JP2019146303A - ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータ - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートの開口径を確保しつつ、ボンド磁石の配向率が異なるものとなること及びウェルド層が形成されることを抑制できるロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータを提供する。【解決手段】製造装置は、ロータコア１２を支持する下型と、円環状の着磁機構２３を有する中間型と、供給源から供給される溶融状態のボンド磁石材料をロータコア１２の磁石挿入孔１５に射出するゲート７７が形成された射出金型６３とを有する上型とを備える。射出金型６３のゲート７７は、ロータコア１２における磁極部１８と軸方向において対向する位置に開口する。そして、射出金型６３におけるゲート７７が開口する開口面７２ａには、ゲート７７と軸方向において磁石挿入孔１５の連結部１５ｃと対向する部位と繋ぐように径方向に延びる導入溝８３が形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータに関する。

従来、回転電機のロータとして、永久磁石をロータコアに埋め込む態様で固定した所謂埋込磁石型のロータが知られている。こうした埋込磁石型ロータの永久磁石には、その形状自由度の高さ等の観点からボンド磁石が用いられることがある。ボンド磁石は、例えば特許文献１に記載されるように、ロータコアに形成された磁石挿入孔に、溶融した樹脂材料に粉末の磁性材料を混合したボンド磁石材料を射出して成形される。

こうしたロータの製造装置は、ロータコアを支持する下型と、着磁機構を有する中間型と、ボンド磁石材料の供給源に接続されゲートから溶融状態のボンド磁石材料を射出する上型とを備えている。着磁機構は、その内周にロータを収容可能な円環状に形成されており、着磁機構によって外周側からロータコアに磁束を付与することで、該ロータコアの磁石挿入孔に射出されたボンド磁石材料が着磁され、ロータが製造される。

特開２０１７−６０２３７号公報

ところで、上記特許文献１の構成では、磁石挿入孔は、略Ｕ字状に形成されており、その両端部が径方向外側に位置するようにロータコアに設けられている。ここで、同文献の第２図に記載のように、製造装置のゲートが磁石挿入孔の一端部に配置される場合、溶融状態のボンド磁石材料が他端部に向かう途中で徐々に冷却され、その流動性が低くなることで、ボンド磁石の一端部と他端部とで配向率が異なるものとなり易い。また、同文献の第３図に記載のように、ゲートが磁石挿入孔の両端部にそれぞれ配置される場合、溶融状態のボンド磁石材料が磁石挿入孔の両端部から該両端を連結する連結部に向かって移動し、該連結部において接合する。そのため、磁石挿入孔の連結部付近においてウェルド層（接合部）が形成され、ボンド磁石の強度が低下するおそれがある。

一方、同文献の第４図に記載されるように、ゲートを磁石挿入孔の連結部に配置する場合には、連結部から両端側に向けてボンド磁石材料が流動することで、ボンド磁石の一端部と他端部とで配向率が異なりにくく、かつウェルド層が形成されることを抑制できる。しかし、この場合には、各ゲートがロータコアの径方向内側に配置されるため、隣り合うゲートの間隔が小さくなるとともに、着磁機構から供給される磁束が弱くなる。その結果、ゲートの開口径を小さくせざるを得ず、例えばボンド磁石材料の射出に多くの時間を要する等の問題が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、ゲートの開口径を確保しつつ、ボンド磁石の配向率が異なるものとなること及びウェルド層が形成されることを抑制できるロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータを提供することにある。

上記課題を解決するロータの製造装置は、溶融状態のボンド磁石材料を射出金型のゲートからロータコアの磁石挿入孔に射出してボンド磁石を成形するものにおいて、前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成されるものであって、前記ゲートは、前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部と軸方向において対向する位置に開口し、前記射出金型における前記ゲートが開口する開口面には、該ゲートと軸方向において前記連結部と対向する部位とを繋ぐように径方向に延びる導入溝が形成された。

上記課題を解決するロータの製造方法は、溶融状態のボンド磁石材料を射出金型のゲートからロータコアの磁石挿入孔に射出してボンド磁石を成形するものにおいて、前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成されるものであって、前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部に向けて前記ゲートから前記ボンド磁石材料を射出し、前記射出金型及び前記磁極部の少なくとも一方に形成され前記磁極部と前記連結部との間を繋ぐ導入溝を介して前記連結部から前記磁石挿入孔内に前記ボンド磁石材料を導入する。

上記課題を解決するロータは、軸方向の少なくとも一方に開口した複数の磁石挿入孔を有する柱状のロータコアと、前記各磁石挿入孔に設けられたボンド磁石とを備え、前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成され、前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の開口側の端面には、前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部から前記連結部に延びる導入溝が形成され、ゲート痕が前記導入溝における前記ロータコアの外周寄りの位置に形成された。

上記各構成によれば、ゲートが磁極部と軸方向において対向する位置に形成されるため、ゲートがそれよりもロータコアの径方向内側の連結部に位置する場合に比べ、隣り合うゲート間の間隔を大きくすることができ、ゲートの開口径を確保できる。そして、磁極部に向けて射出されたボンド磁石材料は、導入溝を通り、連結部から磁石挿入孔内に導入されるため、例えば第１端部からボンド磁石材料を磁石挿入孔内に導入する場合に比べて第１端部と第２端部とでボンド磁石の配向率が異なるものとなることを抑制できるとともに、ウェルドが形成されることを抑制できる。

上記ロータの製造装置において、前記射出金型には、前記ゲート内に磁束を付与する磁束付与部が設けられることが好ましい。
上記構成によれば、溶融状態のボンド磁石材料に対して、磁石挿入孔に射出される前のゲート内に存在している段階から磁束が付与される。磁石挿入孔に射出される前のゲート内に存在するボンド磁石材料は、温度が高いため、ゲート内に磁束を付与することで効果的にボンド磁石を着磁できる。

本発明によれば、ゲートの開口径を確保しつつ、ボンド磁石の配向率が異なるものとなること及びウェルド層が形成されることを抑制できる。

一実施形態のロータの平面図。 一実施形態のロータの断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線断面図）。 一実施形態のロータの製造装置の概略構成を示す断面図。 （ａ）は一実施形態の着磁機構の断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線断面図）、（ｂ）はロータコアに付与される磁束の流れを示す拡大断面図。 （ａ）は一実施形態のロータの製造装置における射出金型近傍の拡大断面図、（ｂ）は同じくゲート付近の拡大断面図。 一実施形態の射出金型の平面図。 一実施形態の着磁機構から射出金型に付与される磁束の流れを示す模式図（図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図）。 （ａ）変形例のロータの製造装置における射出金型近傍の拡大断面図、（ｂ）は同じくゲート付近の拡大断面図。

以下、ロータの製造装置、ロータの製造方法及びロータの一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すロータ１は、図示しないステータの内周側に回転可能に配置されるものであり、例えば電動パワーステアリング装置の駆動源となるモータ（回転電機）を構成する。

ロータ１は、回転軸１１と一体回転可能に固定されたロータコア１２と、ロータコア１２に埋め込まれる態様で固定された複数のボンド磁石（例えばプラスチックマグネットやゴムマグネット）１３とを備えている。つまり、本実施形態のロータ１は、所謂埋込磁石型のロータとして構成されている。

詳しくは、ロータコア１２は、電磁鋼板を複数枚積層することにより構成されており、円柱状に形成されている。ロータコア１２には、軸方向に貫通した軸孔１４がその中央に形成されており、軸孔１４に回転軸１１が圧入されることで、ロータコア１２と回転軸１１とが一体回転可能となっている。また、ロータコア１２には、ボンド磁石１３が内部に配置される複数（本実施形態では１０個）の磁石挿入孔１５が設けられている。各磁石挿入孔１５は、軸方向に貫通するとともに、そのロータコア１２の軸方向と直交する断面が径方向内側に向かって凸となる円弧状に形成されている。より詳しくは、磁石挿入孔１５は、ロータコア１２の軸方向と直交する断面がロータコア１２の外周に最も近接する部位を含む第１端部１５ａ、第２端部１５ｂ及び第１端部１５ａと第２端部１５ｂをロータコア１２の内周側で連結する連結部１５ｃを有する略Ｕ字の曲線状に形成されている。

各ボンド磁石１３は、そのロータコア１２の軸方向と直交する断面が磁石挿入孔１５に倣った円弧形となる湾曲板状に形成されている。各ボンド磁石１３の軸方向一端面には、後述する製造装置２１によって溶融状態のボンド磁石材料を射出した後に、ゲート７７を切り離した剪断痕であるゲート痕１６及びボンド磁石材料が流動した痕である流動痕１７が形成されている。本実施形態では、ゲート痕１６は、ロータコア１２の軸方向一端面において、磁石挿入孔１５の第１端部１５ａ、第２端部１５ｂ及び連結部１５ｃに囲まれた磁極部１８における外周寄りの部位に形成されている。また、流動痕１７は、ロータコア１２の軸方向一端面において、ゲート痕１６から連結部１５ｃの径方向内縁までを繋ぐように径方向に延びた直線状に形成されている。そして、各ボンド磁石１３は、ロータ１の外周に現れる極性が周方向に沿って交互に反対になるように板厚方向に沿って着磁（磁化）されている。

次に、ロータの製造について、ボンド磁石１３の射出成形及び着磁を中心に説明する。
図３に示すように、ロータ１の製造装置２１は、ロータコア１２を支持する下型２２と、円環状の着磁機構２３を有する中間型２４と、溶融した樹脂材料に粉末の磁性材料を混合したボンド磁石材料の供給源２５に接続される上型２６とを備えている。なお、下型２２及び中間型２４は、上型２６に対して一体的に移動可能な可動型として構成されている。

下型２２は、厚みのある複数の金属板を組み合わせてなるブロック状の構造体である。下型２２には、その上面中央に円柱状の台座部３１が設けられるとともに、台座部３１には、その上面中央から突出する位置決め棒３２が設けられている。台座部３１の外径は、ロータコア１２の外径と略等しく設定されている。位置決め棒３２の断面形状は、ロータコア１２の軸孔１４の断面形状と略同一に形成されている。そして、ロータコア１２は、ボンド磁石１３の射出成形時において、位置決め棒３２が軸孔１４に挿入されることで、ロータコア１２の外周面が台座部３１の外周面と軸方向に沿って面一になるように、台座部３１に載置される。

図３及び図４（ａ）に示すように、本実施形態の着磁機構２３は、複数（本実施形態では１０個）のヨーク４１と複数対（本実施形態では１０対）の永久磁石４２とを周方向に交互に配列することにより円環状に形成されている。

詳しくは、各ヨーク４１は、鉄などの強磁性材料からなり、ロータコア１２の軸方向と直交する断面が細長い略台形の柱状に形成されている。各ヨーク４１の軸方向（図３中、上下方向）に沿った長さは、ロータコア１２の軸方向長さよりも長く設定されている。各ヨーク４１は、そのロータコア１２の軸方向と直交する断面のなす台形の下辺に相当する磁路面４１ａがロータコア１２の外周面の曲率半径と略等しい円弧状の湾曲面とされている。そして、各ヨーク４１は、磁路面４１ａが径方向内側に位置するとともにロータコア１２の外周面に接触又は極微小な隙間を空けて対向するように、周方向に沿って等角度間隔で円環状に配列されている。

各永久磁石４２は、周方向で隣り合うヨーク４１間の隙間に対応する扇形の底面を有する柱状に形成されており、当該隙間を周方向中央で二分割した形状の磁石片を組み合わせてなる。各永久磁石４２の軸方向に沿った長さは、ロータコア１２の軸方向長さよりも長く設定されている。各永久磁石４２の内周面は、平面状又はヨーク４１の磁路面４１ａよりも僅かに大きな曲率半径を有する曲面状に形成され、磁路面４１ａよりも径方向外側に位置している。なお、各永久磁石４２の外周面は、ヨーク４１における径方向外側に位置する側面と略同一の曲率半径を有し、各ヨーク４１と一体で滑らかな円筒面を形成している。そして、各永久磁石４２は、ヨーク４１との接触面に対して略直交するとともに、各ヨーク４１を周方向両側から同一の極性で挟み込むように周方向に着磁されている。

したがって、図４（ｂ）に示すように、各永久磁石４２の磁束は、ヨーク４１の磁路面４１ａからロータコア１２（隣り合う磁石挿入孔１５）を通過し、該ヨーク４１と隣り合って配置されたヨーク４１の磁路面４１ａに戻る磁路を形成する。

図３に示すように、中間型２４は、一対の保持板５１と、保持板５１間に配置される連結部材５２とを備えている。各保持板５１には、その中央において内部を貫通する貫通孔５３が形成されるとともに、丸穴状の収容凹部５４が貫通孔５３と同心円上に形成されている。各貫通孔５３の内径は下型２２の台座部３１の外径と略等しく設定されるとともに、各貫通孔５３の軸方向長さは下型２２の台座部３１の軸方向長さよりも短く設定されている。また、収容凹部５４の内径は、着磁機構２３の外径と略等しく設定されている。連結部材５２は、その内径が収容凹部５４の外径と略等しい円環状に形成されている。そして、各保持板５１の収容凹部５４同士を対向させ、収容凹部５４に着磁機構２３の端部を挿入するとともに連結部材５２を挟み込んだ状態で、図示しないボルト等により連結部材５２に各保持板５１を連結することで、着磁機構２３を保持している。

中間型２４は、一方の保持板５１の貫通孔５３を介して着磁機構２３の内周に台座部３１の先端部分が挿入されるように下型２２に組み付けられる。このように中間型２４が下型２２に組み付けられた状態で、着磁機構２３は、軸方向における下型２２側（図３中、下側）の端部が台座部３１と径方向に対向するとともに軸方向中央部がロータコア１２の全体と径方向に対向し、軸方向における上型２６側（図３中、上側）の端部が後述する射出金型６３の突出部７２と径方向に対向する。

図３及び図５に示すように、上型２６は、第１上型６１及び第２上型６２と、第１上型６１に組み付けられてボンド磁石材料を射出する射出金型（スプルブッシュ）６３とを備えている。なお、第１上型６１及び射出金型６３は、第２上型６２に対して一体的に移動可能に構成されている。

第１上型６１は、厚みのある板状に形成されており、中間型２４に対して組み付けられる。第１上型６１には、その板厚方向に貫通し、射出金型６３が嵌合される嵌合孔６４が形成されている。嵌合孔６４は、中間型２４側（図３中、下側）の内径が小さくなる段付の丸孔状に形成されている。なお、本実施形態の嵌合孔６４は、第２上型６２側（図３中、上側）の軸方向と直交する断面形状が円の一部を互いに平行となるように切り欠いた形状をなしている。第２上型６２は、厚みのある板状に形成されている。第２上型６２は、供給源２５に接続される。第２上型６２には、嵌合孔６４内に突出する円柱状の流路形成凸部６５が形成されるとともに、第２上型６２の板厚方向に貫通し、流路形成凸部６５の端面中央に開口する供給路６６が形成されている。供給路６６は、溶融状態のボンド磁石材料の流路となる。なお、供給路６６は、直線状に延びるとともに流路形成凸部６５の端面に近接するにつれて内径が大きくなる円すい状に形成されている。

図５及び図６に示すように、射出金型６３は、ステンレス鋼等の非磁性材料からなり、円柱状の嵌合部７１と、嵌合部７１と同軸上に配置された円柱状の突出部７２と、複数（本実施形態では１０個）の磁束付与部７３とを備えている。

嵌合部７１には、径方向外側に突出するフランジ部７１ａを有しており、嵌合部７１の外周面は嵌合孔６４の内周面に倣った段付形状とされている。そして、射出金型６３は、その嵌合部７１が第２上型６２側（図５中、上側）から嵌合孔６４に嵌合され、突出部７２が着磁機構２３側（図５中、下側）に突出した状態で第１及び第２上型６１，６２に組み付けられる。嵌合部７１には、流路形成凸部６５が嵌合される流路形成穴７４が形成されている。流路形成穴７４の底面には、その中央に丸穴状の流路凹部７５が形成されるとともに、流路凹部７５から径方向に沿って延びる複数（本実施形態では、１０本）の流路溝７６が形成されている。各流路溝７６は、周方向に等角度間隔で形成されている。各流路溝７６には、軸方向に延びて突出部７２の端面に開口するゲート７７が、突出部７２の外周寄りの位置（磁極部１８の径方向中央よりも外周側の位置）に形成されている。つまり、突出部７２の端面がゲート７７の開口する開口面７２ａとなり、ゲート７７が開口面７２ａにおける外周寄りの位置に開口している。なお、各ゲート７７は、直線状に延びるとともに開口面７２ａに近接するにつれて内径が小さくなる円すい状に形成されている。これにより、流路形成穴７４に流路形成凸部６５が嵌合した状態で、供給路６６から流路凹部７５及び流路溝７６を介して各ゲート７７に通じるボンド磁石材料の流路が形成される。

突出部７２の外径は、ロータコア１２の外径、すなわち保持板５１の貫通孔５３の内径と略等しく設定されている。突出部７２の軸方向に沿った長さ（第１上型６１からの突出量）は、保持板５１の貫通孔５３の軸方向長さよりも長く設定されており、開口面７２ａは、ロータコア１２の軸方向端面である磁極部１８に接する。これにより、突出部７２の先端部分は、上型２６が中間型２４に組み付けられた状態で着磁機構２３内に挿入され、突出部７２の外周面がロータコア１２の外周面と軸方向に沿って面一になるとともに、各ヨーク４１の磁路面４１ａと接触又は極微小な隙間を空けて径方向に対向する。

図５（ａ）及び図７に示すように、突出部７２の外周面における先端部分には、径方向に開口した複数（本実施形態では、１０個）の第１固定穴７８がゲート７７と径方向において対向する位置に形成されている。各第１固定穴７８は、径方向に沿った深さが突出部７２の外周面からゲート７７までの径方向距離よりもやや浅い扇形状に形成されている。各第１固定穴７８は、周方向に沿った幅がヨーク４１の磁路面４１ａの幅と略等しく形成されている。突出部７２の開口面７２ａには、軸方向に開口した複数（本実施形態では、１０個）の第２固定穴７９がゲート７７と径方向において対向する位置に形成されている。各第２固定穴７９は、略四角穴状に形成されており、各第１固定穴７８との間でゲート７７を挟み込んでいる。各第２固定穴７９における径方向外側の側面は、ゲート７７を中心とする円弧状の湾曲面を含んでいる。また、各第２固定穴７９は、軸方向に沿った深さが突出部７２の開口面７２ａから第１固定穴７８における上型２６側の側面までの距離と略等しく設定されている。

各磁束付与部７３は、鉄等の強磁性材料からなり、第１固定穴７８に挿入された第１磁束付与片８１と、第２固定穴７９に挿入された第２磁束付与片８２とにより構成されている。各第１磁束付与片８１は、第１固定穴７８の穴形状に倣った断面扇形の板状に形成されている。各第１磁束付与片８１は、第１固定穴７８内に圧入や溶接等により固定されている。そして、各第１磁束付与片８１における突出部７２の外周に露出した側面８１ａは、ヨーク４１の磁路面４１ａと径方向において対向している。各第２磁束付与片８２は、第２固定穴７９の穴形状に倣った断面略四角形の柱状に形成されるとともに、その軸方向に沿った長さは第２固定穴７９の深さよりも短く設定されている。各第２磁束付与片８２は、第２固定穴７９内に圧入や溶接等により固定されている。なお、各第２磁束付与片８２における突出部７２の開口面７２ａ側には、非磁性材料からなる蓋部材８０が圧入や溶接等により固定されている。これにより、各第１磁束付与片８１及び各第２磁束付与片８２（各磁束付与部７３）は、各ゲート７７を径方向両側から挟み込むように突出部７２に埋設されている。

したがって、各永久磁石４２の磁束は、ヨーク４１の磁路面４１ａから射出金型６３の第１磁束付与片８１に入り、ゲート７７を介して第２磁束付与片８２に入る。そして、該第２磁束付与片８２から隣り合う第２磁束付与片８２を通過し、ゲート７７を介して第１磁束付与片８１に入り、上記ヨーク４１と隣り合うヨークの磁路面４１ａに戻る磁路を形成する。

そして、図５（ｂ）に示すように、突出部７２の開口面７２ａには、各ゲート７７の開口から径方向に沿って直線状に延び、軸方向において各磁石挿入孔１５の連結部１５ｃと対向する部位までの範囲に延在する直線状の導入溝８３が形成されている。なお、本実施形態では、導入溝８３は、突出部７２の開口面７２ａ及び蓋部材８０の端面に跨る態様で形成されている。

次に、ロータの製造方法について製造装置２１によるボンド磁石１３の射出成形及び着磁を中心に説明する。
別の工程で製造されたロータコア１２を着磁機構２３内に挿入し、軸孔１４に位置決め棒３２が挿入されるようにして台座部３１上にロータコア１２を載置する。続いて、図３に示すように、下型２２及び中間型２４を移動させて上型２６に組み付ける。これにより、射出金型６３の突出部７２が着磁機構２３内に挿入され、磁束付与部７３（第１磁束付与片８１）がヨーク４１と径方向に対向する。この状態では、上記のように磁束付与部７３によりゲート７７内に磁束が付与される（図７参照）。

供給源２５からボンド磁石材料を供給し、ゲート７７からロータコア１２の磁極部１８に向けてボンド磁石材料を射出する。そして、磁極部１８に向けて射出されたボンド磁石材料は、導入溝８３を通って連結部１５ｃから磁石挿入孔１５内に導入され、該連結部１５ｃから第１及び第２端部１５ａ，１５ｂに向かって流れる。ここで、ボンド磁石材料は、ゲート７７内を通過する際に該ゲート７７内を通過する磁束により配向・着磁される。その後、ボンド磁石材料は、磁石挿入孔１５内を移動する際にも、着磁機構２３で生成されて該磁石挿入孔１５を通過する磁束によっても配向・着磁されつつ徐々に硬化していく（図４参照）。その結果、磁石挿入孔１５の形状のボンド磁石１３が形成される。

ボンド磁石１３の形成後は、下型２２及び中間型２４を上型２６から分離してロータコア１２を取り出し、該ロータコア１２に回転軸１１等を組み付けることでロータ１が製造される。なお、本実施形態では、ロータコア１２を取り出す際に、第１上型６１と第２上型６２とを分離し、流路内に残留して硬化したボンド磁石を併せて取り除く。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）ゲート７７をロータコア１２における磁極部１８と軸方向において対向する位置に開口し、射出金型６３におけるゲート７７が開口する開口面７２ａに、ゲート７７と軸方向において連結部１５ｃと対向する部位と繋ぐように径方向に延びる導入溝８３を形成した。そのため、ゲート７７が連結部１５ｃに位置する場合に比べ、隣り合うゲート７７間の間隔を大きくすることができ、ゲート７７の開口径を確保できる。そして、磁極部１８に向けて射出されたボンド磁石材料は、導入溝８３を通り、対称形状となる第１端部１５ａ及び第２端部１５ｂにそれぞれ行き届くように、連結部１５ｃから磁石挿入孔１５内に導入されるため、第１端部１５ａと第２端部１５ｂとでボンド磁石の配向率が異なるものとなることを抑制できるとともにウェルドが形成されることを抑制できる。

（２）射出金型６３に、ゲート７７内に磁束を付与する磁束付与部７３を設け、ボンド磁石１３を射出成形する際に、ゲート７７内に磁束を付与しながら溶融状態のボンド磁石材料をロータコア１２の磁石挿入孔１５に射出するようにした。ここで、磁石挿入孔１５に射出される前のゲート７７内に存在するボンド磁石材料は、温度が高いため、ゲート７７内に磁束を付与することで効果的にボンド磁石を着磁できる。これにより、ロータコア１２に配向率及び着磁率の高いボンド磁石１３を成形できるため、例えばモータの出力トルク向上を図ることができる。

（３）第１及び第２磁束付与片８１，８２（磁束付与部７３）を強磁性材料により構成し、第１磁束付与片８１の側面８１ａが着磁機構２３の磁束の磁路となるようにヨーク４１の磁路面４１ａと対向させることで、着磁機構２３の磁束をゲート７７内に付与するようにした。

ここで、射出金型６３は、ボンド磁石材料の射出時において該ボンド磁石材料の熱の影響により高温になり易い。そのため、例えば永久磁石によりゲート７７内に磁束を付与する場合、射出時に射出金型６３の温度とともに磁束付与部７３の温度が高くなることで、ゲート７７内に付与する磁束が減少する。一方、着磁機構２３は、溶融状態のボンド磁石材料に直接接触せず、射出金型６３に比べてボンド磁石材料の射出時に温度が高くなり難い。したがって、着磁機構２３で生成された磁束が磁束付与部７３を介してゲート７７内に付与されるようにすることで、例えば永久磁石を用いる場合に比べ、射出時にゲート７７内に付与する磁束が減少することを抑制できる。

（４）射出金型６３にゲート７７が開口する円柱状の突出部７２を設け、側面８１ａが突出部７２の外周面に露出するように第１磁束付与片８１を埋設した。そして、着磁機構２３を、ロータコア１２とともに突出部７２の先端部分を内周側に収容可能な円環状に形成し、側面８１ａと径方向において対向するようにしたため、軸方向において対向するものと比べ、製造装置２１の大型化を抑制しつつ、磁束付与部７３をヨーク４１と対向させることができる。

（５）ゲート７７が突出部７２の開口面７２ａにおける外周寄りの位置に開口するように射出金型６３を形成したため、ボンド磁石材料が着磁機構２３の内周面に近い磁場の強い範囲に射出され、強い磁束を受けて着磁される。これにより、成形されるボンド磁石１３の配向率及び着磁率をより一層向上できる。このようにゲート７７を外周寄りの位置に形成することで配向率及び着磁率を向上できるため、ゲート７７をロータコア１２における磁極部１８と軸方向において対向する位置に開口させることで、ゲート７７を外周寄りに形成可能な構成を採用する効果は大である。

（６）流動痕１７を、ゲート痕１６から連結部１５ｃの径方向内縁までを繋ぐように形成したため、ゲート７７から磁石挿入孔１５内へボンド磁石材料が流れる際の抵抗を減少でき、成形性を向上させることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、流動痕１７がゲート痕１６から連結部１５ｃの径方向内縁までを繋ぐように延びていたが、これに限らず、例えばゲート痕１６から連結部１５ｃの径方向中央まで延びるように形成してもよい。

・上記実施形態では、導入溝８３を直線状に形成したが、これに限らず、例えば円弧状に湾曲するように形成してもよく、その形状は適宜変更可能である。
・上記実施形態では、導入溝８３を射出金型６３の突出部７２に形成したが、これに限らず、例えば図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ロータコア１２の軸方向一端面に、磁極部１８における外周寄りの部位から連結部１５ｃに延びる導入溝９１を形成してもよい。なお、この場合には、ゲート痕が導入溝９１におけるロータコア１２の外周寄りの位置に形成される。また、射出金型６３の突出部７２及びロータコア１２の双方に導入溝を形成してもよい。

・上記実施形態において、上型２６にヒータを設けることで、ロータコア１２にボンド磁石１３を射出成形する度に流路内に残留したボンド磁石を取り除かないようにすることが可能である。

・上記実施形態では、第１及び第２磁束付与片８１，８２が各ゲート７７を径方向両側から挟み込むように突出部７２に埋設したが、これに限らず、例えば磁束付与部７３を単一の部材により構成するとともに各ゲート７７を周方向両側から挟み込むように突出部７２に埋設してもよい。要は磁束付与部からゲート７７内に磁束を付与できればよく、磁束付与部の射出金型６３内における配置は適宜変更可能である。また、例えば第２固定穴７９及び第２磁束付与片８２を三角形状等に形成してもよく、これらの数及び形状も適宜変更可能である。同様にゲート７７の数や配置等も適宜変更可能である。

・上記実施形態では、第１磁束付与片８１の側面８１ａがヨーク４１の磁路面４１ａと径方向において対向するようにしたが、これに限らない。例えば第１磁束付与片８１が突出部７２の開口面７２ａに露出するとともに突出部７２が着磁機構２３の内径よりも大きくなるように射出金型６３を構成し、第１及び第２磁束付与片８１，８２を軸方向においてヨーク４１と対向させてもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２磁束付与片８１，８２（磁束付与部７３）を強磁性材料により構成したが、これに限らず、例えば永久磁石を磁束付与部として構成してもよい。なお、この場合、磁束付与部は着磁機構２３の磁束の磁路となるように着磁機構２３の一部と対向しなくてもよい。

また、電磁コイルを磁束付与部として構成し、該電磁コイルを射出金型６３に設けてもよい。なお、この場合には、ボンド磁石１３の射出成形時において、電磁コイルに給電し、ゲート７７内に磁束を付与しながら溶融状態のボンド磁石材料を磁石挿入孔に射出することになる。

・上記実施形態において、射出金型６３に磁束付与部７３を設けなくともよい。
・上記実施形態では、着磁機構２３を複数のヨーク４１及び永久磁石４２を環状に配列することにより構成したが、これに限らず、例えば永久磁石４２に代えて電磁コイルを用いてもよく、その構成は適宜変更可能である。

・上記実施形態において、製造装置２１に着磁機構２３を設けず、ゲート７７内に付与する磁束のみでボンド磁石１３を着磁してもよい。
・上記実施形態では、磁石挿入孔１５を第１端部１５ａ及び第２端部１５ｂが対称形状となるように形成したが、これに限らず、例えば第１端部１５ａの径方向に沿った長さが第２端部１５ｂの径方向に沿った長さよりも長くなるように形成してもよい。このように構成しても、磁極部１８に向けて射出されたボンド磁石材料が導入溝８３を通り、連結部１５ｃから磁石挿入孔１５内に導入されるため、例えば第１端部１５ａからボンド磁石材料を磁石挿入孔１５内に導入する場合に比べて第１端部１５ａと第２端部１５ｂとでボンド磁石の配向率が異なるものとなることを抑制できる。

・上記実施形態では、磁石挿入孔１５の断面が径方向内側に向かって凸となる円弧状としたが、これに限らず、例えば径方向と直交する直線状等でもよく、その形状は適宜変更可能である。なお、磁石挿入孔１５を径方向と直交する直線状に形成した場合、ロータコア１２における磁石挿入孔１５よりも径方向外側部分が磁極部１８となる。

・上記実施形態において、磁石挿入孔１５は、軸方向の少なくとも一方側に開口していればよい。
次に、上記実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記磁束付与部は強磁性材料からなり、前記着磁機構の磁束の磁路となるように該着磁機構の一部と対向することにより、該着磁機構の磁束を前記ゲート内に付与するロータの製造装置。

射出金型は、ボンド磁石材料の射出時において該ボンド磁石材料の熱の影響により高温になり易い。そのため、例えば永久磁石により磁束付与部を構成した場合、射出時に射出金型の温度とともに磁束付与部の温度が高くなることで、ゲート内に付与する磁束が減少する。一方、着磁機構は、溶融状態のボンド磁石材料に直接接触せず、射出金型に比べてボンド磁石材料の射出時に温度が高くなり難い。そして、上記構成によれば、着磁機構で生成された磁束が磁束付与部を介してゲート内に付与される。そのため、例えば永久磁石により磁束付与部を構成する場合に比べ、射出時にゲート内に付与する磁束が減少することを抑制できる。

（ロ）前記射出金型は、端面が前記ゲートの開口する前記開口面となる突出部を有し、前記突出部には、前記磁束付与部の側面が該突出部の外周面に露出するように設けられ、前記着磁機構は、前記ロータコアとともに前記突出部の一部を内周側に収容可能な環状に形成され、前記側面と径方向において対向するロータの製造装置。上記構成によれば、製造装置の大型化を抑制しつつ、磁束付与部の一部を着磁機構と対向させることができる。

（ハ）前記ゲートは、前記突出部の前記開口面における外周寄りの位置に開口されたロータの製造装置。上記構成によれば、ボンド磁石材料が着磁機構の内周面に近い磁場の強い範囲に射出され、強い磁束を受けて着磁されるため、成形されるボンド磁石の配向率及び着磁率を好適に向上できる。このようにゲートを外周寄りの位置に形成することで配向率及び着磁率を向上できるため、上記のようにゲートをロータコアにおける磁極部と軸方向において対向する位置に開口することで、ゲートを外周寄りに形成可能な構成を採用する効果は大である。

１…ロータ、１２…ロータコア、１３…ボンド磁石、１５…磁石挿入孔、１５ａ…第１端部、１５ｂ…第２端部、１５ｃ…連結部、１６…ゲート痕、１７…流動痕、１８…磁極部、２１…製造装置、２２…下型、２３…着磁機構、２４…中間型、２６…上型、４１…ヨーク、４１ａ…磁路面、４２…永久磁石、６３…射出金型、７２…突出部、７２ａ…開口面、７３…磁束付与部、７７…ゲート、７８…第１固定穴、７９…第２固定穴、８１…第１磁束付与片、８１ａ…側面、８２…第２磁束付与片、８３，９１…導入溝。

Claims (4)

1. 溶融状態のボンド磁石材料を射出金型のゲートからロータコアの磁石挿入孔に射出してボンド磁石を成形するロータの製造装置において、
   前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成されるものであって、
   前記ゲートは、前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部と軸方向において対向する位置に開口し、
   前記射出金型における前記ゲートが開口する開口面には、該ゲートと軸方向において前記連結部と対向する部位とを繋ぐように径方向に延びる導入溝が形成されたロータの製造装置。
2. 請求項１に記載のロータの製造装置において、
   前記射出金型には、前記ゲート内に磁束を付与する磁束付与部が設けられたロータの製造装置。
3. 溶融状態のボンド磁石材料を射出金型のゲートからロータコアの磁石挿入孔に射出してボンド磁石を成形するロータの製造方法において、
   前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成されるものであって、
   前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部に向けて前記ゲートから前記ボンド磁石材料を射出し、
   前記射出金型及び前記磁極部の少なくとも一方に形成され前記磁極部と前記連結部との間を繋ぐ導入溝を介して前記連結部から前記磁石挿入孔内に前記ボンド磁石材料を導入するロータの製造方法。
4. 軸方向の少なくとも一方に開口した複数の磁石挿入孔を有する柱状のロータコアと、
   前記各磁石挿入孔に設けられたボンド磁石とを備え、
   前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの軸方向と直交する断面が第１端部、第２端部及び前記第１端部と前記第２端部とを前記ロータコアの径方向内側で連結する連結部を有する線状に形成され、
   前記ロータコアにおける前記磁石挿入孔の開口側の端面には、前記磁石挿入孔の前記第１端部、前記第２端部及び前記連結部に囲まれた磁極部から前記連結部に延びる導入溝が形成され、
   ゲート痕が前記導入溝における前記ロータコアの外周寄りの位置に形成されたロータ。