JP3941655B2

JP3941655B2 - ステップモータ

Info

Publication number: JP3941655B2
Application number: JP2002297327A
Authority: JP
Inventors: 秀行中根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004135427A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステップモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上ケースと下ケースとを組み合わせてなるケースにステータおよびロータを内蔵して構成されたステップモータであって、プリント基板その他の取付部材にケースを取り付けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２４３５６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述の上ケースに、下ケースに形成されたケース位置決め用ピンが挿入されるケース位置決め用穴が形成され、かつ、上ケースに、取付部材に形成された取付部材位置決め用穴に挿入される取付部材位置決め用ピンが形成されている場合には、以下のような問題が生じることが分かった。
【０００５】
すなわち、ステップモータの製造過程において、複数の上ケースをパーツフィーダで自動供給する場合等、複数の上ケースが接触する場合がある。このような場合には、図５に示すように、上ケース１０の取付部材位置決め用ピン１２が、他の上ケース１０のケース位置決め用穴１０ｂに填り込んで絡み合ってしまうという問題が生じる。
【０００６】
特に、パーツフィーダ内で絡み合ってしまった場合には、絡まった状態の上ケース１０がパーツフィーダから排出されずに滞留してしまうといった不具合や、絡まった状態の上ケース１０がパーツフィーダ内で詰まってしまうといった不具合が生じてしまう。
【０００７】
なお、ケース位置決め用ピン２３とケース位置決め用穴１０ｂとの関係においてピンと穴が逆に形成され、かつ、取付部材位置決め用穴Ｐ２と取付部材位置決め用ピン１２との関係においてピンと穴が逆に形成された場合においても、上ケース１０の取付部材位置決め用穴に、他の上ケース１０のケース位置決め用ピンが填り込んで絡み合ってしまうという問題が生じることが分かった。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、ステップモータの製造過程において複数のケースが絡み合ってしまうことを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１ケース（１０）と第２ケース（２０）とを組み合わせてなるケースにステータ（３０）およびロータ（４０）を内蔵して構成され、ケースを取付部材（Ｐ）に取り付けるようにしたステップモータにおいて、第１ケース（１０）には、第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用円形ピン（２３）が挿入されるケース位置決め用円形穴（１０ｂ）が形成されており、また、第１ケース（１０）には、取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用円形穴（Ｐ２）に挿入される取付部材位置決め用円形ピン（１２）が形成されており、取付部材位置決め用円形ピン（１２）の外径寸法（ｄ１）を、ケース位置決め用円形穴（１０ｂ）の内径寸法（Ｄ２）よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１０】
これにより、ステップモータの製造過程において、第１ケース（１０）の取付部材位置決め用円形ピン（１２）が、他の第１ケースのケース位置決め用円形穴（１０ｂ）に填り込んでしまうことを防止でき、ひいては複数のケースが絡み合ってしまうことを防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、第１ケース（１０）には、第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用ピン（２３）が挿入されるケース位置決め用穴（１０ｂ）が形成されており、また、第１ケース（１０）には、取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用穴（Ｐ２）に挿入される取付部材位置決め用ピン（１２）が形成されており、取付部材位置決め用ピン（１２）の形状を、ケース位置決め用穴（１０ｂ）に挿入不可となる形状にしたことを特徴とする。
【００１２】
これにより、ステップモータの製造過程において、第１ケース（１０）の取付部材位置決め用ピン（１２）が、他の第１ケースのケース位置決め用穴（１０ｂ）に填り込んでしまうことを防止でき、ひいては複数のケースが絡み合ってしまうことを防止できる。
【００１３】
なお、第１ケース（１０）に形成された取付部材位置決め用のピン（１２）を穴とし、取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用の穴（Ｐ２）をピンとすれば、複数の第１ケース（１０）が絡み合ってしまうことを防止できる。しかしながら、取付部材（Ｐ）がプリント配線板である場合等のように、取付部材（Ｐ）にピンを形成することが困難な場合がある。そこで、請求項３に記載の発明のように取付部材（Ｐ）がプリント配線板である場合に、請求項１または２に記載の発明を適用して好適である。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、第１ケース（１０）には、第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用円形穴に挿入されるケース位置決め用円形ピンが形成されており、また、第１ケース（１０）には、取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用円形ピンが挿入される取付部材位置決め用円形穴が形成されており、ケース位置決め用円形ピンの外径寸法を、取付部材位置決め用円形穴の内径寸法よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１５】
これにより、ステップモータの製造過程において、第１ケース（１０）の取付部材位置決め用円形穴に、他の第１ケースのケース位置決め用円形ピンが填り込んでしまうことを防止でき、ひいては複数のケースが絡み合ってしまうことを防止できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、第１ケース（１０）には、第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用穴に挿入されるケース位置決め用ピンが形成されており、また、第１ケース（１０）には、取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用ピンが挿入される取付部材位置決め用穴が形成されており、ケース位置決め用ピンの形状を、取付部材位置決め用穴に挿入不可となる形状にしたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、ステップモータの製造過程において、第１ケース（１０）の取付部材位置決め用穴に、他の第１ケースのケース位置決め用ピンが填り込んでしまうことを防止でき、ひいては複数のケースが絡み合ってしまうことを防止できる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態は、車両用指針計器の回動内機に本発明のステップモータを適用したものであり、この計器は、ステップモータＭ、プリント配線板Ｐ及び指針Ｓを備えている。
【００２１】
ステップモータＭは、樹脂製の上ケース１０と樹脂製の下ケース２０とを組み合わせてなるケースを備えており、図１は上ケース１０の側面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は下ケース２０を上ケース１０側から見た上面図である。なお、上ケース１０は上記特許請求の範囲に記載の第１ケースに相当し、下ケース２０は第２ケースに相当するものである。
【００２２】
ステップモータＭは、プリント配線板Ｐにその裏面側から支持されている。また、後述する指針軸５１ａは、上ケース１０のボス部１１に設けられた貫通穴１１ａ、プリント配線板Ｐの貫通穴Ｐ１および目盛り盤の貫通穴部を通り回動可能に延出している。なお、プリント配線板Ｐは、目盛り盤の裏面側にてこれに並行に配設されている。
【００２３】
ボス部１１には強度リブ１１ｂが形成されており、強度リブ１１ｂはプリント配線板Ｐの貫通穴Ｐ１に嵌合している。また、上ケース１０のうちプリント配線板Ｐ側の面には、プリント配線板Ｐに形成された配線板位置決め用円形穴Ｐ２に挿入される配線板位置決め用円形ピン１２が形成されている。この配線板位置決め用円形ピン１２を配線板位置決め用円形穴Ｐ２に挿入することで、上ケース１０をプリント配線板Ｐの所定位置に位置決めする。
【００２４】
本実施形態では配線板位置決め用円形穴Ｐ２および配線板位置決め用円形ピン１２を１つずつ形成しているが、本発明の実施にあたり、これらの穴Ｐ２およびピン１２を複数形成するようにしてもよい。
【００２５】
また、上ケース１０には、開口部１０ａの周囲に沿って延びるリブ１３が形成されており、下ケース２０には、開口部２０ａの周囲に沿って延びるリブ２１が形成されている。そして、上ケース１０のリブ１３の外周面を下ケース２０のリブ２１の内周面に填め合わせることにより、下ケース２０を上ケース１０に組み合わせている。
【００２６】
さらに、上ケース１０には係合部１４が形成されており、下ケース２０の係合フック２２を弾性変形させながら係合部１４に係合させることにより、下ケース２０を上ケース１０に係合させている。
【００２７】
また、上ケース１０には、下ケース２０に形成されたケース位置決め用円形ピン２３が挿入されるケース位置決め用円形穴１０ｂが形成されている。ケース位置決め用円形ピン２３およびケース位置決め用円形穴１０ｂは複数形成されており、本実施形態ではそれぞれ２つずつ形成されている。また、ケース位置決め用円形穴１０ｂは、リブ１３に対して開口部１０ａの反対側に位置している。
【００２８】
そして、上ケース１０のうち、配線板位置決め用円形ピン１２の外径寸法ｄ１を、ケース位置決め用円形穴１０ｂの内径寸法Ｄ２よりも大きく設定している。具体的には、本実施形態のピン１２外径寸法ｄ１は２．０ｍｍに設定され、穴１０ｂの内径寸法Ｄ２は１．８ｍｍに設定されている。
【００２９】
因みに、下ケース２０のケース位置決め用円形ピン２３の外径寸法ｄ３は、ピン１２の外径寸法ｄ１よりも小さく設定されており、本実施形態のピン２３の外径寸法ｄ３は１．８ｍｍに設定されている。
【００３０】
また、ステップモータＭは、上ケース１０と下ケース２０とを組み合わせてなるケースに、図４に示すステータ３０、ロータ４０および減速歯車列５０を内蔵して構成されている。そして、ロータ４０の回転に伴う減速歯車列５０の減速回転により、この減速歯車列５０の出力段歯車５１（後述する）と同軸的に支持した指針軸５１ａを回動する。
【００３１】
ステータ３０は、上ケース１０内にて目盛り盤１０に平行に支持されており、このステータ３０は、ヨーク３１と、両界磁巻線３２とを備えている。ヨーク３１は、ポール状の両磁極３１ａの他いくつかの磁極を備えており、各磁極３１ａのそれぞれに界磁巻線３２が巻装されている。
【００３２】
マグネットロータ４０は、ヨーク３１内に位置してこのヨーク３１と共に磁気回路を形成するように、後述する回転軸４１ａに同軸的に支持されており、このマグネットロータ４０の外周面には、その周方向に沿い、Ｎ極４１とＳ極４２とが交互に多数着磁して形成されている。なお、軸受け穴４３ａは、上ケース１０の軸部１５および下ケース２０の軸部２４に、指針軸５１ａに平行にかつ回転可能に支持されている。
【００３３】
そして、互いに位相を９０度にする余弦波状駆動電圧及び正弦波状駆動電圧が対応の各界磁巻線３２に印加されると、これら各界磁巻線３２に流れる電流により対応の磁極３１ａに余弦波状及び正弦波状磁束が発生し、マグネットロータ４０がヨーク３１との間に磁気回路を形成して正転する。この正転は指針Ｓの時計方向への回転に相当する。
【００３４】
減速歯車列５０は、上述した出力段歯車５１および中間歯車５２、５３を備えており、これらの歯車５１、５２、５３および上述した入力段歯車３５は、ロータ４０の回転速度を所定の低速に落とすような減速比となるように構成されている。
【００３５】
中間歯車５２、５３の軸受け穴５２ａは、上ケース１０の軸部１６および下ケース２０の軸部２５に、指針軸５１ａに平行にかつ回転可能に支持されている。また、指針軸５１ａ両端部のうち指針Ｓと反対側の端部は、下ケース２０の軸受け穴２６に回転可能に支持されている。
【００３６】
なお、界磁巻線３２と接続されたターミナルが上ケース１０内からプリント配線板Ｐに向けて突出するように設けられており、図２中の符号１７はターミナルを配置する貫通穴を示すものである。
【００３７】
指針Ｓは、その回動基部Ｓ１にて、指針軸５１ａの先端部に支持されて図示しない目盛り盤の表面に沿い回動するようになっている。この指針Ｓは、盛り盤の円弧状目盛り部の全範囲に亘り回動するようになっている。
【００３８】
次に、ステップモータＭの組み付け手順を簡単に説明すると、はじめに、パーツフィーダにより、上ケース１０を１つずつ組み付け作業場所に供給する。このとき、開口部１０ａが上側となるように上ケース１０を供給する。その後、開口部１０ａから上ケース１０内にステータ３０、ロータ４０を組み付け、各歯車４３、５２、５３の軸受け穴４３ａ、５２ａに上ケース１０の各軸部１５、１６を組み付け、指針軸５１ａを貫通穴１１ａに挿入する。その後、下ケース２０を上ケース１０の上方から上ケース１０に組み付けて、係合部１４に係合フック２２を係合させる。
【００３９】
このようにして組み付けられたステップモータＭは、配線板位置決め用円形ピン１２を配線板位置決め用円形穴Ｐ２に挿入して位置決めしつつ、ボス部１１をプリント配線板Ｐの貫通穴Ｐ１に嵌合する。その後、指針Ｓの回動基部Ｓ１を指針軸５１ａの先端部に圧入する。また、プリント配線板Ｐのスルーホールに挿入されたターミナルを半田付けしてプリント配線に接続する。
【００４０】
以上により、本実施形態によれば、配線板位置決め用円形ピン１２の外径寸法ｄ１を、ケース位置決め用円形穴１０ｂの内径寸法Ｄ２よりも大きく設定しているので、ステップモータＭの製造過程において、上ケース１０をパーツフィーダで供給する際に、上ケース１０の配線板位置決め用円形ピン１２が、他の上ケースのケース位置決め用円形穴１０ｂに填り込んでしまうことを防止でき、ひいては複数の上ケース１０がパーツフィーダ内で絡み合ってしまうことを防止できる。
【００４１】
（他の実施形態）
図１〜図４に示す上記実施形態では、本発明の取付部材をプリント配線板Ｐに適用しているが、本発明の取付部材はプリント配線板Ｐに限られるものではなく、その場合には、上記実施形態におけるケース位置決め用円形穴１０ｂとケース位置決め用円形ピン２３との関係においてピンと穴を逆に形成し、配線板位置決め用円形穴Ｐ２と配線板位置決め用円形ピン１２との関係においてピンと穴を逆に形成してもよく、上ケース１０に形成されたケース位置決め用円形ピンの外径寸法を、上ケース１０に形成された配線板位置決め用円形穴の内径寸法よりも大きく設定すれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
なお、ケース位置決め用円形ピンを上ケース１０に形成した場合には、ステップモータＭの組み付け作業において、開口部１０ａから上ケース１０内にステータ３０、ロータ４０および減速歯車列５０等を組み付ける際に、ケース位置決め用円形ピンが組み付け作業の邪魔となるため作業性が悪いのに対し、ケース位置決め用円形ピンを下ケース２０に形成した場合には、上記組み付けの作業性を良好にできる。
【００４３】
また、図１〜図４に示す実施形態では、各ピン１２、２３および穴１０ｂ、Ｐ２を円形としているが、本発明の各ピン１２、２３および穴１０ｂ、Ｐ２は円形に限られるものではなく、例えば、三角形、四角形等、あらゆる形状を採用できる。そして、配線板位置決め用ピン１２および配線板位置決め用穴Ｐ２との形状と、ケース位置決め用ピン２３およびケース位置決め用穴１０ｂとの形状を異なる形状にして、配線板位置決め用ピン１２の形状を、ケース位置決め用穴１０ｂに挿入不可となる形状にすれば、図１〜図４に示す実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
なお、各ピン１２、２３および穴１０ｂ、Ｐ２を円形とした場合には、上ケース１０および下ケース２０を樹脂成形するにあたり、各ピン１２、２３および穴１０ｂ、Ｐ２の成形精度を良好にできる。また、各ピン１２、２３および穴１０ｂ、Ｐ２の径が小さい場合には、円形とした場合の方が樹脂成形性を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るステップモータの上ケースを示す側面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１の上ケースに組み合わさる下ケースを示す上面図である。
【図４】図１の上ケースおよび図３の下ケースに内蔵される、ステータ、ロータおよび減速歯車列等を示す斜視図である。
【図５】従来のステップモータに備えられた２つの上ケースが絡み合った状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…上ケース（第１ケース）、１０ｂ…ケース位置決め用円形穴、
１２…配線板位置決め用円形ピン（取付部材位置決め用円形ピン）、
２０…下ケース（第２ケース）、２３…ケース位置決め用円形ピン、
３０…ステータ、４０…ロータ、
ｄ１…取付部材位置決め用円形ピンの外径寸法、
Ｄ２…取付部材位置決め用円形穴の内径寸法
Ｐ…プリント配線板（取付部材）、
Ｐ２…配線板位置決め用円形穴（取付部材位置決め用円形穴）。

Claims

第１ケース（１０）と第２ケース（２０）とを組み合わせてなるケースにステータ（３０）およびロータ（４０）を内蔵して構成され、前記ケースを取付部材（Ｐ）に取り付けるようにしたステップモータにおいて、
前記第１ケース（１０）には、前記第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用円形ピン（２３）が挿入されるケース位置決め用円形穴（１０ｂ）が形成されており、
また、前記第１ケース（１０）には、前記取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用円形穴（Ｐ２）に挿入される取付部材位置決め用円形ピン（１２）が形成されており、
前記取付部材位置決め用円形ピン（１２）の外径寸法（ｄ１）を、前記ケース位置決め用円形穴（１０ｂ）の内径寸法（Ｄ２）よりも大きく設定したことを特徴とするステップモータ。
第１ケース（１０）と第２ケース（２０）とを組み合わせてなるケースにステータ（３０）およびロータ（４０）を内蔵して構成され、前記ケースを取付部材（Ｐ）に取り付けるようにしたステップモータにおいて、
前記第１ケース（１０）には、前記第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用ピン（２３）が挿入されるケース位置決め用穴（１０ｂ）が形成されており、
また、前記第１ケース（１０）には、前記取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用穴（Ｐ２）に挿入される取付部材位置決め用ピン（１２）が形成されており、
前記取付部材位置決め用ピン（１２）の形状を、前記ケース位置決め用穴（１０ｂ）に挿入不可となる形状にしたことを特徴とするステップモータ。
前記取付部材（Ｐ）がプリント配線板であることを特徴とする請求項１または２に記載のステップモータ。
第１ケース（１０）と第２ケース（２０）とを組み合わせてなるケースにステータ（３０）およびロータ（４０）を内蔵して構成され、前記ケースを取付部材（Ｐ）に取り付けるようにしたステップモータにおいて、
前記第１ケース（１０）には、前記第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用円形穴に挿入されるケース位置決め用円形ピンが形成されており、
また、前記第１ケース（１０）には、前記取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用円形ピンが挿入される取付部材位置決め用円形穴が形成されており、
前記ケース位置決め用円形ピンの外径寸法を、前記取付部材位置決め用円形穴の内径寸法よりも大きく設定したことを特徴とするステップモータ。
第１ケース（１０）と第２ケース（２０）とを組み合わせてなるケースにステータ（３０）およびロータ（４０）を内蔵して構成され、前記ケースを取付部材（Ｐ）に取り付けるようにしたステップモータにおいて、
前記第１ケース（１０）には、前記第２ケース（２０）に形成されたケース位置決め用穴に挿入されるケース位置決め用ピンが形成されており、
また、前記第１ケース（１０）には、前記取付部材（Ｐ）に形成された取付部材位置決め用ピンが挿入される取付部材位置決め用穴が形成されており、
前記ケース位置決め用ピンの形状を、前記取付部材位置決め用穴に挿入不可となる形状にしたことを特徴とするステップモータ。