JPH1146474A - 永久磁石型ステッピングモータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高い加工を必要としないステータコア
材を用いてステータの磁極歯がマグネットロータと接触
するのを未然に防止することができる永久磁石型ステッ
ピングモータを提供することにある。 【解決手段】 マグネットロータ１９の外周には折り曲
げによって対向配置された複数本の磁極歯２８を有する
ステータコア２０ａ，２０ｂが配置されている。前記磁
極歯２８は、マグネットロータ１９の軸線方向に対して
同ロータ１９に遠ざかる方向に傾斜して形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石型ステッピ
ングモータ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平４−２２４７７５号
公報に示すような永久磁石型ステッピングモータは、回
転可能に支持された出力軸に固着された円筒状のマグネ
ットロータの外周にステータが配設されている。ステー
タは、一対の第１、第２ステータコアを備えている。各
ステータコアは、ボビンにコイルワイヤを巻回して形成
された励磁コイルの両側にそれぞれステータコア材を配
置してできている。ステータコア材は、ボビンの側面に
当接する鍔状のプレートの中央部に形成された中心孔か
らその中心軸線と平行に延びる複数本の磁極歯が直角に
折り曲げ形成され、その磁極歯がボビンの内周面に沿っ
て配設されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステータコ
ア材に形成した各磁極歯は、内側に配設されているマグ
ネットロータに接触しないことが必要である。従って、
前記プレートに対して直角に磁極歯を折り曲げる必要が
ある。そのため、ステータコア材をプレス成形加工にて
成形する場合、非常に精度の高い折り曲げ加工が要求さ
れていた。

【０００４】本発明の目的は、上記問題点を解消するた
めになされたものであって、精度の高い加工を必要とし
ないステータコア材を用い、ステータの磁極歯が内側に
あるマグネットロータと接触するのを未然に防止するこ
とができる永久磁石型ステッピングモータ及びその製造
方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、マグネットロータと、前記マグネットロータの外周
面に折り曲げによって対向配置された複数本の磁極歯を
有するステータとを備えた永久磁石型ステッピングモー
タにおいて、前記磁極歯は、前記マグネットロータの軸
線方向に対して傾斜した方向に形成されている。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の永久磁石型ステッピングモータにおいて、前記磁極歯
は、前記マグネットロータの外周面から遠ざかる方向に
向けて傾斜している。

【０００７】請求項３に記載の発明は、マグネットロー
タの外周面に対向する複数本の磁極歯とその磁極歯を支
持するプレートを有するステータをハウジング内に配設
し、前記ステータのプレートに前記マグネットロータの
軸線方向から押圧力を与え、その押圧力によって前記磁
極歯を前記マグネットロータの軸線方向に対して傾斜し
た方向に傾けた永久磁石型ステッピングモータの製造方
法である。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の永久磁石型ステッピングモータの製造方法において、
前記押圧力によって傘状のプレートを平板状に変形させ
ると同時に、前記磁極歯の先端側を前記マグネットロー
タの前記外周面から遠ざかる方向に向けて傾斜させた。

【０００９】請求項１及び２の発明によれば、磁極歯は
マグネットロータの軸線方向に対して傾斜した方向に形
成されている。従って、精度の高い加工を必要とせず、
しかも、磁極歯の内側にあるマグネットロータと接触す
ることがないステータを用いることができる。

【００１０】請求項３及び４の発明によれば、ステータ
のプレートにマグネットロータの軸線方向から押圧力を
与えるだけで、磁極歯を前記マグネットロータの軸線方
向に対して傾斜した方向に傾けることができる。従っ
て、精度の高い加工技術を必要としないステータを用い
てマグネットロータと接触しないステータを簡単に組み
付けることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１は永久磁石型ステッ
ピングモータの断面を示す。この永久磁石型ステッピン
グモータ１０は車両用ヘッドライトの光軸調整のために
使用される。

【００１２】モータケース１１は、ハウジング１２とハ
ウジングカバー１３とから構成されている。ハウジング
１２は有底筒状に形成され、その底部中央には下方に膨
出した凹部１２ａが形成されている。該凹部１２ａに円
筒状のメタル軸受１４が収容固着されている。又、ハウ
ジング１２はその一側（図１において右側）が切りかか
れていて、その切りかかれた箇所にコネクタハウジング
１５が装着される。

【００１３】ハウジングカバー１３は、前記ハウジング
１２の対向する側に大径凹部１３ａが凹設され、その大
径凹部１３ａの中央部に小径凹部１３ｂが凹設されてい
る。小径凹部１３ｂの壁面であって前記ハウジング１２
の凹部１２ａに相対向する位置には、貫通孔１３ｃが形
成されている。小径凹部１３ｂには、前記貫通孔１３ｃ
を囲むようにガイド筒１３ｄが大径凹部１３ａ側に向か
って延出形成されている。

【００１４】出力軸１６は、ハウジングカバー１３の貫
通孔１３ｃから嵌挿され、その基端部が前記メタル軸受
１４に対して軸線方向に移動可能に支持されている。出
力軸１６の前記ガイド筒１３ｄの位置には回転止め１６
ａが設けられ、その回転止め１６ａにより出力軸１６の
先端側はガイド筒１３ｄに対して回転不能且つ軸線方向
に移動可能に支持される。従って、出力軸１６は前記メ
タル軸受１４とガイド筒１３ｄにより両側が回転不能且
つ軸線方向に移動可能に支持される。

【００１５】出力軸１６の略中央部分には、ネジ部１６
ｂが形成され、そのネジ部１６ｂには合成樹脂製のカラ
ム１７が螺合している。カラム１７の先端部外周面には
転がり軸受１８の内輪と連結固定されている。転がり軸
受１８の外輪は前記ハウジングカバー１３の大径凹部１
３ａの内側面に対して固定されている。従って、転がり
軸受１８に支持されたカラム１７は同軸受１８に対して
回転可能且つ軸線方向に移動不能に支持される。その結
果、カラム１７が正逆回転すると、同カラム１７と螺合
している出力軸１６は、図１において上下方向に移動す
る。カラム１７の外周部にはマグネットロータ１９が固
着されている。マグネットロータ１９の外周部には、公
知の方法で磁極が形成されている。

【００１６】ステータ２０は、マグネットロータ１９の
外周を取り囲むようにハウジング１２内に配設されてい
る。ステータ２０は、前記転がり軸受１８の外輪にて押
圧され、ハウジング１２との間で挟持固定される。

【００１７】ステータ２０は第１、第２ステータコア２
０ａ，２０ｂ及びスペーサ２０ｃとからなり、第１ステ
ータコア２０ａと第２ステータコア２０ｂをスペーサ２
０ｃを挟んで上下に重ね合わせることによって構成され
ている。第１ステータコア２０ａと第２ステータコア２
０ｂは共に同じ構成なので、第１ステータコア２０ａの
構成を説明し第２ステータコア２０ｂの構成の説明は省
略する。図２及び図３に示すように、第１ステータコア
２０ａは励磁コイル２１と第１及び第２のステータコア
材２２ａ，２２ｂにて構成されている。励磁コイル２１
はボビン２３とコイルワイヤ２４とからなり、ボビン２
３にコイルワイヤ２４を巻回することにより形成されて
いる。ボビン２３に形成された貫通穴の内周面２３ａは
その貫通穴の中心軸線Ｌ１に平行な面である。又、ボビ
ン２３の両側に外方延出形成された鍔部２３ｂの面は前
記中心軸線Ｌ１に対して直交する面となっている。

【００１８】第１のステータコア材２２ａと第２のステ
ータコア材２２ｂは、同一材質で同一形状なので、説明
の便宜上、第１のステータコア材２２ａについて説明し
て第２のステータコア材２２ｂの説明は省略する。第１
のステータコア材２２ａは、プレス用板材をプレス成形
加工にて成形され、その中央部に中心孔２５が形成され
ている。その中心孔２５の外側に形成された鍔状の部分
をプレート２７としている。又、中心孔２５の周端には
先端に向かうほど細くなる複数本の磁極歯２８が形成さ
れている。各磁極歯２８とプレート２７とのなす角度θ
１は、モータ組み付け前において９０度未満の角度にな
るようにプレス加工にて成形されている。詳述すると、
各磁極歯２８が中心孔２５の中心軸線Ｌ２に対して平行
に形成され、プレート２７の面が前記中心軸線Ｌ２に対
して直交する面に対して外周ほど磁極歯２８側に向かっ
て離間する角度θ２となるように、各磁極歯２８とプレ
ート２７を折り曲げ形成している。即ち、プレート２７
は傘状に形成されている。

【００１９】そして、第１及び第２のステータコア材２
２ａ，２２ｂを、自身の磁極歯２８間に相手のコア材の
磁極歯２８が介在するように互いに合わせる。この時、
第１及び第２のステータコア材２２ａ，２２ｂのプレー
ト２７と各磁極歯２８とで囲まれる空間に、前記コイル
ワイヤ２４を巻回したボビン２３を配置して合わせるこ
とによって、第１ステータコア２０ａが形成される。

【００２０】このように形成された第１ステータコア２
０ａの各磁極歯２８は、同ステータコア２０ａの中心軸
線（即ち、中心孔２５の中心軸線Ｌ２）に対して磁極歯
２８が平行にならない。即ち、磁極歯２８は先端に行く
ほど中心軸線Ｌ２から離間する方向、即ち内側に配置さ
れたマグネットロータ１９から遠ざかる方向に傾斜して
いる。そして、第２ステータコア２０ｂも第１ステータ
コア２０ａと同様に形成される。

【００２１】第１ステータコア２０ａ及び第２ステータ
コア２０ｂの各ボビン２３の一側から延びる給電ターミ
ナル２９は、前記コネクタハウジング１５に配置され
る。そして、給電ターミナル２９を介して駆動電源が供
給されると、マグネットロータ１９が回転する。そし
て、カラム１７も回転することから同カラム１７と螺合
している出力軸１６は軸線方向に移動する。

【００２２】次に、前記した各磁極歯２８が、マグネッ
トロータ１９から遠ざかる方向に傾斜するメカニズムに
ついて図４に従って説明する。図４及び図５は、第１ス
テータコア２０ａ及び第２ステータコア２０ｂよりなる
ステータ２０のハウジング１２への組み付けを説明する
ための模式図である。

【００２３】ハウジング１２の底部に、第２ステータコ
ア２０ｂを構成する第１及び第２のステータコア材２２
ａ，２２ｂを、自身の磁極歯２８間に相手のコア材の磁
極歯２８が介在するように互いに合わせた状態に配置す
る。この時、第１及び第２のステータコア材２２ａ，２
２ｂのプレート２７と各磁極歯２８とで囲まれる空間
に、前記ボビン２３を介在させる。続いて、第２ステー
タコア２０ｂの上部にスペーサ２０ｃを載置する。次
に、スペーサ２０ｃの上に、第２ステータコア２０ｂの
ときと同様な方法で、第１ステータコア２０ａを構成す
る第１及び第２のステータコア材２２ａ，２２ｂ及びボ
ビン２３を配置する。この状態では、ボビン２３の中心
軸線Ｌ１と第１及び第２のステータコア材２２ａ，２２
ｂの中心軸線Ｌ２が一致するように配置されている。

【００２４】この時、各ステータコア２０ａ，２０ｂの
第１及び第２のステータコア材２２ａ，２２ｂは、各磁
極歯２８が中心孔２５の中心軸線Ｌ２に対して平行に形
成され、プレート２７の面が中心軸線Ｌ２に直交する面
に対して外周ほど離間する角度θ２となるように折り曲
げ形成されている。一方、各ステータコア２０ａ，２０
ｂにおいて、第１及び第２のステータコア材２２ａ，２
２ｂの間に配置されるボビン２３はその内周面２３ａが
中心軸線Ｌ１に平行であるとともに鍔部２３ｂの面が中
心軸線Ｌ１に対して直交する面となっている。

【００２５】その結果、ボビン２３の鍔部２３ｂの外周
部にステータコア材２２ａ，２２ｂのプレート２７の外
周部が当接し、ステータコア材２２ａ，２２ｂのプレー
ト２７の内周部がボビン２３の鍔部２３ｂから離間した
状態になっている。

【００２６】この状態から、転がり軸受１８の外輪を第
１ステータコア２０ａを構成している第１のステータコ
ア材２２ａのプレート２７に当接し、その外輪にてその
プレート２７の内周部を下方に押圧する。

【００２７】この押圧に基づいて、ボビン２３の鍔部２
３ｂから離間していたステータコア材２２ａ，２２ｂの
プレート２７の内周部分は、ボビン２３の鍔部２３ｂに
当接する。つまり、ボビン２３の鍔部２３ｂとステータ
コア材２２ａ，２２ｂのプレート２７とが密接した状態
になり、相対向するステータコア材２２ａ，２２ｂのプ
レート２７は互いに平行となるとともに、そのプレート
２７の面は中心軸線Ｌ２と直交する面となる。

【００２８】プレート２７の面が中心軸線Ｌ２と直交す
ることによって、ステータコア材２２ａ，２２ｂの磁極
歯２８の先端部は、ボビン２３の内周面２３ａ側に案内
され、各磁極歯２８は中心孔２５の中心軸線Ｌ２に対し
て平行でなくなる。つまり、各磁極歯２８は先端に行く
ほど中心軸線Ｌ２、即ち内側に配置されたマグネットロ
ータ１９から遠ざかる方向に傾斜することになる。

【００２９】この状態はハウジング１２とハウジングカ
バー１３が互いに図示しないねじによって連結固定する
ことにより保持され、ステータ２０はモータケース１１
内に組み付けられる。尚、図２〜図６は、理解を容易に
するために、プレート２７と磁極歯２８のなす角度を誇
張して表現している。

【００３０】このように本実施形態では、ステータ２０
の各磁極歯２８は先端に行くほど内側に配置されたマグ
ネットロータ１９から遠ざかる方向に傾斜するように形
成されている。従って、ステータ２０の内側に配置され
るマグネットロータ１９と接触しないように、従来のよ
うに、プレート２７と各磁極歯２８との折り曲げ角度が
正確に直角になるようにステータコア材を加工する必要
がない。

【００３１】つまり、各磁極歯２８とプレート２７との
なす角度θ１を正確に９０度に設定する必要がなく、９
０度未満の角度になるようにプレス加工するだけでよい
ので、第１ステータコア２０ａ及び第２ステータコア２
０ｂを成形するための高精度なプレス加工は要求されな
い。

【００３２】しかも、転がり軸受１８の外輪にて第１の
ステータコア材２２ａのプレート２７にて押圧する簡単
な方法で、磁極歯２８をマグネットロータ１９と接触し
ない同ロータから遠ざかる方向に傾けることができる。

【００３３】さらに、本実施形態では、第１及び第２の
ステータコア材２２ａ，２２ｂのプレート２７と各磁極
歯２８は、ボビン２３に当接していることにより弾性変
形している。即ち、プレート２７はボビン２３の鍔部２
３ｂを弾圧し、各磁極歯２８はボビン２３の内周面２３
ａを弾圧している。従って、第１及び第２のステータコ
ア材２２ａ，２２ｂは、ボビン２３、即ち励磁コイル２
１をがた付くことなくより強固に保持することができ
る。

【００３４】尚、実施の形態は上記のものに限定される
ものではなく、以下のように実施してもよい。 ○上記実施形態では、各磁極歯２８が中心孔２５の中心
軸線Ｌ２に対して平行に形成され、プレート２７の面が
前記中心軸線Ｌ２に直交する面に対して外周ほど磁極歯
２８側に向かって離間するようにして各磁極歯２８とプ
レート２７とのなす角度θ１を９０度未満にした。しか
し、要は、ステータを組み付けた時、ステータの各磁極
歯が先端に行くほど内側に配置されたマグネットロータ
から遠ざかる方向に傾斜するようになればよく、例え
ば、図７〜図９に示す第１及び第２のステータコア材３
１ａ，３１ｂにて実施してもよい。即ち、図７に示すよ
うに、第１及び第２のステータコア材３１ａ，３１ｂに
おいて、そのプレート３２の面が中心孔３３の中心軸線
Ｌ２に対して直交する面に対して平行となるとともに、
各磁極歯３４が先端部に向かうほど前記中心軸線Ｌ２か
ら遠ざかるようにプレート３２に対して折り曲げ形成さ
れている。従って、プレート３２と磁極歯３４とのなす
角度θ１が９０度未満となる。

【００３５】そして、図８に示すように、ハウジング１
２の底部に、第２ステータコア２０ｂを構成する第１及
び第２のステータコア材３１ａ，３１ｂを、自身の磁極
歯３４間に相手のコア材の磁極歯３４が介在するように
互いに合わせた状態に配置する。この時、第１及び第２
のステータコア材３１ａ，３１ｂのプレート３２と各磁
極歯３４とで囲まれる空間に、前記コイルワイヤ２４を
巻回したボビン２３を介在させる。続いて、第２ステー
タコア２０ｂの上部にスペーサ２０ｃを載置する。次
に、スペーサ２０ｃの上に、第２ステータコア２０ｂの
ときと同様な方法で、第１ステータコア２０ａを構成す
る第１及び第２のステータコア材３１ａ，３１ｂ及びボ
ビン２３を配置する。この状態では、ボビン２３の中心
軸線Ｌ１と第１及び第２のステータコア材３１ａ，３１
ｂの中心軸線Ｌ２が一致するように配置されている。

【００３６】この状態から、転がり軸受１８の外輪を第
１ステータコア２０ａを構成している第１のステータコ
ア材３１ａのプレート３２に当接し、その外輪にてその
プレート３２の内周部を下方に向かって押圧する。この
押圧に基づいて、図９に示すように、ボビン２３の鍔部
２３ｂとステータコア材３１ａ，３１ｂのプレート３２
は互いに当接する。従って、ボビン２３の鍔部２３ｂと
ステータコア材３１ａ，３１ｂのプレート３２とが密接
した状態になることから、各磁極歯３４はボビン２３の
内周面２３ａ側に案内される。この時、各磁極歯３４
は、プレート３２に対して９０度未満に折り曲げ形成さ
れていることから、先端に行くほどマグネットロータ１
９から遠ざかる方向に傾斜する。従って、この場合に
も、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
尚、図７〜図９は、理解を容易にするために、磁極歯３
４の傾斜の度合を誇張して表現している。 ○上記実施形態では、ステータコア材２２ａ，２２ｂ，
３１ａ，３１ｂの形状に特徴を持たせたが、図１０及び
図１１に示すように、励磁コイルを構成するボビン３８
の形状に特徴を持たせてもよい。図１０において、ワイ
ヤコイル３９を巻回したボビン３８は、その上下両側の
鍔部３８ａを外周端部に向かうほど上下方向に拡開する
ように形成した。一方、第１及び第２のステータコア材
４１ａ，４１ｂの形状は、プレート４２と磁極歯４４と
のなす角度をほぼ９０度程度に折り曲げ形成されてい
る。そして、上記のように、第１及び第２のステータコ
ア材４１ａ，４１ｂを、自身の磁極歯４４間に相手のコ
ア材の磁極歯４４が介在するとともに、ステータコア材
４１ａ，４１ｂのプレート４２と各磁極歯４４とで囲ま
れる空間にボビン３８が介在するように互いに合わせた
状態に配置する。

【００３７】この状態から、転がり軸受１８の外輪にて
そのプレート４２の内周部を下方に向かって押圧する
と、ボビン３８の鍔部３８ａから離間していたステータ
コア材４１ａ，４１ｂのプレート４２の内周部分は、ボ
ビン３８の鍔部３８ａに当接する。つまり、それぞれ上
下方向に拡開した鍔部３８ａに対してプレート４２が密
接した状態になり、プレート４２は鍔部３８ａに沿って
傾斜する。この傾斜によりプレート４２と磁極歯４４と
のなす角度が開き、磁極歯４４は元の状態に復帰しよう
とする力が発生し、図１１に示すように先端に行くほど
中心軸線Ｌ２、即ち内側に配置されたマグネットロータ
１９から遠ざかる方向に傾斜することになる。従って、
この場合にも、上記実施形態と同様な効果を得ることが
できる。尚、図１０及び図１１は、理解を容易にするた
めに、ボビン３８における鍔部３８ａの拡開の度合、及
び磁極歯４４の傾斜の度合を誇張して表現している。 ○上記実施形態では、転がり軸受１８の外輪にて第１の
ステータコア材３１ａのプレート３２を下方に向かって
押圧するようにしたが、例えばハウジングカバー１３に
て直接第１のステータコア材３１ａのプレート３２を押
圧するように構成してもよい。

【００３８】上記実施の形態から把握できる請求項に記
載した技術的思想以外の技術的思想について、以下にそ
の作用とともに記載する。 ○励磁コイルの両側に配設され、その励磁コイルとでス
テータを形成するステータコア材であって、励磁コイル
の側面に配置されるプレートと励磁コイルの内周に配置
される磁極歯とがなす角度が９０度未満であるステータ
コア材。このように構成されたステータコア材は、高精
度な加工を必要とすることなく製造することができる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１及び２の発明によれば、精度の
高い加工を必要とせず、しかも、磁極歯の内側にあるマ
グネットロータと接触することがないステータを用いる
ことができるという優れた効果を有する。

【００４０】請求項３及び４の発明によれば、精度の高
い加工技術を必要としないステータを用いてマグネット
ロータと接触しないステータを簡単に組み付けることが
できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の永久磁石型ステッピングモータの
断面図。

【図２】同じくステータコアの断面図。

【図３】同じくステータコアの組み付け前の分解断面
図。

【図４】同じくステータの組み付け前の状態を示す要部
断面図。

【図５】同じくステータの組み付け後の状態を示す要部
断面図。

【図６】同じくステータの磁極歯とマグネットロータの
状態を示す要部断面図。

【図７】別例のステータコアの組み付け前の分解断面
図。

【図８】同じくステータの組み付け前の状態を示す要部
断面図。

【図９】同じくステータの組み付け後の状態を示す要部
断面図。

【図１０】ボビンが相違する別例を示すステータコアの
分解断面図。

【図１１】同じくステータコアの組み付け後の状態を示
す要部断面図。

【符号の説明】

１０…永久磁石型ステッピングモータ、１１…モータケ
ース、１２…ハウジング、１３…ハウジングカバー、１
８…転がり軸受、１９…マグネットロータ、２０…ステ
ータ、２０ａ，２０ｂ…第１及び第２ステータコア、２
０ｃ…スペーサ、２１…励磁コイル、２２ａ，２２ｂ…
第１及び第２のステータコア材、２３…ボビン、２７…
プレート、２８…磁極歯。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットロータと、 前記マグネットロータの外周面に折り曲げによって対向
   配置された複数本の磁極歯を有するステータとを備えた
   永久磁石型ステッピングモータにおいて、 前記磁極歯は、前記マグネットロータの軸線方向に対し
   て傾斜した方向に形成されていることを特徴とする永久
   磁石型ステッピングモータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の永久磁石型ステッピン
   グモータにおいて、前記磁極歯は、前記マグネットロー
   タの外周面から遠ざかる方向に向けて傾斜している。
3. 【請求項３】 マグネットロータの外周面に対向する複
   数本の磁極歯とその磁極歯を支持するプレートを有する
   ステータをハウジング内に配設し、 前記ステータのプレートに前記マグネットロータの軸線
   方向から押圧力を与え、その押圧力によって前記磁極歯
   を前記マグネットロータの軸線方向に対して傾斜した方
   向に傾けたことを特徴とする永久磁石型ステッピングモ
   ータの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の永久磁石型ステッピン
   グモータの製造方法において、 前記押圧力によって傘状のプレートを平板状に変形させ
   ると同時に、前記磁極歯の先端側を前記マグネットロー
   タの前記外周面から遠ざかる方向に向けて傾斜させた。