JP2009027908A - Field magnet used for multipole-field motor, and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve performance of motor by effectively using magnetic flux of magnet, and to reduce the ratio of using recycled materials by minimizing a runner as flow path of resin. <P>SOLUTION: The field magnet has a rectangular shape obtained by continuously connecting flat side face of four sides and corners between the side faces. Further, the magnet is thin at a portion corresponding to the side face of a motor case, and thick at the portion corresponding to the corner of the motor case. A gate is provided for injection molding of a magnet material at the thick part of two corners adjacent to four thick corners of the motor case. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、エアコンアクチュエータ用とか電動格納ミラー用等に用いることのできる多極界磁モータに用いる界磁マグネット及びその製造方法に関し、特に、そのマグネット材料を射出成形する際のゲートを配置したマグネット構成に関する。   The present invention relates to a field magnet used for a multi-pole field motor that can be used for an air conditioner actuator, an electric retractable mirror, and the like, and a manufacturing method thereof, and more particularly, a magnet provided with a gate when injection molding the magnet material. Concerning configuration.

モータ界磁マグネットをプラスチックコンパウンド材料から成形するために、その材料は樹脂注入用のゲートから注入される。図１１は、ゲートを、円環状マグネットの１８０°の対向位置に２点設けた従来例を示す図である（特許文献１参照）。１８０°の対向位置に２点設けることにより、樹脂マグネットの着磁分布を均一にし、回転ムラ、電気雑音を減少させることができる。   In order to mold the motor field magnet from a plastic compound material, the material is injected from a resin injection gate. FIG. 11 is a view showing a conventional example in which two gates are provided at positions opposite to an annular magnet at 180 ° (see Patent Document 1). By providing two points at opposite positions of 180 °, it is possible to make the distribution of magnetization of the resin magnet uniform, and to reduce uneven rotation and electrical noise.

また、図１２は、図１１とは異なるゲートを設けた別の従来例を示す図である（特許文献２参照）。例示のマグネットは、円周方向に９０°の位相差で４極のＮＳ極が着磁されている。成形時のプラスチック注入用のゲートは、磁束密度が極大である位置から磁束分布の中立位置（Ｎ極とＳ極の中間点）へずらして配置されている。これに伴い、成形状態が悪く安定した配向が困難なウエルドラインも、磁束密度が極大の点から磁束分布の中立位置（Ｎ極とＳ極の中間点）へずらして配置される。これによって、成形状態が悪い位置であるゲート及びウエルドラインがいずれも磁束密度の極大点（Ｎ、Ｓ極）からずれているので、各磁極でのマグネット配向を均等化することができ、所定の磁束密度で安定した多極着磁を施すことができる。   FIG. 12 is a diagram showing another conventional example in which a gate different from that in FIG. 11 is provided (see Patent Document 2). The illustrated magnet has four NS poles magnetized with a phase difference of 90 ° in the circumferential direction. The plastic injection gate at the time of molding is shifted from the position where the magnetic flux density is maximum to the neutral position of the magnetic flux distribution (the intermediate point between the N pole and the S pole). Along with this, the weld line, which is poorly formed and difficult to be stably oriented, is also shifted from the point where the magnetic flux density is maximum to the neutral position of the magnetic flux distribution (the intermediate point between the N pole and the S pole). As a result, both the gate and the weld line, which are in a poorly molded state, are deviated from the maximum points (N and S poles) of the magnetic flux density, so that the magnet orientation at each magnetic pole can be equalized, Multipolar magnetization stable with magnetic flux density can be applied.

一方、上述したような円形状のマグネットとは異なり、四角形状のマグネットを用いる四角形状外形のモータが知られている（特許文献３，４，５参照）。外周面が円形（ラウンド形状）を有している通常の小型モータは、装置内に取り付けた際には、ラウンド形状のために装置内に無駄なスペースが生じる傾向がある。モータ外形を四角形状にすることにより、モータの取付面に対する回り止め、さらにはスペース効率を高めることが可能になる。しかし、四角形状マグネットはその厚さが周方向に均一でないために、四角形状マグネット特有のマグネット材射出成形問題を有することになる。   On the other hand, unlike a circular magnet as described above, a motor having a quadrangular outer shape using a quadrangular magnet is known (see Patent Documents 3, 4, and 5). When a normal small motor having a circular outer periphery (round shape) is mounted in the apparatus, there is a tendency that useless space is generated in the apparatus due to the round shape. By making the outer shape of the motor square, it is possible to prevent rotation with respect to the mounting surface of the motor and to further improve the space efficiency. However, since the thickness of the quadrangular magnet is not uniform in the circumferential direction, it has a magnet material injection molding problem peculiar to the quadrangular magnet.

図１３は、特許文献５に記載の四角形状モータの断面図である。図１３において、モータケースは、断面が４角形に形成されて、その内側に、Ｎ，Ｓ交互に磁化された４極の界磁マグネットが備えられている。この界磁マグネットは、磁極の中心が、モータケース各辺のコーナーに位置するように磁化させている。図示のモータのマグネットは、内側に円周面を有し、外側をモータフレームに密接させた形状を有する。   FIG. 13 is a cross-sectional view of a rectangular motor described in Patent Document 5. In FIG. 13, the motor case has a quadrangular cross section, and a four-pole field magnet magnetized alternately with N and S is provided inside the motor case. This field magnet is magnetized so that the center of the magnetic pole is located at the corner of each side of the motor case. The illustrated magnet of the motor has a shape having a circumferential surface on the inner side and an outer side in close contact with the motor frame.

このようなマグネットを成形するためには、射出成形機のノズルから、成形材料の流路であるスプルー、そこから分岐したランナー、さらにはそこから分岐したサブランナーなどを介して、ゲートから樹脂注入される。成形後に、これらスプルー、ランナー、サブランナー内で固化した樹脂材料は、コスト低減のため捨てることなく再生して使用するのが一般的である。これら再生材の割合が多くなり、歩留まりが悪いと再生材混入率が上がり、その結果繰り返し再生を行うと、ランナーの強度低下とマグネット特性劣化が発生する。これは、量産時のランナー折れ、モータ性能の低下等の不具合に繋がる。
特開昭６２−１４９１０９号公報 特開昭６３−１９０５３８号公報 特開平７−５９３２２号公報 実開昭６４−１２４５５号公報 特開２００７−６６８８号公報 In order to mold such a magnet, the resin is injected from the gate through the nozzle of the injection molding machine, the sprue that is the flow path of the molding material, the runner branched from there, and the subrunner branched from there. Is done. The resin material solidified in the sprue, runner, and subrunner after molding is generally recycled and used without being discarded for cost reduction. When the ratio of these recycled materials increases and the yield is poor, the recycled material mixing rate increases, and as a result, repeated reproduction causes a decrease in runner strength and deterioration in magnet characteristics. This leads to problems such as breakage of runners during mass production and deterioration of motor performance.
JP 62-149109 A JP 63-190538 A JP 7-59322 A Japanese Utility Model Publication No. 64-12455 JP 2007-6688 A

本発明は、モータ自体の回り止めとかスペース効率の観点から採用した多角形状外形の小型モータにおいて、マグネットの磁束が有効に機能してモータ性能を向上させつつ、樹脂の流路であるランナーを小型化して、再生材使用比率を低減することを目的としている。これによって、本発明は、生産効率が高く、安価で、耐久力、性能、及び信頼性が優れている多角形状外形の多極界磁モータを提供する。   The present invention is a small motor with a polygonal shape that is adopted from the viewpoint of detent of the motor itself or space efficiency, and the magnetic flux of the magnet functions effectively to improve the motor performance, and the runner that is a resin flow path is reduced in size. The purpose is to reduce the ratio of recycled materials used. Thus, the present invention provides a multi-pole field motor having a polygonal outer shape that has high production efficiency, is inexpensive, and has excellent durability, performance, and reliability.

本発明の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット及びその製造方法は、多極の界磁マグネットをモータのモータケースの内周面に取着して用いる。このモータケースはその側面を、複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合して形成する。界磁マグネットは、内周が回転子外径よりもわずかに大きな内径の円周面で、外周が複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合した形状からなる。また、界磁マグネットは、モータケース側面部に対応する位置で薄肉にする一方、モータケースコーナー部に対応する位置で厚肉にし、かつ、複数のモータケースコーナー部の内の複数のコーナー部に、マグネット材を射出成形するための複数のゲートを設けて、複数のウエルドラインのそれぞれを薄肉部分に形成する。   The field magnet used for the multipole field motor of the present invention and the manufacturing method thereof use the multipole field magnet attached to the inner peripheral surface of the motor case of the motor. The side surface of the motor case is formed by continuously connecting a plurality of flat side surface portions and the same number of corner portions located at corner portions between the side surface portions. The field magnet has a circumferential surface whose inner circumference is slightly larger than the outer diameter of the rotor, and the outer circumference is composed of a plurality of flat side portions and the same number of corner portions located at the corners between the side portions. It consists of the shape which was combined. In addition, the field magnet is thinned at a position corresponding to the side surface of the motor case, while being thickened at a position corresponding to the motor case corner part, and at a plurality of corner parts among the plurality of motor case corner parts. A plurality of gates for injection molding the magnet material are provided, and each of the plurality of weld lines is formed in a thin portion.

また、界磁マグネットは４極であり、この４極の界磁マグネットを四角形状外形の小型モータの金属製モータケースの内周面に取着して用いる。モータケースはその側面を、４辺の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合して全体的には四角形状に形成する。界磁マグネットは、回転子外径よりもわずかに大きな内径の円周面と四角形状の外形を有し、かつ、この四角形状の外形は、４辺の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合した形状からなる。また、界磁マグネットは、モータケース側面部に対応する位置で薄肉にする一方、モータケースコーナー部に対応する位置で厚肉にし、かつ、この厚肉にした４つのモータケースコーナー部の内の２つのコーナー部の厚肉部分から、非対称にマグネット材を射出成形するための２つのゲートを設けて、２つのウエルドラインのそれぞれを薄肉部分に形成する。   The field magnet has four poles, and the four pole field magnets are attached to the inner peripheral surface of a metal motor case of a small motor having a quadrangular outer shape. The side surface of the motor case is formed in a rectangular shape as a whole by continuously connecting four flat side portions and the same number of corner portions located at the corners between the side portions. The field magnet has a circumferential surface having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the rotor and a rectangular outer shape, and the rectangular outer shape has a flat side surface between four sides and the side surface. It consists of the shape which connected the same number of corner parts located in a corner | angular part continuously. The field magnet is thinned at a position corresponding to the side surface of the motor case, and is thickened at a position corresponding to the motor case corner, and the four of the thickened motor case corners Two gates for injection molding of the magnet material asymmetrically are provided from the thick part of the two corners, and each of the two weld lines is formed in the thin part.

２つのゲートは、厚肉にした４つのモータケースコーナー部の内の隣接する２つのコーナー部の厚肉部分に設ける。或いは、２つのゲートは、厚肉にした４つのモータケースコーナー部の内の相対する２つのコーナー部の厚肉部分に設け、かつ、マグネット材を射出成形する量或いは時間を２つのゲート間で異ならせる。   The two gates are provided at the thick portions of the two adjacent corner portions of the four thick motor case corner portions. Alternatively, the two gates are provided in the thick wall portions of the two opposite corner portions of the four thick motor case corner portions, and the amount or time for injection molding of the magnet material is set between the two gates. Make it different.

マグネット材は、プラスチックコンパウンドであり、このマグネット材が、最終的に２本のランナーから製品金型に射出されて成形される。ゲートが配置されているマグネットの厚肉部において、マグネットとモータケースの間に接着剤を塗布することにより、マグネットのゲート残りを接着固定する。２つのウエルドラインが、２つのゲートから略等距離の位置にある２つのマグネット側面部の薄肉部において対向配置される。モータシャフト中心を中心とした２つの前記ゲートのなす角度は、おおよそ９０°である。   The magnet material is a plastic compound, and this magnet material is finally injected from two runners into a product mold and molded. In the thick part of the magnet where the gate is disposed, an adhesive is applied between the magnet and the motor case to bond and fix the remaining gate of the magnet. Two weld lines are arranged opposite to each other at the thin portions of the two magnet side surfaces located at approximately the same distance from the two gates. The angle formed by the two gates around the center of the motor shaft is approximately 90 °.

本発明によれば、ランナーを小型化出来るため再生材使用比率を、例えば図６（参考例１）との比較で、図４に示す例では、85％から70％に、また、図５（Ａ）に示す例では８０％に低減することが出来る。ゲートの位置をマグネットの厚肉部に配置することで、ゲート残りが発生しても、接着固定が出来、モータロック等の不具合が発生しない。本発明は、このようにして成形されたマグネットを、モータに使用することで、生産効率が高く、安価で、耐久力・性能・信頼性が優れている四角形状外形のモータを提供することが出来る。   According to the present invention, since the runner can be reduced in size, the recycled material usage ratio is changed from 85% to 70% in the example shown in FIG. 4 in comparison with FIG. 6 (Reference Example 1), and FIG. In the example shown in A), it can be reduced to 80%. By arranging the gate position on the thick part of the magnet, even if the gate remains, the adhesive can be fixed and problems such as motor lock will not occur. The present invention provides a motor having a rectangular outer shape that is high in production efficiency, inexpensive, and excellent in durability, performance, and reliability by using the magnet formed in this way for a motor. I can do it.

以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明を具体化する四角形状外形の小型モータの構成を示す一部縦断面図である。図２は、図１に示したモータのケース蓋を取り除いた状態で、整流子側から見た側面図である。４極界磁のマグネット、及び６極の回転子磁極を有する小型モータについて、以下説明するが、本発明は、４極の界磁極及び３極以上の回転子磁極を有する小型モータに対して適用可能である。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a configuration of a small motor having a rectangular outer shape embodying the present invention. FIG. 2 is a side view seen from the commutator side with the case cover of the motor shown in FIG. 1 removed. A small motor having a four-pole field magnet and a six-pole rotor magnetic pole will be described below. The present invention is applied to a small motor having a four-pole field magnetic pole and three or more rotor magnetic poles. Is possible.

図示したように、金属材料により有底中空筒状にプレス加工されたモータケースの内周面にマグネットが取り付けられている。略一定板厚の金属製モータケースの四角形状側面が、マグネットの磁路となるヨークを形成している。このモータケースの開口部はケース蓋が嵌着されている。回転子のシャフトは、ケース蓋の中央部と、モータケースの底部中央にそれぞれ設けられた軸受によって支持されている。シャフト上に構成される回転子は、磁極コアと該磁極コア上に巻いた巻線とからなる回転子磁極構成を備えている。整流子は、シャフト上に固定されており、その端部には火花消去用のバリスタを備えている。この整流子に接触するブラシ（一対）は、ブラシアームを介してケース蓋に支持されると共に、ブラシアームに接続された外部端子を介して外部より電源が供給される。   As shown in the drawing, a magnet is attached to the inner peripheral surface of a motor case pressed into a hollow cylindrical shape with a bottom by a metal material. The rectangular side surface of the metal motor case having a substantially constant plate thickness forms a yoke that serves as a magnetic path of the magnet. A case lid is fitted into the opening of the motor case. The shaft of the rotor is supported by bearings provided at the center of the case lid and at the center of the bottom of the motor case. The rotor configured on the shaft has a rotor magnetic pole configuration including a magnetic pole core and a winding wound on the magnetic pole core. The commutator is fixed on the shaft, and is provided with a varistor for eliminating sparks at its end. The brushes (a pair) in contact with the commutator are supported by the case lid via the brush arm, and power is supplied from the outside via an external terminal connected to the brush arm.

また、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、モータケース及びマグネットそれぞれ単独の側面図である。マグネット外形形状は、モータケース内周面形状に略等しくして、その内側に圧入により取着される。マグネットの磁極は径方向に着磁される４極であり、かつ周方向にＳとＮが交互になっている。ここで例示するマグネットは、マグネット材により一体に全体的にはリング形状に形成されている。このリング形状マグネットは、その内径を回転子外径よりもわずかに大きくする一方、その外形は、側面部で薄肉にする一方、コーナー部で厚肉にした偏肉形状となっている。このようなマグネットは磁性材料を偏肉リング形状に一体成形し、モータケースに固定した後、磁界発生装置を用いてモータケース外部より４極のマグネットに着磁することができる。   3A and 3B are side views of the motor case and the magnet, respectively. The outer shape of the magnet is substantially equal to the inner peripheral surface shape of the motor case, and is attached inside by press fitting. The magnetic poles of the magnet are four poles magnetized in the radial direction, and S and N are alternately arranged in the circumferential direction. The magnet illustrated here is integrally formed in a ring shape integrally with a magnet material. While this ring-shaped magnet has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the rotor, the outer shape of the ring-shaped magnet is an uneven shape with a thin side wall and a thick corner. Such a magnet can be magnetized into a four-pole magnet from the outside of the motor case by using a magnetic field generator after the magnetic material is integrally formed in an uneven ring shape and fixed to the motor case.

図示したように、ヨークを形成するモータケース側面は、４極の界磁極と同数の４辺の平坦な側面部と、この４辺の側面部間の角部に位置する同数の４個のコーナー部とを連続的に結合した形状になっている。コーナー部（角面部）は、詳細は後述するように、その内面側でマグネットを支持して固定する部分であり、湾曲形状からなっている。このように、側面部を平坦に形成したことにより、モータ自体の取付けに際して回り止めとして機能するだけでなく、モータ外周面の無駄なスペースが減少して、スペース効率が向上する。   As shown in the figure, the side surfaces of the motor case forming the yoke have the same number of four flat side surfaces as the four poles and four corners located at the corners between the four side surfaces. It is the shape which connected the part continuously. As will be described in detail later, the corner portion (corner surface portion) is a portion that supports and fixes the magnet on the inner surface side, and has a curved shape. Thus, by forming the side surface portion flat, it not only functions as a detent when the motor itself is mounted, but also reduces the wasted space on the outer peripheral surface of the motor and improves the space efficiency.

図示したように、各マグネットの周方向中心（各磁極の頂点）と、それに対応する各ヨークコーナー部の周方向中心は一致している。また、ヨークの対向するコーナー部同士、側面部同士の中心がモータシャフト中心と一致し、マグネットのコーナー部外径中心、内径中心がモータ中心と一致している。このように、モータシャフト中心（それ故に、軸受中心）に、各部中心を一致させることによりモータ組立が容易となる。マグネットは、コーナー部でのみヨークに密接する一方、側面部ではわずかの隙間を設けた形状、或いは少なくとも押し付け力が作用しない形状としたために、マグネットはヨークに対して、圧入により固定することが可能となる。リングマグネットを、ヨークコーナー部に面圧入することにより側面部の両端が引っ張られることで、側面部の剛性が上げられ、回転時のモータケース振動を押さえることができる。   As shown in the drawing, the circumferential center of each magnet (the apex of each magnetic pole) coincides with the circumferential center of each yoke corner corresponding thereto. Further, the corners of the yoke facing each other and the centers of the side surfaces coincide with the motor shaft center, and the magnet corner outer diameter center and inner diameter center coincide with the motor center. Thus, motor assembly is facilitated by aligning the center of each part with the center of the motor shaft (and hence the center of the bearing). The magnet is in close contact with the yoke only at the corner, but has a shape with a slight gap at the side, or at least a shape that does not act on the pressing force, so the magnet can be fixed to the yoke by press-fitting. It becomes. By inserting the ring magnet into the yoke corner portion, both ends of the side surface portion are pulled, whereby the rigidity of the side surface portion is increased and the motor case vibration during rotation can be suppressed.

各マグネットは、コーナー部が、モータ回転軸を中心とした円弧に沿って湾曲しているときに、マグネットは一定の径方向の厚みとなる。但し、マグネットは、その厚みを完全に一定にする必要は必ずしも無い。それ故、コーナー部は、モータ回転軸中心の円弧面以外の湾曲面にもすることができる。各マグネットは、コーナー部に対応する位置を超えて、それぞれ隣接する磁極に近づくほどに、径方向厚みは、平坦なヨーク側面部に対応するために小さくなる。このように、マグネットが自ずと偏肉形状になることで、マグネットの磁束は側面部で、マグネットの周方向中心から周方向に離れる程になめらかに減少して、コギングトルク低減を図ることができる。同時に、マグネットの周方向中心では十分な磁界を発生させる厚みを確保するだけでなく、マグネットをヨークに対して隙間なく押しつけることで、磁界を強くしてモータの性能アップを図ることができる。   Each magnet has a constant radial thickness when the corner portion is curved along an arc centered on the motor rotation axis. However, the thickness of the magnet is not necessarily required to be completely constant. Therefore, the corner portion can be a curved surface other than the circular arc surface at the center of the motor rotation axis. As each magnet approaches the adjacent magnetic pole beyond the position corresponding to the corner portion, the radial thickness decreases to accommodate the flat yoke side surface portion. As described above, the magnet naturally becomes unevenly shaped, so that the magnetic flux of the magnet is smoothly reduced at the side surface portion as it moves away from the circumferential center of the magnet in the circumferential direction, and cogging torque can be reduced. At the same time, not only can a sufficient thickness be generated at the center of the magnet in the circumferential direction, but also the magnet can be pressed against the yoke without any gap, so that the magnetic field can be strengthened and the motor performance can be improved.

図４は、マグネットの射出成形の一例を説明する図である。図示のマグネットは、４極の磁極が一体に成形される。４個のマグネットは、それぞれコーナー部を有し、かつ、各コーナー部の間には平坦面を有している。このようなマグネット成形のためのゲートは、一体形成の４極の磁極（の中心）に対して２つのゲートが非対称に設けられる。図示の例において、２つのゲートが、マグネット中心に対して非対称の２個のコーナー部、即ち隣接する２個のコーナー部頂部に位置している。ゲートの位置は隣接するマグネット厚肉部の位置、もしくはその近傍に配置される。これによって、ウエルドライン（金型内で溶融樹脂の流れが合流して融着した部分に発生する細い線）は、２個のゲートの中央（等距離）に位置するマグネットの最薄部もしくは近傍において、２個が対向して形成される。但し、ゲート位置は、必ずしもコーナー部頂部である必要は無く、周方向にはマグネットの厚肉部の範囲内に設ければ十分であり、また、ウエルドラインは、周方向にはマグネットの厚肉部の範囲内を避けることができれば十分である。ゲートをコーナー部頂部に設けた場合、モータシャフト中心を中心とした２つのゲートのなす角度はおおよそ９０°となる。マグネットの材料として、樹脂の中に磁性材である例えばフェライトやネオジウムを混ぜたプラスチックコンパウンドが、射出成形機のノズルからスプルー及び２本のランナーを介して、製品キャビ（金型）に射出され製品となる。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of magnet injection molding. The illustrated magnet is integrally formed with four magnetic poles. Each of the four magnets has a corner portion, and a flat surface between the corner portions. In the gate for forming such a magnet, two gates are provided asymmetrically with respect to (the center of) four poles formed integrally. In the illustrated example, two gates are located at two corner portions that are asymmetric with respect to the magnet center, that is, at the top portions of two adjacent corner portions. The position of the gate is arranged at the position of the adjacent thick magnet portion or in the vicinity thereof. As a result, the weld line (the thin line generated at the fused part of the molten resin flow in the mold) is the thinnest part of the magnet located near the center (equal distance) of the two gates or in the vicinity. 2 are formed opposite to each other. However, the gate position does not necessarily need to be at the top of the corner part, and it is sufficient if it is provided within the range of the thick part of the magnet in the circumferential direction, and the weld line is thick in the circumferential direction. It is enough if the part can be avoided. When the gate is provided at the top of the corner, the angle formed by the two gates around the center of the motor shaft is approximately 90 °. As a magnet material, a plastic compound in which a magnetic material such as ferrite or neodymium is mixed in a resin is injected from a nozzle of an injection molding machine into a product mold (mold) through a sprue and two runners. It becomes.

射出成形機のノズルからは、スプルーと、その先端から分岐した一端及びゲートに相対するようにモータ中心方向に略９０°（８０°〜１００°が望ましい）折り曲げた他端を有する２本のランナーを介して、ゲートから樹脂注入される。ゲートの位置が図示したように９０°間隔で配置されているので、樹脂流路となるスプルー及びランナーを小型化することができ、再生材使用比率が低く、材料の再生を繰り返してもマグネット及びランナーの強度が大きく低下しない。加えてマグネットの性能も低下し難い。またマグネット材料の使用を減らすことができるので、コストも同時に低減出来る。また、ゲートが配置されているマグネットの厚肉部において、マグネットと前記モータケースの間に接着剤を塗布する。ゲートの位置が、マグネットの厚肉部に配置されているので、マグネットのゲート残りを接着固定出来るため、モータロックが発生しない。このようなマグネットを、モータに使用することで、生産効率が高く、安価で、耐久力・性能・信頼性が優れている４極界磁小型モータを提供することが出来る。   From the nozzle of the injection molding machine, there are two runners having a sprue, one end branched from the tip, and the other end bent approximately 90 ° (preferably 80 ° to 100 °) in the direction of the motor center. The resin is injected through the gate. Since the gate positions are arranged at intervals of 90 ° as shown in the figure, the sprue and runner serving as the resin flow path can be miniaturized, the recycled material usage ratio is low, and the magnet and The runner strength does not drop significantly. In addition, the performance of the magnet is unlikely to deteriorate. Moreover, since the use of the magnet material can be reduced, the cost can be reduced at the same time. Further, an adhesive is applied between the magnet and the motor case in the thick part of the magnet where the gate is disposed. Since the gate position is arranged in the thick part of the magnet, the remaining gate of the magnet can be bonded and fixed, and motor lock does not occur. By using such a magnet in a motor, it is possible to provide a quadrupole field small motor that has high production efficiency, is inexpensive, and has excellent durability, performance, and reliability.

図５は、マグネットの射出成形の別の例を説明する図である。図５において、それぞれコーナー部を有し、かつ、各コーナー部の間には平坦面を有している一体形成の４極磁極のマグネットに対して、マグネット成形のための２つのゲート位置は対称的に、即ち、４個のコーナー部頂部の内の相対する２個のコーナー部頂部に設けられるものの、２つのランナー或いはゲート径を非対称にしている。これによって、マグネット材を射出成形する量或いは時間を２つのゲート間で異ならせている。   FIG. 5 is a diagram for explaining another example of magnet injection molding. In FIG. 5, the two gate positions for forming the magnet are symmetrical with respect to the integrally formed four-pole magnetic magnet having a corner portion and a flat surface between the corner portions. In other words, the two runners or the gate diameters are asymmetrical although they are provided at the two opposite corners of the four corners. Thus, the amount or time for injection molding the magnet material is made different between the two gates.

図５（Ａ）は、２つのランナーの径及びゲート径を、一方を大きくし（大径ゲート）かつ他方を小さく（小径ゲート）している。２つのゲートからの樹脂注入量が異なる結果として、２つのウエルドラインはそれぞれ、小径ゲート位置に隣接する２つの平坦面側に、即ち、マグネットの最薄部もしくは近傍に形成することが可能となる。図示のようにゲートの位置を配置すれば、ランナを小型化出来るため再生材混入率（再生材投入量／成形する材料全体量(％））を、80%に低減することが出来た。また、ゲート残りが発生しても、マグネットの最厚部に位置するため接着固定ができるので、モータロック等の不具合が発生しない。マグネットの磁束密度が最大になる部分（最厚部）にウエルドラインが無いため、マグネット磁束の低下が起きない。   In FIG. 5A, the diameters and gate diameters of the two runners are made larger on one side (large diameter gate) and smaller on the other side (small diameter gate). As a result of the difference in the amount of resin injected from the two gates, the two weld lines can be formed on the two flat surface sides adjacent to the small-diameter gate position, that is, on the thinnest part of the magnet or in the vicinity thereof. . If the gate position is arranged as shown in the figure, the runner can be reduced in size, so that the recycled material mixing rate (recycled material input amount / total amount of material to be molded (%)) can be reduced to 80%. Even if the gate remains, since it is located at the thickest part of the magnet and can be bonded and fixed, problems such as motor lock do not occur. Since there is no weld line at the portion where the magnetic flux density of the magnet is maximized (the thickest portion), the magnetic flux does not decrease.

図５（Ｂ）は、相対する２個のコーナー部頂部に設けられる２つのゲートの内の一方を、スプルーから直接に注入する位置に設け、かつ、他方のゲートを、そこからランナーを引き回すことにより注入する位置に設ける。これによって、他方のゲートからの樹脂注入が時間的に遅れる結果として、２つのウエルドラインはそれぞれ、ランナーにより引き回した側のゲート位置に隣接する２つの平坦面側に形成することが可能となる。   FIG. 5 (B) shows that one of the two gates provided at the tops of the two opposite corners is provided at a position for direct injection from the sprue, and the other gate is used to route the runner therefrom. It is provided at the position for injection. As a result, the resin injection from the other gate is delayed in time, so that the two weld lines can be formed on the two flat surface sides adjacent to the gate position on the side drawn by the runner.

図５（Ｃ）及び（Ｄ）は、相対する２個のコーナー部頂部に設けられる２つのゲートまでのランナー長さを非対称にした例を示している。（Ｃ）はスプルーから２つのランナーへの分岐位置を、両ゲートの中央ではなく、一方のゲート側に近づけて設ける。（Ｄ）は分岐位置を両ゲートの中央に設けるものの、引き回すランナーの長さを異にしている。これによって、２つのゲートからの樹脂注入が時間的に異なる結果として、２つのウエルドラインはそれぞれ、時間的に遅れる側のゲート位置に隣接する２つの平坦面側に形成することが可能となる。
（比較例１）
図６は、４つのゲートを、４つのマグネットコーナー部のそれぞれの頂部に設けた例を示している。（Ａ）及び（Ｂ）は、互いに異なる方向から見たマグネットを示す図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は、互いに異なる方向から見た樹脂流路（スプルー、ランナー、サブランナー）を示す図である。なお、図中に示した凹部は、マグネットをモータケース内に圧入した後に流す接着剤が、回転子側に流れないように形成したものである。マグネットコーナー部の頂部から樹脂注入することによって、ウエルドラインは、マグネットの最薄部に位置することになり、マグネット磁束に対する影響は小さくなる。しかし、スプルーから分岐した２本のランナー、さらにはそれぞれのランナーから分岐した全部で４本のサブランナーを必要とする。このように、製品重量に対するランナー重量の比率が高いため、再生材混入率（再生材投入量／成形する材料全体量(％））は85％にもなってしまう。
（比較例２）
図７は、再生材の使用量を低減するため、考えられるゲート方式の１つである。４つのマグネット頂部の内の対向する２つの頂部に、２つのゲートを対向して設けた例である。しかし、この場合は、マグネットの磁束密度が最大値になる部分がウエルドラインとなるため、その部分で成形状態が悪く、最もマグネットの磁束を有効活用したい部分で磁束密度が下がるので、モータ磁束の低下、回転変動、トルク変動が発生する。
（比較例３）
図８は、マグネットの薄肉部に対向して２つのゲートを配置した例を示す。この場合、ウエルドラインを、マグネットの磁束密度が最小値になる部分に持ってくることができ、かつ、ランナーに使用するマグネット材料を比較的に低減出来るため、再生材混入率を72％に抑える事が出来た。しかし、マグネットがランナーと連結されていた部分には、生産上ゲート残りが必ず発生する。 FIGS. 5C and 5D show an example in which runner lengths up to two gates provided at the tops of two opposing corner portions are asymmetric. In (C), the branch position from the sprue to the two runners is provided close to one gate side, not the center of both gates. In (D), although the branch position is provided at the center of both gates, the runners to be routed have different lengths. Accordingly, as a result of resin injection from the two gates being different in time, the two weld lines can be formed on the two flat surface sides adjacent to the gate position on the side delayed in time.
(Comparative Example 1)
FIG. 6 shows an example in which four gates are provided at the tops of the four magnet corner portions. (A) And (B) is a figure which shows the magnet seen from a mutually different direction, (C) and (D) show the resin flow paths (sprue, runner, subrunner) seen from a mutually different direction. FIG. The recesses shown in the figure are formed so that the adhesive that flows after the magnet is pressed into the motor case does not flow to the rotor side. By injecting resin from the top of the magnet corner portion, the weld line is positioned at the thinnest portion of the magnet, and the influence on the magnet magnetic flux is reduced. However, two runners branched from the sprue and a total of four sub-runners branched from the respective runners are required. Thus, since the ratio of the runner weight to the product weight is high, the recycled material mixing ratio (the recycled material input amount / the total amount of material to be molded (%)) is as high as 85%.
(Comparative Example 2)
FIG. 7 shows one possible gate system for reducing the amount of recycled material used. This is an example in which two gates are provided opposite to each other on two opposing tops of four magnet tops. However, in this case, the portion where the magnetic flux density of the magnet reaches the maximum value is a weld line, so that the molding state is poor at that portion, and the magnetic flux density decreases at the portion where the magnetic flux of the magnet is most effectively used. Decrease, rotation fluctuation, torque fluctuation occurs.
(Comparative Example 3)
FIG. 8 shows an example in which two gates are arranged facing the thin part of the magnet. In this case, the weld line can be brought to the part where the magnetic flux density of the magnet becomes the minimum value, and the magnet material used for the runner can be relatively reduced, so that the recycled material mixing rate is suppressed to 72%. I was able to do it. However, in the part where the magnet is connected to the runner, there is always a gate residue in production.

図９は、ゲート残りを説明する図であり、モータ断面図（Ａ）と、図中に円で示した薄肉部を拡大して示す図（Ｂ）である。このように、マグネットの薄肉部にゲートを設けると、ゲート残りが発生することになる。このゲート残りが、マグネットの回転子側内部に入り込み、モータが停止するという不具合があるため、別工程で取り除くか、或いは接着剤で止める等の対策を行う必要がある。しかし、工程上取り除くためには、追加の工数が発生し、また、接着剤で止めるためには、接着したい箇所がマグネットの薄肉部であるためスペースが狭くマグネット内径に接着剤が流れるおそれがある。但し、図４に示したように、ゲート残りが、マグネット頂部の厚肉部に形成されるときは、マグネットをモータケース内に圧入した後に用いる接着剤で止めることが可能となる。   FIG. 9 is a diagram for explaining the remaining gate, and is a motor cross-sectional view (A) and an enlarged view (B) showing a thin portion indicated by a circle in the drawing. Thus, if a gate is provided in the thin part of a magnet, the gate remainder will generate | occur | produce. Since the remaining gate enters the rotor side of the magnet and the motor stops, it is necessary to take measures such as removing it in a separate process or stopping with an adhesive. However, in order to remove in the process, additional man-hours are generated, and in order to stop with an adhesive, since the portion to be bonded is a thin part of the magnet, the space may be narrow and the adhesive may flow to the inner diameter of the magnet. . However, as shown in FIG. 4, when the remaining gate is formed on the thick part of the top of the magnet, it can be stopped with an adhesive used after the magnet is press-fitted into the motor case.

図１０は、再生材混入比率に２０％程度の差がある場合（混入比率５０％と７０％）のマグネットＭｇの特性を示すグラフである。グラフ横軸は、再生回数を示し、縦軸は、保持力iHc、bHc、及び曲げ強度を示している。再生回数の増加につれて、いずれの特性も、再生材混入率が２０％高い方が、大きく低下することが分かる。   FIG. 10 is a graph showing the characteristics of the magnet Mg when there is a difference of about 20% in the recycled material mixing ratio (mixing ratio 50% and 70%). The horizontal axis of the graph indicates the number of reproductions, and the vertical axis indicates the holding forces iHc, bHc, and bending strength. It can be seen that as the number of times of regeneration increases, all of the characteristics greatly decrease when the recycled material mixing rate is 20% higher.

このように、再生材混入率を下げることにより、再生を繰り返しても、材料の特性が下がり難くなる。保持力低下抑制によって、モータの性能が向上し、また、材料強度低下抑制によって、マグネット成形時にランナーが頻繁に折れ、生産効率が下がることを防止出来る。これによって、マグネット製品単体の強度が上がり、外部からの衝撃等に強くなる。   As described above, by reducing the mixing ratio of the recycled material, the characteristics of the material are hardly lowered even if the regeneration is repeated. By suppressing the holding force decrease, the performance of the motor is improved, and by suppressing the material strength decrease, it is possible to prevent the runner from being frequently broken at the time of magnet molding, thereby reducing the production efficiency. As a result, the strength of the magnet product alone is increased and it is strong against external impacts and the like.

本発明を具体化する四角形状外形の小型モータの構成を示す一部縦断面図である。It is a partial longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the small motor of the quadrangle-shaped external shape which embodies this invention. 図１に示したモータのケース蓋を取り除いた状態で、整流子側から見た側面図である。It is the side view seen from the commutator side in the state which removed the case cover of the motor shown in FIG. モータケース及びマグネットそれぞれ単独の側面図である。It is a side view of a motor case and a magnet each independently. マグネットの射出成形の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of injection molding of a magnet. マグネットの射出成形の別の例を説明する図である。It is a figure explaining another example of the injection molding of a magnet. ゲートを４つのマグネットコーナー部のそれぞれの頂部に設けた例を示す図である（比較例１）。It is a figure which shows the example which provided the gate in each top part of four magnet corner parts (comparative example 1). 再生材の使用量を低減するため、考えられるゲート方式を示す図である（比較例２）。It is a figure which shows the possible gate system in order to reduce the usage-amount of a recycled material (comparative example 2). マグネットの薄肉部にゲートを配置した例を示す図である（比較例３）。It is a figure which shows the example which has arrange | positioned the gate to the thin part of the magnet (comparative example 3). ゲート残りを説明する図である。It is a figure explaining the gate remainder. 再生材混入比率に２０％程度の差がある場合のマグネットＭｇの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of magnet Mg in case there exists a difference of about 20% in a recycled material mixing ratio. ゲートを円環状マグネットの１８０°の対向位置に２点設けた従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example which provided the gate in the 180 degree opposing position of the annular magnet. 図１１とは異なるゲートを設けた別の従来例を示す図である。It is a figure which shows another prior art example which provided the gate different from FIG. 特許文献５に記載の四角形状モータの断面図である。10 is a cross-sectional view of a rectangular motor described in Patent Document 5. FIG.

Claims (9)

モータのモータケースの内周面に取着されて用いられる多極の界磁マグネットにおいて、
前記モータケースはその側面を、複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合して形成し、
前記界磁マグネットは、内周が回転子外径よりもわずかに大きな内径の円周面で、外周が複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合した形状からなり、
前記界磁マグネットは、モータケース側面部に対応する位置で薄肉にする一方、モータケースコーナー部に対応する位置で厚肉にし、かつ、複数のモータケースコーナー部の内の複数のコーナー部に、マグネット材を射出成形するための複数のゲートを設けて、複数のウエルドラインのそれぞれを薄肉部分に形成したことから成る多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 In the multi-pole field magnet used by being attached to the inner peripheral surface of the motor case of the motor,
The side surface of the motor case is formed by continuously combining a plurality of flat side surface portions and the same number of corner portions located at corner portions between the side surface portions,
The field magnet has a circumferential surface whose inner circumference is slightly larger than the outer diameter of the rotor and whose outer circumference has a plurality of flat side portions and the same number of corner portions located at corners between the side portions. Consists of continuously joined shapes,
The field magnet is thin at a position corresponding to the side surface of the motor case, while being thick at a position corresponding to the motor case corner, and at a plurality of corners of the plurality of motor case corners, A field magnet for use in a multi-pole field motor comprising a plurality of gates for injection molding of a magnet material and each of a plurality of weld lines formed in a thin portion. 前記複数のゲートは、複数のモータケースコーナー部の内の隣接する２つのコーナー部に設けた請求項１に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The field magnet used for the multipole field motor according to claim 1, wherein the plurality of gates are provided at two adjacent corner portions of the plurality of motor case corner portions. 前記マグネット材が、プラスチックコンパウンドである請求項１に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The field magnet used for the multipole field motor according to claim 1, wherein the magnet material is a plastic compound. 前記マグネット材が、最終的に２本のランナーから製品金型に射出されて成形される請求項１に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The field magnet used for the multi-pole field motor according to claim 1, wherein the magnet material is finally injected and molded from two runners into a product mold. 前記ゲートが配置されている前記マグネットのコーナー部において、前記マグネットと前記モータケースの間に接着剤を塗布することにより、マグネットのゲート残りを接着固定した請求項１に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The multipolar field motor according to claim 1, wherein an adhesive is applied between the magnet and the motor case at a corner portion of the magnet in which the gate is disposed, thereby bonding and fixing the remaining gate of the magnet. Field magnets used in 複数のウエルドラインが、２つの前記ゲートから略等距離の位置にある２つのマグネット側面部の薄肉部において対向配置される請求項２に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The field magnet used for the multipole field motor according to claim 2, wherein a plurality of weld lines are arranged to face each other at a thin portion of two magnet side surfaces located at substantially equal distances from the two gates. モータシャフト中心を中心とした２つの前記ゲートのなす角度がおおよそ９０°である請求項２に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The field magnet used for the multipole field motor according to claim 2, wherein an angle formed by the two gates around the motor shaft center is approximately 90 °. 前記複数のゲートは、複数あるモータケースコーナー部の内のモータシャフト中心を中心に相対する複数のコーナー部分に設け、かつ、マグネット材を射出成形する量或いは時間を複数のゲート間で異ならせた請求項１に記載の多極界磁モータに用いられる界磁マグネット。 The plurality of gates are provided at a plurality of corner portions facing the center of the motor shaft among a plurality of motor case corner portions, and the amount or time for injection molding of the magnet material is varied among the plurality of gates. A field magnet used for the multipole field motor according to claim 1. モータのモータケースの内周面に取着されて用いられる多極の界磁マグネットの製造方法において、
前記モータケースはその側面を、複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合して形成し、
前記界磁マグネットは、内周が回転子外径よりもわずかに大きな内径の円周面で、外周が複数の平坦な側面部とこの側面部間の角部に位置する同数のコーナー部とを連続的に結合した形状にし、
前記界磁マグネットは、モータケース側面部に対応する位置で薄肉にする一方、モータケースコーナー部に対応する位置で厚肉にし、かつ、複数のモータケースコーナー部の内の複数のコーナー部に、マグネット材を射出成形するための複数のゲートを設けて、複数のウエルドラインのそれぞれを薄肉部分に形成したことから成る多極界磁モータに用いられる界磁マグネットの製造方法。
In the manufacturing method of the multipole field magnet used by being attached to the inner peripheral surface of the motor case of the motor,
The side surface of the motor case is formed by continuously combining a plurality of flat side surface portions and the same number of corner portions located at corner portions between the side surface portions,
The field magnet has a circumferential surface whose inner circumference is slightly larger than the outer diameter of the rotor and whose outer circumference has a plurality of flat side portions and the same number of corner portions located at corners between the side portions. In a continuously joined shape,
The field magnet is thin at a position corresponding to the side surface of the motor case, while being thick at a position corresponding to the motor case corner, and at a plurality of corners of the plurality of motor case corners, A method of manufacturing a field magnet for use in a multi-pole field motor comprising a plurality of gates for injection molding of a magnet material and each of a plurality of weld lines formed in a thin portion.

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