JP2005304111A - ロータシャフトの弾性支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数および組立工数の低減を図ることにある。
【解決手段】 ケース２０の定位置にロータシャフト１１の軸受け１３を取り付けるための板状の止め具４０に、ロータシャフト１１の一端１１Ｂを軸線方向の他端１１Ｃ側に弾性的に押圧する弾性片部４４を一体に形成した構成になっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型モータなどのロータシャフトを支持するために用いて好適なロータシャフトの弾性支持構造に関するものである。

カメラなどの小型精密機器用の小型モータとしては、例えば、螺旋溝が形成されたロータシャフトの雄ねじ部に、駆動対象の機構部に連結されるナット部材を螺合させ、ロータシャフトの回転に応じてナット部材をロータシャフトの軸線方向に沿って移動させるものが知られている。このような小型モータにおいては、ロータシャフトをその軸線方向の一方向に付勢することによって、ロータシャフトの軸線方向における位置を規制し、駆動誤差の低減を図っている。
従来、このような小型モータは、ロータシャフトをその軸線方向に付勢するために、モータの構成部品とは別に、ばね部材などを用いた特別な付勢機構を備えていた。

しかし、このような従来の小型モータにおいては、ロータシャフトをその軸線方向に付勢する特別な付勢機構を備えるために、例えばばね部材などのモータの構成部品が増加すると共に、当該ばね部材をモータのケースなどに溶接やビス等で固定する必要があるため、組立工数が増加するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数および組立工数の低減を図ることのできるロータシャフトの弾性支持構造を提供することにある。

本発明の請求項１に記載のロータシャフトの弾性支持構造は、ケースの定位置に備わる軸受けによってロータシャフトの一端側の外周面を回転自在に支持し、かつ前記ロータシャフトの前記一端を当該ロータシャフトの軸線方向の他端側に付勢するロータシャフトの弾性支持構造であって、前記軸受けを前記ケースの定位置に保持するための板状の止め具を備え、前記止め具に、前記ロータシャフトの前記一端を前記他端側に弾性的に押圧する弾性片部を一体に形成したことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のロータシャフトの弾性支持構造は、請求項１において、前記止め具は、中間片部と左右の側片部とによって略Ｕ字状に形成されていると共に、前記中間片部の内側縁および左右の側片部の内側縁によって略Ｕ字状に形成された係止凹部を有し、当該係止凹部の縁部における少なくとも一部を前記軸受けの外側面に形成された溝部に係合することにより、当該軸受けを前記ケースに保持するようになっており、前記弾性片部は、前記止め具の中間片部の外側縁から、前記ケースとは反対側の一方の面側に折曲され、前記軸受けに支持された前記ロータシャフトの一端に当接して当該一端を前記他端側に弾性的に押圧すべく延在するように形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載のロータシャフトの弾性支持構造は、請求項２において、前記止め具は、前記左右の側片部の外側縁から、前記ケースとは反対側の一方の面側に折曲された折り返し片部を有していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、ロータシャフトの軸受けをケースの定位置に保持するための板状の止め具に、ロータシャフトの一端を軸線方向の他端側に弾性的に押圧する弾性片部を一体成形することにより、軸受けの保持機能をもつ止め具に、ロータシャフトの付勢手段としての機能をも兼有させることができ、付勢手段を構成するための特別な付勢機構として例えばばね部材を別途備える必要がなく、かつ当該ばね部材をケースなどに溶接等で固定する手間が不要になる。したがって、部品点数の低減を図ることができると共に、組立工数の低減を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、係止凹部の縁部における少なくとも一部を軸受けの溝部に係合させるだけで、軸受けをケースに保持した状態にすることができると共に、軸受けに支持されたロータシャフトの一端に弾性力を付与することができる。したがって、熟練を要することなく簡単に組み立てることができるので、組立工数をさらに低減することができる。

しかも、中間片部の外側縁から弾性片部が折曲されているので、この弾性片部の折曲部が中間片部の補強リブとして機能することになる。したがって、中間片部の剛性を高めることができるので、軸受けを保持する能力を高めることができる。

さらに、軸受けから突出するロータシャフトの一端側の外周面の一部分および当該ロータシャフトの一端を、弾性片部で囲むことになるので、軸受けやロータシャフトに付着した潤滑剤が周囲に飛散するのを弾性片部によって防止することができる。

請求項３に記載の発明は、止め具における左右の側片部の外側縁から一方の面側に折曲された折り返し片部を有しているので、その折り返し片部を把持することによって、止め具の係止凹部を軸受けの溝部に容易に係合させることができる。したがって、作業性の向上を図ることができるので、この点からも組立工数の低減を図ることができる。

しかも、折り返し片部で止め具を把持することができるので、止め具の係止凹部を軸受けの溝部に係合させる際に、弾性片部に無理な力が作用するのを防止することができる。したがって、弾性片部が異常な形状に変形するのを防止することができるので、ロータシャフトに一定の弾性力を付与することができる。

また、軸受けに潤滑剤を付与した場合には、その潤滑剤が周囲に飛散するのを折り返し片部によってさらに防止することができる。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態におけるロータシャフトの弾性支持構造は、小型ステッピングモータにおけるロータシャフトの弾性支持構造としての適用例である。

本例のモータ１０のロータシャフト１１には、ナット部材５１が螺合する雄ねじ部１１Ａが形成されており、ロータシャフト１１の回転に応じて、ナット部材５１をプレート５２のガイド溝（図示せず）に沿って図１および図２中の左右方向にスライドさせる構成となっている。そのナット部材５１の移動によって、カメラなどに組み込まれた小型精密機器を駆動することができる。

モータ１０のケース２０は、それぞれに切り欠き部２１Ａが形成された２つのケース部材２１，２１を結合したもので構成されている。ケース２０には、一方の端面部２０Ａの軸心位置に円形状の貫通孔２０Ｂが形成されている。この貫通孔２０Ｂには、軸受け１３が取り付けられるようになっている。

ロータシャフト１１は、ケース２０の内外に延在し、その一端１１Ｂ（図２中の左端）側の外周面がケース２０の端面部２０Ａに設けられた軸受け１３によって回転自在に支持され、他端１１Ｃ（図２中の右端）側の外周面がプレート５２の折曲部５２Ｂに設けられた軸受け１２によって回転自在に支持されている。

ロータシャフト１１におけるケース２０内の外周面には、マグネット製のロータ１４が取り付けられ、そのロータ１４の外周側には、ステータ１５，１６、１７，１８が設けられている。ステータ１５，１６、１７，１８には、ロータ１４の外周面に対して所定のエアギャップを介して配置される三角形状の極歯１５Ａ，１６Ａ、１７Ａ，１８Ａが設けられている。

軸受け１３は、ロータシャフト１１の一端１１Ｂ側の部分をケース２０と同軸状に維持すると共に、極歯１７Ａ，１８Ａにおける内周面をロータシャフト１１と同軸状に維持するようになっている。

ケース２０内には２つのボビン３０，３０が組み込まれており、一方にはＡ相、他方にはＢ相の励磁コイルＣがそれぞれ巻回されている。これらのボビン３０，３０は同一形状のものであり、軸方向の向きを逆にして組み込まれている。

ボビン３０における一方のフランジ部には、ケース部材２１の切り欠き部２１Ａから露出する膨出部３２が形成されている。この膨出部３２は、四角柱の２本の接続ピン１９，１９が植設されている。接続ピン１９，１９には、励磁コイルＣの端部のそれぞれが接続されている。

膨出部３２に突出形成された座部３２Ａは、図２のように、接続ピン１９，１９に接続される配線基板Ｐの裏面（図２においてロータ１４側の面）と接する。配線基板Ｐはステッピングモータ１０のコントローラに接続される。この配線基板Ｐはフレキシブル配線基板であってもよい。

また、軸受け１３は、図３に示すように、ポリアセタール（ＰＯＭ）やポリアミド（ＰＡ）などの樹脂材料によって一体に形成されたものであり、円筒部１３Ａと、この円筒部１３Ａの片側の端部に形成されたフランジ部１３Ｂとを備えている。

円筒部１３Ａは、外周面がケース２０の一方の端面部２０Ａに形成された貫通孔２０Ｂに正確に嵌合するように形成されている。

フランジ部１３Ｂは、円筒部１３Ａと同軸状に形成されており、ケース２０における端面部２０Ａの内面に当接することによって軸受け１３のケース２０に対する軸線方向の位置を規制するようになっていると共に、外周面でステータ１７，１８の内周面を支持することによって極歯１７Ａ，１８Ａを軸受け１３と同軸状に（即ち、ロータシャフト１１と同軸状に）保持するようになっている。

また、円筒部１３Ａには、フランジ部１３Ｂがケース２０における端面部２０Ａの内面に当接した状態において当該端面部２０Ａからケース２０の外側に突出する外周面に、図３のように周方向に一周する円環状の溝部１３Ｃが形成されている。

そして、軸受け１３は、その溝部１３Ｃに係合する止め具４０とフランジ部１３Ｂとによって、ケース２０の端面部２０Ａを挟持することにより、当該ケース２０に固定的に保持されるようになっている。

止め具４０は、図１〜図７に示すように、ステンレス鋼などの金属材料からなる平板状の部材によって形成されたものであり、その主要部となる本体部が、図４のように、平面状に形成された中間片部４１と、この中間片部４１の左右に当該中間片部４１と面一の平面状に形成された側片部４２，４３とによって略Ｕ字状に形成されている。

そして、左右の側片部４２，４３の内側縁及び中間片部４１の内側縁によってＵ字状の係止凹部４０Ａが形成されている。この係止凹部４０Ａは、中間片部４１の内側縁に対応する位置の最奥部が円弧状に湾曲形成されていると共に、当該最奥部の径および互いに対向する内側縁間の距離が溝部１３Ｃの底面の径と同一又は当該径より若干大きく形成されている。

また、止め具４０は、図４中の矢印Ａ方向に移動することによって、その左右の側片部４２，４３の内側縁部が軸受け１３の溝部１３Ｃ内に挿入され、最終的に係止凹部４０Ａにおける最奥部の縁部が溝部１３Ｃ内に挿入される。これにより、溝部１３Ｃにおける周方向に約１８０度の範囲の部分が係止凹部４０Ａにおける最奥部の縁部に接触あるいは近接した状態になる。即ち、止め具４０における係止凹部４０Ａの最奥部に沿う縁部が溝部１３Ｃに係合された状態になる。

また、各側片部４２，４３の内側縁には、溝部１３Ｃに係合した状態の係止凹部４０Ａの部分が当該溝部１３Ｃから抜けるのを防止するためのストッパー部４２Ａ、４３Ａが内方に突出成形されている。

さらに、止め具４０の中間片部４１には、上記内側縁とは反対側の外側縁から、軸受け１３に嵌合した状態のロータシャフト１１の一端１１Ｂと対向する位置まで延在する弾性片部４４が折曲形成されている。

即ち、弾性片部４４は、止め具４０の中間片部４１の外側縁から、ケース２０の端面部２０Ａとは反対側の一方の面側に折曲され、軸受け１３に支持されたロータシャフト１１の一端１１Ｂに当接して当該一端１１Ｂを他端１１Ｃ側に弾性的に押圧すべく延在するように形成されている。

また、止め具４０の側片部４２，４３には、上記内側縁とは反対側の外側縁から、軸受け１３に嵌合した状態のロータシャフト１１の一端１１Ｂに向かって斜めに延出する左右の折り返し片部４５，４６が折曲形成されている。

即ち、折り返し片部４５，４６は、左右の側片部４２，４３の外側縁から、ケース２０とは反対側の一方の面側に、当該一方の面に対して３０〜１２０度の角度に折曲されている。

なお、この実施形態においては、左右の側片部４２，４３における内側縁と反対側の外側縁に沿う部分にのみ折り返し片部４５，４６を設けた例を示しているが、係止凹部４０Ａに隣接する先端側の外側縁４２Ｂ，４３Ｂに沿って折り返し片部４５，４６と同様の折り返し片部（図示せず）を設けてもよい。

そして、軸受け１３の溝部１３Ｃ内への止め具４０のはめ付けに前後して、ロータシャフト１１の一端１１Ｂ側の外周面が軸受け１３に回転自在に支持されることにより、その一端１１Ｂが止め具４０の弾性片部４４の先端部分と対向する。そして、図１および図２のようにモータ１０が組み立てられたときに、ロータシャフト１１の一端１１Ｂによって止め具４０の弾性片部４４が同図中の左方に弾性変形され、その弾性片部４４の弾性復元力によってロータシャフト１１が同図中の右方（他端１１Ｃ側）に弾性的に付勢される。その付勢力（弾性力）により、ロータシャフト１１の他端１１Ｃは、図１のようにプレート５２の折曲部５２Ｂに設けられた軸受け１２の端面に押し付けられる。したがって、ロータシャフト１１は、プレート５２の折曲部５２Ｂにおける軸受け１２の位置を基準として、軸線方向の位置が規制されることになる。このように止め具４０は、軸受け１３をケース２０に保持する機能と共に、当該軸受け１３を支点にして、ロータシャフト１１をその軸線方向の他端１１Ｃ側に付勢する付勢手段としての機能をも兼有しており、軸受け１３と共に、ロータシャフト１１の弾性支持構造の構成要素となっている。

このようにして構成されるモータ１０は、配線基板Ｐを介して接続されるコントローラによって、ボビン３０，３０に巻回された励磁コイルＣ，Ｃの一方をＡ相、他方をＢ相として駆動される。そして、ロータシャフト１１の回転に応じてナット部材５１が図１および図２中の左右方向に移動し、そのナット部材５１に連結される駆動対象の機構部が駆動される。その際、止め具４０によってロータシャフト１１が図１および図２中の右方に付勢されているため、ロータシャフト１１の軸線方向のがたつきを防止することができ、雄ねじ部１１Ａの回転角度に応じてナット部材５１を軸線方向に正確に移動させることができる。

また、止め具４０は、軸受け１３をケース２０に保持する機能と共に、ロータシャフト１１の付勢手段としての機能を兼有するため、特別な付勢機構として例えばばね部材を別途備える必要がなく、かつ当該ばね部材をケース２０などに溶接等で固定する手間が不要になる。したがって、部品点数の低減を図ることができると共に、組立工数の低減を図ることができる。

また、止め具４０の折り返し片部４５，４６は、図４の正面視において弾性片部４４の左右に位置し、かつ図５の側面視において弾性片部４４と重なることにより、組み付け前および組み付け後の止め具４０において、弾性片部４４の特に先端部分を保護することになる。また、人手によって止め具４０を組み付ける場合には、その組み付け力を折り返し片部４５，４６に作用させて、弾性片部４４に対して、それを塑性変形させるようなに過大な組み付け力が作用することを避けることができる。しかも、折り返し片部４５，４６を把持することにより、弾性片部４４に無理な力を作用させることなく止め具４０を容易に組み付けることができ、また折り返し片部４５，４６によって止め具４０の組み付け姿勢を確認することもできる。これらの結果、止め具４０の組み付けの作業性を向上させることができる。さらに、軸受け１３におけるロータシャフト２２の支持部分にグリスなどの潤滑剤を付与した場合には、モータ１０の組み付け時や作動時に、その潤滑剤が周囲に飛散することを折り返し片部４５，４６および弾性片部４４によって防止することができる。

（他の実施形態）
止め具４０が取り付けられる軸受け１３の溝部１３Ｃは、図８のように外側面の２箇所に形成してもよく、または１個所に形成してもよい。要は、軸受け１３をケース２０の定位置に保持するために、止め具４０を軸受け１３に固定的に取り付けることができればよい。

なお、本発明は、ステッピングモータにおけるロータシャフトの弾性支持構造としてのみならず、上記ステッピングモータとは異なる構造の種々のステッピングモータ、および他の駆動方式の小型モータにおけるロータシャフトの弾性支持構造としても適用することができる。さらに本発明は、モータ以外に備わるロータシャフトの弾性支持構造としても広く適用することができる。

また、上記実施形態においては、折り返し片部４５，４６の角度を３０〜１２０度に設定した例を示したが、この角度は、左右の側片部４２，４３の剛性の向上、潤滑剤の飛散防止、折り返し片部４５，４６の把持性の向上等を図る上で、８０〜１００度（特に好ましくは略９０度）に設定することがより好ましい。

本発明の一実施形態を備える小型モータの側面図である。 図１の小型モータの縦断面図である。 図１の小型モータにおける軸受けの斜視図である。 図１の小型モータにおける止め具の正面図である。 図４のＶ矢視図である。 図５のＶＩ矢視図である。 図４のＶＩＩ円部の拡大図である。 本発明の他の実施形態における軸受けの要部の断面図である。

符号の説明

１０ モータ
１１ ロータシャフト
１１Ｂ 一端
１１Ｃ 他端
１２，１３ 軸受け
１３Ｂ フランジ部
１３Ｃ 溝部
２０ ケース
４０ 止め具
４０Ａ 係止凹部
４１ 中間片部
４２，４３ 側片部
４４ 弾性片部
４５，４６ 折り返し片部

Claims (3)

1. ケースの定位置に備わる軸受けによってロータシャフトの一端側の外周面を回転自在に支持し、かつ前記ロータシャフトの前記一端を当該ロータシャフトの軸線方向の他端側に付勢するロータシャフトの弾性支持構造であって、
   前記軸受けを前記ケースの定位置に保持するための板状の止め具を備え、
   前記止め具に、前記ロータシャフトの前記一端を前記他端側に弾性的に押圧する弾性片部を一体に形成した
   ことを特徴とするロータシャフトの弾性支持構造。
2. 前記止め具は、中間片部と左右の側片部とによって略Ｕ字状に形成されていると共に、前記中間片部の内側縁および左右の側片部の内側縁によって略Ｕ字状に形成された係止凹部を有し、当該係止凹部の縁部における少なくとも一部を前記軸受けの外側面に形成された溝部に係合することにより、当該軸受けを前記ケースに保持するようになっており、
   前記弾性片部は、前記止め具の中間片部の外側縁から、前記ケースとは反対側の一方の面側に折曲され、前記軸受けに支持された前記ロータシャフトの一端に当接して当該一端を前記他端側に弾性的に押圧すべく延在するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータシャフトの弾性支持構造。
3. 前記止め具は、前記左右の側片部の外側縁から、前記ケースとは反対側の一方の面側に折曲された折り返し片部を有していることを特徴とする請求項２に記載のロータシャフトの弾性支持構造。

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