JP2590630B2 - モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステップモータに関
し、更に詳細にはその巻線の固定部分のカバー部材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は先にこのようなステップモー
タに関し、図１６乃至図１８に示す巻線１４８ａ，１５
０ａ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実用新案登録出願し
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。

【０００３】これらの巻枠１４８，１５０には図１６及
び図１８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１３６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、汎用コネクタ１２２が半田
付けされる。この汎用コネクタ１２２はモータの低面位
置を覆うフレームに固定されている。

【０００４】この様なステップモータの側面を覆う側面
フレームは、一枚の金属板を湾曲させて断面Ｃ字状に加
工したものであるが、その軸方向に延びる溝状の空隙部
の一端からは前記コネクタ１２２が突出する。

【０００５】この様な構成を有するステップモータのコ
ネクタ１２２は端子部カバーがかぶせられる。この端子
部カバーは、コネクタ部を覆うコネクタ収納部と、他端
側の溝部を覆う溝部カバーを有する。そしてこの端子部
カバーは接着により前記側面フレームに取り付けられて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様に端子部カバーを接着により取り付けた場合、十分な
強度が得られないことがその後の研究で判明した。特に
溝部カバーの位置を強く押すと、てこの原理によりコネ
クタカバーの位置が浮き上がる方向に強い応力を発生す
る。

【０００７】また上記のように接着によりコネクタカバ
ーを取り付けた場合には、その取り付け工程を機械化す
ることが困難で、製造コストを低く抑えることができな
いといった問題点があった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的は十分な強度を持ち、且つ製造コ
ストを低く抑えることが可能なモータの構成を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータは、巻枠に対して相対的不動に取り付
けられた端子保持部と、帯状の空隙部が形成され、前記
巻枠の側面を覆うモータカバーとを有し、前記端子保持
部を前記帯状の空隙部の一端より突出させたモータであ
って、前記端子保持部の突出部を覆うとともに、該保持
部よりの浮き上がりを防止するべく該保持部に係合する
第１係合爪が形成された保持部収納部と、前記空隙部の
他端側を覆うとともに前記モータカバーの端部と係合す
る第２係合爪を備えた溝部カバーを備えた保持部カバー
を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明のモータにおいて、
巻枠に巻かれた巻線は端子保持部に取り付けられる。こ
の端子保持部は巻枠に対して相対的に不動に固定され
る。そして前記巻枠の周囲をモータカバーが取り付けら
れる。このモータカバーは帯状の空隙部が形成されてい
るがこの空隙部の一端には、前記端子保持部が突設す
る。そしてこの端子保持部及び空隙部を覆う保持部カバ
ーが取り付けらる。この保持部カバーは第１係合爪によ
り前記端子保持部と係合するため端子保持部より浮き上
がることはない。

【００１１】

【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。

【００１２】図２乃至図４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
ト溶接によって固着された両端板１４，１６とにより中
空状に形成されている。

【００１３】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。図５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。

【００１４】また前方の端板１４の内側には、図２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３６，４２及び回転子２
８は前記端板１４，１６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、図６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と前記フレーム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ぐことができる。

【００１５】両端板１４，１６の中心部には軸受２５，
２０を介してモータ軸３０が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により一体に固定されている。

【００１６】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
には図２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３４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。

【００１７】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
の図２）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（図７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の先端外側は図８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
の厚さが１．０ｍｍ程度である場合には奥行き０．３ｍ
ｍ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。

【００１８】各一対をなすコア３６，３８及び４０，４
２の間には、図７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４
８，５０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４８，５
０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。

【００１９】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
図１４及び図９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。

【００２０】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、同一型で形成された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５
２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（図９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５
４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。

【００２１】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。図１０及び図１１におい
て、まず射出成形装置にコア３６乃至４２及び巻枠４
８，５０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５
８ａ（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、図１１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。

【００２２】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、上下方向より圧縮された
状態とする。

【００２３】上側の型６４は下側５８の型と一体に成形
されたストッパ５８ｂ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
上記ストッパ５８ｂに上側の型６４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。

【００２４】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１８
ｃ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１８ａが図１２
（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。

【００２５】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１
８ｃを貫通してメタルプレート１８の図１２（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、図１２（ｂ）に示すように該端版１６によ
り圧力がかけられ押しつぶされる。そのためスポット溶
接した後においても、上記メタルプレート１８と固定子
２６は強固に固定される。

【００２６】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
たときに図１３に示すようにくし歯状の磁極４６に内側
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止される。

【００２７】前記ハウジングコネクタ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は図２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。

【００２８】そしてこのハウジングコネクタ２２は、前
記保持部１８ａの図２における矢印Ｂの方向より前記コ
ネクタピン２２ａ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。

【００２９】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の形状を図１を参照して説明
する。図１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１
２開口部の図２における左側を覆う。この円弧上部７０
の図１（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７２，７４が形成され、その突起７２，７
４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の図１（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。

【００３０】この矩形部７６の図１（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の図２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の図１（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。

【００３１】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，７
６ｂ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。この様
に構成することにより、前記開口部に外側より前記蓋部
６８を押し当てるのみで取り付けれるため、機械化が容
易である。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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
したとしても本発明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。

【００３５】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。例えば図１５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とする必要がある。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。

【００３６】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にメタルプレート
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。

【００３７】その他本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のモータにおいては、保持部カバーを接着する必要
が無いので、この取り付けの工程を容易に機械化できる
とともに、第１係合爪の作用により保持部収納部が強固
に端子保持部に固定されるため、十分な強度を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は蓋部の形状を示す正面図である。 （ｂ）はその側面図である。

【図２】本実施例のステップモータの断面図である。

【図３】本実施例のステップモータの正面図である。

【図４】固定子及び回転子の形状を示す一部破断斜視図
である。

【図５】メタルプレートの形状を示す正面図ある。

【図６】フレームと両端板のスポット溶接の様子を説明
する説明図である。

【図７】巻枠及びコアの組み付けの様子を示す分解斜視
図である。

【図８】くし歯状の磁極の先端に設けられた段差の形状
を示す説明図である。

【図９】端子ホルダの突部の形状を説明する説明図であ
る。

【図１０】コア，巻枠及び軸受を一体に固定する工程を
示す説明図である。

【図１１】コア及び巻枠の円周方向の位置合わせをする
工程を示す説明図である。

【図１２】メタルプレートの固定の様子を示す断面図で
ある。

【図１３】くし歯状の磁極に段差を設けなかった場合の
上記磁極の反りの様子を示す一部破断斜視図である。

【図１４】端子ホルダにおける突部の爪が係合した状態
を説明する説明図である。

【図１５】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。

【図１６】従来のステップモータの固定子の構成を示す
分解斜視図である。

【図１７】巻枠及び巻線の様子を示す断面図である。

【図１８】従来のステップモータの正面図である。

【符号の説明】

１２ フレーム（モータフレーム） ２２ ハウジングコネクタ（端子保持部） ４８ 巻枠 ５０ 巻枠 ６８ 蓋部（保持部カバー） ７０ 円弧状部（溝部カバー） ７２ａ 爪（第２の係合爪） ７４ａ 爪（第２の係合爪） ７６ 矩形部（保持部収納部） ７６ａ 爪（第１の係合爪） ７６ｂ 爪（第１の係合爪）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻枠に対して相対的不動に取り付けられ
   た端子保持部と、帯状の空隙部が形成され、前記巻枠の
   側面を覆うモータカバーとを有し、前記端子保持部を前
   記帯状の空隙部の一端より突出させたモータであって、
   前記端子保持部の突出部を覆うとともに、該端子保持部
   よりの浮き上がりを防止するべく該端子保持部に係合す
   る第１係合爪が形成された保持部収納部と、前記空隙部
   の他端側を覆うとともに前記モータカバーの端部と係合
   する第２係合爪を備えた溝部カバーを備えた保持部カバ
   ーを有することを特徴とするモータ。