JP2005048884A

JP2005048884A - モータ

Info

Publication number: JP2005048884A
Application number: JP2003281900A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Mutai; 仁志務台; Eiji Mayumi; 英二真弓
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Also published as: CN1576625A

Abstract

【課題】モータ本体の薄型化を図るとともに、両端軸受構造のモータにおける金属どうしの接触ノイズを低減する。
【解決手段】回転軸３を有するロータ部７と、このロータ部７と対向配置されたステータ部２と、ステータ部２内に配置され回転軸３の他端側を回転可能に支持するラジアル軸受部材８と、回転軸３の一端を回転可能に支持する軸受部材５と、回転軸３の他端に当接させて回転軸３の軸方向に付勢する付勢手段９とを有するモータ１に関し、付勢手段９と回転軸３の他端との当接面の一方に樹脂膜材を備えさせる。
【選択図】図１

Description

本発明はモータに関する。さらに詳述すると、本発明はモータ回転軸をスラスト方向にばね付勢しているモータの構造の改良に関する。

一般的に、ロータの回転軸の両端を軸受で保持する両端軸受構造のモータは、図３に示すように、永久磁石１２２を備えるロータ１２０と、このロータ１２０から延びた回転軸１２１と、ロータ１２０を囲むように配置されたステータ１３０とを有している（例えば、特許文献１参照）。

ステータ１３０は、コイルが巻回された第１のボビン１４２を上下から挟むように配置された第１の外ステータコア１４１、および第１の内ステータコア１４３と、コイルが巻回された第２のボビン１５２を上下から挟むように配置された第２の内ステータコア１５３、および第２の外ステータコア１５１とを備えている。ここで、第１のボビン１４２の内周面に沿って、第１の外ステータコア１４１、および第１の内ステータコア１４３のそれぞれに形成された複数の極歯が並んでいる。同様に、第２のボビン１５２の内周面に沿って、第２の外ステータコア１５１、および第２の内ステータコア１５３のそれぞれに形成された複数の極歯が並んでいる。

また、ステータ１３０に対しては、第１の外ステータコア１４１のモータ軸線方向における外側の面に地板１８０が取り付けられている。この地板１８０には、回転軸１２１に対する樹脂等からなるラジアル軸受１９０が取付けられており、ラジアル軸受１９０は、地板１８０から出力端側に突き出ている。

なお、回転軸１２１の基端側１２１ａでは、第２の外ステータコア１５１のモータ軸線方向における外側の面に端板１６０が取り付けられ、この端板１６０には板バネ１６１が構成されている。板バネ１６１は、回転軸１２１を、ピボット１６３を介して出力端に向けて付勢している。

また、図４に示すようなモータは、地板１８０にラジアル軸受を取り付けた構造に代えて、回転軸１２１の基端側１２１ａ（反出力端側）において、樹脂等からなるラジアル軸受１９１を第２の外ステータコア１５１のモータ軸線方向における外側の面に取付けられた環状部材１９５で支持する構造を採用することもある。このような場合には、環状部材１９５のモータ軸線方向における外側の面に端板１６０を取り付け、この端板１６０に構成した板バネ１６１によって、回転軸１２１をラジアル軸受１９１およびピボット１６３を介して出力端に向けて付勢する。

特開平１１−８９６６号公報

しかしながら、図３、図４に示すようなモータでは、ステータ１３０からモータ軸線方向へラジアル軸受１９０、１９１がはみ出しているため、モータ本体のモータ軸線方向における寸法が、ステータ１３０の寸法に、少なくとも、ラジアル軸受１９０、１９１の厚さを加えたものになってしまい、薄型化を図れないという問題点がある。ここで、モータ特性からすれば、地板１８０や環状部材１９５を取り外すことも可能であるが、これらの部材を廃止すると、ラジアル軸受１９０、１９１を保持することができなくなってしまう。

また、図３に示すモータは、モータ本体におけるモータ軸方向の寸法は抑えることができるが、回転軸１２１とラジアル軸受１９０とが摺動する際に摺動ロスが発生しているため、モータのトルクや高速応答性を向上させるのが難しい場合があった。さらに、回転軸は上述の樹脂等からなるラジアル軸受以外の板ばねとも摺動するので、回転軸と板ばねとは金属どうしの接触となるために、ノイズの低減が難しいという問題があった。

そこで、本発明は、モータ本体の薄型化を図るとともに、両端軸受構造においてノイズの低減を可能としたモータを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転軸を有するロータ部と、このロータ部と対向配置されたステータ部と、回転軸の一端を回転可能に支持する軸受部材と、ステータ部内に配置され回転軸の他端側を回転可能に支持するラジアル軸受部材と、回転軸の他端に当接させて回転軸の軸方向に付勢する付勢手段とを有するモータであって、付勢手段と回転軸の他端との当接面の一方に樹脂膜材を備えることを特徴とするものである。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載のモータにおいて、回転軸には、ステータ部から突出されたリードスクリュー部が形成されてなることを特徴としている。

請求項１記載のモータによると、ステータ内に形成される空間にラジアル軸受部材を収納したので、ステータからモータ軸線方向に突き出ない構成とすることができ、モータ本体の薄型化が図ることができる。さらに、付勢手段と回転軸の他端との間に備え付けられた樹脂膜材がこれらの間に介在することによって金属どうしの直接的な接触を回避する。これにより、金属どうしが接触した場合におけるようなノイズの低減を達成することができる。また、樹脂膜材を用いることで、モータ軸方向の寸法を考慮しており、モータ本体の薄型化を図りながらノイズの低減を図ることができる。

また、回転軸にステータ部から突出したリードスクリュー部が形成されている請求項２記載のモータによると、このリードスクリュー部に係合するスライダをモータ回転軸の回転に伴い軸方向の移動に変換させることができる。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図１〜図２に本発明を適用したモータとしてのステッピングモータを示す。このステッピングモータ（符号１で示す）は、入力パルス数に対応した角度回転するモータであるが、回転軸３を有するロータ部７と、このロータ部７と対向配置されたステータ部２と、回転軸３の一端を回転可能に支持する軸受部材５と、回転軸３の他端に当接してこの回転軸３を軸方向に付勢する付勢手段９とを有している。さらに、回転軸３の他端側には樹脂製のラジアル軸受部材８が、ステータ部２の内側空間内に収納され、ステータ部２よりもモータ軸方向に突出しないように配置されて、ステータ部２の内周に固定されている（図１参照）。また、ステータ部２から突出した回転軸３にはリードスクリュー部４が形成され、このリードスクリュー部４には図示しないスライダが回転軸３の回転に伴い軸方向へ移動するように設けられている。

ステータ部２は、第１の外ステータコア１１、第１の内ステータコア１２、第２の内ステータコア１３、第２の外ステータコア１４の各ステータコアと、各ステータコアが備える各極歯１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａと、第１の外ステータコア１１と第１の内ステータコア１２との間に挿入されるドーナツ状の第１のコイルボビン付きの第１のコイル１５と、第２の内ステータコア１３と第２の外ステータコア１４との間に挿入されるドーナツ状の第２のコイルボビン付きの第２のコイル１６とを備えている。各ステータコアは、図１に示すように内径寸法ｄの円筒型内周面を形成している。

また、このステータ部２には、ステッピングモータ１を各種機器へ取り付けるためのコの字形（チャネル形）のフレーム１８が、回転軸３のステータ部２から突出する側に固着されている。このフレーム１８には回転軸３が貫通する軸貫通孔１８ａが設けられ、さらに回転軸３の一端（軸受部材５側の端部）側を支えるスラスト軸受部材５が取り付けられている（図１参照）。軸貫通孔１８ａの内径寸法はロータマグネット１７の外径寸法より小さく、かつ回転軸３の外径寸法より大きく設定されている。

回転軸３には、円筒状のロータマグネット１７が固着されている。また、回転軸３の他端（軸受手段６側の端部）は球面状に膨らむ形状とされている（図１参照）。

回転軸３に形成されるリードスクリュー部４は、従来のリードスクリューと同様であり、このリードスクリュー部４に係合するスライダを回転軸３の回転に伴い軸方向への移動に変換させる機能を有している。なお、回転軸３の回転方向を切り替えることによってスライダの移動方向を制御することができる。

軸受部材５は回転軸３の一端側を受け支える軸受で、本実施形態では特に詳しく説明しないが、単一の軸受体により、あるいは別々のスラスト軸受体とラジアル軸受体の組合せにより、回転軸３の一端側をスラスト方向とラジアル方向とに同時に支える軸受部材が構成されている。

軸受手段６は回転軸３の他端側を受け支える軸受であり、付勢手段９からなるスラスト軸受とステータ部２に固定された樹脂製ラジアル軸受部材８の両軸受によって構成されている。本実施形態では、付勢板１０の一部を切り起こして形成した舌状の板ばねを付勢手段９とし、これにより回転軸３の端面をスラスト方向（軸方向）に付勢している（図１参照）。付勢板１０はステータ部２に他端側から取り付けられる（図１参照）。この付勢板１０の板ばね及びそれ以外の部分は、回転軸３が他端側に突き抜けないように軸方向への移動量を規制するストッパとしての役割を果たしている。

ラジアル軸受部材８は回転軸３の他端側の周面を受け支えている軸受であり、本実施形態の場合には図１に示すようにステータ部２の内側であって回転軸３の他端側に固定されている。すなわち、ラジアル軸受部材８は、ステータ部２の内側空間内に収納され、第２の外ステータコア１４よりもモータ軸方向に突出しないように配置されて、第２の外ステータコアの内周に固定されている。このラジアル軸受部材８は、金属製の回転軸３との摺動性に優れる樹脂製の部材である。

さらに本実施形態では、付勢手段９と回転軸３の他端との当接面の少なくとも一方に樹脂膜材（図示省略）を設けている。この樹脂膜材は、付勢手段９と回転軸３の他端との間に介在することによって金属どうしの直接的な接触を回避し、これにより金属どうしが接触した場合におけるノイズを低減させるものであり、このような機能を確保するために少なくとも付勢手段９と回転軸３との間に介在するように設けられていれば足りる。具体例を挙げれば、例えばコーティングしたＳＵＳ材を使って付勢手段９（付勢板１０）を成形することにより表面に樹脂膜層が形成された付勢手段９とすることができる。あるいは、成形後の付勢手段９または回転軸３の他端面に樹脂をコーティングやアウトサート成形することによってその表面に樹脂膜材を設けることもできる。または、成形後の付勢手段９または回転軸３に樹脂製の薄いカバーを被せることによって樹脂膜材とするようにしてもよい。樹脂コーティングの具体例としては例えばＰＥＴコーティングなどがある。

以上のように構成された本実施形態のステッピングモータ１では、付勢手段９と回転軸３の他端との間に備え付けられた樹脂膜材がこれらの間に介在することによって金属どうしの直接的な接触を回避する。したがってこのステッピングモータ１によれば金属どうしが接触した場合におけるようなノイズが低減されることにより静粛な回転を実現することが可能となる。

また、樹脂膜材を用いることで、モータ軸方向の寸法を考慮しており、モータ本体の薄型化を図りながらノイズの低減を図ることができる。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、ラジアル軸受を第２の外ステータコア側に配置したが、これに限定されることはなく、第１の外ステータコア内のフレーム側に設けてもよく、この場合も、ステータ部の内側空間内に収納され、第１の外ステータコアよりもモータ軸方向に突出しないように配置されて、第１の外ステータコアの内周に固定されている。

また、本実施形態においてはステッピングモータの構造についての説明を行ったが、本発明の構造をステッピングモータ以外の一般のモータに利用することは勿論可能である。

本発明の一実施形態を示すステッピングモータの断面図である。図１に示したステッピングモータを他端側からみた図である。従来のステッピングモータを示す縦断面図である。別の従来のステッピングモータを示す縦断面図である。

符号の説明

１ステッピングモータ（モータ）
２ステータ部
３回転軸
４リードスクリュー部
５軸受部材
７ロータ部
８ラジアル軸受部材
９付勢手段

Claims

回転軸を有するロータ部と、このロータ部と対向配置されたステータ部と、前記回転軸の一端を回転可能に支持する軸受部材と、前記ステータ部内に配置され前記回転軸の他端側を回転可能に支持するラジアル軸受部材と、前記回転軸の他端に当接させて前記回転軸の軸方向に付勢する付勢手段とを有するモータであって、前記付勢手段と前記回転軸の他端との当接面の一方に樹脂膜材を備えてなることを特徴とするモータ。
前記回転軸には、前記ステータ部から突出されたリードスクリュー部が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のモータ。