JPH11146627A - 揺動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受を支持する特別な部品が省略できる上
に、軸受の取り付け精度の向上が図れるようにした揺動
モータの提供。 【解決手段】 ロータ１３は、ロータ軸１１と、このロ
ータ軸１１に取り付けたロータ磁石１２からなる。ロー
タ軸１１の両端は、軸受１４、１５により回動自在に支
持される。軸受１４、１５は、ロータ磁石１２の周囲に
配置され、駆動コイル１６ａ〜１６ｄの巻線を巻回する
ステータコア１７の両端部に設けた軸受収納部２１１、
２１２に収納される。このように、ステータコア１７の
長さ方向の両端部に、軸受１４、１５をそれぞれ収納さ
せる軸受収納部２１１、２１２を設けるようにした。こ
のため、本発明では、軸受１４、１５を支持する特別な
部品が省略できる上に、軸受の取り付け精度の向上が図
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの回転角度
を所定の範囲内において制御できる揺動モータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の揺動モータとしては、図
５に示すものが知られている。この揺動モータは、回転
自在なロータ１と、このロータ１の周囲に空隙を隔てて
配置され、ロータ１を所定角度範囲で揺動する空心コイ
ルからなる駆動コイル２、３などから構成されている。
ロータ１は、軸４と、この軸４に取り付けられた２つの
磁石５、６からなる。駆動コイル２、３は、ロータ１の
中心に磁束が向かうように、磁石５、６の周囲に対向し
て配置されている。駆動コイル２、３は、全体が円筒状
からなる磁石５、６の外周面の周方向に沿って配置され
るために、図５に示すようにそれぞれ円弧状に成形さ
れ、この状態で図示しないステータコア（固定部材）に
固定されている。なお、駆動コイル２、３は、図５に示
すように１８０度位置をずらして対向配置させる場合の
ほか、３つの駆動コイルを１２０度ずつの間隔で配置す
るようにしている。ロータ１の軸４の両端は、図示しな
い一対の軸受により回転自在に軸受けされ、この各軸受
は、上記のステータコア以外の別の構造体、例えばケー
ス（図示せず）やこのケースの蓋（図示せず）などに支
持されている。駆動コイル２の内側には、図５に示すよ
うに、磁石５、６の位置（ロータ１の回転角度）を検出
するために、磁気センサ７が配置されている。磁気セン
サ７は、例えば磁束を電圧に変換するホール素子であ
る。

【０００３】次に、このように構成される従来の揺動モ
ータの動作について説明する。いま、駆動コイル２、３
に対して電流を流すと、磁石５、６にトルクを生じてロ
ータ１が回転する。電流を所定値に止めるとロータ１は
停止し、また駆動コイル２、３を直列又は並列に接続し
て交流電流を流すと、ロータ１は１８０度未満の揺動運
動が可能である。磁気センサ７からは、磁界の強さにほ
ぼ比例した出力信号を得ることが出来る。従って、この
磁気センサ７からの出力信号を所定値とするよう駆動コ
イル２、３の電流を調節すると、ロータ１を所望の位置
に停止できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成からなる従来の揺動モータでは、ロータ１の軸４
を支持する一対の軸受を、上述のようにステータコアと
は別の構造体に配置させているので、ステータコアの外
周やその上下に軸受を収納する部品が別個に必要になる
という問題がある。また、各軸受が異なる部品に収納さ
れるために、一般に軸受の取付け精度が悪くなり、この
結果、軸受の通りが悪くなったり、軸振れや軸の傾きの
原因になり易いという問題がある。さらに、従来の揺動
モータでは、構成部品が多くなるために、材料や組立に
要する費用が嵩むという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、軸受を支持する特別な
部品が省略できる上に、軸受の取り付け精度の向上が図
れるようにした揺動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】この目的を達成するため
に本発明は、少なくとも２極からなる磁石１２をロータ
軸１１に取り付けたロータ１３と、ロータ軸１１の両端
を回動自在に支持する一対の軸受１４、１５と、磁石の
周囲に配置され、全体が非磁性体からなるステータコア
１７と、このステータコア１７に装着され、ロータ１３
を所定角度の範囲で揺動させる少なくとも２つからなる
駆動コイル１６ａ〜１６ｄと、ステータコア１７の長さ
方向の両端部に一体に形成され、一対の軸受１４、１５
をそれぞれ支持する軸受支持手段とを具備している。上
記の軸受支持手段は、ステータコア１７の長さ方向の両
端部に一体に形成され、両軸受１４、１５をそれぞれ収
納させる一対の軸受収納部２１１、２１２から構成され
る。また、上記の軸受収納部２１１に軸受を収納する際
に、軸受１４の位置決めを行うストッパを、軸受収納部
２１１または軸受１４のいずれか一方に設けたようにし
た。

【０００７】このように本発明では、ステータコアの長
さ方向の両端部に一体に、ロータ軸の両端を支持する両
軸受をそれぞれ支持させる軸受支持手段を設けるように
した。このため、本発明では、軸受を支持する特別な部
品が省略できる上に、軸受の取り付け精度の向上が図れ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施の形態
を図面を参照して説明する。図１は、この実施の形態の
揺動モータの縦断面図である。図２は、図１のＡ─Ａ線
の横断面図である。図３は、同揺動モータの分解斜視図
である。この実施の形態の揺動モータは、図示のよう
に、ロータ軸１１にロータ磁石１２を取り付けたロータ
１３と、ロータ軸１１の両端を回動自在に支持する一対
の軸受１４、１５と、ロータ磁石１２の周囲に配置さ
れ、軸受１４、１５を支持するとともに駆動コイル１６
ａ〜１６ｄの巻線を巻回するステータコア１７と、この
ステータコア１７の外周に嵌合され、全体が磁性材料か
らなるヨーク１８から概略構成される。

【０００９】ロータ軸１１に取り付けられたロータ磁石
１２は、４つの磁石１２ａ〜１２ｄから構成され、ロー
タ軸１１に取り付けられた際に、全体で円筒体を形成
し、径方向に４極になる。ステータコア１７は、図示の
ように、ロータ磁石１２などが収納される中空円筒部２
１と、この中空円筒部２１の外周面の周方向に９０度間
隔で配置され、かつ径方向に延びる巻線直巻き部２２ａ
〜２２ｄとを備えている。ステータコア１７は、全体が
合成樹脂などの非磁性物質（非磁性体）から構成され
る。

【００１０】中空円筒部２１は、図示のように、中空状
の円筒からなり、その両端が開口されている。中空円筒
部２１の両端開口側には、軸受１４、１５が収納されて
固定される軸受収納部２１１、２１２が形成されてい
る。軸受収納部２１１は、中空円筒部２１の上側部分の
内径をロータ磁石１２の収納部分の内径よりも大きく形
成させ、位置決め用の段差（ストッパ）２１１ａが生じ
るようにしている。同様に、軸受収納部２１２は、中空
円筒部２１の下側部分の内径をロータ磁石１２の収納部
分の内径よりも大きく形成させ、位置決め用の段差２１
２ａが生じるようにしている。

【００１１】このような構成により、軸受収納部２１１
内に軸受１４を組み付ける際には、段差２１１ａにより
位置決めされ、組み付け終了後には、軸受１４が軸受収
納部２１１内に完全に収納され固定状態（締結状態）に
なる。同様に、軸受収納部２１２内に軸受１５を組み付
ける際には、段差２１２ａにより位置決めされ、組み付
け終了後には、軸受１５が軸受収納部２１２内に完全に
収納され固定状態になる。

【００１２】各巻線直巻き部２２ａ〜２２ｄの径方向に
延びる各先端側には、各巻線直巻き部２２ａ〜２２ｄに
巻線を直巻きする際に、巻線の巻回方向と直交する方向
の移動を規制して直巻きを容易にする円弧状の突出部２
３が設けられている。このように構成されるステータコ
ア１７の巻線直巻き部２２ａ〜２２ｄには、１本からな
る巻線を途中で切断することなく連続して直巻き（巻
回）し、駆動コイル１６ａ〜１６ｄを形成させるのが、
作業性の向上などの点で好適である。各駆動コイル１６
ａ〜１６ｄに直巻きする１本の巻線は、ロータ１３を所
定角度の範囲で揺動できるように所定の方向に巻回させ
ている。なお、ステータコア１７の巻線直巻き部２２ａ
〜２２ｄに直巻きする巻線は、上記のように、１本から
なる巻線を連続して直巻きする必要は必ずしもなく、巻
線直巻き部２２ａ〜２２ｄに別々の巻線を直巻きするよ
うにしても良い。ステータコア１７の中空円筒部２１の
外周面であって、巻線直巻き部２２ａの下方には、図示
のように、ロータ１３の回転角を検出するための磁気セ
ンサ２４が配設されている。

【００１３】次に、このような構成からなる実施の形態
の動作について説明する。磁気センサ２４の出力信号
は、その検出面が例えば磁石１２ａと磁石１２ｄとの境
界部と対向するときには零となり、さらに検出面が磁石
１２ａと対向するときには例えば正となり、検出面が磁
石１２ｂと対向するときには負となる。このため、磁気
センサ２４の出力信号からその境界部を中心としてロー
タ１３の正負の回転角度を知ることができる。そこで、
この磁気センサ２４の出力信号に基づき、ロータ１３の
駆動に必要な電流を駆動コイル１６ａ〜１６ｄに流すこ
とにより、ロータ１３を回動させ、指令信号に応じたロ
ータ１３の位置制御が可能になる。なお、これらの制御
のシーケンスは、図示しない制御回路により行われる。

【００１４】以上説明したように、この実施の形態で
は、軸受１４、１５を収納させる軸受収納部２１１、２
１２を、ステータコア１７の長さ方向の両端部に一体に
設けるようにした。このため、従来のように軸受１４、
１５を収納する部品が不要になり、従来の比べて材料費
や組立費が低減できる。また、この実施の形態では、軸
受１４、１５を収納させる軸受収納部２１１、２１２を
単一部品であるステータコア１７に設けるようにしたの
で、軸受１４、１５の取り付け精度が向上し、ロータ軸
１１の振れや傾きなどが低減できる。さらに、この実施
の形態では、非磁性体からなるステータコア１７の巻線
直巻き部２２ａ〜２２ｄに巻線を直巻きして駆動コイル
１６ａ〜１６ｄを作るようにしたので、組み立て時間を
短縮でき、その結果、製作費用を低減化できる。また、
この実施の形態では、ステータコア１７の巻線直巻き部
２２ａ〜２２ｄに巻線を直巻きできるようにしたので、
駆動コイル１６ａ〜１６ｄの個数や形状に応じて巻線直
巻き部を形成しておき、その巻線直巻き部２２ａ〜２２
ｄに巻線を直巻きするだけで良い。このため、多コイル
化（多極化）、駆動コイルの偏平化に容易に対応できる
上に、トルク性能の向上にもなる。

【００１５】次に、軸受１４、１５をステータコア１７
に支持する他の例について、図４を参照して説明する。
この例は、図４に示すように、ステータコア１７の中空
円筒部２１の上側開口に上記のような軸受収納部２１１
を特に形成せずに、中空円筒部２１の上側開口に軸受１
４を押し込むようにし、押し込んだときに軸受１４を位
置決めするストッパとしてのフランジ１４ａを軸受１４
の側に設けるようにしたものである。なお、軸受１５に
も軸受１４のフランジ１４ａと同様のフランジ（図示し
ない）を設け、中空円筒部２１の下側開口に押し込むよ
うにする。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステータコアの長さ方向の両端部に一体に、ロータ軸の
両端を支持する両軸受をそれぞれ支持させる軸受支持手
段を設けるようにした。このため、本発明では、軸受を
支持する特別な部品が省略できる上に、軸受の取り付け
精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線の横断面図である。

【図３】本発明の実施の形態の分解斜視図である。

【図４】軸受１４、１５をステータコア１７に支持する
他の例を説明する図である。

【図５】従来装置の斜視図である。

【符号の説明】

１１ ロータ軸 １２ ロータ磁石 １３ ロータ １４、１５ 軸受 １６ａ〜１６ｄ 駆動コイル １７ ステータコア ２１ 中空円筒部 ２２ａ〜２２ｄ 巻線直巻き部 ２１１、２１２ 軸受収納部 ２１１ａ、２１２ｂ 段差

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２極からなる磁石をロータ軸
   に取り付けたロータと、 前記ロータ軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受
   と、 前記磁石の周囲に配置され、全体が非磁性体からなるス
   テータコアと、 このステータコアに装着され、前記ロータを所定角度の
   範囲で揺動させる少なくとも２つからなる駆動コイル
   と、 前記ステータコアの長さ方向の両端部に一体に形成さ
   れ、前記一対の軸受をそれぞれ支持する軸受支持手段
   と、 を具備することを特徴とする揺動モータ。
2. 【請求項２】 前記軸受支持手段は、前記ステータコア
   の長さ方向の両端部に一体に形成され、前記一対の軸受
   をそれぞれ収納させる一対の軸受収納部から構成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の揺動モータ。
3. 【請求項３】 前記軸受収納部に前記軸受を収納する際
   に、軸受の位置決めを行うストッパを、前記軸受収納部
   または前記軸受のいずれか一方に設けたことを特徴とす
   る請求項２記載の揺動モータ。