JPH06327218A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄型化とコストダウンとを図ることができる
ステッピングモータを提供すること。 【構成】 ステッピングモータ１は、励磁コイル４６
（５６）と一対の極歯ヨーク４１，４７（５１，５７）
とで構成される相４０（５０）を有したステータ部３０
と、永久磁石１７を有するロータ部１０とを具備する。
そして、一対の極歯ヨーク４１，４７（５１，５７）に
設けられている極歯４３，４９（５３，５９）の夫々
が、ロータ部１０の回転軸１１に対して径方向を向くよ
うに形成されると共に、相４０，５０が、回転軸１１を
中心として径方向に配設されている。さらに、永久磁石
１７は、励磁コイル４６，５６に対して回転軸１１の軸
方向で対向するように配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばフロッピーディ
スクのヘッド送り機構やビデオカメラのレンズ送り機構
等の駆動手段として用いられているＰＭ型のステッピン
グモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ステッピングモータは、その構
造上、次のような特長と利点を有している。

【０００３】ステッピングモータは、ブラシ付きモータ
のように機械的摩耗の心配がなく、高信頼性を有してい
る。そして、外部入力信号に対する応答性に優れ、位置
制御や速度制御を容易になしえ、かつ、安価であり、小
型化が容易である。このような特長や利点を活かして、
ステッピングモータは、フロッピーディスクのヘッド送
り機構やビデオカメラのレンズ送り機構の駆動手段とし
て採用されている。

【０００４】ところで、近年、フロッピーディスクドラ
イブ等のＯＡ機器やビデオカメラ等のＡＶ機器において
は、その商品性を増すために製品の小型化，薄型化が行
われている。したがって、この目的を達成するために、
ステッピングモータの小型化，薄型化が重要な課題にな
っている。

【０００５】従来、この種のステッピングモータは、図
７に示すように構成されている。図において、符号１１
０はロータ部であり、このロータ部１１０は、回転軸１
１１と、この回転軸１１１に固着された永久磁石１１３
とで構成されている。

【０００６】回転軸１１１は、ステータ部１３０のモー
ターケース１３１の上下に取り付けられた軸受け１２
０，１２１に回転自在に支持されている。

【０００７】永久磁石１１３は、モーターケース１３１
に取り付けられた板バネ１３２によって下方に付勢され
ており、これにより、回転軸１１１の下端がスラスト受
け１２２に受けられ、ロータ部１１０が上下方向に移動
しないようになっている。

【０００８】すなわち、後述する励磁コイル１３５，１
３９による磁気吸引力Ｆ２は、矢印で示すように、永久
磁石１１３に対して径方向にのみ働いているので、回転
時に、ロータ部１１０が上下方向に振動して衝撃を受け
るおそれがある。このため、板バネ１３２でロータ部１
１０の上下移動を押さえるようにしている。

【０００９】ステータ部１３０は、モーターケース１３
１内に収納固着された極歯ヨーク１３３．１３７を有し
ている。これら極歯ヨーク１３３．１３７は、その極歯
１３３ａ，１３７ａを径方向外側に向けて、永久磁石１
１３を取り囲むように、上下に配置されている。そし
て、各極歯ヨーク１３３（１３７）には、ボビン１３４
（１３８）を介して励磁コイル１３５（１３９）が集中
巻きされている。

【００１０】すなわち、ステッピングモータ１００のス
テータ部１３０においては、極歯ヨーク１３３と励磁コ
イル１３５とを有した相と、極歯ヨーク１３７と励磁コ
イル１３９とを有した相との２相が、上下方向（モータ
ーの厚さ方向）に積層される構成となっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような構成のステ
ッピングモータ１００では、極歯ヨーク１３３と励磁コ
イル１３５とを有した相と、極歯ヨーク１３７と励磁コ
イル１３９とを有した相との２相を、上下方向に積層す
る構造であるので、薄型化が図れないという問題があ
る。多相構造になればなる程、この問題が顕著となる。

【００１２】また、ロータ部１１０の上下移動を抑える
ための板バネ１３２を特別に必要とするので、部品点数
が多くなり、モーター組立工数と製品コストとが増加す
るという欠点があった。

【００１３】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、薄型化とコストダウンとを図ることができる
ステッピングモータを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、励磁コイルと一対の極歯ヨークとで構成される
相を有したステータ部と、永久磁石を有するロータ部と
を具備するステッピングモータにおいて、上記一対の極
歯ヨークに設けられている極歯の夫々を、上記ロータ部
の回転軸に対して径方向を向くように形成すると共に、
上記相を、上記回転軸を中心として径方向に複数配設し
たステッピングモータにより、達成される。

【００１５】また、前記回転軸近傍に配設された第一の
相と、この第一の相の外側に配設された第二の相との２
相構造にした構成とすることができる。

【００１６】さらに、前記一対の極歯ヨークのうち、一
方の極歯ヨークの極歯が前記回転軸の径方向外側を向
き、他方の極歯ヨークの極歯が、径方向内側を向いて、
前記一方の極歯ヨークの極歯と交互に配置される構成と
することができる。

【００１７】また、前記ロータ部の永久磁石を、前記ス
テータ部の励磁コイルに対して回転軸の軸方向で対向す
るように配設した構成とすることもできる。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、励磁コイルと一対の極歯ヨ
ークとで構成される相を回転軸を中心として径方向に複
数配設した構成であるので、ステッピングモータの厚さ
がその分薄くなる。

【００１９】また、永久磁石を励磁コイルに対して回転
軸の軸方向で対向するように配設した構成としているの
で、永久磁石は励磁コイルによって回転軸方向に吸引さ
れる。このため、ロータ部の回転時に、永久磁石が軸方
向に沿って移動することはない。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００２１】図１は、本発明の一実施例に係るステッピ
ングモータを示す斜視図であり、図２はステッピングモ
ータの平面図，図３は図２のＡＯＡ断面図である。

【００２２】図において、ステッピングモータ１は、ロ
ータ部１０とステータ部３０とにより構成されている。
このロータ部１０において、符号１１が回転軸であり、
回転軸１１の上部（図１及び図３の上方部）に円盤状の
ロータヨーク１３が取付穴１４を介して取り付けられて
いる。そして、ロータヨーク１３の下面に、永久磁石１
７が固定されており、この永久磁石１７は、多極着磁さ
れている。

【００２３】具体的には、永久磁石１７は、図５に示す
ように、Ｓ極磁石片１８とＮ極磁石片１９とが交互に固
着され、全体としてリング状に形成されている。このよ
うな永久磁石１７を有する回転軸１１は、図３に示すよ
うに、軸受け２１とスラスト受け２３とによって、ステ
ータ部３０内に回転自在に支持されている。これによ
り、永久磁石１７は、後述する励磁コイル４６，５６に
対して回転軸１１方向で対向している。

【００２４】ステータ部３０は、リング状の第一相４０
が回転軸１１を中心として径方向に配置され、リング状
の第二相５０が回転軸１１を中心として第一相４０の径
方向外側に配置された２相構造になっている。

【００２５】この第一相４０は、板金をプレス加工又は
絞り加工等で形成した極歯ヨーク４１，４７と、励磁コ
イル４６とで構成されている。

【００２６】極歯ヨーク４１は、図４に示すように、底
部４２を有する筒状体であり、その上端周縁には、ロー
タ部１０の永久磁石１７と対向するように折り曲げら
れ、径方向外側に突出した複数の極歯４３が形成されて
いる。

【００２７】極歯ヨーク４７は、極歯ヨーク４１よりも
大径に形成されたリング状体で、極歯ヨーク４１の外側
に配置されている。この極歯ヨーク４７の上端周縁に
も、永久磁石１７と対向するように折り曲げられ、径方
向内側に突出した複数の極歯４９が形成されている。

【００２８】これらの極歯ヨーク４１，４７は、図１な
いし図３に示すように、極歯４３と極歯４９とが面一に
なるように交互に噛み合わされせた状態で、組付けられ
ている。

【００２９】励磁コイル４６は、こうような極歯ヨーク
４１，４７内に収納されている。具体的には、極歯ヨー
ク４１に嵌め込まれたボビン４５に励磁コイル４６が集
中巻きされている。

【００３０】一方、第二相５０も、第一相４０と同様に
プレス加工等で形成され、同様に、極歯ヨーク５１，５
７と励磁コイル５６とで構成されている。

【００３１】極歯ヨーク５１は、極歯ヨーク４７よりも
大径に形成された筒状体で、極歯ヨーク４７の外側に配
置されている。この極歯ヨーク５１の下端には、極歯ヨ
ーク４７を下側から支持する底部５２と、極歯ヨーク４
１が嵌め込まれる穴５４が形成されている。そして、そ
の上端周縁にも、永久磁石１７と対向するように折り曲
げられ、径方向外側に突出した複数の極歯５３が形成さ
れている。

【００３２】また、極歯ヨーク５７は、極歯ヨーク５１
よりも大径に形成された筒状体で、極歯ヨーク５１の外
側に配置されている。この極歯ヨーク５７の下端には、
極歯ヨーク５１を下側から支持する縁部５８が形成され
ている。そして、その上端周縁にも、永久磁石１７と対
向するように折り曲げられ、径方向内側に突出した複数
の極歯５９が形成されている。

【００３３】これらの極歯ヨーク５１，５７は、図１な
いし図３に示すように、極歯５３と極歯５９とが面一に
なるように互に噛み合わされせた状態で、極歯ヨーク４
７の外側に組付けられている。

【００３４】励磁コイル５６は、極歯ヨーク５１に嵌め
込まれたボビン５５に集中巻きされ、励磁コイル４６に
直列に接続された状態で収納されている。

【００３５】なお、図３の符号Ｇはロータ部１０とステ
ータ部３０との間に設定されたギャップである。

【００３６】本実施例のステッピングモータ１は以上の
ように構成されており、上述した従来のステッピングモ
ータ１００のごとく、相を積層する構造ではなく、第一
相４０と第二相５０とを回転軸１１に対して径方向に配
置した構造である。したがって、ステータ部３０の厚さ
を従来に比べて著しく薄くすることができる。このた
め、このステッピングモータ１を用いれば、フロッピー
ドライブ等のＯＡ機器やビデオカメラ等のＡＶ機器の厚
さを薄くすることができ、その携帯性等を高めることが
できる。

【００３７】次に、ステッピングモータ１の動作につい
て説明する。図３において、第一相４０の励磁コイル４
６と第二相５０の励磁コイル５６とに流す電流を順番に
切り換えると、第一相４０及び第二相５０から回転磁界
が発生し、この回転磁界と永久磁石１７の相互作用によ
って、ロータ部１０全体が回転軸１１を中心に回転す
る。

【００３８】この回転時において、永久磁石１７は、第
一相４０及び第二相５０の回転磁界による磁気的吸引力
Ｆ１によって、矢印で示すように回転軸１１方向に吸引
される。これにより、回転軸１１がスラスト受け２３上
に離れることなく点接触することとなり、回転軸１１が
上下移動することはない。

【００３９】したがって、本実施例のステッピングモー
タ１では、上述した従来のステッピングモータ１００の
ように、上下動を防止するために板バネ１３２のような
特別の部品を必要としない。

【００４０】このように、本実施例のステッピングモー
タ１によれば、上下動防止用の板バネ１３２のような特
別の部品を必要としないので、部品点数の削減を図るこ
とができ、この結果、ステッピングモータ１の組立工数
の削減とコストダウンとを達成することができる。

【００４１】また、機械的な力ではなく、磁気的な力に
よって回転軸１１の上下動を防止することができるの
で、耐振動性，耐衝撃性をさらに向上することができ
る。したがって、薄型化及び耐振動性，耐衝撃性が要求
される携帯型の機器にこのステッピングモータ１を用い
ることによって、より性能アップを図ることができる。

【００４２】次に、本実施例の変形例を図６に示す。本
例のステッピングモータ１は、リードスクリュー付きの
ステッピングモータで、回転軸１１の先端部にリードス
クリュー６０が取り付けられた構造となている。

【００４３】図示されているように、回転軸１１の先端
部は延出されており、その先端部にはネジ部１１ａが設
けられている。そして、この回転軸１１の先端部に、コ
字状のリードスクリュー６０が回転自在に取り付けられ
ている。具体的には、リードスクリュー６０に、挿通孔
６１と軸受け７０が取り付けられた取付孔６２とが穿設
されており、リードスクリュー６０の下端側が、挿通孔
６１を介しては回転軸１１に回転自在に嵌め込まれ、リ
ードスクリュー６０の上端側が、軸受け７０によって回
転軸１１先端に回転自在に支持されている。

【００４４】なお、上述の実施例では、ステータ部３０
が第一相４０と第二相５０との２相構造になっているス
テッピングモータ１について説明したが、これに限るも
のではなく、回転軸１１を中心に３相あるいは４相以上
の構造とすることができる。このような多相構造にすれ
ばする程、従来のステッピングモータ１００を多相構造
にした場合に比べて、薄型化の効果が顕著になることは
明らかである。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
テッピングモータの厚さが極歯ヨーク１相の厚さになる
ので、ステッピングモータの薄型化が可能となり、この
ステッピングモータを用いた製品の携帯性を高めること
ができる。また、ロータ部の回転時に、ロータ部が回転
軸方向に沿って移動することはないので、振動防止用の
板バネ等の他の部品を省略することができ、モータ組み
立て工数の削減と製品のコストダウンを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るステッピングモータを
一部破断して示す斜視図である。

【図２】本実施例のステッピングモータを示す平面図で
ある。

【図３】図２のＡＯＡ断面図である。

【図４】２相の極歯ヨークを分解して示す斜視図であ
る。

【図５】永久磁石の斜視図である。

【図６】本実施例の変形例を示す断面図である。

【図７】従来のステッピングモータを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，２ ステッピングモータ １０ ロータ部 １１ 回転軸 １７ 永久磁石 ３０ ステータ部 ４０ 第一相 ４１，４７，５１，５７ 極歯ヨーク ４３，４９，５３，５９ 極歯 ４６，５６ 励磁コイル ５０ 第二相５０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルと一対の極歯ヨークとで構成
   される相を有したステータ部と、永久磁石を有するロー
   タ部とを具備するステッピングモータにおいて、 上記一対の極歯ヨークに設けられている極歯の夫々を、
   上記ロータ部の回転軸に対して径方向を向くように形成
   すると共に、 上記相を上記回転軸を中心として径方向に複数配設した
   ことを特徴とする、ステッピングモータ。
2. 【請求項２】 前記回転軸近傍に配設された第一の相
   と、この第一の相の外側に配設された第二の相とを有す
   ることを特徴とする、請求項１に記載のステッピングモ
   ータ。
3. 【請求項３】 前記一対の極歯ヨークのうち、一方の極
   歯ヨークの極歯が前記回転軸の径方向外側を向き、他方
   の極歯ヨークの極歯が、径方向内側を向いて、前記一方
   の極歯ヨークの極歯と交互に配置されていることを特徴
   とする、請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載し
   たステッピングモータ。
4. 【請求項４】 前記ロータ部の永久磁石を、前記ステー
   タ部の励磁コイルに対して回転軸の軸方向で対向するよ
   うに配設したことを特徴とする、請求項１ないし請求項
   ３のいずれかに記載したステッピングモータ。