JP2734936B2 - ステッピングモータ - Google Patents

ステッピングモータ

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JP2734936B2
JP2734936B2 JP5169422A JP16942293A JP2734936B2 JP 2734936 B2 JP2734936 B2 JP 2734936B2 JP 5169422 A JP5169422 A JP 5169422A JP 16942293 A JP16942293 A JP 16942293A JP 2734936 B2 JP2734936 B2 JP 2734936B2
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JP
Japan
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bobbin
magnet
stepping motor
pole teeth
ring
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寛二 細木
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Mitsubishi Materials Corp
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータを小径化し、か
つモータの取扱性および組立性を向上させるとともに、
モータ回転時の角度精度を向上させることにより、時
計、カメラ、医療機器等に組み込んで使用する小型ステ
ッピングモータに関する。
【0002】
【従来の技術】特に、永久磁石型ステッピングモータを
小径化する場合には、一般的にロータの両側にA相、B
相からなる励磁コイルが配置される。この場合、例えば
4極着磁構造を有するステッピングモータを例とする
と、図9に示すように、それぞれの励磁コイル21,2
2のボビン部21a,22a両端には、極歯23a,2
4aを有するヨーク23,24が配設されている。また
個々のヨーク23,24は、その先端がマグネット20
aの中央部近傍に至るよう、スカート丈の長い極歯23
aと短い極歯24aとを、「コ」の字状に成形し、かつ
90°位相をずらして配置されている。更に、A相とB
相とは、45°ずつ位相をずらして配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合に
は、ヨーク23,24をそれぞれコイル21,22の両
端部から挿入してマグネット20aの外周上における極
歯23a,24aの位置決めを行うため、片相のみに着
目した場合、配置された極歯23a,24a間における
周方向の角度のずれが生じ、また、両相の相対する極歯
23a,24aの角度の配置ずれが生じることも懸念さ
れる。その結果、シャフト20の回転中の瞬間におい
て、マグネット20aと極歯23a,24aとの吸引バ
ランスが微妙にずれ、モータ回転時において各ステップ
が所定の位置からずれる、いわゆる角度精度の低下とい
う問題があった。
【0004】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、モータ外径を小型化できるとともに、予め片相内の
極歯ずれおよび両相間の極歯ずれを防止するため極歯の
みを樹脂一体化した一部品として構成することにより、
モータの取扱性および組立性を向上させ、かつモータ回
転時における角度精度の高いステッピングモータを提供
することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のステッピングモ
ータは、円柱状のマグネットが同軸をなすように固定さ
れたシャフトと、前記マグネットの軸線方向両側にて前
記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、円筒状
をなし、前記両側からマグネットの外周上を、前記マグ
ネットと同軸かつ各々の端面が互いに対向するよう延び
る一対のボビン部材と、これらボビン部材の周囲にそれ
ぞれ巻回されたコイルとを具備するとともに、前記一対
のボビン部材の互いに対向する端面の間に前記マグネッ
トと同軸をなすように固定されたリング状樹脂部材と、
リング状樹脂部材の両端面に、前記両側に向け、それぞ
れ前記マグネットの外周面に沿って一体成形により隣接
・対向配置された軟磁性体製の極歯とを有するヨーク部
材を具備するものである。
【0006】ここで、前記ヨーク部材と前記一対のボビ
ン部材とを、前記リング状樹脂部材の両端面上にて、少
なくとも前記ボビン部材の端面に形成された径合部を介
して径合する構成としてもよい。
【0007】
【作用】本発明のステッピングモータの場合、極歯とリ
ング状樹脂部材とは一体化され、ヨーク部材を構成して
いる。従って、前記リング状樹脂部材に対する前記極歯
の位置決めを予め高精度で行っておくことにより、片相
内および両相間の前記極歯の周方向の位置精度が向上す
る。また、前記ヨーク部材が予め組立られているため、
モータの取扱性および組立性も向上する。
【0008】更に、前記ヨーク部材と前記ボビン部材と
を径合部を介して径合させることにより、前記ヨーク部
材と前記ボビン部材との間の位置決めが、より容易かつ
高精度に行われる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につい
て説明する。図1〜図3は、本発明のステッピングモー
タに用いられるヨーク部材1の構造の例を示すもので、
図1および図2はそれぞれヨーク部材1の側面図および
正面図、また、図3はIII−III線に沿ったヨーク
部材1の断面図である。
【0010】ヨーク部材1は、円筒状をなすリング状樹
脂部材2と、このリング状樹脂部材2の両端面2a,2
bにリング状樹脂部材2の周に沿って交互に植設され、
かつリング状樹脂部材2の軸に沿って延伸する複数個の
軟磁性体製の極歯3a,3b,3a´,3b´とから構
成されている。
【0011】ここで、従来の技術で述べたごとく、極歯
3a,3b,3a´,3b´の先端がステッピングモー
タのマグネット(図示せず。)の中央部近傍に至るよう
に、符号3a,3a´で示す極歯は、前記軸方向への延
伸量が相対的に長く、符号3b,3b´で示す極歯は、
前記軸方向への延伸量が相対的に短く設定されている。
また、図中符号Sで示す部分は、ヨーク部材1の中央部
にその軸線に沿って形成された空間で、この空間Sに
は、前記マグネットおよびこのマグネットの外周を覆う
一対のボビン部材(後述)の一部がヨーク部材1と同軸
をなすように配設される。
【0012】本実施例の場合、図2および図3に示すよ
うに、極歯3a,3a´,3b,3b´は、その空間S
を向く面がいずれもリング状樹脂部材2の内周面と同一
面上となるよう位置している。また、一つの端面2aま
たは2bに植設された極歯3a´,3b´または3a,
3bは、極歯3a´と極歯3b´および極歯3aと極歯
3bとが互いに90゜づつ位相が異なり、かつ極歯3a
と3a´および3bと3b´は互いに一体成形されたヨ
ーク部材1内において位相が45°ずれた形でそれぞれ
位置決めされている。ただし、本発明における極歯2
a,2bの配置は図示の状態のみに限定されるものでは
なく、マグネットの磁極配置に応じて適宜設定されるべ
きである。
【0013】一方、図4〜図7は、本発明のステッピン
グモータに用いられるコイル巻きの無い状態でのボビン
部材5の構造の例を示すもので、図4および図7はそれ
ぞれボビン部材5の側面図および正面図、また、図5お
よび図6はそれぞれボビン部材5のV−V線およびVI
−VI線に沿った断面図である。
【0014】ボビン部材5は、円筒状をなし、一端側の
端面からその軸線に沿って一対の端子6a,6bが突出
する端子部5aと、両端部が拡径された円筒状をなすボ
ビン部5bとから概略構成され、ボビン部5bの一端を
端子部5aの他端側の端面に同軸をなすよう挿入するこ
とにより、一体的に形成されている。また、これら端子
部5aは樹脂製とされ、かつボビン部5bは軟磁性体製
とされている。
【0015】符号Hはボビン部材5の軸線上を貫通する
孔部で、この孔部Hには、ステッピングモータのマグネ
ット(図示せず。)を貫通するシャフト(図示せず。)
がボビン部材5と同軸をなすように配設される。更に、
孔部Hの端子5a側には、前記シャフトをボビン部材5
の軸線を中心に回転自在に支持する軸受7が設置されて
いる。
【0016】端子部5aの基端側の外周面には、端子6
a,6bの基部6c,6dが、ボビン部材5の軸線を挟
んで軸対象となる位置にその側面をそれぞれ露出させた
状態で固定されている。ここで、基部6dは基部6cよ
りも基端方向に延伸され、更に、基部6dの前記一端側
の側面は、その軸方向の幅が基部6cの軸方向の露出幅
と等しく、かつ基部6d側に偏心した偏心部9により覆
われている。
【0017】一方、ボビン部5bは、その軸方向の長さ
が前記リング状樹脂部材2から延伸する極歯3aまたは
3a´の長さとほぼ同一とされ、かつその径は、コイル
(後述)巻回後の径が前記空間Sの径より小さくなるよ
う設定されている。また、ボビン部5bの両端部はいず
れも拡径され、それぞれボビン枠10,11とされてい
る。特に、ボビン枠11は、図4,図6および図7に示
すように段付の略小判状をなし、その長手方向の幅が前
記ヨーク部材1の内径とほぼ同一とされている一方、長
手方向と直交する方向の幅が前記極歯3b,3b´の幅
とほぼ同一とされている。ここで、ボビン枠11の基端
面最外周部の段付部には、前記極歯3bまたは3b´と
径合する形状の凸部(径合部)12が設けられている。
【0018】更に、ボビン部材5にはコイル(図示せ
ず。)が巻回されている。この場合、コイルはまず偏心
部9より基端側の端子部5a外周面から露出した端子基
部6dとハンダ付け等の方法で導通させられた後、偏心
部9に数回巻回され、更に直接ボビン部5bに巻回され
る。ボビン部5bのボビン枠10,11間に所定厚さで
巻回されたコイルは、偏心部9の外周面から露出した端
子基部6cとハンダ付け等の方法で導通させられ、その
結果、端子6a,6bへの通電により励磁可能となって
いる。
【0019】次に、上述したヨーク部材1およびボビン
部材5を用いたステッピングモータの構造について以下
に説明する。本発明に係るステッピングモータの場合、
ヨーク部材1に形成された空間S内には、ヨーク部材1
の両端側から、ボビン部材5がそれぞれヨーク部材1と
同軸をなすように挿入されている。これらボビン部材5
はいずれもボビン部5b側から空間S内に挿入され、更
に、凸部12とヨーク部材1の極歯3bまたは3b´の
先端とがそれぞれ径合させることにより、ボビン部材5
とヨーク部材1との間の位置決めがなされている。
【0020】一方、上記一対のボビン部材5によって囲
まれた孔部H内には、前記シャフトがヨーク部材1と同
軸をなすように挿通されており、かつ前記シャフトは、
その両端部をそれぞれ前記一対のボビン部材5に設けら
れた軸受7に軸支させることにより、孔部H内に回転自
在に支持されている。また、ボビン部材5の両端面から
は、それぞれ一対の端子6a,6bが突出しており、こ
の端子6a,6bに給電することにより、前記シャフト
が回転する。
【0021】前記構成からなるステッピングモータによ
れば、モータ外径を小さく抑えることができるばかりで
はなく、極歯3a,3b,3a´,3b´とリング状樹
脂部材2とが一体化されてヨーク部材1を構成している
ため、リング状樹脂部材2に対する極歯3a,3b,3
a´,3b´の位置決めを予め高精度で行っておくこと
により、極歯3a,3b,3a´,3b´の周方向の位
置精度が向上する。また、ヨーク部材1が予め組立られ
ているため、モータの組立も容易となる。
【0022】更に、リング状樹脂部材2に一体成形され
た短い極歯3b,3b´の端面とボビン部材5とを凸部
12を介して径合させることにより、ヨーク部材1とボ
ビン部材5との間の位置決めを、より容易かつ高精度に
行うことができる。
【0023】なお、本実施例においては、極歯3a,3
b,3a´,3b´のうち空間Sを向く面がリング状樹
脂部材2の内周面と同一面上に位置しているが、例えば
図8に示すように、極歯3a,3b,3a´,3b´の
うち空間Sを向く面を、リング状樹脂部材2の内周面か
ら径方向外方にずらして配置してもよい。また、本発明
は前記各実施例のみに限定されるものではなく、細部は
必要に応じて適宜変更してよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、モ
ータ外径が小型化され、しかも、極歯を予め高精度で一
体成形したヨーク部材を使用することで、位置決め工程
が削減されて組立性が大幅に向上し、モータ回転時の角
度精度に優れたステッピングモータを容易に得ることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のステッピングモータに用いられるヨー
ク部材の構造の例を示す側面図である。
【図2】本発明のステッピングモータに用いられるヨー
ク部材の構造の例を示す正面図である。
【図3】本発明のステッピングモータに用いられるヨー
ク部材の構造の例を示すIII−III線に沿った断面
図である。
【図4】本発明のステッピングモータに用いられるボビ
ン部材の構造の例を示す側面図である。
【図5】本発明のステッピングモータに用いられるボビ
ン部材の構造の例を示すV−V線に沿った断面図であ
る。
【図6】本発明のステッピングモータに用いられるボビ
ン部材の構造の例を示すVI−VI線に沿った断面図で
ある。
【図7】本発明のステッピングモータに用いられるボビ
ン部材の構造の例を示すVII方向より見た正面図であ
る。
【図8】本発明のステッピングモータに用いられるヨー
ク部材の構造の例を示す正面図である。
【図9】従来考案されていた小型ステッピングモータの
内部構造図である。
【符号の説明】
1 ヨーク部材 2 リング状樹脂部材 2a,2b リング状樹脂部材の端面 3a,3b,3a´,3b´ 極歯 5 ボビン部材 5a 端子部 5b ボビン部 6a,6b 端子 6c,6d 端子基部 7 軸受 9 偏心部 10,11 ボビン枠 12 凸部(径合部) H 孔部 S 空間

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状のマグネットが同軸をなすように
    固定されたシャフトと、前記マグネットの軸線方向両側
    にて前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
    円筒状をなし、前記両側からマグネットの外周上を、前
    記マグネットと同軸かつ各々の端面が互いに対向するよ
    う延びる一対のボビン部材と、これらボビン部材の周囲
    にそれぞれ巻回されたコイルとを具備するとともに、 前記一対のボビン部材の互いに対向する端面の間に前記
    マグネットと同軸をなすように固定されたリング状樹脂
    部材と、リング状樹脂部材の両端面に、前記両側に向
    け、それぞれ前記マグネットの外周面に沿って一体成形
    により隣接・対向配置された軟磁性体製の極歯とを有す
    るヨーク部材を具備することを特徴とするステッピング
    モータ。
  2. 【請求項2】 前記ヨーク部材と前記一対のボビン部材
    とが、前記リング状樹脂部材の両端面上にて、少なくと
    も前記ボビン部材の端面に形成された径合部を介して径
    合されていることを特徴とする請求項1記載のステッピ
    ングモータ。
JP5169422A 1993-07-08 1993-07-08 ステッピングモータ Expired - Lifetime JP2734936B2 (ja)

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KR1019940016123A KR100230757B1 (ko) 1993-07-08 1994-07-06 스테핑모우터
DE4423952A DE4423952C2 (de) 1993-07-08 1994-07-07 Schrittmotor
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