JPH05146138A - ステツプモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステップモータに関し、更に詳細には その接続線の固定部分に関するものである。

［従来の技術］ 従来ステップモータとして、回転子１２８の軸 方向に２個の巻枠１４８，１５０を同軸に配置し たものが知られている（例えば特開昭６１−４４ ５９号公報等）。このようなステップモータにお いて、第１７図に示すようにその巻枠１４８，１ ５０に巻かれる巻線（各巻枠に対し２本ある）１ ４８ａ，１５０ａは次のように処理される。まず 巻線１４８ａ，１５０ａの一端がピンに保持され た状態で巻枠１４８，１５０に前記巻線１４８ａ， １５０ａが周回される。そして最終端がピンに保 持されて、その後巻線１４８ａ，１５０ａが切断 される。

このようなステップモータに関し本出願人はこ の巻線１４８ａ，１５０ａの端部処理として、実 願平２−４２６９８号の願書に添付された明細書 及び図面により第１８図に示すような構成を特許 出願した。同図において２個の巻枠１４８，１５ ０の対向面には３本の突部１４８ｂ，１５０ｂが 設けられ、その突部１４８ｂ，１５０ｂが互い違 いに重なるようにように配置されている。各突部 １４８ｂ，１５０ｂには端子ピン１５４が立設し、 前記巻線１４８ａ，１５０ａの端部は上記端子ピ ンに半田付けされる。

これらの巻枠１４８，１５０には第１６図及び 第１８図に示すように多数のくし歯状の磁極１３ ６ａ乃至１４２ａを有するコア１３６乃至１４２ が装着された後同軸に並べられ、硬質樹脂により 一体化される。そしてその端子ピン１５４には、 汎用ソケット１２２が半田付けされる。この汎用 ソケット１２２はモータのフレームに固定されて いる。

上記構成により、巻線に無理な引っ張り力が加 わることが防止されるともに手作業による作業工 程が削減され、作業性が大幅に改善される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成のステップモータでは、上記端子ピン は精度良く一直線上に並ぶことが望ましい。なぜ ならばこのように一直線上に端子ピンが並ぶこと により、コネクタとの接続を流し半田等の処理に より自動化することが可能だからである。しかし ながら上記の構成において上記端子ピンが充分な 精度で一直線上に並ばないことが往々にしてある ことが判明した。これは上記硬質樹脂による一体 化の処理において両巻枠を並べて圧力を加える際 に、巻枠における巻線が巻かれている部分と巻か れていない部分との不均一性のため巻枠が撓むか らである。

また上記のようなソケットを用いない場合にお いても、他の端子ピンの処理の自動化等種々の理 由により上記端子ピンは一直線上に並ぶことが望 ましい。

本発明は上記問題点を解決するためになされた もので、その目的は端子ピンが一直線上に並ぶ様 にしたステップモータの構成を提供することであ る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、巻線が巻 装されるとともに端子ピンが立設した複数の突部 が形成された複数の巻枠が、各突部を交互に並べ るように重ねて配置されたステップモータであっ て、上記突部に爪部を設け、対向する巻枠の爪部 が互いに係合するように配置するとともに、前記 端子ピンは上記爪部が係合した状態において一直 線となる位置に立設することを特徴とするもので ある。

［作用］ 上記構成を有する本発明において、対向する巻 枠の突部に設けられた爪部が互いに引っかかる様 に配置されている。つまりこの爪部が各巻枠の位 置決めの役割を果たす。従ってこれらの爪部が係 合した状態において両者を固定すれば、前記端子 ピンは一直線上に並ぶ。このとき上記巻枠の固定 の際に、各爪部が係合する方向に応力が働くよう に各巻枠が僅かに弾性変形した状態であることが 望ましい。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参 照して説明する。

第２図乃至第４図において、モータケース１０ は、平帯状の板材がＣ字筒状に折曲されてなるフ レーム１２と、このフレーム１２の筒部の両端開 口部にスポット溶接によって固着された両端板１ ４，１６とにより中空状に形成されている。

後方の端板１６の内側には軸受部２０を保持す るためのメタルプレート１８が取り付けられ、そ のメタルプレート１８には保持部１８ａと円盤部 １８ｂが一体に樹脂成形されている。第５図にそ の正面図を示す。前記保持部１８ａは後述するハ ウジングコネクタ２２と同一周形の筒状をなし、 このハウジングコネクタ２２を嵌入可能である。

また前記円盤部１８ｂには、４カ所に位置決めよ うの孔１８ｃが設けられ、中央に軸受部２０を有 している。上記メタルプレート１８は、軸受部２ ０を成形型にはめた状態でのインサート成形等の 処理により容易に一工程で作成し得る。

また前方の端板１４の内側には、第２図に示す ように後述する固定子２６を一体固定するための 硬質樹脂（ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート 等）が中央側に延出して構成されるスペーサ２４ が介在されている。このスペーサ２４の中央部に は軸受２５が固定されている。このスペーサ２４ 及び前記メタルプレート１８により固定子２６に おけるコア３６，４２及び回転子２８は前記端板 １４，１６より電気的に離間している。上記モー タケース１０の組み立て時に、第６図にしめすよ うに両端板１４，１６に電極２９が接続された状 態で両端板１４，１６が加圧される。この加圧に よりフレーム１２に設けられた小突起１２ａが両 端板に押しつけられ電気的に導通する。この加圧 力は上記小突起１２ａが３分の２ほど潰される程 度とする。そして両電極間に電圧が印加され大電 流が流れ、フレーム１２に設けられた小突起１２ ａの位置においてスポット溶接がなされる。この ため前記端板１４，１６と前記フレーム１２とを スポット溶接する際に、端板１４，１６と固定子 ２６或いは回転子２８が不用意に接触し、電流が 分流して必要な熱量が得られずに溶接不良となる ことが防止される。また同時にスポット溶接時に 飛散する金属粉が固定子２６と回転子２８との間 に入り込むことも防がれる。

両端板１４，１６の中心部には軸受２５，２０ を介してモータ軸３０が回転可能に支持されてい る。このモータ軸３０の軸回りには、両軸受２０， ２５の間において、永久磁石３２よりなる回転子 ２８がモータ軸３０と硬質樹脂３４により一体に 固定されている。

この回転子２８にはモータ軸３０の回りに多数 の磁極を有する円環状の永久磁石３２が配置され、 その間に硬質樹脂３４が充填されている。永久磁 石３２には第２図に示すように、その両端面に同 心の溝３２ａが彫られ、前記硬質樹脂３４はその 溝部３２ａに及んでいる。このため上記硬質樹脂 ３４の成形直後における収縮により生じる前記モ ータ軸３０と回転子２８外周面との軸心のずれが 最小限に抑えられる。このため回転子２８と固定 子２６の接触等の弊害の発生が抑えられる。

前記モータケース１０内には、その回転子２８ の外周に沿って多数個のくし歯状の磁極４６を交 互に備えた二対のコア３６乃至４２がモータ軸３ ０の軸線方向に固定状態で配設されている。この 磁極４６の作用については公知（例えば特開昭６ ３−３９４４３号公報の第２図）であるのでその 詳細な作用の説明を省く。このコア３６乃至４２ の外周にはＶ字溝４４が形成されている（第７図 にコア３６，３８についてのみ示す）。各コア３ ６乃至４２は、このＶ字溝４４の位置を合わせた 状態において、そのくし歯状の磁極４６の位置が 適正な位置となるように予め形成されている。こ のくし歯状の磁極４６の先端外側は第８図に示す ように段差４６ａが形成されている。この段差４ ６ａは例えばくし歯状の磁極４６の厚さが１．０ ｍｍ程度である場合には奥行き０．３ｍｍ程度で くし歯状の磁極４６の先端より０．５ｍｍ乃至０． ８ｍｍ程度低くなるようにプレス加工等により加 工してある。

各一対をなすコア３６，３８及び４０，４２の 間には、第７図に示すように巻枠４８，５０がそ れぞれ配設されている。これら２個の巻枠４８， ５０は断面がＵ字形をなし、かつそのＵ字形にお ける開放端が外方へ向くように環状に形成されて いる。そしてこの巻枠４８，５０のフランジ部に は前記コアのＶ字溝と同一形状のＶ字溝４８ａ （巻枠５０のＶ字溝については図示せず）が２箇 所において形成されている。各巻枠４８，５０に はそれぞれ２本のエナメル線よりなる巻線４８ｃ， ５０ｃが巻装されている。

この各巻枠４８，５０には、フレーム１２内に 装着された状態において互いに隣接する側壁に端 子ホルダ５２が形成される。この端子ホルダ５２ の構成を第１図及び第９図に示す。この図面に示 すように、この端子ホルダ５２はそれぞれの巻枠 ４８，５０の対向面に設けられた３本の突部４８ ｂ，５０ｂにより構成されている。この突部４８ ｂにおける下より上側に突設するもの５０ｂに対 しては右側に、また上より下側に突設するもの４ ８ｂは左側にそれぞれ爪ｃがもうけられている。

この爪ｃは互いに他方の巻枠４８，５０に設けら れた端子ホルダ５２の爪ｃと係合可能である。上 記端子ホルダ５２の位置は前記２個所のＶ字溝４ ８ａの中間の位相に設けられている。このため各 巻枠４８，５０は個別の型を用いて樹脂成形され る必要はなく、同一型で形成されたものの一方を 反転することにより一組の巻枠の対をなす。両端 子ホルダ５２が互いに向いあう向きに巻枠４８， ５０を重ねた後、両端子ホルダ５２を互いに押圧 する向きに力を加えることにより爪ｃが弾性変形 して係合固定される。各端子ホルダ５２の各突部 ４８ｂ，５０ｂには、３本の端子ピン５４が立設 する。この端子ピン５４の立設位置は、前記爪ｃ の延長線（第９図中に一点鎖線で示す）上となっ ている。このため両爪ｃの係合位置においてすべ ての端子ピン５４が一直線上に並べられる。この ため後に詳述する硬質樹脂（前記スペーサとなる） ２４による一体化の工程時にこれらの組が上下方 向より押圧された状態で各爪ｃが互いに引っかか る方向に巻枠が変形した際、各端子ピン５４が一 直線上に並んで固定される。この端子ピン５４の 立設間隔は、前記ハウジングコネクタ２２のコネ クタピン間隔と等しく構成される。

このように組み込まれたコア３６乃至４２及び 巻枠４８，５０の隙間には硬質樹脂（前記スペー サとして働く）２４が流し込まれ、一体固定され ている。この工程を以下に説明する。第１０図及 び第１１図において、まず射出成形装置にコア３ ６乃至４２及び巻枠４８，５０の組をセットする。

この時コア３６乃至４２及び巻枠４８，５０の軸 心の位置合わせは射出成形装置に形成されたコア ３６乃至４２の内形と等しい円柱状部５８ａ（下 側の型５８に立設する）にコア３６乃至４２及び 巻枠４８，５０及び軸受２５の組をセットするこ とによりなされる。また円周方向の位置合わせは、 第１１図に示すように前記コア３６乃至４２及び 巻枠４８，５０の円周上に予め切られた前記Ｖ字 溝４４，４８ａに位置決めようスライド６２を押 しつけた状態で保持することによりなされる。こ のＶ字溝４４，４８ａはこの位置決めようのスラ イド６２を押し当てた時に無理なく嵌合して各コ ア３６乃至４２が僅かに回動してその円周方向位 置が補正されるよう、その角度が設定されている。

またこのスライド６２は普段は内側に向かってバ ネにより付勢状態にあるが、この組をセットする 段階ではソレノイドによりわずかに（０．１ｍｍ 乃至０．２ｍｍ程度）後退する。つまりこのスラ イド６２に合わせてコアと巻枠の組をセットする ことにより仮位置決めがなされ、つぎにスライド ６２を付勢状態とすることによりよコア３６乃至 ４２及び巻枠４８，５０が個別に回動し本位置決 めがなされることになる。そしてその状態により 更に上下方向より型５８，６４を押し当て、上下 方向より圧縮した状態とする。上側の型６４は下 側５８の型と一体に成形されたストッパ５８ｂに 当接するまで下降し、その状態で溶解した硬質樹 脂（前記スペーサとなる）２４が射出孔６４ａよ り流し込まれる。このストッパ５８ｂは上記のよ うに下側の型５８と一体構造とされているため、 その位置精度は充分に高くすることが可能である。

つまり上記ストッパ５８ｂに上側の型６４が当接 した状態で固定することにより、上下方向の寸法 精度を高くすることが可能となる。上記圧縮によ りコア３６乃至４２及び型５８，６４間の隙間が 潰され、シール手段が形成される。この圧縮によ り巻枠４８，５０のフランジ部が弾性変形する。

このとき巻枠４８，５０における巻線の巻装部と 巻装されていない部分との不均一性により、爪ｃ が互いに係合する方向に端子ホルダ５２に付勢力 が働く。従って端子ピンは一直線上に並んだ状態 となる。

射出孔６４ａより流し込まれた硬質樹脂（前記 スペーサとなる）２４は各部材の隙間に流れ込む が、このシール手段に阻止され、巻枠４８，５０ の外側に溢れることはない。この硬質樹脂２４が 固まることにより各部材が一体化される。このと き固定子２６は上記端子ピン５４が一直線上に並 んだ状態において固められるため、硬質樹脂２４ の固化後についても、上記状態が保持される。ま た下型には前記メタルプレートの孔１８ｃと係合 する突部を形成するための凹部が形成されており、 一体化された固定子２６には、前記孔１８ｃと係 合する突部２４ａが形成される。この突部１８ａ が第１２図（ａ）に示すように前記メタルプレー ト１８の孔１８ａと係合することにより、両者の 位置が合わせられる。この突部２４ａはその内側 に傾斜部が設けられ、上記孔１８ｃに挿入し易い ように配慮されている。このため突部２４ａ及び 孔１８ｃのそれぞれ外側の辺が互いに接触して位 置合わせがなされるように構成され、内側の辺は 僅かに隙間が設けられている。上記孔１８ｃを貫 通してメタルプレート１８の第１２図（ａ）にお ける右側に突出した部分は、前記端版１６をスポ ット溶接する際に、第１２図（ｂ）に示すように 該端版１６により圧力がかけられ押しつぶされる。

そのためスポット溶接後においても、上記メタル プレート１８と固定子２６は強固に固定される。

前記くし歯状の磁極４６に段差４６ａが形成さ れていない場合は、成形後に衝撃等の外力が加わ ったときに第１３図に示すようにくし歯状の磁極 ４６に内側に向かう反りが生じることがある。一 般に回転子２８と固定子２６との隙間が０．１ｍ ｍ乃至０．２ｍｍ程度であるので、上記反りによ り両者が接触し、回転不良となる可能性があった。

しかし本実施例の構成では、くし歯状の磁極４６ 先端に設けられた前記段差４６ａに対しても硬質 樹脂２４が内側より回り込み、その硬質樹脂２４ がくし歯状の磁極４６を内側から押え込むため、 くし歯状の磁極４６の内側に向かう反りが防止さ れる。

前記ハウジングコネクタ２２は、汎用の形状の ものを用いる。このハウジングコネクタ２２は接 合面と逆の面に６本のコネクタピン２２ａが突出 している。これらのコネクタピン２２ａは第２図 に示すように一方向に対してほぼ直角に屈曲加工 されている。

そしてこのハウジングコネクタ２２は、前記保 持部１８ａの第２図における矢印Ｂの方向より前 記コネクタピン２２ａの折曲方向をモータの半径 方向外側にして挿入される。そしてコネクタピン ２２ａが前記端子ピン５４と対向、好ましくは接 触した状態で保持される。前記保持部１８ａはこ の状態でハウジングコネクタ２２に対し図中の上 下方向並びに紙面法線方向に対して移動を規制す る。このようにハウジングコネクタ２２の移動が 規制された状態において、前記対向あるいは接触 するコネクタピン２２ａ及び端子ピン５４が半田 付けされる。このとき両者は相対的に固定されて いる。またこのとき前述のように本発明の構成を 採用しているので、上記端子ピン５４は一直線上 に並んでいる。このために流し半田等の手法で専 用機械あるいは汎用の工作ロボットにより容易に なし得る。

その半田付けした部分は蓋部６８により覆われ ている。この蓋部６８の形状を第１４図を参照し て説明する。第１４図において円弧状部７０は前 記断面Ｃ字状のフレーム１２とほぼ同径の円弧状 をなし、このフレーム１２開口部の第２図におけ る左側を覆う。この円弧上部７０の第１４図（ｂ） 下側には、その両端より僅かに内側に下方に延び る突起７２，７４が形成され、その突起７２，７ ４先端には外側に向かう爪７２ａ，７４ａが形成 されている。またこの円弧状部７０の第１４図 （ａ）における右側には内部に前記ハウジンコネ クタ２２を収納するとともに、その右側が開放さ れた矩形部７６が形成されている。この矩形部７ ６の第１４図（ａ）における左右下には、内側に 向かう爪７６ａ，７６ｂが設けられている。この 矩形部７６内形はほぼハウジングコネクタ２２外 形と同一で、上記爪部７６ａ，７６ｂはその上側 にハウジングコネクタ２２を保持可能である。こ れらの爪部７６ａ，７６ｂは、該ハウジングコネ クタ２２の第２図におけるメタルプレート１８の 左端より突出した部分下部２２ｂを係止可能とな るように位置を設定されている。またこの矩形部 ７６の第１４図（ａ）における右端は、その装着 時に前記メタルプレート１８の保持部１８ａ左端 と接触し、このメタルプレート１８の保持部１８ ａと協働してほぼ開口部全域を覆う。

この蓋部６８は、前記フレーム１２の開口部外 側に押し当てられる。すると各爪７２ａ，７４ａ， ７６ａ，７６ｂが弾性変形して爪７６ａ，７６ｂ がハウジングコネクタ２２の下部２２ａを係止し、 爪７２ａ，７４ａがフレーム１２の所定位置１２ ｂを係止した状態で固定される。これらの爪７２ ａ，７４ａ，７６ａ，７６ｂがフレーム１２及び ハウジングコネクタ２２を係止するため強固に保 持される。特に爪７５ａ，７６ｂは円弧状部７０ を押さえたときに蓋部全体６８が弾性変形して前 記矩形部７６が浮き上がることを防止する。

外部電極に接続されるリード線７８は前記ハウ ジングコネクタ２２と結合可能な形状を有するポ ストコネクタ８０に接続される。この装置におい て異なる長さのリード線７８を備えたポストコネ クタ８０を多数用意することにより、異なる複数 の用途に対して同一のモータを利用できる。つま りこの実施例のモータでは、用途に応じてリード 線部分のみを別工程で製造し、本体部分は共通の ものを利用できる。

上記構成を有する本ステップモータにおいて、 上記ハウジングコネクタに接続されたポストコネ クタのリード線に適宜駆動パルスを与えることに より、巻線に電流が流れ、磁力が発生する。この 磁力の作用により、回転子の永久磁石に駆動力が 働き回転子が回転する。

また上記実施例では、リード線７８部分を利用 者に製造あるいは既製のものより選択してもらう ことを前提としたが、工場出荷前に取り付けても よい。またこの場合両コネクタ２２，８０を結合 した状態で接着したとしても本発明の技術的思想 の範疇である。この場合ではリード線の組み付け 工程を最終工程とすることができるので、他の工 程時にリード線が邪魔になることがないといった 効果もある。

また上記実施例においては、固定子を硬質樹脂 により一体化した例を示したが、本発明はこの構 成に限定されるものでもない。例えば第１５図に 示すように固定子の周りを覆うカバーを設け、そ のカバーにより各部材の位置決めを行なうことも 可能である。このとき同図に示すように前記カバ ーに前記Ｖ字溝と係合する突条を形成しておけば、 円周方向の位置決めも容易となる。このとき前記 爪部ｃが互いに係合する方向に付勢されているこ とが望ましく、そのためコアがネジ等の手段によ り上下方向より押圧される構成とする必要がある。

このようにすれば、巻枠の巻線が巻かれた部分と 他の部分との付均一性により、巻枠が弾性変形し、 上記方向に付勢力が働く。

また上記実施例では固定子２６における樹脂突 部２４ａを端板１６により押し潰す場合について 説明したが、予め押し潰して固定子２６にメタル プレート１８を固着した後に溶接してもよい。こ の場合工程数は増えるが、寸法誤差が有った場合 においても上記固着が確実に行えるといった効果 がある。

その他本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の 変形が可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように本発明に おいては、ステップモータの巻線が接続される端 子ピンが一直線上に並ぶ。このためそれらの端子 ピンのその後の処理を自動化することが容易とな る。またこの端子ピンをそのまま利用する場合に おいても美観に優れ、またその端子ピンの処理が 容易となるといった優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１５図は図面は本発明の一実施例 を説明するもので、第１図は本発明の特徴部分で ある端子ホルダにおける突部の爪が係合した状態 を説明する説明図、第２図は本実施例のステップ モータの断面図、第３図は本実施例のステップモ ータの正面図、第４図は固定子及び回転子の形状 を示す一部破断斜視図、第５図はメタルプレート の形状を示す正面図及び断面図、第６図はフレー ムと両端板のスポット溶接の様子を説明する説明 図、第７図は巻枠及びコアの組み付けの様子を示 す分解斜視図、第８図はくし歯状の磁極の先端に 設けられた段差の形状を示す説明図、第９図は端 子ホルダの突部の形状を説明する説明図、第１０ 図はコア，巻枠及び軸受を一体に固定する工程を 示す説明図、第１１図はコア及び巻枠の円周方向 の位置合わせをする工程を示す説明図、第１２図 はメタルプレートの固定の様子を示す断面図、第 １３図はくし歯状の磁極に段差を設けなかった場 合の上記磁極の反りの様子を示す一部破断斜視図、 第１４図は蓋部の形状を示す正面図及び側面図、 第１５図は硬質樹脂による回転子の一体化を行な わない場合の例を示す斜視図である。 また第１６図乃至第１８図は従来のステップモ ータを説明するもので、第１６図は従来のステッ プモータの固定子の構成を示す分解斜視図、第１ ７図は従来のステップモータの正面図、第１８図 は巻枠及び巻線の様子を示す断面図である。 図中、４８は巻枠、４８ｃは巻線、５０は巻枠、 ５０ｃは巻線、５４は端子ピン、５４ｂは突部、 ｃは爪部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻装されるとともに、端子ピンが
   立 設した複数の突部が形成された複数の巻枠が、各 突部を交互に並べるように重ねて配置されたステ ップモータであって、 上記突部に爪部を設け、対向する巻枠の爪部が 互いに係合するように配置するとともに、前記端 子ピンは上記爪部が係合した状態において一直線 となる位置に立設することを特徴とするステップ モータ。