JP4523783B2 - モータ保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステッピングモータ等のモータ保持装置に関するものである。

従来より、リードスクリュー付きモータやステッピングモータについては種々提案されている（特許文献１、特許文献２）。図８はこの種のステッピングモータ等のモータ保持装置を三方（側面、正面及び上面）より示す構成図である。また、図９は図８の破線で囲ったＡ部であるモータ保持装置の先端側を示す斜視図、図１０は図９に示す先端側の分解斜視図、図１１は構成部品の一つである先端軸受けを三方より示す図、図１２は図１１の先端軸受けの斜視図である。

図８に示すように従来のモータ保持装置は、ステッピングモータ等のモータ（本体）に、所定の寸法で、アングル２、リードスクリュー１、板バネ３、先端軸受け４が取り付けられ、さらに電気信号をモータ６に伝えるためのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）７が接続されて成る。

ここで、上記モータ保持装置の組み立て手順について説明すると、まず始めに、モータ６にアングル２を取り付ける。その後、図１０に示すようにリードスクリュー１をアングル２の位置決め用穴部２ｂを通してモータ６のロータ軸５に、アングル２を基準に、所定の位置に位置決めする。そして、接着剤等でリードスクリュー１とロータ軸５を固定し、一体化する。その後、図１０に示すように先端軸受け４をアングル２の位置決め用穴部２ｂに挿入する。この際、アングル２との位置決め係合用の先端軸受け４の突起部４ａ（図１１参照）が該アングル２に設けられた案内溝２ｃと係合するように、先端軸受け４の方向性を決めながらアングル２に装着する。最後に、板バネ３を図１０の矢印方向よりアングル２に装着する。これにより、図９に示すモータ保持装置が完成する。

この種のモータ保持装置は、パーソナルコンピュータ用の外部記録装置のドライブユニットのピックアップ部の駆動源などで使用されている。
特開平８−２８０１５５号公報 特開平６−５７０６６号公報

ところで、上記従来のモータ保持装置においては、板バネ３及び先端軸受け４の部分の構成に以下のような課題を有していた。

第１の課題として、板バネ３をアングル２に装着する際、板バネ３の装着は組み立て工数削減の要求によりなるべく簡便であり、かつ、信頼性の観点からは装着後は確実にアングルに固定されていなければならず、装着位置ずれや、脱落が生じたりしてはならない。しかし従来の構成では、板バネ３のアングル２への装着はやり易くなっている反面、少しの外力で位置ずれが発生し易く、位置ずれが生じると、リードスクリュー１の押圧位置が変化することによりスラストバネ圧も変化してしまい、モータ６のトルク特性にも影響が生じることとなると同時に、最悪の場合、板バネ３自身の脱落の恐れもあった。

第２の課題として、組み立て工数、及び、部品製造コストの削減要求が強まってきており、組み立て工程の一部である、先端軸受け４のアングル２への設置に関しても、更に簡便な部品形状にする要望があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、アングルの先端保持部に装着された板バネに位置ずれが生じたり、先端保持部より脱落してしまうことを防ぐことのできるモータ保持装置を提供しようとするものである。

上記の目的を達成するために、本発明のモータ保持装置は、モータの回転力を外部に伝達するために後端が前記モータの回転軸に接続されるリードスクリューと、前記リードスクリューの先端を軸受けする先端軸受けと、前記リードスクリューの先端を軸受けしている前記先端軸受けを保持する先端保持部が形成されるアングルと、前記アングルの前記先端保持部に装着されることで、前記先端軸受けを前記先端保持部に保持するとともに、前記リードスクリューの先端を押圧する弾性出っ張り部が形成される板バネとを有し、前記板バネを前記先端保持部に装着する際の装着方向が、前記弾性出っ張り部による前記リードスクリューの先端へのスラスト圧が変化する方向に定められ、前記スラスト圧を一定に保つために、前記板バネには、前記板バネを前記先端保持部に装着する際に、前記装着方向および前記スラスト圧の方向と直交する方向に、前記先端保持部を付勢する側面付勢部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、アングルの先端保持部に装着された板バネに位置ずれが生じたり、先端保持部より脱落してしまうことを防ぐことのできるモータ保持装置を提供できるものである。

以下の実施例に示す通りである。

図１ないし図７は本発明の一実施例に係わるモータ保持装置の主要部分の構成を示す図である。詳しくは、図１はモータ保持装置の先端側（図８のＡ部に相当する部分）の組み立て完成の状態を示す斜視図、図２は図１の先端側の組み立て部品を示す斜視図、図３は図２に示す板バネを五方より示す構成図、図４は図３の構成をもつ板バネの斜視図、図５は図１のＸ−Ｘ断面図、図６は図２に示す先端軸受けを三方より示す構成図、図７は図６の構成をもつ先端軸受けの斜視図である。

本発明の一実施例に係わるモータ保持装置は、図８と同様のステッピングモータ等の不図示のモータに、所定の寸法で、アングル１２、リードスクリュー１１、板バネ１３、先端軸受け１４が取り付けられ、さらに電気信号モータに伝えるための図８と同様の不図示のＦＰＣが接続されて成る。

このような構成において、本実施例に係わる部分である先端側のみの構成をさらに詳しく説明すると、図１及び図２に示すように、不図示のモータで発生したトルクを外部に伝達するためのリードスクリュー１１と、そのリードスクリュー１１を保持するためのリードスクリュー保持部材であるところのアングル１２と、リードスクリュー１１の回転を機械的なロスが無いように保持するための先端軸受け１４と、リードスクリュー１１の回転軸に対するスラスト方向の位置姿勢を一定の力で保つための付勢部材であるところの板バネ１３とから構成されている。

以下、それぞれの部品の構造について説明する。リードスクリュー１１は正逆回転動作を繰り返し行うものであるため、この回転作動を機械的にロスの無いように不図示のモータ側（後端側）ではない、もう一方の他端側（先端側）が保持されるように、該リードスクリュー１１の先端部分は円柱状で且つその先端が球形状の突起部１１ａが設けられている。そして、この突起部１１ａを回転可能に保持するのが図６及び図７に拡大して示す先端軸受け１４であり、突起部１１ａは先端軸受け１４の穴部１４ａに装着される（図５参照）。この穴部１４ａの寸法は、リードスクリュー１１が円滑に回転保持しうるような関係に、前記突起部１１ａの外形を考慮して設計されている。先端軸受け１４は、図６に示すように、対称形を有す単純な形状、つまり円筒形状をしており、材質は、リードスクリュー１１を円滑に保持し且つ、耐久性を兼ね備えるために、エンジニアリングプラスチック等が用いられている。

そして、前記先端軸受け１４をアングル１２の先端保持部１２ｄに対して所定の位置に固定できるように、板バネ１３を用いているが、該板バネ１３には、前述したように、先端軸受け１４をアングル１２の先端保持部１２ｄに対して所定の位置に設置（装着）できるようにすることの他に、重要な要素として、リードスクリュー１１をスラスト方向、つまり、不図示のモータ側に、５０ｇから１５０ｇの範囲で付勢力を付与する機能が必要である。そのために、板バネ１３には、押し圧用の材質として、弾性及び耐摩耗、耐蝕性等の機械的性質の優れた材質を用いている。材質の例としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系、或いは、ＳＵＳ６３１等の析出硬化タイプが使用され、一般的に弾性と耐久性、耐候性を兼ね備えたものを用いられるが、耐久性が不要な場合は、プラスチック材やその他の金属でも構わない。この板バネ１３には弾性出っ張り部１３ａ（図３、図４参照）が形成されているため、板材自身の弾性で押し圧力（リードスクリュー１１をスラスト方向へ付勢する圧力）を付与できる。この板バネ１３は、また、板バネ１３自身のアングル１２に対する位置、姿勢についても規制する必要があるが、そのために、該板バネ１３には爪部１３ｂ、側面付勢部１３ｃ及びアングル１２の両方の側面にそれぞれ当接する側面部１３ｄ（図３及び図４参照）が形成されている。なお、側面付勢部１３ｃは側面部１３ｄの片側の両端に一対設けられており、アングル１２の側面をもう片側の側面部１３ｄへ付勢して、後述するようにアングル１２に対する該板バネ１３の位置を規制している。一方、アングル１２には、板バネ１３の爪部１３ｂが係合可能なように穴部１２ｂ（図２、図５参照）が構成されている。

なお図示はしていないが、アングル１２の先端保持部１２ｄとは反対側は、既に溶接、もしくはネジ止め等により所定の位置寸法に不図示のモータに取り付けされているものとし、以下、モータ保持装置の組み立て手順へと説明を進める。

まず、リードスクリュー１１の後端を不図示のモータのロータ軸に、アングル１２を基準に、リードスクリュー１１に設けた突起部１１ａの球の頂上部とアングル１２の先端保持部１２ｄ間の寸法を所定の寸法Ｊ（図５参照）になるように位置決めした後、接着剤でリードスクリュー１１とロータ軸（不図示）を固定し、これらを一体化する。この時に使用する接着剤は、嫌気性を有するタイプのＵＶ接着剤を使用し、ロータ軸の外形にはみ出し露出した接着剤は、ＵＶ硬化装置にて完全硬化を行う。また使用接着剤は、前記ＵＶ接着剤の他に、エポキシ系や、シアノ系接着剤でもかまわない。

次に、リードスクリュー１１に設けられた突起部１１ａに先端軸受け１４を図２に示すような方向より装着するとともに、該先端軸受け１４を埋設設置可能なようにしたアングル１２の先端保持部１２ｄに設けた位置決め用穴部１２ａに設置する。ここで、先端軸受け１４は、図２に示すような方向より挿入する場合その部品形状がＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ方向の寸法や断面形状が対称形である円筒形状をしているので、該先端軸受け１４をアングル１２の位置決め用穴部１２ａに設置する際、従来例とは異なり回転方向において、任意の装着姿勢で前記位置決め用穴部１２ａに設置が可能である。

そして次に、板バネ１３を、図２に示すような姿勢及び方向よりアングル１２の先端保持部１２ｄに装着するが、この時、アングル１２（先端保持部１２ｄ）への装着方向に対し、直交方向（幅方向）の位置を規制するために板バネ１３の片側の側面部１３ｄに一対の突起状の側面付勢部１３ｃが設けられている。この側面付勢部１３ｃは、図３（ｃ）に示すように、図中内側に若干倒れ込んでいて、内側の幅寸法ｈ（図３（ｂ）参照）とアングル１２の幅寸法Ｈ（図２参照）とがＨ≧ｈの関係、つまり板バネ１３の変形をきたさない範囲の寸法に設計されている。したがって、板バネ１３をアングル１２に挿入し始めると同時に、側面付勢部１３ｃがアングル１２の側面部１２ｃに密着可能となる。そして、更に図２の矢印方向へアングル１２に対して板バネ１３を装着して行くと、最終的には、板バネ１３に設けた、アングル１２との係合用の爪部１３ｂがアングル１２の凹み部１２ｂに嵌合し、これらの部材が係合し合う。

また、板バネ１３とアングル１２の装着方向と直交する方向の各寸法、つまり図３おける寸法ｉと図５における寸法Ｉとはｉ≧Ｉの関係、つまり板バネ１３が変形をきたさない範囲で係合するような寸法にそれぞれ設定されている。また、板バネ１３はリードスクリュー１１のスラスト方向の外力に対し、装着された後は、スラスト圧を一定に保つ必要があるので、スラスト圧の作用点である弾性出っ張り部１３ａの位置がずれないようにしなければならない。よって、アングル１２の先端保持部１２ｄの板厚Ｇ（図１参照）に対し、板バネ１３の側面部１３ｄの、前記アングル１２の板厚Ｇ方向の受け部の寸法ｇ（図３（ｂ）参照）はＧ≧ｇの関係、つまり板バネ１３が変形をきたさない範囲で係合するような寸法に設定されている。その結果、板バネ１３はアングル１２の所定の位置に設置されると共に、設置後は板バネ１３が外力を受けたとしても不用意に動くことは無く、これらは確実にセットされる構造となっている。

このように構成したことにより、製造コストをかけずに、信頼性の高く、しかも所定の仕様を満足できるモータ保持装置を安価な値段で提供できるものである。

最後に、上記実施例における特徴的な構成およびそれに伴う効果について、以下にまとめて列挙する。

１）板バネ１３をアングル１２の先端保持部１２ｄに装着した際、板バネ１３の取り付け位置が装着完了と同時に決まり、その後は容易に位置ずれがしないように、板バネ１３には爪部１３ｂを設け、一方のアングル１２の先端保持部１２ｄ側には、前記板バネ１３の爪部１３ｂと嵌合することができるような形状の凹み部１２ｂを設けている。よって、両者を確実に係合一体化でき、位置決め且つ脱落が起きないような構造となっている。このことより、アングル１２に対しての板バネ１３の装着は損なうことなく、位置ずれが生じないようなモータ保持装置を提供可能となる。したがって、装着後のリードスクリュー１１へのスラスト圧の付勢についても信頼性の高いものとなり、モータのトルク特性を良好なものにすることができる。

２）さらに、板バネ１３をアングル１２の先端保持部１２ｄに装着した際、板バネ１３のアングル１２（先端保持部１２ｄ）に対する装着方向に対して、直交方向の位置決めを行うために、板バネ１３の挿入方向に沿った向きに、アングル１２を両側（厚み方向と平行な方向）から抱え込む形状の側面部１３ｄの片側だけにバネ性を有した突起状の一対の側面付勢部１３ｃを設けることで、前記側面部１３ｄがアングル１２の設置側面（１２ｃ）を押し付けることとなり、その結果、板バネ１３をアングル１２に対して、直交方向の位置付勢を行うことができる。よって、アングル１２に対して板バネ１３の位置ずれがより生じないものとすることができる。

３）リードスクリュー１１の先端部分を回転自在に保持する先端軸受け１４の形状を、装着方向に対して方向性をもたない形状、つまり円筒形状の単純な部品にしているので、アングル１２への先端軸受け１４の装着が容易となる。詳しくは、先端軸受け１４の形状を、アングル１２へ装着の際に装着しなければならない方向性を無くす形状にするとともにその形状を単純化し、組み立ての簡便性、取り扱いの容易性を可能にして、工数と部品コストの低減を図ることが可能となる。

本発明の一実施例に係わるモータ保持装置の先端側の組み立て完成の状態を示す斜視図である。 図１の先端側の組み立て部品を示す斜視図である。 図２に示す板バネを五方より示す図である。 図３の構成をもつ板バネの斜視図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図２に示す軸受けを三方より示す図である。 図６の構成をもつ先端軸受けの斜視図である。 従来のモータ保持装置を示す図である。 図８のモータ保持装置の先端側の組み立て完成の状態を示す斜視図である。 図９の先端側の組み立て部品を示す斜視図である。 図１０に示す先端軸受けを三方より示す図である。 図１１に示す先端軸受けの斜視図である。

符号の説明

１１ リードスクリュー
１１ａ 突起部
１２ アングル
１２ｂ 凹み部
１２ｃ 側面部
１２ｄ 先端保持部
１３ 板バネ
１３ｂ 爪部
１３ｃ 側面付勢部
１３ｄ 側面部
１４ 先端軸受け
１４ａ 穴部

Claims (2)

1. モータの回転力を外部に伝達するために後端が前記モータの回転軸に接続されるリードスクリューと、
   前記リードスクリューの先端を軸受けする先端軸受けと、
   前記リードスクリューの先端を軸受けしている前記先端軸受けを保持する先端保持部が形成されるアングルと、
   前記アングルの前記先端保持部に装着されることで、前記先端軸受けを前記先端保持部に保持するとともに、前記リードスクリューの先端を押圧する弾性出っ張り部が形成される板バネとを有し、
   前記板バネを前記先端保持部に装着する際の装着方向が、前記弾性出っ張り部による前記リードスクリューの先端へのスラスト圧が変化する方向に定められ、
   前記スラスト圧を一定に保つために、前記板バネには、前記板バネを前記先端保持部に装着する際に、前記装着方向および前記スラスト圧の方向と直交する方向に、前記先端保持部を付勢する側面付勢部が形成されることを特徴とするモータ保持装置。
2. 前記板バネには、前記装着方向の後端に爪部が形成され、
   前記先端保持部には、前記板バネの前記先端保持部への装着が完了したときに、前記爪部が嵌合する凹み部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータ保持装置。

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