JP2020096417A - マグネット、モータ、マグネットの製造方法及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造可能なマグネットを提供する。【解決手段】マグネット５０は、軸方向において上端部と下端部とを有する複数の磁性体の片６０を有する。複数の磁性体の片６０のうち上端部から下端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄと、複数の磁性体の片６０のうち下端部から上端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚとが、周方向に交互に並んでいる。マグネット５０の全体は、環状をなす。【選択図】図６

Description

この発明は、マグネット、モータ、マグネットの製造方法及びモータの製造方法に関し、特に、環状のマグネット、モータ、マグネットの製造方法及びモータの製造方法に関する。

例えばモータなどに、環状のマグネットが用いられている。

下記特許文献１には、モータケースにおいて、筒状のヨークの内周面に２つのマグネットを隙間を空けて環状を成すように配置した構造が記載されている。

特開２００８−０６８００１号公報

ところで、棒状、板状のマグネットやそれらが湾曲した形状のマグネットを製造する場合と比較して、環状のマグネットを製造する場合には、製造工程やマグネットの種類に関する制約が多い。

この発明は、容易に製造可能なマグネット、モータ、マグネットの製造方法及びモータの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、マグネットは、軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する複数の磁性体の片を有し、複数の磁性体の片のうち第１の端部から第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片と、複数の磁性体の片のうち第２の端部から第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片とが、周方向に交互に並んでおり、全体が環状をなす。

好ましくは、周方向に隣り合う複数の磁性体の片同士の間には樹脂がある。

好ましくは、第１の端部から第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片の数と第２の端部から第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片の数とは等しい。

好ましくは、複数の磁性体の片は、互いに同じ形状を有する。

好ましくは、周方向において、第１の端部及び第２の端部のうち周方向に幅が小さい方の端部が、第１の端部及び第２の端部のうち周方向に幅が大きい方の端部の両端部間にある形状を、複数の磁性体の片のそれぞれは有する。

好ましくは、複数の磁性体の片のそれぞれの内周面又は外周面を平面に展開した形状は、台形である。

好ましくは、磁性体の片のそれぞれの内周面側にある部分が単一の磁極部である。

好ましくは、複数の磁性体の片のうち周方向に隣り合う２つの磁性体の片のそれぞれの内周面側の磁極部の極性は、互いに異なる。

好ましくは、複数の磁性体の片は、圧粉成形品である。

好ましくは、複数の磁性体の片は、異方性マグネットである。

この発明の他の局面に従うと、モータは、筒状に形成された部分を有するフレームと、フレームの内側に配置された上記のマグネットと、マグネットの内側に配置されたロータとを有する。

好ましくは、径方向において、複数の磁性体の片の外周面の曲率は、複数の磁性体の片のそれぞれに接触するフレームの内周面の曲率よりも大きい。

この発明のさらに他の局面に従うと、マグネットの製造方法は、軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する環状のマグネットの製造方法であって、第１の端部から第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第１磁性体の片と、複数の磁性体の片のうち第２の端部から第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第２磁性体の片とを、周方向に交互に並べるステップと、径方向において複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とのそれぞれの外側への変位が規制されている状態で、軸方向において、少なくとも１つの第１磁性体の片の第１の端部と少なくとも１つの第２磁性体の片の第２の端部との一方を他方に向けて移動させるステップとを含む。

好ましくは、複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とを周方向に交互に並べるステップの後で複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とのそれぞれに着磁するステップを含む。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータの製造方法は、筒状に形成された部分を有するフレームと、フレームの内側に配置された、軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する環状のマグネットとを有するモータの製造方法であって、第１の端部から第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第１磁性体の片と、複数の磁性体の片のうち第２の端部から第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第２磁性体の片とを、フレームの内側に周方向に交互に並べるステップと、軸方向において、少なくとも１つの第１磁性体の片の第１の端部と少なくとも１つの第２磁性体の片の第２の端部との一方を他方に向けて移動させるステップとを含む。

好ましくは、複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とをフレームの内側に周方向に交互に並べるステップの後で複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とのそれぞれに着磁するステップを含む。

これらの発明に従うと、容易に製造可能なマグネット、モータ、マグネットの製造方法及びモータの製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータを示す側断面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 磁性体の片を示す斜視図である。 磁性体の片を内周面側から径方向に見た図である。 磁性体の片を先端部側から見た図である。 マグネットを示す斜視図である。 マグネットの内周面を平面に展開した形状を示す図である。 マグネットの製造工程について説明する図である。 マグネットの一変形例を示す図である。 マグネットの形状と筒状部の形状との関係を示す拡大図である。 マグネットの形状と筒状部の形状との関係の一変形例を示す拡大図である。 マグネットの形状と筒状部の形状との関係の他の変形例を示す拡大図である。 本実施の形態の第１の変形例に係るマグネットを示す斜視図である。 本実施の形態の第２の変形例に係るマグネットを示す斜視図である。 本実施の形態の第３の変形例に係るマグネットを示す図である。 本実施の形態の第４の変形例に係るマグネットを上方から見た図である。 第４の変形例に係るマグネットの側面図である。

以下、本発明の実施の形態の１つにおけるモータについて説明する。

以下の説明において、モータの回転軸に沿う方向を「軸方向」、モータの回転軸に直交する方向を「径方向」、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称することがある。また、本願では、軸方向を上下方向（図１における上側が「上」）として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向は、あくまで説明の便宜のために定義したものであって、本発明に係るモータが搭載される機器における方向や、このモータが使用される姿勢などについて、何ら限定するものではない。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ１を示す側断面図である。

図１に示されるように、モータ１は、おおまかに、フレーム組立体１ｂと、フレーム組立体１ｂに対して回転可能に軸支されたロータ２とを有している。

ロータ２は、回転軸（シャフト）２ｂと、アマチュア部４と、整流子部６などを有している。アマチュア部４は、回転軸２ｂに取り付けられており、径方向に複数突出する突極を有するアマチュアコア５と、各突極に巻回された巻線（図示せず）などを有している。整流子部６は、アマチュア部４の下側において、回転軸２ｂに取り付けられている。整流子部６は、後述のようにしてフレーム組立体１ｂに設けられているブラシ２５に接触する整流子７などを有している。

フレーム組立体１ｂは、フレーム１０、ブラケット３０、プレート４０、及びマグネット５０などで構成されている。

フレーム１０は、強磁性体である材質を用いて形成されている。フレーム１０は、例えば鉄製の板を成形することにより形成されている。なお、フレーム１０の材質等はこれに限られるものではない。

フレーム１０は、円筒形状に形成された筒状部１０ｂと、筒状部１０ｂの上端部（蓋部１０ｃ側の端部）を回転軸２ｂが突出するようにして塞ぐ蓋部１０ｃとを有している。筒状部１０ｂの内周面は、円筒面である。筒状部１０ｂの下端部（開口側の端部）は開口しており、プレート４０により塞がれている。フレーム１０及びプレート４０により構成される空間の内部に、アマチュア部４及び整流子部６が収納されている。フレーム１０の蓋部１０ｃの中央部には、軸受２１が保持されている。また、プレート４０の中央部には、軸受２２が保持されている。回転軸２ｂは、上下２箇所の軸受２１，２２により、フレーム１０に対して回転可能に保持されている。

プレート４０の内側には、ブラケット３０が取り付けられている。ブラケット３０には、ブラシ２５と連結し外部からの電流が供給される端子２６が保持されている。ブラシ２５は、整流子７に接触するようにして保持されている。

マグネット５０は、環状の形状を有している。マグネット５０は、回転軸２ｂの周囲を囲む筒形状を有している。マグネット５０は、アマチュア部４の周囲を囲んでいる。マグネット５０は、軸方向において、上端部（第１の端部の一例）５１と下端部（第２の端部の一例）５２とを有している。

マグネット５０の上端部５１は、軸方向において、筒状部１０ｂの上部に形成された突起１０ｄに対向している。突起１０ｄは、筒状部１０ｂの一部が外周面側から回転軸側に凹み、内周面において内側に突出している形状を有しているが、これに限られるものではない。突起１０ｄは、周方向に複数個所にわたって設けられていてもよいし、１つが設けられていてもよい。

マグネット５０の下端部５２は、軸方向において、ブラケット３０の外周部に設けられた支持部３２に対向している。支持部３２は、筒状部１０ｂの内周面に沿うように、上方に突出している形状を有しているが、これに限られるものではない。支持部３２は、周方向の一部に部分的に設けられているが、これに限られず、周方向に環状に設けられていてもよい。また、支持部３２は、ブラケット３０から上方に突出していなくてもよい。

マグネット５０の上端部５１は、突起１０ｄに近接しており、マグネット５０の下端部５２は、支持部３２に近接している。すなわち、上下方向において、マグネット５０は、突起１０ｄと支持部３２とに挟まれて位置決めされている。マグネット５０は、例えば、接着剤（樹脂の一例、図示せず）により筒状部１０ｂに接着されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。

図２においては、フレーム１０とマグネット５０のみが示されており、ロータ２の図示は省略されている。図２においては、マグネット５０の上端部５１が示されている。以下の図において、破線は、隠れ線である。

図２に示されるように、フレーム１０は、モータ１の側部全周にわたり、略均一の厚みを有している。

マグネット５０は、略一定の厚みを有している。マグネット５０は、円筒面状の外周面５４を有している。外周面５４は、筒状部１０ｂの内周面に接している。また、マグネット５０は、円筒面状の内周面５３を有している。内周面５３は、アマチュアコア５の外径よりもわずかに大きい内径を有している。すなわち、アマチュアコア５とマグネット５０の内周面５３との間には、わずかなエアギャップが形成されている。

本実施の形態において、マグネット５０は、複数の磁性体の片６０を有している。マグネット５０は、周方向に並ぶ複数の磁性体の片６０により構成されている。

具体的には、マグネット５０は、偶数個の磁性体の片６０で構成されている。本実施の形態においては、６個の磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｘ，６０ｙ，６０ｚによりマグネット５０が構成されている。以下、これらの磁性体の片６０を２組に分けて、一方の組に属するものを第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄといい、他方の組に属するものを第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚということがある。以下、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄや第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚを区別せずに、それぞれを磁性体の片６０ということがある。

本実施の形態において、各磁性体の片６０は、互いに同じ形状を有している。各磁性体の片６０は、例えば、フェライトや、ネオジム、サマリウムなどの希土類を用いて成形された圧粉成形品である。すなわち、各磁性体の片６０は、材料を含む合金の微粉を型に入れてプレス成形した後、焼結することにより得られた粉末成形品である。各磁性体の片６０は、焼結品であるということもできる。各磁性体の片６０は、異方性マグネットであり、各磁性体の片６０の内周面６３側は、単一の磁極部となっている。これにより、各磁性体の片６０は、比較的強い磁場を発生させるように構成されている。

図３は、磁性体の片６０を示す斜視図である。図４は、磁性体の片６０を内周面６３側から径方向に見た図である。図５は、磁性体の片６０を先端部６１側から見た図である。

図３、図４、及び図５において、磁性体の片６０は、上下方向の向きがモータ１における第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの向きと一致する姿勢で示されている。すなわち、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚは、モータ１において、図３、図４、及び図５に示される姿勢とは上下方向が逆になる姿勢で配置されている。

磁性体の片６０は、先端部６１と、後端部６２と、内周面６３と、外周面６４と、周方向の２つの側面６５とを有している。磁性体の片６０は、内周面６３と外周面６４とがそれぞれ周方向に沿って湾曲した形状（瓦形状）を有している。内周面６３は、曲率半径がＲ１の円筒面状であり、外周面６４は、曲率半径がＲ２の円筒面状であるが、内周面６３や外周面６４は円筒面状に限られるものではない。

図４に示されるように、磁性体の片６０は、先端部６１から後端部６２に向けて周方向における幅が大きくなる形状を有している。図５に示されるように、先端部６１側から磁性体の片６０を見たとき、先端部６１の周方向両端部は、周方向において、後端部６２の周方向両端部の間にある。周方向において、先端部６１の幅は５０度であり、後端部６２の幅は７０度である。複数の磁性体の片６０のそれぞれの内周面６３及び外周面６４を平面に展開した形状は、等脚台形である。すなわち、内周面６３及び外周面６４を平面に展開した形状は線対称となる。内周面６３及び外周面６４を平面に展開した形状において、側面６５は直線状である。側面６５は、周方向において傾斜している（上方から下方に近づくに従って、周方向いずれかの方向に近づく）。すなわち、磁性体の片６０の側面６５は、テーパ形状を有している。

側面６５と内周面６３との間や、側面６５と外周面６４との間には、面取り部６５ｂが形成されており、欠け等が発生しにくくなっているが、これに限られるものではない。

図６は、マグネット５０を示す斜視図である。図７は、マグネット５０の内周面６３を平面に展開した形状を示す図である。

図７において左右方向は、マグネット５０の周方向である。

図６に示されるように、マグネット５０の上端部５１から下端部５２に向けて周方向における幅が大きくなる第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄと、複数の磁性体の片６０のうち下端部５２から上端部５１に向けて周方向における幅が大きくなる第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚとは、周方向に交互に並んでいる。すなわち、上方から見て、反時計回りに、第１磁性体の片６０ｂ、第２磁性体の片６０ｘ、第１磁性体の片６０ｃ、第２磁性体の片６０ｙ、第１磁性体の片６０ｄ、及び第２磁性体の片６０ｚがこの順に並んでいる。換言すると、６個の磁性体の片は、先端部６１が上に向く姿勢のものと先端部６１が下に向く姿勢のものとが周方向に交互に並ぶようにして、全体として環状をなすように配置される。

隣り合う磁性体の片６０同士は、互いの側面６５同士が向き合うようにして配置されている。各磁性体の片６０は上述のような形状を有しており、先端部６１が上に向くように配置される第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの数と先端部６１が下に向くように配置される第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの数とは等しい。そのため、これらの６個の磁性体の片６０が、隣り合う磁性体の片６０同士が側面６５において密接した状態で、環状のマグネット５０が構成されている。

図７に示されるように、本実施の形態において、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの内周面６３側の磁極の極性は、Ｎ極であり、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの内周面６３側の磁極の極性は、Ｓ極である。すなわち、６個の磁性体の片６０のうち、周方向に隣り合う２つの磁性体の片６０のそれぞれの内周面６３側の磁極の極性は、互いに異なっている。マグネット５０において、磁極が切り替わる境界は側面６５に位置している。側面６５の位置は周方向において傾斜している（上方から下方に近づくに従って、図７における左右いずれかの方向に近づく）ので、マグネット５０において、周方向において、磁極が切り替わる境界が傾斜している。そのため、アマチュアコア５にスキューを設けるのと同様の利点が得られ、モータ１のコギングトルクを低減し、トルクむらを小さくすることができる。

図８は、マグネット５０の製造工程について説明する図である。

マグネット５０は、上端部５１から下端部５２に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄと、下端部５２から上端部５１に向けて周方向における幅が大きくなる第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚとを、周方向に交互に並べ（配置工程）、径方向において各磁性体の片６０のそれぞれの外側への変位が規制されている状態（例えば、各磁性体の片６０の外周面６４を、フレーム１０や治具などの内周面を有する部材で囲んだ状態）で、軸方向において、少なくとも１つの第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの上端部５１と少なくとも１つの第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの下端部５２との一方を他方に向けて移動させることにより、所定の外形寸法を有する環状をなす形状に成形される。換言すると、マグネット５０は、先端部６１が上に向く姿勢の第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄと先端部６１が下に向く姿勢の第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚとを周方向に交互に並べ、径方向において各磁性体の片６０のそれぞれの外側への変位が規制されている状態で、少なくとも１つの第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの後端部６２と、少なくとも１つの第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの後端部６２とに、互いの距離が小さくなるように力を加えることにより（加圧工程）、所定の外形寸法を有する環状をなす形状に成形される。

マグネット５０は、モータ１の製造工程において、上記のように製造することができる。例えば、図８に示されるように、モータ１の筒状部１０ｂの内側に、先に、３つの磁性体の片６０（第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚ）を先端部６１が下を向くように挿入する。このとき、各磁性体の片６０の外周面６４が、筒状部１０ｂの内周面を向くようにして配置される。そして、先に配置された第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚ同士の間に、３つの磁性体の片６０（第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）を先端部６１が上を向くように挿入する。これにより、６個の磁性体の片６０は、先端部６１が上に向く姿勢のものと先端部６１が下に向く姿勢のものとが周方向に交互に並ぶようにして配置される。

このような配置工程においては、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚのうち少なくとも１つの後端部６２が、筒状部１０ｂに形成された突起１０ｄに対向するようにして配置される。なお、筒状部１０ｂに突起１０ｄが設けられていなくてもよい。その場合、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの後端部６２が、蓋部１０ｃに対向するようにして配置されていてもよい。

次に、加圧工程においては、モータ１のフレーム１０の位置を固定した状態で、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのうち少なくとも１つの後端部６２に、矢印Ｐで示されように下から上に向けて力を加える。そうすると、上記のように各磁性体の片６０の側面６５がテーパ形状を有していることにより、環状のマグネット５０の外形が大きくなるように６つの磁性体の片６０のそれぞれに力が加わり、６つの磁性体の片６０のそれぞれが筒状部１０ｂの内周面に向けて押しつけられる。これにより、筒状部１０ｂの内周面と同じ外形寸法を有する、環状をなすマグネット５０が成形される。

加圧工程は、所定の工具や装置を用いて行うようにしてもよいし、モータ１のフレーム１０にブラケット３０及びプレート４０を組み付ける際にブラケットの支持部３２を後端部６２に押し当てることにより行うようにしてもよい。

以上では、フレーム１０の内側に磁性体の片６０を並べる方法でマグネット５０を製造する工程について説明したが、モータ１及びマグネット５０の製造方法はこれに限られるものではない。例えば、筒状部１０ｂの内周面とほぼ同じ内径の内周面を有する治具の内側に磁性体の片６０を並べた後に加圧工程を行って環状のマグネット５０を別途製造した後、そのマグネット５０をフレーム１０の内側に配置することによっても、モータ１を製造することができる。

なお、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚを軸方向において支持する構造は、フレーム１０に形成された突起１０ｄやフレーム１０の蓋部１０ｃに限られない。例えば、蓋部１０ｃと第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚとの間にスペーサを配置したり、フレーム１０に対して軸方向に固定された部材を設けたりして、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚを支持するようにしてもよい。

ここで、本実施の形態において、隣り合う磁性体の片６０の側面６５同士の間には、接着剤（樹脂の一例）５８が介在している。これにより、上記の複数の磁性体の片６０を環状のマグネット５０として成形した状態で維持することができる。上述のように筒状部１０ｂの内側においてマグネット５０を形成するとともにそのままモータ１を組み立てるような場合、このような接着剤５８は必ずしも設けられていなくてもよい。

接着剤５８を設ける場合、硬化前に磁性体の片６０間の潤滑剤として作用する材質のものを用いることで、上述の加圧工程において隣り合う磁性体の片６０の側面６５同士が擦れ合う際の摩擦力を小さくすることができる。加圧工程において、磁性体の片６０が破損することを防止することができる。また、接着剤５８が隣り合う磁性体の片６０の側面６５同士の間に配置されていることにより、加圧工程や、モータ１やマグネット５０に衝撃や振動が加わった場合において、磁性体の片６０同士が接触して磁性体の片６０が破損することを防止することができる。特に、粉体を焼結して生成された磁性体の片６０は比較的割れやすいところ、このように側面６５同士の間に接着剤５８を配置することで、破損を効果的に防止することができる。

図９は、マグネット５０の一変形例を示す図である。

図９に示されるように、周方向に隣り合う複数の磁性体の片６０同士の間に、接着剤５８に代えて、その他の樹脂部材１５８を設けてもよい。樹脂部材１５８としては、例えば、ゴム製のシートやスポンジ状のシートなど、樹脂製のシートや、樹脂を含有する塗布剤など、種々のものを用いることができる。このような樹脂部材１５８を設けることによっても、加圧工程において隣り合う磁性体の片６０の側面６５同士が擦れ合う際の摩擦力を小さくすることができる。また、加圧工程や、モータ１やマグネット５０に衝撃や振動が加わった場合において、磁性体の片６０同士が接触して磁性体の片６０が破損することを防止することができる。特に、粉体を焼結して生成された磁性体の片６０は比較的割れやすいところ、このように側面６５同士の間に樹脂部材１５８を配置することで、破損を効果的に防止することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、複数の磁性体の片６０が並んだ構造を有する環状のマグネット５０を利用することができる。環状であってモータに適した磁極の配置を有する異方性マグネットを、当初より環状のものとして圧粉成形などの方法で製造することは容易ではない。しかしながら、上記のような構造のマグネット５０であれば、容易に製造することができ、マグネット５０やモータ１の製造コストを低減することができる。また、モータ１に用いるマグネット５０としては、マグネット５０の外形寸法が、筒状部１０ｂと略同じになるようにすることが望ましい。しかしながら、圧粉成形等の製造方法では寸法誤差が大きくなるという問題がある。これに対して、本実施の形態では、個別の磁石として製造された後の磁性体の片６０を用いて、求められる寸法に適合する外形寸法を有するマグネット５０を容易に製造することができる。したがって、性能の良いモータ１を低い製造コストで製造することができる。

マグネット５０において、周方向において磁極が切り替わる境界が傾斜している。そのため、モータ１のコギングトルクを低減し、トルクむらを小さくすることができる。６つの磁性体の片６０は互いに同じ形状を有しているので、磁性体の片６０の量産効果を得ることができ、また、モータ１を構成する部品の種類の数を少なくすることができる。したがって、モータ１の製造コストを低減することができる。

ここで、複数の磁性体の片６０の外周面６４の軸方向に垂直な断面における曲率は、複数の磁性体の片６０のそれぞれに接する円筒面の曲率よりも小さいことが望ましい。このことについて、以下に説明する。

図１０は、マグネット５０の形状と筒状部１０ｂの形状との関係を示す拡大図である。

図１０においては、モータ１のフレーム１０及びマグネット５０の、マグネット５０の上端部５１部分における、上下方向に垂直な断面の一部が示されている。

本実施の形態においては、各磁性体の片６０の外周面６４の曲率半径Ｒ２は、各磁性体の片６０のそれぞれに接する円筒面である、筒状部１０ｂの内周面１４の曲率半径Ｒ３よりも大きい。すなわち、外周面６４の曲率は内周面１４の曲率よりも小さい。磁性体の片６０と筒状部１０ｂの内周面１４との関係がこのようであるので、各磁性体の片６０は、周方向両端部すなわち２つの側面６５にそれぞれ近い部位において筒状部１０ｂに接触する。各磁性体の片６０が、周方向に離れた２カ所で筒状部１０ｂに接触するので、各磁性体の片６０を筒状部１０ｂに接触させた状態で安定させることができる。

なお、磁性体の片６０と筒状部１０ｂの内周面１４との関係はこれに限られるものではない。図１１は、マグネット５０の形状と筒状部１０ｂの形状との関係の一変形例を示す拡大図である。図１２は、マグネット５０の形状と筒状部１０ｂの形状との関係の他の変形例を示す拡大図である。例えば、図１１に示されるように、径方向において、複数の磁性体の片６０の外周面６４の曲率は、複数の磁性体の片６０のそれぞれに接触するフレーム１０の内周面１４の曲率よりも大きくてもよい。また、図１２に示されるように、径方向において、複数の磁性体の片６０の外周面６４の曲率は、複数の磁性体の片６０のそれぞれに接触するフレーム１０の内周面１４の曲率と略同じであってもよい。例えば、各磁性体の片６０が、磁気中心に近い各磁性体の片６０の周方向中央部において筒状部１０ｂに接触するように構成されていてもよく、この場合、隣り合う磁性体の片６０の磁極との間で構成する磁気回路に筒状部１０ｂをより有効に利用することができる。

以下、本実施の形態の変形例について説明する。以下の説明において、本実施の形態に係る構成と同様の構成には同一の符号を付しており、その説明を省略することがある。

［第１の変形例の説明］

図１３は、本実施の形態の第１の変形例に係るマグネット２５０を示す斜視図である。

図１３に示されるように、第１の変形例に係るマグネット２５０は、上端部５１側に上方に突出する突起部２６８が設けられているものである。突起部２６８は、例えば、マグネット２５０を構成する複数の磁性体の片６０のうち１つの磁性体の片２６０ｘに設けられている。磁性体の片２６０ｘは、後端部６２が上端部５１側に位置する姿勢で配置されており、突起部２６８は、後端部６２の他の部位からも上方に突出するように構成されている。

このようにマグネット２５０に突起部２６８が設けられていることにより、マグネット２５０をフレーム１０の内部で周方向に位置決めしたり、マグネット２５０の回り止めとすることができる。すなわち、フレーム１０側に突起部２６８に周方向に対抗する部位を有する形状や部材を設けることで、フレーム１０に対するマグネット２５０の周方向の位置を規制することができる。したがって、マグネット２５０をフレーム１０に固定するための接着剤を用いなくても、マグネット２５０を利用した強いトルクを有するモータ１を構成することができる。

なお、突起部２６８の形状や位置、数等は、これに限られるものではない。例えばマグネット２５０の下端部５２側に突起部２６８を設けるようにしてもよい。

また、突起部２６８に代えて、上端部５１から下方に凹む凹部や下端部５２から上方に凹む凹部を設けるようにしてもよい。この場合、フレーム１０側に、凹部に嵌入する形状藪材を設けることで、同様の効果を得ることができる。

［第２の変形例の説明］

図１４は、本実施の形態の第２の変形例に係るマグネット３５０を示す斜視図である。

図１４に示されるように、第２の変形例に係るマグネット３５０は、上端部５１側と下端部５２とにおいて、それぞれ、上下方向における凹凸が設けられているものである。このように設けられている凹凸を利用して、マグネット３５０をフレーム１０の内部で周方向に位置決めしたり、マグネット３５０の回り止めを行ったりすることができ、上述の第１の変形例と同様の効果を得ることができる。

マグネット３５０において、上端部５１側には、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの先端部６１が、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの後端部６２よりも上方に位置していることにより、凹凸が設けられている。また、下端部５２側には、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの先端部６１が、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの後端部６２よりも下方に位置していることにより、凹凸が設けられている。マグネット３５０は、磁性体の片６０の周方向の長さを勘案し、上述の実施の形態のものよりも比較的大きい内周面の内径寸法（すなわちマグネット３５０の外形寸法Ｄ３）を有する筒状部１０ｂを用いることで、製造することができる。

なお、上端部５１側において、第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの後端部６２が第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの先端部６１よりも上方に位置していることにより凹凸が設けられており、下端部５２側において、第２磁性体の片６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの後端部６２が第１磁性体の片６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの先端部６１よりも下方に位置していることにより凹凸が設けられていてもよい。このようなマグネットは、磁性体の片６０の周方向の長さを勘案し、上述の実施の形態のものよりも比較的小さい内周面の内径寸法を有する筒状部１０ｂを用いることで、製造することができる。

［第３の変形例の説明］

図１５は、本実施の形態の第３の変形例に係るマグネット４５０を示す図である。

図１５には、マグネット４５０を上方から見た図が示されている。図１５に示されるように、第３の変形例に係るマグネット４５０は、４つの磁性体の片４６０（第１磁性体の片４６０ｂ，４６０ｃ、第２磁性体の片４６０ｘ，４６０ｙ）で環状に形成されているものである。各磁性体の片４６０は、互いに同じ形状を有しており、上述の実施の形態と同様に、先端部から後端部にかけて周方向の幅が大きくなる形状を有している。

第１磁性体の片４６０ｂ，４６０ｃは、マグネット４５０の上端部側が先端部となる姿勢で配置されており、第２磁性体の片４６０ｘ，４６０ｙは、マグネット４５０の上端部側が後端部となる姿勢で配置されている。周方向において、磁性体の片４６０の先端部の幅は８０度であり、後端部の幅は１００度である。第１磁性体の片４６０ｂ、第２磁性体の片４６０ｘ、第１磁性体の片４６０ｃ、及び第２磁性体の片４６０ｙがこの順に周方向に並べられて、マグネット４５０が構成されている。なお、各磁性体の片４６０同士の間には樹脂部材１５８が配置されているが、これに限られるものではない。

第３の変形例においては、各磁性体の片４６０のそれぞれの内周面５３側は単一の磁極部ではなく、周方向にＮ極とＳ極との２つの磁極に分かれている。そして、４つの磁性体の片４６０は、周方向においてＮ極とＳ極とが交互に並ぶようにして、周方向に並べられている。

このように、マグネット４５０は、全体として、内周面５３側において８つの磁極を有する環状に構成されている。このような構成であっても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。隣り合う磁性体の片４６０同士の境界は周方向に傾斜しているので、マグネット４５０をモータ１に用いる場合、コギングトルクを小さくすることができる。

［第４の変形例の説明］

図１６は、本実施の形態の第４の変形例に係るマグネット５５０を上方から見た図である。図１７は、第４の変形例に係るマグネット５５０の側面図である。

マグネットの外周面や内周面は、それぞれ円筒面状でなくてもよい。例えば、第４の変形例においては、マグネット５５０は、いわゆる角形モータに用いられるものであり、図１６に示されるような角形（複数の平面部５１８同士が角部５１６を介して接続された形状をいう）の筒状部５１０ｂの内側に配置されて用いられる。

図１６に示されるように、マグネット５５０は、４つの磁性体の片５６０（第１磁性体の片５６０ｂ，５６０ｃ、第２磁性体の片５６０ｘ，５６０ｙ）で環状に形成されているものである。各磁性体の片５６０は、互いに同じ形状を有しており、上述の実施の形態と同様に、先端部６１から後端部６２にかけて周方向の幅が大きくなる形状を有している。図１７に示されるように、第１磁性体の片５６０ｂ，５６０ｃは、マグネット５５０の上端部５１側が先端部６１となる姿勢で配置されており、第２磁性体の片５６０ｘ，５６０ｙは、マグネット５５０の上端部５１側が後端部６２となる姿勢で配置されている。第１磁性体の片５６０ｂ、第２磁性体の片５６０ｘ、第１磁性体の片５６０ｃ、及び第２磁性体の片５６０ｙがこの順に周方向に並べられて、マグネット５５０が構成されている。各磁性体の片５６０の外周面は、筒状部５１０ｂの角部５１６の内周面に沿う角部５６６と、筒状部５１０ｂの平面部５１８の内周面に沿う部分とで構成されている。これにより、マグネット５５０の外周面５５４は、筒状部５１０ｂの内周面に沿う形状となっている。マグネット５５０の内周面５５３は、略円筒面状である。各磁性体の片５６０のそれぞれの内周面５３側は単一の磁極部となっており、第１磁性体の片５６０ｂ，５６０ｃにおいてはＳ極、第２磁性体の片５６０ｘ，５６０ｙにおいてはＮ極となっている。

第４の変形例においても、上述の実施の形態と同様に、容易に環状のマグネット５５０を製造することができるという効果を得られる。

［その他］

上記の実施の形態や変形例の特徴点が部分的に組み合わされてモータが構成されていてもよい。上記の実施の形態や変形例において、いくつかの構成要素が設けられていなかったり、いくつかの構成要素が他の態様で構成されていてもよい。

モータの製造工程又はマグネットの製造工程において、マグネットに磁極を設ける着磁工程を、磁性体の片より環状のマグネットを成形した後に行うようにしてもよい。すなわち、複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とを周方向に交互に並べる工程の後で、複数の第１磁性体の片と複数の第２磁性体の片とのそれぞれに着磁する工程を行うようにしてもよい。磁極を有しない状態で磁性体の片を環状に並べてマグネットを成形する工程を行うことができるので、磁性体の片同士の間や磁性体の片とフレーム（又は治具）との間で発生する磁気による力の影響を受けずに、容易に磁性体の片を環状に並べることができる。また、マグネットにおける各磁性体の片の位置や形状にかかわらず、必要とされる態様に磁極を設けることができる。

複数の磁性体の片は、互いに異なる形状であってもよい。環状のマグネットを複数の磁性体の片を用いて形成する構造に広く用いることができる。

磁性体の片は、ボンド磁石等、他の種の磁石であってもよい。また、例えば強磁性体である金属を切削、鋳造、プレス等により成形して構成された金属片であってもよい。磁性体の片は、等方性を有する磁石であってもよい。

また、本発明に係るマグネットやマグネットの製造方法は、モータやモータの製造時に用いられるものに限られない。本発明は、環状のマグネットを用いる種々の装置やその製造時において適用可能である。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ
２ ロータ
１０ フレーム
１０ｂ，５１０ｂ 筒状部
５０，２５０，３５０，４５０，５５０ マグネット
５１ 上端部（第１の端部の一例）
５２ 下端部（第２の端部の一例）
５８ 接着剤（樹脂の一例）
６０，４６０，５６０ 磁性体の片
６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，４６０ｂ，４６０ｃ，５６０ｂ，５６０ｃ 第１磁性体の片
６０ｘ，６０ｙ，６０ｚ，４６０ｘ，４６０ｙ，５６０ｘ，５６０ｙ 第２磁性体の片
６１ 先端部
６２ 後端部
６３ 内周面
６４ 外周面
６５ 側面
１５８ 樹脂部材

Claims (16)

1. 軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する複数の磁性体の片を有し、
   前記複数の磁性体の片のうち前記第１の端部から前記第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片と、前記複数の磁性体の片のうち前記第２の端部から前記第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片とが、周方向に交互に並んでおり、
   全体が環状をなす、マグネット。
2. 周方向に隣り合う前記複数の磁性体の片同士の間には樹脂がある、請求項１に記載のマグネット。
3. 前記第１の端部から前記第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片の数と前記第２の端部から前記第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる磁性体の片の数とは等しい、請求項１又は２に記載のマグネット。
4. 前記複数の磁性体の片は、互いに同じ形状を有する、請求項１から３のいずれかに記載のマグネット。
5. 周方向において、前記第１の端部及び前記第２の端部のうち周方向に幅が小さい方の端部が、前記第１の端部及び前記第２の端部のうち周方向に幅が大きい方の端部の両端部間にある形状を、前記複数の磁性体の片のそれぞれは有する、請求項１から４のいずれかに記載のマグネット。
6. 前記複数の磁性体の片のそれぞれの内周面又は外周面を平面に展開した形状は、台形である、請求項１から５のいずれかに記載のマグネット。
7. 前記磁性体の片のそれぞれの内周面側にある部分が単一の磁極部である、請求項１から６のいずれかに記載のマグネット。
8. 前記複数の磁性体の片のうち周方向に隣り合う２つの磁性体の片のそれぞれの内周面側の磁極部の極性は、互いに異なる、請求項１から７のいずれかに記載のマグネット。
9. 前記複数の磁性体の片は、圧粉成形品である、請求項１から８のいずれかに記載のマグネット。
10. 前記複数の磁性体の片は、異方性マグネットである、請求項１から９のいずれかに記載のマグネット。
11. 筒状に形成された部分を有するフレームと、
    前記フレームの内側に配置された請求項１から１０のいずれかに記載のマグネットと、
    前記マグネットの内側に配置されたロータとを有する、モータ。
12. 径方向において、前記複数の磁性体の片の外周面の曲率は、前記複数の磁性体の片のそれぞれに接触する前記フレームの内周面の曲率よりも大きい、請求項１１に記載のモータ。
13. 軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する環状のマグネットの製造方法であって、
    前記第１の端部から前記第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第１磁性体の片と、前記複数の磁性体の片のうち前記第２の端部から前記第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第２磁性体の片とを、周方向に交互に並べるステップと、
    径方向において前記複数の第１磁性体の片と前記複数の第２磁性体の片とのそれぞれの外側への変位が規制されている状態で、軸方向において、少なくとも１つの前記第１磁性体の片の前記第１の端部と少なくとも１つの前記第２磁性体の片の前記第２の端部との一方を他方に向けて移動させるステップとを含む、マグネットの製造方法。
14. 前記複数の第１磁性体の片と前記複数の第２磁性体の片とを周方向に交互に並べるステップの後で前記複数の第１磁性体の片と前記複数の第２磁性体の片とのそれぞれに着磁するステップを含む、請求項１３に記載のマグネットの製造方法。
15. 筒状に形成された部分を有するフレームと、
    前記フレームの内側に配置された、軸方向において第１の端部と第２の端部とを有する環状のマグネットとを有するモータの製造方法であって、
    前記第１の端部から前記第２の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第１磁性体の片と、前記複数の磁性体の片のうち前記第２の端部から前記第１の端部に向けて周方向における幅が大きくなる複数の第２磁性体の片とを、前記フレームの内側に周方向に交互に並べるステップと、
    軸方向において、少なくとも１つの前記第１磁性体の片の前記第１の端部と少なくとも１つの前記第２磁性体の片の前記第２の端部との一方を他方に向けて移動させるステップとを含む、モータの製造方法。
16. 前記複数の第１磁性体の片と前記複数の第２磁性体の片とを前記フレームの内側に周方向に交互に並べるステップの後で前記複数の第１磁性体の片と前記複数の第２磁性体の片とのそれぞれに着磁するステップを含む、請求項１５に記載のモータの製造方法。

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