JPH0898497A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はそれぞれ極歯を備える一対のステー
タヨークを一体的に樹脂モールドすることでステータを
構成するステッピングモータに関し、樹脂モールドに伴
う極歯間隔の変化を抑制することを目的とする。 【構成】 複数の極歯を円筒状に備える第１のステータ
ヨーク１６，２２と、その極歯に対して所定間隔をあけ
て対向配設される複数の極歯を円筒状に備える第２のス
テータヨーク１８，２４とを一体的に樹脂モールドして
ステータ２８を形成する。第２のステータヨーク２４の
下部に、成形圧が極歯周辺に作用するのを防止する補強
板２６を配設する。第１及び第２のステータヨーク１
６，１８、２２，２４の内部に、極歯間隔の変化を規制
するリング部材１９，２５を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータに
係り、特にそれぞれ極歯を備える一対のステータヨーク
を一体的に樹脂モールドすることでステータを構成する
ステッピングモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開昭６０−１８１１
７７号公報に開示される如く、それぞれ複数の極歯を備
える第１のステータヨーク及び第２のステータヨークを
対向配置し、それらを一体的に樹脂モールドしてステー
タを構成したステッピングモータが知られている。

【０００３】ここで、上記公報記載のステッピングモー
タが備えるステータは、内周面に所定間隔を開けて対向
配設された複数の極歯を備え、かつ内部に電磁コイルを
収納したものとなる。従って、電磁コイルに適当な電流
を流通させ、ステータの中央に軸方向磁界を発生させる
と、第１のステータヨークが備える極歯と第２のステー
タヨークが備える極歯との間で磁束の授受が行われ、そ
れらの極歯のうち一方がＮ極に、他方がＳ極に励磁され
ることになる。

【０００４】ところで、上述したステータが内蔵する電
磁コイルは、互いに独立した２相のコイルを備えてい
る。従って、それらに流通させる電流の向きを互いに逆
向きに設定すれば、何れのコイルに電流を流通させるか
によって電磁コイルの中央に発生する磁界の向きが反転
することになる。

【０００５】そこで、電流を流通させるコイルを交互に
切り換えることとすれば、第１のステータヨークが備え
る極歯と、第２のステータヨークが備える極歯との励磁
状態を交互に入れ換えることができ、例えばかかるステ
ータを２つ組み合わせて用いる場合、ステータの内周面
に容易に回転磁界を発生させることができる。

【０００６】また、上記公報記載のステッピングモータ
は、ステータの内周側に所定回転角毎に交互にＮ極とＳ
極とが現れる永久磁石を備えるロータを配設することと
している。この場合、ステータの内周面に回転磁界が発
生すれば、ロータは回転磁界の回転角分だけ回転するこ
ととなり、適切にステッピングモータとしての機能が実
現されることになる。

【０００７】ところで、上記公報記載のステッピングモ
ータのステータは、上述の如く電磁コイル、第１及び第
２のステータヨーク等を一体的に樹脂モールドすること
で構成されており、第１及び第２のステータヨークの相
対位置関係の安定化、及び電磁コイルの保護等が適切に
実現されることになり、優れた生産性と高い信頼性が得
られることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
テッピングモータのステータは、上述の如くステッピン
グモータの作動を行うために、第１及び第２のステータ
ヨークの極歯の間に適正な間隔が設けられていることか
ら、ステータの軸線方向の外力に対する剛性、特に第１
及び第２のステータヨークの極歯部分の剛性が低く、変
形し易くなっている。

【０００９】この場合、樹脂モールド時に発生する成形
圧が直接第１及び第２のステータヨークに作用すれば、
成形圧により第１及び第２のステータヨークに、両者の
極歯間隔を狭める方向の変形が生ずることになる。そし
て、その変形の結果複数の極歯対について極歯間隔の不
均衡が生じ、また極歯同志が接触することとなれば、各
極歯の励磁強度にも不均衡が生ずることになり、ステッ
ピングモータとしての適切な機能を実現することが困難
となる。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ステータを構成すべく樹脂モールドを行う際
に、ステータヨークの極歯近傍への成形圧の作用を規制
することにより、又は樹脂モールドの際にステータヨー
クの極歯近傍の変位を規制して、上記の課題を解決する
ステッピングモータを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、前記請求
項１に記載するように、複数の極歯を円筒状に備える第
１のステータヨークと、該第１のステータヨークが備え
る極歯に対して所定間隔をあけて対向配設される複数の
極歯を円筒状に備える第２のステータヨークとを一体的
に樹脂モールドしてなるステータを具備するステッピン
グモータにおいて、前記ステータは、前記第１のステー
タヨークの端部、及び前記第２のステータヨークの端部
の少なくとも一方に、前記第１のステータヨークの端部
又は前記第２のステータヨークの端部から所定間隔をあ
けて配設される成形圧規制部材を備えるステッピングモ
ータにより達成される。

【００１２】また、上記の目的は、前記請求項２に記載
するように、複数の極歯を円筒状に備える第１のステー
タヨークと、該第１のステータヨークが備える極歯に対
して所定間隔をあけて対向配設される複数の極歯を円筒
状に備える第２のステータヨークとを一体的に樹脂モー
ルドしてなるステータを具備するステッピングモータに
おいて、前記ステータは、前記第１のステータヨークと
前記第２のステータヨークとに当接し、前記第１のステ
ータヨークが備える極歯と、前記第２のステータヨーク
が備える極歯との相対変位を規制する変位規制部材を備
えるステッピングモータによっても達成される。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明において、前記第１のステ
ータヨークと前記第２のステータヨークは、一体的に樹
脂モールドされることにより当該ステッピングモータの
ステータ内周面に、それぞれ異なる極性に励磁し得る極
歯を形成する。

【００１４】また、前記成形圧規制部材は、前記第１の
ステータヨーク及び前記第２のステータヨークに、樹脂
モールドの成形圧が作用する際に、その成形圧が直接前
記第１のステータヨークの端部又は前記第２のステータ
ヨークの端部に作用するのを防止する。

【００１５】この結果、本発明においては、前記第１の
ステータヨーク及び前記第２のステータヨークの少なく
とも一方には、所定間隔をあけて対向配設されている前
記極歯の間隔を狭める方向の成形圧が直接的には作用せ
ず、極歯間隔の変化が抑制されることになる。

【００１６】また、請求項２記載の発明において、前記
第１のステータヨーク及び前記第２のステータヨーク
は、上記請求項１記載の発明と同様にステータの内周面
に、それぞれ異なる極性に励磁し得る極歯を形成する。

【００１７】ところで、本発明においては、前記第１の
ステータヨーク及び前記第２のステータヨークに、両者
が備える極歯の相対変位を規制する変位規制部材が当接
している。この場合、極歯間隔が狭まる方向には高い剛
性が確保されることになり、樹脂モールドに際して、前
記第１のステータヨーク及び前記第２のステータヨーク
に極歯間隔を狭める方向に成形圧が作用しても、極歯間
隔の大幅な変位が防止されることになる。

【００１８】

【実施例】図１は、請求項１及び２記載の発明の一実施
例であるステッピングモータ１０の構成を表す正面断面
図を示す。尚、本実施例にかかるステッピングモータ１
０は、車両においてショックアブソーバの減衰力を切り
換えるべく設けられたものである。

【００１９】同図においてハウジング１２は、各種構成
部品を収納すると共に車体に対してボルト固定される部
材であり、その端部には、金属カラー１２ａを備えるボ
ルト穴１２ｂが設けられている。

【００２０】ハウジング１２の内部には、電磁コイル１
４，２０と、これら電磁コイル１４の周囲を取り囲んで
対向配設される第１及び第２のステータヨーク１６，１
８、２２，２４と、第１及び第２のステータヨーク１
６，１８、２２，２４の軸方向の相対位置を規制するリ
ング部材１９，２５が収納されている。

【００２１】また、第２のステータヨーク２４の軸方向
端部とハウジング１２との間には、補強板２６が配設さ
れている。補強板２６は、第２のステータヨーク２４に
対してその外周端付近でのみ接触しており、その他の部
位では、補強板２６と第２のステータヨーク２４との間
に所定の間隔が設けられている。

【００２２】ここで、本実施例においては、ハウジング
１２を樹脂を射出成形することで設けることとしてお
り、その際に、上述した金属カラー１２ａ、電磁コイル
１４，２０、第１のステータヨーク１６，２２、第２の
ステータヨーク１８，２４、及び補強板２６を一体的に
樹脂モールドすることとしている。この場合、ハウジン
グ１２と、その内部に一体的に樹脂モールドされた各部
材とでステッピングモータ１０のステータ２８が構成さ
れることになる。

【００２３】ところで、図２は、第１及び第２のステー
タヨーク１６，１８と、その内部に収納される電磁コイ
ル１４及びリング部材１９との構成を表す斜視断面図を
示したものである。

【００２４】図２に示す如く第１のステータヨーク１
６、及び第２のステータヨーク１８は、それぞれ複数の
極歯１６-i（１６_-1〜１６-n）、１８-i（１８_-1〜１８
-n）を片持ち状態で備えている。すなわち、これらの極
歯１６-i，１８-iは、それぞれ第２のステータヨーク１
８又は第１のステータヨーク１６に対向配設されてお
り、極歯１６-i，１８-i間には所定の間隔が設けられて
いる。

【００２５】また、第１のステータヨーク１６と第２の
ステータヨーク１８との間に収納されるリング部材１９
は、極歯１６-i，１８-i間に所定の間隔が確保されるよ
うに、第１のステータヨーク１６と第２のステータヨー
ク１８とに当接している。従って、上述の如き構成のス
テータ２８において、電磁コイル１４に電流が流通して
電磁コイル１４の内周側に軸方向の磁束が発生すると、
極歯１６-i，１８-iを介して第１及び第２のステータヨ
ーク１６，１８間で磁束の授受が行われ、極歯１６-i，
１８-iの一方がＮ極に、また他方がＳ極にそれぞれ励磁
されることになる。

【００２６】ここで、電磁コイル１４は、同一の磁力を
発生し得るコイルを２相備えている。従って、それらの
コイルに対して逆向きの電流を流通させることとすれ
ば、何れのコイルに電流を流通させるかによって極歯１
６-i，１８-iの極性を反転させることができる。

【００２７】また、ハウジング１２内に配設される第１
のステータヨーク２２、第２のステータヨーク２４、及
び電磁コイル２０についても、ほぼ上述した第１のステ
ータヨーク１６、第２のステータヨーク１８、及び電磁
コイル１４と同一構成に設けられている。

【００２８】更に、第１及び第２のステータヨーク１
６、１８と、第１及び第２のステータヨーク２２、２４
は、それらが備える極歯が互いに半歯づつ位相のづれた
位置となるように配設されている。このため、ステータ
２８においては、電磁コイル１４、２０への通電状態を
適切に制御することで、その内周に回転磁界を発生させ
ることが可能となる。

【００２９】ところで、ステータ２８の内周側には、所
定のクリアランスを確保して、円筒状のロータ３０が挿
入されている。ここで、ロータ３０は、ハウジング１２
の上部に嵌合されるキャップ３２に配設された回転軸受
け３４、及び上述した補強板２６の内周に配設された回
転軸受け３６にその両端が支持されており、ステータ２
８内を自在に回転することができる。

【００３０】また、ロータ３０の外周側には、所定角毎
にＳ極とＮ極が交互に着磁された永久磁石３０ａが組み
込まれている。従って、ステータ２８の内周に回転磁界
が生ずると、その回転磁界の回転角分だけ、ロータ３０
が回転することになる。

【００３１】ところで、本実施例のステッピングモータ
１０は、上述の如くショックアブソーバの減衰力の切り
換えに必要な回転トルクを発生すべく設けられたもので
ある。ここで、ショックアブソーバの減衰力の切り換え
は、ショックアブソーバに内蔵されるロータリバルブを
回転させることにより行われる。

【００３２】この際、減衰力の切替えはロータリバルブ
に適当な回転角を付与することで実現でき、必ずしも３
６０°の有効回転角は必要とされない。そこで、ステッ
ピングモータ１０においては、ロータ３０の上端近傍に
ストッパピン３８を配設すると共に、キャップ３２に、
所定範囲内でのみストッパピン３８の変位を許容する弾
性部材４０を配設して、ロータ３０の回転角を適正範囲
内に規制することとしている。

【００３３】この場合、例えばロータ３０がステータ２
８の回転磁界から脱調したような場合においても、その
後ロータ２８の回転角が限界角に規制されることにな
り、容易に適正な動作状態が復元されることになる。

【００３４】ロータ３０の内周側には、ロータ３０の回
転をショックアブソーバに内蔵されるロータリバルブに
伝達すべく、アウトプットシャフト４２が遊嵌されてい
る。ここで、アウトプットシャフト４２は、車体への組
み付けの際にロータリバルブに連結されるコントロール
ロッド４４と嵌合される部材であり、スプリングピン４
６によってロータ３０との連結が図られている。

【００３５】ここで、アウトプットシャフト４２を、ス
プリングピン４６によってロータ３０に連結したのは、
アウトプットシャフト４２に対してスプリングピン４６
の軸方向の変位、及びスプリングピン４６を中心軸とす
る回転方向の変位を許容して、アウトプットシャフト４
２とコントロールロッド４６との組み付けを容易ならし
めるためである。

【００３６】また、アウトプットシャフト４６の外周に
はＯリング４８が配設されている。この結果、アウトプ
ットシャフト４６には、常にその位置をロータ３０中央
に矯正しようとする力が作用することになり、上記の如
き適当な変位が許容される一方で、何ら外力が作用しな
い場合におけるアウトプットシャフト４２の位置の適正
化が図られることになる。

【００３７】ところで、ステッピングモータ１０におい
ては、上記の如くロータ３０が回転軸受け３４、３６に
よって支持されている。この際、ロータ３０の中心度を
得るためには、回転軸受け３４，３６のインナーレース
３４ａ，３６ａとアウターレース３４ｂ，３６ｂとの間
に予圧を付与し、両者間のガタを吸収することが有効で
ある。

【００３８】ここで、回転軸受け３６については、アウ
ターレース３６ｂが補強板２６に把持され、インナーレ
ース３６ｂがロータ３０に嵌合されている。一方、回転
軸受け３４については、アウターレース３４ｂがロータ
３０に把持され、インナーレース３４ａがキャップ３２
に嵌合されている。

【００３９】従って、回転軸受け３４のインナーレース
３４ａに図１中下向きの予圧を付与することで回転軸受
け３４のガタを吸収すると共に、そのアウターレース３
４ｂを介してロータ３０に図１中下向きの予圧を付与す
ることとすれば、回転軸受け３６のガタをも吸収するこ
とができる。

【００４０】そこで、本実施例においては、図３に拡大
図を示す如く、回転軸受け３４のインナーレース３４ａ
に当接するリング部５０ａと、弾性変形することにより
リング部５０ａに付勢力を付与するバネ部５０ｂとから
なる予圧板５０を回転軸受け３４の上部に配設してい
る。

【００４１】この結果、ステッピングモータ１０におい
ては、大幅なコストアップや組み付け性の低下等を招く
ことなく、極めて簡易な構成で所望の予圧が確保されて
いる。

【００４２】また、ステッピングモータ１０内部への異
物の侵入等を防止するためには、ハウジング１２に対し
てシール性を確保してキャップ３２を嵌合する必要があ
る。これに対して、例えばＯリング等のシール材を用い
ることとすれば、部品点数の増加等が生じ、コストアッ
プが伴うことになる。

【００４３】そこで、本実施例においては、ハウジング
１２に対してキャップ３２を嵌挿し、次いでハウジング
１２の外周を加熱下でかしめることで、両者の固定とシ
ール性の確保とを共に実現することとしている。この
際、そのシール性を確保するため、キャップ３２がハウ
ジング１２と当接する部分については、図４に拡大図を
示す如く、面取りを行うことなく鋭利な角を残してい
る。

【００４４】この結果、ステッピングモータ１０におい
ては、何ら特別なシール部材を用いることなく、キャッ
プ３２とハウジング１２とに間に優れたシール性が確保
されている。

【００４５】ところで、ステッピングモータ１０の円滑
な動作性を確保する上では、第１のステータヨーク１
６，２２が備える極歯と、第２のステータヨーク１８，
２４が備える極歯との間隔を適正な距離に維持すること
が極めて重要である。

【００４６】一方、第１及び第２のステータヨーク１
６，１８，２２，２４が備える極歯は、上述の如く片持
ち状態であることから、ステータ２８の軸方向の外力が
作用した場合には極歯周辺が変形し易く、この意味で極
歯間隔は変化し易い状況にあることになる。

【００４７】これに対して、本実施例のステッピングモ
ータ１０においては、上記の如く第２のステータヨーク
２４の下部に補強板２６が配設し、また第１のステータ
ヨーク１６，２２と第２のステータヨーク１８，２４と
の間にリング部材１９，２５を配設することで、極歯間
隔の変化を抑制している点に特徴を有している。

【００４８】すなわち、図５は、樹脂モールドによりハ
ウジング１２を成形するに先立って、射出成形の金型６
０に、電磁コイル１４，２０、第１及び第２のステータ
ヨーク１６，１８，２２，２４、リング部材１９，２
５、及び補強板２６をセットした状況を示している。

【００４９】この場合、樹脂モールド時における成形圧
は、主に補強板２６の下面、第１のステータヨーク１６
の外周面、及び第２のステータヨーク２４の外周面に作
用することになり、第１及び第２のステータヨーク１
６，１８、２２，２４の極歯１６-i，１８-i、２２-i，
２４-i周辺には直接作用しない。

【００５０】また、上述の如く補強板２６は、第２のス
テータヨーク２４の外周端付近（極歯が存在しない端部
側であり、極歯が存在する端部に比して比較的剛性が高
い箇所）においてのみ接触しており、その他の部分には
第２のステータヨーク２４に対して適当な間隔が確保さ
れている。このため、成形圧の作用に起因して補強板２
６が変形しても、なお極歯１６-i，１８-i、２２-i，２
４-i周辺には成形圧が作用しないことになる。

【００５１】更に、第２のステータヨーク２４の外周端
近傍に作用する成形圧の影響、及び第１のステータヨー
ク１６及び第２のステータヨーク２４の外周面に作用す
る成形圧の影響により、極歯１６-i，１８-i、２２-i，
２４-i間隔を狭める方向の外力が作用した場合には、リ
ング部材１９，２５によってその外力に伴う変位が適切
に抑制されることになる。

【００５２】このように、本実施例のステッピングモー
タ１０の構成によれば、樹脂モールド時に発生する成形
圧に対して適切に極歯１６-i，１８-i、２２-i，２４-i
周辺の変形を抑制することができ、ステータ３０におい
て確実に適正な極歯間隔を確保することができる。

【００５３】従って、ステッピングモータ１０において
は、ステータ３０の全周において均一な励磁強度が得ら
れることになり、円滑な回転動作が得られることにな
る。

【００５４】ところで、上記実施例は、補強板２６とリ
ング部材１９，２５とを併用した構成を例示したもので
あるが、これらは必ずしも併用する必要はなく、何れか
一方のみを採用することによっても優れた効果を享受す
ることが可能である。

【００５５】また、上記実施例は、補強板２６の一部を
第２のステータヨーク２４に接触させているが、かかる
構成としたのは、補強板２６と第２のステータヨーク２
４との間から樹脂が流れ込むのを防止するためであり、
かかる流れ込みの防止措置が講じられている場合には、
補強板２６を完全に第２のステータヨーク２４から離間
して配設してもよい。

【００５６】尚、上記実施例においては、補強板２６が
前記した成形圧規制部材に相当し、またリング部材１
９，２５が前記した変位規制部材に相当している。

【００５７】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、成形圧規制部材を設けることにより、樹脂モールド
の際に第１のステータヨークと第２のステータヨークと
に、両者の極歯間隔を狭めるべく作用する成形圧を抑制
することができる。このため、樹脂モールドに伴う第１
及び第２のステータヨークの極歯周辺における変形を適
切に抑制することができ、樹脂モールド後において所望
の極歯間隔を適切に確保することができる。

【００５８】従って、本発明によれば、ステータの内周
全面において極歯間隔が均一であることから、全周に渡
って均一な回転トルクを発生するステッピングモータを
容易かつ確実に実現することができる。

【００５９】また、請求項２記載の発明によれば、樹脂
モールド時において、第１のステータヨークと第２のス
テータヨークを極歯間隔を狭める方向に変位させる成形
圧に対して高い剛性を得ることができる。

【００６０】このため、本発明によれば第１及び第２の
ステータヨークに樹脂モールドの成形圧が作用しても、
極歯間隔を適切に維持することができ、上記請求項１記
載の発明と同様に、全周に渡って均一な回転トルクを発
生するステッピングモータを容易かつ確実に実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び２記載の発明の一実施例であるス
テッピングモータの正面断面図である。

【図２】本実施例に係るステッピングモータのステータ
ヨーク周辺の斜視断面図である。

【図３】本実施例に係るステッピングモータの回転軸受
け周辺の分解拡大図である。

【図４】本実施例に係るステッピングモータのキャップ
とハウジングとのかしめ構造の拡大図である。

【図５】本実施例に係るステッピングモータのステータ
構成部品を樹脂モールド用の金型にセットした状態を表
す正面断面図である。

【符号の説明】

１０ ステッピングモータ １２ ハウジング １４，２０ 電磁コイル １６，２２ 第１のステータヨーク １８，２４ 第２のステータヨーク １９，２５ リング部材 ２６ 補強板 ２８ ステータ ３０ ロータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の極歯を円筒状に備える第１のステ
   ータヨークと、該第１のステータヨークが備える極歯に
   対して所定間隔をあけて対向配設される複数の極歯を円
   筒状に備える第２のステータヨークとを一体的に樹脂モ
   ールドしてなるステータを具備するステッピングモータ
   において、 前記ステータは、前記第１のステータヨークの端部、及
   び前記第２のステータヨークの端部の少なくとも一方
   に、前記第１のステータヨークの端部又は前記第２のス
   テータヨークの端部から所定間隔をあけて配設される成
   形圧規制部材を備えることを特徴とするステッピングモ
   ータ。
2. 【請求項２】 複数の極歯を円筒状に備える第１のステ
   ータヨークと、該第１のステータヨークが備える極歯に
   対して所定間隔をあけて対向配設される複数の極歯を円
   筒状に備える第２のステータヨークとを一体的に樹脂モ
   ールドしてなるステータを具備するステッピングモータ
   において、 前記ステータは、前記第１のステータヨークと前記第２
   のステータヨークとに当接し、前記第１のステータヨー
   クが備える極歯と、前記第２のステータヨークが備える
   極歯との相対変位を規制する変位規制部材を備えること
   を特徴とするステッピングモータ。