JP2017034903A - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの信頼性を向上する。
【解決手段】回転動作及び直動動作を行うモータ１であって、直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線２４と、複数の直動用巻線２０の径方向外側に配置され、回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線２０と、直動用巻線２４と回転用巻線２０の両方が装着される複数のボビン３０とを有する。ボビン３０は、直動用巻線２４が外周に装着される円筒部３１と、回転用巻線２０の一部が外周に装着され、円筒部３１に装着された直動用巻線２４よりも外径が大きいつば部３２とを有する。
【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、モータ及びモータの製造方法に関する。

特許文献１には、θ軸方向にトルク、Ｚ軸方向に推力を発生させて、可動子の回転動作と直進動作を行うθＺアクチュエータが記載されている。このθＺアクチュエータは、界磁とする永久磁石を備えた可動子と、回転θ軸方向に回転磁界を発生するθ軸電機子巻線と直進Ｚ軸方向に進行磁界を発生するＺ軸電機子巻線を備えた固定子を有する。

特許第５０９３５６７号公報

上記θＺアクチュエータにおいて信頼性の向上を図る場合、装置構成の更なる最適化が要望される。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性を向上することが可能なモータ及びモータの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、回転動作及び直動動作を行うモータであって、直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線と、回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線と、前記直動用巻線と前記回転用巻線の両方が装着される少なくとも１つのボビンと、を有するモータが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、回転動作及び直動動作を行うモータの製造方法であって、直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線を、複数のボビンにそれぞれ装着することと、前記複数のボビンを軸方向に連結することと、連結された前記複数のボビンの前記直動用巻線よりも径方向外側の部位に、回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線を装着することと、を有するモータの製造方法が適用される。

本発明によれば、モータの信頼性を向上することができる。

本実施形態に係るモータの全体構成の一例を表す軸方向断面図である。 図１のモータの固定子に使用されるボビンの構造の一例を表す斜視図である。 ボビンの構造の一例を表す正面図である。 直動用巻線及び回転用巻線が装着された状態のボビンの一例を表す正面図である。 直動用巻線及び回転用巻線が装着された状態のボビンの一例を表す軸方向断面図である。 直動用巻線の連続巻きによるモータの製造方法の一例を表す説明図である。 円筒部の両端につば部を備える変形例のボビンの構造の一例を表す斜視図である。 円筒部の両端につば部を備える変形例における直動用巻線及び回転用巻線が装着された状態のボビンの一例を表す軸方向断面図である。 ３本の渡り線を１２０°間隔で配置した変形例におけるボビンの一例を表す正面図である。 回転用巻線を径方向内側に配置する変形例におけるボビンの構造の一例を表す正面図である。 回転用巻線を径方向内側に配置する変形例における直動用巻線及び回転用巻線が装着された状態のボビンの一例を表す軸方向断面図である。

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、モータ１等の構成の説明の便宜上、上下左右等の方向を適宜使用する場合があるが、モータ１等の各構成の位置関係を限定するものではない。

なお、本明細書において「負荷側」とはモータ１に対して負荷が取り付けられる方向、すなわちこの例では図１中右側を指し、「反負荷側」とは負荷側の反対方向、すなわちこの例では図１中左側を指す。

＜１．モータの全体構成＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るモータ１の全体構成の一例について説明する。

図１に示すように、モータ１は、界磁である可動子２と、電機子である固定子３とを備え、可動子２が回転方向（θ軸方向）と直動方向（Ｚ軸方向）の２つの動作を行う、いわゆるθＺアクチュエータである。なお、モータ１は、発電機としても使用可能である。

可動子２は、出力軸１１と、界磁ヨーク１２と、複数の永久磁石１３とを有する。界磁ヨーク１２は環状であり、出力軸１１の外周面に設けられている。複数（この例では４つ）の永久磁石１３は、界磁ヨーク１２と同心の環状であり、界磁ヨーク１２に軸方向に沿って所定の間隔で配置されている。複数の永久磁石１３は、界磁ヨーク１２に例えば半没状に埋設され、固定子３と磁気的ギャップを空けて対向している。出力軸１１は、図１中右側の負荷側ブラケット１６に取り付けられた負荷側軸受１４及び図１中左側の反負荷側ブラケット１７に取り付けられた反負荷側軸受１５を介して、回転可能かつ直動方向（軸方向）に移動可能に支持されている。軸受１４，１５は特に限定されるものではないが、例えばロータリーボールスプラインや軸受ブッシュ等である。

固定子３は、フレーム１８と、電機子ヨーク１９と、複数の回転用巻線２０と、複数の直動用巻線２４と、複数（この例では６つ）のボビン３０とを有する。フレーム１８は、円筒状の中空のフレームである。電機子ヨーク１９は環状であり、フレーム１８の内周面に設けられている。なお、電機子ヨーク１９は必ずしも設けなくともよい。回転用巻線２０は、電機子ヨーク１９の内側に複数（この例では６つ。後述の図４等を参照）設けられ、可動子２に回転方向にトルクを発生させる。直動用巻線２４は、回転用巻線２０の径方向内側に複数（この例では６つ）設けられ、可動子２に直動方向に推力を発生させる。ボビン３０には、回転用巻線２０と直動用巻線２４の両方が装着され、複数（この例では６つ）のボビン３０が設けられている。

回転用巻線２０は、空芯部２１を有する空芯コイルである。複数の回転用巻線２０は、複数のボビン３０の外周側に装着され、周方向に沿って環状に配置される。複数の直動用巻線２４は、複数のボビン３０にそれぞれ巻回され、軸方向に直列に配置される。フレーム１８の両端には、上記負荷側ブラケット１６及び反負荷側ブラケット１７が設けられている。

固定子３のフレーム１８、電機子ヨーク１９、複数の直動用巻線２４、複数の回転用巻線２０及び複数のボビン３０は、樹脂部１０により一体にモールドされる。

上記構成であるモータ１は、電流を回転用巻線２０に流すことにより永久磁石１３の作る磁界との作用で可動子２に回転方向のトルクを発生させ、また、電流を直動用巻線２４に流すことにより永久磁石１３の作る磁界との作用で可動子２に軸方向の推力を発生させる。

＜２．固定子の詳細構造＞
次に、図２乃至図５を参照しつつ、固定子３の詳細構造の一例について説明する。

図２及び図３に示すように、ボビン３０は、円筒部３１と、つば部３２とを有する。つば部３２は円環状であり、円筒部３１の一端（この例では反負荷側端）に設けられている。つば部３２は円筒部３１に巻回された直動用巻線２４よりも外径が大きい。つば部３２の外周には、複数（この例では６つ）の突起部３３が等間隔（この例では６０°間隔）に設けられている。各突起部３３の外周には、例えばＵ字状の切り欠き部３４が形成されている。つば部３２の内周面３２ａには、突起部３３と同数（この例では６つ）の例えば矩形状の凹部３５（係合部の一例に相当）が設けられている。複数の凹部３５は、周方向に等間隔（この例では６０°間隔）で配置されている。この例では凹部３５は突起部３３と同じ周方向位置に配置されているが、異なる周方向位置としてもよい。円筒部３１の他端部（この例では負荷側の端部）には、凹部３５と係合する凹部３５と同数（つまり突起部３３と同数。この例では６つ）の例えば矩形状の凸部３６（係合部の一例に相当）が設けられている。複数の凸部３６は、周方向に等間隔（この例では６０°間隔）に配置されている。

なお、図３に示すように、切り欠き部３４の周方向に沿う寸法ｂは、後述する直動用巻線２４の渡り線２５を保持できる程度、つまり渡り線２５（導体２６）の線径と同程度とすることができる。また、このように切り欠き部３４の寸法ｂを大幅に小さくできる結果、突起部３３の周方向に沿う寸法ａも大幅に小さくすることができる。

図４及び図５に示すように、直動用巻線２４は、ボビン３０の円筒部３１に巻回される。複数のボビン３０は、軸方向に連結された際に隣接する一方のボビン３０の凹部３５と他方のボビン３０の凸部３６とが係合することによって、突起部３３が軸方向に直線状に配置されるように、隣接するボビン３０同士の周方向の位置決めが行われる。複数のボビン３０にそれぞれ巻回された複数の直動用巻線２４は、複数のボビン３０が軸方向に連結されることによって軸方向に直列に配列される。

複数の直動用巻線２４は、供給される電力のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの位相の直動用巻線２４を１組として複数組（この例では２組）設けられる。６つの直動用巻線２４は、例えば図５中左側からＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で配列されている。以下適宜、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の直動用巻線２４をそれぞれ直動用巻線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗと記載する。なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順序はこれに限定されるものではなく、モータ１のスロットコンビネーションに応じて変更される。

図４及び図５に示すように、各相の２つの直動用巻線２４同士は、それぞれの渡り線２５によって接続される。なお、図５では煩雑を避けるために、Ｕ相の直動用巻線２４Ｕ（図５中左側から１番目と４番目の直動用巻線２４）同士の接続のみを図示する。２つの直動用巻線２４Ｕを接続する渡り線２５Ｕは、回転用巻線２０の空芯部２１内に配置され、渡り線２５Ｕの一部は、ボビン３０の突起部３３の切り欠き部３４に収容される。図４に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の２つの直動用巻線２４同士を接続する３つの渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗは、つば部３２の異なる突起部３３の切り欠き部３４に分散して収容される。図４に示す例では、３つの渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗは、つば部３２の周方向に６０°間隔で分散して配置され、隣接した３つの突起部３３の切り欠き部３４に収容される。

各相の２つの直動用巻線２４は、この例では、１本の導体２６で連続巻きすることで形成されている。例えばＵ相の２つの直動用巻線２４Ｕ（図５中左側から１番目と４番目の直動用巻線２４）では、１番目の直動用巻線２４Ｕの巻き終り端２４ｅと４番目の直動用巻線２４Ｕの巻き始め端２４ｓとの間の導体２６の部分が渡り線２５Ｕとなる。１番目の直動用巻線２４Ｕの巻き始め端２４ｓは、図示しない結線基板に接続するために、ボビン３０から反負荷側（図５中左側）に引き出される。４番目の直動用巻線２４Ｕの巻き終り端２４ｅは、上記結線基板に接続するために、ボビン３０から負荷側（図５中右側）に引き出され、中性線用接続線２７に接続される。

なお、２つの直動用巻線２４Ｕを導体２６により連続巻きでなく個別に巻いてもよい。その場合は、それぞれの直動用巻線２４Ｕの巻き終り端２４ｅと巻き始め端２４ｓとが渡り線２５Ｕとして配線され、適宜の箇所で結線される。なお、直動用巻線２４Ｕとは別の導体を渡り線２５Ｕとして使用し、各直動用巻線２４Ｕの巻き終り端２４ｅと巻き始め端２４ｓとに結線してもよい。

Ｖ相の２つの直動用巻線２４Ｖ（図５中左側から２番目と５番目の直動用巻線２４）同士、Ｗ相の２つの直動用巻線２４Ｗ（図５中左側から３番目と６番目の直動用巻線２４）同士も、それぞれの渡り線２５Ｖ，２５Ｗによって上記Ｕ相の２つの直動用巻線２４Ｕと同様に接続される。

図４及び図５に示すように、複数の回転用巻線２０は、複数の直動用巻線２４の径方向外側に配置され、周方向に沿って等間隔（この例では６０°間隔）に配列される。複数の回転用巻線２０の空芯部２１には、各ボビン３０の複数の突起部３３がそれぞれ挿入される。これにより、回転用巻線２０の一部がボビン３０のつば部３２の外周の突起部３３に装着される。また、複数の回転用巻線２０の空芯部２１内には、直動用巻線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗがそれぞれ配置される。

＜３．モータの製造方法＞
次に、図６を参照しつつ、本実施形態のモータ１の製造方法の一例について説明する。この製造方法には、複数の直動用巻線２４を複数のボビン３０にそれぞれ装着することと、複数のボビン３０を軸方向に連結することと、連結された複数のボビン３０の直動用巻線２４よりも径方向外側の部位に複数の回転用巻線２０を装着することが含まれる。また、複数のボビン３０に直動用巻線２４を装着する際には、直動用巻線２４は供給される電力の位相ごとに連続巻きで巻回され、複数のボビン３０を連結する際には、直動用巻線２４の渡り線２５が供給される電力の位相ごとに異なる回転用巻線２０の空芯部２１内に配置されるように、ボビン３０が上記位相ごとに周方向の位置を調整される。以下、より具体的に説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、２つのボビン３０に導体２６が連続巻きで巻回されて、１つ目（図中左側から１つ目。以下同様）のボビン３０に例えばＵ相用の１つ目の直動用巻線２４Ｕが装着され、２つ目（図中左側から２つ目。以下同様）のボビン３０にＵ相用の２つ目の直動用巻線２４Ｕが装着される。２つの直動用巻線２４Ｕ間に配線された導体２６は、間に配置されるボビン３０の２個分よりも長くなるように余裕を持たせた長さとされ、２つの直動用巻線２４Ｕ同士を連結するＵ相用の渡り線２５Ｕとなる。２つ目のボビン３０は、１つ目のボビン３０とつば部３２の突起部３３の周方向の位置が同位置になるように揃えられ、渡り線２５Ｕの配線方向が略軸方向となるように、渡り線２５Ｕの一部が２つ目のボビン３０の突起部３３の切り欠き部３４に収容される。

同様に、図６（ｂ）に示すように、別の２つのボビン３０に導体２６が連続巻きで巻回されて、１つ目のボビン３０に例えばＶ相用の１つ目の直動用巻線２４Ｖが装着され、２つ目のボビン３０にＶ相用の２つ目の直動用巻線２４Ｖが装着される。２つの直動用巻線２４Ｖ間に配線された導体２６は、間に配置されるボビン３０の２個分よりも長くなるように余裕を持たせた長さとされ、２つの直動用巻線２４Ｖ同士を連結するＶ相用の渡り線２５Ｖとなる。２つ目のボビン３０は、１つ目のボビン３０とつば部３２の突起部３３の周方向の位置が同位置になるように揃えられ、渡り線２５Ｖの配線方向が略軸方向となるように、渡り線２５Ｖの一部が２つ目のボビン３０の突起部３３の切り欠き部３４に収容される。

同様に、図６（ｃ）に示すように、別の２つのボビン３０に導体２６が連続巻きで巻回されて、１つ目のボビン３０に例えばＷ相用の１つ目の直動用巻線２４Ｗが装着され、２つ目のボビン３０にＷ相用の２つ目の直動用巻線２４Ｗが装着される。２つの直動用巻線２４Ｗ間に配線された導体２６は、間に配置されるボビン３０の２個分よりも長くなるように余裕を持たせた長さとされ、２つの直動用巻線２４Ｗ同士を連結するＷ相用の渡り線２５Ｗとなる。２つ目のボビン３０は、１つ目のボビン３０とつば部３２の突起部３３の周方向の位置が同位置になるように揃えられ、渡り線２５Ｗの配線方向が略軸方向となるように、渡り線２５Ｗの一部が２つ目のボビン３０の突起部３３の切り欠き部３４に収容される。

その後、図６（ｄ）に示すように、Ｕ相用の２つのボビン３０に対しＶ相用の２つのボビン３０が反負荷側（図６中左側）から見て例えば時計回り方向に６０°回転され、Ｕ相用の１つ目のボビン３０にＶ相用の１つ目のボビン３０が、Ｕ相用の２つ目のボビン３０にＶ相用の２つ目のボビン３０が、ボビン３０同士の凹部３５と凸部３６の係合によりそれぞれ連結される。同様に、Ｕ相用の２つのボビン３０に対しＷ相用の２つのボビン３０が反負荷側から見て時計方向に１２０°回転され、Ｖ相用の１つ目のボビン３０にＷ相用の１つ目のボビン３０が、Ｖ相用の２つ目のボビン３０にＷ相用の２つ目のボビン３０が、ボビン３０同士の凹部３５と凸部３６の係合によりそれぞれ連結される。

これにより、複数の直動用巻線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗが直列に配置され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗが、複数のボビン３０の６０°間隔で隣り合った３つの突起部３３の切り欠き部３４に分散されて収容される。

その後、複数のボビン３０の突起部３３に回転用巻線２０の空芯部２１が挿入されて、複数の回転用巻線２０が複数の直動用巻線２４の径方向外側に周方向に沿って配置される。そして、樹脂部１０の注型により固定子３が形成され、固定子３に可動子２が取り付けられることにより、モータ１が製造される。

なお、以上では各相の２つの直動用巻線２４を連続巻きとする場合を一例として説明したが、前述のようにこれに限定されるものではなく、各直動用巻線２４を各ボビン３０に個別に巻回した上で、複数のボビン３０を連結してモータ１を製造してもよい。

＜４．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のモータ１は、回転動作及び直動動作を行うモータである。このモータ１は、直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線２４と、回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線２０と、直動用巻線２４と回転用巻線２０の両方が装着される複数のボビン３０とを有する。これにより、次の効果を奏する。

例えば、ボビン３０を使用せずに直動用巻線２４の径方向外側に回転用巻線２０を接着等により近接して配置する場合、直動用巻線２４の渡り線２５が回転用巻線２０に干渉し、回転用巻線２０の変形等を招く可能性がある。また、絶縁の確保のために直動用巻線２４の外周に絶縁紙を巻き付ける場合、上記干渉により絶縁紙が破れ、絶縁不良を招く可能性がある。さらに、回転用巻線２０については位置決めができないため、目検討での配置となるか、別途治具を使用する必要がある。

本実施形態のモータ１では、共通する複数のボビン３０に対して直動用巻線２４と回転用巻線２０の両方が装着されるので、治具等を使用せずに直動用巻線２４及び回転用巻線２０の両方を位置決めすることができる。また、直動用巻線２４の渡り線２５と回転用巻線２０とが干渉せず、且つ、直動用巻線２４と回転用巻線２０との間に絶縁距離が確保されるようなボビン３０の形状とすることで、回転用巻線２０の変形を防止できると共に、絶縁を確保することが可能である。したがって、モータ１の信頼性を向上できる。

また、本実施形態では特に、複数の直動用巻線２４は、複数の回転用巻線２０の径方向内側に配置されている。これにより、直動用巻線２４と回転用巻線２０を径方向に重ねて配置できるので、例えば直動用巻線２４と回転用巻線２０を径方向に重ねることなく軸方向にずらして配置する場合に比べて、モータ１を軸方向に小型化できる。また、直動用巻線２４が回転用巻線２０の径方向内側に配置されるので、直動用巻線２４の外周側に配置される渡り線２５を回転用巻線２０の空芯部２１内に配置することが可能となり、回転用巻線２０の空芯部２１内のスペースを有効活用できる。

また、本実施形態では特に、ボビン３０は、直動用巻線２４が外周に装着される円筒部３１と、回転用巻線２０の一部が外周に装着され、円筒部３１に装着された直動用巻線２４よりも外径が大きいつば部３２とを有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、本実施形態では、ボビン３０のつば部３２は円筒部３１に装着された直動用巻線２４よりも外径が大きいので、直動用巻線２４と回転用巻線２０の間に所定の隙間を形成することが可能である。これにより、樹脂部１０の注型の際に隙間に樹脂が流入する確実性を向上させ、直動用巻線２４と回転用巻線２０との絶縁を確保することが可能となる。

また、本実施形態では特に、ボビン３０のつば部３２の外周に形成された複数の突起部３３が、つば部３２の外周に装着される複数の回転用巻線２０の空芯部２１にそれぞれ挿入される。これにより、回転用巻線２０を位置決めすることができる。

また、本実施形態では特に、直動用巻線２４の渡り線２５の一部が、突起部３３の外周に形成された切り欠き部３４に収容される。これにより、渡り線２５を回転用巻線２０の空芯部２１内に配置することができるので、渡り線２５と回転用巻線２０との干渉を防止でき、回転用巻線２０の変形を防止できる。また、渡り線２５の配置スペースを例えば隣接する回転用巻線２０同士の間に確保する必要がないので、回転用巻線２０の体積（巻数）を増大でき、トルクを増大できる（同トルクとする場合にはモータを小型化できる）。さらに、切り欠き部３４により渡り線２５を保持できるので、樹脂部１０を注型する際に流入する樹脂による位置ずれ等を防止でき、渡り線２５の絶縁を確保できる。

また、本実施形態では特に、渡り線２５は、直動用巻線２４に供給される電力の位相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに異なる突起部３３に形成された切り欠き部３４に収容される。

これにより、直動用巻線２４の渡り線２５を供給される電力の位相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに分散して配置することができるので、渡り線２５同士の絶縁を確保できる。また、渡り線２５の分散配置により、１つの切り欠き部３４に１つの渡り線２５のみを配置することができる。この場合、前述のように、切り欠き部３４の寸法ｂを例えば１本の巻線（導体２６）の線径程度とすることが可能となり、切り欠き部３４の大きさ（寸法ｂ）及び突起部３３の大きさ（寸法ａ）を大幅に小さくすることができる。その結果、例えば全ての位相の渡り線２５を集中して配線する場合に比べて回転用巻線２０の空芯部２１を小さくでき、回転用巻線２０の体積（巻数）を増大できると共に、トルクを増大できる（同トルクとする場合にはモータ１を小型化できる）。

また、本実施形態では特に、複数のボビン３０の各々は、軸方向に連結された際に突起部３３が軸方向に直線状に配置されるように、隣接するボビン３０同士の周方向の位置決めを行う凹部３５及び凸部３６をそれぞれ有する。これにより、複数のボビン３０を軸方向に連結した際に突起部３３を軸方向に直線状に配置できるので、渡り線２５の切り欠き部３４内への配線や、回転用巻線２０の突起部３３への装着が容易となり、モータ１の組立の作業性を向上できる。

また、本実施形態では特に、凹部３５及び凸部３６は、突起部３３と同数であり、周方向に等間隔（例えば６０°）に配置される。

これにより、ボビン３０を軸方向に連結する際に、連結するボビン３０を突起部３３の角度間隔ごとに回転させつつ周方向の位置を調整することができる。その結果、渡り線２５を電力の位相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに分散配置させる作業が容易となり、モータ１の組立の作業性を向上できる。

また、本実施形態のモータ１の製造方法では、共通する複数のボビン３０に対して直動用巻線２４と回転用巻線２０の両方が装着されるので、治具等を使用せずに直動用巻線２４及び回転用巻線２０の両方を位置決めすることができる。また、連結された複数のボビン３０の直動用巻線２４よりも径方向外側の部位に回転用巻線２０を装着するので、直動用巻線２４の渡り線と２５回転用巻線２０との干渉を回避し、且つ、直動用巻線２４と回転用巻線２０との間に絶縁距離を確保することが可能となる。したがって、モータ１の組立時に回転用巻線２０の変形等が生じるのを防止できると共に、絶縁を確保できる。したがって、モータ１の信頼性を向上できる。さらに、複数のボビン３０を連結する前に、各ボビン３０に対し直動用巻線２４を装着するので、直動用巻線２４の装着作業（巻回作業）が容易となる。

また、本実施形態のモータの製造方法によれば、直動用巻線２４が供給される電力の位相ごとに連続巻きで巻回されるので、渡り線２５の結線作業が不要となり、モータ１の組立の作業性を向上できる。また、結線部が無くなることにより、渡り線２５の配線構成を簡素化できる。さらに、渡り線２５が位相ごとに異なる回転用巻線２０の空芯部２１内に配置されるように、ボビン３０が位相ごとに周方向の位置を調整されて連結されるので、直動用巻線２４の渡り線２５を供給される電力の位相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに分散して配置することができる。その結果、渡り線２５同士の絶縁を確保できると共に、回転用巻線２０の体積（巻数）の増大によりトルクを増大できる（同トルクとする場合にはモータ１を小型化できる）。

＜５．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

（５−１．ボビンが円筒部の両端につば部を備える場合）
上記実施形態では、ボビン３０が円筒部３１の一端につば部３２を備える構成としたが、円筒部３１の両端につば部を備える構成としてもよい。本変形例の一例を図７及び図８に示す。

図７に示すように、本変形例のボビン３０Ａは、円筒部３１と、円筒部３１の両端に設けられた円環状のつば部３２Ａ，３２Ｂとを有する。つば部３２Ａ，３２Ｂは、上記実施形態のつば部３２と同様、外周に複数（この例では６つ）の突起部３３が等間隔（この例では６０°間隔）を備えており、突起部３３の外周には例えばＵ字状の切り欠き部３４が形成されている。円筒部３１の反負荷側端部に位置するつば部３２Ａは、内周面に６つの凹部３５を備えており、円筒部３１の負荷側端部に位置するつば部３２Ｂは、内周面に凹部３５と係合する６つの凸部３６を備える。

図８に示すように、直動用巻線２４は、ボビン３０Ａの円筒部３１に巻回される。複数（この例では６つ）のボビン３０Ａは、隣接する一方のボビン３０Ａの凹部３５と他方のボビン３０Ａの凸部３６とが係合することによって、突起部３３が軸方向に直線状に配置されるように連結される。このとき、隣接する一方のボビン３０Ａのつば部３２Ｂと他方のボビン３０Ａのつば部３２Ａとが接触する。その他の構成は、上記実施形態と同様である。

本変形例によれば、ボビン３０Ａが両端につば部３２Ａ，３２Ｂを有するので、円筒部３１に巻回した直動用巻線２４の巻きくずれを防止することができる。

（５−２．３本の渡り線を１２０°間隔で配置した場合）
上記実施形態では、固定子３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の直動用巻線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗ同士を接続する３本の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗがボビン３０のつば部３２の周方向に６０°間隔で配置される構成としたが、３本の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗの配置態様はこれに限定されるものではない。

例えば図９に示すように、固定子３Ｂの各相の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗを、つば部３２の周方向に１２０°間隔で配置してもよい。この場合、３本の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗは、つば部３２の６つの突起部３３のうちの１２０°間隔で配置された３つの突起部３３の切り欠き部３４にそれぞれ収容される。

本変形例によれば、３本の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗの配置間隔を最大限に大きくすることができるので、渡り線２５同士の絶縁性をさらに向上できる。

（５−３．回転用巻線を直動用巻線の径方向内側に配置する場合）
上記実施形態では、回転用巻線２０を直動用巻線２４の径方向外側に配置する構成としたが、反対に回転用巻線２０を直動用巻線２４の径方向内側に配置する構成としてもよい。本変形例の一例を図１０及び図１１に示す。

図１０に示すように、本変形例のボビン３０Ｃは、つば部３２Ｃの外周の複数（この例では６つ）の突起部３３の他に、つば部３２Ｃの内周に突起部３３と同数（６つ）の突起部３７を備える。突起部３７は切り欠き部を有しない。複数の突起部３７は、複数の突起部３３と同じ周方向位置に配置され、周方向に６０°の間隔で配列されている。

図１１に示すように、直動用巻線２４は、ボビン３０Ｃの円筒部３１に巻回される。複数（この例では６つ）のボビン３０Ｃは、隣接する一方のボビン３０Ｃの凹部３５と他方のボビン３０Ｃの図示しない凸部３６とが係合することによって、突起部３３及び突起部３７が軸方向に直線状に配置されるように連結される。複数のボビン３０Ｃにそれぞれ巻回された複数の直動用巻線２４は、軸方向に直列に配列される。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の直動用巻線２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗ同士を接続する３本の渡り線２５Ｕ，２５Ｖ，２５Ｗは、周方向に例えば６０°間隔に位置され、周方向の同一位置の突起部３３同士の間に配置される。渡り線２５の一部は、突起部３３の切り欠き部３４に収容される。

複数（この例では６つ）の回転用巻線２０は、複数の直動用巻線２４の径方向内側に配置され、周方向に沿って等間隔（この例では６０°間隔）に配列される。複数の回転用巻線２０の空芯部２１には、複数のボビン３０Ｃの突起部３７がそれぞれ挿入される。これにより、回転用巻線２０は、ボビン３０Ｃの突起部３７に装着される。

本変形例によれば、上記実施形態と同様に、共通する複数のボビン３０Ｃに対して直動用巻線２４と回転用巻線２０の両方が装着されるので、治具等を使用せずに直動用巻線２４及び回転用巻線２０の両方を位置決めすることができる。また、直動用巻線２４の渡り線２５と回転用巻線２０とが干渉せず、且つ、直動用巻線２４と回転用巻線２０との間に絶縁距離を確保できるので、回転用巻線２０の変形を防止できると共に、絶縁を確保することができる。したがって、モータ１の信頼性を向上できる。

（５−４．その他）
以上では、ボビン３０のつば部３２に凹部３５を設け、円筒部３１に凸部３６を設ける構成としたが、これらの凹凸関係を逆にして、つば部３２に凸部３６を設け、円筒部３１に凹部３５を設けてもよい。また、凸部３６の形状も四角柱状に限定されるものではなく、例えば円柱状や半球状等でもよい。

また以上では、ボビン３０が巻回される直動用巻線２４ごとに個別に分離された場合を一例として説明したが、これに限定されるものではなく、複数のボビン３０（例えば６つのボビン３０）が一体化された構成としてもよい。

また以上では、渡り線２５が回転用巻線２０の空芯部２１内においてボビン３０の切り欠き部３４に配線される場合を説明したが、全ての渡り線２５を切り欠き部３４に配線する必要はなく、例えば一部の渡り線２５を隣接する回転用巻線２０同士の間のスペースに配線してもよい。

また以上では、モータ１は、界磁を可動子２とし、電機子を固定子３としたが、反対に界磁を固定子とし、電機子を可動子としてもよい。

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

１ モータ
２０ 回転用巻線
２１ 空芯部
２４ 直動用巻線
２５ 渡り線
３０ ボビン
３０Ａ ボビン
３０Ｃ ボビン
３１ 円筒部
３２ つば部
３２Ａ つば部
３２Ｂ つば部
３２Ｃ つば部
３３ 突起部
３４ 切り欠き部
３５ 凹部（係合部の一例）
３６ 凸部（係合部の一例）
３７ 突起部

Claims (10)

1. 回転動作及び直動動作を行うモータであって、
   直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線と、
   回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線と、
   前記直動用巻線と前記回転用巻線の両方が装着される少なくとも１つのボビンと、
   を有することを特徴とするモータ。
2. 前記複数の直動用巻線は、
   前記複数の回転用巻線の径方向内側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記ボビンは、
   前記直動用巻線が外周に装着される円筒部と、
   前記回転用巻線の一部が外周に装着され、前記円筒部に装着された前記直動用巻線よりも外径が大きいつば部と、を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記ボビンは、
   前記つば部の外周に形成され、前記複数の回転用巻線の空芯部にそれぞれ挿入される複数の突起部を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記ボビンは、
   前記突起部の外周に形成され、前記直動用巻線の渡り線の一部が収容される切り欠き部を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記渡り線は、
   前記直動用巻線に供給される電力の位相ごとに異なる前記突起部に形成された前記切り欠き部に収容される
   ことを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記ボビンは、複数であり、
   複数の前記ボビンの各々は、
   軸方向に連結された際に前記突起部が前記軸方向に直線状に配置されるように、隣接する前記ボビン同士の周方向の位置決めを行う係合部をそれぞれ有する
   ことを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記係合部は、
   前記突起部と同数であり、前記周方向に等間隔に配置される
   ことを特徴とする請求項７に記載のモータ。
9. 回転動作及び直動動作を行うモータの製造方法であって、
   直動方向に推力を発生させるための複数の直動用巻線を、複数のボビンにそれぞれ装着することと、
   前記複数のボビンを軸方向に連結することと、
   連結された前記複数のボビンの前記直動用巻線よりも径方向外側の部位に、回転方向にトルクを発生させるための複数の回転用巻線を装着することと、
   を有することを特徴とするモータの製造方法。
10. 前記複数のボビンに前記直動用巻線を装着する際には、
    前記直動用巻線は供給される電力の位相ごとに連続巻きで巻回され、
    前記複数のボビンを連結する際には、
    前記直動用巻線の渡り線が前記位相ごとに異なる前記回転用巻線の空芯部内に配置されるように、前記ボビンが前記位相ごとに周方向の位置を調整される
    ことを特徴とする請求項９に記載のモータの製造方法。

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