JP5952534B2 - ステッピングモータ - Google Patents

Description

本発明はステッピングモータに関し、より特定的には、メータ用ステッピングモータに関する。

車両や船舶用の速度計や、エンジン回転数計などの指針式メータには、指針を回動駆動するためのステッピングモータ（メータ用ステッピングモータ）が用いられる。ステッピングモータでは、パルス電力のパルス数に応じたロータの回転角が得られるため、ステッピングモータのロータに指針を取り付けることで、任意の位置まで指針を回転させることができる。

指針式メータは、表示板のゼロの位置（起点位置）で指針を停止させるために、ロータの回転を規制する回転規制部材を含んでいる。従来の回転規制部材は、たとえば下記特許文献１〜４に開示されている。

下記特許文献１は、ロータと、ロータに取り付けられた指針と、ロータを回転方向に沿って囲むように同心的に積層配置された２組の環状ステータコアと、２組の環状ステータコアの間に配置された環状プレートとを備えたステッピングモータを開示している。環状プレートの内周には突出形状の回転規制部が設けられており、ロータの外周面には周方向に向けて部分的に突出する当接部が形成されている。当接部が回転規制部と当接することにより、指針が起点位置で停止する。

下記特許文献２は、環状ステータと、環状ステータ内に設けられたマグネットロータと、マグネットロータに取り付けられた指針とを含む指示計器を開示している。マグネットロータは軸方向に突出する係止部を含んでおり、マグネットロータの回転軸を回転可能に支持する軸受から突出した被係止部と、マグネットロータの係止部とが係合することにより、指針がゼロ位置で停止する。

下記特許文献３は、ステッピングモータと、ステッピングモータの回転軸に取り付けられた指針およびストッパと、文字盤の裏側に取り付けられたストッパとを含む指示計器を開示している。指示計器に電源が入ると、ステッピングモータは指針のゼロ点位置方向に逆回転し、２つのストッパによって回転が停止される。これにより、指針がゼロ位置に戻される。

下記特許文献４は、ステッピングモータと、ステッピングモータの出力軸に連結された指針と、計器文字板上に固定されたストッパピンとを備えた指示計器を開示している。ステッピングモータの電源オフ時に、ストッパピンと指針とが当接することで、指針が所定位置に停止する。

特開平１０−１６４８１１号公報 特開平８−１８２３０１号公報 特開平６−３８５９３号公報 特開平１１−３１３４７４号公報

しかしながら、特許文献１〜４などに記載の従来のステッピングモータにおいては、ロータの両方向の回転を任意の状態で規制することができず、モータ或いは指針などの配置の自由度が低いという問題があった。

図１５および図１６は、従来のステッピングモータにおけるロータの回転の規制方法を説明するための図である。図１５および図１６は、ステッピングモータを回転軸（シャフト１１１）の延在方向の一方から見た場合の図である。

図１５を参照して、ステッピングモータは、環状のステータ１３２と、ステータの内部に配置されたロータ１１４とを備えている。ステータ１３２は、その内径方向に突出した環状のステータ歯１３２ａを備えている。ステータ歯１３２ａに対向して、永久磁石よりなる円筒状のロータ１１４が設けられている。ロータ１１４はシャフト１１１を中心として回転する。ステータ１３２における軸方向端面（紙面に平行な端面）からは、ストッパピン（スタッド）１６２がロータ１１４に向かって軸方向（紙面に対して垂直な方向）に凸状に突出している。ロータ１１４における軸方向端面からは、ストッパ１６１がステータ１３２に向かって軸方向に凸状に突出している。ロータ１１４およびストッパ１６１は、一体となってシャフト１１１回りを回転する。

ロータ１１４およびストッパ１６１がＣＷ方向（図１５中反時計回り）に回転し、ストッパ１６１が位置Ｐ１（ゼロポジション）に来た場合には、ストッパ１６１がストッパピン１６２と当接することにより、ロータ１１４のＣＷ方向の回転が規制される。その結果、ストッパ１６１が位置Ｐ１にある状態でロータ１１４の回転は停止する。ストッパピン１６２を設ける位置によって、ＣＷ方向のロータ１１４の回転を任意の状態で規制することができる。

図１６を参照して、たとえばストッパ１６１が位置Ｐ２にある状態でロータ１１４のＣＣＷ方向（図１６中時計回り）の回転を規制する場合には、ストッパピン１６２を位置Ｂへ移動する必要がある。しかし、ストッパピン１６２を位置Ｂへ移動した場合には、ストッパ１６１が位置Ｐ１にある状態でロータ１１４のＣＷ方向の回転を規制することはできなくなる。

上記の問題は、メータ用ステッピングモータのみならず、ステッピングモータ全般において生じ得るものであった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、その一の目的は、モータ或いは指針などの配置の自由度が高いステッピングモータを提供することである。

また本発明の他の目的は、指針の取り付け位置が一方側だけではなく他方側であっても機能するステッピングモータを提供することである。

本発明の一の局面に従うステッピングモータは、ステータと、ステータに対して回転可能なロータと、ロータに固定され、かつロータとともに回転するロータ側位置規制部と、ステータに固定されるステータ側位置規制部とを備え、ロータは、回転軸と、回転軸の外周に装着されたロータマグネットとを含み、回転軸はロータマグネットに対して樹脂で一体成形され、ステータ側位置規制部は、第１の位置にある状態のロータ側位置規制部と当接することにより、ロータの一の方向への回転を規制する第１のステータ側位置規制部と、第１の位置とは異なる第２の位置にある状態のロータ側位置規制部と当接することにより、ロータの一の方向とは逆の方向への回転を規制する第２のステータ側位置規制部とを含み、ステータ側位置規制部における第１のステータ側位置規制部から第２のステータ側位置規制部に至る部分は、一連の突出部によって一体的に形成され、ロータ側位置規制部は、ロータマグネットにおける回転軸の延在方向における側部に設けられ、ステータは、ロータマグネットの回転軸の延在方向における側部を覆うエンドプレートを含み、ステータ側位置規制部は、エンドプレートからロータマグネットへ向かって突出し、ステータ側位置規制部における第１のステータ側位置規制部から第２のステータ側位置規制部に至る部分が円周方向において占める角度である中心角をθ１（°）と表し、円周方向におけるロータ側位置規制部の占める角度である中心角をθ２（°）と表したとき、ロータの回転角Ｒ（°）は、以下の式（Ｑ１）を満たす。
Ｒ＝３６０−（θ１＋θ２）・・・（Ｑ１）

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、ロータ側位置規制部は、回転軸に固定され、かつ回転軸の外径側に向かって突出した突出部を含む。

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、θ１およびθ２は、数値Ａ（°）および所定の補正値ΔＡ（°）を用いた以下の式（Ｑ２）を満たし、数値Ａは、自然数ｎを用いた以下の式（Ｑ３）を満たす。
θ１＋θ２＝２Ａ＋ΔＡ・・・（Ｑ２）
数値Ａ＝３６０×（（前記ロータのステップ数）／２）×ｎ・・・（Ｑ３）

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、所定の補正値ΔＡは１．５°または３°である。

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、ステータ側位置規制部はステータとは別体で作成される。

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、ステータ側位置規制部はステータと一体的に作成される。

上記ステッピングモータにおいて好ましくは、ロータ側位置規制部が第１の位置に最も近い位置にある状態でロータの回転を停止するようにステータのコイルを励磁した場合に、ロータ側位置規制部と第１のステータ側位置規制部とは当接する。

本発明によれば、モータ或いは指針などの配置の自由度が高いステッピングモータを提供することができる。また本発明によれば、指針の取り付け位置が一方側だけではなく他方側であっても機能するステッピングモータを提供することができる。

本発明の一実施の形態におけるステッピングモータを模式的に示す断面図である。 図１に示すロータ１およびストッパ６１の構成を示す斜視図であって、シャフト１１側から見た場合の斜視図である。 図１に示すロータ１およびストッパ６１の構成を示す斜視図であって、ストッパ６１側から見た場合の斜視図である。 図１に示すステータ３およびスタッド６２の構成を示す図である。 ＣＷ方向の回転が規制された状態のロータ１を概念的に示す図である。 ＣＣＷ方向の回転が規制された状態のロータ１を概念的に示す図である。 回転角Ｒと、ストッパ６１およびスタッド６２の占める中心角との関係を模式的に示す図である。 ロータ１（マグネット１４）の安定点位置がＣＣＷ方向にずれた場合のスタッド６２の位置の補正方法を説明する図である。 ロータ１（マグネット１４）の安定点位置がＣＷ方向にずれた場合のスタッド６２の位置の補正方法を説明する図である。 スタッド６２の代わりにストッパ６１を幅広にした場合のストッパ６１およびスタッド６２の位置関係を示す図である。 図１に示すロータ１およびストッパ６１の変形例の構成を示す斜視図であって、シャフト１１側から見た場合の斜視図である。 図１に示すロータ１およびストッパ６１の変形例の構成を示す斜視図であって、ストッパ６１側から見た場合の斜視図である。 図１に示すステータ３およびスタッド６２の変形例の構成を示す図である。 図１に示すスタッド６２の変形例の構成を示す図である。 従来のステッピングモータにおけるロータのＣＷ方向の回転の規制方法を説明するための図である。 従来のステッピングモータにおけるロータのＣＣＷ方向の回転の規制方法を説明するための図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態におけるステッピングモータを模式的に示す断面図である。以降の説明において、「外径側」とは、シャフト１１から外部へ向かう側を意味しており、「内径側」とは、外部からシャフト１１へ向かう側を意味している。また、ＣＷ方向とは、シャフト１１が突出している側（図１中左側）からステッピングモータ１００を見た場合の時計回り方向（図５〜図１０での反時計回り方向）を意味しており、ＣＣＷ方向とは、シャフト１１が突出している側からステッピングモータ１００を見た場合の反時計回り方向（図５〜図１０での時計回り方向）を意味している。

図１を参照して、本実施の形態におけるステッピングモータ１００は、たとえば指針式メータにおける指針を回動駆動するためのメータ用ステッピングモータであり、ロータ１と、ステータ３と、ストッププレート１３と、スタッド６２（ステータ側位置規制部、ゼロポジション部、ストップ部、位置規制部、ステータ側回転止め、凸部、ピン）とを主に備えている。ロータ１は、ステータ３に対して回転可能に支持されている。ステータ３は、ロータ１の外径側に配置されている。

ロータ１は、シャフト（回転軸）１１と、マグネットアッシー（ロータマグネット）１２とを備えている。シャフト１１は図１中横方向に延在しており、マグネットアッシー１２はシャフト１１の図１中右側において、シャフト１１の外周に装着されている。マグネットアッシー１２は、円筒形状を有しており、永久磁石よりなっている。

ストッププレート１３は、マグネットアッシー１２における図１中右側の側部（シャフト１１の延在方向における側部）において、シャフト１１に固定されている。シャフト１１の図１中左端部には、指針式メータにおける指針（図示無し）が取り付けられる。

ステータ３は、フロントプレート３１と、複数のティース部３２と、コイル３３と、エンドプレート（ステータアッシー樹脂）３４と、壁部３５と、端子３６とを備えている。フロントプレート３１は、円形状を有しており、シャフト１１を回転可能に支持するための孔（軸受）３１ａをその中心部に有している。複数のティース部３２は、円筒状の壁部３５から内径側へ向かって延びるように形成されている。コイル３３は、複数のティース部３２の各々に巻き回されている。複数のティース部３２の先端部（最も内径側の部分）にはステータ歯（ステータ極歯）３２ａが形成されている。ステータ歯３２ａは、ティース部３２におけるコイルが巻き付けられる部分よりも図１で見た場合の断面積が大きくなっている。端子３６は、各ティース部３２に巻き回されたコイル３３と電気的に接続されており、端子３６を通じてコイル３３に電力が供給される。エンドプレート３４は、ティース部３２に取り付けられており、マグネットアッシー１２における図１中右側の側部（シャフト１１の延在方向における側部）およびストッププレート１３を覆っている。言い換えれば、マグネットアッシー１２およびストッププレート１３を収納する空間が、フロントプレート３１、ティース部３２、およびエンドプレート３４で構成されている。エンドプレート３４は、円形状を有しており、シャフト１１を回転可能に支持するための孔（軸受）３４ｂをその中心部に有している。スタッド６２はエンドプレート３４に固定されており、エンドプレート３４からロータ側（図１中左側）へ突出している。

なお、フロントプレート３１における中心部付近（シャフト１１付近）に、指針式メータにおける表示板（メータ用基板）を取り付けるための取付ボス部が形成されていてもよい。取付ボス部を形成した場合には、表示板に対するステッピングモータ１００の位置決め（センター出し）を容易に行うことができる。

図２および図３は、図１に示すロータ１およびストッパ６１の構成を示す斜視図である。図２はシャフト１１側から見た場合の斜視図であり、図３はストッパ６１側から見た場合の斜視図である。

図２および図３を参照して、シャフト１１はマグネットアッシー１２に対して樹脂で一体成形されている。マグネットアッシー１２は、マグネット（マグネット磁極）１４と、樹脂モールド部１５とを含んでいる。マグネット１４は、円筒形状を有しており、樹脂モールド部１５の外径側に配置されている。マグネット１４は、樹脂モールド部１５を介してシャフト１１に固定されている。

ストッププレート１３は、円形状を有しており、その外周部分の一部にストッパ６１（ロータ側位置規制部、ゼロポジション部、ストップ部、位置規制部、マグネット側回転止め、突出部）を含んでいる。ストッパ６１は、ストッププレート１３から外径側に向かって突出している。ストッパ６１はロータ１に固定されており、ロータ１とともに回転する。ストッププレート１３の材質は、たとえばアルミなどの金属や、樹脂などである。図２および図３では、ストッププレート１３（ストッパ６１）はロータ１とは別体で形成されている。

図４は、図１に示すステータ３およびスタッド６２の構成を示す図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は、図１におけるスタッド６２付近の拡大図である。

図４を参照して、エンドプレート３４の中心部には孔３４ｂが形成されており、その真下には孔３４ａが形成されている。孔３４ａ内にはスタッド６２が挿入されている。スタッド６２はエンドプレート３４とは別体で形成されており、エンドプレート３４に固定されている。スタッド６２はシャフト１１に対して平行に、エンドプレート３４からロータ１へ向かって突出している。

スタッド６２の材質は、たとえばアルミなどの金属や、樹脂などである。ステータ３およびスタッド６２が図４の構成を有する場合、たとえばアルミよりなるスタッド６２を孔３４ａ内に挿入した後、エンドプレート（カバー）３４を過熱して溶かした状態でスタッド６２を押しつぶすことによって、エンドプレート３４に対してスタッド６２を固着させてもよい。またスタッド６２が樹脂製の場合には、スタッド６２を孔３４ａ内に挿入した後、スタッド６２の後方部を熱により溶かして固定（熱カシメ）してもよい。ストッパ６１およびスタッド６２が金属製の場合には、強度および精度を確保することができる。

続いて、ステッピングモータ１００の動作について説明する。

図５は、ＣＷ方向の回転が規制された状態のロータ１を概念的に示す図である。なお、図５〜図１０では、ロータ１の回転に伴うストッパ６１とスタッド６２との位置関係を示すため、ステータ歯３２ａおよびスタッド６２がロータ１のマグネット１４とともに図示されている。

図５を参照して、ロータ１の極数が１８極であり、ステップ数が３６ステップであり、ロータ１の回転角Ｒが３２０度である場合について説明する。ロータ１がＣＷ方向に回転する場合、ストッパ６１は、図５中左下の位置Ｐ１まで回転してスタッド６２の一方の側面６２ａと当接する。これにより、ロータ１は、ストッパ６１が位置Ｐ１にある状態で、ＣＷ方向への回転が規制される。

図６は、ＣＣＷ方向の回転が規制された状態のロータ１を概念的に示す図である。

図６を参照して、ロータ１がＣＣＷ方向に回転する場合、ストッパ６１は、図６中右下の位置Ｐ２まで回転してスタッド６２の他方の側面６２ｂと当接する。これにより、ロータ１は、ストッパ６１が位置Ｐ２にある状態で、ＣＣＷ方向への回転が規制される。

スタッド６２によってロータ１が停止された状態で、シャフト１１に取り付けられた指針が、表示板における基準位置（たとえばゼロの位置）を示すように、位置Ｐ１またはＰ２は設定されることが好ましい。以降、位置Ｐ１およびＰ２をメータ（スピードメータやタコメータなど）のゼロポジションと呼ぶことがある。ステッピングモータ１００の回転角Ｒを設定することにより、位置Ｐ１およびＰ２は設定される。

続いて、ステッピングモータ１００の回転角Ｒの設定方法について説明する。

図７は、回転角Ｒと、ストッパ６１およびスタッド６２の占める中心角との関係を模式的に示す図である。図７では、説明の便宜のため、位置Ｐ１およびＰ２の両方にスタッド６２が描かれている。

図７を参照して、回転角Ｒは、ストッパ６１およびスタッド６２の占める中心角（幅）によって設定可能である。たとえばスタッド６２の占める中心角をθ１（°）とし、ストッパ６１の占める中心角をθ２（°）とすると、回転角Ｒは以下の式（１）で表される。

回転角Ｒ（°）＝３６０−｛（θ２）／２＋θ１＋（θ２）／２｝＝３６０−（θ１＋θ２） ・・・（１）
ストッパ６１が位置Ｐ１またはＰ２に最も近い位置にある状態でロータの回転を停止するようにコイルを励磁した場合に、ストッパ６１とスタッド６２とが当接することが好ましい。これにより、ストッパ６１をゼロポジションに安定的に位置づけることができる。

具体的には、たとえば２相ステッピングモータの場合、片相（たとえばＢ−相）に直流励磁したときに、ストッパ６１が位置Ｐ１またはＰ２（ゼロポジション）で停止する（シャフト１１が回転しない、指針が動かない）ことが好ましい。そのためには、ストッパ６１が位置Ｐ１またはＰ２で停止した場合に、各ステータ歯３２ａとロータ１の各磁極とが真正面にある状態で向かい合うように、ストッパ６１およびスタッド６２の各々の中心角θ１およびθ２の各々が、マグネット１４の１極が占める中心角φの倍数で設定される必要がある。具体的には、ｎを自然数として以下の式（２）および（３）で表される。

θ１＝Ａ＝３６０／（（ステップ数）／２）×ｎ ・・・（２）
θ２＝Ａ＝３６０／（（ステップ数）／２）×ｎ ・・・（３）
中心角θ１およびθ２の各々で、自然数ｎの値は等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。本実施の形態では、中心角θ１およびθ２におけるｎの値がいずれも１である場合について示している。

図８は、ロータ１（マグネット１４）の安定点位置がＣＣＷ方向にずれた場合のスタッド６２の位置の補正方法を説明する図である。

図８を参照して、片相（たとえばＢ−相）に直流励磁した場合に、ステータ磁気飽和などに起因して、ロータ１の各磁極の安定点位置が、ステータ歯３２ａのセンター位置からずれる可能性がある。（ａ）では、ロータ１の各磁極が安定点にある場合のロータ１の位置が点線で示されている。ロータ１の各磁極の安定点位置は、ステータ歯３２ａのセンター位置よりもＣＣＷ方向にわずかにずれている。この場合には、片相（たとえばＢ−相）に直流励磁しても、ストッパ６１がスタッド６２に接触せず、ストッパ６１をゼロポジションに位置付けることができない。したがって、ストッパ６１をゼロポジションに安定的に位置づけるために、中心角θ１およびθ２の各々を値Ｂ（°）で補正することが好ましい。中心角θ１およびθ２の各々を値Ｂで補正するとは、中心角θ１と中心角θ２との和を（２Ａ）から（２Ａ＋Ｂ）に増加させることを意味している。中心角θ１およびθ２の各々を値Ｂで補正した場合、中心角θ１およびθ２は、以下の式（４）〜（６）で表される。

Ａ≦θ１≦Ａ＋Ｂ ・・・（４）
Ａ≦θ２≦Ａ＋Ｂ ・・・（５）
θ１＋θ２＝２Ａ＋Ｂ ・・・（６）
たとえば、中心角θ２をＡに設定したままで中心角θ１を（Ａ＋Ｂ）に設定した場合には、（ｂ）に示すように、スタッド６２が（ａ）の場合よりもＣＣＷ方向に向かって幅広になる。これにより、ロータ１の安定点位置がＣＣＷ方向にわずかに（Ｂよりも小さい中心角の分だけ）ずれた場合にも、ストッパ６１が（指針が）スタッド６２によって値Ｂに対応する中心角だけＣＣＷ方向に押し戻される状態となる。その結果、ストッパ６１を位置Ｐ１に確実に位置付けることができる。

図９は、ロータ１（マグネット１４）の安定点位置がＣＷ方向にずれた場合のスタッド６２の位置の補正方法を説明する図である。

図９を参照して、（ａ）では、ロータ１の各磁極が安定点にある場合のロータ１の位置が点線で示されている。ロータ１の各磁極の安定点位置は、ステータ歯３２ａのセンター位置よりもＣＷ方向にわずかにずれている。この場合には、片相（たとえばＢ−相）に直流励磁しても、スタッド６２がストッパ６１に接触せず、スタッド６２をゼロポジションに位置付けることができない。したがって、ストッパ６１をゼロポジションに安定的に位置づけるために、中心角θ１およびθ２の各々を値Ｃ（°）で補正することが好ましい。中心角θ１およびθ２の各々を値Ｃで補正するとは、中心角θ１と中心角θ２との和を（２Ａ）から（２Ａ＋Ｃ）に増加させることを意味している。中心角θ１およびθ２の各々を値Ｃで補正した場合、中心角θ１およびθ２は、以下の式（７）〜（９）で表される。

Ａ≦θ１≦Ａ＋Ｃ ・・・（７）
Ａ≦θ２≦Ａ＋Ｃ ・・・（８）
θ１＋θ２＝２Ａ＋Ｃ ・・・（９）
たとえば、中心角θ２をＡに設定したままで中心角θ１を（Ａ＋Ｃ）に設定した場合には、（ｂ）に示すように、スタッド６２が（ａ）の場合よりもＣＷ方向に向かって幅広になる。これにより、ロータ１の安定点位置がＣＷ方向にわずかに（Ｃよりも小さい中心角の分だけ）ずれた場合にも、スタッド６２が（指針が）スタッド６２によって値Ｃに対応する中心角だけＣＷ方向に押し戻される状態となる。その結果、ストッパ６１を位置Ｐ２に確実に位置付けることができる。

以降、値Ｂおよび値Ｃの各々を、ゼロポジション規格と呼ぶことがある。値Ｂおよび値Ｃが等しい場合、値Ｂおよび値Ｃの各々は、ゼロポジション規格レンジの２分の１となる。値Ｂおよび値Ｃの各々の具体的な数値としては（ゼロポジションの規格としては）、たとえば１．５（°）が設定される。

中心角θ１およびθ２の各々は、値Ｂおよび値Ｃの両方で補正してもよい。この場合、中心角θ１およびθ２は、以下の式（１０）〜（１２）で表される。これにより、ストッパ６１およびスタッド６２は、ゼロポジションの規格を満たした寸法となる。

Ａ≦θ１≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ ・・・（１０）
Ａ≦θ２≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ ・・・（１１）
θ１＋θ２＝２Ａ＋Ｂ＋Ｃ ・・・（１２）
図８および図９においては、値Ｂまたは値Ｃを補正するためにスタッド６２を幅広とした場合について示したが、たとえば図１０に示すように、スタッド６２の代わりにストッパ６１を幅広にしてもよい。図１０では、中心角θ１をＡに設定したままで、中心角θ２を（Ａ＋Ｂ）に設定することで、ストッパ６１が幅広になっている。さらに、値Ｂまたは値Ｃを補正するためにストッパ６１およびスタッド６２の両方を幅広としてもよい。

なお、ストッパ６１およびスタッド６２は、ステッピングモータ１００が無励磁状態にある場合であっても、ゼロポジションの位置から指針が振れないように、ストッパ６１がスタッド６２側（マイナス側）に押し付けられるような位置および幅で配置されることが好ましい。無励磁状態と励磁状態とでロータ１の安定点位置が異なる場合には、無励磁状態の安定点位置に基づいて値ＢおよびＣを補正することが好ましい。

図１１および図１２は、図１に示すロータ１およびストッパ６１の変形例の構成を示す斜視図である。図１１はシャフト１１側から見た場合の斜視図であり、図１２はストッパ６１側から見た場合の斜視図である。

図１１および図１２を参照して、シャフト１１はマグネットアッシー１２に対して樹脂で一体的に形成されている。マグネットアッシー１２は、マグネット１４と、樹脂モールド部１５とを備えている。マグネット１４は、円筒形状を有しており、樹脂モールド部１５の外径側に配置されている。マグネット１４は、プラスチックマグネットなどよりなっており、樹脂モールド部１５を介してシャフト１１に固定されている。

ストッパ６１はマグネット１４から内径側に向かって突出している。ストッパ６１はマグネット１４とともに射出成形される。ストッパ６１をマグネット１４と一体成形することで、部品点数を削減することができ、組み付け精度が向上する。

図１３は、図１に示すステータ３およびスタッド６２の変形例の構成を示す図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は、エンドプレート３４の筒状部３４ｄの構成を部分的に示す斜視図である。

図１３を参照して、エンドプレート３４は、マグネットアッシー１２の側部およびストッププレート１３を覆う蓋部３４ｃと、蓋部３４ｃと接続され、かつティース部３２に取り付けられた筒状部３４ｄとを備えている。筒状部３４ｄの内壁からは、内径方向に向かってスタッド６２が突出している。スタッド６２はエンドプレート３４と一体的に形成されている。

図１４は、図１に示すスタッド６２の変形例の構成を示す図である。図１４では、説明の便宜のため、位置Ｐ１およびＰ２の両方にストッパ６１が描かれている。

図１４を参照して、スタッド６２は、中心角θ１の範囲内に設けられた２つのピン（細いピン）６２ｃおよび６２ｄにより構成されていてもよい。この場合、ストッパ６１は位置Ｐ１にある状態で、ピン６２ｃによってＣＷ方向への回転が規制され、位置Ｐ２にある状態で、ピン６２ｄによってＣＣＷ方向への回転が規制される。

ストッパ６１およびスタッド６２の形状としては扇方形状、円形、楕円、角形状など任意の形状を採用することができ、ステッピングモータ１００の量産および精度を確保することができる形状を採用することができる。また、ストッパ６１およびスタッド６２の数にも制限はない。

［実施の形態の効果］
上述の実施の形態によれば、ストッパ６１は位置Ｐ１にある状態でスタッド６２の側面６２ａまたはピン６２ｃによってＣＷ方向への回転が規制され、位置Ｐ２にある状態でスタッド６２の側面６２ｂまたはピン６２ｄによってＣＣＷ方向への回転が規制される。これにより、ステッピングモータ１００の取り付け方向を変えずに、指針の取り付け方向を任意の方向（ＣＷ方向またはＣＣＷ方向）で選ぶことができる。その結果、ステッピングモータ或いは指針などの配置の自由度が高くなる。また、指針の取り付け位置が一方側だけではなく他方側であっても機能するステッピングモータを提供することができる。

また、ストッパ６１が位置Ｐ１またはＰ２に最も近い位置にある状態でロータの回転を停止するようにコイルを励磁した場合に、ストッパ６１とスタッド６２とが当接するにより、ストッパ６１をゼロポジションに安定的に位置づけることができる。

［その他］
上述の実施の形態においては、ステッピングモータが軸回転型であり、かつインナーロータ型である場合に付いて示した。しかし、本発明のステッピングモータは、上述のモータの他、軸固定型のモータや、軸回転型であり、かつアウターロータ型のモータであってもよい。さらに本発明のステッピングモータは、平面対向型のモータであってもよい。

回転軸は、中空部を有するシャフトであってもよい。この場合には、指針の反対側（たとえば図１中右側）に配置された光源からの光を、シャフトの中空部を通じて指針へ導くことにより、指針を光らせることができる。

上述の実施の形態は適宜組み合わせることができる。たとえば、図２および図３に示すロータに対して図１３に示すステータが組み合わされてもよいし、図１１および図１２に示すロータに対して図４に示すステータが組み合わされてもよい。

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１１４ ロータ
３，１３２ ステータ
１１，１１１ シャフト
１２ マグネットアッシー
１３ ストッププレート
１４ マグネット
１５ 樹脂モールド部
３１ フロントプレート
３１ａ，３４ａ，３４ｂ 孔
３２ ティース部
３２ａ，１３２ａ ステータ歯
３３ コイル
３４ エンドプレート
３４ｃ 蓋部
３４ｄ 筒状部
３５ 壁部
３６ 端子
６１，１６１ ストッパ
６２ スタッド
６２ａ，６２ｂ スタッド側面
６２ｃ，６２ｄ ピン
１００ ステッピングモータ
１６２ ストッパピン

Claims (7)

1. ステータと、
   前記ステータに対して回転可能なロータと、
   前記ロータに固定され、かつ前記ロータとともに回転するロータ側位置規制部と、
   前記ステータに固定されるステータ側位置規制部とを備え、
   前記ロータは、
   回転軸と、
   前記回転軸の外周に装着されたロータマグネットとを含み、
   前記ステータ側位置規制部は、
   第１の位置にある状態の前記ロータ側位置規制部と当接することにより、前記ロータの一の方向への回転を規制する第１のステータ側位置規制部と、
   前記第１の位置とは異なる第２の位置にある状態の前記ロータ側位置規制部と当接することにより、前記ロータの前記一の方向とは逆の方向への回転を規制する第２のステータ側位置規制部とを含み、
   前記ステータ側位置規制部における前記第１のステータ側位置規制部から前記第２のステータ側位置規制部に至る部分は、一連の突出部によって一体的に形成され、
   前記ロータ側位置規制部は、前記ロータマグネットにおける前記回転軸の延在方向における側部に設けられ、
   前記ステータは、前記ロータマグネットの前記回転軸の延在方向における側部を覆うエンドプレートを含み、
   前記ステータ側位置規制部は、前記エンドプレートから前記ロータマグネットへ向かって突出し、
   前記ステータ側位置規制部における前記第１のステータ側位置規制部から前記第２のステータ側位置規制部に至る部分が円周方向において占める角度である中心角をθ１（°）と表し、円周方向における前記ロータ側位置規制部の占める角度である中心角をθ２（°）と表したとき、前記ロータの回転角Ｒ（°）は、以下の式（Ｑ１）を満たす、ステッピングモータ。
   Ｒ＝３６０−（θ１＋θ２）・・・（Ｑ１）
2. 前記ロータ側位置規制部は、前記回転軸に固定され、かつ前記回転軸の外径側に向かって突出した突出部を含む、請求項１に記載のステッピングモータ。
3. 前記θ１およびθ２は、数値Ａ（°）および所定の補正値ΔＡ（°）を用いた以下の式（Ｑ２）を満たし、
   前記数値Ａは、自然数ｎを用いた以下の式（Ｑ３）を満たす、請求項１または２に記載のステッピングモータ。
   θ１＋θ２＝２Ａ＋ΔＡ・・・（Ｑ２）
   数値Ａ＝３６０×（（前記ロータのステップ数）／２）×ｎ・・・（Ｑ３）
4. 前記所定の補正値ΔＡは１．５°または３°である、請求項３に記載のステッピングモータ。
5. 前記ステータ側位置規制部は前記ステータとは別体で作成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステッピングモータ。
6. 前記ステータ側位置規制部は前記ステータと一体的に作成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のステッピングモータ。
7. 前記ロータ側位置規制部が前記第１の位置に最も近い位置にある状態で前記ロータの回転を停止するように前記ステータのコイルを励磁した場合に、前記ロータ側位置規制部と前記第１のステータ側位置規制部とは当接する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のステッピングモータ。

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