JP2009124868A - モータ装置 - Google Patents

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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。
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