JP2011053041A - ステップモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータ軸心とステータ穴とを高精度に位置決めする手段を設け、しかも該位置決め部材が磁気ギャップ内に実質的に存在しないか、または限定的にしか存在しないようにしたロータとステータの位置決め構造を有するステップモータを提供すること。
【解決手段】 位置決め手段は、ステータ穴の内周以外の部分を用いて地板との位置決めを行うように設けるか、または、磁気ギャップに、一様薄肉の円筒形状でステータ穴の内側の円筒面と接して設ける円筒部を用いて地板との位置決めを行うように設けるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、指針式電子時計等の電気−機械変換器として一般的に用いられる、ステップモータに関し、特にロータ軸心（特にロータ軸の下ほぞの軸心）と、ロータが挿入配置されるステータ穴中心とを正確に一致させる位置決め構造を有するステップモータに関する。

まず指針式腕時計（置・掛時計の一部も含む）に一般的に用いられる２極のステップモータの構造例を模式的に図７に示す。図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はロータ軸部の断面図である。

図７において、７０１は高透磁率の金属材料の板材より成るステータ（図中左側）、７０２は同じ板材より成るステータ（図中右側）であり、時計機構の地板７００上に平面的に展開して設置されている。７０３は励磁コイルの磁芯であってほぼ「Ｉ」字型をなす高透磁率の板材より成り、その両端は幅広く、ステータ７０１、ステータ７０２と重ねて取付ネジ７０５によって圧着される。７０４は励磁コイルであって、励磁コイル磁心７０３の細い部分に密に巻かれている。

７０６は溶接部であって、ステータ７０１とステータ７０２との対向する狭い先端部分（２箇所）を、比較的磁性の低い金属を用いて溶接し、両ステータを機械的に一体化している。一体化されたステータには真円で円筒形のステータ穴７０７が設けられる。７０８はステータ切欠部でほぼ半円筒形をなし、ステータ穴７０７の１つの直径の両端に、溶接部７０６とある角度をなすように形成される。これは励磁されないとき、ロータ磁石の磁極をステータに対して所定の方向を取らせるために設けられる。

７１０はロータであり、ロータ軸７１１、ロータ磁石７１２、ロータカナ７１３、ロータ座７１４より成っている。ロータ軸７１１の上下端は、ほぞ形状をなし、例えば上下の貴石軸受の穴に挿入されて支持される。
ロータ磁石７１２は、希土類元素を含む円筒形の永久磁石で形成され、円筒の直径方向に磁化されている。
ロータカナ７１３は、ロータ７１０の出力軸となる少歯数（例えば６〜１２枚）のピニオンで、ロータ軸７１１と実質的に一体化されている。ロータカナ７１３は、時計の指針につながる減速輪列の初段の歯車（図示せず）が噛み合っている。
ロータ座７１４は、ロータ軸７１１に圧入されてロータ磁石７１２をロータカナ７１３に圧着しそれらをロータ軸７１１と一体に保持するための部材である。

７１５は貴石軸受であるロータ下穴石であり（上穴石は図示省略）、ロータ下座７１６の中心に保持されている。ロータ下座７１６は下端側の円筒部が地板７００に圧入され、上端側の円筒部はステータ穴７０７に嵌め込まれる。
即ち、ロータ下座７１６は、ロータ７１０の軸心とステータ穴７０７との中心を（地板７００を介して）正確に一致させ、ロータ７１０とステータ穴との間隙である、磁気ギャップ７２０の間隙寸法をロータ７１０の全周にわたって一様にさせる役割を担う位置決め部材である。

このような２極の構成のステップモータの励磁コイル７０４に励磁電流を印加すると、左右のステータが互いに逆極性に磁化され、ロータ７１０は所定の方向に回転する。励磁電流の持続は短時間なので、ロータ７１０は１８０度回転し、前と反対の姿勢を取って安
定し、次の駆動まで待機する。以下、極性が交代するパルス状の励磁電流を次々印加することによって、ロータ７１０はその都度同一方向に回転を行う。

図７に示した一般的な構造の２極のステップモータは、指針式電子腕時計に広く採用されている。このようなステップモータを開示した技術は、多くの提案をみるものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

特許文献１に示した従来技術は、かつて腕時計用のステップモータのステータが左右２体に分離したままであり、かつそれらに設けられた半円形の部分をほぼ円形に、ただし少し食い違わせてロータが挿入されるステータ穴としていた時期の技術である。
この左右ステータの突合せ部で食い違っている２つの半円の食い違い量と、ロータ軸心との関係を適正に定めるため、ロータ下座（特許文献１ではステーター位置決め板と称している）を用いている。

ロータ下座の中心部にロータ軸受の穴石を備え、下部が地板の穴に圧入され、上部に食い違った２つの半円部を備えた形状を与え、左右のステータの有する各半円形部分を、ロータ下座の上部の食い違った半円部のそれぞれに密着させることによって、ロータ軸と左右ステータ穴とを、微調整作業を行うことなく位置決めする。

特許文献２に示した従来技術は、近年のもので、左右のステータが連結されていて、真円であるステータ穴の中心に対してロータ軸心の位置合わせを行う機構である。

ロータの下ほぞの軸受を中心に有するロータ下座の下部は地板の設けた穴にゆるく（僅かのガタあり）挿入される。ロータ下座の上部はカップ状でその外縁がステータ穴の内周面に当接している。カップ状の外縁は弾力性を有し、その弾力によって、ステータ穴の中心とロータ軸心とを自動的に位置決めする。

特開昭５４−１６６０６号公報（第２頁、図２） 特開２００２−９０４７３号公報（第３〜５頁、図１〜４）

ところで、指針式電子腕時計は、低消費電力化の要請が強いが、特に、常時回転運動を行なうステップモータの低消費電力化の要望が強い。
ステップモータの改良に関しては、大きく分けて以下に示す３つの改良の方向が知られている。

（１）ロータの軸受部（軸のほぞと軸受石）の摩擦損失の低減を行なうこと。
（２）ロータの慣性能率の低減、即ちステップ回転運動により毎回損失することになる運動エネルギの低減を行なうこと。
（３）磁気ギャップ（ステータ穴の内径とロータ外径との差の半分）の低減、即ち両者をより近接させることでロータの漏れ磁束が減り、ステータ側への有効な磁束が増えることによりロータの永久磁石の磁力をより有効に利用すること。

ステップモータの低消費電力化の要求にあっては、上記（３）に示した如く磁気ギャップを低減することが有効であり、そのためにはロータの外径とステータ穴とをより近づけることが特に有効である。

しかしながら、磁気ギャップの間隙を小さくしようとすると、ロータ軸心（特に下側のほぞの軸心）とステータ穴とを高精度に位置決めすることが難しくなるという問題がある。
特許文献１および特許文献２に示した従来技術は、ロータとステータ穴とを正確に位置決めすることができる技術ではあるが、出願人が検討したところでは、昨今の電子機器類の低消費電力化の流れに従って、更なるステップモータの低消費電力化をしようとすると、これらの技術をもってしても対応できないことがわかった。

特許文献１に示した従来技術では、ロータ下座の上部は、左右ステータの穴部の下方に、位置決めに必要な所定の厚さだけ接していなければならない。ロータ磁石はその上方に更に所定の隙間を持つような高さに配置される。すなわち、ロータ磁石の厚さ（軸方向の長さ）は短くなり、ステータの板厚に比して厚い磁石とすることができず、永久磁石の磁力を有効に得ることができない。
つまり、ステップモータを低消費電力化するために、ロータの慣性能率を下げ、ロータ磁石を小型化すると、磁石の寸法のわりに磁気ギャップが大きくなるために磁力がさらに低下してしまうのである。すなわち、そもそもステップモータを小型化することに向いてはいない技術であるといえる。

特許文献２に示した従来技術では、ロータとステータ穴とを正確に位置決めすることに関しては優れた技術であるといえるが、ロータ下座の上部が磁気ギャップの外周部を全周にわたって占拠してしまうので、磁気ギャップの間隙を小さくすることができない。
つまり、ステップモータを低消費電力化のために小型化すると、磁気ギャップの間隙も狭くなるので、ロータ下座の上部が制限材料になってしまうのである。
要するに、特許文献２に示した従来技術は、更なる低消費電力化を追求しようとした場合に、ロータ磁石を小型化しようとしたときのみ、不都合が生じてしまうのである。

本発明の目的は、ステップモータを小型化した際に有効な、ロータとステータとの位置決め構造を有するステップモータの新規な構成を提供することである。

本発明のステップモータは、上記目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。

地板上に平面的に展開され、大部分が円筒形をなす穴であるステータ穴を有する板状のステータと、
ロータ磁石を有し、このロータ磁石がステータ穴の内側の円筒面との隙間である磁気ギャップを有して配置されるロータと、
ステータ穴の中心とロータのロータ軸のほぞ部の中心とを整合させる位置決め手段と、を有するステップモータにおいて、
位置決め手段は、ステータ穴の内側の円筒面以外の部分を用いて地板との位置決めを行うように設けるか、または、磁気ギャップに、一様薄肉の円筒形状でステータ穴の内側の円筒面と接して設ける円筒部を用いて地板との位置決めを行うように設けることを特徴とする。

このような構成にすれば、ロータ軸心（特に下側のほぞの軸心）とステータ穴とを高精度に位置決めすることができ、ステップモータを小型化することができる。

ステータは、ステータ穴の内側の円筒面の２箇所に切欠部を有し、
ロータの軸受部の一方を地板に設け、
地板は、ステータと接する方向の面に、この面から突出するように非磁性または磁性の
弱い材質より成る位置決め手段である位置決めピンを少なくとも１つ備え、
位置決めピンをステータ穴の切欠部に嵌めこむことによって、地板に対してロータとステータの位置決めを行うようにしてもよい。

このような構成にすれば、地板に設けた位置決めピンによりロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができる。

位置決めピンは、表面に平面部を有するようにその断面が半円形または多角形であり、ステータ穴を挟み、平面部が対向するように２つ設けており、
位置決めピンをステータの切欠部に嵌めこむとき、ステータ穴の内側の円筒面から平面部がロータ方向に突出しないようにしてもよい。

このような構成にすれば、位置決めピンがステータ穴のロータ方向に突出しないようになり、磁気ギャップをさらに狭くすることができる。

ステータは、ステータ穴の内側の円筒面の２箇所に切欠部を有し、
ロータの軸受部の一方を有するロータ下座を地板に設け、
ロータ下座は、ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端には中心軸から所定の距離だけ離間して位置決め手段である位置決めピンを少なくとも１つ備え、
位置決めピンをステータ穴の切欠部に嵌めこむことによって、地板に対してロータとステータとの位置決めを行うようにしてもよい。

このような構成にすれば、ロータ下座に設けた位置決めピンによりロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができる。

位置決めピンは、表面に平面部を有するようにその断面が半円形または多角形であり、ロータの中心軸を挟み、平面部が対向するように２つ設けており、
位置決めピンをステータの切欠部に嵌めこむとき、ステータ穴の内側の円筒面から平面部がロータ方向に突出しないようにしてもよい。

このような構成にすれば、位置決めピンがステータ穴のロータ方向に突出しないようになり、磁気ギャップをさらに狭くすることができる。

ステータの下面に、ステータの板厚よりも浅く、内径が前記ステータ穴の径を越えるリング状の凹部をステータ穴と同心に設け、
地板には、ロータ下座が嵌合しており、
ロータ下座には、ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端に該中心軸と同軸の円筒状部分で構成する位置決め手段としての位置決め部を設け、
位置決め部をステータ下面に設けたリング状の凹部の内周面または外周面に係合させることによって、地板に対してロータとステータとの位置決めを行うようにしてもよい。

ステータの下面に、ステータの板厚よりも浅く、ステータ穴と同心の外径を有する円形のザグリ部を設け、
地板には、ロータ下座が嵌合しており、
ロータ下座には、ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端に該中心軸と同軸で内径がステータ穴の径とほぼ等しい円筒状部分で構成する位置決め手段としての位置決め部を設け、
位置決め部をステータ下面に設けた円形のザグリ部の外径に係合させることによって、地板に対してロータとステータとの位置決めを行うようにしてもよい。

このような構成にすれば、狭い磁気ギャップでもロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができるとともに、位置決め部は磁気ギャップ内には存在せず、磁気ギャップをより狭くすることができる。

地板には、ロータ下座が植設されるロータ下座用穴とこのロータ下座用穴よりも大径で所定の深さを有するザグリ部を設け、
ロータ下座には、所定の高さ位置に下面を有する位置決め手段としてのフランジ状部分を設け、
ロータ下座を地板に上側から嵌合させるとき、ザグリ部の上面とフランジ状部分の下面とを当接させることによって、地板に対するロータ下座の高さ方向の位置決めを行うようにしてもよい。

このような構成にすれば、地板内におけるロータ下座の圧入高さ位置を正しく決めることができる。

地板にステータ穴と等しい径の垂直な穴を設け、
垂直な穴に嵌合する位置決め手段である円筒部を有するロータ下座を地板に圧入し、
地板の上面に突出した円筒部をステータ穴にも嵌合させることによって、地板に対してロータとステータとの位置決めを行うようにしてもよい。

このような構成にしても、円筒部は一様薄肉であるから、磁気ギャップを狭くしても制限材料とはなりえず、狭い磁気ギャップでもロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができる。

本発明の、連結ステータを位置決めする構成において、位置決めにステータ穴の内周面以外の部分を用いることによって、ロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができる。これにより、磁気ギャップを狭め、ロータ磁石の磁束を有効に利用することができる。
また、ステータ穴の内側の円筒面と接して一様薄肉の円筒形状位置決め手段を用いることにより、狭い磁気ギャップでもロータとステータ穴とを高精度に位置決めすることができる。

本発明の第１の実施形態を説明する図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）は地板の要部斜視図、図１（ｄ）はステータの要部斜視図である。 本発明の第２の実施形態を説明する図である。図２（ａ）はロータ下座の斜視図、図２（ｂ）は要部断面図である。 本発明の第３の実施形態を説明する図である。図３（ａ）は要部断面図、図３（ｂ）はステータの下面図である。 本発明の第４の実施形態を説明する図である。図４（ａ）は要部断面図、図４（ｂ）はステータの下面図である。 本発明の第５の実施形態を説明する図であって、要部断面図である。 本発明の第６の実施形態を説明する図であって、要部断面図である。 従来から知られているステップモータを説明するために模式的に示す図である。図５（ａ）はステップモータの平面図、図５（ｂ）はそのロータ軸部におけるＫ−Ｋ断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、位置決め手段を構成する位置決めピンについては、その位置決めピンを設ける部分にあっては２つ設ける例で説明する。

［第１の実施形態の説明：図１（ａ）〜図１（ｄ）］
本発明のステップモータのロータ構造の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
図１（ａ）はステップモータの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）は地板の要部斜視図、図１（ｄ）はステータの要部斜視図である。なお、すでに説明した同一の構成には同一の名称を付与するものとし、実質的に同じ役割を有するものとして説明する。

図１において、１はロータで、ロータ軸１ａ、ロータカナ１ｂ、ロータ磁石１ｃ、ロータ座１ｄの各部品より構成される。１ｅはロータのほぞ部で、ロータ軸の上下端にある。２はロータのほぞ部１ｅを受ける軸受石で、ロータ下座７の中心に固着されている。（上部軸受は図示を省略。また軸受部材として貴石を用いるとは限らない。）
３はステータである。左ステータと右ステータとを溶接部３ａにて連結し一体化したものであって、連結ステータとも呼ばれるものであるが、単にステータと称することにする。４は磁気ギャップ、５は地板である。

なお、地板５に圧入されるロータ下座７の外周面と、ロータ下座７に固着される軸受石２の穴と、は偏心がないものとする。なおこれらのことは、後述する他の実施形態についても共通する。

ステータ３には、切欠部３ｃが設けてある。この切欠部３ｃは、いわゆるノッチと呼ばれる部分である。なお、このようにステータ３のステータ穴３ｂの内側の円筒面に設けるノッチを、特に内ノッチと呼ぶ場合がある。このような切欠部３ｃは、ロータ１の静的安定位置を規定するために設けるものであるから、ステータ穴３ｂに設ける位置は重要である。切欠部３ｃは、ステータ穴３ｂの内側の円筒面から内側（ロータ１とは反対方向）に向かって切り欠かれているものであり、ロータ１側からみて、幅と奥行きがある。特に、その幅をノッチ幅と呼ぶことがある。

切欠部３ｃは、ロータ１側から見て切り欠かれた角部（ステータ穴３ｂの内側の円筒面の角部）が滑らかになるように加工されることもあるが、そのような場合であっても、ノッチ幅の距離とは、ステータ穴３ｂの内側の円筒面の角部同士の距離ではなく、切欠部３ｃの内部の切り欠かれた大部分の幅の距離を指すものである。

切欠部３ｃは、図１（ａ）のような平面視では半円形を有している。その形状は、もちろん一例であって、同じく平面視で角を有するような形状であってもよく、平面視で曲線と直線とを組み合わせたような形状であってもよい。

地板５には、ロータ下座が圧入されるロータ下座用穴５ａが設けられ、また、このロータ下座用穴５ａに対称的な位置に、断面が半円形（半月形ともいう）の２つの位置決めピン６が植設されている。
位置決めピン６の材質は、非磁性か低透磁率の金属（例えば銅合金やステンレス鋼）または樹脂材がよい。位置決めピン６は、地板５に連結ステータ３を正しく載置したとき、ステータ穴３ｂの内側の円筒面の２箇所に半円形の切欠部３ｃにちょうど嵌る位置に設ける。すなわち、ステータ３とロータ軸受の軸受石２とは、地板５を介して相互に位置決めされる。
なお、図１（ｃ）において、２点鎖線で示した円３ｅは、載置後のステータ穴３ｂの下
縁位置を示すものである。

位置決めピン６は、切欠部３ｃの大きさや位置決めピン６の太さなどから、適宜その形状や断面を決めることができる。位置決めピン６は、その断面が、円形であっても多角形であってもよく、また、円筒形の一部を軸に平行な平面でカットした一部に平面を有するような形状を有していてもよいのである。

ところで、この位置決めピン６は、その断面が半円形を例示したが、位置決めピン６がステータ３の切欠部３ｃに嵌るのであるから、位置決めピン６の断面形状は、切欠部３ｃと概ね一致している方が好ましい。つまり、ステータ３の切欠部３ｃが平面視で角を有するような角形であれば、位置決めピン６の断面もその形状に合わせて角を有する形状とすればよい。そうすると、位置決めの目的からすると、双方がよりしっくり嵌り込むので都合がよい。

なお、切欠部３ｃの形状と位置決めピン６の形状とが一致していなくてもよい場合がある。例えば、切欠部３ｃのノッチ幅と位置決めピン６の幅（断面が円形であれば、その直径）とが概ね一致してあれば、双方の形状が多少異なっていても、双方はしっくり嵌り込むことができる。

もちろん、位置決めピン６は、その全長に渡り同一の断面形状を有していなくてもよい。例えば、切欠部３ｃと嵌りこむ部分は半円形であっても、地板５に嵌入する部分は、円形や多角形を有してもよいのである。このようにすれば、地板５に対して位置決めピンを嵌入し易くなったり、地板５に対して位置決めピン６が回転しにくくなったりすることができる。

第１の実施形態では、知られている従来技術と異なり、位置決めピン６が切欠部３ｃとちょうど嵌りこむか、切欠部３ｃの半円形の中に入り込むために、ロータ１方向に位置決めピン６が突出することはない。仮に、位置決めピン６の大きさによっては、一部が磁気ギャップ４内に入り込むこともあるが、性能上許容される範囲内の入り込み量であれば、何ら問題はない。
要するに、磁気ギャップ４内に位置決め手段が実質的に存在しないようにできる。その意味で、磁気ギャップ４の狭さをより狭めることができ、ロータ磁石１ｃから出る磁束を有効利用することができるのはもちろん、ロータ１の小型化、低慣性能率化、ステップモータの低消費電力化に極めて有利な構造である。

以上説明した例では、位置決めピン６を切欠部３ｃに留めておく場合を例示した。もちろん、ステータ３の位置決めが確定された後でステータ３を他の手段で地板５に固定し、その後に位置決めピン６の一方または両方を除去してもよい。

［第２の実施形態の説明：図２］
つぎに、第２の実施形態を図２を用いて説明する。
図２（ａ）はロータ下座の斜視図、図２（ｂ）は要部断面図である。第２の実施形態では、すでに説明した第１の実施形態と同様な考え方であり、ステータ３の切欠部３ｃを用いて位置決めを行うが、位置決めピンをロータ下座に設けたものである。

図２（ａ）に示すように、位置決めピン７ａをロータ下座７の上部（地板５の上面から突出する位置）に、ロータ１を受ける軸受石２を有するロータ下座７と一体に設けている。
ロータ下座７の材質は、もちろん樹脂材など非磁性である。図２（ｂ）は、図２（ａ）
に示す２つの位置決めピン７ａの中心軸を通る断面図を示している。

第２の実施形態にあっても、第１の実施形態と同様に、位置決め手段である位置決めピン７ａの形状は、自由に選択することができる。図２（ａ）に示す例では、その断面を円形としているが、非円形であってもよく、また、その全長に渡り同一の断面形状を有していなくてもよい。

位置決めピン７ａが切欠部３ｃとちょうど嵌りこむか、切欠部３ｃの半円形の中に入り込むようにすれば、ロータ１方向に位置決めピン７ａが突出することはない。位置決めピン７ｃの大きさによっては、一部が磁気ギャップ４内に入り込むこともある。図２（ｂ）に示す例がそれである。しかしながら、その入り込み量が性能上許容される範囲内であれば、何ら問題はない。
要するに、第１の実施形態と同様に、磁気ギャップ４内に位置決め手段が実質的に存在しないようにできるので、磁気ギャップ４の狭さをより狭めることができ、ロータ磁石１ｃから出る磁束を有効利用することができるのはもちろん、ロータ１の小型化、低慣性能率化、ステップモータの低消費電力化を向上させる効果がある。

［第３の実施形態の説明：図３］
つぎに、第３の実施形態を図３を用いて説明する。
図３（ａ）はステップモータの要部断面図、図３（ｂ）はステータの下面図である。なお、図３にあっては、図面を見やすくするためにロータ１の図示を省略している。

第３の実施形態では、ロータ下座７の上部（地板５からの突出部）に一体に形成された円筒状の位置決め手段である位置決め部７ｂを用い、ステータ３の下面にはステータ穴３ｂと同心の浅い浚いであるリング状のステータ凹部３ｄを設けている。そして、円筒状の位置決め部７ｂとリング状のステータ凹部３ｄとを嵌め合わせ、位置決めを行わせるものである。
両者はそれぞれ円筒形の内周面と外周面とを有するが、位置決め作用は内周面と内周面、あるいは外周面と外周面の組み合わせのいずれを主体に用いてもよい。

この第３の実施形態は、リング状のステータ凹部３ｄがステータ３のステータ穴３ｂの内側の円筒面よりも外側にあるから、位置決め手段であるの位置決め部７ｂは、磁気ギャップ４内には全く存在しない。このため、磁気ギャップ４をより狭くすることができる。

［第４の実施形態の説明：図４］
つぎに、第４の実施形態を図４を用いて説明する。
図４（ａ）はステップモータの要部断面図、図４（ｂ）はステータの下面図である。なお、図４も図面を見やすくするためにロータ１の図示を省略している。

第４の実施形態では、ロータ下座７の上部に一体に形成された円筒状の位置決め手段である位置決め部７ｂを用い、その外周面と、ステータ３の下面側に浅く設けられた円形のザグリ部（ステータ穴３ｂと同心）であるステータ凹部３ｄの外周面を用いてステータ３を位置決めする。

第４の実施形態の位置決めの効果は、第３の実施形態と同等である。図４に示す例では、位置決め部７ｂは、ステータ３のステータ穴３ｂの内側の円筒面からロータ１の方向に突出しない例を示しているが、位置決め部７ｂの一部（内周側）が磁気ギャップ４内にわずかに入り込むようにしてもよい。その際は、すでに説明した実施形態と同様に、その入
り込み量が性能上許容される範囲内にすればよいのである。

［第５の実施形態の説明：図５］
つぎに、第５の実施形態を図５を用いて説明する。
図５はステップモータの要部断面図である。なお、図５も図面を見やすくするためにロータ１の図示を省略している。

第５の実施形態では、ステータ位置決めのための構成は、第４の実施形態と似ている。相違点は、地板５内におけるロータ下座７の圧入高さ位置（ロータ１の軸方向に沿った位置）を正しく出すものである。

すなわち、地板５に所定の深さの地板浚い部５ｃ（ザグリ部）を設け、その上面と、ロータ下座７に設けたフランジ部７ｃの下面とを、ロータ下座７の圧入時に当接させることで目的を達するものである。

すでに説明した従来知られているステップモータの構成（図７（ｂ）を参照のこと）では、ロータ下座７１６の高さ位置を地板７００の上面を用いて定めていたので磁気ギャップ７２０内にロータ下座７１６の上端が入り込んでおり、このため磁気ギャップ７２０を狭く使用するときに制限材料となっていたが、第５の実施形態では、高さ位置を決めるフランジ部７ｃがステータ３の下、地板５の厚さ内にあるのでそのようなことがない。

［第６の実施形態の説明：図６］
つぎに、第６の実施形態を図６を用いて説明する。
図６はステップモータの要部断面図である。なお、図６も図面を見やすくするためにロータ１の図示を省略している。

第６の実施形態では、位置決め手段である位置決め部材８の形状を極度に単純化したものである。位置決め部材８の主体（要部）は単なる一様薄肉の金属円筒（パイプ）である。第６の実施形態では、ロータ下座７は位置決め部材８の内周部に圧入保持されている。

地板５に設けたロータ下座用穴５ａの径は、ステータ３のステータ穴３ｂと同径である。ただし、地板５側の穴径は圧入用、ステータ穴３ｂの径は遊合用となる場合など、両者には嵌合代ぶんだけの差を与える。
ロータ下座７は、位置決め部材８に圧入されているが、ロータ下座７の外径を位置決め部材８の外径と等しくし、同じ地板５のロータ下座用穴５ａの上下部分に圧入保持するようにしてもよい。

第６の実施形態における位置決め部材８とロータ下座７とは、組立による精度が確保され易いと考えられ、両者を併せてロータ下座であるとみなすこともできるから、ロータ下座７と位置決め部材８とを一体に形成してもよい。その場合、その形状はカップ状になる。

第６の実施形態においては、位置決め部材８が単純な形状であるため、地板５とステータ３の位置決め精度が高い。樹脂材料で構成することもできるが、金属材料（非磁性、弱磁性または低透時率）を用いれば、薄肉であってもかなり高い強度とすることができ、圧入にも支障がない。またパイプ材はセンタレス加工で精度を追求できる可能性がある。また、位置決め部材８はその肉厚がすべて磁気ギャップ４内に存在するが、薄肉であるためすでに説明した従来知られている技術よりは磁気ギャップ４を比較的狭くすることができ
る。

以上説明した実施形態は、開示した構成に限定されないことはもちろんである。例えば、 図５に示す第５の実施形態は、すでに説明した第２〜第４の実施形態にも適用可能である。すなわち、既述の複数の実施形態の特徴を組み合わせたり、既述の例に更に他の特徴を加えてもよい。

本発明のステップモータは、低消費電力化が要求される腕時計用のステップモータや、指針を用いて情報を表示する小型の測定器などの電子機器に好適である。

１ ロータ
１ａ ロータ軸
１ｂ ロータカナ
１ｃ ロータ磁石
１ｄ ロータ座
１ｅ ロータのほぞ部
２ 軸受石
３ 連結ステータ
３ａ 溶接部
３ｂ ステータ穴
３ｃ ステータ切欠
３ｄ ステータ凹部
３ｅ ステータ穴の下縁
４ 磁気ギャップ
５ 地板
５ａ ロータ下座用穴
５ｂ 位置決めピン穴
５ｃ 地板ザグリ部
６ 位置決めピン
７ ロータ下座
７ａ ロータ下座に設けた位置決めピン
７ｂ ロータ下座に設けた円筒状位置決め部
７ｃ ロータ下座のフランジ部
８ 位置決め円筒
７００ 地板
７０１ 左ステータ
７０２ 右ステータ
７０３ 励磁コイル磁芯
７０４ 励磁コイル
７０５ 取付ネジ
７０６ 溶接部
７０７ ステータ穴
７０８ ステータ切欠
７１０ ロータ
７１１ ロータ軸
７１２ ロータ磁石
７１３ ロータカナ
７１４ ロータ座
７１５ ロータ下穴石
７１６ ロータ下座
７２０ 磁気ギャップ

Claims (9)

1. 地板上に平面的に展開され、大部分が円筒形をなす穴であるステータ穴を有する板状のステータと、
   ロータ磁石を有し、該ロータ磁石が前記ステータ穴の内側の円筒面との隙間である磁気ギャップを有して配置されるロータと、
   前記ステータ穴の中心と前記ロータのロータ軸のほぞ部の中心とを整合させる位置決め手段と、を有するステップモータにおいて、
   前記位置決め手段は、前記ステータ穴の内側の円筒面以外の部分を用いて前記地板との位置決めを行うように設けるか、または、前記磁気ギャップに、一様薄肉の円筒形状で前記ステータ穴の内側の円筒面と接して設ける円筒部を用いて前記地板との位置決めを行うように設けることを特徴とするステップモータ。
2. 前記ステータは、前記ステータ穴の内側の円筒面の２箇所に切欠部を有し、
   前記ロータの軸受部の一方を前記地板に設け、
   前記地板は、前記ステータと接する方向の面に、この面から突出するように非磁性または磁性の弱い材質より成る前記位置決め手段である位置決めピンを少なくとも１つ備え、
   前記位置決めピンを前記ステータ穴の前記切欠部に嵌めこむことによって、前記地板に対して前記ロータと前記ステータの位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ。
3. 前記位置決めピンは、表面に平面部を有するようにその断面が半円形または多角形であり、前記ステータ穴を挟み、前記平面部が対向するように２つ設けており、
   前記位置決めピンを前記ステータの前記切欠部に嵌めこむとき、前記ステータ穴の内側の円筒面から前記平面部が前記ロータ方向に突出しないことを特徴とする請求項２に記載のステップモータ。
4. 前記ステータは、前記ステータ穴の内側の円筒面の２箇所に切欠部を有し、
   前記ロータの軸受部の一方を有するロータ下座を前記地板に設け、
   前記ロータ下座は、前記ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端には前記中心軸から所定の距離だけ離間して前記位置決め手段である位置決めピンを少なくとも１つ備え、
   前記位置決めピンを前記ステータ穴の前記切欠部に嵌めこむことによって、前記地板に対して前記ロータと前記ステータとの位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ。
5. 前記位置決めピンは、表面に平面部を有するようにその断面が半円形または多角形であり、前記ロータの前記中心軸を挟み、前記平面部が対向するように２つ設けており、
   前記位置決めピンを前記ステータの前記切欠部に嵌めこむとき、前記ステータ穴の内側の円筒面から前記平面部が前記ロータ方向に突出しないことを特徴とする請求項４に記載のステップモータ。
6. 前記ステータの下面に、前記ステータの板厚よりも浅く、内径が前記ステータ穴の径を越えるリング状の凹部を前記ステータ穴と同心に設け、
   前記地板には、ロータ下座が嵌合しており、
   前記ロータ下座には、前記ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端に該中心軸と同軸の円筒状部分で構成する前記位置決め手段としての位置決め部を設け、
   前記位置決め部を前記ステータ下面に設けたリング状の前記凹部の内周面または外周面に係合させることによって、前記地板に対して前記ロータと前記ステータとの位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ。
7. 前記ステータの下面に、前記ステータの板厚よりも浅く、前記ステータ穴と同心の外径を有する円形のザグリ部を設け、
   前記地板には、ロータ下座が嵌合しており、
   前記ロータ下座には、前記ロータの軸受部を中心軸上に有し、上端に該中心軸と同軸で内径が前記ステータ穴の径とほぼ等しい円筒状部分で構成する前記位置決め手段としての位置決め部を設け、
   前記位置決め部を前記ステータ下面に設けた円形の前記ザグリ部の外径に係合させることによって、前記地板に対して前記ロータと前記ステータとの位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ。
8. 前記地板には、前記ロータ下座が植設されるロータ下座用穴と該ロータ下座用穴よりも大径で所定の深さを有するザグリ部を設け、
   前記ロータ下座には、所定の高さ位置に下面を有する位置決め手段としてのフランジ状部分を設け、
   前記ロータ下座を前記地板に上側から嵌合させるとき、前記ザグリ部の上面と前記フランジ状部分の下面とを当接させることによって、前記地板に対する前記ロータ下座の高さ方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項６または７に記載のステップモータ。
9. 前記地板に前記ステータ穴と等しい径の垂直な穴を設け、
   前記垂直な穴に嵌合する前記位置決め手段である前記円筒部を有するロータ下座を前記地板に圧入し、
   前記地板の上面に突出した前記円筒部を前記ステータ穴にも嵌合させることによって、前記地板に対して前記ロータと前記ステータとの位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のステップモータ。

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