JP2529328Y2 - 回転センサ付永久磁石形ステッピングモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、プリンタや磁気ディスク装置などの各種
機器に組み込まれる小型の永久磁石形ステッピングモー
タに関し、特に、モータの回転変位情報を検出するため
の回転センサ（ロータリエンコーダ）を内蔵した回転セ
ンサ付永久磁石形ステッピングモータに関する。

《従来の技術》 従来のこの種のモータは、一般的に、モータ本体にロ
ータリエンコーダと呼ぶ回転センサを軸方向に連結した
構造になっており、全体として大型のモータになってし
まう。プリンタヘッドや磁気ヘッドあるいは光ヘッド等
のサーボ機構には極めて小型のステッピングモータが使
用されているが、この種のモータの外形寸法を変更せず
に回転センサをモータに内蔵することが要求されてい
る。

実開昭63-105486号公報には、永久磁石形ステッピン
グモータにおける円筒形永久磁石の筒内の空間を利用し
て回転センサを付設したものが開示されている。この従
来技術では、円筒形永久磁石の端面に円盤形の磁気スケ
ールを設け、ステータのプレート（モータ軸と直交する
平板で、これに軸受が取付けられている）の内面にプリ
ント基板およびセンサ支持部材を介してホール素子など
の磁気センサを取付け、その磁気センサを前記磁気スケ
ールに対向させたものである。

《考案が解決しようとする課題》 前記のように円筒形永久磁石の端面（モータ軸に直交
する平面）に磁気スケールを設け、ステータ側の前記プ
レートにプリント基板や支持部材を介して磁気センサを
取付け、これらを前記円筒形永久磁石の筒内に入り込む
ように配置するとともに、磁気センサを前記磁気スケー
ルに所定の空隙を置いて対向配置した構造では次のよう
な欠点がある。

一般にロータは軸方向にある程度変位するのが普通
で、バネワッシャ等によってステータに対してロータを
軸方向に一方向に付勢（プリロードという）する構造に
なっている。このロータの軸方向のガタと、ステータ部
品の寸法誤差などにより、円筒形永久磁石に設けた前記
磁気スケールとステータのプレート側に取付けた前記磁
気センサとの間隔（軸方向の間隔）は相当大きく変動す
るし、この間隔の製品毎のバラツキも相当大きくなって
しまう。このように磁気スケールと磁気センサとの間の
空隙が一定に保てないため、磁気センサの出力が不安定
になり、回転センサとしての安定性，信頼性が著しく劣
る。また、ステータのプレートにプリント基板や支持部
材などの複数の部品を介して磁気センサを取付けている
ため、部品点数および組立工数が多くなり、しかも組立
精度を高くするのが難しいという問題もあった。

この考案は前述した従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、モータの外形寸法を拡大せずに回転
センサをモータ内に内蔵するとともに、磁気スケールと
磁気センサとの間の空隙を簡単な手段で高精度に保つこ
とができ、しかも部品点数が少なくて組立が簡単な回転
センサ付永久磁石形ステッピングモータを実現すること
にある。

《課題を解決するための手段》 そこでこの考案では、円筒形永久磁石の中心に適宜な
スペーサを介してロータ軸が取付けられたロータと、前
記ロータ軸を支持する軸受部を有するプレートとともに
前記ロータを内包するステータとで構成される永久磁石
形ステッピングモータにおいて、前記軸受部と一体的に
前記プレートに取付けられ、前記円筒形永久磁石の筒内
に入り込んで配置された円筒形のセンサベースと、この
センサベースの外周部に取付けられ、前記円筒形永久磁
石の外周面に磁極列を着磁することによってその内周面
に生じた磁極列をそのまま用いた磁気スケール部に所定
の空隙をおいて対向する磁気センサとからなる回転セン
サを設けた。

《作用》 前記磁気スケール部と前記磁気センサとはモータ回転
軸のラジアル方向に対向しており、前記ロータが軸方向
に変位しても磁気センサの検出特性は悪影響を受けな
い。

また、軸受部と一体化したセンサベースに磁気センサ
が取付けられる構成であるため、小型化が図れて小型モ
ータに適用でき、且つ部品点数が少なくて済み組立も簡
単となる。

更にまた、磁気センサに対向する磁気スケール部は、
円筒形永久磁石の外周面に磁極列を着磁することによっ
てその内周面に生じた磁極列をそのまま用いたものであ
って、特別に永久磁石の形状を磁気スケール用に形成す
る必要はなく、従来の円筒形永久磁石と全く同じ形状を
採用することができるため、その成形が従来と同様で済
む。

《実施例》 第１図は本考案の第１実施例を示している。図におい
て、１はクローポール構造のステータヨークであり、２
相分のコイル２と３を内蔵している。この円筒形のステ
ータヨーク１の両端面に前プレート４と後プレート５が
一体的に取付けられ、これらがモータケースを兼ねてい
る。また、６はロータであり、円筒形永久磁石７の中心
線上に適宜なスペーサ８を介してロータ軸９が取付けら
れている。ロータ６の永久磁石７はステータヨーク１の
筒内に収容され、ロータ軸９の前端側が前プレート４に
取付けられた軸受10で支持されているとともに、ロータ
軸９の後端部が後プレート５に後述のように取付けられ
た軸受12に支持されている。なお、11はバネワッシャ、
13は平ワッシャである。

ロータ６におけるスペーサ８の軸方向の長さは円筒形
永久磁石７の長さより相当短かく、その差分だけ永久磁
石７の内周に空間が残っており、この空間部分に本考案
による回転センサ部が以下のように収容されている。

14は円筒形あるいはリング形のセンサベースであり、
その内周部に前記軸受12が嵌合装着されている。センサ
ベース14の一端側の小径部が後プレート５の中心穴に嵌
合し、これによってセンサベース14が後プレート５に位
置決めされて固着され、センサベース14の内周に前記軸
受12が位置決めされて固着されている。

センサベース14の大径部分はロータ６の永久磁石７の
筒内に入り込んで配置されており、その端面とスペーサ
８の端面との間にワッシャ13が挟み込まれている。また
ホール素子などの磁気センサ15がセンサベース14の大径
部分の外周に取付けられており、この磁気センサ15は円
筒形永久磁石７の内周面の磁気スケール部にわずかな空
隙をおいて対向している。なお、この実施例における磁
気スケール部は特別に設けたものではなく、永久磁石７
の外周面に磁極列を着磁した際に永久磁石７の内周面に
も生じる磁極列をそのまま磁気スケール部として利用す
るものである。

以上のように第１図の構造では、後プレート５の中心
穴にセンサベース14が嵌合装着され、センサベース14の
筒穴内に軸受12が嵌合装着され、軸受12の筒内にロータ
軸９が挿入される。したがってセンサベース14の外周に
取付けられた磁気センサ15と円筒形永久磁石７の内周面
との間隔寸法が簡単な組立にも関わらず非常に高精度化
する。

また、軸受12と一体化したセンサベース14に磁気セン
サ15が取付けられる構成であるため、小型化が図れて小
型モータに適用でき、且つ部品点数が少なくて済み組立
も簡単となる。

更にまた、磁気センサ15に対向する磁気スケール部
は、円筒形永久磁石７の外周面に磁極列を着磁すること
によってその内周面に生じた磁極列をそのまま用いたも
のであって、特別に永久磁石７の形状を磁気スケール用
に形成する必要はなく、従来の円筒形永久磁石と全く同
じ形状を採用することができるため、その成形が従来と
同様で済む。

第２図は本考案の第２実施例を示すもので、第１図の
実施例と異なるのは次の点である。後プレート５の中心
穴に軸受12が嵌合装着され、軸受12の外周にセンサベー
ス14が嵌合装着されている。このように後プレート５に
対する軸受12とセンサベース14の組み合わせ構造が第１
図のものと異なるだけである。

第３図は本考案の第３実施例を示すもので、第１図の
実施例における軸受12の機能をセンサベース14自体に持
たせるものである。つまり第１図の軸受12とセンサベー
ス14との２つの部品を一体化する構造に対し、第３図で
は１部品であるセンサベース14に軸受部を最初から一体
に設けている。

第４図は本考案の第４実施例を示すもので、これは前
フランジ４側に取付けた軸方向に長い軸受10のみでもっ
てロータ軸９を支持する片軸受構造に本考案を適用した
ものである。ここでは軸受12に合わせて長い筒状のセン
サベース14を設け、センサベース14の筒内に軸受10を嵌
合装着するとともに、センサベース14の外周部分を前フ
ランジ４の中心穴に嵌合して固着している。センサベー
ス14は永久磁石７の筒穴内の空間に入り込み、これを外
周部に取付けた磁気センサ15が永久磁石７の内周面に対
向している。

第５図は本考案の第５実施例を示すもので、第４図の
実施例における軸受10とセンサベース14の前プレート４
に対する取付け構造が異なる。つまり前プレート４の中
心穴に軸受10が嵌合装着され、軸受10の外周部分にセン
サベース14が嵌合装着されている。

《考案の効果》 以上詳細に説明したように、この考案では、ステータ
のプレート部分に軸受と一体化したセンサベースを取付
け、このセンサベースの筒状部分をロータの円筒形永久
磁石の筒内に入り込ませ、センサベースの外周部に取付
けた磁気センサを永久磁石の内周面の磁気スケール部と
対向させて回転センサ（ロータエンコーダ）を構成した
ので、回転センサ機構はロータの円筒形永久磁石の筒内
の空間に収容され、モータの外形寸法は回転センサのな
い場合とほとんど同じになり、モータが大型化すること
はない。また、磁気センサと磁気スケール部分とがロー
タ軸に対してラジアル方向に対向しているので、ロータ
の軸方向の形や組立誤差にまったく影響を受けず磁気セ
ンサと磁気スケール部との間の空隙が高精度に一定に保
たれる。したがって回転センサとしての信頼性，安定性
が極めて高くなる。さらに、軸受と一体化したセンサベ
ースを介して磁気センサが取付けられる構造なので、部
品点数が少なくて組立も簡単である。

また、磁気センサに対向する磁気スケール部は、円筒
形永久磁石の外周面に磁極列を着磁することによってそ
の内周面に生じた磁極列をそのまま用いたものであっ
て、特別に永久磁石の形状を磁気スケール用に形成する
必要はなく、従来の円筒形永久磁石と全く同じ形状を採
用することができるため、その成形が従来と同様で済
む。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案による回転センサ付永久磁石形
ステッピングモータの第１〜第５実施例の断面図であ
る。 １……ステータヨーク、２……コイル ３……コイル、４……前プレート ５……後プレート、６……ロータ ７……円筒形永久磁石、８……スペーサ ９……ロータ軸、10……軸受 11……バネワッシャ、12……軸受 13……ワッシャ、14……センサベース 15……磁気センサ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形永久磁石の中心に適宜なスペーサを
   介してロータ軸が取付けられたロータと、前記ロータ軸
   を支持する軸受部を有するプレートとともに前記ロータ
   を内包するステータとで構成される永久磁石形ステッピ
   ングモータにおいて、前記軸受部と一体的に前記プレー
   トに取付けられ、前記円筒形永久磁石の筒内に入り込ん
   で配置された円筒形のセンサベースと、このセンサベー
   スの外周部に取付けられ、前記円筒形永久磁石の外周面
   に磁極列を着磁することによってその内周面に生じた磁
   極列をそのまま用いた磁気スケール部に所定の空隙をお
   いて対向する磁気センサとを備えたことを特徴とする回
   転センサ付永久磁石形ステッピングモータ。