JP2002078268A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡単な構成により、ステータ及び
ロータをできるだけ大きく構成すると共に、外形を小さ
く構成するようにしたモータを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 軸方向に垂直な断面にて中空の多角形状
に形成されたモータケース１９と、モータケースの中心
軸に沿って回転可能に支持されるロータマグネット３１
を有するロータ３０と、上記ロータマグネットに外側か
ら対向するようにモータケースの内周に配設されたステ
ータ１１と、を含んでおり、上記ステータ１１が、コイ
ル１５が巻回される少なくとも一つのボビン１６と、モ
ータケースの軸方向端部に備えられた配線基板２０と、
を備えていて、各コイル１５の巻線端末１５ａが、上記
各ボビンのモータケースの内周面の角部に対応して位置
する巻付け部１６ｄに巻回され、モータケース内の角部
に沿って軸方向に引き回されて、配線基板に接続される
ように、モータ１０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータに関し、特
にステータに設けられたモータ端子の構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステッピングモータは、例えば図
８及び図１０に示すように構成されている。即ち、図８
において、ステッピングモータ１は、ステータ２と、ス
テータ２内に設けられた軸受３により回転可能に支持さ
れたロータ４と、から構成されている。

【０００３】ステータ２は、ヨーク２ａと、コイル２ｂ
が巻回された樹脂製のボビン２ｃと、を含んでいると共
に、上記軸受３を支持し且つ全体を包囲する一端が開放
した中空円筒状のモータケース２ｄと、モータケース２
ｄの開放端を閉じるフランジ２ｉを備えている。また、
上記ヨーク２ａは、半径方向外側に向かって延びること
により、上記コイル２ｂを軸方向両側から挟んで対向す
るように形成されている。ここで、ヨーク２ａ，ボビン
２ｃは、モールドにより一体化されている。

【０００４】これに対して、ロータ４は、中空円筒状の
ロータマグネット４ａと、ロータマグネット４ａ内に取
り付けられたブッシュ４ｂと、ブッシュ４ｂに取り付け
られた回転軸４ｃと、から構成されている。

【０００５】上記ロータマグネット４ａは、永久磁石に
より構成され、または円周方向に関して適宜に着磁され
ている。上記ブッシュ４ｂは、ほぼ円筒状に形成されて
おり、その外周面が、上記ロータマグネット４ａの中空
部の内壁面に当接し且つ接着により固定されると共に、
中心に回転軸４ｃを取り付けるための中心孔を備えてい
る。

【０００６】上記回転軸４ｃは、上記ブッシュ４ｂの中
心孔内に圧入等により挿通され、固定保持されるように
なっている。さらに、上記回転軸４ｃは、モータケース
２ｄに支持された軸受３に装着される際、軸方向に沿っ
て移動しないように、公知の方法で、図示の場合、軸受
３の左側にて回転軸４ｃに取り付けられたＥリング４ｄ
が、スペーサとしての樹脂製ワッシャ４ｅを介して僅か
な間隙をもって当接し、また軸受２の右側にて、ブッシ
ュ４ｂとの間にバネワッシャ４ｆが介挿されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成のステッピングモータ１においては、各コイル２ｂ
は、以下のようにしてモータ１の外部に導かれ、駆動電
圧が印加されるようになっている。即ち、上記ステータ
２のボビン２ｃの外周面から軸方向に離間する二つの凸
部２ｅが形成されており、この凸部２ｅが、それぞれモ
ータケース２ｄに設けられた開口部２ｆを介して、モー
タケース２ｄの外側に突出している。そして、この凸部
２ｅに形成されたモータ端子取付部２ｇに対して、それ
ぞれ例えば３本のモータ端子２ｈが植設されている。こ
れらのモータ端子２ｈには、それぞれ上記コイル２ｂの
巻線端末が巻回され、ハンダ付け等により機械的に固定
されると共に、電気的に接続されている。これらのモー
タ端子２ｇは、図９及び図１０に示すように、プリント
基板５に設けられた導電パターン６のモータ側ランド６
ａに対してハンダ付けにより電気的に接続されると共
に、各導電パターン６の接続側ランド６ｂに対して、外
部リード線７が接続されるようになっている。

【０００８】従って、モータ１のモータケース２ｄか
ら、ボビン２ｃの凸部２ｅが外側に突出することになる
ので、このボビン２ｃの凸部２ｅの突出方向に沿った長
さＹ１は、この方向に対して横向きの長さＸ１と比較し
て長くなってしまう。このため、小型のモータを構成す
る場合に、このボビン２ｃの凸部２ｅの突出部分の分だ
け、スペースを多く取ることになってしまうため、小型
モータをさらに小型化する場合、モータケース２ｄ内の
ステータ２及びロータ４をさらに小型に構成する必要が
あり、モータ特性が低下してしまうという問題があり、
小型化に困難を来していた。

【０００９】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より、ステータ及びロータをできるだけ大きく構成する
と共に、外形を小さく構成するようにしたモータを提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、軸方向に垂直な断面にて中空の多角形状に形成さ
れたモータケース（１９）と、モータケース（１９）の
中心軸に沿って回転可能に支持されるロータマグネット
（３１）を有するロータ（３０）と、上記ロータマグネ
ット（３１）に外側から対向するようにモータケース
（１９）の内周に配設されたステータ（１１）と、を含
んでおり、上記ステータ（１１）が、コイル（１５）が
巻回される少なくとも一つのボビン（１６）と、モータ
ケース（１９）の軸方向端部に備えられた配線基板（２
０）と、を備えていて、各コイル（１５）の巻線端末
（１５ａ）が、上記各ボビン（１６）のモータケース
（１９）の内周面の角部に対応して位置する巻付け部
（１６ｄ）に巻回され、モータケース（１９）内にて軸
方向に引き回されて、配線基板（２０）に接続されるこ
とを特徴とする、モータ（１０）により、達成される。

【００１１】本発明によるモータは、好ましくは、上記
各コイル（１５）の巻線端末（１５ａ）が、モータケー
ス（１９）の内周面の角部と各ボビン（１６）との間の
間隙を通してモータケース（１９）の一端から引き出さ
れて、配線基板（２０）に接続される。

【００１２】本発明によるモータは、好ましくは、各ボ
ビン（１６）の巻付け部（１６ｄ）が、それぞれ互いに
モータケース（１９）の内周面の異なる角部に対応して
位置しており、各ボビン（１６）に巻回されたコイル巻
線端末（１５ａ）が、それぞれ各角部（１９ａ）〜（１
９ｄ）毎に独立してモータケース（１９）内で引き回さ
れる。

【００１３】本発明によるモータ（１０）は、好ましく
は、上記配線基板（２０）が、接続用フレキシブル基板
の一端であって、各コイル（１５）の巻線端末（１５
ａ）がハンダ付けされる導電パターンを備えており、こ
れらの導電パターンが、それぞれ接続用フレキシブル基
板に形成された接続パターン（２０ｂ）を介して、接続
用フレキシブル基板の他端にて直接に外部に接続され
る。

【００１４】上記構成によれば、各ボビン（１６）の巻
付け部（１６ｄ）に巻回されたコイル（１５）の巻線端
末（１５ａ）が、モータケース（１９）の内周面の角部
に沿って、モータケース（１９）の端面から引き出され
て、モータケース（１９）の軸方向端部に備えられた配
線基板（２０）に接続されるので、上記巻付け部（１６
ｄ）及び配線基板（２０）が、モータケース（１９）か
ら軸方向に垂直な方向に突出しない。従って、モータ
（１０）全体の軸方向に垂直な外形が小型に構成される
ことになる。これにより、同じ外形寸法の場合には、モ
ータ（１０）を構成するロータ（３０）及びステータ
（１１）が、モータケース内にて最大限まで大きくする
ことができるので、モータ性能が向上することになる。

【００１５】上記各コイル（１５）の巻線端末（１５
ａ）が、モータケース（１９）の内周面の角部と各ボビ
ン（１６）との間の間隙を通してモータケース（１９）
の一端から引き出されて、配線基板（２０）に接続され
る場合には、コイル（１５）の巻線端末（１５ａ）を引
き回すためのスペースを設ける必要がないので、モータ
ケース（１９）の外形がより小型に構成され得ることに
なる。

【００１６】各ボビン（１６）の巻付け部（１６ｄ）
が、それぞれ互いにモータケース（１９）の内周面の異
なる角部に対応して位置しており、各ボビン（１６）に
巻回されたコイル巻線端末（１５ａ）が、それぞれ各角
部毎に独立してモータケース（１９）内で引き回される
場合には、各コイル巻線端末（１５ａ）が、それぞれ異
なる角部毎に独立して引き回されることによって、各角
部における間隙が小さくて済み、モータケース（１９）
全体がより小型に構成され得ることになる。

【００１７】上記配線基板（２０）が、接続用フレキシ
ブル基板の一端であって、各コイル（１５）の巻線端末
（１５ａ）がハンダ付けされる導電パターンを備えてお
り、これらの導電パターンが、それぞれ接続用フレキシ
ブル基板に形成された接続パターン（２０ｂ）を介し
て、接続用フレキシブル基板の他端にて直接に外部に接
続される場合には、各コイル（１５）の巻線端末（１５
ａ）を配線基板（２０）を介して接続用フレキシブル基
板を接続する必要がなく、直接に接続用フレキシブル基
板に接続することができるので、従来のような中継基板
が不要となるので、モータ全体（１０）がより小型に構
成され得ることになる。尚、上記括弧内の参照符号は、
理解を容易にする為に付したものであり、一例に過ぎ
ず、これらに限定されるものではない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適
用したステッピングモータの一実施形態の構成を示して
いる。図１において、ステッピングモータ１０は、ステ
ータ１１と、軸受１２，１３により回転可能に支持され
たロータ３０と、から構成されている。

【００１９】ステータ１１は、ステータヨーク１４と、
コイル１５が巻回されるボビンとしてのスプール１６と
を含んでいると共に、上記軸受１２，１３を支持するフ
ランジ１７及びブラケット１８、そして全体を包囲する
モータケース１９と、モータケース１９の一端（図示の
場合、右端）に設けられた配線基板２０と、を備えてい
る。

【００２０】上記ステータヨーク１４は、磁性材料、例
えば鉄の板材からプレス加工により形成されていて、図
５に示すように、半径方向に延び且つ外形が八角形状の
ベース部１４ａと、このベース部１４ａの中心に設けら
れた孔１４ｂの内縁から軸方向に延びる極歯１４ｃと、
から構成されており、二つ一組として互いに極歯１４ｃ
が交互に組み合わせられることにより、ベース部１４ａ
の間に、一つのコイル１５及びボビン用スプール１６を
挟むようになっている。尚、図１にて左右両端に位置す
るステータヨーク１４は、それぞれ後述するようにモー
タケース１９と一体に形成されている。

【００２１】上記ボビン用スプール１６は、例えば樹脂
から成形されており、図６に示すように、中空円筒部１
６ａと、この中空円筒部１６ａの両端から半径方向外側
に延びるフランジ部１６ｂ，１６ｃと、一方のフランジ
部１６ｃの外端に備えられた少なくとも一個、図示の場
合二個の巻取り部１６ｄと、を備えている。このフラン
ジ部１６ｂ，１６ｃの間にコイル１５の巻回部が画成さ
れていると共に、コイル１５の巻線端末は、この巻取り
部１６ｄに巻付けられるようになっている。

【００２２】上記フランジ１７は、ステータヨーク１４
と同様の磁性材料から形成されていて、モータケース１
９の端部に対応してほぼ正方形に形成されていると共
に、軸受１２がカシメ等により取り付けられる中心孔１
７ａを有している。

【００２３】上記ブラケット１８は、ステータヨーク１
４と同様の磁性材料から形成されていて、図７に示すよ
うに、ほぼ八角形の外形を有していると共に、軸受１３
がカシメ等により取り付けられる中心孔１８ａを有して
いる。さらに、ブラケット１８は、図７（Ａ）にて、上
下の端縁から僅かに突出した凸部１８ｂを備えている。

【００２４】上記モータケース１９は、磁性材料から構
成されていて、図示の場合、軸方向の中心にて分割され
ており、それぞれ軸方向に垂直な断面にて中空の正方形
（一辺の寸法Ｘ）に形成されている（図１及び図２参
照）。さらに、上記モータケース１９は、軸方向中心側
の端縁（開放端）が、互いに突き合わされることによ
り、ハンダ付け等によって一体に一つのケースとして組
み立てられると共に、軸方向両端の端縁（閉鎖端）が、
半径方向内側に向かって折曲げられることにより、モー
タケース１９と一体のステータヨーク１４として構成さ
れており、ステータヨーク１４と同様の極歯１４ｃを有
している。

【００２５】上記配線基板２０は、図示の場合、接続用
フレキシブル基板であって、その一端がモータケース１
９の一端に取り付けられていると共に、その図示しない
他端が、直接に各種機器等に対して接続されている。図
３に示す上記配線基板２０は、導電パターンにより形成
された中継端子２０ａと、接続用フレキシブル基板に沿
って引き回された接続パターン２０ｂとを備えており、
中継端子２０ａには、直列接続されるべきコイル１５の
一方の巻線端末１５ａが接続され、接続パターン２０ｂ
には、コイル１５の他方の巻線端末１５ａが接続される
ことになる（図４参照）。

【００２６】これに対して、ロータ３０は、円筒状のロ
ータマグネット３１と、ロータマグネット３１の中心に
配置された回転軸３２と、から構成されている。

【００２７】上記ロータマグネット３１は、永久磁石に
より構成され、または円周方向に関して適宜に着磁され
ている。また、上記ロータマグネット３１は、その中心
に回転軸３２を取り付けるための中心孔３１ａを備えて
いる。

【００２８】上記回転軸３２は、上記ロータマグネット
３１の中心孔３１ａ内に圧入等により挿通され、固定保
持されるようになっている。

【００２９】本発明実施形態によるステッピングモータ
１０は、以上のように構成されており、ステータ１１
は、以下のようにして組み立てられる。先づ、各ボビン
用スプール１６のフランジ１６ｂ，１６ｃの間にコイル
１５が巻回されると共に、コイル１５の巻線端末１５ａ
が、ボビン用スプール１６の巻取り部１６ｄに巻付けら
れる。そして、二つのモータケース１９と一体のステー
タヨーク１４の内側に軸方向からボビン用スプール１６
が挿入され、続いてステータヨーク１４を極歯１４ａを
ボビン用スプール１６側に向けて軸方向に対向配置す
る。その後、さらにモータケース１９内にステータヨー
ク１４，ボビン用スプール１６，ステータヨーク１４を
順次に、且つ二つのステータヨーク１４の極歯１４ａが
互いに組合せられるように、挿入する。

【００３０】このとき、各ボビン用スプール１６の巻取
り部１６ｄに巻付けられたコイル巻線端末１５ａは、図
２及び図３に示すように、モータケース１９の内側の角
部１９ａ〜１９ｄにて、モータケース１９とステータヨ
ーク１４，ボビン用スプール１６との間の間隙を通し
て、モータケース１９の一端（右端）まで引き回され、
ブラケット１８の周囲から外部に引き出されて、配線基
板２０に接続される。ここで、各コイル１５の巻線端末
１５ａは、一方の巻線端末１５ａが、配線基板２０の中
継端子２０ａに接続されると共に、他方の巻線端末１５
ａが、配線基板２０の接続パターン２０ｂに接続され
る。これにより、それぞれ一対のコイル１５が図４に示
すように互いに直列接続されることになる。

【００３１】このようにして、それぞれのモータケース
１９に対して、三個のステータヨーク１４と二個のボビ
ン用スプール１６を挿入した状態で、それぞれ樹脂によ
り固定する。そして、二つのモータケース１９の開放端
を互いに突き合わせてハンダ付け等により固定保持する
ことにより、ステータ１１の組立が完了する。さらに、
このようにして組み立てられたステータ１１に対して、
ロータ３０が組み込まれることにより、ステッピングモ
ータ１０が完成する。

【００３２】ステッピングモータ１０は、以下のように
して動作する。接続用フレキシブル基板である配線基板
２０から各コイル１５に対して駆動電流が流れることに
より、コイル１５に発生する磁界が、ロータ３０のロー
タマグネット３１の磁界と相互に作用して、ロータ３０
が回転駆動される。

【００３３】上記実施形態においては、本発明をステッ
ピングモータに適用した場合について説明したが、これ
に限らず、他の型式のモータにも本発明を適用し得るこ
とは明らかである。また、上記実施形態においては、モ
ータケース１９が断面が中空の正方形に形成されている
が、これに限らず、コイル１５の巻線端末１５ａを引き
回すための角部があればよく、例えば断面が中空の六角
形状，八角形状等の多角形状に構成されていてもよいこ
とはあきらかである。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、各
ボビンの巻付け部に巻回されたコイルの巻線端末が、モ
ータケースの内周面の角部に沿って、モータケースの端
面から引き出されて、モータケースの軸方向端部に備え
られた配線基板に接続されるので、上記巻付け部及び配
線基板が、モータケースから軸方向に垂直な方向に突出
しない。従って、モータ全体の軸方向に垂直な外形が小
型に構成されることになる。これにより、同じ外形寸法
の場合には、モータを構成するロータ及びステータが、
モータケース内にて最大限まで大きくすることができる
ので、モータ性能が向上することになる。

【００３５】かくして、本発明によれば、簡単な構成に
より、ステータ及びロータをできるだけ大きく構成する
と共に、外形を小さく構成するようにした、極めて優れ
たモータが提供され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステッピングモータの一実施形態
の構成を示し、（Ａ）は概略縦断面図，（Ｂ）はＡ１−
Ａ１線断面図である。

【図２】図１のステッピングモータにおける、（Ａ）は
Ａ２−Ａ２線断面図、及び（Ｂ）はＡ３−Ａ３線断面図
である。

【図３】図１のステッピングモータにおける各コイルの
結線状態を示す概略斜視図である。

【図４】図１のステッピングモータにおける各コイルの
結線状態を示す等価回路図である。

【図５】図１のステッピングモータにおけるステータヨ
ークを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＡ４−Ａ４線断
面図、及び（Ｃ）は極歯の端面図である。

【図６】図１のステッピングモータにおけるボビン用ス
プールを示し、（Ａ）は正面図、及び（Ｂ）はＡ５−Ａ
５線断面図である。

【図７】図１のステッピングモータにおけるブラケット
を示し、（Ａ）正面図、及び（Ｂ）は側面図である。

【図８】従来のステッピングモータの一例の構成を示す
概略断面図である。

【図９】図８のステッピングモータにおける概略斜視図
である。

【図１０】図８のステッピングモータにおけるプリント
基板を取り外した状態の概略斜視図である。

【符号の説明】

１０ ステッピングモータ １１ ステータ １２，１３ 軸受 １４ ステータヨーク １４ｃ 極歯 １５ コイル １５ａ 巻線端末 １６ ボビン用スプール（ボビン） １６ｄ 巻取り部 １７ フランジ １８ ブラケット １９ モータケース １９ａ〜１９ｄ 角部 ２０ 配線基板 ２０ａ 中継端子 ２０ｂ 接続パターン ３０ ロータ ３１ ロータマグネット ３２ 回転軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に垂直な断面にて中空の多角形状
   に形成されたモータケースと、モータケースの中心軸に
   沿って回転可能に支持されるロータマグネットを有する
   ロータと、上記ロータマグネットに外側から対向するよ
   うにモータケースの内周に配設されたステータと、を含
   んでおり、 上記ステータが、コイルが巻回される少なくとも一つの
   ボビンと、モータケースの軸方向端部に備えられた配線
   基板と、を備えていて、 各コイルの巻線端末が、上記各ボビンのモータケースの
   内周面の角部に対応して位置する巻付け部に巻回され、
   モータケース内にて軸方向に引き回されて、配線基板に
   接続されることを特徴とする、モータ。
2. 【請求項２】 上記各コイルの巻線端末が、モータケー
   スの内周面の角部と各ボビンとの間の間隙を通してモー
   タケースの一端から引き出されて、配線基板に接続され
   ることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 各ボビンの巻付け部が、それぞれ互いに
   モータケースの内周面の異なる角部に対応して位置して
   おり、各ボビンに巻回されたコイル巻線端末が、それぞ
   れ各角部毎に独立してモータケース内で引き回されるこ
   とを特徴とする、請求項１または２に記載のモータ。
4. 【請求項４】 上記配線基板が、接続用フレキシブル基
   板の一端であって、各コイルの巻線端末がハンダ付けさ
   れる導電パターンを備えており、これらの導電パターン
   が、それぞれ接続用フレキシブル基板に形成された接続
   パターンを介して、接続用フレキシブル基板の他端にて
   直接に外部に接続されることを特徴とする、請求項１か
   ら３の何れかに記載のモータ。