JP4033332B2 - ステッピングモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型円筒形状のモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のステッピングモータとして、図3に示すものがある。この構造のモータは、特開平10−075558号公報に開示されている。
【0003】
図3において、10は非磁性材料からなる円筒形状の連結リングであり、この連結リング10の内側には溝10a、10b、10c、10dが設けられ、溝10a、10bに第1のステータ18の外側磁極18a、18bを嵌合し、溝10c、10dに第2のステータ19の外側磁極19a、19bを嵌合し、これら嵌合部分を接着剤により固定して、連結リングに第1のステータ及び第2のステータが取り付けられ、ステータの位置決めを行う機能とモータ本体の連結リングの変形による同軸を確保する機能とを備えているものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、外側磁極ステータの外周と連結リングの内周面が嵌合する構成となるため以下の様な欠点があった。外側磁極ステータがモータ外径よりも連結リングの厚み分だけ小さくならざるを得ないため、モータ外径いっぱいまで外側磁極ステータの径を大きくしたモータよりもトルクが劣る。
また、櫛刃状を成す外側磁極ステータが連結リングとの嵌合時に内側に曲がり易くマグネットとの干渉を引き起こすことがある。
【0005】
従って、本発明の目的は、第1に、外側磁極ステータの外径をモータ外径と同等にして、従来構造の同一外径モータよりも大きなトルクを得ることである。
【0006】
本発明の目的は、第2に、櫛刃状を成す外側磁極ステータを結合部材に嵌合する際、櫛刃状を成す外側磁極ステータの内側への曲がり変形を防止することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第1の外側磁極と第2の外側磁極とを嵌合する結合部材が、内周に極薄非磁性金属板を円筒状にインサート成形した位置決め部材で構成されていることを特徴とする。
【0008】
上記構成において、内周に円筒状にインサート成形された極薄金属板は櫛刃状を成す外側磁極ステータの内側への曲がり変形を防止するように働き、尚かつ円筒状にインサート成形された極薄金属板は、強固に成型部材で支持されているので、モータの同軸を出すために作用する。また、櫛刃状を成す外側磁極ステータと嵌合するように溝形状を成形された結合部材は、第1の外側磁極と第2の外側磁極との位置決めを行うように作用する。
【0009】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は本発明の実施例のモータの分解斜視図である。図1において、1は第1のステータ及び第2のステータを位置決め結合するための結合部材である。結合部材1は、内周に極薄非磁性金属板1aをインサート成形したものであり、成形部材1bは、櫛刃状を成す外側磁極ステータ相互の位置を出すための位置決め溝が成形されている。さらに、成形部材1bの溝の底面は極薄非磁性金属板1aにより形成されている。5及び6は、軟磁性材料からなる第1のステータ及び第2のステータであり、第1のステータ及び第2のステータの位相は、18°ずらして配置される。結合部材1はこれらの第1の外側磁極と第2の外側磁極との同軸度と位相の位置決めを行う位置決め部材として機能する。
【0010】
上記構成において、結合部材1に永久磁石回転子3、回転軸4、第1のステータ5及び第2のステータ6を組み込む。この時、第1のステータ5及び第2のステータ6の櫛刃状を成す外側磁極ステータは、結合部材1の成形部材1bの形成する溝に沿って相互の位相が位置決めされるとともに、第1のステータ5及び第2のステータ6の櫛刃状を成す外側磁極ステータの内周面とインサート成形された極薄非磁性金属板1aの外周面が嵌合されてステータ相互の同軸性を出すようになっているモータである。このような構成を取ることにより、ステータの外周がモータの外径と同一にすることが出来るため、ステータの内側に内蔵される永久磁石回転子3の外径も大きくすることが出来る。そのため、モータ外径が同一の従来構造のモータより大きなトルクを発生する事が可能となる。
【0011】
また、従来構造では、連結リングの内周面と外側磁極ステータの外周面が嵌合するため、櫛刃状を成す外側磁極ステータの先端が組立時に内側に曲がりやすく、永久磁石回転子3と接触する恐れがあるため、外側磁極ステータ内面と永久磁石回転子3の外周面の間隙を小さくすることが出来なかった。
【0012】
しかし、本実施例では成型部材1bにインサート成型された極薄非磁性金属板1aの外周面と外側磁極ステータの内周面が嵌合するため櫛刃状を成す外側磁極ステータの先端は内側に曲がる事がないため、外側磁極ステータ内面と永久磁石回転子3の外周面の間隙を小さくすることが出来る。
【0013】
そのため、本発明では、外側磁極ステータと永久磁石回転子3の外周面との間に極薄金属板1aが存在するにも関わらず、従来構造のモータと同等の外側磁極ステータ内面と永久磁石回転子3の外周面の間隙とすることが出来る。
【0014】
(実施例2)
実施例2は、実施例1において結合部材1にインサート成型された極薄非磁性金属板1aの外周面とそこに嵌合される第1のステータ5及び第2のステータ6の櫛刃状を成す外側磁極ステータの内周面を圧入公差として、第1のステータ5及び第2のステータ6のステータ相互の同軸性を向上させたモータである。
【0015】
実施例1と同様に、成型部材1bにインサート成型された極薄非磁性金属板1aの外周面と外側磁極ステータの内周面が嵌合するため圧入を行っても、櫛刃状を成す外側磁極ステータの先端は内側に曲がる事なく、外側磁極ステータの内面が結合部材1にインサート成型された極薄非磁性金属板1aの外周面に沿って正確に円筒形状を構成する様になるため、各々の外側磁極ステータの内面と永久磁石回転子3の外周面との間隙のバラツキが従来構造よりも少なくなる。そのため、より滑らかな回転が得られる。
【0016】
また、従来構造では、櫛刃状を成す外側磁極ステータの先端が仮に内側に曲がることなく組み込まれたとしても、ステータを形成する軟磁性板の厚みのバラツキが各々の外側磁極ステータの内面と永久磁石回転子3の外周面との間隙のバラツキとして発生するため本発明の様な効果は得られない。
【0017】
(実施例3)
実施例3は、実施例1或いは2において、結合部材1にインサート成型された極薄非磁性金属板1aの外周面とそこに嵌合される第1のステータ5及び第2のステータ6の櫛刃状を成す外側磁極ステータの内周面を接着して締結を行ったモータである。
【0018】
結合部材1にインサート成型された極薄非磁性金属板1aと軟磁性板からなる櫛刃状を成す外側磁極ステータは、金属同士の接着となるため安定した強度が得られる。また、図2に示すような嵌合関係に結合部材1と第1のステータ及び第2のステータがあり、結合部材1にインサート成型された極薄非磁性金属板1aが永久磁石回転子3を覆うようにあるため、従来構造で問題となっていた接着材の内面へのはみ出しが構造上起こらないといった効果がある。
【0019】
さらに、軟磁性板からなる櫛刃状を成す外側磁極ステータはその磁気的な特性を満足させるために磁気焼鈍が施されているため非常に柔らかく変形しやすいのだが、結合部材1と接着することにより、接着樹脂が硬化し変形強度が飛躍的に向上する。その結果、結合部材1と一体になり剛性の高いモータとなる効果がある。
【0020】
また、櫛刃状を成す外側磁極ステータが強固に接着固定されているため、モータを回転させるために発生する櫛刃状を成す外側磁極ステータの励磁振動が極めて小さくなり、回転音が非常に小さいモータを提供することが出来る。
【0021】
(実施例4)
実施例4は、実施例1から3において、結合部材1が極薄非磁性金属板1aをメタルインジェクションモールドインサート成形で、成形されるものである。その結果、成形部材1bの材質が非磁性金属となる。このような結合部材1を用いたモータが第4の実施例である。成形部材1bが、非磁性金属となることにより、結合部材1の機械的強度が向上するだけでなく、熱伝導性が向上し放熱性の良いモータとなる効果がある。
【0022】
また、結合部材1に成形された櫛刃状を成す外側磁極ステータ相互の位置を出すための位置決め溝とその溝に嵌合した櫛刃状を成す外側磁極ステータとの合わせ目を突き合わせ溶接することが可能となる。溶接による締結を行うことによりより高温下でも使用可能なモータを提供できる効果がある。
【0023】
そして、本発明の構造により非磁性金属からなる成形部材1bと櫛刃状を成す外側磁極ステータをレーザ溶接或いは、プラズマスポット溶接する際に極薄非磁性金属板1aが永久磁石回転子3への溶接スパッタの飛散を防止する効果がある。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果がある。
従来構造の同一外径のモータより大きなトルクを発生出来る。
櫛刃状を成す外側磁極ステータのモータ内側への倒れ込みの発生しない構造を提供することが出来る。
従来構造よりも外側磁極ステータの内面と永久磁石回転子の外周面との間隙のバラツキが少なく滑らかな回転が出来るモータを提供することが出来る。
結合部材1と外側磁極ステータを接着するとき、従来構造の様に永久磁石回転子のある内側に接着材のはみ出しのないモータ構造を提供することが出来る。
結合部材1の極薄金属板1aと軟磁性板からなる櫛刃状を成す外側磁極ステータは、金属同士の接着となるため極めて安定した接着強度が得られる。
結合部材1と外側磁極ステータを接着する事により、剛性の高いモータを提供出来る。
結合部材1と外側磁極ステータを接着する事により、回転音が非常に小さなモータを提供することが出来る。
結合部材1の成形部材1bをメタルインジェクションモールド成形により非磁性金属とすることにより、放熱性良いモータを提供することが出来る。
結合部材1の成形部材1bをメタルインジェクションモールド成形により非磁性金属として、外側磁極ステータをレーザ溶接或いは、プラズマスポット溶接する際に極薄非磁性金属板1aが永久磁石回転子3への溶接スパッタの飛散を防止する効果があるため、容易に溶接構造の高温下でも使用可能なモータを提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のモータとして機能するための部品すべてを示した分解斜視図である。
【図2】図2は本発明のモータの第1ステータ及び第2ステータと位置決め部材との嵌合関係を示した図である。
【図3】図3は従来例のステッピングモータの構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1・・・ 結合部材
1a・・・ インサート成形された極薄金属板
1b・・・ インサート成形部材
2・・・ 巻き線
3・・・ 永久磁石回転子
4・・・ 回転軸
5・・・ 第1のステータ
6・・・ 第2のステータ
10・・・ 連結リング
18・・・ 第1のステータ
19・・・ 第2のステータ
Claims (3)
- 円筒形状に形成されると共に、周方向にn分割して異なる極に交互に着磁されたロータを備え、該ロータの軸方向に第1のコイルと前記ロータと第2のコイルとを順に配置し、第1コイルにより励磁される第1の外側磁極及び第1の内側磁極を前記ロータの一端側の外周面及び内周面に対向させてロータの一端側を挟み込むと共に、第2コイルにより励磁される第2の外側磁極及び第2の内側磁極を前記ロータの他端の外周面及び内周面に対向させてロータの他端を挟み込むようにし、かつ、前記第1外側磁極と第2外側磁極の内周面で嵌合し同軸を確保すると同時に第1の外側磁極と第2の外側磁極との位置決めを行い連結する結合部材を備えたモータにおいて、第1の外側磁極と第2の外側磁極とを嵌合する結合部材が、内周に0.1mm以下の極薄非磁性金属板をインサート成形した位置決め部材で構成されていることを特徴とするモータ。
- 請求項1記載のモータにおいて、第1の外側磁極と第2の外側磁極との位置決め精度を上げるために結合部材に第1の外側磁極と第2の外側磁極を圧入することを特徴とするモータ。
- 請求項1及び2記載のモータにおいて、第1の外側磁極と第2の外側磁極とを結合部材に接着することを特徴とするモータ。
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