JPH09289748A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石に熱的な膨張収縮に起因する内部応
力が作用することがなく、よって永久磁石の厚さ寸法を
薄くして製造コストの低減化と全体の軽量化を図ること
ができるとともに、製造も容易となるモータを得る。 【解決手段】 ロータ５５が、円筒状の永久磁石２０
と、この永久磁石の中心部に圧入されるとともに、中心
部にロータシャフトが挿通される軸受け孔１０ａが形成
された合成樹脂製のロータサポート１０とを有してな
り、永久磁石２０の内周面に中心部に周方向に凹凸部２
０ｂが形成され、かつロータサポート１０の外周面に永
久磁石の凹凸部と係合する回り止め用の凹凸部１０ｂが
形成されるとともに、ロータサポートの外周面と軸受け
孔との間の肉厚部に肉逃げ用の空隙部１０ｃが形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外周部に円筒形の
永久磁石を有するロータを備えたモータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、室内暖冷房用の空調機器等の
各種機器において、減速ギヤ群と組み合わされてダンパ
等を開閉する減速機構付きの駆動装置の駆動源として、
ＰＭ型のステッピングモータ等の各種モータが用いられ
ている。例えば、上記ステッピングモータは、内周面に
櫛歯状の極歯が配設されたヨークの外周にボビンが一体
的に設けられ、このボビンの外周にコイルが巻回される
ことにより多相コイルが形成されてなるステータ部と、
このステータ部の中心部空間に、回転自在に組み付けら
れたロータとから概略構成されたものである。

【０００３】図１は、従来のこの種のステッピングモー
タにおけるロータの構造を示すもので、このロータは、
合成樹脂製のロータサポート１と円筒形の永久磁石２と
から構成されている。上記ロータサポート１の中心に
は、モータのケーシングに固定されているロータシャフ
トに回転自在に取付けるための軸受け孔１ａが形成され
ており、上部外周部には、減速ギヤと歯合するロータピ
ニオン１ｂが形成されている。上記永久磁石２は、外観
略円筒状に形成されており、その外周面２ａは、上記ス
テータ部の極歯に対応して周方向に順次異極に着磁され
ている。また、この永久磁石２の厚みは、中心部に向か
って段階状に狭まっており、これにより合成樹脂製のロ
ータサポート１と強く組み付き合い、周方向への回り止
めが実現されている。

【０００４】ちなみに、このような構成のロータを製造
方法するには、ロータサポート１を射出成形する際に、
ロータの全体の輪郭面を有するキャビティが形成された
金型を開き、当該キャビティの内周面に、予め焼結によ
り製作した上記永久磁石２を固定し、金型を閉じて金型
内に樹脂を注入することにより、ロータサポート１を成
形するとともに、永久磁石２と一体化している。このよ
うに、上記ロータは、射出成形によってロータサポート
１を成形する際に、これと永久磁石２とを一体化させて
いるので、製造が容易で、かつ大量生産に適するという
利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成からなるロータを有する従来のステッピングモータに
あっては、ロータが合成樹脂製のロータサポート１と金
属製の永久磁石２という物理的物性の異なる二つの材料
を加熱成形により一体化した構造であるため、それぞれ
の材料の膨張収縮により、成形完了品に内部応力が生じ
てしまい、よって合成樹脂製のロータサポート１と永久
磁石２との相互の厚み比率を所定の狭い範囲内に限定せ
ざるを得ず、よって特に永久磁石２の厚さ寸法を薄くし
て全体の軽量化を図ることが難しいという問題点があっ
た。本発明は、上記従来の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、永久磁石に熱的な膨張収縮
に起因する内部応力が作用することがなく、よって永久
磁石の厚さ寸法を薄くして製造コストの低減化と全体の
軽量化を図ることができるとともに、製造も容易となる
モータを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るモータは、ケーシング内に、コイルが巻回されて
なるステータ部が設けられ、該ステータ部の中心部空間
に、外周面に永久磁石を有するロータが上記ケーシング
に設けられたロータシャフトに回転自在に組み付けられ
てなるモータにおいて、上記ロータが、円筒状の永久磁
石と、この永久磁石の中心部に圧入されるとともに、中
心部に上記ロータシャフトが挿通される軸受け孔が形成
された合成樹脂製のロータサポートとを有してなり、上
記永久磁石の内周面に中心部に周方向に凹凸部が形成さ
れ、かつ上記ロータサポートの外周面に上記永久磁石の
凹凸部と係合する回り止め用の凹凸部が形成されるとと
もに、上記ロータサポートの上記外周面と軸受け孔との
間の肉厚部に肉逃げ用の空隙部が形成されていることを
特徴とするものである。また、請求項２に記載の発明
は、上記請求項１に記載のロータサポートが、互いに間
隙を持って配置された上下の２分割体から構成されてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】上記請求項１に記載のモータによれば、モ
ータのロータを構成する物理的物性が大きく異なる合成
樹脂製のロータサポートと焼成された金属粉末からなる
永久磁石とを別々に成形しているので、組立完了したロ
ータにおける熱的な内部応力は全く発生しない。このた
め、ロータサポートと永久磁石とを製造するに当たっ
て、それぞれの使用材料や合成樹脂製のロータサポート
と永久磁石との相互の厚み比率を限定する必要がなく、
よって上記永久磁石を薄肉化してモータ全体の軽量化を
図ることも可能となる。また、永久磁石へのロータサポ
ートの組付けは、円筒形の永久磁石の内側にロータサポ
ートを該ロータサポートの肉逃げ用の空隙部による弾性
を利用して軽圧入するだけでよいため、作業容易であ
り、組み付け後のロータサポートと永久磁石との結合
は、上記空隙部による弾性により、必要十分に確保する
ことができるとともに、互いの周方向の回り止めは、互
いの接触周面上に形成された凹凸により確保することが
できる。

【０００８】また、上記請求項２に記載のモータによれ
ば、上記請求項１に記載の発明における効果の他に、円
筒状の永久磁石の内側に、該永久磁石の上下の開口部か
ら、それぞれロータサポートを構成する上下分割体をそ
れらの係止縁が永久磁石の上下端に係止するまで、ごく
軽く挿入するだけで永久磁石へのロータサポートの組付
けが完了するため、永久磁石へのロータサポートの組付
けがより簡単であるという利点が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図２、図３および図５は、本発明
に係るモータを減速機構付き駆動装置に組込まれるＰＭ
型のステッピングモータに適用した第１の実施の形態を
示すものである。図５は、上記減速機構付き駆動装置の
全体構造を示すもので、図中符号５０が有底円筒状に形
成された金属製のケーシングである。このケーシング５
０の底部には、ステッピングモータ５１が収納されてい
る。このモータ５１は、内周縁に櫛歯状の極歯が複数形
成された円環状のボビン５２の外周にコイル巻５３が巻
回されることにより多相コイルが形成されてなるステー
タ部５４と、このステータ部５４の中心部空間に、回転
自在に設けられたロータ５５とから概略構成されたもの
である。

【００１０】ここで、上記ロータ５５は、図２および図
３に示すように、ロータサポート１０と永久磁石２０と
から構成されている。上記ロータサポート１０は、合成
樹脂を用いた射出成型により一体成形されたものであ
り、その中心には、ロータシャフトを貫通させるための
軸受け孔１０ａが形成されている。そして、このロータ
サポート１０の外周面には回り止め用のセレーション
（凹凸部）１０ｂが形成されている。このセレーション
１０ｂは、上記ロータサポート１０の軸方向に互いに平
行に、内周方向に等間隔に配置されている。さらに、ロ
ータサポート１０の外周面と上記軸受け孔１０ａとの間
の肉厚部には、肉逃げ用の空隙部１０ｃが形成されてい
る。この空隙部１０ｃは、下方に開口し、かつ周方向に
連続して形成されている。なお、図中符号１０ｄは、上
記ロータサポート１０を有してなるロータ５５が、後述
する減速ギヤ群６０の初段のギヤ６０ａと歯合するロー
タピニオンである。

【００１１】そして、上記ロータサポート１０の外周
に、上記永久磁石２０が外装されている。この永久磁石
２０は、図３に示すように、別途金属粉末の焼結によっ
て成形された円筒状のものであり、その外周面２０ａ
は、周方向に向けて交互に異極に着磁されている。そし
て、この永久磁石２０の内周面には、上記ロータサポー
ト１０の外周面上のセレーション（凹凸部）１０ｂに係
合する溝部（凹凸部）２０ｂが形成されている。そし
て、上記ロータ５５は、上記永久磁石２０の上部開口か
ら、ロータサポート１０を互いのセレーション１０ｂと
溝部２０ｂとを一致させて挿入し、上記ロータサポート
１０の肉逃げ用の空隙部１０ｃによる弾性によって軽圧
入して一体化させることにより構成されている。

【００１２】上記構成からなるロータ５５は、図５に示
すように、上記ケーシング５０に固定されたロータシャ
フト５６に回転自在に取り付けられており、当該ロータ
５５を構成するロータサポート１０の下端面と上記ケー
シング５０の底面との間には僅かな間隙が形成され、他
方ロータサポート１０の上端面とケーシング５０の蓋体
５７との間にも、僅かな間隙が形成されている。したが
って、ロータサポート１０は、上下に変位して永久磁石
２０から脱落することはない。

【００１３】このようなロータ５５を有する上記モータ
５１は、上記ケーシング５０内に固定されており、さら
にこの駆動装置では、上記モータ５１の上面部に、ギヤ
プレート５８が介装されている。このギヤプレート５８
の中央には、開口部５８ａが穿設されており、該モータ
５１は、この開口部５８ａから、上記ロータシャフト５
６の先端部および上記ロータピニオン１０ｄを突出させ
ている。そして、上記ケーシング５０の上部開口を塞ぐ
蓋体５７と上記ギヤプレート５８との間に減速ギヤ群６
０が配設されている。上記ロータシャフト５６は、上記
ケーシング５０の底面部と上記蓋体５７とにより支承さ
れている。なお、図中符号６１は、上記減速ギヤ群６０
の出力軸である。

【００１４】上記構成からなるステッピングモータ５１
にあっては、ロータ５５を構成する物理的物性が大きく
異なる合成樹脂製のロータサポート１０と金属製の永久
磁石２０とを別々に成形しているので、組立完了したロ
ータ５５における熱的な内部応力は全く発生せず、よっ
てロータサポート１０と永久磁石２０とを製造するに当
たって、それぞれの使用材料を限定する必要がない。ま
た、合成樹脂製のロータサポート１０と永久磁石２０と
の相互の厚み比率は、広い範囲から選択可能であり、よ
って上記永久磁石２０を従来のものよりも薄肉化して、
モータ５１全体の一層の軽量化を図ることが可能となる
とともに、さらに永久磁石２０を別途成形するので、ロ
ータサポート１０の射出成形において、射出圧の選択制
御範囲が広く、成型が容易になる。

【００１５】しかも、永久磁石２０へのロータサポート
の組付けは、円筒形の永久磁石２０の内側にロータサポ
ート１０を該ロータサポート１０の肉逃げ用の空隙部１
０ｃによる弾性を利用して軽圧入するだけでよいので、
作業容易であり、組み付け後のロータサポート１０と永
久磁石２０との結合は、上記空隙部１０ｃにより生じる
弾性により、必要十分に確保することができ、かつ互い
の周方向の回り止めは、互いの接触周面上に形成された
セレーションにより確保することができる。

【００１６】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施の形態のモータにおけるロータサポート３０を
示すものであり、第１の実施形態に示したものと同一構
成部分については、同一符号を付してその説明を省略す
る。このロータサポート３０においては、組立完了状態
で互いに間隙を持って配置される上下の２分割体３１、
３２によって構成されている。これら分割体３１、３２
の中心には、ロータシャフトを貫通させるための軸受け
孔３１ａ、３２ａが形成されている。また、上記永久磁
石２０側の溝部２０ｂと嵌合するそれぞれの外周面に
は、回り止め用のセレーション（凹凸部）３１ｂ、３２
ｂが形成されている。これらセレーション３１ｂ、３２
ｂは、互いに同形同寸法であり、該ロータサポート３０
の軸方向に平行に形成されている。また、下分割体３２
の外周面とその軸受け孔３２ｂとの間の肉厚部には、肉
逃げ用の空隙部３２ｃが形成されている。この空隙部３
２Ｃは、上方に開口し、周方向に連続して形成されてい
る。なお、図中符号３１ｄは、このロータサポート３０
を有してなるロータが、減速ギヤ群６０の初段のギヤ６
０ａと歯合するロータピニオンである。また、このロー
タサポート３０の上分割体３１の上端縁部には上記永久
磁石２０に係止するための係止縁３１ｅが形成されてお
り、下分割体３２の下端縁部にも同様の係止縁３２ｅが
形成されている。そして、このロータサポート３０を構
成している上下分割体３１、３２は、合成樹脂を用いた
射出成型により一体成形される。

【００１７】そして、上記永久磁石２０の上下の開口部
から、それぞれ上記ロータサポート３０を構成する上下
分割体３１、３２をそれらの上記係止縁３１ｅ、３２ｅ
が上記永久磁石２０の上下端に係止するまで挿入するこ
とにより、一体化されたロータが構成されている。ちな
みに、このロータを有するモータを、図５に示す減速機
構付き駆動装置に組込んだ場合においても、２分割体３
１、３２からなるロータサポート３０において、各分割
体３１、３２は、それぞれの係止縁３１ｅ、３２ｅによ
って、ロータ５５の中心への変位が生じない構成となっ
ており、かつ２分割体３１、３２と上記ケーシング５０
および蓋体５７との間には、僅かな隙間が形成されてい
るのみであるため、同様に上記２分割体３１、３２が永
久磁石２０から脱落するおそれはない。

【００１８】上記構成からなるステッピングモータによ
れば、上記第１の実施の形態における効果の他に、永久
磁石２０へのロータサポート３０の組付けがより簡単で
あるという利点が得られる。すなわち、この第２の実施
の形態によれば、永久磁石２０へのロータサポート３０
の組付けは、円筒状の永久磁石２０の内側に、該永久磁
石２０の上下の開口部から、それぞれロータサポート３
０を構成する上下分割体３１、３２をそれらの係止縁３
１ｅ、３２ｅが永久磁石２０の上下端に係止するまで、
ごく軽く挿入するだけで完了するからである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るモー
タによれば、ロータを構成する物理的物性が大きく異な
る合成樹脂製のロータサポートと金属製の永久磁石を別
々に成形するので、組立完了したロータにおける内部応
力は全く発生しない。したがって、ロータサポートと永
久磁石とを製造するに当たって、それぞれの使用材料を
限定する必要がなく、しかも合成樹脂製のロータサポー
トと永久磁石との相互の厚み比率は、広い範囲から選択
可能であるために、永久磁石を薄肉化してモータ全体の
軽量化を図ることも可能になるとともに、ロータサポー
トの射出成形において、射出圧の選択制御範囲が広くな
って成型が容易である。また、永久磁石へのロータサポ
ートの組付けは、円筒形の永久磁石の内側にロータサポ
ートを該ロータサポートの肉逃げ用の空隙部による弾性
を利用して軽圧入するだけでよいので、作業容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のモータにおけるロータの断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のモータにおけるロ
ータを示す断面図である。

【図３】図２のモータのロータを構成する永久磁石の平
面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のモータにおけるロ
ータを示す断面図である。

【図５】本発明の第１の実施形態のモータを組込んだ減
速機構付き駆動装置の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０、３０ ロータサポート １０ａ 軸受け孔 １０ｂ、３１ｂ、３２ｂ セレーション（凹凸部） １０ｃ 肉逃げ用の空隙部 ２０ 永久磁石 ２０ａ 永久磁石の外周面 ２０ｂ 溝部（凹凸部） ３１ ロータサポートの上分割体 ３２ ロータサポートの下分割体 ３２ｃ 肉逃げ用の空隙部 ５０ ケーシング ５１ ステッピングモータ（モータ） ５３ コイル巻 ５４ ステータ部 ５５ ロータ ５６ ロータシャフト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に、コイルが巻回されてな
   るステータ部が設けられ、該ステータ部の中心部空間
   に、外周面に永久磁石を有するロータが上記ケーシング
   に設けられたロータシャフトに回転自在に組み付けられ
   てなるモータにおいて、 上記ロータが、円筒状の永久磁石と、この永久磁石の中
   心部に圧入されるとともに、中心部に上記ロータシャフ
   トが挿通される軸受け孔が形成された合成樹脂製のロー
   タサポートとを有してなり、上記永久磁石の内周面に中
   心部に周方向に凹凸部が形成され、かつ上記ロータサポ
   ートの外周面に上記永久磁石の凹凸部と係合する回り止
   め用の凹凸部が形成されるとともに、上記ロータサポー
   トの上記外周面と上記軸受け孔との間の肉厚部に肉逃げ
   用の空隙部が形成されていることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 上記ロータサポートが、互いに間隙を持
   って配置された上下の２分割体から構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のモータ。