(57)【要約】【課題】軸受ホルダの貫通穴内での軸受のガタつきに起因する異音の発生をより効果的に抑制することのできるモータを提案すること。【解決手段】モータ１において、軸受７は、軸受ホルダ８の貫通穴８０の内部でモータ軸線Ｌ方向に移動可能に配置されており、板バネ部９０は、軸受ホルダ８の貫通穴８０内に配置された軸受７を回転軸５１に向けて付勢し、与圧を付与している。ここで、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間には、グリス層やゴム層等の緩衝層７９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸線方向で開口する筒状のステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、該ロータの回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、前記ステータに保持され、前記軸受をモータ軸線方向に移動可能に貫通穴内に保持する軸受ホルダと、該軸受ホルダに対して前記ステータとは反対側に配置され、前記軸受を前記回転軸に向けて付勢する板バネ部を備えた与圧付与部材と、を有するモータにおいて、
前記軸受の外周面と前記貫通穴の内周面との間には、変形可能な緩衝層が設けられていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記緩衝層はグリス層であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記緩衝層は、前記軸受の外周面と前記貫通穴の内周面との間のうちの少なくとも一方の周面に設けられた弾性体であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記軸受は、樹脂成形品であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記板バネ部は、前記軸受の端面のモータ軸線が通る部分を避けた位置に当接し、
前記軸受は、前記貫通穴の内部においてモータ軸線に対して傾いて、モータ軸線方向の両側では互いに周方向の反対側に位置する２個所で前記貫通穴の内周面に当接し、
前記緩衝層は、少なくとも前記２個所に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。さらに詳しくは、回転軸の軸端を支持する軸受構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＦＤＤ、ＯＤＤ等に用いられるステッピングモータは、一般に、図９に示すように、筒状のステータ１４０の内側にロータ１０５が配置されており、回転軸１５１の一方の軸端は、球体１７０を介して軸受１０７で支持されている。ここで、軸受１０７は、軸受ホルダ１０８の貫通穴１８０内に挿入されており、軸受ホルダ１０８よりもさらに一方端側に配置された与圧付与部材１０９の板バネ部１９０によって回転軸１５１に向けて付勢されている。
【０００３】
このようなモータにおいて、貫通穴１８０の内周面と軸受１０７の外周面との間には隙間が存在するため、ロータ１０５が回転すると、軸受１０７が貫通穴１８０内でガタつくことがあり、このようなガタつきは、異音の発生の原因となる。そこで、板バネ部１９０をモータ軸線Ｌが通る部分を避けた領域で軸受１０７に当接させ、軸受１０７を貫通穴１８０内で傾かせて軸受１０７のガタつきを防止することが提案されている（特許文献１、２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０３４７号公報
【特許文献２】特開２００７−８２３４１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、特許文献１、２に記載の構成でも、貫通穴１８０内での軸受１０７のガタつきを防止することができないという問題点がある。特に、軸受１０７を樹脂成形品で構成した場合、成形時のひけ等に起因して軸受１０７に外形寸法のばらつきが発生しやすいため、上記の問題が発生しやすい。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、軸受ホルダの貫通穴内での軸受のガタつきに起因する異音の発生をより効果的に抑制することのできるモータを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、モータ軸線方向で開口する筒状のステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、該ロータの回転軸の一方の軸端を支持する軸受と、前記ステータに保持され、前記軸受をモータ軸線方向に移動可能に貫通穴内に保持する軸受ホルダと、該軸受ホルダに対して前記ステータとは反対側に配置され、前記軸受を前記回転軸に向けて付勢する板バネ部を備えた与圧付与部材と、を有するモータにおいて、前記軸受の外周面と前記貫通穴の内周面との間には、変形可能な緩衝層が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、軸受は、軸受ホルダの貫通穴の内部でモータ軸線方向に移動可能に配置されており、板バネ部は、軸受ホルダの貫通穴内に配置された軸受を回転軸に向けて付勢し、与圧を付与している。ここで、軸受の外周面と貫通穴の内周面との間には、変形可能な緩衝層が設けられているため、軸受ホルダの貫通穴内で軸受がガタついた場合でも、異音の発生を抑制することができる。
【０００９】
本発明において、前記緩衝層は、例えば、グリス層である。かかる構成であれば、軸受の外周面と貫通穴の内周面との間に緩衝層を容易に設けることができる。
【００１０】
本発明において、前記緩衝層は、前記軸受の外周面と前記貫通穴の内周面との間のうちの少なくとも一方の周面に設けられた弾性体であってもよい。
【００１１】
本発明は、前記軸受が樹脂成形品である場合に適用すると効果的である。軸受が樹脂製である場合、それを成形する際のひけ等に起因して軸受の外形寸法がばらつき、軸受の外径寸法と貫通穴の内径寸法との間に大きな差が発生しやすいが、本発明によれば、軸受が貫通穴内でガタついたとしても、異音の発生を抑制することができる。
【００１２】
本発明において、前記板バネ部は、前記軸受の端面のモータ軸線が通る部分を避けた位置に当接し、前記軸受は、前記貫通穴の内部においてモータ軸線に対して傾いて、モータ軸線方向の両側では互いに周方向の反対側に位置する２個所で前記貫通穴の内周面に当接し、前記緩衝層は、少なくとも前記２個所に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、軸受は、貫通穴の内周面との隙間寸法に応じた分だけ、モータ軸線に対して傾いた状態に保持されるため、貫通穴内でガタつきにくい。それ故、軸受のガタつきに起因する異音の発生を抑制することができる。また、モータ軸線方向の両側では互いに周方向の反対側に位置する２個所で軸受の外周面と貫通穴の内周面とが当接するので、緩衝層は、少なくとも前記の２個所に設けられていれば、異音の発生を抑制することができるという利点がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明において、軸受は、軸受ホルダの貫通穴の内部でモータ軸線方向に移動可能に配置されており、板バネ部は、軸受ホルダの貫通穴内に配置された軸受を回転軸に向けて付勢し、与圧を付与している。ここで、軸受の外周面と貫通穴の内周面との間には、変形可能な緩衝層が設けられているため、軸受ホルダの貫通穴内で軸受がガタついた場合でも、異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用したモータの縦断面図である。
【図２】本発明を適用したモータの分解斜視図である。
【図３】本発明を適用したモータの軸受周辺を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明を適用したモータに用いた軸受の説明図である。
【図５】本発明を適用したモータに用いた軸受ホルダの説明図である。
【図６】本発明を適用したモータに用いた与圧付与部材の説明図である。
【図７】本発明の変形例１に係るモータに用いた軸受の説明図である。
【図８】本発明の変形例２に係るモータの軸受周辺を拡大して示す断面図である。
【図９】従来のモータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの一例を説明する。なお、以下の説明では、モータ軸線方向を指示する際、回転軸が突出している側を出力側とし、回転軸が突出している側とは反対側を反出力側とする。
【００１６】
（全体構成）
図１および図２は、本発明を適用したモータの縦断面図および分解斜視図である。図３は、本発明を適用したモータの軸受周辺を拡大して示す断面図である。図１、図２および図３に示すように、本形態のモータ１は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＦＤＤ、ＯＤＤ等に用いられる小型のステッピングモータであり、ステータ４０では、コイル２５が巻回された環状の第１のボビン２Ａと第２のボビン２Ｂとがモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されている。また、第１のボビン２Ａにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア３Ａおよび外ステータコア４Ａが重ねて配置され、第２のボビン２Ｂにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア３Ｂおよび外ステータコア４Ｂが重ねて配置されており、第１のボビン２Ａおよび第２のボビン２Ｂの内周面では、内ステータコア３Ａ、３Ｂおよび外ステータコア４Ａ、４Ｂの複数の極歯３１、４１が周方向に並んだ構成となっている。このようにして、ロータ配置穴３０を備えた円筒状のステータ４０が構成されており、このロータ配置穴３０の内側には、ロータ５の基端側が同軸状に配置されている。
【００１７】
ロータ５は、回転軸５１の基端側（反出力側）の周りにロータマグネット５２を備えており、このロータマグネット５２は、ロータ配置穴３０の内側において、ステータ４０（内ステータコア３Ａ、３Ｂおよび外ステータコア４Ａ、４Ｂ）の極歯３１、４１と所定の間隔を介して対向している。
【００１８】
本形態では、外ステータコア４Ａ、４Ｂの外周部分によって円筒状のケース１０が構成され、かかるケース１０の内部に、コイル２５、内ステータコア３Ａ、３Ｂ、および外ステータコア４Ａ、４Ｂを備えたステータ４０と、ロータ５の基端側とが配置された構造になっている。
【００１９】
ケース１０を構成している外ステータコア４Ｂの先端面（出力側の端面）にはプレート６が固着されており、このプレート６の先端側屈曲部分に保持されているスラスト軸受６１によって、回転軸５１の出力側の端部が支持されている。
【００２０】
回転軸５１は、モータ軸線Ｌ方向における反出力側（第１のボビン２Ａの側）の軸端５３が鋼球７０を介して軸受７によって支持され、鋼球７０は、軸端５３側において凹錐面を備えた鋼球支持部５３０と、軸受７側において凹錐面を備えた鋼球支持部７１との間に保持されている。また、ステータ４０に対して反出力側には焼結金属体等からなる軸受ホルダ８が配置されており、軸受７は、軸受ホルダ８の貫通穴８０に装着されている。ここで、軸受７は、貫通穴８０の内部においてモータ軸線Ｌ方向に移動可能な状態にある。軸受ホルダ８は、以下に説明する与圧付与部材９によって、外ステータコア４Ａに固定されている。なお、軸受ホルダ８は、外ステータコア４Ａにスポット溶接等により固定されることもある。
【００２１】
本形態において、軸受ホルダ８よりさらに反出力側には、金属板からなる与圧付与部材９が軸受ホルダ８と少なくとも一部が重なるように配置されいる。与圧付与部材９は、端板部９１と、端板部９１の外周縁から軸受ホルダ８の側に延びた第１爪部９５と、第１爪部９５に対して周方向にずれた位置で端板部９１の外周縁から軸受ホルダ８の側に延びた第２爪部９６とを有している。これらの爪部のうち、第１爪部９５は、軸受ホルダ８の外周縁に係合している。また、第２爪部９６は、外ステータコア４Ａの側面に形成された係合溝４９に係合し、外ステータコア４Ａに固定されている。このため、軸受ホルダ８は、端板部９１と外ステータコア４Ａとの間に保持されている。
【００２２】
与圧付与部材９の端板部９１では、板バネ部９０が軸受７の側に切り起こされており、板バネ部９０は、貫通穴８０内の軸受７を回転軸５１に向けて付勢し、与圧を付与している。
【００２３】
（軸受７の詳細構成）
図４は、本発明を適用したモータ１に用いた軸受７の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、軸受７の平面図、側面図、底面図および断面図である。図１〜図４に示すように、軸受７は、円盤状部材の出力側の端面に鋼球７０を支持する凹錐面状の鋼球支持部７１が形成された形状を有している。本形態において、軸受７は樹脂成形品である。かかる軸受７の出力側の端面には、外周側から内周側に向かって、外周側環状部７４ａと、外周側環状部７４ａの内周縁から出力側に向けて突出した環状段部７４ｂと、環状段部７４ｂの内周縁から出力側に向けて突出した環状突条部７５と、環状突条部７５の内周縁から反出力側に凹む環状凹部７６と、環状凹部７６の内周縁から出力側に突出する環状突条部７７とが形成されている。かかる軸受７において、環状突条部７７の内側が鋼球７０を支持する鋼球支持部７１になっている。また、鋼球支持部７１の底部は円錐面７１ａになっている。本形態では、軸受７にかかる形状を採用することにより、樹脂成形により軸受７を製造する際のひけの発生を抑制することができ、特に鋼球支持部７１および軸受７の外周面７２の精度（円筒度や真円度など）を良く形成することができる。
【００２４】
これに対して、軸受７の反出力側の端面７８ｂは、外周縁に沿って形成された環状突条部７８ａにより形成された凹部の底部からなる。このようにして、本形態では、与圧付与部材９における端板部９１と、軸受７の反出力側の端面７８ｂとの距離を調整することにより、与圧付与部材９の後述する板バネ部９０（図１、図２、図３および図６参照）を弾性領域で作用させるようになっている。
【００２５】
（軸受ホルダ８の詳細構成）
図５は、本発明を適用したモータ１に用いた軸受ホルダ８の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、軸受ホルダ８の底面図および断面図である。図１〜図３および図５に示すように、軸受ホルダ８は、筒部８１と、筒部８１の反出力側の端部から拡径するフランジ部８２とを備えており、筒部８１とフランジ部８２との境界部分には段部８３が形成されている。
【００２６】
軸受ホルダ８の中心には、軸受ホルダ８をモータ軸線Ｌ方向で貫通する断面円形の貫通穴８０が形成されており、かかる貫通穴８０の内部に、図４を参照して説明した軸受７が配置される。ここで、貫通穴８０の内径寸法は、軸受７の外周面７２の外径寸法より大であり、貫通穴８０の内周面８０ａと軸受７の外周面７２との間には所定のクリアランスが存在する。従って、軸受７は、貫通穴８０の内部でモータ軸線Ｌ方向に移動可能である。
【００２７】
なお、貫通穴８０の内周縁には、切り欠き８４が形成されているが、かかる切り欠き８４は、ステータ４０との位置決め等に用いられる。
【００２８】
（与圧付与部材９の詳細構成）
図６は、本発明を適用したモータ１に用いた与圧付与部材９の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、与圧付与部材９の平面図および板バネ部の断面図である。図１〜図３および図６に示す与圧付与部材９は、金属板のプレス加工品であり、端板部９１の外周縁の２箇所からは、軸受ホルダ８の外周側面を回り込んでフランジ部８２の出力側端面に係合する２つの第１爪部９５が形成されている。また、与圧付与部材９には、端板部９１の外周縁のうち、第１爪部９５が形成されている位置に対して９０°ずれた２個所には軸受ホルダ８の側に延びた第２爪部９６が形成されている。
【００２９】
また、端板部９１の中央部分では、Ｕ字状の切断部により、軸受７が位置する側に板バネ部９０が斜めに切り起こされている。さらに、板バネ部９０は、長さ方向の途中部分で切り起こし方向に対して反対側に折り曲げられている。このため、板バネ部９０は、端板部９１に接続する根元部分９１０と、折り曲げにより形成された角部分９２０と、角部分９２０より先端側で半円形の平面形状をもった先端部分９３０とから構成され、本形態では、角部分９２０が軸受７の端面７８ｂに当接している。ここで、根元部分９１０は端板部９１から斜めに直線的に切り起こされ、与圧付与部材９をモータ１に組み込む前の状態において、先端部分９３０は、根元部分９１０に対して、例えば約３０°の角度をなしている。
【００３０】
ここで、角部分９２０は、軸受７の端面７８ｂにおいてモータ軸線Ｌが通る部分を避けた位置に当接している。また、与圧付与部材９をモータ１に組み込んだ状態において、先端部分９３０は、角部分９２０よりモータ軸線Ｌの反出力側に位置している。
【００３１】
（軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間の構成）
図３に示すように、板バネ部９０は、軸受７の端面７８ｂのうち、モータ軸線Ｌが通る部分を避けた位置に当接しているため、軸受７は、貫通穴８０の内部においてモータ軸線Ｌに対して傾いた状態にある。このため、軸受７は、貫通穴８０内でガタつきにくい。それでも、軸受７を樹脂成形した際、成形時のひけ等に起因して軸受７に外形寸法のばらつきが発生すると、軸受７は貫通穴８０内でガタつき、その結果、異音が発生する。
【００３２】
そこで、本形態では、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間には変形可能な緩衝層７９が設けられている。本形態において、緩衝層７９はグリス層７９ａであり、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間の略全体にわたって設けられている。本形態において、グリス層７９ａとしては比較的粘性が高くて、流出しない材料が用いられている。
【００３３】
（本形態の作用、主な効果）
以上説明したように、本形態に係るモータ１において、軸受７は、軸受ホルダ８の貫通穴８０の内部でモータ軸線Ｌ方向に移動可能に配置されており、板バネ部９０は、軸受ホルダ８の貫通穴８０内に配置された軸受７を回転軸５１に向けて付勢し、与圧を付与している。ここで、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間には、変形可能な緩衝層７９としてグリス層７９ａが設けられているため、軸受ホルダ８の貫通穴８０内で軸受７がガタついた場合でも、異音の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、軸受７では、鋼球支持部７１の周りに環状凹部７６が形成されている。このため、軸受７を成形する際、ヒケの発生を抑制することができるので、軸受７の寸法精度を高めることができる。それ故、軸受ホルダ８の貫通穴８０内で軸受７がガタつこうとするのを抑制することができる。また、鋼球支持部７１の周りに環状凹部７６が形成されているため、軸受７に対してモータ軸線Ｌに交差する方向の力が加わった際、かかる力を環状突条部７７の変形によって吸収することができる。従って、軸受７がガタつきにくいという利点がある。
【００３５】
さらに、本形態において、板バネ部９０は、軸受７の端面７８ｂのうち、モータ軸線Ｌが通る部分を避けた位置に当接しているため、軸受７は、貫通穴８０の内部においてモータ軸線Ｌに対して傾いた状態にある。このため、軸受７は、貫通穴８０内でガタつきにくい。それ故、軸受７のガタつきに起因する異音や回転軸５１の振れを抑制することができる。また、軸受７は、貫通穴８０内で傾く際、鋼球７０を中心に回転するように傾くため、軸受７が傾いても、鋼球７０は変位せず、鋼球７０の中心軸線は、モータ軸線Ｌと一致している。すなわち、軸受７が傾く前後において、モータ軸線Ｌは、位置がずれることも傾くこともないため、ロータ５が回転した際、回転軸５１が振れることがない。しかも、板バネ部９０は、途中部分で折り曲げることにより形成された角部分９２０が軸受７に当接しており、かかる角部分９２０には、エッジがなく、プレス成形する際にエッジに発生したバリやカエリもない。このため、板バネ部９０のエッジや、エッジに発生したバリやカエリが軸受７に食い込んで引っ掛かるような事態が発生しないため、板バネ部９０は、適正な与圧を軸受７に印加する。また、板バネ部９０のエッジや、エッジに発生したバリやカエリが軸受７に食い込んで引っ掛かるような事態が発生しないため、軸受７は、貫通穴８０内で傾くのを妨げられることがない。
【００３６】
［本発明の変形例１］
図７は、本発明の変形例１に係るモータ１に用いた軸受７の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、平面図、側面図、底面図および断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。上記実施の形態では、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間に緩衝層７９を設けるにあたって、グリス層７９ａを用いたが、図７に示すように、軸受７の外周面７２に緩衝層７９としてゴム層７９ｂ等の弾性体（図７（ｂ）に互いに交差する斜線を付した領域）を一体に設けてもよい。かかる構成でも、軸受ホルダ８の貫通穴８０内で軸受７がガタついた場合でも、異音の発生を抑制することができる。
【００３７】
［本発明の変形例２］
図８は、本発明の変形例２に係るモータ１の軸受７周辺を拡大して示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。上記実施の形態では、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間において、全周にわたって緩衝層７９を設けたが、本形態では、図８に示すように、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとの間のうち、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとが当接する箇所に緩衝層７９を設けてある。
【００３８】
より具体的には、板バネ部９０は、軸受７の端面７８ｂのうち、モータ軸線Ｌが通る部分を避けた位置に当接しているため、軸受７は、貫通穴８０の内部においてモータ軸線Ｌに対して傾いた状態にある。このため、軸受７は、モータ軸線Ｌ方向の両側では互いに周方向の反対側に位置する２個所Ｐ１、Ｐ２で貫通穴８０の内周面８０ａに当接している。すなわち、モータ軸線Ｌの出力側において、軸受７は、周方向のうち、板バネ部９０が軸受７と当接している箇所に対して周方向の反対側に位置する個所Ｐ１で貫通穴８０の内周面８０ａに当接している。これに対して、モータ軸線Ｌの反出力側において、軸受７は、周方向のうち、板バネ部９０が軸受７と当接している箇所と周方向の同一側に位置する個所Ｐ２で貫通穴８０の内周面８０ａに当接している。従って、本形態では、軸受７の外周面７２と貫通穴８０の内周面８０ａとが当接する２個所Ｐ１、Ｐ２のみにグリス層７９ａ等の緩衝層７９が設けられている。かかる構成でも、軸受７の貫通穴８０内でのガタつきに起因する異音の発生を効率よく抑制することができる。
【００３９】
［本発明の変形例３］
上記実施の形態２では、軸受７の外周面７２および貫通穴８０の内周面８０ａのうち、軸受７の外周面７２にゴム層７９ｂ（緩衝層７９／弾性体）を設けたが、貫通穴８０の内周面８０ａにゴム層７９ｂ等の弾性体（緩衝層７９）を軸受ホルダ８と一体に設けてもよい。
【００４０】
［本発明の変形例４］
また、軸受７の外周面７２および貫通穴８０の内周面８０ａの双方にゴム層７９ｂ等の弾性体（緩衝層７９）を設けてもよい。
【００４１】
［他の実施の形態］
上記実施の形態において、軸受７は、鋼球７０を介して回転軸５１の軸端５３を支持していたが、回転軸５１の軸端５３自身に球部が形成され、この球部を介して軸受７が回転軸５１を支持しているモータに本発明を適用してもよい。なお、本発明は、ステッピングモータ以外のモータにも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・モータ
５・・ロータ
７・・軸受
８・・軸受ホルダ
９・・与圧付与部材
４０・・ステータ
５１・・回転軸
７０・・鋼球
７９・・緩衝層
７９ａ・・グリス層（緩衝層）
７９ｂ・・ゴム層（緩衝層／弾性体）
８０・・貫通穴
９０・・板バネ部
【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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【図９】
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