JP2723659B2 - 小型モータのロータの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、比較的脆い永久磁石を使用してもロータを
樹脂による一体成形で製造することを可能にした小型モ
ータのロータの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 小型モータのロータとして希土類ボンド磁石（Sm-Co,
Nd-Fe-B等）を用いる場合、この磁石材料は、弾性係数
が高く、降伏点が低く、極めて脆い性質を有しているた
め、樹脂の一体成形でロータを製造しようとすると、そ
の成形圧によって磁石が破壊してしまうことから、樹脂
の一体成形でロータを製造することはできない。

そこで、従来は、希土類ボンド磁石を用いる場合は、
第９図に示すように、アルミニウム、真鍮、または樹脂
等で作られたスリーブ32を用い、このスリーブ32の内径
側に軸31を圧入または接着等によって固着し、スリーブ
32の外径側に、中空円筒状の磁石体33を接着等によって
固着している。このように構成しておけば、磁石体33に
圧力がかかることはないから、磁石体33を希土類ボンド
磁石等の脆い性質の磁石材料で作っても、磁石体33が破
壊することはない。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のロータによれば、軸31と磁石体33との間に
スリーブ32を介在させ、磁石体33をスリーブ32に接着し
ているため、スリーブ32を別部品として用意する必要が
あり、また、軸31に対するスリーブ32の圧入工程または
接着工程や、スリーブ32に対する磁石体33の接着工程及
び硬化工程など面倒な工程が必要となり、コストが高く
なるという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、磁石体の材料として脆い性質の材料を
用いても、磁石体が破壊することなく樹脂による一体成
形でロータを製造することを可能にし、これによって、
部品点数の削減と、製造工程の大幅な短縮を可能にした
小型モータのロータの製造方法を提供することを目的と
する。

本発明はまた、複数の磁石体と軸棒とを簡単な工程に
よって一体化することができる小型モータのロータの製
造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、成形型を２分割し、この成形型の一方の成
形型内に複数の円筒状磁石体を横置きに配置するととも
に軸棒を上記磁石体の中心孔に貫通させ、この軸棒の両
端を上記一方の成形型で保持して横置きに配置し、上記
成形型の上記磁石体の外周を保持すべき部分の内径は磁
石体の外径より小さく成形しておき、２分割された成形
型を合体させて磁石体を挟持することにより磁石体の外
周側から中心孔方向に圧力をかけながら磁石体と軸棒と
の間に樹脂を注入してスリーブを形成し、磁石体と軸棒
とスリーブとを一体化することを特徴とする。

（作用） 軸棒と複数の磁石体を結合するスリーブは樹脂成形に
よって形成されるが、このスリーブの一体成形時に、磁
石体の外周側から中心孔方向に圧力をかけるため、磁石
体が脆い性質の磁性材でなる場合であっても、成形圧に
よって磁石体が破壊することはない。スリーブを樹脂成
形することにより、スリーブの介在のもとに軸棒と磁石
体を有してなるロータが一体成形される。

磁石体およびその中心孔を貫通する軸棒は、これを成
形型内に横置きに配置したため、磁石体と軸棒との相対
位置関係を容易に設定することができ、スペーサ等の別
部材を用いる必要はない。

成形型を２分割するとともに、磁石体の外周を保持す
べき部分の内径を磁石体の外径よりも小さく形成したた
め、２分割された成形型を合体させて磁石体を挾持する
ことにより、磁石体の外周側から中心孔方向に圧力をか
けることができる。この状態でスリーブを樹脂成形すれ
ば、成形圧によって磁石体が破壊することはない。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明にかかる小型モータ
のロータの製造方法の実施例について説明する。

第１図は、本発明方法によって製造されたロータの例
を示す。第１図において、回り止めのための螺旋状の溝
４が外周に形成された軸棒１には、上記溝４の位置にお
いてスリーブ２が樹脂により成形されている。スリーブ
２の外周側には軸方向両端部において複数の（図示の例
では２個）の磁石体3,3が固着されている。従って、磁
石体3,3は中空円筒状に形成され、この磁石体3,3の中心
孔を軸棒１が貫通するとともに、磁石体3,3と軸棒１と
の間にスリーブ２が介在した形になっている。スリーブ
２が樹脂で成形されることにより、軸棒１とスリーブ２
と磁石体3,3が一体に成形されてロータが出来上がって
いる。

次に、上記ロータの製造方法の実施例について説明す
る。第２図、第３図において、成形型は下型５と上型６
に２分割されており、下型５と上型６には、これら下型
５と上型６とを合体させたとき、磁石体3,3を保持すべ
き凹部と、磁石体3,3の中心孔を貫通する軸棒１を保持
すべき凹部とを有するとともに、スリーブ２を成形すべ
き凹部を有している。

そこでまず、第２図に示すように、下型５の磁石体3,
3を保持すべき凹部に磁石体3,3を横置きに配置し、さら
に、軸棒１を磁石体3,3の中心孔に貫通させるとともに
下型５の軸棒１を保持すべき凹部に横置きに配置する。
軸棒１の外周面と磁石体3,3の内周面との間には、樹脂
で成形されるべきスリーブ２の肉厚に相当する隙間が形
成されている。次に、第３図に示すように下型５の上に
上型６を被せて合体させ、下型５と上型６によって磁石
体3,3及び軸棒１を挾持する。ここで、下型５と上型６
の磁石体3,3を保持する部分の内径は、磁石体3,3の外径
よりも小さくなっている。従って、下型５と上型６を合
体させて締め付けることにより、磁石体3,3には外周側
から中心孔方向に圧力がかけられる。下型５と上型６の
磁石体3,3を保持する部分の内径と磁石体3,3の外径との
差の好ましい値は、磁石材料の機械的特性によって異な
るが、本実施例では30μｍ程度に設定した。

このように、磁石体3,3に外圧をかけた状態で、上型
６に形成された注入口８から下型５と上型６で形成され
るキャビティ内に樹脂を射出して前記スリーブ２を成形
し、これによって軸棒１とスリーブ２と磁石体3,3とを
一体成形する。樹脂材料としては、例えばポリブチレン
テレフタレート（PBT）を用いる。磁石体3,3の材料とし
て、希土類ボンド磁石のように脆い性質の材料を用いて
も、上記のように磁石体3,3に外圧をかけた状態で樹脂
を射出成形するため、磁石体3,3が破壊することはな
い。従って、上記製造方法を採用すれば、磁石体3,3の
材料として脆い性質の材料を用いても、樹脂の一体成形
によりロータを製造することが可能になる。こうして一
体成形されたロータは、下型５と上型６を分離させて取
り出す。

ここで、上記のように磁石体に外圧をかけた状態で樹
脂を一体成形してロータを製造するようにした論理的根
拠についてさらに説明する。

第４図は、一般に考えられる樹脂によるスリーブの成
形の様子を示すもので、磁石体13の寸法と成形型15,16
の寸法に極端な差をつけて示してある。円筒体の内壁側
における円周応力σｔは外壁側よりも大きく、しかも常
にその内圧よりも大きい。そのため、第４図に示すよう
に、円筒状磁石体13の外径よりも成形型15,16の内径が
大きく、磁石体13に外圧がかからないようにして磁石体
13の内周側から樹脂による射出圧を作用させると、磁石
体13の内壁の応力が簡単に降伏点を越えてしまい、磁石
体13が破壊してしまう。

ところが、前記実施例のように、また第６図に示すよ
うに、自然状態での本来の磁石体３の外径よりも成形型
5,6の内径を小さくして、成形型5,6を合体させて締め付
けたとき磁石体３に外圧を加えて圧縮応力を発生させる
ようにしておけば、磁石体３の内壁に発生する引っ張り
応力σｔと上記圧縮応力とが相殺され、第７図に示すよ
うに、応力の増大を防止することができる。第７図にお
いて符号Ａで示す部分は、成形型5,6を締め付けること
によって発生する圧縮応力を示しており、この圧縮応力
が樹脂成形時の射出圧即ち内圧と相殺されることにな
る。従って、磁石体３の内周側から樹脂による射出圧を
作用させても、磁石体13の内壁の応力が簡単に降伏点を
越えることはなく、磁石体３の破壊を防止することがで
きる。

前記実施例では、磁石体3,3及び軸棒１を成形型5,6内
に横置きに配置して樹脂を射出成形していたが、その根
拠について以下説明する。

通常の成形方法では、第10図に示すように、磁石体3,
3及び軸棒１を成形型35,36内に縦置きに配置して樹脂を
射出成形するようになっている。符号39は樹脂の射出口
を示す。この成形方法によれば、磁石体3,3を下型35に
圧入して位置決めする必要があるため、磁石体3,3に損
傷を与えるし、下型35に入れにくいという不具合があ
る。また、複数の磁石体3,3を間隔をあけて位置決めし
ようとすると、磁石体3,3相互の間隔を保持するための
スペーサ38を磁石体3,3間に介装する必要があり、工程
が面倒になる。

これに対して、前記実施例によれば、磁石体3,3及び
軸棒１を成形型5,6に横置きに配置するようにしたた
め、成形型5,6内での磁石体3,3及び軸棒１の保持および
位置決めが容易になるという利点があり、また、磁石体
3,3を成形型5,6内に配置するとき圧入形式にはならない
ため、作業性もよく、磁石体3,3に損傷を与えることも
ないという利点がある。

次に、第８図に示す本発明方法の別の実施例について
説明する。第８図において、下型25と上型26は、円筒状
磁石体23,23の位置決め挾持部25a,26aと軸棒１の位置決
め挾持部とを有する。成形型25、26の上記位置決め挟持
部25a,26aは、磁石体23、23の外周を保持すべき部分で
磁石体23、23の一部を保持するようになっており、この
位置決め挟持部25a,26aの内径は磁石体23、23の外径よ
り小さく形成されている。また、下型25と上型26を合体
させて締め付けたとき、軸棒１の外周と磁石体23,23の
内周との間にスリーブ22を成形すべき空間が形成される
とともに、磁石体23,23の外周側に上記スリーブ22を成
形すべき空間に連通する円筒状の空間が形成されるよう
になっている。

そこで、軸棒１と磁石体23,23を所定位置にセットし
て成形型25,26を合体させて締め付け、位置決め挟持部2
5a,26aで磁石体23、23の外周側から中心方向に圧力をか
ける。この状態で射出孔28から樹脂を射出させると、軸
棒１と磁石体23,23との間の空間に樹脂が充填されてス
リーブ22が成形されるとともに、磁石体23,23の外周側
に樹脂が充填されて円筒24が成形される。上記スリーブ
22の成形により、このスリーブ22、軸棒１、磁石体23,2
3でなるロータが一体成形れさる。また、上記円筒24が
樹脂で一体成形されるとき、その収縮力により磁石体2
3,23に外圧が加わる。従って、上記スリーブ22を成形す
るときに磁石体23,23に加わる内圧と上記外圧とが打ち
消しあうことになり、また、成形型25、26の位置決め挟
持部25a,26aで磁石体23、23の外周側から中心方向に圧
力がかけられるため、樹脂の射出圧による磁石体23,23
の破壊が防止される。樹脂の一体成形による上記円筒24
は、成形型25,26から離型後除去してもよいし、肉厚が
薄い場合はそのまま残しておいてもよい。

（発明の効果） 特許請求の範囲第１項記載の本発明によれば、磁石体
の外周側から中心孔方向に圧力をかけながら磁石体と軸
棒との間に樹脂を注入してスリーブを成形するようにし
たため、樹脂によるスリーブの成形時に、磁石体の内壁
に発生する拡開方向の力が上記外周側からの圧力で相殺
される。従って、磁石体の材料として例えば希土類ボン
ド磁石のような脆い性質の材料を用いても、樹脂の一体
成形によってロータを製造することができ、大幅な工程
の削減とコストの低減を図ることができる。

また、磁石体と軸棒を成形型内に横置きに配置して樹
脂によりスリーブを成形するようにしたため、位置決め
部材や間隔保持部材等の別部材を用いる必要がないし、
成形型内での磁石体及び軸棒の保持および位置決めが容
易になるという効果を奏する。

さらに、成形型は２分割するとともに、磁石体の外周
を保持すべき部分の内径は磁石体の外径よりも小さく形
成しておき、成形型を合体させて磁石体を挾持すること
により、磁石体に圧力をかけるようにしたため、磁石体
を成形型内に配置するとき圧入形式にはならないため、
作業性もよく、磁石体に損傷を与えることもないという
効果を奏する。また、２分割した成形型で磁石体を挟持
することにより磁石体の外周側から中心孔方向に圧力を
かけながら樹脂を注入してスリーブを形成するため、成
形型の締め付けによって発生する圧縮応力と樹脂の注入
による内圧とが相殺され、磁石体の内壁の応力が簡単に
降伏点を越えることはなく、磁石体の破壊を防止するこ
とができるという利点がある。さらに、成形型を２分割
するとともに、磁石体及び軸棒を成形型に対して横置き
配置するようにしたため、成形型内での複数の磁石体及
び軸棒の保持及び位置決めが容易となるとともに、複数
の磁石体相互の間隔を保持するためのスペーサを磁石体
間に介装する必要もなく、製造工程を簡素化することが
できるし、磁石体を成形型内に配置するときに横置きに
配置すればよく、磁石体を成形型に対して圧入形式で配
置するものではないため、作業性がよく、磁石体に損傷
を与えることがないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によって製造される小型モータのロ
ータの例を示す一部断面正面図、第２図は本発明にかか
る小型モータのロータの製造方法の実施例の一工程を示
す断面正面図、第３図は同上実施例の別の工程を示す断
面正面図、第４図は従来一般に考えられている射出成形
によるロータの製造方法の例を示す断面側面図、第５図
は同上従来一般の方法による場合に磁石体に発生する応
力の様子を示す特性線図、第６図は本発明の上記実施例
の第３図に対応する工程の断面側面図、第７図は同上実
施例による場合に磁石体に発生する応力の様子を示す特
性線図、第８図は本発明にかかる小型モータのロータの
製造方法の別の実施例を示す断面正面図、第９図は従来
の方法によって製造される小型モータのロータの例を示
す一部断面正面図、第10図は従来考えられている一体成
形によるロータの製造方法の例を示す断面正面図であ
る。 １……軸棒、2,22……スリーブ、3,23……磁石体、5,6,
25,26……成形型。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 俊美 長野県飯田市毛賀1020番地 株式会社三 協精機製作所飯田工場内 (56)参考文献 特開 平３−18252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−204453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−45717（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−54721（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−123940（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空円筒状の複数の磁石体と、これらの磁
   石体の中心孔を貫通する軸棒と、上記磁石体と軸棒との
   間に介装されたスリーブとを備えた小型モータのロータ
   の製造方法であって、 上記成形型は２分割され、この成形型の一方の成形型内
   に複数の円筒状磁石体を位置決め状態で横置きに配置す
   るとともに軸棒を上記磁石体の中心孔に貫通させ、この
   軸棒の両端を位置決め状態で上記一方の成形型で保持し
   て横置きに配置し、 上記成形型の上記磁石体の外周を保持すべき部分の内径
   は磁石体の外径より小さく形成されており、２分割され
   た成形型を合体させて磁石体を挟持することにより磁石
   体の外周側から中心孔方向に圧力をかけながら磁石体と
   軸棒との間に樹脂を注入してスリーブを形成し、磁石体
   と軸棒とスリーブとを一体化することを特徴とする小型
   モータのロータの製造方法。