JP2006271165A - Stepping motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ内で回転するロータマグネットを備えたステッピングモータに関する。 The present invention relates to a stepping motor including a rotor magnet that rotates in a stator.
従来より、一端が開口されたモータフレームの2つを開口同士が対向するように組み合わせたステッピングモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。これらのモータフレームの一端開口の縁部には、略台形状をなす連結突部が設けられており、組立時に2つのモータフレームの台形状をなす連結突部の斜面同士で突き当てて、モータ内部で生じるガタを調整するように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a stepping motor is known in which two motor frames having one end opened are combined so that the openings face each other (see, for example, Patent Document 1). A connection protrusion having a substantially trapezoidal shape is provided at an edge of one end opening of these motor frames, and the motor is abutted with the slopes of the connection protrusions forming the trapezoidal shapes of the two motor frames during assembly. It is configured to adjust internally generated play.
また、モータフレーム内にバネを設置して内部部品を片側から押し当てて内部部品のガタをとるように構成されているステッピングモータが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来のステッピングモータでは、次のような欠点があった。
(1)ステッピングモータの組立時に調整が必要となり、同軸位置がばらつく等の不具合が発生する。
(2)モータフレーム内にバネを設置しなければならず、バネスペースが必要なためにトルクが低下し小型化に適さない。
However, the conventional stepping motor has the following drawbacks.
(1) Adjustment is required when assembling the stepping motor, causing problems such as variations in the coaxial position.
(2) A spring must be installed in the motor frame, and since a spring space is required, the torque is reduced and it is not suitable for downsizing.
本発明の目的は、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタを無くすことで、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a high-quality stepping motor that prevents variations in characteristics and vibration / noise by eliminating backlash between components incorporated in a motor frame.
上記目的を達成するため、請求項1のステッピングモータは、中央に開口を有するツバが両端に形成された中空円筒状のボビン、当該ボビンの両端のツバに接すると共に周方向に交互に配設された複数の極歯を有する内ヨーク及び外ヨーク、前記内ヨーク及び外ヨークの間に装着される前記ボビンに巻き付けられた励磁コイル、並びに前記内ヨーク、前記外ヨーク、前記ボビン及び前記励磁コイルを内包するモータフレームを備えるステータと、前記複数の極歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットとを備え、前記ステータを軸方向に複数個設け、前記ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長いことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a stepping motor according to a first aspect of the present invention is provided with a hollow cylindrical bobbin having a central opening formed at both ends thereof, in contact with the flanges at both ends of the bobbin and alternately disposed in the circumferential direction. An inner yoke and an outer yoke having a plurality of pole teeth, an excitation coil wound around the bobbin mounted between the inner yoke and the outer yoke, and the inner yoke, the outer yoke, the bobbin and the excitation coil. A stator including a motor frame to be included; and a rotor magnet disposed in a coaxial relationship in the stator via a plurality of pole teeth and a predetermined gap and alternately magnetized to different poles on a peripheral surface A plurality of the stators are provided in the axial direction, and the outer peripheral distance between the flanges at both ends of the bobbin is longer than the inner peripheral distance between the flanges at both ends.
本発明によれば、ステータを軸方向に複数個設け、ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長く構成されている。これは、内ヨークとボビンとの間や外ヨークととの間に生じる隙間(ガタ)を埋めてなくすように作用する。結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。 According to the present invention, a plurality of stators are provided in the axial direction, and the outer peripheral distance between the flanges at both ends of the bobbin is longer than the inner peripheral distance between the flanges at both ends. This acts so as not to fill a gap (backlash) generated between the inner yoke and the bobbin or between the outer yoke. As a result, it is possible to eliminate backlash between components incorporated and incorporated in the motor frame, to prevent characteristic variations and vibration / noise, and to provide a high-quality stepping motor.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図3を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態に係るステッピングモータの分解斜視図であり、図2は、ステッピングモータの軸方向における断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a stepping motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view in the axial direction of the stepping motor.
図1及び図2のステッピングモータ100は、周面に異なる極が交互に10極着磁された円筒形状のロータマグネット1と、軸受11,12に回転自在に支持され、かつロータマグネット1を一体に支持しているステンレス等の非磁性材料からなる軸2とを備えている。ロータマグネット1には、その軸方向の中心部に略円環状の所定深さの溝部1aが設けられている。
The
さらに、ステッピングモータ100は、一対のステータ9,10を備えている。一対のステータ9,10は、ロータマグネット1をそれらの中央部に軸方向に貫通する収納孔を有する。
Further, the
ステータ9,10は、内ヨーク3,4、励磁コイル5,6、外ヨーク7,8、モータフレーム14,15及びボビン16,17をそれぞれ備えている。ステータ9,10は、同一構造であるので、ステータ9の構成を中心に説明し、ステータ10の対応する構成はカッコ書きで数字のみを記載する。
The
ボビン16(17)は、励磁コイル5(6)が巻き回される円筒状の胴部(不図示)を有し、ボビン16の一端にツバ16a(17a)が、ボビン16(17)の他端にツバ16b(17b)が円筒状の胴部(不図示)と一体に形成されている。ツバ16b(17b)の外周には、円筒状の胴部(不図示)と重ならないようにツバ16b(17b)に対して略直角に折り曲げれた、端子を保持する端子部16c(17c)を有する。ツバ16a(17a)については、後に詳細に説明する。
The bobbin 16 (17) has a cylindrical body (not shown) around which the exciting coil 5 (6) is wound, and a
内ヨーク3(4)は、軟磁性材からなり、ロータマグネット1を貫通させるために、その中央部に略円環状の孔を有し、その略円環状の周方向に沿って交互に配設された複数(5本)の極歯3a(4a)を有している。また、内ヨーク3は、ツバ16aの端面を覆う(つまり端面と当接する)リング状部3bを備え、このリング状部3bから上記複数の極歯3aが略直角に折り曲げられて、ボビン16の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。一方、内ヨーク4は、ツバ17bの端面を覆う(つまり端面と当接する)リング状部4bを備え、このリング状部4bから上記複数の極歯4aが略直角に折り曲げられて、ボビン17の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。また、内ヨーク3(4)は、断面矩形の突出部3c(4c)を備え、当該突出部3c(4c)はモータフレーム14(15)の切り出し口14a(15a)に収容される。
The inner yoke 3 (4) is made of a soft magnetic material, and has a substantially annular hole at the center for passing through the
外ヨーク7(8)も、内ヨーク3(4)と同様に、軟磁性材からなり、ロータマグネット1を貫通させるために、その中央部に略円環状の孔を有し、その略円環状の周方向に沿って交互に配設された複数(5本)の極歯7a(8a)を有している。また、外ヨーク7は、ツバ16bの端面を覆う(つまり端面と当接する)リング状部7bを備え、このリング状部7bから上記複数の極歯7aが略直角に折り曲げられて、ボビン16の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。一方、内ヨーク8は、ツバ17aの端面を覆う(つまり端面と当接する)リング状部8bを備え、このリング状部8bから上記複数の極歯8aが略直角に折り曲げられて、ボビン17の円筒状の胴部の内周面に対向するように露出する。また、外ヨーク7(8)は、断面矩形の突出部7c(8c)を備え、当該突出部7c(8c)はモータフレーム14(15)の切り出し口14a(15a)に収容される。
The outer yoke 7 (8) is also made of a soft magnetic material, like the inner yoke 3 (4), and has a substantially annular hole at the center for passing through the
極歯3a(4a)及び極歯7a(8a)は、互いに違いに入り込んで対向する。また、極歯3a(4a)及び極歯7a(8a)は、それらの先端方向に向けて徐々に極歯の幅が細くなるように構成されている。極歯3a(4a)及び極歯7a(8a)の数は5本に限定されるものではない。
The
モータフレーム14(15)は、切り出し口14a(15a)を備えた中空円筒状に形成され、その一端が開口されており、その他端は軸受11(12)の突出部11a(12a)を貫通させるための貫通孔14b(15b)が設けられている。モータフレーム14(15)は、内ヨーク3(4)、外ヨーク7(8)及びボビン16(17)を内部に収容し、励磁コイル5(6)の外周をカバーする。モータフレーム14と15は、接着、溶接等の方法により開口端同士を連結する。このとき、リング状部3bと4bは当接する。
The motor frame 14 (15) is formed in a hollow cylindrical shape having a cut-out opening 14a (15a), one end of which is opened, and the other end passes through the
軸受11(12)は外ヨーク7(8)の略円環状の孔(極歯内径)に圧入させる突出部11a(12a)を備え、軸2を回転自在に支持する。軸受11(12)が基準となりステッピングモータ100の同軸が設定される。
The bearing 11 (12) includes a protruding
ステータ9及び10は、接合して軸方向に配置され、ロータマグネット1は、極歯3a、4a、7a及び8aと所定のギャップを介してステータ9及び10内に同軸関係に配設される。図2に示すように、ロータマグネット1の溝部1aは内ヨーク3及び4の接合部13と対向するように配置される。
The
上記構成において、励磁コイル5及び6が通電されると、内ヨーク3及び4と、外ヨーク7及び8と、モータフレーム14及び15とが励磁されて、各極歯3a、4a、7a及び8aに誘磁され、ロータマグネット1の着磁極が各極歯3a、4a、7a及び8aに対して反発又は吸引してトルクが発生する。結果として、ロータマグネット1が励磁コイル5及び6の通電に従って回転駆動し、軸2から外部に駆動力が伝達される。
In the above configuration, when the
図3は、ボビン16(17)の軸方向における断面図である。 FIG. 3 is a sectional view of the bobbin 16 (17) in the axial direction.
同図に示すように、ボビン16のツバ16a(17a)は、その内周から外周にかけて、ボビン16の外側(ツバ16aが内ヨーク3を押す方向又はツバ17aが外ヨーク8を押す方向)に傾斜して、ツバ16a及びツバ16b(17a及び17b)の内周の間の幅S1よりもツバ16a及びツバ16b(17a及び17b)の外周の間の幅S2が長くなるように構成されている。
As shown in the figure, the
この構成は、内ヨーク3(4)とボビン16(17)との間や外ヨーク7(8)とボビン16(17)との間に生じる隙間(ガタ)を埋めてなくすように作用する。 This configuration acts so as to eliminate a gap (backlash) generated between the inner yoke 3 (4) and the bobbin 16 (17) or between the outer yoke 7 (8) and the bobbin 16 (17).
結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。 As a result, it is possible to eliminate backlash between components incorporated and incorporated in the motor frame, to prevent characteristic variations and vibration / noise, and to provide a high-quality stepping motor.
上記幅S1と幅S2の長さの差は励磁コイル5(6)が弾性変形する範囲か又は断線しない範囲であればよく、ガタ量に応じて0.05〜0.2mm程度が好適である。 The difference in length between the width S1 and the width S2 may be in a range where the exciting coil 5 (6) is elastically deformed or not disconnected, and is preferably about 0.05 to 0.2 mm depending on the amount of play. .
また、ツバ16a(17a)が、ボビン16の外側により傾斜するような素材(つまり、ツバ16a及びツバ16b(17a及び17b)の外周の間の幅S2よりも広がる素材)でボビン16を形成してもよい。上記素材としては、アルミ、銅、真鍮等の軟材又は弾性を帯びた樹脂などがある。
Further, the
この場合、励磁コイル5(6)を大量に巻き付ける(即ち、コイル巻テンションを高くして励磁コイル5(6)を巻太らせる)ことで励磁コイル5(6)が弾性変形するために、ツバ16a(17a)は励磁コイル5(6)の弾性変形とともに内ヨーク3とボビン16との間や外ヨーク7とボビン16との間(内ヨーク4とボビン17との間や外ヨーク8とボビン17との間)に生じる隙間(ガタ)量に応じて弾性変形し、即ちバネ力として作用し、内ヨーク3(4)と外ヨーク7(8)を押す力を発生する。
In this case, the exciting coil 5 (6) is elastically deformed by winding a large amount of the exciting coil 5 (6) (that is, increasing the coil winding tension to increase the thickness of the exciting coil 5 (6)).
結果として、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。 As a result, it is possible to eliminate backlash between components incorporated and incorporated in the motor frame, to prevent characteristic variations and vibration / noise, and to provide a high-quality stepping motor.
また、上記のように、内ヨーク3(4)と外ヨーク7(8)を押す力が発生すると、上記隙間(ガタ)だけではなく、外ヨーク7(8)とモータフレーム14(15)との間に生じる隙間(ガタ)もなくすことができる。 Further, as described above, when a force for pressing the inner yoke 3 (4) and the outer yoke 7 (8) is generated, not only the gap (backlash) but also the outer yoke 7 (8) and the motor frame 14 (15) It is possible to eliminate gaps (backlash) generated between the two.
以上説明したように、本実施の形態によれば、ボビン16のツバ16a(17a)が、その内周から外周にかけて、ボビン16の外側に傾斜して構成されているので、ツバ16a(17a)は、内ヨーク3(4)とボビン16(17)との間や外ヨーク7(8)とボビン16(17)との間に生じる隙間(ガタ)を埋めてなくすように作用し、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをなくすことができ、特性ばらつきや振動・騒音を防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。また、ツバ16a及びツバ16b(17a及び17b)の内周の間の幅S1よりもツバ16a及びツバ16b(17a及び17b)の外周の間の幅S2が長くなるように構成されているので、従来必要とされていた内部部品を片側から押し当てるバネが不要となり、モータフレーム内のバネスペースが不要となり、ステッピングモータの小型化を図ることができるという効果がある。
As described above, according to the present embodiment, the
上記実施の形態では、ツバ16a(17a)が、ボビン16の外側に傾斜していたが、ツバ16a(17a)だけでなく、ツバ16b(17b)であっても又は両方のツバであってもよい。これにより、モータフレームに内包されて組み込まれた部品間のガタをよりなくすことができる。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施の形態では、外ヨーク7(8)はモータフレーム14(15)と別体で構成されたが、図4に示すように、外ヨーク7(8)はモータフレーム14(15)と一体で構成されていてもよい。この場合、外ヨーク7(8)とモータフレーム14(15)の間の隙間(ガタ)がなくなるので、外ヨーク7(8)とモータフレーム14(15)の位置精度が高くなると共に特性ばらつきや振動・騒音をより防止し、高品質なステッピングモータを提供することができる。また、モータフレームと外ヨークのガタを無くし、ばらつきの少ない安価なステッピングモータを提供することができる。 Further, in the above embodiment, the outer yoke 7 (8) is configured separately from the motor frame 14 (15). However, as shown in FIG. 4, the outer yoke 7 (8) is configured of the motor frame 14 (15). And may be configured integrally. In this case, since there is no gap between the outer yoke 7 (8) and the motor frame 14 (15), the positional accuracy of the outer yoke 7 (8) and the motor frame 14 (15) is increased and characteristics variation and Vibration and noise can be further prevented, and a high-quality stepping motor can be provided. Further, it is possible to provide an inexpensive stepping motor with little variation by eliminating play between the motor frame and the outer yoke.
また、上記実施の形態では、上記幅S2が幅S1よりも長くなるように構成されていたが、ツバ16a(17a)をアルミ、銅、真鍮等の軟材又は弾性を帯びた樹脂などで構成することにより、励磁コイル5(6)の巻き付け前には、上記幅S2が幅S1と同一の長さであるが、励磁コイル5(6)の巻き付け後には、励磁コイル5(6)の弾性変形に応じたツバ16a(17a)の弾性変形により、上記幅S2が幅S1よりも長くなる構成にしてもよい。この場合にも、上記実施の形態の効果と同様の効果を奏する。
Moreover, in the said embodiment, although the said width | variety S2 was comprised so that it might become longer than the width | variety S1, the
さらに、上記実施の形態では、ツバ16a(17a)及びツバ16b(17b)がボビン16(17)の円筒状の胴部(不図示)とが同一素材で一体に形成されているが、当該円筒状の胴部のみを非磁性体で形成し、ツバ16a(17a)は弾性変形するような磁性体で形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the
1 ロータマグネット
1a ロータマグネットの溝部
3,4 内ヨーク
3a,4a,7a,8a 極歯
5,6 励磁コイル
7,8 外ヨーク
9,10 ステータ
14,15 モータフレーム
16,17 ボビン
16a,17a,16b,17b ツバ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の極歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットとを備え、
前記ステータを軸方向に複数個設け、前記ボビンの両端のツバの外周間隔が当該両端のツバの内周間隔よりも長いことを特徴とするステッピングモータ。 A hollow cylindrical bobbin having a flange having a central opening at both ends, an inner yoke and an outer yoke having a plurality of pole teeth which are in contact with the flanges at both ends of the bobbin and are alternately arranged in the circumferential direction, An excitation coil wound around the bobbin mounted between the yoke and the outer yoke, and a stator including a motor frame that encloses the inner yoke, the outer yoke, the bobbin, and the excitation coil;
A plurality of pole teeth and a rotor magnet disposed in a coaxial relationship in the stator via a predetermined gap and alternately magnetized to different poles on the peripheral surface;
A stepping motor, wherein a plurality of stators are provided in the axial direction, and an outer peripheral distance between flanges at both ends of the bobbin is longer than an inner peripheral distance between flanges at both ends.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010110184A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nidec Copal Corp | Stepping motor |
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- 2005-03-25 JP JP2005089033A patent/JP2006271165A/en not_active Withdrawn
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JP2010110184A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nidec Copal Corp | Stepping motor |
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