JPH0767313A - ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スラスト部材の確実な保持を維持したままバネ
定数を最も小さくすることができるステッピングモータ
を提供する。 【構成】ステッピングモータ１１の回転軸に鋼球２２が
支持され、本体１２に固定の円盤状のスラスト部材１４
に切起しにより形成された板バネ状のスラストバネ１４
ｂに鋼球２２が弾接され、突起１２ａ，１２ａによりス
ラスト部材１４と本体１２とが位置決めされ、この位置
決め状態で切起端部１４ｃ，１４ｃ近傍に位置する固定
点Ｐ１，Ｐ２が切起端部１４ｃ，１４ｃ間を結ぶ回動軸
線Ｌと直交し且つ切起端部１４ｃ，１４ｃを通る一対の
平行線Ｈ１，Ｈ２の外側に位置するように予め設定さ
れ、この固定点Ｐ１，Ｐ２を含めたた複数の固定点でレ
ーザー溶接２４，２４…によりスラスト部材１４が本体
１２に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータ、
特に、板バネ状のスラストバネによりスラスト荷重を受
けるようにしたステッピングモータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図８に示すように、本体１内で巻
回されたコイル２と、本体１に軸受３を介して回転自在
に支持され且つコイル２に外周面４ａが対向する駆動マ
グネット４を同軸に固定した回転軸５と、回転軸５の端
部に支持された鋼球６が弾接して回転軸５のスラスト荷
重を受けるようにしたスラストバネ７を有する円盤状の
スラスト部材８と、スラスト部材８と一体に本体１に固
定される円盤状の蓋板９とを備えたステッピングモータ
１０がある。

【０００３】スラストバネ７は、スラスト部材８の略中
心で鋼球６が弾接するように板バネ状に切起こされ、図
７（Ａ），（Ｂ）に示すように、その切起端部７ａ，７
ａを結ぶ回動軸線Ｌを軸に回動することにより回転軸５
からのスラスト荷重をその弾性により吸収する。また、
スラスト部材８の周縁部には、その４等分点位置に係合
孔８ａ，８ａ…が穿設されている。

【０００４】蓋板９には、鋼球６の弾接に伴うスラスト
バネ７の回動変位を許容するドーム状の隆起部９ａが形
成されている。また、蓋板９の周縁部には、スラストバ
ネ７と隆起部９ａとの対応位置関係を維持するように係
合孔８ａ，８ａ…と同軸な係合孔９ｂ，９ｂ…が穿設さ
れている。

【０００５】一方、本体１（要部のみ図示）の固定面１
ａには、固定点としてその４等分点位置に突起１ｂ，１
ｂ…が突設され、各突起１ｂ，１ｂ…に係合孔８ａ，８
ａ…と係合孔９ｂ，９ｂ…とを係合させた状態で固定手
段としてのプロジェクション溶接により突起１ｂ，１ｂ
…を溶かすことでスラスト部材８と蓋板９とが本体１に
固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
スラストバネ７によりスラスト荷重を受ける場合、この
スラストバネ７のバネ設定値を含めたステッピングモー
タ１０の各構成部品の成形精度や組み付け精度の誤差を
許容するには、そのバネ長さが長い方がバネ荷重が安定
した有利なものとなる。

【０００７】即ち、図６（Ａ）に示すように、鋼球６が
弾接する荷重中心から回動軸線Ｌ迄をバネ長さａとする
スラストバネ７に荷重が加わった場合、図６（Ｂ）に示
すように、その荷重（矢印イ方向）に応じてスラストバ
ネ７の自由端部が回動軸線Ｌを軸に回動変位する。

【０００８】しかしながら、図６（Ｃ）に示すように、
この回動軸線Ｌから周端部に位置した部分がスラストバ
ネ７の受けた荷重に応じて反作用（矢印ロ方向）を受け
る２時的なバネとなるため、荷重中心から固定点までの
バネ長さｂがスラストバネ７の実際のバネ長さとなる。

【０００９】従って、スラスト部材８の大きさや肉厚を
変えないでバネ荷重を安定させるためには周端部迄を含
めたバネ長さｃを有するスラストバネ７とすることが望
ましい。

【００１０】そこで、図５（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、固定面１ａの周縁部の４等分点位置にリブ１ｃ，１
ｃ…を一体に突設し、このリブ１ｃ，１ｃ…でスラスト
部材８と蓋板９とを嵌合させることが考えられる。

【００１１】しかしながら、このような固定構造にあっ
ては、特に蓋板９にリブ１ｃ，１ｃ…を係合させるため
の位置決め手段を設けていないため、スラスト部材８の
固定位置によって固定点が製品毎にずれてしまい、実際
のバネ長さが一定とはならないという新たな問題が生じ
るばかりでなく、正規の固定位置で蓋板９が固定された
場合でも、固定点が回動軸線Ｌの中央垂直線（バネセン
ター）上に位置しているため、この固定点で２時的なバ
ネとしての有効面積が制限されてしまい、結果的にバネ
定数を小さくするということに貢献するものではなかっ
た。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、スラスト部材の確実な保持を維持したままバネ定
数を最も小さく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ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、本体の内部で巻回されたコイルと、前記本
体に回転自在に支持され且つ一端に鋼球を支持した回転
軸と、該回転軸に同軸に固定され且つ前記コイルに外周
面が対向する駆動マグネットと、前記鋼球が弾接するよ
うに切起こされた板バネ状のスラストバネを有する円盤
状のスラスト部材と、該スラスト部材と前記本体とを位
置決めする位置決部と、この位置決め状態で予め設定さ
れた複数の固定点で前記スラスト部材を前記本体に固定
する固定手段とを備えていると共に、前記複数固定点の
うち前記スラストバネの切起端部近傍に位置する固定点
が前記切起端部間を結ぶ回動軸線と直交し且つ前記切起
端部を通る一対の平行線の外側に位置していることを要
旨とする。

【００１４】

【作用】このような構成においては、本体の内部でコイ
ルが巻回され、一端に鋼球を支持した回転軸が本体に回
転自在に支持され、外周面がコイルと対向する駆動マグ
ネットが回転軸に同軸に固定され、円盤状のスラスト部
材に切起しにより形成された板バネ状のスラストバネに
鋼球が弾接され、位置決部によりスラスト部材と本体と
が位置決めされ、この位置決め状態で切起端部近傍に位
置する固定点が切起端部間を結ぶ回動軸線と直交し且つ
切起端部を通る一対の平行線の外側に位置するように予
め設定され、この固定点を含めた複数の固定点で固定手
段によりスラスト部材が本体に固定される。

【００１５】

【実施例】次に、本発明のステッピングモータの実施例
を図１乃至図４に基づいて説明する。

【００１６】図４において、ステッピングモータ１１
は、本体１２と、この本体１２から先端が突出する回転
軸１３と、本体１２に固定のスラスト部材１４及び蓋板
１５とを備えている。

【００１７】本体１２は、基板１５に固定されて回転軸
１３を回転自在に保持する含浸軸受１６と、基板１５に
固定のヨーク一体型のステータフレーム１７と、ステー
タフレーム１７にボビン１８を介して巻回されたコイル
１９，１９…と、コイル１９，１９…に電流を流すため
のピン２０及びフレキシブルプリント配線基板２１とを
備えている。

【００１８】ステータフレーム１７の固定面１７ａに
は、スラスト部材１４及び蓋板１５を重畳状態で固定す
るための位置決部としての突起１２ａ，１２ａが突設さ
れている。

【００１９】回転軸１３の基端（一端）には鋼球２２が
支持されている。また、回転軸１３には駆動マグネット
２３が同軸に保持されている。この駆動マグネット２３
は、その外周面２３ａがコイル１９，１９…に対向し、
コイル１９，１９…に流れる電流と駆動マグネット２３
の磁束とにより駆動マグネット２３が回転軸１３と一体
に回転する。

【００２０】スラスト部材１４には、図１（Ａ）に示す
ように、突起１２ａ，１２ａと係合する係合孔１４ａ，
１４ａが穿設されている。また、スラスト部材１４には
切起しにより平面視略Ｕ字状に形成された板バネ状のス
ラストバネ１４ｂが形成されている。

【００２１】蓋板１５には、突起１２ａ，１２ａと係合
する係合孔１５ａ，１５ａが穿設されている。また、蓋
板１５にはスラストバネ１４ｂの回動変位を許容するド
ーム状の隆起部１５ｂが形成されている。

【００２２】スラスト部材１４と蓋体１５とは突起１２
ａ，１２ａに係合孔１４ａ，１４ａ及び係合孔１５ａ，
１５ａを係合させた位置決め状態で予め設定された複数
の固定点を固定手段としてのレーザー溶接２４，２４…
することにより本体１２のステータフレーム１７に固定
される。

【００２３】このレーザー溶接を行なう際、図１（Ｂ）
に示すように、スラストバネ１４ｂの切起端部１４ｃ，
１４ｃの近傍に設定された固定点Ｐ１，Ｐ２は、この固
定点Ｐ１，Ｐ２間の距離Ｌ１が切起端部１４ｃ，１４ｃ
間の距離Ｌ２よりも長くなるように、切起端部１４ｃ，
１４ｃ間を結ぶ回動軸線Ｌと直交すると共に切起端部１
４ｃ，１４ｃを通る一対の平行線Ｈ１，Ｈ２の外側に位
置するスラスト部材１４の周縁部に設定されている。

【００２４】また、固定点Ｐ１，Ｐ２は、両者を結ぶ線
が回動軸線Ｌと平行となるようにバネセンターに対して
対称位置に設定されているため、図示左右の安定化が維
持されている。

【００２５】さらに、図２（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、回動軸線Ｌからスラスト部材１４の周端部に至る反
作用のための２時的なバネ部分は、図５（Ａ），（Ｂ）
に示した従来タイプに対応する面積（図２（Ｂ）の斜線
部分）に対して本願の面積（図２（Ａ）の斜線部分）の
方が広く確保することができ、図３の比較グラフに示す
ように、従来のバネ定数（Ｂ線）に比べて本願のバネ定
数（Ａ線）を大幅に小さくすることができる。

【００２６】上記の構成において、回転軸１３、スラス
ト部材１４、蓋板１５の本体１２への組付が完了する
と、鋼球２２がスラストバネ１４ｂに弾接し、この弾接
に伴ってスラストバネ１４ｂの自由端部が蓋板１５側に
回動変位する。

【００２７】そして、回転軸１３の回転に伴うスラスト
荷重は、鋼球２２を介してスラストバネ１４ｂにより吸
収される。

【００２８】このとき、スラストバネ１４ｂは、その有
効バネ長さが長く、しかも２時的なバネの有効面積が固
定点に制限されることなく広く使用することができ、回
動軸線Ｌ近傍のスラスト部材１４の周縁部の反作用を規
制することがないので小さなバネ定数とすることができ
る。

【００２９】従って、回転軸１３等の成形誤差や組み付
け誤差に伴う荷重重心点の移動等にも充分に対応させる
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のステッピングモータにあって
は、以上説明したように構成したことにより、スラスト
部材の確実な保持を維持したままバネ定数を最も小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステッピングモータを示し、（Ａ）は
ステッピングモータの底面図、（Ｂ）は要部の説明図で
ある。

【図２】同じく（Ａ）は本願の反作用の変形可能な有効
面積を示す説明図、（Ｂ）は従来の反作用の変形可能な
有効面積を示す説明図である。

【図３】同じく、本願と従来とのバネ定数を比較するグ
ラフである。

【図４】同じくステッピングモータの縦断面図である。

【図５】従来のステッピングモータを示し、（Ａ）は要
部の断面図、（Ｂ）はステッピングモータの底面図であ
る。

【図６】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はスラストバネのバネ
作用を経時的に示す説明図である。

【図７】従来のステッピングモータを示し、（Ａ）は要
部の断面図、（Ｂ）はステッピングモータの底面図であ
る。

【図８】従来のステッピングモータの縦断面図である。

【符号の説明】

１１…ステッピングモータ １２…本体 １２ａ…突起（位置決部） １３…回転軸 １４…スラスト部材 １４ｂ…スラストバネ １４ｃ…切起端部 １９…コイル ２２…鋼球 ２３…駆動マグネット ２３ａ…外周面 ２４…レーザー溶接（固定手段） Ｐ１…固定点 Ｐ２…固定点 Ｈ１…一対の平行線 Ｈ２…一対の平行線 Ｌ…回動軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の内部で巻回されたコイルと、前記
   本体に回転自在に支持され且つ一端に鋼球を支持した回
   転軸と、該回転軸に同軸に固定され且つ前記コイルに外
   周面が対向する駆動マグネットと、前記鋼球が弾接する
   ように切起こされた板バネ状のスラストバネを有する円
   盤状のスラスト部材と、該スラスト部材と前記本体とを
   位置決めする位置決部と、この位置決め状態で予め設定
   された複数の固定点で前記スラスト部材を前記本体に固
   定する固定手段とを備えていると共に、前記複数固定点
   のうち前記スラストバネの切起端部近傍に位置する固定
   点が前記切起端部間を結ぶ回動軸線と直交し且つ前記切
   起端部を通る一対の平行線の外側に位置していることを
   特徴とするステッピングモータ。