(57)【要約】【課題】簡単な構造で軸受板をヨーク及び端板に固定する。【解決手段】外ヨーク４２の端部から極歯４３にかけて支持部４４を設け、軸受板６の外周及び底面を支持部４４と当接するように外ヨーク４２内に収容する。端板７を外ヨーク４２端部へ固定することで、軸受板６は凸部６３が端板７の収容部７１に収容され、外側端面６２が端板７と当接することで、水平方向およびモータ軸線Ｌ方向への移動は制限され、軸受板６は位置が維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに磁石が固定された回転軸と、
前記磁石を取り囲む筒状のヨークと、
前記ヨークの端部に配置され前記回転軸の一端を支持する軸受板と、
前記軸受板の前記ヨークと反対側の外側端面上に配置され、当該軸受板を前記ヨークに固定する端板とを備え、
前記ヨークの端部には複数の極歯が設けられ、当該極歯の前記磁石と対向する面には前記軸受板を支持する支持部が形成され、前記軸受板は、前記ヨークの支持部に外周縁を当接させて当該ヨーク内に配置されていること、
を特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記支持部が、段状に形成されていること、
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】
前記軸受板の前記外側端面には凸部が設けられ、
前記端板の軸受板と対向する面には、当該軸受板の凸部を収納する収納部が形成されていること、
を特徴とする請求項１または２に記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記軸受板には、
板厚方向に貫通し、回転軸を支持する軸受孔が貫設され、
前記外側端面には前記軸受孔よりも大径の凹部が形成されるとともに、当該凹部から前記軸受板の外周面にかけて切り欠かれた切り欠き部が設けられ、
前記端板には、外周部から前記切り欠き部を通って前記凹部に向けて切り起こされた板バネが設けられ、
前記回転軸は、前記軸受孔を挿通して板バネに当接し、前記板バネにより付勢されること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項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、回転軸を軸受板により支持するステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、入力されたパルス信号に応じて回転軸が回転するモータであり、光学ドライブやデジタルカメラなどに用いられている。このようなステッピングモータの構成としては、例えば、円筒状の永久磁石を備えた回転軸の周囲を、軟磁性材料で構成された円筒状のヨークが覆い、ヨーク内には励磁コイルを巻回したボビンが収納される。
【０００３】
この種のステッピングモータでは、回転軸の駆動部と逆側の端部は、ヨーク端部に配置された軸受板に支持されている。軸受板は、孔部を設けた端板に溶接や圧入等で固着されている。この端板をヨーク端面に溶接等により固定させることで、軸受板はヨークに固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成では、軸受板を端板に強固に固定しようとすると、軸受板の一部がヨーク端面から大きく突き出てしまい、軸受板やモータ全体の小型化を図れないという問題があった。さらに、その組立工程において、軸受板を予め端板に圧入等で固定し、さらに端板を溶接等でヨークに固定するという二段階の工程が必要であった。また、組立工程では各部材の位置決めも考慮しなければならず、組立に多大な手間がかかるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡単な構造で軸受板及び端板をヨークに固定することができ、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができるステッピング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】
【０００７】
本発明のステッピングモータは、以下のように構成される。
（ａ）軸周りに磁石が固定された回転軸と、磁石を取り囲む筒状のヨークと、筒状のヨークの端部に配置されて回転軸の一端を支持する軸受板と、軸受板のヨークと反対側の外側端面上に配置されて軸受板を前記ヨークに固定する端板を備える。
（ｂ）ヨークの端部には複数の極歯が設けられ、これらの極歯には、前記磁石と対向する面に軸受板を支持する支持部が形成されている。
（ｃ）軸受板は、ヨーク端部に設けられた支持部に外周縁を当接させてヨーク内に配置される。
【０００８】
この場合、前記ヨーク端部の支持部を、段状に形成してもよい。また、軸受板の外側端面に凸部を設けるとともに、端板の軸受板と対向する面には軸受板の凸部を収納する収納部を設けて、端板の収納部に軸受板の凸部が入り込むようにして端板をヨークに固定してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
以上のような本発明によれば、ヨークに支持部を設けた簡単な構造でありながら、軸受板をヨーク及び端板に強固に固定し、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができる。軸受板をヨーク内部へ収容し、その上から端板を取り付けるだけで組み立てることができる。これにより、モータ組立時に軸受板をヨークまたは端板に対して圧入等で固定する必要がなく、軸受板と端板およびヨークを容易に組み立てることができ、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のステッピングモータの全体構成を示す、モータ軸線方向断面図である。
【図２】実施形態に係る外ヨークの上方斜視図である。
【図３】実施形態に係る軸受板の上方斜視図であり、（ａ）はヨーク側から見た図であり、（ｂ）は端板側から見た図である。
【図４】実施形態に係る端板の上方斜視図である。
【図５】実施形態に係る外ヨーク、軸受板および端板の配置を示す上方斜視図である。
【図６】（ａ）は実施形態に係るステッピングモータを端板側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、（ｃ）は切り欠き部を傾斜状とした場合の外ヨークと軸受板の当接部を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、ステッピングモータに使用するカバーを示す斜視図であり、（ｂ）はカバーをモータに取り付けた状態を示すモータ軸線方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係るステッピングモータについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、ステッピングモータの全体構成を説明し、次に詳細部分についての構成を説明する。さらに、各部の配置及び組立の態様について説明する。
【００１２】
（１．全体構成）
図１に示すように、ステッピングモータ１は、大別すると回転磁界により回転するロータ２と、回転磁界を発生させるステータ３から構成される。
【００１３】
ロータ２の回転軸２１は、一部がステータ３の内部に収容され、残りの部分は外部へ突出する。回転軸２１のステータ３内部に収容されている部分の周囲には、永久磁石２２が配置されている。永久磁石２２は、円周上にＮＳＮＳ…と交互に多極着磁され、ステータ３と所定の間隔を介して対向している。回転軸２１の、ステータ３外部に突出した部分は、その表面にねじ部が設けられ、図示しないが、ナット等がねじ部に嵌入され、回転軸２１の回転によってナットを移動させ、このナットを介して他の部材の移動を行っている。
【００１４】
ステータ３は、２つのステータユニット３ａ及び３ｂから構成され、これら２つのステータユニット３ａ及び３ｂはモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されている。２つのステータユニットはそれぞれ、外ヨーク４２と、コイルボビン５と、コイルボビン５を外ヨーク４２との間で挟んで支持する内ヨーク４１とを備えている。
【００１５】
内ヨーク４１及び外ヨーク４２は軟磁性材料で構成されている。内ヨーク４１は環状部材であり、外ヨーク４２は筒状部材である。それぞれの内周部には、複数の極歯４３がモータ軸線Ｌ方向に沿うように設けられ、円周等配位置に配置されている。内ヨーク４１の外周縁は外ヨーク４２の外周縁に嵌合して固定され、１つのヨーク（ステータコアともいう）を形成する。それぞれの極歯４３はステータ３内部で周方向に交互に並んだ配置となり、ロータ２の永久磁石２２と対向する。
【００１６】
コイルボビン５には端子ピン５１が設けられ、この端子ピンに励磁コイルの端部が把持されてコイルボビン５の周面に巻回される。
【００１７】
ステータユニット３ｂの外ヨーク４２の端部には、軸受板６が取り付けられ、ステータ３内部に収容された回転軸２１の一端を支持する。本明細書では、この一端を反出力端とし、ステータ３外部に延びる他端を出力端と定義する。ステータ３の端面には、軸受板６を覆うように端板７が取り付けられ固定されている。
【００１８】
回転軸２１の出力端は、モータ取付板８に支持される。モータ取付板８は、ステータ３の出力端側端面に固定される基端側垂直部８１と、そこから垂直に立設する水平部８２と、水平部８２の先端から直角に折れ曲がり、基端側垂直部８１と平行に延びる先端側垂直部８３を有する。先端側垂直部８３には、出力端側軸受板９が設けられている。回転軸２１は、ステータ３から基端側垂直部８１に設けられた孔８１ａを介して延び、出力端側軸受板９に回転可能に支持される。水平部８２には孔８２ａが設けられている。この孔８２ａを介して、ステッピングモータ１を各種機器にボルト締め等によって取り付ける。
【００１９】
（２．詳細構成）
本実施形態に係る外ヨーク４２、軸受板６および端板７の詳細構成について、図２乃至４を参照しつつ説明する。
【００２０】
（２−１．外ヨーク）
外ヨーク４２は、ステータユニット３ａ及び３ｂのそれぞれに備えられているが、本実施形態では反出力端側のステータユニット３ｂの外ヨーク４２について述べる。
【００２１】
図２に示すように、外ヨーク４２は複数の極歯４３を備えている。極歯４３はモータ軸線Ｌを囲うように外ヨーク４２の端部から円周等配位置に設けられる。極歯４３が設けられている外ヨーク４２のそれぞれの端部には、内周部から外周部へ凹んだ支持部４４が形成されている。本実施形態では、支持部４４は半径外方向に凹んで段状に形成されており、モータ軸線Ｌからの距離がＲとなる側面と外ヨーク４２と平行な底面とを有している。また、隣接するそれぞれの極歯４３の間には、外ヨーク４２の端部が切り欠かれた凹部４５が形成されている。
【００２２】
（２−２．軸受板）
軸受板６は、所定の厚みを有する半径がＲの円盤部材であり、樹脂成形品で構成される。本実施形態では、外ヨーク４２側（図３（ａ）上側）に位置する方を底面とし、端板７側（図３（ａ）下側）に位置する方を外面とする。図３（ａ）に示すように、軸受板６の底面側の中央部には、モータ軸線Ｌの方向に貫通した軸受孔６１が設けられ、この軸受孔６１に回転軸２１が挿通される。
【００２３】
軸受板６の外面側の外側端面６２には、図３（ｂ）に示すように、その表面中心部分に軸受孔６１よりも大径の円形の凹部６５が形成されている。この凹部６５の縁には、切り欠き部６４が形成され、この切り欠き部６４が凹部６５と軸受板６の外周面とを連通する。この凹部６５と切り欠き部６４には、ステッピングモータを組み立てたときに後述の板バネ７２の先端部分と基端部分が収容される。また、軸受板６の外周面には、半径方向外方へ突出した突起部６６が設けられている。この突起部６６は、外ヨーク４２に設けられた凹部４５と同等の大きさ、若しくは若干小さく設けられている。
【００２４】
外側端面６２には、その表面から垂直に突出した凸部６３が設けられている。本実施形態では、円柱形状の凸部６３が凹部６５の周囲に３箇所設けられている。１つは、切り欠き部６４と対向する位置に設けられ、残りの２つは、凹部６５を挟んで対向する位置で、それぞれ１つめの凸部６３から等距離の場所に設けられている。すなわち、３つの凸部６３を結ぶ線は、２等辺三角形を形成している。
【００２５】
（２−３．端板）
端板７は薄肉の金属円板である。図４に示すように、端板７には、収容部７１および板バネ７２が設けられている。
【００２６】
板バネ７２は、端板７の表面に対して所定角度斜めに切り起こされ、途中で当初角度より緩やかな角度となるように折り曲げられている。この板バネ７２の先端部分は、ステッピングモータを組み立てたときに、回転軸２１の反出力端側の端部と当接するように配置される。すなわち、図４の通り、板バネ７２の先端部分をモータ軸線Ｌが貫いている。
【００２７】
収容部７１は、板バネ７２の周囲に設けられている。本実施形態では、円形にくり貫かれた収容部７１が３つ設けられている。１つは、板バネ７２の切り起こされた先端部と対向する位置に形成されている。残りの２つは、板バネ７２を長手方向から挟んで対向する位置で、それぞれ１つめの収容部７１から等距離に形成されている。すなわち、３つの収容部７１を結ぶ線は、２等辺三角形を形成している。この収容部７１の孔の径は、軸受板６に設けた凸部６３の上面および下面の大きさと等しいか若干大きく形成されている。
【００２８】
（３．各部の配置と組立方法）
次に、図５および図６を用いて、軸受板６、端板７およびヨーク４２の組立方法について、それぞれの配置の態様を含めて説明する。また、これらの部分と他の部分との配置についても簡潔に述べる。
【００２９】
（３−１．軸受板の外ヨークへの取付）
図５に示すように、軸受板６は底面側を外ヨーク４２の端部に向けて配置する。外ヨーク４２への取り付けは、図示していないが、軸受板６を底面側から外ヨーク４２内部へ入れることで行う。突起部６６が凹部４５に入るように位置合わせを行いながら、軸受板６を外ヨーク４２内へと配置する。突起部６６が凹部４５内に収容されることで、軸受板６は外ヨーク４２内における回転方向の動きが制限され、位置が安定する。外ヨーク４２に設けられた支持部４４の側面と軸受板６の外周は、モータ軸線Ｌからの距離が等しくＲであるため、軸受板６の外周縁部分が支持部４４の底面および側面と当接する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、軸受板６の底面外周縁が支持部４４の底面と当接し、軸受板６の外周面が支持部４４の側面と当接する。さらにこのとき、軸受板６の外側端面６２と外ヨーク４２の端面とは、モータ軸線Ｌ方向の高さが等しく面一となる。
【００３０】
（３−２．端板の外ヨークへの取付）
外ヨーク４２へ軸受板を取り付けた後、端板７を外ヨーク４２の端部へ取り付ける。端板７は、板バネ７２が切り起こされている方の面を外ヨーク４２の端部に向ける。さらに、板バネ７２が切り欠き部６４および凹部６５に入り、かつ収容部７１が軸受板６の凸部６３に対応するように位置決めし、端板７を外ヨーク４２端部へ当接させる。次に、端板７と外ヨーク４２端部との当接部分を溶接又は接着剤等によって固定することで取り付けが完了する。
【００３１】
このとき、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸受板６は、３つの凸部６３が端板７の３つの収容部７１にそれぞれ収容され水平方向への移動は抑制される。さらに、軸受板６は、外側端面６２が端板７と当接し溶接等で固定されているためにモータ軸線Ｌ方向への移動も制限されることとなり、外ヨーク４２の端部へ固定される。ここでいう固定は、軸受板６の位置が外ヨーク４２に対して相対的に位置が維持されることをさす。すなわち、この固定関係において接着等は必須とされない。ただし、この固定関係の他に、軸受板６と端板７との接着剤による接着等を併用してもよい。
【００３２】
（３−３．他の部分の配置）
図１に示すように、端板７の固定後に、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付ける。さらに、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ｂを構成する。又、先端側垂直部８３に出力端側の軸受板９を設置し、モータ取付板８の基端側垂直部８１にステータユニット３ａを構成する外ヨーク４２を取り付ける。この外ヨーク４２に回転軸２１を挿入し、回転軸２１の先端側を軸受板９にはめるとともに、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付け、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ａを構成する。さらに、ステータユニット３ｂを回転軸２１に挿通させ、ステータユニット３ａとステータユニット３ｂを接合してステータ３を構成し、ステッピングモータ１が完成する。この時、回転軸２１の反出力端は軸受板６の軸受孔６１に収容され、貫通孔６２を挿通して、端板７の板バネ７２に当接し、係止される。外ヨーク４２及び内ヨーク４１の極歯４３は、回転軸２１の周囲に並んで、永久磁石２２を取り囲む。反出力端側の軸受板６及び出力端側の軸受板９は、ラジアル軸受として回転軸２１のラジアル荷重を支持する。さらに、板バネ７２はその弾性力によって回転軸２１を出力端側方向に付勢し、アキシャル軸受として回転軸２１のアキシャル荷重を支持する。
【００３３】
（４．本実施形態の効果）
（１）本実施形態のステッピングモータ１では、外ヨーク４２の端部から極歯４３にかけて支持部４４を設け、軸受板６の外周及び底面を支持部４４と当接するように外ヨーク４２内に収容することで、軸受板６はモータ軸線Ｌ方向に大きく突出することがなく、モータ全体を小型化することができる。
【００３４】
（２）端板７を外ヨーク４２端部へ固定することで、軸受板６は凸部６３が端板７の収容部７１に収容され、外側端面６２が端板７と当接することで、水平方向およびモータ軸線Ｌ方向への移動は制限され、簡単な構造としながらも軸受板６と端板７および外ヨーク４２を強固に固定することができる。
【００３５】
（３）本実施形態では、外ヨーク４２の支持部４４は半径方向に凹んだ段状に形成した。さらに、軸受板６の外周と支持部４４の側面は、ともにモータ軸線Ｌから等しい長さとしたことで、軸受板６は外ヨーク４２の内部へ収容するだけで、軸受板６の底面および外周部は支持部４４の底面および側面と当接して位置が維持される。さらに、軸受板６に突起部６６を、外ヨーク４２の凹部４５へ入れることで、軸受板６は外ヨーク４２内で回転方向の動きが制限され、位置が安定する。このような構成により、軸受板６は圧入等の工程を要せず外ヨーク４２へ取り付けが可能であり、同時に回転軸２１に対する位置合わせもできることから、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【００３６】
（５．他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記の様な他の実施形態も包含する。
（１）本実施形態では、外ヨーク４２に底面と側面とを有する段状の支持部４４を設けたが、このような形状に限定するものではない。例えば、図６（ｃ）に示すように、外ヨーク４２の端部から極歯４３にかけて傾斜状にしてもよい。この場合、軸受板６の外周部に、支持部４４の傾斜に対応するように傾斜を設けるとよい。
【００３７】
（２）端板７には、さらに図７（ａ）に示すような金属製のカバー７３をつけても良い。図７（ｂ）に示すように、カバー７３を被覆することにより、端板７や軸受板６を保護することができる。カバー７３は、端板７の端面に重ねて溶接又は接着剤等で固定される。
【００３８】
（３）本実施形態では、軸受板６には凸部６３を３個設けたが、この数に限定されるものではない。軸受板６の凸部６３は、１個または２個でも良いし、４個以上設けてもよい。この場合、端板７の収容部７１は、凸部６３と同数若しくはそれ以上設けるようにすればよい。
【００３９】
（４）上述の実施形態では、内ヨーク４１を環状部材、外ヨーク４２を筒状部材としたが、内ヨーク４１を筒状部材、外ヨーク４２を環状部材としても良い。
【００４０】
（５）回転軸２１を回転可能に支持する軸受として、樹脂成形で形成された滑り軸受けである軸受板６を使用したが、ボール軸受やころ軸受等を用いても良い。
【００４１】
（６）本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  ステッピングモータ
２  ロータ
２１  回転軸
２２  永久磁石
３  ステータ
３ａ  ３ｂ  ステータユニット
４１  内ヨーク
４２  外ヨーク
４３  極歯
４４  支持部
４５  凹部
５  コイルボビン
５１  端子ピン
６  軸受板
６１  軸受孔
６２  外側端面
６３  凸部
６４  切り欠き部
６５  凹部
６６  突起部
７  端板
７１  収容部
７２  板バネ
７３  カバー
８  モータ取付板
８１  基端側垂直板
８１ａ  孔部
８２  水平板
８２ａ  孔部
８３  先端側垂直板
９  出力端側の軸受板
Ｌ  モータ軸線
【図１】
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【図４】
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【図７】
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【図２】
2013146170.tif 000006
【図３】
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【図５】
2013146170.tif 000008
【図６】
2013146170.tif 000009