(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のマグネット及び前記マグネットの内径側に接して配置された合成樹脂からなるマグネットブッシュ及び前記マグネットブッシュの軸方向中心を貫通して配置された回転軸とからなる回転子と、複数の極歯を有するヨークと電気絶縁体の巻枠を介して巻装されたコイルからなる固定子と、前記回転子外周面が前記固定子内周面に対向するように前記回転軸を回転自在に支持する軸受を有しかつ前記回転子及び固定子を収納するフレーム及びブラケットとから構成されるステッピングモータにおいて、前記マグネットブッシュは端面に回転子軸方向の少なくとも一方に突出する凸部を設け、一方前記フレーム及びブラケットの少なくとも一方は内側に向かって円筒状に突出した前記軸受を保持する軸受保持部を有し、この軸受保持部の先端の一部を凸部として、前記マグネットブッシュ凸部と前記軸受保持部先端の凸部が当接することにより前記回転子の回動規制を行うよう構成したステッピングモータ。
【請求項２】
請求項１記載のステッピングモータにおいて、フレーム及びブラケットと当接する平坦部に極歯に対して所定の角度となる位置に凸部を設けたヨークと、少なくともどちらか一方が軸受保持部先端の凸部に対して所定の角度位置に配置されかつヨークの凸部と嵌合する孔部を設けたフレーム及びブラケットと、先端部にＤカットまたはＨカットを形成した回転軸と、着磁分布に対して所定の位置で端面に凹部を設けたマグネットとを有し、マグネットブッシュに設けた凸部と前記マグネット端面凹部と回転軸のＤカットまたはＨカット面とがそれぞれ所定の角度位置となるように配置されていることを特徴とするステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストッパーを有するステッピングモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ステッピングモータは初期位置を設定するためのストッパーを内装する要求が高まっている。
【０００３】
以下に従来のステッピングモータについて説明する。図８は従来のステッピングモータの構造断面図を示すものである。図８において、１はフレームでストッパー部の一方を構成する切り起こし部１ａを形成している。２はマグネットで端面にはストッパー部のもう一方を構成する凸部２ａを形成している。４は回転軸で出力側にＤカットを有している。３はマグネットブッシュでマグネット２と回転軸４とを合成樹脂一体成形により固定している。５は外ヨーク、６は内ヨーク、７はコイルである。コイル７の両側から外ヨーク５及び内ヨーク６を電気絶縁性の巻枠を介して挟み込んでコイル組立を構成し、このようなコイル組立を２組それぞれ内ヨーク６が当接するように組み合わせてフレーム１に挿入する。フレーム１には軸受９が固着保持されており、ブラケット８に固着保持される軸受９と共に回転軸４を回転自在に支持している。
【０００４】
以上のように構成されたステッピングモータについて、以下にその動作を説明する。
【０００５】
コイル７が励磁されることによりマグネット２が回転子、マグネット２のストッパー部である凸部２ａとフレーム１のストッパー部である切り起こし部１ａとを当接させて停止させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、フレームのストッパー部である切り起こし部とヨークの位置、マグネットのストッパー部である凸部と回転軸出力側のＤカットとの位置、マグネットのストッパー部である凸部とマグネットの磁極中心との位置が決まっていないため、ストッパーに当接した時の回転軸出力側のＤカットの停止位置のばらつきが大きいという問題点を有していた。
【０００７】
また、マグネツト端面部にストッパーの一部である凸部を設けているために小型化が困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、ストッパー部の構成と位置決めの構成を工夫することにより、ストッパーに当接した時の停止位置精度の向上及び小型化を実現したステッピングモータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のステッピングモータは、ストッパー部として、マグネット内径よりも内側でマクネットブッシュに軸方向に突出する凸部を形成、さらにフレームまたはブラケットの軸受保持部端面に軸方向に突出する凸部を形成して互いに凸部の側面で当接するようにした。位置決めの構成としてフレームまたはブラケットの軸受保持部端面に形成した凸部とヨークの極歯が所定の角度位置になるように配置し、マグネットの磁束分布に対して所定の位置でマグネット端面に設けた凹部と、マグネットブッシュの凸部と、回転軸出力側のＤカットまたはＨカットとを所定の角度位置となるように配置する構成をしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、円筒形状のマグネット及び前記マグネットの内径側に接して配置された合成樹脂からなるマグネットブッシュ及び前記マグネットブッシュの軸方向中心を貫通して配置された回転軸とからなる回転子と、複数の極歯を有するヨークと電気絶縁体の巻枠を介して巻装されたコイルからなる固定子と、前記回転子外周面が前記固定子内周面に対向するように前記回転軸を回転自在に支持する軸受を有しかつ前記回転子及び固定子を収納するフレーム及びブラケットとから構成されるステッピングモータにおいて、前記マグネットブッシュは端面に回転子軸方向の少なくとも一方に突出する凸部を設け、一方前記フレーム及びブラケットの少なくとも一方は内側に向かって円筒状に突出した前記軸受を保持する軸受保持部を有し、この軸受保持部の先端の一部を凸部として、前記マグネットブッシュ凸部と前記軸受保持部先端の凸部が当接することにより前記回転子の回動規制を行うよう構成したものであり、ストッパー部が回転子マグネットの内径側に収納されるためモータの厚さを小さくできるという作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のステッピングモータにおいて、フレーム及びブラケットと当接する平坦部に極歯に対して所定の角度となる位置に凸部を設けたヨークと、少なくともどちらか一方が軸受保持部先端の凸部に対して所定の角度位置に配置されかつヨークの凸部と嵌合する孔部を設けたフレーム及びブラケットと、先端部にＤカットまたはＨカットを形成した回転軸と、着磁分布に対して所定の位置で端面に凹部を設けたマグネットとを有し、マグネットブッシュに設けた凸部と前記マグネット端面凹部と回転軸のＤカットまたはＨカット面とがそれぞれ所定の角度位置となるように配置したものであり、フレームまたはブラケットに形成された凸部に対するヨークの極歯の位置が決まり、回転軸出力側のＤカットまたはＨカットに対するマグネットの極歯とマグネットブッシュに形成されるストッパー部の凸部の位置とが決まることにより、ストッパーに当接した時の回転軸出力側のＤカットまたはＨカットの停止位置精度が向上するという作用を有する。なお、マグネット端面凹部は回転軸と一体にマグネットブッシュにより成形固定される時に成形金型に設けた凸部と嵌合して容易に位置決めを行えるという作用があり、刻印や着色などによるマーキングでは得られない効果がある。さらにマクネット端面凹部を設ける位置を磁極の境界部などの無着磁部分とすることで特性に与える影響を最小限に抑えることができる。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を示すステッピングモータの構造断面図である。図２（ａ）は本発明の第１の実施例のフレームの正面図、図２（ｂ）は同断面図である。図３（ａ）は本発明の第１の実施例の回転子の正面図、図３（ｂ）は同断面図である。図４（ａ）は本発明の第１の実施例における外ヨークの正面図、図４（ｂ）は同断面図である。
【００１４】
図１から図４において、１はフレームで軸受保持部１ｂが円筒形状に形成され、端面にはストッパー部を構成する凸部１ａが形成されている。２はマグネットで磁極分布に対して所定の位置に凹部２ａを形成している。３はマグネットブッシュでストッパー部を構成する凸部３ａが前記マグネット２の端面よりも内径側に一体に形成されている。４は回転軸で出力側のＤカットまたはＨカット及びマグネットの凹部２ａから所定の角度位置に前記ストッパー部を構成する凸部３ａが形成されている。５は外ヨークでフレーム１との位置決めをするための凸部５ａが形成されており、前記フレーム１には孔１ｃが形成されている。フレーム１の孔１ｃと外ヨーク５の凸部５ａが係合して位置決めされる。６は内ヨーク、７はコイルで内ヨーク６と外ヨーク７を挟持したコイル組立を２組内ヨークどうしが当接するように重ね合わせてフレーム１に挿入している。８はブラケットで軸受保持部２ａが形成されている。ブラケット８には前記外ヨーク５の凸部５ａと係合して位置決めされる孔８ｂが形成されている。９は軸受で前記フレーム１の軸受保持部１ｂと前記ブラケット８の軸受保持部８ａにそれぞれ圧入固定されている。前記回転軸４の出力側は前記フレーム１の軸受保持部１ｂに固定された軸受９に、反出力側は前記ブラケット８の軸受保持部８ａに固定された軸受９に各々保持されている。前記ブラケット８は前記フレーム１と係合して固定されている。
【００１５】
以上のように構成されたステッピングモータについて、その動作を説明する。コイル７を励磁することによりマグネットが回転し、フレーム１のストッパー部を構成する凸部１ａにマグネットブッシュ３のストッパー部を構成する凸部３ａが当接し回転軸４が所定の位置で停止する。
【００１６】
以上のように本実施例によれば、マグネット内径側に配置されたマグネットブッシュのフレーム側端面に凸部を形成し、かつフレームの軸受保持部端面に凸部を形成して互いに当接するようにし、フレームの軸受保持部端面に形成した凸部とヨークの極歯が所定の角度位置になるように配置し、マグネットの磁束分布に対して所定の位置で凹部を設けその凹部と樹脂の凸部、回転軸出力側のＤカットまたはＨカットとを所定の角度位置になるように配置することにより、ストッパーに当接した時の回転軸出力側のＤカットまたはＨカツトの停止位置の精度向上と同時に小型化を図ることができる。
【００１７】
（実施例２）
図５は本発明の第２の実施例におけるステッピングモータの構造断面図である。図６（ａ）は本発明の第２の実施例におけるブラケットの正面図、図６（ｂ）は同断面図である。図７（ａ）は本発明の第２の実施例における回転子の正面図、図７（ｂ）は同断面図である。図５から図７において、１はフレームで軸受保持部１ｂが円筒形状に形成されている。２はマグネットで磁極分布に対して所定の位置で端面に凹部２ａを有している。３はマグネットブツシュでストッパー部を構成する凸部３ａが前記マグネット２の端面よりも内側に一体に形成されている。４は回転軸で出力側のＤカットまたはＨカット及びマグネット２の凹部２ａから所定の角度位置に前記ストッパー部を構成する凸部３ａが形成されている。５は外ヨークで前記フレーム１との位置決めをするための凸部５ａが形成されており、前記フレーム１には孔１ｃが形成されており、フレーム１の孔１ｃと外ヨーク５の凸部５ａが係合して位置決めされる。６は内ヨーク、７はコイルで内ヨーク６と外ヨーク５でコイル７を挟み重ね合わせてフレーム１に挿入されている。８はブラケットで軸受保持部８ａが円筒形状に形成され端面にはストッパー部を構成する凸部８ｃが形成されている。ブラケット８には前記外ヨーク５の凸部５ａと係合して位置決めされる孔８ｂが前記ストッパー部を構成する凸部８ｃから所定の角度位置に形成されている。９は軸受で、フレーム１の軸受保持部１ｂと前記ブラケット８の軸受保持部８ａに圧入固定されている。
【００１８】
回転軸４の出力側は前記フレーム１の軸受保持部１ｂに固定された軸受９に、反出力側は前記ブラケット８の軸受保持部８ａに固定された軸受９に各々保持されている。ブラケット８はヨーク５の凸部５ａと孔８ｂが係合して固定されている。
【００１９】
以上のように構成されたステッピングモータにおいても第１の実施例と同じ動作効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１記載によれば、マグネット内径側に配置されたマグネットブッシュに凸部を形成し、フレームまたはブラケットの軸受保持部先端に凸部を形成して当接するようにしたのでモータの小型化を実現できる。
【００２１】
また請求項２の発明のようにフレームまたはブラケットの軸受保持部先端に形成した凸部とヨークの極歯が所定の角度位置になるように配置し、マグネットの磁束分布に対して所定の位置に凹部を設け、その凹部とマグネットブッシュの凸部、回転軸出力側のＤカットまたはＨカットとを所定の角度位置になるように配置することにより、ストッパーに当接した時の回転軸出力側のＤカットまたはＨカットの停止位置の精度向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるステッピングモータの構造断面図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施例におけるフレームの正面図
（ｂ）本発明の第１の実施例におけるフレームの断面図
【図３】（ａ）本発明の第１の実施例における回転子の正面図
（ｂ）本発明の第１の実施例における回転子の断面図
【図４】（ａ）本発明の第１の実施例における外ヨークの正面図
（ｂ）本発明の第１の実施例における外ヨークの断面図
【図５】本発明の第２の実施例におけるステッピングモータの構造断面図
【図６】（ａ）本発明の第２の実施例におけるブラケットの正面図
（ｂ）本発明の第２の実施例におけるブラケットの断面図
【図７】（ａ）本発明の第２の実施例における回転子の正面図
（ｂ）本発明の第２の実施例における回転子の断面図
【図８】従来のステッピングモータの構造断面図
【符号の説明】
１  フレーム
１ａ  フレームの凸部
１ｂ  フレームの軸受保持部
１ｃ  フレームの孔
２  マグネット
２ａ  マグネットの凹部
３  マグネットブッシュ
３ａ  マグネットブッシュの凸部
４  回転軸
５  外ヨーク
５ａ  外ヨークの凸部
６  内ヨーク
７  コイル
８  ブラケット
８ａ  ブラケットの軸受保持部
８ｂ  ブラケットの孔
８ｃ  ブラケットの凸部
９  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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