JP4078230B2

JP4078230B2 - モータの製造方法、およびモータ

Info

Publication number: JP4078230B2
Application number: JP2003060936A
Authority: JP
Inventors: 仁志務台; 幸弘林
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: CN1300916C; JP2004274856A; CN1533015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータケースの内部に複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたモータの製造方法、およびモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモータは、モータケースと、このモータケース内で複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたステータと、このステータの内側に配置されたロータとを有している。複数枚のステータコアは、胴部にコイルが巻回されたコイルボビンを軸線方向における両側から挟むように配置され、この状態で、ステータコアに形成されている極歯は、コイルボビンの内周面において周方向に並んだ状態にある。
【０００３】
このようなステッピングモータにおいて、モータの角度精度やノイズ特性を高めるには、磁気回路を構成する各ステータコアのラジアル方向における位置精度を高める必要がある。
【０００４】
このため、従来は、ステータコア、およびモータケースを各々高い寸法精度で製造することにより、モータケース内に各ステータコアを配置した状態でステータコアのラジアル方向における位置が揃うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステッピングモータに対しては、モータの角度精度やノイズ特性をさらに向上することが要求されている一方、ステータコア、およびモータケースの寸法ばらつきを完全になくすことは不可能である。このため、ステータコア、およびモータケースの寸法精度だけでステータコアのラジアル方向における位置精度を高める方法では、モータ特性をこれ以上、向上するのは困難であるという問題点がある。とりわけ、ステッピングモータを小型化、薄型化した場合には、ステータコア、およびモータケースの寸法精度だけでステータコアのラジアル方向における位置精度を高めることは極めて困難である。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、モータケース内で各ステータコアの位置を合わせることにより、モータ特性のさらなる向上を図ることのできるモータの製造方法、およびモータを提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、モータケースと、該モータケース内で複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたステータと、該ステータの内側に配置されたロータとを有し、前記複数枚のステータコアは、胴部にコイルが巻回されたコイルボビンを軸線方向における両側から挟むように配置されているモータの製造方法において、前記モータケースの側面に、前記複数枚のステータコアの各々においてラジアル方向に鍔状に張り出す各コア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とを形成しておき、前記モータケース内に前記ステータを配置した後、前記第１の開口部および前記第２の開口部で前記複数枚のステータコアの各々の前記コア外周端部をラジアル方向に両側から同時に押圧して前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整することを特徴とする。
【０００８】
従来であれば、モータケース内でステータを配置した後、ステータコアの位置を合わせることができなかったのに対して、本発明では、モータケースの側面に対して複数枚のステータコアの各々のコア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とを形成しておき、モータケース内にステータを配置した後、第１の開口部および第２の開口部から複数枚のステータコアのコア外周端部をラジアル方向に両側から押圧してステータコアの位置を調整するため、各ステータコアの位置を高い精度で確実に調整することができる。従って、モータ特性のさらなる向上を図ることができる。また、モータケースの側面部に第１の開口部および第２の開口部を形成した分、モータケースの肉厚に相当する分、モータの径を小さくできるという利点がある。
【００１１】
このように構成した場合には、前記第１の開口部および前記第２の開口部の各々で前記複数のステータコアの各コア外周端部を同時に押圧可能な第１の押圧板および第２の押圧板を備えた位置調整具によって、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整することが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整した後、前記複数のステータコアと前記モータケースとを固定することが好ましい。このように構成すると、複数枚のステータコアを高い位置精度に保持できるので、モータの信頼性が向上する。
【００１３】
本発明において、前記複数枚のステータコアを前記モータケースに固定するにあたっては、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整した後、前記第１の開口部および前記第２の開口部の内周縁部分で前記複数枚のステータコアと前記モータケースとを溶接することが好ましい。
【００１４】
また、本発明では、モータケースと、該モータケース内で複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたステータと、該ステータの内側に配置されたロータとを有し、前記複数枚のステータコアは、胴部にコイルが巻回されたコイルボビンを軸線方向における両側から挟むように配置されているモータにおいて、前記モータケースの側面には、前記複数枚のステータコアの各々においてラジアル方向に鍔状に張り出す各コア外周端部をラジアル方向に両側から同時に押圧して前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整するために、各コア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とが形成されており、前記第１の開口部および前記第２の開口部の内周縁部分で前記複数枚のステータコアと前記モータケースとが溶接されていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成したモータでは、モータケース内でステータコアの位置を調整した後、ステータコアとモータケースとを溶接できる。それ故、ステータコアを高い精度で位置合わせした状態を維持できるので、モータの信頼性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用したステッピングモータ、およびその製造方法を説明する。
【００１７】
（ステッピングモータ）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、本例のステッピングモータを示す正面図、左側面図、右側面図および底面図である。図２は、図１のステッピングモータの内部構造を示す半断面図である。
【００１８】
これらの図に示すように、ステッピングモータ１は、モータケース２と、このモータケース２内に配置されたステータ３と、ステータ３の内側に配置されたロータ４とを有している。ロータ４は、回転軸４１と、回転軸４１の基端側に取り付けられた永久磁石４２を備えている。
【００１９】
モータケース２は、上下方向（軸線方向）に連結された上ケース２３および下ケース２４から構成されている。上ケース２３は、上面２３１にコの字形状のフレーム２３２が取り付けられ、このフレーム２３２には、回転軸４１の先端を回転可能に支持するスラストベアリング２３３が取り付けられている。下ケース２４には、下面２４１に円環状のキャップ部２４２が形成され、このキャップ部２４２には、ロータ４の永久磁石４２が通る内孔の円形開口２４３が形成されている。円形開口２４３は、ステッピングモータ１を組み立てる際、モータケース２内にロータ４を回転軸４１の先端側から通すときの入口になっており、円形開口２４３には、回転軸４１の基端側を回転可能に支持するスライドベアリング２４４が嵌るようになっている。スライドベアリング２４４は、キャップ部２４１に被せられた金属製のカップ状カバー２４５の底部で切り起こされた板ばね２４６によって回転軸４１に向けて押圧される。
【００２０】
ステータ３は、胴部にコイルが巻回された第１のボビン３１および第２のボビン３２と、第１のボビン３１を上下から挟むように配置された第１のステータコア５１および第２のステータコア５２と、第２のボビン３２を上下に挟むように配置された第３のステータコア５３よび第４のステータコア５４とを備えている。第１および第２のボビン３１、３２は、各ステータコア５１、５２、５３、５４で挟まれた状態で、モータケース２内において、軸線方向に重ねて配置されている。
【００２１】
このようにしてモータケース２内にステータ３が配置された状態で、第１ないし第４のステータコア５１、５２、５３、５４にそれぞれ形成された複数の極歯５５は、第１および第２のボビン３１、３２を軸線方向に貫通するロータ挿通穴の内周面に沿って周方向に並んだ状態にある。
【００２２】
なお、第１のボビン３１および第２のボビン３２の半径方向外側には基板３３が取り付けられており、この基板３３に各ボビン３１、３２のコイル巻線の端末が接続されるようになっている。
【００２３】
ここで、第１ないし第４のステータコア５１、５２、５３、５４の外径寸法は、第１および第２のボビン３１、３２の外径寸法に比べると大きいため、ステータ３において、第１ないし第４のステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における外周端部が最も外周側に位置している。
【００２４】
このように構成したステッピングモータ１において、本形態では、モータケース２の側面には、ラジアル方向で相対向する部分が切り欠かれて第１の開口部２１と第２の開口部２２とが形成されている。このため、モータケース２は、底面からみると小判形状をしている。従って、ステッピングモータ１の外径寸法は、モータケース２の側面を切り欠いた分、薄型化されている。
【００２５】
また、第１の開口部２１および第２の開口部２２からは、第１および第２のボビン３１、３２のラジアル方向で対向する部分、およびステータコア５１、５２、５３、５４においてラジアル方向で対向する部分の外周端部が露出している。本形態では、後述するように、第１の開口部２１および第２の開口部２２からステータコア５１、５２、５３、５４の外周端部が露出している構造を利用して、ステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を揃える。また、図１（Ｂ）、（Ｃ）にＰ１〜Ｐ３で示すように、モータケース２と、ステータコア５１、５２、５３、５４とを第１および第２の開口部２１、２２の内周縁部分で溶接し、固着する。
【００２６】
（ステッピングモータの製造方法の概略説明）
図３（Ａ）ないし（Ｄ）は、図１に示すステッピングモータ１の組み立て手順を示す説明図である。
【００２７】
図３（Ａ）に示すように、図１に示すステッピングモータ１を組み立てるにあたっては、第１および第２のステータコア５１、５２の間に挟んだ第１のボビン３１と、第３および第４のステータコア５３、５４の間に挟んだ第２のボビン３２とを重ねてステータ３を構成する。
【００２８】
次に、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、ステータ３を上ケース２３および下ケース２４で上下から挟んでモータケース２を組み立てる。モータケース２の側面における対向する部分には、第１および第２の開口部２１、２２が形成されており、第１および第２の開口部２１、２２からは、ステータ３の一部が露出した状態となっているので、詳しくは後述する位置調整工程を行い、ステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を揃えてから、ステータコア５１、５２、５３、５４をモータケース２に溶接固定する。
【００２９】
次に、図３（Ｄ）において、モータケース２にロータ４を下ケース２４のキャップ部２４１の側から挿入し、回転軸４１の先端を上ケース２２のフレーム２３２に取り付けたスラストベアリング２３３で支持し、回転軸４１の基端を下ケース２４のキャップ部２４１に取り付けたスライドベアリング２４４で支持する。スライドベアリング２４４をキャップ部２４１にカップ状カバー２４５を嵌めて下ケース２に固定し、図１に示すステッピングモータ１が完成する。
【００３０】
（ステータコア５１〜５４の位置合わせ）
図４（Ａ）ないし（Ｃ）は、ステッピングモータ１のステータコア５１、５２、５３、５４の位置調整に用いる位置調整治具の説明図である。図５は、図４の位置調整治具を用いてモータケース２内のステータコア５１、５２、５３、５４の位置を揃える様子を拡大して示す説明図である。
【００３１】
本形態では、図３（Ｃ）に示すように、モータケース２内にステータ３を配置した後、図４に示す位置調整治具６を用いて、ステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を揃える。
【００３２】
このような調整に用いる位置調整治具６は、図４（Ａ）に示すように、本体部分６１と、本体部分６１の上面に直立するセンタピン６２と、センタピン６２の両側に平行に配置された一対の第１および第２の押圧板６３、６４とを有している。
【００３３】
第１および第２の押圧板６３、６４は、モータケース２の第１および第２の開口部２１、２２よりもやや小さめに形成されている。また、第１および第２の押圧板６３、６４は各々、腕部分６５、６６の一方の端部６５ａ、６６ａに回転可能に取り付けられている。ここで、腕部分６５、６６は各々、長手方向における中心部分が本体部分６１に対してピン６８、６９で止められており、これらのピン６９、６９を中心に回転可能である。また、腕部分６５、６６の他方の端部６５ｂ、６６ｂの側は、外側に広がるようにコイルばね６７によって付勢されている。このため、第１および第２の押圧板６３、６４は、それぞれ内側に付勢された状態にある。この状態において、第１および第２の押圧板６３、６４の間隔は、ステータコア５１、５２、５３、５４の外周端部を両側から押圧可能な寸法になっている。
【００３４】
腕部分６５、６６の他方の端部６５ｂ、６６ｂは、本体部分６１からプッシュボタン状に突き出ている。このため、腕部分６５、６６における端部６５ｂ、６６ｂを押すと、図４（Ｂ）に示すように、コイルばね６７が圧縮されるとともに、腕部分６５、６６がピン６８、６９を中心に回転し、第１および第２の押圧板６３、６４の間隔が広がる。
【００３５】
このように構成した位置調整治具６を用いてステータコア５１、５２、５３、５４の位置合わせを行うには、図４（Ｂ）に示すように、腕部分６５、６６の他方の端部６５ｂ、６６ｂを押して、第１および第２の押圧板６３、６４の間隔を広げ、この状態の位置調整治具６に対して、図３（Ｃ）に示すようにステータ３を収納したモータケース２を下ケース２４の側からセンタピン６２を通して本体部分６１の上面にセットし、しかる後に、腕部分６５、６６の他方の端部６５ｂ、６６ｂを解放する。その結果、図４（Ｃ）に示すように、コイルばね６７によって、腕部分６５、６６がピン６９、６９を中心に回転し、第１および第２の押圧板６３、６４の間隔が狭まる。
【００３６】
それにより、モータケース２内では、センタピン６２によって、ステータコア５１、５２、５３、５４およびコイルボビン３１、３２の中心が合わせられ、かつ、この状態で、図５に示すように、コイルばね６７の付勢力によって、第１および第２の押圧板６３、６４は、第１および第２の開口部２１、２２で露出しているステータコア５１、５２、５３、５４の外周端部を両側から同時に押圧して、ステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を同時に揃える。
【００３７】
しかる後には、例えば、図１（Ｂ）、（Ｃ）にＰ１〜Ｐ３で示すように、モータケース２と、ステータコア５１、５２、５３、５４とを第１および第２の開口部２１、２２の内周縁部分で溶接し、固着する。
【００３８】
（本形態の効果）
このように本形態ステッピングモータ１、およびその製造方法では、モータケース２の側面に対してステータコア５１、５２、５３、５４の各々のコア外周端部を露出させる第１および第２の開口部２１、２２を形成しておき、モータケース２内にステータ３を配置した後、第１および第２の開口部２１、２２からステータコア５１、５２、５３、５４のコア外周端部をラジアル方向に同時に押圧してステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を揃える。このため、各ステータコア５１、５２、５３、５４の位置を高い精度で確実、かつ、容易に揃えることができる。従って、ステッピングモータ１のディテントトルクの減少、角度精度の向上およびノイズ低減などといった諸特性を向上することができる。また、モータケース２の側面部に第１および第２の開口部２１、２２を形成した分、モータケース２の肉厚に相当する分、モータの径を小さくできるという利点がある。
【００３９】
しかも、本形態では、モータケース２の側面の相対向する部分に２つの開口部２１、２２を形成したので、ステータコア５１、５２、５３、５４のコア外周端部を両側から押圧してステータコア５１、５２、５３、５４のラジアル方向における位置を揃えることができる。それ故、ステータコア５１、５２、５３、５４の位置をより高い精度に確実に、かつ、容易に揃えることができる。
【００４０】
また、ステータコア５１、５２、５３、５４の位置を揃えるにあたって、第１および第２の開口部２１、２２の各々でステータコア５１、５２、５３、５４の各外周端部を同時に押さえる第１および第２の押圧板６３、６４を備えた位置調整具６を用いたので、ステータコア５１、５２、５３、５４の位置を確実に、かつ、容易に揃えることができる。
【００４１】
しかも本形態では、モータケース２内でステータコア５１、５２、５３、５４の位置合わせを行った後、ステータコア５１、５２、５３、５４とモータケース２とを第１および第２の開口部２１、２２の開口縁で溶接できるので、ステータコア５１、５２、５３、５４を高い精度で位置合わせした状態を維持できる。それ故、ステッピングモータ２の信頼性が向上する。
【００４２】
（その他の実施の形態）
上記の例では、各ステータコア５１、５２、５３、５４の位置を揃えているが、ステッピングモータ１の特性によっては、各ステータコアの位置をずらしてステッピングモータを組み立てることが必要な場合がある。そのような場合には、位置調整治具６の第１および第２の押圧板６３、６４を各ステータコアをずらして位置決めする形状に変更することにより、各ステータコア５１、５２、５３、５４を意識的にずらして位置決めすることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、モータケースの側面に対して複数枚のステータコアの各々のコア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とを形成しておき、モータケース内にステータを配置した後、第１の開口部および第２の開口部から複数枚のステータコアのコア外周端部をラジアル方向に両側から押圧してステータコアのラジアル方向における位置を揃えるため、各ステータコアの位置を確実に揃えることができる。従って、モータ特性のさらなる向上を図ることができる。また、モータケースの側面部に開口部を形成した分、モータケースの肉厚に相当する分、モータの径を小さくできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ、本発明を適用したステッピングモータの正面図、左側面図、右側面図および底面図である。
【図２】図１のステッピングモータの内部構造を示す半断面図である。
【図３】（Ａ）ないし（Ｄ）はそれぞれ、図１に示すステッピングモータの組み立て手順を示す説明図である。
【図４】（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、図１のステッピングモータにおけるステータコアの位置合わせに用いる位置調整治具の説明図である。
【図５】図４の位置調整治具を用いて位置合わせされるモータケース内のステータコアを示す拡大説明図である。
【符号の説明】
１ステッピングモータ
２モータケース
３ステータ
４ロータ
６位置調整治具
２１第１の開口部
２２第２の開口部
２３上ケース
２４下ケース
３１第１のボビン
３２第２のボビン
４１回転軸
５１第１のステータコア
５２第２のステータコア
５３第３のステータコア
５４第４のステータコア
６２センタピン
６３第１の押圧板
６４第２の押圧板
６５、６６腕部分
６７コイルばね

Claims

モータケースと、該モータケース内で複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたステータと、該ステータの内側に配置されたロータとを有し、前記複数枚のステータコアは、胴部にコイルが巻回されたコイルボビンを軸線方向における両側から挟むように配置されているモータの製造方法において、
前記モータケースの側面に、前記複数枚のステータコアの各々においてラジアル方向に鍔状に張り出す各コア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とを形成しておき、
前記モータケース内に前記ステータを配置した後、前記第１の開口部および前記第２の開口部で前記複数枚のステータコアの各々の前記コア外周端部をラジアル方向に両側から同時に押圧して前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整することを特徴とするモータの製造方法。
請求項１において、前記第１の開口部および前記第２の開口部の各々で前記複数のステータコアの各コア外周端部を同時に押圧可能な第１の押圧板および第２の押圧板を備えた位置調整具によって、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整することを特徴とするモータの製造方法。
請求項１または２において、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整した後、前記複数枚のステータコアと前記モータケースとを固定することを特徴とするモータの製造方法。
請求項３において、前記複数枚のステータコアを前記モータケースに固定するにあたっては、前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整した後、前記第１の開口部および前記第２の開口部の内周縁部分で前記複数枚のステータコアと前記モータケースとを溶接することを特徴とするモータの製造方法。
モータケースと、該モータケース内で複数枚のステータコアが軸線方向に重ねて配置されたステータと、該ステータの内側に配置されたロータとを有し、複数枚の前記ステータコアは、胴部にコイルが巻回されたコイルボビンを軸線方向における両側から挟むように配置されているモータにおいて、
前記モータケースの側面には、前記複数枚のステータコアの各々においてラジアル方向に鍔状に張り出す各コア外周端部をラジアル方向に両側から同時に押圧して前記複数枚のステータコアのラジアル方向における位置を調整するために、各コア外周端部をラジアル方向における相対向する部分で露出させる第１の開口部と第２の開口部とが形成されており、
前記第１の開口部および前記第２の開口部の内周縁部分で前記複数枚のステータコアと前記モータケースとが溶接されていることを特徴とするモータ。