JPS6318947A - ステッピングモータのヨークの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、積層体で形成され、ステップ送り用の正確な
極歯を有する、ステッピングモータのステータ及びロー
ターの積層体成形方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来広く使用されているステップモータは基本的に第６
図に示すよ５Ｋ、コイル１を複数個持ち内周にステータ
極歯２ａを形成し積層体より構成されるステータ２と、
該ステータ極歯２ａの基準面２ｂに係合しシャフト４を
ステータ極歯２ａの中心に保持するケース３と、該シャ
フト４に係合するローター基準面５ｂ及び該基準面５ｂ
を基準とするローター極歯５ａを形成し、単一部材又は
積層体よりなるローター５とによって構成されている。

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間欠的回転
、停止をさせるためには、ローター５の回転位置によら
ず全周において均一であることが必要である。更に該ギ
ャップ６は、コイル１への入力電流を小てして、シャフ
ト４に出力させる保持トルク及び回転トルクを太き（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は基本的に第７
図に示すように、矩形歯形を形成しその両先端コーナー
７は、トルク増大と停止角度位置フラツキ減少のためて
、磁束密度を集中させシャープに形成することが必要で
ある。

更にステータ極歯２ａ及びローター極歯５ａの先端面８
は第８図に示すように、全域ておいて欠けがなく面粗度
が良い即ち極歯対向面積の大きいことが必要である。

このステータ２及びローター５は透磁率の良い磁性材料
で形成されるが、一般に磁性材料は硬度が低くプレス加
工・切削加工・研削加工等において、返り・面ダレ・仕
上面粗さの問題があり加工性の良い材料ではない。

一般的なステータ及びローターの積層体成形方法につい
て工程順洸説明する。

１）　磁性材料である素材をプレス抜き加工にて素板の
連続成形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スキマを除くために、上下
よりプレス加圧する。

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、抜き画面粗度も悪いためて、極歯の位置基
準となる基準面を、切削又は研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除去
、極歯先端面面粗度向上、積層微小位置ズレ除去のため
に、回転工具を用いる研削又はラノブホーニッグ加工で
極歯先端面の仕上げ加工する。

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。

この後表面処理を行い部品完了となる。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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年、ステッピングモータはその需要が増し、小形化、
高細密角度送り化、高精度角度停止化、高保持トルク化
、高回転トルク化、低入力電流化等の高性能化が要望さ
れている。

このために、前述したステータ及びローターの極歯相互
位置精度、極歯先端コーナーのシャープ性、極歯先端面
対向面積大とが必要となってきた。

又使用する磁性材料は、コスト上より一般普及材を用い
るが、加工性の良い素材ではなく、核ステータ及びロー
ターの積層体成形加工にお−・て解決すべき問題点が多
い。特に前述した通り極歯部の品質が重要である。

プレス抜き積層固定された極歯部は、第９図の平面図、
第１０図の縦断面図、第１）図の先端面図に示すように
、先端コーナー７のＲは大きく、抜き方向の面ダレ９も
あり、そのため先端面８の面積は小さく、面粗度も悪い
。これは微小極歯のプレス抜き加工においては避けられ
ない。又積層微小位置ズレも発生する。そのため前述の
よ５に、極歯仕上げ加工が必要となる。

従来の一般的な回転工具を用いる極歯仕上げ加工方法の
場合、第９図、第１０図に示すように、仕上げ代は小さ
く面ダレ９が残る位置■で加工すると、第１２図に示す
ように、極歯先端面の返り１０は少なく次の返り取り工
程で容易に除去できるが、先端面８０面積は少な（、先
端＝−ナーの稜線はシャープな直線とはならない。一方
、第９図、第１０図に示すように、面ダレ９は含まれな
いが仕上げ代が大きい位置■で加工すると、第１３図に
示すように、先端面８の面積は広くなり、先端コーナー
稜線もシャープな直線へ近ずくが、返り１０は多大とな
り返り取り工程で完全に除去できず、返り側のコーナー
稜線は逆にシャープな直線性を失うことＫなる。以上説
明したように、回転工具を用いる加工方法では極歯仕上
げ品質に限界がある。

更に、ステータの極歯と基準面との相互位置、及びにロ
ーターの極歯と基準面との相互立置シよ、別々の工程で
形成されることと、断続加工を強いられる極歯仕上げ加
工工具は容易に摩耗することになり、精度保証の上で限
界がある　従って、ステータ極歯とローター極歯とのギ
ャップは、正確票 キ停止角度の具備を優先するため小さくすることができ
ない。

更に、この極歯仕上げ加工設備は、特殊仕様のため高価
であり、基準面仕上げ加工時間と極歯仕上げ加工時間も
短くない。即ち加工コストが高い工程となっている。

本発明の目的は、前述の欠点を除去し、小形高性能で安
価なステッピングモータを構成するため積層体よりなる
ステータ及びローターの新たな成形方法を提供するもの
である。

上 〔問題点を解決す呻ための手段〕 上記の目的を達成するために、本発明は、複数枚の磁性
体素板を積層した状態で少なくともその極歯を仕上げ加
工するステッピングモータの積層体成形方法において、
極歯の仕上げ加工のために、素板な積層固定した状態で
、極歯をシェービング加工すること、前記素板はプレス
抜き加工にて外形が成形され、極歯のシェービング加工
の方向は、前記プレス抜き加工と逆方向に設定されてい
ること、前記積層体の極歯と基準面とが、単一のシェー
ビング工具（金型）により同時てシェービング加工され
ることを特徴とする。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

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９
図及び第１）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と基準面とを同一工程
で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１）のシェービング方向はプ
レス外形抜き方向と同方向で面ダレを同方向にしている
。ステータ又はローターである積層体１）をダイス１３
上に位置決めし、上型が下降し先ずワーク押工１４が積
層体１）を固定する。ワーク押工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１
）をダイス１６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１）の外内形をシェー
ビング仕上げ加工する。

加工後の極歯縦断面図を第２図に、極歯先端面図を第３
図に示す。加工方向が図の上下方向であるため、先端コ
ーナー７は両側共に返りの発生はなく、外形プレス抜き
時に形成された面ダレ部へシェービング加工の返りが埋
まり、先端面８０面積が拡大し先端コーナー７のシャー
プな直線が得られる。

しかし第３図に示される先端コーナー７が断続する直線
であることに満足できず、更（（シャープで断続のない
長い直線を望む場合には、積層体１）をプレス外形抜き
方向と逆方向でシェービング加工することにより先端コ
ーナー７に長い直線を形成することができる。すなわち
第１図において積層体１）を裏返して加工すれば、同様
の工具構造で先端コーナー７の改善が可能であり、加工
後の極歯縦断面図を第４図に、極歯先端面図を第５図に
示す。外形プレス抜き面ダレ部へシェービング加工返り
が更に埋まり、先端面８の面積は完全に確保され、先端
コーナー７のシャープな直線が完全に得られる。

シェービング工具は前記のとおり一般的プレス抜き加工
金型と全く同様の構造であり、容易に製作できる。尚第
１図においてバンチ１２の先端切刃部にす（い角を設定
して図示しであるが、積層体１）の厚さが厚い場合と極
歯が微小な場合に面ダレを小さくする効果がある。

又第１図は積層体１）の極歯先端面及び基準面を同時に
シェービング加工している場合を図示しているが、極歯
先端面だけシェービング加工しても良いし、基準面とし
て複数偏心基準穴又は特殊形状にシェービング加工も可
能である。

又前述の極歯先端面仕上げ加工だけではなく、極歯サイ
ドを含めた矩形歯形形状でのシェービング仕上げ加工も
できる。

第６図に示すステップモータのローター５はシャフト４
に固着しており、シャフト４の外周を基準としだロータ
ー極歯５ａの位置精度が最終的：て必要である。そのた
めローター組立後極歯シェ−ピング仕上げ加工は、シャ
フトを工具内で設定された加工基準位置て固定した上、
外周へ歯の仕上げ加工をおこなえば、シャフト４に対し
て高い位置精度のローター極歯５ａよりなるローターを
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなよ５Ｋ、本発明は従来のステップ
モータの積層体成形方法において問題となっていた、ス
テータ及びローターの極歯相互位置精度、極歯先端コー
ナーのシャープな直線性、極歯先端面面積確保等を積層
体のシェービング加工により向上実現することで、小形
化、高精度角度間欠送り化、高保持トルク化、高回転ト
ルク化、小入力電流化による高性能ステップモータの実
現を提供するものである。

更に容易な仕上工具と安価な加工設備を用い、加工工程
の短い、かつ短時間で加工可能となる、コスト上多大の
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図・−第５図は本発明に係り、第１図は極歯と基準
面との同時シェービング仕上げ加工断面図、第２図、第
３図はプレス外形抜きと同方向シェービングでの極歯断
面図、極歯先端面図、第４図、第５図はプレス外形抜き
と逆方向ンエービングでの極歯断面図、極歯先端面図、
第６図は一般的ステップモータの構造断面図、第７図は
ステータ及びローターの極歯平面図、第８図は極歯見取
図、第９図はプレス外形抜き積層体極歯平面図、第１０
図は同極歯断面図、第１）図は同極歯先端面図、第１２
図、第１３図は従来の加工法による位置■、■での仕上
後の極歯先端面図である。 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、？・・・・・・面ダレ、１０・・・・・・返
り、１）・・・・・・積層体、１２・・・・・・パンチ
、１６・・・・・・ダイス。 １Ｓ　１　＠ ル２図　　　第３図 第４図　　　　第５図 第　６！！ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数枚の磁性体素板を積層した状態で少なくとも
   その極歯を仕上げ加工するステッピングモータの積層体
   成形方法において、極歯の仕上げ加工のために、素板を
   積層固定した状態で、極歯をシェービング加工すること
   を特徴とするステッピングモータの積層体成形方法。
2. （２）素板はプレス抜き加工にて外形が成形され、極歯
   のシェービング加工の方向は、前記プレス抜き加工と逆
   方向に設定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のステッピングモータの積層体成形方法。
3. （３）積層体の極歯と基準面とが、単一のシェービング
   工具（金型）により同時にシェービング加工されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステッピン
   グモータの積層体成形方法。