(57)【要約】【課題】安定した性能を確保しつつ、生産性を向上させることができるモータを提供すること。【解決手段】円筒形状で外周面が円周方向に分割されて異なる極が交互に着磁されている永久磁石部を持つロータと、回転軸に取り付けられ前記ロータと一体に前記回転軸中心に回転するコアと、該ロータの外周面に対向する複数の内径面を有する第１と第２のステータヨークと、該第１と第２のステータヨークとを連結する連結部材を有するモータにおいて、前記第１と第２のステータヨークの先端に前記連結部材と係合する係合部が設けられ、該係合部は前記ステータヨークの主要部の厚みよりも薄く形成されていて、前記内径面の位置を規制するように前記連結部材と係合することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状で、外周面が円周方向に分割されて異なる極が交互に着磁されている永久磁石部を持つロータ（１）と、回転軸（２）に取り付けられ前記ロータと一体に前記回転軸中心に回転するコア（１ｂ）と、該ロータの外周面に対向する複数の内径面（７ａ−２〜７ｅ−２および８ａ−２〜８ｅ−２）を有する第１と第２のステータヨーク（７と８）と、該第１と第２のステータヨークとを連結する連結部材（９）を有するモータにおいて、前記第１と第２のステータヨークの先端に前記連結部材と係合する係合部（７ａ−１〜７ｅ−１および８ａ−１〜８ｅ−１）が設けられ、該係合部は前記ステータヨークの主要部の厚みよりも薄く形成されていて、前記内径面の位置を規制するように前記連結部材と係合することを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記第１と第２のステータヨークにおいて、少なくとも回転軸長手方向のコアの中心線を超える前記係合部は前記第１と第２のステータヨークの主要部の厚みよりも薄肉に形成された薄肉部であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記薄肉部は、前記第１と第２のステータヨークの外径側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記第１と第２のステータヨークにおいて、少なくとも一方のステータヨークが該端面の延長線を超えて他方のステータヨークに近接する前記係合部は、前記第１と第２のステータヨークの主要部の厚みよりも薄肉に形成された薄肉部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記係合部は、前記第１と第２のステータヨークの主要部の先端の幅よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルへの通電によりステータヨークに磁極を励磁し、その励磁された磁極によりロータを回転駆動させるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、特許文献２に示されているように、ステータヨーク（外ヨーク）には出力軸を軸支するための軸受（内ヨーク）が、ステータヨーク（外ヨーク）の歯の内径側より挿入され、ステータヨーク（外ヨーク）に設けられた穴部に取り付けられている。この取り付けは通常圧入によって行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２４９５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０４３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１や特許文献２に開示された構成では、軸受（内ヨーク）をステータヨーク（外ヨーク）に圧入すると、ステータヨーク（外ヨーク）のロータと対向する部分が、若干ロータ側（内径側）に倒れる現象が生じる。これにより、完成状態のモータの性能を劣化させてしまう。この現象について、図５を用いて詳しく説明する。図５（ａ）は、ステータヨーク１０７に軸受１０３が圧入される前の状態を示している。そして図５（ａ）の矢印の方向に軸受１０３を移動させ、ボビン１０５の穴部に挿通させ、その後ステータヨーク１０７の穴部に挿通されて圧入される（図５（ｂ）の状態）。
【０００５】
この際に、圧入部の塑性変形によるひずみが発生するため、ステータヨーク内に生じる応力によってステータヨークの先端部が矢印の方向（内径側）に倒れてしまう。そしてその後、図５（ｃ）に示すように、軸受１０３の穴部に出力軸１０２を嵌合させてロータ１０１の外周面をステータヨーク１０７の内径面に対向させると、それらの面間の距離（ギャップ）が小さくなってしまう（図５（ｃ）の矢印の状態）。この状態で量産すると、中にはステータヨーク１０７とロータ１０１が接触してしまって出力が得られなかったり、この種のモータに特有のコギングトルクが増大して、所望の出力トルクが得られなかったりして、歩留りが良くなく、性能にばらつきのあるモータになってしまう。
【０００６】
そこで、組立工程の中で、変形したステータヨークを一つずつ手作業で矯正することが行われているが、作業性が低く、生産効率があまり良くなかった。
【０００７】
ところで、変形したステータヨークを手作業によって矯正するのではなく、ステータヨークをモータカバー（特許文献１および２に記載されている）へ組み込む際に、モータカバー側にステータヨークを矯正するような係合部を設け、組み込み作業だけで自然に矯正されるような方法が考えられる。その際には、ステータヨークの先端付近に係合部を設けるのがよい。なぜなら、ステータヨークは板バネ構造であるとも考えられるので、根元よりも先端の方が軽い力で変形を補正できるからである。
【０００８】
ところが、モータ内で隣接するステータヨークの拡大図である図６に示すように、ステータヨーク２０７、２０８の元々の先端形状である点線Ｙ１、Ｙ２よりも突出させて係合部２０７−１、２０８−１を設けようとすると、ステータヨーク２０７、２０８のテーパ状の端面の延長線Ｙｅ１、Ｙｅ２よりも突出してしまい、ステータヨーク２０７、２０８が接近してしまう。そうすると、例えばステータヨーク２０７がＮ極、ステータヨーク２０８がＳ極に励磁された状態では、ステータヨーク２０７、２０８間で磁束Ｍ１、Ｍ２が流れてしまう。これにより、励磁によって発生した磁束が有効に生かされずに出力トルクが低下してしまう。
【０００９】
さらに、モータ内で隣接するステータヨークの拡大図である図７（ａ）と、その横方向から見た断面図である図７（ｂ）に示すように、回転軸長手方向のコアの中心線Ｃよりも突出させて、係合部２０７−１、２０８−１を設けようとすると、係合部２０７−１、２０８−１とマグネット２０１ａ間で磁束ＭＲ１，ＭＲ２が流れてしまい、コギングトルクの増加など、出力トルクを低下させる要因となってしまう。
【００１０】
よって、本発明のモータの目的は、安定した性能を確保しつつ、生産性を向上させることができるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、円筒形状で外周面が円周方向に分割されて異なる極が交互に着磁されている永久磁石部を持つロータと、回転軸に取り付けられ前記ロータと一体に前記回転軸中心に回転するコアと、該ロータの外周面に対向する複数の内径面を有する第１と第２のステータヨークと、該第１と第２のステータヨークとを連結する連結部材を有するモータにおいて、前記第１と第２のステータヨークの先端に前記連結部材と係合する係合部が設けられ、該係合部は前記ステータヨークの主要部の厚みよりも薄く形成されていて、前記内径面の位置を規制するように前記連結部材と係合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータのトルク特性を良好に保ちつつ、ばらつきの少ない安定したモータを、高い生産効率の下で供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の分解斜視図
【図２】本発明の実施形態の完成状態を示す斜視図
【図３】本発明の実施形態の主要部を示す図
【図４】本発明の実施形態の主要部の係合状態を示す図
【図５】従来例を説明する図
【図６】従来例を説明する図
【図７】従来例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
＜構成と原理の説明＞
図１は、本発明の実施形態におけるモータの分解斜視図である。まず部品構成について説明する。本発明のモータは、マグネット１ａと鉄系材料で形成されたコア１ｂを有するロータ１、モータの回転出力部となるシャフト（回転軸）２、シャフト２を軸支する第１の軸受３と第２の軸受４、非導電部材で形成された第１のボビン５に巻かれた第１のコイル部５ａ、非導電部材で形成された第２のボビン６に巻かれた第２のコイル部６ａ、電磁鋼板等で形成され、マグネット部１ａに対向するように複数の歯部７ａ〜７ｅが設けられている第１のステータヨーク７と、同様に電磁鋼板等で形成され、マグネット部１ａに対向するように複数の歯部８ａ〜８ｅが設けられている第２のステータヨーク８、樹脂で形成され、ステータヨーク７、８およびボビン５、６をそれぞれ位置決めして連結するための連結部材９からなっている。
【００１６】
次に各部品の相関について説明する。ロータ１はコア１ｂの穴部にシャフト２が圧入によって固定される。第１と第２のボビン５、６は、第１と第２のステータヨーク７，８の内径部にそれぞれ収納される。第１と第２の軸受３、４は、第１と第２のボビン５、６に設けられた穴部５ｂ、６ｂにそれぞれ挿通され、ステータヨーク７、８の穴部７ｆ、８ｆにそれぞれ圧入されて固定される。その際には、圧入時に生じる内部応力により、ステータヨーク７の歯部７ａ〜７ｅおよびステータヨーク８の歯部８ａ〜８ｅは若干内径側（ロータ１側）に変形している。
【００１７】
第１と第２の軸受３、４によってシャフト２が軸支されている。第１と第２のステータヨーク７、８は、連結部材９の内径部に挿入される。その際に、若干内径側（ロータ１側）に変形していたステータヨーク７の歯部７ａ〜７ｅおよびステータヨーク８の歯部８ａ〜８ｅも連結部材９によって矯正される。この矯正により歯部７ａ〜７ｅの内径面７ａ−２〜７ｅ−２および歯部８ａ〜８ｅの内径面８ａ−２〜８ｅ−２（ステータヨーク７と同様にステータヨーク８に設けられた面）とマグネット１ａの外周面との距離（ギャップ）が均一に保たれる。
【００１８】
この様子を詳しく説明する。図３（（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図）に示すように、第１のステータヨーク７の歯部７ａ〜７ｅの先端部には、シャフト２の軸長手方向におけるコア１ｂの中心よりも突出させるように突出部（係合部）７ａ−１〜７ｅ−１が施されていて、ステータヨークの主要部（磁気回路の一部として形成されていて、マグネットと近接する対向面を持ち、出力トルクを発生させる部分）の板厚ｔｂよりも薄い板厚ｔａの部分が形成されている。また、突出部７ａ−１〜７ｅ−１は、マグネット部１ａとの距離が大きくなるように外径寄りに形成されている。さらに、図３（ｂ）に示すように、係合部がない元々の歯部の幅Ｗｂに対して係合部の幅Ｗａを小さく（式（１））していて、隣接するステータヨークへの磁束の流れ込みを極力抑えるようにしている。
【００１９】
Ｗａ  ＜  Ｗｂ                              （１）
これらの形状は第２のステータヨーク８の歯部８ａ〜８ｅにも同様に形成されている。そして、連結部材９に第１と第２のステータヨーク７、８を挿入すると、図４に示すように回転軸長手方向のコアの中心線Ｃｒよりも突出させた突出部７ａ−１は、連結部材の内径に設けられた溝部９ａに係合する。その他の突起部も同様に連結部材９に設けられた溝部にそれぞれ係合する。また、同図にも示されているように第１と第２のステータヨーク７、８の外径面（図４においては７ａ−３）も連結部材９の内径面（図４においては９ｂ）に嵌合していて位置決めされている。このような構造にすれば、ステータヨークの内径面および外径面が精度よく位置決めできるので、ステータヨークとマグネットとの対向面間の距離（ギャップ）が均一に保たれ、モータのトルク特性を安定させることができる。さらに、第１と第２のステータヨークに設けられた突出部は、薄肉に形成された薄肉部であるため、磁気的な影響をほとんど及ぼすことがない。このことは、次の式から示すことができる。
【００２０】
Ｎ極、Ｓ極の強さをｍ1、ｍ２、両極間の距離をｒとすると、磁極間に働く磁気吸引力Ｆは、
【００２１】
【数１】
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【００２２】
で表すことができる。この関係を本発明の構成に当て嵌めると、突起部は外径寄りに形成され、突起部とマグネット部１ａの距離が離れているので、著しく磁気吸引力が低下する。つまり、突起部とマグネット部１ａ間に働く磁気吸引力による影響をなくすことができるので、良好なトルク特性を維持することができる。
【００２３】
また、磁気回路の長さをＬ、透磁率をμ0、比透磁率をμｒ  磁束が通る断面積をＡとすると、磁気抵抗Ｒｍは、
【００２４】
【数２】
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【００２５】
で表すことができる。この関係を本発明の構成に当て嵌めると、突起部はステータヨークの主要部の肉厚よりも薄肉で（断面積が小さく）形成された薄肉部であるため、突起部の磁気抵抗が大きくなっている。つまり、隣接するステータヨーク間に磁束が流れにくくなるため、特性の劣化を抑えられ、良好なトルク特性を維持することができる。
【００２６】
さて、このようにして組み込まれたモータを図２に示す。第１と第２のボビン５、６に設けられた端子部５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄにはコイル５ａ、６ａの銅線がそれぞれ絡げてある。そしてそれぞれの端子に、ステップモータの周知の駆動方法によりステップ入力を印加することによって、モータを回転させることができる。
【００２７】
＜効果の説明＞
上記に説明した方法によれば、ステータヨークの先端部に、ステータヨークの主要部の肉厚よりも薄く形成した突起部を設け、その突起部を連結部材に係合させることで、ステータヨークの内径面の寸法のばらつきを小さく抑えることができる。つまり、マグネットとの距離（ギャップ）を均一に保つことができるので、モータのトルク特性を良好に保ちつつ、ばらつきの少ない安定したモータを、高い生産効率の下で供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ロータ、２  シャフト、３  第１の軸受、４  第２の軸受、５  第１のボビン、
６  第２のボビン、７  第１のステータヨーク、８  第２のステータヨーク、
９  連結部材、７ａ−２〜７ｅ−２  第１のステータヨークの内径面、
８ａ−２〜８ｅ−２  第２のステータヨークの内径面、７ａ−１〜７ｅ−１  突起部、
８ａ−１〜８ｅ−１  突起部、９ａ  溝部
【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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