JPH08116659A - ステップモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステップモータのボビンの内周面とロータと
の間に環状空隙が形成されることに着目し、この空隙を
有効に活用して、ステータを構成する両ヨークのボビン
に対する周方向の位置決めを行う。 【構成】 上側位置決め突起部２６ｄは、ヨーク２０ａ
の両隣接磁極歯２４、２４とこれらの間に位置するヨー
ク２０ｂの磁極歯２５との間にて内周壁２６ａの上縁部
分から軸心側に向けて突出形成されヨーク２０ａの周方
向の位置決めをする。下側位置決め突起部２６ｅは、ヨ
ーク２０ｂの両隣接磁極歯２５、２５とこれらの間に位
置するヨーク２０ａの磁極歯２４との間にて内周壁２６
ａの下縁部分から軸心側に向けて突出形成されヨーク２
０ｂの周方向の位置決めをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石型ステップモ
ータ（以下、ＰＭ型ステップモータという）、可変レラ
クタンス型ステップモータ、ハイブリッド型ステップモ
ータ等の各種のステップモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＭ型ステップモータにおいて
は、例えば、特開昭６１−４４５９号公報に記載されて
いるように、ボビンの各フランジ部にそれぞれ軸方向に
設けられたピン形状の突起物を、各ヨークに設けた貫通
孔に貫通させることにより、各ヨークのボビンに対する
周方向の位置決めを行うようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような位
置決めによる場合、ボビンの各フランジ部に対し、上述
した各突起物を形成するためのスペースが必要である。
このため、これが邪魔となって、ボビンの軸方向の寸法
が小さくならず、その結果、ステップモータが小型化或
いは偏平化されにくいという不具合が生ずる。このよう
な不具合は、特開平６ー１４５１７号公報に開示されて
いるステップモータにおいても同様に生ずる。

【０００４】そこで、本発明は、このようなことに対処
すべく、ステップモータにおいて、ボビンの内周面とロ
ータとの間に環状空隙が形成されることに着目し、この
空隙を有効に活用して、ステータを構成する両ヨークの
ボビンに対する周方向の位置決めを行い小型化或いは偏
平化を実現することを目的とものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明においては、環状コイル（２
７）を収容した環状ボビン（２６）と、互いに同軸的に
組み合わされてボビン（２６）を挟持する第１及び第２
の環状ヨーク（２０ａ、２０ｂ）とを有する環状ステー
タ（２０、３０）と、このステータ内に回転可能に軸支
されてボビン（２６）の内周壁（２６ａ）との間に環状
空隙を形成するロータ（４０）とを備え、第１ヨーク
（２０ａ）の内周縁から第２ヨーク（２０ｂ）の内周縁
に向けボビン（２６）の内周壁（２６ａ）に沿い複数の
磁極歯（２４）を延出させるとともに、第２ヨーク（２
０ｂ）の内周縁から第１ヨーク（２０ａ）の内周縁に向
けボビン（２６）の内周壁（２６ａ）に沿い複数の磁極
歯（２５）を延出させ、また、第１ヨーク（２０ａ）の
一対の隣接磁極歯（２４、２４）の間にてボビン（２
６）の内周壁（２６ａ）から前記環状空隙内に突出され
て第１ヨーク（２０ａ）の周方向の位置決めをする第１
位置決め部（２６ｄ）と、第２ヨーク（２０ｂ）の一対
の隣接磁極歯（２５、２５）の間にてボビン（２６）の
内周壁（２６ａ）から前記環状空隙内に突出されて第２
ヨーク（２０ｂ）の周方向の位置決めをする第２位置決
め部（２６ｅ）とを少なくとも設け、第１位置決め部
（２６ｄ）が第２位置決め部（２６ｅ）に対しボビン
（２６）の内周壁（２６ａ）の周方向へ所定量だけ位置
ずれしているステップモータが提供される。

【０００６】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載のステップモータにおいては、第１位置決め部
（２６ｄ）が、第１ヨーク（２０ａ）の一対の隣接磁極
歯（２４、２４）及び第２ヨーク（２０ｂ）の磁極歯
（２５）の先端部（２５ａ）の間に位置し、一方、第２
位置決め部（２６ｅ）が、第２ヨーク（２０ｂ）の一対
の隣接磁極歯（２５、２５）及び第１ヨーク（２０ａ）
の磁極歯（２４）の先端部（２４ａ）の間に位置するこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項３に記載の発明においては、請求項
２に記載のステップモータにおいて、第１ヨーク（２０
ａ）の一対の隣接磁極歯（２４、２４）間に位置する第
２ヨーク（２０ｂ）の磁極歯（２５）を欠歯とし欠歯領
域を形成し、一方、第２ヨーク（２０ｂ）の一対の隣接
磁極歯（２５、２５）間に位置する第１ヨーク（２０
ａ）の磁極歯（２４）を欠歯とし欠歯領域を形成し、ま
た、第１位置決め部（２６ｄ）を、第１ヨーク（２０
ａ）の一対の隣接磁極歯（２４、２４）間において第２
ヨーク（２０ｂ）の欠歯領域を含む領域にて前記環状空
隙内に突出させ、一方、第２位置決め部（２６ｅ）を、
第２ヨーク（２０ｂ）の一対の隣接磁極歯（２５、２
５）間において第１ヨーク（２０ａ）の欠歯領域を含む
領域にて前記環状空隙内に突出させるようにしたことを
特徴とする。

【０００８】請求項４に記載の発明においては、請求項
１乃至３のいずれかに記載のステップモータにおいて、
第１及び第２の位置決め部（２６ｄ、２６ｅ）がボビン
（２６）の内周壁（２６ｅ）に一体成形されていること
を特徴とする。なお、上記各構成要素のカッコ内の符号
は、後述する実施例記載の具体的構成要素との対応関係
を示すものである。

【０００９】

【発明の作用効果】上述のように請求項１に記載の発明
を構成したことにより、第１位置決め部により、環状空
隙内にて、ボビンに対する第１ヨークの周方向の位置決
めが行われ、また、第２位置決め部により、環状空隙内
にて、ボビンに対する第２ヨークの周方向の位置決めが
行われる。

【００１０】このため、上述したステップモータの環状
空隙、即ちデッドスペースを有効に活用して、第１及び
第２のヨークのボビンに対する周方向の位置決めが確保
される。これにより、ボビンの軸方向寸法が小さくな
り、その結果、ステップモータの小型化或いは偏平化を
実現することができる。なお、上述したごとく、第１位
置決め部が第２位置決め部に対しボビンの内周壁の周方
向へ所定量だけ位置ずれしているので、第１及び第２の
ヨークの相互の組み付け及び上記位置決めが確実に行わ
れる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明によれば、上
述したごとく、第１位置決め部が、第１ヨークの一対の
隣接磁極歯及び第２ヨークの磁極歯の先端部の間に形成
される空所内にに突出され、一方、第２位置決め部が、
第２ヨークの一対の隣接磁極歯及び第１ヨークの磁極歯
の先端部の間に形成される空所内に突出される。従っ
て、請求項１の発明にいう位置決め達成のために各位置
決め部をボビンの内周壁に設ける際に、各ヨークの対応
磁極歯を欠歯にする必要もない。

【００１２】また、請求項４に記載の発明によれば、第
１及び第２の位置決め部がボビンの内周壁に一体成形さ
れているので、第１及び第２の位置決め部のボビンの内
周壁に対する形成が容易である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、本発明に係る二相式ＰＭ型ステップモ
ータを示している。このステップモータは、断面略コ字
形状のケーシング１０を備えており、このケーシング１
０内には、上下一対の環状ステータ２０、３０が同軸的
に組み付けられている。なお、ケーシング１０の周壁１
１はその開口端にて底板１０ａにより閉じられており、
この底板１０ａは、ケーシング１０の周壁１１の開口端
に９０度間隔にて形成した各爪部１１ａによりカシメ止
めされている。

【００１４】マグネットロータ４０は、両ステータ２
０、３０内に同軸的に組付けられているもので、このマ
グネットロータ４０の出力軸４１は、ケーシング１０の
上壁１２の中央軸受け部１２ａ及び底板側軸受１３を介
しケーシング１０及び底板１０ａに回転自在に軸支され
ている。なお、マグネットロータ４０の外周面はその周
方向に多極着磁されている。また、図２において、各符
号４２、４３は、それぞれ、スラストワッシャを示す。

【００１５】次に、ステータ２０の構成を図１乃至図３
を参照して説明する。ステータ２０は、断面略Ｌ字形状
の環状ヨーク２０ａ及び断面略平板状の環状ヨーク２０
ｂを備えており、これら両ヨーク２０ａ、２０ｂは、図
１にて拡大して示すごとく互いに同軸的に組み付けられ
ている。ここで、ヨーク２０ａの上壁２１は、ヨーク２
０ｂの下壁２２と平行になっており、この下壁２２の外
周縁部にはヨーク２０ａの外周壁２３の下縁部が係合し
ている。

【００１６】また、ヨーク２０ａは複数の台形形状の磁
極歯２４を有しており、これら各磁極歯２４は、上壁２
１の内周縁部から下方へＬ字形状にそれぞれ延出してい
る。各磁極歯２４の下端２４ａは、ヨーク２０ｂの下壁
２２の内周縁部よりも上方に位置しており、各磁極歯２
４の周方向間隔は、等ピッチ間隔となっている。一方、
ヨーク２０ｂは、複数の台形形状の磁極歯２５を有して
おり、これら各磁極歯２５は、ヨーク２０ａの各磁極歯
２４とは逆方向に向けヨーク２０ｂの下壁２２の内周縁
部から延出している。

【００１７】かかる場合、各磁極歯２５の周方向間隔
は、各磁極歯２４の周方向間隔と同様に等ピッチ間隔と
なっているが、各磁極歯２５の周方向の位置は、環状の
ボビン２６の内周壁２６ａに沿い各磁極歯２４から１／
２ピッチずらして設定されている。また、各磁極歯２５
の上端２５ａは、ヨーク２０ａの上壁２１の内周縁部よ
りも下方に位置している。

【００１８】ボビン２６は、断面コ字形状を有する樹脂
成形品で、このボビン２６は、両ヨーク２０ａ、２０ｂ
間に同軸的に収容されている。ボビン２６の上下両壁２
６ｂ、２６ｃは、ヨーク２０ａの上壁２１とヨーク２０
ｂの下壁２２とにより挟持されている。ボビン２６は、
その内周壁２６ａにて、マグネットロータ４０の外周壁
との間に環状空隙を形成しており、このボビン２６の内
周壁２６ａには、一対の上側位置決め突起部２６ｄ（図
１では一方の上側位置決め突起部２６ｄのみを示す）が
互いに対向する位置にて形成されている。

【００１９】一方の上側位置決め突起部２６ｄは、ヨー
ク２０ａの両隣接磁極歯２４、２４間であって、これら
の間に位置するヨーク２０ｂの磁極歯２５の先端部２５
ａの直上に位置する内周壁２６ａの上縁部分から円弧状
にて上記環状空隙内に半径方向に向け突出形成されてい
る。これにより、上側位置決め突起部２６ｄがその長手
方向各端部にて両隣接磁極歯２４、２４の各基部により
挟持される。その結果、両上側位置決め突起部２６ｄ
が、上記環状空隙内で、ボビン２６の内周面２６ａに対
するヨーク２０ａの周方向の位置決めをする。なお、上
側位置決め突起部２６ｄの下面は、磁極歯２５の先端部
２５ａの上面に圧接していてもよく、また、これらの間
に若干の隙間を設けてもよい。残りの上側位置決め突起
部２６ｄも同様に構成されている。

【００２０】また、ボビン２６の内周壁２６ａには、一
対の下側位置決め突起部２６ｅ（図１では一方の下側位
置決め突起部２６ｅのみを示す）が互いに対向する位置
にて形成されている。一方の下側位置決め突起部２６ｅ
は、ヨーク２０ｂの両隣接磁極歯２５、２５間であっ
て、これらの間に位置するヨーク２０ａの磁極歯２４の
先端部２４ａの直下に位置する内周壁２６ａの下縁部分
から円弧状にて上記環状空隙内に半径方向に向けて突出
形成されている。

【００２１】これにより、下側位置決め突起部２６ｅが
その長手方向各端部にて両隣接磁極歯２５、２５の各基
部により挟持される。その結果、下側位置決め突起部２
６ｅが、上記環状空隙内で、ボビン２６の内周面２６ａ
に対するヨーク２０ｂの周方向の位置決めをする。な
お、下側位置決め突起部２６ｅの上面は磁極歯２５の先
端部２５ａの下面に圧接していてもよく、また、これら
の間に若干の隙間を設けてもよい。残りの下側位置決め
突起部２６ｅも同様に構成されている。また、上側位置
決め突起部２６ｄ及び下側位置決め突起部２６ｅの各板
厚は、各磁極歯２４、２５の板厚とほぼ等しいか或いは
幾分薄くなっている。

【００２２】ボビン２６には、駆動用コイル２７がソレ
ノイド状に巻回されており、このコイル２７の接続端２
７ａは、ターミナル２８を介し外部回路に接続されるよ
うになっている。ターミナル２８は、ボビン２６の筒状
ターミナル保持部２６ｆに挿入固定されており、この筒
状ターミナル保持部２６ｆは、ボビン２６の下壁２６ｃ
からケーシング１０の周壁１１の切り欠部を通り外方へ
一体的に延出している。なお、コイル２７の接続端２７
ａのターミナル２８との接続は、接続端２７ａを図２に
て示すごとくターミナル２８に巻回することにより行わ
れている。

【００２３】ステータ３０は、ステータ２０と同様に構
成されており、このステータ３０は、上述したケーシン
グ１０のカシメ止めによりステータ２０と共にケーシン
グ１０内に同軸的に組付けられている。ステータ３０に
おいてステータ２０の各磁極歯２４、２５に対応する各
磁極歯は、ボビン２６の内周壁２６ａに沿い、各磁極歯
２４、２５に対し１／４ピッチずれて位置している。

【００２４】以上のように構成した本実施例において
は、上述したごとく、ステータ２０の各ヨーク２０ａ、
２０ｂをボビン２６に対し位置決めするための各上側位
置決め突起部２６ｄ及び各下側位置決め突起部２６ｅが
ボビン２６の内周壁２０ａから上記環状空隙内へ半径方
向に向け突出形成されるとともに、ステータ３０の各ヨ
ークをそのボビンに対し位置決めするための各上側及び
下側の位置決め突起部がステータ３０のボビンの内周壁
から同様に突出形成されている。

【００２５】つまり、ステップモータにおいて各ステー
タの内周面とマグネットロータ４０の外周面との形成さ
れる環状空隙がデッドスペースとして必ず存在すること
に基づき、このデッドスペースを有効に活用することに
より、このデッドスペース内に上述した各位置決め突起
部が形成されている。これにより、上述のような位置決
めでもって、両ステータにおける各ヨークのボビンに対
する周方向の位置決めを相対移動不能に精度よく確実に
行うことができる。また、このようなデッドスペース内
での位置決めにより、ボビン２６の軸方向寸法が小さく
なり、その結果、ステップモータをより一層小型化或い
は偏平化することが可能となる。

【００２６】また、各上側位置決め突起部２６ｄ及び各
下側位置決め突起部２６ｅが、ボビン２６の内周壁２６
ａに一体成形されているので、これら各位置決め突起部
のボビン２６に対する形成が容易である。また、上述し
たごとく、各上側位置決め突起部２６ｄは、ヨーク２０
ａの両隣接磁極歯２４、２４とこれらの間に位置するヨ
ーク２０ｂの磁極歯２５の先端部２５ａとの間の空所内
に突出形成され、一方、各下側位置決め突起部２６ｅ
は、ヨーク２０ｂの両隣接磁極歯２５、２５とこれらの
間に位置するヨーク２０ａの磁極歯２４の先端部２４ａ
との間の空所内にに突出形成されている。

【００２７】従って、上記位置決めを達成するために各
上側及び下側の位置決め突起部２６ｄ、２６ｅをボビン
２６の内周壁２６ａに設ける際に、各ヨーク２０ａ、２
０ｂの対応磁極歯を欠歯にする必要もない。なお、上記
実施例においては、ステータ２０の一対の上側位置決め
突起部２６ｄ及び一対の下側位置決め突起部２６ｅによ
り、各ヨーク２０ａ、２０ｂをボビン２６の内周壁２６
ａに位置決めするようにしたが、これに限ることなく、
各上側及び下側の位置決め突起部２６ｄ、２６ｅは、そ
れぞれ、単一の位置決め突起部２６ｄ、２６ｅとしても
よく、また、それぞれ、複数対の上側及び下側の位置決
め突起部２６ｄ、２６ｅとしてもよい。また、上側位置
決め突起部２６ｄと下側位置決め突起部２６ｅの数は相
互に異なっていてもよい。

【００２８】図４は、上記実施例の変形例を示してい
る。この変形例においては、図１にて示すヨーク２０ａ
の両隣接磁極歯２４、２４間に位置するヨーク２０ｂの
磁極歯２５及びこれに対向するヨーク２０ｂの磁極歯が
共に削除されて欠歯とされ欠歯領域をそれぞれ形成して
いる。一方、ヨーク２０ｂの両隣接磁極歯２５、２５間
に位置するヨーク２０ａの磁極歯２４及びこれに対向す
るヨーク２０ａの磁極歯も共に削除されて欠歯とされ欠
歯領域をそれぞれ形成している。

【００２９】ボビン２６の内周壁２６ａには、一対の位
置決め突起部２６ｇ（図４では一方の位置決め突起部２
６ｇのみを示す）が互いに対向する位置にて形成されて
いる。一方の位置決め突起部２６ｇは、ヨーク２０ａの
両隣接磁極歯２４、２４間であってヨーク２０ｂの欠歯
領域に位置する内周壁２６ａの壁部のほぼ全体から円弧
板形状にて上記環状空隙内に向けて突出形成されてい
る。

【００３０】これにより、位置決め突起部２６ｇの周方
向各上端部が両隣接磁極歯２４、２４の各基部により挟
持される。残りの位置決め突起部２６ｇも同様に構成さ
れている。その結果、ヨーク２０ａが両位置決め突起部
２６ｇによりボビン２６に対し周方向に位置決めされ
る。また、ボビン２６の内周壁２６ａには、他の一対の
位置決め突起部（図示しない）が、ヨーク２０ｂの両隣
接磁極歯２５、２５間であってヨーク２０ａの欠歯領域
に位置する内周壁２６ａの壁部のほぼ全体から円弧板形
状にて上記環状空隙内に向けて突出形成されている。こ
れにより、これら他の位置決め突起部がその周方向各下
端部にて両隣接磁極歯２５、２５の各基部により挟持さ
れる。その結果、ヨーク２０ｂがボビン２６に対し周方
向に位置決めされる。

【００３１】このように、本変形例においても、上記デ
ッドスペースを有効に活用して、両ヨーク２０ａ、２０
ｂのボビン２６の内周壁２６ａに対する周方向への位置
決めが上記実施例と同様に確保される。また、このよう
なデッドスペースを利用した位置決めにより、ステップ
モータの小型化や偏平化が可能となる。なお、本発明の
実施にあたっては、上述した実施例及び変形例に限るこ
となく、以下のように変形して実施してもよい。 (1) 二相式ＰＭ型ステップモータに限ることなく、単相
式或いは四相式等のＰＭ型ステップモータに本発明を適
用して実施してもよい。 (2) また、ステータ２０の各ヨーク２０ａ、２０ｂの形
状を相互に入れ替えて各ヨーク２０ａ、２０ｂを構成し
てもよい。 (3) また、ＰＭ型ステップモータに限ることなく、可変
レラクタンス型ステップモータ或いはハイブリッド型ス
テップモータ等の各種のステップモータに本発明を適用
して実施してもよい。 (4) また、上記実施例においては、ボビン２６に対しコ
イル２７を巻回するようにした例について説明したが、
これに代えて、予め形成したソレノイド状のコイルをボ
ビン２６内に収容するようにしてもよい。 (5) また、上記実施例においては、各ヨーク２０ａ、２
０ｂの各磁極歯を台形形状にした例について説明した
が、これに限らず、各磁極歯を、例えば、四角形状にし
て実施してもよい。 (6) また、本発明の実施にあたっては、上記実施例及び
変形例にて述べた各位置決め突起部を、ボビン２６の内
周壁２６ａに一体成形するようにしたが、これに代え
て、ボビンの内周壁に対し各位置決め突起部を別途形成
するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に示すステップモータの上側ステータの半
断面斜視図である。

【図２】本発明に係るステップモータの一実施例を示す
断面図である。

【図３】図１の上側ステータの両ヨーク及びボビンの分
解斜視図である。

【図４】図１に示す上側ステータの変形例を示す半断面
斜視図である。

【符号の説明】

２０、３０・・・ステータ、２０ａ、２０ｂ・・・ヨー
ク、２４、２５・・・磁極歯、２４ａ、２５ａ・・・先
端部、２６・・・ボビン、２６ａ・・・内周壁、２６ｄ
・・・上側位置決め突起部、２６ｅ・・・下側位置決め
突起部、２６ｇ・・・位置決め突起部、４０・・・マグ
ネットロータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】環状コイルを収容した環状ボビンと、互い
   に同軸的に組み合わされて前記ボビンを挟持する第１及
   び第２の環状ヨークとを有する環状ステータと、 このステータ内に回転可能に軸支されて前記ボビンの内
   周壁との間に環状空隙を形成するロータとを備え、 前記第１ヨークの内周縁から前記第２ヨークの内周縁に
   向け前記ボビンの内周壁に沿い複数の磁極歯を延出させ
   るとともに、前記第２ヨークの内周縁から前記第１ヨー
   クの内周縁に向け前記ボビンの内周壁に沿い複数の磁極
   歯を延出させ、 また、前記第１ヨークの一対の隣接磁極歯の間にて前記
   ボビンの内周壁から前記環状空隙内に突出されて前記第
   １ヨークの周方向の位置決めをする第１位置決め部と、 前記第２ヨークの一対の隣接磁極歯の間にて前記ボビン
   の内周壁から前記環状空隙内に突出されて前記第２ヨー
   クの周方向の位置決めをする第２位置決め部とを少なく
   とも設け、 前記第１位置決め部が前記第２位置決め部に対し前記ボ
   ビンの内周壁の周方向へ所定量だけ位置ずれしているス
   テップモータ。
2. 【請求項２】前記第１位置決め部が、前記第１ヨークの
   一対の隣接磁極歯及び前記第２ヨークの磁極歯の先端部
   の間に位置し、 一方、前記第２位置決め部が、前記第２ヨークの一対の
   隣接磁極歯及び前記第１ヨークの磁極歯の先端部の間に
   位置することを特徴とする請求項１に記載のステップモ
   ータ。
3. 【請求項３】前記第１ヨークの一対の隣接磁極歯間に位
   置する前記第２ヨークの磁極歯を欠歯とし欠歯領域を形
   成し、 一方、前記第２ヨークの一対の隣接磁極歯間に位置する
   前記第１ヨークの磁極歯を欠歯とし欠歯領域を形成し、 また、前記第１位置決め部を、前記第１ヨークの一対の
   隣接磁極歯間において前記第２ヨークの欠歯領域を含む
   領域にて前記環状空隙内に突出させ、 一方、前記第２位置決め部を、前記第２ヨークの一対の
   隣接磁極歯間において前記第１ヨークの欠歯領域を含む
   領域にて前記環状空隙内に突出させるようにしたことを
   特徴とする請求項２に記載のステップモータ。
4. 【請求項４】前記第１及び第２の位置決め部が前記ボビ
   ンの内周壁に一体成形されていることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載のステップモータ。