JP2003224956A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】外側磁極ステータの外径をモータ外径と同等に
して、大きなトルクを得ることである。また、櫛刃状を
成す外側磁極ステータを結合部材に嵌合する際、内側へ
の曲がり変形を防止する。 【解決手段】円筒形状に形成され、周方向にｎ分割して
異なる極に交互に着磁されたロータを備え、軸方向に第
１のコイルとロータと第２のコイルとを順に配置し、第
１コイルにより励磁される第１の外側磁極及び内側磁極
をロータの一端側に対向させてロータを挟み込むと共
に、第２コイルにより励磁される第２の外側磁極及び内
側磁極をロータの他端に対向させてロータを挟み込むよ
うにし、第１、第２外側磁極の内周面で嵌合し同軸を確
保すると同時に、第１、第２の外側磁極との位置決めを
行い連結する結合部材を備えたモータにおいて、第１の
外側磁極と第２の外側磁極と嵌合する結合部材を、内周
に０．１ｍｍ以下の極薄非磁性金属板をインサート成形
した位置決め部材で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型円筒形状のモ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のステッピングモータとし
て、図３に示すものがある。この構造のモータは、特開
平１０−０７５５５８号公報に開示されている。

【０００３】図３において、１０は非磁性材料からなる
円筒形状の連結リングであり、この連結リング１０の内
側には溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが設けられ、
溝１０ａ、１０ｂに第１のステータ１８の外側磁極１８
ａ、１８ｂを嵌合し、溝１０ｃ、１０ｄに第２のステー
タ１９の外側磁極１９ａ、１９ｂを嵌合し、これら嵌合
部分を接着剤により固定して、連結リングに第１のステ
ータ及び第２のステータが取り付けられ、ステータの位
置決めを行う機能とモータ本体の連結リングの変形によ
る同軸を確保する機能とを備えているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、外側磁極ステータの外周と連結リングの内周
面が嵌合する構成となるため以下の様な欠点があった。
外側磁極ステータがモータ外径よりも連結リングの厚み
分だけ小さくならざるを得ないため、モータ外径いっぱ
いまで外側磁極ステータの径を大きくしたモータよりも
トルクが劣る。また、櫛刃状を成す外側磁極ステータが
連結リングとの嵌合時に内側に曲がり易くマグネットと
の干渉を引き起こすことがある。

【０００５】従って、本発明の目的は、第１に、外側磁
極ステータの外径をモータ外径と同等にして、従来構造
の同一外径モータよりも大きなトルクを得ることであ
る。

【０００６】本発明の目的は、第２に、櫛刃状を成す外
側磁極ステータを結合部材に嵌合する際、櫛刃状を成す
外側磁極ステータの内側への曲がり変形を防止すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、第１の外側磁極と第２の外側磁極とを嵌
合する結合部材が、内周に極薄非磁性金属板を円筒状に
インサート成形した位置決め部材で構成されていること
を特徴とする。

【０００８】上記構成において、内周に円筒状にインサ
ート成形された極薄金属板は櫛刃状を成す外側磁極ステ
ータの内側への曲がり変形を防止するように働き、尚か
つ円筒状にインサート成形された極薄金属板は、強固に
成型部材で支持されているので、モータの同軸を出すた
めに作用する。また、櫛刃状を成す外側磁極ステータと
嵌合するように溝形状を成形された結合部材は、第１の
外側磁極と第２の外側磁極との位置決めを行うように作
用する。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の実施
例のモータの分解斜視図である。図１において、１は第
１のステータ及び第２のステータを位置決め結合するた
めの結合部材である。結合部材１は、内周に極薄非磁性
金属板１ａをインサート成形したものであり、成形部材
１ｂは、櫛刃状を成す外側磁極ステータ相互の位置を出
すための位置決め溝が成形されている。さらに、成形部
材１ｂの溝の底面は極薄非磁性金属板１ａにより形成さ
れている。５及び６は、軟磁性材料からなる第１のステ
ータ及び第２のステータであり、第１のステータ及び第
２のステータの位相は、１８°ずらして配置される。結
合部材１はこれらの第１の外側磁極と第２の外側磁極と
の同軸度と位相の位置決めを行う位置決め部材として機
能する。

【００１０】上記構成において、結合部材１に永久磁石
回転子３、回転軸４、第１のステータ５及び第２のステ
ータ６を組み込む。この時、第１のステータ５及び第２
のステータ６の櫛刃状を成す外側磁極ステータは、結合
部材１の成形部材１ｂの形成する溝に沿って相互の位相
が位置決めされるとともに、第１のステータ５及び第２
のステータ６の櫛刃状を成す外側磁極ステータの内周面
とインサート成形された極薄非磁性金属板１ａの外周面
が嵌合されてステータ相互の同軸性を出すようになって
いるモータである。このような構成を取ることにより、
ステータの外周がモータの外径と同一にすることが出来
るため、ステータの内側に内蔵される永久磁石回転子３
の外径も大きくすることが出来る。そのため、モータ外
径が同一の従来構造のモータより大きなトルクを発生す
る事が可能となる。

【００１１】また、従来構造では、連結リングの内周面
と外側磁極ステータの外周面が嵌合するため、櫛刃状を
成す外側磁極ステータの先端が組立時に内側に曲がりや
すく、永久磁石回転子３と接触する恐れがあるため、外
側磁極ステータ内面と永久磁石回転子３の外周面の間隙
を小さくすることが出来なかった。

【００１２】しかし、本実施例では成型部材１ｂにイン
サート成型された極薄非磁性金属板１ａの外周面と外側
磁極ステータの内周面が嵌合するため櫛刃状を成す外側
磁極ステータの先端は内側に曲がる事がないため、外側
磁極ステータ内面と永久磁石回転子３の外周面の間隙を
小さくすることが出来る。

【００１３】そのため、本発明では、外側磁極ステータ
と永久磁石回転子３の外周面との間に極薄金属板１ａが
存在するにも関わらず、従来構造のモータと同等の外側
磁極ステータ内面と永久磁石回転子３の外周面の間隙と
することが出来る。

【００１４】（実施例２）実施例２は、実施例１におい
て結合部材１にインサート成型された極薄非磁性金属板
１ａの外周面とそこに嵌合される第１のステータ５及び
第２のステータ６の櫛刃状を成す外側磁極ステータの内
周面を圧入公差として、第１のステータ５及び第２のス
テータ６のステータ相互の同軸性を向上させたモータで
ある。

【００１５】実施例１と同様に、成型部材１ｂにインサ
ート成型された極薄非磁性金属板１ａの外周面と外側磁
極ステータの内周面が嵌合するため圧入を行っても、櫛
刃状を成す外側磁極ステータの先端は内側に曲がる事な
く、外側磁極ステータの内面が結合部材１にインサート
成型された極薄非磁性金属板１ａの外周面に沿って正確
に円筒形状を構成する様になるため、各々の外側磁極ス
テータの内面と永久磁石回転子３の外周面との間隙のバ
ラツキが従来構造よりも少なくなる。そのため、より滑
らかな回転が得られる。

【００１６】また、従来構造では、櫛刃状を成す外側磁
極ステータの先端が仮に内側に曲がることなく組み込ま
れたとしても、ステータを形成する軟磁性板の厚みのバ
ラツキが各々の外側磁極ステータの内面と永久磁石回転
子３の外周面との間隙のバラツキとして発生するため本
発明の様な効果は得られない。

【００１７】（実施例３）実施例３は、実施例１或いは
２において、結合部材１にインサート成型された極薄非
磁性金属板１ａの外周面とそこに嵌合される第１のステ
ータ５及び第２のステータ６の櫛刃状を成す外側磁極ス
テータの内周面を接着して締結を行ったモータである。

【００１８】結合部材１にインサート成型された極薄非
磁性金属板１ａと軟磁性板からなる櫛刃状を成す外側磁
極ステータは、金属同士の接着となるため安定した強度
が得られる。また、図２に示すような嵌合関係に結合部
材１と第１のステータ及び第２のステータがあり、結合
部材１にインサート成型された極薄非磁性金属板１ａが
永久磁石回転子３を覆うようにあるため、従来構造で問
題となっていた接着材の内面へのはみ出しが構造上起こ
らないといった効果がある。

【００１９】さらに、軟磁性板からなる櫛刃状を成す外
側磁極ステータはその磁気的な特性を満足させるために
磁気焼鈍が施されているため非常に柔らかく変形しやす
いのだが、結合部材１と接着することにより、接着樹脂
が硬化し変形強度が飛躍的に向上する。その結果、結合
部材１と一体になり剛性の高いモータとなる効果があ
る。

【００２０】また、櫛刃状を成す外側磁極ステータが強
固に接着固定されているため、モータを回転させるため
に発生する櫛刃状を成す外側磁極ステータの励磁振動が
極めて小さくなり、回転音が非常に小さいモータを提供
することが出来る。

【００２１】（実施例４）実施例４は、実施例１から３
において、結合部材１が極薄非磁性金属板１ａをメタル
インジェクションモールドインサート成形で、成形され
るものである。その結果、成形部材１ｂの材質が非磁性
金属となる。このような結合部材１を用いたモータが第
４の実施例である。成形部材１ｂが、非磁性金属となる
ことにより、結合部材１の機械的強度が向上するだけで
なく、熱伝導性が向上し放熱性の良いモータとなる効果
がある。

【００２２】また、結合部材１に成形された櫛刃状を成
す外側磁極ステータ相互の位置を出すための位置決め溝
とその溝に嵌合した櫛刃状を成す外側磁極ステータとの
合わせ目を突き合わせ溶接することが可能となる。溶接
による締結を行うことによりより高温下でも使用可能な
モータを提供できる効果がある。

【００２３】そして、本発明の構造により非磁性金属か
らなる成形部材１ｂと櫛刃状を成す外側磁極ステータを
レーザ溶接或いは、プラズマスポット溶接する際に極薄
非磁性金属板１ａが永久磁石回転子３への溶接スパッタ
の飛散を防止する効果がある。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果がある。従来構造の同一外径のモータより大
きなトルクを発生出来る。櫛刃状を成す外側磁極ステー
タのモータ内側への倒れ込みの発生しない構造を提供す
ることが出来る。従来構造よりも外側磁極ステータの内
面と永久磁石回転子の外周面との間隙のバラツキが少な
く滑らかな回転が出来るモータを提供することが出来
る。結合部材１と外側磁極ステータを接着するとき、従
来構造の様に永久磁石回転子のある内側に接着材のはみ
出しのないモータ構造を提供することが出来る。結合部
材１の極薄金属板１ａと軟磁性板からなる櫛刃状を成す
外側磁極ステータは、金属同士の接着となるため極めて
安定した接着強度が得られる。結合部材１と外側磁極ス
テータを接着する事により、剛性の高いモータを提供出
来る。結合部材１と外側磁極ステータを接着する事によ
り、回転音が非常に小さなモータを提供することが出来
る。結合部材１の成形部材１ｂをメタルインジェクショ
ンモールド成形により非磁性金属とすることにより、放
熱性良いモータを提供することが出来る。結合部材１の
成形部材１ｂをメタルインジェクションモールド成形に
より非磁性金属として、外側磁極ステータをレーザ溶接
或いは、プラズマスポット溶接する際に極薄非磁性金属
板１ａが永久磁石回転子３への溶接スパッタの飛散を防
止する効果があるため、容易に溶接構造の高温下でも使
用可能なモータを提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のモータとして機能するための部
品すべてを示した分解斜視図である。

【図２】図２は本発明のモータの第１ステータ及び第２
ステータと位置決め部材との嵌合関係を示した図であ
る。

【図３】図３は従来例のステッピングモータの構造を模
式的に示す図である。

【符号の説明】

１・・・ 結合部材 １ａ・・・ インサート成形された極薄金属板 １ｂ・・・ インサート成形部材 ２・・・ 巻き線 ３・・・ 永久磁石回転子 ４・・・ 回転軸 ５・・・ 第１のステータ ６・・・ 第２のステータ １０・・・ 連結リング １８・・・ 第１のステータ １９・・・ 第２のステータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形状に形成されると共に、周方向にｎ
   分割して異なる極に交互に着磁されたロータを備え、該
   ロータの軸方向に第１のコイルと前記ロータと第２のコ
   イルとを順に配置し、第１コイルにより励磁される第１
   の外側磁極及び第１の内側磁極を前記ロータの一端側の
   外周面及び内周面に対向させてロータの一端側を挟み込
   むと共に、第２コイルにより励磁される第２の外側磁極
   及び第２の内側磁極を前記ロータの他端の外周面及び内
   周面に対向させてロータの他端を挟み込むようにし、か
   つ、前記第１外側磁極と第２外側磁極の内周面で嵌合し
   同軸を確保すると同時に第１の外側磁極と第２の外側磁
   極との位置決めを行い連結する結合部材を備えたモータ
   において、第１の外側磁極と第２の外側磁極とを嵌合す
   る結合部材が、内周に０．１ｍｍ以下の極薄非磁性金属
   板をインサート成形した位置決め部材で構成されている
   ことを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のモータにおいて、第１の外
   側磁極と第２の外側磁極との位置決め精度を上げるため
   に結合部材に第１の外側磁極と第２の外側磁極を圧入す
   ることを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】請求項１及び２記載のモータにおいて、第
   １の外側磁極と第２の外側磁極とを結合部材に接着する
   ことを特徴とするモータ。