(57)【要約】【課題】  ＨＢ型ステッピングモータを薄型化して高出力を得る。【解決手段】  ロータ１０は、ディスク状磁石１２と、磁石を挟むロータコア１３，１４とを、シャフト１１に嵌め込む。各ロータコアに、放射方向に伸びる小歯１３１…，１４１…を形成する。ステータ２０は、ステータコア２１，２２が、ロータコアを挟み込み、ロータの小歯に微小アキシャルギャップ３１，３２を介し小歯２１１…，２２１…を対向させる。これにより、ロータとステータの小歯群を軸方向ギャップ（ Axial Gap ）を置いて対面させ、軸方向と直角の面上で放射方向に、小歯同士の対向面積を大きくとる。【効果】  同一直径を持つモータの場合、小歯同士の対向面積を放射方向に２倍以上に拡大でき、小型（薄型）で高出力のステッピングモータが得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア又はステータコアに埋め込まれ軸方向に着磁された磁石と、ロータ磁極を形成するロータコアと、このロータコアに設けられた多数の小歯と、ロータ側の前記多数の小歯に微小ギャップを介して対向する多数の小歯を有するステータコアと、前記多数の小歯を含むステータ磁極に回転磁界を発生させるステータコイルを備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、ステータとロータの前記多数の小歯同士が対向するギャップを軸方向に形成したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項２】
請求項１において、前記ステータコア及び／又はロータコアを、粉末成形で製作する圧粉磁心，焼結金属，又は金属ガラス材料で構成したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項３】
請求項１において、前記ステータに対して前記ロータを回転自在に保持するベアリングを、前記ステータコアに保持させたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項４】
請求項１において、ステータコイルが軸方向で２つに分離独立し、回転によりそれぞれの鎖交磁束の変化を各コイルの起磁力で制御する構造としたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項５】
請求項１において、前記ロータの軸方向の２つの外面に、これら２つの外面間で回転方向に位相差を持つように多数の小歯を配置し、前記ステータの両側の多数の小歯を、回転方向に同相となるように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項６】
請求項１において、前記ロータの軸方向の２つの外面に、これら２つの外面間で回転方向に同相となるように多数の小歯を配置し、前記ステータの両側の多数の小歯を、回転方向に位相差を持つように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項７】
請求項１において、ディスク状の前記磁石と、この磁石を挟む２枚のディスク状のロータコアとを、ディスク面が軸方向とほぼ直角になるようにシャフトに嵌め込んで前記ロータを構成するとともに、このロータの両外面及び外周面をギャップを置いて覆い、かつ前記シャフトをベアリングを介して支持するように前記ステータコアを配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項８】
請求項１において、前記ステータコアを、その外周方向に開口するとともに、この開口部内における軸方向とほぼ直角の２面に多数の小歯を有するステータ磁極を形成し、前記ロータを、シャフトに保持部材によって取付け、多数の小歯を有するロータ磁極が前記ステータ磁極に軸方向ギャップをもって対向するように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項９】
ロータ又はステータに埋め込まれ軸方向に着磁された磁石と、ロータ磁極を形成するロータコアと、このロータコアに設けられた多数の小歯と、ロータ側の前記多数の小歯に微小ギャップを介して対向する多数の小歯を有するステータコアと、ステータの多数の小歯を含むステータ磁極に回転磁界を発生させるステータコイルを備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、軸方向とほぼ直角に平坦面をもつようにシャフトに取付けられ、両外面に放射方向に伸びる多数の小歯を有する２枚のロータコアと、このロータコアの両外面の多数の小歯に対して軸方向の微小ギャップを介して両側から対向するように、放射方向に伸びる多数の小歯を有するステータコアを備えたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１０】
請求項９において、前記ステータコア及び／又はロータコアを、粉末成形で製作する圧粉磁心，焼結金属，又は金属ガラス材料で構成したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１１】
請求項９において、前記ステータに対して前記ロータを回転自在に保持するベアリングを、前記ステータコアに保持させたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１２】
請求項９において、ステータコイルが軸方向で２つに分離独立し、回転によりそれぞれの鎖交磁束の変化を各コイルの起磁力で制御する構造としたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１３】
請求項９において、前記ロータの軸方向の２つの外面に、これら２つの外面間で回転方向に位相差を持つように多数の小歯を配置し、前記ステータの両側の多数の小歯を、回転方向に同相となるように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１４】
請求項９において、前記ロータの軸方向の２つの外面に、これら２つの外面間で回転方向に同相となるように多数の小歯を配置し、前記ステータの両側の多数の小歯を、回転方向に位相差を持つように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１５】
請求項９において、ディスク状の前記磁石と、この磁石を挟む２枚のディスク状の前記ロータコアとを、ディスク面が軸方向とほぼ直角になるように前記シャフトに嵌め込んで前記ロータを構成するとともに、このロータの両外面及び外周面をギャップを置いて覆い、かつ前記シャフトをベアリングを介して支持するように前記ステータコアを配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１６】
請求項９において、前記ステータコアを、その外周方向に開口するとともに、この開口部内における軸方向とほぼ直角の２面に多数の小歯を有するステータ磁極を形成し、前記ロータを、前記シャフトに保持部材によって取付け、多数の小歯を有するロータ磁極が前記ステータ磁極に軸方向のギャップを介して対向するように配置したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１７】
ロータ又はステータに埋め込まれ軸方向に着磁された磁石と、ロータ磁極を形成するロータコアと、このロータコアに設けられた多数の小歯と、ロータ側の前記多数の小歯に微小ギャップを介して対向する多数の小歯を有するステータコアと、前記多数の小歯を含むステータ磁極に回転磁界を発生させるステータコイルを備えたハイブリッド型ステッピングモータにおいて、ステータとロータの多数の小歯同士が対向する対向面を軸方向とほぼ直角に形成したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１８】
請求項１７において、前記ステータコア及び／又はロータコアを、粉末成形で製作する圧粉磁心，焼結金属，又は金属ガラス材料で構成したことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項１９】
請求項１７において、前記ステータに対して前記ロータを回転自在に保持するベアリングを、前記ステータコアに保持させたことを特徴とするハイブリッド型ステッピングモータ。
【請求項２０】
請求項１７において、ステータコイルが軸方向で２つに分離独立し、回転によりそれぞれの鎖交磁束の変化を各コイルの起磁力で制御する構造としたことを特徴とするハイブリッド型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、家電，ＯＡ機器駆動用，ＦＡ用設備等において、位置決め用途に使用されるハイブリッド（ＨＢ）型ステッピングモータの構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは通常、駆動用モータとして使用され、特に精密位置決め用途に使用されることが一般的である。特に、磁石とリラクタンストルクの両方を使用するハイブリッド（ＨＢ）型ステッピングモータは高精度な位置決めを目的として使用される。この位置決めを高精度に行うためには、１パルス入力した時の回転角度である基本ステップ角を小さくする必要があり、その基本ステップ角を小さくするためには、周方向の歯数（極数）を増やす必要がある。一方、モータは小型化したい要求も強く、小型化すると直径が小さくなり、加工限界によって歯数を増やせないというトレードオフの関係にある。
【０００３】
ＨＢ型ステッピングモータの設計は、決められたモータ体格内、材料特性の範囲内で、基本トルク（１）式を基にして、トルクＴが大きくなるよう、次の各要素を決めていた。
【０００４】
Ｔ∝Ｎｒ・Ｕｍ・ＡＣ・Ｂｇ・Ｌ・Ｐ１／Ｐ０‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
決定すべき要素には、ロータの歯数Ｎｒ，磁石の起磁力Ｕｍ，巻線の巻数ＡＣ，ギャップ平均磁束密度Ｂｇ，軸方向積厚Ｌ，及びパーミアンス比Ｐ１／Ｐ０がある。しかし、歯数Ｎｒを増やすとＰ１／Ｐ０が小さくなり、巻数ＡＣは体格によってほぼ決まり、起磁力Ｕｍを増すとコスト高となるといった問題で、一般的な設計で採り得るパラメータの範囲が限られている。また、非特許文献１によれば、パーミアンス比Ｐ１／Ｐ０は、歯幅Ｔｗと歯のピッチτで決まる歯幅比０．３〜０．４５の範囲で使用される場合、次のようにして決めることができる。すなわち、この歯幅比と、歯のピッチτとギャップ幅δｇとの関係から、空隙の最大パーミアンス及び最小パーミアンスを推定することによって決めるのである。この方法によると、最もパーミアンス比Ｐ１／Ｐ０を大きく取れるのは、歯幅比が０．３５程度で、歯数は少ないほど良いということになる。
【０００５】
また、トルクを増加させるために、（１）式から、軸方向積厚Ｌを大きくする手段もあるが、磁石の磁束は短い磁路で流れようとする。このため、磁石の強さにもよるが、積厚を長さに対して、対向する小歯極の面積を増大させても、トルクの増加は飽和してしまう。このため、一般的なＨＢ型ステッピングモータでは、特許文献１に示されるような方法で設計されていた。まず、円周方向にギャップが均一で、ギャップ部の直径が決まると、最適パーミアンス比から、歯幅比が０．３５程度と決まる。次に、磁石の起磁力に応じた軸方向の長さが決定される。したがって、大幅な小型化，薄型化は困難であった。
【０００６】
一方、ＰＭ型ステッピングモータは、ＨＢ型に比べて極数が少なく、位置決め精度が悪いという問題がある。しかし、特許文献２等に、ステータ磁極は、鉄板を打ち抜いて自由な形状に成形できるため、エアギャップを軸方向に対向させて構成し、薄型化を図る技術が開示されている。これは、ＨＢ型ステッピングモータが珪素鋼板等の磁性材料を軸方向に積層するのに対し、ＰＭ型はＳＰＣＣ等の薄い鉄板１枚ものだけで磁極を構成するためであり、磁気飽和によって出力トルクを大きくできない理由となっている。
【０００７】
【非特許文献１】「実用モータ設計マニュアル」総合電子リサーチ社１９９２発行
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７０２２２号公報（全体）
【特許文献２】特開平６−２５３５２４号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術においては、ＰＭ型ステッピングモータでは薄型化構造が可能であるが、分解能が低く、また、出力トルクも大きくできなかった。一方、ＨＢ型ステッピングモータは、大出力、高分解能が可能であるが、小型化、特に薄型化が困難であった。
【００１０】
本発明の目的は、薄型で高出力を得るハイブリッド（ＨＢ）型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】
【００１１】
本発明はその一面において、ハイブリッド（ＨＢ）型ステッピングモータのステータの小歯とロータの小歯が対向するギャップを軸方向とする。言い換えれば、ステータの小歯とロータの小歯が、軸方向と直角の面で対向するように構成する。
【００１２】
本発明の望ましい実施形態においては、ロータの磁石を軸方向の両面から挟む２つのロータコアは、多数の小歯を形成できる程度に薄く構成する。また、ロータ磁極の多数の小歯は、前記２つのロータコア間で、電気角で１８０度位相が異なるようにずらして構成する。ステータコアは、上記ロータコアを軸方向に両側から挟み込む構造とし、ステータ側の多数の小歯が、ロータ側の多数の小歯に対し、軸方向の微小なエアギャップを介して対向する構造とする。ステータ側の小歯は、軸方向両側（磁石のＮ側，Ｓ側）で回転方向に同相である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ステータの小歯とロータの小歯の微小ギャップを軸方向（ Axial Gap ）とすることにより、磁極の多数の小歯の面積を放射方向に大きくとることができ、小型（薄型）で高出力を得るハイブリッド型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】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータの構造を示す縦断面図、図２はそのロータ斜視図、図３は同じくステータコアの部分斜視図である。本構造は、ＨＢ型ステッピングモータのロータとステータの磁極の小歯が対向するギャップを軸方向とし（ Axial Gap ）、軸方向に直角の面上で、小歯同士が対向する面積を放射方向に拡大して、モータの軸方向長を短縮するものである。
【００１６】
まず、ロータ１０は、シャフト１１に磁石１２とロータコア１３，１４を取付けて構成されている。磁石１２は、ディスク形状で、軸方向の一方向に着磁されている。この磁石１２を、やはりディスク形状の２枚のロータコア１３，１４で挟み込んでいる。これら２枚のロータコア１３，１４の２つの軸方向外面には、それぞれ放射方向に伸びる多数の小歯１３１，１３２，…１３ｎ及び１４１，１４２，…１４ｎを形成している。これら２枚のロータコア１３，１４は、多数の小歯が形成できる程度にできるだけ薄く構成する。ロータコア１３と１４の小歯は、互いに、電気角で１８０度位相が異なるようにずらして形成され、ＨＢ型ステッピングモータとしてパーミアンス比が大きくなるように構成する。
【００１７】
一方、ステータ２０は、ステータコア２１，２２及びステータコイル２３を備えている。これらのステータコア２１と２２は、上記ロータコア１３，１４を軸方向に挟み込む構造となり、ロータ１０の多数の小歯群に対して、微小なエアギャップ３１，３２を介して対向する多数の小歯群が設けられている。すなわち、ロータ１０の小歯１３１，１３２，…１３ｎ及び１４１，１４２，…１４ｎと、ステータ２０の小歯２１１，２１２，…２１ｎ及び２２１，２２２，…２２ｎが、それぞれ軸方向の微小ギャップ３１，３２を介して対向している。ステータ２０の小歯群は、２つのステータコア２１と２２（磁石１２のＮ側とＳ側）で小歯２１１，２１２，…２１ｎと２２１，２２２，…２２ｎにずれは無く、回転方向に同相である。したがって、磁石１２のＮ側でステータの小歯群とロータの小歯群が対向し合うとき、磁石１２の反対側（Ｓ側）では、ステータの小歯群とロータの小歯群は、互い違いになる。通常のＨＢ型ステッピングモータと同様、ステータ２０の磁極に鎖交する磁束を集めるような位置、言い換えれば、回転によりそれぞれの鎖交磁束の変化を各コイルの起磁力で制御できる位置にコイル２３を巻く。この結果、ロータ１０が回転することによる磁束の変化に対応した電流を与えてトルクを発生させる構造とする。
【００１８】
ステッピングモータの軸方向両端には、上記ステータ２０と一体的に構成されたエンドブラケット４１，４２を備え、ロータ１０のシャフト１１をベアリング５１，５２によって支持している。
【００１９】
この実施形態におけるロータ１０の構造は、内転型で、薄型化に有利な構造である。上記のように、ステータコイル２３の配置位置を従来のＨＢ型ステッピングモータと同じとし、小歯同士の対向面積も同等となるようにした。この内転型では、シャフト１１に直接に、ディスク形状の磁石１２とロータコア１３，１４を圧入、接着等で固定できる。したがって、図２に示すように、軸方向と直角の平面内に磁石１２の面積を確保し、また、この平面内の放射方向に、各小歯１３１，１３２，…及び１４１，１４２，…の面積を確保でき、薄型化が可能で、ロータ１０のイナーシャを小さくできる。
【００２０】
また、ステータ２０の構造は、図３に示すように、各磁極軸の方向に、ロータ１０と対向する内側面にステータ小歯２１１，２１２，…及び２２１，２２２，…が形成される。
【００２１】
ここで、特許文献１のＨＢ型ステッピングモータとの比較も交えて、動作を説明する。図１〜３の実施形態には、最も一般的な、基本ステップ角が１．８°の内転型２相モータの構造を示した。ステータ２０とロータ１０の軸方向ギャップ３１，３２は、３０〜５０μｍである。ステータ２０には、８個の磁極が４５°ピッチで配置されている。各ステータ磁極には、それぞれ６個の小歯２１１，２１２，…及び２２１，２２２，…が７．２°ピッチで設けられている。ステータコイル２３は、図２及び図３の斜視図には図示していないが、第１の磁極と第３の磁極，第５の磁極と第７の磁極に、第３と第７の磁極の巻方向が第１と第５磁極の方向と逆になるようにＡ相コイルが巻かれている。同様の巻き方により、第２，第４，第６，第８の磁極にＢ相コイルが巻かれている。
【００２２】
一方、ロータ１０には、外周に５０個の小歯を有するロータコア１３，１４が、軸方向に着磁された磁石１２を挟持するように構成され、２つのロータコア１３と１４の小歯群は、互いに回転方向の位相が電気角で１８０°ずらして配置されている。
【００２３】
なお、ロータの小歯を同相として、ステータの小歯に位相差を付けても性能的には同じである。しかし、同一のロータコアを量産し、位相をずらしてシャフト１１に嵌め込むだけで、ロータコア１３と１４を構成できる作り易さの点で、ロータ側の小歯に位相差をつける方が有利である。
【００２４】
磁石１２には、サマリウムコバルト，ネオジウム鉄ボロン等の希土類磁石や、アルニコ磁石、フェライト磁石等を使うことができる。シャフト１１は非磁性体の材料で構成されている。
【００２５】
今、Ｎ極側ロータコア１３の小歯群１３１，１３２，…が、ステータ側第３及び第７磁極の小歯群２１１，２１２，…と１対１の対向状態にあるものとする。このとき、Ｓ極側ロータコア１４の小歯１４１，１４２，…は、ステータ側第１及び第５磁極の小歯群２２１，２２２，…と１対１の対向状態にある。また、Ｎ極側ロータコア１３の小歯群は、ステータ側第２及び第６磁極の小歯群に対し１／２ピッチだけ時計方向にずれ、Ｓ極側ロータコア１４の小歯群は、ステータ側第２及び第６磁極の小歯群に対し１／２ピッチだけ反時計方向にずれている。さらに、Ｎ極側のロータコア１３の小歯群は、ステータ側第４及び第８磁極の小歯群に対し１／２ピッチだけ反時計方向にずれ、Ｓ極側のロータコア１４の小歯群は、ステータ側第４及び第８磁極の小歯群に対し１／２ピッチだけ時計方向にずれている。
【００２６】
したがって、磁石１２のＮ極からＮ極側ロータコア１３へ流れ出した磁束は、ステータの第３及び第７磁極を通り、外周ヨーク部を軸方向にねじれながら第１及び第５磁極に入り、Ｓ極側ロータコア１４に達する流れとなる。その他、第２，第４，第６及び第８の磁極では、Ｎ極側ロータコア１３から出た磁束が、軸方向に流れてＳ極側ロータコア１４に入る流れもある。
【００２７】
このような、複雑な磁束の流れによって、各磁極の小歯にはいろいろな大きさと方向をもった磁束密度分布ができることになる。この磁束密度に比例したトルクが各々の小歯間に働き、駆動トルクを発生して回転し、小歯間に働くトルクの総和が零となるロータ位置でバランスして停止する。
【００２８】
ステータの巻線相数は２相が一般的であり、相数を増加させるほど、良好な特性が得られることが知られている。しかし、相数を増加させていくと、ステータ構造および駆動回路が複雑になるため、相数は５相までが実用的限界と言える。この実施形態によるＨＢ型ステッピングモータは、ロータ及びステータの小歯を多数持つ構造とすることにより、体積の割に大きなトルクの発生と、微小角でのステップ動作が可能となる特徴を持つ。
【００２９】
ＨＢ型ステッピングモータの基本ステップ角θＳは、ｍを相数，Ｎｒをロータ小歯数とすると、次式で表わすことができる。
【００３０】
θＳ＝π／（ｍ・Ｎｒ）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（２）
この式から、小歯数Ｎｒを増加するほど基本ステップ角θＳが小さくなり、高分解能になることが分る。ところが、特許文献１のような一般的なステッピングモータは、小歯の加工限界から、５０枚歯が主流である。加工限界とは、電磁鋼板等の磁性体をプレス加工で製作するが、その加工可能な微小幅は、現在のところ板厚の８０％程度が限界といわれている。一般的には、０．５ｍｍ厚みの板が主流であるため、その幅は０．４ｍｍとなる。薄めの電磁鋼板を採用した場合、その板厚が０．３５ｍｍであるから、その場合の加工限界幅は、０．２８ｍｍとなる。加工限界幅が決まるとギャップ直径による歯数が決まる。このように、従来のＨＢ型ステッピングモータは、積層鋼板で形成できる構造であるが故に、出力，大きさには限界があった。
【００３１】
これに対し、本発明の第１の実施形態によれば、ＨＢ型ステッピングモータのロータコア１３，１４及びステータコア２１，２２を、圧粉磁心材料を用いて構成している。この材料は、微細な鉄粉に薄い絶縁コーティングした材料を金型内で圧縮成形する方法で製作可能である。したがって、積層鋼板が２次元断面の積み重ね形状しか構成できないのに対し、３次元的な形状をニアネットシェイプ加工できるため、図１〜図３に示した形状が構成できる。また、積層鋼板では、積層方向の磁気特性は、２次元面の磁気特性に比べて大きく悪化する問題もある。これに対し、圧粉磁心材料は、３次元的にどの方向も同一の磁気特性を持つため、３次元的に磁束が変化する本発明のＨＢ型ステッピングモータにおいて、特に有効となる。
【００３２】
このように本発明の第１の実施形態によれば、ステータとロータの小歯間ギャップを軸方向とすることにより、磁極の多数の小歯の面積を放射方向に大きくとることができ、小型（薄型：１/２以下）で高出力のＨＢ型ステッピングモータを提供することができる。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータの縦断面図である。この実施形態が図１と異なる点は、ロータ１０から磁石１２を排し、代りにステータ２０に磁石２４を埋め込んだことである。その他の構成は図１と同じであり、同一符号を付け重複説明を避ける。
【００３４】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３５】
図５は、本発明の第３の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータのロータコアの部分斜視図である。また、図６は、同じくステータコアの部分斜視図である。これらの図においては、図１〜３と同様の機能部には同一符号を付け、重複説明は避ける。この実施形態は、外転型であり、図５に示すように、ロータ１０の磁石１２及びロータコア１３，１４の径方向幅を狭くしても、第１の実施形態と同等の小歯の面積を確保している。このことは、さらに面積を増加して出力増加が可能であることを意味する。図６に示すステータ２０においては、ステータコイル（図示せず）の位置関係を図３と同等とし、内径が広い構造であるが、最適設計により十分な小型化が可能である。
【００３６】
次に、本発明のＨＢ型ステッピングモータを、材料の特徴とモータ構造が持つ特徴を合せて、生産性に富む簡易構造とする実施形態につき説明する。図１や図４に示した構造では、モータとして構成する場合の機能部材として、ベアリング５１，５２を介してロータシャフト１１を保持するためのエンドブラケット４１，４２が必要であった。この、エンドブラケット４１，４２は、ステータ２０とロータシャフト１１の中心軸と同心となる位置に配置されなければならない。ステッピングモータの場合、ステータ２０とロータ１０間のエアギャップ３１，３２は５０ミクロン以下と非常に小さいため、ステータ２０とロータ１０の組立て精度も非常に厳しいものである。このため、ステータ２０とエンドブラケット４１，４２間に高精度の組立てが必要であり、高精度に加工されたエンドブラケットを、ステータコア２１，２２に加工したインロー部等により位置決めしなければならない。
【００３７】
図７は、本発明の第４の実施形態による内転型ステッピングモータの縦断面図である。
【００３８】
図８は、本発明の第５の実施形態による外転型ステッピングモータの縦断面図である。
【００３９】
図７、図８においても、図１〜図３と同様の機能部には同一符号を付け、重複説明は避ける。これらの実施形態では、ベアリング５１，５２の保持部をステータコア２１，２２自体が形成しており、粉末材料からの３次元成形時に、保持部も同時に成形した構造である。これにより、高精度なエンドブラケットは不要となり、簡単なカバー６１，６２で十分であり、低コスト化が可能となる。図７に示す内転型と、図８に示す外転型の両方で、この構造が可能である。図８の外転型では、ロータ１０が、ロータ保持部材７によりシャフト１１に取付けられている。ベアリング５１，５２の保持部が、ステータコア２１，２２によって高精度に位置決めされているため、製造誤差によって発生するディテントトルク等の変動も小さくすることが可能である。また、高精度、高コストのエンドブラケットの代りに、簡易カバー６１，６２でベアリング５１，５２を押さえるだけで良いため、低コスト化が可能である。
【００４０】
これらの実施形態では、ステータコア２１，２２が、ベアリング５１，５２の保持部を成形する構造としたが、ロータコアがシャフトも兼ね、軸方向端部にベアリングの内径部を受ける保持部を有する構造とすることもできる。
【００４１】
次に、本発明による軸方向ギャップ（ Axial Gap ）型構造で、ステータコイルの配置を軸方向とした実施形態について説明する。
【００４２】
図９は、本発明の第６の実施形態によるステッピングモータの縦断面図であり、図１０は、そのＡ−Ａ断面図である。これまでの実施形態では、１スロット分のＮ，Ｓ側コイル２３は一体に巻かれているが、図９，１０の実施形態においては、これらのコイルを、Ｎ側コイル２３１とＳ側コイル２３２とに分離独立させている。これにより、軸方向の磁束を集め、回転によりそれぞれの鎖交磁束の変化を各コイル２３１と２３２の起磁力で制御するように配置した構造である。通常の１スロット分の巻線では、Ｎ側とＳ側の鎖交磁束の差が１コイルあたりの鎖交磁束として出力されるが、この構造では、片側の極を別々に取り出し、合計するとその差を大きくとることができる。そこで、この鎖交磁束に対応して適切なコイルの励磁制御を行うことによって、同一体格で、出力を大きくすることが可能となる。
【００４３】
以上、本発明による軸方向ギャップすなわちアキシャルギャップ（ Axle Gap ）ＨＢ型ステッピングモータは、円周方向ギャップすなわちラディアルギャップ（ Radial Gap ）ＨＢ型ステッピングモータよりも磁極小歯同士の対向面積を広くとることができる。したがって、その分、小型（薄型）、高トルク、高分解能のＨＢ型ステッピングモータを経済的に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータの縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態によるロータ斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態によるステータコアの部分斜視図。
【図４】本発明の第２の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータの縦断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態による外転型ロータの部分斜視図。
【図６】本発明の第３の実施形態によるステータコアの部分斜視図。
【図７】本発明の第４の実施形態による内転ＨＢ型ステッピングモータの縦断面図。
【図８】本発明の第５の実施形態による外転ＨＢ型ステッピングモータの縦断面図。
【図９】本発明の第６の実施形態によるＨＢ型ステッピングモータの縦断面図。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１０…ロータ、１１…シャフト、１２…磁石、１３，１４…ロータコア、１３１，１３２，１３ｎ，１４１，１４２，１４ｎ…ロータ磁極の小歯、２０…ステータ、２１，２２…ステータコア、２１１，２１２，２１ｎ，２２１，２２２，２２ｎ…ステータ磁極の小歯、２３…ステータコイル、３１，３２…アキシャルギャップ、４１，４２…エンドブラケット、５１，５２…ベアリング、６１，６２…カバー、７…ロータ保持部材。
【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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【図９】
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【図１０】
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