JP2008161026A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイル占有体積の割合を増大させて、モータトルクの向上を図る。
【解決手段】軸受１０Ａ、１０Ｂのフランジ部１２ａが、外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合することで、外ヨーク２に対する軸受１０Ａ、１０Ｂの回転が阻止される。又、外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合した軸受１０Ａ、１０Ｂのフランジ部１２ａが、ボビン４のフランジ４ｃと当接することで、外ヨーク２に対する軸受１０Ａ、１０Ｂの軸方向の位置も正確に位置決めされる。軸受１０Ｂは、外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へと突出しないことから、外ヨーク２の底板２ｃの軸方向外側面を、許容されるモータ全長の軸方向両端位置に配置することが可能となる。軸受１０Ａは、ボス部１１が外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へ若干量だけ突出していることから、ボス部１１を基準として、所定形状のモータ取り付けプレートを固着できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータに関し、特にＰＭ（パーマネントマグネット）型のステッピングモータに関するものである。

図７、図８には、従来から一般的な、ＰＭ（パーマネントマグネット）型のステッピングモータ３０が示されている。このステッピングモータ３０は、ボビン３３ａにコイル３４ａが巻回され、ボビン３３ａの外周が外側ヨーク３１ａ及び内側ヨーク３２ａに覆われ、第１のステータ部が構成されている。又、ボビン３３ｂにコイル３４ｂが巻回され、ボビン３３ｂの外周が外側ヨーク３１ｂ及び内側ヨーク３２ｂに覆われ、第２のステータ部が構成されている。更に、第１のステータ部と第２のステータ部が固定されることによってステータ部が構成されている。

又、外周に多極着磁されたマグネット（永久磁石）３８と、シャフト３９と、ロータスリーブ３７とで、ロータ部が構成されている。一方、外側ヨーク３１ａの軸方向外側には、フロントプレート２０が固定され、フロントプレート２０には、ロータのシャフト３９を支持する軸受３５ａが固定されている。同様に、外側ヨーク３１ｂの軸方向外側には、エンドプレート２１が固定され、エンドプレート２１には、シャフト３９を支持する軸受３５ｂが固定されている。そして、ロータ部のシャフト３９が、軸受３５ａ、３５ｂに軸支されることにより、ロータ部は、ステータ部の中心に形成された円筒状スペース内で回転する構造となっている。なお、符号３６ａ、３６ｂで示される部分は、摺動性を有するスペーサである。

第１のステータ部と第２のステータ部には、それぞれマグネット３８の外周に近接対向した複数の極歯が、前記各ヨークから交互に噛み合うような状態で配設されている。この、図７、図８に示されるステッピングモータ３０は、コイル３４ａ、３４ｂに印加されるパルス電圧により、外側ヨーク３１ａ及び内側ヨーク３２ａと、外側ヨーク３１ｂ及び内側ヨーク３２ｂの各極歯に磁界が発生し、この磁界と、着磁されたマグネット３８の磁界とにより駆動力が発生し、その結果、ロータ部が回転する機構となっている。

しかしながら、図７、図８に示される従来のステッピングモータ３０は、フロントプレート２０に軸受３５ａが固定され、エンドプレート２１に軸受３５ｂが固定された構成となっているため、フロントプレート２０とエンドプレート２１の厚みの分だけ、モータ全長が長くなっている。このため、例えば、ステッピングモータ３０のエンドプレート２１からフロントプレート２０の下面までの寸法が規制されている場合、エンドプレート２１の厚さによって、この寸法に対するコイル３４ａ、３４ｂの占有体積の割合が小さくなり、出力トルクの増加が見込めないという問題がある。また、フロントプレート２０はモータ取り付けプレートとして機能するが、モータ取り付けプレートは客先によって形状が異なる結果、フロントプレート２０を取付けた状態でステッピングモータ３０が完成するため、フロントプレート２０の形状毎にモータの製造工程が必要となり、製造工程の標準化、ひいてはモータ構造の標準化が難しいという問題がある。

かかる問題の対処法として、フロントプレート２０及びエンドプレート２１を用いることなく、軸受３５ａ、３５ｂを、直接的に、外側ヨーク３１ａ、３１ｂの内周に装着する構成のステッピングモータが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図９には、フロントプレート及びエンドプレートを廃したステッピングモータ４０の分解斜視図が示されている。ステッピングモータ４０は、ロータマグネット４１、シャフト４２、周方向に交互に配設された複数の極歯４３ａ、４４ａを有し軟磁性材からなる内ヨーク４３、４４、励磁コイル４５、４６、周方向に交互に配設された複数の極歯４７ａ、４８ａを有して軟磁性材からなる外ヨーク４７、４８を備えている。そして、これらの構成要素によって、ステータ４９、５０が構成されている。又、シャフト４２を支持する軸受５１、５２は、各々、外ヨーク４７、４８に固着された焼結含油軸受である。

また、図９から明らかなように、焼結含油軸受５１は大径部５１ａと小径部５１ｂとを有する二段階形状となっている（焼結含油軸受５２も同様である。）。そして、焼結含油軸受５１、５２の各小径部が、外ヨーク４７、４８の内周に嵌合挿入されることにより、各々外ヨーク４７、４８に固着され、なおかつ、大径部が外ヨーク４７、４８の軸方向外側面に当接することで、軸受５１、５２の軸方向の位置決めがなされる。

特開２００６−２５４５５７号公報（第３頁、図１）

しかしながら、上記従来のステッピングモータ４０の構成では、シャフト４２に軸方向荷重が掛かった場合や、外部からの衝撃を受けた場合に、軸受５１、５２が外ヨーク４７、４８から脱落する虞がある。また、焼結含油軸受５１、５２の小径部を外ヨーク４７、４８の内周に嵌合させ、接着剤にて外ヨーク４７、４８にそれぞれ固着した場合であっても、温度変化や経時変化により接着剤が劣化し、劣化の度合いによっては軸受５１、５２が外ヨーク４７、４８から脱落する虞がある。

一方、焼結含油軸受５１、５２を鉄系の焼結含油軸受で構成し、小径部を外ヨーク４７、４８の内周に嵌合させ、溶接によって外ヨーク４７、４８にそれぞれ固着した場合には、上記脱落の問題が生じる虞はない。しかしながら、軸受５１（５２）は、大径部５１ａと小径部５１ｂからなる二段軸構造であり、大径部５１ａが外ヨーク４７、４８の軸方向外側面に当接する構成のため、軸受５１（５２）の大径部５１ａの厚さの分だけ、軸受５１（５２）は外ヨーク４７、４８の軸方向外側へとそれぞれ突出し、ステッピングモータ４０の全長の増加を来たしている。ステッピングモータ４０の外径が小径になればなる程、所定のモータトルクの得るためにロータマグネット４１の外径を極端に小さくできない関係からステッピングモータ４０の外径に対する軸受５１の大径部５１ａの外径の比率が大きくなり、実質、エンドプレートと同様の構成となってしまう。このためステッピングモータ４０の全長が規制されている場合には、この軸受５１の大径部５１ａの厚さが影響することになり、図７、図８の例と同様に、モータ全長に対するコイル占有体積の割合が小さくなり、モータトルクを大きくすることが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステッピングモータにおいて、モータ全長が規制されている場合であっても、コイル占有体積の割合を増大させて、可能な限りモータトルクの向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明のステッピングモータは、同一円周上に交互に配置される複数の極歯を備える外ヨーク及び内ヨークの内部に、ボビンに巻回されたコイルが格納されたステータの、外ヨークの底板に形成される切欠きと嵌合するように、ロータの軸受にフランジが設けられ、該フランジが前記切欠きに嵌合することにより、外ヨークに軸受が固定されるものである。かかる構成により、外ヨークに対する軸受の位置決め及び固定が確実に行われ、なおかつ、必要に応じて外ヨークの底板から軸方向外側への突起物が無くなり、モータ全長の増大が回避される。
よって、モータ全長が規制されている場合であっても、コイル占有体積の割合を増大させ、可能な限りモータトルクの向上を図ることが可能となる。
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。なお、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）筒状の外周フレーム及び該外周フレームの一端部を塞ぐ底板を含み、前記底板の中央に開口が形成され、該開口の周縁に沿って前記外周フレームと平行に設けられた複数の極歯を備える外ヨークと、該外ヨークの複数の極歯と同一円周上に交互に配置される複数の極歯を備える内ヨークとによって円環状のスペースが形成され、該円環状のスペースに、ボビンに巻回されたコイルが格納されてなるステータと、
シャフト及び該シャフトに固定されるマグネットからなり、前記ステータの、複数の極歯に囲まれた円筒状のスペースに回転可能に配置されるロータと、
該ステータの外ヨークに装着された、前記ロータのシャフトを軸支する一対の軸受とを有し、
前記外ヨークの底板には、前記極歯の間に、前記底板の開口の周縁から半径方向に伸長する切欠きが形成され、
前記一対の軸受は、それぞれ前記外ヨークの極歯の内周に嵌合挿入する中空円筒状の焼結含油合金からなるボス部と、該ボス部の外周から放射状に突出し前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合するフランジ部とを備え、
前記一対の軸受のうちの一方は、前記複数のフランジ部が前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、前記ボス部及び前記フランジ部の何れも、前記外ヨークの底板から軸方向外側へと突出しない形状であって、
前記一対の軸受のうちの他方は、前記複数のフランジ部が前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、前記ボス部が前記外ヨークの底板から軸方向外側へ若干量だけ突出した形状に形成されているステッピングモータ。

本項に記載のステッピングモータは、軸受のフランジ部が、外ヨークの底板の切欠きに嵌合することで、外ヨークに対する軸受の回転が阻止される。また、外ヨークの底板の切欠きに嵌合した軸受のフランジ部が、外ヨークと内ヨークとによって形成された円環状のスペースに格納されたボビンと当接することで、外ヨークに対する軸受の軸方向の位置も、正確に位置決めされる。しかも、一方の軸受は、フランジ部が外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、ボス部及びフランジ部の何れも、外ヨークの底板から軸方向外側へと突出しない形状に形成されていることから、モータ全長が規制されている場合であっても、コイルの占有体積の割合を増大させることとなる。

また、一対の軸受のうちの他方は、前記複数のフランジ部が前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、前記ボス部が前記外ヨークの底板から軸方向外側へ若干量だけ突出した形状に形成されていることから、このボス部を基準として所定形状のモータ取り付けプレートをステータの外ヨーク上に載置して固着でき、したがってステッピングモータが完成した後にモータ取り付けプレートを装着できる結果、モータ取り付けプレートの形状が異なってもステッピングモータの製造工程の標準化ができ、ひいてはステッピングモータ構造の標準化が図られる。なお、ボス部の突出量は、モータ取り付けプレートの取り付け基準として機能し得るだけの突出量が確保されていれば良く、一例として、０．３ｍｍ程度突出させている。

（２）前記（１）項において、前記外ヨークの底板の極歯の間に、前記底板の開口の周縁から半径方向に放射状に伸長する複数の切欠きが形成され、前記軸受が、前記ボス部の外周から放射状に突出し前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合する複数のフランジ部を備えるステッピングモータ（請求項１）。
本項に記載のステッピングモータは、軸受の複数のフランジ部が、外ヨークの底板の複数の切欠きに嵌合することで、外ヨークに対する軸受の回転が、ボス部の外周の複数位置において、より確実に阻止される。又、外ヨークの底板の複数の切欠きに嵌合した軸受の複数のフランジ部が、外ヨークと内ヨークとによって形成された円環状のスペースに格納されたボビンに当接することで、外ヨークに対する軸受の軸方向の位置も、ボス部の外周の複数位置において、より確実に位置決めされる。

（３）前記軸受のフランジ部は金属材料からなり、前記ボス部の外周に嵌合する円環部と該円環部の外周から放射状に伸長する複数のフランジ部を備えるステッピングモータ（請求項２）。
本項に記載のステッピングモータは、軸受のボス部とフランジ部とが別体に形成されていることから、ボス部及びフランジ部の各々に適した製造方法及び材料を用いることが容易となる。フランジ部が、ボス部の外周に嵌合する円環部を備える金属材料からなり、例えば、板材を打ち抜くことにより形成されるものである。また、金属材料として鉄系金属を用いることにより、鉄系金属で形成された外ヨークに対し、軸受を固定する際に、溶接により両者を固定する作業が容易、かつ、確実に固定されるものとなるとなる。なお、軸受のボス部とフランジ部との固定は、フランジ部に設けられた円環部をボス部の外周に嵌合することによって行われる。

（４）前記軸受のボス部とフランジ部とが、鉄系の焼結含油合金によって一体に形成されているステッピングモータ（請求項３）。
本項に記載のステッピングモータは、軸受のボス部とフランジ部とが一体に形成されることで、軸受の部品点数を最小限に抑えることが可能となる。また、鉄系の焼結含油合金によって形成されることで、鉄系金属で形成された外ヨークに対し軸受を固定する際に、溶接により両者を固定する作業が容易、かつ、確実に固定されるものとなる。

（５）前記軸受のフランジ部の形状が、前記外ヨークの底板の切欠きと同一形状をなしているステッピングモータ（請求項４）。
本項に記載のステッピングモータは、軸受のフランジ部が、外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、外ヨークの底板の切欠きが軸受のフランジ部によって塞がれることとなり、塵等の異物のステータ内部への侵入を防止できる。

（６）前記一対の軸受のそれぞれのフランジ部が、前記外ヨークの底板に溶接されているステッピングモータ（請求項５）。
本項に記載のステッピングモータは、外ヨークからの軸受の脱落を確実に防ぐことができる。

本発明はこのように構成したので、ステッピングモータにおいて、モータ全長が規制されている場合であっても、コイル占有体積の割合を増大させて、可能な限りモータトルクの向上を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１、図２に示されるように、本発明の実施の形態に係るステッピングモータ１は、外ヨーク２と内ヨーク３の各々に、複数の極歯２ａ、３ａが設けられ、各極歯２ａ、３ａが交互に噛み合うようにして外ヨーク２と内ヨーク３が組み合わされ、ボビン４に巻回されたコイル５が外ヨーク２と内ヨーク３の間に収容されて、それぞれステータ６Ａ、６Ｂ（すなわち、ステータ６Ａ、６Ｂは同一構造をなしている。）を構成しており、ステータ６Ａ、６Ｂが電気角で９０度の位相差となるようにして互いに背中合わせに当接することによって、２相の磁界を形成している。

又、シャフト８及びシャフト８に固定されるロータマグネット７Ａ、７Ｂによって、ロータ９が構成されている。
ロータマグネット７Ａ、７Ｂの外周面は、各々周方向に多極着磁されている。そして、ロータ９は、ステータ６Ａ、６Ｂの内側に配置され、ステータ６Ａの極歯２ａ、３ａとステータ６Ｂの極歯２ａ、３ａは、ロータマグネット７Ａ、７Ｂの外周面にそれぞれ所定の空隙（ギャップ）を隔てて対向配置されている。そして、シャフト８は、ステータ６Ａの外ヨーク２に装着した軸受１０Ａと、ステータ６Ｂの外ヨーク２に装着した軸受１０Ｂとによって、回転可能に支持されている。

なお、ステータ６Ａの外ヨーク２と内ヨーク３、ステータ６Ｂの外ヨーク２と内ヨーク３は全て同一材料にて形成されており、いずれも軟磁性の板材（例えば、電磁鋼板、ケイ素鋼板、純鉄板など）を絞り加工またはプレスにて所定形状に形成し、極歯部分を軸方向に折り曲げることにより形成されている。
一方、ボビン４は合成樹脂（例えば、液晶ポリマー）にて形成され、ボビン４の巻芯部にはマグネットワイヤが所定のターン数で巻回されてコイル５を構成している。ボビン４の巻芯部の両端には、フランジ４ｃが巻芯部と一体成形で形成され、一方端のフランジには端子ピン４ｂを植設した端子４ａがフランジと一体に形成されており、コイル５のリードは端子ピン４ｂにそれぞれ絡げられている。また、端子４ａは外ヨーク２の外周フレームに形成された切欠部２ｄからそれぞれ外部に引き出されている。

図３には、ステータ６Ｂの外ヨーク２と、外ヨーク２に装着される軸受１０Ｂとが、分解斜視図として示されている。なお、ステータ６Ａについては、軸受１０Ａを除いてステータ６Ｂと同一構造であるため、詳しい説明を省略する。
外ヨーク２は、筒状の外周フレーム２ｆ及び外周フレーム２ｆの一端部を塞ぐ底板２ｃを含むカップ状をなし、底板２ｃの中央に開口２ｅが形成され、開口２ｅの周縁に沿って、外周フレーム２ｆと平行に設けられた複数の極歯２ａを備えている。又、外ヨーク２の底板２ｃの、極歯２ａの間に、外ヨーク２の強度を考慮しつつ、底板２ｃの開口の周縁から更に半径方向外側へと放射状態に伸長する複数の切欠き２ｂが形成されている。
また、外周フレーム２ｆには端子用切欠部２ｄが形成され、この切欠部２ｄを介して、ボビン４の端子４ｂが外部に引き出されている。

軸受１０Ｂは、中空円筒状のボス部１１と、ボス部１１の外周から放射状に突出し外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合する複数のフランジ部１２ａとを備えている。ここで、ボス部１１は、外ヨーク２の極歯２ａの内周面に嵌合挿入される外径に形成されている。そして、軸受１０Ｂのボス部１１が、外ヨーク２の極歯の内周面（開口２ｅ）に嵌合挿入される。それと共に、フランジ部１２ａが外ヨーク２の極歯２ａ間に形成された切欠部２ｂに嵌め合わされ、フランジ部１２ａと外ヨーク２の底板２ｃとの間をスポット溶接することにより、軸受１０Ｂが外ヨーク２に固着される。
ここで、軸受１０Ｂのフランジ部１２ａの形状は、外ヨーク２の極歯２ａ間に形成された切欠部２ｂからステータ６の内部への塵などの侵入を防止するという観点より、外ヨーク２の極歯２ａ間に形成された切欠部２ｂの形状に合わせることが好ましい。

さらに、図４には軸受１０Ｂが斜視図で、図５には図４に示された軸受１０ＢのＡ−Ａ断面図が示されている。軸受１０Ｂは、小径部及び大径部からなる中空円筒状のボス部１１と、ボス部１１の小径部の外周に嵌合するフランジ形成部１２とからなる、別体構造を有している。そして、ボス部１１は銅系の焼結含油合金から形成され、フランジ形成部１２は鉄系の金属材料から形成されている。
また、フランジ部１２ａは、その厚みが外ヨーク２の底板２ｃの厚み以下で、かつ、外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合し、ボビン４のフランジ４ｃと当接した状態でボス部１１の軸方向一側端面が底板２ｃから軸方向外側へと突出しない位置に形成されている。

具体的には、フランジ形成部１２は、円環部１２ｂの外周から、放射状に突出する複数のフランジ部１２ａを備えた構造である。なお、フランジ部１２ａは、外ヨーク２の底板２ｃと同じか、それ以下の厚みを有している。そして、図５に示されるように、ボス部１１の小径部の外周縁には、加締め用縁部１１ａが設けられており、円環部１２ｂの内周１２ｃは、ボス部１１の小径部に嵌め込まれた後、冶具（図示せず）を用いて加締め用縁部１１ａを加締めることにより、ボス部１１は円環部１２ｂの内周に固定される。しかも、ボス部１１がフランジ形成部１２より飛出すことがないように、すなわち、フランジ部１２ａがボス部１１の軸方向一端面と面一となるように、両者は固定されている。なお、ボス部１１の中央の穴１１ｂは、シャフト８を挿通するための穴である。
なお、本実施の形態においては、フランジ形成部１２は鉄系の金属材料にて形成しているが、鉄系の金属材料に代えて樹脂材料（例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）など）から形成してもよく、フランジ形成部１２を樹脂材料で形成する場合には、樹脂モールドにてボス部１１と一体成形できる。

一方、ステータ６Ａの外ヨーク２に装着される軸受１０Ａは、軸受１０Ｂと同様に、中空円筒状のボス部１１と、ボス部１１の外周から放射状に突出し外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合する複数のフランジ部１２ａとを備え、ボス部１１は、外ヨーク２の極歯２ａの内周面に嵌合挿入される外径に形成されている。しかも、図６に示されるように、ボス部１１の軸方向一端部（図６の上端部）が、フランジ部１２ａから飛び出すように嵩上げされている。そして、軸受１０Ａのボス部１１が、ステータ６Ａの外ヨーク２の極歯の内周面（開口２ｅ）に嵌合挿入される。

又、軸受１０Ａは、軸受１０Ｂの構造と略同じであって、小径部及び大径部からなる中空円筒状のボス部１１と、ボス部１１の小径部の外周に嵌合するフランジ形成部１２とからなる、別体構造を有し、ボス部１１は銅系の焼結含油合金から形成され、フランジ形成部１２は鉄系の金属材料から形成されている。また、フランジ部１２ａは、その厚みが外ヨーク２の底板２ｃの厚み以下で、かつ、外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合し、ボビン４のフランジ４ｃと当接した状態でボス部１１の軸方向一側端面が底板２ｃから軸方向外側へ若干量だけ突出するように形成されている。要するに、軸受１０Ａの軸受１０Ｂとの相違点は、ボス部１１の小径部の軸方向における長さの違いであって、軸受１０Ａの小径部の軸方向における長さは、軸受１０Ｂの小径部の軸方向における長さよりも若干、大きく形成されている。

ここで、ステッピングモータ１の組立手順について説明する。
まず、ステータ内径基準で製作された冶具（図示せず）に、ステータ６Ｂの、外ヨーク２の極歯２ａの内周を挿通させ、コイル５が巻回されたボビン４を、外ヨーク２に収容する。この時、外周フレーム２ｆに形成された端子用切欠部２ｄから、ボビン４の端子４ｂが外部に引き出される。そして、ステータ６Ｂの内ヨーク３の極歯３ａの内周を、冶具（図示せず）に挿通させることにより、外ヨーク２の極歯２ａと内ヨーク３の極歯３ａとが、同一円周上に交互に噛み合うように、外ヨーク２と内ヨーク３とを組み合わせる。この時、外ヨーク２の極歯２ａと内ヨーク３の極歯３ａは、電気角で１８０度の位相差となるように位置決めされる。

次に、ステータ６Ａの内ヨーク３の極歯３ａの内周を冶具（図示せず）に挿通させ、コイル５が巻回されたボビン４を、内ヨーク３に収容する。そしてステータ６Ａの外ヨーク２の極歯２ａの内周を冶具（図示せず）に挿通させることにより、内ヨーク３の極歯３ａと外ヨーク２の極歯２ａとが、同一円周上に交互に噛み合うように、外ヨーク２と内ヨーク３とを組み合わせる。この時、外ヨーク２の極歯２ａと、内ヨーク３の極歯３ａは、電気角で１８０度の位相差となるように位置決めする。また、ステータ６Ｂと同様に、ボビン４の端子４ｂは、外周フレームに形成した端子用切欠部２ｄから、外部に引き出される。そして、ステータ６Ａとステータ６Ｂとが、電気角で９０度の位相差となるように背中合わせに積層し、ステータ６Ａの外ヨーク２の外周フレーム２ｆと、ステータ６Ｂの外ヨーク２の外周フレーム２ｆとの間を溶接にて両者を固着することにより、２相からなるステータ６を得る。以上により、ステータ６Ａとステータ６Ｂは同軸にて形成される。

次に、軸受１０Ｂをステータ６Ｂの外ヨーク２に装着する。この際、図３に示された軸受１０Ｂのボス部１１の大径部を、外ヨーク２の極歯２ａの内周面（開口２ｅ）に嵌合挿入し、かつ、軸受１０Ｂのフランジ部１２ａを、外ヨーク２の極歯２ａの間に形成した切欠部２ｂに嵌合させる。この時、軸受１０Ｂのボス部１１が、ボビン４のフランジ４ｃに当接することで、フランジ４ｃが、軸受１０Ｂの軸方向のストッパとして機能し、軸受１０Ｂの軸方向の移動を規制する。さらに、フランジ部１２ａと外ヨーク２の底板２ｃとの間を、レーザ溶接することにより、軸受１０Ｂを外ヨーク２に固着する。

次に、ロータマグネット７Ａ、７Ｂを、シャフト８に接着剤にて固着し、外周に多極着磁を施す。そして、ロータのシャフト８を、ステータ６Ａの外ヨーク２の極歯２ａの内周面（開口２ｅ）に挿入し、シャフト８の一方端を軸受１０Ｂに挿通し、ロータ９を、ステータ６Ａ、６Ｂの内側に収容する。
また、他方の軸受１０Ａをシャフト８の他方端に挿通させた後、軸受１０Ａ、１０Ｂのそれぞれのボス部１１を外ヨーク２の極歯２ａの内周面（開口２ｅ）に嵌合挿入し、フランジ部１２ａを外ヨーク２の極歯２ａの間に形成した切欠部２ｂに嵌合させて、軸受１０Ａ、１０Ｂをステータ６Ａの外ヨーク２、ステータ６Ｂの外ヨーク２にそれぞれ装着する。このとき、軸受１０Ｂのボス部１１の小径部はステータ６Ｂの外ヨーク２の底板２ｃから軸方向に突出していないのに対して、軸受１０Ａのボス部１１の小径部はステータ６Ａの外ヨーク２の底板２ｃから軸方向に若干量だけ突出する構成となっている。
なお、図示の例では、ロータマグネット７Ａ、７Ｂを２個用いた構成となっているが、これを１個で構成しても勿論よい。

以上の工程により、ステッピングモータ１の組立が完了する。これによってステータ６の極歯２ａ、３ａはロータマグネット７Ａ、７Ｂと所定の空隙（ギャップ）を介してロータマグネット７Ａ、７Ｂの外周面に対向配置される。更に、ステッピングモータを筐体に取付けるためのモータ取り付けプレート（図示せず）をステッピングモータ１に取付ける場合には、軸受１０Ａのボス部１１の小径部がステータ６Ａの外ヨーク２の底板２ｃから軸方向に若干量だけ突出しているため、このボス部１１の小径部を基準として所定形状のモータ取り付けプレートを、ステータ６Ａの外ヨーク２の底板２ｃの上に正確に位置決めして載置した後、レーザ溶接にてモータ取り付けプレートを外ヨーク２に固着することができる。

上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。
まず、軸受１０Ａ、１０Ｂのそれぞれのフランジ部１２ａが外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合することで、外ヨーク２に対する軸受１０Ａ、１０Ｂの回転が阻止される。

また、外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合した軸受１０Ａ、１０Ｂのそれぞれのフランジ部１２ａがボビン４のフランジ４ｃと当接することにより、外ヨーク２に対する軸受の軸方向の位置も、正確に位置決めされる。

さらに、軸受１０Ｂは、フランジ部１２ａが外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合した状態で、ボス部１１及びフランジ部１２ａの何れも、外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へと突出しない形状に形成されていることから、モータ全長が規制されている場合であっても、図１０に示す従来のエンドプレートの厚さ寸法分だけステータ６Ｂの寸法を軸方向に増大することができるため、ステータ６Ｂのコイル４の占有体積の割合を増大させる結果、モータトルクを向上できる。
一方、軸受１０Ａは、フランジ部１２ａが外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合した状態で、ボス部１１が外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へ若干量だけ突出した形状に形成されていることから、このボス部１１を基準として所定形状のモータ取り付けプレートをステータ６Ａの外ヨーク２上に載置して固着できる。したがってステッピングモータ１が完成した後にモータ取り付けプレートを装着できる結果、モータ取り付けプレートの形状が異なってもステッピングモータ１の製造工程の標準化ができ、ひいてはステッピングモータ構造の標準化が図られる。なお、軸受１０Ａのボス部１１の突出量（若干量）は、ボス部１１が、モータ取り付けプレートの取り付け基準として機能し得るだけの突出量が確保されていれば良い。

また、軸受のボス部１１とフランジ部１２ａとが別体に形成されていることから、ボス部１１及びフランジ部１２ａの各々に適した製造方法によって別個に製造して、各部の製造を容易とすることができる。そして、各部を互いに固定することで、軸受を構成することができる。ここで、ボス部１１が、中空円筒状の焼結含油合金からなることから、ロータ９のシャフト８の回転時の潤滑性を確保することが可能である。しかも、銅系の焼結含油合金を用いることにより鉄系の焼結含油合金を用いる場合に比べてシャフト８の摺動音を抑制できる。

また、軸受のフランジ部１２ａの形状が外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂと同一形状をなしていることから、フランジ部１２ａを外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合させることによって塵等の異物のステータ内部への侵入を防止できる。

また、ステッピングモータ１を筐体に取付けるためのモータ取り付けプレートをステッピングモータ１に取付ける場合には、ステッピングモータ１が完成した後にモータ取り付けプレートを装着するため、客先によってモータ取り付けプレート形状が異なってもステッピングモータの製造工程の標準化ができると共に、モータ取り付けプレート形状を変えることのみでステッピングモータ構造の標準化ができる。

また、本発明の実施の形態では、軸受１０Ａ、１０Ｂにおいては、ボス部１１とフランジ部１２ａとが別体に形成されているが、これらを鉄系の焼結含油合金にて一体に形成してもよい。ボス部１１とフランジ部１２ａとを鉄系の焼結含油合金にて一体構造で形成することにより、部品点数を削減することができると共に、鉄系金属で形成された外ヨーク２に対し軸受を固定する際に、溶接により両者を固定する作業が容易、かつ、確実に固定できる。

なお、本発明の実施の形態では、軸受１０Ｂにおいて、複数のフランジ部１２ａが外ヨーク２の底板２ｃの切欠き２ｂに嵌合した状態で、ボス部１１及びフランジ部１２ａの何れも、外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へと突出しない構成となっているが、軸受１０Ａのような、ボス部１１の小径部が外ヨーク２の底板２ｃから軸方向外側へわずかに突出する構成を採用する場合において、モータ全長の規制を阻害しないということであれば、軸受１０Ｂも軸受１０Ａは軸受１０Ａと同一構造としても良い。この場合、軸受１０Ａ、１０Ｂは同一構造のため、部品点数を削減できると共に、ステータ６Ａ、６Ｂも同一構造となる結果、製造工程が容易になる。
以上、本発明のステッピングモータについて説明したが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲において変更できることは理解されるであろう。

本発明の第１の実施の形態に係るステッピングモータの断面図である。 図１に示されたステッピングモータの平面図である。 図１に示されたステッピングモータの、外ヨークと軸受とを示す分解斜視図である。 図１に示されたステッピングモータの、一方の軸受の斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図１に示されたステッピングモータの、他方の軸受の断面図である。 従来のステッピングモータの部分断面斜視図である。 図７に示されたステッピングモータの断面図である。 従来の他のステッピングモータの分解斜視図である。

符号の説明

１：ステッピングモータ、２：外ヨーク、２ａ：極歯、２ｂ：切欠き部、２ｃ：底板、 ２ｅ：開口、２ｆ：外周フレーム、３：内ヨーク、３ａ：極歯、４：ボビン、４ｃ：フランジ、５：コイル、 ６、６Ａ、６Ｂ：ステータ、 ７Ａ、７Ｂ：ロータマグネット、８：シャフト、９：ロータ、 １０Ａ、１０Ｂ：軸受、１１：ボス部、１２ａ：フランジ部、１２ｂ：円環部

Claims (5)

1. 筒状の外周フレーム及び該外周フレームの一端部を塞ぐ底板を含み、前記底板の中央に開口が形成され、該開口の周縁に沿って前記外周フレームと平行に設けられた複数の極歯を備える外ヨークと、該外ヨークの複数の極歯と同一円周上に交互に配置される複数の極歯を備える内ヨークとによって円環状のスペースが形成され、該円環状のスペースに、ボビンに巻回されたコイルが格納されてなるステータと、
   シャフト及び該シャフトの固定されるマグネットからなり、前記ステータの、複数の極歯に囲まれた円筒状のスペースに回転可能に配置されるロータと、
   前記ステータの外ヨークに装着された、前記ロータのシャフトを軸支する一対の軸受とを有し、
   前記外ヨークの底板には、前記極歯の間に、前記底板の開口の周縁から半径方向に放射状に伸長する複数の切欠きが形成され、
   前記一対の軸受は、前記外ヨークの極歯の内周面に嵌合挿入する中空円筒状の焼結含油合金からなるボス部と、該ボス部の外周から放射状に突出し前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合する複数のフランジ部とを備え、
   前記一対の軸受のうちの一方は、前記複数のフランジ部が前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、前記ボス部及び前記フランジ部の何れも、前記外ヨークの底板から軸方向外側へと突出しない形状であって、
   前記一対の軸受のうちの他方は、前記複数のフランジ部が前記外ヨークの底板の切欠きに嵌合した状態で、前記ボス部が前記外ヨークの底板から軸方向外側へ若干量だけ突出した形状に形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記フランジ部は金属材料からなり、前記ボス部の外周に嵌合する円環部と該円環部の外周から放射状に伸長する複数のフランジ部を備え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。
3. 前記軸受のボス部とフランジ部とが、鉄系の焼結含油合金にて一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
4. 前記軸受のフランジ部の形状が、前記外ヨークの底板の切欠きと同一形状をなしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のステッピングモータ。
5. 前記一対の軸受のそれぞれのフランジ部が、前記外ヨークの底板に溶接されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のステッピングモータ。

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