JP2007082341A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受に与圧を適正に印加でき、かつ、軸受ホルダの貫通穴内での軸受のがたつきを防止可能なモータを提案すること。
【解決手段】 モータ１において、回転軸５１の一方の軸端５３は、鋼球７１を介して樹脂成形品からなる軸受７で支持されている。軸受７は、軸受ホルダ８の貫通穴８０内で与圧付与部材９の板バネ部９０によって付勢されている。板バネ部９０は、途中部分で折り曲げることにより形成された角部分９２０が、モータ軸線Ｌが通る部分を避けた領域で軸受７に当接しているため、板バネ部９０のエッジや、エッジに発生したバリやカエリが軸受７に食い込んで引っ掛かるような事態が発生せず、かつ、軸受７を貫通穴８０内で傾かせて軸受７のがたつきを防止している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、モータに関するものである。さらに詳しくは、回転軸の一方の軸端を支持する軸受を回転軸に向けて付勢する与圧付与部材の構造に関するものである。

デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＦＤＤ、ＯＤＤなどに用いられるステッピングモータは、一般に、図５に示すように、筒状のステータ１４０においてモータ軸線方向Ｌ′で開口するロータ配置穴１３０の内側にロータ１０５が配置されており、回転軸１５１の一方の軸端は、球体１７０を介して軸受１０７で支持されている。ここで、軸受１０７は、軸受ホルダ１０８の貫通穴１８０内に挿入されており、軸受ホルダ１０８よりもさらに一方端側に配置された与圧付与部材１０９の板バネ部１９０によって回転軸１５１に向けて付勢されている。ここで、板バネ部１９０は、途中部分で回転軸１５１と反対側に折り曲げられており、かかる折り曲げにより形成された角部分１９６が、軸受１０７においてモータ軸線Ｌ′が通る部分に当接している（特許文献１参照）。
特開２００３−２９９２９８号公報

このようなモータにおいて、貫通穴１８０と内径寸法と軸受１０７の外形寸法との間には公差が設定されているとともに、公差以上の寸法差が発生している場合がある。これらいずれの場合でも、貫通穴１８０の内周面と軸受１０７の外周面との間には隙間が存在するため、ロータ１０５が回転すると、軸受１０７が貫通穴１８０内でがたつくことがあり、このようながたつきは、異音の発生や回転軸１５１の振れの原因となる。このような問題は、軸受１０７を樹脂成形品で構成した場合、成形時のひけなどに起因して軸受１０７に外形寸法のばらつきが発生しやすいため、特に顕著である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、軸受に与圧を適正に印加でき、かつ、軸受ホルダの貫通穴内での軸受のがたつきを防止可能なモータを提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、モータ軸線方向で開口するロータ配置穴を備えた筒状のステータと、前記ロータ配置穴に配置されたロータと、該ロータの回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、該軸受が装着された貫通穴を備えた軸受ホルダと、該軸受ホルダよりもさらに一方端側に配置され、前記軸受を前記回転軸に向けて付勢する板バネ部が前記軸受側に切り起こされた金属板からなる与圧付与部材とを有するモータにおいて、前記軸受は、前記回転軸の一方の軸端を、当該軸端との間に配置された球体、あるいは当該軸端に形成された球部を介して支持し、前記板バネ部は、長さ方向の途中部分を切り起こし方向に対して反対側に折り曲げることにより形成された角部分が前記軸受においてモータ軸線が通る部分を避けた位置で当接していることを特徴とする。

本発明において、板バネ部は、軸受ホルダの貫通穴内に配置された軸受を回転軸に向けて付勢し、与圧を付与している。しかも、板バネ部は、軸受においてモータ軸線が通る部分を避けた領域で軸受に当接し、付勢している。このため、軸受は、貫通穴の内周面との隙間寸法に応じた分だけ、モータ軸線に対して傾いた状態に保持されるため、貫通穴内でがたつくことがない。それ故、軸受のがたつきに起因する異音の発生や回転軸の振れが起こらない。また、本発明において、板バネ部は、長さ方向の途中部分を切り起こし方向に対して反対側に折り曲げることにより形成された角部分が軸受に当接しており、かかる角部分にはエッジがない。このため、板バネ部のエッジが軸受に食い込むことがない。特に、板バネ部のエッジにおいて軸受が配置されている側にバリやカエリが突出している場合には、バリやカエリが軸受に食い込むことになるが、本発明によれば、このような食い込みが発生しない。それ故、板バネ部は、軸受が貫通穴内で傾くのを妨げることがないので、軸受を貫通穴内で好適な姿勢に保持することができ、かつ、与圧を適正に印加する。

本発明は、前記軸受が樹脂製である場合に適用すると特に効果的である。軸受が樹脂製である場合、それを成形する際のひけなどに起因して軸受の外形寸法がばらつき、軸受の外径寸法と貫通穴の内径寸法との間に大きな差が発生しやすいが、このような場合でも、軸受は、板バネ部に付勢されて貫通穴内で好適な姿勢に傾いた状態に保持される。このため、軸受は、貫通穴内でがたつくことがないので、異音が発生せず、回転軸が振れることもない。さらに、軸受が樹脂製である場合、板バネ部のバリやカエリ、あるいはエッジが軸受に食い込みやすいが、本発明によれば、板バネ部の折り曲げ部分が軸受に当接しているので、かかる食い込みが発生しない。

本発明において、前記軸受は、前記貫通穴の内部においてモータ軸線に対して傾いた状態にある。

本発明において、前記板バネ部は、根元部分からみてモータ軸線より近い位置で折り曲げられて、前記角部分は、前記モータ軸線に対して前記根元部分とは同じ側に位置する構成を採用することができるが、前記板バネ部は、根元部分からみてモータ軸線より遠い位置で折り曲げられて、前記角部分は、前記モータ軸線に対して前記根元部分とは反対側に位置することが好ましい。後者の構成を採用すると、板バネ部を十分な長さ寸法に構成できるので、金属板を切り起こすだけで、所定の付勢力をもった板バネ部を構成することができる。

本発明において、前記板バネ部の先端側は、略半円形の平面形状を備えていることが好ましい。このように構成すると、板バネ部を折り曲げた際に発生する歪が小さいので、角部分を直線的に形成でき、角部分全体で軸受を押圧することができる。

本発明では、与圧付与部材の板バネ部を先端部分で折り曲げて、この折り曲げた角部分で貫通穴内の軸受を回転軸の軸端に向けて押し付けている。角部分を軸受に押し付けるので、板バネ部は軸受に線接触した状態である。また、この角部分には、抜きバリ、カエリなどが一切ない。従って、板バネ部により貫通穴内の軸受を回転軸の軸端に向けて押し付けた状態において、当該板バネ部の軸受に対する与圧方向がずれることがない。よって、本発明によれば、板バネ部の軸受に対する与圧方向がずれることがないので、軸受を貫通穴内の所定位置に確実に保持でき、貫通穴内における軸受の位置を高い精度で規定することができる。それ故、ロータを安定した状態で回転させることができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの一例を説明する。

（全体構成）
図１および図２は、本発明を適用したステッピングモータの縦断面図、およびその要部を分解して示す分解斜視図である。これらの図に示すように、本形態のモータ１は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＦＤＤ、ＯＤＤなどに用いられる小型のステッピングモータであり、ステータ４０では、コイル２５が巻回された環状の第１のボビン２Ａと第２のボビン２Ｂとがモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されている。また、第１のボビン２Ａにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア３Ａおよび外ステータコア４Ａが重ねて配置され、第２のボビン２Ｂにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア３Ｂおよび外ステータコア４Ｂが重ねて配置されており、第１のボビン２Ａおよび第２のボビン２Ｂの内周面では、内ステータコア３Ａ、３Ｂおよび外ステータコア４Ａ、４Ｂの複数の極歯３１、４１が周方向に並んだ構成となっている。このようにして、ロータ配置穴３０を備えた円筒状のステータ４０が構成されており、このロータ配置穴３０の内側には、ロータ５の基端側が同軸状に配置されている。ロータ５は、回転軸５１の基端側の周りにロータマグネット５２を備えており、このロータマグネット５２は、ロータ配置穴３０の内側において、ステータの極歯３１、４１と所定の間隔を介して対向している。

本形態では、外ステータコア４Ａ、４Ｂの外周部分によって円筒状のケース１０が構成され、かかるケース１０の内部に、コイル２５、内ステータコア３Ａ、３Ｂ、および外ステータコア４Ａ、４Ｂを備えたステータ４０と、ロータ５の基端側とが配置された構造になっている。

ケース１０を構成している外ステータコア４Ｂの先端面にはプレート６が固着されており、このプレート６の先端側屈曲部分に保持されているスラスト軸受６１によって、ロータ５の回転軸５１が支持されている。

回転軸５１は、モータ軸線Ｌの方向における一方端側（第１のボビン２Ａの側）の軸端５３が鋼球７０を介して軸受７によって支持され、鋼球７０は、軸端５３において凹錐面を備えた凹部５３０、および軸受７において凹錐面を備えた凹部７１に保持されている。また、ステータ４０に対して一方端側には、ステータ４０と少なくとも一部が重なるように、焼結体などからなる板状の軸受ホルダ８が配置されており、軸受７は、軸受ホルダ８の貫通穴８０に装着されている。ここで、軸受７は、貫通穴８０の内部においてモータ軸線Ｌの方向に移動可能な状態にある。軸受ホルダ８は、外ステータコア４Ａにスポット溶接などの方法で固着されており、このようなスポット溶接を行うために、本形態では、外ステータコア４Ａの底板部分４２には、軸受ホルダ８の溶接用の４つの突起４５（プロジェクション）が形成されている一方、軸受ホルダは、突起４５（底板部分４２）に対向する側の端面が平坦に形成されている。従って、モータ１を組み立てる際、外ステータコア４Ａの４つの突起４５に、軸受ホルダ８を位置決め状態に当接させ、当該軸受ホルダを突起４５に押圧した状態に保った状態でこれらの電流を流して突起４５の各々でスポット溶接を行うことにより、軸受ホルダ８は、外ステータコア４Ａに固定される。

本形態において、軸受ホルダ８よりさらに一方端側には、金属板からなる与圧付与部材９が軸受ホルダ８と少なくとも一部が重なるように配置されており、与圧付与部材９は、外周縁から軸受ホルダ８の側に延びた４つの爪部９５が軸受ホルダ８の外周縁に係合することにより、軸受ホルダ８に固定されている。また、与圧付与部材９では、板バネ部９０が軸受７の側に切り起こされており、板バネ部９０は、貫通穴８０内の軸受７を回転軸５１に向けて付勢し、与圧を付与している。

（板バネ部９０の構成）
図３（ａ）ないし（ｃ）は、図１に示すステッピングモータの与圧付与部材を示す平面図、そのＩ−Ｉ′線で切断した部分の縦断面図、および板バネ部の断面図である。図１、図２および図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、与圧付与部材９は、金属板のプレス加工品であり、端板部９１の外周縁の４箇所からは、軸受ホルダ８の外周側面を回り込んで外周縁に形成されている係合凹部に係合する４つの係合爪９５が形成されている。

また、端板部９１の中央部分では、Ｕ字状の切断部により、軸受７が位置する側に板バネ部９０が斜めに切り起こされている。さらに、板バネ部９０は、長さ方向の途中部分で切り起こし方向に対して反対側に折り曲げられている。このため、板バネ部９０は、端板部９１に接続する根元部分９１０と、折り曲げにより形成された角部分９２０と、角部分９２０より先端側で半円形の平面形状をもった先端部分９３０とから構成され、本形態では、角部分９２０が軸受７の端面に当接している。ここで、根元部分９１０は端板部９１から斜めに直線的に切り起こされ、与圧付与部材９をモータ１に組み込む前の状態においれ、先端部分９３０は、根元部分９１０に対して約３０°の角度をなしている。

また、角部分９２０は、軸受７においてモータ軸線Ｌが通る部分を避けた位置に当接している。ここで、板バネ部９０は、根元部分９１０からみてモータ軸線Ｌより遠い位置で折り曲げられているため、角部分９２０は、モータ軸線Ｌに対して根元部分９１０と反対側に位置している。

（本形態の作用、主な効果）
図４を参照して、本形態のモータの作用、および効果を説明する。図４は、図１に示すステッピングモータにおいて、軸受が軸受ホルダの貫通穴内で傾いた様子を示す断面図である。

本形態のモータ１において、軸受７は樹脂成形品であり、貫通穴８０の内径寸法と軸受７の外形寸法との間には公差が設定されているとともに、成形時のひけなどに起因して軸受７の外形寸法がばらつき、貫通穴８０の内径寸法と軸受７の外形寸法との間には公差以上の隙間が発生している。但し、本形態において、板バネ部９０は、軸受７においてモータ軸線Ｌが通る部分を避けた領域で軸受７に当接し、付勢している。このため、軸受７は、貫通穴８０の内周面との間に発生している隙間寸法に応じた分だけ、モータ軸線Ｌに対して傾いた状態に保持される。このため、ロータ５が回転した際、貫通穴８０内で軸受７ががたつくことがないので、異音が発生しない。

また、軸受７は、貫通穴８０内で傾く際、鋼球７０を中心に回転するように傾くため、軸受７が傾いても、鋼球７０は変位せず、鋼球７０の中心軸線Ｌ７１は、モータ軸線Ｌと一致している。すなわち、軸受７が傾く前後において、モータ軸線Ｌは、位置がずれることも傾くこともないため、ロータ５が回転した際、回転軸５１が振れることがない。

また、本形態において、板バネ部９０は、途中部分で折り曲げることにより形成された角部分９２０が軸受７に当接しており、かかる角部分９２０には、エッジがなく、プレス成形する際にエッジに発生したバリやカエリもない。このため、板バネ部９０のエッジや、エッジに発生したバリやカエリが軸受７に食い込んで引っ掛かるような事態が発生しないため、板バネ部９０は、適正な与圧を軸受７に印加する。また、板バネ部９０のエッジや、エッジに発生したバリやカエリが軸受７に食い込んで引っ掛かるような事態が発生しないため、軸受７は、貫通穴８０内で傾くのを妨げられることがないので、軸受７を貫通穴８０内で好適な姿勢に保持することができる。すなわち、軸受７が貫通穴８０内で傾く際、板バネ部９０の軸受７に対する当接位置がずれることになるが、本形態では、角部分９２０が軸受７の端面に当接しているため、このようなずれがスムーズに起こるので、軸受７は、貫通穴８０内で傾くのを妨げられることがない。

特に本形態では、軸受７が樹脂製であるため、軸受７を成形する際のひけなどに起因して軸受７の外形寸法がばらつき、軸受７の外径寸法と貫通穴８０の内径寸法との間に大きな差が発生しやすいが、このような場合でも、本形態によれば、軸受７は、板バネ部９０に付勢されて貫通穴８０内で好適な姿勢に傾いた状態に保持されるため、軸受７は、貫通穴８０内でがたつくことがなく、異音が発生せず、回転軸５１が傾くこともない。また、軸受７が樹脂製である場合には、板バネ部９０のエッジや、エッジに形成されたバリやカエリが食い込みやすいが、本形態によれば、板バネ部９０の角部分９２０が軸受７に当接しているので、かかる食い込みが発生しない。それ故、樹脂成形品からなる軸受７を用いた場合でも、与圧を適正に印加できるとともに、軸受７のがたつきを確実に防止することができる。

また、本形態において、板バネ部９０は、根元部分９１０からみてモータ軸線Ｌより遠い位置で折り曲げられているため、角部分９２０は、モータ軸線Ｌに対して根元部分９１０と反対側に位置している。このため、板バネ部９０が長いので、切り起こしにより板バネ部９０を形成した場合でも、所定の弾性をもった板バネ部９０を形成することができる。

さらに、本形態において、与圧付与部材９では、Ｕ字状の切断部により、板バネ部９０を切り起こしたため、先端部分９３０の形状は半円形である。このため、板バネ部９０を折り曲げた際の歪が小さいので、角部分９２０を直線的に形成でき、角部分９２０全体で軸受７を押圧することができる。

（その他の実施の形態）
上記形態において、与圧付与部材９では、Ｕ字状の切断部により、板バネ部９０を切り起こしたため、先端部分９３０の形状は半円形であったが、図３（ｄ）に示すように、与圧付与部材９において、コ字状の切断部により、板バネ部９０を切り起こし、先端部分９３０を矩形の板バネ部９０に形成してもよい。この場合も、角部分にはＲを付しておくことが好ましい。

また、上記形態において、板バネ部９０は、根元部分９１０からみてモータ軸線Ｌより遠い位置で折り曲げられているため、角部分９２０は、モータ軸線Ｌに対して根元部分９１０と反対側に位置している構成であったが、板バネ部９０が、根元部分９１０からみてモータ軸線Ｌより近い位置で折り曲げられている構成を採用してもよい。

また、上記形態において、軸受７は、鋼球７０を介して回転軸５１の軸端５３を支持していたが、回転軸５１の軸端５３自身に球部が形成され、この球部を介して軸受７が回転軸５１を支持しているモータに本発明を適用してもよい。

なお、本発明は、ステッピングモータ以外のモータにも適用できることは勿論である。

本発明を適用したステッピングモータの縦断面図である。 図１に示すステッピングモータの要部を分解して示す分解斜視図である。 （ａ）ないし（ｄ）は、図１に示すステッピングモータの与圧付与部材を示す平面図、そのＩ−Ｉ′線で切断した部分の縦断面図、板バネ部の断面図、および板バネ部の変形例を示す説明図である。 図１に示すステッピングモータにおいて、軸受が軸受ホルダの貫通穴内で傾いた様子を示す断面図である。 従来のステッピングモータの要部を示す断面図である。

符号の説明

１ モータ
５ ロータ
７ 軸受
８ 軸受ホルダ
９ 与圧付与部材
４０ ステータ
５１ 回転軸
５３ 回転軸の軸端
７０ 鋼球
８０ 貫通穴
９０ 板バネ部
９１０ 根元部分
９２０ 角部分
９３０ 先端部分

Claims (5)

1. モータ軸線方向で開口するロータ配置穴を備えた筒状のステータと、前記ロータ配置穴に配置されたロータと、該ロータの回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、該軸受が装着された貫通穴を備えた軸受ホルダと、該軸受ホルダよりもさらに一方端側に配置され、前記軸受を前記回転軸に向けて付勢する板バネ部が前記軸受側に切り起こされた金属板からなる与圧付与部材とを有するモータにおいて、
   前記軸受は、前記回転軸の一方の軸端を、当該軸端との間に配置された球体、あるいは当該軸端に形成された球部を介して支持し、
   前記板バネ部は、長さ方向の途中部分を切り起こし方向に対して反対側に折り曲げることにより形成された角部分が前記軸受においてモータ軸線が通る部分を避けた位置で当接していることを特徴とするモータ。
2. 請求項１において、前記軸受は、樹脂製であることを特徴とするモータ。
3. 請求項１または２において、前記軸受は、前記貫通穴の内部においてモータ軸線に対して傾いた状態にあることを特徴とするモータ。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記板バネ部は、根元部分からみてモータ軸線より遠い位置で折り曲げられて、前記角部分は、前記モータ軸線に対して前記根元部分とは反対側に位置することを特徴とするモータ。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記板バネ部の先端側は、略半円形の平面形状を備えていることを特徴とするモータ。

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