JP2002252963A - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
- H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/04—Machines with one rotor and two stators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被駆動部材の被駆動歯車の歯と、ステッピン
グモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結する際の組
み立て作業の効率を向上するステッピングモータを得
る。 【解決手段】 規定された通電パターンでコイル１に通
電した時に被駆動歯車１１が基準位置ストッパ１３にて
保持されるように、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一
回転当たりの磁気的安定点数に対して所定の比率になる
ように構成したので、コイル１に規定された通電パター
ンで通電し、被駆動歯車１１が基準位置ストッパ１３に
保持した状態で、その被駆動歯車１１の歯と、出力軸歯
車９の歯とを連結させることにより、その基準位置に対
して正規の位置で歯がかみ合っていることになる。
グモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結する際の組
み立て作業の効率を向上するステッピングモータを得
る。 【解決手段】 規定された通電パターンでコイル１に通
電した時に被駆動歯車１１が基準位置ストッパ１３にて
保持されるように、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一
回転当たりの磁気的安定点数に対して所定の比率になる
ように構成したので、コイル１に規定された通電パター
ンで通電し、被駆動歯車１１が基準位置ストッパ１３に
保持した状態で、その被駆動歯車１１の歯と、出力軸歯
車９の歯とを連結させることにより、その基準位置に対
して正規の位置で歯がかみ合っていることになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車載用に使用さ
れるステッピングモータに関するものである。
れるステッピングモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、車載用のアクチュエータ駆動
用として、ステッピングモータが使用されている。これ
は、エンジンの運転状況によって送られてくる信号によ
り、被駆動部材が目標位置となるように駆動するもので
ある。その駆動力の伝達方法として、ステッピングモー
タの回転子の出力軸に出力軸歯車を形成し、被駆動部材
に取り付けられた被駆動歯車に回転を伝達して、その被
駆動部材を駆動する方法が広く用いられている。しか
し、ステッピングモータの回転子の位置、または回転子
の回転によって駆動される被駆動部材の位置を直接位置
検出する手段を有しない場合には、エンジンの始動毎
に、前回のエンジンの停止時における被駆動部材の位置
と、エンジンの始動時の基準位置との相違を修正するた
めに、ステッピングモータを一方向に回転させ、回転子
または被駆動部材をストッパに当接させることにより、
被駆動部材を基準位置に設定する、初期化という動作が
必要となる。そのため、弾性体によって被駆動部材を基
準位置側に付勢したり、または弾性体にステッピングモ
ータの回転子を付勢し、エンジンの停止後にステッピン
グモータへの通電が停止されると、その弾性体の付勢力
によって被駆動部材を基準位置に戻す機構を有するもの
もある。
用として、ステッピングモータが使用されている。これ
は、エンジンの運転状況によって送られてくる信号によ
り、被駆動部材が目標位置となるように駆動するもので
ある。その駆動力の伝達方法として、ステッピングモー
タの回転子の出力軸に出力軸歯車を形成し、被駆動部材
に取り付けられた被駆動歯車に回転を伝達して、その被
駆動部材を駆動する方法が広く用いられている。しか
し、ステッピングモータの回転子の位置、または回転子
の回転によって駆動される被駆動部材の位置を直接位置
検出する手段を有しない場合には、エンジンの始動毎
に、前回のエンジンの停止時における被駆動部材の位置
と、エンジンの始動時の基準位置との相違を修正するた
めに、ステッピングモータを一方向に回転させ、回転子
または被駆動部材をストッパに当接させることにより、
被駆動部材を基準位置に設定する、初期化という動作が
必要となる。そのため、弾性体によって被駆動部材を基
準位置側に付勢したり、または弾性体にステッピングモ
ータの回転子を付勢し、エンジンの停止後にステッピン
グモータへの通電が停止されると、その弾性体の付勢力
によって被駆動部材を基準位置に戻す機構を有するもの
もある。
【０００３】これらは、基準位置におけるステッピング
モータのコイルへの通電パターンが規定されており、そ
の通電パターン時には被駆動部材が基準位置で保持され
ている必要があるため、被駆動部材の基準位置と、規定
された通電パターンにおいて磁気的に安定保持された永
久磁石を保持する回転子との位置は合致していなければ
ならない。よって、被駆動部材に取り付けられた被駆動
歯車の歯の位置は、必然的に基準位置では決まることと
なり、ステッピングモータの出力軸に形成された出力軸
歯車の歯の位置が、基準位置で被駆動歯車の歯とかみ合
うように、ステッピングモータを組み付けなければなら
ない。
モータのコイルへの通電パターンが規定されており、そ
の通電パターン時には被駆動部材が基準位置で保持され
ている必要があるため、被駆動部材の基準位置と、規定
された通電パターンにおいて磁気的に安定保持された永
久磁石を保持する回転子との位置は合致していなければ
ならない。よって、被駆動部材に取り付けられた被駆動
歯車の歯の位置は、必然的に基準位置では決まることと
なり、ステッピングモータの出力軸に形成された出力軸
歯車の歯の位置が、基準位置で被駆動歯車の歯とかみ合
うように、ステッピングモータを組み付けなければなら
ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のステッピングモ
ータは以上のように構成されているので、基準位置にお
いて被駆動部材に取り付けられた被駆動歯車の歯と、ス
テッピングモータの規定された通電パターンにおいて磁
気的に安定保持された回転子の出力軸歯車の歯とをかみ
合わせてステッピングモータを組み付けるためには、以
下のような組み立て作業および設備が必要になる。ま
ず、被駆動部材を基準位置にて固定する。次に、ステッ
ピングモータに基準位置における規定された通電パター
ンで通電して、永久磁石を磁気的に安定保持することに
より、その永久磁石を保持する回転子を固定する。この
とき、回転子を安定保持した時の出力軸歯車の歯の位置
を確認する必要がある。さらに、回転子の出力軸歯車の
歯と、被駆動部材の被駆動歯車の歯とかみ合わせるとい
う作業が必要になる。よって、被駆動部材を基準位置で
保持する設備や、ステッピングモータに通電する設備が
必要になる。このように、複雑な作業が必要になった
り、多種にわたる設備が必要になるなど、組み立て作業
の効率が悪くなってしまう課題があった。
ータは以上のように構成されているので、基準位置にお
いて被駆動部材に取り付けられた被駆動歯車の歯と、ス
テッピングモータの規定された通電パターンにおいて磁
気的に安定保持された回転子の出力軸歯車の歯とをかみ
合わせてステッピングモータを組み付けるためには、以
下のような組み立て作業および設備が必要になる。ま
ず、被駆動部材を基準位置にて固定する。次に、ステッ
ピングモータに基準位置における規定された通電パター
ンで通電して、永久磁石を磁気的に安定保持することに
より、その永久磁石を保持する回転子を固定する。この
とき、回転子を安定保持した時の出力軸歯車の歯の位置
を確認する必要がある。さらに、回転子の出力軸歯車の
歯と、被駆動部材の被駆動歯車の歯とかみ合わせるとい
う作業が必要になる。よって、被駆動部材を基準位置で
保持する設備や、ステッピングモータに通電する設備が
必要になる。このように、複雑な作業が必要になった
り、多種にわたる設備が必要になるなど、組み立て作業
の効率が悪くなってしまう課題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、被駆動部材の被駆動歯車の歯と、
ステッピングモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結
する際の組み立て作業の効率を向上するステッピングモ
ータを得ることを目的とする。
めになされたもので、被駆動部材の被駆動歯車の歯と、
ステッピングモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結
する際の組み立て作業の効率を向上するステッピングモ
ータを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るステッピ
ングモータは、規定された通電パターンでコイルに通電
した時に被駆動部材が基準位置にて保持されるように、
出力軸歯車の歯数を、回転子の一回転当たりの磁気的安
定点数に対して所定の比率になるようにしたものであ
る。
ングモータは、規定された通電パターンでコイルに通電
した時に被駆動部材が基準位置にて保持されるように、
出力軸歯車の歯数を、回転子の一回転当たりの磁気的安
定点数に対して所定の比率になるようにしたものであ
る。
【０００７】この発明に係るステッピングモータは、出
力軸歯車の歯数を、回転子の一回転当たりの磁気的安定
点数に対して同数になるようにしたものである。
力軸歯車の歯数を、回転子の一回転当たりの磁気的安定
点数に対して同数になるようにしたものである。
【０００８】この発明に係るステッピングモータは、回
転子の出力軸と出力軸歯車とを一体成型するようにした
ものである。
転子の出力軸と出力軸歯車とを一体成型するようにした
ものである。
【０００９】この発明に係るステッピングモータは、出
力軸歯車を樹脂材料で構成したものである。
力軸歯車を樹脂材料で構成したものである。
【００１０】この発明に係るステッピングモータは、出
力軸歯車を金属材料で構成したものである。
力軸歯車を金属材料で構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるス
テッピングモータの構造の概略を示す断面図、図２はこ
の発明の実施の形態１によるステッピングモータを使用
し、歯車による回転伝達および被駆動部材の位置決めを
実施した場合の状況を示す説明図であり、図において、
１はステッピングモータへの通電により磁気を発生する
コイル、２はコイル１を包むように形成され、コイル１
により発生した磁気を集積して磁極を形成する固定子鉄
心であり、コイル１および固定子鉄心２により、固定子
を構成する。３は回転子の出力軸、４は固定子鉄心２に
形成される磁極と対向するように出力軸３に設けられた
永久磁石であり、出力軸３および永久磁石４により、回
転子を構成する。５は固定子および回転子を一体に覆う
ように設けられ、ステッピングモータの外形部を形成す
るハウジングである。６はハウジング５に固定され、ス
テッピングモータの外形を形成するボスである。７は回
転子の回転運動を保持し、かつ回転子にスラスト方向に
固定された軸受である。８はハウジング５と軸受７との
間に装着され、軸受７を保持している回転子を、軸受７
を介してスラスト方向に付勢する弾性体である。９は樹
脂材料で構成されると共に回転子の出力軸３に一体成型
され、後述する被駆動部材の被駆動歯車に連結される出
力軸歯車である。１０はコイル１に通電するための端子
である。１１は出力軸歯車９と連結されて位置が規制さ
れ、その出力軸歯車９と連動して回転させられる被駆動
歯車である。１２は被駆動歯車１１を保持し、その被駆
動歯車１１と共に回転する被駆動部材である。１３は被
駆動部材１２の基準位置を規制するために設置され、被
駆動歯車１１に基準位置において当接する基準位置スト
ッパである。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるス
テッピングモータの構造の概略を示す断面図、図２はこ
の発明の実施の形態１によるステッピングモータを使用
し、歯車による回転伝達および被駆動部材の位置決めを
実施した場合の状況を示す説明図であり、図において、
１はステッピングモータへの通電により磁気を発生する
コイル、２はコイル１を包むように形成され、コイル１
により発生した磁気を集積して磁極を形成する固定子鉄
心であり、コイル１および固定子鉄心２により、固定子
を構成する。３は回転子の出力軸、４は固定子鉄心２に
形成される磁極と対向するように出力軸３に設けられた
永久磁石であり、出力軸３および永久磁石４により、回
転子を構成する。５は固定子および回転子を一体に覆う
ように設けられ、ステッピングモータの外形部を形成す
るハウジングである。６はハウジング５に固定され、ス
テッピングモータの外形を形成するボスである。７は回
転子の回転運動を保持し、かつ回転子にスラスト方向に
固定された軸受である。８はハウジング５と軸受７との
間に装着され、軸受７を保持している回転子を、軸受７
を介してスラスト方向に付勢する弾性体である。９は樹
脂材料で構成されると共に回転子の出力軸３に一体成型
され、後述する被駆動部材の被駆動歯車に連結される出
力軸歯車である。１０はコイル１に通電するための端子
である。１１は出力軸歯車９と連結されて位置が規制さ
れ、その出力軸歯車９と連動して回転させられる被駆動
歯車である。１２は被駆動歯車１１を保持し、その被駆
動歯車１１と共に回転する被駆動部材である。１３は被
駆動部材１２の基準位置を規制するために設置され、被
駆動歯車１１に基準位置において当接する基準位置スト
ッパである。
【００１２】図３はこの発明の実施の形態１によるステ
ッピングモータの駆動回路を示す結線図であり、図中の
数字〜は、図１における端子１０の番号であり、図
では、端子１０の→および→に通電され、コイ
ルＡおよびコイルＤに通電されている状態を示してい
る。図４はこの発明の実施の形態１によるステッピング
モータの内部部品を示す部分断面図であり、図３におい
て示した端子１０の→および→に通電した時の
コイル電流α，βの流れ、およびそれらコイル電流α，
βにより磁極化された固定子鉄心α，βの極性、および
永久磁石４の磁極の状態を立体的に示している。図５は
この発明の実施の形態１によるステッピングモータの固
定子鉄心の磁極化状態を示す平面展開図であり、コイル
Ａ〜Ｄを流れる電流の向きによる磁極化された固定子鉄
心α，βの磁極の変化と、それら固定子鉄心α，βの磁
極の変化によって永久磁石４の位置が変化していく動き
を示したものである。図６はこの発明の実施の形態１に
よるステッピングモータの通電パターンの一例を示すシ
ーケンス図であり、図６（ａ）は、常時二つのコイルへ
通電する２相通電方式であり、図６（ｂ）は通電するコ
イルが一つの時がある１−２相通電方式を示したもので
ある。図７はこの発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの永久磁石の位置を示す平面展開図であり、コ
イルを流れる電流によって磁極化された固定子鉄心α，
βの磁極を一定に保持した場合でも、永久磁石４の磁極
の安定位置が複数存在することを示したものである。
ッピングモータの駆動回路を示す結線図であり、図中の
数字〜は、図１における端子１０の番号であり、図
では、端子１０の→および→に通電され、コイ
ルＡおよびコイルＤに通電されている状態を示してい
る。図４はこの発明の実施の形態１によるステッピング
モータの内部部品を示す部分断面図であり、図３におい
て示した端子１０の→および→に通電した時の
コイル電流α，βの流れ、およびそれらコイル電流α，
βにより磁極化された固定子鉄心α，βの極性、および
永久磁石４の磁極の状態を立体的に示している。図５は
この発明の実施の形態１によるステッピングモータの固
定子鉄心の磁極化状態を示す平面展開図であり、コイル
Ａ〜Ｄを流れる電流の向きによる磁極化された固定子鉄
心α，βの磁極の変化と、それら固定子鉄心α，βの磁
極の変化によって永久磁石４の位置が変化していく動き
を示したものである。図６はこの発明の実施の形態１に
よるステッピングモータの通電パターンの一例を示すシ
ーケンス図であり、図６（ａ）は、常時二つのコイルへ
通電する２相通電方式であり、図６（ｂ）は通電するコ
イルが一つの時がある１−２相通電方式を示したもので
ある。図７はこの発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの永久磁石の位置を示す平面展開図であり、コ
イルを流れる電流によって磁極化された固定子鉄心α，
βの磁極を一定に保持した場合でも、永久磁石４の磁極
の安定位置が複数存在することを示したものである。
【００１３】図８は従来のステッピングモータの被駆動
歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示
す説明図であり、一つの通電パターンにおける磁気的安
定点数が１２で、出力軸歯車の歯数を９の場合を示した
ものである。図９はこの発明の実施の形態１によるステ
ッピングモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁
極の位置との関係を示す説明図であり、一つの通電パタ
ーンにおける磁気的安定点数が１２で、出力軸歯車の歯
数を同数の１２とした場合を示したものである。図１０
はこの発明の実施の形態１によるステッピングモータの
出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位置との関係
を示す説明図であり、一つの通電パターンにおける磁気
的安定点数が９で、出力軸歯車の歯数を同数の９とした
場合を示したものである。なお、Ｎは永久磁石４のＮ極
を、Ｓは同Ｓ極の位置を示している。図１１はこの発明
の実施の形態１によるステッピングモータの被駆動歯車
の歯と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示す説
明図であり、一つの通電パターンにおける磁気的安定点
数が１２で、出力軸歯車の歯数を同数の１２とした場合
を示したものである。図１２はこの発明の実施の形態１
によるステッピングモータの出力軸歯車の歯の位置と永
久磁石の磁極の位置との関係を示す説明図であり、一つ
の通電パターンにおける磁気的安定点数が１２で、出力
軸歯車の歯数を２倍の２４とした場合を示したものであ
る。図１３はこの発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図であり、一つの通電パターン
における磁気的安定点数が１２で、出力軸歯車の歯数を
２倍の２４とした場合を示したものである。図１４はこ
の発明の実施の形態１によるステッピングモータの構造
の概略を示す断面図であり、図において、１４は金属材
料で構成した出力軸歯車であり、樹脂材料で構成した出
力軸３に一体で構成したものである。
歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示
す説明図であり、一つの通電パターンにおける磁気的安
定点数が１２で、出力軸歯車の歯数を９の場合を示した
ものである。図９はこの発明の実施の形態１によるステ
ッピングモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁
極の位置との関係を示す説明図であり、一つの通電パタ
ーンにおける磁気的安定点数が１２で、出力軸歯車の歯
数を同数の１２とした場合を示したものである。図１０
はこの発明の実施の形態１によるステッピングモータの
出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位置との関係
を示す説明図であり、一つの通電パターンにおける磁気
的安定点数が９で、出力軸歯車の歯数を同数の９とした
場合を示したものである。なお、Ｎは永久磁石４のＮ極
を、Ｓは同Ｓ極の位置を示している。図１１はこの発明
の実施の形態１によるステッピングモータの被駆動歯車
の歯と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示す説
明図であり、一つの通電パターンにおける磁気的安定点
数が１２で、出力軸歯車の歯数を同数の１２とした場合
を示したものである。図１２はこの発明の実施の形態１
によるステッピングモータの出力軸歯車の歯の位置と永
久磁石の磁極の位置との関係を示す説明図であり、一つ
の通電パターンにおける磁気的安定点数が１２で、出力
軸歯車の歯数を２倍の２４とした場合を示したものであ
る。図１３はこの発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図であり、一つの通電パターン
における磁気的安定点数が１２で、出力軸歯車の歯数を
２倍の２４とした場合を示したものである。図１４はこ
の発明の実施の形態１によるステッピングモータの構造
の概略を示す断面図であり、図において、１４は金属材
料で構成した出力軸歯車であり、樹脂材料で構成した出
力軸３に一体で構成したものである。
【００１４】次に動作について説明する。まず、ステッ
ピングモータの構造について説明する。このステッピン
グモータは、図１に示すように、通電の切り替えにより
磁気の方向を切り替えることが可能な４個のコイル１を
有しており、コイル１を包み込むように配置され、コイ
ル１が発生した磁気を集積し、磁極となる二対の固定子
鉄心２を、ハウジング５によってコイル１と一体に保持
している。この固定子鉄心２の内径側に、円周上表面に
２４極に分割磁化された磁極を有する永久磁石４が、軸
受７によって回転可能なように回転子の出力軸３によっ
て保持されている。また、ボス６が、軸受７の一端を保
持し、ハウジング５に固定され、ステッピングモータの
外形を形成している。さらに、回転子の軸方向の位置ズ
レを防止するために、ハウジング５と軸受７との間に弾
性体８を設置している。さらに、回転子の出力軸３に
は、被駆動部材１２に固定されている被駆動歯車１１に
回転トルクを伝達するために出力軸歯車９が形成されて
いる。また、図２に示すように、このステッピングモー
タによって駆動させられる被駆動部には、基準位置スト
ッパ１３が、被駆動歯車１１に当接するように配置され
ており、ステッピングモータの出力軸歯車９の歯とかみ
合っている被駆動歯車１１が、ステッピングモータの回
転トルクによって回転させられ、基準位置において基準
位置ストッパ１３に当接することによって基準位置を規
定している。なお、この基準位置ストッパ１３は、被駆
動部材１２に当接するように設置しても良い。
ピングモータの構造について説明する。このステッピン
グモータは、図１に示すように、通電の切り替えにより
磁気の方向を切り替えることが可能な４個のコイル１を
有しており、コイル１を包み込むように配置され、コイ
ル１が発生した磁気を集積し、磁極となる二対の固定子
鉄心２を、ハウジング５によってコイル１と一体に保持
している。この固定子鉄心２の内径側に、円周上表面に
２４極に分割磁化された磁極を有する永久磁石４が、軸
受７によって回転可能なように回転子の出力軸３によっ
て保持されている。また、ボス６が、軸受７の一端を保
持し、ハウジング５に固定され、ステッピングモータの
外形を形成している。さらに、回転子の軸方向の位置ズ
レを防止するために、ハウジング５と軸受７との間に弾
性体８を設置している。さらに、回転子の出力軸３に
は、被駆動部材１２に固定されている被駆動歯車１１に
回転トルクを伝達するために出力軸歯車９が形成されて
いる。また、図２に示すように、このステッピングモー
タによって駆動させられる被駆動部には、基準位置スト
ッパ１３が、被駆動歯車１１に当接するように配置され
ており、ステッピングモータの出力軸歯車９の歯とかみ
合っている被駆動歯車１１が、ステッピングモータの回
転トルクによって回転させられ、基準位置において基準
位置ストッパ１３に当接することによって基準位置を規
定している。なお、この基準位置ストッパ１３は、被駆
動部材１２に当接するように設置しても良い。
【００１５】次に、ステッピングモータの動作について
説明する。図３に示すように、コイル１のＡとＢおよび
ＣとＤは、それぞれ通電時に電流の向きが逆になるよう
に接続され、図４に示すように、固定子鉄心２のαおよ
びβによって、それぞれコイル１のＡとＢおよびＣとＤ
が包まれるように、上下に重ねて配置されている。図３
および図４に示すように、ステッピングモータに通電さ
れ、コイル１に電流が流れると磁力が発生し、その磁力
は固定子鉄心２によって集積され、固定子鉄心２の爪部
が、Ｎ，Ｓの磁極となり、永久磁石４の表面のＮ，Ｓの
磁極との吸引および反発によって、永久磁石４に回転ト
ルクが発生し、次の磁気的安定点に移動することによっ
て回転子が回転する。例えば、常時二つのコイル１に通
電する２相通電方式の場合、図５のＩに記載のように、
コイル１のＡおよびＤに通電された時、その流れる電流
によって固定子鉄心２のαおよびβのそれぞれの爪部が
Ｎ，Ｓの磁極となる。この時、永久磁石４の表面のＮお
よびＳ極は、固定子鉄心２の爪の磁極との吸引および反
発により、図５のＩの永久磁石位置Ｉにて磁気的に安定
して保持される。次に、被駆動部材１２を動かす必要が
発生した時、図５のＩＩのように、ステッピングモータ
への通電がコイル１のＡからＢに切り替えられ、固定子
鉄心２のαの中を流れる電流方向が逆向きになることに
より、固定子鉄心２のαの爪部が図５のＩに対して反対
に磁極化される。そのため、図５のＩにおいて磁気的に
安定していた永久磁石４は、上記のように固定子鉄心２
のαの磁極が反転したことにより磁気的に不安定とな
り、図５のＩＩにおける永久磁石位置Ｉの位置から、磁
気的に安定するＩＩの位置へ移動する。さらに、被駆動
部材１２を動かす必要が発生した時には、図５のＩＩと
同様図５のＩＩＩに示すようにコイル１のＤからＣに通
電が切り替えられ、固定子鉄心２のβの中を流れる電流
方向が逆向きになることにより、固定子鉄心２のβの爪
部が図５のＩＩに対して反対に磁極化され、図５のＩＩ
Ｉにおける永久磁石位置ＩＩの位置から、磁気的に安定
するＩＩＩの位置へ移動する。
説明する。図３に示すように、コイル１のＡとＢおよび
ＣとＤは、それぞれ通電時に電流の向きが逆になるよう
に接続され、図４に示すように、固定子鉄心２のαおよ
びβによって、それぞれコイル１のＡとＢおよびＣとＤ
が包まれるように、上下に重ねて配置されている。図３
および図４に示すように、ステッピングモータに通電さ
れ、コイル１に電流が流れると磁力が発生し、その磁力
は固定子鉄心２によって集積され、固定子鉄心２の爪部
が、Ｎ，Ｓの磁極となり、永久磁石４の表面のＮ，Ｓの
磁極との吸引および反発によって、永久磁石４に回転ト
ルクが発生し、次の磁気的安定点に移動することによっ
て回転子が回転する。例えば、常時二つのコイル１に通
電する２相通電方式の場合、図５のＩに記載のように、
コイル１のＡおよびＤに通電された時、その流れる電流
によって固定子鉄心２のαおよびβのそれぞれの爪部が
Ｎ，Ｓの磁極となる。この時、永久磁石４の表面のＮお
よびＳ極は、固定子鉄心２の爪の磁極との吸引および反
発により、図５のＩの永久磁石位置Ｉにて磁気的に安定
して保持される。次に、被駆動部材１２を動かす必要が
発生した時、図５のＩＩのように、ステッピングモータ
への通電がコイル１のＡからＢに切り替えられ、固定子
鉄心２のαの中を流れる電流方向が逆向きになることに
より、固定子鉄心２のαの爪部が図５のＩに対して反対
に磁極化される。そのため、図５のＩにおいて磁気的に
安定していた永久磁石４は、上記のように固定子鉄心２
のαの磁極が反転したことにより磁気的に不安定とな
り、図５のＩＩにおける永久磁石位置Ｉの位置から、磁
気的に安定するＩＩの位置へ移動する。さらに、被駆動
部材１２を動かす必要が発生した時には、図５のＩＩと
同様図５のＩＩＩに示すようにコイル１のＤからＣに通
電が切り替えられ、固定子鉄心２のβの中を流れる電流
方向が逆向きになることにより、固定子鉄心２のβの爪
部が図５のＩＩに対して反対に磁極化され、図５のＩＩ
Ｉにおける永久磁石位置ＩＩの位置から、磁気的に安定
するＩＩＩの位置へ移動する。
【００１６】以上のように、図６に示すようにコイル１
への通電パターンを切り替えることで、ステッピングモ
ータは、コイル１を流れる電流の向きが反転し、固定子
鉄心２の爪部の磁極が切り替わることにより、永久磁石
４の磁極との吸引および反発により永久磁石４にトルク
が発生し、永久磁石４を保持する回転子の出力軸３を回
転させ、通電の切替毎に１ステップずつ回転する。この
動作原理は、１ステップで回転する角度を、図６（ａ）
に示す２相通電方式に対して半分にする時に採用され
る、図６（ｂ）に示す、通電するコイルが一つの時があ
る１−２相通電方式の場合でも同様であり、固定子鉄心
２の爪部の磁極が切り替わる時に、磁化されないタイミ
ングがあるのみであり、通電されているコイル側の固定
子鉄心２が磁化されているため、回転の原理は２相通電
方式と同様である。つまり、ステッピングモータは、コ
イル１に流れる電流の向きを反転させたり、通電をオン
からオフ、あるいはオフからオンに変化させなければ、
永久磁石４は磁気的に安定しており、永久磁石４を保持
する回転子の出力軸３は回転しないで、その位置を保持
しようとする特性を有している。この特徴を利用して、
ステッピングモータは各方面に利用されているが、ステ
ッピングモータによって駆動される被駆動部は、その用
途から、基準となる位置が規定されている場合が多く、
基準位置におけるステッピングモータへの通電パターン
も規定されている場合がほとんどである。
への通電パターンを切り替えることで、ステッピングモ
ータは、コイル１を流れる電流の向きが反転し、固定子
鉄心２の爪部の磁極が切り替わることにより、永久磁石
４の磁極との吸引および反発により永久磁石４にトルク
が発生し、永久磁石４を保持する回転子の出力軸３を回
転させ、通電の切替毎に１ステップずつ回転する。この
動作原理は、１ステップで回転する角度を、図６（ａ）
に示す２相通電方式に対して半分にする時に採用され
る、図６（ｂ）に示す、通電するコイルが一つの時があ
る１−２相通電方式の場合でも同様であり、固定子鉄心
２の爪部の磁極が切り替わる時に、磁化されないタイミ
ングがあるのみであり、通電されているコイル側の固定
子鉄心２が磁化されているため、回転の原理は２相通電
方式と同様である。つまり、ステッピングモータは、コ
イル１に流れる電流の向きを反転させたり、通電をオン
からオフ、あるいはオフからオンに変化させなければ、
永久磁石４は磁気的に安定しており、永久磁石４を保持
する回転子の出力軸３は回転しないで、その位置を保持
しようとする特性を有している。この特徴を利用して、
ステッピングモータは各方面に利用されているが、ステ
ッピングモータによって駆動される被駆動部は、その用
途から、基準となる位置が規定されている場合が多く、
基準位置におけるステッピングモータへの通電パターン
も規定されている場合がほとんどである。
【００１７】しかしながら、図７に示すように、例えば
コイル１のＡとＤに通電した時を基準位置におけるステ
ッピングモータへの通電パターンとした時、コイル１の
Ａを流れる電流によって磁化される固定子鉄心２のα、
および同様にコイル１のＤを流れる電流によって磁化さ
れる固定子鉄心２のβの、それぞれの爪部は、図７に示
すように磁化されて磁極となり、永久磁石４の磁極との
吸引および反発のバランスから、図７に示す磁極位置ａ
に永久磁石４は安定保持されるものの、磁極位置ｂおよ
び磁極位置ｃの位置でも、固定子鉄心２の爪部の磁極と
永久磁石４の磁極は、磁極位置ａと同様に磁気的に安定
していることになる。つまり、基準位置におけるステッ
ピングモータへの通電パターンを一つに規定しても、コ
イル１を流れる電流によって磁化された固定子鉄心２の
磁極と、永久磁石４の磁極の吸引および反発による磁気
的安定点は複数存在するために、永久磁石４を保持し、
出力軸３に出力軸歯車９を形成している回転子の位置
は、複数存在する磁気的安定点のうちのいずれの位置で
安定するかを規定することができない。
コイル１のＡとＤに通電した時を基準位置におけるステ
ッピングモータへの通電パターンとした時、コイル１の
Ａを流れる電流によって磁化される固定子鉄心２のα、
および同様にコイル１のＤを流れる電流によって磁化さ
れる固定子鉄心２のβの、それぞれの爪部は、図７に示
すように磁化されて磁極となり、永久磁石４の磁極との
吸引および反発のバランスから、図７に示す磁極位置ａ
に永久磁石４は安定保持されるものの、磁極位置ｂおよ
び磁極位置ｃの位置でも、固定子鉄心２の爪部の磁極と
永久磁石４の磁極は、磁極位置ａと同様に磁気的に安定
していることになる。つまり、基準位置におけるステッ
ピングモータへの通電パターンを一つに規定しても、コ
イル１を流れる電流によって磁化された固定子鉄心２の
磁極と、永久磁石４の磁極の吸引および反発による磁気
的安定点は複数存在するために、永久磁石４を保持し、
出力軸３に出力軸歯車９を形成している回転子の位置
は、複数存在する磁気的安定点のうちのいずれの位置で
安定するかを規定することができない。
【００１８】このため従来の課題でも説明したが、従来
のステッピングモータにおいて、基準位置において被駆
動部材１２に取り付けられた被駆動歯車１１の歯と、ス
テッピングモータの規定された通電パターンにおいて磁
気的に安定保持された回転子の出力軸歯車９の歯とをか
み合わせてステッピングモータを組み付けるためには、
以下のような組み立て作業および設備が必要になった。
図８は従来のステッピングモータにおいて、一例として
一つの通電パターンにおける磁気的安定点数が１２で、
出力軸歯車の歯数が９であった場合の組み立て作業を示
したものである。このように磁気的安定点数が１２で、
出力軸歯車の歯数が９である場合には、磁気的安定点が
３０°ピッチ、出力軸歯車の歯が４０°ピッチで存在す
ることになり、出力軸歯車の歯は、磁気的安定点に対し
て１０°ずつずれる。したがって、歯数が９つある出力
軸歯車の歯のうちの、１２０°毎の３つの歯について
は、磁気的安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致するも
のの、出力軸歯車のその他の６つの歯については、磁気
的安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致しない。よっ
て、図８（ａ）に示すように、ステッピングモータに規
定された通電パターンで通電しても出力軸歯車の歯が、
連結される被駆動歯車の基準位置と一致しているとは限
らず、このときの出力軸歯車の歯の位置を確認して、正
規に被駆動歯車とかみ合う出力軸歯車の歯に目印等を付
け、再度、ステッピングモータに規定された通電パター
ンで通電して、ステッピングモータを回転させ、図８
（ｂ）に示すように、磁気的安定点と出力軸歯車の歯の
位置が一致する出力軸歯車の歯と、被駆動歯車を基準位
置ストッパにて固定した時の被駆動歯車の歯とをかみ合
わせるという作業が必要になる。よって、被駆動部材を
基準位置ストッパで保持する設備や、ステッピングモー
タに通電する設備が必要になる。このように、複雑な作
業が必要になったり、多種にわたる設備が必要になるな
ど、組み立て作業の効率が悪くなってしまった。
のステッピングモータにおいて、基準位置において被駆
動部材１２に取り付けられた被駆動歯車１１の歯と、ス
テッピングモータの規定された通電パターンにおいて磁
気的に安定保持された回転子の出力軸歯車９の歯とをか
み合わせてステッピングモータを組み付けるためには、
以下のような組み立て作業および設備が必要になった。
図８は従来のステッピングモータにおいて、一例として
一つの通電パターンにおける磁気的安定点数が１２で、
出力軸歯車の歯数が９であった場合の組み立て作業を示
したものである。このように磁気的安定点数が１２で、
出力軸歯車の歯数が９である場合には、磁気的安定点が
３０°ピッチ、出力軸歯車の歯が４０°ピッチで存在す
ることになり、出力軸歯車の歯は、磁気的安定点に対し
て１０°ずつずれる。したがって、歯数が９つある出力
軸歯車の歯のうちの、１２０°毎の３つの歯について
は、磁気的安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致するも
のの、出力軸歯車のその他の６つの歯については、磁気
的安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致しない。よっ
て、図８（ａ）に示すように、ステッピングモータに規
定された通電パターンで通電しても出力軸歯車の歯が、
連結される被駆動歯車の基準位置と一致しているとは限
らず、このときの出力軸歯車の歯の位置を確認して、正
規に被駆動歯車とかみ合う出力軸歯車の歯に目印等を付
け、再度、ステッピングモータに規定された通電パター
ンで通電して、ステッピングモータを回転させ、図８
（ｂ）に示すように、磁気的安定点と出力軸歯車の歯の
位置が一致する出力軸歯車の歯と、被駆動歯車を基準位
置ストッパにて固定した時の被駆動歯車の歯とをかみ合
わせるという作業が必要になる。よって、被駆動部材を
基準位置ストッパで保持する設備や、ステッピングモー
タに通電する設備が必要になる。このように、複雑な作
業が必要になったり、多種にわたる設備が必要になるな
ど、組み立て作業の効率が悪くなってしまった。
【００１９】しかし、規定された一つの通電パターンに
おける磁気的安定点数は、下記式で予め求めることがで
きるため、設計段階で出力軸歯車の歯数は、磁気的安定
点数に設定が可能である。 （一つの通電パターンにおける一回転当たりの磁気的安
定点数）＝（固定子鉄心の爪部の総数）÷（固定子鉄心
のＮ，Ｓの２極）÷（固定子鉄心の上段，下段の２相） 但し、固定子鉄心のＮ，Ｓの２極は、２の固定値であ
る。例えば、この実施の形態１によるステッピングモー
タの仕様を、４個のコイル１と、合計４８個の固定子鉄
心２の爪部を有するとした場合、 ４８÷２÷２＝１２ により、一回転当たりの磁気的安定点数は、１２とな
り、図９に示すように、出力軸歯車の歯数を１２とする
ことで、磁気的安定点数と出力軸歯車の歯数とを同数に
することができる。この場合、永久磁石４の磁極の延べ
数は、磁極がＮ、Ｓの二種類であることから、 （爪部総数）÷（永久磁石のＮ，Ｓの２極） ＝（固定子鉄心の爪部の総数の１／２） ＝４８÷２ ＝２４ に設定しておく必要がある。さらに、ステッピングモー
タの固定子鉄心２の爪部総数が３６の場合は、永久磁石
４の磁極数は１８となり、一回転当たりの磁気的安定点
数は、 ３６÷２÷２＝９ であり、図１０に示すように、出力軸歯車９の歯数を９
とすることで、磁気的安定点数と出力軸歯車の歯数とを
同数にすることができる。
おける磁気的安定点数は、下記式で予め求めることがで
きるため、設計段階で出力軸歯車の歯数は、磁気的安定
点数に設定が可能である。 （一つの通電パターンにおける一回転当たりの磁気的安
定点数）＝（固定子鉄心の爪部の総数）÷（固定子鉄心
のＮ，Ｓの２極）÷（固定子鉄心の上段，下段の２相） 但し、固定子鉄心のＮ，Ｓの２極は、２の固定値であ
る。例えば、この実施の形態１によるステッピングモー
タの仕様を、４個のコイル１と、合計４８個の固定子鉄
心２の爪部を有するとした場合、 ４８÷２÷２＝１２ により、一回転当たりの磁気的安定点数は、１２とな
り、図９に示すように、出力軸歯車の歯数を１２とする
ことで、磁気的安定点数と出力軸歯車の歯数とを同数に
することができる。この場合、永久磁石４の磁極の延べ
数は、磁極がＮ、Ｓの二種類であることから、 （爪部総数）÷（永久磁石のＮ，Ｓの２極） ＝（固定子鉄心の爪部の総数の１／２） ＝４８÷２ ＝２４ に設定しておく必要がある。さらに、ステッピングモー
タの固定子鉄心２の爪部総数が３６の場合は、永久磁石
４の磁極数は１８となり、一回転当たりの磁気的安定点
数は、 ３６÷２÷２＝９ であり、図１０に示すように、出力軸歯車９の歯数を９
とすることで、磁気的安定点数と出力軸歯車の歯数とを
同数にすることができる。
【００２０】以上のように、ステッピングモータの固定
子鉄心２の爪の総数が規定されれば、一つの通電パター
ンにおける磁気的安定点数は計算により算出できるた
め、上記例に記載の固定子爪総数４８個のステッピング
モータであれば、図９に示すように、出力軸歯車９の歯
数を、一つの通電パターンにおける一回転当たりの磁気
的安定点数１２と同数の１２とすることで、永久磁石４
がどの磁気的安定点で安定保持されても出力軸歯車９の
歯の位置が同じとなり、図１１（ａ）に示すように、出
力軸歯車の歯と、被駆動歯車の歯を任意にかみ合わせて
も、図１１（ｂ）に示すように、基準位置ストッパまで
ステッピングモータを駆動し、規定された通電パターン
で通電した時には、出力軸歯車の歯の位置は規定の位置
にあることとなり、出力軸歯車とかみ合っている被駆動
歯車の位置も正規の基準位置にあることとなる。
子鉄心２の爪の総数が規定されれば、一つの通電パター
ンにおける磁気的安定点数は計算により算出できるた
め、上記例に記載の固定子爪総数４８個のステッピング
モータであれば、図９に示すように、出力軸歯車９の歯
数を、一つの通電パターンにおける一回転当たりの磁気
的安定点数１２と同数の１２とすることで、永久磁石４
がどの磁気的安定点で安定保持されても出力軸歯車９の
歯の位置が同じとなり、図１１（ａ）に示すように、出
力軸歯車の歯と、被駆動歯車の歯を任意にかみ合わせて
も、図１１（ｂ）に示すように、基準位置ストッパまで
ステッピングモータを駆動し、規定された通電パターン
で通電した時には、出力軸歯車の歯の位置は規定の位置
にあることとなり、出力軸歯車とかみ合っている被駆動
歯車の位置も正規の基準位置にあることとなる。
【００２１】また、この実施の形態１と同様のステッピ
ングモータにおいて、一つの通電パターンにおける磁気
的安定点数に対し、出力軸歯車９の歯数を、整数倍ある
いは１／整数としても良い。図１２は磁気的安定点数が
１２に対して出力軸歯車９の歯数を２倍の２４にしたも
のである。しかしながら、歯数が２４ある出力軸歯車の
歯のうちの、３０°毎の１２個の歯については、磁気的
安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致するものの、出力
軸歯車のそれら一致する１２個の歯にそれぞれ挟まれた
その他の１２個の歯については、磁気的安定点と出力軸
歯車の歯の位置は１５°ずれて一致しない。したがっ
て、図１３（ａ）に示すように、被駆動歯車の歯と任意
に出力軸歯車の歯をかみ合わせると、１／２の確率で基
準位置における被駆動歯車の位置が正しくない場合が起
こりえる。この場合、図１３（ｂ）に示すように、被駆
動歯車を基準位置ストッパに合わせ、ステッピングモー
タに、基準位置にて規定された通電パターンで通電し
て、回転子を磁気的に安定させれば、その出力軸歯車の
かみ合うべき歯が正規の位置に必ず保持されるので、被
駆動歯車の歯と容易にかみ合わせることができ、従来の
ように、出力軸歯車の歯の位置を確認する作業や、かみ
合う歯車の歯に目印を付ける等の作業を行う必要がな
く、ステッピングモータの組付け作業の容易化を図るこ
とができる。
ングモータにおいて、一つの通電パターンにおける磁気
的安定点数に対し、出力軸歯車９の歯数を、整数倍ある
いは１／整数としても良い。図１２は磁気的安定点数が
１２に対して出力軸歯車９の歯数を２倍の２４にしたも
のである。しかしながら、歯数が２４ある出力軸歯車の
歯のうちの、３０°毎の１２個の歯については、磁気的
安定点と出力軸歯車の歯の位置は一致するものの、出力
軸歯車のそれら一致する１２個の歯にそれぞれ挟まれた
その他の１２個の歯については、磁気的安定点と出力軸
歯車の歯の位置は１５°ずれて一致しない。したがっ
て、図１３（ａ）に示すように、被駆動歯車の歯と任意
に出力軸歯車の歯をかみ合わせると、１／２の確率で基
準位置における被駆動歯車の位置が正しくない場合が起
こりえる。この場合、図１３（ｂ）に示すように、被駆
動歯車を基準位置ストッパに合わせ、ステッピングモー
タに、基準位置にて規定された通電パターンで通電し
て、回転子を磁気的に安定させれば、その出力軸歯車の
かみ合うべき歯が正規の位置に必ず保持されるので、被
駆動歯車の歯と容易にかみ合わせることができ、従来の
ように、出力軸歯車の歯の位置を確認する作業や、かみ
合う歯車の歯に目印を付ける等の作業を行う必要がな
く、ステッピングモータの組付け作業の容易化を図るこ
とができる。
【００２２】なお、図１４は金属材料で構成した出力軸
歯車１４を示したものであり、この場合、出力軸歯車の
強度を高め、小型化を可能にすることができる。
歯車１４を示したものであり、この場合、出力軸歯車の
強度を高め、小型化を可能にすることができる。
【００２３】また、この実施の形態１のステッピングモ
ータは、発生した回転力を出力軸歯車に伝達するもので
あればあらゆる用途に使用可能であるが、特に、車載用
のバタフライ弁、スロットルバルブ、およびスワールコ
ントロールバルブ等に用いることができる。
ータは、発生した回転力を出力軸歯車に伝達するもので
あればあらゆる用途に使用可能であるが、特に、車載用
のバタフライ弁、スロットルバルブ、およびスワールコ
ントロールバルブ等に用いることができる。
【００２４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一回転当たりの磁
気的安定点数に対して同数にすることにより、被駆動歯
車１１の歯と出力軸歯車９の歯とを任意に連結させても
基準位置において正規の位置で歯がかみ合っていること
となり、組み立て作業における不要な作業を排除すると
共に、組み立て作業時における各種設備を不要にするこ
とができる。また、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一
回転当たりの磁気的安定点数に対して整数倍または１／
整数の所定の比率にすることにより、規定された通電パ
ターンで通電し、被駆動部材１２を基準位置ストッパ１
３に保持した状態で、被駆動歯車１１の歯と出力軸歯車
９の歯とを連結させることにより、その基準位置に対し
て正規の位置で歯がかみ合っていることとなり、規定さ
れた通電パターンで通電した時の出力軸歯車の歯の位置
を確認する作業を排除することができ、組み立て作業の
効率を向上させることができる。さらに、回転子の出力
軸３と出力軸歯車９とを一体成型したので、出力軸歯車
９の回転子の出力軸３への取り付け作業の削減、および
回転子と出力軸歯車９の歯との位置精度を向上させるこ
とができる。さらに、出力軸歯車９を樹脂材料で構成し
たので、出力軸歯車９を安価に製造できる。さらに、出
力軸歯車１４を金属材料で構成したので、出力軸歯車１
４の強度を高め、小型化を可能にすることができる。
ば、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一回転当たりの磁
気的安定点数に対して同数にすることにより、被駆動歯
車１１の歯と出力軸歯車９の歯とを任意に連結させても
基準位置において正規の位置で歯がかみ合っていること
となり、組み立て作業における不要な作業を排除すると
共に、組み立て作業時における各種設備を不要にするこ
とができる。また、出力軸歯車９の歯数を、回転子の一
回転当たりの磁気的安定点数に対して整数倍または１／
整数の所定の比率にすることにより、規定された通電パ
ターンで通電し、被駆動部材１２を基準位置ストッパ１
３に保持した状態で、被駆動歯車１１の歯と出力軸歯車
９の歯とを連結させることにより、その基準位置に対し
て正規の位置で歯がかみ合っていることとなり、規定さ
れた通電パターンで通電した時の出力軸歯車の歯の位置
を確認する作業を排除することができ、組み立て作業の
効率を向上させることができる。さらに、回転子の出力
軸３と出力軸歯車９とを一体成型したので、出力軸歯車
９の回転子の出力軸３への取り付け作業の削減、および
回転子と出力軸歯車９の歯との位置精度を向上させるこ
とができる。さらに、出力軸歯車９を樹脂材料で構成し
たので、出力軸歯車９を安価に製造できる。さらに、出
力軸歯車１４を金属材料で構成したので、出力軸歯車１
４の強度を高め、小型化を可能にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、規定
された通電パターンでコイルに通電した時に被駆動部材
が基準位置にて保持されるように、出力軸歯車の歯数
を、回転子の一回転当たりの磁気的安定点数に対して所
定の比率になるように構成したので、コイルに規定され
た通電パターンで通電し、被駆動部材を基準位置に保持
した状態で、その被駆動部材の被駆動歯車の歯と、ステ
ッピングモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結させ
ることにより、その基準位置に対して正規の位置で歯が
かみ合っていることとなり、規定された通電パターンで
通電した時の出力軸歯車の歯の位置を確認する作業を排
除することができ、組み立て作業の効率を向上させるこ
とができる効果がある。
された通電パターンでコイルに通電した時に被駆動部材
が基準位置にて保持されるように、出力軸歯車の歯数
を、回転子の一回転当たりの磁気的安定点数に対して所
定の比率になるように構成したので、コイルに規定され
た通電パターンで通電し、被駆動部材を基準位置に保持
した状態で、その被駆動部材の被駆動歯車の歯と、ステ
ッピングモータの回転子の出力軸歯車の歯とを連結させ
ることにより、その基準位置に対して正規の位置で歯が
かみ合っていることとなり、規定された通電パターンで
通電した時の出力軸歯車の歯の位置を確認する作業を排
除することができ、組み立て作業の効率を向上させるこ
とができる効果がある。
【００２６】この発明によれば、出力軸歯車の歯数を、
回転子の一回転当たりの磁気的安定点数に対して同数に
なるように構成したので、コイルに規定された通電パタ
ーンで通電した時に、永久磁石を保持する回転子の磁気
的に安定保持される位置は複数存在するものの、被駆動
部材の被駆動歯車の歯と、ステッピングモータの回転子
の出力軸歯車の歯とを無作為に連結させた後に、規定さ
れた通電パターンで通電しても、基準位置において正規
の位置で歯がかみ合っていることとなり、被駆動部材の
基準位置での保持等の組み立て作業における不要な作業
を排除することができる。また、被駆動部材を基準位置
で保持する設備や、ステッピングモータに通電する設備
が不要になる効果がある。
回転子の一回転当たりの磁気的安定点数に対して同数に
なるように構成したので、コイルに規定された通電パタ
ーンで通電した時に、永久磁石を保持する回転子の磁気
的に安定保持される位置は複数存在するものの、被駆動
部材の被駆動歯車の歯と、ステッピングモータの回転子
の出力軸歯車の歯とを無作為に連結させた後に、規定さ
れた通電パターンで通電しても、基準位置において正規
の位置で歯がかみ合っていることとなり、被駆動部材の
基準位置での保持等の組み立て作業における不要な作業
を排除することができる。また、被駆動部材を基準位置
で保持する設備や、ステッピングモータに通電する設備
が不要になる効果がある。
【００２７】この発明によれば、回転子の出力軸と出力
軸歯車とを一体成型するように構成したので、出力軸歯
車の回転子の出力軸への取り付け作業の削減、および回
転子と出力軸歯車の歯との位置精度を向上させることが
できる効果がある。
軸歯車とを一体成型するように構成したので、出力軸歯
車の回転子の出力軸への取り付け作業の削減、および回
転子と出力軸歯車の歯との位置精度を向上させることが
できる効果がある。
【００２８】この発明によれば、出力軸歯車を樹脂材料
で構成したので、出力軸歯車を安価に製造できる効果が
ある。
で構成したので、出力軸歯車を安価に製造できる効果が
ある。
【００２９】この発明によれば、出力軸歯車を金属材料
で構成したので、出力軸歯車の強度を高め、小型化を可
能にすることができる効果がある。
で構成したので、出力軸歯車の強度を高め、小型化を可
能にすることができる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの構造の概略を示す断面図である。
モータの構造の概略を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータを使用し、歯車による回転伝達および被駆動部材
の位置決めを実施した場合の状況を示す説明図である。
モータを使用し、歯車による回転伝達および被駆動部材
の位置決めを実施した場合の状況を示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの駆動回路を示す結線図である。
モータの駆動回路を示す結線図である。
【図４】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの内部部品を示す部分断面図である。
モータの内部部品を示す部分断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの固定子鉄心の磁極化状態を示す平面展開図であ
る。
モータの固定子鉄心の磁極化状態を示す平面展開図であ
る。
【図６】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの通電パターンの一例を示すシーケンス図であ
る。
モータの通電パターンの一例を示すシーケンス図であ
る。
【図７】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの永久磁石の位置を示す平面展開図である。
モータの永久磁石の位置を示す平面展開図である。
【図８】 従来のステッピングモータの被駆動歯車の歯
と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示す説明図
である。
と出力軸歯車の歯との組み立て作業の状況を示す説明図
である。
【図９】 この発明の実施の形態１によるステッピング
モータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位置
との関係を示す説明図である。
モータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位置
との関係を示す説明図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位
置との関係を示す説明図である。
グモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位
置との関係を示す説明図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図である。
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位
置との関係を示す説明図である。
グモータの出力軸歯車の歯の位置と永久磁石の磁極の位
置との関係を示す説明図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図である。
グモータの被駆動歯車の歯と出力軸歯車の歯との組み立
て作業の状況を示す説明図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１によるステッピン
グモータの構造の概略を示す断面図である。
グモータの構造の概略を示す断面図である。
１ コイル、２ 固定子鉄心、３ 出力軸、４ 永久磁
石、５ ハウジング、６ ボス、７ 軸受、８ 弾性
体、９，１４ 出力軸歯車、１０ 端子、１１被駆動歯
車、１２ 被駆動部材、１３ 基準位置ストッパ。
石、５ ハウジング、６ ボス、７ 軸受、８ 弾性
体、９，１４ 出力軸歯車、１０ 端子、１１被駆動歯
車、１２ 被駆動部材、１３ 基準位置ストッパ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Claims (5)
- 【請求項１】 通電の切り替えにより発生する磁気の方
向を切り替える複数のコイル、およびコイルが発生した
磁気を集積して磁極を形成する複数の固定子鉄心からな
る固定子と、永久磁石を保持し、その永久磁石と上記固
定子鉄心の磁極との吸引および反発により回転する回転
子と、上記固定子および上記回転子を一体に覆うように
設けられたハウジングと、上記回転子の出力軸に形成さ
れ、被駆動部材の被駆動歯車に連結される出力軸歯車と
を備え、規定された通電パターンで上記コイルに通電し
た時に上記被駆動部材が基準位置にて保持されるよう
に、上記出力軸歯車の歯数を、上記回転子の一回転当た
りの磁気的安定点数に対して所定の比率にしたことを特
徴とするステッピングモータ。 - 【請求項２】 出力軸歯車の歯数を、回転子の一回転当
たりの磁気的安定点数に対して同数にしたことを特徴と
する請求項１記載のステッピングモータ。 - 【請求項３】 回転子の出力軸と出力軸歯車とを一体成
型したことを特徴とする請求項１記載のステッピングモ
ータ。 - 【請求項４】 出力軸歯車を樹脂材料で構成したことを
特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。 - 【請求項５】 出力軸歯車を金属材料で構成したことを
特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
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- 2001-10-31 DE DE10153727A patent/DE10153727A1/de not_active Ceased
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