(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に軸支されたロータマグネットの外周に、所定のエアギャップをおいて複数相の励磁コイルが上記ロータマグネットの回転軸線方向に配設されたモータにおいて、
上記複数相の励磁コイルの外周部に、磁性材料により断面略Ｃ字状に湾曲形成された単一のケーシングを嵌め合わせ、
上記複数相の励磁コイルの境界部分と対向する上記ケーシングの部位に、周方向に沿ってその一端部から他端部の近傍位置まで連続して存在することにより両側の上記励磁コイルによって形成される磁路間のエアギャップとなる切欠部を形成したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
上記ケーシングの周方向における両端部に、略径方向外方に延出して対となるフランジ部を形成するとともに、これらフランジ部に、上記モータを取付け部に固定するための取付け孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータマグネットの外周に、その回転軸線方向に複数相の励磁コイルが配備されたモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のモータとしては、例えばＰＭ形ステッピングモータなどが知られている。従来より、このようなモータの部品点数の削減、および小型、軽量化のために、複数相の励磁コイルの外周部に位置するステータヨークとして、断面略Ｃ字状に湾曲された単一の薄板ケーシングを用いたものがある。このケーシングは、複数相の励磁コイルの外周部に嵌め合わされた上、このケーシングの端部同士が溶接により接合されることになる。
ところで、このようなモータにおいて、その径方向の寸法を極力小さく抑えたうえで、さらに充分な回転トルクが得ようとする場合には、通常複数相の励磁コイルの巻数をロータマグネットの回転軸線方向において増やす構造が採られるために、当該励磁コイルの長さ寸法がロータマグネットの回転軸線方向に大きくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数相の励磁コイルの長さ寸法がロータマグネットの回転軸線方向に大きくなった場合には、必然的に、それらの外周部に嵌め合わされる単体のケーシングの幅も大きくなり、かつ隣接する励磁コイル間における磁力線の干渉（相殺）によって磁力の損失が生じてしまい、この結果所望の充分な回転トルクが得られなくなるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、従来のこの種のモータが有する課題を有効に解決すべくなされたもので、単体のケーシングを用いて部品点数の削減、および小型、軽量化を図りつつ、かつ複数相の励磁コイルをロータマグネットの回転軸線方向に長く形成した場合においても、隣接する励磁コイル間における磁力線の干渉を防いで充分な回転トルクを得ることができるモータを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転自在に軸支されたロータマグネットの外周に、所定のエアギャップをおいて複数相の励磁コイルが上記ロータマグネットの回転軸線方向に配設されたモータにおいて、上記複数相の励磁コイルの外周部に、磁性材料により断面略Ｃ字状に湾曲形成された単一のケーシングを嵌め合わせ、上記複数相の励磁コイルの境界部分と対向する上記ケーシングの部位に、周方向に沿ってその一端部から他端部の近傍位置まで連続して存在することにより両側の上記励磁コイルによって形成される磁路間のエアギャップとなる切欠部を形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、上記ケーシングの周方向における両端部に、略径方向外方に延出する対のフランジ部を形成するとともに、これらフランジ部に、上記モータを取付け部に固定するための取付け孔を形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本例は、ＰＭ形ステッピングモータとしての適用例である。
図１において、符号１は、ロータマグネット２が嵌め付けられたシャフトであり、この両端部は軸受３、４によって軸線Ｏ回りに回転自在に保持されている。このロータマグネット２は、外周面が周方向に沿って交互に異極となるように着磁されており、軸受３、４には、磁性体である取付け板５、６が取り付けられている。また、符号７は、第１の励磁コイル８が巻き付けられた第１のボビン、９は第２の励磁コイル１０が巻き付けられた第２のボビンである。本例のモータが２相のステッピングモータの場合には、例えば、第１の励磁コイル８として、２個のコイルが互いに１８０°の位相関係の磁界をつくるようにバイファイラ巻され、同様に、第２の励磁コイル１０として、２個のコイルが互いに１８０度の位相関係の磁界をつくるようにバイファイラ巻されることになる。
【０００８】
さらに図中符号１１、１２は、第１、第２の円環状のステータコアであり、それらの外側に第１、第２のボビン７、９が嵌め合わされ、また、それらの内周側には磁極を成すステータポールが形成されている。それらの磁極は、所定のエアギャップをおいてロータマグネット２の外周部と対向する。これらステータコア１１、１２は、互いに対向する嵌合部１１Ａ、１２Ａの凹凸嵌合によって相対的な位置関係が規制され、そして回転軸線Ｏ方向において互いに結合した１つの結合体として、軸受３、４の間および取付け板５、６の間に位置決めされている。なお、符号１３は第１、第２の励磁コイル８、１０の外側のステータヨークを構成するケーシングである。
【０００９】
ここで、ケーシング１３は、図２に示すように、平板状の磁性体を断面略Ｃ字状に湾曲することにより形成されており、励磁コイル８、１０の外側に嵌め合わされている。このケーシング１３の回転軸線Ｏ方向における両端部には、複数の爪部１３Ａが形成されており、これらの爪部１３Ａと、取付け板５、６の外周部に形成された切欠部６Ａとを対向させた上、それらの爪部１３Ａを図１に示すように折曲することによって、ケーシング１３と取付け板５、６とが結合されている。そして、このようなケーシング１３と取付け板５、６との結合によって、軸受３、４の間および取付け板５、６の間に、ボビン７、９、励磁コイル８、１０、およびステータコア１１、１２が固定されることになる。
【００１０】
また、ケーシング１３の周方向における両端部には、略径方向外側に延出する対のフランジ部１３Ｂ、１３Ｃが形成され、それらのフランジ部１３Ｂ、１３Ｃには、互いに対向する取付け孔１３Ｄ、１３Ｅが形成されている。さらに、ケーシング１３には、ステータコア１１、１２の境界部分と対向する部位に、周方向に沿って連続する切欠部１３Ｆが形成されている。本例の場合、この切欠部１３Ｆは、ケーシング１３の周方向の一端縁から、その他端縁の近傍位置までの広範囲に亘って形成されており、これにより、一方のフランジ部１３Ｂは、２つのフランジ部１３Ｂ−１、１３Ｂ−２に分けられている。なお、符号Ｓは、切欠部１３Ｆの幅を示すものである。
【００１１】
上記ケーシング１３は、図３および図４に示すように、そのフランジ部１３Ｂ、１３Ｃを接触あるいは接近させることにより、ステータコア１１、１２の外周部に密接するように弾性変形する。なお、図３および図４においては、ケーシング１３の内側の構造の図示を省略している。そして、このようにフランジ部１３Ｂ、１３Ｃを接触あるいは接近させた上、図３および図４に示すように、モータの取付け部１４に設けられた突起１４Ａに、取付け孔１３Ｄ、１３Ｅを係合させることによって、フランジ部１３Ｂ、１３Ｃの接合と、モータの取付けが同時に行われることになる。また、突起１４Ａが樹脂材料によって形成されている場合には、この突起１４Ａを取付け孔１３Ｄ、１３Ｅに通してから、その先端部を加熱して、図３に示すような形状に拡径成形すればよい。また、フランジ部１３Ｂ、１３Ｃ同士をボルトや加締めなどの手段に接合してもよい。
【００１２】
図２において符号１３Ｇは、励磁コイル８用の接続プラグ（図示せず）の設置空間を確保するための切欠部であり、同様に１３Ｈは、励磁コイル１０用の接続プラグ（図示せず）の設置空間を確保するための切欠部である。それらの接続プラグの設置位置に応じては、切欠部１３Ｇ、１３Ｈの少なくとも一方を図２中の２点鎖線の位置、つまりケーシング１３の中央寄りの位置に形成してもよい。
【００１３】
次に、以上の構成からなるモータの作用について説明する。
図１に示すように構成されたモータにおいて、ケーシング１３は、切欠部１３Ｆの左側の部位において第１の励磁コイル８の磁路を形成し、その右側の部位において第２の励磁コイル１０の磁路を形成する。つまり切欠部１３Ｆは、それら２つの磁路の間のエアギャップとして周方向に連続して存在し、実質的にケーシング１３をほぼ２つに分割することになる。このことは、特に、径方向の寸法を小さく抑えた上、充分な回転トルクが要求されるモータ、つまり励磁コイル８、１０の巻数を回転軸線Ｏ方向において増加させて、それらの励磁コイル８、１０の長さ寸法を回転軸線Ｏ方向に大きくしたモータにおいてきわめて有利である。すなわち、このようなモータの場合には、励磁コイル８、１０が回転軸線Ｏ方向に大きくなることに伴って、回転軸線Ｏ方向におけるケーシング１３の長さが拡大し、その拡大したケーシング１３のために、隣接する励磁コイル８、１０間において互いの磁力線が干渉し、この結果磁力の損失が懸念されるからである。
【００１４】
この点において、切欠部１３Ｆが実質的にケーシング１３をほぼ２つに分割することは、単体のケーシング１３による部品点数の削減、およびモータの小型、軽量化を図りつつ、励磁コイル８、１０を回転軸線Ｏ方向に大きくしても、隣接する励磁コイル８、１０間における磁力の相殺を防止して、充分な回転トルクが得られることになる。
【００１５】
また、ケーシング１３のフランジ部１３Ｂ、１３Ｃを接触あるいは近接させて、このケーシング１３を弾性的に縮径変形させることにより、ケーシング１３の内周部がステータコア１１、１２の外周部に密接し、またケーシング１３の周方向の両端部が接合することになるため、励磁コイル８、１０の磁路を確実にかつ容易に形成できることになる。しかも、それらのフランジ部１３Ｂ、１３Ｃを用いて、モータ自体の取付けを行うことも可能である。
【００１６】
なお、本発明は、上記実施の形態において説明したように、ロータマグネット２の外側に、複数相の励磁コイルを回転軸線Ｏ方向にずらして備えた種々の形式のモータに対して、広く適用することができ、さらにモータの内部構造についても、ボビンとヨーク等が別体として製造されて一体的に組み立てられるものや、上記ボビン等が一体成形されたものなど各種構造のものに、同様に適用することができる。
また、ケーシング１３における切欠部１３Ｆの形成範囲や幅Ｓ、およびフランジ部１３Ｂ、１３Ｃの形状などは、モータの形式、特性、および取付け形態などに応じて任意に設定することができ、上述した実施例のみに特定されるものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および２に記載の発明は、複数相の励磁コイルの外周に備わるケーシングを単体構造としてモータの部品点数の削減、および小型軽量化を図りつつ、複数相の励磁コイルの境界部分と対向するケーシングの部位に、周方向に延在する切欠部を形成することにより、実質的にケーシングを複数にほぼ分割して磁力の損失を抑えることができる。この結果、特に、径方向の寸法を小さく抑えた上、充分な回転トルクが要求されるモータ、つまり複数相の励磁コイルをロータマグネットの回転軸線方向に大きくしたモータにおいても充分な回転トルクを得ることができる。
【００１８】
ここで、特に請求項２に記載の発明によれば、ケーシングの周方向における両端部に形成したフランジ部を接触あるいは近接させることにより、ケーシングを縮径させて、励磁コイルの磁路を確実にかつ容易に形成することができ、しかも、それらのフランジ部を用いてモータ自体の取付けを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の縦断面図である。
【図２】図１のケーシングの斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う内部省略の断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う内部省略の断面図である。
【符号の説明】
１  シャフト
２  ロータマグネット
３、４  軸受
５、６  取付け板
７、９  ボビン
８、１０  励磁コイル
１１、１２  ステータコア
１３  ケーシング
１３Ｂ、１３Ｃ  フランジ部
１３Ｆ  切欠部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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