(57)【要約】      （修正有）【課題】組み込まれた部品間のガタを無くすことで、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供する。【解決手段】  ステッピングモータ１００は、中央に開口を有するツバ１６ａ，１６ｂ（１７ａ，１７ｂ）が両端に形成された中空円筒状のボビン１６（１７）、当該ボビンの両端のツバに接すると共に周方向に交互に配設された複数の極歯３ａ，７ａ（４ａ，８ａ）を有する内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）、前記内ヨーク及び外ヨークの間に装着される前記ボビンに巻き付けられた励磁コイル５（６）、並びに前記内ヨーク、前記外ヨーク、前記ボビン及び前記励磁コイルを内包するモータフレーム１４（１５）を備えるステータ９（１０）で、前記ステータを軸方向に複数個設け、前記ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長くなるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に開口を有するツバが両端に形成された中空円筒状のボビン、当該ボビンの両端のツバに接すると共に周方向に交互に配設された複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨーク、前記内ヨーク及び外ヨークの間に装着される前記ボビンに巻き付けられた励磁コイル、並びに前記内ヨーク、前記外ヨーク、前記ボビン及び前記励磁コイルを内包するモータフレームを備えるステータと、
前記複数の極歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットとを備え、
前記ステータを軸方向に複数個設け、前記ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長いことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記外ヨークは前記モータフレームと一体形成されていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記ツバは、軟材又は弾性を帯びた樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１記載の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、ステータ内で回転するロータマグネットを備えたステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一端が開口されたモータフレームの２つを開口同士が対向するように組み合わせたステッピングモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。これらのモータフレームの一端開口の縁部には、略台形状をなす連結突部が設けられており、組立時に２つのモータフレームの台形状をなす連結突部の斜面同士で突き当てて、モータ内部で生じるガタを調整するように構成されている。
【０００３】
また、モータフレーム内にバネを設置して内部部品を片側から押し当てて内部部品のガタをとるように構成されているステッピングモータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開平５−３３６７３号公報
【特許文献２】特開平６−２２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のステッピングモータでは、次のような欠点があった。
（１）ステッピングモータの組立時に調整が必要となり、同軸位置がばらつく等の不具合が発生する。
（２）モータフレーム内にバネを設置しなければならず、バネスペースが必要なためにトルクが低下し小型化に適さない。
【０００５】
本発明の目的は、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタを無くすことで、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１のステッピングモータは、中央に開口を有するツバが両端に形成された中空円筒状のボビン、当該ボビンの両端のツバに接すると共に周方向に交互に配設された複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨーク、前記内ヨーク及び外ヨークの間に装着される前記ボビンに巻き付けられた励磁コイル、並びに前記内ヨーク、前記外ヨーク、前記ボビン及び前記励磁コイルを内包するモータフレームを備えるステータと、前記複数の極歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットとを備え、前記ステータを軸方向に複数個設け、前記ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ステータを軸方向に複数個設け、ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長く構成されている。これは、内ヨークとボビンとの間や外ヨークととの間に生じる隙間（ガタ）を埋めてなくすように作用する。結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータの分解斜視図であり、図２は、ステッピングモータの軸方向における断面図である。
【００１０】
図１及び図２のステッピングモータ１００は、周面に異なる極が交互に１０極着磁された円筒形状のロータマグネット１と、軸受１１，１２に回転自在に支持され、かつロータマグネット１を一体に支持しているステンレス等の非磁性材料からなる軸２とを備えている。ロータマグネット１には、その軸方向の中心部に略円環状の所定深さの溝部１ａが設けられている。
【００１１】
さらに、ステッピングモータ１００は、一対のステータ９，１０を備えている。一対のステータ９，１０は、ロータマグネット１をそれらの中央部に軸方向に貫通する収納孔を有する。
【００１２】
ステータ９，１０は、内ヨーク３，４、励磁コイル５，６、外ヨーク７，８、モータフレーム１４，１５及びボビン１６，１７をそれぞれ備えている。ステータ９，１０は、同一構造であるので、ステータ９の構成を中心に説明し、ステータ１０の対応する構成はカッコ書きで数字のみを記載する。
【００１３】
ボビン１６（１７）は、励磁コイル５（６）が巻き回される円筒状の胴部（不図示）を有し、ボビン１６の一端にツバ１６ａ（１７ａ）が、ボビン１６（１７）の他端にツバ１６ｂ（１７ｂ）が円筒状の胴部（不図示）と一体に形成されている。ツバ１６ｂ（１７ｂ）の外周には、円筒状の胴部（不図示）と重ならないようにツバ１６ｂ（１７ｂ）に対して略直角に折り曲げれた、端子を保持する端子部１６ｃ（１７ｃ）を有する。ツバ１６ａ（１７ａ）については、後に詳細に説明する。
【００１４】
内ヨーク３（４）は、軟磁性材からなり、ロータマグネット１を貫通させるために、その中央部に略円環状の孔を有し、その略円環状の周方向に沿って交互に配設された複数（５本）の極歯３ａ（４ａ）を有している。また、内ヨーク３は、ツバ１６ａの端面を覆う（つまり端面と当接する）リング状部３ｂを備え、このリング状部３ｂから上記複数の極歯３ａが略直角に折り曲げられて、ボビン１６の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。一方、内ヨーク４は、ツバ１７ｂの端面を覆う（つまり端面と当接する）リング状部４ｂを備え、このリング状部４ｂから上記複数の極歯４ａが略直角に折り曲げられて、ボビン１７の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。また、内ヨーク３（４）は、断面矩形の突出部３ｃ（４ｃ）を備え、当該突出部３ｃ（４ｃ）はモータフレーム１４（１５）の切り出し口１４ａ（１５ａ）に収容される。
【００１５】
外ヨーク７（８）も、内ヨーク３（４）と同様に、軟磁性材からなり、ロータマグネット１を貫通させるために、その中央部に略円環状の孔を有し、その略円環状の周方向に沿って交互に配設された複数（５本）の極歯７ａ（８ａ）を有している。また、外ヨーク７は、ツバ１６ｂの端面を覆う（つまり端面と当接する）リング状部７ｂを備え、このリング状部７ｂから上記複数の極歯７ａが略直角に折り曲げられて、ボビン１６の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。一方、内ヨーク８は、ツバ１７ａの端面を覆う（つまり端面と当接する）リング状部８ｂを備え、このリング状部８ｂから上記複数の極歯８ａが略直角に折り曲げられて、ボビン１７の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。また、外ヨーク７（８）は、断面矩形の突出部７ｃ（８ｃ）を備え、当該突出部７ｃ（８ｃ）はモータフレーム１４（１５）の切り出し口１４ａ（１５ａ）に収容される。
【００１６】
極歯３ａ（４ａ）及び極歯７ａ（８ａ）は、互いに違いに入り込んで対向する。また、極歯３ａ（４ａ）及び極歯７ａ（８ａ）は、それらの先端方向に向けて徐々に極歯の幅が細くなるように構成されている。極歯３ａ（４ａ）及び極歯７ａ（８ａ）の数は５本に限定されるものではない。
【００１７】
モータフレーム１４（１５）は、切り出し口１４ａ（１５ａ）を備えた中空円筒状に形成され、その一端が開口されており、その他端は軸受１１（１２）の突出部１１ａ（１２ａ）を貫通させるための貫通孔１４ｂ（１５ｂ）が設けられている。モータフレーム１４（１５）は、内ヨーク３（４）、外ヨーク７（８）及びボビン１６（１７）を内部に収容し、励磁コイル５（６）の外周をカバーする。モータフレーム１４と１５は、接着、溶接等の方法により開口端同士を連結する。このとき、リング状部３ｂと４ｂは当接する。
【００１８】
軸受１１（１２）は外ヨーク７（８）の略円環状の孔（極歯内径）に圧入させる突出部１１ａ（１２ａ）を備え、軸２を回転自在に支持する。軸受１１（１２）が基準となりステッピングモータ１００の同軸が設定される。
【００１９】
ステータ９及び１０は、接合して軸方向に配置され、ロータマグネット１は、極歯３ａ、４ａ、７ａ及び８ａと所定のギャップを介してステータ９及び１０内に同軸関係に配設される。図２に示すように、ロータマグネット１の溝部１ａは内ヨーク３及び４の接合部１３と対向するように配置される。
【００２０】
上記構成において、励磁コイル５及び６が通電されると、内ヨーク３及び４と、外ヨーク７及び８と、モータフレーム１４及び１５とが励磁されて、各極歯３ａ、４ａ、７ａ及び８ａに誘磁され、ロータマグネット１の着磁極が各極歯３ａ、４ａ、７ａ及び８ａに対して反発又は吸引してトルクが発生する。結果として、ロータマグネット１が励磁コイル５及び６の通電に従って回転駆動し、軸２から外部に駆動力が伝達される。
【００２１】
図３は、ボビン１６（１７）の軸方向における断面図である。
【００２２】
同図に示すように、ボビン１６のツバ１６ａ（１７ａ）は、その内周から外周にかけて、ボビン１６の外側（ツバ１６ａが内ヨーク３を押す方向又はツバ１７ａが外ヨーク８を押す方向）に傾斜して、ツバ１６ａ及びツバ１６ｂ（１７ａ及び１７ｂ）の内周の間の幅Ｓ１よりもツバ１６ａ及びツバ１６ｂ（１７ａ及び１７ｂ）の外周の間の幅Ｓ２が長くなるように構成されている。
【００２３】
この構成は、内ヨーク３（４）とボビン１６（１７）との間や外ヨーク７（８）とボビン１６（１７）との間に生じる隙間（ガタ）を埋めてなくすように作用する。
【００２４】
結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。
【００２５】
上記幅Ｓ１と幅Ｓ２の長さの差は励磁コイル５（６）が弾性変形する範囲か又は断線しない範囲であればよく、ガタ量に応じて０．０５〜０．２ｍｍ程度が好適である。
【００２６】
また、ツバ１６ａ（１７ａ）が、ボビン１６の外側により傾斜するような素材（つまり、ツバ１６ａ及びツバ１６ｂ（１７ａ及び１７ｂ）の外周の間の幅Ｓ２よりも広がる素材）でボビン１６を形成してもよい。上記素材としては、アルミ、銅、真鍮等の軟材又は弾性を帯びた樹脂などがある。
【００２７】
この場合、励磁コイル５（６）を大量に巻き付ける（即ち、コイル巻テンションを高くして励磁コイル５（６）を巻太らせる）ことで励磁コイル５（６）が弾性変形するために、ツバ１６ａ（１７ａ）は励磁コイル５（６）の弾性変形とともに内ヨーク３とボビン１６との間や外ヨーク７とボビン１６との間（内ヨーク４とボビン１７との間や外ヨーク８とボビン１７との間）に生じる隙間（ガタ）量に応じて弾性変形し、即ちバネ力として作用し、内ヨーク３（４）と外ヨーク７（８）を押す力を発生する。
【００２８】
結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。
【００２９】
また、上記のように、内ヨーク３（４）と外ヨーク７（８）を押す力が発生すると、上記隙間（ガタ）だけではなく、外ヨーク７（８）とモータフレーム１４（１５）との間に生じる隙間（ガタ）もなくすことができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ボビン１６のツバ１６ａ（１７ａ）が、その内周から外周にかけて、ボビン１６の外側に傾斜して構成されているので、ツバ１６ａ（１７ａ）は、内ヨーク３（４）とボビン１６（１７）との間や外ヨーク７（８）とボビン１６（１７）との間に生じる隙間（ガタ）を埋めてなくすように作用し、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。また、ツバ１６ａ及びツバ１６ｂ（１７ａ及び１７ｂ）の内周の間の幅Ｓ１よりもツバ１６ａ及びツバ１６ｂ（１７ａ及び１７ｂ）の外周の間の幅Ｓ２が長くなるように構成されているので、従来必要とされていた内部部品を片側から押し当てるバネが不要となり、モータフレーム内のバネスペースが不要となり、ステッピングモータの小型化を図ることができるという効果がある。
【００３１】
上記実施の形態では、ツバ１６ａ（１７ａ）が、ボビン１６の外側に傾斜していたが、ツバ１６ａ（１７ａ）だけでなく、ツバ１６ｂ（１７ｂ）であっても又は両方のツバであってもよい。これにより、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをよりなくすことができる。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では、外ヨーク７（８）はモータフレーム１４（１５）と別体で構成されたが、図４に示すように、外ヨーク７（８）はモータフレーム１４（１５）と一体で構成されていてもよい。この場合、外ヨーク７（８）とモータフレーム１４（１５）の間の隙間（ガタ）がなくなるので、外ヨーク７（８）とモータフレーム１４（１５）の位置精度が高くなると共に特性ばらつきや振動・騒音をより防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。また、モータフレームと外ヨークのガタを無くし、ばらつきの少ない安価なステッピングモータを提供することができる。
【００３３】
また、上記実施の形態では、上記幅Ｓ２が幅Ｓ１よりも長くなるように構成されていたが、ツバ１６ａ（１７ａ）をアルミ、銅、真鍮等の軟材又は弾性を帯びた樹脂などで構成することにより、励磁コイル５（６）の巻き付け前には、上記幅Ｓ２が幅Ｓ１と同一の長さであるが、励磁コイル５（６）の巻き付け後には、励磁コイル５（６）の弾性変形に応じたツバ１６ａ（１７ａ）の弾性変形により、上記幅Ｓ２が幅Ｓ１よりも長くなる構成にしてもよい。この場合にも、上記実施の形態の効果と同様の効果を奏する。
【００３４】
さらに、上記実施の形態では、ツバ１６ａ（１７ａ）及びツバ１６ｂ（１７ｂ）がボビン１６（１７）の円筒状の胴部（不図示）とが同一素材で一体に形成されているが、当該円筒状の胴部のみを非磁性体で形成し、ツバ１６ａ（１７ａ）は弾性変形するような磁性体で形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係るステッピングモータの分解斜視図である。
【図２】ステッピングモータの軸方向における断面図である。
【図３】ボビン１６（１７）の軸方向における断面図である。
【図４】図１のステッピングモータの変形例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ロータマグネット
１ａ  ロータマグネットの溝部
３，４  内ヨーク
３ａ，４ａ，７ａ，８ａ  極歯
５，６  励磁コイル
７，８  外ヨーク
９，１０  ステータ
１４，１５  モータフレーム
１６，１７  ボビン
１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂ  ツバ
【図１】
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【図２】
2006271165.tif 000004
【図３】
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【図４】
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