KR20070098617A

KR20070098617A - 스테이터, 모터, 및, 모터의 제조 방법

Info

Publication number: KR20070098617A
Application number: KR1020070030500A
Authority: KR
Inventors: 가츠히데 야지마
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-10-05
Also published as: CN101047331A; CN101047331B; JP2007274805A; TW200746590A

Abstract

<과제> 에어 코어 코일(공심(空芯) 코일 : air core coil)과 스테이터 코어(stator core)와의 고착(固着) 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착할 수 있는 스테이터, 모터, 및 모터의 제조 방법을 제공하는 것.

<해결 수단> 복수 개의 극치(極齒)(301, 401)가 내주 가장자리에서 기립(起立)하는 스테이터 코어(30, 40)와, 극치(301, 401)의 외주에 끼워 맞춤된 에어 코어 코일(7)을 구비하는 스테이터(3a, 3b)에 있어서, 스테이터 코어(30, 40)와 에어 코어 코일(7)의 단면과의 사이에 수지로 이루어지는 접착 부재(8)를 개재시켜 에어 코어 코일(7)과 스테이터 코어(30, 40)를 고착하고 있다.

Description

스테이터, 모터, 및, 모터의 제조 방법{STATOR, MOTOR AND MANUFACTURING OF MOTOR}

도 1은 본 발명을 적용한 모터의 반(半)단면도이다.

도 2는 본 발명을 적용한 모터의 스테이터의 단면도이다.

도 3은 본 발명을 적용한 모터에 이용한 에어 코어 코일의 사시도이다.

도 4는 도 2에 나타내는 스테이터 중, 에어 코어 코일, 수지 부재, 스테이터 코어를 분해하여 경사 위쪽에서부터 본 분해 사시도이다.

도 5는 종래의 스테핑 모터를 나타내는 단면도이다.

도 6은 스테이터 코어에 코일 권선을 끼워 맞춤하는 모습을 설명하기 위한 설명도이다.

<부호의 설명>

1 모터

2 로터

3 스테이터

3a 제 1 스테이터

3b 제 2 스테이터

30 내부 스테이터 코어

301 극치

40 외부 스테이터 코어

401 극치

5 베어링

6 스프링 부재

7 에어 코어 코일

71 코일 권선(감기 시작하는 선)

72 단면

73 인출부

74 코일 권선(감기 끝나는 선)

8 접착 부재

<기술 분야>

본 발명은, 스테이터, 이 스테이터를 구비한 모터, 및, 상기 스테이터를 구비한 모터 제조 방법에 관한 것이다.

<배경 기술>

스테핑(stepping) 모터는, 일반적으로, 회전축에 고착(固着)된 마그넷을 가지는 로터(rotor)와, 이 로터에 대향하도록 배치되는 스테이터와, 링 모양의 코일 보빈(bobbin)과, 코일 보빈의 몸통부에 감아 돌려진 코일 권선(捲線)으로 대체로 구성되어 있다. 그렇지만, 이러한 구성의 스테핑 모터에서는, 모터의 사이즈가 소형화됨에 따라서, 코일 보빈이 차지하는 비율이 크게 되기 때문에, 요구되는 코일 권선의 스페이스를 확보할 수 없어 필요한 모터 회전력을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해소 가능한 모터로서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 회전축(104)에 고착된 마그넷(105)을 가지는 로터(101)와, 이 로터(101)에 대향하도록 배치되는 스테이터(102)와, 코일 보빈을 생략하여 코일 권선을 미리 자기 융착(自己融着) 코일에 의해서 감아 돌려진 에어 코어 코일(103)로 구성된 스테핑 모터(100)가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

스테이터(102)는, 복수 개의 극치(108)가 내주 가장자리에 기립 형성된 스테이터 코어(106)와, 스테이터 코어(106)에 대해서 회전축(104)의 축선(軸線) 방향(L)에서 겹쳐지고, 스테이터 코어(106)의 극치(108)의 사이에 비집고 들어가는 복수 개의 극치(109)가 내주 가장자리에 기립 형성된 대략 컵 모양의 케이스(107)로 구성되어 있다. 또, 에어 코어 코일(103)은, 스테이터 코어(106)의 극치(108)의 주위에 끼워 맞춰져 스테이터 코어(106)에 접착 고정하고 있다.

[특허문헌 1] 특개2005-192386호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

일반적으로, 에어 코어 코일(103)과 스테이터 코어(106)와의 접착 고정에는, 액상(液狀)의 접착제가 이용되고 있다. 그렇지만, 모터의 사이즈가 소형화되면, 액상의 접착제의 도포량의 조정이 곤란해진다. 액상의 접착제의 도포량이 너무 적으면, 에어 코어 코일(103)과 스테이터 코어(106)와의 접착 강도가 부족하고, 에어 코어 코일(103)의 스테이터 코어(106)에 대한 고정 위치가 어긋나 버린다고 하는 문제가 있다.

또, 액상의 접착제의 양이 많은 경우에는, 도 6에 나타내는 스테이터 코어(106)의 극치(108)의 측면(108a)이나 이면(裏面)(108b)에 액상의 접착제가 부착해 버린다. 스테이터 코어(106)의 복수 개의 극치(108)의 사이에는, 에어 코어 코일(103)을 접착 고정 후에 케이스(107)의 복수 개의 극치(109)가 비집고 들어가기 위해, 스테이터 코어(106)의 극치(108)의 측면(108a)에 액상의 접착제가 부착해 경화하면, 케이스(107)의 극치(109)가 접촉해 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 스테이터 코어(106)의 극치(108)의 이면(108b)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이 로터(101)가 틈을 통하여 대향하도록 배치되므로, 스테이터(106)의 극치(108)의 이면(108b)에 액상의 접착제가 부착해 경화하면, 로터(101)가 접촉해 버린다고 하는 문제가 있다. 이와 같은 문제는, 스테핑 모터(100)가 적절히 회전할 수 없는 원인이 되므로, 모터 특성의 악화, 즉 출력 토크의 불균형이나 회전 정밀도의 악화를 초래해 버린다.

또, 상술한 문제를 발생시키지 않기 위해서는, 액상의 접착제의 도포량의 조정이 필요하지만, 액상의 접착제의 도포량이나 도포 위치의 불균형이 에어 코어 코일(103)과 스테이터 코어(106)와의 고착 강도의 불균형의 원인이 되므로, 에어 코 어 코일(103)과 스테이터 코어(106)와의 고착 강도의 불균형을 억제한 스테이터(102)를 안정하게 제조할 수 없다. 또한, 스테이터(102)가 조립되어 넣어진 스테핑 모터(100)에서도 품질에 불균형이 생겨 버린다.

이상의 문제를 감안하여, 본 발명의 과제는, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요가 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착할 수 있는 스테이터, 모터, 및 모터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스테이터에서는, 복수 개의 극치가 내주 가장자리에서 기립하는 스테이터 코어와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춰진 에어 코어 코일을 구비하는 스테이터에 있어서, 상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일의 단면 사이에 수지로 이루어지는 접착 부재를 개재시켜 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요가 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 가열되는 것에 의해서 접착하는 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로 형성된 접착 부재는, 가열 전 상태에서는 접착하는 것이 없기 때문에, 접착 부재를 에어 코어 코일과 스테 이터 코어와의 사이에 개재시킬 때 접착 부재가 극치 등에 부착하거나, 비뚤어진 상태로 개재되지 않고, 작업성이 좋으며, 작업시간의 단축을 도모할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 에어 코어 코일은, 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선의 인출부(引出部)가 형성되고, 상기 인출부가 형성된 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시키며, 상기 단면과 상기 스테이터 코어와의 사이에 상기 접착 부재가 개재된 상태로 고착하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선은, 상기 접착 부재가 개재되어 있는 것에 의해, 직접 스테이터 코어와 접촉하지 않으므로 코일 권선이 단선(斷線)이나 손상할 우려가 없다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 인출부에 위치하는 상기 코일 권선은 상기 접착 부재에 매몰하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 면적을 넓게 확보할 수 있으므로, 안정된 상태로 에어 코어 코일을 고착할 수 있다. 또한, 에어 코어 코일을 스테이터 코어에 고착할 때에, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선에 불균일한 압력(하중)이 가해지기 어렵게 되어, 코일 권선의 단선이나 손상을 방지할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재의 두께는 상기 코일 권선의 선 지름 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 공심 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선의 대략 전체를 접착 부재에 매몰시킬 수 있기 때문에, 에어 코어 코일은 스테이터 코어와 단면의 대략 전체를 접하여 고착할 수 있으므로, 보다 안정된 고착 상태를 유지할 수 있다. 또한, 공심 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선에 불 균일한 압력(하중)이 가해지지 않게 되므로, 코일 권선의 단선이나 손상을 보다 확실히 방지할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 절연성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일이 스테이터 코어를 통하여 단락(短絡)하지 않고, 또한 단락을 방지하기 위한 절연 부재를 새롭게 개재시킬 필요가 없으므로, 부품 점수를 줄여, 제조 코스트를 줄일 수 있다.

또, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 모터에서는, 회전축과 영구 자석을 구비하는 로터와, 상기 로터의 주위에 배치된 스테이터를 가지고, 상기 스테이터는, 복수 개의 극치가 내주 가장자리에서 기립하는 스테이터 코어와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춰진 에어 코어 코일을 구비하는 모터에 있어서, 상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일의 단면과의 사이에 수지로 이루어지는 접착 부재를 개재시켜 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요가 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어가 안정된 상태로 고착한 스테이터를 모터에 조립하여 넣을 수 있으므로, 모터 특성의 악화, 즉, 출력 토크의 불균형이나 회전 정도의 악화를 초래하지 않아, 모터의 회전에 지장을 초래할 우려가 없다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 가열되는 것에 의해서 접착하는 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 에어 코어 코일은, 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선의 인출부가 형성되고, 상기 인출부가 형성된 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시켜 고착하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선은 직접, 스테이터 코어와 접촉하지 않으므로 코일 권선이 단선이나 손상할 우려가 없다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 인출부에 위치하는 상기 코일 권선은 상기 접착 부재에 매몰하고 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 접착 부재의 두께는 상기 코일 권선의 선 지름 이상인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 면적을 넓게 확보할 수 있으므로, 보다 안정된 상태로 고착된 스테이터를 모터에 조립하여 넣을 수 있다. 또한, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선이 접착 부재에 매몰하므로, 모터의 구동시나 반송시, 각종 기계 기기로의 설치시에도, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선에 불균일한 압력(하중)이 가해지기 어렵게 되어, 코일 권선의 단선이나 손상을 방지할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 절연성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일이 스테이터 코어를 통하여 단락하지 않는다.

또, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 있어서의 모터의 제조 방법에서는, 회전축과 영구 자석을 구비하는 로터와, 상기 로터의 주위에 배치된 스테이터를 가지고, 상기 스테이터는, 복수 개의 극치가 내주 가장자리에서 기립하는 스테 이터 코어와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춰진 에어 코어 코일을 구비하는 모터의 제조 방법에 있어서, 상기 에어 코어 코일을 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤하는 코일 끼워 맞춤 공정과, 상기 코일 끼워 맞춤 공정에 있어서 끼워 맞춤한 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착하는 고착 공정에 의해 제조하는 방법으로서, 상기 끼워 맞춤 공정에서는, 상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일과의 사이에 수지로 이루어지는 접착 부재를 개재시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요가 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착한 스테이터를 구비한 모터를 안정하게 제조할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 가열되는 것에 의해서 접착하는 수지로 형성되어 있고, 상기 고착 공정에서는 상기 접착 부재를 가열하여 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착하는 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로 형성된 접착 부재는, 가열 전(前) 상태에서는 접착하지 않기 때문에, 접착 부재를 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 사이에 개재시킬 때, 접착 부재가 스테이터 코어의 극치 등에 부착하거나 비뚤어진 상태로 개재되는 것이 없으므로, 작업성이 좋고, 종래의 액상의 접착제를 이용한 고착 공정과 비교하여, 모터의 제조 공정(제조 시간)을 단축을 도모할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 에어 코어 코일은 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선의 인출부가 형성되어 있음과 동시에, 상기 코일 끼워 맞춤 공정에서는 상 기 인출부가 형성된 상기 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시켜 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, 상기 접착 부재는, 상기 코일 권선의 선 지름 이상의 두께를 가지는 시트 모양의 부재를, 상기 고착 공정에 있어서 가열 고착한 것인 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 면적을 넓게 확보할 수 있으므로, 보다 안정된 상태로 고착된 스테이터를 구비한 모터를 제조할 수 있다. 또한, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선이 접착 부재에 매몰하므로, 모터의 제조 과정에 있어서, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선에 불균일한 압력(하중)이 가해지기 어렵게 되어, 에어 코어 코일의 인출부에 위치하는 코일 권선의 단선이나 손상을 방지한 모터를 제조할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서는, 상기 접착 부재는 절연성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 에어 코어 코일이 스테이터 코어를 통하여 단락하지 않는 모터를 제조할 수 있음과 동시에, 단락을 방지하기 위한 절연 부재를 새롭게 개재시킬 필요가 없기 때문에, 부품 점수를 줄여, 제조 코스트를 줄일 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 있어서, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 고착에 필요가 없는 개소로의 접착제의 부착을 방지하고, 또한, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하에서, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 스테핑 모터의 일례를 설명한다. 도 1은, 본 발명을 적용한 모터의 반(半) 단면도이다. 도 2는, 본 발명을 적용한 모터의 스테이터의 단면도에 있어서, 외부 스테이터 코어를 생략하고 있다.

(모터의 전체 구성)

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 형태의 모터(1)는, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 휴대 전화의 카메라의 렌즈 구동 장치 등에 이용되는 PM(영구 자석)형의 스테핑 모터로서, 회전축(21)과 로터 마그넷(영구 자석)(22)을 가지는 로터(2)와, 이 로터(2)의 주위에 틈을 통하여 대향 배치된 스테이터(3)를 가지고 있고, 회전축(21)은 베어링(5)에 의해서 회전이 자유롭게 지지됨과 동시에, 회전축(21)의 일단에 맞닿는 스프링 부재(6)에 의해 축선 방향(L)으로 가압되고 있다. 또, 내부 스테이터 코어(30)의 내주 측에는 원주 방향에 형성된 극치(301)가 형성되어 있고, 극치(301)의 외주에는 에어 코어 코일(7)이 배치되어 있다. 내부 스테이터 코어(30)에는, 단자(端子) 받침대(9)가 형성되어 있고, 단자 받침대(9)에는 단자 핀(9a)이 기립 상태로 형성되어 있다.

본 형태에 있어서, 로터(2)를 구성하는 회전축(21)의 기단 측(반(反)출력 측)에는, 로터 마그넷(22)이 접착에 의해 고착되어 있다. 이 로터 마그넷(22)은 대략 원통형으로 형성된 영구 자석으로서, 축선 방향(L)의 양(兩)단면에는 원형의 오목부(22a)가 형성되어 있다. 또 회전축(21)의 타단(출력 측)은, 모터(1)의 회전을 출력하도록 연장된 출력축으로 되어 있다.

베어링(5)는, 수지로 형성되어 있고, 회전축(21)의 일단을 래이디얼(radial) 방향으로 회전이 자유롭게 지지하고 있다. 래이디얼 방향을 지지하는 베어링(5)에는, 끼워 통과하는 회전축(21)을 지지하는 베어링부(51)와, 제 2 스테이터(3b)의 외부 스테이터 코어(40)의 내경에 압입(壓入) 고정하는 압입부(52)와, 외주부의 일부가 지름 방향으로 돌출한 칼라(collar)부(53)가 형성되어 있다. 베어링부(51)는, 로터 마그넷(22)에 형성한 오목부(22a)에 비집고 들어가도록 배치되고, 모터(1) 전체의 축선 방향(L)의 치수를 억제하고 있다. 또, 칼라부(53)는, 제 2 스테이터(3b)의 외부 스테이터 코어(40) 위에 실어 놓여져 축선 방향(L)으로의 위치 결정이 되고 있다.

스프링 부재(6)는, 1매의 금속판으로 형성되고, 회전축(21)의 일단에 맞닿는 스프링편(61)이 설치되어 있고, 스프링편(61)은, 회전축(21)의 일단에 맞닿아, 회전축(21)을 축선 방향(L)으로 가압하고 있다. 또, 스프링 부재(6)는, 제 2 스테이터(3b)의 외부 스테이터 코어(40)에 용착(溶着)되어 고정되어 있다.

본 형태에 있어서, 스테이터(3)는, 제 1 스테이터(3a)와, 이 제 1 스테이터(3a)와 표리(表裏) 관계로 고정되는 제 2 스테이터(3b)에 의해서 2상 구조로 구성되어 있다. 또한, 제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b)의 기본적인 구성은 같기 때문에, 이하에서는 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b)는, 복수 개의 극치(301)가 내주 가장자리에서 기립하는 환상(環狀)의 스테이터 코어(30)와, 이 내부 스테이터 코어(30)에 대해서 회전축(21)의 축선 방향(L)에서 겹쳐져 복수 개의 극치(401)가 내 주 가장자리에서 기립하는 환상의 외부 스테이터 코어(40)와, 각 극치(301, 401)의 외주에 배치되는 보빈 없는 에어 코어 코일(7)을 구비하고 있다. 외부 스테이터 코어(40)의 극치(401)는 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)의 사이를 향하여 기립하고 있고, 각 극치(301, 401)는, 각각, 로터(2)의 로터 마그넷(22)에 대향하고 있다. 또한, 본 형태에서는, 외부 스테이터 코어(40)는 모터 케이스를 겸용하고 있다.

에어 코어 코일(7)은, 코일 권선(71)을 감아 돌리는 것에 의해서 형성되어 있다. 에어 코어 코일(7)에서부터는, 코일 권선(71)이 인출되어 단자 받침대(9)에 고정된 단자 핀(9a)에 얽혀 있다. 여기서 에어 코어 코일(7)은, 복수 회, 감아 돌려진 코일 권선(71)으로 이루어지고, 코일 권선(71)은 표면에 얇은 자기 융착층이 형성되어 있으며, 열을 가함으로써 자기 융착층이 녹아 인접하는 코일 권선(71)들이 고착하고 있다.

본 형태에 있어서의 에어 코어 코일(7)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제조 과정에 있어서 권심(卷芯)으로의 감기 시작하는 선이 코일 권선(71)이, 에어 코어 코일(7)의 안쪽의 감아 돌리는 층에서부터 단면(72)의 일부에 덮여서 인출되고 있고, 이 부분이 에어 코어 코일(7)의 단면(72)에 있어서의 코일 권선(71)의 인출부(73)로서 형성되어 있다. 이 때문에, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)의 인출부(73)에는, 1개의 코일 권선(71)이 덮인 상태로 인출되고 있으므로, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)은 수평인 상태로는 되지 않았다. 또한, 감기 끝나는 선(74)은 에어 코어 코일(7)의 외측의 감아 돌림 층으로부터 인출되고 있다.

(스테이터의 구조)

다음에 도 2 및 도 4를 이용하여, 모터의 스테이터를 설명한다. 도 4는, 도 2에 나타내는 스테이터 가운데, 에어 코어 코일, 접착 부재, 스테이터 코어를 분해하여 기울기 위쪽에서부터 본 분해 사시도이다.

본 형태에 있어서의 모터(1)의 제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b)는, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)와의 사이에, 수지로 이루어지는 링 형상을 한 시트 모양의 접착 부재(8)를 개재시켜 고착하고 있다. 이 때, 에어 코어 코일(7)은, 코일 권선(71)의 인출부(73)(도 3 참조)가 형성된 단면(72) 측을 내부 스테이터 코어(30)에 대향시켜, 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)의 외주에 끼워 맞춤하고, 접착 부재(8)에 의해서 내부 스테이터 코어(30)와 고착하고 있다.

접착 부재(8)는, 우레탄(urethane)계, 아크릴(acrylic)계, 에폭시(epoxy)계의 수지 등으로 형성되어 있는 시트 모양의 접착 부재(8)로서, 절연성을 구비하 있고, 가열되는 것에 의해서 접착하는 수지로 형성되어 있다. 이와 같은 수지는 열강화성 수지로서, 가열 전 상태, 즉, 상온시에서는 접착하지 않으므로 가공성이 뛰어나고, 취급도 쉽다. 또, 상온시에 있어서는 비교적 부드러운 상태이기 때문에, 코일 권선(71)이 접착 부재(8)에 접촉하여도 단선이나 손상하지 않는다.

특히 우레탄계의 열강화성 수지로 이루어지는 접착 부재(8)는, 다른 열강화성 수지에 비해 내열성이 뛰어나고 있고. 또한, 높은 접착력을 구비하고 있다. 또, 가열시에 접착 부재(8)의 형상이 변화하기 어렵고, 접착 후도 안정되어 그 형상을 유지하는 것이 가능하다.

시트 모양의 접착 부재(8)는, 두께가 균일함과 동시에, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)과 대략 동일한 정도의 크기이며, 링 모양으로 형성되어 있다. 또, 대략 중앙부에는 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)가 끼움 구멍(8a)이 형성되어 있다. 본 형태에 있어서, 접착 부재(8)의 시트 두께는, 가열 전 상태에 있어서 에어 코어 코일(7)의 코일 권선(71)의 선 지름 이상의 두께를 확보하고 있다. 또한, 접착 부재(8)는, 1매의 접착 부재(8)로 형성할 수 있지만, 복수 매의 접착 부재(8)를 겹쳐 맞추어 에어 코어 코일(7)의 코일 권선(71)의 선 지름 이상의 두께가 되도록 하여도 좋다. 또, 접착 부재(8)의 크기는, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)과 대략 동일한 정도의 크기가 바람직하지만, 이것보다 커도 작아도, 목적을 달성할 수 있는 크기이면 상관없다.

(모터의 제조 방법)

본 형태에 있어서의 모터의 제조 방법에 있어서, 스테이터(3)의 제조 방법에서는, 우선, 제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b)의 내부 스테이터 코어(30)를 배면끼리 용접 등에 의해 고착하여 단자 받침대(9)를 내부 스테이터 코어(30)에 접착제에 의해서 가고정한다. 이와 같은 상태로, 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)의 외주에 에어 코어 코일(7)을 끼워 맞춤하는 코일 끼워 맞춤 공정과, 코일 끼워 맞춤 공정에 있어서 끼워 맞춘 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 고착하는 고착 공정에 의해서 제조한다. 코일 끼워 맞춤 공정에서는, 미리 소정의 크기, 소정의 두께로 형성된 시트 모양의 접착 부재(8)를 에어 코어 코 일(7)과 내부 스테이터 코어(30)와의 사이에 개재시킨다. 접착 부재(8)의 대략 중앙부에는 구멍(8a)이 형성되어 있으므로, 이 구멍(8a)을 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)의 외주에 끼운 후에, 에어 코어 코일(7)을 내부 스테이터 코어(30)의 극치(301)의 외주에 끼워 맞추게 하면 좋다.

다음에 고착 공정에서는, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)와의 사이에 개재한 접착 부재(8)에 열을 가하여 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 고착시킨다. 여기서, 접착 부재(8)에 열을 가하는 방법으로서는, 접착 부재(8)를 개재한 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 항온조(恒溫槽) 등 내부의 온도를 자동적으로 일정하게 유지하도록 한 장치 안에 넣어 열을 가하는 방법이 있다. 가열의 조건으로서는, 에어 코어 코일(7)이나 내부 스테이터 코어(30)의 형상이나 크기의 다른, 즉, 접착 부재(8)의 형상, 크기, 두께나 재질의 차이 등에 따라서 다르지만, 우레탄계의 열강화성 수지이면, 약 100 ~ 150도 정도의 가열 온도로 충분한 고착 강도를 얻을 수 있다.

또한, 고착 공정에 있어서는, 열을 가함과 동시에 접착 부재(8)를 개재한 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 치구(治具) 등을 이용하여 고정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 압력을 가해 고정하면 좋다. 이와 같이 접착 부재(8)를 개재한 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 압력을 가하여 고정하면, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)과 접착 부재(8)의 위치 어긋남을 방지할 뿐만 아니라, 내부 스테이터 코어(30)와 접착 부재(8)와의 사이 및 에어 코어 코일(7)과 접착 부재(8)와의 사이에 틈을 가능하지 않게 하기 때문에, 접착 부재(8)의 접착성을 한층 높일 수 있으므로, 보다 안정된 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)의 고착 상태를 유지할 수 있다. 또한, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)를 가압하는 압력이나 시간은, 에어 코어 코일(7)이나 내부 스테이터 코어(30)의 형상이나 크기가 다른, 즉, 접착 부재(8)의 형상, 크기, 두께나 재질의 차이 등에 따라서 다르지만, 접착 부재(8)를 개재한 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)에 균등하게 압력(하중)이 걸리도록 가압하여 고정함과 동시에, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)이 단선이나 손상하지 않는 정도로 가압하는 것이 바람직하다.

이와 같은 코일 끼워 맞춤 공정과 고착 공정을 거친 후, 외부 스테이터 코어(40)를 내부 스테이터 코어(30)에 조립하여 넣고, 단자 받침대(9)를 외부 스테이터 코어(40)에 멈추어 스테이터(3)를 조립할 수 있다. 또한, 스테이터(3)의 조립 방법 이외의 모터(1)의 조립 방법에 대해서는, 종래 공지한 모터와 동일하므로, 여기서의 상세한 설명은 생략한다. 또, 단자 받침대(9)는 내부 스테이터 코어(30)와 인서트 성형 등에 의해 일체로 형성된 것이어도 좋고, 이 경우는, 외부 스테이터 코어(40)에 멈추게 할 필요는 없다.

(본 형태의 주된 효과)

이와 같이 본 형태에 있어서, 스테이터(3)(제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b))는, 내부 스테이터 코어(30)와 에어 코어 코일(7)의 단면(72)은, 열강화성 수지로 이루어지는 접착 부재(8)를 개재하여 고착되고 있다. 그 때문에, 극치(301)의 측면이나 이면 등 내부 스테이터 코어(30)와 에어 코어 코일(7)과의 고착에 필 요가 없는 개소에 접착제가 부착하지 않고, 에어 코어 코일과 스테이터 코어와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있음과 동시에, 에어 코어 코일과 스테이터 코어를 안정된 상태로 고착할 수 있다.

또, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)을 접착 부재(8)에 매몰 시킬 수 있으므로, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)의 고착 공정에 있어서, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)에 걸리는 압력(하중)에 의한 코일 권선(71)의 단선이나 손상을 방지할 수 있다.

또, 접착 부재(8)는, 두께가 균일함과 동시에, 에어 코어 코일(7)의 코일 권선(71)의 선 지름 이상의 두께를 확보하고 있으므로, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)의 대략 전체를 덮는 모양으로 매몰시키는 것이 가능하다. 따라서, 에어 코어 코일(7)의 단면(72)과 내부 스테이터 코어(30)와는 단면의 대략 전체를 접하여 고착할 수 있으므로, 보다 안정된 고착 상태를 유지할 수 있다. 또한, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 권선(71)에 불균일인 압력(하중)이 가해져 어려워지므로, 코일 권선(71)의 단선이나 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또, 상기와 같이 형성한 스테이터(3)(제 1 스테이터(3a)와 제 2 스테이터(3b))를 구비한 모터(1)에서는, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)와의 고착 강도의 불균형을 억제할 수 있으므로, 출력 토크의 불균형이나 회전 정밀도의 악화를 초래하지 않게 되므로, 모터의 회전에 지장을 초래할 우려가 없다. 또 한, 모터(1)의 구동이나 반송시, 각종 기계 기기로의 설치시 등에 진동이 발생하여도, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)에 불균일한 압력(하중)이 가해지지 않게 되므로, 코일 권선(71)의 단선이나 손상을 방지할 수 있다.

또, 접착 부재(8)는 탄성력을 구비하고 있기 때문에, 내부 스테이터 코어(30)에 버(burr)가 남아 있어도 상하지 않고 버를 가릴 수 있으므로, 코일 권선(71)이 버에 접촉하여 단선이나 손상하는 일도 방지할 수 있어, 더욱 스테이터(3) 및 스테이터(3)를 구비한 모터(1)의 내(耐)진동성이나 내충격성을 향상시킬 수 있다.

또, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)와의 고착 방법으로서, 종래의 액상의 접착제로 바꾸어 가열시키는 것에 의해서 접착하는 열강화성 수지로 이루어지는 접착 부재(8)를 채용함으로써, 작업성이 좋고, 극치(301)의 측면이나 이면 등으로의 접착제의 부착도 없으므로, 모터(1)가 적절히 회전할 수 없다고 한 문제도 해소할 수 있음과 동시에, 에어 코어 코일(7)의 인출부(73)에 위치하는 코일 권선(71)의 단선이나 손상을 방지한 모터(1)를 안정하게 제조할 수 있다.

(그 외의 실시 형태)

상기 실시 형태에서는, 모터(1)(스테핑 모터)을 예로 설명을 하였으나, 무빙(moving) 마그넷형 등의 렌즈 액츄에이터의 구동 기구에도 적용 가능하다.

또, 상기 실시 형태에서는, 접착 부재(8)는 링 모양으로 형성되어 있었지만, 모터(1)의 형상, 즉 에어 코어 코일(7)이나 내부 스테이터 코어(30)의 형상에 맞추 어 정방형(正方形), 직사각형, 타원형 등 여러 가지의 형상으로 형성되면 좋다. 또, 접착 부재(8)는 분할되어 있지 않은 형상(환상에 연결된 형상)으로 형성되어 있었으나, 복수로 분할된 접착 부재(8)로 구성되어도 좋다. 또한, 분할되는 수는 특히 한정되는 것은 아니다.

또, 상기 실시 형태에서는, 에어 코어 코일(7)은 인출부(73)가 형성된 단면(72)을 내부 스테이터 코어(30)에 대향시켜 고착하고 있지만, 인출부(73)가 형성되어 있지 않은 단면을 내부 스테이터 코어(30)에 대향시켜 고착하여도 좋다.

또, 상기 실시 형태에서는, 에어 코어 코일(7)은 내부 스테이터 코어(30)로 고착하고 있으나, 외부 스테이터 코어(40)로 고착하여도 좋다.

또, 상기 실시 형태에서는, 외부 스테이터 코어(40)이 모터 케이스를 겸용하고 있는 구성이었지만, 외부 스테이터 코어(40)와 모터 케이스가 별도의 부재로 구성되어 있어도 좋다.

또, 상기 실시 형태에서는, 접착 부재(8)는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 열강화성 수지로 구성되어 있지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)나 폴리이미드(polyimide) 수지 등으로 형성된 수지층을 사이에 구비하여, 다른 재질로 이루어지는 복층 구조의 접착 부재(8)로 하여도 좋다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리이미드 수지 등으로 형성된 수지층은, 절연성을 가지고 있으므로, 접착 부재(8)가 상하는 등도 에어 코어 코일(7)이 내부 스테이터 코어(30)에 접촉하는 것에 의한 단락을 방지할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 에어 코어 코일(7)과 내부 스테이터 코어(30)는, 접착 부재(8)를 개재시킨 후에 항온조 등 내부의 온도를 자동적으로 일정하게 유지하도록 한 장치 안에 넣어 열을 가했지만, 히터 등을 이용하여 내부 스테이터 코어(30)나 에어 코어 코일(7)에 열을 가해 고착시켜도 좋다.

Claims

복수 개의 극치(極齒)가 내주 가장자리에서 기립(起立)하는 스테이터 코어(stator core)와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤된 에어 코어 코일(공심(空芯) 코일 : air core coil)을 구비하는 스테이터로서,

상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일의 단면과의 사이에 수지(樹脂)로 이루어지는 접착 부재를 개재시켜서 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착(固着)한 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1항에 있어서,

상기 접착 부재는 가열되는 것에 의해 접착하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1항에 있어서,

상기 에어 코어 코일은, 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선(卷線)의 인출부가 형성되고, 상기 인출부가 형성된 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시켜, 상기 단면과 상기 스테이터 코어와의 사이에 상기 접착 부재가 개재된 상태로 고착한 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 3항에 있어서,

상기 인출부에 위치하는 상기 코일 권선은 상기 접착 부재에 매몰하고 있는 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 3항에 있어서,

상기 접착 부재의 두께는 상기 코일 권선의 선 지름 이상인 것을 특징으로 하는 스테이터.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접착 부재는 절연성(絶緣性)을 구비한 절연 시트(sheet)를 가열 접착시켜서 개재시킨 것을 특징으로 하는 스테이터.
회전축과 영구 자석을 구비한 로터(rotor)와, 상기 로터의 둘레에 배치된 스테이터를 가지고, 상기 스테이터는, 복수 개의 극치가 내주 가장자리에서 기립하는 스테이터 코어와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤된 에어 코어 코일을 구비한 모터로서,

상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일의 단면과의 사이에 수지로 이루어진 접착 부재를 개재시켜서 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착한 것을 특징으로 하는 모터.
제 7항에 있어서,

상기 접착 부재는 가열되는 것에 의해 접착하는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 7항에 있어서,

상기 에어 코어 코일은, 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선의 인출부가 형성되고, 상기 인출부가 형성된 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시켜, 상기 단면과 상기 스테이터 코어와의 사이에 상기 접착 부재가 개재된 상태로 고착한 것을 특징으로 하는 모터.
제 9항에 있어서,

상기 인출부에 위치하는 상기 코일 권선은 상기 접착 부재에 매몰하고 있는 것을 특징으로 하는 모터.
제 9항에 있어서,

상기 접착 부재의 두께는 상기 코일 권선의 선 지름 이상인 것을 특징으로 하는 모터.
제 7항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접착 부재는 절연성을 구비한 절연 시트를 가열 접착시켜서 개재시킨 것을 특징으로 하는 모터.
회전축과 영구 자석을 구비한 로터와, 상기 로터의 둘레에 배치된 스테이터를 가지고, 상기 스테이터는, 복수 개의 극치가 내주 가장자리에서 기립하는 스테이터 코어와, 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤된 에어 코어 코일을 구비한 모터의 제조 방법으로서,

상기 에어 코어 코일을 상기 극치의 위주에 끼워 맞춤하는 코일 끼워 맞춤 공정과,

상기 코일 끼워 맞춤 공정에 있어서 끼워 맞춤한 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착하는 고착 공정에 의해 제조하는 방법이며,

상기 끼워 맞춤 공정에서는, 상기 스테이터 코어와 상기 에어 코어 코일과의 사이에 수지로 이루어지는 접착 부재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.
제 13항에 있어서,

상기 접착 부재는 가열됨으로써 접착하는 수지로 형성되어 있고,

상기 고착 공정에서는, 상기 접착 부재를 가열하여 상기 에어 코어 코일과 상기 스테이터 코어를 고착하는 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.
제 13항에 있어서,

상기 에어 코어 코일은 적어도 한쪽의 단면에 코일 권선의 인출부가 형성되 어 있음과 동시에,

상기 코일 끼워 맞춤 공정에서는, 상기 인출부가 형성된 상기 단면을 상기 스테이터 코어에 대향시켜 상기 극치의 외주에 끼워 맞춤하는 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.
제 15항에 있어서,

상기 접착 부재는, 상기 코일 권선의 선 지름 이상의 두께를 가지는 시트 모양의 부재를, 상기 고착 공정에 있어서 가열 고착한 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.
제 13항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접착 부재는 절연성을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 모터의 제조 방법.