(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略環状のコアバック部、及びこのコアバック部より内方に突出形成された複数個の主極からなる固定子コアと、該固定子コアの主極に巻回された巻き線とを含む固定子と、
前記固定子の内側にエアギャップを介して回転自在に設けられた回転子と、
前記固定子の軸方向両側のうち少なくとも一方を覆うモータカバーと、を備えてなる回転電機において、
前記モータカバーは金属板をプレス成形して構成され、該モータカバーには、端縁が前記固定子コアの端面に軸方向外側から当接する環状外枠部が形成されると共に、該外枠部に一体に、前記軸方向外側から軸方向内側に向く方向に延出された複数の固定片が形成されており、前記各固定片に抜き孔を透設することにより該抜き孔より先端部分にかしめ作用部が形成され、前記固定子コアには少なくとも前記かしめ作用部に対応する位置に凹部が形成され、前記かしめ作用部を変形させてその一部を前記凹部内に入り込ませることにより、前記環状外枠部の端縁が前記固定子コアの端面に当接した状態で前記モータカバーが前記固定子コアに固定されることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記固定片の前記抜き孔の前記かしめ作用部側の縁と、固定子コアの前記凹部の前記モータカバー側の縁とは交差するように近接しており、前記かしめ作用部の一部が前記凹部内に入り込んだ際に前記固定片に前記軸方向内側に向く引っ張り力が発生することを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記固定片の抜き孔は、少なくとも固定片延出方向側の縁がほぼＶ字状になっており、前記凹部の縁は前記抜き孔のＶ字状縁における両側縁のテーパ部にそれぞれ交差するよう配置され、前記かしめ作用部には前記Ｖ字の頂点に対応する位置が変形されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記凹部の軸方向に直交する方向の幅寸法は、前記抜き孔の幅寸法より大きく、前記固定片の幅寸法より小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項５】
前記固定子コアの略環状コアバック部は外形がほぼ正四辺形になる形状に形成され、これに合わせて前記モータカバーの環状外枠部も略正四辺形状に形成されており、前記固定片は前記外枠部における正四辺形の四隅の位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の回転電機。
【請求項６】
前記各固定片には、当該固定片が配置される隅の両側の２片にほぼ平行な側片を一体に有していることを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記凹部は、前記固定子コアの前記モータカバーとの反対側の端面まで連続して形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き線極である複数個の主極に巻き線を施してなる固定子と、固定子の内側に回転自在に配置された回転子とを備えたステッピングモータ等の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステッピングモータは、プリンタ，ファクシミリ，複写機などの情報機器分野や、ＦＡ機器などの産業機器分野を含め、広範囲に渡ってその駆動部分に使用されている。近年では、ステッピングモータの総需要は年々拡大傾向にあり、その用途も広範囲に及んでおり、それに伴い機器側に貢献できるモータのコンパクト化設計、低コスト化の要求も高まってきている。小型で安価、高速高トルク、低振動回転がステッピングモータ等の回転電機に要求されている。
【０００３】
この種ステッピングモータとしては、例えばロータに磁性体と永久磁石とを用いたハイブリッド型の場合、特開平３−２１２１４９号公報や実開昭５５−２４０２０号公報等に示される構成のものが多用されている。すなわち、環状の磁性体枠より放射状でかつ内方に突出した複数の主極にそれぞれ巻き線を施して固定子を構成し、この固定子にエアギャップを介して、対の磁性体間に軸方向に着磁した永久磁石を挟持してなるハイブリッド型回転子を対向させて構成されている。
【０００４】
上述したステッピングモータにあっては、そのステップ角として１．８°構成のものが多用されているが、このステップ角を高精度に維持、制御するためには、固定子と回転子との間のエアギャップを例えば０．０５ｍｍに管理することが要求される。このため、固定子を支持するモータケースにアルミ等の金属製エンドキャップやブラケットを固定し、これにボールベアリングを保持し、回転子の回転子軸をボールベアリングにて高精度に回転支持するようになっている。しかしながら、このようなステッピングモータにあっては、モータケースが大型化するだけでなく、金属材料を大量に使用する結果、コスト高となる問題を有している。
【０００５】
一方、従来では、固定子のコア外周面をモータケースの一部として利用し、固定子の軸方向両側にのみモータカバーを取り付けるようにしたものがあり、例えば特公平６−９５８１７号公報や特公平８−２８９５９号公報等に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２１２１４９号公報
【特許文献２】実開昭５５−２４０２０号公報
【特許文献３】特公平６−９５８１７号公報
【特許文献４】特公平８−２８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３及び特許文献４のものでは、固定子の軸方向両側にカバーを配置してモータケースとすることができるため、構造が簡単になり、引用文献１及び引用文献２のものに比較してコスト低減となるが、このカバーの取り付け構造としては、ねじ止めや溶接が専ら採用されており、取り付け構造が依然として複雑であり、手間を要し、なおコスト高となる問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単かつ確実にモータカバーを固定子コアに固定できるようにした安価なステッピングモータ等の回転電機を得ることを目的とする。
【０００９】
上記目的を実現するために、本発明の回転電機にあっては、略環状のコアバック部及びこのコアバック部より内方に突出形成された複数個の主極からなる固定子コアと、該固定子コアの主極に巻回された巻き線とを含む固定子と、固定子の内側にエアギャップを介して回転自在に設けられた回転子と、固定子の軸方向両側のうち少なくとも一方を覆うモータカバーとを備えてなり、モータカバーを金属板をプレス成形して構成し、該モータカバーに、端縁が固定子コアの端面に軸方向外側から当接する環状外枠部を形成すると共に、該外枠部に一体に、軸方向外側から軸方向内側に向く方向に延出された複数の固定片を形成し、各固定片に抜き孔を透設することにより該抜き孔より先端部分にかしめ作用部を形成し、固定子コアに少なくともかしめ作用部に対応する位置に凹部を形成し、かしめ作用部を変形させてその一部を凹部内に入り込ませることにより、環状外枠部の端縁が固定子コアの端面に当接した状態でモータカバーを固定子コアに固定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上述したモータカバーの固定片における抜き孔のかしめ作用部側の縁と、固定子コアにおける凹部のモータカバー側の縁とは交差するように近接させ、かしめ作用部の一部が凹部内に入り込んだ際に固定片に軸方向内側に向く力を発生させるようにするのがよい。
特に、固定片の抜き孔を、少なくとも固定片延出方向側の縁がほぼＶ字状になるようにし、凹部の縁を抜き孔のＶ字状縁における両側縁部にそれぞれ交差するよう配置し、かしめ作用部におけるＶ字の頂点に対応する位置を変形させるようにするのが望ましい。
【００１１】
また、凹部の軸方向に直交する方向の幅寸法は、抜き孔の幅寸法より大きく、固定片の幅寸法より小さく設定するのがよく、凹部を固定子コアのモータカバーとの反対側の端面まで連続して形成するようにしてもよい。
【００１２】
さらに、固定子コアの略環状コアバック部を外形がほぼ正四辺形になる形状とし、これに合わせてモータカバーの環状外枠部も略正四辺形状に形成し、固定片を外枠部における正四辺形の四隅の位置にそれぞれ配置するのがよい。この場合、各固定片にそれぞれ、当該固定片が配置される隅の両側の２片にほぼ平行な側片を一体に有する形状としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
モータカバーの外枠部に一体に固定片を設け、これに抜き孔を透設してかしめ作用部を形成し、かしめ作用部を変形させて固定子コアの凹部に入り込ませることにより、外枠部の端縁を固定子コアの端面に当接した状態でモータカバーを固定子コアに固定することができ、モータカバーの固定が簡単に行える。特に、モータカバーの固定片における抜き孔のかしめ作用部側の縁と、固定子コアにおける凹部のモータカバー側の縁とを角度を持って交差するように近接させれば、かしめ作用部の一部が凹部内に入り込んだ際に固定片に軸方向内側に向く引っ張り力が発生し、外枠部を固定子コアに密着させてモータカバーの固定を行うことができる。
【００１４】
また、固定片の抜き孔を少なくとも固定片延出方向側の縁がほぼＶ字状になるようにした上で、かしめ作用部におけるＶ字の頂点に対応する位置を変形させるようにすれば、かしめ位置を容易に狙うことができるだけでなく、かしめ作用部における幅寸法が小さくなることから変形が容易となり、かしめのための作業性が格段に良好となり、しかも、凹部の縁が抜き孔のＶ字状縁における両側縁部にそれぞれ交差するため、この両交差部で固定片に対する軸方向内側に向く引っ張り力を発生させることが可能となり、モータカバーの固定強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による回転電機を示す切断正面図である。
【図２】図１の回転電機の平面図である。
【図３】図１の固定子と回転子との位置関係を示す平面図である。
【図４】図１のブッシュを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は切断正面図である。
【図５】図１の回転電機を図２のＸ矢印から見た一部正面図である。
【図６】図５の拡大図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）切断側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による回転電機を示す斜視図である。
【図８】図７の固定子コアとモータカバーとの一部分解斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る回転電機の実施形態につき、以下図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１及び図２は、本発明の一例である２相ハイブリッド（ＨＢ）型ステッピングモータの全体構成を示し、図１は切断正面図、図２は平面図であり、また、図３は、本モータの要部構成を示し、主極数を８とした固定子とＨＢ型回転子とを組合わせたものを軸方向から見た図であり、巻き線の図示は省略してあるが、８主極の巻き線極である首部にはそれぞれ巻き線が施され、１個おきの４個の主極に巻回された巻き線が連結されて１相分を形成し、残りの４主極で他の１相分を形成し、全体で２相巻き線としたＨＢ型回転電機である。固定子は不平衡電磁力が発生せず高速性に優れた８主極構造を採用した例である。
【００１８】
固定子１０は、外形がほぼ正四辺形の環状のコアバック部１２ａとこのコアバック部１２ａより放射状に内方に突出して設けられ周方向に等間隔に配列された８個の主極１２ｂとからなる固定子コア１２と、各主極１２ｂに巻回された２相の巻き線１４（図１に示す）と、各主極１２ｂと巻き線１４との間に介在された上下の絶縁部材１６，１８とからなり、巻き線極である各主極１２ｂの先端には３個の誘導子歯１２ｃが突出して設けられている。各主極１２ｂにおいて、３個の誘導子歯１２ｃは等間隔に配置され、かつ主極１２ｂの中心線に対し対称位置に配置されている。
【００１９】
固定子コア１２は複数枚の珪素鋼板を積層して構成されている。図３に示すように、垂直軸（Ｘ軸）と水平軸（Ｙ軸）の互いに直交する２つの線上に配置された４個の主極１２ｂ、つまり９０°毎に配置された４個の主極１２ｂで１相分（Ａ相、Ｃ相）を構成し、残りの４個の機械角で互いに９０°隔てて且つ１相分主極からは機械角で４５度隔てて配置された主極１２ｂで２相分（Ｂ相、Ｄ相）を形成する。各相において、９０°毎の４個の主極１２ｂは巻き線１４への通電時に交互に異極となるように励磁され駆動される。
【００２０】
図１に示すように、固定子コア１２には、その軸方向両側から、各主極１２ｂの首部つまり被巻線部を挟み込んで覆うように絶縁部材１６，１８が組み込まれ、巻き線１４はこの絶縁部材１６，１８を介して各主極１２ｂに巻回される。
【００２１】
一方、固定子コア１２の内側に配置された回転子２０は、図１に示すように、回転子軸２２に軸方向に並んで固定された２個の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂと、この回転子磁極２４Ａ，２４Ｂ間で挟持され軸方向に着磁された円盤状の永久磁石２６とにより構成されている。これら回転子磁極２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ珪素鋼鈑等を積層して構成され、それぞれの外周には等ピッチで複数個（本実施例では２２個）の磁歯２５が等間隔に設けられている。対の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂは互いに歯ピッチが１／２ずれて配置されており、この２個の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂとこの間に挟持された永久磁石２６とにより回転子要素２８が構成されている。回転子軸２２の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂに対応する位置にはローレット加工部２２ａが形成され、永久磁石２６を挟持した対の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂに回転子軸２２が圧入固着され、ローレット加工部２２ａにおいて回転子磁極２４Ａ，２４Ｂの回り止めがなされ、強固に固定されている。永久磁石２６は例えばフェライト磁石により構成されている。勿論、他の磁石材料、ネオジウム等の希土類磁石を用いることもできる。
【００２２】
回転子磁極２４Ａ，２４Ｂの磁歯２５の歯数は２２であるから、回転子磁歯ピッチは３６０°／２２＝１６．３６°であり、ステップ角は２相機なので回転子磁歯ピッチを４等分した値となり、４．０９°である。すなわち、本モータはＨＢ型であり、前述より明らかなように、図３で示された一方の回転子磁極２４ＡがＳ極に磁化されているとすれば、その各磁歯２５の中間にはＮ極に磁化された他方の回転子磁極２４Ｂの磁歯２５が永久磁石２６の厚み分軸方向に隔てて存在する。従って回転子要素２８としての磁歯２５のＮ極とＳ極のピッチは８．１８°であり、この値を相数で割ったものがステップ角であるから、本実施形態は２相機のため、ステップ角は上述した４．０９°となる。
【００２３】
図１において、固定子１０の軸方向両側（便宜上、上側及び下側と称する）には、上カバー３０及び下カバー３２が配置され、固定子１０の固定子コア１２における外周面と共にモータカバーを構成している。両カバー３０，３２の外形はそれぞれ固定子コア１２と同様にほぼ正四辺形状に形成されている。下カバー３２は底面を構成する底板部３２ａ、四辺形状の外枠部３２ｂ、及び回転子軸２２と同心状になるよう形成された内枠部３２ｃからなり、ＰＰＳ，ＰＢＴ等の樹脂により一体成形されている。この下カバー３２は、外枠部３２ｂの端面を固定子コア１２の下面に当接させた状態で固定子１０に固定されている。この固定方法としては、例えば、下側の絶縁部材１８の一部と下カバー３２の一部とをほぼ全周の複数箇所に渡って近接対向させ、両者間に超音波を印加していわゆる超音波溶着により固着させている。この下カバー３２により固定子コア１２の下面より導出している絶縁部材１８及び巻き線１４が覆われることになる。
【００２４】
上述した下カバー３２の一辺には、外部との接続用のターミナル部が設けられている。すなわち、図１及び図２に示すように、下カバー３２の外枠部３２ｂの一部を切り欠くと共に、この位置の底板部３２ａに側方に延出した受け部３２ｄを形成している。下側の絶縁部材１８には、これに植設されたピン（からげピン）を用いて回路基板３６が取り付けられており、ピンには巻き線１４の端部がからげてはんだ付けされることにより回路基板３６に電気的に接続されている。回路基板３６の一部は固定子コア１２の外側面より導出されてこの受け部３２ｄで支持され、この位置の回路基板３６上にコネクタ３８が取り付けられている。従って、外部電源や信号をこのコネクタ３８を利用して供給することにより巻き線１４への通電及びその制御を行うことができるようになっている。
【００２５】
また、上カバー３０は薄板金属板をプレス成形することにより形成され、天板部３０ａと四辺形状の外枠部３０ｂとからなっており、天板部３０ａの中央部には、下カバー３２の内枠部３２ｃの内径にほぼ等しい内径の開口３０ｃが形成されている。この上カバー３０は、外枠部３０ｂの下端面を固定子コア１２の上面に当接させた状態で、後述するかしめ技術によって固定子１０に固着されている。天板部３０ａの上面には、これとほぼ同一の外形形状を有し金属板をプレスによる打ち抜き加工することにより形成された取付板３４が例えばスポット溶接により固定されている。この取付板３４にも、その中央部に天板部３０ａの開口３０ｃと合致する開口３４ａが形成されている。
【００２６】
図３より明らかなように、固定子コア１２の四隅には、９０°毎の回転対称の位置に軸方向の通し孔１２ｄが形成されている。固定子コア１２の上下の上，下カバー３０，３２にはそれぞれ、この通し孔１２ｄに対応して挿通孔が設けられ、取付板３４にはこの挿通孔に対応してねじ孔３４ｂが形成されている。そして、当該モータの取付の際には、これら通し孔１２ｄや挿通孔に通したボルトを取付板３４のねじ孔３４ｂに螺合させて行われる。
【００２７】
固定子コア１２の軸方向両側の内周部には、軸受ブッシュ４０Ａ，４０Ｂが取り付けられ、これにそれぞれ回転子軸２２を回転自在に支持するメタル軸受４２Ａ，４２Ｂが保持されている。この軸受ブッシュ４０Ａ，４０ＢはＰＰＳ等の樹脂により成形された同一形状のものであり、図４に示すような構造になっている。すなわち、環状に成形された本体部４０ａの下部に外径が固定子コア１１の各主極１２ｂにおける誘導子歯１２ｃの内径にほぼ等しく形成された段付き嵌合部４０ｂが形成され、本体部４０ａの外周部の端面にカバー支持面４０ｃが形成されると共に、このカバー支持面４０ｃの内側に軸方向外側に突出したインロー部４０ｄが設けられ、さらに、本体部４０ａの内周に軸受保持面４０ｅが形成され、この軸受保持筒面４０ｅのインロー部４０ｄ側に内方に延出形成されたカバー部４０ｆが設けられている。嵌合部４０ｂの外周面，インロー部４０ｄの外周面及び軸受保持面４０ｅは同心に形成されている。
【００２８】
両軸受ブッシュ４０Ａ，４０Ｂの軸受保持面４０ｅには、その内側にメタル軸受４２Ａ，４２Ｂが圧入により固定されている。両軸受ブッシュ４０Ａ，４０Ｂはそれぞれの段付き嵌合部４０ｂ側を互いに向かい合わせた状態で固定子コア１２にその軸方向両側から取り付けられる。すなわち、軸受ブッシュ４０Ａ，４０Ｂのそれぞれの嵌合部４０ｂを固定子コア１２の各主極１２ｂにおける誘導子歯１２ｃの内径に嵌合させ、かつそれぞれの段付き面を固定子コア１２の端面に当接させることにより取り付けられ、軸受ブッシュ４０Ａ，４０Ｂの固定子コア１２に対する調芯が段付き嵌合部４０ｂの嵌合面（外周面）により行われると共に、軸方向位置が段付き嵌合部４０ｂの段付き面により規制されることになる。メタル軸受４２Ａ，４２Ｂは例えば焼結多孔質金属に潤滑剤を含浸させてなる含油スリーブである。
【００２９】
下側の軸受ブッシュ４０Ｂは、固定子コア１２に下カバー３２を固定することにより同時に固定される。すなわち、軸受ブッシュ４０Ｂをその嵌合部４０ｂを固定子コア１２の各主極１２ｂの内側に嵌合して取り付けると、本体部４０ａが下側の絶縁部材１８の内周面に嵌合した状態で保持され、この状態で固定子１０の下側に下ケース３２を配置する。このとき、下ケース３２の外枠部３２ｂの上端面を固定子コア１２の下面に当接した際、下ケース３２の内枠部３２ｃの上端面が軸受ブッシュ４０Ｂの取付支持面４０ｃに当接する。そして、下カバー３２を絶縁部材１８に超音波溶着により固定することにより、一部が固定子コア１２に内嵌保持された軸受ブッシュ４０Ｂが固定子コア１２と下カバー３２とに挟み込まれた状態となり、確実に固定される。下側の軸受ブッシュ４０Ｂのインロー部４０ｄは、下カバー３２の内枠部３２ｃに遊嵌され、その先端が下カバー３２より導出することなく内枠部３２ｃ内に収容される。
【００３０】
上側の軸受ブッシュ４０Ａは、固定子１０に回転子２０を組み込んだ後に固定子コア１２に取り付けられ、上カバー３０を固定子１０に固定することにより同時に固定される。すなわち、下側の軸受ブッシュ４０Ｂ及び下カバー３２を固定した固定子１０の固定子コア１２の内側に上方より回転子２０を挿入し、回転子２０の回転子軸２２の下部を軸受ブッシュ４０Ｂに保持されたメタル軸受４２Ｂの内側に挿通させ、回転子２０の回転子磁極２４Ａ，２４Ｂを固定子コア１２の各主極１２ｂの内面に対峙させる。その後、メタル軸受４２Ａを保持した軸受ブッシュ４０Ａを、その嵌合部４０ｂを下側にした状態で、回転子軸２２をその上端からメタル軸受４２Ａの内側に挿通させ、嵌合部４０ｂを固定子コア１２の主極１２ｂの内側に嵌合する。軸受ブッシュ４０Ａの嵌合部４０ｂが固定子コア１２に嵌合した後、上カバー３０を固定子コア１２に固定する。
【００３１】
上カバー３０の固定子コア１２への固定時には、上カバー３０の外枠部３０ｂの下端面が固定子コア１２の上面に当接されると同時に、軸受ブッシュ４０Ａの取付支持面４０ｃに上カバー３０の天板部３０ａが当接するため、軸受ブッシュ４０Ａが固定子コア１２と上カバー３０とに挟み込まれた状態となり、確実に固定される。このとき、軸受ブッシュ４０Ａのインロー部４０ｄは、図１に示すように、上カバー３０の天板部３０ａの開口３０ｃ及び取付板３４の開口３４ａに遊挿され、その上端部が取付板３４の上面より突出する。従って、このインロー部４０ｄの導出部分を利用することにより、当該モータを各種機器へ取り付けた場合に、回転子軸２２を精度よく各種機器の入力部に合致させることが可能となる。
【００３２】
次に、上カバー３０の固定子１０への固定について説明する。上述したように、正四辺形状の上カバー３０は天板部３０ａ及び外枠部３０ｂを有するが、正四辺形の四隅に対応する外枠部３０ｂには、図５に示すような固定片３０ｄが一体にかつ下方へ延出させて設けられている。ここで、固定子コア１２は、図３に示すように、正四辺形の各隅部を面取りしたような形状になっており、この部分に対応して各固定片３０ｄが配置されている。固定片３０ｄの下部寄りには、図６（ａ）に明示するように、抜き孔３０ｅが設けられ、固定片３０ｄの抜き孔３０ｅより下側の部分がかしめ作用部３０ｆとなっている。抜き孔３０ｅの内下縁には、その中央位置が最も低くなるようなＶ字状の形態となって２つのテーパ面３０ｅ１，３０ｅ２が形成されている。この固定片３０ｄの下部に対応する固定子コア１２の位置には、外表面に長方形状に開口する凹部１２ｅが設けられている。ここで、凹部１２ｅの上縁は、上カバー３０の外枠部３０下端面が固定子コア１２の上面に当接する状態において、固定片３０ｄの抜き孔３０ｅのテーパ面３０ｅ１，３０ｅ２に一部クロスするような高さに設定されている。
【００３３】
そして、上カバー３０の固定子１０への固定に際しては、上述したように、固定子コア１２に上側の軸受ブッシュ４０Ａを取り付けた後、固定子コア１２上に上カバー３０をその外枠部３０ｂの下端面を固定子コア１２の上端面に当接させて配置し、次に、上カバー３０の四隅に位置する各固定片３０ｄの作用部３０ｆの中心部をそれぞれ外側から内方に向けて打刻し、つまりそれぞれの凹部１２ｅに作用部３０ｆの一部を変形させて入り込ませ、上カバー３０をかしめ固定する。
【００３４】
このとき、固定片３０ｄの作用部３０ｆの一部が固定子コア１２の凹部１２ｅに入り込むことにより上カバー３０の抜け止め，脱落防止が実現するが、本実施形態の構造の場合、特に上カバー３０の強固な固定が実現する。すなわち、図６（ａ），（ｂ）よりわかるように、固定片３０ｄにおける抜き孔３０ｅの下縁のテーパ面３０ｅ１，３０ｅ２、つまり作用部３０ｆの上縁テーパ面が固定子コア１２の凹部１２ｅの上縁とクロスしているため、作用部３０ｆを凹部１２ｅ内に変形させた際、作用部３０ｆの上縁テーパ面が凹部１２ｅ内に入り込むに従い固定片３０ｄに下方への引っ張り力が発生することになり、上カバー３０を固定子コア１２に押し付けることができ、この押し付け力は上カバー３０の四隅で働き、上カバー３０全体を固定子コア１２にしっかり固定できることになる。
【００３５】
上述したかしめ作業に際しては、抜き孔３０ｅの下縁のＶ字の頂点に対応するかしめ作用部を目当てに行えばよく、しかもこの位置はかしめ作用部３０ｆの強度的に最も変形しやすい箇所になるため、かしめ作業は容易であり、かしめによる変形も対称状に得ることができる。つまり、一般にかしめ作業においては、加える力と変形形状、変形量の管理が比較的難しい傾向にあるが、上記した形状であれば、かしめ作業が容易である上、再現性の良い変形量を得ることが可能である。
【００３６】
上述した構成のステッピングモータにあっては、パルス信号により回転することができるステップ角が４．０９°に設定されており、一般的な１．８°のものに比べ、回転角度を大きく設定することができるため、この分、高速に回転させることができる。つまり、実施形態のものは高速化を可能としたステッピングモータであるといえる。そして、モータの出力は回転数とトルクとの積に比例するため、この高速化により出力が増大し、結果として効率が高まることになる。
【００３７】
一方、上述したステッピングモータでは、従来のものと異なり、回転子２０の軸受としてメタル軸受４２Ａ，４２Ｂが用いられている。この種のメタル軸受４２Ａ，４２Ｂはいわゆるスベリ軸受であるため、固定子と回転子間のエアギャップがボールベアリングの場合のエアギャップより多少大きく設定されている。この場合、固定子と回転子間のエアギャップはモータの効率に影響し、エアギャップが大きくなるほど効率が低下する傾向にある。しかしながら、上記実施形態のものでは、ステップ角の設定により高速化し効率を高めた構成になっているため、軸受としてメタル軸受４２Ａ，４２Ｂを用いることに伴って効率の低下を招いても、これを補うだけの効率向上を図る結果、従来の場合と同等以上の効率を発揮するステッピングモータを得ることができる。
【００３８】
ここで、上記固定子コア１２は、珪素鋼板を所定枚数積層して構成されるが、この珪素鋼板を所定形状にプレス打ち抜きしたものを９０°ずつ次々に回転して積層する手法を採用することにより、パーミアンスベクトルのバラツキ抑制効果を得ることができる。つまり、図３に示した固定子コア１２は９０°点対称構造であるため、９０°回転させて重ね合わせることにより、プレス抜き型の僅かな寸法の差や珪素鋼板の板厚差によるパーミアンスベクトルのバラツキを、キャンセルさせることができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の実施例２につき、図７及び図８を用いて説明する。なお、これらの図面において、前記と同一符号のものは同一もしくは相当するものを示すものとする。
【００４０】
図７及び図８において、薄板金属板をプレス成形することにより形成された上カバー３０’は、天板部３０ａ’とほぼ正四辺形状の外枠部３０ｂ’とを備えており、天板部３０ａ’の中央部には、下カバー３２の内枠部の内径にほぼ等しい内径の開口３０ｃ’が形成されている。天板部３０ａ’の上面には、これとほぼ同一の外形形状を有し金属板をプレスによる打ち抜き加工することにより形成された取付板（図示せず）が例えばスポット溶接により固定される。
【００４１】
上カバー３０’の外枠部３０ｂ’における正四辺形の四隅の位置にはそれぞれ、外枠部３０ｂ’に一体であってかつ下方へ延出させた固定片３０ｄ’が設けられている。各固定片３０ｄ’は、固定子コア１２の正四辺形の隅部の面取りされた位置に対応しているが、この実施例の場合、固定子コア１２の面取りされた部分の両側に連続して固定子コア１２の２辺に平行な側片３０ｄ１，３０ｄ２が一体に設けられている。この両側片３０ｄ１，３０ｄ２は上カバー３０ｄ’の固定子コア１２に対する回り止めとして機能しており、加えて、かしめ固定の際の変形に対する補強を兼ねている。各固定片３０ｄ’の中央下部寄りには抜き孔３０ｅ’が設けられ、固定片３０ｄ’の抜き孔３０ｅ’より下側の部分がかしめ作用部３０ｆ’となっている。抜き孔３０ｅ’の内下縁は、実施例１の場合と同様、その中央位置が最も低くなるようなＶ字状の形態となって２つのテーパ面が形成されている。
【００４２】
この固定片３０ｄの下部に対応する固定子コア１２の位置には、外表面に開口する凹部１２ｅ’が設けられている。ここで、凹部１２ｅ’の上縁は、上カバー３０’の外枠部３０ｂ’下端面が固定子コア１２の上面に当接する状態において、固定片３０ｄ’の抜き孔３０ｅ’のテーパ面に一部クロスするような高さに設定されている。この実施例の場合、凹部１２ｅ’は上記の上縁の位置から固定子コア１２の下端位置まで連続して形成されている。また、固定子コア１２の周面においては、上記正四辺形の四隅からその両側の側片にかけて段付き溝１２ｆが軸方向に形成され、上カバー３０’の各固定片３０ｄ’がこの段付き溝１２ｆの上部分に嵌り込むようになっており、固定子コア１２の４片の側面と固定片３０ｄ’の側片３０ｄ１，３０ｄ２とが面一になるように配置されている。
【００４３】
この実施例においても、実施例１の場合と同様に、かしめ作用部３０ｆ’の中央部をかしめ変形させて凹部１２ｅ’に入り込ませることにより上カバー３０’の固定子コア１２へのかしめ固定が実現し、上述と同様の作用効果を得ることができる上、上カバー３０’に一体に互いに直交する側片３０ｄ１，３０ｄ２を設け、これをそれぞれ固定子コア１２の互いに直交する２片に接する構成としているため、固定子コア１２に対する上カバー３０’の回り止めを確実に行うことができ、上カバー３０’を固定子コア１２に強固に固定することができる。特に、実施例２のように固定子コア１２に固定片３０ｄ’が嵌り込む段付き溝１２ｆを形成した場合には、その回り止め効果がより顕著なものになる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明による回転電機は、高速回転が可能で、高効率化を実現し、かつメタル軸受の採用により低コスト化を図ることができ、ステッピングモータとして、ＯＡ機器である複写機やプリンターの用途に対し安価で高速高トルク低振動の回転電機の提供が可能であり、工業的に大きな寄与が期待される。その他、医療機器、ＦＡ機器、ロボット、遊戯機械、住宅設備機器への応用も大いに期待される。
【符号の説明】
【００４５】
１０：固定子
１２：固定子コア
１２ｂ：主極
１２ｅ，１２ｅ’：凹部
１４：巻き線
２０：回転子
３０：上カバー
３０ｂ，３０ｂ’：外枠部
３０ｄ，３０ｄ’：固定片
３０ｅ，３０ｅ’：抜き孔
３０ｆ，３０ｆ’：かしめ作用部
３０ｄ１，３０ｄ２：側片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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