JP2003299336A

JP2003299336A - ステッピングモータ

Info

Publication number: JP2003299336A
Application number: JP2002103178A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Miyashita; 栄一宮下; Tetsuya Miyagawa; 哲也宮川; Yoshiaki Shibazaki; 佳秋柴崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: JP4099643B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ケース内にステータを圧入して組み立てられ
るステッピングモータにおいて、簡易な構成でケースと
ヨークとの接触に起因する騒音の発生を防止すること。【解決手段】ステッピングモータ１０１は、永久磁石
と該永久磁石を支持するマグネットホルダと、このマグ
ネットホルダの中心に貫装されたシャフトと、からなる
ロータと、ロータを同軸上に内挿するとともに、周方向
に複数の櫛状極歯部を有するヨークを備えており、該ヨ
ーク間にマグネットワイヤーを巻装するステータと、こ
のステータの周部に外装されるケースと、を有し、ケー
スの内周面に、ヨークとの接点となる少なくとも３箇所
の突起部が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タに関し、詳しくは、例えば、インクジェット式記録装
置のキャリッジや紙送りローラを駆動させるために好適
に使用されるステッピングモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータは、ステータのマグ
ネットワイヤーの巻線に電流を流すことによって生じる
磁極とロータの磁石により与えられる磁極の反発によっ
て間欠的に回転駆動することが可能なモータである。図
４は、従来のステッピングモータ１００の一例を示す分
解斜視図である。このステッピングモータ１００は、２
つのリング状永久磁石４５ａ、４５ｂ、一対のマグネッ
トホルダ２１ａ、２１ｂおよびシャフト５０により構成
されるロータ２０と、このロータ２０を同軸上に内挿す
るとともに周方向に櫛状極歯部３５を有する複数のヨー
ク３３を備え、該ヨーク３３の間にマグネットワイヤー
を巻装（４７ａ、４７ｂ）するステータ３１と、このス
テータ３１に外装されるケース１１とを主要な構成とし
ている。また、マグネットワイヤーの巻線４７ａ、４７
ｂは、ハーネスユニット６０と接続されている。

【０００３】ステッピングモータの組立時には、ロータ
２０およびステータ３１をそれぞれ別個に組み立てた
後、ステータ３１内の空間にロータ２０を嵌め込み、ケ
ース１１内に圧入して固定している。ロータ２０のシャ
フト５０は、軸受４２を介してフランジ１０の穴に挿通
され、さらにシャフト５０の一端にはプーリ４１を装着
する。

【０００４】以上のような構成のステッピングモータ１
００においては、マグネットワイヤーの巻線４７ａ、４
７ｂに電流を流すと、起磁力が発生し、ロータ２０を所
定角度動かす。この際、ロータ２０の起磁力とロータ２
０の反発および吸引力により、ステータ３１とロータ２
０にスラスト方向の力が働く。また、櫛状極歯部３５へ
も吸引力が発生し、その応力によりヨーク３３の外周部
が微小変形する。このとき、ケース１１とヨーク３３の
励磁により振動が発生するという問題があった。すなわ
ち、ヨーク３３は完全な円弧ではないので、ケース１１
内にステータ３１を圧入してステッピングモータ１００
を組み立てた場合、ケース１１とヨークの間に僅かな空
隙が生じ、ここに加振エネルギーが加わることにより、
ヨーク３３がケース１１の内周面の不定箇所と接触を繰
返し、耳障りな高い周波数の騒音が発生する。

【０００５】このため、特開平１０−１０８４４８号
公報では、ケースとヨークの振動防止の目的で空隙部に
合成樹脂やゴムなどを充填したステッピングモータが提
案されている。また、特開平１１−２３５００２号公
報においては、同様の目的で、コイル部とケース部を合
成樹脂等で一体成形したステッピングモータが提案され
ている。さらに、特開平６−２１７５１９号公報で
は、ケースとして、短冊状の板材を断面Ｃ字形に丸めて
加工したものを用いることにより、ケースにバネ力を持
たせ磁気抵抗を少なくして騒音を低減する技術が提案さ
れている。

【０００６】しかし、上記の方法は、合成樹脂やゴム
などの充填材の費用がそのまま材料費に加算されるた
め、コスト増となる。上記の樹脂モールドによる一体
成形は、設備費用や精度管理に大きな投資が必要となる
上、金型構造が複雑になり、大量生産には不向きな方法
である。また、樹脂の寸法精度を確保しないと、ロータ
との中心のずれが生じて異常振動や異常音の発生原因と
なってしまう。上記の方法では、バネ力以上の加振エ
ネルギーが加わった場合には、騒音低減効果が得られな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ケー
ス内にステータを圧入して組み立てられるステッピング
モータにおいて、簡易な構成でケースとヨークとに起因
する騒音の発生を防止することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載のステッピングモータの発明は、永
久磁石と該永久磁石を支持するマグネットホルダと、該
マグネットホルダの中心に貫装されたシャフトと、から
なるロータと、前記ロータを同軸上に内挿するととも
に、周方向に複数の櫛状極歯部を有するヨークを備えて
おり、該ヨーク間にマグネットワイヤーを巻装するステ
ータと、該ステータの周部に外装されるケースと、を有
するステッピングモータであって、前記ケースの内周面
に、前記ヨークとの接点となる少なくとも３箇所の突起
部を設けたことを特徴とする。

【０００９】この特徴によれば、ケースの内周面に、前
記ヨークとの接点となる少なくとも３箇所の突起部を設
けたことにより、ケース内でヨークがしっかりと支持さ
れるので、ヨークがケースの内周面と接触を繰返すこと
による騒音の発生を防止することができる。つまり、３
箇所以上の突起部によってヨークとケースを接触させて
固定することにより、ヨークとケースとが前記接触点以
外の部分で接触することがなくなり、励磁による騒音が
起こらなくなる。また、ケースの突起部形成は、構造簡
単にしてパンチによる３点突きなどの通常の金属加工方
法を利用して行えるため、製造コストも低く押さえるこ
とができる。さらに、ステッピングモータの組立前に突
起形状を成形する場合は、ケース全体でなく、突起部３
箇所の位置精度を確保すればよいので、従来よりも製造
コストを低減できる。

【００１０】請求項２に記載のステッピングモータの発
明は、請求項１において、前記突起部の頂点は同心円上
に位置することを特徴とする。この特徴によれば、突起
部の頂点が同心円上に位置することにより、ロータ、ス
テータおよびケースの同軸度を容易に確保できる。つま
り、突起部の頂点が同心円上に位置するようにすれば、
ケース全体の精度を上げなくてもステッピングモータの
同軸度を精度よく保つことが容易になる。

【００１１】請求項３に記載のステッピングモータの発
明は請求項１または請求項２において、前記突起部の高
さは、０．０２〜０．０５ｍｍであることを特徴とす
る。この特徴によれば、突起部の高さを、０．０２〜
０．０５ｍｍとすることで、確実に騒音の発生を防止す
ることができる。つまり、突起部の高さが上記範囲であ
れば、突起部以外の部位でケース内周面とヨークの周部
とが接触することを防止できる。また、突起が高すぎる
と、ケース内周面とヨークとの空隙が広がり磁気抵抗を
悪化させて騒音を発生させる原因となるが、突起部の高
さが上記範囲であれば、かかる弊害は生じない。

【００１２】請求項４に記載のステッピングモータの発
明は、請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記突起部の幅は、１．５ｍｍ以下であることを特徴と
する。この特徴によれば、突起部の幅を、１．５ｍｍ以
下とすることによって、同軸度を保ちながら、ケースと
ヨークを確実に支持し、騒音の発生を防止することがで
きる。

【００１３】請求項５に記載のステッピングモータの発
明は、前記突起部は、前記ケースの幅の８０％以上にわ
たって形成されていることを特徴とする。この特徴によ
れば、突起部をケースの幅の８０％以上にわたって形成
することにより、同軸度を保ちながら、ケースとヨーク
を確実に支持し、騒音の発生を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明ステッピングモー
タ１０１の一実施形態の断面構造を示す図面である。こ
のステッピングモータ１０１の構造は、ケース１２を除
き前記図４と略同様であるため、適宜図４も参照しなが
ら説明を行う。ロータ２０は、マグネットホルダ２１
ａ、２１ｂの周部に支持されるリング状のマグネット４
５ａ、４５ｂを備えており、マグネットホルダ２１ａ、
２１ｂの中心には、シャフト５０が挿通されている。シ
ャフト５０は、フランジ１０に装着された軸受４２、お
よびステータ３１に装着された軸受４９によって支持さ
れている。ロータ２０の側部には、ワッシャ４３、４
４、４６が配備されており、フランジ１０およびステー
タ３１との間でロータ２０の位置を固定している。

【００１５】ステータ３１は、櫛状極歯部３５をそれぞ
れ備えたヨーク３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備
え、左右１対のマグネットワイヤーからなる巻線４７
ａ、４７ｂが施されている。

【００１６】ケース１２は、ロータ２０を挿入したステ
ータ３１を嵌め込んだ状態で、背部がフランジ１０と接
着されている。この状態で、ステータ３１はケース１２
中に圧入され、被覆樹脂部５１が露出するようにカバー
５３が装着されている。また、ロータ２０はワッシャ４
３、４４を介してフランジ１０の軸受４２に押し当てら
れるように支持されている。

【００１７】図２は、図１のステッピングモータ１０１
におけるケース１２の詳細を示す図面である。図２
（Ａ）は、平面図（図４のステータ方向から表した状
態）であり、図２（Ｂ）は（Ａ）のIIB−IIB線矢視の断
面構造を示している。このケース１２は、内周面の３箇
所に突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃを有している。ここ
では、各突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、頂点が同心
円上に位置するように配置され、中心からの角度θが約
１２０°となるように均等に配置されている。

【００１８】図２において、突起部８１ａ、８１ｂ、８
１ｃの高さ（Ｌ１）は、ケース１２の内周面を結ぶ円の
半径をｒ１、各突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃの頂点を
結ぶ円の半径をｒ２としたとき、Ｌ１＝ｒ１−ｒ２で表
される。この高さＬ１としては、ヨーク３３ａ、３３
ｂ、３３ｃ、３３ｄとの接点を確保し、騒音の発生を防
止するために、０．０２〜０．０５ｍｍ程度とすること
が好ましい。なお、突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ以外
のケース１２の内周面とヨーク３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄの周部との空隙は大きいと磁気抵抗を悪化さ
せ、騒音を発生させるため０．０３ｍｍ程度にすること
が望ましい。

【００１９】また、突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃの幅
（Ｌ２）は、ステータ３１とケース１２との同軸度を確
保する上で１．５ｍｍ以下とすることが好ましい。ま
た、突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、ケース１２の幅
［図２（Ｂ）のＬ３］に対して８０％以上設けられてい
る。このように、ケース１２の幅Ｌ３に対して８０％以
上の長さで突起を設けることにより、ケース２１とステ
ータ３１とが固定され、ステータ３１のガタの発生を防
止し、ステータ３１とケース１２との同軸度を容易に確
保できる。

【００２０】突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、例えば
ステータ３１の組立後に加工して設ける方法、ケー
ス単品の状態で加工して設ける方法、ケースの加工成
形時に同時に成形する方法、等によって加工成形でき
る。〜のどの場合においても、公知の成形技術によ
り行うことができる。図３は、上記、の場合を例に
挙げたものであり、ケース１２に突起部８１ａ、８１
ｂ、８１ｃを加工する方法の一例を概念的に示す図面で
ある。ケース１２’（従来のケース１１と同じもの）を
固定した状態で、図３（Ａ）中に矢印で示すように３方
向からパンチ等の成形具を所定の力で押し当てることに
より、突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃを設けることがで
きる［同図（Ｂ）］。

【００２１】以上述べたように、ケース１２の内周面
に、ヨーク３１の周部との接点となる少なくとも３箇所
の突起部を設けることにより、ケース１２内でヨーク３
１がしっかりと支持され、ヨーク３１とケース１２とが
突起部８１ａ、８１ｂ、８１ｃ以外の部分で接触するこ
とがなくなり、励磁による騒音が起こらなくなる。

【発明の効果】本発明によれば、ケースの内周面に、ヨ
ークとの接点となる少なくとも３箇所の突起部を設けた
ことにより、ケース内でヨークがしっかりと支持される
ので、ヨークがケースの内周面と接触を繰返すことによ
る騒音の発生を防止することができる。つまり、３箇所
以上の突起部によってヨークとケースを接触させて固定
することにより、ヨークとケースとが前記接触点以外の
部分で接触することがなくなり、励磁による騒音が起こ
らなくなる。また、ケースの突起部形成は、構造簡単に
してパンチによる３点突きなどの通常の金属加工方法を
利用して行えるため、製造コストも低く押さえることが
できる。さらに、ステッピングモータの組立前に突起形
状を成形する場合は、ケース全体でなく、突起部の位置
精度を確保すればよいので、従来よりも製造コストを低
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ステッピングモータの断面構造の説明に
供する図面。

【図２】ケースの説明に供する図面であり、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIＢ−IIB線矢視の断面図であ
る。

【図３】ケースに突起部を加工する方法の説明に供する
図面であり、（Ａ）は加工前のケース、（Ｂ）は加工後
のケースを示す。

【図４】従来のステッピングモータを説明に供する分解
斜視図。

【符号の説明】

１０フランジ１１、１２ケース２０ロータ２１ａ、２１ｂマグネットホルダ３１ステータ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄヨーク４２軸受４３、４４、４６ワッシャ４５ａ、４５ｂマグネット４７ａ、４７ｂ巻線４９軸受５０シャフト８１ａ、８１ｂ、８１ｃ突起部１００、１０１ステッピングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴崎佳秋長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】永久磁石と該永久磁石を支持するマグネ
ットホルダと、該マグネットホルダに貫装されたシャフ
トと、からなるロータと、前記ロータを同軸上に内挿するとともに、周方向に複数
の櫛状極歯部を有するヨークを備えており、該ヨーク間
にマグネットワイヤーを巻装するステータと、該ステータの周部に外装されるケースと、を有するステッピングモータであって、前記ケースの内周面に、前記ヨークとの接点となる少な
くとも３箇所の突起部を設けたことを特徴とする、ステ
ッピングモータ。
【請求項２】請求項１において、前記突起部の頂点は
同心円上に位置することを特徴とする、ステッピングモ
ータ。
【請求項３】請求項１または請求項２において、前記
突起部の高さは、０．０２〜０．０５ｍｍであることを
特徴とする、ステッピングモータ。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか１項に
おいて、前記突起部の幅は、１．５ｍｍ以下であること
を特徴とする、ステッピングモータ。
【請求項５】前記突起部は、前記ケースの幅の８０％
以上にわたって形成されていることを特徴とする、ステ
ッピングモータ。