JP4289466B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関するもので、特に、極歯を有するモータにおけるコイルボビンの構成に関するものである。

一般的な小型モータ、例えば小型ステッピングモータは、マグネットを備えたロータと、複数の櫛歯状の極歯が周方向に円筒状に形成されこれらの極歯が上記マグネットの外周に対向配置されてなるステータヨークと、巻線が巻回され上記極歯の外側に外装されたボビンとを有してなる。また、従来一般的なモータは、ロータもステータもボビンも円筒形で、全体的な形状も円筒形である。

図４は従来のモータに用いられているボビンの例を示すもので、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面図である。図４において、ボビン１は円筒状の筒部２と、この筒部２の一端に形成された鍔部３および筒部２の他端に形成された鍔部１３とを有している。筒部２には巻線５が巻回されている。巻線５の巻回し厚さはＡとする。鍔部３の一部は半径方向外側に突出して端子台４が一体に形成されている。ボビン１はできるだけ嵩張らないように、鍔部３は、中心軸線を挟んで相対向する位置において互いに平行する線に沿った切除面６、６が形成されることにより、軸方向から見てＤ字状になっている。他方の鍔部１３にも同様に中心軸線を挟んで相対向する位置において互いに平行する線に沿った切除面１６が形成されている。

図５は従来のモータに用いられているボビンの別の例を示すもので、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面図である。図４の例に付した符号の部分と共通の部分には共通の符号を付してある。図５において、ボビン１は、円筒状の筒部２と、この筒部２の一端に形成された鍔部３および筒部２の他端に形成された鍔部１３とを有している。筒部２には巻線５が巻回されている。鍔部３の一部は半径方向外側に突出して端子台４が一体に形成され、端子台４には二つの端子７、８が固定されている。端子７には巻線５の始端が絡げられ、端子８には巻線５の終端１０が絡げられている。

モータは、限りのある体積で必要なトルクを発生する必要があり、それに必要な起磁力を発生させるための巻線容積を確保する必要がある。しかしながら、図４、図５に示すような従来の小型モータ、特に直径６ｍｍ以下というような小径モータでは、必要な起磁力を発生させるための巻線容積を確保するのは難しい。図４に示す従来例では、ボビン１の鍔部３、１３をＤ字状にして、全体として嵩張らないようにしてはいるが、巻線容積を増大させる工夫はなされていない。

また、従来の小型モータにおける巻線の始端と終端の処理は、図５に示すように、ボビン１に一体に形成した端子台４に端子７、８を固定し、これに巻線５の始端と終端１０を絡げるものである。巻線５が施されたボビン１は図示されない円筒状のモータケースに収納され、端子台４はモータケースに形成された切り欠きから外部に突出するようになっているが、巻線５の終端１０は、円を描いて巻回されることによって形成された巻線５から接線方向に斜めに立ち上がって端子８に絡げられるため、巻線５の部分から終端１０が立ち上がり始める点１１がモータケースに近接した位置になり、上記終端１０がモータケースに接触し易い構造になっている。そのため、上記終端１０がモータケースに接触してショートし、あるいは断線し易いという問題がある。巻線５の始端は巻線５の内周側にあるため、上記のような問題は少ない。

本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、モータが小径化されても、必要な起磁力を発生させるための巻線容積を確保することができるモータを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、上記の目的を達成するために、マグネットを備えたロータと、複数の櫛歯状の極歯が周方向に円筒状に形成されこれらの極歯が上記マグネットの外周に対向配置されてなるステータヨークと、巻線が巻回され上記極歯の外側に外装されたボビンとを有するモータにおいて、上記ボビンは、巻線が巻回される円筒状の筒部と、この筒部の少なくとも一端に形成された鍔部とを有し、上記筒部は、上記巻線が巻回される外周面に対して周方向に不連続となる切り欠きを上記鍔部の位置まで設け、この切り欠きは、巻線を上記ボビンの円筒状の筒部に巻回したときに、上記極歯に接触しない周方向の長さに設定されるとともに、上記切り欠きの部分では上記巻線が直線状に巻回されるようにし、上記鍔部は、上記切り欠きに対応する位置に切除面が形成されていることにより、上記直線状に巻回された上記巻線に対応して上記巻線とともに上記鍔部の外周方向への膨らみを小さくしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記筒部の両側に鍔部を設け、上記切り欠きを上記両側の鍔部の位置まで設けたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、極歯は周方向に等間隔に配置され、切り欠き部において、極歯と巻線とが隙間をおいて直接対向していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、ボビンの鍔部には、巻回部から引き出された巻線端部が絡げられる端子と、この端子を固定し上記ボビンを内設させてモータケースから外に突出する端子台とが形成され、この端子台と半径方向に重なる位置を避けて回転軸を挟んで対向する位置に切り欠きが形成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、鍔部に、切り欠きに対応する位置において互いに平行な切除面が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ボビンの筒部に、周方向に不連続となる切り欠きを形成し、この筒部に巻線を巻回す構成になっているため、切り欠き部分で巻線が直線状になって外周方向への円弧状膨らみがなくなり、所定の起磁力を得るために必要な巻線容積を確保しながら体積を小さくすることができる。
また、極歯と巻線との間には隙間を設けることにより、巻線が極歯に接触してショートすることを回避することができる。
巻線は、切り欠きの部分で直線状になり、巻線の外径方向への膨らみが抑制される。

以下、図面を参照しながら本発明にかかるモータの実施の形態について説明する。
図１、図２は、本発明のモータに用いられるボビンの例を示す。図１、図２において、ボビン２０は、巻線が巻回される円筒状の筒部２１と、この筒部２１の一端に一体に形成された鍔部２２および他端に一体に形成された鍔部２６とを有している。上記筒部２２は、周方向に不連続となる一対の切り欠き２３、２３を有している。切り欠き２３、２３はボビン２０の軸線方向に長いスリット状に形成されている。

一方の鍔部２２には、外周部の一部が突出することによって端子台２４が一体に形成されている。上記切り欠き２３、２３は、端子台２４と半径方向に重なる位置を避けて、図示されない回転軸を挟んで互いに対向する位置に形成されている。鍔部２２は、切り欠き２３、２３に対応する位置において互いに平行な切除面２５、２５が形成され、軸方向から見てＤ字状の外形になっている。他方の鍔部２６にも、軸方向から見て上記切除面２５、２５と重なる切除面２７、２７が形成されている。

上記ボビン２０の筒部２１には、図３（ａ）に示すように巻線２８が巻回される。巻線２８は上記筒部２１の外周面に沿って巻回されるため、全体としてはほぼ円筒状になるが、一対の切り欠き２３、２３の部分では、切り欠き２３、２３の周方向長さに見合った長さの直線部分が生じ、ボビン２０を軸線方向から見たとき、巻線２８はＤ字状になっており、また、巻線２８の上記直線部分の外側の面は、鍔部２４、２６の切除面２５、２７と重なっている。巻線２８の巻回し厚さをＡとする。

上記ボビン２０の筒部２１の内周側に内接させてステータヨークの極歯が配置される。換言すれば、ボビン２０は上記極歯の外側に外装されている。図３（ａ）には、上記切り欠き２３、２３の位置に配置されている極歯２９のみが描かれているが、もっと多くの櫛歯状の極歯が周方向に円筒状に、かつ周方向に等間隔に形成されている。周方向に配列されている極歯は、ボビン２０の軸方向両端に配置される一方のステータヨークと一体の極歯と、他方のステータヨークと一体の極歯とからなり、一方のステータヨークの極歯と他方のステータヨークの極歯とが周方向に交互に配置されている。

円筒状に配置された上記極歯２９の内周側には、マグネットを備えたロータが回転可能に支持されて配置されている。換言すれば、極歯２９が上記マグネットの外周に対向配置され、これによってモータが構成されている。上記マグネットは周方向に等間隔に磁極が形成され、極歯２９が磁化されるごとにロータが所定の角度ずつ回転するようになっている。

ボビン２０の一対の切り欠き２３、２３の部分では、この切り欠き２３、２３の部分にある極歯２９に巻線２８が直接対向するとともに、前述のように、巻線２８は切り欠き２３、２３の周方向長さに見合った長さの直線になっていて、巻線２８の内周側が極歯２９に接近している。しかし、極歯２９と巻線２８との間には隙間αが生じるように、すなわち、極歯２９と巻線２８とが接触しないように、切り欠き２３、２３の周方向長さが設定されている。

以上説明した実施の形態によれば、ボビン２０の円筒部２１に、周方向に不連続となる切り欠き２３、２３を形成し、この円筒部に巻線２８を巻回す構成になっているため、切り欠き２３、２３部分で巻線２８が直線状になって外周方向への円弧状膨らみがなくなり、所定の起磁力を得るために必要な巻線容積を確保しながら体積を小さくすることができる。また、極歯２９と巻線２８との間には隙間αを設けているので、巻線２８が極歯２９に接触してショートすることはない。
なお、ボビン２０の鍔部は、筒部２１の一端にのみにあってもよいし、図示の実施形態のように両端にあってもよい。また、切り欠き２３は１箇所のみにあってもよいし、複数箇所にあってもよい。

本発明にかかるモータに使用されるボビンの一例を示す側面断面図である。 上記ボビンの正面図である。 上記ボビンに巻線を施した例を示すもので、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面図である。 従来のモータに使用されるボビンの例を示す（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面図である。 従来のモータに使用されるボビンの別の例を示す（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

２０ ボビン
２１ 筒部
２２ 鍔部
２３ 切り欠き
２４ 端子台
２６ 鍔部
２８ 巻線
２９ 極歯

Claims (5)

1. マグネットを備えたロータと、複数の櫛歯状の極歯が周方向に円筒状に形成されこれらの極歯が上記マグネットの外周に対向配置されてなるステータヨークと、巻線が巻回され上記極歯の外側に外装されたボビンとを有するモータにおいて、
   上記ボビンは、上記巻線が巻回される円筒状の筒部と、この筒部の少なくとも一端に形成された鍔部とを有し、
   上記筒部は、上記巻線が巻回される外周面に対して周方向に不連続となる切り欠きを上記鍔部の位置まで設け、
   上記切り欠きは、上記巻線を上記ボビンの円筒状の筒部に巻回したときに、上記極歯に接触しない周方向の長さに設定されるとともに、上記切り欠きの部分では上記巻線が直線状に巻回されるようにし、
   上記鍔部は、上記切り欠きに対応する位置に切除面が形成されていることにより、上記直線状に巻回された上記巻線に対応して上記巻線とともに上記鍔部の外周方向への膨らみを小さくしたことを特徴とするモータ。
2. 上記筒部の両側に鍔部を設け、上記切り欠きを上記両側の鍔部の位置まで設けた請求項１記載のモータ。
3. 上記極歯は周方向に等間隔に配置され、上記切り欠きの部分において上記極歯と上記巻線とが隙間をおいて直接対向している請求項１記載のモータ。
4. 上記ボビンの鍔部には、巻回部から引き出された巻線端部が絡げられる端子と、この端子を固定し上記ボビンを内設させてモータケースから外に突出する端子台とが形成され、この端子台と半径方向に重なる位置を避けて回転軸を挟んで対向する位置に上記切り欠きが形成されている請求項１記載のモータ。
5. 上記鍔部には、上記切り欠きに対応する位置において互いに平行な切除面が形成されている請求項１記載のモータ。

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