JPH0471351A - 小型モータのロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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−Ｇ
ｏ、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、ＪＡＣ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は
、磁石体３３に圧力がかかることはないから、磁石体３
３を希土類ボンド磁石等の脆い性質の磁性材料で作って
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。

（課題を解決するための手段） 本発明は、成形型内に円筒状磁石体を配置するとともに
軸棒を上記磁石体の中心孔に貫通させて配置し、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ことによ
り、磁石体と軸棒とスリーブとを一体成形することを特
徴とする。

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、この状態で樹脂によりスリーブ
を成形することができる。

成形型はこれを２分割するとともに、磁石体の外周を成
形すべき成形型の内径は磁石体の外径よりも小さく形成
しておき、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。

（作　用） 軸棒と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すれは、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、磁石体の外周を成形すべ
き成形型の内径を磁石体の外径よりも小さく形成してお
けば、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を保持すへ
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の軸棒上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
間隙が形成されている。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理論的根拠
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である。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１５．１
６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の位置決め挾持部と軸棒１の位置決
め挾持部とを有する。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２３．２
３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、射出孔２
８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２３．２３
でなるロータが一体成形される。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、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
よる上記用筒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、特許請求の範囲第２項記載の本発明によれば、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堡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、特許請求の範囲第３項記載の本発明によれば、
成形型は２分割するとともに、磁石体の外周を成形すべ
き成形型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。

【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。 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空円筒状の磁石体と、こ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
   、 成形型内に円筒状磁石体を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て配置し、上記磁石体の外周
   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ことにより、磁
   石体と軸棒とスリーブとを一体成形することを特徴とす
   る小型モータのロータの製造方法。 ２、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て樹脂によりスリーブを成形
   する請求項１記載の小型モータのロータの製造方法。 ３、成形型は２分割するとともに、磁石体の外周を成形
   すべき成形型の内径は磁石体の外径よりも小さく形成し
   ておき、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
   をかけるようにした請求項１記載の小型モータのロータ
   の製造方法。