JP2007325488A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分に切り欠きを設けた場合でも、さらなる薄型化を図ることのできるステッピングモータを提供すること。
【解決手段】ステッピングモータ１のステータ組４Ａ、４Ｂの第１のステータコア４１および第２のステータコア４２において、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯４１１、４２１の先端部が各々位置する部分を端板部のロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠き４１４、４２４として形成するが、これらの切り欠き４１４、４２４のうち、長辺近傍に位置する切り欠き４１４、４２４についてはロータ挿入穴４１３、４２５から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａとして形成する。このため、端板部４１０、４２０の幅を狭くすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステッピングモータに関するものである。

ステッピングモータは各種の機器に用いられているが、それを搭載する機器によっては薄型化についての強い要求がある。このような要求に対応可能なステッピングモータとしては、ロータの回転軸を水平においた状態でステータの上部および下部を取り除き、ロータマグネットを挟む両側位置にコイルを配置した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このように構成したステッピングモータでも、通常のステッピングモータと同様、ステータ組では、ロータ挿入穴を備えた端板部同士が対向する第１のステータコアと第２のステータコアとが用いられており、一方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯と他方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯とが周方向で交互に配列している。
特開平１−９９４６６号公報

ノート型パーソナルコンピュータなどに搭載されるステッピングモータについては、特許文献１に開示の構成よりもさらなる薄型化が要求されている。また、モータを小型化するにあたって、マグネットの磁束をできるだけ確保するためマグネットに対向する極歯の長さを極力長くする必要があるが、一方の端板部から起立した極歯と他方の端板部とが近接しすぎると、磁気的ショートが発生するため、このような磁気的ショートを回避する方法として、第１のステータコアおよび第２のステータコアにおいて、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分を端板部のロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠きとして形成する方法が採用されることが多い。しかしながら、このような構成を採用した場合、切り欠きに対して所定の距離を隔てた位置まで端板部の幅を狭くできるだけであり、これ以上、ステッピングモータを薄型化するのは困難であった。

また、本願発明者は、第１のステータコアおよび第２のステータコアが有する端板部の外周側に各々ヨークを配置したステッピングモータを提案する。この場合、ステータコアの端板部とヨークとの接触面積が小さいと、磁路も小さくなるため、これにより磁気飽和が発生し、ステッピングモータにおいて十分なトルク特性が得られなくなってしまうという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分に切り欠きを設けた場合でも、さらなる薄型化を図ることのできるステッピングモータを提供することにある。

また、本発明の課題は、磁気飽和の発生を防ぐとともに、十分なトルク特性を得ることの可能なステッピングモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットを挟む両側位置に第１のコイルおよび第２のコイルが配置されたステータ組とを有するステッピングモータにおいて、前記ステータ組は、ロータ挿入穴を備えた端板部同士が対向する第１のステータコアと第２のステータコアとを備えているとともに、一方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯と他方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯とが周方向で交互に配列し、前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアでは、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分は、前記ロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠きとして形成され、前記端板部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルが配置されている方向に向けて一対の長辺が相対向して延びた矩形形状を有し、かつ、当該一対の長辺のうちの少なくとも一方の長辺では、前記複数の切り欠きのうち、当該長辺近傍に位置する切り欠きが前記ロータ挿入穴から当該長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠きとして形成されていることを特徴とする。

本発明では、一方の端板部から起立した極歯と他方の端板部とが近接しすぎると、磁気的ショートが発生するため、第１のステータコアおよび第２のステータコアにおいて、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分を端板部のロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠きとして形成するが、これらの切り欠きのうち、長辺近傍に位置する切り欠きについて、少なくとも一方側についてはロータ挿入穴から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠きとして形成する。このため、長辺近傍に位置する切り欠きに対して所定の距離を隔てた位置まで端板部の幅を狭くした場合と比較して端板部の幅を狭くすることができる。

本発明において、前記複数の切り欠きのうち、前記第１の切り欠き以外の切り欠きは、前記ロータ挿入穴から前記複数の極歯に外接する仮想外接円よりも半径方向外側に到る第２の切り欠きとして形成されている場合でも適用することができる。

本発明において、前記第１の切り欠きの周方向の両端部のうちの一方の端部は、前記ロータ挿入穴と前記長辺との間に挟まれた部分の幅寸法が最も狭くなる部分あるいはその近傍に位置していることが好ましい。このように構成すると、第１の切り欠きの側方に位置する極歯の根元と長辺との間に形成される隙間の幅は、コイルが配置されている側に向けて広がっていくため、極歯で受けたマグネットからの磁束は、ヨークを通してコイルに鎖交した後、隣接する極歯に流れるループの磁路に十分な断面積を確保できる。それ故、磁気飽和が発生しないので、大きなトルクを確保することができる。

本発明において、前記端板部では、前記一対の長辺のいずれにおいても、当該長辺の近傍に位置する切り欠きが各々、前記第１の切り欠きとして形成されている構成を採用してもよい。この場合、前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記第１の切り欠きによってコア片として分割されるが、分割されたコア片同士をヨークを介して連結して一体化すれば、モータの組み立ての効率を高めることができる。

本発明においては、前記第１のステータコアの前記端板部に第１のヨークを重ねるとともに、前記第１のステータコアの前記端板部と前記第１のヨークとを互いに面接触させることにより前記端板部と前記第１のヨークとの間で磁路を確保するように形成することが好ましい。また、本発明では、前記第１のステータコアの前記端板部は、前記第１の切り欠きによって分割されたコア片として形成されているとともに、前記分割されたコア片は前記第１のヨークによって連結されていることが好ましい。一般的に、ステータコアの端板部も第１のヨークも、平板から構成されるから、前記端板部と前記第１のヨークとを互いに面接触させることは容易であり、面接触、具体的には平面同士を面接触させれば、第１のステータコアと第１のヨークとの接触面積を大きくすることができる。これにより、磁路を大きく形成することができ、磁気飽和をしにくくさせることができる。また、この構成は第２のステータコアの端板部と第２のヨークとにも適用することが好ましい。なお、本発明における「平面の面接触」とは、「面」と「面」の密着状態を指すことはもちろんであるが、磁路を形成するための構成であるので、必要とする特性の磁路が形成できるのであれば、接触する面同士の間で多少のギャップが形成されていてもよい。

本発明においては、前記第１のヨークは、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対の第３のヨークを備える構成とし、前記第１のステータコアの前記端板部を前記第３のヨークと係合させるようにすれば、前記第１のステータコアの前記端板部を２分割した構成としても、２分割された前記第１のステータコアの前記端板部を容易に一体化することができる。

本発明において、前記ステータ組は、モータ軸線に沿ってＡ相のステータ組およびＢ相のステータ組として配置されている構成を採用できる。この場合、前記ロータマグネットのうち、前記Ａ相のステータ組の内周面に対向する部分と、前記Ｂ相のステータ組の内周面に対向する部分とでは、着磁の位相をずらしてある構成を採用してもよい。

本発明では、ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットを挟む両側位置に第１のコイルおよび第２のコイルが配置されたステータ組とを有するステッピングモータにおいて、前記ステータ組は、ロータ挿入穴を備えた端板部同士が対向する第１のステータコアと第２のステータコアとを備えているとともに、前記第１のステータコアの端板部と前記第２のステータコアの端板部とは、それぞれ前記第１のコイルおよび前記第２のコイルが配置されている方向に相対向するように２分割されるとともに、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対のヨークを介して互いに連結されていることを特徴とする。この場合、前記２分割された第１のステータコアの端板部は、該端板部に重ねられる第１のヨークによって一体化されて前記第１のステータコアを構成するとともに、前記２分割された第２のステータコアの端板部は、該端板部に重ねられる第２のヨークによって一体化されて前記第２のステータコアを構成するように構成すれば、それぞれ２分割された前記第１のステータコアの端板部と前記第２のステータコアの端板部とを確実に一体化することができる。

上記した構成においても、前記第１のステータコアの端板部と前記第１のヨークとは、互いに面接触させることにより前記端板部と前記第１のヨークとの間で磁路を形成しているとともに、前記第２のステータコアの端板部と前記第２のヨークとは、互いに面接触させることにより前記端板部と前記第２のヨークとの間で磁路を形成していることが望ましい。また、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する前記一対のヨークは、前記第１のヨークと一体形成されているとともに、前記第１のステータコアの端板部は、前記一対のヨークと係合することにより、位置決めされていることが望ましい。さらに、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対のヨークを、前記２分割された第１のステータコアの端板部に重ねられて前記２分割された第１のステータコアの端板部を一体化する第１のヨークと、前記２分割された第２のステータコアの端板部に重ねられて前記２分割された第２のステータコアの端板部を一体化する第２のヨークとのいずれかと一体形成するようにすれば、構成部品を減少させることができる。

本発明では、第１のステータコアおよび第２のステータコアにおいて、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分を端板部のロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠きとして形成するが、これらの切り欠きのうち、長辺近傍に位置する切り欠きについてはロータ挿入穴から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠きとして形成する。このため、長辺近傍に位置する切り欠きに対して所定の距離を隔てた位置まで端板部の幅を狭くした場合と比較して端板部の幅をさらに狭くすることができるので、ステッピングモータをさらに薄型化することができる。

また、本発明では、第１のステータコアの端板部と第２のステータコアの端板部とは、それぞれ第１のコイルおよび第２のコイルが配置されている方向に相対向するように２分割されるとともに、第１のコイルおよび第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対のヨークを介して互いに連結されている。このような構成においては、第１のステータコアおよび第２のステータコアの端板部と一対のヨークとを互いに面接触させることにより、ステータコアの端板部とヨークとの接触面積を大きくすることができる。これにより、端板部とヨークとの間で磁路が確保されるため、磁路をより大きく形成することができ、磁気飽和も発生しにくくなる。これにより十分なトルク特性を得ることができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したステッピングモータを説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したステッピングモータの上半部を切り欠いて示す側面図、および縦断面である。図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示すステッピングモータのステータ組に用いたステータコアの平面図であり、２つのステーアコアのうちの一方を太線で示し、他方については極歯のみを細線で示してある。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１に示すステッピングモータのステータ組の分解斜視図、ステータコアの製造方法を示す説明図、およびステッピングモータをステータ組とロータとに分解した斜視図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態のステッピングモータ１は、ロータマグネット５６、５７を備えたロータ５と、コイル４８を備えたステータ組４Ａ、４Ｂとを有するＰＭ型ステッピングモータであり、Ａ相のステータ組４ＡおよびＢ相のステータ組４Ｂはモータ軸線Ｌに沿って重ねて配置されている。このため、ロータ５では、Ａ相のステータ組４Ａの内周面に対向する第１のマグネット５６と、Ｂ相のステータ組４Ｂの内周面に対向する第２のマグネット５７が回転軸５１に固着されている。

回転軸５１は、基端側の軸端が鋼球７１を介して軸受７２によって支持され、鋼球７１は、回転軸５１の軸端において凹錐面を備えた凹部５１０と、軸受７２において凹錐面を備えた凹部７２０とによって保持されている。ステータ組４Ａの反出力側端部には、ステータ組４Ａと少なくとも一部が重なるように、金属の焼結体などからなる板状の軸受ホルダ７０が配置されており、軸受７２は、軸受ホルダ７０の貫通穴７００に装着されている。軸受ホルダ７０よりさらに反出力側には、金属板からなる与圧付与部材９が軸受ホルダ７０と少なくとも一部が重なるように配置されており、与圧付与部材９は、外周縁から軸受ホルダ７０の側に延びた４つの爪部９１が軸受ホルダ７０の外周縁に係合することにより、軸受ホルダ７０に固定されている。与圧付与部材９では、板バネ部９０が軸受７２の側に切り起こされており、板バネ部９０は、貫通穴７００内の軸受７２を回転軸５１に向けて付勢し、回転軸５１に対して先端側に向かう与圧を付与している。

（ステータ組の構成）
ステータ組４Ａ、４Ｂはいずれにおいても、モータ軸線Ｌを挟む両側が取り除かれた長方形の平面形状をしており、それに伴って、コイル４８は、長辺が延びている方向でロータマグネット５６、５７を挟む両側位置の各々に配置されている。なお、本形態では、Ａ相およびＢ相のステータ組４Ａ、４Ｂは、基本的な構成が同一であるため、以下、Ａ相のステータ組４Ａのみを説明し、必要に応じて、Ｂ相のステータ組４Ｂの説明を加えることにする。

図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）、および図３（ａ）に示すように、Ａ相のステータ組４Ａは、ロータ挿入穴４１３、４２３を備えた平板形状の端板部４１０、４２０同士が対向する第１のステータコア４１と第２のステータコア４２とを備えており、一方の端板部のロータ挿入穴４１３、４２３の内周縁から起立した複数の極歯４１１、４２１と、他方の端板部のロータ挿入穴４１３、４２３の内周縁から起立した複数の極歯４１１、４２１とが周方向で交互に配列している。

また、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２では、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯４１１、４２１の先端部が各々位置する部分は、ロータ挿入穴４１３、４２３から半径方向外側に向かう切り欠き４１４、４２４として形成されている。ここで、平板形状の端板部４１０、４２０は、コイル４８が配置されている方向に向けて一対の長辺が相対向して延びた矩形形状を有しており、これら一対の長辺のいずれにおいても、複数の切り欠き４１４、４２４のうち、長辺近傍に位置する切り欠きについては、ロータ挿入穴４１３、４２３から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａとして形成されている。このため、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２は各々、２つの第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａによって各々がコア片として２分割されている。このように構成したステータ組４Ａでは、一方の端板部から第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａに向けて起立した極歯４１１、４２１については、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａが大きく切り欠かれているため、他方の端板部と近接することに起因する磁気的ショートが発生しない。

このようにして第１のステータコア４１および第２のステータコア４２を第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａでコア片に分割するにあたって、本形態では、図２（ａ）に示す構成を採用している。すなわち、第１のステータコア４１において、第１の切り欠き４１４ａの周方向の両端部のうちの一方の端部４１５は、ロータ挿入穴４１３と長辺との間に挟まれた部分の幅寸法が最も狭くなる部分、あるいはその近傍に位置している。このため、第１の切り欠き４１４ａの側方に位置する極歯４１１の根元と長辺との間に形成される隙間Ｇの幅は、コイル４８が配置されている側に向けて広がっている。第２のステータコア４２においても同様であるため、説明を省略する。

再び図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）、および図３（ａ）において、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２に形成された複数の切り欠き４１４、４２４のうち、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａ以外の切り欠きは、ロータ挿入穴４１３、４２３から所定の半径位置まで形成された第２の切り欠き４１４ｂ、４２４ｂとして形成され、長辺までは届いていない。但し、第２の切り欠き４１４ｂ、４２４ｂは、複数の極歯４１１、４２１に外接する仮想外接円よりも半径方向外側に到る位置まで形成されており、一方の端板部から起立した極歯４１１、４２１と他方の端板部とが近接することに起因する磁気的ショートが発生しない。

このような構成の第１のステータコア４１および第２のステータコア４２は、例えば、図３（ｂ）に示すように、一枚の磁性板４１９、４２９をプレス加工してロータ挿入穴４１３、４２３、極歯４１１、４２１、切り欠き４１４、４２４などを形成する際、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａを構成すべき切り欠きの外側にフランジ部４１８、４２８を形成しておき、その後、フランジ部４１８、４２８を点線Ｌ１１、Ｌ２１で示す位置で切断し、除去することにより形成できる。

再び図１（ａ）、（ｂ）および図３（ａ）において、本形態では、第１のステータコア４１と第２のステータコア４２は、角筒状の胴部にコイル４８が巻回されたボビン４９を間に挟むように配置される。ここで、ボビン４９は、端子４９５を一体成形した樹脂成形品により構成されており、胴部の両端部には矩形のフランジ部が形成されている。なお、コイル４８同士の接続に関しては、巻き方向を同一にして直列に接続すればバイポーラ駆動が可能であり、巻き方向を反対にして直列に接続し、その接続点からも給電するようにすればユニポーラ駆動が可能である。

第１のステータコア４１の端板部４１０の外側には平板状の第１のヨーク４５を、第１のヨーク４５の上面が端板部４１０の外側、即ち下面と面接触するように重ね、第１のステータコア４１と第１のヨーク４５との接触面積を大きくすることにより、磁路を大きく形成するようにしてある。また、第２のステータコア４２の端板部４２０の外側には平板状の第２のヨーク４６を、第２のヨーク４６の下面を端板部４２０の外側、即ち、上面と面接触するように重ねるようにし、第２のステータコア４２と第２のヨーク４６との接触面積も大きくすることにより、磁路を大きく形成するようにしてある。ここで、第１のヨーク４５においてロータ挿入穴４５３を挟む両側位置には、コイル４８に対する内ヨークとして機能する一対の第３のヨーク４７が起立している。また、第２のステータコア４２の端板部４２０には、ロータ挿入穴４２３を挟む両側に第３のヨーク４７の先端部が嵌り、第３のヨーク４７と面接触する矩形穴４２０ａが形成され、第１のステータコア４１の端板部４１０の両端部には第３のヨーク４７の根元部分が嵌り、第３のヨーク４７と面接触する矩形凹部４１０ａが形成されている。従って、第１のステータコア４１の端板部４１０に形成された矩形凹部４１０ａも、第１のヨーク４５から一体折り曲げ形成された第３のヨーク４７の根元部分と面接触することになるから、第１のステータコア４１と第１のヨーク４５との接触面積を大きく確保することができ、磁路を大きく形成することができる。さらに、第３のヨーク４７の先端部には、幅方向の中央部に小突起４７１が形成され、第２のヨーク４６にはロータ挿入穴４６３の両側に小突起４７１が嵌る小穴４６１が形成されている。このため、第１のヨーク４５の上に第１のステータコア４１、ボビン４９、第２のステータコア４２および第２のヨーク４６を重ね、第２のヨーク４６の小穴４６１に第３のヨーク４７の小突起４７１を嵌めれば、図３（ｃ）に示すＡ相のステータ組４Ａを構成できる。従って、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２が第１の切り欠き４１４ａ、４１４ｂによって各々がコア片として分割されている場合でも、第１のヨーク４５、第２のヨーク４６および第３のヨーク４７を介しての連結により一体化することができる。このように、第１のステータコア４１と、第２のステータコア４２と、第１のヨーク４５と、第２のヨーク４６と、第３のヨーク４７とは面接触を介して確実に連結され、それぞれの部材は磁路を形成する機能を有しているので、ステータ組４Ａには充分な磁路が形成される。

Ｂ相のステータ組４Ｂについても同様であり、Ａ相のステータ組４ＡとＢ相のステータ組４Ｂをモータ軸線Ｌに沿って重ねた状態において、第１のヨーク４５、第１のステータコア４１、第２のステータコア４２および第２のヨーク４６の各々に形成されたロータ挿入穴４５３、４１３、４２３、４６３が重なるので、その内側にロータ５を挿入するだけでステッピングモータ１を組み立てることができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ステータ組４Ａ、４Ｂの第１のステータコア４１および第２のステータコア４２において、一方の端板部から起立した極歯４１１、４２１と他方の端板部とが近接しすぎると、磁気的ショートが発生するため、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２において、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯４１１、４２１の先端部が各々位置する部分を端板部のロータ挿入穴４１３、４２３から半径方向外側に向かう切り欠き４１４、４２４として形成するが、これらの切り欠き４１４、４２４のうち、長辺近傍に位置する切り欠き４１４、４２４についてはロータ挿入穴４１３、４２３から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａとして形成する。このため、長辺近傍に位置する切り欠き４１４、４２４に対して所定の距離を隔てた位置まで端板部４１０、４２０の幅を狭くした場合と比較して端板部４１０、４２０の幅をさらに狭くすることができる。それ故、ステッピングモータ１の薄型化を図ることができる。

また、一方の端板部から第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａに向けて起立した極歯４１１、４２１については、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａが大きく切り欠かれているため、他方の端板部と近接することに起因する磁気的ショートが発生しない。また、複数の切り欠き４１４、４２４のうち、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａ以外の切り欠きについては、ロータ挿入穴４１３、４２３から複数の極歯４１１、４２１に外接する仮想外接円よりも半径方向外側に到る第２の切り欠き４１４ｂ、４２４ｂとして形成されているため、一方の端板部から第２の切り欠き４１４ｂ、４２４ｂに向けて起立した極歯４１１、４２１についても、他方の端板部と近接することに起因する磁気的ショートが発生しない。

さらに本形態では、図２（ａ）を参照して説明したように、第１の切り欠き４１４ａの周方向の両端部のうちの一方の端部４１５は、ロータ挿入穴４１３と長辺との間に挟まれた部分の幅寸法が最も狭くなる部分の近傍に位置している。このため、第１の切り欠き４１４ａ、４１４ｂの側方に位置する極歯４１１、４２１の根元と長辺との間に形成される隙間Ｇの幅は、コイル４８が配置されている側に向けて広がっていく。従って、極歯４１１、４２１で受けたロータマグネット５６、５７からの磁束は、第１のヨーク４５、第２のヨーク４６、第３のヨーク４７を通してコイル４８に鎖交した後、隣接する極歯４１１、４２１に流れるループの磁路に十分な断面積を確保できる。このとき、極歯４１１の根元部である第１のステータコア４１の端板部４１０には平板状の第１のヨーク４５が面接触しているから、端板部４１０と第１のヨーク４５との間の接触面積は大きく、磁路を大きく形成するようになっている。また、第１のヨーク４５に第３のヨーク４７が一体に形成されており、この第３のヨーク４７は、第１のステータコア４１の端板部４１０に形成された矩形凹部４１０ａにその根元部分が嵌り、端板部４１０と面接触しているから、この構成によっても端板部４１０と第３のヨーク４７との間の磁路が形成される。従って、極歯４１１を有する端板部４１０とコイル４８が配置されている第３のヨーク４７との間の磁路は、端板部４１０と第１のヨーク４５との面接触を介して、また、端板部４１０と第３のヨーク４７との面接触を介して形成され、その結果、磁路を大きく形成することができるので、磁気飽和の発生を防止することができる。極歯４２１を備えた端板部４２０と第２のヨーク４６との間においても、端板部４２０と第２のヨーク４６との面接触を介して磁路が確保され、また、端板部４２０は、第３のヨーク４７の先端部が嵌り、第３のヨーク４７と面接触する矩形穴４２０ａを介して磁気的に接続されてもいるから、極歯４１１、４２１で受けたロータマグネット５６（５７）からの磁束は、第１のヨーク４５、第２のヨーク４６、第３のヨーク４７を通してコイル４８に鎖交した後、隣接する極歯４１１、４２１に流れるループの磁路を十分な断面積として確保することができる。それ故、磁気飽和が発生しないので、大きなトルクを確保することができる。すなわち、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａの位置については、図２（ｂ）に示すように、ロータ挿入穴４１３、４２３と長辺との間に挟まれた部分の幅寸法が最も狭くなる部分から離れた位置に形成してもよいが、この場合、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａの側方に位置する極歯４１１、４２１の根元と長辺との間が極めて狭い。このため、極歯４１１、４２１で受けたロータマグネット５６、５７からの磁束に対するループの磁路の断面積が、図２（ａ）に示す構成と比して小さい。それ故、図２（ａ）に示す構成を採用した方が磁気飽和が発生しないので、大きなトルクを確保することができる。

さらに、本形態では、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２は、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａによってコア片として２分割されるが、分割されたコア片同士を第１のヨーク４５、第２のヨーク４６、第３のヨーク４７を介して連結して一体化しているので、ステッピングモータ１の組み立ての効率を高めることができる。

［実施の形態２］
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るステッピングモータの上半部を切り欠いて示す側面図、および縦断面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、図４に示すステッピングモータのステータ組の分解斜視図、およびステータコアの製造方法を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの説明を省略する。

図４（ａ）、（ｂ）に示すステッピングモータ１も、実施の形態１と同様、ロータマグネット５６、５７を備えたロータ５と、コイル４８を備えたステータ組４Ａ、４Ｂとを有するＰＭ型ステッピングモータであり、Ａ相のステータ組４ＡおよびＢ相のステータ組４Ｂはモータ軸線Ｌに沿って重ねて配置されている。このため、ロータ５では、Ａ相のステータ組４Ａの内周面に対向する第１のマグネット５６と、Ｂ相のステータ組４Ｂの内周面に対向する第２のマグネット５７が回転軸５１に固着されている。ステータ組４Ａ、４Ｂはいずれにおいても、モータ軸線Ｌを挟む両側が取り除かれた長方形の底面形状（平面形状）をしており、それに伴って、コイル４８は、長辺が延びている方向でロータマグネット５６、５７を挟む両側位置の各々に配置されている。また、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２では、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯４１１、４２１の先端部が各々位置する部分は、ロータ挿入穴４１３、４２３から半径方向外側に向かう切り欠き４１４、４２４として形成されている。ここで、端板部４１０、４２０は、コイル４８が配置されている方向に向けて一対の長辺が相対向して延びた矩形形状を有しており、これらの２つの長辺のいずれにおいても、複数の切り欠き４１４、４２４のうち、長辺近傍に位置する切り欠きについては、ロータ挿入穴４１３、４２３から長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａとして形成されている。このため、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２は各々、２つの第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａによって各々がコア片として２分割されている。

このような構成の第１のステータコア４１および第２のステータコア４２も、例えば、図５（ｂ）に示すように、一枚の磁性板４１９、４２９をプレス加工してロータ挿入穴４１３、４２３、極歯４１１、４２１、切り欠き４１４、４２４を形成する際、切り欠き４１４、４２４のうち、第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａを構成すべき切り欠きの外側にフランジ部４１８、４２８を形成しておき、その後、フランジ部４１８、４２８を点線Ｌ１１、Ｌ２１で示す位置で切断し、除去することにより形成できる。

再び図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）において、本形態では、Ａ相のステータ組４Ａでは、第１のステータコア４１の端板部４１０の外側には平板状の第１のヨーク４５を重ね、第２のステータコア４２の端板部４２０の外側には平板状の第２のヨーク４６を重ねるようになっており、端板部４１０と平板状の第１のヨーク４５とを面接触させ、また、端板部４２０と平板状の第２のヨーク４６とを面接触させている。また、Ｂ相のステータ組４Ｂでも、第１のステータコア４１の端板部４１０の外側には平板状の第１のヨーク４５を重ねるが、Ａ相のステータ組４Ａで用いた第１のヨーク４５は、Ｂ相のステータ組４Ｂでも、第１のヨークとしての機能を担っている。

本形態では、コイル４８に対する内ヨークとして機能する第３のヨーク４７が用いられているが、本形態において、第３のヨーク４７は、実施の形態１と違って、第１のヨーク４５と別体である。ここで、第１のステータコア４１においてロータ挿入穴４１３を挟む両側には第３のヨーク４７が嵌り、第３のヨーク４７が面接触する矩形凹部４１０ａが形成され、第２のステータコア４２の端板部４２０においてロータ挿入穴４２３を挟む両側には第３のヨーク４７が嵌り、第３のヨーク４７が第２のステータコア４２の端板部４２０と面接触する矩形穴４２０ａが形成されている。

また、第１のヨーク４５の両端部には第３のヨーク４７が嵌る矩形凹部４５０ａが形成されている。また、第３のヨーク４７の両端部には幅方向の中央部に小突起４７６、４７７が形成され、Ａ相のステータ組４Ａの第２のヨーク４６、およびＢ相のステータ組４Ｂの第２のヨーク４６には、第３のヨーク４７の小突起４７６、４７７が嵌る小穴４６１が形成されている。このため、第３のヨーク４７を第１のヨーク４５の矩形凹部４５０ａに嵌めて面接触させるとともに、その両側から第１のステータコア４１、ボビン４９、第２のステータコア４２、第２のヨーク４６を装着し、しかる後に第２のヨーク４６の小穴４６１に第３のヨーク４７の小突起４７６、４７７を嵌めれば、ステータ組４Ａ、４Ｂを構成できるので、第１のステータコア４１および第２のステータコア４２が第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａによって各々がコア片として分割されている場合でも、第１のヨーク４５、第２のヨーク４６および第３のヨーク４７を介しての連結により一体化することができ、ステッピングモータ１を容易に組み立てることができる。また、第1のステータコア４１と、第２のステータコア４２と、第1のヨーク４５と、第２のヨーク４６と、第３のヨーク４７とは面接触を介して確実に結合し、それぞれの部材は磁路を形成する機能を有しているので、ステータ組には十分な断面積を有するループの磁路を確実に形成することができる。

（その他の実施の形態）
上記のステッピングモータ１において、Ａ相のステータ組４ＡとＢ相のステータ組４Ｂとの間で極歯４１１、４２１の位置関係については同一とし、Ａ相のステータ組４Ａの内周面に対向する第１のマグネット５６と、Ｂ相のステータ組４Ｂの内周面に対向する第２のマグネット５７において、着磁の位相をずらしてもよい。このように構成すると、各相の励磁を調整することにより、ロータ５を正逆方向に自在に回転制御することができる。なお、着磁の位相のずらし方については、４極であれば４５°、８極であれば２２．５゜、１６極であれば１１．２５゜ずらせばよい。

また、上記形態では、端板部４１０、４２０の相対向する２つの長辺の双方に第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａを配置したが、相対向する２つの長辺の一方だけにおいて第１の切り欠き４１４ａ、４２４ａを配置した場合でも端板部４１０、４２０の幅を狭くでき、ステッピングモータ１の薄型化を図ることができる。また、上記形態では、第１のヨーク４５側のみに一対の第３のヨーク４７が起立されているが、第２のヨーク４６側のみに一対の第３のヨーク４７を起立させてもよいし、第１のヨーク４５と第２のヨーク４６とにそれぞれ一対の第３のヨーク４７の一方を形成するようにしてもよい。また、第１のヨーク４５側のみに一対の第３のヨーク４７が起立されている場合、第２のステータコア４２の端板部４２０の保持と強度的に問題が生じなければ、第２のヨーク４６を省略してもよい。

（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したステッピングモータの上半部を切り欠いて示す側面図、および縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示すステッピングモータのステータ組に用いたステータコアの平面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１に示すステッピングモータのステータ組の分解斜視図、ステータコアの製造方法を示す説明図、およびステッピングモータをステータ組とロータとに分解した斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係るステッピングモータの上半部を切り欠いて示す側面図、および縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図４に示すステッピングモータのステータ組の分解斜視図、およびステータコアの製造方法を示す説明図である。

符号の説明

１ ステッピングモータ
４Ａ、４Ｂ ステータ組
５ ロータ
４１ 第１のステータコア
４２ 第２のステータコア
４５、４６、４７ ヨーク
４８ コイル
４９ ボビン
５１ 回転軸
５６、５７ ロータマグネット
４１０、４２０ 端板部
４１１、４２１ 極歯
４１３、４２３ ロータ挿入穴
４１４、４２４ 切り欠き
４１４ａ、４２４ａ 第１の切り欠き
４１４ｂ、４２４ｂ 第２の切り欠き

Claims (16)

1. ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットを挟む両側位置に第１のコイルおよび第２のコイルが配置されたステータ組とを有するステッピングモータにおいて、
   前記ステータ組は、ロータ挿入穴を備えた端板部同士が対向する第１のステータコアと第２のステータコアとを備えているとともに、一方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯と他方の端板部のロータ挿入穴の内周縁から起立した複数の極歯とが周方向で交互に配列し、
   前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアでは、他方側の端板部から起立してくる複数の極歯の先端部が各々位置する部分は、前記ロータ挿入穴から半径方向外側に向かう切り欠きとして形成され、
   前記端板部は、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルが配置されている方向に向けて一対の長辺が相対向して延びた矩形形状を有し、かつ、当該一対の長辺のうちの少なくとも一方の長辺では、前記複数の切り欠きのうち、当該長辺近傍に位置する切り欠きが前記ロータ挿入穴から当該長辺に到るまで切り欠かれた第１の切り欠きとして形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
2. 請求項１において、前記複数の切り欠きのうち、前記第１の切り欠き以外の切り欠きは、前記ロータ挿入穴から前記複数の極歯に外接する仮想外接円よりも半径方向外側に到る第２の切り欠きとして形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
3. 請求項１または２において、前記第１の切り欠きの周方向の両端部のうちの一方の端部は、前記ロータ挿入穴と前記長辺との間に挟まれた部分の幅寸法が最も狭くなる部分あるいはその近傍に位置していることを特徴とするステッピングモータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記端板部では、前記一対の長辺のいずれにおいても、当該長辺の近傍に位置する切り欠きが各々、前記第１の切り欠きとして形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
5. 請求項４において、前記第１のステータコアおよび前記第２のステータコアは、前記第１の切り欠きによって分割されたコア片同士がヨークを介しての連結により一体化されていることを特徴とするステッピングモータ。
6. 請求項１において、前記第１のステータコアの前記端板部には第１のヨークが重ねられるとともに、前記第１のステータコアの前記端板部と前記第１のヨークとは互いに面接触させることにより前記端板部と前記第１のヨークとの間で磁路を形成するようにしたことを特徴とするモータ。
7. 請求項６において、前記第１のステータコアの前記端板部は、前記第１の切り欠きによって分割されたコア片として形成されているとともに、前記分割されたコア片は前記第１のヨークによって連結されていることを特徴とするモータ。
8. 請求項６において、前記第１のヨークは、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対の第３のヨークを備えており、前記第１のステータコアの前記端板部は、前記第３のヨークと係合していることを特徴とするモータ。
9. 請求項６において、前記第２のステータコアの前記端板部には、第２のヨークが重ねられるとともに、前記第２のステータコアの前記端板部と前記第２のヨークとは互いに面接触させることにより前記端板部と前記第２のヨークとの間で磁路を形成するようにしたことを特徴とするモータ。
10. 請求項１ないし９のいずれかにおいて、前記ステータ組は、モータ軸線に沿ってＡ相のステータ組およびＢ相のステータ組として重ねて配置されていることを特徴とするステッピングモータ。
11. 請求項１０において、前記ロータマグネットのうち、前記Ａ相のステータ組の内周面に対向する部分と、前記Ｂ相のステータ組の内周面に対向する部分とでは、着磁の位相をずらしてあることを特徴とするステッピングモータ。
12. ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットを挟む両側位置に第１のコイルおよび第２のコイルが配置されたステータ組とを有するステッピングモータにおいて、
    前記ステータ組は、ロータ挿入穴を備えた端板部同士が対向する第１のステータコアと第２のステータコアとを備えているとともに、
    前記第１のステータコアの端板部と前記第２のステータコアの端板部とは、それぞれ前記第１のコイルおよび前記第２のコイルが配置されている方向に相対向するように２分割されるとともに、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対のヨークを介して互いに連結されていることを特徴とするステッピングモータ。
13. 請求項１２において、前記２分割された第１のステータコアの端板部は、該端板部に重ねられる第１のヨークによって一体化されて前記第１のステータコアを構成するとともに、
    前記２分割された第２のステータコアの端板部は、該端板部に重ねられる第２のヨークによって一体化されて前記第２のステータコアを構成するものであることを特徴とするステッピングモータ。
14. 請求項１３において、前記第１のステータコアの端板部と前記第１のヨークとは、互いに面接触させることにより前記端板部と前記第１のヨークとの間で磁路を形成しているとともに、前記第２のステータコアの端板部と前記第２のヨークとは、互いに面接触させることにより前記端板部と前記第２のヨークとの間で磁路を形成していることを特徴とするモータ。
15. 請求項１４において、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する前記一対のヨークは、前記第１のヨークと一体形成されているとともに、前記第１のステータコアの端板部は、前記一対のヨークと係合することにより、位置決めされていることを特徴とするモータ。
16. 請求項１２において、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに対する内ヨークとして機能する一対のヨークは、前記２分割された第１のステータコアの端板部に重ねられて前記２分割された第１のステータコアの端板部を一体化する第１のヨークと、前記２分割された第２のステータコアの端板部に重ねられて前記２分割された第２のステータコアの端板部を一体化する第２のヨークとのいずれかと一体形成されているものであることを特徴とするステッピングモータ。

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