JP2002153012A

JP2002153012A - モータ

Info

Publication number: JP2002153012A
Application number: JP2000345216A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Yajima; 克英矢島; Hitoshi Mutai; 仁志務台; Toshio Yamamoto; 登子雄山本
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-24
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: US6825587B2; CN1353494A; KR100454459B1; US20020057028A1; CN1203605C; KR20020037268A; JP3886097B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータを一方の軸受け側に付勢した状態で回
転させるタイプのモータにおいて、ロータのステータに
対する回転位置精度を向上させることが可能なモータを
提供する。【解決手段】ステータ１に対向配置されたロータ２を
軸方向に付勢する付勢部材３を有すると共に、この付勢
部材３による付勢力を受けた状態でロータ２を回転させ
るモータにおいて、付勢力を受けてロータ２のスラスト
位置方向への位置規制を行う位置規制部（軸受け）４２
を、ステータ１を構成する金属製のステータコア１１，
１２をインサート成形した樹脂製のコイルボビン１８に
一体的に設けたことにより、位置規制部（軸受け）４２
のステータ１に対する位置精度を向上させる。これによ
り、ロータ２のステータ１に対する位置精度も向上し、
この結果、トルクアップが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータを軸方向に
付勢しながら回転させるタイプのモータの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は、回転中心軸を軸方向一側（図２
において矢示Ｘ１方向）に付勢しながら回転させるタイ
プのモータのロータ部分の従来構造を示している。ロー
タ５２の回転中心軸５２ａは、２箇所をメタル軸受け
（図示省略）によって回転自在に支持される。回転中心
軸５１を支承する２つのメタル軸受けのうちの一方は、
フレーム等の固定物に取り付けられている。そして、こ
の固定物に取り付けられている軸受けは、付勢力によっ
て軸方向一側に付勢されたロータ５２の一側の面を受け
るスラスト受けを兼ねる。

【０００３】なお、このようにロータ５２を軸方向一側
に付勢しながら回転させるタイプのモータでは、通常、
固定物へ取り付けられている側の軸受けへロータ５２を
押し付けるためのバネワッシャを含む複数枚のワッシャ
５３を有している。すなわち、ロータ５２の本体５２ａ
の端部とスラスト受けとならない側の軸受けとの間に
は、複数枚のワッシャ５３を配置されていると共に、こ
れら複数のワッシャ５３のうちの１つあるいは２つはバ
ネ性のあるワッシャで構成されている。これにより、ロ
ータ５２が、一側のスラスト受けを兼ねる軸受け側に押
し付けられて、所定の位置で回転するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにこのタ
イプのモータは、ロータ５２のステータ（図示省略）に
対する回転位置をその付勢された側で一定させるため
に、ワッシャ５３のバネ力を用いてロータ５２を軸受け
に押し当てながら回転させる構造となっている。しかし
ながら、各部の摩擦・摩耗を減らすためにワッシャ５３
を複数枚で構成する必要がある。この結果、各ワッシャ
５３の厚みの寸法公差が積み重なり、ロータ５２の軸受
けに対する位置精度もそれ程出ない。この結果、付勢力
のばらつきが大きくなるという問題が生じる。

【０００５】また、スラスト受けを兼ねる軸受けが取り
付けられた固定物とステータとは別体で構成されてい
る。そのため、固定物とステータとの間にも寸法誤差や
取付誤差が生じる。この結果、スラスト受けを兼ねロー
タの回転位置規制部となる軸受けとステータとの位置精
度も出ず、ロータ５２のステータに対する回転位置精度
をさらに悪化させるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題を鑑みて、ロ
ータを一方の軸受け側に付勢した状態で回転させるタイ
プのモータにおいて、ロータのステータに対する回転位
置精度を向上させると共に付勢力を安定させることが可
能なモータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ステータに対向配置されたロータを軸
方向に付勢する付勢部材を有すると共に、この付勢部材
による付勢力を受けた状態でロータを回転させるモータ
において、付勢力を受けてロータのスラスト位置方向へ
の位置規制を行う位置規制部を、ステータを構成する金
属製のステータコアをインサート成形した樹脂製のコイ
ルボビンに一体的に設けたことを特徴としている。その
ため、ロータのスラスト位置規制を行う位置規制部とス
テータを構成する各部、具体的にはステータコア及びコ
イルボビンとの位置精度を容易に出すことが可能とな
り、ロータのステータに対する回転位置精度が良好とな
る。このため、回転トルクが向上する。

【０００８】また、他の発明は、上述のモータにおい
て、ロータの回転中心軸の一端を回転自在に受ける軸受
けを軸方向移動可能なスライド軸受けとして構成し、こ
のスライド軸受けを軸方向移動可能に保持する保持部を
コイルボビンと一体的に設けると共に、保持部に付勢部
材を取り付けたことを特徴としている。そのため、ロー
タを受けるスライド軸受けを付勢する付勢部材のコイル
ボビンに対する保持位置の精度が確保され、これによっ
てロータを付勢する付勢力を制御し易くなる。その結
果、ロータを位置規制部に対して必要以上に強く押し付
けたり、あるいは押し付け力が弱すぎたりすることがな
く、ロータがより位置精度良好な状態で回転することが
可能となる。

【０００９】また、他の発明は、上述の各モータにおい
て、位置規制部は、ロータの回転中心軸の他端側を支承
する軸受けに設けられたことを特徴としている。そのた
め、構成が単純で製造しやすいものとなる。

【００１０】また、他の発明は、上述のモータにおい
て、位置規制部は、付勢部材の付勢力を樹脂製のワッシ
ャを介して間接的に受けることを特徴としている。その
ため、樹脂製のコイルボビンに一体的に形成された位置
規制部と樹脂製のワッシャとが摺動するため、摺動ロス
が少ない。

【００１１】また、他の発明は、上述のモータにおい
て、ロータの回転中心軸の他端側を軸受けから突出さ
せ、この突出部分にリードスクリュー部を形成したこと
を特徴としている。従来、このタイプのモータは、ステ
ータの一端側に軸受けを配置し、ステータの他端側には
コの字状のフレームを連結し、このフレームのステータ
との連結部と反対側の部分に軸受けを配置している。そ
して、ロータの回転中心軸は、その一端をステータに配
置された軸受けに支承され、他端をフレームに配置され
た軸受けに支承されている。このように別の部材にそれ
ぞれ配置された両軸受けにその両端を支承させる構造で
あるため、軸精度を出すのが困難であるという問題が生
じている。上述の発明によれば、ロータの回転中心軸を
支承する両軸受けが共にロータに直接もしくは間接的に
保持されており、軸精度を出すのが容易である。また、
コの字状のフレームを要しないため、コンパクトな形状
となり、他装置への取付スペースに制約がなく、設計の
自由度が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の実施の形態のモータ全体
を示す断面図である。

【００１３】図１に示すように、本発明の実施の形態の
モータ（本実施の形態はステッピングモータで構成され
ているが、ここでは単にモータという）は、ステータ１
と、ステータ１に対向配置されたロータ２とを有してい
る。なお、ロータ２は、後述する付勢部材３によって軸
方向（より具体的には、図１における矢示Ｘ方向）への
付勢力を受けた状態で回転するようになっている。ま
た、ロータ２の回転中心軸４は、その一端側がステータ
１に一体的に形成された軸受け４２を貫通して突出さ
れ、この貫通部分及び突出部分にリードスクリュー部６
が形成されたものとなっている。

【００１４】ステータ１は、２組の金属製のステータコ
ア１１，１２を軸方向に重ねた構成となっており、この
ステータ１の内部にはロータ２が回転自在に配置され
る。各ステータコア１１，１２は、それぞれ重ねた状態
において軸方向外側に配置される外ヨーク１３と、重ね
た状態において隣接配置される内ヨーク１４から構成さ
れている。これら両ヨーク１３，１４は、磁性金属部材
で構成されており、その内周側にはロータ２のマグネッ
ト部２ａの外周面に対向配置される極歯１５が設けられ
ている。

【００１５】上述の２組の外ヨーク１３及び内ヨーク１
４は、巻き線１６，１７を巻回するための樹脂製のコイ
ルボビン１８とインサート成形により一体的に形成さ
れ、対応する一対の内ヨーク１４と外ヨーク１３との間
は巻き線１６，１７を巻回するための巻き線スペースと
なっている。コイルボビン１８は、各巻き線１６，１７
を巻回するための巻線組み込み部１９，２０を有すると
共に、内周部分にはロータ２の周囲を囲む穴部２４を備
えている。なお、上述の極歯１５は、この穴部２４内で
その表面が穴の内側に露出し、後述するロータ２のマグ
ネット部２ａに対向するようになっている。

【００１６】コイルボビン１８の巻線組み込み部１９，
２０に巻回された巻き線１６，１７の巻き始め及び巻き
終わりの部分は、それぞれ端子部２２に立設された端子
ピン２２ａに絡げられている。この端子部２２は、コイ
ルボビン１８に一体的に成形されており、金属製のケー
ス部材２８の開口部より径方向外側に突出される。

【００１７】また、さらにステータ１は、図１において
右側に延出され、ケース部材２８の軸方向における開口
部分から軸方向に突出されたキャップ部２５を有してい
る。このキャップ部２５は、ロータ２の後端側に配置さ
れ、後述するようにステータ１の内部にロータ２が挿入
された後にロータ２の回転中心軸２１の後端（図１にお
ける右側端部）を支承するスライド軸受け４１を軸方向
移動可能に保持するための円形の孔２５ａを有してい
る。なお、組み立て時においては、この孔２５ａはロー
タ２をステータ１の内部に挿入するための入り口部とな
る。このように構成されたキャップ部２５は、上述のコ
イルボビン１８に一体的に成形されたものとなってお
り、このキャップ部２５の孔２５ａは上述の穴部２４に
連続する一連の穴となっている。

【００１８】また、キャップ部２５の孔２５ａには、上
述のスライド軸受け４１をはめ込んださらに後から、ス
ライド軸受け４１の後端部分に当接しスライド軸受け４
１を軸受け４２側に付勢するリーフスプリング３ａを備
えた付勢部材３がはめ込まれて保持される。すなわち、
ロータ２の回転中心軸２１の後端を支承するスライド軸
受け４１は、付勢部材３と回転中心軸２１との間に配置
される。そして、付勢部材３は、スライド軸受け４１に
対して常時軸受け４２側へ付勢力を与えることによっ
て、ロータ２を軸受け４２側へ付勢して回転中心軸２１
を軸受け４２に押し付けるものとなっており、これによ
りロータ２の回転を安定させるためのものとなってい
る。すなわち、上述のキャップ部２５は、この付勢部材
３を保持するための保持部となっている。

【００１９】なお、本実施の形態では、スライド軸受け
４１を付勢するためにリーフスプリング３ａの付勢力を
用いており、従来のようにバネワッシャを含む複数のワ
ッシャを重ねる構成とはなっていない。そのため、ワッ
シャの枚数を従来より大幅に減らすことができ、ワッシ
ャの厚さ寸法の公差が軸方向に積み重ならないものとな
る。従って、ロータ２を付勢する付勢力が安定する。

【００２０】また、ステータ１の一方の外ヨーク１３の
図１において左側の端面には、軸受け保持面４２ａが配
置され、この軸受け保持面４２ａの中心に軸受け４２が
配置されている。この軸受け４２及び軸受け保持面４２
ａは、上述の樹脂製のコイルボビン１８と一体的に樹脂
で成形されている。

【００２１】軸受け４２は、ロータ２の回転中心軸２１
を回転自在に支承するラジアル軸受けであると共に、上
述した付勢部材３で付勢された付勢力を受けてロータ２
のスラスト位置方向への位置規制を行う位置規制部とな
っている。

【００２２】そのため、付勢部材３の付勢力によってロ
ータ２が図１における矢示Ｘ方向に付勢されると、ロー
タ２の回転中心軸２１のくびれ部２１ａにはめ込まれた
樹脂製のＣ型ワッシャ２１ｂが軸受け４２の端面に押し
付けられる。すなわち、Ｃ型ワッシャ２１ｂの外径は、
軸受け４２の孔径より大きく形成されており、ロータ２
が矢示Ｘ方向へ移動することにより、Ｃ型ワッシャ２１
ｂの端面が軸受け４２の端面に押し付けられるからであ
る。このような構成により、軸受け４２は、付勢部材３
の付勢力を樹脂製のＣ型ワッシャ２１ｂを介して間接的
に受けることとなる。

【００２３】このように、ロータ２の位置規制部を兼ね
た軸受け４２は、コイルボビン１８と一体的に形成され
た樹脂製となっており、ステータ１と一体的となってい
る。すなわち、このモータは、ロータ２のスラスト位置
規制を行う位置規制部がステータ１と一体的となってお
り、位置規制部のステータ１に対する位置精度を出しや
すいものとなる。

【００２４】なお、本実施の形態では、上述したように
軸受け４２をロータ２のスラスト位置規制部としたが、
軸受け４２とは別にロータ２の位置規制部をステータ１
に一体的に設けるようにしても良い。その場合、軸受け
４２は、ステータ１と一体でなくても良い。

【００２５】ステータ１の穴部２４内には、ロータ２が
回転自在に配置される。このロータ２は、ステータ１の
極歯１５に対向配置されるマグネット部２ａと、このマ
グネット部２ａの回転中心孔に接着によりマグネット部
２ａの軸方向端面から一側が突出するように挿通固定さ
れた金属製の回転中心軸２１を有している。回転中心軸
２１のマグネット部２ａの内側に配置する部分には、接
着材溜まり溝２１ｄが形成されている。なお、この接着
剤溜まり溝２１ｄを設けず、マグネット部２ａに回転中
心軸２１を圧入または接着して両者を固定しても良い。

【００２６】回転中心軸２１のマグネット部２ａの内側
に配置する部分とリードスクリュー部６との間の部分に
は、上述したようにくびれ部２１ａが形成されており、
このくびれ部２１ａには樹脂製のＣ型ワッシャ２１ｂが
はめ込まれている。また、回転中心軸２１のマグネット
部２ａから突出している部分であって、かつくびれ部２
１ａより先端側部分の外周には、リードスクリュー部６
が形成されている。なお、このリードスクリュー部６に
は、図示しないヘッド部材のネジ部が螺合されており、
リードスクリュー部６が回転することによりこのヘッド
部が図１における左右方向に移動可能となっている。

【００２７】このロータ２は、リードスクリュー部６が
形成された側を先頭にして、ステータ１のキャップ部２
５側から穴部２４内に挿入されることにより組み込まれ
る。すなわち、ロータ２の回転中心軸２１のリードスク
リュー部６側の先端をキャップ部２５の孔２５ａ内に差
し込んでいき、リードスクリュー部６の先端側が穴部２
４及び軸受け４２を通過する。そして、リードスクリュ
ー部６の大部分を軸受け４２から突出させる。

【００２８】その後、この状態でキャップ部２５の孔２
５ａ内にスライド軸受け４１を挿入し、さらにこのスラ
イド軸受け４１の後端側にリーフスプリング３ａを当接
させながら付勢部材３をキャップ部２５に被せることに
より、モータが組み立てられる。そして、このように組
み立てられたモータは、ステータ１の巻き線１６，１７
に電流が供給されると、ロータ２は回転中心軸２１を中
心として軸受け４２側に付勢されながら両軸受け４１，
４２に支承されて回転し、この回転によりリードスクリ
ュー部６に螺合されたヘッド部材を軸方向へ移動させる
ようになっている。

【００２９】本発明は、上述したように、軸方向に重ね
て配置される２つのステータコア１１，１２がコイルボ
ビン１８と共にインサート成形により一体化された構成
となっている。そして、図１において左側に配置された
軸受け４２は、矢示Ｘ方向への付勢力を受けてロータ２
のスラスト方向における回転位置を規制する位置規制部
となっており、この軸受け４２をコイルボビン１８と一
体成形した構成となっている。さらに、ロータ２を矢示
Ｘ方向に付勢する付勢部材３を保持する保持部としての
キャップ部２５もコイルボビン１８と一体成形された構
成となっている。

【００３０】そのため、位置規制部のステータ１に対す
る位置精度及び付勢部材３のステータ１に対する位置精
度を良好とすることができる。この結果、ロータ２のス
テータ１に対する、特にステータ１の極歯１５に対する
回転位置の精度を良好にできる。すなわち、従来のよう
に、各部材を組み立てる際の組み立て誤差の累積によ
り、ロータ２のステータ１に対する回転位置の精度に狂
いを生じさせるという不具合が生じない。このようにロ
ータ２のステータ１に対する回転位置精度を向上させる
ことにより、ロータ２と極歯１５との間の磁気ロスを低
減することが可能となるため、モータのトルクアップが
図れる。逆に、トルクアップを必要としない場合は、マ
グネットを小さく構成することにより、材料費を低減す
るという効果を得ることも可能である。

【００３１】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変
形実施が可能である。例えば、上述の実施の形態では、
インサート成形により金属製のステータコア１１，１２
を樹脂製のコイルボビン１８に一体的に組み込んだが、
特にインサート成形としなくても良いし、コイルボビン
１８を別の材料で形成しても良い。

【００３２】また、上述の実施の形態では、スライド軸
受け４１を保持する保持部となるキャップ部２５をコイ
ルボビン１８と一体的に形成したが、キャップ部２５が
ステータ１に対してそれ程精密な位置精度が必要ない場
合には、キャップ部２５は別体で形成しても良い。この
ように構成しても、付勢部材３がロータ２を軸受け４２
側に付勢し軸受け４２でロータ２を受けているため、ロ
ータ２と軸受け４２の位置精度は良好となる。したがっ
て、軸受け４２が一体的に形成されているステータ１
と、ロータ２との位置精度も良好なものとなる。

【００３３】また、上述の実施の形態では、付勢部材３
の付勢力により軸方向にスライド移動しようとするロー
タ２を、樹脂製のＣ型ワッシャ２１ｂを介して間接的に
軸受け４２で位置規制する構成としたが、Ｃ型ワッシャ
２１ｂを無くして軸受け４２で直接的にロータ２を受け
るようにしても良い。また、ワッシャの形状をＣ型ワッ
シャとせず、リング状としても良い。さらに、ワッシャ
２１ｂは樹脂製ではなく金属製等、他の材料で形成され
ても良い。またさらに、ワッシャを回転中心軸２１には
め込むのではなく、回転中心軸２１の所定の位置に径方
向に突出する凸部を設け、この凸部の端面がロータ２の
回転時に軸受け４２に摺動するような構成としても良
い。さらに、ワッシャを回転中心軸２１にはめ込まず、
軸受け４２とロータ２の間に入れるだけでも良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ステ
ータに対向配置されたロータを軸方向に付勢する付勢部
材を有すると共に、この付勢部材による付勢力を受けた
状態でロータを回転させるモータにおいて、付勢力を受
けてロータのスラスト位置方向への位置規制を行う位置
規制部をステータに一体的に設けている。そのため、ロ
ータのスラスト位置規制を行う位置規制部とステータと
の位置精度を容易に出すことが可能となり、ロータのス
テータに対する回転位置精度が良好となる。この結果、
回転トルクと組み立て性を向上させることが可能とな
る。また、トルクアップの必要がない場合は、ロータマ
グネットの体積を減少させることができ、製造コストを
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のモータの全体構成を示す
断面図である。

【図２】従来のモータの主要部となるロータ周辺部分を
示した断面図である。

【符号の説明】

１ステータ２ロータ３付勢部材６リードスクリュー部１１，１２ステータコア１８コイルボビン２１回転中心軸２１ｂＣ型ワッシャ２５キャップ部（保持部）４１スライド軸受け４２軸受け（位置規制部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本登子雄長野県諏訪郡下諏訪町5329番地株式会社三協精機製作所内Ｆターム(参考） 5H604 BB02 BB14 CC01 CC05 CC19 DB01 5H605 BB05 CC04 EB02 EB18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータに対向配置されたロータを軸方
向に付勢する付勢部材を有すると共に、この付勢部材に
よる付勢力を受けた状態で上記ロータを回転させるモー
タにおいて、上記付勢力を受けて上記ロータのスラスト
位置方向への位置規制を行う位置規制部を、上記ステー
タを構成する金属製のステータコアをインサート成形し
た樹脂製のコイルボビンに一体的に設けたことを特徴と
するモータ。
【請求項２】前記ロータの回転中心軸の一端を回転自
在に受ける軸受けを軸方向移動可能なスライド軸受けと
して構成し、このスライド軸受けを軸方向移動可能に保
持する保持部を前記コイルボビンと一体的に設けると共
に、上記保持部に前記付勢部材を取り付けたことを特徴
とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】前記位置規制部は、前記ロータの回転中
心軸の他端側を支承する軸受けに設けられたことを特徴
とする請求項１または２記載のモータ。
【請求項４】前記位置規制部は、前記付勢部材の付勢
力を樹脂製のワッシャを介して間接的に受けることを特
徴とする請求項３記載のモータ。
【請求項５】前記ロータの回転中心軸の他端側を前記
軸受けから突出させ、この突出部分にリードスクリュー
部を形成したことを特徴とする請求項３または４記載の
モータ。