(57)【要約】【課題】板バネは平坦部から折り曲げることによりバネ荷重が得られるわけであるので限られた寸法・容積制約から必要荷重優先で板バネ設計をするとどうしても、バネ定数を大きくせざるを得ない。つまりこの板バネを使う限りバネ定数が大きいため、スラスト方向の寸法ばらつきがスラスト軸受への荷重変化に大きな影響をもつという課題を有する。【解決手段】板バネを廃しコイルスプリング５を導入し、必要なバネ荷重はバネ定数が小さいもので得るようにする。これによりスラスト方向の寸法ばらつきがスラスト軸受への荷重変化に与える影響を抑止する。【選択図】  図１
2005020857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の溝と同溝外形と異なる外径を形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持し、モータ回転軸をスラスト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】
外周面に螺旋状の溝と内径に外径と同軸のふくろ穴を設けたリードスクリューシャフトと同内径部ふくろ穴にストレートシャフト圧入あるいは接着固定して形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し、上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し、上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持しモータ回転軸をスラスト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３】
前記コイルスプリング形状が、テーパであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２のステッピングモータ。
【請求項４】
前記テーパ形状コイルスプリング大径側が、ステータ出力軸側端面で接続されることを特徴とする請求項３のステッピングモータ。
【請求項５】
前記ロータ回転軸にコイルスプリング外径よりも十分大きい薄板を固定し、回転軸保持側コイルスプリング端面を当てることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３あるいは請求項４のステッピングモータ。
【請求項６】
上記薄板の形状が回転軸に同軸加工保持された円板であることを特徴とする請求項５のステッピングモータ。
【請求項７】
前記回転軸固定の薄板とコイルスプリング端面間に擦動用ワッシャを挿入することを特徴とする請求項６のステッピングモータ
【請求項８】
前記摺動用ワッシャ挿入枚数を２枚以上にすることを特徴とする請求項７記載のステッピングモータ。
【請求項９】
前記摺動用ワッシャに、潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項７または請求項８記載のステッピングモータ。
【請求項１０】
前記コイルスプリングをステータ出力軸側端面で固定することを特徴とする請求項１あるいは２、３、４、５、６、７、８、９記載のステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報通信・映像記録分野などに使用されるステッピングモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、図３に示すように、モータ回転軸６１に外周面に螺旋状の溝をつけたリードスクリュー部６２が形成されたステッピングモータである。モータ回転軸６１は両端を２つのスラスト軸受出力軸側６３、反出力軸側６４でそれぞれ保持される構造となっている。そして、反出力軸側スラスト軸受６４側は、さらに、板バネ６５によりスラスト方向に付勢する構成を取っており、モータ回転軸６１のスラスト荷重をこの板バネ６５のバネ圧で移動可能に受け止めている。
【０００３】
一方、ステータ部は、装置と固定するために穴、ねじなどを空けた取付板６６と固定し、この取付板６６がフレーム６７にねじまたは溶接・接着で固定されることにより、フレーム６７にステータ部６０側が固定されている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−２１３８３号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような図３に示す構造のステッピングモータは、ステータ部反出力軸側スラスト軸受６４の端面に板バネ６５を配置してモータ回転軸６１、リードスクリュー６２をスラスト軸受出力軸側６３に押圧している。板バネ６５の原理は平坦部から折り曲げることによりバネ荷重が得られるわけであるので限られた寸法・容積制約から荷重優先で板バネ設計をする場合どうしてもバネ定数を大きくせざるを得ない。つまりスラスト方向の寸法ばらつきが、荷重ばらつきへ大きな影響をもつという課題を有する。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、バネ定数が低く許容寸法幅が広いスラスト方向の寸法バラつきの影響を受けにくいステッピングモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、バネ定数が低く許容寸法幅が広いコイルスプリングを使用するもので、スラスト方向の寸法バラつきの影響を受けにくいステッピングモータを得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状の溝と同溝外形と異なる外径を形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持しモータ回転軸をスラスト方向に付勢することを特徴とするステッピングモータでありバネ定数が低く許容寸法幅が広いコイルスプリングを使用するものであるのでスラスト方向の寸法バラつきの影響を受けにくいステッピングモータを得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、外周面に螺旋状の溝と内径に外径と同軸のふくろ穴を設けたリードスクリューシャフトと同内径部ふくろ穴にストレートシャフト圧入あるいは接着固定して形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し、上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持しモータ回転軸をスラスト方向に付勢することを特徴とするステッピングモータであり、軸部分をリードスクリュー部とストレート部とに分割組み立てができるので設計自由度が広がる効果と、ストレートシャフト外径がリードスクリューシャフト内径に組み合わせされる端面を、コイルスプリングを当てる面に使用できるという利点を有する。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記コイルスプリング形状が、テーパであることを特徴とする請求項１または請求項２のステッピングモータであり、形状をテーパにすることで径と長さに加えてもうひとつ設計要素を増やすことができるのでバネ設計の自由度が増えるという特長を有する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記テーパ形状コイルスプリング大径側が、ステータ出力軸側端面で接続されることを特徴とする請求項３のステッピングモータであり、大径側をモータ内側に抱合することコイルスプリング挿入の影響を最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、テーパの細い側はバネ接触摺動面積が小さいので回転部に接触することで摺動負荷を抑えることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記ロータ回転軸にコイルスプリング外径よりも十分大きい薄板を固定し、回転軸保持側コイルスプリング端面を当てることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３または請求項４のステッピングモータであるので、コイルスプリングにリードスクリュー部が触れること、外れる事を抑止する効果がある。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、上記薄板の形状が回転軸に同軸加工保持された円板であることを特徴とする請求項５のステッピングモータであるので、薄板回転時の慣性アンバランスによる振動を防ぐ効果がある。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記回転軸固定の薄板とコイルスプリング端面間に摺動用ワッシャを挿入することを特徴とする請求項６のステッピングモータであり、回転摺動面を薄板〜ワッシャ間にすることができるので、摺動負荷によるロスを減らすという効果を有する。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記摺動用ワッシャ挿入枚数を２枚以上にすることを特徴とする請求項７記載のステッピングモータであり、回転摺動面が順番に減速されたワッシャ面となるので摺動負荷ロスを軽減させる効果を有する。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記摺動用ワッシャに、潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項７または請求項８記載のステッピングモータであり、潤滑剤を塗布することで、回転摺動面の摩擦係数を低減させ摺動負荷ロスを軽減させる効果を有する。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記コイルスプリングをステータ出力軸側端面で固定することを特徴とする請求項１あるいは２、３、４、５、６、７、８、９記載のステッピングモータであり、コイルスプリングをステータ出力軸側端面で固定することで、バネ自身を回転させることなくかつ回転軸側でのみ摺動させるという効果を有する。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００２０】
（実施例１）
実施例１は、図１に示すように外周面に螺旋状の溝と内径に外径と同軸のふくろ穴を設けたリードスクリューシャフト２と同内径部ふくろ穴にストレートシャフト１を圧入あるいは接着固定して形成しモータ回転軸を構成している。ストレートシャフト１とリードスクリューシャフト２の境界面に薄板の円環８を圧入または接着で固定している。
【００２１】
上記モータ回転軸の片端はスラスト軸受３で支持、上記モータ回転軸（ストレートシャフト１部）外周をラジアル軸受４とで支持している。
【００２２】
上記スラスト軸受部３は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板６にて保持され上記ラジアル軸受部はステータ部１０に同軸保持されている。
【００２３】
ステータ部１０は極歯を有するヨーク歯部１１とコイルボビン１２、コイル巻線１３、ステータコア１４より構成している。
【００２４】
ステータ外周部は固定するフレーム７を有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸の薄板円環８に、内径が回転軸に対しルーズな寸法設定のワッシャ９１、９２を二枚挿入し潤滑剤（図示せず）を塗布している。このワッシャ９２の面にはテーパ形状のコイルスプリング５の小径側片端面５１を当てコイルスプリングのもうひとつの端面（大径側）５２はステータ端面に固定している。
【００２５】
このコイルスプリング５は回転軸とステータ端面間に挿入支持しモータ回転軸をスラスト方向に付勢している。
【００２６】
なお図では、回転軸はリードスクリュー部とストレート部二体の組み合わせであるがひとつの部材でリードスクリュー部とストレート部を加工していてもよい。また、コイルスプリングの方端面５２はステータコア端面で支持しているが、フレーム７上で支持しても良い。
【００２７】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状の溝と同溝外形と異なる外径を形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持しモータ回転軸をスラスト方向に付勢することを特徴とするステッピングモータであり、バネ定数を低く、荷重許容寸法幅が広いコイルスプリングを使用するものであるのでスラスト方向の寸法バラつきの影響を受けにくいステッピングモータを得ることができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、外周面に螺旋状の溝と内径に外径と同軸のふくろ穴を設けたリードスクリューシャフトと同内径部ふくろ穴にストレートシャフト圧入あるいは接着固定して形成したモータ回転軸を有するロータと、該ロータに周対応するステータ部と、上記モータ回転軸の片端を支持するスラスト軸受部と、上記モータ回転軸の外周を支持するラジアル軸受部と、上記スラスト軸受部は機器側への取り付け用穴を付した取り付け板に保持し上記ラジアル軸受部はステータに同軸保持し上記ステータ部を固定するフレームを有し、ステータ出力軸側端面と上記回転軸間にコイルスプリングにて支持しモータ回転軸をスラスト方向に付勢することを特徴とするステッピングモータであり、軸部分をリードスクリュー部とストレート部とに分割組み立てができるので設計自由度が広がる効果と、ストレートシャフト外径がリードスクリューシャフト内径に組み合わせされる端面をコイルスプリングを当てる面に使用できるという利点を有する。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明は、前記コイルスプリング形状が、テーパであることを特徴とする請求項１または請求項２のステッピングモータであり、形状をテーパにすることで径と長さに加えてもうひとつ設計要素を増やすことができるのでバネ設計の自由度が増えるという特長を有する。
【００３０】
請求項４に記載の発明は前記テーパ形状コイルスプリング大径側が、ステータ出力軸側端面で接続されることを特徴とする請求項３のステッピングモータであり、大径側をモータ内側に抱合することコイルスプリング挿入の影響を最小限に抑えることができる。また、テーパの細い側はバネ接触摺動面積が小さいので回転部に接触することで摺動負荷を抑えることができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、前記ロータ回転軸にコイルスプリング外径よりも十分大きい薄板を固定し、回転軸保持側コイルスプリング端面を当てることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２あるいは請求項３または請求項４のステッピングモータであるので、コイルスプリングがリードスクリュー部に触れること外れる事を抑止する効果がある。
【００３２】
請求項６に記載の発明は上記薄板の形状が回転軸に同軸加工保持された円板であることを特徴とする請求項５のステッピングモータであるので、薄板回転時の慣性アンバランスによる振動を防ぐ効果がある。
【００３３】
請求項７に記載の発明は前記回転軸固定の薄板とコイルスプリング端面間に摺動用ワッシャを挿入することを特徴とする請求項６のステッピングモータであり、回転摺動面を薄板〜ワッシャ間にすることができるので、摺動負荷によるロスを減らすという効果を有する。
【００３４】
請求項８に記載の発明は前記摺動用ワッシャ挿入枚数を２枚以上にすることを特徴とする請求項７記載のステッピングモータであり、回転摺動面が順番に減速されたワッシャ面となるので摺動負荷ロスを軽減させる効果を有する。
【００３５】
請求項９に記載の発明は前記摺動用ワッシャに、潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項７または請求項８記載のステッピングモータであり、潤滑剤を塗布することで、回転摺動面の摩擦係数を低減させ摺動負荷ロスを軽減させる効果を有する。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は前記コイルスプリングをステータ出力軸側端面で固定することを特徴とする請求項１あるいは２、３、４、５、６、７、８、９記載のステッピングモータであり、コイルスプリングをステータ出力軸側端面で固定することで、バネ自身を回転させることなくかつ回転軸側でのみ摺動するという効果を有する。
【００３７】
以上により、スラスト方向の寸法バラつきによるスラスト軸受への荷重変化影響を受けにくいステッピングモータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるステッピングモータの断面図
【図２】本発明で使用するバネ特性グラフ
【図３】従来のステッピングモータ実施例の図
【符号の説明】
１、６１  ストレートシャフト
２、６２  リードスクリューシャフト
３  スラスト軸受
４  ラジアル軸受
５  コイルスプリング
６、６６  取付板
７、６７  フレーム
８  薄板の円環
１０、６０  ステータ部
１１  ヨーク歯部
１２  コイルボビン
１３  巻線
１４  ステータコア
５１  テーパ形状コイルスプリング小径側
５２  テーパ形状コイルスプリング大径側
６３  出力軸側スラスト軸受
６４  反出力軸スラスト軸受
６５  板バネ
９１、９２  ワッシャ
【図１】
2005020857.tif 000003
【図２】
2005020857.tif 000004
【図３】
2005020857.tif 000005