JP7279327B2

JP7279327B2 - ヨーク一体型ボンド磁石の製造方法

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Publication number: JP7279327B2
Application number: JP2018182473A
Authority: JP
Inventors: 弘岡島; 正宏増澤; 義彦栗山
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: JP2020053590A

Description

本発明は、カップ状のヨークをボンド磁石と一体化させてなるヨーク一体型ボンド磁石、及び、成形装置を用いて該ヨーク一体型ボンド磁石を製造する方法に関する。

磁性粉末と、該磁性粉末の結合剤としての樹脂とを固化成形してなるボンド磁石は、焼結磁石に比べて、寸法精度が高く、形状自由度が高いという利点がある。このような円筒状のボンド磁石を有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面に一体的に設けてなるヨーク一体型ボンド磁石は、電子機器、カメラ、自動車などにおける各種モータに利用されている。

このようなヨーク一体型ボンド磁石及びその製造方法が、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１では、凹部が設けられたカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的にモールド成形されている。特許文献２では、カップ状のヨークの外縁部に鍔部が環状に立設され、鍔部の外周にボンド磁石が一体的に設けられている。これらの特許文献１及び２では何れも射出成形にて、ヨークへのボンド磁石の形成がなされている。

実開昭６０－１４７９８０号公報特開平８－２３６６８号公報

ヨーク一体型ボンド磁石にあっては、ボンド磁石とカップ状のヨークとの結合強度が低下して、ボンド磁石がヨークから分離するおそれがある。ボンド磁石がヨークから分離した場合、ボンド磁石がヨークの軸長方向に移動したり、ボンド磁石がヨークに対して相対的に回転したりするという不具合が発生する。よって、ヨーク一体型ボンド磁石におけるボンド磁石及びヨークの結合強度の向上が課題となっている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ボンド磁石とカップ状のヨークとの結合強度が高いヨーク一体型ボンド磁石、及び、このヨーク一体型ボンド磁石を圧縮成形にて製造するヨーク一体型ボンド磁石の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石において、前記ヨークの外周面に、前記ヨークの周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、該突条の複数箇所に切り欠きが形成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、ヨークの外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成されている。よって、軸長方向におけるボンド磁石及びヨークの結合強度は高く、ボンド磁石がヨークの軸長方向に移動するような不具合は生じない。また、突条の複数箇所に切り欠きが形成されている。よって、周方向におけるボンド磁石及びヨークの結合強度は高く、ボンド磁石がヨークに対して相対的に回転するような不具合は生じない。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石において、前記ヨークの外周面に、前記ヨークの周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部が形成され、前記ヨークの外周面に、前記ヨークの軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部が形成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、ヨークの外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部が形成されている。よって、軸長方向におけるボンド磁石及びヨークの結合強度は高く、ボンド磁石がヨークの軸長方向に移動するような不具合は生じない。また、ヨークの外周面に、軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部が形成されている。よって、周方向におけるボンド磁石及びヨークの結合強度は高く、ボンド磁石がヨークに対して相対的に回転するような不具合は生じない。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石において、前記ヨークの側部に、前記ヨークの径方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、ヨークの側部に、径方向に貫通する貫通孔が形成されている。よって、ボンド磁石及びヨークの結合強度は高く、ボンド磁石がヨークの軸長方向に移動したり、ボンド磁石がヨークに対して相対的に回転したりするような不具合は生じない。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石の製造方法は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、該突条の複数箇所に切り欠きが形成されている有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記成形装置に配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末及び樹脂の混合物を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記混合物の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記混合物及び前記ヨークを一体化する工程とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末及び樹脂の混合物と、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、突条の複数箇所に切り欠きが形成されているヨークとを圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じる混合物のヨークに対するスプリングバックにより発生する応力を利用して、混合物及びヨークを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びヨークの結合強度が高いヨーク一体型ボンド磁石を製造する。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石の製造方法は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、該突条の複数箇所に切り欠きが形成されている有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記成形装置に配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記磁性粉末の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記磁性粉末及び前記ヨークを一体化する工程と、加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末と、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、突条の複数箇所に切り欠きが形成されているヨークとを圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じる磁性粉末のヨークに対するスプリングバックにより発生する応力を利用して、磁性粉末及びヨークを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びヨークの結合強度が高いヨーク一体型ボンド磁石を製造する。また、嫌気性樹脂を成形体に浸み込ませた後に、空気に触れた余分な嫌気性樹脂は洗浄などで容易に除去できるため、高い強度を有した状態で磁性粉末の充填率を高くしたヨーク一体型ボンド磁石を製造する。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石の製造方法は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部と軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部とが形成されている有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記成形装置に配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末及び樹脂の混合物を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記混合物の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記混合物及び前記ヨークを一体化する工程とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末及び樹脂の混合物と、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部及び軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部が形成されているヨークとを圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じる混合物のヨークに対するスプリングバックにより発生する応力を利用して、混合物及びヨークを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びヨークの結合強度が高いヨーク一体型ボンド磁石を製造する。

本発明に係るヨーク一体型ボンド磁石の製造方法は、有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部と軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部とが形成されている有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記成形装置に配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記磁性粉末の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記磁性粉末及び前記ヨークを一体化する工程と、加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、磁性粉末と、外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部及び軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部が形成されているヨークとを圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じる磁性粉末のヨークに対するスプリングバックにより発生する応力を利用して、磁性粉末及びヨークを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びヨークの結合強度が高いヨーク一体型ボンド磁石を製造する。また、嫌気性樹脂を成形体に浸み込ませた後に、空気に触れた余分な嫌気性樹脂は洗浄などで容易に除去できるため、高い強度を有した状態で磁性粉末の充填率を高くしたヨーク一体型ボンド磁石を製造する。

本発明のヨーク一体型ボンド磁石によれば、ボンド磁石とヨークとの結合強度が高くて、ボンド磁石がヨークの軸長方向に移動するような不具合、または、ボンド磁石がヨークに対して相対的に回転するような不具合の発生を抑止することができる。また、本発明のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法によれば、成形体を成形装置から抜き出す際のスプリングバックを利用してボンド磁石及びヨークを一体化するため、ボンド磁石及びヨーク間の強固な結合がなされたヨーク一体型ボンド磁石を簡単に製造することが可能である。

ヨーク一体型ボンド磁石を示す斜視図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石を示す断面図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石におけるヨークを示す斜視図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す断面図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す断面図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す断面図である。第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す断面図である。切り欠きの断面形状の例を示す図である。ヨーク一体型ボンド磁石の製造方法における成形体の上側金型及び下側金型の内／外での形状を示す断面図である。第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石を示す断面図である。第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石におけるヨークを示す斜視図である。第３の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石を示す断面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

（第１の実施形態）
図１は、ヨーク一体型ボンド磁石を示す斜視図である。ヨーク一体型ボンド磁石１は、有底円筒形をなすカップ状のヨーク２と円筒状のボンド磁石３とを一体化して構成されている。ヨーク２の形状の違いにより、本発明のヨーク一体型ボンド磁石１には、第１の実施形態と後述する第２の実施形態及び第３の実施形態とが存在する。

図２は、第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１を示す断面図であり、図３は、第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１におけるヨーク２を示す斜視図である。カップ状のヨーク２は、有底円筒形をなしており、その外周面（外側面）２ａに円筒状のボンド磁石３が一体的に設けられている。

ヨーク２にあって、例えば、外径、内径、側面の厚さ、全体の長さ、中空部の長さ、底部２ｂの厚さはそれぞれ、３４ｍｍ、２９ｍｍ、２．５ｍｍ、１３．５ｍｍ、１１ｍｍ、２．５ｍｍである。そして、例えば、ボンド磁石３の長さ、外径、内径はそれぞれ、１１ｍｍ、４０ｍｍ、３４ｍｍである（図２参照）。

ヨーク２の軸長方向中央の外周面２ａには、周方向全域に亘って延在する１つの突条２ｃが形成されている。この突条２ｃには、ヨーク２の周方向で４等配する態様にて、４つの切り欠き２ｄが形成されている。例えば、突条２ｃの幅、高さはそれぞれ、２ｍｍ、１ｍｍであり、各切り欠き２ｄの長さ、深さはそれぞれ、６ｍｍ、０．５ｍｍである。また、ヨーク２の底部２ｂの中央には、円形の位置決め孔２ｅが形成されている。

なお、上記したヨーク２の各部分の寸法及びボンド磁石３の寸法は一例であり、それらの各寸法は、必要な仕様に応じて適宜設定すればよい。

ヨーク２の材料としては、鉄材（鍛造品、板材のプレス成型品）、珪素鋼、磁性ステンレス鋼などを使用でき、樹脂または樹脂と金属粉末や合金粉末との複合材料を用いてもよい。

ボンド磁石３は、磁性粉末と樹脂との混合物（磁性組成物）から形成される。磁性粉末として、希土類系磁性粉末、フェライト磁性粉末などを使用することができる。希土類系磁性粉末としては、Ｒ－Ｔ－Ｂ系磁性粉末（Ｒは少なくとも一種の希土類元素であってＮｄ、Ｐｒのいずれか一方を必ず含む、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ、Ｂは硼素であって一部をＣ（炭素）で置換できる）、Ｒ－Ｔ－Ｎ系磁性粉末（Ｒは少なくとも一種の希土類元素であってＳｍを必ず含む、Ｔは鉄族元素、Ｎは窒素である）などが挙げられる。Ｒ－Ｔ－Ｂ系磁性粉末の形状は、好ましくは扁平形状（例えば、粉末粒子の形状アスペクト比＝短径／長径が０．３以下）である。扁平形状を有するＲ－Ｔ－Ｂ系磁性粉末を用いることにより、材料（磁性粉末及び樹脂の混合物）の圧縮成形の際に、磁性粉末が積層し易くなる。また、成形時に磁性粉末間に空隙または樹脂溜まりができ難くなり、高密充填が可能となる。Ｒ－Ｔ－Ｂ系磁性粉末の平均粒子径は、好ましくは２０μｍ以上３００μｍ以下であり、より好ましくは４０μｍ以上２５０μｍ以下である。ここで、平均粒子径は体積分布の算術平均径であり、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定する。

一方、ボンド磁石３に使用する樹脂は、一般的なボンド磁石に用いられる熱硬化性樹脂であって、好ましい樹脂として、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。

ボンド磁石３の密度は５．８～６．２ｇ／ｃｍ³ である。本発明のヨーク一体型ボンド磁石１では、後述するように圧縮成形にて製造するので、射出成形にて製造されるヨーク一体型ボンド磁石（通常、密度は５．０～５．５ｇ／ｃｍ³ 程度）に比べて、密度が高いため（単位体積あたりの磁性粉末の量が多いため）、優れた磁気特性を期待できる。

以下、上述したヨーク一体型ボンド磁石１を圧縮成形にて製造する方法について説明する。図４－図７は、第１の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１の製造方法の工程手順を示す断面図である。

図４Ａは、製造工程において使用する成形装置の成形動作の開始位置（以下「定位置」という）を示している。この成形装置は、円筒状のダイ１０と、上側金型２０と、下側金型３０とを備えている。

上側金型２０は、ダイ１０の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第１上パンチ２１と、第１上パンチ２１の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第２上パンチ２２と、第２上パンチ２２の内径にほぼ等しい直径を有する長尺円柱状の上コア２３とを備えた三重構成であり、ダイ１０内を上方向から挿通可能である。上コア２３の下端は、ヨーク２の内部形状に倣った形状をなしている。第１上パンチ２１はダイ１０内を上下方向に挿通可能であって、第２上パンチ２２は第１上パンチ２１内を上下方向に挿通可能であり、上コア２３は第２上パンチ２２内を上下方向に挿通可能である。第１上パンチ２１の移動（上昇／下降）と、第２上パンチ２２の移動（上昇／下降）と、上コア２３の移動（上昇／下降）とは、互いに独立して行える。

下側金型３０は、ダイ１０の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第１下パンチ３１と、第１下パンチ３１の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第２下パンチ３２と、第２下パンチ３２の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第３下パンチ３３と、第３下パンチ３３の内径にほぼ等しい直径を有する長尺円柱状の下コア３４とを備えた四重構成であり、ダイ１０内を下方向から挿通可能である。第１下パンチ３１はダイ１０内を上下方向に挿通可能であって、第２下パンチ３２は第１下パンチ３１内を上下方向に挿通可能であり、第３下パンチ３３は第２下パンチ３２内を上下方向に挿通可能であり、下コア３４は第３下パンチ３３内を上下方向に挿通可能である。第１下パンチ３１の移動（上昇／下降）と、第２下パンチ３２の移動（上昇／下降）と、第３下パンチ３３の移動（上昇／下降）と、下コア３４の移動（上昇／下降）とは、互いに独立して行える。

まず、図４Ｂに示す如く、第１下パンチ３１を下降させて第２下パンチ３２とダイ１０との間に形成した空間４１内に、ボンド磁石３の材料４２（磁性粉末及び熱硬化性樹脂の混合物）を充填する。このときの下降距離ｄ（空間４１の深さ）は、製造されるヨーク一体型ボンド磁石１におけるボンド磁石３の長さと、後述する圧縮成形工程での材料４２の圧縮率とを考慮して決定される。

次に、図４Ｃに示す如く、下コア３４を下降させた後に、予め準備しておいた図３に示すようなヨーク２を、その底部２ｂが第３下パンチ３３に載置するように、成形装置内に配置する。ここで、ヨーク２の底部２ｂに形成された位置決め孔２ｅが、ヨーク２を正規の位置に置くための位置決め用要素として機能する。

次いで、図５Ａに示す如く、第１上パンチ２１、第２上パンチ２２及び上コア２３を下降させて、上コア２３にてヨーク２を固定する。

次に、図５Ｂに示す如く、第２下パンチ３２及び第３下パンチ３３を下降させるとともに、第１上パンチ２１、第２上パンチ２２及び上コア２３を下降させて、ヨーク２をダイ１０内まで移送し、材料４２をヨーク２の外周面に接触させる。

次いで、図５Ｃに示す如く、第２下パンチ３２及び第２上パンチ２２を下降させて、材料４２とヨーク２との接触領域を調整する。

次に、図６Ａに示す如く、第１上パンチ２１を下降させるとともに、第１下パンチ３１を上昇させる。ここで、第１上パンチ２１と第２上パンチ２２とで材料４２に接する面の高さ位置が同じになるように、第１上パンチ２１の下降量を調整する。また、第１下パンチ３１と第２下パンチ３２とで材料４２に接する面の高さ位置が同じになるように、第１下パンチ３１の上昇量を調整する。この結果、ヨーク２及び材料４２は、上側金型２０と下側金型３０とで封止された状態となる。

次いで、図６Ｂに示す如く、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２と第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２とにより材料４２を、下方向と上方向との２方向から加圧して、ヨーク２及び材料４２を一体化して成形する。

次に、図６Ｃに示す如く、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２と第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２とでボンド磁石（材料４２の圧縮体）を挟持するとともに、上コア２３と第３下パンチ３３とでヨーク２を挟持しながら、第１上パンチ２１、第２上パンチ２２、上コア２３、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２及び第３下パンチ３３を上昇させる。この結果、第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２の上端位置がダイ１０の上端位置と一致して、ボンド磁石はダイ１０の外部に位置する。

次いで、図７Ａに示す如く、第１上パンチ２１、第２上パンチ２２及び上コア２３を更に上昇させて定位置まで戻す。

次に、図７Ｂに示す如く、第３下パンチ３３及び下コア３４を上昇させて定位置まで戻す。この結果、第３下パンチ３３及び下コア３４の上端位置がダイ１０の上端位置と一致して、成形体４３はダイ１０の外部に位置する。その後、成形体４３をダイ１０から取り出して、成形処理を終了する。

取り出された成形体４３は、樹脂が硬化されていないので、取り出した成形体４３に対して、例えば２００℃で１時間の熱処理を施し、樹脂を硬化させる。これにより、所望の密度、形状を有するヨーク一体型ボンド磁石１が得られる。

上述した実施の形態では、ボンド磁石３が磁性粉末及び熱硬化性樹脂との混合物（コンパウンド）にて構成されていることとしたが、ボンド磁石３が磁性粉末と嫌気性樹脂とを含有するように構成されてもよい。この場合のヨーク一体型ボンド磁石１の製造手順について、以下に簡単に説明する。

上述したような図４－図７に示した手順にて、磁性粉末をヨーク２に一体的に圧縮成形してなる成形体を作製する。ここで、図４Ｂに示す工程にて、空間４１に充填する材料４２として、磁性粉末及び熱硬化性樹脂の混合物に代えて、例えばＲ－Ｔ－Ｎ系の磁性粉末を用いることだけが異なるだけであって、他の手順は上述した手順と同様であるので、その説明は省略する。

圧縮成形後の成形体に対して、含侵法を用いて、低粘度の嫌気性樹脂を浸み込ませて放置する。放置後、余分な嫌気性樹脂を洗浄にて除去する。ここで、嫌気性を有するため、内部及び表層部の嫌気性樹脂のみが硬化するので、それ以外の空気に触れた余分な嫌気性樹脂は洗浄にて容易かつ迅速に除去できる。次いで、嫌気性樹脂を含侵させた成形体に、１５０～１８０℃程度の熱処理を施して、嫌気性樹脂を完全に硬化させ、磁性粉末及び嫌気性樹脂を含むボンド磁石３を有するヨーク一体型ボンド磁石１を製造する。含侵は、減圧法、加圧法等公知の方法を適用すればよい。

このような磁性粉末及び嫌気性樹脂を含む構成では、磁性粉末の充填率が高くて強度のばらつきが少ないヨーク一体型ボンド磁石１を提供でき、磁気特性の向上を図ることができる。

上述したヨーク一体型ボンド磁石１の製造手順にあって、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混合物、または、磁性粉末のみである材料４２に、潤滑剤を添加するようにしてもよい。このような潤滑剤を加えることにより、材料４２とダイ１０との摩擦が和らげられて、成形装置の長寿命化を図れる。

以下、上述したヨーク一体型ボンド磁石１におけるボンド磁石３とヨーク２との結合強度について説明する。

前述したように、ヨーク２の外周面２ａには、周方向全域に亘って延在する１つの突条２ｃが形成され、この突条２ｃには、ヨーク２の周方向で４等配する態様にて、４つの切り欠き２ｄが形成されている。

スプリングバックにより発生する応力により、突条２ｃにて材料４２とヨーク２との強力な結合が実現されるため、軸長方向におけるボンド磁石３及びヨーク２の結合強度は高くなり、ヨーク一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がヨーク２の軸長方向に移動するような不具合は生じない。このように、突条２ｃの形成が、スラスト荷重対策となっている。

図８は、切り欠き２ｄの断面形状の例を示す図である。図８にあって、Ａは断面が矩形状をなす例を示し、Ｂは底側が表面側より幅が広い例（あり溝状）を示し、Ｃは底側が表面側より幅が狭い例（テーパ状）を示している。

図９は、上述したヨーク一体型ボンド磁石１の製造方法における成形体４３の上側金型２０及び下側金型３０内／外での形状を示す断面図であり、図９Ａは金型内での形状、図９Ｂは金型外での形状を示している。切り欠き２ｄの断面形状は、図８Ａに示すような矩形状である。

成形体４３が金型から取り外される際に、磁性粉末及び樹脂の混合物である材料４２のヨーク２に対するスプリングバックにより発生する応力（図９Ｂの矢符参照）により、切り欠き２ｄにて材料４２とヨーク２との強力な結合が実現される。この結果、周方向におけるボンド磁石３及びヨーク２の結合強度は高くなり、ヨーク一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がヨーク２に対して相対的に回転するような不具合は生じない。このように、切り欠き２ｄの形成が、スリップトルク対策となっている。

切り欠き２ｄの断面形状が、上述のような矩形状（図８Ａ参照）ではなく、図８Ｂに示すようなあり溝状である場合にも、スプリングバックによる上記と同様の作用によって、ヨーク一体型ボンド磁石１にあって、周方向におけるボンド磁石３とヨーク２との高い結合強度を実現することが可能である。これに対して、切り欠き２ｄの断面形状が、図８Ｃに示すようなテーパ状である場合には、スプリングバックによる材料４２からの応力がヨーク２に十分に加えられずに材料４２側に逃げてしまうので、ボンド磁石３とヨーク２との高い結合強度は期待できない。以上のことから、切り欠き２ｄの断面形状は、図８Ａに示すような矩形状または図８Ｂに示すようなあり溝状が好ましく、図８Ｃに示すようなテーパ状は不適である。

なお、上述した第１の実施形態では、突条２ｃがヨーク２の周方向の全域に亘って延在することとしたが、これに限らず、ヨーク２の周方向の一部域に亘って突条２ｃが形成されていてもよい。また、１つの突条２ｃが形成されていることとしたが、これに限らず、複数の突条２ｃをヨーク２の周方向の全域または一部域に亘って延在させるようにしてもよい。

上述した第１の実施形態では、突条２ｃの４箇所に切り欠き２ｄを形成することとしたが、切り欠き２ｄの形成個数は４個に限らない。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１を示す断面図であり、図１１は、第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１におけるヨーク２を示す斜視図である。

カップ状のヨーク２は、第１の実施形態と同様に全体として有底円筒形をなしており、その外周面（外側面）２ａに円筒状のボンド磁石３が一体的に設けられている。ヨーク２の全体形状は、第１の実施形態と同様であり、例えば、外径、内径、側面の厚さ、全体の長さ、中空部の長さ、底部２ｂの厚さはそれぞれ、３４ｍｍ、２９ｍｍ、２．５ｍｍ、１３．５ｍｍ、１１ｍｍ、２．５ｍｍであり、例えば、ボンド磁石３の長さ、外径、内径はそれぞれ、１１ｍｍ、４０ｍｍ、３４ｍｍである（図１０参照）。また、底部２ｂの中央には、位置決め孔２ｅが形成されている。

第２の実施形態では、ヨーク２の軸長方向中央の外周面２ａに、周方向全域に亘って延在する１つの第１溝部２ｆが形成されている。また、ヨーク２の軸長方向中央の外周面２ａには、周方向で４等配する態様で、軸長方向に亘って延在する４つの第２溝部２ｇが形成されている。第１溝部２ｆは、４つの第２溝部２ｇ夫々と交差する。例えば、第１溝部２ｆの幅、深さはそれぞれ、２ｍｍ、０．５ｍｍであり、各第２溝部２ｇの長さ、幅、深さはそれぞれ、６ｍｍ、２ｍｍ、０．５ｍｍである。なお、上記したヨーク２の各部分の寸法及びボンド磁石３の寸法は一例であり、それらの各寸法は、必要な仕様に応じて適宜設定すればよい。

第１溝部２ｆ及び第２溝部２ｇの断面形状は、第１の実施形態の切り欠き２ｄと同様に、図８Ａに示すような矩形状または図８Ｂに示すようなあり溝状が好ましく、図８Ｃに示すようなテーパ状は不適である。

ヨーク２及びボンド磁石３の材料は、前述した第１の実施形態と同じである。また、ボンド磁石３の密度も、第１の実施形態と同じく、５．８～６．２ｇ／ｃｍ³ である。

第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１にあっては、ヨーク２の外周面２ａに、周方向全域に亘って延在する１つの第１溝部２ｆが形成されている。よって、第１溝部２ｆにより、軸長方向におけるボンド磁石３及びヨーク２の結合強度が高くなるため、ヨーク一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がヨーク２の軸長方向に移動するような不具合は生じない。このように、第２の実施形態では、第１溝部２ｆの形成がスラスト荷重対策となっている。

また、第２の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１にあっては、ヨーク２の外周面２ａに、軸長方向に亘って延在する４つの第２溝部２ｇが形成されている。よって、周方向におけるボンド磁石３及びヨーク２の結合強度が高くなるため、ヨーク一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がヨーク２に対して相対的に回転するような不具合は生じない。このように、第２の実施形態では、第２溝部２ｇの形成が、スリップトルク対策となっている。

第２の実施形態によるヨーク一体型ボンド磁石１を製造する手順は、前述した第１の実施形態によるヨーク一体型ボンド磁石１を製造する手順と同様であるので、その説明は省略する。

なお、第１溝部２ｆがヨーク２の周方向の全域に亘って延在することとしたが、これに限らず、ヨーク２の周方向の一部域に亘って第１溝部２ｆが形成されていてもよい。また、１つの第１溝部２ｆが形成されていることとしたが、これに限らず、複数の第１溝部２ｆをヨーク２の周方向に亘って延在させるようにしてもよい。

また、ヨーク２の外周面２ａの４箇所に第２溝部２ｇを形成することとしたが、これに限らず、周方向の２箇所、３箇所、または５箇所以上に、軸長方向に亘って延在する第２溝部２ｇを形成するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１を示す断面図である。第３の実施形態のヨーク一体型ボンド磁石１におけるヨーク２の全体形状は、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に有底円筒状であるが、第３の実施形態では、突条２ｃ及び切り欠き２ｄ、第１溝部２ｆ及び第２溝部２ｇに代えて、周方向で１８０度離隔する位置で側部を径方向に貫通する２つの貫通孔２ｈが、ヨーク２に形成されている。例えば、各貫通孔２ｈの断面は直径２ｍｍの円形であり、各貫通孔２ｈの長さは２．５ｍｍである。

ヨーク２及びボンド磁石３の材料は、前述した第１の実施形態と同じであり、また、ボンド磁石３の密度も、第１の実施形態と同じく、５．８～６．２ｇ／ｃｍ³ である。

第３の実施形態では、ヨーク２の側部に貫通孔２ｈを形成しているため、ボンド磁石３及びヨーク２の結合強度は高くなり、ボンド磁石３がヨーク２の軸長方向に移動したり、ボンド磁石３がヨーク２に対して相対的に回転したりするような不具合を防止できる。

第３の実施形態によるヨーク一体型ボンド磁石１を製造する手順は、前述した第１の実施形態によるヨーク一体型ボンド磁石１を製造する手順と同様であるので、その説明は省略する。

なお、ヨーク２に形成する貫通孔２ｈは１対とは限らず、複数対であってもよい。また、貫通孔２ｈの断面形状は、円形に限らず、矩形であってもよい。

開示された実施の形態は、全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。本発明の範囲は上述の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全ての変更が含まれることが意図される。

１ヨーク一体型ボンド磁石
２ヨーク
２ａ外周面
２ｂ底部
２ｃ突条
２ｄ切り欠き
２ｅ位置決め孔
２ｆ第１溝部
２ｇ第２溝部
２ｈ貫通孔
３ボンド磁石
１０ダイ
２０上側金型
３０下側金型
４２材料
４３成形体

Claims

有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、
前記成形装置は、円筒状のダイと、上側金型と、下側金型とを備えており、
前記上側金型は、外側から順に円筒状の第１上パンチ、円筒状の第２上パンチ、及び円柱状の上コアを備えた三重構成をなし、
前記下側金型は、外側から順に円筒状の第１下パンチ、円筒状の第２下パンチ、円筒状の第３下パンチ、及び円柱状の下コアを備えた四重構成をなしており、
前記ダイと前記第２下パンチとの間に磁性粉末及び樹脂の混合物を充填する工程と、
外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、該突条の複数箇所に切り欠きが形成されており、該切り欠きの断面形状が矩形状またはあり溝状である有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記上コアと前記第３下パンチとで挟持する工程と、
前記混合物を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記混合物の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記混合物及び前記ヨークを一体化する工程と
を有することを特徴とするヨーク一体型ボンド磁石の製造方法。
有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、
前記成形装置は、円筒状のダイと、上側金型と、下側金型とを備えており、
前記上側金型は、外側から順に円筒状の第１上パンチ、円筒状の第２上パンチ、及び円柱状の上コアを備えた三重構成をなし、
前記下側金型は、外側から順に円筒状の第１下パンチ、円筒状の第２下パンチ、円筒状の第３下パンチ、及び円柱状の下コアを備えた四重構成をなしており、
前記ダイと前記第２下パンチとの間に磁性粉末を充填する工程と、
外周面に周方向の全域または一部域に亘って延在する突条が形成され、該突条の複数箇所に切り欠きが形成されており、該切り欠きの断面形状が矩形状またはあり溝状である有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記上コアと前記第３下パンチとで挟持する工程と、
前記磁性粉末を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記磁性粉末の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記磁性粉末及び前記ヨークを一体化する工程と、
加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程と
を有することを特徴とするヨーク一体型ボンド磁石の製造方法。
有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、
前記成形装置は、円筒状のダイと、上側金型と、下側金型とを備えており、
前記上側金型は、外側から順に円筒状の第１上パンチ、円筒状の第２上パンチ、及び円柱状の上コアを備えた三重構成をなし、
前記下側金型は、外側から順に円筒状の第１下パンチ、円筒状の第２下パンチ、円筒状の第３下パンチ、及び円柱状の下コアを備えた四重構成をなしており、
前記ダイと前記第２下パンチとの間に磁性粉末及び樹脂の混合物を充填する工程と、
外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部と軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部とが形成されており、前記第１溝部及び第２溝部の断面形状が矩形状またはあり溝状である有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記上コアと前記第３下パンチとで挟持する工程と、
前記混合物を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記混合物の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記混合物及び前記ヨークを一体化する工程と
を有することを特徴とするヨーク一体型ボンド磁石の製造方法。
有底円筒形をなすカップ状のヨークの外周面にボンド磁石が一体的に設けられているヨーク一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法において、
前記成形装置は、円筒状のダイと、上側金型と、下側金型とを備えており、
前記上側金型は、外側から順に円筒状の第１上パンチ、円筒状の第２上パンチ、及び円柱状の上コアを備えた三重構成をなし、
前記下側金型は、外側から順に円筒状の第１下パンチ、円筒状の第２下パンチ、円筒状の第３下パンチ、及び円柱状の下コアを備えた四重構成をなしており、
前記ダイと前記第２下パンチとの間に磁性粉末を充填する工程と、
外周面に、周方向の全域または一部域に亘って延在する第１溝部と軸長方向に亘って延在する複数の第２溝部とが形成されており、前記第１溝部及び第２溝部の断面形状が矩形状またはあり溝状である有底円筒形をなすカップ状のヨークを、前記上コアと前記第３下パンチとで挟持する工程と、
前記磁性粉末を前記ヨークと圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じる前記磁性粉末の前記ヨークに対するスプリングバックを利用して、前記磁性粉末及び前記ヨークを一体化する工程と、
加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程と
を有することを特徴とするヨーク一体型ボンド磁石の製造方法。
前記上コアの下端部の形状は前記ヨークの内部形状に倣っており、前記上コアの下端の突起が前記ヨークの底部に形成された孔に嵌められて、前記ヨークが前記上コアと前記第３下パンチとで挟持されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のヨーク一体型ボンド磁石の製造方法。