JPH11196559A - ステッピングモータ - Google Patents

ステッピングモータ

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JPH11196559A
JPH11196559A JP26353398A JP26353398A JPH11196559A JP H11196559 A JPH11196559 A JP H11196559A JP 26353398 A JP26353398 A JP 26353398A JP 26353398 A JP26353398 A JP 26353398A JP H11196559 A JPH11196559 A JP H11196559A
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thrust
screw shaft
stepping motor
leaf spring
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伸行 末吉
Hideji Ishimaru
英児 石丸
Mitsuo Kinoshita
光男 木下
Atsumasa Uchiyama
敦政 内山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビデオカメラのレンズ駆動装置などに用いら
れるステッピングモータにおいて、スクリューシャフト
の最高回転速度と応答性を改善し、騒音を抑制する。 【解決手段】 円環状のステータ部2の一方にフレーム
10を取り付けるとともに、他方に板バネ13をその振
動板13cがスラスト方向に弾性的に振動しうるように
取り付ける。フレーム10に樹脂製の第1スラスト軸受
12を設け、板バネ13の振動板13cに樹脂製の第2
スラスト軸受15を第1スラスト軸受12に対向させて
設ける。これら第1スラスト軸受12、第2スラスト軸
受15間に、両端部に小径円筒状のラジアル荷重保持部
16a、16bおよび半球状のスラスト荷重保持部16
c、16dが形成されたスクリューシャフト16を回動
自在に支持する。このスクリューシャフト16にロータ
17をステータ部2の内部空間に位置するように装着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラのレ
ンズ駆動装置や、CD−ROMドライブまたはフロッピ
ーディスクドライブのヘッド駆動装置などに用いられる
ステッピングモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のステッピングモータの一例
を示す断面図である。
【0003】従来この種のステッピングモータ1として
は、図4に示すように、金属製のスクリューシャフト2
0がメタル軸受21、スラスト軸受22および板バネ2
3を介して回動自在に支持され、ロータ29に固着され
たスクリューシャフト20がステータ部25の第1コイ
ル26および第2コイル27への通電によって回転する
ものが広く用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これではスク
リューシャフト20とメタル軸受21とが面接触で摺動
し、スクリューシャフト20の回転時に大きな摩擦損失
が発生するため、スクリューシャフト20の最高回転速
度を高めることが困難となるばかりか、駆動時の応答性
にも自ずと限界が生じる。また、スクリューシャフト2
0とメタル軸受21、スクリューシャフト20と板バネ
23の2箇所で金属同士の接触が生じるので、スクリュ
ーシャフト20の回転に伴って騒音が発生するという不
都合があった。
【0005】本発明は、上記事情に鑑み、スクリューシ
ャフトの摩擦損失を低減することにより、スクリューシ
ャフトの最高回転速度を高めるとともに、駆動時の応答
性を改善し、さらにスクリューシャフトの回転に伴う騒
音を抑制することが可能なステッピングモータを提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明に係るス
テッピングモータ(1)は、円環状のステータ部(2)
を有し、このステータ部の一方にフレーム(10)を取
り付けるとともに、他方に板バネ(13)をその振動板
(13c)がスラスト方向に弾性的に振動しうるように
取り付け、前記フレームに第1スラスト軸受(12)を
設け、前記板バネの振動板に第2スラスト軸受(15)
を第1スラスト軸受に対向させて設け、これら第1スラ
スト軸受、第2スラスト軸受間に、両端部に小径円筒状
のラジアル荷重保持部(16a、16b)および半球状
のスラスト荷重保持部(16c、16d)が形成された
スクリューシャフト(16)を回動自在に支持し、この
スクリューシャフトにロータ(17)を前記ステータ部
の内部空間に位置するように装着して構成される。
【0007】また本発明に係るステッピングモータ
(1)は、上述した第1スラスト軸受(12)および第
2スラスト軸受(15)を樹脂製として構成される。
【0008】さらに本発明に係るステッピングモータ
(1)は、上記板バネ(13)の後側にカバー(14)
を取り付け、このカバーに係合孔(14a)を形成し、
第2スラスト軸受(15)をハット形に形成し、この第
2スラスト軸受をその鍔部が全周にわたって前記板バネ
の振動板(13c)に当接するように当該板バネの中心
孔(13d)に遊挿し、この第2スラスト軸受の胴部を
スラスト方向に移動しうる形で前記カバーの係合孔に隙
間なく嵌着して構成される。
【0009】また本発明に係るステッピングモータ
(1)は、円環状のステータ部(2)を有し、このステ
ータ部の一方にフレームを取り付けるとともに、他方に
カバー(34)を取り付け、前記フレームに第1スラス
ト軸受を設け、前記カバーに係合孔(34a)を形成
し、第2スラスト軸受(35)と板バネ(33)とが一
体化された軸受バネ組立体(32)を前記カバーの係合
孔に嵌着してラジアル方向の移動を拘束した形でスラス
ト方向に弾性的に振動しうるように第1スラスト軸受に
対向させて設け、これら第1スラスト軸受、第2スラス
ト軸受間に、両端部に小径円筒状のラジアル荷重保持部
および半球状のスラスト荷重保持部が形成されたスクリ
ューシャフト(16)を回動自在に支持し、このスクリ
ューシャフトにロータを前記ステータ部の内部空間に位
置するように装着して構成される。
【0010】なお、括弧内の符号は図面において対応す
る要素を表す便宜的なものであり、従って、本発明は図
面上の記載に限定拘束されるものではない。このことは
「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0012】図1は本発明に係るステッピングモータの
一実施形態を示す断面図、図2は図1に示すステッピン
グモータを構成する板バネの側面図、図3は図1に示す
ステッピングモータのスクリューシャフトの前端部付近
を示す拡大図である。
【0013】本発明に係るステッピングモータ1は、図
1に示すように、円環状のステータ部2を有しており、
ステータ部2は、2個のステータヨーク3に包囲された
円環状の第1コイル5と、2個のステータヨーク6に包
囲された円環状の第2コイル7とから構成されている。
【0014】また、ステータ部2の前方(図1左側)に
はフランジ9を介してフレーム10が取り付けられてお
り、フレーム10には、ハット形に形成された樹脂製の
第1スラスト軸受12が嵌着されている。一方、ステー
タ部2の後方(図1右側)には板バネ13を介してカバ
ー14が取り付けられている。この板バネ13は、図2
に示すように、リング状の基板13aを有しており、基
板13aには連結片13bを介してリング状の振動板1
3cがスラスト方向に弾性的に振動しうるように連設さ
れている。さらに、この振動板13cには中心孔13d
が形成されており、中心孔13dには、図1に示すよう
に、ハット形に形成された樹脂製の第2スラスト軸受1
5が第1スラスト軸受12に対向する形で嵌着されてい
る。
【0015】また、第1スラスト軸受12と第2スラス
ト軸受15との間には金属製のスクリューシャフト16
がその送りネジ部16eをステータ部2からフレーム1
0側(図1左方)に突出させた形で、かつフランジ9に
遊挿された形で回動自在に支持されており、このスクリ
ューシャフト16は第1スラスト軸受12および第2ス
ラスト軸受15に対して面または点で接触している。す
なわち、スクリューシャフト16の前端部(図1左端
部)には、図3に示すように、小径円筒状のラジアル荷
重保持部16aが形成されており、ラジアル荷重保持部
16aの後方には半球状のスラスト荷重保持部16cが
形成されている。同様に、スクリューシャフト16の後
端部(図1右端部)には、小径円筒状のラジアル荷重保
持部16bが形成されており、ラジアル荷重保持部16
bの前方には半球状のスラスト荷重保持部16dが形成
されている。そして、スクリューシャフト16のラジア
ル荷重保持部16a、16bはそれぞれ第1スラスト軸
受12、第2スラスト軸受15の内周面と面接触した状
態となっており、スクリューシャフト16のスラスト荷
重保持部16c、16dはそれぞれ第1スラスト軸受1
2、第2スラスト軸受15の内底面と点接触した状態と
なっている。
【0016】さらに、スクリューシャフト16のシャフ
ト本体16fの周囲にはロータ17がステータ部2の内
部空間に位置するように固着されている。
【0017】ステッピングモータ1は以上のような構成
を有するので、このステッピングモータ1を駆動するに
は、ステータ部2の第1コイル5および第2コイル7に
通電する。すると、これら第1コイル5、第2コイル7
とロータ17との間の磁気相互作用によってロータ17
が回転し、それに付随してスクリューシャフト16が回
転する。
【0018】この際、スクリューシャフト16に作用す
るラジアル荷重は、スクリューシャフト16のラジアル
荷重保持部16a、16bと第1スラスト軸受12、第
2スラスト軸受15の内周面との面接触によって保持さ
れる。ここで、スクリューシャフト16のラジアル荷重
保持部16a、16bはシャフト本体16fより小径で
あり、第1スラスト軸受12、第2スラスト軸受15の
内周面との接触面積が小さくなるので、スクリューシャ
フト16の回転時の摩擦損失が低減する。
【0019】一方、スクリューシャフト16に作用する
スラスト荷重は、板バネ13の振動板13cの弾性振動
によって吸収されつつ、スクリューシャフト16のスラ
スト荷重保持部16c、16dと第1スラスト軸受1
2、第2スラスト軸受15の内底面との点接触によって
保持される。このように、スクリューシャフト16と第
1スラスト軸受12、第2スラスト軸受15の内底面と
の接触は点接触であり、両者の接触面積は大幅に小さく
なるので、スクリューシャフト16の回転時の摩擦損失
が低減する。
【0020】その結果、スクリューシャフト16の最高
回転速度が増すと同時に、駆動時の応答性が向上する。
【0021】また、スクリューシャフト16を支持する
のは第1スラスト軸受12と第2スラスト軸受15の2
部品のみであり、これら第1スラスト軸受12、第2ス
ラスト軸受15はいずれも樹脂製である。従って、スク
リューシャフト16の回転時に金属同士の摺動が生じる
ことはなく、スクリューシャフト16の回転に伴って発
生する騒音が抑制される。
【0022】さらに、スクリューシャフト16を支持す
る第2スラスト軸受15は板バネ13に埋め込まれてい
るので、板バネ13の厚さとは無関係にステッピングモ
ータ1全体のスラスト方向の長さを設定することがで
き、ステッピングモータ1を小型化することが可能とな
る。
【0023】また、第2スラスト軸受15は、図1に示
すように、その鍔部の全周が板バネ13の振動板13c
に当接しているため、第2スラスト軸受15はその鍔部
がスクリューシャフト16に対してほぼ垂直な状態に保
持され、スクリューシャフト16からスラスト方向の微
振動を受けても第2スラスト軸受15は板バネ13の振
動板13cに倣って傾斜し、しかも板バネ13の振動板
13cの傾斜は微小であることから、スクリューシャフ
ト16は常に安定した状態で予圧を得ることができる。
従って、第2スラスト軸受15の傾斜が原因で、第2ス
ラスト軸受15がスクリューシャフト16のスラスト方
向の微振動に追従できなくなったり、スクリューシャフ
ト16の回転時に異音が発生したりするような不具合は
生じず、ステッピングモータ1としての機能を十分に発
揮することができる。
【0024】なお、上述の実施形態においては、板バネ
13の振動板13cの中心孔13dに第2スラスト軸受
15を隙間なく嵌着することにより、この振動板13c
が第2スラスト軸受15にスラスト方向の予圧を与える
と同時に、第2スラスト軸受15をラジアル方向に支持
するようにした場合について説明したが、第2スラスト
軸受15のラジアル方向の支持をカバー14にて行うこ
ともできる。以下、図5に基づき、板バネ13の振動板
13cが第2スラスト軸受15にスラスト方向の予圧を
与えるとともに、カバー14が第2スラスト軸受15を
ラジアル方向に支持するステッピングモータ1について
説明する。なお、第2スラスト軸受15をラジアル方向
に支持するものが板バネ13の振動板13cではなくカ
バー14であること以外は基本的に上述の実施形態と同
一であるので、同一の部分についてはその説明を省略す
る。
【0025】図5は本発明に係るステッピングモータの
別の実施形態を示す断面図である。
【0026】このステッピングモータ1においては、図
5に示すように、ステータ部2の後方(図5右側)には
板バネ13を介してカバー14が取り付けられており、
カバー14の中央部には円形の係合孔14aが形成され
ている。また、板バネ13の中心孔13dには、ハット
形に形成された樹脂製の第2スラスト軸受15が遊挿さ
れており、第2スラスト軸受15の胴部はカバー14の
係合孔14aに隙間なく嵌合している。
【0027】従って、このステッピングモータ1では、
スクリューシャフト16に作用するラジアル荷重は、ス
クリューシャフト16のラジアル荷重保持部16a、1
6bと第1スラスト軸受12、第2スラスト軸受15の
内周面との面接触によって保持されるため、上述したよ
うに、スクリューシャフト16の回転時の摩擦損失が低
減する。この際、第2スラスト軸受15は、その鍔部の
全周が板バネ13の振動板13cに当接しているととも
に、その胴部がカバー14の係合孔14aに隙間なく嵌
合しているので、第2スラスト軸受15がラジアル方向
にがたつくことはなく、ラジアル荷重の保持は円滑に行
われる。
【0028】一方、スクリューシャフト16に作用する
スラスト荷重は、板バネ13の振動板13cの弾性振動
によって吸収されつつ、スクリューシャフト16のスラ
スト荷重保持部16c、16dと第1スラスト軸受1
2、第2スラスト軸受15の内底面との点接触によって
保持されるため、上述したように、スクリューシャフト
16の回転時の摩擦損失が低減する。
【0029】また、上述の実施形態においては、図1や
図5に示すように、板バネ13の振動板13cに第2ス
ラスト軸受15を装着したステッピングモータ1につい
て説明したが、品質向上と部品標準化によるコスト削減
を狙って板バネと第2スラスト軸受とを一体化すること
も可能である。以下、図6〜図8に基づき、板バネと第
2スラスト軸受とを一体化したステッピングモータ31
について説明する。なお、板バネと第2スラスト軸受と
を一体化したこと以外は基本的に上述の実施形態と同一
であるので、同一の部分についてはその説明を省略す
る。
【0030】図6は本発明に係るステッピングモータの
さらに別の実施形態を示す断面図、図7は図6に示すス
テッピングモータを構成する板バネの代表例を示す側面
図、図8は図6に示すステッピングモータを構成する板
バネと第2スラスト軸受との各種の一体化法を示す断面
図である。
【0031】このステッピングモータ31においては、
図6に示すように、ステータ部2の後方(図6右側)に
円盤状のカバー34が取り付けられており、カバー34
の中央部には円形の係合孔34aが形成されている。ま
た、カバー34とスクリューシャフト16との間には軸
受バネ組立体32が、カバー34の係合孔34aに嵌合
してラジアル方向の移動を拘束された形でスラスト方向
に弾性的に振動しうるように装着されており、この軸受
バネ組立体32は、ハット形に形成された樹脂製の第2
スラスト軸受35に板バネ33をモールド成型で一体化
したものである。そして、軸受バネ組立体32の第2ス
ラスト軸受35は第1スラスト軸受(図示せず)に対向
している。一方、軸受バネ組立体32の板バネ33は、
図6および図7(a)に示すように、球面リング状の基
板33aを有しており、基板33aの外周には2個の脚
部33bが等角度間隔(180°間隔)で突設されてい
る。ここで、この板バネ33に代えて、図7(b)、
(c)に示すような板バネ33を採用してもよい。ま
た、この軸受バネ組立体32に代えて、図8(a)〜
(c)に示すような各種の軸受バネ組立体32を用いる
ことも可能である。つまり、軸受バネ組立体32として
は、図8(a)、(b)に示すように、第2スラスト軸
受35に板バネ33をモールド成型で一体化したものの
ほか、図8(c)に示すように、第2スラスト軸受35
に板バネ33を圧入して両者を一体化したものを採用す
ることもできる。特に、第2スラスト軸受35の材質が
金属であるときは、この圧入による一体化法が適してい
る。
【0032】このステッピングモータ31では、上述し
たステッピングモータ1と同様、スクリューシャフト1
6の最高回転速度を高めるとともに、駆動時の応答性を
改善することができる。その上、第2スラスト軸受35
と板バネ33とはモールド成型や圧入によって一体化さ
れているので、組立工数(組立工程における治工具や機
械設備の削減も含む。)を低減し、品質の向上および安
定化を図ることができる。また、各種の大きさ・形状の
ステッピングモータ31に適用できる確率が高いため、
部品標準化を推進することが可能となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
環状のステータ部2を有し、このステータ部2の一方に
フレーム10を取り付けるとともに、他方に板バネ13
をその振動板13cがスラスト方向に弾性的に振動しう
るように取り付け、前記フレーム10に第1スラスト軸
受12を設け、前記板バネ13の振動板13cに第2ス
ラスト軸受15を第1スラスト軸受12に対向させて設
け、これら第1スラスト軸受12、第2スラスト軸受1
5間に、両端部に小径円筒状のラジアル荷重保持部16
a、16bおよび半球状のスラスト荷重保持部16c、
16dが形成されたスクリューシャフト16を回動自在
に支持し、このスクリューシャフト16にロータ17を
前記ステータ部2の内部空間に位置するように装着して
構成したので、スクリューシャフト16が回転する際に
第1スラスト軸受12および第2スラスト軸受15との
接触面積が減って摩擦損失が小さくなることから、スク
リューシャフト16の最高回転速度を高めるとともに、
駆動時の応答性を改善することが可能となる。
【0034】また本発明によれば、上述した第1スラス
ト軸受12および第2スラスト軸受15を樹脂製として
構成したので、スクリューシャフト16が回転しても金
属同士の摺動が生じる事態を回避できることから、スク
リューシャフト16の回転に伴う騒音を抑制することが
可能となる。
【0035】さらに本発明によれば、上記板バネ13の
後側にカバー14を取り付け、このカバー14に係合孔
14aを形成し、第2スラスト軸受15をハット形に形
成し、この第2スラスト軸受15をその鍔部が全周にわ
たって前記板バネ13の振動板13cに当接するように
当該板バネ13の中心孔13dに遊挿し、この第2スラ
スト軸受15の胴部をスラスト方向に移動しうる形で前
記カバー14の係合孔14aに隙間なく嵌着して構成し
たので、第2スラスト軸受15は、その鍔部がスクリュ
ーシャフト16に対してほぼ垂直な状態に保持され、ス
クリューシャフト16は常に安定した状態でスラスト方
向の予圧を得ることができると同時に、カバー14によ
ってラジアル方向の移動が拘束されてガタツキが防止さ
れることから、ステッピングモータ1としての機能を十
分に発揮することが可能となる。
【0036】また本発明によれば、円環状のステータ部
2を有し、このステータ部2の一方にフレームを取り付
けるとともに、他方にカバー34を取り付け、前記フレ
ームに第1スラスト軸受を設け、前記カバー34に係合
孔34aを形成し、第2スラスト軸受35と板バネ33
とが一体化された軸受バネ組立体32を前記カバー34
の係合孔34aに嵌着してラジアル方向の移動を拘束し
た形でスラスト方向に弾性的に振動しうるように第1ス
ラスト軸受に対向させて設け、これら第1スラスト軸
受、第2スラスト軸受35間に、両端部に小径円筒状の
ラジアル荷重保持部および半球状のスラスト荷重保持部
が形成されたスクリューシャフト16を回動自在に支持
し、このスクリューシャフト16にロータを前記ステー
タ部2の内部空間に位置するように装着して構成したの
で、スクリューシャフト16が回転する際に第1スラス
ト軸受12および第2スラスト軸受15との接触面積が
減って摩擦損失が小さくなることから、スクリューシャ
フト16の最高回転速度を高めるとともに、駆動時の応
答性を改善することができることに加えて、組立工数の
低減や品質の向上および安定化、さらに部品標準化を図
ることが可能となる。
【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形態
を示す断面図である。
【図2】図1に示すステッピングモータを構成する板バ
ネの側面図である。
【図3】図1に示すステッピングモータのスクリューシ
ャフトの前端部付近を示す拡大図である。
【図4】従来のステッピングモータの一例を示す断面図
である。
【図5】本発明に係るステッピングモータの別の実施形
態を示す断面図である。
【図6】本発明に係るステッピングモータのさらに別の
実施形態を示す断面図である。
【図7】図6に示すステッピングモータを構成する板バ
ネの代表例を示す側面図である。
【図8】図6に示すステッピングモータを構成する板バ
ネと第2スラスト軸受との各種の一体化法を示す断面図
である。
【符号の説明】 1……ステッピングモータ 2……ステータ部 10……フレーム 12……第1スラスト軸受 13、33……板バネ 13c……振動板 13d……中心孔 14、34……カバー 14a、34a……係合孔 15、35……第2スラスト軸受 16……スクリューシャフト 16a、16b……ラジアル荷重保持部 16c、16d……スラスト荷重保持部 17……ロータ 32……軸受バネ組立体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 敦政 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円環状のステータ部(2)を有し、 このステータ部の一方にフレーム(10)を取り付ける
    とともに、他方に板バネ(13)をその振動板(13
    c)がスラスト方向に弾性的に振動しうるように取り付
    け、 前記フレームに第1スラスト軸受(12)を設け、 前記板バネの振動板に第2スラスト軸受(15)を第1
    スラスト軸受に対向させて設け、 これら第1スラスト軸受、第2スラスト軸受間に、両端
    部に小径円筒状のラジアル荷重保持部(16a、16
    b)および半球状のスラスト荷重保持部(16c、16
    d)が形成されたスクリューシャフト(16)を回動自
    在に支持し、 このスクリューシャフトにロータ(17)を前記ステー
    タ部の内部空間に位置するように装着したことを特徴と
    するステッピングモータ。
  2. 【請求項2】 第1スラスト軸受(12)および第2ス
    ラスト軸受(15)を樹脂製とした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】 板バネ(13)の後側にカバー(14)
    を取り付け、 このカバーに係合孔(14a)を形成し、 第2スラスト軸受(15)をハット形に形成し、 この第2スラスト軸受をその鍔部が全周にわたって前記
    板バネの振動板(13c)に当接するように当該板バネ
    の中心孔(13d)に遊挿し、 この第2スラスト軸受の胴部をスラスト方向に移動しう
    る形で前記カバーの係合孔に隙間なく嵌着したことを特
    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。
  4. 【請求項4】 円環状のステータ部(2)を有し、 このステータ部の一方にフレームを取り付けるととも
    に、他方にカバー(34)を取り付け、 前記フレームに第1スラスト軸受を設け、 前記カバーに係合孔(34a)を形成し、 第2スラスト軸受(35)と板バネ(33)とが一体化
    された軸受バネ組立体(32)を前記カバーの係合孔に
    嵌着してラジアル方向の移動を拘束した形でスラスト方
    向に弾性的に振動しうるように第1スラスト軸受に対向
    させて設け、 これら第1スラスト軸受、第2スラスト軸受間に、両端
    部に小径円筒状のラジアル荷重保持部および半球状のス
    ラスト荷重保持部が形成されたスクリューシャフト(1
    6)を回動自在に支持し、 このスクリューシャフトにロータを前記ステータ部の内
    部空間に位置するように装着したことを特徴とするステ
    ッピングモータ。
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