JPH10243587A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータマグネットの薄肉化を図って、モータ
自体の低コスト化およびイナーシャの軽減による起動性
の向上を実現することができるモータを得る。 【解決手段】 回転自在に軸支されるシャフト１の外周
に、ブッシュ２を介して環状のロータマグネット４が結
合され、ロータマグネットの外周に所定のエアギャップ
をおいて励磁コイル９、１１が配設されたモータであっ
て、ブッシュ２は樹脂材料により成形され、その内周部
にシャフト１が結合されるとともに、その外周部２Ａに
ロータマグネット４が着脱可能に設けられてなり、かつ
ブッシュ２とロータマグネット４とを回り止めする回り
止め手段と、上記ブッシュからの上記ロータマグネット
の抜け止めをする抜け止め手段とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータマグネッ
トによって構成されたロータ部を備えたモータに係り、
さらに詳しくは、ロータマグネットがブッシュを介して
シャフトの外周に結合されたモータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のモータとしては、例えば、ＰＭ
形ステッピングモータなどが知られている。従来より、
このようなモータにおいては、シャフトとロータマグネ
ットとの間に介在するブッシュとして、ロータマグネッ
トと一体成形された樹脂製のブッシュ、またはアルミニ
ウム製のブッシュ（通称、「アルミブッシュ」）が用い
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ロータマグ
ネットと一体成形される前者の樹脂製のブッシュは、ロ
ータマグネットの内側に一体に射出成形する際に、その
ロータマグネットに圧力の高い樹脂圧が作用するため
に、当該加圧力によってロータマグネットが割れること
があり、製造歩留りが低下するという問題点があった。
このため、上記ロータマグネットの厚さ寸法を大きくし
ようとすると、ロータマグネットは高価であるために、
製造単価の高騰化を招いて不経済であるという問題点が
あった。そこで、ロータ全体の重量を考慮して、ロータ
マグネットの肉厚を極力薄すくし、比較的軽量なアルミ
ブッシュの外周に接着固定したモータも提案されている
が、当該アルミブッシュを用いた場合は、外径を高い精
度で切削加工する必要があるために、加工コストが嵩む
とともに、薄肉のロータマグネットを着磁する際に、割
れを生じやすいという問題点があった。

【０００４】本発明は、このような従来のロータを有す
るモータが有する課題を有効に解決すべくなされたもの
で、ロータマグネットの薄肉化を図るとともに、製造歩
留りが大幅に向上してモータ自体の低コスト化を図るこ
とができ、さらにはロータにおける慣性の軽減による起
動性の向上を図ることができるモータを提供することを
目的とするものである。また、本発明における他の目的
は、シャフトに対する結合前または結合後のいずれにお
いてもロータマグネットの着磁ができ、よってロータマ
グネットの単品管理を可能にするとともに、ロータマグ
ネットの再利用を可能とすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転自在に軸支されるシャフトの外周に、ブッシュ
を介して環状のロータマグネットが結合され、上記ロー
タマグネットの外周に所定のエアギャップをおいて励磁
コイルが配設されたモータであって、上記ブッシュは樹
脂材料により成形され、その内周部に上記シャフトが結
合されるとともに、その外周部に上記ロータマグネット
が着脱可能に設けられてなり、かつ上記ブッシュと上記
ロータマグネットとを回り止めする回り止め手段と、上
記ブッシュからの上記ロータマグネットの抜け止めをす
る抜け止め手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のブッシュの外周部には、軸線方向に複数の上記
ロータマグネットが着脱可能とされ、かつ上記ブッシュ
の外周部に、周方向にずれた位置に第１の係合部が形成
され、他方各々の上記ロータマグネットの内周部に上記
係合部と係合する第２の係合部が形成されることによ
り、上記複数個のロータマグネットのそれぞれの嵌合位
置を規制することによって、上記複数個のロータマグネ
ットの周方向における磁極の位相差を定めるようにした
ことを特徴とするものである。さらに、請求項３に記載
の発明は、請求項１または２に記載のブッシュは、その
中心部に、上記シャフトがインサートされて一体に成形
されていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項１〜３のいずれかに記載の発明によ
れば、シャフトとロータマグネットとの間に介在するブ
ッシュを樹脂材料によって形成し、その内周部にシャフ
トを一体的に結合するとともに、その外周部にロータマ
グネットを着脱可能とすることにより、ロータマグネッ
トの組み付け時に、そのロータマグネットに大きな外力
が加わることによる割れの発生を回避して、ロータマグ
ネットの薄肉化が図られる。この結果、ロータマグネッ
トを薄肉化した分、モータ自体の低コスト化を図ること
ができるとともに、ロータ部の慣性を軽減してモータの
起動性の向上させることができる。さらに、シャフトに
対する結合前または結合後のいずれにおいてもロータマ
グネットの着磁ができ、よってロータマグネットを単品
管理することができ、またロータマグネットをモータか
ら取り外して再利用することもできる。

【０００８】特に、請求項２に記載の発明によれば、ブ
ッシュの外周部に複数のロータマグネットを着脱可能と
し、さらに、それらの嵌合位置を規制することにより、
それら複数のロータマグネット磁極の位相関係を最適か
つ正確に定めて、ロータ部を高精度に回転させることが
できる。したがって、ロータマグネットとしては、外周
方向に順次異極に着磁されるとともに内周面に第２の係
合部が形成された同一の部品を準備し、これらの第２の
係合部を、ブッシュの外周部に周方向にずれた位置に形
成された第１の係合部と係合させて装着することによ
り、ステッピングモータのような、複数のロータマグネ
ットが周方向に位相差をもって着磁されたモータを極め
て容易に製造することができる。また、請求項３に記載
の発明によれば、ブッシュの中央部にシャフトをインサ
ートすることにより、それらを１部品として管理し組み
付けることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （第１の実施形態）図１〜図３は、本発明のモータを、
ＰＭ形ステッピングモータに適用した第１の実施形態を
示すものである。図１において、符号１はシャフトであ
り、その外周には、後述するブッシュ２と抜け止め部材
３を介して、円環状のロータマグネット４が結合されて
いる。ここで、ロータマグネット４は、その周方向に沿
って交互に異極となるように着磁されている。また、シ
ャフト１の両端部は、軸受５、６によって、ステータコ
アを成すケース７に回転自在に保持されている。ここ
で、ケース７は、軸線方向に２分割されており、それぞ
れのロータマグネット４と対向する内周側には、櫛歯状
に屈曲されて磁極となるステータポール７Ａ、７Ｂが、
同様に櫛歯状を成す第１、第２のステータコア１２、１
３のステータポールと所定間隔をおいて周方向に交互に
形成されている。なお、符号Ｏは、シャフト１の回転軸
線、符号８は、第１の励磁コイル９が巻き付けられた第
１のボビン、符号１０は、第２の励磁コイル１１が巻き
付けられた第２のボビンをそれぞれ示すものである。

【００１０】図１に示すように、モータが２相のステッ
ピングモータの場合には、例えば、第１の励磁コイル９
として、２個のコイルが互いに１８０°の位相関係の磁
界をつくるようにバイファイラ巻され、同様に、第２の
励磁コイル１１として、２個のコイルが互いに１８０°
の位相関係の磁界をつくるようにバイファイラ巻きされ
ることになる。そして、第１、第２のステータコア１
２、１３の内周側には、磁極を成すステータポールが形
成されており、それらの磁極が所定のエアギャップを介
してロータマグネット４の外周面と対向するように配設
されている。

【００１１】上記ブッシュ２は、その中央部にシャフト
１を内在させた状態で合成樹脂材料により一体に射出成
形されることにより、上記シャフト１と一体的に結合さ
れている。また、ブッシュ２内に位置するシャフト１の
部位には、切り欠き１Ａが形成されており、この切り欠
き１Ａ内にブッシュ２の成形材料が入り込むことによっ
て、シャフト１とブッシュ２とは、回り止めされかつ抜
け止めされて一体化されている。ここで、符号２Ａは、
ロータマグネット４の内周面と嵌合する外周部であり、
また２Ｂは、ロータマグネット４の図１中右側の端部を
位置決めする外フランジ部である。上記ブッシュ２の図
１中左側の中央部には、大径孔２Ｃが形成され、その大
径孔２Ｃの外周壁部には、大径孔２Ｃ内に開口する複数
の孔２Ｄが形成されている。また、ブッシュ２の外周部
２Ａには、ロータマグネット４の内周部に形成されたキ
ー溝４Ａ（図３参照）と嵌合するキー部２Ｅが形成され
ている。これらのキー部２Ｅおよびキー溝４Ａとの嵌合
によって、ブッシュ２に対してロータマグネット４が回
り止めされる。

【００１２】また、上記抜け止め部材３は合成樹脂製か
らなる円筒状体であり、その中央部には、シャフト１と
嵌合する貫通孔３Ａ（図２参照）が形成されている。符
号３Ｂは、ロータマグネット４の図１中左側の端部を位
置決めするための外フランジ部であり、３Ｃは、ブッシ
ュ２の大径孔２内に嵌まり合う小径部である。この小径
部３Ｃには、ブッシュ２側の孔２Ｄと着脱可能な複数の
フック部３Ｄが形成されている。また、フック部３Ｄの
図１中右側の先端縁には、傾斜面３Ｅ（図２参照）が形
成されている。

【００１３】次に、図２および図３に基づいて、ロータ
マグネット４の組み付けの手順について説明する。樹脂
製のブッシュ２は、前述したように、その成形と同時に
シャフト１と一体的に結合されている。そして、ブッシ
ュ２の外周部２Ａに、図２に示すように、キー部２Ｅと
キー溝４Ａとを嵌合させて、ロータマグネット４を嵌合
させる。次いで、ブッシュ２の大径孔２Ｃ内に抜け止め
部材３の小径部３Ｃを嵌め込む。その際、フック部３Ｄ
がブッシュ２の大径孔２Ｃの内周面に圧接して、そのフ
ック部３Ｄおよび／またはブッシュ２が一時的に弾性変
形する。そして、フック部３Ｄと孔２Ｄとが対向した時
点において、フック部３Ｄおよび／またはブッシュ２が
弾性復帰して、フック部３Ｄと孔２Ｄとが嵌合する。こ
のようにして、ブッシュ２と抜け止め部材３とが結合す
ることにより、抜け止め部材３の外フランジ部３Ｂがロ
ータマグネット４の図１中左方への抜けを止めることに
なる。

【００１４】このようにして組み付けられてロータ部を
構成するロータマグネット４は、当該組み付けに際し、
大きな外力が加えられることがないため、そのロータマ
グネット４の肉厚を薄くしても割れが発生するおそれが
ない。したがって、ロータマグネット４を薄型化する
分、モータ自体の低コスト化を図ることができるととも
に、ロータ部の慣性を軽減して起動性を向上させること
ができる。ところで、ロータマグネット４は、このよう
に組み付けられる前、つまりロータ部を構成する前に予
め着磁しておくこともでき、あるいは、このような組み
付け後、つまりロータ部を構成した後に着磁することも
できる。また、図１に示すように、モータに組み込まれ
た後のロータマグネット４を取り外して再利用すること
も可能である。なお、フック部３Ｄをブッシュ２側に形
成し、孔２Ｄを抜け止め部材３側に形成してもよい。

【００１５】（第２の実施形態）図４は、本発明に係る
モータの第２の実施形態におけるロータ部分を示すもの
であり、他の構成については、図１〜図３に示したもの
同様である。本実施形態においては、ブッシュ２の図４
中左側の外周縁に、その周方向に沿って連続あるいは点
在するフック部２Ｆが形成され、そのフック部２Ｆを用
いてロータマグネット４の抜け止めをする構成となって
いる。ロータマグネット４の組み付けに際しては、その
ロータマグネット４内にブッシュ２の図４中左側部分を
嵌合させる。その際、フック部２Ｆを含むブッシュ２の
図４中左側部分は、ロータマグネット４の内周面との圧
接によって一時的に弾性変形されてから、弾性復帰する
ことになる。この結果、ロータマグネット４は、図４中
の２点鎖線の位置においてフック部２Ｆにより抜け止め
される。

【００１６】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態を示すものである。本実施形態においては、
ブッシュ２に、第１、第２の２個のロータマグネット４
−１、４−２が組み付けられるようになっている。すな
わち、ブッシュ２の外周には外フランジ部２Ｇが形成さ
れており、その外フランジ部２Ｇの図５中左側に、第１
のロータマグネット４−１と着脱可能な外周部２Ａ−１
が形成され、その外フランジ部２Ｆの図５中右側に、第
２のロータマグネット４−２と着脱可能な外周部２Ａ−
２が形成されている。そして、外周部２Ａ−１には、ロ
ータマグネット４−１のキー溝（第２の係合部）４Ａ−
１と嵌合するキー部（第１の係合部）２Ｅ−１が形成さ
れ、同様に、外周部２Ａ−２には、ロータマグネット４
−２のキー溝（第２の係合部）４Ａ−２と嵌合するキー
部（第１の係合部）２Ｅ−２が形成されている。ここ
で、キー部２Ｅ−１、２Ｅ−２は、互いに周方向におい
て所定の角度ずれて形成されており、そのずれの角度分
だけ、ロータマグネット４−１、４−２の嵌合位置が周
方向にずらされる。したがって、ロータマグネット４−
１、４−２の嵌合位置に応じて、それらの磁極の位相関
係が正確に設定されることになる。

【００１７】そして、このように２つのロータマグネッ
ト４−１、４−２の磁極を所定の位相関係に正確に設定
することにより、それらの外周に所定のエアギャップを
おいて配設される励磁コイルとの関係から、ロータ部を
高精度かつ円滑に回転させることができる。なお、ロー
タマグネット４−１、４−２の磁極の位相差は、キー部
２Ｅ−１、２Ｅ−２の形成位置を変更することによっ
て、モータの形式等に応じて最適かつ正確に設定するこ
とができる。また、ハイブリッド形のステッピングモー
タの場合には、ロータマグネット４−１、４−２の一方
をＮ極の歯車状ロータとし、他方をＳ極の歯車状ロータ
として、それらの磁極を例えば１９０°の位相関係とし
てもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明によれば、シャフトとロータマグネ
ットとの間に介在するブッシュを樹脂材料によって形成
し、その内周部にシャフトを結合すると共に、その外周
部にロータマグネットを着脱可能とすることにより、ロ
ータマグネットの組み付け時に、そのロータマグネット
に大きな外力が加わることによる割れの発生を回避し
て、ロータマグネットの薄肉化を図ることができる。こ
の結果、ロータマグネットを薄肉化した分、モータ自体
の低コスト化を図ることができると共に、ロータ部の慣
性を軽減してモータの起動性の向上させることができ
る。さらに、シャフトに対する結合前または結合後のい
ずれにおいてもロータマグネットの着磁ができるよう
に、そのロータマグネットを単品管理することができ、
またロータマグネットをモータから取り外して再利用す
ることもできる。

【００１９】ここで特に、請求項２に記載の発明によれ
ば、ブッシュの外周部に複数のロータマグネットを着脱
可能とし、さらに、それらの嵌合位置を規制することに
より、それら複数のロータマグネット磁極の位相関係を
最適かつ正確に定めて、ロータ部を高精度に回転させる
ことができ、さらに請求項３に記載の発明によれば、ブ
ッシュの中央部にシャフトをインサートすることによ
り、それらを１部品として管理し組み付けることができ
るといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータの第１の実施形態を示す縦
断面図である。

【図２】図１のロータ部を示す分解断面図である。

【図３】図１のロータ部の異なる分解断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態におけるロータ部を示
す分解断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態におけるロータ部を示
す分解斜視図である。

【符号の説明】

１ シャフト １Ａ 切欠 ２ ブッシュ ２Ａ 外周部 ２Ｂ 外フランジ部 ２Ｃ 大径孔 ２Ｄ 孔 ２Ｅ キー部（第１の係合部） ３ 抜け止め部材 ３Ａ 貫通孔 ３Ｂ 外フランジ部 ３Ｃ 小径部 ３Ｄ フック部 ４ ロータマグネット ４Ａ キー溝（第２の係合部） ５、６ 軸受 ７ ケーシング ８、１０ ボビン ９、１１ 励磁コイル １２、１３ ステータコア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に軸支されるシャフトの外周
   に、ブッシュを介して環状のロータマグネットが結合さ
   れ、上記ロータマグネットの外周に所定のエアギャップ
   をおいて励磁コイルが配設されたモータであって、 上記ブッシュは樹脂材料により成形され、その内周部に
   上記シャフトが結合されるとともに、その外周部に上記
   ロータマグネットが着脱可能に設けられてなり、かつ上
   記ブッシュと上記ロータマグネットとを回り止めする回
   り止め手段と、上記ブッシュからの上記ロータマグネッ
   トの抜け止めをする抜け止め手段とを備えてなることを
   特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 上記ブッシュの外周部には、軸線方向に
   複数の上記ロータマグネットが着脱可能とされ、かつ上
   記ブッシュの外周部に、周方向にずれた位置に第１の係
   合部が形成され、他方各々の上記ロータマグネットの内
   周部に上記係合部と係合する第２の係合部が形成される
   ことにより、上記複数個のロータマグネットのそれぞれ
   の嵌合位置を規制することによって、上記複数個のロー
   タマグネットの周方向における磁極の位相差を定めるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 上記ブッシュは、その中心部に、上記シ
   ャフトがインサートされて一体に成形されていることを
   特徴とする請求項１または２に記載のモータ。