JPS62118751A - ステツプモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、ステップモータに係り、特に回転軸方向の寸
法が短縮されて薄形化されたステップモータに関する。

（発明の背景） この種のステップモータに関しては特開昭５９−１９１
４６９．特開昭５９−４４９５４．特開昭６０−１７４
０４９等が知られており、第２図にはその一例が示され
ている。

同図のステップモータではロータ１０に設けられた永久
磁石１２の外側にステータ１４が配置されており、永久
磁石１２とステータ１４との間の磁力によりシャフト１
６の回転力が得られている。

ここでその回転力は永久磁石１２とステータ１４との対
向面積に比例する。

従って従来のステップモータにおいては、回転軸方向の
寸法短縮によりその薄形化が図られると、永久磁石１２
とステータ１４との対向面積が減少してモータ回転力及
びモータ効率が低下するという問題があった。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、
その目的は、モータ回転力および効率の低下を招くこと
なく薄形化が可能となるステップモータを提供すること
にある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、 回転軸方向に対し垂直な面に２つの互いに異なる磁極面
が形成された固定子と、円周方向に同一ピッチで交互に
Ｎ、Ｓ極を有しかつ回転軸方向へ着磁された永久磁石が
上記両磁極面間で回転軸を周回して配置された固定子と
、 を備え、上記磁極面の極性を交互に変化させることによ
りステップ的にモータを回転させるたことを特徴として
いる。

（実施例の説明） 以下図面に基づいて本発明に係るステップモータの好適
な実施例を説明する。

第１図には４相永久磁石型ステップモータの縦断面が示
されており、ロータ１０の円板状ロータ基部１８はく樹
脂製）シャフト１６に取り付けられている。

そしてそのロータ基部１８の外周側面にはリング状のマ
グネット板２０が嵌入固定されており、マグネット板２
０は第３図および第４図から理解されるように第１図に
おけるシャフト１６の軸方向へ着磁された永久磁石１２
が円ループ状に連結形成されたものとされている。

ただし各永久磁石１２の極性は交互に異なるものとされ
ている。

以上のように本実施例のロータ１０においては、回転軸
方向へ着磁された永久磁石１２が回転軸を周回して配置
されている。

次にこのロータ１０に回転力を与えるステータ１４につ
いて説明する。

第１図において、ロータ１０の回転力が取り出されるシ
ャフト１６の軸受２２，２４は短筒状ケーシング２６の
底部と円板状エンドブラケット２８に形成された凹部へ
各々圧入固定されている。

そしてケーシング２６の縁部にエンドブラケット２８が
嵌入固定されており、それらケーシング２６、エンドブ
ラケット２８の内部対向面には固定子ユニット３０．３
２が各々取り付けられている。

これら固定子ユニット３０．３２は同様の構成とされて
おり、ロータ１０の駆動磁束発生源となるコイルボビン
３４．３６．さらに第５図および第６図に示された正磁
極歯板３８、そして第７図および第８図に示された負磁
極歯板４０により構成されている。

第５図は正磁極歯板３８の正面を、第６図はその側面を
各々示すもので、第５図においてリング状に形成された
磁極プレート４２の外周面には短冊状に形成された１２
本の正磁極歯４４が等間隔で形成されている。

そして第６図に示されるように磁極プレート４２０片面
側にはこれと同心で薄日筒状のボビン取付壁４６が形成
されており、その伸長端面には４本の爪４８が等間隔で
設けられている。

このボビン取付壁４６には前記ボビン３４または３６が
外嵌されており、また爪４８はモータ左側面となるケー
シング２６に形成された取付穴、あるいは第９図に示さ
れるようにエンドブラケット２Ｂに形成された取付穴へ
挿通される。

そして第１図および第９図から理解されるようにそれら
の折曲げでそのカシメが行なわれ、これにより固定子ユ
ニット３０（または固定子ユニット３２）のコイルボビ
ン３４くまたはコイルボビン３６）と正磁極歯板３８と
がケーシング２６（またはエンジブラケット２８）に取
り付けられる。

また負磁極歯板４０はその正面を示す第７図、その側面
を示す第８図から理解されるようにリング状に形成され
ており、その内周面には台形状に形成された１２本の負
磁極歯５０が等間隔で形成されている。

ざらに負磁極歯根４０の一方の端面には４本の爪５２が
等間隔で形成されており、それらの爪５２は第１図及び
第９図から理解されるようにケーシング２６．エンドブ
ラケット２８に設けられた取付孔へ挿通された後に折曲
げられ、これにより負磁極歯板４０がケーシング２６ま
たはエンドブラケット２８に取り付けられている。

その際には第１０図からも理解されるように正磁極歯根
３８の各正磁極＠４４は負磁極歯根４０の各負磁極歯５
０の間に挿入配置され、このためコイルボビン３４また
は３６の通電により正磁極歯４４と負磁極歯５０とは異
なる極とされる。

すなわちコイルボビン３４または３６に対し一方の方向
へ通電が行なわれると各正磁極歯４４と負磁極歯５０と
が各々Ｎ極、Ｓ極となり、また他方の方向へ通電が行な
われるとそれらは各々Ｓ極。

Ｎ極となる。

従ってコイルボビン３４．３６が通電されると、固定子
ユニット３０，３２のマグネット板２０に対向する面に
はモータ回転軸を周回してＮ極とＳ極が交互に生ずる。

またこれら固定子ユニット３０．３２の向配列には第１
１図から理解されるように角度差が与えられており、そ
の位置決めはケーシング２６の縁部にエンドブラケット
２８が嵌入される際に決定される。

この位置決めのために、第９図から理解されるようにケ
ーシング２６の開口端面には４枚のカシメ舌５４が等間
隔で形成されるとともに、エンドブラケット２８の周面
にはそれらが嵌合する切欠きが設けられており、それら
の嵌合が行なわれた後にカシメ舌５４が折曲げられてケ
ーシング２６にエンドブラケット２８が取り付けられて
いる。

その結果第１１図に示される角度差をもって固定子ユニ
ット３０と固定子ユニット３２との間で磁極歯４４．５
０の位置決めが行なわれている。

以上のようにステータ１４においては、モータ回転軸に
対して垂直に２つの磁極面が形成されており、それら磁
極面はロータ１０の永久磁石１２の両面に各々対向され
ている。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

第１１図は２相励磁の場合を説明するもので、第１１図
（ａ）ではコイルボビン３４．３６がともに所定の方向
へ通電されている。

これにより固定子ユニット３０の正磁極歯４４゜負磁極
歯５０は各々Ｎ極、Ｓ極となり、固定子ユニット３２の
正磁極歯４４．負磁極歯５０は各々Ｓ極、Ｎ極となる。

次いでコイルボビン３４の通電方向が反転されると第１
１図（ｂ）に示されるように固定子ユニット３０の正磁
極歯４４がＳ極に、負磁極歯５０がＮ極となる。

ざらにコイルボビン３６の通電方向が反転されると、第
１１図（Ｃ）に示されるように固定子ユニッ１〜３２の
正磁極歯４４はＮ極となり、負磁極歯５０はＳ極となる
。

そしてコイルボビン３４の通電方向が再び反転されると
第１１図（ｄ）に示されるように固定子ユニット３０の
正磁極歯４４はＮ極となり、負磁極歯５０Ｇ、ｔｓ極と
なる。

以上の順番で通電電流の方向が制御されると、磁気的安
定点が第１１図において左側から右側へ逐次移動されて
永久磁石１２がその磁気的安定点へ吸引され、その結果
ロータ１０がステップ駆動されてモータ回転力がシャフ
ト１６で得られる。

ここでシャフト１６の回転力を決定する永久磁石１２と
ステータ１４との対向面積は、モータ回転軸を周回して
配列された永久磁石１２の両側にステータ１４の磁極面
が対向しているので、モータ回転軸方向の寸法に拘りな
く常に一定となる。

従って本実施例によれば、モータ軸方向寸法が短縮され
てモータの薄形化が図られてもその回転力は低下するこ
とがなく、また効率も低下することはない。

その結果、高出力かつ高効率な小形のステップモータを
構成することが可能となる。

なお第１図のコイルボビン３４．３６に代えてエツチン
グによるプリントパターンが積層されたいわゆるシート
コイルを用い組立、生産性等を向上させることが可能で
ある。

その場合には第１２図に示された右巻きのエツチングコ
イル５６と第１３図に示された左巻きのエツチングコイ
ル５８とを第１４図に示されるように重ね合わせて例え
ば１−Ａ、２−Ａ＠導線して接続し、１−８，２−８間
に電流を流す１枚のシートコイル６０を形成することが
好適である。

（１−Ｂと２−Ｂを接続して１−Ａと２−Ａ間に電流を
流しても良い。） また、第１５図に示す如く、右巻きのエツチングコイル
と左巻きのエツチングコイルと交互に積層し、例えば１
−Ａ、２−Ａ、３−Ａ、４−Ａを、また２−Ｂと３−Ｂ
を電気的に接続して、１−８と４−８間に電流を流せば
ざらに磁界を大きくすることができる。また、１−８，
４−８への通電方向が変更されることにより２つの磁界
状態が得られることが理解される。

このシートコイル６０あるいは同様にシート状とされた
巻線をコイルボビン３４．３６に代えて使用すれば、組
立、生産性を向上でき、さらにコイル巻線の高密度化が
可能となり、従ってモータ効率をさらに向上させ、また
モータをより薄形化できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、回転軸方向へ着磁
された永久磁石が回転軸を周回して配設され、それらの
両側に対向して固定子の磁極面が各々形成されたので、
高出力かつ高効率であって小形なステップモータを構成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステップモータの縦断面図、第２
図は従来におけるステップモータの縦断面図、第３図は
マグネット板の斜視図、第４図はマグネット板の側面図
、第５図は正磁極歯板の正面図、第６図は正磁極歯板の
側面図、第７図は負磁極歯板の正面図、第８図は負磁極
歯板の側面図、第９図は第１図ステップモータの右側面
図、第１０図は正磁極歯と負磁極歯の位置関係説明図、
第１１図は第１図ステップモータの励磁作用説明図、第
１２図は右巻きエツチングコイルの正面図、第１３図は
左巻きエツチングコイルの正面図、第１４図はシートコ
イルの側断面図、第１５図は他のシートコイルの側断面
図である。 １０・・・ロータ １２・・・永久磁石 １４・・・ステータ １６・・・シャフト ２０・・・マグネット板 ２６・・・ケーシング ２８・・・エンドブラケット ３０．３２・・・固定子ユニット ３４．３６・・・コイルボビン ３８・・・・・・・・・・・・正磁極歯板４０・・・・
・・・・・・・・負磁極歯根４４・・・・・・・・・・
・・正磁極歯５０・・・・・・・・・・・・負磁極歯５
６．５８・・・エツチングコイル ６０・・・・・・・・・・・・シートコイル特許出願人
　日産自動車株式会社 自動車電機工業株式会社 第１図 第３図 第５図 第６図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 り−り　　　　、シＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸方向に対し垂直な面に２つの互いに異なる
   磁極面が形成された固定子と、円周方向に同一ピッチで
   交互にＮ，Ｓ極を有しかつ回転軸方向へ着磁された永久
   磁石が上記両磁極面間で回転軸を周回して配置された回
   転子と、を備え、上記磁極面の極性を交互に変化させる
   ことによりステップ的にモータを回転させるたことを特
   徴とするステツプモータ。