複合磁石構造体
【課題】平坦度などの寸法精度が高く、しかも良好な磁気特性を有し、強度のバラツキが少なく、製造コストが安価な複合磁石構造体を提供すること。
【解決手段】複合磁石構造体は、少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、磁石片の主側面を露出させた状態で、稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する。
【解決手段】複合磁石構造体は、少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、磁石片の主側面を露出させた状態で、稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合磁石構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば各種モータ等の応用製品においては、磁石を組み込んだモータが主流であり、これまで磁石を単体でアッセンブリすることが行われている。近年、モータ等の磁石利用製品では精密化や高特性化が著しく進んでおり、より高特性な磁石が要求されている。一方で、磁石が大型化すると渦電流による発熱や損失等が問題となり、その対策が望まれている。
【０００３】
このような状況から、磁石を複数の小さな磁石に分割し、それらをまとめて取り扱う形態が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。特許文献１に示す技術では、接着剤で磁石片を一体化して複合磁石構造体を形成している。また、特許文献２に示す技術では、接着シートで磁石片を一体化して複合磁石構造体を形成している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１または２に示す技術では、接着剤または接着シートを介して磁石片を接着するために、磁石片の表面処理によっては、使用可能な接着剤または接着シートの種類が限定される等の課題がある。特に、磁石片の表面処理としてＮｉめっきが行われている場合には、接着面の洗浄度などが影響して、接着強度にバラツキが生じるおそれもある。
【０００５】
また、これらの従来技術では、接着剤または接着シートの管理など自動化が難しく、製造コストが嵩むという課題を有する。また、接着精度が悪く、磁石片相互の位置合わせが難しく、複合磁石構造体の平面度などの寸法精度が悪くなるという課題もある。寸法精度が悪くなると、所定の取付位置に複合磁石構造体を取り付けることが困難になる。
【０００６】
なお、プラスチック板などの基体に複数の磁石片を接着などで取り付けることにより、複合磁石構造体を作成することも提案されている（特許文献３）。この構造では、磁石片の位置決めが容易であり、平面度などの寸法精度が向上するが、磁石片の表面にプラスチック板などが配置されるために、磁気特性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５３０４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６４０８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２６６２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、平面度などの寸法精度が高く、しかも良好な磁気特性を有し、強度のバラツキが少なく、製造コストが安価な複合磁石構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る複合磁石構造体は、
少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、
前記磁石片の主側面の一部を露出させた状態で、前記稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する。
【００１０】
本発明では、稜線加工部に沿って樹脂枠が配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して複合磁石構造体が構成されている。稜線加工部は、たとえば面取り加工などにより形成される部分であり、稜線加工前の磁石片から除去された空間部分である。
【００１１】
本発明では、この除去された空間部分を利用して、たとえば射出成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂枠を形成することができる。磁石片の主側面を、射出成形用金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片を、金型のキャビティの内部で相互に接触させて配置すれば、磁石片相互の位置合わせが自己整合的に行われると共に、稜線加工部に対応する樹脂流路も自動的に形成される。その状態で射出成形（インサート成形とも言う）を行えば、稜線加工部に沿って樹脂枠が一体成形され、磁石片の主側面を露出させた状態で、樹脂枠により磁石片相互を一体化することが可能になる。
【００１２】
このため、本発明の複合磁石構造体では、各磁石片の主側面が相互に自己整合的に位置合わせされているために、平面度などの寸法精度が向上する。また、各磁石片の主側面が露出しているために、良好な磁気特性を有する。さらに、樹脂枠自体には接着力が無くとも、磁石片の稜線加工部に沿って樹脂枠が形成されることで、磁石片相互を一定の強度で保持することが可能となり、接着剤による一体化に比較して強度のバラツキが少ない。さらにまた、射出成形などにより樹脂枠を一体成形することが可能なので、多量生産が容易であり、製造コストも安価である。
【００１３】
さらに本発明では、複数の磁石片が一体化されて大面積の主側面を形成することができるため、磁気特性に優れていると共に、渦電流による弊害が少ない。好ましくは、主側面が磁極面である。
【００１４】
前記稜線加工部は、たとえば面取り加工、あるいは、稜線加工時の削除部分の断面形状が四角形状である稜線加工により形成される。面取り加工としては、角部を断面三角状に除去して加工する通常のＣ面取り加工のみでなく、Ｒ面取り加工、あるいはその他の形状に除去して面取りを行う加工も含む。Ｒ面取り加工は、角部に丸みを持たせる加工である。
【００１５】
好ましくは、前記樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有し、
前記第１連結部は、２以上の磁石片にまたがって配置され、
前記第２連結部は、２以上の前記第１連結部を相互に連結するように配置されている。樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有することで、一体化された磁石片の相互を連結する樹脂枠が、構造的に強くなり、複合磁石構造体の強度が向上する。
【００１６】
前記複合磁石構造体は直方体形状であって、前記複合磁石構造体の長辺方向に第１連結部を有していても良い。あるいは、前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の短辺方向に第１連結部を有しても良い。複合磁石構造体が用いられる用途に応じて、適宜変更することができる。
【００１７】
少なくとも一つの前記磁石片が他の前記磁石片と磁気特性が異なっていても良い。一体化される全ての磁石片の磁気特性が同じであっても良いが、用途によっては、異ならしめても良い。たとえば複合磁石構造体の中心部分と端部分とで、磁気特性を異ならせたい場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す複合磁石構造体のIIａ−IIａ線に沿う断面図、図２（ｂ）は、図１に示す複合磁石構造体のIIｂ−IIｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１に示す複合磁石構造体のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は、図１〜図３に示す複合磁石構造体を構成する磁石片の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、図４に示す磁石片の稜線加工部を示す概略図、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、稜線加工部の変形例を示す概略図である。
【図６】図６は、図１〜図３に示す複合磁石構造体を製造するために、図４に示す磁石片を金型のキャビティ（図示省略）内に配列した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す複合磁石構造体のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、図７に示す複合磁石構造体のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、図７に示す複合磁石構造体の枠体を除いた磁石片の配列を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２０】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る複合磁石構造体２は、２以上の磁石片４が樹脂枠１０により一体化されて固定されている。複合磁石構造体２の形状に特に制限はないが、たとえば図示するような平板状の直方体形状である。
【００２１】
複合磁石構造体２を構成する磁石片４は、複合磁石構造体２を長手方向に沿って複数（たとえば４つ）に分割する平板状の直方体形状である。本実施形態では、たとえば図４に示すように、各磁石片４は、厚み方向に相互に向き合う比較的大面積の２つの主側面４ａと、長手方向に相互に向き合う２つの端面４ｂと、幅方向に相互に向き合う２つの副側面４ｃと、を有する。
【００２２】
各磁石片４の長さＬ０、幅Ｗ０および厚みＴ０は、特に限定されないが、たとえばＬ０＝８〜４０ｍｍ、Ｗ０＝４〜４０ｍｍ、Ｔ０＝３〜１５ｍｍである。本実施形態では、各磁石片４の長手方向をＸ軸とし、幅方向をＺ軸とし、厚み方向をＹ軸とし、これらは相互に垂直となる。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態では、各磁石片４において、主側面４ａと副側面４ｂとの角部（辺または稜線／以下同様）、主側面４ａと端面４ｂとの角部、および副側面４ｃと端面４ｂとの角部の全ての角部において、稜線加工処理がなされ、稜線加工部２０が形成してある。すなわち、本実施形態に係る磁石片４は、全ての辺が、辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部２０を有する。
【００２４】
図示する例では、稜線加工部２０は、図５（ａ）に示すように、稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように、加工寸法αで面取り加工処理がなされている。ただし、本発明では、図５（ｂ）に示すように、加工による削除断面が四角形状になるように、加工寸法αで稜線加工処理がなされていても良いし、図５（ｃ）に示すように、曲率半径（加工寸法）αを有するようにＲ加工処理されていても良い。
【００２５】
加工による削除断面が三角形状になる面取り加工は、たとえば切削加工、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。Ｒ加工は、角部に丸みを持たせる加工であり、たとえばバレル研磨、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。加工による削除断面が四角形状になる稜線加工処理は、たとえば切削加工、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。
【００２６】
稜線加工処理における加工寸法αは、特に限定されないが、好ましくは０．８〜７．５ｍｍであり、磁石片４の最小長さ（厚みＴ０）に対する比（α／Ｔ０）と表した場合には、好ましくは０．１〜０．５である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る樹脂枠１０は、磁石片４の稜線加工部２０に沿って配置されることにより、２以上の磁石片を一体化して固定し、Ｚ軸方向に沿って細長い板状の複合磁石構造体２を構成している。この実施形態では、各磁石片４の幅方向Ｚが構造体２の長手方向と一致するように構成してある。
【００２８】
図１に示すように、樹脂枠１０は、第１連結部１０ａと第２連結部１０ｂとを有する。第１連結部１０ａは、Ｚ軸方向に形成された稜線加工部２０（図６参照）に沿って、２以上の磁石片４にまたがって配置される。本実施形態では、第１連結部１０ｂは、図２（Ａ）に示すように、磁石片４の端面４ｂを覆うように形成してあり、そのＸ軸方向の外側には、第１連結部１０ａと補強部１０ｃが一体的に形成してある。
【００２９】
補強部１０ｃは、図１に示すように、第１連結部１０ａからＸ軸方向に突出し、Ｚ軸方向に沿って連続して形成される。補強部１０ｃは、複合磁石構造体２のＸ軸方向の両側に形成されるが、いずれか一方でも良く、あるいは、補強部１０cは、必ずしも設けなくとも良い。
【００３０】
図１に示す第２連結部１０ｂは、図６に示す磁石片４にＸ軸方向に沿って形成された稜線加工部２０に沿って形成される。図１に示すように、第２連結部１０ｂは、第１連結部１０ａの相互間を連結するように、Ｘ軸方向に伸びており、各磁石片の主側面４ａと、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃとが露出するようになっており、磁石片４のその他の部分は、樹脂枠１０により被覆されるようになっている。樹脂枠１０の厚みは、第２連結部１０ｂでは、図５に示す稜線加工部２０の加工寸法に対応し、第１連結部１０ａでは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、自由に設定することができる。
【００３１】
＜磁石片＞
本実施形態に用いられる磁石片４の構成材料は特に限定されず、例えば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の組成が挙げられる。磁石片の組成をＲ−Ｆｅ−Ｂ系のものとすることで、優れた磁石特性が得られる他、後述する保護層の形成による耐食性向上効果がより良好に得られる。
【００３２】
磁石片４には、各々保護層が形成されていてもよい。保護層が樹脂層である場合、樹脂の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂からなる層または熱可塑性樹脂からなる層の両方が適用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシメラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、エポキシシリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、アクリル酸、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物を原料とするビニル樹脂が挙げられる。
【００３３】
また、保護層が金属層である場合には、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ａｌ又はこれらからなる複数の層を組み合わせたものが例示できる。
【００３４】
さらに、保護層が無機層である場合には、アルカリ珪酸塩、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 等の酸化物、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の窒化物等からなるものが挙げられる。
【００３５】
＜樹脂枠＞
樹脂枠１０を構成する樹脂の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂からなる層または熱可塑性樹脂からなる層の両方が適用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシメラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、エポキシシリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル樹脂、アクリル酸、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物を原料とするビニル樹脂が挙げられる。本実施形態の複合磁石構造体に用いられる樹脂枠としては、中でもナイロン、ポリエステル樹脂、ポリブチレンテフタレート、ポリフェニレンサルファイドが好ましい。これらの樹脂は、狭い隙間に対しても射出成形が容易であり、または耐熱性に優れる。ナイロンとポリエステル樹脂は流動性が良く狭い隙間に射出成形が容易で、ポリブチレンテフタレートとポリフェニレンサルファイドは耐熱性に優れる。
【００３６】
＜複合磁石構造体の製造方法＞
以下では、本実施形態に係る複合磁石構造体の製造方法を説明する。
まず、同一サイズの直方体形状の磁石片を複数個準備し、前記磁石片の角部に、角部の稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように面取り加工を行い、稜線加工部２０を形成する。
【００３７】
次いで、各磁石片４に、必要に応じて保護層を形成する。保護層が樹脂層の場合は、上述した樹脂を溶剤に溶解して塗布液を調整し、これをディップコート法、ディップスピンコート法、スプレーコート法等により磁石片の表面に塗布した後、焼き付けたり乾燥させたりすることで形成することができる。また、樹脂層を形成するためのモノマーを気化させて磁石片表面に蒸着すると同時に重合させる、いわゆる重合蒸着法によっても、樹脂層の形成が可能である。あるいは、電着塗装でも樹脂層の形成が可能である。
【００３８】
保護層が金属層の場合には、磁石片に対して電気めっき、無電解めっき等を施すことにより形成することができる。その他、イオンプレーティング法、スパッタ法、蒸着法等の気相法も適用できる。
【００３９】
さらに、保護層が無機層の場合には、水ガラス等のアルカリ珪酸塩溶液や金属アルコキシド溶液を磁石片の表面に塗布した後、焼き付けや乾燥等を行うことで形成することができるほか、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法や酸化、窒化、化成処理による表面改質法を用いても形成することができる。
【００４０】
次いで、樹脂枠１０を成形するための金型を準備する。金型は、第１金型と第２金型とからなり、前記第１金型と前記第２金型とを分割面で組み合わせることにより、内部にキャビティが形成される。
【００４１】
図示省略してある射出成形用金型のキャビティ内に、図４に示す磁石片４を、図６に示すように、各磁石片４の副側面４ｃが相互に当接するようにして、各磁石片４の幅方向Ｚに沿って一列に並べて配置する。
【００４２】
金型のキャビティ内では、磁石片４の主側面４ａは、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４は、副側面４ｃ同士が接触して配置してあり、かつ、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃも、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置される。各磁石片４の端面４ｂは、金型のキャビティ内壁面に対して所定の隙間で配置される。
【００４３】
金型のキャビティ内における各磁石片４のＸ軸方向の位置合わせは、たとえば所定厚みでキャビティ内流路を確保できる形状を持つ複数のスペーサを端面４ｂとキャビティ内壁面との間に配置すれば良い。スペーサは、射出成形される樹脂と同じ樹脂で構成されても良く、その他の樹脂、あるいはその他の材料で構成されて良く、射出成形される樹脂と一体化される。
【００４４】
図６に示す状態で、磁石片４の端面４ｂ方向（Ｘ軸方向）から樹脂を注入して射出成形すれば、樹脂は、キャビティ内壁面と稜線加工部２０との間の隙間を通して流れて硬化し、図１〜図３に示す樹脂枠１０が形成される。
【００４５】
本実施形態では、稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が配置されることにより２以上の磁石片４を一体化して複合磁石構造体２が構成されている。稜線加工部２０は、面取り加工またはＲ加工により形成される部分であり、稜線加工前の磁石片４から除去された空間部分である。
【００４６】
本実施形態では、この除去された空間部分を利用して、射出成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂枠１０を形成することができる。磁石片４の主側面４ａを、射出成形用金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４を、金型のキャビティの内部で相互に接触させて配置すれば、磁石片４相互の位置合わせが自己整合的に行われると共に、稜線加工部２０に対応する樹脂流路も自動的に形成される。その状態で射出成形（インサート成形とも言う）を行えば、稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が一体成形され、磁石片４の主側面４ａを露出させた状態で、樹脂枠１０により磁石片４相互を一体化することが可能になる。
【００４７】
このため、本実施形態の複合磁石構造体２では、各磁石片４の主側面４ａが相互に自己整合的に位置合わせされているために、平面度などの寸法精度が向上する。また、各磁石片４の主側面４ａが露出しているために、良好な磁気特性を有する。さらに、樹脂枠１０自体には接着力が無くとも、磁石片４の稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が形成されることで、磁石片４相互を一定の強度で保持することが可能となり、接着剤による一体化に比較して強度のバラツキが少ない。さらにまた、射出成形などにより樹脂枠１０を一体成形することが可能なので、多量生産が容易であり、製造コストも安価である。
【００４８】
さらに本実施形態では、複数の磁石片４が一体化されて大面積の主側面４ａを形成することができるため、磁気特性に優れていると共に、渦電流による弊害が少ない。
【００４９】
また本実施形態では、樹脂枠１０が第１連結部１０ａと第２連結部１０ｂとを有することで、一体化された磁石片４の相互を連結する樹脂枠１０が、構造的に強くなり、複合磁石構造体２の強度が向上する。
【００５０】
第２実施形態
図７〜図１０に示すように、本発明の第２実施形態に係る複合磁石構造体２Ａは、図１〜図６に示す第１実施形態に係る複合磁石構造体２に比較して、磁石片４Ａ１および４Ａ２に形成してある稜線加工部２０の形成位置が異なり、結果として得られる樹脂枠１０Ａの構造が異なる。それ以外の第２実施形態に係る複合磁石構造体２Ａの構成および作用効果は、第１実施形態に係る複合磁石構造体２と同様なので、重複する説明は省略する。
【００５１】
図７〜図１０に示すように、本実施形態では、Ｚ軸方向の両端部に配置される磁石片４Ａ１と、それらの中間に配置される磁石片４Ａ２とは、稜線加工部２０の形成位置が異なる。すなわち、磁石片４Ａ１では、一方の副側面４ｃにのみ稜線加工部２０が形成され、他方の副側面４ｃには、稜線加工部２０が形成されない。磁石片４Ａ１の両端面４ｂには、稜線加工部２０が形成してある。また、磁石片４Ａ２では、双方の副側面４ｃには、稜線加工部２０が形成されず、両端面４ｂにのみ、稜線加工部２０が形成してある。
【００５２】
そのため、図７に示すように、磁石片４Ａ１と磁石片４Ａ２との間には、第２連結部１０ｂが形成されず、磁石片４の主側面４ａの露出面積が増大する。磁石片の主側面４ａは、磁極面となる部分であり、その面積を広くすることで、磁気特性が向上する。
【００５３】
第３実施形態
図１１に示すように、本発明の第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂは、図１〜図６に示す第１実施形態に係る複合磁石構造体２に比較して、磁石片４Ｂ１および４Ｂ２のサイズが異なり、しかも、磁石片４Ｂ１と磁石片４Ｂ２とでは、磁気特性が異なる。さらに、第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂは、図１に示す補強部１０ｃが形成されていない樹脂枠１０Ｂを有する。
【００５４】
この第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂでは、第１実施形態に係る複合磁石構造体２とは異なり、各磁石片４の長手方向Ｘが、複合磁石構造体２ｂの長手方向に一致し、複合磁石構造体２Ｂの短辺方向に第１連結部１０ａが形成してある。また、複合磁石構造体２Ｂの長辺方向に第２連結部１０ｂが形成してある。
【００５５】
しかも、本実施形態の複合磁石構造体２ｂでは、Ｚ軸方向の端部に位置する磁石片４の副側面４ｃが露出すると共に、Ｘ軸方向の端部に位置する磁石片４の端面４ｂが露出している。上述した以外の第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂの構成および作用効果は、第１実施形態に係る複合磁石構造体２と同様なので、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、磁石片４Ｂ１が他の磁石片４Ｂ２と磁気特性が異なっている。本実施形態では、複合磁石構造体２Ｂの中心部分と端部分とで、保磁力や飽和磁束密度などの磁気特性を異ならせたい場合には有効である。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、複合磁石構造体を構成する磁石片の形状や個数は、図示する例に限らず、種々に改変することができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００５９】
実施例１
まず、図４に示す寸法Ｌ０×Ｗ０×Ｔ０＝２４ｍｍ×１８ｍｍ×８ｍｍの同一サイズの直方体形状の磁石片４を、各試料１〜６毎に４個×１０サンプル数で準備し、磁石片４の角部に、角部の稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように面取り加工を行い、稜線加工部２０を形成した。面取り時の加工寸法αを表１に示す。なお、表１において、面取り方法の記号Ｃは、図５（ａ）に示す削除断面が三角形状になる面取り加工を意味し、記号□は、図５（ｂ）に示す削除断面が四角形状になる稜線加工を意味し、記号Ｒは、図５（ｃ）に示すＲ加工である。
【００６０】
次いで、各磁石片４に、必要に応じて保護層を形成した。保護層、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の場合は、樹脂を溶剤に溶解して塗布液を調整し、これをディップコート法により磁石片４の表面に塗布した後、乾燥させて形成した。保護層がＮｉ金属層の場合には、磁石片４に対して電気めっきにより形成した。
【００６１】
次いで、樹脂枠１０を成形するための金型を準備した。図示省略してある金型のキャビティ内に、図４に示す磁石片４を、図６に示すように、各磁石片４の副側面４ｃが相互に当接するようにして、各磁石片４の幅方向Ｚに沿って一列に並べて配置した。
【００６２】
金型のキャビティ内では、磁石片４の主側面４ａは、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４は、副側面４ｃ同士が接触して配置してあり、かつ、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃも、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置した。各磁石片４の端面４ｂは、金型のキャビティ内壁面に対して所定の隙間で配置した。
【００６３】
金型のキャビティ内における各磁石片４のＸ軸方向の位置合わせは、複数のスペーサを端面４ｂとキャビティ内壁面との間に配置することにより行った。図６に示す状態で、磁石片４の端面４ｂ方向（Ｘ軸方向）から樹脂を注入して射出成形を行った。樹脂は、キャビティ内壁面と稜線加工部２０との間の隙間を通して流れて硬化し、図１〜図３に示す樹脂枠１０が形成された。
成形された複合磁石構造体２（図１参照）について、磁極面である主側面４ａの平面度と、Ｘ軸方向の端面の平面度と、強度のバラツキと、磁気特性とを測定した。平面度の測定は、複合磁石構造体２の主側面４ａまたは補強部１０ｃの側面について、デジマチックインジケータ（型番ID-C1012X(B)、株式会社ミツトヨ製）を用いて位置ズレを測定し、その位置ズレの差が最も大きい値（単位ｍｍ）を表１に示した。平面度は、０．０３以下を良好とする。
【００６４】
また、強度のバラツキは、複合磁石構造体２の３点曲げ試験（ＪＩＳ Ｒ １６０１）を行い、その強度のバラツキを、最大値から最小値を引いた値を平均値で割った値で示した。各試料についてのサンプル数は１０である。強度のバラツキは、１．００以下を良好とする。
【００６５】
さらに、磁気特性は、複合磁石構造体一つ当たりのトータルフラックスを、フラックスメータ480型（LakeShore製）により測定し、稜線加工部が全く無い場合の磁石片の集合体の表面磁束を１００として％表記した。磁気特性は、９５％以上を良好とするが、面取りの方法によっては、９２％以上を良好とする場合がある。
【００６６】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００６７】
実施例２
磁石片４のサイズＬ０×Ｗ０×Ｔ０＝１８ｍｍ×１２ｍｍ×６ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、試料１０〜１５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００６８】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１３３〜０．３３３の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００６９】
実施例３
磁石片４の稜線加工部２０をＲ処理とした以外は、実施例１と同様にして、試料２０〜２５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７０】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが１〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１２５〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７１】
実施例４
磁石片４の稜線加工部２０を断面四角の面取り加工処理とした以外は、実施例１と同様にして、試料３０〜３５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７２】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。なお、本実施例では、磁気特性は、９２％以上を良好としている。目標とする磁気特性に応じて、面取り方法を選択しても良い。
【００７３】
実施例５
図７〜図９に示すように、磁石片４の稜線加工部２０を、一部のみに形成した以外は、実施例４と同様にして、試料４０〜４５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例４と同様な評価を行った。
【００７４】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７５】
実施例６
磁石片の表面処理を表１に示すように変化させると共に、面取りの加工寸法を１．５ｍｍと固定した以外は、実施例１と同様にして、試料５０〜５２を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７６】
結果を表１に示す。表１に示すように、表面処理の方法によらずに、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７７】
比較例１
磁石片に稜線加工処理を全く施さずに、しかも樹脂枠を形成すること無く、磁石片をエポキシ接着剤から成る接着剤で固定した以外は、実施例１と同様にして、試料６０〜６２を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７８】
結果を表１に示す。表１に示すように、接着剤による固定方法では、平面度および強度のバラツキの点で、実施例に比較して劣ることが確認された。
【００７９】
【表１】
【符号の説明】
【００８０】
２，２Ａ，２Ｂ… 複合磁石構造体
４、４Ａ１，４Ａ２，４Ｂ１，４Ｂ２… 磁石片
４ａ… 主側面
４ｂ… 端面
４ｃ… 副側面
１０，１０Ａ，１０Ｂ… 樹脂枠
１０ａ… 第１連結部
１０ｂ… 第２連結部
１０ｃ… 補強部
２０，２０ａ，２０ｃ… 稜線加工部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合磁石構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば各種モータ等の応用製品においては、磁石を組み込んだモータが主流であり、これまで磁石を単体でアッセンブリすることが行われている。近年、モータ等の磁石利用製品では精密化や高特性化が著しく進んでおり、より高特性な磁石が要求されている。一方で、磁石が大型化すると渦電流による発熱や損失等が問題となり、その対策が望まれている。
【０００３】
このような状況から、磁石を複数の小さな磁石に分割し、それらをまとめて取り扱う形態が提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照）。特許文献１に示す技術では、接着剤で磁石片を一体化して複合磁石構造体を形成している。また、特許文献２に示す技術では、接着シートで磁石片を一体化して複合磁石構造体を形成している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１または２に示す技術では、接着剤または接着シートを介して磁石片を接着するために、磁石片の表面処理によっては、使用可能な接着剤または接着シートの種類が限定される等の課題がある。特に、磁石片の表面処理としてＮｉめっきが行われている場合には、接着面の洗浄度などが影響して、接着強度にバラツキが生じるおそれもある。
【０００５】
また、これらの従来技術では、接着剤または接着シートの管理など自動化が難しく、製造コストが嵩むという課題を有する。また、接着精度が悪く、磁石片相互の位置合わせが難しく、複合磁石構造体の平面度などの寸法精度が悪くなるという課題もある。寸法精度が悪くなると、所定の取付位置に複合磁石構造体を取り付けることが困難になる。
【０００６】
なお、プラスチック板などの基体に複数の磁石片を接着などで取り付けることにより、複合磁石構造体を作成することも提案されている（特許文献３）。この構造では、磁石片の位置決めが容易であり、平面度などの寸法精度が向上するが、磁石片の表面にプラスチック板などが配置されるために、磁気特性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５３０４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６４０８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２６６２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、平面度などの寸法精度が高く、しかも良好な磁気特性を有し、強度のバラツキが少なく、製造コストが安価な複合磁石構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る複合磁石構造体は、
少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、
前記磁石片の主側面の一部を露出させた状態で、前記稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する。
【００１０】
本発明では、稜線加工部に沿って樹脂枠が配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して複合磁石構造体が構成されている。稜線加工部は、たとえば面取り加工などにより形成される部分であり、稜線加工前の磁石片から除去された空間部分である。
【００１１】
本発明では、この除去された空間部分を利用して、たとえば射出成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂枠を形成することができる。磁石片の主側面を、射出成形用金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片を、金型のキャビティの内部で相互に接触させて配置すれば、磁石片相互の位置合わせが自己整合的に行われると共に、稜線加工部に対応する樹脂流路も自動的に形成される。その状態で射出成形（インサート成形とも言う）を行えば、稜線加工部に沿って樹脂枠が一体成形され、磁石片の主側面を露出させた状態で、樹脂枠により磁石片相互を一体化することが可能になる。
【００１２】
このため、本発明の複合磁石構造体では、各磁石片の主側面が相互に自己整合的に位置合わせされているために、平面度などの寸法精度が向上する。また、各磁石片の主側面が露出しているために、良好な磁気特性を有する。さらに、樹脂枠自体には接着力が無くとも、磁石片の稜線加工部に沿って樹脂枠が形成されることで、磁石片相互を一定の強度で保持することが可能となり、接着剤による一体化に比較して強度のバラツキが少ない。さらにまた、射出成形などにより樹脂枠を一体成形することが可能なので、多量生産が容易であり、製造コストも安価である。
【００１３】
さらに本発明では、複数の磁石片が一体化されて大面積の主側面を形成することができるため、磁気特性に優れていると共に、渦電流による弊害が少ない。好ましくは、主側面が磁極面である。
【００１４】
前記稜線加工部は、たとえば面取り加工、あるいは、稜線加工時の削除部分の断面形状が四角形状である稜線加工により形成される。面取り加工としては、角部を断面三角状に除去して加工する通常のＣ面取り加工のみでなく、Ｒ面取り加工、あるいはその他の形状に除去して面取りを行う加工も含む。Ｒ面取り加工は、角部に丸みを持たせる加工である。
【００１５】
好ましくは、前記樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有し、
前記第１連結部は、２以上の磁石片にまたがって配置され、
前記第２連結部は、２以上の前記第１連結部を相互に連結するように配置されている。樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有することで、一体化された磁石片の相互を連結する樹脂枠が、構造的に強くなり、複合磁石構造体の強度が向上する。
【００１６】
前記複合磁石構造体は直方体形状であって、前記複合磁石構造体の長辺方向に第１連結部を有していても良い。あるいは、前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の短辺方向に第１連結部を有しても良い。複合磁石構造体が用いられる用途に応じて、適宜変更することができる。
【００１７】
少なくとも一つの前記磁石片が他の前記磁石片と磁気特性が異なっていても良い。一体化される全ての磁石片の磁気特性が同じであっても良いが、用途によっては、異ならしめても良い。たとえば複合磁石構造体の中心部分と端部分とで、磁気特性を異ならせたい場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す複合磁石構造体のIIａ−IIａ線に沿う断面図、図２（ｂ）は、図１に示す複合磁石構造体のIIｂ−IIｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１に示す複合磁石構造体のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は、図１〜図３に示す複合磁石構造体を構成する磁石片の斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、図４に示す磁石片の稜線加工部を示す概略図、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、稜線加工部の変形例を示す概略図である。
【図６】図６は、図１〜図３に示す複合磁石構造体を製造するために、図４に示す磁石片を金型のキャビティ（図示省略）内に配列した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す複合磁石構造体のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、図７に示す複合磁石構造体のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、図７に示す複合磁石構造体の枠体を除いた磁石片の配列を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明のさらに他の実施形態に係る複合磁石構造体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２０】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る複合磁石構造体２は、２以上の磁石片４が樹脂枠１０により一体化されて固定されている。複合磁石構造体２の形状に特に制限はないが、たとえば図示するような平板状の直方体形状である。
【００２１】
複合磁石構造体２を構成する磁石片４は、複合磁石構造体２を長手方向に沿って複数（たとえば４つ）に分割する平板状の直方体形状である。本実施形態では、たとえば図４に示すように、各磁石片４は、厚み方向に相互に向き合う比較的大面積の２つの主側面４ａと、長手方向に相互に向き合う２つの端面４ｂと、幅方向に相互に向き合う２つの副側面４ｃと、を有する。
【００２２】
各磁石片４の長さＬ０、幅Ｗ０および厚みＴ０は、特に限定されないが、たとえばＬ０＝８〜４０ｍｍ、Ｗ０＝４〜４０ｍｍ、Ｔ０＝３〜１５ｍｍである。本実施形態では、各磁石片４の長手方向をＸ軸とし、幅方向をＺ軸とし、厚み方向をＹ軸とし、これらは相互に垂直となる。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態では、各磁石片４において、主側面４ａと副側面４ｂとの角部（辺または稜線／以下同様）、主側面４ａと端面４ｂとの角部、および副側面４ｃと端面４ｂとの角部の全ての角部において、稜線加工処理がなされ、稜線加工部２０が形成してある。すなわち、本実施形態に係る磁石片４は、全ての辺が、辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部２０を有する。
【００２４】
図示する例では、稜線加工部２０は、図５（ａ）に示すように、稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように、加工寸法αで面取り加工処理がなされている。ただし、本発明では、図５（ｂ）に示すように、加工による削除断面が四角形状になるように、加工寸法αで稜線加工処理がなされていても良いし、図５（ｃ）に示すように、曲率半径（加工寸法）αを有するようにＲ加工処理されていても良い。
【００２５】
加工による削除断面が三角形状になる面取り加工は、たとえば切削加工、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。Ｒ加工は、角部に丸みを持たせる加工であり、たとえばバレル研磨、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。加工による削除断面が四角形状になる稜線加工処理は、たとえば切削加工、研削加工、研磨加工、放電加工などにより行われる。
【００２６】
稜線加工処理における加工寸法αは、特に限定されないが、好ましくは０．８〜７．５ｍｍであり、磁石片４の最小長さ（厚みＴ０）に対する比（α／Ｔ０）と表した場合には、好ましくは０．１〜０．５である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る樹脂枠１０は、磁石片４の稜線加工部２０に沿って配置されることにより、２以上の磁石片を一体化して固定し、Ｚ軸方向に沿って細長い板状の複合磁石構造体２を構成している。この実施形態では、各磁石片４の幅方向Ｚが構造体２の長手方向と一致するように構成してある。
【００２８】
図１に示すように、樹脂枠１０は、第１連結部１０ａと第２連結部１０ｂとを有する。第１連結部１０ａは、Ｚ軸方向に形成された稜線加工部２０（図６参照）に沿って、２以上の磁石片４にまたがって配置される。本実施形態では、第１連結部１０ｂは、図２（Ａ）に示すように、磁石片４の端面４ｂを覆うように形成してあり、そのＸ軸方向の外側には、第１連結部１０ａと補強部１０ｃが一体的に形成してある。
【００２９】
補強部１０ｃは、図１に示すように、第１連結部１０ａからＸ軸方向に突出し、Ｚ軸方向に沿って連続して形成される。補強部１０ｃは、複合磁石構造体２のＸ軸方向の両側に形成されるが、いずれか一方でも良く、あるいは、補強部１０cは、必ずしも設けなくとも良い。
【００３０】
図１に示す第２連結部１０ｂは、図６に示す磁石片４にＸ軸方向に沿って形成された稜線加工部２０に沿って形成される。図１に示すように、第２連結部１０ｂは、第１連結部１０ａの相互間を連結するように、Ｘ軸方向に伸びており、各磁石片の主側面４ａと、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃとが露出するようになっており、磁石片４のその他の部分は、樹脂枠１０により被覆されるようになっている。樹脂枠１０の厚みは、第２連結部１０ｂでは、図５に示す稜線加工部２０の加工寸法に対応し、第１連結部１０ａでは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、自由に設定することができる。
【００３１】
＜磁石片＞
本実施形態に用いられる磁石片４の構成材料は特に限定されず、例えば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の組成が挙げられる。磁石片の組成をＲ−Ｆｅ−Ｂ系のものとすることで、優れた磁石特性が得られる他、後述する保護層の形成による耐食性向上効果がより良好に得られる。
【００３２】
磁石片４には、各々保護層が形成されていてもよい。保護層が樹脂層である場合、樹脂の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂からなる層または熱可塑性樹脂からなる層の両方が適用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシメラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、エポキシシリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、アクリル酸、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物を原料とするビニル樹脂が挙げられる。
【００３３】
また、保護層が金属層である場合には、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ａｌ又はこれらからなる複数の層を組み合わせたものが例示できる。
【００３４】
さらに、保護層が無機層である場合には、アルカリ珪酸塩、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 等の酸化物、ＴｉＮ、ＡｌＮ等の窒化物等からなるものが挙げられる。
【００３５】
＜樹脂枠＞
樹脂枠１０を構成する樹脂の種類は特に限定されず、熱硬化性樹脂からなる層または熱可塑性樹脂からなる層の両方が適用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、エポキシメラミン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリ尿素樹脂、エポキシシリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリエステル樹脂、アクリル酸、エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物を原料とするビニル樹脂が挙げられる。本実施形態の複合磁石構造体に用いられる樹脂枠としては、中でもナイロン、ポリエステル樹脂、ポリブチレンテフタレート、ポリフェニレンサルファイドが好ましい。これらの樹脂は、狭い隙間に対しても射出成形が容易であり、または耐熱性に優れる。ナイロンとポリエステル樹脂は流動性が良く狭い隙間に射出成形が容易で、ポリブチレンテフタレートとポリフェニレンサルファイドは耐熱性に優れる。
【００３６】
＜複合磁石構造体の製造方法＞
以下では、本実施形態に係る複合磁石構造体の製造方法を説明する。
まず、同一サイズの直方体形状の磁石片を複数個準備し、前記磁石片の角部に、角部の稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように面取り加工を行い、稜線加工部２０を形成する。
【００３７】
次いで、各磁石片４に、必要に応じて保護層を形成する。保護層が樹脂層の場合は、上述した樹脂を溶剤に溶解して塗布液を調整し、これをディップコート法、ディップスピンコート法、スプレーコート法等により磁石片の表面に塗布した後、焼き付けたり乾燥させたりすることで形成することができる。また、樹脂層を形成するためのモノマーを気化させて磁石片表面に蒸着すると同時に重合させる、いわゆる重合蒸着法によっても、樹脂層の形成が可能である。あるいは、電着塗装でも樹脂層の形成が可能である。
【００３８】
保護層が金属層の場合には、磁石片に対して電気めっき、無電解めっき等を施すことにより形成することができる。その他、イオンプレーティング法、スパッタ法、蒸着法等の気相法も適用できる。
【００３９】
さらに、保護層が無機層の場合には、水ガラス等のアルカリ珪酸塩溶液や金属アルコキシド溶液を磁石片の表面に塗布した後、焼き付けや乾燥等を行うことで形成することができるほか、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法や酸化、窒化、化成処理による表面改質法を用いても形成することができる。
【００４０】
次いで、樹脂枠１０を成形するための金型を準備する。金型は、第１金型と第２金型とからなり、前記第１金型と前記第２金型とを分割面で組み合わせることにより、内部にキャビティが形成される。
【００４１】
図示省略してある射出成形用金型のキャビティ内に、図４に示す磁石片４を、図６に示すように、各磁石片４の副側面４ｃが相互に当接するようにして、各磁石片４の幅方向Ｚに沿って一列に並べて配置する。
【００４２】
金型のキャビティ内では、磁石片４の主側面４ａは、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４は、副側面４ｃ同士が接触して配置してあり、かつ、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃも、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置される。各磁石片４の端面４ｂは、金型のキャビティ内壁面に対して所定の隙間で配置される。
【００４３】
金型のキャビティ内における各磁石片４のＸ軸方向の位置合わせは、たとえば所定厚みでキャビティ内流路を確保できる形状を持つ複数のスペーサを端面４ｂとキャビティ内壁面との間に配置すれば良い。スペーサは、射出成形される樹脂と同じ樹脂で構成されても良く、その他の樹脂、あるいはその他の材料で構成されて良く、射出成形される樹脂と一体化される。
【００４４】
図６に示す状態で、磁石片４の端面４ｂ方向（Ｘ軸方向）から樹脂を注入して射出成形すれば、樹脂は、キャビティ内壁面と稜線加工部２０との間の隙間を通して流れて硬化し、図１〜図３に示す樹脂枠１０が形成される。
【００４５】
本実施形態では、稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が配置されることにより２以上の磁石片４を一体化して複合磁石構造体２が構成されている。稜線加工部２０は、面取り加工またはＲ加工により形成される部分であり、稜線加工前の磁石片４から除去された空間部分である。
【００４６】
本実施形態では、この除去された空間部分を利用して、射出成形により樹脂を流し込んで硬化させることにより樹脂枠１０を形成することができる。磁石片４の主側面４ａを、射出成形用金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４を、金型のキャビティの内部で相互に接触させて配置すれば、磁石片４相互の位置合わせが自己整合的に行われると共に、稜線加工部２０に対応する樹脂流路も自動的に形成される。その状態で射出成形（インサート成形とも言う）を行えば、稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が一体成形され、磁石片４の主側面４ａを露出させた状態で、樹脂枠１０により磁石片４相互を一体化することが可能になる。
【００４７】
このため、本実施形態の複合磁石構造体２では、各磁石片４の主側面４ａが相互に自己整合的に位置合わせされているために、平面度などの寸法精度が向上する。また、各磁石片４の主側面４ａが露出しているために、良好な磁気特性を有する。さらに、樹脂枠１０自体には接着力が無くとも、磁石片４の稜線加工部２０に沿って樹脂枠１０が形成されることで、磁石片４相互を一定の強度で保持することが可能となり、接着剤による一体化に比較して強度のバラツキが少ない。さらにまた、射出成形などにより樹脂枠１０を一体成形することが可能なので、多量生産が容易であり、製造コストも安価である。
【００４８】
さらに本実施形態では、複数の磁石片４が一体化されて大面積の主側面４ａを形成することができるため、磁気特性に優れていると共に、渦電流による弊害が少ない。
【００４９】
また本実施形態では、樹脂枠１０が第１連結部１０ａと第２連結部１０ｂとを有することで、一体化された磁石片４の相互を連結する樹脂枠１０が、構造的に強くなり、複合磁石構造体２の強度が向上する。
【００５０】
第２実施形態
図７〜図１０に示すように、本発明の第２実施形態に係る複合磁石構造体２Ａは、図１〜図６に示す第１実施形態に係る複合磁石構造体２に比較して、磁石片４Ａ１および４Ａ２に形成してある稜線加工部２０の形成位置が異なり、結果として得られる樹脂枠１０Ａの構造が異なる。それ以外の第２実施形態に係る複合磁石構造体２Ａの構成および作用効果は、第１実施形態に係る複合磁石構造体２と同様なので、重複する説明は省略する。
【００５１】
図７〜図１０に示すように、本実施形態では、Ｚ軸方向の両端部に配置される磁石片４Ａ１と、それらの中間に配置される磁石片４Ａ２とは、稜線加工部２０の形成位置が異なる。すなわち、磁石片４Ａ１では、一方の副側面４ｃにのみ稜線加工部２０が形成され、他方の副側面４ｃには、稜線加工部２０が形成されない。磁石片４Ａ１の両端面４ｂには、稜線加工部２０が形成してある。また、磁石片４Ａ２では、双方の副側面４ｃには、稜線加工部２０が形成されず、両端面４ｂにのみ、稜線加工部２０が形成してある。
【００５２】
そのため、図７に示すように、磁石片４Ａ１と磁石片４Ａ２との間には、第２連結部１０ｂが形成されず、磁石片４の主側面４ａの露出面積が増大する。磁石片の主側面４ａは、磁極面となる部分であり、その面積を広くすることで、磁気特性が向上する。
【００５３】
第３実施形態
図１１に示すように、本発明の第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂは、図１〜図６に示す第１実施形態に係る複合磁石構造体２に比較して、磁石片４Ｂ１および４Ｂ２のサイズが異なり、しかも、磁石片４Ｂ１と磁石片４Ｂ２とでは、磁気特性が異なる。さらに、第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂは、図１に示す補強部１０ｃが形成されていない樹脂枠１０Ｂを有する。
【００５４】
この第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂでは、第１実施形態に係る複合磁石構造体２とは異なり、各磁石片４の長手方向Ｘが、複合磁石構造体２ｂの長手方向に一致し、複合磁石構造体２Ｂの短辺方向に第１連結部１０ａが形成してある。また、複合磁石構造体２Ｂの長辺方向に第２連結部１０ｂが形成してある。
【００５５】
しかも、本実施形態の複合磁石構造体２ｂでは、Ｚ軸方向の端部に位置する磁石片４の副側面４ｃが露出すると共に、Ｘ軸方向の端部に位置する磁石片４の端面４ｂが露出している。上述した以外の第３実施形態に係る複合磁石構造体２Ｂの構成および作用効果は、第１実施形態に係る複合磁石構造体２と同様なので、重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態では、磁石片４Ｂ１が他の磁石片４Ｂ２と磁気特性が異なっている。本実施形態では、複合磁石構造体２Ｂの中心部分と端部分とで、保磁力や飽和磁束密度などの磁気特性を異ならせたい場合には有効である。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、複合磁石構造体を構成する磁石片の形状や個数は、図示する例に限らず、種々に改変することができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００５９】
実施例１
まず、図４に示す寸法Ｌ０×Ｗ０×Ｔ０＝２４ｍｍ×１８ｍｍ×８ｍｍの同一サイズの直方体形状の磁石片４を、各試料１〜６毎に４個×１０サンプル数で準備し、磁石片４の角部に、角部の稜線に垂直な断面において、加工による削除断面が三角形状になるように面取り加工を行い、稜線加工部２０を形成した。面取り時の加工寸法αを表１に示す。なお、表１において、面取り方法の記号Ｃは、図５（ａ）に示す削除断面が三角形状になる面取り加工を意味し、記号□は、図５（ｂ）に示す削除断面が四角形状になる稜線加工を意味し、記号Ｒは、図５（ｃ）に示すＲ加工である。
【００６０】
次いで、各磁石片４に、必要に応じて保護層を形成した。保護層、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の場合は、樹脂を溶剤に溶解して塗布液を調整し、これをディップコート法により磁石片４の表面に塗布した後、乾燥させて形成した。保護層がＮｉ金属層の場合には、磁石片４に対して電気めっきにより形成した。
【００６１】
次いで、樹脂枠１０を成形するための金型を準備した。図示省略してある金型のキャビティ内に、図４に示す磁石片４を、図６に示すように、各磁石片４の副側面４ｃが相互に当接するようにして、各磁石片４の幅方向Ｚに沿って一列に並べて配置した。
【００６２】
金型のキャビティ内では、磁石片４の主側面４ａは、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置し、しかも各磁石片４は、副側面４ｃ同士が接触して配置してあり、かつ、Ｚ軸方向の両端に位置する磁石片４の副側面４ｃも、金型のキャビティ内壁面に接触させて配置した。各磁石片４の端面４ｂは、金型のキャビティ内壁面に対して所定の隙間で配置した。
【００６３】
金型のキャビティ内における各磁石片４のＸ軸方向の位置合わせは、複数のスペーサを端面４ｂとキャビティ内壁面との間に配置することにより行った。図６に示す状態で、磁石片４の端面４ｂ方向（Ｘ軸方向）から樹脂を注入して射出成形を行った。樹脂は、キャビティ内壁面と稜線加工部２０との間の隙間を通して流れて硬化し、図１〜図３に示す樹脂枠１０が形成された。
成形された複合磁石構造体２（図１参照）について、磁極面である主側面４ａの平面度と、Ｘ軸方向の端面の平面度と、強度のバラツキと、磁気特性とを測定した。平面度の測定は、複合磁石構造体２の主側面４ａまたは補強部１０ｃの側面について、デジマチックインジケータ（型番ID-C1012X(B)、株式会社ミツトヨ製）を用いて位置ズレを測定し、その位置ズレの差が最も大きい値（単位ｍｍ）を表１に示した。平面度は、０．０３以下を良好とする。
【００６４】
また、強度のバラツキは、複合磁石構造体２の３点曲げ試験（ＪＩＳ Ｒ １６０１）を行い、その強度のバラツキを、最大値から最小値を引いた値を平均値で割った値で示した。各試料についてのサンプル数は１０である。強度のバラツキは、１．００以下を良好とする。
【００６５】
さらに、磁気特性は、複合磁石構造体一つ当たりのトータルフラックスを、フラックスメータ480型（LakeShore製）により測定し、稜線加工部が全く無い場合の磁石片の集合体の表面磁束を１００として％表記した。磁気特性は、９５％以上を良好とするが、面取りの方法によっては、９２％以上を良好とする場合がある。
【００６６】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００６７】
実施例２
磁石片４のサイズＬ０×Ｗ０×Ｔ０＝１８ｍｍ×１２ｍｍ×６ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、試料１０〜１５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００６８】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１３３〜０．３３３の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００６９】
実施例３
磁石片４の稜線加工部２０をＲ処理とした以外は、実施例１と同様にして、試料２０〜２５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７０】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが１〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１２５〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７１】
実施例４
磁石片４の稜線加工部２０を断面四角の面取り加工処理とした以外は、実施例１と同様にして、試料３０〜３５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７２】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。なお、本実施例では、磁気特性は、９２％以上を良好としている。目標とする磁気特性に応じて、面取り方法を選択しても良い。
【００７３】
実施例５
図７〜図９に示すように、磁石片４の稜線加工部２０を、一部のみに形成した以外は、実施例４と同様にして、試料４０〜４５を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例４と同様な評価を行った。
【００７４】
結果を表１に示す。表１に示すように、面取りの加工寸法αが０．８〜２．０ｍｍで、α/Ｔ０＝０．１〜０．２５０の場合に、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７５】
実施例６
磁石片の表面処理を表１に示すように変化させると共に、面取りの加工寸法を１．５ｍｍと固定した以外は、実施例１と同様にして、試料５０〜５２を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７６】
結果を表１に示す。表１に示すように、表面処理の方法によらずに、平面度、強度のバラツキおよび磁気特性が良好になることが確認された。
【００７７】
比較例１
磁石片に稜線加工処理を全く施さずに、しかも樹脂枠を形成すること無く、磁石片をエポキシ接着剤から成る接着剤で固定した以外は、実施例１と同様にして、試料６０〜６２を作製し、それぞれのサンプルについて、実施例１と同様な評価を行った。
【００７８】
結果を表１に示す。表１に示すように、接着剤による固定方法では、平面度および強度のバラツキの点で、実施例に比較して劣ることが確認された。
【００７９】
【表１】
【符号の説明】
【００８０】
２，２Ａ，２Ｂ… 複合磁石構造体
４、４Ａ１，４Ａ２，４Ｂ１，４Ｂ２… 磁石片
４ａ… 主側面
４ｂ… 端面
４ｃ… 副側面
１０，１０Ａ，１０Ｂ… 樹脂枠
１０ａ… 第１連結部
１０ｂ… 第２連結部
１０ｃ… 補強部
２０，２０ａ，２０ｃ… 稜線加工部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、
前記磁石片の主側面の一部を露出させた状態で、前記稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する複合磁石構造体。
【請求項２】
前記主側面が磁極面である請求項１に記載の複合磁石構造体。
【請求項３】
前記稜線加工部が面取り加工により形成される請求項１または２に記載の複合磁石構造体。
【請求項４】
前記稜線加工時の削除部分の断面形状が四角形状である請求項１または２に記載の複合磁石構造体。
【請求項５】
前記樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有し、
前記第１連結部は、２以上の磁石片にまたがって配置され、
前記第２連結部は、２以上の前記第１連結部を相互に連結するように配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の複合磁石構造体。
【請求項６】
前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の長辺方向に前記第１連結部を有する請求項５に記載の複合磁石構造体。
【請求項７】
前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の短辺方向に第１連結部を有する請求項５に記載の複合磁石構造体。
【請求項８】
少なくとも一つの前記磁石片が他の前記磁石片と磁気特性が異なる請求項１〜７のいずれかに記載の複合磁石構造体。
【請求項１】
少なくとも一部の辺に沿って稜線加工処理されている稜線加工部を有する２以上の磁石片と、
前記磁石片の主側面の一部を露出させた状態で、前記稜線加工部に沿って配置されることにより２以上の前記磁石片を一体化して固定する樹脂枠と、を有する複合磁石構造体。
【請求項２】
前記主側面が磁極面である請求項１に記載の複合磁石構造体。
【請求項３】
前記稜線加工部が面取り加工により形成される請求項１または２に記載の複合磁石構造体。
【請求項４】
前記稜線加工時の削除部分の断面形状が四角形状である請求項１または２に記載の複合磁石構造体。
【請求項５】
前記樹脂枠が第１連結部と第２連結部とを有し、
前記第１連結部は、２以上の磁石片にまたがって配置され、
前記第２連結部は、２以上の前記第１連結部を相互に連結するように配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の複合磁石構造体。
【請求項６】
前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の長辺方向に前記第１連結部を有する請求項５に記載の複合磁石構造体。
【請求項７】
前記複合磁石構造体が直方体形状であって、前記複合磁石構造体の短辺方向に第１連結部を有する請求項５に記載の複合磁石構造体。
【請求項８】
少なくとも一つの前記磁石片が他の前記磁石片と磁気特性が異なる請求項１〜７のいずれかに記載の複合磁石構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１６６２６（Ｐ２０１２−２１６６２６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９９７５（Ｐ２０１１−７９９７５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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