JP3709074B2 - ステッピングモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はステッピングモータに係り、詳しくは当該ステッピングモータの振動並びに騒音といった点の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステッピングモータの構成としては、図４に示すようなものが挙げられる。ここで、図４（ａ）は、従来のステッピングモータを示す要部断面図であり、図４（ｂ）は、同図（ａ）におけるステッピングモータに用いられるスプリングワッシャーを示した図である。
同図において、上プレート２１及び下プレート２２にはそれぞれメタル２５が圧入等によって固定されており、この上下メタル２５によって回転自在に支承されたシャフト２６にはマグネットホルダ２３を介してリング状の界磁マグネット２４が配されている。
一方、この界磁マグネット２４に所定の空隙を介するようにしてステータが配され、このステータは合成樹脂製のボビン２７内に納められたコイル２８をそれぞれヨーク２９で覆うようにして２段構成されたものである。
【０００３】
また、シャフト２６の一端は上下プレート２１，２２からなるハウジングより外方に突出されており、この突出部分には合成樹脂等からなるギヤが圧入され、モータ出力を外部へ伝達してなるものである。
このようにして構成されたステッピングモータは、ロータのスラストガタによる暴れを抑えるために、シャフト２６の一端側にはワッシャー３０が挿入され、他端側には下プレート２２とロータとの間に図４（ｂ）に示すような同心円からなるリング状のスプリングワッシャー３１が配されており、このスプリングワッシャー３１の働きによって、ロータはワッシャー３０を介して上プレート２１側に付勢されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成において、ステッピングモータはその構造上、上下メタル２５の芯出しが難しいため、これを解決しようとするとシャフト・メタル間のクリアランスを大きく設定せざるを得ない。そのため、シャフト・メタル間の遊び（ガタ）が大きくなることになり、ロータが回転振れを起こし、騒音値を悪化させてしまう。しかも、このクリアランスに起因するメタル内径寸法は、素材の状況あるいは作業条件等によって変化し易いため、上述したように、クリアランスを大きく設定することは、ステッピングモータの特性に大きな影響を与えてしまい、結果として非常にばらつきの大きいモータになり兼ねない。
また、上記のような構成では、スラスト方向のガタ及びそれに伴う振動はスプリングワッシャー３１である程度抑えることができるが、クリアランスによる径方向のガタを抑えることはできず、振動や騒音を低減させることは難しいものであった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題を解決して、簡単な構成により振動あるいは騒音等を低減させることのできるステッピングモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、弾性部材を、スラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成させ、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向にロータを付勢させるようにして構成することで上記課題を解決してなるものであって、これにより、簡単な構成でロータのスラスト方向のガタつきだけでなく、ラジアル方向のガタつきをも抑えることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のステッピングモータは、ハウジング内に配されたステータと、このステータに所定の空隙を介するようにして前記ハウジング内に配されたロータとを有し、該ロータを弾性部材により所定方向へ付勢させてなるステッピングモータにおいて、前記弾性部材はスラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成され、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向に前記ロータを付勢させてなるものである。
また、前記弾性部材は、ハウジングとロータの間でシャフトに挿入されるとともに、前記荷重の軸方向成分によりロータをスラスト方向に付勢させ、かつ径方向成分によりロータをラジアル方向に付勢させるのがよい。
また、前記弾性部材は、ハウジングに配された軸受部材とロータの間でシャフトに挿入され、前記弾性部材に形成された係合部を前記軸受部材に形成された被係合部に係合させることにより、前記弾性部材を回転規制させておくのが好適である。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例におけるステッピングモータの要部断面図である。
同図において、上プレート１、下プレート２でハウジングを構成し、このハウジング内にはステータ並びにステータに所定の空隙を介するようにしてロータが配されている。ロータは、合成樹脂等からなるマグネットホルダ３と、このマグネットホルダ３の外周に配されたマグネット４とを有しており、メタル５を介して回転自在に支承されたシャフト６にマグネットホルダ３を固着させている。
【０００９】
一方、ステータは、合成樹脂からなるボビン、特にここでは液晶ポリマーにより形成されたボビン７内に納められたコイル８をそれぞれヨーク９で覆うようにして２段構成されている。そして、シャフト６の一端側にはワッシャー１０が挿入されており、シャフト６の他端側、下プレート２のメタル５とマグネットホルダ３の間にはスプリングワッシャー１１が配されている。
【００１０】
ここで、スプリングワッシャー１１は図２（ａ）に示すような形状となっている。すなわち、スプリングワッシャー１１はその一部を切り欠くようにして変形形成されており、このようなスプリングワッシャー１１をシャフト６に挿入し、ハウジングとロータの間においてロータを付勢させようとした場合には、図中、左半分と右半分におけるスプリングワッシャー１１の荷重のかかり方が異なるため、このスプリングワッシャー１１を用いると、ロータは軸線に対して所定の角度だけずれた方向、すなわち図１に示すようなＦ方向に付勢されることになる。
【００１１】
このようにして、ロータが付勢されると、この付勢力Ｆは径方向に作用する力Ｆｘ成分及び軸線方向に作用する力Ｆｙ成分に分解して働くことになり、Ｆｙ成分によりロータをスラスト方向に付勢させ、またＦｘ成分によりロータをラジアル方向に付勢させることが可能となる。これによって、新規に部材を追加することなく、また煩わしい作業を必要とせず、簡単な構成でスラスト方向と共にラジアル方向の振れを抑えることができる。
【００１２】
また、スプリングワッシャーの形状については、図２（ｂ）のように構成することもできる。
すなわち、同図に示すように、スプリングワッシャー１２は全体としては円形状をなしているが、その外周に対してシャフト６が挿入される内孔１２ａが偏心して穿設されているために、前述したスプリングワッシャー１１と同様に、図中の左半分と右半分とではロータに作用する荷重が異なるものである。
このようにスプリングワッシャーを変形形成した場合にも、ロータに対しては軸線から所定角度ずれた方向に付勢力が働くことになり、ロータのスラスト方向及びラジアル方向にそれぞれ作用する成分によって、ロータのガタつきを防止することができる。
【００１３】
また、上記したスプリングワッシャーでは、スプリングワッシャー自体がロータと共に回転してしまう恐れがあり、その場合にはスプリングワッシャーとメタルとが摺動してしまうことから、耐久（摩耗）的に問題が生じると同時にそこで発生する騒音も大きくなり兼ねない。
そこで、スプリングワッシャーを保持するメタルを図３（ａ）のように構成し、そのメタルに対してスプリングワッシャーを図３（ｂ）のように形成することができる。
すなわち、メタル１５には周方向に２ヶ所の凹溝１５ａが設けられており、このメタル１５上に配されるスプリングワッシャー１３は、一部が切り欠かれるようにして形成されており、それと同時にメタル１５に対応してスプリングワッシャー１３の外周には２ヶ所の突起１３ａが設けられている。
【００１４】
このような構成であれば、ハウジングに配されたメタル１５の凹溝１５ａにスプリングワッシャー１３の突起１３ａを係合させて配置することができ、この両者の係合関係によって、ロータが回転したときにもスプリングワッシャー１３が一緒に回転してしまうことはない。また、前述と同様にスプリングワッシャー１３は変形形成されているため、ロータには軸線に対して所定方向にずれた付勢力が作用し、ロータをスラスト方向並びにラジアル方向へ付勢させることができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施可能である。例えば、スプリングワッシャーの形状は、本実施例以外にもロータに対して不均一な荷重を発生させるものであればよいのは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、弾性部材を、スラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成させ、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向にロータを付勢させるように構成したので、新たに部材を追加することなく、また煩わしい作業を必要とせず、簡単な構成でスラスト方向と共にラジアル方向の振れを抑えることができ、振動や騒音を著しく低減したステッピングモータを提供することができる。
【００１７】
また、弾性部材に形成された係合部を軸受部材に形成された被係合部に係合させることにより、弾性部材を回転規制させるようにしたので、弾性部材の摩耗を抑え、それと同時に弾性部材と軸受部材との摺動による騒音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるステッピングモータの要部断面図である。
【図２】本発明におけるスプリングワッシャーの一例を示した図である。
【図３】本発明の他の一実施例における、（ａ）軸受の構成を示した図であり、（ｂ）スプリングワッシャーの構成を示した図である。
【図４】従来における、（ａ）ステッピングモータの要部断面図であり、（ｂ）スプリングワッシャーの構成を示した図である。
【符号の説明】
１，２１‥‥上プレート
２，２２‥‥下プレート
４，２４‥‥マグネット
５，１５，２５‥‥メタル
６，２６‥‥シャフト
８，２８‥‥コイル
１１，１２，１３，３１‥‥スプリングワッシャー
１３ａ‥‥突起
１５ａ‥‥凹溝
【産業上の利用分野】
本発明はステッピングモータに係り、詳しくは当該ステッピングモータの振動並びに騒音といった点の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステッピングモータの構成としては、図４に示すようなものが挙げられる。ここで、図４（ａ）は、従来のステッピングモータを示す要部断面図であり、図４（ｂ）は、同図（ａ）におけるステッピングモータに用いられるスプリングワッシャーを示した図である。
同図において、上プレート２１及び下プレート２２にはそれぞれメタル２５が圧入等によって固定されており、この上下メタル２５によって回転自在に支承されたシャフト２６にはマグネットホルダ２３を介してリング状の界磁マグネット２４が配されている。
一方、この界磁マグネット２４に所定の空隙を介するようにしてステータが配され、このステータは合成樹脂製のボビン２７内に納められたコイル２８をそれぞれヨーク２９で覆うようにして２段構成されたものである。
【０００３】
また、シャフト２６の一端は上下プレート２１，２２からなるハウジングより外方に突出されており、この突出部分には合成樹脂等からなるギヤが圧入され、モータ出力を外部へ伝達してなるものである。
このようにして構成されたステッピングモータは、ロータのスラストガタによる暴れを抑えるために、シャフト２６の一端側にはワッシャー３０が挿入され、他端側には下プレート２２とロータとの間に図４（ｂ）に示すような同心円からなるリング状のスプリングワッシャー３１が配されており、このスプリングワッシャー３１の働きによって、ロータはワッシャー３０を介して上プレート２１側に付勢されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成において、ステッピングモータはその構造上、上下メタル２５の芯出しが難しいため、これを解決しようとするとシャフト・メタル間のクリアランスを大きく設定せざるを得ない。そのため、シャフト・メタル間の遊び（ガタ）が大きくなることになり、ロータが回転振れを起こし、騒音値を悪化させてしまう。しかも、このクリアランスに起因するメタル内径寸法は、素材の状況あるいは作業条件等によって変化し易いため、上述したように、クリアランスを大きく設定することは、ステッピングモータの特性に大きな影響を与えてしまい、結果として非常にばらつきの大きいモータになり兼ねない。
また、上記のような構成では、スラスト方向のガタ及びそれに伴う振動はスプリングワッシャー３１である程度抑えることができるが、クリアランスによる径方向のガタを抑えることはできず、振動や騒音を低減させることは難しいものであった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題を解決して、簡単な構成により振動あるいは騒音等を低減させることのできるステッピングモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、弾性部材を、スラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成させ、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向にロータを付勢させるようにして構成することで上記課題を解決してなるものであって、これにより、簡単な構成でロータのスラスト方向のガタつきだけでなく、ラジアル方向のガタつきをも抑えることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のステッピングモータは、ハウジング内に配されたステータと、このステータに所定の空隙を介するようにして前記ハウジング内に配されたロータとを有し、該ロータを弾性部材により所定方向へ付勢させてなるステッピングモータにおいて、前記弾性部材はスラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成され、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向に前記ロータを付勢させてなるものである。
また、前記弾性部材は、ハウジングとロータの間でシャフトに挿入されるとともに、前記荷重の軸方向成分によりロータをスラスト方向に付勢させ、かつ径方向成分によりロータをラジアル方向に付勢させるのがよい。
また、前記弾性部材は、ハウジングに配された軸受部材とロータの間でシャフトに挿入され、前記弾性部材に形成された係合部を前記軸受部材に形成された被係合部に係合させることにより、前記弾性部材を回転規制させておくのが好適である。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例におけるステッピングモータの要部断面図である。
同図において、上プレート１、下プレート２でハウジングを構成し、このハウジング内にはステータ並びにステータに所定の空隙を介するようにしてロータが配されている。ロータは、合成樹脂等からなるマグネットホルダ３と、このマグネットホルダ３の外周に配されたマグネット４とを有しており、メタル５を介して回転自在に支承されたシャフト６にマグネットホルダ３を固着させている。
【０００９】
一方、ステータは、合成樹脂からなるボビン、特にここでは液晶ポリマーにより形成されたボビン７内に納められたコイル８をそれぞれヨーク９で覆うようにして２段構成されている。そして、シャフト６の一端側にはワッシャー１０が挿入されており、シャフト６の他端側、下プレート２のメタル５とマグネットホルダ３の間にはスプリングワッシャー１１が配されている。
【００１０】
ここで、スプリングワッシャー１１は図２（ａ）に示すような形状となっている。すなわち、スプリングワッシャー１１はその一部を切り欠くようにして変形形成されており、このようなスプリングワッシャー１１をシャフト６に挿入し、ハウジングとロータの間においてロータを付勢させようとした場合には、図中、左半分と右半分におけるスプリングワッシャー１１の荷重のかかり方が異なるため、このスプリングワッシャー１１を用いると、ロータは軸線に対して所定の角度だけずれた方向、すなわち図１に示すようなＦ方向に付勢されることになる。
【００１１】
このようにして、ロータが付勢されると、この付勢力Ｆは径方向に作用する力Ｆｘ成分及び軸線方向に作用する力Ｆｙ成分に分解して働くことになり、Ｆｙ成分によりロータをスラスト方向に付勢させ、またＦｘ成分によりロータをラジアル方向に付勢させることが可能となる。これによって、新規に部材を追加することなく、また煩わしい作業を必要とせず、簡単な構成でスラスト方向と共にラジアル方向の振れを抑えることができる。
【００１２】
また、スプリングワッシャーの形状については、図２（ｂ）のように構成することもできる。
すなわち、同図に示すように、スプリングワッシャー１２は全体としては円形状をなしているが、その外周に対してシャフト６が挿入される内孔１２ａが偏心して穿設されているために、前述したスプリングワッシャー１１と同様に、図中の左半分と右半分とではロータに作用する荷重が異なるものである。
このようにスプリングワッシャーを変形形成した場合にも、ロータに対しては軸線から所定角度ずれた方向に付勢力が働くことになり、ロータのスラスト方向及びラジアル方向にそれぞれ作用する成分によって、ロータのガタつきを防止することができる。
【００１３】
また、上記したスプリングワッシャーでは、スプリングワッシャー自体がロータと共に回転してしまう恐れがあり、その場合にはスプリングワッシャーとメタルとが摺動してしまうことから、耐久（摩耗）的に問題が生じると同時にそこで発生する騒音も大きくなり兼ねない。
そこで、スプリングワッシャーを保持するメタルを図３（ａ）のように構成し、そのメタルに対してスプリングワッシャーを図３（ｂ）のように形成することができる。
すなわち、メタル１５には周方向に２ヶ所の凹溝１５ａが設けられており、このメタル１５上に配されるスプリングワッシャー１３は、一部が切り欠かれるようにして形成されており、それと同時にメタル１５に対応してスプリングワッシャー１３の外周には２ヶ所の突起１３ａが設けられている。
【００１４】
このような構成であれば、ハウジングに配されたメタル１５の凹溝１５ａにスプリングワッシャー１３の突起１３ａを係合させて配置することができ、この両者の係合関係によって、ロータが回転したときにもスプリングワッシャー１３が一緒に回転してしまうことはない。また、前述と同様にスプリングワッシャー１３は変形形成されているため、ロータには軸線に対して所定方向にずれた付勢力が作用し、ロータをスラスト方向並びにラジアル方向へ付勢させることができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施可能である。例えば、スプリングワッシャーの形状は、本実施例以外にもロータに対して不均一な荷重を発生させるものであればよいのは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、弾性部材を、スラスト方向での不均一な荷重を発生させるべく変形形成させ、この荷重によって、軸線に対し所定角度ずれた方向にロータを付勢させるように構成したので、新たに部材を追加することなく、また煩わしい作業を必要とせず、簡単な構成でスラスト方向と共にラジアル方向の振れを抑えることができ、振動や騒音を著しく低減したステッピングモータを提供することができる。
【００１７】
また、弾性部材に形成された係合部を軸受部材に形成された被係合部に係合させることにより、弾性部材を回転規制させるようにしたので、弾性部材の摩耗を抑え、それと同時に弾性部材と軸受部材との摺動による騒音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるステッピングモータの要部断面図である。
【図２】本発明におけるスプリングワッシャーの一例を示した図である。
【図３】本発明の他の一実施例における、（ａ）軸受の構成を示した図であり、（ｂ）スプリングワッシャーの構成を示した図である。
【図４】従来における、（ａ）ステッピングモータの要部断面図であり、（ｂ）スプリングワッシャーの構成を示した図である。
【符号の説明】
１，２１‥‥上プレート
２，２２‥‥下プレート
４，２４‥‥マグネット
５，１５，２５‥‥メタル
６，２６‥‥シャフト
８，２８‥‥コイル
１１，１２，１３，３１‥‥スプリングワッシャー
１３ａ‥‥突起
１５ａ‥‥凹溝
Claims (2)
- ハウジング内に配されたステータと、このステータに所定の空隙を介するようにして前記ハウジング内に配されたロータとを有し、該ロータを弾性部材により所定方向へ付勢させてなるステッピングモータにおいて、前記弾性部材はロータの回転軸が挿通される挿通孔を有するワッシャ状を成し、挿通孔部が外形に対しロータ付勢方向へ突となるとともに外形の一部が切り欠かれ、その切り欠かれている側の付勢力がその反対側の付勢力より小となっていることを特徴とするステッピングモータ。
- ハウジング内に配されたステータと、このステータに所定の空隙を介するようにして前記ハウジング内に配されたロータとを有し、該ロータを弾性部材により所定方向へ付勢させてなるステッピングモータにおいて、前記弾性部材はロータの回転軸が挿通される挿通孔を有するワッシャ状を成し、挿通孔が外形に対し中心から変位した位置に配されるとともに挿通孔部が外形に対しロータ付勢方向へ突となり、挿通孔が変位した側の付勢力がその反対側の付勢力より小となっていることを特徴とするステッピングモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14649598A JP3709074B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14649598A JP3709074B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11332208A JPH11332208A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3709074B2 true JP3709074B2 (ja) | 2005-10-19 |
Family
ID=15408926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14649598A Expired - Fee Related JP3709074B2 (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3709074B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010283914A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Mitsubishi Materials Cmi Corp | モータ |
| CN107294267B (zh) * | 2016-04-05 | 2020-08-18 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| JP7129803B2 (ja) * | 2017-06-29 | 2022-09-02 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP14649598A patent/JP3709074B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11332208A (ja) | 1999-11-30 |
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Legal Events
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