JP2750056B2 - ステッピングモータ - Google Patents

ステッピングモータ

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JP2750056B2
JP2750056B2 JP4202753A JP20275392A JP2750056B2 JP 2750056 B2 JP2750056 B2 JP 2750056B2 JP 4202753 A JP4202753 A JP 4202753A JP 20275392 A JP20275392 A JP 20275392A JP 2750056 B2 JP2750056 B2 JP 2750056B2
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晃 望月
寛 花積
暁 井上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、小形ステッピングモ
ータの、ロータマグネットとヨークの形状、構造の改良
に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】ロータに永久磁石(ロータ
マグネット)を用いたステッピングモータ(以下、「モ
ータ」という。)として、例えば図5に示すようなもの
が知られている。このモータは、主軸2の外周に円筒状
のロータマグネット4が装着され、このロータマグネッ
ト4の外周を覆うように、主軸2の軸線方向に沿って2
つのヨーク6、8が配設されている。
【0003】ヨーク6、8は、ロータマグネット4を駆
動するための複数の極歯を有し、その内部にはこれら極
歯を励磁するためのコイル10、12が配設されてい
る。また、ロータマグネット4は、その外周に、軸線方
向に沿って形成されたS極部4a及びN極部4bが、周
方向に交互に配列されるように着磁されている。
【0004】ところで、上記のようなモータにおいて
は、径方向の寸法が大きく、狭い面積にモータを配置し
ようとする場合等に不便であり、より小形のモータが求
められていた。本発明は、上記の如き課題を解決するこ
とを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、軸線周りに回
動自在に支持された主軸の外周部に、複数の磁極が形成
されたロータマグネットが軸線を一致させて装着され、
このロータマグネットの外周部に、前記複数の磁極に対
応した複数の極歯を有し励磁用コイルに接続された二つ
のヨークが、前記主軸の軸線方向に沿って設けられてな
るステッピングモータにおいて、前記二つの励磁用コイ
ルが前記軸線方向における前記ロータマグネットの両端
外方にそれぞれ配設され、前記二つのヨークのそれぞれ
は、前記励磁用コイルの外周側の磁束により励磁される
外ヨークと、前記励磁用コイルの内周側の磁束により例
示される内ヨークとから構成され、前記各内ヨークは、
内周側に前記主軸が挿通され外周側に前記励磁用コイル
が巻回されるボビン部と、該ボビン部の前記ロータマグ
ネット側の端部に対して該ロータマグネットから離間す
る方向の移動が阻止されるように当接するリング部と、
該リング部に連なり前記ロータマグネットの外周部へ至
る極歯部とを備えて構成され、前記各外ヨークは、前記
励磁用コイルの外周部を覆う円筒部と、この円筒部の前
記ロータマグネット側の端部から前記主軸の軸線方向に
延びて前記ロータマグネットの外周部に至る極歯部と、
該円筒部の前記ロータマグネット側と反対側の端部から
前記内ヨークのボビン部側へ延びるリング部とを備えて
構成され、前記内ヨークのボビン部には、前記外ヨーク
のリング部に当接して該外ヨークのリング部の前記ロー
タマグネット側への相対移動を阻止する凸部が設けられ
ていることを特徴とする。
【0006】
【0007】
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図1は、本発明の一実施例に係るモータ(以
下、「モータ」と略称する。)の構造を示す断面図であ
り、図2は図1のA−A線断面図である。
【0009】これらの図において、符号14は円筒状に
形成されたモータのケーシングであり、その内部には、
4つのキャップ材16、18、20、22が、互いに間
隔をあけてケーシング14に対して固定されている。そ
して、これらキャップ材16、18、20、22中に、
主軸24が、ケーシング14とその軸線を一致させて回
動自在に支持されている。
【0010】
【0011】
【0012】前記キャップ材16と18との間には、励
磁用コイル(以下、「コイル」という。)26が配設さ
れており、その内側には内ヨーク34が、また、その外
側には外ヨーク28が設けられている。 内ヨーク34
は、ボビン部30と、リング部300と、極歯部32,
32とにより形成されている。ボビン部30は、その内
周側に主軸24が挿通されるとともに、その外周側にコ
イル26が巻回された構成とされている。一方、リング
部300は、ボビン部30に対して後述するロータマグ
ネット50側に位置するとともに、ボビン部30におけ
るロータマグネット50側の端部30bに対して当接
し、これにより、ボビン部30に対し、ロータマグネッ
ト50から離間する方向の相対移動が阻止された構成と
されている。また極歯部32,32は、リング部300
に連なりロータマグネット50の外周部へ至る構成とさ
れている。一方、外ヨーク28は、コイル26の外周部
を覆う円筒部28bと、円筒部28bのロータマグネッ
ト50側の端部28d(図3参照)から主軸24の軸線
方向に延びてロータマグネット50の外周部へ至る極歯
部28cと、円筒部28bのロータマグネット50側と
反対側の端部28e(図3参照)から内ヨーク34のボ
ビン部30側へ延びるリング部28aとを備えて構成さ
れている。さらに、内ヨーク34のボビン部30には、
外ヨーク28のリング部28aに当接して外ヨーク28
のリング部28aのロータマグネット50側への相対移
動を阻止する凸部30aが設けられている。また、図3
に示したように、極歯部28c,28cは、円筒部28
bの端部28dにおける対向する2箇所から長さL1だ
け延びた構成とされるとともに、その位相が180度ず
れた状態とされている。なお、図1においては便宜上、
主軸24に対する左側部分と右側部分に対応する切断面
は一致しておらず、かつ、後述するロータマグネット5
0の中間点を境として、その上側部分と下側部分とに対
応する切断面も異なっている。また、内ヨーク34と外
ヨーク28とが一体となって、ヨーク100が構成され
ており、内ヨーク34の極歯部32,32は、外ヨーク
28の極歯部28c,28cと同様に、主軸24の軸線
方向から視た場合に、その位相が180度異な った状態
で配置されている。また、図2に示すように、これら極
歯部28c,28cおよび32,32は、その位相が9
0度異なった状態で配置されている。
【0013】ボビン部30の後端側外周部には、リング
状の突起部30aが形成されており、この突起部30a
の先端側に前記コイル26が巻回されている。また、係
合部30aの後端側には、外ヨーク28のリング部28
aの内径部が係合せしめられている。また、極歯部3
2,32の中央部に形成された貫通孔33の内径d1
と、ボビン部30の内径d2とは略同一に形成されてお
り、極歯部32はボビン部30を通過してコイル26側
へ移動できないようになっている。
【0014】前記外ヨーク28及び内ヨーク34は、と
もに強磁性体から構成されており、コイル26への通電
により、極歯部28c,28cはコイル26の外周側の
磁束により励磁され、極歯部32,32は内周側の磁束
により励磁され、互いに異なる極性に励磁されるように
なっている。
【0015】前記キャップ材20と22との間には、前
述のキャップ材16と18との間に配設されたコイル2
6、外ヨーク28及び内ヨーク34と全く同様の、コイ
ル36、外ヨーク38及び内ヨーク44が、それぞれ配
設されている。外ヨーク38と内ヨーク44は、ヨーク
200を構成している。前記ヨーク100の極歯部28
c,28c,32,32とヨーク200の極歯部38
c,38c,42,42との軸線方向視における位置関
係は、図2に仮想引き出し線で示すように、上側の極歯
部28c,28c,32,32がなす空間部を、下側の
極歯部38c,38c,42,42が隙間なく埋めるよ
う、中心角が90度ずれた状態で配置されている。
【0016】前記キャップ材16と22の各内側には、
メタル軸受46、48がそれぞれ固定して設けられてお
り、これらメタル軸受46、48の内径部に前記主軸2
4が嵌挿されて回動自在に支持されている。
【0017】主軸24の中央外周部には、中空円柱状を
なし、両端にリング状体52及び54が固着されたロー
タマグネット50が、主軸24と軸線と一にする状態で
固設されている。ロータマグネット50は、前述の図5
に示したロータマグネット4と同様に、その外周に、軸
線方向に沿って形成されたS極部(磁極)及びN極部
(磁極)が、周方向に交互に配列されるように着磁され
ている(図示省略)。そして、このロータマグネット5
0の上側外周部をヨーク100の極歯部28c,28
c,32,32が覆い、下側外周部をヨーク200の極
歯部38c,38c,42,42が覆うように構成され
ている。
【0018】上記構成にかかるモータにおいては、コイ
ル26、36への通電を制御することにより、通常のモ
ータと同様に、ロータマグネット50の外周部の各磁極
と、ヨーク100及び200の極歯部との間に作用する
磁気力により、主軸24の正逆方向の回転運動を制御す
る。
【0019】上記のモータによれば、前述の従来のモー
タと異なり、ヨーク100、200を励磁するコイル2
6、36がロータマグネット50の両端側に配置されて
モータの径方向の寸法が小型化されるとともに、コイル
26及び36を用いてなる磁気回路の無駄な磁束漏れ
が、外ヨーク28,38及び内ヨーク34,44により
最小限に抑えられ、磁気特性及び効率が向上する。
【0020】また、上述のように、ボビン部30に対し
て外ヨーク28は図1上、下方に移動できず、内ヨーク
34の極歯部32は上方に移動できない構造となってい
るから、モータの組み立て時等において、モータに軸線
方向の力が加わっても、コイル26が外ヨーク28と内
ヨーク34との間で圧縮され、破損することがない。コ
イル36についても同様である。
【0021】なお、図4に示すように、内ヨーク34の
極歯部32に、ボビン部30の上端部に嵌合する凹部
(係合部)32aを形成し、この凹部32aをボビン部
30に対して係合させる構成としてもよい。このような
構成とした場合には、上記実施例と同様にコイル26の
破損を防止できるとともに、モータ組み立て時の作業効
率を向上させることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、2つの励磁用コイルがロータマグネットの両端側の
該ロータマグネットと重ならない位置にそれぞれ配設さ
れ、2つのヨークのそれぞれが、励磁用コイルの外周側
の磁束により励磁される外ヨークと、励磁用コイルの内
周側の磁束により励磁される内ヨークとからなる構成と
しているので、ロータマグネット駆動用の充分な磁気力
を確保しつつ、径方向の寸法の小さい小形(超小形)モ
ータを製造することができる。
【0023】特に、各外ヨークが、励磁用コイルの外周
部を覆う円筒部と、この円筒部から主軸の軸線方向に延
びてロータマグネットの外周部に至る極歯部とを備えて
構成され、各内ヨークが、内周側に前記主軸が挿通され
外周側に前記励磁用コイルが巻回されるボビン部と、こ
のボビン部の先端側に連なり前記励磁用コイルの外周部
に至る極歯部とを備えてなる構成とした場合には、励磁
用コイルを用いてなる磁気回路の無駄な磁束漏れを最小
限に抑え、磁気特性に優れたモータとなる。
【0024】そして、ボビン部に対して、内ヨークのリ
ング部が、ボビン部のロータマグネット側の端部に対し
て当接することにより、内ヨークのリング部のロータマ
グネットから離間する方向の移動が阻止された構成とさ
れ、さらに、内ヨークのボビン部には、外ヨークのリン
グ部に当接して外ヨークのリング部のロータマグネット
側の相対移動を阻止する凸部が設けられた構成とされて
いる。したがって、モータの剛性を高めることができ、
さらにモータに軸線方向の力が加わっても、ロータマグ
ネットの両端側に配置された各励磁用コイルが破損する
ことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るモータの構造を示す断
面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1の外ヨーク28を示す斜視図である。
【図4】本発明の他の実施例に係るモータの部分構造を
示す断面図である。
【図5】従来のモータの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
24 主軸 26,36 励磁用コイル 28,38 外ヨーク28a,38a 外ヨークのリング部 28b,38b 外ヨークの円筒部 28c,38c 外ヨークの極歯部 30,40 内ヨークのボビン部30a,40a 凸部 32,42 内ヨークの極歯部 34,44 内ヨーク 50 ロータマグネット 100,200 ヨーク300,400 内ヨークのリング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 暁 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 メカトロ・生産 システム開発センター内 (56)参考文献 特開 昭62−118752(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 37/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸線周りに回動自在に支持された主軸の
    外周部に、複数の磁極が形成されたロータマグネットが
    軸線を一致させて装着され、このロータマグネットの外
    周部に、前記複数の磁極に対応した複数の極歯を有し励
    磁用コイルに接続された二つのヨークが、前記主軸の軸
    線方向に沿って設けられてなるステッピングモータにお
    いて、前記二つの励磁用コイルが前記軸線方向における前記ロ
    ータマグネットの両端外方にそれぞれ配設され、 前記二つのヨークのそれぞれは、前記励磁用コイルの外
    周側の磁束により励磁される外ヨークと、前記励磁用コ
    イルの内周側の磁束により例示される内ヨークとから構
    成され、 前記各内ヨークは、内周側に前記主軸が挿通され外周側
    に前記励磁用コイルが巻回されるボビン部と、該ボビン
    部の前記ロータマグネット側の端部に対して該ロータマ
    グネットから離間する方向の相対移動が阻止されるよう
    に当接するリング部と、該リング部に連なり前記ロータ
    マグネットの外周部へ至る極歯部とを備えて構成され、 前記各外ヨークは、前記励磁用コイルの外周部を覆う円
    筒部と、この円筒部の前記ロータマグネット側の端部か
    ら前記主軸の軸線方向に延びて前記ロータマグネットの
    外周部に至る極歯部と、該円筒部の前記ロータマグネッ
    ト側と反対側の端部から前記内ヨークのボビン部側へ延
    びるリング部とを備えて構成され、 前記内ヨークのボビン部には、前記外ヨークのリング部
    に当接して該外ヨークのリング部の前記ロータマグネッ
    ト側への相対移動を阻止する凸部が設けられていること
    を特徴とするステッピングモータ。
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JP2005033860A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Minebea Co Ltd クローポール型ステッピングモータのモータ構造
JP2006158088A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Nidec Copal Corp ステッピングモータ
JP5796184B2 (ja) * 2011-02-28 2015-10-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 自転車用ハブダイナモ
CN112055928B (zh) * 2018-03-27 2023-04-28 三菱电机株式会社 电动机、压缩机、送风机及制冷空调装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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