JP4460942B2 - ステッピングモータ - Google Patents

Description

本発明は、カメラのレンズ駆動やメモリ機器の光ピックアップ駆動などに好適な超小型のステッピングモータに関する。

従来のステッピングモータは、多極に着磁されたマグネットを有するロータと、このロータの軸方向の両側からステータユニットを挿入して構成され、各ステータユニットは、マグネットに対向する櫛歯状の一対のヨークと、これら一対のヨークとに挟持されたコイルボビンとを有する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−００９４９７号公報

従来のステッピングモータでは、図７及び図８に示すように、端子１１０は耐熱性の樹脂製ボビン１０８に対して圧入により固定されていたが、はんだ付けする際に抜けや緩みによるガタが発生するなどの不都合が生じやすく、また、端子１１０にはコイル１１８が巻き付けられて結線されるが、その結線された部位１２１が露出しているために、基板やＦＰＣ１２２などのはんだ付け時に不用意に押し付けるなどして断線などの不具合が生じるおそれがあり、作業上の改善が望まれている。なお、図７において、１０１は回転軸、１０２ａ，１０２ｂは軸受、１０３ａ，１０３ｂ，１１１はワッシャ、１０４はマグネット、１０５ａ，１０５ｂ，１０７ａ，１０７ｂはヨーク、１１２はケース部材、１１３はカバー部材である。

上記抜けやガタに対する対策として、インサート成形によりコイルボビンに端子を一体的に取り付ける方法もあるが、金型が複雑化して製造コストの高騰を招き、必ずしも良い方法とは言い切れない面がある。

上記はんだ付け時の断線に対する対策として、端子におけるコイルの結線部位を極力端子の根元側に下げてコイルが端子の先端側にずれないような作業上の改善が図られているが、作業にバラツキが生じるために十分な対処ができていなかった。

更に、端子の取り付けのためにコイルボビンから延設された薄肉の部位１０８ａ，１０８ｂに、成形歪によって反りや変形が生じ、それによりボビンに固定された端子が傾くなどして基板などのはんだ付け作業に支障を来たすことがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、製造コストを抑えつつ、端子の抜けやガタ、或いはボビンの歪や変形による端子の傾きなどを抑え、組み立て作業時のコイルの断線などの不都合を改善できるステッピングモータを提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るステッピングモータは、多極に着磁されたマグネット４を有するロータと、当該マグネット４に対向配置されるステータとを備えるステッピングモータであって、前記ステータは、前記マグネット４に対向する櫛歯状のヨーク５ａ，７ａ，５ｂ，７ｂと、当該ヨークに挟持されたコイルボビン８ａ，８ｂとを有し、前記コイルボビンは、コイル１８に接続する端子１０ａ，１０ｂを取り付けるための取付孔１５ａ，１５ｂが形成された延設部１６ａ，１６ｂを有し、前記端子１０ａ，１０ｂは、その一端部に前記取付孔からの抜け止め機能を持つ取付基部１７ａ，１７ｂが設けられ、他端部が前記取付孔を介して前記延設部から外方に突出し、前記コイルボビンの延設部と前記ヨークとの間に耐熱性の絶縁部材９を介在させたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記絶縁部材は、前記ヨークと前記延設部の底面部との間に介在する第１の肉厚部９ａが一体形成され、当該第１の肉厚部は前記延設部における前記端子の取付基部が存する部位まで延びて、前記端子の抜けと前記延設部の変形を規制することを特徴とする。

また、上記構成において、前記絶縁部材は、前記延設部の上面部における前記端子が存する部分に隙間Ｓを形成する第２の肉厚部９ｂが一体形成され、前記端子１０とコイル１８の接続部２１が、前記隙間Ｓ内に存することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、コイルボビンの延設部とヨークとの間に耐熱性の絶縁部材を介在させたことによって、端子ピンをインサート成形しなくともコイルボビンに対する抜け止めを構成できる。

また、端子が押し込まれる方向に外力が作用した場合でも、端子が抜けてヨークに接触して短絡することを防止できる。

更に、コイルボビンの歪や変形による端子の傾きなどを抑え、組み立て作業時のコイルの断線などの不都合を改善できる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態という。以下同じ。）につき、添付の図面を参照して説明する。

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

図１は本発明に係る実施形態のステッピングモータを分解して示す斜視図、図２は図１のステッピングモータにおけるケース部材内部の構成を示す斜視図、図３は図１のＺ−Ｚ’断面図、図４は図３の要部断面図、図５は図１のステッピングモータのコイルボビンの斜視図、図６は端子の変形例を示す斜視図である。

図１乃至図６に示すように、本実施形態のＰＭ型ステッピングモータは、多極（径方向に８極）に着磁された円筒状のマグネット（永久磁石）４が、その中心軸Ｌを通る回転軸１に固定されて回転子（ロータ）を構成している。回転軸１はその一端部１ａが軸受２ａを介して円筒状のケース部材１２に軸支されている。また、回転軸１の他端部１ｂは軸受２ｂを介してケース部材１２に装着されるカバー部材１３に軸支されている。カバー部材１３はケース部材１２の軸方向の開口端部を閉塞する。ケース部材１２は非磁性体としての金属を加工し、或いは樹脂を成形して構成されており、軸受２ａはこのケース部材１２に圧入等で固定されている。カバー部材１３も、上記ケース部材１２と同様に非磁性体を加工或いは成形して構成されており、軸受２ｂはカバー部材１３に圧入等で固定されている。

上記マグネット４に対向して設けられる固定子（ステータ）は、ケース部材１２の内部に収容されており、回転軸１の一端部１ａ側から軸方向に沿って挿入される第１の固定子５ａ〜７ａと、回転軸１の他端端部１ｂ側から軸方向に沿って挿入される第２の固定子５ｂ〜７ｂとが回転軸１と同軸に配置されている。

第１の固定子は、マグネット４の着磁された外周部に対向する櫛歯状の部分を有する第１及び第２のヨーク５ａ，７ａ（第１のヨーク対という。）と、これら一対の第１及び第２のヨーク５ａ，７ａの間に挟持されたコイルボビン８ａとを有する。第１及び第２のヨーク５ａ，７ａの櫛歯状の部分は交互に隣接している。

第２のヨーク７ａには円筒軸７ｃが突出して形成されており、この円筒軸７ｃの内周面に回転軸１の一端部１ａを挿入することで回転軸１と同軸になるように位置決めされる。また、この円筒軸７ｃの外周面に第１のヨーク５ａとコイルボビン８ａを挿入することで回転軸１と同軸になるように位置決めされる。

第２の固定子も、第１の固定子と同様に、マグネット４に対向する櫛歯状の部分を有する第３及び第４のヨーク５ｂ，７ｂ（第２のヨーク対という。）と、これら一対の第３及び第４のヨーク５ｂ，７ｂの間に挟持されたコイルボビン８ｂとを有する。第３及び第４のヨーク５ｂ，７ｂの櫛歯状の部分も交互に隣接している。

第２のヨーク７ｂにも円筒軸７ｃが突出して形成されており、この円筒軸７ｃの内周面に回転軸１の他端部１ｂを挿入することで回転軸１と同軸になるように位置決めされる。また、この円筒軸７ｃの外周面に第３のヨーク５ｂとコイルボビン８ｂを挿入することで回転軸１と同軸になるように位置決めされる。

第１のヨーク対５ａ，７ａと第２のヨーク対５ｂ、７ｂとは、それぞれマグネット４の外周部を覆うように回転軸１の一端部１ａ側及び他端部１ｂ側から軸方向に沿ってそれぞれ挿入される。第１のヨーク対５ａ，７ａと第２のヨーク対５ｂ、７ｂとは、回転軸１の軸方向中央部でワッシャ１１を介して対向するように対称に配置されている。リング状のワッシャ１１は、第１のヨーク対と第２のヨーク対の各磁気回路を分断する機能を有する。また、マグネット４の両端面と第２、第４のヨーク７ａ，７ｂとが直接摺動しないように回転軸１の両端部１ａ，１ｂにもワッシャ３が配置されている。

耐熱性樹脂などから成形される各コイルボビン８ａ，８ｂには、コイル１８が巻線されるボビン本体６ａ，６ｂと、ボビン本体６ａ，６ｂから延びる延設部１６ａ、１６ｂとが設けられている。各延設部１６ａ，１６ｂには、コイル１８に電気的に接続される端子１０ａ、１０ｂを取り付けるための取付孔１５ａ、１５ｂが形成されている。各延設部１６ａ，１６ｂには、例えば、２本の端子１０ａ，１０ｂとそれらを挿入する２つの貫通する取付孔１５ａ，１５ｂが設けられる。各端子１０ａ，１０ｂは、その一端部に取付孔１５ａ，１５ｂからの抜け止め機能を持つ取付基部１７ａ，１７ｂが設けられた全体としてＴ字状の外形を有する。各端子１０ａ，１０ｂは、その他端部をコイルボビン８ａ，８ｂの中心軸側から取付孔１５ａ，１５ｂに挿入し、延設部１６ａ，１６ｂの取付孔１５ａ，１５ｂから外方に突出するように圧入などして保持される。これにより、各端子１０ａ，１０ｂに対してコイルボビン８ａ，８ｂの外方に向けて引っ張るような外力が作用しても容易に抜けない構成となっている。なお、端子の形状は、Ｔ字状の他、Ｌ字状にしてもよい（図６参照）。

各コイルボビン８ａ，８ｂの延設部１６ａ，１６ｂと第１及び第２のヨーク対との間には耐熱性樹脂からなる絶縁部材９が介装されている。この絶縁部材９は、各コイルボビン８ａ，８ｂの内方側に位置する第１及び第２のヨーク対の櫛歯状部分と各延設部１６ａ，１６ｂの底面部との間に介在する第１の肉厚部９ａが一体的に形成されている。各延設部１６ａ，１６ｂの底面部には各ヨーク対の櫛歯状部分との間に隙間ができるように段状に切り欠いた段差部１６ｃが部分的に形成されており、第１の肉厚部９ａは各延設部１６ａ，１６ｂの段差部１６ｃにおける端子１０ａ，１０ｂの取付基部１７ａ，１７ｂが存する部位まで延びて、端子１０ａ，１０ｂの抜けと延設部１６ａ，１６ｂの変形を防止する。

また、絶縁部材９には、基板やＦＰＣ２２の下面と各延設部１６ａ，１６ｂの上面部との間の端子１０ａ，１０ｂが存する部分に隙間Ｓを形成する第２の肉厚部９ｂが一体的に形成されており、端子１０ａ，１０ｂとコイル１８の接続部２１が、上記隙間Ｓ内に存する。

なお、第１及び第２のヨーク対の各櫛歯状部分の最外径部がケース部材１２の内壁面でガイドされ、カバー部材１３が溶接などで固定される。

上記構成によれば、絶縁部材９の第１の肉厚部９ａがコイルボビン８ａ，８ｂの各延設部１６ａ，１６ｂの底面部と第１及び第２のヨーク対の外面部との間に介装されるため、端子１０ａ，１０ｂが押し込まれる方向に外力が作用した場合でも、端子１０ａ，１０ｂが抜けて第１及び第２のヨーク対に接触して短絡することを防止できる。

また、絶縁部材９の第２の肉厚部９ｂが基板やＦＰＣ２２の下面と各延設部１６ａ，１６ｂの上面部との間に隙間Ｓを形成するように介装され、端子１０ａ，１０ｂとコイル１８の接続部２１が、上記隙間Ｓ内に存するので、基板やＦＰＣ２２などのはんだ付け時に端子とコイル１８の接続部分に不用意な力が加わることがないため、コイル１８の断線を阻止できる。

本発明はステッピングモータに限らず、モータの小型化が要求される様々な分野に適用できる。

本発明に係る実施形態のステッピングモータを分解して示す斜視図である。 図１のステッピングモータにおけるケース部材内部の構成を示す斜視図である。 図１のＺ−Ｚ’断面図である。 図３の要部断面図である。 図１のステッピングモータのコイルボビンの斜視図である。 端子の変形例を示す斜視図である。 従来例のステッピングモータの断面図である。 従来例のステッピングモータの要部断面図である。

符号の説明

１ 回転軸
２ａ，２ｂ 軸受
３ａ，３ｂ，１１ ワッシャ
４ マグネット
５ａ 第１のヨーク
５ｂ 第３のヨーク
６ａ，６ｂ ボビン本体
７ａ 第２のヨーク
７ｂ 第４のヨーク
８ａ，８ｂ コイルボビン
９ 絶縁部材
９ａ 第１の肉厚部
９ｂ 第２の肉厚部
１０ａ，１０ｂ 端子
１２ ケース部材
１３ カバー部材
１５ａ，１５ｂ 取付孔
１６ａ，１６ｂ 延設部
１６ｃ 段差部
１７ａ，１７ｂ 取付基部
１８ コイル
２１ コイル接続部
Ｓ 隙間
２２ 基板やＦＰＣ

Claims (3)

1. 多極に着磁されたマグネットを有するロータと、当該マグネットに対向配置されるステータとを備えるステッピングモータであって、
   前記ステータは、前記マグネットに対向する櫛歯状のヨークと、当該ヨークに挟持されたコイルボビンとを有し、
   前記コイルボビンは、コイルに接続する端子を取り付けるための取付孔が形成された延設部を有し、
   前記端子は、その一端部に前記取付孔からの抜け止め機能を持つ取付基部が設けられ、他端部が前記取付孔を介して前記延設部から外方に突出し、
   前記コイルボビンの延設部と前記ヨークとの間に耐熱性の絶縁部材を介在させたことを特徴とするステッピングモータ。
2. 前記絶縁部材は、前記ヨークと前記延設部の底面部との間に介在する第１の肉厚部が一体形成され、当該第１の肉厚部は前記延設部における前記端子の取付基部が存する部位まで延びて、前記端子の抜けと前記延設部の変形を規制することを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
3. 前記絶縁部材は、前記延設部の上面部における前記端子が存する部分に隙間を形成する第２の肉厚部が一体形成され、前記端子とコイルの接続部が、前記隙間内に存することを特徴とする請求項１又は２に記載のステッピングモータ。

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