JPS5812546A - 磁路構成部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁路構成部材並びにその製造方法に関し、特に
複雑かつ微細な形状を有する磁路構成部材の寸法出しに
関するものである。

従来から、モータの磁路構成部材、例えばステッピング
モータにおけるロータやステータとしては、積層品や焼
結晶が用いられている。しかしながら、前者の積層品に
あっては、その製造工程中に薄板の積層工程などの困離
な工程が含まれ、また工程が複雑化することとなるため
、著しいコスト高を惹起する問題を内在している。一方
、後者の焼結晶は、前記積層品と較べて比較的安価な生
産コストを実現させる点において利点が認めらねるもの
の、その製造時に採用される焼結操作は用いられた材質
の融点近くの高い温度を必要とするものであるが故に、
電力などの多くのエネルギーを消費し、且つ焼結のため
の雰囲気調整設備や面倒な雰囲気調整操作を必要とする
欠点があり、また高温の焼結操作のために成形品の寸法
、精度に狂いが生じ、それ故一般にサイジングやコイニ
ングと呼ばれる後加工が焼結工程の後に行なわれている
が、その精度には限界があったのである。

ここにおいて、本発明者らは、かかる事情に鑑みて柿々
検討した結果、磁性粉末をベースとし、これにバインダ
として熱硬化性樹脂を配合せしめてなる複合粉末を加圧
・成形する一方、該熱硬化性樹脂を硬化せしめることに
より、モータ、特にステッピングモータにおける磁路構
成部材として効果的な加圧成形品が有利に得られる事実
を見い出し、これを先に特許出願した。

すなわち、かかる先願発明に従えば、従来の積層品や焼
結品に比べて、その製造工程が簡略化され、また著しい
コストダウンや省エネルギー化が図られる一方、モータ
としての特性も改善され、更には寸法精度に侵れた、磁
路構成部材としての加圧成形品が得られることとなった
のである。

しかしながら、このような優れた特徴を有する加圧成形
品にあっても、それが焼結品に比べて良好な寸法精度を
有しているといえども、それを磁路構成部材として使用
するためには、その寸法精度を更に高めることが望まし
いことは言うまでもないところである。また、かかる加
圧成形品がいくら寸法粘度が良好であるといっても、金
型の製作誤差や該金型の繰返し使用による摩耗などによ
る寸法精度への悪影響を解消せしめるものでは決してな
いのである。従って、上記の如き加圧成形品といえども
、寸法精度のより一層の向上のために適当な後加工が必
要となるのであり、特にステッピングモータ等の厳しい
寸法精度が絶対的条件となる磁路構成部材にとっては、
その必要性が高かったのである。

本発明は、かかる事情を背景にして更なる検討の結果完
成されたものであって、その要旨とするところは、磁性
粉末をベースとし、これにバインダとして熱硬化性樹脂
を配合してなる複合粉末を加圧成形する一方、該熱硬化
性樹脂を硬化せしめることにより形成される磁路構成部
材において、該磁路構成部材の機械加工前にその機械加
工面を予め樹脂にて被覆せしめたことにあり、これによ
って微細部分の加工も何等の特性劣化なしに実施され得
、以て寸法精度の著しく向上された磁路構成部材が効果
的に得られ、ステッピングモータ等の厳しい寸法精度が
要求される製品にも有効に利用し得ることとなったので
ある。

また、本発明は、磁性粉末をベースとし、これにバイン
ダとして熱硬化性樹脂を配合してなる複合粉末を加圧成
形した後、得られた成形品の少なくとも機械加工面を所
定の熱硬化性樹脂にて被覆せしめつつ或はかかる被覆の
後に、該成形品を加熱して該成形品中の熱硬化性樹脂と
その表面を被覆する熱硬化性樹脂とを同時に硬化せしめ
、次いで該成形品の熱硬化性樹脂被緑面に対して所定の
機械加工を施すようにすることによって、目的とする寸
法精度の良好な磁路構成部材をより効果的に製造し得る
ようにしたものである。

このように、本発明では、寸法出しの如き後加工を研削
などの機械加工にて行なう場合に、該研削などの機械加
工工程の前に当該加工部分に所定の樹脂をコーティング
しておくことにより、加工時の微細部分の粒子の逸脱を
防ぎ、また加工時に生じ易い欠けを防ぎ、以て当該機械
加工を容易に且つ何等の特性劣化なしに実施し得るよう
にしたものである。

なお、かかる本発明において用いられる磁性粉末として
は、一般に純鉄粉、なかでも電解鉄粉が好適であるが、
その他の磁性粉末であっても何等差支えない。そして、
このような磁性粉末ヲベースとして、これに所定量の熱
硬化性樹脂をバインダとして配合せしめることによって
、複合粉末が形成されることとなるが、その際、後の成
形加工性、例えば潤滑性などや、磁路構成部材に要求さ
れる性能を向上せしめる等のために、他の添加剤の割合
は、磁路構成部材に要求される性能に従って適宜に形定
されることとなるが、またそれは熱硬化性樹脂の使用門
とも関係し、一般に９６％以上、好ましくは９８％以上
の割合で用いられるものである。

また、本発明における複合粉末の他の必須成分たる熱硬
化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など
の公知の、常温硬化型や加熱硬化型のものが用いられ、
それらが粉末状あるいは液状において０１１記磁性粉末
に均一に混合せしめられる。この熱硬化性樹脂は、磁性
粉末の結合に寄与し、その配合量が多くなれば、最終製
品たる加圧成形品（磁路構成部材）の強度も増加せしめ
られるものであるが、モータ特性との関連において、そ
の配合量（複合粉末中の割合）は一般にＯ１５〜２．０
重輪％程度とされることとなる。特に、２重量％を越え
るような多量の熱硬化性樹脂を使用した場合においては
、成形品表面に樹脂が吹き出す問題が惹起され、またモ
ータ特性においても性能の望ましくない低下が認められ
ている。

さらに、かかる磁性粉末−熱硬化性樹脂の知合゛粉末は
、所定の磁路構成部材を形成すべく、金型に供給され、
加圧成形（プレス成形あるいは圧縮成形）せしめられる
のである。これによって、ステッピングモータのロータ
やステータの如き磁路るが、得られる成形品中において
磁性粉末を結合せしめる熱硬化性樹脂は好ましくは加熱
条件下において硬化（架橋）せしめられることによって
、磁路構成部材として充分な強度の成形品を与える。

なお、この硬化（架橋）操作は、一般に加圧成形後の成
形品に対して行なわれることとなるが、加圧成形操作と
同時に加熱などの操作を施して、該熱硬化性樹脂が硬化
せしめられるようにすることも可能である。特に、かか
る硬化操作は、樹脂分解温度以下の湿度、一般に８００
°Ｃ以下、好ましくは１２０°Ｃ〜２００°Ｃ程度に加
熱せしめることによって効果的に行なわれ、更に加圧成
形後の硬化操作の場合にあっても、特別な雰囲気中に成
形品を置く必要がなく、単に大気中の加熱操作によって
硬化反応を充分に進め得るのである。また、必要に応じ
て、硬化触媒などを接合粉末に混合せしめて、硬化反応
を進行せしめ或は促進せしめるようにすることも可能で
ある。

而して、かかる加圧成形によって形成される成形品が寸
法精度よく得られると言っても、前述の如く寸法誤差が
成る程度は存在するものであり、またその用途上の夢精
などから、該成形品に対しては寸法出しのための機械加
工が施されることとなるが、その際、本発明では、該成
形品の少なくとも機械加工面に対して所定の樹脂を適用
して当該部分を被覆せしめ、その後に研削などの機械加
工を施すようにしたのである。

例えば、ステッピングモータのステータやロータは枚雑
な形状の微細な歯先部分を有しており、そしてその部分
が寸法出しの際の加工面とされるのであるが、本発明に
おいては、第１図に示される如く、ステータ１の加工さ
れるべき歯先部分２に対して所定の樹脂３が被着せしめ
られ、そして研削などの所定の機械加工によって該歯先
部分２の一部が２点鎖線４で示す部分から矢印の如く加
工除去されることにより、所定の寸法出しが行なわれる
のである。これによって、微細な歯先部分２は被着せし
められた樹脂３にて固定乃至は保持されて保りされつつ
、機械加工されることとなるので、加工時に生じ易い欠
けが効果的に防止され、また該歯先部分２からの粒子の
逸脱なども良好に阻止せしめ得て、以てより品質の向上
された製品、換言すれば磁路構成部材が得られることと
なったのである。なお、歯先部分２の間に被着、存在す
る樹脂３は、ステッピングモータにおけるモータ特性に
何等影野をもたらすものではないのである。

ところで、かかる加圧成形品の少なくとも機械加工面に
対して被着せしめられ、当該部分を被覆する樹脂として
は、機械加工作業に悪影響をもたらさない限りにおいて
公知の各種の樹脂、例えば各種の熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂が用いられ、それらの中から適宜選択された樹脂
が、溶液状で適用されたり、ｈｒ末状にて加熱融着せし
められたりする公知の方法に従って成形品表面に被着せ
しめられるのである。なお、第２図には、成形品の樹脂
コーティングの一例が示されており、そこでは所定の温
度に加熱されつつ回転せしめられるステッピングモータ
用ロータ　（成形品）５に対して吹付はノズル６から所
定の粉末状樹脂７が吹き付けられ、該ロータ５表面に溶
融、付着せしめられるようになっているのである。

また、かかる樹脂被覆において、本発明では、特に樹脂
として熱硬化性樹脂を用いることが推奨されるのである
。けだし、熱硬化性樹脂の使用により成形品表面に良好
な硬化樹脂被覆が形成される他、該成形品中の熱硬化性
樹脂（複合粉末を構成するもの）の加熱による硬化反応
と同時に、表向被髪用の熱硬化性樹脂の適用、付着、更
にはその硬化を行ない得る利点があるからである。勿論
、被覆樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合にあっても
、該成形品中の熱硬化性樹脂を硬化せしめた後に、該硬
化成形品に対してその少なくとも機械加工面にかかる被
覆用熱硬化性樹脂を適用し、その後熱硬化せしめること
も可能である。また、熱硬化性樹脂以外の熱可塑性樹脂
を被覆樹脂として使用する場合には、一般に硬化成形品
に対して適用されることとなる。

因みに、上記した事柄並びに本発明の優れた効果は次の
実施例によって明らｐ）である。

即ち、先ず、電解鉄粉９９．０重置部に対して、熱硬化
性樹脂として液状のエポキシ樹脂（チバ・ガイギー社製
層アラルダイ）ＡＺ　　１５、二液性）と芳香族アミン
系硬化剤（チバ・ガイギー社製；ハードナーｎｚ−１５
）の１．０重量部（エポキシ樹脂／硬化剤＝１０／３）
を、稀釈剤；エチルセロソルブにて５倍に稀釈して、均
一に混合せしめることにより、所定の複合粉末を得た。

ついで、この複合粉末を用いて、所定の金型にて成形圧
６　ｔｏｎ／ｃｙＡで加圧成形することにより、ステッ
ピングモータ用ステータ（内径；　２５　ｍｍ、外径１
５４ｇｍ、厚さ逼１ＯＮＭ）及びロータ（外径；２５問
、厚さ；１０朋）を得、これを更に１８０°ＣＸ１時間
の加熱操作によって加熱硬化せしめた。

バラツキの範囲を求め、その結果を第１表及び第２表に
それぞれ示した。なお、第１表には、従来の焼結品のバ
ラツキ範囲も併わせ示されている。

第　　　　１　　　　表 第２表 第１表及び第２表から明らかなように、加圧成形品■、
■は焼結品に比べてかなり寸法精度が改善されているが
、ステッピングモータの性能を追求した場合の寸法精度
は１０μ以下が望ましいことを考えると、かかる加圧成
形品といえども後加工の必要があるのである。

そこで、前記加圧成形された硬化前の加圧成形品を用い
て、それに第２図に示す如き方法にて、該成形品を１７
０°Ｃの湯度に加熱しつつ粉末状のエポキシ樹脂〔住友
スリーエム■製；スコッチキャスト’１２６０、−液性
〕を吹き付けることにより、その歯先部分の加工面に融
着せしめると共に、該成形品中のエポキシ樹脂並びに表
面被覆エポキシ樹脂を同時に硬化せしめた。そして、こ
のエポキシ樹脂で被覆された歯先部分に対して研削加：
［を施すことにより、所望の１０μ以下のバラツキを示
す、寸法精度の高い成形品に仕上げることが出来、ステ
ッピングモータ用ステータあるいはロータとして極めて
優れたものが得られた。

なお、かかる加工面（歯先部分）がエポキシ樹脂にて被
覆された成形品の研削加工において、歯先部分での欠け
や粒子の逸脱などは殆んど詔められず、研削加工面の良
好な、品質のよい製品が得られた。

以上の如く、本発明は、その製造工程を著しく簡略化せ
しめ、また大幅なコストダウンを達成しつつ、寸法精度
の著しく向上された磁路構成部材を何等の特性劣化なし
に製造し得るものであって、厳しい寸法精度の要求され
る製品にも有利に適用せしめ得るようにしたところに大
きな工業的意義を有するものである。

なお、本発明は、特にステッピングモータ用磁路構成部
材として開発されたものであるが、これに限られずその
他のモータの磁路構成部材としても使用可能である。

また、本発明には、本発明の趣旨を逸脱しない限りにお
いて当業者の知識に基づいて種々なる変更、改良等を加
えることが出来、それらの゛態様もまた本発明の範囲に
含まれること、明らかなところである。

【図面の簡単な説明】

第１図はステッピングモータのステータの歯先部分の加
工部分を示す拡大断面説明図、第２図はロータ表面への
吹付は法による樹脂被着を示す説明図である。 ｌ：ステータ　　　　　２：歯先部分 ３：被覆樹脂　　　　　５：ロータ ６；吹付はノズル　　　７：樹脂粉末 出願人　　ブラザー工業株式会社 ・官１図　　　　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性粉末をベースとし、これにバインダとして熱
   硬化性樹脂を配合してなる複合粉末を加圧成形する一方
   、該熱硬化性樹脂を硬化せしめることにより形成される
   磁路構成部材において、該磁路構成部材の機械加工前に
   その機械加工面を予め樹脂にて被椋せしめたことを特徴
   とする磁路構成部材。
2. （２）磁性粉末をベースとし、これにバインダとして熱
   硬化性樹脂を配合してなる複合粉末を加圧成形した後、
   得られた成形品の少なくとも機械加工面を所定の熱硬化
   性樹脂にて被覆せしめつつ或はかかる被覆の後に、該成
   形品を加熱して該成形品中の熱硬化性樹脂とその表面を
   被覆する熱硬化性樹脂とを同時に硬化せしめ、次いで該
   成形品の熱硬化性樹脂被覆面に対して所定の機械加工を
   施すようにしたことを特徴とする磁路構成部材の製造方
   法。