JP3394306B2 - ステッピングモータのロータとその製造方法 - Google Patents
ステッピングモータのロータとその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はステッピングモータの
ロータに関するもので、特に、磁性プラスチックを射出
成形して作られるロータの構造および製造方法に関する
ものである。
ロータに関するもので、特に、磁性プラスチックを射出
成形して作られるロータの構造および製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ステッピングモータのロータ
は、円筒体の外周面に帯状に伸びたＳ極およびＮ極が円
周方向に一定ピッチで交互に配置された、いわゆるラジ
アル配向（例えば、特開平３−８２３４８号公報）およ
び極配向の円筒形磁石を用いている。また、近年、この
種のロータは支軸の周囲に磁性粉を合成樹脂によって固
めて筒状となし、その筒状の部分に着磁して磁石とし
た、いわゆるプラスチックマグネットロータ（以下、マ
グネットロータという）が実用化されており、その高い
生産性のためステッピングモータのロータとして広く普
及している。
は、円筒体の外周面に帯状に伸びたＳ極およびＮ極が円
周方向に一定ピッチで交互に配置された、いわゆるラジ
アル配向（例えば、特開平３−８２３４８号公報）およ
び極配向の円筒形磁石を用いている。また、近年、この
種のロータは支軸の周囲に磁性粉を合成樹脂によって固
めて筒状となし、その筒状の部分に着磁して磁石とし
た、いわゆるプラスチックマグネットロータ（以下、マ
グネットロータという）が実用化されており、その高い
生産性のためステッピングモータのロータとして広く普
及している。
【０００３】他方、従来のマグネットロータＲは成形型
を用いて射出成形されており、図１０で示すように、出
力軸Ｓの周りに成形されるボス部Ａと、磁極が形成され
る円筒部Ｂ、およびそれらを連結する円板部Ｃとからな
り、前記円筒部Ｂと円板部Ｃとの連結部の剛性を増すた
め、前記円板部Ｃにはボス部Ａから円筒部Ｂへ伸びるリ
ブＤが設けられている。他方、マグネットロータＲを射
出成形するための成形型Ｋは図１１で示すように、前記
円板部Ｃに対応する中央部ｃの部分にランナーｒと連な
るゲートｇを開口させてあり、加圧注入された合成樹脂
がキャビティＹのボス部Ａと円筒部Ｂとを形成する部分
ａ、ｂへ均等に分流して充填するようにしてある。Ｓは
キャビティＹにインサートされた出力軸である。
を用いて射出成形されており、図１０で示すように、出
力軸Ｓの周りに成形されるボス部Ａと、磁極が形成され
る円筒部Ｂ、およびそれらを連結する円板部Ｃとからな
り、前記円筒部Ｂと円板部Ｃとの連結部の剛性を増すた
め、前記円板部Ｃにはボス部Ａから円筒部Ｂへ伸びるリ
ブＤが設けられている。他方、マグネットロータＲを射
出成形するための成形型Ｋは図１１で示すように、前記
円板部Ｃに対応する中央部ｃの部分にランナーｒと連な
るゲートｇを開口させてあり、加圧注入された合成樹脂
がキャビティＹのボス部Ａと円筒部Ｂとを形成する部分
ａ、ｂへ均等に分流して充填するようにしてある。Ｓは
キャビティＹにインサートされた出力軸である。
【０００４】しかしながら、円板部ＣにリブＤを設けた
ものでは、ゲートを通して中央部ｃへ流入した樹脂の一
部がリブＤのためのリブ空間ｄへ流動し、中央部ｃを短
絡してボス部Ａと円筒部Ｂとを形成する部分ａ、ｂへ流
入する結果、流動する樹脂の先端部の位置に凹凸を生
じ、それらがキャビティＹを充填する際に突当たって衝
合面を作り、そこが溶け合っていない境界部、つまりウ
エルドラインとして製品に残存し、強度を低下させる不
具合があった。また、円筒部Ｂを形成する部分ｂのリブ
空間ｄが接続された部分は容積が大きくなるため、注入
された樹脂が冷却し収縮する際に、いわゆる、引け巣が
でき、外周面に凹陥没部Ｈを生じるため、エアギャップ
が大きくなって出力が低下したり、また、樹脂の充填パ
ターンにより磁化されて整列していた磁極境界線Ｌを乱
し、磁極の幅が大きくなったり小さくなったりして、ス
テップ角度の精度を低下させる不具合があった。
ものでは、ゲートを通して中央部ｃへ流入した樹脂の一
部がリブＤのためのリブ空間ｄへ流動し、中央部ｃを短
絡してボス部Ａと円筒部Ｂとを形成する部分ａ、ｂへ流
入する結果、流動する樹脂の先端部の位置に凹凸を生
じ、それらがキャビティＹを充填する際に突当たって衝
合面を作り、そこが溶け合っていない境界部、つまりウ
エルドラインとして製品に残存し、強度を低下させる不
具合があった。また、円筒部Ｂを形成する部分ｂのリブ
空間ｄが接続された部分は容積が大きくなるため、注入
された樹脂が冷却し収縮する際に、いわゆる、引け巣が
でき、外周面に凹陥没部Ｈを生じるため、エアギャップ
が大きくなって出力が低下したり、また、樹脂の充填パ
ターンにより磁化されて整列していた磁極境界線Ｌを乱
し、磁極の幅が大きくなったり小さくなったりして、ス
テップ角度の精度を低下させる不具合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記した課題
を解消し、出力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極
部、およびそれらを連結する円板部とをプラスチックマ
グネット樹脂によって成形してなり、前記円板部に薄肉
部と厚肉部を設けて解決するものであり、製造方法は出
力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極部、およびそれ
らを連結する円板部とを含む一連のキャビティを有する
成形型に、前記円板部に膨大部を設け、その膨大部を含
みそれよりボス側にプラスチックマグネット樹脂を加圧
注入して成形し解決するものである。それは具体的には
出力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極部、およびそ
れらを連結する円板部とを含む一連のキャビティを有す
る成形型を用い、前記キャビティのボス部に複数のゲー
トを等配に設け、このゲートのある部分の間に軸方向に
突出した膨大部を設け、この膨大部を含みボス部にプラ
スチックマグネット樹脂を加圧注入して解決するもので
あり、さらに、具体的には前記キャビティを有する成形
型を磁場配列型として解決するものである。
を解消し、出力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極
部、およびそれらを連結する円板部とをプラスチックマ
グネット樹脂によって成形してなり、前記円板部に薄肉
部と厚肉部を設けて解決するものであり、製造方法は出
力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極部、およびそれ
らを連結する円板部とを含む一連のキャビティを有する
成形型に、前記円板部に膨大部を設け、その膨大部を含
みそれよりボス側にプラスチックマグネット樹脂を加圧
注入して成形し解決するものである。それは具体的には
出力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極部、およびそ
れらを連結する円板部とを含む一連のキャビティを有す
る成形型を用い、前記キャビティのボス部に複数のゲー
トを等配に設け、このゲートのある部分の間に軸方向に
突出した膨大部を設け、この膨大部を含みボス部にプラ
スチックマグネット樹脂を加圧注入して解決するもので
あり、さらに、具体的には前記キャビティを有する成形
型を磁場配列型として解決するものである。
【０００６】
【作用】キャビティ内へ細いゲートから高速で注入され
るプラスチックマグネット樹脂は、一旦、膨大部に蓄え
られてそこを充填し、次いで、引き続き注入される樹脂
によって、まずボス部が充填され始められる。その際、
ジェッティングは発生しない。樹脂は後続する樹脂によ
って背部を押され、絞り部をなす比較的狭い円板部を通
して筒状の磁極部へ向けて流動する。流動する樹脂の前
縁は円板部を同心円状に外方へ整列して進行し、ボス部
あるいは磁極部へ達すると筒状になって軸方向へ進行
し、その前縁は、ボス部、磁極部の順にキャビティを充
填する。
るプラスチックマグネット樹脂は、一旦、膨大部に蓄え
られてそこを充填し、次いで、引き続き注入される樹脂
によって、まずボス部が充填され始められる。その際、
ジェッティングは発生しない。樹脂は後続する樹脂によ
って背部を押され、絞り部をなす比較的狭い円板部を通
して筒状の磁極部へ向けて流動する。流動する樹脂の前
縁は円板部を同心円状に外方へ整列して進行し、ボス部
あるいは磁極部へ達すると筒状になって軸方向へ進行
し、その前縁は、ボス部、磁極部の順にキャビティを充
填する。
【０００７】
【実施例】以下、図示の実施例によって、この発明を説
明する。図中、１はこの発明に係るステッピングモータ
である。このステッピングモータはステータ２と、ステ
ータ２に軸受けされたロータ１０とを有する。ステータ
２は２個のヨークユニット３、３と、その側面に固着さ
れた軸受支持板４、４、および、それら軸受支持板４、
４に取り付けられた軸受５、５とによって形成されてい
る。前記各ヨークユニット３は内ヨーク３ａと外ヨーク
３ｂとを向かい合わせて、その間に励磁コイル３ｃを挟
持したもので、以上の構成は既に公知に属する。
明する。図中、１はこの発明に係るステッピングモータ
である。このステッピングモータはステータ２と、ステ
ータ２に軸受けされたロータ１０とを有する。ステータ
２は２個のヨークユニット３、３と、その側面に固着さ
れた軸受支持板４、４、および、それら軸受支持板４、
４に取り付けられた軸受５、５とによって形成されてい
る。前記各ヨークユニット３は内ヨーク３ａと外ヨーク
３ｂとを向かい合わせて、その間に励磁コイル３ｃを挟
持したもので、以上の構成は既に公知に属する。
【０００８】この発明に係るロータ１０は図２で示すよ
うに、前記軸受によって回転自在に支持された出力軸１
１と、その出力軸１１にボス部１２を介して支持され、
外周面を多極着磁した合成樹脂製の磁極部１３とで構成
されている。すなわち、ロータ１０は出力軸１１上に固
定されるボス部１２と筒状の磁極部１３、およびそれら
を連結する円板部１４とをプラスチックマグネット樹脂
によって成形して構成した、いわゆる、マグネットロー
タである。マグネットロータは磁性粉に樹脂を混入して
前記成形型のキャビティへ加圧して注入し、それらが固
化されるまでの間、強力な磁場を与えて強制的に磁性粉
粒子の向きを変え、特定の磁場配向を持つ磁石としたも
ので、一般にはその周面の全周に沿って軸方向に延びる
Ｎ極とＳ極との２４対の磁極が交互に配列されて、その
ステップ角は７．５°に設定されている。
うに、前記軸受によって回転自在に支持された出力軸１
１と、その出力軸１１にボス部１２を介して支持され、
外周面を多極着磁した合成樹脂製の磁極部１３とで構成
されている。すなわち、ロータ１０は出力軸１１上に固
定されるボス部１２と筒状の磁極部１３、およびそれら
を連結する円板部１４とをプラスチックマグネット樹脂
によって成形して構成した、いわゆる、マグネットロー
タである。マグネットロータは磁性粉に樹脂を混入して
前記成形型のキャビティへ加圧して注入し、それらが固
化されるまでの間、強力な磁場を与えて強制的に磁性粉
粒子の向きを変え、特定の磁場配向を持つ磁石としたも
ので、一般にはその周面の全周に沿って軸方向に延びる
Ｎ極とＳ極との２４対の磁極が交互に配列されて、その
ステップ角は７．５°に設定されている。
【０００９】ロータ１０には前記円板部１４に板厚を増
した膨大部１５が形成してある。膨大部１５は、図３で
示すように円板部１４の中央部に両面に膨出する環状突
起として形成され、そこには３個のゲートｇが等配に開
口させてある。ゲートｇの数や位置はこの発明の構成
上、特別に限定されることはないが、同一円周上に等配
に配置することは重要であり、また、膨大部１５より磁
極部１３側に設けるのは好ましくない。
した膨大部１５が形成してある。膨大部１５は、図３で
示すように円板部１４の中央部に両面に膨出する環状突
起として形成され、そこには３個のゲートｇが等配に開
口させてある。ゲートｇの数や位置はこの発明の構成
上、特別に限定されることはないが、同一円周上に等配
に配置することは重要であり、また、膨大部１５より磁
極部１３側に設けるのは好ましくない。
【００１０】膨大部１５はこの他にも、前記ボス部１２
あるいは磁極部１３に接して設けられる場合もあるが、
図５、図６で示すように、ボス部１２側に設けるのが好
ましい。図５、図６の例は、膨大部１５の内径側がボス
部１２の外径側に接して設けられると共に、ボス部１２
の３個のゲートｇのある部分ｔ（テラスという）の間が
軸方向へ突出して膨大部１５の容量を増している。この
部分には実際ウエルドラインが形成されるが、断面積が
大きくなっているので実際の強度が増加することとな
る。しかし、設計上ボス部と磁極部との間に膨大部（テ
ラス）を設けることが出来ない場合には、図７、図８で
示す。
あるいは磁極部１３に接して設けられる場合もあるが、
図５、図６で示すように、ボス部１２側に設けるのが好
ましい。図５、図６の例は、膨大部１５の内径側がボス
部１２の外径側に接して設けられると共に、ボス部１２
の３個のゲートｇのある部分ｔ（テラスという）の間が
軸方向へ突出して膨大部１５の容量を増している。この
部分には実際ウエルドラインが形成されるが、断面積が
大きくなっているので実際の強度が増加することとな
る。しかし、設計上ボス部と磁極部との間に膨大部（テ
ラス）を設けることが出来ない場合には、図７、図８で
示す。
【００１１】図９はこの発明を実施するために使用する
成形型２０であり、出力軸１１がインサートされた状態
を示している。成形型２０のキャビティ２１は出力軸１
１の廻りにボス部１２のための空間１２１と、円板部１
４のための空間１４１、および磁極部１３のための空間
１３１とが形成されており、前記円板部１４のための空
間１４１に膨大部１５のための空間１５１が形成されて
いる。ｇは図示してないランナに通じるゲートである。
成形型２０であり、出力軸１１がインサートされた状態
を示している。成形型２０のキャビティ２１は出力軸１
１の廻りにボス部１２のための空間１２１と、円板部１
４のための空間１４１、および磁極部１３のための空間
１３１とが形成されており、前記円板部１４のための空
間１４１に膨大部１５のための空間１５１が形成されて
いる。ｇは図示してないランナに通じるゲートである。
【００１２】前記したロータ１０の各実施例は、いずれ
も円板部１４に膨大部１５を有し、そこにプラスチック
マグネット樹脂を加圧注入するゲートｇを設けてあるの
で、ゲートｇからキャビティ２１へ高速高圧で注入され
た樹脂は、円板部１４のための空間１４１が膨大部１５
のための空間１５１より肉厚が薄く絞られているので流
動が阻止され、そこに蓄積され、かつ、後続する樹脂に
よって押圧されて団塊状となる。すなわち、ゲートｇを
通して注入される樹脂がゲートｇを通過する際にジェッ
ティングを起こさないように、充填出来、かためられ
る。そして、さらに続いて注入される樹脂によって膨大
部１５を押し出され、円板部１４のための比較的狭い空
間１４１を同心円状に拡大して磁極部１３のための空間
１３１に至る。その空間１３１では左右に分流してキャ
ビティの端部へ向けて流動する。このとき、流動する合
成樹脂の前縁は比較的そろって前進するので、キャビテ
ィの端部に達したときに互いに突き当たる部分がなくな
る。また、樹脂から発生するガスおよびキャビティ内の
空気を常に左右に押しやる効果があるのでボス部、磁極
部共にボイド（空洞）を発生させることなく成形出来
る。
も円板部１４に膨大部１５を有し、そこにプラスチック
マグネット樹脂を加圧注入するゲートｇを設けてあるの
で、ゲートｇからキャビティ２１へ高速高圧で注入され
た樹脂は、円板部１４のための空間１４１が膨大部１５
のための空間１５１より肉厚が薄く絞られているので流
動が阻止され、そこに蓄積され、かつ、後続する樹脂に
よって押圧されて団塊状となる。すなわち、ゲートｇを
通して注入される樹脂がゲートｇを通過する際にジェッ
ティングを起こさないように、充填出来、かためられ
る。そして、さらに続いて注入される樹脂によって膨大
部１５を押し出され、円板部１４のための比較的狭い空
間１４１を同心円状に拡大して磁極部１３のための空間
１３１に至る。その空間１３１では左右に分流してキャ
ビティの端部へ向けて流動する。このとき、流動する合
成樹脂の前縁は比較的そろって前進するので、キャビテ
ィの端部に達したときに互いに突き当たる部分がなくな
る。また、樹脂から発生するガスおよびキャビティ内の
空気を常に左右に押しやる効果があるのでボス部、磁極
部共にボイド（空洞）を発生させることなく成形出来
る。
【００１３】
【発明の効果】ロータ構造についての請求項１記載の発
明によれば、ロータをなすプラスチックマグネット樹脂
は成形の際の磁極の乱れがなく、凹陥部その他の成形欠
陥がないか、少ないからステッピングモータのステップ
角度を正確に保つことができ、且つ、大きな駆動力を発
生させることが出来る効果がある。また、ロータの製法
に関する請求項２記載の発明以下によれば、射出成形に
際して形成型内にジェッティングを生ぜず、また、生じ
ても膨大部を通過する際に消滅するので、注入した樹脂
の流動が整然と行われるので成形欠陥が少なく、磁極部
にウエルドラインを発生させることのない、強度の高い
ロータ成形品が廉価に得られる効果がある。
明によれば、ロータをなすプラスチックマグネット樹脂
は成形の際の磁極の乱れがなく、凹陥部その他の成形欠
陥がないか、少ないからステッピングモータのステップ
角度を正確に保つことができ、且つ、大きな駆動力を発
生させることが出来る効果がある。また、ロータの製法
に関する請求項２記載の発明以下によれば、射出成形に
際して形成型内にジェッティングを生ぜず、また、生じ
ても膨大部を通過する際に消滅するので、注入した樹脂
の流動が整然と行われるので成形欠陥が少なく、磁極部
にウエルドラインを発生させることのない、強度の高い
ロータ成形品が廉価に得られる効果がある。
【図１】この発明に係るステッピングモータの出力軸に
沿った縦断面図である。
沿った縦断面図である。
【図２】そのマグネットロータの外観図である。
【図３】この発明の一実施例を示すロータの軸心に沿っ
た断面図である。
た断面図である。
【図４】その軸方向の側面図である。
【図５】他の実施例を示す図３相当の断面図である。
【図６】その図４相当の側面図である。
【図７】更に、他の実施例を示す図３相当の断面図であ
る。
る。
【図８】その図４相当の側面図である。
【図９】本発明の一実施例の成形型を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】従来のマグネットロータを示すもので、
（ａ）は図２相当の断面図、（ｂ）は図３相当の側面図
である。
（ａ）は図２相当の断面図、（ｂ）は図３相当の側面図
である。
【図１１】従来の成形型を示す断面図である。
１０ ロータ
１１ 出力軸
１２ ボス部
１３ 磁極部
１４ 円板部
１５ 膨大部
２０ 成形型
１２１ ボス部のための空間
１３１ 磁極部のための空間
１４１ 円板部のための空間
１５１ 膨大部のための空間
ｇ ゲート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−107657（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−76104（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−133507（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−54852（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−61096（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−88435（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/27 501
H02K 15/03
H02K 37/14
Claims (4)
- 【請求項１】出力軸上に固定されるボス部と、その外方
に設けられる筒状の磁極部、およびそれらを連結する円
板部とをプラスチックマグネット樹脂によって成形して
形成し、前記円板部に薄肉部と厚肉部を設けてなるステ
ッピングモータのロータ。 - 【請求項２】出力軸上に固定されるボス部と、その外方
に設けられる筒状の磁極部、およびそれらを連結する円
板部とを含む一連のキャビティを有する成形型の、前記
円板部を形成する空間に環状の膨大部を設け、その膨大
部を含みそれよりボス側にプラスチックマグネット樹脂
を加圧注入して成形するステッピングモータのロータ製
造方法。 - 【請求項３】出力軸上に固定されるボス部と筒状の磁極
部、およびそれらを連結する円板部とを含む一連のキャ
ビティを有する成形型を用い、前記キャビティのボス部
に複数のゲートを等配に設け、このゲートのある部分の
間に軸方向に突出した膨大部を設け、この膨大部を含み
ボス部にプラスチックマグネット樹脂を加圧注入して成
形するステッピングモータのロータ製造方法。 - 【請求項４】請求項２および請求項３において、前記キ
ャビティを有する成形型は磁場配列形のであるステッピ
ングモータのロータ製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35007193A JP3394306B2 (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | ステッピングモータのロータとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35007193A JP3394306B2 (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | ステッピングモータのロータとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07203643A JPH07203643A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3394306B2 true JP3394306B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=18408036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35007193A Expired - Fee Related JP3394306B2 (ja) | 1993-12-31 | 1993-12-31 | ステッピングモータのロータとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394306B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7148598B2 (en) * | 2003-10-23 | 2006-12-12 | A.O. Smith Corporation | Spoke permanent magnet rotors for electrical machines and methods of manufacturing same |
| US9093874B2 (en) | 2004-10-25 | 2015-07-28 | Novatorque, Inc. | Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines |
| KR101363231B1 (ko) * | 2012-12-10 | 2014-02-14 | 뉴모텍(주) | 플라스틱 마그넷 회전자를 갖는 모터 |
-
1993
- 1993-12-31 JP JP35007193A patent/JP3394306B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07203643A (ja) | 1995-08-04 |
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