JP4738841B2 - Stepping motor - Google Patents
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Description
本発明は、多極に着磁されたロータの周りに、コイル,ボビン,ヨークからなるステータを積層して配置したステッピングモータに関し、特に、板金状のヨークに爪を立てたクローポール型のステッピングモータに関する。 The present invention relates to a stepping motor in which a stator composed of a coil, a bobbin, and a yoke is laminated around a rotor magnetized in multiple poles, and in particular, a claw pole type stepping with claws raised on a sheet metal yoke. It relates to the motor.
従来のステッピングモータとしては、外輪郭を画定する二つのハウジング内に、磁極片をもつ凹状ヨーク(ステータコア),磁極片を有し凹状ヨークに対向して配置される板状ヨーク(ステータコア),凹状ヨークと板状ヨークとの間及び一対の板状ヨークの間に挟持される二つのボビン,ボビンに巻回されるコイル等からなるステータ、ヨークの中央においてハウジングにより回動自在に支持されるロータ等を備えたものが知られている。 As a conventional stepping motor, a concave yoke (stator core) having magnetic pole pieces, a plate-shaped yoke (stator core) having magnetic pole pieces and disposed opposite to the concave yoke in two housings that define an outer contour, a concave shape A stator comprising two bobbins sandwiched between a yoke and a plate-like yoke and between a pair of plate-like yokes, a coil wound around the bobbin, and the like, and a rotor rotatably supported by a housing at the center of the yoke Etc. are known.
このステッピングモータにおいて、ボビンは、鍔状の一対の側板、一対の側板の間においてコイルを巻回するための円筒部、一方の側板に一部が埋設されて径方向に突出すると共にその付根領域にコイルが巻回して接続された一対のターミナル(端子)等により形成されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来のステッピングモータにおいては、磁路を形成するヨークとして、凹状ヨークと板状ヨークの二種類のヨークを用いているため、各々の部品を製造するための成形型等が別々に必要になり、又、各々の部品を個別に管理する必要があることから、製造コストが増加する。
また、ボビンにおいては、ターミナルの付根領域にコイルを巻回して接続する構成故に、外部電源との接続に必要な長さの他に、コイル接続のための長さだけターミナルを長くする必要がある。さらに、巻回したコイルの接続を確実にするために、半田付け等を行う場合は、ターミナルを半田ディップ槽に漬けることができないため、個々に手作業で行わなければならず、生産性が非常に悪い。
さらに、ステッピングモータの防水性を確保するために、上記従来の構成において、ハウジングを樹脂材料で成型(モールド)すると、外径寸法が大きくなってステッピングモータの大径化、大型化を招くと共に、内部で発生する熱を外部に逃がすための放熱特性が悪化する。
By the way, in the above conventional stepping motor, two types of yokes, a concave yoke and a plate-shaped yoke, are used as yokes for forming a magnetic path, and therefore a mold for manufacturing each component is required separately. In addition, since it is necessary to manage each part individually, the manufacturing cost increases.
Moreover, in the bobbin, since the coil is wound around and connected to the root area of the terminal, it is necessary to lengthen the terminal by the length for connecting the coil in addition to the length necessary for connection to the external power source. . In addition, when soldering to ensure the connection of the wound coil, the terminal cannot be immersed in the solder dip bath, so it must be done manually and the productivity is very high. It ’s bad.
Furthermore, in order to ensure the waterproofness of the stepping motor, when the housing is molded (molded) with a resin material in the above-described conventional configuration, the outer diameter increases, leading to an increase in the diameter and size of the stepping motor. The heat dissipation characteristics for releasing the heat generated inside to the outside deteriorates.
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小径化、小型化、軽量化、部品点数の削減による低コスト化、防水性、放熱特性の向上等を図りつつ、組付け作業性、生産性等が向上するステッピングモータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances of the above prior art, and its object is to reduce the diameter, reduce the size, reduce the weight, reduce the number of parts, reduce the cost, waterproofness, and heat dissipation characteristics. An object of the present invention is to provide a stepping motor that improves assembly workability, productivity, and the like while improving it.
本発明のステッピングモータは、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されたロータと、励磁用のコイル,前記コイルを巻回するボビン,及び前記ボビンを挟持して接合されると共に前記ロータの周りに配列される複数の磁極片をもつ一対のヨークからなるステータとを備え、前記ステータが前記ロータの回転軸方向に複数積層されたステッピングモータであって、前記一対のヨークを同一形状とし、前記各ヨークは、前記ボビンを挟持するための環状板部と、前記環状板部の内縁に画定される前記複数の磁極片と、前記環状板部の外縁から直立して形成されるものであって他のヨークと接触するための直立片と、前記環状板部の外縁から径方向に突出して形成されたるものであって他のヨークの前記直立片と嵌合するための突出片と、を有し、前記一対のヨークの一方に形成された前記直立片及び前記突出片は、前記一対のヨークの他方に形成された前記突出片及び前記直立片とそれぞれ嵌合して前記一対のヨークを組み付ける構成となっている。
この構成によれば、同一形状をなす一対のヨークを、ボビンを挟んで環状板部同士を対向させかつお互いの接合部を接合させるように組み付けることで、一つのステータが形成され、このステータを積層することで全体のステータが形成される。すなわち、ステータを構成する複数のヨークは、一種類のヨークからなるため、金型等は一種類でよく、又、部品の管理も一種類で済むため、製造コスト、管理コスト等を低減することができる。また、ボビンを挟み込んだ状態で、一方のヨークの直立片及び突出片を、他方のヨークの突出片及び直立片にそれぞれ嵌合させることで、一対のヨーク(各々の磁極片)が位置決めされつつ組み付けられるため、組付け作業が簡略化されると共に組付けが高精度に行われる。
The stepping motor of the present invention includes a housing, a rotor rotatably supported by the housing, an excitation coil, a bobbin around which the coil is wound, and a bobbin that is sandwiched and joined to the stepping motor. A stator composed of a pair of yokes having a plurality of magnetic pole pieces arranged in a stepping motor, wherein the stator is a plurality of layers stacked in the direction of the rotation axis of the rotor, and the pair of yokes has the same shape, Each yoke is formed upright from an annular plate portion for sandwiching the bobbin, the plurality of magnetic pole pieces defined on an inner edge of the annular plate portion, and an outer edge of the annular plate portion. An upright piece for contacting with another yoke, and a protrusion for projecting in a radial direction from the outer edge of the annular plate portion and for fitting with the upright piece of the other yoke The upright piece and the protruding piece formed on one of the pair of yokes are respectively fitted with the protruding piece and the upright piece formed on the other of the pair of yokes. The yoke is assembled.
According to this configuration, a single stator is formed by assembling a pair of yokes having the same shape so that the annular plate portions are opposed to each other with the bobbin interposed therebetween and the joint portions are joined to each other. The whole stator is formed by laminating. In other words, since the plurality of yokes constituting the stator is composed of one type of yoke, only one type of mold or the like is required, and only one type of component management is required, thereby reducing manufacturing costs, management costs, etc. Can do. In addition, while the bobbin is sandwiched, the upright piece and the protruding piece of one yoke are fitted to the protruding piece and the upright piece of the other yoke, respectively, thereby positioning the pair of yokes (each magnetic pole piece). Since it is assembled, the assembly work is simplified and the assembly is performed with high accuracy.
上記構成において、直立片は、回転軸と同軸上に中心をもつ所定の曲率半径をなす円弧面状に形成され、突出片は、直立片の端部に嵌合される円弧状の外縁部をもつように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、一対のヨークを組付けた状態で、少なくとも二つの直立片がボビンを円弧面状に覆うため、十分な磁路面積を確保できると共に、一対のヨークの小径化を達成しつつ両者を堅固に組み付けることができる。
In the above configuration, the upright piece is formed in an arcuate surface shape having a predetermined curvature radius coaxially with the rotation axis, and the protruding piece has an arcuate outer edge fitted to the end of the upright piece. It is possible to adopt a configuration that is formed to have.
According to this configuration, since at least two upright pieces cover the bobbin in a circular arc shape with the pair of yokes assembled, a sufficient magnetic path area can be secured and the diameter of the pair of yokes can be reduced. Both can be firmly assembled.
上記構成において、ボビンは、コイルを巻回する円筒部と,円筒部を挟む一対の鍔部と,一対の鍔部から回転軸方向に突出した位置決め突起とを含み、一対のヨークの環状板部は、位置決め突起を受け入れる位置決め孔を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ボビンの位置決め突起をヨークの位置決め孔に嵌合させるようにして、一対のヨークでボビンを挟み込むことにより、相互の組付け及び位置決めを同時に完了することができる。
In the above configuration, the bobbin includes a cylindrical portion around which the coil is wound, a pair of flange portions sandwiching the cylindrical portion, and a positioning projection protruding from the pair of flange portions in the rotation axis direction, and an annular plate portion of the pair of yokes May employ a configuration including a positioning hole for receiving a positioning protrusion.
According to this configuration, the bobbin is sandwiched between the pair of yokes so that the positioning protrusions of the bobbin are fitted in the positioning holes of the yoke, whereby the mutual assembly and positioning can be completed simultaneously.
上記構成において、ボビンは、積層されるステータ同士を位置決めするべく、鍔部から回転軸方向に突出した位置決め突起と,隣接するヨークを挟んで位置決め突起を受け入れる位置決め孔とを含み、ヨークの環状板部は、位置決め突起を通す貫通孔を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、コイルを巻回したボビンを一対のヨークで挟んだ構成からなるステータを複数積層する際に、一つのステータに含まれるボビンの位置決め突起(及び位置決め孔)と、隣接する二つのヨークの貫通孔を通して、他のステータに含まれるボビンの位置決め孔(及び位置決め突起)とをお互いに嵌合させることにより、隣接するステータ(隣接するヨーク)同士の位置決めを容易に行うことができる。
In the above configuration, the bobbin includes a positioning projection that protrudes in the direction of the rotation axis from the flange to position the stacked stators, and a positioning hole that receives the positioning projection across the adjacent yoke, and the annular plate of the yoke The part can adopt a configuration including a through hole through which the positioning protrusion passes.
According to this configuration, when a plurality of stators having a configuration in which a bobbin around which a coil is wound is sandwiched between a pair of yokes are stacked, the bobbin positioning protrusions (and positioning holes) included in one stator and the adjacent two By positioning the bobbin positioning holes (and positioning protrusions) included in other stators through the through holes of the two yokes, the adjacent stators (adjacent yokes) can be easily positioned. .
上記構成において、ボビンは、巻回されたコイルを接続すると共に外部の電源に接続され得る一対の端子を有し、一対の端子は、コイルの端部を電気的に接続するべく,それぞれ回転軸方向に伸長するように一体的に形成された接続片を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、一対の端子にコイルの端部を接続(巻回)する領域として、端子の付根領域を用いるのではなく、回転軸方向に伸長する接続片を設けたことにより、一対の端子の長さを従来に比べて短くでき、その分だけ、ボビン全体の小径化を達成できる。また、接続片が端子と略垂直な方向に伸長するため、接続片を半田ディップ槽等に漬けることができ、コイルの半田付け等の自動化が可能になり、生産性が向上する。
In the above configuration, the bobbin has a pair of terminals that connect the wound coil and can be connected to an external power source, and each of the pair of terminals has a rotating shaft to electrically connect the ends of the coil. A configuration having a connection piece integrally formed so as to extend in a direction can be adopted.
According to this configuration, as a region for connecting (winding) the end portions of the coils to the pair of terminals, instead of using the terminal root region, the connection piece extending in the direction of the rotation axis is provided. The length of the terminal can be shortened compared to the conventional one, and the diameter of the entire bobbin can be reduced accordingly. In addition, since the connection piece extends in a direction substantially perpendicular to the terminal, the connection piece can be immersed in a solder dip tank or the like, and the soldering of the coil can be automated, thereby improving the productivity.
上記構成において、一対の端子及び接続片は、一対の鍔部の一方に固定されており、複数のステータの一つに含まれる接続片は、隣接する他のステータの領域に入り込むように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、接続片が、各々のステータ(ボビン)の積層方向において他のステータ(他のボビン)の領域に入り込むように形成されているため、ボビン(円筒部)に対してコイルを容易に巻回できると共に、積層方向(ロータの回転軸方向)において薄型化を達成することができる。
In the above configuration, the pair of terminals and the connection piece are fixed to one of the pair of flange portions, and the connection piece included in one of the plurality of stators is formed so as to enter the region of the other adjacent stator. The configuration can be adopted.
According to this configuration, since the connecting piece is formed so as to enter the region of the other stator (other bobbin) in the stacking direction of each stator (bobbin), the coil is connected to the bobbin (cylindrical portion). While being able to wind easily, thickness reduction can be achieved in the lamination direction (rotation axis direction of a rotor).
上記構成において、ハウジングは、ヨーク,ボビン,及びコイルを覆うと共にヨークの外縁領域の少なくとも一部を露出させるべく、樹脂材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ハウジングを樹脂材料により形成することで、全体の防水性を確保することができ、ヨークの外縁領域の一部を露出させることで、放熱効果を高めることができる。
In the above configuration, the housing may be formed of a resin material so as to cover the yoke, the bobbin, and the coil and to expose at least a part of the outer edge region of the yoke.
According to this configuration, the overall waterproofness can be ensured by forming the housing from the resin material, and the heat radiation effect can be enhanced by exposing a part of the outer edge region of the yoke.
上記構成において、ハウジングは、ヨークの接合部の外壁面を露出させるべく、ヨークの外径と略同一の外輪郭を画定するように形成された、構成を採用することができる。
この構成によれば、ヨークの接合部(例えば直立片及び突出片)の外径と同一寸法にハウジングが形成されるため、ハウジングの小径化、全体の小型化、軽量化を達成しつつ、露出されるヨークの面積を大きくでき放熱効果をさらに高めることができる。
In the above configuration, the housing may be configured to define an outer contour that is substantially the same as the outer diameter of the yoke so as to expose the outer wall surface of the joint portion of the yoke.
According to this configuration, since the housing is formed with the same dimension as the outer diameter of the joint portion (for example, the upright piece and the protruding piece) of the yoke, the housing is exposed while achieving a reduction in the diameter of the housing, overall size reduction, and weight reduction. The area of the yoke can be increased, and the heat dissipation effect can be further enhanced.
上記構成において、ハウジングは、ロータを収容する円筒部と,円筒部に形成された取付け用のフランジ部とを含み、フランジ部には、回転軸方向の外側に座面をもつ複数の取付け孔が設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、フランジ部に形成する取付け孔の座面としてハウジングの端面を用いることで、複数の取付け孔を、ハウジング(円筒部)の外壁面近傍まで近づけて中心寄りに形成することができ、すなわち、取付け孔同士のピッチを狭くすることができる。したがって、取付け強度が高まると共に、ハウジングを小径化、小型化することができる。
In the above configuration, the housing includes a cylindrical portion that accommodates the rotor, and a mounting flange portion formed on the cylindrical portion, and the flange portion has a plurality of mounting holes having seating surfaces on the outer side in the rotation axis direction. The provided configuration can be adopted.
According to this configuration, by using the end surface of the housing as the seating surface of the mounting hole formed in the flange portion, the plurality of mounting holes can be formed closer to the center near the outer wall surface of the housing (cylindrical portion). In other words, the pitch between the mounting holes can be reduced. Therefore, the mounting strength is increased, and the housing can be reduced in diameter and size.
上記構成をなすステッピングモータによれば、小径化、小型化、軽量化、部品点数の削減による低コスト化、防水性、放熱特性の向上等が達成されると共に、組付け作業性、生産性等が向上したステッピングモータを提供することができる。 According to the stepping motor having the above configuration, it is possible to reduce the diameter, reduce the size, reduce the weight, reduce the cost by reducing the number of parts, improve the waterproof property, the heat dissipation property, etc., as well as the assembly workability, the productivity, etc. Thus, it is possible to provide a stepping motor with improved performance.
以下、本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図9は、本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示すものであり、図1及び図2はステッピングモータを備えた弁装置の外観図及び断面図、図3及び図4はステッピングモータの一部を示す外観図及び断面図、図5はヨークを示す外観図、図6はボビン及びコイルを示す外観図及び断面図、図7は半田付けを示す工程図、図8は一対のヨークとコイルを巻回したボビンとからなるステータを積層する工程図、図9は積層されたステータ及び磁極片の相互関係を示す外観図及び展開図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 9 show an embodiment of a stepping motor according to the present invention. FIGS. 1 and 2 are external views and sectional views of a valve device provided with a stepping motor, and FIGS. 3 and 4 are stepping motors. FIG. 5 is an external view showing a yoke, FIG. 6 is an external view and cross-sectional view showing a bobbin and a coil, FIG. 7 is a process diagram showing soldering, and FIG. FIGS. 9A and 9B are a process diagram for laminating a stator including a yoke and a bobbin around which a coil is wound. FIG.
この弁装置は、図1及び図2に示すように、弁部Vと、弁部Vを往復動させるステッピングモータMとにより構成されている。
弁部Vは、図1及び図2に示すように、流体が流れる通路を開閉する弁体11、弁体11を一端部に保持しかつ他端側の所定領域の外周面において雄ネジ12aが形成されたスクリューシャフト12等により形成されている。
ステッピングモータMは、図1ないし図4に示すように、ハウジング20、ハウジング20に回動自在に支持されたロータ30、ロータ30の周りにおいて回転軸S方向に積層された二つのステータ40等により形成されている。
二つのステータ40は、それぞれ、励磁用のコイル50、コイル50を巻回するボビン60、及びボビン60を挟持して接合される一対のヨーク70により形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve device includes a valve portion V and a stepping motor M that reciprocates the valve portion V.
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve portion V has a
As shown in FIGS. 1 to 4, the stepping motor M includes a
The two
ハウジング20は、二つのステータ40の周りを覆うと共に一対のヨーク70の一部(後述する接合部としての直立片73及び突出片74)の外壁面を露出させるように樹脂材料により型成形(モールド)された円筒部21、円筒部21の上端側において一体的に形成された取付け用のフランジ部22、円筒部21の外壁面から突出して一体的に形成されたコネクタ部23、円筒部21の下側開口部に結合されてスクリューシャフト12を通すべく円筒部21とは別個に樹脂材料により型成形されたキャップ部24等により形成されている。
The
円筒部21は、図4に示すように、ヨーク70の後述する直立片73及び突出片74の外壁面を露出させるべく、ヨーク70と同一外径Dの寸法に形成されている。したがって、ハウジング20の小径化が達成され、又、ステータ40の防水性が確保される。一方、ヨーク70の一部を露出させているため、発生する熱の放熱効果も向上する。
As shown in FIG. 4, the
フランジ部22は、図1ないし図3に示すように、回転軸Sを中心とした点対称の位置に二つの取付け孔22aを有し、この取付け孔22aは、円筒部21(ハウジング20)の上面の一部が座面となるように、円筒部21の外壁面に隣接して形成されている。
したがって、二つの取付け孔22aのピッチ(離隔距離)が短くなり、図2に示すように、ボルトBを用いて配管P等に取り付ける際に、その取付け強度が高まると共に、ハウジング20を小径化、小型化、軽量化することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
Accordingly, the pitch (separation distance) between the two mounting
ロータ30は、図2に示すように、両端が回動自在に支持される円筒部31、周方向において多極に着磁され円筒部31の周りに接合された永久磁石32等により形成されている。円筒部31は、樹脂材料により形成されており、内周面の一部においてスクリューシャフト12の雄ネジ12aが螺合する雌ネジ31aを有する。
そして、ロータ30は、一端部31bが軸受33を介して又他端部31cが円孔ガイド34を介して、ハウジング20に回動自在に支持されている。尚、ロータ30は、コイルバネ35及びボール36により、回転軸S方向の一方側に付勢されて、スラスト方向のガタツキが防止されている。
As shown in FIG. 2, the rotor 30 is formed by a
The rotor 30 is rotatably supported by the
一対のヨーク70は、金属板を金型により打ち抜いて同一形状に成形されたものであり、図5(a),(b),(c)に示すように、内縁から垂直に折り曲げられた複数(ここでは、6個)の磁極片71を画定する環状板部72、環状板部72の外縁に形成された複数の接合部としての直立片73及び突出片74、位置決め孔及び貫通孔としての二つの円孔75を有する。
The pair of
6個の磁極片71は、図4及び図5(c)に示すように、略三角形状に形成され、周方向において角度θ1(ここでは、60°)の等間隔で配列されている。
二つの円孔75は、環状板部72において、回転軸Sを通る直線L上の点対称となる位置に形成されている。尚、直線Lは、隣接する磁極片71と角度θ2(ここでは、7.5°)をなす関係に位置付けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5C, the six
The two
直立片73は、図5(a)に示すように、周方向におけるその中心が直線Lと角度θ3(ここでは、45°)をなす位置において、環状板部72の外縁から垂直に折り曲げられると共に、回転軸Sと同軸上に中心を有し、曲率半径D/2(外壁面まで)をなす円弧面状に、又、ボビン60を挟み込むために必要な高さに形成されている。また、直立片73の端部には、突出片74の外縁部を嵌合させる切り欠き73aが形成されている。
突出片74は、図5(a)に示すように、周方向におけるその中心が直線Lと角度θ4(ここでは、30°)をなす位置において、環状板部72から径方向外側に突出して形成されており、その外縁部は、回転軸Sと同軸上に中心を有し、曲率半径D/2をなす円弧状に形成されている。
As shown in FIG. 5A, the
As shown in FIG. 5A, the protruding
したがって、一対のヨーク70を接合して組付ける際には、一方のヨーク70に対して他方のヨーク70を反転させて、ボビン60を挟み込むようにして環状板部72同士を対向させると共に、一方のヨーク70の直立片73(切り欠き73a)に他方のヨーク70の突出片74を嵌合(係合)させ、他方のヨーク70の直立片73(切り欠き73a)に一方のヨーク70の突出片74を嵌合(係合)させることにより、組付けが完了する。
また、この組付け状態において、一方のヨーク70の6個の磁極片71と他方のヨーク70の6個の磁極片71とは、ロータ30の外周面に対向しつつ周方向において30°の等間隔で配列されることになる。
Therefore, when the pair of
Further, in this assembled state, the six
すなわち、一対のヨーク70は、一種類のヨークとして形成されているため、金型等は一種類でよく、又、部品の管理も一種類で済むため、製造コスト、管理コスト等を低減することができる。また、一対のヨーク70を組付けた状態で、二つの直立片73がボビン60を円弧面状に覆うため、十分な磁路面積を確保できると共に、一対のヨーク70の小径化を達成しつつ両者を堅固に組み付けることができる。
That is, since the pair of
ボビン60は、図6(a),(b),(c)に示すように、樹脂材料により、コイル50を巻回する円筒部61、円筒部61を挟む一対の鍔部62,63等を画定するように形成されている。また、鍔部62には、回転軸S方向に突出してヨーク70の円孔(位置決め孔及び貫通孔)75に通される位置決め突起62a、二つのステータ40が積層された状態で、積層された他のボビン60の位置決め突起62aを受け入れる位置決め孔62bが形成されている。さらに、鍔部63には、ヨーク70の円孔(位置決め孔)75に通される二つの位置決め突起63a、63aが形成されている。
As shown in FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C, the
ボビン60の鍔部62には、図6(a),(b),(c)に示すように、外部の電源に接続され得る一対の端子80が部分的に埋設されて固定されている。一対の端子80は、ボビン60の径方向外側に向けて(回転軸Sに垂直な方向に)伸長するように形成されると共に、その埋設領域から回転軸S方向に伸長する接続片81が一体的に形成されている。
すなわち、一対の端子80は、それぞれ略L字状に形成されており、接続片81に対してコイル50の端部50aが巻回され、電気的接続を確実にするべくその先端部が半田Wにより固着されている。接続片81は、二つのステータ40が積層された状態で、一方のステータ40に含まれる接続片81が、他方のステータ40の領域に入り込むように形成されている。
As shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, a pair of
That is, each of the pair of
このように、一対の端子80にコイル50の端部50aを接続(巻回)する領域として、端子80の付根領域を用いるのではなく、回転軸S方向に伸長する接続片81を設けたことにより、一対の端子80の長さを従来に比べて短くでき、その分だけ、ボビン60全体を小径化できる。また、接続片81が、各々のステータ40(ボビン60)の積層方向において他のステータ40(他のボビン60)の領域に入り込むように形成されているため、ボビン60(円筒部61)に対してコイル50を容易に巻回できると共に、積層方向(ロータ30の回転軸S方向)において、薄型化を達成することができる。
As described above, the
ここで、接続片81とコイル50(端部50a)との半田付けについて説明すると、先ず、コイル50の端部50aを接続片81に巻き付けた状態で、図7(a)に示すように、昇降可能な保持機構(不図示)により、接続片81を下向きにした状態でボビン60を保持し、半田ディップ槽Hの上方にセットする。
そして、保持機構を下降させて、図7(b)に示すように、接続片81の先端領域を半田ディップ槽Hに浸漬する。
その後、図7(c)に示すように、保持機構を上昇させて、接続片81を半田ディップ槽Hから引き上げる。すると、接続片81の先端部に半田Wが付着して、コイル50の端部50aが接続片81に半田付けされる。
このように、端子80を漬けることなく、又、コイル50に半田が付着するのを鍔部62で防止しつつ、半田付けを自動的に行うことができるため、所定の位置に確実に半田付けできると共に、手作業で半田付けを行う場合に比べて生産性が向上する。
Here, the soldering of the
Then, the holding mechanism is lowered and the tip region of the
After that, as shown in FIG. 7C, the holding mechanism is raised and the
As described above, since the soldering can be automatically performed without immersing the terminal 80 and with the
次に、ステータ40の組付けについて説明すると、図8に示すように、コイル50を巻回したボビン60及び一対のヨーク70をそれぞれ二組用意して、それぞれの組について、ボビン60を挟み込むようにして一対のヨーク70を接合する。
すなわち、一方のヨーク70の一つの円孔75に対して位置決め突起62aを通し、他方のヨーク70の二つの円孔75に対して二つの位置決め突起63aを通すようにして、ボビン60を挟み込んだ状態で一対のヨーク70を近づけ、一方のヨーク70の直立片73(切り欠き73a)及び突出片74と他方のヨーク70の突出片74及び直立片73(切り欠き73a)とを接合する。
Next, the assembly of the
That is, the
これにより、一対のヨーク70(一方のヨーク70の磁極片71と他方のヨーク70の磁極片71と)の相対的な位置決めが行われると同時に、ボビン60及び一対のヨーク70が確実に組み付けられて、二つのステータ40が形成される。この直立片73は位置決めの他、磁路形成する機能も併せ持っており、一つの部材で二つの機能を有しているので小型化が可能となる。
Thereby, relative positioning of the pair of yokes 70 (the
続いて、二つのステータ40,40を、回転軸S方向に積層する。すなわち、各々のステータ40に含まれる接続片81が他のステータ40の領域に入り込むように、接続片81同士が若干ずれた位置で対向するように、二つのステータ40を対向させる。
そして、一方のステータ40に含まれるボビン60の位置決め突起62aが、他方のステータ40に含まれるヨーク70の円孔75を通過してボビン60の位置決め孔62bに嵌合し、又、他方のステータ40に含まれるボビン60の位置決め突起62aが、一方のステータ40に含まれるヨーク70の円孔75を通過してボビン60の位置決め孔62bに嵌合するように、二つのステータ40,40を接合する。
Subsequently, the two
Then, the
これにより、二つのステータ40,40は、図9(a)に示すように、回転軸S方向に積層されると同時に、図9(b)に示すように、隣接するヨーク70同士の磁極片71が、角度2・θ2(ここでは、15°)だけずれた状態で位置決めされる。
したがって、四つのヨーク70にそれぞれ含まれる複数(ここでは、24個)の磁極片71は、隣接するもの同士が全て角度2・θ2(ここでは、15°)の等間隔でロータ30の周りに配列され、二相12極のステッピングモータのためのステータが形成されることになる。
このように、単一の形状をなすヨーク70と単一の形状をなすボビン60とを用いて、個々のステータ40並びにステータ40同士の組付け作業を容易に行うことができ、又、相互の位置決めを高精度に行うことができる。
As a result, the two
Therefore, a plurality (24 in this case) of
As described above, by using the
さらに、上記の二段構成のステータ40は、樹脂材料により型成形(モールド)されたハウジング20により、図3(b),(c)及び図4に示すように、4箇所に位置するヨーク70の一部(直立片73及び突出片84の外壁面)を露出させつつ、それ以外の部分が覆われることで、全体として防水性が確保されると共に、ヨーク70で発生した熱を効率良く外部に放出させることができる。
Furthermore, the above-described two-
上記構成のステッピングモータMを備えた弁装置においては、コイル50が適宜通電されて、ロータ30が回動すると、ロータ30の雌ネジ31aに螺合したスクリューシャフト12が回転軸S方向に往復動して、弁体11が流体通路の開閉動作を行うようになっている。
In the valve device including the stepping motor M having the above-described configuration, when the
上記実施形態においては、ステータ40を二つ積層した二相のステッピングモータMを示したが、これに限定されるものではなく、ステータ40を三つ以上積層した三相以上のステッピングモータに対しても、本発明を採用することができる。
上記実施形態においては、一つのステータ40に含まれる磁極片71として12個、すなわち、一つのヨーク70に6個の磁極片71が含まれる場合を示したが、これに限定されるものではなく、それ以外の個数の磁極片を含む構成においても、本発明を採用することができる。
In the above embodiment, the two-phase stepping motor M in which two
In the above embodiment, 12
上記実施形態においては、ステッピングモータMを弁部Vの駆動源として用いた弁装置を示したが、弁装置に限定されるものではなく、位置決め制御あるいは駆動力を必要とする機械及び電子機器等の種々の駆動源として、本発明を採用することができる。
上記実施形態においては、一対のヨーク70をお互いに接合する接合部として、一つの直立片73と一つの突出片74を示したが、これに限定されるものではなく、それぞれのヨークに対して略半分の背丈をもつと共に相互に接合される直立片を設けてもよく、又、一つの直立片73及び突出片74に限らず、より多くの個数の直立片及び突出片を設けてもよい。
上記実施形態においては、ステータ70の直立片73がハウジング20の外部に露出するように設定したが、ハウジング20がステータ70の外部をすっぽり覆うようにして、ステータ70がハウジング20の外部に露出しないように設定しても良い。
In the above embodiment, the valve device using the stepping motor M as the drive source of the valve portion V has been described. However, the present invention is not limited to the valve device, and machines, electronic devices, and the like that require positioning control or driving force. The present invention can be adopted as various drive sources.
In the above-described embodiment, one
In the above embodiment, the
以上述べたように、本発明のステッピングモータは、小型化、軽量化、低コスト化されると共に生産性が向上するため、弁装置の駆動源としては勿論のこと、その他の機械分野あるいは電子機器分野等において、特に狭い設置スペースにおいて、単なる駆動源として、あるいは、制御システムにおける位置決め用の駆動源といて使用することができる。 As described above, the stepping motor of the present invention is reduced in size, weight, cost, and productivity, so that it can be used not only as a drive source for the valve device but also in other mechanical fields or electronic devices. In a field or the like, it can be used as a mere drive source or as a drive source for positioning in a control system, particularly in a small installation space.
V 弁部
M ステッピングモータ
S ロータの回転軸
W 半田
H 半田ディップ槽
11 弁体
12 スクリューシャフト
12a 雄ネジ
20 ハウジング
21 円筒部
22 フランジ部
22a 取付け孔
23 コネクタ部
24 キャップ部
30 ロータ
31 円筒部
31a 雌ネジ
32 永久磁石
40 ステータ
50 コイル
50a コイルの端部
60 ボビン
61 円筒部
62,63 一対の鍔部
62a 位置決め突起
62b 位置決め孔
63a 位置決め突起
70 一対のヨーク
71 複数の磁極片
72 環状板部
73 直立片(接合部)
73a 切り欠き
74 突出片(接合部)
75 円孔(位置決め孔、貫通孔)
80 一対の端子
81 接続片
V Valve part M Stepping motor S Rotor rotation shaft W Solder H
75 circular holes (positioning holes, through holes)
80 Pair of
Claims (10)
前記一対のヨークを同一形状とし、
前記各ヨークは、前記ボビンを挟持するための環状板部と、前記環状板部の内縁に画定される前記複数の磁極片と、前記環状板部の外縁から直立して形成されるものであって他のヨークと接触するための直立片と、前記環状板部の外縁から径方向に突出して形成されたるものであって他のヨークの前記直立片と嵌合するための突出片と、を有し、
前記一対のヨークの一方に形成された前記直立片及び前記突出片は、前記一対のヨークの他方に形成された前記突出片及び前記直立片とそれぞれ嵌合して前記一対のヨークを組み付けることを特徴とするステッピングモータ。 A housing, a rotor rotatably supported by the housing, an exciting coil, a bobbin around which the coil is wound, and a plurality of magnetic poles that are joined by sandwiching the bobbin and arranged around the rotor A stator consisting of a pair of yokes having a piece, and a plurality of the stators stacked in the direction of the rotation axis of the rotor,
The pair of yokes have the same shape,
Each of the yokes is formed upright from an annular plate portion for sandwiching the bobbin, the plurality of magnetic pole pieces defined on an inner edge of the annular plate portion, and an outer edge of the annular plate portion. An upright piece for contacting with another yoke, and a protruding piece for projecting in a radial direction from the outer edge of the annular plate portion and for fitting with the upright piece of the other yoke, Have
The upright piece and the protruding piece formed on one of the pair of yokes are respectively fitted to the protruding piece and the upright piece formed on the other of the pair of yokes, and the pair of yokes are assembled. Feature stepping motor.
前記突出片は、前記直立片の端部に嵌合される円弧状の外縁部をもつように形成されている、
ことを特徴とする請求項1または2記載のステッピングモータ。 The upright piece is formed in an arc surface shape having a predetermined radius of curvature having a center coaxially with the rotation axis,
The protruding piece is formed to have an arcuate outer edge fitted to the end of the upright piece.
The stepping motor according to claim 1 or 2, wherein
前記一対のヨークの前記環状板部は、前記位置決め突起を受け入れる位置決め孔、を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のステッピングモータ。 The bobbin includes a cylindrical part that winds the coil, a pair of flanges that sandwich the cylindrical part, and a positioning protrusion that protrudes in the direction of the rotation axis from the pair of flanges,
The annular plate portion of the pair of yokes includes a positioning hole that receives the positioning protrusion,
The stepping motor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stepping motor is provided.
前記ヨークの前記環状板部は、前記位置決め突起を通す貫通孔、を含む、
ことを特徴とする請求項4記載のステッピングモータ。 The bobbin includes a positioning projection that protrudes in the direction of the rotation axis from the flange to position the stacked stators, and a positioning hole that receives the positioning projection with the adjacent yoke interposed therebetween,
The annular plate portion of the yoke includes a through hole through which the positioning protrusion is passed.
5. The stepping motor according to claim 4, wherein
前記一対の端子は、前記コイルの端部を電気的に接続するべく,それぞれ前記回転軸方向に伸長するように一体的に形成された接続片、を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のステッピングモータ。 The bobbin has a pair of terminals that connect the wound coil and can be connected to an external power source,
The pair of terminals include connection pieces integrally formed so as to extend in the direction of the rotation axis in order to electrically connect the ends of the coils.
A stepping motor according to any one of claims 1 to 5 , wherein
前記複数のステータの一つに含まれる接続片は、隣接する他のステータの領域に入り込むように、形成されている、
ことを特徴とする請求項6記載のステッピングモータ。 The pair of terminals and the connection piece are fixed to one of the pair of flanges,
The connection piece included in one of the plurality of stators is formed so as to enter a region of another adjacent stator,
The stepping motor according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のステッピングモータ。 The housing is formed of a resin material so as to cover the yoke, bobbin, and coil and to expose at least a part of an outer edge region of the yoke.
Stepping motor according to any one of claims 1 to 7, characterized in that.
ことを特徴とする請求項8記載のステッピングモータ。 The housing is formed to define an outer contour substantially the same as the outer diameter of the yoke so as to expose the outer wall surfaces of the upright piece and the protruding piece of the yoke.
9. The stepping motor according to claim 8, wherein
前記フランジ部には、前記回転軸方向の外側に座面をもつ複数の取付け孔が設けられている、
ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のステッピングモータ。 The housing includes a cylindrical portion that accommodates the rotor, and a mounting flange portion formed in the cylindrical portion,
The flange portion is provided with a plurality of attachment holes having a seating surface on the outer side in the rotation axis direction.
Stepping motor according to any one of claims 1 to 9, characterized in that.
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