JP5415751B2 - Stepping motor - Google Patents
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Description
本発明は、ステッピングモータに関するものである。 The present invention relates to a stepping motor.
従来の永久磁石(PM)型ステッピングモータは、ヨークと軸受とフランジを結合する際に、例えば図7のように軸受23をフランジ19に加締め(以下、カシメ)る。このため、そのカシメ部分23aがヨーク18と干渉しないようにヨーク18の内径が大きめに形成されている。また、図6のように軸受21のカシメ部分21aがヨーク18の端面とは反対側に位置するようにフランジ20と軸受21とが接合されている。また、特許文献1,2のように、軸受をヨークに圧入することにより固定し、カシメ部分が発生しないように構成したものもある。
しかしながら、上記従来の技術では以下に述べるような課題がある。すなわち、図7の場合、軸受23とヨーク18の間にカシメ部分23aを避けるための隙間ができるため、同軸位置決め用の治具25を用いても同軸に位置決めすることが難しい。また、図6の場合、図8に示すように、カシメ部分21aが取付部材22の端面と干渉し、取付部材22の端面とフランジ20との間に隙間G1が発生し、フランジ20の端面や軸受21の外形を取付部材22に取り付ける際の位置基準とすることができない。
However, the above conventional techniques have the following problems. That is, in the case of FIG. 7, there is a gap between the
さらに特許文献1,2の場合、軸受をヨークに圧入する際の力の加減によって軸受を固定する強度が不足したり、同軸度が狂いやすくなる。 Furthermore, in the case of Patent Documents 1 and 2, the strength for fixing the bearing is insufficient due to the force applied when the bearing is press-fitted into the yoke, and the concentricity tends to go wrong.
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、軸受がフランジやヨークと干渉することなく位置決めされて、モータの軸位置のズレによるトルクロスやディテントトルクを低減し、振動、騒音の小さい高品質なステッピングモータを実現することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to position the bearing without interfering with the flange and the yoke, reduce torque cross and detent torque due to deviation of the motor shaft position, and reduce vibration and noise. It is to realize a quality stepping motor.
また、他の目的は、フランジとヨークが軸受の外形によって同軸に高精度に位置決めされるので、軸位置のズレなどによるトルクロスを低減できる高品質なステッピングモータを実現することである。 Another object of the present invention is to realize a high-quality stepping motor that can reduce the torque cross due to the shift of the axial position, etc., since the flange and the yoke are positioned with high accuracy coaxially by the outer shape of the bearing.
上記目的を達成する本発明のステッピングモータは、櫛歯状に形成された複数の極歯が周方向に交互に配置されたヨークと、前記ヨークを励磁する励磁コイルと、外周面が異なる極に交互に着磁されたローターマグネットと、前記ローターマグネットの軸部を回転自在に支持する軸受と、前記軸受を保持しつつ前記ヨークの端面に接合される取付部材と、を備え、前記ヨークの複数の極歯間に拡径方向に切り欠いた切欠部が形成され、前記軸受は、前記取付部材に対して前記軸受の拡径方向に凸となる複数の箇所で接合されており、前記取付部材に接合される際に形成される前記軸受の凸の部分が、前記ヨークの複数の極歯間の切欠部に配置され、且つ前記ローターマグネットの軸部が前記軸受に回転自在に支持された状態において前記軸受の軸方向と前記ヨークの軸方向とが同軸上となるように、前記取付部材に接合された前記軸受の凸の部分を含む前記軸受の外径部と、前記ヨークの内径部とを嵌合させる。 The stepping motor of the present invention that achieves the above object is provided with a yoke in which a plurality of pole teeth formed in a comb shape are alternately arranged in a circumferential direction, an exciting coil that excites the yoke, and a pole having a different outer peripheral surface. a rotor magnet which is magnetized alternately, a bearing for rotatably supporting the shaft portion of the rotor magnet, and a mounting member joined to an end face of the yoke while maintaining the bearing, Bei give a, of the yoke A notch is formed between the plurality of pole teeth by cutting out in the diameter increasing direction, and the bearing is joined to the mounting member at a plurality of locations protruding in the diameter increasing direction of the bearing. A convex portion of the bearing formed when being joined to a member is disposed in a notch between a plurality of pole teeth of the yoke, and a shaft portion of the rotor magnet is rotatably supported by the bearing. The bearing in the state As the axial direction and the axial direction of the yoke is coaxially fitted to the outer diameter of the bearing including a portion of the convex of the bearing joined to said mounting member, the inner diameter portion of the yoke .
本発明によれば、軸受がフランジに対して複数箇所でカシメにより固着され、そのカシメ部分をヨークの複数の極歯間の切欠部に対応させながら、各部品間の同軸度が軸受の外形によって高精度に位置決めされる。よって、軸受がフランジやヨークと干渉しないように位置決めされて、モータの軸位置のズレによるトルクロスやディテントトルクを低減し、振動、騒音の小さい高品質なステッピングモータを実現できる。 According to the present invention, the bearing is fixed to the flange at a plurality of locations by caulking, and the caulking portion corresponds to the notch portion between the plurality of pole teeth of the yoke, while the coaxiality between the parts depends on the outer shape of the bearing. Positioned with high accuracy. Therefore, the bearing is positioned so as not to interfere with the flange and the yoke, the torque cross and detent torque due to the deviation of the motor shaft position are reduced, and a high-quality stepping motor with less vibration and noise can be realized.
また、モータの出力側の軸受の外形部にはカシメ加工がされないため、モータを取付部材に取り付ける際の位置基準として軸受を用いることができる。 Further, since the caulking process is not performed on the outer portion of the bearing on the output side of the motor, the bearing can be used as a position reference when the motor is attached to the attachment member.
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
以下の実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 The following embodiments are examples as means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions without departing from the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments.
[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る第1の実施形態のステッピングモータの分解斜視図である。図2(a)は軸受14を取付部材としてのフランジ13にカシメた状態、図2(b)は極歯間に切欠部が形成されたヨーク、図2(c)は図2(a)に図2(b)のヨーク7を取り付けた状態をそれぞれ示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view of the stepping motor according to the first embodiment of the present invention. 2A shows a state in which the
図1に示すように、1は回転子として外周面が異なる極に交互に着磁されたローターマグネットである。1aはローターマグネットに設けられた所定深さの溝部である。2は軸受9,14に回転自在に支持され、ローターマグネット1が一体的に軸着されたステンレス等の非磁性材料の軸部である。15は、軸部2のローターマグネットの出力側端部と軸受14のスラスト方向の端面とに介在されるワッシャーである。
As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a rotor magnet that is alternately magnetized as poles having different outer peripheral surfaces. 1a is a groove of a predetermined depth provided in the rotor magnet. Reference numeral 2 denotes a shaft portion made of a nonmagnetic material such as stainless steel, which is rotatably supported by the
3,4は周方向に交互に複数の極歯3a,4aが櫛歯状に突設された軟磁性材からなる内ヨークである。5,6は内ヨーク3,4と外ヨーク7,8の間に装着されてヨークを励磁する励磁コイルである。7,8は周方向に交互に複数の極歯7a,8aが櫛歯状に突設された軟磁性材からなる外ヨークであり、軸受9のスラスト方向の一端面を保持する。10,11は内ヨーク3,4と外ヨーク7,8と励磁コイル5,6からなるステータである。9は軸部2の反出力側を回転自在に支持して外ヨーク8に圧入されて固着されるモールド軸受である。12はステータ11に取り付けられて、軸部2の反出力側端部をスラスト方向に支持する押え板であり、ステータ11の外面をカバーする。
13はステータ10に取り付けられて、モータを所定の取付部材に取り付けるためのフランジであり、ステータ10の外面をカバーする。
ステータ10,11は、内ヨーク3,4が軸方向に互いに背中合わせとなるように接合部16にて接合されて配設される。ローターマグネット1の外周面は極歯3a,4a,7a,8aとの間で所定の隙間を保持するようにステータ10,11に対して同軸に配設される。このとき、ローターマグネット1の溝部1aは内ヨーク3,4の接合部16と対向するように配置される。
The
上記構成において、励磁コイル5,6に通電すると内ヨーク3,4と外ヨーク7,8が励磁されて各極歯3a,4a,7a,8aに誘磁される。そしてローターマグネット1の着磁極と反発又は吸引してトルクが発生し、ローターマグネット1が励磁コイル5,6の通電に応じて回転移動するように駆動され、軸部2から外部に駆動力が伝達される。ここで、軸受9は外ヨーク8の極歯内径に圧入され、ステータ10,11に対して同軸に高精度に位置決めされる。
In the above-described configuration, when the
また、図2(a)に示すように、軸受14は、その外径部が取付部材としてのフランジ13に内径部に圧入されて同軸に位置決めされる。そして、フランジ13に対して軸受14の外径部の複数箇所を拡径方向に凸となるようにカシメにより変形させてカシメ部分14aを形成することでフランジ13の内径部に固着される。その後、複数のカシメ部分14aが、図2(c)に示すように、ヨーク7の複数の極歯7a間の切欠部7bに配置されるように、軸受外径部とヨーク内径部とを嵌合させて同軸に高精度に位置決めされる。
Further, as shown in FIG. 2A, the outer diameter portion of the
また、外ヨーク7及びフランジ13に位置決め用の穴7c,13aが形成されていることが望ましい。これによって、両穴7c、13aを位置決め工具などを用いて位置決めすることで、特に外ヨーク7及びフランジ13の回転方向(周方向)の位置関係を正確に位置決めすることができる。同時に、軸受14のカシメ部分14aがヨーク7の複数の極歯7a間の切欠部7bに正確に位置決めすることができる。
In addition, it is desirable that positioning
但し、ここでの位置決めは、位置決め用穴に代えて、外ヨーク7及びフランジ13の位置を画像処理により検出するなどの他の方法を用いて行うこともできる。また、外ヨーク8及びカバーである押え板12にも同様の位置決め用穴を形成し、フランジ13と同様に位置決めしても良い。
However, the positioning here can be performed by using other methods such as detecting the positions of the outer yoke 7 and the
上記実施形態によれば、軸受14は、その外径部がフランジ13に圧入された後、カシメにより固着されるので、圧入だけを行う場合と異なり、緩みや脱落、傾きなどの不良を低減できる。
According to the embodiment, since the outer diameter portion of the
また、軸受外径部の凸となるカシメ部分14aが外ヨーク7の極歯7a間の切欠部7bに配置されように、軸受外径部とヨーク内径部とを嵌合させて位置決めされるため、軸受14に対するステータ10,11の同軸度を高精度に保持できる。
Further, the bearing outer diameter portion and the yoke inner diameter portion are fitted and positioned so that the
さらに、軸受14の凸となるカシメ部分14aが外ヨーク7の極歯7a間の切欠部7bに配置されるため、フランジ13を軸受14の端面部と外ヨーク7の出力側端面部に密着して取り付けることができる。
Further, since the
よって、ステータ、軸受、フランジのそれぞれの取り付け精度が向上し、軸ズレによるトルクロスやディテントトルクを低減し、振動、騒音の小さい高品質なPM型ステッピングモータが実現可能となる。 Therefore, the mounting accuracy of each of the stator, the bearing, and the flange is improved, the torque cross and detent torque due to shaft misalignment are reduced, and a high-quality PM type stepping motor with less vibration and noise can be realized.
[第2の実施形態]
図4は第2の実施形態のPM型ステッピングモータの構成を示す断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a PM type stepping motor according to the second embodiment.
図4において、17はカバーである押え板で、23は軸受である。 In FIG. 4, 17 is a pressing plate which is a cover, and 23 is a bearing.
軸受23は軸受外径部とカバーである押え板17の内径部とで同軸に位置決めされ、押え板17に対して軸受外径部が複数箇所でカシメて固着される。そして、複数のカシメ部分23aが外ヨーク8の複数の極歯間の切欠部8bに配置されるように、軸受外径部とヨーク内径部とを嵌合させて位置決めされる。このように、外ヨーク7,8の極歯7a,8a間の切欠部7b,8bに軸受14,23の複数のカシメ部分14a,23aを配置できるので、軸受14,23に対するステータ10,11の同軸度を高精度に保持できる。
The
軸部2の反出力側端部を出力側端部と同様に構成し、軸部2がステータ10,11の両端面を貫通している以外は、図1の構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
1 is the same as the configuration of FIG. 1 except that the opposite end portion of the shaft portion 2 is configured in the same manner as the output end portion, and the shaft portion 2 penetrates both end faces of the
本実施形態によれば、モータの軸部の両端部に軸受を設けることで、軸部の両端部の軸受の軸ズレを低減することができ、トルクロスやディテントトルクを低減し、振動、騒音の小さい高品質なPM型ステッピングモータを実現することができる。 According to the present embodiment, by providing bearings at both end portions of the shaft portion of the motor, it is possible to reduce the shaft misalignment of the bearings at both end portions of the shaft portion, reduce torque cross and detent torque, and reduce vibration and noise. A small high-quality PM-type stepping motor can be realized.
[第3の実施形態]
図5は第3の実施形態のPM型ステッピングモータの構成を示す断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the PM type stepping motor of the third embodiment.
図5において、24はモータを取り付ける際の取付部材であるアングルである。 In FIG. 5, 24 is an angle which is an attachment member when attaching a motor.
図2のフランジ13をアングル24に置き換えた以外は、図1の構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
Except that the
本実施形態によれば、モータを、その軸部2に形成されたスクリューを回転させることによりレンズなどを駆動する駆動装置として適用するのに好適である。 According to this embodiment, the motor is suitable for application as a drive device that drives a lens or the like by rotating a screw formed on the shaft portion 2 thereof.
1 ローターマグネット
1a 溝部
3,4 内ヨーク
3a,4a,7a,8a 極歯
5,6 励磁コイル
7,8 外ヨーク
7b,8b 切欠部
7c,8c 位置決め用穴
10,11 ステータ
9,14,15,21,23 軸受
12,17 押え板
13,19,20 フランジ
13a 位置決め用穴
14a,21a,23a カシメ部分
15 ワッシャー
16 接合部
18 ヨーク
22 モータが取り付けられる部品
24 アングル
25 同軸位置決め用治具
G1 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記ヨークを励磁する励磁コイルと、
外周面が異なる極に交互に着磁されたローターマグネットと、
前記ローターマグネットの軸部を回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を保持しつつ前記ヨークの端面に接合される取付部材と、を備え、
前記ヨークの複数の極歯間に拡径方向に切り欠いた切欠部が形成され、
前記軸受は、前記取付部材に対して前記軸受の拡径方向に凸となる複数の箇所で接合されており、
前記取付部材に接合される際に形成される前記軸受の凸の部分が、前記ヨークの複数の極歯間の切欠部に配置され、且つ前記ローターマグネットの軸部が前記軸受に回転自在に支持された状態において前記軸受の軸方向と前記ヨークの軸方向とが同軸上となるように、前記取付部材に接合された前記軸受の凸の部分を含む前記軸受の外径部と、前記ヨークの内径部とを嵌合させることを特徴とするステッピングモータ。 A yoke in which a plurality of pole teeth formed in a comb shape are alternately arranged in the circumferential direction;
An excitation coil for exciting the previous Symbol yoke,
A rotor magnet outside circumferential surface is alternately magnetized to different poles,
A bearing for rotatably supporting the shaft portion of the front SL rotor magnet,
E Bei a mounting member joined to an end face of the yoke while keeping the previous SL bearing, and
A notch portion is formed between the plurality of pole teeth of the yoke and is notched in the diameter increasing direction.
The bearing is joined to the mounting member at a plurality of locations that are convex in the diameter increasing direction of the bearing,
A convex portion of the bearing formed when joined to the mounting member is disposed in a notch portion between a plurality of pole teeth of the yoke, and a shaft portion of the rotor magnet is rotatably supported by the bearing. as the axial direction of the yoke and the axial direction of the bearing in a state in which the is coaxial, and the outer diameter of the bearing including a portion of the convex of the bearing joined to said mounting member, said yoke A stepping motor characterized by fitting an inner diameter part .
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