(57)【要約】【課題】両端部領域と中央部領域とで外径の差を小さくでき、ギャップを小さくすることが可能なモータ用マグネットを提供することにある。【解決手段】スリーブ１の周囲に射出成形で作製するボンドマグネット１０において、スリーブ１の中央部４領域の外径を端部３領域の外径よりも大きくしたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリーブの周囲に射出成形で作製するボンドマグネットにおいて、
前記スリーブの中央部領域の外径を端部領域の外径よりも大きくしたことを特徴とするボンドマグネット。
【請求項２】
前記スリーブおよびその周囲に射出成形するボンドマグネットが略円柱形または略円筒形であって、
前記ボンドマグネットの端部領域の半径と、前記スリーブの端部領域の半径との差である端部半径差をＡとし、
前記ボンドマグネットの中央部領域の半径と、前記スリーブの中央部領域の半径との差である中央部半径差をＢとし、
前記スリーブの一端から他端までの幅をＬとし、
前記スリーブの中心軸を通り、該スリーブの中心軸と平行な面で切断した該スリーブの断面領域のうち、前記スリーブの一方の端部領域の外径と他方の端部領域の外径とを結ぶ直線と前記ボンドマグネットの外周との間にある領域の面積をＸとしたとき、
Ｂ＜Ａ  且つ
０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５  （ただし、＊は積算の演算子である）
であることを特徴とする請求項１に記載のボンドマグネット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のボンドマグネットを用いたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用マグネットに関し、特に射出成形で作製するボンドマグネットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望形状のモータ用マグネットを得るために、射出成形で作製するボンドマグネットが知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
この特許文献１および特許文献２には、機械的強度が良好で、磁気特性が優れたボンドマグネット成形体を得ることができるボンドマグネット用フェライト粒子粉末を提供する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２７２９１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、射出成形にて作製されるボンドマグネットは、両端部領域に比べて、中央部領域において外径が小さくなる傾向にある。これは、一般にひけと呼ばれる現象であり、成形時に樹脂が金型に充填された後、中央部領域が時系列的に、遅れて樹脂が固化するために両端から張力を受け、引っ張られる状態になるためであり、この現象により、中央部領域は、両端と比べて、外径が小さくなる。
【０００６】
この現象は、ひけと呼ばれ樹脂成形においてゼロにすることは難しい。また、この現象は、成形体の長さや肉厚が大きいほど、大きな影響を受ける。
【０００７】
このひけについて図９を参照してさらに説明する。
【０００８】
図９は、従来のボンドマグネットを示す図であって、（ａ）スリーブの斜視図であり、（ｂ）はボンドマグネットの中心軸を通り、この中心軸と平行な面で切断したボンドマグネットの断面図であり、（ｃ）はボンドマグネットの斜視図である。
【０００９】
スリーブ２１は、金属製の略円筒形状であって、その中心には、たとえばモータの回転軸（図示せず）を圧入する貫通孔である軸穴２２を設けている。スリーブ２１の外周面は平坦であり、端部２３も中央部２４も同じ外径である。
【００１０】
従来のボンドマグネット３０は、スリーブ２１の周囲に、磁性材料を練り込んだ樹脂３５を射出成形により形成して成る。樹脂３５は、スリーブ２１の軸穴２２を塞がないように穴部３６を有してスリーブ２１の周囲を覆う。
【００１１】
樹脂３５を射出成形した際の金型はその内周が平坦なものであるが、端部３３と中央部３４とではひけの量が異なり、図９（ｂ）、（ｃ）に示すようにボンドマグネット３０の端部３３よりも中央部３４が凹んだ形状になってしまっている。
【００１２】
モータにおいては、ロータのマグネットとステータとの距離つまり、ギャップは重要である。このギャップが小さいほど、モータのトルクは向上する。それは、ギャップの２乗に効いてくるので、モータを設計する際には、ギャップを可能な限り、小さくすることが望ましい。
【００１３】
これに対して、上述のひけが生じると、中央部領域において外径が小さくなってしまい、ギャップが大きくなってしまう。こうなると、モータ特性を著しく劣化させる要因となってしまう。モータを設計する上で、少しでもひけを小さくすることが望まれる。
【００１４】
しかしながら、特許文献１や２に記載された従来技術では、このひけへの対策がされていないものであった。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、両端部領域と中央部領域とで外径の差を小さくでき、ギャップを小さくすることが可能なモータ用マグネットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スリーブの周囲に射出成形で作製するボンドマグネットにおいて、前記スリーブの中央部領域の外径を端部領域の外径よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボンドマグネットにおいて、前記スリーブおよびその周囲に射出成形するボンドマグネットが略円柱形または略円筒形であって、前記ボンドマグネットの端部領域の半径と、前記スリーブの端部領域の半径との差である端部半径差をＡとし、前記ボンドマグネットの中央部領域の半径と、前記スリーブの中央部領域の半径との差である中央部半径差をＢとし、前記スリーブの一端から他端までの幅をＬとし、前記スリーブの中心軸を通り、該スリーブの中心軸と平行な面で切断した該スリーブの断面領域のうち、前記スリーブの一方の端部領域の外径と他方の端部領域の外径とを結ぶ直線と前記ボンドマグネットの外周との間にある領域の面積をＸとしたとき、
Ｂ＜Ａ  且つ
０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５  （ただし、＊は積算の演算子である）
であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のボンドマグネットを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本願請求項１に係る発明によれば、両端部領域と中央部領域とで外径の差を小さくでき、ギャップを小さくすることが可能なモータ用マグネットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブを示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【図２】本実施の形態のボンドマグネットを示す図であって、（ａ）はボンドマグネットの斜視図であり、（ｂ）はスリーブおよびボンドマグネットの中心軸を通り、この中心軸と平行な面で切断した断面図であり、（ｃ）はボンドマグネットをスリーブの軸穴方向から見た側面図であり、（ｄ）は（ｂ）に示した断面におけるスリーブ１の面積Ｘを示す図である。
【図３】図２に示した例との比較対象である従来のボンドマグネットの断面図である。
【図４】Ｘ／（Ａ＊Ｌ）の値を変えた複数のボンドマグネットを用意し、それぞれを用いた実験の結果を示すグラフである。
【図５】図３に示した従来のボンドマグネットの寸法と、図２に示した本発明のボンドマグネットの寸法とを対比して示す表図である。
【図６】図３に示した従来のボンドマグネットを用いたモータの起動トルクと、図２に示した本発明のボンドマグネットを用いたモータの起動トルクとを対比して示す表図である。
【図７】本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブの図１とは別の例を示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【図８】本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブの図１および図７とは別の例を示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【図９】従来のボンドマグネットを示す図であって、（ａ）スリーブの斜視図であり、（ｂ）はボンドマグネットの中心軸を通り、この中心軸と平行な面で切断したボンドマグネットの断面図であり、（ｃ）はボンドマグネットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブを示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【００２３】
スリーブ１は、金属製の略円筒形状であって、その中心には、たとえばモータの回転軸（図示せず）を圧入する貫通孔である軸穴２を設けている。また、スリーブ１の外周面は端部３よりも中央部４が突出した形状にしている。スリーブ１は略円柱形状であってもかまわない。
【００２４】
図２は、本実施の形態のボンドマグネットを示す図であって、（ａ）はボンドマグネットの斜視図であり、（ｂ）はスリーブおよびボンドマグネットの中心軸を通り、この中心軸と平行な面で切断した断面図であり、（ｃ）はボンドマグネットをスリーブの軸穴方向から見た側面図であり、（ｄ）は（ｂ）に示した断面におけるスリーブ１の面積Ｘを示す図である。
【００２５】
ボンドマグネット１０は、図１に示したスリーブ１の周囲に、磁性材料を練り込んだ樹脂５を射出成形により形成して成る。樹脂５は軸穴２を塞がないように穴部６を有してスリーブ１の周囲を覆う。この射出成形時の金型は、ボンドマグネット１０の外周を平坦にしたものである。
【００２６】
ここで、端部３におけるボンドマグネット１０の外周（樹脂５の外周）とスリーブ１の外周との間隔、すなわちボンドマグネット１０の端部領域の半径と、スリーブ１の端部領域の半径との差である端部半径差をＡとし、中央部４におけるボンドマグネット１０の外周（すなわち樹脂５の外周）とスリーブ１の外周との間隔、すなわちボンドマグネット１０の中央部領域の半径と、スリーブ１の中央部領域の半径との差である中央部半径差をＢとしたとき、Ｂ＜Ａである。
【００２７】
さらに、スリーブ１の一端から他端までの幅をＬとし、スリーブ１の中心軸を通り、スリーブ１の中心軸と平行な面で切断したスリーブ１の断面領域のうち、スリーブ１の一方の端部領域の外径と他方の端部領域の外径とを結ぶ直線とボンドマグネット１０の外周（すなわち樹脂５の外周）との間にある領域（図２（ｄ）にハッチングをして示す領域）の面積をＸとしたとき、
０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５  （ただし、＊は積算の演算子である）
であることが望ましい。本実施例では、Ａ＝５．０ｍｍ、Ｂ＝３．５ｍｍ、Ｌ＝１０ｍｍ、Ｘ＝７．５ｍｍ２としており、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＝０．１５であり、０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５の範囲にある。
【００２８】
以下に、このＸ／（Ａ＊Ｌ）と、ひけやトルクとの関係について説明する。
【００２９】
図３は、図２に示した例との比較対象である従来のボンドマグネットの断面図である。
【００３０】
図３の例では、図９に示した従来のスリーブ２１を用いており、その外周面は平坦であり、端部２３も中央部２４も同じ外径である。ただし、図３の例では、図９のものよりも縦長に構成している。この従来のスリーブ２１を用いると、実際には図９に示したように樹脂３５は中央部３４が凹んでしまうわけだが、図３においては、寸法を表示するために樹脂２５は凹まない状態で図示している。
【００３１】
図３の例では、Ａ＝Ｂ＝５．０ｍｍ、Ｌ＝１０ｍｍとしており、Ａ＝Ｂであるため、Ｘ＝０ｍｍ２となり、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＝０である。
【００３２】
図４は、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）の値を変えた複数のボンドマグネットを用意し、それぞれを用いた実験の結果を示すグラフである。図４において、横軸は、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）であり、実線のグラフに対する縦軸は、左側の目盛りであって、そのボンドマグネットの端部の外径から中央部の外径を減じた値を端部の外径で除した値の百分率（以下「外径比」とも言う）であり、破線のグラフに対する縦軸は、右側の目盛りであって、そのボンドマグネットを用いたモータの起動トルクの計測値である。トルクの表示は、図３に示した従来のボンドマグネットを用いたモータのトルクを１００として換算している。
【００３３】
図５は、図３に示した従来のボンドマグネットの寸法と、図２に示した本発明のボンドマグネットの寸法とを対比して示す表図である。
【００３４】
図６は、図３に示した従来のボンドマグネットを用いたモータの起動トルクと、図２に示した本発明のボンドマグネットを用いたモータの起動トルクとを対比して示す表図である。
【００３５】
図３に示した従来のボンドマグネットはＸ／（Ａ＊Ｌ）＝０であり、実験により測定した外径比は、図４の実線のグラフのように、０．１８３であった。また、この従来のボンドマグネットの起動トルクは、上述のように１００とした。
【００３６】
図４の実線のグラフを参照すると、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）が大きくなるにつれて、外径比は小さくなり、たとえば図２に示した本発明のボンドマグネットでは、上述のようにＸ／（Ａ＊Ｌ）＝０．１５であるので、外径比は０．０１６となり、改善が見られる。また、このとき、破線のグラフを参照すると、起動トルクは１１５となり、これも改善している。
【００３７】
図４の実線のグラフを参照すると、外径比の改善は、０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）となるあたりから顕著になっている。Ｘ／（Ａ＊Ｌ）をさらに大きくしていくと、外径比は改善してはいるものの、破線のグラフを参照すると、Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５となるあたり起動トルクが１００以下となり、劣化が見られる。このことから、Ｂ＜Ａすなわち０＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）とするのが望ましく、さらに０．０５＜Ｘ／（Ａ＊Ｌ）＜０．５の範囲とするのがさらに望ましいことがわかる。
【００３８】
図７は、本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブの図１とは別の例を示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【００３９】
スリーブ１０１は、金属製の略円筒形状であって、その中心には、たとえばモータの回転軸（図示せず）を圧入する貫通孔である軸穴１０２を設けている。また、スリーブ１０１の外周面は端部１０３よりも中央部１０４が突出し樽形状にしている。スリーブ１０１は略円柱形状であってもかまわない。
【００４０】
この図７に示す形状であっても、ボンドマグネットのひけによる中央部の凹みを解消することができる。
【００４１】
図８は、本実施の形態のボンドマグネットで用いるスリーブの図１および図７とは別の例を示す図であって、（ａ）はスリーブの斜視図であり、（ｂ）はスリーブの側面図であり、（ｃ）はスリーブをその軸穴方向から見た側面図である。
【００４２】
スリーブ２０１は、金属製の略円筒形状であって、その中心には、たとえばモータの回転軸（図示せず）を圧入する貫通孔である軸穴２０２を設けている。また、スリーブ２０１の外周面は端部２０３よりも中央部２０４が段を有して突出している。スリーブ２０１は略円柱形状であってもかまわない。
【００４３】
この図８に示す形状であっても、ボンドマグネットのひけによる中央部の凹みを解消することができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  スリーブ
２  軸穴
３  端部
４  中央部
５  樹脂
６  穴部
１０  ボンドマグネット
【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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【図８】
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【図９】
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