JPH0670483U - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般、産業用ステッピングモータにおいて、
樹脂等のケースとステータとの固定を部品点数の増加
や、寸法の増大なく行うことができる小型で優れた特性
を持つステッピングモータを提供する。 【構成】 軸受を挿入したスリーブを荷重を与えるバネ
部８ｂと、軸受に予圧を与えるバネ部８ａとの２種類の
バネ特性を有する複合予圧バネ８を用い、バネ部８ａは
従来の予圧バネと同様の作用をし、バネ部８ｂにてステ
ータ３に嵌合されたスリーブ７に軸方向の予圧を与え、
ステータの固定を行うことにより、樹脂ケースとステー
タとの固定を部品点数の増加や寸法の増大なく行うこと
ができ、小型で優れた特性を持つステッピングモータが
得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、一般、産業用に使用されるステッピングモータに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

近年、カーエレクトロニクスの発展とともに自動車用にはアクチュエータとし 、様々なモータが搭載されるようになった。その中でも自動車用の各種制御をア クティブかつ細かくコントロールするために、ハイブリッドタイプのステッピン グモータも搭載されだしている。また機器の軽量化に伴い、部品であるモータに も同様の要望があり、小型化、樹脂化等により対応している。

【０００３】 この種のモータは、コイルを巻装した固定子（ステータ）と、その内部に回転 可能に軸支持された回転子（ロータ）を備え、コイルに通電することでロータに トルクが発生し回転する。

【０００４】 従来このハイブリッドタイプのステッピングモータは、ステータとロータの隙 間（以下エアギャップと称す）を５０μｍ前後と、大変小さくしていることが構 造上の特徴の一つである。そのために、ロータとステータの軸ズレが大きいとモ ータの発生トルクの不均一、振動、ステータとロータがあたる、ロックするなど 様々な弊害の発生が考えられる。また、ステータがケースに対して回転したり、 ガタがあって動いたりすると正常な動作ができなくなる。

【０００５】 特に、軽量化によりモータケースに樹脂を用いる場合、この軸ズレが大きくな らず前述の５０μｍ程度のエアギャップを保つこと、また金属のステータと樹脂 製のケースとの確実な固定に留意する必要がある。

【０００６】 以下に従来のステッピングモータについて説明する。図８は従来のステッピン グモータのモータ構造を示すものである。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ −０断面図である。２１は樹脂ケース、２２はカバー、２３はステータ、２５は ロータである。２４はこのロータ２５の軸受である。２６は軸方向にバネ性のあ る予圧バネである。

【０００７】 以上のように構成されたステッピングモータについて、以下その構造について 説明する。まず、本モータは樹脂ケース２１にステータ２３を圧入することによ りステータとケースの固定を行っている。そして、ロータ２５は軸受２４を介し て樹脂ケース２１とカバー２２に支持されてステータ２３との５０μｍ程度のエ アギャップを保っている。なお、予圧バネ２６は軸受２４に軸方向に予圧を与え ることにより、軸受内部のガタを減少させ適切な動作を行うために必要なもので ある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のステッピングモータの構造においてステータの固定を樹 脂ケースに金属のステータを圧入することにより実現すると、ケースの強度確保 のために樹脂ケースに肉厚が必要となり、モータの外形寸法が大きくなり、小型 化に反する結果となる。

【０００９】 またモータの温度上昇や使用環境の温度差により、金属のステータと樹脂ケー スの熱膨張率の違いにより、しめ代寸法が大きいとケースにクラックの発生や割 れ、しま代寸法が小さいとケースとステータにガタが生じる。このガタが、ロー タとステータの軸ズレとなり前述の様々な弊害を起こし、モータが正常な動作が できなくなることが考えられる。このように自動車などの用途では、温度差や振 動等の苛酷な条件下で信頼性が低いという問題点を有していた。

【００１０】 本考案は上記課題を解決するもので、小型軽量な樹脂ケースを用い、温度変化 等に対して十分な信頼性を備えたステッピングモータを提供することを目的とし ている。

【００１１】

【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考案のステッピングモータは、ロータ軸受とステ ータとに挿圧保持する２種類のバネ特性を有する複合予圧バネを配した構成とし ている。

【００１２】

【作用】

この構成によって、軸受に与えるいわゆる予圧とステータの固定に対する予圧 を１枚の複合予圧バネで兼ね備えることにより、部品点数の増加や寸法の増大を することなく、樹脂ケースにてステータの固定を行い高い信頼性を得ることがで きる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１） 以下、本考案の一実施例について図１を参照しながら説明する。

【００１４】 図１において１は樹脂ケース、２はカバーである。３はステータ、５はロータ である。４はこのロータ５の軸受である。７は異なる２つの外径を有し、内径と 外径の同軸度の精度が良いリング形状のスリーブである。８はスリーブ７の軸方 向に作用するバネ部８ｂと、軸受４にいわゆる予圧を与えるバネ部８ａとの２種 類のバネ部を有する複合予圧バネである。

【００１５】 図２は図１のＡ−Ａ′断面図である。６はステータ３の湾曲部である。 図３は図１のＢ−Ｂ′断面図で、複合予圧バネ８を軸方向から表したものであ る。８ａは軸受に予圧を与えるバネ部、８ｂはスリーブに予圧を与えるバネ部で ある。

【００１６】 複合予圧バネ８は、図３より明らかなように２種類のスリットサラバネから構 成されており、バネの外周が同じで荷重ポイント２ヵ所を合せ持っている。

【００１７】 軸受に予圧を与えるバネ部８ａは、スリーブ７に挿入してあるロータ軸受４に 適切な予圧を与えるバネであり、ロータ組立の軸方向のスラストガタを吸収する 。また、バネ部８ｂはスリーブに荷重を与えるように設定してある。

【００１８】 スリーブ７は、図１のように段つきの構造をしており、ステータ３の内径部と 嵌合し段つきのツバ部でステータに止る形状をしている。

【００１９】 従ってバネ部８ｂがスリーブ７に荷重を与えることで、最終的にステータを軸 方向に荷重を与えることになり、ステータの軸方向の固定を行うことができる。 また、図２のステータの湾曲部６と樹脂ケース１の湾曲部とを嵌合することによ って、ステータの回転を防ぎ、ステータを周方向に固定している。

【００２０】 なお、図４（ａ），図４（ｂ）は複合予圧バネ８の固定に関する一例として図 １の断面Ｃ−Ｃ′を示している。８は複合予圧バネ、２はカバー、９，１０はカ バー２の突起部である。

【００２１】 以上のように構成された図４（ａ）の複合予圧バネの固定方法は、カバー２の 予圧バネ部を予圧バネの外周寸法よりわずかに大きな円筒形状とする。その端面 の全周、あるいは少なくとも一箇所に予圧バネ外径寸法よりわずかに大きくなる ように突起部９を設ける。この突起部９にて、カバー２に予圧バネの動作に影響 なく仮固定を行うことができる。

【００２２】 図４（ｂ）の複合予圧バネの固定方法は、カバー２のピン形状の突起部１０を 予圧バネのスリットの部分にて、少なくとも一箇所先端をかしめることにより、 予圧バネの動作に影響なく仮固定を行うことができる。

【００２３】 このように、複合予圧バネ８をカバー２に仮固定することにより、組立が容易 となることは明らかである。また、樹脂ケース１とカバー２とを超音波溶着する 際に、振動等で予圧バネがセット位置からずれることにより、バネがこじれて正 しく動作しなくなるということなく、複合予圧バネをカバーに固定することがで きる。

【００２４】 以上のように本実施例によれば、ステータ内径に嵌合され、軸受を挿入支持し ている段つき形状のスリーブに荷重を与えることで、ステータを固定するための 予圧と、軸受に荷重を与える予圧とを１枚の複合予圧バネで行い、ステータの軸 方向の固定を行い、また、外周部に湾曲部を有するステータコアと、このステー タコアの湾曲部の少なくとも一箇所とを嵌合するケースによりステータの回転を 防ぎ、ステータと樹脂ケースとの固定を行い、その結果ロータの回転を確実にし 高い信頼性を得ることができる。

【００２５】 （実施例２） 以下、本考案の第２の実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００２６】 図５において１１は樹脂ケース、１２はカバー、１３はステータ、１５はロー タである。１４はこのロータ１５の軸受である。１７は異なる２つの外径を有し 、内径と外径の同軸度の精度が良いリング形状のスリーブで、以上は図１の構成 と同様なものである。図１の構成と異なるのは、スリットサラバネ式複合予圧バ ネ８を片持ち式複合予圧バネ１８に変えた点である。

【００２７】 片持ち式複合予圧バネ１８は、スリーブの軸方向に作用するバネ部１８ｂと、 軸受にいわゆる予圧を与えるバネ部１８ａとの２種類のバネ部を有する片持ち式 複合予圧バネである。

【００２８】 図６は図５のＧ−Ｇ′断面図で、複合バネを軸方向から表したものである。前 述のとおり、１８ａは軸受に予圧を与えているバネ部で、スリーブ１７に挿入し てあるロータ軸受１４に適切な予圧を与えるバネであり、ロータ組立の軸方向の スラストガタを吸収する。１８ｂはスリーブに予圧を与えているバネ部であり、 スリーブ１７に荷重を与えるように設定してある。

【００２９】 実施例１のスリットサラバネからなる複合予圧バネと同様の効果を、片持ち式 の複合予圧バネでも実現することができる。

【００３０】 なお、図７に複合予圧バネ１８の固定に関する一例として、図５の断面Ｆ−Ｆ ′を示している。１８は複合予圧バネ、１２はカバー、１９はカバー１２の突起 部である。

【００３１】 以上のように構成された図７の複合予圧バネの固定方法は、複合予圧バネの内 径部にカバー１２の突起部１９を前述の固定の一例と同様に、ピン形状の突起部 に複合予圧バネの内径部分に突起部先端をかしめる、あるいは、はめることによ り、複合予圧バネの動作に影響なく仮固定を行うことができる。

【００３２】 このように、複合予圧バネ１８をカバー１２に仮固定することにより、実施例 １と同様の効果が得られる。

【００３３】 以上のように本実施例によれば、片持ち式複合予圧バネにより、実施例１と同 様の効果を得、高い信頼性を得ることができる。

【００３４】 なお第１の実施例において、カバー２のピン形状の突起部１０の先端をかしめ るとしたが、突起部１０の先端をかしめたものと同様の形状に、つまりピン形状 の寸法よりも少し大きくしておき、複合予圧バネをはめることでも同じ効果が得 られることはいうまでもない。また、第２の実施例でもカバー１２の突起部１９ の先端をかしめるとしたが、突起部１９の先端をかしめたものと同様の形状に、 つまりピン形状の寸法よりも少し大きくしておき、複合予圧バネをはめることで も同じ効果が得られることはいうまでもない。

【００３５】

【考案の効果】 以上のように本考案は、軸受に与えるいわゆる予圧と、ステータの固定に対す る予圧を１枚の複合予圧バネで兼ね備えることにより、部品点数の増加や、寸法 の増大をすることなく樹脂ケースにてステータの固定を行うことができ、信頼性 の高い優れたステッピングモータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示すステッピングモー
タ断面図

【図２】同部分断面図

【図３】同部分断面図

【図４】複合予圧バネの固定に関する断面図

【図５】本考案の第２の実施例を示すステッピングモー
タ断面図

【図６】同部分断面図

【図７】複合予圧バネの固定に関する断面図

【図８】従来のステッピングモータの断面図

【符号の説明】

１，２１ 樹脂ケース ２，１２，２２ カバー ３，２３ ステータ ４，１４，２４ 軸受 ５，１５，２５ ロータ ６ ステータの湾曲部 ７，１７ スリーブ ８，１８ 複合予圧バネ ８ａ，１８ａ 軸受に予圧を与えるバネ部 ８ｂ，１８ｂ スリーブの軸方向に作用するバネ部 ９，１０，１９ カバーの突起部 １１ ケース １３ ステータコア ２６ 予圧バネ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線を巻回したステータと、ケースと、
   カバーと、ロータと、ロータ軸受とを備えたステッピン
   グモータにおいて、ロータ軸受とステータとに挿圧保持
   する２種類のバネの特性を有する複合予圧バネを備えた
   ことを特徴とするステッピングモータ。
2. 【請求項２】 外周部に湾曲部を有するステータコア
   と、このステータコアの湾曲部の少なくとも一箇所と嵌
   合するケースを備えた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】 ロータ軸受を挿入した軸受組立と、ステ
   ータの内径を嵌合し、前記軸受組立と、ロータ軸受とに
   作用する２種類のバネの特性を有する複合予圧バネを備
   えたことを特徴とする請求項１記載のステッピングモー
   タ。
4. 【請求項４】 モータカバー内に前記複合予圧バネを仮
   固定している請求項１記載のステッピングモータ。