(57)【要約】【課題】摩耗を防止可能な回転軸、およびこの回転軸を用いたモータを提供すること。【解決手段】母材の周面にリードスクリューが形成された回転軸２０において、軸受３、４との摺動部分を構成する球状突出部分２４および丸棒状突出部分２５、さらには、キャリア１０と摺動するリードスクリュー２６には、ポリイミド系樹脂中にポリテトラフルオロエチレン粒子およびグラファイト粒子を固体潤滑剤として含む電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２、もしくはおよびエポキシ系樹脂に充填剤を添加した電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２を形成しておく。【選択図】図１
2008051335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材の周面にリードスクリューが形成された回転軸において、
前記リードスクリューは樹脂皮膜で被覆されていることを特徴とする回転軸。
【請求項２】
前記樹脂皮膜は電着皮膜であることを特徴とする請求項１に記載の回転軸。
【請求項３】
前記樹脂皮膜は、少なくともフランク面での膜厚が７μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸。
【請求項４】
前記樹脂皮膜はポリイミド系樹脂皮膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転軸。
【請求項５】
前記樹脂皮膜は、熱反応性基としてエポキシ基を備えたエポキシ系樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の回転軸。
【請求項６】
前記樹脂皮膜は固体潤滑剤を含んで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回転軸。
【請求項７】
前記樹脂皮膜は充填剤を含んで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回転軸。
【請求項８】
前記充填剤は有機系であることを特徴とする請求項７に記載の回転軸。
【請求項９】
前記母材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の回転軸。
【請求項１０】
前記母材の表面には、前記樹脂皮膜の下層側にアルマイト皮膜が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の回転軸。
【請求項１１】
前記母材は、鉄あるいは鉄合金からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の回転軸。
【請求項１２】
前記母材の表面には、前記樹脂皮膜の下層に化成皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の回転軸。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に規定する回転軸を備えたロータと、該ロータと対向するステータとを有することを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母材の周面にリードスクリューが形成された回転軸、およびこの回転軸を備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤに用いられるモータとしては、例えば、回転軸の出力側部分の外周面にリードスクリューが形成されたステッピングモータが用いられており、回転軸を回転させると、リードスクリューの螺旋溝に嵌入された連結部材のラック部、およびこのラック部を備えたキャリアが移動する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示す螺旋溝形成工程においては、回転軸の螺旋溝のフランク面まで到達可能なサイズのバレル用メディアによって回転軸にバレル処理を行なうことにより、フランク面に微細な凹部が複数形成される。この凹部にグリスが保持されることによって、摩耗粉の発生を防止して潤滑材の黒変を防止するとともに、ラック部の摩耗を防止することができる。
【特許文献１】特開２００６−１４４９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フランク面に形成された凹部にグリスが均一に保持されていない場合には、グリスが薄付きの箇所が生じ、この薄付きの箇所においてフランク面とラック部が摩耗する可能性がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、摩耗を防止可能な回転軸、およびこの回転軸を用いた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に、本発明では、母材の周面にリードスクリューが形成された回転軸において、少なくとも前記リードスクリューは、樹脂皮膜で被覆されていることを特徴とする。本発明において、樹脂皮膜は電着皮膜であることが好ましい。
【０００７】
本発明において、回転軸は、リードスクリューが樹脂皮膜で被覆されているため、相手方の摺動部材との摺動によるリードスクリューの磨耗を防止することができる。また、リードスクリューを樹脂皮膜で被覆した場合には、回転軸の母材において回転軸に螺旋溝を形成する工程において、バレル処理やフランク面を平滑面とするための仕上げ加工処理を省略できるという利点がある。さらに、樹脂皮膜が電着皮膜であれば、複雑な形状の部分にも均一な厚さで形成しやすいという利点がある。
【０００８】
本発明において、少なくともフランク面での前記樹脂皮膜の膜厚は７μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは、前記樹脂皮膜の膜厚は１０μｍ以上であることが好ましい。なお、前記樹脂皮膜の膜厚は２０μｍ以下でよく、これ以上厚くしても、摩耗粉の発生を防止する効果が飽和する。
【０００９】
本発明において、前記樹脂皮膜としては、ポリイミド系樹脂皮膜を用いることができる。また、前記樹脂皮膜としては、熱反応性基としてエポキシ基を備えたエポキシ系樹脂を含んでいる構成を採用してもよい。
【００１０】
本発明において、前記樹脂皮膜は、固体潤滑剤を含んでいることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記樹脂皮膜は、充填剤を含んでいることが好ましい。この場合、前記充填剤として、有機系のものを用いてもよい。
【００１２】
本発明において、前記母材がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなることが好ましい。回転軸の母材がアルミニウムあるいはアルミニウム合金であれば、回転軸を軽量化できる。従って、本発明に係る回転軸をモータに用いた場合、モータの軽量化を図ることができる。また、回転軸を軽量化すると、同一の出力を得る場合でも、永久磁石やステータを小型化でき、モータの小型化を図ることができるとともに、永久磁石やステータの軽量化を図ることができる分、モータの軽量化を図ることができる。
【００１３】
本発明において、前記回転軸には、前記樹脂皮膜の下層側にアルマイト皮膜が形成されていることが好ましい。アルマイト皮膜は、硬質であるため、アルマイト皮膜を形成すれば、回転軸の硬度が向上する。また、アルマイト皮膜が保護膜として機能し、耐腐食性が向上する。
【００１４】
本発明において、前記母材は、鉄鋼材（鉄あるいは鉄合金）からなることが好ましい。回転軸の母材が鉄あるいは鉄合金であれば、回転軸を低コストで生産することができる。
【００１５】
本発明において、前記母材の表面には、前記樹脂皮膜の下層に化成皮膜が形成されていることが好ましい。例えば、化成皮膜として、リン酸亜鉛皮膜、リン酸マンガン皮膜、リン酸鉄皮膜などのリン酸塩皮膜を形成した場合、かかる皮膜は、多孔質であるため、アンカー効果により樹脂皮膜との密着度が向上する。また、化成皮膜としては、耐腐食性の高い皮膜を形成すれば、保護膜として機能する。
【００１６】
本発明に係る回転軸をモータに用いる場合、当該回転軸を備えたロータに対してステータが対向配置される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明において、回転軸は、リードスクリューが樹脂皮膜で被覆されているため、アルミニウムやアルミニウム合金などといった耐磨耗性や摺動性が低い材料を回転軸の母材として用いた場合でも、リードスクリューの磨耗を防止することができる。また、電着皮膜であれば、複雑な形状の部分にも均一な厚さで形成しやすいという利点がある。また、母材をアルミニウムあるいはアルミニウム合金とした場合には、回転軸を軽量化することができ、本発明に係る回転軸をモータに用いた場合、モータの軽量化を図ることができる。また、回転軸を軽量化すると、同一の出力を得る場合でも、永久磁石やステータを小型化でき、モータの小型化を図ることができるとともに、永久磁石やステータの軽量化を図ることができる分、モータの軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータを説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
（ステッピングモータの全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用したステッピングモータの半断面図、ステッピングモータを反出力側からみたときの背面図、および回転軸の説明図である。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）において、本形態のステッピングモータ１は、概ね、ステータ５と、ロータ２と、ステータ５の周りを覆うモータケース５０と、ステータ５の出力側に固定されたフレーム７とを有している。ロータ２は、回転軸２０と、この回転軸２０の反出力側の部分に対して、軸線方向で隣接する位置に固定された２つの永久磁石２８、２９とを有しており、２つの永久磁石２８、２９は各々、Ｎ極とＳ極とが周方向で交互に着磁されている。ステータ５は、永久磁石２８、２９に対して外周側で対向する位置に、軸線方向に重ねて配置された２つのステータ組５１、５２を備えている。２つのステータ組５１、５２は各々、外ステータコア５１ａ、５２ａと、コイル５１ｂ、５２ｂが巻回されたボビン５１ｃ、５２ｃと、ボビン５１ｃ、５２ｃを外ステータコアとの間に挟む内ステータコア５１ｄ、５２ｄとを有しており、外ステータコア５１ａ、５２ａおよび内ステータコア５１ｄ、５２ｄは、ステータ５の内周部分に配列される複数の極歯を備えている。
【００２１】
図１（ａ）、（ｃ）に示すように、回転軸２０は、小径軸部分２２と大径軸部分２１とを備えており、小径軸部分２２に永久磁石２８、２９が固定されている。回転軸２０において、小径軸部分２２の後端部は、モータケース５０から反出力側に突出する反出力側軸端２０ａを構成している。これに対して、大径軸部分２１は、モータケース５０の出力側端板５０ｂから突出しており、その外周面にリードスクリュー２６が形成されている。
【００２２】
フレーム７は、モータケース５０の出力側端板５０ｂに固定された固定板部７２と、この固定板部７２に対して出力側で対向する対向板部７１と、この対向板部７１と固定板部７２とを連結する連結板部７０とを備えている。
【００２３】
（リードスクリューの構成）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したステッピングモータの回転軸に形成したリードスクリューの説明図、およびこのリードスクリューを拡大して示す断面図である。
【００２４】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、リードスクリュー２６には、キャリア１０が係合しており、キャリア１０には、リードスクリュー２６との供回りを防止する機構（図示せず）が構成されている。このため、回転軸２０が回転すると、キャリア１０は、リードスクリュー２６に沿って回転軸２０の軸線方向に移動する。その際、キャリア１０は、リードスクリュー２６のフランク面２６０と摺動する。なお、リードスクリュー２６の内部には、必要に応じてグリス等の潤滑剤が注入される。
【００２５】
（軸受の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は、図１に示すステッピングモータの出力側軸受の説明図、および反出力側軸受の説明図である。
【００２６】
図１において、本形態のステッピングモータ１は、回転軸２０の反出力側に反出力側軸受３、軸受ホルダ６および付勢部材９を備える一方、出力側に出力側軸受４を備えている。従って、回転軸２０の反出力側軸端２０ａは、軸受ホルダ６に嵌合された反出力側軸受３により支持され、回転軸２０の出力側軸端２０ｂは、フレーム７の対向板部７１に保持された出力側軸受４により支持されている。ここで、反出力側軸受３および出力側軸受４はいずれも金属製あるいは樹脂製のいずれであってもよいが、本形態では、ポリブチレンテレフタレートから形成されている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、回転軸２０の出力側軸端２０ｂには、回転軸２０の軸線Ｌと平行な外周面を備えた小径の丸棒状突出部分２５が形成されており、出力側軸受４は、この丸棒状突出部分２５の外周部分２５ａを円形凹部４１の内周側面４１ａでラジアル方向で支持する第１の軸受として構成されている。ここで、円形凹部４１の内周側面４１ａは、回転軸２０の軸線Ｌと平行である。また、丸棒状突出部分２５の端面２５ｂは球面になっており、この端面２５ｂ（球面）は、出力側軸受４の円形凹部４１の底部４１ｂによってスラスト方向に支持されている。なお、円形凹部４１の内側には、必要に応じてグリス等の潤滑剤が注入される。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、回転軸２０の反出力側軸端２０ａには球状突出部分２４が形成されており、反出力側軸受３は、この球状突出部分２４の軸線Ｌの付近２４ａを凹錐部３１の円錐面３１ａでラジアル方向およびスラスト方向に支持する第２の軸受として構成されている。なお、凹錐部３１の内側には、必要に応じてグリス等の潤滑剤が注入される。
【００２９】
モータケース５０の反出力側端板５０ａには軸受ホルダ６が固定されており、この軸受ホルダ６には、反出力側軸受３が装着される貫通穴６０が形成されている。また、軸受ホルダ６に対してさらに反出力側には金属板からなる付勢部材９が配置されている。付勢部材９には、その外周縁から複数の爪部９１が延びており、これらの複数の爪部９１が軸受ホルダ６の外周側から反対面側に回りこんで軸受ホルダ６に係合し、付勢部材９は、軸受ホルダ６に固定されている。付勢部材９には板バネ部９２が切り起こされており、この板バネ部９２は、反出力側軸受３を出力側に向けて付勢している。このため、回転軸２０は出力側軸受４に向けて付勢され、回転軸２０のがたつきが防止されている。
【００３０】
（回転軸の詳細な構成）
このように構成したステッピングモータ１において、回転軸２０は母材２０１がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる。また、回転軸２０の母材２０１として用いたアルミニウムあるいはアルミニウム合金は、耐磨耗性や摺動性が低いという問題を解消するため、本形態では、以下の構成を採用している。
【００３１】
まず、本形態では、図２（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転軸２０の表面の略全体には、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２が形成されている。
【００３２】
このため、図２（ｂ）に示すように、リードスクリュー２６は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われ、キャリア１０と摺動するリードスクリュー２６のフランク面２６０（キャリア１０との摺動部分）は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。また、図３（ａ）に示すように、回転軸２０の出力側軸端２０ｂにおいて、出力側軸受４と摺動する丸棒状突出部分２５の表面（軸受との摺動部分）は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。さらに、図３（ｂ）に示すように、回転軸２０の反出力側軸端２０ａにおいて、反出力側軸受３と摺動する球状突出部分２４の表面（軸受との摺動部分）も、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。
【００３３】
本形態において、樹脂皮膜２０２としては、ポリイミド系樹脂皮膜が用いられている。また、樹脂皮膜２０２は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子およびグラファイト粒子を固体潤滑剤として含んでおり、かかる固体潤滑剤は、自己潤滑性や耐摩耗性を備えている。固体潤滑剤としては、比較的層間距離の離れた層状分子構造を有するものを用いることができ、ポリテトラフルオロエチレンやグラファイトの他、二硫化モリブデンや二硫化タングステンを用いることもできる。
【００３４】
（回転軸の加工方法）
このように構成したステッピングモータ１の製造方法のうち、回転軸２０を製造するにあたっては、切削加工や転造などの方法により、図１〜図３を参照して説明したリードスクリュー２６、回転軸２０の出力側軸端２０ｂ、丸棒状突出部分２５、および球状突出部分２４などを備えた回転軸２０の母材２０１を得た後、そのまま、あるいは面粗度を改善するための仕上げ加工を行った後、以下に説明する電着工程に回送する。
【００３５】
電着工程を行うにあたっては、電着塗装材料を準備しておく。本形態において、電着塗装材料のベースとなる耐熱性樹脂材料はポリイミドであるが、このポリイミドは、ポリイミド系材料の酸成分（例えば、ビシクロオクト−７−エン−２、３、５、６−テトラカルボン酸二無水物など）を溶媒（例えば、Ｎ−メチルピロリドンなど）に溶解させ、その溶解液を数時間攪拌し、それによって得られた溶解液を透析チューブ内に入れて有機溶媒などの雑イオンを除去することによって合成される。ここで行う透析は、溶解液がほぼ中性になるまで実施する。なお、本形態で合成されるポリイミドは、自身がプラスに帯電するカチオン系のものであるが、本発明はこれに限られず、自身がマイナスに帯電するアニオン系のものであっても構わない。
【００３６】
次に、上述の工程を経て得られたポリイミド１０〜２０重量％に、固体潤滑剤料として、ポリテトラフルオロエチレン粒子をポリイミドの固形分重量比で５〜４０重量％添加する。ここで、ポリテトラフルオロエチレン粒子についてはポリイミドの固形分重量比１０〜３０重量％（特に、２０±５重量％）で添加するのがよい。これにより、溶解液がゲル（半固形）状になったり、沈殿が発生したりするのを防ぐことができ、液の管理が容易になる。また、本形態においては、ポリテトラフルオロエチレン粒子を配合した液に、グラファイト粒子を、例えば、ポリイミドの固形分重量比で３〜１５重量％添加する。グラファイト粒子の配合量については、ポリテトラフルオロエチレン粒子とともに配合することを考慮して、ポリイミドの固形分重量比で３〜５重量％添加するのが好ましい。耐熱性樹脂材料としてのポリイミドの含有量が１０重量％よりも少ないと、固体潤滑剤としてのポリテトラフルオロエチレン粒子が電着中に沈殿しやすくなるので好ましくなく、また、ポリイミドの含有量が２０重量％よりも多いと、表面エネルギーが低くなり、はじき等の塗装外観不良を発生する傾向となるので好ましくない。ポリテトラフルオロエチレン粒子の含有量が１０重量％よりも少ないと、潤滑性が十分でないので好ましくなく、また、ポリテトラフルオロエチレン粒子の含有量が３０重量％よりも多いと、ポリテトラフルオロエチレン粒子あるいはグラファイト粒子が均一分散されず沈殿しやすくなるので好ましくない。グラファイト粒子については、３重量％よりも少ないと、その効果が十分でなく、５重量％を超えると、沈殿しやすくなるので好ましくない。なお、上述の工程を得て得られた電着塗装材料を水溶性化するために、イオン交換水、乳酸や酢酸等の弱酸、イソプロピルアルコールやブチルセロソルブ等の溶剤を添加してもよい。
【００３７】
このようにして得た電着塗装材料を純水と混合して電着液を調製する。一方、回転軸２０の母材２０１については、脱脂工程や洗浄工程を行う。例えば、イロプロピルアルコールにより１分間の超音波洗浄を行った後、純水洗浄を行う。
【００３８】
次に、本形態では、電着液がカチオン型電着液であるので、電着液に回転軸２０の母材２０１を浸漬するとともに、母材２０１を陰極、対極となる電解槽を陽極として直流電圧を印加する。このような電着を行う際、母材２０１への給電箇所は、丸棒状突出部分２５（軸受との摺動部分）、球状突出部分２４（軸受との摺動部分）、およびリードスクリュー２６のフランク面２６０（キャリア１０との摺動部分）を避けた位置とする。このときの電着液の温度は、例えば、２５℃に設定される、そして、電着皮膜の厚さが３〜５０μｍ、好ましくは、少なくともフランク面２６０での膜厚が７μｍ以上、例えば１０μｍとなるように、印加電圧を５０〜２００Ｖに設定し、約２分間、定電圧条件下で電着を行う。その結果、回転軸２０の母材２０１の表面に電着皮膜が形成される。また、エッジ部２０１ａにおいても、上記と同様の条件下における電着において、電着皮膜の膜厚を７μｍ以上とすることができる。
【００３９】
次に、水洗浄、純水洗浄、水切りなどを行った後、温度が１１０℃の条件で１５分間、予備加熱を行った後、温度が２３０℃の条件で４０分加熱し、電着皮膜において樹脂成分を硬化させる。その結果、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる母材２０１の表面に電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２が形成された回転軸２０が製作され、樹脂皮膜２０２は、ポリイミド系樹脂からなるベース材料中に、ポリテトラフルオロエチレン粒子およびグラファイト粒子を固体潤滑剤として含んでいる。
【００４０】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のステッピングモータ１において、回転軸２０は母材２０１がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる。このため、回転軸２０をステンレスあるいは黄銅で構成した場合と比較して、回転軸２０を軽量化でき、ステッピングモータ１の軽量化を図ることができる。また、回転軸２０を軽量化すると、同一の出力を得る場合でも、永久磁石２８、２９やステータ５を小型化でき、ステッピングモータ１の小型化を図ることができるとともに、永久磁石２８、２９やステータ５を小型化した分、ステッピングモータ１の軽量化を図ることができる。
【００４１】
また、本形態では、回転軸２０のリードスクリュー２６が樹脂皮膜２０２で被覆されているため、アルミニウムやアルミニウム合金などといった耐磨耗性や摺動性が低い材料を回転軸２０に用いた場合でも、キャリア１０との摺動部分（フランク面２６０）での磨耗を防止することができる。それ故、キャリア１０の送り動作において、回転軸２０側での磨耗に起因するに不具合の発生を防止できる、また、リードスクリュー２６にグリスを塗布した場合でも、磨耗粉に起因するグリスの黒化を防止することができる。
【００４２】
また、キャリア１０との摺動部分（フランク面２６０）を樹脂皮膜２０２で被覆しておけば、キャリア１０との接触面が平滑面となるためキャリア１０側の摩耗もなくなり、常にリードスクリュー２６と安定して噛み合うので、安定した動作が可能となる。
【００４３】
また、本形態では、軸受との摺動部分（丸棒状突出部分２５、球状突出部分２４）も樹脂皮膜２０２で被覆されているため、アルミニウムやアルミニウム合金などといった耐磨耗性や摺動性が低い材料を回転軸２０に用いた場合でも、軸受との摺動部分での磨耗を防止することができる。それ故、軸受部分において、回転軸２０側での磨耗に起因する不具合の発生を防止できる。また、軸受との摺動部分にグリスを塗布した場合でも、磨耗粉に起因するグリスの黒化を防止することができる。
【００４４】
さらに、ロータ２が軽量化されると、パルス周波数に対して起動性が高まるのに加え、樹脂皮膜２０２によって摺動性が高まるため、さらに起動性・応答性が向上する。
【００４５】
さらに、電着皮膜により樹脂皮膜２０２を形成したので、浸漬塗装などの方法で形成した皮膜と比較して、複雑な形状の部分にも均一な厚さで樹脂皮膜２０２を形成しやすいという利点がある。また、電着皮膜より樹脂皮膜２０２を形成すると、浸漬塗装により形成する方法と比較して、樹脂皮膜２０２を強固かつ均一に、短時間で形成することができ、品質を保持しやすいという利点がある。
【００４６】
さらにまた、軸受との摺動部分（丸棒状突出部分２５、球状突出部分２４）、およびキャリア１０との摺動部分（フランク面２６０）を樹脂皮膜２０２で被覆しておけば、回転軸２０の母材２０１において、これらの摺動部分を平滑面とするための仕上げ加工を省略できるという利点がある。また、樹脂皮膜２０２によって、母材２０１の耐腐食性も向上する。
【００４７】
また、樹脂皮膜２０２は、ベース材料がポリイミド系樹脂であるため、耐熱性、耐磨耗性を向上させることができる。
【００４８】
［実施の形態２］
本発明の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、同じく、図１乃至図３を参照して説明し、共通する部分の説明は省略する。図１〜図３において、本形態のステッピングモータ１でも、実施の形態１と同様、回転軸２０は母材２０１がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる。また、本形態でも、実施の形態１と同様、図２（ｂ）および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転軸２０の表面の略全体には、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２が形成されている。このため、図２（ｂ）に示すように、リードスクリュー２６は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われ、キャリア１０と摺動するリードスクリュー２６のフランク面２６０（キャリア１０との摺動部分）は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。また、図３（ａ）に示すように、回転軸２０の出力側軸端２０ｂにおいて、出力側軸受４と摺動する丸棒状突出部分２５の表面（軸受との摺動部分）は、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。さらに、図３（ｂ）に示すように、回転軸２０の反出力側軸端２０ａにおいて、反出力側軸受３と摺動する球状突出部分２４の表面（軸受との摺動部分）も、電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆われている。
【００４９】
本形態において、樹脂皮膜２０２としては、熱反応基としてエポキシ基を備えたエポキシ系樹脂皮膜が用いられている。かかるエポキシ系樹脂皮膜は、アニオン電着により形成された電着皮膜であり、例えば、エポキシ−アクリル系樹脂（主剤）とメラミン（硬化剤）とを用いた熱硬化性樹脂である。ここで、エポキシ−アクリル系樹脂は、エポキシ樹脂とアクリル系樹脂との混合樹脂であるが、エポキシ系樹脂皮膜としては、エポキシ変性アクリル樹脂などを用いてもよい。また、樹脂皮膜２０２は、以下の充填剤を含んでいる。
【００５０】
本形態において、樹脂皮膜２０２は、充填剤として、まず、アクリル−メラミン系樹脂を含んでいる。かかる充填剤は流動調整剤として作用し、樹脂皮膜２０２の流動性を改善する。本形態において、アクリル−メラミン系樹脂は、アニオン電着の際、塗料コロイドとして電着皮膜に含まれ、熱硬化時に流動性を抑制してフランク面２６０において均一性の高い皮膜を形成できる。また、一方でエッジカバー性も向上させることができる。かかる流動調整剤（充填剤）としては、アクリル−メラミン系樹脂の粒子の他、ポリエチレン、ポロプロピレン、またはポリメタクリル酸エチル等からなる粉末形状のポリマービーズを用いることもできる。
【００５１】
次に、樹脂皮膜２０２は、充填剤として酸化チタン（ＴｉＯ2）の粒子を含んでいる。かかる充填剤は、体質顔料として作用し、樹脂皮膜２０２の補強や増量に用いられる。また、酸化チタンは、電着皮膜を熱硬化させる際の流動性を抑えることによりフランク面２６０において均一性の高い膜を形成できる流動調整助剤としても採用する。また、一方でエッジカバー率を向上させる流動調整助剤としても採用する。かかる充填剤（体質顔料、流動調整助剤）としては、酸化チタンの他、タルク、雲母、セリサイト等の粘土鉱物や、硫酸バリウム等を用いることもできる。
【００５２】
次に、樹脂皮膜２０２は、充填剤としてカーボンブラックを含んでいる。かかる充填剤は着色剤として機能する。
【００５３】
なお、樹脂皮膜２０２は、実施の形態１と同様、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粒子、グラファイト粒子、二硫化モリブデン、二硫化タングステンなどの固体潤滑剤を含んでいる構成を採用してもよい。
【００５４】
このように構成したステッピングモータ１の製造方法のうち、回転軸２０を製造するにあたっては、切削加工や転造などの方法により、図１〜図３を参照して説明したリードスクリュー２６、回転軸２０の出力側軸端２０ｂ、丸棒状突出部分２５、および球状突出部分２４などを備えた回転軸２０の母材２０１を得た後、そのまま、あるいは面粗度を改善するための仕上げ加工を行った後、以下に説明する電着工程に回送する。
【００５５】
電着工程を行うにあたっては、電着塗装材料として、例えば以下の組成
エポキシ系樹脂（バインダ）
エポキシ−アクリル系樹脂（主剤）＋メラミン（硬化剤）：７．５％
メラミン系樹脂（流動調整剤）
アクリル−メラミン系樹脂（主剤）＋メラミン（硬化剤）：２．５％
酸化チタン（体質顔料／流動調整助剤）      ２％（２０ｍｌ／ｌ）
カーボンブラック（着色顔料）              １％（１０ｍｌ／ｌ）
残部：９０％水＋１０％有機溶剤
からなるアニオン系電着液を準備する。この状態で、エポキシ−アクリル系樹脂（主剤）はメラミン（硬化剤）と反応してサイズが数百ｎｍの塗料コロイドを形成し、電着液中に分散する。アクリル−メラミン系樹脂（主剤）はメラミン（硬化剤）と反応してサイズが数μｍのマイクロゲル粒子を形成し、電着液中に分散する。酸化チタンはサイズが数百ｎｍの粒子として電着液中に分散する。カーボンブラック（着色顔料）も電着液中に分散する。
【００５６】
一方、回転軸２０の母材２０１については、弱アルカリ性の脱脂剤による脱脂工程や、洗浄工程を行なう。
【００５７】
次に、電着液に回転軸２０の母材２０１を浸漬するとともに、母材２０１を陽極、対極となる電解槽を陰極として直流電圧を印加する。このような電着を行う際、母材２０１への給電箇所は、丸棒状突出部分２５（軸受との摺動部分）、球状突出部分２４（軸受との摺動部分）、およびリードスクリュー２６のフランク面２６０（キャリア１０との摺動部分）を避けた位置とする。そして、電着皮膜の厚さが３〜５０μｍ、好ましくは、少なくともフランク面２６０での膜厚が７μｍ以上、例えば１０μｍとなるように、印加電圧を５０〜２００Ｖに設定し、約２分間、定電圧条件下で電着を行う。その結果、回転軸２０の母材２０１の表面に電着皮膜が形成される。この状態においては、エポキシ系樹脂の電着皮膜に、カーボンブラックの他、粒径の大きなアクリル−メラミン系樹脂の粒子（流動調整剤）、および酸化チタンの粒子（流動調整助剤）が保持された状態にある。
【００５８】
次に、水洗浄、純水洗浄、水切りなどを行った後、温度が１００℃の条件で１５分間、予備加熱を行った後、温度が１８０℃の条件で３０分加熱し、電着皮膜において樹脂成分を硬化させる。その結果、エポキシ系樹脂が流動しながら硬化して層を形成するとともに、アクリル−メラミン系樹脂も溶融する。その際、アクリル−メラミン系樹脂および酸化チタンは、エポキシ系樹脂の過度の流動を抑制し、垂れなどを防止する。このようにして、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる母材２０１の表面に電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２が形成された回転軸２０が製作され、樹脂皮膜２０２は、エポキシ樹脂皮膜中に、充填剤として、流動調整剤（アクリル−メラミン系樹脂）、酸化チタン（流動調整助剤／体質顔料）、およびカーボンブラック（着色顔料）を含むことになる。
【００５９】
（本形態の主な効果）
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したステッピングモータの回転軸に形成した樹脂皮膜の形状、参考例に係る樹脂皮膜の形状を模式的に示す説明図、および本形態の回転軸に形成された樹脂皮膜の形状を模式的に示す説明図である。なお、以下の説明において、母材２０１の平面（フランク面２６０、およびねじ山の頂部２３０）における樹脂皮膜２０２の膜厚ｗ１、およびエッジ部２０１における樹脂皮膜２０２の膜厚ｗ２は各々、図４に示すように定義され、エッジ部２０１ａの膜厚ｗ２は、エッジ部２０１ａに対して二等分線上における膜厚である。
【００６０】
本形態のステッピングモータ１では、電着工程によって樹脂皮膜２０２を形成するのみでリードスクリュー２６の摩耗を防止することができる。また、リードスクリュー２６の内部に潤滑剤を注入することにより摺動性を向上させることができる。
【００６１】
また、本形態のステッピングモータ１において、回転軸２０は母材２０１がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる。このため、回転軸２０を軽量化でき、ステッピングモータ１の軽量化を図ることができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００６２】
また、上記形態では、樹脂皮膜２０２のベース材料がエポキシ系樹脂であり、エポキシ系樹脂がベース材料である場合には、ポリイミド系樹脂や他の樹脂材料に比して樹脂皮膜２０２を平滑化でき、摺動性が高いという利点がある。
【００６３】
特に本形態では、樹脂皮膜２０２が流動調整剤および流動調整助剤を含んでいるため、樹脂皮膜２０２における流動性が適正である。このため、樹脂皮膜２０２に垂れや過度の流動が発生せず、電着塗装の皮膜均一性を更に高めることができる。従って、図４（ａ）および図４（ｃ）に示すように、少なくともフランク面２６０における樹脂皮膜２０２の膜厚ｗ１を適正な膜厚（例えば、７μｍ以上）とすることが可能である。また、本形態では、樹脂皮膜２０２が流動調整剤および流動調整助剤を含んでいるため、樹脂皮膜２０２の流動性が適当である。従って、エッジ部２０１ａにおける樹脂皮膜２０２の膜厚ｗ２を適正な膜厚（例えば、７μｍ以上）とすることができるので、エッジ部２０１ａにおける樹脂皮膜２０２のエッジカバー率（（ｗ２／ｗ１）×１００）を高くすることもできる。すなわち、本形態によれば、エッジ部２０１ａにおいても、母材２０１のフランク面２６０に形成された樹脂皮膜２０２と略同じ膜厚の樹脂皮膜２０２を形成することができ、図４（ｂ）に示すようなエッジ部２０１ａにおいて膜厚が薄くなるという事態を回避することができる。
【００６４】
このように本形態によれば、複雑な形状であっても素材の転写性がよく、寸法精度の良いリードスクリュー２６を得ることができる。また、本形態の回転軸２０において、リードスクリュー２６では、フランク面２６０およびそのエッジ部２０１ａにも十分な厚さ、好ましくは７μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上の樹脂皮膜２０２を形成することができる。なお、樹脂皮膜２０２の膜厚については、２０μｍ以下でよく、これ以上厚くしても、効果が飽和する。また、樹脂皮膜２０２の膜厚が厚すぎると、リードスクリュー２６の形状が損なわれることがあることから、溝深さなどを考慮して膜厚の上限値を設定すればよい。
【００６５】
（常温での評価）
本形態の回転軸２０を用いたステッピングモータ１について、２５℃の温度条件下で３００万回シーク動作を行わせた後の、塗布したグリスの状態、キャリアが有するラックの摩耗状態、およびリードスクリューの摩耗状態を定性的に評価した。その結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2008051335.tif 000003
【００６７】
表１の「グリス黒化」の欄において、評価結果は以下の記号、
「○印」・・「グリスの黒化が発生せず」
「×印」・・「グリスの黒化が顕著」
で示してある。
【００６８】
表１の「ラック磨耗」の欄において、評価結果は以下の記号、
「○印」・・「キャリア１０のラックにおける摩耗が少なく、キャリア１０の係合部の頂部がリードスクリュー２６の溝の底部に達しなかったことグリスの黒化が発生せず」
「×印」・・「ラックの摩耗が進行し、キャリア１０の係合部の頂部がリードスクリュー２６の溝の底部に達することにより頂部と底部が摺動し、頂部が摩耗」
で示してある。
【００６９】
表１の「スクリュー磨耗」の欄において、評価結果は以下の記号、
「○印」・・「リードスクリュー２６に摩耗、摺動傷が生じたが素地等には摩耗が至らなかったこと」
「×印」・・「リードスクリュー２６において摩耗が進行し、摩耗が素地等に至った」
で示してある。
【００７０】
表１に示すように、樹脂皮膜２０２の膜厚が４μｍの回転軸２０を用いた場合には、グリスの黒化、およびキャリア１０のラックの摩耗が顕著であり、リードスクリュー２６の摺動面のほぼ全面にてアルミ素地が露出した。一方、樹脂皮膜２０２の膜厚が７μｍ以上（７μｍ、９μｍ、１０μｍ、１８μｍ）の回転軸２０を用いた場合、グリスの黒化は発生せず、キャリア１０のラックでの摩耗も少なく、リードスクリュー２６の摺動面におけるアルミ素地の露出も発生しなかった。
【００７１】
以上の結果より、樹脂皮膜２０２の膜厚を７μｍ以上とすることにより、信頼性に優れた回転軸２０を構成することができる。
【００７２】
（高温での評価）
ステッピングモータ１の回転軸２０に形成されている樹脂皮膜２０２の膜厚を各々７μｍ、１２μｍ、２０μｍとした場合において、７０℃の温度条件下で３００万回シーク動作を行わせた後の、塗布したグリスの状態、キャリアが有するラックの摩耗状態、およびリードスクリュー２６の摩耗状態を定性的に評価した。その結果、樹脂皮膜２０２の膜厚が７μｍの回転軸２０については、グリスの黒化、およびキャリアのラックの摩耗が顕著であり、リードスクリュー２６のアルミ素地が露出した。一方、樹脂皮膜２０２の膜厚が１２μｍ、２０μｍの回転軸２０では、グリスの黒化は発生せず、キャリア１０のラックの摩耗も少なかった。このように、樹脂皮膜２０２の膜厚を１０μｍ以上とすれば高温条件にも対応できることが確認できた。
【００７３】
（低温での評価）
ステッピングモータ１の回転軸２０に形成されている樹脂皮膜２０２の膜厚を各々、１０μｍ、１５μｍとした場合において、−５℃の温度条件下で３００万回シーク動作を行わせた後の、塗布したグリスの状態、キャリア１０が有するラックの摩耗状態、およびリードスクリュー２６の摩耗状態を定性的に評価した。その結果、樹脂皮膜２０２の膜厚が１０μｍおよび１５μｍの回転軸２０のいずれにおいても、グリスの黒化は発生せず、キャリア１０のラックの摩耗も少なく、リードスクリュー２６の摺動面におけるアルミ素地の露出も発生しなかった。このように、樹脂皮膜２０２の膜厚を１０μｍ以上とすれば低温条件にも対応できることが確認できた。
【００７４】
（高湿での評価）
また、ステッピングモータ１の回転軸２０に形成されている樹脂皮膜２０２の膜厚を各々、１０μｍ、１５μｍとした場合において、温度が４０℃で湿度が９０％ＲＨの条件下とで３００万回シーク動作を行わせた後の、塗布したグリスの状態、キャリア１０が有するラックの摩耗状態、およびリードスクリュー２６の摩耗状態を定性的に評価した。その結果、樹脂皮膜２０２の膜厚が１０μｍおよび１５μｍの回転軸２０のいずれにおいても、グリスの黒化は発生せず、キャリア１０のラックの摩耗も少なく、リードスクリュー２６の摺動面におけるアルミ素地の露出も発生しなかった。このように、樹脂皮膜２０２の膜厚を１０μｍ以上とすれば高湿条件にも対応できることが確認できた。
【００７５】
［実施の形態３］
本発明の基本的な構成、および電着工程については実施の形態１及び実施の形態２と同様であるため共通する部分の説明は省略する。本形態では、ステッピングモータ１において、回転軸２０は母材２０１が、ステンレス以外の鉄鋼材料からなる。このため、回転軸２０をステンレスあるいは黄銅で構成した場合と比較して、回転軸２０を低コストで製造でき、ステッピングモータ１を安価で製造することができる。
【００７６】
また、ステンレス以外の鉄鋼材料は、母材２０１としてこのままリードスクリューを形成して使用した場合には腐食性が高いが、樹脂皮膜２０２を形成することによって、若しくは熱酸化膜処理等を施した後に樹脂膜加工を形成した複合膜によって、耐腐食性を向上させることができる。
【００７７】
なお、回転軸２０の母材２０１として、鉄鋼材料のうち、ステンレスを用いれば、回転軸２０の所定部分のみに樹脂皮膜２０２が形成されているような場合でも、樹脂皮膜２０２で覆われていない部分についても十分な耐腐蝕性を備えた回転軸２０を実現することができる。
【００７８】
（その他の実施の形態）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータに用いられる別の軸受構造を示す説明図である。上記形態では、回転軸２０の出力側軸端２０ｂに丸棒状突出部分２５を形成したが、図５（ａ）に示すように、回転軸２０の出力側軸端２０ｂに球状突出部分２５ｃを形成してもよく、この場合、球状突出部分２５ｃの表面を電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２で覆えばよい。また、図５（ｂ）に示すように、回転軸２０の出力側あるいは反出力側の端面に凹錐部２７を形成しておき、この凹錐部２７を、剛球４７およびホルダ４８を備えた軸受４０で支持する構造を採用した場合には、少なくとも凹錐部２７の内面に電着皮膜からなる樹脂皮膜２０２を形成すればよい。
【００７９】
また、上記実施の形態では、母材２０１の表面に直接、電着を行って樹脂皮膜２０２を形成したが、回転軸２０の母材２０１をアルミニウム、あるいはアルミニウム合金からなる実施の形態１および実施の形態２においては母材２０１の表面にクロメート皮膜やアルマイト皮膜などの下地膜を形成しておき、その表面に電着を行って樹脂皮膜２０２を形成してもよい。これらの下地膜のうち、アルマイト皮膜であれば硬質であるため、樹脂皮膜２０２が欠落した場合でも、回転軸２０の磨耗などを防止することができる。
【００８０】
また、回転軸２０の母材２０１が鉄鋼材料からなる実施の形態３においては、母材２０１の表面にリン酸塩皮膜（リン酸亜鉛皮膜、リン酸マンガン皮膜、リン酸鉄皮膜など）などの下地膜（化成皮膜）を形成しておき、その表面に電着を行なって樹脂皮膜２０２を形成してもよい。これらの下地膜のうち、リン酸塩皮膜は緻密で多孔質であるため、アンカー効果により樹脂皮膜２０２と母材２０１との密着力が向上し、樹脂皮膜２０２が母材２０１から脱落するのを防止することができる。
【００８１】
さらに、上記形態では、回転軸２０の表面の略全体に樹脂皮膜２０２を形成したが、軸受との摺動部分およびリードスクリュー２６のみに樹脂皮膜２０２を形成してもよく、さらには、リードスクリュー２６のみに樹脂皮膜２０２を形成してもよい。さらには、リードスクリュー２６のうち、フランク面２６０のみに樹脂皮膜２０２を形成してもよい。また、上記形態では、回転軸２０の両軸端で軸受と摺動する部分に樹脂皮膜２０２を形成したが、一方の軸端で軸受と摺動する部分のみに樹脂皮膜２０２を形成してもよい。さらに、軸受として、回転軸２０をラジアル方向のみで支持する軸受、あるいは回転軸２０をスラスト方向のみで支持する軸受を用いた場合に本発明を適用してもよい。
【００８２】
なお、回転軸２０には永久磁石２８、２９が固着されるが、かかる固着を行う際、樹脂皮膜２０２が存在している方が固着しやすい方法を採用した場合では、回転軸２０の表面のうち、永久磁石２８、２９を固着すべき部分にも樹脂皮膜２０２を形成すればよく、樹脂皮膜２０２が存在していない方が固着しやすい方法を採用した場合では、回転軸２０の表面のうち、永久磁石２８、２９を固着すべき部分を避けた領域に樹脂皮膜２０２を形成すればよい。
【００８３】
上記形態においては、回転軸２０の母材２０１がアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる場合に本発明を適用したが、回転軸２０の母材がステンレス、あるいは黄銅である場合に本発明を適用してもよい。
【００８４】
さらに、上記形態においては電着塗装によって樹脂皮膜２０２を形成する例を挙げて説明したが、これに限られず、塗装の方法を粉体塗装やスプレー塗装を適用してもよい。
【００８５】
さらにまた、上記形態では、ステッピングモータに本発明を適用した例を説明したが、回転軸を備えたロータと、回転軸を回転可能に支持する軸受とを有するモータであれば、どのようなタイプのモータに本発明を適用してもよい。
【００８６】
また、上記形態では、モータに用いる回転軸を例に説明したが、モータからの出力が歯車機構などを介して伝達される回転軸に本発明を適用してもよい。
【００８７】
また、電着による塗膜形成方法では、膜を均一に形成することができるので、上記形態で説明したいずれの樹脂材料にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用したステッピングモータの半断面図、ステッピングモータを反出力側からみたときの背面図、および回転軸の説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したステッピングモータの回転軸に形成したリードスクリューの説明図、およびこのリードスクリューを拡大して示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、図１に示すステッピングモータの出力側軸受の説明図、および反出力側軸受の説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したステッピングモータの回転軸に形成した樹脂皮膜の形状、参考例に係る樹脂皮膜の形状を模式的に示す説明図、および本形態の回転軸に形成された樹脂皮膜の形状を模式的に示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータに用いられる別の軸受構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  ステッピングモータ
２  ロータ
３  反出力側軸受
４  出力側軸受
５  ステータ
１０  キャリア
２０  回転軸
２４、２５ｃ  球状突出部分（軸受との摺動部分）
２５  丸棒状突出部分（軸受との摺動部分）
２６  リードスクリュー
２７  凹錐部（軸受との摺動部分）
２８、２９  永久磁石
４０  軸受
４７  剛球
４８  ホルダ
２０１  回転軸の母材
２０２  樹脂皮膜（電着皮膜）
２６０  フランク面
【図１】
2008051335.tif 000004
【図２】
2008051335.tif 000005
【図３】
2008051335.tif 000006
【図４】
2008051335.tif 000007
【図５】
2008051335.tif 000008