JPH05176519A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステッピングモータの組立点数を減少させ、
組立作業を簡略化して量産性を向上させるとともに、ス
テッピングモータにおける騒音の発生を低減させる。 【構成】 ステータ２１の一端に、回転軸２２の一端側
を回転自在に支持するメタル軸受２７が設けられ、この
メタル軸受２７の軸線方向の長さが、回転軸２２の軸径
の２〜４倍とされているとともに、ステータ２１の他端
には、プレート２５ａが外接され、プレート２５ａの中
央部には回転軸２２の端部２２ａを軸心位置変位可能に
支持する円板状の軸押え部２６が内接固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型ステッピングモー
タに係るものであり、安価で、かつモータ回転時の振動
に伴う騒音が低減可能なステッピングモーターに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動焦点カメラのレンズ駆動機構等に
は、いわゆるステッピングモータが多く使用されてい
る。そして、この種のステッピングモータとして、従来
より例えば図８ないし図１０に示すものが知られてい
る。

【０００３】標準的なステッピングモータの構造を図８
に示す。符号１は有底円筒状をなす一対のステータカッ
プ１ａ，１ａと、これらステータカップ１ａ，１ａ内に
巻回されたコイル（図示せず）とからなるステータ１
で、ステータ１の中央には回転軸２およびその周囲に設
置されたロータ３からなるロータアッセイ品４が設置さ
れている。

【０００４】一方、ステータ１の各端面には平板環状を
なすプレート５，５ａがそれぞれ当接固定され、これら
プレート５，５ａの中央部には回転軸２を回転可能に支
持するメタル軸受６，６ａがそれぞれ配置されている。

【０００５】図９は、回転軸２の延長上にリードスクリ
ュー７を形成させた場合の例である。この場合、回転軸
２はその端部２ａ並びに回転軸２とリードスクリュー７
との中間部にそれぞれ配置されたメタル軸受６，６ａに
より回転可能に支持され、回転軸２の端部２ａ側のプレ
ート５ａには、回転軸２の端部２ａにリードスクリュー
７方向への予圧を付加する板ばね８が抵抗溶接等の方法
で当接固定されている。

【０００６】一方、リードスクリュー７側のプレート５
にはリードスクリュー７の先端方向に伸びるブラケット
９の一端がネジ止め等の方法で当接固定され、また、こ
のブラケット９の他端には回転軸２の先端方向を向く凹
部９ａが形成されている。そして、この凹部９ａとリー
ドスクリュー７の端面に形成された凹部７ａとの間に配
設された鋼球１０により、リードスクリュー７が回転可
能に支持されている。

【０００７】図１０は、リードスクリュー７付きのステ
ッピングモータにおいて、回転軸２の端部２ａ側のステ
ータ１に回転軸２の端部２ａにリードスクリュー７方向
への予圧を付加する板ばね８ａを直接当接させるととも
に、前記ブラケット９の他端にピボット軸受１１を固定
し、このピボット軸受１１とリードスクリュー７の端面
に形成された凹部７ａとの間に配設された鋼球１０と軸
受６とによりリードスクリュー７を回転可能に支持させ
た場合の例である。

【０００８】上記の各ステッピングモータにおいては、
前記コイルに通電すると、ステータ１内に磁極が形成さ
れ、この磁極とロータ３に形成された磁極との作用によ
りロータアッセイ品４が回転軸２回りに回転する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記従来のス
テッピングモータのうち、図８または図９に示す構造の
ステッピングモータにおいては、プレート５，５ａにメ
タル軸受６，６ａを固定後、ステータカップ１ａ，１ａ
の各端面にそれぞれプレート５，５ａを固定し、更に各
メタル軸受６，６ａに回転軸２を挿通させ、この状態で
ステータカップ１ａ，１ａの開口端を結合させることに
よりステッピングモータを組み立てていた。

【００１０】一方、図１０に示す構造のステッピングモ
ータにおいては、ステータ１の一端に板ばね８を固定
し、ステータ１内に形成された空間にロータアッセイ品
４を挿入後、予めメタル軸受６が固定されたプレート５
をメタル軸受６に回転軸２を挿通させた状態でステータ
１の他端に当接させ、更にブラケット９をプレート５に
当接させるとともにリードスクリュー７とピボット軸受
１１との間で鋼球１０を係合させることによりステッピ
ングモータを組み立てていた。

【００１１】しかしながら、上記従来のステッピングモ
ータは、いずれも２個の軸受６，６ａまたは６，１１に
支持されたロータアッセイ品４を回転させる構成である
ため、これら軸受６，６ａまたは６，１１の内周面と回
転軸２の外周面間のクリアランスを例えば５〜１５μm
程度に縮小した場合には、前記２個の軸受６，６ａまた
は６，１１の芯出し時における軸線が僅かでもずれてい
ると、上記ステッピングモータの組立を行う際に、回転
軸２をこれら軸受の双方に挿通することが困難となる場
合があった。また、挿通した場合でも回転軸２が前記軸
受から受ける回転抵抗が大きく、回転が困難となる場合
があった。

【００１２】従って、前記軸受６，６ａまたは６，１１
および回転軸２には高い機械精度が要求され、かつ組立
時には前記軸受６，６ａまたは６，１１間における芯出
しを極めて高精度に行う必要があり、その結果、製造コ
ストが増加し、しかも組立作業性が低いという問題があ
った。

【００１３】そこで、上記従来のステッピングモータに
おいては、コスト削減および組立作業性向上の見地か
ら、前記クリアランスを１０〜２０μm程度と比較的大
きく設定していた。しかしながら、前記クリアランスを
大きくすれば当然ロータアッセイ品４の回転精度が低下
し、その結果ロータアッセイ品４が回転時に振動し、ス
テータ１等と共鳴して騒音を発生する場合があった。特
に、ビデオカメラ等の録音機能を有する装置に用いる場
合には、その影響が顕著であった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題点に鑑みてなされたもので、回転軸と、この回転軸の
周囲に設けられたロータと、このロータの周囲に設けら
れたコイルを有する円環状のステータとを具備するステ
ッピングモータにおいて、このステータの一端に、前記
回転軸の一端側を回転自在に支持するメタル軸受が設け
られ、このメタル軸受の軸線方向の長さが、前記回転軸
の軸径の２〜４倍とされているとともに、前記ステータ
の他端には、前記回転軸の他端を軸心位置変位可能に支
持する軸押え部が設けられているものである。

【００１５】

【作用】本発明のステッピングモータにおいては、ステ
ータの一端に設けられ、回転軸の一端側を回転自在に支
持するメタル軸受の軸線方向の長さが前記回転軸の軸径
の２〜４倍とされているため、前記回転軸を支持する軸
受を前記メタル軸受のみとすることが可能となってい
る。しかも、前記ステータの他端に設けられた軸押え部
により前記回転軸の他端を軸心位置変位可能に支持され
ているため、軸受の芯出しを行う必要がなくなり、前記
メタル軸受の内周面と前記回転軸の外周面間のクリアラ
ンスを縮小することが可能となる。その結果、ロータア
ッセイ品の回転精度が向上し、前記ロータアッセイ品の
回転時における振動およびそれに伴い発生する騒音を低
下させることができる。

【００１６】また、前記ステッピングモータを構成する
部品のうち、特に高い機械精度が要求される部品点数が
減少するため製造コストが低下し、かつ前記ステッピン
グモータの組立が容易となるため組立作業性が向上す
る。

【００１７】

【実施例】次に、図面に基づき、本発明の実施例につい
て更に詳しく説明する。図１は本発明の第一実施例を示
す標準的なステッピングモータの縦断面図である。な
お、以下の説明で用いる左右および内外の関係はこの図
に準ずるものとする。

【００１８】図１において、符号２１は有底円筒状をな
す一対のステータカップ２１ａ，２１ａと、これらステ
ータカップ２１ａ，２１ａ内に巻回されたコイル（図示
せず）とからなる円環状のステータで、このステータ２
１に内設されたボビンにはコイル（いずれも図示せず）
が巻回されている。また、ステータ２１の中央には棒状
をなす回転軸２２がステータ２１と同軸をなすように設
置され、回転軸２２の周囲には円筒上をなし、外周に磁
極（図示せず）を有するロータ２３が設けられてロータ
アッセイ品２４を構成している。

【００１９】一方、ステータ２１の一端には、平板環状
をなすプレート２５が当接され、プレート２５の中央部
には回転軸２２を回転可能に支持するメタル軸受２７が
配置されているが、このメタル軸受２７の軸線方向の長
さは回転軸２２の軸径の２〜４倍とされている。これ
は、メタル軸受２７の軸線方向の長さが回転軸２２の軸
径の２倍未満だと回転軸２２を支持した場合における回
転軸２２の安定性が悪く、４倍より大きいとトルクロス
が非常に大きくなるためである。

【００２０】更に、ステータ２１の他端には、円板状を
なす支持部材２６ａが当接され、支持部材２６ａの中央
部には回転軸２２の軸心位置を変位可能に回転軸２２の
端部２２ａを支持する円板状のプレート２６ｂが内接固
定され、支持部材２６ａとともに軸押え部２６を構成し
ている。また、符号２８はロータアッセイ品２４のスラ
ストを防止するワッシャーであり、ロータ２３とメタル
軸受２７との接触も防止している。ここで、プレート２
６ｂおよびワッシャー２８は、例えば弗素樹脂を始めと
する樹脂等で構成されている。

【００２１】上記ステッピングモータの組み立ては、ま
ず、ステータ２１の一端に、中央部に予めプレート２６
ｂが固定された軸押え部２６を、プレート２６ｂ側を内
側として当接固定し、ステータ２１内に形成された空間
にロータアッセイ品２４を挿入後、回転軸２２にワッシ
ャー２８を挿通させ、更に予めメタル軸受２７が圧入さ
れたプレート２５を、メタル軸受２７に回転軸２２を挿
通させた状態でステータ２１の他端に当接固定すること
により行われる。

【００２２】この場合、上記ステッピングモータにおい
ては、メタル軸受２７の軸線方向の長さが回転軸２２の
軸径の２〜４倍と長く設定されているため、メタル軸受
２７の支持能力が向上し、回転軸２２を支持する軸受を
メタル軸受２７の一箇所のみとすることが可能となって
いる。

【００２３】更に、ステータ２１の他端が前記軸押え部
２６により前記回転軸２２の端部２２ａを軸心位置変位
可能に支持されているため、上記組立工程においては、
従来行われていた軸受同士の芯出しが不要となる。すな
わち、軸受がメタル軸受２７の一箇所のみとなることか
ら、ステータ２１内径に対する軸受の芯出しもこの一箇
所で行えばよくなり、芯出し精度が向上する。しかも、
メタル軸受２７の内周面と回転軸２２の外周面間のクリ
アランスもこの一箇所のみで管理すればよいため、前記
クリアランスを従来の１０〜２０μmから例えば２〜５
μmへと縮小することが可能となる。その結果、ロータ
アッセイ品２４の回転精度が向上し、ロータアッセイ品
２４の回転時における振動およびそれに伴い発生する騒
音を低下させることができる。

【００２４】また、上記ステッピングモータを構成する
部品のうち、軸受等特に高い機械精度が要求される部品
点数が減少するため、製造コストが低下するとともに管
理項目が減少する。しかも、上記の通り、芯出し箇所が
ステータ２１内径とメタル軸受２７間の一箇所のみとな
るため、ステッピングモータの組立が容易となり、組立
時における作業性が向上する。

【００２５】次に、図２は、本発明の第二実施例である
リードスクリュー付きステッピングモータを示すもので
ある。なお、以下図１と同様の構成を有する部分につい
ては同一符号を記してその説明を省略する。

【００２６】図２において、ロータアッセイ品２４の回
転軸２２の一端は延長されてリードスクリュー２９を形
成している。また、ステータ２１の一端にはプレート２
５が当接固定され、プレート２５の中央部には回転軸２
２とリードスクリュー２９との中間部を回転可能に支持
するメタル軸受２７が配置されているが、このメタル軸
受２７の軸線方向の長さは前記第一実施例と同じく回転
軸２２の軸径の２〜４倍とされている。

【００２７】更に、回転軸２２先端側のステータ２１端
面には円盤状をなす板ばね３２（軸押え部）が当接固定
され、この板ばね３２の作用により、回転軸２２の端部
２２ａに対してリードスクリュー２９方向への予圧を付
加し、リードスクリュー２９に加わる外力によるロータ
アッセイ品２４のスラスト方向への変位を抑制してい
る。なお、符号３３は板ばね３２に形成された孔を塞
ぎ、ステッピングモータ内への異物の侵入を防止するた
めのラベルである。このラベル３３は紙または樹脂製の
もので、接着剤により板ばね３２の端面に貼り付けられ
ている。

【００２８】一方、符号３０はリードスクリュー２９の
先端方向に伸びるブラケットで、その一端はプレート２
５に当接固定されている。また、このブラケット３０の
他端には回転軸２２の先端方向を向く有底円筒状の凹部
３０ａが形成され、この凹部３０ａとリードスクリュー
２９の端面に形成された摺鉢状の凹部２９ａとの間には
鋼球３１が配設されている。この鋼球３１はリードスク
リュー２９の端面における摩滅を防止するためのもの
で、この鋼球３１により、リードスクリュー２９が回転
可能かつ軸心位置変位可能に支持されている。

【００２９】図２に示す構造のステッピングモータの組
み立ては、予めメタル軸受２７が圧入されたプレート２
５をステータカップ２１ａの一端に当接固定し、更にブ
ラケット３０の一端をプレート２５に当接させるととも
に、前記ステータカップ２１ａ内に形成された空間にロ
ータアッセイ品２４を挿入してリードスクリュー２９の
端面に形成された凹部２９ａ設置された鋼球３１とブラ
ケット３０の他端に形成された凹部３０ａとを係合さ
せ、次いで、新たなステータカップ２１ａの一端に板ば
ね３２を当接固定し、更にその端面にラベル３３を張り
付けた後、ステータカップ２１ａ，２１ａの開口端を結
合させることにより行われる。

【００３０】その結果、上記第二実施例のステッピング
モータにおいても、前記第一実施例のステッピングモー
タと同様の効果が得られる。

【００３１】図２のステッピングモータの変形実施例を
図３に示す。この例では、回転軸２２の端面２２ａをロ
ータ２３で包み込んだ形状とし、ロータ２３の端面２３
ａに軸方向外方向きに形成された凹部２３ｂと板ばね３
２との間に鋼球３１を挟み込んだ構造としている。この
場合、板ばね３２は、この鋼球３１を介して回転軸２２
に対するリードスクリュー２９方向への予圧を付加して
いる。

【００３２】このステッピングモータにおいては、ロー
タアッセイ品２４の両端がいずれも鋼球３１を介して凹
部３０ａと板ばね３２とに軸支されているため、ロータ
アッセイ品２４の両端における対摩耗性が更に高められ
る。しかも、図４に示すように、ステッピングモータの
組立工程において、ブラケット３０の凹部３０ａ上に鋼
球３１を設置し、その上方にロータアッセイ品２４を配
置するとともに凹部２３ｂ上に鋼球３１を設置し、更に
その上方にプレート２５および板ばね３２が固定された
ステータ２１を設置した状態で、ブラケット３０とプレ
ート２５との端面を固定することにより容易に組立可能
となっている。

【００３３】図５は、メタル軸受２７のステータ２１側
の外径を、ステータ２１の内径と一致させた場合の例で
ある。この場合、ステッピングモータの上記組立工程に
おいて、ブラケット３０に予めメタル軸受２７を圧入
し、このメタル軸受２７にロータアッセイ品２４の回転
軸２２を挿通させ、更にステータ２１内に形成された空
間にロータアッセイ品２４を配置するとともにメタル軸
受２７をステータ２１に挿入して、ステータ２１とブラ
ケット３０とを溶接等の方法で直接固定するだけでステ
ッピングモータが組み立て可能となる。従って、ブラケ
ット３０とステータ２１との間にプレート２５を介装す
る必要がなく部品点数が更に減少するため製品コストが
削減されるとともに、ステッピングモータの組立工程が
簡略化され、組立が更に容易になる。

【００３４】なお、上記各実施例で示したステッピング
モータにおいて、リードスクリュー２９の端部はいずれ
も鋼球３１を介してブラケット３０に軸支されている
が、図６に示すように、ブラケット３０の端部にピボッ
ト軸受３４を設置し、このピボット軸受３４にリードス
クリュー２９の端部を軸支させてもよい。この場合、ピ
ボット軸受３４はブラケット３０の端部において幅方向
にある程度（図６中Ａで示す範囲）の自由度を有してい
る。

【００３５】そして、ステッピングモータの上記組立工
程においてブラケット３０をプレート２５に当接する際
に、ピボット軸受３４を幅方向に適宜移動してピボット
軸受３４の軸線とリードスクリュー２９の軸線とを一致
させ、両者の軸線が一致した位置で、ピボット軸受３４
をブラケット３０に接着固定する。この方法を用いる
と、ブラケット３０の二つの端面に形成する軸受位置決
め用の孔の同軸度は従来品よりも低くてよく、その結果
部品コストを更に低下させることができる。

【００３６】更に、ブラケット３０をプレート２５に当
接固定する場合には通常ブラケット３０とプレート２５
とに形成されたネジ孔にビスを螺合させる方法が用いら
れるが、図７に示すように、ブラケット（図示せず）と
プレート２５とに孔を形成し、この孔を貫通するリベッ
ト３５で両者を固定してもよい。この場合、孔壁にネジ
を切る必要がなく、しかも安価かつ固定操作が容易なリ
ベット３５が使用可能であるため、製造コストが削減さ
れるとともに、ステッピングモータの組立が更に容易に
なるという効果がある。

【００３７】

【効果】以上説明した通り、上記構成を有するステッピ
ングモータにおいては、ステータの一端に設けられ、回
転軸の一端側を回転自在に支持するメタル軸受の軸線方
向の長さが前記回転軸の軸径の２〜４倍とされ、しか
も、前記ステータの他端が、前記軸押え部により前記回
転軸の他端を軸心位置変位可能に支持されているため、
前記回転軸を支持する軸受を前記メタル軸受のみとする
ことが可能となっている。

【００３８】従って、軸受同士の芯出しを行う必要がな
くなり、前記メタル軸受の内周面と前記回転軸の外周面
間のクリアランスを縮小することが可能であり、その
分、ロータアッセイ品の回転精度を向上し、前記ロータ
アッセイ品で発生する振動およびそれに伴い発生する騒
音を低下することができる。

【００３９】また、前記ステッピングモータを構成する
部品のうち、特に高い機械精度が要求される部品の点数
の減少が可能となり、かつ前記ステッピングモータの組
立が容易となるため、製造コストおよびトータルの部品
コストが低下し、しかも組立作業性が向上するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるステッピングモータの構造の例
を示すステッピングモータの縦断面図である。

【図２】本発明におけるステッピングモータの構造の例
を示すステッピングモータの縦断図である。

【図３】本発明におけるステッピングモータの構造の例
を示すステッピングモータの縦断面図である。

【図４】本発明のステッピングモータにおける組立方法
の例を示すステッピングモータの分解縦断面図である。

【図５】本発明におけるステッピングモータの構造の例
を示すステッピングモータの縦断面図である。

【図６】本発明のステッピングモータにおける軸受部分
の形状の例を示す縦縦面図である。

【図７】本発明のステッピングモータにおけるステータ
とブラケットの結合例を示すステッピングモータのＶＩ
Ｉ方向からの矢視図である。

【図８】従来のステッピングモータにおける構造の例を
示すステッピングモータの縦断面図である。

【図９】従来のステッピングモータにおける構造の例を
示すステッピングモータの縦断面図である。

【図１０】従来のステッピングモータにおける構造の例
を示すステッピングモータの縦断面図である。

【符号の説明】

１，２１ ステータ １ａ，２１ａ ステータカップ ２，２２ 回転軸 ２ａ，２２ａ 回転軸の端部 ３，２３ ロータ ４，２４ ロータアッセイ品 ５，５ａ，２５，２６ｂ プレート ６，６ａ，２７ メタル軸受 ７，２９ リードスクリュー ７ａ，９ａ，２３ｂ，２９ａ，３０ａ 凹部 ８，３２ 板ばね ９，３０ ブラケット １０，３１ 鋼球 １１，３４ ピボット軸受 ２３ａ ロータの端面 ２６ 軸押え部 ２６ａ 支持部材 ２８ ワッシャー ３３ ラベル ３５ リベット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、この回転軸の周囲に設けられ
   たロータと、このロータの周囲に設けられたコイルを有
   する円環状のステータとを具備するステッピングモータ
   において、 このステータの一端に前記回転軸の一端側を回転自在に
   支持するメタル軸受が設けられ、このメタル軸受の軸線
   方向の長さが前記回転軸の軸径の２〜４倍とされている
   とともに、前記ステータの他端には、前記回転軸の他端
   を軸心位置変位可能に支持する軸押え部が設けられてい
   ることを特徴とするステッピングモータ。