JP4943750B2 - ステッパモータ及びステッパモータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステッパモータ及びステッパモータ装置に係り、特に、コイルの巻線軸を有するコイルボビンと、該コイルボビンが取り付けられるステータと、外周面が前記ステータに対向して配置される円盤状のマグネットロータとを備えたステッパモータに関するものである。

従来より、ステッパモータは、各種ＯＡ機器、家電製品、自動車部品の分野におけるアクチュエータ部品として利用されている。例えば、車両には車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用計測装置が搭載されており、この車両用計測装置においては、文字板の前面に配置される指針を回転する内機としてステッパモータが用いられている。

ステッパモータは、コイルの巻線軸を有するコイルボビンと、このコイルボビンが取り付けられるステータと、外周面がステータに対向配置される円盤状のマグネットロータを有している。上記ステッパモータは、コイルに駆動電流を流してステータを励磁させることにより、マグネットロータに回転トルクが発生する。

上述したコイルボビンのステータへの取付構造としては、例えば図１１に示されたものが提案されている（例えば特許文献１）。同図に示すように、ステータ１は、中央にマグネットロータ２が配置される環状部３と、環状部３からマグネットロータ２の外周面に向かって突出する直線状の２つのヨーク４とを有している。

また、コイル５の巻線軸が形成されるコイルボビン６には、上記巻線軸の軸方向に沿って貫通した挿入孔７が形成されている。上記コイルボビン６は、挿入孔７にステータ１のヨーク４を挿入してステータ１に取り付けられる。

しかしながら、上記取付構造では、ステータ１の形状が、コイルボビン６の挿入孔７へ挿入可能な形状に制限されてしまうという問題があった。例えば特許文献２に記載された図１２に示すように略Ｃ字状に曲がったステータ１にコイルボビン６を取り付けることができない。

図１２に示すような略Ｃ字状に曲がったステータ１にコイルボビン６を取り付けるには、ステータ１にコイルボビン６を取り付けた後Ｃ字状に折り曲げるか、ステータ１を２分割形成する必要がある。しかしながら、ステータ１を折り曲げると磁気特性が悪化するという問題がある。また、ステータ１を２分割形成すると、挿入孔７に２本のステータ１をそれぞれ挿入する必要があり組付性が悪く、しかもステータ１が太くなりコンパクト化を図ることができない。

一方、上述したステッパモータと基板に設けた配線との電気接続構造としては、例えば図１３に示されたものが提案されている（例えば特許文献３）。同図に示すように、基板８には、ＣＰＵなどの電子部品９と、電子部品９に接続された配線（図示せず）と、配線に接続されたメスコネクタ１０が設けられている。メスコネクタ１０は、メス型端子１１と、このメス型端子１１を収容するコネクタハウジング１２を有している。上記メス型端子１１は、環境問題に配慮して鉛フリー半田によって配線と接続されている。

ところで、鉛フリー半田は半田こてでは低温すぎて半田付けすることができない。一般的に、鉛フリー半田は、クリーム状の鉛フリー半田を塗布して、リフロー炉にて高温で溶融するリフロー工程で半田付けされる。上記メスコネクタ１０のメス型端子１１は、鉛フリー対応可能なリフロー工程で半田付けされて配線に接続されている。

また、ステッパモータ１３からはコイルに接続されたオス端子１４が突出して設けられている。このオス端子１４をメスコネクタ１０のメス型端子１１に嵌合させるだけで簡単にステッパモータ１３を基板８上に搭載することができる。しかしながら、この電気接続構造では、基板８上にコネクタハウジング１２を設ける必要があり、部品追加となりコスト的に問題があった。
特開２００１−３２０８６６号公報 特開２００２−１３６０９５号公報 特開２００６−５４１５３号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、ステータの形状が制限されることがないステッパモータを提供することを第１の課題とする。

また、安価な構成で、組み付け性の向上を図ると共に鉛フリー化の対応性を良くすることができるステッパモータを提供することを第２の課題とする。

上記第１の課題を解決するためになされた請求項１記載の発明によれば、コイルが巻かれる巻線軸を有するコイルボビンと、前記巻線軸の内部に配置された本体軸及び該本体軸の両端のうち少なくとも一端から突出したヨークを有するステータと、外周面が前記ヨークの先端に対向して配置された円盤状のマグネットロータとを備えたステッパモータであって、前記コイルボビンが、前記巻線軸の軸方向と直交する方向に沿って２分割形成された一対のコイルボビン部を有し、前記ステータが、前記一対のコイルボビン部に挟まれ、前記マグネットロータが、その外周に沿ってＮ極Ｓ極が交互に５極ずつ着磁されて設けられ、前記ステータが、前記マグネットロータを挟んで配置された一方のステータと他方のステータとの２部品で構成され、前記一方のステータ及び前記他方のステータのヨークが各々、前記本体軸の両端のうち一端から突出した一方のヨークと、他端から突出した他方のヨークとで構成され、前記一方のステータ及び前記他方のステータが各々、前記一方のヨークと前記他方のヨークとの互いに成す角度が１０８度になるように設けられ、前記一方のヨーク同士の互いに成す角度が５４度になり、前記他方のヨーク同士の互いに成す角度が９０度になるように、前記一方のステータと前記他方のステータとが配置され、前記一方のステータと前記他方のステータとを同一形状に設けたことを特徴とするステッパモータに存する。

請求項１記載の発明によれば、コイルボビンが、巻線軸の軸方向と直交する方向に沿って２分割形成された一対のコイルボビン部を有し、ステータが一対のコイルボビンに挟まれるので、曲がった形状のステータにもコイルボビンを簡単に取り付けることができる。また、一方のステータ及び他方のステータが各々、一方のヨークと他方のヨークとの互いに成す角度が１０８度になるように設けられ、一方のヨーク同士の互いに成す角度が５４度になり、他方のヨーク同士の互いに成す角度が９０度になるように、一方のステータと他方のステータとが配置されているので、ステッパモータの回転をギアを介して伝動する場合に他方のヨーク間にギアを配置するスペースを確保することができる。

請求項２記載の発明は、前記コイルボビンが、前記ヨークの先端を露出する露出穴を有することを特徴とする請求項１に記載のステッパモータに存する。

請求項２記載の発明によれば、コイルボビンが、ヨークの先端を露出する露出穴を有するため、マグネットロータと対向するヨークの先端を露出することができる。

請求項３記載の発明は、前記コイルボビンが、基板上に搭載された基板側端子と嵌合するコイル側端子を収容する端子収容穴を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のステッパモータに存する。

請求項３記載の発明によれば、コイルボビンが、基板上に搭載された基板側端子と嵌合するコイル側端子を収容する端子収容穴を有するので、コイル側端子を収容する収容部をコイルボビンと別体に設ける必要がない。

請求項４記載の発明は、前記ステッパモータが、前記コイルボビン、前記ステータ及び前記マグネットロータを収容する収容ケースを有し、前記コイルボビンが、前記コイル側端子の長手方向に突出した、前記端子収容穴が形成された凸部を有し、そして、前記収容ケースが、前記コイルボビンの凸部が嵌め込まれる凹部を有することを特徴とする請求項３記載のステッパモータに存する。

請求項４記載の発明によれば、コイルボビンが、コイル側端子の長手方向に沿って突出した、端子収容穴の一部が形成された凸部を有し、そして、収容ケースが、コイルボビンの凸部が嵌め込まれる凹部を有するので、収容ケースの凹部に嵌め込まれる位置決め用の凸部と端子収容穴を形成する部分とを別々に設ける必要がない。

請求項５記載の発明は、前記ステッパモータが、前記コイルボビン、前記ステータ及び前記マグネットロータを収容する収容ケースを有し、そして、前記収容ケースが、前記一対のコイルボビン部の前記ヨークを挟んでいる部分と当接して前記ヨークの位置決めをする位置決め凸部を有することを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のステッパモータに存する。

請求項５記載の発明によれば、収容ケースの位置決め凸部が、一対のコイルボビン部のヨークを挟んでいる部分と当接してヨークの位置決めをするので、ステータのマグネットと近いヨークで位置決めするため、位置決め精度を向上することができる。

上記第２の課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、請求項３記載のステッパモータと、前記ステッパモータを搭載する基板と、前記基板上に設けられたオス端子とを備えたステッパモータ装置であって、前記コイル側端子が、メス端子で構成され、そして、前記オス端子が、長手方向の一方側に設けられ前記メス端子と嵌合するオス端子部と他方側に設けられ前記基板上に設けた配線に接触するフランジ状の電気接触部とを有することを特徴とするステッパモータ装置に存する。

請求項６記載の発明によれば、オス端子が、長手方向の一方側に設けられメス端子と嵌合するオス端子部と他方側に設けられ基板上に設けた配線に接触するフランジ状の電気接触部を有する。従って、基板上にはオス端子が設けられるため、端子を収容するコネクタハウジングを設ける必要がない。しかも、基板に設けたオス端子の電気接触部がフランジ状に設けられているため、電気接触部にクリーム状の半田を塗布することができ、リフロー半田付けによって配線に接続することができる。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、曲がった形状のステータにもコイルボビンを簡単に取り付けることができるので、ステータの形状が限定されることがない。また、ステッパモータの回転をギアを介して伝動する場合に他方のヨーク間にギアを配置するスペースを確保することができるので、コンパクト化を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、マグネットロータと対向するヨークの先端を露出することができるので、安定した回転トルクを得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、コイル側端子を収容する収容部をコイルボビンと別体に設ける必要がないので、組み付け性を向上しつつコンパクト化及びコストダウンを図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、収容ケースの凹部に嵌め込まれる位置決め用の凸部と端子収容穴を形成する部分とを別々に設ける必要がないので、コンパクト化及びコストダウンを図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、ステータのマグネットと近いヨークで位置決めするため、位置決め精度を向上することができるので、安定した回転トルクを得ることができる。

請求項６記載の発明によれば、基板上にはオス端子が設けられるため、端子を収容するコネクタハウジングを設ける必要がない。しかも、基板に設けたオス端子の電気接触部がフランジ状に設けられているため、電気接触部にクリーム状の半田を塗布することができ、リフロー半田付けによって配線に接続することができるので、安価な構成で、組み付け性の向上を図ると共に鉛フリー化の対応性を良くすることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のステッパモータの一実施形態を示す分解斜示図である。図２は、図１に示すコイルアッシーの分解斜視図である。図３は、図１に示すステッパモータの部分正面図である。図４は、図１に示すステータとマグネットロータとの配置を示す概略正面図である。なお、図４では、ステータの形状を簡単に書いている。本実施形態において、計器の指針を駆動するステッパモータ２０について説明する。

同図に示すように、ステッパモータ２０は、マグネットアッシー２１と、中間ギア２２と、駆動ギア２３と、指針軸２４と、板バネ２５と、一対のコイルアッシー２６と、これらを収容する受け皿状の下ケース２７及び上ケース２８を有している。この下ケース２７及び上ケース２８が請求項中の収容ケースに相当する。

上記マグネットアッシー２１は、マグネットロータ２９と、マグネットホルダ３０とを有している。マグネットロータ２９は、図４に示すように、円盤状に形成され、外周に沿ってＮ極Ｓ極が交互に５極ずつ着磁されている。

マグネットホルダ３０は、マグネットロータ２９を保持する。マグネットホルダ３０は、下ケース２７に固定されたロータ保持軸３１の軸受け（図示せず）が設けられる。また、マグネットロータ２９には、その中央にロータ回転軸３２が固定されていて、そのロータ回転軸３２にロータギア３３が固定されている。

中間ギア２２には、上記ロータギア３３と噛み合う第１中間ギア３４と、上記駆動ギア２３と噛み合う第２中間ギア３５とが同軸上に形成されている。各第１、第２中間ギア３４、３５の中央には、下ケース２７に固定された中間ギア保持軸３６の軸受け３７が設けられる。駆動ギア２３は、その中央に指針軸２４が貫通して固定されている。

板バネ２５には、指針軸２４が貫通される貫通穴３８が設けられる。下ケース２７には、指針軸２４の下ケース２７側の端部が挿入される指針軸受け３９が設けられる。一方、上ケース２８にも、指針軸２４の上ケース２８側の端部が挿入される指針軸受け４０が形成される。

上記コイルアッシー２６は、マグネットロータ２９を挟んで配置された一対で構成されている。コイルアッシー２６は各々、図２に示すように、コイルボビン４１と、ステータ４２と、メス端子４３（コイル側端子）とを有している。コイルボビン４１は、コイル４４が巻かれる巻線軸４５を有している。この巻線軸４５の軸方向Ｙ１の両端には、フランジ４６が形成されていて、コイル４４の軸方向Ｙ１の位置がズレないように規制されている。

コイルボビン４１は、軸方向Ｙ１と直交する直交方向Ｙ２に沿って２分割形成された一対のコイルボビン部４７、４８を有している。一対のコイルボビン部４７、４８は互いに同一形状に設けられている。一対のコイルボビン４７、４８には各々、ステータ４２が嵌め込まれる凹状のステータ収容部４９が形成される。

ステータ４２は、巻線軸４５内に配置される略直線状の本体軸５０と、該本体軸５０の両端からマグネットロータ２９の外周面に向かって突出するヨーク５１とを備えている。ステータ４２は、一対のコイルボビン４７、４８間に挟まれている。このヨーク５１の先端は、コイルボビン４１に設けられた露出穴６１から突出して露出して、マグネットロータ２９の外周面と対向している。

ヨーク５１は、本体軸５０の両端のうち一端から突出する一方のヨーク５２と、他方から突出する他方のヨーク５３とで構成されている。マグネットロータ２９は、その外周面が一方のヨーク５２及び他方のヨーク５３の先端に対向するように配置されている。

本体軸５０には、コイルボビン部４７、４８に向かって突起する位置決め凸部５４が設けられている。一方、一対のコイルボビン部４７、４８には、それぞれ位置決め凸部５４と嵌合する位置決め穴５５が設けられている。

上記一方のヨーク５２及び他方のヨーク５３は、マグネットロータ２９と対向する先端面がマグネットロータ２９の径方向と直交するように設けられている。上記ステータ４２は、図４に示すように、マグネットロータ２９を挟んで配置された一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとで構成されている。

一方のステータ４２Ａ及び他方のステータ４２Ｂが各々、一方のヨーク５２と他方のヨーク５３との互いに成す角度θ１が１０８°になるように設けられている。詳しくは、一方のヨーク５２の先端面に直交する線分Ｌ１１、Ｌ２１と他方のヨーク５３の先端面に直交する線分Ｌ１２、Ｌ２２との成す角度θ１が１０８°になるように設けられている。

また、一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２が５４°になり、他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３が９０°になるように、一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとが配置されている。詳しくは、一方のヨーク５２の先端面に直交する線分Ｌ１１、Ｌ２１が成す角度が５４°になり、他方のヨーク５３の先端面に直交する線分Ｌ１２、Ｌ２２との成す角度が９０°になるように設けられている。

上述した中間ギア保持軸３６は、図３に示すように、互いに９０°の角度を成す他方のヨーク５３間に設けられている。中間ギア保持軸３６は、コンパクト化を図るため第２中間ギア３５の回転と一対のコイルアッシー２６とが干渉しない範囲内のうちマグネットロータ２９のなるべく近くに配置される。

次に、上述したステータ４２の励磁状態の変化に応じたマグネットロータ２９の回転を図５に示す。同図に示すように、上記配置にすることにより、ステータ４２の励磁状態の変化に応じて安定してマグネットロータ２９を回転することができる。

下ケース２７には、図３に示すように、一対のコイルボビン部４７、４８のヨーク５１を挟んでいる部分と当接してヨーク５１の位置決めをするヨーク位置規制リブ５６〜５８（位置決め凸部）が形成されている。

ヨーク位置規制リブ５６は、下ケース２７の側面に突設されている。ヨーク位置規制リブ５７は、下ケース２７の底面に突設されている。ヨーク位置規制リブ５８は、下ケース２７の底面に突設され中間ギア保持軸３６の挿入孔が形成された凸部５９の側面に突設されている。また、下ケース２７には、一対のコイルボビン部４７、４８の本体軸５０を挟んでいる部分と当接してステータ４２の位置決めをするガイド６０が形成されている。ガイド６０は、下ケース２７の側面に突設されている。

また、一対のコイルボビン部４７、４８には各々、図２に示すように、巻線軸４５の軸方向Ｙ１の両側に直交方向Ｙ２に沿って突出した一対の凸部６２が設けられている。一対の凸部６２は各々、ステータ４２を挟んでいない部分に設けられる。下ケース２７には、コイルボビン部４７に設けられた一対の凸部６２が嵌め込まれる凹部６３（図１）が形成されている。一方、上ケース２８には、コイルボビン部４８に設けられた一対の凸部６２が嵌め込まれる凹部（図示せず）が形成されている。

また、一対のコイルアッシー２６には、巻線軸４５の軸方向Ｙ１の両側に上記一対のコイルボビン部４７、４８及びステータ４２を貫通する一対の位置決め穴６４が設けられている。下ケース２７には、上記位置決め穴６４が嵌合される位置決め凸部６５（図１）が設けられている。

一対のコイルボビン部４７、４８は各々、基板上に設けた配線に電気的に接続されるメス端子４３を収容する一対の端子収容穴６７を有する。一対の端子収容穴６７は、上記一対の凸部６２に直交方向Ｙ２に沿って貫通して設けられている。

メス端子４３は、基板に近づく側に向かって設けられコイル４４の端部が電気接続される板状のコイル接続部６８と、基板上に設けたオス端子７７と嵌合する角筒状のメス端子部６９とを有している。上記端子収容穴６７にはメス端子部６９が挿入される。そして、コイル接続部６８が端子収容穴６７から突出される。

上述した下ケース２７には、その外周面に複数の係止爪７０が設けられている。一方、上ケース２８には、下ケース２７の係止爪７０と係止する係止穴７１が設けられている。また、上ケース２８には、下ケース２７に向かって突出する一対のアーム７２が設けられている。このアーム７２の先端部には、基板に係止される係止爪７３が設けられている。また、下ケース２７の凹部６３には、端子収容穴６７に連通する端子挿入穴８４が設けられている。

次に、上述したステッパモータ２０の組み付け手順の一例について以下説明する。まず、ステータ４２を一対のコイルボビン部４７、４８で挟んでコイルボビン４１をステータ４２に取り付ける。このとき、ステータ４２に設けた位置決め凸部５４に一対のコイルボビン部４７、４８に設けた位置決め穴５５を嵌合すると、ステータ収容部４９にステータ４２が嵌め込まれて、ステータ４２とコイルボビン４１との位置決めを行うことができる。

その後、端子収容穴６７にメス端子４３のメス端子部６９を挿入すると共に巻線軸４５にコイル４４を巻き付ける。巻線軸４５にコイル４４を巻き付け終わると、コイル４４の両端をメス端子４３のコイル接続部６８に巻き付けた後、半田などによりコイル４４とコイル接続部６８とを電気的に接続する。その後、コイル接続部６８を巻線軸４５側に向かって倒す。

また、コイルアッシー２６、マグネットアッシー２１、中間ギア２２、指針軸２４を貫通させた駆動ギア２３をそれぞれ下ケース２７に配置する。コイルアッシー２６は、その凸部６２を下ケース２７に設けた凹部６３に嵌め込み、その位置決め穴６４に下ケース２７に設けた位置決め凸部６５を挿入して、下ケース２７に位置決めされて配置される。このとき、ガイド６０及びヨーク位置決め規制リブ５６〜５８とコイルアッシー２６とが当接して、コイルアッシー２６はさらに精度良く下ケース２７に位置決めされる。

この結果、精度良く、一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２が５４°になり、他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３が９０°になるように、一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとが配置される。

上記マグネットアッシー２１は、マグネットホルダ３０に設けられた軸受けにロータ保持軸３１を挿入して配置される。これにより、マグネットアッシー２１が、ロータ保持軸３１に回転可能に保持される。また、指針軸２４の一端を板バネ２５を介して指針軸受け３９に挿入する。これにより指針軸２４、駆動ギア２３が、下ケース２７に回転可能に保持される。また、指針軸２４の一端が指針軸受け３９から突出する。

次に、中間ギア２２に設けた中間ギア軸受け３７に下ケース２７に設けた中間ギア保持軸３６に挿入する。このとき、第１中間ギア３４をロータギア３３に噛み合わせ、第２中間ギア３５は駆動ギア２３に噛み合わせる。次に、指針軸２４の他端を上ケース２８に設けた指針軸受け４０に挿入させた状態で上ケース２８を下ケース２７に被せる。このとき、下ケース２７に設けた係止爪７０と上ケース２８に設けた係止穴７１とを係止する。これにより、下ケース２７と上ケース２８とが係止する。

次に、上述したステッパモータ２０が搭載される基板について図６〜図８を参照して説明する。図６は、図１に示すステッパモータを搭載したステッパモータ装置の部分断面図である。図７は、図６に示すオス端子の斜示図である。図８は、図７に示す基板の部分正面図である。

基板７４には、ステッパモータ２０が搭載される搭載面とは反対側の面に例えば銅箔で形成された配線７５がプリントされている。上記基板７４には、配線７５を覆うレジスト膜７６がさらに設けられている。基板７４には、この配線７５と電気的に接続されるオス端子７７（基板側端子）が設けられている。

オス端子７７は、図７に示すように、長手方向の一端側に設けられステッパモータ２０のメス端子４３に嵌合される軸状のオス端子部７８と、長手方向の他端側に設けられ上記配線７５と接触するフランジ状の電気接触部７９とを有している。オス端子７７は、上記電気接触部７９の縁部の一部をオス端子部７８側に折り曲げて設けた位置決め凸部８０を有している。

一方、基板７４には、図８に示すように、上記オス端子部７８が貫通される端子穴８１と、上記位置決め凸部８０が挿入される位置決め穴８２とが設けられている。さらに、電気接触部７９の形状に応じた銅箔で形成された配線７５が設けられている。

次に、上述した基板７４上へのオス端子７７の取付について説明する。まず、オス端子７７の電気接触部７９と図８に示す端子接触用の配線７５上とにそれぞれクリーム半田を塗布する。次いで、オス端子部７８を基板７４上の端子穴８１に、位置決め凸部８０を位置決め穴８２に挿入する。これにより、電気接触部７９と配線７５とが接触する。その後、基板７４ごとリフロー炉にて加熱し、加熱により溶融したクリーム半田によって基板７４にオス端子７７を溶着させる。これがリフロー工程である。

次に、上述した基板上に図１に示すステッパモータ２０を搭載する手順について説明する。ステッパモータ２０は、下ケース２７を基板７４側に向けて搭載される。まず、基板７４上に設けた図示しない挿入孔に上ケース２８に設けたアーム７２を挿入する。これにより、基板７４にアーム７２に設けた係止爪７３が係止する。

このとき、基板７４上に設けたオス端子７７を下ケース２７に設けた端子挿入穴８４を貫通させ、さらにコイルアッシー２６に収容されたメス端子４３に嵌合させる。これにより、基板７４上の配線７５にメス、オス端子４３、７７を介してコイル４４の両端が電気的に接続される。さらに、下ケース２７から突出した指針軸２４の一端を基板７４上に設けた図示しない挿入孔に挿入する。これにより、基板７４の下側から指針軸２４の一端が突出する。この指針軸２４の一端に指針が打ち込まれる。

上述したステッパモータ２０によれば、コイルボビン４１が、巻線軸４５の軸方向Ｙ１と直交する直交方向Ｙ２に沿って２分割形成された一対のコイルボビン部４７、４８にステータ４２を挟んでステータ４２に取り付けられるように設けられているので、曲がった形状のステータ４２にもコイルボビン４１を簡単に取り付けることができる。このため、ステータ４２の形状が限定されることがない。

また、上述したステッパモータ２０によれば、ヨーク５１の先端を露出する露出穴６１を有する。このため、マグネットロータ２９と対向するヨーク５１の先端を露出することができ、安定した回転トルクを得ることができる。

また、上述したステッパモータ２０によれば、一方のステータ４２Ａ及び他方のステータ４２Ｂが各々、一方のヨーク５２と他方のヨーク５３との互いに成す角度θ１が１０８°になるように設けられている。また、一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２が５４°になり、他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３が９０°になるように、一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとが配置されているので、他方のヨーク５３間に中間ギア２２を配置するスペースを確保することができるので、コンパクト化を図ることができる。

また、上述したステッパモータ２０によれば、コイルボビン４１が、メス端子４３を収容する端子収容穴６７を有する。このため、端子を収容する収容部をコイルボビン４１と別体に設ける必要がないので、コンパクト化及びコストダウンを図ることができる。

また、上述したステッパモータ２０によれば、コイルボビン４１が、メス端子４３の長手方向に沿って突出した、端子収容穴６７が形成された一対の凸部６２を有し、そして、上ケース２８、下ケース２７が各々、コイルボビン４１の凸部６２が嵌め込まれる凹部６３を有する。このため、上ケース２８、下ケース２７の凹部６３に嵌め込まれる位置決め用の凸部６２と端子収容穴６７を形成する部分とを別々に設ける必要がないので、コンパクト化を図ることができる。

また、上述したステッパモータ２０によれば、下ケース２７のヨーク位置決め規制リブ５６〜５８が、一対のコイルボビン部４７、４８のヨーク５１を挟んでいる部分と当接してヨーク５１の位置決めをする。これにより、ステータ４２のマグネットロータ２９と近いヨーク５１で位置決めするため、位置決め精度を向上することができ、安定した回転トルクを得ることができる。

また、上述したステッパモータ２０によれば、オス端子７７が、長手方向の一方側にメス端子４３と嵌合するオス端子部７８と他方側に設けられ基板７４上に設けた配線７５に電気的に接続されるフランジ状の電気接触部７９とを有し、そして、コイルボビン４１が、オス端子部７８に接続されるメス端子４３を収容する端子収容穴６７を有する。従って、コネクタハウジングを基板７４上に設ける必要がない。しかも、基板７４に設けたオス端子７７の電気接触部７９がフランジ状に設けられているため、電気接触部７９にクリーム半田を塗布することができ、リフロー半田付けによって配線７５に接続することができ、安価な構成で、組み付け性の向上を図ると共に鉛フリー化の対応性を良くすることができる。

なお、上述した実施形態では、一方のステータ４２Ａ及び他方のステータ４２Ｂが各々、一方のヨーク５２と他方のヨーク５３との互いに成す角度θ１が１０８°になるように設けられている。また、一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２が５４°になり、他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３が９０°になるように、一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとが配置されていたが、本発明はこれに限ったものではない。

一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２及び他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３と、マグネットロータ２９の着磁組ｎとの関係が、下記の式（１）、（２）を満たせば、安定した回転を得ることができる。
θ２＝３６０°／２ｎ・（１＋２ｍ） …（１）
θ３＝３６０°／２ｎ・（３−２ｍ） …（２）
ｎは奇数３、５、…
ｍは１／２未満の０でない少数に定められた係数（１／４が最適）

従って、例えばＮ極、Ｓ極が２極ずつ配置される場合は、図９に示すようにしてもよい。一方のステータ４２Ａ及び他方のステータ４２Ｂが各々、一方のヨーク５２と他方のヨーク５３との互いに成す角度θ１が１３５°になるように設けられている。また、一方のヨーク５２同士の互いに成す角度θ２と、他方のヨーク５３同士の互いに成す角度θ３とが両方とも４５°になるように、一方のステータ４２Ａと他方のステータ４２Ｂとが配置されている。この場合も図１０に示すように安定して回転することができるが、一方のヨーク５２間、他方のヨーク５３間が４５°しか離れていないので、９０°離れた上記実施形態に比べて中間ギア保持軸３６をマグネットロータ２９から遠い位置に配置する必要がある。このため、コンパクト化を図るには上記実施形態が最適である。

また、上述した実施形態では、下ケース２７にはヨーク位置決め規制リブ５６〜５８を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ヨーク位置決め規制リブ５６〜５８を設ける位置としては、本実施形態に限定されるものではない。ヨーク位置決め規制リブ５６〜５８は、下ケース２７上の一対のコイルボビン部４７、４８のヨーク５１を挟んでいる部分と当接してヨーク５１の位置決めができる位置であればどこでもよく、例えばヨーク位置決めリブ５６、５８のみを設けるようにしても、ヨーク位置決めリブ５７のみを設けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、フランジ状の電気接触部７９には、オス端子部７８を中心として４つの平面視四角形が形成されていたが、本発明はこれに限ったものではない。電気接触部７９としては、フランジ状に形成されて、クリーム半田の塗布できる面積があればよく、例えば、平面視円状であってもよい。また、オス端子部７８を中心として、４つ以上の平面視四角形が形成されていても、３つの平面視四角が形成されていても、２つの平面視四角が形成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、図４及び図９に示すようなステータ４２とマグネットロータ２９との構成であれば、コイルボビン４１を用いずにステータ４２に直接、コイル４４を巻くこともできる。コイル４４を直接ステータ４２に巻くことにより、ステータ４２を従来のように２本化しなくてもよく、しかもステータ４２の透磁率の効果を高めることができるという利点が得られる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明のステッパモータの一実施形態を示す分解斜示図である。 図１に示すコイルアッシーの分解斜視図である。 図１に示すステッパモータの部分正面図である。 図１に示すステータとマグネットロータとの配置を示す概略正面図である。 図４に示すステータの励磁状態の変化に応じたマグネットロータの回転を示す図である。 図１に示すステッパモータを搭載したステッパモータ装置の部分断面図である。 図６に示すオス端子の斜示図である。 図７に示す基板の部分正面図である。 他の実施形態のステータとマグネットロータとの配置を示す概略正面図である。 図９に示すステータの励磁状態の変化に応じたマグネットロータの回転を示す図である。 従来のコイルボビン及びステータを示す分解斜視図である。 従来のコイルボビン、ステータ及びマグネットロータを示す正面図である。 従来のステッパモータと基板に設けた配線との電気接続構成の一例を示す図である。

符号の説明

２０ ステッパモータ
２７ 下ケース（収容ケース）
２８ 上ケース（収容ケース）
２９ マグネットロータ
４１ コイルボビン
４２ ステータ
４３ メス端子（コイル側端子）
４４ コイル
４５ 巻線軸
４７ コイルボビン部
４８ コイルボビン部
５０ 本体軸
５１ ヨーク
５２ 一方のヨーク
５３ 他方のヨーク
５６ ヨーク位置決め規制リブ（位置決め凸部）
５７ ヨーク位置決め規制リブ（位置決め凸部）
５８ ヨーク位置決め規制リブ（位置決め凸部）
６１ 露出穴
６２ 凸部
６３ 凹部
６７ 端子収容穴
６８ コイル接続部
６９ メス端子部
７４ 基板
７５ 配線
７７ オス端子（基板側端子）
７８ オス端子部
７９ 電気接触部

Claims (6)

1. コイルが巻かれる巻線軸を有するコイルボビンと、前記巻線軸の内部に配置された本体軸及び該本体軸の両端のうち少なくとも一端から突出したヨークを有するステータと、外周面が前記ヨークの先端に対向して配置された円盤状のマグネットロータとを備えたステッパモータであって、
   前記コイルボビンが、前記巻線軸の軸方向と直交する方向に沿って２分割形成された一対のコイルボビン部を有し、
   前記ステータが、前記一対のコイルボビン部に挟まれ、
   前記マグネットロータが、その外周に沿ってＮ極Ｓ極が交互に５極ずつ着磁されて設けられ、
   前記ステータが、前記マグネットロータを挟んで配置された一方のステータと他方のステータとの２部品で構成され、
   前記一方のステータ及び前記他方のステータのヨークが各々、前記本体軸の両端のうち一端から突出した一方のヨークと、他端から突出した他方のヨークとで構成され、
   前記一方のステータ及び前記他方のステータが各々、前記一方のヨークと前記他方のヨークとの互いに成す角度が１０８度になるように設けられ、
   前記一方のヨーク同士の互いに成す角度が５４度になり、前記他方のヨーク同士の互いに成す角度が９０度になるように、前記一方のステータと前記他方のステータとが配置され、
   前記一方のステータと前記他方のステータとを同一形状に設けた
   ことを特徴とするステッパモータ。
2. 前記コイルボビンが、前記ヨークの先端を露出する露出穴を有することを特徴とする請求項１に記載のステッパモータ。
3. 前記コイルボビンが、基板上に搭載された基板側端子と嵌合するコイル側端子を収容する端子収容穴を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のステッパモータ。
4. 前記ステッパモータが、前記コイルボビン、前記ステータ及び前記マグネットロータを収容する収容ケースを有し、
   前記コイルボビンが、前記コイル側端子の長手方向に突出した、前記端子収容穴が形成された凸部を有し、
   そして、前記収容ケースが、前記コイルボビンの凸部が嵌め込まれる凹部を有することを特徴とする請求項３記載のステッパモータ。
5. 前記ステッパモータが、前記コイルボビン、前記ステータ及び前記マグネットロータを収容する収容ケースを有し、
   そして、前記収容ケースが、前記一対のコイルボビン部の前記ヨークを挟んでいる部分と当接して前記ヨークの位置決めをする位置決め凸部を有することを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のステッパモータ。
6. 請求項３記載のステッパモータと、前記ステッパモータを搭載する基板と、前記基板上に設けられたオス端子とを備えたステッパモータ装置であって、
   前記コイル側端子が、メス端子で構成され、そして、
   前記オス端子が、長手方向の一方側に設けられ前記メス端子と嵌合するオス端子部と他方側に設けられ前記基板上に設けた配線に接触するフランジ状の電気接触部とを有することを特徴とするステッパモータ装置。

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