JP2005328647A - Ｐｍ型ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】内側磁極と外側磁極の間の位相差および２つのステータ間の位相差を適切なものとするように位置決めを行うと共に、部品形状を製造容易なシンプルにし、モータの外径を小径化したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータを提供する。
【解決手段】 シャフト４に取り付けたロータマグネット３の軸方向両端側にそれぞれ励磁コイルを配置したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータ１は、第１の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨーク１０と外ヨーク９を具備する第１のステータ５と、第２の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨーク１０と外ヨーク９を具備する第２のステータ６とを前記ロータマグネット３の軸方向両端側に配置し、前記第１のステータ５の内ヨーク１０の極歯１０ｃと外ヨーク９の極歯９ｃをロータマグネット３の回転方向に向かって交互に前記ロータマグネット３の外周面に離間して配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステッピングモータに係り、特に組み立て作業性を改善したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータに関する。

従来、ＰＭ（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ：永久磁石）型ステッピングモータを小型化、小径化する場合には、シャフトにロータマグネットを取り付け、そのロータマグネットのシャフト方向両側にＡ相、Ｂ相からなる励磁コイルを備えたステータが配置される。このような特徴を有するステッピングモータとしてはステータに設けた複数の極歯をくし歯状に組み合わせて配置する構成のものが多用されている。その場合、極歯の位置決めは所定の位相差を形成するために精度が要求される。そのため、従来、円筒状極歯列を設けた平フランジ形ヨーク部品と、カップ形ヨーク部品を凹凸係合して位置決めしたり（例えば、特許文献１参照）、又は、２個の円筒状極歯列を可撓性ヒンジ部により一体に連結するものがある（例えば、特許文献２参照）。このような従来例の代表的なものとして、図５に示す構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。
図５は従来のクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの分解斜視図である。図６は図５に示すＰＭ型ステッピングモータの断面図である。ステッピングモータ１００のロータ１１０は外周に多極着磁を施したロータマグネット１１１とシャフト１１２とで構成され、両端の軸受１３３にて回転自在に支持されている。ロータマグネット１１１に対向するステータは、それぞれ同一形状のステータ１２０ａと１２０ｂの２組を備え、ロータマグネット１１１の外側軸方向両端側に対向配置されている。ステータ１２０ａ、１２０ｂは内ヨーク１２１、コイル１２２を巻回したコイルボビン１２３、外ヨーク１２４よりなり、これらを軸方向に嵌合させて組み立てられている。内ヨーク１２１はロータマグネット１１１の外周面に対向する極歯部１２１ｂを備え、外ヨーク１２４もロータマグネット１１１の外周面に対向する極歯部１２４ｂを備えている。内ヨーク１２１の極歯部１２１ｂと外ヨーク１２４の極歯部１２４ｂは電気角で１８０度の位相差を持つように配置されている。

コイルボビン１２３の外周側には、極歯部と略同一半径位置にヨーク規制部１４１、１４２が設けてある。この内、ヨーク規制部１４１は、内ヨーク１２１の極歯部の回転方向両側面を挟むように係合し、ヨーク規制部１４２は、内ヨーク１２１の２つの隣り合う極歯部の回転方向両側面に挟まれるように係合する。このようにして、内ヨーク１２１とコイルボビン１２３、コイルボビン１２３と外ヨーク１２４とが係合して位置決めされ、内ヨーク１２１と外ヨーク１２４とは互いに電気角１８０°の位置に正しく保持される。
内ヨーク１２１と外ヨーク１２４の位相差はコイルボビン１２３に設けたヨーク規制部１４１、１４２に内ヨーク１２１と外ヨーク１２４をそれぞれ係合して位置決めしている。

コイルボビン１２３には、外周方向に突出するターミナル部１４４があるが、その回転方向の両側面でケース１３１と略同一半径位置をステータ規制部１４３としている。一方、ケース１３１にはステータ規制部１４３と嵌合可能な外周面開口部１３１ａを設け、これらを嵌合させている。さらに、コイルボビン１２３のステータ規制部１４３は、その位置が、ヨーク規制部１４１，１４２に対し所定のずれ角を形成するように設定している。

例えば、両ステータ１２０ａ、１２０ｂ間の電気的位相差を９０°に保ちたいときは、ステータ規制部１４３とヨーク規制部１４１、１４２との電気的位相差を４５°とし、このステータ１２０ａ、１２０ｂを２組対向させステータ規制部１４３を同位置に重ねることによって９０°の位相差を作り出す。

Ａ相、Ｂ相であるステータ１２０ａ、１２０ｂは電気角で９０°の位相差を持つように配置されるが、その位相差はコイルボビン１２３に設けたステータ規制部１４３とケース１３１に設けた外周面開口部１３１ａとを嵌合させて位置決めしている。ロータ１１０は両端の軸受１３３にて回転自在に支持されている。Ａ相、Ｂ相のステータの位相合わせとしてスペーサ１３４の一部に凸状のスペーサ係合部を設け、ステータには凸状のスペーサ係合部に係合する凹部を設け、これらを係合することにより２つのステータ１２０ａ、１２０ｂ間を電気角で９０°の位相差を持つように位置決めできることが提案されている。

図７は他のクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。図８は図７に示すステータの外側磁極部材と位置決め部材との係合関係を示す図である。

ロータマグネットの両側に配置したＡ相、Ｂ相のステータの位相合わせとしてリング状の位置決め部材を用いた構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
図７に示す従来のＰＭ型ステッピングモータ２００のＡ相、Ｂ相であるステータ２０１、２０２の位相合わせは、図８に示すようにステータ２０１の外側磁極部材２０８に形成した極歯部２０８ａとステータ２０２の外側磁極部材２０９に形成した極歯部２０９ａを電気角で９０°の位相差を持つように形成された強磁性体でない材料からなる位置決め部材２１０の溝２１０ａ、２１０ｂにそれぞれに嵌合させ、レーザ溶接で締結して２つのステータ２０１、２０２の外側磁極間の位相差を位置決めしている。内側磁極と外側磁極の位相差は、内側ステータユニット１２５に形成された凸部１２５ａと外側磁極部材２０８、２０９に形成した凹部２０８ｂ、２０９ｂを嵌合させて位置決めされる。
特開平０８−１３０８６４号公報 特開平０５−２５２７２０号公報 特開２００３−００９４９８号公報 特開２００３−３０９９６２号公報

しかしながら、上記の特許文献３に記載のＰＭ型ステッピングモータにおいては、コイルボビン１２３に設けたヨーク規制部１４１、１４２に内ヨーク１２１と外ヨーク１２４をそれぞれ係合して位置決めして内ヨーク１２１と外ヨーク１２４間の位相差を位置決めしており、２つのステータ１２０ａと１２０ｂの間の位相差はコイルボビン１２３に設けたステータ規制部１４３とケース１３１に設けた外周面開口部１３１ａとを嵌合させて位置決めしている。
このため、コイルボビン１２３およびケース１３１の形状を簡易化できない。

また、内ヨーク１２１と外ヨーク１２４間の位相差の位置決め、２つのステータ１２０ａ、１２０ｂ間の位相差の位置決めと２回の位置決めを行う必要があり、作業効率が悪いという問題がある。

また、内ヨーク１２１と外ヨーク１２４の外周にケース１３１を具備し、ケース１３１にて軸受１３３を支持する構成となっているため、ケース１３１の厚さ分だけモータ外径を小さくできない。

上記の特許文献４に記載のＰＭ型ステッピングモータにおいては、２つのステータ２０１、２０２間の位相差は強磁性体でない材料からなる位置決め部材２１０の溝２１０ａに外側磁極部材２０８、２０９に形成した極歯部２０８ａ、２０９ａをそれぞれに嵌合させ、レーザ溶接で締結して２つのステータ２０１、２０２間を位置決めしているため、レーザ溶接工程を必要とし、そのための設備が必要となる。

また、位置決め部材２１０と外側磁極部材２０８、２０９をレーザ溶接で締結するため、位置決め部材２１０はレーザ溶接可能な材質に限定され、例えば樹脂材は使用できない。

また、内側磁極と外側磁極の位相差は、内側ステータユニット１２５に形成された凸部１２５ａと外側磁極部材２０８、２０９に形成した凹部２０８ｂ、２０９ｂを嵌合させて位置決めしているため、部材の形状を簡易化できない。

さらに、内側磁極と外側磁極間の位相差の位置決め、２つのステータ２０１、２０２間の位相差の位置決めと２回の位置決めを行う必要があり、作業効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、内側磁極と外側磁極の間の位相差および２つのステータ間の位相差を適切なものとするように位置決めを行うと共に、部品形状を製造容易なシンプルにし、モータの外径を小径化したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータを提供することを目的とする。

位置決めリングにより両ステータの内ヨークと外ヨークとを所定の電気角で同時に位置決め固定する。具体的には以下のようになる。
（１） シャフトに取り付けたロータマグネットの軸方向両端側にそれぞれ励磁コイルを配置したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータは、第１の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨークと外ヨークを具備する第１のステータと、第２の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨークと外ヨークを具備する第２のステータとを前記ロータマグネットの軸方向両端側に配置し、前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を前記ロータマグネットの回転方向に向かって交互に前記ロータマグネットの外周面に離間して配置すると共に前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯をロータマグネットの回転方向に向かって交互に前記ロータマグネットの外周面に離間して配置し、前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差と、前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差を所定の位相差にすると共に、前記第１のステータと前記第２のステータとの間を所定の位相差にする位置決めリングを前記第１のステータと前記第２のステータとの間に設けてなることを特徴とする。
（２） 上記（１）記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記位置決めリングは両側に複数の凹部を具備し、一方側の凹部に前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を交互に嵌合させ、他方側の凹部に前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を交互に嵌合させてなることを特徴とする。
（３） 上記（１）又は（２）記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記位置決めリングは、環状板部と、該環状板部の幅方向両側に交互に複数設けた突状板部とからなることを特徴とする。
（４） 上記（３）記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記第１および第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯と、前記位置決めリングの前記突状板部とを、前記シャフトの中心軸から同じ半径の円周上に位置するように配置したことを特徴とする。
（５） 上記（３）又は（４）記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差と、前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差を所定の位相差にすると共に、前記第１のステータと前記第２のステータとの間を所定の位相差にするように前記突状板部の幅を形成することを特徴とする。
（６） 上記（３）又は（４）記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記突状板部の形状を矩形状又は台形状とすることを特徴とする。
（７） 上記（１）乃至（６）のいずれか１項記載のＰＭ型ステッピングモータは、前記位置決めリングが合成樹脂にて形成されてなることを特徴とする。

本願発明においては、位置決めリング１５の両端側に形成した凹部１５ａ、１５ｂにステータの上ヨーク９の極歯９ｃと下ヨーク１０との間を交互に嵌合させることによって互いに電気角で１８０度の位相差に正しく位置されると共にステータ５、６間が互いに電気角で９０度の位相差に正しく位置される。

したがって、各部品に位置決め用の機構を形成する必要がなく、位置決めリング１５のみで、上ヨーク９と下ヨーク１０との間の位相差およびステータ５、６間の位相差を容易に正しく保持できるので、各部品の形状を簡易化できると共にモータの組立時の作業効率が改善できる。

また、位置決めリング１５の両端側に形成した凹部１５ａ、１５ｂにステータの上ヨーク９の極歯９ｃと下ヨーク１０の極歯１０ｃを嵌合させて保持するため、塵埃がモータ内部へ侵入することがなく、鉄粉などのロータマグネット３への付着を防止できる。さらにモータの外周面が上ヨーク９、下ヨーク１０、位置決めリング１５にて構成されているため、従来構造におけるケースを必要としない結果、モータ外径を小径化できると共にロータマグネット３の外径を大きくできるので、モータ特性を向上できる。

以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明におけるクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。図２は図１に示すＰＭ型ステッピングモータの部分断面図である。
ステッピングモータ１は、回転可能に支持されたロータ２と、ロータマグネット３の軸方向両端側に配置されたステータ５、６とから構成されている。ロータ２はシャフト４とシャフト４に固着されたロータマグネット３からなり、ロータマグネット３は外周に多極着磁を施してある。シャフト４は軸受７、８にて回転自在に支持されている。ロータマグネット３の軸方向両端側に対向配置されたステータ５、６はそれぞれ同一形状で構成されている。ステータ５は外ヨーク９と、内ヨーク１０と、励磁コイル１２を巻回したボビン１３からなり、これらを嵌合して組み立てられる。外ヨーク９と内ヨーク１０は、励磁コイル１２を挟むように設けられ、ステータヨークを構成する。
円筒状ヨーク１１は外ヨーク９の中央に形成された孔９ａの内径と内ヨーク１０の中央に形成された孔１０ａの内径にそれぞれ嵌合させて外ヨーク９と内ヨーク１０を機械的および磁気的に結合させる。外ヨーク９はＳＥＣＣ（亜鉛めっき鋼板）、ＳＵＹ（電磁軟鉄）、珪素鋼板などの軟磁性材で作られ、中央に孔９ａが形成された円板部９ｂと、この円板部９ｂの外周に折曲形成され軸方向に伸びてロータマグネット３の外周面に対向する（離間して配置される）複数の極歯９ｃが形成される。内ヨーク１０もＳＥＣＣ（亜鉛めっき鋼板）、ＳＵＹ（電磁軟鉄）、珪素鋼板などの軟磁性材で作られ、中央に孔１０ａが形成された円板部１０ｂと、この円板部１０ｂの外周に折曲形成され軸方向に伸びてロータマグネット３の外周面に対向する離間して配置される複数の極歯１０ｃが形成される。ボビン１３は合成樹脂などの絶縁材で作られて、端子部１３ａが一体に形成される。端子部１３ａには端子ピン１３ｂが埋め込まれる。端子ピン１３ｂには励磁コイル１２のリード部分が接続される。前記合成樹脂として、液晶ポリマー材が好適である。カバーリング１７は励磁コイル１２の外周に装着され、励磁コイル１２にゴミなどの異物が侵入するのを阻止する。円筒状ヨーク１１もＳＥＣＣ（亜鉛めっき鋼板）、ＳＵＹ（電磁軟鉄）、珪素鋼板などの軟磁性材で作られている。円筒状ヨーク１１は、実施例１の形態では別体で形成されているが、例えば内ヨーク１０の円板部１０ｂの中央に一体構造で形成しても勿論よい。ボス部１４は図示しない金型内に外ヨーク９をセットし、合成樹脂を注入して外ヨーク９と一体に成形される。ボス部１４の内径部にはそれぞれ軸受７、８が嵌着される。前記合成樹脂として、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などが好適である。ワッシャ１６は樹脂製でロータマグネット３の両側に装着した樹脂製のワッシャ１６で、摺動性の良好な樹脂で形成され、ロータマグネット３と下ヨーク１０との間に隙間を設ける。ステータ６はステータ５と同一なので説明は省略する。位置決めリング１５は、ステータ５、６の内ヨーク１０の極歯１０ｃと、外ヨーク９の極歯９ｃを位置決め固定する。

図３は図１に示す位置決めリングの構成を示す斜視図である。図４は図１に示す極歯と位置決めリングとの係合関係を示す図である。

位置決めリング１５は、所定幅（環状板部１５ａの中心線と平行な方向の長さ）および所定厚さ（環状板部１５ａの中心から放射状に伸ばした線が横切る長さ）の環状板部１５ａと、その環状板部１５ａの長さ（円周）方向の一方向に向かって幅方向に交互に複数凸設する突状板部１５ｂとから構成する。

前記環状板部１５ａと前記突状板部１５ｂは、同じ材料による一体成形により形成することができるが、別材料による一体成形も可能である。

環状板部１５ａの幅方向の一側には、環状板部１５ａの長さ方向の一方向に向かって、部分的な環状板部１５ａとその両側の前記突状板部１５ｂとにより複数の凹部１５ｃが前記一方向に向かって等ピッチで形成され、他側にも同じく部分的な環状板部１５ａとその両側の前記突状板部１５ｂとにより複数の凹部１５ｃが前記一方向に向かって等ピッチで形成されている。

また、外ヨーク９の極歯９Cと、内ヨーク１０の極歯１０Cと、位置決めリング１５の突状板部１５ｂとは、矩形状、即ち、長方形に構成される。

矩形にすると、位置決めリング１５の突状板部１５ｂと後記する各ヨーク１０の極歯１０ｃとの嵌合深さ（接触する側面の長さ）が異なっても、常に正しい円周上の位置で嵌合させることができるようになる。

図２の下半分にステッピングモータ１の外側の側面図が示されている。この側面図では、外側面が同一半径の面に形成されている。即ち、外ヨーク９の極歯９Cと、内ヨーク１０の極歯１０Cと、位置決めリング１５の突状板部１５ｂとは、シャフト４の長さ方向中心線からみて、同じ半径の円周上に位置するように構成される。換言すると、位置決めリング１５に隣接する突状板部間１５ｂの凹部１５ｃ内には、極歯９C又は極歯１０Cのいずれか一方しか嵌合しないように構成されている。
（特徴説明）
まず、図５および図６の従来例では、コイルボビン１２３に設けた複数のヨーク規制部１４１、１４２により、内ヨーク１２１とコイルボビン１２３、コイルボビン１２３と外ヨーク１２４とが係合して位置決めされ、ステータ規制部１４３により、ヨーク規制部１４１、１４２に対して電気的位相差を形成しているが、位置決めはあくまでターミナル部１４４に係合する部分のみで行われ、外ヨーク１２４と内ヨーク１２１をその円周方向の全周に渡って位置決めするものではなく、且つ、ターミナル部１４４と外ヨーク１２４又は内ヨーク１２１とが係合する部分の長さはターミナル部１４４の厚み分しかなく短い。このため、位置決め精度が良くなかった。

また、図７および図８の従来例では、１対の外側磁極部材２０８、２０９を位置決め部材２１０に嵌合して位置決めしている。この従来例では、位置決めできる対象が１対の外側磁極部材２０８、２０９であり、それ以上の部品を位置決めすることはできなかった。また、外側磁極部材２０８、２０９が位置決め部材２１０と係合する部分の先端部分の形状が三角形になっているが、両者をレーザ溶接で締結する必要から、前記三角形部分を含んですべての外側磁極部材２０８、２０９に寸法精度が要求されることになり、製造に手間がかかる問題があった。

これに対し、本発明では、以下のような効果を達成するために、以下の条件を満たす構成を採用する。
（１） 位置決めリング１５の円周方向の全周に渡って位置決めできるようになる。そのための構成は以下のようになる。
・ 位置決めリング１５には、環状板部１５ａの長さ方向（その円周方向）に沿って所定ピッチ、例えば等ピッチで複数の突状板部１５ｂを突設して、環状板部１５ａの全周に渡って位置決めできるようにしてある。
・ 内ヨーク１０には、円板部１０ｂの周囲に等間隔に複数の極歯１０ｃを折曲して設けて、全周に渡って位置決めできるようにしてある。
・ 外ヨーク９には、円板部９ｂの周囲に等間隔に複数の極歯９ｃを設けて、全周に渡って位置決めできるようにしてある。
・ 位置決めリング１５の隣接する２個の突状板部１５ｂ、１５ｂとそれらの間の環状板部１５ａ部分により凹部１５ｃを構成し、その凹部１５ｃを環状板部１５ａの側面に所定ピッチで連設し、この連設した凹部１５ｃ内に前記内ヨーク１０の極歯１０ｃと前記外ヨーク９の極歯９ｃを交互に順次嵌合して位置決めする。
（２） 両ステータ５、６を位置決め固定することができるようになる。そのための構成は以下のようになる。
・ 位置決めリング１５には、その環状板部１５ａの両側に沿って所定ピッチで交互に突状板部１５ｂを突設して、環状板部１５ａの全周に渡って位置決めできるようにしてある。
（３） 位置決めリング１５に対して、内ヨーク１０と外ヨーク９とを位置決めできるようになる。そのための構成は以下のようになる。
・ 外ヨーク９の極歯９ｃと、内ヨーク１０の極歯１０ｃと、位置決めリング１５の突状板部１５ｂとが、シャフト４の中心線から同じ半径の円周上に配置される、換言すると、中心線から同じ半径の円筒面上に配置される。

なお、外ヨーク９の極歯９ｃと、内ヨーク１０の極歯１０ｃと、位置決めリング１５の突状板部１５ｂとが、互いにその厚さ（シャフト４の中心線から放射状に伸ばした線が横切る長さ）が異なるときには、中心線から同じ半径の円周面が、それぞれの前記極歯９ｃ、１０ｃおよび前記突状板部１５ｂの厚さ内に存在するようにする。即ち、相互に嵌合するように構成する。
・ 外ヨーク９の極歯９ｃと位置決めリング１５の突状板部１５ｂとの間に、更に位置決めのための内ヨーク１０の極歯１０ｃを挿入するために、外ヨーク９の隣り合う極歯９ｃ、９ｃ間に内ヨーク１０の極歯１０ｃが挿入配置できるように、内ヨーク１０の極歯１０ｃを、その円板部１０ｂに対し略９０°に折り曲げて形成する。即ち、外ヨーク９の隣り合う極歯９ｃ、９ｃの成す円筒面内に、内ヨーク１０の極歯１０ｃのみが位置するように、極歯１０ｃに対し円板部１０ｂを折り曲げる。更には、極歯１０ｃの折曲げ部を細く絞って構成することが好ましい。
（４） 位置決めリング１５に対して、内ヨーク１０と外ヨーク９とを所定の位相差に配置できる。そのための構成は以下のようになる。
・ 位置決めリング１５の突状板部１５ｂの幅は、外ヨーク９の極歯９ｃと内ヨーク１０の極歯１０ｃとの間隔が所定の電気角、例えば、電気角で１８０度の位相差となるように形成される。

図４に示すように、位置決めリング１５の凹部１５ｃにはステータ５の外ヨーク９の極歯９ｃと内ヨーク１０の極歯１０ｃが交互に位置する。位置決めリング１５の凹部１５ｃ１と凹部１５ｃ３のピッチＰ１は電気角で１８０度になるように形成されている。これによってステータ５の外ヨーク９の極歯９ｃと内ヨーク１０極歯１０ｃとは電気角で１８０度の位相差となるように位置決めされる。

位置決めリング１５の凹部１５ｃ２と凹部１５ｃ４にはステータ６の外ヨーク９の極歯９ｃと内ヨーク１０の極歯１０ｃが交互に位置する。位置決めリング１５の凹部１５ｃ２と凹部１５ｃ２と凹部１５ｃ４のピッチＰ２は電気角で１８０度になるように形成される。これによってステータ６の外ヨーク９の極歯９ｃと内ヨーク１０の極歯１０ｃとは電気角で１８０度の位相差となるように位置決めされる。また、位置決めリング１５の凹部１５ｃ１とｃ凹部１５ｃ２とはＰ３だけずれて形成される。このずれＰ３は電気角で９０度になるように形成される。これによって、ステータ５とステータ６とは電気角で９０度の位相差となるように位置決めされる。
（５） 外ヨーク９の極歯９ｃと、内ヨーク１０の極歯１０ｃと、位置決めリング１５の凹部１５ｃとが円周方向の向きにおいて位置決め係合できる。そのための構成は以下のようになる。

位置決めリング１５の凹部１５ｃの形状は極歯９ｃ、１０ｃの形状に合わせて形成される。

実施例１では、外ヨーク９の極歯９Cと、内ヨーク１０の極歯１０Cと、位置決めリング１５の突状板部１５ｂとは、矩形、即ち、長方形に構成する。

矩形にすると、後記する各ヨークの極歯との嵌合深さ（嵌合する程度）が異なっても、常に正しい円周上の位置で嵌合させることができるようになる。

実施例１では、位置決めリング１５の凹部１５ｃの形状は矩形に形成されているが、凹部１５ｃの形状並びに極歯９ｃおよび１０ｃの形状は、これに限定されるものではなく、例えば台形でもよく、その場合には位置決めリング１５の凹部１５ｃの形状も台形に形成される。

また、基本的には、位置決めリング１５の厚さは極歯９ｃ、１０ｃと同じ厚さに形成されている。

実施例１の形態では、位置決めリング１５は、ステータ５、６間の磁気干渉を防ぐために、強磁性体ではない材料から形成される。即ち、外ヨーク９と内ヨーク１０を通る磁路に影響を与えない材料、例えば、反磁性体、常磁性体、非磁性体を含む。非磁性材としては合成樹脂、非磁性の金属（例えばアルミニウム）、セラミックスなどがあるが、合成樹脂材が作製方法や価格の点で安価にでき、かつ軽量化できる。合成樹脂として、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や液晶ポリマーが好適である。

図９は本発明の位置決めリングの他の実施例の構成図である。図９（ａ）は位相差Ｐ１を微調整可能とする実施例２を示す構成図である。
実施例２で用いる位置決めリングは、実施例１で説明した位置決めリング１５の他にもう１枚の調整位置決めリング２０を用いる。図９（ａ）では、位置決めリング１５と調整位置決めリング２０を、例示上、少し上下にずらして示してある。

調整位置決めリング２０は、前記位置決めリング１５の構成から突状板部を片側毎に１個おきに（交互に）削除して構成する。調整位置決めリング２０は、基本的に前記位置決めリング１５の構成とおなじ構成要素で構成するので、それらの説明は前記位置決めリング１５の説明を援用し、ここでは省略する。

調整位置決めリング２０の環状板部の幅および突状板部の幅は、前記位置決めリング１５の幅と同じか又は小さくする。調整位置決めリング２０の環状板部の厚さおよび突状板部の厚さは、前記位置決めリング１５の厚さより薄くする。好ましくは、位置決めリング１５と調整位置決めリング２０の合計厚さを、位置決めリング１５と調整位置決めリング２０が両ステータの極歯と係合するように、両ステータの内ヨークの極歯の厚さおよび外ヨークの極歯の厚さに略等しい厚さとする。

図９（ａ）に示すように、微調整時、例えば、内ヨーク１０の極歯１０ｃの幅が、設計時の凹部１５ｃ１の幅に対応する広い極歯１０ｃ−１の幅Ｓ２に対して、出来上がりが狭い極歯１０ｃ−２の幅Ｓ１になった場合、例えば位相差Ｐ１を微調整する必要がある。

位置決めリング１５の凹部Ｓ３の幅を前記幅Ｓ２に対応する幅Ｓ４に変更する。その結果、位相差Ｐ１のピッチを設計値に限りなく近づけることができるようになる。

具体的には、調整位置決めリング２０の突状板部２０ｃを位置決めリング１５の突状板部に重ねた位置から、これら２枚の位置決めリング１５と調整位置決めリング２０を、相互に位置をずらしながら調節する。その際、凹部１５ｃ１の幅は、突状板部１５ｂ１の任意の一側面ｍを基準にして突状板部２０ｃ１が覆っていく面積に比例して減少する。その結果、残りの凹部１５ｃ１の中心が前記一側面ｍ方向に移動して行き、結局ピッチＰ１が変化する。所定の位相差若しくは最も近い位置となったところで両者を位置決め固定する。

位置決めリング１５の凹部１５ｃ１と凹部１５ｃ３のピッチＰ１は、凹部１５ｃ１の幅が突状板部の１側面を基準として狭くなっていくにつれて、狭くなっていくように変化する。

これにより、微調整を必要とするとき、より正確な位置決めを行うことができるようになる。

図９（ｂ）は位相差Ｐ３を微調整可能とする実施例３を示す構成図である。
図９（ｂ）の位置決めリング２３は、実施例１に説明した位置決めリング１５を環状板部の半分の幅で２つに分離した形状の分割位置決めリング２１、２２から構成される。

位置決めリング２３は、基本的に前記位置決めリング１５の構成とおなじ構成要素で構成するので、それらの説明は前記位置決めリング１５の説明を援用し、ここでは省略する。

分割位置決めリング２１、２２は、相互にずらしながら、所定の位相差Ｐ３になったら、両者を溶着又は接着剤により固着する。この結果。位置決めリング１５の凹部１５ｃ１と凹部１５ｃ２とは位相差Ｐ３が形成される。

これにより、微調整を必要とするとき、より正確な位置決めを行うことができるようになる。

本発明におけるクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図１に示すＰＭ型ステッピングモータの断面図である。 図１に示す位置決めリングの構成を示す斜視図である。 図１に示す極歯と位置決めリングとの係合関係を示す図である。 従来のクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図５に示すＰＭ型ステッピングモータの断面図である。 他の従来のクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータの構成を示す分解斜視図である。 図７に示すステータの外側磁極部材と位置決め部材との係合関係を示す図である。 本発明の位置決めリングの他の実施例の構成図である。

符号の説明

１ ステッピングモータ
２ ロータ
３ ロータマグネット
４ シャフト
５、６ ステータ
７、８ 軸受
９ 外ヨーク
９ａ、１０ａ 孔
９ｂ、１０ｂ 円板部
９ｃ、１０ｃ 極歯
１０ 内ヨーク
１１ 円筒状ヨーク
１２ 励磁コイル
１３ ボビン
１３ａ 端子部
１５、２３ 位置決めリング
１５ａ 環状板部
１５ｂ 突状板部
１５ｃ、１５ｃ１、１５ｃ２、１５ｃ３、１５ｃ４、１５ｃ５、１５ｃ６ 凹部

Claims (7)

1. シャフトに取り付けたロータマグネットの軸方向両端側にそれぞれ励磁コイルを配置したクローポールタイプのＰＭ型ステッピングモータにおいて、第１の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨークと外ヨークを具備する第１のステータと、第２の励磁コイルにて励磁されてなる内ヨークと外ヨークを具備する第２のステータとを前記ロータマグネットの軸方向両端側に配置し、前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を前記ロータマグネットの回転方向に向かって交互に前記ロータマグネットの外周面に離間して配置すると共に前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を前記ロータマグネットの回転方向に向かって交互に前記ロータマグネットの外周面に離間して配置し、前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差と、前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差を所定の位相差にすると共に、前記第１のステータと前記第２のステータとの間を所定の位相差にする位置決めリングを前記第１のステータと前記第２のステータとの間に設けてなることを特徴とするＰＭ型ステッピングモータ。
2. 前記位置決めリングは両側に複数の凹部を具備し、一方側の凹部に前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を交互に嵌合させ、他方側の凹部に前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯を交互に嵌合させてなることを特徴とする請求項１記載のＰＭ型ステッピングモータ。
3. 前記位置決めリングは、環状板部と、該環状板部の幅方向両側に交互に複数設けた突状板部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のＰＭ型ステッピングモータ。
4. 前記第１および第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯と、前記位置決めリングの前記突状板部とを、前記シャフトの中心軸から同じ半径の円周上に位置するように配置したことを特徴とする請求項３記載のＰＭ型ステッピングモータ。
5. 前記第１のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差と、前記第２のステータの内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の位相差を所定の位相差にすると共に、前記第１のステータと前記第２のステータとの間を所定の位相差にするように前記突状板部の幅を形成することを特徴とする請求項３又は４記載のＰＭ型ステッピングモータ。
6. 前記突状板部の形状を矩形状又は台形状とすることを特徴とする請求項３又は４記載のＰＭ型ステッピングモータ。
7. 前記位置決めリングが合成樹脂にて形成されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のＰＭ型ステッピングモータ。

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