JPH0265639A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低トルク、低速で駆動される小形のモータ　
に関する。

〔従来の技術〕

低トルク、低速で駆動される小形のＰＭ形のモータ　で
は、軸受が不必要となるために、固定シャフト（芯軸に
相当）ガイドとして、中空のモータ軸をその固定シャフ
トの外周上に回転させるようにしたものがある（コスト
的に良）。

こうしたモータには、第７図に示されるようにモータケ
ーモ して、他端側をモータケースａの外部に突出させる。そ
して、この固定シャフトｂの外周面に中空のモータ軸Ｃ
を回転自在に嵌挿し、このモータ軸Ｃのモータケースａ
側の端部に図示しないステタ側の極歯と対向する円筒形
のマグネットｄ（ロータ部に相当）を一体に設けること
が行なわれ、モータケースａの外部から出た部分を出力
部としている。

ところで、モータ軸Ｃにはナイロン、ポリアセタール等
の摩擦係数が小さい、さらには耐摩耗性、疲労、クリー
プに強いプラスチックが用いられる。

そして、マグネッ）ｄと一体成形で中空軸全体が製造さ
れるが、プラスチック成形品は製造上、固定シャフトｂ
を受けるのに要求される寸法精度を細長い貫通孔ｅの全
体に渡って均一に上げることが困難である。

そこで、従来、第７図に示すようにＰＭ形のモータでは
、モータ軸Ｃのモータケースａ内に入る一部分のみ、内
周面を固定シャフトｂを摺接するのに要求される寸法精
度にして摺動面ｆとし、他の部分を固定シャフトｂとは
接触しないような大径の形状にすることが行なわれてい
る。なお、分りやすくするために第７図は、固定シャフ
トｂとモータ軸Ｃとの間の隙間をやや誇張して書いであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、こうしたモータ１ＩｌｌＣの摺動構造は、出
力部となるモータ軸部分が第７図中ｒＸＪの矢印で示す
ラジアル荷重が加わるような負荷で使用されると、摺動
面形成範囲ノ、のｒＹＪ、ｒＺ」の矢印で示す上下限部
の部分で、その力を集中して受けてしまう。しかも、て
この関係が働くから、ｒＸＪの点から加わるラジアル荷
重よりも大きな圧力が各ｒＹＪ、ｒＺＪに発生する。こ
のため、モータの作動に伴い、局部的な摩耗が進行する
おそれがあり、モータケースａと出力部との面角度。

マグネットｄとステータの極歯との平行度を維持する点
でよいものでなかった。

したがって本発明の第１の目的は、モータ軸と芯軸との
間で集中荷重を発生させずに、ラジアル方向から荷重が
加わる負荷を受けることができるモータを提供すること
にある。また本発明の第２の目的は、それに加えモータ
軸の円滑な回転を阻害することなく、該モータ軸の軸心
方向に与圧を与えることができるモータを提供すること
にある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで、上記問題点を解決するために請求項１のモータ
は、中空なモータ軸のうち、モータケースから突出する
内周面部分のみに、芯軸を外周面を受ける摺動面を特徴
する 請求項２は、前述の請求項１に加え、芯軸に外挿されて
モータケースとモータ軸の端面との間に、モータ軸を軸
心方向に押圧するための当該モータ軸の回転方向と同じ
巻方向に巻いてなるコイルスプリングを介装し、かつこ
のコイルスプリングで押圧されるモータ軸の軸方向の動
きを規制するストッパーを設ける。

〔作用〕

請求項１によると、モータケースの外部に出ている出力
部を構成するモータ軸の内周面部分と芯軸の外周面部分
との全体が均一に接触していく。

これにより、モータ軸は出力部側に形成された摺動部で
ラジアル方向に回転自在に支えていく。つまり、出力部
のラジアル方向の荷重をガタのない広い摺動面で受ける
ことができるようになり、たとえラジアル方向の荷重が
加わるような負荷が出力部に取付けられても、局所的に
摩耗が発生するのを防ぐ。

請求項２によると、モータ軸と共にコイルスプリングが
回転方向に変位しながら、モータ軸をスラスト方向から
支えていく。それ故、モータ軸の回転に逆られずにコイ
ルスプリングが変位していき、コイルスプリング端がモ
ータ軸の端面と強く当たりモータ軸の回転を阻害すると
いったことなく、円滑にモータ軸を支えていく。

〔実施例〕

以下、本発明（請求項１に記載の発明）を第１図および
第２図に示す第１の実施例にもとづいて説明する。第２
図はＰＭ形のモータの断面を示し、１はステータである
。ステータ１について説明すれば、２は内底面の中央に
複数の極歯３を環状に立設してなるカップ状のモータケ
ース、４は一方の側面の中央に複数の極歯５を環状に立
設してなる円板状のカバーケースである。そして、互い
違いに極歯３，５が入り込むようにして、モータケース
１の開口部にカバーケース２が固定され、モタケース２
と力・〈−ケース４で囲まれるリング状の空間にコイル
収容部を構成している。このコイル収容部に、フィルボ
ビン６に巻回されたステータコイル７が設けられ、モー
タケース２側の極歯３とカバーケース４側の極歯５とを
異なる極に着磁するようにしている。

一方、８はモータケース４の内底面の中央に一端が固定
された細径の固定シャフト（芯軸）である。この固定シ
ャフト８は、モータケース４の内底面に対し直角に立位
している。そして、残る他端側かカバーケース４に設け
た透孔４ａを貫通してモータケース２の外部に突出して
いる。そして、この固定シャフト８の外周全体に中空の
モータ軸９が回転自在に嵌挿され、モータケース２から
出た部分に出力部Ｓを構成している。モータ軸９は、摩
擦係数が小さく、耐摩耗性、疲労、クリープに強いプラ
スチック（例えばナイロン、ポリアセタール等）から、
細長い中空状に形成されている。

このモータ軸９のモータケース側の軸部分の外周には、
極歯３，５と対向して円筒状のマグネット１０（外周に
多極着磁したフェライトなどからなる）が一体に設けら
れ、可動子を構成している。

むろん、モータ軸９とマグネット１０はプラスチックの
一体成形等で製造したものが用いられる。

またこうしたモータ軸９は、第１図に拡大して示すよう
に細長い貫通孔９ａのうち、モータケース２から外部に
突出した「ｌ！２」の範囲で示す一部の内周面部分が、
上記固定シャフト８の外周面を支えるのに要求される高
い寸法精度に設定されている。またそれ以外の貫通孔部
分は、固定シャフト８とは接触しないような大径の形状
にしてあり、外部に突出したモータ軸９の内周面部分の
みに摺動面１１を形成する構造にしている。これにより
、プラスチック成形品の成形上の難点を解消している。

そして、こうしてモータの出力部Ｓに形成された摺動部
で、モータ軸９をラジアル方向に回転自在に支えるよう
にしている。但し、分りやすくするために第１図および
第２図は、固定シャフト８とモータ軸９との間の隙間を
やや誇張して書いである。

またモータ軸９のスラスト方向の支えは、モータ９のモ
ータケース２側の端部にモータケース２の内底面と摺動
自在に接触する平坦な面をもつスラスト面部１２を設け
て、軸端を支えるようにする。そして、透孔４ａ側と対
向する大径なモータ′軸部分の端面中央に受面を構成す
る段部１３を形成し、この段部１３とカバーケース４と
の間に樹脂製のワッシャー１４（ストッパーに相当）を
介装して、残る軸端側の軸方向の動きを規制するように
している。

なお、１５はコイルボビン６に突設された、ステータコ
イル７につながるピン、１６はそのピン１５に接続され
た外部機器につながるリード線、１７はそのピン１５と
リード線１６との接続部分を覆うようにモータケース２
に設けられたリード線押えである。

しかして、このように構成されたモータによると、固定
シャフト８の外周面とモータ軸９の内周面とは、「ノ２
」で示したモータケース２から外部に突き出た部分にお
いて均一に接触して、モータ軸９およびマグネット１０
をラジアル方向から回転自在に支えることになる。しか
るに、モータの出力部Ｓの荷重をガタのない広い摺動面
１１で受けることができるようになる。

このことは、たとえ第１図の「Ｘ」の矢印で示すように
ラジアル方向の荷重が加わるような負荷がモータの出力
部Ｓに取付けられたとしても、その荷重を直接、固定シ
ャフト８とモータ軸９とが高い寸法精度で接触する広い
部分で受けるので、「従来の技術」の項のようにモータ
軸９が変位を起こして固定シャフト８と局所的に強く当
たるようなことはなくなる。つまり、円滑にモータ軸６
を支えることができる。

したがって、集中荷重を発生させずに、ラジア小方向か
らの負荷を受けることができる。それ故、局所的な摩耗
が発生するのを防ぐことができる。

しかも、ラジアル方向におけるモータ軸９の変位を防ぐ
ことができるので、モータケース２とモータの出力部Ｓ
との直角部、さらにはマグネット１０の外周面と極歯３
，５の平行度、固定シャフト８とモータ軸９との平行度
が良く、モータ回転時の振動、騒音の低減を図ることが
できる。

また、第３図ないし第６図は本発明の第２の実施例（請
求項２に記載の発明）を示す。本実施例は、先に説明し
た第１の実施例のスラスト面部１２の代わりにコイルス
プリング２０を用いて、モータ軸９を出力部Ｓ側へ押圧
しながら軸端を受けるようにしたものである（与圧）。

なお、こうしたスラスト構造はモータ軸９の突出長さを
正確に出す場合などに用いられる。

詳しくは、スラスト構造は第３図および第４図示すよう
に固定シャフト８の周囲のモータ軸９の端面にリング状
の四部２１を形成して、スプリング収容部を構成する。

そして、この凹部２１内に露出する固定シャフト８の外
周に、圧縮した状態のコイルスプリング２０を外挿する
。これにて、モータ軸９の端面とそれに対向するモータ
ケース２の内底面との間にコイルスプリング２０を介装
して、モータ軸９を該モータ軸９の軸方向の動きを規制
するワッシャー１４側に押圧している（与圧）。そして
、このコイルスプリング２０は、モータの回転方向と同
じ方向に巻かれているものが用いられている。具体的に
は、第５図および第６図に示すようにモータ軸９が時計
廻りの一方向に回転するものであれば、コイルスプリン
グ２０には往き始めから巻き終わりまで時計廻りに素線
を巻いたものが用いられ、逆に時計廻りで回転するもの
であれば、コイルスプリング２０には巻き始めから巻き
終わりまで反時計廻りに索線を巻いたものが用いられる
。なお、コイルスプリング２０はモータケース２．固定
シャフト８．モータ軸９のいづれにも固着されていない
。

こうしたスラスト構造によると、モータ軸９が回転して
いくと、モータ軸９の端面と接触する巻き始め（あるい
は巻き終わり）で構成されるスプリング端が通じてスプ
リングコイル２０を回転させるような力が加わる。

ここで、スプリングコイル２０がモータ軸９の回転方向
と逆の方向に巻かれているものであれば、回転に逆らう
方向なので、モータ軸９が回転するにしたがい、素線が
解かれる方向に変位し、次第に全長が大きくなる、有る
ところまでこれが進むとコイルスプリング２０に蓄えら
れた弾性力で元に戻るといった現象を見せる。こうした
ことが、起きるとモータの回転中、モータ軸９の端面に
スプリングコイル端が強く当り、モータ軸９の回転を阻
害する不具合を生じる。しかも、回転中、摩擦が大きく
なったり、小さくなったりするので、モータ軸９が不要
に摩耗するばかりか、騒音が出たり、コイルスプリング
２０が変形したりする。

ところが、本実施例はモータの回転方向と同じ巻方向の
コイルスプリング２０を用いている。このコイルスプリ
ング２０によると、モータ軸９が回転するにしたがい、
素線が巻き込む方向に変位していく。すると、次第に全
長が小さくなる、有るところまでこれが進むとコイルス
プリング２０に蓄えられた弾性力で元に戻るといった現
象を見せる。しかも、こうしたコイルスプリング２０の
変位はモータ軸９の回転に逆られずに行なわれていくか
ら、モータ軸６に対する摩擦、＊擦変動は小さくなり、
前述のようにモータ軸９の円滑な回転を阻害しないです
むようになる。

しかも、モータ軸９の摩耗を防ぐことができる上、騒音
ならびにコイルスプリング２０の炎形を防ぐことができ
る。

但し、第２の実施例において、前述した第１の実施例と
同じ部品には同一符号を附してその説明を省略した。

なお、第１の実施例および第２の実施例とも、本発明を
２条目ステッピングモータに適用したものを挙げたが、
１相ステツピングモータ、ＡＣシンクロナスモータ等に
適用してもよい。

〔発明の効果〕 請求項１に記載の製造方法を要旨とする本発明によれば
、モータ軸と芯軸との間で集中荷重を発生させずに、ラ
ジアル方向から荷重が加わる負荷を受けることができる
。

請求項２に記載の構成を要旨とする本発明によれば、そ
れに加えモータ軸の円滑な回転を阻害することなく、該
モータ軸の軸心方向に軸位置決め用の与圧を与えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は可動子廻りを示す断面図、第２図はそれを適用し
たモータの全体を示す断面図、第３図ないし第６図は本
発明の第２の実施例を示し、第３図はモータの全体を示
す断面図、第４図は可動子廻りを示す断面図、第５図は
スプリング端とモータ軸端とが接触している部分を拡大
して示す断面図、第６図は第５図中、ＶＩ−ＶＩ線に沿
う断面図、第７図は従来のモータを示す断面図ある。 ２・・・モータケース、８・・・固定シャフト（芯軸）
、９・・・モータ軸、１０・・・マグネット（ロータ部
）、１４・・・ワッシャー（ストッパー）、２０・・・
コイルスプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータケース内に一端側を固定し、 他端側を前記モータケースの外部に突出させて設けた芯
   軸と、この芯軸の外周面に回転自在に嵌挿された前記モ
   ータケースから突出する内周面部分のみに前記芯軸の外
   周面を受ける摺動面を形成してなる中空のモータ軸と、
   このモータ軸のモータケース側の端部に設けられ該モー
   タ軸と共に可動子を構成するロータ部とを具備したこと
   を特徴とするモータ。（２）モータケース内に一端側を
   固定し、 他端側を前記モータケースの外部に突出させて設けた芯
   軸と、この芯軸の外周面に回転自在に嵌挿された前記モ
   ータケースから突出する内周面部分のみに前記芯軸の外
   周面を受ける摺動面を形成してなる中空のモータ軸と、
   このモータ軸のモータケース側の端部に設けられ該モー
   タ軸と共に可動子を構成するロータ部と、前記芯軸の外
   周に外挿されて前記モータケースとモータ軸の端面との
   間に介装され前記モータ軸を軸方向に押圧するコイルス
   プリングと、このコイルスプリングで押圧されるモータ
   軸の軸方向の動きを規制するストッパーとを具備し、前
   記コイルスプリングはモータ軸の回転方向と同じ巻方向
   で巻かれていることを特徴とするモータ。