JP2607477B2 - ステッピングモータのヨークの成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステッピングモータのステータ又はロータ
ーの積層体ヨークの成形方法に関する。特には、積層体
ヨークに形成される極歯面の仕上げ加工方法に関する。

〔従来の技術〕

従来使用されている典型的なステッピングモータの構
造を第４図に示す。図において、ステータ２はプレス加
工で同一形状に加工した磁性体素材を複数枚重ね合わせ
ることで構成されるステータ積層体ヨークと、このステ
ータ積層体ヨークに所定の個数巻装されたコイル１より
構成される。ステータ積層体ヨークには、ステータ極歯
2aがローター５に対向して形成され、その反対側にはロ
ーターケース３に固定支持するための基準面2bが形成さ
れている。ローター５は、ローター磁石とローター積層
体ヨークとにより構成され、シャフト４に固定するため
の基準面5bとローター極歯5aがステータ極歯2aに対向し
て形成されている。

このような構成のステッピングモータにおいて、ステ
ータ極歯2aとローター極歯5aの間のギャップ６は、シャ
フト４が出力軸として正確な角度で回転と停止を間欠的
に行わせるためには、ローター５の回転位置にはよらず
全周において均一であることが必要である。更にこのギ
ャップ６は、コイル１への入力電流を小にして、シャフ
ト４に出力させる保持トルク及び回転トルクを大きくす
るためには、出来るだけ小さいことが必要である。

ステータ極歯2a及びローター極歯5aは第５図に示すよ
うに、基本的に短形歯形状に形成されている。左右の先
端コーナー７は、磁束密度を集中させて、トルクを増大
させ停止角度位置のフラツキを減少させるために、その
形状をシャープに形成することが必要である。

更に、第６図において示されるステータ極歯2a及びロ
ーター極歯5aの先端面８は、極歯間の対向面積であるた
め、表面積はできるだけ大きく、表面粗さもできるだけ
小さいことが望まれる。

このように、極歯先端の形状はステッピングモーター
の性能を大きく左右する。従って、極歯の形状は、ロー
ターとステータの極歯間のギャップを均一で最小とする
ために、それぞれの極歯先端面が垂直であり表面粗さが
小さくなるように形成し、それらが最小のギャップで平
行に対向するように形成しなければならない。また、対
向面積を大きくするために、先端コーナー７をできるだ
けシャープに形成しなければならない。

次に、一般的なステータ及びローターの積層体ヨーク
の形成方法をその工程順に説明する。

（１）磁性材料である素材をプレス抜き加工にて素材の
連続形成をしながらそれを積層固定する。

（２）積層固定力を増し積層隙間を除くために、上下よ
りプレス加工する。

（３）プレス抜き積層固定のままでは、積層位置の微小
ズレがあり、抜面面粗度も悪いために、極歯の位置基準
となる基準面を、切削又は切削加工等で仕上げる。

（４）該基準面を基準として、極歯先端コーナーＲの削
除と極歯先端面の面粗度向上と積層微小位置ズレの補正
のために、回転工具を用いる研削により極歯先端面の仕
上げ加工をする。

（５）極歯仕上げにおいて発生した、極歯先端コーナー
の返りをブラシ加工等で除去する。

尚、（２）の二次加圧工程は（１）に含め連続加工と
することもあり、（３）と（４）の工程を逆に行い極歯
先端面加工の後に極歯基準面加工を行う場合もある。

（４）の工程を第７図乃至第11図を用いてより詳細に
説明する。第７図はプレス抜き直後の積層体ヨークを軸
方向から見た図であり、第８図はその半径に沿った方向
の断面図であり、第９図は半径方向から極歯先端を見た
図である。第７図に示すように、プレス抜きにより成形
された直後の極歯の先端コーナー７は、シャープなエッ
ジではなく、大きなＲが形成されている。また、第８図
に示すように、先端面８も面ダレ９が発生し、垂直な平
面が形成されていない。従って、第９図に示すように、
先端面８の垂直な平面部は大変小さくなっている。

そこで、このような極歯先端の形状を整え、先端面８
の垂直な平面部を大きくするために、仕上げ加工が行わ
れている。従来の仕上げ加工は、モータの回転軸と同軸
で回転する回転工具を用いて行われていた。

第10図と第11図は、回転工具により仕上げ加工された
後の先端面８を示している。第10図は回転工具の半径が
小さく、第７図と第８図の点線Ｉで示す半径で研削した
場合であり、第11図は点線IIの大きな半径で研削した場
合を示す。

第10図で示すように、点線Ｉの半径で研削した場合
は、かえり10は小さいが、面ダレ９と先端コーナー７の
Ｒが完全に除去されないために、先端面８の垂直な平面
部の面積は小さい。一方、第11図に示すように、大きな
半径IIで研削した場合は、先端面８の垂直な平面部の面
積は大きくできるものの、かえり10が大きくなり、かえ
り10を十分に除去しなければモータ性能は良くならな
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように、従来は極歯の先端面をプレス抜
き加工の後に、回転工具により面仕上げしていたため
に、面ダレ部を除去するように大きな半径で切削する
と、大きなかえりが発生し、このかえりを除去するため
にもう１つの工程を必要とした。また、かえりを小さく
するために、小さな半径の回転工具で切削すると先端面
の垂直な平面部の面積を十分に大きくできないという問
題があった。

本発明の目的は、上記実情に鑑みなされたもので、極
歯先端面の垂直な平面部の面積を十分に大きくできて、
しかもかえりが全く発生しない積層体ヨークの仕上げ加
工方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は、極歯を有す
るステッピングモータの積層体ヨークをプレス抜き加工
した後に仕上げ加工を施し成形する方法において、積層
体ヨークをその積層方向に挟持した状態で、極歯先端面
の面仕上げをプレス抜きの方向と反対方向にシェービン
グ加工して行うことを特徴とする。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。前述
したように、上方向よりプレス抜き加工し積層固定され
たシェービングされる前の積層体の極歯部は、第７図及
び第９図に示される形状に形成されている。

第１図は、本発明による極歯先端面をシェービング仕
上げ加工する状態を示す要部縦断面である。図におい
て、積層体ヨーク11のシェービング方向はプレス外形抜
き方向と反対方向であり、従って面ダレの方向と反対と
なっている。ステータ又はローターである積層体ヨーク
11をダイス13上に位置決めし、上型が下降し先ずワーク
押エ14が積層体ヨーク11を固定する。ワーク押エ14は圧
縮バネによってその背部を付勢され、シェービング加工
中の積層体ヨーク11をダイス13に押圧する。上型の下降
が進むと、上型に固定されたパンチ12が積層体ヨーク11
の外内径をシェービング仕上げ加工する。

第２図及び第３図は、第１図に示した方法によるシェ
ービング仕上げ加工後の極歯の断面と先端面をそれぞれ
示している。第２図に示されているように、面ダレは、
その方向と反対方向からのシェービングにより、切削さ
れると同時に塑性変形して矯正される。従って、第３図
に示すように先端面８は、磁性体素板の断面積に一致
し、最大の面積となる。また、先端コーナー７も直線と
なる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明は、プレス抜き
加工で成形されたステッピングモータのヨークの磁性体
素板の極歯の面仕上げを、複数の磁性体素板を加工積層
した状態で、プレス抜きの方向と逆の方向からシェービ
ング加工することで、極歯の先端面を垂直で大きな面積
とし、モータ性能を向上することを可能とする。また、
従来のように、大きなバリの発生がないために、バリ取
り工程が不要となるため生産コストを低くすることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による仕上げ加工工程を説明するため
のシェービング仕上げ加工断面図を示す。第２図は第１
図に示す実施例によるシェービング加工仕上げ後の極歯
先端部の断面図を示し、第３図は第２図と同様に第１図
に示す実施例によるシェービング加工仕上げ後の極歯先
端部の部分平面図を示す。第４図は一般的ステッピング
モータの概略断面図であり、第５図はそのステータヨー
ク及びローターヨークの極歯の平面図を示し、第６図も
同様にヨークの極歯の斜視図を示す。図７及び図８はプ
レス外形抜き直後のヨークの極歯の平面図と断面図を示
し、第９図はその先端面の平面図を示す。第10図及び第
11図は従来の仕上げ加工法による極歯の先端面の平面図
を示す。 2a……ステータ極歯、5a……ローター極歯、７……先端
コーナー ８……先端面、９……面ダレ、10……カエリ、 11……積層体ヨーク、12……パンチ、13……ダイス。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】極歯を有するステッピングモータの積層体
   ヨークをプレス抜き加工した後に仕上げ加工を施し成形
   する方法において、積層体ヨークをその積層方向に挟持
   した状態で、極歯先端面の面仕上げをプレス抜きの方向
   と反対方向にシェービング加工して行うことを特徴とす
   るステッピングモータのヨークの成形方法。