JP5981264B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、ボールを介して回転軸を回転可能に支持するモータに関するものである。

ＤＶＤやブルーレイディスク等の光ディスクの駆動装置において、光ヘッドの駆動にはステッピングモータが用いられ、かかるステッピングモータでは、ロータの回転軸のうち、ステータから突出した部分の外周面に、光ヘッド側のラックが係合する螺旋溝が形成されている。また、回転軸の端面には凹部が形成されており、かかる凹部と軸受部材との間にはボールが配置されている。このため、回転軸は、ボールを介して軸受部材によって回転可能に支持されている。また、ボールには、板バネやコイルバネ等の付勢部材によって、直接あるいは軸受部材を介して回転軸の軸線方向の与圧が印加されており、かかる与圧によって、ボールと回転軸との間にがたつきが発生するのを防止するようになっている（特許文献１参照）。

また、ボールを介してロータの回転軸を回転可能に支持する軸受構造に代えて、回転軸の端部を半球状に加工して、かかる半球状の端部を軸受部材で支持する構造が実用化されている（特許文献２参照）。

特開平５−５６６２２号公報 特開２００７−１０４８４９号公報

回転軸に螺旋溝が形成されているモータにおいて、螺旋溝とラックとを係合させてラックを駆動した場合、螺旋溝には軸線方向の力が加わる。また、螺旋溝の表面粗さが大で摩擦抵抗が大きいと、螺旋溝を介して回転軸には軸線方向に対して直交する方向成分の力（側圧）が加わる。その際、駆動対象物からの負荷が大きいと、回転軸が軸線方向に対して直交する方向に変位し、モータに部材同士の衝突に起因する叩き音等の異音が発生する。

また、近年、ブルーレイ対応の光ディスクの光ヘッド駆動装置等では、ブルーレイ対応の部品の増加や放熱性の高い金属製シャーシの採用等により、光ヘッドの重量が増加しており、かかる重量化が原因で側圧が増大すると、モータにおいて異音（叩き音）が発生しやすくなる。また、ブルーレイ対応の光ヘッド駆動装置等において、従来は光ヘッドの駆動用モータとは別に、ディスクのローディング装置のロック解除用にソレノイドが用いられていたが、光ヘッド駆動用のモータの回転を利用してディスクのローディング装置のロックを解除するような機構が採用されている。かかる構成を採用した場合にも、回転軸には大きな側圧が加わるため、モータに異音（叩き音）が発生しやすい。かかる異音の発生は、モータが使用された装置のノイズの原因となるとともに、モータの故障につながるおそれがあるため、好ましくない。

また、特許文献２に記載の構成のように、回転軸の端部に対して切削や研削等の加工を行って軸受用の半球部を形成した場合には、半球部の表面粗さが大きく、軸受部材との間に大きな摺動ロスが発生しやすいという問題点がある。また、半球部の表面粗さが大きいと、軸受部材側で摩耗が進行しやすく、それが原因で信頼性が低下するという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、駆動負荷が大きい場合でも異音の発生を抑えるとともに、軸受部分での摺動ロスを小さく抑えることにより、信頼性の高いモータ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、筒状のステータと、該ステータの径方向の内側に配置されたロータと、を有し、前記ロータにおいて延在する回転軸のうち、前記ステータから突出した部分の外周面に螺旋溝が形成されたモータにおいて、前記回転軸の軸線方向の端部に固着されたボールと、該ボールの前記径方向の外側への移動を規制する移動規制部を備え、前記回転軸を回転可能に支持する軸受部材と、前記ボールを前記回転軸が位置する側に付勢する付勢部材と、を有していることを特徴とする。

本発明では、回転軸の端部にボールが固着されているため、ボールを利用して軸受を構成した場合に回転軸に側圧が加わったとき、ボールの径方向の移動は移動規制部によって規制されるが、回転軸とボールとの間には位置ずれが発生しない。それ故、回転軸とボールとのがたつきに起因する叩き音等の異音の発生を防止することができる。また、ボールは、回転軸と別体に形成したものが回転軸に固着された構造になっている。このため、回転軸の端部に対して切削や研削等の加工を行って軸受用の半球部を形成した場合と違って、ボールの表面粗さが小さい。それ故、軸受部材とボールとの間に大きな摺動ロスが発生しないとともに、軸受部材の磨耗が少なく、信頼性が向上する。

本発明において、前記ボールおよび前記軸受部材は、前記回転軸の前記ステータが位置する側の端部に設けられていることが好ましい。モータの回転時には、ロータに径方向の力が生じ、かかる力がボールと回転軸との間に位置ずれを発生させる可能性があるが、回転軸のステータが位置する側の端部に本発明に係る軸受構造を採用すれば、モータの回転時に異音が発生することを抑制することができる。

本発明では、前記回転軸の前記軸線方向の一方側の端部は、前記一方側の端部と前記軸受部材との間に介在する前記ボールを介して前記軸受部材によって支持され、前記軸線方向において、前記回転軸の最も前記一方側に位置する最端部は、前記ボールの最大径部分より前記軸線方向の他方側に位置していることが好ましい。かかる構成によれば、移動規制部を回転軸に近い位置に設けることができるので、軸線方向において移動規制部がボールの径が大の部分の外側に配置することができる。このため、移動規制部とボールとが当接した際の摺動ロスが小さい。

本発明において、前記移動規制部は、前記ボールの前記径方向の外側で当該ボールの周りを囲むように前記軸線方向に平行に延在する壁面であり、当該移動規制部は、前記軸線方向における前記ボールの最大径部分に前記径方向の外側から当接することにより前記ボールの前記径方向における移動を規制することが好ましい。かかる構成によれば、軸受部材とボールとの間の摺動ロスが小さい。また、回転軸に加わった側圧の影響等によって、ボールがモータ軸線方向に直交する方向に変位した場合や、付勢部材の劣化等の影響によって、軸受部材に対するモータ軸線方向への付勢力が低下した場合でも、軸受部材の受け部は、ボールの最大径部分に径方向の外側から当接して移動を規制している。このため、軸受部材とボールとの間でのがたつきが抑えられているので、軸受部材とボールとのがたつきに起因する異音の発生等を防止することができる。

本発明において、前記ボールの表面粗さは、前記回転軸の外周面の表面粗さより小であることが好ましい。かかる構成によれば、軸受部材とボールとの間に大きな摺動ロスが発生しないとともに、軸受の磨耗が少なく、信頼性が向上する。

本発明において、前記回転軸の前記軸受部材側に位置する端面には、前記軸受部材側に向けて拡径する凹部が形成され、当該凹部の内周面が前記ボールに当接していることが好ましい。かかる構成によれば、軸線方向において、回転軸に対するボールの位置が確実に規定されるので、回転軸の最端部は、ボールの最大径部分より軸受部材とは反対側に確実に位置することになる。従って、移動規制部は、回転軸に側圧が加わったときでも、ボールは安定した状態で軸受部材に支持される。

本発明において、前記ボールは、前記回転軸に接着により固着されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、ボールと回転軸との材質が相違している場合でも、ボールと回転軸とを固着することができる。

この場合、前記凹部の内周面と前記ボールとの接触部分より前記軸受部材側には、前記凹部の内周面と前記ボールの外周面とに挟まれた環状の隙間が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、接着剤がボールの大径部まではみ出ることを抑制することができる。

本発明において、前記ボールは、前記回転軸に溶接により固着されている構成を採用してもよい。

この場合、前記回転軸は、前記ボールが溶接されている部分の外径寸法が前記ステータの内側に位置する部分より小の小径部になっていることが好ましい。かかる構成によれば、回転軸の端部とボールとの境目にレーザ光を照射して溶接することが容易である。

本発明において、前記軸受部材は、前記軸線方向で前記ボールに当接して前記回転軸を回転可能に支持する受け部を備えていることが好ましい。

本発明において、前記受け部は、例えば、前記軸受部材に形成された凹部の底部として構成され、この場合、前記付勢部材は、前記軸受部材を介して前記回転軸を付勢する。

本発明において、前記ボールおよび前記軸受部材は、前記回転軸の前記軸線方向の両端部の各々に設けられていることが好ましい。

本発明では、回転軸の端部にボールが固着されているため、ボールを利用して軸受を構成した場合に回転軸に側圧が加わったとき、ボールの径方向の移動は移動規制部によって規制されるが、回転軸とボールとの間には位置ずれが発生しない。それ故、回転軸とボールとのがたつきに起因する叩き音等の異音の発生を防止することができる。また、ボールは、回転軸と別体に形成したものが回転軸に固着された構造になっている。このため、回転軸の端部に対して切削や研削等の加工を行って軸受用の半球部を形成した場合と違って、ボールの表面粗さが小さい。それ故、軸受部材とボールとの間に大きな摺動ロスが発生しないとともに、軸受部材の磨耗が少なく、信頼性が向上する。

本発明の実施の形態１に係るモータの説明図である。 本発明の実施の形態１に係るモータの反出力側の軸受構造の説明図である。 本発明の実施の形態１の改良例に係るモータの反出力側の軸受構造の説明図である。 本発明の実施の形態１の別の改良例に係るモータの反出力側の軸受構造の説明図である。 本発明の実施の形態２に係るモータの反出力側の軸受構造の説明図である。

図面を参照して、本発明を適用したモータの一例を説明する。なお、以下の説明において、モータ軸線方向Ｌのうち、回転軸５０がステータ４０から突出している側を出力側Ｌ１とし、回転軸５０がステータ４０から突出している側とは反対側を反出力側Ｌ２として説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータの説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、モータの半断面図、反出力側Ｌ２からみた側面図、および反出力側Ｌ２の端部を拡大して示す断面図である。

図１に示すモータ１は、ＤＶＤやブルーレイディスク等の光ディスク駆動装置において光ヘッドの駆動等に用いられるステッピングモータであり、円筒状のステータ４０と、ステータ４０の周りを囲むモータケース１０とを有している。モータケース１０は、ステータ４０の出力側Ｌ１に位置する部分を覆う第１ケース部材１１と、ステータ４０の反出力側Ｌ２に位置する部分を覆う第２ケース部材１２とを備えている。

ステータ４０では、コイル２５が巻回された環状の第１のボビン２Ａと第２のボビン２Ｂとがモータ軸線方向Ｌに重ねて配置されている。第１のボビン２Ａにおいてモータ軸線方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア３Ａおよび外ステータコア４Ａが重ねて配置され、第２のボビン２Ｂにおいてモータ軸線方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア３Ｂおよび外ステータコア４Ｂが重ねて配置されている。第１のボビン２Ａおよび第２のボビン２Ｂの内周面では、内ステータコア３Ａ、３Ｂおよび外ステータコア４Ａ、４Ｂの複数の極歯３１、４１が周方向に並んだ構成となっている。このようにして、ロータ配置穴３０を備えた円筒状のステータ４０が構成されており、ステータ４０の径方向内側にはロータ５が同軸状に配置されている。

ロータ５では回転軸５０がモータ軸線方向Ｌに延在しており、回転軸５０の反出力側Ｌ２寄りの位置には円筒状のロータマグネット５９が固着されている。本形態において、２つのロータマグネット５９がモータ軸線方向Ｌで離間した位置に設けられており、２つのロータマグネット５９はいずれも、ロータ配置穴３０の内側において、ステータの極歯３１、４１と所定の間隔を介して対向している。回転軸５０は、ステータ４０から突出する側（出力側Ｌ１）の外周面に螺旋溝５８が形成されており、光ヘッド（図示せず）側に形成されたラックとともにラック−ピニオン機構を構成している。その際、ラックは、螺旋溝５８に向けて付勢されているため、回転軸５０にはモータ軸線方向と直交する方向の側圧が印加されている。また、ラックを駆動した場合、螺旋溝５８にはモータ軸線方向Ｌの力が加わるが、螺旋溝５８の表面粗さが大で摩擦抵抗が大きいと、かかる摩擦力によって、回転軸５０には螺旋溝５８を介してモータ軸線方向Ｌと直交する方向成分の力（側圧）が加わる。かかる側圧は、光ヘッドの重量が大である等、駆動対象の駆動負荷が大きい程、大となる。また、本形態において、モータ１は、光ディスクの駆動装置において、回転軸５０に係合するキャリッジの移動を利用してディスクのローディング装置のロック解除用に用いられていることから、駆動対象の駆動負荷が大きい。従って、本形態のモータ１では、回転軸５０に対してモータ軸線方向Ｌと直交する方向から大きな側圧が印加されることになる。

本形態において、モータケース１０において、第１ケース部材１１の出力側Ｌ１の端面にはプレート６５が固着されており、このプレート６５の先端側屈曲部分６５１には、回転軸５０の出力側Ｌ１の端部５１をモータ軸線方向Ｌおよび径方向で回転可能に支持する出力側Ｌ１の軸受機構６が構成されている。これに対して、モータケース１０において、第２ケース部材１２の反出力側Ｌ２の端面には円筒状の軸受ホルダ７５が溶接等により固着されており、かかる軸受ホルダ７５を利用して、回転軸５０の反出力側Ｌ２の端部５２をモータ軸線方向Ｌおよび径方向で回転可能に支持する反出力側Ｌ２の軸受機構７が構成されている。本形態では、回転軸５０に対してモータ軸線方向Ｌと直交する方向から側圧が印加された場合でも、軸受機構６、７でがたつきに起因する異音が発生しないように、以下に説明する構成が採用されている。

（反出力側Ｌ２の軸受け構造）
図２は、本発明の実施の形態１に係るモータ１の反出力側Ｌ２の軸受機構７の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、軸受機構７を構成する部材の断面図、および軸受機構７の断面図である。なお、図２では、付勢部材の図示を省略してある。

図１および図２において、モータ軸線方向Ｌの反出力側Ｌ２に設けられた軸受機構７では、軸受ホルダ７５の内側に円盤状の軸受部材７０が支持されており、回転軸５０の反出力側Ｌ２の端部５２は、端部５２と軸受部材７０との間に介在するボール７６を介して軸受部材７０によってモータ軸線方向Ｌおよびラジアル方向で回転可能に支持されている。

軸受部材７０には、出力側Ｌ１の端面で反出力側Ｌ２に向けて凹む凹部７１が形成されており、かかる凹部７１の内側に対してボール７６の反出力側Ｌ２に位置する部分が嵌っている。本形態において、凹部７１は、ボール７６をモータ軸線方向Ｌの反出力側から回転可能に支持する底部７２（受け部）を備えた有底の凹部からなり、底部７２は円錐面からなる。また、凹部７１において、円周面からなる内周側面７３（壁面）は、同一の径をもってモータ軸線方向Ｌに延在するストレート穴を形成しており、内周側面７３は、ボール７６の径方向の外側でボール７６の周りを囲んでいる。凹部７１の内径寸法は、ボール７６の直径よりわずかに大きく設定されており、凹部７１の内周側面７３は、ボール７６がモータ軸線方向Ｌに直交する径方向に移動するのを規制する移動規制部として構成されている。

回転軸５０の反出力側Ｌ２の端部５２において、軸受部材７０に対向する端面５２０には、出力側Ｌ１に向けて凹む凹部５２１が形成されており、ボール７６の出力側Ｌ１に位置する部分は、凹部５２１の内部に位置する。本形態において、凹部５２１の内周面５２２は、反出力側Ｌ２（軸受部材７０が位置する側）に向けて拡径する円錐面になっている。

ここで、軸受部材７０は、軸受ホルダ７５の内側でモータ軸線方向Ｌにおいて移動可能に構成されており、軸受部材７０は、軸受部材７０に対して反出力側Ｌ２に配置された板バネ状の付勢部材７７によって出力側Ｌ１に向けて付勢されている。付勢部材７７は、軸受部材７０の反出力側Ｌ２の面に重なる端板部７７１と、端板部７７１の相対向する辺部から出力側Ｌ１に向けて突出した一対のフック部７７２と、端板部７７１の他の辺部から出力側Ｌ１に向けて突出した側板部７７３とを有している。このため、付勢部材７７は、フック部７７２が軸受ホルダ７５の側面を通って出力側Ｌ１の端面に引っ掛かることにより、軸受ホルダ７５に固定されている。その際、付勢部材７７の側板部７７３は、フック部７７２の側面に当接して位置決めされている。

端板部７７１の中央部分には板バネ部７７５が切り起こされており、板バネ部７７５は、軸受部材７０を出力側Ｌ１に向けて付勢している。このため、ボール７６は、板バネ部７７５によって軸受部材７０を介して出力側Ｌ１（回転軸５０が位置する側）に向けて付勢され、かかる出力側Ｌ１には、回転軸５０の出力側Ｌ１の端部５１をモータ軸線方向Ｌおよび径方向で回転可能に支持する出力側Ｌ１の軸受機構６が構成されている。従って、回転軸５０は、出力側Ｌ１の端部５１が軸受機構６に当接するように付勢された状態にあるため、回転軸５０が回転した際、回転軸５０のモータ軸線方向Ｌでのがたつきが防止されている。

このように構成した軸受機構７において、ボール７６は、回転軸５０の端部５２に固着されている。より具体的には、ボール７６は、回転軸５０と別体に形成された球体であり、ボール７６は、回転軸５０の反出力側Ｌ２の端面５２０に形成された凹部５２１の内周面５２２とボール７６とに跨るように塗布された接着剤Ｐによって接着固定されている。このため、回転軸５０の端部に対して切削や研削等の加工を行って軸受用の半球部を形成した場合と違って、軸受部材７０と摺動する面の表面粗さ（ボール７６の表面粗さ）が小さい。より具体的には、ボール７６の表面粗さは、回転軸５０の外周面の表面粗さより小である。また、本形態では、接着剤Ｐによってボール７６と回転軸５０とを固定しているため、ボール７６と回転軸５０の材質が相違している場合でも、ボール７６と回転軸５０とを確実に固定することができる。例えば、回転軸５０がステンレス等の鉄系金属や真鍮で、ボール７６がセラミックス製であっても、ボール７６と回転軸５０とを確実に固定することができる。また、ボール７６および回転軸５０のいずれもが鉄系金属であっても、ボール７６と回転軸５０とを確実に固定することができる。なお、本形態では、軸受機構７にグリスやオイルが塗布されているため、接着剤Ｐがグリスやオイルによって劣化しないように、接着剤Ｐとしてエポキシ樹脂系の接着剤が用いられている。

ここで、凹部５２１の内周面５２２は、反出力側Ｌ２（軸受機構７が位置する側）に向けて拡径する円錐面になっており、本形態において、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θは３０°に設定されている。また、本形態では、凹部５２１の開口部のサイズ、およびボール７６のサイズは、モータ軸線方向Ｌにおいて、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）が、ボール７６の最大径部分（一点鎖線Ｂで示す位置）より軸受部材７０とは反対側の出力側Ｌ１に位置するように設定されている。このため、凹部７１の内周側面７３がボール７６の最大径部分（一点鎖線Ｂで示す位置）の径方向外側に位置するように構成した場合でも、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）と、軸受部材７０の出力側Ｌ１の面７４との間には、モータ軸線方向Ｌで十分な隙間Ｇが確保されている。

（出力側Ｌ１の軸受け構造）
再び図１において、モータ軸線方向Ｌの出力側Ｌ１に設けられた軸受機構６でも、軸受機構７と同様な構成が採用されている。より具体的には、プレート６５の先端側屈曲部分６５１に保持されている出力側Ｌ１の軸受部材６０と回転軸５０の出力側Ｌ１の端部５１との間にはボール６６が配置されている。ここで、回転軸５０の出力側Ｌ１の端面５１０には、反出力側Ｌ２に向けて凹んだ凹部５１１が形成され、軸受部材６０の反出力側Ｌ２の端面には出力側Ｌ１に向けて凹む受け部６１が形成されており、回転軸５０の凹部５１１と軸受部材６０の受け部６１との間にボール６６が配置されている。かかる軸受機構６において、ボール６６については、回転軸５０に固着されていない構造を採用してもよいが、本形態では、図２等を参照して軸受機構７を説明したように、ボール６６は、回転軸５０の凹部５１１に接着剤により固定されている。かかる軸受機構６の構成は、軸受機構７と略同様であるため、説明を省略する。なお、軸受部材６０は、プレート６５の先端側屈曲部分６５１に形成された穴６５２を貫通した状態で先端側屈曲部分６５１の反出力側Ｌ２の面に当接する大径部６４を有しているため、先端側屈曲部分６５１に固定されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ１において、軸受機構７は、回転軸５０の端部５２に固着されたボール７６と、ボール７６を介して回転軸５０を回転可能に支持する凹部７１を備えた軸受部材７０とを有しているため、ボール７６を利用して軸受機構７を構成した場合でも、回転軸５０とボール７６との間の位置ずれが発生しない。それ故、回転軸５０とボール７６とのがたつきに起因する異音の発生等を防止することができる。また、回転軸５０は、切削加工や転造工法により螺旋溝５８を形成するとともに、切削加工により凹部５２１を形成した後、バレル仕上げを行うため、凹部５２１の内周面５２２に打痕等が発生しやすいが、本形態において、回転軸５０とボール７６とは固定されているので、回転軸５０が回転した際、打痕の存在によって異音が発生することを防止することができる。

また、ボール７６は、回転軸５０と別体に形成したものを回転軸５０に固着された構造になっているため、回転軸５０の端部に対して切削や研削等の加工を行って軸受用の半球部を形成した場合と違って、ボール７６の表面粗さが小さい。それ故、軸受部材７０とボール７６との間に大きな摺動ロスが発生しないとともに、軸受の磨耗が少なく、信頼性が向上する。

また、モータ軸線方向Ｌにおいて、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）は、ボール７６の最大径部分より軸受部材７０とは反対側に位置し、軸受部材７０に形成した凹部７１の内周側面７３（移動規制部）は、ボール７６の最大径部分の径方向外側に位置する。このため、回転軸５０に側圧が加わって、ボール７６がモータ軸線方向Ｌに直交する方向に変位し、ボール７６が凹部７１の底部７２からずれた場合でも、ボール７６は凹部７１の内周側面７３に当接する。従って、軸受部材７０とボール７６との間でのがたつきが抑えられているので、軸受部材７０とボール７６とのがたつきに起因する異音の発生等を防止することができる。また、ボール７６と凹部７１の内周側面７３とが当接した際でも、ボール７６の最大径部が凹部７１の内周側面７３に摺動するので、軸受部材７０とボール７６との間の摺動ロスが小さい。また、付勢部材７７の板バネ部７７５の劣化等の影響によって、軸受部材７０に対するモータ軸線方向Ｌへの付勢力が低下した場合でも、軸受部材７０に形成した凹部７１の内周側面７３がボール７６の最大径部分に径方向の外側から当接する。このため、軸受部材７０とボール７６との間でのがたつきが抑えられているので、軸受部材７０とボール７６とのがたつきに起因する異音の発生等を防止することができる。

［実施の形態１の改良例］
図３は、本発明の実施の形態１の改良例に係るモータ１の反出力側Ｌ２の軸受機構７の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、改良例１に係る軸受機構７の断面図、改良例２に係る軸受機構７の断面図、および改良例の利点を示す説明図である。

実施の形態１では、回転軸５０の端部５２において、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θは３０°に設定されていた。これに対して、図３（ａ）に示す改良例１では、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θは４５°に設定され、図３（ｂ）に示す改良例２では、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θは６０°に設定されている。

かかる構成によれば、凹部５２１の内周面５２２とボール７６とが接する位置が、実施の形態１に比して出力側Ｌ１に位置する。このため、図３（ｃ）に示すように、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）と、軸受部材７０の出力側Ｌ１の面７４との間に十分な隙間Ｇを確保した場合でも、凹部５２１の内周面５２２とボール７６との接触部分より軸受部材７０の側に、凹部５２１の内周面５２２とボール７６の外周面とに挟まれた環状の隙間７８を確保することができる。従って、接着剤Ｐは、隙間７８に保持されるので、軸受部材７０とボール７６とが接する位置（ボール７６の最大径部分／一点鎖線Ｂで示す位置）まで接着剤Ｐが到達することがない。それ故、軸受部材７０とボール７６との間に接着剤Ｐによる摺動ロス等が発生しない。特に、回転軸５０の凹部５２１に対してボール７６を押圧して仮固定した後、接着剤Ｐを塗布する方法を採用した場合、塗布した接着剤Ｐは、毛細管力によって、環状の隙間７８の全体に行き渡る。それ故、回転軸５０とボール７６とを確実に固定することができる。

［実施の形態１の別の改良例］
図４は、本発明の実施の形態１の別の改良例に係るモータ１の反出力側Ｌ２の軸受機構７の説明図である。

図４に示すように、回転軸５０の凹部５２１の内周面５２２とボール７６とを接着剤Ｐによって固定するにあたっては、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）から出力側Ｌ１に向けて切り欠き５２５を周方向の複数個所に等角度間隔に形成し、切り欠き５２５の内側で回転軸５０の凹部５２１の内周面５２２とボール７６との間に接着剤Ｐを塗布してもよい。かかる構成によれば、回転軸５０とボール７６との接着強度を高めることができるとともに、接着強度を高めても、軸受部材７０とボール７６とが最も出力側Ｌ１で接する位置（ボール７６の最大径部分／一点鎖線Ｂで示す位置）まで接着剤Ｐが到達することがない。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係るモータ１の反出力側Ｌ２の軸受機構７の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、凹部５２１を構成する円錐における中心線と円錐の母線とが成す角度θを３０°、４５°、６０°に設定した場合の断面図である。

実施の形態１では、回転軸５０とボール７６とを接着剤により固定したが、本形態では、図５に示すように、回転軸５０の最も軸受部材７０側に位置する最端部（端面５２０）にレーザ光Ｓを照射して、回転軸５０の端部５２とボール７６とを溶接により固定する。すなわち、本形態では、回転軸５０はＳＵＳ３０３やＳＵＳ４１０等のステンレス材であり、ボール７６はＳＵＪ２等のベアリング鋼であり、回転軸５０とボール７６はいずれも鉄系材料である。このため、本形態では、回転軸５０の端部５２とボール７６との境目の周方向の２個所にレーザ光を照射して、回転軸５０の端部５２とボール７６とを溶接により固定してある。より具体的には、回転軸５０の凹部５２１に対してボール７６を押圧して仮固定した後、モータ軸線方向Ｌに対して直角の方向からレーザ光を照射する。

ここで、図５（ａ）に示す例では、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θが３０°に設定され、図５（ｂ）に示す例では角度θが４５°に設定され、図５（ｃ）に示す例では角度θが６０°に設定されている。これらの形態を比較すれば分かるように、角度θを大とした方が、溶接個所が軸受部材７０から離間した位置となる。このため、溶接痕が、軸受部材７０とボール７６とが接する位置（ボール７６の最大径部分／一点鎖線Ｂで示す位置）まで到達することがないので、軸受部材７０とボール７６との間に溶接痕による摺動ロス等が発生しない。

また、本形態では、回転軸５０は、端部５２がステータ４０（図１参照）の内側に位置する部分より外径寸法が小の小径部５２８になっており、回転軸５０の端部５２における外径寸法は、ボール７６の直径よりわずかに大きいだけである。従って、回転軸５０の端部５２とボール７６との境目にレーザ光を照射して溶接することが容易である。また、回転軸５０の端部５２とボール７６との溶接の際に発生した溶接痕が回転軸５０の径方向外側に盛り上がった場合でも、端部５２が小径部５２８になっているので、溶接後、図１に示すマグネット５９を回転軸５０に通すのに支障がない。

［他の実施の形態］
上記実施の形態１、２において、付勢部材７７が軸受部材７０を介してボール７６を付勢する構成であったが、軸受部材７０の凹部７１が貫通孔からなり、付勢部材７７がボール７６を直接付勢する構成のモータ１に本発明を適用してもよい。

また、上記実施の形態１、２においては、凹部７１の内周側面７３をボール７６の径方向の移動を規制する移動規制部とし、円錐面からなる底部７２をモータ軸線方向Ｌでボール７６を支持する受け部としたが、凹部７１に形成した円錐面をボール７６の径方向の移動を規制する移動規制部として利用するとともに、モータ軸線方向Ｌでボール７６を支持する受け部として利用してもよい。また、ボール７６の径方向の移動を規制する移動規制部と、モータ軸線方向Ｌでボール７６を支持する受け部とを各々、別の部材によって構成してもよく、この場合、付勢部材７７は、受け部が形成された部材を介してボール７６を付勢することになる。さらに、軸受部材７０の凹部７１の底部７２については円錐状に限らず、角錐状でもよい。さらにまた、軸受部材７０の凹部７１の底部７２については円錐状や角錐状に限らず、平坦面であってもよい。この場合、軸受部材７０の底部７２がスラスト軸受として機能し、軸受部材７０の凹部７１の内周側面５３がラジアル軸受として機能する。

上記実施の形態１、２では、凹部５２１の内周面５２２が円錐面であったため、凹部５２１を構成する円錐における中心線（円錐の頂点から底面に垂直に延びた仮想線）と、円錐の母線（内周面５２２）とが成す角度θを３０°より大きな４５°あるいは６０°に設定して、凹部５２１の内周面５２２とボール７６とが接する位置が出力側Ｌ１に位置するようにしたが、凹部５２１が断面円弧状である場合、円弧を浅くして、凹部５２１の内周面５２２とボール７６とが接する位置が出力側Ｌ１に位置するようにしてもよい。

上記実施の形態１では、ボール７６と回転軸５０とを接着剤Ｐによって接着したが、ロウ付けにより接着してもよい。

また、本発明は、ステッピングモータ以外のモータにも適用できることは勿論である。

１ モータ
５ ロータ
６ 出力側の軸受機構
７ 反出力側の軸受機構
４０ ステータ
５０ 回転軸
５１ 回転軸の出力側の端部
５２ 回転軸の反出力側の端部
５９ ロータマグネット
６５ プレート
７０ 軸受部材
７１ 凹部
７２ 凹部の底部（受け部）
７３ 凹部の内周側面（移動規制部）
７５ 軸受ホルダ
７６ ボール
７７ 付勢部材
５２０ 回転軸の反出力側の端面
５２１ 凹部
５２２ 凹部の内周面
７７５ 板バネ部

Claims (13)

1. 筒状のステータと、該ステータの径方向の内側に配置されたロータと、を有し、前記ロータにおいて延在する回転軸のうち、前記ステータから突出した部分の外周面に螺旋溝が形成されたモータにおいて、
   前記回転軸の軸線方向の端部に固着されたボールと、
   該ボールの前記径方向の外側への移動を規制する移動規制部を備え、前記回転軸を回転可能に支持する軸受部材と、
   前記ボールを前記回転軸が位置する側に付勢する付勢部材と、
   を有していることを特徴とするモータ。
2. 前記ボールおよび前記軸受部材は、前記回転軸の前記ステータが位置する側の端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記回転軸の前記軸線方向の一方側の端部は、前記一方側の端部と前記軸受部材との間に介在する前記ボールを介して前記軸受部材によって支持され、
   前記軸線方向において、前記回転軸の最も前記一方側に位置する最端部は、前記ボールの最大径部分より前記軸線方向の他方側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記移動規制部は、前記ボールの前記径方向の外側で当該ボールの周りを囲むように前記軸線方向に平行に延在する壁面であり、
   当該移動規制部は、前記軸線方向における前記ボールの最大径部分に前記径方向の外側から当接することにより前記ボールの前記径方向における移動を規制することを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記ボールの表面粗さは、前記回転軸の外周面の表面粗さより小であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ。
6. 前記回転軸の前記軸受部材側に位置する端面には、前記軸受部材側に向けて拡径する凹部が形成され、
   当該凹部の内周面が前記ボールに当接していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のモータ。
7. 前記ボールは、前記回転軸に接着により固着されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記凹部の内周面と前記ボールとの接触部分より前記軸受部材側には、前記凹部の内周面と前記ボールの外周面とに挟まれた環状の隙間が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のモータ。
9. 前記ボールは、前記回転軸に溶接により固着されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
10. 前記回転軸は、前記ボールが溶接されている部分の外径寸法が前記ステータの内側に位置する部分より小の小径部になっていることを特徴とする請求項９に記載のモータ。
11. 前記軸受部材は、前記軸線方向で前記ボールに当接して前記回転軸を回転可能に支持する受け部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のモータ。
12. 前記受け部は、前記軸受部材に形成された凹部の底部であり、
    前記付勢部材は、前記軸受部材を介して前記回転軸を付勢していることを特徴とする請求項１１に記載のモータ。
13. 前記ボールおよび前記軸受部材は、前記回転軸の前記軸線方向の両端部の各々に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載のモータ。

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