JP5116280B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒形状の駆動装置に関するものである。

従来から、コイルに対する通電を切り替え、外側磁極部と内側磁極部の各極性を切り替えることで、回転軸を回転させる円筒形状の駆動装置が開発され、実用化されている。本願出願人は、回転軸を中心とする直径を小さくしかつ出力を高めた駆動装置を既に提案している（例えば、特許文献１参照）。

図６は、従来例（特許文献１）に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。筒状のロータマグネット２０１は、外周面がＮ極、Ｓ極に交互に４極に着磁されている。円筒形状のコイル２０２は、ボビン２０３に巻きつけられている。コイル２０２は、マグネット２０１と同心で、軸方向に重なる位置に配置されている。

ボビン２０３には、コイル２０２の端末をからげる端子ピンと、それらの端子ピンを支える端子台が形成されている。また端子ピンには、コイル２０２の給電を行う、不図示のフレキシブルプリント基板が接続されている。

ステータ２０４は、マグネット２０１の外周面に対向し、歯形状の外側磁極部２０４ａ及び２０４ｂが形成されている。ロータ２０５は、軟磁性材料からなり、その一部２０５ａがコイル２０２の内径部に挿入され、また別の一部２０５ｂがマグネット２０１の内径部に固定され、さらに出力ピンを備えている。コイル２０２に通電されると、マグネット２０１の内径部に固定された部分が内側磁極部として作用する。カバー２０７は駆動装置を覆う。

この駆動装置は、コイル２０２への通電方向を変えることで、外側磁極部２０４ａ、２０４ｂ及び内側磁極部２０５ｂの極性を切り換え、これによって、マグネット２０１を所定の位置まで往復回転するものである。往復回転するマグネット２０１の回転規制を、カバー２０７に設けられた案内溝２０７ａに駆動ピン２０５ｃが当接することによって行っている。
特開２００４−３２０８２８号公報

しかしながら、上記従来例では、フレキシブルプリント基板が端子ピンに接続しているため、フレキシブルプリント基板の影響で、端子台が倒れやすいという欠点があった。これにより、端子台とマグネットが接触し不具合を起こすという問題があった。

本発明の目的は、ボビンの端子台の倒れを防止することができる駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の駆動装置は、周方向に着磁された円筒形状のマグネットが固定されるロータと、コイルが巻回される本体部と前記コイルの端末が巻きつけられる端子ピンと前記端子ピンが配設される端子台が形成されるボビンと、軟磁性材料で形成されるものであって、前記マグネットの外周面に対向し、前記コイルにより励磁される磁極部が形成されるステータと、軟磁性材料で形成されるものであって、前記ロータの回転軸と平行方向に延出した歯部が形成される取付け板と、非磁性材料で形成されるものであって、前記磁極部が挿入される第１の切り欠き部と前記歯部が挿入される第２の切り欠き部が形成される位置決め部材を備え、前記位置決め部材は、前記磁極部と前記歯部とが直接接触することなく、前記歯部が前記マグネットの外周面に対向し、かつ前記歯部が前記端子台の内径部に接するように、前記ステータと前記取付け板との位置を決めることを特徴とする。

本発明の駆動装置において、取付け板は、ロータの回転軸と平行方向に延出した歯部を有し、該歯部でボビンの端子台を固定する。従って、ボビンの端子台の倒れを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図、図２はその断面図である。

図１及び図２において、駆動装置は、マグネット１、ステータ２、コイル３、ボビン４、軸受け５、ロータ６、取付け板７を備えている。

マグネット１は、円筒形状に構成されており、その外周面が円周方向に複数分割され、Ｓ極及びＮ極に交互に着磁された着磁部を備えている。

ステータ２は、軟磁性材料から形成されており、穴部２ａを有したドーナツ状の基端部から軸方向に延出され、かつ円周方向に等間隔で形成された歯形状の外側磁極部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを備えている。外側磁極部２ｂ〜２ｅは、マグネット１の外周面に所定の隙間をおいて対向状態に配置される。

コイル３は、円筒形状に構成されるとともに、ボビン４に巻き付けられており、ステータ２の外側磁極部２ｂ〜２ｅを励磁する。コイル３は、その外径がマグネット１の外径とほぼ同じ寸法に形成されている。

ボビン４は、コイル３の端末をからげる端子ピン４ａ及び４ｂを有し、それらは端子台４ｃに配設されている。また端子台４ｃには、溝部４ｄが形成されている。

軸受け５は、軟磁性材料から形成されており、ステータ２の穴部２ａに固定され、これによって軸受け５とステータ２が磁気的に接続されるとともに、ボビン４を固定している。

また、軸受け５の内径部において、後述するロータ６の軸部６ｂと嵌合することによってロータ６を回転可能に保持している。また、該嵌合部において、軸受け５とロータ６が磁気的に接続され、軸受け５は内側磁極部の一部として作用する。

以上の構成により、軸受け５を介してステータ２とロータ６とが磁気的に接続され、磁気抵抗が小さくなるので、コイル３により発生する磁束が流れやすくなっている。

ロータ６は、軟磁性材料から形成されており、本体部６ａ、軸部６ｂ、６ｃを備えている。ロータ６は、本体部６ａにてマグネット１の内径部に固定され、本体部６ａは、コイル３への通電によりステータ２の外側磁極部２ｂ〜２ｅとは反対の極に励磁され、内側磁極部として作用する。

このように、本体部（内側磁極部）６ａ、によりマグネット１の内径を埋める構造とするで、マグネット１の機械的強度を増大することが可能となる。また、本体部（内側磁極部）６ａはバックメタルとして働き、磁気回路のパーミアンス係数は高く設定されることになるため、駆動装置が高温下の環境で使用された場合でも減磁による磁気的劣化も少なくすることが可能となる。

取付け板７は、非磁性材料から形成されており、ボビン４の端子台４ｃを中心とした時に軸方向でコイルとは反対側に配置されている。また取付け板７には、軸方向に延出された歯部７ａが形成されている。この取付け板７を介して、駆動装置を、例えば、シャッタユニット等の地板に取付けることが可能となる。

以上の構成において、図２に示すように、駆動装置を組立てた際に、取付け板７の歯部７ａが、ボビン４の端子台４ｃの溝部４ｄに挿入される。そうすることで、ボビン４の端子台４ｃは、取付け板の歯部７ａで固定され、部品点数を増やすことなく、端子台４ｃが倒れるのを防止することができる。

またこの構成においては、歯部７ａの形状は任意であるので、ボビン４の端子台４ｃの大きさに合わせることが可能である。また、取付け板７は、ボビン４の端子台４ｃを中心とした時に軸方向でコイル３とは反対側に配置されている。

そのため、取付け板７の歯部７ａが、コイル３の端末に接触し、ショートするということなく、端子台４ｃの倒れを防止することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す断面図である。

図３において、駆動装置は、マグネット１、ステータ１２、コイル３、ボビン１４、軸受け５、ロータ６、取付け板１７を備えている。

本実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態における上述した第１の実施の形態と同じ要素については、同一符号を付し説明を省略する。

ボビン１４は、コイル３の端末をからげる端子部１４ａ及び１４ｂを有し、それらは端子台１４ｃに配設されている。また端子台１４ｃの内径部（回転軸中心からの半径）は、ステータ１２の外側磁極部の外径部と略一致している。

取付け板１７は、非磁性材料から形成されており、ボビン１４の端子台１４ｃを中心とした時に軸方向でコイルとは反対側に配置されている。また取付け板１７には、軸方向に延出された歯部１７ａが形成されており、この歯部１７ａが形成される位置（回転軸中心からの半径）は、ステータ１２の外側磁極部の位置と略一致している。

つまり、端子台１４ｃの内径部の位置（回転軸中心からの半径）と歯部１７ａの外形部の位置（回転軸中心からの半径）が略一致している。

従って、取付け板１７の歯部１７ａによって、ボビン１４の端子台１４ｃの内径部が固定され、端子台１４ｃが倒れるのを防止することができる。さらにこの構成においては、歯部１７ａが形成される位置（回転軸中心からの半径）とステータ１２の外側磁極部の位置とが略一致しているため、径方向に小型化を図ることが可能となる。

［第３の実施の形態］
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図、図５はその断面図である。

図４乃至図５において、駆動装置は、マグネット１、ステータ２２、コイル３、ボビン２４、第１の軸受け２５、ロータ６、取付け版２７、第２の軸受け２８、位相決めリング２９を備えている。

本実施の形態は、上述した第１及び第２の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態における上述した第１及び第２の実施の形態と同じ要素については、同一符号を付し説明を省略する。

ステータ２２は、軟磁性材料から形成されており、穴部２２ａを有したドーナツ状の基端部から軸方向に延出されかつ円周方向に等間隔で形成された歯形状の外側磁極部２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを備えている。外側磁極部２２ｂ〜２２ｅは、マグネット１の外周面に所定の隙間をおいて対向状態に配置される。

ボビン２４は、コイル３の端末をからげる端子部２４ａ及び２４ｂを有し、それらは端子台２４ｃに配設されている。また端子台２４ｃの内径部（回転軸中心からの半径）は、ステータ２２の外側磁極部２２ｂ〜２２ｅの外径部と略一致している。

第１の軸受け２５は、軟磁性材料から形成されており、ステータ２２の穴部２２ａに固定され、これによって軸受け２５とステータ２２が磁気的に接続されるとともに、ボビン２４を固定している。

また、第１の軸受け２５の内径部において、ロータ６の軸部６ｂと嵌合することによってロータ６を回転可能に保持している。また、該嵌合部において、第１の軸受け２５とロータ６とが磁気的に接続され、第１の軸受け２５は内側磁極部の一部として作用する。

以上の構成により、第１の軸受け２５を介してステータ２２とロータ６とが磁気的に接続され、磁気抵抗が小さくなるので、コイル３により発生する磁束が流れやすくなっている。

取付け板２７は、軟磁性材料から形成されており、ボビン２４の端子台２４ｃを中心とした時に軸方向でコイル３とは反対側に配置されている。また、取付け板２７には、穴部２７ｅを有したドーナツ状の基端部から軸方向に延出され、かつ円周方向に等間隔で形成された歯部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが形成されている。

この歯部２７ａ〜２７ｄが形成される位置（軸中心からの半径）は、ステータ２２の外側磁極部２２ｂ〜２２ｅの位置と略一致している。つまり、端子台２４ｃの内径部の位置（回転軸中心からの半径）と歯部２７ａ〜２７ｄの外径部の位置（回転軸中心からの半径）が略一致している。

さらに、歯部２７ａ〜２７ｄは、マグネット１の外周面に所定の隙間をおいて対向状態に配置される。また取付け板２７は、切欠き部２７ｆ、２７ｇ、２７ｈ、２７ｉを有している。

第２の軸受け２８は、軟磁性材料から形成されており、取付け板２７の穴部２７ｅに固定され、これによって第２の軸受け２８と取付け板２７が磁気的に接続される。また、第２の軸受け２８の内径部において、ロータ６の軸部６ｃと嵌合することによってロータ６を回転可能に保持している。

また、該嵌合部において、第２の軸受け２８とロータ６が磁気的に接続され、第２の軸受け２８は内側磁極部の一部として作用するとともに、前述した取付け板２７の歯部２７ａ〜２７ｄは、外側磁極部として作用する。

以上の構成により、第２の軸受け２８を介して取付け板２７とロータ６とが磁気的に接続され、磁気抵抗が小さくなるので、コイル３により発生する磁束が流れやすくなっている。

位相決めリング２９は、非磁性材料から形成されており、切欠き部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ、２９ｈと、突起部２９ｉ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｌを有している。

以上の構成において、図５に示すように、駆動装置を組立てた際に、取付け板２７の歯部２７ａによって、ボビン２４の端子台２４ｃの内径部が固定され、端子台２４ｃが倒れるのを防止することができる。

さらに、この構成においては、ステータ２２の外側磁極部２２ｂ〜２２ｅが、位相決めリング２９の切欠き部２９ａ〜２９ｃに挿入され、係合する。そして、取付け板２７の歯部２７ａ〜２７ｄが、位相決めリング２９の切欠き部２９ｅ〜２９ｈに挿入されると同時に、位相決めリングの突起部２９ｉ〜２９ｌが、取付け板２７の切り欠き部２７ｆ〜２７ｉに挿入、係合される。

それによって、ステータ２２の歯部２７ｂ〜２７ｅと取付け板２７の歯部２７ａ〜２７ｄの位相を決めることが可能となるとともに、ステータ２２と取付け板２７が直接接触するのを防いでいる。

また、ステータ２２の外側磁極部２２ｂ〜２２ｅと、取付け板２７の歯部２７ａ〜２７ｄの両方がマグネット１に対向し、かつステータ２２と取付け板２７が直接接触していない。そのため、取付け板２７の歯部２７ａ〜２７ｄの歯幅を変化させることで、通電トルクを保ったまま、コギングトルクを低減、あるいは、増大させることが可能となる。

つまり、取付け板２７は、１つの部品で、ボビン２４の端子台２４ｃの倒れ防止と、コギングトルクの大きさ制御の両方を兼ねている。

本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 図１の駆動装置の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 図４の駆動装置の断面図である。 従来の駆動装置を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ マグネット
２、１２、２２ ステータ
３ コイル
４、１４、２４ ボビン
５ 軸受け
６ ロータ
７、１７、２７ 取付け板
２５ 第１の軸受け
２８ 第２の軸受け
２９ 位相決めリング

Claims (1)

1. 周方向に着磁された円筒形状のマグネットが固定されるロータと、
   コイルが巻回される本体部と前記コイルの端末が巻きつけられる端子ピンと前記端子ピンが配設される端子台が形成されるボビンと、
   軟磁性材料で形成されるものであって、前記マグネットの外周面に対向し、前記コイルにより励磁される磁極部が形成されるステータと、
   軟磁性材料で形成されるものであって、前記ロータの回転軸と平行方向に延出した歯部が形成される取付け板と、
   非磁性材料で形成されるものであって、前記磁極部が挿入される第１の切り欠き部と前記歯部が挿入される第２の切り欠き部が形成される位置決め部材を備え、
   前記位置決め部材は、前記磁極部と前記歯部とが直接接触することなく、前記歯部が前記マグネットの外周面に対向し、かつ前記歯部が前記端子台の内径部に接するように、前記ステータと前記取付け板との位置を決めることを特徴とする駆動装置。

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