(57)【要約】    【課題】  本発明は、無効磁束を減少させ、有効磁束を効率的に利用することができる高効率なステッピングモータを提供する。    【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３ａ（４ａ）と外ヨーク７（８）の極歯７ａ（８ａ）との間の周方向の極歯間ギャップＲＧ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）先端との間の中央部Ｃ１において狭く設定される。【選択図】      図４
2006280174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に交互に向かい合って配設された複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨークとこれらヨーク間に挟持された励磁コイルとから成るステータと、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と前記外ヨークの極歯との間の周方向の極歯間ギャップは、前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯先端との間の中央部において狭く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】
前記中央部の長さは、前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯先端との間の軸方向の長さの略１／３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】
前記中央部の極歯間ギャップは、略均一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。
【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では、外ヨークの第１の極歯と内ヨークの第２の極歯との周方向の極歯間ギャップが等間隔となるように、内ヨークと外ヨークとを相互に配置することが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間が狭くなるように構成することが開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２０５５１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２７０２４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には以下の問題がある。
【０００５】
（１）極歯間ギャップが等間隔になるように設定されているか又は内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間が狭く設定されているため、極歯先端側で弱くなるロータマグネットの磁力や極歯の中央部で強くなる励磁コイルの励磁力を有効に使えない。
【０００６】
（２）極歯の先端あるいは根元から発生する磁束は回転トルクに寄与しない無効磁束になるが、極歯間ギャップを等間隔に設定したり、内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯根元との間を狭く設定した場合、極歯先端及び極歯根元から発生する無効磁束を増長する傾向がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて成されたものであり、無効磁束を減少させ、有効磁束を効率的に利用することができる高効率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】
【０００８】
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、周方向に交互に向かい合って配設された複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨークとこれらヨーク間に挟持された励磁コイルとから成るステータと、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と前記外ヨークの極歯との間の周方向の極歯間ギャップは、前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯先端との間の中央部において狭く設定されることを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、極歯先端間の中央部に磁束を集中させることができる。
【００１０】
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、前記中央部の長さは、前記内ヨークの極歯先端と前記外ヨークの極歯先端との間の軸方向の長さの略１／３に設定されることを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、極歯の先端及び根元の無効磁束の増長を防止することができる。
【００１２】
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、前記中央部の極歯間ギャップは、略均一に設定されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成において、極端に磁束が集中するのを防止して、中央部にて磁束を拡散させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内ヨークの極歯と外ヨークの極歯との間の周方向の極歯間ギャップは、内ヨークの極歯先端と外ヨークの極歯先端との間の中央部において狭く設定されるので、無効磁束を減少させて有効磁束を効率的に利用することができ、小型化に適した高効率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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２は、図１のステッピングモータ１００の縦断面図である。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。
【００２１】
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。
【００２２】
複数の極歯３ａ（４ａ）を有する内ヨーク３（４）と複数の極歯７ａ（８ａ）を有する外ヨーク７（８）は、図２〜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。Ｃ１は、極歯３ａ（４ａ）、極歯７ａ（８ａ）が噛み合うように配置された内ヨーク３（４）の極歯３ａ（４ａ）先端と外ヨーク７（８）の極歯７ａ（８ａ）先端との間の極歯先端間Ｓ１の中央部である。
【００２３】
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た内ヨーク３（４）及び外ヨーク７（８）では、極歯３ａ（４ａ）と極歯７ａ（８ａ）との間の周方向の極歯間ギャップＲＧは、極歯先端間Ｓ１の中央部Ｃ１において最も狭く設定されることが好ましい。これにより、当該極歯先端間Ｓ１の中央部Ｃ１に磁束を集中させることができる。
【００２４】
また、極歯先端間Ｓ１の中央部Ｃ１の長さは、極歯先端間Ｓ１の略１／３の長さに設定されることが好ましい。これにより、極歯の先端及び根元の無効磁束を増長しないようにすることができる。
【００２５】
一方、中央部Ｃ１の極歯間ギャップＲＧは、略均一に設定されることが好ましい。これにより、極端に磁束が一点に集中するのを防止して中央部Ｃ１にて磁束を拡散させることができる。
【００２６】
図２において、Ｂ１は励磁コイル５（６）の軸方向の長さであり、Ｌ１は溝部１ａにより分けられているロータマグネット１の軸方向の平行部の長さである。
【００２７】
極歯先端間Ｓ１の中央部Ｃ１の中央は、励磁コイル５（６）の励磁力を効率的に利用することができることから、Ｂ１の中央と略一致して配置されていることが好ましい。また、極歯先端間Ｓ１の中央部Ｃ１の中央は、Ｌ１の中央とも略一致していることが好ましい。これにより、ロータマグネット１の磁力を効率的に利用することができる。
【００２８】
上記実施の形態によれば、内ヨーク３（４）の極歯３ａ（４ａ）と外ヨーク７（８）の極歯７ａ（８ａ）との間の周方向の極歯間ギャップＲＧ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）先端との間の中央部Ｃ１において狭く設定されるので、無効磁束を減少させて有効磁束を効率的に利用することができ、高トルクで小型化に適した高効率なステッピングモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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のヨーク３（４），７（８）の側面図である。
【図４】ヨーク３（４），７（８）の極歯部分の展開図である。
【符号の説明】
【００３０】
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
Ｓ１  内ヨークの極歯と外ヨークの極歯の極歯先端間長さ
Ｇ  ギャップ
ＲＧ  周方向の極歯間ギャップ
Ｂ１  励磁コイルの軸方向の長さ
Ｌ１  ロータマグネット１の軸方向の平行部の長さ
【図１】
2006280174.tif 000003
【図２】
2006280174.tif 000004
【図３】
2006280174.tif 000005
【図４】
2006280174.tif 000006