JP2002051528A - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JP2002051528A JP2002051528A JP2000231234A JP2000231234A JP2002051528A JP 2002051528 A JP2002051528 A JP 2002051528A JP 2000231234 A JP2000231234 A JP 2000231234A JP 2000231234 A JP2000231234 A JP 2000231234A JP 2002051528 A JP2002051528 A JP 2002051528A
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- Japan
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- brake
- stepping motor
- brake plate
- base
- shaft
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/22—Damping units
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステッピングモータの作動精度を向上させ
る。 【解決手段】 ブレーキ板13は、回転方向のみ回転軸３
に固定されている。円すいコイルバネ15によりブレーキ
板13をブレーキベース12に押し付け、両者の接触面に生
ずる摩擦抵抗をブレーキトルクとして用い、回転軸３の
回転を規制する。回転軸３に対し、一定のブレーキトル
クを、安定して発生させることが可能となるので、ステ
ッピングモータを一・二相励磁や、マイクロステップ制
御等の手法を用いて駆動する場合であって、ステッピン
グモータの励磁電流をカットする際の、回転軸３のズレ
の発生を抑え、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることができる。
る。 【解決手段】 ブレーキ板13は、回転方向のみ回転軸３
に固定されている。円すいコイルバネ15によりブレーキ
板13をブレーキベース12に押し付け、両者の接触面に生
ずる摩擦抵抗をブレーキトルクとして用い、回転軸３の
回転を規制する。回転軸３に対し、一定のブレーキトル
クを、安定して発生させることが可能となるので、ステ
ッピングモータを一・二相励磁や、マイクロステップ制
御等の手法を用いて駆動する場合であって、ステッピン
グモータの励磁電流をカットする際の、回転軸３のズレ
の発生を抑え、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの作動精度を向上させるための技術に関するものであ
る。
タの作動精度を向上させるための技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは、1パルス信号毎
の回転角度が一定であることから、オープンループ制御
によってもパルス数に応じた回転角を高精度に得ること
ができる。また、ディジタル制御系から直接駆動される
ので、各種工作機械の数値制御や計器用モータとして使
用する場合でも、回路構成を簡素化することができると
して、様々な機器に使用されている。
の回転角度が一定であることから、オープンループ制御
によってもパルス数に応じた回転角を高精度に得ること
ができる。また、ディジタル制御系から直接駆動される
ので、各種工作機械の数値制御や計器用モータとして使
用する場合でも、回路構成を簡素化することができると
して、様々な機器に使用されている。
【０００３】図４には、ステッピングモータの構造を簡
単に示している。図４に例示したステッピングモータは
ＶＲ型と称され、固定子１には、多相の突極Ａ,Ｂ,Ｃ,
Ａ’,Ｂ’,Ｃ’を形成し、各突極には固定子巻線を集中
巻している。また、回転子２の突極ａ，ｂ，ｃ，ｄは、
固定子２の各突極に対しピッチをずらして設けられてい
る。
単に示している。図４に例示したステッピングモータは
ＶＲ型と称され、固定子１には、多相の突極Ａ,Ｂ,Ｃ,
Ａ’,Ｂ’,Ｃ’を形成し、各突極には固定子巻線を集中
巻している。また、回転子２の突極ａ，ｂ，ｃ，ｄは、
固定子２の各突極に対しピッチをずらして設けられてい
る。
【０００４】図４には、固定子突極Ａにパルスが加えら
れ、回転子突極ａが固定子突極Ａと対向する位置に引き
寄せられた状態を示している。また、固定子突極Ａの励
磁を止めても、いわゆるディテントトルクによって、回
転子２は回転することなくその位置に固定される。次
に、固定子突極Ｂにパルスを加えると、回転子２は矢印
の方向へと回転して、回転子突極ｂが固定子突極Ｂと対
向する。次に、固定子突極Ｃにパルスを加えると、回転
子突極ｃが固定子突極Ｃと対向する位置へと回転子２は
回転する。このように、固定子にＡＢＣの順序でパルス
を加えると、回転子は30°づつ変位し、合計で90°回転
する。
れ、回転子突極ａが固定子突極Ａと対向する位置に引き
寄せられた状態を示している。また、固定子突極Ａの励
磁を止めても、いわゆるディテントトルクによって、回
転子２は回転することなくその位置に固定される。次
に、固定子突極Ｂにパルスを加えると、回転子２は矢印
の方向へと回転して、回転子突極ｂが固定子突極Ｂと対
向する。次に、固定子突極Ｃにパルスを加えると、回転
子突極ｃが固定子突極Ｃと対向する位置へと回転子２は
回転する。このように、固定子にＡＢＣの順序でパルス
を加えると、回転子は30°づつ変位し、合計で90°回転
する。
【０００５】以上は、一相励磁方式によりステッピング
モータを制御する場合であり、１パルス毎の回転角度
（ステップ角）は、固定子突極と回転子突極のピッチに
よって、必然的に決定される。よって、ステップ角の微
細化は、固定子突極と回転子突極のピッチに制限される
ことになり、事実上の限界がある。
モータを制御する場合であり、１パルス毎の回転角度
（ステップ角）は、固定子突極と回転子突極のピッチに
よって、必然的に決定される。よって、ステップ角の微
細化は、固定子突極と回転子突極のピッチに制限される
ことになり、事実上の限界がある。
【０００６】そこで、ステップ角の微細化を図るための
手法として、一・二相励磁や、マイクロステップ制御等
が採用されている。一・二相励磁は、同時に二つの相の
励磁を行うことで、固定子突極と回転子突極とが対向し
ない位置においても回転子２を停止させ、ステップ角を
一相励磁方式の1/2にするものである。また、マイクロ
ステップ制御は、同時に励磁する二つの相の励磁の比率
を変える（例えば１：0.5、１：0.25等）ことで、ステ
ップ角を更に細分化するものである。
手法として、一・二相励磁や、マイクロステップ制御等
が採用されている。一・二相励磁は、同時に二つの相の
励磁を行うことで、固定子突極と回転子突極とが対向し
ない位置においても回転子２を停止させ、ステップ角を
一相励磁方式の1/2にするものである。また、マイクロ
ステップ制御は、同時に励磁する二つの相の励磁の比率
を変える（例えば１：0.5、１：0.25等）ことで、ステ
ップ角を更に細分化するものである。
【０００７】ところが、固定子突極と回転子突極とが対
向しない位置で回転子２を停止させ、励磁電流をカット
すると、ディテントトルクはその位置で回転子２を固定
するようには作用せず、回転子２は回転方向の「ズレ」
を生ずることになる。かかる「ズレ」は、ステッピング
モータを累積回転させる場合に、パルス数に応じた回転
角をオープンループ制御によって高精度に得ることを不
可能とするものであった。
向しない位置で回転子２を停止させ、励磁電流をカット
すると、ディテントトルクはその位置で回転子２を固定
するようには作用せず、回転子２は回転方向の「ズレ」
を生ずることになる。かかる「ズレ」は、ステッピング
モータを累積回転させる場合に、パルス数に応じた回転
角をオープンループ制御によって高精度に得ることを不
可能とするものであった。
【０００８】そこで、ステッピングモータを、一・二相
励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて駆動す
る場合には、図５に示すように、回転軸３の回転に規制
を加えるブレーキ４を設けている。ブレーキ４は、一対
の板バネ５の先端部で支持した円弧状の制動面を有する
一対のブレーキシュー６で、回転軸３を挟持することに
より、一定の制動力を常時回転軸３に付与することを目
的とするものである。一対の板バネ５の基端部にはブラ
ケット５ａが形成されており、このブラケット５ａを用
いて一対のバネ５をモータハウジング７に固定してい
る。モータハウジング７のフロント面７ａには、板バネ
５先端部のブレーキシュー６を回転軸３に押し付けるた
めの、調整ピン８を設けている。また、フロント面７ａ
には、ステッピングモータの固定に用いられるネジ穴９
が形成されている。
励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて駆動す
る場合には、図５に示すように、回転軸３の回転に規制
を加えるブレーキ４を設けている。ブレーキ４は、一対
の板バネ５の先端部で支持した円弧状の制動面を有する
一対のブレーキシュー６で、回転軸３を挟持することに
より、一定の制動力を常時回転軸３に付与することを目
的とするものである。一対の板バネ５の基端部にはブラ
ケット５ａが形成されており、このブラケット５ａを用
いて一対のバネ５をモータハウジング７に固定してい
る。モータハウジング７のフロント面７ａには、板バネ
５先端部のブレーキシュー６を回転軸３に押し付けるた
めの、調整ピン８を設けている。また、フロント面７ａ
には、ステッピングモータの固定に用いられるネジ穴９
が形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のブレ
ーキ４は、一定の弾性力を有する板バネ５を量産により
得ることが難しく、また、取り付け後のバネ力の調整及
び一対の板バネ５のバランス調整も極めて困難であっ
た。なおかつ、ブレーキシュー６の制動面の円弧加工は
困難で高コストとなり、ブレーキシュー６の制動面と回
転軸３との摺接面積を安定させることも困難で、一定の
摩擦トルクを得ることができなかった。さらに、ブレー
キシュー６は回転軸３に対し直接的に摺接するため、回
転軸３の面荒れ、摩耗等が進行することによる、ブレー
キトルクの経時的変化が大きく、回転軸３を破損するお
それもあった。
ーキ４は、一定の弾性力を有する板バネ５を量産により
得ることが難しく、また、取り付け後のバネ力の調整及
び一対の板バネ５のバランス調整も極めて困難であっ
た。なおかつ、ブレーキシュー６の制動面の円弧加工は
困難で高コストとなり、ブレーキシュー６の制動面と回
転軸３との摺接面積を安定させることも困難で、一定の
摩擦トルクを得ることができなかった。さらに、ブレー
キシュー６は回転軸３に対し直接的に摺接するため、回
転軸３の面荒れ、摩耗等が進行することによる、ブレー
キトルクの経時的変化が大きく、回転軸３を破損するお
それもあった。
【００１０】さらに、図６に示すように、板バネ５はモ
ータハウジング７のフロント面７ａに設けられたフラン
ジ７ｂを跨ぐ様に固定される。したがって、ステッピン
グモータの取り付けにはステー10が必要不可欠となり、
フランジ７ｂを回転軸３の芯出しに使用することもでき
なくなった。このため、被固定物11と回転軸３との芯出
し精度を低下させることにもなった。加えて、板バネ５
の撓みにより共振振動を発生させることもある等、種々
の問題を抱えていた。
ータハウジング７のフロント面７ａに設けられたフラン
ジ７ｂを跨ぐ様に固定される。したがって、ステッピン
グモータの取り付けにはステー10が必要不可欠となり、
フランジ７ｂを回転軸３の芯出しに使用することもでき
なくなった。このため、被固定物11と回転軸３との芯出
し精度を低下させることにもなった。加えて、板バネ５
の撓みにより共振振動を発生させることもある等、種々
の問題を抱えていた。
【００１１】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、回転子のズレを効果
的に抑えることを可能とし、ステッピングモータを一・
二相励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて駆
動する場合の、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることにある。
であり、その目的とするところは、回転子のズレを効果
的に抑えることを可能とし、ステッピングモータを一・
二相励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて駆
動する場合の、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の請求項１に係るステッピングモータは、モ
ータハウジングの、回転軸が突出する部分にブレーキベ
ースを設け、該ブレーキベースに、回転軸の軸方向には
摺動可能に、回転方向には動きを必要最小限に制約され
て前記回転軸に嵌合されたブレーキ板を対面させ、該ブ
レーキ板を前記ブレーキベースに対し、常時、一定圧力
で押し付けたブレーキを有することを特徴とする。
の、本発明の請求項１に係るステッピングモータは、モ
ータハウジングの、回転軸が突出する部分にブレーキベ
ースを設け、該ブレーキベースに、回転軸の軸方向には
摺動可能に、回転方向には動きを必要最小限に制約され
て前記回転軸に嵌合されたブレーキ板を対面させ、該ブ
レーキ板を前記ブレーキベースに対し、常時、一定圧力
で押し付けたブレーキを有することを特徴とする。
【００１３】本発明によると、前記ブレーキ板は、回転
方向のみ前記回転軸に廻り止め嵌合されており、軸方向
には摺動可能であるため、前記回転軸自体に軸方向の力
を加えることなく、前記ブレーキ板を前記ブレーキベー
スに押し付けることが可能となる。そして、前記ブレー
キ板を前記ブレーキベースに押し付けることで両者の接
触面に生ずる摩擦力を、ブレーキトルクとして用い、前
記回転軸の回転を規制する。また、前記ブレーキ板を前
記ブレーキベースに対し、常時、一定圧力で押し付ける
ことで、一定の摩擦力を常時発生させており、励磁電流
をカットする際の固定子突極と回転子突極との位置関係
の如何に拘らず、前記回転軸のズレの発生を抑える。
方向のみ前記回転軸に廻り止め嵌合されており、軸方向
には摺動可能であるため、前記回転軸自体に軸方向の力
を加えることなく、前記ブレーキ板を前記ブレーキベー
スに押し付けることが可能となる。そして、前記ブレー
キ板を前記ブレーキベースに押し付けることで両者の接
触面に生ずる摩擦力を、ブレーキトルクとして用い、前
記回転軸の回転を規制する。また、前記ブレーキ板を前
記ブレーキベースに対し、常時、一定圧力で押し付ける
ことで、一定の摩擦力を常時発生させており、励磁電流
をカットする際の固定子突極と回転子突極との位置関係
の如何に拘らず、前記回転軸のズレの発生を抑える。
【００１４】また、本発明の請求項２に係るステッピン
グモータは、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに押
し付ける手段を、前記回転軸に取り付けている。この構
成によれば、前記ブレーキベース、前記ブレーキ板、お
よび、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに押し付け
る手段を、全て前記回転軸と同軸上に配置することが可
能となる。
グモータは、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに押
し付ける手段を、前記回転軸に取り付けている。この構
成によれば、前記ブレーキベース、前記ブレーキ板、お
よび、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに押し付け
る手段を、全て前記回転軸と同軸上に配置することが可
能となる。
【００１５】また、本発明の請求項３に係るステッピン
グモータでは、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに
押し付ける手段は、コイルスプリングを前記回転軸に挿
通し、該コイルスプリングの一端部を前記ブレーキ板に
当接させ、他端部を前記回転軸に勘入する止め輪等の手
段によって位置決めしてなるものである。
グモータでは、前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに
押し付ける手段は、コイルスプリングを前記回転軸に挿
通し、該コイルスプリングの一端部を前記ブレーキ板に
当接させ、他端部を前記回転軸に勘入する止め輪等の手
段によって位置決めしてなるものである。
【００１６】この構成によると、前記回転軸に嵌合する
止め輪によって軸方向の位置決めがなされたコイルスプ
リングの弾性力によって、前記ブレーキ板に対し、前記
ブレーキベースへ押し付ける力を付与する。
止め輪によって軸方向の位置決めがなされたコイルスプ
リングの弾性力によって、前記ブレーキ板に対し、前記
ブレーキベースへ押し付ける力を付与する。
【００１７】また、本発明の請求項４に係るステッピン
グモータは、前記ブレーキベース及び前記ブレーキ板の
直径を、前記ハウジングの回転軸が突出する部分に設け
られたフロントフランジより小径としている。該フロン
トフランジの外径は、一般的には非固定物に同心状に取
付ける際の、基準ガイド面（インロー）になるものであ
る。この構成により、当該ステッピングモータを被固定
物に固定する際に、前記ブレーキベース及び前記ブレー
キ板がその障害となることを防ぐ。
グモータは、前記ブレーキベース及び前記ブレーキ板の
直径を、前記ハウジングの回転軸が突出する部分に設け
られたフロントフランジより小径としている。該フロン
トフランジの外径は、一般的には非固定物に同心状に取
付ける際の、基準ガイド面（インロー）になるものであ
る。この構成により、当該ステッピングモータを被固定
物に固定する際に、前記ブレーキベース及び前記ブレー
キ板がその障害となることを防ぐ。
【００１８】さらに、本発明の請求項５に係るステッピ
ングモータは、前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方
向の廻り止めを、前記回転軸に固定した止めピンと、前
記ブレーキ板の軸穴に設けた溝との噛み合わせによって
行い、前記回転軸に対する前記ブレーキ板の軸方向の動
きを許容しつつ、回転方向の動き止めを行っている。
ングモータは、前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方
向の廻り止めを、前記回転軸に固定した止めピンと、前
記ブレーキ板の軸穴に設けた溝との噛み合わせによって
行い、前記回転軸に対する前記ブレーキ板の軸方向の動
きを許容しつつ、回転方向の動き止めを行っている。
【００１９】また、本発明の請求項６に係るステッピン
グモータは、前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方向
の廻り止めを、前記ブレーキ板及び前記回転軸の各々に
形成したスプラインの噛み合わせによって行い、前記回
転軸に対する前記ブレーキ板の軸方向の動きを許容しつ
つ、回転方向の動き止めを行っている。
グモータは、前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方向
の廻り止めを、前記ブレーキ板及び前記回転軸の各々に
形成したスプラインの噛み合わせによって行い、前記回
転軸に対する前記ブレーキ板の軸方向の動きを許容しつ
つ、回転方向の動き止めを行っている。
【００２０】また、本発明の請求項７に係るステッピン
グモータは、前記ブレーキベースを設けず、前記モータ
ハウジングに直接前記ブレーキ板を対面させ、一定圧力
で押し付けたブレーキを有するものである。かかる構成
によれば、ブレーキの構成要素の数を減らしつつ、必要
な制動力を得ることで、前記回転軸の回転を規制する。
グモータは、前記ブレーキベースを設けず、前記モータ
ハウジングに直接前記ブレーキ板を対面させ、一定圧力
で押し付けたブレーキを有するものである。かかる構成
によれば、ブレーキの構成要素の数を減らしつつ、必要
な制動力を得ることで、前記回転軸の回転を規制する。
【００２１】さらに、本発明の請求項８に係るステッピ
ングモータは、前記ブレーキベースの制動面と前記ブレ
ーキ板の制動面との間に、摩擦係数の安定した、耐摩耗
性を有する薄厚スペーサを介在させ、複数の摩擦面を含
むブレーキとしたものである。そして、複数の摩擦面に
よって、必要な制動力を分担して発生させる。
ングモータは、前記ブレーキベースの制動面と前記ブレ
ーキ板の制動面との間に、摩擦係数の安定した、耐摩耗
性を有する薄厚スペーサを介在させ、複数の摩擦面を含
むブレーキとしたものである。そして、複数の摩擦面に
よって、必要な制動力を分担して発生させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分
または相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。
図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分
または相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。
【００２３】図１には、本発明の実施の形態に係るステ
ッピングモータの側面図を、一部断面と共に示してい
る。また、図２には、図１に示すステッピングモータの
正面図を示している。
ッピングモータの側面図を、一部断面と共に示してい
る。また、図２には、図１に示すステッピングモータの
正面図を示している。
【００２４】モータハウジング７の、回転軸が突出する
部分に設けられたフランジ７ｂには、円盤状のブレーキ
ベース12をネジ止め、溶着等により固定している。ま
た、回転軸３には、環状のブレーキ板13を挿通してい
る。そして、回転軸３に固定した止めピン14を、ブレー
キ板13の軸穴に設けたキー溝13ａに対し、最小限許容隙
間を以って噛み合わせることにより、ブレーキ板13の回
転軸３に対する軸方向（回転軸３の軸心方向）の動きを
許容しつつ、回転方向（回転軸３の回転方向）の廻り止
めを行っている。
部分に設けられたフランジ７ｂには、円盤状のブレーキ
ベース12をネジ止め、溶着等により固定している。ま
た、回転軸３には、環状のブレーキ板13を挿通してい
る。そして、回転軸３に固定した止めピン14を、ブレー
キ板13の軸穴に設けたキー溝13ａに対し、最小限許容隙
間を以って噛み合わせることにより、ブレーキ板13の回
転軸３に対する軸方向（回転軸３の軸心方向）の動きを
許容しつつ、回転方向（回転軸３の回転方向）の廻り止
めを行っている。
【００２５】さらに、円すいコイルバネ15を回転軸３に
挿通し、円すいコイルバネ15の一端部（大径端部）をブ
レーキ板13に当接させ、他端部（小径端部）を回転軸３
に嵌合する止め輪16等によって軸方向に位置決めしてい
る。そして、円すいコイルバネ15の弾性力により、ブレ
ーキ板13をブレーキベース12に対し、常時、一定圧力で
押し付ける（本実施の形態の場合はバネ力であるが、こ
れに限定されるものではなく、電磁力等の利用も可能で
ある。）。なお、ブレーキベース12及びブレーキ板13の
直径は、フロントフランジ12よりも小径とし、円すいコ
イルバネ15の大径端部も同様とする。
挿通し、円すいコイルバネ15の一端部（大径端部）をブ
レーキ板13に当接させ、他端部（小径端部）を回転軸３
に嵌合する止め輪16等によって軸方向に位置決めしてい
る。そして、円すいコイルバネ15の弾性力により、ブレ
ーキ板13をブレーキベース12に対し、常時、一定圧力で
押し付ける（本実施の形態の場合はバネ力であるが、こ
れに限定されるものではなく、電磁力等の利用も可能で
ある。）。なお、ブレーキベース12及びブレーキ板13の
直径は、フロントフランジ12よりも小径とし、円すいコ
イルバネ15の大径端部も同様とする。
【００２６】尚、ブレーキベース12の摩擦面は、平坦面
を有し、かつ、回転軸に対して直角に組み付けられてい
る。そして、ブレーキ板13は均一な厚みとし、その摩擦
面は平坦面を有するものとして、両摩擦面の接触面積を
増大させている。また、ブレーキベース12、ブレーキ板
13の材質は、特に指定しないが、本発明の実施の形態の
場合は連続摩擦であるため、耐摩耗性を考慮しかつ低イ
ナーシャを実現するため、プラスチック材料としてい
る。しかしながら、同様の性質を有する金属系材料を使
用することも可能である。本発明の実施の形態に係るブ
レーキ17は、以上の構造を有している。
を有し、かつ、回転軸に対して直角に組み付けられてい
る。そして、ブレーキ板13は均一な厚みとし、その摩擦
面は平坦面を有するものとして、両摩擦面の接触面積を
増大させている。また、ブレーキベース12、ブレーキ板
13の材質は、特に指定しないが、本発明の実施の形態の
場合は連続摩擦であるため、耐摩耗性を考慮しかつ低イ
ナーシャを実現するため、プラスチック材料としてい
る。しかしながら、同様の性質を有する金属系材料を使
用することも可能である。本発明の実施の形態に係るブ
レーキ17は、以上の構造を有している。
【００２７】上記構成をなす本発明の実施の形態によ
り、以下の作用効果を得ることができる。まず、ブレー
キ板13は、回転方向のみ回転軸３に廻り止め嵌合されて
いるので、回転軸３に軸方向の力を加えることなく、ブ
レーキ板13をブレーキベース12に押し付けることが可能
となる。そして、円すいコイルバネ15によりブレーキ板
13をブレーキベース12に押し付けることで両者の接触面
に生ずる摩擦抵抗を、ブレーキトルクＴbとして用い、
回転軸３の回転を規制することができる。ブレーキベー
ス12とブレーキ板13との制動面は平面であるため、面同
士の馴染みも良好であり、均一な摩擦力を安定して発生
させることができる。
り、以下の作用効果を得ることができる。まず、ブレー
キ板13は、回転方向のみ回転軸３に廻り止め嵌合されて
いるので、回転軸３に軸方向の力を加えることなく、ブ
レーキ板13をブレーキベース12に押し付けることが可能
となる。そして、円すいコイルバネ15によりブレーキ板
13をブレーキベース12に押し付けることで両者の接触面
に生ずる摩擦抵抗を、ブレーキトルクＴbとして用い、
回転軸３の回転を規制することができる。ブレーキベー
ス12とブレーキ板13との制動面は平面であるため、面同
士の馴染みも良好であり、均一な摩擦力を安定して発生
させることができる。
【００２８】ブレーキトルクＴbは、ブレーキベース12
とブレーキ板13の摩擦係数をμ、円すいコイルバネ15に
よりブレーキ板13をブレーキベース12に押し付ける力を
Ｐ、ブレーキ板13の制動面の平均半径をｒとすると、Ｔ
b＝μ・Ｐ・ｒの関係が成り立つ。この関係を図５、図
６に示す従来のブレーキ４に当て嵌めてみると、ｒは、
ブレーキシュー６に形成された円弧状の制動面の半径で
ある。当該半径は、回転軸３の半径と概略同一であり、
本実施の形態に係るブレーキ板13の制動面の半径に比し
て、はるかに小さなものである。よって、本実施の形態
に係るブレーキ17では、従来のブレーキ４と同等のブレ
ーキトルクを得るにあたり、μ及びＰの値をはるかに小
さくすることが可能となる。
とブレーキ板13の摩擦係数をμ、円すいコイルバネ15に
よりブレーキ板13をブレーキベース12に押し付ける力を
Ｐ、ブレーキ板13の制動面の平均半径をｒとすると、Ｔ
b＝μ・Ｐ・ｒの関係が成り立つ。この関係を図５、図
６に示す従来のブレーキ４に当て嵌めてみると、ｒは、
ブレーキシュー６に形成された円弧状の制動面の半径で
ある。当該半径は、回転軸３の半径と概略同一であり、
本実施の形態に係るブレーキ板13の制動面の半径に比し
て、はるかに小さなものである。よって、本実施の形態
に係るブレーキ17では、従来のブレーキ４と同等のブレ
ーキトルクを得るにあたり、μ及びＰの値をはるかに小
さくすることが可能となる。
【００２９】その結果として、円すいコイルバネ15にバ
ネレートの低いものを用いることが可能となり、組付け
作業、弾性力の調整等も容易となる。また、ブレーキベ
ース12及びブレーキ板13の材料の選択幅も広がることと
なるので、低コストの部品で充分な制動力を得ることが
可能となる。また、耐久性を優先した材料を選択するこ
とも可能となる。
ネレートの低いものを用いることが可能となり、組付け
作業、弾性力の調整等も容易となる。また、ブレーキベ
ース12及びブレーキ板13の材料の選択幅も広がることと
なるので、低コストの部品で充分な制動力を得ることが
可能となる。また、耐久性を優先した材料を選択するこ
とも可能となる。
【００３０】なお、ブレーキベース12及びブレーキ板13
の材料は異なるものとし、例えば、真鍮及び合成樹脂
（フッ素系樹脂等）の組合せが可能である。本実施の形
態では、前述のごとくμ値を小さくすることができるの
で、テフロン、ナイロン66（何れもデュポン社の商品
名）、ジュラコン（ポリプラスチック社の商品名）等、
摩耗が少なく摩擦係数の安定した材料を適用することが
可能である。
の材料は異なるものとし、例えば、真鍮及び合成樹脂
（フッ素系樹脂等）の組合せが可能である。本実施の形
態では、前述のごとくμ値を小さくすることができるの
で、テフロン、ナイロン66（何れもデュポン社の商品
名）、ジュラコン（ポリプラスチック社の商品名）等、
摩耗が少なく摩擦係数の安定した材料を適用することが
可能である。
【００３１】さらに、円すいコイルバネ15の弾性力は、
ブレーキ板13の厚さを変え、または、回転軸３に嵌合す
る止め輪16の位置または形状を変えて、円すいコイルバ
ネ15の縮み量を増減することによりることによっても、
容易に調節することが可能である。また、ブレーキベー
ス12及びブレーキ板13の半径を変えることによっても、
調節することができる。しかも、本実施の形態に係るブ
レーキ17は、各構成部品に充分な剛性を持たせることが
できるので、共振振動の発生を抑えることが容易であ
る。
ブレーキ板13の厚さを変え、または、回転軸３に嵌合す
る止め輪16の位置または形状を変えて、円すいコイルバ
ネ15の縮み量を増減することによりることによっても、
容易に調節することが可能である。また、ブレーキベー
ス12及びブレーキ板13の半径を変えることによっても、
調節することができる。しかも、本実施の形態に係るブ
レーキ17は、各構成部品に充分な剛性を持たせることが
できるので、共振振動の発生を抑えることが容易であ
る。
【００３２】さらに、回転軸３と無関係にブレーキベー
ス12とブレーキ板13との制動面によってブレーキトルク
を得ることが出きるので、回転軸３に面荒れ、摩耗等が
生ずることがなく、回転軸３の破損を防ぐことができ
る。また、ブレーキトルクの経時的変化も最小限に抑え
ることができる。
ス12とブレーキ板13との制動面によってブレーキトルク
を得ることが出きるので、回転軸３に面荒れ、摩耗等が
生ずることがなく、回転軸３の破損を防ぐことができ
る。また、ブレーキトルクの経時的変化も最小限に抑え
ることができる。
【００３３】以上のごとく、本実施の形態に係るブレー
キ17は、回転軸３に対し、一定のブレーキトルクを、安
定して発生させることが可能となる。よって、ステッピ
ングモータの励磁電流をカットする際の、固定子突極と
回転子突極との位置関係の如何に拘らず、回転軸のズレ
の発生を抑え、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることができる。
キ17は、回転軸３に対し、一定のブレーキトルクを、安
定して発生させることが可能となる。よって、ステッピ
ングモータの励磁電流をカットする際の、固定子突極と
回転子突極との位置関係の如何に拘らず、回転軸のズレ
の発生を抑え、ステッピングモータの作動精度を向上さ
せることができる。
【００３４】さらに、本実施の形態では、ブレーキ17の
構成要素であるブレーキベース12、ブレーキ板13、円す
いコイルバネ15を、全て、回転軸３と同軸上に配置して
いる。また、ブレーキベース12、ブレーキ板13および円
すいコイルバネ15の直径を、フロントフランジ７ｂより
小径としている。よって、ブレーキ17の全体をフロント
フランジ７ｂの前方にコンパクトにまとめることが可能
となり、図３に示すように、ステッピングモータを被固
定物11に固定する際に、取り付けステー等を用いること
なく、モータハウジング７のフロント面７ａを直接的に
被固定物11に固定することができる。このため、被固定
物11と回転軸３との芯出し精度の低下を防ぐことが可能
となる。また、フランジ７ｂを回転軸３の芯出しに使用
することも可能となる。
構成要素であるブレーキベース12、ブレーキ板13、円す
いコイルバネ15を、全て、回転軸３と同軸上に配置して
いる。また、ブレーキベース12、ブレーキ板13および円
すいコイルバネ15の直径を、フロントフランジ７ｂより
小径としている。よって、ブレーキ17の全体をフロント
フランジ７ｂの前方にコンパクトにまとめることが可能
となり、図３に示すように、ステッピングモータを被固
定物11に固定する際に、取り付けステー等を用いること
なく、モータハウジング７のフロント面７ａを直接的に
被固定物11に固定することができる。このため、被固定
物11と回転軸３との芯出し精度の低下を防ぐことが可能
となる。また、フランジ７ｂを回転軸３の芯出しに使用
することも可能となる。
【００３５】なお、本発明の実施の形態では、ブレーキ
板13の回転軸３に対する回転方向の廻り止めを、回転軸
３に固定した止めピン14と、ブレーキ板13の軸穴に設け
たキー溝13ａとの噛み合わせによって行っているが、回
転軸３に対するブレーキ板13の軸方向の動きを許容しつ
つ、回転方向の固定を行うことが可能であれば、他の構
造に換えることも可能である。例えば、ブレーキ板13及
び回転軸３の各々にスプライン溝を形成し、該スプライ
ン溝を噛み合わせることによっても、同様の作用効果を
得ることができる。
板13の回転軸３に対する回転方向の廻り止めを、回転軸
３に固定した止めピン14と、ブレーキ板13の軸穴に設け
たキー溝13ａとの噛み合わせによって行っているが、回
転軸３に対するブレーキ板13の軸方向の動きを許容しつ
つ、回転方向の固定を行うことが可能であれば、他の構
造に換えることも可能である。例えば、ブレーキ板13及
び回転軸３の各々にスプライン溝を形成し、該スプライ
ン溝を噛み合わせることによっても、同様の作用効果を
得ることができる。
【００３６】また、本発明の実施の形態におけるブレー
キベース12を設けず、モータハウジング７のフロント面
７ａに直接ブレーキ板13を対面させ、一定圧力で押し付
ける構成のブレーキ17を設けることも可能である。かか
る構成によれば、ブレーキ17の構成要素の数を減らしつ
つ、必要な制動力を得ることで、回転軸３の回転を規制
することができる。
キベース12を設けず、モータハウジング７のフロント面
７ａに直接ブレーキ板13を対面させ、一定圧力で押し付
ける構成のブレーキ17を設けることも可能である。かか
る構成によれば、ブレーキ17の構成要素の数を減らしつ
つ、必要な制動力を得ることで、回転軸３の回転を規制
することができる。
【００３７】さらに、図示は省略するが、ブレーキベー
ス12の制動面とブレーキ板13の制動面との間に、摩擦係
数の安定した、耐摩耗性を有する薄厚スペーサを介在さ
せ（該薄肉スペーサは、回転軸３に対し回転自在であ
る。）、該薄肉スペーサの制動面及びブレーキベース12
の制動面の摩擦面と、該薄肉スペーサの制動面及びブレ
ーキ板13の摩擦面を形成する。このように、複数の摩擦
面を含むブレーキ17を構成することで、各摩擦面によっ
て必要な制動力を分担して発生させることも可能であ
る。
ス12の制動面とブレーキ板13の制動面との間に、摩擦係
数の安定した、耐摩耗性を有する薄厚スペーサを介在さ
せ（該薄肉スペーサは、回転軸３に対し回転自在であ
る。）、該薄肉スペーサの制動面及びブレーキベース12
の制動面の摩擦面と、該薄肉スペーサの制動面及びブレ
ーキ板13の摩擦面を形成する。このように、複数の摩擦
面を含むブレーキ17を構成することで、各摩擦面によっ
て必要な制動力を分担して発生させることも可能であ
る。
【００３８】
【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
ステッピングモータによれば、ステッピングモータを一
・二相励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて
駆動する場合の、回転子のズレを効果的に抑えることが
可能となり、ステッピングモータの作動精度を向上させ
ることができる。
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
ステッピングモータによれば、ステッピングモータを一
・二相励磁や、マイクロステップ制御等の手法を用いて
駆動する場合の、回転子のズレを効果的に抑えることが
可能となり、ステッピングモータの作動精度を向上させ
ることができる。
【００３９】また、本発明の請求項２に係るステッピン
グモータによれば、ステッピングモータを被固定物に直
接固定することが可能となり、前記ブレーキベース、前
記ブレーキ板、および、前記ブレーキ板を前記ブレーキ
ベースに押し付ける手段を、全て前記回転軸と同軸上に
配置することが可能となり、前記ブレーキの小型化を促
進することができる。
グモータによれば、ステッピングモータを被固定物に直
接固定することが可能となり、前記ブレーキベース、前
記ブレーキ板、および、前記ブレーキ板を前記ブレーキ
ベースに押し付ける手段を、全て前記回転軸と同軸上に
配置することが可能となり、前記ブレーキの小型化を促
進することができる。
【００４０】また、本発明の請求項３に係るステッピン
グモータによれば、コイルスプリングの弾性力によっ
て、前記ブレーキ板に対し、前記ブレーキベースへ押し
付ける力を付与することにより、制動トルクの調節を容
易とし、かつ、一定のブレーキトルクを安定して発生さ
せることが可能となる。
グモータによれば、コイルスプリングの弾性力によっ
て、前記ブレーキ板に対し、前記ブレーキベースへ押し
付ける力を付与することにより、制動トルクの調節を容
易とし、かつ、一定のブレーキトルクを安定して発生さ
せることが可能となる。
【００４１】また、本発明の請求項４に係るステッピン
グモータによれば、ステッピングモータを被固定物に直
接固定することが可能となり、被固定物と前記回転軸と
の芯出し精度の低下を防ぐことが可能となる。
グモータによれば、ステッピングモータを被固定物に直
接固定することが可能となり、被固定物と前記回転軸と
の芯出し精度の低下を防ぐことが可能となる。
【００４２】また、本発明の請求項５または請求項６に
係るステッピングモータによれば、回転軸に対するブレ
ーキ板の軸方向の動きを許容しつつ、回転方向の廻り止
めを行うことを可能として、回転子のズレを効果的に抑
えるためのブレーキを構成することが可能となる。
係るステッピングモータによれば、回転軸に対するブレ
ーキ板の軸方向の動きを許容しつつ、回転方向の廻り止
めを行うことを可能として、回転子のズレを効果的に抑
えるためのブレーキを構成することが可能となる。
【００４３】また、本発明の請求項７に係るステッピン
グモータによれば、ブレーキの構成要素の数を減らしつ
つ、必要な制動力を得ることで、前記回転軸の回転を規
制し、ステッピングモータの作動精度を向上させること
ができる。
グモータによれば、ブレーキの構成要素の数を減らしつ
つ、必要な制動力を得ることで、前記回転軸の回転を規
制し、ステッピングモータの作動精度を向上させること
ができる。
【００４４】さらに、本発明の請求項８に係るステッピ
ングモータによれば、複数の摩擦面によって、必要な制
動力を分担して発生させることで、前記回転軸の回転を
規制し、ステッピングモータの作動精度を向上させるこ
とができる。
ングモータによれば、複数の摩擦面によって、必要な制
動力を分担して発生させることで、前記回転軸の回転を
規制し、ステッピングモータの作動精度を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ
の側面図である。
の側面図である。
【図２】図１に示すステッピングモータの正面図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ
を、被固定物に固定した様子を示す模式図である。
を、被固定物に固定した様子を示す模式図である。
【図４】ステッピングモータの構造を示す模式図であ
る。
る。
【図５】従来の、ブレーキを備えるステッピングモータ
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図６】図５に示すステッピングモータを、被固定物に
固定した様子を示す模式図である。
固定した様子を示す模式図である。
１ 固定子 ２ 回転子 ３ 回転軸 ７ モータハウジング ７ａ フロント面 ７ｂ フランジ ９ ネジ穴 11 被固定物 12 ブレーキベース 13 ブレーキ板 13ａ キー溝 14 止めピン 15 コイルスプリング 17 ブレーキ
Claims (8)
- 【請求項１】 モータハウジングの、回転軸が突出する
部分にブレーキベースを設け、該ブレーキベースに、回
転軸の軸方向には摺動可能に、回転方向には動きを必要
最小限に制約されて前記回転軸に嵌合されたブレーキ板
を対面させ、該ブレーキ板を前記ブレーキベースに対
し、常時、一定圧力で押し付けたブレーキを有すること
を特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項２】 前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに
押し付ける手段を、前記回転軸に取り付けたことを特徴
とする請求項１記載のステッピングモータ。 - 【請求項３】 前記ブレーキ板を前記ブレーキベースに
押し付ける手段は、コイルスプリングを前記回転軸に挿
通し、該コイルスプリングの一端部を前記ブレーキ板に
当接させ、他端部を前記回転軸に勘入する止め輪によっ
て位置決めしてなることを特徴とする請求項２記載のス
テッピングモータ。 - 【請求項４】 前記ブレーキベース及び前記ブレーキ板
の直径を、前記ハウジングの回転軸が突出する部分に設
けられたフロントフランジより小径としたことを特徴と
する請求項１から３のいずれか１項記載のステッピング
モータ。 - 【請求項５】 前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方
向の固定を、前記回転軸に固定した止めピンと、前記ブ
レーキ板の軸穴に設けた溝との噛み合わせによって行う
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の
ステッピングモータ。 - 【請求項６】 前記ブレーキ板の回転軸に対する回転方
向の固定を、前記ブレーキ板及び前記回転軸の各々に形
成したスプラインの噛み合わせによって行うことを特徴
とする請求項１から４のいずれか１項記載のステッピン
グモータ。 - 【請求項７】 前記ブレーキベースを設けず、前記モー
タハウジングに直接前記ブレーキ板を対面させ、一定圧
力で押し付けたブレーキを有することを特徴とする請求
項１から６のいずれか１項記載のステッピングモータ。 - 【請求項８】 前記ブレーキベースの制動面と前記ブレ
ーキ板の制動面との間に、耐摩耗性を有し摩擦係数の安
定した薄厚スペーサを介在させ、複数の摩擦面を含むブ
レーキとしたことを特徴とする請求項１から６のいずれ
か１項記載のステッピングモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000231234A JP2002051528A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ステッピングモータ |
| EP20010810733 EP1178588B1 (en) | 2000-07-31 | 2001-07-25 | Stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000231234A JP2002051528A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ステッピングモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002051528A true JP2002051528A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18724100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000231234A Pending JP2002051528A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ステッピングモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1178588B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002051528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013094659A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 日本電産サーボ株式会社 | インナーロータ型モータ |
| KR20170099887A (ko) * | 2014-12-26 | 2017-09-01 | 오리엔탈모터가부시끼가이샤 | 마찰 브레이크 구조 |
| JP2020120439A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | 小倉クラッチ株式会社 | 制動力調整装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE399251T1 (de) * | 2005-03-11 | 2008-07-15 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Dämpfungsvorrichtung für eine ausgangswelle in einem getriebe |
| CN110206476B (zh) * | 2019-04-25 | 2024-04-12 | 杭州威仕达机电科技有限公司 | 遇阻反弹控制装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6516685A (ja) * | 1965-12-22 | 1967-06-23 | ||
| FR2290610A1 (fr) * | 1974-11-08 | 1976-06-04 | Advanced Technology Applic Cor | Dispositif pour le filtrage mecanique du mouvement transmis par un moteur d'entrainement, notamment pas a pas |
| US4800306A (en) * | 1986-05-19 | 1989-01-24 | Ing. C. Olivetti & C., S.P.A. | Device for damping the oscillations of a stepping motor |
| DE29901512U1 (de) * | 1999-01-28 | 1999-05-12 | Abm Greifenberger Antriebstech | Elektrischer Antrieb |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000231234A patent/JP2002051528A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-25 EP EP20010810733 patent/EP1178588B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013094659A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 日本電産サーボ株式会社 | インナーロータ型モータ |
| KR20170099887A (ko) * | 2014-12-26 | 2017-09-01 | 오리엔탈모터가부시끼가이샤 | 마찰 브레이크 구조 |
| KR102437405B1 (ko) * | 2014-12-26 | 2022-08-29 | 오리엔탈모터가부시끼가이샤 | 마찰 브레이크 구조 |
| JP2020120439A (ja) * | 2019-01-21 | 2020-08-06 | 小倉クラッチ株式会社 | 制動力調整装置 |
| JP7161944B2 (ja) | 2019-01-21 | 2022-10-27 | 小倉クラッチ株式会社 | 制動力調整装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1178588A3 (en) | 2003-12-10 |
| EP1178588A2 (en) | 2002-02-06 |
| EP1178588B1 (en) | 2006-08-23 |
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