JP5264289B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ装置の構成に関するものであり、さらに詳しくは、回転軸をスラスト方向に付勢させた構成を有するモータ装置に関するものである。

モータ装置は、筒状のステータ部から延在する回転軸の一方側を第１軸受部で回転可能に支持する一方、回転軸の他方側を第２軸受部で支持した構造を有している。このようなモータ装置においては、回転軸をスラスト方向に付勢することにより、回転軸がスラスト方向に振動することを防止した構造が採用されている。

例えば、図４に示すモータ装置１０１では、円筒状のステータ部１２０の両端部に固定された出力側端板１７１および反出力側端板１７２には、円筒状のラジアル軸受部材１８１、１９１が各々固着されており、回転軸１１２は、ラジアル軸受部材１８１、１９１によって回転可能に支持されている。ラジアル軸受部材１８１とロータ１１０の出力側端面（永久磁石１１１の出力側端面）との間には、回転軸１１２を反出力側に付勢するコイルバネ１１９が配置され、反出力側端板１７２には、回転軸１１２の反出力側の軸端部を受けるスラスト受け板１９５が固定されている。スラスト受け板１９５は、反出力端板１７２を介してステータ部１２０の反出力側端部に固定された円環状鍔部１９５ａと、この円環状鍔部１９５ａの内周縁から反出力側に有底筒状に突出した突出部１９５ｂとを備えており、突出部１９５ｂの底部１９５ｃは、モータ軸線Ｌに対して垂直な垂直板部になっている。このため、回転軸１１２の反出力側の軸端部は、スラスト受け板１９５に形成された突出部１９５ｂの底部１９５ｃによってスラスト方向に支持されている。

ここで、回転軸１１２の反出力側の軸端部は略半球面になっており、スラスト受け板１９５は、回転軸１１２の反出力側の軸端部を概ね、点接触状態あるいは線接触状態で支持している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２０８５７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、回転軸１１２がスラスト方向に振動することは防止できるが、ラジアル方向に振動することを防止できる構成にはなっていない。すなわち、回転軸１１２とラジアル軸受部材１８１の内周面との間、および回転軸１１２とラジアル軸受部材１９１の内周面との間には、回転軸１１２がスムーズに回転するようにクリアランスが設けられているため、回転軸１１２が回転した際、かかるクリアランスに起因する隙間分だけ、回転軸１１２がラジアル方向に振動してしまい、軸受内壁との衝突によってノイズを発生させてしまう。かかるラジアル方向の振動は、クリアランスを小さくすればある程度、解消できるが、ラジアル軸受部材１８１、１９１が磨耗すると、回転軸１１２のラジアル方向の振動が大きくなってしまう。また、回転軸１１２とラジアル軸受部材１８１との間、および回転軸１１２とラジアル軸受部材１９１との間にグリスを塗布しておく方法もあるが、温度等の使用条件が変化した場合や長時間使用していくうちにグリスの状態が変化してしまい、その効果が薄れてしまうことがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、回転軸がスラスト方向およびラジアル方向のいずれにも振動することのない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、本発明では、筒状のステータ部および該ステータ部から延在する回転軸を備えたモータ本体と、前記回転軸の一方側を回転可能に支持する第１軸受部と、前記回転軸の他方側を回転可能に支持する第２軸受部と、を有するモータ装置において、前記回転軸は、前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢され、前記第２軸受部は、前記回転軸をラジアル方向で支持する筒状のラジアル受け部と、当該回転軸の前記他方側の軸端部をスラスト方向で支持するスラスト受け部とを備え、前記スラスト受け部は、前記モータ軸線上の予め定めた位置で当該モータ軸線に対して斜めに傾いている傾斜支持部を備え、前記傾斜支持部が前記回転軸の前記他方側の軸端部に当接して当該回転軸を前記ラジアル受け部の周方向の所定個所に当接させていることを特徴とする。

本発明において、「モータ装置」とは、モータ本体が機器に搭載される前の「モータ単体」、およびモータ本体が機器に搭載された後の「モータ機器」の双方を意味する。

すなわち、本発明では、回転軸が付勢されている側において回転軸を受ける第２軸受部にスラスト受け部を設けるとともに、かかるスラスト受け部に、モータ軸線に対して斜めに傾いた姿勢で回転軸の軸端部を支持する傾斜支持部を設けたことを特徴とする。従って、本発明によれば、回転軸は、第２軸受部のスラスト受け部で支持された状態で回転するので、スラスト方向に振動しないため、回転軸とスラスト受け部との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。また、回転軸は、スラスト受け部の傾斜支持部によってモータ軸線に斜めに支持される結果、第２軸受部のラジアル受け部の周方向の所定個所に当接した状態で回転するため、回転軸は、回転した際、ラジアル方向に振動しない。それ故、回転軸とラジアル受け部との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。また、かかる構成によれば、ラジアル受け部が磨耗したときでも回転軸のラジアル方向の振動を防止できる。また、本発明によれば、グリスの塗布の有無にかかわらず、ノイズの発生を防止できる。

本発明において、前記第１軸受部は、前記回転軸をラジアル方向で支持する筒状のラジアル受け部を備え、当該第１軸受部のラジアル受け部において前記回転軸が当接している個所と、前記第２軸受部のラジアル受け部において前記回転軸が当接している個所とは、周方向において前記モータ軸線を挟む反対側に位置することが好ましい。

本発明において、前記第２軸受部は、前記ラジアル受け部をもつラジアル軸受部材と、前記スラスト受け部をもって前記ラジアル軸受部材よりモータ軸線方向における外側に配置されたスラスト軸受部材とを備えている構成を採用することができる。すなわち、第２軸受部としては、ラジアル受け部およびスラスト受け部が各々、ラジアル軸受部材およびスラスト軸受部材として別体になっている構成を採用することができる。

本発明において、前記第２軸受部は、前記ラジアル受け部および前記スラスト受け部を一体に備えたカップ状部材である構成を採用してもよい。

本発明においては、前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体、前記第１軸受部、および前記第２軸受部が構成されている構成を採用することができる。

本発明においては、前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体および前記第１軸受部が構成され、前記機器の側に前記第２軸受部が構成されている構成を採用することができる。

本発明においては、前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体、前記第１軸受部、および前記第２軸受部の前記ラジアル受け部が構成され、前記機器の側に前記第２軸受部の前記スラスト受け部が構成されている構成を採用することができる。

本発明においては、前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の側に、前記回転軸を前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢する付勢部材が配置されている構成を採用することができる。

本発明においては、前記モータ本体が搭載される機器の側に、前記回転軸を前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢する付勢部材が配置されている構成を採用することができる。

本発明に係るモータ装置では、回転軸が付勢されている側において回転軸を受ける第２軸受部にスラスト受け部を設けたため、回転軸のスラスト方向の振動を防止することができるので、回転軸とスラスト受け部との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。また、第２軸受部のスラスト受け部に、モータ軸線に対して斜めに傾いた姿勢で回転軸の軸端部を支持する傾斜支持部を設けたため、回転軸は、スラスト受け部の傾斜支持部によってモータ軸線に斜めに支持される結果、第２軸受部のラジアル受け部の周方向の所定個所に当接した状態で回転するため、回転軸は、回転した際、ラジアル方向に振動しない。それ故、回転軸とラジアル受け部との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。また、本発明によれば、ラジアル受け部が磨耗したときでも回転軸のラジアル方向の振動を防止できるとともに、グリスの塗布の有無にかかわらず、ノイズの発生を防止できるので、グリスの状態が変化した場合でもノイズの発生を防止することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータ装置について説明する。

本発明において、「モータ装置」とは、モータ本体が機器に搭載される前の「モータ単体」、およびモータ本体が機器に搭載された後の「モータ機器」の双方を意味する。従って、前者の場合、モータ単体が「モータ本体」「第１軸受部」「第２軸受部」を有することになる。これに対して、後者の場合、以下の３つの形態（１）、（２）、（３）
形態（１）：モータ単体が「モータ本体」「第１軸受部」「第２軸受部」を有する形態
形態（２）：モータ単体が「モータ本体」「第１軸受部」のみを備え、モータ単体が搭載される機器の側が第２軸受部（ラジアル受け部およびスラスト受け部）を備えた形態
形態（３）モータ単体が「モータ本体」「第１軸受受部」「第２軸受部のラジアル受け部」のみを備え、モータ単体が搭載される機器の側が第２軸受部のスラスト受け部）を備えた形態
が含まれ、本発明はいずれの形態にも適用することができる。

また、本発明は、回転軸をスラスト方向に付勢する付勢部材がモータ単体に内蔵されている場合、および回転軸をスラスト方向に付勢する付勢部材が機器の側に配置されている場合のいずれにも適用することができる。

そこで、以下の説明では、モータ単体（モータ装置）が「モータ本体」「第１軸受部」「第２軸受部」「付勢部材」を有する場合を実施の形態１として説明する。また、モータ単体が「モータ本体」「第１軸受受部」「付勢部材」のみを備え、モータ単体が搭載される機器のフレームが第２軸受部（ラジアル受け部およびスラスト受け部）を備えた形態を実施の形態２として説明する。

なお、以下の説明においては、軸受部の名称については、出力側および反出力側にかかわらず、回転軸を付勢する側に配置された軸受部を「第１軸受部」とし、回転軸が付勢されている側に配置された軸受部を「第２軸受部」としてある。また、以下の説明では、回転軸が突出している側を「出力側」とし、その反対側を「反出力側」としてある。さらに、本形態では、回転軸が斜めに傾いた姿勢となることから、「モータ軸線」とは、ステータ部の中心軸線を意味する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るモータ装置の構成を示す半断面図、およびこのモータ装置のスラスト受け板の説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るモータ装置において回転軸に加わる力の説明図、および回転軸に対するラジアル方向の支持構造を示す説明図である。

図１（ａ）に示すように、本形態のモータ装置１（モータ単体）は、ステッピングモータからなるモータ本体１ａを備えており、かかるモータ本体１ａは、出力軸を構成する回転軸１２、およびこの回転軸１２の外周面に固着された円筒状の永久磁石１１を備えたロータ１０と、永久磁石１１の外周面に内周面が対向する円筒状のステータ部２０とを有している。永久磁石１１の外周面には、Ｎ極とＳ極が周方向において交互に配置されている。また、回転軸１２の出力側には歯車１５が固着されている。

ステータ部２０は、軸線方向に重ねて配置された一対のステータ組２１、２２を有しており、ステータ組２１、２２は各々、インシュレータ２１６、２２６に巻回された環状のコイル２１３、２２３、およびコイル２１３、２２３の軸線方向の両側に配置されたステータコア２１１、２１２、２２１、２２２を備えている。ステータコア２１１、２１２、２２１、２２２は各々、コイル２１３、２２３の内周面に沿って起立形成された多数の極歯２１７、２２７を備えており、ステータ組２１を構成した状態で、ステータコア２１１に形成された極歯２１７は、ステータコア２１２に形成された極歯２１７の間に入り込んでステータコア２１１に形成された極歯２１７とステータコア２１２に形成された極歯２１７はステータ組２１の内周面で周方向に交互に配置された状態となり、ステータ組２２を構成した状態で、ステータコア２２１に形成された極歯２２７は、ステータコア２２２に形成された極歯２２７の間に入り込んでステータコア２２１に形成された極歯２１７とステータコア２２２に形成された極歯２１７はステータ組２２の内周面で周方向に交互に配置された状態となる。ステータ部２０の側面部には端子台２が形成され、かかる端子台２に端子３が固定されている。ステータ部２０の両端面のうち、出力側端面に位置するステータコア２１１には、モータ本体１ａを機器に搭載する際の固定板などとして利用される出力側端板７１がモータ軸線Ｌに対して直交する姿勢で固定されており、ステータ部２０の反出力側端面に位置するステータコア２２１には、モータ軸線Ｌに対して直交する姿勢で反出力側端板７２が固定されている。

（軸受構造）
本形態では、出力側端板７１を利用して回転軸１２を出力側で回転可能に支持する第１軸受部８が保持され、反出力側端板７２を利用して回転軸１２を反出力側で回転可能に支持する第２軸受部９が保持されている。

本形態において、第１軸受部８を構成するにあたっては、出力側端板７１に穴７１ａが形成されており、穴７１ａには、回転軸１２を出力側でラジアル方向に回転可能に支持する円筒状のラジアル軸受部材８１（ラジアル受け部）が固着されている。本形態では、ラジアル軸受部材８１として焼結軸受が用いられている。

また、第２軸受部９を構成するにあたっては、反出力側端板７２には穴７２ａが形成されており、穴７２ａには、回転軸１２を反出力側でラジアル方向に回転可能に支持する円筒状のラジアル軸受部材９１（ラジアル受け部）が固着されている。本形態では、ラジアル軸受部材９１として焼結軸受が用いられている。また、第２軸受部９は、以下に説明する理由から、金属製のスラスト受け板９５（スラスト受け部）を備えている。

（スラスト振動対策）
本形態のモータ本体１ａにおいては、ロータ１０の回転時に回転軸１２がスラスト方向に振動することを防止する目的に、まず、ラジアル軸受部材８１とロータ１０の出力側端面（永久磁石１１の出力側端面）との間には、回転軸１２を反出力側に付勢するバネ部材としてのコイルバネ１９が回転軸１２の周りに配置されている。このようにコイルバネ１９を配置するにあたって、本形態では、永久磁石１１の出力側端面には、出力側に向けて拡径しながら開口する環状凹部１１ａが回転軸１２と同心状に形成されており、コイルバネ１９の反出力側の端部は、環状凹部１１ａの内部に収容されている。ここで、コイルバネ１９の出力側の端部とラジアル軸受部材８１の反出力側端面との間には大径のワッシャ４１が配置され、コイルバネ１９の反出力側の端部と環状凹部１１ａの底部との間には小径のワッシャ４２が配置されている。従って、回転軸１２が回転したとき、ラジアル軸受部材８１とワッシャ４１との間、または／および環状凹部１１ａの底部とワッシャ４２との間が摺動面となる。

また、第２軸受部９において、出力側端板７１に対して反出力側には、回転軸１２の反出力側の軸端部を受けるスラスト受け板９５が重ねて配置されている。スラスト受け板９５は、出力側端板７１を介してステータ部２０の反出力側端部に固定された円環状鍔部９５ａと、この円環状鍔部９５ａの内周縁から反出力側に突出した有底の突出部９５ｂとを備えており、突出部９５ｂの底部９５ｃが回転軸１２の反出力側の軸端部を支持している。回転軸１２の反出力側の軸端は略半球面になっており、スラスト受け板９５は、回転軸１２の反出力側の軸端部を概ね、線接触状態で支持している。

従って、本形態のモータ本体１ａでは、コイルバネ１９が回転軸１２を反出力側に付勢するとともに、回転軸１２の反出力側の軸端部がスラスト受け板９５で支持されているため、回転軸１２が回転した際に回転軸１２がスラスト方向に振動することがなく、ラジアル軸受部材８１、９１の摩耗および回転軸１２がスラスト方向に移動してスラスト受け板９５に接触するなどに起因して発生する大きな異音の発生を防止することができる。

また、コイルバネ１９は、出力側の第１のラジアル軸受部材８１とロータ１０の出力側端面（永久磁石１１の出力側端面）との間に配置され、スラスト受け板９５５は、ステータ部２０の反出力側端部に固定されているため、モータ本体１ａ内で回転軸１２のスラスト方向の振動を防止できる。従って、回転軸１２の出力側の軸端を支持不能な場合でも回転軸１２がスラスト方向に振動することを防止できる。

さらに、反出力側に付勢された回転軸１２は、その軸端が当接するスラスト受け板８５で支持され、概ね、点接触状態あるいは線接触状態にあるため、スラスト受け板９５での摺動に起因するトルクの損失を小さく抑えることができる。

（ラジアル振動対策）
本形態では、回転軸１２がスラスト方向に振動することを防止するためのスラスト受け板９５を利用して、回転軸１２のラジアル方向への振動を防止する構造が採用されている。具体的には、本形態のモータ装置１で用いたスラスト受け板９５は、回転軸１２の反出力側の軸端部を斜めに傾いた姿勢で支持するようになっている。より具体的には、スラスト受け板９５の底部９５ｃにおいて、モータ軸線Ｌが通る部分、すなわち、回転軸１２の反出力側の軸端部が当接する部分は、モータ軸線Ｌに対して斜めに傾いた傾斜支持板部９５ｆ（傾斜支持部）になっており、この傾斜支持板部９５ｆに対して、モータ軸線Ｌに直交する一方側で隣接する部分は、反出力側端板７２に略平行でモータ軸線Ｌに略直交する垂直板部９５ｅになっている。本形態において、傾斜支持板部９５ｆは、モータ軸線Ｌに対して直交する面に対して５〜４５度、傾くように形成されている。

また、スラスト受け板９５の底部９５ｃにおいて、傾斜支持板部９５ｆに対して垂直板部９５ｅと反対側には、反出力側端板７２に略平行でモータ軸線Ｌに略直交する垂直板部９５ｇ、およびモータ軸線Ｌに対して斜めに傾いた傾斜板部９５ｈが順に連接しており、スラスト受け板９５において、突出部９５ｂの底部９５ｃは、モータ軸線Ｌに対して直交する方向で非対称な形状になっている。

従って、図２（ａ）に示すように、回転軸１２には、矢印Ｆａで示すように、コイルバネ１９による反出力側への付勢力が作用する一方、回転軸１２には、その反力として、モータ軸線Ｌに平行な成分Ｆａ′と、モータ軸線Ｌに直交する成分Ｆｂとが作用し、かかる成分は、モータ軸線Ｌに対して斜めの力Ｆとして表される。それ故、回転軸１２の反出力側の端部は、図２（ｂ）に示すように、ラジアル軸受部材９１の内径部分のうち、反出力側のエッジ９１ｅに当接するように変位し、回転軸１２は、反出力側の端部がラジアル軸受部材９１の内径部分のエッジ９１ｅに当接した状態で回転する。

一方、回転軸１２の出力側には、矢印Ｆｂ′で示すように、モータ軸線Ｌに直交する反力が作用するため、回転軸１２は、出力側部分が、図２（ｂ）に示すように、ラジアル軸受部材８１の内径部分のうち、出力側のエッジ８１ｅに当接するように変位した状態で回転する。

ここで、ラジアル軸受部材８１において回転軸１２が当接するエッジ８１ｅと、ラジアル軸受部材９１において回転軸１２が当接するエッジ９１ｅとは、モータ軸線Ｌを間に挟んで互いに反対側に位置し、回転軸１２は、ラジアル軸受部材８１、９１のエッジ８１ｅ、９１ｄによってラジアル方向に位置規制された状態で、モータ軸線Ｌに対してわずかに斜めに傾いた姿勢で回転することになる。しかも、回転軸１２がモータ軸線Ｌに対してわずかに斜めに傾いた姿勢が維持される。従って、回転軸１２はラジアル方向に振動することがない。

また、回転軸１２は、初期的にはラジアル軸受部材８１のエッジ８１ｅと、ラジアル軸受部材９１のエッジ９１ｅとに当接しているが、使用していくうちにラジアル軸受部材８１のエッジ８１ｅ、およびラジアル軸受部材９１のエッジ９１ｅは磨耗して面接触状態となる。それでも、回転軸１２がラジアル軸受部材８１に当接する部分（エッジ８１ｅであった部分）と、回転軸１２がラジアル軸受部材９１に当接する部分（エッジ９１ｅであった部分）とは、モータ軸線Ｌを間に挟んで互いに反対側に位置しており、回転軸１２は、ラジアル方向に位置規制された状態で、モータ軸線Ｌに対してわずかに斜めに傾いた姿勢で回転することになる。従って、回転軸１２はラジアル方向に振動することがない。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ装置１では、回転軸１２がコイルバネ１９によって付勢されている反出力側において回転軸１２を受ける第２軸受部９にスラスト受け板９５を設けてあるので、回転軸１２はスラスト方向に振動しない。それ故、回転軸１２とスラスト受け板９５との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。

また、第２軸受部９において、スラスト受け板９５には、モータ軸線Ｌに対して斜めに傾いた姿勢で回転軸１２の軸端部を支持して、回転軸１２の反出力側の軸端部をラジアル軸受部材９１の周方向の所定個所に当接させる傾斜支持板部９５ｆを設けてあるため、回転軸１２は、ラジアル軸受９１の内周のうち、周方向の所定個所（ラジアル軸受９１のエッジ９１ｅ）に当接した状態で回転する。従って、回転軸１２が回転した際、回転軸１２の反出力側端部は、ラジアル方向に振動しない。また、回転軸１２は、出力側の第１軸受部８のラジアル軸受部材８１において、ラジアル軸受９１に回転軸１２が当接している個所（ラジアル軸受９１のエッジ９１ｅ）に対してモータ軸線Ｌを間に挟んで反対側の個所（ラジアル軸受部材８１のエッジ８１ｅ）に当接した状態で回転するため、回転軸１２の出力側端部も、ラジアル方向に振動しない。それ故、回転軸１２がラジアル方向に振動するのを確実に防止することができるので、回転軸１２とラジアル軸受９１の内周面との衝突に起因するノイズの発生や、回転軸１２とラジアル軸受部材８１の内周面との衝突に起因するノイズの発生を防止することができる。

また、本形態によれば、傾斜支持部９５ｆの傾きを変えるという簡素な構成で、回転軸１２に適正な反力を発生させることができる。

さらに、本形態では、スラスト受け板９５の底部９５ｃの一部を斜めにした傾斜支持板部９５ｆで回転軸１２の軸端部を斜めに支持した構造を採用したため、金属板に形成した板バネ部分によって回転軸１２に側圧を印加する構成と違って、板バネ部分の強度や付勢力を厳密に設定しなければならないという問題もない。

また、かかるラジアルの振動対策であれば、ラジアル軸受部材８１、９１が磨耗したときでも回転軸１２のラジアル方向の振動を防止できる。しかも、本形態によれば、グリスの塗布の有無にかかわらず、ノイズの発生を防止できるという利点もある。

［実施の形態２］
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係るモータ装置の構成を示す半断面図、およびこのモータ装置のスラスト受け部を拡大して示す説明図である。なお、本形態のモータは、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにして、それらの詳細な説明を省略する。

図３（ａ）に示すモータ装置１（モータ機器）も、実施の形態１と同様、ステッピングモータからなるモータ本体１ａを備えており、ステータ部２０の両端面のうち、反出力側端面には反出力側端板７２が固定されている。これに対して、ステータ部２０の出力側端面には、コの字形状の金属製のフレーム６０の連結板部６８がボルト６６によって固定されている。連結板部６８には、出力側端板７１の穴７１ｃと重なる位置に穴６０ｃが形成されており、かかる穴６０ｃ、７１ｃを貫通するように、回転軸１２が延在している。

本形態では、反出力側端板７２を利用して回転軸１２を反出力側で回転可能に支持する第１軸受部５が保持され、フレーム６０において連結板部６８に対向する対向板部６９を利用して回転軸１２を出力側で回転可能に支持する第２軸受部６が構成されている。

本形態において、第１軸受部５を構成するにあたっては、反出力側端板７２に穴７２ｃが形成されており、穴７２ａには、回転軸１２を反出力側で回転可能に支持する円筒状のラジアル軸受部材５１（ラジアル受け部）が固着されている。本形態では、ラジアル軸受部材５１として焼結軸受が用いられている。

また、第２軸受部６を構成するにあたって、フレーム６０は、対向板部６９に、回転軸１２の出力側端部が挿入された穴６３が形成されたカップ状部材になっており、穴６３の内周側面によって、モータ軸線Ｌに平行なラジアル受け部６１が構成されている。また、第２軸受部６には、以下に説明する理由から、穴６３の奥底部は、スラスト受け部６２として利用されている。

本形態のモータ本体１ａにおいては、ロータ１０の回転時に回転軸１２がスラスト方向に振動することを防止する目的に、まず、ラジアル軸受部材５１とロータ１０の反出力側端面（永久磁石１１の反出力側端面）との間には、回転軸１２を出力側に付勢するバネ部材としてのコイルバネ１８が回転軸１２の周りに配置されている。かかるコイルバネ１８を配置するにあたって、本形態では、永久磁石１１の反出力側端面には、反出力側に向けて拡径しながら開口する環状凹部１１ｂが回転軸１２と同心状に形成されており、コイルバネ１８の出力側の端部は、環状凹部１１ｂの内部に収容されている。ここで、コイルバネ１８の反出力側の端部とラジアル軸受部材５１の出力側端面との間には大径のワッシャ４６が配置され、コイルバネ１８の出力側の端部と環状凹部１１ｂの底部との間には小径のワッシャ４７が配置されている。従って、回転軸１２が回転したとき、ラジアル軸受部材５１とワッシャ４５との間、または／および環状凹部１１ｂの底部とワッシャ４７との間が摺動面となる。

このように、本形態のモータ本体１ａでは、コイルバネ１８が回転軸１２を出力側に付勢するとともに、回転軸１２の出力側の軸端部がスラスト受け部６２で支持されているため、回転軸１２が回転した際に回転軸１２がスラスト方向に振動することがなく、ラジアル軸受部材５１、ラジアル受け部６１の摩耗および大きな異音の発生を防止することができる。また、出力側に付勢された回転軸１２は、その出力側の軸端部が半球状になっているため、スラスト受け部６２に、概ね、点接触状態あるいは線接触状態で支持されるため、スラスト受け部６２での摺動に起因するトルクの損失を小さく抑えることができる。

さらに、本形態では、スラスト方向の振動を防止するためのスラスト受け部６２を利用して、回転軸１２のラジアル方向の振動を防止する構造が採用されている。具体的には、本形態のモータ装置１で用いたスラスト受け部６２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、モータ軸線Ｌに対して斜めに傾いた傾斜支持部になっている。従って、回転軸１２の反出力側の端部には、矢印Ｆｂで示す力が加わるので、回転軸１２の出力側の端部は、ラジアル受け部６１の内周部分のうち、モータ軸線Ｌに対して一方側に位置する部分６１ｅに当接するように変位し、回転軸１２は、かかる部分６１ｅに当接した状態で回転する。一方、回転軸１２の反出力側には、矢印Ｆｂ′で示す力が作用するため、回転軸１２の反出力側端部は、ラジアル軸受部材５１の内径部分のうち、反出力側のエッジ５１ｅに当接するように変位した状態で回転する。本形態において、スラスト受け部６２（傾斜支持部）は、モータ軸線Ｌに対して直交する面に対して５〜４５度、傾くように形成されている。

ここで、ラジアル受け部６１において回転軸１２が当接する部分６１ｅと、ラジアル軸受部材５１において回転軸１２が当接するエッジ５１ｅとは、モータ軸線Ｌを間に挟んで互いに反対側に位置し、回転軸１２は、モータ軸線Ｌに対してわずかに斜めに傾いた姿勢のまま回転することになるので、回転軸１２はラジアル方向に振動することがない。それ故、回転軸１２がラジアル方向に振動するのを確実に防止することができるので、ノイズの発生を防止することができる。また、かかるラジアルの振動対策であれば、ラジアル受け部６１およびラジアル軸受部材５１が磨耗したときでも回転軸１２のラジアル方向の振動を防止できる。しかも、本形態によれば、グリスの塗布の有無にかかわらず、ノイズの発生を防止できるという利点もある。

また、本形態によれば、スラスト受け部６２の傾きを変えるという簡素な構成で、回転軸１２に適正な反力を発生させることができる。

［実施の形態３］
上記実施の形態１では、モータ単体（モータ装置）が「モータ本体」「第１軸受部」「第２軸受部」を有し、上記実施の形態２では、モータ単体が「モータ本体」「第１軸受部」を備え、モータ単体が搭載される機器のフレームが第２軸受部を備えていたが、モータ単体が「モータ本体」「第１軸受部」「第２軸受部のラジアル受け部」のみを備え、モータ単体が搭載される機器の側が第２軸受部のスラスト受け部を備えた構成を採用してもよい。より具体的には、例えば、実施の形態１において、図１および図２を参照して説明した傾斜支持板部９５ｆなどの傾斜支持部が、モータ本体１ａおよびモータ単体が搭載される機器の側に構成され、かかる傾斜支持部によって、回転軸１２の反出力側の軸端部を斜め姿勢で支持する構成を採用してもよい。

［他の実施の形態］
上記実施の形態１では、スラスト受け板９５の底部９５ｃの強度確保などの目的に、底部９５ｃに垂直板部９５ｅ、傾斜支持板部９５ｆ、垂直板部９５ｇ、および傾斜板部９５ｈを設けたが、少なくとも傾斜支持板部９５ｆを設ければ、スラスト受け板９５の構造については図１（ｂ）に示した構造に限定されるものではない。

上記実施の形態２で採用したラジアル受け部およびスラスト受け部を一体に備えたカップ状部材については、実施の形態１において反出力側に配置される第２軸受部に採用してもよい。

上記実施の形態１、２では、コイルバネ１８、１９によって永久磁石１１をスラスト方向に付勢したが、回転軸１２の軸端に直接、スラスト方向の付勢力を印加してもよい。

上記実施の形態では、コイルバネ１８、１９によって回転軸１２をスラスト方向に付勢したが、例えば、金属板から切り起こした部分をバネ部材としたものなど他のバネによって回転軸１２をスラスト方向に付勢してもよい。

上記実施の形態１、２では、モータ本体１ａ内に配置したコイルバネ１８、１９によって回転軸１２をスラスト方向に付勢したが、モータ本体１ａを各種機器に搭載してモータ装置１を構成した状態で回転軸１２がスラスト方向に付勢されていれば、モータ本体１ａ自身にはバネが搭載されておらず、モータ本体１ａを各種機器に搭載してモータ装置１を構成した状態で、モータ本体１ａ側に搭載されているバネによって回転軸１２がスラスト方向に付勢される構成を採用してもよい。

上記実施の形態１、２では、モータ本体１ａがステッピングモータからなる例であったが、モータ本体１ａがブラシ付きモータであるなど、モータ本体１ａがステッピングモータ以外のモータからなる場合に本発明を適用してもよい。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るモータ装置の構成を示す半断面図、およびこのモータ装置のスラスト受け板の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るモータ装置において回転軸に加わる力の説明図、および回転軸に対するラジアル方向の支持構造を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係るモータ装置の構成を示す半断面図、およびこのモータ装置のスラスト受け部を拡大して示す説明図である。 従来のモータの構成を示す半断面図である。

符号の説明

１ａ モータ本体
５、８ 第１軸受部
６、９ 第２軸受部
１０ ロータ
１１ 永久磁石
１２ 回転軸
１８、１９ コイルバネ（バネ部材）
２０ ステータ部
５１、８１、９１ ラジアル軸受部材（ラジアル軸受部）
６１ ラジアル受け部
６２ スラスト受け部（傾斜支持部）
９５ スラスト受け板（スラスト受け部）
９５ｆ 傾斜支持板部（傾斜支持部）

Claims (9)

1. 筒状のステータ部および該ステータ部から延在する回転軸を備えたモータ本体と、前記回転軸の一方側を回転可能に支持する第１軸受部と、前記回転軸の他方側を回転可能に支持する第２軸受部と、を有するモータ装置において、
   前記回転軸は、前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢され、
   前記第２軸受部は、前記回転軸をラジアル方向で支持する筒状のラジアル受け部と、当該回転軸の前記他方側の軸端部をスラスト方向で支持するスラスト受け部とを備え、
   前記スラスト受け部は、前記モータ軸線上の予め定めた位置で当該モータ軸線に対して斜めに傾いている傾斜支持部を備え、
   前記傾斜支持部が前記回転軸の前記他方側の軸端部に当接して当該回転軸を前記ラジアル受け部の周方向の所定個所に当接させていることを特徴とするモータ装置。
2. 請求項１に記載のモータ装置において、
   前記第１軸受部は、前記回転軸をラジアル方向で支持する筒状のラジアル受け部を備え、
   当該第１軸受部のラジアル受け部において前記回転軸が当接している個所と、前記第２軸受部のラジアル受け部において前記回転軸が当接している個所とは、周方向において前記モータ軸線を挟む反対側に位置することを特徴とするモータ装置。
3. 請求項１または２に記載のモータ装置において、
   前記第２軸受部は、前記ラジアル受け部をもつラジアル軸受部材と、前記スラスト受け部をもって前記ラジアル軸受部材よりモータ軸線方向における外側に配置されたスラスト軸受部材と、を備えていることを特徴とするモータ装置。
4. 請求項１または２に記載のモータ装置において、
   前記第２軸受部は、前記ラジアル受け部および前記スラスト受け部を一体に備えたカップ状部材であることを特徴とするモータ装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ装置において、
   前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体、前記第１軸受部、および前記第２軸受部が構成されていることを特徴とするモータ装置。
6. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ装置において、
   前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体および前記第１軸受部が構成され、
   前記機器の側に前記第２軸受部が構成されていることを特徴とするモータ装置。
7. 請求項１、２または３に記載のモータ装置において、
   前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の状態で、当該モータ単体に前記モータ本体、前記第１軸受部、および前記第２軸受部の前記ラジアル受け部が構成され、
   前記機器の側に前記第２軸受部の前記スラスト受け部が構成されていることを特徴とするモータ装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のモータ装置において、
   前記モータ本体が機器に搭載される前のモータ単体の側に、前記回転軸を前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢する付勢部材が配置されていることを特徴とするモータ装置。
9. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のモータ装置において、
   前記モータ本体が搭載される機器の側に、前記回転軸を前記一方側から前記他方側に向けてモータ軸線方向に付勢する付勢部材が配置されていることを特徴とするモータ装置。

Images