JP2559692Y2 - アウターロータ形ステッピングモータのステータ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は永久磁石形ステッピン
グモータに関し、特に、ステータの外周部にリング状の
ロータ磁石が配置されたアウターロータ形ステッピング
モータのステータ構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石形クローポール構造のステッピ
ングモータは、板金構造により磁極歯列と励磁コイルを
囲む磁気回路を構成している。これは一般的なインナー
ロータ形のモータに限らず、例えば特開昭５６−１２９
５６７号公報のようなアウターロータ形モータでも同じ
である。

【０００３】従来の一般的なクローポール形ステータで
は、１相分の磁極歯列は２枚の板金に多数の爪を立て、
２つの板金部品の爪を正しく向い合わせに組合せること
によって構成している。そしてその２つの板金部品の間
にボビンに巻いたコイルを挾み込んでいる。この構造で
は各ステータ部品（板金部品）を一体に組合せる際の位
置決め誤差によって磁極歯列のエアーギャップが均一に
ならず、そのためにモータとしての静止角度精度が大き
くばらつくという問題があった。

【０００４】この問題を解決する手段として、例えば特
開昭６１−１３５３５６号公報に開示されているよう
に、１つの板金部品に破線状に断続したスリットを形成
し、これによって１つの板金部品に２相分の磁極歯列を
形成する技術が知られている。この技術によれば磁極歯
列の位置・形状精度は極めて良くなる。

【０００５】１つの板金部品に破線状スリットによる磁
極歯列を形成する技術を採用して、本考案者らは先に、
図１および図２に示す構造のアウターロータ形ステッピ
ングモータを開発した。

【０００６】まず既提案のアウターロータ形ステッピン
グモータについて、図１と図２に基づいて詳細に説明す
る。

【０００７】５は内ヨークであって、中心筒部の外周に
３個のフランジ５ａを一体に有する磁性体部品である。
内ヨーク５の外周には３個のフランジ５ａによって２個
の溝が形成されており、それぞれの溝内に絶縁材からな
る半割ボビン７をセットし、その上にコイル８を巻き付
けている。

【０００８】６はリング状の磁性体からなる外ヨークで
あって、これには破線状に断続したスリット６ａによっ
て磁極歯列が形成されている。外ヨーク６の内径はフラ
ンジ５ａの外径とほぼ同じで、図のように３個のフラン
ジ５ａの外周部にリング状の外ヨーク６が緊密に嵌合装
着されている。

【０００９】９は内ヨーク５の中心穴部に固着された軸
受、３は軸受９に貫通装着されて回転自在に軸支された
ロータ軸、１５はロータ軸３の軸方向の移動を止める止
め輪、１はロータ軸３の上端部分に固着されたカップ状
ケース、２はカップ状ケース１の内周面に固着されたリ
ング状永久磁石からなるロータ磁石である。

【００１０】ロータ磁石２の内径は外ヨーク６の外径よ
りわずかに大きく、ロータ磁石２の磁極面が外ヨーク６
の磁極歯列にわずかなギャップをおいて対向している。
なおロータ磁石２の着磁パターンとステータ側の磁極歯
列のパターンについては通常の永久磁石形ステッピング
モータと同様でよいのでここでは詳述しない。

【００１１】また、１０は内ヨーク５の一端面にネジ１
１で固着されたベースプレートであって、その外周の一
部には外部接続用の端子部１４が一体に形成されてい
る。ベースプレート１０は金属板からなり、他の部分よ
り薄肉の端子部１４については表面に絶縁層を形成して
からその上に印刷配線で配線パターン１３を形成してい
る。そして内ヨーク５と外ヨーク６との間に設けた微少
な隙間１９からコイル８の末端１２を引き出して、端子
部１４の配線パターンにハンダ付けしている。

【００１２】なお図１において、１６は平座金、１７は
バネ座金であり、ロータとステータのガタをなくしつつ
ロータの円滑な回転を保証するためのものである。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】図１と図２に示した既
提案のアウターロータ形ステッピングモータは、複数の
ヨーク部品の突起を噛み合わせて磁極歯列を形成するの
ではなく、単独部品の外ヨーク６に磁極歯列が形成され
ているので、磁極歯列のパターンの精度は各部品の組立
精度には依存しなくなり、また中心筒部の外周に複数の
フランジ５ａを一体に設けた内ヨーク５と前記外ヨーク
６とを組合せてステータを構成するので、構造が簡素化
し、組立も容易になるなどの特徴を基本的に有してい
る。しかし図示の構造では、以下のような改良すべき問
題点を有していた。

【００１４】前記の構造のアウターロータ形ステッピン
グモータにおいて、内ヨーク５と外ヨーク６との結合構
造として、次ぎの二つの構造を従来採用していた。一つ
は図３（Ａ）に示すように、断続スリット６ａによって
磁極歯列を形成した帯状の板金部品である外ヨーク６を
予め円筒形に巻き、その両端の接合部を溶接しておき
（Ｐは溶接点を示す）、これを内ヨーク５のフランジ５
ａ外周に嵌め込む構造である。もう一つは図３（Ｂ）に
示すように、帯状の板金部品である外ヨーク６を内ヨー
ク５のフランジ５ａ外周の周長より少し短く製作してお
き、これをフランジ５ａの外径より少し小さい内径のリ
ング形に形成しておき、これを内ヨーク５のフランジ５
ａ外周に嵌め込む構造である。この構造では外ヨーク６
は完全に連続したリング形にはならず、両端部間に若干
の隙間２０ができる。

【００１５】図３（Ａ）の完全リング形の外ヨーク６ａ
の構造を採用した場合、外ヨーク６の内径と内ヨーク５
の外径の寸法精度を極めて高くしないと、外ヨーク６と
内ヨーク５とを圧入することができなかったり、両者の
間に隙間を生じて磁気抵抗が増大してしまう。両方の部
品の寸法精度を十分に高くするためには、部品の製作コ
ストが高くなる。また薄肉の板金部品である外ヨーク６
をリング形に形成して溶接した後、これを内ヨーク５に
圧入・嵌合するまでの工程において、外ヨーク６を変形
させてしまいやすく、この面でも不良品の発生率が高く
なる。

【００１６】図３（Ｂ）のように隙間２０のある不完全
なリング形に形成した外ヨーク６の構造を採用する場
合、外ヨーク６の弾性力でもってこれを内ヨーク５のフ
ランジ５ａの外周面に密着させるのであるが、十分に大
きな弾性力を長期間保つことは困難であり、外ヨーク６
と内ヨーク５との嵌合密着力が弱くなり、局部的に隙間
が生じて磁気抵抗が増大してしまう。

【００１７】この考案は前述した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、本考案者らが先に提案し
た図１に示す基本構造のアウターロータ形ステッピング
モータについて、ステータを構成する内ヨークと外ヨー
クとの結合構造を改善することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこでこの考案では、中
心筒部の外周に複数のフランジを一体に有する磁性体か
らなる内ヨークにコイルを装着した後、破線状に断続し
たスリットによって磁極歯列を形成した磁性体の板金部
品からなる外ヨークを、前記内ヨークのフランジ外周に
巻き付けるとともに溶接で内ヨークに固着した。

【００１９】

【作用】前記外ヨークを前記内ヨークに巻き付けてから
溶接するので、内ヨークの寸法精度を超高精度にする必
要はなく、また外ヨークを超高精度にリング形に形成す
る必要もない。外ヨークを内ヨークに巻き付けてから溶
接で固着するので、外ヨークの弾性力に頼らずに両者を
ぴったりと密着させて低損失の磁気回路を構成すること
ができ、しかもその状態を長期間維持することができ
る。

【００２０】

【実施例】図１に示すアウターロータ形ステッピングモ
ータの基本構成はこの考案の実施例にも共通のものであ
る。ここにおける内ヨーク５と外ヨーク６との結合の仕
方にこの考案の特徴がある。図４はこの考案の一実施例
によるステータ構造を示している。内ヨーク５は磁性体
部品であり、中心筒部の外周に３個のフランジ５ａを一
体に有し、フランジ５ａ間に２個の溝状部分がある。そ
の溝状部分に２相分の２個のコイル８を巻いている。な
おコイル８を巻くに際して、図１のようにボビン７を内
ヨーク５に装着してもよいし、ボビン７の代わりに内ヨ
ーク５のコイル装着用溝状部分の内面に絶縁体の被膜を
形成してもよい。内ヨーク５に２個のコイル８をセット
した後、破線状に断続したスリット６ａによって磁極歯
列を形成した帯状の板金部品からなる外ヨーク６を、内
ヨーク５のフランジ５ａ外周に巻き付ける。このとき外
ヨーク６の両端部分に適当な隙間２０があく寸法にして
おき、その隙間２０からコイル８の末端を引き出すよう
にする。外ヨーク６を内ヨーク５の外周にぴったりと巻
き付けたならば、両者の接合部を溶接して固着する。図
４のＰが溶接箇所を示している。接合箇所Ｐは内ヨーク
５と外ヨーク６の接合面の円周に沿って適宜間隔で複数
とする。もちろん内ヨーク５の上面側だけでなく下面側
も溶接する。

【００２１】なお外ヨーク６を内ヨーク５に巻き付ける
際に、外ヨーク６を予め第３図（Ｂ）の如きＣ形リング
状に形成し、これを内ヨーク５に嵌め込んで溶接しても
よい。溶接時に外ヨーク６と内ヨーク５の外周を密着さ
せることはいうまでもない。。そのようにすれば、コイ
ル線末端１２の引き出し位置を確かめて外ヨーク５を内
ヨーク６に組み合わせることができるので、コイル線の
断線防止になる。

【００２２】

【考案の効果】以上詳細に説明したように、この考案に
係るアウターロータ形ステッピングモータのステータ構
造では、内ヨークの外周に外ヨークを巻き付けて両者を
溶接で固着したので、ステータを構成する内ヨークおよ
び外ヨークの寸法精度がそれ程高くなくても、両者を完
全に密着した状態でステータヨークを構成することがで
き、低コストで高性能なアウターロータ形ステッピング
モータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案者らが先に提案している本考案の前提と
なるアウターロータ形ステッピングモータの断面図であ
る。

【図２】同上モータにおける従来のステータ組立品の一
部切欠斜視図である。

【図３】同上ステータ組立品における外ヨークの２つの
構造例を示す斜視図である。

【図４】本考案の一実施例によるステータ組立品の斜視
図である。

【符号の説明】

１ ロータケース ２ ロータ磁石 ３ ロータ軸 ５ 内ヨーク ５ａ フランジ ６ 外ヨーク ６ａ スリット １２ コイル線末端 ２０ 隙間 Ｐ 溶接箇所

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心筒部の外周に複数のフランジを一体
   に有する磁性体からなる内ヨークと、この内ヨークの前
   記フランジ間の溝状部分に巻かれたコイルと、破線状に
   断続したスリットによって磁極歯列を形成した磁性体の
   板金部品からなり、前記内ヨークの前記フランジの外周
   に巻き付けられるとともに溶接で固着された外ヨークと
   を備えたアウターロータ形ステッピングモータのステー
   タ構造。