JPH08149780A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイルボビンとコイルボビンとの当接面と、
ロータマグネットの軸方向の中心面とを必要量変位させ
ることにより、ステッピングモータの駆動音を低減する
ことを目的とする。 【構成】 ハウジング３１の軸受部４１を中間プレート
５０側に延出させ、ロータマグネット２２と軸受部４１
と当接するようにし、コイルボビン３２とコイルボビン
３３との当接面Ａとロータマグネット２２の軸方向の中
心面Ｂとを変位させる。

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の
構造に係り、特に、励磁コイルが巻かれたコイルボビン
がハウジング内に収容して成るステッピングモータの軸
受構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の励磁コイルが巻かれたコイルボビ
ンを備えたステッピングモータでは、ロータと軸受部と
は軸方向に隙間を有するものがあり、ステッピングモー
タの駆動時に、コイルボビンとロータとの磁気的中心が
ずれると、ロータが軸方向に変位し異音が発生する。上
記問題を解決する手段として従来は、ロータと軸受との
間にバネ等を介在させて、ロータと軸受との隙間をなく
しているものがある。

【０００３】しかし、上記構造では、バネとロータ、バ
ネと軸受との間のロストルクによって回転ムラが発生し
たり、摺動音が発生するという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上記事
実を考慮し、ステッピングモータ駆動時におけるロータ
の軸方向の移動の原因について鋭意検討し、ステッピン
グモータ駆動時にロータが軸受部を打撃しないように
し、その結果、ステッピングモータの駆動音を低減する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１記載のステッピングモータは、交互
に軸方向に向けて歯部が切り起こされた一対の円盤状の
ヨーク板によって軸方向両側から挟持され、且つ、励磁
コイルが巻かれたコイルボビンと、回転軸にロータマグ
ネットが固定されているロータとを有し、前記コイルボ
ビンが軸方向に二段に配置され、開口部を有するハウジ
ング内に収容されるステッピングモータであって、前記
ロータは前記ハウジングと中間プレートとに設けられた
軸受部によって回転可能に支持され、前記軸受部のどち
らか一方をロータマグネットに当接するよう延出させ、
二段に配置された前記コイルボビンの当接面に対し、ロ
ータマグネットの軸方向の中心面を変位させたことを特
徴としている。

【０００６】請求項２に係るステッピングモータは、前
記軸受部にスラストワッシャを配置し、前記軸受部と前
記ロータマグネットの間に前記スラストワッシャを介在
させたことを特徴としている。

【０００７】さらに、請求項３記載のステッピングモー
タは、請求項１または請求項２記載のステッピングモー
タにおいて、二段に配置された前記コイルボビンの当接
面とロータマグネットの軸方向の中心面とを０．２mmか
ら０．５mm変位させたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載のステッピングモータでは、軸受
部のどちらか一方をロータマグネットに当接するように
延出させ、二段に配置された前記コイルボビンの当接面
に対し、ロータマグネットの軸方向の中心面を変位させ
たので、ステッピングモータの駆動時には、あらかじめ
変位されているロータは、磁気バランスが崩れてもそれ
以上に軸受部を延出させていない軸方向に変位すること
ができない。したがって、ロータと軸受部とが離間しな
いので、ロータと軸受部またはハウジング、中間プレー
トとの打撃音が発生しない。その結果、ステッピングモ
ータの駆動音を低減することができる。

【０００９】請求項２に係るステッピングモータでは、
軸受部にスラストワッシャを配置し、前記軸受部とロー
タマグネットの間に前記スラストワッシャを介在させる
と、軸受部とロータマグネットとの摺動抵抗が低減され
るとともに、ロータマグネットの軸方向の変位量をスラ
ストワッシャで調整できる。

【００１０】請求項３に係るステッピングモータでは、
二段に配置された前記コイルボビンの当接面とロータマ
グネットの軸方向の中心面とを０．２mmから０．５mm変
位させたので、磁気バランスが崩れてもそれ以上に軸受
部を延出させていない軸方向に変位することができな
い。したがって、ロータと軸受部とが離間しないので、
ロータと軸受部またはハウジング、中間プレートとの打
撃音が発生しない。本発明者の実験によれば、ステッピ
ングモータ駆動時の変位量と駆動音との関係は、図５の
グラフに示されるような結果となった。よって、上記変
位量とすることで、ステッピングモータの駆動音を低減
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のステッピングモータに係る実
施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１には本発明の第１実施例に係るステッ
ピングモータ１０の断面図が示されている。ステッビン
グモータ１０は、ロータ２０とステータ部３０と減速部
６０とから構成されている。コイルボビン３２、３３は
円筒の胴体部３７の両端に径方向に向けて円盤状のフラ
ンジ部３８が一体的に形成されており、フランジ部３８
の一部には、端子部３８ａが形成されている。このコイ
ルボビン３２、３３には励磁コイル３４が巻回され、各
励磁コイル３４の端部は端子部３８ａに設けられた端子
ピン３８ｂにそれぞれ導通可能に接続されている。

【００１３】コイルボビン３２は、交互に軸方向に向け
て中央部が切り起こされることで、ロータ２０と対向す
るくし歯状のクローポール３６を有する円盤状のヨーク
板３５ａ、３５ｂによって上下から挟持されている。ま
た、コイルボビン３３も上記と同様に形成されたヨーク
板３５ｃ、３５ｄによって上下から挟持されている。な
お、ヨーク板３５ｄの一部は中間プレート５０まで延出
されており、コイルボビン３２、３３は軸方向に二段に
積み重ねて配置されている。この状態でコイルボビン３
２、３３およびヨーク板３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５
ｄはハウジング３１内に収容されている。

【００１４】ロータ２０は、樹脂材料から成る円筒状の
ロータマグネット２２が一端に歯車部２４を有する回転
軸２１に一体的に固着されて形成されている。なお、こ
のロータマグネット２２の外周面は周方向に多極着磁さ
れている。このロータ２０は軸方向に間隙を有する状態
で、ハウジング３１の底面４０に設けられた軸受部４１
と中間プレート５０に設けられた軸受部４２によって、
スラストワッシャ４３を介して回転自在に支持されてい
る。また、ハウジング３１に設けられた軸受部４１は、
軸方向の中間プレート５０側に延出されており、したが
って、ロータ２０は延出された分だけ中間プレート５０
側に変位している。

【００１５】減速部６０は、中間プレート５０に設けら
れた軸５１に軸支された第一ギヤ６３と、同じく中間プ
レート５０に設けられた軸５２に軸支された第二ギヤ６
４とからなり、各ギヤ６３、６４は中間プレート５０と
ケース６１との間に収容されており、ロータ２０の回転
軸２１の歯車部２４から伝達された回転を第一ギヤ６
３、第二ギヤ６４の順で出力している。

【００１６】次に、本実施例の作用を、ステッピングモ
ータ１０が駆動する際を例に説明する。図２は、本実施
例の４相ステッピングモータ１０の２相励磁方式の励磁
パターンを示すタイムチャートである。Φ１からΦ４は
それぞれコイルボビン３２、３３に巻回された各励磁コ
イル３４を表す。Φ１、Φ３は同一のコイルボビン３２
に巻回され、Φ２、Φ４も同一のコイルボビン３３に巻
回されているものとする。なお、Φ１とΦ４は同一方向
に電流を流すものとし、Φ２とΦ３も同一方向に電流を
流すものとし、Φ１、Φ４とΦ２、Φ３とは逆方向に電
流を流すものとする。また、図３は、Ｘ位置、図４はＹ
位置での各励磁コイルにおける励磁状態を示す模式図で
ある。

【００１７】図２において、Ｘ位置のようにΦ１、Φ４
に電流を流し励磁した場合、図３に示す通り、各コイル
に発生する磁力は同じで矢印の方向に磁力が発生し、ロ
ータ２０はどちらのコイルボビン３２、３３にも引きつ
けられることがない。したがって、ロータ２０と軸受部
４１、４２とが衝突せず、打撃音が発生しない。

【００１８】次に、図２において、Ｙ位置のようにΦ
１、Φ３、Φ４に電流を流し励磁した場合、Φ１、Φ３
は同一のコイルボビン３２に巻回され、かつ、逆方向に
励磁されるので、一時的にこちら側に発生する磁力が相
殺されて小さくなる。したがって、Φ４のみ励磁される
側の方が磁力が大きくなり、ステータ部３０全体のバラ
ンスが崩れ、ロータ２０はΦ４のみ励磁される側に引き
つけられる。

【００１９】このとき、従来では、ロータの端面と軸受
部とが衝突し、打撃音が発生していた。

【００２０】図５は、上下に配置されたコイルボビン３
２とコイルボビン３３との当接面Ａと、ロータ２０の軸
方向の中心面Ｂとの変位量と、ステッピングモータの駆
動音との関係を示すグラフである。これによれば、変位
量を０．２mmから０．５mmとしたときに駆動音が小さく
なることが分かる。よって、本発明に基づく実施例によ
れば、二段に配置されたコイルボビン３２とコイルボビ
ン３３との当接面Ａ、すなわち、ステータ３０側の軸方
向の磁気中心に対し、ロータ２０の軸方向の中心面を、
軸方向に変位する長さ分だけ変位させたので、磁気バラ
ンスが崩れた場合にロータマグネット２２は軸受部４１
から離間することがなく、ロータマグネット２２と軸受
部４１との打撃音が発生せず、ステッピングモータ１０
の駆動音も低減される。

【００２１】次に、本発明の第２実施例を説明する。な
お、前記第１実施例と基本的に同一の部品には前記第１
実施例と同一の符号を付与しその説明を省略する。

【００２２】図６には、本発明の第２実施例に係るステ
ッピングモータの断面図が示されている。

【００２３】ロータ２０は、第１実施例と同様にハウジ
ング３１の底面４０に設けられた軸受部４１と中間プレ
ート５０に設けられた軸受部４２によって回転自在に支
持されている。ここで中間プレート５０設にけられた軸
受部４２は、軸方向のハウジング３１側に延出されてい
る。したがって、ロータ２０は延出された分だけハウジ
ング３１側に変位している。

【００２４】上記構成のステッピングモータ１０におい
ても、第１実施例と同様に、上下に配置されたコイルボ
ビン３２とコイルボビン３３との当接面Ａ、すなわち、
ステータ３０側の軸方向の磁気中心に対し、ロータの軸
方向の中心面Ｂを、軸方向に変位する長さ分だけ変位さ
せたので、磁気バランスが崩れた場合にロータマグネッ
ト２２は軸受部４２から離間することがなく、ロータマ
グネット２２と軸受部４２との打撃音が発生せず、ステ
ッピングモータ１０の駆動音も低減される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した如く本発明は、ロータが軸
方向に最適量変位することで、ステッピングモータ駆動
時にロータの端面と軸受の軸方向端面とが離間すること
なく、ロータと軸受との打撃音によるステッピングモー
タの駆動音を低減することができ、且つこれを簡単な構
造で低コストにより実現できるという優れた効果を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
の各コイルへの励磁パターンを示すタイムチャートであ
る。

【図３】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
の図２の励磁パターンのＸ位置における磁力の強さを示
す模式図である。

【図４】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
の図２の励磁パターンのＹ位置における磁力の強さを示
す模式図である。

【図５】本発明の第１実施例に係るステッピングモータ
の駆動音と変位量との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例に係るステッピングモータ
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ ステッピングモータ ２０ ロータ ２１ 回転軸 ２２ ロータマグネット ３０ ステータ部 ３１ ハウジング ３２ コイルボビン ３３ コイルボビン ３４ 励磁コイル ３５ ヨーク板 ３６ クローポール（歯部） ３８ フランジ部 ４１ 軸受部 ４２ 軸受部 ４３ スラストワッシャ ５０ 中間プレート ６０ 減速部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交互に軸方向に向けて歯部が切り起こ
   された一対の円盤状のヨーク板によって軸方向両側から
   挟持され、且つ、励磁コイルが巻かれたコイルボビン
   と、 回転軸にロータマグネットが固定されているロータとを
   有し、 前記コイルボビンが軸方向に二段に配置され、開口部を
   有するハウジング内に収容されるステッピングモータで
   あって、 前記ロータは前記ハウジングと中間プレートとに設けら
   れた軸受部によって回転可能に支持され、 前記軸受部のどちらか一方をロータマグネットに当接す
   るよう延出させ、 二段に配置された前記コイルボビンの当接面に対し、ロ
   ータマグネットの軸方向の中心面を変位させたことを特
   徴とするステッピングモータ。
2. 【請求項２】 前記軸受部にスラストワッシャを配置
   し、前記軸受部と前記ロータマグネットの間に前記スラ
   ストワッシャを介在させたことを特徴とする請求項１記
   載のステッピングモータ。
3. 【請求項３】 前記コイルボビンの当接面とロータマ
   グネットの軸方向の中心面とを０．２mmから０．５mm変
   位させたことを特徴とする請求項１ないし請求項２記載
   のステッピングモータ。