(57)【要約】【課題】ステータのモータケースに対するステータの位置決めならびに固定手段を簡略化することで製造コストを低減させ、かつ小型化が可能なステッピングモータを提供すること。【解決手段】コイル１０が取り付けられた円環部７ａ，８ａの外周沿って複数配置され、かつ円環部７ａ，８ａから同一方向に延びる磁極歯７ｂ，８ｂを有するステータ５と、ステータ５内に配置され、かつコイル１０によって磁極歯７ｂ，８ｂが磁化されることでシャフト３を回動させるロータマグネット２と、ステータ５を収納する円筒状のモータケース１５と、を備えたステッピングモータ１であって、ステータ５またはモータケース１５の少なくともいずれか一方が、弾性変形可能となっており、ステータ５がモータケース１５内に圧入された状態で固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが取り付けられた円環部の外周沿って複数配置され、かつ該円環部から同一方向に延びる磁極歯を有するステータと、該ステータ内に配置され、かつ前記コイルによって前記磁極歯が磁化されることでシャフトを回動させるロータマグネットと、前記ステータを収納する円筒状のモータケースと、を備えたステッピングモータであって、
前記ステータまたは前記モータケースの少なくともいずれか一方が、弾性変形可能となっており、前記ステータが前記モータケース内に圧入された状態で固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】
前記ステータの外周の少なくとも一部の寸法が、前記モータケースの内周の寸法よりも大きくなっている請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項３】
第１のステータを圧入した第１のモータケースと、第２のステータを圧入した第２のモータケースとが設けられ、前記第１及び第２のモータケースの外周には、前記第１と第２のステータの位相合わせとなる平面部が形成されている請求項１または２に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、円環部から同一方向に延びる磁極歯を有するステータを備えたステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステッピングモータのモータケース内に配置されるステータコアを、モータケースに対して固定するために、モータケースにおける筒状側壁である内周面に、複数の突起を設け、この突起に対してステータコアの外周端面を当接させた状態で、ステータコアをモータケース内へ圧入している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５９５９５号公報（第５頁、第８図）
【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、特許文献１に記載のステッピングモータにあっては、モータケースにおける筒状側壁に突起を形成しなければならず、突起の形成のための製造コストが嵩むばかりか、ステッピングモータを小型化した場合には、各々の突起の突出長の誤差により、モータケース内でステータコアの位置を正確に位置決めすることが困難になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ステータのモータケースに対するステータの位置決めならびに固定手段を簡略化することで製造コストを低減させ、かつ小型化が可能なステッピングモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のステッピングモータは、
コイルが取り付けられた円環部の外周沿って複数配置され、かつ該円環部から同一方向に延びる磁極歯を有するステータと、該ステータ内に配置され、かつ前記コイルによって前記磁極歯が磁化されることでシャフトを回動させるロータマグネットと、前記ステータを収納する円筒状のモータケースと、を備えたステッピングモータであって、
前記ステータまたは前記モータケースの少なくともいずれか一方が、弾性変形可能となっており、前記ステータが前記モータケース内に圧入された状態で固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、ステータがモータケースに圧入されたときに、ステータ若しくはモータケースが弾性変形することで、その弾性力を利用して、ステータをモータケース内に固定させることができるため、モータケースの内径寸法や磁極歯の折り曲げ角度に多少の製造誤差があっても、モータケース内でステータの位置を正確に位置決めした状態で固定させることができ、ステッピングモータの小型化が図れるようになる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のステッピングモータは、請求項１に記載のステッピングモータであって、
前記ステータの外周の少なくとも一部の寸法が、前記モータケースの内周の寸法よりも大きくなっていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記ステータをモータケースに圧入時に、モータケースの内周の寸法に沿って弾性変形されて該内周の寸法に適合されるため、このモータケースの内周の寸法を制御することで、モータケース内へのステータの位置制御が容易になる。また、ステータの外周の寸法をモータケースの内周の寸法よりも大きく製造しておくだけで、厳密な寸法でステータを製造する必要がなくなり、ステータの製造時の品質管理が容易になる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のステッピングモータは、請求項１または２に記載のステッピングモータであって、
第１のステータを圧入した第１のモータケースと、第２のステータを圧入した第２のモータケースとが設けられ、前記第１及び第２のモータケースの外周には、前記第１と第２のステータの位相合わせとなる平面部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１のステータが圧入された第１のモータケースと、第２のステータが圧入された第２のモータケースとを組み合わせる際に、第１及び第２のモータケースの平面部を基準にして、第１と第２のモータケースの位置決めを行うことができるようになり、第１と第２のステータの位相合わせ、すなわちステッピングモータの軸周りにおける第１と第２のステータの磁極歯の位置を、適正に合わせることができる。また、モータケースに平面部が形成されている分、モータケースの幅を小さく形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係るステッピングモータを実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、ステッピングモータを示す分解斜視図であり、図２（ａ）は、第１ステータを第１モータケースに圧入前の状態を示す部分断面図であり、図２（ｂ）は、第１ステータを第１モータケースに圧入後の状態を示す部分断面図であり、図３（ａ）は、第２ステータを第２モータケースに圧入前の状態を示す部分断面図であり、図３（ｂ）は、第２ステータを第２モータケースに圧入後の状態を示す部分断面図であり、図４（ａ）は、組立前のステッピングモータを示す斜視図であり、図４（ｂ）は、組立後のステッピングモータを示す斜視図であり、図５は、ステッピングモータを示す正面図である。以下、図１及び図４の紙面左下方側をステッピングモータの正面側（前方側）とし、図２及び図３の紙面左側をステッピングモータの正面側（前方側）として説明する。
【００１１】
図１の符号１は、本発明の適用されたステッピングモータである。このステッピングモータ１は、円筒形状の永久磁石で形成されたロータマグネット２を有しており、このロータマグネット２は、その外周面の円周に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００１２】
図１に示すように、ロータマグネット２の軸心には、貫通孔２ａが形成されており、この貫通孔２ａに、ステッピングモータ１の回動軸となるシャフト３が挿設されている。シャフト３は、その前後方向の略中央部にロータマグネット２が配置され、このロータマグネット２の貫通孔２ａの前後にワッシャ４を設けることで、シャフト３はロータマグネット２に対して固定されている。
【００１３】
また、ロータマグネット２の前方側には、第１ステータ５が配置されるとともに、ロータマグネット２の後方側には、第２ステータ６が配置されるようになっている。第１及び第２ステータ５，６は、同一構成なので第１ステータ５を例に詳述する。
【００１４】
図２に示すように、第１ステータ５は、長ヨーク７と短ヨーク８と中空円筒体９と電磁コイル１０とからなる。長ヨーク７及び短ヨーク８は、金属等の弾性変形可能な磁性体で形成されている。長ヨーク７には、中央に孔が開いた円環部７ａの外周に複数の磁極歯７ｂが鋸歯状に形成され、各々の磁極歯７ｂが後方側に向かって延びている。
【００１５】
短ヨーク８にも長ヨーク７と同様に中央に孔が開いた円環部８ａが設けられ、その外周に複数の磁極歯８ｂが鋸歯状に形成され、各々の磁極歯８ｂが後方側に向かって延びている。尚、短ヨーク８は長ヨーク７の間に配置されるとともに、短ヨーク８に設けられた磁極歯８ｂは、その前後方向の長さが長ヨーク７に設けられた磁極歯７ｂよりも短く形成され、長ヨーク７及び短ヨーク８の各々の磁極歯７ｂ，８ｂは、その後端部が同じ位置になるように形成されている。更に、磁極歯７ｂ，８ｂが鋸歯状に形成されていることで、磁極歯７ｂ，８ｂが撓み易くなっており、磁極歯７ｂ，８ｂの後端側（先端側）が第１ステータ５の外方側または内方側に揺動可能となっている。
【００１６】
長ヨーク７の円環部７ａと短ヨーク８の円環部８ａとの間には、中空円筒体９が配置されており、この中空円筒体９は、その前端部が長ヨーク７の円環部７ａの中央の孔に挿設されるとともに、その後端部が短ヨーク８の円環部８ａの中央の孔に挿設されている。尚、長ヨーク７と短ヨーク８とは中空円筒体９を介して互いに連結されている。更に尚、中空円筒体９内には、前述したシャフト３が挿通されるようになっている。
【００１７】
また、中空円筒体９には、電磁コイル１０が巻回されている。尚、本実施例では、中空円筒体９対して直接的に電磁コイル１０が巻回されているが、その他にも、特に図示はしないが、中空円筒体９を挿通させる貫通孔が形成されたボビンケースに電磁コイル１０を巻回し、このボビンケースを介して中空円筒体９の周囲に電磁コイル１０を配置するようにしてもよい。
【００１８】
この電磁コイル１０に電力が供給されることによって、中空円筒体９が磁化されるとともに、長ヨーク７及び短ヨーク８が磁化される。長ヨーク７は中空円筒体９の前端側に取り付けられ、かつ短ヨーク８が中空円筒体９の後端側に取り付けられていることで、長ヨーク７の磁極歯７ｂの生じる磁極と、短ヨーク８の磁極歯８ｂに生じる磁極とが、互いに反対の磁極になる。
【００１９】
尚、電磁コイル１０に電力を供給する導線は、磁極歯７ｂ，８ｂ同士の間から第１ステータ５の外部に導出される。また、電磁コイル１０に供給される電力は、パルス状の波形を描くパルス電流となっており、そのため電磁コイル１０に電力を供給すると、各々の磁極歯７ｂ，８ｂに交互にＮ極とＳ極とが発生するようになっている。
【００２０】
図３に示すように、第２ステータ６も第１ステータ５と同様な構成となっており、長ヨーク１１と短ヨーク１２と中空円筒体１３と電磁コイル１４とからなる。第２ステータ６における長ヨーク１１及び短ヨーク１２には、中央に孔が開いた円環部１１ａ，１２ａが設けられ、この円環部１１ａ，１２ａから各々の磁極歯１１ｂ，１２ｂが前方側に向かって延びており、長ヨーク１１及び短ヨーク１２の各々の磁極歯１１ｂ，１２ｂは、その前端部が同じ位置になるように形成されている。
【００２１】
図１に示すように、第１ステータ５は前方に配置される第１モータケース１５に収納されるとともに、第２ステータ６は後方に配置される第２モータケース１６に収納されるようになっている。尚、第１及び第２ステータ５，６は、弾性変形可能な磁性体で形成され、第１及び第２モータケース１５，１６は、非磁性体で形成されている。更に尚、第１及び第２モータケース１５，１６は、円形状の内周を有する円筒形状をなしており、その内径寸法が同じになっているとともに、外径寸法も同じになっている。
【００２２】
第１モータケース１５は、その外周面の上部に矩形状に切り欠かれた切欠部１５ｂが形成されている。この切欠部１５ｂからは、第１ステータ５の電磁コイル１０及び後述する第２ステータ６の電磁コイル１４に電力を供給する導線が第１モータケース１５の外部に導出されるようになっている。
【００２３】
また、第１モータケース１５の外周面の左右側部には、扁平に切り欠かれた平面部１５ａが形成されている（図５参照）。この第１モータケース１５の平面部１５ａは上下方向に所定幅を有し、第１モータケース１５の前後方向の全体に渡って形成されている。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、第１モータケース１５の前後方向の長さは、第１ステータ５の前後方向の長さよりも長くなるように形成されており、第１ステータ５の前後方向の全体が第１モータケース１５内に収納できるようになっている。
【００２５】
また、第１ステータ５における長ヨーク７及び短ヨーク８の磁極歯７ｂ，８ｂは、円環部７ａ，８ａから後方にゆくにしたがって次第に拡径するように形成されている。長ヨーク７の円環部７ａ，８ａの外径の寸法は、第１モータケース１５の内径の寸法と同じか、それより小さくなっているが、長ヨーク７及び短ヨーク８の磁極歯７ｂ，８ｂを並べたときの後端部（先端部）の外径の寸法は、第１モータケース１５の内径の寸法よりも大きくなっている。つまり磁極歯７ｂ，８ｂを並べたときの後端部（先端部）の外径の寸法は、第１モータケース１５の内径の寸法よりも所定寸法Ｄ１ほど大きくなっている。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、第１ステータ５を第１モータケース１５内に収納する際には、第１ステータ５を第１モータケース１５内に押し込むように収納するようになっており、第１ステータ５は、第１モータケース１５内に圧入された状態で固定される。第１ステータ５の外径が第１モータケース１５の内径よりも所定寸法Ｄ１ほど大きくなっていることで、この第１ステータ５は、第１モータケース１５に圧入されることにより弾性変形され、第１ステータ５が若干縮径し、第１モータケース１５の内周に沿うように変形される。
【００２７】
図１に示すように、第２モータケース１６の外周面の左右側部には、第１モータケース１５と同様に、扁平に切り欠かれた平面部１６ａが形成されている。この第２モータケース１６の平面部１６ａは、第１モータケース１５と同じ上下幅を有し、ステッピングモータ１を組立後において、第１モータケース１５の平面部１５ａと第２モータケース１６の平面部１６ａとが面一をなすように形成されている（図４（ｂ）参照）。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、第２モータケース１６の前後方向の長さは、第２ステータ６の前後方向の長さよりも短くなるように形成されており、第２ステータ６の後方側半分が第２モータケース内に収納できるようになっている。
【００２９】
また、第２ステータ６における長ヨーク１１及び短ヨーク１２の磁極歯１１ｂ，１２ｂは、円環部１１ａ，１２ａから前方にゆくにしたがって次第に拡径するように形成されている。長ヨーク１１の円環部１１ａの外径の寸法は、第２モータケース１６の内径の寸法と同じか、それより小さくなっているが、長ヨーク１１及び短ヨーク１２の磁極歯１１ｂ，１２ｂを並べたときの中央部の寸法、及び前端部（先端部）の外径の寸法は、第２モータケース１６の内径の寸法よりも大きくなっている。
【００３０】
つまり磁極歯１１ｂ，１２ｂを並べたときの中央部の寸法は、第２モータケース１６の内径の寸法よりも所定寸法Ｄ２ほど大きくなっているとともに、磁極歯１１ｂ，１２ｂを並べたときの前端部（先端部）の外径の寸法は、第２モータケース１６の内径の寸法よりも若干大きくなっている。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、第２ステータ６を第２モータケース１６内に収納する際には、第２ステータ６を第２モータケース１６内に押し込むように収納するようになっており、第２ステータ６は、第２モータケース１６内に圧入された状態で固定される。第２ステータ６の中央部の外径が第２モータケース１６の内径よりも所定寸法Ｄ２ほど大きくなっていることで、この第２ステータ６は、第２モータケース１６に圧入されることにより弾性変形され、第２ステータ６が若干縮径し、第２モータケース１６の内周に沿うように変形される。
【００３２】
図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第１及び第２ステータ５，６の外周面の寸法は、第１及び第２ステータ５，６を第１及び第２モータケース１５，１６内に圧入することで変化するようになっている。そのため予め第１及び第２モータケース１５，１６の内周を制御することで、第１及び第２モータケース１５，１６内への第１及び第２ステータ５，６の位置決めが容易となる。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、第１及び第２モータケース１５，１６に収納された状態の第１及び第２ステータ５，６の各々の中空円筒体９，１３にシャフト３を挿通させ、磁極歯７ｂ，８ｂ，１１ｂ，１２ｂによってロータマグネット２を覆うように収納するとともに、第２ステータ６の磁極歯１１ｂ，１２ｂの前端部（先端部）を第１モータケース１５に圧入する。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、ステッピングモータ１が組み立てられると、第１ステータ５の磁極歯７ｂ，８ｂと第２ステータ６の磁極歯１１ｂ，１２ｂとが互いに向かい合うようになっており、電磁コイル１０，１４に電力を供給して各々の磁極歯７ｂ，８ｂ，１１ｂ，１２ｂに交互にＮ極とＳ極とが発生させた際に、ロータマグネット２を介してシャフト３を回転させるようになっている。
【００３５】
以上、本実施例におけるステッピングモータ１では、ステータ５，６が、弾性変形可能となっており、ステータ５，６がモータケース１５，１６内に圧入された状態で、その弾性力を利用して、ステータ５，６をモータケース１５，１６内に固定させることができ、ステータ５，６をモータケース１５，１６に多少の製造誤差があっても、モータケース１５，１６内でステータ５，６の位置を正確に位置決めした状態で固定させることができステッピングモータ１の小型化が図れるようになる。特に本発明は、モータケース１５，１６の外径寸法が、約４ｍｍ以下の小型のステッピングモータ１に対して適用することが好ましい。
【００３６】
また、ステータ５，６の外周の少なくとも一部の寸法が、モータケース１５，１６の内周の寸法よりも大きくなっていることで、ステータ５，６の磁極歯７ｂ，８ｂ，１１ｂ，１２ｂが、圧入時の弾性変形により該モータケース１５，１６の内径に沿って固定されるため、位置制御が容易となる。また、ステータ５，６の外周の寸法をモータケース１５，１６の内周の寸法よりも大きく製造しておくだけで、厳密な寸法でステータ５，６を製造する必要がなくなり、ステータ５，６の製造時の品質管理が容易になる。
【００３７】
また、モータケース１５，１６の外周には、平面部１５ａ，１６ａが形成されていることで、この平面部１５ａ，１６ａを基準に両モータケースの位置決めを行うことができ、ステッピングモータ１の軸周りにおける磁極歯の位置を、適正に合わせることができる。また、モータケース１５，１６に平面部１５ａ，１６ａが形成されている分、モータケース１の幅を小さく形成できる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００３９】
例えば、前記実施例では、ステータ５，６がモータケース１５，１６内に収納された際に、ステータ５，６の磁極歯７ｂ，８ｂ，１１ｂ，１２ｂが弾性変形されて縮径していたが、モータケース１５，１６を弾性変形させてこの弾性力にてステータ５，６を固定することもできる。またステータ５，６と、モータケース１５，１６の両方を弾性変形可能に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ステッピングモータを示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、第１ステータを第１モータケースに圧入前の状態を示す部分断面図であり、（ｂ）は、第１ステータを第１モータケースに圧入後の状態を示す部分断面図である。
【図３】（ａ）は、第２ステータを第２モータケースに圧入前の状態を示す部分断面図であり、（ｂ）は、第２ステータを第２モータケースに圧入後の状態を示す部分断面図である。
【図４】（ａ）は、組立前のステッピングモータを示す斜視図であり、（ｂ）は、組立後のステッピングモータを示す斜視図である。
【図５】ステッピングモータを示す正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１                ステッピングモータ
２                ロータマグネット
２ａ              貫通孔
３                シャフト
４                ワッシャ
５                第１ステータ
６                第２ステータ
７                長ヨーク
７ａ              円環部
７ｂ              磁極歯
８                短ヨーク
８ａ              円環部
８ｂ              磁極歯
９                中空円筒体
１０              電磁コイル
１１              長ヨーク
１１ａ            円環部
１１ｂ            磁極歯
１２              短ヨーク
１２ａ            円環部
１２ｂ            磁極歯
１３              中空円筒体
１４              電磁コイル
１５              第１モータケース
１５ａ            平面部
１５ｂ            切欠部
１６              第２モータケース
１６ａ            平面部
【図１】
2008092637.tif 000003
【図２】
2008092637.tif 000004
【図３】
2008092637.tif 000005
【図４】
2008092637.tif 000006
【図５】
2008092637.tif 000007