(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の軸受ホルダを有するブラケットと、前記軸受ホルダの内周面に取り付けられた少なくとも一対の樹脂製スリーブ軸受と、前記樹脂製スリーブ軸受を介して前記軸受ホルダに回転自在に支持されたシャフトと、ロータマグネットを有して前記シャフトの一端部に固着されたロータと、前記ロータマグネットに対向して前記軸受ホルダに装着されたステータとを備えてなり、
前記ブラケットは、前記軸受ホルダの外周面から径方向外方に一体に突設されて前記ステータを支持し周方向に間隔を有して設置される複数のブッシュを有するとともに、前記ステータの内周面と前記軸受ホルダの隣接する前記ブッシュ間の外周面との間に空間を存した相対位置で配置されていることを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記樹脂製スリーブ軸受は、筒状の前記軸受ホルダの開口端面に当接するフランジ部を一体に備えている請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
一端部にロータが固着されたシャフトの他端部に、小径軸部が一体形成されているとともに、この小径軸部の根元部に、軸方向に沿った係合条部が一体形成され、一端にギア部分より径方向に膨大となるフランジ部を一体に備えた筒状の樹脂製ギヤが、前記フランジ部の内周面に形成された係合溝を前記係合条部に圧入状態で係合させることによって前記小径軸部に固着されている請求項１または２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記樹脂製ギヤに対向する前記樹脂製スリーブ軸受が、金属ワッシャを介在して前記樹脂製ギヤのフランジ部を摺動自在に支持されている請求項３に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、レーザービームプリンタや複写機などにおける主に紙送り機構の駆動源などの用途に用いられるブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述のような用途に用いられるブラシレスモータとしては、図５の縦断面図に示すような構成を備えたものが知られている。このブラシレスモータは、上述のレーザービームプリンタや複写機などの適用機器における所要箇所に取り付けるための基台となる取付部材１の取付孔２に一部を貫通し図外のねじで固定される筒状のブラケット３を備え、このブラケット３の軸受ホルダ４の内面側に、上下一対の含油メタルスリーブ軸受７，８を介してシャフト９が回転自在に支持されている。
【０００３】
上記シャフト９におけるブラケット３の上端から導出した上端部には、カップ状のロータ１０が圧入などによって固着され、ロータ１０はシャフト９回りに一体回転するようになっている。このロータ１０の外周壁内周面には円環状のロータマグネット１１が内嵌固定されいる。一方、ブラケット３の軸受ホルダ４の外周面には、ステータコア１３にステータコイル１４が巻装されてなるステータ１２がロータマグネット１１に対し僅かな間隙で対向する配置で外嵌固定され、且つねじ１７により固定されている。ロータ１０と上側スリーブ軸受７の上面との間には、ロータ１０側に固着されたロータブッシュ１８が介在され、このロータブッシュ１８は、その下面で上側スリーブ軸受７の上端面に摺接しながら回転中のロータ１０を保持する。また、ブラケット３のフランジ部１９には、所要の電子部品が実装されてロータ１０の回転駆動回路およびステータ１２へのコイル電流制御回路などが形成された回路基板２０が固着されている。
【０００４】
上記シャフト９におけるブラケット３から導出した下端部分には、スクリュウ歯２１が一体形成されている。このブラシレスモータが電子機器になどに取り付けられた際には、上記スクリュウ歯２１に電子機器の減速機構などの伝達歯車（図示せず）が噛み合い連結される。そして、このブラシレスモータは、外部の駆動電源から回路基板２０の制御回路を介してステータ１２のステータコイル１４に駆動電流（励磁電流）が供給されることにより、ステータ１２とロータマグネット１１間に発生する磁気作用による吸引力および反発力によってロータ１０に回転力が生じ、このロータ１０の回転力がシャフト９のスクリュウ歯２１および伝達歯車を通じて適用電子機器の回転駆動負荷に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような用途に用いられる上記ブラシレスモータでは、一般に、玉軸受や流体動圧軸受などに比較して安価な滑り軸受である含油メタルスリーブ軸受７，８によってシャフト９を回転自在に支持する構成としているが、この含油メタルスリーブ軸受７，８は摩擦係数が比較的大きいことから、モータの定格電流を大きく設定する必要がある上に、速度を切り換えるのに時間がかかり過ぎる欠点がある。しかも、含油メタルスリーブ軸受７，８は、長寿命を確保したい場合、含有する油量の増大を図るために体積を大きくする必要があり、これがモータの小型化を阻害する一因になっている。さらに、特に下側スリーブ軸受８は、摺動リング２２、ワッシャ２３およびストッパリング２４を介してシャフト９に支持されており、下側スリーブ軸受８を支持するための部品点数が多くなる。
【０００６】
一方、シャフト９は、回転力伝達のためのスクリュウ歯２１を下端部に一体形成するため、コスト高になっている。これを解消するために、従来では、図４に示すように、シャフト９にスクリュウ歯２１を形成せずに、樹脂製ギヤ２９をシャフト９に固着する構成も採用されている。すなわち、シャフト９は、その下端部に小径軸部２７を一体に設けるとともに、この小径軸部２７に軸方向に沿ったローレット目２８が形成されている。内部に貫通孔２９ａを有してほぼ円筒状となった樹脂製ギヤ２９は、これの貫通孔２９ａの孔周面に小径軸部２７を圧入することにより、ローレット目２８の係合によって回り止めした状態でシャフト９に固着されている。
【０００７】
ところが、上記構成では、樹脂製ギヤ２９を小径軸部２７に圧入するに際して、圧入及びローレット目２８により樹脂製ギヤ２９内径が変形し、精度が悪化するだけでなく、２点鎖線矢印で示すように、樹脂製ギヤ２９の圧入方向後端のギヤ端面を押圧している。この樹脂製ギヤ２９の押圧時には、上記ギヤ端面の近傍箇所に変形が生じて筒状の樹脂製ギヤ２９の内径が変化してしまい、樹脂製ギヤ２９の伝達歯車などに対する噛み合い精度が悪化するという新たな問題が生じている。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、定格電流を小さくでき、且つ速度切り換えを迅速に行うことができ、さらにモータの小型化を図ることができるとともに、樹脂製ギヤを精度良く取り付けることのできる構成を備えたブラシレスモータを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明のブラシレスモータは、筒状の軸受ホルダを有するブラケットと、前記軸受ホルダの内周面に取り付けられた少なくとも一対の樹脂製スリーブ軸受と、前記樹脂製スリーブ軸受を介して前記軸受ホルダに回転自在に支持されたシャフトと、ロータマグネットを有して前記シャフトの一端部に固着されたロータと、前記ロータマグネットに対向して前記軸受ホルダに装着されたステータとを備えてなり、前記ロータマグネットに対向して前記軸受ホルダの外周面から径方向外方に一体に突設されて前記ステータを支持し周方向に間隔を有して設置される複数のブッシュを有するとともに、前記ステータの内周面と前記軸受ホルダの隣接する前記ブッシュ間の外周面との間に空間を存した相対位置で配置されていることを特徴としている。
【００１０】
このブラシレスモータでは、従来モータに用いられている含油メタルスリーブ軸受よりも摩擦係数の小さい樹脂製スリーブ軸受を採用しているので、モータの定格電流を小さく設定することが可能となり、且つ速度の切り換えを迅速に行うことができる。しかも、樹脂製スリーブ軸受は、含油メタルスリーブ軸受とは異なり潤滑油を含有しない構造を有するものであるから、体積を小さくした場合においても軸受機能が低下しないので、その体積を小さくしながらも長寿命を確保することができ、その分だけモータの特に径方向の寸法を小さくして小型化を図ることが可能となる。さらに、樹脂製スリーブ軸受は、含油メタルスリーブ軸受よりも安価に製作できるので、材料コストが低減する利点がある。
【００１１】
また、このブラシレスモータでは、ブラケットにおける軸受ホルダの外周面から径方向外方に一体に突設し周方向に間隔を有して設置される複数のブッシュでステータを支持する構成とすることにより、ブラケットにおける軸受ホルダの外周面とステータとの間に空間を設けているので、この空間を通じてステータの発生熱をモータ外部に排出することができ、樹脂製スリーブ軸受の熱収縮の発生を抑制することが可能となる。したがって、樹脂製スリーブ軸受は、不都合の発生を防止して支障なく用いることができる。
【００１２】
上記発明において、前記樹脂製スリーブ軸受は、含油メタルスリーブ軸受に比して熱収縮、熱膨張の量が大きいが、この樹脂製スリーブ軸受に筒状の前記軸受ホルダの開口端面に当接するフランジ部を一体に備えていることが好ましい。これにより、ステータの発生熱を軸受ホルダとステータとの空間を通じて全てを完全に排出することができない場合には、樹脂製スリーブ軸受に僅かであっても熱収縮が生じて軸受ホルダに対する取付位置が若干変化するが、樹脂製スリーブ軸受は、フランジ部が軸受ホルダの端面に当接することにより取付位置に保持されるから、シャフトに沿って軸方向に変位するのが防止される。
【００１３】
また、上記発明において、一端部にロータが固着されたシャフトの他端部に、小径軸部が一体形成されているとともに、この小径軸部の根元部に、軸方向に沿った係合条部が一体形成され、一端にギア部分より径方向に膨大となるフランジ部を一体に備えた筒状の樹脂製ギヤが、前記フランジ部の内周面に形成された係合溝を前記係合条部に圧入状態で係合させることによって前記小径軸部に固着されている構成とすることが好ましい。
【００１４】
これにより、樹脂製ギヤを小径軸部に取り付けるに際しては、筒状の樹脂製ギヤの貫通孔内に小径軸部を単に挿入していき、フランジ部の内周面に形成された係合溝が小径軸部の根元の係合条部の先端に接した時点から、樹脂製ギヤのフランジ部を押圧することによって樹脂製ギヤを小径軸部に対し圧入することができる。そのため、樹脂製ギヤのギヤ部分は、押圧力が全く付与されないことから変形が生じることがなく、適用電気機器の伝達歯車などに対して高精度に噛み合わせることができる。
【００１５】
また、上記発明において、前記樹脂製ギヤに対向する前記樹脂製スリーブ軸受が、金属ワッシャを介在して前記樹脂製ギヤのフランジ部に摺動自在に支持されている構成とすることができる。これにより、樹脂製ギヤに一体形成したフランジ部は、樹脂製スリーブ軸受の支持部材としても兼用できるので、従来モータにおける摺動リングやストッパリングなどの軸受支持用の部材を削減できる。しかも、樹脂製ギヤは、樹脂製スリーブ軸受に対し直接摺動させて摩擦係数が大きくなるのを防止するために、そのフランジ部と樹脂製スリーブ軸受との間に金属ワッシャが介在されているので、金属ワッシャに摺動して円滑に回転させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態に係るブラシレスモータを示す縦断面図であり、同図において、図５と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、その説明を省略し、以下、図５と相違する構成について説明する。このブラシレスモータが図５の従来のモータと相違する主な点は、含油メタルスリーブ軸受７，８に代えて、樹脂製スリーブ軸受３０、３１が用いられていることと、シャフト３２の下端部に小径軸部３３を一体に設けて、この小径軸部３３に、内部に貫通孔を有してほぼ筒状となった樹脂製ギヤ３４を圧入固定したことである。
【００１８】
ところで、上記の樹脂製スリーブ軸受３０，３１を用いる場合には、ステータ１２の発熱による熱影響で樹脂製スリーブ軸受３０，３１が熱収縮するのを極力防止できるようにする構成と、樹脂製スリーブ軸受３０，３１が熱収縮の発生に伴いシャフト３２に対する圧着力が低下してシャフト３２に沿って軸方向に変位するのを防止できるようにする構成とを設けなければならい課題が新たに生じる。この実施形態では、上記課題を解消して、樹脂製スリーブ軸受３０，３１を支障無く用いられるように図っている。
【００１９】
先ず、樹脂製スリーブ軸受３０，３１の熱収縮の防止手段としては、図１のＡ−Ａ線断面図である図２に示すように、ブラケット３７のほぼ円筒状となった軸受ホルダ３８の外径を従来モータよりも小さく設定して、この軸受ホルダ３７の外面から３本のブッシュ３９が等間隔（120 °間隔）の配置で径方向外方に向け一体に突設するとともに、図１に示す各ブッシュ３９の支持段部４０によってステータ１２を支持する構成を設けている。したがって、ブラケット３７の軸受ホルダ３８は、従来モータに比較して外径を小さく設定されているので、この軸受ホルダ３８の外周面とステータ１２の内周面との間には、隣接する二つのブッシュ３９の間となる３箇所に空間４１が形成されることになる。これにより、ステータ１２の発生熱は上記３箇所の空間４１を通じてモータ外部に排出することができるので、樹脂製スリーブ軸受１０，３１に熱収縮が生じるのを抑制することができる。
【００２０】
ところが、ステータ１２の発生熱は上記空間４１を通じて全てを完全に排出することが困難であるから、樹脂製スリーブ軸受３０，３１には若干であるが熱収縮が生じてシャフト３２に対する圧着力が低下する。これに対し、樹脂製スリーブ軸受３０，３１には、各々の上端部分または下端部分から径方向外方に延びるフランジ部４２，４３が一体形成されており、樹脂製スリーブ軸受３０，３１は、フランジ部４２，４３が軸受ホルダ３８の上端面または下端面にそれぞれ摺動することにより取付位置を保持されるので、シャフト３２に対する圧着力が低下した場合にもシャフト３２に沿って軸方向に変位するのが防止される。
【００２１】
一方、上記樹脂製ギヤ３４には、その小径軸部３３に対する圧入方向の先端側にフランジ部４４が一体形成されている。これに対し、小径軸部３３には、図３に示すように、フランジ部４４が圧入する根元部分にのみローレット目２８が軸方向に沿って形成されている。また、樹脂製ギヤ３４は、貫通孔４７を同心状に有してほぼ円筒状となっている。
【００２２】
したがって、この樹脂製ギヤ３４を小径軸部３３に取り付けるに際しては、樹脂製ギヤ３４の貫通孔４７内に小径軸部３３が単にガイドとして挿入されていき、フランジ部４４の内周面の係合溝がローレット目２８の先端に接した時点から樹脂製ギヤ３４が小径軸部３３に対し圧入される。このとき、樹脂製ギヤ３４は、図３に２点鎖線矢印で示すように、フランジ部４４を押圧することによって小径軸部３３に圧入される。そのため、樹脂製ギヤ３４のギヤ部分は、押圧力が全く付与されないことから変形が生じることがなく、適用電気機器の伝達歯車などに対して高精度に噛み合わせることができる。
【００２３】
また、上記樹脂製ギヤ３４に一体形成したフランジ部４４は、下部の樹脂製スリーブ軸受４３の支持部材としても兼用できるので、図５の従来モータにおける摺動リング２２やストッパリング２４などの軸受支持用の部材を削減できる。但し、この場合には、共に樹脂製であるスリーブ軸受３１とギヤ３４とを摺動させると、摩擦係数が大きくなるので、樹脂製スリーブ軸受３１のフランジ部４３と樹脂製ギヤ３４のフランジ部４４との間に金属ワッシャ４８を介在させている。これにより、樹脂製ギヤ３４は、そのフランジ部４４が金属ワッシャ４８に摺動して円滑に回転する。
【００２４】
上述したように、この実施形態のブラシレスモータでは、樹脂製スリーブ軸受３０，３１を支障無く使用できる構成になっているので、含油メタルスリーブ軸受よりも摩擦係数の小さい樹脂製スリーブ軸受３０，３１の採用によってモータの定格電流を小さく設定することが可能となり、且つ速度の切り換えを迅速に行うことができる。
【００２５】
しかも、樹脂製スリーブ軸受３０，３１は、含油メタルスリーブ軸受とは異なり、潤滑油を含有しない構造を有するものであるから、体積を小さくした場合においても軸受機能が低下しない。したがって、図１と図５との比較から明らかなように、樹脂製スリーブ軸受３０，３１は、その体積を小さくしながらも長寿命を確保することができ、その分だけモータの特に径方向の寸法を小さくして小型化を図ることが可能となる。さらに、樹脂製スリーブ軸受３０，３１は、含油メタルスリーブ軸受よりも安価に製作できるので、材料コストが低減する利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明のブラシレスモータによれば、ブラケットにおける筒状の軸受ホルダの内周面に取り付けた少なくとも一対の樹脂製スリーブ軸受を介してシャフトを回転自在に支持する構成としたので、従来モータに用いられている含油メタルスリーブ軸受よりも摩擦係数の小さい樹脂製スリーブ軸受を採用していることにより、モータの定格電流を小さく設定することが可能となり、且つ速度の切り換えを迅速に行うことができる。しかも、樹脂製スリーブ軸受は、含油メタルスリーブ軸受とは異なり潤滑油を含有する必要のない構造を有するものであるから、体積を小さくした場合においても軸受機能の低下をきたすことがなく、その体積を小さくしながらも長寿命を確保することができるから、その分だけモータの特に径方向の寸法を小さくして小型化を図ることが可能となる。さらに、樹脂製スリーブ軸受は、含油メタルスリーブ軸受よりも安価に製作できるので、材料コストが低減する利点がある。
【００２７】
また、このブラシレスモータでは、ブラケットの軸受ホルダが、その外周面から径方向外方に一体に突設されてステータを支持する複数のブッシュを有するとともに、ステータに対し自体の外周面との間に空間を存した相対位置で配置されている構成としたので、空間を通じてステータの発生熱がモータ外部に排出されるので、樹脂製スリーブ軸受の熱収縮を抑制することができる。したがって、樹脂製スリーブ軸受は、不都合の発生を防止して支障無く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るブラシレスモータを示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同上のブラシレスモータにおける樹脂製ギヤを取り付ける過程を示す分解正面図である。
【図４】従来のブラシレスモータにおける樹脂製ギヤを取り付ける過程を示す分解正面図である。
【図５】従来のブラシレスモータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０  ロータ
１１  ロータマグネット
１２  ステータ
２８  ローレット目（係合条部）
３０，３１  樹脂製スリーブ軸受
３２  シャフト
３３  小径軸部
３４  樹脂製ギヤ
３７  ブラケット
３８  軸受ホルダ
３９  ブッシュ
４１  空間
４２，４３  樹脂製スリーブ軸受のフランジ部
４４  樹脂製ギヤのフランジ部
４８  金属ワッシャ
【図１】
0003845241.tif 000002
【図２】
0003845241.tif 000003
【図３】
0003845241.tif 000004
【図４】
0003845241.tif 000005
【図５】
0003845241.tif 000006