JP2007006679A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】筒状ケースとフレームとを接合するために行われる溶接を容易にし、さらに筒状ケースとフレームとの溶接による接合強度が向上したステッピングモータを提供することを目的とする。
【解決手段】筒状ケース６が溶接によって接合されるフレーム４を有するステッピングモータ１において、フレーム４は、筒状ケース６の前端部に当接されるケース取付片部２２と、出力軸８の先端部を軸支する軸支持片部１８と、ケース取付片部２２と軸支持片部１８とを連結するベース部２０とを有し、ケース取付片部２２は、出力軸８が挿通する中央開口部２４と、筒状ケース６の前端部がケース取付片部２２に当接する設置領域Ｓの外縁２８に対応する位置に形成された溶接開口部３０，３１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、筒状ケースが溶接によってフレームに接合されたステッピングモータに関する。

ステッピングモータは、例えば、メディア関連機器（光ディスク装置や磁気記録装置）が有するピックアップレンズや磁気ヘッド、あるいはカメラのレンズ等の被駆動体の駆動に利用されている。この種のステッピングモータは、リードスクリューを備え、リードスクリューの回転によって被駆動体の往復動を行うようになっている。例えば、特許文献１に記載のステッピングモータは、筒状ケースの前端部から出力軸が突出しており、出力軸には、リードスクリューが形成されている。そして、リードスクリューの回転によって被駆動体に相当するキャリッジが往復動する。また、このステッピングモータの出力軸は、シャーシを貫通し、筒状ケースの前端部がシャーシの壁面に当接されて、ボルトによってステッピングモータがシャーシに固定されている。

実開昭６１−１３２５６５号公報

ところで、この種のステッピングモータの筒状ケースを、シャーシに溶接によって取り付けようとした場合、筒状ケースの前端部をシャーシの壁面に当接させ、筒状ケースの前端部における外周縁とシャーシとの接合箇所に溶接を施す必要がある。この場合、シャーシの壁面に対して筒状ケースが垂直に配置されるため、両者が接する溶接箇所近傍では、シャーシの干渉により、確実な溶接は難しかった。特に、ステッピングモータが小型の場合には、そのような溶接は一層困難になり、溶接が不十分になり、溶接による接合強度の確保が一層難しかった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、筒状ケースとフレームとを接合するために行われる溶接を容易にし、さらに、筒状ケースとフレームとの溶接による接合強度が向上するステッピングモータを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するため、本発明は、出力軸を前端部から突出させる筒状ケースと、筒状ケースが溶接によって接合されるフレームとを有するステッピングモータにおいて、フレームは、筒状ケースの前端部に当接されるケース取付片部と、筒状ケースから突出した出力軸の先端部を軸支する軸支持片部と、ケース取付片部と軸支持片部とを連結するベース部とを有し、ケース取付片部は、出力軸が挿通する中央開口部と、筒状ケースの前端部がケース取付片部に当接する設置領域の外縁に対応する位置に形成された溶接開口部とを備えることを特徴とする。

このステッピングモータに係るフレームは、筒状ケースの前端部に当接されるケース取付片部を備え、そのケース取付片部には、筒状ケースの前端部がケース取付片部に当接する設置領域の外縁に対応する位置に溶接開口部が形成されている。すなわち、各種機械溶接作業（例えば、レーザ溶接）や手作業の溶接を行う際に、溶接開口部は、溶接治具が干渉しない領域となるので、ケース取付片部と筒状ケースとの間の溶接が容易になる。特に、ステッピングモータの小型化には、極めて効果的である。

また、ケース取付片部と筒状ケースとの間の溶接が容易になると、溶接精度が向上し、溶接による接合強度アップを図ることができる。

また、上記溶接開口部の輪郭の一部が設置領域の外縁に略一致するようにしてもよい。

背景技術で説明した従来のステッピングモータのように、筒状ケースとシャーシの壁面とが直交すると、溶接箇所に応力集中を生じ易く、接合箇所が経年劣化しやすい。
しかしながら、本発明に係るステッピングモータのように溶接開口部の輪郭の一部が設置領域の外縁に略一致するようにすると、溶接開口部の内周面と筒状ケースの外周面とが略面一な連続した状態で連なるようになる。その結果、溶接箇所に応力集中を生じにくく、溶接箇所の寿命を延ばすことができる。

また、上記のステッピングモータは、中央開口部がケース取付片部に並設され、各中央開口部の周囲に設けられた第１及び第２の溶接開口部は、各中央開口部の中心点に関して点対称の位置に設けられ、隣接する一方の中央開口部の周囲に配置された一対の第１の溶接開口部と他方の中央開口部の周囲に配置された一対の第２の溶接開口部とは、第１の溶接開口部の中心点と第２の溶接開口部の中心点とを通る直線上で整列しないようにしてもよい。

このようなステッピングモータでは、一対の筒状ケースが一つのフレームに溶接によって接合されており、第１及び第２の溶接開口部は、一対の筒状ケースに対応する各中央開口部の中心点に関して点対称の位置に設けられている。そのため、筒状ケースにかかる負荷が溶接箇所で均等に分散され、溶接接合の強度アップが図られる。

さらに、一つのフレームに二つの筒状ケースを並設する場合、一方の筒状ケースを溶接によって接合した後に、他方の筒状ケースを溶接によって接合する必要がある。ここで、一対の第１の溶接開口部と一対の第２の溶接開口部とが、第１の溶接開口部の中心点と第２の溶接開口部の中心点とを通る直線上で整列していると、他方の筒状ケースを後から溶接する際に、先に溶接されている一方の筒状ケースが邪魔になるため、筒状ケース同士を離して設置する必要を生じる。そこで、本発明に係るステッピングモータでは、第１の溶接開口部と第２の溶接開口部とが、前述の直線上で整列しないようにしている。その結果、隣接する一対の筒状ケース同士を近づけることができ、ステッピングモータを、一層小型にできる。

本発明に係るステッピングモータによれば、筒状ケースとフレームとを接合するために行われる溶接を容易にし、溶接によって互いに接合される筒状ケースとフレームとの接合強度を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明に係るステッピングモータの実施の形態について説明をする。

図１〜図３に示すステッピングモータ１は、メディア関連機器（光ディスク装置や磁気記録装置）が有するピックアップレンズや磁気ヘッド等の駆動や、カメラのレンズ駆動等に利用される。ステッピングモータ１では、第１のモータ本体２および第２のモータ本体３が、一つのフレーム４に並べて固定されている。第１のモータ本体２および第２のモータ本体３は同様の構造であるため、以下の説明においは第１のモータ本体２を中心に説明し、第２のモータ本体３については、重複する説明を省略する。

ステッピングモータ１は小型であり、第１のモータ本体２には、外径が８ｍｍ程度の第１の筒状ケース６が設けられている。第１の筒状ケース６は、内部で出力軸８を保持し、出力軸８には、Ｎ極及びＳ極が交互に着磁されてなる永久磁石としてのロータが設けられている。ロータの前後には、ロータに回転力を付与する磁気回路としての一対のステータが配置され、ステータには、磁界を発生させるコイル１２が収容されたヨークが形成されている。ヨークは、外側ヨークと内側ヨークとを有する。外側ヨークと内側ヨークとには、それぞれロータの外周面に対向するように環状の磁極歯が設けられており、各磁極歯は、複数の櫛状であり、同一円周上で所定の角度だけずれた状態で配置されている。ヨーク内に収容されたコイル１２は、ステータの端子ユニット１４に電気的に接続されており、端子ユニット１４を介してコイル１２に外部電源から電流が供給される。そして、コイル１２に流れる電流の向きを順次切り替えることで、ロータがステップ状に回転し、それにともなって出力軸８が回転する。

出力軸８は、第１の筒状ケース６の前端部から突出しており、出力軸８には、リードスクリュー１０が形成されている。リードスクリュー１０は、出力軸８の回転を被駆動部材（不図示）の直線運動に変換する。出力軸８の先端部は、ピポット軸受１６を介して回転自在にフレーム４に固定されている。フレーム４は、図４及び図５に示すように、ピボット軸受１６が嵌め込まれる軸受用孔１７が形成された軸支持片部１８を有する。軸支持片部１８は、ベース部２０に立設されており、ベース部２０には、さらにケース取付片部２２が立設されている。ケース取付片部２２と軸支持片部１８とは、平行に対向して配置され、出力軸８の軸線方向に沿って延在するベース部２０を介して互いに連結されている。

フレーム４のケース取付片部２２には、第１のモータ本体２における出力軸８が挿通する第１の中央開口部２４が形成されている。第１の中央開口部２４は、出力軸８の軸線を中心線とする円形である。そして、第１の中央開口部２４の周囲で、第１の筒状ケース６の前端部がケース取付片部２２に当接し、その当接されるケース取付片部２２上の領域が、設置領域Ｓ（図４の斜線部分）となる。設置領域Ｓは、第１の筒状ケース６の外周に対応した円形内の領域となる。なお、第１の筒状ケース６が、円筒形状以外の筒状形状であるときは、その筒状形状に対応した形状の領域となる。

ケース取付片部２２には、設置領域Ｓの外縁２８に対応する位置に一対の第１の溶接開口部３０，３１が形成されている。一対の第１の溶接開口部３０，３１は、第１の中央開口部２４の中心点ＣＰ１に関して点対称となる位置に設けられている。また、第１の溶接開口部３０，３１の輪郭の一部３２，３３は、設置領域Ｓの外縁２８に対応して湾曲しており、第１の溶接開口部３０，３１は、輪郭の一部３２，３３が外縁２８に略一致するように形成されている。そのため、第１の筒状ケース６の前端部における外周縁と第１の溶接開口部３０，３１の輪郭の一部３２，３３に対応する内周面とが面一となり、連続した状態で連なるようになる。そして、その連なる接合箇所には、レーザ溶接によって金属接合部３８（図１〜図３参照）が形成されている。

ここで、第１の筒状ケース６は、ケース取付片部２２に当接され、ケース取付片部２２に対して垂直に連なるような設置態様で接合される。通常、このような設置態様において、両者の接合箇所にレーザ溶接等の機械溶接作業や手作業の溶接を行おうとすると、ケース取付片部２２が干渉して邪魔になり、非常に難しい。特に、ステッピングモータ１が小型であり、第１の筒状ケース６が小さい場合には、その溶接の困難性はさらに高まる。

しかしながら、ステッピングモータ１では、フレーム４のケース取付片部２２に溶接開口部３０，３１が形成されており、その溶接開口部３０，３１は、溶接治具が干渉しない領域でなる。そのため、例えば、レーザ溶接においてレーザ光を接合箇所に照射する方向の自由度が広がり、溶接が容易になり、溶接精度が向上して溶接による接合強度アップを図ることができる。また、作業者の手作業で溶接を行う場合も同様であり、溶接が容易になることによって、溶接の際の作業負担が軽減し、溶接精度が向上し、溶接による接合強度アップを図ることができる。

また、第１の筒状ケース６の前端部における外周縁と第１の溶接開口部３０，３１の輪郭の一部３２，３３に対応する内周面とは、図３で示すように面一で略連続的に連なっており、両方の面を接合するように金属接合部３８が形成されている。このように連続した面が溶接によって接合されると、不連続な面が溶接によって接合される場合に比べて応力集中を生じにくく、金属接合部３８の経年劣化が生じにくくなって金属接合部３８の寿命を延ばすことができる。なお、ケース取付片部２２の一部を外縁から内側に向かって切り欠き、この切り欠きによって第１の筒状ケース６の前端部における外周縁と略面一に連なるようにすることもできるが、そのような場合には、ケース取付片部２２の強度が低下して好ましくない。

以上の説明では、第１のモータ本体部２とフレーム４との関係を中心にステッピングモータ１の説明をした。続いて、第１のモータ本体部２と第２のモータ本体部３との組み合わせとフレーム４との関係について説明する。なお、第２のモータ本体部３について第１のモータ本体部２と共通する構造については、図面上で同一の符号を付して重複する説明を省略する。

フレーム４には、図１、図２及び図４に示すように、第１の筒状ケース６に対応する第１の中央開口部２４、第２のモータ本体部３における第２の筒状ケース４０に対応する第２の中央開口部４２が、並べて設けられている。第１及び第２の中央開口部２４，４２の周囲には、それぞれ一対の第１及び第２の溶接開口部３０，３１,４４，４６が設けられている。そして、一対の第１の溶接開口部３０，３１は、第１の中央開口部２４の中心点ＣＰ１に関して点対称の位置に設けられ、一対の第２の溶接開口部４４，４６は、第２の中央開口部４２の中心点ＣＰ２に関して点対称の位置に設けられている。

このようなステッピングモータ１では、第１及び第２の中央開口部２４，４２に対応する第１及び第２の筒状ケース６，４０を溶接によって接合する場合、溶接のタイミングをずらして順番に接合する必要がある。ここで仮に、第１の溶接開口部３０，３１と第２の溶接開口部４４，４６とが、中心点ＣＰ１と中心点ＣＰ２とを通る直線ＣＬ上に整列していると、先に接合した筒状ケースが、後から接合する筒状ケースを溶接する際の邪魔になる。そのため、筒状ケース同士を離して設置する必要があり、その分、フレーム４が大きくなってしまう。

そこで、ステッピングモータ１では、第１の溶接開口部３０，３１を直線ＣＬ上に設ける一方、第２の溶接開口部４４，４６を直線ＣＬ上からずらし、第１の溶接開口部３０，３１と第２の溶接開口部４４，４６とが、直線ＣＬ上で整列しないようにしている。このようにすると、先に第１の筒状ケース６を溶接し、その後に第２の筒状ケース４０を溶接することで、溶接の際に互いに邪魔にならなくなり、第１の筒状ケース６及び第２の筒状ケース４０を近づけることができる。その結果、フレーム４のケース取付片部２２の幅を小さくでき、ステッピングモータ１を小型化できる。

なお、ステッピングモータ１では、第１の筒状ケース６に対応する第１の溶接開口部３０，３１が、中心点ＣＰ１と中心点ＣＰ２とを通る直線ＣＬ上に設けられている。そのため、第１の筒状ケース６を溶接する際には、溶接する箇所が直線ＣＬに沿った真横の位置となり、目視による位置合わせが楽になって溶接が容易になる。

ただし、第１の筒状ケース６に対応する第１の溶接開口部３０，３１を、第２の溶接開口部４４，４６と同様に、中心点ＣＰ１と中心点ＣＰ２とを通る直線ＣＬ上からずらし、直線ＣＬ上で整列しないようにすることもできる。その場合には、第１の筒状ケース６と第２の筒状ケース４０とを一層近付けて設置できるようになり、ステッピングモータ１を一層小型にできるようになる。また、第１及び第２の溶接開口部３０，３１，４４，４６との両方が直線ＣＬ上からずれていると、第１及び第２の筒状ケース６，４０のどちらを先に溶接しても、互いに邪魔にならなくなり、溶接に伴う一連の作業性が向上する。

以上、本発明に係るステッピングモータの実施の形態について説明した。本発明に係るステッピングモータは、以上の実施の形態のみに限定されず、フレームのケース取付片部に単一の中央開口部が形成され、その中央開口部に対応した溶接開口部が形成されるとともに、その溶接開口部に対応した単一の筒状ケースが溶接によって接合される形態であってもよい。

本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す正面図である。 図２のIII―III線断面図である。 フレームを示す正面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。

符号の説明

１…ステッピングモータ、２…第１のモータ本体部、３…第２のモータ本体部、４…フレーム、１８…軸支持片部、２０…ベース部、２２…ケース取付片部、２４…第１の中央開口部、４２…第２の中央開口部、２６…設置領域、２８…外縁、３０，３１…第１の溶接開口部、４４，４６…第２の溶接開口部、３２，３３…溶接開口部の輪郭の一部

Claims (3)

1. 出力軸を前端部から突出させる筒状ケースと、前記筒状ケースが溶接によって接合されるフレームとを有するステッピングモータにおいて、
   前記フレームは、前記筒状ケースの前端部に当接されるケース取付片部と、前記筒状ケースから突出した前記出力軸の先端部を軸支する軸支持片部と、前記ケース取付片部と前記軸支持片部とを連結するベース部とを有し、
   前記ケース取付片部は、
   前記出力軸が挿通する中央開口部と、
   前記筒状ケースの前端部が前記ケース取付片部に当接する設置領域の外縁に対応する位置に形成された溶接開口部とを備えることを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記溶接開口部の輪郭の一部が前記設置領域の前記外縁に略一致す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. 前記中央開口部が前記ケース取付片部に並設され、前記各中央開口部の周囲に設けられた第１及び第２の前記溶接開口部は、前記各中央開口部の中心点に関して点対称の位置に設けられ、隣接する一方の前記中央開口部の周囲に配置された一対の前記第１の溶接開口部と他方の前記中央開口部の周囲に配置された一対の前記第２の溶接開口部とは、前記第１の溶接開口部の前記中心点と前記第２の溶接開口部の前記中心点とを通る直線上で整列しないことを特徴とする請求項１または２記載のステッピングモータ。
   
   

Images