JPH04131181U - アウターロータ形ステツピングモータのステータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心筒部の外周に複数のフランジを有する内
ヨークと、断続スリット式一体円筒形外ヨークと、コイ
ルとからなるアウターロータ形ステッピングモータのス
テータ構造に関する。各部品の製作コストおよび各部品
の組立コストを低減する。 【構成】 複数の部品５０、５１、５２を同軸上に組み
合わせて一体化して内ヨークを構成する。フランジ付き
部品５０には１個しかフランジ５０ｂがない。２個のフ
ランジ付き部品５０を組み合わせて、２個のフランジ５
０ｂ間にコイル８を配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は永久磁石形ステッピングモータに関し、特に、ステータの外周部に リング状のロータ磁石が配置されたアウターロータ形ステッピングモータのステ ータ構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

永久磁石形クローポール構造のステッピングモータは、板金構造により磁極歯 列と励磁コイルを囲む磁気回路を構成している。これは一般的なインナーロータ 形のモータに限らず、例えば特開昭５６−１２９５６７号公報のようなアウター ロータ形モータでも同じである。

【０００３】 従来の一般的なクローポール形ステータでは、１相分の磁極歯列は２枚の板金 に多数の爪を立て、２つの板金部品の爪を正しく向い合わせに組み合わせること によって構成している。そしてその２つの板金部品の間にボビンに巻いたコイル を挾み込んでいる。この構造では各ステータ部品（板金部品）を一体に組み合わ せる際の位置決め誤差によって磁極歯列のエアーギャップが均一にならず、その ためにモータとしての静止角度精度が大きくばらつくという問題があった。

【０００４】 この問題を解決する手段として、例えば特開昭６１−１３５３５６号公報に開 示されているように、１つの板金部品に破線状に断続したスリットを形成し、こ れによって１つの板金部品に２相分の磁極歯列を形成する技術が知られている。 この技術によれば磁極歯列の位置・形状精度は極めて良くなる。

【０００５】 １つの板金部品に破線状スリットによる磁極歯列を形成する技術を採用して、 本考案者らは先に、図１および図２に示す構造のアウターロータ形ステッピング モータを開発した。

【０００６】 まず既提案のアウターロータ形ステッピングモータについて、図１と図２に基 づいて詳細に説明する。

【０００７】 ５は内ヨークであって、中心筒部の外周に３個のフランジ５ａを一体に有する 磁性体バルク部品である。内ヨーク５の外周には３個のフランジ５ａによって２ 個の溝が形成されており、それぞれの溝内に絶縁材からなる半割ボビン７をセッ トし、その上にコイル８を巻き付けている。

【０００８】 ６はリング状の磁性体からなる外ヨークであって、これには破線状に断続した スリット６ａによって磁極歯列が形成されている。外ヨーク６の内径はフランジ ５ａの外径とほぼ同じで、図のように３個のフランジ５ａの外周部にリング状の 外ヨーク６が緊密に嵌合装着されている。

【０００９】 ９は内ヨーク５の中心穴部に固着された軸受、３は軸受９に貫通装着されて回 転自在に軸支されたロータ軸、１５はロータ軸３の軸方向の移動を止める止め輪 、１はロータ軸３の上端部分に固着されたカップ状ケース、２はカップ状ケース １の内周面に固着されたリング状永久磁石からなるロータ磁石である。

【００１０】 ロータ磁石２の内径は外ヨーク６の外径よりわずかに大きく、ロータ磁石２の 磁極面が外ヨーク６の磁極歯列にわずかなギャップをおいて対向している。なお ロータ磁石２の着磁パターンとステータ側の磁極歯列のパターンについては通常 の永久磁石形ステッピングモータと同様でよいのでここでは詳述しない。

【００１１】 また、１０は内ヨーク５の一端面にネジ１１で固着されたベースプレートであ って、その外周の一部には外部接続用の端子部１４が一体に形成されている。ベ ースプレート１０は金属板からなり、他の部分より薄肉の端子部１４については 表面に絶縁層を形成してからその上に印刷配線で配線パターン１３を形成してい る。そして内ヨーク５と外ヨーク６との間に設けた微少な隙間１９からコイル８ の末端１２を引き出して、端子部１４の配線パターンにハンダ付けしている。

【００１２】 なお図１において、１６は平座金、１７はバネ座金であり、ロータとステータ のガタをなくしつつロータの円滑な回転を保証するためのものである。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

図１と図２に示した既提案のアウターロータ形ステッピングモータは、複数の ヨーク部品の突起を噛み合わせて磁極歯列を形成するのではなく、単独部品の外 ヨーク６に磁極歯列が形成されているので、磁極歯列のパターンの精度は各部品 の組立精度には依存しなくなり、また中心筒部の外周に複数のフランジ５ａを一 体に設けた内ヨーク５と前記外ヨーク６とを組み合わせてステータを構成するの で、構造が簡素化し、組立も容易になるなどの特徴を基本的に有している。しか し図示の構造では、以下のような改良すべき問題点を有していた。

【００１４】 まず、中心筒部の外周に複数のフランジ５ａを一体に有する磁性体のバルク部 品からなる内ヨーク５を製作するには、フェライト成形品による場合でも金属の 削り出しによる場合でも、その製作コストが非常に高くなるという問題がある。

【００１５】 また図１、図２の構造では、内ヨーク５の外周の各フランジ５ａ間の円周溝内 に半割ボビン７をセットし、その上にコイル８を巻き付けている。ここで、１つ の溝内に２個の半割ボビン７をセットしてコイルを巻き付ける際の作業性が非常 に悪いという問題があった。つまり半割ボビン７と内ヨーク５の溝との嵌合力が 弱いので、巻線開始時に半割ボビン７が脱落したり、巻線時に半割ボビン７が滑 って空転し、作業性が悪かった。特に、内ヨーク５の半径方向に２つの半割ボビ ン７を両側からセットするという組立作業を自動化するのは非常に困難である。 なお、半割ボビン７を接着剤で内ヨーク５に止着してからコイルを巻くようにす ると、巻線作業性は向上するが、半割りボビン７を内ヨーク５に接着するという 工程が増えるため、全体としての作業性はあまり向上しない。さらに、１つのコ イル装着溝に２つの半割ボビン７を使うので、部品点数が多くてコスト高になる 。

【００１６】 この考案は前述した従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、図１に 示すような断続スリット式一体円筒形の外ヨークを用いるアウターロータ形ステ ッピングモータについて、特にこの外ヨークと組み合わせる内ヨークの構造およ び組立性を改善することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

そこでこの考案では、中心筒部の外周に複数のフランジを有する磁性体からな る内ヨークを、複数の部品を同軸上に組み合わせて一体化することで構成し、か つ、これを構成する各部品には前記フランジを多くとも１つだけしか設けない構 成とした。

【００１８】

【作用】

ステータを構成するコイルは前記内ヨークの２つのフランジ間の溝状部分に巻 かれるが、この考案の構造では、２つのフランジは２つの部品にそれぞれ設けら れているので、１つのフランジ付き部品にコイルを組み合わせ、さらにもう１つ のフランジ付き部品を組み合わせるという組立て手順をとることができる。

【００１９】

【実施例】

図３および図４にこの考案の一実施例の構成を示している。この実施例におい ては、図１の構成における磁性体バルク部品からなる内ヨーク５に相当する部分 が、４個のフランジ付き部品５０と、これらフランジ付き部品５０を一体化する ための円筒状のホルダー５１と、中央の２つのフランジ付き部品５０を仕切る位 置に配設されたドーナツ円盤形のスペーサ５２とから構成される。フランジ付き 部品５０は磁性体板のプレス成形品であり、図４に示すように、中心筒部５０ａ の一端部に１個のフランジ５０ｂを一体に形成したものである。なおフランジ５ ０ｂの所定位置にはコイル８の末端１２を引き出すための切欠５０ｃが形成され ている。

【００２０】 また図１の構成と異なり、コイル８は完全な円筒形の１個のボビン７０に予め 巻かれている。このボビン７０に巻かれたコイル８と２個のフランジ付き部品５ ０とを図４のように組み合わせる。つまり２個のフランジ付き部品５０を向かい 合わせにして互いの中心筒部５０ａの端面を突き合わせる。その際に両者の中心 筒部５０ａをコイルボビン７０の中心穴に嵌め込む。

【００２１】 このように２個のフランジ付き部品５０とボビン７０に巻かれたコイル８とを 軸方向に組み合わせて一体化し、その組立品をホルダー５１の外周に嵌め込み、 ホルダー５１の一端部に設けられている位置決めフランジ５１ａとフランジ５０ ｂとが当接する位置に位置決めする。その次にドーナツ円盤形のスペーサ５２を ホルダー５１に嵌め込んでフランジ５０ｂに当接させる。さらに、２個のフラン ジ付き部品５０とボビン７０に巻かれたコイル８からなるもう１つの組立品をホ ルダー５１に嵌め込み、前記スペーサ５２を２つのフランジ５０ｂ間に挟み込む 。そして、４個のフランジ付き部品５０と１個のホルダー５１と１個のスペーサ ５２とボビン７０に巻かれた２つのコイル８とを一体化する。これで図１の構成 におけるバルク部品からなる内ヨーク５に４個の半割ボビン７を組み合わせて２ 相分のコイル８を巻いたステータに相当する組立品が完成する。

【００２２】 なおホルダー５１としては磁性体を用いる方が望ましく、そうすればステータ での磁気飽和が起きにくくなるし、２つのフランジ付き部品５０の突き合わせ部 分の磁気抵抗を補う良好な磁気回路を構成することができる。またスペーサ５２ として非磁性体の部品を用いれば、２相の磁気回路を分離する効果があるが、コ ストを優先してスペーサ５２を用いなくてもよい。

【００２３】 以上のように構成されたステータを用い、他の構成は図１と同様にしてアウタ ーロータ形ステッピングモータを実現することができる。つまり図３において、 カップ状ケース１、ロータ磁石２、ロータ軸３、軸受９、ホルダー５１にネジ１ １で固着されたベースプレート１０、コイル８の末端１２が接続される配線パタ ーン１３、端子部１４、平座金１６、ばね座金１７などは図１の構成と同じであ る。

【００２４】 図４の実施例では、コイル８を予めボビン７０に巻いておき、これと２個のフ ランジ付き部品５０とを軸方向に組み合わせるようにしているが、本考案はこれ に限定されない。例えば図５に示すように、ホルダー５１に４個のフランジ付き 部品５０と１個のスペーサ５２とを嵌め込んで一体化し、２個のフランジ付き部 品５０によって形成されたコイル巻線溝の内面に絶縁体被膜７１を形成し、その 絶縁体被膜７１の上にボビンを用いずに直接コイル８を巻いてもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、この考案によるアウターロータ形ステッピングモ ータのステータ構造では、中心筒部と複数のフランジからなる内ヨークを同軸上 に組み合わせて一体化される複数の部品で構成し、しかもその各部品には多くて も１個のフランジしか設けていないので、内ヨークを構成する各部品を磁性体の プレス加工によって容易に製作することができる。また１個のフランジ付き部品 にコイルを組み合わせ、次にもう１つのフランジ付き部品を組み合わせるという 組立手順を採用することができ、ステータの組立性が大幅に向上する。コイルボ ビンとしては従来のような半割ボビンを使用する必要はなくなり、完全なリング 形のボビンを使うことができるので、作業性の向上だけでなくコストも低減する 。またステータの組立を自動化するのも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案者らが先に提案している本考案の前提と
なるアウターロータ形ステッピングモータの断面図であ
る。

【図２】同上モータにおける従来のステータ組立品の一
部切欠斜視図である。

【図３】この考案の第１実施例によるステータ構造を採
用したアウターロータ形ステッピングモータの半断面図
である。

【図４】図３の実施例における２個のフランジ付き部品
とコイルとの組立構造を示す分解斜視図である。

【図５】この考案の第２実施例によるステータ構造を採
用したアウターロータ形ステッピングモータの半断面図
である。

【符号の説明】

１ ロータ磁石 ３ ロータ軸 ５ 内ヨーク（従来） ５ａ フランジ（従来） ６ 外ヨーク ７ 半割ボビン（従来） ８ コイル ５０ フランジ付き部品 ５０ａ 中心筒部 ５０ｂ フランジ ５１ ホルダー ５２ スペーサ ７０ ボビン ７１ 絶縁体被膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心筒部の外周に複数のフランジを有す
   る磁性体からなる内ヨークと、この内ヨークの前記フラ
   ンジ間の溝状部分に巻かれたコイルと、破線状に断続し
   たスリットによって磁極歯列を形成した磁性体の板金部
   品からなり、前記内ヨークの前記フランジの外周に装着
   された円筒状の外ヨークとを備えたものであって、前記
   内ヨークは複数の部品を同軸上に組み合わせて一体化さ
   れており、その各部品は前記フランジを多くとも１個だ
   け有していることを特徴とするアウターロータ形ステッ
   ピングモータのステータ構造。