JP2009124868A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、回転軸に対する出力軸の相対位置の精度を向上させたモータ装置を提供すること。
【解決手段】モータフレーム５０の反出力側支持部５０１には、回転軸１４を挿通させる第一貫通孔５０１ａが形成され、該第一貫通孔５０１ａには前記回転軸１４を回転可能に支持する第一軸受３８１が保持されていると共に、出力軸３０の反出力側を回転可能に支持する第二軸受３８２を保持する第二貫通孔５０１ｂが形成されていることを特徴とするモータ装置１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置に関し、更に詳しくは、モータ本体に備えられた回転軸と、この回転軸の回転動力が伝達される出力軸とを備えたモータ装置に関するものである。

一般的なモータは、回転軸を備えたロータが、その外周側に配置された駆動コイルから磁力を受けて回転駆動するように構成されている。通常、この回転軸は、駆動対象物に回転動力を伝達する出力軸としても働く。これに対し、駆動対象物を高精度に駆動させたい場合など、出力軸の傾きやがたつきを極力抑えることが必要な場合には、回転軸とは別に出力軸を備えたモータ装置が使用される。このようなモータ装置では、回転軸の回転動力は、歯車などを介して出力軸に伝達されるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２１５３９５号公報

しかしながら、このようなモータ装置では、回転軸を支持するフレームと、出力軸を支持するフレームが別であるため、モータ装置のコストダウンの弊害となるという問題がある。さらには、回転軸と出力軸との距離にばらつきが生じるため、それぞれに固定された歯車間に十分な遊び（バックラッシ）を確保することができず、歯車の噛み合いがきつくなり、スムーズな回転が妨げられてしまうという場合がある。これとは逆に、歯車間の遊びが大きくなり過ぎ、ギヤのがたつきによって騒音や振動が発生したり、出力軸の回転量の制御精度（駆動対象物の制御精度）が低下してしまうという場合がある。

上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、低コストで、回転軸に対する出力軸の相対位置の精度を向上させたモータ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係るモータ装置は、ステータ部および該ステータ部から延びた回転軸を備えたモータ本体と、リードスクリュー部を備えた出力軸と、前記ステータ部と前記出力軸の反出力側を支持する反出力側支持部および該反出力側支持部と対向するように配置されて前記出力軸の出力側を支持する出力側支持部とを備えたモータフレームとを有し、前記回転軸と前記出力軸は前記回転軸の駆動力を伝達する歯車部により連結されているモータ装置において、前記反出力側支持部には、前記回転軸を挿通させる第一貫通孔が形成され、該第一貫通孔には、前記回転軸を回転可能に支持する第一軸受が保持されていると共に、前記出力軸の反出力側を回転可能に支持する第二軸受を保持する第二貫通孔が形成されていることを要旨とするものである。

本発明に係るモータ装置によれば、回転軸の出力側を支持する第一軸受と、出力軸の反出力側を支持する第二軸受のいずれもがモータフレームが備える反出力側支持部に保持されているため、回転軸に対する出力軸の相対位置の精度が大幅に向上し、モータ装置駆動中における騒音や振動の低減、出力軸の回転量制御の精度向上につながる。

この場合、前記反出力側支持部と前記出力側支持部は、いずれも同一の底板部から起立形成されていると共に、いずれか一方の支持部には、前記出力軸を軸線方向に付勢する付勢部材が取り付けられていればさらに好適である。このような構成とすれば、回転軸及び出力軸が一つのモータフレームによって支持されることとなるため、部品点数の削減、組立工程の簡素化によるモータ装置のコストダウンにつながる。また、付勢部材により、出力軸を安定した状態でモータフレームに支持することができる。その結果、出力軸の傾きやがたつきがなくなり、駆動対象物をスムーズに動作させることができる。

さらに、前記出力側支持部には、前記第二貫通孔と対向する位置に前記出力軸の出力側を支持する第三軸受を保持する第三貫通孔が形成されており、前記反出力側支持部と前記出力側支持部のうち付勢部材が取り付けられた前記一方の支持部には、当該支持部の先端から当該貫通孔に到るスリット部が形成されていれば好適である。このような構成とすることで、従来であれば出力軸はモータフレームの出力側支持部と反出力側支持部との距離よりも大きく形成されているため、出力軸あるいはモータフレームを弾性変形させなければ出力軸を取り付けることができなかったところ、出力側支持部もしくは反出力側支持部に設けられたスリット部を通すことにより、簡単に取り付けることができる。

また、前記歯車部は、前記回転軸に固定された金属製の第一歯車と前記出力軸に固定された樹脂製の第二歯車とから構成されていることが好ましい。このように、噛合する歯車を異種材料により構成することで、両者の間の摩擦係数が小さくなるため、歯車の摩耗の進行が抑えられ、モータ装置の高寿命化につながる。

さらに、前記第二軸受と前記第三軸受のうち、前記付勢部材が取り付けられた側の軸受は、出力軸をラジアル方向で支持するラジアル軸受であり、他方の軸受は、前記出力軸をラジアル方向で支持すると共に前記出力軸の軸端面を当接させて支持する軸受であれば好適である。このように構成すれば、上記他方の軸受により、出力軸のラジアル方向への動きが規制されることで出力軸の傾きが防止できる。さらに、出力軸は、上記他方の軸受と付勢部材との間に一定の圧力が負荷された状態で挟まれることとなるため、出力軸のがたつきを抑えたモータ装置とすることができる。

また、前記モータ本体はステッピングモータであればよい。これにより、出力軸の回転量の制御が容易になり、駆動対象物を高精度に駆動させることができる。

本発明に係るモータ装置によれば、回転軸の出力側を支持する第一軸受と、出力軸の反出力側を支持する第二軸受のいずれもがモータフレームが備える反出力側支持部に保持されているため、回転軸に対する出力軸の相対位置の精度を大幅に向上させ、モータ装置駆動中における騒音や振動の低減、出力軸の回転量制御の精度向上につながる。また、回転軸及び出力軸が一つのモータフレームによって支持されることとなるため、部品点数の削減、組立工程の簡素化によるモータ装置のコストダウンにつながる。

以下に、本発明に係るモータ装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るモータ装置１の構成を説明するための図である。ここで図１（ａ）は、モータ装置１の上面図（一部断面図）、図１（ｂ）は、モータ装置１の短手方向における反出力側の側面図である。図２は、モータ本体１０の拡大図である。

本実施形態に係るモータ装置１は、回転軸１４を備えたモータ本体１０と、リードスクリュー３０ａが形成された出力軸３０と、回転軸１４および出力軸３０が回転可能に支持されるモータフレーム５０と、回転軸１４の回転動力を出力軸３０に伝達する歯車部６０とから構成される。

モータ本体１０は、一般的なステッピングモータの構成を備えている。具体的には、回転軸１４を備えたロータ１２と、ステータ２０とから構成される。

ロータ１２は、回転軸１４と永久磁石１６とから構成される。具体的には、回転軸１４の反出力側の外周面に、Ｎ極とＳ極とが周方向で交互に着磁された永久磁石１６が固定されることで構成されている。この回転軸１４は、出力側がモータフレーム５０に支持された第一軸受３８１によってラジアル方向に支持され、反出力側が側板３６に固定された反出力側軸受３９によってラジアル方向に支持されている。また、出力側の軸端には、第一歯車６０１が固定されている。この第一歯車６０１は、後述するモータフレーム５０の反出力側支持部５０１と出力側支持部５０２の間に位置する。

ステータ２０は、永久磁石１６に対して外周側で対向する位置に、回転軸１４の軸線方向に重ねて配置された第一ステータ組２０１および第二ステータ組２０２により構成されている。

第一および第二ステータ組２０１，２０２は、図２に示すように、各々、内ステータコア２４１，２４２と、駆動コイル２６１，２６２が巻回されたコイルボビン２８１，２８２と、コイルボビン２８１，２８２を内ステータコア２４１，２４２との間に挟む外ステータコア２５１，２５２とから構成されている。

内ステータコア２４１，２４２と外ステータコア２５１，２５２のそれぞれには、その内周縁に等間隔で軸線方向に起立形成された極歯２９が複数本、形成されている。コイルボビン２８１，２８２の内周側には、内ステータコア２４１と外ステータコア２５１、内ステータコア２４２と外ステータコア２５２のそれぞれに形成された複数の極歯２９が交互に入り組むように形成されている。したがって、本実施形態では、第一ステータ組２０１の内ステータコア２４１と外ステータコア２５１における各極歯２９の外周には、コイルボビン２８１を介して円環状の駆動コイル２６１が配置されている。同様に第二ステータ組２０２の内ステータコア２４２と外ステータコア２５２における各極歯２９の外周には、コイルボビン２８２を介して円環状の駆動コイル２６２が配置されている。これら駆動コイル２６１，２６２の表面全体には、絶縁膜が形成されている。

また、外ステータコア２５１，２５２の外周縁は、折り曲げられて駆動コイル２６１，２６２の外周を覆うように起立形成されており、それぞれがモータケースとして機能している。以下、この外ステータコア２５１，２５２を覆う部分をそれぞれ第一モータケース２９１、第二モータケース２９２とする。これら第一モータケース２９１および第二モータケース２９２は、絞り加工により円筒形状に形成されている。また、第一モータケース２９１および第二モータケース２９２の側壁面には、所定の大きさに切り欠かれた開口部３２が形成されている。

内ステータコア２４１，２４２の外周縁には、給電のための端子ピン４０ａ〜４０ｄが設けられた端子台３４が固定されている。この端子台３４は、内ステータコア２４１の外周縁にインサート成形や圧入等により固定されている。このように構成される端子台３４は、第一モータケース２９１および第二モータケース２９２の側面に形成された上述の開口部３２より突出した状態で位置している。また、端子ピン４０ａ〜４０ｄには、駆動コイル２６１，２６２の巻線端末が絡げられている。

また、外ステータコア２５２の反出力側端面には、側板３６が固定されている。この側板３６には、回転軸１４の反出力側軸端１２３をラジアル方向に支持するラジアル軸受としての反出力側軸受３９が圧入等の手段により固定されている。

出力軸３０は、駆動対象物を動作させるための軸であり、その外周面には駆動対象物と連結するためのリードスクリュー３０ａが形成されている。また、出力軸３０は、その軸端（反出力側を反出力側軸端３０１といい、出力側を出力側軸端３０２という。）が、後述する第二軸受３８２および第三軸受３８３に支持されている。さらに、リードスクリュー３０ａが形成された部分と、反出力側軸端３０１との間には、第二歯車６０２が固定されている。

モータフレーム５０は、金属板の両端が直角に折り曲げられて形成された部材である。ここで、底板部５０ａの反出力側において起立形成された部分を反出力側支持部５０１、出力側において起立形成された部分を出力側支持部５０２という。図１（ａ）から分かるように、本実施形態では、反出力側支持部５０１は、底板部５０ａの反出力側側縁の全体から起立形成されている。一方、出力側支持部５０２は、底板部５０ａの出力側側縁の一部から起立形成されている。

反出力側支持部５０１には、第一貫通孔５０１ａおよび第二貫通孔５０１ｂが形成されている。この第一貫通孔５０１ａと、第二貫通孔５０１ｂとの間には、溝５０１ｃが形成されている。この溝５０１ｃは、後述する付勢部材７０を形成する金属板の板厚よりも大きく形成されている。また、溝５０１ｃと、反出力側支持部５０１の側縁（モータ本体１０から遠い方の側縁）との距離ｄは、付勢部材７０が取付可能な寸法となるよう形成されている。

第一貫通孔５０１ａには、上述した回転軸１４の出力側を支持する第一軸受３８１が圧入等の手段により取り付けられている。具体的には、第一軸受３８１の本体部３８１ａが第一貫通孔５０１ａに挿通され、フランジ部３８１ｂが第一貫通孔５０１ａの周縁と係合することにより取り付けられている。この第一軸受３８１は、回転軸１４をラジアル方向で支持するいわゆるラジアル軸受である。

また、第二貫通孔５０１ｂには、出力軸３０の反出力側軸端３０１を支持する第二軸受３８２が付勢部材７０を用いて取り付けられている。この取付構造および取付方法の詳細については後述する。第二軸受３８２は、出力軸３０をラジアル方向で支持するいわゆるラジアル軸受であり、円筒状の本体部３８２ａおよびフランジ部３８２ｂから構成される。

第二軸受３８２を取り付けるための付勢部材７０は、弾性変形可能なステンレス等の薄い金属板により形成されたプレス加工品である。図３は、付勢部材７０の外観図（図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は長手方向の側面図、図３（ｃ）は下面図、図３（ｄ）は短手方向の側面図）である。図３に示されるように、付勢部材７０は、底面部７２、側板部７４１，７４２、フック部７６１，７６２、およびストッパ部７８とから構成される。

底面部７２は、付勢部材７０のベースとなる部分である。その中央には、出力軸３０を反出力側に付勢するためのバネ部７２１が形成されている。このバネ部７２１は、後述する付勢部材７０の装着方向（図３（ａ）における左方向）における後側に先端部７２１ａが、前側に基端部７２１ｂが位置するようにフック部７６１，７６２側に向けて起立形成されている。

側板部７４１，７４２は、底面部７２の長手方向における側端から直角に屈曲した部分であり、互いに対向して平行に位置している。この側板部７４１，７４２の間隔は、上述したモータフレーム５０の反出力側支持部５０１の側縁と溝５０１ｃとの距離ｄより若干大きく形成されている。

フック部７６１，７６２は、側板部７４１，７４２のそれぞれから内向きに屈曲した部分である。図３（ｃ）から分かるように、その端部は、曲線形状に形成されている。具体的には、基端部７２１ｂ付近には、フック部７６１，７６２同士の間隔を小さくする凸部７６１ａ，７６２ａが形成されている。また、凸部７６１ａ，７６２ａからストッパ部７８側にかけては、なだらかな湾曲形状に形成されている。この部分を湾曲部７６１ｂ，７６２ｂという。また、凸部７６１ａ，７６２ａから後述する開放端７９側にかけては、フック部７６１，７６２同士の間隔が徐々に大きくなるテーパ形状に形成されており、フック部７６１，７６２の角部Ｃは、共にＲ形状に形成されている。

ここで、凸部７６１ａ，７６２ａ同士の間隔は、第二軸受３８２の本体部３８２ａの直径寸法よりも小さくなるように設定されている。また、湾曲部７６１ｂ，７６２ｂは、その間に本体部３８２ａが嵌り込むことができような湾曲形状に形成されている。

また、図３（ｄ）から分かるように、フック部７６１，７６２は、側板部７４１，７４２から底面部７２側に垂直よりやや深く曲げられており、側板部７４１，７４２とフック部７６１，７６２がなす角θ１が、鋭角になるよう形成されている。

ストッパ部７８は、底面部７２の長手方向における一方の側端（バネ部７２１の先端部７２１ａ側の側端）から直角に屈曲した部分である。なお、底面部７２の他方の側端には、何も形成されておらず、図３（ｂ）から分かるように、大きく開口している（この他方の側端を開放端７９という。）。ストッパ部７８は、付勢部材７０をモータフレーム５０の反出力側支持部５０１に取り付ける際に、位置決め用のストッパとして働く。

このように構成される付勢部材７０を用いた第二軸受３８２の取付手順（取付構造）ついて、図４および図５を参照して以下具体的に説明する。図４（ａ）および図５（ａ）は、モータ装置１の短手方向の側面図であり、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、モータ装置１の長手方向の側面図において反出力側支持部５０１を拡大した拡大断面図である。

まず、図４に示すように、モータフレーム５０の反出力側支持部５０１の第二貫通孔５０１ｂに、出力軸３０を反出力側支持部５０１の先端側から挿通する。ここで、反出力側支持部５０１の先端には、第二貫通孔５０１ｂまで通じるスリット部５０１ｄが形成されているため、このスリット部５０１ｄに出力軸３０の反出力側軸端３０１を通過させることで、容易に出力軸３０を所定の位置に取り付けることができる。つまり、従来型のモータ装置では、出力軸３０は、第二歯車６０２を備えているため、第二貫通孔５０１ｂや第三貫通孔５０２ａを挿通して取り付けることができない。また、出力軸３０がモータフレーム５０の反出力側支持部５０１と出力側支持部５０２との距離よりも大きく形成されていることから、出力軸３０あるいはモータフレーム５０を弾性変形させなければ出力軸３０を取り付けることができない。これに対し、本実施形態では、反出力側支持部５０１に設けられたスリット部５０１ｄを通すことにより、出力軸３０を簡単に取り付けることが可能となる。

そして、第二貫通孔５０１ｂに、第二軸受３８２の本体部３８２ａを挿通する。これと同時に、第二軸受３８２の軸受孔３８２ｃに出力軸３０の反出力側軸端３０１を挿通する。これにより、第二軸受３８２は、フランジ部３８２ｂを反出力側支持部５０１の出力側に、本体部３８２ａの一部を反出力側に突出させた状態で、第二貫通孔５０１ｂ内に保持される。この時、図４（ｂ）から分かるように、出力軸３０の反出力側軸端３０１は、フランジ部３８２ｂの出力側端面より突出することはないが、フランジ部３８２ｂの中央に形成された窪み３８２ｄの底面より突出した状態となる。

次いで、図５に示すように、付勢部材７０を、開放端７９側から反出力側支持部５０１に差し込む。具体的には、付勢部材７０を、反出力側支持部５０１の側縁と溝５０１ｃに、反出力側支持部５０１の先端側から出力軸３０と直交する方向（ラジアル方向）にスライドさせながら差し込む。本実施形態では、フック部７６１，７６２の開放端７９側の角部ＣがＲ形状に形成されているため、付勢部材７０をスムーズに進入させることができる。

そして、反出力側支持部５０１の先端とストッパ部７８が当接する位置まで付勢部材７０をスライドする。すると、図６（図５（ｂ）におけるＡ矢視図）に示すように、フック部７６１，７６２が弾性変形することによって、反出力側支持部５０１の反出力側から突出した第二軸受３８２の本体部３８２ａが凸部７６１ａ，７６２ａの間を通過し、湾曲部７６１ｂ，７６２ｂの間に嵌り込む。これにより、付勢部材７０は、第二軸受３８２を基準として所定の位置に位置決めされることとなる。

この時、バネ部７２１は、窪み３８２ｄの底面より突出した出力軸３０の反出力側軸端３０１に当接した状態で位置するため、出力軸３０がバネ部７２１により直接、反出力側から出力側方向に付勢された状態となる。これにより、第二軸受３８２の固定および付勢部材７０の取付が完了する。

なお、フランジ部３８２ｂに形成される窪み３８２ｄの形状は、バネ部７２１が窪み３８２ｄに入り込み、出力軸３０を直接付勢できる形状であればよい。ただし、本実施形態のように、窪み３８２ｄの形状を断面テーパ形状に形成することで、付勢部材７０を装着する際、弾性変形が解除されたバネ部７２１が出力軸３０に強く当たり、バネ部７２１が変形してしまうのを防止することができる。

このように、出力軸３０を反出力側に付勢するための付勢部材７０は、第二軸受３８２の本体部３８２ａに湾曲部７６１ｂ，７６２ｂが係合することにより、所定の位置に位置決めされる。つまり、従来型のモータのように、モータフレーム５０（反出力側支持部５０１）を基準として位置決め固定されるものでないから、出力軸３０と付勢部材７０の相対位置の位置ずれが発生しにくく、付勢部材７０のバネ部７２１による与圧位置が、出力軸３０の軸線上から大きくずれてしまうことがない。ゆえに、与圧位置の中心からのずれによる出力軸３０への付勢方向の傾きや、与圧不足による出力軸３０のがたつきの発生を抑えることができる。

また、出力軸３０は、付勢部材７０のバネ部７２１が反出力側軸端３０１に当接することにより反出力側に付勢されている。つまり、第二軸受３８２のフランジ部３８２ｂに形成された窪み３８２ｄにより、バネ部７２１によって直接出力軸３０が付勢されるため、出力軸３０のがたつきや傾き等がさらに抑えられる。

また、付勢部材７０を取り付けると、第二軸受３８２のフランジ部３８２ｂおよび反出力側支持部５０１は、付勢部材７０の底面部７２とフック部７６１，７６２の間に挟み込まれる。ここで、上述のように、フック部７６１，７６２は、側板部７４１，７４２から底面部７２に側に鋭角に屈曲させることで形成されている。したがって、図７（ａ）に示すように、フック部７６１，７６２が板バネとなって働いた状態で、底面部７２とフック７６１，７６２との間に反出力側支持部５０１、フランジ部３８２ｂが挟み込まれるため、付勢部材７０および第二軸受３８２がより強固に固定されることとなる。ゆえに、このような構造とすることで、付勢部材７０や第二軸受３８２の脱落や、がたつき等の発生を抑えることができる。また、このような方法で第二軸受３８２がモータフレーム５０の反出力側支持部５０１に固定されるから、第二軸受３８２は、第二貫通孔５０１ｂに圧入される必要がない。つまり、本実施形態によれば、圧入により第二軸受３８２が変形してしまうことがないため、出力軸３０を精度よく支持することができる。

なお、付勢部材７０における側板部７４１，７４２が、底面部７２から内側に鋭角に屈曲させることにより形成されていれば、付勢部材７０および第二軸受３８２がさらに強固に固定される。すなわち、図７（ｂ）に示されるように、フック部７６１，７６２のみならず、側板部７４１，７４２が板バネとなって働いた状態で、底面部７２とフック７６１，７６２との間に反出力側支持部５０１、フランジ部３８２ｂが挟み込まれるため、付勢部材７０および第二軸受３８２がより強固に固定されることとなる。

さらに、付勢部材７０にはストッパ部７８が形成されているため、付勢部材７０をスライド装着させる組付作業の効率が向上する。また、付勢部材７０の位置決め精度が向上すると共に、付勢部材７０の取付状態を安定したものとすることができる。また、付勢部材７０を反出力側支持部５０１の先端からスライド装着させることができるような構成とすることで、例えば付勢部材７０を出力軸３０の軸線方向から装着する場合のように、モータフレーム５０（反出力側支持部５０１）に曲げ荷重が負荷され、モータフレーム５０の形状が大きく変形してしまうといったおそれが低減される。

また、上述のように、バネ部７２１は、付勢部材７０の装着方向における後側に先端部７２１ａが位置し、前側に基端部７２１ｂが位置するように起立形成されている。そのため、付勢部材７０をスライド装着する際に、底面部７２から切り起こされているバネ部７２１の先端部７２１ａが第二軸受３８２に引っ掛かることがなく、付勢部材７０の装着作業の作業性が良好なものとなる。また、バネ部７２１が第二軸受３８２に引っ掛かることにより変形してしまい、出力軸３０に対する与圧が不足してしまうのを防止することができる。

このように第二軸受３８２が取り付けられる反出力側支持部５０１に対し、出力側支持部５０２には、第三貫通孔５０２ａが形成されている。第三貫通孔５０２ａには、出力軸３０の出力側軸端３０２を支持する第三軸受３８３が圧入等の手段により取り付けられている。この第三軸受３８３は、第二軸受３８２と共に、その中心が出力軸３０の軸線上に位置するよう取り付けられている。

図８に出力側支持部５０２に取り付けられた第三軸受３８３の拡大図を示す。第三軸受３８３には、出力軸３０をラジアル方向で支持すると共に、その底面３８３ａに出力軸３０の出力側軸端面３０２ａを当接させて支持する軸受が用いられる。このように、出力軸３０の軸線方向への荷重を受けることができる軸受を用いることにより、出力軸３０は、付勢部材７０のバネ部７２１により一定の圧力が負荷された状態で第三の軸受３８３と付勢部材７０との間に挟まれて支持されることとなる。その結果、出力軸３０のがたつきが抑えられ、モータ装置１のトルクロス、騒音等を低減させることができる。

このような構成の軸受（第一〜第三軸受３８１〜３８３）が取り付けられるモータフレーム５０は、反出力側支持部５０１が外ステータコア２５１にスポット溶接されることによってステータ２０に固定されている。

また、歯車部６０は、第一歯車６０１および第二歯車６０２とからなる。図１から分かるように、本実施形態では、第一歯車６０１より第二歯車６０２が大径に形成されており、回転軸１４に与えられた回転動力は、所定の減速比で減速されて出力軸３０に伝達されるように構成されている。

本実施形態に係るモータ装置１では、上述のように、回転軸１４の出力側を支持する第一軸受３８１と、出力軸３０の反出力側を支持する第二軸受３８２のいずれもがモータフレーム５０が備える反出力側支持部５０１に保持されているため、回転軸１４に対する出力軸３０の相対位置の精度が高い。したがって、回転軸１４に固定された第一歯車６０１と、出力軸３０に固定された第二歯車６０２との噛み合いがきつくなったり、逆に遊びが大きくなりすぎるといったことが防止される。したがって、回転軸１４および出力軸３０の円滑な回転が歯車により妨げられることがない。また、歯車のがたつきによる騒音や振動の発生が抑えられる。

また、本実施形態では、第一歯車６０１は、金属により形成されている。この金属としては、黄銅（真鍮）等が例示できる。また、第二歯車６０２は、樹脂により形成されている。この樹脂としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）等が例示できる。このように、第一歯車６０１と第二歯車６０２を異種材料により形成することで、第一歯車６０１と第二歯車６０２との間の摩擦係数を低くし、摩耗の進行速度を低減させることができる。その結果、モータ装置１の寿命向上につながる。

ここで、第一歯車６０１と第二歯車６０２との間の摩擦係数を低くする効果を得るためであれば、第一歯車６０１を樹脂製とし、第二歯車６０２を金属製としてもよい。しかし、モータ本体１０が非常に小さい小型モータであれば、上述の通り第一歯車６０１を金属製とし、第二歯車６０２を樹脂製とするのが好適である。この理由としては、モータ本体１０の小型化に伴い、回転軸１４が細くなるため、第一歯車６０１を金属製としなければ、回転軸１４に対する第一歯車６０１の十分な固定強度が圧入では確保できなくなるからである。また、本願のように回転軸１４の回転が減速されて出力軸３０に伝達される構成である場合、第一歯車６０１の方が第二歯車６０２より小さくなる。そのため、小さい第一歯車６０１を切削加工可能な金属製とし、大きい第二歯車６０２を成形しやすい樹脂製とした方が、モータ装置１の品質、製造コストの面で優れた構成となる。

（実施の形態の効果）
このように、本実施形態に係るモータ装置１は、回転軸１４の出力側を支持する第一軸受３８１と、出力軸３０の反出力側を支持する第二軸受３８２のいずれもがモータフレーム５０が備える反出力側支持部５０１に保持されている。その結果、回転軸１４に対する出力軸３０の相対位置の精度が大幅に向上し、モータ装置１駆動中における騒音や振動の低減、出力軸の回転量制御の精度向上につながる。

また、本実施形態では、反出力側支持部５０１には、出力軸３０を軸線方向に付勢する付勢部材７０が取り付けられている。したがって、付勢部材７０により、出力軸３０を安定した状態（付勢部材７０のバネ部７２１と、第三軸受３８３との間に挟まれた状態）でモータフレーム５０に支持することができる。その結果、出力軸３０の傾きやがたつきがなくなり、駆動対象物をスムーズに動作させることができる。また、このような方法で第二軸受３８２がモータフレーム５０の反出力側支持部５０１に固定されるから、第二軸受３８２は、第二貫通孔５０１ｂに圧入される必要がない。つまり、本実施形態によれば、圧入により第二軸受３８２が変形してしまうことがないため、出力軸３０を精度よく支持することができる。

さらに、付勢部材７０が取り付けられた反出力側支持部５０１の先端には、第二貫通孔５０１ｂに到るスリット部５０１ｄが形成されているため、このスリット部５０１ｄに出力軸３０の反出力側軸端３０１を通過させることで、容易に出力軸３０を所定の位置に取り付けることができる。つまり、出力軸３０は、モータフレーム５０の反出力側支持部５０１と出力側支持部５０２との距離よりも大きく形成されているため、出力軸３０あるいはモータフレーム５０を弾性変形させなければ出力軸３０を取り付けることができなかったところ、反出力側支持部５０１に設けられたスリット部５０１ｄを通すことにより、簡単に取り付けることが可能となる。

また、本実施形態では、回転軸１４から出力軸３０へ回転動力を伝達するため、回転軸１４に固定された第一歯車６０１は金属製で、出力軸３０に固定された第二歯車６０２は樹脂製で形成されている。これにより、第一歯車６０１および第二歯車６０２の間の摩擦係数が小さくなるため、歯車の摩耗の進行が抑えられ、モータ装置１の高寿命化につながる。

さらに、付勢部材７０が取り付けられた第二軸受３８２と対向する第三軸受３８３は、出力軸３０をラジアル方向で支持すると共に、出力軸３０の軸端面３０２ａを底面３８３ａに当接させて支持する軸受である。そのため、出力軸３０のラジアル方向への動きが規制されることで出力軸３０の傾きが防止できる。さらに、出力軸３０は、第三軸受３８３の底面３８３ａと付勢部材７０のバネ部７２１との間に一定の圧力が負荷された状態で挟まれることとなるため、出力軸３０のがたつきを抑えたモータ装置１とすることができる。

また、モータ本体１０は、ステッピングモータであるため、出力軸３０の回転量の制御が容易になり、駆動対象物を高精度に駆動させることができる。

また、本実施形態において、出力軸３０は、付勢部材７０によって付勢しながら固定されることで、その傾きやがたつきが防止されている。つまり、上述の構成により得られた回転軸１４に対する出力軸３０の高い相対位置精度を、付勢部材７０を用いて出力軸３０を支持することによって、高い状態に維持することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、出力軸３０を支持する第二軸受３８２および第三軸受３８３のうち、第二軸受３８２が付勢部材７０によって取り付けられていることを説明したが、第三軸受３８３が付勢部材７０によって取り付けられる構成であってもよい。この場合には、出力軸３０の出力側軸端３０２が、付勢部材７０によって出力側に付勢されることとなり、反出力側軸端３０１が、第二軸受３８２によりラジアル方向および出力軸３０の軸線方向で支持されることとなる。また、出力側支持部５０２に、スリット部５０１ｄが形成された構成となる。

また、本実施形態では、歯車部６０は、第一歯車６０１と第二歯車６０２により構成されることを説明したが、第一歯車６０１と第二歯車６０２の間に、一以上の新たな歯車を介在させた構成としてもよい。

さらに、モータ本体１０は、ステッピングモータであることを説明したが、その他のモータ、例えばＤＣモータであってもよい。

本発明の実施形態に係るモータ装置の構成を説明するための図であり、図１（ａ）はモータ装置の上面図（一部断面図）、図１（ｂ）は短手方向における側面図である。 図１に示したモータ装置のモータ本体を拡大した図である。 図１に示したモータ装置が備える付勢部材の構成を説明するための図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は下面図、図４（ｃ）は長手方向の側面図、図４（ｄ）は短手方向の側面図である。 出力軸および第二軸受をモータフレーム（反出力側支持部）に取り付ける手順を説明するための図である。 付勢部材をモータフレーム（反出力側支持部）に取り付ける手順を説明するための図である。 第二軸受の本体部をフック部（湾曲部）が挟み込んだ状態で付勢部材が取り付けられている様子を示した拡大図（図５（ｂ）におけるＡ矢視図）である。 付勢部材がモータフレーム（反出力側支持部）に取り付けられた状態を説明するための拡大断面図であり、図７（ａ）はフック部が側板部から底面部側に鋭角に屈曲形成されている場合、図７（ｂ）はさらに側板部が底面部から内側に鋭角に屈曲形成されている場合を説明するための図である。 モータフレームの出力側支持部に取り付けられた第三軸受の拡大図である。

符号の説明

１ モータ装置
１０ モータ本体
１２ ロータ
１４ 回転軸
２０ ステータ
３０ 出力軸
３０１ 反出力側軸端
３０２ 出力側軸端
３０２ａ 出力側軸端面
３８１ 第一軸受
３８２ 第二軸受
３８３ 第三軸受
３８３ａ 底面
５０ モータフレーム
５０１ 反出力側支持部
５０１ａ 第一貫通孔
５０１ｂ 第二貫通孔
５０１ｄ スリット部
５０２ 出力側支持部
５０２ａ 第三貫通孔
６０１ 第一歯車
６０２ 第二歯車
７０ 付勢部材

Claims (6)

1. ステータ部および該ステータ部から延びた回転軸を備えたモータ本体と、リードスクリュー部を備えた出力軸と、前記ステータ部と前記出力軸の反出力側を支持する反出力側支持部および該反出力側支持部と対向するように配置されて前記出力軸の出力側を支持する出力側支持部とを備えたモータフレームとを有し、前記回転軸と前記出力軸は前記回転軸の駆動力を伝達する歯車部により連結されているモータ装置において、
   前記反出力側支持部には、前記回転軸を挿通させる第一貫通孔が形成され、該第一貫通孔には、前記回転軸を回転可能に支持する第一軸受が保持されていると共に、前記出力軸の反出力側を回転可能に支持する第二軸受を保持する第二貫通孔が形成されていることを特徴とするモータ装置。
2. 請求項１において、前記反出力側支持部と前記出力側支持部は、いずれも同一の底板部から起立形成されていると共に、いずれか一方の支持部には、前記出力軸を軸線方向に付勢する付勢部材が取り付けられていることを特徴とするモータ装置。
3. 請求項２において、前記出力側支持部には、前記第二貫通孔と対向する位置に前記出力軸の出力側を支持する第三軸受を保持する第三貫通孔が形成されており、前記反出力側支持部と前記出力側支持部のうち付勢部材が取り付けられた前記一方の支持部には、当該支持部の先端から当該貫通孔に到るスリット部が形成されていることを特徴とするモータ装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項において、前記歯車部は、前記回転軸に固定された金属製の第一歯車と前記出力軸に固定された樹脂製の第二歯車とからなることを特徴とするモータ装置。
5. 請求項３または４において、前記第二軸受と前記第三軸受のうち、前記付勢部材が取り付けられた側の軸受は、出力軸をラジアル方向で支持するラジアル軸受であり、他方の軸受は、前記出力軸をラジアル方向で支持すると共に前記出力軸の軸端面を当接させて支持する軸受であることを特徴とするモータ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項において、前記モータ本体は、ステッピングモータであることを特徴とするモータ装置。

Images