JPH0543752U - ローター磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼結磁石部品とシャフトとの固着工程を簡単
にし、しかもシャフトの中心精度の向上及び製造上の歩
留りの向上を図る。 【構成】 焼結磁石部品１の内周面の金属部品圧入側端
部に当該焼結磁石部品１の開口に向けて広がるテーパー
面４を形成し、シャフト３を圧入一体化した金属部品２
の外周に前記テーパー面４に圧接する突部７を３個以上
形成して、前記金属部品２を前記焼結磁石部品１の内側
に圧入固定した構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ステッピング・モーター等の小型モーター、回転センサー、タイマ ー、小型時計等に装着されるローター磁石に係り、とくに機械的強度が弱く内径 寸法精度が出しにくい極異方性焼結フェライト磁石等の焼結磁石部品を用いる場 合において、焼結磁石部品のばらつきに対応でき、焼結磁石部品とシャフトとの 固着工程が簡単で、固着強度を強くすることができるシャフト付きのローター磁 石に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、シャフト付きのローター磁石としては、本出願人が特開昭６３−１１４ ５５０号で開示したものがあり、図４及び図５の如く、径の異なる２重の円筒状 部２４,２５を同心状に有し、外側の円筒状部２４に３個以上の同一高さの突条 ２７を軸方向に細長く形成した金属部品２２を用い、該金属部品２２の中心穴２ ９にシャフト２３を圧入固着するとともに、前記外側の円筒状部２４を円筒状( 円環状)の焼結磁石部品２１内側に圧入して一体化した構造であった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、極異方性焼結フェライト磁石等の円筒状(円環状)焼結磁石部品は、 内径寸法精度が出しにくく内径のばらつきが大きいが、磁石部品２１内周面を研 摩加工して内径寸法を調整するのは、工程が増え、コストがかかるため、磁石部 品２１の内径の研摩処理をせずに金属部品２２を圧入していた。しかし、磁石部 品２１とシャフト２３の固定に同一高さの細長い突条２７を形成した金属部品２ ２を用いる場合、圧入距離が長いため、その磁石部品２１の内径寸法のばらつき が大きいと、ばらつきを金属部品２２で吸収しきれずに圧入不可能のものが生じ たり、圧入時の力で磁石部品２１に割れが発生する恐れがある。また、磁石部品 ２１の内周面は位置によって内径が変化しており、その変化の程度もばらついて いるため、突条２７が金属部品２２の軸方向に細長いと磁石部品ごとに突条２７ の圧接する位置がばらつき、磁石部品２１の外周面を基準として該外周面中心と シャフト２３の中心を一致させて金属部品２２を圧入する作業が難しく、シャフ ト２３の中心精度が悪くなる嫌いがあり、歩留りの低下を招いていた。

【０００４】 本考案は、上記の点に鑑み、円筒状焼結磁石部品及び金属部品の構造を工夫す ることで、焼結磁石部品とシャフトとの固着工程が簡単で、しかもシャフトの中 心精度が高く、製造上の歩留りも良好なローター磁石を提供することを目的とす る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のローター磁石は、中心穴にシャフトを設 けた金属部品を円筒状の焼結磁石部品内側に固定する場合において、前記焼結磁 石部品の内周面の金属部品圧入側端部に当該焼結磁石部品の開口に向けて広がる テーパー面を形成し、前記金属部品の外周に前記テーパー面に圧接する突部を３ 個以上形成して、前記金属部品を前記焼結磁石部品の内側に圧入固定した構成と している。

【０００６】

【作用】

本考案のローター磁石においては、円筒状焼結磁石部品の内周面の金属部品圧 入側端部に当該焼結磁石部品の開口に向けて広がるテーパー面を形成し、外周に 前記テーパー面に圧接する突部を３個以上形成した金属部品を用いて焼結磁石部 品とシャフトを一体化している。ここで、金属部品の突部が焼結磁石部品の金属 部品圧入側端部のテーパー面に圧接固定され、この結果、焼結磁石部品の内径寸 法のばらつきに対応できる。前記テーパー面は磁石部品の焼結後、研摩加工で形 成しても良いし、焼結前の成型工程で形成しても良い。仮に、焼結後の研摩加工 で磁石部品のテーパー面を形成する場合でも、研摩領域は内周面のごく一部の圧 入側端部の研摩であり、加工の手間はごく僅かである。また、金属部品と円筒状 焼結磁石部品が圧接する部分が、テーパー面が形成されている部分だけに限定さ れて従来構造より圧入距離が短くてすみ、磁石部品の内径寸法のばらつきが大き くても金属部品の突部を有する端部以外は抵抗なく容易に挿入可能で固着工程が 極めて簡単であり、組み立て時に大きな衝撃が焼結磁石部品に加わることもない ので、特に機械的な強度が弱く、内径寸法精度が出しにくい極異方性(外周面の 磁極を結ぶ方向に磁気異方性が存在するもの)の焼結フェライト磁石等を円筒状 焼結磁石部品として採用する場合に大きな効果を発揮できる。さらに、磁石部品 と金属部品の一体化の際に、磁石部品の中心とシャフトの中心を一致させながら 圧入する作業が容易で、シャフトの中心精度の向上が図れる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案に係るローター磁石の実施例を図面に従って説明する。

【０００８】 図１及び図２は本考案の第１実施例を示している。これらの図に示すように、 ローター磁石は、円筒状の焼結磁石部品１が軟質金属製の金属部品２を介してシ ャフト３と一体化された構成となっている。

【０００９】 前記焼結磁石部品１は、例えば、機械的な強度が弱く、内径寸法精度が出しに くい極異方性(外周面の磁極を結ぶ方向に磁気異方性が存在するもの)の焼結フェ ライト磁石等の円筒状(円環状)永久磁石である。この場合、焼結後外周面を研摩 加工し、外周及び内周端縁に面取り５を施すとともに、内周面の前記金属部品２ の圧入側端部に当該焼結磁石部品１の開口に向けて広がるテーパー面４を形成す る。このテーパー面４は、図１に示すように、軸方向に対して角度θ＝３°〜１ ５°、長さＬ₂を磁石部品１の全長Ｌ₁の５％〜３０％として、そのテーパー面内 径が前記外周面外径と同心になる如く研摩加工によって正確に形成されている。 なお、このテーパー面４を形成した内周面の金属部品圧入側端部以外の部分は内 径寸法調整のための研摩加工を施したりせずにそのまま用いる。なお、前記面取 り５は省略してもよい。

【００１０】 前記金属部品２の後端面には円環状の凹部９が形成されていて、前記円筒状焼 結磁石部品１のテーパー面４に対応した金属部品後端部分が同心の外側円筒状部 １３及び内側円筒状部１４で構成されるようになっている。そして、内側円筒状 部１４の中心に前記シャフト３が圧入される中心穴６が形成されており、外側円 筒状部１３の外周面には、幅０.５mm乃至数mmで軸方向に細長い同一高さ(例えば 約０.５mm)の突部７が少なくとも３個以上等角度間隔で形成されている。当該突 部７は前述した円筒状磁石部品１内周のテーパー面４に圧接する部分であり、そ のテーパー面４に対応した長さで設けられ、突部７の設けられていない部分は高 温時に金属部品２が膨張した際に磁石部品１を割らないようにするための逃げと なる部分である。また、金属部品２の外周は途中で径が異なっており、突部７を 有する後端部側外周面より圧入側の先端部側外周面の方が径が小さく、両者の間 に段差８が形成されている。これらの両外周面の外径は、磁石部品１内径より小 さく設定されており、磁石部品１の内径寸法のばらつきが大きくても突部７を有 する後端部以外は抵抗なく容易に挿入可能にするとともに、圧入後前記段差８付 近が接着剤を注入した際の接着剤溜まりを形成するようになっている。

【００１１】 なお、前記金属部品２の突部７を有する後端部において、シャフト３を囲む内 側円筒状部１４と突部７を外周に有する外側円筒状部１３の径の異なる２重の同 心状円筒状部を有する如く円環状の凹部９を形成しておいたが、これは、金属部 品２の圧入時に、突部７とテーパー面４とが圧接する際の余分な圧力をこの部分 が変形することで吸収し、磁石部品１に割れが発生するのを防止するためのもの である。

【００１２】 さらに、前記金属部品２の先端縁(突部７のない側)をテーパー面(又は曲面)と なる如く面取り１０を施した形状とする。これは、金属部品２の焼結磁石部品１ に対する圧入作業を容易にするとともに、接着剤を前述の接着剤溜まりに効果的 に注入可能とするためのものである。また、前記中心穴６の内周面の両端縁もテ ーパー面(又は曲面)となる如く面取り１１を施した形状とする。これは、シャフ ト圧入時に入口を圧入しやすくするとともに出口にばりが飛び出ないようにする ためのものである。

【００１３】 このような形状の金属部品２は、アルミ、銅、亜鉛等の軟質金属の冷間鍛造( インパクト鍛造)や鋳造等により量産性よく安価に得ることができる。

【００１４】 前記シャフト３は、例えばステンレス等の円柱状金属棒であり、前記金属部品 ２の中心穴６に圧入固着されて、金属部品２と一体化される。シャフト３を一体 化した金属部品２は、その外径の小さい先端部を円筒状焼結磁石部品１のテーパ ー面４を有する開口から内側に挿入し、突部７を有する端部を圧入することで、 磁石部品１とシャフト３が金属部品２を介して一体化される。この際、金属部品 ２の外側円筒状部１３に形成された突部７は、磁石部品１のテーパー面４に圧接 し、磁石部品１の内径のばらつきは、突部７の変形及び外側円筒状部１３の変形 によって吸収されることになる。また、磁石部品１のテーパー面４が形成されて いる部分は正確に研摩加工され、そのテーパー面４の内径が奥に進むにつれて突 部７の外接円よりやや小さく形成されているので、圧入が必要なのはその短い部 分のみである。このため、圧入作業が容易で磁石部品１の割れ発生の恐れがほと んどなく、圧入により生じる削りかすが少ない。

【００１５】 円筒状磁石部品１と金属部品２の圧入固定後、圧入により生じた削りかすの除 去を行う。そして、金属部品２の面取り１０を形成した側を上にし、面取り１０ 近傍より熱硬化性接着剤(例えばエポキシ系１液性接着剤)１２を注入し、高温雰 囲気中(例えば１２０℃で１時間)で前記金属部品２を加熱膨張させた状態で前記 熱硬化性接着剤１２を硬化させて前記磁石部品１と金属部品２とを接着する。こ の際、前記段差８付近の間隙が接着剤溜まりとなり、接着剤の溢れを防止すると ともに、接着剤を金属部品２と磁石部品１内面との間隙に効果的に浸透させるこ とができる。

【００１６】 また、上述の金属部品２の圧入固着操作及び接着剤１２注入操作を、円筒状磁 石部品１の外周面を基準とし、該外周面中心とシャフト３の中心とを一致させた 状態で実行することにより、シャフト３の中心精度を向上させることができる。 この精度は、従来のインサート射出成型の場合よりも高精度とすることができる 。すなわち、磁石部品１のテーパー面４を有する端部では正確な内径研摩が施さ れているので金属部品２の圧入に伴う突部７及び外側円筒状部１３の変形により 磁石部品１の内径の公差を吸収できる。また、突部７が圧接するのはテーパー面 ４に限定されるため、テーパー面以外の磁石部品内周面に突部が接触することに 起因するシャフト３の中心ずれの発生は皆無である。

【００１７】 図３は本考案の第２実施例を示しており、上記第１実施例で円筒状焼結磁石部 品の内周面に設けたテーパー面の配置を変えて焼結前の金型による成型時にテー パー面を形成するのに好適なものである。この場合、磁石部品１Ａ内周面の金属 部品圧入側端部に段差１５を形成し、該段差１５の内周面に当該磁石部品の開口 に向けて広がるテーパー面１６を形成する。このテーパー面１６は、前記第１実 施例のテーパー面４と同様に、軸方向に対して角度θ＝３°〜１５°、長さＬ₂ を磁石部品１Ａの全長寸法の５％〜３０％として、その内径が当該磁石部品の外 周面外径と同心になるように形成されている。また、金属部品２Ａは、突部７Ａ を有する後端部の外側円筒状部１３Ａの外径が、前記段差１５及びテーパー面１ ６に対応するようにやや大径に形成されており、その外側円筒状部１３Ａの突部 ７Ａが前記テーパー面１６に圧接するようになっている。なお、その他の構成は 前記第１実施例と同様である。

【００１８】 上記第２実施例における磁石部品１Ａの内周面の圧入側端部に段差１５とテー パー面１６を設ける構成によると、前記第１実施例と同様の作用効果が得られる とともに、段差１５及びテーパー面１６の形状は磁石部品１Ａの焼結前の金型加 工による形成に適しており、焼結後の研摩加工によらなくても形成することがで きる利点がある。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のローター磁石によれば、円筒状焼結磁石部品の 内周面の金属部品圧入側端部に当該磁石部品の開口に向けて広がるテーパー面を 形成し、前記テーパー面に圧接する突部を３個以上形成してなる金属部品を用い て、焼結磁石部品とシャフトを一体化する構成であるから、前記金属部品の突部 が前記磁石部品のテーパー面に圧接し変形することで前記磁石部品の内径寸法の ばらつきを吸収して磁石部品の外周面中心とシャフトの中心を一致させることが 可能である。また、焼結磁石部品の内周面を研摩する場合は、金属部品圧入側端 部のテーパー面のみを研摩すれば良く、内周の全面研摩に比べて加工コストの低 減が図れる。また、金属部品と磁石部品が圧接する部分がテーパー面が形成され ている部分だけで圧入距離が短いので、組み立て時に大きな衝撃が焼結磁石部品 に加わることもなく、容易に挿入可能で固着工程が極めて簡単であり、歩留りの 向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るローター磁石の第１実施例を示す
要部正断面図である。

【図２】同正断面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す要部正断面図であ
る。

【図４】従来例を示す平面図である。

【図５】同正断面図である。

【符号の説明】

１,１Ａ 円筒状焼結磁石部品 ２,２Ａ 金属部品 ３ シャフト ４,１６ テーパー面 ６ 中心穴 ７ 突部 １２ 接着剤

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心穴にシャフトを設けた金属部品を円
   筒状の焼結磁石部品内側に固定するローター磁石におい
   て、前記焼結磁石部品の内周面の金属部品圧入側端部に
   当該焼結磁石部品の開口に向けて広がるテーパー面を形
   成し、前記金属部品の外周に前記テーパー面に圧接する
   突部を３個以上形成して、前記金属部品を前記焼結磁石
   部品の内側に圧入固定したことを特徴とするローター磁
   石。