(57)【要約】【課題】ロータの径方向の振動を抑えるモータを提供する。【解決手段】モータケース（３０）と、前記モータケース内に配置されるロータ（４０）と、前記ロータを支持する付勢部材（５０）と、を備え、前記付勢部材は、前記ロータを軸線方向に支持する端部支持部（５１）と、前記ロータをその周方向における複数箇所から径方向に支持する周面支持部（５２）と、を有することを特徴とするモータにより解決する。【選択図】図１
2019013133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースと、
前記モータケース内に配置されるロータと、
前記ロータを支持する付勢部材と、を備え、
前記付勢部材は、前記ロータを軸線方向に支持する端部支持部と、前記ロータをその周方向における複数箇所から径方向に支持する周面支持部と、を有することを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記周面支持部は、前記ロータを径方向に付勢していることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記周面支持部は前記ロータの外周面から前記ロータを径方向に支持し、
前記周面支持部の前記ロータとの接触面は、前記ロータの外周面に沿って、前記外周面の曲率と同等または前記曲率よりも小さな曲率の曲面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ロータは固定軸である支軸と、前記支軸が挿入される軸穴を有しており、
前記軸穴は前記付勢部材側の端部に拡径部を有しており、
前記周面支持部は前記拡径部の内周面から前記ロータを径方向に支持し、
前記周面支持部の前記拡径部との接触面は、前記拡径部の内周面に沿って、前記内周面の曲率と同等または前記曲率よりも大きな曲率の曲面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記付勢部材は一枚の金属板からなる板ばね部材であり、
前記端部支持部は平板部を有し、
前記周面支持部は、前記端部支持部から前記端部支持部の平面方向外側に張り出した位置から、前記ロータの外周面側に折り曲げられた部位であり、
前記付勢部材は、前記端部支持部から前記端部支持部の平面方向外側に延出し、前記端部支持部を前記ロータの軸線方向に付勢する複数の付勢部を有しており、
前記周面支持部は、隣接する前記付勢部の間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
【請求項６】
前記端部支持部は円環形状の平板部であることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記付勢部材が設置される設置部には、前記各付勢部が前記ロータの周方向に移動することを規制する係止部が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のモータ。
【請求項８】
前記周面支持部の前記接触面には、前記ロータの周方向に沿う方向における端部に、前記ロータの径方向外側に湾曲した曲面、または、面取り加工が施された面である、係合防止部が設けられていることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項９】
前記端部支持部は円環形状の平板部であり、
前記周面支持部は、前記端部支持部から前記端部支持部の径方向外側または径方向内側に張り出した位置から、前記ロータの周面に接触可能に折り曲げられた部位であり、
前記周面支持部は、前記端部支持部との接続部を有し、
前記接続部である屈曲部には、切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１０】
前記付勢部材は金属製の板ばね部材であり、
前記ロータは、少なくとも前記付勢部材に接触する部位が樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１１】
前記モータはステッピングモータであり、前記周面支持部は前記ロータの周面に接触することを特徴とする請求項２、または、請求項２を引用する請求項３から請求項１０のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１２】
前記ロータは、固定軸である支軸と、前記支軸が挿入される軸穴を有する軸部とを有しており、
前記軸部の軸線方向における端部のうち、前記付勢部材に支持される側の端部を前記軸部の基端部、前記付勢部材に支持される側の反対側を前記軸部の先端部としたときに、
前記先端部には出力歯車が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１３】
前記ロータは、前記端部支持部との接触面に凹部または溝部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１４】
前記ロータの前記凹部または前記溝部には潤滑剤が充填されることを特徴とする請求項１３に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ロータの上下運動を抑制する付勢部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般にモータは、その動作時にロータの軸線方向および径方向に振動が発生する。ロータの位置を安定させる従来の板ばねは、ロータを軸線方向に付勢してロータの上下方向の振動を軽減するが、ロータを径方向には支持していないため径方向の振動は抑えられない。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ロータの径方向の振動を抑えるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のモータは、モータケースと、前記モータケース内に配置されるロータと、前記ロータを支持する付勢部材と、を備え、前記付勢部材は、前記ロータを軸線方向に支持する端部支持部と、前記ロータをその周方向における複数箇所から径方向に支持する周面支持部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のモータは、付勢部材の端部支持部がロータを軸線方向に支持することによりロータの上下方向の振動が抑えられ、周面支持部がロータを径方向に支持することによりロータの径方向の振動が抑えられる。
【０００８】
また、前記周面支持部は、前記ロータを径方向に付勢していることが好ましい。
【０００９】
周面支持部がロータの周面を付勢することにより、ロータの周面と周面支持部との間の隙間をなくすことでき、ロータの径方向の振動をより効果的に制限することが可能となる。
【００１０】
また、前記周面支持部は前記ロータの外周面から前記ロータを径方向に支持し、前記周面支持部の前記ロータとの接触面は、前記ロータの外周面に沿って、前記外周面の曲率と同等または前記曲率よりも小さな曲率の曲面であることが好ましい。
【００１１】
接触面をロータの外周面に沿った曲面とすることにより、接触面とロータの接触範囲を広く確保することができ、周面支持部による振動抑制効果を安定して得ることができる。
【００１２】
また、前記ロータは固定軸である支軸と、前記支軸が挿入される軸穴を有しており、前記軸穴は前記付勢部材側の端部に拡径部を有しており、前記周面支持部は前記拡径部の内周面から前記ロータを径方向に支持し、前記周面支持部の前記拡径部との接触面は、前記拡径部の内周面に沿って、前記内周面の曲率と同等または前記曲率よりも大きな曲率の曲面であることが好ましい。
【００１３】
接触面を、ロータの拡径部の内周面に沿った曲面とすることにより、接触面とロータの接触範囲を広く確保することができ、周面支持部による振動抑制効果を安定して得ることができる。
【００１４】
また、前記付勢部材は一枚の金属板からなる板ばね部材であり、前記端部支持部は平板部を有し、前記周面支持部は、前記端部支持部から前記端部支持部の平面方向外側に張り出した位置から、前記ロータの外周面側に折り曲げられた部位であり、前記付勢部材は、前記端部支持部から前記端部支持部の平面方向外側に延出し、前記端部支持部を前記ロータの軸線方向に付勢する複数の付勢部を有しており、前記周面支持部は、隣接する前記付勢部の間に配置されていることが好ましい。
【００１５】
周面支持部が、隣接する付勢部の間に配置されていることにより、一枚の板材から付勢部材を打ち抜くことができる。これにより、付勢部材の製造コスト、モータの組み立て工程数、およびモータの組み立て誤差を抑えることができる。
【００１６】
前記端部支持部は円環形状の平板部であることが好ましい。
【００１７】
端部支持部を円環形状の平板部とすることにより、ロータの軸部の軸穴に固定軸が挿通される構造のモータに本発明の付勢部材を適用することが可能となる。
【００１８】
前記付勢部材が設置される設置部には、前記各付勢部が前記ロータの周方向に移動することを規制する係止部が設けられていることが好ましい。
【００１９】
設置部に係止部が設けられることにより、付勢部材がロータと共回りすることを防ぐことができる。
【００２０】
また、前記周面支持部の前記接触面には、前記ロータの周方向に沿う方向における端部に、前記ロータの径方向外側に湾曲した曲面、または、面取り加工が施された面である係合防止部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
周面支持部の接触面に係合防止部が設けられていることにより、接触面がロータの周面に係合することによる振動の発生、および周面支持部の変形や破損を防止することができる。
【００２２】
また、前記端部支持部は円環形状の平板部であり、前記周面支持部は、前記端部支持部から前記端部支持部の径方向外側または径方向内側に張り出した位置から、前記ロータの周面に接触可能に折り曲げられた部位であり、前記周面支持部は、前記端部支持部との接続部を有し、前記接続部である屈曲部には、切り欠きが設けられていることが好ましい。
【００２３】
周面支持部と端部支持部との接続部である屈曲部に切り欠きが設けられていることにより、周面支持部の折り曲げ時のしわを抑えることができ、折り曲げ後の周面支持部の位置精度を高めることができる。
【００２４】
また、前記付勢部材は金属製の板ばね部材であり、前記ロータは、少なくとも前記付勢部材に接触する部位が樹脂材料により形成されていることが好ましい。
【００２５】
付勢部材が金属製の板ばね部材であり、これに接触するロータの部位が樹脂材料により形成されていることにより、これらが同じ材質である場合に比べて接触部の摩耗を低減することができる。
【００２６】
また、本発明のモータはステッピングモータであり、前記周面支持部は前記ロータの周面に接触することが好ましい。
【００２７】
ステッピングモータでは、その回転原理の性質上、ロータの停止時にはダンピングが生じることとなる。また、ステッピングモータを停止するときにはダンピングが収束するまで励磁状態を保つ必要があり、例えば省電力化のためこの励磁時間を短縮した場合、ダンピングが収束しきらずにオーバーシュートが起きるおそれがある。なお、ここで、ダンピングとは、モータの停止時におけるロータの減衰振動であり、オーバーシュートとは、ロータが本来の停止位置を通り過ぎたり、本来の停止位置から逆転した位置に戻ってしまう現象である。
【００２８】
本構成のモータは周面支持部がロータの周面に接触している。この周面支持部により、モータの動作時にはロータの周方向に対する制動効果が生じている。そのため、モータの停止時には周面支持部によりダンピングが抑えられ、ダンピングの収束率が高められる。これによりモータの励磁状態を保つ時間が短縮でき、モータを省電力化することができる。なお、ここで、ダンピングの収束率とは、ダンピングの振幅の減衰度合である。
【００２９】
また、前記ロータは、固定軸である支軸と、前記支軸が挿入される軸穴を有する軸部とを有しており、前記軸部の軸線方向における端部のうち、前記付勢部材に支持される側の端部を前記軸部の基端部、前記付勢部材に支持される側の反対側を前記軸部の先端部としたときに、前記先端部には出力歯車が設けられていることが好ましい。
【００３０】
ロータの軸部の先端部に出力歯車が設けられることにより、軸部の先端部は、出力歯車に他の歯車が噛合する荷重で径方向に押しつけられる。そして、同軸部の基端部は付勢部材により軸線方向および径方向に支持されている。これによりロータの位置が安定し、ロータの振動をより効果的に抑えることができる。
【００３１】
また、前記ロータは、前記端部支持部との接触面に凹部または溝部が形成されていることが好ましく、さらに、前記ロータの前記凹部または前記溝部には潤滑剤が充填されることがより好ましい。
【００３２】
ロータの端部支持部との接触面に凹部または溝部が設けられることにより、同接触面に付着した潤滑材が遠心力で外部に流出することが抑制される。これにより、ロータの滑らかな動作を長く保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のモータによれば、ロータの径方向の振動を抑えるモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態にかかるモータの概略構成を示す断面図である。
【図２】付勢部材を示す外観図である。
【図３】付勢部材を示す側面図である。
【図４】付勢部材を設置した状態を示す外観図である。
【図５】付勢部材を示す外観図である。
【図６】モータ停止時のダンピングを示すグラフである。
【図７】モータの変形例を示す断面図である。
【図８】モータの他の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
〔全体構成〕
図１は、本実施形態にかかるモータ１０の概略構成を示す断面図である。図１（ａ）は、モータ１０を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線Ａで囲った部分の部分拡大図である。以下、図１を参照してモータ１０の構造について説明する。なお、以下の説明における「上」および「下」とは、図１（ａ）および図１（ｂ）の座標軸表示におけるＺ軸に平行な方向における上下をいう。
【００３６】
図１（ａ）に示す本実施形態のモータ１０は、いわゆるＰＭ型のステッピングモータである。モータ１０は、永久磁石であるマグネット４２、およびマグネット４２と一体成形された樹脂製の略円筒形状の回転軸である軸部４１により構成されるロータ４０、ならびにマグネット４２の外周面に所定のエアギャップを挟んで対向配置された略円筒形状のステータ２１０を備えている。
【００３７】
モータ１０は、軸線方向に並べて配置された２相のステータ２１０を備えている。各ステータ２１０は、駆動コイル２１１が巻回されたボビン２１２、ボビン２１２をその内側から覆うように支持する第１内ヨーク２１３、および第２内ヨーク２１４により構成されている。第１内ヨーク２１３は、マグネット４２との対向面に、周方向に沿って所定のピッチで配置された複数の極歯２１３ａを有しており、同様に、第２内ヨーク２１４も、マグネット４２との対向面に、極歯２１３ａと同じピッチで周方向に沿って配置された複数の極歯２１４ａを有している。極歯２１３ａおよび極歯２１４ａは周方向に交互に並べて配置されている。また、ステータ２１０は、有底略円筒形状のモータケース３０内に収納されている。
【００３８】
マグネット４２は、周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されたフェライト磁石や、同様に着磁されたネオジム磁石等の希土類磁石である。マグネット４２は略円筒形状に形成されており、マグネット４２に樹脂を一体成形することにより、樹脂製の軸部４１を有するロータ４０が形成されている。
【００３９】
また、モータ１０は、モータケース３０にロータ４０が収納されている。ロータ４０は、付勢部材である板ばね５０により支持されている。板ばね５０には、端部支持部５１、および周面支持部５２が設けられている。端部支持部５１はロータ４０を軸線方向に支持しており、周面支持部５２はロータ４０をその周方向における２箇所から径方向に支持している。
【００４０】
モータ１０は、端部支持部５１がロータ４０を軸線方向に支持することにより、モータ１０の動作時にロータ４０の上下方向の振動が抑えられている。また、モータ１０の動作時、周面支持部５２は、ロータ４０をその周方向における２箇所から径方向に支持している。これにより、ロータ４０の径方向の振動が抑えられている。ここで、本例の周面支持部５２は、ロータ４０の周方向における対象位置に配置されている。複数の周面支持部５２がロータ４０の周方向において線対称または点対称となる位置に配置されることにより、ロータ４０がその全周において偏りなく均等に支持され、周面支持部５２の径方向位置が安定する。
【００４１】
上でも述べたように、ロータ４０は、マグネット４２、およびマグネット４２と一体成形された樹脂製の略円筒形状の軸部４１が形成されている。また、ロータ４０には、支軸４３が挿入される軸穴４１１が形成されている。支軸４３は、固定軸であり、モータケース３０の底面に形成された穴部３０１、およびモータケース３０を覆うように設けられているギヤプレート３１に形成された穴部３１１に固定されている。
【００４２】
板ばね５０の端部支持部５１は、ロータ４０の軸部４１を軸線方向に押圧して、ロータ４０の上下方向の振動を抑えている。また、板ばね５０の周面支持部５２は、ロータ４０の軸部４１を径方向に押圧して、ロータ４０の径方向の振動を抑えている。そのため、ロータ４０は、軸穴４１１が支軸４３を締め付けてロータ４０の動作を阻害しないよう、軸穴４１１のクリアランスに余裕を持たせた場合でも、板ばね５０により径方向の振動が抑えられ、モータ１０の動作時の振動が抑えられている。
【００４３】
また、軸部４１の先端部４１３には、出力歯車４４が設けられている。また、軸部４１の基端部４１２は、板ばね５０に支持されている。ここで、軸部４１の基端部４１２とは、軸部４１の軸線方向における端部のうち、板ばね５０に支持される側の端部であり、軸部４１の先端部４１３とは、軸部４１の板ばね５０に支持される側の反対側の端部である。
【００４４】
ロータ４０の軸部４１において、先端部４１３は、出力歯車４４が図示しない他の歯車と噛合する時の荷重により、径方向に押し付けられる。これにより、先端部４１３は、基端部４１２に比べて振動が抑えられている。これによりロータの位置が安定し、ロータの振動がより効果的に抑えられている。
【００４５】
〔付勢部材の構成〕
図２は、付勢部材を示す外観図である。また、図３は、付勢部材を示す側面図である。図３（ａ）は、図２におけるＡ方向から視た側面図、図３（ｂ）は、図２におけるＢ方向から視た側面図である。以下、図１から図３を参照して、付勢部材である板ばね５０の構造について説明する。
【００４６】
図２に示すように、板ばね５０は、一枚の金属からなる板ばね部材である。また、端部支持部５１は円環形状の平板に形成されており、環内には支軸４３が挿通されている。また、２つの周面支持部５２が、端部支持部５１から端部支持部５１の平面方向の外側に張り出して、図２の一点鎖線で示すロータ４０の外周面４５に接触可能になるように、折り曲げられて形成されている。また、板ばね５０は、４つの付勢部である脚部５３が、端部支持部５１から端部支持部５１の平面方向の外側に延出して形成されている。また、脚部５３は、端部支持部５１をロータ４０の軸線方向に付勢している。また、脚部５３は、端部支持部５１の径方向外側に延びる細い短冊状の平板形状に形成されている。また、周面支持部５２は、隣接する脚部５３の間に設けられている。ここで、平面方向とは、各図の座標軸表示におけるＸＹ平面に平行な方向である。また、軸線方向とは、各図の座標軸表示におけるＺ軸に平行な方向である。なお、端部支持部５１は、円環形状の平板以外にも、略四角形状の平板を使用してもよい。
【００４７】
また、周面支持部５２は、ロータ４０の外周面４５をその径方向における外側から内側へ付勢している。これによりロータ４０の外周面４５と周面支持部５２との間には隙間がなく、ロータ４０の径方向の振動がより効果的に制限されている。
【００４８】
また、本例の周面支持部５２は、外周面４５との接触面５５が、外周面４５に沿って外周面４５の曲率と略同一の曲率で湾曲した曲面に形成されている。これにより外周面４５と接触面５５とは面で接触をしている。接触面５５を外周面４５の曲率よりも小さな曲率の曲面に形成する場合、外周面４５と接触面５５とは線接触することになる。ロータ４０の径方向の振動は、外周面４５と接触面５５との接触面積が大きいほど安定して抑えることができる。そのため、本例の周面支持部５２は、外周面４５と接触面５５とが点あるいは線で接触をする場合に比べて、ロータ４０の径方向の振動をより効果的に抑えることが可能とされている。
【００４９】
また、周面支持部５２の接触面５５には、ロータ４０の周方向に沿う方向おける端部に、ロータ４０の径方向の外側（つまりロータ４０から離れる方向）に湾曲した曲面である係合防止部５６が形成されている。これにより、接触面５５がロータ４０の外周面４５に係合することによる振動の発生、および周面支持部５２の変形や破損が防止されている。なお、係合防止部５６の態様は本例のものには限定されず、例えば接触面５５の同端部を、角部にアールやテーパなどの面取り加工を施した面にしてもよい。
【００５０】
また、上でも述べたように、板ばね５０は一枚の金属からなる板ばね部材であり、ロータ４０は、板ばね５０に接触する軸部４１が樹脂材料で形成されている。これにより、板ばね５０と軸部４１とが同じ材質である場合に比べて、これらの接触部の摩耗および腐食が低減されている。ここで、ロータ４０は、少なくとも板ばね５０に接触する軸部４１が樹脂材料で形成されていればよい。また、本例の板ばね５０は単一の部材として形成されているが、端部支持部５１と周面支持部５２とは各々別の部材で構成されていてもよい。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、脚部５３は、端部支持部５１をロータ４０の軸線方向に付勢するように形成されている。また、脚部５３は、モータケース３０に設置するための設置面５４が形成されている。また、２つの周面支持部５２は、互いに隣接する脚部５３の間に形成されている。
【００５２】
周面支持部５２が、互いに隣接する脚部５３の間に配置されていることにより、一枚の板材から板ばね５０を打ち抜くことが可能とされている。これにより、板ばね５０の製造コスト、モータ１０の組み立て工程数、およびモータ１０の組み立て誤差が抑えられている。
【００５３】
また、図３（ｂ）に示すように、周面支持部５２は、端部支持部５１との接続部である屈曲部５７を有しており、屈曲部５７には切り欠き５８が設けられている。これにより、周面支持部５２の折り曲げ時のしわが抑えられており、折り曲げ後の周面支持部５２の位置精度が高められている。
【００５４】
図４は、板ばね５０をモータケース３０に設置した状態を示す外観図である。板ばね５０は、図中の二点鎖線内に示すように、板ばね５０を設置する設置部である溝部３０３に載置されている。溝部３０３は、切欠き２１５が形成されているステータ２１０を、モータケース３０に嵌め込むことにより、モータケース３０の底面３０２と、ステータ２１０の切欠き２１５とにより形成されている。
【００５５】
板ばね５０は、脚部５３の先端部５３ａを、溝部３０３に載置する。各溝部３０３の幅方向の両側には、脚部５３がロータ４０の周方向に移動することを規制する係止部である壁面３０４が形成されている。壁面３０４は、図４の座標軸表示におけるＸＹ平面に垂直な面である。また、壁面３０４と先端部５３ａの側面５３１との間には、隙間ｄが形成されている。また、板ばね５０は、ロータ４０から負荷が加えられて、脚部５３が板ばね５０の径方向の外側に延びるときに、脚部５３の先端部５３ａが、ステータ２１０の端面２１６に接触しないように形成されている。
【００５６】
また、板ばね５０は、ロータ４０の回転時に、脚部５３の先端部５３ａの側面５３１のみが壁面３０４に係止するように形成されている。ここで、ロータ４０から負荷が加えられて変形したときの脚部５３の高さが、壁面３０４の高さと同じ高さかあるいは壁面３０４の高さよりも低くなるように形成されている場合には、変形したときの脚部５３が、壁面３０４に引っ掛かることにより板ばね５０が動作不良となる可能性がある。
【００５７】
板ばね５０は、ロータ４０から負荷が加えられて変形したときの脚部５３の高さが、壁面３０４の高さよりも高くなるように形成されている。そのため、板ばね５０は、変形したときの脚部５３が壁面３０４に引っ掛かることによる動作不良が抑制されている。ここで、脚部５３の高さ、および壁面３０４の高さとは、図４の座標軸表示におけるＺ軸に平行な方向の高さであり、脚部５３の高さとは、設置面５４から端部支持部５１の上面５１１までの高さである。
【００５８】
板ばね５０は、ロータ４０の回転時に、脚部５３の先端部５３ａの側面５３１のみが、壁面３０４に係止することにより、板ばね５０とロータ４０との共回りが規制されている。なお、壁面３０４には、先端部５３ａを案内するための傾斜を設けても良い。
【００５９】
また、板ばね５０の先端部５３ａよりも径方向内側の脚部５３とステータ２１０との間には、逃げ部２１７が形成されている。これにより、先端部５３ａよりも径方向内側の脚部５３が、ステータ２１０に接触することが回避されている。また、端部支持部５１、および周面支持部５２とステータ２１０との間には、逃げ部２１８が形成されている。これにより、ロータ４０がその軸線方向の上側から下側に移動したときにおいても、ロータ４０がステータ２１０に接触することが回避されている。
【００６０】
なお、本実施形態の板ばね５０は、２つの周面支持部５２が、ロータ４０の周方向における対象位置に設けられているが、周面支持部５２の数は本例の形態には限定されない。
【００６１】
図５は、３つの周面支持部５２を有する付勢部材である板ばね６０の構成を示す外観図である。板ばね６０は、周方向等間隔に配置された３つの周面支持部５２が、端部支持部５１から端部支持部５１の径方向の外側に張り出し、図５の一点鎖線で示すロータ４０の外周面４５に接触可能になるように、折り曲げられて形成されている。また、３つの脚部５３が、端部支持部５１から端部支持部５１の径方向の外側に延出して形成されている。また、３つの周面支持部５２は、互いに隣接する脚部５３の間に形成されている。
【００６２】
周面支持部５２は、ロータ４０をその周方向における３箇所から径方向に支持している。これにより板ばね６０は、ロータ４０の軸部４１の偏芯、およびそれにともなう振動をより確実に抑えることが可能とされている。
【００６３】
〔モータ停止時のダンピング〕
図６は、モータ停止時のダンピングを示すグラフである。図６（ａ）は、従来のステッピングモータの回転停止時におけるダンピングを示すグラフであり、図６（ｂ）は、本例のモータ１０の回転停止時におけるダンピングを示すグラフである。以下、図１および図６を参照して、従来のモータおよび本例のモータ１０のモータ停止時のダンピングについて説明する。ここで、図６（ａ）、および図６（ｂ）において、縦軸はロータの減衰振動の振幅、横軸は時間であり、時間Ａは、モータの駆動を停止したタイミングである。
【００６４】
ステッピングモータはその回転原理の性質上、ロータの停止時にはダンピングが生じることとなる。また、ステッピングモータを停止するときにはダンピングが収束するまで励磁状態を保つ必要があり、例えば省電力化のためこの励磁時間を短縮した場合、ダンピングが収束しきらずにオーバーシュートが起きるおそれがある。なお、ここでいうダンピングとは、ステッピングモータの回転停止時におけるロータの減衰振動であり、オーバーシュートとは、ロータが本来の停止位置を通り過ぎたり、本来の停止位置から逆転した位置に戻ってしまう現象である。
【００６５】
従来のモータは、図６（ａ）に示すように、時間Ａの直後のダンピングの振幅はａ１であり、時間ｔ１を経過した後も、ダンピングは収束していない。このとき、ロータは停止位置である角度θに停止していない。そのため、例えば、励磁時間をｔ１に短縮した場合、ロータはオーバーシュートする可能性がある。
【００６６】
図１に示すように、本例のモータ１０は周面支持部５２がロータ４０の外周面４５に接触している。この周面支持部５２との摩擦力により、モータ１０の動作時にはロータ１０の周方向に対する制動効果が生じている。そのため、モータ１０の停止時には周面支持部５２によりダンピングが抑えられ、ダンピングの収束率が高められている。これによりモータ１０の励磁状態を保つ時間が短縮でき、モータを省電力化することが可能とされている。
【００６７】
本例のモータ１０は、図６（ｂ）に示すように、時間Ａの直後のダンピングは従来のモータの振幅ａ１よりも小さな振幅ａ２であり、時間ｔ１を経過したときにはロータ４０は角度θで停止している。そのため、励磁状態を時間ｔ１で解除したときでもオーバーシュートは発生しない。
【００６８】
〔変形例〕
図７は、モータ１０の変形例であるモータ１１の概略構成を示す断面図である。以下、図７を参照してモータ１１の構造について説明する。なお、以下の説明では、先の実施形態と同一または同様の機能を有する構成については、先の実施形態と同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６９】
図７に示すように、モータ１１を構成するロータ４０は、固定軸である支軸４３と、支軸４３が挿入される軸穴４１１を備えており、軸穴４１１は、板ばね７０側の端部に拡径部４１１ａを備えている。板ばね７０に設けられた周面支持部５２は、拡径部４１１ａの内周面４６からロータ４０を径方向に支持している。また、周面支持部５２は、端部支持部５１から端部支持部５１の径方向の内側に張り出して、ロータ４０の拡径部４１１ａの内周面４６に接触可能になるように、折り曲げられて形成されている。また、周面支持部５２において、拡径部４１１ａとの接触面５９は、拡径部４１１ａの内周面４６に沿って、内周面４６の曲率と略同一の曲率で湾曲した曲面に形成されている。なお、接触面５９は、内周面４６の曲率よりも大きな曲率で湾曲した曲面に形成されていてもよい。
【００７０】
接触面５９を、ロータ４０の拡径部４１１ａの内周面４６に沿った曲面とすることにより、接触面５９と、ロータ４０の内周面４６との接触範囲が広く確保されており、周面支持部５２による振動抑制効果を安定して得ることができる。
【００７１】
図８は、モータ１０の他の変形例であるモータ１２の特徴を示す断面図である。図８に示すように、本変形例のモータ１２では、ロータ４０が有する軸部４１の基端部４１２側の端面（板ばね５０の端部支持部５１との接触面。以下、「基端部４１２側端面」という。）に、溝部４１２ａが形成されている。本例の溝部４１２ａは略三角形の断面形状を有し、基端部４１２側端面の全周にわたって形成されている。
【００７２】
上記実施形態の板ばね５０は、従来のロータ用付勢部材とは異なり、ロータ４０をその軸線方向だけでなく径方向にも支持することで、ロータ４０の上下方向の振動だけでなく径方向の振動も抑制するという効果を得ている。一方で、上記実施形態の板ばね５０には、従来の付勢部材よりもロータ４０との接触箇所が増えるという性質がある。
【００７３】
一般に機械部品の摺動部には潤滑剤が塗布され、潤滑材の減摩作用により部品間の滑らかな摺動が確保される。通常、装置の使用を開始した時点では良好な潤滑性が示されることが多いが、装置の稼働期間が長くなるにつれて潤滑性は次第に失われる。特に、ロータ４０は回転部品であるため、基端部４１２側端面が平面からなるときは、同端面に付着した潤滑剤は遠心力で外側に流出していくこととなる。
【００７４】
そこで、本変形例のモータ１２では、基端部４１２側端面に溝部４１２ａを設け、溝部４１２ａに潤滑剤が留められる構造としている。これにより、遠心力による潤滑剤の流出が軽減される。また、稼働期間が長くなるにつれて、溝部４１２ａから端部支持部５１および周面支持部５２に少しずつ潤滑剤が供給され、ロータ４０の滑らかな動作を長く保つことが可能とされている。
【００７５】
このように本例のモータ１２では、基端部４１２側端面に溝部４１２ａを設けることで、板ばね５０による上下方向および径方向の振動抑制効果と潤滑性の維持との両立が図られている。なお、溝部４１２ａの断面形状は本例の形状（略三角形の断面形状）には限定されず、潤滑剤の粘度などに応じて矩形や半円形としてもよい。また、溝部４１２ａに代えて、同端面に適当に凹部を設けることによっても、溝部４１２ａと同様の効果を得ることができると考えられる。すなわち、本実施形態では、溝部４１２ａは、基端部４１２側端面の全周にわたって形成されているが、全周でなくてもよい。また、溝部４１２ａや凹部の数や形成される位置も限定されるものではない。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、周面支持部５２は、少なくとも一部が、ロータ４０の外周面４５または内周面４６に接触する形態も含まれる。この場合においても、ロータ４０の回転停止時のダンピングを抑える制動力を得ることができる。
【００７７】
また、周面支持部５２とロータ４０との接触の形態は、面接触の形態の他にも、線接触の形態も含まれる。
【００７８】
また、周面支持部５２が、ロータ４０の外周面４５の全周または内周面４６の全周に設けられている形態も含まれる。
【００７９】
また、本発明のモータは、モータ１０、およびモータ１１には限定されず、インナーロータ型のモータであれば、他のモータを用いることもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１１  モータ
２１０  ステータ
２１１  駆動コイル
２１３ａ、２１４ａ  極歯
３０  モータケース
３０３  溝部（設置部）
３０４  壁面（係止部）
４０  ロータ
４１  軸部（回転軸）
４１１  軸穴
４１１ａ  軸穴４１１の拡径部
４１２  基端部
４１２ａ  溝部
４１３  先端部
４２  マグネット（永久磁石）
４３  支軸
４４  出力歯車
４５  外周面
４６  内周面
５０、６０、７０  板ばね（付勢部材）
５１  端部支持部
５２  周面支持部
５３  脚部（付勢部）
５５  周面支持部５２のロータ４０との接触面
５６  係合防止部
５７  屈曲部
５８  切り欠き
５９  周面支持部５２の拡径部４１１ａとの接触面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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