(57)【要約】      （修正有）【課題】  モータケースとステータを簡単で安定に固定できるステッピングモータを提供する。【解決手段】  一端が閉口された略円筒形状のモータケース２と、モータケースの開口部を閉塞して組付けられる蓋体３と、モータケースの内径とほぼ等しい外径を有すると共に内周縁に沿って多数の磁極片を形成しモータケースの内部に収納されるステータ５と、各磁極片に対応するコイルが配列され各磁極片を順次励磁・消磁するコイル体６とからなるステータ構体４と、ステータの各磁極片によって構成される磁気空間部内に回転自在に収納されるロータ構体８とを備え、ステータ外周縁に形成された切欠部１３に対応するモータケースの外周面の位置にカシメ部１２を形成して、ステータの外周面とモータケースの内周面をカシメにより固定するものである。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉口された略円筒形状のモータケースと、前記モータケースの開口部を閉塞して組付けられる蓋体と、前記モータケースの内径とほぼ等しい外径を有すると共に内周縁に沿って多数の磁極片を形成し前記モータケースの内部に収納されるステータと、前記各磁極片に対応するコイルが配列され前記各磁極片を順次励磁するコイル体とからなるステータ構体と、前記各コイルが接続されると共に、前記モータケースに形成された端子開口部から外方に臨ませられて前記ステータ構体に組付けられる端子部材と、前記ステータの各磁極片によって構成される磁気空間部内に回転自在に収納され、前記各磁極片との間に生じる磁気力により間欠的に回転駆動される回転体及び出力軸とからなるロータ構体と、前記モータケースの端子開口部に組付けられて前記端子部材と接続され、前記各コイルに対して入力パルスを供給する回路基板とを備えて成るステッピングモータに於いて、前記ステータ外周縁に形成された切欠部に対応する前記モータケースの外周面の位置にカシメ部を形成して、前記ステータの外周面と前記モータケースの内周面をカシメにより固定することを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記カシメ位置は、対向する２点を基準に２点以上とすることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記切欠部は、前記各ステータの外周縁に形成されている調整用の切欠きを利用することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記ステッビングモータは、単層又は２層以上のステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の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、ステッピングモータに関するものであり、特に、入力パルスに対応して正逆両方向に対して一定角度づつ間欠的な回転出力を得るステッピングモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステッピングモータは、低速、高トルク特性、速度可変制御特性、位置決め制御特性等に優れ、制御回路が簡易であるといった特徴を有しており、速度や回転角度、正逆回転、起動停止等の動作を精密に実行する。ステッピングモータは、例えば、ディジタル制御されるファクシミリやプリンタなどの、電子機器の駆動機構に好適に用いられている。
【０００３】
従来の、単層のＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型ステッピングモータ４１は図４の断面図および、図５の分解斜視図に示すように、モータケース４２と、蓋体４３と、ステータ４５ａ，ｂ及びコイル体４６とからなるステータ構体４４と、端子部材４７と、マグネット４９及び回転軸５０とからなるロータ構体４８と、回路基板５１とを備えて構成される。モータケース４２は、金属材により上部を解放した有底円筒状に形成され、底面部４２ａの中心に軸孔が設けられて第１の軸受５２ａが組付けられると共に外周面４２に端子開口部５３が形成されている。モータケース４２は、内部に構成各部材を組込んだ後に上部の開口部を閉塞して蓋体４３が組み付けられて、モータ筐体を構成する。蓋体４３には、中心部に設けた軸孔に第２の軸受５２ｂが組付けられ、第１、２の軸受５２ａ、ｂとは、モータケース４２と蓋体４３とを組付けた状態で、軸線が一致する。
【０００４】
モータケース４２には底面部４２ａ上に支持されてステータ構体４４が内部空間内に収納され、ステータ構体４４は鉄板等による上下一対のステータ４５ａ、４５ｂと、これらに挟まれたコイル体４６とから構成される。図５に示すように、各ステータ４５ａ、４５ｂの、それぞれ下方、上方に垂直に折曲形成された同一円周、同一間隔に位置する多数個の短冊状磁極片が互いに突き合わされた磁極片５４、５６が囲い込むコイル体４６は、環状のコイルケース体の内部に上下に対をなして多数個のコイル５９が、各磁極片５４、５６の対向位置に収納されて磁気空間部５８を形成している。端子部材４７ａ，ｂは、各ステータ４５ａ、４５ｂの外周縁の近傍に位置して接合固定されている。端子部材４７ａ，ｂの一方の面には多数個のランドが形成されていて、それぞれのランドにコイル体４６から引き出されたリード５９ａ、ｂが接続されて、ステータ構体４４がモータケース４２内に組付けられた状態では、反対側のピン端子の突出面側が端子開口部５３を介してモータケース４２の外周面から外方へ臨まされる。
【０００５】
ロータ構体４８は、マグネット４９がステータ構体４４の磁気空間部５８内に回転自在に収納される。フェライト材等によるマグネット４９は、外周面にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。ロータ構体４８はモータケース４２内にステータ構体４４を組付けた状態で、モータケース４２の上部開口磁気空間５８内に装填される。また、回路基板５１には詳細は省略するが駆動回路が搭載されると共に、各端子部材４７に設けられた各ピン端子がそれぞれ嵌合して電気的に接続される多数個の嵌合孔５１ａ、５１ｂが形成されている。回路基板５１は、モータケース４２の外側面に端子開口部５３を閉塞するようにして取り付けられることによって、相対する端子部材４７の各ピン端子が嵌合孔５１に嵌合される。端子開口部５３は図４に示すように、上部ステータ４５ａに対応する上方部位に両側に幅広となるように、それぞれ切欠部５３ａ、５３ｂが形成されていて、端子開口部５３は切欠部５３ａ、５３ｂによって回路基板５１の両側縁との間に間隙６１ａ、６１ｂを形成する。これら間隙６１ａ、６１ｂは、ステータ構体４４をモータケース４２に接合固定する接着剤の充填部として構成される。このように、間隙６１ａ、６１ｂから充填された接着剤は毛細管現象によってモータケース４２の内面とフランジ部５５の外周部との間にほぼ均一な状態で浸透して接着剤層を形成する。これによってモータケース４２に対してステータ４５が確実に接合固定される。
【０００６】
このようなステッピングモータ４１は、回路基板５１の駆動回路を通してコイル体４６の各コイル５９に対して入力パルスが順次供給される。入力バルスの供給によって各コイル５９が順次励磁状態から消磁状態へと移行する動作が行われ、各コイル５９と対をなす各磁極片５４、５６も順次励磁状態から消磁状態に切り替わる。ステッピングモータ４１は、各磁極片５４、５６とロータ構体５８のマグネット５９の磁極との間に磁気吸引力・反発力が生じてマグネット５９、換言すれば回転軸５０が間欠的に回転駆動される。
【０００７】
このようにモータケース４２とステータ４５ａ，ｂとが接着剤によって強固に固定されているので、回転軸５０の間欠的な回転動作が行われても、モータケース４２とステータ４５ａ，ｂが衝合したり、端子部材４７が端子開口部５３と衝合したりすることは無くなる。従って、ノイズの発生が大幅に低減され、安定した間欠的な回転出力が得られるようになる。
【０００８】
なお、ここまでは図４、５のような単相ＰＭステッピングモータについて説明したが、多数個のステータを有する多層ＰＭステッピングモータについても、同様に各間隙より接着剤を充填して接合できる。
【０００９】
また、図６は接着剤充填孔を設けた多層ＰＭステッピングモータであり、以上の端子開口部と回路基板との間に形成される接着剤充填用の間隙から、内部に塵埃等が侵入してロータ構体の回転が劣化したり、内部の振動音が間隙から外部に洩れて大きなノイズとなるような情況を予め避けるために、端子開口部７４を回路基板７５が完全に閉塞するように構成して、ステッピングモータ７０にはモータケース７１の外周面に、多層の各ステータ構体に対応して複数個の接着剤充填孔７６、７７、７８（夫々、ａ、ｂ、ｃ３個づつ）を設けて、各ステータ構体とモータケースを接合するものである。
【特許文献１】特開２００２−３５９９６０号公報（４〜６頁、図１、図２、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来例では、ステッピングモータ４１は、ステータ４５がモータケース４２の内径とほぼ等しい外径に形成されていて、いわゆる埋合せ状態でモータケース内にステータ構体４４が収納され、モータケース４２やステータ４５の寸法精度によって、内面と外周部との間において隙間が生ずることがある。一方でロータの比較的質量の大きなマグネット４９が間欠的に回転・停止動作を繰り返すことにより、振動が発生する。このためにモータケース４２の内面とステータ４５とが衝合したり、端子部材４７ａ、４７ｂが端子開口部５３の開口縁に衝合して衝撃音が発生することがあった。従来のステッピングモータは、接着剤によってモータケース４２の内面にステータ４５の外周面を接合することにより、音を防止していた。この場合の接合行程はステータ４５の外周部全周に亙って予め接着剤を塗布し、この状態でステータ４５をモータケース４２内に収納することによって行われていた。この場合に、モータケース４２とステータ４５の内径と外径とがほぼ等しいので、接着剤がモータケース４２の内面によって伸ばされて所定位置において十分な量の接着剤がステータ４５の外周部に残存しない状態となったり、ステータ４５がモータケース４２の所定位置に収納された状態で、円周方向の全域に亙って接着剤の塗布量が不均一となるなど、て確実な接合が困難であった。更に、多量の接着剤を用いると、その一部がマグネット４９の外周面に付着し磁気特性が劣化したり、接着剤の一部が軸受５２ａ、５２ｂに付着し、回転軸５０の回転不良が発生する虞がある等の不都合が生じた。
【００１１】
これを改善するために従来技術では、図４、図５、図６に示したように、単層型では間隙６１ａ、６１ｂあるいは多層型では７６ａ〜７８ｂの接着剤充填孔から接着剤を充填して毛細管現象を利用して均一な塗布を試みたが、多量の接着剤使用によるマグネット４９や回転軸５０への接着剤付着が原因の動作不良は接着剤の充填方法を変更することにより改善されたが、ステータ４５の外周面に十分な量の接着剤が残存しない状態や、円周方向の全周域に亙って接着剤の塗布量が不均一となるという欠点は完全には改善されず、接着強度にバラツキが生じやすいので均一な接着・固定が困難となり、ノイズの発生を抑止できないという問題があった。
【００１２】
また、接着剤による接合工程では、作業工数が多くなるという問題があった。
【００１３】
そこで、接着剤による固定を採択せず簡単な工程によって、特性のバラツキを減少できる安定したステータとモータケースの固定が可能なステッピングモータを得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、一端が閉口された略円筒形状のモータケースと、前記モータケースの開口部を閉塞して組付けられる蓋体と、前記モータケースの内径とほぼ等しい外径を有すると共に内周縁に沿って多数の磁極片を形成し前記モータケースの内部に埋込まれるステータと、前記各磁極片に対応するコイルが配列され上記各磁極片を順次励磁するコイル体とからなるステータ構体と、前記各コイルが接続されると共に、前記モータケースに形成された端子開口部から外方に臨ませられて前記ステータ構体に組付けられる端子部材と、前記ステータの各磁極片によって構成される磁気空間部内に回転自在に収納され、前記各磁極片との間に生じる磁気力により間欠的に回転駆動される回転体及び出力軸とからなるロータ構体と、前記モータケースの端子開口部に組付けられて前記端子部材と接続され、前記各コイルに対して入力パルスを供給する回路基板とを備え、前記ステータ外周縁に形成された切欠部に対応する前記モータケースの外周面の位置にカシメ部を形成して、前記ステータの外周面と前記モータケースの内周面をカシメにより固定することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、前記カシメ位置は、対向する２点を基準に２点以上とすることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記切欠部は、前記各ステータの外周縁に形成されている調整用の切欠きを利用することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記ステッビングモータは、単層又は２層以上のステッピングモータであることを特徴としている。
【００１８】
このステッピングモータによれば、モータケースとステータの固定を接着剤の充填による固定方法から、外周面にカシメ部と切欠部を形成して、カシメによる簡単な機械的な方法で圧着固定する方法に変えて、カシメる位置も外周面の対向する２点以上で行うことによって偏りを無くし、工程が削減され簡単な作業で均一に安定に、モータケースとステータを固定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、従来技術における端子開口部と端子基板の間の間隙や、接着剤充填孔より接着剤を充填して毛細管現象を利用して拡散させる方法に比較すれば、モータケースのカシメ部と、ステータ構体の切欠部をカシメるという簡単な機械的な方法で固定するために、モータケースとステータ構体を均一に固定することができて振動音等のノイズの発生を抑制できるという効果がある。
【００２０】
更に、複雑な接着剤の充填工程に比較して作業が簡単で、工程を削減することが可能になり、歩留まりが向上するという効果もある。
【００２１】
また、請求項２記載の発明によれば、カシメる位置を２点以上としたので、請求項１記載の発明の効果に加え、偏りが無く均一にに固定できるので、振動音等のノイズの発生を抑止できるという効果がある。
【００２２】
また、請求項３記載の発明によれば、切欠部は既存の切欠きを利用するので、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、コストを低減できるという効果がある。
【００２３】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１又は３記載の発明の効果に加え、単層型のステッピングモータから多層型のステッピングモータまで各種のモータに幅広く適用できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について図１〜図３を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施例に係るステッピングモータの外観斜視図である。
【００２６】
図２は図１に示すステッピングモータの工程説明図である。
【００２７】
図１において、ステッピングモータ１は、単層のＰＭ型ステッピングモータであり、モータケース２と、該モータケース２の外周面に加工される後述のカシメ部１２ａ、１２ｂ（２ケ所以上とする）と、モータケース２に開口された端子開口部１１と、該端子開口部１１より外方へ臨まされるステータ構体４のコイルに接続する端子部材７ａ、７ｂと、ブラケット（蓋部品）３と、ロータ（図示せず）をステータの磁気空間部内に収納・固定する回転軸１０と、該回転軸１０をモータケース２に固定する上下の軸受（図示せず）を係止するための軸受ブッシュ２０ａとから成る。尚、図中符号２２は基板或いはシャーシ等への取付孔を示す。
【００２８】
つぎに、以上のように構成されたステッピングモータのモータケースとステータのカシメによる固定工程を図２を参照して説明する。
【００２９】
先ず、前加工段階として図２（ａ）に示すように、モータケース２の外周面の中央付近の、ステータ５の切欠部１３（位置の詳細は後述）に対応する位置に、円周方向に長い細長方形のカシメ部１１をプレス加工で打ち抜き加工し、図２（ｂ）に示すように、モータケース２内にステータ５を収納した際に、該モータケース２ステータ５の切欠部１３ａ、１３ｂを位置決めしてカシメ、前記カシメ部１２ａ、１２ｂが形成されて双方が固定される。  
【００３０】
カシメ部１２ａ，１２ｂと切欠部１３の位置決めが完了した後、図２（ｃ）のように、プレス工程でカシメ用ポンチによりカシメ部１２ａ、１２ｂを切欠部１３ａ、１３ｂ内に押し潰し圧着してカシメて、モータケース２とステータ４を固定・圧着する。
【００３１】
而して、図１に於いては前記カシメ部１２ａ、１２ｂは対峙する２箇所に形成しているが、之に限定されるべきではなく、多数設けることもできる。然るときは、カシメによる固定が更に安定することになる。尚、例えば、前記カシメ部を一箇所に設定したときには偏りが出てモータケース２と内接するステータ４の間の間隔がばらつき、振動音や衝撃音の発生原因となる。斯くして、該カシメ部は複数箇所でなければならない。
【００３２】
次に、図３を参照して全体工程について説明する。
【００３３】
図３は図１に示したステッピングモータの分解斜視図であって、モータケース２は、内部に各構成部材、ステータ構体４、ロータ構体８等を組込んだ後に上部開口部を閉塞してブラケット３が組付けられることにより、モータ筐体を構成する。モータケース２の外周面にはカシメ用の２ケ以上のカシメ部（カシメ片）１２ａ、１２ｂがパンチングされている。
【００３４】
モータケース２には、底面部に支持されてステータ構体４が内部空間内に収納される。ステータ構体４は、上下一対のステータ５ａ、５ｂとコイル体６により構成されている。ステータ５の外周縁の略１８０°対向する位置には、位置決め調整用に使用される切欠部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ…、が形成されている。また、端子部材７ａ、７ｂは各ステータ５の外周縁の近傍に位置して接合固定されていて、それぞれピン端子が突出された上側面が外周縁から突出するように各ステータ５ａ、５ｂに固定されている。その反対側にはコイル体６のリード線が接続され、ステータ構体４がモータケースに収納された状態で、ピン端子が端子開口部１１より外方へ臨まされている。
【００３５】
この状態で、ステータ構体４がモータケース２内に収容されたら、モータケース２のカシメ片１２ａ、１２ｂと、ステータ構体４の切欠部１３（１３ａ、１３ｂか１３ｃ、１３ｄ）とを位置決めして、カシメてモータケース２とステータ構体４を圧着・固定する。
【００３６】
続いて、ロータ構体８を構成するマグネット９が付属の上下の軸受ブッシュ２０ａ、２０ｂを装着して、ステータ構体４の磁気空間部内に回転自在に収納される。こうして図１に示すような、ＰＭ型ステッピングモータ１が完成する。
【００３７】
以上のように、本発明では、従来の端子開口部の隙間や接着剤充填孔から接着剤を充填した固定法を、２ケ所以上のカシメによって固定するようにしたので、機械的に固定する簡単な方式によってバラツキが無く固定できるようになり、接着剤の場合は接着剤の充填口の位置、充填量などの制御が必要で工数も多くなったが、この場合は工数を低減して簡単な作業で確実に固定できるようになった。しかも、既存の調整用の切欠き等を利用できるので低コストで済む。
【００３８】
なお、ここまで、図１に示した単層のＰＭ型ステッピングモータについて説明したが、これに限定するものではなく、図６に示した多層型のステッピングモータの場合も、例えば、端子部材７３ｂの中央のステータの両側の切欠部２ケ所を使用して２ケ所固定としたり、端子部材７３ａの一番上のステータと、端子部材７３ｃの一番下のステータの両方の切欠部を使用して４ケ所固定式としたり、又は、中央のステータの両側と、上下何れかのステータの一ケ所の切欠部を利用して３ケ所固定式とすることができる。斯くすることにより、単層の場合と同様に簡単且つ安定的に固定することができる。また、図６のステッピングモータ以上に多層構成になっても、同様に安定的固定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例に係るステッピングモータの外観斜視図。
【図２】図１に示すステッピングモータの工程説明図。
【図３】図１に示すステッピングモータの分解斜視図。
【図４】従来のステッピングモータの断面図。
【図５】図４に示すステッピングモータの分解斜視図。
【図６】従来の多層型ステッピングモータの断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＰＭ型ステッピングモータ
２  モータケース
３  ブラケット
４  ステータ構体
５  ステータ
６  コイル体
７  端子部材
８  ロータ構体
９  マグネット
１０  回転軸
１１  端子開口部
１２  カシメ部
１３  切欠部
２０  軸受ブッシュ
２２  取付け部
【図１】
2005073409.tif 000003
【図２】
2005073409.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005073409.tif 000007
【図６】
2005073409.tif 000008