(57)【要約】【課題】  本発明は、角型の固定子コアを採用した固定子を有し、大型化を招くことなくトルクアップを実現し得るインナーロータ型モータを提供することを目的とする。【解決手段】  環状コアバック部の内側に複数の主極を突出させた固定子コア、及びこの各主極に絶縁体を介して巻回されたコイルを有する固定子と、この固定子の内側に各主極の先端に対向するように回転自在に配置され軸中心に回転軸を備えた回転子と、を有するインナーロータ型モータであって、固定子コアのコアバック部を、外形が四隅を切除したほぼ正方形状であり正方形の４辺の側面がそれぞれモータ外表面を形成する構成とし、固定子コアの各主極を、コアバック部の４片の中央から軸中心を中心に周方向に所定角度傾いた位置に配置し、固定子コアにおける最小外径に対する最大内径の比を０．６５〜０．７５に設定したことを特徴とする。【選択図】  図４
2014090541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のコアバック部の内側に放射方向に突出した複数の主極を有する固定子コア、及び該固定子コアの各主極に絶縁体を介して巻回されたコイルを有する固定子と、この固定子の内側に前記各主極の先端に対向するように回転自在に配置され軸中心に回転軸を備えた回転子と、前記固定子の軸方向両側を覆うように設けられそれぞれ前記回転子軸を支持する軸受を保持した２つのカバー部材とからなるインナーロータ型モータにおいて、
前記固定子コアのコアバック部は、外形が四隅を切除したほぼ正方形状であり正方形の４辺の側面がそれぞれモータ外表面を形成する構成とされ、
前記固定子コアの各主極は、コアバック部の４片の中央から軸中心を中心に周方向に所定角度傾いた位置に配置され、
前記固定子コアにおける最小外径に対する最大内径の比が０．６５〜０．７５に設定されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
【請求項２】
前記固定子は、前記固定子コアにおける主極を８個としこれに２相のコイルを巻回して構成され、前記各主極は４５°毎の等間隔に配置されると共に、これら各主極の位置は前記固定子コアにおける正方形のそれぞれの４片の中央から周方向に２２．５°傾いた角度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項３】
前記絶縁体は、前記固定子コアに対し軸方向両側から装着される２つの絶縁部材からなり、それぞれ前記主極を覆う複数のスロット絶縁部とこれらスロット絶縁部を前記固定子コアの軸方向端面側において連結する環状の枠部とを備え、該枠部には前記コアバック部の４辺におけるモータ外表面とほぼ面一となる４つの外表面部が形成されており、
前記２つのカバー部材はそれぞれ、モータ端面を構成し中央部に軸受保持部を有する端板部と、該端板部の周縁より軸線方向に延び先端が前記固定子コアの端面に当接する側壁部とを備え、前記両カバー部材における前記側壁部の４辺の中央部に、前記枠部における４辺の外表面部が嵌り込む開口が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項４】
前記絶縁部材における枠部には、正方形の四隅の位置にそれぞれ前記外表面部と同形状の４つの外表面部が形成されており、前記両カバー部材の側壁部における正方形四隅の位置にそれぞれ、前記枠部の外表面部が嵌り込む開口が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項５】
前記枠部における外表面部の内径側には、前記主極に巻回されたコイルの渡り線部が係止する中継突部が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項６】
前記固定子コアの前記各主極の間にそれぞれ形成される複数のスロットにおける前記コアバック側の内面は、前記軸中心を中心とした円弧面とされていることを特徴とする請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項７】
前記固定子コアにおける最小外径に対する前記スロットにおけるコアバック側の円弧面の内径の比が０．９より大きく設定されていることを特徴とする請求項６に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項８】
前記２つのカバー部材はそれぞれ、モータ端面を構成し中央部に軸受保持部を有する端板部と、該端板部の周縁より軸線方向に延び前記コアバック部の外周形状に沿った形状に形成されると共に先端が前記固定子コアの端面に当接する側壁部とを備えており、少なくとも一方のカバー部材における端板部には、前記固定子コアの四隅の切除部分に対応して角部を一体に有しており、当該角部にモータ取付用のねじ孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項９】
前記回転子は、磁性を有する１対の回転子磁極と該両回転子磁極で挟み込まれ軸方向に着磁された永久磁石とからなる単位回転子を用いて構成され、前記回転子磁極の外周面には複数個の磁歯が等ピッチで形成され、１対の回転子磁極はそれぞれの磁歯が周方向に１／２ピッチ分ずらせて配置されてなる請求項１に記載のインナーロータ型モータ。
【請求項１０】
前記回転子は、前記単位回転子を２組軸方向に隣接させて構成され、該両単位回転子はそれぞれの永久磁石の着磁方向が互いに逆になる向きとされ、かつ隣接する回転子磁極の歯位置が一致するように配置されている請求項９に記載のインナーロータ型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻き線極である複数個の主極にコイルを巻回してなる固定子と、固定子の内側に配置される回転子とを備えたステッピングモータ等のインナーロータ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステッピングモータは、プリンタ・ファクシミリ・複写機などの情報機器分野や、ＦＡ機器などの産業機器分野を含め、広範囲に渡ってその駆動部分に使用されている。この種ステッピングモータとしては、例えば回転子に磁性体と永久磁石とを用いたハイブリッド型の場合、例えば特開２０１２−０４４８２６号公報に示されるインナーロータ型のものが多用されている。
【０００３】
図８は、この種インナーロータ型モータの一例であるハイブリッド型ステッピングモータの一部を示したものである。すなわち、環状の磁性体枠であるバックヨーク１に放射状でかつ内方に突出するよう複数（８個）の主極２を設けて固定子コア３を形成し、この固定子コア３の各主極２にそれぞれ図外の絶縁部材を介在させてコイル（図示せず）を巻回することにより固定子４を構成し、この固定子４の内側にエアギャップを介して、対の磁性体間に軸方向に着磁した永久磁石を挟持して構成されたハイブリッド型回転子５を配置させている。固定子４の軸方向両側にはカバー部材（図示せず）が固定され、このカバー部材の中央部にそれぞれ保持した軸受により回転子５の回転子軸６を支持するようにしている。
【０００４】
上述したインナーロータ型ステッピングモータにあっては、固定子コア３の外周面、つまりバックヨーク１の外周面がモータ外表面の一部を構成することにより、モータ内部で発生する熱を固定子コア３を介して効果的に放散することができる上、固定子コア外周面をモータカバー等で覆う必要が無く、モータカバー等の材料費を削減することができる利点がある。また、固定子コア３の軸方向両側に設けられるカバー部材は、固定子コア３の軸方向端面より突出するコイルや絶縁部材全体を包括的に覆うように構成されているため、モータ内部に対する防塵性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０４４８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１には、インナーロータ型のステッピングモータにおける固定子コアの外形が丸形状のものは、図８に示したような角型に比べて磁路面積の制約からトルクが低く、角型と同等のトルクを得るためには外形の増加を招き、モータが大型になる主旨の記載がある。従って、図８に示した角型の固定子コアを用いたステッピングモータは丸型の固定子コアを用いたものに比し高トルク化が期待できることになる。
【０００７】
しかし、近年では、用途に応じ、益々の高トルク化が要求される傾向にあり、このような場合、角型の固定子コアを用いたとしても大型にならざるを得ない問題がある。既存モータと同等の大きさでトルクアップを図る手立てとしては、回転子のマグネットに高磁束密度のネオジムにする等の対応が行われるが、コストアップを招く結果となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、角型の固定子コアを採用した固定子を有し、大型化を招くことなくトルクアップを実現し得るインナーロータ型モータを提供することにある。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のインナーロータ型モータにあっては、環状のコアバック部の内側に放射方向に突出した複数の主極を有する固定子コア、及びこの固定子コアの各主極に絶縁体を介して巻回されたコイルを有する固定子と、この固定子の内側に各主極の先端に対向するように回転自在に配置され軸中心に回転軸を備えた回転子と、固定子の軸方向両側を覆うように設けられそれぞれ回転子軸を支持する軸受を保持した２つのカバー部材とからなるインナーロータ型モータにおいて、
固定子コアのコアバック部を、外形が四隅を切除したほぼ正方形状であり正方形の４辺の側面がそれぞれモータ外表面を形成する構成とし、固定子コアの各主極を、コアバック部の４片の中央から軸中心を中心に周方向に所定角度傾いた位置に配置し、固定子コアにおける最小外径に対する最大内径の比を０．６５〜０．７５に設定したことを特徴とする。
【００１０】
上記した構成において、固定子を、固定子コアにおける主極を８個としこれに２相のコイルを巻回して構成し、各主極を４５°毎の等間隔に配置すると共に、これら各主極の位置を固定子コアにおける正方形のそれぞれの４片の中央から周方向に２２．５°傾いた角度に設定するのがよい。加えて、絶縁体を、固定子コアに対し軸方向両側から装着される２つの絶縁部材から構成し、それぞれの絶縁部材に主極を覆う複数のスロット絶縁部とこれらスロット絶縁部を固定子コアの軸方向端面側において連結する環状の枠部とを備え、かつ枠部にコアバック部の４辺におけるモータ外表面とほぼ面一となる４つの外表面部を形成しておき、他方、２つのカバー部材をそれぞれ、モータ端面を構成し中央部に軸受保持部を有する端板部と、この端板部の周縁より軸線方向に延び先端が固定子コアの端面に当接する側壁部とを備えたものとし、両カバー部材における側壁部の４辺の中央部に形成した開口に枠部における４辺の外表面部が嵌り込むようにするのがよい。
【００１１】
この場合、絶縁部材における枠部に、正方形の四隅の位置にそれぞれ外表面部と同形状の４つの外表面部を形成し、両カバー部材の側壁部における正方形四隅の位置にそれぞれ、枠部の外表面部が嵌り込む開口を形成することができる。さらに、枠部における外表面部の内径側に、主極に巻回されたコイルの渡り線部が係止する中継突部を設けることが望ましい。
【００１２】
また、固定子コアの各主極の間にそれぞれ形成される複数のスロットにおけるコアバック側の内面は、軸中心を中心とした円弧面としてもよく、固定子コアにおける最小外径に対するスロットにおけるコアバック側の円弧面の内径の比が０．９より大きく設定するのがよい。さらに、２つのカバー部材をそれぞれ、モータ端面を構成し中央部に軸受保持部を有する端板部と、この端板部の周縁より軸線方向に延びコアバック部の外周形状に沿った形状に形成すると共に先端が固定子コアの端面に当接する側壁部とを備える構成とし、少なくとも一方のカバー部材における端板部に、固定子コアの四隅の切除部分に対応する角部を一体に有し、この角部にモータ取付用のねじ孔を形成する構成とすることができる。
【００１３】
一方、回転子は、磁性を有する１対の回転子磁極と該両回転子磁極で挟み込まれ軸方向に着磁された永久磁石とからなる単位回転子を用いて構成することができ、この場合、回転子磁極の外周面に複数個の磁歯を等ピッチで形成し、１対の回転子磁極のそれぞれの磁歯を周方向に１／２ピッチ分ずらせて配置する。或いは、回転子を、単位回転子を２組軸方向に隣接させて構成してもよい。この場合、両単位回転子をそれぞれの永久磁石の着磁方向が互いに逆になる向きとし、かつ隣接する回転子磁極の歯位置が一致するように配置する。
【発明の効果】
【００１４】
上述した構成のインナーロータ型モータにあっては、角型の固定子コアにおいて、その各主極をコアバック部の４辺の中央から周方向に所定角度傾けた位置に配置した上で、固定子コアの最小外径に対する最大内径の比を０．６５〜０．７５に設定したことにより、各主極におけるコイルの巻数・巻容積を所定確保した上で、内径の比率を従来のものより大きくすることができ、これにより回転子の外径を大きくでき、高トルク化を図ることができる。言い換えれば、回転子の外径を大きくできることから、回転子に使用するマグネットを従来より低グレードのものを使用しても従来と同等若しくはそれ以上のトルクを確保できることになり、コスト低減に大きく寄与できることになる。
【００１５】
加えて、固定子を８主極構成で２相コイルを用いた場合に、各主極を正方形の４辺の中央から２２．５°傾いた角度に設定することにより、上述した効果は勿論のこと、固定子コアを９０°回転対称形状とすることができ、固定子コアを珪素鋼板を所定枚数積層して構成する場合に、珪素鋼板を所定形状にプレス打ち抜きしたものを９０°ずつ次々に回転して積層する手法を採用でき、パーミアンスベクトルのバラツキ抑制効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるインナーロータ型ステッピングモータを示す平面図である。
【図２】図１のステッピングモータのＸ−Ｙ線断面図である。
【図３】図１のステッピングモータの斜視図である。
【図４】図１のステッピングモータの一部である固定子コアと回転子コアとを示す平面図である。
【図５】図３の固定子コアに絶縁部材を装着した状態を示す平面図である。
【図６】図５における上側絶縁部材を示す平面図である。
【図７】図１のステッピングモータにおける上カバーの下面図である。
【図８】従来のインナーロータ型ステッピングモータにおける固定子コアと回転子コアとを示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るインナーロータ型モータの実施形態につき、以下図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明の一例である２相ハイブリッド（ＨＢ）型ステッピングモータ１の全体構成を示し、図１は平面図、図２は断面図、図３は斜視図であり、また、図４は主極数が８である固定子１０の固定子コア１２とその内側に配置されたＨＢ型回転子２０とを示し、さらに、図５は絶縁部材１６・（１８）を装着した状態の固定子コア１２を示し、図６はこの絶縁部材１６を示している。固定子１０は不平衡電磁力が発生せず高速性に優れた８主極構造を採用した例であり、８主極の巻き線極である首部にはそれぞれ巻き線が施され、１個おきの４個の主極に巻回されたコイルが連結されて１相分を形成し、残りの４主極で他の１相分を形成し、全体で２相コイル構成としている。
【００１８】
固定子１０は、外形が四隅を切除したほぼ正四辺形状に形成され内周が円周面に形成された環状のコアバック部１２ａとこのコアバック部１２ａより放射状内方に突出して設けられ周方向に等間隔に配列された８個の主極１２ｂとからなる固定子コア１２と、各主極１２ｂに巻回された２相のコイル１４（図２に示す）と、各主極１２ｂとコイル１４との間に介在された上下の絶縁部材１６・１８とからなり、巻き線極である各主極１２ｂの先端には例えば６個の誘導子歯が突出して設けられている。８個の主極１２ｂは周方向等間隔に４５°毎に配列されており、図４に示すように、コアバック部１２ａの一辺の中央からθ＝２２．５°周方向にずれた位置に主極１２ｂが配置されるよう、各主極１２ｂが図８で示した従来のものに比し周方向にθだけ傾いてそれぞれ配置されている。各主極１２ｂにおいて、６個の誘導子歯は等間隔に配置され、かつ主極１２ｂの中心線に対し対称位置に配置されている。なお、６個の誘導子歯は等ピッチに配置する以外に、高調波成分の改善を目的として不等ピッチに配置することもできる。
【００１９】
固定子コア１２は複数枚の珪素鋼板を積層して構成されている。図４において、例えば９０°毎に配置された４個の主極１２ｂで１相分（Ａ相・Ｃ相）を構成し、残りの４個の機械角で互いに９０°隔てて且つ１相分主極からは機械角で４５度隔てて配置された主極１２ｂで２相分（Ｂ相・Ｄ相）を形成する。各相において、９０°毎の４個の主極１２ｂはコイル１４への通電時に交互に異極となるように励磁され駆動される。
【００２０】
図４に示すように、固定子コア１２は、コアバック部１２ａの各辺における径方向厚みが磁気特性上許容される範囲の最小値に設定され、その分、内径が最大化されている。すなわち、例えば特開平５−１６８２１４号公報には、回転子から最大トルクを発生させるために、固定子の外径に対する内径の比を、２相の場合で０．６２〜０．６４にすることが規定され、図８に示した従来構成のものでは、固定子コア３の最小外径Ｄｏに対し内径Ｄｉの比は０．６２５となっているが、本実施形態のようにコアバック部１２ａがほぼ正方形の場合につき、実験や各種解析で検証した結果、特性上、正方形の一辺の長さに相当する固定子コア１２の最小外径Ｄｏに対し内径Ｄｉの比を約０．６６に設定可能であることが確認され、内径Ｄｉが従来に比し数％以上大きく設定されている。
【００２１】
ここで、固定子コア１２の内径を大きくすることは、その分、回転子の外径を大きくでき、出力トルクをアップすることが期待できることになる。ところが、図８で示した従来構成の場合、単に固定子コアの内径を大きくすると、その分、主極の突出長が短くなり、コイルの巻数・線積率が小さくなり、逆に発生トルクの低下を招く結果となる。これに対し、図４で説明したように、各主極１２ｂの位置を図８のものに比べ、周方向に所定角度θ、実施例では２２．５°傾けることにより、各主極１２ｂの突出長さを所定確保した上で、固定子コアの内径を大きくすることが可能になり、トルクアップに大きく寄与できることになる。具体的には、図４に示した固定子コア１２は５６ｍｍ×５６ｍｍの大きさの例であるが、図８における従来のものの主極の突出長と同様の突出長を図４における固定子コア１２で確保しつつ、コアバック部１２ａの径方向厚みを磁気特性上許容される範囲の最小値に設定すると、最小外径Ｄｏに対するコアバック部１２ａの内径の比が０．９１程度となる。このときの固定子コア１２の（主極１２ｂを含む）最大内径Ｄｉが上述したように０．６６程度となる。
【００２２】
上記固定子コア１２に対しては、軸方向両側（便宜上、上側及び下側と称する）から一対の絶縁部材１６・１８が装着される。これらは固定子コア１２に対しコイル１４を絶縁する絶縁体となり、絶縁性樹脂の成形体により構成される。上側から装着される上側絶縁部材１６及び下側から装着される下側絶縁部材１８はそれぞれ、各主極１２ｂの上面及び両側面を覆うスロット絶縁部１６ａ・各主極１２ｂの下面及び両側面を覆うスロット絶縁部１８ａと、各スロット絶縁部１６ａ・１８ａをそれぞれ上・下の外側部で連結する枠部１６ｂ・１８ｂとを備えてなる。各スロット絶縁部１６ａ・１８ａはその径方向外側縁がコアバック部１２ａの内周面に沿って延設されて隣り合うスロット絶縁部１６ａ・１８ａが相互に連結され、これにより各スロットの内面を覆う構成になっている。スロット絶縁部１６ａ・１８ａにおける上面・下面の内周縁には、各主極１２ｂの先端部に対応して舌片が上方に突出するように設けられ、コイル１４の内周側へのはみ出しを防止している。
【００２３】
枠部１６ｂ・１８ｂは、図５及び図６に示すように、外形がほぼ円形に形成され、枠部１６ｂ・１８ｂの外周側の各スロットの位置には外表面部１６ｃ・１８ｃが径方向外側に段付きで突出して形成されると共に、各外表面部１６ｃ・１８ｃの内側にコイル１４の渡り線を係止する中継突部１６ｄ・１８ｄが設けられている。この枠部１６ｂ・１８ｂにおける各外表面部１６ｃ・１８ｃのうち固定子コア１２の４辺に位置するものは、図５より明らかなように、外表面部１６ｃ・１８ｃの外側面が固定子コア１２の４辺の外側面とほぼ面一になる配置とされている。なお、実際には、下側絶縁部材１８の枠部１８ｂは、正方形の４辺のうち後述するコネクタに対応する部分には外表面部は設けられず、コネクタ保持部が形成されている。
【００２４】
固定子コア１２に対し、その上下より絶縁部材１６・１８が装着されると、それぞれのスロット絶縁部１６ａ・１８ａの先端は固定子コア１２のスロットにおいて僅かの隙間を介して対峙し、これにより各主極１２ｂの周面及びコアバック部１２ａの内面が絶縁部材１６・１８で覆われ、この状態で各主極１２ｂにコイル１４が巻回される。なお、上側絶縁部材１６のスロット絶縁部１６ａは下側絶縁部材１８のスロット絶縁部１８ａより軸長が長く形成されている。勿論、両絶縁部材１６・１８のそれぞれのスロット絶縁部１６ａ・１８ａの軸長は同じ長さでもよく、下側を上側より長く形成することもできる。
【００２５】
一方、固定子コア１２の内側に配置された回転子２０は、図２に示すように、回転子軸２２に固定された軸方向に対向した一対の回転子磁極２４Ａ・２４Ｂと、対の回転子磁極２４Ａ・２４Ｂ間で挟持され軸方向に着磁された円筒状の永久磁石２６とにより構成されている。これら回転子磁極２４Ａ・２４Ｂはそれぞれ珪素鋼鈑等を積層して構成され、それぞれの外周には等ピッチで複数個（例えば５０個）の磁歯が設けられて、かつ互いに歯ピッチが１／２ずれて配置され、両者の間に永久磁石２６を挟持する構成になっている。回転子２０の各回転子磁極２４Ａ・２４Ｂのそれぞれの磁歯は、固定子１０の各主磁極１２ｂの誘導子歯に例えば０．０５ｍｍのエアギャップを介して径方向に対向する。永久磁石２６としては例えばＦＣＣ磁石が用いられている。
【００２６】
ここで、上述したように、固定子１０においては、その内径が従来に比し数％以上大きく設定されているが、これに合わせて、回転子２０の外径も従来に比し数％程度大きく設定されている。このため、永久磁石２６にアルニコ磁石とほぼ同等のＦＣＣ磁石を用いても得られるトルクは各段に大きなものとなる。勿論、永久磁石２６として残留磁束密度の低いフェライト系のものを使用することもできる。
【００２７】
図２において、固定子１０の軸方向両側には、上カバー部材３０及び下カバー部材３２が配置され、固定子１０の外周面と共にモータ外表面を構成している。両カバー部材３０・３２はそれぞれ金属材料により構成され、その外側はそれぞれ固定子コア１２と同様にほぼ正四辺形状に形成されている。
【００２８】
上カバー部材３０は、モータの上端面を構成するほぼ正方形状の端板部３０ａと、この端板部３０ａの中央部に下方へ突出するように形成された円筒状の軸受保持部３０ｂと、端板部３０ａの周縁部に下方へ突出するように形成され外周面が固定子コア１２の外周面とほぼ面一になるよう四隅を切り欠いたほぼ正方形状とされた側壁部３０ｃとを備えてなる。この端板部３０ａの四隅の角部３０ｄはそれぞれ側壁部３０ｃの四隅より突出し、この位置にねじ孔３０ｄ’が形成されている。
【００２９】
下カバー部材３２は、モータの下端面を構成する四隅を切り欠いたほぼ正方形状の端板部３２ａと、この端板部３２ａの中央部に上方へ突出するように形成された円筒状の軸受保持部３２ｂと、端板部３２ａの周縁に上方へ突出するように形成された周壁部３２ｃとを備えてなる。この下カバー部材３２の正方形の４辺のうち特定の一辺には、端板部３２ａの一辺を外方に延設すると共にこの両側に沿って周壁部３２ｃを延設することにより大きな開口を有する口出し部３２ｄが形成され、これに枠部１８ｂのコネクタ保持部が収容され、コネクタ保持部に保持されたコネクタ３４が内装されている。このコネクタ３４の端子ピンには、２相のコイル１４の各端子が接続されている。
【００３０】
図２に示すように、上カバー部材３０及び下カバー部材３２のそれぞれの軸受保持部３０ｂ・３２ｂにはボールベアリングからなる軸受３６・３８が保持され、回転子２０の回転子軸２２が両軸受３６・３８により回転自在に支持されている。また、図７に示すように、上カバー部材３０の端板部３０ａにおける四隅部におけるねじ孔３０ｄの近傍には、４個のねじ挿通孔３０ｅが形成されており、これに固定子コア１２の軸方向の挿通孔１２ｃが連通しており、さらにこれに合わせて下カバー部材３２にねじ孔（図示せず）がそれぞれ形成されている。そして、端板部３０ａのねじ挿通孔３０ｅからそれぞれ固定ねじ４０を挿通し、固定子コア１２のねじ挿通孔１２ｃを通して下カバー部材３２におけるねじ孔に締着することにより、固定子１０の上下両側に上下カバー部材３０・３２を一体に固着することができる。
【００３１】
ここで、図３及び図７より明らかなように、上カバー部材３０における側壁部３０ｃには、正方形の４辺の中央部及び四隅部分の中央部にそれぞれ窓部を形成する開口３０ｆが形成され、これに上側絶縁部材１６の枠部１６ｂにおける各外表面部１６ｃがそれぞれ嵌合されて、各外表面部１６ｃの外側面が上カバー部材３０の側壁部３０ｃの外側面と連続したモータ外側面の一部を構成するようになっている。また、下カバー部材３２における側壁部３２ｃには、図３に示すように、正方形の４辺のうち口出し部３２ｄを除く３辺の中央部及び四隅部分の中央部にそれぞれ窓部を形成する開口３２ｆが形成され、これに下側絶縁部材１８の枠部１８ｂにおける各外表面部１８ｃがそれぞれ嵌合され、上述と同様に、各外表面部１８ｃの外側面が下カバー部材３２の側壁部３２ｃの外側面と連続したモータ外側面の一部を構成している。
【００３２】
固定子１２の上下には、各主極１２ｂに巻回されたコイル１４の上下面を覆うように絶縁カバー４２・４４が配置され、上下カバー部材３０・３２の端板部３０ａ・３２ａに対するコイル１４の絶縁を確保している。この絶縁カバー４２・４４は絶縁性樹脂により形成され、それぞれ各主極１２ｂの上下を覆うよう、つまり絶縁部材１６・１８における枠部１６ｂ・１８ｂと各主極１２ｂの先端部に対応したスロット絶縁部１６ａ・１８ａの舌片との間を覆うように環状に形成されている。これら絶縁カバー４２・４４には、それぞれの外周縁に、枠部１６ｂ・１８ｂの各外表面部１６ｃ・１８ｃにそれぞれ合致する補助突部４２ａ・４４ａが形成されており、これが外表面部１６ｃ・１８ｃと共にカバー部材３０・３２における側壁部３０ｃ・３２ｃの開口３０ｆ・３２ｆに嵌め込まれている。この結果、絶縁カバー４２・４４が回り止めされた上でカバー部材３０・３２に押さえつけられて確実に固定され、加えて、各開口３０ｆ・３２ｆがそれぞれ気密に閉塞されることになり、カバー部材３０・３２内部に対する防塵効果が得られる。
【００３３】
以上のような構成のステッピングモータにあっては、固定子コア１２に対するコイル１４の絶縁に用いられる上下の絶縁部材１６，１８の枠部１６ｂ、１８ｂを上下カバー部材３０，３２の内部に収容するのではなく、一部を外表面部１６ｃ・１８ｃとしてモータ表面に露出させる構成としたため、固定子コア１２の内径を最大限に大きくすることが可能となり、しかも、固定子コア１２の各主極１２ｂを従来のものに比し周方向に２２．５°傾いた角度に設定するため、各主極１２ｂにおけるコイル１４のターン数を所定数確保することが可能となり、回転子２０を大径化し、出力を大幅にアップすることができる。このため、回転子２０の永久磁石２６として低グレードのフェライト系永久磁石を用いたとしても、従来のものに比し高出力化を図ることが可能となり、安価なモータを提供できることになる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した範囲において種々の変形が可能である。
本発明の構成は、大きさの異なるモータにも同様に適用することが可能であり、例えば、外形が４２ｍｍ×４２ｍｍの８主極２相のＨＢ型ステッピングモータに適用した場合、実験や各種解析で検証した結果、固定子コアの最小外径Ｄｏに対し内径Ｄｉの比を約０．７５に設定可能であることが確認され、内径Ｄｉが従来に比し十数％以上大きく設定できることになる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、２相ステッピングモータの場合について説明したが、これに限らず、他のインナーロータ型モータに適用でき、また、３相モータの場合であってもよい。さらに、モータの回転子として、ハイブリッド型に限らず、異なる磁極を周方向に交互に配置した永久磁石型回転子を用いてもよい。加えて、回転子２０を回転自在に支持する軸受３６・３８として、ボールベアリングに限らず、すべり軸受を用いることもできる。
【００３６】
また、回転子としては、磁性を有する１対の回転子磁極に軸方向に着磁された永久磁石を挟持するＨＢ型回転子を用いたが、この回転子構成を複数採用した回転子とすることもできる。すなわち、１対の回転子磁極と永久磁石とからなる単位回転子を例えば２組軸方向に隣接させて回転子を構成することができる。この場合、両単位回転子をそれぞれの永久磁石の着磁方向が互いに逆になる向きとし、かつ隣接する回転子磁極の歯位置が一致するように配置するのがよい。或いは、単位回転子を２組軸方向に隣接させて回転子を構成する場合に、それぞれの永久磁石を同一方向に着磁する一方、両単位回転子の間に非磁性の絶縁体を介在させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によるインナーロータ型モータは、高トルク化が可能で、低コスト化を図ることができ、ステッピングモータとして、ＯＡ機器である複写機やプリンターの用途に対し安価で高速高トルク低振動の回転電機の提供が可能であり、工業的に大きな寄与が期待される。その他、医療機器、ＦＡ機器、ロボット、遊戯機械、住宅設備機器への応用も大いに期待される。
【符号の説明】
【００３８】
１０：固定子
１２：固定子コア
１２ａ：コアバック部
１２ｂ：主極
１４：コイル
１６・１８：絶縁部材
１６ａ・１８ａ：スロット絶縁部
１６ｂ・１８ｂ：枠部
１６ｃ・１８ｃ：外表面部
２０：回転子
２４Ａ・２４Ｂ：回転子磁極
２２：回転子軸
２６：永久磁石
３０・３２：カバー部材
３０ａ・３２ａ：端板部
３０ｃ・３２ｃ：側壁部
３０ｆ・３２ｆ：開口
【図１】
2014090541.tif 000003
【図２】
2014090541.tif 000004
【図３】
2014090541.tif 000005
【図４】
2014090541.tif 000006
【図５】
2014090541.tif 000007
【図６】
2014090541.tif 000008
【図７】
2014090541.tif 000009
【図８】
2014090541.tif 000010