JP2515381Y2 - 減速装置を備えたステッピングモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はプリンター等のOA機器，車両等の電装品に用
いられるステッピングモータに係り、特に積層すること
によって構成されるPM型の減速装置を備えたステッピン
グモータに関する。

［従来の技術］ 従来からモータについては、一般に回転子の回転子軸
を受ける軸受が形成されており、減速装置を備えたモー
タについては、この軸受と減速装置とを組み付け良く構
成する必要がある。そして、減速装置を備えたモータと
しては、ハウジングにモータの構成部品を順次積層して
組み立てるビルドアップ構造が提案されている。例え
ば、外被（ハウジング）のほぼ中心位置に回転子軸を一
体に形成し、この回転子軸を中心として、固定子巻線を
備えた固定子巻線のボビン，ピニオンを具備した回転
子、減速装置等を順次積層する構造が提案されている。

また、２枚の歯車支持板間に、歯車による減速機構部
を備えた減速装置を備えたステッピングモータでは、減
速装置とステッピングモータ部を別個に組み立てて、そ
の後両者を係合させた技術も提案されている。

さらに、各構成部材の組み付けに関しては、積層する
ステータごとに、スポット溶接や、カシメ、さらにはス
テータを構成するステータコアとコイルとを樹脂成形し
たり、インジェクション溶接等の加工が必要とされてい
た。

［考案が解決しようとする課題］ 上述のように、外被（ハウジング）のほぼ中心位置に
回転子軸を一体に形成するということは、ハウジングを
成形する際に困難であり、ことに量産品において製作誤
差無く形成することは加工精度を非常に要求されること
となる。また、この回転子軸に回転子を軸支するため、
回転子を空洞に加工しなければならず、回転子軸との整
合性を含めて製造工程数が多く問題であった。

さらに減速装置とステッピングモータ部を別個に組み
立てる技術では、構成部品を順次積層して組み立てるビ
ルドアップ構造とならず、トランスファラインによって
組み付けることができないこととなり、部品点数も多い
という問題がある。

また積層するステータごとに、スポット溶接や、カシ
メ、樹脂成形やインジェクション溶接等の加工をするこ
とは、工程数の増加とともに、自動組立において障害と
なっていた。

本考案の目的は、積層型の減速装置を備えたステッピ
ングモータにおいて、小型化された減速装置をハウジン
グ内に備え、積層組み立てが容易なステッピングモータ
を提供することにある。

さらに本考案の他の目的は、積層する構成部材間にビ
ス等の固定手段を使用しないステッピングモータの自動
組立に適した減速装置を備えたステッピングモータの提
供にある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記課題を解決するためになされたものであ
り、本考案に係る減速装置を備えたステッピングモータ
は、 ステータ収納部を備えた樹脂製の下側ハウジングと上側
ハウジングとの間でプレートを挾持し、前記下側ハウジ
ングと前記プレートの間に、２つのステータコアでコイ
ルを挾持したステータコア層を複数積層してなるステー
タと、該ステータ内に組み込まれたロータと、前記上側
ハウジングと前記プレートとの間にインターナルギヤ及
びアウターギヤからなる減速装置を介して出力するよう
にしたステッピングモータにおいて、 前記各ステータコアに形成された第１の係合孔と、 前記コイルのボビン両面に形成され、前記第１の係合
孔と係合する突起と、 前記各ステータコアのうち前記下側ハウジングと前記
コイルとに挟まれるステータコアに形成され、前記第１
の係合孔と異なる直径を有して形成された第２の係合孔
と、 前記下側ハウジングのステータ収納部に形成され、第
２の係合孔と係合する係合突起と、 前記下側ハウジングに形成されたハウジング固定用突
起と、前記上側ハウジング及び前記プレートに形成さ
れ、前記ハウジング固定用突起と係合する係合孔と、を
備え、 前記第１の係合孔と前記突起と、前記第２の係合孔と
前記係合突起とはそれぞれ係合され、前記下側ハウジン
グ上に載置されたステータコア層の各部材と、該ステー
タコア層上に順次積層されたプレート、減速装置、上側
ハウジングと、前記上側ハウジングの係合孔から突出し
且つ突出部分が溶着されてなる前記ハウジング用固定用
突起と、からなることを特徴とする。

［作用］ 本考案に係る減速装置を備えたステッピングモータ
は、 各ステータコアに形成された第１の係合孔と、 コイルのボビン両面に形成され、前記第１の係合孔と係
合する突起と、 各ステータコアのうち下側ハウジングとコイルとに挟ま
れるステータコアに形成され、前記第１の係合孔と異な
る直径を有して形成された第２の係合孔と、 前記下側ハウジングのステータ収納部に形成され、第
２の係合孔と係合する係合突起と、 前記下側ハウジングに形成されたハウジング固定用突
起と、上側ハウジング及びプレートに形成され、前記ハ
ウジング固定用突起と係合する係合孔と、を備え、 前記係合孔と前記突起と、前記第２係合孔と前記係合
突起とはそれぞれ係合され、前記下側ハウジング上に載
置されたステータコア層の各部材と、該ステータコア層
上に順次積層されたプレート、減速装置、上側ハウジン
グと、前記上側ハウジングの係合孔から突出し且つ突出
部分が溶着されてなる前記ハウジング固定用突起と、か
らなるので、各ステータコアに形成された第１の係合孔
と、この第１の係合孔と係合するコイルの両面に形成さ
れた突起とが係合して位置合わせができ、ステータコア
の位置合わせが、コイルを中心として行なうことがで
き、周方向を基準としないので、組み付け精度が向上す
る。

また下側ハウジングに形成されたハウジング固定用突
起と、このハウジング固定用突起と係合する係合孔が形
成された上側ハウジングおよびプレートが係合するの
で、固着が一度でできることとなり、各構成部材間の固
定をすることなく、各構成部材を順に積層するだけで、
係合孔と係合突起がそれぞれ所定位置で係合し、位置決
めができる。また固定についても、下側ハウジングの突
起を、組み付けの後、熱カシメするだけで良く、自動組
立に適した構造を提供することができる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する部材，配置等は本考案を限定する
ものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変すること
ができるものである。

第１図及び第２図で示されるように、本例のステッピ
ングモータＭは、２つのハウジング11,12内に、ステー
タを構成するステータコア14,15及びコイル16、プレー
ト18、ロータ軸とロータ本体が一体となったロータ19、
減速装置20を構成するアウターギヤ21及びインターナル
ギヤ22等を組み付けて構成されている。

出力側のハウジング（第１図及び第２図において上
側，以下「上側ハウジング」という）11には、後述する
減速装置20を構成するアウターギヤ21を露出するための
孔11aが形成され、この孔11aの内側下面には、第２図で
示すように、アウターギヤ21の下部ギヤ21aを規制する
リブ11bが形成され、さらに孔11aの内側側部には、イン
ターナルギヤ22を軸支する突軸18bを受ける凹部からな
る軸受部11c、及びインターナルギヤ22を規制するリブ1
1dが形成されている。上記リブ11b及び11dのギヤ側の面
はアール形状に形成されている。この上側ハウジング11
の外側の両側部には、ステッピングモータＭを各種装置
に組み付けるときの係合用位置決め突起11e,11eが側方
に張出すように、形成されている。また上側ハウジング
11の四隅の所定位置に、後述する下側ハウジング12と固
着する取付け用の孔11f,11fが、４か所形成されてい
る。この取付け用の孔11fは、上方から熱カシメが可能
なように、上側ハウジング11における孔11fの部分は、
逃げ部（上方空間部）11gがそれぞれ形成されている。

出力側と反対側に位置するハウジング（第１図及び第
２図において下側，以下「下側ハウジング」という）12
は、延出部12aと、この延出部12aに連続しステータを収
容する円柱状の凹部12bとから構成され、この凹部12bの
中央部には、軸受凹部12cが形成されている。そして円
柱状の凹部12b内の側壁側の底面所定位置には、２箇所
の位置決め用突起12d（一方のみ図示）が形成されてい
る。また上記延出部12aと反対側には、ターミナル13を
位置させるための切欠部12eが形成されている。本例の
位置決め用突起12dは、この下側ハウジング12の上記切
欠部12eに対して所定位置をずらせて形成されている。

また上記ターミナル13を位置させるための切欠部12e
には、ターミナル13を支持する溝部12gが形成され、こ
のターミナル13を支持する溝部12gは、内側の開口幅が
外側の開口幅より大きく形成されている。

本例で用いるターミナル13は、ハウジング12の外に延
出する端部側よりコイル16と連結される内側部分を太く
形成し、上記下側ハウジング12の切欠部12eに形成され
た溝部12gと整合するように、溝部12gの形状に合わせて
構成されている。また下側ハウジング12の四隅の上面に
は、上側ハウジング11の孔11fと係合し、熱カシメして
取着（固着）するための突起12f,12f・・が、４か所に
形成されている。

ステータは凹状ステータコア14,突状ステータコア15,
コイル16から構成された、いわゆるクロポール型構造を
しており、上層Ａ及び下層Ｂの２層のステータコア層か
らなる。これらの上層Ａ及び下層Ｂを構成する各部材は
同一である。つまり組付時において、外側に位置する凹
状ステータコア14は、凹部内側に向けて板金加工により
所定数（本例では６本）の爪（極歯）14aを一定間隔
（本例では60°）で形成し、組付時に内側となる突状ス
テータコア15は、上記爪14aと同数の爪15aが板金加工に
より一定間隔（本例では60°）で形成されている。

上記凹状ステータコア14には、ターミナル13を位置さ
せるための切欠部14bが形成され、また位置決め用の穴1
4c,14dが82.5°及び97.5°の間隔で各２箇所ずつ形成さ
れている。これらの穴14c,14cと穴14d,14dは径を異なら
せて形成され、本例では、穴14cを大径としている。こ
の位置決め用の穴14c,14cは、上記爪14aの位置の壁側に
形成され、この穴14cは、前記下側ハウジング12に形成
された２か所の突起12dと所定位置で係合し、穴14d,14d
は、後述するコイル16のボビン17に形成された２つの突
起と係合する。

上記突状ステータコア15には、180°で対向する２つ
の係合孔15b,15bが爪15a間で7.5°一方の爪側へ偏って
形成され、外周の所定位置、即ち本例では、上記係合孔
15bに対して、積層時の下側ハウジング12の切欠部12e側
へ82.5°の位置に、切欠部15cが２箇所形成されてい
る。これらの係合孔15bは、次に述べるコイル16のボビ
ン17に形成された係合突起17eと嵌合し、切欠部15cは、
ターミナル13の取付け部17cに形成された係合突起17dと
係合する。そしてステータコアの爪（極歯）14aと15aと
の位相差が30°となるように構成する。

本例のコイル16はボビン17と、導線16aと、ターミナ
ル13とからなる。ボビン17はターミナル13を備えた側面
17aと、ターミナル13を有さない側面17bからなり、この
側面17aと17bの間に、導線16aを巻回し、導線端部をタ
ーミナル13に巻き付ける。ターミナル13を備えた側面17
aには、ターミナル13を取着する取付け部17cが形成さ
れ、この取付け部17cの内側方向には、突状ステータコ
ア15の厚さの２倍強の高さの係合突起17dが１つ形成さ
れている。またターミナル13を有する側面17aの上面
（第１図）にも、突状ステータコア15の厚さの２倍強の
高さの突起17eが１つ突設されている。この突起17eの位
置は、本例では、下側ハウジング12の突起17dと同じ位
置に設ける。

ターミナル13を有さない側面17bには、凹状ステータ
コア14の厚みより小さい突起17f,17fが２箇所形成さ
れ、前記凹状ステータコア14に形成された、下側ハウジ
ング12と係合していない穴14d,14dと係合する。そし
て、これらの凹状ステータコア14と突状ステータコア15
でコイル16を挾持するようにする。

本例では、上記のように形成された下層Ｂと上層Ａの
ステータコア層を積層するときに、突状ステータコア15
を背合わせするようにするが、このとき、内側の突状ス
テータコア15同士をダンパ24を介して積層する。ここで
用いられるダンパ24としては、衝撃吸収材等からなる、
例えば波形ダンパを用いる。本例の波形ダンパ24は、所
定位置に、前記係合孔15b及び突起17eと整合する位置
に、２つの係合孔24eが形成されている。そして、突起1
7eと係合して位置決めされる。このように、突状ステー
タコア15間に衝撃吸収材等のダンパを設けているので、
本例のようなステータ，コイル等が積層状態で、成形及
び溶接していない場合に発生する、いわゆる励磁により
コイルが振動してステータコア層どうしで騒音を発する
のを防止することができる。

また、前記上側ハウジング11と下側ハウジング12との
間には、プレート18が配設されている。このプレート18
は、下側ハウジング12と外形がほぼ同一であり、その材
質は炭素を含む材料、例えば本例の場合は、ポリフェニ
レンサルファイト70％、カーボン30％からなり、ロータ
19の軸受を兼ねるものである。つまり、プレート18に
は、ロータ19の軸受となる孔18aが形成され、この孔18a
の側部には、減速装置20を構成するインターナルギヤ22
を軸支する突軸18b及び突軸18bの基部にインターナルギ
ヤ22を支持するボス部18cが形成されている。さらにこ
のボス部18cの側部には、アウタギヤ21を軸支する突軸1
8d及びアウタギヤ21を支持するボス部18eが形成されて
いる。またプレート18の所定位置には、組付けのための
孔18f,18f・・が、４箇所に形成されている。これらの
孔18fは、前記上側ハウジング11の孔11f及び下側ハウジ
ング12の突起12fと整合するように構成されている。

本例のロータ19はプラスチックマグネットからなるロ
ータ本体19aと、このロータ本体19aと一体に形成された
ロータ軸19bとからなる。そしてロータ軸19bの出力側、
即ちプレート18側のロータ軸19bの端部側には、ギヤ部1
9cが形成されている。このギヤ部19cは、次述する減速
装置20のインターナルギヤ22と噛合する。

減速装置20は、それぞれ上下２段のギヤを備えたイン
ターナルギヤ22及びアウターギヤ21とから構成されてい
る。インターナルギヤ22は、プレート18の突軸18b及び
ボス18cで軸支されている。そしてインターナルギヤ22
の下部ギヤ22aは、内周面にロータ19のギヤ部19cより歯
数の多い内歯が刻み込まれて、この下部ギヤ22aとロー
タ軸19b先端のギヤ部19cが噛合する。上部ギヤ22bは、
下部ギヤ22aより歯数が少なく（本例ではギヤ部19cと同
じ）形成され、歯数の多いアウターギヤ21の下部ギヤ21
aと噛合する。アウターギヤ21は、プレート18の突軸18d
及びボス部18eで軸支されており、下部ギヤ21aが上側ハ
ウジング11内に配置され、下部ギヤ21aより歯数の少な
い上部ギヤ21bが上側ハウジング11の孔11aから露出する
ように構成されている。

次に、上述構成からなる各部材の組み付けについて説
明する。組み付けは、先ず下側ハウジング12に、下層ス
テータコアの各構成部材を順次積層し、次に上層ステー
タコアの各構成部材を順次積層する。次に、ロータ19,
プレート18,減速装置20、上側ハウジング11の順に積層
する。以下、各構成部材の組み付けを詳述する。

先ず、下側ハウジング12の中に、凹状ステータコア14
を凹部を上にして載置する。このとき、凹状ステータコ
ア14の切欠部14bを、下側ハウジング12の切欠部12eに向
けると共に、ハウジングの突起12dと、凹状ステータコ
ア14の孔14cを係合させる。このとき、凹状ステータコ
ア14には、穴14cと14dが形成されているが、14cの径の
方が14dより大きいため、組み付け間違いがなく組み付
けできる。次に、コイル16を載置する。このとき、ター
ミナル13を下側ハウジング12の溝部12gに係合すると、
ボビン17に形成された突起17fと、凹状ステータコア14
の穴14dとが係合する。

次に、突状ステータコア15を載設する。このとき、突
状ステータコア15の係合孔15bとボビン17の突起17eとを
合わせると共に、突状ステータコア15の切欠部15cとタ
ーミナル13の取付け部17cに形成された係合突起17dとあ
わせる。このことにより、下層ステータコアの組み付け
は、凹状ステータコア14の各爪14aと、突状ステータコ
ア15の各爪15aは一定間隔（本例では30°）で配置させ
ることができる。

次に、上層ステータコアを組み付けるが、このとき、
波形ダンパ24を上記下層ステータコアを構成する突状ス
テータコア15の上に載置する。そして、突状ステータコ
ア15を、上記と逆向きにして載置する。このときも、突
状ステータコア15の係合孔15bとボビン17の突起17eと
を、波形ダンパ24の係合孔24aを介して合わせると共
に、突状ステータコア15の切欠部15cとターミナル13の
取付け部17cに形成された係合突起17dとあわせることに
よって、突状ステータコア15は、位置決めされる。

さらに、コイル16を載置する。このとき、２つの突状
ステータコア15で、上記ボビン17の突起17eと係合して
いない係合孔15bと、ボビン17の突起17eとを合わせると
共に、突状ステータコア15の切欠部15cとターミナル13
の取付け部17cに形成された係合突起17dをあわせること
によって、突状ステータコア15は、位置決めされる。

次に、凹状ステータコア14を凹部を下にして載置す
る。このとき、凹状ステータコア14の切欠部14bを、下
側ハウジング12の切欠部12eに向けると共に、ボビン17
の突起17f,17fと凹状ステータコア14の孔14dを係合させ
る。このようにすることによって、下層ステータコアと
同様に、上層ステータコアも、凹状ステータコア14の各
爪14aと、突状ステータコア15の各爪15aとを、一定間隔
（本例では30°）で配置させることができ、４つの各ス
テータコアは一定間隔（本例では15°）ずらせた位置で
載置することができる。なお本例では、下層の凹状ステ
ータコアと上層の凹状ステータコアとの位相差は、45°
となる。

そしてロータ19をギヤ19cのないロータ軸側から、ワ
ッシャ23を介して差し込む。

次に、プレート18を載置する。次に、インターナルギ
ヤ22を突軸18bに載置して軸支すると共に、ロータ19の
ギヤ19cと噛合させる。そしてアウターギヤ21を突軸18d
に載置して軸支する。

そして最後に、上側ハウジング11を載設する。このよ
うにすると、突起12fがプレート18の孔18f及び上側ハウ
ジング11の孔11fを通って上方に出る。この部分を熱カ
シメによって上下のハウジングを一体とする。

上記のような構成からなるので、全自動による積層組
み付けが精度良く可能となる。

［考案の効果］ 本考案は上記のように構成されているので、各構成部
品を順次積層して組み付けることができるが、このとき
各ステータコアに形成された第１の係合孔と、この第１
の係合孔と係合するコイルの両面に形成された突起とが
係合して位置合わせができ、また下側ハウジングのステ
ータ収容部に形成された係合突起と第２の係合孔が係合
するので、組み合わせ位置が確定されて、組付け間違い
がない。

このように、各構成部材の位置合わせが、コイルを中
心として行なうことができ、周方向を基準としないの
で、組み付け精度が向上し、位置間違い等を生じること
がない。また各構成部材間の固定をステータごとに、ス
ポット溶接や、カシメ、樹脂成形やインジェクション溶
接等の加工をすることなく組み付けることができ、工程
数を少なくすることができ自動組立に適した構造とな
る。

また下側ハウジングに形成されたハウジング固定用突
起と、この突起と係合する係合孔が形成された上側ハウ
ジングおよびプレートが係合し、組み付けの後、熱カシ
メするだけで良く、上下ハウジング及び各構成部材の固
着が一度でできることとなり、自動組立に適した構造を
提供となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るステッピングモータの分解斜視
図、第２図は縦断面図である。 11……上側ハウジング、12……下側ハウジング、14……
ステータ（凹状ステータコア）、15……ステータ（凸状
ステータコア）、16……ステータ（コイル）、18……プ
レート、18a……孔、18c,18d……支柱（突軸）、19……
ロータ、19a……ロータ本体、19b……ロータ軸、19c…
…ギヤ、20……減速装置、21……アウターギヤ、22……
インターナルギヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐治 英男 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭51−41808（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−101362（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−29781（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータ収納部を備えた樹脂製の下側ハウ
   ジングと上側ハウジングとの間でプレートを挾持し、前
   記下側ハウジングと前記プレートの間に、２つのステー
   タコアでコイルを挾持したステータコア層を複数積層し
   てなるステータと、該ステータ内に組み込まれたロータ
   と、前記上側ハウジングと前記プレートとの間にインタ
   ーナルギヤ及びアウターギヤからなる減速装置を介して
   出力するようにしたステッピングモータにおいて、 前記各ステータコアに形成された第１の係合孔と、 前記コイルのボビン両面に形成され、前記第１の係合孔
   と係合する突起と、 前記各ステータコアのうち前記下側ハウジングと前記コ
   イルとに挟まれるステータコアに形成され、前記第１の
   係合孔と異なる直径を有して形成された第２の係合孔
   と、前記下側ハウジングのステータ収納部に形成され、
   第２の係合孔と係合する係合突起と、 前記下側ハウジングに形成されたハウジング固定用突起
   と、前記上側ハウジング及び前記プレートに形成され、
   前記ハウジング固定用突起と係合する係合孔と、を備
   え、 前記第１の係合孔と前記突起と、前記第２の係合孔と前
   記係合突起とはそれぞれ係合され、前記下側ハウジング
   上に載置されたステータコア層の各部材と、該ステータ
   コア層上に順次積層されたプレート、減速装置、上側ハ
   ウジングと、前記上側ハウジングの係合孔から突出し且
   つ突出部分が溶着されてなる前記ハウジング固定用突起
   と、からなることを特徴とした減速装置を備えたステッ
   ピングモータ。