JPH07107731A - Ｐｍ形ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＭ形ステッピングモータの小形化、薄形化
を図る。 【構成】 ＰＭ形ステッピングモータ１を、ステータ部
２と、該ステータ部２の中央部に取付けられた軸受３
と、該軸受３に取付けられたロータ部５とで構成する。
上記軸受３を、上記ステータ部５の軸受取付部に取付け
られた外輪２１と、該外輪２１の内周面と上記回転軸４
の外周面との間に介在された複数の鋼球２２…２２から
なるダイレクトボールベアリングで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カメラやマイクロフ
ロッピーディスクドライブ（以下ＭＦＤＤという）等の
精密機器に使用する超小形かつ超薄形のＰＭ形ステッピ
ングモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＭ形ステッピングモータはカメラのオ
ートフォーカスやＭＦＤＤのヘッド送りモータ等として
広く使用されている。

【０００３】ＰＭ形ステッピングモータは一般に図１０
に示したように、ステータ部１０１と、該ステータ部１
０１の中心部に取付けられた軸受１０２と、該軸受１０
２に取付けられた回転軸１０３と、該回転軸１０３に取
付けられたロータ部１０４とを備えている。

【０００４】上記ステータ部１０１は、複数のコイル１
０５…１０５と、ヨーク１０６…１０６と、ステータフ
レーム（取付板）１０７とを備えていて、該ステータフ
レーム１０７の中央部に上記軸受１０２が取付けられて
いる。

【０００５】上記ステータフレーム１０７の上面には接
続基板（ＦＰＣ）１０８が配置されていて、該接続基板
１０８に上記コイル１０５…１０５の内周側の端末１０
５ａと外周側の端末１０５ｂが接続されている。

【０００６】また、上記ロータ部１０４は、上記回転軸
１０３に取付けられたロータフレーム１０９と、該ロー
タフレーム１０９に取付けられたロータマグネット１１
０とを備えている。

【０００７】上記従来のＰＭ形ステッピングモータにお
いて、軸受１０２は、一般に、図１０に示したように、
内輪１０２ａと外輪１０２ｂおよび、これら内，外輪１
０２ａ，１０２ｂの間に配置された複数の鋼球（ボー
ル）１０２ｃ…１０２ｃとからなる所謂通常（普通）の
ボールベアリング或は金属等の円筒体に油を含浸させた
含油軸受が使用されている。

【０００８】また、コイル１０５…１０５は、図１１に
示したように、断面円形の導電線１１１で作られてい
る。

【０００９】そして、上記コイル１０５…１０５の内周
側の端末１０５ａは、コイル１０５…１０５の上面に沿
って折曲げられ、内周側に導かれ、外周側の端末１０５
ｂと揃えた状態で上記ステータフレーム１０７上に配置
されている接続基板１０８の端子１１２に接続されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＰＭ形ステッピングモータには次に述べるような問題点
があった。

【００１１】（１）軸受１０２に通常のボールベアリン
グを使用した場合に、通常のボールベアリングは、上述
したように内，外輪１０２ａ，１０２ｂを必須構成要件
とする性質上、含油軸受等に較べて直径が大になり、ま
た回転精度を保証するためプレロード（予圧）機構も必
要になるためにモータを小形化する上での障害になる。

【００１２】また、軸受１０２に含油軸受を使用した場
合には、起動トルクおよびアキシアル振れが大きくな
り、モータ性能に悪影響を及ぼす。

【００１３】（２）コイル１０５の内周側（又は外周
側）の端末１０５ｂを、コイル１０５の上面（又は下
面）に沿って折曲げ、外周側（又は内周側）まで導い
て、内周側の端末１０５ａと外周側の端末１０５ｂを揃
えた状態にして、接続基板１０８に接続していたため
に、コイル１０５の厚さＴの内には、上記端末処理のた
めコイル１０５の上面に沿わせて外周側に伸ばしている
導電線の径（太さ）も含まれ、厚さＴ内におけるターン
数が減少してしまう。ターン数を確保しようとするとコ
イル１０５の厚さＴを厚くしなければならず、モータの
薄形化の障害になる。

【００１４】この発明は上記従来の問題点を解決し、更
なるダウンサイジングを可能にし、超小形，薄形で、し
かも性能の向上を図ることができるＰＭ形ステッピング
モータを提供することを目的として為されたものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ステ
ータ部と、該ステータ部の中心部に取付けられた軸受
と、該軸受に取付けられた回転軸と、該回転軸に取付け
られたロータ部とを備えたＰＭ形ステッピングモータに
おいて、上記軸受を、上記ステータ部の軸受取付部に取
付けられた外輪と、該外輪の内周面と上記回転軸の外周
面との間に介在された複数の鋼球とからなるダイレクト
ボールベアリングで構成した。

【００１６】請求項２の発明は、ステータ部と、該ステ
ータ部の中心部に取付けられた軸受と、該軸受に取付け
られた回転軸と、該回転軸に取付けられたロータ部とを
備えたＰＭ形ステッピングモータにおいて、上記ステー
タ部のコイルの内周側と外周側の端末を、それぞれ内周
側と外周側において、ヨークの外部に引き出して接続基
板に接続した。

【００１７】

【作用】請求項１のＰＭ形ステッピングモータにあって
は、回転軸が通常のボールベアリングの内輪と同様に作
用し、回転外輪と複数の鋼球によって、回転軸は回転自
在に支持される。

【００１８】請求項２のＰＭ形ステッピングモータにあ
っては、コイルの上，下面に沿って引き出していた端末
処理部分を無くすことができる。

【００１９】

【実施例】次に、この発明のＰＭ形ステッピングモータ
を図１〜図９を参照して説明する。

【００２０】図１〜図７は第１実施例を示す。

【００２１】第１実施例において、ＰＭ形ステッピング
モータ１は、インナーロータタイプに構成されている。

【００２２】図１〜図２において、１はＰＭ形ステッピ
ングモータであり、該ＰＭ形ステッピングモータ１は、
ステータ部２と、該ステータ部２の中心部に取付けられ
た軸受３と、該軸受３に取付けられた回転軸４と、該回
転軸４に取付けられたロータ部５とを備えている。

【００２３】上記ステータ部２は、第１，第２の２つの
コイル１１，１２と、４枚の絶縁フィルム１３…１３
と、第１，第２，第３の３つのヨーク１４，１５，１６
と、ステータフレーム（取付板）１７と、接続基板１８
とを備えている。

【００２４】上記第１，第２のコイル１１，１２は、図
４に示したように、断面四角形の導電線１９を所望のタ
ーン数に巻回することによりリング状に形成されてい
る。

【００２５】絶縁フィルム１３…１３は、ポリ塩化ビニ
ルやナイロン等の合成樹脂で形成されている。

【００２６】第１〜第３のヨーク１４〜１６は、透磁率
が高く、しかも曲げ加工が容易な電磁軟鉄などにより形
成されている。

【００２７】また、ステータフレーム１７は、熱伝導率
の高い金属で円形状に作られていて、中央部に孔状の軸
受取付部１７ａが設けられている。

【００２８】次に、スタータ部２の組付け方法について
説明する。

【００２９】先ず、上記ステータフレーム１７の下面側
に第１のヨーク１４を溶接し、その上に絶縁フィルム１
３，第１のコイル１１，第２のヨーク１５，絶縁フィル
ム１３，第２のコイル１２，絶縁フィルム１３，第３の
ヨーク１６を順に重ね合わせて、第１〜第３のヨーク１
４〜１６相互を溶接する。

【００３０】このようにして、ステータフレーム１７の
下面側に第１，第２のコイル１１，１２や絶縁フィルム
１３、第１〜第３のヨーク１４〜１６を配置したのち、
ステータフレーム１７の上面側に接続基板１８を配置す
る。

【００３１】しかるのち、上記第１，第２のコイル１
１，１２の内周側の端末および外周側の端末は、図５に
示したように、それぞれ第１，第２のコイル１１，１２
の内周側および外周側において、上記ヨーク１４〜１６
の外部に引き出されたのち、図２に示したように、接続
基板１８の端子１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに接続
されるようになっている。

【００３２】次に、軸受３について説明する。

【００３３】軸受３は、図３に示したように、外輪２１
と、該外輪２１の内周面と上記回転軸４の外周面の間に
介在された複数の鋼球（ボール）２２…２２とからなる
所謂ダイレクトボールベアリングに構成されている。

【００３４】上記外輪２１は、第１，第２の２つの外輪
構成部材２３，２４とからなっている。

【００３５】上記第１の外輪構成部材２３は、上記ステ
ータフレーム１７の中央部に設けた軸受取付部１７ａ内
に圧入される大径部２５と、該大径部２５の内周面の軸
方向の一端側に突設された小径部２６とからなってい
て、該小径部２６の内周は傾斜状の鋼球受面２７になっ
ている。

【００３６】また、上記第２の外輪構成部材２４の外径
は上記第１の外輪構成部材２３の大径部２５の内径と略
同径（大径部２５の内径よりもやや大き目）に形成され
ている。上記第２の外輪構成部材２４の内周面は、上記
第１の外輪構成部材２３の小径部２６の内周の鋼球受面
２７と同様に傾斜状の鋼球受面２８になっていて、これ
ら鋼球受面２７，２８によって外輪２１の内周面にＶ字
状の鋼球受溝２９が形成されるようになっている。

【００３７】第１実施例の軸受３は以上のような構成で
あって、その組付けに際しては、先ず、第１の外輪構成
部材２３をステータフレーム１７の軸受取付部１７ａに
圧入する。

【００３８】しかるのち、上記第１の外輪構成部材２３
の小径部２６内に回転軸４を挿入する。

【００３９】上記回転軸４の外周面と上記小径部２６の
内周の傾斜状の鋼球受面２７との間に鋼球２２…２２を
配置し、これら鋼球２２…２２の一端を上記回転軸４の
外周面の周方向に列設した円弧状の凹部３０…３０に嵌
合させる。

【００４０】次に、上記第１の外輪構成部材２３の大径
部２６内に第２の外輪構成部材２４を圧入すれば、該第
２の外輪構成部材２４の傾斜状の鋼球受面２８により鋼
球２２…２２は回転軸４の外周面に押付けられて、所謂
プリロードを持った状態で回転軸４をしっかりと支持す
るのである。

【００４１】次に、ロータ部５について簡単に説明す
る。

【００４２】ロータ部５は、ロータフレーム３１と、該
ロータフレーム３１に取付けられたロータマグネット３
２とからなっている。

【００４３】上記ロータフレーム３１は円形状に形成さ
れていて、中央部に回転軸受孔３３が設けられている。

【００４４】そして、上記回転軸受孔３３に上記回転軸
４の一端部に設けたロータフレーム支持部３４を嵌合
し、該ロータフレーム支持部３４の先端を所謂かしめて
拡径させることにより、ロータフレーム３１は回転軸４
に固設されている。

【００４５】また、上記ロータマグネット３２は上記コ
イル１１，１２の内径よりも小径のリング状に形成され
ている。

【００４６】そして、上記ロータフレーム３１の外周に
設けたフランジ部３５に取付けられていて、上記コイル
１１，１２の内周側に、これに対向した状態で配置され
るようになっている。

【００４７】４１は回転軸４の他端側に設けられたピニ
オンギヤである。

【００４８】実施例において、ステータ部２の肉厚Ｔ₁
は２．１５ｍｍ、直径Ｄ₁は２０ｍｍに形成され、回転
軸４の長さＬ₁は２．９ｍｍに形成されている。

【００４９】接続基板１８の肉厚Ｔ₂は０．２ｍｍ、幅
Ｗ₁は５ｍｍに形成されている。

【００５０】ステータフレーム１７の幅Ｗ₂は３０．６
ｍｍに、長さＬ₂は１５．６ｍｍに形成されている。

【００５１】そして、上記のような超小形、超薄形に形
成されたＰＭ形ステッピングモータ１は、例えば図６〜
図７に示したようなディスクドライブ装置５１に使用さ
れている。

【００５２】図６〜図７に示すディスクドライブ装置５
１において、ＰＭ形ステッピングモータ１は、ディスク
ドライブ装置５１にディスクカートリッジ５２を挿入し
たときに、該ディスクカートリッジ５２の下方に位置す
るように配置されている。

【００５３】そして、回転軸４を回転させると、該回転
軸４に設けたピニオンギヤ４１によりラック５３を設け
た駆動アーム５４を介して、ヘッドキャリッジ５５がス
ライドし、該ヘッドキャリッジ５５に設けたヘッド５６
をディスクカートリッジ５２内のディスク５７の半径方
向に移動させ、記録再生を行うようになっている。

【００５４】図８〜図９は第２実施例を示す。

【００５５】第２実施例において、ＰＭ形ステッピング
モータ１は、アウターロータタイプに構成した場合を示
している。

【００５６】アウターロータタイプとは図８〜図９に示
されているように、ステータ部２の外周側にロータ部５
を配置する方式のＰＭ形ステッピングモータをいう。

【００５７】先に説明した第１実施例のＰＭ形ステッピ
ングモータがステータ部２の内周側にロータ部５を配置
したインナーロータタイプであるのに対し、第２実施例
のＰＭ形ステッピングモータはステータ部２の外周側に
ロータ部５を配置することにより性能の向上、特にステ
ップ数の増加を図ることができるようになっている（第
１実施例のステップ数が２０であるのに対して第２実施
例のステップ数は４０）。

【００５８】図８〜図９に示した第２実施例のＰＭ形ス
テッピングモータは、ステータ部２の外周側にロータ部
５を配置するという構成上の差異はあるが、その他の部
分の構成は第１実施例と略同じであるので第１実施例と
同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略
する。

【００５９】なお、この発明のＰＭ形ステッピングモー
タは、ディスクドライブ装置のヘッド送りや、カメラの
オートフォーカス、その他、情報機器分野等において広
く使用される。

【００６０】

【発明の効果】この発明のＰＭ形ステッピングモータに
は次に述べるような効果がある。

【００６１】（１）請求項１は、軸受として外輪および
複数の鋼球とからなるダイレクトボールベアリングを使
用し、回転軸の外周に直接（内輪を使用せず）、鋼球を
配置する構成としたので、従来の内輪を使用する普通の
ボールベアリングに較べて内輪のぶんだけ、軸受を小径
にすることが可能になり、これによってＰＭ形ステッピ
ングモータをより小形化することができる。

【００６２】（２）請求項２は、コイルの内周側の端末
と外周側の端末を、それぞれ内周側と外周側において、
ヨークの外部に引き出してから、これらを接続基板に接
続する構成としたので、従来のコイルの上面に沿わせて
（重ね合わせて）端末を引き出す場合に較べて、上記端
末処理に必要な厚みのぶんだけ、コイルのターン数を増
やし、或は上記端末処理に要する厚みのぶんだけ、ステ
ータ部の肉厚を薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図２の要部の拡大断面図。

【図４】コイルの断面図。

【図５】コイルの内外周側の端末の引き出し状態を示す
断面図。

【図６】使用状態の平面図。

【図７】使用状態の側面図。

【図８】第２実施例の平面図。

【図９】図８のＡ−Ａ線断面図。

【図１０】従来例の断面図。

【図１１】従来例の問題点を示す説明図。

【符号の説明】

１…ＰＭ形ステッピングモータ ２…ステータ部 ３…軸受（ダイレクトボールベアリング） ４…回転軸 ５…ロータ部 ２１…外輪 ２２…鋼球

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 裕次 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ部と、該ステータ部の中心部に
   取付けられた軸受と、該軸受に取付けられた回転軸と、
   該回転軸に取付けられたロータ部とを備えていて、 上記軸受は、上記ステータ部の軸受取付部に取付けられ
   た外輪と、該外輪の内周面と上記回転軸の外周面との間
   に介在された複数の鋼球とからなるダイレクトボールベ
   アリングで構成されていることを特徴とするＰＭ形ステ
   ッピングモータ。
2. 【請求項２】 ステータ部と、該ステータ部の中心部に
   取付けられた軸受と、該軸受に取付けられた回転軸と、
   該回転軸に取付けられたロータ部とを備えていて、 上記ステータ部のコイルの内周側と外周側の端末は、そ
   れぞれ内周側と外周側において、ヨークの外部に引き出
   されて、接続基板に接続されていることを特徴とするＰ
   Ｍ形ステッピングモータ。