JP4078177B2

JP4078177B2 - モータ

Info

Publication number: JP4078177B2
Application number: JP2002298379A
Authority: JP
Inventors: 宏幸園原; 正樹横山
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: CN1324792C; JP2004135443A; CN1497823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータを回転可能に支持する軸受部材がステータの端部で軸受支持部の支持穴内で支持された構造のモータに関するものである。さらに詳しくは、当該構造のモータにおける軸受部材の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ、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、図５に示すように、出力軸２１を備えるロータ２と、ロータ２が挿入されたロータ挿入穴３０を備えた筒状のステータ３とを有している。ロータ２は、出力軸２１と、出力軸２１の基端側に取付けられた永久磁石２２から構成されている。ステータ３は、極歯３６を備えた外ステータコア３７および内ステータコア３８と、極歯３６の周りに配置された一対の円環状の駆動コイル３２とを有しており、出力端側に位置する外ステータコア３７の外周部分によってケース３１が構成されている。ケース３１の出力端側の端面３４には取付板４が取付けられ、この取付板４に形成された穴から出力軸２１が突き出ている。
【０００３】
これに対して、ロータ２の出力端側とは反対側の端部には、ロータ２の端面に形成された凹部に装着された鋼球６２と、この鋼球６２を介してロータ２を回転可能に支持するスライドベアリング６１（軸受部材）とが配置されている。
【０００４】
また、ステータ３の端部３５には、スライドベアリング６１の外径寸法よりも内径寸法が大きな支持穴５２が形成された支持板５（軸受支持部）が取り付けられており、この支持穴５２内にスライドベアリング６１が挿入されている。支持板５には、ステータ３の端部と係合する位置決め部５１が形成されており、この位置決め部５１によって、支持板５は、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０と支持穴５２の中心軸線Ｌ５２とが一致するようにステータ３の端部３５に取り付けられている。
【０００５】
ここで、支持板５およびスライドベアリング６１は、樹脂成形品である。このため、成形時のひけなどに起因して支持板５およびスライドベアリング６１の成形精度が低い場合でも、支持穴５２にスライドベアリング６１が余裕をもって嵌まるように、支持穴５２の内径寸法は、スライドベアリング６１の外径寸法より十分、大きい。但し、このようなクリアランスを設けると、スライドベアリング６１が支持穴５２内でがたつく。このため、支持板５の外側にリーフスプリング７を取り付け、このリーフスプリング７によって、スライドベアリング６１を矢印Ｆで示すように、スライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１に対して直交する方向（例えば、端子９が形成されている方向）に付勢し、スライドベアリング６１の外周面を支持穴５２の内周面に押し付け固定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロータ挿入穴３０の軸線Ｌ３０に支持穴５２の中心軸線Ｌ５２が一致するように支持板５を取り付けた状態で、リーフスプリング７によって、スライドベアリング６１の外周面を支持穴５２の内周面に押し付けると、スライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１がロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０および支持穴５２の中心軸線Ｌ５２から寸法Ｄ分だけずれることになる。その結果、ロータ２の回転中心軸線Ｌ２（出力軸２１の回転中心軸線）も、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０から寸法Ｄ分だけずれてしまい、モータを装置に取付けたときに出力軸２１が傾いた状態になってしまう。それ故、出力軸２１をリードスクリューとして構成されている場合には、リードスクリューが傾くため、スクリューの送り量に誤差が生じ、送り精度が悪くなる。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、支持穴内で軸受部材が支持された構造のモータにおいて、支持穴内での軸受部材のがたつきを防止しても、ステータのロータ挿入穴の中心軸線に対してロータの回転中心軸線がずれることのない構成を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、ロータと、該ロータが挿入されたロータ挿入穴を備えた筒状のステータと、前記ロータを回転可能に支持する軸受部材と、前記ステータの端部で前記軸受部材を当該軸受部材の外径寸法より大きな内径寸法の支持穴内で支持する軸受支持部と、前記軸受部材を一定方向に付勢して当該軸受部材の外周面を前記支持穴の内周面に押し付ける付勢手段とを有するモータにおいて、前記支持穴は、前記軸受部材が前記付勢手段によって付勢された状態で当該軸受部材の中心軸線が前記ロータ挿入穴の中心軸線と重なるように当該ロータ挿入穴の中心軸線からみて前記付勢手段の付勢方向に対して反対側にずれた位置にあることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、付勢手段によって軸受部材の外周面を支持穴の内周面に押し付けて支持穴内での軸受部材のがたつきを防止しても、支持穴は、ステータのロータ挿入穴の中心軸線からみて付勢手段の付勢方向に対して反対側にずれた位置にあるため、軸受部材の中心軸線とロータ挿入穴の中心軸線とが重なった位置にある。従って、ロータ挿入穴の中心軸線に対してロータの回転中心軸線がずれることがないため、モータを装置に取付けたときに出力軸が傾くことがない。それ故、出力軸をリードスクリューとして構成した場合でも、リードスクリューが傾くことがないため、スクリューの送り精度が高い。
【００１０】
本発明を適用した場合、前記ロータの外周面と前記ロータ挿入穴の内周面とは全周において略等しい隙間寸法を隔てて対向している構成となる。
【００１１】
本発明は、前記軸受支持部および前記軸受部材がいずれも樹脂製である場合に適用するとその効果が顕著である。すなわち、軸受支持部および軸受部材が樹脂成形品である場合、成形精度を考慮すれば、軸受部材の外径寸法と支持穴の内径寸法との間に大きなクリアランスを設ける必要があるが、本発明によれば、付勢手段によって軸受部材の外周面を支持穴の内周面に押し付けて支持穴内での軸受部材のがたつきを防止しても、軸受部材の中心軸線とロータ挿入穴の中心軸線とが重なった位置にあり、ステータのロータ挿入穴の中心軸線に対してロータの回転中心軸線がずれることがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用したモータを説明する。なお、本発明を適用したステッピングモータも、基本的な構成が図５を参照して説明したものと共通するので、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
【００１３】
［実施の形態１］
図１（Ａ）、（Ｂ）それぞれは、本発明を適用したモータの縦断面図、および要部の分解断面図である。図２（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図１に示すモータに用いたロータの側面図、鋼球の側面図、スライドベアリングの平面図、出力端とは反対側に配置された外ステータコアの底面図、軸受支持部を構成する支持板の平面図、スライドベアリングの底面図、支持板の底面図、およびリーフスプリングの底面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、本形態のモータに用いた支持板の平面図、および本形態のモータを構成する各部材の中心の位置関係を示す説明図である。
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）、および図２（Ａ）〜（Ｈ）において、本形態のモータ１０は、デジタルカメラ、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であり、出力軸２１を備えるロータ２と、ロータ２が挿入されたロータ挿入穴３０を備えた筒状のステータ３とを有している。ロータ２は、出力軸２１と、出力軸２１の基端側に取付けられた永久磁石２２から構成されている。
【００１５】
ステータ３は、ロータ挿入穴３０の周りに極歯３６を備えた外ステータコア３７および内ステータコア３８と、極歯３６の周りに配置された一対の円環状の駆動コイル３２とを有しており、出力端側に位置する外ステータコア３７の外周部分によってケース３１が構成されている。ケース３１の出力端側の円環状の端面３４には取付板４が取付けられ、この取付板４に形成された穴から出力軸２１が突き出ている。
【００１６】
これに対して、ロータ２の出力端側とは反対側の端部には、ロータ２の端面に形成された凹部２８に装着された鋼球６２と、この鋼球６２を介してロータ２を回転可能に支持するスライドベアリング６１（軸受部材）が配置されている。スライドベアリング６１では、下端部で３つの突起６１０が等角度間隔に突き出ている。
【００１７】
また、ステータ３の端部３５には、スライドベアリング６１の外径寸法よりも内径寸法が大きな支持穴５２が形成された支持板５（軸受支持部）が取り付けられており、この支持穴５２内にスライドベアリング６１が挿入されている。
【００１８】
支持板５には、支持穴５２の周りに５つの位置決め部５１が等角度間隔に形成されている一方、ステータ３において、出力端とは反対側に位置する外ステータコア３７の内周縁には、５つの係合凹部３７０が等角度間隔に形成されている。従って、位置決め部５１が凹部３７０に嵌ることにより、支持板５は、ステータ３に対して半径方向に位置決めされる。
【００１９】
また、支持板５には、支持穴５２の下方からスライドベアリング６１を差し込んだときにスライドベアリング６１の３つの突起６１０がそれぞれ嵌る３つの穴５１０が等角度間隔に形成されている。
【００２０】
本形態において、支持板５およびスライドベアリング６１は、樹脂成形品である。このため、成形時のひけなどに起因して支持板５およびスライドベアリング６１の成形精度が低い場合でも、支持穴５２にスライドベアリング６１が余裕をもって嵌まるように、支持穴５２の内径寸法は、スライドベアリング６１の外径寸法より十分、大きい。
【００２１】
従って、スライドベアリング６１は、支持穴５２内で軸線方向に移動可能であるため、支持板５の外側にリーフスプリング７（付勢手段）を取り付け、このリーフスプリング７によって、スライドベアリング６１を軸線方向に付勢している。すなわち、リーフスプリング７は、表面に３枚の細い板ばね７１、７２、７３が切り起こされたばね部材であり、３枚の板ばね７１、７２、７３がそれぞれスライドベアリング６１を突起６１０の方向から出力軸２１側に付勢している。
【００２２】
また、スライドベアリング６１は、支持穴５２内で半径方向でもがたつくおそれがある。このため、リーフスプリング７では、３枚の板ばね７１、７２、７３のうち、板ばね７３は、他の板ばね７１、７２よりも幅広に形成され、他の板ばね７１、７２よりも付勢力が大きい。従って、リーフスプリング７は、矢印Ｆで示すように、スライドベアリング６１をその中心軸線Ｌ６１に対して直交する方向（例えば、端子９が形成されている方向）に付勢し、スライドベアリング６１の外周面を支持穴５２の内周面に押し付け固定している。この状態で、リーフスプリング７の付勢方向側では、スライドベアリング６１の外周面は支持穴５２の内周面に弾性をもって接している一方、リーフスプリング７の付勢方向と反対側では、スライドベアリング６１の外周面と支持穴５２の内周面との間には寸法Ｃの隙間があいている。
【００２３】
ここで、支持穴５２は、スライドベアリング６１がリーフスプリング７によって付勢された状態でスライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１がロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０と重なるようにロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０からみてリーフスプリング７の付勢方向に対して反対側にずれた位置にある。
【００２４】
このように構成するにあたって、本形態では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持板５の中心Ｌ５と支持穴５２の中心軸線Ｌ５２とが重なるように支持板５の中央に支持穴５２が形成されているが、支持板５の中心Ｌ５からみてリーフスプリング７の付勢方向に位置決め部５１の形成中心Ｌ５１が寸法Ｃ／２に相当する分だけずれるように位置決め部５１が形成されている。このため、位置決め部５１を介して支持板５をステータ３に位置決めすると、支持穴５２の中心軸線Ｌ５２は、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０からみてリーフスプリング７の付勢方向に対して反対側に寸法Ｃ／２に相当する分だけずれた位置となり、スライドベアリング６１がリーフスプリング７によって付勢されると、スライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１とロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０とが重なる。このため、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０と、ロータ２の回転中心軸線Ｌ２（出力軸２１の回転中心軸線）とが重なる。
【００２５】
このように本形態では、リーフスプリング７による付勢によってスライドベアリング６１の外周面を支持穴５２の内周面に押し付けて支持穴５２内でのリーフスプリング７のがたつきを防止しても、支持穴５２は、ステータ３のロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０からみてリーフスプリング７の付勢方向に対して反対側にずれた位置にあるため、スライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１とロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０とが重なった位置にある。それ故、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０に対してロータ２の回転中心軸線Ｌ２（出力軸２１の回転中心軸線）がずれることがなく、ロータ２の外周面とロータ挿入穴３０の内周面とは全周において略等しい隙間寸法を隔てて対向する。このため、本形態のモータ１０を装置に取付けたときに出力軸２１が傾くことがない。よって、出力軸２１をリードスクリューとして構成した場合も、リードスクリューが傾くことがないため、スクリューの送り精度が高い。
【００２６】
［実施の形態２］
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本形態のモータに用いた支持板の平面図、および本形態のモータを構成する各部材の中心の位置関係を示す説明図である。
【００２７】
本形態では、図１に示すモータ１０において、スライドベアリング６１がリーフスプリング７によって付勢された状態でスライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１がロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０と重なるように、支持穴５２をロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０からみてリーフスプリング７の付勢方向（矢印Ｆで示す）に対して反対側にずれた位置に配置するにあたって、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように支持板５を構成する。
【００２８】
すなわち、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す支持板５では、支持板５の中心Ｌ５と位置決め部５１の形成中心Ｌ５１とが重なっているが、支持板５の中心Ｌ５（位置決め部５１の形成中心Ｌ５１）からみて、支持穴５２の中心軸線Ｌ５２がリーフスプリング７の付勢方向とは反対側にずれている。
【００２９】
このため、位置決め部５１を介して支持板５をステータ３に位置決めすると、支持穴５２の中心軸線Ｌ５２は、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０からみてリーフスプリング７の付勢方向に対して反対側にずれた位置となるので、スライドベアリング６１がリーフスプリング７によって付勢されると、スライドベアリング６１の中心軸線Ｌ６１とロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０とが重なる。このため、ロータ挿入穴３０の中心軸線Ｌ３０と、ロータ２の回転中心軸線Ｌ２（出力軸２１の回転中心軸線）とが重なることになる。
【００３０】
従って、リーフスプリング７による付勢によってスライドベアリング６１の外周面を支持穴５２の内周面に押し付けて支持穴５２内でのリーフスプリング７のがたつきを防止しても、本形態のモータ１０を装置に取付けたときに出力軸２１が傾くことがない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るモータでは、付勢手段によって軸受部材の外周面を支持穴の内周面に押し付けて支持穴内での軸受部材のがたつきを防止しても、支持穴は、ステータのロータ挿入穴の中心軸線からみて付勢手段の付勢方向に対して反対側にずれた位置にあるため、軸受部材の中心軸線とロータ挿入穴の中心軸線とが重なった位置にある。従って、ロータ挿入穴の中心軸線に対してロータの回転中心軸線がずれることがないため、モータを装置に取付けたときに出力軸が傾くことがない。それ故、出力軸をリードスクリューとして構成した場合でも、リードスクリューが傾くことがないため、スクリューの送り精度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）それぞれは、本発明を適用したモータの縦断面図、および要部の分解断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図１に示すモータに用いたロータの側面図、鋼球の側面図、スライドベアリングの平面図、出力端とは反対側に配置された外ステータコアの底面図、軸受支持部の平面図、スライドベアリングの底面図、軸受支持部の底面図、およびリーフスプリングの底面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態１のモータに用いた支持板の平面図、および本形態のモータを構成する各部材の中心の位置関係を示す説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態２のモータに用いた支持板の平面図、および本形態のモータを構成する各部材の中心の位置関係を示す説明図である。
【図５】従来のモータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１モータ
２ロータ
３ステータ
４取付板
５支持板（軸受支持部）
７リーフスプリング（付勢手段）
２１出力軸
５１位置決め部
５２支持穴
６１スライドベアリング（軸受部材）
６２鋼球
Ｆ付勢方向
Ｌ２ロータの回転軸線
Ｌ５支持板の中心
Ｌ３０ロータ支持穴の中心軸線
Ｌ５１位置決め部の形成中心
Ｌ５２支持穴の中心軸線
Ｌ６１軸受部材の中心

Claims

ロータと、該ロータが挿入されたロータ挿入穴を備えた筒状のステータと、前記ロータを回転可能に支持する軸受部材と、前記ステータの端部で前記軸受部材を当該軸受部材の外径寸法より大きな内径寸法の支持穴内で支持する軸受支持部と、前記軸受部材を一定方向に付勢して当該軸受部材の外周面を前記支持穴の内周面に押し付ける付勢手段とを有するモータにおいて、
前記支持穴は、前記軸受部材が前記付勢手段によって付勢された状態で当該軸受部材の中心軸線が前記ロータ挿入穴の中心軸線と重なるように当該ロータ挿入穴の中心軸線からみて前記付勢手段の付勢方向に対して反対側にずれた位置にあることを特徴とするモータ。
請求項１において、前記ロータの外周面と前記ロータ挿入穴の内周面とは全周において略等しい隙間寸法を隔てて対向していることを特徴とするモータ。
請求項１または２において、前記軸受支持部および前記軸受部材は、いずれも樹脂製であることを特徴とするモータ。