JP2533202B2 - ステッピングモ―タのロ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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63−182674
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
プロ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、記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
を上記中継部材の軸方向に直交する側面に固定して、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そのステ
ータ対向部の一端に直角に連なる端板部を備えることに
よって、これを取付け部として中継部材の軸方向に直交
する側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、この力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10と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5,10を
背合わせ状態に重ねてモータフレーム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12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13は図示しないが
モータ全体の取付け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18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18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19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
にしてある。端板部20は、ステータ対向部19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の軸方向に直交する側面18c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17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の軸方向に突出
されるとともに、同最大径部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成形して得たものである。そし
て、上記ステータ対向部19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19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別々に対向されてい
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
と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
る径方向の熱膨脹および熱収縮は、互いに独立して行わ
れるから、中継部材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、その形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、その力はロータマグネット16
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19の直
径は最大径部18a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の取付け構造にある。

ロータマグネット16は、そのステータ対向部19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18aの軸
方向長さを、ステータ対向部19の軸方向長さの二倍以上
にして形成されている。そして、ロータマグネット16
は、端板部20の内面を中継部材18の最大径部18aの軸方
向に直交する側面18c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18aの周面から隔てて、上記ロータ軸1
7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18a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16
および中継部材18の径方向の熱膨脹および熱収縮を、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、中継部材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、その形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。

なお、この第２実施例においてもロータマグネット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。

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,16bの取付け構造
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20の外面を
中継部材18の最大径部18aの軸方向に直交する一方の側
面18c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。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の軸方向に直交する他方
の側面18c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16bのステータ対向部19は、上
記最大径部18a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16
a,16b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16a,16bが割れて破損することを防止でき
る。

なお、以上の各例から明らかなように、各例における
ロータマグネット16,16a,16bを同一規格の共通部品とす
る場合には、中継部材18の構成を各例に示すように種々
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
れら各例のロータ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軸方向に直交する側面18
c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……ロータ、16,16a、16b……ロータマグネット、17
……ロータ軸、18……中継部材、18c……中継部材の側
面、19……ステータ対向部、20……端板部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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軸方向に直交する側面
   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。