JPH0578187U - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータに形成したステータ孔の両側にある
連結部の飽和磁束密度特性を面倒な加工などを必要する
ことなく所望のものにできるようにしてコストダウンす
る。 【構成】 マグネットロータ１３にインデックストルク
を生じさせる形状のステータ孔１１ａを形成したステー
タ１１を基板Ｂに位置決め固定する。ステータ孔１１ａ
に回転自在に収容したマグネットロータを、ステータ１
１に巻回して設けたコイル１２に流す電流の方向を交互
に切り換えて一方向に回転させる。ステータ１１を位置
決め固定するための基板Ｂのインサート成形によって、
ステータ孔１１ａの両側の連結部１１ｂを押さえるステ
ータ押え片ｂ₁₄を形成する。

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力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例えば２極ベラ形ステッピングモータと呼ばれるステッピ 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４及び図５はタコグラフに使用されるステッピングモータを示すもので、合 成樹脂の成形によって形成された下基板Ａと上基板Ｂとにより、ステッピングモ ータを構成する各種の部品が支持されている。

【０００４】 ステッピングモータは、パーマロイなどの磁性材料からなる薄板を打ち抜き金 型成形して形成され、上基板Ｂに位置決め固定されたステータ１１を有する。こ のステータ１１には、ステータ孔１１ａが形成されると共に、ボビンに巻回した コイル１２が装着されている。ステータ孔１１ａには、下基板Ａ及び上基板Ｂと 一体の舌状片ｂ₁ にそれぞれ形成された軸受ａ₁ 及びｂ₂ によって回転軸１３ａ が回転自在に軸受された偏平円柱状のマグネットロータ１３が回転自在に収容さ れ、マグネットロータ１３にはその直径方向にＮＳ極が着磁されている。

【０００５】 ステータ１１は、コイル装着部の一側部分とステータ孔１１ａの部分とで分割 されたステータ片１１₁ 及び１１₂ からなっている。ステータ片１１₁ 及び１１ ₂ の一端部には、ステータ孔１１ａを形成するため半円形状の凹部１１ａ₁ ，１ １ａ₂ 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れている。

【０００６】 上記ステータ１１のステータ片１１₁ ，１１₂ は、上基板Ｂに突設された係合 ピンｂ₃ が係合されて位置決めされ、上基板Ｂに一体成形された押え片ｂ₄ によ って押えられると共に、上基板Ｂに突設された溶着ピンｂ₅ が溶着されて固定さ れている。

【０００７】 上記コイル１２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１１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が間歇的に流さ れるようになる。

【０００８】 上述した構成のステッピングモータの動作原理を図６を参照して以下説明する 。まず、コイル１２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 １２による磁束は流れない。その代わりに、一対のステータ片１１₁ ，１１₂ の 一端部の半円形状の凹部１１ａ₁ ，１１ａ₂ により形成されているステータ孔１ １ａ内に回転自在に収容されているマグネットロータ１３による磁束が、マグネ ットロータ１３と凹部１１ａ₁ ，１１ａ₂ 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１３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。

【０００９】 今、マグネットロータ１３が図６（ａ）に示すような状態に拘束さているとき に、コイル１２に図６（ｂ）に示すような方向の電流を流すと、ステータ片１１ ₁ ，１１₂ には図示のような方向に磁束が流れ、マグネットロータ１３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。

【００１０】 その後、コイル１２に印加していた電圧を除くと、ステータ片１１₁ ，１１₂ に流れていた磁束がなくなり、マグネットロータ１３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１３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６（ｃ）に示すような状態になる。

【００１１】 続いて、コイル１２に上記電圧と逆極性の電圧を印加すると、図６（ｄ）に示 すように、ステータ片１１₁ ，１１₂ には図６（ｂ）の場合と逆の方向に磁束が 流れ、マグネットロータ１３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６（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１３は反時計方向に回転され る。

【００１２】 ところで、上述したスッテピングモータでは、ステータ１１はステータ孔１１ ａの部分で分割した一対のステータ片１１₁ ，１１₂ からなっていて、ステータ 孔１１ａはステータ片１１₁ 及び１１₂ の位置決めによって初めて形成されるた め精度良く形成することが難しい。そこで、ステータ孔１１ａの精度が一対のス テータ片１１₁ ，１１₂ の位置決め精度に左右されないように、図７乃至図９に 示すように、ステータ１１をステータ孔１１ａの部分で分割せずに図示しない他 の部分で分割し、ステータ孔１１ａをインデックストルクが生じるような形状に 形成するようにしたステータ１１が使用される場合もある。

【００１３】 この場合、ステータ孔１１ａの両側に連結部１１ｂが形成されるようになるが 、この連結部１１ｂの幅ｔはインデックストルクに影響を与え、この幅をあまり 大きくするとステータ孔１１ａ内の磁場が弱くなってトルクの低下を招く。従っ て、この連結部１１ｂの幅ｔはできるだけ小さくすることが望まれるが、あまり 小さくすると機械的強度が低下して、この部分でステータ１１が変形してしまい 、組み立てや精度上の目的を達成することができない。

【００１４】 そこで、ステータ１１を形成しているパーマロイのような磁性材料が熱処理後 の機械的な歪みによって飽和磁束密度が低下するという特性を有することに鑑み 、連結部１１ｂを図７に示すように湾曲成形したり、図８に示すように潰したり 、或いは図９に示すように上基板に金属板を使用してこれにステータ１１を固定 するために連結部１１ｂの部分をスポット溶接して歪ませることにより、連結部 １１ｂの幅ｔをあまり小さくすることなく所望の飽和磁束密度特性を得ることが 行われている。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述したような加工工程や取り付け工程を経て所望の飽和磁束密度特 性を得るようにしたものでは、余分のコストがかかっていまい、コスト高になる という問題があった。

【００１６】 よって本考案は、上述した従来の問題に鑑み、ステータに形成したステータ孔 の両側にある連結部の飽和磁束密度特性を面倒な加工などを必要することなく所 望のものにできるようにしてコストダウンを図っ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、基板に 位置決め固定したステータにステータ孔を形成し、該ステータ孔に直径方向にＮ Ｓ極を着磁したマグネットロータを回転自在に収容し、前記ステータ孔を前記マ 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たステッピングモータにおいて、前記ステー タを位置決め固定するための基板のインサート成形によって、前記ステータ孔の 両側の連結部を押さえるステータ押え片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、ステータを位置決め固定するための基板のインサート成形に よって形成したステータ押え片により、ステータ孔の両側の連結部を押さえてい るので、ステータを基板に固定する別個の作業が必要なくなり、またインサート 成形の基板の熱収縮によってステータ押え片が連結部を歪ませ、この機械的歪み によって連結部の飽和磁束密度が低下されるようになり、連結部に別個に機械的 な歪みを与えることが必要なくなっている。

【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乃至図３は本考案によ るステッピングモータの一実施例を示し、図４及び図５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乃至図３において、ステータ１１はコイル１２が装着されている部分の両 側において一対のステータ片１１₁₁，１１₁₂に分割され、ステータ片１１₁₁には ステータ孔１１ａが形成され、このステータ孔１１ａの内周にはインデックスト ルクを生じさせるための半円状の切り欠き１１ａ₁₁がステータ片１１₁₁の磁路方 向に対して所定の角度傾斜した中心線上に対向して形成され、ステータ孔１１ａ の両側の連結部１１ｂにはその幅を狭くするためステータ片１１₁₁の側方に開口 した凹部１１ｂ₁ が形成されている。

【００２１】 上述のようなステータ片１１₁₁は上基板Ｂの成形の際にインサート成形によっ て上基板Ｂと一体化されている。この成形の際、舌状片ｂ₁₁も一体に形成され、 この舌状片ｂ₁₁に形成された軸受ｂ₁₂によってステータ孔１１ａ内に回転自在に 収容したマグネットロータ１３の回転軸１３ａの一端が軸受されている。インサ ート成形によって上基板Ｂと一体化されたステータ片１１₁₁は、上基板Ｂと一体 に形成された係合ピンｂ₁₃によって位置決めされる。しかも、上基板Ｂと一体に 形成されたステータ押え片ｂ₁₄によってステータ孔１１ａの両側の連結部１１ｂ が押えられている。なお、コイル１２を装着したステータ片１１₁₂は上基板Ｂと 一体に形成した溶着ピンｂ₁₅の溶着によってステータ片₁₁と連結されている。

【００２２】 上述のようにステータ片１１₁₁は上基板Ｂのインサート成形によって上基板Ｂ と一体化されるため、これを別個に位置決め固定して上基板Ｂに取り付ける作業 が不要になる。

【００２３】 しかも、ステータ片１１₁₁はステータ孔１１ａの両側の連結部１１ｂの部分が インサート成形の際に同時に成形されるステータ押え片ｂ₁₄によって押えられて いる。従って、連結部１１ｂには成形後の上基板Ｂの熱収縮によってステータ押 え片ｂ₁₄を介して機械的な歪みが与えられ、この機械的歪みによって連結部１１ ｂの飽和磁束密度が低下されるようになり、連結部１１ｂに特別な加工などを施 すことなく、所望の飽和磁束密度特性が得られるようになる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、インサート成形によって形成したステー タ押え片によりステータ孔の両側の連結部が押さえられると共に、インサート成 形後の基板の熱収縮によってステータ押え片により連結部に機械的歪みが与えら れ、ステータの固定と同時に連結部の飽和磁束密度が低下されるようになるので 、連結部に別個の機械加工などによって機械的な歪みを与えることが必要なく、 コストアップを招くことなく所望の飽和磁束密度特性を得ることができる。

【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
施例を示す平面図である。

【図２】図１の一部分の拡大断面図である。

【図３】図１の他の部分の拡大断面図である。

【図４】従来のステッピングモータの一例を示す平面図
である。

【図５】図４の一部分の拡大断面図である。

【図６】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７】従来のステッピングモータのステータの一変形
例を示す図である。

【図８】従来のステッピングモータのステータの他の変
形例を示す図である。

【図９】従来のステッピングモータのステータの更に他
の変形例を示す図である。

【符号の説明】

Ｂ 基板（上基板） １１ ステータ １１ａ ステータ孔 １１ｂ 連結部 １２ コイル １３ マグネットロータ ｂ₁₄ ステータ押え片

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に位置決め固定したパーマロイから
   なるステータにステータ孔を形成し、該ステータ孔に直
   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、前記ステータ孔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
   ようにしたステッピングモータにおいて、 前記ステータを位置決め固定するための基板のインサー
   ト成形によって、前記ステータ孔の両側の連結部を押さ
   えるステータ押え片を形成したことを特徴とするステッ
   ピングモータ。