JP2005110377A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】巻線本数を少なくすると共に、結線のためのはんだ付けを少なくし、組み立て作業工数の削減を図る。
【解決手段】円周方向に沿って着磁されたロータマグネットの中心に回転軸を備えたロータと、該ロータを遊嵌すべく配設され、コイル巻線部３６〜３９を備えたステータ５２と、該ステータ５２を被包するケースとを備えたステッピングモータであって、該ステッピングモータのステータ５２は一対のステータヨーク２８と２９、３０と３１、３２と３３又は３４と３５が複数相並設されて成り、該一対のステータヨークは２つのステータヨークが所定間隔離間して対向し、該ステータヨークの内周に突設された磁極歯が交互に組み合わされて一体に形成されて成り、該２つのステータヨークの所定間隔間にコイル巻線部（３６〜３９）が形成されて成るステッピングモータに於て、隣接するコイル巻線部３６と３７又は３８と３９の一方のコイル巻線部３６又は３８に巻回した一本のコイル５５又は５６を延設し、他方の隣接するコイル巻線部３７又は３９に巻回するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータに関するものであり、特に、磁極歯を有する一対のステータヨークが複数相並設されたステータを備えたステッピングモータに関するものである。

従来のステッピングモータを図３乃至図６に従って説明する。図３乃至図５は特許文献１に記載されたステッピングモータである。図３に於て、１はステッピングモータであり、該ステッピングモータ１は、一端が開放された中空円筒状のケース２と、該ケース２の開放端を閉塞するブラケット３と、該ケース２の内周面に沿って設けられたステータ４と、該ケース２及び該ブラケット３に設けられた軸受部２ａ，３ａにより回転可能に支持されたロータ５と、該ケース２の閉鎖端に取付けられたフランジ６とから構成されている。

そして、該ケース２は、金属材料から構成されていると共に、その閉じた端面の中心付近に軸受部２ａを備えている。

又、前記ステータ４は前記ケース２内に収容され得るように、該ケース２の内径にほぼ等しい外径を有するリング状のフランジ部を備えた８個のステータヨーク７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４が樹脂（図示せず）により一体にモールド成形された略円筒状のヨークユニット１５と、該ステータヨーク７と８、９と１０、１１と１２、１３と１４により夫々画成されたコイル巻線部１６，１７，１８,１９に巻回されたコイル２０，２１，２２，２３から構成されており、該コイル２０，２１，２２，２３の巻回後にケース２内に収納され、固定保持されるように構成されている。

更に、前記ロータ５は前記軸受部２ａ，３ａに回転可能に支持される回転軸２４と、該回転軸２４に対して固定保持された中空円筒状のロータマグネット２５とから構成される。このロータマグネット２５はその外径がヨークユニット１５の中心孔１５ａの内径より僅かに小径に形成されていると共に、円周方向に沿って着磁されている。

ここで、前記ステータヨーク７乃至１４は、例えば、導電性金属材料から成ると共に、図４に示す如く、例えば、ステータヨーク７はリング状のフランジ部７ａと、このリング状のフランジ部７ａの内周縁部から垂直に立ち上がるように設けられた多数の磁極歯７ｂ，７ｂ…とから構成されており、他のステータヨーク８乃至１４も同様な構成となっている。そして、該ステータヨーク７乃至１４が軸方向に並設され、且つ、前記ステータヨーク８と９、１０と１１、１２と１３とが夫々背中合わせになるように組み合わされて樹脂にて一体に成形されてヨークユニット１５が組み立てられている。

而して、前記各コイル２０乃至２３の結線は図５に示すように各コイル２０乃至２３の結線端末２０ａ，２０ａ、２１ａ，２１ａ、２２ａ，２２ａ、２３ａ，２３ａが基板２６に引き回されて該基板２６上に接続されている。

そして、前述したコイル２０乃至２３の結線方法に代えて、他の結線方法を用いることも可能であり、他の結線方法の一例を図６を用いて説明する。同図に於てｌは前述した特許文献１のステータ（図３に於て４）に代えて用いられるステータ２７を示し、該ステータ２７は特許文献１記載のステータと同様にステータヨーク２８乃至３５が軸方向に並設されると共に、前記ステータヨーク２９と３０、３１と３２、３３と３４とが夫々背中合わせになるように組み合わせられ、且つ、前記ステータヨーク２８と２９、３０と３１、３２と３３、３４と３５は夫々所定間隔離間して対峙し、その離間する間隔にコイル巻線部３６，３７，３８，３９が夫々形成されるように配列されて樹脂にて一体に成形されている。

然しながら、該ステータ２７は、前記ステータヨーク２８、２９と３０間、３１と３２間、３３と３４間の外周部の所定位置に夫々絶縁樹脂で形成された絶縁部である端子部４０，４１，４２，４３が設けられ、該端子部４０，４１，４２，４３に夫々端子ピン４４と４４、４５と４５、４６と４６、４７と４７が互いに離間して突設して設けられている。

而して、前記コイル巻線部３６，３７，３８，３９に巻回されたコイル４８，４９，５０，５１の夫々の両端は夫々前記端子ピン４４，４４、４５，４５、４６，４６、４７，４７にはんだ付け等で接続される。そして、この場合、前記コイル４８，４９，５０，５１は同図（ａ）及び（ｂ）に示すように同一方向に巻回され、同一方向に磁界が発生するように構成されている。

そして、該コイル４８，４９，５０，５１に流す電流を変化させることにより磁界方向を変化させることも可能である。
特開２０００−１５２５９３号公報

前述したように、前記ステータ４は各コイル２０乃至２３の結線端末２０ａ，２０ａ、２１ａ，２１ａ、２２ａ，２２ａ、２３ａ，２３ａが基板２６に引き回されて該基板２６上に接続される。

一方、前記ステータ２７はコイル巻線部３６，３７，３８，３９に巻回されたコイル４８，４９，５０，５１の夫々の両端が夫々前記端子ピン４４，４４、４５，４５、４６，４６、４７，４７にはんだ付け等で接続される。

然しながら、前記ステータ４及びステータ２７は、夫々、巻線本数が４本となり、且つ、結線のためのはんだ付けも夫々のコイルの端部毎に行われるため、作業工数が大となる。

そこで、巻線本数を少なくすると共に、結線のためのはんだ付けを少なくし、組み立て作業工数の削減を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は円周方向に沿って着磁されたロータマグネットの中心に回転軸を備えたロータと、該ロータを遊嵌すべく配設され、コイル巻線部を備えたステータと、該ステータを被包するケースとを備えたステッピングモータであって、該ステッピングモータのステータは一対のステータヨークが複数相並設されて成り、該一対のステータヨークは２つのステータヨークが所定間隔離間して対向し、該ステータヨークの内周に突設された磁極歯が交互に組み合わされて一体に形成されて成り、該２つのステータヨークの所定間隔間にコイル巻線部が形成されて成るステッピングモータに於て、隣接するコイル巻線部の一方のコイル巻線部に巻回した一本のコイルを延設し、他方の隣接するコイル巻線部に巻回するように構成したステッピングモータを提供するものである。

この請求項１記載の発明によれば、隣接する２つのコイル巻線部のコイルを１本のコイルを延長させて巻回するので、巻線の本数を減らし、且つ、結線の数を減少して、作業工数を削減することができる。

又、請求項２記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに上記コイルを案内する案内手段を設けた請求項１記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項２記載の発明によれば、前記案内手段によってコイルを円滑に案内することができる。

更に、請求項３記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に上記コイルを案内する案内手段が設けられている請求項１又は２記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項３記載の発明によれば、前記案内手段によってコイルを円滑に案内することができると共に、該案内手段は絶縁部に設けられているので、該コイルの絶縁を図ることができる。

更に又、請求項４記載の発明は、上記案内手段は案内溝である請求項１，２又は３記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項４記載の発明によれば、前記案内溝によって、コイルを円滑に案内することができる。

そして、請求項５記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に互いに離間する２つの端子ピンを配設し、隣接する２つのコイル巻線部間に巻回される一本のコイルの両端部を夫々該２つの端子ピンに接続するように構成した請求項１，２，３又は４記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項５記載の発明によれば、前記端子ピンによって、コイルを容易に接続することができると共に、端子ピンの本数も削減することができる。

又、請求項６記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が互いに異なる請求項１，２，３，４又は５記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項６記載の発明によれば、前記２つのコイル巻線部に巻回されるコイルによって発生する磁界の方向を互いに異なる方向にすることができる。

更に、請求項７記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が同方向である請求項１，２，３，４，５又は６記載のステッピングモータを提供するものである。

この請求項７記載の発明によれば、前記２つのコイル巻線部に巻回されるコイルによって発生する磁界の方向を同方向にすることができる。

本発明の請求項１記載の発明は、ステッピングモータに於て、隣接するコイル巻線部の一方のコイル巻線部に巻回した一本のコイルを延設し、他方の隣接するコイル巻線部に巻回するように構成したので、巻線の本数を減らし、且つ、結線の数を減少して、作業工数を削減することができる。

又、請求項２記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに上記コイルを案内する案内手段を設けたので、請求項１記載の発明の効果に加え、前記案内手段によってコイルを円滑に案内することができる。

更に、請求項３記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に上記コイルを案内する案内手段が設けられているので、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、前記案内手段によってコイルを円滑に案内することができると共に、該案内手段は絶縁部に設けられているので、該コイルの絶縁を図ることができる。

更に又、請求項４記載の発明は、上記案内手段は案内溝であるので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加え、前記案内溝によって、コイルを円滑に案内することができる。

そして、請求項５記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に互いに離間する２つの端子ピンを配設し、隣接する２つのコイル巻線部間に巻回される一本のコイルの両端部を夫々該２つの端子ピンに接続するように構成したので、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加え、前記端子ピンによって、コイルを容易に接続することができると共に、端子ピンの本数も削減することができる。

又、請求項６記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が互いに異なるので、請求項１，２，３，４又は５記載の発明の効果に加え、前記２つのコイル巻線部に巻回されるコイルによって発生する磁界の方向を互いに異なる方向にすることができる。

更に、請求項７記載の発明は、上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が同方向であるので、請求項１，２，３，４，５又は６記載の発明の効果に加え、前記２つのコイル巻線部に巻回されるコイルによって発生する磁界の方向を同方向にすることができる等、正に著大なる効果を奏する発明である。

巻線本数を少なくすると共に、結線のためのはんだ付けを少なくし、組み立て工数の削減を図るという目的を、隣接するコイル巻線部の一方のコイル巻線部に巻回した一本のコイルを延設し、他方の隣接するコイル巻線部に巻回するように構成したことにより達成した。

以下、本発明の一実施の形態を図１及び図２に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図１に於て、５２はステータを示し、該ステータ５２は従来例のステータ（図６に於て２７）を改良して、ステータヨーク２９と３０、３３と３４間に夫々端子部４１，４３を設け、該端子部４１，４３に夫々端子ピン４５と４５、４７と４７を配設したものであり、従来例の一部の端子部（図６に於て４０，４２）と、従来例の一部の端子ピン（図６に於て４４と４４、４６と４６）を不要にしたものである。又、絶縁樹脂で形成された前記端子部４１の前記端子ピン４５，４５間に後述するコイルの案内手段である案内溝５３が軸方向に延びて形成され、絶縁樹脂で形成された前記端子部４３の前記端子ピン４７，４７間に案内手段である案内溝５４が軸方向に延びて形成されている。

而して、一方の端子ピン４５に端部をはんだ付けで接続されるコイル５５をコイル巻線部３６に巻回した後、前記案内溝５３の案内によりコイル巻線部３７側に延設し、該コイル巻線部３７に前記コイル巻線部３６と反対方向に該コイル５５を巻回し、巻回後の該コイル５５の端部を他方の端子ピン４５にはんだ付けで接続する。この場合、前記コイル巻線部３６と３７は互いに反対方向にコイル５５が巻回されるため、該コイル巻線部３６と３７とは互いに反対方向の磁界が生じることになる。

更に、一方の端子ピン４７に端部をはんだ付けで接続されるコイル５６をコイル巻線部３８に巻回した後、前記案内溝５４の案内によりコイル巻線部３９側に延設し、該コイル巻線部３９に前記コイル巻線部３８と反対方向に該コイル５６を巻回し、巻回後の該コイル５６の端部を他方の端子ピン４７にはんだ付けで接続する。この場合、前記コイル巻線部３８と３９は互いに反対方向にコイル５６が巻回されるため、該コイル巻線部３８と３９とは互いに反対方向の磁界が生じることになる。

斯くして、前記ステータ５２は２本のコイル５５，５６を用意して該２本のコイル５５，５６を巻回すればよく、又、２本のコイル５５，５６の両端をはんだ付けで接続すれば良い。更に、２つの端子部４１，４３を形成すれば良く、該端子部４１，４３に夫々２本の端子ピン４５と４５、４７と４７が形成されれば良いので、従来例のステータ（図６に於て２７）に比較して、コイル本数を少なくすることができると共に、端子ピンを少なくすることができ、結線のためのはんだ付けを少なくし、組み立て工数の削減を図ることができる。又、前記案内溝５３，５４の案内により前記コイル５５，５６は円滑に案内され、且つ、保持される。又、該案内溝５３，５４は絶縁樹脂で形成された端子部４１，４３に形成されるので、該コイル５５，５６の絶縁も確保することができる。

図２は前記ステータ５２に於て、前述したコイル５５，５６の巻回方向に代えて、異なる巻回方向に巻回したものである。

即ち、一方の端子ピン４５に端部をはんだ付けで接続されるコイル５５をコイル巻線部３６に巻回した後、前記案内溝５３の案内によりコイル巻線部３７側に延設し、該コイル巻線部３７に前記コイル巻線部３６と同方向に該コイル５５を巻回し、巻回後の該コイル５５の端部を他方の端子ピン４５にはんだ付けで接続する。この場合、前記コイル巻線部３６と３７は互いに同方向にコイル５５が巻回されるため、該コイル巻線部３６と３７とは互いに同方向の磁界が生じることになる。

更に、一方の端子ピン４７に端部をはんだ付けで接続されるコイル５６をコイル巻線部３８に巻回した後、前記案内溝５４の案内によりコイル巻線部３９側に延設し、該コイル巻線部３９に前記コイル巻線部３９と同方向に該コイル５６を巻回し、巻回後の該コイル５６の端部を他方の端子ピン４７にはんだ付けで接続する。この場合、前記コイル巻線部３８と３９は互いに同方向にコイル５６が巻回されるため、該コイル巻線部３８と３９とは互いに同方向の磁界が生じることになる。

斯くして、前記ステータ５２は前記案内溝５３，５４の案内により、コイル５５，５６を延設して、隣接するコイル巻線部３７，３８に巻回することができ、隣接するコイル巻線部３７，３８のコイル５５，５６の巻回方向を互いに反対方向又は同方向に容易に巻回することができ、これによって、互いに隣接するコイル巻線部の磁界の方向を自由に変化させることが可能となる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

（ａ）本発明の一実施の形態を示し、隣接するコイル巻線部のコイルの巻回方向を互いに異ならせた場合のステータの正面図。（ｂ）前図［図１］（ａ）のコイルの巻回方法と結線方法の説明図。 （ａ）本発明の一実施の形態を示し、隣接するコイル巻線部のコイルの巻回方向を同方向にした場合のステータの正面図。（ｂ）前図［図２］（ａ）のコイルの巻回方法と結線方法の説明図。 従来例を示し、ステッピングモータの正面縦断面図。 ステータヨークの斜視図。 （ａ）従来例を示し、ステータの斜視図。（ｂ）前図［図５］（ａ）のコイルの巻回方法と結線方法の説明図。 （ａ）従来例を示し、ステータヨークに端子ピンを設けたステータの正面図。（ｂ）前図［図６］（ａ）のコイルの巻回方法と結線方法の説明図。

符号の説明

１ ステッピングモータ
２ ケース
５ ロータ
２８〜３５ ステータヨーク
３６〜３９ コイル巻線部
２４ 回転軸
２５ ロータマグネット
４４〜４７ 端子ピン
５２ ステータ
５３，５４ 案内溝
５５，５６ コイル

Claims (7)

1. 円周方向に沿って着磁されたロータマグネットの中心に回転軸を備えたロータと、該ロータを遊嵌すべく配設され、コイル巻線部を備えたステータと、該ステータを被包するケースとを備えたステッピングモータであって、該ステッピングモータのステータは一対のステータヨークが複数相並設されて成り、該一対のステータヨークは２つのステータヨークが所定間隔離間して対向し、該ステータヨークの内周に突設された磁極歯が交互に組み合わされて一体に形成されて成り、該２つのステータヨークの所定間隔間にコイル巻線部が形成されて成るステッピングモータに於て、隣接するコイル巻線部の一方のコイル巻線部に巻回した一本のコイルを延設し、他方の隣接するコイル巻線部に巻回するように構成したことを特徴とするステッピングモータ。
2. 上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに上記コイルを案内する案内手段を設け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。
3. 上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に上記コイルを案内する案内手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
4. 上記案内手段は案内溝であることを特徴とする請求項１，２又は３記載のステッピングモータ。
5. 上記隣接する２つのコイル巻線部間のステータヨークに絶縁部を設け、該絶縁部に互いに離間する２つの端子ピンを配設し、隣接する２つのコイル巻線部間に巻回される一本のコイルの両端部を夫々該２つの端子ピンに接続するように構成したことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のステッピングモータ。
6. 上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が互いに異なることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載のステッピングモータ。
7. 上記隣接する２つのコイル巻線部に巻回される上記コイルの巻回方向が同方向であることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載のステッピングモータ。
   
   

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