JP2006174595A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 組み立て後であっても再調整を容易に行うことができるステッピングモータを提供する。
【解決手段】 このステッピングモータ１のキャップ１４は、筐体Ｈの後端部Ｈｂに設けられたフランジ部１８に対して着脱自在であり、筐体Ｈの後端部Ｈｂにおける開口部１８ａの開閉を自在にしている。したがって、このキャップ１４を取り外すことにより開口部１８ａが開放されてスラスト予圧部１３を開口部１８ａから容易に抜き出すことができる。したがって、一旦組み立てが終了した後であってもスラスト予圧部１３の再調整を行うことができる。このことは、例えばステッピングモータ１の製造上の歩留まり向上を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク装置等に利用されるステッピングモータに関する。

この種のステッピングモータは、シャフトの外周に配置されてなるロータ（マグネット）と、このロータに回転力を付与するためのステータ（磁極ユニット）とを備えている。そして、ステータの各磁極が順次励磁されると、ロータがステータの磁極に吸引されながら回転し続け、これによってシャフトが回転する。

このようなステッピングモータでは、シャフトのスラスト方向の位置ずれを抑制するための予圧機構を有しているものがある。例えば特許文献１に記載のリードスクリュー付きモータでは、シャフトの先端側をピボット軸受によって支持すると共に、その後端側に圧縮コイルバネを配置している。そして、このコイルバネはステータに固着した蓋部材により棒状部材を介して圧縮され、シャフトに対して所定の圧力を加えている。
特開平８−２８０１５５号公報

しかしながら、上述した従来のリードスクリュー付きモータでは、蓋部材をモータ本体部に固着してしまっているため、一旦組み立てが完了した後は蓋部材を外してシャフトを取り出すことは容易ではない。そのため、製造時及びメンテナンス時の作業性を鑑みて、組み立て後であっても予圧機構の再調整を容易に行うことができる技術が望まれている。

本発明は上記課題の解決のためになされたもので、組み立て後であっても再調整を容易に行うことができるステッピングモータを提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係るステッピングモータは、シャフトの外周に配置されてなるロータと、ロータに回転力を付与するステータと、シャフトの軸線方向に延在してロータ及びステータを内部に収容する筐体と、シャフトの後端側を軸線方向に予圧するスラスト予圧部と、を有するステッピングモータであって、筐体に固定されると共に、筐体の前端部から突出するシャフトの前端側を保持する支持体と、筐体の後端部に設けられた開口部を開閉させるように、筐体の後端部に着脱自在に嵌め合わされ、開口部内に配置されたスラスト予圧部を介してシャフトの後端側を支持するキャップとを備えたことを特徴としている。

このステッピングモータでは、筐体の後端部に嵌め合わされたキャップが着脱自在となっており、キャップを取り外すことにより筐体の後端部に設けられた開口部が開放してスラスト予圧部を開口部から抜き出すことができる。したがって、一旦組み立てが終了した後であっても、スラスト予圧部の再調整を容易に行うことが可能となる。

また、開口部は、ロータの外形よりも大きくなっていることが好ましい。この場合、組み立ての際に、支持体に対する筐体の位置決めを行うための位置決め用治具（例えばシャフト及びロータと同等の形状を有する部材）を、開口部から筐体内に進入させることできる。これにより、支持体と筐体とをシャフトの軸線上に精度良く位置決めすることができ、シャフト両端の同軸度を確保することができる。さらに、モータの再調整時に、筐体の開口部から容易にシャフトを取り出すことができる。

また、筐体の後端部にはフランジ部が設けられ、キャップは、開口部を塞ぐ平板状のキャップ本体部と、キャップ本体部の周縁部から突出してキャップ本体部とでフランジ部を挟み込む爪状のバネ片とからなることが好ましい。このような構成は、筐体にキャップをワンタッチで装着することができ、モータの組み立て作業や再調整作業の迅速化を図ることができる。さらに、機種に応じたキャップの形状変更をも容易にする。

また、スラスト予圧部は、シャフトの後端側に当接するボール部と、ボール部を介してシャフトの後端側を支持すると共に、軸線方向に沿って摺動可能な軸受部と、軸受部とキャップとの間に配置されて、軸受部をシャフト側に向けて付勢するコイルバネとを有することが好ましい。このようなスラスト予圧部の構成は、シャフトにかかるスラスト方向の予圧を確実に発生させることができる。

以上説明したように、本発明に係るステッピングモータによれば、組み立て後であっても再調整を容易に行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明に係るステッピングモータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す分解斜視図であり、図２はその側面図である。また、図３はこのステッピングモータの後端側を示す拡大断面図である。図１〜図３において、ステッピングモータ１は、光ディスク装置に内蔵され、光ディスクからデータを読み取る光ピックアップレンズを駆動させるための小型モータとして構成されている。

図１及び図２に示すように、このステッピングモータ１は、回転軸としてのシャフト２と、シャフト用フレーム（支持体）３と、筐体Ｈとを有している。シャフト２は、例えば金属製とされ、その外周面にはリードスクリュー部２ａが形成されている。また、シャフト２の後端側の外周には、N極及びＳ極が交互に着磁された永久磁石からなる略円筒形状のロータ５が固着されている。

シャフト用フレーム３は、例えば非磁性のステンレス製とされ、光ディスク装置内部の寸法規格に合わせてシャフト２の軸線Ｌ方向に延在して形成されている。このシャフト用フレーム３の先端には、シャフト２の先端側が当接するボール部６ａを含む軸受部６が軸線Ｌと同軸に設けられており、この軸受部６により、シャフト２の先端側が回転自在に支持されている。また、シャフト用フレーム３の後端にはリードスクリュー部２ａの外径よりも大径の開口部３ｃが形成された接合片３ｂが設けられている（図３参照）。

筐体Ｈは、筐体本体部４とフランジ部１８とを有し、シャフト２の軸線Ｌ方向に延在している。筐体本体部４は、例えば金属によって略円筒形状に形成されている。筐体本体部４の前端部４ａは、筐体Ｈの前端部Ｈａを構成すると共に、シャフト用フレーム３の後端の接合片３ｂに対し溶接部Ｗ（図１及び図４参照）を介して固定されている。これにより、筐体Ｈとシャフト用フレーム３とは軸線Ｌ上に同軸に固定されている。また、筐体本体部４の前端部４ａ及び後端部４ｂには、シャフト２を挿通させる円形の開口部７ａ及び７ｂがそれぞれ軸線Ｌと同軸に形成されている（図３参照）。開口部７ａは、筐体Ｈの前端部Ｈａにおける開口部となっており、開口部７ａの径はシャフト２のリードスクリュー部２ａの外径よりも大径となっている。また、開口部７ｂの径は、ロータ５の外径よりも大径となっている。そして、シャフト２は、その先端側が開口部７ａから突出すると共に、ロータ５部分が筐体本体部４内に収容された状態で筐体Ｈに挿入されている（図２及び図３参照）。

フランジ部１８は、例えば真鍮によって形成され、筐体本体部４の後端部４ｂに設けられて筐体Ｈの後端部Ｈｂを構成している。フランジ部１８の中央には、ロータ５の外径よりも大径の開口部１８ａが軸線Ｌと同軸に形成されている。この開口部１８ａは筐体Ｈの後端部Ｈｂにおける開口部となっており、開口部１８ａの径はロータ５の外径よりも大径となっている。

また、図３に示すように、筐体本体部４の内部には、ロータ５を包囲するようにして、磁極ユニットとしての一対のステータ８，８がシャフト２の軸線Ｌ方向に沿って並設されている。各ステータ８，８は、ヨーク９と、コイルボビン１０と、コイル１１とによって構成され、ステータ８，８同士は筐体本体部４の内部中央で溶接により互いに連結されている。

前後一対のヨーク９は、磁性体金属によってボビン形状にそれぞれ形成されている。ヨーク９の中心には、ロータ５と接触しない程度の内径寸法を有する貫通孔９ａが軸線Ｌと同軸に設けられている。貫通孔９ａ内にはシャフト２及びロータ５が配置されている。また、この貫通孔９ａを形成しているヨーク９の内壁面には、ロータ５と対向する複数の磁極歯９ｂが軸線Ｌ回りに等間隔で設けられている。なお、磁極歯９ｂは、ステータ８，８間では所定の位相でずれるようにして配置されている。

コイルボビン１０は、例えば樹脂から形成され、ヨーク９の外周部分にヨーク９と同軸に装着されている。このコイルボビン１０の胴部には、磁界を発生させるためのコイル１１が巻かれている。コイルボビン１０の鍔の一部は、拡張されて駆動電流供給用コネクタ１２として形成され、筐体本体部４の外側に引き出されたコイル１１の一部は、端子１２ａと電気的に接続されている。

さらに、図１〜図３に示すように、フランジ部１８には、スラスト予圧部１３とキャップ１４とが装着されている。スラスト予圧部１３は、ボール部１５と、樹脂製の軸受部１６と、コイルバネ１７とを有し、これらは開口部１８ａ内で軸線Ｌと同軸に配置されている。ボール部１５は、シャフト２の後端側に形成された凹部２ｂの壁面と軸受部１６の前端側に形成された凹部１６ａの壁面とに当接し、シャフト２は、軸受部１６によって支持されている。軸受部１６は、ボール部１５を介してシャフト２の後端側を回転可能に支持し、軸受部１６の後側はコイルバネ１７の一端に支持され、軸受部１６はフランジ部１８内で軸線Ｌ方向に沿って摺動可能となっている。コイルバネ１７は、軸受部１６とキャップ１４との間に配置され、キャップ１４によって圧縮された状態で支持され、軸受部１６及びボール部１５を介してシャフト２に軸線Ｌ方向の付勢力を付与している。このようなスラスト予圧部１３の構成は、シャフト２にかかるスラスト方向の予圧を確実に発生させることを可能としている。

また、バネ材からなるキャップ１４は、図３及び図４に示すように、キャップ本体部１４ａと、４つの爪状のバネ片１４ｂとを有している。キャップ本体部１４ａは、バネ鋼材によって平板状に形成され、菱形形状を有している。また、バネ片１４ｂは、キャップ本体部１４ａの四隅から垂直に突出し、各バネ片１４ｂの先端には、内方に向けて突出するＵ字状の爪部１４ｃが設けられている。そして、各爪部１４ｃは、フランジ部１８と筐体本体部４の後端部４ｂとの間に形成された溝部２０内に入り込み、キャップ１４は、フランジ部１８をバネ片１４ｂとキャップ本体部１４ａとで挟み込むようにして筐体Ｈの後端部Ｈｂに嵌め合わされる。その結果として、キャップ本体部１４ａで開口部１８ａが塞がれ、開口部１８ａ内のスラスト予圧部１３を介してシャフト２の後端側がキャップ本体部１４ａで支持される。また、このキャップ１４は、バネ片１４ｂがそのバネ性によって外側に弾性変形するのでフランジ部１８に対して着脱可能となっており、この着脱によって開口部１８ａの開閉を可能にする。

このように構成されたステッピングモータ１では、駆動電流供給用コネクタ１２の端子１２ａを介して外部電源（図示しない）からパルス電流の供給を受けると、このパルス電流が端子１２ａから各ステータ８，８のコイル１１に通電する。コイル１１から発生した磁界が筐体本体部４及びコイルボビン１０を通じてヨーク９の磁極歯９ｂまで伝達されると、各ステータ８，８においてロータ５を回転させるような磁界が形成される。このとき、外部電源からのパルス電流の通電方向を順次切り替えてヨーク９の磁極歯９ｂを順次励磁していくと、ロータ５が磁極歯９ｂに順次吸引されながら回転し、これに伴ってシャフト２は軸線Ｌを中心として所定のステップ角に回転する。そして、このシャフト２の回転は、リードスクリュー部２ａによって被駆動部部材である光ピックアップレンズ（図示しない）を軸線Ｌ方向に駆動させる。また、この光ピックアップレンズを駆動させる際の反作用としてシャフト２にかかるスラスト力はスラスト予圧部１３によって吸収され、精度の高いレンズ駆動が確保されている。

このステッピングモータ１を組み立てる場合、まずステータ８，８を収容した筐体Ｈの後端部Ｈｂにおける開口部１８ａからシャフト２及びロータ５と同等の形状を有する位置決め用治具（図示しない）を進入させ、その先端を筐体Ｈの前端部Ｈａにおける開口部７ａから突出させる。次に、筐体Ｈの前端部Ｈａから突出させた位置決め用治具の先端を軸受部６で支持し、フレーム３と筐体Ｈとを軸線Ｌ上に位置決めしつつ、フレーム３の接合片３ｂと筐体本体部４の前端部４ａとを溶接部Ｗによって固定する。この溶接固定が終了したら、位置決め用治具を開口部１８ａから引き抜いて、その代わりにロータ５を固定したシャフト２を開口部１８ａから進入させ、その先端を筐体Ｈの前端部Ｈａから突出させると共にロータ５部分を筐体本体部４内に収容する。さらに、シャフト２の先端をフレーム３の軸受部６で支持しつつ、スラスト予圧部１３を構成するボール部１５、軸受部１６、コイルバネ１７を開口部１８ａからこの順に挿入する。最後に、キャップ１４をフランジ部１８に嵌め合わせ、スラスト予圧部１３を介してシャフト２の後端側を支持させると、ステッピングモータ１の組み立てが完了する。

以上説明したように、このステッピングモータ１のキャップ１４は、筐体Ｈの後端部Ｈｂに設けられたフランジ部１８に対して着脱自在であり、開口部１８ａの開閉を自在にしている。したがって、このキャップ１４を取り外すことにより開口部１８ａが開放されてスラスト予圧部１３を開口部１８ａから容易に抜き出すことができる。したがって、一旦組み立てが終了した後であってもスラスト予圧部１３の再調整を行うことができる。このことは、例えばステッピングモータ１の製造上の歩留まり向上を実現する。

さらに、ステッピングモータ１では、開口部１８ａの径がロータ５の外径よりも大径となっているため、組み立ての際にシャフト２及びロータ５と同等の形状を有する位置決め用治具を、開口部１８ａから筐体Ｈに進入させることできる。これにより、シャフト用フレーム３と筐体Ｈとが軸線Ｌ上に精度良く位置決めされ、シャフト２両端の同軸度を確保することができる。さらには、開口部１８ａからシャフト２及びロータ５を容易に取り出すことが可能となるため、組み立て後におけるシャフト２両端の同軸度の再調整や、ロータ５やリードスクリュー部２ａに付着した汚れの除去といったメンテナンスを行うこともできる。

また、キャップ１４の着脱にあたって、このキャップ１４にはフランジ部１８をキャップ本体部１４ａとの間で挟み込む爪状のバネ片１４ｂが形成されている。これにより、筐体Ｈの後端部Ｈｂにキャップ１４をワンタッチで装着することを可能とし、ステッピングモータ１の組み立て作業や再調整作業の迅速化をはかることができる。また、キャップ１４のこのような構成は、機種によって筐体Ｈの後端部Ｈｂの形状が変更されたとしても、それに応じた形状変更を容易にしている。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では筐体Ｈのおける前後の開口部７ａ及び開口部１８ａの形状は円形とされているが、この形状は四角形状などの多角形状としてもよい。また、上記実施形態では各ステータ８，８はロータ５を包囲するように配置されているが、このステータ８，８を軸線Ｌ方向においてロータ５を挟むようにして対向させて配置するようにしてもよい。この場合には、ステッピングモータに対する一層の小径化の要求にも対応させることができる。

本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示したステッピングモータの側面図である。 ステッピングモータの後端側を示す拡大断面図である 筐体の後端部及びキャップを拡大して示す要部拡大斜視図である。

符号の説明

１…ステッピングモータ、２…シャフト、３…シャフト用フレーム（支持体）、４…筐体本体部、５…モータ、１３…スラスト予圧部、１４…キャップ、１４ａ…キャップ本体部、１４ｂ…爪状のバネ片、１５…ボール部、１６…軸受部、１７…コイルバネ、１８…フランジ部、１８ａ…開口部、Ｈ…筐体、Ｈａ…筐体の前端部、Ｈｂ…筐体の後端部、Ｌ…軸線。

Claims (4)

1. シャフトの外周に配置されてなるロータと、前記ロータに回転力を付与するステータと、前記シャフトの軸線方向に延在して前記ロータ及び前記ステータを内部に収容する筐体と、前記シャフトの後端側を前記軸線方向に予圧するスラスト予圧部と、を有するステッピングモータであって、
   前記筐体に固定されると共に、前記筐体の前端部から突出する前記シャフトの前端側を保持する支持体と、
   前記筐体の後端部に設けられた開口部を開閉させるように、前記筐体の前記後端部に着脱自在に嵌め合わされ、前記開口部内に配置された前記スラスト予圧部を介して前記シャフトの後端側を支持するキャップとを備えたことを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記開口部は、前記ロータの外形よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
3. 前記筐体の前記後端部にはフランジ部が設けられ、
   前記キャップは、
   前記開口部を塞ぐ平板状のキャップ本体部と、
   前記キャップ本体部の周縁部から突出して前記キャップ本体部とで前記フランジ部を挟み込む爪状のバネ片とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
4. 前記スラスト予圧部は、
   前記シャフトの前記後端側に当接するボール部と、
   前記ボール部を介して前記シャフトの前記後端側を支持すると共に、前記軸線方向に沿って摺動可能な軸受部と、
   前記軸受部と前記キャップとの間に配置されて、前記軸受部を前記シャフト側に向けて付勢するコイルバネとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のステッピングモータ。

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