JP4858751B2 - マグネットロータおよびそのマグネットロータを備えた可動磁石式計器、そのマグネットロータを備えたステッピングモータ - Google Patents

Description

本発明は、特にコイルへの通電によって作動するマグネットロータ、あるいはマグネットロータを用いた可動磁石式計器、マグネットロータを用いたステッピングモータまたはマグネットロータを用いた小型モータや発電機などに関するものである。

従来、たとえば車両用計器としては、たとえばコイルへの通電によって作動するマグネットロータを備える可動磁石式計器（たとえば、特許文献１を参照。）あるいは、ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータとを備えるステッピングモータを用いて回動支持する計器（たとえば、特許文献２を参照。）などが採用されている。
特開２００１−２８９８７６号公報 特開２００１−３１７９７０号公報

この種の従来の可動磁石式計器やステッピングモータなどに用いられるマグネットロータとしては、小形化・軽量化を達成するためにマグネットとして、磁性紛をプラスチックに混ぜ合わせて射出成形などの手段によって環状のプラスチックマグネットを一旦成形し、その後プラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体をインサート成形などの手段によって一体的にかつ同軸的に形成してマグネットロータを構成するようにしている。

また、前記マグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットは射出成形によって形成されるが、その射出成形のゲート口の位置関係として、一般的には環状のマグネットの磁力の影響を受けない領域に設定することが望ましいため、外周面から離れた内側、たとえば、上下の金型の一方、すなわちプラスチックマグネットの上面側あるいは下面側に配置してそのゲート口から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して硬化させることにより環状のプラスチックマグネットを成形するようにしている。そしてプラスチックマグネットの成形後に成形品であるプラスチックマグネットと連結されているゲート部分とを分離するために、ゲートカット機などによってゲート口をカットして成形品であるプラスチックマグネットを分離するようにしている。

その後、成形したプラスチックマグネットをインサート成形金型内にセットし、加熱溶融したプラスチック材料を注入して硬化させることによりロータ本体とともにプラスチックマグネットがインサート成形されてマグネットロータが一体的に形成される。

このように構成されたマグネットロータを、たとえば可動磁石式計器のハウジング内にそのままセットしたり、あるいはステップモータのハウジング内にセットした場合、前述したように、プラスチックマグネットには磁性紛が混ぜ合わされているため、ゲートカット機などによってゲート口をカットした際に切り屑がゲート口部分に付着していると、ハウジング内に切り屑や磁性紛の粉がマグネットロータの軸受部に紛れ込んだり、マグネットロータの回転を分岐伝達するギヤなどに付着してしまうと、マグネットロータの軸受部箇所の回転作動に支障を来す虞があったり、あるいはギヤの噛み合いによる作動に支障を来してしまうという虞がある。

また、従来の可動磁石式計器やステッピングモータなどに用いられるマグネットロータは、環状に成形されたマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を射出成形などの手段によってインサート成形した際に、加熱膨張したプラスチック材料からなるロータ本体が成形後において常温の条件下に冷やされることにより収縮してしまうため、マグネットとロータ本体との接触する面の間において隙間が生じてしまい、このため、マグネットとロータ本体との間にがたつきが発生するという問題がある。そこで、この問題点を考慮するものとして、環状に成形されるマグネットの中空部の内壁部分に凹凸を設け、回り止めとがたつきを防ぐようにするようにしたものが提案されている。

しかしながら、単に凹凸を施すだけでは、回り止めは若干解消されるものの、マグネットの凹凸形状に合わせてプラスチック材料からなるロータ本体自体もその凹凸形状に合わせて全体が収縮するため隙間が生じてしまい、マグネットロータの軸芯位置に対してマグネットが偏芯してしまい、マグネットロータが回転振れを起こしてしまうという問題がある。

そこで、本発明は、従来の問題点に着目し、マグネットロータを構成する環状のプラスチックマグネットの成形と、インサート成形によるロータ本体の形状を配慮することによって、プラスチックマグネットの成形後におけるゲート口のカット時に発生しやすい磁性紛や削り屑による外部への影響を抑制するとともに、ロータ本体の収縮作用が働いたとしても、マグネットとロータ本体との間の回り止めや位置ずれ（がたつきや軸芯のずれ）を抑制することのできるマグネットロータおよびそのマグネットを用いた可動磁石式計器、そのマグネットロータを用いたステッピングモータを提供することを目的とする。

本発明は、前述した課題を解決するため、請求項１の発明では、射出成形のゲート口から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して成形される環状のプラスチックマグネットと、この環状のプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状のプラスチックマグネットの中空部の内周壁には、前記マグネットロータの軸芯位置を基点として同心円状に所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め部からなる突設部を設けるとともに、この突設部の上面側または下面側の少なくとも１箇所に前記プラスチックマグネットの成形時におけるゲート口部分を切断することによって形成されるゲート口痕跡部を設け、このゲート口痕跡部の位置と前記マグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置し、前記ゲート口痕跡部が形成されていない前記突設部箇所にダミー用凹凸部を設け、前記プラスチック材料による前記ロータ本体には、その成形時に前記プラスチックマグネットの前記回り止め部と前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部とを覆う充填密閉部を形成してなることを特徴とするマグネットロータである。このように構成することにより、ロータ本体の成形時においてプラスチックマグネットのゲート口痕跡部箇所が充填密閉部によって覆われるため、ゲート部の切断によってゲート口痕跡部箇所に発生する磁性紛や切り屑が飛散することを未然に防ぐことができる。また、ロータ本体の成形後において、ロータ本体の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネットの突設部箇所に設けられたゲート口痕跡部と、突設部箇所に形成されるダミー用凹凸部とが、ゲート口痕跡部の位置とマグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、マグネットロータの軸芯方向に沿ってロータ本体全体が収縮するため、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯のずれもなく、同軸的に保持され、これにより位置ずれを防ぐことが可能となるものである。

また請求項２の発明では、射出成形のゲート口から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して成形される環状のプラスチックマグネットと、この環状のプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状のプラスチックマグネットの中空部の内周壁には、前記マグネットロータの軸芯位置を基点として同心円状に所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め部からなる突設部を設けるとともに、この突設部によって設けられる立ち上がり側壁部のそれぞれの方向を前記マグネットロータの軸芯位置を基準として放射方向に沿って形成してなる放射状壁部として設け、前記回り止め部の一部を形成する前記突設部の上面側または下面側の少なくとも１箇所に前記プラスチックマグネットの成形時におけるゲート口部分を切断することによって形成されるゲート口痕跡部を設け、このゲート口痕跡部の位置と前記マグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置し、前記ゲート口痕跡部が形成されていない前記突設部箇所にダミー用凹凸部を設け、前記プラスチック材料による前記ロータ本体には、その成形時に前記プラスチックマグネットの前記回り止め部と前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部とを覆う充填密閉部を形成してなることを特徴とするマグネットロータである。このように構成することにより、ロータ本体の成形時においてプラスチックマグネットのゲート口痕跡部箇所が充填密閉部によって覆われるため、ゲート部の切断によってゲート口痕跡部箇所に発生する磁性紛や切り屑が飛散することを未然に防ぐことができる。また、ロータ本体の成形後において、ロータ本体の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネットの突設部箇所に設けられたゲート口痕跡部と、突設部箇所に形成されるダミー用凹凸部とが、ゲート口痕跡部の位置とマグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置して設けられており、しかも突設部によって設けられる立ち上がり側壁部のそれぞれの方向をマグネットロータの軸芯位置を基準として放射方向に沿って放射状壁部として形成してなることにより、マグネットロータの軸芯方向に沿ってロータ本体全体を収縮することができ、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯のずれもなく、回り止め状態にて同軸的に保持することが可能となる。

また請求項３では、請求項１または請求項２に記載のマグネットロータにおいて、前記プラスチックマグネットの前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部は、前記プラスチックマグネットの上面側または下面側の壁面位置から奥まった前記突設部箇所の上面部分または下面部分に配設してなることを特徴とするものである。このように構成することにより、ゲート口痕跡部箇所やダミー用凹凸部箇所などを充填密閉部によって覆ったとしても、マグネットロータの厚み寸法を極力抑えることができ、さらなる小形化（薄型化）を実現することができる。

また請求項４では、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記ダミー用凹凸部は、前記ゲート口痕跡部とほぼ同形状に成形によって設けてなることを特徴とするものである。このように構成することにより、マグネットロータの軸芯位置を基点にして重量バランスを保つように成形することが可能となり、安定したマグネットロータを提供することができる。

また請求項５では、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分に支軸を挿入するための軸孔を形成してなることを特徴とするものである。このように構成することにより、マグネットロータを支軸を基点として回転可能に形成することができる。

また請求項６では、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分の上下に回転支軸をプラスチック材料にて一体に成形してなることを特徴とするものである。このように構成することにより、マグネットロータと回転支軸を一体成形することができ、製作の容易なマグネットロータを提供することができる。

また請求項７では、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、マグネットロータの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部を一体に形成してなることを特徴とするものである。このように構成することにより、分岐伝達ギヤ部を介して回転駆動を他の回転伝達部へと分岐伝達することが可能となるため、マグネットロータの軸線から懸け離れた箇所にて回転を伝えることができる。

また請求項８では、コイルへの通電によって作動するマグネットロータをハウジング内にて回動可能に設けた可動磁石式計器において、前記マグネットロータは請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマグネットロータである。このように構成することにより、小形軽量化を可能とし、ロータ本体の成形時においてプラスチックマグネットのゲート口痕跡部箇所が充填密閉部によって覆われるため、ゲート部の切断によってゲート口痕跡部（ゲート跡）箇所に発生する磁性紛や切り屑が飛散することを未然に防ぐことができるとともに、ロータ本体の成形時・成形後において、ロータ本体の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネットの突設部箇所に設けられたゲート口痕跡部と、突設部箇所に形成されるダミー用凹凸部とが、ゲート口痕跡部の位置とマグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、マグネットロータの軸芯方向に沿ってロータ本体全体が収縮するため、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯のずれもなく構成することができ、ハウジング内にて軸支されるマグネットロータの軸支部あるいはハウジング内にてマグネットロータの回転駆動から分岐伝達されるギヤ部への回転駆動に悪影響を与えることなく円滑に回転作動を行うことのできる可動磁石型計器を提供することができる。

また請求項９では、ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータを備えたステッピングモータにおいて、前記マグネットロータは請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマグネットロータである。このように構成することにより、小形軽量化を可能とし、ロータ本体の成形時においてプラスチックマグネットのゲート口痕跡部箇所が充填密閉部によって覆われるため、ゲート部の切断によってゲート口痕跡部（ゲート跡）箇所に発生する磁性紛や切り屑が飛散することを未然に防ぐことができるとともに、ロータ本体の成形時・成形後において、ロータ本体の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネットの突設部箇所に設けられたゲート口痕跡部と、突設部箇所に形成されるダミー用凹凸部とが、ゲート口痕跡部の位置とマグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、マグネットロータの軸芯方向に沿ってロータ本体全体が収縮するため、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯のずれもなく構成することができ、ハウジング内にて軸支されるマグネットロータの軸支部あるいはハウジング内にてマグネットロータの回転駆動から分岐伝達されるギヤ部への回転駆動に悪影響を与えることなく円滑に回転作動を行うことのできるステッピングモータを提供することができる。

本発明によるマグネットロータおよびマグネットロータを用いた可動磁石式計器、マグネットロータを用いたステッピングモータによれば、ロータ本体の成形時においてプラスチックマグネットのゲート痕箇所が充填密閉部によって覆われるため、ゲート部の切断によってゲート痕箇所に発生する磁性紛や切り屑が飛散することを未然に防ぐことができる。また、ロータ本体の成形後において、ロータ本体の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネットの突設部箇所に設けられたゲート口痕跡部と、突設部箇所に形成されるダミー用凹凸部とが、ゲート口痕跡部の位置とマグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、マグネットロータの軸芯方向に沿ってロータ本体全体が収縮するため、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯のずれもなく、回り止め状態にて同軸的に保持され、位置ずれをも防ぐことが可能となり、これにより、初期の目的を達成することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明に係るマグネットロータを可動磁石式計器に適用した実施例にて説明する。

図１から図１０は第１実施例であるマグネットロータを、たとえば自動車用の指示計器として用いられる可動磁石式計器に適用したものを示すもので、図１は可動磁石式計器の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は図２のマグネットロータが９０度回転した状態を示した断面図、図４は図２のマグネットロータが４５度回転した状態を示した断面図、図５はマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図、図６は図５のプラスチックマグネットの裏側から見た背面図、図７（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す斜視図とその一部断面図、図８（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの環状のプラスチックマグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図、図９は図８（Ｂ）の要部を断面で示す斜視図、図１０は図８の成形後におけるロータ本体の収縮状態を模式的に示した平面図である。

同図において、可動磁石式計器Ｍの全体概要としては、コイルＣへの通電によって作動するマグネットロータＲと、このマグネットロータＲの回転駆動を分岐して回転伝達する駆動伝達部Ｄとを介して指針Ｐを回転作動（指示）するように構成している。

前記マグネットロータＲは、隣り合う磁極（４極の磁極）が互いに異極となるように着磁される環状のプラスチックマグネット１０と、この環状のプラスチックマグネット１０の中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体２０とを一体的にかつ同軸的に成形することによって構成している。この第１実施例におけるプラスチックマグネット１０の材料としては、重量比で９０％の磁性紛と、１０％のプラスチック材料であるナイロン樹脂とを混ぜ合わせて形成しているものであり、磁性紛としてはネオジウム，鉄，ホウ素を主成分として細かく粉砕したものを採用しており、ナイロン樹脂は磁性紛を結合させる役割を担っている。

またマグネットロータＲの一部を構成する環状のプラスチックマグネット１０は、射出成形によって形成されるが、その射出成形金型のゲート部の位置関係として、図示はしないが上下の成形金型の一方、すなわち、この第１実施例にあってはプラスチックマグネット１０の下面側に設けてそのゲート部から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して硬化させることにより環状のプラスチックマグネット１０を成形して構成するようにしている。

またマグネットロータＲの一部を構成する環状のプラスチックマグネット１０には、その環状のプラスチックマグネット１０の中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部からなる突設部１１が設けられており、この突設部１１の両側に位置した側壁部１１Ａは、突設部１１によって設けられる側壁部１１Ａのそれぞれの方向がマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準（基点）として放射方向に沿って延びるように形成されており、軸芯Ｇ位置を基点とする中心方向に近づくに連れて幅狭となる扇形の形状からなる突設部１１として形成されている。なお、この第１実施例においては、突設部１１は、プラスチックマグネット１０の磁極数に合わせて４箇所設けられている。

また突設部１１の上面１１Ｂ部分および下面１１Ｃ部分は、前記プラスチックマグネット１０の上面側または下面側の表面部分（壁面位置）から一段下がった奥まった箇所に位置するように設けられている。

またプラスチックマグネット１０の成形後において、成型品であるプラスチックマグネット１０と連結されているゲート部分とを分離するために、図示はしないがゲートカット機などによりゲート部分をカットして成型品であるプラスチックマグネット１０を分離するようにしている。この際、ゲート部分を削除したプラスチックマグネット１０側には、切断によるゲート口痕跡部１２が形成される。このゲート口痕跡部１２は、第１実施例ではプラスチックマグネット１０の底面位置、すなわちプラスチックマグネット１０の下面側の壁面位置から奥まった位置である突設部１１の下面１１Ｃ部分に配設されている。（図６、図７などを参照）

またプラスチックマグネット１０には、ゲート口痕跡部１２の位置とマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を結ぶ線上に位置し、ゲート口痕跡部１２が設けられていない突設部１１の下面１１Ｃ部分にゲート口痕跡部１２の形状とほぼ同形状からなるダミー用凹凸部１３が形成されている。なお、この第１実施例では、プラスチックマグネット１０に設けられた突設部１１において、残りの２箇所にもダミー用凹凸部１３Ａが設けられ、全体の重量バランスを保つことができるように考慮している。また、環状のプラスチックマグネット１０の表面側には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部からなる突設部１１を設けた位置に対して千鳥状となる位置関係に凹設部１４が設けられている。

その後、成形したプラスチックマグネット１０をたとえばインサート成形金型内にセットし、加熱溶融したプラスチック材料を注入して硬化させることにより、ロータ本体２０がプラスチックマグネット１０と一体的にインサート成形され、マグネットロータＲが構成される。（図８，図９などを参照）

またロータ本体２０には、環状のプラスチックマグネット１０に設けられた突設部１１の形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状のプラスチックマグネット１０との間における係止用突部２１が一体に形成される。この際、ロータ本体２０の係止用突部２１は、プラスチックマグネット１０の突設部１１の形状に倣って成形時に形成されるため、その係止用突部２１の両側壁（側壁部）２１Ａの形状としては、マグネット１０の突設部１１によって設けられる側壁部１１Ａと同様にしてマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準として係止用突部２１の側壁部２１Ａが放射方向に延びるように形成され、結果として、軸芯Ｇ位置を基点とする中心方向から遠ざかるに連れて幅広となる扇形の形状からなる係止用突部２１として形成される。

またロータ本体２０には、プラスチック材料による成形時においてプラスチックマグネット１０のゲート部の切断によって生じるゲート口痕跡部１２およびダミー用凹凸部１３を覆う充填密閉部２２が形成される。この場合、充填密閉部２２はプラスチックマグネット１０の下面側の壁面位置から奥まった位置である突設部１１の下面１１Ｃ部分に成形されるため、ゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３箇所を充填密閉部２２によって覆ったとしても、マグネットロータＲの厚み寸法を極力抑えることができ、さらなる小形化を実現することができる。

この際、ロータ本体２０の射出成形時において、環状のプラスチックマグネット１０に設けられた回り止め突部となる突設部１１の下面１１Ｃには水平方向に充填密閉するように突設する抜け止め用としての下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２が一体に成形されるとともに、プラスチックマグネット１０の上面側（表面側）に設けた凹設部１４を覆うように水平方向に充填密閉するように突設する抜け止め用としての上側フランジ部となる充填密閉部２３がロータ本体２０と一体に成形されている。

また、第１実施例によるマグネットロータＲにあっては、ロータ本体２０の上端側に、前記駆動伝達部Ｄを介して指針Ｐ側へと駆動するための分岐伝達ギヤ部２４が一体に形成されるとともに、ロータ本体２０の軸芯部分には支軸３０を挿入するための軸孔２５が形成され、その支軸３０を介してロータ本体２０と環状のプラスチックマグネット１０（マグネットロータＲ）とが回転可能に設けられている。

なお、前記駆動伝達部Ｄとしては、マグネットロータＲのロータ本体２０に設けた分岐伝達ギヤ部２４と噛合するプラスチック材料からなる従動伝達ギヤ部４０が設けられ、この従動伝達ギヤ部４０の回転軸となる指針軸５０を介して前記指針Ｐ側へと回転を伝えるように構成している。

また可動磁石式計器Ｍには、前記マグネットロータＲを支持する支軸３０と、分岐伝達ギヤ部２４と噛合する前記従動伝達ギヤ部４０を有するとともに、先端に指針Ｐが装着され従動伝達ギヤ部４０の回転に応じて指針Ｐを回転させる前記指針軸５０と、各伝達ギヤ部２４，４０を連結させた状態で支軸３０および指針軸５０を並設状態に軸支するとともに、マグネットロータＲ，分岐伝達ギヤ部２４，従動伝達ギヤ部４０を収納するハウジング６０と、ハウジング６０の外側で巻かれる一対のコイルＣと、ハウジング６０の所定領域を覆う椀状のシールドケース７０とを備えている。

また従動伝達ギヤ部４０は、マグネットロータＲ側の分岐伝達ギヤ部２４よりも径大に形成され、外周に分岐伝達ギヤ部２４よりも多くの連続歯が設けられて指針軸５０に固定されており、マグネットロータＲの上側でかつ環状のプラスチックマグネット１０とは適宜空間を空けて一部が重なるように分岐伝達ギヤ部２４側に延び、分岐伝達ギヤ部２４と噛合している。

可動磁石式計器Ｍのハウジング６０はプラスチック材料からなり、図２などに示すように、下側に位置する第１の枠体６１と上側に位置する第２の枠体６２とに分割形成され、これら第１，第２の枠体６１，６２間でマグネットロータＲ，分岐伝達ギヤ部２４，従動伝達ギヤ部４０を収納する空洞部が形成されており、この空洞部内にて支軸３０の下端側が第１の枠体６１に圧入して支持されるとともに、指針軸５０の下端部と上方部側とが各枠体６１，６２によって回転可能に軸支されている。

この場合、従動伝達ギヤ部４０が配置されていないマグネットロータＲのラジアル方向外周に対応するハウジング６０領域には、第１，第２の枠体６１，６２とで巻枠部６３，６４がそれぞれ形成され、この巻枠部６３，６４に各コイルＣが巻装されている。

このように巻装された各コイルＣの各末端部は、丸棒状の導電性金属材からなる各端子８０に導通接続され、これら端子８０からプリント基板９０へと電気的に接続されている。

このように構成された可動磁石式計器Ｍは、各コイルＣを励磁することにより各々磁界ベクトル（作用磁界）が働き、これら各磁界ベクトルの強さに応じて４極着磁されたマグネットロータＲが回転し、その回転力が分岐伝達ギヤ部２４、従動伝達ギヤ部４０を通じて指針軸５０に伝達され、指針軸５０に固定された指針Ｐが角度運動するものであり、この際、分岐伝達ギヤ部２４と従動伝達ギヤ部４０は、分岐伝達ギヤ部２４に対し従動伝達ギヤ部４０が低速（減速）回転するように、それぞれのギヤ比が設定されており、この減速作動により、入力信号に対して指示誤差の少ない指針Ｐの角度運動が可能となるように構成されている。

上述した構成からなる第１実施例におけるマグネットロータＲにおいては、環状に成形したプラスチックマグネット１０の中空部内に、プラスチック材料からなるロータ本体２０をインサート成形などの手段によって一体的にかつ同軸的に形成してマグネットロータＲを構成する場合、先ず最初に、事前に成形したプラスチックマグネット１０をインサート成形金型内にセットし、あるいは成形金型によってプラスチックマグネット１０を成形した後に続いて、ロータ本体２０の形状に合わせた空間形状を有する金型内に、加熱溶融した熱可塑性プラスチック材料を注入して硬化させることによりロータ本体２０がプラスチックマグネット１０と同軸的に一体成形される。

その際、環状のプラスチックマグネット１０に設けられた回り止め突部でもある突設部１１の形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状のプラスチックマグネット１０との間に係止用突部２１が一体的に形成されるため、ロータ本体２０の成形後の冷却時における収縮作用によるひけなどが若干生じたとしても、回り止め状態にて保持することが可能となる。またロータ本体２０には、プラスチック材料による成形時においてプラスチックマグネット１０のゲート部の切断によるゲート口痕跡部１２およびダミー用凹凸部１３を抜け止め用としての下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２によって覆うことにより、ゲート部の切断によってゲート跡となるゲート口痕跡部１２箇所に発生しやすい磁性紛や切り屑の飛散を未然に防ぐことができる。この場合、充填密閉部２２がプラスチックマグネット１０の下面側の壁面位置から奥まった位置である突設部１１の下面１１Ｃ箇所に成形されるため、ゲート跡であるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３箇所を充填密閉部２２によって覆ったとしても、マグネットロータＲの厚み寸法を極力抑えることができ、小形化・薄型化を実現することができる。

またロータ本体２０の射出成形時において、環状のプラスチックマグネット１０の回り止め突部である突設部１１の下面１１Ｃ側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２が一体に成形されるとともに、プラスチックマグネット１０の上面側には凹設部１４位置の表面部分を覆うように水平方向に突設する抜け止め用としての上側フランジ部を兼ねた充填密閉部２３がロータ本体２０と一体に成形されるため、突設部１１によって回り止め状態にて同軸的に保持することができるとともに、下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２と上側フランジ部を兼ねた充填密閉部２３とによってプラスチックマグネット１０に対してロータ本体２０を抜け止め保持することが可能となり、加えて、プラスチックマグネット１０の突設部１１箇所に設けられたゲート口痕跡部１２と、突設部１１箇所に形成されるダミー用凹凸部１３とがゲート口痕跡部１２の位置とマグネットロータの軸芯Ｇ位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、ロータ本体２０の成形時に、凹凸形状からなるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３箇所を充填密閉部２２によって充填密閉することにより、ロータ本体２０とプラスチックマグネット１０とが凹凸形状からなるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３箇所とが凹凸による噛み合い状態にてマグネットロータ１０の軸芯Ｇ位置を基点にしてそれぞれが収縮するように作用するため、ひけによる歪みがほぼ均等となり軸芯Ｇのずれを抑制することができ、結果として、ロータ本体２０と環状のプラスチックマグネット１０とを同軸的に保持することによって偏芯を抑制することができるものであり、これにより、マグネットロータＲの回転振れを未然に防ぐことができ、可動磁石式計器Ｍのギヤ２４，４０同士の噛み合いをも良好とし、計器の回転作動を安定に保つことができるという効果がある。

すなわち、ロータ本体２０の成形後において、ロータ本体２０の全体が収縮したとしても、プラスチックマグネット１０の突設部１１箇所に設けられたゲート口痕跡部１２と、突設部１１箇所に形成されるダミー用凹凸部１３とが、ゲート口痕跡部１２の位置とマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を結ぶ線上に位置して設けられており、しかも突設部１１によって設けられる立ち上がり側壁部１１Ａのそれぞれの方向をマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準として放射方向に沿って放射状壁部１１Ａとして形成してなることにより、マグネット１０の突設部１１に設けられた各側壁部１１Ａの交点位置であるマグネットロータＲの軸芯Ｇ方向に沿ってロータ本体２０に形成された係止用突部２１も収縮するため、結果として図１０に示すように、ロータ本体２０の収縮形状としては相似形にて収縮するものであり、ひけによる歪みがほぼ均等となるために軸芯Ｇのずれもなく、回り止め状態にて同軸的に保持することが可能となるものである。またゲート口痕跡部１２とダミー用凹凸部１３とを結ぶ線上と直交する方向に設けられた２個のダミー用凹凸部１３Ａにおいても、全体の重量バランスを保ちつつ、成形収縮時に各ダミー用凹凸部１３Ａとが凹凸による噛み合い状態にてマグネットロータ１０の軸芯Ｇ位置を基点にしてそれぞれが収縮するように作用するため、ひけによる歪みがほぼ均等となり軸芯Ｇのずれを抑制することができる。

また、環状のマグネット１０をプラスチック材料により成形してなることにより、小型軽量化を進める上で有益であり、製作の容易なマグネットロータＲを提供することができる。

また第１実施例にあっては、マグネットロータＲに設けられたロータ本体２０には、マグネットロータＲの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部２４を一体に形成してなることにより、分岐伝達ギヤ部２４を介して回転駆動を他の駆動伝達部Ｄへと分岐伝達することができ、マグネットロータＲの軸線から懸け離れた箇所へと回転を伝えることができる。

また図１１から図１５は、本発明の第２実施例であるマグネットロータＲを可動磁石式計器に適用したものを示すものであり、図１１は可動磁石式計器の要部を示す全体断面図であり、図１２（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図、図１３（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの環状のプラスチックマグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図、図１４は図１３（Ｂ）の要部を断面で示した斜視図であり、図１５は図１３（Ａ）の成形後におけるロータ本体の収縮状態を模式的に示した平面図である。

同図において、マグネットロータＲに設けられたロータ本体２０には、そのロータ本体２０の軸芯部分の上下に回転支軸部２６をプラスチック材料にて一体に成形してなるものである。

またマグネットロータＲは、前述した第１実施例とほぼ同様に、隣り合う磁極（４極の磁極）が互いに異極となるように着磁される環状のプラスチックマグネット１０と、このプラスチックマグネット１０の中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体２０とを一体的にかつ同軸的に成形することによって構成しており、環状のプラスチックマグネット１０の中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部からなる突設部１１が形成されており、この突設部１１の両側壁の形状としては、第１実施例と同様にして、突設部１１によって設けられる立ち上がり側壁部１１Ａのそれぞれの方向がマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準（基点）として放射方向に沿って延びるように形成されており、軸芯Ｇ位置を基点とする中心方向に近づくに連れて幅狭となる扇形の形状からなる突設部１１として形成されている。また突設部１１の上面１１Ｂ部分および下面１１Ｃ部分は、プラスチックマグネット１０の上面側または下面側の表面部分から一段下がった奥まった箇所に位置するように設けられている。

またプラスチックマグネット１０自体は、その成形後において、成型品であるプラスチックマグネット１０と連結されているゲート部分とを分離するために、図示しないゲートカット機などによってゲート部分をカットして成型品であるプラスチックマグネット１０を分離するようにしている。この際、ゲート部分を削除したプラスチックマグネット１０側には、切断によるゲート口痕跡部１２がプラスチックマグネット１０の上面側の壁面位置から奥まった位置である突設部１１の上面１１Ｂ部分に形成されている。

またプラスチックマグネット１０には、ゲート口痕跡部１２の位置とマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を結ぶ線上に位置し、ゲート口痕跡部１２が設けられていない相反する側に設けられた突設部１１の上面１１Ｂ部分にゲート口痕跡部１２の形状とは異なる形状からなるダミー用凹凸部１３Ｂが形成されている。なお、この第２実施例では、プラスチックマグネット１０に設けられたゲート口痕跡部１２と相反する側に設けられたダミー用凹凸部１３Ｂとの形状は異なるものの、マグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準（基点）とする全体の重量バランスを保つことができるように考慮している。

またロータ本体２０には、環状プラスチックマグネット１０に設けられた突設部１１の形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状のプラスチックマグネット１０との間における係止用突部２１が一体に形成される。この係止用突部２１は、マグネット１０の突設部１１の形状に倣って成形時に形成されるため、その係止用突部２１の両側壁（側壁部）２１Ａの形状としては、マグネット１０の突設部１１によって設けられる立ち上がり側壁部１１Ａと同様にしてマグネットロータＲの軸芯Ｇ位置を基準として係止用突部２１の側壁部２１Ａが放射方向に沿って延びるように形成されるものであり、結果として、軸芯Ｇ位置を基点とする中心方向から遠ざかるに連れて幅広となる扇形形状の係止用突部２１として形成される。

またロータ本体２０の射出成形時において、環状のプラスチックマグネット１０に設けられた回り止め突部となる突設部１１の底面側（下面１１Ｃ側）には水平方向に充填密封するように突設する抜け止め用としての下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２Ａが一体に成形されるとともに、突設部１１の上面１１Ｂ側には水平方向に充填密封するように突設する抜け止め用としての上側フランジ部となる充填密閉部２３Ａがロータ本体２０と一体に成形されている。

従って、前述した第１実施形態とほぼ同様にして、環状に成形したプラスチックマグネット１０の中空部内に、プラスチック材料からなるロータ本体２０をインサート成形などの手段によって一体的にかつ同軸的に形成してマグネットロータＲを構成する場合、環状のプラスチックマグネット１０に設けられた回り止め突部でもある突設部１１の形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状のプラスチックマグネット１０との間に係止用突部２１が一体的に形成されるため、ロータ本体２０の成形後の冷却時における収縮作用によるひけなどが若干生じたとしても、回り止め状態にて保持することが可能となる。

またロータ本体２０には、プラスチック材料による成形時においてプラスチックマグネット１０のゲート部の切断によるゲート口痕跡部１２およびダミー用凹凸部１３Ｂを抜け止め用としての上側フランジ部を兼ねた充填密閉部２３Ａによって覆うことにより、ゲート部の切断によってゲート跡となるゲート口痕跡部１２箇所に発生しやすい磁性紛や切り屑の飛散を未然に防ぐことができる。この場合、充填密閉部２３Ａがプラスチックマグネット１０の上面側の壁面位置から奥まった位置である突設部１１の上面１１Ｂ箇所に成形されるため、ゲート跡であるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３Ｂ箇所を充填密閉部２３Ａによって覆ったとしても、マグネットロータＲの厚み寸法を極力抑えることができ、小形化・薄型化を実現することができる。

またロータ本体２０の射出成形時において、環状のプラスチックマグネット１０の回り止め突部である突設部１１の下面１１Ｃ側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２Ａが一体に成形されるとともに、プラスチックマグネット１０の上面側には水平方向に突設する抜け止め用としての上側フランジ部を兼ねた充填密閉部２３Ａがロータ本体２０と一体に成形されるため、突設部１１によって回り止め状態にて同軸的に保持することができるとともに、下側フランジ部を兼ねた充填密閉部２２Ａと上側フランジ部を兼ねた充填密閉部２３Ａとによって環状のプラスチックマグネット１０に対してロータ本体２０を抜け止め保持することが可能となる。

またプラスチックマグネット１０の突設部１１箇所に設けられたゲート口痕跡部１２と、突設部１１箇所に形成されるダミー用凹凸部１３Ｂとがゲート口痕跡部１２の位置とマグネットロータの軸芯Ｇ位置を結ぶ線上に位置して設けられているため、ロータ本体２０の成形時に、凹凸形状からなるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３Ｂ箇所を充填密閉部２３Ａによって充填密閉することにより、ロータ本体２０とプラスチックマグネット１０とが凹凸形状からなるゲート口痕跡部１２箇所およびダミー用凹凸部１３Ｂ箇所とが凹凸による噛み合い状態にてマグネットロータ１０の軸芯Ｇ位置を基点にしてそれぞれが収縮するように作用するため、ひけによる歪みがほぼ均等となり軸芯Ｇのずれを抑制することができ、結果として、ロータ本体２０と環状のプラスチックマグネット１０とを同軸的に保持することによって偏芯を抑制することができるものであり、これにより、マグネットロータＲの回転振れを未然に防ぐことができ、可動磁石式計器Ｍのギヤ２４，４０同士の噛み合いをも良好とし、計器の回転作動を安定に保つことができるという効果がある。

また、このように構成したマグネットロータＲを可動磁石式計器だけでなく、たとえば前述した特許文献２などに開示されているステッピングモータのマグネットロータＲとして適用することが可能であり、小形軽量でしかも回転支軸部２６を一体成形することによって製作の容易なローコストのマグネットロータＲを提供することができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。たとえば第１実施例および第２実施例におけるマグネットロータの外形寸法やプラスチックマグネットの材質あるいはゲート位置やゲートの数なども適宜設定可能であり、合わせてダミー用凹凸部を設けるように形成すればよいものである。

また、前述した実施例においては、その適用例として可動磁石式計器やステッピングモータなどを例にしてマグネットロータの実装構造を説明したが、小型モータや発電機などのマグネットロータとして適用することができるものであり、また回転検出装置の回転磁気センサ部としても実施可能である。

本発明の第１実施例であるマグネットロータを、可動磁石式計器に適用した全体平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、図２のマグネットロータが９０度回転した状態の主要部構造を示す断面図である。 図４は、図２のマグネットロータが４５度回転した状態の主要部構造を示す断面図である。 図５は、マグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図である。 図６は、マグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す背面図である。 図７（Ａ）（Ｂ）は図５のプラスチックマグネットの要部構造を示す斜視図とその一部断面図である。 図８（Ａ）（Ｂ）は、マグネットロータの環状のプラスチックマグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図である。 図９は、図８（Ｂ）の要部を断面で示した斜視図である。 図１０は、図８の成形後におけるロータ本体の収縮状態を模式的に示した平面図である。 本発明の第２実施例であるマグネットロータを、可動磁石式計器に適用した要部構造を示した断面図である。 図１２（Ａ）（Ｂ）は、ロータ本体の射出成形前であるマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図と斜視図である。 図１３（Ａ）（Ｂ）は、マグネットロータの環状のプラスチックマグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図である。 図１４は、図１３（Ｂ）の用を断面で示した斜視図である。 図１５は、図１３（Ａ）の成形後におけるロータ本体の収縮状態を模式的に示した断面図である。

符号の説明

Ｃ コイル
Ｄ 駆動伝達部
Ｇ 軸芯
Ｍ 可動磁石式計器
Ｐ 指針
Ｒ マグネットロータ
１０ プラスチックマグネット
１１ 突設部
１１Ａ 側壁部
１２ ゲート口痕跡部
１３，１３Ａ，１３Ｂ ダミー用凹凸部
１４ 凹設部
２０ ロータ本体
２１ 係止用突部
２１Ａ 両側壁（側壁部）
２２，２２Ａ 充填密閉部（下側フランジ部）
２３，２３Ａ 充填密閉部（上側フランジ部）
２４ 分岐伝達ギヤ部
２５ 軸孔
２６ 回転支軸部
３０ 支軸
４０ 従動伝達ギヤ部
５０ 指針軸
６０ ハウジング
６１ 第１の枠体
６２ 第２の枠体
６３，６４ 巻枠部
７０ シールドケース
８０ 端子
９０ プリント基板

Claims (9)

1. 射出成形のゲート口から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して成形される環状のプラスチックマグネットと、この環状のプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状のプラスチックマグネットの中空部の内周壁には、前記マグネットロータの軸芯位置を基点として同心円状に所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め部からなる突設部を設けるとともに、この突設部の上面側または下面側の少なくとも１箇所に前記プラスチックマグネットの成形時におけるゲート口部分を切断することによって形成されるゲート口痕跡部を設け、このゲート口痕跡部の位置と前記マグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置し、前記ゲート口痕跡部が形成されていない前記突設部箇所にダミー用凹凸部を設け、前記プラスチック材料による前記ロータ本体には、その成形時に前記プラスチックマグネットの前記回り止め部と前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部とを覆う充填密閉部を形成してなることを特徴とするマグネットロータ。
2. 射出成形のゲート口から磁性紛を混ぜ合わせた熱可塑性プラスチック材料を加熱溶融した状態にて注入して成形される環状のプラスチックマグネットと、この環状のプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状のプラスチックマグネットの中空部の内周壁には、前記マグネットロータの軸芯位置を基点として同心円状に所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め部からなる突設部を設けるとともに、この突設部によって設けられる立ち上がり側壁部のそれぞれの方向を前記マグネットロータの軸芯位置を基準として放射方向に沿って形成してなる放射状壁部として設け、前記回り止め部の一部を形成する前記突設部の上面側または下面側の少なくとも１箇所に前記プラスチックマグネットの成形時におけるゲート口部分を切断することによって形成されるゲート口痕跡部を設け、このゲート口痕跡部の位置と前記マグネットロータの軸芯位置を結ぶ線上に位置し、前記ゲート口痕跡部が形成されていない前記突設部箇所にダミー用凹凸部を設け、前記プラスチック材料による前記ロータ本体には、その成形時に前記プラスチックマグネットの前記回り止め部と前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部とを覆う充填密閉部を形成してなることを特徴とするマグネットロータ。
3. 前記プラスチックマグネットの前記ゲート口痕跡部および前記ダミー用凹凸部は、前記プラスチックマグネットの上面側または下面側の壁面位置から奥まった前記突設部箇所の上面部分または下面部分に配設してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネットロータ。
4. 前記ダミー用凹凸部は、前記ゲート口痕跡部とほぼ同形状に成形によって設けてなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
5. 前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分に支軸を挿入するための軸孔を形成してなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
6. 前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分の上下に回転支軸をプラスチック材料にて一体に成形してなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
7. 前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、マグネットロータの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部を一体に形成してなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
8. コイルへの通電によって作動するマグネットロータをハウジング内にて回動可能に設けた可動磁石式計器において、前記マグネットロータは請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とする可動磁石式計器。
9. ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータを備えたステッピングモータにおいて、前記マグネットロータは請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とするステッピングモータ。

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