JPH09322516A - ステップモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ステップモータにおいて、ステータの形成後
に各磁極歯の周方向ピッチ間隔にずれを生じないように
する。 【解決手段】 両ヨーク８０ａ、８０ｂの各ヨーク部の
内周縁からは、各複数の台形状磁極歯８２、８５が、こ
れらに対応してボビン８０ｄの中空部内周壁Ｈ１に形成
された複数の台形状凹所８２Ａ、８５Ａ内にそれぞれＬ
字状に延出して嵌合されている。両ヨーク９０ａ、９０
ｂの各ヨーク部の内周縁からは、各複数の台形状磁極歯
９２、９５が、これらに対応してボビン９０ｃの中空部
内周壁Ｈ２に形成した複数の台形状の凹所９２Ａ、９５
Ａ内にそれぞれＬ字状に延出し嵌合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用スピードメータで採用さ
れるステップモータは、環状コイルが収容されてなるボ
ビンを環板状の両ヨークの間に同軸的に介装すること
で、環状ステータ部を形成し、このステータ部を二つ同
軸的に重ね合わせてステータとし、かつ両ステータ部の
各中空部内に亘りマグネットロータを同軸的に回動可能
に軸支して構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ステ
ップモータを非常に小さなステップ角にて制御し、か
つ、この制御角度精度を向上させたいという要請があ
る。このため、ステータ部の両ヨークの各内周縁に複数
の磁極歯をそれぞれＬ字状に延出形成するとともに、両
ステータ部の組み付け精度を向上させる目的で、ステー
タの軸方向両端側にそれぞれ位置する両ヨークの各外周
縁を、二本の長手状壁との溶接により、１８０°間隔に
て連結するようにしている。

【０００４】しかし、この連結は、重ね合わせた両ステ
ータ部を一対の治具の間に挟持した状態で、両ヨークの
各外周縁に各長手状壁を溶接することにより行う。ここ
で、両長手状壁の間隔が１８０°と広いため、上記溶接
後、一対の治具を両ステータ部から除去すると、各ボビ
ンの弾力が、ステータの軸方向両端に位置する各ヨーク
の外周縁のうち溶接部以外の部位を外方に向け広げるよ
うに作用する。

【０００５】このため、上記両ヨークがその溶接部以外
の部位にて外方に向けそりを生じ、その結果、両ステー
タ部の各磁極歯の周方向ピッチ間隔にずれが生じ、制御
角度精度を低下させるという不具合がある。そこで、本
発明は、このようなことに対処するため、ステップモー
タにおいて、ステータの形成後に各磁極歯の周方向ピッ
チ間隔にずれを生じないようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至４に記載の発明によれば、複数の磁極
歯が、これらに対応してボビンの中空部内周壁に形成し
た複数の凹所にそれぞれ嵌合されているから、各磁極歯
の周方向ピッチ間隔に対するずれを確実に防止できる。
その結果、ステップモータの制御角度精度を高く保持で
きる。

【０００７】また、請求項２及び４に記載の発明によれ
ば、ステータの軸方向両端側に位置する両ヨークが、そ
の各外周縁に沿い間隔をおいて位置するとともに互いに
対向する少なくとも三つの両対向外周縁部にて、各長手
状壁によりそれぞれ連結されている。これにより、上記
両ヨークの外周縁の間隔がその全体に亘り各長手状壁に
より一様に保持される。従って、ボビンの弾力が上記両
ヨークの外周縁のうち長手状壁との非連結部位を外方に
開くように作用しても、上記両ヨークの外周縁の非連結
部位が外方にそりを生ずることがない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図１乃至図５に基づいて説明する。図１及び図２は、本
発明に係るステップモータＭが、車両用スピードメータ
に適用された例を示している。このスピードメータは、
ステップモータＭを収容する下側ケーシング１０を備え
ており、このケーシング１０の開口部には、目盛り板２
０が取り付けられている。また、目盛り板２０の上面に
は、フロントカバー３０が、環状の見返し壁４０を介し
取り付けられている。

【０００９】ステップモータＭは、回動軸５０を有して
おり、この回動軸５０は、目盛り板２０の中央部を通り
上方に延出している。なお、指針６０は、その基部に
て、回動軸５０の上端に軸支されている。ステップモー
タＭは、非磁性材料又は磁性材料からなる円筒状ハウジ
ング７０（図１参照）と、このハウジング７０内に同心
的に組み付けたステータＳ（図３参照）と、このステー
タＳ内に同軸的に回転自在に軸支したマグネットロータ
Ｒ（図１参照）とを備えている。

【００１０】ステータＳは、図３及び図４で示すごと
く、両ステータ部８０、９０を備えており、これら両ス
テータ部８０、９０は互いに同軸的に重ね合わされてい
る。ステータ部８０は、上下一対のヨーク８０ａ、８０
ｂを有しており、これら一対のヨーク８０ａ、８０ｂの
間には、環状コイル８０ｄを巻装した断面コ字状のボビ
ン８０ｃが同軸的に介装されている。

【００１１】ヨーク８０ａは、環板状ヨーク部８１を有
しており、このヨーク部８１の内周縁からは、複数の台
形状磁極歯８２が、これらに対応してボビン８０ｄの中
空部内周壁Ｈ１に形成された複数の台形状凹所８２Ａ内
にそれぞれＬ字状に下方に向けて延出して嵌合されてい
る。ここで、これら各磁極歯８２は、ヨーク８０ａの周
方向に沿い等ピッチ間隔にて位置している。

【００１２】また、ヨーク部８１の外周縁からは、二本
の長手状壁８３がＬ字状に下方に向けてそれぞれ一体に
延出しており、これら各長手状壁８３は、ヨーク８０ａ
の周方向に沿い１２０°間隔にて位置している。また、
ヨーク部８１の外周縁には、後述するヨーク９０ｂの長
手状壁９４の上端部が嵌装されるコ字状凹所８１ａが、
ヨーク８０ａの周方向に沿い両長手状壁８３と共に等ピ
ッチ間隔となる位置にて形成されている。

【００１３】一方、ヨーク８０ｂは、環板状ヨーク部８
４を有しており、このヨーク部８４の内周縁からは、複
数の台形状磁極歯８５が、これらに対応してボビン８０
ｄの中空部内周壁Ｈ１に形成した複数の台形状凹所８５
Ａ内にＬ字状に上方に向けて延出し嵌合している。ここ
で、これら各磁極歯８５は、ヨーク８０ｂの周方向に沿
い各磁極歯８２に対し１／２ピッチずれた状態で等ピッ
チ間隔にて位置している。

【００１４】また、ヨーク部８４の外周縁には、各長手
状壁８３及びヨーク９０ｂの長手状壁９４の各中間部位
が嵌装されるコ字状凹所８４ａが形成されている。ステ
ータ部９０は、上下一対のヨーク９０ａ、９０ｂを有し
ており、これら一対のヨーク９０ａ、９０ｂの間には、
環状コイル９０ｄを巻装した断面コ字状のボビン９０ｃ
が同軸的に介装されている。

【００１５】ヨーク９０ａは、環板状ヨーク部９１を有
しており、このヨーク部９１の内周縁からは、複数の台
形状磁極歯９２が、これらに対応してボビン９０ｃの中
空部内周壁Ｈ２に形成した複数の台形状の凹所９２Ａ内
にそれぞれＬ字状に下方に向けて延出し嵌合している。
ここで、これら各磁極歯９２は、各磁極歯８２とは１／
４ピッチずれた状態でヨーク９０ａの周方向に沿い等ピ
ッチ間隔にて位置している。

【００１６】また、ヨーク部９１の外周縁には、各長手
状壁８３及びヨーク９０ｂの長手状壁９４の各中間部位
が嵌装されるコ字状凹所９１ａが形成されている。一
方、ヨーク９０ｂは、環板状ヨーク部９３を有してお
り、このヨーク部９３の内周縁からは、複数の台形状磁
極歯９４が、これらに対応してボビン９０ｃの中空部内
周壁Ｈ２に形成した複数の台形状の凹所９５Ａ内にそれ
ぞれＬ字状に上方に向けて延出して嵌合している。ここ
で、これら各磁極歯９４は、各磁極歯８２とは１／４ピ
ッチずれた状態でヨーク９０ｂの周方向に沿い等ピッチ
間隔にて位置している。

【００１７】また、ヨーク部９３の外周縁からは、一本
の長手状壁９４がＬ字状に上方に向けて一体に延出して
いる。また、ヨーク部９３の外周縁には、両長手状壁８
３の各先端部が嵌装される各コ字状凹所９３ａが形成さ
れている。ここで、ステータＳの形成方法について説明
する。両ステータ部８０、９０を上述のように形成して
図３にて示すごとく同軸的に重ね合わせて組み付ける。

【００１８】このとき、両長手状壁８３は、その各中間
部位にて、これらに対応するヨーク部８４の各凹所８４
ａ及びヨーク部９１の各凹所９１ａにそれぞれ嵌装され
るとともに、その各先端部にて、これらに対応するヨー
ク部９３の各凹所９３ａに嵌装される。また、長手状壁
９４は、その中間部位にて、これに対応するヨーク部９
１の凹所９１ａ及びヨーク部８４の凹所８４ａに嵌装さ
れるとともに、その先端部にて、これに対応するヨーク
部８１の凹所８１ａに嵌装される。

【００１９】このようにして組み付けた両ステータ部８
０、９０を一対の治具（図示しない）の間に挟持加圧し
た状態に維持する。このとき、両ステータ部８０、９０
の各ヨーク部は平板状に保持される。ついで、上述のよ
うな各ヨーク部の凹所に対する各長手状壁の中間部位及
び先端部の各嵌装部に順次溶接を施す。この場合、この
溶接は、各長手状壁の先端部のみとし、各長手状壁の中
間部位では省略してもよい。その後、両ステータ部８
０、９０から各治具を除去する。

【００２０】これにより、両ステータ部８０、９０の同
軸的な重ね合わせ構造が完成する。この場合、互いに等
角度間隔にて位置する三本の長手状壁８３、８３、９４
が採用されているので、両ヨーク部８１、９３の各外周
縁の間隔は、その全体に亘り、各長手状壁８３、８３、
９４により一様に保持されている。従って、両ステータ
部８０、９０から各治具を除去したときボビン８０ｃ、
９０ｃの弾力が両ヨーク部８１、９３の各外周縁のうち
非溶接部位を外方に広げるる方向に作用しても、両ヨー
ク部８１、９３がその外周縁の非溶接部位にて外方に向
けそりを生ずることがない。

【００２１】また、上述のごとく、各ヨーク８０ａ、８
０ｂ、９０ａ及び９０ｂの各複数の磁極歯が、これらに
対応する各ボビン８０、９０の複数の凹所８２Ａ、８５
Ａ、９２Ａ、９５Ａ内にそれぞれ嵌合している。このた
め、各磁極歯の各ボビンに対する周方向への位置ずれが
確実に防止され得る。その結果、両ステータ部８０、９
０から各治具を除去しても、両ステータ部８０、９０の
各磁極歯のピッチ間隔にずれを生ずることがなく正常に
保持され得る。このような作用効果は、両ヨーク部８
１、９３の板厚が薄い程、著しい。

【００２２】また、上述のように両ステータ部８０、９
０を重ね合わせ構造を完成した後、コネクタ１００を図
３にて示すように両ステータ部８０、９０の周壁に取り
付ける。これにより、ステータＳが完成する。然る後、
このステータＳをハウジング７０内に収容する。なお、
図５は、ステップモータＭを制御する電気回路構成を示
している。マイクロコンピュータ１２０は、バッテリＢ
ａからイグニッションスイッチＩＧを通し給電されて、
車速センサ１１０の車速検出出力に基づき、駆動回路１
３０を介し両コイル８０ｄ、９０ｄを励磁する。これに
伴い、ステップモータＭがそのマグネットロータＲの回
転により指針６０により車速表示する。

【００２３】また、上記実施の形態では、ステータＳが
両ステータ部８０、９０を有する例について説明した
が、これに限らず、ステータＳが、単一のステータ部で
あってもよく、また、三つ以上のステータ部の重ね合わ
せであってもよい。また、本発明の実施にあたっては、
上記長手状壁の数は３本に限らず、４本以上としてもよ
い。

【００２４】また、本発明の実施にあたり、ヨーク部８
１の両長手状壁８３に代えて、このヨーク部８１の外周
縁からヨーク部９３に向けて円筒状壁を延出させるとと
もに、この円筒状壁にヨーク部９３の長手状壁９４の外
形形状に相当する長手状切り欠き部を形成し、この切り
欠き部内に長手状壁９４を軸方向に嵌装するようにし
て、上記実施の形態と同様に両ステータ部８０、９０を
組み付けた後、当該切り欠き部と長手状壁９４との間に
複数箇所の溶接を施して実施してもよい。

【００２５】また、本発明の実施にあたっては、マグネ
ットロータを有するステップモータに限ることなく、ハ
イブリッド型ステップモータに本発明を適用して実施し
てもよい。また、本発明の実施にあたっては、車両用ス
ピードメータに限らず、車両その他産業機器用各種計器
等の駆動源として採用されるステップモータに本発明を
適用して実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用スピードメータの部分破断図である。

【図２】図１のスピードメータの部分破断平面図であ
る。

【図３】図１のステップモータのステータの拡大斜視図
である。

【図４】当該ステータの分解斜視図である。

【図５】ステップモータを制御するための電気回路図で
ある。

【符号の説明】

Ｍ…ステップモータ、Ｓ…ステータ、８０、９０…ステ
ータ部、８１、８４、９１、９３…ヨーク部、８１ａ、
８４ａ、９１ａ、９３ａ、８２Ａ、８５Ａ、９２Ａ、９
５Ａ…凹所、８２、８５、９２、９５…磁極歯、８３、
９４…長手状壁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状コイル（８０ｄ、９０ｄ）を、これ
   を収容するボビン（８０ｃ、９０ｃ）と共に、環板状両
   ヨーク（８１、８４、９１、９３）の間に同軸的に介装
   するように、それぞれ構成されて互いに同軸的に重ね合
   わされた二つのステータ部（８０、９０）を有するステ
   ータ（Ｓ）と、 前記両ステータ部の各中空部内に亘り同軸的に回動可能
   に軸支してなるロータ（Ｒ）とを備え、 前記各ヨークは、その内周縁側にて、これに対応するボ
   ビンの中空部内周壁（Ｈ１、Ｈ２）に沿い延出する複数
   の磁極歯（８２、８５、９２、９５）を有しているステ
   ップモータにおいて、 前記複数の磁極歯が、これらに対応して前記ボビンの中
   空部内周壁に形成した複数の凹所（８２Ａ、８５Ａ、９
   ２Ａ、９５Ａ）にそれぞれ嵌合されていることを特徴と
   するステップモータ。
2. 【請求項２】 前記ステータの軸方向両端側に位置する
   両ヨークが、その各外周縁に沿い間隔をおいて位置する
   とともに互いに対向する少なくとも三つの両対向外周縁
   部（８１ａ、８４ａ、９１ａ、９３ａ）にて、各長手状
   壁（８３、９４）によりそれぞれ連結されていることを
   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】 環状コイル（８０ｄ、９０ｄ）を、これ
   を収容するボビン（８０ｃ、９０ｃ）と共に、環板状両
   ヨーク（８１、８４、９１、９３）の間に同軸的に介装
   して構成された環状ステータ（Ｓ）と、 前記このステータの中空部内に同軸的に回動可能に軸支
   してなるロータ（Ｒ）とを備え、 前記各ヨークは、その内周縁側にて、前記ボビンの中空
   部内周壁（Ｈ１、Ｈ２）に沿い延出する複数の磁極歯
   （８２、８５、９２、９５）を有しているステップモー
   タにおいて、 前記複数の磁極歯が、これらに対応して前記ボビンの中
   空部内周壁に形成した複数の凹所（８２Ａ、８５Ａ、９
   ２Ａ、９５Ａ）にそれぞれ嵌合されていることを特徴と
   するステップモータ。
4. 【請求項４】 前記両ヨークが、その各外周縁に沿い間
   隔をおいて位置するとともに互いに対向する少なくとも
   三つの両対向外周縁部にて、各長手状壁（８３、９４）
   によりそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項
   ３に記載のステップモータ。