JP2011125160A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】フロントプレートの変形を防止し、組立作業の簡素化を図ると共にステータとフロントプレートとの結合強度を大きくしたステッピングモータを提供する。
【解決手段】弾性を有する部材にて形成され、底板部２１とこれに連接した２つの取付部２２、２２からなるコ字状のバンド２０であって、エンドプレートのボス部を底板部２１に形成した切欠部２４に嵌合させ、フロントプレート１５の凸部１８を取付部２２の先端の係止部２６に形成した切欠部２５にそれぞれ嵌合させると共に係止部２６の最先端に係止爪２７を形成してステータ２とフロントプレート１５を結合する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステッピングモータに関し、特にステータヨークとフロントプレートとの結合構造に関する。

従来、ステッピングモータにおいては、図６に示すように、ステータ１０１を保持したモータフレーム１０２にロータ１０３を軸支した取付板１０４をかしめ固着する構成が採用されていた。この構成は、モータフレーム１０２の開口縁部に切欠き形成したかしめ凹部１０５にかしめ片１０６を係合し、かしめ片１０６をかしめて取付板１０４を固定している。

しかしながら、このようなかしめによる取付板１０４の固定構造では組立作業が容易ではない。また、かしめによる取付板１０４の固定によって取付板１０４に変形や歪みが生じ、これに起因してロータ１０３と取付板１０４に装着した軸受１０７との間で芯ずれが生じ、ロータ１０３の円滑な回転の妨げになり、モータの振動・騒音の原因となる虞がある。また、モータ特性にばらつきが生じる原因となる虞がある。

このようなかしめによる取付板の固定構造に対して、部品の一部をかしめて固定することなく、バンドを用いて部品を結合する構成が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

図７は特許文献１におけるモータ用小型ギヤー取付金具であって、結合枠２０１によりモータ２０６とギヤー機構２０７を結合した状態を示した図である。結合枠２０１は金属板をコの字形に屈折した枠体からなり、屈折部２０２の先端には先端を内側に若干折した係止縁２０３が形成されている。重ね合わせたモータ２０６とギヤー機構２０７の側面より結合枠２０１を嵌め、係止縁２０３をギヤー機構２０７側の適所に係止させてモータ２０６とギヤー機構２０７とを結合させている。

図８は特許文献２におけるバンド固定式小形同期電動機であって、バンド３１１により固定子ケース３０３、３０３’とフランジ３０２を結合した状態を示した図である。バンド３１１は弾性のある板材からなり、その先端部は内側に折り曲げた爪状折曲げ部３１２を形成し、爪状折曲げ部３１２をフランジ３０２の溝穴３１３に押し込むことでバンド３１１を掛け、固定子ケース３０３、３０３’とフランジ３０２を結合している。

実公昭４９−４６００３号公報 実公昭６１−２２４７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された結合枠２０１では、結合枠２０１の屈折部２０２の先端に形成した係止縁２０３は単に曲げた構成であるため、必ずしも係止が十分とは言えない。また、結合枠２０１を装着した状態でモータ２０６が周方向に動いてしまう虞があり、必ずしも回転防止が十分とは言えない。

また、特許文献２に記載されたバンド３１１では、その先端部が内側に折り曲げられて爪状折曲げ部３１２を形成し、爪状折曲げ部３１２をフランジ３０２の溝穴３１３に押し込んでいるため係止に関しては問題ないが、バンド３１１の後端部に形成した押出し部を固定子ケース３０３’の内径孔に嵌め込むだけであることから、押出し部の嵌め込み具合によってはバンド３１１と共にフランジ３０２が回転してしまう虞があり、必ずしも回転防止が十分とは言えない。また、特許文献２では、バンド３１１の両端部の角部が膨出した構成となっているため、この箇所を収納するための空間が必要となり、小径化の妨げとなる虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、フロントプレートをステータに固着するためにかしめることなく、バンドを用いることによって組立作業の簡素化を図ると共に、フロントプレートの変形を防止してばらつきの少ない安定したモータ特性を得られるようにし、バンドの回転を防止してステータとフロントプレートとの結合強度を大きくしたステッピングモータを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、ステータと、該ステータの上面に配設したフロントプレートとをバンドにて結合してなるステッピングモータにおいて、前記ステータはその底面にエンドプレートを備え、該エンドプレートにはボス部が一体に形成され、前記フロントプレートは、外周縁付近に凹部が形成され、該凹部に凸部を備えると共に、前記凹部は外周縁側の段差部よりも深く形成され、前記バンドは弾性を有する部材にて形成され、底板部とこれに連接した２つの取付部からなるコ字状であって、前記底板部の中央には開口と該開口の両側には２つの切欠部が形成され、前記２つの取付部の先端部にはそれぞれ係止部を備え、前記底板部に形成した切欠部が前記エンドプレートのボス部と嵌合し、前記係止部に形成した切欠部が前記フロントプレートの凸部と嵌合すると共に前記係止部の最先端に係止爪を形成して前記ステータと前記フロントプレートとを結合してなることを特徴とする。

本発明の構成によれば、フロントプレートをかしめ固着していないため、フロントプレートの変形を防止し、組立作業の簡素化を図ると共に、バンドの回転を防止してステータとフロントプレートとの結合強度を大きくしたステッピングモータを提供できる。

本発明におけるステッピングモータを示す図である。 図１に示すステッピングモータの断面図である。 図１に示すステッピングモータの分解斜視図である。 図１に示すステッピングモータの底面で、バンドを外した状態を示した図である。 図１に示すステッピングモータの変形例を示した図である。 従来のステッピングモータにおけるかしめ固着を説明するための図である。 他の従来のステッピングモータを示した図である。 他の従来のステッピングモータを示した図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明における実施例１のステッピングモータを示す図で、バンドにてステータとフロントプレートとを結合したステッピングモータを示す図、図２は図１に示すステッピングモータの断面図、図３は図１に示すステッピングモータの分解斜視図、図４は図１に示すステッピングモータの底面を示す図である。

本発明のステッピングモータ１はステータ２とロータ８から構成され、ステータ２はステータユニット３（Ａ相）とステータユニット４（Ｂ相）を有し、ステータユニット３（Ａ相）とステータユニット４（Ｂ相）は軸方向に積層した２相構造となっている。ロータ８はシャフト９とロータマグネット１０とスリーブ１１から構成され、ロータマグネット１０は非磁性材からなるスリーブ１１の外周に固着され、スリーブ１１はシャフト９に固着されている。そして、ロータ８はステータ２の内側に回転可能に配置されている。

ステータユニット３（Ａ相）は電磁鋼板からなる板状の内ヨーク５とボビンに巻回されたコイル７と電磁鋼板からなるカップ状の外ヨーク６からなり、コイル７は内ヨーク５と外ヨーク６の間に介装される。また、ステータユニット４（Ｂ相）もステータユニット３（Ａ相）と同様、電磁鋼板からなる板状のうちヨーク５とボビンに巻回されたコイル７と電磁鋼板からなるカップ状の外ヨーク６からなり、コイル７は内ヨーク５と外ヨーク６の間に介装される。

内ヨーク５は複数の極歯５ａを備え、外ヨーク６も複数の極歯６ａを備えている。そして、内ヨーク５の極歯５ａと外ヨーク６の極歯６ａは交互に噛み合ってロータマグネット１０に対向配置されている。

ステータユニット３（Ａ相）とステータユニット４（Ｂ相）は所定の位置にて軸方向に積層した後、ステータ２の内部に合成樹脂を注入してモールドすることによって、極歯５ａと極歯６ａの間にも合成樹脂が充填されてステータユニット３（Ａ相）とステータユニット４（Ｂ相）が一体化される。

また、樹脂モールド時に同時にステータユニット４（Ｂ相）の底面にエンドプレート１２が一体に成形されると共に、エンドプレート１２には少なくとも２つのボス部１３が一体に成形される（図では２つのボス部１３を形成している）。また、エンドプレート１２の中央に形成された貫通孔１４はロ−タ８を支持する軸受として機能する。

取付板となるフロントプレート１５は樹脂モールドと同じ合成樹脂にて形成されており、フロントプレート１５の中央に形成された貫通孔１６はロ−タ８を支持する軸受として機能する。

また、フロントプレート１５の外周縁付近には２箇所の凹部１７が形成され、それぞれの凹部１７には凸部１８が形成されている。また、凹部１７は外周縁側の段差部１９よりも深くなるように形成されている。

バンド２０は、弾性部材からなり、底板部とこの両側に底板部と連接した取付部を備え、コ字状の形状を有している。本実施例では、このバンド２０として、例えば、バネ性を有する金属材（例えば、ステンレス鋼）の薄板を打ち抜いて折り曲げたもので、底板部２１とこれに連接した板状の２つの取付部２２、２２からなってコ字状の形状を有している。底板部２１の中央には開口２３が形成され、開口２３の両側には２つの切欠部２４が形成されており、切欠部２４はエンドプレート１２に形成されたボス部１３と嵌合する。２つの取付部２２，２２の先端部にはそれぞれ係止部２６を備え、この係止部２６には切欠部２５が形成されている。この切欠部２５はフロントプレート１５に形成された凸部１８と嵌合する。そして２つの係止部２６の先端部はフロントプレート１５の凹部１７に嵌め込まれる。

次にバンド２０の装着手順について説明する。
まず、ステンレス鋼の薄板を打ち抜いてコの字形に折り曲げたバンド２０を形成する。そして、２つの取付部２２、２２の先端部をわずかに内側に折り曲げて係止部２６を形成する。

次にバンド２０の底板部２１の開口２３にエンドプレート１２を挿通させると共にエンドプレート１２に形成されたボス部１３を切欠部２４に嵌合させることにより取付部２２、２２はステータ２の外周面に位置する。そして、係止部２６の先端部をフロントプレート１５の凹部１７に押し込むことによって係止部２６の先端部がフロントプレート１５の凹部１７に嵌まり込むと共にフロントプレート１５の凹部１７に形成した凸部１８が係止部２６に形成した切欠部２５とそれぞれ嵌合させる。このとき、凹部１７は段差部１９より深く形成されているため、係止部２６の先端部を押し込んで嵌め込んだ際、係止部２６の最先端はわずかに内側に曲がり、それぞれ係止爪２７を形成する。

このように、バンド２０の係止部２６の先端部がフロントプレート１５の凹部１７に嵌め込まれるため、フロントプレート１５とステータ２とをかしめることなく、フロントプレート１５とステータ２との結合が容易にできる。さらに、エンドプレート１２のボス部１３がバンド２０の底板部２１の切欠部２４と嵌合し、フロントプレート１５の凹部１７に形成した凸部１８がバンド２０の係止部２６の切欠部２５と嵌合するため、これらが回転防止機構として機能する。この結果、フロントプレート１５とステータ２との結合がより強固にできると共に、かしめ固着していないためフロントプレート１５の変形を防止し、組立作業の簡素化を図ることができる。

図５は図１に示すステッピングモータの変形例を示す分解斜視図である。図１と異なる点は、ステータ２の外周面に２箇所の切欠部２８を設けたことである。そして、この切欠部２８にバンド２０の取付部２２を収納する。この結果、取付部２２がステータ２の外周面に突出することなく装着できるので、小径化の点で好ましい。このステータ２の外周面に設けた切欠部２８は磁気回路に影響ない範囲で形成できる。

なお、図１および図５では、バンド２０は２つの取付部２２を備えた構成にて説明したが、取付部２２は１２０°出均等配置した３つの取りの取付部２２を備えた構成であっても勿論よい。

また、本実施例では、バンド２０はバネ性を有する金属材の薄板を打ち抜いて折り曲げた構成にて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ワイヤーカット等の他の加工法を用いて成型した構成であってもよいし、弾性を有する樹脂材料にて成形した構成であってもよい。そして、バンド２０は、予め、取付部２２の最先端をわずかに内側に曲げて係止爪２７を形成し、フロントプレート１５とステータ２を結合した構成であってもよい。

また、取付部２２内側の面の曲率はステータ２の外周面の曲率と略同じに形成してもよい。この場合、ステータ２の外周面に取付部２２を密着配置することができる。

１ ステッピングモータ
２ ステータ
３ ステータユニットＡ相
４ ステータユニットＢ相
５ 内ヨーク
５ａ 極歯
６ 外ヨーク
６ａ 極歯
７ コイル
８ ロータ
９ シャフト
１０ ロータマグネット
１１ スリーブ
１２ エンドプレート
１３ ボス部
１４ 貫通孔
１５ フロントプレート
１６ 貫通孔
１７ 凹部
１８ 凸部
１９ 段差部
２０ バンド
２１ 底板部
２２ 取付部
２３ 開口
２４ 切欠部
２５ 切欠部
２６ 係止部
２７ 係止爪
２８ 切欠部

Claims (4)

1. ステータと、該ステータの上面に配設したフロントプレートとをバンドにて結合してなるステッピングモータにおいて、
   前記ステータはその底面にエンドプレートを備え、該エンドプレートにはボス部が一体に形成され、
   前記フロントプレートは、外周縁付近に凹部が形成され、該凹部に凸部を備え、
   前記バンドは弾性を有する部材にて形成され、底板部とこれに連接した２つの取付部からなるコ字状であって、前記底板部の中央には開口と該開口の両側には２つの切欠部が形成され、前記２つの取付部の先端部にはそれぞれ係止部を備え、前記底板部に形成した切欠部が前記エンドプレートのボス部と嵌合し、前記係止部に形成した切欠部が前記フロントプレートの凸部と嵌合すると共に前記係止部の最先端に係止爪を形成して前記ステータと前記フロントプレートとを結合してなることを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記凹部は外周縁側の段差部よりも深く形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
3. 前記ステータの外周面に切欠部を形成し、該切欠部に前記バンドの前記取付部を収納してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータ。
4. 前記取付部の内側の面が前記ステータの外周の曲率と略同じ曲率にて形成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のステッピングモータ。