JP2576283B2 - ステップモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステップモータに関し、更に詳細にはその接
続線の固定部分に関するものである。

［従来の技術］ 従来ステップモータとして、回転子128の軸方向に２
個の巻枠148,150を同軸に配置したものが知られている
（例えば特開昭61−4459号公報等）。このようなステッ
プモータにおいて、第17図に示すようにその巻枠148,15
0に巻かれる巻線（各巻線に対し２本ある）148a,150aは
次のように処理される。まず巻線148a,150aの一端がピ
ンに保持された状態で巻枠148,150に前記巻線148a,150a
が周回される。そして最終端がピンに保持されて、その
後巻線148a,150aが切断される。

このようなステップモータに関し本出願人はこの巻線
148a,150aの端部処理として、実願平２−42698号の願書
に添付された明細書及び図面により第18図に示すような
構成を特許出願した。同図において２個の巻枠148,150
の対向面には３本の突部148b,150bが設けられ、その突
部148b,150bが互い違いに重なるようにように配置され
ている。各突部148b,150bには端子ピン154が立設し、前
記巻線148a,150aの端部は上記端子ピンに半田付けされ
る。

これらの巻枠148,150には第16図及び第18図に示すよ
うに多数のくし歯状の磁極136a乃至142aを有するコア13
6乃至142が装着された後同軸に並べられ、硬質樹脂によ
り一体化される。そしてその端子ピン154には、汎用ソ
ケット122が半田付けされる。この汎用ソケット122はモ
ータのフレームに固定されている。

上記構成により、巻線に無理な引っ張り力が加わるこ
とが防止されるとともに手作業による作業工程が削減さ
れ、作業性が大幅に改善される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成のステップモータでは、上記端子ピンは精度
良く一直線上に並ぶことが望ましい。なぜならばこのよ
うに一直線上に端子ピンが並ぶことにより、コネクタと
の接続を流し半田等の処理により自動化することが可能
だからである。しかしながら上記の構成において上記端
子ピンが充分な精度で一直線上に並ばないことが往々に
してあることが判明した。これは上記硬質樹脂による一
体化の処理において両巻枠を並べて圧力を加える際に、
巻枠における巻線が巻かれている部分と巻かれていない
部分との不均一性のため巻枠が撓むからである。

また上記のようなソケットを用いない場合において
も、他の端子ピンの処理の自動化等種々の理由により上
記端子ピンは一直線上に並ぶことが望ましい。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は端子ピンが一直線上に並ぶ様にしたステ
ップモータの構成を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明、巻線が巻装される
とともに端子ピンが立設した複数の突部が形成された複
数の巻枠が、各突部を交互に並べるように重ねて配置さ
れたステップモータであって、上記突部に爪部を設け、
対向する巻枠の爪部が互いに係合するように配置すると
ともに、前記端子ピンは上記爪部が係合した状態におい
て一直線となる位置に立設することを特徴とするもので
ある。

［作用］ 上記構成を有する本発明において、対向する巻枠の突
部に設けられた爪部が互いに引っかかる様に配置されて
いる。つまりこの爪部が各巻枠の位置決めの役割を果た
す。従ってこれらの爪部が係合した状態において両者を
固定すれば、前記端子ピンは一直線に並ぶ。このとき上
記巻枠の固定の際に、各爪部が係合する方向に応力が働
くように各巻枠が僅かに弾性変形した状態であることが
望ましい。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して
説明する。

第２図乃至第４図において、モータケース10は、平帯
状の板材がＣ字筒状に折曲されてなるフレーム12と、こ
のフレーム12の筒部の両端開口部にスポット溶接によっ
て固定された両端板14,16とにより中空状に形成されて
いる。

後方の端板16の内側には軸受部20を保持するためのメ
タルプレート18が取り付けられ、そのメタルプレート18
には保持部18aと円盤部18bが一体に樹脂成形されてい
る。第５図にその正面図を示す。前記保持部18aは後述
するハウジングコネクタ22と同一周形の筒状をなし、こ
のハウジングコネクタ22を嵌入可能である。また前記円
盤部18bには、４カ所に位置決めようの孔18cが設けら
れ、中央に軸受部20を有している。上記メタルプレート
18は、軸受部20を成形型にはめた状態でのインサート成
形等の処理により容易に一工程で作成し得る。

また前方の端板14の内側には、第２図に示すように後
述する固定子26を一体固定するための硬質樹脂（PBT:ポ
リブチレンテレフタレート等）が中央側に延出して構成
されるスペーサ24が介在されている。このスペーサ24の
中央部には軸受25が固定されている。このスペーサ24及
び前記メタルプレート18により固定子26におけるコア3
6,42及び回転子28は前記端板14,16により電気的に離間
している。上記モータケース10の組み立て時に、第６図
にしめすように両端板14,16に電極29が接続された状態
で両端板14,16が加圧される。この加圧によりフレーム1
2に設けられた小突起12aが両端板に押しつけられ電気的
に導通する。この加圧力は上記小突起12aが３分の２ほ
ど潰される程度とする。そして両電極間に電圧が印加さ
れ大電流が流れ、フレーム12に設けられた小突起12aの
位置においてスポット溶接がなされる。このため前記端
板14,16の前記フレーム12とをスポット溶接する際に、
端板14,16と固定子26或いは回転子28が不用意に接触
し、電流が分流して必要な熱量が得られずに溶接不良と
なることが防止される。また同時にスポット溶接時に飛
散する金属粉が固定子26と回転子28との間に入り込むこ
とも防がれる。

両端板14,16の中心部には軸受25,20を介してモータ軸
30回転可能に支持されている。このモータ軸30の軸回り
には、両軸受20,25の間において、永久磁石32よりなる
回転子28がモータ軸30と硬質樹脂34により一体に仮定さ
れている。

この回転子28にはモータ軸30の回りに多数の磁極を有
する円環状の永久磁石32が配置され、その間に硬質樹脂
34が充填されている。永久磁石32には第２図に示すよう
に、その両端面に同心の溝32aが彫られ、前記硬質樹脂3
4はその溝部32aに及んでいる。このため上記硬質樹脂34
の成形直後における収縮により生じる前記モータ軸30と
回転子28外周面との軸心のずれが最小限に抑えられる。
このため回転子28と固定子26の接触等の弊害の発生が抑
えられる。

前記モータケース10内には、その回転子28の外周に沿
って多数個のくし歯状の磁極46を交互に備えた二対のコ
ア36乃至42がモータ軸30の軸線方向に固定状態で配設さ
れている。この磁極46の作用については公知（例えば特
開昭63−39443号公報の第２図）であるのでその詳細な
作用の説明を省く。このコア36乃至42の外周にはＶ字溝
44が形成されている（第７図にコア36,38についてのみ
示す）。各コア36乃至42は、このＶ字溝44の位置を合わ
せた状態において、そのくし歯状の磁極46の位置が適正
な位置となるように予め形成されている。このくし歯状
の磁極46の先端外側は第８図に示すように段差46aが形
成されている。この段差46aは例えばくし歯状の磁極46
厚さが1.0mm程度である場合には奥行き0.3mm程度でくし
歯状の磁極46の先端より0.5mm乃至0.8mm程度低くなるよ
うにプレス加工等により加工してある。

各一対をなすコア36,38及び40,42の間には、第７図に
示すように巻枠48,50がそれぞれ配設されている。これ
ら２個の巻枠48,50は断面がＵ字形をなし、かつそのＵ
字形における開放端が外方へ向くように環状に形成され
ている。そしてこの巻枠48,50のフランジ部には前記コ
アのＶ字溝と同一形状のＶ字溝48a（巻枠50のＶ字溝に
ついては図示せず）が２箇所において形成されている。
各巻枠48,50にはそれぞれ２本のエナメル線よりなる巻
線48c,50cが巻装されている。

この各巻枠48,50には、フレーム12内に装着された状
態において互いに隣接する側壁に端子ホルダ52が形成さ
れる。この端子ホルダ52の構成を第１図及び第９図に示
す。この図面に示すように、この端子ホルダ52はそれぞ
れの巻枠48,50の対向面に設けられた３本の突部48b,50b
により構成されている。この突部48bにおける下より上
側に突設するもの50bに対しては右側に、また上より下
側に突設するもの48bは左側にそれぞれ爪ｃがもうけら
れている。この爪ｃは互いに他方の巻枠48,50に設けら
れた端子ホルダ52の爪ｃと係合可能である。上記端子ホ
ルダ52の位置は前記２箇所のＶ字溝48aの中間の位相に
設けられている。このため各巻枠48,50は個別の型を用
いて樹脂成形される必要はなく、同一型で形成されても
のの一方を反転することにより一組の巻枠の対をなす。
両端子ホルダ52が互いに向いあう向きに巻枠48,50を重
ねた後、両端子ホルダ52を互いに押圧する向きに力を加
えることにより爪ｃが弾性変形して係合固定される。各
端子ホルダ52の各突部48b,50bには、３本の端子ピン54
が立設する。この端子ピン54の立設位置は、前記爪ｃの
延長線（第９図中に一点鎖線で示す）上となっている。
このため両爪ｃの係合位置ににおいてすべての端子ピン
54が一直線上に並べられる。このため後に詳述する硬質
樹脂（前記スペーサとなる）24による一体化の工程時に
これらの組が上下方向より押圧された状態で各爪ｃが互
いに引っかかる方向に巻枠が変形した際、各端子ピン54
が一直線上に並んで固定される。この端子ピン54の立設
間隔は、前記ハウジングコネクタ22のコネクタピン間隔
と等しく構成される。

このように組み込まれたコア36乃至42及び巻枠48,50
の隙間には硬質樹脂（前記スペーサとして働く）24が流
し込まれ、一体固定されている。この工程を以下に説明
する。第10図及び第11図において、まず射出成形装置に
コア36乃至42及び巻枠48,50の組をセットする。この時
コア36乃至42及び巻枠48,50の軸心の位置合わせは射出
成形装置に形成されたコア36乃至42の内形と等しい円柱
状部58a（下側の型58に立設する）にコア36乃至42及び
巻枠48,50及び軸受25の組をセットすることによりなさ
れる。また円周方向の位置合わせは、第11図に示すよう
に前記コア36乃至42及び巻枠48,50の円周上に予め切ら
れた前記Ｖ字溝44,48aに位置決めようスライド62を押し
つけた状態で保持することによりなされる。このＶ字溝
44,48aはこの位置決めようのスライド62を押し当てた時
に無理なく嵌合して各コア36乃至42が僅かに回動してそ
の円周方向位置が補正されるよう、その角度が設定され
ている。またこのスライド62は普段は内側に向かってバ
ネにより付勢状態にあるが、この組をセットする段階で
はソレノイドによりわずかに（0.1mm乃至0.2mm程度）後
退する。つまりこのスライド62に合わせてコアと巻枠の
組をセットすることにより仮位置決めがなされ、つぎに
スライド62を付勢状態とすることによりよコア36乃至42
及び巻枠48,50が個別に回動して本位置決めがなされる
ことになる。そしてその状態により更に上下方向より型
58,64を押し当て、上下方向より圧縮した状態とする。
上側の型64は下側58の型と一体に成形されたストッパ58
bに当接するまで下降し、その状態で溶解した硬質樹脂
（前記スペーサとなる）24が射出孔64aより流し込まれ
る。このストッパ58bは上記のように下側の型58と一体
構造とされているため、その位置精度は充分に高くする
ことが可能である。つまり上記ストッバ58bに上側の型6
4が当接した状態で固定することにより、上下方向の寸
法精度を高くすることが可能となる。上記圧縮によりコ
ア36乃至42及び型58,64間の隙間が潰され、シール手段
が形成される。この圧縮により巻枠48,50のフランジ部
が弾性変形する。このとき巻枠48,50における巻線の巻
装部と巻装されていない部分との不均一性により、爪ｃ
が互いに係合する方向に端子ホルダ52に付勢力が働く。
従って端子ピンは一直線上に並んだ状態となる。

射出孔64aより流し込まれた硬質樹脂（前記スペーサ
となる）24は各部材の隙間に流れ込むが、このシール手
段に阻止され、巻枠48,50の外側に溢れることはない。
この硬質樹脂24が固まることにより各部材が一体化され
る。このとき固定子26は上記端子ピン54が一直線上に並
んだ状態において固められるため、硬質樹脂24の固化後
についても、上記状態が保持される。また下型には前記
メタルプレートの孔18cと係合する突部を形成するため
の凹部が形成されており、一体化された固定子26には、
前記孔18cと係合する突部24aが形成される。この突部18
aが第12図（ａ）に示すように前記メタルプレート18の
孔18aと係合することにより、両者の位置が合わせられ
る。この突部24aはその内側に傾斜部が設けられ、上記
孔18cに挿入し易いように配慮されている。このため突
部24a及び孔18cのそれぞれ外側の辺が互いに接触して位
置合わせがなされるように構成され、内側の辺は僅かに
隙間が設けられている。上記孔18cを貫通してメタルプ
レート18を第12図（ａ）における右側に突出した部分
は、前記端版16をスポット溶接する際に、第12図（ｂ）
に示すように該端版16により圧力がかけれられ押しつぶ
される。そのためスポット溶接後においても、上記メタ
ルプレート18と固定子26は強固に固定される。

前記くし歯状の磁極46に段差46aが形成されていない
場合は、成形後に衝撃等の外力が加わったときに第13図
に示すようにくし歯状の磁極46内側に向かう反りが生じ
ることがある。一般に回転子28と固定子26との隙間が0.
1mm乃至0.2mm程度であるので、上記反りにより両者が接
触し、回転不良となる可能性があった。しかし本実施例
の構成では、くし歯状の磁極46先端に設けられた前記段
差46aに対しても硬質樹脂24が内側より回り込み、その
硬質樹脂24がくし歯状の磁極46を内側から押え込むた
め、くし歯状の磁極46の内側に向かう反りが防しされ
る。

前記ハウジングゴネクタ22は、汎用の形状のものを用
いる。このハウジングコネクタ22は接合面と逆の面に６
本のコネクタピン22aが突出している。これらのコネク
タピン22aは第２図に示すように一方向に対してほぼ直
角に屈曲加工されている。

そしてこのハウジングコネクタ22は、前記保持部18a
の第２図における矢印Ｂの方向より前記コネクタピン22
aの折曲方向をモータの半径方向外側にして挿入され
る。そしてコネクタピン22aが前記端子ピン54と対向、
好ましくは接触した状態で保持される。前記保持部18a
はこの状態でハウジングコネクタ22に対し図中の上下方
向並びに紙面法線方向に対して移動を規制する。このよ
うにハウジングコネクタ22の移動が規制された状態にお
いて、前記対向あるいは接触するコネクタピン22a及び
端子ピン54が半田付けされる。このとき両者は相対的に
固定されている。またこのとき前述のように本発明の構
成を採用しているので、上記端子ピン54は一直線上に並
んでいる。このために流し半田等の手法で専用機械ある
いは汎用の工作ロボットにより容易になし得る。

その半田付けした部分は蓋部68により覆われている。
この蓋部68の形状を第14図を参照して説明する。第14図
において円弧状部70は前記断面Ｃ字状のフレーム12とほ
ぼ同径の円弧状をなし、このフレーム12開口部の第２図
における左側を覆う。この円弧上部70の第14図（ｂ）下
側には、その両端より僅かに内側に下方に延びる突起7
2,74が形成され、その突起72,74先端には外側に向かう
爪72a,74aが形成されている。またこの円弧状部70の第1
4図（ａ）における右側には内部に前記ハウジンコネク
タ22を収納するとともに、その右側が開放された矩形部
76が形成されている。この矩形部76の第14図（ａ）にお
ける左右下には、内側に向かう爪76a,76bが設けられて
いる。この矩形部76内形はほぼハウジングコネクタ22外
形と同一で、上記爪部76a,76bはその上側にハウジング
コネクタ22を保持可能である。これらの爪部76a,76b
は、該ハウジングコネクタ22の第２図におけるメタルプ
レート18の左端より突出した部分下部22bを係止可能と
なるように位置を設定されている。またこの矩形部76の
第14図（ａ）における右端は、その装着時に前記メタル
プレート18の保持部18a左端と接触し、このメタルプレ
ート18の保持部18aと協働してほぼ開口部全域を覆う。

この蓋部68は、前記フレーム12の開口部外側に押し当
てられる。すると各爪72a,74a,76a,76bが弾性変形して
爪76a,76bがハウジングコネクタ22の下部22aを係止し、
爪72a,74aがフレーム12の所定位置12bを係止した状態で
固定される。これらの爪72a,74a,76a,76bがフレーム12
及びハウジングコネクタ22を係止するため強固に保持さ
れる。特に爪75a,76bは円弧状部70を押さえたときに蓋
部全体68が弾性変形して前記矩形部76が浮き上がること
を防止する。

外部電極に接続されるリード線78は前記ハウジングコ
ネクタ22と結合可能な形状を有するポストコネクタ80に
接続される。この装置において異なる長さのリード線78
を備えたポストコネクタ80を多数用意することにより、
異なる複数の用途に対して同一のモータを利用できる。
つまりこの実施例のモータでは、用途に応じてリード線
部分のみを別工程で製造し、本体部分は共通のものを利
用できる。

上記構成を有する本ステップモータにおいて、上記ハ
ウジングコネクタに接続されたポストコネクタのリード
線に適宜駆動パルスを与えることにより、巻線に電流が
流れ、磁力が発生する。この磁力の作用により、回転子
の永久磁石に駆動力が働き回転子が回転する。

また上記実施例では、リード線78部分を利用者に製造
あるいは既製のものより選択してもらうことを前提とし
たが、工場出荷前に取り付けてもよい。またこの場合両
コネクタ22,80を結合した状態で接着したとしても本考
案の技術的思想の範疇である。この場合ではリード線の
組み付け工程を最終工程とすることができるので、他の
工程時にリード線が邪魔になることがないといった効果
もある。

また上記実施例においては、固定子を硬質樹脂により
一体化した例を示したが、本発明はこの構成に限定され
るものでもない。例えば第15図に示すように固定子の周
りを覆うカバーを設け、そのカバーにより各部材の位置
決めを行なうことも可能である。このとき同図に示すよ
うに前記カバーに前記Ｖ字溝と係合する突条を形成して
おけば、円周方向の位置決めも容易となる。このとき前
記爪部ｃが互いに係合する方向に付勢されていることが
望ましく、そのためコアがネジ等の手段により上下方向
より押圧される構成する必要がある。このようにすれ
ば、巻枠の巻線が巻かれた部分と他の部分との付均一性
により、巻枠が弾性変形し、上記方向に付勢力が働く。

また上記実施例では固定子26における樹脂突部24aを
端板16により押し潰す場合について説明したが、予め押
し潰して固定子26メタルプレート18を固着した後に溶接
してもよい。この場合工程数は増えるが、寸法誤差が有
った場合においても上記固着が確実に行えるといった効
果がある。

その他本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が
可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように本発明において
は、ステップモータの巻線が接続される端子ピンが一直
線上に並ぶ。このためそれらの端子ピンのその後の処理
を自動化することが容易となる。またこの端子ピンをそ
のまま利用する場合においても美観に優れ、またその端
子ピンの処理が容易となるといった優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第15図は図面は本発明の一実施例を説明する
もので、第１図は本発明の特徴部分である端子ホルダに
おける突部の爪が係合した状態を説明する説明図、第２
図は本実施例のステップモータの断面図、第３図は本実
施例のステップモータの正面図、第４図は固定子及び回
転子の形状を示す一部破断斜視図、第５図はメタルプレ
ートの形状を示す正面図及び断面図、第６図はフレーム
と両端板のスポット溶接の様子を説明する説明図、第７
図は巻枠及びコアの組み付けの様子を示す分解斜視図、
第８図はくし歯状の磁極の先端に設けられた段差の形状
を示す説明図、第９図は端子ホルダの突部の形状を説明
する説明図、第10図はコア，巻枠及び軸受を一体に固定
する工程を示す説明図、第11図はコア及び巻枠の円周方
向の位置合わせをする工程を示す説明図、第12図はメタ
ルプレートの固定の様子を示す断面図、第13図はくし歯
状の磁極に段差を設けなけった場合の上記磁極の反り様
子を示す一部破断斜視図、第14図は蓋部の形状を示す正
面図及び側面図、第15図は硬質樹脂による回転子の一体
化を行なわない場合の例を示す斜視図である。 また第16図乃至第18図は従来のステップモータを説明す
るもので、第16図は従来のステップモータの固定子の構
成を示す分解斜視図、第17図は従来のステップモータの
正面図、第18図は巻枠及び巻線の様子を示す断面図であ
る。 図中、48は巻枠、48cは巻線、50は巻枠、50cは巻線、54
は端子ピン、54bは突部、ｃは爪部である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻線が巻装されるとともに、端子ピンが立
   設した複数の突部が形成された複数の巻枠が、各突部を
   交互に並べるように重ねて配置されたステップモータで
   あって、 上記突部に爪部を設け、対向する巻枠の爪部が互いに係
   合するように配置するとともに、前記端子ピンは上記爪
   部が係合した状態において一直線となる位置に立設する
   ことを特徴とするステップモータ。