(57)【要約】【課題】プラスチックマグネットにおいて、成形の自由度の高い連結部一体型のプラスチックマグネット及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】プラマグ５は両マグネット部２０がヨーク部１２に連結されてなる。ここで、ヨーク部１２は塑性変形可能に設けられているところ、ヨーク部１２の曲げ部１６を曲げ加工することでプラマグ５を所望の形状とすることができる。これにより、プラマグ５の成形の自由度が高まる。【選択図】図６
2011018700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックマグネットにより形成されるとともに、磁極となる複数のマグネット部と、
塑性変形可能な材質で形成されるとともに、前記各マグネット部間を連結する連結部と、を備える連結部一体型のプラスチックマグネット。
【請求項２】
請求項１に記載の連結部一体型のプラスチックマグネットにおいて、
前記連結部は軟磁性体でなる連結部一体型のプラスチックマグネット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の連結部一体型のプラスチックマグネットにおいて、
前記連結部が一対の前記マグネット部を連結して構成され、
前記マグネット部からの磁界を検出する磁気センサを前記連結部一体型のプラスチックマグネットが保持可能に前記連結部は前記磁気センサを内包する態様にて塑性変形されてなる連結部一体型のプラスチックマグネット。
【請求項４】
塑性変形可能な材質で形成される棒状の連結部に複数のマグネット部を射出形成した後、各マグネット間を連結する連結部を曲げ加工する連結部一体型のプラスチックマグネットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、連結部一体型のプラスチックマグネット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネットは非接触スイッチ、モータ等に広く用いられている。例えば、特許文献１に示す非接触スイッチは、マグネットの近傍に磁気センサが配置されてなる。磁気センサはマグネットの磁場の変化を通じて、検出対象である磁性体の近接及び離間を検出する。非接触スイッチは磁気センサの検出結果に基づきオン、オフの判断を行う。当該マグネットは磁気センサによる磁場の変化の検出が容易となるように、例えばＵ字、コ字型等の異型に形成されることが多々ある。このように、マグネットはその用途及び必要に応じて様々な形に形成される。当該マグネットには、成形性の高さからプラスチックに磁性粉を混合してなるプラスチックマグネット（以下、プラマグという）が広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載のマグネットをプラマグで形成する場合には、プラスチックに磁性粉を混合してなる溶融液を金型内のキャビティに射出して成形する。すなわち、プラマグは金型のキャビティの形状に応じた形状にて成形可能である。ここで、溶融液が固化して成形されるプラマグは硬く、柔軟性は低い。そのため、プラマグを射出成形した後に形状を変更することは困難であり、異なる形状のプラマグを成形したい場合には金型自体の形状を変更する必要があった。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形の自由度の高い連結部一体型のプラスチックマグネット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、プラスチックマグネットにより形成されるとともに、磁極となる複数のマグネット部と、塑性変形可能な材質で形成されるとともに、前記各マグネット部間を連結する連結部と、を備えることをその要旨としている。
【０００７】
同構成によれば、連結部一体型のプラスチックマグネットは各マグネット部が連結部に連結されてなる。ここで、連結部は塑性変形可能に設けられているところ、連結部を曲げ加工することで連結部一体型のプラスチックマグネットを所望の形状とすることができる。これにより、連結部一体型のプラスチックマグネットの成形の自由度が高まる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の連結部一体型のプラスチックマグネットにおいて、前記連結部は軟磁性体でなることをその要旨としている。
同構成によれば、連結部を軟磁性体で形成することで、同連結部を通過する磁束の漏れを抑制することができる。これにより、連結部一体型のプラスチックマグネットの磁気特性が向上する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の連結部一体型のプラスチックマグネットにおいて、前記連結部が一対の前記マグネット部を連結して構成され、前記マグネット部からの磁界を検出する磁気センサを前記連結部一体型のプラスチックマグネットが保持可能に前記連結部は前記磁気センサを内包する態様にて塑性変形されてなることをその要旨としている。
【００１０】
同構成によれば、連結部は磁気センサを保持するように、同磁気センサを抱え込む態様にて曲げ加工される。これにより、連結部一体型のプラスチックマグネットに磁気センサを接着剤で固着したり、連結部一体型のプラスチックマグネット及び磁気センサが一体となるように成形したりする必要がない。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、塑性変形可能な材質で形成される棒状の連結部に複数のマグネット部を射出形成した後、各マグネット間を連結する連結部を曲げ加工することをその要旨としている。
【００１２】
同製造方法によれば、棒状の連結部に複数のマグネット部を射出形成し、連結部を曲げ加工することで、連結部一体型のプラスチックマグネットを所望の形状とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラスチックマグネットにおいて、成形の自由度の高い連結部一体型のプラスチックマグネット及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態におけるヨークフレームの上面図。
【図２】本実施形態におけるマグネット部を成形する金型の断面図。
【図３】本実施形態におけるマグネット部が成形された状態におけるヨークフレームの上面図。
【図４】本実施形態における切断後のプラマグの上面図。
【図５】本実施形態における切断後のプラマグの側面図。
【図６】本実施形態における曲げ加工後のプラマグの側面図。
【図７】本実施形態における磁性体が離間した状態での近接スイッチの概略図。
【図８】本実施形態における着磁コイルにより着磁されるプラマグの概略図。
【図９】本実施形態における磁性体が接近した状態での近接スイッチの概略図。
【図１０】他の実施形態におけるプラマグの上面図。
【図１１】他の実施形態におけるプラマグの上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる連結部一体型のプラスチックマグネット（以下、略してプラマグという）を近接スイッチに具体化した一実施形態について図１〜図９を参照して説明する。
【００１６】
まず、図７を参照して近接スイッチ２について簡単に説明する。
近接スイッチ２は双極性の磁場（磁界）を発生させるコ字状のプラマグ５と、前記磁場の変化を検出する磁気センサ３０と、同磁気センサ３０に対して接近、離間することで前記磁場に変化を生じさせる磁性体１９と、を備える。
【００１７】
プラマグ５の内側に設置される磁気センサ３０は磁性体１９の接近を磁界の変化を通じて検出する。正確には、磁気センサ３０は磁界に応じた電圧を出力する。磁気センサ３０の出力電圧が所定しきい値を超えるか否かに基づき近接スイッチ２のオン、オフの判断がされる。なお、磁気センサ３０はホール素子、ＭＲ（磁気抵抗）素子等あるが、磁界の変化を検出可能であれば何れの種類のものであってもよい。
【００１８】
次に、近接スイッチ２に備えられるプラマグ５の製造方法について説明する。
図１に示すように、プラマグ５を成形するにあたり軟磁性体である軟鉄等の金属にてヨークフレーム１０を成形する。ヨークフレーム１０は下側に開口するコ字状のフレーム部１１と、その開口方向に対して垂直方向へ延びるヨーク部１２と、が一体で形成されている。ヨーク部１２は開口方向に一定間隔を有し複数本（本例においては４本）設けられている。
【００１９】
各ヨーク部１２には自身に直交する方向に延びる成形部１４が形成されている。成形部１４はヨーク部１２の延出方向において対照となる位置に一対設けられている。各ヨーク部１２の両成形部１４間には帯状の曲げ部１６が形成されている。
【００２０】
成形部１４には図１に２点差線で示すように、直方状のマグネット部２０が射出成形される。マグネット部２０はプラスチック等の樹脂に磁性粉を混合してなるプラスチックマグネットで形成される。プラスチックマグネットは、射出成形にて所望の形状とすることができる点で、焼結マグネットに比べて優れている。
【００２１】
具体的には、図２に示すように、マグネット部２０を形成する一対の金型２５，２６は、ヨーク部１２の延出方向に成形部１４が直交する面に対して垂直方向に変位する。両金型２５，２６は互いに接触した状態において、自身の内部に成形部１４を内包するキャビティ２７（空間）を形成する。そして、金型２６の側部に形成される湯路２８を介してプラスチックマグネットの原材料を熱で溶かしてなる溶融液がキャビティ２７に射出される。キャビティ２７に充填された溶融液が冷却され固化することで、図３に示すように、マグネット部２０がヨーク部１２に一体的に形成される。このように、ヨーク部１２の延出方向に対して直交する成形部１４の外周にマグネット部２０を成形することで、成形部１４がマグネット部２０の抜け止めの機能を果たす。なお、この時点においては、マグネット部２０は着磁されておらず磁化していない。
【００２２】
次に、ヨーク部１２のフレーム部１１側を切断する。正確には、ヨーク部１２はマグネット部２０のフレーム部１１側の側面と同一面を形成するように切断される。この結果、図４に示すように、両マグネット部２０がヨーク部１２、主に曲げ部１６を介して連結されてなるプラマグ５が形成される。
【００２３】
前述のように、曲げ部１６を含むヨークフレーム１０は塑性変形可能である金属で形成されている。また、図５に示すように、両マグネット部２０を連結する曲げ部１６は棒状、正確には長板状で形成されている。このため、曲げ部１６を曲げることでプラマグ５を所望の形状とすることができる。本実施形態においては、図６に示すように、マグネット部２０を接近させる態様で曲げ部１６を同曲げ部１６の延出方向に等間隔で２箇所直角に屈曲させる。これにより、曲げ部１６、ひいてはプラマグ５はコ字状に成形される。
【００２４】
次に、図７に示すように、プラマグ５には磁気センサ３０が組みつけられる。当該磁気センサ３０は例えばエポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）からなる筐体３１に覆われて密封されている。本実施形態においては、図７に示すように、筐体３１は両マグネット部２０に挟み込まれて保持されている。このように、曲げ部１６を折り曲げることで、プラマグ５を所望の形状とすることができ、さらに磁気センサ３０をプラマグ５に組み付けることができる。
【００２５】
次に、マグネット部２０の着磁を通じて同マグネット部２０を磁化させる。図８に示すように、着磁は例えば導線が巻き回されてなる着磁コイル３３が発する磁場により行われる。当該着磁コイル３３には、パルス電流が流され、それに応じて磁場が形成される。プラマグ５の両マグネット部２０反対側を着磁コイル３３の一端側（磁束が出て行く側）に接近させる。これにより、プラマグ５は着磁コイル３３が形成する磁場の磁束方向と同方向の磁束方向を有することとなる。すなわち、両マグネット部２０はＮ極となり、両マグネット部２０の反対側のヨーク部１２はＳ極となる。なお、静磁場により着磁する方法を用いてプラマグ５の着磁を行ってもよい。この着磁によりプラマグ５は完成する。
【００２６】
プラマグ５は両マグネット部２０間に金属からなるヨーク部１２（主に曲げ部１６）が介在してなる。ここで、金属材はプラスチックマグネット材に比べて安価である。このため、全体をプラスチックマグネット材で成形したプラマグに比べて、プラスチックマグネット材の使用量を減らすことができ、プラマグ５の価格を抑えることができる。このように、両マグネット部２０間にマグネットではないヨーク部１２を介した構成とすることにより、両マグネット部２０により近接スイッチ２の機能に必要とされる磁界（磁束密度）が得られるばかりでなく、後述のようにプラマグ５ひいては近接スイッチ２の性能を向上させることができる。また、金属はプラスチックマグネットに比べて弾性があり欠けが生じにくいため、プラマグ５の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
次に、着磁されたプラマグ５の特性について述べる。
図７においては、磁性体１９がプラマグ５に磁気的影響が及ばない程度に十分離間した状態にある。この状態におけるプラマグ５の磁束はＮ極の両マグネット部２０から同プラマグ５の外側及び内側を通過してＳ極側であるヨーク部１２に向かう。そして、磁束はヨーク部１２を通じてマグネット部２０に戻る。ここで、軟磁性体である金属で形成されるヨーク部１２はプラスチックマグネット等の磁石に比べて外部に漏らす磁束は少ない。このため、例えば、全体をプラスチックマグネットで形成したプラマグに比べて、両マグネット部２０付近の磁束密度を大きくすることができる。ここで、磁束密度とは単位面積当りの磁束の面密度である。また、磁束密度が向上するところ、プラマグ５の磁束の拡散も抑制される。上記のようなプラマグ５の磁束密度の向上は近接スイッチ２の検出精度向上に寄与する。従って、マグネット部２０にヨーク部１２を介することで、プラマグ５自体の特性を向上させるとともに、近接スイッチ２の性能を向上させることができる。
【００２８】
次に、近接スイッチ２の動作態様について説明する。
前述のように、磁気センサ３０を備えたプラマグ５に磁性体１９が組み合わされて近接スイッチ２を構成する。図７に示したプラマグ５に磁気的影響が及ばない程度に十分離間した状態において、両マグネット部２０の磁性体１９側からの磁束は同プラマグ５の両側方を経てＳ極側となるヨーク部１２に向かう。磁気センサ３０はプラマグ５の内方の磁束に応じた電圧を出力する。この状態においては、磁気センサ３０の出力電圧は所定しきい値を超えてスイッチがオン状態とされる。
【００２９】
また、図９に示すように、プラマグ５のマグネット部２０側に磁性体１９が接近したときには、Ｎ極である両マグネット部２０からの磁束は磁性体１９に向かう。これに伴い、上記図７の状態において磁気センサ３０が検出していた磁束は十分に検出されなくなる。すなわち、磁気センサ３０の出力電圧は所定しきい値以下となりスイッチがオフ状態となる。
【００３０】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）プラマグ５は両マグネット部２０がヨーク部１２に連結されてなる。ここで、ヨーク部１２は塑性変形可能に設けられているところ、ヨーク部１２を曲げ加工することでプラマグ５を所望の形状とすることができる。これにより、プラマグ５の成形の自由度が高まる。
【００３１】
（２）ヨーク部１２を軟磁性体である金属で形成することで、同ヨーク部１２を通過する磁束の漏れを抑制することができる。これにより、プラマグ５の磁気特性が向上する。
（３）ヨーク部１２は磁気センサ３０を保持するように、同磁気センサ３０を内包する筐体３１を抱え込む態様にて曲げ加工される。これにより、マグネット部２０により筐体３１を介して磁気センサ３０は保持される。従って、プラマグ５に磁気センサ３０を接着剤で固着したり、プラマグ５及び磁気センサが一体となるように新たな成形したりする必要がない。
【００３２】
（４）棒状のヨーク部１２に複数のマグネット部２０を射出形成し、ヨーク部１２を曲げ加工する工程により、プラマグ５を所望の形状とすることができる。なお、ここで棒状とは円柱状の棒、板状の棒等の各種棒形状をいう。
【００３３】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、曲げ部１６を折り曲げて筐体３１及び磁気センサ３０を設置した後に着磁していた。しかし、着磁のタイミングはこれに限定されない。すなわち、図４に示すように、曲げ部１６が折り曲げられる前の直線状のプラマグ５に対して着磁を行ってもよい。この場合には、着磁コイル３３の一端側に同着磁コイル３３の磁束方向にプラマグ５が沿うように接近させる。これにより、一方のマグネット部２０はＳ極となり、他方のマグネット部２０はＮ極となる。その後、曲げ部１６をコ字状に折り曲げることで、図１０に示すように、両端にＮ極及びＳ極を有するコ字状のプラマグ５が形成される。この場合であっても、ヨーク部１２を介してＮ極側のマグネット部２０からＳ極側のマグネット部２０へ向かう磁束の漏れは抑制されて、プラマグ５の磁気特性は向上する。
【００３４】
・上記実施形態においては、磁気センサ３０は筐体３１を介してコ字状のプラマグ５のマグネット部２０に挟まれて保持されていた。しかし、プラマグ５内に筐体３１が位置した状態において、プラマグ５の外周を密封するように図示しないケースを射出成形してもよい。これにより、磁気センサ３０はプラマグ５と完全に一体となる。このとき、筐体３１は耐熱性に優れるエポキシ樹脂であるため、前記ケースを射出成形する際の前記ケースの原材料である溶融液の熱により溶解することはない。
【００３５】
また、磁気センサ３０を筐体３１で覆うことなく、直接にコ字状のプラマグ５内に設置してもよい。この場合には、上記と同様に、プラマグ５の外周を密封するように図示しないケースを成形することで、磁気センサ３０をプラマグ５と一体に成形できる。この場合には、筐体３１を成形する手間がない。
【００３６】
・上記実施形態においては、曲げ部１６をコ字状に曲げることで、コ字状のプラマグ５を成形していた。しかし、曲げ部１６の曲げ方はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、曲げ部１６を円形に形成してもよい。この場合であっても、磁束はヨーク部１２を介してＮ極側のマグネット部２０からＳ極側のマグネット部２０へ向かう。このため、漏れ磁束は抑制されて、プラマグ５の磁気特性は向上する。
【００３７】
・上記実施形態においては、各ヨーク部１２には２つのマグネット部２０が成形されていたが、ヨーク部１２に成形されるマグネット部２０は３つ以上であってもよい。これにより、いっそう多様な構成のプラマグ５を成形できる。例えば、単一のヨーク部１２に連続、かつ交互にＮ極及びＳ極のマグネット部２０を形成し、ヨーク部１２を円形に曲げる。これにより、回転モータに利用可能なプラマグ５を成形できる。
【００３８】
・上記実施形態においては、磁気センサ３０はプラマグ５に筐体３１を介して保持されていたが、磁気センサ３０はプラマグ５に保持されていなくてもよい。すなわち、磁気センサ３０はプラマグ５に固着されていてもよいし、プラマグ５から離間した位置にあってもよい。プラマグ５から磁気センサ３０が離間した位置にある場合には、プラマグ５及び磁気センサ３０の外側を囲む樹脂ケースを成形することで、プラマグ５及び磁気センサ３０を一体とすることができる。
【００３９】
・上記実施形態においては、曲げ部１６は板状に形成されていたが、曲げ部１６の形状はこれに限定されず、例えば円柱状であってもよい。
・上記実施形態においては、ヨーク部１２は軟磁性体である金属で形成されていたが、ヨーク部１２を軟磁性体以外の塑性変形可能な材質で形成してもよい。この場合にはヨーク部１２は両マグネット部２０を連結するヨーク部１２として機能し、自身が塑性変形することでプラマグ５の自由度の高い成形が可能となる。
【００４０】
・上記実施形態においては、プラマグ５を成形するにあたり、ヨーク部１２を切断した後に曲げ部１６を曲げ加工していた。しかし、例えばプレス機等を使用することで切断と曲げ加工を同時に行ってもよい。
【００４１】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項４に記載の連結部一体型のプラスチックマグネットにおいて、一定間隔毎に配置される複数の前記連結部を囲む態様で、これら同連結部と一体形成される枠状のフレームが設けられ、マグネット部を射出成形した後に前記フレームと前記連結部とは切り離される連結部一体型のプラスチックマグネットの製造方法。
【００４２】
同構成によれば、フレームに一体で形成される複数の連結部に連続的にマグネット部を射出成形することで、一つのフレームにて、複数の連結部一体型のプラスチックマグネットを成形することができる。
【符号の説明】
【００４３】
２…近接スイッチ、５…プラマグ（連結部一体型のプラマグ）、１０…ヨークフレーム、１１…フレーム部、１２…ヨーク部（連結部）、１４…成形部、１６…曲げ部、１９…磁性体、２０…マグネット部、３０…磁気センサ、３１…筐体、３３…着磁コイル。
【図１】
2011018700.tif 000003
【図２】
2011018700.tif 000004
【図３】
2011018700.tif 000005
【図４】
2011018700.tif 000006
【図５】
2011018700.tif 000007
【図６】
2011018700.tif 000008
【図７】
2011018700.tif 000009
【図８】
2011018700.tif 000010
【図９】
2011018700.tif 000011
【図１０】
2011018700.tif 000012
【図１１】
2011018700.tif 000013