ステッピングモータ
【課題】簡単な構造で軸受板をヨーク及び端板に固定する。
【解決手段】回転軸２１を取り囲むように筒状のヨーク４２が配置される。ヨーク４２の内周部には、回転軸２１周りに複数の極歯４３が設けられている。極歯間には凹部４４が形成される。軸受板６の外周には凸部６３が設けられる。軸受板６の外周における凸部６３のヨーク側には段部６４が設けられる。段部６４はヨークの内周部に形成された凹部４４内に収容される。端板７には収納部７１が形成されており、収納部７１に軸受板の凸部６３が入り込む。端板７をヨーク４２の端面に固定することにより、軸受板６は端板７を介してヨーク４２に固定される。
【解決手段】回転軸２１を取り囲むように筒状のヨーク４２が配置される。ヨーク４２の内周部には、回転軸２１周りに複数の極歯４３が設けられている。極歯間には凹部４４が形成される。軸受板６の外周には凸部６３が設けられる。軸受板６の外周における凸部６３のヨーク側には段部６４が設けられる。段部６４はヨークの内周部に形成された凹部４４内に収容される。端板７には収納部７１が形成されており、収納部７１に軸受板の凸部６３が入り込む。端板７をヨーク４２の端面に固定することにより、軸受板６は端板７を介してヨーク４２に固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を軸受板により支持するステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、入力されたパルス信号に応じて回転軸が回転するモータであり、光学ドライブやデジタルカメラなどに用いられている。このようなステッピングモータの構成としては、例えば、円筒状の永久磁石を備えた回転軸の周囲を、軟磁性材料で構成された円筒状のヨークが覆い、ヨーク内には励磁コイルを巻回したボビンが収納される。
【０００３】
この種のステッピングモータでは、回転軸の駆動部と逆側の端部は、ヨーク端部に配置された軸受板に支持されている。軸受板は、孔部を設けた端板に溶接や圧入等で固着されている。この端板をヨーク端面に溶接等により固定させることで、軸受板はヨークに固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９５０７０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、このような構成では、軸受板を端板に強固に固定しようとすると、軸受板の一部がヨーク端面から大きく突き出てしまい、軸受板やモータ全体の小型化を図れないという問題があった。さらに、その組立工程において、軸受板を予め端板に圧入等で固定し、さらに端板を溶接等でヨークに固定するという二段階の工程が必要であった。また、組立工程では各部材の位置決めも考慮しなければならず、組立に多大な手間がかかるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡単な構造で軸受板をヨーク及び端板に固定することができ、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができるステッピングモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のステッピングモータは、以下のように構成される。
（ａ）回転軸と、回転軸を取り囲むように配置された筒状のヨークとから構成される。ヨークの内周部には、回転軸周りに複数の極歯が設けられる。極歯間には凹部が形成されている。
（ｂ）筒状のヨークの端部には軸受板が配置され、回転軸の一端を支持する。軸受板のヨークと反対側には端板が配置され、軸受板をヨークに固定する。
（ｃ）軸受板の外周には凸部が設けられ、その底面がヨークと当接している。
（ｄ）軸受板の外周における凸部のヨーク側には段部が設けられる。さらに、この段部はヨークの内周部に形成された凹部内に収容される。
（ｅ）端板には収納部が形成されており、収納部に軸受板の凸部が入り込む。
（ｆ）端板をヨークの端面に固定することにより、軸受板は端板を介してヨークに固定される。
【発明の効果】
【０００８】
以上のような本発明によれば、軸受板に段部と凸部を設ける簡単な構造としながらも、軸受板をヨーク及び端板に強固に固定し、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができる。さらに、軸受板の凸部と段部とが一体的に設けられているので、軸受板の構造をコンパクトにすることができるとともに凸部の強度が高められ、これにより凸部の高さを低減することができ小型化できる。また、軸受板は端板とヨークに挟み込まれように固定されるため、モータ組立時に軸受板をヨークまたは端板に対して圧入等で固定する必要がなく、端板を溶接等で固定する１回の工程で済み、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態のステッピングモータの全体構成を示す、モータ軸線方向断面図である。
【図２】ステッピングモータの要部を分解した上方斜視図である。
【図３】ステッピングモータの要部を分解した下方斜視図である。
【図４】（ａ）はステッピングモータの要部平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）は、ステッピングモータに使用するカバーを示す斜視図であり、（ｂ）はカバーをモータに取り付けた状態を示すモータ軸線方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態に係るステッピングモータについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、ステッピングモータの全体構成を説明し、次に要部の構成を詳説する。さらに、各部の配置及び組立の態様について説明する。
【００１１】
（１．全体構成）
図１に示すように、ステッピングモータ１は、大別すると回転磁界により回転するロータ２と、回転磁界を発生させるステータ３から構成される。
【００１２】
ロータ２の回転軸２１は、一部がステータ３の内部に収容され、残りの部分は外部へ突出する。回転軸２１のステータ３内部に収容されている部分の周囲には、永久磁石２２が配置されている。永久磁石２２は、円周上にＮＳＮＳ…と交互に多極着磁され、ステータ３と所定の間隔を介して対向している。回転軸２１の、ステータ３外部に突出した部分は、その表面にねじ部が設けられる。図示しないが、ナット等がこのねじ部に嵌入され、回転軸２１の回転によってナットを移動させ、このナットを介して他の部材の移動を行っている。
【００１３】
ステータ３は、２つのステータユニット３ａ及び３ｂから構成され、これら２つのステータユニット３ａ及び３ｂはモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されている。２つのステータユニット３ａ及び３ｂはそれぞれ、外ヨーク４２と、コイルボビン５と、コイルボビン５を外ヨーク４２との間で挟んで支持する内ヨーク４１とを備えている。
【００１４】
内ヨーク４１及び外ヨーク４２は軟磁性材料で構成されている。内ヨーク４１は環状部材であり、外ヨーク４２は筒状部材である。それぞれの内周部には、複数の極歯４３がモータ軸線Ｌ方向に沿うように設けられ、円周等配位置に配置されている。内ヨーク４１の外周縁は外ヨーク４２の外周縁に嵌合して固定され、１つのヨーク（ステータコアともいう）を形成する。それぞれの極歯４３はステータ３内部で周方向に交互に並んだ配置となり、ロータ２の永久磁石２２と対向する。
【００１５】
コイルボビン５には端子ピン５１が設けられ、この端子ピン５１に励磁コイルの端部が把持されてコイルボビン５の周面に巻回される。
【００１６】
ステータユニット３ｂの外ヨーク４２の端部には、軸受板６が取り付けられ、ステータ３内部に収容された回転軸２１の一端を支持する。本明細書では、この一端を反出力端とし、ステータ３外部に延びる他端を出力端と定義する。ステータ３の端面には、軸受板６を覆うように端板７が取り付けられ固定されている。
【００１７】
回転軸２１の出力端は、モータ取付板８に支持される。モータ取付板８は、ステータ３の出力端側端面に固定される基端側垂直部８１と、そこから垂直に立設する水平部８２と、水平部８２の先端から直角に折れ曲がり、基端側垂直部８１と平行に延びる先端側垂直部８３を有する。先端側垂直部８３には、出力端側軸受板９が設けられている。回転軸２１は、ステータ３から基端側垂直部８１に設けられた孔８１ａを介して延び、出力端側軸受板９に回転可能に支持される。水平部８２には孔８２ａが設けられている。この孔８２ａを介して、ステッピングモータ１を各種機器にボルト締め等によって取り付ける。
【００１８】
（２．要部構成）
本実施形態の要部である、外ヨーク４２、軸受板６、及び端板７の構成について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（２−１．外ヨーク）
外ヨーク４２は、ステータユニット３ａ及び３ｂのそれぞれに備えられているが、本実施形態では反出力端側のステータユニット３ｂの外ヨーク４２について述べる。
【００２０】
本実施形態において、図２に示すように、外ヨーク４２は複数の極歯４３を備えている。複数の極歯４３は円周等配位置に設けられ、各極歯４３の間には内周部から外周部に向かって半径方向に凹む複数の凹部４４が形成されている。複数の凹部４４は同一形状であり、等間隔に形成されている。
【００２１】
（２−２．軸受板）
軸受板６は、所定の厚みを有する円盤部材であり、樹脂成形品で構成される。本実施形態では、外ヨーク４２側に位置する方を底面とし、端板７側に位置する方を外面とする。軸受板６の底面側には、回転軸２１を支持する筒状の軸受部６１が設けられる。軸受部６１の基底面には、外面側に抜ける貫通孔６２が設けられる。
【００２２】
図２に示すように、軸受板６の外面側には、凸部６３が形成されている。凸部６３は、軸受板６の外周部から端板７側に突出し、さらに半径方向外方へ突出する。
【００２３】
図３に示すように、凸部６３の外方に突出した部分の、外ヨーク４２側の面には、段部６４が形成されている。段部６４は、軸受板６の周面から軸受板６の半径方向外方へ突出するように形成されている。凸部６３は、その少なくとも一部が段部６４より外方へ突出している。なお、段部６４は凸部６３より小さく、その周縁は凸部６３の周縁からはみ出さない。つまり、軸受板６の外面側から見たとき、段部６４は凸部６３に外周を覆われて露出しない状態となるように構成するとよい。段部６４は、外ヨーク４２の凹部４４に収容可能なサイズに形成されている。なお、この段部６４を外ヨーク４２の凹部４４の内面に当接する寸法に設定するとよい。段部６４の先端部やその側面部が凹部４４の内面に当接することで、軸受板６と外ヨーク４２との位置決めが成され、また固定強度が向上する。
【００２４】
図３に示すように、軸受板６は段部６４及び凸部６３を２個ずつ有し、それぞれ軸受板６のモータ軸線Ｌに対して左右対称となる位置に配置されている。さらに、図２に示すように、軸受板６の外面側には、表面の一部を切り欠いて外周縁から貫通孔６２に至る切り欠き部６５が形成されている。
【００２５】
（２−３．端板）
端板７は薄肉の金属円板である。図２に示すように、円板中央には、軸受板６の凸部６３の収納部として略Ｔ字形状の孔部７１が設けられている。Ｔ字の基部から水平部に向けて板バネ７２が伸び、図４（ａ）に示すように、その先端は端板７の円中心に位置している。図４（ｃ）に示すように、板バネ７２は端板７の表面に対して所定角度斜めになるように切り起こされ、途中で当初角度より緩やかな角度となるように折り曲げられている。Ｔ字の水平部は、軸受板６の２つの凸部６３の外周面に沿って掛け渡される大きさとなっている。
【００２６】
（３．各部の配置）
外ヨーク４２、軸受板６及び端板７の配置の態様について、組み立て方法に言及しつつ説明する。また、これらの部分と他の部分との配置についても簡潔に述べる。
【００２７】
（３−１．軸受板の配置）
軸受板６は、軸受部６１が設けられた底面側を外ヨーク４２内部に向けて配置する。このとき、図４（ｂ）に示すように、軸受板６の２つの段部６４が、モータ軸線Ｌを挟んで左右対称に位置する２つの凹部４４にそれぞれ入るように位置合わせする。軸受板６は、段部６４が凹部４４内に収容されたところで、モータ軸線Ｌ方向の動きが規制され、周面が外ヨーク４２の内周部に設けられた極歯４３の根元部分に当接した状態で固定される。さらに、段部６４によって、軸受板６の円周方向の動きも規制される。軸受板６の凸部６３は、外ヨーク４２側の面、すなわち底面が外ヨーク４２の凹部４４近傍の端面上に載置されて、軸受板６と外ヨーク４２との高さ位置が固定される。これにより、軸受板６の外面側に設けられた凸部６３のみが外ヨーク４２の端面から突出した状態となる。
【００２８】
（３−２．端板の配置）
軸受板６の配置完了後、端板７を外ヨーク４２の端面に取り付ける。端板７の位置合わせは、孔部７１のＴ字形状の水平部に、外ヨーク４２の端面から突出した軸受板６の２つの凸部６３を、外周面に沿わせるよう入れる。さらに、板バネ７２が軸受板６の切り欠き部６５に入るようにする。さらに、端板７の表面から斜めに切り起こされた板バネ７２の先端が軸受板６の貫通孔６２の直上に位置する。
【００２９】
このとき、図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、軸受板６はその外面が、端板７のヨーク側の面、すなわち下面に当接している。そして、図４（ｂ）に示すように、凸部６３のヨーク側の面、すなわち底面が、外ヨーク４２の端面上に載置されている。
【００３０】
端板７は、外ヨーク４２の端面に溶接又は接着剤によって固定される。これにより、軸受板６は、外ヨーク４２と端板７に挟まれる形となり、端板７を介して外ヨーク４２に固定された状態となる。
【００３１】
（３−３．他の部分の配置）
端板７の固定後に、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付ける。さらに、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ｂを構成する。又、先端側垂直部８３に出力端側の軸受板９を設置し、モータ取付板８の基端側垂直部８１にステータユニット３ａを構成する外ヨーク４２を取り付ける。この外ヨーク４２に回転軸２１を挿入し、回転軸２１の先端側を軸受板９にはめるとともに、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付け、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ａを構成する。さらに、ステータユニット３ｂを回転軸２１に挿通させ、ステータユニット３ａとステータユニット３ｂを接合してステータ３を構成し、ステッピングモータ１が完成する。この時、回転軸２１の反出力端は軸受板６の軸受部６１に収容され、貫通孔６２を挿通して、端板７の板バネ７２に当接し、係止される。外ヨーク４２及び内ヨーク４１の極歯４３は、回転軸２１の周囲に並んで、永久磁石２２を取り囲む。反出力端側の軸受板６及び出力端側の軸受板９は、ラジアル軸受として回転軸２１のラジアル荷重を支持する。さらに、板バネ７２はその弾性力によって回転軸２１を出力端側方向に付勢し、アキシャル軸受として回転軸２１のアキシャル荷重を支持する。
【００３２】
（４．本実施形態の効果）
（１）本実施形態では、ステッピングモータ１の軸受板６の外周に設けられた段部６４を外ヨーク４２の極歯４３間に形成された凹部４４に収容させるとともに、軸受板の凸部６３の底面を外ヨーク４２の凹部４４近傍の端面上に載置して軸受板６を外ヨーク４２に設置する。さらに、軸受板６の外面側に設けられた凸部６３を、端板７に設けた孔部７１に入れ込む。すなわち、軸受板６を外ヨーク４２に取り付けた上で、端板７を介して外ヨーク４２に固定する。これによって、軸受板６を端板７から大きく突出させて固定させる必要がない。さらに、軸受板６を簡単な構造としながらも、軸受板６を外ヨーク４２及び端板７に強固に固定し、かつ軸受板６やモータ全体を小型化することができる。
【００３３】
（２）さらに、軸受板６の凸部６３のヨーク側の面に、凸部６３より小さく、周縁がはみ出していない段部６４が設けられている。これによって、段部６４と凸部６３が軸受板６の半径方向において同じ位置で突出し且つ一体的に構成される。そのため、軸受板６をコンパクトな構造とすることができるとともに、凸部６３の強度を高められる。さらに、凸部６３自体の高さを低減することができ、モータ全体を小型化することができる。
【００３４】
（３）また、軸受板６は端板７と外ヨーク４２に挟み込まれように固定されるため、モータを組み立てる際に、軸受板６を外ヨーク４２または端板７に対して溶接等で固定する必要がなく、端板７を溶接等で固定する１回の工程で済む。すなわち、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【００３５】
（４）本実施形態では、軸受板６の凸部６３及び段部６４を２個ずつ設け、それぞれを軸受板６のモータ軸線Ｌに対して左右対称となる位置に配置した。これによって端板７を外ヨーク４２の端面に固定する際、先に固定された軸受板６の２か所の凸部の外周に孔部７１の外周縁を沿わせるように位置合わせすれば良く、組み立てが容易になる。
【００３６】
（５）本実施形態ではさらに、端板７の外周部から孔部７１の中央部分に延びる板バネ７２を設け、軸受板６の外面の一部を切り欠いて、板バネ７２が差し込まれる切り欠き部６５を設けている。これによって、軸受板６の貫通孔６２の直上に板バネ７２の先端が位置することになり、貫通孔６２を挿通された回転軸２１を板バネ７２によって係止することができる。
【００３７】
（５．他の実施形態）
本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、下記の様な他の実施形態も包含する。
（１）例えば、端板７には、さらに図５（ａ）に示すような金属製のカバー７３を付けて、板バネを保護するように構成してもよい。図５（ｂ）に示すように、カバー７３は端板７の端面に重ねて溶接等で固定される。
【００３８】
（２）上述の実施形態では、内ヨーク４１を環状部材、外ヨーク４２を筒状部材としたが、ヨーク４１を筒状部材、外ヨーク４２を環状部材としても良い。
【００３９】
（３）回転軸２１を回転可能に支持する軸受として、樹脂成形品で形成された滑り軸受けである軸受板６を使用したが、焼結材で形成された滑り軸受やボール軸受やころ軸受等を用いても良い。
【００４０】
（４）本実施形態では、軸受板の凸部６３及び段部６４を２個ずつ設けたが、それぞれ３個以上設けても良い。その場合、段部６４がそれぞれ外ヨーク４２の凹部に係合する位置に設ける。端板７の孔部７１は、凸部６３全体に掛け渡されるような形状にしてもよく、又はそれぞれ係合するように複数の孔部としてもよい。
【００４１】
（５）本実施形態では、端板７の収納部として孔部７１を設け、この孔部７１に軸受板６の凸部６３を入れ込んでいるため、軸受板の凸部６３が端板７から露出している。これに限らず、端板７の収納部として凹部を設け、この凹部に軸受板６の凸部６３を収納してもよい。
【００４２】
（６）本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ ステッピングモータ
２ ロータ
２１ 回転軸
２２ 永久磁石
３ ステータ
３ａ ３ｂ ステータユニット
４１ 内ヨーク
４２ 外ヨーク
４３ 極歯
４４ 凹部
５ コイルボビン
５１ 端子ピン
６ 軸受板
６１ 軸受部
６２ 貫通孔
６３ 凸部
６４ 段部
６５ 切り欠き部
７ 端板
７１ 孔部
７２ 板バネ
７３ カバー
８ モータ取付板
８１ 基端側垂直部
８１ａ 孔部
８２ 水平部
８２ａ 孔部
８３ 先端側垂直部
９ 出力端側の軸受板
Ｌ モータ軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を軸受板により支持するステッピングモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、入力されたパルス信号に応じて回転軸が回転するモータであり、光学ドライブやデジタルカメラなどに用いられている。このようなステッピングモータの構成としては、例えば、円筒状の永久磁石を備えた回転軸の周囲を、軟磁性材料で構成された円筒状のヨークが覆い、ヨーク内には励磁コイルを巻回したボビンが収納される。
【０００３】
この種のステッピングモータでは、回転軸の駆動部と逆側の端部は、ヨーク端部に配置された軸受板に支持されている。軸受板は、孔部を設けた端板に溶接や圧入等で固着されている。この端板をヨーク端面に溶接等により固定させることで、軸受板はヨークに固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９５０７０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、このような構成では、軸受板を端板に強固に固定しようとすると、軸受板の一部がヨーク端面から大きく突き出てしまい、軸受板やモータ全体の小型化を図れないという問題があった。さらに、その組立工程において、軸受板を予め端板に圧入等で固定し、さらに端板を溶接等でヨークに固定するという二段階の工程が必要であった。また、組立工程では各部材の位置決めも考慮しなければならず、組立に多大な手間がかかるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡単な構造で軸受板をヨーク及び端板に固定することができ、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができるステッピングモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のステッピングモータは、以下のように構成される。
（ａ）回転軸と、回転軸を取り囲むように配置された筒状のヨークとから構成される。ヨークの内周部には、回転軸周りに複数の極歯が設けられる。極歯間には凹部が形成されている。
（ｂ）筒状のヨークの端部には軸受板が配置され、回転軸の一端を支持する。軸受板のヨークと反対側には端板が配置され、軸受板をヨークに固定する。
（ｃ）軸受板の外周には凸部が設けられ、その底面がヨークと当接している。
（ｄ）軸受板の外周における凸部のヨーク側には段部が設けられる。さらに、この段部はヨークの内周部に形成された凹部内に収容される。
（ｅ）端板には収納部が形成されており、収納部に軸受板の凸部が入り込む。
（ｆ）端板をヨークの端面に固定することにより、軸受板は端板を介してヨークに固定される。
【発明の効果】
【０００８】
以上のような本発明によれば、軸受板に段部と凸部を設ける簡単な構造としながらも、軸受板をヨーク及び端板に強固に固定し、さらに軸受板やモータ全体を小型化することができる。さらに、軸受板の凸部と段部とが一体的に設けられているので、軸受板の構造をコンパクトにすることができるとともに凸部の強度が高められ、これにより凸部の高さを低減することができ小型化できる。また、軸受板は端板とヨークに挟み込まれように固定されるため、モータ組立時に軸受板をヨークまたは端板に対して圧入等で固定する必要がなく、端板を溶接等で固定する１回の工程で済み、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態のステッピングモータの全体構成を示す、モータ軸線方向断面図である。
【図２】ステッピングモータの要部を分解した上方斜視図である。
【図３】ステッピングモータの要部を分解した下方斜視図である。
【図４】（ａ）はステッピングモータの要部平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）は、ステッピングモータに使用するカバーを示す斜視図であり、（ｂ）はカバーをモータに取り付けた状態を示すモータ軸線方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態に係るステッピングモータについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、ステッピングモータの全体構成を説明し、次に要部の構成を詳説する。さらに、各部の配置及び組立の態様について説明する。
【００１１】
（１．全体構成）
図１に示すように、ステッピングモータ１は、大別すると回転磁界により回転するロータ２と、回転磁界を発生させるステータ３から構成される。
【００１２】
ロータ２の回転軸２１は、一部がステータ３の内部に収容され、残りの部分は外部へ突出する。回転軸２１のステータ３内部に収容されている部分の周囲には、永久磁石２２が配置されている。永久磁石２２は、円周上にＮＳＮＳ…と交互に多極着磁され、ステータ３と所定の間隔を介して対向している。回転軸２１の、ステータ３外部に突出した部分は、その表面にねじ部が設けられる。図示しないが、ナット等がこのねじ部に嵌入され、回転軸２１の回転によってナットを移動させ、このナットを介して他の部材の移動を行っている。
【００１３】
ステータ３は、２つのステータユニット３ａ及び３ｂから構成され、これら２つのステータユニット３ａ及び３ｂはモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されている。２つのステータユニット３ａ及び３ｂはそれぞれ、外ヨーク４２と、コイルボビン５と、コイルボビン５を外ヨーク４２との間で挟んで支持する内ヨーク４１とを備えている。
【００１４】
内ヨーク４１及び外ヨーク４２は軟磁性材料で構成されている。内ヨーク４１は環状部材であり、外ヨーク４２は筒状部材である。それぞれの内周部には、複数の極歯４３がモータ軸線Ｌ方向に沿うように設けられ、円周等配位置に配置されている。内ヨーク４１の外周縁は外ヨーク４２の外周縁に嵌合して固定され、１つのヨーク（ステータコアともいう）を形成する。それぞれの極歯４３はステータ３内部で周方向に交互に並んだ配置となり、ロータ２の永久磁石２２と対向する。
【００１５】
コイルボビン５には端子ピン５１が設けられ、この端子ピン５１に励磁コイルの端部が把持されてコイルボビン５の周面に巻回される。
【００１６】
ステータユニット３ｂの外ヨーク４２の端部には、軸受板６が取り付けられ、ステータ３内部に収容された回転軸２１の一端を支持する。本明細書では、この一端を反出力端とし、ステータ３外部に延びる他端を出力端と定義する。ステータ３の端面には、軸受板６を覆うように端板７が取り付けられ固定されている。
【００１７】
回転軸２１の出力端は、モータ取付板８に支持される。モータ取付板８は、ステータ３の出力端側端面に固定される基端側垂直部８１と、そこから垂直に立設する水平部８２と、水平部８２の先端から直角に折れ曲がり、基端側垂直部８１と平行に延びる先端側垂直部８３を有する。先端側垂直部８３には、出力端側軸受板９が設けられている。回転軸２１は、ステータ３から基端側垂直部８１に設けられた孔８１ａを介して延び、出力端側軸受板９に回転可能に支持される。水平部８２には孔８２ａが設けられている。この孔８２ａを介して、ステッピングモータ１を各種機器にボルト締め等によって取り付ける。
【００１８】
（２．要部構成）
本実施形態の要部である、外ヨーク４２、軸受板６、及び端板７の構成について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（２−１．外ヨーク）
外ヨーク４２は、ステータユニット３ａ及び３ｂのそれぞれに備えられているが、本実施形態では反出力端側のステータユニット３ｂの外ヨーク４２について述べる。
【００２０】
本実施形態において、図２に示すように、外ヨーク４２は複数の極歯４３を備えている。複数の極歯４３は円周等配位置に設けられ、各極歯４３の間には内周部から外周部に向かって半径方向に凹む複数の凹部４４が形成されている。複数の凹部４４は同一形状であり、等間隔に形成されている。
【００２１】
（２−２．軸受板）
軸受板６は、所定の厚みを有する円盤部材であり、樹脂成形品で構成される。本実施形態では、外ヨーク４２側に位置する方を底面とし、端板７側に位置する方を外面とする。軸受板６の底面側には、回転軸２１を支持する筒状の軸受部６１が設けられる。軸受部６１の基底面には、外面側に抜ける貫通孔６２が設けられる。
【００２２】
図２に示すように、軸受板６の外面側には、凸部６３が形成されている。凸部６３は、軸受板６の外周部から端板７側に突出し、さらに半径方向外方へ突出する。
【００２３】
図３に示すように、凸部６３の外方に突出した部分の、外ヨーク４２側の面には、段部６４が形成されている。段部６４は、軸受板６の周面から軸受板６の半径方向外方へ突出するように形成されている。凸部６３は、その少なくとも一部が段部６４より外方へ突出している。なお、段部６４は凸部６３より小さく、その周縁は凸部６３の周縁からはみ出さない。つまり、軸受板６の外面側から見たとき、段部６４は凸部６３に外周を覆われて露出しない状態となるように構成するとよい。段部６４は、外ヨーク４２の凹部４４に収容可能なサイズに形成されている。なお、この段部６４を外ヨーク４２の凹部４４の内面に当接する寸法に設定するとよい。段部６４の先端部やその側面部が凹部４４の内面に当接することで、軸受板６と外ヨーク４２との位置決めが成され、また固定強度が向上する。
【００２４】
図３に示すように、軸受板６は段部６４及び凸部６３を２個ずつ有し、それぞれ軸受板６のモータ軸線Ｌに対して左右対称となる位置に配置されている。さらに、図２に示すように、軸受板６の外面側には、表面の一部を切り欠いて外周縁から貫通孔６２に至る切り欠き部６５が形成されている。
【００２５】
（２−３．端板）
端板７は薄肉の金属円板である。図２に示すように、円板中央には、軸受板６の凸部６３の収納部として略Ｔ字形状の孔部７１が設けられている。Ｔ字の基部から水平部に向けて板バネ７２が伸び、図４（ａ）に示すように、その先端は端板７の円中心に位置している。図４（ｃ）に示すように、板バネ７２は端板７の表面に対して所定角度斜めになるように切り起こされ、途中で当初角度より緩やかな角度となるように折り曲げられている。Ｔ字の水平部は、軸受板６の２つの凸部６３の外周面に沿って掛け渡される大きさとなっている。
【００２６】
（３．各部の配置）
外ヨーク４２、軸受板６及び端板７の配置の態様について、組み立て方法に言及しつつ説明する。また、これらの部分と他の部分との配置についても簡潔に述べる。
【００２７】
（３−１．軸受板の配置）
軸受板６は、軸受部６１が設けられた底面側を外ヨーク４２内部に向けて配置する。このとき、図４（ｂ）に示すように、軸受板６の２つの段部６４が、モータ軸線Ｌを挟んで左右対称に位置する２つの凹部４４にそれぞれ入るように位置合わせする。軸受板６は、段部６４が凹部４４内に収容されたところで、モータ軸線Ｌ方向の動きが規制され、周面が外ヨーク４２の内周部に設けられた極歯４３の根元部分に当接した状態で固定される。さらに、段部６４によって、軸受板６の円周方向の動きも規制される。軸受板６の凸部６３は、外ヨーク４２側の面、すなわち底面が外ヨーク４２の凹部４４近傍の端面上に載置されて、軸受板６と外ヨーク４２との高さ位置が固定される。これにより、軸受板６の外面側に設けられた凸部６３のみが外ヨーク４２の端面から突出した状態となる。
【００２８】
（３−２．端板の配置）
軸受板６の配置完了後、端板７を外ヨーク４２の端面に取り付ける。端板７の位置合わせは、孔部７１のＴ字形状の水平部に、外ヨーク４２の端面から突出した軸受板６の２つの凸部６３を、外周面に沿わせるよう入れる。さらに、板バネ７２が軸受板６の切り欠き部６５に入るようにする。さらに、端板７の表面から斜めに切り起こされた板バネ７２の先端が軸受板６の貫通孔６２の直上に位置する。
【００２９】
このとき、図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、軸受板６はその外面が、端板７のヨーク側の面、すなわち下面に当接している。そして、図４（ｂ）に示すように、凸部６３のヨーク側の面、すなわち底面が、外ヨーク４２の端面上に載置されている。
【００３０】
端板７は、外ヨーク４２の端面に溶接又は接着剤によって固定される。これにより、軸受板６は、外ヨーク４２と端板７に挟まれる形となり、端板７を介して外ヨーク４２に固定された状態となる。
【００３１】
（３−３．他の部分の配置）
端板７の固定後に、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付ける。さらに、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ｂを構成する。又、先端側垂直部８３に出力端側の軸受板９を設置し、モータ取付板８の基端側垂直部８１にステータユニット３ａを構成する外ヨーク４２を取り付ける。この外ヨーク４２に回転軸２１を挿入し、回転軸２１の先端側を軸受板９にはめるとともに、外ヨーク４２の外周面と極歯４３との間にコイルボビン５を取り付け、外ヨーク４２と内ヨーク４１とを組み合わせ、ステータユニット３ａを構成する。さらに、ステータユニット３ｂを回転軸２１に挿通させ、ステータユニット３ａとステータユニット３ｂを接合してステータ３を構成し、ステッピングモータ１が完成する。この時、回転軸２１の反出力端は軸受板６の軸受部６１に収容され、貫通孔６２を挿通して、端板７の板バネ７２に当接し、係止される。外ヨーク４２及び内ヨーク４１の極歯４３は、回転軸２１の周囲に並んで、永久磁石２２を取り囲む。反出力端側の軸受板６及び出力端側の軸受板９は、ラジアル軸受として回転軸２１のラジアル荷重を支持する。さらに、板バネ７２はその弾性力によって回転軸２１を出力端側方向に付勢し、アキシャル軸受として回転軸２１のアキシャル荷重を支持する。
【００３２】
（４．本実施形態の効果）
（１）本実施形態では、ステッピングモータ１の軸受板６の外周に設けられた段部６４を外ヨーク４２の極歯４３間に形成された凹部４４に収容させるとともに、軸受板の凸部６３の底面を外ヨーク４２の凹部４４近傍の端面上に載置して軸受板６を外ヨーク４２に設置する。さらに、軸受板６の外面側に設けられた凸部６３を、端板７に設けた孔部７１に入れ込む。すなわち、軸受板６を外ヨーク４２に取り付けた上で、端板７を介して外ヨーク４２に固定する。これによって、軸受板６を端板７から大きく突出させて固定させる必要がない。さらに、軸受板６を簡単な構造としながらも、軸受板６を外ヨーク４２及び端板７に強固に固定し、かつ軸受板６やモータ全体を小型化することができる。
【００３３】
（２）さらに、軸受板６の凸部６３のヨーク側の面に、凸部６３より小さく、周縁がはみ出していない段部６４が設けられている。これによって、段部６４と凸部６３が軸受板６の半径方向において同じ位置で突出し且つ一体的に構成される。そのため、軸受板６をコンパクトな構造とすることができるとともに、凸部６３の強度を高められる。さらに、凸部６３自体の高さを低減することができ、モータ全体を小型化することができる。
【００３４】
（３）また、軸受板６は端板７と外ヨーク４２に挟み込まれように固定されるため、モータを組み立てる際に、軸受板６を外ヨーク４２または端板７に対して溶接等で固定する必要がなく、端板７を溶接等で固定する１回の工程で済む。すなわち、作業効率や生産効率を向上させることができる。
【００３５】
（４）本実施形態では、軸受板６の凸部６３及び段部６４を２個ずつ設け、それぞれを軸受板６のモータ軸線Ｌに対して左右対称となる位置に配置した。これによって端板７を外ヨーク４２の端面に固定する際、先に固定された軸受板６の２か所の凸部の外周に孔部７１の外周縁を沿わせるように位置合わせすれば良く、組み立てが容易になる。
【００３６】
（５）本実施形態ではさらに、端板７の外周部から孔部７１の中央部分に延びる板バネ７２を設け、軸受板６の外面の一部を切り欠いて、板バネ７２が差し込まれる切り欠き部６５を設けている。これによって、軸受板６の貫通孔６２の直上に板バネ７２の先端が位置することになり、貫通孔６２を挿通された回転軸２１を板バネ７２によって係止することができる。
【００３７】
（５．他の実施形態）
本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、下記の様な他の実施形態も包含する。
（１）例えば、端板７には、さらに図５（ａ）に示すような金属製のカバー７３を付けて、板バネを保護するように構成してもよい。図５（ｂ）に示すように、カバー７３は端板７の端面に重ねて溶接等で固定される。
【００３８】
（２）上述の実施形態では、内ヨーク４１を環状部材、外ヨーク４２を筒状部材としたが、ヨーク４１を筒状部材、外ヨーク４２を環状部材としても良い。
【００３９】
（３）回転軸２１を回転可能に支持する軸受として、樹脂成形品で形成された滑り軸受けである軸受板６を使用したが、焼結材で形成された滑り軸受やボール軸受やころ軸受等を用いても良い。
【００４０】
（４）本実施形態では、軸受板の凸部６３及び段部６４を２個ずつ設けたが、それぞれ３個以上設けても良い。その場合、段部６４がそれぞれ外ヨーク４２の凹部に係合する位置に設ける。端板７の孔部７１は、凸部６３全体に掛け渡されるような形状にしてもよく、又はそれぞれ係合するように複数の孔部としてもよい。
【００４１】
（５）本実施形態では、端板７の収納部として孔部７１を設け、この孔部７１に軸受板６の凸部６３を入れ込んでいるため、軸受板の凸部６３が端板７から露出している。これに限らず、端板７の収納部として凹部を設け、この凹部に軸受板６の凸部６３を収納してもよい。
【００４２】
（６）本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ ステッピングモータ
２ ロータ
２１ 回転軸
２２ 永久磁石
３ ステータ
３ａ ３ｂ ステータユニット
４１ 内ヨーク
４２ 外ヨーク
４３ 極歯
４４ 凹部
５ コイルボビン
５１ 端子ピン
６ 軸受板
６１ 軸受部
６２ 貫通孔
６３ 凸部
６４ 段部
６５ 切り欠き部
７ 端板
７１ 孔部
７２ 板バネ
７３ カバー
８ モータ取付板
８１ 基端側垂直部
８１ａ 孔部
８２ 水平部
８２ａ 孔部
８３ 先端側垂直部
９ 出力端側の軸受板
Ｌ モータ軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸を取り囲むように配置され、内周部に前記回転軸周りに設けられた複数の極歯と該極歯間に形成された凹部を備える筒状のヨークと、
前記筒状のヨークの端部に配置され、前記回転軸の一端を支持する軸受板と、
前記軸受板の前記ヨークと反対側に配置され、前記軸受板を前記ヨークに固定する端板とを備えたステッピングモータであって、
前記軸受板の外周には、その底面が前記ヨークと当接する凸部が設けられ、
前記軸受板の外周における前記凸部のヨーク側には段部が設けられ、当該段部が前記ヨークの内周部に形成された前記凹部内に収容され、
前記端板には収納部が形成され、当該収納部に前記軸受板の凸部が入り込み、
前記端板を前記ヨークの端面に配置することにより、前記軸受板は前記端板を介して前記ヨークに固定されることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記軸受板は、前記段部及び凸部を複数備えていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記段部は、その先端部又は両側面部が前記ヨークの内周部に形成された前記凹部の内面と当接することを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記軸受板は、前記ヨーク側に回転軸を支持する軸受部が設けられ、
前記軸受部の底面には、前記軸受板の前記端板側に貫通する貫通孔が形成され、
前記端板は、外周部から前記貫通孔に向けて切り起こされた板バネが設けられ、
前記軸受板の前記端板側の面は一部が切り欠かれて、板バネが差し込まれる切り欠き部が形成され、
前記回転軸は、前記貫通孔を挿通して板バネに当接し、前記板バネにより付勢されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸を取り囲むように配置され、内周部に前記回転軸周りに設けられた複数の極歯と該極歯間に形成された凹部を備える筒状のヨークと、
前記筒状のヨークの端部に配置され、前記回転軸の一端を支持する軸受板と、
前記軸受板の前記ヨークと反対側に配置され、前記軸受板を前記ヨークに固定する端板とを備えたステッピングモータであって、
前記軸受板の外周には、その底面が前記ヨークと当接する凸部が設けられ、
前記軸受板の外周における前記凸部のヨーク側には段部が設けられ、当該段部が前記ヨークの内周部に形成された前記凹部内に収容され、
前記端板には収納部が形成され、当該収納部に前記軸受板の凸部が入り込み、
前記端板を前記ヨークの端面に配置することにより、前記軸受板は前記端板を介して前記ヨークに固定されることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記軸受板は、前記段部及び凸部を複数備えていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。
【請求項３】
前記段部は、その先端部又は両側面部が前記ヨークの内周部に形成された前記凹部の内面と当接することを特徴とする請求項１又は２記載のステッピングモータ。
【請求項４】
前記軸受板は、前記ヨーク側に回転軸を支持する軸受部が設けられ、
前記軸受部の底面には、前記軸受板の前記端板側に貫通する貫通孔が形成され、
前記端板は、外周部から前記貫通孔に向けて切り起こされた板バネが設けられ、
前記軸受板の前記端板側の面は一部が切り欠かれて、板バネが差し込まれる切り欠き部が形成され、
前記回転軸は、前記貫通孔を挿通して板バネに当接し、前記板バネにより付勢されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のステッピングモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１５９４８（Ｐ２０１３−１１５９４８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０９７１（Ｐ２０１１−２６０９７１）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２２８５７８）日本ケミコン株式会社 (514)
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