JP2008278659A - Outer rotor type motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は、ロータ（回転子）がステータ（固定子）の外側を回るアウタロータ型のモータ関し、特に、ステータのコイルからの配線（ハーネス）が好適に引き出されるアウタロータ型モータに関する。 The present invention relates to an outer rotor type motor in which a rotor (rotor) rotates outside a stator (stator), and more particularly to an outer rotor type motor in which wiring (harness) from a coil of a stator is preferably drawn.
従来、プリンタ、ファクシミリィ装置、複写機等のＯＡ機器における紙送り部分では、デジタル信号で容易に駆動制御でき、ブラシ付き或いはブラシレスのＤＣモータよりもコストの低廉化を図ることができるステッピングモータが多く使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a stepping motor that can be easily driven and controlled by a digital signal at a paper feeding portion in an OA device such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, etc., and can achieve a lower cost than a brushed or brushless DC motor. Many are used.
ステッピングモータを含むモータの構造としては、主に、円筒形のロータの外部にステータを配置したインナーロータ型モータと、例えば、ステータの外周側にロータを回転自在に配設したアウタロータ型モータとが知られている。 As the structure of the motor including the stepping motor, there are mainly an inner rotor type motor in which a stator is disposed outside a cylindrical rotor, and an outer rotor type motor in which a rotor is rotatably disposed on the outer peripheral side of the stator, for example. Are known.
ＯＡ機器に搭載されるステッピングモータでは、ＯＡ機器自体の小型化及び効率アップ化の要求に伴い、モータ自体の小型化及び高出力化が望まれている。このため、ＯＡ機器に搭載されるステッピングモータとして、回転するロータがステータの中心に配置されているインナーロータ型と比較して、ロータ側の極歯と軸心との距離とを大きくして高出力化を図ることができるアウタロータ型のものが使用され始めている（例えば特許文献１参照）。 In stepping motors mounted on OA equipment, miniaturization and high output of the motor itself are desired in accordance with demands for miniaturization and efficiency improvement of the OA equipment itself. For this reason, as a stepping motor mounted on OA equipment, the distance between the pole teeth on the rotor side and the shaft center is increased and increased compared to the inner rotor type in which the rotating rotor is arranged at the center of the stator. An outer rotor type that can achieve output is beginning to be used (see, for example, Patent Document 1).
このようなアウタロータ型のステッピングモータにおけるステータのコイルへの配線は、例えば、特許文献２に示すアウタロータ型のブラシレスＤＣモータの構造を適用して、ステータが固定されるモータの取り付け板に、ステータのコイルと接続される基板を取りつけて、当該基板をステータに対向させる構成とすることが考えられる。 For the wiring to the stator coil in such an outer rotor type stepping motor, for example, the structure of the outer rotor type brushless DC motor shown in Patent Document 2 is applied, and the stator is fixed to the motor mounting plate to which the stator is fixed. It is conceivable that a substrate connected to the coil is attached and the substrate faces the stator.
この場合、取り付け板上に、基板を取り付けて、更に、コイルが巻回されたステータを配置して、基板上の配線パタンにコイルを半田などによって接続する。 In this case, a substrate is mounted on a mounting plate, a stator around which a coil is wound is further disposed, and the coil is connected to a wiring pattern on the substrate by soldering or the like.
また、基板における配線パタンは、コイルが接続される配線パタンの他端部側を、外部配線に接続するためのハーネス（引出線）に接続する必要がある。このため、基板の外径を、ステータの外径より大きな径にして、配線パタンにおいて引出線が接続される部位をステータの外方に突出するように配置し、引出線との接続が容易なアウタロータ型ステッピングモータとする。
しかしながら、上述のように、アウタロータ型のステッピングモータにおいて、ステータが取り付けられる取り付け板に、コイルに接続された基板を配置した構造とした場合、基板を底板部に固定する作業、基板とコイルとを半田付けして接続する作業に加えて、基板にハーネスを接続する作業が必要となる。このため、これら作業工程を極力減らしたいという要望がある。 However, as described above, when the outer rotor type stepping motor has a structure in which the substrate connected to the coil is arranged on the mounting plate to which the stator is attached, the operation of fixing the substrate to the bottom plate portion, the substrate and the coil In addition to the work of soldering and connecting, the work of connecting the harness to the board is required. For this reason, there is a demand to reduce these work steps as much as possible.
また、上記構成では、配線パタンにおいてハーネスが接続される部位が、ステータの外方に突出するように設けられるため、モータ自体の製造工程において、基板の突出部分が邪魔になるとともに、突出部分の設置スペースも必要となる。 Further, in the above configuration, since the part to which the harness is connected in the wiring pattern is provided so as to protrude outward of the stator, the protruding part of the substrate becomes an obstacle in the manufacturing process of the motor itself, and the protruding part Installation space is also required.
このように、モータにおいて、コスト低廉化、作業性の向上、品質向上及び省スペース化を図る場合、ハーネスを直接、モータ内部に挿入して基端部をコイルの端部と接続し、先端部を、モータ外部に一カ所から纏めて引き出することが考えられる。 As described above, in the motor, when cost reduction, workability improvement, quality improvement and space saving are to be achieved, the harness is directly inserted into the motor and the base end portion is connected to the end portion of the coil. It is conceivable to pull out these from one place outside the motor.
しかし、モータ内部にてハーネスを引き回す場合、一般的に、ハーネスの耐熱温度よりも高い温度で発熱するステータのコイルに、ハーネスが接触する可能性が生じるという問題がある。 However, when the harness is routed inside the motor, there is generally a problem that the harness may come into contact with the stator coil that generates heat at a temperature higher than the heat-resistant temperature of the harness.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ハーネスをモータ内部で好適に配線して外部に引き出して、コスト低廉化、作業性の向上、品質向上及び省スペース化を図ることができるアウタロータ型モータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an outer rotor capable of reducing the cost, improving the workability, improving the quality, and saving the space by suitably wiring the harness inside the motor and pulling it out to the outside. An object is to provide a mold motor.
本発明のアウタロータ型モータは、回転軸が底面に固定された有底筒状のロータケースの内周面に沿って配置された筒状のマグネットを備えるロータと、前記回転軸を一端部側から挿入して回転自在に支持する筒状のハウジングと、前記ハウジングに外嵌する筒状コア本体と、当該筒状コア本体の外周から放射方向に等間隔で突出し、先端の極歯が、前記マグネットの内周面とエアギャップを介して対向する複数の突極を備え、電機的絶縁性を有するインシュレータにより外面の一部を被覆されてなるステータコア、及び、前記インシュレータを介して前記突極にそれぞれ巻回されてなる複数のコイルを備えるステータとを有し、前記筒状コア本体には、周方向で離間して隣り合う前記突極間の部位に、前記コイルの端部に接続され、前記ハウジングの他端部側から前記マグネットの内側に導入されるハーネスに接続される端子ピンが前記インシュレータにより絶縁されて設けられ、前記ステータの外面には、前記インシュレータに設けられた隔壁部によって、巻回されたコイルと隔てられた案内路が形成され、前記案内路は、前記ハウジングの他端部側からの前記ハーネスを前記端子ピンに案内する構成を採る。 An outer rotor type motor of the present invention includes a rotor including a cylindrical magnet disposed along an inner peripheral surface of a bottomed cylindrical rotor case having a rotation shaft fixed to a bottom surface, and the rotation shaft from one end side. A cylindrical housing that is inserted and rotatably supported, a cylindrical core body that is externally fitted to the housing, and projects from the outer periphery of the cylindrical core body at equal intervals in the radial direction. A stator core having a plurality of salient poles opposed to the inner peripheral surface of the inner surface of the outer peripheral surface via an air gap, and a part of the outer surface covered with an insulator having electrical insulation, and the salient pole via the insulator, respectively. A stator having a plurality of wound coils, and the cylindrical core body is connected to a portion between the salient poles spaced apart in the circumferential direction and connected to an end of the coil, C A terminal pin connected to a harness introduced into the magnet from the other end side of the jing is provided by being insulated by the insulator, and the outer surface of the stator is wound by a partition wall provided on the insulator. A guide path separated from the rotated coil is formed, and the guide path has a configuration for guiding the harness from the other end side of the housing to the terminal pin.
以上説明したように、本発明によれば、アウタロータ型モータにおいて、ハーネスをモータ内部で好適に配線して外部に引き出して、コスト低廉化、作業性の向上、品質向上及び省スペース化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, in the outer rotor type motor, the harness is suitably wired inside the motor and pulled out to reduce the cost, improve the workability, improve the quality, and save the space. Can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明の一実施の形態に係るアウタロータ型モータとしてのステッピングモータの斜視図、図２は、同ステッピングモータのステータ及びロータを説明するための要部断面図、図３は同ステッピングモータの内部構成の説明に供する斜視図である。なお、図３は、便宜上、ロータケースを取り外した状態のステッピングモータを示している。 FIG. 1 is a perspective view of a stepping motor as an outer rotor type motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main part for explaining a stator and a rotor of the stepping motor, and FIG. It is a perspective view with which it uses for description of an internal structure. FIG. 3 shows the stepping motor with the rotor case removed for convenience.
本実施の形態におけるアウタロータ型のステッピングモータ１００は、永久磁石型（Permanent Magnet Type：以下、「ＰＭ型」という）ステッピングモータである。
The outer rotor
図１及び図２に示すように、ステッピングモータ１００は、フランジ１１２上に固定されたステータ１１０（図２参照）と、回転軸部１５３が底面に固定され、この回転軸部１５３を介して、ステータ１１０と同心で回転自在に取り付けられた有底筒状のロータケース１５４の内周面に沿って配置された筒状のマグネット１５１（図２参照）を備えるロータ１５０とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このステッピングモータ１００では、ハーネス（引出線）１６４がロータケース１５４の内側から外部に引き出されている。
In this
ステータ１１０は、図２及び図３に示すように、フランジ１１２の中央部から垂直に立設された円筒状のハウジング１１４の立設部分に外嵌固定され、複数の突極（磁極、スロットともいうが、以下では「スロット」という）１３０（１３０−１〜１３０−４）を有するステータコア（以下「コア」という）１２０と、スロット１３０に巻回されるコイル部１４０（１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）とを備える。なお、以下では、ステッピングモータ１００において、ステータ１１０に対して、ロータ１５０が覆う側を上側、フランジ１１２側を下側として説明する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
フランジ１１２は、金属板を加工してなる平板状の部材であり、中央部分の表面、言い換えれば、コア１２０におけるコイル部１４０が巻回される部位と対向する側の面の中央部分には、凹状の窪み部１１３が潰し加工により形成されている。この窪み部１１３は、フランジ１１２の表面より低い底面を備える。窪み部１１３は、フランジ１１２の表面の中央部分を潰して薄肉にすることで形成され、側面視したフランジ１１２全体の厚みは一定となっている。フランジ１１２において、ロータケース１５４が配置される部位から互いに離間する方向に張り出した両端部には、ＯＡ装置などに固定する際に、ビス等の止着部材を挿通するビス穴１１２ｃが形成されている。
The
このフランジ１１２の中央部に立設するハウジング１１４はフランジ１１２と一体的に形成され、その中央の孔部に、ロータ１５０を回転自在に支承する回転軸部１５３が回転自在に挿入されている。
A
ここでは、ハウジング１１４は、金属板を潰し加工して窪み部１１３を形成する際に、潰し加工により余る金属板の部位を絞り加工を施すことによって、フランジ１１２と略同厚で形成されている。
Here, the
窪み部１１３及びハウジング１１４は、金属板からフランジ１１２を作成する際に形成することができ、製作コストの低廉化を図ることができる。また、ステッピングモータ１００自体の構造を簡略化し、組立性の向上も図ることができる。なお、フランジ１１２とハウジング１１４とを一体的に構成されたものとしたが、これに限らず、フランジ１１２の中央部に形成された開口部に筒状のハウジングを直交するように挿入して取り付ける構成としても良い。
The
図２に示すように、ハウジング（筒状部）１１４の内側には、開口する両端部に、それぞれ含油軸受等の軸受け部１１６，１１７が互いに離間して配置され、挿入された回転軸部１５３を回転自在に支持している。
As shown in FIG. 2,
ハウジング１１４内において離間する軸受け部１１６，１１７間には、軸受け部１１６，１１７とともに回転軸部１５３が挿入された同径環状のワッシャ（与圧部材）１１９と、当該ワッシャ１１９を軸受け部１１７側に付勢する付勢部材（ここではコイルスプリング）１１８とが配置されている。
Between the bearing
ワッシャ１１９は、回転軸部１５３の外周から軸線に対して直交する方向に張り出すように回転軸部１５３に外嵌して固定されており、このワッシャ１１９と軸受け部１１６との間に、付勢部材１１８が介設されている。
The
ワッシャ１１９は、付勢部材１１８によって、張り出した部位を軸受け部１１７に押圧されている。
The overhanging portion of the
言い換えれば、付勢部材１１８は、ワッシャ１１９に対して、軸受け部１１７側に与圧を掛けている。このため、ワッシャ１１９が固定された回転軸部１５３では、回転時における軸方向への移動（上下動）が抑制される。また、ハウジング１１４に対する回転軸部１５３の軸方向への抜けが防止されている。
In other words, the urging member 118 applies a pressure to the
このように構成されたハウジング１１４に、ステータ１１０のコア１２０における筒状のコア本体１２２が外嵌固定され、コア１２０のスロット１３０は、フランジ１１２の表面における中央部分の上方で、且つ、当該フランジ１１２と対向し所定間隔をあけて位置で配置されている。
The
図４は、ステータ１１０のコア１２０と、ステータ１１０の外側に配置されたロータマグネット１５１との関係を示す平面図である。なお、図４では、便宜上、コア１２０に巻回されているコイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ、ロータケース１５４（図１参照）、後述する中継基板１６０等は便宜上省略している。
FIG. 4 is a plan view showing the relationship between the
図４に示すように、コア１２０は、ハウジング１１４に外嵌されるとともに上部がハウジング１１４上に配置される筒状のコア本体１２２と、筒状のコア本体１２２の外周面から、ロータ１５０の回転軸心と同心のステータ１１０の軸心に直交して、互いに等間隔あけて放射状に突設された複数のスロット１３０（１３０−１〜１３０−４）とを有する。
例えば、スロット１３０は２ｎ個（但しｎ≧２、ｎは整数）突出するものとし、ここでは、ｎ＝２として、コア１２０は、コア本体の軸心を中心に放射方向に、互いに等間隔あけて離間する４つのスロット１３０−１〜１３０−４を備えた構成としている。
As shown in FIG. 4, the
For example, it is assumed that the
これら４個のスロット１３０（１３０−１〜１３０−４）において、周方向で隣接するスロット１３０同士は、コア本体１２２の軸心（円孔の中心）を中心に互いに９０°をなし、平面視して十字状に配置されている。なお、スロット１３０は、磁束を通しやすい電磁部材（ここでは電磁鋼板）を回転軸方向に積層して一体化してなり、ステッピングモータ１００において単層のコア１２０として機能する。
In these four slots 130 (130-1 to 130-4), the
図３に示すように、スロット１３０（１３０−１〜１３０−４）には、コイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）が２相構成で巻回されている。コイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）によりスロット１３０（１３０−１〜１３０−４）に電流を流すことにより磁化（励磁）され、ステータ１１０は、ロータ１５０に対する回転磁界を発生する。
As shown in FIG. 3, a coil part 140 (
ここでは、スロット１３０の数が４であるため、平面視して同一直線上に配置されるスロット１３０−１とスロット１３０−３のそれぞれに集中的に巻回するコイル１４１ａとコイル１４１ｂの組を同相とし、スロット１３０−２とスロット１３０−４のそれぞれに集中的に巻回するコイル１４２ａとコイル１４２ｂの組を同相とする。
Here, since the number of the
なお、同一相のコイル１４１ａとコイル１４１ｂとは同一の導線を逆巻きでそれぞれ巻回することで形成され、１８０°の位置、つまり同一直線上に配置されている。また、同一相のコイル１４２ａとコイル１４２ｂとは同一の導線を用いてそれぞれを逆巻きで巻回することで形成され、１８０°の位置、つまり同一直線上に配置されている。例えば、同一相で逆巻きになる。例えば、コイル１４１ａを時計回りで導線を巻回して形成すると、コイル１４１ｂは、反時計回りで形成される。コイル１４２ａ、１４２ｂも同様であり、Ａ相Ｂ相の相対関係や、同一相のコイルの組においてどちらを時計方向で巻くか等によって、励磁順に対するモータ回転方向を決定する。
In addition, the
これにより、ステータ１１０では、軸心を中心に互いに点対称で配置されたスロット同士（スロット１３０−１とスロット１３０−３同士、スロット１３０−２とスロット１３０−４同士）が、それぞれ同一相となる。ステッピングモータ１００では、スロット１３０−１とスロット１３０−３とをＡ相、スロット１３０−２とスロット１３０−４とをＢ相としている。
Thereby, in the
コア１２０では、スロット１３０の先端面と、筒状コア本体１２２の内周面を露出させた状態で、筒状コア本体１２２及びスロット１３０の外面は、電気的絶縁性を有するインシュレータにより被覆されている。
In the
ここでは、インシュレータは、コア１２０に対して、樹脂を流し、アウトサードモールド成形によって成形することによって形成される。
Here, the insulator is formed by pouring resin into the
特に、コア本体１２２は、スロット１３０（１３０−１〜１３０−４）の基端部に連続する筒状のヨークを被覆するインシュレータ部分によって、平面視略正方形状の柱状部材に成形されている。つまり、その中央部に形成されてハウジング１１４に外嵌される円孔の内周面は金属製のヨーク部分が露出している。
In particular, the
この円孔にハウジング１１４（図３参照）を内嵌することにより、コア１２０は、ハウジング１１４に固定されている。
The
また、このコア本体１２２の上部１２２ａには、インシュレータにより形成された絶縁性を有する角部に、各スロットにインシュレータを介して巻回されるコイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの端部に接続される端子ピン（接続ピン）１４５が、スロット１３０等と導通しない状態で立設されている。
Further, the
この端子ピン１４５は、それぞれコア本体１２２の上部において、スロット１３０（１３０−１〜１３０−４）間に配置されている。
The terminal pins 145 are respectively disposed between the slots 130 (130-1 to 130-4) in the upper part of the
なお、コア本体１２２の上には、図３に示すように、フランジ１１２の上面からスロット１３０間に配線されるハーネス（引出線）１６４と、コイル部１４０とを接続する中継基板１６０が配設されている。
As shown in FIG. 3, a
中継基板１６０は、回転軸部１５３が回転自在に挿通されるとともに、コア１２０のコア本体１２２上に取り付けられている。中継基板１６０は、コア本体１２２上に配置され、当該コア本体１２２の外形と略同一である矩形状の中央本体１６１と、中央本体１６１の縁部からスロット１３０間に突出する突出片１６２を備える。
The
中継基板１６０は、中央本体１６１の縁部には、端子ピン１４５が挿通される挿通孔１６５が形成されるとともに、その上面には、挿通孔１６５と、突出片１６２の端部とを接続する配線パターンが形成されている。
In the
挿通孔１６５に挿通された端子ピン１４５は半田により接続されており、突出片１６２の端部には、ハーネス１６４の基端部１６４ａがそれぞれ半田により接続されている。
The terminal pins 145 inserted through the insertion holes 165 are connected by solder, and the base ends 164a of the
ここでは、周方向で隣り合うスロット１３０間に配置された突出片１６２の先端部において、ハーネス１６４の基端部１６４ａと、コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの端部とを接続する。
Here, the
これにより、中継基板１６０は、ハーネス１６４を、スロット１３０に巻回されたコイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの部分と離間させた状態で、当該コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂに接続している。
Thereby, the
なお、本実施の形態では、ハーネス１６４とコイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂの端部とを中継基板１６０を介して接続した構成としたが、図５のステッピングモータ１００ａに示すように、中継基板１６０を用いることなく、ハーネス１６４の端部１６４ａを直接、端子ピン１４５に接続する構成としてもよい。なお、図５のステッピングモータ１００ａは、ステッピングモータ１００と比較して、ロータと回転軸部との接続部分の構成のみ異なり、ほぼ同様に構成されたものである。つまり、図５のステッピングモータ１００ａでは、ロータケース１５４のケース上面部１５６の中央に開口部が形成され、この開口に内嵌される環状の軸固定部を介して回転軸部１５３をケース上面部１５６に直交して取り付けられるものである。図５では、ロータケースを外した状態を示しており、回転軸部１５３が挿通される軸固定部が図示されている。
In this embodiment, the
図６は、ステータ１１０を下方から見た状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the
図６に示すように、コア本体１２２の下面（外面）には、スロット１３０と連続する部位に、スロット１３０におけるコイル部１４０の券回領域を仕切る隔壁部１７１〜１７４が立設されている。ここでは、隔壁部１７１〜１７４は、それぞれ、コア本体１２２の下面の外縁部分において、ハウジング１１４の外周に沿って湾曲して形成されている。
As shown in FIG. 6, on the lower surface (outer surface) of the core
これにより、コア本体１２２の下面には、隔壁部１７１〜１７４によりコイル部１４０と隔てられ、配置されるハーネス１６４を、端子ピン１４５または中継基板１６０側に案内する案内路１７０が形成されている。
As a result, a
このようにステータ１１０の外面に設けられた案内路１７０とコイルとを仕切る隔壁部１７１〜１７４は、ステータコア１２０をインシュレータで被覆する際、具体的には、インシュレータをモールド形成する際、例えば、モールド複合成型で形成されるものでもよい。また、ステータ１１０とは別体で成形されたコア本体１２２を覆う部材の一部として形成するようにしてもよい。
The
案内路１７０は隔壁部１７１〜１７４によって、ハウジング１１４の外周に沿って形成され、平面視して、ハウジング１１４側、つまり、コイル部１４０の内側に配置されている。このため、モータ内部から外部にハーネス１６４を引き出す場合でも、端子ピン１４５、中継基板１６０に接続されたハーネス１６４を、コイル部１４０に接触させることなく配線し、コア本体１２２の下面にて、軸周りに沿って配置し纏めて一カ所から外方に引き出すことができる。
The
図６では、コア本体１２２の下端部においてハウジング１１４の外周面と、隔壁部１７１〜１７４との間に、軸周りの案内路１７０が形成されている。これにより、中継基板１６０あるいは端子ピン１４５に接続されたハーネス１６４を、周方向で隣り合うスロット１３０間のスペースを通して、コア本体１２２の下方に案内し、案内路１７０内に配線することによって、所定の一カ所（ここでは、スロット１３０−３と、１３０−４との間）から纏めて、フランジ１１２上を通して、モータ外部に引き出している。
In FIG. 6, a
ここで、スロット１３０−１〜１３０−４の構成について図３及び図４を用いて更に詳細に説明する。なお、各スロット１３０−１〜１３０−４は同様の構成であるので、各スロット１３０−１〜１３０−４の構成をスロット１３０の構成として説明する。
Here, the configuration of the slots 130-1 to 130-4 will be described in more detail with reference to FIGS. Since the slots 130-1 to 130-4 have the same configuration, the configuration of the slots 130-1 to 130-4 will be described as the configuration of the
スロット１３０（１３０−１〜１３０−４）は、コア本体から放射方向に突出し、被覆したインシュレータを介してコイル部１４０が集中的に巻回されるスロット本体１３３と、スロット本体の先端に形成され、当該先端から周方向両側に突出する先端部１３１とを有する。
The slots 130 (130-1 to 130-4) protrude from the core body in the radial direction, and are formed at a
スロット１３０における先端部（放射方向側の端部）１３１は上面視して円弧状をなし、先端部１３１の先端面１３２は、ロータマグネット１５１の内周面１５１ａに沿って湾曲する湾曲面として形成されている。それぞれのスロット１３０−１〜１３０−４における先端部１３１の先端面１３２には、複数の極歯１３４が周方向に沿って等間隔で複数設けられている。なお、スロット１３０では、極歯１３４は露出された状態で、その外面はインシュレータにより被覆されている。
A front end portion (radial end portion) 131 of the
それぞれの先端部１３１は、周方向で隣り合う先端部１３１ととともに、ロータマグネット１５１の内周面の略全面に沿って対向した状態で配置されている。
Each
具体的には、周方向で離間する両端部（以下、「先端部の両側部」という）１３５は、当該両端部が形成されたスロットと隣り合うスロットの先端部の、周方向で離間する両端部と近接する位置に配設されている。 Specifically, both end portions (hereinafter referred to as “both side portions of the tip portion”) 135 that are separated in the circumferential direction are both ends that are spaced apart in the circumferential direction at the tip portion of the slot adjacent to the slot in which the both end portions are formed. It is arrange | positioned in the position close | similar to a part.
周方向で並ぶ各スロット１３０の先端部１３１間の距離は、それぞれの先端部１３１に形成される極歯間距離と略同じの長さとなるようにすることが好ましい。
It is preferable that the distance between the
具体的には、各スロット１３０の先端部１３１における両側部の一側部１３５と、当該スロット１３０（例えば、スロット１３０−１）と隣り合うスロット１３０（例えば、スロット１３０−４）の先端部１３１（１３１−４）の一側部１３５−４との周方向で離間する長さ）が、先端部１３１において周方向で並ぶ極歯１３４同士の離間距離（極歯１３４間の周方向の長さ）と略同じの長さとなっている。
Specifically, one
すなわち、先端部１３１の両側部１３５にそれぞれ極歯１３４が配置されているため、コア１２０自体の外周部分から等間隔で極歯１３４が配置されるように構成されている。
That is, since the
極歯１３４は、それぞれの先端部１３１において、軸心から放射方向に突出し、且つ厚み方向（軸方向と同方向）に延在する突条に形成されており、それぞれ、ステータ１１０の中心（軸心に相当）に対して点対称に配置されている。
The
これら点対称に配置されたスロット同士は、励磁された際に異極となり、これらスロットが備える極歯１３４のそれぞれに空隙を介して対向して、ロータ１５０のロータマグネット１５１における内周面の複数の磁極が配置されている。
The slots arranged symmetrically with each other have different polarities when energized, and face each of the
ロータマグネット１５１は、環状に形成された永久磁石材よりなり、回転軸部１５３及びロータケース１５４によって、コア１２０の水平方向外側で、コア１２０の周囲を回転自在に支承されている。
The
ロータマグネット１５１の内周面１５１ａには、ロータ１５０の磁極１５２が、それぞれ軸方向に沿って延在し、周方向にＳ極、Ｎ極と交互に等ピッチでラジアル方向に着磁されることにより配置されている。ロータマグネット１５１の内周面における磁極１５２の数は、ステータ１１０側のスロット１３０が４つであるため、Ｘを０以上の整数とした場合、Ｘ／２が奇数となる数となっている。ここでは、ステッピングモータ１００は、１００ステップで１回転とし、ロータマグネット１５１の磁極１５２の数は、ステップ数／２＝５０極であり、極数２５のＳ極と、極数２５のＮ極が交互に周方向に配設している。
The
ロータマグネット１５１では、それぞれ回転中心に対して点対称の位置にある磁極１５２同士は、互いに異極となるように配置されている。
In the
ロータマグネット１５１は、その外周面で、コア１２０を覆うロータケース１５４の周壁部１５５の内周面に取り付けられている。
The
周壁部１５５は、コア１２０の外周を囲むように配置された筒状をなし、一端側（上方の開口部）を閉塞する。周壁部１５５は、コア１２０の上面を覆う円盤状のケース上面部１５６とともに、カップ状のロータケース１５４を構成する。
The
周壁部１５５は、ケース上面部１５６の外縁部から垂下して、コア１２０の外側に配置されており、ケース上面部１５６の中心に取り付けられた回転軸部１５３により、ステータ１１０の極歯１３４に沿って回転する。
The
なお、図２に示すように、ロータケース１５４のケース上面部１５６において、コア１２０と対向する内面（裏面）には、窪み部１５８が形成されている。この窪み部１５８は、フランジ１１２の窪み部１１３と対向配置されており、ケース上面部１５６とフランジ１１２とで挟まれたコイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）の配設空間を軸方向に大きくしている。
As shown in FIG. 2, in the case
本実施の形態におけるステッピングモータ１０によれば、コア本体１２２では、周方向で離間して突出するスロット１３０間の部位であり、且つ、樹脂等の絶縁材からなるインシュレータによりなる上面の角部には、コイル部１４０の端部に接続され、ハウジング１１４の他端部側からロータマグネット１５１の内側に導入されるハーネス１６４が接続される端子ピン１４５が取り付けられ、コア本体１２２の下面（ステータ１１０の外面）には、ハウジング１１４の他端部側からのハーネス１６４、つまり、フランジ１１２側からのハーネス１６４を端子ピン１４５に案内する案内路１７０が、隔壁部１７１〜１７４によってコイル部１４０と隔てられた状態で、軸周りに形成されている。
According to the stepping motor 10 in the present embodiment, the
これにより、フランジ１１２上面からロータケース１５４との隙間を介してモータ内部に挿入され、基端部がコイル部１４０の端部に接続されるハーネス１６４を、モータ内部の案内路１７０に配線して、コイル部１４０に接触させることなく引き回して配線することができる。
As a result, the
このように本実施の形態によれば、回転軸部１５３が底面に固定された有底筒状のロータケース１５４の内周面に沿って配置された筒状のロータマグネット１５１を備えるロータ１５０と、前記回転軸部１５３を一端部側から挿入して回転自在に支持する筒状のハウジング１１４と、前記ハウジング１１４に外嵌する筒状コア本体１２２と、当該筒状コア本体１２２の外周から放射方向に等間隔で突出し、先端の極歯１３４が、前記ロータマグネット１５１の内周面とエアギャップを介して対向する複数のスロット１３０を備え、電機的絶縁性を有するインシュレータにより外面の一部を被覆されてなるステータコア１２０、及び、前記インシュレータを介して前記スロット１３０にそれぞれ巻回されてなる複数のコイル部１４０を備えるステータ１１０とを有する。前記筒状コア本体１２２には、周方向で離間して隣り合う前記スロット１３０間の部位に、前記コイル部１４０の端部に接続され、前記ハウジング１１４の他端部側から前記ロータマグネット１５１の内側に導入されるハーネス１６４が接続される端子ピン１４５が前記インシュレータにより絶縁されて設けられ、前記ステータ１１０の外面には、前記インシュレータに設けられた隔壁部１７１によって、巻回されたコイル部１４０と隔てられた案内路１７０が形成され、前記案内路１７０は、前記ハウジング１１４の他端部側からの前記ハーネス１６４を前記端子ピン１４５に案内するようにした。
As described above, according to the present embodiment, the
これにより、ロータケース１５４内においてハーネス１６４は、コイル部１４０の巻回領域を仕切る隔壁部１７１によりコイル部１４０を隔てた案内路１７０に配線して、ハウジング１１４の外周で、周方向で隣接するスロット１３０間に位置する端子ピン１４５に案内されて、当該端子ピン１４５に接続させることができる。つまり、モータ内において、駆動の際に発熱するコイル部と接触することなく引き回しを行うことができる。また、ハーネス１６４が複数有る場合でも案内路１７０を介して、一カ所からステータ１１０の外部に引き出すことができる。
Thereby, the
このように、モータの下部に基板を設けることなく、ハーネスをコイルに接続させることができるため、組立作業性の向上及び省スペース化を図ることができると共に、モータの外形と略同径の基板を用いることがないため、コスト低廉化を図ることができる。 In this way, since the harness can be connected to the coil without providing a substrate under the motor, the assembly workability can be improved and the space can be saved, and the substrate has the same diameter as the outer shape of the motor. Therefore, cost reduction can be achieved.
また、モータ内のハーネス１６４は、コイル部１４０に接触することがないため、品質向上を図ることができる。
Moreover, since the
本実施の形態によれば、上記構成において前記ステータコア１２０は、少なくとも前記筒状本体部の内周面及び前記極歯部分を露出させた状態で、前記インシュレータにより被覆され、前記案内路１７０は、前記コア本体１２２の外面に、前記筒状コア本体１２２と前記スロット１３０とが連続する部位に立設された前記隔壁部１７１によってコイル部１４０と隔てられた状態で形成されているようにしてもよい。
According to the present embodiment, in the above configuration, the
このコア本体１２２の外面は、軸方向で離間する面の少なくとも一方の面としてもよい。
The outer surface of the
これにより、案内路１７０はハウジング１１４の周囲に形成されることとなり、ハーネス１６４を配線する際にコア本体１２２周りのみで行うことができる。
As a result, the
本実施の形態によれば、上記構成において、前記端子ピン１４５は、前記筒状コア本体１２２において、前記ロータケース１５４と対向する面側に配置され、前記隔壁部１７１により前記コイル部１４０と隔てられる前記案内路１７０は、前記ステータ１１０において、前記ロータケース１５４側と反対側の面に形成され、前記ハーネス１６４は、周方向に離間して配置された前記スロット１３０の間を挿通させて、前記案内路１７０から前記端子ピン１４５に案内されているようにしている。
According to the present embodiment, in the above configuration, the
これにより、ハーネス１６４は、基端部を端子ピン１４５に接続させて、周方向で離間するスロット１３０間を通すことにより、スロット１３０に巻回されるコイル（コイル部）１４０と離間させた状態で案内路１７０まで配線される。また、案内路１７０では、コイル（コイル部）１４０に接触することなく、配線されたハーネス１６４を纏めて一カ所から外部に引き出すことができる。
Thereby, the
また、本実施の形態によれば、上記構成において、前記筒状コア本体１２２に、軸方向で積層され、前記コイル部１４０の端部と、前記ハーネス１６４との接続を中継する中継基板１６０を有し、前記中継基板１６０は、前記筒状コア本体１２２に取り付けられ、前記端子ピン１４５を接続するピン接続部（挿通孔）１６５が形成された基板本体（中央本体）１６１と、前記基板本体から前記突極１６２間に突出し、先端側に前記ピン接続部１６５と導通し、前記ハーネス１６４を接続するハーネス接続部を有する突出アーム部（突出片）１６２と備えるようにしている。
Further, according to the present embodiment, in the above configuration, the
ハーネス１６４は、周方向で突出する突極１３０間に配置される突出アーム部１６２を介して、コイル（コイル部）１４０と接続されるため、ハーネス１６４の端部においても、突極１３０に巻回されるコイルと離間して配線することができる。
Since the
なお、本実施の形態では、ハーネス１６４を案内する案内路１７０は、コア本体１２２の下面、つまり、平面視して、コイル券回領域の内側に設けた構成としたが、これに限らず、コイル券回領域の外側に設けてもよい。
In the present embodiment, the
図７及び図８は、本発明に係るアウターロータ型モータとしてのステッピングモータの変形例を示す図であり、図７は同ステッピングモータの底面図、図８は同ステッピングモータの斜視図である。なお、これら図７及び図８では、ステッピングモータにおけるハウジング１１４の基端部及びハウジング１１４内に配置される軸受け部１１７を便宜上部分的な断面で示している。
7 and 8 are views showing a modification of the stepping motor as the outer rotor type motor according to the present invention, FIG. 7 is a bottom view of the stepping motor, and FIG. 8 is a perspective view of the stepping motor. 7 and 8, the base end portion of the
図７及び図８に示すステッピングモータ２００は、ステッピングモータ１００と比較して、案内路１７０をスロット１３０の先端部に形成した点のみことなり、その他の構成は同様のものとする。よって、同様の構成要素には同名称同符号を付して説明は省略する。
The stepping
ステッピングモータ２００では、ステータコア１２０をインシュレータにより被覆されたステータコア１２０において、ハーネス１６４を案内する案内路１７０ａが、極歯１３４を有するスロット１３０の先端部１３１の下面に形成されている。
In the stepping
すなわち、先端部１３１の下面において、当該先端部１３１とスロット本体１３３との接続部分に沿って円弧状の隔壁部１７５が立設されている。スロット１３０の下面において、この隔壁部１７５によって、スロット本体１３３におけるコイル部１４０の巻回領域と仕切られた先端部１３１の下面に円弧状の案内路１７０ａが形成されている。
That is, on the lower surface of the
言い換えれば、案内路１７０ａは、平面して、コイルが巻回される領域の外側に、隔壁部１７５により仕切られることによって形成されている。
In other words, the
スロット１３０の案内路１７０ａにハーネス１６４を配置することによって、基端部がロータケース１５４内のコイル部１４０の端部に接続されたハーネス１６４を、コイル部１４０と接触させることなく案内して、ステータ１１０の下方の一カ所から引き出すことができる。つまり、モータ内にハーネスを導入する際に、コイルの皮膜保証温度（例えば１２０℃）よりも、一般的に耐熱温度が低いハーネス１６４を、耐熱温度が高い（例えば１５０℃）のハーネスに変更する必要がない。
By arranging the
この構成によれば、前記ステータコア１２０は、少なくとも前記筒状本体部の内周面及び前記極歯部分を露出させた状態で、前記インシュレータにより被覆され、前記スロット１３０は、前記筒状コア部から放射方向に突出するスロット１３０本体に、前記インシュレータを介してコイル部１４０が巻回され、前記スロット１３０本体の先端に、前記極歯を有する先端部１３１が連続して形成されてなり、前記案内路１７０ａは、前記先端部１３１の外面上に、前記先端部１３１と前記突極本体１３３とが連続する部位に立設された前記隔壁部１７５によって前記突極本体１３３に巻回されたコイル部１４０（詳細にはコイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）と隔てられた状態で形成されているようにしている。この先端部の外面は、軸方向で離間する面の少なくとも一方の面としてもよい。
According to this configuration, the
これにより、案内路１７０ａはロータケース１５４の内側でロータケース１５４の内周に沿って形成することができ、ハーネス１６４を、ロータケース１５４の内周に沿って配線することができる。
Accordingly, the
なお、本実施の形態のステッピングモータ１００は、ステータ１１０においてコイル部１４０が巻回されるスロット１３０が４つ、つまり、スロット数が４つの、従来には無かった構造である２相単層式のアウタロータ型である。このため、筒状のマグネットであるロータマグネット１５１の内側で、スロット数の多いステッピングモータのものと比較して、コイル部１４０の配置スペースを広く確保しつつ、スロット数の増加に伴い増加するコイルの巻回回数を小さくできる。
Note that the stepping
つまり、本実施の形態のステッピングモータ１００では、周方向で隣り合うスロット１３０どうしは、軸心側で直交する位置に配置されているため、スロット１３０に巻回するコイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）の巻回領域を、スロット１３０間のスペースを用いて左右に広くとることができる。
That is, in the stepping
また、ステッピングモータ１００では、コア１２０に対して軸方向にそれぞれ配置されるフランジ１１２と、ケース上面部１５６とには、コア１２０のコイル部１４０に対して軸方向で対向する部位に、それぞれ窪み部１１３，１５８が形成されている。
Further, in the stepping
これにより、２相単層式のステッピングモータ１００であっても、コア１２０のスロット１３０に巻回されるコイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）の配置領域をロータマグネット１５１の内側において、周方向及び軸方向に広くすることができる。
As a result, even in the two-phase single layer
したがって、コイル部１４０（コイル１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ）の巻回対象となるスロット自体が４つと少ないととともに、それぞれのスロット１３０にコイル部１４０を巻回する際に、従来の同じ大きさのステッピングモータで用いられたコイルよりも太いコイルを用いることで、コイルの巻回回数を減少させ、コイルを効率よく容易に券回できる。また、スロット間のスペースを、スロットを巻回するコイルの巻回スペースとして有効に利用することができ、これにより高出力化を図ることができる。よって、コイル部１４０のコイルの巻回回数を減少させつつ、発熱を抑制し、モータ自体の消費電力を減少させることができるとともに、更なる高出力化を図ることができる。
Accordingly, the number of slots to be wound around the coil part 140 (
さらに、２相式であるため、３相以上などの相数が多いステッピングモータと比較して、スロットに対する磁気の切替も容易に行うことができる。 Furthermore, since it is a two-phase system, switching of magnetism to the slot can be easily performed as compared with a stepping motor having a large number of phases such as three or more phases.
さらにステータ１１０が一つの単層であるため、Ａ相にＢ相を積層した従来の２相式のモータと比較して、ステッピングモータ１００自体の薄型化を図ることできる。よって、ＯＡ機器などにアクチュエータとして使用する場合でも、より低廉化を図ることができるとともに、搭載スペースを極力小さくして、高出力化を図ることができる。
Furthermore, since the
また、上記実施の形態において、ステッピングモータ１００は、ハーネス１６４を、コア本体１２２の下面に軸周りに配線した構成とし、ステッピングモータ２００は、ハーネス１６４をスロット１３０の先端部１３１の下面に配線した構成とを示したがこれに限らず、案内路１７０、１７０ａの両方を設けて、それぞれにハーネス１６４を構成する複数の線を振り分けて配線してもよい。
In the above-described embodiment, the stepping
すなわち、ステッピングモータ１００の構成において、スロットの先端部１３１の下面に、ステッピングモータ２００の先端部１３１と同様に、スロット本体１３３のコイル領域を仕切る隔壁部１７５を設けて、案内路１７０ａを形成し、これら案内路１７０、１７０ａとにハーネス１６４の線を振り分けて配線し、ステータ１１０の外周の一カ所から外方向に引き出すようにしてもよい。
That is, in the configuration of the stepping
また、本実施の形態では、アウタロータ型のステッピングモータとして説明したが、これに限らず、他の種類のアウタロータ型モータに適用することも可能である。 In the present embodiment, the outer rotor type stepping motor has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to other types of outer rotor type motors.
なお、上記本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、種々の改変をなすことができ、そして本発明が該改変させたものに及ぶことは当然である。 The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
本発明に係るアウタロータ型モータは、ハーネスをモータ内部で好適に配線して外部に引き出して、コスト低廉化、作業性の向上、品質向上及び省スペース化を図る効果を有し、アウタロータ型モータのステッピングモータとして有用である。 The outer rotor type motor according to the present invention has the effects of reducing the cost, improving the workability, improving the quality and saving the space by suitably wiring the harness inside the motor and pulling it out. It is useful as a stepping motor.
１００、２００ ステッピングモータ
１１０ ステータ
１１２ フランジ
１１４ ハウジング
１２０ ステータコア
１２２ コア本体
１３０ スロット
１３１ 先端部
１３３ スロット本体
１３４ 極歯
１４０ コイル部
１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂ コイル
１４５ 端子ピン
１５０ ロータ
１５１ ロータマグネット
１５２ 磁極
１５３ 回転軸部
１５４ ロータケース
１６０ 中継基板
１６１ 中央本体
１６４ ハーネス
１６４ａ ハーネスの基端部
１７０，１７０ａ 案内路
１７１、１７５ 隔壁部
100, 200
Claims (7)
前記回転軸を一端部側から挿入して回転自在に支持する筒状のハウジングと、
前記ハウジングに外嵌する筒状コア本体と、当該筒状コア本体の外周から放射方向に等間隔で突出し、先端の極歯が、前記マグネットの内周面とエアギャップを介して対向する複数の突極を備え、電機的絶縁性を有するインシュレータにより外面の一部を被覆されてなるステータコア、及び、前記インシュレータを介して前記突極にそれぞれ巻回されてなる複数のコイルを備えるステータと、
を有し、
前記筒状コア本体には、周方向で離間して隣り合う前記突極間の部位に、前記コイルの端部に接続され、前記ハウジングの他端部側から前記マグネットの内側に導入されるハーネスに接続される端子ピンが前記インシュレータにより絶縁されて設けられ、
前記ステータの外面には、前記インシュレータに設けられた隔壁部によって、巻回されたコイルと隔てられた案内路が形成され、
前記案内路は、前記ハウジングの他端部側からの前記ハーネスを前記端子ピンに案内することを特徴とするアウタロータ型モータ。 A rotor including a cylindrical magnet disposed along the inner peripheral surface of a bottomed cylindrical rotor case with a rotating shaft fixed to the bottom surface;
A cylindrical housing that rotatably supports the rotating shaft by inserting from one end side;
A cylindrical core body that is externally fitted to the housing, and a plurality of teeth protruding at equal intervals in the radial direction from the outer periphery of the cylindrical core body, the pole teeth at the tip thereof facing the inner peripheral surface of the magnet via an air gap A stator core having a salient pole and having a plurality of coils wound around the salient pole via the insulator, a stator core having a part of the outer surface covered with an insulator having electrical insulation, and
Have
A harness that is connected to the end of the coil at a portion between the salient poles adjacent to each other in the circumferential direction in the cylindrical core body, and is introduced into the magnet from the other end of the housing A terminal pin connected to is provided by being insulated by the insulator;
On the outer surface of the stator, a guide path that is separated from the wound coil is formed by a partition provided in the insulator,
The outer rotor type motor, wherein the guide path guides the harness from the other end side of the housing to the terminal pin.
前記案内路は、前記コア本体の外面に、前記筒状コア本体と前記突極とが連続する部位に立設された前記隔壁部によってコイルと隔てられた状態で形成されていることを特徴とする請求項１記載のアウタロータ型モータ。 The stator core is covered with the insulator in a state in which at least the inner peripheral surface of the cylindrical main body and the pole tooth portion are exposed,
The guide path is formed on the outer surface of the core body in a state of being separated from the coil by the partition wall portion erected at a portion where the cylindrical core body and the salient pole are continuous. The outer rotor type motor according to claim 1.
前記突極は、前記筒状コア部から放射方向に突出する突極本体に、前記インシュレータを介してコイルが巻回され、前記突極本体の先端に、前記極歯を有する先端部が連続して形成されてなり、
前記案内路は、前記先端部の外面上に、前記先端部と前記突極本体とが連続する部位に立設された前記隔壁部によって前記突極本体に巻回されたコイルと隔てられた状態で形成されていることを特徴とする請求項１記載のアウタロータ型モータ。 The stator core is covered with the insulator in a state in which at least the inner peripheral surface of the cylindrical main body and the pole tooth portion are exposed,
The salient pole has a coil wound around the salient pole body projecting radially from the cylindrical core portion via the insulator, and the tip portion having the pole teeth is continuous with the tip of the salient pole body. Formed,
The guide path is separated from a coil wound around the salient pole main body by the partition wall portion erected on the outer surface of the tip end portion at a portion where the front end portion and the salient pole main body are continuous. The outer rotor type motor according to claim 1, wherein the outer rotor type motor is formed by:
前記隔壁部により前記コイルと隔てられる前記案内路は、前記ステータにおいて、前記ロータケース側と反対側の面に形成され、
前記ハーネスは、周方向に離間して配置された前記突極の間を挿通させて、前記案内路から前記端子ピンに案内されている請求項１記載のアウタロータ型モータ。 The terminal pin is disposed on the surface of the cylindrical core body facing the rotor case,
The guide path that is separated from the coil by the partition wall is formed on a surface opposite to the rotor case side in the stator,
2. The outer rotor type motor according to claim 1, wherein the harness is guided to the terminal pin from the guide path by being inserted between the salient poles spaced apart in the circumferential direction.
前記中継基板は、前記筒状コア本体に取り付けられ、前記端子ピンを接続するピン接続部が形成された基板本体と、
前記基板本体から前記突極間に突出し、先端側に、前記ピン接続部と導通し、前記ハーネスを接続するハーネス接続部を有する突出アーム部と備えることを特徴とする請求項１記載のアウタロータ型モータ。 The cylindrical core body is laminated in the axial direction, and has a relay substrate that relays connection between the end of the coil and the harness,
The relay board is attached to the cylindrical core body, and a board body formed with a pin connection portion for connecting the terminal pins;
2. The outer rotor type according to claim 1, further comprising: a protruding arm portion that protrudes between the salient poles from the substrate main body, and has a harness connecting portion that is electrically connected to the pin connecting portion and connects the harness on the tip side. motor.
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