(57)【要約】      （修正有）【課題】二相型のクロー式永久磁石ステッピングモータステータの組み立てを容易にする。【解決手段】ケース１とフランジ４の間にA相、B相ステータ、ロータ６を取り付けて、A相とB相ステータにはの対向して設置されるヨーク２−１、２−２と一つのコイル付きのボビン３−１があって、各ヨークには円環状底面板と片側に伸ばして形成された複数の極歯がある。各ボビンの一つの溝壁の外周にはラジアル方向に分布している端子台が設置される。各ヨークの隣り合せている極歯の根元部の間には位置決め切り口が設置され、ボビンの中心穴の両側の端面には位置決め突台が設置され、ヨークの位置決め切り口と組み合わせる。ケース１はコップ状で、側壁は軸方向に大切り口が形成され外周縁をケースの内径部と組み合わせる。ボビンの端子台をケースの大切り口と組み合わせ、フランジの円弧状の位置決め溝をケースの開け口にある位置決め突台とシーム溶接で接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースとフランジの間にA相ステータと、B相ステータと、ロータと、を取り付けて、A相ステータとB相ステータには別々に二つの相対して設置されるヨークと一つのコイル付きのボビンがあって、各ヨークには円環状底面板、それに底面板の中心穴から片側に伸ばして形成された複数の極歯があって、各ボビンの一方側の溝壁の外周にはラジアル方向に配置している端子台が設置される；その特徴として：各ヨークの隣合わせている極歯の底部の間には位置決め切り口が設置される；各ボビンの中心穴の両側の端面にはべつべつに位置決め突台が設置される；各ボビンの位置決め突台を対応したヨークの位置決め切り口と組み合わせる；ケースはコップ状で、その側壁は軸方向に大切り口を形成する；各ヨークの外周縁をケースの内径部と組み合わせる；各ボビンの端子台をケースの大切り口と組み合わせることを特徴とする二相型クロー式の永久磁石ステッピングモータ。
【請求項２】
前記各ヨークの隣合わせている極歯の底部の間にある位置決め切り口は円弧状で、各ボビンの中心穴の両側の位置決め突台も円弧状であるようにしたことを特徴とする請求項１記載の二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータ。
【請求項３】
前記ケースの側壁の開け口には複数の円弧状の位置決め突台が設置され；フランジの中央には軸受け穴が設置され、フランジの周縁の前記軸受け穴のラジアル方向には別々に複数の円弧状の位置決め溝が設置され、各位置決め溝を別々にケースの位置決め突台と対応して、フランジの円弧状の位置決め溝をケースの開け口にある円弧状の位置決め突台とシーム溶接で接合するようにしたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の二相クロー式の永久磁石ステッピングモータ。
【請求項４】
前記B相ボビンの端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角α１は１８０°にB相ステータの総極歯数を割って得られた角度と同じである；B相ボビンの背面の端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角β１の角度は夾角α１の角度の三倍である；A相ボビンの前記端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角α２の角度は夾角α１の角度の三倍である；A相ボビンの背面の前記端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角β２の角度は夾角α１の角度と同じであるようにしたことを特徴とする請求項３記載の二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータ。
【請求項５】
前記B相ボビンの端子台にはひとつの円弧状の階段が設置され、前記階段の円弧半径はケースの外周半径より大きい；ケースの側壁の大切り口は軸方向に側壁を通り抜けるようにしたことを特徴とする請求項４記載の二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種類の二相型のクロー式磁極のヨークと永久磁石のローターで構成されたステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクロー式の永久磁石ステッピングモータには、そのステータ、ケース、フランジの組み立てる方法は以下のように、二種類に分けている：
その一、セグメント製造方法：つまり、モータ本体はフランジ、前ベアリング、前置きのA相ステータ、後蓋、後ベアリング、後ろ置きのB相ステータから形成する。その中で、A相ステータ、B相ステータのヨークは構造によって、二種類に分けている。その一、ヨークｂとケースは一体になって、同時にパンチして出来上がった。もう一つのヨークaは単体である。A相ステータとB相ステータを組み立てるとき、ヨークｂにコイル付きのボビンを組み立ててから、ヨークaを前記ボビンに組み立てる。接合部分にある突点と穴によって、ヨークaをボビンと取り合わせて位置決めする。ヨークｂの開け口の段階をヨークの周縁にある溝口と相互組み合わせることによって、ヨークaを複雑なヨークｂと組み立てる。前ベアリングとフランジ、そして後ベアリングと後蓋をリベットで固定して、組み立てる。フランジとA相ステータのケース、そして後蓋とB相ステータのケースを別々にスポット溶接して組み立てる；最後に、ロータをその前後に位置しているA相ステータと、それにB相ステータと組み立てる。その中で、フランジと前ベアリングをリベットで接合してから、A相ステータのケースとスポット溶接して固定する必要があって、複雑の溶接用の位置決め取付具が必要になる。その上、モータの回転性能を持つために、ベアリングの中心穴をケースとの高い同軸度保証しなければ、ならない。そのことから、取付具とケースに極めて小さい隙間を保証する必要があり、それで、作業性に影響を与えて、取付具は磨耗しやすく、モータの同軸度の降下がよく起こる。また、前記部品の組み立てには少なくとも二つのスポット溶接用設備を必要とする。スポット溶接用設備は高価な設備だけではなく、溶接しているとき、スプラッシュを起こしやすく、いったんスプラッシュはロータとステータの間に移動して、モータ詰まりのような致命的な不具合が発生する可能性が高い。それに、スポット溶接強度も保証できず、よくフランジはずれのクレームがでて、それも致命的な欠陥である。
【０００３】
その二、モールド成型方法：このような構造のなかで、ステータに対称のヨークの位置をモールドで位置決めして、前記モールドで一定の構造とサイズを有すボビンを成型して、ボビンとヨークを完全に包んでいる。それから、前記モールド完成品のボビンに銅線を巻いて、コイルになる。このような方法には、モールドにおける要求は非常に厳しく、それに効率が低い。
【０００４】
以上に述べた二つの方法には、いずれもヨークに位置決め用な穴と突点を設置する必要があって、ヨークの構造は複雑で、製造精度も保証できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的として、簡単な構造で、精度高く位置決めして，簡易に組み立てることができる一種類の二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的を実現するために、二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータには、ケースとフランジの間にA相ステータと、B相ステータと、ロータと、を取り付けて、A相ステータとB相ステータには別々に二つの対向して設置されるヨークと一つのコイル付きのボビンがあって、各ヨークには円環状底面板、それに底面板の中心穴から片側に伸ばして形成された複数の極歯があって、各ボビンの一方側の溝壁の外周にはラジアル方向に配布している端子台が設置される；各ヨークの隣合わせている極歯の底部の間には位置決め切り口が設置される；各ボビンの中心穴の両側端面にはべつべつに位置決め突台が設置される；各ボビンの位置決め突台を対応したヨークの位置決め切り口と組み合わせる；ケースはコップ状で、その側壁は軸方向に大切り口を形成する；各ヨークの外周縁をケースの内径部と組み合わせる；各ボビンの端子台をケースの大切り口と組み合わせる。
【０００７】
各ボビンの位置決め突台と対応したヨークの位置決め切り口と取り合わせていることによって、そのステータのなかで、二つの相対しているヨークをボビンと精確に位置決めすることが実現できる。各ヨークの外周縁を前記ケースの内径部と対応して取り合わせて、ヨークの中心穴を軸受け穴と軸方向に位置決めすることができて、モータ全体の同軸度を保証できる。ケースの大切り口を各ボビンの端子台と組み合わせることによって、両相のステータのラジアル方向に精確的に位置決めすることができる。フランジの円弧溝をケースの開け口にある円弧型な位置決め突台と熔接でつながる。以上のように、本発明に公開されたステッピングモータの構造は簡単で、組み立てることも簡単である。
【０００８】
最もふさわしい実施例には：前記各ヨークの隣合わせている極歯の底部の間にある位置決め切り口は円弧状で、各ボビンの中心穴の両側の位置決め突台も円弧状である。このような構造の持っているヨークとボビンにとって、そのモールドは製造しやすく、精度も保証できる。
【０００９】
さらに：前記ケースの側壁の開け口には複数の円弧状の位置決め突台が設置され；フランジの中央には軸受け穴が設置され、フランジの周縁の前記軸受け穴のラジアル方向には別々に複数の円弧状の位置決め溝が設置され、各位置決め溝を別々にケースの位置決め突台と対応して、ラケットの円弧状の位置決め溝をケースの開け口にある円弧状の位置決め突台とシーム溶接で接合して、モータ全体のロータとステータを精確に同軸させる。
【００１０】
さらに：前記B相ボビンの端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角α１は１８０°にB相ステータの総極歯数を割って得られた角度と同じである；B相ボビンの背面の端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角β１の角度は夾角α１の角度の三倍である。A相ボビンの前記端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角α２の角度は夾角α１の角度の三倍である。A相ボビンの背面の前記端子台の中心線から逆時計方向の第一突台の中心線までの夾角β２の角度は夾角α１の角度と同じである。以上のように設計し製造すると、ボビンのモールド金型のデザインも、ボビンの製造も簡単になる。
【００１１】
特には：前記B相ボビンの端子台にはひとつの円弧状の階段が設置され、前記階段の円弧半径はケースの外周半径より大きい；ケースの側壁の大切り口は軸方向に側壁を通り抜ける。階段のデザインを利用して、B相ボビンの構造にA相ボビンの構造と異なる特徴を付けられて、組み立てているうちに、間違えて誤操作を起こる恐れはない。
【００１２】
以上のように、従来技術に比べると、本発明の特徴として、ケースを側壁に大切り口のある杯状体をデザインして、そのケースに対して、ヨークを最も簡単な円状底面板を有し、複数の極歯の配列されたすべての部品にデザインする。ヨークを中心穴方向にパンチして、位置決め切り口と極歯を同時に形成し、ヨークの位置決め切り口をボビンの位置決め突台と組み合わせ、二つの相対しているヨークとボビンを軸方向に精確に組み立てる。ボビンの端子台はケースの大切り口と対応することによって、モータの両相のステータの極歯を軸方向に精確に位置決めさせ、モータ全体のステータの同軸度と精確のステップ角度を保証できる。ケース側壁の開け口にある複数の円弧状の位置決め突台はフランジの周縁の円弧状位置決め溝と対応して、フランジの軸受け穴を精確にケースの軸受け穴と同軸させ、モータ全体の同軸度を保証できる。本発明に述べたヨークには何なりの位置決め点或いは外縁部の位置決め部品を設置する必要がなく、モールドにパンチしてから形成した切り口だけで位置決めすることができて、ヨークのモールドの製造の難しさを大幅に減少して、モータの中で一番複雑の部品−−ヨークを一番易く製造できて、ヨークの外周縁の回転精度、それに外周縁とヨークの同軸度も保証できる。本発明に述べた二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータは手作業で簡単に組みたてることができ、信頼性が良く、それに高価の設備を使う必要がなく、生産コストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一つの二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータ実施例の展開概略図を示す。
【図２】図１の実施例のケースの立体概略図を示す。
【図３】図１の実施例のフランジの立体概略図を示す。
【図４−１】図１の実施例のヨークの立体概略図を示す。
【図４−２】図１の実施例のヨークの概略図を示す。
【図５−１】図１の実施例のB相ボビンの正面の立体概略図を示す。
【図５−２】図１の実施例のB相ボビンの正面の概略図を示す。
【図５−３】図１の実施例のB相ボビンの背面の立体概略図を示す。
【図５−４】図１の実施例のB相ボビンの背面の概略図を示す。
【図６−１】図１の実施例のA相ボビンの正面の立体概略図を示す。
【図６−２】図１の実施例のA相ボビンの正面の概略図を示す。
【図６−３】図１の実施例のA相ボビンの背面の立体概略図を示す。
【図６−４】図１の実施例のA相ボビンの背面の概略図を示す。
【図７−１】図１の実施例のB相ステータの立体概略図を示す。
【図７−２】図１の実施例のA相ステータの立体概略図を示す。
【図８】図１の実施例のB相ステータとA相ステータをケースに取り付けた後の立体概略図を示す。
【図９−１】図１の実施例のモータ全体の立体概略図を示す。
【図９−２】図１の実施例のモータ全体のもう一つの側面からの立体概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下は図を参考して、本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１５】
図１のように、本発明は二相型のクロー式の永久磁石ステッピングモータのひとつの実施例の展開構造について説明する。前記ステッピングモータにはケース１と、その底に設置された後ベアリング５１と、B相ステータと、A相ステータと、フランジ４とその中央貫通穴に取り付けた前ベアリング５２と、ロータ６がある。B相ステータはふたつの対応して設置されたヨーク２−１と、ヨーク２−２と、コイル付きの一つのボビン３−１から構成され、A相ステータは二つの対応して設置されたヨーク２−３と，ヨーク２−４と、コイル付きの一つのボビン３−２から構成される。
【００１６】
ケース１の構造は、図２に示すように：ケース１はカップ状、その底部の中央には軸受け穴１１が設置され、前記軸受け穴１１には後ベアリング５１が設置される。ケース１の側壁部１２の開け口には四つの円弧型の位置決め突台１３が設置され、もちろん、位置決め突台１３の数は三つでもいい、それに四つ以上でもいい。ケース１の側壁部１２には軸方向に側壁部１２の通り抜ける大切り口14が設置される。
【００１７】
図３にはフランジ４の構造を示している。フランジ４の中心には軸受け穴４１が設置される。軸受け穴４１のラジアル方向に配って、フランジ４の四つの周縁には別々に一つの位置決め溝４２が設置される。各位置決め溝４２を別々にケースの位置決め突台１３と対応する。フランジ４の両端部にはべつべつに一つの位置決め穴４３が設置される。
【００１８】
四つのヨーク２−１，２−２，２−３，２−４の構造とサイズはまったく同じであって、ヨーク２−２の構造は図４−１に示すように、ヨーク２には円環状の底面板２１、それにその底面板２１の中心穴２１１から片側に伸ばして形成された複数個の極歯２２があって、隣合わせている極歯２２の底部の間には円弧状の位置決め切り口２３が設置される。位置決め切り口２３の数はヨークの極歯２２の数と同じ、例えば、それぞれ五つである。
【００１９】
B相ボビン３−１の構造は、図５−１から図５−４までに示すように、B相ボビン３−１のダクトの両側には別々に後ダクト壁３１−１と前ダクト壁３２−１が設置される。後ダクト壁３１−１の外周には軸方向に対称している端子台３３−１が設置される。B相ボビン３−１の中心穴３４−１の両側の端面には別々に位置決め突台３５−１と位置決め突台３６−１が設置された。B相ボビン３−１の中心穴３４−１の両側の位置決め突台３５−１と３６−１はヨークの位置決め切り口と対応して、円弧状である。B相ボビン３−１にある後側位置決め突台３５−１と前側位置決め突台３６−１の総数はヨーク２の位置決め切り口２３の数に比べると、少なくとも、例えば三つであって、ただし、超えてはいけない。B相ボビン３−１の端子台３３−１には一つの円弧状の階段３７−１が設置され、前記階段３７−１の円弧半径はケース１の外周半径より大きい。
【００２０】
図５−２と図５−４に示すように、B相ボビン３−１の後側（つまり正面）の端子台３３−１の中心線から逆時計方向の第一突台３５−１の中心線までの夾角α１は１８０°にB相ステータの総極歯数を除いて得られた角度と同じである；ということは、本実施例のヨーク２−１には五つの極歯２３があって、ヨーク２−２には五つの極歯２３があって、B相ステータの総極歯数は１０個であることによって、夾角a１の角度は１８°になる。B相ボビン３−１の前側側（つまり背面）の端子台３３−１の中心線から逆時計方向の第一突台３５−１の中心線までの夾角β１の角度は夾角α１の角度の三倍であることによって、５４°になる。
【００２１】
図6−1と図6−3に示すように、A相ボビン３−２のダクトの両側には別々に後ダクト壁３１−２と前ダクト壁３２−２が設置される。後ダクト壁３１−２の外周には軸方向に対称している端子台３３−２が設置される。A相ボビン３−２の中心穴３４−２の両側の端面には別々に位置決め突台３５−２と位置決め突台３６−２が設置された。A相ボビン３−２の中心穴３４−２の両側の位置決め突台３５−２と３６−２はヨーク２の位置決め切り口２３と対応して、円弧状である。A相ボビン３−２にある前側位置決め突台３５−２と後側位置決め突台３６−２の総数はヨーク２の位置決め切り口２３の数と比べると、少なくとも、例えば三つであって、ただし、超えてはいけない。
【００２２】
図５−２と図５−４に示すように、A相ボビン３−２の後ろ側の前記端子台３３−２の中心線から逆時計方向の第一突台３５−２の中心線までの夾角α２角度は夾角α１の角度の三倍であって、５４°である。A相ボビン３−２の前側の端子台３３−２の中心線から逆時計方向の第一突台３６−２の中心線までの夾角β２角度は夾角α１の角度とおなじ、つまり18°である。
【００２３】
本実施例の組み立てプロセスは以下のようである。
【００２４】
１）  さきに、後ベアリング５１をケース１の底部の軸受け穴１１にカシメする；
【００２５】
２）  B相ボビン３−１の中心穴３４−１の後ろ側からヨーク２−１を組み立てて、前記ヨーク２−１の各極歯２２が中心穴３４−１に伸ばして、ヨーク２−１の各極歯２２の間にある位置決め切り口２３は別々にB相ボビン３−１後ろ側の対応した位置決め突台３５−１と取り合わせた。それから、B相ボビン３−１の前側側からヨーク２−２を組み立てた。同じように、ヨーク２−２の各位置決め切り口２３をB相ボビン３−１の前側側位置決め突台３６−１と取り合わせた。B相ボビン３−１の前後両側の位置決め突台３５−１、３６−１を別々にヨーク２−１、２−２の位置決め切り口２３と組み合わせることによって、B相ステータの二つの対応しているヨーク２−１、２−２をボビン３−１と精確に位置決めするのを実現できる。装備されたB相ステータは図７−１に示したように。取り合わせてから、ヨーク２−１の各極歯２２とヨーク２−２の各極歯２２をB相ボビン３−１の中心穴３４−１の円周に均一に交互配列して、隣合わせている二つの極歯２２ごとには同じ空き間２４が設置された。
【００２６】
３）  A相ボビン３−２の中心穴３４−２の後ろ側からヨーク２−３を組み立てて、前記ヨーク２−３の各極歯２２が中心穴３４−２に伸ばして、ヨーク２−３の各極歯２２の間にある位置決め切り口２３を別々にA相ボビン３−２後ろ側の対応した位置決め突台３５−２と取り合わせた。それから、A相ボビン３−２の前側からヨーク２−４を組み立てた。同じように、ヨーク２−４の各位置決め切り口２３をA相ボビン３−２の前側の位置決め突台３６−２と取り合わせた。A相ボビン３−２の前後両側の位置決め突台３５−２、３６−２を別々に対応しているヨーク２−３、２−４の切り口２３と組み合わせることによって、A相ステータの二つの相対しているヨーク２−３、２−４をボビン３−２と精確に位置決めするのが実現できる。装備されたA相ステータは図７−２に示したように。取り合わせてから、ヨーク２−３の各極歯２２とヨーク２−４の各極歯２２をA相ボビン３−２の中心穴３４−２の円周に均一に交互配列して、隣合わせている二つの極歯２２ごとには同じ空き間２５が設置された。
【００２７】
４）  B相ボビン３−１の端子台３３−１はケース１の底部に向いて、端子台３３−１をケース１の大切り口１４と取り合わせて、ヨーク２−１、２−２の外周縁をケース１の内径部と取り合わせていた。プロセス２で組み立てたB相ステータをケース１に取り付けて、底まで押した。B相ボビン３−１の端子台３３−１にある円弧状階段３７−１をケース１の底部の外周縁に抵抗してかけていた。ケース１の大切り口１４をボビン３−１の端子台33−１と取り合わせたことによって、B相ステータをケース１と径方向に精確に位置決めするのを実現できる。
【００２８】
５）  A相ボビン３−２の端子台３３−２はケース１の底部に向いて、端子台３３−２をケース１の大切り口１４と取り合わせて、ヨーク２−３、２−４の外周縁をケース１の内径部と取り合わせていた。プロセス３で組み立てたA相ステータをケース１に取り付けて、底まで押した。ケース１の大切り口１４をA相ボビン３−２の端子台３３−２と組み合わせることによって、A相ステータを径方向に精確に位置決めするのが実現できる。B相ステータとA相ステータをケースに取り付けていた構造は図８に示した。各ヨーク２−１、２−２、２−３、２−４の外周縁をケース１の内径部と組み立てて、各ヨーク２−１、２−２、２−３、２−４の中心穴をケース１の底部の後ベアリング５１と軸方向に位置決めすることを実現し、モータのステータの全体的な同軸度を保証することができる。それに、二つのボビン３−１、３−２にある各位置決め突台３５−１、３６−１、３５−２、３６−２の円周方向に設置された角度と位置によって、A相ステータ、B相ステータの各ヨーク２−１、２−２、２−３、２−４の各極歯２２を均一に配列して、モータの精確、一致したステッピング角度を保証できる。
【００２９】
６）  ロータ６の後端の回転軸をケースの軸受け穴１１と後ベアリング５１に挿した。
【００３０】
７）  前ベアリング５２をフランジ４の軸受け穴４１にリベットで固定した。
【００３１】
８）  ロータ６前端の回転軸をフランジ４の軸受け穴４１と前ベアリング５２に合わせて挿して、そのなかに取り合わせた。フランジ４を押し動かして、フランジ４の四つの周辺にある円弧状位置決め溝４２を別々にケース１の側壁１２の端面にある位置決め突台１３と対応して、取り合わせた。
【００３２】
９）  フランジ４とケース１の側壁１２の端面にある各位置決め突台１３の接触しているところに少なくとも二つの溶接接合点があって、溶接接合点はフランジ４の外縁の接合シーム、あるいはケース１の側壁１２の端面の接合シームに限りことではなく、それに少なくとも二つの溶接接合点は別々にケース１の両側に位置する。以上のように、モータ本体の組み立てることが出来上がった、モータ全体の構造は図９−１と図９−２に示すようである。
【００３３】
以上のように、本発明でただ一つの好ましい実施例を開示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者が、本発明の範囲に基づいて色々変更することができ、それらは本発明の請求項の保護範囲から排除するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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