JP3876187B2 - モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受ホルダーに装着された軸受部材が軸方向に摺動可能かつ径方向に不動に保持されたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロータ部と一体的に回転する回転軸の端部を、適宜の軸受部材を用いて回転自在に支持するようにした構造を有するモータが知られている。例えば図５に示されているＰＭ型のステッピングモータにおいては、回転軸１を中心として略円筒状に巻回されたコイル２を有するステータ部のコア組３が複数相をなすように軸方向に重合配置されているとともに、そのコア組３の中心側部分には、上記回転軸１に取り付けられたロータ部４が上記コア組３のヨーク５に対して半径方向に近接するように配置されている。また、上記回転軸１は、当該回転軸１の基端部（図示上端部）がピボット軸受部材６により回転自在に支承されているとともに、上記回転軸１の出力側（図示下方側）に一体的に形成されたリードスクリュウ７の先端部（図示下端部）も、図示を省略した軸受部材により回転自在に支承されている。
【０００３】
このとき、上記ピボット軸受部材６は、略円筒状をなす本体胴部６ａを備えており、その本体胴部６ａが、図６にも示されているような軸受ホルダー８の中心部分に貫通形成された取付孔８ａ内に挿通されることによって、半径方向に不動かつ軸方向には摺動可能となるように保持されている。このピボット軸受部材６の本体胴部６ａを軸方向に摺動可能とした状態で装着しているのは、当該ピボット軸受部材６を回転軸１側に密着させるように組み立てて、回転軸１をガタ付きなく高精度に支持するためであるが、この点に関する構造を、より詳しく説明しておく。
【０００４】
まず、上述した軸受ホルダー８、及びピボット軸受部材６を固定するにあたっては、例えば図７にも示されているような板状の弾性バネ材からなる弾性支持部材９を、上記軸受ホルダー８に対して後端側（図示右端側）から被せるようにして用いられることにより行われている。特に、上記軸受ホルダー８が樹脂材から形成されている場合には、当該軸受ホルダー８とピボット軸受部材６とを、上述したステータ部のヨーク５との間に挟み込むようにした固定構造が採用されている。
【０００５】
すなわち、上記弾性支持部材９の４つの各端縁部にそれぞれフック状に設けられた４箇所の取付部９ａが、上記軸受ホルダー８の側部を通過して上述したステータ部のヨーク５側に各々係合されており、それによって、上記弾性支持部材９とヨーク５との間に、樹脂材からなる軸受ホルダー８が挟持されて固定されるようになっている。
【０００６】
さらに、上記弾性支持部材９の略中央部分には、上述したピボット軸受部材６の本体胴部６ａの後端面側に当接する付勢バネ片９ｂが、切り起こされるようにして形成されている。この付勢バネ片９ｂは、上記ピボット軸受部材６に軸方向の押圧力を付与するものであって、当該付勢バネ片９ｂの軸方向押圧力により、上記ピボット軸受部材６の全体が前記回転軸１の後端面側に向かって押し付けられることとなり、その結果、上記ピボット軸受部材６の軸方向における位置決めが行われるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように軸受ホルダー８が樹脂材から形成されている場合には、ピボット軸受部材６を受け入れる取付孔８ａの内周壁面が、樹脂成形時におけるヒケなどによって安定した精度に仕上げられなくなることがある上に、取付孔８ａの断面形状を真円形状に成形できなくなることもある。その結果、ピボット軸受部材６の径方向の位置決め精度が低下するおそれを生じているのみならず、上述した弾性支持部材９による軸方向付勢力が付与されてもピボット軸受部材６の本体胴部６ａが円滑に移動しなくなることがあり、ピボット軸受部材６の軸方向の位置決めも高精度に行うことができなくなるおそれがある。このようなピボット軸受部材６の取付精度の低下は、モータ騒音の発生などの原因になってしまうのみならず、軸受ホルダー８の固定構造が大型化してしまい、モータの小型化が図れなくなってしまうという問題も招来することとなる。
【０００８】
このような背景から、図８に示されているように、軸受ホルダー８としてプレス（鍛造）成形された鋼板を用い、当該軸受ホルダー８をステータ部のヨーク５側に対して溶接を用いて固定するようにしたモータも開発されている。ところが、このような鋼板製の軸受ホルダー８を用いた場合においても、取付孔８ａの内周壁面にバリなどが残ってしまうなどのように面状態の仕上げ精度に難があり、同様に、ピボット軸受部材６の本体胴部６ａが円滑に移動しなくなってしまうことがあるなどの問題を生じている。
【０００９】
そこで本発明は、軸受部材を保持する軸受ホルダーを容易に高精度に取り付けることができ、しかも軸受ホルダーの固定構造を容易に小型化することができるようにしたモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１にかかるモータでは、軸受部材を保持する軸受ホルダーが焼結成型部材から形成されていることから、複雑な形状を有する軸受ホルダーが容易かつ高精度に成形されることとなり、特に、軸受部材の取付孔の内周壁面が高精度化されることによって、軸受ホルダーにより保持される軸受部材が良好な摺動状態になされ、当該軸受部材の軸方向における位置決めが容易に高精度化されるようになっている。
【００１１】
また、軸受ホルダーが焼結成型部材から形成されていることから、当該軸受ホルダーを固定するにあたって溶接を採用することが可能となり、例えば本発明の請求項２にかかるモータのように、ロータ部と対向するように配置されたステータ部のヨークに対して軸受ホルダーを溶接により固定することとすれば、軸受ホルダーの固定構造が容易に簡素化されることとなり、モータ全体の小型化が図られる。
【００１２】
さらに、本発明の請求項１にかかるモータでは、上記軸受ホルダーには、軸受部材を軸方向に押圧付勢することにより位置規制する弾性支持部材が取り付けられ、上記弾性支持部材には、軸受ホルダーに係合する一対の取付部がモータの直径方向において互いに対面するように設けられているとともに、それら一対の取付部の対面方向に対して略直交する方向における上記弾性支持部材の互いに対面する部分には、前記軸受ホルダーの両側縁部分を挟み込むように折り曲げ成形された一対の補強フランジ部が設けられている。このような構成を有する請求項３にかかるモータによれば、取付部の数を、当該弾性支持部材の剛性を維持しながら低減することが可能となることから、弾性支持部材の小型化、ひいては軸受ホルダーの小型化が可能となる。
【００１３】
さらにまた、請求項３にかかるモータでは、上記請求項１における弾性支持部材の補強フランジ部によって挟み込まれる両側縁どうしの間が、上記弾性支持部材の一対の取付部が取り付けられる前記軸受ホルダーの一方の対向面どうしの間より短く形成されていることから、その分、軸受ホルダーの小型化が図られるようになっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＰＭ型のステッピングモータに適用した実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１に示されたＰＭ型ステッピングモータにおいては、回転軸１１を中心として略円筒状に巻回されたコイル１２を有するステータ部のコア組１３が、複数相をなすように軸方向に重合配置されているとともに、そのコア組１３の中心側部分には、上記回転軸１１に取り付けられたロータ部１４が配置されている。そのロータ部１４の外周面にはロータマグネット１５が環状に装着されており、当該ロータマグネット１５が、上記ステータ部のコア組１３に対して近接するように配置されている。
【００１６】
上記コア組１３には、前記コイル１２を軸方向から挟み込むように配置された挟持ヨーク１３ａが設けられているとともに、それらの各挟持ヨーク１３ａの内周側の端縁からは、互いに対をなす他方側の挟持部に向かって略直角に折れ曲がるようにして軸方向に延出する複数の極歯１３ｂが設けられている。それら複数個の極歯１３ｂは、他方側の挟持部の近傍まで延出しており、それによって上記回転軸１２を中心とした周状に並設されている。
【００１７】
一方、上記回転軸１１の基端部（図示上端部）は、ピボット軸受部材１６により回転自在に支承されているとともに、当該回転軸１１の出力側（図示下方側）に一体的に連結されるように形成されたリードスクリュウ１７の先端部（図示下端部）も、図示を省略した軸受部材により回転自在に支承されている。
【００１８】
上記ピボット軸受部材１６に設けられた本体胴部１６ａには、球体１６ｂが回転自在に装着されており、その球体１６ｂが、上記回転軸１１の図示右方側端面に凹状に形成された軸受面１１ａに対して転動自在に圧接されていることによって、上記回転軸１１が、スラスト方向及びラジアル方向の双方において回転自在に支持される構成になされている。
【００１９】
また、上述したピボット軸受部材１６の本体胴部１６ａは、略円筒状の樹脂材から形成されており、当該ピボット軸受部材１６の軸受胴部１６ａが、図２にも示されているような板状の軸受ホルダー１８の中心部分に貫通形成された取付孔１８ａ内に挿通されるようにして装着されている。これによって、上記ピボット軸受部材１６の本体胴部１６ａは、軸受ホルダー１８により半径方向に位置規制され、かつ軸方向には摺動自在となるように保持されている。
【００２０】
このとき、上記軸受ホルダー１８は、適宜の金属粉を原料として焼き固められた焼結成型部材から形成されており、上述したステータ部の挟持ヨーク１３ａに対して、後端側（図１の上端側）から溶接を用いて固定されている。
【００２１】
さらに、上記軸受ホルダー１８の外方側（図１の上方側）には、弾性支持部材としての予圧バネ１９が被せるようにして装着されている。この弾性支持部材としての予圧バネ１９は、図３及び図４にも示されているような板状の弾性バネ材から形成されており、前記ピボット軸受部材１６の本体胴部１６ａを軸方向に押圧付勢して位置規制する機能を有している。
【００２２】
すなわち、上記弾性支持部材としての予圧バネ１９は、板状に形成された本体弾性板１９ａを備えているとともに、その本体弾性板１９ａの図示上下の端縁部には、上述した軸受ホルダー１８に係合する一対のフック状の取付部１９ｂ，１９ｂが設けられている。これらの両取付部１９ｂ，１９ｂは、モータの直径方向において互いに対面するように設けられており、上記軸受ホルダー１８の対応する部位に設けられた凹部１８ｂ，１８ｂ内に嵌り込むようにして係合されることによって、当該予圧バネ１９の全体が、前記軸受ホルダー１８の後端側に密着するように固定されている。
【００２３】
一方、上記予圧バネ１９の本体弾性板１９ａにおける図示左右の端縁部、つまり、前記一対の取付部１９ｂ，１９ｂどうしの対面方向に対して略直交する方向における当該本体弾性板１９ａの両側縁部分には、上述した軸受ホルダー１８を挟み込むようにして折り曲げ成形された一対の補強フランジ部１９ｃ，１９ｃが設けられている。これらの補強フランジ部１９ｃ，１９ｃは、上記本体弾性板１９ａの剛性を強化するように設けられたものであるが、これら補強フランジ部１９ｃ，１９ｃどうしの対面方向において、上記予圧バネ１９の全体が軸受ホルダー１８から抜け落ちるのを防止する機能を兼用するように設けられている。
【００２４】
さらに、上記予圧バネ１９の本体弾性板１９ａにおける略中央部分には、上述したピボット軸受部材１６の本体胴部１６ａの後端面側（図１の上端側）に当接する付勢バネ片１９ｄが、切り起こされるようにして設けられている。そして、この付勢バネ片１９ｄによる軸方向への弾性的押圧力によって、上記ピボット軸受部材１６の全体が、前記回転軸１１の後端面側に向かって押し付けられることとなり、それによって、当該ピボット軸受部材１６の軸方向における位置決めが行われている。
【００２５】
このような構成を有する本実施形態にかかるモータによれば、ピボット軸受部材１６を保持する軸受ホルダー１８が焼結成型部材から形成されていることから、複雑な形状を有する軸受ホルダー１８が容易かつ高精度に成形可能となり、特に、ピボット軸受部材１６を装着する取付孔１８ａの内周壁面が高精度化されることによって、軸受ホルダー１８に保持されるピボット軸受部材１６が良好な摺動状態になされる。従って、上述したような付勢バネ片１９ｄによる軸方向への弾性的押圧力によって、当該ピボット軸受部材１６の軸方向の位置合わせが、容易に高精度化されるようになっている。
【００２６】
また、軸受ホルダー１８が焼結成型部材から形成されていることから、当該軸受ホルダー１８を固定するにあたって溶接を採用することが可能となり、例えば、上述した実施形態のように、ロータ部１４と対向するように配置されたステータ部の挟持ヨーク１３ａに対して軸受ホルダー１８を溶接により固定するように構成すれば、軸受ホルダー１８の固定構造が容易に簡素化されることとなり、モータ全体の小型化が図られるようになっている。
【００２７】
さらに、本実施形態では、軸受ホルダー１８に取り付けられた弾性支持部材としての予圧バネ１９における取付部１９ｂの数（２つ）を従来のもの（４つ）にから半減させる一方、一対の補強フランジ部１９ｃ，１９ｃによって予圧バネ１９の剛性を維持していることから、予圧バネ１９の小型化が図られ、ひいては軸受ホルダー１８の小型化が可能となっている。なお、図１中の斜線Ａは、従来のモータに対して小型化された領域を示したものである。
【００２８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
【００２９】
例えば、上述した各実施形態は、ＰＭ型のステッピングモータに本発明を適用したものであるが、本発明は、ステッピングモータ以外の多種多様な構造をなすモータに対しても同様に適用することができる。
【００３０】
また、上述した各実施形態は、インナーロータ型のモータに本発明を適用したものであるが、アウターロータ型のモータに対しても本発明は同様に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の請求項１にかかるモータは、軸受部材を保持する軸受ホルダーを焼結成型部材から形成したことによって、軸受ホルダーを容易かつ高精度に成形可能とするとともに、当該軸受ホルダーにより保持される軸受部材を良好な摺動状態として軸受部材の軸方向における位置決めを容易に高精度化するように構成したものであるから、軸受部材を保持する軸受ホルダーの高精度化及び小型化を容易に図ることができ、信頼性の高い小型モータを安価に得ることができる。
さらに、本発明の請求項１にかかるモータは、上記軸受部材を軸方向に押圧付勢することにより位置規制する弾性支持部材を軸受ホルダーに取り付け、その弾性支持部材に設けた軸受ホルダーへの取付部の数を従来のものより低減させる一方、一対の補強フランジ部によって弾性支持部材の剛性を維持させることによって、弾性支持部材及び軸受ホルダーの小型化を可能としたものであるから、上述した効果を更に一層向上させることができる。
【００３２】
また、本発明の請求項２にかかるモータは、上記請求項１におけるロータ部と対向するように配置されたステータ部のヨークに対して軸受ホルダーを溶接により固定し、軸受ホルダーの固定構造を簡素化してモータ全体の小型化容易に図ることができるようにしたものであるから、上述した効果を一層確実に得ることができる。
【００３４】
さらにまた、請求項３にかかるモータは、上記請求項１における弾性支持部材の補強フランジ部によって挟み込まれる両側縁どうしの間を、上記弾性支持部材の一対の取付部が取り付けられる前記軸受ホルダーの一方の対向面どうしの間より短く形成したことによって軸受ホルダーの小型化を図るように構成したものであるから、上述した効果を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるＰＭ型ステッピングモータの構造を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に示されたＰＭ型ステッピングモータに取り付けられた軸受ホルダーの一例を表した正面説明図である。
【図３】図１に示されたＰＭ型ステッピングモータに装着された弾性支持部材としての予圧バネの構造を表した正面説明図である。
【図４】図３に表した弾性支持部材としての予圧バネの側面説明図である。
【図５】一般のＰＭ型ステッピングモータの構造を表した縦断面説明図である。
【図６】図５に示された従来のＰＭ型ステッピングモータに取り付けられた軸受ホルダーの一例を表した正面説明図である。
【図７】図６に示されたＰＭ型ステッピングモータに装着された弾性支持部材としての予圧バネの構造を表した正面説明図である。
【図８】一般のＰＭ型ステッピングモータの他の構造例を表した縦断面説明図である。
【符号の説明】
１１ 回転軸
１２ コイル
１３ ステータ部コア組
１４ ロータ部
１５ ロータマグネット
１６ ピボット軸受部材
１６ａ 本体胴部
１６ｂ 球体
１７ リードスクリュウ
１８ 軸受ホルダー
１８ａ 取付孔
１３ａ 挟持ヨーク
１９ 予圧バネ（弾性支持部材）
１９ｂ フック状取付部
１９ａ 本体弾性板
１９ｃ 補強フランジ部
１９ｄ 付勢バネ片

Claims (3)

1. ロータ部とともに一体的に回転する回転軸の端部を回転自在に支承する軸受部材が、軸受ホルダーに装着されていることによって軸方向に摺動可能かつ径方向に不動に保持されたモータにおいて、
   上記軸受ホルダーが、焼結成型部材から形成されたものであって、
   前記軸受ホルダーには、前記軸受部材を軸方向に押圧付勢することにより位置規制する弾性支持部材が取り付けられ、
   上記弾性支持部材には、前記軸受ホルダーに係合する一対の取付部がモータの直径方向において互いに対面するように設けられているとともに、
   それら一対の取付部の対面方向に対して略直交する方向における上記弾性支持部材の互いに対面する部分には、前記軸受ホルダーの両側縁部分を挟み込むように折り曲げ成形された一対の補強フランジ部が設けられていることを特徴とするモータ。
2. 前記軸受ホルダーは、前記ロータ部と対向するように配置されたステータ部のヨークに対して溶接により固定されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 前記弾性支持部材の補強フランジ部によって挟み込まれる両側縁どうしの間が、上記弾性支持部材の一対の取付部が取り付けられる前記軸受ホルダーの一方の対向面どうしの間より短く形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。

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