JP2006191724A - Small stepping motor and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型のステッピングモータとその製造方法に関する。特には、外径φが6mm以下の小型ステッピングモータにおいて、コイル巻線端末の接続構造を改良したモータ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a small stepping motor and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a motor having an improved connection structure for coil winding terminals in a small stepping motor having an outer diameter φ of 6 mm or less, and a manufacturing method thereof.
まず、従来の小型ステッピングモータの構造を説明する。
図3は、従来の小型ステッピングモータを使用した位置決め装置の構造を示す図であり、図3(A)は、平面図、図3(B)は正面図、図3(C)はステッピングモータの横断面図である。
位置決め装置301は、ステッピングモータ201と、同モータにより回転駆動されるリードスクリュー303を備える。図3(C)に示すように、ステッピングモータ201は、永久磁石からなるロータ210と、ロータ210の外周域に配置された2個のステータ220とを備える。ロータ210の軸芯にはリードスクリュー303の延長軸303aが貫通固定されている。延長軸303aの端部は、モータ端部軸受け305において回転可能に支持されている。一方、リードスクリュー303の反モータ側の軸端は、位置決め装置301のベース101端の軸受け305に回転可能に支持されている。これにより、リードスクリュー303及びロータ210はステータ220内に、モータ軸を中心に回転可能に支持されている。
First, the structure of a conventional small stepping motor will be described.
3A and 3B are diagrams showing the structure of a positioning device using a conventional small stepping motor. FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a front view, and FIG. 3C is a stepping motor. It is a cross-sectional view.
The
ステータ220の構造を説明する。
ステータ220は、円筒状の外周ヨーク221内に配置された、A相ステータ231AとB相ステータ231Bを有する。A相ステータ231A、B相ステータ231Bは、各々2組のクローポール型ステータコアを、極歯が互いに噛み合うように組み合わせたものである。A相ステータ231AとB相ステータ231Bは、モータ軸方向に並んで配置されて、コイルボビン225により一体に固定されている。コイルボビン225は、樹脂を、各ステータ231A、231Bの外周面を覆うとともに極歯の間に充填するように成形したものである。
The structure of the
The
コイルボビン225の外周面には、断面コの字型の凹部が、A相ステータ231AとB相ステータ231Bの隣接部227を挟んで両側に形成されている。ステータ隣接部227は、フランジ状に外周方向に張り出している。前述の各凹部には、巻線が巻き回されて、コイル229A、229Bが形成されている。各コイル229は、コイルボビン225によってA相ステータ231A及びB相ステータ231Bから絶縁されている。
On the outer peripheral surface of the coil bobbin 225, concave portions having a U-shaped cross section are formed on both sides of the
図3(C)の下側に示すように、コイルボビン225には、ステータ隣接部227からモータの径方向外側へ突き出した端子台250が形成されている。この端子台250は、コイルボビン225の成形時に一体に設けられる。端子台250は、図3(B)に示すように、平面形状が横長(モータの軸方向に短く、円周方向に長い)の帯状であり、軸方向長さが、ステータ隣接部227の軸方向長さよりやや大きく、同隣接部227の両側のコイル229の端部上にまで被さっていない。また、この端子台250は、外周ヨーク221に形成された窓222から突き出ている。
As shown in the lower side of FIG. 3C, the coil bobbin 225 is formed with a
端子台250の上面には、コイルへの給電用の4本の端子ピン251が植設されている。各端子ピン251は、図3(B)に示すように、帯状の端子台250の長手方向に千鳥状に並んで配置されている。一例として、端子ピン251のモータ軸方向の間隔は0.45mm、円周方向の間隔は1.2mm、端子ピン251の高さは1.3mmである。そして、図3(B)の最も上に示す端子ピン251aに、B相ステータ231Bのコイル229Bの巻線の終端が絡げられ、その下の端子ピン251bにA相ステータ231Aのコイル229Aの巻線の始端が絡げられる。そして、その下の端子ピン251cにB相ステータ231Bのコイル229Bの巻線の始端が絡げられ、最下の端子ピン251dにA相ステータ231Aのコイル229Aの巻線の終端が絡げられている。
Four
このような形状の端子台250を有するモータ201の外径φを6mm以下とするためには以下のような問題点がある。
(1)フレキシブル基板を接続する場合、隣り合う端子ピン251同士の間隔は1.2mm程度必要である。これは、端子ピンに給電線(フレキシブル基板など)を接続する際における隣り合う点ハンダの短絡を防止するためである。しかし、モータを小型化すると、端子ピン251を十分な間隔で千鳥状に配置できなくなる。
(2)端子台250は、一般的には、ステータ隣接部227のモータ径方向外側に形成せざるを得ないとされている(ステータ隣接部227のモータ軸方向両側の凹部(コイル端部)に被せることはできない)。これは、コイルボビン225の成形時に、成形に使用した金型の引き抜き経路を確保する必要があるためと、コイルの巻線時に、巻線スペース(凹部)の上方に端子台があると、巻線作業ができないためである。さらに、ステータ隣接部227において、端子台250に植設される端子ピン251とステータ231A、231Bとの絶縁性を確保するには、端子ピン251の下端(根元)とステータ隣接部227との間に所定の間隔(一例で0.2mm)開ける必要がある。そのため、端子台250の高さが高くなってしまい、端子台250がモータ外径方向にかなり突き出てしまう。
(3)さらに、端子ピン251の倒れ防止のために、同ピンの端子台250へのインサート深さを深くすると、端子台250の高さが高くなる。一例として、モータ軸方向中心から端子台上面までの高さは3.95mmであり、モータ外周面から端子台上面までの高さは0.7mmである。
In order to set the outer diameter φ of the
(1) When connecting flexible substrates, the interval between
(2) Generally, the
(3) Further, in order to prevent the
以上のような理由により、現状の形状の端子台のままでモータをさらに小型化することは極めて困難であり、端子台の構造の基本的変更が不可欠となる。 For the reasons described above, it is extremely difficult to further reduce the size of the motor while maintaining the terminal block of the current shape, and it is essential to fundamentally change the structure of the terminal block.
なお、小型ステッピングモータの端子台については、以下に示すようなものが開示されている(特許文献1、特許文献2参照)。 In addition, the following are disclosed about the terminal block of a small stepping motor (refer patent document 1 and patent document 2).
特許文献1の図5のステッピングモータでは、コイルボビン5、6の鍔体5h、6hに径方向に突出する端子部5p、6pを設け、この端子部に端子5z、6zを立設している。
特許文献2の図2のステッピングモータでは、ボビン13のツバ部13aを延長してモータ外方向に突き出た端子台座部13bに端子14を打ち込んでいる。そして、各ボビンの端子台座部間に樹脂部15が形成されている(図2参照)。
いずれの特許文献においても、端子台は、コイルボビンと一体に成形されて、かつ、モータの径方向に突出するように形成されている。そして、端子台は、コイルの上に被さる(オーバーハングする)ようには設けられていない。
In the stepping motor of FIG. 5 of Patent Document 1, terminal portions 5p and 6p projecting in the radial direction are provided on the casings 5h and 6h of the coil bobbins 5 and 6, and the terminals 5z and 6z are erected on the terminal portions.
In the stepping motor shown in FIG. 2 of Patent Document 2, a terminal 14 is driven into a terminal pedestal portion 13b that extends a flange portion 13a of a bobbin 13 and protrudes outward from the motor. And the resin part 15 is formed between the terminal base parts of each bobbin (refer FIG. 2).
In any of the patent documents, the terminal block is formed integrally with the coil bobbin and is formed so as to protrude in the radial direction of the motor. The terminal block is not provided so as to cover (overhang) the coil.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、端子台の形状や形成方法を改良することにより、モータ径の一層の小型化に適用できる端子台を備えた小型ステッピングモータ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by improving the shape and forming method of the terminal block, a small stepping motor having a terminal block that can be applied to further miniaturization of the motor diameter, and its An object is to provide a manufacturing method.
本発明の小型ステッピングモータは、 永久磁石からなり複数の磁極を有するロータと、 該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、を備える小型のステッピングモータであって、 前記コイルは、前記ロータの回転軸方向に並んで2組設けられており、 該2組のコイルの巻線の始端及び終端と給電線とを連結するための端子が、 前記2組のコイルの隣り合う部分の外周域において、該コイルの端部の上に被さるように設けられた端子ベースと、 該端子ベースの外面であって、前記コイルの上に被さる部分に2本ずつ植設された端子ピンと、を有することを特徴とする。 A small stepping motor of the present invention is a small stepping motor comprising a rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil disposed in the outer peripheral area of the rotor. The coil includes two sets of coils arranged side by side in the direction of the rotation axis of the rotor, and a terminal for connecting a starting end and a terminal end of the windings of the two sets of coils and a power supply line, A terminal base provided so as to cover the end of the coil in the outer peripheral area of adjacent portions of the two sets of coils, and two on the outer surface of the terminal base and covering the coil And terminal pins planted one by one.
端子ベースをコイルボビンと一体に形成せずに、コイルボビンと別体とすることにより、端子ベースを、2組のコイルの隣り合う部分を挟んで、各コイルの端部の上に被さるように幅広く設けることができる。そして、これらのコイル端部の上に被さる部分に端子ピンを植設することにより、端子ピン間の間隔を広くとることができる。したがって、モータを小型化(例えば、外径φが6mm以下)しても、端子ピン間に適宜な間隔(例えば、1.2mm以下)を確保できる。このように端子ピン間に適宜な間隔を設けることにより、コイル巻線と給電線(フレキシブル基板配線など)との接続(ハンダ付け等)を容易に行え、隣り合うハンダスポット間の短絡防止を確保できる。
なお、端子ベースは、コイル形成した後に、コイルボビンに凹凸嵌合・溶着などにより取り付けることができる。
By forming the terminal base separately from the coil bobbin without forming the terminal base integrally with the coil bobbin, the terminal base is provided in a wide range so as to cover the end portions of each coil with the adjacent portions of the two sets of coils sandwiched therebetween. be able to. And the space | interval between terminal pins can be taken wide by implanting a terminal pin in the part which covers on these coil edge parts. Therefore, even if the motor is downsized (for example, the outer diameter φ is 6 mm or less), an appropriate interval (for example, 1.2 mm or less) can be secured between the terminal pins. By providing appropriate spacing between terminal pins in this way, coil windings can be easily connected (feeding solder, etc.) to power supply lines (flexible board wiring, etc.), and short circuit prevention between adjacent solder spots is ensured. it can.
The terminal base can be attached to the coil bobbin by concavo-convex fitting or welding after the coil is formed.
本発明においては、 前記隣り合う2組のコイルの間に、前記コイルの巻線の始端及び又は終端を絡げておくダミーピンが設けられていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a dummy pin is provided between the two adjacent sets of coils for binding the start end and / or end of the winding of the coil.
コイルを巻いた後に、コイル巻線の始端及び/又は終端をダミーピンに一時的に絡げておく。ダミーピンは、例えば、隣り合う2組のコイル間のコイルボビンの外面にピンを設けることができる。そして、巻線を巻いてコイルを形成した後に端子ベースを取り付けた後、各コイルの巻線の端部をダミーピンから外し、端子ベースの端子ピンに絡げる。このように、端子ベースを設けた場合でも、コイル巻線端部の処理を容易に行うことができる。 After the coil is wound, the beginning and / or end of the coil winding is temporarily entangled with the dummy pin. For example, the dummy pin can be provided on the outer surface of the coil bobbin between two adjacent sets of coils. And after winding and winding and forming a coil, after attaching a terminal base, the edge part of the coil | winding of each coil is removed from a dummy pin, and it binds to the terminal pin of a terminal base. Thus, even when the terminal base is provided, the coil winding end portion can be easily processed.
本発明においては、 前記コイルボビンが、前記隣り合う2組のコイルの間にフランジ状に突出する部分を有し、該フランジ状部分に、前記端子ベースが係止されることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said coil bobbin has a part which protrudes in the shape of a flange between the two said adjacent sets of coils, and the said terminal base is latched by this flange-shaped part.
隣り合う2組のコイル間のコイルボビンをフランジ状として、その上面と端子ベースの下面との間に凹凸嵌合部などを設けることにより、端子ベースをステータに簡易な方法で取り付けることができる。 The terminal base can be attached to the stator by a simple method by providing a coil bobbin between two adjacent coils in a flange shape and providing an uneven fitting portion between the upper surface and the lower surface of the terminal base.
本発明においては、 前記コイルボビンが、アセタールコポリマーなどの非耐熱グレードの樹脂材からなり、前記端子ベースが、液晶ポリマーなどの耐熱グレードの樹脂材からなることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the coil bobbin is made of a non-heat resistant grade resin material such as an acetal copolymer, and the terminal base is made of a heat resistant grade resin material such as a liquid crystal polymer.
図3に示すような従来の端子構造においては、端子部に巻線及びフレキ基板をハンダ付けするので、端子台(ボビン)を耐熱グレードの樹脂材で作製する必要がある。しかし、本発明では、端子ベースとボビンとを別体としたので、端子ベースのみ耐熱グレードの樹脂材で製作し、ボビンは低価格の樹脂材で製作すればよく、低価格化できる。 In the conventional terminal structure as shown in FIG. 3, since the winding and the flexible substrate are soldered to the terminal portion, the terminal block (bobbin) needs to be made of a heat-resistant grade resin material. However, since the terminal base and the bobbin are separated from each other in the present invention, only the terminal base is manufactured from a heat-resistant resin material, and the bobbin is manufactured from a low-cost resin material.
本発明の他の小型ステッピングモータは、 永久磁石から複数の磁極を有するロータと、該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、を備える小型のステッピングモータであって、 前記コイルは、前記ロータの回転軸方向に並んで2組設けられており、 該2組のコイルの巻線の始端及び終端が、 前記2組のコイルの隣り合う部分の外周域であって、該コイルの端部の上に被さる部分において、回路基板(フレキシブル基板など)の端末に接続していることを特徴とする。 Another small stepping motor according to the present invention includes a rotor having a plurality of magnetic poles from a permanent magnet, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil disposed in an outer peripheral area of the rotor. In the stepping motor, two sets of the coils are provided side by side in the rotation axis direction of the rotor, and the start and end of the windings of the two sets of coils are adjacent to the adjacent portions of the two sets of coils. It is characterized in that it is connected to the terminal of a circuit board (flexible board or the like) in the outer peripheral area and the part covering the end of the coil.
回路基板のモータ接続部(端子ベース部)の形状を、2組のコイルの隣り合う部分を挟んで、各コイルの端部の上に被さるように形成し、コイル巻線の始端と終端を回路基板の端末にハンダ付け等により直接接続する。このため、端子ベースや端子ピンが不要になり、それらの部品の寸法制限に伴うステッピングモータの寸法制約はなくなる。 The shape of the motor connection part (terminal base part) of the circuit board is formed so as to cover the ends of each coil with the adjacent parts of the two sets of coils in between, and the start and end of the coil windings are connected to the circuit. Connect directly to the end of the board by soldering. This eliminates the need for a terminal base and terminal pins, and eliminates the dimensional constraints of the stepping motor associated with the dimensional restrictions on those components.
本発明の小型ステッピングモータの製造方法は、 永久磁石からなり複数の磁極を有するロータと、該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、を備える小型ステッピングモータの製造方法であって、 2組のステータを、ロータの回転軸方向に並べて配置し、 該ステータの外周部に射出成形によりコイルボビンを形成し、 この際に、前記コイルボビンの、前記2組のステータが隣り合う間の部分に、コイルの巻線の始端及び/又は終端を一時的に絡げるためのダミーピンを同時に形成し、 前記2組のステータの各々の外周域における前記コイルボビンの外周に巻線を巻き回して2組のコイルを形成し、この際、該巻線の始端及び/又は終端を前記ダミーピンに絡げておき、 前記2組のコイルが隣り合う部分の外周域に、各コイルの端部に被さる端子ベースを設け、 ここで、該端子ベースに、前記コイルの巻線の始端及び終端と給電線とを連結するための端子を、前記2組のコイルが隣り合う部分の各コイルの端部に被さる部分に2本ずつ植設しておき、 前記ダミーピンに絡げておいた前記コイルの巻線の始端及び終端を、前記端子ベースの端子に絡げ直すこと特徴とする。 A manufacturing method of a small stepping motor according to the present invention includes a rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil disposed in an outer peripheral area of the rotor. A method for manufacturing a small stepping motor, in which two sets of stators are arranged side by side in the rotational axis direction of the rotor, and a coil bobbin is formed on the outer peripheral portion of the stator by injection molding. A dummy pin for temporarily tangling the start and / or end of the winding of the coil is simultaneously formed in a portion between adjacent sets of stators, and the coil bobbins in the outer peripheral areas of the two sets of stators are simultaneously formed. Winding is wound around the outer periphery to form two sets of coils. At this time, the starting end and / or the end of the winding is tied to the dummy pin. A terminal base covering the end of each coil is provided in the outer peripheral area of the adjacent portion of the two sets of coils, wherein the terminal base is connected to the start and end of the winding of the coil and the feeder line 2 terminals are planted in a portion covering the end of each coil adjacent to the two sets of coils, and the coil winding start end wound around the dummy pin and The terminal is re-entangled with the terminal of the terminal base.
本発明の小型ステッピングモータの取付け方法は、 永久磁石からなり複数の磁極を有するロータと、 該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、を備える小型のステッピングモータの取付け方法であって、 2組のステータを、ロータの回転軸方向に並べて配置し、 該ステータの外周部に射出成形によりコイルボビンを形成し、 この際に、前記コイルボビンの、前記2組のステータが隣り合う間の部分に、コイルの巻線の始端及び/又は終端を一時的に絡げるためのダミーピンを同時に形成し、 前記2組のステータの各々の外周域における前記コイルボビンの外周に巻線を巻き回してコイルを形成し、この際、該巻線の始端及び/又は終端を前記ダミーピンに絡げておき、 前記ダミーピンに絡げておいた前記コイルの巻線の始端及び終端を、前記2組のコイルが隣り合う部分の外周域の、各コイルの端部の上に被さる部分において、回路基板(フレキシブル基板など)の端末に接続することを特徴とする。 A small stepping motor mounting method according to the present invention includes a rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil disposed in an outer peripheral area of the rotor. A method for mounting a small stepping motor, wherein two sets of stators are arranged side by side in the direction of the rotation axis of the rotor, and a coil bobbin is formed on the outer peripheral portion of the stator by injection molding. A dummy pin for temporarily binding the start end and / or the end of the coil winding is simultaneously formed in a portion between two sets of stators adjacent to each other, and the coil bobbin in the outer peripheral area of each of the two sets of stators A coil is formed by winding a winding around the outer periphery of the wire, and at this time, the starting end and / or the end of the winding is tied to the dummy pin. A circuit board (flexible) is formed at a portion of the outer periphery of the portion where the two sets of coils are adjacent to each other on the end portion of each coil. It is characterized in that it is connected to a terminal of a substrate or the like.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、端子ベースをコイルボビンと別体とすることにより、端子ピン間の間隔を必要最小限に抑えた上、端子寸法を小型にできる。したがって、モータ径の一層の小型化に適用できる端子台を備えた小型ステッピングモータ及びその製造方法を提供できる。あるいは、端子ベースや端子ピンそのものをなくすことにより、フレキシブル基板を直接モータに接続できる小型ステッピングモータ及びその取付け方法を提供できる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, by separating the terminal base from the coil bobbin, the distance between the terminal pins can be minimized and the terminal size can be reduced. Therefore, it is possible to provide a small stepping motor having a terminal block that can be applied to further miniaturization of the motor diameter and a manufacturing method thereof. Alternatively, by eliminating the terminal base and the terminal pins themselves, it is possible to provide a small stepping motor capable of directly connecting the flexible substrate to the motor and an attaching method thereof.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る小型ステッピングモータを使用した位置決め装置の構造を示す図であり、図1(A)は、平面図、図1(B)は正面図、図1(C)はステッピングモータの横断面図、図1(D)はステッピングモータの一部の拡大横断面である。
位置決め装置100は、ステッピングモータ1と、同モータにより回転駆動されるリードスクリュー103を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a structure of a positioning device using a small stepping motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a front view, and FIG. C) is a cross-sectional view of the stepping motor, and FIG. 1D is an enlarged cross-section of a part of the stepping motor.
The
まず、ステッピングモータ1の構造を説明する。
ステッピングモータ1は、図1(C)に示すように、永久磁石よりなるロータ10と、同ロータの外周域に配置されたステータ20を備える。さらに、コイルに給電するための端子ピン51が立設された端子ベース50を備える。
First, the structure of the stepping motor 1 will be described.
As shown in FIG. 1C, the stepping motor 1 includes a
ロータ10は、例えば、円柱状のネオジ系マグネットで作製される。同ロータ10の外周面のモータ軸方向ほぼ中央には、円周方向に延びる溝11が成形又は切削加工されている。この溝11によって、ロータ10はモータ軸方向において、溝の一方の側のマグネット部13Aと他方の側のマグネット部13Bに分割される。各マグネット部13は、後述するステータ20のクローポールの歯数と同ピッチとなるように着磁されている。ロータ10には、後述するように、リードスクリュー103の延長軸103aが貫通固定されている。
The
次に、ステータ20について説明する。
ステータ20は、円筒状の外周ヨーク21内に配置された、A相ステータ31AとB相ステータ31Bを有する。ステータ31A、31Bは、各々2個のステータコアからなる。ステータコアは、リング状のフランジの内周縁に沿って、複数の極歯が軸方向に延びるように突き出した形状(クローポール型)を有する。各ステータ31A、31Bは、このステータコアが、極歯が互いに噛み合うように組み合わされたもので、ステータコアの2つのフランジと、組み合わされた極歯とによって、同対の外周面に沿って、断面がコの字状の凹部が形成される。
Next, the
The
A相ステータ31AとB相ステータ31Bは、モータ軸方向に隣り合って配置されている。このとき、A相ステータ31AのフランジとB相ステータ31Bのフランジとが接合して、円周方向に延びるフランジ状に外周方向に張り出した部分が形成される(以下フランジ状部27という、図1(C)の下側に示す)。A相ステータ31AとB相ステータ31Bは、コイルボビン25によって一体に固定されている。コイルボビン25は、樹脂を、A相ステータ31AとB相ステータ31Bの各凹部の外周面と、フランジ状部27の外周面を覆うとともに、各ステータコアの極歯の間に充填するように成形したものである。コイルボビン25は、図1(C)に示すように、各凹部の外周面と、フランジ状部の外周面とを、ほぼ一定の厚さで被覆している。つまり、従来の小型ステッピングモータに存在していた、モータ径方向に突き出た端子台(図3の端子台250)は設けられていない。
なお、コイルボビン25の樹脂としては、従来のように耐熱グレードの樹脂を使用する必要はなく(詳細後述)、ジュラコン(アセタールコポリマー)などの低価格樹脂(500円/kg)を使用できる。
As the resin for the
また、図1(B)に示すように、フランジ状部27の外面に、2本のダミーピン41がコイルボビンの成形時に一体に形成されている。ダミーピン41は、円周方向に所定の間隔を開けて配置されている。このダミーピン41については、ステッピングモータ製造方法の説明において後述する。
Further, as shown in FIG. 1B, two dummy pins 41 are integrally formed on the outer surface of the flange-shaped
A相ステータ31AとB相ステータ31Bの各凹部には、巻線が巻き回されて、コイル29A、29Bを形成している。各コイル29は、コイルボビン25によってステータ31A、31Bから絶縁されている。各コイル29の巻線の始端と終端は、後述する端子ベース50に植設されている端子ピン51に絡げられている。
Windings are wound around the recesses of the
モータ軸方向に並んで固定されたA相ステータ31AとB相ステータ31Bは、外周ヨーク21内に同心筒上に嵌め込まれたような形で配置されている。外周ヨーク21のモータ軸方向のほぼ中央の一部には窓22が形成されている。この窓22から、ダミーピン41を含んだフランジ状部27と、後述する端子ベース50が露出する。
The A-phase stator 31 </ b> A and the B-phase stator 31 </ b> B fixed side by side in the motor axial direction are arranged in a manner that fits into the outer
次に、端子ベース50について説明する。
端子ベース50は、コイルに給電するための端子ピン51が植設されたものであり、コイルボビンのフランジ状部27に取り付けられる。同ベース50は、図1(B)に示すように、モータ軸方向に長い長方形の板状のものであり、耐熱グレード樹脂で作製される。耐熱グレード樹脂としては、液晶ポリマーのベクトラE130などを使用できる。
図1(B)に示すように、端子ベース50は、長手方向(モータ軸方向)においては、フランジ状部27を挟んで、その両側の凹部に形成されたコイル29A、29Bの端部に被さるような長さを有する。また、短手方向(モータ円周方向)においては、フランジ状部27に設けられたダミーピン41の間隔よりも狭い幅を有する。
Next, the
The
As shown in FIG. 1B, in the longitudinal direction (motor shaft direction), the
図1(D)に示すように、端子ベース50の下面には、フランジ状部27の幅とほぼ等しい幅の溝53が、短手方向に延びるように形成されている。端子ベース50は、この溝53とフランジ状部27との凹凸嵌合によって、コイルボビン25に取り付けられる。このような溝53を設けることにより、端子ベース50のモータの外方向への突き出し高さを抑えることができる。このとき、端子ベース50の下面は、各凹部に巻き回されているコイル29の外側の面にほぼ接触し、上面は、外周ヨーク21の窓22からやや突き出る程度である。
As shown in FIG. 1D, a
なお、コイルボビン成形時に、フランジ状部27にガイドピン43を設けておく。一方、端子ベース50の下面には、このガイドピン43に係合する係止部55を設けておく。そして、ガイドピン43を係止部55に凹凸嵌合させて、端子ベース50をコイルボビン25に取り付ける。
In addition, the
端子ベース50の上面には、4本の端子ピン51が植設されている。各端子ピン51は、端子ベース50の長手方向において、2本の端子ピン51a、51bが、フランジ状部27を挟んでモータ軸方向の一方の側に配置され、もう2本の端子ピン51c、51dがその反対側に配置される。一例として、モータ軸方向において、端子ピン51a、51bと端子ピン51c、51dとの間隔は1.75mmである。また、モータ円周方向において、端子ピン51a、51cと端子ピン51b、51dとの間隔は1.2mmである。
Four
このように、端子ベース50をコイルボビン25と別体とすることにより、端子ベース50の面積を幅広くして、端子ピン51を適宜な間隔で植設することができる。つまり、コイルボビン25の成形時に端子ベース50を形成していないので、端子ベース50を、各ステータ31の凹部端部(コイル29の端部)の外側まで被さるように設けることができ、その被さった部分に端子ピン51を植設することができる。
Thus, by making the
従来の小型ステッピングモータでは、フランジ状部から径方向外側に突き出た端子台をコイルボビンと一体に設けているため、モータ中心軸から端子台までの高さが高くなってしまっていた。しかし、本発明では、端子ベース50を、フランジ状部27より小径のコイル29の外側まで張り出させて、その張り出した部分に端子ピン51を植設すればよい。このため、端子ピン51の端子ベース50へのインサート又は圧入深さを従来の小型ステッピングモータと同程度としても、モータ中心軸から端子ベース50上面までの高さを低くできる。この例では、端子ピン51の下端(根元)と、端子ベース50の下面との間隔を0.2mmとしても、モータ中心軸から端子ベース50の上面までの高さは3.1mm程度であり、端子ベース50の上面の高さを外周ヨーク21の径とほぼ等しくできる。
In the conventional small stepping motor, since the terminal block protruding radially outward from the flange-shaped portion is provided integrally with the coil bobbin, the height from the motor central axis to the terminal block has been increased. However, in the present invention, the
これらの端子ピン51には、各コイル29の始端と終端が絡げられている。この例では、端子ピン51aには、コイル29Aの巻線の始端が絡げられ、端子ピン51bにコイル29Aの巻線の終端が絡げられる。また、端子ピン51cにコイル29Bの巻線の始端が絡げられ、端子ピン51dにコイル29Bの巻線の終端が絡げられる。
These terminal pins 51 are entangled with the start and end of each coil 29. In this example, the
次に、このステッピングモータ1の製造方法について、ステータの製造方法を中心に説明する。モータ全体の製造方法や、位置決め装置の製造方法については説明を省略する。
まず、二対のクローポール型ステータコアを、極歯が互いに噛み合うように組み合わせて、A相ステータ31AとB相ステータ31Bを組み立てる。このとき、各ステータコアの2つのフランジと、組み合わされた極歯とによって、同組立の外周面に沿って、断面がコの字状の凹部が形成される。同時に、両ステータ31のフランジが接合されて、円周方向に延びるフランジ状に張り出した部分(フランジ状部27)が形成される。そして、A相ステータ31AとB相ステータ31Bを軸方向に並べて、樹脂を、各ステータ31A、31Bの凹部及びフランジ状部27の外周面を覆うとともに、ステータコアの極歯の間に充填するようにアウトサート成形し、コイルボビン25を形成する。このとき、フランジ状部27に、2本のダミーピン41と2個のガイド突起43も形成しておく。このガイド突起43は、端子ベース50を取り付けるためのガイド機能と結合機能を兼ねたものである。
そして、各凹部にコイル29A、29Bの巻線を巻き回す。このとき端子ベース50はまだ取り付けられていないため、各凹部の上方にはスペースがあり、巻線作業を妨げない。コイル29A、29Bの各巻線の始端は一方のダミーピン41に、終端は他方のダミーピン41に一時的に絡げておく。なお、始端は治具に絡げておいてもよい。
Next, a method for manufacturing the stepping motor 1 will be described focusing on a method for manufacturing the stator. Description of the manufacturing method of the entire motor and the manufacturing method of the positioning device is omitted.
First, the
Then, the windings of the
次に、モータ軸方向に並んで固定されたA相ステータ31AとB相ステータ31Bの外側に外周ヨーク21を組み立てる。このとき、ダミーピン41が外周ヨーク21の窓22から露出するように位置決めする。
その後、窓22から露出しているフランジ状部27に、端子ベース50を取り付ける。このとき、端子ベース50の溝53にフランジ状部27を嵌め込むとともに、フランジ状部27のガイド突起43と、端子ベース50の係止部55とを係合させて、端子ベース50をコイルボビン25に取り付ける。
Next, the outer
Thereafter, the
そして、コイル29A、29Bの巻線の始端と終端をダミーピン41から外して、端子ベース50に植設された適宜な端子ピン51に絡げ直す。一般的に、巻線の始端や終端は、端子ベース50上の端子ピン51にハンダ付けにより導通される。このため、端子ピン51が植設されている端子ベース50は耐熱グレードを有する必要がある。しかし、コイルボビン25には直接ハンダの熱が伝わらないので、ボビン25は耐熱グレードを有しない低価格の樹脂で作製することができる。
これにより、ステータ20の組立が完了する。この工程では、従来のステッピングモータの製造工程と比べて、端子ベース50をコイルボビン25に取り付けるための工程が必要となり、一工程多くなる。しかし、外径φが6mm以下の小型ステッピングモータを実現できる。
Then, the start and end of the windings of the coils 29 </ b> A and 29 </ b> B are removed from the
Thereby, the assembly of the
次に、図1の位置決め装置の構造を説明する。
位置決め装置100は、小型ステッピングモータ1と、ベース部材101と、リードスクリュー103等から構成される。ステッピングモータ1のロータ10の軸芯にはリードスクリュー103の延長部103aが貫通固定されている。延長部103aの端部は、モータ端部の軸受け105に回転可能に支持されている。一方、反モータ側のリードスクリュー103の軸端は、軸受け105を介してベース部材101に回転可能に支持されている。これにより、ロータ10及びリードスクリュー103はステータ20内に、モータ軸を中心に回転可能に支持されている。
ベース部材101には、この位置決め装置100が組み込まれる装置への取付け用のビス孔107や、位置決め孔109が開けられている。
Next, the structure of the positioning device of FIG. 1 will be described.
The
The
図2は、本発明の他の態様に係る小型ステッピングモータを使用した位置決め装置の構造を示す図であり、図1(A)は、平面図、図1(B)は正面図、図1(C)はステッピングモータ部の横断面図である。
この例の小型ステッピングモータ1は、図1の小型ステッピングモータとほぼ同様の構成を有する。図1の小型ステッピングモータと同様の構成・作用を有する部品は、図1と同じ符号を付し、説明を省略する。また、製造方法においても、図1のステッピングモータの製造方法と同じ工程は説明を省略する。
この小型ステッピングモータ1は、端子ベース50がないこと以外には、図1の小型ステッピングモータ1と同じ構造を有する。そして、コイル29A、29B巻線の始端と終端を、直接フレキシブル基板70の端末に接続している。
2A and 2B are diagrams showing the structure of a positioning device using a small stepping motor according to another aspect of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a front view, and FIG. C) is a cross-sectional view of the stepping motor section.
The small stepping motor 1 of this example has substantially the same configuration as the small stepping motor of FIG. Parts having the same configuration and operation as those of the small stepping motor of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. Also in the manufacturing method, the description of the same steps as the manufacturing method of the stepping motor in FIG. 1 is omitted.
The small stepping motor 1 has the same structure as the small stepping motor 1 of FIG. 1 except that the
以下、フレキシブル基板70の取り付け方法を説明する。
フレキシブル基板70のモータ接続部(端子ベース部)70Aには、4個の端末71が形成されている。端子ベース部70Aにおいて、先端側の2個の端末71a、71bと、基端側の2個の端末71c、71dとの間の幅は、ステッピングモータ1のコイルボビン25のフランジ状部27の幅より広い。そして、端子ベース部70Aの端末間の部分には、コイルボビン25のフランジ状部27に形成されたガイド突起43に係合する係合孔73が形成されている。
Hereinafter, a method for attaching the
Four terminals 71 are formed on the motor connection portion (terminal base portion) 70 </ b> A of the
このようなフレキシブル基板70を、端子ベース部70Aの係合孔73とフランジ状部27のガイド突起43とを係合させて、コイルボビン25に取り付ける。すると、先端側の2個の端末71a、71bは、コイル29Aの外側に被さり、基端側の2個の端末71c、71dはコイル29Bの外側に被さる。そして、ダミーピン41からコイル29A、29Bの巻線の始端と終端を外して、端子ベース部70Aの各端末51にハンダ付けする。
Such a
以上説明したように、端子ベースを設けない場合、コイル巻線の始端と終端をフレキシブル基板の端子ベース部の端末に接続することができる。 As described above, when the terminal base is not provided, the starting end and the terminal end of the coil winding can be connected to the terminal of the terminal base portion of the flexible substrate.
1 ステッピングモータ 10 ロータ
11 溝 13 マグネット部
20 ステータ 21 外周ヨーク
22 窓 25 コイルボビン
27 フランジ状部 29 コイル
31 ステータ 41 ダミーピン
43 ガイド突起 50 端子ベース
51 端子ピン 53 溝
55 係止部
100 位置決め装置
103 リードスクリュー 105 軸受け
107 取付け孔 109 位置決め孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、
を備える小型のステッピングモータであって、
前記コイルは、前記ロータの回転軸方向に並んで2組設けられており、
該2組のコイルの巻線の始端及び終端と給電線とを連結するための端子が、
前記2組のコイルの隣り合う部分の外周域において、該コイルの端部の上に被さるように設けられた端子ベースと、
該端子ベースの外面であって、前記コイルの上に被さる部分に2本ずつ植設された端子ピンと、
を有することを特徴とする小型ステッピングモータ。 A rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles;
A casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil, disposed in the outer peripheral area of the rotor;
A small stepping motor comprising:
Two sets of the coils are provided side by side in the rotation axis direction of the rotor,
Terminals for connecting the starting and terminating ends of the windings of the two sets of coils and the power supply line,
A terminal base provided so as to cover the end of the coil in the outer peripheral area of the adjacent portions of the two sets of coils;
Two terminal pins that are implanted on the outer surface of the terminal base and covering each part of the terminal base;
A small stepping motor characterized by comprising:
該ロータの外周域に配置された、ケーシング(ヨーク)、並びに、コイルボビン及びコイルを含むステータと、
を備える小型のステッピングモータであって、
前記コイルは、前記ロータの回転軸方向に並んで2組設けられており、
該2組のコイルの巻線の始端及び終端が、
前記2組のコイルの隣り合う部分の外周域であって、該コイルの端部の上に被さる部分において、回路基板(フレキシブル基板など)の端末に接続していることを特徴とする小型ステッピングモータ。 A rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles;
A casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil, disposed in the outer peripheral area of the rotor;
A small stepping motor comprising:
Two sets of the coils are provided side by side in the rotation axis direction of the rotor,
The beginning and end of the windings of the two sets of coils are:
A small stepping motor characterized in that it is connected to a terminal of a circuit board (flexible board or the like) in an outer peripheral area of adjacent parts of the two sets of coils, and a part covering the end part of the coils .
2組のステータを、ロータの回転軸方向に並べて配置し、
該ステータの外周部に射出成形によりコイルボビンを形成し、
この際に、前記コイルボビンの、前記2組のステータが隣り合う間の部分に、コイルの巻線の始端及び/又は終端を一時的に絡げるためのダミーピンを同時に形成し、
前記2組のステータの各々の外周域における前記コイルボビンの外周に巻線を巻き回して2組のコイルを形成し、この際、該巻線の始端及び/又は終端を前記ダミーピンに絡げておき、
前記2組のコイルが隣り合う部分の外周域に、各コイルの端部に被さる端子ベースを設け、
ここで、該端子ベースに、前記コイルの巻線の始端及び終端と給電線とを連結するための端子を、前記2組のコイルが隣り合う部分の各コイルの端部に被さる部分に2本ずつ植設しておき、
前記ダミーピンに絡げておいた前記コイルの巻線の始端及び終端を、前記端子ベースの端子に絡げ直すこと特徴とする小型ステッピングモータの製造方法。 A manufacturing method of a small stepping motor comprising a rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil disposed in the outer peripheral area of the rotor,
Two sets of stators are arranged side by side in the direction of the rotation axis of the rotor,
A coil bobbin is formed on the outer periphery of the stator by injection molding,
At this time, a dummy pin for temporarily tangling the start and / or end of the coil winding is simultaneously formed in a portion of the coil bobbin between the two sets of adjacent stators,
Two sets of coils are formed by winding a winding around the outer periphery of the coil bobbin in the outer peripheral area of each of the two sets of stators. At this time, the starting end and / or the end of the winding is tied to the dummy pin. ,
In the outer peripheral area of the portion where the two sets of coils are adjacent, a terminal base that covers the end of each coil is provided,
Here, two terminals for connecting the start and end of the winding of the coil and the power supply line to the terminal base are provided on a portion covering the end portion of each coil of the adjacent portion of the two sets of coils. Planted one by one,
A manufacturing method of a small stepping motor, wherein the starting end and the terminal end of the winding of the coil entangled with the dummy pin are entangled with the terminal of the terminal base.
2組のステータを、ロータの回転軸方向に並べて配置し、
該ステータの外周部に射出成形によりコイルボビンを形成し、
この際に、前記コイルボビンの、前記2組のステータが隣り合う間の部分に、コイルの巻線の始端及び/又は終端を一時的に絡げるためのダミーピンを同時に形成し、
前記2組のステータの各々の外周域における前記コイルボビンの外周に巻線を巻き回してコイルを形成し、この際、該巻線の始端及び/又は終端を前記ダミーピンに絡げておき、
前記ダミーピンに絡げておいた前記コイルの巻線の始端及び終端を、前記2組のコイルが隣り合う部分の外周域の、各コイルの端部の上に被さる部分において、回路基板(フレキシブル基板など)の端末に接続することを特徴とする小型ステッピングモータの取付け方法。 A small stepping motor mounting method comprising a rotor made of a permanent magnet and having a plurality of magnetic poles, a casing (yoke), and a stator including a coil bobbin and a coil, which are disposed in the outer peripheral area of the rotor,
Two sets of stators are arranged side by side in the direction of the rotation axis of the rotor,
A coil bobbin is formed on the outer periphery of the stator by injection molding,
At this time, a dummy pin for temporarily tangling the start and / or end of the coil winding is simultaneously formed in a portion of the coil bobbin between the two sets of adjacent stators,
A coil is formed by winding a winding around the outer periphery of the coil bobbin in the outer peripheral area of each of the two sets of stators. At this time, the starting end and / or the end of the winding is tied to the dummy pin,
A circuit board (flexible board) is formed in a portion of the outer periphery of the portion where the two sets of coils are adjacent to each other over the end portion of each coil. Etc.) is connected to the terminal of the small stepping motor.
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