(57)【要約】【課題】モータにおいて、シャフトを軸受け部材に片寄せしたりシャフトを軸方向に付勢したりすることなく、叩きノイズの発生を抑える。また、モータの大型化を抑える。【解決手段】モータは、モータケース７，８と、該モータケース内に配置された励磁コイル５，６と、径方向における励磁コイルの内側に配置されたロータマグネット１と、該ロータマグネットとともに回転するシャフト２と、モータケースにより保持され、シャフトを回転可能に支持する軸受け部材１０とを有する。軸受け部材は、シャフトの外周面に当接する支持部１０ｂを周方向に複数有する。各支持部は、径方向に弾性変形可能に形成されている。【選択図】図２
2012205317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースと、
該モータケース内に配置された励磁コイルと、
径方向における前記励磁コイルの内側に配置されたロータマグネットと、
該ロータマグネットとともに回転するシャフトと、
前記モータケースにより保持され、前記シャフトを回転可能に支持する軸受け部材とを有し、
前記軸受け部材は、前記シャフトの外周面に当接する支持部を周方向に複数有しており、
前記各支持部は、前記径方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記シャフトが延びる軸方向における前記ロータの端部の内周に、前記シャフトの外周面に沿った凹部が形成されており、
前記支持部のうち弾性変形する部分が、前記凹部の内側において少なくとも前記軸方向に延びるように形成され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】
前記複数の支持部の間に、該複数の支持部を互いに分割する溝が形成されており、
前記溝は、前記シャフトが延びる軸方向に対して傾いた方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータと、
該モータからの駆動力を受けて動作する被駆動部材とを有することを特徴とする機器。
【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やＤＣモータ等のモータに関し、特にモータのロータシャフトを回転可能に支持する軸受け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは、一般に、ロータマグネットと、該ロータマグネットにこれと一体回転可能に固定されたシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する軸受け部材と、ロータマグネットの外周に配置された励磁コイルとを有する。そして、シャフトがスムーズに回転できるように、軸受け部材の内周面とシャフトの外周面との間には隙間が設けられる。
【０００３】
ただし、この隙間の存在により、シャフトがその径方向に変位して軸受け部材の内周面に対して当接したり離れたりすることで、異音（叩きノイズ）が発生するという問題がある。
【０００４】
このため、特許文献１には、シャフトの軸方向の後端（例えば、球状凸部）に、該軸方向に対して斜めの方向から又は軸方向から当接する当接部（例えば、球状凹部）を有する板バネ部材を用いて、シャフトを軸方向（先端の方向）に付勢するとともに径方向にも付勢するようにしたモータの軸受け構造が開示されている。この軸受け構造では、板バネ部材による径方向一方への付勢力によって、シャフトの外周面の周方向一部を軸受け部材の内周面の周方向一部に押し付ける、すなわちシャフトを軸受け部材に片寄せすることで、シャフトの径方向の変位を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４２５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示されたモータの軸受け構造では、板バネ部材によってシャフトを軸方向に付勢しながら径方向にも付勢するため、軸方向の付勢力と径方向の付勢力とのバランス調整が困難である。例えば、径方向での十分な付勢力を優先すると、軸方向への付勢力が大きくなりすぎるおそれがある。これにより、シャフトの回転負荷が大きく増加する可能性がある。しかも、この軸受け構造では、軸受け部材の内周面のうちシャフトの外周面が押圧される一部のみが他の部分よりも大きく摩耗するおそれがある。
【０００７】
さらに、この軸受け構造では、シャフトの軸方向後端よりもさらに後方にバネ部材が配置されているが、該板バネ部材の十分な弾性変形量（つまりは十分な付勢力）を確保するために、シャフトの後端から板バネ部材の基端部までの軸方向長さが長くなる。この結果、モータの全長が大きくなる。
【０００８】
本発明は、シャフトを軸受け部材に片寄せすることなく、またシャフトを軸方向に付勢することなく、叩きノイズの発生を抑えることができ、しかもモータの大型化を抑えることもできるようにしたモータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としてのモータは、モータケースと、該モータケース内に配置された励磁コイルと、径方向における励磁コイルの内側に配置されたロータマグネットと、該ロータマグネットとともに回転するシャフトと、モータケースにより保持され、シャフトを回転可能に支持する軸受け部材とを有する。軸受け部材は、シャフトの外周面に当接する支持部を周方向に複数有する。そして、各支持部は、径方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記モータと、該モータからの駆動力を受けて動作する被駆動部材とを有する機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軸受け部材の周方向に複数設けられた支持部をそれぞれ径方向に弾性変形可能とすることで、各支持部をシャフトの外周面に隙間なく当接させることができ、叩きノイズの発生を防止することができる。また、各支持部の弾性変形により発生する弾性力（付勢力）を用いて、シャフトの径方向への変位を小さく抑えることができる。このため、シャフトを軸受け部材に対して片寄せしたり、シャフトを径方向とともに軸方向にも付勢したりする必要もなくすることができる。しかも、各支持部は、径方向に弾性変形するため、軸方向に弾性変形のためのスペースを確保する必要がない。したがって、モータの全長の増加を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１であるステッピングモータの全体構成を示す分解斜視図。
【図２】実施例１のステッピングモータの断面図。
【図３】実施例１のステッピングモータの後端部の分解斜視図。
【図４】本発明の実施例２であるステッピングモータに用いられる軸受け部材の正面図。
【図５】本発明の実施例３であるステッピングモータの部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１および図２には、本発明の実施例１であるＰＭ型ステッピングモータ（以下、単にモータという）の構成を示している。このモータは、スクリューシャフト付きステッピングモータとして構成されている。なお、本実施例では、ステッピングモータについて説明するが、本発明は、ＤＣモータ等、回転可能なシャフトとその軸受け部材とを備えた他のモータをも実施例として含む。
【００１５】
図１および図２において、ロータ１４は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁された中空円筒形状のロータマグネット１と、ステンレス等の非磁性材料により形成され、ロータマグネット１の内周に圧入又は接着により固定されて該ロータマグネット１と一体回転するシャフト２とにより構成されている。
【００１６】
以下の説明において、シャフト２が延びる方向をモータの軸方向といい、該軸方向のうちロータマグネット１側を後側、その反対側を前側という。また、シャフト２の径方向はモータおよびモータを構成する他の部材の径方向にも相当し、また、シャフト２の周方向はモータおよびモータを構成する他の部材の周方向にも相当する。
【００１７】
軸方向におけるロータマグネット１の両端部の内周には、シャフトの外周面に沿った円筒形状（又は円錐形状）を有する凹部１ａが形成されている。
【００１８】
シャフト２の外周面における軸方向中間部には、雄ねじが形成されている。この雄ねじには、被駆動部材２０がラック又はナットを介して係合する。シャフト２が回転すると、雄ねじ部とラック又はナットとの係合作用により発生した軸方向の駆動力によって被駆動部材２０が同方向に移動（動作）する。被駆動部材２０としては、例えば、カメラや交換レンズ等の光学機器においては、光軸方向に移動可能なレンズユニットが挙げられる。なお、本実施例のモータは、上記の光学機器に限らず、被駆動部材２０を含む様々な機器に用いることができる。
【００１９】
ステータ１３は、内側ヨーク３，４と、該内側ヨーク３，４の外周に配置される励磁コイル５，６と、励磁コイル５，６の外周を囲む外側ヨーク７，８とにより全体として中空円筒形状に構成されている。ステータ１３の内周には、ロータ１４（ロータマグネット１）が配置される。外側ヨーク７，８は、モータケースを兼ねている。
【００２０】
内側ヨーク３，４は、電磁軟鉄等の軟磁性材により形成され、周方向に複数の櫛歯部３ａ，４ａを有する。外側ヨーク７，８も、内側ヨーク３，４と同様に、軟磁性材により形成され、周方向に複数の櫛歯部７ａ，８ａを有する。内側ヨーク３，４はそれぞれ、外側ヨーク７，８と軸方向において対向配置され、内側ヨーク３，４の櫛歯部３ａ，４ａはそれぞれ、外側ヨーク７，８の櫛歯部７ａ，８ａと所定の間隔をあけて周方向にて交互に配置される。励磁コイル５は、内側ヨーク３および外側ヨーク７の櫛歯部３ａ，７ａと外側ヨーク７の外周円筒部との間に配置され、励磁コイル６は、内側ヨーク４および外側ヨーク８の櫛歯部４ａ，８ａと外側ヨーク８の外周円筒部との間に配置される。励磁コイル５，６には、外部から電力供給を受けるための端子が設けられており、該端子を介して励磁コイル５，６に通電されることで、ステータ１３が励磁され、ロータ１４（ロータマグネット１およびシャフト２）が回転する。
【００２１】
シャフト２の前部は、その外周面が、図１に示す支持フレーム１２に取り付けられた軸受け部材１５の内周面に当接することで、回転可能に支持される。また、シャフト２の前端面は、支持フレーム１２に取り付けられた軸押さえ部材９に突き当てられる。これにより、シャフト２の前方への変位が阻止される。
【００２２】
一方、シャフト２の後部は、その外周面が、軸受け部材１０の内周面に当接することで、回転可能に支持される。軸受け部材１０は、外側ヨーク７によって保持される。
【００２３】
軸受け部材１０は、弾性を有する樹脂により形成されており、図２および図３に詳しく示すように、外周に複数の突起を有するリング形状のベース部１０ａと、該ベース部１０ａから前方に突出した複数（本実施例では３つ）の支持部１０ｂとを有する。
【００２４】
３つの支持部１０ｂは、周方向にて互いに隣り合うように配置されて、全体として円筒形状を形成する。３つの支持部１０ｂの間には、軸方向に延びて該３つの支持部１０ｂを周方向にて分割する分割溝１０ｃが形成されている。言い換えれば、各支持部１０ｂは、ベース部１０ａから前方に突出した円筒形状を３つの分割溝１０ｃによって周方向１２０度間隔で分割することにより、円弧状の径方向断面を有するように形成されている。
【００２５】
各支持部１０ｂは、ベース部１０ａから軸方向（前方）に延びるように形成された弾性部１０ｂ１と、該弾性部１０ｂ１の前端の内周に周方向に延びるように形成された凸部としての当接部１０ｂ２とを有する。後に詳しく説明するように、弾性部１０ｂ１は径方向に弾性変形可能な部分であり、当接部１０ｂ２は、その内周面にて、３つの支持部１０ｂの間（中空穴）に挿入されたシャフト２の外周面に当接する。
【００２６】
なお、本実施例では、弾性部１０ｂ１が軸方向にのみ延びている場合について示しているが、弾性部１０ｂ１は少なくとも軸方向に延びていればよく、軸方向と径方向に延びる（つまり図２の断面において軸方向に対して傾いて延びる）ように形成されてもよい。
【００２７】
さらに、軸受け部材１０の後端部には、３つの支持部１０ｂの間に形成された（すなわち、３つの支持部１０ｂにより囲まれた）中空穴につながり、該中空穴よりも内径が後端に向かって広がる円錐穴形状の凹部１０ｄが形成されている。
【００２８】
このように形成された軸受け部材１０は、外周に複数の突起を含むベース部１０ａが、外側ヨーク７の後端外壁の内周に該複数の突起に対応する開口部分を含むように形成された保持開口部に嵌り込むことで、径方向の変位と周方向への変位（回転）が阻止された状態で外側ヨーク７に保持される。また、ベース部１０ａの前面が、外側ヨーク７の後端内壁に当接することで、軸受け部材１０の外側ヨーク７に対する前方への変位が阻止される。
【００２９】
軸受け部材１０において、３つの支持部１０ｂの当接部１０ｂ２の内周面によって形成される最内周部の内径は、これら３つの支持部１０ｂにより囲まれた中空穴にシャフト２の後部が挿入されていない状態では、該シャフト２の後部の外径よりも若干小さい寸法に設定されている。
【００３０】
該中空穴にシャフト２の後部が挿入されると、各支持部１０ｂの当接部１０ｂ２の内周面がシャフト２の外周面に当接し、弾性部１０ｂ１が径方向外側に弾性変形する。この状態で、弾性部１０ｂ１には、径方向内向きの弱い弾性力（付勢力）が発生しており、当接部１０ｂ２の内周面がシャフト２の外周面に軽く押し付けられる。このため、各支持部１０ｂにおける当接部１０ｂ２の内周面はシャフト２の外周面に隙間なく当接し、該隙間が存在する場合におけるシャフトの径方向の変位に伴う叩きノイズの発生を防止することができる。しかも、該当接（圧接）した部分の圧力は大きくないので、シャフト２の回転負荷の増加はほとんどない。
【００３１】
シャフト２が３つの支持部１０ｂの弾性変形量がほぼ同じ中立状態にて保持された中立位置から径方向にある程度大きく変位すると、その変位量に比例して径方向外側に弾性変形した支持部１０ｂの弾性部１０ｂ１に発生した弾性力が該変位を妨げるように作用する。このため、シャフト２は再び中立位置に戻される。
【００３２】
このように、本実施例では、特許文献１にて開示されたモータの軸受け構造のように、シャフトを軸受け部材に対して片寄せしたり、シャフトを径方向とともに軸方向にも付勢したりすることなく、叩きノイズの発生やシャフト２の径方向への大きな変位を抑えることができる。
【００３３】
なお、上記中空穴にシャフト２の後部が挿入されていない状態における軸受け部材１０の最内周部の内径を、シャフト２の後部の外径と等しく設定してもよい。
【００３４】
また、各支持部１０ｂは、径方向に弾性変形するため、軸方向に支持部の弾性変形のためのスペースを確保する必要がない。したがって、モータの全長の増加を回避することができる。
【００３５】
特に本実施例では、各支持部１０ｂの弾性部１０ｂ１を、ロータマグネット１の後端部の内周にシャフト２の外周面に沿うように形成された凹部１ａの内側にて少なくとも軸方向に延びるように形成し、さらに弾性部１０ｂ１の前端に設けられた当接部１０ｂ２も凹部１ａの内側にてシャフト２の外周面に当接している。つまり、支持部１０ｂの少なくとも前側の部分は、ロータマグネット１の後端部よりも前側に配置されている。さらには、軸受け部材１０のベース部１０ａの後端面の位置とシャフト２の後端面の位置と外側ヨーク７の後端外壁の位置とを軸方向における互いに同一位置に設定している。
【００３６】
これらにより、モータの全長を増加させることなく、各弾性部１０ｂ１の軸方向の長さを十分に確保することができ、各弾性部１０ｂ１の弾性変形量に比例して該弾性部１０ｂ１に発生する弾性力を、シャフト２の回転負荷を増加させずに叩きノイズの発生やシャフト２の径方向への大きな変位を抑えるのに適した大きさに設定することができる。
【００３７】
押さえ板１１は、外側ヨーク７の後端外壁にビスにより取り付けられる。押さえ板１１の前面は、軸受け部材１０のベース部１０ａの後端面とシャフト２の後端面とに当接し、これらの後方への移動を阻止する。また、押さえ板１１は、軸受け部材１０に形成された凹部１０ｄとこれにつながる中空穴とにより形成される空間に封入された潤滑油の漏れを防止する機能を有する。前述したように、シャフト２の径方向の変位は軸受け部材１０の支持部１０ｂが抑制しているので、押さえ板１１を平板形状に形成することができる。このため、押さえ板１１の製作が簡単であるだけでなく、潤滑油の漏れも防止し易い。
【実施例２】
【００３８】
実施例１では、軸受け部材１０の３つの支持部１０ｂの間に軸方向に延びる分割溝１０ｃを形成した場合について説明した。しかし、図４に示す本発明の実施例２であるモータに元いられる軸受け部材１０′ように、分割溝１０ｃ′を、軸方向Ｏに対して傾いた方向（ねじれ方向）に延びるように形成してもよい。
【００３９】
また、図示はしないが、分割溝を対称性や規則性なく形成して、複数の支持部の形状関係を自由に設定することもできる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１では、軸受け部材１０の３つの支持部１０ｂの弾性部１０ｂ１を、ベース部１０ａ（後側）から単純に前側に延ばし、その前端に当接部１０ｂ２を設けた場合について説明した。
【００４１】
しかし、図５に示すように、支持部１０ｂ″の弾性部１０ｂ１″をベース部１０ａから前側に延ばした後に反転させて後側に延ばし、その後端に当接部１０ｂ２″を設ける等、弾性部を径方向での弾性変形が可能であって軸方向長さを長くとれる他の形状に形成してもよい。
【００４２】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
異音の発生が少ないモータを提供できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ロータマグネット
２  シャフト
５，６  励磁コイル
７，８  外側ヨーク
１０  軸受け部材
１０ｂ  支持部
１０ｂ１  弾性部
１０ｂ２  当接部
１１  押さえ板
【図１】
2012205317.tif 000003
【図２】
2012205317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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