JPH10112970A

JPH10112970A - ステップモータ

Info

Publication number: JPH10112970A
Application number: JP26471996A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakane; 浩幸中根
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数を減少するようにしたステップモー
タを提供する。【解決手段】両ステータアッセンブリＡ、Ｂの両上下
両ヨーク５０、６０及び９０、１００が、マグネットロ
ータの各磁極に対向するように所定ピッチｐの２倍のピ
ッチにて設けられた複数の磁極歯５２、６２、９２、１
０２をそれぞれ有する。各磁極歯５２が各磁極歯９２に
対し両ヨーク５０、９０の各対向端部の間を基準に対称
的に位置している。また、各磁極歯６２が各磁極歯１０
２に対し両ヨーク６０、１００の各対向端部の間を基準
に対称的に位置している。両ヨーク６０、１００の磁極
歯がこれに近接する両ヨーク５０、９０の磁極歯よりも
所定ピッチＰの３分の２だけずれて位置している。ま
た、両ヨーク６０、１００がその各対向端部にて一体と
なったヨークＹとして形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両等の指示計器や
一般産業機器の駆動源として採用するのに適したステッ
プモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステップモータにおいては、特開
昭６３−１３６９５０号公報にて示すようなステップモ
ータがある。このステップモータにおいては、ステータ
が、マグネットロータの軸に対称的な半環状の両ステー
タアッセンブリからなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなス
テップモータにおいては、上記各ステータアッセンブリ
が、それぞれ、マグネットロータの外周側にてこのマグ
ネットロータの軸に平行に配置されたコイルを巻装して
なる柱状コアと、このコアを挟持する両ヨークとにより
構成されている。

【０００４】このため、ステータアッセンブリの２倍の
数のヨークが必要とされ、部品点数の増大を招くという
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、部品点数を減少するようにしたステップモ
ータを提供することを目的とする。

【０００５】

【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に記載の発明によれば、環状ステータを構
成する両ステータアッセンブリにおいて、両第１及び第
２のヨークが、マグネットロータの各磁極に対向するよ
うにその所定ピッチの２倍のピッチにて設けられた複数
の磁極歯をそれぞれ有する。

【０００６】また、両第１ヨークの一方の各磁極歯が他
方の第１ヨークの各磁極歯に対し両第１ヨークの各対向
端部の間を基準に対称的に位置しており、両第２ヨーク
の一方の各磁極歯が他方の第２ヨークの各磁極歯に対し
両第２ヨークの各対向端部の間を基準に対称的に位置し
ている。また、互いに対向する第１及び第２のヨークの
うち第１ヨークの磁極歯がこれに近接する第２ヨークの
磁極歯よりも上記所定ピッチの３分の２だけずれて位置
しており、両第１又は両第２のヨークがその各対向端部
にて一体となった一体部品として形成されている。

【０００７】このように、両第１又は第２のヨークが、
単一の一体部品として形成されているので、ステップモ
ータの製造にあたり、その製造部品点数を減少できる。
具体的には、ヨークを構成する製造部品点数が、始めか
ら別々のステータアッセンブリとして組み付ける場合に
比べ、４分の３になる。その結果、ステップモータの製
造コストを低減できる。

【０００８】また、第１及び第２のヨークの各磁極歯
が、マグネットロータの磁極ピッチとの関係で上述のよ
うな位置関係に設けられているから、第１及び第２のヨ
ークに対する印加電圧切り換え制御によりステップモー
タを回転できる。また、請求項２に記載の発明によれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成でき
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
により説明する。図１乃至図３は、車両用指示計器に駆
動源として採用される２相のステップモータに本発明が
適用された例を示している。当該ステップモータは、非
磁性材料からなるケーシングＣと、このケーシング内に
同軸的に組み付けたロータアッセンブリＲ及びこのロー
タアッセンブリＲの軸に対象的な半環状の両ステータア
ッセンブリＡ、Ｂとによって構成されている。

【００１０】ケーシングＣは、６角形状の外周壁１１を
有する断面コ字状ケーシング部材１０と、このケーシン
グ部材１０の開口部に同軸的に組み付けた６角形状の板
状蓋部材２０とにより構成されている。外周壁１１に
は、両切り欠き１２、１２が、図２にて示すごとく、互
いに対向して形成されている。ロータアッセンブリＲ
は、図１にて示すごとく、回転軸３０の中間部位にマグ
ネットロータ４０を同軸的に組み付けて構成されてい
る。回転軸３０は、ケーシング部材１０の底壁中央穴部
及び蓋部材２０の中央穴部に両軸受け１３、２１を介し
回転可能に支持されており、マグネットロータ４０はケ
ーシングＣ内に位置している。なお、マグネットロータ
４０の外周壁には、その周方向に沿い、多数の磁極が、
Ｎ極とＳ極を交互に位置させ、所定ピッチｐ（図３及び
図４参照）の間隔にて着磁されている。

【００１１】ステータアッセンブリＡは、図１にて示す
ごとく、上下両板状ヨーク５０、６０と、円柱状コア７
０と、ボビンアッセンブリ８０とにより構成されてい
る。上側ヨーク５０は、ヨーク壁５１を備えており、こ
のヨーク壁５１は、その貫通穴部５１ａにて、コア７０
の上端突起部７１にはめ込まれている。また、上側ヨー
ク５０は、複数の三角形状磁極歯５２を備えており、こ
れら各磁極歯５２は、ヨーク壁５１の内周縁部から下方
に向けＬ字状に延出している。なお、各磁極歯５２のピ
ッチ間隔は所定ピッチｐの２倍に等しい。

【００１２】一方、下側ヨーク６０は、ヨーク壁６１を
備えており、このヨーク壁６１は、その貫通穴部６１ａ
にて、コア７０の下端突起部７２にはめ込まれている。
また、下側ヨーク６０は、複数の三角形状磁極歯６２を
備えており、これら磁極歯６２は、ヨーク壁６１の内周
縁部から上方に向けＬ字状に延出している。しかして、
両ヨーク５０、６０は、コア７０と共に磁気回路を構成
する。但し、各磁極歯６２のピッチ間隔は、各磁極歯５
２のピッチ間隔に等しくかつこれら磁極歯５２のうちよ
り近い磁極歯に対し所定ピッチｐの３分の２だけずれて
いる（図３及び図４参照）。

【００１３】ボビンアッセンブリ８０は、図１にて示す
ように、絶縁性樹脂材料により一体形成した筒状ボビン
８１を備えており、このボビン８１は、両ヨーク壁５
１、６１の間にてコア７０に同軸的にはめ込まれてい
る。また、ボビン８１には、コイル８２が巻装されてお
り、このコイル８２はその流入電流に応じてステータア
ッセンブリＡを励磁状態におく。

【００１４】ステータアッセンブリＢは、ロータ４０の
軸に対しステータアッセンブリＡと対称的な構成を有す
るように構成されており、このステータアッセンブリＢ
は、上下両板状ヨーク９０、１００と、円柱状コア１１
０と、ボビンアッセンブリ１２０とにより構成されてい
る。上側ヨーク９０は、ヨーク壁９１を備えており、こ
のヨーク壁９１は、その貫通穴部９１ａにて、コア１１
０の上端突起部１１１にはめ込まれている。また、上側
ヨーク９０は、複数の三角形状磁極歯９２を備えてお
り、これら各磁極歯９２は、ヨーク壁９１の内周縁部か
ら下方に向けＬ字状に延出している。但し、各磁極歯９
２は、両ヨーク５０、９０の各対向端部の間を基準に各
磁極歯５２に対し対称的に位置しており、これら各磁極
歯９２のピッチ間隔は、各磁極歯５２をも含めて所定ピ
ッチｐの２倍に等しくしてある。

【００１５】一方、下側ヨーク１００は、ヨーク壁１０
１を備えており、このヨーク壁１０１は、その貫通穴部
１０１ａにて、コア１１０の下端突起部１１２にはめ込
まれている。また、下側ヨーク１００は、複数の三角形
状磁極歯１０２を備えており、これら磁極歯１０２は、
ヨーク壁１０１の内周縁部から上方に向けＬ字状に延出
している。

【００１６】しかして、両ヨーク９０、１００は、コア
１１０と共に磁気回路を構成する。但し、各磁極歯１０
２は、両ヨーク６０、１００の各対向端部の間を基準に
各磁極歯６２に対し対称的に位置しており、これら各磁
極歯１０２のピッチ間隔は、各磁極歯９２のピッチ間隔
に等しくかつこれら磁極歯９２のうちより近い磁極歯と
所定ピッチｐの３分の２だけずれている（図３及び図４
参照）。

【００１７】ここで、下側ヨーク１００は、下側ヨーク
６０と両連結部Ｘにて一体に形成されており、これら両
ヨーク１００、６０は、単一の環状ヨークＹとして予め
形成されている。なお、両ステータアッセンブリＡ、Ｂ
は、ヨークＹの各連結部Ｘをケーシング部材１０の各切
り欠き１２、１２内に位置させることにより、ケーシン
グ部材１０内に位置決めされている。

【００１８】ボビンアッセンブリ１２０は、図１にて示
すように、絶縁性樹脂材料により一体形成したボビン１
２１を備えており、このボビン１２１は、両ヨーク壁９
１、１０１の間にてコア１１０に同軸的にはめ込まれて
いる。また、ボビン１２１には、コイル１２２が巻装さ
れており、このコイル１２２はその流入電流に応じてス
テータアッセンブリＢを励磁状態におく。

【００１９】このように構成した本実施形態において
は、上述のごとく、両ヨーク１００、６０は、単一の環
状ヨークＹとして形成されている。これにより、ステッ
プモータの製造にあたり、その製造部品点数を減少でき
る。具体的には、ヨークを構成する製造部品点数が、始
めから別々のステータアッセンブリＡ、Ｂとして組み付
ける場合に比べ、４分の３になる。その結果、ステップ
モータの製造コストを低減できる。

【００２０】ここで、上述のように構成したステップモ
ータの駆動方法を図５に基づいて説明する。両コイル８
２、１２２に対し、図５（ａ）にて示す極性の両電圧Ｅ
１、Ｅ２を印加したとき、上側両ヨーク５０、９０及び
下側両ヨーク６０、１００の各磁極歯が、マグネットロ
ータ４０の磁極Ｎ、Ｓに対し図５（ａ）にて示す位置に
あるものとする。

【００２１】この場合、コア７０には図示矢印方向に磁
束が流れるため、コア７０の上端がＳ極となり下端がＮ
極となっている。また、両ヨーク５０、Ｙがコア７０と
共に磁気回路を構成するため、各磁極歯５２がＳ極とな
り、各磁極歯６２がＮ極となっている。また、コア１１
０には図示矢印方向に磁束が流れるため、コア１１０の
上端がＳ極となり下端がＮ極となっている。また、両ヨ
ーク９０、Ｙがコア１１０と共に磁気回路を構成するた
め、各磁極９２がＳ極となり、各磁極歯１０２がＮ極と
なっている。

【００２２】然る後、図５（ｂ）にて示すごとく、コイ
ル８２を電圧Ｅ１から開放すると、コア１１０は、図５
（ａ）の場合と同様の極性にて磁化されているため、ヨ
ーク５０の磁極歯５２が、ヨークＹ及びコア７０を通し
て、各磁極歯６２、１０２と同一の磁極Ｎに磁化され
る。これにより、マグネットロータ４０が各ヨークの磁
極歯により吸引反発されて所定ピッチｐの３分の１に対
応する回転角だけ図示左方へ回転する。

【００２３】ついで、図５（ｃ）にて示すごとく、電圧
Ｅ１とは逆極性の電圧Ｅ３をコイル８２に印加する一
方、コイル１２２を電圧Ｅ２から開放すると、コア７０
には図示方向に磁束が流れるため、各磁極歯５２がＮ極
に磁化され、各磁極歯６２、１０２がＳ極に磁化され
る。このとき、各磁極歯９２が、ヨークＹ、５０から磁
気的に遮断されているため、各磁極歯９２がＳ極に維持
されている。

【００２４】これにより、マグネットロータ４０が所定
ピッチｐの３分の１に対応する回転角だけ図示左方へさ
らに回転する。その後、図５（ｄ）にて示す極性の両電
圧Ｅ３、Ｅ４を印加すると、コア７０には図示矢印方向
に磁束が流れているため、各磁極歯５２がＮ極に維持さ
れ、各磁極歯６２、１０２がＳ極に維持されている。ま
た、コア１１０には図示矢印方向に磁束が流れるため、
各磁極９２がＮ極となり、各磁極歯１０２がＳ極とな
る。

【００２５】これにより、マグネットロータ４０が所定
ピッチｐの３分の１に対応する回転角だけ図示左方へさ
らに回転する。このような状態にて、図５（ｅ）にて示
すごとく、コイル８２を電圧Ｅ３から開放すると、各磁
極歯５２が、ヨークＹ及びコア７０により各磁極歯６
２、１０２と同一の磁極Ｓに磁化される。

【００２６】これにより、マグネットロータ４０が所定
ピッチｐの３分の１に対応する回転角だけ図示左方へさ
らに回転する。そして、図５（ｆ）にて示すごとく、コ
イル８２に電圧Ｅ１を印加するとともにコイル１２２を
電圧Ｅ４から開放すると、各磁極歯５２、９２は、図５
（ｅ）にて示す極性に磁化されたままにて、各磁極歯６
２、１０２がＮ極に磁化される。

【００２７】これにより、マグネットロータ４０が所定
ピッチｐの３分の１に対応する回転角だけ図示左方へさ
らに回転する。以上のような電圧の印加切り換えを繰り
返しながら、マグネットロータ４０が図示左方へ回転し
ていく。なお、指針（図示しない）は、その基端部に
て、回転軸３０の上端部に軸支されている。また、本実
施形態では、両ステータアッセンブリＡ、Ｂが環状ステ
ータＳを構成するが、このステータＳにケーシングＣを
含めるようにしてもよい。

【００２８】また、両ステータアッセンブリＡ、Ｂが、
マグネットロータ４０を挟むように、このマグネットロ
ータ４０の軸に対し対称的に配置され、かつ、マグネッ
トロータ４０の各磁極と両ステータアッセンブリＡ、Ｂ
の各磁極歯とは回転軸３０を中心とする円周面内にて互
いに対向して位置している。従って、ステップモータと
しての軸長が短くなり、この種ステップモータをより一
層薄型化できる。

【００２９】なお、本発明の実施にあたっては、コイル
ボビンは、各ステータアッセンブリＡ、Ｂに、例えば、
二つ以上ずつ設けて実施してもよい。また、本発明の実
施にあたり、両ヨーク６０、１００に代えて、両ヨーク
５０、９０を一体部品として形成しても、上記実施形態
と同様の作用効果を達成できる。

【００３０】また、本発明の実施にあたり、車両用指示
計器に限ることなく、一般の指示計器や一般産業機器用
駆動源としての２相の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】本発明の一実施形態を示す要部断面図である。

【図２】図１のステップモータの分解斜視図である。

【図３】マグネットロータ及び両ステータアッセンブリ
の各ヨークを模式的に示す平面図である。

【図４】図３のマグネットロータ及び両ステータアッセ
ンブリの各ヨークを示す部分側面図である。

【図５】（ａ）乃至（ｆ）は、マグネットロータの両ス
テータアッセンブリの各ヨークに対する回転過程を説明
するための模式図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ…ステータアッセンブリ、Ｒ…ロータアッセンブ
リ、Ｓ…ステータ、Ｙ…ヨーク、５０、６０、９０、１
００…ヨーク、５２、６２、９２、１０２…磁極歯、７
０、１１０…コア。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状ステータ（Ｓ）と、このステータの中空部内に回転可能に組み付けられて外
周面に沿い異極性の両磁極を所定ピッチ（ｐ）にて多数
着磁してなるマグネットロータ（４０）とを備えたステ
ップモータにおいて、前記ステータが、前記マグネットロータの軸に対称的な
半環状の両ステータアッセンブリ（Ａ、Ｂ）からなり、これら各ステータアッセンブリが、前記マグネットロータ外周側にてこのマグネットロータ
の軸に並行に配置されたコイル（８２、１２２）を巻装
してなる少なくとも一つのコア（７０、１１０）と、こ
のコアを挟持する第１及び第２のヨーク（５０、６０、
９０、１００）とを、それぞれ、備えており、前記両第１及び第２のヨークが、前記マグネットロータ
の各磁極に対向するように前記所定ピッチの２倍のピッ
チにて設けられた複数の磁極歯（５２、９２、６２、１
０２）をそれぞれ有し、前記両第１ヨークの一方の各磁極歯（５２）が他方の第
１ヨークの各磁極歯（９２）に対し前記両第１ヨークの
各対向端部の間を基準に対称的に位置しており、前記両第２ヨークの一方の各磁極歯（６２）が他方の第
２ヨークの各磁極歯（１０２）に対し前記両第２ヨーク
の各対向端部の間を基準に対称的に位置しており、互いに対向する前記第１及び第２のヨークのうち第１ヨ
ークの磁極歯がこれに近接する第２ヨークの磁極歯より
も前記所定ピッチの３分の２だけずれて位置しており、前記両第１又は両第２のヨークがその各対向端部にて一
体となった一体部品（Ｙ）として形成されていることを
特徴とするステップモータ。
【請求項２】環状ステータ（Ｓ）と、このステータの中空部内に回転可能に組み付けられて外
周面に沿い異極性の両磁極を多数着磁してなるマグネッ
トロータ（４０）とを備えたステップモータにおいて、前記ステータが、前記マグネットロータの軸に対称的な
半環状の両ステータアッセンブリ（Ａ、Ｂ）からなり、これら各ステータアッセンブリが、前記マグネットロータ外周側にてこのマグネットロータ
の軸に並行に配置されたコイル（８２、１２２）を巻装
してなる少なくとも一つのコア（７０、１１０）と、こ
のコアを挟持する第１及び第２のヨーク（５０、６０、
９０、１００）とを、それぞれ、備えており、前記両第１及び第２のヨークが、前記マグネットロータ
の各磁極に対向するように設けられた複数の磁極歯（５
２、９２、６２、１０２）をそれぞれ有し、前記両第１ヨークの一方の各磁極歯（５２）が他方の第
１ヨークの各磁極歯（９２）に対し前記両第１ヨークの
各対向端部の間を基準に対称的に位置しており、前記両第２ヨークの一方の各磁極歯（６２）が他方の第
２ヨークの各磁極歯（１０２）に対し前記両第２ヨーク
の各対向端部の間を基準に対称的に位置しており、互いに対向する前記第１及び第２のヨークのうち第１ヨ
ークの磁極歯がこれに近接する第２ヨークの磁極歯より
も所定間隔だけずれて位置しており、前記両第１又は両第２のヨークがその各対向端部にて一
体となった一体部品（Ｙ）として形成されていることを
特徴とするステップモータ。