JP2002199648A - 小型回転モータ - Google Patents
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Abstract
を与えることを可能とし、又作業者の熟練度に関係なく
適正な与圧を与えることを可能とする。 【解決手段】小型回転モータに於いて、回転体2が軸受
3,4を介してステータ8側に支持され、前記回転体と
ステータとの間で前記回転体に軸心方向の磁力を作用さ
せる様にした。
Description
に回転モータ単独で使用可能な与圧機能を有する高精度
の小型回転モータに関するものである。
型回転モータは、高い回転精度を要求されている。一般
にモータの回転は歯車等から構成される回転伝達部を介
して駆動対象物に伝達されている。回転の精度は、回転
速度の制御、回転角の制御等回転に関する制御の精度を
向上すること、又回転伝達部の軸受のガタを抑制するこ
と等で高めていた。
が要請され、回転モータも回転伝達部を使用することな
く単独で使用される場合が多くなっている。回転モータ
を単独で使用する場合には回転に関する制御を向上する
と共に回転モータの出力軸が持つガタ自体を抑制するこ
とも精度の向上に必要となる。
法としては、回転モータ自体が出力軸を支持する為に具
備する軸受に与圧を与えることが用いられている。
する。
ータ2は両端より軸3,4が延出し、一方の軸4は出力
軸となっている。前記軸3,4は玉軸受5,6を介して
前記外筒1に回転自在に支持されている。
なる様永久磁石7が円周方向に沿って設けられ、該永久
磁石7に対向する前記外筒1の中央部分はステータ8と
なっており、該ステータ8は円周方向に所要等分され、
該ステータ8の分割部分にはそれぞれコイル9が巻設さ
れている。該コイル9に電流を通電することで、前記ロ
ータ2が回転する。
有することは避けられなく、特にロータ2の軸心方向の
ガタは微少ではあるが避けられない。この為、従来玉軸
受5,6に内輪11、外輪12間に軸心方向の与圧を掛
け、玉軸受5,6のガタを抑止している。
間に軸心方向の与圧を掛けた状態を誇張して示してい
る。尚、玉軸受5,6の外輪12の支持構造について図
4とは異なるが、外輪の軸心方向の動きが拘束されれば
同様である。
5より若干大径の軸受嵌合孔16、該軸受嵌合孔16よ
り大径の螺子孔17を有している。玉軸受5,6は前記
軸受嵌合孔16に嵌合され、玉軸受5,6間にはカラー
18が嵌設され、玉軸受6の外輪12が前記螺子孔17
に螺合するリングナット19により締込まれ、玉軸受
5,6の外輪12が軸心方向に拘束される。
し、前記軸4には玉軸受6の内輪11が嵌合している。
前記玉軸受5の内輪11は図中左方への変位が拘束さ
れ、前記玉軸受6の内輪11は軸4に螺着されたナット
21により、図中右方への動きが拘束される。該ナット
21と前記玉軸受6の内輪11間にはウェーブワッシャ
22が圧縮された状態で介設されている。
軸受5,6の内輪11,11間には近接方向の力(与
圧)が付与され、玉軸受5,6自身が有する軸心方向の
ガタが抑止される。又、同時に玉軸受5,6の半径方向
のガタも完全に抑止される。而して、前記軸4は振れ、
軸心方向のガタなく、回転を出力する。
圧を与えても同様にガタが抑止される。
誤差により、個々のガタが微妙に異なる。この為、精度
を優先する場合、手作業により個々のガタに対応した調
整が必要となり、又緩いと精度が低下し、又締めすぎる
と玉軸受の寿命が短くなる等、調整が難しく、精度は熟
練度に左右されるという問題があった。
ける場合、構造が複雑になるという問題があった。更
に、光学機器等の小型機器に使用されるモータでは、駆
動エネルギを小さくする為、軸受のトルク損失を低減す
る為、軸受を1つにするタイプの回転モータもある。上
記した様に従来のガタ抑制機構では、2つの軸受間で与
圧を与える構造であるので、軸受が1つの場合は与圧が
与えられないという問題があった。
而も軸受が1つの場合でも、与圧を与えることが可能で
あり、更に作業者の熟練度に関係なく適正な与圧を与え
ることが可能な小型回転モータを提供するものである。
を介してステータ側に支持され、前記回転体とステータ
との間で前記回転体に軸心方向の磁力を作用させる様に
した小型回転モータに係り、又ステータ側にドーナツ状
の磁性板を設け、該磁性板を回転体の端面に対峙させ設
け、前記磁性板と回転体間で磁力を作用させる様にした
小型回転モータに係り、又前記磁性板は珪素鉄である小
型回転モータに係り、又ステータ側に中空固定軸を固定
し、該中空固定軸の周囲に円筒状の空間を形成する様に
し、該中空固定軸に軸受を介して中空の回転体を外嵌
し、該回転体に軸心方向の磁力が作用する様構成した小
型回転モータに係り、又回転体の周囲に設けられた磁石
の端面に対向して磁性板が設けられた小型回転モータに
係り、又中空固定軸とステータ側とを固定する部位に前
記回転体の端面を対峙させ、回転体の端面と前記部位間
に磁力を作用させた小型回転モータ係り、又前記部位を
珪素鉄とした小型回転モータに係り、更に又回転体の中
空部に光学部材を設けた小型回転モータに係るものであ
る。
実施の形態を説明する。
り、該実施の形態は2つの軸受を有する小型回転モータ
に実施されたものである。
ものには同符号を付し、説明を省略する。
持した構成であり、前記端板25に玉軸受5が嵌合さ
れ、前記端板26に玉軸受6が嵌合される。又、前記ス
テータ8と前記端板26との間には磁性板27が挾設さ
れ、該磁性板27は前記ステータ8、端板26とは磁気
的に絶縁されている。
に支持され、軸4は玉軸受6に支持されている。特に、
詳細は図示していないが、前記玉軸受5、玉軸受6の外
輪は軸心方向の変位が拘束され、前記玉軸受5、玉軸受
6の少なくとも1つの内輪はロータ2に固定され、一体
に変位する様になっている。
り、内周部は前記永久磁石7と僅かな間隙を持って対峙
し、内径は前記ロータ2の外形と等しいか若干小径とな
っている。前記磁性板27の材質としては、強磁性体で
且つヒステリシスの少ない材質例えば前記ステータ8と
同系列の材質である珪素鋼板を使用する。
り前記磁性板27が磁化され、永久磁石7と磁性板27
間で磁力による吸引力が発生し、ロータ2は図1中右方
に付勢される。
持つガタ分だけ軸心方向に変位する。又、前記玉軸受
5、玉軸受6の外輪12は軸心方向に拘束されているの
で、前記ロータ2が変位することで、玉軸受5、玉軸受
6の少なくとも一方については、内輪11と外輪12間
で相対変位が発生し、与圧が与えられ、軸受のガタが抑
止される。
ガタが抑止されれば充分であり、他方の軸受に与圧が発
生しなくても精度には影響しない。
軸3、軸4に拘束する構造とした場合、玉軸受5、玉軸
受6の製作誤差によりガタが一定しているとは限らず、
玉軸受5,6に同時に同等の与圧が発生することはない
が、前述した様に一方の軸受で完全にガタが抑止されれ
ば機能上充分であるので、軸受個々の製作誤差は問題と
ならない。
く磁力を利用しているので、構造が非常に単純化され、
手作業による物理的な調整が必要ない。又、精度が要求
される複雑な加工も必要なくなる。
を円周方向に分割すると共に前記ステータ8と磁気的に
一体化し、前記コイル9により前記磁性板27が磁化さ
れ、永久磁石7と磁性板27間で吸引力のみが発生する
様にしてもよい。
り、該実施の形態は1つの軸受を有する小型回転モータ
29に実施されたものである。
グ30がフランジ31を有し、前記ケーシング30は前
記フランジ31を介して所定の支持部に固着される。
て前記ケーシング30に固定一体化され、該ケーシング
30と前記中空固定軸32との間には円筒状の空間が形
成される。該円筒状の空間に回転筒33が収納されると
共に前記中空固定軸32に軸受34を介して回転自在に
外嵌されている。尚、中空固定軸32とケーシング30
との固定はフランジ部32aの代りに別途リング状の固
定部材を設け、該固定部材を介して中空固定軸32とケ
ーシング30間を固定してもよく、或はケーシング30
に内側に突出するフランジを設け、該フランジを介して
ケーシング30と中空固定軸32とを固定してもよい。
っており、内筒面には円周方向に沿って所要ピッチでコ
イル35が固着され、該コイル35に接続されたリード
線36が前記フランジ31とフランジ部32aとの間を
貫通して延出し、モータの電源、制御部(図示せず)に
接続される。
5と対峙する様に円周方向所要ピッチでマグネット37
が固着されている。該マグネット37の図中右側の端面
は前記フランジ部32aに僅かな間隙をもって対峙して
いる。前記中空固定軸32の材質は前記磁性板27と同
様、強磁性体で且つヒステリシスの少ない材質例えば珪
素鋼を使用する。前記回転筒33は焼結により形成して
もよい。又、ケーシング30とフランジ部32aとを一
体化してもよい。更に、中空固定軸32自体は非磁性体
金属でフランジ部32aのマグネット対向部分に磁性体
金属を埋設してもよい。
干渉しない位置に内鍔33aが形成され、該内鍔33a
に被駆動物が取付けられる。即ち、回転筒33が出力軸
となっている。又、前記内鍔33aには突起或は窪み等
(図示せず)が形成されており、該突起により被駆動物
と回転筒33間の位置決めが可能となっている。
ジ部32a間で磁力による吸引力が作用し、前記回転筒
33がフランジ部32a側に引寄せられる。前記回転筒
33に図中右方の力が作用することで軸受34の内輪1
1と外輪12間に与圧が与えられ、軸受34が持つガタ
が抑止される。又、前記リード線36を介して前記コイ
ル35に給電することで、前記回転筒33が回転軸の振
れもなく、軸心方向の変位もなく高精度で回転する。
ではできなかった、1軸受の小型回転モータにも与圧が
与えられ、高精度の回転が得られる。
固定部間に磁力が作用する構成であればよく、例えば回
転筒33を強磁性体とし、中空固定軸32に回転筒33
を吸引する磁石を設けてもよい。更に、磁石により反発
力が発生する様にしてもよい。
例を説明する。
を光波距離測定装置光学系のミキシング手段、光路切換
え手段、光量調整手段の駆動源として使用したものであ
る。
1、受光部42、測距回路43から主に構成されてい
る。
体レーザ44、該半導体レーザ44から発せられたレー
ザ光線をレンズ45、レンズ46により光ファイバ47
に入射させる光学エキスパンダ48、前記レンズ45と
レンズ46との間に設けられたミキシング手段50、前
記光ファイバ47から射出されるレーザ光線を位置角度
変換して光ファイバ49に入射させる為のセルホックレ
ンズ51,52とから構成される。
参照して説明する。
致する様に配設し、前記回転モータ29の内鍔33aに
位相板53を取付ける。前記コイル35に通電して回転
筒33を回転することで、前記位相板53が回転し、前
記半導体レーザ44から発せられたレーザ光線の波形班
が解消される。
る。
ンズ55が配設され、前記プリズム54を挾んで前記プ
リズム54への入射光軸上に光量調整手段56、前記プ
リズム54の反射光軸上に光路切替え手段59が配設さ
れ、更に前記光量調整手段56の入射側に分割プリズム
57が又前記光路切替え手段59の射出側に分割プリズ
ム61がそれぞれ配設され、前記測距光学部41が構成
される。
ら射出されたレーザ光線を受光素子62に導く為の光フ
ァイバ63、更にレーザ光線を前記受光素子62に集光
させる為の集光レンズ64,65から構成される。
4を駆動発光させ、前記受光素子62からの受光信号に
基づき測定対象物迄の距離を演算する。
モータ29が用いられる。光量調整手段56では前記回
転モータ29の内鍔33aに光量調整板66が取付けら
れる。該光量調整板66は円周方向に沿って濃度が変化
している光学フィルタであり、前記光量調整板66の回
転位置によりレーザ光線の透過量が変化する様になって
いる。
29の内鍔33aに前記光路切替え板67を設けたもの
である。該光路切替え板67は円弧状の2つのスリット
孔を有し、2つのスリット孔は半径方向、円周方向のい
ずれも位置がずれており、一方のスリット孔は反射測距
光68′が通過し、他方のスリット孔は内部参照光69
が通過する様になっている。而して、前記回転モータ2
9により前記光路切替え板67を回転させることで、前
記受光素子62に到達するレーザ光線が反射測距光6
8′か内部参照光69かに切替え得る様になっている。
が駆動されると共に前記ミキシング手段50が駆動さ
れ、前記位相板53が回転する。該位相板53の回転
と、前記セルホックレンズ51,52により波形斑が解
消される。前記光ファイバ49より射出されたレーザ光
線は前記分割プリズム57で測距光68と内部参照光6
9とに分割され、該測距光68と内部参照光69は測定
対象物迄の距離に応じて、又測定対象物からの反射状況
に応じて、前記光量調整手段56が前記光量調整板66
を回転し、前記受光素子62での受光光量が同一になる
様に前記光量調整板66の回転位置が選択される。
9により前記光路切替え板67が正逆回転され、前記受
光部42に入射する反射測距光68′、内部参照光69
とが交互に切替えられる。
受光した反射測距光68′、内部参照光69の受光信号
に基づき測定対象物迄の距離が演算される。
6、光路切替え板67を回転するものは、回転モータ2
9であり、更に前記フランジ部32aとマグネット37
間の磁力で軸受34のガタが抑止されている。
部を通過する構造としてあるので、前記位相板53、光
量調整板66、光路切替え板67の回転中心をレーザ光
線の光軸と略一致させることができる。従って、前記位
相板53、光量調整板66、光路切替え板67の全域を
無駄なく使用できるので、形状を大幅に小さくできる。
は、位相板53、光量調整板66、光路切替え板67等
に限らず、焦点合せ機構の移動部であってもよい。中空
モータを使用することで回転体、或は移動部とモータ間
の動力伝達の為のギア機構等を省略でき、構造が簡潔化
する。
が軸受を介してステータ側に支持され、前記回転体とス
テータとの間で前記回転体に軸心方向の磁力を作用させ
る様にし、磁力により軸受に与圧を与える様にしたの
で、簡単な構造で軸受に与圧を与えることができ、而も
軸受が1つの場合でも、与圧を与えることが可能であ
り、更に作業者の熟練度に関係なく適正な与圧を与える
ことが可能である等優れた効果を発揮する。
る。
る。
構成図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 回転体が軸受を介してステータ側に支持
され、前記回転体とステータとの間で前記回転体に軸心
方向の磁力を作用させる様にしたことを特徴とする小型
回転モータ。 - 【請求項2】 ステータ側にドーナツ状の磁性板を設
け、該磁性板を回転体の端面に対峙させ設け、前記磁性
板と回転体間で磁力を作用させる様にした請求項1の小
型回転モータ。 - 【請求項3】 前記磁性板は珪素鉄である請求項2の小
型回転モータ。 - 【請求項4】 ステータ側に中空固定軸を固定し、該中
空固定軸の周囲に円筒状の空間を形成する様にし、該中
空固定軸に軸受を介して中空の回転体を外嵌し、該回転
体に軸心方向の磁力が作用する様構成した請求項1の小
型回転モータ。 - 【請求項5】 回転体の周囲に設けられた磁石の端面に
対向して磁性板が設けられた請求項2の小型回転モー
タ。 - 【請求項6】 中空固定軸とステータ側とを固定する部
位に前記回転体の端面を対峙させ、回転体の端面と前記
部位間に磁力を作用させた請求項4の小型回転モータ。 - 【請求項7】 前記部位を珪素鉄とした請求項6の小型
回転モータ。 - 【請求項8】 回転体の中空部に光学部材を設けた請求
項4の小型回転モータ。
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