JPH1118404A - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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Abstract
による摺動ロスを少なくし、モータノイズを減少させて
滑らかに回転させる。 【解決手段】 モータ回転軸2の端部に形成された球面
形状の軸端3と、スラスト軸受4に3つ以上の面によっ
てすり鉢状凹部となるように形成される軸受面5とを備
えて構成されるようにしている。
Description
タに関する。更に詳述すると、本発明は、ステッピング
モータにおいてモータ回転軸の軸端を受けるスラスト軸
受の軸受面の改良に関する。
部103が形成されたステッピングモータ101には、
図4に示すように、そのモータ回転軸102の一方の軸
端111がスラスト軸受104で支持される構造のもの
がある。この場合、モータ回転軸102はさらにメタル
や樹脂等からなるラジアル軸受105によりラジアル方
向に支持され、偏心して回転するのが防止されている。
なお、符号106はステータ部、107はロータマグネ
ット、108は板ばね、109はストッパ、110はモ
ータケース、112はもう一方の軸端をそれぞれ示す。
1において、軸端111のラジアル方向への動きを規制
する手段の一つとしては、ボールベアリングが用いられ
ることがあるが、部品点数が多く、コストが高くなると
いう問題を有している。
制するために、図4および図5に示すような段付き構造
のスラスト軸受104が用いられる場合がある。この場
合、軸端111は例えば球面形状に形成されていて、ス
ラスト軸受104がこの軸端111をラジアル方向への
動きを規制するようにしながら支持している。あるいは
図6に示すように、モータ回転軸102とは別部材であ
る鋼球113の一部を軸端の凹部114に組み込むよう
にしたモータ回転軸102にあっては、同様の形状とさ
れた段付き構造のスラスト軸受104が鋼球113を介
してモータ回転軸102を支持し、鋼球113のラジア
ル方向への動きを壁115で受けるようにして規制して
いる。
軸端111の代わりとして設けられる鋼球113を段付
き構造のスラスト軸受104で受けている場合、球面形
状の軸端111とスラスト軸受104とが線で接触する
と摩擦による摺動ロスが大きくなってしまうことがある
ため、軸端111とスラスト軸受104の壁115との
間に少しの余裕を設けて点で接触させるようにしてい
る。
の間に余裕を設けるようにすると、このわずかな隙間の
分だけ軸端111の動きを規制できなくなり、このよう
な場合にはモータ回転軸102のラジアル方向への動き
を十分に規制できなくなるおそれがある。このようなと
きは、モータノイズが余計に発生してしまったり、位置
決めをうまく行うことができない等の問題が生じてしま
うおそれも生じることがある。
104の軸受面116を円錐状に形成することによりモ
ータ回転軸102を支持するようにしたものがある。こ
のスラスト軸受104によれば、軸受面116が鋼球1
13等の球面形状をした軸端111の動きを規制して中
心に位置するようにしているため、モータ回転軸102
がラジアル方向へがたつくことがなくなる。
うにスラスト軸受104を円錐形状に形成した場合、軸
端111の表面と軸受面116が線で接触してしまうよ
うになるため摩擦が大きくなって摺動ロスが生じてしま
う。このような接触による摩擦を小さくすることができ
ればステッピングモータ101を滑らかに回転させるこ
とができるようになり、さらにモータ回転時のモータノ
イズを減少させることもできる。
の摩擦による摺動ロスを少なくし、モータノイズを減少
させて滑らかに回転す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。
め、請求項1記載の発明は、ステータ部から突出された
モータ回転軸にリードスクリュー部が形成され、モータ
回転軸の一端あるいは両端をスラスト軸受で支持すると
ともにモータ回転軸をスラスト方向にばね付勢してなる
ステッピングモータにおいて、モータ回転軸の端部に形
成された球面形状の軸端と、スラスト軸受に3つ以上の
面によってすり鉢状凹部となるように形成される軸受面
とを備えて構成されるようにしている。
の軸端を軸受面に接触させながら摺動し回転する。この
とき、球面形状の軸端は軸受面に接触して支持され、ラ
ジアル方向へ動こうとしても軸受面から抗力を受けて回
転中心からずれないように調芯される。
ては、軸受面を形成する面は平面であり、モータ回転軸
の軸端とスラスト軸受の軸受面とが多くとも平面と同じ
数の点で接触するように設けられている。したがって、
モータ回転軸はその球面形状の軸端を平面で形成された
軸受面に複数の点で接触させながら多点摺動し、摺動ロ
スが少ない状態で回転する。
ては、軸受面は6つの平面により略正6角錐形状に形成
されている。したがって、球面形状の軸端または軸端と
された鋼球は略正6角錐形状の軸受面と6点で接触して
摺動し、回転中心からずれないように調芯されながら回
転する。
ては、軸受面はモータ回転軸側に向かって張り出すよう
に形成された少なくとも3つの曲面あるいは球面により
構成されている。したがって、球面形状の軸端は曲面あ
るいは球面とそれぞれ接触し、摺動ロスが少ない状態で
調芯されながら回転する。
ては、モータ回転軸は、該モータ回転軸の端部に形成さ
れた凹部と該凹部に一部が没入するように組み込まれる
鋼球とから構成され、鋼球が軸端とされている。したが
って、凹部に一部没入するように組み込まれた鋼球がモ
ータ回転軸と一体に回転するとともに、この鋼球の表面
は角錐状に形成された軸受面と多点接触して調芯されて
いる。
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
実施形態を示す。このステッピングモータ1はステータ
部から突出されたモータ回転軸2にリードスクリュー部
が形成され、モータ回転軸2の一端あるいは両端をスラ
スト軸受4で支持するとともにモータ回転軸2をスラス
ト方向にばね付勢してなる。またこのステッピングモー
タ1は、モータ回転軸2の端部に形成された球面形状の
軸端3と、スラスト軸受4に3つ以上の面によってすり
鉢状凹部となるように形成される軸受面5とを備えて構
成されている。そして、軸受面5を形成する面は平面
6,…,6であり、モータ回転軸2の軸端3とスラスト
軸受4の軸受面5とが多くとも平面6,…,6と同じ数
の点で接触するように設けられている。
にほぼ等しい形状とされた複数の三角形または扇形の平
面6,…,6が形成する軸受面5を備えてなる。図1
(B)では平面6,…,6は三角形とされているが、壁
8の内面に沿うようにして扇形に設けるようにすること
もある。そして軸受面5は少なくとも3つの平面6,
6,6により、正角錐状のすり鉢形状に形成される。こ
の平面6,…,6の数や平面6,…,6によって形成さ
れる角錐の形状は特に限定されることはないが、例えば
本実施形態における軸受面5は図示するように6つの平
面6,…,6により略正6角錐形状に形成されている。
このような形状にすることはスラスト軸受4の型制作を
考慮した場合に好ましいものであり、また調芯のぶれを
なくそうとする場合に6つ程度の数の接触点を設けるこ
とは好ましい形態の一つである。ただしこれ以外の数す
なわち3つないし5つあるいは7つ以上の平面6,…,
6としても構わない。なお、軸受面5がいくつの平面
6,…,6から形成されるかにかかわらず、各平面6,
…,6の形状はすべてが等しい形状、大きさに形成され
るようにすることが望ましいのはいうまでもない。
…,6はモータ回転軸2の回転中心を軸にしてある程度
の開きを有するように設けられるが、このときの角度の
大きさは球面形状の軸端3の大きさやこの軸端3と平面
6,…,6との接触位置等の条件に応じて適宜変化させ
るようにしてよい。この角度が大きいほど、すなわち平
面6,…,6の開きが180度に近いほど軸端3と軸受
面5との各接点が互いに接近し摩擦による摺動ロスが小
さくなるが、その一方で軸端3のラジアル方向への動き
が大きくなってしまい、この軸端3を規制して回転中心
に保持するのが難しくなる。逆に、角度を小さくして開
きを狭くすれば軸端3を回転中心に保持し易くなるが、
摩擦による摺動ロスが大きくなってしまう。したがっ
て、平面6,…,6はその開きを好ましくは110度か
ら150度程度、さらに好ましくはおよそ110度から
120度までの間となるように設けるようにする。
形成したスラスト軸受4にあっては、軸受面5が軸端3
を回転中心に保持しようとしているため、従来のような
軸端3を側面から規制する壁8がないものあるいは軸端
3と全く接触しないように設けられたものとしても構わ
ない。
のではないが、本実施形態においては樹脂製のものが使
用されている。この樹脂材料としては例えばPPS(ポ
リフェニレンスルフィド)やポリアミドイミド等を用い
るようにすることが摩擦による摩耗量を減少させる上で
好ましい。ただしここに挙げた材料は一例であり、他の
材料を用いてスラスト軸受4を成形することは勿論構わ
なく、また、樹脂材料の代わりに金属製材料を用いるこ
とも可能である。金属製材料は耐摩耗性に優れるが、樹
脂材料を使用しても遜色のない耐久性を得ることも可能
であり、またこの樹脂材料はコスト面に優れるという長
所も備えている。
タ1によると、各平面6,…,6が球面形状の軸端3を
常に回転中心に位置するように規制するため、モータ回
転軸2を調芯し回転中心からずれないようにすることが
できる。しかも、各平面6,…,6が形成する軸受面5
と軸端3とは最少3点の接点で接触しているため回転時
の摩擦が少なくモータを滑らかに回転させることができ
る。
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば本実施形態で説明したステッピングモータ
1においてはモータ回転軸2の端部に球面形状の軸端3
を形成するものとしたが、これは一体に設けるもので
も、あるいは別部材を利用して設けるものであっても構
わない。例えば一体に設ける場合にはこのモータ回転軸
2の端部を直接加工して半球面状に形成するようにすれ
ばよい。また、鋼球9等の別部材を用いる場合には、ス
テッピングモータ1のモータ回転軸2は該モータ回転軸
2の端部に形成された凹部と該凹部に一部が没入するよ
うに組み込まれる鋼球9とから構成され、鋼球9が軸端
3となるようにすることができる。さらには、鋼球9を
モータ回転軸2の端部に没入させるだけでなく溶接等に
より一体化させたものを用いることも可能である。
角形または扇形の平面6,…,6により形成するように
したが、平面6,…,6に代えて曲面あるいは球面を利
用することもできる。すなわち、図2に示すように軸受
面5はモータ回転軸2側に向かって張り出すように形成
された少なくとも3つの曲面あるいは球面7,…,7に
より構成されたものとすれば、この曲(球)面7,…,7
が軸端3と接触することになり摺動ロスをさらに減少さ
せることも可能になる。この場合、この曲(球)面7,
…,7の形状は曲率が一定のものに限られず任意な形状
の曲面とすることができることは勿論である。このよう
に複数の曲(球)面7,…,7を組み合わせて軸受面5を
形成する場合は、3つ以上の同一形状の曲(球)面7,
…,7からなるようにすることが好ましいがこれに限ら
れることはなく、形状の相異なる曲(球)面7,…,7を
組み合わせて軸受面5を形成するようにすることも可能
である。なお曲(球)面7,…,7は、モータ回転軸2側
に向かって張り出すものだけでなく逆に凹んだ形状に形
成されたものとすることも可能である。
の軸受面5に、等間隔に突出する3つ以上の突起10,
…,10を設けて軸端3と接触させることによって軸端
3と軸受面5との接触面積を減少させるようにすること
も可能である。この3つ以上の突起10,…,10は、
例えば軸受面5に半分ほどが埋設されてほぼ等間隔に設
けられた複数の微小な球により形成することができる。
ラスト軸受4に設けたものを説明したが、逆に本発明の
ような軸受面5をモータ回転軸2の端部に設けるように
したものも実施可能である。すなわち、この場合は両端
に凹部を備えるモータ回転軸2を、球面状の凸部を備え
る軸受が支持するものとすればよく、そうすれば球面状
の軸受と正角錐状の軸端とが点接触し、本実施形態と同
様に摺動ロスが少なくされる。
1記載の発明のステッピングモータは、モータ回転軸の
端部に形成された球面形状の軸端と、スラスト軸受に3
つ以上の面によってすり鉢状凹部となるように形成され
る軸受面とを備えて構成されるようにしているので、球
面形状の軸端と軸受面とが接触しながら摺動する。これ
により、軸受面を構成する各面が軸端に対しラジアル方
向への抗力を与えて、モータ回転軸を調芯することがで
きる。
グモータでは、軸受面を形成する面は平面であり、モー
タ回転軸の軸端とスラスト軸受の軸受面とが多くとも平
面と同じ数の点で接触するように設けられているので、
球面形状の軸端と軸受面とが複数の点でもって多点摺動
する。これによりモータ回転軸を調芯することができ、
しかも各平面が形成する軸受面と軸端とが最小3点で接
触するようになり、回転時の摺動ロスを少なくし、さら
にモータノイズを減少させて滑らかに回転させることが
できるようになる。
モータでは、軸受面は6つの平面により略正6角錐形状
に形成されているので、球面形状の軸端または軸端とさ
れた鋼球は略正6角錐形状の軸受面と6点で接触して摺
動し、回転中心からずれないように調芯されながら回転
する。これにより、摺動ロスを少なくして滑らかに回転
させるとともに等間隔な6つの点と接触させるようにし
て調芯を確実なものとすることができ、さらには軸受面
を略正6角錐形状に形成する際の型制作を行い易いもの
とすることもできる。
グモータでは、軸受面はモータ回転軸側に向かって張り
出すように形成された少なくとも3つの曲面あるいは球
面により構成されているので、球面形状の軸端は軸受面
と多点接触し、摺動ロスが少ない状態で調芯されながら
回転する。これにより、モータ回転軸を滑らかに、モー
タノイズを減少させて回転させることができる。
モータでは、モータ回転軸は、該モータ回転軸の端部に
形成された凹部と該凹部に一部が没入するように組み込
まれる鋼球とから構成され、鋼球が軸端とされているの
で、鋼球が角錐状に形成された軸受面と多点接触し、モ
ータ回転軸と一体に回転しながら調芯される。これによ
り、鋼球と軸受面との摺動ロスを少なくし、モータ回転
軸を調芯しながら滑らかに回転させることができる。
けるスラスト軸受を示す図であり、(A)はI−I線に
おける縦断面図、(B)は正面図である。
示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
る。
受を示す図であり、(A)はV−V線における縦断面
図、(B)は正面図である。
図である。
ト軸受を示す図であり、(A)はVII−VII線にお
ける縦断面図、(B)は正面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ステータ部から突出されたモータ回転軸
にリードスクリュー部が形成され、前記モータ回転軸の
一端あるいは両端をスラスト軸受で支持するとともに前
記モータ回転軸をスラスト方向にばね付勢してなるステ
ッピングモータにおいて、前記モータ回転軸の端部に形
成された球面形状の軸端と、前記スラスト軸受に3つ以
上の面によってすり鉢状凹部となるように形成される軸
受面とを備えて構成されたことを特徴とするステッピン
グモータ。 - 【請求項2】 前記軸受面を形成する前記面は平面であ
り、前記モータ回転軸の軸端と前記スラスト軸受の軸受
面とが多くとも前記平面と同じ数の点で接触するように
設けられ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。 - 【請求項3】 前記軸受面は6つの前記平面により略正
6角錐形状に形成されていることを特徴とする請求項2
記載のステッピングモータ。 - 【請求項4】 前記軸受面は前記モータ回転軸側に向か
って張り出すように形成された少なくとも3つの曲面あ
るいは球面により構成されることを特徴とする請求項1
記載のステッピングモータ。 - 【請求項5】 前記モータ回転軸は、該モータ回転軸の
前記端部に形成された凹部と該凹部に一部が没入するよ
うに組み込まれる鋼球とから構成され、前記鋼球が軸端
とされることを特徴とする請求項1から4のいずれか記
載のステッピングモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16624597A JP3426917B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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---|---|
JPH1118404A true JPH1118404A (ja) | 1999-01-22 |
JP3426917B2 JP3426917B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=15827813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16624597A Expired - Fee Related JP3426917B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3426917B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020024864A (ko) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | 임종관 | 스텝 모터 |
JP2005226832A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Laing Oliver | 球面軸受、電気モータ、及び循環ポンプ |
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-
1997
- 1997-06-23 JP JP16624597A patent/JP3426917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10302134B2 (en) | 2015-03-17 | 2019-05-28 | Denso Corporation | Bearing structure and motor |
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JP3426917B2 (ja) | 2003-07-14 |
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