JP3665734B2 - モータ用コイルボビン、同ボビンを用いたモータ用ステータおよび同ステータを備えたモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ、プリンタや複写機といった情報や画像等を扱う機器に使用されるモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータたとえばステッピングモータには、ステータをロータの回転軸方向に複数積層した、クローポールタイプのものがある。このタイプのモータは、構造が簡単であり、低コストで作ることができるので、種々の分野で使用され、とくにステータを２層にしてＡ相とＢ相として通電駆動するモータが多用されている。 各層のステータは、２枚を一対とするステータヨークそれぞれに形成されたクローポールを入れ子状に並設するとともに、入れ子状に並設したクローポールの外側に、コイルが巻回されたコイルボビンを配設してなる。
ロータは、異なる磁極を円周方向に交互に分布して着磁した永久磁石の中央を回転軸に取り付けてなる。
【０００３】
さて、このモータに通電し、Ａ相のコイルとＢ相のコイルに流す電流の方向を制御し、各層の入れ子状になっているクローポールの極性を変化させ、順次合成される同極性の磁極中心を移動させていくと、ロータはこの磁極中心の移動とともに回転することになる。
したがって、磁極中心の位置が円周方向に対して精確に移動していくように、入れ子状となったクローポールの円周方向に対する位置精度を確保しなければならない。すなわち、クローポールは、各層が回転軸方向に積層されたとき、円周方向に対するそれぞれの相対位置が精確に決められなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ステータは１層ずつ個別に組み立てた後、積層していた。すなわち、外側に張り出した鍔部を両端外周に設けた樹脂製の円筒部からなるコイルボビンと、コイルボビンの鍔部を含めた直径とほぼ同じ直径のリング状円板からなるステータヨークを用意し、コイルボビンの一方側からステータヨークを挿入し、コイルボビンに設けられた位置決め用凸部をステータヨークに設けられた位置決め用凹部に勘合し、またコイルボビンの他方側からステータヨークを挿入し、コイルボビンに設けられた位置決め用凸部をステータヨークに設けられた位置決め用凹部に勘合して、１層のステータが組み立てられる。
このようにして１層分のステータが組み立てられると、一方のステータヨークに設けられた位置決め用凹部に、他方のステータヨークに設けられた位置決め用凸部を勘合して２層になるよう積層し、必要に応じて溶着し、ステッピングモータのステータが組み立てられる。
【０００５】
それゆえ、ステータヨークの加工時やコイルボビンの成型時に、位置決め用凸部や位置決め用凹部の位置精度不良や寸法誤差などが発生すると、コイルボビンに設けられた位置決め用凸部をステータヨークに設けられた位置決め用凹部に勘合して、１層のステータを組み立てるので、面方向つまり円周方向や半径方向の位置決め誤差が発生することになる。
さらに、一方のステータヨークに設けられた位置決め用凸部に、他方のステータヨークに設けられた位置決め用凹部を勘合して２層になるよう積層するときにも、同様の誤差が発生することになる。
そこで、本発明は、ステータヨークとコイルボビンとの相対位置精度やステータヨーク間の相対位置精度の向上、またそのバラツキなどを低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するためには、リング状円板の内周から回転軸方向にクローポールが形成されたステータヨークが複数積層して構成されるステッピングモータ用のコイルボビンであって、前記クローポールと同心で軸方向に２つ並んだ２つの半円筒部と、これら半円筒部の隣り合う端部円周辺から外径方向へ対向して形成された鍔部と、その対向する鍔部から回転軸方向に延びて両鍔部を連結する橋絡部とが樹脂で一体に形成され、対向する鍔部は２つの積層したリング状円板が組み込まれる間隙を有することを特徴とする半円筒状のモータ用コイルボビンであれば、課題を解決することが可能である。
また、並んで配置された２つの半円筒部の外側端部円周辺から外径方向へ形成された鍔部と、その鍔部から一つの前記リング状円板の外形を保持する保持部がさらに一体に形成されているモータ用コイルボビンでも課題を解決することが可能である。
さらに、請求項２記載の半円筒状のモータ用コイルボビンを前記鍔部の一端側橋絡部および保持部あるいはそのどちらかで連結して一対とし、この一対のうち少なくとも一方の 半円筒状のモータ用コイルボビンに形成された前記保持部および前記対向する鍔部あるいはそのどちらかに、前記ステータヨークのリング状円板の外形と係合する係合部を形成したことを特徴とするモータ用のコイルボビンでも課題を解決することができる。
そして、リング状円板の内周から回転軸方向にクローポールが形成されたステータヨークが複数積層して構成されるステッピングモータ用のステータであって、２つのステータヨークのクローポールが交互に並ぶよう配置したステータヨークの組み合わせを一層とし、この層をリング状円板を重ねて二層にするとともに前記リング状円板の外周にリング内方へ凹む凹部が形成されたステータヨークと、前記クローポールと同心で軸方向に２つ並んだ２つの半円筒部と、これら半円筒部の隣り合う端部円周辺から外径方向へ対向して形成された鍔部と、その対向する鍔部から回転軸方向に延びて両鍔部を連結する橋絡部とが樹脂で一体に形成され、さらに並んで配置された２つの半円筒部の外側端部円周辺から外径方向へ形成された鍔部と、その鍔部から一つの前記リング状円板の外形を保持する保持部が一体に形成されるとともに、前記対向する鍔部は２つの積層したリング状円板が組み込まれる一対の半円筒状コイルボビンとを有し、前記半円筒状ボビンの鍔部には前記ステータヨークの凹部と係合する凸部が設けられ、前記ステータヨークは前記凹部と前記凸部が係合するように一対の前記半円筒状コイルボビンがリング状円板の面方向から挟持され、前記コイルボビンにコイルが巻回すれば、課題を解決することができるモータ用ステータを構成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態を示すコイルボビンの斜視図である。このコイルボビンは、クローポールタイプのステータヨークを４枚使用してステータとするものに適用されるものとして説明する。
半円筒状のコイルボビン１ａは、樹脂製の円筒部２ａ，２ｂの両端外周から外側にそれぞれ鍔部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを張り出し、Ａ相コイルが卷回される円筒部２ａとＢ相コイルが巻回される円筒部２ｂを、その隣接する鍔部３ｂ、３ｃの外周に形成される橋絡部４で連結し、各円筒部２ａ，２ｂの隣接しない鍔部３ａ，３ｄの外周に、ステータヨークを取り囲んで保持するヨーク保持部５を形成して、Ａ相コイルとＢ相コイルに対応させた２層構造にしている。
【０００８】
また、半円筒状のコイルボビン１ａは、その鍔部外周に形成された橋絡部４の一部とヨーク保持部５の一部とからなる連接部６で折り曲げ可能にして、同様構造の半円筒状のコイルボビン１ｂと連接される。なお、折り曲げ可能に連接せず、半円筒状のコイルボビンのままとしてもよい。
ヨーク保持部５には、ステータヨークの位置決めを行うステータヨーク用係合部として、位置決め用凸部７が半径方向内部に向かって設けられている。この位置決め用凸部７は、複数設けられてもよく、鍔部３ａ〜３ｄに設けられてもヨーク保持部５の鍔部対抗面に設けられてもよく、後述するステータヨークには、対応して位置決め用凹部が設けられることになる。したがって、鍔部３ａ〜３ｄの面方向に対する位置決めがなされる。
またヨーク保持部５は、ステータの保持が確実に行えればよいので、鍔部３ａ〜３ｄの外周全体に設ける要はなく、半円筒状のコイルボビン１ａは、連接部６のうち、橋絡部４の一部又はヨーク保持部５の一部のみで折り曲げ可能に連接されてもよい。
【０００９】
図２は、図１にて説明した実施の形態のコイルボビンにステータヨークを位置決めする説明図、図３はこのコイルボビンとステータヨークの組立手順を示す説明図、そして図４はこの組立手順により組み立てられたコイルボビンとステータヨークの組立体を示す組立完成図であり、これらの図を参照してステータに組み立てる過程を説明する。なお、図２では、連接された半円筒状のコイルボビンの一方を示している。
まず、図２にて示すように、ステータヨーク８ａ〜８ｄは磁性体のリング状円板からなり、この円板の外周には、コイルボビンのステータ保持部に設けられた位置決め用凸部７が嵌合する位置に、ボビン用係合部として位置決め用凹部９ａ〜９ｄが設けられ、クローポール１０は、このリング状円板の内周よりほぼ直角にくし歯状に切り起こされている。
【００１０】
したがって、ステータヨーク８ａ〜８ｄは、その外周に設けられた位置決め用凹部９ａ〜９ｄをコイルボビン１ａに設けられた位置決め用凸部１１ａ〜１１ｃに対応させ、中央のステータヨーク８ｂ、８ｃの２枚はクローポール１０を逆向きにし、両外側のクローポール１０と入れ子状に、Ａ相およびＢ相のステータヨーク８ａ〜８ｄとして積層する。なお、Ａ相およびＢ相のコイル端末は、コイルボビン１ａに設けられた端子取り付け部１２ａ，１２ｂに取り付けられた結線用端子１３ａ，１３ｂに結線されて、通電される。
したがって、鍔部３ａ〜３ｄやヨーク保持部５などからなる複数のヨーク積層部に、ステータヨークを積層するだけで、精確に位置決めできるとともに、複数層にステータヨークを容易に組み込むことができる。
さらに図３をも参照し、半円筒状のコイルボビン１ａの鍔部３ａ〜３ｄにステータヨーク８ａ〜８ｄを挿入し、ステータヨーク８ａ〜８ｄの位置決め用凹部９ａ〜９ｃをヨーク保持部５の位置決め用凸部１１ａ〜１１ｃに当接させて、鍔部３ａ〜３ｄとヨーク保持部５とで嵌装する。
そして、図４をも参照し、コイルボビン１ａ，１ｂの連接部６で折り曲げ、ステータヨーク８ａ〜８ｄを積層し保持している一方の半円筒状のコイルボビン１ａと他方の半円筒状のコイルボビン１ｂを合わせ、円筒状にして組立完成させる。
【００１１】
さらに、コイルボビンの円筒部２ａ、２ｂにＡ相コイルとＢ相コイルを巻回して、ステータとする。
したがって、精確に位置決めされて積層されたステータヨークを備えたステータを得ることができる。
このようにして組み立てたステータに、異なる磁極を交互に分布して着磁した永久磁石をロータとして組み込み、モータとする。
したがって、このモータによれば、精確な駆動を行うことができる。
なお、ステータ保持部に設けられる位置決め用凸部を凹部とし、ステータヨークに設けられる位置決め用凹部を凸部としてもよい。また、凹部は孔であってもよい。
また、回転軸方向に積層される各ステータ間の面方向に対する位置決めを精確に行う必要があるモータであれば、本発明の要旨を変更せずに適用することが可能である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によるモータのコイルボビン、モータ用ステータおよびモータは、前述の如く構成したので、コイルボビンにステータヨークが精確に位置決めされて積層されたステータを組み立てることができ、また、このステータを組み込んで精確な駆動がなされるモータを組み立てることできる。
具体的には、次のごとき効果が得られる。
ステータヨークが積層される複数のヨーク積層部を一体に形成するとともに、ステータヨークの外周に設けられたボビン用係合部に係合して面方向の位置決めを行うステータ用係合部を各層に設けてモータ用コイルボビンとしたので、ステータヨークは積層するだけで、精確に位置決めできるとともに、複数層にステータヨークを容易に組み込むことができる。
また、ステータヨークに面方向の位置決めを行うボビン用係合部を設けてなるモータ用ステータにおいて、前記コイルボビンにステータヨークを組み込み、コイルボビンにコイルを巻回してモータ用ステータとしたので、精確に位置決めされて積層されたステータヨークを備えたステータを得ることができる。
さらに、前記モータのステータに、異なる磁極を交互に分布して着磁した永久磁石をロータとして組み込み、モータとしたので、精確な駆動を行うことができるとともに、複数層分を一体に成形されたコイルボビンにステータがしっかり取り付けられるので、モータに通電して駆動したとき、従来技術により組み立てられたモータの駆動に比し、取り付けガタによる振動は非常に少ないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示すコイルボビンの斜視図である。
【図２】 コイルボビンにステータヨークを位置決めする説明図である。
【図３】 コイルボビンとステータヨークの組立手順を示す説明図である。
【図４】 コイルボビンとステータヨークの組立体を示す組立完成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ コイルボビン
２ａ，２ｂ 円筒部
３ａ〜３ｄ 鍔部
４ 橋絡部
５ ヨーク保持部
６ 連接部
７ 位置決め用凸部

Claims (5)

1. リング状円板の内周から回転軸方向にクローポールが形成されたステータヨークが複数積層して構成されるステッピングモータ用のコイルボビンであって、
   前記クローポールと同心で軸方向に２つ並んだ２つの半円筒部と、これら半円筒部の隣り合う端部円周辺から外径方向へ対向して形成された鍔部と、その対向する鍔部から回転軸方向に延びて両鍔部を連結する橋絡部とが樹脂で一体に形成され、対向する鍔部は２つの積層したリング状円板が組み込まれる間隙を有することを特徴とする半円筒状のモータ用コイルボビン。
2. 並んで配置された２つの半円筒部の外側端部円周辺から外径方向へ形成された鍔部と、その鍔部から一つの前記リング状円板の外形を保持する保持部がさらに一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータ用コイルボビン。
3. 請求項２記載の半円筒状のモータ用コイルボビンを前記鍔部の一端側橋絡部および保持部あるいはそのどちらかで連結して一対とし、この一対のうち少なくとも一方の半円筒状のモータ用コイルボビンに形成された前記保持部および前記対向する鍔部あるいはそのどちらかに、前記ステータヨークのリング状円板の外形と係合する係合部を形成したことを特徴とするモータ用のコイルボビン。
4. リング状円板の内周から回転軸方向にクローポールが形成されたステータヨークが複数積層して構成されるステッピングモータ用のステータであって、
   ２つのステータヨークのクローポールが交互に並ぶよう配置したステータヨークの組み合わせを一層とし、この層をリング状円板を重ねて二層にするとともに前記リング状円板の外周にリング内方へ凹む凹部が形成されたステータヨークと、
   前記クローポールと同心で軸方向に２つ並んだ２つの半円筒部と、これら半円筒部の隣り合う端部円周辺から外径方向へ対向して形成された鍔部と、その対向する鍔部から回転軸方向に延びて両鍔部を連結する橋絡部とが樹脂で一体に形成され、さらに並んで配置された２つの半円筒部の外側端部円周辺から外径方向へ形成された鍔部と、その鍔部から一つの前記リング状円板の外形を保持する保持部が一体に形成されるとともに、前記対向する鍔部は２つの積層したリング状円板が組み込まれる一対の半円筒状コイルボビンとを有し、
   前記半円筒状ボビンの鍔部には前記ステータヨークの凹部と係合する凸部が設けられ、前記ステータヨークは前記凹部と前記凸部が係合するように一対の前記半円筒状コイルボビンがリング状円板の面方向から挟持され、
   前記コイルボビンにコイルが巻回されることを特徴とするモータ用ステータ。
5. 異なる磁極を交互に分布して着磁した永久磁石をロータとして組み込んだ請求項１乃至４に記載のモータ用ステータ備えたモータ。

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