JP2009278696A - Small electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に小形で薄型の電動機において、ステータコアに巻装したコイルの端末を回路基板のコイル接続部へ接続する構成について改良した小形電動機に関する。 The present invention relates to a small electric motor that is improved particularly in a small and thin electric motor in which a terminal of a coil wound around a stator core is connected to a coil connecting portion of a circuit board.
電動機において、ステータに巻装されたコイルの端末を回路基板のコイル接続部に接続する方法として、ステータから引き出されたコイルの端末を、回路基板上のコイル接続部(回路基板のランド部など)にピンセットなどの治具で押えながら半田付けで接続する方法が知られているが、作業性が悪いという問題がある。特に、電動機が小形化されると、一層作業性が悪くなる。 In an electric motor, as a method for connecting a coil terminal wound around a stator to a coil connection part of a circuit board, a coil terminal drawn from the stator is connected to a coil connection part (such as a land part of a circuit board) on the circuit board. In addition, there is known a method of connecting by soldering while pressing with a jig such as tweezers, but there is a problem that workability is poor. In particular, when the electric motor is miniaturized, workability is further deteriorated.
また、自動機での組立てを考慮して、ステータコアの表面に合成樹脂の絶縁層を設け、この絶縁層に、導電性の接続端子(ピン)をステータコアの軸方向に向けて突出するようにインサート成形により設け、絶縁層に巻装したコイルの端末を前記接続端子に絡げ、コイルの端末と接続端子との予備半田付けを行った後に、前記接続端子と回路基板のコイル接続部とを電気的に接続するものなども知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1のように、ステータコアの表面に合成樹脂の絶縁層を設け、この絶縁層に導電性の接続端子をインサート成形により設け、絶縁層に巻装したコイルの端末を前記接続端子に絡げる方式において、前記接続端子の取付強度を確保するためには、接続端子の基端部周りの絶縁層(合成樹脂層)の厚さが必要である。この場合、絶縁層の厚さを確保できる場合は良いが、小型化や薄型化が求められる場合には、特に軸方向の厚さを確保できない場合がある。
By the way, as in
そこで、前記接続端子の取付強度を確保するために、偏平なステータコアに前記接続端子を貫通状態に設けることが考えられている。図13及び図14にその一例を示す。これら図13及び図14に示すものは、薄型のアウターロータ形の小形電動機である。ステータ1は、偏平なステータコア2の表面に合成樹脂の絶縁層3を設け、その絶縁層3の上にコイル4を巻装している。ステータコア2には貫通孔2aを形成し、この貫通孔2aに、導電性を有する棒状の金属製の接続端子5を貫通状態で設け、基端部を絶縁層3により固定している。貫通孔2a内にも合成樹脂が入り込んでいる。接続端子5に、コイル4の端末4aを絡げている。ステータ1は、ベース6の支持部6aに固定されている。
Therefore, in order to secure the mounting strength of the connection terminal, it is considered to provide the connection terminal in a through state in a flat stator core. An example is shown in FIGS. These FIG. 13 and FIG. 14 show a thin outer rotor type small electric motor. In the
ベース6には、回路基板7が固定状態に設けられている。回路基板7には、コイル接続用のスルーホール7a及びランド部7bが形成されていて、接続端子5をスルーホール7aに挿入した状態で、半田8により、接続端子5とランド部7bとを電気的に接続している。
A
ロータ9は、リング状をなすロータヨーク10と、このロータヨーク10の内周部に固着されたロータマグネット11と、ロータヨーク10を支持する合成樹脂製の回転板12と、この回転板12の中心部に設けられた回転軸13とを備えていて、回転軸13が前記ベース6の支持部6aに回転自在に支持されている。そして、ロータマグネット11が、前記ステータコア2の外周面に対して径方向から所定の隙間を存して対向している。
The
このような構成のものでは、接続端子5の取付強度を確保するために、ステータコア2に、接続端子5を保持するための貫通孔2aを設けているので、磁気特性が悪化し、モータ特性を低下させる要因となる問題がある。
In such a configuration, the
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ特性を悪化させることなく、薄型化に対応することができる小形電動機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a small electric motor that can cope with a reduction in thickness without deteriorating motor characteristics.
上記した目的を達成するために、請求項1の小形電動機は、偏平なステータコアと、このステータコアの表面を覆うように成形により設けられた合成樹脂からなる絶縁層と、この絶縁層に当該絶縁層の成形時に一体に設けられた突起部と、前記絶縁層の上に巻装され、端末が前記突起部に絡げられるコイルと、コイル接続部を有し、前記突起部に絡げられた前記コイルの端末が前記コイル接続部に電気的に接続される回路基板とを具備したことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a small electric motor according to a first aspect of the present invention includes a flat stator core, an insulating layer made of synthetic resin so as to cover the surface of the stator core, and the insulating layer on the insulating layer. A protrusion provided integrally at the time of molding, a coil wound on the insulating layer, and a terminal having a terminal entangled with the protrusion, a coil connection part, and the entangled with the protrusion The terminal of the coil comprises a circuit board electrically connected to the coil connection part.
同様な目的を達成するために、請求項7の小形電動機は、偏平なステータコアと、このステータコアの表面を覆うように設けられた合成樹脂からなる絶縁層と、この絶縁層に前記ステータコアの径方向へ向けて突出する形態で取り付けられた金属製の接続端子と、前記絶縁層の上に巻装され、端末が前記接続端子に絡げられるコイルと、コイル接続部を有し、前記接続端子に絡げられた前記コイルの端末が前記コイル接続部に電気的接続される回路基板とを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the same object, a small electric motor according to
請求項1の小形電動機においては、コイルの端末を絡げる突起部を絶縁層に一体に設けた構成としているので、絶縁層に別部材の金属製の接続端子をインサート成形する場合とは違い、前記突起部の強度を確保でき、薄型化にも対応できる。また、偏平なステータコアには、接続端子取付用の貫通孔を形成する必要もないので、モータ特性が低下することも抑えることができる。 In the small electric motor according to the first aspect of the present invention, since the projecting portion for tying the end of the coil is integrally provided in the insulating layer, it is different from the case where a separate metal connection terminal is insert-molded in the insulating layer. The strength of the protrusion can be ensured, and the thickness can be reduced. Further, since it is not necessary to form a through hole for attaching the connection terminal in the flat stator core, it is possible to suppress deterioration of the motor characteristics.
請求項7の小形電動機においては、絶縁層に設けられる導電性を有する接続端子は、偏平なステータコアの径方向へ向けて突出する形態で取り付ける構成としているので、接続端子の取付強度を確保しながらも、薄型化に対応することが可能になる。また、ステータコアには、接続端子取付用の貫通孔を形成する必要もないので、モータ特性が低下することも抑えることができる。 In the small electric motor according to the seventh aspect, the conductive connection terminal provided in the insulating layer is attached in a form protruding toward the radial direction of the flat stator core, so that the attachment strength of the connection terminal is secured. However, it becomes possible to cope with the thinning. Further, since it is not necessary to form a through hole for attaching the connection terminal in the stator core, it is possible to suppress deterioration of the motor characteristics.
(第1の実施形態)
以下、本発明を、薄型のアウターロータ形の小形電動機に適用した第1の実施形態について図1〜図5を参照して説明する。図1において、ステータ21におけるステータコア22は、この場合1枚の鋼板を打ち抜いて形成された偏平なもので、図2に示すように、外周部に複数個のティース23を一体に有し、中央部に円形の開口部22aが形成されている。各ティース23は、外周面が円弧状をなす先端部23aと、この先端部23aよりも周方向の幅が狭く形成された基端部23bとを有し、ほぼT字形をなしている。隣り合った各ティース23間は、外周部側が開口したスロット24とされている。ステータコア22の表面には、合成樹脂からなる絶縁層25が成形により設けられている。ステータコア22の表面のうち、各ティース23の先端部23aの外周面と、中央部の開口部22aの周縁部は、絶縁層25が設けられておらず、ステータコア22が露出している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a thin outer rotor type small motor will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the
絶縁層25において、ステータコア22の軸方向の一方の端面側に位置させて、軸方向に突出する複数個の突起部26を当該絶縁層25に成形により一体に設けられている。この場合、突起部26は4個設けられている。各突起部26は、この場合円柱状をなし、ティース23の先端部23aに対応する部位に配置されている。各ティース23の基端部23bの絶縁層25の上に、コイル27(図3参照)が巻装されている。各ティース23の基端部23bがコイル27の巻装部に相当している。
In the
モータの種類(単相モータや3相モータ)や、巻線仕様によりコイル27の巻き方は異なるが、コイル27の端末27a(巻き始めの端末または巻き終わりの端末)を、前記突起部26に絡げておく。図3の例では、コイル27は3相で、U,V,Wの各相の端末27aが、対応する3本の突起部26に個別に絡げられ、1本の突起部26には、3相分の端末27aが絡げられている。コイル27の端末27aを絡げる場合に、その端末27aは、突起部26の基端部(根元)よりやや先端部側に絡げておき、絡げた端末27aを突起部26の基端部側にずらせることにより、その端末27aの張力を緩めておくことが好ましい。端末27aの余分な部分は切断しておく。
Although the winding method of the
ここで、ステータコア22、絶縁層25、コイル27によりステータ21を構成していて、このステータ21は、図1に示すように、突起部26を下向きにした状態で、ベース30の支持部31に固定されている。各突起部26は、ステータコア22におけるコイル27の巻装部(ティース23の基端部23b)の外周部側に位置している。
Here, the
ベース30には、回路基板32が固定状態に設けられている。回路基板32には、モータの制御に必要な回路の他、コイル接続用のスルーホール33及びランド部34(コイル接続部に相当)が形成されている(図5参照)。そして、図1に示すように、前記コイル27の端末27aを絡げた突起部26を、回路基板32のスルーホール33に挿入した状態で、半田35により、端末27aとランド部34とを電気的に接続している。この場合、コイル27の導線としては、絶縁層がポリウレタンにより形成されたポリウレタン銅線など半田の熱で絶縁層が剥がれるものが用いられ、半田或いは半田ごての熱でコイル27の絶縁層を除去し、端末27aがランド部34に半田35により接続される。
The
一方、ロータ37は、リング状をなすロータヨーク38と、このロータヨーク38の内周部に固着されたロータマグネット39と、ロータヨーク38を支持する合成樹脂製の回転板40と、この回転板40の中心部に設けられた回転軸41とを備えていて、回転軸41が前記ベース30の支持部31に回転自在に支持されている。そして、ロータマグネット39が、前記ステータコア22におけるティース23の先端部23aの外周面に対して径方向から所定の隙間を存して対向している。
ここで、ステータ21における各突起部26は、ステータコア22におけるコイル27の巻装部(ティース23の基端部23b)とロータ37側の端部(ティース23の先端部23aの外周面)との間に位置している。
On the other hand, the
Here, each
上記した第1の実施形態によれば次のような作用効果を得ることができる。
ステータ21において、コイル27の端末27aを絡げる突起部26を絶縁層25に一体に設けた構成としているので、絶縁層25に別部材の金属製の接続端子をインサート成形する場合とは違い、前記突起部26の強度を確保でき、薄型化にも対応できる。また、ステータコア22には、接続端子取付用の貫通孔を形成する必要もないので、モータ特性が低下することも抑えることができる。
According to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
In the
ステータ21における各突起部26は、ステータコア22におけるコイル27の巻装部(ティース23の基端部23b)とロータ37側の端部(ティース23の先端部23aの外周面)との間に設けることで、スペースに比較的余裕のある場所でコイル27の端末27aと回路基板32との接続が可能になる。
Each
(第2の実施形態)
図6は本発明の第2の実施形態を示したものであり、この第2の実施形態は、上記した第1の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25に設けた突起部43は、角柱状、この場合三角柱状に形成している。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, and this second embodiment is different from the first embodiment described above in the following points. That is, the
突起部43を角柱状(三角柱状)に形成しておくことで、コイル27の端末27a(図3参照)を突起部43に絡げる(巻き付ける)際に、絡げ易い利点がある。なお、突起部43は、角柱状であれば、四角柱状、六角柱状としても良いことは勿論である。
By forming the
(第3の実施形態)
図7は本発明の第3の実施形態を示したものであり、この第3の実施形態は、上記した第2の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25に設けた各突起部43の表面に、導電性部材として金属板45を被せていて、コイル27の端末27a(図3参照)を、その金属板45の表面に絡げるようにする。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. This third embodiment differs from the second embodiment described above in the following points. That is, the surface of each
このような構成とした場合には、特に、端末27aが金属板45に接触し、半田付けの際に、金属板45が半田35(図1参照)を介して回路基板32のランド部34に電気的に接続されるようになるので、コイル27の端末27aと回路基板32のランド部34との電気的接続性を一層向上させることができる。
In the case of such a configuration, in particular, the
(第4の実施形態)
図8は本発明の第4の実施形態を示したものであり、この第4の実施形態は、上記した第3の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25に設けた各突起部43の表面に、導電性部材として金属のメッキによる皮膜46を設けている。
このような構成としても、第3の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. This fourth embodiment differs from the above-described third embodiment in the following points. That is, a
Even with such a configuration, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
(第5の実施形態)
図9及び図10は本発明の第5の実施形態を示したものであり、この第5の実施形態は、上記した第1〜第4の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25において、ステータコア22の軸方向の一方の端面における外周部側に位置させて、ティース23の先端部23aよりも径方向の外側(ロータマグネット39側)へ向けて突出する突起部47を絶縁層25に成形により一体に設けている。突起部47は、横向きの四角柱状をなしている。
(Fifth embodiment)
9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention. This fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments described above in the following points. In other words, in the insulating
そして、図10に示すように、各ティース23の基端部23bに巻装したコイル27の端末27aを、前記突起部47に絡げる。そして、コイル27の端末27aを絡げた突起部47を下側にして、その突起部47の下面を回路基板32の上面に設けられたランド部48(コイル接続部に相当)に接触させた状態で、半田付けすることにより、コイル27の端末27aとランド部48とを電気的に接続する。
Then, as shown in FIG. 10, the terminal 27 a of the
このような構成とした第5の実施形態においても、基本的に第1の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。加えて、突起部47は、ステータコア22の軸方向ではなく、径方向に向けて突出しているので、一層薄型化に有利となる。
なお、図示はしないが、上記突起部47の表面に、第3の実施形態のように導電性部材として金属板を設けたり、或いは、第4の実施形態のように金属のメッキによる皮膜を設けたりしても良い。
Also in the fifth embodiment having such a configuration, it is possible to obtain basically the same operational effects as those in the first embodiment. In addition, since the
Although not shown, a metal plate is provided on the surface of the
(第6の実施形態)
図11は本発明の第6の実施形態を示したものであり、この第6の実施形態は、上記した第5の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25において、ステータコア22の軸方向の一方の端面における外周部側に位置させて、軸方向に突出する複数個の接続端子取付部50を成形により一体に設けている。各接続端子取付部50は、各ティース23の先端部23aに対応する部位にそれぞれ設けられている。この場合、ティース23に対応して6個設けられている。各接続端子取付部50には、径方向に開口した取付穴51が形成されている。そして、6個の接続端子取付部50のうち、この場合4個の接続端子取付部50の取付穴51に、導電性を有する金属板製の接続端子52を径方向から差し込むことにより、接続端子52を径方向に突出するように取り付けている。各接続端子52は、クランク状をなしていて、取付状態で先端部52a側が、接続端子取付部50の軸方向の端面50aと同一高さ、若しくは図11の上方に若干突出させている。
(Sixth embodiment)
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the present invention. This sixth embodiment differs from the fifth embodiment described above in the following points. That is, in the insulating
そして、第5の実施形態と同様に、各ティース23の基端部23bに巻装したコイル27の端末27aを前記接続端子52の先端部52aに絡げ、その端末27aを絡げた接続端子52を、回路基板32の一面に設けられたランド部48(図10参照)に接触させた状態で半田付けすることにより、コイル27の端末27aとランド部48とを電気的に接続する。
As in the fifth embodiment, the terminal 27a of the
このような構成を採用した第5の実施形態によれば次のような作用効果を得ることができる。絶縁層25における接続端子取付部50に取り付けられる導電性を有する接続端子52は、ステータコア22の径方向へ向けて突出する形態で取り付ける構成としているので、接続端子52の取付強度を確保しながらも、薄型化に対応することが可能になる。また、ステータコア22には、接続端子取付用の貫通孔を形成する必要もないので、モータ特性が低下することも抑えることができる。
According to the fifth embodiment employing such a configuration, the following operational effects can be obtained. Since the
さらに、端末27aを、導電性を有する接続端子52に絡げているので、半田付けの際に、接続端子52が半田35を介して回路基板32のランド部48に電気的に接続されるようになり、コイル27の端末27aと回路基板32のランド部48との電気的接続性を向上させることができる。
Furthermore, since the terminal 27a is entangled with the
(第7の実施形態)
図12は本発明の第7の実施形態を示したものであり、この第7の実施形態は、上記した第6の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、絶縁層25において、ステータコア22の軸方向の一方の端面における外周部側に位置させて、軸方向に突出する複数個の接続端子取付部55を成形により一体に設けている。各接続端子取付部55は、各ティース23の先端部23aに対応する部位にそれぞれ設けられている。この場合も6個設けられている。各接続端子取付部55には、軸方向に開口した取付溝56が形成されている。そして、6個の接続端子取付部55のうち、この場合4個の接続端子取付部55の取付溝56に、導電性を有する金属板製の接続端子57を軸方向から嵌めこむことにより、接続端子57を径方向に突出するように取り付けている。取付溝56には、ステータコア22の径方向に凹凸形状が形成され、この取付溝56に嵌め込まれる接続端子57の基端部の外周部には、その凹凸に嵌り込む凹凸が形成されている。接続端子57の基端部を取付溝56に嵌め込むことにより、接続端子57は径方向に抜け止め状態に取り付けられる。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 shows a seventh embodiment of the present invention. This seventh embodiment is different from the above-described sixth embodiment in the following points. That is, in the insulating
そして、この場合も第5の実施形態と同様に、各ティース23の基端部23bに巻装したコイル27の端末27aを前記接続端子57の先端部に絡げ、その端末27aを絡げた接続端子57を、回路基板32の一面に設けられたランド部48(図10参照)に半田付けすることにより、コイル27の端末27aとランド部48とを電気的に接続する。
このような構成においても、第6の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
Also in this case, similarly to the fifth embodiment, the terminal 27a of the
Even in such a configuration, the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained.
(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
アウターロータ形に限られず、インナーロータ形のものにも適用できる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
The present invention is not limited to the outer rotor type, and can be applied to an inner rotor type.
図面中、21はステータ、22はステータコア、23はティース、25は絶縁層、26は突起部、27はコイル、27aは端末、32は回路基板、34はランド部(コイル接続部)、35は半田、37はロータ、43は突起部、45は金属板(導電性部材)、46は皮膜(導電性部材)、47は突起部、51は取付穴、52は接続端子、56は取付溝、57は接続端子を示す。
In the drawing, 21 is a stator, 22 is a stator core, 23 is a tooth, 25 is an insulating layer, 26 is a projection, 27 is a coil, 27a is a terminal, 32 is a circuit board, 34 is a land (coil connection), 35 is Solder, 37 is a rotor, 43 is a protrusion, 45 is a metal plate (conductive member), 46 is a film (conductive member), 47 is a protrusion, 51 is a mounting hole, 52 is a connection terminal, 56 is a mounting groove,
Claims (9)
このステータコアの表面を覆うように成形により設けられた合成樹脂からなる絶縁層と、
この絶縁層に当該絶縁層の成形時に一体に設けられた突起部と、
前記絶縁層の上に巻装され、端末が前記突起部に絡げられるコイルと、
コイル接続部を有し、前記突起部に絡げられた前記コイルの端末が前記コイル接続部に電気的に接続される回路基板とを具備したことを特徴とする小形電動機。 A flat stator core,
An insulating layer made of synthetic resin provided by molding so as to cover the surface of the stator core;
A protrusion provided integrally with the insulating layer at the time of molding the insulating layer;
A coil wound on the insulating layer and having a terminal entangled with the protrusion;
A small electric motor comprising a circuit board having a coil connection portion, and a terminal of the coil entangled with the protrusion portion being electrically connected to the coil connection portion.
このステータコアの表面を覆うように設けられた合成樹脂からなる絶縁層と、
この絶縁層に前記ステータコアの径方向へ向けて突出する形態で取り付けられた導電性を有する接続端子と、
前記絶縁層の上に巻装され、端末が前記接続端子に絡げられるコイルと、
コイル接続部を有し、前記接続端子に絡げられた前記コイルの端末が前記コイル接続部に電気的接続される回路基板とを具備したことを特徴とする小形電動機。 A flat stator core,
An insulating layer made of a synthetic resin provided to cover the surface of the stator core;
A conductive connection terminal attached to the insulating layer in a form protruding toward the radial direction of the stator core; and
A coil wound on the insulating layer and having a terminal entangled with the connection terminal;
A small electric motor comprising a circuit board having a coil connection portion and a terminal of the coil entangled with the connection terminal electrically connected to the coil connection portion.
前記接続端子は、前記取付穴に前記径方向から差し込むことで取り付けられていることを特徴とする請求項6記載の小形電動機。 The insulating layer has a mounting hole opened in the radial direction of the stator core,
The small electric motor according to claim 6, wherein the connection terminal is attached by being inserted into the attachment hole from the radial direction.
前記接続端子は、前記取付溝に前記軸方向から嵌め込むことで取り付けられていることを特徴とする請求項6記載の小形電動機。 The insulating layer has a mounting groove opened in the axial direction of the stator core,
The small electric motor according to claim 6, wherein the connection terminal is attached by being fitted into the attachment groove from the axial direction.
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