JP2004520796A - 往復動式モータのボビン及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、往復動式モータのボビン及びその製造方法に係るもので、所定の幅を有する環状の底部両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長して、内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体と、該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、該巻線コイルを覆蓋するように前記ボビン体に組み合わされるカバーとを包含して構成され、前記ボビンを製造する成形段階を提供することにで、モータを構成する巻線コイル及び積層体のアウターコアの製造を簡単にすると共に、可動子を構成する永久磁石の長さを減少し得ることで、モータの製造原価を節減し、量産性を向上することができる。
Description
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、往復動式モータのボビン及びその製造方法に係るもので、詳しくは、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法に関するものである。
〔背景技術〕
一般に、モータは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換させる機器であって、電気エネルギーを回転運動に変換させる回転型モータと電気エネルギーを直線往復運動に変換させる往復動式モータ等に分類される。
【０００２】
前記モータは、動力源として使われる分野が多様である。特に、家電製品としては、冷蔵庫、エアコン、洗濯機、扇風機等の殆ど全ての製品に装着されている。冷蔵庫及びエアコンの場合、送風ファンを回転させるのに使われることもあるが、冷蔵庫及びエアコンを構成する冷蔵サイクル装置の圧縮機に装着されて動力源として使われる。
【０００３】
図１は、本出願人が研究開発中の往復動式モータの一例であって、図１に示したように、円筒状に形成されたアウターコア１０及び該アウターコア１０と所定の間隔を置いて挿入されるインナーコア２０により構成される固定子Ｓと、アウターコア１０又はインナーコア２０に結合される巻線コイル３０と、アウターコア１０とインナーコア２０間に直線往復運動が可能なように挿入される可動子４０とを含んで構成される。
【０００４】
提示された図１においては、巻線コイル３０をアウターコア１０に結合した構造が図示されている。
【０００５】
アウターコア１０は、Ｕ字状の薄板に形成されたラミネーションシート１１が円筒をなすように放射状に積層された円筒状の積層体に形成される。ラミネーションシート１１のＵ字部分は、磁束が流れるパス部１１ａをなし、その両端は極を形成する磁極部１１ｂをなし、パス部１１ａの内側に形成された一方が開口した空間は、巻線コイル３０が位置する開口部１１ｃをなす。
【０００６】
巻線コイル３０は、コイルが環状をなすように複数回巻回されて、その断面形状が開口部１１ｃの形状と適合するように形成される。そして、巻線コイル３０の外面に薄膜絶縁コーティングされた絶縁コーティング膜３１が形成される。
【０００７】
インナーコア２０は、アウターコア１０の長さと適合する長さを有する四角形態の薄板に形成されたラミネーションシート２１を円筒をなすように放射状に積層し円筒状の積層体に形成される。
【０００８】
可動子４０は、アウターコア１０とインナーコア２０間に挿入される円筒状の磁石ホルダー４１と該磁石ホルダー４１の外周面に固定結合される複数の永久磁石４２とを含んで構成される。
【０００９】
該永久磁石４２の長さＬｍは、普通、磁極部の長さＬｐと極間距離Ｌｂとを合せた長さからなる。従って、開口部１１ｃの両側に位置する極間距離Ｌｂに永久磁石４２の長さが関係するため、極間距離Ｌｂが短いほど永久磁石４２の長さＬｍが短くなる。
【００１０】
磁極部の長さＬｐはストローク距離に相当し、極間距離Ｌｂは開口部１１ｃの入口幅に相当する。
【００１１】
そして、巻線コイル３０とアウターコア１０との結合関係は、コイルが環状を成すように複数回巻回された巻線コイル３０の外側に絶縁コーティング膜３１を被覆した状態で、アウターコア１０を構成するラミネーションシート１１を巻線コイル３０に放射状に積層したものと組み合わされる。
【００１２】
この時、ラミネーションシート１１は、開口部１１ｃに巻線コイル３０を内挿するように積層される。
【００１３】
上記のような往復動式モータの動作においては、図２に示したように、先ず、巻線コイル３０に電流が流れると、該巻線コイル３０に流れる電流により巻線コイル３０の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Ｓを構成するアウターコアのパス部１１ａ及びインナーコア２０に沿って閉ループを形成して流れる。
【００１４】
次いで、巻線コイル３０に流れる電流による磁束と可動子４０を構成する永久磁石４２による磁束との相互作用により永久磁石４２が軸方向に動くようになる。
【００１５】
次いで、巻線コイル３０に流れる電流の方向を変えると、アウターコアのパス部１１ａ及びインナーコア２０に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石４２が反対方向に動くようになる。
【００１６】
このように、電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石４２がアウターコア１０とインナーコア２０間で直線往復運動することにより、可動子４０が直線往復駆動力を有するようになる。
【００１７】
然し、上記のような構造は、巻線コイル３０が位置する開口部１１ｃの入口幅である極間Ｌｂ距離が大きくて、該極間距離Ｌｂにより決定される高価な永久磁石４２の大きさが長くなるため、永久磁石４２の使用量が増加されることで、製造原価が高くなることは勿論で、大量生産に適合しなくなる。
【００１８】
また、所定長さを有するコイルを複数回巻回された巻線コイル３０に絶縁コーティングをした状態で巻線コイル３０に複数のラミネーションシート１１を積層してアウターコア１０を構成するため、巻線コイル３０を前記アウターコア１０の開口部１１ｃ形状と合うように製造することが簡単でないだけでなく、巻線コイル３０の形態が容易に変形してラミネーションシート１１を積層することが難しくなることで、製造時間及び工程が長引いて大量生産に適合しない短所があった。
〔発明の詳細な説明〕
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式モータのボビンにおいては、所定幅を有する環状の底部の両側で傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長して内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体と、該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、該巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に組み合わされるカバーとを含んで構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る往復動式モータのボビンの製造方法においては、所定幅を有する環状の底部の両側で傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体を樹脂物により１次成形する段階と、ボビン体の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回した巻線コイルを製作する段階と、巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に結合するカバーをボビン体に２次成形する段階とを順次行うことを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法に対し、図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明に係る往復動式モータボビンの一例が備えられた往復動式モータにおいては、図３に示したように、先ず、円筒状に形成されたアウターコア１００の内部に所定間隔を置いて円筒状のインナーコア２００が組み合わされる。アウターコア１００及びインナーコア２００は、固定子Ｓを構成する。
【００２２】
そして、固定子のアウターコア１００にボビン３００が組み合わされる。該ボビン３００は、インナーコア２００と組み合わせることもできる。
【００２３】
そして、前記アウターコア１００とインナーコア２００間に直線往復運動を可能にする可動子４００が挿入される。
【００２４】
可動子４００は、アウターコア１００とインナーコア２００間に挿入される円筒状の磁石ホルダー４１０と、該磁石ホルダー４１０の外周面に組み合わされた複数の永久磁石４２０とを含んで構成される。
【００２５】
ボビン３００は、図４に示したように、所定幅を有する環状の底部３１１の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて内部に所定空間を形成する第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３が備えられたボビン体３１０と、該ボビン体３１０の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイル３２０と、該巻線コイル３２０を覆蓋するようにボビン体３１０に組み合わされるカバー３３０とを含んで構成される。
【００２６】
ボビン体３１０の第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に夫々第１結合部３１４が形成されて、カバー３３０の内側面に第１結合部３１４と組み合わされる第２結合部３３１が備えられる。
【００２７】
第１結合部３１４と第２結合部３３１とは、相互に組み合わされる一対の凹凸から成る。即ち、第１結合部３１４は、第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に所定幅及び深さを有する溝が夫々形成されて、第２結合部３３１は、カバー３３０の両側に溝の形状と合うように所定幅及び長さを有する突起が形成される。
【００２８】
反対に、第１結合部３１４は、第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に所定幅及び高さを有する突起が夫々形成されて、第２結合部３３１は、カバー３３０の両側に突起形状とかん合するように所定幅及び深さを有する溝を形成する。
【００２９】
突起と該突起とがかん合する溝を複数個形成することもできる。
【００３０】
第１側壁部３１２は、底部３１１の一方に該底部３１１に対して所定傾斜角を有するように延長された第１傾斜壁３１５と、該第１傾斜壁３１５に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第１垂直壁３１６とを含んで構成される。
【００３１】
第１傾斜壁３１５は、所定厚さに形成されて底部３１１の外側に傾斜するように形成される。即ち、底部３１１と鈍角をなすように形成される。そして、第２側壁部３１３は、底部３１１の他方に該底部３１１に対して所定傾斜角を有するように延長された第２傾斜壁３１７及び該第２傾斜壁３１７に続いて、前記底部３１１に対して垂直方向に延長された第２垂直壁３１８からなる。
【００３２】
第２傾斜壁３１７は、所定厚さに形成され、底部３１１の外側に該底部３１１と鈍角をなすように傾斜して形成される。
【００３３】
第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の傾斜角は、同様な角度にされ、第１垂直壁３１６と第２垂直壁３１８とは平行に形成されることが好ましい。そして、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の内側に夫々複数の突起面Ｆが備えられる。
【００３４】
該突起面Ｆは、階段状に形成され、第１傾斜壁３１５に形成された突起面Ｆ及び第２傾斜壁３１７に形成された突起面Ｆの高さは、相互に相違して形成されることが好ましい。
【００３５】
第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の変形例として、図５に示したように、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７が所定厚さを有するように形成される。
【００３６】
第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３の他の実施例として、図６に示したように、第１側壁部３１２は、底部３１１の一方に所定厚さを有して階段状に形成された第１傾斜階段壁３４１と、該第１傾斜階段壁３４１に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第１垂直壁３１６とからなる。
【００３７】
そして、第２側壁部３１３は、底部３１１の他方に所定厚さを有して階段状に形成された第２傾斜階段壁３４２及び該第２傾斜階段壁３４２に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第２垂直壁３１８とからなる。
【００３８】
第１傾斜階段壁３４１をなす各水平面と第２傾斜階段壁３４２をなす各水平面との水平の高さは、夫々相互に相違するように形成されることが好ましい。
【００３９】
第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３の外面全体又は一部分にかけて、図７に示したように、モータコアと組み合わせ時にそのモータコアと密着するように突起ルーバー３１９が形成される。
【００４０】
且つ、ボビン体３１０の内部空間にコイルが複数回巻回されて、巻線コイル３２０をなす。
【００４１】
コイルは、底部３１１と第１側壁部３１２とが接する角又は底部３１１と第２側壁部３１２とが接する角から始まってその底部３１１の長さ方向にジグザグに巻回され、この時、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７に形成された突起面Ｆにより長さ方向にコイルが水平配列されながら巻回される。
【００４２】
ボビン体３１０の底部３１１と第１、２側壁部３１２、３１３により形成される内部空間に巻線コイル３２０が位置する。
【００４３】
ボビン体３１０とカバー３３０とは、モールドにより一体に成形されることが好ましい。
【００４４】
アウターコア１００は、Ｌ字状のパス部１１１及び該パス部１１１の一方の端の内側に三角形態に延長された延長部１１２から成る薄板のラミネーションシート１１０がボビン３００に円筒をなすように放射状に積層された積層体から成る。
【００４５】
ラミネーションシート１１０は、その延長部１１２がボビン３００の第１側壁部第１傾斜壁３１５に接触すると共に、そのパス部１１１が前記ボビン３００の第１側壁部第１垂直壁３１６及びカバー３３０の外面に接触されるように放射状に積層され、続いて他のラミネーションシート１１０がボビン３００の第２側壁部第２傾斜壁３１７、第２垂直壁３１８及びカバー３３０の外面に接触されるように放射状に積層される。
【００４６】
このような順序に複数のラミネーションシート１１０がボビン３００を基準として円筒状をなすように放射状に積層される。
【００４７】
ボビンの底部３１１の両側に夫々位置する延長部１１２の端面とパス部１１１の端面とが極をなす磁極部１１３を形成し、該磁極部１１３と磁極部１１３と対向する磁極との間の距離が極間距離Ｌｂ１をなす。該極間距離Ｌｂ１は、ボビンの底部３１１の幅と一致する。
【００４８】
且つ、可動子４００を構成する永久磁石４２０の長さＬｍ１は、磁極部１１３とポール部１１３と対向する磁極との間の距離であるボビンの底部３１１の幅Ｌｂ１と、一方の磁極部１１３の長さＬｐ１との合計からなる。
【００４９】
インナーコア２００は、アウターコア１００の長さと一致する長さを有する四角形態の薄板で形成されたラミネーションシート２１０が円筒をなすように放射状に積層されて円筒状の積層体に形成される。
【００５０】
本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、図８に示したように、先ず、所定幅を有する環状の底部３１１の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３が備えられたボビン体３１０を樹脂物により１次成形する段階が実施される。
【００５１】
次いで、ボビン体３１０の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回して巻線コイル３２０を製作する段階が実施される。この時、該巻線コイル３２０は、ボビン体３１０の底部３１１及び第１、２側壁部３１２、３１３により形成される内部空間に位置する。
【００５２】
次いで、巻線コイル３２０を覆蓋するようにボビン体３１０に組み合わされるカバー３３０をボビン体３１０に２次成形する段階が実施される。カバー３３０は、樹脂物からなることが好ましい。
【００５３】
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法の作用効果に関し、説明する。
【００５４】
先ず、本発明に係る往復動式モータは、巻線コイル３２０に電流が流れると、該巻線コイル３２０に流れる電流により該巻線コイル３２０の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Ｓを構成するアウターコア１００及びインナーコア２００を通って閉ループを形成して通る。
【００５５】
巻線コイル３２０に流れる電流による磁束と可動子４００を構成する永久磁石４２０による磁束との相互作用により永久磁石４２０が軸方向に動く。
【００５６】
且つ、巻線コイル３２０に流れる電流の方向を変えると、アウターコア１００及びインナーコア２００に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石４２０が反対方向に動く。
【００５７】
このように電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石４２０がアウターコア１００とインナーコア２００との間で直線往復運動することにより、可動子４００に直線往復駆動力を発生させる。このような過程は、上述した通りである。
【００５８】
本発明に係る往復動式モータのボビン３００は、内部にコイルを複数回巻回して巻線コイル３２０を構成するため、巻線コイル３２０の製作が簡単である。また、該巻線コイル３２０が備えられたボビン３００に複数のラミネーションシート１１０を積層してアウターコア１００を製造するため、ラミネーションシート１１０の積層作業が容易になると共に、その積層体のアウターコア１００の寸法が正確で、寸法管理が容易になる。
【００５９】
また、ボビン体３１０の第１、２側壁部３１２、３１３に傾斜壁が備えられ、該傾斜壁にラミネーションシート１１０を接触して積層する積層体のアウターコア１００をなすため、アウターコアの磁極部１１３と磁極部１１３に対向する磁極との間の距離である極間距離Ｌｂ１を減少させて可動子４００を構成する永久磁石４２０の長さＬｍ１を減少させると共に、ボビンの第１、２側壁部３１２、３１３に段差面Ｆが備えられてコイルを巻回時に圧縮することなく、稠密に巻回されるため、ボビン３００の内部に巻回される巻回数が相対的に増加するようになる。
【００６０】
ボビン３００がボビン体３１０及びカバー３３０を含んで構成されると共に、ボビン体３１０に第１結合部３１４が形成されてカバー３３０に第２結合部３３１が形成されて、第１、２結合部３１４、３３１がかん合されることで、ボビン体３１０にカバー３３０が組み合わされるため、部品の組立が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
【００６１】
また、ボビン体３１０の外面に突起ルーバー３１９が備えられることにより、ボビン３００に積層される積層体であるアウターコア１００とボビン３００との間を密着させることで、モータの作動時にボビン３００と積層体との間の振動による騷音を防止する。
【００６２】
一方、本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、ボビン３００を構成するボビン体３１０を樹脂物により成形した後、該ボビン体３１０にコイルを複数回巻回して該ボビン体３１０とカバー３３０とを成形してボビン体３１０とカバー３３０とを一体化させて製造するため、製造工程が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
〔産業上の利用可能性〕
以上説明したように、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法において、往復動式モータを構成する巻線コイル及び積層体のアウターコアの製造を簡単にすると共に、可動子を構成する永久磁石の長さを減少し得ることで、モータの製造原価を節減し、量産性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
研究開発中の往復動式モータを示した断面図である。
【図２】
往復動式モータの作動状態を示した断面図である。
【図３】
本発明に係る往復動式モータのボビンが備えられた往復動式モータの断面図である。
【図４】
本発明に係る往復動式モータのボビンを示した断面図である。
【図５】
本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図６】
本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図７】
本発明に係る往復動式モータのボビンを構成する突起ルーバを中心から示した断面図である。
【図８】
本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法を示したフローチャートである。
〔技術分野〕
本発明は、往復動式モータのボビン及びその製造方法に係るもので、詳しくは、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法に関するものである。
〔背景技術〕
一般に、モータは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換させる機器であって、電気エネルギーを回転運動に変換させる回転型モータと電気エネルギーを直線往復運動に変換させる往復動式モータ等に分類される。
【０００２】
前記モータは、動力源として使われる分野が多様である。特に、家電製品としては、冷蔵庫、エアコン、洗濯機、扇風機等の殆ど全ての製品に装着されている。冷蔵庫及びエアコンの場合、送風ファンを回転させるのに使われることもあるが、冷蔵庫及びエアコンを構成する冷蔵サイクル装置の圧縮機に装着されて動力源として使われる。
【０００３】
図１は、本出願人が研究開発中の往復動式モータの一例であって、図１に示したように、円筒状に形成されたアウターコア１０及び該アウターコア１０と所定の間隔を置いて挿入されるインナーコア２０により構成される固定子Ｓと、アウターコア１０又はインナーコア２０に結合される巻線コイル３０と、アウターコア１０とインナーコア２０間に直線往復運動が可能なように挿入される可動子４０とを含んで構成される。
【０００４】
提示された図１においては、巻線コイル３０をアウターコア１０に結合した構造が図示されている。
【０００５】
アウターコア１０は、Ｕ字状の薄板に形成されたラミネーションシート１１が円筒をなすように放射状に積層された円筒状の積層体に形成される。ラミネーションシート１１のＵ字部分は、磁束が流れるパス部１１ａをなし、その両端は極を形成する磁極部１１ｂをなし、パス部１１ａの内側に形成された一方が開口した空間は、巻線コイル３０が位置する開口部１１ｃをなす。
【０００６】
巻線コイル３０は、コイルが環状をなすように複数回巻回されて、その断面形状が開口部１１ｃの形状と適合するように形成される。そして、巻線コイル３０の外面に薄膜絶縁コーティングされた絶縁コーティング膜３１が形成される。
【０００７】
インナーコア２０は、アウターコア１０の長さと適合する長さを有する四角形態の薄板に形成されたラミネーションシート２１を円筒をなすように放射状に積層し円筒状の積層体に形成される。
【０００８】
可動子４０は、アウターコア１０とインナーコア２０間に挿入される円筒状の磁石ホルダー４１と該磁石ホルダー４１の外周面に固定結合される複数の永久磁石４２とを含んで構成される。
【０００９】
該永久磁石４２の長さＬｍは、普通、磁極部の長さＬｐと極間距離Ｌｂとを合せた長さからなる。従って、開口部１１ｃの両側に位置する極間距離Ｌｂに永久磁石４２の長さが関係するため、極間距離Ｌｂが短いほど永久磁石４２の長さＬｍが短くなる。
【００１０】
磁極部の長さＬｐはストローク距離に相当し、極間距離Ｌｂは開口部１１ｃの入口幅に相当する。
【００１１】
そして、巻線コイル３０とアウターコア１０との結合関係は、コイルが環状を成すように複数回巻回された巻線コイル３０の外側に絶縁コーティング膜３１を被覆した状態で、アウターコア１０を構成するラミネーションシート１１を巻線コイル３０に放射状に積層したものと組み合わされる。
【００１２】
この時、ラミネーションシート１１は、開口部１１ｃに巻線コイル３０を内挿するように積層される。
【００１３】
上記のような往復動式モータの動作においては、図２に示したように、先ず、巻線コイル３０に電流が流れると、該巻線コイル３０に流れる電流により巻線コイル３０の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Ｓを構成するアウターコアのパス部１１ａ及びインナーコア２０に沿って閉ループを形成して流れる。
【００１４】
次いで、巻線コイル３０に流れる電流による磁束と可動子４０を構成する永久磁石４２による磁束との相互作用により永久磁石４２が軸方向に動くようになる。
【００１５】
次いで、巻線コイル３０に流れる電流の方向を変えると、アウターコアのパス部１１ａ及びインナーコア２０に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石４２が反対方向に動くようになる。
【００１６】
このように、電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石４２がアウターコア１０とインナーコア２０間で直線往復運動することにより、可動子４０が直線往復駆動力を有するようになる。
【００１７】
然し、上記のような構造は、巻線コイル３０が位置する開口部１１ｃの入口幅である極間Ｌｂ距離が大きくて、該極間距離Ｌｂにより決定される高価な永久磁石４２の大きさが長くなるため、永久磁石４２の使用量が増加されることで、製造原価が高くなることは勿論で、大量生産に適合しなくなる。
【００１８】
また、所定長さを有するコイルを複数回巻回された巻線コイル３０に絶縁コーティングをした状態で巻線コイル３０に複数のラミネーションシート１１を積層してアウターコア１０を構成するため、巻線コイル３０を前記アウターコア１０の開口部１１ｃ形状と合うように製造することが簡単でないだけでなく、巻線コイル３０の形態が容易に変形してラミネーションシート１１を積層することが難しくなることで、製造時間及び工程が長引いて大量生産に適合しない短所があった。
〔発明の詳細な説明〕
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式モータのボビンにおいては、所定幅を有する環状の底部の両側で傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長して内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体と、該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、該巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に組み合わされるカバーとを含んで構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る往復動式モータのボビンの製造方法においては、所定幅を有する環状の底部の両側で傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体を樹脂物により１次成形する段階と、ボビン体の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回した巻線コイルを製作する段階と、巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に結合するカバーをボビン体に２次成形する段階とを順次行うことを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法に対し、図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明に係る往復動式モータボビンの一例が備えられた往復動式モータにおいては、図３に示したように、先ず、円筒状に形成されたアウターコア１００の内部に所定間隔を置いて円筒状のインナーコア２００が組み合わされる。アウターコア１００及びインナーコア２００は、固定子Ｓを構成する。
【００２２】
そして、固定子のアウターコア１００にボビン３００が組み合わされる。該ボビン３００は、インナーコア２００と組み合わせることもできる。
【００２３】
そして、前記アウターコア１００とインナーコア２００間に直線往復運動を可能にする可動子４００が挿入される。
【００２４】
可動子４００は、アウターコア１００とインナーコア２００間に挿入される円筒状の磁石ホルダー４１０と、該磁石ホルダー４１０の外周面に組み合わされた複数の永久磁石４２０とを含んで構成される。
【００２５】
ボビン３００は、図４に示したように、所定幅を有する環状の底部３１１の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて内部に所定空間を形成する第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３が備えられたボビン体３１０と、該ボビン体３１０の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイル３２０と、該巻線コイル３２０を覆蓋するようにボビン体３１０に組み合わされるカバー３３０とを含んで構成される。
【００２６】
ボビン体３１０の第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に夫々第１結合部３１４が形成されて、カバー３３０の内側面に第１結合部３１４と組み合わされる第２結合部３３１が備えられる。
【００２７】
第１結合部３１４と第２結合部３３１とは、相互に組み合わされる一対の凹凸から成る。即ち、第１結合部３１４は、第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に所定幅及び深さを有する溝が夫々形成されて、第２結合部３３１は、カバー３３０の両側に溝の形状と合うように所定幅及び長さを有する突起が形成される。
【００２８】
反対に、第１結合部３１４は、第１側壁部３１２の端面及び第２側壁部３１３の端面に所定幅及び高さを有する突起が夫々形成されて、第２結合部３３１は、カバー３３０の両側に突起形状とかん合するように所定幅及び深さを有する溝を形成する。
【００２９】
突起と該突起とがかん合する溝を複数個形成することもできる。
【００３０】
第１側壁部３１２は、底部３１１の一方に該底部３１１に対して所定傾斜角を有するように延長された第１傾斜壁３１５と、該第１傾斜壁３１５に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第１垂直壁３１６とを含んで構成される。
【００３１】
第１傾斜壁３１５は、所定厚さに形成されて底部３１１の外側に傾斜するように形成される。即ち、底部３１１と鈍角をなすように形成される。そして、第２側壁部３１３は、底部３１１の他方に該底部３１１に対して所定傾斜角を有するように延長された第２傾斜壁３１７及び該第２傾斜壁３１７に続いて、前記底部３１１に対して垂直方向に延長された第２垂直壁３１８からなる。
【００３２】
第２傾斜壁３１７は、所定厚さに形成され、底部３１１の外側に該底部３１１と鈍角をなすように傾斜して形成される。
【００３３】
第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の傾斜角は、同様な角度にされ、第１垂直壁３１６と第２垂直壁３１８とは平行に形成されることが好ましい。そして、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の内側に夫々複数の突起面Ｆが備えられる。
【００３４】
該突起面Ｆは、階段状に形成され、第１傾斜壁３１５に形成された突起面Ｆ及び第２傾斜壁３１７に形成された突起面Ｆの高さは、相互に相違して形成されることが好ましい。
【００３５】
第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７の変形例として、図５に示したように、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７が所定厚さを有するように形成される。
【００３６】
第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３の他の実施例として、図６に示したように、第１側壁部３１２は、底部３１１の一方に所定厚さを有して階段状に形成された第１傾斜階段壁３４１と、該第１傾斜階段壁３４１に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第１垂直壁３１６とからなる。
【００３７】
そして、第２側壁部３１３は、底部３１１の他方に所定厚さを有して階段状に形成された第２傾斜階段壁３４２及び該第２傾斜階段壁３４２に続いて、底部３１１に対して垂直方向に延長された第２垂直壁３１８とからなる。
【００３８】
第１傾斜階段壁３４１をなす各水平面と第２傾斜階段壁３４２をなす各水平面との水平の高さは、夫々相互に相違するように形成されることが好ましい。
【００３９】
第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３の外面全体又は一部分にかけて、図７に示したように、モータコアと組み合わせ時にそのモータコアと密着するように突起ルーバー３１９が形成される。
【００４０】
且つ、ボビン体３１０の内部空間にコイルが複数回巻回されて、巻線コイル３２０をなす。
【００４１】
コイルは、底部３１１と第１側壁部３１２とが接する角又は底部３１１と第２側壁部３１２とが接する角から始まってその底部３１１の長さ方向にジグザグに巻回され、この時、第１傾斜壁３１５及び第２傾斜壁３１７に形成された突起面Ｆにより長さ方向にコイルが水平配列されながら巻回される。
【００４２】
ボビン体３１０の底部３１１と第１、２側壁部３１２、３１３により形成される内部空間に巻線コイル３２０が位置する。
【００４３】
ボビン体３１０とカバー３３０とは、モールドにより一体に成形されることが好ましい。
【００４４】
アウターコア１００は、Ｌ字状のパス部１１１及び該パス部１１１の一方の端の内側に三角形態に延長された延長部１１２から成る薄板のラミネーションシート１１０がボビン３００に円筒をなすように放射状に積層された積層体から成る。
【００４５】
ラミネーションシート１１０は、その延長部１１２がボビン３００の第１側壁部第１傾斜壁３１５に接触すると共に、そのパス部１１１が前記ボビン３００の第１側壁部第１垂直壁３１６及びカバー３３０の外面に接触されるように放射状に積層され、続いて他のラミネーションシート１１０がボビン３００の第２側壁部第２傾斜壁３１７、第２垂直壁３１８及びカバー３３０の外面に接触されるように放射状に積層される。
【００４６】
このような順序に複数のラミネーションシート１１０がボビン３００を基準として円筒状をなすように放射状に積層される。
【００４７】
ボビンの底部３１１の両側に夫々位置する延長部１１２の端面とパス部１１１の端面とが極をなす磁極部１１３を形成し、該磁極部１１３と磁極部１１３と対向する磁極との間の距離が極間距離Ｌｂ１をなす。該極間距離Ｌｂ１は、ボビンの底部３１１の幅と一致する。
【００４８】
且つ、可動子４００を構成する永久磁石４２０の長さＬｍ１は、磁極部１１３とポール部１１３と対向する磁極との間の距離であるボビンの底部３１１の幅Ｌｂ１と、一方の磁極部１１３の長さＬｐ１との合計からなる。
【００４９】
インナーコア２００は、アウターコア１００の長さと一致する長さを有する四角形態の薄板で形成されたラミネーションシート２１０が円筒をなすように放射状に積層されて円筒状の積層体に形成される。
【００５０】
本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、図８に示したように、先ず、所定幅を有する環状の底部３１１の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第１側壁部３１２及び第２側壁部３１３が備えられたボビン体３１０を樹脂物により１次成形する段階が実施される。
【００５１】
次いで、ボビン体３１０の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回して巻線コイル３２０を製作する段階が実施される。この時、該巻線コイル３２０は、ボビン体３１０の底部３１１及び第１、２側壁部３１２、３１３により形成される内部空間に位置する。
【００５２】
次いで、巻線コイル３２０を覆蓋するようにボビン体３１０に組み合わされるカバー３３０をボビン体３１０に２次成形する段階が実施される。カバー３３０は、樹脂物からなることが好ましい。
【００５３】
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法の作用効果に関し、説明する。
【００５４】
先ず、本発明に係る往復動式モータは、巻線コイル３２０に電流が流れると、該巻線コイル３２０に流れる電流により該巻線コイル３２０の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Ｓを構成するアウターコア１００及びインナーコア２００を通って閉ループを形成して通る。
【００５５】
巻線コイル３２０に流れる電流による磁束と可動子４００を構成する永久磁石４２０による磁束との相互作用により永久磁石４２０が軸方向に動く。
【００５６】
且つ、巻線コイル３２０に流れる電流の方向を変えると、アウターコア１００及びインナーコア２００に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石４２０が反対方向に動く。
【００５７】
このように電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石４２０がアウターコア１００とインナーコア２００との間で直線往復運動することにより、可動子４００に直線往復駆動力を発生させる。このような過程は、上述した通りである。
【００５８】
本発明に係る往復動式モータのボビン３００は、内部にコイルを複数回巻回して巻線コイル３２０を構成するため、巻線コイル３２０の製作が簡単である。また、該巻線コイル３２０が備えられたボビン３００に複数のラミネーションシート１１０を積層してアウターコア１００を製造するため、ラミネーションシート１１０の積層作業が容易になると共に、その積層体のアウターコア１００の寸法が正確で、寸法管理が容易になる。
【００５９】
また、ボビン体３１０の第１、２側壁部３１２、３１３に傾斜壁が備えられ、該傾斜壁にラミネーションシート１１０を接触して積層する積層体のアウターコア１００をなすため、アウターコアの磁極部１１３と磁極部１１３に対向する磁極との間の距離である極間距離Ｌｂ１を減少させて可動子４００を構成する永久磁石４２０の長さＬｍ１を減少させると共に、ボビンの第１、２側壁部３１２、３１３に段差面Ｆが備えられてコイルを巻回時に圧縮することなく、稠密に巻回されるため、ボビン３００の内部に巻回される巻回数が相対的に増加するようになる。
【００６０】
ボビン３００がボビン体３１０及びカバー３３０を含んで構成されると共に、ボビン体３１０に第１結合部３１４が形成されてカバー３３０に第２結合部３３１が形成されて、第１、２結合部３１４、３３１がかん合されることで、ボビン体３１０にカバー３３０が組み合わされるため、部品の組立が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
【００６１】
また、ボビン体３１０の外面に突起ルーバー３１９が備えられることにより、ボビン３００に積層される積層体であるアウターコア１００とボビン３００との間を密着させることで、モータの作動時にボビン３００と積層体との間の振動による騷音を防止する。
【００６２】
一方、本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、ボビン３００を構成するボビン体３１０を樹脂物により成形した後、該ボビン体３１０にコイルを複数回巻回して該ボビン体３１０とカバー３３０とを成形してボビン体３１０とカバー３３０とを一体化させて製造するため、製造工程が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
〔産業上の利用可能性〕
以上説明したように、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法において、往復動式モータを構成する巻線コイル及び積層体のアウターコアの製造を簡単にすると共に、可動子を構成する永久磁石の長さを減少し得ることで、モータの製造原価を節減し、量産性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
研究開発中の往復動式モータを示した断面図である。
【図２】
往復動式モータの作動状態を示した断面図である。
【図３】
本発明に係る往復動式モータのボビンが備えられた往復動式モータの断面図である。
【図４】
本発明に係る往復動式モータのボビンを示した断面図である。
【図５】
本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図６】
本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図７】
本発明に係る往復動式モータのボビンを構成する突起ルーバを中心から示した断面図である。
【図８】
本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法を示したフローチャートである。
Claims (10)
- 所定幅を有する環状の底部の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体と、
該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、
該巻線コイルを覆蓋するように前記ボビン体に組み合わせるカバーと
を含んで構成されることを特徴とする往復動式モータのボビン。 - 前記ボビン体の第１、２側壁部の端面に第１結合部が夫々形成されて、前記カバーの内側に前記第１結合部と組み合わされる第２結合部が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記第１結合部と第２結合部とは、相互に組み合わされる一対の凹凸からなることを特徴とする請求項２に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記ボビン体の第１側壁部及び第２側壁部の端面には、複数の溝が夫々形成されて、前記カバーの下面に前記溝とかん合される突起が夫々形成されて前記カバーの突起が前記ボビン体の溝にかん合されて組み合わされることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記第１側壁部は、前記底部の一方に該底部に対して所定傾斜角を有するように延長された所定の厚さの第１傾斜壁及び該第１傾斜壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第１垂直壁からなり、前記第２側壁部は、前記底部の他方に該底部に対して所定傾斜角を有するように延長された所定の厚さの第２傾斜壁及び該第２傾斜壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第２垂直壁から成ることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記第１傾斜壁及び第２傾斜壁の内側に夫々複数の突起面を備えることを特徴とする請求項５に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記第１側壁部は、前記底部の一方に所定の厚さを有して階段状に形成された第１傾斜階段壁及び該第１傾斜階段壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第１垂直壁からなり、前記第２側壁部は、前記底部の他方に所定の厚さを有して階段状に形成された第２傾斜階段壁及び該第２傾斜階段壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第２垂直壁からなることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記第１側壁部及び第２側壁部の外面全体又は一部分にかけてモータコアと組み合わせ時に該モータコアと密着されるように突起ルーバが形成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 前記ボビン体とカバーとは、モールドにより一体に成形されたことを特徴とする請求項１に記載の往復動式モータのボビン。
- 所定の幅を有する環状の底部の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長して、内部に所定空間を形成する第１側壁部及び第２側壁部が備えられたボビン体を樹脂物により１次成形する段階と、
前記ボビン体の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回して巻線コイルを製造する段階と、
前記巻線コイルを覆蓋するように前記ボビン体に組み合わされるカバーを前記ボビン体に２次成形する段階とを順次行うことを特徴とする往復動式モータのボビン製造方法。
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