JPH0698522A

JPH0698522A - ステッピングモータ

Info

Publication number: JPH0698522A
Application number: JP27087792A
Authority: JP
Inventors: Yuuichi Nanae; 裕一名苗
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】音響ノイズの発生を防止することができ、且
つ両軸受間の同芯度を良くして、連結部の送り精度を向
上させることができると共にトルクアップを図ることが
できるステッピングモータを提供する。【構成】ロータ３７からフレーム３２へと延出された
シャフト３８が、そのリードスクリュー３８ａの両端部
で、上記フレーム３２の軸方向両端部に装着されたメタ
ル軸受３４ａ，３４ｂにより回転自在に支承されている
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特にロータから延出されたシャフトの支承構造及び
スラスト圧負荷構造を改良したステッピングモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＯＡ機器やビデオカメラのズー
ムレンズ，フォーカスレンズの駆動手段としては、ステ
ッピングモータが採用されている。これは、ステッピン
グモータがディジタル信号により位置制御や速度制御を
容易に成し得、かつ安価で小型化も容易であるという特
性を有するからである。

【０００３】図９は、従来のＰＭ型ステッピングモータ
の一例を示すものである。図示されているように、ステ
ッピングモータ１のフレーム２は、当該モータの軸方向
に延出されており、その軸方向断面は図において上方が
開放された略コ字状を呈している。このフレーム２の軸
方向一端部には、有底筒体状を呈するケース体３が取り
付けられている。このケース体３内には、円筒体状を呈
するヨークアセンブリ４（ステータ）が収納されてい
る。このヨークアセンブリ４は、例えば、４組の極歯ヨ
ークを樹脂により一体成形して形成されている。そし
て、このヨークアセンブリ４には、例えば、２個のコイ
ル５ａ，５ｂが形成され、その外周は上記ケース体３に
より覆われている。

【０００４】また、このヨークアセンブリ４内には、シ
ャフト６の基端部側の外周上にマグネット７が取り付け
られて成るロータ８が配設されている。マグネット７の
周囲には、上記ヨークアセンブリ４の内周面との間に所
定のギャップＧが設けられている。従って、上記コイル
５ａ，５ｂに流す電流を順番に切り換えることにより、
発生する回転磁界によって上記シャフト６が回転される
ことになる。このシャフト６はロータ８から上記フレー
ム２へと延出されており、該シャフト６の延出側外周部
にはリードスクリュー６ａが形成されている。そしてシ
ャフト６は、そのリードスクリュー６ａの両端部で軸受
９ａ，９ｂにより、回転自在に支承されている。これら
軸受９ａ，９ｂは上記フレーム２の軸方向両端部に装着
されており、上記シャフト６の基端部側を支承する軸受
９ａは、円筒体状を呈するメタル軸受によって形成され
ている。即ち、上記シャフト６は、メタル軸受９ａ内に
回転自在に挿通されている。一方、上記シャフト６の延
出端部を支承する軸受９ｂは、ピポット軸受によって形
成されている。このピポット軸受９ｂは上記シャフト６
の延出端部を細径に形成し、該延出端部の周囲に複数の
球体１０を配置して、これら球体９を凹状の軸受ケース
１１内に収容したものである。

【０００５】さらに、上記シャフト６のリードスクリュ
ー６ａには連結部１２のギア部１２ａ，１２ｂが噛合し
ており、当該シャフト６の回転により連結部１２が上記
軸方向に移動するようになっている。そして、上記フレ
ーム２には、この連結部１２の移動を案内すべく上記シ
ャフト６に沿ってサブガイド軸１３が掛け渡され、その
挿通部がフレーム２に接着固定されている。

【０００６】そして、上記シャフト６の基端部にはスラ
スト受け１４が当接され、スラストバネ１５を介して押
え板１６で上記ケース体３の開口部を閉成することによ
り、スラスト圧がケース体３内で負荷されている。

【０００７】また図１０は、従来のＰＭ型ステッピング
モータの他の例を示すものである。図示されているよう
に、このステッピングモータ２１は、図９に示したステ
ッピングモータ１と、シャフト６の延出端部を支承する
軸受２９ｂの構造が異なっている。即ち、軸受２７ｂが
樹脂軸受にて形成され、該樹脂軸受２９ｂには上記シャ
フト６の延出端部に位置された１個の球体１０が当接さ
れている。上記シャフト６の延出端部には、この球体１
０を保持するため円錐状の凹部６ｂが形成されている。

【０００８】そして、このステッピングモータ２１のス
ラスト圧は、図９に示したステッピングモータ１と同様
に、ヨークアセンブリ４を覆うケース体３内で上記シャ
フト６の基端部にスラストバネ１５により負荷されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のステ
ッピングモータ１，２１には、以下のような解決すべき
課題があった。まず、図９に示すピポット軸受７ｂを具
備したステッピングモータ１にあっては、上記シャフト
６の延出端部の周囲に複数の球体１０を配置している。
このため、シャフト６の回転により、大きな音響ノイズ
を発生するという問題があった。

【００１０】一方、図１０に示す樹脂軸受２９ｂを具備
したステッピングモータ２１にあっては、球体１０が１
個であるので、上記音響ノイズの発生防止策として有効
な構造である。しかし、このステッピングモータ２１
は、上記樹脂軸受２９ｂ内で球体１０のズレが生じ易
く、且つフレーム２に軸受９ａ，２９ｂを装着するため
の孔精度に両軸受間の同芯度が依存するため、該同芯度
が悪くなり易い。その結果、上記シャフト６のリードス
クリュー６ａ上を移動する連結部１２の送り精度が低下
するという問題があった。

【００１１】さらに、両軸受間の同芯度が悪くなると、
上記ヨークアセンブリ４とロータ８との間に設けられる
ギャップＧを狭くすることができず、ステッピングモー
タ２１のトルクアップを図ることができないという問題
があった。

【００１２】そして、上記ステッピングモータ１，２１
は、ヨークアセンブリ４を覆うケース体３内で上記シャ
フト６の基端部にスラストバネ１４によりスラスト圧が
負荷されている。従って、ケース体３を開放しなければ
バネ圧調整を行うことができないので、バネ圧管理が困
難であるという問題があった。

【００１３】加えて、上記フレーム２にこれに掛け渡さ
れるサブガイド軸１３の挿通部を接着固定していたの
で、該サブガイド軸１３に案内されて移動する連結部１
２が磨耗しても、その交換が困難であるという問題があ
った。

【００１４】本発明の目的は、上記課題に鑑み、音響ノ
イズの発生を防止することができ、且つ両軸受間の同芯
度を良くして、連結部の送り精度を向上させることがで
きると共にトルクアップ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にある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、バネ圧管理を
容易に行うことができ、磨耗し易い連結部の交換を容易
に行うことができるステッピングモータを提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
るステッピングモータによれば、モータの軸方向に延出
されたフレームと、このフレームの軸方向一端部に配設
された筒体状のステータと、このステータ内に配設され
たロータと、このロータから延出されたシャフトと、こ
のシャフトに形成されたリードスクリューに噛合して上
記軸方向に移動する連結部と、この連結部の移動を案内
すべく上記フレームに掛け渡されたサブガイド軸とを備
えたステッピングモータにおいて、上記シャフトがその
リードスクリューの端部で、上記フレームの軸方向端部
に装着されたメタル軸受により回転自在に支承されてい
ることにより、達成される。

【００１７】上記構成において、好ましくは、上記シャ
フトの延出端部に、スラストバネが当接されているもの
である。

【００１８】また、好ましくは、上記スラストバネが、
上記サブガイド軸の延出端部を支持しているものであ
る。

【００１９】さらに、好ましくは、上記シャフトの延出
端部が、曲率面を有するように形成されているものであ
る。

【００２０】

【作用】上記構成によれば、上記フレームの軸方向両端
部にそれぞれ装着されたメタル軸受が上記シャフトに形
成されたリードスクリューの両端部を回転自在に支承し
ている。即ち、シャフトが球体を使用しない円筒体状の
メタル軸受内に挿通され、該メタル軸受内周面と回転接
触するだけであるので、音響ノイズが発生することはな
い。また、メタル軸受のサイジングが容易であるので、
両軸受間の同芯度が良くなり、連結部の送り精度が向上
するものである。さらに、メタル軸受の内径を基準とし
た棒状治具をこれらに挿通させれば、該治具を利用して
ヨークアセンブリとロータの芯出し固定が容易に成し
得、これらの間に設けるギャップを狭くすることができ
るので、ステッピングモータのトルクアップが図られる
ものである。

【００２１】また、上記スラストバネがシャフトの延出
端部に当接されて、これにスラスト圧が負荷されてい
る。従って、スラストバネを上記ケース体外に露出させ
ることができ、バネ圧調整が簡単で、バネ圧管理が容易
に行われるものである。

【００２２】さらに、このスラストバネは、上記サブガ
イド軸の延出端部を支持している。即ち、このスラスト
バネをサブガイド軸の抜け止め用固定手段として使用す
ることができ、その挿通部の接着固定が不要になる。従
って、このスラストバネを解除すれば上記フレームから
サブガイド軸を抜き出すことができ、これに案内されて
移動する連結部が磨耗しても、その交換が容易に行われ
るものである。

【００２３】そして、上記シャフトの延出端部は、曲率
面を有するように形成されている。従って、シャフトの
延出端部に形成された曲率面が上記スラストバネと接触
することになるので、上記シャフトの回転が円滑にな
り、これとも相まって音響ノイズの発生が防止されるも
のである。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の好適な一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。

【００２５】図１（ａ）（ｂ）は、本実施例のＰＭ型ス
テッピングモータを示すものである。図示されているよ
うに、ステッピングモータ３１のフレーム３２は、当該
モータの軸方向がその長手方向となるように延出されて
いる。このフレーム３２は板金を成形したものであり、
図２（ａ）（ｂ）に示されているように、その軸方向断
面は上方に向かって開口したコ字状を呈している。そし
て、このフレーム３２の軸方向両端部に位置された折曲
げ片３２ａ，３２ｂには、当該軸方向に芯出しされた装
着孔３２ｃ，３２ｅがそれぞれ穿設されている。これら
装着孔３２ｃ，３２ｅ内には、円筒状のメタル軸受３４
ａ，３４ｂがそれぞれ圧入サイジングされている。

【００２６】また、このフレーム３２の軸方向一端部に
位置された折曲げ片３２ａには、円筒体状を呈するケー
ス体３３の一端部が当接されている。

【００２７】さらに、上記ケース体３３内には、図３
（ａ）（ｂ）（ｂ）に示されているように、円筒体状を
呈するヨークアセンブリ３５（ステータ）が収納されて
いる。このヨークアセンブリ３５は、例えば、４組の極
歯ヨークのインシュレータ部を樹脂により一体成形して
形成されている。そして、このヨークアセンブリ３５に
は、例えば、２個のコイル３６ａ，３６ｂが形成され、
その外周はこれを覆うように上述したケース体３３が接
着されている。

【００２８】具体的には、ヨークアセンブリ３５は図４
に示すように成形される。まず、図４（ａ）に示されて
いるような４組の極歯ヨーク３５ａに対して、例えば、
図４（ｂ）に示されているように金型Ｋ１，Ｋ２を用い
て保持する。金型Ｋ１は矢印Ａ方向に開閉し、また金型
Ｋ２は矢印Ｂ方向にスライドするように成っている。こ
こで、金型Ｋ１，Ｋ２は、巻線が施されてコイル３６
ａ，３６ｂと成る部分と、後述するロータ３７が挿通さ
れることになる内周面部分とに、樹脂注入スペースＳ
１，Ｓ２が得られるように形成されている。そして、こ
の状態で、アウトサート成形を行う。つまり、所定位置
に設けられた樹脂注入ゲートから樹脂注入スペースＳ１
，Ｓ２に対して樹脂を注入する。これによって、図４
（ｃ）及びその拡大縦断面図である図４（ｄ）に示され
ているように、樹脂注入スペースＳ１に形成される樹脂
層は、コイル巻線に対する絶縁層Ｆ１として形成され
る。一方、樹脂注入スペースＳ２に形成される樹脂層
は、ヨークアセンブリ３５の最内周面Ｆ２として形成さ
れる。このようにアウトサート成形が施された後、図４
（ｅ）（ｆ）に平面図及び断面図に示されているように
端子ピンＰＴを圧入してヨークアセンブリ３５が完成さ
れる。その後、巻線が施されて上記コイル３６ａ，３６
ｂが形成されることになる。

【００２９】そして、このヨークアセンブリ３５内に
は、ロータ３７が配設されている。このロータ３７は、
シャフト３８の基端部側の外周上に複数のマグネット３
９を取り付けて形成されている。具体的には、図５
（ａ）（ｂ）に示されているように、シャフト３８の基
端部側に、２個の円筒状マグネット３９が軸方向に所定
間隔を隔てて芯出し・高さ決めされた後接着固定され、
１２極着磁されている。一方、このシャフト３８の延出
端部は、例えば、切削加工等により、球面等の曲率面Ｒ
を有するように形成されている。

【００３０】上記マグネット３９の周囲には、上記ヨー
クアセンブリ３５の内周面との間に所定のギャップＧが
設けられている。従って、上記コイル３６ａ，３６ｂに
流す電流を順番に切り換えることにより、発生する回転
磁界によって上記シャフト３８が回転されることにな
る。

【００３１】そして、このシャフト３８はロータ３７か
ら上記フレーム３２へと延出されており、該シャフト３
８の延出側外周部にはリードスクリュー３８ａが形成さ
れている。そしてシャフト３８は、そのリードスクリュ
ー３８ａの両端部で上記メタル軸受３４ａ，３４ｂによ
り、回転自在に支承されている。即ち、上記シャフト３
８は、メタル軸受３４ａ，３４ｂ内に回転自在に挿通さ
れている。尚、これらメタル軸受３４ａ，３４ｂには、
例えば、粉末冶金法により焼結成形したものを使用す
る。

【００３２】また、上記シャフト３８の延出側にはリー
ドスクリュー３８ａが形成されており、このリードスク
リュー３８ａには連結部４０のギア部４０ａ，４０ｂが
噛合している。そして、上記フレーム３２には、シャフ
ト３８と平行にサブガイド軸４１が挿通されて掛け渡さ
れているこのサブガイド軸４１は、フレーム３２に設
けられている孔部３２ｅ，３２ｆに軽圧入されることに
より取り付けられている。また、このサブガイド軸４１
は、上記連結部４０に挿通されている。従って、シャフ
ト３８の回転に伴って、連結部４０はサブガイド軸４１
に沿って案内され、軸方向にリードスクリュー３８ａ上
をスライド移動されることになる。尚、図１中４０ｃ
は、ギヤ部４０ａ，４０ｂとリードスクリュー３８ａの
噛合状態を良好に保つために取り付けられているバネ材
である。

【００３３】上記連結部４０は、ステッピングモータ３
１によって駆動される可動部と連結される部分である。
例えば、ビデオカメラに本実施例のステッピングモータ
３１が装備される場合には、この連結部４０にレンズホ
ルダーが連結され、ズームレンズやフォーカスレンズを
移動させるものである。

【００３４】さらに、上記シャフト３６の基端部には、
スラスト受け４２が当接されている。そして、このスラ
スト受け４２を蓋体として上記ケース体３３の開口部が
閉成されている。

【００３５】一方、図６に示されているように、上記シ
ャフト３６の延出端部には、上記フレーム３２の折曲げ
片３２ｂに取り付けられたスラストバネ４３が当接され
ている。具体的には、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示され
ているように、スラストバネ４３は、上記シャフト３６
の延出端部に当接する舌状のバネ部４３ａと、該バネ部
４３ａを支持するバネ枠部４３ｂと、該バネ枠部４３ｂ
を上記フレーム３２の折曲げ片３２ｂに取り付けるため
のクリップ部４３ｃとから成っている。即ち、スラスト
圧は、このスラストバネ４３がフレーム３２の折曲げ片
３２ｂに取り付けられることにより、上記ケース体３３
外でシャフト３８に負荷されている。

【００３６】そして、このスラストバネ４３は、上記フ
レーム３２の折曲げ片３２ｂに取り付けられた状態で、
上記サブガイド軸４１の延出端部をも支持固定してい
る。具体的には、このサブガイド軸４１を挿通するため
にフレーム３２に穿設された孔部３２ｆをスラストバネ
４３が閉塞することにより、該孔部３２ｆからサブガイ
ド軸４１が抜け出るのを防止している。

【００３７】次に、上記実施例のステッピングモータの
組立手順を説明しながら、その作用を述べる。まず、図
２に示したように、上記フレーム３２に穿設された装着
孔３２ｃ，３２ｄ内に、メタル軸受３４ａ，３４ｂを圧
入サイジングする。そして、これらメタル軸受３４ａ，
３４ｂ内に、両軸受の内径Ｄ，ｄを基準とした棒状治具
Ｔを挿通させて、これらの芯出しを行う。また、図８
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されているように、Ｘ面からの
所定距離Ｌを定めながら、上記フレーム３２にヨークア
センブリ３５の一端部をレーザ溶接Ｗにより固定する。
このヨークアセンブリ３５には、図３に示したように、
予めケース体３３が接着されており、これによりその外
周部が覆われている。

【００３８】次に、上記メタル軸受３４ａ，３４ｂ内に
上記ロータ３７のシャフト３８を挿通させると共に、上
記ヨークアセンブリ３５内にロータ３７を挿入配置す
る。従って、上記フレーム３２の折曲げ片３２ａ，３２
ｂにそれぞれ装着されたメタル軸受３４ａ，３４ｂが、
上記シャフト３８に形成されたリードスクリュー３８ａ
の両端部を回転自在に支承することになる。即ち、シャ
フト３８が球体を使用しない円筒体状のメタル軸受３４
ａ，３４ｂ内に挿通され、該メタル軸受３４ａ，３４ｂ
の内周面と回転接触するだけであるので、音響ノイズの
発生を防止することができる。また、メタル軸受３４
ａ，３４ｂのサイジングが容易であるので、両軸受間の
同芯度が良くなり、連結部の送り精度を向上することが
できる。

【００３９】その際、上記棒状治具Ｔを使用して、両軸
受３４ａ，３４ｂの内径を基準としてヨークアセンブリ
３５とロータ３７の芯出し固定を行うことにより、これ
らの間に設けるギャップＧをより狭くすることが可能に
なり、トルクアップを図ることができる。

【００４０】そして、上記シャフト３８の基端部にスラ
スト受け４２を当接させると共に、これを蓋体として上
記ケース体３３の開口部を閉成固定する。

【００４１】その後、上記サブガイド軸４１を連結部４
０に挿通させながら上記フレーム３２に挿通させ、該連
結部４０のギヤ部４０ａ，４０ｂを上記シャフト３８の
リードスクリュー３８ａに噛合させる。

【００４２】最後に、上記フレーム３２の折曲げ片３２
ｂに上記スラストバネ４３を取り付け、このスラストバ
ネ４３によりサブガイド軸４１の延出端部が固定され
て、図１のようにステッピングモータ３１が完成され
る。

【００４３】このように上記折曲げ片３２ｂにスラスト
バネ４３が取り付けられると、該スラストバネ４３がシ
ャフト３８の延出端部に当接され、これにスラスト圧が
負荷されることになる。即ち、スラストバネ４３が上記
ケース体３３外に露出しているので、バネ圧調整が簡単
になり、バネ圧管理を容易に行うことができる。また、
このスラストバネ４３は、上記サブガイド軸４１の延出
端部をも支持固定しており、サブガイド軸４１の抜け止
め用固定手段としても機能する。従って、このスラスト
バネ４３を上記折曲げ片３２ｂから解除すれば、上記フ
レーム３２の孔部３２ｄからサブガイド軸４１を簡単に
抜き出すことができる。よって、このサブガイド軸４１
に案内される連結部４０が磨耗しても、その交換を極め
て容易に行うことができるものである。

【００４４】また、上記シャフト３８の延出端部は球面
等の曲率面Ｒを有するように形成されているので、該曲
率面Ｒが上記スラストバネ４３と接触することになる。
従って、上記シャフトの回転が円滑になり、音響ノイズ
の発生を有効に防止することができるものである。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るステッ
ピングモータによれば、軸受による音響ノイズの発生を
防止することができ、且つ、シャフトに形成されたリー
ドスクリューの両端部を支承する両軸受間の同芯度を良
くして、連結部の送り精度を向上させることができると
共にトルクアップを図ることができる。また、シャフト
にスラスト圧を負荷するスラストバネのバネ圧管理を容
易に行うことができ、サイドガイド軸に案内されて移動
する連結部が磨耗しても、その交換を容易に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステッピングモータの一実施例を
示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は左側面図。

【図２】本実施例のステッピングモータのフレームにメ
タル軸受を圧入した状態を示し、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその縦断面図。

【図３】本実施例のステッピングモータのケース及びヨ
ークアセンブリを示し、（ａ）はその左側面図、（ｂ）
はその縦断面図、（ｃ）はその右側面図。

【図４】本実施例のステッピングモータのヨークアセン
ブリの成形方法及び構造を示し、（ａ）は４組の極歯ヨ
ークの分解斜視図、（ｂ）は金型による保持状態の縦断
面図、（ｃ）は樹脂層成形状態の斜視図、（ｄ）樹脂層
成形状態の拡大縦断面図、（ｅ）は完成したヨークアセ
ンブリの平面図、（ｆ）は完成したヨークアセンブリの
縦断面図。

【図５】本実施例のステッピングモータのロータを示
し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその斜視図。

【図６】本実施例のステッピングモータのスラストバネ
の取付状態を示す要部縦断面図。

【図７】本実施例のステッピングモータのスラストバネ
を示し、（ａ）はその左側面図、（ｂ）はその正面図、
（ｃ）はその右側面図。

【図８】本実施例のステッピングモータにおけるフレー
ムとヨークアセンブリとのレーザ溶接状況を示し、
（ａ）はその平面図、（ｂ）はその左側面図であり、
（ｃ）は溶接位置決め状況を示す説明図。

【図９】従来のステッピングモータの一例を示す縦断面
図。

【図１０】従来のステッピングモータの他例を示す縦断
面図。

【符号の説明】

３１ステッピングモータ３２フレーム３３ケース体３４ａ，３４ｂメタル軸受３５ヨークアセンブリ（ステータ）３７ロータ３８シャフト３８ａリードスクリュー４０連結部４１サブガイド軸４３スラストバネＲ曲率面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの軸方向に延出されたフレーム
と、該フレームの軸方向一端部に配設された筒体状のス
テータと、該ステータ内に配設されたロータと、該ロー
タから延出されたシャフトと、該シャフトに形成された
リードスクリューに噛合して上記軸方向に移動する連結
部と、該連結部の移動を案内すべく上記フレームに掛け
渡されたサブガイド軸とを備えたステッピングモータに
おいて、上記シャフトがそのリードスクリューの端部で、上記フ
レームの軸方向端部に装着されたメタル軸受により回転
自在に支承されていることを特徴とする、ステッピング
モータ。
【請求項２】前記シャフトの延出端部に、スラストバ
ネが当接されてい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。
【請求項３】前記スラストバネが、上記サブガイド軸
の延出端部を支持していることを特徴とする、請求項１
または請求項２に記載のステッピングモータ。
【請求項４】前記シャフトの延出端部が、曲率面を有
するように形成されていることを特徴とする、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載のステッピングモータ。