JPH03143255A - ステッピングモータのロータ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ＰＭ（パーマネントマグネット）形のステッ
ピングモータが備えるロータの改良に関する。

［従来の技術］ ＰＭ形ステッピングモータのロータは、リング形をなす
１個または２個のロータマグネットと、これらマグネッ
トの中心部を貫通して配置されるロータ軸と、このロー
タ軸とロータマグネットとを繋いで設けられた中継部材
とを備えて形成されている。

ロータマグネットはプラスチックマグネット製であり、
中継部材はプラスチックまたはアルミニューム合金等で
形成されている。そして、従来、実開昭６３−１８２６
７４号公報に示されるようにロータマグネットは、その
内周面を中継部材の外周面に接して、この外周面に接着
剤により固定されている。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように従来は、互いに嵌合されたロータマグネッ
トと中継部材との材質が異なっているから、これらの熱
膨脹または熱収縮の程度が互いに異なる。そのため、高
温条件下、または低温条件下、或いは温度変化が激しい
環境下で使用する場合において、上記ロータマグネット
と中継部材との熱膨脹または熱収縮の違いにより、リン
グ形をなすロータマグネットが割れることがあった。

特に、ロータマグネットに、鉄・ネオジウム、ボロン系
のマグネット材料のように希土類のマグネット材料をプ
ラスチックに混入して得たものを用いるロータにおいて
は、そのロータマグネットは厚みがかなり薄く強度が弱
いため、既述のような使用条件によりロータマグネット
が割れる可能性が高い。

本発明の目的は、温度変化に基づくロータマグネットの
破損を防止できるステッピングモータのロータを得るこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のステッピングモー
タのロータにおいては、ロータマグネットを、リング形
のステータ対向部と、この対向部の一端に直角に連なる
中心孔付きの円形の端板部とから形威し、上記ステータ
対向部を上記中継部材の周面から隔ててロータ軸に対し
平行に設けるとともに、上記端板部の外面または内面を
上記中継部材の端面に固定して、上記ロータマグネット
を上記中継部材に取付けたものである。

［作用］ 本発明の構成によれば、ロータマグネットが端板部を備
えることによって、これを取付は部として中継部材の端
面にロータマグネットを固定できる。そして、この固定
によって、ロータマグネットのリング形をなすステータ
対向部を、中継部材の周面から隔てて、この周面と平行
に設けることができる。すなわち、互いに平行に配置さ
れた中継部材の周面とステータ対向部とが非接触となる
。

したがって、これら中継部材の周面とステータ対向部と
の熱膨張または熱収縮の違いに拘らず、ロータマグネッ
トのステータ対向部に、これを破壊しようとする径方向
の力が作用することがない。

なお、中継部材の熱膨張または熱収縮の影響は端板部に
は作用するが、その力はロータマグネット全体を軸方向
に移動させる力であるので、このカによってロータマグ
ネットが破壊されることはない。

［実施例］ 以下、本発明の第１実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。

第３図中１は一方のステータで、これは巻線２が巻き付
けられた巻枠３に、この巻枠３の胴部内面に沿って互い
違いに入り込む多数の櫛歯状突極４ａ、４ｂを有した端
部ヨーク４および中間ヨーク５とを嵌合して形成されて
いる。また、符号６は他方のステータで、これも巻線７
が巻き付けられた巻枠８に、この巻枠８の胴部内面に沿
って互い違いに入り込む多数の櫛歯状突極９ａ、１０ａ
を有した端部ヨーク９および中間ヨーク］０どを嵌合し
て形成されている。

これら二組のステータ１，６は、その中間ヨーク５，１
０を背合わせ状態に重ねてモータフレム１１内に収納さ
れている。モータフレーム１１は、金属製のカップ状フ
レーム本体１−２と、この本体１２の開口を塞いで溶接
又はかしめ止めなどにより、上記開口の縁に固定された
フレーム端板１３とで形成されている。フレーム端板１
３は図示しないがモータ全体の取付は部として使用され
る部分を有している。また、フレーム本体１２には図示
しない切欠溝が設けられており、これには上記各巻線２
．７に接続されたリード線（図示しない）が通されるよ
うになっている。

フレーム本体１２とフレーム端板１３との夫々の中央部
には軸受１４が取付けられており、これら軸受１４を介
してモータフレーム１１にはロータ１５が回転自在に取
付けられている。

第１図および第３図に示すようにロータ１５は、２個の
ロータマグネット１６と、これらマグネット１６の中心
部を貫通して配置されたロータ軸１７と、この軸１７と
ロータマグネット１６とを繋いで設けられた中継部材１
８とを備えている。

ロータ軸１７は上記軸受１４に回転自在に支持されるも
ので、金属製である。中継部材１８はアルムニューム合
金又はプラスチックにより形成されている。この部材１
８は、本実施例では軸方向の長さが比較的小さい最大径
部１８ａの中央部両端に、小径部１８ｂを夫々一体に突
設して形成されている。中継部材１８の中心部には上記
ロータ軸１７が貫通されている。

２個のロータマグネット１６は、第１図から第３図に示
されるようにステータ対向部１９と、中心孔を有した円
形の端板部２０とからカップ状に形成されている。

詳しくは、ステータ対向部１つはリング形をなしており
、その直径は中継部材１８の最大径部１８ａの直径と同
じにしである。端板部２０は、ステータ対向部１つの一
端に直角に連なっており、したがってロータ軸１７およ
び中継部材１８の軸直角方向に沿って設けられている。

これらロータマグネット１６は、その端板部２０の外面
を中継部材１８の最大径部１８ａの端面に接着剤（図示
しない）を用いて固定することにより、中継部材１８に
取付けられている。それによってステータ対向部１９は
、中継部材１８の最大径部１８ａの周面から隔てられて
、上記ロータ軸］７に対し平行に設けられている。つま
り、本実施例の場合には最大径部１８ａの軸方向に実径 出されるとともに、同最大参部１８ａの周面と面一に連
なってステータ対向部１９が設けられている。

各ロータマグネット１６は、例えば鉄・ネオジウム・ボ
ロン系のマグネット材料をプラスチックに混入したプラ
スチックマグネットを底形して得たものである。そして
、上記ステータ対向部１つには、その軸方向に沿うＳ極
とＮ極とが交互に周方向に沿って多数着磁されている。

また、これらステータ対向部］９の外周面は、第３図に
示すように上記二組のステータ１，６の内周面に極めて
僅かなエアーギャップを設けて夫々側々に対向されてい
る。

このような構成のロータ１５は、強度が弱いロータマグ
ネット１６におけるステータ対向部１９の内周面が、中
継部材１８の最大径部１８ａの周面に接することなく、
ステータ対向部１９は、ロータマグネット１６の最大径
部１８ａの周面こ面一に連なって設けられている。

そのため、ロータマグネット１６と中継部材１８とに生
じる径方向の熱膨張および熱収縮は、互いに独立して行
われるから、中継部材１−８の径方向に沿う膨脂・収縮
が、ロータマグネット１６の特にリング形のステータ対
向部１つに対して、その径方向に力を与えることがない
。したがって、ロータマグネット１６が割れて破損する
ことを防止できる。

中継部材１８の軸方向への熱膨張または熱収縮の影響は
端板部２０には作用するが、その力はロタマグネット１
６全体を軸方向に移動させる力であるので、この力によ
ってロータマグネット１６が破壊されないことは言うま
でもない。

なお、この第１実施例においてステータ対向部１つの直
径は最大径部１．８　ａの直径よりも大きくしても差支
えない。また、この第１実施例においてロータマグネッ
ト１６は２個ではなく、２個分の長さに相当する長さの
ステータ対向部を有したロータマグネットを１−個のみ
使用してもよい。

次ぎに、第４図に示す第２実施例を説明する。

なお、説明に当たり、上記第１実施例と同様の構成につ
いては同一符号を付してその説明を省略し、上記第１実
施例とは異なる部分について以下説明する。

この第２実施例が第１実施例と違う点は、ロータマグネ
ット１６および中継部材１８の構造と、中継部材１８に
対する一対のロータマグネット１６の取付は構造にある
。

ロータマグネット１６は、そのステータ対向部１つの直
径を、中継部材１８の最大径部１８ａの直径よりも大き
くして形成されている。中継部材１８は、その最大径部
１．、８　ａの軸方向長さを、ステータ対向部１つの軸
方向長さの二倍以」二にして０ 形成されている。そして、ロータマグネット１６は、端
板部２ｏの内面を中継部材１．８の最大径部１８ａの端
面に接着剤を介して固定することにより取付けられてい
る。それによって、ステータ対向部１９を上記最大径部
１．８　ａの周面から隔てて、上記ロータ軸１７に対し
平行に設けている。つまり、この第２実施例の場合には
、互いに平行なステータ対向部１９と上記最大径部１８
ａの周面とは、互いの間にギャップｇを介して対向され
ている。

この第２実施例のロータ１５では、ロータマグネット１
６および中継部材１８の径方向の熱膨張および熱収縮を
、上記ギャップｇで吸収できる。

そのため、この実施例においても、中継部月１８の径方
向に沿う膨脹・収縮が、ロータマグネット１６の特にリ
ング形のステータ対向部１９に対して、その径方向に力
を与えることがない。したがって、ロータマグネット１
６が割れて破損することを防止できる。

なお、この第２実施例においてもロータマグネ１ ット１６は２個ではなく、２個分の長さに相当する長さ
のステータ対向部を有したロータマグネットを１個のみ
使用してもよい。

また、第５図に示す第３実施例を説明する。なお、説明
に当たり、上記第１実施例と同様の構成については同一
符号を付してその説明を省略し、上記第１実施例とは異
なる部分について以下説明する。

この第３実施例が第１実施例と違う点は、２個のロータ
マグネット１６ａ、１６ｂおよび中継部材１８の構造と
、中継部材１８に対するロータマグネット１６ａ、１６
ｂの取付は構造にある。

ロータマグネット１６ａ、１６ｂのステータ対向部１９
の直径は、同じであるとともに、中継部材１８の最大径
部１８ａの直径よりも大きく形成されている。中継部材
１８の最大径部１８ａの軸方向長さは比較的長く形成さ
れている。そして、一方のロータマグネット１６ａは、
端板部２ｏの外面を中継部材１８の最大径部１８ａの一
端面に接着剤を介して固定することにより取付けられて
　２ いる。他方のロータマグネット１６ｂは、端板部２０の
内面を中継部材１８の最大径部１８ａの他端面に接着剤
を介して固定することにより取付けられている。それに
よって、各ステータ対向部１９を上記最大径部１８ａの
周面から隔てて上記ロータ軸１７に対し平行に設けてい
る。つまり、この第３実施例の場合には、一方のロータ
マグネット１６ａのステータ対向部１９は、上記最大径
部１８ａの軸方向に突出して、この最大径部１８ａの周
面との間に段部を形成して連なって設けられている。他
方のロータマグネット１．６　ｂのステータ対向部１９
は、上記最大径部１．８　ａの周面に対して互いの間に
ギャップｇを設けて対向されている。

したがって、この第３実施例においても、中継部材１８
の径方向に沿う膨脹・収縮が２個のロータマグネット１
．６ａ、１６ｂの特にリング形のステータ対向部１つに
対して、その径方向に力を与えることがない。したがっ
て、ロータマグネット１６ｇ、１６ｂが割れて破損する
ことを防止でき３ る。

なお、以上の各側から明らかなように、各側におけるロ
ータマグネット１６，１．６ａ、１６ｂを同一規格の共
通部品とする場合には、中継部材１８の構成を各側に示
すように種々構成できる。

換言すれば、中継部材１８の設計の自由度を向上できる
とともに、それに伴ってロータ１５全体のイナーシャの
大きさも変えることができる。したがって、これら各側
のロータ１５を用意することにより、各種の仕様に対す
る適合性を向上できる。

［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、ロータマグネットを、こ
のマグネットを支持する中継部材の周面から隔てて、ロ
ータ軸に平行に設けられるリング形のステータ対向部と
、この対向部の一端に直角に連なるとともに、その外面
または内面を上記中継部材の端面に固定して設けられる
中心孔付きの円形の端板部とから形成した構成により、
上記中継部材とロータマグネットとの熱膨張または熱収
縮の違いに拘らず、ロータマグネットのステータ４ 対向部に、これを破壊する径方向の力が作用しないよう
にして、ロータマグネットが破壊されることを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
はロータの縦断面図、第２図はロータマグネットの斜視
図、第３図はステッピングモータ全体の縦断面図である
。第４図は本発明の第２実施例を示すロータの縦断面図
、第５図は本発明の第３実施例を示すロータの縦断面図
である。 １５−０−夕、１６　１６ａ、１６ｂ−ｏ−タマグネッ
ト、１７・・・ロータ軸、１８・・・中継部材、１９・
・・ステータ対向部、２０・・・端板部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １個または２個のロータマグネットと、このマグネット
   の中心部を貫通して配置されるロータ軸と、このロータ
   軸と上記ロータマグネットとを繋いで設けられた中継部
   材とを備えたステッピングモータのロータにおいて、 上記ロータマグネットを、リング形のステータ対向部と
   、この対向部の一端に直角に連なる中心孔付きの円形の
   端板部とから形成し、 上記ステータ対向部を上記中継部材の周面から隔てて上
   記ロータ軸に対し平行に設けるとともに、上記端板部の
   外面または内面を上記中継部材の端面に固定して、上記
   ロータマグネットを上記中継部材に取付けたことを特徴
   とするステッピングモータのロータ。