(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸線上にロータピニオンが設けられて回転駆動されるロータを有するモータにおいて、
上記ロータは、ロータマグネットと、このロータマグネットの内部に射出成形によって一体化された合成樹脂製のロータサポートと、上記ロータサポートと別体に射出成形されて上記ロータサポートの端部に回り止め構造を介して係合される合成樹脂製のロータピニオンとを備えてなり、かつ上記ロータサポートは、上記射出成型時に上記ロータマグネット両端内周縁に切り欠かれた傾斜部に充填されることによって形成された膨出部によって、上記ロータマグネットの内部に回り止めさるとともに抜け止めされていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
モータ内部に組み込まれ、同一軸線上にロータピニオンが設けられて回転駆動されるロータの製造方法であって、
インサートモールドによってロータマグネットの内部に合成樹脂製のロータサポートを射出成形により一体化し、他方上記ロータサポートと別体に当該ロータサポートより高い樹脂圧で射出成形することにより合成樹脂製の上記ロータピニオンを形成し、次いで、上記ロータサポートの端部に上記ロータピニオンを、両者に形成された回り止め構造を係合させて結合することを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転駆動されるロータマグネットの同一軸線上にロータピニオンが設けられたモータおよびそのロータの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のモータとしては、図７に示すような小型ステッピングモータ１０が知られている。
このモータ１０において、図中符号１１は、ロータ２０が取り付けられたシャフトを示すものであり、このシャフト１１は、ケース１２とカバー１３との間に支持されている。
また、ロータ２０は、粉末金属によって成形されて周方向に交互に異極となるように着磁された円筒状のロータマグネット２１と、その内部に射出成形された樹脂製のロータサポート２２によって構成されており、このロータサポート２２の一端部には、シャフト１１と同一軸線上に位置するようにロータピニオン２２Ａが形成されている。そして、これらロータサポート２２およびロータピニオン２２Ａは、ロータマグネット２１を組込んだインサートモールドによって一体に成形されている。以上の構成からなるロータ２０は、そのロータサポート２２およびロータピニオン２２Ａの中央部に形成された貫通孔にシャフト１１が差し込まれることにより、当該シャフト１１回りに回転自在に設けられている。
【０００３】
そして、ロータピニオン２２Ａは、複数のギア１４によって構成される減速ギア列を介して出力軸１５に連結されている。また、ケース１２の内部には、２つの励磁コイル１６およびフィールドプレート１７が備えられている。フィールドプレート１７には磁極を成すステータポールが形成され、その磁極は所定のエアギャップをおいてロータマグネット２１の外周面と対向する。また、１８は制御回路が形成された基板である。
【０００４】
このモータ１０が２相のステッピングモータの場合には、例えば、２つの励磁コイル１６は、それぞれ２つずつのコイルが互いに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ている。また、このモータ１０が永久磁石形同期モータであるリバーシブルモータとして構成される場合には、例えば、コンデンサを用いて単相の交流電圧を９０゜の位相差の２相交流に変換して、その２相交流を２つの励磁コイル１６のそれぞれに供給し、それら２つの励磁コイル１６に供給する２相交流の内のどちらを位相差９０゜分だけ遅らせるかによってロータ２０の回転方向が選択できることになる。
このように構成されたステッピングモータ１０は、励磁コイル１６が励磁されることによってロータ２０が回転駆動され、その回転力は、ロータピニオン２２Ａからギア列を介して出力軸１５に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のモータ１０にあっては、ロータマグネット２１の内部にロータサポート２２を射出成形するときに、同時に、金型を用いてロータピニオン２２Ａを一体成形するため、以下のような問題があった。
すなわち、ロータピニオン２２Ａを成形を射出成形するに際しては、金型に形成された細かな凹凸を有するキャビティ内に確実に樹脂材料を回り込ませて高精度に成形する必要があるために、樹脂圧を高くしたり、流動性のよい樹脂材料を用いる必要がある。
【０００６】
しかしながら、このように射出成形時の樹脂圧を高くした場合には、ロータサポート２２の射出成形時にロータマグネット２１の内面に高圧が作用して、脆い粉末成形製のロータマグネット２１にクラックが生じ易くなるために、製造歩留りが低下して生産性が悪化し、不経済であるという問題点があった。そこで、上記ロータマグネット２１を肉厚にしてクラックの発生を防止しようとすると、当該ロータマグネット２１は高価であるために、却って製品単価の高騰化を招くとともに、ロータ２０全体の重量が大きくなって回転効率が低下するという問題点があった。
【０００７】
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、ロータを製造するに際して、ロータマグネットの破損を招くことなく、かつこれと同一軸線上に位置するロータピニオンを高精度に成形することができとともに、さらにロータピニオンの歯数の変更にも簡易に対応することが可能となるモータおよびそのロータの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係るモータは、同一軸線上にロータピニオンが設けられて回転駆動されるロータを有するモータにおいて、上記ロータが、ロータマグネットと、このロータマグネットの内部に射出成形によって一体化された合成樹脂製のロータサポートと、上記ロータサポートと別体に射出成形されて上記ロータサポートの端部に回り止め構造を介して係合される合成樹脂製のロータピニオンとを備えてなり、かつ上記ロータサポートは、上記射出成型時に上記ロータマグネット両端内周縁に切り欠かれた傾斜部に充填されることによって形成された膨出部によって、上記ロータマグネットの内部に回り止めさるとともに抜け止め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、モータ内部に組み込まれ、同一軸線上にロータピニオンが設けられて回転駆動されるロータの製造方法であって、インサートモールドによってロータマグネットの内部に合成樹脂製のロータサポートを射出成形により一体化し、他方上記ロータサポートと別体に当該ロータサポートより高い樹脂圧で射出成形することにより合成樹脂製の上記ロータピニオンを形成し、次いで、上記ロータサポートの端部に上記ロータピニオンを、両者に形成された回り止め構造を係合させて結合することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１または２に記載のモータにおいては、合成樹脂製のロータピニオンと、ロータマグネットの内部に射出成形される樹脂製のロータサポートのそれぞれを別体として、それらを回り止め構造を介して係争させているので、ロータマグネットの内部に一体成形されるロータサポートと、ロータピニオンとを個別の成形条件および樹脂材料によって成形することができる。また、ロータマグネットの内部に射出成形されたロータサポートを共通部品とし、これに歯数の異なる任意のロータピニオンを選択的に組み合わせることによって、ロータピニオンを変更する場合の対応性が高められる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づいて、本発明に係るモータおよびそのロータの製造方法を前述した図７と同様のステッピングモータ１０に適用した一実施形態について説明する。
このステッピングモータ１０においては、ロータ２０に代えて、図１に示したロータ３０を備えた構成となっている。なお、その他の構成については、図７に示したものと同様であるため、その説明は省略する。
【００１１】
このロータ３０は、図１に示すように、シャフト１１回りに回転自在に設けられたもので、周方向に沿って交互に異極となるように着磁された円筒状のロータマグネット３１と、その内部に射出成形されて一体化された合成樹脂製のロータサポート３２と、そのロータサポート３２の端部に結合される合成樹脂製のロータピニオン３３とによって構成されている。
円筒状のロータマグネット３１においては、図３中左右の内周縁のそれぞれに、切り欠かれた形状の傾斜部３１Ａが形成されている。また、図２および図４に示すように、ロータマグネット３１の左右の内周縁のそれぞれには、４つずつの傾斜部３１Ａが周方向に沿って等間隔に形成されている。
【００１２】
また、ロータサポート３２は、インサートモールドによって上記ロータマグネット３１の内部に射出成形され、図３に示すように、傾斜部３１Ａ上に位置する膨出部３２Ａによってロータマグネット３１の内部に回り止めされかつ抜け止めされている。そして、ロータサポート３２の中心部には、シャフト１１を通すための軸孔３２Ｂが形成されている。その軸孔３２Ｂの左側開口部には、後述するロータピニオン３３が嵌合する大径の第１段差部３２Ｃが形成され、また軸孔３２Ｂの右側開口部には、ケース１２（図７参照）の軸受け部分の形状に対応する小径の第２段差部３２Ｄと環状突部３２Ｅが形成されている。さらに、第１段差部３２Ｃの底面には、図３に示すように、ロータサポート３２を左右に貫通する複数の孔３２Ｆが形成されている。また、図２および図４に示すように、断面円弧状の３つの孔３２Ｆが周方向に沿って等間隔に形成されている。この孔３２Ｆは、ロータサポート３２とロータピニオン３３とを回り止めするための凹部を成している。
【００１３】
また、ロータピニオン３３は、樹脂材料により別体に射出成形されたものであり、図６に示すように、その中間部位の外周部にピニオンの歯部３３Ａが形成されている。この歯部３３Ａの左側の部位は小径部３３Ｂとされ、その右側の部位は大径部３３Ｃとされており、またロータピニオン３３の中心部にはシャフト１１を通すための軸孔３３Ｄが形成されている。ここで、大径部３３Ｃは、前述したロータサポート３２の第１段差部３２Ｃと嵌合する大きさに形成され、さらに、この大径部３３Ｃの右側には、前述したロータサポート３２の孔３２Ｆ内に嵌合する脚部３３Ｅが形成されている。ちなみに、本実施形態においては、図５に示すように、３つの断面円弧状の３つの脚部３３Ｅが３つの孔３２Ｆに対応するように周方向に沿って等間隔に形成されている。これら脚部３３Ｅの先端の周縁部は、面取りされている。そして、この脚部３３Ｅが、ロータサポート３２とロータピニオン３３とを回り止めするための凸部を成している。
【００１４】
以上の構成からなるロータ３０の組み立てに際しては、図１に示すように、ロータマグネット３１の内部に射出成形されたロータサポート３２と、ロータピニオン３３とを結合する。すなわち、ロータサポート３２の孔３２Ｆ内にロータピニオン３３の脚部３３Ｅを差し込みつつ、前者の第１段差部３２Ｃ内に後者の大径部３３Ｃを嵌合させる。すると、孔３２Ｆと脚部３３Ｅとが嵌合し、これによりロータサポート３２とロータピニオン３３は相対的に回り止めされて結合される。そして、軸孔３２Ｂ、３３Ｄにシャフト１１を挿通させる。このシャフト１１によって、ロータサポート３２とロータピニオン３３の軸線が正確に一致することになる。
【００１５】
以上のようにして一体化されたロータ３０は、図７に示したロータ２０に代えてケース１２とカバー１３との間に回転自在に軸支され、励磁コイル１６が励磁されることによって回転駆動され、その回転力は、ロータピニオン３３からギア列を介して出力軸１５に伝達される。
【００１６】
ところで、ロータサポート３２とロータピニオン３３は、それぞれ別部品として別々に射出成形されるため、それぞれの成形に最適な条件下において、最適な樹脂材料を用いて成形することができる。すなわち、ロータピニオン３３に関しては、所定の強度が得られる樹脂材料を用いて、かつ形状が複雑な金型内に確実に樹脂材料を回り込ませるように、樹脂圧を高くして高精度に成形することができる。一方、ロータサポート３２に関しては、樹脂圧を低くすることにより、脆いロータマグネット３１にクラックが発生することを防止でき、この結果、高価なロータマグネット３１を薄型化して、その低価格化とロータ３０全体の軽量化とを図ることができる。
【００１７】
また、ロータピニオン３３の歯数などが異なる種々のロータ３０を制作する場合には、ロータマグネット３１の内部に射出成形されたロータサポート３２を共通部品として、それを歯数などが異なる任意のロータピニオン３３と選択的に組み合わせることもでき、各種モータの製造および部品管理が一層容易になる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の発明によれば、合成樹脂製のロータピニオンと、ロータマグネットの内部に射出成形される樹脂製のロータサポートのそれぞれを別体として構成しているので、これらを個々の最適な条件下において、最適な樹脂材料を用いて成形することができ、よってロータピニオンに関しては、強度に優れる樹脂材料を用いて樹脂圧を高くすることにより高精度に成形することができ、一方ロータサポートに関しては、樹脂圧を低くしてロータマグネットのクラックの発生を防止することにより高価なロータマグネットを薄型化して、その低価格化と軽量化とを共に図ることもできる。しかも、ロータマグネットの内部に射出成形されたロータサポートを共通部品として、歯数などが異なる任意のロータピニオンと選択的に組み合わせることもでき、各種モータの製造および部品管理が一層容易になる等の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の要部となるロータの側面図である。
【図２】図１のロータサポートの正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図３のＩＶ矢視図である。
【図５】図１のロータピニオンの底面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】従来のモータの縦断面図である。
【符号の説明】
１１  シャフト
１２  ケース
１３  カバー
３０  ロータ
３１  ロータマグネット
３２  ロータサポート
３２Ｆ  孔（凹部）
３３  ロータピニオン
３３Ａ  歯部
３３Ｅ  脚部（凸部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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