JPH06245472A - ステッピングモータ用ロータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石形ステッピングモータ用ロータを樹
脂の射出成形で製造する際に、射出圧力により円筒状の
永久磁石が破損するのを防止する。 【構成】 射出成形を行う成形金型９の内径寸法を永久
磁石１の外径寸法より小さくし、永久磁石１を成形金型
９に圧入することで、永久磁石１がその内周側から受け
る樹脂の射出圧力を成形金型９により支える。永久磁石
１はそれぞれ成形金型９の内周面との間の面圧力によっ
て所要の間隔を保って保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば永久磁石形ス
テッピングモータの樹脂ロータおよびそれを製造する方
法に関し、特に射出成形における永久磁石の割れを防止
できるとともに、複数の永久磁石を用いる場合のスペー
サを不要とするステッピングモータ用ロータおよびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、永久磁石形ステッピングモータ
は、回転自在に支持された樹脂ロータに対向するよう
に、磁極歯を有するステータヨークを配置して構成され
る。この樹脂製ロータは、図８にその一例を示すよう
に、中空の円筒状に形成された永久磁石１が外周に設け
られ、内周にはモールド樹脂３と、そのモールド樹脂３
から内方に延設されるボス部５が形成され、このボス部
５に軸７が嵌入されている。この樹脂ロータの製造は、
図９に示すように、永久磁石１の外径より少し大きい内
径を有する成形金型９に永久磁石１を挿入し、さらに永
久磁石１の円筒状の中心に軸７を配し、その後樹脂を射
出成形することにより、前記軸７と永久磁石１とを一体
化して行われていた。

【０００３】また、このとき、永久磁石１が軸７の軸方
向に複数並設されるものにおいては、それら永久磁石１
同士の間に円筒状のスペーサ１１を介装していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術によれば、円筒状の永久磁石１は靭性に乏しいため、
永久磁石１と成形金型９の内壁との隙間ｌ（図１０参
照）が設定値より少しでも大きくなると、樹脂の射出圧
力で永久磁石１が破損することがあった。

【０００５】すなわち、円筒状の永久磁石１は、例えば
外径が１８mm、肉厚が１mm程度である。そして、永久磁
石１を成形金型９内に挿入できるためには、永久磁石１
の外径よりも成形金型９の内径の方が数μｍ大きくなけ
ればならず必然的に隙間ｌを生じる。前記のような永久
磁石１の破損は、この隙間ｌが１５μｍを超えると生じ
ることがわかったので、破損を防止するために、多大な
時間を費やして永久磁石１の外径寸法管理を厳重に行う
こととしていたが、永久磁石１の外径には１０〜３０μ
ｍの製作誤差が生じることは避けられず、隙間ｌの値が
前記許容値を超えるたびに成形金型９を交換する煩雑な
作業が頻繁に発生することとなった。さらに、永久磁石
１と成形金型９との間に隙間ｌが存在し、かつ永久磁石
１を複数設ける場合には永久磁石１同士の間にスペーサ
１１を入れる必要がある。このため、樹脂の射出成形に
よってロータを製造する作業は甚だ面倒であり、製作コ
スト低減も困難であった。

【０００６】本発明は、以上の問題点を解決するために
成されたもので、永久磁石の寸法管理を厳重に行う必要
がなくなるとともに、複数の永久磁石の間にスペーサを
入れる必要のないステッピングモータ用ロータとその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この出願の第１発明は、円筒状の永久磁石、及び
前記円筒状の永久磁石の中心に配される軸をあらかじめ
成形金型の中に入れ、その後に樹脂を射出成形してステ
ッピングモータ用の樹脂ロータを製造するステッピング
モータ用ロータの製造方法において、前記成形金型の内
径を前記永久磁石の外径より小さく設定し該永久磁石を
圧入することを特徴とする。

【０００８】第２発明は、さらに、前記成形金型が内部
に該成形金型と別体の入れ駒を挿入されて使用されるこ
とを特徴とする。

【０００９】第３発明は、さらに、前記入れ駒が樹脂製
であることを特徴とする。

【００１０】第４発明は、さらに、前記成形金型内に樹
脂を射出成形した後、イジェクトピンで前記入れ駒を該
成形金型から押し出し、さらに該入れ駒から樹脂ロータ
を取り出すことを特徴とする。

【００１１】さらに、本願の第５発明は、前記第１〜第
４発明を用いて製造される複数の円筒状永久磁石を備え
たステッピングモータ用ロータに関するもので、複数の
円筒状の永久磁石と該永久磁石の中心に配置された軸と
を樹脂により連結固定させたステッピングモータ用ロー
タにおいて、前記樹脂は前記円筒状の永久磁石同士の間
にも充填されて、これら永久磁石同士を上下方向に間隔
を隔てて連結固定していることを特徴とする。

【００１２】

【作用】前記の構成を有する本発明によれば、永久磁石
の外径より成形金型の内径を小さくしたので、永久磁石
は成形金型に圧入される。この永久磁石は円筒状をして
おり内側からの圧力に比べ外側からの圧力には強い。そ
して前記圧入により永久磁石は外側から強い力で支えら
れるので、内側に高い射出圧力が作用しても割れ等の破
損を生じない。射出成形の後に成形金型から取り出され
た際には、永久磁石はスプリングバックにより元の外径
寸法に戻る。

【００１３】複数の永久磁石を用いてロータを構成する
場合には、圧入によりこれらの永久磁石は成形金型との
面圧力により所定位置に配されるので、従来のように複
数の永久磁石同士の間にスペーサを入れる必要がなくな
る。

【００１４】一般に、圧入による締め代は、従来設定さ
れていた永久磁石と成形金型との間の隙間寸法より大き
な許容寸法を有するので、成形金型はそれほど頻繁に交
換しなくても良い。さらに好ましくは、成形金型の内部
を別体の入れ駒とすることにより、前記交換作業はより
容易となる。

【００１５】永久磁石は、製造方法や成分により、いろ
いろな種類があり弾性も異なるが、許容弾性変形量が小
さなものであっても、前記入れ駒を樹脂製とすれば、圧
入は十分に可能となる。

【００１６】また、射出成形の後にイジェクトピンで、
製品である樹脂ロータではなく入れ駒を押し出すように
すれば、製品にイジェクトピンの圧接痕跡が残るのを防
止できるとともに、製品を抜去するために必要な力が製
品の局部に集中することがないので、製品の破損等も防
止でき一層好ましい。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１及び図２
を参照して説明する。本実施例における永久磁石１はボ
ンドマグネットであり、外径寸法は前記従来例と同様
に、外径が１８mm、肉厚が１mm程度であり、厳重に管理
しても、外径寸法のばらつきが１０〜３０μｍ生じる。
また射出成形時の射出圧力は、１１００kg／cm² 程度で
ある。そして永久磁石１は、図示のとおり、軸７の軸方
向に２個が並設される。

【００１８】成形金型９は、超硬金属で形成されてい
る。永久磁石１に対する締め代は３０μｍ程度であり、
締め代の許容範囲は上限が３５〜５０μｍと大きいの
で、締め代の寸法は従来の隙間寸法ほど厳重に管理する
必要がない。しかし、締め代が５０μｍを超えると、圧
入時に永久磁石を破損したり、射出成形後に樹脂ロータ
を成形金型から取り出した場合に、永久磁石がスプリン
グバックにより元の寸法に戻りきらないことがあり、樹
脂ロータとしての寸法精度が満足されない恐れがあるの
で、締め代は前記寸法を目標とするのが望ましい。

【００１９】以上の本実施例によって永久磁石形ステッ
ピングモータ用ロータの製造を行ったところ、永久磁石
１に割れ等の損傷は生じなかった。

【００２０】また、前記実施例にあっては、永久磁石１
は成形金型９の内壁との面圧力により、半径方向のみな
らず軸方向についても所定位置に配され、確実に保持さ
れるので、従来のようにスペーサ１１（図９，図１０参
照）を用いなくとも永久磁石１同士の間に樹脂が充填さ
れて両者を連結固定する。これにより、ロータに設けら
れる２つの永久磁石１の間の設計寸法が変更されても、
その寸法の変更に対応していちいちスペーサ１１を製
作、介挿する必要がなくなり、部品点数を減少できる。
さらにスペーサ１１を成形金型９内に挿入する作業が不
要になる。

【００２１】以上説明した実施例にあっては、ロータの
外径寸法が設計変更された場合、あるいは外径寸法のば
らつきが大きくなった場合等には成形金型９全体を取替
えなければならないが、図３の第２実施例に示すよう
に、成形金型９の内部に別体の入れ駒１３を使用するよ
うにすれば、この入れ駒１３のみの取替で対応できるの
で、作業性がより向上するとともに、コスト低減上も一
層有利となる。

【００２２】さらに、前記の入れ駒１３を樹脂製とする
ことで、本発明の適用対象となる永久磁石１の範囲を広
げることができる。すなわち、永久磁石１には、その材
質や製造方法により、焼結マグネット，ボンドマグネッ
ト，プラスチックマグネット等の種類があり、それぞれ
の種類に応じて許容弾性変形量が異なる。許容弾性変形
量が小さい永久磁石１を使用してロータを構成する必要
がある場合には、前記入れ駒１３を樹脂製とすること
で、圧入の際の変形を永久磁石１側よりも入れ駒１３側
に大きく持たせ、永久磁石１の損傷の恐れなく圧入を容
易に行うことができる。また、入れ駒１３を樹脂製とす
ることで、圧入時に永久磁石１の表面に傷が付くことを
防止でき、特に永久磁石１の表面に形成されている防錆
皮膜に与える損傷を低減できる。

【００２３】さらにまた、樹脂射出成形後のロータを成
形金型９内から押出すためのイジェクトピン１５は、前
記図３に示すように、従来どおり製品であるロータに圧
接されてこれを押出す位置に設けることができるのみな
らず、図４の第３実施例に示すように、入れ駒１３を押
出す位置に設けることができる。このように、ロータを
入れ駒１３ごと押出すことで、前記第１及び第２実施例
と異なりイジェクトピン１５の先端が当接される位置に
残っていたイジェクトピン１５の痕跡が製品に残ってし
まうことを防止できるとともに、イジェクトピン１５に
よって押し出されるときに製品にかかる力が製品の局部
に集中するのを防止でき、永久磁石１の破損あるいは樹
脂部の破損をも防止できる。

【００２４】また、これにより、イジェクトピン１５を
通すピン孔が製品から離れた位置に形成されることにな
るので、このピン孔の径寸法を厳密なものにしなくて
も、バリの心配をする必要がない。すなわち、前記径寸
法を厳密にしないとピン孔とイジェクトピン１５との隙
間から樹脂が漏れ出てバリが生じるが、本実施例ではイ
ジェクトピン１５が製品から遠く離れた位置に形成され
るので、製品にバリが生じることはない。また、イジェ
クトピン１５の寸法形状は製品の寸法形状に関係なく設
定できるので、充分な強度を有するようなイジェクトピ
ン１５を設定することができる。

【００２５】なお、図５に以上説明した実施例によって
製造されるロータの縦断面図を示す。図５に示すロータ
にはボス部５の周囲に軽量化のための空洞部分が設けら
れているが、前記実施例の説明に使用した図１〜図４の
各図では、その空洞を示す部分は図示を簡略化するため
に省略した。この空洞は、例えば成形金型９の上面を閉
じる雄金型（図示せず）に前記空洞を形成するための凸
部を形成しておくこと等により形成される。

【００２６】以上の実施例で述べたロータは、円筒状の
永久磁石１を軸７の軸方向に２個並設するタイプのもの
であったが、他の実施例においては、図６及び図７に示
すように永久磁石１は１個であってもよいことはいうま
でもない。

【００２７】なお、使用する樹脂は、ポリアセタール、
ナイロン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー等、
一般的によく知られているエンジニアリングプラスチッ
クであれば、どのような樹脂でもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この出願の第１か
ら第４発明によれば、永久磁石は成形金型に圧入される
ので、円筒状の永久磁石は外周が成形金型により支えら
れ射出成形の際の高い射出圧力に耐えられ、割れ等の破
損が生じるのを防止できる。また、圧入の締め代の許容
範囲は、従来の破損を生じる隙間寸法の限界より大きい
ので、永久磁石の外径のばらつきをより広く吸収でき、
したがって成形金型を入れ替える頻度を従来より少なく
できる。

【００２９】また、永久磁石が複数並設される樹脂ロー
タの場合には、圧入した永久磁石は成形金型との面圧力
により所定位置に配されることになるので、従来のよう
に永久磁石の間に入れるスペーサを省略できる。

【００３０】また、成形金型に入れ駒を使用すること
で、永久磁石の設計変更または外径寸法の大きなばらつ
きに対しては、入れ駒のみを取り替えることで対処で
き、取り替え作業が容易となる。

【００３１】また、前記入れ駒を樹脂製とすることで、
弾性の小さな永久磁石に対しての圧入が行え本発明の効
果を得ることができる。

【００３２】さらに、前記入れ駒を使用して射出成形を
行った後に、この入れ駒をイジェクトピンで押し出すこ
とで、製品である樹脂ロータに、イジェクトピンのピン
あとを残してしまうのを防止できるとともに、製品を金
型から抜去する際の抜去力が製品の局部に集中すること
がないので、製品の破損等をも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にあって成形金型に永久磁石
等を挿入する前の状態を示す分解側断面図である。

【図２】本発明の一実施例にあって成形金型に永久磁石
等を挿入完了した状態を示す分解側断面図である。

【図３】第２実施例を示す側断面図である。

【図４】第３実施例を示す側断面図である。

【図５】第１実施例から第３実施例までにより製造され
るステッピングモータ用ロータの側断面図である。

【図６】他の実施例で製造されるステッピングモータ用
ロータの側断面図である。

【図７】図６のステッピングモータ用ロータを製造する
際の成形金型へ永久磁石等を挿入する前の状態を示す分
解側断面図である。

【図８】従来のステッピングモータ用ロータの一例を示
す側断面図である。

【図９】図８のステッピングモータ用ロータを製造する
際の成形金型へ永久磁石等を挿入する前の状態を示す分
解側断面図である。

【図１０】図８のステッピングモータ用ロータを製造す
る際の成形金型へ永久磁石等を挿入完了した状態を示す
側断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ３ モールド樹脂 ５ ボス部 ７ 軸 ９ 成形金型 １１ スペーサ １３ 入れ駒 １５ イジェクトピン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の永久磁石、及び前記円筒状の永
   久磁石の中心に配される軸をあらかじめ成形金型の中に
   入れ、その後に樹脂を射出成形してステッピングモータ
   用の樹脂ロータを製造するステッピングモータ用ロータ
   の製造方法において、前記成形金型の内径を前記永久磁
   石の外径より小さく設定し該永久磁石を圧入することを
   特徴とするステッピングモータ用ロータの製造方法。
2. 【請求項２】 前記成形金型は、内部に該成形金型と別
   体の入れ駒を挿入して使用することを特徴とする請求項
   １に記載のステッピングモータ用ロータの製造方法。
3. 【請求項３】 前記入れ駒は樹脂製であることを特徴と
   する請求項２に記載のステッピングモータ用ロータの製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記成形金型内に樹脂を射出成形した
   後、イジェクトピンで前記入れ駒を該成形金型から押し
   出し、さらに該入れ駒から樹脂ロータを取り出すことを
   特徴とする請求項２に記載のステッピングモータ用ロー
   タの製造方法。
5. 【請求項５】 複数の円筒状の永久磁石と該永久磁石の
   中心に配置された軸とを樹脂により連結固定させたステ
   ッピングモータ用ロータにおいて、前記樹脂は前記円筒
   状の永久磁石同士の間にも充填されて、これら永久磁石
   同士を上下方向に間隔を隔てて連結固定していることを
   特徴とするステッピングモータ用ロータ。