JP2015208057A - ステップモータのロータ構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ロータ体に絶縁状態で回転軸を取付けることにより、回転軸に磁性体を採用することができるようにすることである。【解決手段】本発明によるステップモータのロータ構造及びその製造方法は、マグネット(3)を間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨーク(4,5)を有するロータ体(10)に対して回転軸(1)を設ける場合、前記ロータ体(10)の軸中心(P)に回転軸(1)を配設して絶縁樹脂(7)でモールド成型する構成と方法である。【選択図】図１
Description
本発明は、ステップモータのロータ構造及びその製造方法に関し、特に、ロータヨークとマグネットからなるロータ体に対して回転軸をモールド成型して一体化し、回転軸を絶縁して構成できるようにするための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のステップモータのロータ構造としては、例えば、特許文献１に開示されているステッピングモータ用マグネットロータの製造方法があり、その概要としては、図示していないが、
ロータの先端部を溶融成型してマグネットに固定する際に、先端部に高温の空気流を吹き付けて溶融させている。この方法によれば、ロータのマグネットにかしめ固定される部分全体を均一に確実に溶融させて、ロータ内部に圧縮残留応力が生じることを抑制することができる。したがって、ステッピングモータの使用時間経過に連れて、ステッピングモータとしての回転角度精度低下、異音、振動発生、といった不具合が発生することを確実に防止できる構成である。
ロータの先端部を溶融成型してマグネットに固定する際に、先端部に高温の空気流を吹き付けて溶融させている。この方法によれば、ロータのマグネットにかしめ固定される部分全体を均一に確実に溶融させて、ロータ内部に圧縮残留応力が生じることを抑制することができる。したがって、ステッピングモータの使用時間経過に連れて、ステッピングモータとしての回転角度精度低下、異音、振動発生、といった不具合が発生することを確実に防止できる構成である。
前述のように、樹脂製ロータを高温の空気流で軟化溶融させてマグネットと固定する方法では、温度管理等に多大の労力を必要としていた。
また、一般には、図４及び図５で示される構成が採用され、現在、多用されている。
すなわち、図４及び図５で示されるように、回転軸１のセレーション２が形成されている部分に、マグネット３を挟持するように一対のロータヨーク４,５が嵌入されており、この各ロータヨーク４,５の外周には歯６が形成されている。
また、一般には、図４及び図５で示される構成が採用され、現在、多用されている。
すなわち、図４及び図５で示されるように、回転軸１のセレーション２が形成されている部分に、マグネット３を挟持するように一対のロータヨーク４,５が嵌入されており、この各ロータヨーク４,５の外周には歯６が形成されている。
従来のステップモータのロータ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図４及び図５で示される従来構成の場合、マグネット及びロータヨークが回転軸１に直接接触しているため、回転軸１は、マグネット３及びロータヨーク４,５と磁気回路を形成することがないように、非磁性体（ＳＵＳ３０３等）としなければならず、そのままでは、セレーション２の部分の歯面強度が不足するため、塩浴軟窒化処理などを別行程で行う必要があった。
また、前記回転軸がボールねじ等の場合は、その強度上、非磁性材軸は不適当で、回転軸と一体の加工は不可能で、別部品としてボールねじ等を作り、後工程で溶接やロウ付けによって接合するか、又は、モータ完成品にカップリング等で接合する必要があり、精度や工数、製品価格に影響することになっていた。
すなわち、図４及び図５で示される従来構成の場合、マグネット及びロータヨークが回転軸１に直接接触しているため、回転軸１は、マグネット３及びロータヨーク４,５と磁気回路を形成することがないように、非磁性体（ＳＵＳ３０３等）としなければならず、そのままでは、セレーション２の部分の歯面強度が不足するため、塩浴軟窒化処理などを別行程で行う必要があった。
また、前記回転軸がボールねじ等の場合は、その強度上、非磁性材軸は不適当で、回転軸と一体の加工は不可能で、別部品としてボールねじ等を作り、後工程で溶接やロウ付けによって接合するか、又は、モータ完成品にカップリング等で接合する必要があり、精度や工数、製品価格に影響することになっていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ロータヨークとマグネットからなるロータ体に対して回転軸をモールド成型し、回転軸を絶縁して構成できるようにすることを目的とする。
本発明によるステップモータのロータ構造は、マグネットを間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨークを有するロータ体に対して、回転軸を設けるようにしたステップモータのロータ構造において、前記ロータ体は治具で固定され、前記回転軸を前記ロータ体の軸中心に設置し、前記回転軸と前記ロータ体との間に絶縁樹脂を注入し、前記回転軸は、モールド成型により前記絶縁樹脂を介し、前記ロータ体に対して絶縁状態で一体結合している構成であり、また、前記回転軸は、非磁性材又は磁性材よりなる構成であり、また、本発明によるステップモータのロータ構造の製造方法は、マグネットを間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨークを有するロータ体に対して、回転軸を設けるようにしたステップモータのロータ構造の製造方法において、前記ロータ体は治具で固定され、前記回転軸を前記ロータ体の軸中心に設置し、前記回転軸と前記ロータ体との間に絶縁樹脂を注入し、前記回転軸は、モールド成型により前記絶縁樹脂を介し、前記ロータ体に対して絶縁状態で一体結合している方法であり、また、前記回転軸は、非磁性材又は磁性材よりなる方法である。
本発明によるステップモータのロータ構造及びその製造方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、マグネットを間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨークを有するロータ体に対して、回転軸を設けるようにしたステップモータのロータ構造において、前記ロータ体は治具で固定され、前記回転軸を前記ロータ体の軸中心に設置し、前記回転軸と前記ロータ体との間に絶縁樹脂を注入し、前記回転軸は、モールド成型により前記絶縁樹脂を介し、前記ロータ体に対して絶縁状態で一体結合していることにより、モールド成型によって回転軸を絶縁状態にできるため、回転軸の材質選定が容易となり、非磁性材以外の材質を用いることができる。
また、軸強度アップのために実施していた塩浴軟窒化処理をやめて強度の高い磁性材を用いることができ、工数を減らすことができる。
また、ボールねじを必要とする場合も、磁性材を用いて一体加工ができ、工数や製品価格を削減することができる。
すなわち、マグネットを間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨークを有するロータ体に対して、回転軸を設けるようにしたステップモータのロータ構造において、前記ロータ体は治具で固定され、前記回転軸を前記ロータ体の軸中心に設置し、前記回転軸と前記ロータ体との間に絶縁樹脂を注入し、前記回転軸は、モールド成型により前記絶縁樹脂を介し、前記ロータ体に対して絶縁状態で一体結合していることにより、モールド成型によって回転軸を絶縁状態にできるため、回転軸の材質選定が容易となり、非磁性材以外の材質を用いることができる。
また、軸強度アップのために実施していた塩浴軟窒化処理をやめて強度の高い磁性材を用いることができ、工数を減らすことができる。
また、ボールねじを必要とする場合も、磁性材を用いて一体加工ができ、工数や製品価格を削減することができる。
本発明によるステップモータのロータ構造及びその製造方法は、ロータヨークとマグネットからなるロータ体に対して回転軸をモールド成型して一体化し、回転軸を絶縁して構成できることである。
以下、図面と共に本発明によるステップモータのロータ構造及びその製造方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１０で示されるものは、輪状をなす一対のロータヨーク４,５と各ロータヨーク４,５により挟持された輪状のマグネット３とからなるロータ体であり、このロータ体０の内側の穴８内には軸中心Ｐには回転軸１がモールド成型による絶縁樹脂７で固定されている。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１０で示されるものは、輪状をなす一対のロータヨーク４,５と各ロータヨーク４,５により挟持された輪状のマグネット３とからなるロータ体であり、このロータ体０の内側の穴８内には軸中心Ｐには回転軸１がモールド成型による絶縁樹脂７で固定されている。
次に、図１及び図２に示されるロータ構造１１を製作する場合の製造方法について述べる。
まず、図３で示されるように、前述の絶縁樹脂７がモールドされていないロータ体１０を図示しない治具で固定し、回転軸１をロータ体１０の穴８内に挿入することができる状態とする。
前述の状態で前記ロータ体１０を図示しないモールド型の中に設置し、このロータ体１０の軸中心Ｐに前記回転軸１を挿入して固定し、この状態で、回転軸１とロータ体１０との間の穴８内に絶縁樹脂７を注入して一体に成型して固化するまで待ち、所定時間経過後に前記モールド型を除去すると、図１で示されるように、前記絶縁樹脂７によってロータ体１０と回転軸１が一体成型によって一体状に固化結合される。
まず、図３で示されるように、前述の絶縁樹脂７がモールドされていないロータ体１０を図示しない治具で固定し、回転軸１をロータ体１０の穴８内に挿入することができる状態とする。
前述の状態で前記ロータ体１０を図示しないモールド型の中に設置し、このロータ体１０の軸中心Ｐに前記回転軸１を挿入して固定し、この状態で、回転軸１とロータ体１０との間の穴８内に絶縁樹脂７を注入して一体に成型して固化するまで待ち、所定時間経過後に前記モールド型を除去すると、図１で示されるように、前記絶縁樹脂７によってロータ体１０と回転軸１が一体成型によって一体状に固化結合される。
前述の状態では、回転軸１とロータ体１０とは、絶縁樹脂によって完全に絶縁されているため、前記回転軸１はロータ体１０との磁気回路の形成には何らの影響もなくなっているため、従来と同様のステンレスによる非磁性体でもよく、また、剛性の高い磁性体でも何れの材質も用いることができ、磁性体を用いた場合には従来の塩浴軟窒化処理工数が削減される。
また、回転軸に磁性体を用いると、従来、別部品として後工程で接合していたボールねじも回転軸と一体加工でき、工数及び製品価格を削減することができる。
また、回転軸に磁性体を用いると、従来、別部品として後工程で接合していたボールねじも回転軸と一体加工でき、工数及び製品価格を削減することができる。
本発明によるステップモータのロータ構造及びその製造方法は、ステップモータに限らず、回転軸とロータ体とを絶縁する回転機器には応用することができる。
１ 回転軸
２ 回転止め
３ マグネット
４,５ ロータヨーク
６ 歯
７ 絶縁樹脂
８ 穴
１０ ロータ体
１１ ロータ構造
Ｐ 軸中心
２ 回転止め
３ マグネット
４,５ ロータヨーク
６ 歯
７ 絶縁樹脂
８ 穴
１０ ロータ体
１１ ロータ構造
Ｐ 軸中心
Claims (4)
- マグネット(3)を間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨーク(4,5)を有するロータ体(10)に対して、回転軸(1)を設けるようにしたステップモータのロータ構造において、
前記ロータ体(10)は治具で固定され、前記回転軸(1)を前記ロータ体(10)の軸中心(P)に設置し、前記回転軸(1)と前記ロータ体(10)との間に絶縁樹脂(7)を注入し、前記回転軸(1)は、モールド成型により前記絶縁樹脂(7)を介し、前記ロータ体(10)に対して絶縁状態で一体結合していることを特徴とするステップモータのロータ構造。 - 前記回転軸(1)は、非磁性材又は磁性材よりなることを特徴とする請求項１記載のステップモータのロータ構造。
- マグネット(3)を間に挟持して軸方向に沿って配設された一対のロータヨーク(4,5)を有するロータ体(10)に対して、回転軸(1)を設けるようにしたステップモータのロータ構造の製造方法において、
前記ロータ体(10)は治具で固定され、前記回転軸(1)を前記ロータ体(10)の軸中心(P)に設置し、前記回転軸(1)と前記ロータ体(10)との間に絶縁樹脂(7)を注入し、前記回転軸(1)は、モールド成型により前記絶縁樹脂(7)を介し、前記ロータ体(10)に対して絶縁状態で一体結合していることを特徴とするステップモータのロータ構造の製造方法。 - 前記回転軸(1)は、非磁性材又は磁性材よりなることを特徴とする請求項３記載のステップモータのロータ構造の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014085295A JP2015208057A (ja) | 2014-04-17 | 2014-04-17 | ステップモータのロータ構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2015208057A true JP2015208057A (ja) | 2015-11-19 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2015208057A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10224770B2 (en) | 2015-05-27 | 2019-03-05 | Lg Innotek Co., Ltd. | Rotor assembly and motor including the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62123942A (ja) * | 1985-11-21 | 1987-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ステツピングモ−タのロ−タの製造方法 |
| JP3010624U (ja) * | 1994-10-27 | 1995-05-02 | シナノケンシ株式会社 | 回転子 |
-
2014
- 2014-04-17 JP JP2014085295A patent/JP2015208057A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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