(57)【要約】【課題】中空円筒形状を有したリング磁石において駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得る。【解決手段】メイン用磁気材料を含み、周方向に交互に異極とするメイン着磁が施されたメイン着磁部２３ｍと、ＦＧ用磁気材料を含み、メイン着磁部２３ｍよりも多く周方向に交互に異極とするＦＧ着磁が施されたＦＧ着磁部２３ｆとを備え、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとは、一端から他端方向に、メイン着磁部２３ｍの層とＦＧ着磁部２３ｆの層とが形成されるように配置されている。【選択図】図１
2011030314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を開口した中空円筒形状を有し、モータに搭載されるリング磁石であって、
第１の磁気材料を含み、周方向に交互に異極とする第１の着磁が施された第１の磁石部と、
第２の磁気材料を含み、前記第１の着磁よりも多く周方向に交互に異極とする第２の着磁が施された第２の磁石部とを備え、
前記第１の磁石部と前記第２の磁石部とは、一端から他端方向に、前記第１の磁石部の層と前記第２の磁石部の層とが形成されるように配置されていることを特徴とするリング磁石。
【請求項２】
前記第１の磁石部と前記第２の磁石部とは、一端から他端方向に、連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項３】
前記第１の磁石部と前記第２の磁石部とのいずれも、バインダとする樹脂でそれぞれの前記磁気材料を結合したボンド磁石であることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項４】
前記第１の磁石部と前記第２の磁石部とは、前記樹脂でそれぞれ結合されていることを特徴とする請求項３に記載のリング磁石。
【請求項５】
前記第１の磁石部が前記樹脂で結合された前記第１の磁気材料を含み、前記第２の磁石部が前記樹脂で結合された前記第２の磁気材料を含むように、前記第１の磁石部と前記第２の磁石部とが、前記樹脂で一体成形され、中空円筒形状を形成していることを特徴とする請求項３に記載のリング磁石。
【請求項６】
前記第１の磁気材料は、等方性磁石粉末であり、
前記第２の磁気材料は、前記第１の磁気材料とは磁気特性が異なった等方性磁石粉末であることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項７】
前記第２の磁気材料は、前記第１の磁気材料と比較して、保磁力が小さい磁気特性と飽和磁束密度が高い磁気特性との少なくともいずれかの磁気特性を有することを特徴とする請求項６に記載のリング磁石。
【請求項８】
前記第１の磁気材料は、異方性磁石粉末であり、
前記第２の磁気材料は、等方性磁石粉末であることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項９】
前記第１の磁気材料は、等方性磁石粉末であり、
前記第２の磁気材料は、異方性磁石粉末であることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項１０】
前記第１の磁気材料は、異方性磁石粉末であり、
前記第２の磁気材料は、異方性磁石粉末であることを特徴とする請求項１に記載のリング磁石。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のリング磁石を含むロータを備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモータを備えたことを特徴とする電気機器。
【請求項１３】
請求項１に記載のリング磁石の形成方法であって、
前記第２の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第１のステップと、
前記第１の磁気材料である磁石粉末と前記樹脂とを混錬して生成した顆粒を前記金型内に充填する第２のステップと、
前記金型内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含むことを特徴とするリング磁石の形成方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のリング磁石の形成方法であって、
前記第１の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第１のステップと、
前記第２の磁気材料である磁石粉末と前記樹脂とを混錬して生成した顆粒を前記金型内に充填する第２のステップと、
前記金型内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含むことを特徴とするリング磁石の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに搭載されるリング磁石、それを備えたモータおよびそのモータを備えた電気機器、並びにそのリング磁石の形成方法に関し、特に、モータ駆動用の着磁とともに位置や速度を検出するための着磁が施されたリング磁石、それを備えたモータおよび電気機器、並びにそのリング磁石の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器に搭載されるモータの１つとして、例えばブラシレスＤＣモータがある。このようなブラシレスＤＣモータでは、一般的に、回転速度や回転位置を検出する機能を備えている。また、回転速度を検出する手段としては、フレケンシジェネレータあるいは略してＦＧと呼ばれる発電機能を利用した速度検出手段が広く利用されている。フレケンシジェネレータにおいて速度検出用の発電信号（以下、ＦＧ信号と呼ぶ）を生成するために、例えば、ロータの磁石には、発電のための磁気パターンが着磁（以下、ＦＧ着磁と呼ぶ）されている。そして、このＦＧ着磁に対向して、ＦＧ信号を出力するジグザグ状の配線パターンなどで構成したＦＧパターンが配置される。
【０００３】
ところで、このようなＦＧ着磁の箇所が、モータ駆動のためのメイン着磁の箇所やステータの鉄心コアに近接すると、フレケンシジェネレータは、メイン着磁や鉄心コアから発せられる磁気の影響を受けやすくなる。そして、これらの磁気がノイズとなって、回転速度の検出精度が悪化するおそれがあった。
【０００４】
このため、回転速度や位置の検出精度の向上を目的として、例えば、特許文献１のような技術が提案されている。特許文献１では、駆動用磁石にロータホルダの下端面より突出する突出部を設け、その突出部の外周面に、さらに回転速度や位置などの回転検出用磁石を取り付けている。そして、この回転検出用磁石の下端面にＦＧ着磁を施している。これにより、ＦＧ着磁と駆動用着磁との距離が離れるため、フレケンシジェネレータは、駆動用着磁からの磁気影響を受けにくくなり、速度検出の読み取り精度が向上する。
【０００５】
一方、特許文献１のように、駆動用磁石と回転検出用磁石とを個別に設けるような構成では、部品点数や組立工数が増加するなどの課題があった。このため、従来、例えば、特許文献２のように、駆動用着磁とＦＧ着磁とを１つの磁石に施すような技術が提案されている。特許文献２では、モータ用の磁石として、磁気材料をゴムなどのバインダ中に混練した可撓性磁石が開示されている。この可撓性磁石は、環状にカーリングされ、この周側面部に駆動用着磁が施され、端面部にＦＧ着磁が施されて、モータに搭載される。このような構成によれば、１つの磁石で駆動用およびＦＧ用の磁気パターンが得られるため、部品点数や組立工数の削減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１４１６５号公報
【特許文献２】特許第２５４１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２の可撓性磁石は、特許文献１のような構成に比べて、ＦＧ着磁と駆動用着磁との距離が近くなるため、フレケンシジェネレータは、駆動用着磁からの磁気影響を受けやすくなる。
【０００８】
さらに、特許文献２の可撓性磁石は、１種類の磁気材料のみを含んで形成されているため、駆動用およびＦＧ用それぞれに対して、必ずしも最適な磁気特性が得られないという課題があった。すなわち、駆動用の磁石としては大きな駆動力が得られることが好ましい。一方、フレケンシジェネレータはＦＧ信号の周波数が高いほど精度よく回転速度などを検出できるため、ＦＧ用の磁石としては、狭い着磁ピッチの形成に適した磁石が好ましい。このような大きな駆動力とともに、狭い着磁ピッチを１種類の磁気材料で実現するには限界があった。このような一例として、近年、高耐熱用として保磁力の高い磁石が使用されてきているが、一方でこのような磁石は着磁性能が悪いため、狭い着磁ピッチを形成するには不向きとなる。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、１つの中空円筒形状を有した磁石において駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得ることができるリング磁石、それを備えたモータおよび電気機器、並びにリング磁石の形成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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のリング磁石は、両端を開口した中空円筒形状を有し、モータに搭載されるリング磁石であって、第１の磁気材料を含み、周方向に交互に異極とする第１の着磁が施された第１の磁石部と、第２の磁気材料を含み、第１の着磁よりも多く周方向に交互に異極とする第２の着磁が施された第２の磁石部とを備え、第１の磁石部と第２の磁石部とは、一端から他端方向に、第１の磁石部の層と第２の磁石部の層とが形成されるように配置した構成である。
【００１１】
この構成により、第１の磁石部には駆動用に適した第１の磁気材料を用い、第２の磁石部にはＦＧ用に適した第２の磁気材料を用いるというように選択的に設定でき、それぞれ個別に目的に応じた磁気特性を得ることが可能となる。このため、例えば、第１の磁石部には高駆動出力が得られる第１の磁気材料を用いて高出力化を図るとともに、第２の磁石部には着磁性能のよい第２の磁気材料を用いることで狭い着磁ピッチを形成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁石部と第２の磁石部とが一端から他端方向に連続して形成された構成である。
【００１３】
この構成により、第１の磁石部と第２の磁石部とが一体化されている１つの磁石として形成されるため、モータの部品点数や組立工数の削減を図ることができる。
【００１４】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁石部と第２の磁石部とのいずれも、バインダとする樹脂でそれぞれの磁気材料を結合したボンド磁石である。
【００１５】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁石部と第２の磁石部とが、樹脂でそれぞれ結合されている。
【００１６】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁石部が樹脂で結合された第１の磁気材料を含み、第２の磁石部が樹脂で結合された第２の磁気材料を含むように、第１の磁石部と第２の磁石部とが、樹脂バインダを介して一体成形され、中空円筒形状を形成している。
【００１７】
この構成により、第１の磁石部と第２の磁石部とは樹脂で一体に成形された構成となるため、両磁石部を接着剤などで接着したような磁石に比べて、十分な結合強度を確保できる。また、温度変化などの使用環境が変化しても第１の磁石部と第２の磁石部との寸法変化の差を少なくできるため、熱膨張差による破損などを抑制できる。
【００１８】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁気材料が等方性磁石粉末であり、第２の磁気材料が、第１の磁気材料とは磁気特性が異なった等方性磁石粉末である。
【００１９】
また、本発明のリング磁石は、第２の磁気材料が、第１の磁気材料と比較して、保磁力が小さい磁気特性と飽和磁束密度が高い磁気特性との少なくともいずれかの磁気特性を有する。
【００２０】
この構成により、第２の磁石部を着磁性能のよい磁気特性とでき、狭い着磁ピッチを形成することが可能となり、速度検出の十分な読み取り精度を得ることができる。
【００２１】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁気材料が異方性磁石粉末であり、第２の磁気材料が等方性磁石粉末であってもよい。
【００２２】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁気材料が等方性磁石粉末であり、第２の磁気材料が異方性磁石粉末であってもよい。
【００２３】
また、本発明のリング磁石は、第１の磁気材料が異方性磁石粉末であり、第２の磁気材料が異方性磁石粉末であってもよい。
【００２４】
これらの構成により、第１の磁石部と第２の磁石部とに対して、それぞれ個別に目的に応じた磁気特性を持たせることができる。
【００２５】
また、本発明のモータは、上述したリング磁石を含むロータを備えた構成である。
【００２６】
この構成により、駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得ることができるため、回転精度のよい高出力なモータを得ることができる。
【００２７】
また、本発明の電気機器は、上述したモータを備えた構成である。
【００２８】
この構成により、精度のよい電気機器を得ることができる。
【００２９】
また、本発明のリング磁石の形成方法は、上述したリング磁石の形成方法であって、第２の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第１のステップと、第１の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第２のステップと、金型内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含む。
【００３０】
また、本発明のリング磁石の形成方法は、上述したリング磁石の形成方法であって、第１の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第１のステップと、第２の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第２のステップと、金型内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含む構成であってもよい。
【００３１】
このようなリング磁石の形成方法によれば、第１のステップと第２のステップとにおいてそれぞれの磁石粉末に変更するのみでよいため、従来の製造工程から多くの変更を加えることなく、簡易な製造方法で、所望の磁気特性を有したリング磁石を作成できる。また、製造設備に関しても、従来の製造設備を利用できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のリング磁石によれば、１つの中空円筒形状を有した磁石において、所望の箇所に目的に応じた磁気特性を設定できるため、駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得ることができるリング磁石を提供できる。また、本発明のモータはこのようなリング磁石を備えるため、回転精度のよい高出力なモータを提供でき、本発明の電気機器はこのようなモータを備えるため精度のよい電気機器を提供できる。また、本発明のリング磁石の形成方法によれば、簡易な製造方法で、所望の磁気特性を有したリング磁石を作成できるリング磁石の形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係るリング磁石を備えたモータの断面図
【図２】本発明の実施の形態に係るマグネットの外観斜視図
【図３】本発明の実施の形態に係るリング磁石の形成方法の各工程を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態に係るリング磁石、それを備えたモータおよび電気機器、並びにリング磁石の形成方法について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に係るリング磁石を備えたモータの断面図である。
【００３６】
まず、図１を参照しながら、本モータの全体構成について説明する。本実施の形態では、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータの一例を挙げて説明する。また、このようなブラシレスＤＣモータが、電気機器としての例えばエアコンやプリンタなどに組み込まれる。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態のモータは、ステータ１０と、このステータ１０に対向して外周側に回転自在に配置されたロータ２０とを備える。
【００３８】
ステータ１０は、配線基板１１に搭載されたステータコア１２を備える。このステータコア１２は、複数枚の板状体を積層した積層体として形成されている。ステータコア１２の外周部には、各磁極としての複数のティースが円周方向に所定間隔で配置されている。また、各ティースの内側の磁気回路を構成する腕部に、コイル１３が巻回されている。このようにして、ステータコア１２にコイル１３を巻回したステータ１０が構成される。また、ステータコア１２は、ハウジング１４を介して配線基板１１に固定されている。このハウジング１４の内周には、ベアリング１５が設けられている。そして、このベアリング１５を上下方向に貫通して回転軸２１が配置される。なお、本実施の形態では、回転軸２１の軸方向、すなわち長手方向において、配線基板１１に対しステータ１０やロータ２０を搭載している側を上、その逆を下として説明する。
【００３９】
ロータ２０は、この回転軸２１と、ロータフレーム２２と、マグネット２３とで構成されている。ロータフレーム２２は、回転軸２１の軸方向の一端側、すなわち下側が開口した円筒状の磁性体で形成される。また、回転軸２１の他端側となる上端は、ロータフレーム２２の天面中央にてロータフレーム２２に固定されている。そして、ロータフレーム２２の内周側には、本実施の形態のリング磁石であるマグネット２３が、ロータフレーム２２の内周側に直接に密着するように取り付けられている。マグネット２３は、両端を開口した中空円筒状の形状、すなわちリング形状を有するリング磁石である。
【００４０】
マグネット２３は、その内周に第１の着磁であるメイン着磁が施されたメイン着磁部２３ｍと、その下端部の先端端面に第２の着磁であるＦＧ着磁が施されたＦＧ着磁部２３ｆを有している。メイン着磁部２３ｍは、第１の磁石部として第１の磁気材料を含む。ＦＧ着磁部２３ｆは、第２の磁石部として第２の磁気材料を含む。そして、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとは、図１に示すように、一端から他端方向、すなわち上から下方向に、メイン着磁部２３ｍの層とＦＧ着磁部２３ｆの層とが連続して形成されるように配置されている。
【００４１】
メイン着磁部２３ｍは、第１の所定間隔ごとに、周方向に交互にＮ極とＳ極との異極とする第１の着磁としてのメイン着磁が施されている。このメイン着磁は、回転駆動力を発生させるための着磁である。すなわち、コイル１３に交番電流を通電することで各ティースから交互にＮ極とＳ極との磁界が発生する。また、ステータコア１２の外周部のティースは、マグネット２３の内周においてメイン着磁部２３ｍと対面している。このため、各ティースからの磁界とマグネット２３のメイン着磁との間で吸引力と反発力が発生し、これがロータ２０の回転駆動力となる。このように、メイン着磁はモータの駆動用として利用される。
【００４２】
ＦＧ着磁部２３ｆは、第２の着磁としてのＦＧ着磁の磁極ピッチがメイン着磁の磁極ピッチよりも狭くなるように、第２の所定間隔ごとに、メイン着磁よりも多く、周方向に交互にＮ極とＳ極との異極とするこのＦＧ着磁が施されている。ＦＧ着磁は、上述したように速度検出のための着磁である。すなわち、ＦＧ着磁部２３ｆには、磁気を利用した発電により速度検出用のＦＧ信号を生成するために、このような磁気パターンが着磁されている。
【００４３】
このように、マグネット２３にはメイン着磁とＦＧ着磁との２種類の着磁が施されている。すなわち、本実施の形態のモータは、駆動用およびＦＧ用の磁気パターンを１つの磁石に設定したマグネット２３を搭載している。このため、部品数が増加することなく簡易な構成で駆動および速度検出ができる。
【００４４】
また、ＦＧ着磁による磁気パターンからＦＧ信号を生成するために、配線基板１１上には、マグネット２３の下端部のＦＧ着磁部２３ｆと対面するように、ＦＧパターン２４が配置されている。ＦＧパターン２４は、配線基板１１上において、例えばジグザグ状の配線が環状に形成された配線パターンである。ロータ２０の回転に伴なってマグネット２３が回転すると、このＦＧパターン２４から起電力が発生する。この起電力は、ロータ２０の回転速度に応じた周波数成分を含んでおり、この起電力がＦＧ信号として出力される。このように、ＦＧ信号は回転速度情報を含んでおり、モータの回転速度制御に利用される。また、この起電力の周波数が高いほど、より細かに回転位置や回転速度が検出できる。このため、ＦＧ着磁の着磁ピッチをできるだけ狭くすることにより、回転検出精度が高くなり、モータの回転精度も高めることができる。
【００４５】
以上のような構成により、上記コイル１３に交番電流を通電し、各ティースからＮ極とＳ極の磁界を交互に発生し、各ティースとメイン着磁部２３ｍとの間で、吸引力と反発力を発生させる。すると、ロータ２０が回転軸２１を中心に回転し、またその回転力は回転軸２１を介して電気機器に備えられた負荷に伝達される。
【００４６】
次に、本実施の形態におけるマグネット２３の詳細について説明する。
【００４７】
図２は本発明の実施の形態に係るマグネット２３の外観斜視図である。上述したように、マグネット２３は、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとがそれぞれの層を形成するように配置されている。また、メイン着磁部２３ｍは、第１の磁気材料を含んでメイン着磁が施され、ＦＧ着磁部２３ｆは、第２の磁気材料を含んでＦＧ着磁が施されている。本実施の形態では、第１の磁気材料として、高駆動トルクを得るのに適した等方性の金属磁性粉末であるメイン用磁気材料を用い、第２の磁気材料としては、メイン用磁気材料と磁気特性の異なる等方性の金属磁性粉末であるＦＧ用磁気材料を用いた一例を挙げて説明する。
【００４８】
そして、本実施の形態では、マグネット２３をボンド磁石としている。ボンド磁石は、磁石粉末とそのバインダになる樹脂とを混練して成形される。すなわち、マグネット２３の磁気材料である金属磁性粉末が樹脂をバインダとして結合される。これより、マグネット２３において、メイン着磁部２３ｍはメイン用磁気材料と樹脂とを混合して形成され、ＦＧ着磁部２３ｆはＦＧ用磁気材料と樹脂とを混合して形成されている。
【００４９】
このように形成されたマグネット２３のメイン着磁部２３ｍには、上述したように、回転駆動力を発生させるためのメイン着磁が施される。ここで、メイン着磁はモータ性能として重要な回転駆動力に直接影響するため、メイン用磁気材料は、例えば、大きな駆動力が得られるような材料であることが好ましい。このため、メイン用磁気材料として、例えば、最大エネルギー積８０ｋＪ／ｃｍ３が得られるような磁気特性を有した磁気材料が好ましい。
【００５０】
一方、ＦＧ着磁部２３ｆのＦＧ着磁は、上述したように、回転検出精度を高めるために、着磁ピッチをできるだけ狭くすることが好ましい。ところが、着磁ピッチを狭くしようとすると、着磁ヨークに電流を流すための巻線径も細くしなければならず、着磁電流値が小さくなる。そして、着磁に必要な磁界を得ることが難しくなる。このため、ＦＧ用磁気材料を着磁性の高い材料とすることで、少ない着磁電流でも磁気信号を記録できる。着磁性の高い材料としては、メイン用磁気材料と比較して、保磁力が小さい磁気特性、あるいは飽和磁束密度が高い磁気特性の少なくともいずれかの磁気特性を有する材料が好適である。
【００５１】
このように、メイン着磁部２３ｍには駆動用に適したメイン用磁気材料とし、ＦＧ着磁部２３ｆには狭着磁ピッチとするようなＦＧ用に適したＦＧ用磁気材料というように、マグネット２３は、選択的に磁気特性を設定できる。このため、メイン着磁部２３ｍやＦＧ着磁部２３ｆにおいて、それぞれ個別に目的に応じた磁気特性を得ることが可能となる。
【００５２】
また、本実施の形態では、メイン用磁気材料を結合する樹脂とＦＧ用磁気材料を結合する樹脂とを同じ樹脂として、マグネット２３が一体成形されている。ここで、樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂をベースにしたものを選択している。特に、成形後に未硬化品を硬化する際やマグネット２３に熱がかかった際の破損を防止するために、使用する樹脂は、線膨張係数が近い値を示す材料が好適である。
【００５３】
このような構成とすることにより、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとが樹脂で一体に成形された構成となるため、両着磁部を接着剤などで接着したような磁石に比べて、十分な結合強度を確保できる。また、両着磁部の膨張係数がそれぞれ近い値となるため、熱による両着磁部間の破損などを抑制できる。
【００５４】
次に、以上のように構成された本実施の形態のリング磁石であるマグネット２３の形成方法について説明する。
【００５５】
図３は、本発明の実施の形態に係るリング磁石の形成方法の各工程を示す図である。リング形状の成形体であるマグネット２３を形成するため、本実施の形態では、図３に示すように、コア４１、ダイス４２、下パンチ４４および上パンチ４５を備えた金型４０を利用している。コア４１とダイス４２との間には円筒状の空間部となる金型キャビティ４３が形成される。また、下パンチ４４および上パンチ４５は円筒形状を有しており、金型キャビティ４３に挿入可能となっている。本形成方法では、概略、成形前の材料としての磁石粉末と樹脂とを混錬した後、粒径をそろえた顆粒を金型キャビティ４３内に充填し、その充填物を圧縮して成形体を形成する。その後、圧縮成形体を熱硬化してボンド磁石としている。
【００５６】
次に、図３を参照しながら、マグネット２３の形成方法の各工程について説明する。
【００５７】
まず、メイン用磁気材料およびＦＧ用磁気材料それぞれの金属磁性粉末を個別にエポキシ樹脂と混合・混錬・乾燥し、粒径をそろえるように顆粒を形成する。なお、このとき、それぞれの金属磁性粉末と混合するエポキシ樹脂は、上述したように同一の樹脂とする。さらに、この顆粒と固体潤滑剤とを混合して、メイン用コンパウンド３０ｍおよびＦＧ用コンパウンド３０ｆをそれぞれ作成する。そして、作成したメイン用コンパウンド３０ｍおよびＦＧ用コンパウンド３０ｆは金型４０上部に配置したフィーダボックス内に投入しておく。一方、金型４０を所定の位置にセットする。
【００５８】
次に、金型キャビティ４３上部に空間部が形成されるように、下パンチ４４を下げる。そして、ＦＧ用コンパウンド３０ｆの入ったフィーダボックスを配置し、図３（ａ）に示すように、金型キャビティ４３上部に形成された空間部にＦＧ用コンパウンド３０ｆを充填する。
【００５９】
次に、図３（ｂ）に示すように、下パンチ４４を所定の位置までさらに下げる。このとき、下パンチ４４を下げることに伴い、ＦＧ用コンパウンド３０ｆも同時に下降する。
【００６０】
次に、メイン用コンパウンド３０ｍの入ったフィーダボックスを配置し、図３（ｃ）に示すように、金型キャビティ４３上部に形成された空間部にメイン用コンパウンド３０ｍを充填する。充填が完了した時点では、ＦＧ用コンパウンド３０ｆの上にメイン用コンパウンド３０ｍが重なった状態になっている。
【００６１】
次に、上パンチ４５を金型キャビティ４３上部にセッティングして、図３（ｄ）に示すように、金型キャビティ４３に充填された充填物であるコンパウンドに対して、所定の面圧で加圧してコンパウンドを圧縮し、成形体を形成する。
【００６２】
その後、上パンチ４５を取り除き、下パンチ４４を上げることによって、図３（ｅ）に示すように、金型４０上部にマグネット２３となる成形体３０が得られる。このようにして、メイン用磁気材料とＦＧ用磁気材料とが金型４０内で圧縮されて、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとの２層が連続するように形成される成形体３０となる。
【００６３】
この成形体３０は、この後、表面の防錆処理などが実施され、さらにメイン着磁が施される。そして、この成形体３０は、ロータフレーム２２に組み込まれて、接着剤などで固定される。その後、成形体３０の端面にＦＧ用の着磁を施し、ロータフレーム２２に組み込まれたマグネット２３が完成する。作成するマグネット２３の形状は中空円筒形状であるため、このような簡易な形成方法によってマグネット２３を形成できる。さらに、中空円筒形状のマグネット２３をロータフレーム２２に組み込めばよいため、ロータ２０も容易に作成できる。
【００６４】
以上説明したように、本マグネット２３は、ＦＧ用磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型４０内に充填する第１のステップと、メイン用磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型４０内に充填する第２のステップと、金型４０内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含む工程によって形成される。このような本実施の形態のリング磁石の形成方法によれば、第１のステップと第２のステップとにおいてそれぞれの磁石粉末に変更するのみでよいため、従来の製造工程から多くの変更を加えることなく、簡易な製造方法で、所望の磁気特性を有したリング磁石を作成できる。また、製造設備に関しても、従来の製造設備を利用できる。
【００６５】
なお、以上の説明では、メイン用磁気材料とＦＧ用磁気材料とのそれぞれを等方性の金属磁性粉末とした一例を挙げて説明したが、一方またはそれぞれを異方性の金属磁性粉末としてもよい。
【００６６】
また、本リング磁石の形成方法として、上述した顆粒充填の手順が逆となるように、メイン用磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型４０内に充填する第１のステップと、ＦＧ用磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型４０内に充填する第２のステップと、金型４０内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含む工程によって形成する形成方法であってもよい。
【００６７】
次に、メイン用磁気材料およびＦＧ用磁気材料として、等方性と異方性との金属磁性粉末をそれぞれに組み合わせた実施例について説明する。
【００６８】
（実施例１）
メイン用磁気材料とＦＧ用磁気材料とのそれぞれを、磁気特性の異なる等方性の金属磁性粉末とした。このような金属磁性粉末を材料として、図３で示したような工程でボンド磁石を作成した。このとき、図３（ｄ）で示すような圧縮時、上パンチ４５をセッティングして、面圧１０ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形した。成形体は２層になっているが、外観上は問題なく成形可能であった。また、樹脂剤や樹脂量がほとんど同じであるため、未硬化品を硬化した後も、メイン着磁部２３ｍとＦＧ着磁部２３ｆとの間に変形などは生じなかった。着磁を施した後も、強度などには特に差異は見られなかった。
【００６９】
メイン着磁部２３ｍの磁気特性にかかわらず、ＦＧ着磁部２３ｆにより従来と同等の回転性能を得ることができた。
【００７０】
（実施例２）
メイン用磁気材料として異方性の金属磁性粉末を用い、ＦＧ用磁気材料として等方性の金属磁性粉末を用いた。バインダ樹脂は実施例１と同様にメイン用としてエポキシ樹脂を用いた。ＦＧ用としても同様のエポキシ樹脂を用いた。
【００７１】
また、金型の構成は、実施例１と同様に、図３で示すような金型４０の構成とした。さらに、メイン用磁気材料に異方性材料を用いるので、金型キャビティ４３内の異方性磁粉を配向させるために、金型４０内に配向磁界を発生させることができるようにした。すなわち、本実施例では、その異方性磁石の特性を最大限に生かすために、金型キャビティ４３内の異方性磁粉を配向磁界によって、ラジアル方向もしくは極集中配向方向など所望の方向に配向させている。本実施例では、異方性磁粉の配向はコイルにより発生させた磁界で、最適な方向となるように配向させた。なお、永久磁石が発生する磁界を用いてもよい。
【００７２】
そして、成形は実施例１と同様に、ＦＧ用コンパウンド３０ｆを充填した後、下パンチ４４の位置をさらに下降させ、メイン用コンパウンド３０ｍを充填し成形を実施した。成形圧は面圧８ｔｏｎ／ｃｍ２で行った。
【００７３】
硬化後の成形体のメイン着磁部２３ｍにメイン着磁を施した後、ロータフレーム２２に接着などで固定し、ＦＧ着磁部２３ｆにＦＧパターンを着磁する。ＦＧ着磁部２３ｆは等方性であるため、着磁条件などは従来と同一条件で実施した。
【００７４】
ＦＧ着磁部２３ｆにより従来と同等の回転性能を確保しながら、メイン着磁部２３ｍとして異方性磁石で磁力が高い材料を用いているため、高いトルクを得ることができた。
【００７５】
（実施例３）
メイン用磁気材料として等方性の金属磁性粉末を用い、ＦＧ用磁気材料として異方性の金属磁性粉末を用いた。バインダ樹脂は実施例１と同様にメイン用としてエポキシ樹脂を用いた。ＦＧ用としても同様のエポキシ樹脂を用いた。
【００７６】
また、金型の構成は、実施例１と同様に、図３で示すような金型４０の構成とした。さらに、ＦＧ着磁部２３ｆは異方性材料を用いるため、配向磁界中で実施する。ＦＧ着磁するため、ＦＧ着磁部２３ｆの配向方向は軸方向になるように実施した。すなわち、ＦＧパターン２４はマグネット２３に対して軸方向にあるため、ＦＧ着磁部２３ｆの配向方向はそれにあわせて軸方向としている。なお、例えば、ＦＧパターン２４をマグネット２３から外周側に配置するような場合、ＦＧ着磁部２３ｆの配向方向もそれにあわせるようにすることができる。
【００７７】
そして、成形は実施例１と同様に、ＦＧ用コンパウンド３０ｆを充填した後、下パンチ４４の位置をさらに下降させ、メイン用コンパウンド３０ｍを充填し成形を実施した。成形圧は８ｔｏｎ／ｃｍ２で実施した。
【００７８】
硬化後の成形体のメイン着磁部２３ｍにメイン着磁を施した後、ロータフレーム２２に接着などで固定し、ＦＧ着磁部２３ｆにＦＧパターンを着磁する。着磁は従来条件と同一条件で実施した。ここで、ＦＧ着磁部２３ｆは、高い磁気特性を有する異方性磁石を配向させて使用しているため、ＦＧ信号として高い信号強度を得ることができた。その結果、回転制御が向上したモータを得ることができる。
【００７９】
（実施例４）
メイン用磁気材料として異方性の金属磁性粉末とし、ＦＧ用磁気材料としても異方性の金属磁性粉末とした。バインダ樹脂は実施例１と同様にメイン用としてエポキシ樹脂を用いた。ＦＧ用としても同様のエポキシ樹脂を用いた。
【００８０】
また、金型の構成は、実施例１と同様に、図３で示すような金型４０の構成とした。さらに、メイン着磁部２３ｍおよびＦＧ着磁部２３ｆは異方性材料を用いるため、金型４０に配向磁界を発生させるための電磁石を配置して実施した。なお、配向させる磁界は永久磁石で発生させてもよい。
【００８１】
硬化後の成形体のメイン着磁部２３ｍにメイン着磁を施した後、ロータフレーム２２に接着などで固定し、ＦＧ着磁部２３ｆにＦＧパターンを着磁する。着磁は従来条件と同一条件で実施した。本実施例でも、ＦＧ着磁部２３ｆは、高い磁気特性を有する異方性磁石を配向させて使用しているため、ＦＧ信号として高い信号強度を得ることができた。その結果、回転制御が向上したモータを得ることができる。
【００８２】
以上説明したように、本発明のリング磁石は、第１の磁気材料を含み、周方向に交互に異極とする第１の着磁が施された第１の磁石部と、第２の磁気材料を含み、第１の着磁よりも多く周方向に交互に異極とする第２の着磁が施された第２の磁石部とを備え、第１の磁石部と第２の磁石部とは、一端から他端方向に、第１の磁石部の層と第２の磁石部の層とが形成されるように配置されている。このため、第１の磁石部には駆動用に適した第１の磁気材料を用い、第２の磁石部にはＦＧ用に適した第２の磁気材料を用いるというように選択的に設定でき、それぞれ個別に目的に応じた磁気特性を得ることが可能となる。したがって、本発明のリング磁石によれば、駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得ることができるリング磁石を提供できる。また、本発明のモータはこのようなリング磁石を備え、本発明の電気機器はこのようなモータを備えるため、精度のよい高出力なモータや、精度のよい電気機器を提供できる。
【００８３】
また、本発明のリング磁石の形成方法は、第２の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第１のステップと、第１の磁気材料である磁石粉末と樹脂とを混錬して生成した顆粒を金型内に充填する第２のステップと、金型内に充填された充填物を圧縮し成形体を形成する第３のステップとを含む。本発明のリング磁石の形成方法は、このような簡易な製造方法で、所望の磁気特性を有したリング磁石を作成できるリング磁石の形成方法を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明に係るリング磁石によれば、駆動用およびＦＧ用それぞれに適した磁気特性を得ることができるため、例えばブラシレスＤＣモータに使用でき、回転精度のよい高出力なモータ、このようなモータを備えた精度のよい電気機器に適用できる。また、本発明のリング磁石の形成方法によれば、簡易な製造方法で、所望の磁気特性を有したリング磁石を作成できるため、回転精度のよい高出力なモータのリング磁石の形成に有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１０    ステータ
１１    配線基板
１２    ステータコア
１３    コイル
１４    ハウジング
１５    ベアリング
２０    ロータ
２１    回転軸
２２    ロータフレーム
２３    マグネット
２３ｆ    ＦＧ着磁部
２３ｍ    メイン着磁部
２４    ＦＧパターン
３０    成形体
３０ｆ    ＦＧ用コンパウンド
３０ｍ    メイン用コンパウンド
４０    金型
４１    コア
４２    ダイス
４３    金型キャビティ
４４    下パンチ
４５    上パンチ
【図１】
2011030314.tif 000003
【図２】
2011030314.tif 000004
【図３】
2011030314.tif 000005