(57)【要約】【課題】板厚が薄い部分をプロジェクション溶接して固定部材をモータに取り付けるときの溶接部の接合強度の低下を防止すること。【解決手段】ロータ２およびステータ６を備えたモータ本体部１ａに固定部材１ｂを固定するため、固定部材１ｂに固定部１１を設け、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１にプロジェクション溶接用の突起６０を形成し、固定部１１と底板部４１とをプロジェクション溶接する。突起６０はパンチユニット８０を用いて形成され、パンチ形状部８１によって凹部７０を形成することで裏面に突起６０を突出させる。このとき、凹部７０の底面７１よりも突起６０が一回り大きく形成されるようにし、且つ、突起６０の表面を凸球面状にする。より具体的には、底面７１の外周縁Ｂよりも突起６０の外周縁Ａが外周側に位置するようにする。これにより、加圧時の塑性変形を防止でき、接合強度の低下を防止できる。【選択図】図４
2015080391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材とを有するモータの製造方法であって、
前記固定部材と前記モータ本体部の一方に第１の板厚の第１溶接材を設けると共に、他方に第２の板厚の第２溶接材を設けておき、
前記第１溶接材に、少なくとも一部が凸曲面状の突起を形成すると共に、当該突起の裏側に凹部を形成する第１ステップと、
前記第２溶接材に前記突起を接触させて、前記第１溶接材と前記第２溶接材をプロジェクション溶接によって固定する第２ステップとを行い、
前記第１ステップにおいて、前記凹部の底面の外周縁に対して、前記突起の外周縁の方が外周側に位置するように前記突起を形成することを特徴とするモータの製造方法。
【請求項２】
前記第１の板厚は、０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のモータの製造方法。
【請求項３】
前記第１の板厚は０.２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のモータの製造方法。
【請求項４】
前記第１ステップにおいて、前記凹部の底面の外周縁から前記突起の外周縁までの寸法が前記第１の板厚の１／２以上前記第１の板厚以下となるように前記突起を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載のモータの製造方法。
【請求項５】
前記第１ステップにおいて、少なくとも先端部が凸球面状となるように前記突起を形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載のモータの製造方法。
【請求項６】
前記第２溶接材は前記固定部材に設けられ、前記第１溶接材は前記モータ本体部のケース部材に設けられ、
前記第２の板厚は、前記第１の板厚よりも厚いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの項に記載のモータの製造方法。
【請求項７】
前記第１ステップにおいて、前記凹部の前記底面を平坦に形成すると共に、前記凹部の内周面を、前記底面の外周縁から前記凹部の開口縁に向かうに従って拡径するテーパ状に形成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの項に記載のモータの製造方法。
【請求項８】
ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材のうちの一方に設けられた第１の板厚の第１溶接材にプロジェクション溶接用の突起を形成するモータ製造用のパンチユニットであって、
パンチ形状部が形成された第１型と、
前記パンチ形状部に対応するダイ形状部が形成された第２型とを備え、
前記ダイ形状部の内径は、前記パンチ形状部の先端面の直径より大きいことを特徴とするモータ製造用のパンチユニット。
【請求項９】
前記パンチ形状部は、前記先端面から径方向外側に拡径するテーパ状の外周面を備えることを特徴とする請求項８に記載のモータ製造用のパンチユニット。
【請求項１０】
ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材とを有するモータであって、
前記固定部材と前記モータ本体部の一方に設けられた第１の板厚の第１溶接材と、他方に設けられた第２の板厚の第２溶接材とがプロジェクション溶接によって接合されており、
前記第１溶接材には、前記第２溶接材との接合部に肉厚減少部が形成されており、
当該肉厚減少部において最も薄い部分の板厚は、前記第１の板厚の２／３以上であることを特徴とするモータ。
【請求項１１】
前記第１の板厚は０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
【請求項１２】
前記第１の板厚は０.２ｍｍであることを特徴とする請求項１０に記載のモータ。
【請求項１３】
前記モータ本体部のケース部材は、前記第１溶接材によって構成される溶接部を備え、
当該溶接部に前記突起が形成されていることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかの項に記載のモータ。
【請求項１４】
前記第２の板厚は、前記第１の板厚よりも厚いことを特徴とする請求項１３に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを構成する部材をプロジェクション溶接によって接合する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータ等のモータを駆動源として用いる機器において、ステータあるいはモータケースなどの部材に金属製のフレームなどの固定部材を固定し、この固定部材を介してモータを機器本体に取り付ける構造が採用されている。固定部材とモータ本体側の構成部材との固定は、溶接によって行うことができる。特許文献１には、モータ本体部のモータ軸線方向の一方側を向いた端面に複数の突起を形成し、突起とモータ取り付け板を接触させて通電し、溶接することで、端面にモータ取り付け板を固定したステッピングモータが開示されている。また、このステッピングモータでは、モータ本体部のモータ軸線方向の他方側を向いた端面に突起を形成し、この端面に軸受ホルダを溶接して固定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８９２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータ本体部の端面に軸受ホルダやモータ取り付け板などの各種の部材を溶接する方法として、溶接面の一方に突起（プロジェクション）を形成し、この突起ともう一方の溶接面とを接触させ、加圧して高電圧でパルス通電して溶融させ接合するプロジェクション溶接が行われている。ここで、プロジェクション溶接を行う場合、溶接部の板厚が薄いと、通電によって溶接部が溶融して接合される前に、プロジェクションを形成した部分が加圧によって変形してしまう。より具体的には、突起の外周部分（パンチによって突起を形成したときに薄肉化した部分）が塑性変形して脆くなる。その結果、溶接後の接合強度は、溶接面の引き剥がし強度ではなく、塑性変形した部分の破断強度によって決まることになり、接合強度が低下してしまう。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、モータ本体部の端面に各種の部材を溶接して固定する場合に、板厚が薄い部分をプロジェクション溶接で接合する場合の溶接部の接合強度の低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材とを有するモータの製造方法であって、前記固定部材と前記モータ本体部の一方に第１の板厚の第１溶接材を設けると共に、他方に第２の板厚の第２溶接材を設けておき、前記第１溶接材に、少なくとも一部が凸曲面状の突起を形成すると共に、当該突起の裏側に凹部を形成する第１ステップと、前記第２溶接材に前記突起を接触させて、前記第１溶接材と前記第２溶接材をプロジェクション溶接によって固定する第２ステップとを行い、前記第１ステップにおいて、前記凹部の底面の外周縁に対して、前記突起の外周縁の方が外周側に位置するように前記突起を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明は、このように、第１溶接材にプロジェクション溶接用の突起を形成するにあたって、パンチなどを用いる際に突起の裏面に形成される凹部の形状を、突起よりも一回り小さく形成すると共に、突起の表面を凸曲面状に形成している。このような形状によって、第１溶接材において突起を形成した部分が局所的に薄肉化することを防止でき、応力集中を回避できる。従って、プロジェクション溶接時の加圧によって溶接部が溶融前に塑性変形することを防止でき、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【０００８】
ここで、本発明のモータの製造方法は、第１の板厚が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の場合に適用することが望ましい。例えば、第１の板厚は０.２ｍｍである。溶接される部材の元々の板厚が大きい場合には、突起および凹部を形成した箇所の肉厚を確保できるので、塑性変形が生じにくく、接合強度の低下が問題になるおそれが低い。しかしながら、元々の板厚が小さい場合には、肉厚を確保できずに接合強度が低下するおそれがある。本発明は、このような事情を考慮して、板厚が薄い場合においても溶接箇所に一定の肉厚を確保できる形状としている。これにより、従来より薄い板厚の部位に固定部材を溶接する場合に、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【０００９】
本発明のモータの製造方法において、前記第１ステップにおいて、前記凹部の底面の外周縁から前記突起の外周縁までの寸法が前記第１の板厚の１／２以上前記第１の板厚以下となるように前記突起を形成することが望ましい。本発明者らは、この部位が応力集中が発生しやすい箇所であることを考慮して、この部位で第１の板厚の１／２以上の板厚が確保できれば、プロジェクション溶接時の加圧によって塑性変形することがなく、接合強度が低下しないことを確認した。また、この部位は、パンチユニットを用いる場合、元の板厚である第１の板厚以下となるように形成できる。従って、このような構成によって、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００１０】
また、本発明のモータの製造方法において、前記第１ステップにおいて、少なくとも先端部が凸球面状となるように前記突起を形成することが望ましい。このような形状により、加圧時に応力を分散させ、局所的な応力集中を起こりにくくすることができる。
【００１１】
この場合に、前記第１溶接材は、前記突起の外周側に設けられた平坦面を備え、前記突起と前記平坦面との接続部が湾曲面であることが望ましい。このようにすると、加圧時に突起の外周縁において局所的な応力集中を起こりにくくすることができる。
【００１２】
ここで、前記第２溶接材を前記固定部材に設け、前記第１溶接材を前記モータ本体部のケース部材に設けることができる。この場合には、前記第２の板厚を、前記第１の板厚よりも厚くすることができる。このように、本発明のモータの製造方法は、固定部材の板厚がケース部材よりも厚い場合に適用できる。
【００１３】
本発明のモータの製造方法において、前記第１ステップにおいて、前記凹部の前記底面を平坦に形成すると共に、前記凹部の内周面を、前記底面の外周縁から前記凹部の開口縁に向かうに従って拡径するテーパ状に形成することが望ましい。このように、凹部の内周面をテーパ面にすることによって、凹部の裏側に突出する突起の外形を大きくすることができる。従って、肉厚が局所的に薄くなることを防止でき、局所的な応力集中を起こりにくくすることができる。
【００１４】
次に、上記課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材のうちの一方に設けられた第１の板厚の第１溶接材にプロジェクション溶接用の突起を形成するモータ製造用のパンチユニットであって、パンチ形状部が形成された第１型と、前記パンチ形状部に対応するダイ形状部が形成された第２型とを備え、前記ダイ形状部の内径は、前記パンチ形状部の先端面の直径より大きいことを特徴としている。
【００１５】
本発明は、このように、第１溶接材にプロジェクション溶接用の突起を形成する際、突起を形成した部分が局所的に薄肉化することのないように変形させるパンチ形状部とダイ形状部を備えたパンチユニットである。このようなパンチユニットを用いて突起を形成することで、突起を形成した部分の肉厚が局所的に薄くなることを防止できる。従って、プロジェクション溶接時の加圧によって溶接部が溶融前に塑性変形することを防止できる。従って、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００１６】
本発明のパンチユニットにおいて、前記パンチ形状部は、前記先端面から径方向外側に拡径するテーパ状の外周面を備えることが望ましい。このようなパンチ形状部を用いることで、凹部の裏側に突出する突起の外形を大きくすることができる。従って、肉厚が局所的に薄くなることを防止でき、局所的な応力集中を起こりにくくすることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明は、ロータおよびステータを備えたモータ本体部と、当該モータ本体部に溶接された固定部材とを有するモータであって、前記固定部材と前記モータ本体部の一方に設けられた第１の板厚の第１溶接材と、他方に設けられた第２の板厚の第２溶接材とがプロジェクション溶接によって接合されており、前記第１溶接材には、前記第２溶接材との接合部に肉厚減少部が形成されており、当該肉厚減少部において最も薄い部分の板厚は、前記第１の板厚の２／３以上であることを特徴としている。
【００１８】
本発明のモータは、このように、プロジェクション溶接用の突起が形成された部分の痕跡が溶接後に肉厚減少部として残るものの、その厚さが溶接前の板厚の２／３以上である。本発明者らは、プロジェクション溶接用の突起が形成された箇所を局所的に薄肉化しない形状にすることによって、この程度の厚さを残存させることができ、接合強度が低下しないことを確認した。従って、このような構成によって、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００１９】
ここで、本発明のモータは、前記第１の板厚が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下であることが望ましい。例えば、第１の板厚は０.２ｍｍである。上述したように、板厚が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の部材をプロジェクション溶接するとき、接合強度の低下が生じるおそれが大きい。本発明は、板厚が薄い場合においても溶接箇所に一定の肉厚を確保でき、溶接部の接合強度の低下を防止できる。これにより、従来より薄い板厚の部位に固定部材を溶接する場合に、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００２０】
また、本発明のモータにおいて、前記モータ本体部のケース部材は、前記第１溶接材によって構成される溶接部を備え、当該溶接部に前記突起が形成されている。このような構成では、ケース部材にプロジェクション溶接によって各種の固定部材を固定する場合に、溶接部の接合強度の低下を防止でき、固定部材の脱落を防止できる。また、この場合には、前記第２の板厚を、前記第１の板厚よりも厚くすることができる。このように、本発明は、固定部材の板厚がケース部材の板厚よりも厚い場合に適用できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１溶接材にプロジェクション溶接用の突起を形成するにあたって、突起を形成した部分が局所的に薄肉化することを防止でき、プロジェクション溶接時の加圧によって溶接部が溶融前に塑性変形することを防止できる。従って、溶接部の接合強度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るモータの外観図である。
【図２】図１のモータの断面構成を模式的に示す説明図である。
【図３】出力側ケース部材を単体で示す説明図である。
【図４】パンチユニットおよびこれによって形成される突起とその裏面の凹部の断面形状を模式的に示す説明図である。
【図５】プロジェクション溶接による接合部の断面構成を模式的に示す説明図である。
【図６】他の実施形態の突起およびその裏面の凹部の断面形状を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータを説明する。以下の明細書において、モータ軸線Ｌ方向に沿ってモータの出力軸（回転軸）が突出する側を出力側Ｌ１とし、出力側と逆の側を反出力側Ｌ２とする。図１は、本発明の実施形態に係るモータの外観図であり、図２はその断面構成を模式的に示す説明図である。モータ１は、各種の電子機器に用いられるステッピングモータである。モータ１は、ロータ２およびステータ６を備えたモータ本体部１ａと、モータ本体部１ａに溶接された金属製の固定部材１ｂと、モータ本体部１ａおよび固定部材１ｂに装着された軸受部５を備えている。軸受部５は、ロータ２を回転可能に支持している。また、固定部材１ｂは、モータ１を機器本体に取り付ける取り付け用のフレームである。
【００２４】
（モータ本体部）
モータ本体部１ａは、回転軸２１にロータマグネット２２が固着されたロータ２と、その外周側に配置されたステータ６を有している。ステータ６は、ロータ配置穴３１が形成された筒状のステータ本体部３をモータケース４に収納したものである。ロータマグネット２２は、モータ軸線Ｌ方向に延在する回転軸２１に固着されている。ロータマグネット２２は、外周面にＳ極とＮ極とが周方向で交互に配列されるように着磁されている。ロータマグネット２２が配置されたロータ２の端部側は、ステータ本体部３に形成されたロータ配置穴３１に同軸に配置されている。回転軸２１の他端側はモータケース４から突出しており、モータケース４の外部に露出している。モータケース４から突出している部分の回転軸２１の外周面には螺旋状のネジ溝が形成されている。
【００２５】
図２に示すように、ステータ本体部３は、反出力側ステータ組３Ａと出力側ステータ組３Ｂの２組のステータ組を備えている。反出力側ステータ組３Ａと出力側ステータ組３Ｂは、いずれも、巻線を巻いて構成したコイル３２と、コイル３２の巻き芯となるコイルボビン３３と、コイルボビン３３のモータ軸線Ｌ方向の両側に配置された内ステータコア３４および外ステータコア３５を備えている。コイルボビン３３は、コイル３２が巻回された円筒部３３ａと、円筒部３３ａのモータ軸線Ｌ方向の両端部に設けられた一対のフランジ部３３ｂ、３３ｃを備えている。
【００２６】
内ステータコア３４は、コイルボビン３３の一方のフランジ部３３ｂと重なっているフランジ状の円環部３４ａと、この円環部３４ａの内周縁からモータ軸線Ｌ方向に向けて屈曲した複数の極歯３４ｂを備えている。また、外ステータコア３５は、もう一方のフランジ部３３ｃと重なっている円環部３５ａと、この円環部３５ａの内周縁からモータ軸線方向に向けて屈曲した複数の極歯３５ｂを備えている。内ステータコア３４の極歯３４ｂと外ステータコア３５の極歯３５ｂは、コイルボビン３３の内周面に沿って周方向に交互に配置されている。極歯３４ｂ、３５ｂは、ロータマグネット２２の外周面と径方向に対向している。
【００２７】
反出力側ステータ組３Ａは、外ステータコア３５の円環部３５ａが反出力側Ｌ２の端面に位置するように配置され、出力側ステータ組３Ｂは、外ステータコア３５の円環部３５ａが出力側Ｌ１の端面に位置するように配置されている。反出力側ステータ組３Ａと出力側ステータ組３Ｂは、内ステータコア３４の円環部３４ａ同士をモータ軸線Ｌ方向に当接させて固定されており、全体として筒状のステータ本体部３を構成している。
【００２８】
モータケース４は、反出力側ステータ組３Ａを覆う反出力側ケース部材４Ａと、出力側ステータ組３Ｂを覆う出力側ケース部材４Ｂを備えている。反出力側ケース部材４Ａと出力側ケース部材４Ｂは金属製であり、後述するプロジェクション溶接用の突起の有無を除いて同一形状である。反出力側ケース部材４Ａおよび出力側ケース部材４Ｂは、いずれも、有底円筒形状をしており、外ステータコア３５の円環部３５ａと重なる底板部４１と、底板部４１の外周縁からモータ軸線Ｌ方向に延在する筒状部４２を備えている。図２に示すように、底板部４１の中央には円形開口部４１ａが形成されている。また、図１に示すように、筒状部４２には、端子台３６を配置する切り欠き部４２ａが形成されている。
【００２９】
反出力側ケース部材４Ａと出力側ケース部材４Ｂは、モータ軸線Ｌ方向に逆向きに配置されており、筒状部４２の端面同士がモータ軸線Ｌ方向に当接した状態で固定されている。この状態で、モータケース４の側面には、切り欠き部４２ａによる開口部が形成されており、ここにステータ本体部３のコイル３２への接続用の配線を接続する端子台３６が配置されている。
【００３０】
（軸受部）
軸受部５は、モータ本体部１ａの反出力側ケース部材４Ａに支持された反出力側軸受部５Ａと、固定部材１ｂに支持された出力側軸受部５Ｂを備えている。反出力側軸受部５Ａは、反出力側ケース部材４Ａの底板部４１の反出力側Ｌ２の面に固定された軸受ホルダ５１と、軸受ホルダ５１によってモータ軸線Ｌ方向に移動可能に支持されている円板状の軸受部材５２と、軸受部材５２に保持された鋼球５３と、軸受部材５２を出力側Ｌ１に付勢する付勢部材５４を備えている。軸受ホルダ５１には円形の軸受配置穴５１ａが形成され、ここに軸受部材５２が装着されている。付勢部材５４は、軸受部材５２の反出力側Ｌ２に配置される板状部５４ａと、板状部５４ａから出力側Ｌ１に切り起こされた板バネ部５４ｂと、板状部５４ａを軸受ホルダ５１に固定するフック部５４ｃを備えている。板バネ部５４ｂは軸受部材５２に当接し、当該軸受部材５２を介してロータ２を出力側Ｌ１に付勢している。
【００３１】
出力側軸受部５Ｂは、軸受部材５２と同軸に配置された軸受部材５５と、軸受部材５５に保持された鋼球５６を備えている。出力側Ｌ１の軸受部材５５は、鋼球５６を介して、回転軸２１の出力側Ｌ１の先端を回転可能に支持している。また、反出力側Ｌ２の軸受部材５２は、鋼球５３を介して、回転軸２１の反出力側Ｌ２の先端を回転可能に支持している。
【００３２】
（固定部材）
固定部材１ｂは、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１と重なるように配置された平板状の固定部１１と、固定部１１の外周縁からモータ軸線Ｌ方向に延在する取付部１２と、取付部１２の先端から回転軸２１の先端側に延在する軸受保持部１３を備えている。軸受保持部１３には、上述した出力側軸受部５Ｂの軸受部材５５が装着されている。
【００３３】
（プロジェクション溶接用の突起の形成）
固定部材１ｂは、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１の出力側Ｌ１の面にプロジェクション溶接によって固定されている。ここで、出力側ケース部材４Ｂへのプロジェクション溶接用の突起６０の形成について説明する。図３は出力側ケース部材４Ｂを単体で示す説明図であり、図３（ａ）は反出力側Ｌ２から見た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図３（ｃ）、（ｄ）は側面図である。図３（ａ）に示すように、底板部４１は、円形開口部４１ａを挟んで略平行に延びる第１辺４１ｂおよび第２辺４１ｃと、第１辺４１ｂと第２辺４１ｃの端部同士を接続している円弧状の第３辺４１ｄおよび第４辺４１ｅによって囲まれた形状である。第３辺４１ｄおよび第４辺４１ｅは、円形開口部４１ａの中心を基準として周方向に対称に形成されている。
【００３４】
出力側ケース部材４Ｂの筒状部４２は、第１辺４１ｂ、第２辺４１ｃからそれぞれ反出力側Ｌ２に延在している第１平面部分４２ｂおよび第２平面部分４２ｃと、円弧状の第３辺４１ｄ、第４辺４１ｅからそれぞれ反出力側Ｌ２に延在している第１湾曲部分４２ｄおよび第２湾曲部分４２ｅを備えている。第１湾曲部分４２ｄの反出力側Ｌ２の縁には、上述した端子台３６を配置する切り欠き部４２ａが形成されている。また、第２湾曲部分４２ｅおよび第１、第２平面部分４２ｂ、４２ｃの３面には、各面の反出力側Ｌ２の縁に、切り欠き４２ｆが形成されている。切り欠き４２ｆは、出力側ケース部材４Ｂに対するステータ本体部３（内ステータコア３４）の位置決め用として用いる。
【００３５】
出力側ケース部材４Ｂの底板部４１には、その出力側Ｌ１の面（後述する平坦面６２）から突出するプロジェクション溶接用の突起６０が形成されている。突起６０は、円形開口部４１ａと第１湾曲部分４２ｄとの間に形成された突起６０ａ、６０ｂと、円形開口部４１ａと第２湾曲部分４２ｅとの間に形成された突起６０ｃ、６０ｄの合計４つ形成されている。突起６０ａ、６０ｂは、突起６０ｃ、６０ｄに対し、円形開口部４１ａの中心を基準として周方向に対称に配置されている。なお、突起６０の数および形成位置はこのような形態でなくてもよく、底板部４１の形状や固定部材１ｂの固定部１１の形状、要求される強度等によって適宜変更可能である。
【００３６】
本形態では、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１は０．２ｍｍの板厚の鋼材からなり、底板部４１に溶接される固定部材１ｂの固定部１１は、０．３ｍｍの板厚の鋼材からなる。ここで、底板部４１の板厚ｔ１（図２、図５参照）は０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲内の値とすることができる。また、固定部１１の板厚ｔ４（図２、図５参照）は０．３ｍｍ以上の値であってもよい。底板部４１と固定部１１は、プロジェクション溶接によって接合される第１溶接材、第２溶接材を構成している。本明細書において、便宜上、プロジェクション溶接用の突起６０が形成される側を第１溶接材とし、突起６０に当接する側を第２溶接材とする。本形態では、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１が第１溶接材であり、固定部材１ｂの固定部１１が第２溶接材である。そして、底板部４１の板厚ｔ１が第１の板厚であり、固定部１１の板厚ｔ４が第２の板厚である。後述するように、固定部１１（第２溶接材）が底板部４１（第１溶接材）にプロジェクション溶接されると、突起６０が設けられた４箇所の位置において、両溶接材が溶融して接合された接合部４３（図５参照）が形成される。
【００３７】
図４は、パンチユニットおよびこれによって形成されるプロジェクション溶接用の突起６０とその裏面の凹部７０の断面形状を模式的に示す説明図である。底板部４１に形成される突起６０はパンチユニット８０を用いて形成されている。パンチユニット８０は、パンチ形状部８１を備えた第１型８２、および、このパンチ形状部８１と対になるダイ形状部８３を備えた第２型８４の２つの型を、パンチ形状部８１とダイ形状部８３を対向させて、これらを接近および離間可能な状態で保持したものである。パンチ形状部８１は、円柱状の本体部８１Ａと、本体部８１Ａの先端に設けられたテーパ部８１Ｂを備えている。テーパ部８１Ｂには、円錐面の先端を切断した形状のテーパ面８１ａと、テーパ面８１ａの先端において平坦な円形に形成されている先端面８１ｂが設けられている。具体的な寸法は、本体部８１Ａの直径ｄ１が０．５ｍｍであり、先端面８１ｂの直径ｄ２が０．２ｍｍである。そして、テーパ面８１ａは、本体部８１Ａの中心軸線に対して４５度の角度で傾いている。ダイ形状部８３は、パンチ形状部８１よりも大型の円形の凹部あるいは円形の貫通部などの形状である。ダイ形状部８３の内径ｄ３は、パンチ形状部の先端面８１ｂの直径ｄ２より大きい。
【００３８】
図４に示すように、突起６０は、底板部４１の出力側Ｌ１の面からさらに出力側Ｌ１に突出する凸形状であり、その表面は凸球面６１となっている。突起６０の外周縁Ａは、突起６０を囲む平坦面６２に接続されている。平坦面６２は、底板部４１の出力側Ｌ１の面である。突起６０の外周縁Ａは、パンチユニット８０のダイ形状部８３によって規定される形状となる。
【００３９】
一方、底板部４１の反出力側Ｌ２の面には、突起６０の裏側に凹部７０が形成されている。凹部７０は、第１型８２のパンチ形状部８１に対応する形状であり、平坦な円形の底面７１と、底面７１の外周縁Ｂから反出力側Ｌ２に延びる内周面７２を備えている。内周面７２は、底面７１の外周縁Ｂから凹部７０の開口縁に向かうに従って拡径するテーパ状の傾斜面であり、凹部７０を囲む平坦面７３に接続されている。平坦面７３は、底板部４１の反出力側Ｌ２の面である。凹部７０の底面７１は、その直径Ｄ１が突起６０の直径Ｄ２よりも小さく、突起６０（底板部４１の反出力側Ｌ２を向いた面である平坦面７３から出力側Ｌ１に突出している部分）は、底面７１より一回り大きい形状である。突起６０と凹部７０はモータ軸線Ｌ方向に見た場合に同軸に配置されている。このため、突起６０の外周縁Ａは、周方向の全ての位置において、底面７１の外周縁Ｂよりも外周側に位置している。
【００４０】
突起６０が形成される底板部４１の板厚ｔ１（第１の板厚）は、本形態では０．２ｍｍである。板厚ｔ１が０．２ｍｍのとき、底板部４１にパンチ形状部８１を所定寸法だけ圧入することで、開口径が０．４４ｍｍの凹部７０が形成される。ここで、突起６０および凹部７０が形成された部位において、底板部４１の断面形状は、反出力側Ｌ２では、底面７１の外周縁Ｂにおいて、底面７１と内周面７２との接続部分が凹状の角部を形成しており、出力側Ｌ１では、突起６０の外周縁Ａにおいて、凸球面６１と平坦面６２との接続部分が凹状の角部を形成している。本形態では、この部分の板厚ｔ２（すなわち、凹部７０の底面７１の外周縁Ｂから突起６０の外周縁Ａまでの寸法）が、パンチ加工後の底板部４１の板厚の最小値となっている。具体的には、底板部４１において、プロジェクション溶接用の突起６０（凹部７０）が形成された部分の板厚は、パンチ加工前の底板部４１の板厚ｔ１が０．２ｍｍのとき、板厚ｔ２は０．１４ｍｍ程度になっている。また、パンチ加工後の底板部４１において、突起６０（凹部７０）が形成されていない部分の板厚は、加工前と同じ０．２ｍｍである。本発明者らが種々の板厚の鋼材を用いて実験したところ、プロジェクション溶接用の突起６０を形成する前の底板部４１の板厚ｔ１が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲であれば、パンチ加工後の底板部４１において、プロジェクション溶接用の突起６０（凹部７０）が形成された部分の板厚ｔ２は、プロジェクション溶接用の突起６０（凹部７０）を形成する前の板厚ｔ１の１／２以上で、且つ、板厚ｔ１以下の寸法になる（すなわち、ｔ１≧ｔ２≧１／２ｔ１）ことが確認されている。
【００４１】
（プロジェクション溶接によるモータ１の製造方法）
本形態では、固定部材１ｂを備えるモータ１の製造時において、モータ本体部１ａへの固定部材１ｂの溶接、具体的には、出力側ケース部材４Ｂへの固定部材１ｂの溶接を以下の（１）、（２）の手順で行う。前提として、上述したように、出力側ケース部材４Ｂの底板部４１をモータ本体部１ａ側の溶接材（第１溶接材）とし、ここに当接可能な固定部１１（第２溶接材）を備えた固定部材１ｂを用意しておく。
【００４２】
（１）まず、第１ステップにおいて、底板部４１において円形開口部４１ａを囲む４箇所に、パンチユニット８０を用いてプロジェクション溶接用の突起６０を形成する。具体的には、第２型８４のダイ形状部８３に底板部４１を位置決めし、第１型８２のパンチ形状部８１を底板部４１に向けた状態で第１型８２と第２型８４とを相対的に接近させ、突起６０を形成する。このとき、底板部４１にはパンチ形状部８１による凹部７０が形成され、その結果として、凹部７０の裏側がダイ形状部８３によって規定される領域内で出力側Ｌ１に突出して、ダイ形状部８３によって形状を規制されながら、上記のような形状の突起６０が形成される。
【００４３】
（２）続いて、第２ステップにおいて、固定部１１と底板部４１のプロジェクション溶接を行う。具体的には、固定部１１の反出力側Ｌ２の面が底板部４１の出力側Ｌ１の面に形成した４つの突起６０に接触するように固定部材１ｂを出力側ケース部材４Ｂに対して位置決めする。そして、固定部１１と突起６０とが接触している４箇所の位置を、それぞれ、所定の圧力で加圧しながら、加圧位置に接続した電極に所定の電圧でパルス通電する。これにより、突起６０が形成された４箇所において固定部１１と底板部４１とを溶融させて接合し、接合部４３を形成する。
【００４４】
（プロジェクション溶接による接合部の断面構成）
図５は、プロジェクション溶接を実施する前後の接合箇所の断面構成を模式的に示す説明図である。図５（ａ）、（ｂ）は本形態のプロジェクション溶接による接合箇所であって、図５（ａ）は接合される前の断面構成、図５（ｂ）は接合された後の断面構成を示している。また、図５（ｃ）、（ｄ）は、比較例として示す従来のプロジェクション溶接による接合箇所であって、図５（ｃ）は接合される前の断面構成、図５（ｄ）は接合された後の断面構成を示している。図５（ａ）に示すように、第１溶接材である底板部４１には突起６０および凹部７０が形成されている。プロジェクション溶接を実施するとき、突起６０は、図５（ａ）に示すように固定部１１に接触させられて加圧される。加圧しながらパルス通電を行った結果、図５（ｂ）に示すように溶接箇所が溶融、変形して、接合部４３が形成される。
【００４５】
図５（ｂ）に示すように、溶接後には、第１溶接材である底板部４１に、突起６０および凹部７０の残存形状である肉厚減少部４４が形成される。すなわち、底板部４１において接合部４３の裏側に位置する裏面４５（反出力側Ｌ２の面のうち、上述した平坦面７３に囲まれた部位）の一部が接合部４３側に浅く凹んでおり、この部位が肉厚減少部４４となっている。肉厚減少部４４は、溶接前に形成されていた凹部７０の外周縁に沿って環状に形成されている。
【００４６】
上述したように、本形態では、突起６０が形成されていない場所の板厚ｔ１は０．２ｍｍであるが、この値は、０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲とすることができる。一方、第２溶接材である固定部１１の板厚ｔ４は０．３ｍｍであるが、０．３ｍｍ以上の板厚でも良い。本発明者らが種々の板厚の鋼材を用いて実験したところ、底板部４１のパンチ加工前の板厚ｔ１が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下のとき、肉厚減少部４４において最も薄い部分の板厚ｔ３は、パンチ加工前の板厚ｔ１の２／３以上になる（すなわち、ｔ３≧２／３ｔ１）ことが確認されている。そして、プロジェクション溶接後の接合部４３に対して強度試験を行った結果、肉厚減少部４４において最も薄い部分の板厚ｔ３がパンチ加工前の板厚ｔ１の２／３以上のような変形状態のときには、肉厚減少部４４に沿って底板部４１が破断しにくくなり、固定部１１からの底板部４１の剥離によって接合強度が決まることが確認されている。言い換えれば、加圧時の塑性変形による強度低下が抑えられることが確認されている。
【００４７】
これに対し、従来のプロジェクション溶接では、突起および凹部の形状が図５（ｃ）に示すようになっている。すなわち、第１溶接材１００にはパンチ加工によって突起２６０が形成され、その裏側には凹部２７０が形成されているが、従来用いられていた形状では、凹部２７０の底面の外周縁Ｂ１と突起２６０の外周縁Ａ１がほぼ重なった位置にあるか、あるいは、突起２６０の外周縁Ａ１の方がわずかに内周側に位置している。また、突起２６０の形状は、頂点付近は凸曲面状であるが、外周縁Ａ１の近傍は第１溶接材１００の表面から略垂直に立ちあがる円筒形状になっている。また、凹部２７０の内周面はテーパ面ではなく、凹部２７０の底面に対して略垂直に接続された円筒面である。このため、第１溶接材１００は、突起２６０の外周縁Ａ１と、凹部２７０の底面の外周縁Ｂ１との間の部分が、局所的に板厚が薄くなっている。具体的には、第１溶接材１００の板厚ｔ１を本形態と同様に０．２ｍｍにした場合、凹部２７０の底面の外周縁Ｂ１から突起２６０の外周縁Ａ１までの寸法ｔ２０（すなわち、パンチ加工後に最も薄くなった部分の板厚）は、パンチ加工前の第１溶接材１００の板厚ｔ１０の１／２よりも明らかに小さくなる。また、第１溶接材１００の板厚ｔ１が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲の場合も同様である。
【００４８】
プロジェクション溶接時には、図５（ｃ）に示すように、突起２６０を第２溶接材２００に接触させて加圧する。加圧しながらパルス通電を行った結果、図５（ｄ）に示すように溶接箇所が溶融、変形して、接合部２４３が形成される。本形態と同様に、第１溶接材１００の板厚ｔ１を０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下の範囲内、望ましくは０．２ｍｍとし、第２溶接材２００の板厚ｔ４０を０．３ｍｍあるいはそれ以上とした場合、従来の突起形状でプロジェクション溶接を行うと、溶接後の第１溶接材１００には、図５（ｄ）に示すような局所的に大きく凹んだ肉厚減少部２４４が形成される。すなわち、溶接前に形成されていた凹部２７０の外周縁に沿って、接合部２４３側に局所的に大きく凹んだ肉厚減少部２４４が環状に形成される。具体的には、肉厚減少部２４４において最も薄い部分の板厚ｔ３０は、パンチ加工前の第１溶接材１００の板厚ｔ１０の２／３よりも明らかに小さくなることが確認されている。
【００４９】
このように、従来のプロジェクション溶接と、本形態のプロジェクション溶接では、溶接箇所に形成される肉厚減少部４４、２４４の形態が大きく異なる。本形態の肉厚減少部４４は浅い凹部であるのに対し、従来の肉厚減少部２４４は、局所的に大きく凹んでいる。そして、従来の溶接箇所に強度試験を行うと、接合部２４３が引き剥がされる前に、肉厚減少部２４４に沿って環状に第１溶接材１００が破断してしまうこと、その結果、接合強度が低下してしまうことが確認されている。
【００５０】
（本形態の主な効果）
以上のように、本形態では、ロータ２およびステータ６を備えたモータ本体部１ａに固定部材１ｂを固定するにあたって、固定部材１ｂに固定部１１を設け、モータ本体部１ａにおいて固定部１１より板厚が薄い出力側ケース部材４Ｂの底板部４１にプロジェクション溶接用の突起６０を形成している。そして、固定部１１と底板部４１とをプロジェクション溶接する。このとき、パンチユニット８０を用いて凹部７０および突起６０を形成することで、従来より底板部４１の板厚が薄い場合においても、底面７１より一回り大きい凸球面状に突起６０を形成する。具体的には、突起６０の外周縁Ａを、周方向の全ての位置において、凹部７０の底面７１の外周縁Ｂより外周側に位置させる。パンチユニット８０は、このような形状に底板部４１のパンチ加工を行うことができる構成である。これにより、底板部４１において突起６０を形成した部分が局所的に薄肉化することを防止でき、応力集中を回避できる。従って、プロジェクション溶接時の加圧によって溶接部が溶融前に塑性変形することを防止でき、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００５１】
また、本形態では、プロジェクション溶接用の突起６０を形成する側の部材である底板部４１の板厚が０.１５ｍｍ以上０.３ｍｍ以下のときに、上記のような構成でプロジェクション溶接を行う。そして、底板部４１において応力集中が生じやすい部位の板厚、すなわち、本形態では底面７１の外周縁Ｂから突起６０の外周縁Ａまでの寸法である板厚ｔ２が、元の板厚ｔ１の１／２以上となるように、突起６０および凹部７０を形成している。また、パンチユニット８０を用いた加工において、板厚ｔ２は、おおむね、パンチ加工前の板厚ｔ１以下となる。本発明者らは、このような板厚を確保できれば、プロジェクション溶接時の加圧によって塑性変形することがなく、接合強度が低下しないことを確認している。また、突起６０を凸球面形状にすると共に、凹部７０の内周面７２をテーパ面とすることで、応力集中を更に起こりにくくしている。
【００５２】
また、溶接後の形態としては、突起６０および凹部７０の溶接後の残存形状である肉厚減少部４４の板厚ｔ３が、元の板厚ｔ１の２／３以上となるようにしている。本発明者らは、上記のような形状の突起６０および凹部７０を形成した場合に、結果的に、プロジェクション溶接後にはこのような板厚ｔ３を確保できることを確認している。また、このような溶接後の形態を達成している場合に、肉厚減少部４４の破断強度によって接合強度が決まることがなく、溶接面の引き剥がし強度によって接合強度が決まることを確認している。すなわち、加圧時の塑性変形による強度低下が起こりにくいことを確認している。
【００５３】
（他の実施形態）
（１）図６は、他の実施形態における突起１６０およびその裏面の凹部１７０の断面形状を模式的に示す説明図である。上記形態では、底板部４１の断面形状は、反出力側Ｌ２では底面７１の外周縁Ｂにおいて凹状の角部が形成され、出力側Ｌ１では突起６０の外周縁Ａにおいて凹状の角部が形成されている。本形態は、これらの角部を凹状の湾曲面にしたものである。図６に示すように、突起１６０の外周縁には、平坦面６２との接続部１６３が形成されている。接続部１６３は凹状の湾曲面であり、突起１６０の表面である凸球面１６１、および、平坦面６２に対して滑らかに接続されている。また、凹部１７０は、底面１７１と内周面１７２との接続部１７３が凹状の湾曲面であり、接続面１７３は、底面１７１と内周面１７２とに対して滑らかに接続されている。このように、角部を凹状の湾曲面にすることによって、応力集中を更に起こりにくくすることができる。従って、溶接部の接合強度の低下を防止できる。
【００５４】
（２）上記形態では、突起６０の形状は全体として凸球面状であったが、少なくとも突起６０の先端部が凸球面状であればよい。また、突起６０の形状は全体として他の凸曲面状であってもよく、突起６０の先端部のみが他の凸曲面状であってもよい。
【００５５】
（３）上記形態は、モータ本体部１ａの出力側ケース部材４Ｂに突起６０を形成して固定部材１ｂをプロジェクション溶接したが、固定部材１ｂ側に突起６０を形成してプロジェクション溶接してもよい。また、このような溶接方法を適用する箇所は、固定部材１ｂ（取り付けフレーム）と出力側ケース部材４Ｂとの溶接箇所に限定されるものではなく、他の場所にも適用可能である。例えば、固定部材は、ステータ本体部３あるいはモータケース４の端面に溶接される端板であってもよく、本発明は、端板とステータ本体部３あるいはモータケース４との溶接箇所に適用可能である。あるいは、固定部材は、軸受ホルダ５１であっても良く、本発明は、軸受ホルダ５１とモータケース４あるいはステータ本体部３との溶接箇所に適用することも可能である。
【００５６】
（４）上記形態は、モータケース４、内ステータコア３４、および外ステータコア３５を備えたステータ６を有するモータ１に本発明を適用したものであったが、本発明は、外ステータコア３５がモータケース４（反出力側ケース部材４Ａ、出力側ケース部材４Ｂ）を兼ねている形態のモータに適用することも可能である。例えば、モータケースを兼ねている外ステータコア３５の板厚を０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とし、そのモータ軸線Ｌ方向の端面にプロジェクション溶接用の突起６０を上記の形態に形成し、ここに各種の部材をプロジェクション溶接によって接合することができる。
【００５７】
（５）本発明は、ステッピングモータに限らず、モータを構成する部材をプロジェクション溶接によって接合するモータであれば、他の種類のモータに適用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…モータ
１ａ…モータ本体部
１ｂ…固定部材
２…ロータ
３…ステータ本体部
３Ｂ…出力側ステータ
３Ａ…反出力側ステータ
４…モータケース
４Ｂ…出力側ケース部材
４Ａ…反出力側ケース部材
５…軸受部
５Ｂ…出力側軸受部
５Ａ…反出力側軸受部
６…ステータ
１１…固定部
１２…取付部
１３…軸受保持部
２１…回転軸
２２…ロータマグネット
３１…ロータ配置穴
３２…コイル
３３…コイルボビン
３３ａ…円筒部
３３ｂ…フランジ部
３３ｃ…フランジ部
３４…内ステータコア
３４ａ…円環部
３４ｂ…極歯
３５…外ステータコア
３５ａ…円環部
３５ｂ…極歯
３６…配線接続部
４１…底板部
４１ａ…円形開口部
４１ｂ…第１辺
４１ｃ…第２辺
４１ｄ…第３辺
４１ｅ…第４辺
４２…筒状部
４２ａ…切り欠き部
４２ｂ…第１平面部分
４２ｃ…第２平面部分
４２ｄ…第１湾曲部分
４２ｅ…第２湾曲部分
４３…接合部
４４…肉厚減少部
４５…裏面
４６…凹部
５１…軸受ホルダ
５１ａ…軸受配置穴
５２…軸受部材
５３…鋼球
５４…付勢部材
５４ａ…板状部
５４ｂ…板バネ部
５４ｃ…フック部
５５…軸受部材
５６…鋼球
６０、６０ａ〜６０ｄ…突起
６１…凸球面
６２…平坦面
７０…凹部
７１…底面
７２…内周面
７３…平坦面
８０…パンチユニット
８１…パンチ形状部
８１Ａ…本体部
８１Ｂ…テーパ部
８１ａ…テーパ面
８１ｂ…先端面
８２…第１型
８３…ダイ形状部
８４…第２型
１００…第１溶接材
１６０…突起
１６１…凸球面
１６３…接続面
１７０…凹部
１７１…底面
１７２…内周面
１７３…接続面
２００…第２溶接材
２４３…接合部
２４４…肉厚減少部
２６０…突起
２７０…凹部
Ａ、Ａ１…外周縁
Ｂ、Ｂ１…外周縁
Ｌ…モータ軸線
Ｌ１…出力側
Ｌ２…反出力側
【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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