(57)【要約】      （修正有）【課題】シャフトのラジアル方向の変位を規制して叩き音を低減し、静音性のある小型のステッピングモータを実現する。【解決手段】ステッピングモータは、櫛歯状に形成された複数の極歯が周方向に交互に配置されたヨーク４，５、６，７と、ヨーク４，５、６，７を励磁する励磁コイル８，９と、外周面が異なる極に交互に着磁されたロータマグネット１２を有するシャフト１１と、シャフト１１の端部を回転自在に軸支する軸受部２，３とを備え、シャフト１１のステータ側の端部を軸支する第１軸受２と、第１軸受２をスラスト方向に付勢する第２軸受３と、第２軸受３とシャフト１１のステータ側の端面とをスラスト方向に付勢する付勢手段１とを有し、付勢手段１が第２軸受３をスラスト方向に付勢する押圧力を第１軸受２に形成されたテーパ部によってラジアル方向に変換し、シャフト１１の端部をラジアル方向に付勢する。【選択図】図２
2014017905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
櫛歯状に形成された複数の極歯が周方向に交互に配置されたヨークと、
前記ヨークを励磁する励磁コイルと、
外周面が異なる極に交互に着磁されたロータマグネットを有するシャフトと、
前記シャフトの端部を回転自在に軸支する軸受部と、を備え、
前記シャフトのステータ側の端部を軸支する第１軸受と、
前記第１軸受をスラスト方向に付勢する第２軸受と、
前記第２軸受と前記シャフトのステータ側の端面とをスラスト方向に付勢する付勢手段と、を有し、
前記付勢手段が前記第２軸受をスラスト方向に付勢する押圧力を前記第１軸受に形成されたテーパ部によってラジアル方向に変換し、前記シャフトの端部をラジアル方向に付勢することを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記第１軸受はロータマグネット端面の凹形状と同一若しくは類似のテーパ部を有し、
前記第１軸受の凹状のテーパ部に第２軸受が当接することにより当該第２軸受からの押圧力を前記シャフトの端部をラジアル方向に付勢する押圧力に変換することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記付勢手段は金属製の板バネであることを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータに関し、特にシャフトの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のステッピングモータは、例えば図４のように、ステータ部に設けられたスライド部材４０２がコイルバネ４０３によってシャフト４０１のステータ側の球状端面４０１ａをスラスト方向に付勢するように構成し、スライド部材４０２におけるシャフト４０１の球状端面４０１ａと接触する部分４０４に所定の角度をなす傾斜部４０２ａを設け、シャフト４０１の球状端面４０１ａを所定の角度をなす方向に押圧することによって軸受部とシャフトの間の隙間（ガタ）を小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５１７６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図４に示す構造には、以下のような問題がある。
（１）スライド部材４０２がシャフト４０１の球状端面４０１ａを押圧する際、シャフト４０１がスラスト方向の押圧力を受け、かつシャフト４０１の接触部分４０４が球状であるため、接触位置のバラツキが発生しやすくなり、シャフト４０１に作用する押圧力が不安定となる。その結果、ラジアル方向に十分な押圧力が得られずに軸受部とシャフトの間の隙間によって叩き音が発生してしまう。
（２）叩き音を低減するために、本来必要のない押圧力をスラスト方向へ付加するためモータの出力トルクが低下してしまう。
（３）スライド部材４０２とシャフト４０１の球状端面４０１ａが点接触のため、摩耗に対する耐久性が低下し、スライド部材４０２の摺動面が削れ、削れカスが発生することで接触部分４０４の凹凸がさらに大きくなり、より摺動ロスが大きくなってトルクが低下してしまう。
（４）コイルバネ４０３を設けることによりスラスト方向のスペースが増えてしまい、部品点数も増えてしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、シャフトのラジアル方向の変位を規制して叩き音を低減し、静音性のある小型のステッピングモータを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステッピングモータは、櫛歯状に形成された複数の極歯が周方向に交互に配置されたヨークと、前記ヨークを励磁する励磁コイルと、外周面が異なる極に交互に着磁されたロータマグネットを有するシャフトと、前記シャフトの端部を回転自在に軸支する軸受部と、を備え、前記シャフトのステータ側の端部を軸支する第１軸受と、前記第１軸受をスラスト方向に付勢する第２軸受と、前記第２軸受と前記シャフトのステータ側の端面とをスラスト方向に付勢する付勢手段と、を有し、前記付勢手段が前記第２軸受をスラスト方向に付勢する押圧力を前記第１軸受に形成されたテーパ部によってラジアル方向に変換し、前記シャフトの端部をラジアル方向に付勢する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シャフトのラジアル方向の変位を規制して叩き音を低減し、静音性のある小型のステッピングモータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のステッピングモータの分解斜視図。
【図２】本実施形態のステッピングモータを軸方向に沿って切断した断面図。
【図３】本実施形態のステッピングモータをステータ側から見た図。
【図４】従来のステッピングモータを軸方向に沿って切断した断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
【００１０】
図１乃至図３を参照して、本発明に係る実施形態のＰＭ型ステッピングモータの構成について説明する。
【００１１】
図１乃至図３において、本実施形態のＰＭ型ステッピングモータは、回転駆動されるシャフト１１からなるロータ部１０と、シャフト１１の一端部を回転自在に軸支する軸受部１３を有するベース部１４と、シャフト１１を回転駆動するステータ部２０とからなる。
【００１２】
シャフト１１の他端部の外周面には永久磁石からなるロータマグネット１２が介装されており、シャフト１１の一端部からロータマグネット１２までの外周面にはらせん状のリードスクリュー１５が形成されている。シャフト１１は、例えばステンレスの非磁性材料からなり、ロータマグネット１２は外周面が周方向に異なる極が交互に着磁されて構成されている。
【００１３】
ステータ部２０は、板バネ１、第１軸受２、第２軸受３、外ヨーク４，５、内ヨーク６，７、励磁コイル８，９を有する。内ヨーク６，７は周方向に交互に配設された複数の櫛歯状の極歯６ａ，７ａを有し、例えば軟磁性材料からなる。外ヨーク４，５も周方向に交互に配設された複数の櫛歯状の極歯４ａ，５ａを有し、例えば軟磁性材からなる。励磁コイル８，９は端子８ａ、９ａを有し、内ヨーク６，７と外ヨーク４，５の間に装着されて各ヨークを励磁させる。
【００１４】
ステータ部２０は、外ヨーク５がベース部１４に立設された第１の取付部１４ａに溶着により固定される。更にベース部１４には第２の取付部１４ｂが立設されており、軸受部１３が第２の取付部１４ｂの取付穴に圧入・固定される。
【００１５】
第１軸受２は樹脂等の弾性材料からなり、中空円筒形状で外ヨーク４の内径部に形成された切欠きに嵌合することで同軸に位置決めされる。第１軸受２はロータマグネット端面の凹形状１１ａと同一若しくは類似の凹凸形状のテーパ部２ａを有する。そして、第１軸受２の凹状のテーパ部２ａに第２軸受３が当接・押圧することにより第２軸受３からの押圧力をシャフト１１のラジアル方向に伝えるよう作用する。これにより、第１軸受２の内周面とシャフト１１の外周面との間の隙間を埋めるように軸支することができる。また、ロータマグネット１２のラジアル方向の変位を抑えることができるので、モータの静音性を高めることができる。
【００１６】
金属製の板バネ１は扁平なリング形状を有し、第１軸受２及び第２軸受３を外ヨーク４の端面に封入・固定すると共にロータマグネット１２のスラスト方向の位置を規制する。また、板バネ１は、ロータマグネット端面の凹形状１１ａと第１軸受２の凸状のテーパ部２ａの間に潤滑油を封入する押さえ板として機能する。
【００１７】
ロータマグネット１２の外周面は外ヨーク４，５と内ヨーク６，７の各極歯４ａ、５ａ、６ａ、７ａと所定の隙間を介して対向する位置関係となるように配設される。
【００１８】
上記構成において、励磁コイル８，９に通電すると、外ヨーク４，５及び内ヨーク６，７が励磁されて各極歯４ａ、５ａ、６ａ、７ａが誘磁され、ロータマグネット１２の磁極と反発又は吸引し合うことで軸まわりにトルクが発生して、ロータマグネット１２が励磁コイル８，９の通電に従って回転駆動され、シャフト１１から駆動力を出力する。
【００１９】
本実施形態によれば、ロータマグネット端面のシャフト１１のステータ側の端部を軸支する第１軸受２をスラスト方向に付勢する第２軸受３を設け、板バネ１のバネ力により第２軸受３が第１軸受２をスラスト方向に付勢し、その押圧力を第１軸受２のテーパ部２ａによってラジアル方向に変換し、ロータマグネット端面のシャフト１１を付勢する。これにより、軸受部とシャフト間で発生する叩き音を低減し、静音性のある小型のステッピングモータを実現できる。
【００２０】
また、ロータマグネット端面へのスラスト方向の押圧力が小さくなるので、トルクアップが可能となる。
【００２１】
また、ステータ側のシャフト端部と第２軸受３とが線接触となるため、点接触に比べて接触部分が増加することで耐久性が向上し、削れカスなどによるトルク低減がなくなる。
【００２２】
また、ロータマグネット端面のシャフト端部をスラスト方向に付勢する板バネ１が扁平なリング形状であるので、スラスト方向のスペースを削減し、モータの小型化が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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