JP2008271748A - ラジアル型ステッピングモータ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図りながら、ステータの強度を向上し、かつ組立工程を自動化することができるラジアル型ステッピングモータを提供する。
【解決手段】ラジアル型ステッピングモータ１は、自己融着線を巻回して融着した円環状の円環面を有するステータコイル１１と、ステータコイル１１の円環面で支持される２つのステータヨーク（第１ステータヨーク９、第２ステータヨーク１０）と、２つのステータヨークとステータコイル１１とを接着する接着シート８ａと備えている。ラジアル型ステッピングモータ１は、２つのステータヨークを自己融着線で融着したステータコイル１１の面で支持し、２つのステータヨークを接着剤が含浸された接着シート８ａでステータコイル１１に接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータヨークを自己融着線で融着したコイルの面で支持し、接着剤が含浸された接着シートでコイルに接着することにより、薄型化を図りながら、ステータの強度を向上し、組立工程を自動化することができるラジアル型ステッピングモータに関する。

近年、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡなどの携帯端末において、着信報知機能や振動体感機能を実現する手段として振動発生用モータが利用されている。携帯端末の小型化に伴って振動発生用モータは小型化、薄型化を要求されているが、そのために強度が低下したり、組立工数が増加するという問題を有している。

小型化、薄型化を図りながら組立工数を低減する技術としては特許文献１が開示されている。特許文献１に記載のアキシャル型ブラシレスモータは熱硬化性接着剤を使用したコイルの接着工程と半田の接続工程とがリフローにより同時に行われて組み立てられるため、組立工数が低減する。また、薄厚絶縁シートと接着剤を用いてコイルの接着力を増加させる方法が提案されている。

一方、薄型のコイル部品を提供する技術として特許文献２が開示されている。特許文献２に記載のコイル部品は、自己融着線を単線または複数束ねて平面内で渦巻状に巻回して作成した平面コイルと、必要に応じて平面コイルの間に挟み込まれる絶縁シートと、２枚の平板の片方または双方の向かい合う面の中央部および外周部に凸部を設けたコアと、平面コイルからの引き出し線を接続する端子とを有するコイル部品である。
特開平７−２９８５３２号公報（要約書） 実開平６−７７２１１号公報（要約書）

上述のようにモータを薄型化するためには、モータを構成する部品を薄肉化する必要があり、結果として強度が不足してモータ特性が不安定になったり、組立工数増加、生産性低下、生産コスト増といった問題を生じる場合がある。このような問題を鑑み、本発明は、薄型化を図りながら、ステータの強度を向上し、かつ組立工程を自動化することができるラジアル型ステッピングモータを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、自己融着線を巻回して融着した円環状の円環面を有するコイルと、前記コイルの円環面で支持されるステータヨークと、前記ステータヨークと前記コイルとを接着する接着シートとを備えることを特徴とするラジアル型スッテッピングモータである。

請求項１に記載の発明によれば、磁気回路を構成するステータヨークは、自己融着線によって固められた円環状のコイルによって面で支持されると同時に、接着シートによってコイルに固着される。したがって、接着シートによるモータの薄型化を図りながらステータ強度が向上する。すなわち、コイル形状やステータヨークの位置が固定化されるため、薄型化を図りながらモータ特性が安定化することとなる。ラジアル型ステッピングモータが所望の回転数を安定して得るためには、ステップ駆動に供される磁力が安定している必要がある。ステップ駆動に供される磁力を安定化する要因の一つとして、コイル形状やステータヨークの位置が安定していることが重要となる。これは、例えばステータの形状が経時変化しやすい振動発生用モータにおいて特に重要な要素となる。ここで、自己融着線とは、例えば、導体、絶縁層、融着層から構成される導線であり、自己融着線を巻回して融着したコイルは、自己融着線が巻回されたときに隣接する融着層どうしが加熱処理または溶剤処理によって融着し、一体化して固められたコイルである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接着シートは、厚肉が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍの円環状のシートであり、前記コイルと前記ステータヨークとを絶縁することを特徴とする。この態様によれば、ステータヨークとコイルとを絶縁する接着シートの厚肉が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍと薄いため、コイルの端子を半田付けする空間が少ない薄型モータにとって好適な態様である。これに対し、接着シートが０．０２ｍｍよりも薄い場合には絶縁性が低下するためモータ特性が変化しやすく、０．０７ｍｍよりも厚い場合にはモータを薄型化することが困難となる。また、接着シートは円環状のコイルに合わせて円環状に形成されるため、接着シートの組み立ては軸受に挿入するだけでよい。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ガラス繊維を布状にした基材にエポキシ系の熱硬化性接着剤を含浸した接着シートであることを特徴とする。この態様によれば、接着シートは、エポキシ系の熱硬化性接着剤を含浸させたものであるため、モータの組立工程は加熱処理という自動化可能で単純な工程で済む。このため、生産性および生産コストを維持しながら、ステータ強度を向上した薄型モータを組み立てることが可能である。これに対し、熱硬化型の接着剤が含浸されていない場合には接着剤を塗布する工程が増えるため、組立工数が増加する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記ステータヨークは櫛歯状の極歯を有し、一方の極歯を有する第１ステータヨークと、他方の極歯を有する第２ステータヨークとで構成され、前記接着シートは、前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークの互いの極歯が噛み合うように前記ステータヨークと前記コイルとを接着することを特徴とする。この態様によれば、接着シートは、第１ステータヨークと第２ステータヨークの隣接する極歯間の距離が略均一となるように２つのステータヨークとコイルとを接着して固定化するため、モータ特性が安定化する。すなわち、極歯間の距離が安定化することによって、ラジアル型ステッピングモータのステップ駆動に供される磁力が安定化し、所望の回転数が安定して得られる。これは、ステータの形状が経時変化しやすい振動発生用モータにおいて特に重要である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークとを磁気的に結合する軸受を備え、前記軸受は、前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークの互いの極歯が噛み合うように前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークとを位置決めすることを特徴とする。この態様によれば、ラジアル型ステッピングモータは磁気回路として機能する軸受を備えているため、コア（鉄心）を廃止することが可能となる。したがって、部品点数や組立工数を削減し、小型化することが可能となる。また、コアが削除されたことによって生じる空間は、ステータコイルの巻線空間に充てることも可能である。コアが削除されたことによって生じる空間が巻線空間に充てられた場合、巻線の巻回数が増加するため、定格入力よりも低い低入力における起磁力はコア付きモータと同程度のものとなる。すなわち、十分な回転数を得ることが可能である。また、軸受は、第１ステータヨークと第２ステータヨークの隣接する極歯間の距離が略均一となるように２つのステータヨークを位置決めするため、ステータの強度が向上してモータ特性が安定化する。

本発明のラジアル型ステッピングモータは、薄型化を図りながら、ステータの強度を向上し、かつ組立工程を自動化することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
１．第１の実施形態
第１の実施形態では、ステータヨークと自己融着線を巻回して融着したコイルとを接着剤が含浸された接着シートで接着するラジアル型ステッピングモータの一例について説明する。

（ラジアル型ステッピングモータの構成）
図１および図２はラジアル型ステッピングモータの構成図である。図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図２は分解図である。図１に示すアウターロータ型のラジアル型ステッピングモータ１は、底板２、カバー３、ステータ４、およびロータ５から構成される。ラジアル型ステッピングモータ１は、コアを廃止した小型の振動発生用ステッピングモータであり、例えば、外径が８ｍｍ、高さが２ｍｍである。

底板２は、金属材料で形成され、その上面にはステータ４の第２ステータヨーク１０、および第３ステータヨークとなる軸受１２が固定される。底板２は、コイルへの給電線を備えた基板、および開口部（図示省略）を備えており、コイルへの給電線を備えた基板は外部の制御回路や電源等を接続する。開口部は、カバー３の円筒部３ｂ端面の突起部を嵌合し、突起部は底板２裏面から半田付けまたは溶接される。底板２の外径は８ｍｍに形成される。

カバー３は金属材料、例えばＳＵＳ（ステンレス）３０３などで形成される。カバー３は、円板部３ａ、円筒部３ｂを組み合わせたカップ状に形成され、断面コ字形状を有している。円筒部３ｂの端面には、底板２に固着するための突起部（図示省略）が数カ所突設されている。円筒部３ｂの端面の突起部は、底板２の開口部に嵌合し、半田付けまたは溶接される。カバー３は、外径が８ｍｍ、高さが２ｍｍに形成される。

ステータ４は、絶縁部材８、第１ステータヨーク９、第２ステータヨーク１０、ステータコイル１１、および軸受１２を備えている。ステータコイル１１は、導体、絶縁層、融着層からなる自己融着線を巻回して融着したコイルである。ステータコイル１１は、巻線機に巻回された自己融着線の融着層が加熱処理により軟化して融着し、巻線時のテンションで一体化した円環状のコイルとして形成される。ステータコイル１１は、第１ステータヨーク９、第２ステータヨーク１０を円環状の円環面で支持する。

この態様によれば、磁気回路を構成するステータヨークは、自己融着線によって固められた円環状のコイルによって面で支持される。すなわち、コイル形状やステータヨークの位置が固定化されるため、モータ特性を安定化することができる。ラジアル型ステッピングモータ１が所望の回転数を安定して得るためには、ステップ駆動に供される磁力が安定している必要がある。ステップ駆動に供される磁力を安定化する要因の一つとして、コイル形状やステータヨークの位置が安定していることが重要となる。これは、例えばステータの形状が経時変化しやすい振動発生用モータにおいて特に重要な要素となる。

第１ステータヨーク９は、磁性材料であり、カップ状の中央に開口９ａと切れ込み９ｂを設けた形状に構成される。開口９ａは、円板部９ｃの中央に形成され、円板部９ｃの周囲には円筒部９ｄが連接されている。切れ込み９ｂは等間隔に４個設けられ、円筒部９ｄから円板部９ｃにかけて略Ｕ字形状に形成される。切れ込み９ｂの間には極歯９ｅが形成される。切れ込み９ｂの略Ｕ字形状は、極歯９ｅの形状に基づいて決定される。第１ステータヨーク９および第２ステータヨーク１０の厚みは０．１５ｍｍである。

第２ステータヨーク１０は、第１ステータヨーク９と同様の材質、形状を有している。第１ステータヨーク９および第２ステータヨーク１０は互いの櫛歯状の極歯が噛み合うように軸受１２によって位置決めされる。すなわち、第１ステータヨーク９および第２ステータヨーク１０は軸受１２に圧入保持されることによって、第１ステータヨークと第２ステータヨークの隣接する極歯間の距離が略均一に保持される。また、第１ステータヨーク９と第２ステータヨーク１０の間にはステータコイル１１が設けられ、２つのステータヨークは自己融着線によって固められたステータコイル１１の円環面によって面で支持される。第１ステータヨーク９、第２ステータヨーク１０、および第３ステータヨークとなる軸受１２は、円環状のステータコイル１１の周囲を覆うように配置される。

ステータコイル１１の作用により発生する磁界の向きは、第１ステータヨーク９の極歯→第２ステータヨーク１０の極歯→軸受→第１ステータヨーク９の極歯→・・・というように形成される。このため、第１ステータヨーク９の極歯はＮ極となり、第２ステータヨーク１０の極歯はＳ極となる。このＮＳＮＳ・・・と磁極が形成されたステータヨークは、後述するリングマグネット１５に半径方向で対向するため、互いに反発・吸引し合い、ロータ５が所定の方向に回転する。互いに吸引したときに、ステータコイル１１へ供給される駆動電流の向きが切り換えられるため、ステータコイル１１の作用により発生する磁界の向きも、第２ステータヨーク１０の極歯→第１ステータヨーク９の極歯→軸受→第２ステータヨーク１０の極歯→・・・と切り換えられる。このため、第１ステータヨーク９の極歯はＳ極となり、第２ステータヨーク１０の極歯はＮ極となる。以後、同様の動作が繰り返えされることによって、ロータ５が回転し続けることとなる。

また、第１ステータヨーク９と第２ステータヨーク１０の櫛歯状の極歯のうち一対の隣り合う極歯対（Ｐ１、Ｐ２）は、回転方向の長さ（ＬＰ１、ＬＰ２）が非対称となっている。一方、他の極歯（例えば、Ｐ３、Ｐ４）は、回転方向の長さ（ＬＰ０、ＬＰ０）が均一に構成される。この態様によれば、ステータコイル１１へ供給される駆動電流がＯＦＦになった後、次の起動開始時にロータの回転方向が同じ方向になる。図１（Ａ）は停止状態を示している。この状態において、まずロータ５が時計回りに回転する場合は、第１ステータヨーク９の極歯Ｐ１がＳ極となるように駆動電流の向きが調整される。すると、Ｓ極となった極歯Ｐ１はリングマグネット１５のＮ極側に吸引される。このため、ロータ５は時計回りに回転することになる。

絶縁部材８は、接着シート８ａと絶縁円筒部材８ｂとから構成され、磁気回路を構成する第１ステータヨーク、第２ステータヨーク、および第３ステータヨークとなる軸受１２とステータコイル１１との間を電気的に絶縁する。接着シート８ａは、ガラス繊維で作られた布状の基材にエポキシ系の熱硬化性接着剤を含浸、乾燥させたものであり、常温では硬化せず、加熱により硬化する特性を有する。接着シート８ａは厚肉が約０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍ程度の円環状の接着シートであり、第１ステータヨーク９とステータコイル１１との間、および、第２ステータヨーク１０とステータコイル１１との間に設けられる。この際、接着シート８ａは、第１ステータヨークと第２ステータヨークの互いの極歯が噛み合うように２つのステータヨークとステータコイル１１とを接着する。すなわち、接着シート８ａは第１ステータヨークと第２ステータヨークの隣接する極歯間の距離が略均一となるように接着する。また、接着シート８ａは円環状のコイルに合わせて円環状に形成されるため、接着シートの組み立ては、軸受に挿入するだけよい。

この態様によれば、第１ステータヨークおよび第２ステータヨークは、軸受１２によって圧入保持されると同時に接着シート８ａによってステータコイル１１に接着されて固定される。さらに、２つのステータヨークは自己融着線によって固められたステータコイル１１の円環状の円環面によって面で支持されるため、ステータの強度が向上する。すなわち、コイル形状や２つのステータヨークの極歯の位置が固定化するため、モータ特性が安定化することとなる。

また、接着シート８ａは熱硬化型の接着剤であるため加熱処理という自動化可能な組立工程が増えるのみである。このため、モータの生産性および生産コストを維持しながら、ステータ強度を向上した薄型モータを組み立てることが可能である。また、厚肉が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍ程度と薄いため、コイル端子を半田付けする空間が少ない薄型モータにとって好適な態様である。

絶縁円筒部材８ｂは、円筒状の樹脂製部材であり、ステータコイル１１と軸受１２との間の絶縁体として機能する。なお、絶縁円筒部材８ｂは、接着シート８ａで代替することも可能である。この場合、ラジアル型ステッピングモータ１は、接着シート８ａが予め巻回された軸受１２によって組み立てられる。接着シート８ａで代替する態様によれば、半径方向においても小型化が可能となる。また、接着シート８ａで代替することによって生じた空間をコイルの巻線空間に充てることも可能である。この態様によれば、コイルによる起磁力が増大するため、所望の回転数を低入力で得ることが可能である。

軸受１２は、鉄（Ｆｅ）が９９質量％以上の焼結含油合金からなる軸受である。ここで、焼結含油合金とは、ポーラス（多孔質）と呼ばれる多数の空孔（空気の通り道）に油を含浸させた焼結合金のことである。このため、軸受１２は、シャフト１３が回転することで発生する摩擦熱によって含浸している油を浸出させ、シャフト１３との間に油膜を形成するという特性を有する。したがって、油注入などのメンテナンスが不要となるとともに、ポーラス構造であるため、偏荷重に対する耐久性が向上し、軸ロスが低減する。ポーラス構造の開孔率は、軸受１２の内周面とシャフト１３との間に適正な量の潤滑油が供給されるように設計される。なお、通常は油の供給は不要であるが、油を供給する油だめがあってもよい。この態様によれば、さらに軸受１２の寿命を長くすることが可能となる。なお、軸受１２の密度は約６．０ｇ／ｃｍ^３である。

ロータ５は、シャフト１３、ロータフレーム１４、リングマグネット１５、および偏心ウェイト１６を備えている。シャフト１３は、円筒棒状に形成され、その端部はロータフレーム１４に連結する。シャフト１３の外径は０．６ｍｍである。シャフト１３は、軸受１２に挿入支持される。ロータフレーム１４は、金属材料、例えば、鉄などで形成される。ロータフレーム１４は、中心に開口１４ａを有する円板部１４ｂ、円板部１４ｂの周囲に連接する円筒部１４ｃから構成され、カップ状を呈している。ロータフレーム１４の開口１４ａにはシャフト１３が嵌合固定される。その際、ロータフレーム１４は、第１ステータヨーク９から離間して設けられ、軸受１２上に積層したスペーサにより支持される。ロータフレーム１４の円筒部１４ｃの内側面にはリングマグネット１５が固着される。

リングマグネット１５は、任意の磁性材料、例えば、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、サマリウム（Ｓｍ）、コバルト（Ｃｏ）などから形成される。リングマグネット１５は、円筒状の永久磁石を多極着磁して形成され、４対の磁極対を有している。リングマグネット１５は、ロータフレーム１４の内側面に固着され、第１ステータヨーク９および第２ステータヨーク１０に半径方向で対向する。したがって、回転に供される磁力が相対的に強く、低入力において所望の回転数を得ることが可能となる。

偏心ウェイト１６は、高比重金属材料であり、例えば、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、タングステン（Ｗ）等の金属およびそれらを主成分とする焼結合金で形成される。偏心ウェイト１６は、所定角度範囲の部分環状で形成され、その中心角は、使用材料の比重などにより適宜設計することができる。この例において中心角は１８０度である。部分環状の偏心ウェイト１６は、ロータフレーム１４の外周面に溶接などで締結される。このため、偏心ウェイト１６の位置は回転中心から相対的に遠く、効率よく振動が発生する。

偏心ウェイト１６付きロータフレーム１４の振動機構において、振動量はｍｒｗ^２と表される。ここで、偏心ウェイト１６の質量がｍ（ｋｇ）、中心からの長さがｒ（ｍ）、回転数がｗ（ｒｐｍ）である。振動量が１Ｇ程度のとき体感感度が好ましい振動と言われており、この際の回転数は９０００ｒｐｍ程度である。このため、中心から偏心ウェイト１６までの長さが長いアウターロータ型がインナーロータ型より有利となる。また、偏心ウェイト１６は、ロータフレーム１４の円周上の任意の位置に形成できるため、製造が容易である。

（モータの組立手順）
以下、モータの組立手順について簡単に説明する。
（１）自己融着線が巻線機によって所定の巻回数、巻段数、テンションによって巻回される。巻回された自己融着線は治具とともに加熱されて互いの融着層が軟化して密着する。この際、ステータコイル１１は巻線時のテンションで固められる。
（２）底板２に第２ステータヨーク１０が固定（接着・溶着・溶接など）される。
（３）第２ステータヨーク１０に軸受１２が圧入される。
（４）軸受１２に接着シート８ａ、絶縁材８ｂ、およびステータコイル１１が挿入される。
（５）ステータコイル１１のコイル端が底板２の給電線に半田付けされる。
（６）軸受１２に第１ステータヨーク９が圧入され、ステータコイル１１側に加圧される。
（７）加熱処理により接着シート８ａが硬化して、２つのステータヨークとステータコイル１１が接着される。

上記のように、自己融着線を巻回して融着したコイルと、接着剤が含浸された接着シートとを用いた態様によれば、ラジアル型ステッピングモータは加熱処理という自動化可能で単純な工程を経ることで組み立てられる。このため、生産性および生産コストを維持しながら、ステータ強度を向上した薄型モータを組み立てることが可能である。

（駆動回路）
図３は、ラジアル型ステッピングモータ１の駆動回路の一例を示すブロック図である。駆動回路２０は、Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２５、２６、Ｎ形ＭＯＳＦＥＴ２７、２８、およびタイミング発生回路２９から構成される。駆動回路２０は単相で環状のステータコイル１１に接続し、ステータコイル１１は交互に向きの変わる電流が供給される。

Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２５、２６、Ｎ形ＭＯＳＦＥＴ２７、２８は、スイッチング素子であり、ステータコイル１１に供給する電流の向きを変更する。タイミング発生回路２９は、マイコンなどの集積回路であり、Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２５、２６、Ｎ形ＭＯＳＦＥＴ２７、２８に駆動タイミング信号を出力する。なお、ＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子を使用することも可能である。

駆動タイミング信号はタイミング発生回路２９により生成され、Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２５、２６、Ｎ形ＭＯＳＦＥＴ２７、２８に供給される。ａパルス区間では、Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２５とＮ形ＭＯＳＦＥＴ２８がオン電位となり、ステータコイル１１に一方向の電流が供給される。一方、ｂパルス区間では、Ｐ形ＭＯＳＦＥＴ２６とＮ形ＭＯＳＦＥＴ２７がオン電位となり、ステータコイル１１に逆方向の電流が供給される。以下、同じ制御を繰り返す。

また、タイミング発生回路２９は、パルス幅変調（ＰＷＭ）によってラジアル型ステッピングモータ１の回転速度を制御する。すなわち、タイミング発生回路２９は、加速時はパルス幅を徐々に小さくしてステータコイル１１に供給される電流の向きの切り換え時間を徐々に速くし、一方、定速時はパルス幅を一定にしてステータコイル１１に供給される電流の向きの切り換え時間を一定間隔にする。また、減速時はパルス幅を徐々に大きくしてステータコイル１１に供給される電流の向きの切り換え時間を緩やかにしていく。

このようにラジアル型ステッピングモータ１は、加速、定速、減速という速度特性で制御される。加速時は、例えば０．３〜０．５秒で定速まで立ち上げる。定速時は、体感良好な９０００ｒｐｍ程度で回転させる。この際、軸受１２には１Ｇ程度の偏荷重が掛かる。減速時間はできるだけ短いことが好ましい。

（第１の実施形態の優位性）
以下、第１の実施形態の優位性について図１および図２を参照して説明する。
（１）モータの薄型化
２つのステータヨークとステータコイル１１とを絶縁する接着シート８ａの厚肉が約０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍ程度と薄いため、モータの薄型化が可能である。この態様はコイルの端子を半田付けする空間が少ない薄型モータにとって好適となる。これに対し、接着シート８ａが０．０２ｍｍよりも薄い場合には絶縁性が低下するためモータ特性が維持できず、０．０７ｍｍよりも厚い場合にはモータを薄型化することが困難となる。また、接着シート８ａは円環状のコイルに合わせて円環状に形成されるため、接着シート８ａの組み立ては軸受１２に挿入するだけよい。

（２）モータ特性の安定化
磁気回路を構成する第１ステータヨーク９と第２ステータヨーク１０は、軸受１２に圧入保持されると同時に接着シート８ａによってステータコイル１１に固着される。さらに、２つのステータヨークは自己融着線によって固められた円環状のステータコイル１１によって面で支持されるため、モータの薄型化を図りながらステータ強度が向上する。すなわち、コイル形状や２つのステータヨークの極歯の位置が固定化するため、薄型化を図りながらモータ特性が安定化することとなる。ラジアル型ステッピングモータ１が所望の回転数を安定して得るためには、ステップ駆動に供される磁力が安定している必要がある。ステップ駆動に供される磁力を安定化する要因の一つとして、コイル形状やステータヨークの極歯の位置が安定していることが重要となる。これは、例えばステータの形状が経時変化しやすい振動発生用モータにおいて特に重要な要素となる。

これに対して、２つのステータヨークを軸受１２に圧入保持するだけでは、ステータヨークが回転方向に対する位置ずれを起こしやすいため、ステータヨークは所望の厚肉が必要となり、結果としてモータの薄型化が困難となる。また、コイルボビンにコイルを巻回する方法はコイルボビンの鍔が薄肉なほど撓み易く、コイルの形状が不安定になり、モータ特性が安定しない。このため、コイルボビンの鍔は所望の厚肉が必要となり、結果としてモータの薄型化は困難となる。

また、２つのステータヨークを軸受１２に溶接することによってステータ強度を確保する方法もあるが、この場合は軸受１２は磁気回路を構成するため、磁気特性が変質してモータ特性が不安定になる。また、軸受１２をカシメることによって２つのステータヨークを固定してステータ強度を確保する方法もあるが、この場合はカシメしろが必要となり、薄型モータにするための弊害となってしまう。

（３）組立工程の自動化
ステータコイル１１は自己融着線を加熱処理によって融着固定したものであり、接着シート８ａは、エポキシ系の熱硬化性接着剤を含浸、乾燥させたものであるため、ラジアル型ステッピングモータ１は加熱処理という自動化可能で単純な工程を経るだけで組み立てられる。このため、ラジアル型ステッピングモータ１の生産性および生産コストが維持され、ステータ強度を向上した薄型モータが組み立てられる。これに対し、熱硬化型の接着剤が含浸されていない場合には接着剤を塗布する工程が増えるため、組立工数が増加する。

本発明は、薄型化を図りながら、ステータの強度を向上し、かつ組立工程を自動化することができるラジアル型ステッピングモータ、振動発生用ステッピングモータ、およびこれを利用した携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡなどに利用することができる。

第１の実施形態に係るラジアル型ステッピングモータの構成図であり、（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 第１の実施形態に係るラジアル型ステッピングモータの分解図である。 第１の実施形態に係るラジアル型ステッピングモータの駆動回路のブロック図である。

符号の説明

１…ラジアル型ステッピングモータ、８ａ…接着シート、９…第１ステータヨーク、１０…第２ステータヨーク、１１…ステータコイル、１２…軸受、１３…シャフト、１４…ロータフレーム、１５…リングマグネット、１６…偏心ウェイト。

Claims (5)

1. 自己融着線を巻回して融着した円環状の円環面を有するコイルと、
   前記コイルの円環面で支持されるステータヨークと、
   前記ステータヨークと前記コイルとを接着する接着シートと
   を備えることを特徴とするラジアル型スッテッピングモータ。
2. 前記接着シートは、厚肉が０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍの円環状のシートであり、前記コイルと前記ステータヨークとを絶縁することを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ステッピングモータ。
3. 前記接着シートは、ガラス繊維を布状にした基材にエポキシ系の熱硬化性接着剤を含浸した接着シートであること特徴とする請求項２に記載のラジアル型ステッピングモータ。
4. 前記ステータヨークは櫛歯状の極歯を有し、
   一方の極歯を有する第１ステータヨークと、
   他方の極歯を有する第２ステータヨークとで構成され、
   前記接着シートは、前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークの互いの極歯が噛み合うように前記ステータヨークと前記コイルとを接着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラジアル型ステッピングモータ。
5. 前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークとを磁気的に結合する軸受を備え、
   前記軸受は、前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークの互いの極歯が噛み合うように前記第１ステータヨークと前記第２ステータヨークとを位置決めすることを特徴とする請求項４に記載のラジアル型ステッピングモータ。

Images