JPH0638489A - アウタロータ形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】 機械的衝撃、熱的衝撃に強く、慣性が小さい
アウタロータ形ステッピングモータ用ロータを提供する
ことである。また、軸とロータ磁石との同軸度の調整が
容易で、製造工程が少なく、量産性に優れたアウタロー
タ形ステッピングモータ用ロータの製造方法を提供す
る。 【構成】 軸１１とロータフレーム１３との結合手段を
樹脂１２ａで、ロータフレーム１３と円筒状のロータ磁
石１４との結合手段を樹脂１２ｂで形成し、それぞれ筒
状樹脂１３ｂと環状樹脂１５として成形した。さらに、
本発明の方法では、軸１１とロータフレーム１３とロー
タ磁石１４とを金型内に配置し、少なくとも軸１１とロ
ータフレーム１３の両者に接触するように樹脂を金型内
に注入して筒状樹脂１３ｂを形成するとともに、少なく
ともロータフレーム１３とロータ磁石１４の両者に接触
するように樹脂を金型内に注入して環状樹脂１５を形成
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円筒状の永久磁石で
あるロータ磁石がステータの外周部に配置されたアウタ
ロータ形ステッピングモータに関し、特にそのロータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のアウタロータ形ステッピ
ングモータ用ロータを示す構成図であり、左半分を断面
で示したものである。このロータは、軸１，結合手段で
あるブッシュ２，ロータフレーム３，ロータ磁石４，お
よびロータフレーム３にロータ磁石４を固着するための
接着剤５から成る。

【０００３】ブッシュ２は金属製であり、軸１が圧入さ
れている。また、ブッシュ２とロータフレーム３とは、
かしめ，圧入，溶接等により接合されている。さらに、
ロータ磁石４は永久磁石であるが、接着剤５でロータフ
レーム３の内周面に固定されている。この接着剤５によ
り、円筒状のロータ磁石４の円筒中心が軸１の中心に一
致するようにしている。

【０００４】次に、前記した従来のアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータの製造方法の概要について述べ
る。まず、軸１をブッシュ２に圧入する。次に、ブッシ
ュ２にロータフレーム３を嵌合させる。最後に、ロータ
磁石４をロータフレーム３の内周面に接着剤５で固着す
る。このように、従来のアウタロータ形ステッピングモ
ータ用ロータは３つの主要な工程で製造されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のアウタ
ロータ形ステッピングモータ用ロータは、接着剤５の厚
みにより軸１とロータ磁石４との同軸度を調整するもの
であるが、接着剤５はロータ磁石４とロータフレーム３
の間で厚さが不均一となるので、機械的衝撃、熱的衝撃
に弱いという問題があった。

【０００６】また、軸１とロータフレーム３との接合に
金属製ブッシュ２を用いているのでコスト高になるとと
もに、前記したように主要な製造工程として３つの工程
を要するので、特に接着剤５の硬化時間を考慮すると、
量産性に富むとはいい難いという問題があった。

【０００７】さらに、金属で密度の大きいロータフレー
ム３の円筒部分がロータの最も外側に配置されているの
で、ロータ自体の慣性が大きいという問題があった。

【０００８】この発明は、前記事情を考慮してなされた
ものであり、その目的とするところは、機械的衝撃、熱
的衝撃に強く、慣性が小さいアウタロータ形ステッピン
グモータ用ロータを提供することにある。

【０００９】また、軸とロータ磁石との同軸度の調整が
容易で、製造工程が少なく、量産性に優れたアウタロー
タ形ステッピングモータ用ロータの製造方法を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、ス
テータヨークに対して回転自在に設けられた軸と、中央
に開口部を有するとともに、その開口部の周縁が立ち上
げられて筒部を形成しており、前記軸が前記開口部を貫
通しつつ樹脂製の第１の結合手段を介して一体的に固設
されている、金属製のカップ状を呈するロータフレーム
と、該ロータフレームの外周縁と一体的に密接すべく、
樹脂製の第２の結合手段を介してこれに固設されてい
る、円筒状のロータ磁石とを備えてアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータを構成するようにした。

【００１１】また、前記発明において、前記円筒状のロ
ータ磁石は、その軸方向の一部の円筒部分を該ロータ磁
石よりも密度が小さい円筒状スペーサで置換されている
ことが好ましい。

【００１２】さらに、前記ロータフレームの外周部、前
記円筒状のロータ磁石および前記円筒状スペーサのそれ
ぞれの端部に相互に係合可能な凹部または凸部を設ける
ことが好ましい。

【００１３】さらに、ステータヨークに対して回転自在
に設けられた軸と、中央に開口部を有するとともに、そ
の開口部の周縁が立ち上げられて筒部を形成しており、
前記軸が前記開口部を貫通しつつ樹脂製の第１の結合手
段を介して一体的に固設されている、金属製のカップ状
を呈するロータフレームと、該ロータフレームの外周縁
と一体的に密接すべく、樹脂製の第２の結合手段を介し
てこれに固設されている、円筒状のロータ磁石とを備え
たアウタロータ形ステッピングモータ用ロータの製造方
法において、前記軸とロータフレームとロータ磁石とを
金型内に配置し、少なくとも前記軸およびロータフレー
ムの両者に接触するように樹脂を前記金型内に注入して
前記第１の結合手段を形成するとともに、少なくとも前
記ロータフレームおよびロータ磁石の両者に接触するよ
うに樹脂を前記金型内に注入して前記第２の結合手段を
形成するようにした。

【００１４】

【作用】この発明によるアウタロータ形ステッピングモ
ータ用ロータにあっては、ステータヨークに対して回転
自在に設けられた軸と、中央に開口部を有するととも
に、その開口部の周縁が立ち上げられて筒部を形成して
いる金属製のカップ状を呈するロータフレームとを樹脂
製の第１の結合手段を介して一体的に固設させ、該ロー
タフレームの外周縁と円筒状のロータ磁石とを一体的に
密接すべく、樹脂製の第２の結合手段を介して固設する
ようにしたので、前記樹脂製の第１、第２の結合手段、
およびこれによって軸に固設されるロータフレームの形
状の自由度が増し、機械的・熱的衝撃に強い形状のもの
とすることができ、また樹脂の密度が金属よりも小さい
ことにより、従来の金属製ブッシュを介して軸とロータ
フレームとが結合されている場合と比較して慣性を小さ
くすることができる。

【００１５】また、円筒状のロータ磁石の一部の円筒部
分をロータ磁石よりも密度の小さい円筒状スペーサで置
換した場合には、慣性をさらに小さくすることができ
る。

【００１６】さらに、ロータフレームの外周部、円筒状
のロータ磁石および円筒状スペーサのそれぞれの端部に
相互に係合可能な凹部または凸部を設けた場合には、こ
の凹部または凸部により摩擦力が増し、ロータの各構成
要素は互いにさらに強固に結合されることとなり、機械
的・熱的衝撃の耐性がさらに増す。

【００１７】さらに、本発明の方法では、樹脂を金型内
に注入して軸とロータフレーム、ロータフレームとロー
タ磁石との結合手段を形成するようにしたので、ロータ
フレーム、ロータ磁石を金型内の適正な位置に配置し
て、これらの寸法誤差を樹脂により吸収することがで
き、軸とロータ磁石との同軸度を維持しながらロータを
製造することができる。また、ロータの各構成要素を適
正に金型内に配置して樹脂を注入するのみであるので、
製造工程が少なく、量産上優れている。

【００１８】

【実施例】図２は、この発明によるアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータの一実施例を示す平面図であ
り、図１は図２のＡ−Ａ′線断面図、図３は本実施例の
側面図である。

【００１９】図１〜図３に示すように、軸１１には、第
１の結合手段としての樹脂１２ａの密着性を高めるた
め、ローレット１１ａが刻設されており、軸１１は鋼板
やアルミニウム板等の金属板をカップ状に塑性変形させ
て形成されたロータフレーム１３の内周面１３ａ内に挿
入されている。内周面１３ａは、その形状を図２の点線
形状１３ａで示すような非円形の形状となし、軸１１と
内周面１３ａとの間に熱可塑性樹脂１２ａにより筒状樹
脂１３ｂを成形することで、軸１１とロータフレーム１
３とを強固な回転トルク伝達系として一体化している。
また、図１に示すように、筒状樹脂１３ｂを内周面１３
ａの上下に形成して、軸抜け防止としている。なお、内
周面１３ａの形状としては、図２に示す形状の他、星
形，三角形，四角形，楕円形等、内周面１３ａの加工工
数とどの程度伝達し得る回転トルクが向上するかとを勘
案した上で、種々の形状を採用してよい。

【００２０】一方、ロータフレーム１３の外周部たとえ
ばフランジ１３ｃに接触して、フェライト磁石または希
土類系のプラスチック磁石である円筒状のロータ磁石１
４を配置する。そして、ロータフレーム１３の外周面お
よびそのフランジ１３ｃ並びに円筒状のロータ磁石１４
の外周面およびその下端部を包み込むように、ロータ磁
石１４およびロータフレーム１３の外周側に熱可塑性樹
脂１２ｂの環状樹脂１５（第２の結合手段）を成形す
る。環状樹脂１５成形後、熱可塑性樹脂１２ｂは収縮す
るので、環状樹脂１５とロータ磁石１４とロータフレー
ム１３とは互いに接触面の摩擦力により結合される。こ
のとき、環状樹脂１５とロータ磁石１４との摩擦力が大
きければ、ロータ磁石１４の下端部まで熱可塑性樹脂１
２ｂの筒部１５を成形しなくてもよい。

【００２１】さらに出力トルクの大きなステッピングモ
ータに本発明を適用する場合には、ロータフレーム１３
とロータ磁石１４との結合をさらに強固にする必要があ
る。このために、ロータフレーム１３の外周縁に設けら
れているフランジ１３ｃにプレス加工等により数個の凸
部１６ａを設け、かつ円筒状のロータ磁石１４の円筒端
部に前記凸部１６ａと合致する同数の凹部１６ｂを設け
て、凸部１６ａと凹部１６ｂとを互いに組み合わせて結
合する。これにより、ロータフレーム１３とロータ磁石
１４との間の結合力が増加し、より強固な結合が得られ
る。

【００２２】なお、前記実施例では、ロータフレーム１
３の外周部の形状として、フランジ１３ｃを設けた場合
を示したが、機械的・熱的衝撃に対する強度が充分であ
れば特にフランジ１３ｃを設ける必要はない。

【００２３】筒状樹脂１３ｂ、環状樹脂１５の熱可塑性
樹脂１２ａ，１２ｂの材質は特に限定されるものでない
が、一般にはエンジニアリングプラスチックと呼ばれて
いるものがよく、たとえばポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）な
ど、成形後の収縮性を有するものがよい。

【００２４】図４は、図１のアウタロータ形ステッピン
グモータ用ロータを製造する方法を説明するための断面
図である。まず、金型１７に軸１１，ロータフレーム１
３，ロータ磁石１４を適正に配置する。続いて、金型１
８，１９を順に合わせていく。次に、注入口２０から樹
脂通路２１を通じて樹脂２２を注入する。これにより、
金型１７内の空間に樹脂２２が注入されて、軸１１，ロ
ータフレーム１３，ロータ磁石１４が一体的に結合され
る。この後、金型１８、１９を開き、ロータを取り出
す。

【００２５】このように、ロータフレーム１３とロータ
磁石１４とを金型１７内の適正な位置に配置でき、また
これらの寸法誤差を樹脂２２により吸収することができ
るので、軸１１とロータ磁石１４との同軸度を維持しな
がらロータを製造することができる。また、ロータの各
構成要素である軸１１，ロータフレーム１３，ロータ磁
石１４を適正に金型１７内に配置して樹脂２２を注入す
るのみであるので、製造工程が少なく、量産上優れてい
る。

【００２６】図５は、この発明によるアウタロータ形ス
テッピングモータ用ロータの他の実施例を示す断面図で
ある。この実施例は、図１の円筒状のロータ磁石１４の
軸方向の中間円筒部分を除去し、その中間円筒部分に、
ロータ磁石１４よりも密度が小さい材質、たとえば樹脂
から成る円筒状スペーサ１４ａを配置したものである。
したがって、ロータ磁石１４は、分割されたロータ磁石
１４ｂおよび１４ｃと円筒状スペーサ１４ａとから成
る。円筒状スペーサ１４ａの外周面とロータ磁石１４
ｂ，１４ｃの外周面とは、ロータフレーム１３の外周面
およびフランジ１３ｃとともに環状樹脂１５を形成して
いる熱可塑性樹脂１２ｂに包み込まれ、成形後、環状樹
脂１５の熱可塑性樹脂１２ｂが収縮することにより、環
状樹脂１５とロータ磁石１４ｂ，１４ｃと円筒状スペー
サ１４ａとロータフレーム１３とは互いに接触面に摩擦
力が働き、一体化する。

【００２７】図５の実施例でさらに強固な結合を得たい
ときには、同図に示すように、ロータフレーム１３の外
周部たとえばフランジ１３ｃ，ロータ磁石１４ｂ，１４
ｃおよび円筒状スペーサ１４ａの各接触面に凹凸１６
ａ、１６ｂを設け、この凹凸１６ａ，１６ｂを互いに組
み合わせるようにすればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
係るアウタロータ形ステッピングモータ用ロータでは、
ステータヨークに対して回転自在に設けられた軸と、中
央に開口部を有するとともに、その開口部の周縁が立ち
上げられて筒部を形成している金属製のカップ状を呈す
るロータフレームとを樹脂製の第１の結合手段を介して
一体的に固設させ、該ロータフレームの外周縁と円筒状
のロータ磁石とを一体的に密接すべく、樹脂製の第２の
結合手段を介して固設するようにしたので、前記樹脂製
の第１、第２の結合手段、およびこれによって軸に固設
されるロータフレームの形状の自由度が増し、機械的・
熱的衝撃に強い形状のものとすることができ、また樹脂
は密度が小さいことにより慣性を小さくすることができ
る。

【００２９】また、円筒状のロータ磁石の軸方向の一部
の円筒部分をロータ磁石よりも密度が小さい円筒状スペ
ーサで置換した場合には、置換した分だけロータ磁石が
軽くなり、それに応じてさらに慣性を小さくすることが
できる。

【００３０】さらに、ロータフレームの外周部、円筒状
のロータ磁石および円筒状スペーサのそれぞれの端部に
相互に係合可能な凹部と凸部とを設けた場合には、これ
らの係合により摩擦力を増すことができ、ロータの各構
成要素を互いにさらに強固に結合でき、伝達可能な回転
トルクを増大させることができる。

【００３１】さらに、本発明の製造方法によれば、樹脂
を金型内に注入して軸とロータフレーム、ロータフレー
ムとロータ磁石との結合手段を形成するようにしたの
で、ロータフレーム、ロータ磁石を金型内の適正な位置
に配置して、これらの寸法誤差を樹脂により吸収するこ
とができ、軸とロータ磁石との同軸度を維持しながらロ
ータを製造することができる。また、ロータの各構成要
素を適正に金型内に配置して樹脂を注入するのみである
ので、製造工程が少なく、量産上優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータを示す断面図（図２のＡ−Ａ′
線断面図）である。

【図２】この発明の一実施例に係るアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータを示す平面図である。

【図３】この発明の一実施例に係るアウタロータ形ステ
ッピングモータ用ロータを示す側面図である。

【図４】この発明の一実施例を製造するための金型を示
す断面図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す断面図である。

【図６】従来のアウタロータ形ステッピングモータ用ロ
ータを示す構成図である。

【符号の説明】

１１ 軸 １１ａ ローレット １２ａ，１２ｂ 樹脂 １３ ロータフレーム １３ａ 内周面 １３ｂ 筒状樹脂（第１の結合手段） １３ｃ フランジ １４ ロータ磁石 １５ 環状樹脂（第２の結合手段） １６ａ 凸部 １６ｂ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータヨークに対して回転自在に設け
   られた軸と、 中央に開口部を有するとともに、その開口部の周縁が立
   ち上げられて筒部を形成しており、前記軸が前記開口部
   を貫通しつつ樹脂製の第１の結合手段を介して一体的に
   固設されている、金属製のカップ状を呈するロータフレ
   ームと、 該ロータフレームの外周縁と一体的に密接すべく、樹脂
   製の第２の結合手段を介してこれに固設されている、円
   筒状のロータ磁石とを備えていることを特徴とするアウ
   タロータ形ステッピングモータ用ロータ。
2. 【請求項２】 前記円筒状のロータ磁石は、その軸方向
   の一部の円筒部分を該ロータ磁石よりも密度が小さい円
   筒状スペーサで置換されていることを特徴とする請求項
   １に記載のアウタロータ形ステッピングモータ用ロー
   タ。
3. 【請求項３】 前記ロータフレームの外周部、前記円筒
   状のロータ磁石および前記円筒状スペーサのそれぞれの
   端部に相互に係合可能な凹部または凸部を設けたことを
   特徴とする請求項１または２に記載のアウタロータ形ス
   テッピングモータ用ロータ。
4. 【請求項４】 ステータヨークに対して回転自在に設け
   られた軸と、中央に開口部を有するとともに、その開口
   部の周縁が立ち上げられて筒部を形成しており、前記軸
   が前記開口部を貫通しつつ樹脂製の第１の結合手段を介
   して一体的に固設されている、金属製のカップ状を呈す
   るロータフレームと、該ロータフレームの外周縁と一体
   的に密接すべく、樹脂製の第２の結合手段を介してこれ
   に固設されている、円筒状のロータ磁石とを備えたアウ
   タロータ形ステッピングモータ用ロータの製造方法にお
   いて、 前記軸とロータフレームとロータ磁石とを金型内に配置
   し、少なくとも前記軸およびロータフレームの両者に接
   触するように樹脂を前記金型内に注入して前記第１の結
   合手段を形成するとともに、少なくとも前記ロータフレ
   ームおよびロータ磁石の両者に接触するように樹脂を前
   記金型内に注入して前記第２の結合手段を形成すること
   を特徴とするアウタロータ形ステッピングモータ用ロー
   タの製造方法。