JP6097538B2 - Stepper motor rotor structure - Google Patents

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Description

本願発明は、各種OA機器、家電等に搭載されるステッピングモータの技術分野に属し、特に、ロータ構造に関する。   The present invention belongs to the technical field of stepping motors mounted on various OA devices, home appliances, and the like, and particularly relates to a rotor structure.

従来から、PM型(永久磁石型)ステッピングモータのロータ構造としては、SN極を交互かつ周方向に着磁させた円筒状の永久磁石を円盤体の外周に環装配置し、この複数を対面状にかつ所定間隔で回転シャフトに環装配置する構成のものがあった(例えば、特許文献1を参照)。   Conventionally, as a rotor structure of a PM type (permanent magnet type) stepping motor, cylindrical permanent magnets in which SN poles are alternately and circumferentially magnetized are arranged around the outer periphery of a disk body, and a plurality of these are face-to-face. There is a configuration in which the rotary shaft is circularly arranged at predetermined intervals (see, for example, Patent Document 1).

上述のように、所定間隔をもって円筒状の永久磁石を回転シャフトに環装配置する理由は、特許文献1にも記載されているように、永久磁石のアキシャル方向に所定間隔の無着磁領域を設けることにより、各永久磁石の磁極と対向配置するステータ間での磁気的干渉を防止し、トルクのバラツキやムラを抑制するためであった。   As described above, the reason why the cylindrical permanent magnets are circularly arranged on the rotating shaft with a predetermined interval is that, as described in Patent Document 1, non-magnetized regions with a predetermined interval are arranged in the axial direction of the permanent magnet. This is to prevent magnetic interference between the stators arranged opposite to the magnetic poles of the permanent magnets, and to suppress torque variation and unevenness.

また、複数の円筒状の永久磁石を保持すると共に、永久磁石の熱膨張によるヒビ割れ等を防ぐ剛性確保を目的とした構成のロータ構造も開示されていた。例えば、特許文献2のロータ構造は、永久磁石を保持する所謂ロータカラーを樹脂材から筒状に形成すると共に回転シャフトに環装し、このロータカラーの両端部を回転シャフトに環装した金属状の円盤で狭持し、該円盤の外周部に所定間隔で円筒状の永久磁石を配置する構成であった。   In addition, a rotor structure having a configuration for holding a plurality of cylindrical permanent magnets and ensuring rigidity to prevent cracks due to thermal expansion of the permanent magnets has also been disclosed. For example, in the rotor structure of Patent Document 2, a so-called rotor collar that holds a permanent magnet is formed in a cylindrical shape from a resin material and is mounted on a rotating shaft, and both ends of the rotor collar are mounted on the rotating shaft. The cylindrical permanent magnets are arranged at predetermined intervals on the outer periphery of the disc.

他にも、成形金型内に複数の円筒状の永久磁石とその軸中心位置に回転シャフトを予め配置した後、モールド樹脂を充填して複数の永久磁石、回転シャフト、及びロータカラーを一体成形する構成のロータ構造も開示されていた(例えば、特許文献3、4を参照)。   In addition, after arranging a plurality of cylindrical permanent magnets in the molding die and a rotating shaft in the center of the shaft in advance, the molding resin is filled and a plurality of permanent magnets, the rotating shaft, and the rotor collar are integrally formed. A rotor structure having such a configuration has also been disclosed (see, for example, Patent Documents 3 and 4).

特開平10−84663号公報JP-A-10-84663 特開2002−51525号公報JP 2002-51525 A 特開平6−245473号公報JP-A-6-245473 特開平11−299148号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-299148

上記特許文献1で開示されているロータ構造は、無着磁領域を確保するために、永久磁石間を単に空隙としている場合や、この空隙に非磁性材料から成る円筒部材を挿入する構成であった。単に空隙としている場合には、ロータの回転時に空隙間における空気流の乱れによって異音が発生していた。この異音は所定周波数での振動を要因とするものであり、ステッピングモータ全体の騒音の原因ともなっていた。   The rotor structure disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 has a configuration in which a space between permanent magnets is simply used as a space in order to secure a non-magnetized region, or a cylindrical member made of a nonmagnetic material is inserted into this space. It was. In the case where the air gap is merely a gap, abnormal noise was generated due to the turbulence of the air flow in the air gap during the rotation of the rotor. This abnormal noise is caused by vibration at a predetermined frequency, and is also a cause of noise of the entire stepping motor.

一方で空隙に円筒部材を単純に介在させた構成の場合には、この円筒部材と永久磁石とを固定するために、両者を接着や圧入する工程が必要となり、組立が煩雑となる問題があった。また、円筒部材を永久磁石で上記接着等なく単純に狭持した場合には、ロータ回転時に円筒部材とロータカラー間にズレが生じたり、ロータから脱落したりするおそれがあり、ステッピングモータの異音や故障の原因となっていた。   On the other hand, in the case of a configuration in which a cylindrical member is simply interposed in the gap, in order to fix the cylindrical member and the permanent magnet, a process of bonding or press-fitting both of them is required, and there is a problem that the assembly becomes complicated. It was. In addition, if the cylindrical member is simply held with a permanent magnet without adhesion or the like, there is a risk of displacement between the cylindrical member and the rotor collar during the rotation of the rotor, or it may fall off the rotor. It was a cause of noise and malfunction.

特許文献2のロータ構造は、ロータカラーを樹脂材から円筒状に形成するものであるが、複数の永久磁石を保持しつつ回転する剛性を確保するために円筒部分の高さ寸法が大きくなるだけでなく、肉厚状のリブを形成する必要があった。このようなロータ構造は重量が嵩むためにイナーシャ(回転系慣性モーメント)が大きくなり、モータ特性が低下する問題があった。   In the rotor structure of Patent Document 2, the rotor collar is formed in a cylindrical shape from a resin material. However, in order to ensure the rigidity to rotate while holding a plurality of permanent magnets, the height of the cylindrical portion only increases. Instead, it was necessary to form a thick rib. Since such a rotor structure is heavy, inertia (rotational moment of inertia) increases, and there is a problem that motor characteristics are deteriorated.

特許文献3、4のロータ構造は、永久磁石と樹脂製ロータカラーの熱膨張率の差によって永久磁石側にひび割れが発生したり、ロータの長時間の使用によって一体成形時の樹脂による保持力が低下して永久磁石に位置ズレや脱落が発生するおそれがあった。加えて、このロータ構造は、樹脂製ロータカラーと永久磁石を複数配置して一体成形するため、寸法精度要求が高い金型を予め準備する必要があり、高コストでもあった。   In the rotor structures disclosed in Patent Documents 3 and 4, cracks are generated on the permanent magnet side due to the difference in thermal expansion coefficient between the permanent magnet and the resin rotor collar, and the holding force by the resin at the time of integral molding is increased by using the rotor for a long time. There was a risk that the permanent magnets would be displaced and fall off. In addition, since this rotor structure is integrally formed by arranging a plurality of resin-made rotor collars and permanent magnets, it is necessary to prepare in advance a mold having a high dimensional accuracy requirement, and the cost is high.

そこで、本願発明は、上記課題に着目してなされたものであり、ロータの永久磁石間の空間の外周開放面を簡易かつ組立も容易な構造で少なくとも一部分を覆い、この覆った状態を安定的に維持可能なステッピングモータのロータ構造を提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and at least partially covers the outer peripheral open surface of the space between the permanent magnets of the rotor with a structure that is simple and easy to assemble, and this covered state is stable. The rotor structure of the stepping motor that can be maintained in the above is provided.

上記の課題を解決するため本願発明にかかるステッピングモータのロータ構造は、以下のように構成している   In order to solve the above problems, the rotor structure of the stepping motor according to the present invention is configured as follows.

すなわち、ロータ構造は、回転シャフトと、該回転シャフトに中心部を環装し、かつ垂直に保持した円盤状のロータカラーと、該ロータカラーに外嵌して保持させ、かつ交互に異極着磁域を周方向に連続形成して成る円筒状の永久磁石と、該永久磁石と前記ロータカラーとの構成体を前記回転シャフトに所定の離隔距離をもって対面状に環装させると共に、該対面配置によって形成された空間の外周開放面の少なくとも一部分を覆うカバー体と、から構成すると共に、該カバー体を、回転シャフトのアキシャル方向に拡張する付勢手段を備える構成としたことを特徴としている。 That is, the rotor structure includes a rotating shaft, a disk-shaped rotor collar that is mounted around the center of the rotating shaft and held vertically, and is fitted on and held by the rotor collar. A cylindrical permanent magnet formed by continuously forming a magnetic domain in the circumferential direction, and a structure of the permanent magnet and the rotor collar are mounted on the rotating shaft in a face-to-face manner with a predetermined separation distance. And a cover body that covers at least a part of the outer peripheral open surface of the space formed by the above structure , and the cover body includes an urging means that extends in the axial direction of the rotary shaft .

上記カバー体は、永久磁石と前記ロータカラーとの構成体(以下、「ロータ構成体」と称する。)間に形成された外周開放面の少なくとも一部分を覆う形態であれば良く、例えば、外周開放面の一部を覆う円筒体を縦割り4分割した曲面板、上面視C型状となる一部切り欠き円筒体でも良い。もちろん、内部が空洞でかつ軽量な薄肉円筒体に形成して外周開放面を閉塞する形態としても良い。そして、カバー体をより軽量とするために側面に一又は複数の開孔を設けても良い。なお、このカバー体の外形部は、ステッピングモータのステータ側の干渉を避けるため、永久磁石の外周面位置から外側に突出させないように設定する必要がある。   The cover body may be in a form that covers at least a part of the outer peripheral open surface formed between the constituent body of the permanent magnet and the rotor collar (hereinafter referred to as “rotor constituent body”). A curved plate obtained by vertically dividing a cylindrical body covering a part of the surface into four parts, or a partially cut-out cylindrical body having a C shape when viewed from above may be used. Of course, it is good also as a form which obstruct | occludes an outer peripheral open | release surface by forming in a thin thin cylinder body with a hollow inside. And in order to make a cover body lighter, you may provide a 1 or several opening in a side surface. In addition, in order to avoid interference on the stator side of the stepping motor, the outer shape portion of the cover body needs to be set so as not to protrude outward from the position of the outer peripheral surface of the permanent magnet.

また、上記カバー体付勢手段の構成の具体例を挙げると、カバー体を上記したように曲面板、一部切り欠き円筒体、及び通常の円筒体に形成した場合には、その端面部から弾性変形可能な舌片部をアキシャル方向の外側に延出するように形成する。そして、ロータ構成体間に配置した場合には、前記舌片部の先端側をロータカラーの平面部分に当接させて弾性変形させる形態が挙げられる。他には、カバー体の全体を弾性材で構成し、これを前後のロータ構成体で弾性変形させつつ狭持する形態としても良い。
Further, a specific example configuration of the biasing means of the cover body, a curved cover body as described above plate, partially cut-away cylinder, and in the case of forming a normal cylinder, the end surface A tongue piece that can be elastically deformed is formed to extend outward in the axial direction. And when arrange | positioning between rotor structural bodies, the form which makes the front-end | tip side of the said tongue piece part contact | abut to the plane part of a rotor collar and to elastically deform is mentioned. Alternatively, the entire cover body may be made of an elastic material, and the cover body may be sandwiched while being elastically deformed by the front and rear rotor constituent bodies.

加えて、上記のカバー体の付勢手段には、ロータカラーや回転シャフトに対して係合手段、例えば、ロータカラーの一部や回転シャフトの一部と嵌合や当接する湾曲部を形成しても良い。   In addition, the energizing means of the cover body is formed with an engaging means for the rotor collar and the rotating shaft, for example, a curved portion that fits and abuts a part of the rotor collar and a part of the rotating shaft. May be.

上記のように構成した本願発明は、以下のような技術的な効果を奏する。
すなわち、回転するロータ構成体間の外周開放面の少なくとも一部をカバー体で覆ったことにより、この空間に発生する空気流の乱れが抑制されることとなり、その結果、所定周波数での振動やこれに伴う異音の発生が抑制できる。
The present invention configured as described above has the following technical effects.
That is, by covering at least a part of the outer peripheral open surface between the rotating rotor structural members with the cover body, the disturbance of the air flow generated in this space is suppressed, and as a result, vibration at a predetermined frequency and Occurrence of abnormal noise accompanying this can be suppressed.

また、カバー体は上記湾曲板、一部切り欠き円筒体、薄肉円筒体に形成しているために軽量であり、既存のロータ構造に単純にこのカバー体を追加配置した場合でも、従来構造のロータに比べてイナーシャの増加を小さく抑えることができ、ステッピングモータの性能を低下させることもない。   In addition, the cover body is lightweight because it is formed of the curved plate, a partially cut-out cylindrical body, and a thin-walled cylindrical body, and even if this cover body is simply added to the existing rotor structure, The increase in inertia can be suppressed as compared with the rotor, and the performance of the stepping motor is not deteriorated.

さらには、カバー体は付勢手段を備えるため、外周開放面の少なくとも一部を覆うように所定位置に配置した場合、ロータ構成体や回転シャフトの他の構成要素との一体性が向上し、回転時にも位置ズレやロータ自体からカバー体が脱落することなく安定的にこの覆った状態を維持でき、引いてはステッピングモータの性能維持に貢献できる。   Furthermore, since the cover body includes an urging means, when it is disposed at a predetermined position so as to cover at least a part of the outer peripheral open surface, the integrity of the rotor structure and the other components of the rotating shaft is improved, Even during rotation, the covered state can be stably maintained without being displaced or the cover itself falling off from the rotor itself, which can contribute to maintaining the performance of the stepping motor.

本実施例のロータ構造を有するステッピングモータの組立斜視図である。It is an assembly perspective view of the stepping motor which has a rotor structure of a present Example. 本実施例のロータ構造を有するロータの組立斜視図である。It is an assembly perspective view of the rotor which has the rotor structure of a present Example. 本実施例のロータ構造を有するロータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the rotor which has a rotor structure of a present Example. 本実施例のカバー体の変形例を示す斜視図(A)、(B)、(C)である。It is a perspective view (A), (B), (C) which shows the modification of the cover body of a present Example. 本実施例のカバー体の付勢手段の変形例を示す側面図(A)と平面図(B)である。It is the side view (A) and top view (B) which show the modification of the biasing means of the cover body of a present Example. 本実施例のロータ構造のステッピングモータと従来のロータ構造のステッピングモータを比較した周波数(pps)と振動(m/s)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency (pps) and vibration (m / s < 2 >) which compared the stepping motor of the rotor structure of a present Example with the stepping motor of the conventional rotor structure.

以下に、本願発明のステッピングモータのロータ構造に関し、その最良の実施例を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, the best embodiment of the rotor structure of the stepping motor of the present invention will be described with reference to the drawings.

図示符号1は、ステッピングモータ(以下、「モータ」と略称する。)である。本実施例のモータ1は、図1の組立斜視図に示すように、有低筒状のモータケース2の内部に円筒状のステータ4を配置し、このステータ4の中央内部空間43にロータ5を回転自在に配置すると共に、モータケース2の開放側をモータカバー3で閉じる構成である。   Reference numeral 1 denotes a stepping motor (hereinafter abbreviated as “motor”). In the motor 1 of this embodiment, as shown in the assembly perspective view of FIG. 1, a cylindrical stator 4 is disposed inside a low and low cylindrical motor case 2, and a rotor 5 is placed in a central internal space 43 of the stator 4. Is configured to be rotatable, and the open side of the motor case 2 is closed by the motor cover 3.

モータケース2の底部側からはロータ5の回転シャフト54の一部が突出して出力部54aを成している。また、モータケース2の底部21には、モータ全体の他のOA機器、家電等への取付用のフランジ23を配置している。   A part of the rotating shaft 54 of the rotor 5 projects from the bottom side of the motor case 2 to form an output portion 54a. Further, a flange 23 for mounting the motor case 2 on other OA equipment, home appliances, etc. is arranged on the bottom 21 of the motor case 2.

ステータ4は、略円筒状を呈するヨーク41をその厚さ方向に2段重ねた2層構造とし、全体的にも中央内部空間43を有する円筒状を呈している。各ヨーク41、41は、その内周位置に所定数及び所定ピッチで交互に噛み合うように形成した磁極41aを円周等分に配置し、その外周部分にコイル42を巻回して構成している。また、ヨーク41のコイル42は、所定の電源(図示省略)や制御装置(図示省略)と接続しており、適宜に電流が供給されている。   The stator 4 has a two-layer structure in which yokes 41 having a substantially cylindrical shape are stacked in two layers in the thickness direction, and has a cylindrical shape having a central internal space 43 as a whole. Each of the yokes 41, 41 is configured by arranging magnetic poles 41a formed so as to alternately engage with each other at a predetermined number and a predetermined pitch at the inner peripheral position, and winding a coil 42 around the outer peripheral portion. . The coil 42 of the yoke 41 is connected to a predetermined power source (not shown) and a control device (not shown), and is appropriately supplied with current.

なお、モータ1及びステータ4の基本的な構成は、従来技術と同様であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。   Since the basic configuration of the motor 1 and the stator 4 is the same as that of the prior art, further detailed description is omitted.

次に、本願発明の主眼であるロータ構造に係るロータ5について説明する。
ロータ5は、ステータ4の中央内部空間43に、モータケース2及びモータカバー3に配置した各軸受22、31により軸支持されて回転自在に配置されている。
Next, the rotor 5 according to the rotor structure which is the main point of the present invention will be described.
The rotor 5 is axially supported by the bearings 22 and 31 disposed in the motor case 2 and the motor cover 3 and is rotatably disposed in the central internal space 43 of the stator 4.

このロータ5は、円盤状のロータカラー52(以下、「カラー」と略称する。)に円筒状の永久磁石53を外嵌保持して成るロータ構成体51と、2個のロータ構成体51をそのカラー52の平面部52aが対面するように所定の離隔距離をもって同軸配置した回転シャフト54と、ロータ構成体51の対面配置によって形成された空間の外周開放面を閉塞するように配置したカバー体6と、から構成している。   The rotor 5 includes a rotor structure 51 formed by externally holding a cylindrical permanent magnet 53 on a disk-shaped rotor collar 52 (hereinafter abbreviated as “color”), and two rotor structures 51. The rotating shaft 54 coaxially arranged with a predetermined separation distance so that the flat surface portion 52a of the collar 52 faces, and the cover body arranged so as to close the outer peripheral open surface of the space formed by the facing arrangement of the rotor constituting body 51. 6.

上記ロータ構成体51の構成要素であるカラー52は、薄厚軽量のメッキ鋼板から円盤状に形成し、平面部52aの中央に回転シャフト54と嵌合する嵌合口52bを形成している。また、一方側の平面部52aの嵌合口52bの周囲には、カラー52の剛性を向上させるため、肉厚としたボス部52cを形成している。なお、カラー52の材質は、上記メッキ鋼板に限定するものではなく、剛性が確保できるのであればアルミ等の他の金属材やプラスチック等の合成樹脂材としても良い。   The collar 52, which is a constituent element of the rotor structure 51, is formed in a disc shape from a thin and light plated steel plate, and a fitting port 52b that fits the rotating shaft 54 is formed at the center of the flat portion 52a. Further, a thick boss portion 52c is formed around the fitting port 52b of the flat portion 52a on one side in order to improve the rigidity of the collar 52. The material of the collar 52 is not limited to the plated steel plate, but may be other metal material such as aluminum or synthetic resin material such as plastic as long as rigidity can be ensured.

カラー52の外周に外嵌させて固定した永久磁石53は、外周面53aにSN極の着磁域を周方向に交互にかつ所定ピッチで連続的に形成した円筒状を呈し、カラー52の板厚寸法より長い高さ寸法を有している。また、回転シャフト54に配置した2段状の永久磁石53の各外周面53aは、ステータ4の中央内部空間43に配置した場合に、2層構造のヨーク41の各磁極41a、41a、の配置面と所定ギャップをもって対向する。   The permanent magnet 53, which is externally fitted and fixed to the outer periphery of the collar 52, has a cylindrical shape in which the SN pole magnetized regions are alternately formed in the circumferential direction and continuously at a predetermined pitch on the outer peripheral surface 53a. The height dimension is longer than the thickness dimension. Further, when the outer peripheral surfaces 53a of the two-stage permanent magnets 53 arranged on the rotating shaft 54 are arranged in the central inner space 43 of the stator 4, the arrangement of the magnetic poles 41a and 41a of the two-layered yoke 41 is provided. It faces the surface with a predetermined gap.

回転シャフト54は、上述のように所定の離隔距離をもって上記の2個のロータ構成体51を対面状にかつ同軸上に固定している。また、回転シャフト54は、両端側をモータケース2及びモータカバー3に配設した軸受22、31で回転自在に保持され、モータケース側のフランジ23から外部に突出して出力部54aを成している。   As described above, the rotating shaft 54 fixes the above-described two rotor constituent bodies 51 in a face-to-face manner and coaxially with a predetermined separation distance. Further, the rotating shaft 54 is rotatably supported by bearings 22 and 31 disposed on both ends of the motor case 2 and the motor cover 3 and protrudes outward from the flange 23 on the motor case side to form an output portion 54a. Yes.

カバー体6は、合成樹脂材から略円筒状を呈する薄肉状の本体部61を形成し、上述のように回転シャフト54に2段状に配置したロータ構成体51の離隔距離が成す空間の外周開放面を閉塞するように配設している。本実施例では、本体部61の外周面61aを永久磁石53の内周面53bに近接又は当接させ、かつ、その一方の端面61bをカラー52の平面部52aに当接させて閉塞状態を成している。   The cover body 6 is formed of a thin-walled main body portion 61 having a substantially cylindrical shape from a synthetic resin material, and an outer periphery of a space formed by a separation distance of the rotor structure body 51 arranged in two stages on the rotary shaft 54 as described above. It arrange | positions so that an open surface may be obstruct | occluded. In the present embodiment, the outer peripheral surface 61 a of the main body 61 is brought close to or in contact with the inner peripheral surface 53 b of the permanent magnet 53, and one end surface 61 b is brought into contact with the flat portion 52 a of the collar 52 to thereby close the closed state. It is made.

また、カバー体6は、回転シャフト54のアキシャル方向(回転シャフトの軸延長方向に平行な方向)に拡張、別言すれば、ロータ構成体51の両方向への付勢力をもって弾性変形する舌片部62を備えている。この舌片部62は一方側の端面61bからその軸心、かつ上記アキシャル方向の外側に延出すると共に、先端部にカラー52のボス部52cの外周部との干渉を避ける湾曲部62aを形成している。   Further, the cover body 6 extends in the axial direction of the rotating shaft 54 (a direction parallel to the axial extension direction of the rotating shaft), in other words, a tongue piece that elastically deforms with an urging force in both directions of the rotor constituting body 51. 62. The tongue 62 extends from the end surface 61b on one side to the axial center and to the outside in the axial direction, and forms a curved portion 62a that avoids interference with the outer periphery of the boss 52c of the collar 52 at the tip. doing.

舌片部62は上述のようにアキシャル方向へ弾性変形する性質を有しているため、ロータ構成体51が形成する空間への配置時には、アキシャル方向に拡張する付勢力を発揮する(矢印f)。この結果、カバー体6は、アキシャル方向の前後に配置されたロータ構成体51との一体性が向上している。   Since the tongue piece 62 has the property of elastically deforming in the axial direction as described above, it exerts an urging force that expands in the axial direction when arranged in the space formed by the rotor structure 51 (arrow f). . As a result, the cover body 6 has improved integrity with the rotor constituting body 51 disposed in the front and rear in the axial direction.

また、上記湾曲部62aは、ボス部52cの外周部に倣う形状に形成しても良い。この場合、湾曲部62aは弾性変形時にはボス部52cの外周部に一部が当接又は係合する。   The curved portion 62a may be formed in a shape that follows the outer peripheral portion of the boss portion 52c. In this case, a part of the curved portion 62a contacts or engages with the outer peripheral portion of the boss portion 52c during elastic deformation.

また、カバー体6は、上記空間の外周開放面の閉塞が可能であるなら、その外周面61aが永久磁石53の外周面53aと一致する外形寸法に設定しても良い。ただし、永久磁石53の外周面53aは、ステータ4の中央内部空間43の内周面や磁極41aと所定ギャップをもって対向しているため、カバー体6の外周面61aを永久磁石53の外周面53aより外側へ突出させないように設定することが望ましい。   Further, the cover body 6 may be set to an outer dimension in which the outer peripheral surface 61 a coincides with the outer peripheral surface 53 a of the permanent magnet 53 as long as the outer peripheral open surface of the space can be closed. However, since the outer peripheral surface 53 a of the permanent magnet 53 is opposed to the inner peripheral surface of the central internal space 43 of the stator 4 and the magnetic pole 41 a with a predetermined gap, the outer peripheral surface 61 a of the cover body 6 is opposed to the outer peripheral surface 53 a of the permanent magnet 53. It is desirable to set so as not to protrude outward.

上記構成のロータ5は、以下の工程で組み立てして構成する。
まず、カラー52の外周部に永久磁石53を外嵌させて固定し、合計2個のロータ構成体51を形成する。
The rotor 5 having the above configuration is assembled and configured in the following steps.
First, the permanent magnet 53 is fitted on the outer periphery of the collar 52 and fixed to form a total of two rotor components 51.

次に、一方のロータ構成体51をカラー52の嵌合口52bを回転シャフト54に環装させることにより固定する。この場合、他方のロータ構成体51のカラー52のボス部52cどうしが対向するように回転シャフト54に環装する。   Next, one rotor structure 51 is fixed by attaching the fitting port 52 b of the collar 52 to the rotary shaft 54. In this case, the rotating shaft 54 is mounted so that the boss portions 52c of the collar 52 of the other rotor constituting body 51 face each other.

そして、回転シャフト54にカバー体6の本体部61を環装する。なお、本体部61の高さ寸法は、ロータ構成体51の離隔距離に適合させて設定している。また、本体部61の環装時には、カラー52のボス部52cと舌片部62の先端の干渉を避けつつ、カバー体6の本体部61の外周面61aを永久磁石53の内周面53bに沿うようにする。   Then, the main body 61 of the cover body 6 is mounted on the rotating shaft 54. The height dimension of the main body 61 is set in accordance with the separation distance of the rotor constituting body 51. When the main body 61 is mounted, the outer peripheral surface 61 a of the main body 61 of the cover body 6 is used as the inner peripheral surface 53 b of the permanent magnet 53 while avoiding interference between the boss 52 c of the collar 52 and the tip of the tongue piece 62. Keep along.

最後に、他方のロータ構成体51のカラー52を回転シャフト54に環装しつつ、同様に永久磁石53の内周面53bがカバー体6の本体部61の外周面61aに沿うようにして固定する。この時、2個のロータ構成体51で所定の離隔距離を確保しつつ、カバー体6の両端面61a、61aを挟み込むようにする。   Finally, while fixing the collar 52 of the other rotor constituting body 51 to the rotating shaft 54, similarly, the inner peripheral surface 53b of the permanent magnet 53 is fixed along the outer peripheral surface 61a of the main body 61 of the cover body 6. To do. At this time, both end surfaces 61a and 61a of the cover body 6 are sandwiched between the two rotor constituent bodies 51 while ensuring a predetermined separation distance.

上記のこのロータ構成体51とカバー体6との配置関係及びその組立工程により、ロータ構成体51に挟み込まれたカバー体6の舌片部62が、ロータ構成体51のカラー52の平面部52aに当接するために回転シャフト54のアキシャル方向に拡張する付勢力を発揮し(矢印f)、所定の離隔距離を有する2個のロータ構成体51とカバー体6の一体性が向上したロータ5が組み立てられることとなる。   Due to the positional relationship between the rotor structure 51 and the cover body 6 and the assembly process, the tongue piece portion 62 of the cover body 6 sandwiched between the rotor structure 51 and the flat portion 52a of the collar 52 of the rotor structure 51 is formed. The rotor 5 that exerts an urging force that expands in the axial direction of the rotary shaft 54 in order to abut against the rotor shaft (arrow f), and the integrity of the two rotor constituent bodies 51 having a predetermined separation distance and the cover body 6 is improved. Will be assembled.

上記実施例でのカバー体6は、本体部61を円筒体としてロータ構成体51が形成する外周開放面を言わば閉塞しているが、この形態に限定するものではない。すなわち、図4に示すように、外周開放面の一部を覆うように円筒体を縦割り4分割した曲面板状の本体部61、及び上面視C型状となる一部切り欠き円筒体の本体部61とすることも可能である。さらに、カバー体61の軽量化を実現するために本体部61に複数の開孔63を形成することも可能である。この開孔63の形状は、矩形、多角形、楕円、円、等適宜な形状を採用可能である。また、曲面板状の本体部61の面積、及び本体部61の開孔63の大きさや位置、個数は空気流の乱れによる振動を実測しつつ設定することが好適である。   Although the cover body 6 in the above-described embodiment closes the outer peripheral open surface formed by the rotor constituting body 51 using the main body 61 as a cylindrical body, it is not limited to this form. That is, as shown in FIG. 4, a curved plate-like main body 61 obtained by vertically dividing the cylindrical body into four parts so as to cover a part of the outer peripheral open surface, and a partially cut-out cylindrical body that is C-shaped when viewed from above. The main body 61 can also be used. Furthermore, a plurality of apertures 63 can be formed in the main body 61 in order to reduce the weight of the cover body 61. As the shape of the opening 63, an appropriate shape such as a rectangle, a polygon, an ellipse, or a circle can be adopted. Moreover, it is preferable that the area of the curved plate-like main body 61 and the size, position, and number of the openings 63 of the main body 61 are set while actually measuring vibration due to air flow disturbance.

舌片部62についても本実施例に限らず、図5に示すように、本体部61の両端面61b、61bに配置しても良く、その個数も1個に限定せずに、複数を円周等分に配置しても良い。   The tongue piece 62 is not limited to the present embodiment, and may be disposed on both end faces 61b and 61b of the main body 61 as shown in FIG. You may arrange | position to a circumference equally.

上記実施例である円筒状のカバー体を配置した本願ロータ構造のモータと、カバー体の配置のみが構成上異なる従来ロータ構造のモータの周波数(pps、パルスパーセック)と振動(m/s)の特性を測定したところ、図6に示すグラフとなった。 The frequency (pps, pulse parsec) and vibration (m / s 2 ) of the motor of the present rotor structure in which the cylindrical cover body according to the above embodiment is arranged and the motor of the conventional rotor structure that differs only in the arrangement of the cover body. ) Was measured and the graph shown in FIG. 6 was obtained.

すなわち、従来ロータ構造のモータは、特定周波数(1700pps及び3100pps)で比較的大きな振動ピーク値が測定された。この振動はモータ回転時の永久磁石間の間隙での空気流の乱れを要因とするものであり、異音発生の原因となっていたものである。   That is, in the conventional rotor structure motor, a relatively large vibration peak value was measured at specific frequencies (1700 pps and 3100 pps). This vibration is caused by the turbulence of the air flow in the gap between the permanent magnets during the rotation of the motor, and causes the generation of abnormal noise.

一方、本願ロータ構造のモータは周波数の増減が伴っても振動が比較的フラットであり、カバー体の配置による技術的効果を発揮する点が確認された。   On the other hand, it was confirmed that the motor of the rotor structure of the present application has a relatively flat vibration even when the frequency is increased or decreased, and exhibits a technical effect due to the arrangement of the cover body.

1 モータ
2 モータケース
21 底部
22 軸受
23 フランジ
3 モータカバー
31 軸受
4 ステータ
41 ヨーク
41a 磁極
42 コイル
43 中央内部空間
5 ロータ
51 ロータ構成体
52 カラー
52a 平面部
52b 嵌合口
52c ボス部
53 永久磁石
53a 外周面
53b 内周面
54 回転シャフト
54a 出力部
6 カバー体
61 本体部
61a 外周面
61b 端面
62 舌片部
62a 湾曲部
63 開孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Motor case 21 Bottom part 22 Bearing 23 Flange 3 Motor cover 31 Bearing 4 Stator 41 Yoke 41a Magnetic pole 42 Coil 43 Central internal space 5 Rotor 51 Rotor structure 52 Collar 52a Plane part 52b Fitting part 52c Boss part 53 Permanent magnet 53a Outer circumference Surface 53b Inner peripheral surface 54 Rotating shaft 54a Output portion 6 Cover body 61 Main body portion 61a Outer peripheral surface 61b End surface 62 Tongue piece portion 62a Bending portion 63 Opening

Claims (4)

回転シャフトと、
該回転シャフトに中心部を環装し、かつ垂直に保持した円盤状のロータカラーと、
該ロータカラーに外嵌して保持させ、かつ交互に異極着磁域を周方向に連続形成して成る円筒状の永久磁石と、
該永久磁石と前記ロータカラーとの構成体を前記回転シャフトに所定の離隔距離をもって対面状に環装させると共に、該対面配置によって形成された空間の外周開放面の少なくとも一部分を覆うカバー体と、
から成り、
該カバー体は、回転シャフトのアキシャル方向に拡張する付勢手段を備えることを特徴とするステッピングモータのロータ構造。
A rotating shaft;
A disc-shaped rotor collar which is mounted around the center of the rotating shaft and held vertically;
A cylindrical permanent magnet that is externally fitted to the rotor collar and held, and alternately formed with different polar magnetization regions continuously in the circumferential direction;
A cover body that covers the rotating magnet in a face-to-face configuration with a predetermined separation distance, and covers at least a part of the outer peripheral open surface of the space formed by the face-to-face arrangement;
Ri consists of,
A rotor structure of a stepping motor, wherein the cover body includes an urging means that extends in an axial direction of the rotating shaft .
カバー体の付勢手段は、回転シャフト又はロータカラーへの係合手段を備えることを特徴とする請求項1記載のステッピングモータのロータ構造。2. The rotor structure of a stepping motor according to claim 1, wherein the urging means of the cover body includes means for engaging with the rotating shaft or the rotor collar. カバー体を、外周開放面を閉塞する円筒体に形成したことを特徴とする請求項1、又は2記載のステッピングモータのロータ構造。3. The rotor structure of a stepping motor according to claim 1, wherein the cover body is formed in a cylindrical body that closes the outer peripheral open surface. カバー体の側面部に1又は複数の開孔を形成したことを特徴とする請求項1、2、又は3記載のステッピングモータのロータ構造。4. The rotor structure of a stepping motor according to claim 1, wherein one or a plurality of apertures are formed in a side surface portion of the cover body.
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