JP3370164B2

JP3370164B2 - Rotor shaft with lead screw for stepping motor and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP3370164B2
Application number: JP35006993A
Authority: JP
Inventors: 保幸竹本; 忠立野; 文男橋本
Original assignee: エフ・ディ−・ケイ株式会社
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 1993-12-31
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH07203666A

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リードスクリュータイ
プの永久磁石形ステッピングモータに関し、特に、ロー
タの中心に固着されるリードスクリュー付きロータ軸及
びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead screw type permanent magnet type stepping motor, and more particularly to a rotor shaft with a lead screw fixed to the center of a rotor and a method for manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、例えば、フロッピィディスクドラ
イブ装置（以下ＦＤＤと言う）のヘッド送り用として使
用される、リードスクリュータイプの２相永久磁石形ス
テッピングモータ（以下単にモータと言う）は、例え
ば、図１１に示す如く構成されている。すなわち、モー
タ１は、ステータ２とロータ３とを有し、ステータ２
は、ロータ３を取り囲む一対のステータヨーク４、５
で、その主要部が構成されている。ステータヨーク４、
５は、それぞれ２個の板金部品を組み合わせたもので、
励磁コイル６、７を収納するドーナツ形の空間が形成さ
れると共に、ロータ３の外側面と対向する部分には、図
示しないクローポール構造の極歯列が形成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a lead screw type two-phase permanent magnet type stepping motor (hereinafter simply referred to as a motor), which is used for head feeding of a floppy disk drive device (hereinafter referred to as FDD), It is configured as shown in FIG. That is, the motor 1 has the stator 2 and the rotor 3, and the stator 2
Is a pair of stator yokes 4, 5 surrounding the rotor 3.
And the main part is composed. Stator yoke 4,
5 is a combination of two sheet metal parts,
A donut-shaped space for accommodating the exciting coils 6 and 7 is formed, and a pole tooth row of a claw pole structure (not shown) is formed in a portion facing the outer surface of the rotor 3.

【０００３】ロータ３は、円周方向に所定ピッチで磁極
が着磁された円筒状の永久磁石で形成され、その中心に
は、金属製のロータ軸８の後端側が固着されている。ロ
ータ軸８は、その略中央部分で軸受９により軸支され、
後端部でボール１０を介して板バネ１１に当接すると共
に、先端部でボール１２を介して玉軸受１３に支承され
ている。これにより、ロータ３は、ロータ軸８が板バネ
１１によって軸方向への圧縮力を受けつつ、ステータ２
内に回転自在に配設されている。The rotor 3 is formed of a cylindrical permanent magnet whose magnetic poles are magnetized at a predetermined pitch in the circumferential direction, and the rear end side of a metallic rotor shaft 8 is fixed to the center thereof. The rotor shaft 8 is rotatably supported by a bearing 9 at a substantially central portion thereof,
The rear end is in contact with the leaf spring 11 via the ball 10, and the tip end is supported by the ball bearing 13 via the ball 12. As a result, the rotor 3 of the rotor 3 receives the compressive force in the axial direction of the rotor shaft 8 by the leaf spring 11, while
It is rotatably arranged inside.

【０００４】なお、軸受９は、ステータヨーク４に固着
された前フランジ１４に固定され、板バネ１１及び玉軸
受１３は、ステータヨーク５及び前フランジ１４に固着
された、モータフレーム１５の後端内面及び先端内面に
それぞれ固定されている。また、ロータ軸８の先端側外
周には、リードスクリュー１６が刻設され、このリード
スクリュー１６に、ＦＤＤのヘッド（図示せず）に連結
された移動体１７が螺合している。The bearing 9 is fixed to the front flange 14 fixed to the stator yoke 4, and the leaf spring 11 and the ball bearing 13 are fixed to the stator yoke 5 and the front flange 14 at the rear end of the motor frame 15. It is fixed to the inner surface and the inner surface of the tip, respectively. A lead screw 16 is engraved on the outer periphery of the rotor shaft 8 on the tip side, and a moving body 17 connected to an FDD head (not shown) is screwed onto the lead screw 16.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このロ
ータ軸８は、全体がステンレス鋼等の金属によって形成
されているため、重量が重くなって慣性が大きくなり、
小形モータにあっては、出力トルクの大半をロータ軸８
の回転に費やすことになる。その結果、モータ１の出力
トルクを低下させると共に、初期の立ち上がりが鈍く、
応答性が悪くなるという問題点があった。However, since the rotor shaft 8 is wholly made of metal such as stainless steel, it becomes heavy and has a large inertia.
In a small motor, most of the output torque is
Will be spent on the rotation of. As a result, the output torque of the motor 1 is reduced, and the initial rise is slow,
There was a problem that the responsiveness deteriorates.

【０００６】そこで、当出願人は、慣性モーメントを小
さくするために、図１２に示す様に、金型１９に形成さ
れたキャビティＫ内に樹脂を射出して、ロータ軸２０を
成形することを試みたが、成形されたロータ軸２０は、
図１３に示す様に、樹脂の成形収縮率の影響によって、
二点鎖線Ａの形状（成形時の形状）から実線Ｂの形状ま
で、全体が収縮する。そして、特にリードスクリュー２
１の寸法精度が劣り、ＦＤＤに要求される数ミクロンの
送り精度を有するロータ軸２０が得られないという問題
点が明かになった。Therefore, in order to reduce the moment of inertia, the applicant of the present invention molds the rotor shaft 20 by injecting resin into the cavity K formed in the mold 19 as shown in FIG. Although tried, the molded rotor shaft 20 is
As shown in FIG. 13, due to the influence of the molding shrinkage ratio of the resin,
From the shape of the two-dot chain line A (the shape at the time of molding) to the shape of the solid line B, the whole shrinks. And especially the lead screw 2
It became clear that the dimensional accuracy of No. 1 was inferior and the rotor shaft 20 having the feed accuracy of several microns required for FDD could not be obtained.

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、リードスクリュー付きロータ軸
を樹脂で成形する際の、リードスクリューの寸法精度を
向上させて、良好な送り精度が得られると共に、ロータ
軸を軽量化して低慣性モーメント化を図り得る、ステッ
ピングモータ用のリードスクリュー付きロータ軸及びそ
の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the dimensional accuracy of the lead screw when molding the rotor shaft with the lead screw with resin, and to obtain a good feed accuracy. (EN) A rotor shaft with a lead screw for a stepping motor and a method for manufacturing the same, which is capable of achieving the above-mentioned advantages and can reduce the moment of inertia by reducing the weight of the rotor shaft.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載のステッピングモータ用のリードス
クリュー付きロータ軸は、ロータの回転運動をリードス
クリューで直線運動に変換するリードスクリュー付きロ
ータ軸において、中心に、少なくともリードスクリュー
と略同等の長さを有し、リードスクリューの谷径と同等
かもしくは谷径より小さい外径を有する軸を配置し、こ
の軸の外周に螺旋状に流し込んだ樹脂によってリードス
クリューを一体成形させたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a rotor shaft with lead screw for a stepping motor according to claim 1 is a rotor with lead screw for converting rotational motion of the rotor into linear motion by the lead screw. In the shaft, a shaft having at least a length substantially equal to that of the lead screw and having an outer diameter equal to or smaller than the root diameter of the lead screw is arranged at the center, and is spirally poured into the outer circumference of the shaft. It is characterized in that the lead screw is integrally molded with resin.

【０００９】また、請求項２記載のロータ軸は、軸が予
め成形された樹脂で形成されていることを特徴とし、請
求項３記載のロータ軸は、軸が金属で形成されているこ
とを特徴とする、更に、請求項４記載のロータ軸は、軸
の表面の面粗さが、２０〜１００μｍであることを特徴
とし、請求項５記載のロータ軸は、樹脂が液晶ポリマー
であることを特徴とする。The rotor shaft according to claim 2 is characterized in that the shaft is made of resin which is molded in advance, and the rotor shaft according to claim 3 is that the shaft is made of metal. The rotor shaft according to claim 4 is characterized in that the surface roughness of the surface of the shaft is 20 to 100 µm, and the rotor shaft according to claim 5 is characterized in that the resin is a liquid crystal polymer. Is characterized by.

【００１０】また、請求項６記載のステッピングモータ
用のリードスクリュー付きロータ軸の製造方法は、ロー
タの回転運動を直線運動に変換するリードスクリューを
有するロータ軸を、樹脂によって成形するリードスクリ
ュー付きロータ軸の製造方法において、金型内に、少な
くともリードスクリューと略同等の長さを有し、リード
スクリューの谷径と同等かもしくは谷径より小さい外径
を有する軸をセットし、その後、金型内に樹脂を射出
し、前記軸の周囲に螺旋状に流し込んで、軸の周囲にリ
ードスクリューを一体成形させることを特徴とする。A method of manufacturing a rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to a sixth aspect of the present invention is a rotor with a lead screw for molding a rotor shaft having a lead screw for converting a rotational motion of the rotor into a linear motion with a resin. In the method for manufacturing a shaft, a shaft having at least a length substantially equal to that of the lead screw and having an outer diameter equal to or smaller than the root diameter of the lead screw is set in the die, and then the die It is characterized in that a resin is injected into the inside and is poured in a spiral shape around the shaft to integrally form a lead screw around the shaft.

【００１１】[0011]

【作用】まず、請求項１記載のステッピングモータ用の
リードスクリュー付きロータ軸によれば、リードスクリ
ューは、中心に配置された軸の周囲に一体成形される。
軸は予め成形されているため、リードスクリュー成形時
の軸方向への成形収縮が防止され、リードスクリューの
寸法精度が向上して、良好な送り精度が得られる。ま
た、ロータ軸の主要部は樹脂により成形される上、回転
中心から遠い部分の重量が軽くなるため、重量が軽くな
る上、低慣性モーメント化が図れる。According to the rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to the first aspect of the invention, the lead screw is integrally molded around the shaft arranged at the center.
Since the shaft is molded in advance, molding shrinkage in the axial direction during lead screw molding is prevented, the dimensional accuracy of the lead screw is improved, and good feed accuracy is obtained. Further, since the main part of the rotor shaft is molded from resin and the weight of the part far from the center of rotation is light, the weight is light and the moment of inertia can be reduced.

【００１２】また、請求項２記載のロータ軸によれば、
軸を予め樹脂によって成形することにより、ロータ軸の
重量が一層軽くなり、より低慣性モーメント化が図れ、
請求項３記載のロータ軸によれば、線膨張係数が樹脂に
比べ小さい金属製の軸により、リードスクリューの軸方
向への成形収縮が確実に防止される。更に、請求項４記
載のロータ軸によれば、軸とリードスクリューとが機械
的に一体化されて、リードスクリューの軸に対する移動
が防止され、請求項５記載のロータ軸によれば、樹脂の
流れが一定方向に整えられて、樹脂の配向が揃えられ、
配向方向における収縮が防止されると共に、線膨張係数
を金属と同一にし得る。According to the rotor shaft of the second aspect,
By molding the shaft with resin in advance, the weight of the rotor shaft can be further reduced, and the moment of inertia can be further reduced.
According to the rotor shaft of the third aspect, the metal shaft having a linear expansion coefficient smaller than that of the resin reliably prevents molding shrinkage of the lead screw in the axial direction. Further, according to the rotor shaft of claim 4, the shaft and the lead screw are mechanically integrated to prevent movement of the lead screw with respect to the shaft. The flow is arranged in a certain direction, the orientation of the resin is aligned,
Shrinkage in the orientation direction is prevented and the coefficient of linear expansion can be the same as that of metal.

【００１３】また、請求項６記載のステッピングモータ
用のリードスクリュー付きロータ軸の製造方法によれ
ば、金型内に軸をセットし、例えば、金型と軸との隙間
がほとんどない状態にして金型内に樹脂を流し込む。樹
脂は、リードスクリュー部の軸の周囲を螺旋状に流れ、
隣接している螺旋部分が一体化されず、独立した状態で
成形される。これにより、螺旋部分の引っ張り応力等に
よるリードスクリューの収縮が防止されて、精度良いリ
ードスクリューが得られると共に、ロータ軸の低慣性化
が図れる。また、螺旋部分が独立して存在しているた
め、経時変化的なクリープ破壊の心配もなくなる。According to the method of manufacturing a rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to a sixth aspect of the invention, the shaft is set in the mold so that, for example, there is almost no gap between the mold and the shaft. Pour the resin into the mold. Resin flows spirally around the axis of the lead screw,
Adjacent spiral parts are not integrated but molded independently. As a result, the lead screw is prevented from contracting due to the tensile stress of the spiral portion, so that an accurate lead screw can be obtained and the inertia of the rotor shaft can be reduced. In addition, since the spiral portion is independently present, there is no fear of creep destruction that changes with time.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１及び図２は、本発明に係わるロータ
軸の第１の実施例を示し、図１がその側面図、図２がそ
の断面図である。このロータ軸３０は、例えば、図１１
に示すモータ１に適用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment of a rotor shaft according to the present invention, FIG. 1 is a side view thereof, and FIG. 2 is a sectional view thereof. This rotor shaft 30 is, for example, as shown in FIG.
It is applied to the motor 1 shown in.

【００１５】ロータ軸３０は、先端側に設けられたリー
ドスクリュー３１と、後端側に設けられたロータ固着部
３２とで構成されている。リードスクリュー３１は、そ
の中心に、樹脂製の軸３３を有し、この軸３３の外周
に、後述する方法により、樹脂によって一体成形されて
いる。また、ロータ固着部３２もリードスクリュー３１
と同一樹脂によって一体成形されている。なお、ロータ
軸３０の後端面及び先端面には、ボール１０、１１（図
１１参照）を収容する凹部３４及び凹部３５がそれぞれ
形成されている。The rotor shaft 30 is composed of a lead screw 31 provided on the front end side and a rotor fixing portion 32 provided on the rear end side. The lead screw 31 has a resin-made shaft 33 at the center thereof, and is integrally formed on the outer periphery of the shaft 33 with resin by a method described later. Further, the rotor fixing portion 32 is also the lead screw 31.
It is integrally molded with the same resin as. A recess 34 and a recess 35 for accommodating the balls 10 and 11 (see FIG. 11) are formed on the rear end surface and the front end surface of the rotor shaft 30, respectively.

【００１６】軸３３は、例えば、液晶ポリマーを図示し
ない金型で成形することによって、その外径Ｒ１がリー
ドスクリュー３１の谷径Ｒと同一になる如く設定される
と共に、その長さＬ１がリードスクリュー３１の長さＬ
と略同等になる如く設定されている。また、軸３３の表
面の面粗さは、２０〜１００μｍ（好ましくは、４０〜
５０μｍ）に設定されている。The shaft 33 is set such that its outer diameter R1 is the same as the root diameter R of the lead screw 31 by molding a liquid crystal polymer in a mold (not shown), and its length L1 is the lead. Length of screw 31 L
It is set to be almost equal to. The surface roughness of the shaft 33 is 20 to 100 μm (preferably 40 to 100 μm).
50 μm).

【００１７】次に、このロータ軸３０の製造方法の一例
を、図３〜図６に基づいて説明する。まず、図３に示す
様に、２個の金型３６、３７をセットして、金型３６に
形成されたキャビティＫ１内に、予め成形した軸３３を
挿入し、図４に示す様に、軸３３の先端を金型３７に当
接させる。この時、軸３３は、金型３６のネジ部３６ａ
の山とほとんど隙間がない状態でセットされる。そし
て、ゲート３９を有する金型３８を金型３６にセット
し、ゲート３９からキャビティＫ１内に液晶ポリマーか
らなる樹脂Ｊを射出する。Next, an example of a method of manufacturing the rotor shaft 30 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, two molds 36 and 37 are set, a preformed shaft 33 is inserted into a cavity K1 formed in the mold 36, and as shown in FIG. The tip of the shaft 33 is brought into contact with the mold 37. At this time, the shaft 33 is attached to the screw portion 36a of the mold 36.
It is set with almost no gap with the mountain. Then, the mold 38 having the gate 39 is set in the mold 36, and the resin J made of a liquid crystal polymer is injected from the gate 39 into the cavity K1.

【００１８】キャビティＫ１に射出された樹脂Ｊは、キ
ャビティＫ１内を、ロータ固着部３６ｂ側からネジ部３
６ａ方向に流れ、軸３３の周囲に螺旋状に流れ込む。こ
れにより、図５に示す様に、軸３３の周囲に、リードス
クリュー３１がまとわりついた状態で一体成形され、ロ
ータ軸３０が成形される。The resin J injected into the cavity K1 is screwed into the cavity K1 from the rotor fixing portion 36b side to the screw portion 3b.
It flows in the direction of 6a and flows in a spiral around the shaft 33. As a result, as shown in FIG. 5, the lead screw 31 is integrally molded around the shaft 33, and the rotor shaft 30 is molded.

【００１９】ロータ軸３０が成形されたら、金型３８を
金型３６から取り外し、成形されたロータ軸３０の凹部
３４に、例えば、図示しない回り止め部材を係合させ
る。この状態で、図６の矢印イ方向に金型３６を回転さ
せると、ロータ軸３０の回転が規制されているため、ロ
ータ軸３０がキャビティＫ１内を、回り止め部材と共に
矢印ロ方向に移動する。そして、リードスクリュー３１
が金型３６のネジ部３６ａから離脱した時点で、ロータ
軸３０が金型３６から取り出される。このロータ軸３０
のロータ固着部３２にロータ３が固着される。After the rotor shaft 30 is molded, the mold 38 is removed from the mold 36, and a not-shown detent member, for example, is engaged with the recess 34 of the molded rotor shaft 30. In this state, when the mold 36 is rotated in the direction of arrow A in FIG. 6, the rotation of the rotor shaft 30 is restricted, so the rotor shaft 30 moves in the cavity K1 in the direction of arrow B together with the rotation preventing member. . And the lead screw 31
The rotor shaft 30 is taken out of the mold 36 when is separated from the screw part 36 a of the mold 36. This rotor shaft 30
The rotor 3 is fixed to the rotor fixing portion 32.

【００２０】このように、上記実施例においては、ロー
タ軸３０のリードスクリュー３１の中心に軸３３が配置
されているため、リードスクリュー３１が成形収縮した
場合でも、予め成形されている軸３３自身は、リードス
クリュー３１の成形収縮の影響をほとんど受けることが
なく、その結果、リードスクリューの収縮も抑制され
る。また、軸３３と金型３６との隙間がほとんどない状
態で成形するため、樹脂が軸３３の周囲に螺旋状に流れ
込み、リードスクリュー３１の隣接している螺旋部、す
なわち、山と山とが一体化されることなく独立した状態
で成形されると共に、隣接する山間に引っ張り応力が作
用しなくなる。これらにより、リードスクリュー３１の
寸法精度が向上し、長期間に亘り精度を維持することの
出来る良好な送り精度のリードスクリュー３１を有する
ロータ軸３０が得られる。As described above, in the above embodiment, since the shaft 33 is arranged at the center of the lead screw 31 of the rotor shaft 30, even when the lead screw 31 is contracted by molding, the shaft 33 itself which is previously molded is Is hardly affected by the molding shrinkage of the lead screw 31, and as a result, the shrinkage of the lead screw 31 is also suppressed. Moreover, since the molding is performed in a state where there is almost no gap between the shaft 33 and the mold 36, the resin flows spirally around the shaft 33, and the adjacent spiral portions of the lead screw 31, that is, the ridges and ridges are formed. It is molded in an independent state without being integrated, and tensile stress does not act between adjacent peaks. As a result, the dimensional accuracy of the lead screw 31 is improved, and the rotor shaft 30 having the lead screw 31 with good feed accuracy capable of maintaining the accuracy for a long period of time is obtained.

【００２１】また、ロータ軸３０は、全体が樹脂によっ
て形成されるため、重量が軽くなり、モータ１を回転さ
せた場合の負荷となる、ロータ３、リードスクリュー３
１、ロータ軸８及び永久磁石自身の慣性モーメントを著
しく低くすることができて、低慣性モーメント化が図れ
る。これにより、例えば小形モータの出力トルクを低下
させたり、応答性を悪化させることもなくなる。Further, since the rotor shaft 30 is entirely made of resin, the weight thereof becomes light and the load is generated when the motor 1 is rotated.
1, the moment of inertia of the rotor shaft 8 and the permanent magnet itself can be significantly reduced, and the moment of inertia can be reduced. As a result, for example, the output torque of the small motor is not reduced and the responsiveness is not deteriorated.

【００２２】更に、軸３３の表面の面粗さが、２０〜１
００μｍに設定されているため、軸３３に対するリード
スクリュー３１の結合度が密になって機械的に一体化さ
れ、リードスクリュー３１に負荷が加わった場合でも、
リードスクリュー３１が軸３３に沿って移動することが
ない。これにより、移動体１７の送り精度が、長期に亙
って安定して維持できる等、信頼性の高いリードスクリ
ュー３１が得られる。Further, the surface roughness of the surface of the shaft 33 is 20 to 1
Since it is set to 00 μm, the degree of coupling of the lead screw 31 to the shaft 33 becomes dense and mechanically integrated, and even when a load is applied to the lead screw 31,
The lead screw 31 does not move along the shaft 33. This makes it possible to obtain a highly reliable lead screw 31 in which the feeding accuracy of the moving body 17 can be stably maintained for a long period of time.

【００２３】また、樹脂として液晶ポリマーを使用し、
樹脂の流れを一定方向に整え、樹脂の配向が揃う様に成
形されるため、配向方向において、成形収縮率をほぼ０
にすることができ、金型製作が容易になると共に、液晶
ポリマーの使用により、線膨張係数を金属と略同等にす
ることができるため、膨張、収縮による応力の発生を防
止することができて、リードスクリュー３１の寸法精度
を安定して維持することができる。Further, a liquid crystal polymer is used as the resin,
Molding is performed so that the resin flow is aligned in a certain direction and the resin orientation is uniform, so that the molding shrinkage is almost 0 in the orientation direction.
The use of a liquid crystal polymer makes it possible to make the coefficient of linear expansion approximately the same as that of metal, and therefore it is possible to prevent the generation of stress due to expansion and contraction. The dimensional accuracy of the lead screw 31 can be stably maintained.

【００２４】なお、この実施例におけるロータ軸３０
を、図１１のモータ１に適用したところ、移動体１７の
送り精度が数ミクロンであることが、実験的に確認され
ている。また、実験によれば、ロータ軸３０の軸３３
と、リードスクリュー３１及びロータ固着部３２を、共
に液晶ポリマーで成形した場合の慣性モーメントを測定
したところ、表１の実施例１に示す結果が得られた。こ
の表１から、従来例のロータ軸８をステンレス鋼で形成
した場合に比較して、慣性モーメントが８０％と大幅に
低減されることが明かになった。The rotor shaft 30 in this embodiment is
11 is applied to the motor 1 of FIG. 11, it has been experimentally confirmed that the feeding accuracy of the moving body 17 is several microns. Further, according to the experiment, the shaft 33 of the rotor shaft 30
When the lead screw 31 and the rotor fixing portion 32 were both molded from a liquid crystal polymer, the moment of inertia was measured, and the results shown in Example 1 of Table 1 were obtained. It is clear from Table 1 that the moment of inertia is significantly reduced to 80% as compared with the case where the rotor shaft 8 of the conventional example is made of stainless steel.

【００２５】[0025]

【表１】 [Table 1]

【００２６】図７及び図８は、本発明に係わるロータ軸
の第２の実施例を示し、図７がその側面図、図８がその
断面図を示している。この実施例の特徴は、軸として金
属製の軸４３を使用した点にある。すなわち、ロータ軸
４０の軸４３は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３
等）で形成され、その長さＬ２は、リードスクリュー４
１の長さＬと略同等に設定されている。また、軸４３の
外径Ｒ２は、リードスクリュー４１の谷径Ｒに対して所
定寸法小さく設定されると共に、その表面の面粗さは、
２０〜１００μｍに設定されている。7 and 8 show a second embodiment of the rotor shaft according to the present invention, FIG. 7 is a side view thereof, and FIG. 8 is a sectional view thereof. The feature of this embodiment is that a metal shaft 43 is used as the shaft. That is, the shaft 43 of the rotor shaft 40 is made of, for example, stainless steel (SUS303).
Etc.), the length L2 of which is the lead screw 4
The length L is set to be substantially equal to 1. The outer diameter R2 of the shaft 43 is set smaller than the root diameter R of the lead screw 41 by a predetermined dimension, and the surface roughness of its surface is
It is set to 20 to 100 μm.

【００２７】このロータ軸４０も、上記実施例のロータ
軸３０と同様に、軸４３の外周に液晶ポリマーからなる
リードスクリュー４１が一体成形される。なお、ロータ
軸４０の金型３６〜３８（図４参照）による成形時に
は、軸４３をリードスクリュー４１の中心に位置させる
ため、例えば軸４３の周面に、リードスクリュー４１の
谷径Ｒと同径の複数個の位置決め用の突起を設けたり、
軸４３の先端面と金型３７の当接面に位置決め用の凹凸
を設ける等して成形する。Like the rotor shaft 30 of the above-described embodiment, the rotor shaft 40 also has a lead screw 41 made of liquid crystal polymer integrally formed on the outer periphery of the shaft 43. When the rotor shaft 40 is molded by the molds 36 to 38 (see FIG. 4), the shaft 43 is located at the center of the lead screw 41. Providing a plurality of positioning protrusions with a diameter,
The tip surface of the shaft 43 and the abutting surface of the mold 37 are formed by providing unevenness for positioning or the like.

【００２８】この実施例においては、軸４３が金属であ
るため、外部環境による影響をほとんど受けず、より寸
法精度の高いリードスクリュー４１が得られると共に、
軸方向における線膨張係数が従来のリードスクリュー１
６と同等なため、例えば製造ライン等において、従来の
ロータ軸８に替えてロータ軸４０を使用する等、ロータ
軸４０の置き換えを容易に行うことができる。また、ロ
ータ軸４０の重量も、上記実施例に比べて若干重くなる
ものの、従来例のロータ軸８に比べて大幅に軽くなり、
低慣性モーメント化が図れる等、上記ロータ軸３０と同
様の作用効果が得られる。In this embodiment, since the shaft 43 is made of metal, it is hardly affected by the external environment and the lead screw 41 having higher dimensional accuracy can be obtained.
Conventional lead screw 1 with a linear expansion coefficient in the axial direction
Since it is equivalent to 6, the rotor shaft 40 can be easily replaced, for example, by using the rotor shaft 40 instead of the conventional rotor shaft 8 in a production line or the like. Further, the weight of the rotor shaft 40 is slightly heavier than that of the above embodiment, but is significantly lighter than that of the conventional rotor shaft 8.
The same action and effect as those of the rotor shaft 30 can be obtained, such as reduction of the moment of inertia.

【００２９】なお、実験によれば、この実施例のロータ
軸４０の慣性モーメントは、表１の実施例２に示す結果
が得られ、従来例に比較して、慣性モーメントは６２％
低減されることが明らかになった。なお、この値は、リ
ードスクリューの谷径と同等の外径を有する金属軸で算
出した値である。この実施例において、軸４３として
は、ステンレス鋼に限らず、一般的に良く知られる他の
金属を使用しても良い。According to the experiment, the moment of inertia of the rotor shaft 40 of this embodiment was obtained as shown in the second embodiment of Table 1, and the moment of inertia was 62% as compared with the conventional example.
It became clear that it will be reduced. This value is a value calculated using a metal shaft having an outer diameter equivalent to the root diameter of the lead screw. In this embodiment, the shaft 43 is not limited to stainless steel, but other generally known metals may be used.

【００３０】図９及び図１０は、本発明に係わるロータ
軸の第３の実施例を示すもので、図９がその側面図、図
１０がその断面図を示している。このロータ軸５０の特
徴は、軸として金属製の軸５３を使用すると共に、その
外径Ｒ３を、リードスクリュー５１の谷径Ｒと同一に設
定した点にある。すなわち、軸５３は、軸４３と同様ス
テンレス鋼で形成され、その外径Ｒ３が、リードスクリ
ュー５１の谷径Ｒと同一に設定され、その表面の面粗さ
も２０〜１００μｍに設定されている。なお、軸５３の
長さＬ３は、上記各実施例と同様、リードスクリュー５
１の長さＬと略同等に設定されている。9 and 10 show a third embodiment of the rotor shaft according to the present invention. FIG. 9 is a side view thereof and FIG. 10 is a sectional view thereof. The characteristic of the rotor shaft 50 is that a metal shaft 53 is used as the shaft and the outer diameter R3 thereof is set to be the same as the root diameter R of the lead screw 51. That is, the shaft 53 is formed of stainless steel like the shaft 43, the outer diameter R3 thereof is set to be the same as the root diameter R of the lead screw 51, and the surface roughness of the surface thereof is also set to 20 to 100 μm. The length L3 of the shaft 53 is the same as in the above-mentioned respective embodiments.
The length L is set to be substantially equal to 1.

【００３１】このロータ軸５０にあっては、上記実施例
のロータ軸４０の作用効果の他に、リードスクリュー５
１の隣接する山と山とが一体化せず、独立して存在する
ため、第１の実施例と同様に、隣接する山に引っ張り応
力が作用しなくなって、リードスクリュー５１の寸法精
度がより向上し、経時変化的なクリープ破壊の心配もな
くなるという作用効果が得られる。また、金型３６への
セット作業も、容易に行える。With this rotor shaft 50, in addition to the operational effects of the rotor shaft 40 of the above embodiment, the lead screw 5
Since the adjacent peaks of No. 1 are not integrated but exist independently, tensile stress does not act on the adjacent peaks and the dimensional accuracy of the lead screw 51 is improved, as in the first embodiment. It is possible to obtain the operational effect that it is improved, and there is no fear of creep destruction which changes with time. Further, the setting work on the mold 36 can be easily performed.

【００３２】なお、上記各実施例においては、樹脂とし
て液晶ポリマーを使用したが、本発明はこれに何等限定
されず、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテ
ルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルフォン（ＰＳ
Ｆ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等の熱可塑性樹脂や、
熱硬化性樹脂を使用しても良い。また、上記各実施例に
おいては、軸の長さをリードスクリューより若干長く設
定したが、例えば軸をロータ固着部まで延長しても良
い。In each of the above examples, a liquid crystal polymer was used as the resin, but the present invention is not limited to this. For example, polyphenylene sulfide (PP) is used.
S), polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), polysulfone (PS)
F), thermoplastic resin such as polycarbonate (PC),
A thermosetting resin may be used. Further, in each of the above embodiments, the length of the shaft is set to be slightly longer than that of the lead screw, but the shaft may be extended to the rotor fixing portion, for example.

【００３３】更に、上記実施例においては、ロータ軸と
して、ＦＤＤ用のステッピングモータのロータ軸につい
て説明したが、例えば、自動焦点カメラ用やミニディス
ク用のステッピングモータのロータ軸にも適用し得る。
また、上記各実施例を適宜に組み合わせる等、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であるこ
とも言うまでもない。Further, in the above embodiment, the rotor shaft of the stepping motor for FDD has been described as the rotor shaft, but the rotor shaft may be applied to the rotor shaft of the stepping motor for the autofocus camera or the mini disk, for example.
It goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention, such as by appropriately combining the above-described embodiments.

【００３４】[0034]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のステッピ
ングモータ用のリードスクリュー付きロータ軸及びその
製造方法にあっては、中心に軸を配置することにより、
リードスクリューを樹脂で成形する際の寸法精度を向上
させ、良好な送り精度が得られると共に、長期間に亘り
精度を維持出来る。また、主要部を樹脂により成形する
ことにより、ロータ軸を軽量化して低慣性モーメント化
を図ることができる等の効果を奏する。As described in detail above, in the rotor shaft with a lead screw for a stepping motor and the manufacturing method thereof according to the present invention, by arranging the shaft at the center,
It is possible to improve the dimensional accuracy when molding the lead screw with resin, obtain good feed accuracy, and maintain the accuracy for a long period of time. Further, by molding the main part with resin, it is possible to reduce the weight of the rotor shaft and achieve a low moment of inertia.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係わるロータ軸の第１の実施例を示す
側面図FIG. 1 is a side view showing a first embodiment of a rotor shaft according to the present invention.

【図２】同断面図FIG. 2 is a sectional view of the same.

【図３】同ロータ軸の製造方法を示す軸挿入時の断面図FIG. 3 is a sectional view showing a method of manufacturing the rotor shaft when the shaft is inserted.

【図４】同軸セット時の断面図FIG. 4 is a sectional view when the coaxial is set.

【図５】同ロータ軸の成形状態の断面図FIG. 5 is a sectional view of the rotor shaft in a molded state.

【図６】同ロータ軸の取り出し方法を説明するための断
面図FIG. 6 is a sectional view for explaining a method for extracting the rotor shaft.

【図７】本発明に係わるロータ軸の第２の実施例を示す
側面図FIG. 7 is a side view showing a second embodiment of the rotor shaft according to the present invention.

【図８】同断面図FIG. 8 is a sectional view of the same.

【図９】本発明に係わるロータ軸の第３の実施例を示す
側面図FIG. 9 is a side view showing a third embodiment of the rotor shaft according to the present invention.

【図１０】同断面図FIG. 10 is a sectional view of the same.

【図１１】本発明及び従来例に共通するリードスクリュ
ータイプの永久磁石形ステッピングモータの断面図FIG. 11 is a sectional view of a lead screw type permanent magnet type stepping motor common to the present invention and a conventional example.

【図１２】従来のロータ軸の製造方法を説明するための
断面図FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a conventional rotor shaft manufacturing method.

【図１３】同製造方法によって成形されたロータ軸の側
面図FIG. 13 is a side view of a rotor shaft formed by the manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・・・・・・・モータ２・・・・・・・・・ステータ３・・・・・・・・・ロータ８・・・・・・・・・ロータ軸１６・・・・・・・・リードスクリュー１７・・・・・・・・移動体３０、４０、５０・・ロータ軸３１、４１、５１・・リードスクリュー３３、４３、５３・・軸３６〜３８・・・・・金型 1 ・・・・・・ Motor 2 ・・・・・・ Stator 3 ・・・・・・ Rotor 8 ・・・・・・ Rotor shaft 16 ... Lead screw 17 ... Mobile unit 30, 40, 50 ... Rotor shaft 31, 41, 51 ... Lead screw 33, 43, 53 ... 36-38 ... Mold

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−113910（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 37/00 - 37/24 Continuation of front page (56) Reference JP-A-2-113910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H02K 37/00-37/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】ロータの回転運動をリードスクリューで直
線運動に変換するリードスクリュー付きロータ軸におい
て、中心に、少なくとも前記リードスクリューと略同等
の長さを有し、リードスクリューの谷径と同等かもしく
は谷径より小さい外径を有する軸を配置し、この軸の外
周に螺旋状に流し込んだ樹脂によってリードスクリュー
を一体成形させたことを特徴とする、ステッピングモー
タ用のリードスクリュー付きロータ軸。1. A rotor shaft with a lead screw for converting rotational motion of a rotor into linear motion by a lead screw, has a length at least substantially equal to that of the lead screw at the center, and is equal to a root diameter of the lead screw. Alternatively, a rotor shaft with a lead screw for a stepping motor is characterized in that a shaft having an outer diameter smaller than a root diameter is arranged, and a lead screw is integrally molded with a resin that is helically poured around the outer periphery of the shaft.

【請求項２】前記軸が、予め成形された樹脂で形成され
ていることを特徴とする、請求項１記載のステッピング
モータ用のリードスクリュー付きロータ軸。2. The rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to claim 1, wherein the shaft is made of a pre-molded resin.

【請求項３】前記軸が、金属で形成されていることを特
徴とする、請求項１記載のステッピングモータ用のリー
ドスクリュー付きロータ軸。3. A rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to claim 1, wherein the shaft is made of metal.

【請求項４】前記軸の表面の面粗さが、２０〜１００μ
ｍであることを特徴とする、請求項２または請求項３記
載のステッピングモータ用のリードスクリュー付きロー
タ軸。4. The surface roughness of the surface of the shaft is 20 to 100 μm.
The rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to claim 2 or 3, wherein m is m.

【請求項５】前記樹脂が、液晶ポリマーであることを特
徴とする、請求項１、２、３または４記載のステッピン
グモータ用のリードスクリュー付きロータ軸。5. The rotor shaft with a lead screw for a stepping motor according to claim 1, 2 , 3, or 4, wherein the resin is a liquid crystal polymer.

【請求項６】ロータの回転運動を直線運動に変換するリ
ードスクリューを有するロータ軸を、樹脂によって成形
するリードスクリュー付きロータ軸の製造方法におい
て、金型内に、少なくとも前記リードスクリューと略同
等の長さを有し、リードスクリューの谷径と同等かもし
くは谷径より小さい外径を有する軸をセットし、その
後、金型内に樹脂を射出し、前記軸の周囲に螺旋状に流
し込んで、前記軸の周囲にリードスクリューを一体成形
させることを特徴とする、ステッピングモータ用のリー
ドスクリュー付きロータ軸の製造方法。6. A method for manufacturing a rotor shaft with a lead screw, wherein a rotor shaft having a lead screw for converting a rotational motion of a rotor into a linear motion is molded with resin, in a mold, at least approximately the same as the lead screw. Set a shaft that has a length and an outer diameter that is equal to or smaller than the root diameter of the lead screw, then inject resin into the mold and spirally flow around the shaft.
A method for manufacturing a rotor shaft with a lead screw for a stepping motor, which is characterized in that the lead screw is integrally molded around the shaft.