JP2005198389A

JP2005198389A - 小型モータ

Info

Publication number: JP2005198389A
Application number: JP2004000889A
Authority: JP
Inventors: Michio Sumiya; 通夫角谷
Original assignee: Nidec Sankyo CMI Corp
Current assignee: Nidec Material Corp
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: TW200524251A; CN1638250A; TWI326957B; CN100527572C; JP4407283B2

Abstract

【課題】一対の接続ピンの間隔および植設深さを十分に確保でき、かつ膨出部がフランジ部から径の増大する外方に突出する量を小さく抑えることにある。
【解決手段】フランジ部３１の外周縁部から当該外周縁部の接線Ｌｔ方向の一方に延出し、かつフランジ部３１の外周縁部からボビン３０の軸線方向におけるボビン３０から離れる方向に延出すべく形成された端子台（膨出部）３２を設け、一対の接続ピン１９，１９は、端子台３２における接線Ｌｔ方向の一方に寄った位置に、軸線方向に間隔をおいて植設した構成になっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、カメラなどの小型精密機器に用いて好適な小型モータに関するものである。

この種の小型モータとしては、励磁コイルが巻回されるボビンにおけるフランジ部の外周縁部に、励磁コイルの各端部を接続する一対の接続ピンが植設された端子台（膨出部）を有するステッピングモータが知られている。なお、上記端子台を有するボビンは、ステッピングモータのケース内に２つ組み込まれることになる。また、ボビンの端子台に植設された接続ピンは、配線基板などを介してステッピングモータのコントローラに接続されることになる。

従来、このような小型モータにおいて、ボビンのフランジ部に設けられた端子台は、当該フランジ部の外周縁部から周方向に延在するように形成され、一対の接続ピンも周方向に間隔をおいて植設されていた。

しかし、このような従来の小型モータにおいては、ボビンの小径化に伴い、必然的に、フランジ部の周方向にずれて植設される一対の接続ピンの間隔が狭くなってしまうことになるので、各接続ピンに励磁コイルや配線基板が接続しにくくなり、作業性が悪化すると共に、接続不良を招くおそれがあった。

しかも、接続ピンの植設深さを十分確保するため端子台を厚く形成した場合には、端子台がフランジ部から径の増大する外方に突出する量が大きくなるので、モータの小型化を図る上で不利となるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対の接続ピンの間隔および植設深さを十分に確保することができ、かつ膨出部がフランジ部から径の増大する外方に突出する量を小さく抑えることのできる小型モータを提供することにある。

本発明の請求項１に記載の小型モータは、励磁コイルが巻回されるボビンのフランジ部に、前記励磁コイルの各端部を接続するための一対の接続ピンが植設された膨出部を有する小型モータにおいて、前記膨出部は、前記フランジ部の外周縁部から当該外周縁部の接線方向の一方に延出し、かつ前記フランジ部の外周縁部から前記ボビンの軸線方向における当該ボビンから離れる方向に延出すべく形成され、前記一対の接続ピンは、前記膨出部における前記接線方向の一方に寄った位置に、前記軸線方向に間隔をおいて植設されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の小型モータは、請求項１において、前記ボビンの外周部を覆うケースに、当該ケースから前記膨出部を突出させる切り欠き部を設け、前記ケースにおける切り欠き部の縁部に、前記膨出部における前記フランジ部の外周縁部から延出する端部を支持し、当該膨出部を前記ケースの内方に変位させる力に対して抗力を発するストッパー部を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の小型モータは、請求項１または２において、前記膨出部には、当該膨出部から突出し、前記一対の接続ピンに接続される配線基板と接する座面部を設けてなり、前記座面部は、前記励磁コイルの一部を案内することが可能な高さの外周面を有していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、ボビンのフランジ部に設けた膨出部を軸線方向に延在させ、かつ一対の接続ピンを軸線方向に間隔をおいて植設しているので、モータの小型化に伴ってボビンを小径化した場合にも、それらの接続ピンの間隔を広く設定することができる。したがって、作業性の向上および接続不良の低減を図ることができる。

しかも、膨出部が軸線方向におけるボビンから離れる方向に延在しているので、膨出部が励磁コイルをボビンに巻回する際の妨げとなることがない。

また、通常、ボビンを軸線方向に２つ隣接させて設置することになるが、一方のボビンの膨出部を他方のボビンの外周側に位置させるべく、各ボビンを設置することにより、モータの軸線方向の長さが増加するのを防止することができる。

さらに、膨出部をボビンの外周縁部における接線方向の一方に延出すべく形成しているので、当該一方に向かって膨出部の厚さを厚くすることができる。したがって、上記一方に寄った位置に設置される一対のピンの植設深さを、膨出部の全体の厚さを増加させることなく十分確保することができる。即ち、膨出部がフランジ部から径の増大する外方に突出する量を小さく抑えることができるので、モータの小型化を図る上で極めて有利である。

請求項２に記載の発明は、膨出部のケース内方への変位をストッパー部によって抑制することができるので、安定した状態で励磁コイルの端部を各接続ピンに半田付け等によって接続することができる。

しかも、各接続ピンを接続する例えば配線基板に、膨出部を介してモータを確実かつ安定的に設置することができる。したがって、モータの生産性および信頼性の向上を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、膨出部に配線基板に当接する座面部を設けているので、膨出部における座面部以外の部分と配線基板との間に所定の間隔を設けることができる。

このため、モータを配線基板に設置する際に、各接続ピンに接続された励磁コイルが配線基板によって切断されたり、過剰な張力が作用した状態になるのを防止することができる。したがって、モータの生産性および信頼性の向上をより一層図ることができる。

また、座面部の外周面が励磁コイルの一部を案内することが可能な高さに形成されているので、例えば励磁コイルの一方または双方の端部の近傍部分を座面部の外周面に沿わせるなどにより、例えば励磁コイルの一方の端部の近傍部分を他方の接続ピンから充分離れた位置に配線して、その一方の端部を一方の接続ピンに対応する位置に配置することができると共に、励磁コイルの他方の端部の近傍部分を一方の接続ピンから充分離れた位置を迂回させながら配線して、その他方の端部を他方の接続ピンに対応する位置に配置することができる。
このため、例えば他方の接続ピンに励磁コイルの他方の端部を半田付け等により接続する際の熱が励磁コイルの一方の端部やその近傍部分に影響することがほとんどないので、上記熱の影響によって励磁コイルにおける一方の端部やその近傍部分の絶縁被覆が溶融して絶縁不良となり、当該励磁コイルがショートするのを確実に防止することができる。
したがって、この点からもモータの生産性および信頼性の向上を図ることができる。

しかも、励磁コイルの各端部の間隔を広げることが可能になることから、例えば励磁コイルを、一方の接続ピンの位置からボビンに巻回し、さらに他方の接続ピンの位置に引き出す作業を巻線機で行う際に、当該巻線機における励磁コイルを吐出するノズルが接続ピン等に接触するのを防止することもできる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における小型モータは、ステッピングモータとしての適用例である。

本例のモータ１０のシャフト１１には、ナット部材５１が螺合する雄ねじ部１１Ａが形成されており、シャフト１１の回転に応じて、ナット部材５１をプレート５２のガイド溝５２Ａに沿って図１および図２中の左右方向にスライドさせる構成となっている。そのナット部材５１の移動によって、カメラなどに組み込まれた小型精密機器を駆動することができる。

モータ１０のケース２０は、図３および図４に示すように、円筒状の外周面部２１Ｂの一端に端面部２１Ｃを設けた２つのケース部材２１によって構成されており、各ケース部材２１の他端の開口部２１Ａを突き合わせてレーザ溶接等で連結することによって一体化されている。

各ケース部材２１には、外周面部２１Ｂに、その開口部２１Ａから当該外周面部２１Ｂの軸線方向（モータ１０が組み立てられた状態における後述するボビン３０の中心線Ｌｏの延在する方向と同一の方向）に沿って側面視で四角形状の第１及び第２の切り欠き部（切り欠き部）２１Ｄ、２１Ｅが周方向に隣接して形成されている。第１の切り欠き部２１Ｄは、開口部２１Ａから軸線方向に深く形成され、第２の切り欠き部２１Ｅは同開口部２１Ａから同方向に浅く形成されている。また、各切り欠き部２１Ｄ、２１Ｅの最奥縁部は、軸線方向に直角に延在している。

ケース２０には、一方のケース部材２１の端面部２１Ｃの軸心部に、シャフト１１の一端部を回転自在に支持する軸受け１３が設けられている。

シャフト１１は、ケース２０の内外に延在し、その一端部が軸受け１３によって回転自在に支持され、他端部がプレート５２の折曲部５２Ｂに設けられた軸受け１２によって回転自在に支持されている。

シャフト１１におけるケース２０内の外周面には、ネオジ等のロータ１４が取り付けられ、そのロータ１４の外周側には、ステータ１５，１６、１７，１８が設けられている。ステータ１５，１６、１７，１８には、ロータ１４の外周面に対して所定のエアギャップを介して配置される三角形状の極歯１５Ａ，１６Ａ、１７Ａ，１８Ａが設けられている。

軸受け１３は、シャフト１１の一端部をケース２０と同軸状に維持すると共に、極歯１７Ａ，１８Ａにおける内周面をシャフト１１と同軸状に維持するようになっている。

ケース２０内には、極歯１５Ａ，１６Ａと、他の極歯１７Ａ，１８Ａのそれぞれの外周側にボビン３０，３０が組み込まれており、一方にはＡ相、他方にはＢ相の励磁コイルＣがそれぞれ巻回されている。これらのボビン３０，３０は、図４に示すように、同一形状のものであり、左右の向きを逆にして、即ち向かい合わせにして組み込まれている。

ボビン３０には、図５および図６のように、円筒状に形成された筒部３３と、この筒部３３の中心線Ｌｏの延在する方向と同一の方向である軸線方向の両端部に形成された薄板状のフランジ部３１、３１とによって一体に形成されている。各フランジ部３１は、筒部３３の各端部から半径方向の外方にほぼ円形に拡径すべく形成されている。

また、一方のフランジ部３１には、ボビン３０、３０をケース２０内に収容した状態において、各ケース部材２１における第１及び第２の切り欠き部２１Ｄ、２１Ｅから半径方向の外方に突出する端子台（膨出部）３２が設けられている。

この端子台３２は、図５および図６のように、フランジ部３１の外周縁部から当該外周縁部の接線Ｌｔ方向の一方に延出し、かつ前記フランジ部３１の外周縁部から前記ボビン３０の軸線方向における当該ボビン３０から離れる方向（外方）に延出すべく形成されている。

即ち、端子台３２は、フランジ部３１における半径方向の外方に位置する外表面３２Ｃ（図５および図６において同図中の下方を向く面）が当該フランジ部３１の接線Ｌｔ方向の一方の側に延在すべく平面状に形成されている。しかも、外表面３２Ｃは、ケース２０における外周面部２１Ｂの外周面に接する接平面とほぼ面一状（この実施形態では、図３に示すように、接平面より外周面部２１Ｂの外側にわずかに突出した状態）に構成されている。なお、外表面３２Ｃは、上記接平面と面一状、あるいは当該接平面より外周面部２１Ｂの内方に位置すべく構成することも可能である。

さらに、外表面３２Ｃは、図５のように、ボビン３０の軸線方向に平行にかつボビン３０から離れる方向（同図中の右方）に延出すべく平面状に形成されている。

これにより、端子台３２の上記接線Ｌｔ方向の一方の端部（図６中右側の端部）は、外表面３２Ｃに直交する方向の高さＨが大きく形成された厚肉部分（図７参照）となっている。また、この高さＨの厚肉部分は、図５のように、ボビン３０の軸線方向に延在している。

また、端子台３２は、図３および図４のように、モータ１０の側面視において、軸線方向に延在する平行な２つの側縁部および当該軸線方向に直交する２つの端縁部によって四角形状に形成されている。そして、この端子台３２には、上記厚肉部分に、四角柱の２本の接続ピン１９，１９が植設されている。

これらの接続ピン１９，１９は、図７のように、端子台３２の外表面３２Ｃから当該外表面３２Ｃに直交する方向に深く植設され、かつ、図５のように、ボビン３０の軸線方向に互いに間隔をおいて植設されている。特にこの実施形態における各接続ピン１９，１９は、その最深端がケース２０における外周面部２１Ｂの外周面より当該外周面部２１Ｂの内方に位置すべく、深く植設されている。

接続ピン１９，１９には、図４のように、励磁コイルＣの端部Ｃ１，Ｃ２が接続されている。この励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２の近傍部分は、端子台３２の外表面３２Ｃに突出形成された座面部３２Ａの外周面に沿わせられることにより、当該外周面によってガイドされるようになっている。即ち、座面部３２Ａの外周面は、励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２の何れか一方または双方の近傍部分が巻回等の可能な高さに形成されている。

座面部３２Ａは、図３のように、端子台３２の外表面３２Ｃから突出すると共に、接続ピン１９，１９が間隔をおいて配置される方向（軸線方向）に延在し、当該接続ピン１９，１９に接続される配線基板Ｐの裏面（図３中のシャフト１１側）に接するように形成されている。配線基板Ｐはステッピングモータのコントローラに接続される。この配線基板Ｐはフレキシブル配線基板であってもよい。

また、一対のボビン３０は、図２に示すように、一方のボビン３０の端子台３２を他方のボビン３０の外周側に位置させるべく互いに設置されていると共に、各端子台３２における軸線方向に平行な一方の側縁部の一部を互いに当接させた状態にして同軸状に設置されるようになっている。

即ち、各端子台３２は、図２および図４のように、その一方の側縁部の一部を互いに当接させた状態で、各ケース部材２１の第１及び第２の切り欠き部２１Ｄ、２１Ｅから突出されている。また、各ケース部材２１の開口部２１Ａは、各端子台３２における一方の側縁部の一部が互いに当接する部分に配置されている。

また、第１の切り欠き部２１Ｄは、一方の端子台３２の左右の側縁部を支持するように形成されており、第２の切り欠き部２１Ｅは、第１の切り欠き部２１Ｄと共同して、互いに当接した状態の双方の端子台３２、３２の最外位置の各側縁部を支持するように形成されている。これにより、第１および第２の切り欠き部２１Ｄ、２１Ｅは、端子台３２およびこの端子台３２が一体に形成されたボビン３０がケース２０に対して周方向に変位するのを防止するようになっている。

さらに、端子台３２には、図２および図３のように、ケース部材２１における第１の切り欠き部２１Ｄの縁部であって上述した最奥縁部上に重なる被支持部３２Ｂが形成されている。この被支持部３２Ｂと重なるケース部材２１における第１の切り欠き部２１Ｄの最奥縁部は、端子台３２がケース２０の内方へ変位することを阻止するストッパー部を構成している。即ち、ストッパー部は、端子台３２をケース２０の内方に変位させる力に対して抗力を発するようになっている。

このように構成されるモータ１０は、配線基板Ｐを介して接続されるコントローラによって、回転駆動されることになる。

また、このようなモータ１０の構成においては、接続ピン１９，１９を端子台３２の高さＨの大きな厚肉部分に深く植設することができるので、それらの接続ピン１９，１９の先端部にコイルＣの端部Ｃ１，Ｃ２および配線基板Ｐを半田付けなどによって接続する際に、それらの接続ピン１９，１９が傾いたり抜けたりすることがない。即ち、接続ピン１９，１９を強固に端子台３２に固定することができる。

しかも、端子台３２の全体の厚さを増加させることなく、接続ピン１９，１９の植設深さを十分確保することができる。したがって、端子台３２がフランジ部３１における半径方向の外方に突出する量を小さく抑えることができるので、モータ１０の小型化を図る上で極めて有利である。

さらに、端子台３２が軸線方向におけるボビン３０から離れる方向に延在しているので、端子台３２が励磁コイルＣをボビン３０に巻回する際の妨げとなることがない。

また、一方のボビン３０の端子台３２を他方のボビン３０の外周側に配置すべく、当該各ボビン３０を軸線方向に隣接させて設置することにより、モータ１０の軸線方向の長さが端子台３２によって増加するのを防止することができる。

また、接続ピン１９，１９をボビン３０の軸線方向に間隔をおいて設置しているので、モータ１０の小型化に伴ってボビン３０を小径化した場合にも、それらの接続ピン１９，１９の間隔を広くとることができる。したがって、それらの接続ピン１９，１９に対してコイルＣおよび配線基板Ｐを容易かつ確実に接続することができる。

さらに、端子台３２の内方への変位をケース部材２１の周縁部分のストッパー部によって防止することができるので、励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２を各接続ピン１９，１９に半田付け等で接続する場合や、各接続ピン１９，１９を配線基板Ｐに接続する際に、当該接続ピン１９，１９が不本意に変位することがない。なお、各接続ピン１９，１９に対する励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２の接続は、通常、ボビン３０に励磁コイルＣを巻回した後の当該ボビン３０をケース２０に組み込む前の段階で行われる。

また、座面部３２Ａが配線基板Ｐに当接することによって、端子台３２における座面部３２Ａ以外の部分（例えば外表面３２Ｃ）と配線基板Ｐとの間に所定の間隔を設けることができる。

このため、モータ１０を配線基板Ｐに設置する際に、各接続ピン１９，１９に接続された励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２が配線基板によって切断されたり、過剰な張力が作用した状態になるのを防止することができる。したがって、モータ１０の生産性および信頼性の向上をより一層図ることができる。

また、第１および第２の切り欠き部２１Ｄ、２１Ｅによって、端子台３２およびボビン３０がケース２０に対して周方向に変動するのを防止することができるので、更に端子台３２の振動や外部負荷による劣化を防ぐことができると共に、接続ピン１９，１９の位置を安定化させることができる。

さらに、座面部３２Ａの外周面が励磁コイルＣの一部を案内することが可能な高さに形成されているので、励磁コイルＣの端部Ｃ１，Ｃ２の一方または双方の近傍部分を座面部３２Ａの外周面に沿わせるなどにより、例えば一方の端部Ｃ１の近傍部分を他方の接続ピン１９から充分離れた位置を迂回させながら配線して、その一方の端部Ｃ１を一方の接続ピン１９に対応する位置に配置することができると共に、他方の端部Ｃ２の近傍部分を一方の接続ピン１９から充分離れた位置に配線して、その他方の端部Ｃ２を他方の接続ピン１９に対応する位置に配置することができる。
このため、例えば他方の接続ピン１９に他方の端部Ｃ２を半田付け等により接続する際の熱が一方の端部Ｃ１やその近傍部分に影響することがほとんどないので、上記熱の影響によって一方の端部Ｃ１やその近傍部分の絶縁被覆が溶融して絶縁不良となり、励磁コイルＣがショートするのを確実に防止することができる。
したがって、この点からもモータの生産性および信頼性の向上を図ることができる。

しかも、励磁コイルＣの各端部Ｃ１，Ｃ２の間隔を広げることが可能になることから、例えば励磁コイルＣを、一方の接続ピン１９の位置からボビン３０に巻回し、さらに他方の接続ピン１９の位置に引き出す作業を巻線機で行う際に、当該巻線機における励磁コイルＣを吐出するノズル等が接続ピン１９，１９に接触するのを防止することもできる。

なお、本発明は、上記ステッピングモータとは異なる構造の種々のステッピングモータ、および他の駆動方式の小型モータに対しても広く適用することができる。要は、励磁コイルが巻回されるボビンのフランジ部に、励磁コイルの両端に接続される一対の接続ピンが植設可能な端子台を有するモータであればよい。

また、接続ピンはボビンの端子台に植設された形態であればよく、ボビンの成形後に端子台の穴に植設したり、あるいはボビンの成形と同時に接続ピンの基端部を端子台に埋設してもよい。

本発明の一実施形態の小型モータの側面図である。図１のＩＩ矢視図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図２におけるケース部材とボビンの分解図である。図４のＶ矢視図である。図５のＶＩ矢視図である。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う部分断面図である。

符号の説明

１０モータ
１１シャフト
１２，１３軸受け
１４ロータ
１５，１６，１７，１８ステータ
１９接続ピン
２０ケース
２１ケース部材
２１Ｄ第１の切り欠き部（切り欠き部）
２１Ｅ第２の切り欠き部（切り欠き部）
３０ボビン
３１フランジ部
３２端子台（膨出部）
３２Ａ座面部
３２Ｂ被支持部
Ｃ励磁コイル
Ｌｔ接線
Ｌｏ中心線（軸線）

Claims

励磁コイルが巻回されるボビンのフランジ部に、前記励磁コイルの各端部を接続するための一対の接続ピンが植設された膨出部を有する小型モータにおいて、
前記膨出部は、前記フランジ部の外周縁部から当該外周縁部の接線方向の一方に延出し、かつ前記フランジ部の外周縁部から前記ボビンの軸線方向における当該ボビンから離れる方向に延出すべく形成され、
前記一対の接続ピンは、前記膨出部における前記接線方向の一方に寄った位置に、前記軸線方向に間隔をおいて植設されている
ことを特徴とする小型モータ。
前記ボビンの外周部を覆うケースに、当該ケースから前記膨出部を突出させる切り欠き部を設け、
前記ケースにおける切り欠き部の縁部に、前記膨出部における前記フランジ部の外周縁部から延出する端部を支持し、当該膨出部を前記ケースの内方に変位させる力に対して抗力を発するストッパー部を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の小型モータ。
前記膨出部には、当該膨出部から突出し、前記一対の接続ピンに接続される配線基板と接する座面部を設けてなり、
前記座面部は、前記励磁コイルの一部を案内することが可能な高さの外周面を有している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の小型モータ。