(57)【要約】    【課題】  本発明は、トルク効率の高い小型化に適したステッピングモータを提供することにある。    【解決手段】  本ステッピングモータ１００は、周方向に配設された複数の極歯が互いに噛み合うように配置された内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）間に励磁コイル５（６）が挟持されたステータ９（１０）と、内ヨーク３，４を接合して配置された複数のステータ９，１０を貫通する中心孔に複数の極歯からギャップＧをおいて回転可能に配置されたロータマグネット１とを備え、内ヨーク３（４）の極歯先端と外ヨーク７（８）の極歯根元との間のロータマグネット１の軸方向の極歯先端ギャップＴＰ１は、それぞれ極歯３ａ，４ａ，７ａ，８ａとロータマグネット１との間のギャップＧと略同一に設定される。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配設された複数の極歯が互いに噛み合うように配置された内ヨーク及び外ヨーク間に励磁コイルが挟持されたステータと、前記内ヨークを接合して配置された複数のステータを貫通する中心孔に前記複数の極歯から所定のギャップをおいて回転可能に配置され、外周面に異なる磁極が交互に着磁されたロータとを備えるステッピングモータにおいて、
前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップは、前記複数の極歯と前記ロータとの間の前記所定のギャップと略同一に設定されることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記外ヨークの極歯先端と前記内ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップは、前記複数の極歯と前記ロータとの間の前記所定のギャップと略同一に設定され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】
接合して配置された複数のステータにおける内ヨークの極歯先端間の長さと前記ロータの軸方向の長さとは、略一致するように設定されることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記ロータの軸方向の両端が、それぞれ前記各極歯先端ギャップ内に位置するように配置されることを特徴とする請求項１又は２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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のステッピングモータには、内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間又は外ヨークの極歯先端と内ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップの少なくとも一方が、極歯とロータマグネットとの間に設けられたギャップより大きくなるように構成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１０９８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のステッピングモータには以下の問題がある。
【０００４】
（１）上述した極歯先端ギャップが極歯とロータマグネットとの間に設けられたギャップより大きく設定されると、内ヨークと外ヨークとの間にトルクに寄与しない無駄なスペースが増えて、ロータマグネットやコイルの磁力を有効に利用することができず、トルクが低下してしまう。
【０００５】
（２）一方、極歯先端ギャップが極歯とロータマグネットとの間に設けられたギャップより小さく設定されると、極歯先端ギャップ間での無効磁束が増大し、ヨークの飽和等の弊害が生じてロータマグネットのギャップへの磁束を低下させるため、トルクの効率が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて成されたものであり、トルク効率の高い小型化に適した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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載のステッピングモータは、周方向に配設された複数の極歯が互いに噛み合うように配置された内ヨーク及び外ヨーク間に励磁コイルが挟持されたステータと、前記内ヨークを接合して配置された複数のステータを貫通する中心孔に前記複数の極歯から所定のギャップをおいて回転可能に配置され、外周面に異なる磁極が交互に着磁されたロータとを備えるステッピングモータにおいて、前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップは、前記複数の極歯と前記ロータとの間の前記所定のギャップと略同一に設定されることを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、ロータや励磁コイルの磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップ間での無効磁束の増大を防止することができる。
【０００９】
請求項２記載のステッピングモータは、請求項１記載のステッピングモータにおいて、前記外ヨークの極歯先端と前記内ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップは、前記複数の極歯と前記ロータとの間の前記所定のギャップと略同一に設定されることを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、ロータや励磁コイルの磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップ間での無効磁束の増大を防止することができる。
【００１１】
請求項３記載のステッピングモータは、請求項１又は２記載のステッピングモータにおいて、接合して配置された複数のステータにおける内ヨークの極歯先端間の長さと前記ロータの軸方向の長さとは、略一致するように設定されることを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、ロータや励磁コイルの磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップ間での無効磁束とロータでの無効磁束の増大を防止することができる。
【００１３】
請求項４記載のステッピングモータは、請求項１又は２記載のステッピングモータにおいて、前記ロータの軸方向の両端が、それぞれ前記各極歯先端ギャップ内に位置するように配置されることを特徴とする。
【００１４】
上記構成において、極歯先端ギャップの無効磁束をロータに供給して有効利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップは、複数の極歯とロータとの間の所定のギャップと略同一に設定されるので、トルク効率の高い小型化に適した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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
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る。同図では、ステータ９，１０が同一構造であることから、ステータ９の構成を中心に説明し、ステータ１０に対応する構成要素はカッコ書きで記載する。
【００１８】
図１において、ステッピングモータ１００は、外周面に異なる磁極が交互に１０極着磁されたプラスチックマグネット等から成る円筒形状のロータマグネット１と、ロータマグネット１の軸方向に貫通して一体に形成されたステンレス等の非磁性材料から成る軸２と、周方向に配設された複数（５本）の極歯３ａ（４ａ）を有する軟磁性材料から成る内ヨーク３（４）と、周方向に配設された複数（５本）の極歯７ａ（８ａ）を有する軟磁性材料から成る外ヨーク７（８）と、内ヨーク３（４）と外ヨーク７（８）との間に挟持され、これらヨークを励磁する励磁コイル５（６）と、軸２を回転自在に支持する焼結含油軸受１１（１２）とを備える。ステータ９（１０）は、極歯３ａ（４ａ），７ａ（８ａ）が互いに噛み合うように配置された内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）と、励磁コイル５（６）とで構成される。
【００１９】
ロータマグネット１は、内ヨーク３，４が接合されたステータ９，１０を貫通する中心孔に、極歯３ａ，４ａ，７ａ，８ａからギャップＧをおいて回転可能に配置されている。ロータマグネット１は、その周面の円周方向に所定の幅と深さの溝部１ａを有する。ロータマグネット１は、プラスチックマグネットを成形したものであるが、溝部１ａの形状加工が容易になるものであればこれに限定されるものではなく、例えば、焼結マグネットを切削加工して成形したものであってもよい。
【００２０】
上記構成において、励磁コイル５，６が通電されると、内ヨーク３，４と外ヨーク７，８が励磁されて各極歯３ａ，４ａ，７ａ，８ａに誘磁される。その結果、ロータマグネット１の着磁極と反発／吸引して回転トルクが発生し、ロータマグネット１が励磁コイル５，６の通電に従って回転駆動され、軸２から外部に駆動力が伝達される。
【００２１】
図２は、図１のステッピングモータ１００の縦断面図である。
【００２２】
図２において、内ヨーク３，４は、極歯３ａ，４ａが配設されていない側の折り曲げ部分を接合して形成される厚さＣの接合部１３を有する。接合部１３が形成された内ヨーク３，４の内側には、ロータマグネット１が極歯３ａ，４ａからギャップＧをおいて内ヨーク３，４と同軸に回転自在に配置される。ロータマグネット１は、溝部１ａが接合部１３と対向するように配置されることが好ましい。
【００２３】
図３は、図１のヨーク３（４），７（８）の側面図である。図４は、内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）の極歯部分の展開図である。
【００２４】
複数の極歯３ａ（４ａ）を有する内ヨークと複数の極歯７ａ（８ａ）を有する外ヨークは、図３及び図４に示すように、互いに向かい合って噛み合うように配設される。
【００２５】
ＴＰ１は、内ヨーク３（４）の極歯３ａ（４ａ）先端と、外ヨーク７（８）の極歯７ａ（８ａ）根元すなわち極歯７ａ（８ａ）間の谷間部分との間のロータマグネット１の軸方向の極歯先端ギャップであり、ＴＰ２は、外ヨーク７（８）の極歯７ａ（８ａ）先端と、内ヨーク３（４）の極歯３ａ（４ａ）根元すなわち極歯３ａ（４ａ）間の谷間部分との間のロータマグネット１の軸方向の極歯先端ギャップである。
【００２６】
極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２がギャップＧより小さいと無効磁束が増大し、ギャップＧへの有効磁束が減少してトルクが低下する。一方、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２がギャップＧより大きいと、トルクに寄与しない無駄なスペースが増えてトルクが低下する。
【００２７】
そこで、極歯先端ギャップＴＰ１は、極歯３ａ，４ａ，７ａ，８ａとロータマグネット１との間のギャップＧと略同一に設定されることが好ましい。同様に、極歯先端ギャップＴＰ２もギャップＧと略同一に設定されることが好ましい。これにより、ロータマグネット１や励磁コイル５，６の磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２での無効磁束の増大を防止することができる。
【００２８】
図５は、内ヨーク３，４とロータマグネット１とを組み合わせた部分の側面図である。
【００２９】
図５において、接合部１３が形成された内ヨーク３，４において、極歯３ａの先端から極歯４ａの先端までの軸方向の極歯先端間長さＹ１とロータマグネット１の軸方向の長さＬ１とは略一致するように設定し、配設されることが好ましい。これにより、ロータマグネット１から発生する磁力や励磁コイル５，６により極歯に誘磁される磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２での無効磁束とロータマグネット１での無効磁束の増大を防止することができる。
【００３０】
一方、ロータマグネット１の軸方向の両端を、それぞれ極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２内に位置するように配置してもよい。これにより、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２の無効磁束をロータマグネット１に供給して有効利用することができる。
【００３１】
上記実施の形態によれば、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２は、それぞれ極歯３ａ，４ａ，７ａ，８ａとロータマグネット１との間のギャップＧと略同一に設定されるので、ロータマグネット１や励磁コイル５，６の磁力を有効に利用することができ、極歯先端ギャップＴＰ１，ＴＰ２での無効磁束の増大を防止することができる。また、無効磁束を増長させず、トルク効率を最適化できるという効果があり、更には無効磁束を有効磁束にするという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】図１のステッピングモータ１００の縦断面図である。
【図３】図１の内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）の側面図である。
【図４】内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）の極歯部分の展開図である。
【図５】内ヨーク３，４とロータマグネット１とを組み合わせた部分の側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ロータマグネット
１ａ  溝部
３，４  内ヨーク
３ａ，４ａ  内ヨークの極歯
７ａ，８ａ  外ヨークの極歯
５，６  励磁コイル
７，８  外ヨーク
９，１０  ステータ
１３  内ヨーク接合部
Ｙ１  接合された内ヨークの軸方向の極歯先端間長さ
Ｇ  ギャップ
ＴＰ１  内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップ
ＴＰ２  外ヨークの極歯先端と内ヨークの極歯根元との間の軸方向の極歯先端ギャップ
Ｌ１  ロータマグネット１の軸方向の長さ
【図１】
2006280040.tif 000003
【図２】
2006280040.tif 000004
【図３】
2006280040.tif 000005
【図４】
2006280040.tif 000006
【図５】
2006280040.tif 000007