JP2022049772A - ステッピングモータ - Google Patents

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Abstract

【課題】ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能なステッピングモータを提供する。【解決手段】このステッピングモータでは、基板13を保持する基板ホルダ14は、ボビン22をX2方向側に押してボビン22の鍔部22cをステータコア18に押し付けるボビン押付部14cと、ボビン23をX1方向側に押してボビン23の鍔部23cをステータコア19に押し付けるボビン押付部14dと、X1方向側においてステータコア20に固定される固定部材8に所定の接触圧で接触する接触部14eと、X2方向側においてステータコア21に固定される固定部材9に所定の接触圧で接触する接触部14fとを備えている。【選択図】図2

Description

本発明は、回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用磁石の外周側に配置されるステータとを備えるステッピングモータに関する。
従来、回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用磁石の外周側に配置される筒状のステータとを備えるステッピングモータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のステッピングモータでは、ステータは、駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有する2個の内ステータコアおよび2個の外ステータコアを備えている。複数の極歯の外周側には、ボビン(巻線ボビン)を介して駆動用コイルが巻回されている。ボビンには、駆動用コイルの端部が接続される端子ピンの一端部が取り付けられている。端子ピンの他端部は、基板(端子基板)に固定されている。基板は、基板ホルダに保持されている。
特許文献1に記載のステッピングモータでは、ボビンは、複数の極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と、円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを備えており、駆動用コイルは、円筒部に巻回されている。内ステータコアおよび外ステータコアは、極歯の根本が繋がる環状板部を備えている。ボビンは、回転軸の軸方向において、内ステータコアの環状板部と外ステータコアの環状板部との間に配置されている。2個の外ステータコアのうちの一方の外ステータコアには、ステッピングモータの外周面を構成するモータケースが形成されている。モータケースには、端子用開口部が形成されている。基板ホルダは、端子用開口部の一部を塞ぐようにモータケースに固定されている。
特開平10-94214号公報
特許文献1に記載のステッピングモータでは、回転軸の軸方向において、内ステータコアおよび外ステータコアとボビンとの間に隙間が形成されていて内ステータコアおよび外ステータコアに対してボビンが動くようになっていると、ロータが回転しているときに、内ステータコアおよび外ステータコアに対してボビンががたつくおそれがある。また、ロータが回転しているときに、内ステータコアおよび外ステータコアに対してボビンががたつくと、異音が発生したり、駆動用コイルが断線したりするおそれがある。
そこで、本発明の課題は、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能なステッピングモータを提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明のステッピングモータは、回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、端子ピンが固定される基板と、基板を保持する基板ホルダとを備え、ステータは、駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有するボビンと、円筒部の外周面に巻回される駆動用コイルとを備え、基板ホルダは、回転軸の軸方向の一方側へボビンを押して2個の鍔部のうちの一方の鍔部をステータコアに押し付けるボビン押付部と、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とする。
本発明のステッピングモータでは、基板ホルダの接触部は、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触している。そのため、本発明では、回転軸の軸方向において、ステータコアに対して基板ホルダが動かないようにすることが可能になる。その上、本発明では、基板ホルダのボビン押付部が、回転軸の軸方向の一方側へボビンを押して2個の鍔部のうちの一方の鍔部をステータコアに押し付けているため、回転軸の軸方向において、ステータコアに対してボビンが動かないようにすることが可能になる。したがって、本発明では、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能になる。
本発明において、たとえば、ステータコアは、複数の極歯の根本が繋がる平板状かつ環状の環状板部を備え、ステータは、回転軸の軸方向に配列される2個のボビンおよび2個の駆動用コイルを備えるとともに、ステータコアとして、回転軸の軸方向において環状板部が2個の駆動用コイルの間に配置される2個の内ステータコアと、回転軸の軸方向において環状板部が2個の駆動用コイルの外側に配置される2個の外ステータコアとを備え、基板ホルダは、ボビン押付部として、2個のボビンのうちの一方のボビンの鍔部を2個の内ステータコアのうちの一方の内ステータコアの環状板部に押し付ける第1ボビン押付部と、2個のボビンのうちの他方のボビンの鍔部を2個の内ステータコアのうちの他方の内ステータコアの環状板部に押し付ける第2ボビン押付部とを備えている。
本発明において、たとえば、ボビンは、端子ピンを保持する端子保持部を備え、外ステータコアは、駆動用コイルの外周面を覆う筒状のケース部を備え、ケース部の一端は、環状板部に繋がり、2個の外ステータコアのケース部の他端は、2個の外ステータコアのケース部の他端同士が接触した状態で互いに固定され、互いに固定された2個のケース部には、端子保持部を配置するための開口部が形成され、基板ホルダは、開口部の一部を塞いでいる。
ここで、回転軸の軸方向において、内ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とを所定の接触圧で接触させるとともに、外ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とを所定の接触圧で接触させることでも、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することは可能である。しかしながら、2個の外ステータコアのケース部の他端同士が接触した状態で2個のケース部の他端が互いに固定されているステッピングモータにおいて、内ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とが所定の接触圧で接触し、かつ、外ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とが所定の接触圧で接触している場合、2個のケース部の他端を互いに固定する際に、2個のケース部が互いに離れる方向の力が外ステータコアに作用するおそれがある。そのため、この場合には、2個のケース部の他端同士が接触するように、外ステータコアに対して回転軸の軸方向に力を加えながら、2個のケース部の他端を互いに固定しなければならない場合が生じて、2個のケース部の他端を互いに固定する際の作業が煩雑になるおそれがある。
これに対して、本発明では、外ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とが接触していなくても、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能になるため、外ステータコアの環状板部とボビンの鍔部とを接触させる必要がない。したがって、本発明では、2個のケース部の他端を互いに固定した後に基板ホルダを取り付けることで、2個のケース部が互いに離れる方向の力が外ステータコアに作用していない状態で、2個のケース部の他端を互いに固定することが可能になる。すなわち、2個のケース部の他端を互いに固定した後に基板ホルダを取り付けることで、外ステータコアに対して回転軸の軸方向に力を加えなくても、2個のケース部の他端を互いに固定することが可能になり、その結果、2個のケース部の他端を互いに固定する際の作業を容易に行うことが可能になる。
本発明において、ステッピングモータは、たとえば、固定部材として、回転軸の軸方向におけるステータの一方の端面に固定される第1固定部材と、回転軸の軸方向におけるステータの他方の端面に固定される第2固定部材とを備え、基板ホルダは、接触部として、第1固定部材に接触する第1接触部と、第2固定部材に接触する第2接触部とを備えている。
本発明において、ボビン押付部は、たとえば、2個の鍔部のうちの他方の鍔部に接触して2個の鍔部のうちの他方の鍔部を押している。本願発明者の検討によると、この場合には、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制しやすくなる。
本発明において、基板ホルダは、1個の第1ボビン押付部と、1個の第2ボビン押付部と、回転軸の軸方向に直交する直交方向において第1ボビン押付部の両側に配置される2個の第1接触部と、直交方向において第2ボビン押付部の両側に配置される2個の第2接触部とを備えることが好ましい。このように構成すると、ステータコアに対する基板ホルダの取付状態を安定させることが可能になる。
本発明において、ボビン押付部は、端子保持部に接触して端子保持部を押していても良い。
本発明において、基板ホルダは、回転軸の軸方向に直交する直交方向の両側においてステータコアに直交方向で所定の接触圧で接触する第3接触部を備えることが好ましい。このように構成すると、ステータコアに対する基板ホルダの取付状態を安定させることが可能になる。
また、上記の課題を解決するため、本発明のステッピングモータは、回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、端子ピンが固定される基板と、基板を保持する基板ホルダとを備え、ステータは、駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有する2個のボビンと、円筒部の外周面に巻回される2個の駆動用コイルとを備え、2個のボビンおよび2個の駆動用コイルは、回転軸の軸方向に配列され、基板ホルダは、回転軸の軸方向において2個のボビンが互いに近づく方向にボビンを押して2個のボビン同士を押し付けるボビン押付部と、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とする。
本発明のステッピングモータでは、基板ホルダの接触部は、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触している。そのため、本発明では、回転軸の軸方向において、ステータコアに対して基板ホルダが動かないようにすることが可能になる。また、本発明では、基板ホルダのボビン押付部が、回転軸の軸方向において2個のボビンが互いに近づく方向にボビンを押して2個のボビン同士を押し付けているため、回転軸の軸方向において、基板ホルダに対して2個のボビンが動かないようにすることが可能になる。したがって、本発明では、回転軸の軸方向において、ステータコアに対して2個のボビンが動かないようにすることが可能になり、その結果、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能になる。
さらに、上記の課題を解決するため、本発明のステッピングモータは、回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、端子ピンが固定される基板と、基板を保持する基板ホルダとを備え、ステータは、駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有するボビンと、円筒部の外周面に巻回される駆動用コイルとを備え、基板ホルダは、回転軸の軸方向の両側からボビンに所定の接触圧で接触してボビンを押すボビン押付部と、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とする。
本発明のステッピングモータでは、基板ホルダの接触部は、回転軸の軸方向の両側においてステータコアまたはステータコアに固定される固定部材に回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触している。そのため、本発明では、回転軸の軸方向において、ステータコアに対して基板ホルダが動かないようにすることが可能になる。また、本発明では、基板ホルダのボビン押付部が、回転軸の軸方向の両側からボビンに所定の接触圧で接触してボビンを押しているため、基板ホルダに対してボビンが動かないようにすることが可能になる。したがって、本発明では、回転軸の軸方向において、ステータコアに対してボビンが動かないようにすることが可能になり、その結果、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能になる。
以上のように、本発明のステッピングモータでは、ロータが回転しているときのステータコアに対するボビンのがたつきを抑制することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかるステッピングモータの側面図である。 図1のE部の断面図である。 図1のE部の、基板および基板ホルダを取り外した状態の平面図である。 図1のF-F断面の断面図である。 (A)は、図1に示す基板ホルダを下面側から示す斜視図であり、(B)は、図1に示す基板ホルダの下面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(ステッピングモータの全体構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるステッピングモータ1の側面図である。図2は、図1のE部の断面図である。
本形態のステッピングモータ1(以下、「モータ1とする」。)は、回転軸2および駆動用磁石3を有するロータ4と、駆動用コイル5、6を有し駆動用磁石3の外周側に配置されるステータ7とを備えている。以下の説明では、回転軸2の軸方向である図1等のX方向を前後方向とし、前後方向の一方側である図1等のX1方向側を「前」側とし、前後方向の他方側である図1等のX2方向側を「後ろ」側とする。本形態では、前側(X1方向側)は、回転軸2の出力側であり、後ろ側(X2方向側)は、回転軸2の反出力側である。
また、以下では、説明の便宜上、前後方向に直交する図1等のY方向を左右方向とし、前後方向と左右方向とに直交する図1等のZ方向を上下方向とする。また、上下方向の一方側である図1等のZ1方向側を「上」側とし、上下方向の他方側である図1等のZ2方向側を「下」側とする。本形態の左右方向(Y方向)は、回転軸2の軸方向に直交する直交方向となっている。
モータ1は、ロータ4およびステータ7に加えて、ステータ7の前端面に固定されるフレーム8と、ステータ7の後端面に固定される端板9と、回転軸2の出力側の端部(前端部)を支持する軸受10と、回転軸2の反出力側の端部(後端部)を支持する軸受11と、駆動用コイル5、6の端部が電気的に接続される端子ピン12と、端子ピン12が固定される基板13と、基板13を保持する基板ホルダ14とを備えている。
回転軸2の出力側の大半部分は、ステータ7よりも前側に突出している。回転軸2の、ステータ7から前側に突出している部分は、外周面に送りねじが形成された送りねじ軸(リードスクリュー)2aとなっている。回転軸2の外周面には、円筒状のブッシュ16が固定されている。ブッシュ16は、送りねじ軸2aよりも後ろ側に配置されている。駆動用磁石3は、円筒状に形成されている。駆動用磁石3の内周面は、接着剤によって、ブッシュ16の外周面に固定されており、駆動用磁石3は、送りねじ軸2aよりも後ろ側に配置されている。
ステータ7は、全体として略円筒状に形成されている。ステータ7の前端面および後端面は、前後方向に直交する円環状の平面となっている。ステータ7は、駆動用コイル5、6に加えて、駆動用磁石3の外周面に対向配置される複数の極歯17が形成されるステータコア18~21と、ステータコア18~21と駆動用コイル5、6との間に配置されるボビン22、23とを備えている。ステータ7の具体的な構成については後述する。
フレーム8は、角溝状に形成されており、底面部8aと、底面部8aの前端から直角に立ち上がる側面部8bと、底面部8aの後端から直角に立ち上がる側面部8cとから構成されている。ステータ7の前端面には、側面部8cが固定されている。側面部8cは、たとえば、溶接によってステータ7の前端面に固定されている。側面部8cには、回転軸2が挿通される貫通穴が形成されている。端板9は、平板状に形成されている。端板9は、端板9の厚さ方向と軸方向とが一致するようにステータ7の後端面に固定されている。端板9は、たとえば、溶接によってステータ7の後端面に固定されている。軸受10は、側面部8bに保持されている。軸受11は、端板9に保持されている。
(ステータの構成)
図3は、図1のE部の、基板13および基板ホルダ14を取り外した状態の平面図である。図4は、図1のF-F断面の断面図である。
ステータ7は、2個の駆動用コイル5、6と2個のボビン22、23とを備えている。2個の駆動用コイル5、6は、前後方向において間隔をあけた状態で配置され、2個のボビン22、23も、前後方向において間隔をあけた状態で配置されている。すなわち、2個の駆動用コイル5、6および2個のボビン22、23は、前後方向に配列されている。駆動用コイル5は、駆動用コイル6よりも前側に配置されている。駆動用コイル5は、ボビン22に巻回され、駆動用コイル6は、ボビン23に巻回されている。すなわち、ボビン22は、ボビン23よりも前側に配置されている。
また、ステータ7は、4個のステータコア18~21を備えている。ステータコア18~21は、複数の極歯17の根本が繋がる平板状かつ環状の環状板部18a~21aを備えている。環状板部18a~21aは、略円環状に形成されている。環状板部18a~21aは、環状板部18a~21aの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されている。複数の極歯17の根本は、環状板部18a~21aの内周端に繋がっている。
ステータコア18の環状板部18aおよびステータコア19の環状板部19aは、前後方向において2個の駆動用コイル5、6の間に配置されている。ステータコア20の環状板部20aは、駆動用コイル5よりも前側に配置され、ステータコア21の環状板部21aは、駆動用コイル6よりも後ろ側に配置されている。すなわち、環状板部20a、21aは、前後方向において2個の駆動用コイル5、6の外側に配置されている。本形態のステータコア18、19は、内ステータコアであり、ステータコア20、21は、外ステータコアである。
ステータコア18は、ステータコア19の前側に配置されている。ステータコア18では、環状板部18aの内周端から前側に向かって複数の極歯17が立ち上がっている。ステータコア19では、環状板部19aの内周端から後ろ側に向かって複数の極歯17が立ち上がっている。環状板部18aの後面と環状板部19aの前面とは所定の接触圧で接触している。ステータコア20では、環状板部20aの内周端から後ろ側に向かって複数の極歯17が立ち上がっている。ステータコア21では、環状板部21aの内周端から前側に向かって複数の極歯17が立ち上がっている。
ステータコア18の極歯17とステータコア20の極歯17とは、駆動用磁石3の前側部分の外周面に対向配置されるとともに、回転軸2の周方向において交互に配置されている。ステータコア19の極歯17とステータコア21の極歯17とは、駆動用磁石3の後ろ側部分の外周面に対向配置されるとともに、回転軸2の周方向において交互に配置されている。
環状板部20aの前面は、ステータ7の前端面を構成し、環状板部21aの後面は、ステータ7の後端面を構成している。フレーム8は、環状板部20aの前面に固定されている。具体的には、側面部8cが環状板部20aの前面に固定されている。端板9は、環状板部21aの後面に固定されている。本形態のフレーム8および端板9は、ステータコア20、21に固定される固定部材である。また、本形態のフレーム8は、回転軸2の軸方向におけるステータ7の一方の端面に固定される第1固定部材であり、端板9は、回転軸2の軸方向におけるステータ7の他方の端面に固定される第2固定部材である。
ステータコア20は、駆動用コイル5の外周面を覆う筒状のケース部20bを備えている。ケース部20bは、円筒状に形成されている。ケース部20bの一端であるケース部20bの前端は、環状板部20aに繋がっている。具体的には、環状板部20aの外周端にケース部20bの前端が繋がっている。ステータコア20と同様に、ステータコア21は、駆動用コイル6の外周面を覆う筒状のケース部21bを備えている。ケース部21bは、円筒状に形成されている。ケース部21bの一端であるケース部21bの後端は、環状板部21aに繋がっている。具体的には、環状板部21aの外周端にケース部21bの前端が繋がっている。
ステータコア18の環状板部18aの、上端部および下端部を除いた大半部分は、ケース部20bの内周側に配置されている。環状板部18aは、ケース部20bの内周側に圧入されており、ケース部20bに固定されている。ステータコア19の環状板部19aの、上端部および下端部を除いた大半部分は、ケース部21bの内周側に配置されている。環状板部19aは、ケース部21bの内周側に圧入されており、ケース部21bに固定されている。
ケース部20bの他端であるケース部20bの後端と、ケース部21bの他端であるケース部21bの前端とは、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とが接触した状態で互いに固定されている。本形態では、溶接によって、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とが互いに固定されている。ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定するための溶接は、回転軸2の周方向において複数箇所で行われている。
互いに固定された2個のケース部20b、21bには、ボビン22、23に形成される後述の端子保持部22d、23dを配置するための開口部26が形成されている。具体的には、互いに固定された2個のケース部20b、21bの上端部に開口部26が形成されている。開口部26は、ケース部20bの上端部に形成される切欠き部20cと、ケース部21bの上端部に形成される切欠き部21cとから構成されている。切欠き部20cは、ケース部20bの前後方向の全域に形成され、切欠き部21cは、ケース部21bの前後方向の全域に形成されている。すなわち、開口部26は、ステータ7の前後方向の全域に形成されている。また、開口部26は、長方形状に形成されている。
図3、図4に示すように、左右方向の一方側において開口部26の縁となる(具体的には、切欠き部20cの縁となる)ケース部20bの端面20d、および、左右方向の一方側において開口部26の縁となる(具体的には、切欠き部21cの縁となる)ケース部21bの端面21dは、左右方向に直交する平面となっている。また、左右方向の他方側において開口部26の縁となる(具体的には、切欠き部20cの縁となる)ケース部20bの端面20e、および、左右方向の他方側において開口部26の縁となる(具体的には、切欠き部21cの縁となる)ケース部21bの端面21eは、左右方向に直交する平面となっている。
ボビン22は、複数の極歯17の外周側に配置される円筒状の円筒部22aと、円筒部22aの両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部22b、22cとを有する鍔付きの円筒状に形成されている。ボビン22は、前後方向において環状板部18aと環状板部20aとの間に配置されている。すなわち、円筒部22aは、ステータコア18、20の複数の極歯17の外周側に配置されている。鍔部22b、22cは、円筒部22aの両端のそれぞれから回転軸2の径方向の外側に広がる円環状に形成されている。鍔部22bは、円筒部22aの前端に繋がり、鍔部22cは、円筒部22aの後端に繋がっている。駆動用コイル5は、円筒部22aの外周面に巻回されている。
ボビン23は、ボビン22と同様に、複数の極歯17の外周側に配置される円筒状の円筒部23aと、円筒部23aの両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部23b、23cとを有する鍔付きの円筒状に形成されている。ボビン23は、前後方向において環状板部19aと環状板部21aとの間に配置されている。すなわち、円筒部23aは、ステータコア19、21の複数の極歯17の外周側に配置されている。鍔部23b、23cは、円筒部23aの両端のそれぞれから回転軸2の径方向の外側に広がる円環状に形成されている。鍔部23bは、円筒部23aの後端に繋がり、鍔部23cは、円筒部23aの前端に繋がっている。駆動用コイル6は、円筒部23aの外周面に巻回されている。
ボビン22、23は、端子ピン12を保持する端子保持部(端子台)22d、23dを備えている。端子保持部22dは、鍔部22cから上側に向かって突出し、端子保持部23dは、鍔部22dから上側に向かって突出している。端子保持部22dと端子保持部23dとは、前後方向で隣接配置されている。前後方向において、端子保持部22dと端子保持部23dとの間には隙間が形成されている。端子保持部22dの前面および端子保持部23dの後面は、前後方向に直交する平面となっている。端子保持部22d、23dの下端部は、開口部26の中に配置されている。
端子保持部22d、23dには、複数の端子ピン12の下端部が保持されている。基板13は、平板状のリジッド基板である。基板13は、基板13の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。基板13には、端子ピン12の上端部が固定されており、基板13は、端子保持部22d、23dの上側に配置されている。なお、基板13の上面には、図示を省略するコネクタが実装されている。
(基板ホルダの構成)
図5(A)は、図1に示す基板ホルダ14を下面側から示す斜視図であり、図5(B)は、図1に示す基板ホルダ14の下面図である。
基板ホルダ14は、樹脂で形成されている。具体的には、基板ホルダ14は、比較的靭性の大きな樹脂で形成されている。たとえば、基板ホルダ14は、ナイロン等で形成されている。基板13は、基板ホルダ14の上面側で保持されている。基板ホルダ14の上面部は、基板13を保持する基板保持部14aとなっている。基板保持部14aには、端子ピン12の一部が配置される貫通穴14bが形成されている。貫通穴14bは、上下方向で基板保持部14aを貫通している。基板ホルダ14は、上側からステータ7に取り付けられている。基板ホルダ14は、開口部26の一部を塞いでいる。
基板ホルダ14は、前後方向の一方側へボビン22、23を押して鍔部22c、23cをステータコア18、19に押し付けるボビン押付部14c、14dを備えている。具体的には、基板ホルダ14は、ボビン22の鍔部22cをステータコア18の環状板部18aに押し付けるボビン押付部14cと、ボビン23の鍔部23cをステータコア19の環状板部19aに押し付けるボビン押付部14dとを備えている。また、基板ホルダ14は、1個のボビン押付部14cと、1個のボビン押付部14dとを備えている。本形態のボビン押付部14cは、第1ボビン押付部となっており、ボビン押付部14dは、第2ボビン押付部となっている。
ボビン押付部14c、14dは、基板保持部14aから下側に向かって突出する平板状の突起である。ボビン押付部14c、14dは、ボビン押付部14c、14dの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されており、前後方向において若干弾性変形可能となっている。ボビン押付部14cは、貫通穴14bよりも前側に形成されている。ボビン押付部14dは、貫通穴14bよりも後ろ側に形成されている。また、ボビン押付部14c、14dは、左右方向における基板ホルダ14の中心位置に形成されている。
ボビン押付部14cは、ボビン22の鍔部22bに接触して鍔部22bを押している。具体的には、ボビン押付部14cは、鍔部22bの上端部に前側から接触して鍔部22bを後ろ側に向かって押している。鍔部22cは、環状板部18aの前面に所定の接触圧で接触している。前後方向において、鍔部22bと環状板部20aとの間には隙間が形成されている。ボビン押付部14dは、ボビン23の鍔部23bに接触して鍔部23bを押している。具体的には、ボビン押付部14dは、鍔部23bの上端部に後ろ側から接触して鍔部23bを前側に向かって押している。鍔部23cは、環状板部19aの前面に所定の接触圧で接触している。前後方向において、鍔部23bと環状板部21aとの間には隙間が形成されている。
また、基板ホルダ14は、前後方向の両側においてフレーム8、端板9に前後方向で所定の接触圧で接触する接触部14e、14fを備えている。具体的には、基板ホルダ14は、フレーム8に後ろ側から所定の接触圧で接触する接触部14eと、端板9に前側から所定の接触圧で接触する接触部14fとを備えている。また、基板ホルダ14は、2個の接触部14eと、2個の接触部14fとを備えている。本形態の接触部14eは、第1接触部となっており、接触部14fは、第2接触部となっている。
接触部14e、14fは、基板保持部14aから下側に向かって突出する平板状の突起である。接触部14e、14fは、接触部14e、14fの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されており、前後方向において若干弾性変形可能となっている。接触部14eは、貫通穴14bよりも前側に形成されている。接触部14fは、貫通穴14bよりも後ろ側に形成されている。2個の接触部14eは、ボビン押付部14cの左右方向の両側に配置されている。2個の接触部14fは、ボビン押付部14dの左右方向の両側に配置されている。
接触部14eは、フレーム8の側面部8cの後面に後ろ側から接触している。具体的には、接触部14eの前面側に形成される凸部14gが側面部8cの後面に後ろ側から所定の接触圧で接触している。凸部14gは、前側に向かってわずかに突出している。また、凸部14gは、上下方向を長手方向とする直線状に形成されている。上下方向から見たときの凸部14gの形状は、半球状となっている。接触部14fは、端板9の前面に前側から接触している。具体的には、接触部14fの後面側に形成される凸部14gが端板9の前面に前側から所定の接触圧で接触している。接触部14fに形成される凸部14gは、後ろ側に向かってわずかに突出している。
さらに、基板ホルダ14は、左右方向の両側においてステータコア20、21に左右方向で所定の接触圧で接触する接触部14h~14kを備えている。具体的には、基板ホルダ14は、左右方向の一方側で左右方向の他方側からステータコア20に所定の接触圧で接触する接触部14hと、左右方向の他方側で左右方向の一方側からステータコア20に所定の接触圧で接触する接触部14iと、左右方向の一方側で左右方向の他方側からステータコア21に所定の接触圧で接触する接触部14jと、左右方向の他方側で左右方向の一方側からステータコア21に所定の接触圧で接触する接触部14kとを備えている。
接触部14h~14kは、基板保持部14aから下側に向かって突出する平板状の突起である。接触部14h~14kは、接触部14h~14kの厚さ方向と左右方向とが一致するように配置されており、左右方向において若干弾性変形可能となっている。接触部14h、14iは、貫通穴14bよりも前側に形成されている。接触部14j、14kは、貫通穴14bよりも後ろ側に形成されている。また、接触部14h、14jは、左右方向における基板ホルダ14の一端側に形成され、接触部14i、14kは、左右方向における基板ホルダ14の一端側に形成されている。
接触部14hは、ケース部20bの端面20dに左右方向の他方側から接触し、接触部14iは、ケース部20bの端面20eに左右方向の一方側から接触している。具体的には、接触部14h、14iの左右方向の外側面に形成される凸部14pが端面20d、20eに所定の接触圧で接触している。凸部14pは、左右方向の外側に向かってわずかに突出している。また、凸部14pは、上下方向を長手方向とする直線状に形成されている。上下方向から見たときの凸部14pの形状は、半球状となっている。
接触部14jは、ケース部21bの端面21dに左右方向の他方側から接触し、接触部14kは、ケース部21bの端面21eに左右方向の一方側から接触している。具体的には、接触部14j、14kの左右方向の外側面に形成される凸部14pが端面21d、21eに所定の接触圧で接触している。
基板ホルダ14は、フレーム8および端板9が固定された状態のステータ7に上側から圧入されることで、フレーム8および端板9が固定された状態のステータ7に取り付けられる。なお、基板ホルダ14は、端板9の上端部に形成される貫通穴に係合する係合爪部14rを備えている。図2に示すように、係合爪部14rは、後ろ側から端板9の貫通穴に係合しており、基板ホルダ14が上側または前側に外れるのを防止する機能を果たしている。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、基板ホルダ14の接触部14eは、ステータコア20に固定されるフレーム8の側面部8cに後ろ側から所定の接触圧で接触し、基板ホルダ14の接触部14fは、ステータコア21に固定される端板9に前側から所定の接触圧で接触している。そのため、本形態では、前後方向において、ステータコア18~21に対して基板ホルダ14が動かないようにすることが可能になる。
その上、本形態では、基板ホルダ14のボビン押付部14cがボビン22の鍔部22bを後ろ側に押して鍔部22cをステータコア18の環状板部18aに押し付けるとともに、基板ホルダ14のボビン押付部14dがボビン23の鍔部23bを前側に押して鍔部23cをステータコア19の環状板部19aに押し付けている。そのため、本形態では、前後方向において、ステータコア18~21に対してボビン22、23が動ないようにすることが可能になる。したがって、本形態では、ロータ4が回転しているときのステータコア18~21に対するボビン22、23のがたつきを抑制することが可能になる。
ここで、前後方向において、環状板部20aと鍔部22bとを所定の接触圧で接触させ、かつ、環状板部18aと鍔部22cとを所定の接触圧で接触させるとともに、環状板部21aと鍔部23bとを所定の接触圧で接触させ、かつ、環状板部19aと鍔部23cとを所定の接触圧で接触させることでも、ロータ4が回転しているときのステータコア18~21に対するボビン22、23のがたつきを抑制することは可能である。
しかしながら、この場合には、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを互いに固定する際に、ケース部20bとケース部21bとが互いに離れる方向の力がステータコア20、21に作用するおそれが生じる。そのため、この場合には、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とが接触するように、ステータコア20、21に対して前後方向の力を加えながら、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定しなければならない場合が生じて、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定する際の作業が煩雑になるおそれがある。
これに対して、本形態では、ロータ4が回転しているときのステータコア18~21に対するボビン22、23のがたつきを抑制することが可能であっても、前後方向において、環状板部20aと鍔部22bとの間、および、環状板部21aと鍔部23bとの間に隙間が形成されている。また、本形態では、ステータ7を組み立てた後に基板ホルダ14をステータ7に取り付けているため、ケース部20bとケース部21bとが互いに離れる方向の力がステータコア20、21に作用していない状態で、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定することが可能になる。すなわち、本形態では、ステータコア20、21に対して前後方向の力を加えなくても、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定することが可能になる。その結果、本形態では、ケース部20bの後端とケース部21bの前端とを固定する際の作業を容易に行うことが可能になる。
本形態では、2個の接触部14eが、ボビン押付部14cの左右方向の両側に配置され、2個の接触部14fが、ボビン押付部14dの左右方向の両側に配置されている。そのため、本形態では、ステータコア18~21に対する基板ホルダ14の取付状態を安定させることが可能になる。
また、本形態では、接触部14hが、ケース部20bの端面20dに左右方向の他方側から接触し、接触部14iが、ケース部20bの端面20eに左右方向の一方側から接触し、接触部14jが、ケース部21bの端面21dに左右方向の他方側から接触し、接触部14kが、ケース部21bの端面21eに左右方向の一方側から接触しているため、ステータコア18~21に対する基板ホルダ14の取付状態をより安定させることが可能になる。
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態において、ステータコア18の環状板部18aがステータコア19の環状板部19aの後ろ側に配置されていても良い。この場合には、環状板部18aの前面と環状板部19aの後面とが所定の接触圧で接触している。また、この場合には、ステータコア18の極歯17とステータコア19の極歯17とは、回転軸2の周方向において互いに干渉しない位置に配置されている。また、この場合には、ボビン押付部14cは、ボビン22の鍔部22cを環状板部19aに押し付け、ボビン押付部14dは、ボビン23の鍔部23cを環状板部18aに押し付ける。
上述した形態において、基板ホルダ14は、ボビン押付部14cに代えて、端子保持部22dに前側から接触して端子保持部22dを後ろ側に押すボビン押付部を備えていても良い。このボビン押付部は、端子保持部22dを押すことで鍔部22cを環状板部18aに押し付ける。また、この場合には、ボビン押付部は、端子保持部22dの、端子ピン12から離れた箇所を押すことが好ましい。たとえば、ボビン押付部は、端子保持部22dの左右方向の両端部を押すことが好ましい。
また、上述した形態において、基板ホルダ14は、ボビン押付部14dに代えて、端子保持部23dに後ろ側から接触して端子保持部23dを前側に押すボビン押付部を備えていても良い。このボビン押付部は、端子保持部23dを押すことで鍔部23cを環状板部19aに押し付ける。また、この場合には、ボビン押付部は、端子保持部23dの、端子ピン12から離れた箇所を押すことが好ましい。たとえば、ボビン押付部は、端子保持部23dの左右方向の両端部を押すことが好ましい。
なお、本願発明者の検討によると、端子保持部22d、23dを押すボビン押付部を基板ホルダ14が備えている場合と比較して、上述した形態のように、基板ホルダ14がボビン押付部14c、14dを備えている方が、ロータ4が回転しているときのステータコア18~21に対するボビン22、23のがたつきを抑制しやすくなる。また、上述した形態において、基板ホルダ14は、ボビン押付部14cに加えて、端子保持部22dに前側から接触して端子保持部22dを後ろ側に押すボビン押付部を備えていても良いし、ボビン押付部14dに加えて、端子保持部23dに後ろ側から接触して端子保持部23dを前側に押すボビン押付部を備えていても良い。
上述した形態において、ボビン押付部14cが鍔部22bを後ろ側に押し、かつ、ボビン押付部14dが鍔部23bを前側に押すことで、端子保持部22dと端子保持部23dとを押し付けても良い。すなわち、基板ホルダ14は、前後方向において2個のボビン22、23が互いに近づく方向にボビン22、23を押してボビン22とボビン23とを押し付けるボビン押付部14c、14dを備えていても良い。この場合には、端子保持部22dの後面と端子保持部23dの前面とが接触するとともに、前後方向において、環状板部18aと鍔部22cとの間、および、環状板部19aと鍔部23cとの間に隙間が形成されている。
この場合であっても、前後方向において、ステータコア18~21に対して基板ホルダ14が動かないようにすることが可能になるとともに、前後方向において、基板ホルダ14に対してボビン22、23が動かないようにすることが可能になる。したがって、ステータコア18~21に対してボビン22、23が動かないようにすることが可能になり、その結果、ロータ4が回転しているときのステータコア18~21に対するボビン22、23のがたつきを抑制することが可能になる。
上述した形態において、接触部14eをステータコア20の一部に後ろ側から接触させることができるのであれば、接触部14eは、ステータコア20の一部に後ろ側から所定の接触圧で接触していても良い。また、上述した形態において、接触部14fをステータコア21の一部に前側から接触させることができるのであれば、接触部14fは、ステータコア21の一部に前側から所定の接触圧で接触していても良い。
上述した形態において、ステータ7は、たとえば、駆動用コイル6、ボビン23およびステータコア19、21を備えていなくても良い。この場合には、たとえば、ステータコア18の環状板部18aの後面に端板9が固定されている。また、この場合には、たとえば、上述した形態と同様に、鍔部22bを後ろ側に押して鍔部22cを環状板部18aに押し付けるボビン押付部14cを基板ホルダ14が備えているか、あるいは、鍔部22cを前側に押して鍔部22bを環状板部20aに押し付けるボビン押付部を基板ホルダ14が備えている。この場合であっても、ロータ4が回転しているときのステータコア18、20に対するボビン22のがたつきを抑制することが可能になる。
また、ステータ7が、駆動用コイル6、ボビン23およびステータコア19、21を備えていない場合には、基板ホルダ14は、鍔部22bに前側から接触して鍔部22bを後ろ側に押すボビン押付部と、鍔部22cに後ろ側から接触して鍔部22cを前側に押すボビン押付部とを備えていても良い。すなわち、基板ホルダ14は、前後方向の両側からボビン22に所定の接触圧で接触してボビン22を押す2個のボビン押付部を備えていても良い。
この場合であっても、前後方向において、ステータコア18、20に対して基板ホルダ14が動かないようにすることが可能になるとともに、前後方向において、基板ホルダ14に対してボビン22が動かないようにすることが可能になる。したがって、ステータコア18、20に対してボビン22が動かないようにすることが可能になり、その結果、ロータ4が回転しているときのステータコア18、20に対するボビン22のがたつきを抑制することが可能になる。
上述した形態において、基板ホルダ14が有するボビン押付部14cの数は、2個以上であっても良いし、基板ホルダ14が有するボビン押付部14dの数は、2個以上であっても良い。また、上述した形態において、基板ホルダ14が有する接触部14eの数は、1個または3個以上であっても良いし、基板ホルダ14が有する接触部14fの数は、1個または3個以上であっても良い。また、上述した形態において、基板ホルダ14に形成される1個の突起が、ボビン押付部14cの機能と接触部14eの機能とを備えていても良いし、基板ホルダ14に形成される1個の突起が、ボビン押付部14dの機能と接触部14fの機能とを備えていても良い。
上述した形態において、ステータコア18~21に対する基板ホルダ14の取付状態を安定させることができるのであれば、基板ホルダ14は、接触部14h~14kを備えていなくても良い。また、上述した形態において、ステータコア20のケース部20bは、駆動用コイル5に加えて駆動用コイル6の外周面を覆っていても良い。この場合には、ステータコア21のケース部21bが不要になる。また、上述した形態において、ケース部21bは、駆動用コイル6に加えて駆動用コイル5の外周面を覆っていても良い。この場合には、ケース部20bが不要になる。さらに、上述した形態において、回転軸2に送りねじが形成されていなくても良い。
1 モータ(ステッピングモータ)
2 回転軸
3 駆動用磁石
4 ロータ
5、6 駆動用コイル
7 ステータ
8 フレーム(固定部材、第1固定部材)
9 端板(固定部材、第2固定部材)
12 端子ピン
13 基板
14 基板ホルダ
14c ボビン押付部(第1ボビン押付部)
14d ボビン押付部(第2ボビン押付部)
14e 接触部(第1接触部)
14f 接触部(第2接触部)
14h、14i、14j、14k 接触部(第3接触部)
17 極歯
18、19 ステータコア(内ステータコア)
18a、19a、20a、21a 環状板部
20、21 ステータコア(外ステータコア)
20b、21b ケース部
22、23 ボビン
22a、23a 円筒部
22b、23b 鍔部(他方の鍔部)
22c、23c 鍔部(一方の鍔部)
22d、23d 端子保持部
26 開口部
X 回転軸の軸方向
Y 直交方向

Claims (10)

  1. 回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し前記駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、前記駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、前記端子ピンが固定される基板と、前記基板を保持する基板ホルダとを備え、
    前記ステータは、前記駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の前記極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と前記円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有するボビンと、前記円筒部の外周面に巻回される前記駆動用コイルとを備え、
    前記基板ホルダは、前記回転軸の軸方向の一方側へ前記ボビンを押して2個の前記鍔部のうちの一方の前記鍔部を前記ステータコアに押し付けるボビン押付部と、前記回転軸の軸方向の両側において前記ステータコアまたは前記ステータコアに固定される固定部材に前記回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とするステッピングモータ。
  2. 前記ステータコアは、複数の前記極歯の根本が繋がる平板状かつ環状の環状板部を備え、
    前記ステータは、前記回転軸の軸方向に配列される2個の前記ボビンおよび2個の前記駆動用コイルを備えるとともに、前記ステータコアとして、前記回転軸の軸方向において前記環状板部が2個の前記駆動用コイルの間に配置される2個の内ステータコアと、前記回転軸の軸方向において前記環状板部が2個の前記駆動用コイルの外側に配置される2個の外ステータコアとを備え、
    前記基板ホルダは、前記ボビン押付部として、2個の前記ボビンのうちの一方の前記ボビンの前記鍔部を2個の前記内ステータコアのうちの一方の前記内ステータコアの前記環状板部に押し付ける第1ボビン押付部と、2個の前記ボビンのうちの他方の前記ボビンの前記鍔部を2個の前記内ステータコアのうちの他方の前記内ステータコアの前記環状板部に押し付ける第2ボビン押付部とを備えることを特徴とする請求項1記載のステッピングモータ。
  3. 前記ボビンは、前記端子ピンを保持する端子保持部を備え、
    前記外ステータコアは、前記駆動用コイルの外周面を覆う筒状のケース部を備え、
    前記ケース部の一端は、前記環状板部に繋がり、
    2個の前記外ステータコアの前記ケース部の他端は、2個の前記外ステータコアの前記ケース部の他端同士が接触した状態で互いに固定され、
    互いに固定された2個の前記ケース部には、前記端子保持部を配置するための開口部が形成され、
    前記基板ホルダは、前記開口部の一部を塞いでいることを特徴とする請求項2記載のステッピングモータ。
  4. 前記固定部材として、前記回転軸の軸方向における前記ステータの一方の端面に固定される第1固定部材と、前記回転軸の軸方向における前記ステータの他方の端面に固定される第2固定部材とを備え、
    前記基板ホルダは、前記接触部として、前記第1固定部材に接触する第1接触部と、前記第2固定部材に接触する第2接触部とを備えることを特徴とする請求項2または3記載のステッピングモータ。
  5. 前記ボビン押付部は、2個の前記鍔部のうちの他方の前記鍔部に接触して2個の前記鍔部のうちの他方の前記鍔部を押すことを特徴とする請求項4記載のステッピングモータ。
  6. 前記基板ホルダは、1個の前記第1ボビン押付部と、1個の前記第2ボビン押付部と、前記回転軸の軸方向に直交する直交方向において前記第1ボビン押付部の両側に配置される2個の前記第1接触部と、前記直交方向において前記第2ボビン押付部の両側に配置される2個の前記第2接触部とを備えることを特徴とする請求項5記載のステッピングモータ。
  7. 前記ボビン押付部は、前記端子保持部に接触して前記端子保持部を押すことを特徴とする請求項3記載のステッピングモータ。
  8. 前記基板ホルダは、前記回転軸の軸方向に直交する直交方向の両側において前記ステータコアに前記直交方向で所定の接触圧で接触する第3接触部を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のステッピングモータ。
  9. 回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し前記駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、前記駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、前記端子ピンが固定される基板と、前記基板を保持する基板ホルダとを備え、
    前記ステータは、前記駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の前記極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と前記円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有する2個のボビンと、前記円筒部の外周面に巻回される2個の前記駆動用コイルとを備え、
    2個の前記ボビンおよび2個の前記駆動用コイルは、前記回転軸の軸方向に配列され、
    前記基板ホルダは、前記回転軸の軸方向において2個の前記ボビンが互いに近づく方向に前記ボビンを押して2個の前記ボビン同士を押し付けるボビン押付部と、前記回転軸の軸方向の両側において前記ステータコアまたは前記ステータコアに固定される固定部材に前記回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とするステッピングモータ。
  10. 回転軸および駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有し前記駆動用磁石の外周側に配置されるステータと、前記駆動用コイルの端部が電気的に接続される端子ピンと、前記端子ピンが固定される基板と、前記基板を保持する基板ホルダとを備え、
    前記ステータは、前記駆動用磁石の外周面に対向配置される複数の極歯を有するステータコアと、複数の前記極歯の外周側に配置される円筒状の円筒部と前記円筒部の両端のそれぞれから鍔状に広がる鍔部とを有するボビンと、前記円筒部の外周面に巻回される前記駆動用コイルとを備え、
    前記基板ホルダは、前記回転軸の軸方向の両側から前記ボビンに所定の接触圧で接触して前記ボビンを押すボビン押付部と、前記回転軸の軸方向の両側において前記ステータコアまたは前記ステータコアに固定される固定部材に前記回転軸の軸方向で所定の接触圧で接触する接触部とを備えることを特徴とするステッピングモータ。
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