(57)【要約】      （修正有）【課題】ボンド磁石及びシャフトの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石、及び、このシャフト一体型ボンド磁石を圧縮成形にて製造する製造方法を提供する。【解決手段】円柱状のシャフト２の周面に円筒状のボンド磁石３が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石１であって、シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている。ローレットは綾目ローレットまたは平目ローレットであり、綾目の傾斜角度は１０度以上４５度以下である。【選択図】図１
2020141134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のシャフトの周面に円筒状のボンド磁石が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石において、
前記シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されていることを特徴とするシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項２】
前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする請求項１に記載のシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項３】
前記綾目ローレットの綾目の傾斜角度は１０度以上４５度以下であることを特徴とする請求項２に記載のシュアと一体型ボンド磁石。
【請求項４】
前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする請求項１に記載のシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項５】
前記綾目ローレットまたは平目ローレットの端部に深さ方向にテーパーが形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項６】
前記ローレットの深さは５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜〜５のいずれかに記載のシャフト一体型ボンド磁石
【請求項７】
前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項８】
前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする請求項７記載のシャフト一体型ボンド磁石。
【請求項９】
軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトに、
前記シャフトの前記中央部の全域を覆って円筒状のボンド磁石が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石を成形する方法において、
円筒状のダイと、該ダイに上方向から挿通可能であって、円筒状の第１上パンチ、該第１上パンチに挿通可能な第２上パンチ、及び該第２上パンチに挿通可能な円柱状の上コアからなる上側金型と、前記ダイに下方向から挿通可能であって、円筒状の第１下パンチ、該第１下パンチに挿通可能な第２下パンチ、及び該第２下パンチに挿通可能な円柱状の下コアからなる下側金型とを用いており、
前記第１下パンチを下降させて前記第２下パンチと前記ダイとの間に空間を形成する工程と、
前記空間内に磁性粉末と樹脂との混合物を充填する工程と、
前記下コアを下降させて前記第２下パンチの内部を開放し、シャフトの一端部を挿入する工程と、
前記第２下パンチ及び下コアを下降させて、前記シャフトの中央部及び両端部の一部を前記材料中に埋没させる工程と、
前記上コア及び下コアにて前記シャフトを挟持しながら、前記第１上パンチ及び第２上パンチと前記第１下パンチ及び第２下パンチにて前記混合物を圧縮成形して成形体を作製するとともに、
前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程と、
を有することを特徴とするシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする請求項９に記載のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする請求項９に記載のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【請求項１３】
前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする請求項１２記載のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【請求項１４】
前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程後の前記成形体に、含浸法により樹脂を浸み込ませる工程をさらに有することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種モータに利用されるシャフト一体型ボンド磁石、及び、成形装置を用いてシャフト一体型ボンド磁石を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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にロータ軸となるシャフトを装入させて一体化したシャフト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。
【０００３】
このようなシャフト一体型ボンド磁石及びその製造方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、圧縮成形装置の金型内に、ロータ軸が装入されたロータ継鉄からなる支持部材を配設し、支持部材周囲にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末及びエポキシ系樹脂からなる磁性組成物を供給し、加圧成形して得られるシャフト一体型ボンド磁石が記載されている。
【０００４】
特許文献１によれば、磁性粉末と結合剤とを混合してなる磁性組成物における磁性粉末の重量比率及び体積比率を高くしたシャフト一体型ボンド磁石を比較的容易に提供することができる。そのため、モータの小型化、高性能化を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１４０２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなシャフト一体型ボンド磁石にあっては、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が低下して、ボンド磁石がシャフトから分離するおそれがある。ボンド磁石がシャフトから分離した場合、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転したり、ボンド磁石がシャフトの軸長方向に移動したりして、ボンド磁石に生じるトルクをシャフトに適正に伝達できなくなるという不具合が発生する。よって、シャフト一体型ボンド磁石におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度の向上が課題となっている。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石、及び、このシャフト一体型ボンド磁石を圧縮成形にて製造するシャフト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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、円柱状のシャフトの周面に円筒状のボンド磁石が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石において、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている。よって、ボンド磁石及びシャフトの結合強度は高い。
【００１０】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、ローレットは綾目ローレットである。よって、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。
【００１２】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、綾目ローレットの綾目の傾斜角度は１０度以上４５度以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。
【００１４】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、平目ローレットが形成されている。よって周方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転することは無い。
【００１６】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、平目ローレットの端部に深さ方向にテーパーが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、平目ローレットの端部に深さ方向にテーパーが形成されており、シャフト一体型ボンド磁石の成形時に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り成形時のクラック等が軽減できる。
【００１８】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石は、ローレットの深さは５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、シャフトとボンド磁石間の回転方向及びスラスト方向の強度を確保できるとともに、成形時のクラック発生を抑制できる。
【００２０】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面に、シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されている。よってボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。
【００２２】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されている、よって、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。
【００２４】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトに、前記シャフトの前記中央部の全域を覆って円筒状のボンド磁石が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石を成形する方法において、円筒状のダイと、該ダイに上方向から挿通可能であって、円筒状の第１上パンチ、該第１上パンチに挿通可能な第２上パンチ、及び該第２上パンチに挿通可能な円柱状の上コアからなる上側金型と、前記ダイに下方向から挿通可能であって、円筒状の第１下パンチ、該第１下パンチに挿通可能な第２下パンチ、及び該第２下パンチに挿通可能な円柱状の下コアからなる下側金型とを用いており、前記第１下パンチを下降させて前記第２下パンチと前記ダイとの間に空間を形成する工程と、前記空間内に磁性粉末と樹脂との混合物を充填する工程と、前記下コアを下降させて前記第２下パンチの内部を開放し、シャフトの一端部を挿入する工程と、前記第２下パンチ及び下コアを下降させて、前記シャフトの中央部及び両端部の一部を前記材料中に埋没させる工程と、  前記上コア及び下コアにて前記シャフトを挟持しながら、前記第１上パンチ及び第２上パンチと前記第１下パンチ及び第２下パンチにて前記混合物を圧縮成形して成形体を作製するとともに前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、磁性粉末及び樹脂の混合物と軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトとを圧縮成形することによって混合物及びシャフトを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びシャフトの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石を製造する。
【００２６】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、ローレットとして綾目ローレットを使用している。よって、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。
【００２８】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする。
【００２９】
本発明にあっては、ローレットとして平目ローレットを使用している。よって、回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。
【００３０】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面に、シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されている。よって、成形体をダイから抜き出す際に生じる混合物のスプリングバックにより、混合物が溝部を押圧するため、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。
【００３２】
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする。
【００３３】
溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されている。よって、成形体をダイから抜き出す際に生じる混合物のスプリングバックにより、混合物が溝部を押圧するため、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。
【００３４】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程後の前記成形体に、含浸法により樹脂を浸み込ませる工程をさらに有することを特徴とする。
【００３５】
本発明にあっては、成形体に、樹脂を含浸させているので、高い強度を有し、かつ成形体とシャフトの固着力を高めることができる。さらにボンド磁石の耐候性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のシャフト一体型ボンド磁石によれば、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が高くて、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転するような不具合、または、ボンド磁石がシャフトの軸長方向に移動するような不具合の発生を抑止することができる。また、本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法によれば、磁性粉末及び樹脂の混合物と軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトとを圧縮成形するとともに混合物及びシャフトを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びシャフトの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石におけるシャフトを示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石におけるシャフトを示す平面図である。
【図５】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す成形装置の断面図である。
【図６】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す成形装置の断面図である。
【図７】第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法の工程手順を示す成形装置の断面図である。
【図８】シャフト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／外の応力の状態を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの平面図である。
【図１０】第３の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの平面図である。
【図１１】第４の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの平面図である。
【図１２】第３の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトのローレットの角度の                  詳細を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石を示す斜視図及び断面図である。また、図３及び図４は、第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石１におけるシャフト２を示す斜視図及び平面図である。シャフト一体型ボンド磁石１は、円柱状のシャフト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。シャフト２の形状の違いにより、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。
【００４０】
第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石１におけるシャフト２は、全体として円柱状をなしているが、その軸長方向の中央部２ａを挟むように周方向に沿って二つの溝部、第１溝部２ｄ、第２溝部２ｅが形成されている（以降溝部２ｄ、溝部２ｅと呼称する場合がある）。
中央部２ａの周面及び二つの溝部２ｄ、２ｅのシャフト２の端部側(２ｂ側及び２ｃ側)の周面（２ｆ及び２ｇ）には、綾目ローレットが形成されている。言い換えると、溝部２ｄ、２ｅの軸方向の両側の周面には、綾目ローレットが形成されている（図３、図４参照）。綾目ローレットとは凹凸が交差することで、軸方向に対する抜け止め、回転方向に対する回り止めの効果を奏する。
溝部２ｄ、２eは同じ幅、同じ深さである。中央部２ａは両端部２ｃ、２ｂと同径となっている。図４において点線で示すように、シャフト２の中央部２ａの全域の外周面、ならびに、二つの溝部２ｄ、２ｅの外周面、ローレットのある部位（２ｇ、２f）の外周面及びローレットの両端部（一端部２ｂ及び他端部２ｃ）側の一部の領域の外周面を覆う態様にて、ボンド磁石３が一体的に設けられている。
【００４１】
シャフト２の材料としては、鉄材、珪素鋼、アルミニウム合金、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。
【００４２】
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）で置換できるのが好ましい）、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。
【００４３】
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あるいは２液性の樹脂であって、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。
【００４４】
ボンド磁石３の密度は５．８〜６．２ｇ／ｃｍ3 である。本発明のシャフト一体型ボンド磁石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シャフト一体型ボンド磁石（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。
【００４５】
以上の実施形態では、第１溝部２ｄと第２溝部２ｅとの両方を設ける構成としたが、シャフト一体型ボンド磁石１の構成に応じて、第１溝部２ｄまたは第２溝部２ｅのいずれか一つを有する構成としてもよい。
【００４６】
以下、上述したシャフト一体型ボンド磁石１を圧縮成形にて製造する方法について説明する。図５−図７は、第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石１の製造方法の工程手順を示す成形装置の断面図である。
【００４７】
図５Ａ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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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直径を有する長尺円柱状の下コア３３とを備えた三重構成であり、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、下コア３３は第２下パンチ３２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、下コア３３の移動（上昇／下降）とは、互いに独立して行える。
【００５０】
まず、図５Ｂ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との間に空間４１を形成する。次いで、図５Ｃに示す如く、この空間４１内にボンド磁石３の材料４２（磁性粉末及び樹脂の混合物（磁性組成物））を充填する。このときの下降距離ｄ１（空間４１の深さ）は、製造されるシャフト一体型ボンド磁石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。
【００５１】
次に、図５Ｄに示す如く、下コア３３を下降させて第２下パンチ３２の内部に開放部４３を形成する。このときの下降距離ｄ２（開放部４３の長さ）は、シャフト一体型ボンド磁石１において外周面がボンド磁石３で覆われないシャフト２の一端部２ｂの領域の長さを考慮して決定される。
【００５２】
次いで、図６Ａに示す如く、予め準備しておいたシャフト２の一端部２ｂの一部を、開放部４３に挿入する。この際、シャフト２は、シャフト２の一端部２ｂの一端面が下コア３３に当接するまで下降させる。シャフト２は、自重によって下降させてもよいし、手動あるいは専用治具（専用装置）などを用いて下降させてもよい。
【００５３】
次に、図６Ｂ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を下降させる。上コア２３はシャフト２の他端部２ｃの一端面に当接するまで下降させて上コア２３及び下コア３３によってシャフト２を挟持する。また、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２は、シャフト２の他端部２ｃの一部の領域を覆う位置まで下降させる。第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２の下降位置は、シャフト一体型ボンド磁石１において外周面がボンド磁石３で覆われないシャフト２の他端部２ｃの領域の長さを考慮して決定される。
【００５４】
なお、図５Ｄから図６Ａに基づく前記実施の形態に代えて、図５Ｄにおいて、下コア３３を下降させて第２下パンチ３２の内部に開放部４３を形成する際、その下降距離ｄ２（開放部４３の長さ）を、シャフト一体型ボンド磁石１において外周面がボンド磁石３で覆われないシャフト２の一端部２ｂの領域の長さと外周面がボンド磁石３で覆われる領域の長さとの合計に対応する長さとしてもよい。このとき、図６Ａにおいて、シャフト２の一端部２ｂの全部が開放部４３に挿入されることとなり、結果として、シャフト２の一端部２ｂ及び中央部２ａの境界と、充填した材料４２の上面と、第２下パンチ３２の上面と、ダイ１０の上面とは、上下方向で同じ位置になる。
【００５５】
次いで、図６Ｃに示す如く、第２下パンチ３２、上コア２３及び下コア３３を連動して下降させる。このとき、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２をさらに連動して下降させる。そして、図６Ｄに示す如く、シャフト２の一端部２ｂの一部、中央部２ａ及び他端部２ｃの一部を材料４２中に埋没させる。このときの上コア２３及び下コア３３ならびに第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２の下降距離（図６Ｂの上コア２３及び下コア３３ならびに第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２の位置から図６Ｄの上コア２３及び下コア３３ならびに第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２の位置までの距離）は、シャフト２の一端部２ｂ及び他端部２ｃの外周面がボンド磁石３で覆われる領域の長さ、及び前記圧縮率を考慮して決定される。
【００５６】
図６Ｄに示す如く、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２は、材料４２の上面に当接するまで、もしくはダイ１０の上面まで下降させる。この結果、シャフト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。
【００５７】
なお、図６Ｂから図６Ｄに基づく前記実施の形態においては、第２下パンチ３２を下降させる際、第１下パンチ３１の下降位置まで下降（図５Ｂに示す下降距離ｄ１だけ下降）させているが、シャフト一体型ボンド磁石１の形状などに応じて、第２下パンチ３２の下降位置を、第１下パンチ３１の下降位置よりも上または下に位置させてもよい。
【００５８】
また、図６Ｂから図６Ｄに基づく前記実施の形態において、予め上コア２３と下コア３３によってシャフト２を挟持して、第２下パンチ３２を下降させながら、上コア２３及び下コア３３を連動して下降させて、シャフト２の一端部２ｂの一部、中央部２ａ及び他端部２ｃの一部を材料４２中に埋没させる工程に代えて、予め上コア２３と下コア３３によってシャフト２を挟持せず、第２下パンチ３２を下降させながら、下コア３３のみを下降させて、下コア３３上にシャフト２が載置された状態で自重によって下降させてもよい。また、シャフト２の下降は手動あるいは専用治具（専用装置）などを用いて行ってもよい。
【００５９】
次いで、図７Ａに示す如く、第１下パンチ３１を下降させるとともに、第２上パンチ２２を下降させる。
ここで、図７Ａでは、第１下パンチ３１を下降させるとともに、第２上パンチ２２を下降させたが、第１下パンチ３１を下降させるとともに、第２上パンチ２２及び第１上パンチ２１を下降させても良い。  その後、図７Ｂに示す如く、ダイ１０を下降させるとともに、上コア２３と下コア３３によってシャフト２を挟持しながら上コア２３、下コア３３、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２を下降させる。ここで、第１上パンチ２１と第２上パンチ２２の材料４２と接する面の高さ位置が同じになるよう、第１上パンチ２１と第２上パンチ２２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の材料４２と接する面の高さ位置が同じになるよう、第１下パンチ３１と第２下パンチ３２の上昇量を調整する。ダイ１０の下降によって、第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２が相対的に上昇することになる。そして、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方向から圧縮して、シャフト２及び材料４２を一体化して成形する。
【００６０】
なお、ダイ１０を下降させることしたが、第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２を、直接上昇させるようにしてもよい。図７Ａ、図７Ｂに基づく前記実施形態において、ダイ１０の下降距離と上コア２３と下コア３３の下降距離は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ダイ１０、上コア２３と下コア３３、第１上パンチ２１及び第２上パンチ２２の下降距離、あるいは第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２を上昇させる場合の上昇距離などは、後述する成形体４４の形状などを考慮して決定すればよい。
【００６１】
次に、図７Ｃに示す如く、ダイ１０、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、及び下コア３３を全て上昇させる。この際、ダイ１０、第１下パンチ３１、及び第２下パンチ３２が定位置に戻るまで、上昇動作を行う。次いで、図７Ｄ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。その後、成形体４４をダイ１０から取り出して、成形処理を終了する。なお、図７Ｃから図７Ｄに基づく前記実施の形態に代えて、ダイ１０のみを下降させて成形体４４をダイ１０から取り出した後、ダイ１０、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、及び下コア３３の全てを定位置に戻るように動作させてもよい。
【００６２】
取り出された成形体４４は、樹脂が硬化されていないので、取り出した成形体４４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、形状を有するシャフト一体型ボンド磁石１が得られる。
あるいは２液性の樹脂の場合は、室温でも硬化するが、熱処理により硬化を促進しても良い。
【００６３】
上述した実施の形態では、ボンド磁石３が磁性粉末と熱硬化性樹脂との混合物（磁性組成物）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。あるいは、ボンド磁石３が主剤と硬化剤とからなる２液性のエポキシ樹脂と磁性粉末との混合物とからなっていても良い。ボンド磁石３が磁性粉末と嫌気性樹脂とから構成される場合のシャフト一体型ボンド磁石１の製造手順について、以下に簡単に説明する。
【００６４】
上述したような図５−図７に示した手順にて、磁性粉末をシャフト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、空間４１内に充填する材料４２として、磁性粉末及び樹脂の混合物（コンパウンド）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。
【００６５】
圧縮成形後の成形体に対して、含浸法を用いて、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を有するシャフト一体型ボンド磁石１を製造する。含侵は、減圧法、加圧法、真空加圧法等の方法を適用すればよい。
【００６６】
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シャフト一体型ボンド磁石１を提供でき、磁気特性の向上を図ることができる。
【００６７】
シャフトを一体成形したボンド磁石に樹脂を含浸させた際の効果についてさらに説明する。含浸された樹脂はボンド磁石の磁性粉と樹脂の隙間に入り込みボンド磁石の強度を向上させる。さらに含浸された樹脂は磁性粉と樹脂とシャフトの間に入り込み、ボンド磁石成形体とシャフトを強固に結合させるという格別の効果を有している。
シャフトの外周面にローレットを有する場合、シャフト一体成形を行うと、磁性粉と樹脂はローレットの形状に倣い成形されるため、シャフトとボンド磁石は固着される。この状態でも必要十分な強度であるが、更に高い固着性能を要求される場合に樹脂含浸を行うと、含浸された樹脂は、ボンド磁石とシャフトの接着強度を高めるとともに、例えばシャフトのローレット凹部に磁粉と樹脂が入っていない空隙がある場合でも、ボンド磁石とシャフトの隙間に入りこみ(充填され)  シャフトとボンド磁石を一体化する効果を発し、さらに高い固着性能を発揮することができる。
またボンド磁石の対候性を高めるとともに、渦電流損失を低減できる可能性を有する。
【００６８】
含浸に用いる樹脂は、嫌気性樹脂に限らずエポキシ樹脂も使用可能である。  エポキシ樹脂としては、加熱硬化型、主剤と硬化剤からなる２液性エポキシ樹脂を利用できる。  ２液性であっても、常温硬化のみならず、加熱により硬化を促進しても良い。
【００６９】
上述したシャフト一体型ボンド磁石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。
【００７０】
以下、上述したシャフト一体型ボンド磁石１におけるボンド磁石３とシャフト２との結合強度について説明する。
【００７１】
前述したように、シャフト２の中央部の周面には、周方向に沿って延在する２つ溝部、第１溝部２ｄ、第２溝部２ｅが形成されており、かつ中央部２ａの周面及び第１溝部及び第２溝部のシャフト端部側の周面にはローレットが形成されている。
【００７２】
図８Ａは、上述したシャフト一体型ボンド磁石１の製造方法における成形体４４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８Ａは金型内での形状、図８Ｂは金型外での形状を示している。第１溝部２ｄの断面形状は、矩形状である。
【００７３】
成形体４４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のシャフト２に対するスプリングバックにより発生する応力（図８Ｂの矢符参照）により、溝部２ｄ及び溝部２ｅにて材料４２とシャフト２との強力な結合が実現される。この結果、軸方向におけるボンド磁石３及びシャフト２の結合強度は高くなり、シャフト一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がシャフト２に対して軸方向に移動するような不具合は生じない。このように、溝部２ｄの形成が、スラスト力対策となっている。
【００７４】
また同様に、綾目ローレットの凹凸とボンド磁石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及びシャフト２の結合強度は高くなり、シャフト一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がシャフト２に対して相対的に回転するような不具合は生じない。このように綾目ローレットの形成は、スリップトルク対策となっている。
さらにローレットを綾目形成していることから、軸方向のスラスト力対策にも貢献している。
【００７５】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
ローレットを平目としたほかは、第１の実施形態と製造方法および作用効果はほぼ同じであり、詳細については割愛する。
第２の実施形態にかかるシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は第１の実施形態と同じであるので詳細は割愛する。
【００７６】
(第３の実施形態)
図１０のＡ、Ｂは本発明のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
周面に溝部を持たず、シャフト中央部（５ａ、６ａ）に、平目ローレット(図１０、Ａ)または綾目ローレットが(図１０、Ｂ)が施されている。
周面に溝部を有しないため、これらのシャフトを用いてシャフト一体成形により、ボンド磁石を成形した場合には、実施の形態１、実施の形態２に比較して若干のスラスト方向の強度が低下するおそれがあるが、回転子として用いる場合で、スラスト方向の力があまりかからない用途については有効である。さらにシャフトの太さが一定なので、応力集中する部分が無く、高速回転した場合の強度低下が少ないという利点を有する。
スラスト方向の力がかからない用途の場合、本実施形態のシャフトを用いシャフト一体成形を行った後に、含浸処理を行うと、高速回転に非常に適したシャフト一体型ボンド磁石を得ることができる。
第３の実施形態にかかるシャフト一体型ボンド磁石及び製造方法は、第１の実施形態と同じであるので詳細は割愛する。
【００７７】
図１２は第３の実施形態において、図１０Ｂに示す綾目ローレットの綾目の角度を変えた場合である。ここで綾目ローレットの綾目の角度とは、シャフトの軸線と同じ方向の線(基準線)をシャフト表面に描画した場合に、その基準線に対する綾目を形成する凸部の傾斜角度とする。
図１２は図１０Ｂのローレット部分６ａの拡大図である。図１２Ａ（６ａ）は傾斜角度４５度、図１２Ｂ（６ｄ）は傾斜角度２２．５度、図１２Ｃ（６ｅ）は傾斜角度１０度の場合を示した。
【００７８】
高い成形圧力でシャフト一体型ボンド磁石を成形する場合、ローレットの傾斜角度が小さくなるにつれて、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物が傾斜角度が大きい場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。綾目ローレットの傾斜角度は、必要なシャフト一体型ボンド磁石の仕様に合わせ適宜設定すればよいが、綾目ローレットの傾斜角度は１０度以上４５度以下が望ましい。１０度以上２２．５度以下がさらに望ましく。１０度が最も望ましい。
【００７９】
綾目ローレットのローレット深さ（ローレットの凹部と凸部の距離：後述する図１１Ｂのローレット山部７ｅとローレット谷部７ｆの距離）は５０μｍ以上２００μｍ以下が望ましい。ローレット深さが深くなるにつれて、回転方向及びスラスト方向の強度は大きくなるので、望ましい。ローレット深さが浅くなると、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がローレット深さが深い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。ローレット深さ５０μｍ以上２００μｍ以下で回転方向及びスラスト方向の強度を高くできるとともに、クラック等の発生を抑制できる。
【００８０】
綾目ローレットのローレット深さは、必要なシャフト一体型ボンド磁石の仕様及びローレット角度も考慮し適宜設定すればよい。
【００８１】
(第４の実施形態)
図１１は本発明のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
周面に溝部を持たず、シャフト中央部（７ｄ）に、平目ローレット形成されている。
図１１に示すシャフトは図１０Ａに示すシャフトと同様に平目ローレットが形成されているが、図１０Ａに示す平目ローレットとの違いは、ローレットの端部にテーパーが形成されていることである。図１１の丸で示したローレットの端部Ａの拡大図を図１１のＢに示した。
ここで７ｅはローレット山部、７ｆはローレット谷部、７ｇはローレットの表面からローレットの谷部７ｆまでの傾斜（テーパー）面を示す。
特に高い成形圧力で成形する場合、ローレットの端部をテーパーとすることで、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。
綾目ローレットの端部にテーパーを有していても良い、平目ローレットと同様にシャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
１  シャフト一体型ボンド磁石
２、４、５、６  、７シャフト
２ａ、４ａ、５ａ、６ａ、６ｄ、６ｅ、７ａ  中央部
２ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ  一端部
２ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ、７ｃ  他端部
２ｄ、４ｄ  第１溝部
２ｅ、４ｅ  第２溝部
３  ボンド磁石
７ｅ  ローレット山部
７ｆ  ローレット谷部
７ｇ  テーパー
１０  ダイ
２０、６０  上側金型
３０  下側金型
４２  材料
４４  成形体
【図１】
2020141134.tif 000003
【図２】
2020141134.tif 000004
【図３】
2020141134.tif 000005
【図４】
2020141134.tif 000006
【図５】
2020141134.tif 000007
【図６】
2020141134.tif 000008
【図７】
2020141134.tif 000009
【図８】
2020141134.tif 000010
【図９】
2020141134.tif 000011
【図１０】
2020141134.tif 000012
【図１１】
2020141134.tif 000013
【図１２】
2020141134.tif 000014