JP2005110375A - ステッピングモ−タのロ−タ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図ってもシャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持し、また、製造コストを低く抑える。
【解決手段】ブッシュ部２は、金属の焼結品で形成され、中心部にシャフト１が圧入固着された内側ブッシュ部３と、金属のプレス成形品で形成され、内側ブッシュ部３の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工６により固着された外側ブッシュ部４とで構成することにより、薄型化を図ってもシャフト１とブッシュ部２の固着強度を高く保持し、また、製造コストを低く抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモ−タのロ−タ構造に関するものであり、特に、薄型化を図ってもシャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持し、また、製造コストを低く抑えることが可能なステッピングモ−タのロ−タ構造に関するものである。

従来、ステッピングモ−タのロ−タ構造として、例えば回り止め・抜け止め用のロ−レット加工を施したシャフトの周囲に円筒形をしたマグネットを配し、両者間の間隙に成型樹脂を介在させてシャフトとマグネットとを接合した構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−１７３７９号公報（第４頁、図２）。

ステッピングモ−タは、超小型のモ−タであることを１つの特徴としており、特に近時は薄型のものが求められる傾向にある。しかしながら、上記実用新案文献１に記載のステッピングモ−タのロ−タ構造においては、シャフトの周囲に円筒形をしたマグネットを配し、両者間の間隙に成型樹脂を介在させているため、シャフト方向に薄型化を図るのは難しい構造になっている。

このような従来技術に対し、シャフトと、このシャフトに取り付けるディスク状の１枚の金属製ブッシュと、該ブッシュの周囲に固着するマグネットとを金型を用いて一体成形で組付けて、薄型のロ−タ構造を作製することが考えられている。しかし、このロ−タ構造では、１枚の金属製ブッシュの中心部にシャフトを固着した構造となるため、シャフトとブッシュ間の固着強度を高く保持することが困難である。また、一体成形時には、高価な金型を必要とするので、製造コストが嵩むことになる。この構造で、シャフトとブッシュ間の固着強度を高くするため、シャフトにＤカットや前記のロ−レット加工等を施すことも考えられるが、その加工分だけ製造コストがさらに嵩むことになる。

そこで、薄型化を図ってもシャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持し、また、製造コストを低く抑えるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、シャフトにほぼディスク形状をしたブッシュ部の中心部を固着し、該ブッシュ部の外周部に永久磁石を固着したステッピングモ−タのロ−タ構造であって、前記ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部に前記シャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工により固着された外側ブッシュ部とで構成してなるステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、薄型化を図るためブッシュ部を１枚型としても、シャフトを、金属の焼結品で形成した内側ブッシュ部に圧入することで、シャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持することが可能となる。外側ブッシュ部は、金属のプレス成形品で形成しているので、内側ブッシュ部に対し、嵌合、かしめ加工という比較的簡単な工程で固着することが可能となる。

請求項２記載の発明は、上記内側ブッシュ部は、上記永久磁石における上記シャフト方向幅の範囲内で上記外側ブッシュ部よりも大なる肉厚に形成してなる請求項１記載のステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、薄型化構成に影響を与えることなく、シャフトと内側ブッシュ部間の固着面積が増えて、シャフトとブッシュ部の固着強度を一層高く保持することが可能となる。

請求項３記載の発明は、シャフトにほぼディスク形状をしたブッシュ部の中心部を固着し、該ブッシュ部の外周部に永久磁石を固着したステッピングモ−タのロ−タ構造であって、前記ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部に前記シャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、それぞれ金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部における外周部の上下に嵌合されるとともにそれぞれかしめ加工により所定の間隔をもってほぼ平行に固着された２枚の外側ブッシュ部とで構成してなるステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、トルクを比較的大きく設定するため、ブッシュ部を２枚型として、そのブッシュ部の外周部に比較的大きな永久磁石を固着する場合においても、ブッシュ部を、金属の焼結品からなる１個の内側ブッシュ部と、金属のプレス成形品からなる２枚の外側ブッシュ部とで構成し、シャフトを、その内側ブッシュ部に圧入することで、シャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持することが可能となる。また、２枚の外側ブッシュ部は、内側ブッシュ部における外周部の上下に嵌合、かしめ加工という比較的簡単な工程で固着することが可能になるとともに、ブッシュ部を２枚型としても、比較的薄型に構成することが可能となる。

請求項４記載の発明は、上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部はアルミニウムのプレス成形品で形成してなる請求項１，２または３記載のステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、内側ブッシュ部を鉄の焼結品とすることで、シャフトとブッシュ部の固着強度を確実に高く保持することが可能となる。また、外側ブッシュ部は、延性に富んだアルミニウムのプレス成形品とすることで、内側ブッシュ部に対するかしめ加工が容易になる。さらに、外側ブッシュ部にアルミニウムを用いることで、ロ−タ外周側が軽量化されてイナ−シャが小さくなり、ステッピングモ−タのオ−バシュ−トが小さくなる。

請求項５記載の発明は、上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部は真鍮のプレス成形品で形成してなる請求項１，２または３記載のステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、内側ブッシュ部を鉄の焼結品とすることで、シャフトとブッシュ部の固着強度を確実に高く保持することが可能となる。また、外側ブッシュ部は、加工性に富んだ真鍮のプレス成形品とすることで、内側ブッシュ部に対するかしめ加工が容易になる。さらに、外側ブッシュ部に真鍮を用いることで、使用材料の違いによるイナ−シャ特性の変更が可能となる。

請求項６記載の発明は、上記外側ブッシュ部には、イナ−シャ調整用の打抜き部を開口してなる請求項１，２，３，４または５記載のステッピングモ−タのロ−タ構造を提供する。

この構成によれば、アルミニウムまたは真鍮等の金属を用いた外側ブッシュ部に適宜に打抜き部を開口することで、さらにイナ−シャを調整することが可能となる。

請求項１記載の発明は、ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部にシャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工により固着された外側ブッシュ部とで構成したので、薄型化を図っても、シャフトを、金属の焼結品で形成した内側ブッシュ部に圧入することで、シャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持することができる。また、内側ブッシュ部および外側ブッシュ部は、それぞれ、焼結およびプレスという比較的容易な工程で作製し、外側ブッシュ部は、内側ブッシュ部に対し、嵌合、かしめ加工という比較的簡単な工程で固着することができるので、製造コストを低く抑えることができるという利点がある。

請求項２記載の発明は、上記内側ブッシュ部は、上記永久磁石における上記シャフト方向幅の範囲内で上記外側ブッシュ部よりも大なる肉厚に形成したので、上記請求項１記載の発明の効果に加えてさらに、薄型化構成に影響を与えることなく、シャフトと内側ブッシュ部間の固着面積を大きくすることができて、シャフトとブッシュ部の固着強度を一層高く保持することができるという利点がある。

請求項３記載の発明は、ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部にシャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、それぞれ金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部における外周部の上下に嵌合されるとともにそれぞれかしめ加工により所定の間隔をもってほぼ平行に固着された２枚の外側ブッシュ部とで構成したので、トルクを比較的大きく設定するため、ブッシュ部を２枚型として比較的大きな永久磁石を固着する場合においても、シャフトを、金属の焼結品からなる内側ブッシュ部に圧入することで、シャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持することができる。また、内側ブッシュ部および２枚の外側ブッシュ部は、それぞれ、焼結およびプレスという比較的容易な工程で作製し、２枚の外側ブッシュ部は、内側ブッシュ部における外周部の上下に嵌合、かしめ加工という比較的簡単な工程で固着することができるので、製造コストを低く抑えることができる。さらにブッシュ部を２枚型としても、比較的薄型に構成することができるという利点がある。

請求項４記載の発明は、上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部はアルミニウムのプレス成形品で形成したので、上記請求項１，２または３記載の発明の効果に加えてさらに、内側ブッシュ部を鉄の焼結品とすることで、シャフトとブッシュ部の固着強度を確実に高く保持することができる。外側ブッシュ部は、延性に富んだアルミニウムのプレス成形品とすることで、内側ブッシュ部に対するかしめ加工を一層容易に行うことができる。また、外側ブッシュ部にアルミニウムを用いることで、ロ−タ外周側が軽量化されてイナ−シャが小さくなり、ステッピングモ−タのオ−バシュ−トおよび振動を小さくすることができ、さらにはステッピングモ−タ自体を軽量化することができるという利点がある。

請求項５記載の発明は、上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部は真鍮のプレス成形品で形成したので、上記請求項１，２または３記載の発明の効果に加えてさらに、内側ブッシュ部を鉄の焼結品とすることで、シャフトとブッシュ部の固着強度を確実に高く保持することができる。また、外側ブッシュ部は、加工性に富んだ真鍮のプレス成形品とすることで、内側ブッシュ部に対するかしめ加工を一層容易に行うことができるという利点がある。

請求項６記載の発明は、上記外側ブッシュ部には、イナ−シャ調整用の打抜き部を開口したので、上記請求項１，２，３，４または５記載の発明の効果に加えてさらに、アルミニウムまたは真鍮等の金属のプレス成形品を用いた外側ブッシュ部に適宜に打抜き部を開口することにより、さらにイナ−シャを適正に調整することができて、ステッピングモ−タのオ−バシュ−トおよび振動を一層小さくすることができるという利点がある。

薄型化を図ってもシャフトとブッシュ部の固着強度を高く保持し、また、製造コストを低く抑えるという目的を、ブッシュ部は、鉄の焼結品で形成され、中心部に前記シャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、アルミニウムのプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工により固着された外側ブッシュ部とで構成し、かつ前記内側ブッシュ部は、前記外側ブッシュ部の外周部に固着される永久磁石のシャフト方向幅の範囲内で、前記外側ブッシュ部よりも大なる肉厚に形成することにより実現した。

以下、本発明の実施例１を図面に従って詳述する。図１は、ステッピングモ−タのロ−タ構造の斜視図、図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。まず、本実施例に係るステッピングモ−タのロ−タ構造の構成を説明する。図１および図２に示すように、シャフト１に取り付けられるほぼディスク形状をしたブッシュ部２が、薄型化を図るため１枚型に構成されている。そして、該１枚型のブッシュ部２は、鉄の焼結品で形成された内側ブッシュ部３と、アルミニウムのプレス成形品で形成された外側ブッシュ部４との２つの部分で構成されている。

前記内側ブッシュ部３は、外側ブッシュ部４の外周部に固着される永久磁石５のシャフト１方向幅の範囲内で、外側ブッシュ部４よりも大なる肉厚に形成されている。前記シャフト１は、前記内側ブッシュ部３の中心部に圧入により固着され、前記外側ブッシュ部４は、前記内側ブッシュ部３の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工６により固着されている。そして、前記外側ブッシュ部４の外周部に環状の前記永久磁石５が接着剤７により固着されている。永久磁石５は、円周方向にＮ、Ｓ交互に着磁されている。また、前記外側ブッシュ部３には、イナ−シャ調整用の所要大きさの打抜き部８が開口されている。

次に、上述のように構成されたステッピングモータのロータ構造の作用を説明する。鉄の焼結品により、永久磁石５のシャフト１方向幅の範囲内で外側ブッシュ部４よりも大なる肉厚に形成された内側ブッシュ部３にシャフト１を圧入することで、前記ブッシュ部２を１枚型としても、前記シャフト１とブッシュ部２の固着強度を高く保持することが可能となる。また、外側ブッシュ部４は、延性に富んだアルミニウムのプレス成形品が用いられているので、かしめ加工が容易になり、外側ブッシュ部４を内側ブッシュ部３に確実に固着することが可能となる。さらに、外側ブッシュ部４は、アルミニウムが用いられるとともに打抜き部８が開口されていることで、ロ−タ外周側が軽量化されてイナ−シャが小さくなり、ステッピングモ−タのオ−バシュ−トが小さくなる。

上述したように、本実施例に係るステッピングモ−タのロ−タ構造おいては、薄型化を図っても、前記シャフト１を、鉄の焼結品で形成され、かつ肉厚の厚いブッシュ部３に圧入することで、シャフト１とブッシュ部２の固着強度を高く保持することができる。また、前記内側ブッシュ部３および前記外側ブッシュ部４は、それぞれ、焼結およびプレスという比較的容易な工程で作製し、外側ブッシュ部４は、内側ブッシュ部３に対し、嵌合、かしめ加工という比較的簡単な工程で固着することができるので、製造コストを低く抑えることができる。さらに、外側ブッシュ部４にアルミニウムを用いるとともに、打抜き部８を開口したので、ロ−タ外周側が軽量化されてイナ−シャが小さくなり、ステッピングモ−タのオ−バシュ−トおよび振動を小さくすることができ、さらにはステッピングモ−タ自体を軽量化することができる。

本発明の実施例２を、図３を用いて説明する。図３は、図２と同様の断面図である。本実施例は、外側ブッシュ部を２枚型とし、その２枚の外側ブッシュ部の外周部に比較的大きな永久磁石を固着して、ステッピングモ−タとしてのトルクを比較的大きく設定できるようにしたものである。この目的を達成するため、本実施例のステッピングモ−タのロ−タ構造は、図３に示すように、ブッシュ部１２は、鉄の焼結品で形成され、中心部にシャフト１が圧入固着された１個の内側ブッシュ部１３と、それぞれアルミニウムのプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部１３における外周部の上下に嵌合されるとともにそれぞれかしめ加工６により所定の間隔をもってほぼ平行に固着された２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂとで構成されている。そして、該２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂの各外周部に、それぞれ環状の前記永久磁石１５ａ，１５ｂが接着剤７により固着されている。前記２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂには、前記実施例１と同様にイナ−シャ調整用の所要大きさの打抜き部（図示略）が、それぞれ開口されている。

本実施例においては、トルクを比較的大きく設定するため、前記ブッシュ部１２を２枚型として、そのブッシュ部１２の外周部に比較的大きな永久磁石１５ａ，１５ｂを固着する場合においても、前記ブッシュ部１２を、鉄の焼結品からなる１個の内側ブッシュ部１３と、アルミニウムのプレス成形品からなる２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂとで構成し、シャフト１を、その内側ブッシュ部１３に圧入することで、シャフト１とブッシュ部１２の固着強度を高く保持することができる。

また、前記内側ブッシュ部１３および前記２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂは、それぞれ、焼結およびプレスという比較的容易な工程で作製し、２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂは、内側ブッシュ部１３における外周部の上下に嵌合、かしめ加工６という比較的簡単な工程で固着することができるので、製造コストを低く抑えることができる。さらに外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂを２枚型としても、前記実用新案文献１に記載のステッピングモ−タのロ−タ構造のものと比べると、比較的薄型に構成することができる。

なお、本実施例では、２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂの各外周部に、それぞれ個別の永久磁石１５ａ，１５ｂを固着したが、２枚の外側ブッシュ部１４ａ，１４ｂの外周部に、形の大きい共通の１個の永久磁石を固着した構成としてもよい。

本発明の実施例３を説明する。本実施例は、上記実施例１または実施例２において、内側ブッシュ部を鉄の焼結品で形成することは、前記と同様であるが、外側ブッシュ部は真鍮のプレス成形品で形成したものである。外側ブッシュ部を、加工性に富んだ真鍮のプレス成形品とすることで、内側ブッシュ部に対するかしめ加工を容易に行うことができる。また、外側ブッシュ部に真鍮を用いることで、使用材料の違いによるイナ−シャ特性を変更することができる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

本発明の実施例１に係るステッピングモ−タのロータ構造の斜視図。 図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図。 本発明の実施例２の図２と同様の断面図。

符号の説明

１ シャフト
２，１２ ブッシュ部
３，１３ 内側ブッシュ部
４，１４ａ，１４ｂ 外側ブッシュ部
５，１５ａ，１５ｂ 永久磁石
６ かしめ加工
７ 接着剤
８ 打抜き部

Claims (6)

1. シャフトにほぼディスク形状をしたブッシュ部の中心部を固着し、該ブッシュ部の外周部に永久磁石を固着したステッピングモ−タのロ−タ構造であって、
   前記ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部に前記シャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部の外周部に嵌合されるとともにかしめ加工により固着された外側ブッシュ部とで構成してなることを特徴とするステッピングモ−タのロ−タ構造。
2. 上記内側ブッシュ部は、上記永久磁石における上記シャフト方向幅の範囲内で上記外側ブッシュ部よりも大なる肉厚に形成してなることを特徴とする請求項１記載のステッピングモ−タのロ−タ構造。
3. シャフトにほぼディスク形状をしたブッシュ部の中心部を固着し、該ブッシュ部の外周部に永久磁石を固着したステッピングモ−タのロ−タ構造であって、
   前記ブッシュ部は、金属の焼結品で形成され、中心部に前記シャフトが圧入固着された内側ブッシュ部と、それぞれ金属のプレス成形品で形成され、前記内側ブッシュ部における外周部の上下に嵌合されるとともにそれぞれかしめ加工により所定の間隔をもってほぼ平行に固着された２枚の外側ブッシュ部とで構成してなることを特徴とするステッピングモ−タのロ−タ構造。
4. 上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部はアルミニウムのプレス成形品で形成してなることを特徴とする請求項１，２または３記載のステッピングモ−タのロ−タ構造。
5. 上記内側ブッシュ部は鉄の焼結品で形成され、上記外側ブッシュ部は真鍮のプレス成形品で形成してなることを特徴とする請求項１，２または３記載のステッピングモ−タのロ−タ構造。
6. 上記外側ブッシュ部には、イナ−シャ調整用の打抜き部を開口してなることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載のステッピングモ−タのロ−タ構造。

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