WO2005124978A1

WO2005124978A1 - ステッピングモータ

Info

Publication number: WO2005124978A1
Application number: PCT/JP2005/011426
Authority: WO
Inventors: Yoshiaki Koshida; Toshio Yamamoto; Takeyoshi Miyashita
Original assignee: Nidec Sankyo Corporation
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2005-12-29
Also published as: US20090200877A1; CN1961469A; JPWO2005124978A1

Abstract

　小型のステッピングモータにおいて、小型化を図るとともに、モータ特性を向上させることを目的に、回転軸または、その回転軸の出力側に設けられた出力軸を改良している。すなわち、ステッピングモータ１は、回転軸３と永久磁石４とを有するロータ２と、永久磁石４に径方向で対向する極歯５を有するステータ６とを備えており、回転軸３は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。また、回転軸３の出力側にステータ６から突出するように設けられた出力軸３ａも、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。

Description

明細書

ステッピングモータ技術分野

[0001] 本発明は、小型のステッピングモータ及びその回転軸の出力側に設けられたリードスクリュー部に関するものである。

背景技術

[0002] CD、 DVDプレーヤなどに用いられる光ヘッド装置やビデオカメラに用いられるレンズ群等の被移動体の高速移動用のモータとして、回転軸とこの回転軸の外周側に挿着された永久磁石とを有するロータと、永久磁石に径方向で対向する極歯を有するステータとを備えたステッピングモータが知られて、る。この種のステッピングモータでは、例えば、回転軸の出力側にステータカ突出する出力軸が設けられ、この出力軸にリードスクリュー部が形成されている。このリードスクリュー部は光ヘッド装置等の被移動体に螺合して、被移動体を高速移動させるものである。

[0003] 近年の CD · DVDプレーヤあるヽはビデオカメラ等に対する小型化 ·薄型化の要求から、光ヘッド装置などの被移動体の小型化が強く要求されており、ひいては、ステツピングモータに対する小型化の要求も強くなつてきている。

[0004] 例えば、小型のステッピングモータにおいて、リードスクリュー部が形成されている出力軸とは別体にし、回転軸を小径にして小型化が図られている（例えば、特許文献

1参照)。

また、リードスクリュー部が形成された出力軸をアルミニウム合金で形成したステツピングモータも知られている（例えば、特許文献 2参照)。

特許文献 1：特開平 7— 241065号公報

特許文献 2：特開平 5— 88066号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかしながら、上述した特許文献 1にかかるステッピングモータにおいて、回転軸の材質としてステンレス鋼が用いられて、るので、回転軸を小径にして小型化を図る場合でも、回転軸の重量は大きく軽減されず、ロータの慣性負荷が低減されないという問題がある。そのため、例えば、 CD 'DVDプレーヤの場合、ディスクからのデータの読み出し時間が大きくかかってしまうなどといった起動性や応答性等のモータ特性を確保することが難、と、う問題が生じて!/、る。

[0006] また、ステッピングモータが小型化するとその発生トルクも小さくなるため、従来はあまり考慮する必要がな力つたリードスクリュー部の慣性力ステッピングモータの特性、特に最大自起動周波数に対して大きな影響を与えるようになって!/、る。

[0007] すなわち、リードスクリュー部を備えているステッピングモータの最大自起動周波数 S2は、リードスクリュー部を備えていないステッピングモータの最大自起動周波数を S 1、リードスクリュー部の慣性を 12、リードスクリュー部を除いたロータの慣性を IIとしたとき、下式で表される。

S2 = S1/ (1 +I2/I1) ^1/2

そのため、リードスクリュー部の慣性 12とリードスクリュー部を除いたロータの慣性 II との比 (I2ZI1)が大きくなるにつれ、リードスクリュー部を備えていないステッピングモータの最大自起動周波数 S1と比較して、最大自起動周波数 S2が低下し、ステツビングモータの特性が低下していく。ここで、ステッピングモータが小径ィ匕するにつれ、（I2ZI1)の値は増加していくことから、モータ特性は低下していくことになる。

[0008] 従って、小型化したステッピングモータにぉ、ては、モータ特性を確保するため、リードスクリュー部の慣性を小さく抑える必要があり、リードスクリュー部の慣性を小さくする手段として、上記特許文献 2に記載のように、リードスクリュー部が形成された出力軸をステンレス鋼よりも比重の軽いアルミニウム合金で形成する構成を採用することがでさる。

[0009] し力しながら、上記特許文献 2では、リードスクリュー部が形成された出力軸にアルミ -ゥム合金を用いる構成の提案はなされて、るものの、リードスクリュー部の外径が 4 mm以下といったように小径ィ匕し、さらには、ステッピングモータ全体が小型化した場合において、最大自起動周波数の低下を防止し、所定のモータ特性を確保するためのステッピングモータの具体的な構成の提案はなされてヽな、。

[0010] そこで、本発明の課題は、小型のステッピングモータにおいて、小型化を図るとともに、モータ特性を向上させることができる構成を提供することにある。

また、本発明の課題は、小型のステッピングモータにおいて、リードスクリュー部が形成された出力軸を備えた場合でも、最大自起動周波数の低下を防止させ、モータ特性を向上させることができる構成を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明はかかる目的を達成するため、請求項 1に記載の発明は、回転軸と該回転軸の外周側に挿着された永久磁石とを有するロータと、前記永久磁石に径方向で対向する極歯を有するステータとを備えたステッピングモータにおいて、前記回転軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金力も形成されていることを特徴とする。

[0012] 本発明は、ステッピングモータにおいて、ステッピングモータ全体が小型化した場合であっても、回転軸にステンレス鋼よりも比重の軽、アルミニウムまたはアルミニウム合金を採用することで、回転軸の重量が軽量ィ匕され、回転軸と永久磁石とを有する口ータの慣性負荷を低減させて、所定のモータ特性を向上させることができる。

[0013] ステッピングモータは、パルス周波数を与えるごとに一定の角度ずつ起動、停止を繰り返すため、ノルス周波数に対してロータが瞬時に起動、停止をする必要があるが、回転軸にアルミニウムまたはアルミニウム合金を採用することで、ロータの重量が軽量化されるので、パルス周波数に対するロータの追従性が高まる。すなわち、モータの起動性や応答性を向上させることができる。

[0014] さらに、アルミニウムまたはアルミニウム合金は、熱伝導性が従来のステンレス鋼に比ベてよいので、回転軸にアルミニウムまたはアルミニウム合金を採用することで、モータの駆動に伴ってモータ内部に発生する熱を回転軸を伝わってモータ本体の外部に効率良く放熱することができる。このため、熱対策のためにモータ本体の構造を変更する、または、新たな部品を取り付けるなどせずとも、モータ本体内部に熱が溜り、熱による永久磁石の性能低下ゃ卷線の絶縁被膜の破壊といった問題を解消することが可能となる。

[0015] 本発明において、前記回転軸の出力側に前記ステータカも突出する出力軸を備え、前記出力軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金カゝら形成されるとともに、リードスタリユー部が形成されてヽることが好ま、。このように構成することによって、リードスクリュー部が小径ィ匕した場合であっても、リードスクリュー部が形成される出力軸が軽量ィ匕されるので、ステッピングモータの最大自起動周波数の低下を防止し、起動性や応答性を向上させることができ、さらに起動卜ノレクも向上させることができる。

[0016] さらに、出力軸にリードスクリュー部が形成されることにより、出力軸の表面積をより広く確保できるので、モータの駆動に伴ってモータ内部に発生する熱が回転軸から出力軸に伝わり、モータ本体の外部により効率良く放熱することができる。

[0017] また、上記の課題を解決するために、本願発明者は種々の検討を行った。その結果、リードスクリュー部の外径力 mm以下といったように小径ィ匕し、さらには、ステツピングモータ全体が小型化した場合であっても、ロータを構成する永久磁石の外径とリードスクリュー部の外径とが一定の関係を満足する場合には、リードスクリュー部が形成された出力軸をアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成することで、最大自起動周波の低下をより効果的に防止し、起動性や応答性を一層向上させることができ、さらに起動トルクも一層向上させることを知見するに至った。

[0018] 本発明は力かる新たな知見に基づくものであり、前記リードスクリュー部の外径を D 1、前記永久磁石の外径を D2としたとき、

Dl≤4 (mm)かつ、 D2≤Dl + 5 (mm)

の関係を満足することが好ましい。

[0019] このように構成することで、リードスクリュー部が小径ィ匕し、ステッピングモータ全体が小型化した場合であっても、リードスクリュー部が形成される出力軸が軽量化されので、ステッピングモータの最大自起動周波数の低下をより効果的に防止することができ、起動性や応答性を一層向上させることができ、さらに起動トルクも一層向上させることがでさる。

[0020] 本発明において、前記回転軸に形成された接着剤溜り部または前記リードスクリュ一部は転造加工によって形成されてヽることが好まヽ。このように構成することで、転造加工によって回転軸に形成された接着剤溜り部またはリードスクリュー部の表面が硬化するため、その剛性が上がる。従って、接着剤溜り部やリードスクリュー部を小さな径で形成したとしても、また、接着剤溜り部を形成する回転軸やリードスクリュー部を形成する出力軸の材質としてステンレス鋼より剛性の小さいアルミニウムまたはァルミ-ゥム合金を採用したとしても、曲がりにくぐ使いやすい接着剤溜り部やリードスクリュー部を形成することができる。

[0021] 本発明において、前記回転軸に形成された接着剤溜り部または前記リードスクリュ一部には、アルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト）処理またはクロメート処理が施されていることが好ましい。アルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト)処理としては、例えば、無色ァルマイト処理や硬質アルマイト処理を施されていることが好ましぐクロメート処理としては、例えば、ァロジン処理が施されていることが好ましい。アルミニウムまたはアルミ -ゥム合金力も形成された接着剤溜り部やリードスクリュー部にアルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト）処理またはクロメート処理を施すことで、接着剤溜り部およびリードスタリユー部における腐食の発生を防止することができ、さらに耐磨耗性も向上させている発明の効果

[0022] 本発明では、回転軸と該回転軸の外周側に挿着された永久磁石とを有するロータと、永久磁石に径方向で対向する極歯を有するステータとを備える小型のステッピングモータにぉ、て、回転軸がアルミニウムまたはアルミニウム合金力も形成されて、る。そのため、ロータの重量が軽量ィ匕されるので、ロータの慣性負荷を低減することができる。その結果、所定のモータ特性を向上させることができる。

[0023] また、本発明では、リードスクリュー部が形成される出力軸がアルミニウムまたはァルミ-ゥム合金力も形成されるとともに、リードスクリュー部の外径 D1と永久磁石の外径 D2とが一定の関係を満足するように構成されている。そのため、リードスクリュー部が小径ィ匕し、さらにはステッピングモータが小型化した場合であっても、最大自起動周波数の低下をより効果的に防止することができる。その結果、所定のモータ特性を向上させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

[0025] 図 1は、本発明の実施の形態に力かるステッピングモータを示す側面断面図である [0026] (ステッピングモータの構成）

本形態に力かるステッピングモータ 1は、いわゆる PM型のステッピングモータであり、回転軸 3と円筒状の永久磁石 4とを有するロータ 2と、永久磁石 4に径方向で対向する極歯 5を有するステータ 6と、回転軸 3の出力側でステータ 6に取り付けられたフレーム 20とを備えている。さらに、回転軸 3の出力側には、ステータ 6から突出するように出力軸 3aがー体的に形成され、この出力軸 3aにはリードスクリュー部 3bが形成されている。また、ステータ 6の反出力側（回転軸 3の基端 3c側）には、軸受保持部材 23が取り付けられており、軸受保持部材 23に軸受 24が保持されている。

[0027] (回転軸の構成）

回転軸 3は、非磁性材のアルミニウムまたはアルミニウム合金カゝら形成されており、さらに、その外周面には、円筒状の永久磁石 4が接着剤等を用いて固着されている。本実施の形態において、回転軸 3には、永久磁石 4が固着される個所には接着剤溜り部 3 が形成されている。さらに、接着剤溜り部 3b ま、出力軸 3aに形成されたリードスクリュー部 3bが兼用されており、すなわち、ねじ山とねじ山との間に形成されたらせん状した溝力なって、る。

この接着剤溜り部 3b ま、らせん状に形成されているので、永久磁石 4が固着される個所の周方向にも軸方向にも安定して接着剤を塗布できる。これにより、永久磁石 4との接着強度を高めるとともに、余分な接着剤が漏れなヽようにしてヽる。

[0028] また、回転軸 3に形成された接着剤溜り部 3b ま、転造加工によって形成され、さらに接着剤溜り部 3 にはアルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト)処理またはクロメート処理が施されている。アルミニウム陽極酸化（アルマイト）処理としては、例えば、無色アルマイト処理や硬質アルマイト処理が施されており、クロメート処理としては例えば、ァロジン処理が施されている。このように、接着剤溜り部 3b ま、表面処理が施されたことにより、耐腐食性等となって化学的に安定化し、接着剤の反応が安定しておこり、永久磁石 4との接着強度をより高めるようにして、る。

[0029] 本実施の形態において、永久磁石 4は、その材質がネオジムなどの希土類の永久磁石であって、射出成形または圧縮成形された永久磁石である。なお、永久磁石 4 は公知の技術であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、本実施の形態では、回転軸 3と、永久磁石 4との間には、スリーブが介在する場合がある。このスリーブは、その材質がアルミニウムまたはアルミニウム合金、合成榭脂等であり、永久磁石 4よりも軽量となっており、ロータの軽量化、慣性の低減を図るとともに、安価となっている。

例えば、後述する図 2〜4に示す実施例において、永久磁石 4の外径が 8mm以上の場合、換言すれば厚みが 2. 5mm以上の場合に、永久磁石 4の厚みが増加しても磁力がほとんど増加されないので、スリーブが介在されている。なお、スリーブを介在する永久磁石の厚みはこれに限定されることはなぐスリーブを介在するかどうかは永久磁石の磁力、ロータの重量等を考慮している。

[0030] (リードスクリュー部の製造）

リードスクリュー部 3bが形成されている出力軸 3aは、ステータ 6から突出するように形成されており、その材質は、非磁性材のアルミニウムまたはアルミニウム合金となつている。このように、非磁性で形成されているため、モータ本体の外部への磁束漏れが生じ難ぐ例えば、 CD 'DVDプレーヤの光ヘッド装置等の被移動体に対して、障害を及ぼさな、ようになって、る。

リードスクリュー部 3bは、出力軸 3aの外周面に転造加工によって形成されており、リードスクリュー部 3bにはアルミニウム陽極酸化 (アルマイト)処理またはクロメート処理が施されている。アルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト）処理としては、例えば、無色アルマイト処理や硬質アルマイト処理が施されており、クロメート処理としては例えば、ァロジン処理が施されている。このリードスクリュー部 3bは、例えば、 CD'DVDプレーヤの光ヘッド装置等の被移動体と螺合して、被移動体を移動させるためのものである。

[0031] 本形態におけるリードスクリュー部 3bは小型の被移動体を移動させるものであるため、その外径を D1としたとき、

Dl≤4 (mm)

となっている。また、リードスクリュー部 3bと永久磁石 4とは、一定の関係を満足するように形成されている。より具体的には、永久磁石 4の外径を D2としたとき、

D2≤Dl + 5 (mm) の関係を満足するように、リードスクリュー部 3b及び永久磁石 4が形成されている。例えば、リードスクリュー部 3bの外径 D1が 3mm、永久磁石 4の外径 D2が 6mmに形成されている。尚、本形態では、リードスクリュー部 3bの外径 D1は出力軸 3aの外径に該当する。

[0032] 回転軸 3の基端 3cには、球状のピボット 19の一部が内挿される凹部 3dが軸方向に形成されている。一方、出力軸 3aの出力側端にも、球状のピボット 22の一部が内挿される凹部 3eが軸方向に形成されてヽる。

[0033] ステータ 6は、第 1のステータ組 7と第 2のステータ組 8と力も構成されており、これらのステータ組 7、 8が軸方向に重なるように配置されている。第 1のステータ組 7は、第 1の外ステータコア 10と、コイルが卷回された第 1のボビン 11と、第 1のボビン 11を第 1の外ステータコア 10との間に挟む第 1の内ステータコア 12とから構成され、回転軸 3の出力側に位置している。第 1のボビン 11の内周側には、第 1の外ステータコア 10 及び第 1の内ステータコア 12のそれぞれに形成された複数の極歯 5が周方向に隣接するように配置されている。

[0034] 第 2のステータ組 8は、第 2の外ステータコア 14と、コイルが卷回された第 2のボビン 15と、第 2のボビン 15を第 2の外ステータコア 14との間に挟む第 2の内ステータコア 1 6とから構成され、回転軸 3の反出力側に位置している。第 2のボビン 15の内周側には、第 2の外ステータコア 14及び第 2の内ステータコア 16のそれぞれに形成された複数の極歯 5が周方向に隣接するように配置されて、る。

[0035] 回転軸 3の出力側でステータ 6に取り付けられたフレーム 20は、ステンレス鋼板等の金属板によって形成された金属フレームであり、底面部 20aと側面部 20b、 20cとを備える溝型状に形成されている。側面部 20bは反出力側に位置し、この側面部 20 bがステータ 6を構成する第 1の外ステータコア 10に固定されることで、フレーム 20がステータ 6に取り付けられている。また、側面部 20bには、回転軸 3と出力軸 3aとが遊挿される揷通孔 20b 1が形成されている。側面部 20cは出力側に位置し、ピボット 22 の一部が内挿される凹部を備えた榭脂製の軸受 21が固定されている。この軸受 21とピボット 22とにより、ロータ 2の出力側端がラジアル方向及びスラスト方向に支承されている。 [0036] ステータ 6の反出力側（回転軸 3の基端 3c側）に取り付けられた軸受保持部材 23は、円環状の部材であり、その内周側には、ピボット 19の一部が内挿される凹部を備えた榭脂製の軸受 24が保持されている。また、軸受保持部材 23の反出力側端面には、ステンレス鋼板等の薄い金属板によって形成された端板 18が取り付けられている。端板 18の中央部には切り起こされて形成された板パネ部（図示省略）が設けられており、この板パネ部は、軸受 24及びピボット 19を介して回転軸 3を出力側に付勢している。これらの板パネ部と軸受 24とピボット 19とによって、ロータ 2の反出力側端がラジアル方向及びスラスト方向に支承されてヽる。

[0037] (本形態の主な効果）

以上説明したように、本形態のステッピングモータ 1では、回転軸 3がアルミニウムまたはアルミニウム合金力形成されて、るので、回転軸 3と永久磁石 4を有するロータ 2の重量が軽量ィ匕されるので、ロータ 2の慣性負荷を低減することができる。その結果、ステッピングモータ 1のモータ特性、特に、起動性や応答性を向上させることができる。

また、アルミニウムまたはアルミニウム合金は非磁性材であるので、モータ本体の外部への磁束漏れが生じ 1 、他の磁性材等に障害を及ぼさない。

[0038] さらに、回転軸 3には、らせん状した接着溜まり部（リードスクリュー部） 3bが形成されて、るので、永久磁石 4が固着される個所の周方向にも軸方向にも安定して接着剤を塗布できる。これにより、永久磁石 4との接着強度を高めるとともに、余分な接着剤が漏れな、ようにして、る。

[0039] また、回転軸 3に形成された接着剤溜り部 3b ま、転造加工によって形成され、さらに接着剤溜り部 3 にはアルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト)処理またはクロメート処理が施されている。このように、接着剤溜り部 3b ま、表面処理が施されたことにより、耐腐食性等となって化学的に安定ィ匕し、接着剤の反応が安定しておこり、永久磁石 4との接着強度をより高められる。

さらに、転造加工に伴って接着剤溜り部 3 の表面が硬化するので、回転軸 3の剛性を高めることができる。

[0040] また、本形態のステッピングモータ 1では、リードスクリュー部 3bが形成された出力軸 3aがアルミニウムまたはアルミニウム合金力も形成されるとともに、リードスクリュー部 3bの外径 D1と、永久磁石の外径 D2とが

Dl≤4 (mm)かつ、 D2≤Dl + 5 (mm)

の関係を満足するように構成されている。このようにステッピングモータ 1を構成することで、リードスクリュー部 3bが小径ィ匕し、ステッピングモータ 1が小型化した場合であつても、出力軸 3aをアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成することによって、最大自起動周波数の低下を効果的に防止することができる。以下、図 2から図 4を参照しながら、本形態におけるこの効果を詳細に説明する。

[0041] 図 2 (A)、 (B)はそれぞれ、リードスクリュー部の外径を 2mmとした場合において、リードスクリュー部が形成された出力軸 3aの材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すダラフ、及びロータの構成条件を示す表である。図 3 (A)、（B)はそれぞれ、リードスクリュ一部の外径を 3mmとした場合にぉ、て、リードスクリュー部が形成された出力軸 3a の材質をステンレス鋼力アルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すグラフ、及びロータの構成条件を示す表である。図 4 (A)、（B)はそれぞれ、リードスクリュー部の外径を 4mmとした場合において、リードスクリュー部が形成された出力軸 3aの材質をステンレス鋼カゝらアルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すグラフ、及びロータの構成条件を示す表である。

[0042] 図 2 (A)に示すように、リードスクリュー部 3bの外径 D1を 2mmとした場合において、永久磁石 4の外径 D2を 12mmから 7mmまで次第に小さくしていったとき、本形態では出力軸 3aの材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更しても最大自起動周波数はほとんど変化しない。一方、永久磁石 4の外径 D2を 7mm以下にしていった場合、出力軸 3aの材質をステンレス鋼力アルミニウム合金に変更すると最大自起動周波数の上昇率が大きくなつていく。尚、永久磁石 4の各外径 D2におけるロータ 2 の構成は、リードスクリュー部 3bを備える一般的なステッピングモータを考慮して図 2 ( B)のように設定している。

[0043] ここで、図 2 (B)中のスリーブとは、永久磁石 4の外径 D2が比較的大径の場合に、回転軸 3と永久磁石 4との間に配設される円筒状の部材である。従って、スリーブの外径は永久磁石 4の内径とほぼ一致し、その内径は回転軸 3の外径とほぼ一致する。また、永久磁石 4は比重 5. 8 (gZcm³)のものを用い、スリーブは比重 3 (g/cm³) のものを用いている。さらに、回転軸 3及びこれと一体に形成された出力軸 3aは、長さ 57mmのものを用いている。以下、リードスクリュー部 3bの外径 D1を 3mm、 4mm とした場合も同様である。

[0044] また、図 3 (A)に示すように、リードスクリュー部 3bの外径 D1を 3mmとした場合において、永久磁石 4の外径 D2を 12mmから 8mmまで次第に小さくしていったとき、出力軸 3aの材質をステンレス鋼力アルミニウム合金に変更しても最大自起動周波数の上昇率はわずかである。一方、永久磁石 4の外径 D2を 8mm以下にしていった場合、出力軸 3aの材質をステンレス鋼力アルミニウム合金に変更すると最大自起動周波数の上昇率が大きくなつていく。尚、この場合も、リードスクリュー部 3bを備える一般的なステッピングモータを考慮してロータ 2の構成を図 3 (B)のように設定して!/ヽる。

[0045] さらに、図 4 (A)に示すように、リードスクリュー部 3bの外径 D1を 4mmとした場合において、永久磁石 4の外径 D2を 12mmから 9mmまで次第に小さくしていったとき、出力軸 3aの材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更しても最大自起動周波数の上昇率はわずかである。一方、永久磁石 4の外径 D2を 9mm以下にしていった場合、出力軸 3aの材質をステンレス鋼力アルミニウム合金に変更すると最大自起動周波数が大きくなつていく。尚、この場合も、リードスクリュー部 3bを備える一般的なステッピングモータを考慮してロータ 2の構成を図 4 (B)のように設定して、る。

[0046] このように、リードスクリュー部 3bの外径 D1が 4mm以下である場合において、

D2≤Dl + 5 (mm)

の関係を満足するように永久磁石 4の外径 D2を形成したときには、リードスクリュー部 3bが形成された出力軸 3aの材質をアルミニウム合金で形成することにより、ステンレス鋼で出力軸 3aを形成した場合に比較して最大自起動周波数の上昇率を高くできることが確認された。言い換えると、リードスクリュー部 3bの外径 D1が 4mm以下である場合において、 D2>Dl + 5 (mm)

となるように永久磁石 4の外径 D2を形成したときには、リードスクリュー部 3bが形成された出力軸 3aの材質をアルミニウム合金で形成しても最大自起動周波数の低下を効果的に防止できないことが確認された。従って、リードスクリュー部 3bの外径 D1が 4mm以下である場合には、

D2≤Dl + 5 (mm)

の関係を満足するように永久磁石 4の外径 D2を形成してやれば、リードスクリュー部 3bが形成された出力軸 3aの材質をアルミニウム合金で形成することによって、より効果的にステッピングモータ 1の最大自起動周波数の低下を防止することができ、ステッビングモータ 1のモータ特性を向上させることができる。

[0047] また、本形態では、リードスクリュー部 3bは転造カ卩ェによって形成されている。そのため、転造力卩ェに伴ってリードスクリュー部 3bの表面が硬化して、リードスクリュー部 3 bの剛性が上がる。従って、リードスクリュー部 3bの外径を 4mm以下と細くしても、また、出力軸 3aの材質としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を採用したとしても、曲がりにくぐ使、やす、リードスクリュー部 3bを形成することができる。

[0048] さらに、本形態では、リードスクリュー部 3bには、アルミニウム陽極酸化 (アルマイト処理）またはクロメート処理が施されて、る。このようにアルミニウムまたはアルミニウム合金力も形成されたリードスクリュー部 3bにアルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト処理)またはクロメート処理を施すことで、リードスクリュー部 3bにおける腐食の発生を防止することができ、さらに耐磨耗性も向上させている。

[0049] (他の実施の形態）

上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形可能である。例えば、上述した形態では、回転軸 3には接着剤溜り部 3 が形成され、回転軸 3と一体に形成された出力軸 3aにはリードスクリュー部 3bが形成されていたが、回転軸 3に接着剤溜り部 3 を形成せず、出力軸 3aにのみリードスクリュー部 3bを形成しても良い。

また、接着剤溜り部 3 が形成されていない回転軸 3の外周面に、アルミニウム陽極酸ィ匕 (アルマイト）処理またはクロメート処理を施しても良!ヽ。 [0050] また、図 5に示すように、永久磁石 4を固着し、アルミニウムまたはアルミニウム合金力もなる回転軸 3が小径部材 32であって、リードスクリュー 3bを形成し、アルミニウムまたはアルミニウム合金力もなる出力軸 3aが大径部材 33である二部材カも構成しても良い。

尚、図 5に示すステッピングモータ 31では、上述のように、回転軸 3および出力軸 3a を 2部材で構成した点、及び、ピボット 19の代わりに小径部材 32の端面を半球面状に形成し、ピボットとして構成した点を除いては、上述した形態における構成と同様の構成を備えているため、同一の構成には同一の符号を付してある。

産業上の利用可能性

[0051] 本発明では、ステッピングモータの回転軸にアルミニウムまたはアルミニウム合金を採用したので、回転軸の重量が軽量化され、回転軸と永久磁石とを有するロータの慣性負荷を低減させることができる。

図面の簡単な説明

[0052] [図 1]本発明の実施の形態に力かるステッピングモータを示す側面断面図である。

[図 2] (A)、（B)はそれぞれ、リードスクリュー部の外径を 2mmとした場合において、リードスクリュー部が形成された出力軸の材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すグラフ、及びロータの構成条件を示す表である。

[図 3] (A)、（B)はそれぞれ、リードスクリュー部の外径を 3mmとした場合において、リードスクリュー部が形成された出力軸の材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すグラフ、及びロータの構成条件を示す表である。

[図 4] (A)、（B)はそれぞれ、リードスクリュー部の外径を 4mmとした場合において、リードスクリュー部が形成された出力軸の材質をステンレス鋼力もアルミニウム合金に変更したときの最大自起動周波数の上昇率と永久磁石の外径との関係を示すグラフ、及びロータの構成条件を示す表である。

[図 5]本発明の他の実施の形態に力かるステッピングモータを示す側面断面図である符号の説明

1 ステッピングモータ 2 ロータ

3 回転軸

3a 出力軸

3b リードスクリュー部 3b' 接着剤溜り部 4 永久磁石

5 極困

6 ステータ

7 第 1ステータ組 8 第 2ステータ組

Claims

請求の範囲

[1] 回転軸と該回転軸の外周側に挿着された永久磁石とを有するロータと、前記永久磁石に径方向で対向する極歯を有するステータとを備えたステッピングモータにおいて前記回転軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金力も形成されて、ることを特徴とするステッピングモータ。

[2] 前記回転軸の出力側に前記ステータカ突出する出力軸を備え、

前記出力軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金カゝら形成されるとともに、リードスクリュー部が形成されてい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。

[3] 前記リードスクリュー部の外径を Dl、前記永久磁石の外径を D2としたとき、

Dl≤4 (mm)かつ、 D2≤Dl + 5 (mm)

の関係を満足す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。

[4] 前記回転軸に形成された接着剤溜り部または前記リードスクリュー部は、転造加工によって形成されていることを特徴とする請求項 1から 3のいずれかに記載のステツピングモータ。

[5] 前記回転軸に形成された接着剤溜り部または前記リードスクリュー部には、アルミ- ゥム陽極酸ィ匕 (アルマイト)処理またはクロメート処理が施されてヽることを特徴とする請求項 2から 4のいずれかに記載のステッピングモータ。