説明

ステッピングモータ

【課題】本発明は、摩耗粉の発生の低減と、マグネットの損傷の回避とを達成させるようにしたステッピングモータを提供する。
【解決手段】ステッピングモータの予圧機構40は、マグネット5の後端側の凹部S内に挿入されて、端板部33に後端側が固定され、シャフト3が挿入されるシャフト挿入孔41aが前端側に形成されて、シャフト挿入孔41aでシャフト3を支持する樹脂製の軸受筒41と、軸受筒41内に収容されて、前端でシャフト3の後端に当接して軸線R方向に摺動自在な樹脂製のシャフト受け42と、軸受筒41内でシャフト受け42をシャフト3に向けて付勢する圧縮バネ43と、を備えている。そして、軸線Rの方向において、シャフト受け42の後端42cと端板部33の外板33Bとの間隔L1を、マグネット5の後端5aと端板部33の内板33Aとの間隔L2より小さくしている。シャフト3の後端は、シャフト受け42の前面に対して略点接触状態に維持される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カメラのレンズ駆動、メディア関連機器のピックアップの駆動などに利用されるPM(パーマネントマグネット)型ステッピングモータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような分野の技術として、特開2000−287434号公報がある。この公報に記載されたステッピングモータは、シャフトに固定されたマグネットを有し、このマグネットは前後のコイルで挟み込まれている。そして、予圧機構としては、モータの後部に固定された円筒内にスライダ部材とバネとが収容され、スライダ部材の端面でシャフトのスラスト方向の力を受けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−287434号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述した従来のステッピングモータでは、シャフトがスラスト方向に移動すると、マグネットがヨークに当たる虞があり、これによって、マグネットの割れやマグネットのシャフト抜けが発生するといった問題点がある。また、円筒がヨークの一部を構成しているので、円筒は磁性体であることを必要とし、このような円筒内でスライダ部材が摺動する際には、摩耗粉が発生し易い。
【0005】
本発明は、摩耗粉の発生の低減と、マグネットの損傷の回避とを達成させるようにしたステッピングモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、シャフトが固定されたマグネットと、ヨーク内に収容されたコイルと、ヨークの後端側で固定されて磁性体からなる端板部と、シャフトに対して軸線方向に予圧を付与する予圧機構とを備えたステッピングモータにおいて、
予圧機構は、
マグネットの後端側の凹部内に挿入されて、端板部に後端側が固定され、シャフトが挿入されるシャフト挿入孔が前端側に形成されて、シャフト挿入孔でシャフトを支持する軸受筒と、
軸受筒内に収容されて、前端でシャフトの後端に当接して軸線方向に摺動自在なシャフト受けと、
軸受筒内でシャフト受けをシャフトに向けて付勢するバネと、を備え、
軸線方向において、シャフト受けの後端と端板部との間隔は、マグネットの後端と端板部との間隔より小さく、
樹脂からなるシャフト受けは、樹脂からなる軸受筒内で摺動し、シャフトの後端はシャフト受けの前面に対して略点接触であることを特徴とする。
【0007】
このステッピングモータにおいては、マグネットの凹部内に予圧機構を収容するようにしているので、マグネットの全長を長くすることができる。そして、マグネットの長大化により、マグネットの後端が端板部に当たり易くなる。そこで、軸線方向において、シャフト受けの後端と端板部との間隔は、マグネットの後端と端板部との間隔より小さくなっているので、シャフトがスラスト方向に移動する際に、マグネットより先にシャフト受けが端板部に当たるので、シャフト受けがストッパとして機能し、これによって、マグネットの割れやマグネットのシャフト抜けを防止することができる。さらに、シャフト受けが樹脂で成形されているので、軽量化を図ることができ、端板部にシャフト受けが衝突する際のエネルギをシャフト受けで吸収させ易く、マグネットのシャフト抜けを防止することができる。また、樹脂からなるシャフト受けが樹脂からなる軸受筒内で摺動するので、摺動時に発生する摩耗粉が少なくなり、シャフト受けのスムーズな動きを長期に渡って維持させることができる。そして、軸受筒の樹脂化により、シャフトとの接触により発生する摩耗粉を少なくして、シャフトのスムーズな回転を長期に渡って維持させることができる。さらに、シャフトの後端はシャフト受けの前面に対して略点接触であるので、このことによっても、摩耗粉の発生や摩擦抵抗を少なくして、シャフトのスムーズな回転を長期に渡って維持させている。
【0008】
また、端板部の中央に立設された円筒部内にバネが収容され、円筒部の外周面に軸受筒の内周面が圧着されていると好適である。
このような構成を採用すると、予圧機構の組立てが容易となり、磁性体からなる円筒部によって、磁性回路の拡大化を図ることができる。
【0009】
また、マグネットの凹部は、外側に向かって拡開するように形成され、マグネットを包囲するようにコイルが配置されていると好適である。
マグネットの凹部が、外側に向かって拡開するように形成されることで、マグネットの凹部を形成する壁面が軸受筒に当たり難くしつつ、マグネットの磁力をアップさせることができる。そして、マグネットを包囲するようにコイルが配置されていることで、マグネットの大型化を図ることができる。これによって、モータの全長を短くしつつ、トルクアップを図ることができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、摩耗粉の発生の低減と、マグネットの損傷の回避とを達成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す断面図である。
【図2】図1の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るステッピングモータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【0013】
図1及び図2に示すように、ステッピングモータ1は、メディア関連機器(光ディスク装置や磁気記録装置)が有するピックアップレンズや磁気ヘッド等の駆動や、カメラのレンズ駆動等に利用され、3〜5mm程度の直径を有し、小型化が図られている。
【0014】
このステッピングモータ1は、樹脂製のウォームギアからなるスクリュー部2が圧入されたシャフト3を有し、シャフト3には、N極及びS極が交互に着磁されてなるマグネット5が圧入によって固定されている。このマグネット5の後端5a側には、シャフト3の軸線R方向に窪ませた凹部Sが形成されており、この凹部S内にシャフト3の後端部3aが位置している。
【0015】
マグネット5の外周面に対向するように、一対のステータ7,9が配置されている。マグネット5の外周を囲むようにステータ7,9を配置させることで、ステッピングモータ1の小型化すなわち短小化を図ることができる。
【0016】
前側のステータ7は、磁界を発生するコイル11が巻かれたコイルボビン13と、磁性体で形成されて、コイルボビン13を収容する前側のヨーク15とを有する。前側のヨーク15は、マグネット5の外周面に対向して等間隔に配列された第1磁極歯17aを有する第1のヨーク部品17と、マグネット5の外周面に対向して等間隔に配列された第2磁極歯19aを有する第2のヨーク部品19とからなり、第1磁極歯17aと第2磁極歯19aは、マグネット5の外周面で交互に配列されている。
【0017】
また、コイルボビン13の一部には端子台13aが形成されており、コイル11は、端子台13aに圧入固定された端子14に電気的に接続されている。これによって、端子14を介してコイル11に通電することができる。
【0018】
同様に、後側のステータ9は、磁界を発生するコイル21が巻かれたコイルボビン23と、磁性体で形成されて、コイルボビン23を収容する後側のヨーク25とを有する。後側のヨーク25は、マグネット5の外周面に対向して等間隔に配列された第3磁極歯27aを有する第3のヨーク部品27と、マグネット5の外周面に対向して等間隔に配列された第4磁極歯29aを有する第4のヨーク部品29とからなり、第3磁極歯27aと第4磁極歯29aは、マグネット5の外周面で交互に配列されている。
【0019】
また、コイルボビン23の一部には端子台23aが形成されており、コイル21は、端子台23aに圧入固定された端子24に電気的に接続されている。これによって、端子24を介してコイル21に通電することができる。
【0020】
さらに、前側のヨーク15の前端には、コ字状の金属製フレーム30が溶接により固定され、このフレーム30には、シャフト3の前端側を支持する樹脂製の軸受31が固定されている。そして、後側のヨーク25の後端には、磁性体からなる端板部33が溶接によって固定されている。
【0021】
軸受31によって支持されたスクリュー部2を利用して被駆動部材を駆動させる際には、シャフト3はスクリュー部2からの反作用としてスラスト力を受けることになる。シャフト3が正逆に回転すると、スクリュー部2により押し込まれたり引っ張られたりするような方向の力がシャフト3に作用することになり、このとき発生するスラスト移動量を押さえ込むように一方向に予圧を与えておく必要がある。そのために、ステッピングモータ1には、シャフト3に軸線R方向の予圧を付与する予圧機構40が設けられている。
【0022】
予圧機構40は、マグネット5の後端側の凹部S内に挿入されて、端板部33に後端側が固定され、シャフト3が挿入されるシャフト挿入孔41aが前端側に形成されて、シャフト挿入孔41aでシャフト3を支持する軸受筒41と、軸受筒41内に収容されて、前端でシャフト3の後端に当接して軸線R方向に摺動自在なシャフト受け42と、軸受筒41内でシャフト受け42をシャフト3に向けて付勢する圧縮バネ43と、を備えている。
【0023】
樹脂からなる円筒形状の軸受筒41において、前側は、シャフト挿入孔41aで軸受機能を達成させ、後側の開口41b内には、端板部33における内板33Aの中央に立設された円筒部(筒部)33aが圧入されている。そして、軸受筒41の基端側に拡径部41cを設けることで、軸受筒41の着座安定性を高め、軸受機能の向上を図っている。
【0024】
このような軸受筒41内で摺動する樹脂製のシャフト受け42は、円板状の頭部42aと、円柱状のバネ巻回部42bとから形成されている。そして、バネ巻回部42bの周囲に配置された圧縮バネ43の一端は頭部42aに当接し、バネ43の他端は端板部33の外板33Bに当接している。このバネ43によってシャフト受け42を付勢し、シャフト3の後端を球面にすることで、シャフト3の後端は、シャフト受け42の前面に対して略点接触状態に維持される。
【0025】
このステッピングモータにおいては、マグネット5の凹部S内に予圧機構40をほぼ収容させることができるので、マグネット5の全長を長くすることができる。そして、マグネット5の長大化により、マグネット5の後端5aが金属製の端板部33に当たり易くなる。
【0026】
そこで、軸線Rの方向において、シャフト受け42の後端42cと端板部33の外板33Bとの間隔L1を、マグネット5の後端5aと端板部33の内板33Aとの間隔L2より小さくしているので、シャフト3がスラスト方向に移動する際に、マグネット5より先にシャフト受け42が端板部33に当たるので、シャフト受け42がストッパとして機能し、これによって、マグネット5の割れやマグネット5のシャフト抜けを防止することができる。
【0027】
さらに、シャフト受け42が樹脂で成形されているので、軽量化を図ることができ、端板部33にシャフト受け42が衝突する際のエネルギをシャフト受け42で吸収させ易く、マグネット5のシャフト抜けを防止することができる。また、樹脂からなるシャフト受け42が樹脂からなる軸受筒41内で摺動するので、摺動時に発生する摩耗粉が少なくなり、シャフト受け42のスムーズな動きを長期に渡って維持させることができる。そして、軸受筒41の樹脂化により、シャフト3との接触により発生する摩耗粉を少なくして、シャフト3のスムーズな回転を長期に渡って維持させることができる。
【0028】
また、端板部33の中央に立設された円筒部33a内にバネ43が収容され、円筒部33aの外周面に軸受筒41の内周面が圧着されているので、予圧機構40の組立てが容易となり、磁性体からなる円筒部33aによって、磁性回路の拡大化を図ることができる。
【0029】
また、マグネット5の凹部Sが、外側に向かって拡開するように形成されることで、マグネット5の凹部Sを形成する壁面5bが軸受筒41に当たり難くしつつ、マグネット5の磁力をアップさせることができる。仮に、この壁面5bが軸受筒41に当たるようなことがあっても、軸受筒41は樹脂によって成形されているので、軸受筒41及びマグネット5の損傷を回避させることができる。そして、マグネット5を包囲するようにコイル11,21が配置されていることで、マグネット5の大型化を図ることができる。これによって、モータ1の全長を短くしつつ、トルクアップを図ることができる。
【符号の説明】
【0030】
1…ステッピングモータ、3…シャフト、5…マグネット、11,21…コイル、15,25…ヨーク、33…端板部、33a…筒部(円筒部)、40…予圧機構、41…軸受筒、41a…シャフト挿入孔、42…シャフト受け、43…バネ、S…凹部、L1,L2…間隔、R…軸線。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シャフトが固定されたマグネットと、ヨーク内に収容されたコイルと、前記ヨークの後端側で固定されて磁性体からなる端板部と、前記シャフトに対して軸線方向に予圧を付与する予圧機構とを備えたステッピングモータにおいて、
前記予圧機構は、
前記マグネットの後端側の凹部内に挿入されて、前記端板部に後端側が固定され、前記シャフトが挿入されるシャフト挿入孔が前端側に形成されて、前記シャフト挿入孔で前記シャフトを支持する軸受筒と、
前記軸受筒内に収容されて、前端で前記シャフトの後端に当接して軸線方向に摺動自在なシャフト受けと、
前記軸受筒内で前記シャフト受けを前記シャフトに向けて付勢するバネと、を備え、
軸線方向において、前記シャフト受けの後端と前記端板部との間隔は、前記マグネットの後端と前記端板部との間隔より小さく、
樹脂からなる前記シャフト受けは、樹脂からなる前記軸受筒内で摺動し、前記シャフトの後端は前記シャフト受けの前面に対して略点接触であることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項2】
前記端板部の中央に立設された円筒部内に前記バネが収容され、前記円筒部の外周面に前記軸受筒の内周面が圧着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。
【請求項3】
前記マグネットの前記凹部は、外側に向かって拡開するように形成され、前記マグネットを包囲するように前記コイルが配置されている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。

【図1】
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【図2】
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