JP3814217B2 - ロータ用成形金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの出力軸を回転するために用いられるロータを製造する際に用いられるロータ用成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、モータとしてのステッピングモータは、各種ＯＡ機器、家電製品、自動車等の分野におけるアクチュエータ部品として利用されている。例えば、車両には車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用計器装置が搭載されており、この車両用計器装置においては、文字板の前面に配置される指針を駆動する内機としてステッピングモータが用いられている。
【０００３】
この種のステッピングモータは、前記計器装置のプリント基板などに固定される計器本体と、該計器本体から突出しかつ前記指針などを取り付ける出力軸を備えている。計器本体は、ケースと、このケースに固定されたステータと、図１１に示すロータ１００とを備えている。ケースは、扁平な箱状に形成されている。ステータは、前記ケースに固定されるフレームと、このフレームに取り付けられるコイルを備えている。
【０００４】
ロータ１００は、図１１に示すように、円盤状に形成されたロータ本体１０１と、このロータ本体１０１と同軸に配された円環状の磁石１０２とを備えている。ロータ本体１０１は、合成樹脂などからなる。磁石１０２は、その外周面１０２ａが露出した状態でロータ本体１０１に固定されている。
【０００５】
ロータ１００は、金型のキャビティ内に磁石１０２が挿入されて、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を高圧で射出するなどして得られる。このように、ロータ１００は、所謂射出成形により成形される。また、ロータ本体１０１即ちロータ１００は、ケースに回転自在に支持されている。ロータ本体１０１即ちロータ１００が回転すると、前述した出力軸は回転する。
【０００６】
前述した構成のステッピングモータは、前記コイルに電流を流すことにより、前記磁石１０２を励磁して、ロータ１００を回転する。そして、前述した出力軸を回転して、指針を回転する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したロータ１００では、ロータ本体１０１の外周面から磁石１０２が露出している。このため、前述したキャビティ内に挿入して、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を射出すると、この合成樹脂が磁石１０２の内周面から外周方向に押すこととなる。このとき、磁石１０２の外周面には加熱流動化した合成樹脂が接触しないので、前記加熱流動化した合成樹脂が磁石１０２の外周面を内周方向に向かって押すことがない。例えば、前述した合成樹脂を射出する圧力は、７ＭＰａ（メガパスカル）にも及ぶ事があった。
【０００８】
このように、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を射出する際に、この合成樹脂が磁石１０２の内周面から外周方向に押すこととなる。このため、磁石１０２が外周方向に膨張するとともに、最悪の場合、前記磁石１０２が割れる虞があった。このように、前述した従来のロータ１００では、成形時に磁石１０２が割れることがあって、歩留まりが低下する傾向であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、成形時に磁石が破損することを防止してロータの歩留まりの低下を防止できるロータ用成形金型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のロータ用成形金型は、合成樹脂からなるロータ本体と、前記ロータ本体に固定されかつ円環状に形成されているとともに着磁された磁石と、を備え、前記ロータ本体は、前記磁石の内周面を覆う内周覆い部と、前記磁石の外周面を覆う外周覆い部と、前記内周覆い部と外周覆い部とに連なりかつ前記磁石の端面を覆う端面覆い部と、を備えているとともに、モータの出力軸を回転させるロータを成形する際に用いられる金型において、前記磁石の内周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第１の成形面を有する第１の型と、前記磁石の外周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第２の成形面を有する第２の型と、前記磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する第３の成形面を有する第３の型と、前記第２の型を支持しかつ第１の型に支持された円環状の支持型と、を備え、前記第２の型が、前記第２の成形面から凸で、かつ前記磁石の外周面と接触して磁石を前記第１の成形面と第２の成形面で囲まれるキャビティ内に支持する支持突起を備えているとともに、円環状に形成されかつ内周に前記第２の成形面を設け、前記磁石の外径に応じて、第２の型の内径を増減させる増減手段を備え、前記増減手段は、前記支持型を第３の型に向かって付勢する付勢手段と、前記支持型の内面の全周に亘って形成されかつ前記第３の型に近づくにしたがって前記支持型の内径を徐々に拡げる方向に傾斜した第１のテーパ面と、前記第２の型の外面の全周に亘って形成されかつ前記第１のテーパ面と接触するとともに前記第３の型に近づくにしたがって前記第２の型の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜した第２のテーパ面を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の本発明のロータ用成形金型は、請求項１に記載の本発明のロータ用成形金型において、前記第２の型の周方向に沿って、当該第２の型に等間隔に複数設けられた切欠きを備えたことを特徴としている。
【００１８】
本発明のロータ用成形金型によれば、第２の型の支持突起により、磁石をキャビティ内に支持する。このキャビティ内では、第１の型の第２の成形面が磁石の内周面と間隔をあけて相対し、第２の型の第２の成形面が磁石の外周面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の内周面を外周方向に押すとともに、磁石の外周面を内周方向に押す。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することを防止できる。
【００１９】
本発明のロータ用成形金型によれば、キャビティ内では、第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の両端面を押すので磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対するので、ロータを成形する際に、磁石の内外周面及び端面を押す圧力を一定にできる。
【００２０】
本発明のロータ用成形金型によれば、増減手段が、磁石の外径に応じて第２の型の内径を増減させる。このため、公差などにより磁石の外径が若干増減しても、支持突起で、キャビティ内に磁石を支持できる。このとき、第１ないし第３の成形面と、内外周及び両端面とが間隔をあけた状態とする。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。
【００２１】
本発明のロータ用成形金型によれば、付勢手段が第２の型を支持する支持型を第３の型に向かって付勢する。支持型の内面に第３の型に向かうにしたがって徐々に支持型の内径を増加させる方向に傾斜した第１のテーパ面が設けられている。第２の型の外面に前記第１のテーパ面に接触しかつ第３の型に向かうにしたがって徐々に第２の型の外径を増加させる方向に傾斜した第２のテーパ面が設けられている。
【００２２】
このため、第１の型と第２の型とを固定すると、付勢手段の付勢力と前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面により、内径が縮小する方向に第２の型を押す。このため、第２の型内に磁石を入れると、付勢手段の付勢力などにより、第２の型の内径が縮小して支持突起が磁石の外周面に接触する。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００２３】
支持突起間の間隔より磁石が大きい場合では、支持突起間に磁石を圧入すると、第１及び第２のテーパ面が前述した方向に傾斜しているので、付勢手段の付勢力に抗して、第２の型の内径が拡がる。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。したがって、増減手段は、磁石の外径に応じて、第２の型の内径を確実に増減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るロータを図１ないし図１０を参照して説明する。図１に示すロータ１は、図９及び図１０に示すモータとしてのステッピングモータ２を構成しかつ該ステッピングモータ２の出力軸３を回転する。
【００２５】
ステッピングモータ２は、図９及び図１０に示すように、モータ本体４と、このモータ本体４から突出した出力軸３を備えている。モータ本体４は、図１０に示すように、ケース５と、ステータ６と、前述したロータ１と、従動歯車７とを備えている。ケース５は、互いに連結可能な上ケース８と下ケース９とを備えている。上ケース８と下ケース９とが互いに連結して、ケース５は扁平な箱状になる。ケース５は、前述したステータ６と、ロータ１と、従動歯車７と、後述の出力歯車１５とを収容する。
【００２６】
ステータ６は、フレーム１０と、複数のコイル１１とを備えている。フレーム１０は、ケース５に固定される。コイル１１は、フレーム１０に取り付けられる。ロータ１は、円盤状に形成されかつその軸芯を中心として回転自在にケース５に支持される。
【００２７】
ロータ１は、図４に示すように、ロータ本体１２と、このロータ本体１２に固定された円環状の磁石１３とを備えている。ロータ本体１２には、歯車１４（図１、図２及び図４に示す）が一体に形成されている。この歯車１４は、前述した軸芯と同軸である。また、磁石１３は、勿論着磁されている。なお、このロータ１の詳細な構成は、後ほど説明する。
【００２８】
従動歯車７は、ケース５に回転自在に支持されている。従動歯車７は、ロータ１の歯車１４と噛み合っている。出力軸３には、出力歯車１５が取り付けられている。この出力歯車１５は、従動歯車７と噛み合っている。
【００２９】
前述した構成によれば、ステッピングモータ２は、コイル１１に電流を流して、ロータ１の磁石１３に励磁する。そして、磁石１３即ちロータ１がその軸線周りに回転する。ロータ１の回転が、歯車１４、従動歯車７を介して出力歯車１５に伝わり、出力軸３が回転する。
【００３０】
ロータ１は、前述したように、ロータ本体１２と、円環状の磁石１３とを備えている。磁石１３は、ロータ本体１２即ち後述の軸部１６と円環部１７との双方と同軸に配されている。磁石１３は、着磁されて、Ｎ極とＳ極とが形成されている。これらのＮ極とＳ極とは、周方向に沿って等間隔に配されているとともに、周方向に沿って互いに交互に配されている。磁石１３は、ロータ本体１２に固定されている。
【００３１】
ロータ本体１２は、合成樹脂からなり互いに同軸な軸部１６と円環状の円環部１７とを一体に備えている。軸部１６には、前述した歯車１４が一体に形成されている。軸部１６は円環部１７の内側に配されている。円環部１７の内縁は、軸部１６の外周面と連なっている。円環部１７は、図４に示すように、磁石１３の内周面１３ａを覆う内周覆い部１８と、磁石１３の外周面１３ｂを覆う外周覆い部１９と、磁石１３の軸芯方向の一方の端面１３ｃを覆う第１の端面覆い部２０と、磁石１３の軸芯方向の他方の端面１３ｄを覆う第２の端面覆い部２１とを備えている。即ち、ロータ本体１２は、磁石１３を埋設している。また、端面覆い部２０，２１は、前記内周覆い部１８と外周覆い部１９との双方に連ねている。
【００３２】
また、前記外周覆い部１９には、図２ないし図４に示すように、複数の切欠き２２が設けられている。切欠き２２は、外周覆い部１９の一部を切り欠いている。切欠き２２を通して磁石１３の外周面１３ｂが露出している。図示例では、切欠き２２は、ロータ本体１２の円環部１７の周方向に沿って三つ設けられている。これらの切欠き２２は、ロータ本体１２の円環部１７の周方向に沿って等間隔に配されている。
【００３３】
前述した構成のロータ１は、図８などに示すロータ用成形金型（以下単に金型と呼ぶ）３０を用いた射出成形により得られる。金型３０は、図５、図６及び図８に示すように、第１の型３１と、支持型３２と、付勢手段としてのコイルばね３３と、第２の型３４と、第３の型３５とを備えている。前述した第１の型３１と、第２の型３４と、第３の型３５は、互いに接離（近づいたり離れたり）自在に設けられている。これらの型３１，３４，３５は、互いに近づくと、図８に示すように、ロータ１の外形に沿ったキャビティ３６を形成する。互いに離れると、前述したキャビティ３６内に射出された合成樹脂が硬化して得られたロータ１をキャビティ３６内から取り出せるようになっている。
【００３４】
第１の型３１は、円板部３７と円柱部３８とを一体に備えている。円板部３７の外径は、円柱部３８の外径より大きい。円柱部３８は円板部３７から立設している。これらの円板部３７と円柱部３８とは互いに同軸である。円柱部３８の円板部３７から離れた側の端部３８ａには、ロータ本体１２の円環部１７の一方の端面１７ａ（図２ないし図４に示す）と、内周覆い部１８と、軸部１６の外形に沿った第１の成形面３１ａが形成されている。即ち、第１の型３１は、第１の成形面３１ａを備えている。
【００３５】
支持型３２は、円筒状に形成されている。支持型３２の外径は、円板部３７の外径と等しい。支持型３２の内径は、円柱部３８の外径より大きい。支持型３２は、内側に円柱部３８を通した格好で、円板部３７に重ねられる。支持型３２は、コイルばね３３により第１の型３１に支持される。支持型３２の内面には、第１のテーパ面３９が形成されている。支持型３２の第１のテーパ面３９は、円板部３７から離れるのにしたがって支持型３２の内径を徐々に拡げる方向に傾斜している。即ち、第１のテーパ面３９は、第３の型３５に近づくにしたがって支持型３２の内径を徐々に拡げる方向に傾斜している。
【００３６】
コイルばね３３は、円板部３７と支持型３２との間に配されている。コイルばね３３は円板部３７と支持型３２とを互いに離す方向に付勢している。このため、コイルばね３３は、図８中の矢印Ｓに沿って、支持型３２を第３の型３５に向かって付勢している。
【００３７】
第２の型３４は、円環状に形成されている。第２の型３４は、内側に円柱部３８の端部３８ａを通して支持型３２の内側に配される。第２の型３４は、支持型３２に支持される。第２の型３４の外径は、その軸芯に沿って徐々に変化している。このため、第２の型３４の外面には、第２のテーパ面４０が形成されている。第２のテーパ面４０は、円板部３７から離れるのにしたがって第２の型３４の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜している。第２のテーパ面４０は、第３の型３５に近づくにしたがって第２の型３４の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜している。第２のテーパ面４０は、第１のテーパ面３９に重なる（接触する）。なお、前述したコイルばね３３と第１のテーパ面３９と第２のテーパ面４０とは、本明細書に記した増減手段を構成している。
【００３８】
第２の型３４の内面には、前述した第１の成形面とともにロータ本体１２の円環部１７の一方の端面１７ａの外形に沿う第２の成形面３４ａが形成されている。さらに、第２の成形面３４ａは、ロータ本体１２の外周覆い部１９の外形に沿っている。即ち、第２の型３４は、第２の成形面３４ａを備えている。
【００３９】
また、第２の型３４は、図７などに示すように、複数の支持突起４１を備えている。支持突起４１は、第２の型３４の第２の成形面３４ａから凸に形成されている。支持突起４１は、図７に示すように、第２の型３４の周方向に沿って等間隔に配されている。図示例では、支持突起４１は、三つ設けられている。支持突起４１は、キャビティ３６内に挿入される磁石１３の外周面１３ｂと接触するとともに、互いの間にキャビティ３６内に挿入された磁石１３を挟む。支持突起４１は、キャビティ３６内に磁石１３を支持する。
【００４０】
さらに、第２の型３４には、複数の切欠き４２が設けられている。切欠き４２は、第２の型３４の内面と第２のテーパ面４０とに亘って、第２の型３４を構成する母材の一部を切り欠いている。切欠き４２は、第２の型３４の周方向に沿って、等間隔に配されている。切欠き４２は、第２の型３４を構成する母材の一部を切り欠くことにより、内外径が縮小または膨張するように、第２の型３４を弾性変形自在としている。
【００４１】
第３の型３５は、円柱状に形成されている、第３の型３５の外径は、第２の型３４の内径と等しい。第３の型３５は、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａと相対した状態で、第２の型３４の内側に挿入される。第３の型３５は、第１の型３１に相対する端面に、ロータ本体１２の特に円環部１７の他方の端面１７ｂ（図１、図２及び図４に示す）と歯車１４の外形に沿った第３の成形面３５ａを形成している。即ち、第３の型３５は、第３の成形面３５ａを備えている。前述した第１ないし第３の型３１，３４，３５が互いに近づくと、前述した第１ないし第３の成形面３１ａ，３４ａ，３５ａによりロータ１の外形に沿ったキャビティ３６が形成される。また、第３の型３５には、前述したキャビティ３６に加熱流動化した合成樹脂を射出するためにゲート４３が形成されている。
【００４２】
また、前述した金型３０は、図８に示すように、型３１，３４，３５が互いに近づいた際に、第１の型３１と第３の型３５とを位置決めするためのピン４４と窪み４５とを備えている。ピン４４は、第１の型３１に向かって凸であり、第３の型３５に一体に形成されている。窪み４５は、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａから凹に形成されている。型３１，３４，３５が互いに近づくと、窪み４５には、ピン４４が侵入する。ピン４４と窪み４５とは合致する（ぴったりと合う）。
【００４３】
前述した構成の金型３０を用いて、ロータ１を得る際には、円柱部３８を支持型３２の内側に通して、第１の型３１と支持型３２とを取り付ける。第１のテーパ面３９に第２のテーパ面４０を重ねて、支持型３２に第２の型３４を取り付ける。第２の型３４の支持突起４１間に磁石１３を挟む。このとき、磁石１３の内側に、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａを通しておく。その後、第２の型３４の内側に第３の型３５を挿入する。
【００４４】
こうして、型３１，３２，３４，３５を互いに同軸に取り付けるとともに、キャビティ３６内に磁石１３を挿入する。このとき、第１の成形面３１ａは、磁石１３の内周面１３ａと一方の端面１３ｃとの双方と間隔をあけて相対している。第２の成形面３４ａは、磁石１３の外周面１３ｂと一方の端面１３ｃとの双方と間隔をあけて相対している。第３の成形面３５ａは、磁石１３の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対している。
【００４５】
そして、ゲート４３を通してキャビティ３６内に加熱流動化した合成樹脂を射出する。キャビティ３６内に射出された合成樹脂は、磁石１３の内周面１３ａを外周方向に押すとともに、磁石１３の外周面１３ｂを内周方向に押す。さらに、キャビティ３６内に射出された合成樹脂は、磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄを押す。合成樹脂が硬化した後、型３１，３４，３５を互いに離して、キャビティ３６内からロータ１を取り出す。こうして、ロータ本体１２が内周覆い部１８と外周覆い部１９と端面覆い部２０，２１を備えたロータ１を得る。
【００４６】
本実施形態によれば、磁石１３の内周面１３ａがロータ本体１２の内周覆い部１８によって覆われており、磁石１３の外周面１３ｂが外周覆い部１９によって覆われている。また、磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄがロータ本体１２の端面覆い部２０，２１によって覆われている。
【００４７】
第２の型３４の支持突起４１により、磁石１３をキャビティ３６内に支持する。このキャビティ３６内では、第１の型３１の第１の成形面３１ａが磁石１３の内周面１３ａと間隔をあけて相対し、第２の型３４の第２の成形面３４ａが磁石１３の外周面１３ｂと間隔をあけて相対する。第１の成形面３１ａと第２の成形面３４ａが磁石１３の一方の端面１３ｃと間隔をあけて相対し、第３の成形面３５ａが磁石１３の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対する。
【００４８】
このため、ロータ１を成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石１３の内周面１３ａを外周方向に押すとともに、磁石１３の外周面１３ｂを内周方向に押す。さらに、ロータ１を成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄを押す。このため、ロータ１を成形する際に、磁石１３が膨張又は収縮することを防止できる。したがって、成形時に、磁石１３が割れることを防止でき、歩留まりの低下を防止できる。
【００４９】
さらに、端面覆い部２０，２１が内周覆い部１８と外周覆い部１９との双方に連ねている。第１の成形面３１ａと第２の成形面３４ａが磁石１３の一方の端面１３ｃと間隔をあけて相対し、第３の成形面３５ａが磁石の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対するので、ロータ１を成形する際に、磁石１３の内外周面１３ａ，１３ｂ及び端面１３ｃ，１３ｄを押す圧力を一定にできる。
【００５０】
コイルばね３３は、図８中の矢印Ｓに沿って、第２の型３４を支持する支持型３２を第３の型３５に向かって付勢する。支持型３２の内面に第３の型３５に向かうにしたがって徐々に支持型３２の内径を拡げる方向に傾斜した第１のテーパ面３９が設けられている。第２の型３４の外面に前記第１のテーパ面３９に接触しかつ第３の型３５に向かうにしたがって徐々に第２の型３４の外径を拡げる方向に傾斜した第２のテーパ面４０が設けられている。
【００５１】
このため、第１の型３１と第３の型３５とを固定すると、前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面３９，４０により、コイルばね３３は第２の型３４を矢印Ｔ１に沿って第１の型３１の円板部３７に近づく方向に付勢する。そして、第２の型３４は、コイルばね３３の付勢力により、矢印Ｕ１に沿って内径が縮小する方向に押される。
【００５２】
このため、第２の型３４内に磁石１３を入れると、コイルばね３３の付勢力などにより、第２の型３４の内径が縮小して支持突起４１が磁石１３の外周面１３ｂに接触する。このため、支持突起４１間の間隔より磁石１３が小さい場合でも、キャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。このとき、勿論、第１の成形面３１ａが磁石１３の内周面１３ａと間隔をあけて相対し、第２の成形面３４ａが磁石１３の外周面１３ｂと間隔をあけて相対する。
【００５３】
また、支持突起４１間の間隔より磁石１３が大きい場合では、支持突起４１間に磁石１３を圧入すると、図８中の矢印Ｕ２に沿って内径が拡がる方向に第２の型３４が変形しようとする。第１及び第２のテーパ面３９，４０が前述した方向に傾斜しているので、コイルばね３３の付勢力に抗して、第２の型３４が第１の型３１の円板部３７から矢印Ｔ２に沿って離れるとともに、第２の型３４の内径が矢印Ｕ２に沿って拡がる。このため、支持突起４１間の間隔より磁石１３が小さい場合でも、キャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。
【００５４】
このように、コイルばね３３と第１のテーパ面３９と第２のテーパ面４０とで構成される増減手段は、磁石１３の外径に応じて、第２の型３４の内径を確実に増減できる。このため、公差などにより磁石１３の外径が若干増減しても、第１の成形面３１ａと内周面１３ａとが間隔をあけて相対しかつ第２の成形面３４ａと外周面１３ｂとが間隔をあけて相対した状態でキャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。このため、成形時に磁石１３が割れることを防止でき、ロータ１の歩留まりの低下をより一層確実に防止できる。
【００５５】
前述した実施形態では、ステッピングモータについて記載している。しかしながら、本発明では、ステッピングモータに限らず、各種のモータに適用できることは勿論である。
【００５６】
前述した実施形態では、ロータ１は、内周覆い部１８と外周覆い部１９と第１及び第２の端面覆い部２０，２１を備えている。しかしながら、本発明では、第１及び第２の端面覆い部２０，２１を設けることなく、内周覆い部１８と外周覆い部１９のみを設けても良いことは勿論である。この場合、ロータ１の成型時に磁石１３が割れることを防止でき、ロータ１の歩留まりの低下を抑制できる。
【００５７】
【発明の効果】
【００５９】
本発明によれば、第２の型の支持突起により、磁石をキャビティ内に支持する。このキャビティ内では、第１の型の第２の成形面が磁石の内周面と間隔をあけて相対し、第２の型の第２の成形面が磁石の外周面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の内周面を外周方向に押すとともに、磁石の外周面を内周方向に押す。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することを防止できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下を防止できる。
【００６０】
本発明によれば、キャビティ内では、第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の両端面を押すので磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対するので、ロータを成形する際に、磁石の内外周面及び端面を押す圧力を一定にできる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下を防止できる。
【００６１】
本発明によれば、増減手段が、磁石の外径に応じて第２の型の内径を増減させる。このため、公差などにより磁石の外径が若干増減しても、支持突起で、キャビティ内に磁石を支持できる。このとき、第１ないし第３の成形面と、内外周及び両端面とが間隔をあけた状態とする。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下をより確実に防止できる。
【００６２】
本発明によれば、付勢手段が第２の型を支持する支持型を第３の型に向かって付勢する。支持型の内面に第３の型に向かうにしたがって徐々に支持型の内径を増加させる方向に傾斜した第１のテーパ面が設けられている。第２の型の外面に前記第１のテーパ面に接触しかつ第３の型に向かうにしたがって徐々に第２の型の外径を増加させる方向に傾斜した第２のテーパ面が設けられている。
【００６３】
このため、第１の型と第２の型とを固定すると、付勢手段の付勢力と前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面により、内径が縮小する方向に第２の型を押す。このため、第２の型内に磁石を入れると、付勢手段の付勢力などにより、第２の型の内径が縮小して支持突起が磁石の外周面に接触する。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００６４】
支持突起間の間隔より磁石が大きい場合では、支持突起間に磁石を圧入すると、第１及び第２のテーパ面が前述した方向に傾斜しているので、付勢手段の付勢力に抗して、第２の型の内径が拡がる。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００６５】
したがって、増減手段は、磁石の外径に応じて、第２の型の内径を確実に増減できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下をより一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータの平面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩ方向からみた側面図である。
【図３】図２中の矢印ＩＩＩ方向からみた図である。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１に示されたロータを成形する際に用いられる金型を一部断面にして示す分解斜視図である。
【図６】図５に示された金型を組み立てた状態を一部断面にして示す斜視図である。
【図７】図５に示された金型の第２の型の平面図である。
【図８】図６に示された金型の断面図である。
【図９】図１に示されたロータを備えたステッピングモータを示す斜視図である。
【図１０】図９に示されたステッピングモータを分解して示す斜視図である。
【図１１】従来のロータを一部断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ ステッピングモータ（モータ）
３ 出力軸
１２ ロータ本体
１３ 磁石
１３ａ 内周面
１３ｂ 外周面
１３ｃ 一方の端面
１３ｄ 他方の端面
１８ 内周覆い部
１９ 外周覆い部
２０ 第１の端面覆い部
２１ 第２の端面覆い部
３０ ロータ用成形金型
３１ 第１の型
３１ａ 第１の成形面
３２ 支持型
３３ コイルばね（付勢手段、増減手段）
３４ 第２の型
３４ａ 第２の成形面
３５ 第３の型
３５ａ 第３の成形面
３６ キャビティ
３９ 第１のテーパ面（増減手段）
４０ 第２のテーパ面（増減手段）
４１ 支持突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの出力軸を回転するために用いられるロータを製造する際に用いられるロータ用成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、モータとしてのステッピングモータは、各種ＯＡ機器、家電製品、自動車等の分野におけるアクチュエータ部品として利用されている。例えば、車両には車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用計器装置が搭載されており、この車両用計器装置においては、文字板の前面に配置される指針を駆動する内機としてステッピングモータが用いられている。
【０００３】
この種のステッピングモータは、前記計器装置のプリント基板などに固定される計器本体と、該計器本体から突出しかつ前記指針などを取り付ける出力軸を備えている。計器本体は、ケースと、このケースに固定されたステータと、図１１に示すロータ１００とを備えている。ケースは、扁平な箱状に形成されている。ステータは、前記ケースに固定されるフレームと、このフレームに取り付けられるコイルを備えている。
【０００４】
ロータ１００は、図１１に示すように、円盤状に形成されたロータ本体１０１と、このロータ本体１０１と同軸に配された円環状の磁石１０２とを備えている。ロータ本体１０１は、合成樹脂などからなる。磁石１０２は、その外周面１０２ａが露出した状態でロータ本体１０１に固定されている。
【０００５】
ロータ１００は、金型のキャビティ内に磁石１０２が挿入されて、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を高圧で射出するなどして得られる。このように、ロータ１００は、所謂射出成形により成形される。また、ロータ本体１０１即ちロータ１００は、ケースに回転自在に支持されている。ロータ本体１０１即ちロータ１００が回転すると、前述した出力軸は回転する。
【０００６】
前述した構成のステッピングモータは、前記コイルに電流を流すことにより、前記磁石１０２を励磁して、ロータ１００を回転する。そして、前述した出力軸を回転して、指針を回転する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したロータ１００では、ロータ本体１０１の外周面から磁石１０２が露出している。このため、前述したキャビティ内に挿入して、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を射出すると、この合成樹脂が磁石１０２の内周面から外周方向に押すこととなる。このとき、磁石１０２の外周面には加熱流動化した合成樹脂が接触しないので、前記加熱流動化した合成樹脂が磁石１０２の外周面を内周方向に向かって押すことがない。例えば、前述した合成樹脂を射出する圧力は、７ＭＰａ（メガパスカル）にも及ぶ事があった。
【０００８】
このように、前記キャビティ内に加熱流動化した合成樹脂を射出する際に、この合成樹脂が磁石１０２の内周面から外周方向に押すこととなる。このため、磁石１０２が外周方向に膨張するとともに、最悪の場合、前記磁石１０２が割れる虞があった。このように、前述した従来のロータ１００では、成形時に磁石１０２が割れることがあって、歩留まりが低下する傾向であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、成形時に磁石が破損することを防止してロータの歩留まりの低下を防止できるロータ用成形金型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のロータ用成形金型は、合成樹脂からなるロータ本体と、前記ロータ本体に固定されかつ円環状に形成されているとともに着磁された磁石と、を備え、前記ロータ本体は、前記磁石の内周面を覆う内周覆い部と、前記磁石の外周面を覆う外周覆い部と、前記内周覆い部と外周覆い部とに連なりかつ前記磁石の端面を覆う端面覆い部と、を備えているとともに、モータの出力軸を回転させるロータを成形する際に用いられる金型において、前記磁石の内周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第１の成形面を有する第１の型と、前記磁石の外周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第２の成形面を有する第２の型と、前記磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する第３の成形面を有する第３の型と、前記第２の型を支持しかつ第１の型に支持された円環状の支持型と、を備え、前記第２の型が、前記第２の成形面から凸で、かつ前記磁石の外周面と接触して磁石を前記第１の成形面と第２の成形面で囲まれるキャビティ内に支持する支持突起を備えているとともに、円環状に形成されかつ内周に前記第２の成形面を設け、前記磁石の外径に応じて、第２の型の内径を増減させる増減手段を備え、前記増減手段は、前記支持型を第３の型に向かって付勢する付勢手段と、前記支持型の内面の全周に亘って形成されかつ前記第３の型に近づくにしたがって前記支持型の内径を徐々に拡げる方向に傾斜した第１のテーパ面と、前記第２の型の外面の全周に亘って形成されかつ前記第１のテーパ面と接触するとともに前記第３の型に近づくにしたがって前記第２の型の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜した第２のテーパ面を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の本発明のロータ用成形金型は、請求項１に記載の本発明のロータ用成形金型において、前記第２の型の周方向に沿って、当該第２の型に等間隔に複数設けられた切欠きを備えたことを特徴としている。
【００１８】
本発明のロータ用成形金型によれば、第２の型の支持突起により、磁石をキャビティ内に支持する。このキャビティ内では、第１の型の第２の成形面が磁石の内周面と間隔をあけて相対し、第２の型の第２の成形面が磁石の外周面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の内周面を外周方向に押すとともに、磁石の外周面を内周方向に押す。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することを防止できる。
【００１９】
本発明のロータ用成形金型によれば、キャビティ内では、第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の両端面を押すので磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対するので、ロータを成形する際に、磁石の内外周面及び端面を押す圧力を一定にできる。
【００２０】
本発明のロータ用成形金型によれば、増減手段が、磁石の外径に応じて第２の型の内径を増減させる。このため、公差などにより磁石の外径が若干増減しても、支持突起で、キャビティ内に磁石を支持できる。このとき、第１ないし第３の成形面と、内外周及び両端面とが間隔をあけた状態とする。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。
【００２１】
本発明のロータ用成形金型によれば、付勢手段が第２の型を支持する支持型を第３の型に向かって付勢する。支持型の内面に第３の型に向かうにしたがって徐々に支持型の内径を増加させる方向に傾斜した第１のテーパ面が設けられている。第２の型の外面に前記第１のテーパ面に接触しかつ第３の型に向かうにしたがって徐々に第２の型の外径を増加させる方向に傾斜した第２のテーパ面が設けられている。
【００２２】
このため、第１の型と第２の型とを固定すると、付勢手段の付勢力と前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面により、内径が縮小する方向に第２の型を押す。このため、第２の型内に磁石を入れると、付勢手段の付勢力などにより、第２の型の内径が縮小して支持突起が磁石の外周面に接触する。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００２３】
支持突起間の間隔より磁石が大きい場合では、支持突起間に磁石を圧入すると、第１及び第２のテーパ面が前述した方向に傾斜しているので、付勢手段の付勢力に抗して、第２の型の内径が拡がる。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。したがって、増減手段は、磁石の外径に応じて、第２の型の内径を確実に増減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るロータを図１ないし図１０を参照して説明する。図１に示すロータ１は、図９及び図１０に示すモータとしてのステッピングモータ２を構成しかつ該ステッピングモータ２の出力軸３を回転する。
【００２５】
ステッピングモータ２は、図９及び図１０に示すように、モータ本体４と、このモータ本体４から突出した出力軸３を備えている。モータ本体４は、図１０に示すように、ケース５と、ステータ６と、前述したロータ１と、従動歯車７とを備えている。ケース５は、互いに連結可能な上ケース８と下ケース９とを備えている。上ケース８と下ケース９とが互いに連結して、ケース５は扁平な箱状になる。ケース５は、前述したステータ６と、ロータ１と、従動歯車７と、後述の出力歯車１５とを収容する。
【００２６】
ステータ６は、フレーム１０と、複数のコイル１１とを備えている。フレーム１０は、ケース５に固定される。コイル１１は、フレーム１０に取り付けられる。ロータ１は、円盤状に形成されかつその軸芯を中心として回転自在にケース５に支持される。
【００２７】
ロータ１は、図４に示すように、ロータ本体１２と、このロータ本体１２に固定された円環状の磁石１３とを備えている。ロータ本体１２には、歯車１４（図１、図２及び図４に示す）が一体に形成されている。この歯車１４は、前述した軸芯と同軸である。また、磁石１３は、勿論着磁されている。なお、このロータ１の詳細な構成は、後ほど説明する。
【００２８】
従動歯車７は、ケース５に回転自在に支持されている。従動歯車７は、ロータ１の歯車１４と噛み合っている。出力軸３には、出力歯車１５が取り付けられている。この出力歯車１５は、従動歯車７と噛み合っている。
【００２９】
前述した構成によれば、ステッピングモータ２は、コイル１１に電流を流して、ロータ１の磁石１３に励磁する。そして、磁石１３即ちロータ１がその軸線周りに回転する。ロータ１の回転が、歯車１４、従動歯車７を介して出力歯車１５に伝わり、出力軸３が回転する。
【００３０】
ロータ１は、前述したように、ロータ本体１２と、円環状の磁石１３とを備えている。磁石１３は、ロータ本体１２即ち後述の軸部１６と円環部１７との双方と同軸に配されている。磁石１３は、着磁されて、Ｎ極とＳ極とが形成されている。これらのＮ極とＳ極とは、周方向に沿って等間隔に配されているとともに、周方向に沿って互いに交互に配されている。磁石１３は、ロータ本体１２に固定されている。
【００３１】
ロータ本体１２は、合成樹脂からなり互いに同軸な軸部１６と円環状の円環部１７とを一体に備えている。軸部１６には、前述した歯車１４が一体に形成されている。軸部１６は円環部１７の内側に配されている。円環部１７の内縁は、軸部１６の外周面と連なっている。円環部１７は、図４に示すように、磁石１３の内周面１３ａを覆う内周覆い部１８と、磁石１３の外周面１３ｂを覆う外周覆い部１９と、磁石１３の軸芯方向の一方の端面１３ｃを覆う第１の端面覆い部２０と、磁石１３の軸芯方向の他方の端面１３ｄを覆う第２の端面覆い部２１とを備えている。即ち、ロータ本体１２は、磁石１３を埋設している。また、端面覆い部２０，２１は、前記内周覆い部１８と外周覆い部１９との双方に連ねている。
【００３２】
また、前記外周覆い部１９には、図２ないし図４に示すように、複数の切欠き２２が設けられている。切欠き２２は、外周覆い部１９の一部を切り欠いている。切欠き２２を通して磁石１３の外周面１３ｂが露出している。図示例では、切欠き２２は、ロータ本体１２の円環部１７の周方向に沿って三つ設けられている。これらの切欠き２２は、ロータ本体１２の円環部１７の周方向に沿って等間隔に配されている。
【００３３】
前述した構成のロータ１は、図８などに示すロータ用成形金型（以下単に金型と呼ぶ）３０を用いた射出成形により得られる。金型３０は、図５、図６及び図８に示すように、第１の型３１と、支持型３２と、付勢手段としてのコイルばね３３と、第２の型３４と、第３の型３５とを備えている。前述した第１の型３１と、第２の型３４と、第３の型３５は、互いに接離（近づいたり離れたり）自在に設けられている。これらの型３１，３４，３５は、互いに近づくと、図８に示すように、ロータ１の外形に沿ったキャビティ３６を形成する。互いに離れると、前述したキャビティ３６内に射出された合成樹脂が硬化して得られたロータ１をキャビティ３６内から取り出せるようになっている。
【００３４】
第１の型３１は、円板部３７と円柱部３８とを一体に備えている。円板部３７の外径は、円柱部３８の外径より大きい。円柱部３８は円板部３７から立設している。これらの円板部３７と円柱部３８とは互いに同軸である。円柱部３８の円板部３７から離れた側の端部３８ａには、ロータ本体１２の円環部１７の一方の端面１７ａ（図２ないし図４に示す）と、内周覆い部１８と、軸部１６の外形に沿った第１の成形面３１ａが形成されている。即ち、第１の型３１は、第１の成形面３１ａを備えている。
【００３５】
支持型３２は、円筒状に形成されている。支持型３２の外径は、円板部３７の外径と等しい。支持型３２の内径は、円柱部３８の外径より大きい。支持型３２は、内側に円柱部３８を通した格好で、円板部３７に重ねられる。支持型３２は、コイルばね３３により第１の型３１に支持される。支持型３２の内面には、第１のテーパ面３９が形成されている。支持型３２の第１のテーパ面３９は、円板部３７から離れるのにしたがって支持型３２の内径を徐々に拡げる方向に傾斜している。即ち、第１のテーパ面３９は、第３の型３５に近づくにしたがって支持型３２の内径を徐々に拡げる方向に傾斜している。
【００３６】
コイルばね３３は、円板部３７と支持型３２との間に配されている。コイルばね３３は円板部３７と支持型３２とを互いに離す方向に付勢している。このため、コイルばね３３は、図８中の矢印Ｓに沿って、支持型３２を第３の型３５に向かって付勢している。
【００３７】
第２の型３４は、円環状に形成されている。第２の型３４は、内側に円柱部３８の端部３８ａを通して支持型３２の内側に配される。第２の型３４は、支持型３２に支持される。第２の型３４の外径は、その軸芯に沿って徐々に変化している。このため、第２の型３４の外面には、第２のテーパ面４０が形成されている。第２のテーパ面４０は、円板部３７から離れるのにしたがって第２の型３４の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜している。第２のテーパ面４０は、第３の型３５に近づくにしたがって第２の型３４の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜している。第２のテーパ面４０は、第１のテーパ面３９に重なる（接触する）。なお、前述したコイルばね３３と第１のテーパ面３９と第２のテーパ面４０とは、本明細書に記した増減手段を構成している。
【００３８】
第２の型３４の内面には、前述した第１の成形面とともにロータ本体１２の円環部１７の一方の端面１７ａの外形に沿う第２の成形面３４ａが形成されている。さらに、第２の成形面３４ａは、ロータ本体１２の外周覆い部１９の外形に沿っている。即ち、第２の型３４は、第２の成形面３４ａを備えている。
【００３９】
また、第２の型３４は、図７などに示すように、複数の支持突起４１を備えている。支持突起４１は、第２の型３４の第２の成形面３４ａから凸に形成されている。支持突起４１は、図７に示すように、第２の型３４の周方向に沿って等間隔に配されている。図示例では、支持突起４１は、三つ設けられている。支持突起４１は、キャビティ３６内に挿入される磁石１３の外周面１３ｂと接触するとともに、互いの間にキャビティ３６内に挿入された磁石１３を挟む。支持突起４１は、キャビティ３６内に磁石１３を支持する。
【００４０】
さらに、第２の型３４には、複数の切欠き４２が設けられている。切欠き４２は、第２の型３４の内面と第２のテーパ面４０とに亘って、第２の型３４を構成する母材の一部を切り欠いている。切欠き４２は、第２の型３４の周方向に沿って、等間隔に配されている。切欠き４２は、第２の型３４を構成する母材の一部を切り欠くことにより、内外径が縮小または膨張するように、第２の型３４を弾性変形自在としている。
【００４１】
第３の型３５は、円柱状に形成されている、第３の型３５の外径は、第２の型３４の内径と等しい。第３の型３５は、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａと相対した状態で、第２の型３４の内側に挿入される。第３の型３５は、第１の型３１に相対する端面に、ロータ本体１２の特に円環部１７の他方の端面１７ｂ（図１、図２及び図４に示す）と歯車１４の外形に沿った第３の成形面３５ａを形成している。即ち、第３の型３５は、第３の成形面３５ａを備えている。前述した第１ないし第３の型３１，３４，３５が互いに近づくと、前述した第１ないし第３の成形面３１ａ，３４ａ，３５ａによりロータ１の外形に沿ったキャビティ３６が形成される。また、第３の型３５には、前述したキャビティ３６に加熱流動化した合成樹脂を射出するためにゲート４３が形成されている。
【００４２】
また、前述した金型３０は、図８に示すように、型３１，３４，３５が互いに近づいた際に、第１の型３１と第３の型３５とを位置決めするためのピン４４と窪み４５とを備えている。ピン４４は、第１の型３１に向かって凸であり、第３の型３５に一体に形成されている。窪み４５は、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａから凹に形成されている。型３１，３４，３５が互いに近づくと、窪み４５には、ピン４４が侵入する。ピン４４と窪み４５とは合致する（ぴったりと合う）。
【００４３】
前述した構成の金型３０を用いて、ロータ１を得る際には、円柱部３８を支持型３２の内側に通して、第１の型３１と支持型３２とを取り付ける。第１のテーパ面３９に第２のテーパ面４０を重ねて、支持型３２に第２の型３４を取り付ける。第２の型３４の支持突起４１間に磁石１３を挟む。このとき、磁石１３の内側に、第１の型３１の円柱部３８の端部３８ａを通しておく。その後、第２の型３４の内側に第３の型３５を挿入する。
【００４４】
こうして、型３１，３２，３４，３５を互いに同軸に取り付けるとともに、キャビティ３６内に磁石１３を挿入する。このとき、第１の成形面３１ａは、磁石１３の内周面１３ａと一方の端面１３ｃとの双方と間隔をあけて相対している。第２の成形面３４ａは、磁石１３の外周面１３ｂと一方の端面１３ｃとの双方と間隔をあけて相対している。第３の成形面３５ａは、磁石１３の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対している。
【００４５】
そして、ゲート４３を通してキャビティ３６内に加熱流動化した合成樹脂を射出する。キャビティ３６内に射出された合成樹脂は、磁石１３の内周面１３ａを外周方向に押すとともに、磁石１３の外周面１３ｂを内周方向に押す。さらに、キャビティ３６内に射出された合成樹脂は、磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄを押す。合成樹脂が硬化した後、型３１，３４，３５を互いに離して、キャビティ３６内からロータ１を取り出す。こうして、ロータ本体１２が内周覆い部１８と外周覆い部１９と端面覆い部２０，２１を備えたロータ１を得る。
【００４６】
本実施形態によれば、磁石１３の内周面１３ａがロータ本体１２の内周覆い部１８によって覆われており、磁石１３の外周面１３ｂが外周覆い部１９によって覆われている。また、磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄがロータ本体１２の端面覆い部２０，２１によって覆われている。
【００４７】
第２の型３４の支持突起４１により、磁石１３をキャビティ３６内に支持する。このキャビティ３６内では、第１の型３１の第１の成形面３１ａが磁石１３の内周面１３ａと間隔をあけて相対し、第２の型３４の第２の成形面３４ａが磁石１３の外周面１３ｂと間隔をあけて相対する。第１の成形面３１ａと第２の成形面３４ａが磁石１３の一方の端面１３ｃと間隔をあけて相対し、第３の成形面３５ａが磁石１３の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対する。
【００４８】
このため、ロータ１を成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石１３の内周面１３ａを外周方向に押すとともに、磁石１３の外周面１３ｂを内周方向に押す。さらに、ロータ１を成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石１３の両端面１３ｃ，１３ｄを押す。このため、ロータ１を成形する際に、磁石１３が膨張又は収縮することを防止できる。したがって、成形時に、磁石１３が割れることを防止でき、歩留まりの低下を防止できる。
【００４９】
さらに、端面覆い部２０，２１が内周覆い部１８と外周覆い部１９との双方に連ねている。第１の成形面３１ａと第２の成形面３４ａが磁石１３の一方の端面１３ｃと間隔をあけて相対し、第３の成形面３５ａが磁石の他方の端面１３ｄと間隔をあけて相対するので、ロータ１を成形する際に、磁石１３の内外周面１３ａ，１３ｂ及び端面１３ｃ，１３ｄを押す圧力を一定にできる。
【００５０】
コイルばね３３は、図８中の矢印Ｓに沿って、第２の型３４を支持する支持型３２を第３の型３５に向かって付勢する。支持型３２の内面に第３の型３５に向かうにしたがって徐々に支持型３２の内径を拡げる方向に傾斜した第１のテーパ面３９が設けられている。第２の型３４の外面に前記第１のテーパ面３９に接触しかつ第３の型３５に向かうにしたがって徐々に第２の型３４の外径を拡げる方向に傾斜した第２のテーパ面４０が設けられている。
【００５１】
このため、第１の型３１と第３の型３５とを固定すると、前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面３９，４０により、コイルばね３３は第２の型３４を矢印Ｔ１に沿って第１の型３１の円板部３７に近づく方向に付勢する。そして、第２の型３４は、コイルばね３３の付勢力により、矢印Ｕ１に沿って内径が縮小する方向に押される。
【００５２】
このため、第２の型３４内に磁石１３を入れると、コイルばね３３の付勢力などにより、第２の型３４の内径が縮小して支持突起４１が磁石１３の外周面１３ｂに接触する。このため、支持突起４１間の間隔より磁石１３が小さい場合でも、キャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。このとき、勿論、第１の成形面３１ａが磁石１３の内周面１３ａと間隔をあけて相対し、第２の成形面３４ａが磁石１３の外周面１３ｂと間隔をあけて相対する。
【００５３】
また、支持突起４１間の間隔より磁石１３が大きい場合では、支持突起４１間に磁石１３を圧入すると、図８中の矢印Ｕ２に沿って内径が拡がる方向に第２の型３４が変形しようとする。第１及び第２のテーパ面３９，４０が前述した方向に傾斜しているので、コイルばね３３の付勢力に抗して、第２の型３４が第１の型３１の円板部３７から矢印Ｔ２に沿って離れるとともに、第２の型３４の内径が矢印Ｕ２に沿って拡がる。このため、支持突起４１間の間隔より磁石１３が小さい場合でも、キャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。
【００５４】
このように、コイルばね３３と第１のテーパ面３９と第２のテーパ面４０とで構成される増減手段は、磁石１３の外径に応じて、第２の型３４の内径を確実に増減できる。このため、公差などにより磁石１３の外径が若干増減しても、第１の成形面３１ａと内周面１３ａとが間隔をあけて相対しかつ第２の成形面３４ａと外周面１３ｂとが間隔をあけて相対した状態でキャビティ３６内に磁石１３を確実に支持できる。このため、成形時に磁石１３が割れることを防止でき、ロータ１の歩留まりの低下をより一層確実に防止できる。
【００５５】
前述した実施形態では、ステッピングモータについて記載している。しかしながら、本発明では、ステッピングモータに限らず、各種のモータに適用できることは勿論である。
【００５６】
前述した実施形態では、ロータ１は、内周覆い部１８と外周覆い部１９と第１及び第２の端面覆い部２０，２１を備えている。しかしながら、本発明では、第１及び第２の端面覆い部２０，２１を設けることなく、内周覆い部１８と外周覆い部１９のみを設けても良いことは勿論である。この場合、ロータ１の成型時に磁石１３が割れることを防止でき、ロータ１の歩留まりの低下を抑制できる。
【００５７】
【発明の効果】
【００５９】
本発明によれば、第２の型の支持突起により、磁石をキャビティ内に支持する。このキャビティ内では、第１の型の第２の成形面が磁石の内周面と間隔をあけて相対し、第２の型の第２の成形面が磁石の外周面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の内周面を外周方向に押すとともに、磁石の外周面を内周方向に押す。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することを防止できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下を防止できる。
【００６０】
本発明によれば、キャビティ内では、第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する。このため、ロータを成形する際に、加熱流動化された合成樹脂が磁石の両端面を押すので磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。第１の成形面と第２の成形面が磁石の一方の端面と間隔をあけて相対し、第３の成形面が磁石の他方の端面と間隔をあけて相対するので、ロータを成形する際に、磁石の内外周面及び端面を押す圧力を一定にできる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下を防止できる。
【００６１】
本発明によれば、増減手段が、磁石の外径に応じて第２の型の内径を増減させる。このため、公差などにより磁石の外径が若干増減しても、支持突起で、キャビティ内に磁石を支持できる。このとき、第１ないし第３の成形面と、内外周及び両端面とが間隔をあけた状態とする。このため、ロータを成形する際に、磁石が膨張又は収縮することをより確実に防止できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下をより確実に防止できる。
【００６２】
本発明によれば、付勢手段が第２の型を支持する支持型を第３の型に向かって付勢する。支持型の内面に第３の型に向かうにしたがって徐々に支持型の内径を増加させる方向に傾斜した第１のテーパ面が設けられている。第２の型の外面に前記第１のテーパ面に接触しかつ第３の型に向かうにしたがって徐々に第２の型の外径を増加させる方向に傾斜した第２のテーパ面が設けられている。
【００６３】
このため、第１の型と第２の型とを固定すると、付勢手段の付勢力と前述した方向に傾いた第１及び第２のテーパ面により、内径が縮小する方向に第２の型を押す。このため、第２の型内に磁石を入れると、付勢手段の付勢力などにより、第２の型の内径が縮小して支持突起が磁石の外周面に接触する。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００６４】
支持突起間の間隔より磁石が大きい場合では、支持突起間に磁石を圧入すると、第１及び第２のテーパ面が前述した方向に傾斜しているので、付勢手段の付勢力に抗して、第２の型の内径が拡がる。このため、支持突起間の間隔より磁石が小さい場合でも、キャビティ内に磁石を確実に支持できる。
【００６５】
したがって、増減手段は、磁石の外径に応じて、第２の型の内径を確実に増減できる。したがって、成形時に、磁石が割れることを防止でき、ロータの歩留まりの低下をより一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータの平面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩ方向からみた側面図である。
【図３】図２中の矢印ＩＩＩ方向からみた図である。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１に示されたロータを成形する際に用いられる金型を一部断面にして示す分解斜視図である。
【図６】図５に示された金型を組み立てた状態を一部断面にして示す斜視図である。
【図７】図５に示された金型の第２の型の平面図である。
【図８】図６に示された金型の断面図である。
【図９】図１に示されたロータを備えたステッピングモータを示す斜視図である。
【図１０】図９に示されたステッピングモータを分解して示す斜視図である。
【図１１】従来のロータを一部断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ ステッピングモータ（モータ）
３ 出力軸
１２ ロータ本体
１３ 磁石
１３ａ 内周面
１３ｂ 外周面
１３ｃ 一方の端面
１３ｄ 他方の端面
１８ 内周覆い部
１９ 外周覆い部
２０ 第１の端面覆い部
２１ 第２の端面覆い部
３０ ロータ用成形金型
３１ 第１の型
３１ａ 第１の成形面
３２ 支持型
３３ コイルばね（付勢手段、増減手段）
３４ 第２の型
３４ａ 第２の成形面
３５ 第３の型
３５ａ 第３の成形面
３６ キャビティ
３９ 第１のテーパ面（増減手段）
４０ 第２のテーパ面（増減手段）
４１ 支持突起
Claims (2)
- 合成樹脂からなるロータ本体と、前記ロータ本体に固定されかつ円環状に形成されているとともに着磁された磁石と、を備え、前記ロータ本体は、前記磁石の内周面を覆う内周覆い部と、前記磁石の外周面を覆う外周覆い部と、前記内周覆い部と外周覆い部とに連なりかつ前記磁石の端面を覆う端面覆い部と、を備えているとともに、モータの出力軸を回転させるロータを成形する際に用いられる金型において、
前記磁石の内周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第１の成形面を有する第１の型と、
前記磁石の外周面と前記磁石の一方の端面との双方と間隔をあけて相対する第２の成形面を有する第２の型と、
前記磁石の他方の端面と間隔をあけて相対する第３の成形面を有する第３の型と、
前記第２の型を支持しかつ第１の型に支持された円環状の支持型と、を備え、
前記第２の型が、前記第２の成形面から凸で、かつ前記磁石の外周面と接触して磁石を前記第１の成形面と第２の成形面で囲まれるキャビティ内に支持する支持突起を備えているとともに、円環状に形成されかつ内周に前記第２の成形面を設け、
前記磁石の外径に応じて、第２の型の内径を増減させる増減手段を備え、
前記増減手段は、
前記支持型を第３の型に向かって付勢する付勢手段と、
前記支持型の内面の全周に亘って形成されかつ前記第３の型に近づくにしたがって前記支持型の内径を徐々に拡げる方向に傾斜した第１のテーパ面と、
前記第２の型の外面の全周に亘って形成されかつ前記第１のテーパ面と接触するとともに前記第３の型に近づくにしたがって前記第２の型の外径が徐々に大きくなる方向に傾斜した第２のテーパ面を備えたことを特徴とするロータ用成形金型。 - 前記第２の型の周方向に沿って、当該第２の型に等間隔に複数設けられた切欠きを備えたことを特徴とする請求項１記載のロータ用成形金型。
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