(57)【要約】  【課題】  高分解能が要求される空芯ステッピングモータにおいて、各相に対するモータの逆起電圧の位相差を精密に調整できるモータを提供する。  【解決手段】  空芯ステッピングモータのロータ１０は、各相ステータの各々に対向して配置される円筒状のマグネット２１と、各マグネット２１の内周側に接続された、スリーブ２２からなる。スリーブ２２は、互いに嵌合し合う円筒状のスリーブ片Ａ２３及びスリーブ片Ｂ２４と、からなり、両スリーブ片には両者の嵌合相対角度を表示・調整できるパターン３０が形成されている。パターン３０は、スリーブ片Ａ２３の嵌合部２３ａに形成された第１のパターン４０とスリーブ片Ｂ２４の嵌合部２４ａに形成された第２のパターン５０からなり、両パターンはバーニアの機能を持つように形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に配置された、ヨーク及びコイルを含むＡ相ステータとＢ相ステータとからなる筒状のステータと、
円筒状のマグネットを含む筒状のロータと、
前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する手段と、
を備える空芯ステッピングモータであって、
前記ロータが、
前記各相ステータの各々に対向して配置される円筒状のマグネットと、
各マグネットの反ステータ側に接続された、互いに嵌合し合う円筒状のＡスリーブ及びＢスリーブと、からなり、
該スリーブの各々に、両者の嵌合相対角度を表示・調整できるパターンが形成されていることを特徴とする空芯ステッピングモータ。
【請求項２】
前記パターンは、
前記スリーブの内の一方に形成された、円周上に並ぶ複数のマークからなる第１のパターンと、
他方のスリーブに形成された、円周上に並ぶとともに、第１のパターンとはピッチの異なる複数のマークからなる第２のパターンと、
により形成されており、
前記第１のパターンと第２のパターンとはバーニアの機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空芯ステッピングモータ。
【請求項３】
前記第１のパターン及び第２のパターンのマークが、円周上に配置された孔であって、前記両マークの一対の孔のみが重なってピンが挿入可能な孔であることを特徴とする請求項２に記載の空芯ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空芯ステッピングモータに関し、特には、２相構造のステッピングモータにおいて、２個のマグネットの着磁部の位相差を適切に設定できる空芯ステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
２相構造のステッピングモータにおいては、軸方向に延びる同じ直線上に着磁されたマグネットに対し、Ａ相ステータとＢ相ステータとが、電気角の位相が９０°ずれるように配置されている。
【０００３】
空芯型のステッピングモータにおいては、マグネットは円筒状であり、Ａ相ステータ及びＢ相ステータの各々に対して、クローポールと同じピッチで着磁された１個のマグネットが準備される。そして、２個のマグネットは各々円筒状のスリーブ（バックヨーク）に固定され、さらに、このスリーブを軸方向に並べて固定されて使用される。この際、マグネットの各々は、着磁部が軸方向に延びる同じ軸上となるように配置されて固定される。
【０００４】
しかしながら、各部品の寸法精度やマグネットの着磁角度の精度、磁気回路上のパワーバランスにより、位相角度が９０°に対してずれる場合がある。ズレ角度を管理するには、部品寸法や着磁の精度を向上させたり、パワーバランスがとれるような構造とする必要がある。
【０００５】
例えば、２相励磁において、１回転あたり６００ステップ（０．６°制御）が求められるような高分解能が必要な場合、前述のような部品寸法や着磁精度の向上のみでは調整に限度がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、高分解能が要求される空芯ステッピングモータにおいて、各相に対するマグネットの着磁部の位相差を精密に調整できるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の空芯ステッピングモータは、  軸方向に配置された、ヨーク及びコイルを含むＡ相ステータとＢ相ステータとからなる筒状のステータと、  円筒状のマグネットを含む筒状のロータと、  前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する手段と、を備える空芯ステッピングモータであって、  前記ロータが、  前記各相ステータの各々に対向して配置される円筒状のマグネットと、  各マグネットの反ステータ側に接続された、互いに嵌合し合う円筒状のＡスリーブ及びＢスリーブと、からなり、  該スリーブの各々に、両者の嵌合相対角度を表示・調整できるパターンが形成されていることを特徴とする。
【０００８】
モータの逆起電圧の位相差が所望の値（例えば９０°）からずれていた場合、位相差が所望の値となるように一方のスリーブを相対的に回転させる必要がある。本発明によれば、この際に、ズレ量に応じた相対角度にパターンを合わせることにより、スリーブを必要な相対角度分だけ回転させることができる。したがって、位相のズレの調整を効率的に行うことができる。
【０００９】
本発明においては、  前記パターンは、  前記スリーブの内の一方に形成された、円周上に並ぶ複数のマークからなる第１のパターンと、  他方のスリーブに形成された、円周上に並ぶとともに、第１のパターンとはピッチの異なる複数のマークからなる第２のパターンと、により形成されており、  前記第１のパターンと第２のパターンとはバーニアの機能を備えていることが好ましい。
【００１０】
高分解能が要求される場合、マグネットの１個の着磁幅の円周方向の長さは非常に短くなる。したがって、一方のスリーブを相対回転させてモータの逆起電圧の位相のズレを調整するには、回転量（回転角度）を微妙に調整する必要がある。そこで、バーニアの機能を備えたパターンとすることにより、微調整が可能になる。
【００１１】
さらに、本発明においては、  前記第１のパターン及び第２のパターンのマークが、円周上に配置された孔であって、前記両マークの一対の孔のみが重なってピンが挿入可能な孔であることとすれば、各マークの円周方向位置が合うかどうかを確認しやすくなる。また、位置が合った場合に、重なった孔にピンを差せば、両スリーブを位置ずれなく固定できる。なお、位置調整が完了した状態で両スリーブの間を溶接や接着により固定する。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、各相ステータの各々に対向して配置される円筒状のマグネットの内周側に接続された、互いに嵌合し合うスリーブの各々に、両者の嵌合相対角度を表示・調整できるパターンを形成した。モータの逆起電圧の位相差が所望の値（例えば９０°）からずれていた場合、位相差が所望の値となるように一方のスリーブを相対的に回転させる必要がある。この際に、ズレ量に応じた相対角度にパターンを合わせることにより、スリーブを必要な相対角度分だけ回転させることができるので、精密な位相のズレを効率的に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る空芯ステッピングモータのロータの構造を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は分解斜視図、図１（Ｃ）は嵌合部の断面図である。
【図２】空芯ステッピングモータの構造の一例を示す側断面図である。
【図３】バーニアの機能を説明する図である。
【図４】スリーブ片の相対嵌合角度を調整する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図２を参照して、空芯ステッピングモータの構造の一例を説明する。
空芯ステッピングモータ１は、筒状のステータ１０と、同ステータ１０の内周に配置された筒状のロータ２０と、同ロータをステータに対して回転可能に支持するベアリング３０を備える。
【００１５】
ステータ１０は、軸方向に並んだＡ相ステータ１０ＡとＢ相ステータ１０Ｂを有し、これらはハウジング１５に収容されている。各相ステータは、２個のクローポール型磁極片１１と、コイル１２とを有する。磁極片１１は、平らなリング部と、リング部の内周縁から回転軸方向に延びる複数の三角形状の極歯と、を有する。
【００１６】
２個の磁極片１１は、極歯が向かい合って交互に、かつ、非接触でかみ合うように配置されており、２個の磁極片の間に、コイル収容凹部が形成される。そして、これらの磁極片は、ボビン１３によって一体に固定されている。ボビン１３は、樹脂を、各相ステータのコイル収容凹部の外面を覆うとともに極歯の間に充填するように成形したものである。ボビン１３で覆われた各コイル収容凹部には、銅線が巻き回されてコイル１２が形成されている。各コイル１２は、ボビン１３によって各磁極片１１から絶縁されている。
【００１７】
ハウジング１５は円筒形の部材で、内周面の中央付近に、内側に張り出す隔壁部１６が形成されている。各相ステータ１０Ａ、１０Ｂは、磁極片１１の極歯が１／２ピッチだけ円周方向にずれるように配置されて、この隔壁部１６を挟んで軸方向に並んで収容されている。
【００１８】
次に、図１及び図２を参照してロータの構造を説明する。
ロータ２０は、Ａ相ステータ１０Ａ及びＢ相ステータ１０Ｂの外周面に対向して配置されたリング状のマグネット２１と、両マグネット２１の外周面が固定される薄肉円筒状のスリーブ２２と、を有する。
ロータ２０はステータ１０の内周に配置され、両端で、ベアリング６０によりハウジング１５に回転可能に配置されている。
【００１９】
図１（Ｂ）に示すように、スリーブ２２は、軸方向に２分割される一対のスリーブ片Ａ２３とスリーブ片Ｂ２４からなる。スリーブ片Ａ２３及びスリーブ片Ｂ２４の向かい合う端部には、各々外周嵌合部２３ａと内周嵌合部２４ａが形成されている。各スリーブ片２３、２４は、この嵌合部２３ａ、２４ａが嵌合し合って軸方向に並び、例えば接着により固定される。
【００２０】
ところで、ロータの外周面に中心角度が１．２°で着磁部が形成された場合、ロータの半径をｒとすると、１個の着磁部の円周方向長さは、（π・ｒ／１８０）×１．２°となる。ロータの半径ｒによっては、着磁部の円周方向長さは非常に短くなる。さらに、この長さを検出するために、この長さの数倍程度以上の精度が必要になる。すなわち、両スリーブ片を相対的に回転させる場合に、回転量（回転角度）の非常に微妙な調整が必要となる。
【００２１】
そこで、このステッピングモータの、スリーブ片Ａ２３の外周嵌合部２３ａ及びスリーブ片Ｂ２４の内周嵌合部２４ａには、両スリーブの嵌合相対角度を表示・調整できるパターン３０が形成されている。このパターン３０は、スリーブ片Ａ２３の外周嵌合部２３ａに形成された、円周方向に並ぶ複数の孔からなる第１のパターン４０と、スリーブ片Ｂ２４の内周嵌合部２４ａに形成された、円周方向に並ぶ複数の孔からなる第２のパターン５０からなる。第１及び第２のパターン４０、５０の各孔は、図１（Ｃ）に示すように、一対の孔のみが重なるように形成されており、重なった状態においてピンが挿通可能となっている。
なお、スリーブ片Ａ２３の外周嵌合部２３ａに形成されている切り欠き２３ｂは、両スリーブ片を固定する際の接着剤溜りである。
【００２２】
第１のパターン４０と第２のパターン５０とは、バーニアの機能を持つように設定されている。バーニアの機能を持たせることにより、回転量（回転角度）を微妙に調整できる。
【００２３】
図３は、バーニアの機能を説明する図である。
つまり、外周嵌合部２３ａに形成された第１のパターン４０は、バーニアの主尺となるパターンであり、孔４０−０〜４０−ｎが等間隔で形成されている。そして、内周嵌合部２４ａに形成された第２のパターン５０は、バーニアの副尺となるパターンであり、第１のパターン４０の（ｎ−１）の目盛りをｎ等分した孔５０−０〜５０−ｎが形成されている。主尺の孔の間隔をＤ、副尺の孔の間隔をｄとすると、
ｄ＝｛（ｎ−１）／ｎ｝・Ｄ
となる。ｎ＝１０の場合、
ｄ＝０．９Ｄ
となる。
【００２４】
次に、このロータのスリーブ片の相対嵌合角度を調整する方法の一例を説明する。
図４は、スリーブ片の相対嵌合角度を調整する方法を示すフローチャートである。
まず、Ｓ１において、着磁装置によってマグネット２１を着磁する。着磁後、２個のマグネット２１を各々円筒状のスリーブ片２３、２４に固定し、さらに、このスリーブ片２３、２４を軸方向に並べて一時的に固定する。この際、マグネット２１の各々は同軸上に配置される。そして、Ｓ２において、モータの逆起電圧の実際の位相差を測定する。
【００２５】
測定の結果、Ｓ３において、位相差が所望の値（９０°）であるかどうかを判定し、位相差が９０°であれば、Ｓ４に進んで、両スリーブ片２３、２４を接着又は溶接により固定する。しかし、前述のように、各部品の寸法精度やマグネットの着磁角度の精度、磁気回路上のパワーバランスにより、位相角度が９０°から少しズレている場合がある。そこで、Ｓ３において、位相差が９０°からずれていれば、ズレ量に応じた相対嵌合角度を求め、Ｓ７において、パターン３０を用いて必要な角度だけスリーブ片Ｂ２４を相対回転させる。回転後、両スリーブ片２３、２４の嵌合部２３ａ、２４ａの孔は重なっているので、両嵌合部の所定の孔の円周方向位置が一致したかどうかを確認しやすい。その後、Ｓ２に戻って、モータの逆起電圧の位相差を測定する。そして、Ｓ３において位相差が９０°であるかどうかを判定し、９０°であれば、Ｓ４に進んで両パターン４０、５０の孔にピンを挿入し、接着又は溶接により両スリーブ片２３、２４を固定する。この際、ピンを挿入して固定することにより、両スリーブ片２３、２４を位置ずれなく固定できる。
【符号の説明】
【００２６】
１  空芯ステッピングモータ
１０  ステータ                        １１  磁極片
１２  コイル                          １３  ボビン
１５  ハウジング                      １６  隔壁部
２０  ロータ                          ２１  マグネット
２２  スリーブ                        ２３、２４  スリーブ片
３０  パターン
４０  第１のパターン                  ５０  第２のパターン
６０  ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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