JP2000201468A - ステッピングモ―タ - Google Patents
ステッピングモ―タInfo
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- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
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Abstract
えることにより騒音や振動を確実且つ効果的に低減す
る。 【解決手段】 ステータ101の軸方向の両端部にそれ
ぞれ配設され、該ステータ101の端部内周面に内嵌さ
れる第1の嵌合部102を有する一対の内嵌部材103
a,103bを備え、該第1の嵌合部102と、一対の
ブラケット106a,106bにそれぞれ設けられてス
テータ101の軸方向の端部外周面に外嵌される第2の
嵌合部117とによってステータ101を径方向に挟み
込み、且つ、内嵌部材103a,103bとブラケット
106a,106bとを別体に形成して該ブラケット1
06a,106bの内嵌部材103a,103bに対す
る径方向の位置関係を拘束しないようにする。
Description
タに関し、特にインクジェットプリンタやスキャナ等に
用いられるハイブリッド型ステッピングモータに関す
る。
ングモータとしては、例えば図7に示すものが知られて
いる。
ステータ6と、該ステータ6の軸方向の両端部にそれぞ
れ外嵌された一対のブラケット7a,7bと、ステータ
6の内周側に挿入されてブラケット対7a,7bに軸受
8a,8bを介して回転可能に支持されたロータ9とを
備える。
固定された円盤状の永久磁石11及び該永久磁石11の
軸方向の両端部に固定された歯車状のロータコア12
a,12bによって構成されている。
して半ピッチ分だけ周方向にずれており、従って、ロー
タコア12aの互いに隣り合う歯極(図示せず。)の間
にロータコア12bの歯極(図示せず。)が位置するよ
うになっている。なお、図において符号15は、ステー
タ6にブラケット対7a,7bを固定するためのボルト
である。
ド型ステッピングモータは、騒音が大きく、振動も多い
モータであることはよく知られているが、かかる騒音や
振動を効果的に低減させる技術については未だ提案され
ていないのが実状である。
ッピングモータの騒音や振動の原因について解析した結
果、標準的なエアギャップ50μmのハイブリッド型ス
テッピングモータでは、発生トルク1に対しステータ6
とロータ9との間の半径方向の吸引・反発力(加振力)
は10を超え、軸方向の力(ステータ鋼板間の磁気反発
力)は0.1程度であることを解析により見い出し、こ
の半径方向の加振力によるステータの径方向の振動を抑
えることにより、騒音や振動を効果的に低減することが
できるという知見を得た。
のであり、ステータとロータとの間の半径方向の加振力
によるステータの径方向の振動を抑えることにより騒音
や振動を確実且つ効果的に低減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。
めに、請求項1に係るステッピングモータは、内周部に
支柱と小歯部からなる複数の磁極が周方向に所定の間隔
で設けられたステータコア、及び前記磁極に巻回された
巻線を具備するステータと、該ステータの内周側に挿入
されて軸受を介して回転可能に支持されたロータと、前
記ステータの軸方向の両端部にそれぞれ嵌合された一対
のブラケットとを備えたステッピングモータであって、
前記ステータの軸方向の両端部にそれぞれ配設され、該
ステータの端部内周面に内嵌される第1の嵌合部を有す
る一対の内嵌部材を備え、該内嵌部材の前記第1の嵌合
部と、前記一対のブラケットにそれぞれ設けられて前記
ステータの軸方向の端部外周面に外嵌される第2の嵌合
部とによって前記ステータを径方向に挟み込み、且つ、
前記内嵌部材と前記ブラケットとを別体に形成して該ブ
ラケットの前記内嵌部材に対する径方向の位置関係を拘
束しないようにしたことを特徴とする。
程度ある径方向の加振力によるステータの径方向の振動
をステータの内径側及び外径側の両方から抑制すること
ができるので、騒音や振動を効果的に低減することがで
きる。
の位置決めと、ステータの内径に対する内嵌部材の位置
決めとをそれぞれ独立して行うことができるので、ステ
ータと内嵌部材、又はステータとブラケットの各々の挟
持を高精度に行うことが可能となってステータの径方向
の挟持を内周面及び外周面の両方から確実に行うことが
できる。
求項1において、前記ブラケットと前記内嵌部材との軸
方向の当接面に両者の間の摩擦を低減する摩擦低減手段
を設けたことを特徴とする。
際に、ブラケットを内嵌部材に対して滑らせることがで
きるので、内嵌部材によるブラケットの拘束が避けら
れ、ブラケットの組付け性の容易化と、ステータの内側
及び外側からの挟持位置決めの独立性の保持とを図るこ
とができる。
求項1又は2において、前記ブラケットと前記内嵌部材
との軸方向の当接面に振動吸収部材を介在させたことを
特徴とする。
ラケット側の振動とが互いに干渉しないようにすること
ができるので、騒音・振動をより効果的に低減すること
ができる。
求項1〜3のいずれか一項において、前記ステータの磁
極の支柱の径方向の延長線上で該ステータに前記ブラケ
ット対をボルトによって固定したことを特徴とする。
方向の振動をボルトの締め付け位置で抑制することがで
きるので、騒音・振動の低減効果のより向上を図ること
ができる。
求項1〜4のいずれか一項において、前記軸受を前記内
嵌部材に取り付けたことを特徴とする。
持する場合に比べて、ステータの内径とロータとの同軸
度を向上させることができるので、ロータとステータと
の間のエアギャップの均一化を図ることができる。
求項1〜5のいずれか一項において、前記ブラケット対
に前記第2の嵌合部を補強するためのリブを設けたこと
を特徴とする。
合部の剛性が増して、該第2の嵌合部と内嵌部材の第1
の嵌合部とによるステータの径方向の挟持をより確実な
ものとすることができる。
参照して説明する。
イブリッド型ステッピングモータを説明するための説明
的斜視図、図2は該ハイブリッド型ステッピングモータ
の断面図、図3はステータコアを示す軸方向から見た平
面図、図4はステータコアの変形例を示す軸方向から見
た平面図、図5及び図6はブラケット対の変形例を示す
平面図である。
型ステッピングモータ100は、三相6極のステータ1
01と、該ステータ101の軸方向の両端部にそれぞれ
配設された一対の内嵌部材103a,103bと、ステ
ータ101の内周側に挿入されて内嵌部材103a,1
03bに軸受104a,104bを介して回転可能に支
持されたロータ105と、ステータ101の軸方向の両
端部にそれぞれ嵌合された一対のブラケット106a,
106bとを備える。
有するステータコア107を備えており、ステータコア
107の内周部には支柱108と小歯部109からなる
6個の磁極A1,B1,C1,A2,B2,C2が周方
向に等間隔で設けられている。小歯部109は複数の小
歯109aにより構成されており、小歯部109の周方
向の中央部に支柱108が配置され、該支柱108に巻
線110が巻回されている。
の角部にはそれぞれ円弧状の面取り部107aが形成さ
れており、該面取り部107aの近傍にはステータ10
1の軸方向に沿って延びるボルト挿通孔107bが形成
されている。
101の内径より若干大径の大径部111と、ステータ
101の内径と略同径の小径部(第1の嵌合部)102
とを備えた円筒状部材からなっており、小径部102が
ステータ101の端部内周面に内嵌された状態で該ステ
ータ101の軸方向の両端部にそれぞれ同心に配設され
ている。
部には、ロータ105の回転軸112を回転可能に支持
する軸受104a,104bがそれぞれ圧入等により嵌
め込まれている。
112に固定された円盤状の永久磁石113及び該永久
磁石113の軸方向の両端部に固定された歯車状のロー
タコア114a,114bによって構成されており、永
久磁石113及びロータコア114a,114bが内嵌
部材103a,103bの間に位置してステータ101
の内周側に50〜100μm程度の極めて小さいエアギ
ャップを介して配設されている。
14bに対して半ピッチ分だけ周方向にずれており、従
って、ロータコア114aの互いに隣り合う歯極(図示
せず。)の間にロータコア114bの歯極(図示せ
ず。)が位置するようになっている。
101と略同形の外形の有底四角筒状をなしており、底
壁の中心部にはロータ105の回転軸112の挿通穴1
15が形成されている。また、ブラケット106a,1
06bの外周部の四隅の角部にはそれぞれ面取り部11
6aがステータ101の面取り部107aに対応して形
成されている。
116aにはステータ101の面取り部107aに外嵌
される嵌合突起(第2の嵌合部)117が該ステータ1
01の軸方向に沿って延設されており、該嵌合突起11
7と上述した内嵌部材103a,103bの小径部10
2とによってステータ101を径方向に挟み込むように
なっている。
はねじ孔118がステータコア107のボルト挿通孔1
07bと同心に形成され、ブラケット106bの底壁の
四隅にはボルト挿通孔119がボルト挿通孔107bと
同心に形成されており、ボルト挿通孔119及び107
bに挿入した固定ボルト120をねじ孔118にねじ込
むことにより、ステータ101にブラケット106a,
106bが固定されるようになっている。
3a,103bの大径部111のステータ101側の端
面がステータ101の端面に当接すると共に、内嵌部材
103a,103bのステータ101から離間する側の
端面の周縁部がブラケット106a,106bの底壁に
当接するようになっており、内嵌部材103a,103
bとブラケット106a,106bとの当接面にはフッ
素樹脂コート(摩擦低減手段)121等が被覆されて両
者の間の摩擦低減が図られている。
の形態では、ブラケット106a,106bの嵌合突起
117と内嵌部材103a,103bの小径部102と
によってステータ101を径方向に挟持するようにして
いるので、軸方向の力の100倍程度ある径方向の加振
力によるステータ101の径方向の振動をステータ10
1の内径側及び外径側の両方から抑制することができ、
この結果、騒音や振動を効果的に低減することができ
る。
す従来構造のステッピングモータとを使用し、ステッピ
ングモータを1020rpmで回転させ、ステッピング
モータから10cm離れた位置でステッピングモータか
ら発せられる騒音を測定したところ、次の表1に示す結
果が得られた。表1によれば、本実施例の構造を採用す
ることにより、ステッピングモータ単体であれ、ステッ
ピングモータをプリンタの紙送り用として実装した場合
であっても、騒音を大幅に低減させることができた。
嵌部材103a,103bとを別体に形成してブラケッ
ト106a,106bの内嵌部材103a,103bに
対する径方向の位置関係を拘束しないようにしているの
で、ステータ101の外径に対するブラケット106
a,106bの位置決めと、ステータ101の内径に対
する内嵌部材103a,103bの位置決めとをそれぞ
れ独立して行うことができ、この結果、ステータ101
と内嵌部材103a,103b、又はステータ101と
ブラケット106a,106bの各々の挟持を高精度に
行うことが可能となってステータ101の径方向の挟持
を内周面及び外周面の両方から確実に行うことができ
る。
ケット106a,106bとの当接面にフッ素樹脂コー
ト121等を被覆して両者の間の摩擦低減を図るように
しているので、ブラケット106a,106bを組付け
る際に、ブラケット106a,106bを内嵌部材10
3a,103bに対して滑らせることができ、この結
果、内嵌部材103a,103bによるブラケット10
6a,106bの拘束を避けられ、ブラケット106
a,106bの組付け性の容易化とステータ101の内
側及び外側からの挟持位置決めの独立性の保持とを図る
ことができる。
する軸受104a,104bをステータ101の内径に
嵌合された内嵌部材103a,103bによって直接保
持するようにしているので、軸受104a,104bを
ブラケット106a,106bで保持する場合に比べ
て、ステータ101の内径とロータ105の回転軸11
2との同軸度を向上させることができ、この結果、ロー
タ105とステータ101との間のエアギャップの均一
化を図ることができる。
3a,103bとブラケット106a,106bとの当
接面の摩擦を低減する手段として、フッ素樹脂コート1
21を例に採ったが、これに限定されず、該当接面の接
触面積を小さくするような表面加工を施して摩擦を低減
するようにしてもよい。
手段に加えて、内嵌部材103a,103bとブラケッ
ト106a,106bとの当接面に弾性部材や低反発性
ゴム等の振動吸収部材(図示せず。)を介在させるよう
にしてもよい。
03b側の振動とブラケット106a,106b側の振
動とが互いに干渉しないようにすることができるので、
騒音・振動をより効果的に低減することができ、また、
振動吸収部材の弾性に固定ボルト120の弛み止めとし
ての機能を持たせることができる。
テータ101を備えたハイブリッド型ステッピングモー
タを例に採ったが、これに代えて、例えば図4に示すよ
うに、二相8極のステータを備えたハイブリッド型ステ
ッピングモータに本発明を適用してもよいのは勿論であ
り、更に、相数、極数の如何を問わず、ハイブリッド型
ステッピングモータ一般に本発明を適用してもよい。
は固定ボルト120のボルト挿通穴107bが全て磁極
B1,B2,B3,B4の支柱108の径方向の延長線
上に配置されているため、支柱108から伝達される径
方向の振動を固定ボルト120の締め付け位置で抑制す
ることができ、この結果、騒音・振動の低減効果のより
向上を図ることができる。
6a,106bの四隅の嵌合突起117を対角線状にリ
ブ201でつなぐようにしたり、或いは図6に示すよう
に、ブラケット106a,106bの四隅の嵌合突起1
17を対角線状にリブ202でつなぐと共に四隅の嵌合
突起117を周方向にリブ203でつなぐことにより、
各嵌合突起117の剛性が増して、ブラケット106
a,106bの嵌合突起117と内嵌部材103a,1
03bの小径部102とによるステータ101の径方向
の挟持をより確実なものとすることができる。
によれば、ステータとロータとの間の半径方向の加振力
によるステータの径方向の振動を抑えることにより騒音
や振動を確実且つ効果的に低減することができるステッ
ピングモータを提供することができるという効果が得ら
れる。
型ステッピングモータを説明するための説明的斜視図で
ある。
である。
る。
面図である。
る。
面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 内周部に支柱と小歯部からなる複数の磁
極が周方向に所定の間隔で設けられたステータコア、及
び前記磁極に巻回された巻線を具備するステータと、 該ステータの内周側に挿入されて軸受を介して回転可能
に支持されたロータと、 前記ステータの軸方向の両端部にそれぞれ嵌合された一
対のブラケットとを備えたステッピングモータであっ
て、 前記ステータの軸方向の両端部にそれぞれ配設され、該
ステータの端部内周面に内嵌される第1の嵌合部を有す
る一対の内嵌部材を備え、該内嵌部材の前記第1の嵌合
部と、前記一対のブラケットにそれぞれ設けられて前記
ステータの軸方向の端部外周面に外嵌される第2の嵌合
部とによって前記ステータを径方向に挟み込み、且つ、
前記内嵌部材と前記ブラケットとを別体に形成して該ブ
ラケットの前記内嵌部材に対する径方向の位置関係を拘
束しないようにしたことを特徴とするステッピングモー
タ。 - 【請求項2】 前記ブラケットと前記内嵌部材との軸方
向の当接面に両者の間の摩擦を低減する摩擦低減手段を
設け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】 前記ブラケットと前記内嵌部材との軸方
向の当接面に振動吸収部材を介在させたことを特徴とす
る請求項1又は2記載のステッピングモータ。 - 【請求項4】 前記ステータの磁極の支柱の径方向の延
長線上で該ステータに前記ブラケット対をボルトによっ
て固定したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一
項に記載のステッピングモータ。 - 【請求項5】 前記軸受を前記内嵌部材に取り付けたこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のス
テッピングモータ。 - 【請求項6】 前記ブラケット対に前記第2の嵌合部を
補強するためのリブを設けたことを特徴とする請求項1
〜5のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
Priority Applications (6)
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Publications (2)
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