JPH08340660A - ステッピングモータのヨークの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステッピングモータのヨークの成形方法にお
いて、磁性体素板をプレス抜き加工により成形した後、
極歯先端の形状に仕上げ加工を施すとき、従来技術は回
転工具を用いていたため、大きなバリが発生し、これを
除去するための工程が必要であった。また、バリが発生
しないように小さな半径の回転工具を用いた場合は、極
歯先端面の面積を大きくすることができなかった。 【解決手段】 極歯を有するステッピングモータのロー
タ又はステータのヨークを、プレス抜き加工により成形
した複数枚の磁性体素板をプレス抜きの方向を揃えて加
圧積層した後、極歯をプレス抜きの方向と反対方向から
シェービング加工して面仕上げを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タのステータ又はロータのヨークの成形方法に関する。
特には、ヨークに形成される極歯面の仕上げ加工方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されている典型的なステッピン
グモータの構造を図６に示す。図において、ステータ２
はプレス加工で同一形状に加工した磁性体素材を複数枚
重ね合わせることで構成されるステータ積層体ヨーク
と、このステータ積層体ヨークに所定の個数巻装された
コイル１より構成される。ステータ積層体ヨークには、
ステータ極歯２ａがロータ５に対向して形成され、その
反対側にはロータケース３に固定支持するための基準面
２ｂが形成されている。ロータ５は、ロータ磁石とロー
タ積層体ヨークとにより構成され、シャフト４に固定す
るための基準面５ｂとロータ極歯５ａがステータ極歯２
ａに対向して形成されている。

【０００３】このような構成のステッピングモータにお
いて、ステータ極歯２ａとロータ極歯５ａの間のギャッ
プ６は、シャフト４が出力軸として正確な角度で回転と
停止を間欠的に行わせるためには、ロータ５の回転位置
にはよらず全周において均一であることが必要である。
更にこのギャップ６は、コイル１への入力電流を小にし
て、シャフト４に出力させる保持トルク及び回転トルク
を大きくするためには、出来るだけ小さいことが必要で
ある。

【０００４】ステータ極歯２ａ及びロータ極歯５ａは図
７に示すように、基本的に短形歯形状に形成されてい
る。左右の先端コーナー７は、磁束密度を集中させて、
トルクを増大させ停止角度位置のフラツキを減少させる
ために、その形状をシャープに形成することが必要であ
る。

【０００５】更に、図８において示されるステータ極歯
２ａ及びロータ極歯５ａの先端面８は、極歯間の対向面
積であるため、表面積はできるだけ大きく、表面粗さも
できるだけ小さいことが望まれる。このように、極歯先
端の形状はステッピングモータの性能を大きく左右す
る。従って、極歯の形状は、ロータとステータの極歯間
のギャップを均一で最小とするために、それぞれの極歯
先端面が垂直であり表面粗さが小さくなるように形成
し、それらが最小のギャップで平行に対向するように形
成しなければならない。また、対向面積を大きくするた
めに、先端コーナー７をできるだけシャープに形成しな
ければならない。

【０００６】次に、一般的なステータ及びロータの積層
体ヨークの成形方法をその工程順に説明する。 （１）磁性材料である素材をプレス抜き加工にて素板の
連続形成をしながらそれを積層固定する。 （２）積層固定力を増し積層隙間を除くために、上下よ
りプレス加工する。 （３）プレス抜き積層固定のままでは、積層位置の微小
ズレがあり、抜面面粗度も悪いために、極歯の位置基準
となる基準面を、切削又は研削加工等で仕上げる。
（４）該基準面を基準として、極歯先端コーナーＲ削
除、極歯先端面面粗度向上、積層微小位置ズレ等の削除
のために、回転工具を用いる研削により極歯先端面の仕
上げ加工をする。 （５）極歯仕上げにおいて発生した、極歯先端コーナー
の返りをブラシ加工等で除去する。 尚、（２）の二次加圧工程は（１）に含め連続加工とす
ることもあり、（３）と（４）の工程を逆に行い極歯先
端面加工の後に極歯基準面加工を行う場合もある。

【０００７】（４）の工程を図９乃至図１３を用いてよ
り詳細に説明する。図９はプレス抜き直後の積層体ヨー
クを軸方向から見た図であり、図１０はその半径に沿っ
た方向の断面図であり、図１１は半径方向から極歯先端
を見た図である。図９に示すように、プレス抜きにより
成形された直後の極歯の先端コーナー７は、シャープな
エッジではなく、大きなＲが形成されている。また、図
１０に示すように、先端面８も面ダレ９が発生し、垂直
な平面が形成されていない。従って、図１１に示すよう
に、先端面８の垂直な平面部は大変小さくなっている。
そこで、このような極歯先端の形状を整え、先端面８の
垂直な平面部を大きくするために、仕上げ加工が行われ
ている。従来の仕上げ加工は、モータの回転軸と同軸で
回転する回転工具を用いて行われていた。

【０００８】図１２と図１３は、回転工具により仕上げ
加工された後の先端面８を示している。図１２は回転工
具の半径が小さく、図９と図１０の点線Ａで示す半径で
研削した場合であり、図１３は点線Ｂの大きな半径で研
削した場合を示す。図１２で示すように、点線Ａの半径
で研削した場合は、かえり１０は小さいが、面ダレ９と
先端コーナー７のＲが完全に除去されないために、先端
面８の垂直な平面部の面積は小さい。一方、図１３に示
すように、大きな半径Ｂで研削した場合は、先端面８の
垂直な平面部の面積は大きくできるものの、かえり１０
が大きくなり、かえり１０を十分に除去しなければモー
タ性能は良くならない。

【０００９】

【発明が解決しょうとする課題】以上説明したように、
従来は極歯の先端面をプレス抜き加工の後に、回転工具
により面仕上げしていたために、面ダレ部を除去するよ
うに大きな半径で切削すると、大きなかえりが発生し、
このかえりを除去するためにもう１つの工程を必要とし
た。また、かえりを小さくするために、小さな半径の回
転工具で切削すると先端面の垂直な平面部の面積を十分
に大きくできないという問題があった。本発明の目的
は、上記実情に鑑みなされたもので、極歯先端面の垂直
な平面部をの面積を十分に大きくできて、しかもかえり
が全く発生しない積層体ヨークの仕上げ加工方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、極歯を有するステッピングモータのヨ
ークの成形方法において、プレス抜き加工により成形さ
れた複数枚の磁性体素板をプレス抜きの方向を揃えて加
圧積層した積層体ヨークの極歯の面仕上げを、プレス抜
きの方向と反対方向からシェービング加工して行うこと
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図に基づ
いて詳細に説明する。前述したように、上方向よりプレ
ス抜き加工し積層固定されたシェービングされる前の積
層体の極歯部は、図９及び図１１に示される形状に形成
されている。第１図は、本発明による極歯先端面をシェ
ービング仕上げ加工する状態を示す要部縦断面である。
図において、積層体ヨーク１１のシェービング方向はプ
レス外形抜き方向と反対方向であり、従って面ダレの方
向と反対となっている。ステータ又はロータである積層
体ヨーク１１をダイス１３上に位置決めし、上型が下降
し先んずワーク押エ１４が積層体ヨーク１１を固定す
る。ワーク押エ１４は圧縮バネによってその背部を付勢
され、シェービング加工中の積層体ヨーク１１をダイス
１３に押圧する。上型の下降が進むと、上型に固定され
たパンチ１２が積層体ヨーク１１の外内径をシェービン
グ仕上げ加工する。

【００１２】図２及び図３は、図１に示した方法による
シェービング仕上げ加工後の極歯の断面と先端面をそれ
ぞれ示している。図２で示されているように、面ダレ
は、その方向と反対方向からのシェービングにより、切
削されると同時に塑性変形して矯正される。従って、図
３に示すように先端面８は、磁性体素板の断面積に一致
し、最大の面積となる。また、先端コーナー７も直線と
なる。図４と図５は、参考として、本発明によらずに、
面ダレと同じ方向でシェービング仕上げを行った場合を
示している。図３及び図４と同じ切削量であるにもかか
わらず、面ダレは矯正されず、先端面８の面積も十分で
はない。また、先端コーナー７も不連続となっているこ
とがわかる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、プレス抜き加工で成形されたステッピングモータの
ヨークの磁性体素板の極歯の面仕上げを、複数の磁性体
素板を加圧積層した状態で、プレス抜きの方向と逆の方
向からシャービング加工することで、極歯の先端面を垂
直で大きな面積とし、モータ性能を向上すること可能と
する。また、従来のように、大きなバリの発生がないた
めに、バリ取り工程が不要となるため生産コストを低く
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による仕上げ加工工程を説明するための
シェービング仕上げ加工断面図。

【図２】本発明による仕上げ加工工程を説明するための
プレス外形抜きと同方向シェービングでの極歯断面図。

【図３】本発明による仕上げ加工工程を説明するための
プレス外形抜きと同方向シェービングでの極歯先端面
図。

【図４】本発明による仕上げ加工工程を説明するための
プレス外形抜きと逆方向シェービングでの極歯断面図。

【図５】本発明による仕上げ加工工程を説明するための
プレス外形抜きと逆方向シェービングでの極歯先端面
図。

【図６】一般的ステッピングモータの構造断面図。

【図７】一般的ステッピングモータのステータヨーク及
びロータヨークの極歯平面図。

【図８】一般的ステッピングモータのヨークの極歯の斜
視図。

【図９】プレス外形抜き後のヨークの極歯の平面図。

【図１０】プレス外形抜き後のヨークの極歯の断面図。

【図１１】プレス外形抜き後のヨークの極歯の先端面の
平面図。

【図１２】従来の仕上げ加工法による極歯の先端面の平
面図。

【図１３】従来の仕上げ加工法による極歯の先端面の平
面図。

【符号の説明】

２ａ ステータ極歯 ５ａ ロータ極歯 ７ 先端コーナー ８ 先端面 ９ 面ダレ １０ カエリ １１ 積層体ヨーク １２ パンチ １３ ダイス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極歯を有するステッピングモータのヨー
   クの成形方法において、プレス抜き加工により成形され
   た複数枚の磁性体素板をプレス抜きの方向を揃えて加圧
   積層した積層体ヨークの極歯の面仕上げを、プレス抜き
   の方向と反対方向からシェービング加工して行うことを
   特徴とするステッピングモータのヨークの成形方法。