JP3418299B2 - ステッピングモータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
構造に関する。更に詳述すると、本発明は、ステッピン
グモータのステータとモータケースとの固定手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７から図９に示すように、ステッピン
グモータ１０１は、軸方向の一方に開口した開口部を有
するカップ状のモータケース１０２と、該モータケース
１０２の内部に収容され励磁用極歯１０３が軸方向両側
を向くように形成される一組の内ステータ１０４，１０
４と、該内ステータ１０４，１０４の軸方向両側に配設
されると共に励磁用極歯１０５を前記内ステータ１０
４，１０４側に向ける一組の外ステータ１０６，１０６
と、前記一組の内ステータ１０４，１０４とそれぞれ対
向する外ステータ１０６，１０６とにより挟持された巻
線の巻回された巻線ボビン１０７とを備えている。各ス
テータ１０４，１０６の内部にはロータ１０８が挿入さ
れている。

【０００３】そして、ステッピングモータ１０１を組み
立てる際は、モータケース１０２の開口部から巻線ボビ
ン１０７を挿入し、内ステータ１０４，１０４を挿入さ
せて、もう一つの巻線ボビン１０７を挿入して、外ステ
ータ１０６を挿入する。この状態でモータケース１０２
の開口部に地板１０９を嵌め込んで、かしめや接着や溶
着により固着することにより、モータ１０１本体が組み
立てられる。

【０００４】ここで、モータケース１０２と各ステータ
１０４，１０６との嵌め合いが隙間嵌めである場合は、
各ステータ１０４，１０６の内周とロータ１０８との接
触を防止するために各ステータ１０４，１０６のがたつ
き移動の分を考慮して内径を大きく設ける必要がある。
このため、ロータ１０８とステータ１０４，１０６との
ギャップが大きくなってしまい、モータ１０１のトルク
を向上させることができない。

【０００５】このような事態を防止するために、全ての
ステータ１０４，１０６をモータケース１０２に対して
締まり嵌めとしてギャップを極力小さくできるよう、各
ステータ１０４，１０６の外径が設定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようにモータケース１０２と各ステータ１０４，１０
６とが締まり嵌めにより嵌め合わされる場合は、内ステ
ータ１０４，１０４と外ステータ１０６とのうち、外径
の大きなステータ１０４，１０６のみがモータケース１
０２に圧入されることになり、他方のステータは隙間嵌
めとなってしまう。このため、この隙間嵌めされるステ
ータについては、ステータ１０４，１０６とロータ１０
８との接触防止のためステータ１０４，１０６の内径を
大きくしなければならず、モータ１０１の高トルク化が
困難となってしまう。

【０００７】そこで、本発明は、全てのステータがモー
タケースに対して固定されるステッピングモータ及びそ
の製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１の発明は、軸方向の一方に開口した開口部
を有するカップ状のモータケースと、該モータケースの
内部に収容され励磁用極歯が軸方向両側を向くように形
成される一組の内ステータと、該内ステータの軸方向両
側に配設されると共に励磁用極歯を内ステータ側に向け
る一組の外ステータと、一組の内ステータとそれぞれ対
向する外ステータとにより挟持された巻線の巻回された
巻線ボビンとを有するステッピングモータにおいて、内
ステータはモータケースに圧入により固定され、開口部
側の外ステータはモータケースに隙間嵌めにより嵌合さ
れると共にその内周部の中心線が一組の内ステータの内
周部の中心線と一致するように位置決めされてモータケ
ースに固定されるようにしている。

【０００９】したがって、内ステータと開口部側の外ス
テータとは、それぞれモータケースに対して固定され
る。このため、いずれのステータもモータケースに対し
てがたを生じないので、各ステータの内径をロータの外
径より僅かに大きいものとしてもロータと各ステータと
は接触しない。

【００１０】また、請求項２のステッピングモータで
は、開口部側の外ステータは、モータケースに接着また
は溶接またはかしめ等により固定されるようにしてい
る。したがって、外ステータはモータケースに対して確
実に固定される。

【００１１】さらに、請求項３のステッピングモータ
は、外ステータよりモータ外側に隣接して配設されると
共に開口部を閉鎖する地板をモータケースに接着または
溶接またはかしめ等により固定している。したがって、
モータケースに対して地板が固定されるので、モータケ
ースの開口部の振動が防止される。

【００１２】また、請求項４のステッピングモータの製
造方法は、軸方向の一方に開口した開口部を有するカッ
プ状のモータケース内に励磁用極歯が軸方向両側を向く
ように形成される一組の内ステータを圧入により固定し
た後、モータケースに開口部側の外ステータを隙間嵌め
により嵌合し、円筒形状の位置決め治具を内ステータ及
び外ステータの内周に挿入して開口部側の外ステータを
位置決めして、この状態で該外ステータをモータケース
に固定するようにしている。

【００１３】したがって、内ステータと開口部側の外ス
テータとが、それぞれモータケースに対して所定位置に
固定される。このため、いずれのステータもモータケー
スに対して位置決めされると共にがたを生じないので、
各ステータの内径をロータの外径より僅かに大きいもの
としてもロータと各ステータとの接触が防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施形態に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１から図７に示すように、本実施形態の
ステッピングモータ１は、軸方向の一端に開口部２ａを
有するカップ状のモータケース２と、該モータケース２
の内部に収容される一組の内ステータ３，３と、該内ス
テータ３，３の軸方向両側に配設される一組の外ステー
タ４，４と、一組の内ステータ３，３とそれぞれ対向す
る外ステータ４，４とにより挟持される巻線ボビン５，
５とを有している。そして、モータケース２に内ステー
タ３，３のみを圧入により固定すると共に、モータケー
ス２に開口部２ａ側の外ステータ４を接着または溶接ま
たはかしめ等により固定している。

【００１６】モータケース２の周壁には、開口部２ａ側
から切り欠かれた形状の端子用開口部２ｂが形成されて
いる。また、モータケース２の周壁の底側からは励磁用
極歯６が内側に折り返されて、一方の外ステータ４が構
成されている。但し、この外ステータ４を別部材とし
て、モータケース２に外部から取り付けても構わないの
は勿論である。そして、この外ステータ４の内側にほと
んど隙間無く嵌合される円柱形状の図示しない治具を挿
入する。この治具は先端部の中央部に基準突起が形成さ
れ、この基準突起に合わせて底板７をモータケース２の
底部に固定する。この固定は溶着や接着や圧入等の方法
で行われる。

【００１７】内ステータ３，３は、ほぼ円形状の板の中
央部に孔が形成されていると共にその内周縁から軸方向
に沿って同方向に励磁用極歯８が突出した形状とされて
いる。そして、２つの内ステータ３，３の励磁用極歯８
が形成されていない面同士を密着させて固定している。
この固定手段としては、互いに嵌合可能に形成された凹
凸を組み合わせた圧入や接着や溶接等が好ましい。但
し、２つの内ステータ３，３を一体化するものに限ら
ず、それぞれを別体としたものであっても構わない。

【００１８】ここで、内ステータ３の外径はモータケー
ス２の内径よりも僅かに大きくされている。すなわち、
内ステータ３はモータケース２に対して圧入されて固定
されている。なお、２つの内ステータ３，３を別体とし
た場合は、各内ステータ３の外径を等しくしてモータケ
ース２の内径よりも僅かに大きくすることにより、両方
の内ステータ３，３を圧入により固定することができ
る。

【００１９】さらに、各内ステータ３，３の励磁用極歯
８は互いにずれていることが好ましい。そして、内ステ
ータ３がモータケース２に収容されたときに、内ステー
タ３の励磁用極歯８と外ステータ４の励磁用極歯６とが
互い違いにずれるように内ステータ３の収容角度が設定
されている。

【００２０】開口部２ａ側の外ステータ４は、内ステー
タ３と同様に、ほぼ円形状の板の中央部に孔が形成され
ていると共にその内周縁から軸方向に沿って同方向に励
磁用極歯６が突出した形状とされている。この外ステー
タ４の外径はモータケース２の内径よりも僅かに小さく
されている。すなわち、外ステータ４はモータケース２
に対して隙間嵌めにより嵌め込まれている。そして、外
ステータ４がモータケース２に収容されたときに、外ス
テータ４の励磁用極歯６と内ステータ３の励磁用極歯８
とが互い違いにずれるように外ステータ４の収容角度が
設定されている。

【００２１】また、外ステータ４は、モータケース２に
対して溶接により固定されている。固定手段としては、
接着やかしめ等溶接以外の固定手段でも構わない。本実
施形態のモータケース２には端子用開口部２ｂが形成さ
れているため、そのままでは開口部２ａが周方向に広が
り易く地板９をモータケース２にかしめにより固定する
際に十分な保持力を得ることは困難であるが、外ステー
タ４を開口部２ａに溶接等により固定することにより地
板９を開口部２ａにかしめる際の保持力を大きくするこ
とができる。但し、外ステータ４をモータケース２にか
しめにより固定しても構わないのは勿論である。

【００２２】さらに、モータケース２の外ステータ４の
外側には、地板９が嵌め込まれている。地板９は、外ス
テータ４に形成された孔４ａと地板９に形成された突起
９ａとが嵌合することにより位置決めされている。位置
決めの方法は孔４ａと突起９ａとの嵌合に限らず、これ
ら孔４ａ及び突起９ａが形成されずに、地板９の外周縁
がモータケース２の内周面に接触することによって位置
決めされても構わない。

【００２３】そして、地板９とモータケース２とは、溶
接により固定されている。これにより、地板９の振動を
極めて確実に防止できる。但し、固定手段は溶接に限ら
ず、接着またはかしめ等により固定しても構わない。

【００２４】また、内ステータ３と外ステータ４との間
には巻線ボビン５が挟持されている。そして、各ステー
タ３，４の内周側にはロータ１０が隙間嵌めにより挿入
されている。ロータ１０の回転軸１１はモータケース２
の底板７と地板９と各中央部に取り付けられた軸受金具
１２により支持されている。

【００２５】上述したモータ１を組み立てる手順を以下
に説明する。

【００２６】底板７を固定したモータケース２に巻線ボ
ビン５を挿入させる。この巻線ボビン５はモータケース
２の内部の外ステータ４に保持される。そして、内ステ
ータ３，３をモータケース２に挿入して、モータケース
２の底側の外ステータ４と共に巻線ボビン５を挟持させ
る。このとき、内ステータ３はモータケース２内に圧入
により固定される。さらに、モータケース２に巻線ボビ
ン５と外ステータ４とを順に挿入させる。これにより、
この巻線ボビン５は内ステータ３と外ステータ４とに挟
持される。このときは、内ステータ３，３はモータケー
ス２に対して圧入により固定されているのに対して、開
口部２ａ側の外ステータ４はモータケース２に対して隙
間嵌めとなるので位置は決定されない。

【００２７】ここで、図３及び図４に示すように、ロー
タ１０の外径とほぼ等しい外径の円筒形状の位置決め治
具１３を各ステータ３，４の内周に挿入させる。そし
て、開口部２ａ側の外ステータ４を位置決めして、この
状態で外ステータ４をモータケース２に溶接により固定
する。溶接としては、スポット溶接やプラズマ溶接やレ
ーザ溶接等とすることができる。但し、固定手段は溶接
に限らず、接着やかしめ等でも構わない。モータケース
２と外ステータ４との固定が完了してから、位置決め治
具１３を抜き取る。この時点で、各ステータ３，４の内
周部の中心線は一致していると共に、各ステータ３，４
の位置がモータケース２に対して固定されている。そし
て、底板７に軸受金具１２を取り付け、各ステータ３，
４の内周部にロータ１０を挿入させて、回転軸１１を軸
受金具１２に挿入させる。

【００２８】その後、図５に示すように、軸受金具１２
の取り付けられた地板９をモータケース２に嵌め込んで
外ステータ４に密着させる。なお、同図中ではロータ１
０や巻線ボビン５の図示を省略している。このとき、外
ステータ４の孔４ａに地板９の突起９ａを嵌合させる。
これにより、地板９の位置が決定される。したがって、
地板９はモータケース２に対して隙間嵌めとなるもので
あっても、地板９の中心線と各ステータ３，４の中心線
とを一致させることができる。そして、この状態で地板
９をモータケース２に溶接により固定する。但し、固定
手段としては溶接に限らず、接着やかしめ等でも構わな
い。ここで、地板９と外ステータ４とは突起９ａと孔４
ａとの嵌合により位置合わせがなされているので、各固
定手段を施しても地板９の位置がずれてしまうことはな
い。

【００２９】上述したように本実施形態によれば、内ス
テータ３はモータケース２に圧入により固定され、開口
部２ａ側の外ステータ４はモータケース２に溶接等によ
り固定され、また底板７側の外ステータ４はモータケー
ス２と一体的に形成されるので、全てのステータ３，４
がモータケース２に対して固定されることになると共
に、外ステータ４の位置決めはロータ１０の外径とほぼ
等しい外径の位置決め治具１３によりなされる。このた
め、各ステータ３，４にがたつきが生ずることはなく、
しかも位置決め治具１３によりロータ１０に対して適切
な位置に固定されるので、各ステータ３，４の内径をロ
ータ１０の外径よりも僅かに大きい程度に形成しても、
ステータ３，４とロータ１０とが接触することはない。
したがって、各ステータ３，４の内径をロータ１０と接
触しない範囲で極力小さくして、各ステータ３，４とロ
ータ１０とのギャップを小さくすることにより、モータ
１のトルクを向上させることができる。

【００３０】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１のステッピングモータでは、内ステータはモータケー
スに圧入により固定され、開口部側の外ステータはモー
タケースに隙間嵌めにより嵌合されると共にその内周部
の中心線が一組の内ステータの内周部の中心線と一致す
るように位置決めされてモータケースに固定されるよう
にしているので、内ステータと開口部側の外ステータと
が、それぞれモータケースに対して固定される。このた
め、いずれのステータもモータケースに対してがたを生
じないので、各ステータの内径をロータの外径より僅か
に大きいものとしてもロータと各ステータとは接触しな
い。したがって、ステータの内径をロータと接触しない
範囲で極力小さくすることができ、ステータとロータと
のギャップを小さくして、モータの高トルク化を図るこ
とができる。

【００３２】また、請求項２のステッピングモータで
は、開口部側の外ステータは、モータケースに接着また
は溶接またはかしめ等により固定されるようにしている
ので、外ステータはモータケースに対して確実に固定さ
れる。これにより、モータの剛性を大きくすることがで
きる。

【００３３】さらに、請求項３のステッピングモータで
は、外ステータよりモータ外側に隣接して配設されると
共に開口部を閉鎖する地板をモータケースに接着または
溶接またはかしめ等により固定しているので、地板の振
動を防止することができる。そして、地板と外ステータ
とをそれぞれモータケースに固定することにより、モー
タの剛性をさらに大きくすることができる。

【００３４】また、請求項４のステッピングモータの製
造方法は、軸方向の一方に開口した開口部を有するカッ
プ状のモータケース内に励磁用極歯が軸方向両側を向く
ように形成される一組の内ステータを圧入により固定し
た後、モータケースに開口部側の外ステータを隙間嵌め
により嵌合し、円筒形状の位置決め治具を内ステータ及
び外ステータの内周に挿入して開口部側の外ステータを
位置決めして、この状態で該外ステータをモータケース
に固定するようにしているので、内ステータと開口部側
の外ステータとが、それぞれモータケースに対して所定
位置に固定される。このため、いずれのステータもモー
タケースに対して位置決めされると共にがたを生じない
ので、各ステータの内径をロータの外径より僅かに大き
いものとしてもロータと各ステータとの接触を防止でき
る。したがって、ステータの内径をロータと接触しない
範囲で極力小さくすることができ、ステータとロータと
のギャップを小さくして、モータの高トルク化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステッピングモータを示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明のステッピングモータのモータケースと
内ステータと外ステータとを示す分解組立図である。

【図３】各ステータを収容したモータケースに位置決め
治具を取り付ける状態を示す縦断面図である。

【図４】各ステータを収容したモータケースに位置決め
治具を取り付けた状態を示す平面図である。

【図５】各ステータを収容したモータケースに地板を取
り付ける状態を示す縦断面図である。

【図６】ステッピングモータの全体を示す分解組立図で
ある。

【図７】従来のステッピングモータを示す縦断面図であ
る。

【図８】従来のステッピングモータのモータケースと内
ステータと外ステータとを示す分解組立図である。

【図９】従来の外ステータと巻線ボビンとの結合を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ モータ ２ モータケース ３ 内ステータ ４ 外ステータ ５ 巻線ボビン ６ 外ステータの励磁用極歯 ８ 内ステータの励磁用極歯 ９ 地板 １０ ロータ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向の一方に開口した開口部を有する
   カップ状のモータケースと、該モータケースの内部に収
   容され励磁用極歯が軸方向両側を向くように形成される
   一組の内ステータと、該内ステータの軸方向両側に配設
   されると共に励磁用極歯を前記内ステータ側に向ける一
   組の外ステータと、前記一組の内ステータとそれぞれ対
   向する外ステータとにより挟持された巻線の巻回された
   巻線ボビンとを有するステッピングモータにおいて、前
   記内ステータは前記モータケースに圧入により固定さ
   れ、前記開口部側の外ステータは前記モータケースに隙
   間嵌めにより嵌合されると共にその内周部の中心線が前
   記一組の内ステータの内周部の中心線と一致するように
   位置決めされて前記モータケースに固定されることを特
   徴とするステッピングモータ。
2. 【請求項２】 前記開口部側の外ステータは、前記モー
   タケースに接着または溶接またはかしめ等により固定さ
   れることを特徴とする請求項１記載のステッピングモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記外ステータよりモータ外側に隣接し
   て配設されると共に前記開口部を閉鎖する地板を前記モ
   ータケースに接着または溶接またはかしめ等により固定
   したことを特徴とする請求項１または２記載のステッピ
   ングモータ。
4. 【請求項４】 軸方向の一方に開口した開口部を有する
   カップ状のモータケース内に励磁用極歯が軸方向両側を
   向くように形成される一組の内ステータを圧入により固
   定した後、前記モータケースに前記開口部側の外ステー
   タを隙間嵌めにより嵌合し、円筒形状の位置決め治具を
   前記内ステータ及び前記外ステータの内周に挿入して前
   記開口部側の外ステータを位置決めして、この状態で該
   外ステータを前記モータケースに固定することを特徴と
   するステッピングモータの製造方法。