JP2007252121A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの全長を短縮すると共に、回転軸と軸受間におけるタタキ音の発生を防止する。
【解決手段】本発明は、回転軸２１と、回転軸２１の一方の端部２２に固着された永久磁石２３を有するロータ２４と、ロータ２４の周りに配置されたステータ２５と、回転軸２１の一方の軸端１９を支持する軸受２６と、軸受２６をスラスト方向に移動可能に保持する軸受ホルダ２７と、軸受ホルダ２７の軸方向外側に設けられ、軸受２６を回転軸２１側に付勢する与圧付与部材２８とを備えたモータにおいて、永久磁石２３の一方の端部に、軸受２６及び軸受ホルダ２７を収容可能な凹部３１が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラのレンズ駆動用等として用いられるモータに関し、特に、スラスト方向に移動可能な軸受を備えた小型のモータに関する。

従来、デジタルカメラやビデオカメラのレンズ駆動等のため、小型のモータが使用されている。このモータとしては、スラスト方向に移動可能な軸受を備えているタイプのモータと、そのような軸受を備えていないタイプのモータとが知られている。

図２に示されているように、従来の前者のタイプのモータ１には、回転軸２に固着された永久磁石３を有するロータ４の周りにステータ５が配置されていると共に、ステータ５の金属製ケース６には軸受ホルダ７が軸方向外側に突出するように固定されている。この軸受ホルダ７には、軸受８が保持されており、この軸受８は、回転軸２の一方の軸端を支持するとともに、軸受８の軸方向外側に当接する付勢部材９によって回転軸２側に付勢されている。
（例えば、特許文献１参照）。

一方、図３に示されているように、従来の後者のタイプのモータ１１には、回転軸１２に固着された永久磁石１３に凹部１４が形成されており、この凹部１４には、回転軸１２の一方の端部の外周をラジアル方向に支持するラジアル軸受１５が収容されている。また回転軸１２は、回転軸１２の軸心に一致する位置において回転軸１２の一方の軸端に当接する板バネ１６により回転軸１２側に付勢されている。

（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１９１１５０号公報 特開２００４−１４０９２５号公報

しかしながら、上記した従来の前者のタイプのモータ１では、軸受ホルダ７がステータ５の軸方向外側に突出して配置されているため、モータ１の全長が長くなり、モータ１の小型化を図ることができない。そのため、軸受ホルダ７がモータ１をカメラ等の機器に搭載する際の障害となってしまい、特に小型化が要求される機器にはこのモータ１を搭載することができないといった問題がある。

また、モータ１の全長に占めるステータ５の大きさが相対的に小さくなるため、モータ１の体格に対する出力トルクが小さくなるといった問題がある。

一方、上記した従来の後者のタイプのモータ１１では、回転軸１２の軸端が板バネ１６により直接加圧されており、回転軸１２に対してラジアル方向の分力が発生しないため、回転軸１２のラジアル方向への挙動を抑止することができず、回転軸１２とラジアル軸受１５との間においてタタキ音が発生するといった問題がある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、モータの全長を短縮し、モータの全長に占めるステータ部分の大きさを大きくすることにより、モータの体格に対する出力トルクを大きくすると共に、回転軸をスラスト方向だけでなく、ラジアル方向にも加圧し、回転軸と軸受間におけるタタキ音の発生を防止することのできるモータを提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、回転軸と、該回転軸の一方の端部に固着された永久磁石を有するロータと、該ロータの周りに配置されたステータと、前記回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、該軸受をスラスト方向に移動可能に保持する軸受ホルダと、該軸受ホルダの軸方向外側に設けられ、前記軸受を前記回転軸側に付勢する与圧付与部材とを備えたモータにおいて、前記永久磁石の一方の端部に前記軸受及び軸受ホルダを収容可能な凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、モータの軸方向の長さを短縮することができるため、小型化が要求される実機にも搭載することができ、モータの用途の拡大化を図ることができると共に、これにより、モータの全長に占めるステータの大きさが小さくなることもないため、モータの体格に対する出力トルクを高く保持することができる。

そして、前記回転軸には、前記ステータから他方側に突出するように出力軸が形成されており、前記回転軸の一方の端部の外径は、前記出力軸の外径より細く形成されており、前記軸受の外径は、前記回転軸の一方の端部の外径に略等しく形成されているのが好ましい。このように構成すると、軸受の外径に対する軸受の軸方向の長さの割合を大きく設定することができるため、例え、与圧付与部材が回転軸の軸心から大きく外れた位置において軸受を加圧したとしても、回転軸の軸心に対する軸受の軸心の傾斜角度を小さく抑えることができ、回転軸を振動させることなく安定して支持することができる。

また、前記軸受は、樹脂材で形成されているとともに、前記軸受ホルダとは異なる材料が含有していることが好ましい。このように構成することにより、軸受の強度を高めることができるので、軸受が軸受ホルダ内をスラスト方向にスライド移動することによる磨耗や変形を防ぐことができる。

さらに、前記永久磁石は、圧縮成形又は射出成形で形成された希土類磁石から構成されているのが好ましい。このように構成すると、所要の磁気性能を保持しつつ、永久磁石の周方向の厚みを薄くすることができる。

さらにまた、前記凹部の深さは、前記永久磁石の軸方向の長さの１／４〜３／４であるのが好ましい。
さらに、前記与圧付与部材は、前記軸受の軸方向外側において前記回転軸の軸心から外れた位置に当接する板バネ部を備えているのが好ましい。このように構成すると、回転軸をスラスト方向に加圧することができると共に、この加圧力の分力によりラジアル方向にも加圧することができるため、回転軸のラジアル方向への振動を防止することができ、回転軸と軸受間におけるタタキ音の発生を防止することができる。

さらに、前記軸受は、前記回転軸の一方の軸端との間に介装された球体又は前記軸端に形成された凸曲面部を介して、前記回転軸の一方の軸端を支持していてもよい。

本発明によれば、モータの軸方向の長さを短縮することができるため、小型化が要求される実機にも搭載することができ、モータの用途の拡大化を図ることができると共に、これにより、モータの全長に占めるステータ部分の大きさが小さくなることもないため、モータの体格に対する出力トルクを高く保持することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係るモータを示す断面図である。なお、以下の説明では、本発明をステッピングモータに適用した場合について例示して説明する。
（全体構成）
本実施の形態に係るステッピングモータ２０は、図１に示されているように、回転軸２１と、回転軸２１の一方の端部２２の周りに固着された永久磁石２３を有するロータ２４と、ロータ２４の周りに配置されたステータ２５と、回転軸２１の一方の軸端１９を支持するスライド軸受２６と、スライド軸受２６をスラスト方向に移動可能に保持する軸受ホルダ２７と、軸受ホルダ２７の軸方向外側に設けられる与圧付与部材２８とを備えている。

回転軸２１には、スタータ２５から他方側に突出する出力軸２９が形成されており、出力軸２９の外周にはリードスクリューが形成されている。このリードスクリューには、搭載する実機におけるヘッド部材のネジ部（図示省略）が螺合されており、出力軸２９が回転することによって、ヘッド部材のネジ部が軸方向に対して図１における左右方向に移動可能となっている。また、回転軸２１の一方の端部２２の外径は、出力軸２９の外径より細くなっている。また、回転軸２１には、一方の端部２２の軸端に凹錐面を有する凹部３０が形成されていると共に、出力軸２９の軸端１８は、凸曲面に形成されている。

永久磁石２３は、圧縮成形又は射出成形で形成された、ネオジム（英語名：neodymium）等の希土類磁石により構成されており、永久磁石２３の一方の端部２２には、スライド軸受２６及び軸受ホルダ２７を収容可能な凹部３１が形成されている。また、永久磁石２３の他方の端部１７にも、凹部が形成されており、この凹部が回転軸２１の一方の端部２２と永久磁石２３との接着剤溜り部となっている。また、凹部３１の深さは、永久磁石２３の軸方向の長さの１／４〜３／４であることが好ましく、凹部３１の最も好ましい深さは、永久磁石２３の軸方向の長さの１／２程度である。

ステータ２５は、２組の金属製のステータコア３２，３３を軸方向に重ねて配置した構成を有しており、各ステータコア３２，３３は、それぞれ、軸方向外側に配置される外ステータコア３４，３５と、互いに隣接して配置される内ステータコア３６，３７とから構成されている。これらの外ステータコア３４，３５及び内ステータコア３６，３７は、磁性金属部材により形成されており、内周側にはロータ２４の永久磁石２３の外周面に対向するように複数の極歯３８，３９が起立形成されているまた、各外ステータコア３４，３５及び内ステータコア３６，３７には、それぞれ、コイル４０，４１が巻回された樹脂製のコイルボビン４２，４３が設けられており、コイルボビン４２の内周面では、外ステータコア３４と内ステータコア３６に形成された極歯３８が周方向に噛み合うように並んだ状態で配置されている。また、同様にコイルボビン４３の内周面では、外ステータコア３５と内ステータコア３７に形成された極歯３９が、周方向に噛み合うように並んだ状態で配置されている。

外ステータコア３５の端面には、コの字状に折曲された金属製のフレーム４４が固着されており、回転軸２１は、このフレーム４４の他方端部側の屈曲部分４５に嵌着されたスラスト軸受４６により出力軸２９の他方の軸端が回転可能に支持されている。また、外ステータコア３４の端面には、回転軸２１の一方の端部の軸端１９を回転可能に支持するスライド軸受２６を保持する軸受ホルダ２７が配置されている。

また、回転軸２１の一方の端部２２の軸端１９を支持するスライド軸受２６は、樹脂材で形成されており、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などの樹脂から形成されている。さらに、樹脂材には、ガラス繊維や炭素繊維、チタン酸カリウム繊維を配合した複合材料（Potassium Titanate Compound）など、樹脂材と異なる材料が含有されている。このような材質からなるスライド軸受２６は、強度を高めることができるので、スライド軸受２６が軸受ホルダ２７内をスラスト方向にスライド移動することによる磨耗や変形を防ぐことができる。また、スライド軸受２６は回転軸２１の一方の端部２２の外径に略等しい外径を有する円筒形状を成しており、その軸方向内側には、凹錐面を有する凹部４７が形成されている。そして、この凹部４７と回転軸２１の一方の端部２２の軸端に形成された凹部３０との間には球体からなる鋼球４８が介装されており、このようにして回転軸２１はスライド軸受２６に支持されている。なお、この場合、特に図示しないが、スライド軸受２６の外周には周方向への回り止め用の突部が形成されていてもよい。

軸受ホルダ２７は、スライド軸受２６の外周を保持するように円筒状に形成されたホルダ部４９と、このホルダ部４９の軸方向外側部分から周方向外側に延出して扁平な環状に形成された固定部５０とから構成されており、ホルダ部４９は、スライド軸受２６を保持した状態で永久磁石２３の凹部３１に収容可能となっている。さらに、固定部５０に形成された段部５２を位置決め部として外ステータコア３４の端部に固定するので、軸受ホルダ２７を精度良く組み付けることができる。また、軸受ホルダ２７は、樹脂材で形成されており、スライド軸受２６と同様にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などの樹脂から形成されている。また、熱膨張によりスライド軸受２６の外周との間に隙間が生じるのを防止するために、スライド軸受２６と同一の熱膨張係数を有する樹脂材から形成されていることが好ましい。
なお、スライド軸受２６の外周が軸受ホルダ２７のホルダ部４９の内周に付着するのを防止するためには、スライド軸受２６には、軸受ホルダ２７と異なる材料、すなわち上述したガラス繊維や炭素繊維などからなる材料が樹脂材に含有されていることが好ましい。

与圧付与部材２８は、金属板から成り、軸受ホルダ２７の外面を覆うように略円板状に形成されている。そして、与圧付与部材２８の外周縁部には、４つの爪部（図示省略）が形成されており、該各爪部が一方の外ステータコア３４の外周縁部に係止し、軸受ホルダ２７の固定部５０が与圧付与部材２８と一方の外ステータコア３４の端部との間に挟持されることにより、軸受ホルダ２７がステータ２５に固定されるようになっている。また、与圧付与部材２８の略中央部は、スライド軸受２６側に切り起こされる板バネ部５１が形成されており、この板バネ部５１は、回転軸２１の軸心から外れた位置においてスライド軸受２６の軸方向外側に当接するようになっている。なお、本実施の形態において、板バネ部５１は直線状に形成されているが、板バネ部５１の先端部分の途中で切り起こし方向に対して反対方向に折り曲げられ、この折り曲げられた部分がスライド軸受２６の軸方向外側に当接するようにしてもよい。

（本形態の主な効果）
このように上記した実施の形態に係るモータ２０では、スライド軸受２６と軸受ホルダ２７のホルダ部４９とが永久磁石２３の凹部３１に収容されるようになっているため、モータの軸方向の長さを短縮することができる。したがって、上記実施の形態に係るモータ２０は、小型化が要求される機器にも搭載することができ、モータの用途の拡大化を図ることができる。また、これにより、モータの全長に占めるステータの大きさが小さくなることもないため、モータの体格に対する出力トルクを高く保持することができる。

さらに、上記した実施の形態に係るモータ２０では、回転軸２１の軸心を外した位置においてスライド軸受２６を板バネ部５１が加圧することにより、回転軸２１をスラスト方向に加圧することができると共に、この加圧力の分力によりラジアル方向にも加圧することができる。したがって、回転軸２１のラジアル方向への挙動を防止することができ、回転軸２１とスライド軸受２６間におけるタタキ音の発生を防止することができる。

さらにまた、スライド軸受２６の外径は、回転軸２１の一方の端部２２の外径に略等しくなるように細く形成されており、また、永久磁石２３の凹部３１の深さが、永久磁石２３の軸方向の長さの１／４〜３／４の範囲に設定されているため、スライド軸受２６の外径に対するスライド軸受２６の軸方向の長さの割合を大きく設定することができる。そのため、例え、板バネ部５１が回転軸２１の軸心から大きく外れた位置においてスライド軸受２６を加圧したとしても、回転軸２１の軸心に対するスライド軸受２６の軸心の傾斜角度を小さく抑えることができるため、回転軸２１は振動することなく安定して支持されるようになる。

また、軸受ホルダ２７は、樹脂製であって、その固定部５０が与圧付与部材２８と一方の外ステータコア３４との間に挟持されることによってステータ２５に固定されるようになっているため、組立てや製造工程が簡略化され、製造コストの低減化を図ることができる。
（他の実施の形態）
なお、上記した実施の形態において、回転軸２１は鋼球４８を介してスライド軸受２６に支持されるようになっているが、これは単なる例示に過ぎず、回転軸２１の一方の端部２２の軸端１９を凸曲面状に形成し、直接、スライド軸受２６の凹部４７に嵌合するように構成することもできる。

また、ガラス繊維や炭素繊維は、針状結晶（ひげ結晶）からなるガラス繊維、炭素繊維であってもよい。

また、上記した実施の形態では、本発明をステッピングモータに適用した場合について説明したが、本発明は、ステッピングモータ以外のモータにも適用可能であることは言う迄もない。

本発明の実施の形態に係るモータを示す断面図である。 従来例を示す断面図である。 他の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１９ 一方の軸端
２０ モータ
２１ 回転軸
２２ 一方の端部
２３ 永久磁石
２４ ロータ
２５ ステータ
２６ 軸受
２７ 軸受ホルダ
２８ 与圧付与部材
２９ 出力軸
３１ 凹部
４８ 球体（鋼球）
５１ 板バネ部

Claims (7)

1. 回転軸と、該回転軸の一方の端部に固着された永久磁石を有するロータと、該ロータの周りに配置されたステータと、前記回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、該軸受をスラスト方向に移動可能に保持する軸受ホルダと、該軸受ホルダの軸方向外側に設けられ、前記軸受を前記回転軸側に付勢する与圧付与部材とを備えたモータにおいて、
   前記永久磁石の一方の端部に前記軸受及び軸受ホルダを収容可能な凹部が形成されていることを特徴とするモータ。
2. 前記回転軸には、前記ステータから他方側に突出するように出力軸が形成されており、前記回転軸の一方の端部の外径は、前記出力軸の外径より細く形成されており、前記軸受の外径は、前記回転軸の一方の端部の外径に略等しく形成されている請求項１に記載のモータ。
3. 前記軸受は、樹脂材で形成されているとともに、前記軸受ホルダと異なる材料が含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記永久磁石は、圧縮成形又は射出成形で形成された希土類磁石から構成されている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のモータ。
5. 前記凹部の深さは、前記永久磁石の軸方向の長さの１／４〜３／４である請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のモータ。
6. 前記与圧付与部材は、前記軸受の軸方向外側において前記回転軸の軸心から外れた位置に当接する板バネ部を備えている請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のモータ。
7. 前記軸受は、前記回転軸の一方の軸端との間に介装された球体又は前記軸端に形成された凸曲面部を介して、前記回転軸の一方の軸端を支持している請求項１〜７のいずれか１の請求項に記載のモータ。

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