JPH089574A - マグネットローター及びその製造方法 - Google Patents

マグネットローター及びその製造方法

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JPH089574A
JPH089574A JP6141345A JP14134594A JPH089574A JP H089574 A JPH089574 A JP H089574A JP 6141345 A JP6141345 A JP 6141345A JP 14134594 A JP14134594 A JP 14134594A JP H089574 A JPH089574 A JP H089574A
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JP
Japan
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ring
magnet
inner diameter
shaped magnet
synthetic resin
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Pending
Application number
JP6141345A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Sato
義隆 佐藤
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産性の高いインサート成形技術を踏襲しな
がら、磁石と合成樹脂製カラーの空回り及び磁石の合成
樹脂製カラーからの脱落を防止できる技術を提供せんと
するものである。 【構成】 内径側の径方向断面形状が非円形であり、か
つ内径面(3)における軸方向の一部に段差(4)を有
するリング状磁石(1)と、前記リング状磁石(1)の
内径部にインサート成形され、成形後は前記リング状磁
石(1)の内面段差(4)に対応する段部が形成された
状態となる合成樹脂製カラー(2)とを有するマグネッ
トローター。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータ等の
組み込み部品であるマグネットローターに関する。
【0002】
【従来の技術】フロッピーディスクドライブのヘッド駆
動に使用されるPM型ステッピングモータ等に用いるロ
ーターは図8に示す如く、2個のリング状磁石A,Aを
用いている。リング状磁石Aの素材には高磁力が発揮で
きるNdFeB系磁性粉と合成樹脂とよりなる樹脂結合
磁石が多用されており、このリング状磁石Aの外周には
10極程度の磁極を等間隔着磁しているものが最も多
い。
【0003】このマグネットローターの組立は、図9に
示すように中間にスペーシング部B1を設けたアルミニ
ウム製カラーBに、両端からリング状磁石A,Aを嵌め
込むと同時に接着し、その後、アルミニウム製カラーB
の軸孔にリードスクリュウを挿通させて固定するという
工程を経ている。
【0004】このような従来のマグネットローターで
は、リング状磁石Aとアルミニウム製カラーBとを接着
する作業が必要であるため生産性が低い問題があり、こ
のため最近は射出成形金型にリング状磁石をインサート
して合成樹脂をモールドする手法が採用されつつある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この手法によってリン
グ状磁石とカラーとの接着が不要となり、生産性向上が
可能となるが、一方で新たな問題も発生した。マグネッ
トローターでは、モーターの回転動作に伴い、磁石と合
成樹脂製カラーの間には回転トルクが発生する。またモ
ーターの使用される温度環境は−10℃から80℃と広
範囲に及ぶため、磁石と合成樹脂製カラーの熱膨張係数
の違いにより接合面に隙間が生じ、回転動作中に磁石が
カラーに対して空回りし、最終的には磁石がカラーから
脱落する事態が発生することが指摘されている。
【0006】本発明はかかる現況に鑑みてなされたもの
であり、生産性の高いインサート成形技術を踏襲しなが
ら、磁石と合成樹脂製カラーの空回り及び磁石の合成樹
脂製カラーからの脱落を防止できる技術を提供せんとす
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本出願人は上記課題を解
決する手段を検討したところ、次の着想を得た。磁石の
カラーからの脱落を防止するためには、回転動作に伴う
円周方向と軸方向の応力に対して磁石を確実に固定する
ことが必要である。本出願人は、リング状磁石の内径を
非円形となし、軸方向に段差を形成すれば、磁石とカラ
ーとの間でアンカー効果が発揮され、円周方向と軸方向
の応力に対して有効に拘束作用を発揮することを見いだ
した。
【0008】上記着想に基づいてなされた本発明のマグ
ネットローターは、内径側の径方向断面形状が非円形で
あり、かつ内径面における軸方向の一部に段差を有する
リング状磁石と、前記リング状磁石の内径部にインサー
ト成形され、成形後は前記リング状磁石の内面段差に対
応する段部が形成された状態となる合成樹脂製カラーと
を有することが特徴である。
【0009】内径側の径方向断面形状は非円形であれば
適宜採用可能であるが、加工性の観点から正方形、長方
形、多角形、楕円形等が好ましい。
【0010】また内径側断面の段差の高さは0.2〜
1.0mmの範囲となすことが好ましい。
【0011】また、リング状磁石に含まれる磁性粉は、
R−T−B(但し、RはNd及び/又はPr、あるいは
これらの一部を1種又は2種以上の他の希土類元素で置
換したもの:TはFeを主体とする3d族遷移金属元
素:Bはホウ素)で表される希土類金属と遷移金属とを
主成分とする金属間化合物磁性粉体であることが望まれ
る。
【0012】マグネットローターの作製手順は、内径側
の径方向断面形状が非円形であり、かつ内径面における
軸方向の一部に段差を有するリング状磁石の内径部に合
成樹脂を充填して、前記リング状磁石の内面段差に対応
する段部を有する合成樹脂製カラーをリング状磁石の内
径部にインサート成形するものである。
【0013】
【作用】このようなマグネットローターは、内径側の径
方向断面形状が非円形であり、かつ内径面における軸方
向の一部に段差を有するリング状磁石の内面に、インサ
ート成形された合成樹脂製カラーが係合状態となること
によって、リング状磁石と合成樹脂製カラーとがアンカ
ー効果によって強固に結合一体化し、リング状磁石のカ
ラーに対する軸方向及び軸回り方向両方の遊動が規制さ
れ、モータ回転時の磁石の空転及び脱落が防止される。
【0014】内径側の径方向断面形状を正方形、長方
形、多角形、楕円形等としたときには内径部の加工も容
易である。
【0015】内径側断面の段差の高さは0.2〜1.0
mmの範囲であれば、十分なアンカー効果が期待できる
とともに、段差がこの範囲内であれば、磁石の肉厚減少
による磁気特性への影響も実質上無視できる。
【0016】リング状磁石に含まれる磁性粉として、R
−T−Bで表される希土類金属と遷移金属とを主成分と
する金属間化合物磁性粉体を用いたときには高磁力を発
揮できるマグネットローターが提供される。
【0017】
【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づき
説明する。図1は本発明のマグネットローターの外観斜
視図であり、図2は軸方向断面図である。本マグネット
ローターは、従来のマグネットローターと同様、2個の
リング状磁石1,1と合成樹脂製カラー2とから構成さ
れる。
【0018】本発明はこのような構成のマグネットロー
ターにおいて、内径側の径方向断面形状が非円形であ
り、かつ内径面3における軸方向の一部に段差4を有す
るリング状磁石1の内径部に合成樹脂を充填して、前記
リング状磁石1の内面段差4に対応する段部を有する合
成樹脂製カラー2をリング状磁石の内径部にインサート
成形したことが特徴である。
【0019】内径部の径方向断面形状は、アンカー効果
によってリング状磁石1の回転方向の応力を拘束できる
形状であれば多様な形状が適宜採用できる。加工容易性
の観点からは正方形(図3)、三角形(図4)、長方形
(図5)、楕円形(図6)、多角形等が好ましい。
【0020】段差4は例えば、図3に示すように内径面
3の軸方向略中間位置に一箇所設けることなどが採用さ
れ、この場合は段差4を境にして一方が拡径孔5、他方
が縮径孔6となる。段差4の形成位置は軸方向の一方に
偏った位置であってもよい。
【0021】段差4の高さaは0.2〜1.0mmの範
囲であることが好ましい。0.2mm未満の場合、十分
なアンカー効果を期待できない。また1.0mmを超え
ると、磁石の肉厚減少に伴う磁気特性への影響が無視で
きない。
【0022】段差4は軸方向の応力を均等に分散して受
けることが可能なように内径部の全周に設けることが好
ましいが、内径部の一部に段差4を設ける場合も排除す
るものではない。また、上記実施例では、段差4は内径
面における軸方向略中間箇所に一箇所だけ設けたが、図
7に示すように段差4を二箇所設けるようにしてもよ
い。
【0023】このようなマグネットローターは、リング
状磁石1を成形したのち、このリング状磁石1を射出成
形金型内にセッティングしたうえ、リング状磁石1の内
径部に熱可塑性樹脂を充填して、リング状磁石1の内径
部に合成樹脂製カラー2をインサート成形して作製す
る。
【0024】リング状磁石1の成形は圧縮成形及び射出
成形の両方が採用できる。高磁力を得る観点からは磁粉
含有率が高く高密度な成形が可能な圧縮成形法の方が有
利である。
【0025】リング状磁石1の成形材料に含ませる磁性
粉体としてはフェライト磁性粉、アルニコ磁性粉又はサ
マリウムコバルト磁性粉等を用いることもできるが、高
磁気特性と低コストを両立させる観点からは、R−T−
B(但し、RはNd及び/又はPr、あるいはこれらの
一部を1種又は2種以上の他の希土類元素で置換したも
の:TはFeを主体とする3d族遷移金属元素:Bはホ
ウ素)を主成分とする金属間化合物磁性粉体を用いるこ
とが好ましい。
【0026】希土類元素(R)としてはイットリウム
(Y)を含む希土類元素の1種以上であって、ネオジウ
ム(Nd)、プラセオジウム(Pr)、ランタン(L
a)、セリウム(Ce)、サマリウム(Sm)、ガドリ
ニウム(Gd)、プロメシウム(Pm)、ユーロピウム
(Eu)、ルテチウム(Lu)、ジスプロシウム(D
y)、テルビウム(Tb)、ホルミウム(Ho)などが
例示出来る。イットリウム(Y)は希土類元素ではない
が本発明では他の希土類元素と同様に扱える。本発明に
おいて好ましい希土類元素(R)はNdもしくはPrを
主体とするものであるが、複合希土類であるミッシュメ
タルやジジムあるいは他の希土類元素を含んでもかまわ
ない。
【0027】また金属間化合物磁性粉体はその粒子径が
1〜1000μm以下であることが成形性から好まし
く、700μm以下にすることがより好ましい。
【0028】表面磁束密度を増加させる目的で、R−T
−Bを主成分とする金属間化合物磁性粉体のTの一部を
コバルトで置換することも適宜採用される。
【0029】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が例示でき
るが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が好ましい。
【0030】リング状磁石を射出成形によって成形する
場合の合成樹脂バインダー及び合成樹脂製カラーの素材
としては熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂とし
ては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、塩化ビ
ニール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポ
リエーテル樹脂等が利用可能である。
【0031】リング状磁石の表面にはニッケルメッキ、
エポキシ電着塗装、エポキシスプレー塗装又は各種樹脂
含浸処理等の防錆措置を施すことが好ましい。
【0032】次に本発明の効果を確かめるために行った
実施例と比較例について述べる。 (実施例)NdFeB合金磁性粉にエポキシバインダー
を以下の配合比で添加し、MEK溶媒下にて混合後、乾
燥させたうえ分級し200μm以下の造粒体を得た。8
ton/cm2 にて加圧し、外径φ8mm、高さh4m
mの成形体を得た。加圧用の上下パンチの内径は4mm
×4mmの角型とし、コアピンも4mm×4mmの角型
とした。コアピンの圧粉域においてa=0.5mmの段
差を形成させた。これを150℃、2Hr、Air中に
て加熱硬化したうえ、磁石表面をNiメッキ処理した。
このようにして得たリング状磁石を射出成形機にインサ
ートし、PBT樹脂にてモールドして、マグネットロー
ターを得た。NdFeB磁石のPBT樹脂カラーに対す
る円周方向と軸方向の応力に対する拘束力を確認するた
め、回転トルク強度と引き抜き強度を測定した。結果を
表1に示す。 <NdFeBボンド磁石配合組成> NdFeB合金磁性粉 96.0 % エポキシ樹脂 3.5 st−Mg 0.5 (ステアリン酸マグネシウム:滑剤) (比較例)リング状磁石の形状を外径φ8mm、内径φ
6mm、高さh4mmの単純なリング体とした以外は、
上記実施例と全く同じ条件でマグネットローターを作製
し、このマグネットローターについても回転トルク強度
と引き抜き強度を測定した。結果を表1に示す。
【0033】
【表1】 表1から明らかなように、本発明実施例のマグネットロ
ーターは、単純なリング体である従来のマグネットロー
ターに比べて、軸方向及び円周方向のいずれにおいても
きわめて優れた拘束力を有していることがわかった。
【0034】
【発明の効果】本発明のマグネットローターは、内径側
の径方向断面形状が非円形であり、かつ内径面における
軸方向の一部に段差を有するリング状磁石の内径部に合
成樹脂製カラーをインサート成形して、リング状磁石の
内径部に合成樹脂製カラーが遊動不能に係合するように
構成しているので、リング状磁石と合成樹脂製カラーと
がアンカー効果によって強固に結合一体化し、リング状
磁石のカラーに対する軸方向及び軸回り方向両方の遊動
が規制され、モータ回転時の磁石の空転及び脱落が防止
される。
【0035】内径側の径方向断面形状を正方形、長方
形、多角形、楕円形等としたときには内径部の加工も容
易である。
【0036】内径側断面の段差の高さを0.2〜1.0
mmの範囲とすれば、十分なアンカー効果が期待でき、
また段差がこの範囲内であれば、磁石の肉厚減少による
磁気特性への影響も実質上無視できる。
【0037】リング状磁石に含まれる磁性粉として、R
−T−Bで表される希土類金属と遷移金属とを主成分と
する金属間化合物磁性粉体を用いたときにはマグネット
ローターの磁力は極めて高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のマグネットローターの一実施例の外
観斜視図
【図2】 同実施例の軸方向断面図
【図3】 内径側の径方向断面形状を正方形となしたリ
ング状磁石の斜視図
【図4】 内径側の径方向断面形状を三角形となしたリ
ング状磁石の斜視図
【図5】 内径側の径方向断面形状を長方形となしたリ
ング状磁石の平面図
【図6】 内径側の径方向断面形状を楕円形となしたリ
ング状磁石の平面図
【図7】 リング状磁石の内径面の二箇所に段差を形成
した場合のマグネットローターの断面図
【図8】 従来のマグネットローターの斜視図
【図9】 同マグネットローターの分解斜視図
【符号の説明】
1 リング状磁石 2 合成樹脂製カラ
ー 3 内径面 4 段差 5 拡径孔 6 縮径孔 A リング状磁石 B アルミニウム製
カラー B1 スペーシング部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内径側の径方向断面形状が非円形であ
    り、かつ内径面における軸方向の一部に段差を有するリ
    ング状磁石と、 前記リング状磁石の内径部にインサート成形され、成形
    後は前記リング状磁石の内面段差に対応する段部が形成
    された状態となる合成樹脂製カラーと、 を有するマグネットローター。
  2. 【請求項2】 内径側の径方向断面形状が正方形、長方
    形、多角形、楕円形のいずれかである請求項1記載のマ
    グネットローター。
  3. 【請求項3】 段差の高さが0.2〜1.0mmの範囲
    である請求項1又は2記載のマグネットローター。
  4. 【請求項4】 リング状磁石に含まれる磁性粉が、R−
    T−B(但し、RはNd及び/又はPr、あるいはこれ
    らの一部を1種又は2種以上の他の希土類元素で置換し
    たもの:TはFeを主体とする3d族遷移金属元素:B
    はホウ素)で表される希土類金属と遷移金属とを主成分
    とする金属間化合物磁性粉体である請求項1、2又は3
    記載のマグネットローター。
  5. 【請求項5】 内径側の径方向断面形状が非円形であ
    り、かつ内径面における軸方向の一部に段差を有するリ
    ング状磁石の内径部に合成樹脂を充填して、前記リング
    状磁石の内面段差に対応する段部を有する合成樹脂製カ
    ラーをリング状磁石の内径部にインサート成形してなる
    マグネットローターの製造方法。
JP6141345A 1994-06-23 1994-06-23 マグネットローター及びその製造方法 Pending JPH089574A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012132880A (ja) * 2010-12-24 2012-07-12 Minebea Motor Manufacturing Corp メータ用ステッピングモータ
JP2017147920A (ja) * 2015-08-26 2017-08-24 日立金属株式会社 表面磁石型回転子
US10318482B2 (en) 2015-07-30 2019-06-11 Ricoh Company, Ltd. Information processing system and method for displaying list of files

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