(57)【要約】【課題】回転軸の軸受部分に潤滑剤を有効に貯留できる回転駆動装置、及びステッピングモータ、並びに電子機器を提供する。【解決手段】  回転軸の一端が突出した回転体と、前記回転軸の一端が回転可能に係合する係合部を有する軸受と、を備え、前記軸受のうち前記係合部の周囲には、前記回転軸の一端が突出した前記回転体の端部側に向かって突出してその先端が前記回転体の端部に線接触する当接部が、前記係合部よりも大きい外径で且つ前記回転体の回転方向に沿って連続的に設けられ、前記当接部と前記回転軸との間には、前記回転軸の一端と前記係合部との係合部分に供給される潤滑剤を貯留する貯留部が設けられたことを特徴とする。【選択図】図２
2016208603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の一端が突出した回転体と、
前記回転軸の一端が回転可能に係合する係合部を有する軸受と、を備え、
前記軸受のうち前記係合部の周囲には、前記回転軸の一端が突出した前記回転体の端部側に向かって突出してその先端が前記回転体の端部に線接触する当接部が、前記係合部よりも大きい外径で且つ前記回転体の回転方向に沿って設けられ、
前記当接部と前記回転軸との間には、前記回転軸の一端と前記係合部との係合部分に供給される潤滑剤を貯留する貯留部が設けられたことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
前記回転体の端部に対して環状の中間部材が一体的に接合され、
前記軸受の前記当接部は、前記中間部材に線接触するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記当接部は、前記軸受の前記係合部と同心円上に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記当接部は、前記軸受の前記係合部と同心円上に複数設けられたことを特徴とする請求項３に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
前記当接部は、前記軸受と別体に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項６】
前記当接部は、前記回転体の回転方向に沿って連続的に設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項７】
前記当接部は、前記回転体の回転方向に沿って線接触する部分と面接触する部分とがそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項８】
前記回転体には、その両端から前記回転軸がそれぞれ突出して設けられ、
前記軸受は、前記回転体から突出する回転軸のそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回転駆動装置を備えたことを特徴とするステッピングモータ。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回転駆動装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、モータ等の回転駆動装置、及びこの回転駆動装置を備えたステッピングモータ、並びにこの回転駆動装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ロータマグネットに挿通されたモータ軸の一端を樹脂製軸受で受け、モータ軸の他端をメタル軸受で受けたステッピングモータが知られている（特許文献１参照）。ここで、このようなモータ軸の軸受においては、モータ軸と軸受との間に摺動性を高めるためにオイル等の潤滑剤を介在させることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９―７１９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のモータ軸受け構造においては、例えば、モータ軸とその軸受との間に潤滑剤を介在させると、モータ軸の回転に伴って、軸受部分から潤滑剤が外にはみ出して必要以上に外部に流出してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、回転軸の軸受部分に潤滑剤を有効に貯留できる回転駆動装置、及びステッピングモータ、並びに電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転駆動装置は、回転軸の一端が突出した回転体と、前記回転軸の一端が回転可能に係合する係合部を有する軸受と、を備え、前記軸受のうち前記係合部の周囲には、前記回転軸の一端が突出した前記回転体の端部側に向かって突出してその先端が前記回転体の端部に線接触する当接部が、前記係合部よりも大きい外径で且つ前記回転体の回転方向に沿って設けられ、前記当接部と前記回転軸との間には、前記回転軸の一端と前記係合部との係合部分に供給される潤滑剤を貯留する貯留部が設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、回転体と当接部との接触部分を線接触として回転駆動に与える影響を小さくしながら、回転軸とその係合部との間で潤滑剤を貯留できるため、回転軸の係合部分（軸受部分）に潤滑剤を安定供給できる。
【０００７】
また、上記本発明では、前記回転体の端部に対して環状の中間部材が一体的に接合され、前記軸受の前記当接部は、前記中間部材に線接触するようにしたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、中間部材を当接部に線接触させながら、回転体を良好に回動させることが可能となる。
【０００８】
また、上記本発明では、前記当接部は、前記軸受の前記係合部と同心円上に設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、回転駆動に与える影響を最小限にすることが可能となる。
【０００９】
また、上記本発明では、前記当接部は、前記軸受の前記係合部と同心円上に複数設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、複数の当接部が同心円上に設けられることで、軸受と回転体との間の摩擦を低減できる。
【００１０】
また、上記本発明では、前記当接部は、前記軸受と別体に設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、軸受の材質によらず摺動性に優れた材料で当接部を形成することが可能となる。
【００１１】
また、上記本発明では、前記当接部は、前記回転体の回転方向に沿って連続的に設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、回転体の回転方向に線接触状態で当接するため、回転駆動に与える影響を最小限とすることが可能となる。
【００１２】
また、上記本発明では、前記当接部は、前記回転体の回転方向に沿って線接触する部分と面接触する部分とがそれぞれ設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、当接部が回転体に線接触する部分と面接触する部分とをそれぞれ設けることにより、回転駆動に与える影響を小さくしながら、潤滑剤の貯留空間を安定的に形成することが可能となる。
【００１３】
また、上記本発明では、前記回転体には、その両端から前記回転軸がそれぞれ突出して設けられ、前記軸受は、前記回転体から突出する回転軸のそれぞれに対応して設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、回転体の両端から突出する回転軸のそれぞれを軸受によって摺動性良く支持することができる。
【００１４】
なお、本発明は、上述した回転駆動装置を備えたステッピングモータ、または電子機器についても広く対象とする。
かかる本発明の態様によれば、長期に亘って摺動性良く回動し、しかも静音である高耐久のステッピングモータ、電子機器を実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転軸の軸受部分に潤滑剤を有効に貯留できる回転駆動装置、及びステッピングモータ、並びに電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に係る回転駆動装置の概略断面図。
【図２】図１の枠１に示す軸受部分の要部拡大断面図。
【図３】図１の回転駆動装置の分解斜視図。
【図４】本発明の実施形態２に係る回転駆動装置の概略断面図。
【図５】図４の枠２軸受部分の要部拡大断面図。
【図６】図４の回転駆動装置の分解斜視図。
【図７】本発明の実施形態３に係る回転駆動装置の概略断面図。
【図８】図７の枠３に示す軸受部分の要部拡大断面図。
【図９】本発明の実施形態４に係る回転駆動装置の概略断面図。
【図１０】図９の枠４に示す軸受部分の要部拡大断面図。
【図１１】本発明の実施形態１で示した軸受形状と異なる軸受形状の斜視図。
【図１２】本発明の実施形態１で示した軸受形状と異なる軸受形状の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明は、回転体の回転軸を軸受で支持した状態で、回転体を回転駆動する回転駆動装置に関するものであり、特に、その軸受部分からオイル等の潤滑剤が必要以上に外部に漏れだすことがなく、軸受部分の周囲で潤滑剤を有効に蓄えることが可能であり、軸受部分との間で潤滑剤を安定して実質的に再供給可能な軸受構造に関する。
【００１８】
より詳細には、回転軸の一端が突出した回転体と、この回転軸の一端が回転可能に係合する係合部を有する軸受とを備える。また、この軸受のうち係合部の周囲には、回転体の端部に当接する当接部が設けられている。この当接部は、回転軸の一端が突出した回転体の端部側に向かって軸受から突出し、その先端が回転体の端部に線接触する。そして、当接部は、係合部よりも大きい外径で且つ回転体の回転方向に沿って設けられ、当接部と回転軸との間には、回転軸の一端と係合部との係合部分に供給される潤滑剤を貯留する貯留部が設けられている。
【００１９】
ここで、当接部は、回転体の回転に伴って、回転体の端部に摺接する部分であるため、この接触部分を線接触とすれば、回転駆動に与える影響を小さくできる。また、この当接部は、回転体に対して当接しているので、回転軸の係合部分の周囲にオイル等の潤滑剤を蓄えておくために、その貯留空間を画成する壁部となる。すなわち、回転体の端部と当接部とで回転軸の周囲に潤滑剤の貯留空間を形成できるため、回転体の回転に伴って、回転軸とその軸受部分との間に潤滑剤を安定して供給（再供給を含む）することが可能となる。
【００２０】
また、このような当接部は、軸受のうち回転軸を受ける係合部の周囲に同心円上に１つ、または複数設けることにより、回転駆動に対する影響を考慮しつつ、潤滑剤を貯留する貯留部（貯留空間）を多重形成することが可能となる。また、回転体と線接触する当接部を多重構造、すなわち、同心円上に複数設ければ、全て面接触とする場合と比べて、軸受と回転体との間の摩擦を低減できる。
【００２１】
なお、当接部は、軸受と同一の材質によって一体的に設けてもよいが、別の材料によって軸受と別体で設けてもよい。後者の場合には、軸受としての材質によらず、例えば、回転体との摺動性を考慮し、摺動性に優れた材料を使って当接部を形成できる。
【００２２】
また、回転体と線接触する当接部は、回転体の回転方向に沿って連続的に設けられるのがよい。これにより、当接部が回転体の回転方向に線接触状態で常に当接することになるため、回転駆動に与える影響をより小さく設定できる。なお、当接部は、回転体の回転方向に沿って線接触する部分と面接触する部分とをそれぞれ設けてもよい。これにより、回転駆動に与える影響を小さくしながら、潤滑剤の貯留空間の密閉性を高めることが可能となる。
【００２３】
また、回転軸を上記の軸受に対して付勢する構造を取れば、回転体の端部と当接部との当接状態がより強固となるため、潤滑剤を貯留する貯留空間を高精度に形成することが可能となる。例えば、回転体に対して回転軸を挿通し、その回転軸の一端側には、上述した当接部を備えた軸受を設け、回転軸の他端側には軸受との間にバネ等の付勢手段を介在させて、回転軸を他端から一端側に向けてその軸方向に押圧する構造とする。この場合、回転軸の一端側にある軸受と回転体とは、当接部によってガタつきなく高精度に当接（線接触等）することになる。このため、当接部分から潤滑剤が漏れ出すことを有効に防ぐことが可能となる。
【００２４】
なお、回転体は、マグネット等の磁性体から形成されるため、当接部との接触を防ぐためには、回転体の端部に摺動性のよい環状の中間部材（例えば、金属製のワッシャ等）を一体的に接合しておくのがよい。これにより、当接部が直接、マグネット等の磁性体に摺接することを防ぐことが可能となり、磁気特性の変動を小さく抑えることができる。
【００２５】
また、上記の当接部は、回転軸の軸回りに環状に連続して設けられているのがよいが、回転軸の近傍に設けることが好ましい。これにより、回転駆動への影響をより小さく設定できる。また、当接部は、回転軸を受ける軸受の係合部と同心円上に設けられるのがよい。これにより、回転駆動に与える影響を最小限にすることが可能となる。
【００２６】
ここで、上述した回転駆動装置の構成では、主に回転体の一端から突出した回転軸の周囲で回転体に線接触する当接部を備えた軸受構造について説明したが、このような軸受構造は、回転体を貫通して挿通される回転軸の両端に対して適用してもよい。これにより、回転体の両端を摺動性良く支持することができる。
【００２７】
また、回転軸のうち軸受を貫通して突出した先端部は、例えば、軸受の端面に接合されて軸受部分と共にその周囲を実質的に封止するための封止部材（例えば板部材等）で受ける構造をとることが可能である。このような構造とすれば、軸受部分から一時的にはみ出した潤滑剤を軸受部分の周囲に有効に保持しておくことが可能となる。このため、潤滑剤は、軸受部分の周囲で回転体側からも封止部材側からも略密閉されるため、実質的に逃げ場がなく軸受部分及びその近傍に保持される。これにより、安定した回転駆動を実現できる。
【００２８】
なお、本発明は、上述したように、摺動性の良い軸受構造を実現することにより、トルクの低下を防いで高トルクな回転駆動を実現できる他、潤滑剤を良好に保持して高耐久、静音化にも有効な回転駆動装置を実現できる。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について具体例を挙げて詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１〜図３は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの構造を示す説明図である。１０は回転自在に支持されているステンレス等の非磁性材料の回転軸１０であり、ロータ１７は回転軸１０と周方向に交互に着磁されたマグネット９から構成される。
【００３０】
７，８は周方向に交互に配設された複数の櫛歯を有して例えば軟磁性材からなるインヨークである。また、３，４は周方向に交互に配設された複数の櫛歯を有して例えば軟磁性材からなるアウトヨークである。
【００３１】
励磁コイル５，６はインヨーク７，８とアウトヨーク３，４の間に装着されてヨークを励磁させる。ステータ１６はインヨーク７，８と励磁コイル５，６とアウトヨーク３，４から構成される。２は中空円筒部外径とアウトヨーク３，４の内径とで同軸位置決めされた後端のモールド軸受けである。
【００３２】
ロータ１７は櫛歯と所定のギャップを介してステータ１６内に同軸関係に配設される。押え板１はアウトヨーク３の端面に平行に固定され後端軸受２をスラスト方向に位置決め保持しており、軸受とシャフトをヨーク内に封入するようなフラット形状である。
【００３３】
回転軸１０と押え板１は、互いに接触していない。軸受け１４は取付板であるフランジ１５にカシメ固定され、アウトヨーク４の内径と軸受け１４外径の嵌合にて位置決めされる。
【００３４】
先端軸受１４のマグネット９対向面にはコイルバネ１２設置用の凹が設けられており、この凹内に設けたワッシャ１３とマグネット９端面上のワッシャ１１に挟まれ、自然長から縮んだ状態でコイルバネ１２が設けられ、コイルバネの復元力によりマグネット９がモータの後端側に付勢される。
【００３５】
そして、本実施形態では、後端軸受２の面上に設けられロータ１７と同軸で先端が球で凸形状のオイル流出防止壁２−Ａとマグネット９が線接触状態で押圧されている。後端軸受２の内径部と回転軸１０の勘合部２−Ｃにはオイル（この場合はグリス）が潤滑剤として塗布され、後端軸受２のマグネット９側の内径側に設けられたテーパ形状の空間２−Ｂ（以下グリスダマリと呼ぶ）にグリスを溜める構造となっている。
【００３６】
また、マグネット９がコイルバネ１２によって後端側に付勢され、後端軸受２に設けられた円環状で先端が球形状のオイル流出防止壁２−Ａに対して密着しているため、グリスダマリ２−Ｂはマグネット９、回転軸１０、円環状で凸形状のオイル流出防止壁２−Ａによってグリスを封入することが可能となる。オイル流出防止壁２−Ａは軸受と別部材で後端軸受２と固着されていてもよい。
【００３７】
上記構成において、励磁コイル５、６が通電されるとインヨーク７，８とアウトヨーク３，４が励磁されて各櫛歯に誘磁され、マグネット１の着磁極と反発・吸引してトルクが発生して、ロータ１７が励磁コイル５、６の通電に従って回転移動するように駆動され、回転軸１０から外部に駆動力を伝達する。
【００３８】
特に、高速駆動時、連続駆動時には、グリスダマリ２−Ｂに溜まっているグリスが回転軸１０の回転により外周側に飛散または流出しようとするが、円環状で凸形状のオイル流出防止壁２−Ａとマグネット９により押圧されスラスト方向の空間が塞がれているため、オイル流出防止壁２−Ａより外周側にグリスが流出せずグリスだまりに留まることになる。
【００３９】
マグネット９の内径と回転軸１０は接着材によって固着されているため、固着された接着剤が壁となりマグネット内径側からグリスが流出することはなく、回転軸１０と後端軸受２のわずかな隙間の勘合部２−Ｃのみにグリスを供給することが可能となる。
【００４０】
また、後端軸受２を挟んで反対側の押え板１と後端軸受２の間の空間２−Ｄも閉ざされた空間であり、グリスを溜めるグリスダマリとすることができる。この場合、マグネット９と後端軸受２の間のグリスダマリ２−Ｂと後端軸受２と押え板１のグリスダマリ２−Ｅが、後端軸受２と回転軸１０の勘合部２−Ｃを挟む構造となり、半永久的に後端軸受２と回転軸１０の勘合部へグリスを供給することが可能になるため、静音性及び耐久性に優れたモータ特性が可能となる。
【００４１】
＜実施形態２＞
図４〜図６は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの構造を示す説明図である。
実施形態１に対し、後端軸受２のオイル流出防止壁２−Ａがマグネットと後端軸受２の間に設置されたワッシャ１８に線接触し、後端軸受２の面部２−Ｄがワッシャ１８と面接触している。ワッシャ１８は回転軸１０に圧入され、マグネット９とワッシャ１８が一体となって回転するため、マグネットの表面に施された防錆処理膜が直接回転による摩擦の影響を受けなくなるため、実施形態１に比べマグネット９の防錆力アップの効果が期待される。
【００４２】
＜実施形態３＞
図７〜図８は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの構造を示す説明図である。
実施形態２に対し、ワッシャ１８と後端軸受２がオイル流出防止壁２−Ａ以外でも面で接触している。ワッシャ１８と後端軸受２が面で接触することにより、マグネット９を停止させようとした際にオーバーシュート後の減衰力が強くなり速やかな位置決めができ、マグネット９の振動、騒音の改善が期待される。
【００４３】
また、面接触部１９とオイル流出防止壁２−Ａは空間２０を介しているため、仮にオイル流出防止壁からオイルが漏れてしまっても面接触部に付着することはない構造となっている。この構造によりオイルが面接触部に入りこむことによる意図しないトルクのバラツキをなくすことができる。
【００４４】
＜実施形態４＞
図９〜図１０は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの構造を示す説明図である。実施形態２に対し、オイル流出防止壁が同心円状に複数設けられている。この場合は４つのオイル流出防止壁（２１〜２４）が設けられている。このように、オイル流出防止壁が複数あることにより、オイルが軸受の外周部に流出することを確実に防止できる。
【００４５】
＜実施形態５＞
図１１は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの軸受形状を示す説明図である。実施形態１の後端軸受２に設けられた円環状で先端が球形状のオイル流出防止壁２−Aに対して、円環状で先端が鋭角(三角)形状のオイル流出防止壁２８が設けられている。先端が鋭角なため、より線接触状態でマグネットに接するため、回転方向の負荷をさらに低減することができる。
【００４６】
＜実施形態６＞
図１２は本発明が適用されるＰＭ型ステッピングモータの軸受形状を示す説明図である。実施形態１〜５の先端が球または鋭角な凸で連絡的な円環部に対し、円環部の一部の先端が平らな面３０を有している。全て線接触している状態より、一部面で塞がれているためオイルの流出をより確実に防止できる。
【符号の説明】
【００４７】
１    押え板
２    後端軸受
２−Ａ  グリス流出防止壁
２−Ｂ  グリスだまり(マグネット側)
２−Ｃ  回転軸と軸受の勘合部
２−Ｄ  グリスだまり(押え板側)
３    外ヨーク
４    外ヨーク
５    コイル
６    コイル
７    内ヨーク
８    内ヨーク
９    ロータマグネット      
１０    回転軸
１１    ワッシャ
１２    コイルバネ
１３    ワッシャ
１４    先端軸受
１５    フランジ
１６    ステータ
１７    ロータ
１８   ワッシャ
１９   面接触部
２０   空間
２１   グリス流出防止壁
２２   グリス流出防止壁
２３   グリス流出防止壁
２４   グリス流出防止壁４
２５   空間
２６   空間
２７   空間
２８   先端鋭角(三角)形状のグリス流出防止壁
２９   線接触部(６箇所)
３０   面接触部(6箇所)
【図１】
2016208603.tif 000003
【図２】
2016208603.tif 000004
【図３】
2016208603.tif 000005
【図４】
2016208603.tif 000006
【図５】
2016208603.tif 000007
【図６】
2016208603.tif 000008
【図７】
2016208603.tif 000009
【図８】
2016208603.tif 000010
【図９】
2016208603.tif 000011
【図１０】
2016208603.tif 000012
【図１１】
2016208603.tif 000013
【図１２】
2016208603.tif 000014