JP2014121242A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】組み付けるだけで、ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合を強固に行なうことができるステッピングモータを提供する。
【解決手段】バンド５００により、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０が軸方向の前後からステータを挟んだ構造を有し、バンド５００は、逃げ部３１４，３１５の部分で弾性変形しており、この弾性変形により、アーム部５０１，５０２には、バンド結合部２１１，２１７をバンド５００の方向に引っ張る張力が作用している。
【選択図】図４

Description

本発明は、ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合の構造に特徴のあるステッピングモータに関する。

ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合の構造に関する従来技術として、特許文献１〜５に記載の技術が知られている。

実公昭４９−４６００３号公報 実公昭６１−２２４７３号公報 特開平１１−２７５８４８号公報 特開２０１１−１２５１６０号公報 特開２０１１−１３５６６１号公報

従来の構造では、溶接、接着、カシメ等の方法で部材を固定する必要があり、製造コストの点でより改善が求められている。このような背景において、本発明は、組み付けるだけで、ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合を強固に行なうことができるステッピングモータを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、第１のプレートと第２のプレートによって軸方向の前後からステータを挟んだ構造を有し、前記第１のプレートは、複数のバンド結合部を備え、前記第２のプレートの前記第１のプレートと対向する側と反対側には、バンド部が接触し、前記複数のバンド結合部は、前記ステータの側面に位置し、前記第２のプレートの側に延在すると共に、外側に係合部を備え、前記バンド部は、前記第１のプレートの方向に延在すると共に前記複数のバンド結合部のそれぞれにおける前記係合部に係合する複数のアーム部を備え、前記複数のアーム部の前記係合部への係合により、前記第２のプレートと前記ステータを間に挟んだ状態で、前記第１のプレートと結合しており、前記バンド部は弾性変形しており、この弾性変形により、前記複数のアーム部には、前記バンド結合部を前記バンド部の方向に引っ張る力が作用していることを特徴とするステッピングモータである。

請求項１に記載の発明によれば、軸方向において、第１のプレート、ステータ、第２のプレートと重ねた状態で、バンド部を第２のプレート側から装着し、バンド結合部にアーム部を係合させることで、第１のプレートとバンド部との間にステータと第２のプレートを挟んだ状態でこれら部材が結合する。この構造によれば、バンド部のアーム部を第１のプレートの係合部に係合させることで、上記各部材の結合の状態が固定される。このため、各部品を組み付け、その後にバンド部を組み付けるだけで、ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合を行なうことができる。更に、アーム部の弾性変形が元に戻ろうとする反発力により、第１のプレートと第２のプレートが軸方向の前後からステータを挟む力が作用し、第１のプレートと第２のプレートによって軸方向の前後からステータを挟んだ構造がより強固なものとなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２のプレートには、前記バンド部の前記弾性変形を許容するための逃げ部が設けられていることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、バンド部の弾性変形が許容される逃げ部が用意されることで、バンド部の弾性変形を効果的に発生させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記バンド部は、前記第２のプレートの前記第１のプレートに対向する側と反対側の面に接触する第１の部分と、該第１の部分の外縁から軸方向に延在する前記複数のアーム部とを有し、前記複数のアーム部と前記第１の部分との境界部分に対向する前記第２のプレートの縁の部分は、
面が後退した形状を有し、当該後退した形状の部分が前記逃げ部として構成されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、バンド部の弾性変形を効果的に発生させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ステータと前記第１のプレート、および前記ステータと前記第２のプレートとは凸部と凹部を嵌合させることで位置決めが行われていることを特徴とする。ここで、凹部は、凸部が嵌る窪みを有していれば良く、裏側に貫通した孔であってよいし、底のある窪んだ形状であってもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記バンド部と前記バンド結合部の一方に爪部が設けられ、前記バンド部と前記バンド結合部の他方に前記爪部が引っ掛かる引っ掛かり部が設けられていることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、爪部を引っ掛かり部に引っ掛けることで、バンド部がバンド結合部に係合し、第１のプレート、ステータ、第２のプレートの結合が行なわれる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記爪部における前記引っ掛かり部に接触する部分は、周方向から見た断面の形状が、軸中心から遠い部分が軸方向に張り出した形状を有することを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、軸方向に張り出した形状の部分が、引っ掛かり部の外れ止めとして機能し、爪部と引っ掛かり部との係合状態が解除され難い構造を得ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、前記爪部における前記引っ掛かり部に接触する部分は、周方向から見た断面の形状が軸方向に窪んだ形状を有することを特徴とする。請求請７に記載の発明によれば、窪んだ形状に引っ掛かり部が引っ掛かることで、引っ掛かった係合状態が解除され難い構造が得られる。窪んだ形状としては、Ｖ型、凹型、Ｕ型を横にした形状等を挙げることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記複数のアーム部は弾性変形が可能な材料により構成されており、前記複数のアーム部を弾性変形させることで、前記バンド結合部に係合させた状態から前記バンド部を取り外すことが可能であることを特徴とする。請求項８に記載の発明によれば、バンド部を取り外すことで、第１のプレート、ステータ、第２のプレートの結合を解除し、各部品をばらすことができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記ステータが筒形状を有し、筒形状の前記ステータの内側に回転自在な状態で収められたロータを備え、前記ロータと前記第１のプレートの間、および前記ロータと前記第２のプレートの間にゴムワッシャが配置されていることを特徴とする。請求項９に記載の発明によれば、ゴムワッシャにより、ロータの第１のプレートおよび第２のプレートに対する軸方向のガタによる衝撃が吸収される。また、このゴムワッシャにより衝撃が吸収されることで、回転時の音の発生や外部からの衝撃による異音の発生が抑えられる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発明において、複数の前記係合部および複数の前記アーム部が、軸方向から見て等角な位置に配置されていることを特徴とする。請求項１０に記載の発明によれば、係合部とアーム部との係合による固定の構造がより安定する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発明において、前記第１のプレートの端面を基板に接触させることで当該基板への取り付けを行なう構造を有し、前記係合部が前記第１のプレートの端面から前記第２のプレートの側に離れた位置にあり、前記複数のアーム部の先端が前記第１のプレートの端面に届かない位置にあることを特徴とする。請求項１１に記載の発明によれば、第１のプレートを基板に接触させての当該ステッピングモータの基板への固定の構造において、係合部とアーム部の先端が基板と干渉しない。また、係合部へのアーム部の係合が当該ステッピングモータの側面で行なわれるので、基板があることで、係合状態の解除操作が制約されない。

本発明によれば、組み付けるだけで、ステータとフロントおよびエンドプレートとの結合を強固に行なうことができるステッピングモータが得られる。

実施形態のステッピングモータの断面図である。 実施形態のステッピングモータの斜視図である。 実施形態のステッピングモータの分解斜視図である。 実施形態のステッピングモータの分解斜視図である。 実施形態のロータの斜視図である。 バンドが弾性変形する状態を概念的に示す概念図である。 実施形態のエンドプレートの斜視図である。 実施形態のエンドプレートの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 実施形態のバンドの斜視図（Ａ）と上面図（Ｂ）である。 実施形態のバンドの斜視図（Ａ）と上面図（Ｂ）である。 変形例の概念図である。

（全体の構成）
図１〜図４には、実施形態のステッピングモータ１００が示されている。ステッピングモータ１００は、クローポール型のステッピングモータである。図４に示すように、ステッピングモータ１００は、ステータ側の構造であるフロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００を軸方向で結合した構造を有している。そして、フロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００を軸方向で結合した構造体の内側に、図５に示すロータ４００が回転自在な状態で収められている。

（フロント側ステータアッシー２００の構造）
図４に示すように、フロント側ステータアッシー２００は、フロントプレート２１０、外側ステータ２２０、ボビン２３０、内側ステータ２４０により構成されている。フロントプレート２１０は、フロント側のハウジングを構成する略円板形状の部材であり、射出成形された樹脂により構成されている。フロントプレート２１０は、略円板形状の外縁の部分から軸方向に延在したバンド結合部２１１を有している。バンド結合部２１１は、爪部２１２を備えている。また、軸を挟んだ反対側にもバンド結合部２１１と同様の構造のバンド結合部２１７が設けられている。バンド結合部２１１は、後述するバンド５００と結合する。バンド結合部２１１がバンド５００と結合することで、フロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００の軸方向における結合の状態が固定化される。

フロントプレート２１０は、端子部２１３を有している。端子部２１３には、４本の金属性の端子ピン２１４が埋め込まれている。端子ピン２１４は、図示しない基板に接続される端部２１４ａと、ステータコイル２３１，３３１からの配線が接続された端子２３３，３３３に接触する端部２１４ｂを有している。また、フロントプレート２１０は、端子部２１８を有している。端子部２１８には、２本の端子ピン２１９が埋め込まれている。

フロントプレート２１０には、ボス２１５が複数設けられている。ボス２１５は、後述する外側ステータ２２０の側に突出した凸部であり、また２種類の形状のものが複数配置されている。ボス２１５が外側ステータ２２０の円環部２２１に設けられた孔部２２４に嵌合することで、フロントプレート２１０と外側ステータ２２０との軸方向における結合が行なわれ、また、両者が相対的に軸回りに回らないようにする回り止めの構造が得られている。孔部２２４は、裏側に貫通した孔であり、凸部であるボス２１５が嵌合する凹部として機能する。よって、孔部２２４は、底のある窪みであってもよい。これは、他の孔部についても同じである。

図１〜図３に示すように、フロントプレート２１０には、軸方向に複数の割り（スリット）が形成された基板固定用ボス２１６が設けられている。基板固定用ボス２１６は、図示しない基板の孔に圧入されることで、ステッピングモータ１００を図示しない基板に固定する。なお、基板固定用ボス２１６を用いて図示しない基板にステッピングモータ１００を固定した際に、当該基板に４本の端子ピン２１４の端部２１４ａが接触し、この４本の端子ピン２１４が半田によって当該基板上の配線パターンに接続される。また、２本の端子ピン２１９も同様に当該基板に接続される。なお、符合２１８は、基板への位置決めを行なう位置決めピンである。位置決めピン２１８が基板側に設けられた位置決め孔に嵌合することで、ステッピングモータ１００の基板に対する位置決めが行われる。

外側ステータ２２０は、磁路が形成されるステータとして機能する部分であり、電磁軟鉄あるいは圧延鋼板などの磁性材料により構成されている。外側ステータ２２０は、平たい板状の形状の円環部２２１、円環部２２１の外縁から軸方向に延在した円筒形状の外筒部２２２、円環部２２１の内周側の縁から軸方向に延在し、周方向に沿って間隔をおいて複数が配置された極歯２２３を備えている。

ボビン２３０は、樹脂製であり、ステータコイル２３１が巻回されている。ステータコイル２３１が巻回されたボビン２３０は、外側ステータ２２０の外筒部２２２と複数の極歯２２３の間のドーナツ状の空間（円環状の空間）に配置されている。ボビン２３０は、２箇所の端子部２３２を備えている。端子部２３２のそれぞれには、ステータコイル２３１の巻線の端部が絡げられ接続される金属製の端子２３３が埋め込まれている。この２本の端子２３３に、４本の端子２１４の中の２本における端部２１４ｂのそれぞれが接触する。

内側ステータ２４０は、外側ステータ２２０と同じ材質であり、平たい板状の形状の円環部２４１、円環部２４１の内周側の縁から軸方向に延在し、周方向に沿って間隔をおいて複数が配置された極歯２４３を備えている。円環部２４１の外縁は、外側ステータ２２０の外筒部２２２の内周面に接触している。外側ステータ２２０を構成する外筒部２２２の縁の部分の内側には、円環部２４１の外縁が接触する段差部２２２ａが設けられており、外筒部２２２に円環部２４１が嵌め込まれ、外筒部２２２の内周面と円環部２４１の外縁が確実に接触する構造が得られている。

ボビン２３０を間に挟んで外側ステータ２２０に内側ステータ２４０を組み付けた状態において、極歯２２３，２４３は、ボビン２３０の内側（軸中心側）に位置し、隙間を有した状態で互い違いに噛み合った位置関係を有している。また、内側ステータ２４０の円環部２４１には、孔部２４４が設けられ、この孔部２４４には、エンド側ステータアッシー３００のボス３４４（図３ではその裏側が見えている）が嵌合する。孔部２４４にボス３４４が嵌合することで、フロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００との軸方向における結合が行なわれ、また、両者が相対的に軸回りに回らないようにする回り止めの構造が得られている。なお、孔部２４４の軸を挟んだ反対側の位置には、ボス２４５が設けられている。ボス２４５は、エンド側ステータアッシー３００側の孔部３４５に嵌合する。

（エンド側ステータアッシー３００の構造）
図４に示すように、エンド側ステータアッシー３００は、エンドプレート３１０、外側ステータ３２０、ボビン３３０、内側ステータ３４０により構成されている。ここで、外側ステータ３２０は、外側ステータ２２０と同じ部品であり、軸方向における向きを外側ステータ２２０と逆向きとした状態で用いられている。ボビン３３０は、ボビン２３０と同じ部品であり、軸方向における向きをボビン２３０と逆向きとした状態で用いられている。内側ステータ３４０は、内側ステータ２４０と同じ部品であり、軸方向における向きを内側ステータ２４０と逆向きとした状態で用いられている。

図７には、エンドプレート３１０が示されている。エンドプレート３１０は、フロント側のハウジングを構成する略円板形状の部材であり、射出成形された樹脂により構成されている。エンドプレート３１０の中心には、ボス３１３が設けられ、ボス３１３の中央には、シャフト４０３が貫通する孔が設けられている。エンドプレート３１０は、バンド５００のアーム部５０１に内側から接触するバンド接触部３１１を有している。バンド接触部３１１は、アーム部５０１に内側から接触し、組み立てた後にアーム部５０１が変形し、アーム部５０１がフロントプレート２１０から外れないようにアーム部５０１を内側から支える。バンド接触部３１１と軸を挟んだ反対側にも同様な機能を有するバンド接触部３１２が設けられている。また、エンドプレート３１０には、外側ステータ３２０に設けられた孔部３２４に嵌合する図示されていないボス部が設けられている。

エンドプレート３１０の外縁から軸方向にバンド接触部３１１，３１２が延在する角の部分、言い換えるとバンドバンド接触部３１１，３１２の根元の部分の外側の角の部分に逃げ部３１４，３１５が設けられている。逃げ部３１４と３１５は、その部分でバンド５００がエンドプレート３１０およびバンド接触部３１１，３１２と接触しないようにする空間として設けられている。

すなわち、バンド５００は、エンドプレート３１０のフロントプレート２１０に対向する側と反対側の面に接触する符合５００ａで示される背面部分と、この背面部分５００ａの外縁から軸方向に延在するアーム部５０１，５０２を有している。そして、アーム部５０１，５０２と背面部分５００ａとの境界部分に対向するエンドプレート３１０の縁の部分には、面が後退した形状を有し、当該後退した形状の部分が逃げ部３１４，３１５として構成されている。この逃げ部３１４，３１５の部分において、バンド５００の背面部５００ａとアーム部５０１，５０２の境界付近がエンドプレート３１０の外縁から少し距離をおいた状態となり、後述するバンド５００の弾性変形が可能となる。すなわち、逃げ部３１４，３１５の部分では、バンド５００の背面部５００ａとアーム部５０１，５０２が共にエンドプレート３１０に接触せず、バンド５００の背面部５００ａとアーム部５０１，５０２との間に隙間が形成されている。

外側ステータ３２０は、平たい板状の形状の円環部３２１、円環部３２１の外縁から軸方向に延在した円筒形状の外筒部３２２、円環部３２１の内周側の縁から軸方向に延在し、周方向に沿って間隔をおいて複数が配置された極歯３２３を備えている。

ボビン３３０は、樹脂製であり、ステータコイル３３１が巻回されている。ステータコイル３３１が巻回されたボビン３３０は、外側ステータ３２０の外筒部３２２と複数の極歯３２３の間の空間に配置されている。ボビン３３０は、２箇所の端子部３３２を備えている。端子部３３２のそれぞれには、ステータコイル３３１の巻線の端部が絡げられ接続される金属製の端子３３３が埋め込まれている。この２本の端子３３３に、端子２１４の内の２本における端部２１４ｂのそれぞれが接触する。

内側ステータ３４０は、外側ステータ３２０と同じ材質であり、平たい板状の形状の円環部３４１、円環部３４１の内周側の縁から軸方向に延在し、周方向に沿って間隔をおいて複数が配置された極歯３４３を備えている。円環部３４１の外縁は、外側ステータ３２０の外筒部３２２の内周面に接触している。外側ステータ３２０を構成する外筒部３２２の縁の部分の内側には、円環部３４１の外縁が接触する符号２２２ａと同様な段差部が設けられている。

間にボビン３３０を挟み外側ステータ３２０に内側ステータ３４０を組み付けた状態において、極歯３２３，３４３は、ボビン３３０の内側に位置し、隙間を有した状態で互い違いに噛み合った位置関係を有している。また、内側ステータ３４０の円環部３４１には、ボス３４４（図４ではその裏側が見えている），孔部３４５が設けられている。ボス３４４は、フロント側ステータアッシー２００の孔部２４４に嵌合し、孔部３４５には、フロント側ステータアッシー２００のボス２４５が嵌合する。

（バンド）
バンド５００は、バネ性を有する金属材料で構成された概略コの字形状の部材である。バンド５００は、エンドプレート３１０のフロントプレート２１０に対向する側と反対側の面（背面）に接触する背面部分５００ａと、背面部分の外縁から軸方向に延在するアーム部５０１，５０２とを有している。バンド５００の背面部分５００ａには、孔部５０５が設けられている。孔部５０５は、エンドプレート３１０のボス３１３に嵌合する。バンド５００は、軸方向に延在するアーム部５０１，５０２を両側に備えている。アーム部５０１には、矩形の孔部５０３が設けられている。孔部５０３には、フロントプレート２１０が備えるバンド結合部２１１の爪部２１２が引っ掛かり、これによりバンド結合部２１１とアーム部５０１が係合する。同様に、アーム部５０２は、矩形の孔部５０４が設けられている。孔部５０４には、フロントプレート２１０のバンド結合部２１７の図では隠れている爪部が引っ掛かり係合する。

ここで、バンド結合部２１１の孔部５０３への係合、およびバンド結合部２１７の孔部５０４への係合がきつく行われるように、各部の寸法が調整されている。すなわち、上記の係合時にアーム部５０１，５０２に張力が加わるように各部の寸法が調整されている。こうすることで、アーム部５０１，５０２がフロントプレート２１０を強く引き寄せる付勢力が作用し、バンド５００とフロントプレート２１０との間にステータを構成する各部材が挟まれ一体化された構造をより強固なものとしている。すなわち、この構造においては、アーム部５０１，５０２がバンド結合部２１１，２１７の方向に引っ張られることで、逃げ部３１４，３１５の部分でバンド５００が少し撓み、その弾性力によってアーム部５０１，５０２がバンド結合部２１１，２１７をバンド５００の方向に引っ張る力が発生する。この張力により、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０が複数の部材を間に挟んだ状態で、互いに軸方向で付勢され、強く結合した状態となる。この結合の力は、バンド５００の弾性変形が元に戻ろうとする反発力に起因するので、緩みが生じがたい状態とできる。

図２に示す結合した状態において、エンドプレート３１０の側から見て（つまり図４の視点）、アーム部５０１，５０２の先端がフロントプレート２１０の端面（露出面）に至らない位置にあり、またアーム部５０１のバンド結合部２１１に対する係合部分もフロントプレート２１０の端面（露出面）に至らない位置にある。すなわち、フロントプレート２１０の端面（露出面）からエンドプレート３１０の方向に離れた位置に、アーム部５０１，５０２の先端の位置、およびアーム部５０１のバンド結合部２１１に対する係合部分の位置がある。これは、バンド結合部２１７の側においても同じである。

軸方向から見たアーム部５０１，５０２とバンド結合部２１１，２１７の角度位置は、等角な位置（この場合は、１８０°の角度位置）とされている。軸方向から見たアーム部５０１，５０２とバンド結合部２１１，２１７の角度位置を等角な位置とすることで、バンド５００を用いた固定の構造を安定したものとできる。なお、係合が行われる位置の数は、２箇所に限定されず、３箇所以上であってもよい。例えば、アーム部とバンド結合部を３箇所に設ける構造の場合、軸方向から見た角度位置を１２０°毎の位置とすることが好ましい。

（ロータ）
図５には、ロータ４００が示されている。ロータ４００は、円筒形状のロータマグネット４０１を備えている。ロータマグネット４０１は、ロータ部材４０２の外周に固定され、周方向にＮＳＮＳと交互に着磁がされた磁極の構造を有している。ロータ４００（ロータ部材４０２）の軸中心には、回転軸となるシャフト４０３が固定されている。図１に示すように、シャフト４０３は、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０に設けられた孔に通され、その内周面に直接接触することで回転自在な状態で軸受されている。なお、シャフトを転がり軸受等の軸受装置を介して、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０に回転自在な状態で保持することも可能である。

シャフト４０３には、ゴム製の円筒形状を有するゴムワッシャ４０４，４０５が装着されている。ゴムワッシャ４０４は、ロータ４００とフロントプレート２１０との間に位置し、ゴムワッシャ４０５は、ロータ４００とエンドプレート３１０との間に位置している。ゴムワッシャ４０４，４０５により、ロータ４００における軸方向のガタによる衝撃が吸収される。

（組み立て手順の一例）
以下、ステッピングモータ１００を組み立てる手順の一例を説明する。まず、図４に示すように、予めボビン２３０にステータコイル２３１を巻回しておき、端子２３３への絡げ配線も行なっておく。これは、ボビン３３０についても同じである。そして、フロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００を組み立てる。

まず、外側ステータ２２０と内側ステータ２４０とを、間にボビン２３０を挟んだ状態で軸方向において結合させる。次いで、外側ステータ２２０とフロントプレート２１０とを軸方向で結合させる。この際、孔部２２４にボス２１５を嵌合させ、軸回りにおける外側ステータ２２０（および内側ステータ２４０）とフロントプレート２１０との位置合わせを行い、且つ、軸回りにおける回り止めの構造を得る。こうして、フロント側ステータアッシー２００を得る。

また、外側ステータ３２０と内側ステータ３４０とを、間にボビン３３０を挟んだ状態で軸方向において結合させる。次いで、外側ステータ３２０とエンドプレート３１０とを軸方向で結合させる。この際、孔部３２４にエンドプレート３１０側の図示されないボスを嵌合させ、軸回りにおける外側ステータ３２０（および内側ステータ３４０）とエンドプレート３１０との位置合わせを行い、且つ、軸回りにおける回り止めの構造を得る。こうして、エンド側ステータアッシー３００を得る。

次に、ロータ４００を内側に納めた状態で、フロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００を軸方向で接触させる。この際、孔部２４４にボス３４４を嵌合させ、且つ、孔部３４５にボス２４５を嵌合させる（図４参照）。こうして、軸回りにおけるフロント側ステータアッシー２００とエンド側ステータアッシー３００との位置合わせを行い、且つ、軸回りにおける回り止めの構造を得る。そして、図３に示すように、バンド５００をエンド側ステータアッシー３００の側から装着し、孔部５０３の内側の縁に爪部２１２を引っ掛けて係合させる。同様の係合は、孔部５０４においても行なわれる。この際、逃げ部３１４，３１５の部分でバンド５００を少し弾性変形させる。こうして、バンド５００がフロントプレート２１０に固定され、バンド５００とフロントプレート２１０との間にステータを構成する各部材が挟まれ一体化された構造が得られる。

（優位性）
以上述べたように、ステッピングモータ１００は、第１のプレートであるフロントプレート２１０と第２のプレートであるエンドプレート３１０によって軸方向の前後からステータを挟んだ構造を有している。この例において、ステータは、外側ステータ２２０、ボビン２３０、内側ステータ２４０、外側ステータ３２０、ボビン３３０、および内側ステータ３４０により構成されている。フロントプレート２１０は、バンド結合部２１１，２１７を備え、エンドプレート３１０のフロントプレート２１０と対向する側と反対側には、バンド５００が接触し、バンド結合部２１１，２１７は、ステータの側面に位置し、エンドプレート３１０の側に延在すると共に、外側に係合部である爪部（例えば符合２１２）を備えている。バンド５００は、フロントプレート２１０の方向に延在すると共にバンド結合部２１１，２１７のそれぞれにおける爪部に係合するアーム部５０１，５０２を備え、アーム部５０１，５０２の爪部（例えば、符合２１２）への係合により、エンドプレート３１０とステータを間に挟んだ状態で、フロントプレート２１０と結合している。バンド５００は、逃げ部３１４，３１５の部分で弾性変形しており、この弾性変形により、アーム部５０１，５０２には、バンド結合部２１１，２１７をバンド５００の方向に引っ張る張力が作用している。

この構造によれば、各部材を組み付け、最終的にバンド５００を装着することで、各部材が一体化され、図１および図２に示す構造が得られる。この際、溶接による固定の作業やカシメによる固定の作業は必要とされず、部材同士を接触させ結合させた状態で、その状態が最終的にバンド５００の装着により固定される。このため、作業が簡素化され、また溶接やカシメを行なうための工作装置が必要とされない。特に、バンド５００の構造が簡素であるので、高い精度で確実に組立が可能な構造が得られる。

また、エンドプレート３１０に逃げ部３１４，３１５を設けることで、バンド５００が緩み難い構造が得られる。以下、この点について説明する。図６（Ａ）には、実施形態のステッピングモータ１００の概念図が示されている。図６（Ｂ）には、図６（Ａ）における破線で囲った部分ａを拡大したものが示されている。

上述したように、バンド結合部２１１の孔部５０３への係合、およびバンド結合部２１７の孔部５０４への係合がきつく行われるように、各部の寸法が調整されている。しがって、組み立てた状態において、アーム部５０１，５０２に図６における紙面下の方向への張力が加わる。ここで、逃げ部３１４，３１５が設けられているので、上記の張力により、バンド５００の符合６１０の部分が図示するように弾性変形する。これは、逃げ部３１５の部分においても同じである。なお、図６（Ｂ）の符合６１０の部分には、バンド５００の弾性変形の様子が誇張して示されている。

バンド５００に、符合６１０で示す弾性変形が生じることで、アーム部５０１が図６の上の方向（矢印６１１の向き）に引っ張られる力が発生し、それにより爪部２１２を介してフロントプレート２１０がバンド５００により図の上の方向に引き寄せられ付勢された状態が得られる。つまり、符合６１０の部分で生じるバンド５００の弾性変形により、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０が軸方向において付勢されて結合した状態が得られる。

仮に、逃げ部３１４，３１５が設けられていないとすると、バンド５００が変形する余裕がないので、バンド結合部２１１，２１７の孔部５０３，５０４への係合が困難となったり、また、無理に係合を行わせようとした場合にアーム部５０１，５０２が外側に開いてしまったり、あるいは一旦係合できたとしても、その後にアーム部５０１，５０２が開き、係合状態が解除されてしまったりする不具合が生じる虞がある。これに対して、逃げ部３１４，３１５を設けた場合、バンド５００が弾性変形することに起因して発生する負勢力によって、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０の結合に緩みが生じがたい構造が得られる。

また、本実施形態によれば、図４に示すように、孔部にボスを嵌合させることで、位置決めと回り止めの構造が得られるので、部品を順次組み付けるだけの簡単な作業でありながら、各部品間の位置関係を正確に決めることができる。また、バンド５００はバネ性を有しており、一旦組み立てた後で、バンド５００を外すことが可能である。バンド５００を外すことで、接触しているだけの各部材を外すことができ、部品の交換やリサイクルが容易となる。例えば、基板にステッピングモータ１００を取り付けた状態において、バンド５００を外し、ロータ４００を取り出すことができる。このロータ４００を取り外すことが可能な構造により、ＯＡ、ＦＡ、車載に限らずあらゆる用途で、分解、リワーク、リサイクルが可能となる。

また、ステッピングモータ１００は、基板に直接取り付けることができるので、省スペース化が可能となる。また、ゴムワッシャ４０４，４０５を採用することにより軸方向におけるガタによる衝撃が吸収される。

また、爪部２１２が、円環部２１０の端面から軸方向に離れた位置に設けられているので、円環部２１０を基板に押し付け接触させた状態において、爪部２１２およびバンド５００のアーム部５０１，５０２が基板上の電子部品と干渉しない構造が得られ、基板上における実装部品のスペースを確保することができる。また、エンドプレート側から見て、アーム部５０１，５０２の先端がフロントプレート２１０の端面（露出面）に至らない位置にあるので、フロントプレート２１０を基板に押し付けた状態において、アーム部５０１のバンド結合部２１１に対する係合を解除でき、バンド５００を外すことができる。

（変形例）
図８（Ａ）には、エンドプレート３１０の他の例が示されている。図８（Ａ）に示す例では、中心近くに隆起部３１６を設け、その外側（径方向外側）を一段低くした円環状の逃げ部３４９としている。また、ボス３１８，３１９を配置し、その部分でバンド５００を支えるようにしている。この例においても、上述した実施形態の場合と同様なバンド５００の変形が可能であり、同様な効果を得ることができる。

図８（Ｂ）には、エンドプレート３１０の他の例が示されている。図８（Ｂ）に示す例では、図８（Ａ）の隆起部３１６の外径を更に大きくした隆起部３５０を設け、際外周の部分を一段低くした円環状の逃げ部３５１としている。この例においても、上述した実施形態の場合と同様なバンド５００の変形が可能であり、同様な効果を得ることができる。

図９（Ａ）および(Ｂ)には、バンド５００において、Ｒ形状に折り曲げた屈曲部５１０，５１１を設けた例が示されている。この場合、屈曲部５１０，５１１がない場合に比較して、アーム部５０１，５０２の軸方向への変位を許容するバンド５００の変形範囲が大きく確保できる。また、弾性変形に起因するアーム部５０１，５０２のフロントプレート２１０を引き寄せる力が作用する方向が、より高い精度で軸方向に沿う方向となるので、フロントプレート２１０とエンドプレート３１０の結合を更に強固にできる。この構造の場合、屈曲部５１０，５１１を設けることで、エンドプレート３１０側に逃げ部３１４，３１５を設けなくても組み付けた状態におけるバンド５００の弾性変形が可能となる余裕が確保される。

図１０（Ａ）および（Ｂ）には、バンド５００において、背面部分５００ａの両側をフロントプレート２１０から離れる方向に折り曲げた折り曲げ部５１２，５１３とした場合の例が示されている。この場合も折り曲げ部５１２，５１３がない場合に比較して、アーム部５０１，５０２の軸方向への変位を許容するバンド５００の変形範囲が大きく確保できる。また、この構造の場合も、エンドプレート３１０側に逃げ部３１４，３１５を設けなくても組み付けた状態におけるバンド５００の弾性変形が可能となる余裕が確保される。

（その他）
外側ステータ２２０，３２０にバンド結合部２１１，２１７およびバンド接触部３１１，３１２が嵌る切欠き部があっても良い。エンドプレート３１０のボス３１３，３１４を孔部５０６，５０６に嵌め込んだ後で、バンド５００にボス３１３，３１４を溶着してもよい。図示する例において、バンド５００は、２点でフロントプレート２１０と係合し、固定されるが、同様な係合構造を３点以上の部分で行なう構造も可能である。エンドプレート３１０側のバンド接触部３１１，３１２に爪部を配置し、バンドをフロント側から装着することで、全体の固定を行なう構造も可能である。また、バンド５００のアーム部５０１，５０２の内側に爪部を設け、バンド結合部２１１，２１７の側にこの爪部が引っ掛かる部分を設ける構造も可能である。

以下、爪部２１２のバリエーションについて説明する。図１１には、周方向から見た爪部とアーム部との係合状態が概念的に示されている。図１１（Ａ）〜（Ｃ）には、爪部２１２におけるアーム部５０１の孔部５０３の縁５０３ａと接触する部分をテーパー形状部６０１とした場合の例が示されている。テーパー形状部６０１は、周方向から見た断面の形状がバンド５００の方向に向かって軸中心から離れる方向に傾斜する形状を有している。この構造によれば、図１１（Ｂ）と図１１（Ｃ）に記載されているように、アキシャル方向の積み重ね部品公差の影響があっても、それがテーパー形状部６０１によって吸収され、ガタの発生が抑えられる。すなわち、アキシャル方向の積み重ね部品公差に起因して、図１１（Ｂ）の状態となっても、あるいは図１１（Ｃ）の状態となっても、テーパー形状部６０１が斜面であるので、爪部２１２に孔部５０３が引っかかった係合状態を維持することができる。

図１１（Ｄ）には、図１１（Ａ）〜（Ｃ）におけるテーパー形状部６０１の軸中心から最も離れた部分に軸方向に張り出した返し部６０２を設けた構造の例である。返し部６０２があることで、爪部２１２に孔部５０３が引っかかった係合状態が解除され難い構造が得られる。

図１１（Ｅ）には、返し部６０３を設けた例が示されている。返し部６０３は、返し部６０２よりも軸方向への突出長が長く設定されている。図１１（Ｆ）には、アキシャル方向の積み重ね部品公差に起因して、図１１（Ｅ）の状態からアーム部５０１の先端がバンド結合部２１１から少し浮いた状態が示されている。このような場合であっても、テーパー形状部６０１の斜面にそってアーム部５０１の先端が移動することで、図１１（Ｆ）に示すように、爪部２１２と孔部５０３との係合状態が維持される。

図１１（Ｇ）には、爪部２１２に軸方向に窪んだ窪み部６０４を設けた例が示されている。この場合、窪み部６０４にアーム部５０１の先端が引っ掛かって係合する。この構造も爪部２１２と孔部５０３との係合状態が解除され難い構造となる。なお、図１１（Ｄ）および（Ｅ）の場合も返し部６０２，６０３を設けることで、その下の部分に窪み部が形成された構造と捉えることができる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

本発明は、ステッピングモータに利用することができる。

１００…ステッピングモータ、２００…フロント側ステータアッシー、２１０…フロントプレート、２１１…バンド結合部、２１２…爪部、２１３…端子部、２１４…端子ピン、２１４ａ…端子ピンの端部、２１４ｂ…端子ピンの端部、２１５…ボス、２１６…基板固定用ボス、２１７…バンド結合部、２１８…端子部、２１９…端子ピン、２２０…外側ステータ、２２１…円環部、２２２…外筒部、２２２ａ…段差部、２２３…極歯、２２４…孔部、２３０…ボビン、２３１…ステータコイル、２３２…端子部、２３３…端子、２４０…内側ステータ、２４１…円環部、２４３…極歯、２４４…孔部、２４５…ボス、３００…エンド側ステータアッシー、３１０…エンドプレート、３１１…バンド接触部、３１２…バンド接触部、３１３…ボス、３１４…逃げ部、３１５…逃げ部、３１６…隆起部、３１８…ボス、３１９…ボス、３２０…外側ステータ、３２１…円環部、３２２…外筒部、３２２ａ…段差部、３２３…極歯、３２４…孔部、３３０…ボビン、３３１…ステータコイル、３３２…端子部、３３３…端子、３４０…内側ステータ、３４１…円環部、３４３…極歯、３４４…ボス、３４５…孔部、３４９…逃げ部、３５０…隆起部、３５１…逃げ部、４００…ロータ、４０１…ロータマグネット、４０２…ロータ部材、４０３…シャフト、４０４…ゴムワッシャ、４０５…ゴムワッシャ、５００…バンド、５００ａ…背面部分、５０１…アーム部、５０２…アーム部、５０３…孔部、５０４…孔部、５０５…孔部、５０６…孔部、５１２…折り曲げ部、５１３…折り曲げ部、６００…プリント基板、６０１…テーパー形状部、６０２…返し部、６０３…返し部、６０４…窪み部。

Claims (11)

1. 第１のプレートと第２のプレートによって軸方向の前後からステータを挟んだ構造を有し、
   前記第１のプレートは、複数のバンド結合部を備え、
   前記第２のプレートの前記第１のプレートと対向する側と反対側には、バンド部が接触し、
   前記複数のバンド結合部は、前記ステータの側面に位置し、前記第２のプレートの側に延在すると共に、外側に係合部を備え、
   前記バンド部は、前記第１のプレートの方向に延在すると共に前記複数のバンド結合部のそれぞれにおける前記係合部に係合する複数のアーム部を備え、前記複数のアーム部の前記係合部への係合により、前記第２のプレートと前記ステータを間に挟んだ状態で、前記第１のプレートと結合しており、
   前記バンド部は弾性変形しており、この弾性変形により、前記複数のアーム部には、前記バンド結合部を前記バンド部の方向に引っ張る力が作用していることを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記第２のプレートには、前記バンド部の前記弾性変形を許容するための逃げ部が設けられてい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. 前記バンド部は、前記第２のプレートの前記第１のプレートに対向する側と反対側の面に接触する第１の部分と、該第１の部分の外縁から軸方向に延在する前記複数のアーム部とを有し、
   前記複数のアーム部と前記第１の部分との境界部分に対向する前記第２のプレートの縁の部分は、面が後退した形状を有し、当該後退した形状の部分が前記逃げ部として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステッピングモータ。
4. 前記ステータと前記第１のプレート、および前記ステータと前記第２のプレートとは凸部と凹部を嵌合させることで位置決めが行われてい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。
5. 前記バンド部と前記バンド結合部の一方に爪部が設けられ、前記バンド部と前記バンド結合部の他方に前記爪部が引っ掛かる引っ掛かり部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
6. 前記爪部における前記引っ掛かり部に接触する部分は、周方向から見た断面の形状が、軸中心から遠い部分が軸方向に張り出した形状を有することを特徴とする請求項５に記載のステッピングモータ。
7. 前記爪部における前記引っ掛かり部に接触する部分は、周方向から見た断面の形状が軸方向に窪んだ形状を有することを特徴とする請求項５または６に記載のステッピングモータ。
8. 前記複数のアーム部は弾性変形が可能な材料により構成されており、前記複数のアーム部を弾性変形させることで、前記バンド結合部に係合させた状態から前記バンド部を取り外すことが可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
9. 前記ステータが筒形状を有し、
   筒形状の前記ステータの内側に回転自在な状態で収められたロータを備え、
   前記ロータと前記第１のプレートの間、および前記ロータと前記第２のプレートの間にゴムワッシャが配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
10. 複数の前記係合部および複数の前記アーム部が、軸方向から見て等角な位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のステップピングモータ。
11. 前記第１のプレートの端面を基板に接触させることで当該基板への取り付けを行なう構造を有し、
    前記係合部が前記第１のプレートの端面から前記第２のプレートの側に離れた位置にあり、前記複数のアーム部の先端が前記第１のプレートの端面に届かない位置にあることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
    
    
    
    
    
    

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