(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石成型体を圧縮成型するための成型空間を有する非磁性ダイスと、前記成型空間に嵌入して前記磁石成型体の内周側に接する内周側パンチと、前記成型空間に嵌入して前記磁石成型体の外周側に接する外周側パンチとを有する直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型において、
前記内周側パンチ及び前記外周側パンチは、磁性体と非磁性体とで構成されていて該非磁性体が前記磁石成型体に対接するようになっており、
前記内周側パンチにおける前記磁性体が幅方向中心にて最も突出し、該幅方向中心から両端に向かって直線的に後退するテーパー面を有して、前記非磁性体部分の厚みが前記幅方向中心から両端に向かって徐々に厚みを増しており、かつ前記内周側パンチは、前記幅方向中心での前記非磁性体部分の厚さ（ｈ１）と前記磁石成型体の足部に対向する前記非磁性体部分の厚さ（ｈ２）との比：ｈ２／ｈ１が、  ５．５≦ｈ２／ｈ１≦１０．０  であり、
前記外周側パンチは、前記非磁性体の厚さが一定であることを特徴とする直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＶ機器、パソコン等に使用される直流モータに適用されるフェライト磁石の磁場成型用金型に係り、とくにコギングトルクを低減したフェライト磁石の作製が可能な直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロータにスロットを有する直流モータにおいては、回転時にトルクの脈動が生じる。このトルクを一般に「コギングトルク」と呼び、このトルクが小さいほど、モータは滑らかな回転性が得られる。そのことにより、モータの騒音並びに振動をより小さいものに抑えることが可能となる。
【０００３】
モータフレームに組み込まれるフェライト磁石により、コギングトルクを低減させるためには、磁石の外径を偏芯させる方法（公知文献：特開昭６３−１６１８５３号公報）や、磁石の長さ方向に対してスキューさせた形状にする方法（公知文献：特開昭５８−１４１６６３号公報）等のように、磁石の形状を変更することによりコギングトルクを低減させる方法が知られている。
【０００４】
コギングトルク特性に寄与することが出来る磁石の成型装置については、スキュー形状の磁石形状にて成型し製造する方法（特開平５−２９１２８号公報）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、いずれもコギングトルクを低減するために磁石形状の変更を伴う問題がある。
【０００６】
既存するフェライト磁石製品において、磁石形状を変更することなく（磁石の外径をより偏芯させない、磁石形状をスキュー形状にしないで）、現状のコギングトルクをより低減させることを要求される場合があるが、上述の従来技術ではこのような要求に対応できないきらいがある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑み、磁石形状は現存形状を維持し、磁場成型用金型の構造を工夫することでコギングトルク低減を図ることが可能な、直流モータ用フェライト磁石を製造するための磁場成型用金型を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、磁石成型体を圧縮成型するための成型空間を有する非磁性ダイスと、前記成型空間に嵌入して前記磁石成型体の内周側に接する内周側パンチと、前記成型空間に嵌入して前記磁石成型体の外周側に接する外周側パンチとを有する直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型において、
前記内周側パンチ及び前記外周側パンチは、磁性体と非磁性体とで構成されていて該非磁性体が前記磁石成型体に対接するようになっており、
前記内周側パンチにおける前記磁性体が幅方向中心にて最も突出し、該幅方向中心から両端に向かって直線的に後退するテーパー面を有して、前記非磁性体部分の厚みが前記幅方向中心から両端に向かって徐々に厚みを増しており、かつ前記内周側パンチは、前記幅方向中心での前記非磁性体部分の厚さ（ｈ１）と前記磁石成型体の足部に対向する前記非磁性体部分の厚さ（ｈ２）との比：ｈ２／ｈ１が、  ５．５≦ｈ２／ｈ１≦１０．０  であり、
前記外周側パンチは、前記非磁性体の厚さが一定であることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態であって、直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型のダイス１０と、磁石成型体１の内周側に接する内周側パンチ２０と、該磁石成型体１の外周側に接する外周側パンチ３０とを示す。また、図２は内周側パンチ２の構造を示す。
【００１３】
これらの図において、ダイス１０は非磁性であり、磁性粉末材料を充填して弓形の磁石成型体１を圧縮成型するための成型空間１１を有している。
【００１４】
内周側パンチ２０は、ダイス１０の成型空間１１内に上方から下向きに嵌入するもので、磁性鋼鉄材等の磁性体２１と該磁性体２１の表面にろう付けや溶着等で固着させた非磁性ステンレス鋼やステライト等の非磁性体２２とから成り、下面が凸曲面をなした非磁性体２２が磁石成型体１に対接する（対向して接する）ようになっている。さらに、内周側パンチ２０は、図２に示すように、幅方向中心にて磁性体２１が最も突出し（先端の丸めはあっても無くてもよい）、該幅方向中心から両端に向かって直線的に後退するテーパー面２１ａを有している。そして、このような磁性体２１に溶着等で固着された非磁性体２２部分の幅方向中心での厚さｈ１と磁石成型体１の足部２に対向する前記非磁性体２２部分の厚さｈ２との比：ｈ２／ｈ１が、  ３≦ｈ２／ｈ１≦１０  となるように設定されている。但し、図２において、厚さｈ２の測定位置は非磁性体２２がダイス１０に接する位置ではなく、前記非磁性体２２の表面の最も後退した位置Ｐからダイス１０の軸方向（上下方向）に平行に図った厚さである。
【００１５】
外周側パンチ３０は、ダイス１０の成型空間１１内に下方から上向きに嵌入するもので、磁性鋼鉄材等の磁性体３１と該磁性体３１の表面にろう付けや溶着等で固着させた非磁性ステンレス鋼やステライト等の非磁性体３２とから成り、凹曲面をなした非磁性体３２が磁石成型体１に対接する（対向して接する）ようになっている。外周側パンチ３０においては非磁性体３２の厚さは一定である。
【００１６】
なお、図示は省略したが、内周側パンチ２０と外周側パンチ３０の磁性体２１，３１間に磁束が通過するように磁界発生源を配置する。
【００１７】
この実施の形態において、磁場成型用金型のダイス１０の成型空間１１内にフェライト磁石となるべき磁性粉末材料を充填し、ダイス１０と、内周側パンチ２０と、外周側パンチ３０とで磁性粉末材料を磁場印加中にて圧縮成型することで、下記の実施例で述べるようにコギングトルクの少ない直流モータ用フェライト磁石となる弓形の磁石成型体１を製造できる。
【００１８】
【実施例】
図１の如き直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型で圧縮成型した磁石成型体１の形状を図３乃至図５で示す。磁石成型体１の内周の曲率半径は８mm、外周の曲率半径は１１．５mm、厚さ３．５mm、高さ１６mm、横幅１７mm、奥行１３mm、内周円中心に対する内周のなす角度は１３０°とした。図中、２は磁石成型体１の足部である。
【００１９】
実施例にて使用した金型において、磁石成型体１の内周側に接する内周側パンチ２０の幅方向中心での非磁性体２２部分の厚さｈ１と磁石成型体の足部に対向する非磁性体２２部分の厚さｈ２との比は、実施例１ではｈ２／ｈ１＝５．５、実施例２では１０．０とした。
【００２０】
既存製品にて適用した金型における前記ｈ１とｈ２との比は、ｈ２／ｈ１＝１．３とした。
【００２１】
図３乃至図５の磁石成型体１の形状に対応し、且つ本発明の実施例１，２の金型にて成型、製造されたフェライト磁石製品と、図３乃至図５の磁石成型体１の形状に対応した既存フェライト磁石製品とを、所定のモータフレームに組み込み、着磁後、所定のロータを挿入しモータフレームにて回転自在に支持し、図６のコギングトルク測定装置にて実施例１、実施例２によるもの及び既存製品についてコギングトルク及び誘起電圧を測定した。但し、図６中、４１は着磁後のフェライト磁石、４２はフェライト磁石が固定されたモータフレーム、４３はロータ、４４はロータに固定されたプーリーである。プーリー４４に巻回された糸４５の先端はテンションゲージ５０に接続固定されている。この図６の機構において、矢印Ｑの方向にテンションゲージ５０を引っ張り、ロータ４３にかかる負荷（トルク）を測定し、効果を確認しところ、図７の結果が得られた。
【００２２】
すなわち、
(1)  既存製品に対する実施例１のコギングトルクの変化率は図７（Ａ）の表の数値から−２０％（ｈ２／ｈ１＝５．５）であり、実施例１での磁石製品のコギングトルクについては、２０％低減した。実施例２でもそれに近いコギングトルク低減効果が得られた。また、図７（Ｂ）のグラフより、ｈ１とｈ２の比を  ３≦ｈ２／ｈｌ≦１０  にすることにより、１０％〜２０％のコギングトルクの低減が図れることが判る。
【００２３】
(2)  既存製品に対する誘起電圧の変化率は、図７（Ｃ）の表の数値より実施例１では−０．７％（ｈ２／ｈ１＝５．５）で、実施例２も実質同じであり、実施例１，２での磁石製品の磁気特性については、同等レベルを有している。
【００２４】
以上本発明の実施の形態並びに実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダイスと、磁石成型体の内周側に接する内周側パンチと、該磁石成型体の外周側に接する外周側パンチとを有する直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型において、前記内周側パンチ及び前記外周側パンチは、磁性体と非磁性体とで構成されていて該非磁性体が前記磁石成型体に対接するようになっており、前記内周側パンチにおける前記磁性体が幅方向中心にて最も突出し、該幅方向中心から両端に向かって直線的に後退するテーパー面を有して、前記非磁性体部分の厚みが前記幅方向中心から両端に向かって徐々に厚みを増しており、かつ前記内周側パンチは、前記幅方向中心での前記非磁性体部分の厚さｈ１と前記磁石成型体の足部に対向する前記非磁性体部分の厚さｈ２との比：ｈ２／ｈ１が、５．５≦ｈ２／ｈ１≦１０．０  であり、前記外周側パンチは、前記非磁性体の厚さが一定であるように設定したことで、得られたフェライト磁石を直流モータに使用したときのコギングトルクを低減することが可能となった。つまり、本発明にて製造されたフェライト磁石と、既存フェライト磁石製品とを、各々コギングトルクを評価した結果、既存製品に対しコギングトルクの低減が確認された。
【００２６】
また、本発明で得られたフェライト磁石製品の磁気特性についても確認したところ、大幅な特性低下はなく、既存製品に対し同等の特性が得られた。
【００２７】
さらに、既存金型がある場合、他のパーツを変更することなく、磁石成型体の内周側に接する内周側パンチの構造変更のみで、既存製品に対して磁石成型体の外形変更なしでコギングトルクの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直流モータ用フェライト磁石の磁場成型用金型の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態で用いる内周側パンチの拡大縦断面図である。
【図３】弓形の磁石成型体の形状の１例を示す正面図である。
【図４】同側面図である。
【図５】同平面図である。
【図６】コギングトルク測定装置を示す説明図である。
【図７】実施例１，２及び既存製品の場合のコギングトルク及び誘起電圧を示す表及びグラフである。
【符号の説明】
１  磁石成型体
２  足部
１０  ダイス
１１  成型空間
２０  内周側パンチ
２１，３１  磁性体
２１ａ  テーパー面
２２，３２  非磁性体
３０  外周側パンチ
４１  着磁後のフェライト磁石
４２  モータフレーム
４３  ロータ
４４  プーリー
４５  糸
５０  テンションゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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