JPH0574183U - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み立ての際にマグネットロータの回転軸に
曲げを生じさせることなく、簡単に組み立てことができ
るようにしたステッピングモータを提供することを目的
とする。 【構成】 第１の基板Ｂに位置決め固定したステータ１
１ａの空所Ｓに直径方向にＮＳ極を着磁したマグネット
ロータを回転自在に収容する。マグネットロータの回転
軸の一端を軸受する第１の軸受孔₃ を第１の基板と一体
の部材ｂ₂ に形成する。回転軸の他端を軸受する第２の
軸受孔ａ₁ を第１の基板に組み付けた第２の基板Ａに形
成する。第１の基板にステータの空所に嵌合してマグネ
ットロータとの間に介在する環状リブｂ₄ を形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はステッピングモータに係り、特に、直径方向にＮＳ極が着磁された偏 平円柱状のマグネットロータと、このマグネットロータに作用する磁路を形成す る閉磁気回路とを備え、この閉磁気回路に巻回したコイルに流す電流を制御して マグネットロータに作用する磁路方向を切り換えてマグネットロータに回転トル クを生じさせるようにした２極ベラ型ステッピングモータと呼ばれているステッ ピングモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種のステッピングモータは、例えば時間の進行に伴う車両の速度変化 などの運行状態を記録するタコグラフにおいて、運行状態を記録するチャート紙 や時計を回転駆動する時計機構の動力源として使用される。

【０００３】 図７及び図８はタコグラフに使用されるステッピングモータとその周辺部を示 すもので、合成樹脂の成形によって形成された第２の基板としての基板Ａと第１ の基板としての上板Ｂとにより、時計機構１と指針が取付けられる指針軸２１を スピードに応じて回転させるスピードメータ駆動部２とを構成する各種の部品が 支持されている。

【０００４】 時計機構１は駆動源を構成するステッピングモータ１１と、このステッピング モータ１１の回転出力を時計の時針、分針及び秒針がそれぞれ取付けられる時針 軸１２ａ、分針軸１２ｂ及び秒針軸１２ｃに伝達する歯車列とからなる。ステッ ピングモータ１１の回転出力はまた歯車列を介してチャート紙取付け部３に伝達 され、チャート紙を回転させるために使用される。

【０００５】 ステッピングモータ１１は、磁性材料からなる薄板を成形して形成した１対の ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ からなるステータ１１ａを有する。ステータ片１ １ａ₁ ，１１ａ₂ はその一辺が互いに重ねられて連結され、他の辺の端部が互い に離間して対向されて閉磁気回路を形成している。上記端部には、半円形状の凹 部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁がその軸心を互いに反対方向にずらしてそれぞれ形成さて いる。

【０００６】 上記ステータ１１ａはそのステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の嵌合孔１１ａ₁₂， １１ａ₂₂を上板Ｂに突設した係合ピンを嵌合することにより位置決めされ、その 先端を溶着することで上板Ｂに固定されている。ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の半円形状の凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁は、図９に示すように、これらの凹 部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁間に直径方向にＮＳ極が着磁された偏平円柱状のマグネッ トロータ１１ｂを回転自在に収容する空所Ｓを形成し、ステータ片１１ａ₁ ，１ １ａ₂ が固定された上板Ｂにはこの空所Ｓに倣った孔ｂ₁ が形成されている。

【０００７】 マグネットロータ１１ｂの回転軸１１ｂ₁ は、その一端が上板Ｂから延長した 舌状片ｂ₂ に形成した軸受孔ｂ₃ に、他端が基板Ａに形成した軸受孔ａ₁ にそれ ぞれ回転自在に軸受されている。また、回転軸１１ｂ₁ の下端側にはマグネット ロータ１１ｂの回転を出力するための歯車１１ｂ₂ が一体に形成されている。軸 受孔ｂ₃ 及びａ₁ の開口には回転軸１１ｂの挿入をし易くするためテーパがそれ ぞれ形成されている。

【０００８】 ステータ１１の互いに重ねられたステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の一辺には、 外周にコイル１１ｃが巻回されたコイルボビン１１ｄが装着されている。コイル １１ｃには、図示しない水晶発振回路が発生する発振信号に基づいて形成した所 定幅を有する逆極性の電圧が所定間隔毎に印加され、ステータ１１ａによって形 成される閉磁気回路には、電圧極性に応じた方向に磁束を流れるようになる。

【０００９】 上述した構成のステッピングモータ１１の動作原理を図１０を参照して以下説 明する。まず、コイル１１ｃに電圧が印加されていないときには、閉磁気回路に はコイル１１ｃによる磁束は流れない。その代わりに、一対のステータ片１１ａ ₁ ，１１ａ₂ の端部の半円形状の凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁により形成されている 空所Ｓ内に回転自在に収容されているマグネットロータ１１ｂによる磁束が、マ グネットロータ１１ｂと凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁との隙間（磁気ギャップ）が小 さく磁気抵抗の小さな点Ｐ₁ 及びＰ₂ を通じて流れようとする。よって、マグネ ットロータ１１ｂにはそのＮＳ極を点Ｐ₁ 及びＰ₂ に対向させるインデックスト ルクが作用するようになる。

【００１０】 今、マグネットロータ１１ｂが図１０（ａ）に示すような状態に拘束さている ときに、コイル１１ｃに図１０（ｂ）に示すような方向の電流を流すと、ステー タ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ には図示のような方向に磁束が流れ、マグネットロータ １１ｂのＮＳ極がこの磁束方向に倣うように反時計方向に回転される。

【００１１】 その後、コイル１１ｃに印加していた電圧を除くと、ステータ片１１ａ₁ ，１ １ａ₂ に流れていた磁束がなくなり、マグネットロータ１１ｂは再び上記インデ ックストルクの作用を受けて、マグネットロータ１１ｂはそのＮＳ極が点Ｐ₂ 及 びＰ₁ に対向する位置まで回転され、図１０（ｃ）に示すような状態になる。

【００１２】 続いて、コイル１１ｃに上記電圧と逆極性の電圧を印加すると、図１０（ｄ） に示すように、ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ には図１０（ｂ）の場合と逆の方 向に磁束が流れ、マグネットロータ１１ｂのＮＳ極がこの磁束方向に倣うように 反時計方向に回転され、印加電圧を除くと図１０（ａ）の元の状態に戻るように なり、上述のようなことを繰り返すことによってマグネットロータ１１ｂは反時 計方向に回転される。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した構成のステッピングモータ１１を組み立てる場合、上板Ｂ にステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ を取付ける。その後に、図１１（ａ）に示すよ うに上板Ｂの孔ｂ₁ を通じてマグネットロータ１１ｂを挿入してステータ片１１ ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の半円形状の凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁により形成されてい る空所Ｓ内に収容すると共に、回転軸１１ｂ₁ の一端を上板Ｂの舌状片ｂ₂ に形 成した軸受孔ｂ₃ に挿入する。

【００１４】 ところが、マグネットロータ１１ｂが着磁さているため、ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の半円形状の凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁との間に働く磁力により 、マグネットロータ１１ｂが例えば図示のように一方のステータ片１１ａ₂ 側に 吸引されて斜めになってしまう。

【００１５】 このような状態で、図１１（ｂ）に示すように、マグネットロータ１１ｂの回 転軸１１ｂ₁ を軸受する軸受孔ａ₁ を有する基板Ａを上板Ｂに取付けようとする と、軸受孔ａ₁ の開口部にテーパが付されているとはいえ、回転軸１１ｂ₁ のθ ₁ の大きな傾きのためにテーパが案内として有効に働かなくなり、基板Ａの取付 けをスムーズに行えない他、場合によっては、回転軸１１ｂ₁ を曲げてしまうな どの不具合があった。

【００１６】 よって本考案は、上述した従来の不具合に鑑み、組み立ての際にマグネットロ ータの回転軸に曲げを生じさせることなく、簡単に組み立てことができるように したステッピングモータを提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため本考案により成されたステッピングモータは、第１の 基板に位置決め固定したステータに空所を形成し、該空所に直径方向にＮＳ極を 着磁したマグネットロータを回転自在に収容し、前記空所を前記マグネットロー タにインデックストルクを生じさせる形状となすと共に前記ステータに巻回して 設けたコイルに流す電流の方向を交互に切り換えて前記マグネットロータを一方 向に回転するようにし、かつ前記マグネットロータの回転軸の一端を軸受する第 １の軸受孔を前記第１の基板と一体の部材に形成し、前記回転軸の他端を軸受す る第２の軸受孔を前記第１の基板に組み付けた第２の基板に形成したステッピン グモータにおいて、前記第１の基板に前記空所に嵌合して前記マグネットロータ との間に介在する環状リブを形成したことを特徴としている。

【００１８】

【作用】

上記構成により、環状リブがステータの空所に嵌合してステータの位置決めを 行い、且つ環状リブがマグネットロータとステータとの間に介在するようになる ので、第１の基板に第２の基板を組み付ける前のマグネットロータの回転軸の他 端が軸受されていない状態での回転軸の傾きは小さな角度に抑えられる。従って 、第１の基板に第２の基板を組み付けて第２の基板の軸受孔への回転軸の他端の 挿入を比較的スムーズに行うことが可能になる。

【００１９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本考案によるステッ ピングモータの要部を示し、図７乃至図９について上述した従来のものと同一の 部分には同一の符号を付してある。

【００２０】 図１において、一対のステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ が固定される上板Ｂには 、ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁により形成さ れる空所Ｓ内に起立した環状リブｂ₄ が形成されている。環状リブｂ₄ の外周形 状は、図２に示すように、ステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の凹部１１ａ₁₁ ，１１ａ₂₁が嵌合するように形成され、内周形状はマグネットロータ１１ｂの回 転軸１１ｂ₁ と同心円でマグネットロータ１１ｂを回転自在に収容するように形 成されている。

【００２１】 上述のような環状リブｂ₄ を設けることによって、マグネットロータ１１ｂを 回転自在に収容する空間が環状リブｂ₄ の内周面によって精度良く形成されるよ うになり、マグネットロータ１１ｂの外周と環状リブｂ₄ の内周との間の隙間を 小さくすることができる。

【００２２】 従って、ステッピングモータの組み立ての際、図３に示すようにマグネットロ ータ１１ｂの回転軸１１ｂ₁ の一端を上板Ｂの舌状片ｂ₂ に形成した軸受孔ｂ₃ に挿入した状態で、マグネットロータ１１ｂが図示のように一方のステータ片１ １ａ₂ 側に吸引されて斜めになっても、その角度θ₂ は小さくなる。よって、基 板Ａの軸受孔ａ₁ の開口のテーパが案内として有効に働き、回転軸１１ｂ₁ にそ れを曲げるような力を作用させることなく、基板Ａの取付けをスムーズに行える ようにする。なお、図示の実施例では、軸受孔ｂ₃ が形成されている舌状片ｂ₂ は、一体成形によって上板Ｂと一体にされているが、別個に成形した舌状片ｂ₂ を上板Ｂに取り付け固定して一体化したものでもよい。

【００２３】 また、環状リブｂ₄ の外周にステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の端部の凹部１１ ａ₁₁，１１ａ₂₁が嵌合され、環状リブｂ₄ を介してマグネットロータ１１ｂとの 関係が規制されるので、マグネットロータ１１ｂと凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁との 間の隙間も精度良く組み立てることができる。なお、ステータ片１１ａ₁ ，１１ ａ₂ をその凹部１１ａ₁₁，１１ａ₂₁を環状リブｂ₄ の外周に嵌合して位置決めで きるように、上板Ｂの嵌合ピンが嵌合するステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の嵌合 孔１１ａ₁₂，１１ａ₂₂は長孔にされている。

【００２４】 上述の実施例では、ステータ１１ａは一対のステータ片１１ａ₁ ，１１ａ₂ の 端部の凹部を対向してマグネットロータ１１ｂを収容する空所Ｓを形成している が、図４に示すようなステータ１１１ａも使用することができる。すなわち、ス テータ１１１ａに収容孔１１１ａ₁ をあけ、この収容孔１１１ａ₁ の内周にステ ータ１１１ａの磁路方向に所定の角度を成して対向する位置に第１の切り欠き１ １１ａ₂ を形成すると共に、ステータ１１１ａの磁路方向と直交して対向する位 置に第２の切り欠き１１１ａ₃ を形成している。

【００２５】 上記第１の切り欠き１１１ａ₂ はマグネットロータ１１ｂにインデックストル クを生じさせるものであり、第２の切り欠き１１１ａ₃ は磁路を狭くして磁気抵 抗を増大し、コイルに電圧を印加したときに発生する磁束がマグネットロータ１ １ｂに集中して流れるようにするものである。

【００２６】 図４のようなステータ１１１ａの場合には、環状リブｂ₄ は収容孔１１１ａ₁ と同心円の内外周面を有するように形成すればよく、この環状リブｂ₄ に収容孔 １１１ａ₁ を嵌合し、上板に起立した嵌合ピンを長孔１１１ａ₄ に嵌合すること によってステータ１１１ａが位置決めされる。

【００２７】 図４のようなステータ１１１ａを使用した場合には、図５のように、ステータ １１１ａへのコイル１１ｃの組み付けのため、ステータ１１１ａがＡステータ１ １１ａ₁₁とＢステータ１１１ａ₁₂とに２分割される。

【００２８】 なお、図示の実施例では環状リブｂ₄ は完全に閉じているが、必ずしも閉じて いることは必要なく、マグネットロータ１１ｂの傾きを規制し、かつステータ１ １１ａの位置決めに支障を来さない範囲で分割されていてもよい。

【００２９】 また、上述した実施例では、上板Ｂへのステータ１１１ａの位置決め固定は、 環状リブｂ₄ や嵌合ピンなどと一体成形した上板Ｂに対してステータ１１１ａを 溶着などによって取り付けて行っているが、図６に示すように、上板Ｂの成形時 にステータ１１１ａをインサート成形して一体化するようにしてもよい。図６中 、ｂ₅ はインサート成形によって同時に形成されたステータ押え片であり、ステ ータ押え片ｂ₅ は収容孔１１１ａ₁ の周囲の４ヶ所においてステータ１１１ａを 固定している。

【００３０】 図６のものにあっては、Ａステータ１１１ａ₁₁をインサート成形していから、 コイル１１ｃを装着したＢステータ１１１ａ₁₂をＡステータ１１１ａ₁₁に対して 重ねて溶着することによって、両ステータ１１１ａ₁₁及び１１１ａ₁₂が一体化さ れる。

【００３１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、第１の基板に第２の基板を組み付ける前 のマグネットロータの回転軸の他端が軸受されていない状態での回転軸の傾きは 小さな角度に抑えられるので、第１の基板に第２の基板を組み付けて第２の基板 の軸受孔への回転軸の他端の挿入を比較的スムーズに行うことが可能になり、組 み立ての際にマグネットロータの回転軸に曲げを生じさせることなく、簡単に組 み立てことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案によるステッピングモータの一実
施例の要部を示す断面図である。

【図２】図１のステッピングモータの要部を示す平面図
である。

【図３】図１のステッピングモータの組み立ての様子を
示す断面図である。

【図４】本考案によるステッピングモータの他の実施例
の要部を示す平面図である。

【図５】図４の場合のステータ構成を示す平面図であ
る。

【図６】ステータの固定の仕方の変形例を示す平面図で
ある。

【図７】タコグラフに適用した従来のステッピングモー
タ及びその周辺を示す平面図である。

【図８】図５の一部分を破断して示す側面図である。

【図９】従来のステッピングモータの要部を示す断面図
である。

【図１０】ステッピングモータの動作原理を説明するた
めの図である。

【図１１】図７の従来のステッピングモータの組み立て
の様子を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ 基板（第２の基板） Ｂ 上板（第１の基板） １１ａ ステータ Ｓ 空所 １１ｂ マグネットロータ １１ｂ₁ 回転軸 １１ｃ コイル ｂ₂ 舌状片（部材） ｂ₃ 軸受孔（第１の軸受孔） ｂ₄ 環状リブ ａ₁ 軸受孔（第２の軸受孔）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板に位置決め固定したステータ
   に空所を形成し、該空所に直径方向にＮＳ極を着磁した
   マグネットロータを回転自在に収容し、前記空所を前記
   マグネットロータにインデックストルクを生じさせる形
   状となすと共に前記ステータに巻回して設けたコイルに
   流す電流の方向を交互に切り換えて前記マグネットロー
   タを一方向に回転するようにし、かつ前記マグネットロ
   ータの回転軸の一端を軸受する第１の軸受孔を前記第１
   の基板と一体の部材に形成し、前記回転軸の他端を軸受
   する第２の軸受孔を前記第１の基板に組み付けた第２の
   基板に形成したステッピングモータにおいて、 前記第１の基板に前記空所に嵌合して前記マグネットロ
   ータとの間に介在する環状リブを形成したことを特徴と
   するステッピングモータ。