特開 2024-127031 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127031

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/167 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H02K5/167

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035866

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】新谷 直樹

(72)【発明者】

【氏名】小幡 修平

(72)【発明者】

【氏名】新井 忠

(72)【発明者】

【氏名】川島 琴司

【テーマコード（参考）】

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H605AA05

5H605BB05

5H605CC04

5H605CC05

5H605DD03

5H605EB07

(57)【要約】

【課題】軸受とヨークの同軸度がよい、静音で安定した動作をするモータを提供することである。
【解決手段】磁気回路を形成するヨーク３と、ヨーク３を励磁する励磁コイル４と、ロータマグネット６と軸７とを有するロータ１２と、軸７の一方端部を支持する第１軸受部９と、軸７の他方端部７－ａを支持する第２軸受２とを備え、第２軸受２は、ヨーク３の内径にその外径部２－ｂが圧入保持されており、第２軸受２の外径部２－ｂと内径部２ーｆとの間に、軸方向の厚みが周辺部よりも薄い薄肉部２－ａが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気回路を形成するヨークと、
前記ヨークを励磁する励磁コイルと、
ロータマグネットと軸とを有するロータと、
前記軸の一方端部を支持する第１軸受と、
前記軸の他方端部を支持する第２軸受と
を備え、
前記第２軸受は、
前記ヨークの内径にその外径部が圧入保持されており、
前記第２軸受の外径部と内径部との間に、軸方向の厚みが周辺部よりも薄い薄肉部が設けられていることを特徴とするモータ。

【請求項2】

前記第２軸受は、前記軸の前記他方端部を円錐形状で受けることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記薄肉部は、前記第２軸受における軸方向のいずれかの面に設けられた環状の溝であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。

【請求項4】

前記第２軸受の薄肉部は、同心円状に少なくとも２箇所以上配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。

【請求項5】

前記溝は、前記第２軸受の軸方向における前記ロータマグネット側の面に設けられたことを特徴とする請求項３に記載のモータ。

【請求項6】

前記第２軸受は押さえ板と一体化されていることを特徴とする請求項５に記載のモータ。

【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等に代表されるモータの軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のモータは、例えば特許文献１に記載されているように、反出力側の樹脂からなる軸受がヨーク内径部に嵌められた構造としており、これによりモータ回転軸の中心出しがされ、軸振れを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１０４８４９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、ヨーク内径部と軸受が圧入設定の場合、樹脂からなる軸受の外径部がヨーク内径部から受ける圧入力により軸受が変形し、軸と摺動する軸受面が変形することがある。軸受面が変形すると、軸受とヨークの同軸度が悪くなり、軸ブレが起こりやすくなることに伴い、駆動音が大きくなることがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記を鑑み、本発明にかかるモータは、
磁気回路を形成するヨークと、
前記ヨークを励磁する励磁コイルと、
ロータマグネットと軸とを有するロータと、
前記軸の一方端部を支持する第１軸受と、
前記軸の他方端部を支持する第２軸受と
を備え、
前記第２軸受は、
前記ヨークの内径にその外径部が圧入保持されており、
前記第２軸受の外径部と内径部との間に、軸方向の厚みが周辺部よりも薄い薄肉部が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、軸受とヨークの同軸度がよく、静音で安定した動作が可能なモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施例１の分解斜視図。

【図2】本発明の実施例１の断面図。

【図3】本発明の実施例１の分解斜視図（押さえ板と軸受）。

【図4】本発明の実施例１の押さえ板を除いた図。

【図5】本発明の実施例１の第２軸受とヨークの位置関係を示す断面図。

【図6】本発明の実施例１の第２軸受単品の図。

【図7】本発明の実施例１の第２軸受形状の異なる凹形状を示す図。

【図8】本発明の実施例１の第２軸受が貫通形状となる構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施例１）
図１は本発明の実施例１に係るモータＭの一例としてのＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型ステッピングモータの出力軸にリードスクリューが取り付けられたモータユニットの構造を示す分解斜視図であり、図２は断面図である。なお、以下の説明においてはこのモータユニットをモータと称するが、これに限られない。

【0009】

本実施例のモータＭは、回転駆動されるリードスクリュー（回転軸）７とマグネット６からなるロータ部１２と、リードスクリュー７の一方端部を回転自在に軸支する第１軸受部９及びリードスクリュー７の端部をスラスト方向に付勢する板バネ１０及び前記第１軸受９を保持するコの字形状のアングル８を有するベース部１１と、外ヨーク３、内ヨーク５、コイル４、第２軸受２、押さえ板１からなるステータ部１３とで構成される。

【0010】

ステータ部１３は、ロータ１２の周囲、特にマグネット６の周囲に外ヨーク３、内ヨーク５と、励磁コイル３を備え、外ヨーク３と内ヨーク５は、例えば、軟磁性材で構成されて磁気回路を形成するものであり、周方向に配設された複数の櫛歯を有する。リードスクリュー７の他方端部の外周面には円周方向に多極着磁された永久磁石からなるロータマグネット１２が嵌装されており、リードスクリュー７の一方端部からロータマグネット６付近までの外周面にはらせん状のネジ部７－ｂが形成されている。

【0011】

ステータ部１３は、外ヨーク３がアングル８に立設された第１の取付部８ａに溶着により固定される。更にアングル部８には第２の取付部８ｂが立設されており、中空円筒形状をした第１軸受９が第２の取付部８ｂの取付穴に嵌合もしくは圧入固定され、板バネ１０が第２の取付部８ｂを覆うように取付られている。

【0012】

図３は本実施例に係るモータＭの一部分解斜視図である。図３（ａ）は第２軸受２側から見たもので、図３（ｂ）はリードスクリュー７の軸方向でその反対側から見たものである。第２軸受２は、外ヨーク３に対し圧入固定された上で押さえ板１によって押さえられることで取り付けられている。第２軸受２は樹脂材料からなり、袋形状（非貫通形状）でリードスクリュー７の先端部７－ａを受ける軸受である。図４に示すように外ヨーク３の櫛歯内径部３－ａに第２軸受２の外径部２－ｂを圧入保持することで外ヨーク３と同軸に位置決めされる（図４は押さえ板１を外した状態図である）。図３（ｂ）や図５の断面図（図４のＡ－Ａ断面）に示すように、第２軸受２のリードスクリュー７側には、環状の凹部２－ａが設けられている。この凹部２－ａについて詳しくは後述する。

【0013】

第２軸受２はスラスト方向凸部２－ｄと押さえ板１の穴１－ａとが嵌合されており（図２参照）、押さえ板１は外ヨーク３に対して溶着されているため、第２軸受２は押さえ板１によりスラスト方向に位置決め・保持されている。なお、第２軸受２のラジアル凸部２－ｃは外ヨーク３の切り欠き部３－ｂに嵌合することによって位置決めされるため、第２軸受２と外ヨーク３が相対的に回転方向に位置ずれを起こすことを防止している。

【0014】

ここで本実施例の軸受形状について説明する。上記のように、第２軸受２は樹脂材料からなり、袋形状（非貫通形状）で、例えば図４、図５、図６に示すように外ヨーク３の櫛歯内径部３－ａに第２軸受２の外径部２－ｂを圧入保持することで同軸に位置決めされる。なお、先端部７－ａを受ける袋形状の部分には円錐形状が設けられており、リードスクリュー７の軸振れを防止しているが、本実施例では後述する凹部２－ａによってさらに軸振れを低減している。詳しくは後述する。

【0015】

本実施例では、このように第２軸受２が外ヨーク３に圧入により保持されるため、クリアランスによる同軸ずれは発生せず、クリアランス設定するものに比べて同軸精度がよくなる。しかし、樹脂からなる第２軸受２が外ヨーク３の内径に圧入されるため、圧入力が大きいと第２軸受２の外径部２－ｂが外ヨーク３内径から受ける反力（圧入力）により変形を起こし、軸（リードスクリュー７の先端部７－ａ）と接触する面２－ｅや面２－ｆ（図５参照）が変形を起こしやすい。先端部７－ａと接触する面が変形を起こすと接触面の平面度が悪化し、先端部７－ａと円周方向で均等に当接しなくなるため、軸振れが発生し、振動や騒音の悪化に繋がっていた。また、圧入により樹脂からなる軸受の外径部にバリや削れが発生し、バリの滑落や削れたものがモータ本体に入り込むと、例えばマグネットとヨークの隙間に入り作動を悪化させることがあった。

【0016】

それに対し本実施例は、図６に示すように、第２軸受２の外径部２－ｂと先端部７－ａと摺接する内径部（面２－ｆ）との間に円環状の凹部２－ａ（溝）を設けることで圧入力が直接第２軸受２の内径部側（面２－ｆ側）に伝達されないため、軸との摺動面である面２－ｆの変形を防止することができる。また、凹部２－ａにより軸受の圧入部付近の剛性を下げることができるため、圧入力が下がり、軸受の削れへの影響を低減することができる。

【0017】

（実施例２）
以下、本発明の実施例２に係るモータＭについて図７を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様であり同じ構成については同じ符号を用いたうえで詳細な説明を省略し、相違点についてのみ説明する。図７は本実施例に係るモータＭの第２軸受２を示しており、外ヨーク３への圧入箇所である外径部２－ｂとラジアル方向で重なる位置（５か所）にのみ凹部２－ａを設けた例である。

【0018】

このように、凹部２－ａを周方向で環状に設けなくてもよく、本実施例のように少なくとも圧入力のかかる部分である外径部２－ｂとラジアル方向で重なる位置に設けてあると、効果的に面２－ｆの変形を防止することができる。

【0019】

ただし、本発明においては外径部２－ｂとラジアル方向で重なる位置に設けることは必須ではなく、例えば外径部２－ｂとラジアル方向で重なる部分の一部（例えば３か所。好ましくは複数箇所。）にのみ凹部２－ａを設けてもよいし、外径部２－ｂとラジアル方向で重なる部分の５か所に対し、それぞれの箇所の一部（例えば半分）の部分にのみ凹部２－ａを設けてもよい。

【0020】

さらに、外径部２－ｂとラジアル方向で重なる部分には凹部２－ａを設けずに、外径部２－ｂとラジアル方向で重ならない部分にのみ凹部２－ａを設けてもよい。さらに、外径部２－ｂとラジアル方向で重なる部分の位置に関わらず、周方向に等間隔あるいは不規則な間隔で凹部２－ａを配置してもよい。いずれの場合も、第２軸受２を外ヨーク３に圧入した際の圧入力の影響による面２－ｆの変形を防止することができる。

【0021】

また、環状に凹部２－ａを設ける場合には、円形状、あるいは円弧形状に限らず、周方向の位置において凹部２－ａの位置や幅が異なるように設けてもよい。また、周方向に複数の凹部２－ａを設ける場合には、同心円状でなくてもよい。

【0022】

（実施例３）
以下、本発明の実施例３に係るモータＭについて図８を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様であり同じ構成については同じ符号を用いたうえで詳細な説明を省略し、相違点についてのみ説明する。本実施例は、第２軸受１４が貫通形状となっている構造のモータである。本実施例においても実施例１の第２軸受２と同様に、外径部１４－ｂと内径部（リードスクリュー１６との摺接面である面１４－ｆ）の間に円環状の凹部１４－ａを設けることで、リードスクリュー１６の先端部１６－ａをラジアル受けする第２軸受１４の内径部の変形を防止でき、内径変形（径が小さくなる方向への変形）により軸と軸受間のクリアランスがなくなることによる動作不良の発生をも防止することができる。

【0023】

なお、上述した各実施例においては、凹部２－ａをリードスクリュー７側に設けているが、これに限られず、リードスクリュー７の軸方向で押さえ板１側の面に設けられてもよい。ただし、リードスクリュー７の先端部７－ａとの摺接部（面２－ｆ）とラジアル方向に重なる位置に凹部２－ａが設けられることによって、効果的に面２－ｆの変形を防止することができ、好適である。

【0024】

また、凹部２－ａを設けた第２軸受と押さえ板１とを一体に形成してもよい。この場合、凹部２－ａを設ける位置も、軸方向においてろーたマグネット６側の面であってもよいし、その反対側の面であってもよい。

【0025】

また、以上説明した各実施形態においては、圧入力を調整する調整部の一例として凹部２－ａや凹部１４－ａについて説明したが、周辺部よりも軸方向における肉厚が薄い薄肉部が設けられていればよく、軸方向に貫通していてもよい。

【符号の説明】

【0026】

１ 押さえ板
１－ａ 押さえ板穴
２ 第２軸受け
２－ａ 第２軸受け円環状の凹部
２－ｂ 第２軸受け内径ストレート部
２－ｃ 第２軸受けラジアル凸部
２－ｄ 第２軸受けスラスト凸部
２－ｅ 軸と接触する面
２－ｆ 軸と接触する面（内径部）
３ 外ヨーク
３－ａ 外ヨーク櫛歯内径部
３－ｂ 外ヨーク切り欠き部
４ コイル
５ 内ヨーク
６ マグネット
７ リードスクリュー（軸）
７－ａ リードスクリュー先端部
７－ｂ ネジ部
８ アングル
８－ａ 第１の取付部
８－ｂ 第２の取付部
９ 第１軸受
１０ 板バネ
１１ ベース部
１２ ロータ部
１３ ステータ部
１４ 実施例３の第２軸受
１４－ａ 実施例２の第２軸受の凹部
１５ 実施例３の押さえ板
１６ 実施例３の軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】