WO2021201300A1 - ステータ、およびモータ - Google Patents

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WO2021201300A1
WO2021201300A1 PCT/JP2021/016507 JP2021016507W WO2021201300A1 WO 2021201300 A1 WO2021201300 A1 WO 2021201300A1 JP 2021016507 W JP2021016507 W JP 2021016507W WO 2021201300 A1 WO2021201300 A1 WO 2021201300A1
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WO
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circumferential direction
axial direction
stator
radial
outer end
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English (en)
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Inventor
順也 水上
Original Assignee
日本電産株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K37/00Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
    • H02K37/10Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
    • H02K37/12Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets

Definitions

  • the present invention relates to a stator used in a stepping motor.
  • the claw pole type motor has a stator.
  • the stator has a winding and two stator cores.
  • the two stator cores each have a plurality of claw-shaped pole teeth (claw poles) arranged in the circumferential direction.
  • the stator is configured by sandwiching the winding from above and below by the stator core.
  • One pole tooth of the above two stator cores and the other pole tooth mesh with each other (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-70494).
  • stator core is made of, for example, an iron plate, and it is desired to suppress insulation failure due to contact between the leader wire and the stator core.
  • stator capable of suppressing insulation failure due to contact between a winding leader wire and a stator core with a simple configuration.
  • An exemplary stator of the present invention has a stator core, a bobbin, and a winding.
  • the bobbin has a cylindrical portion extending in the axial direction and winding the winding outward in the radial direction, and a disk portion extending radially outward from one end of the cylindrical portion in the axial direction.
  • the stator core includes an annular portion arranged on one side in the axial direction of the disk portion, a plurality of connecting portions extending radially outward from the radial outer end of the annular portion and arranged in the circumferential direction, and the connecting portion. It has a plurality of polar teeth extending from the outer end in the radial direction to the other side in the axial direction and arranged in the circumferential direction.
  • the plurality of polar teeth are arranged on the radial outer side of the winding and are radially opposed to the winding.
  • the plurality of connecting portions include a first connecting portion and a second connecting portion that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the first connecting portion is arranged on one side in the circumferential direction of the second connecting portion.
  • the plurality of pole teeth include a first pole tooth extending axially from the radial outer end portion of the first connecting portion and a second pole tooth extending axially from the radial outer end portion of the second connecting portion.
  • the disk portion has a first protruding portion that projects outward in the radial direction.
  • the first protruding portion is arranged between the first pole tooth and the second pole tooth when viewed in the radial direction.
  • the lead wire of the winding has a portion arranged between the first protruding portion and the first connecting portion or the first pole tooth on one side in the circumferential direction from the first protruding portion.
  • insulation defects due to contact between the lead wire of the winding and the stator core can be suppressed by a simple configuration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a motor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of a motor according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the first stator and the second stator.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the first stator.
  • FIG. 5 is a plan view of the first stator as viewed from one side in the axial direction.
  • FIG. 6 is a side view of the first stator as viewed from the radial direction.
  • FIG. 7 is a side view schematically showing a first stretched portion and a first protruding portion according to a modified example.
  • FIG. 8 is a plan view seen from one side in the axial direction in a state where the substrate is removed from the first stator.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of the stator core and the protruding portion according to the modified example as viewed from one side in the axial direction.
  • the direction parallel to the central axis J of the motor 10 is referred to as "axial direction”.
  • axial direction the direction parallel to the central axis J of the motor 10
  • X1 the direction parallel to the central axis J of the motor 10
  • X2 the direction parallel to the central axis J of the motor 10
  • X1 the direction parallel to the central axis J of the motor 10
  • X2 the direction around the central axis J
  • the radial direction with respect to the central axis J is simply referred to as "diameter direction”
  • the direction approaching the central axis J is referred to as “diameter inside”
  • the direction away from the central axis J is referred to as "diameter outside”.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the motor 10 according to the exemplary embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the motor 10.
  • the motor 10 is a claw pole type stepping motor and an outer rotor type motor.
  • the motor 10 has a stationary portion S, a rotor R, a bush 4, and bearings 5A and 5B.
  • the stationary portion S has a shaft 1, a first stator 2, and a second stator 3. That is, the motor 10 has a first stator 2 and a second stator 3.
  • the shaft 1 is a member extending in the axial direction, and has a base portion 11 and a support portion 12.
  • the base portion 11 is formed in a columnar shape centered on the central axis J.
  • the support portion 12 is formed in a columnar shape extending in the axial direction from the axial one side surface 11A of the base portion 11 toward the axial one side with the central axis J as the center.
  • the outer diameter of the support portion 12 is shorter than the outer diameter of the base portion 11.
  • the support portion 12 supports the first stator 2 and the second stator 3.
  • the first stator 2 and the second stator 3 circularly surround the outer peripheral side of the support portion 12.
  • the first stator 2 is arranged on one side in the axial direction with respect to the second stator 3. As a result, the first stator 2 and the second stator 3 are laminated in the axial direction.
  • the first stator 2 has a stator cores 21 and 22, a bobbin 23, a winding 24, and a substrate 25.
  • the winding 24 is wound around the outer peripheral surface of the bobbin 23.
  • the stator core 21 is arranged on one side in the axial direction with respect to the stator core 22.
  • the bobbin 23 is sandwiched by the stator cores 21 and 22 from both sides in the axial direction.
  • the substrate 25 is fixed to the stator core 21 on one side in the axial direction of the stator core 21.
  • the second stator 3 has stator cores 31 and 32, a bobbin 33, and a winding 34.
  • the winding 34 is wound around the outer peripheral surface of the bobbin 33.
  • the stator core 31 is arranged on one side in the axial direction with respect to the stator core 32.
  • the bobbin 33 is sandwiched by the stator cores 31 and 32 from both sides in the axial direction. By fitting the bobbin 33 to the support portion 12, the second stator 3 is supported by the support portion 12.
  • the bush 4 is fitted to the support portion 12 on one side in the axial direction from the first stator 2.
  • the bearing 5A is fitted into the bush 4.
  • the bearing 5B is fitted to the base portion 11 on the outer peripheral side of the base portion 11.
  • the bearings 5A and 5B are ball bearings.
  • the rotor R has a housing 6 and a magnet 7.
  • the housing 6 has a cylindrical shape extending in the axial direction about the central axis J. One end of the inner peripheral surface of the housing 6 in the axial direction comes into contact with the outer peripheral surface of the bearing 5A. The axially opposite end of the inner peripheral surface of the housing 6 comes into contact with the outer peripheral surface of the bearing 5B.
  • the magnet 7 has a cylindrical shape extending in the axial direction about the central axis J.
  • the magnet 7 is a permanent magnet, and is composed of, for example, a ferrite magnet.
  • the magnet 7 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 6.
  • the magnet 7 is arranged between the bearing 5A and the bearing 5B.
  • the magnet 7 is radially opposed to the first stator 2 on the radial outer side of the first stator 2, and is radially opposed to the second stator 3 on the radial outer side of the second stator 3. More specifically, the magnet 7 (rotor R) faces the plurality of polar teeth in the radial direction on the radial outer side of the plurality of polar teeth (pole teeth 213 described later) included in the first stator 2. The same applies to the relationship between the magnet 7 and the plurality of polar teeth included in the second stator 3.
  • a plurality of pole teeth (claw poles) arranged in the circumferential direction by the stator cores 21 and 22 are alternately magnetized in the circumferential direction at the north and south poles as described later.
  • a plurality of polar teeth arranged in the circumferential direction by the stator cores 31 and 32 are alternately magnetized in the circumferential direction at the north and south poles as described later. Due to the action of the polar teeth magnetized in this way and the magnet 7, the rotor R rotates in the circumferential direction.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the first stator 2 and the second stator 3.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the first stator 2. However, in FIG. 4, the winding 24 is not shown.
  • the bobbin 23 has a cylindrical portion 231 and a disk portion 232 and 233.
  • the cylindrical portion 231 extends in the axial direction, and the winding 24 is wound outward in the radial direction.
  • the disk portion 232 extends radially outward from one axial end of the cylindrical portion 231.
  • the disk portion 233 extends radially outward from the axially opposite end of the cylindrical portion 231.
  • the stator core 21 has an annular portion 211, a plurality of connecting portions 212, and a plurality of pole teeth 213.
  • the stator core 21 is formed of, for example, an iron plate.
  • the annular portion 211 is arranged on one side in the axial direction of the disk portion 232 and is formed in an annular shape.
  • the plurality of connecting portions 212 extend radially from the radial outer end of the annular portion 211 and are arranged in the circumferential direction.
  • the plurality of polar teeth 213 are each formed in a nail shape.
  • the plurality of pole teeth 213 extend from the radial outer end of each connecting portion 212 to the other side in the axial direction and are arranged in the circumferential direction.
  • the plurality of pole teeth 213 are arranged on the radial outer side of the winding 24 and are radially opposed to the winding 24.
  • the connecting portion 212 and the pole teeth 213 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the number of connecting portions 212 and pole teeth 213 is 6 as an example.
  • the stator core 22 has a configuration in which the stator core 21 is reversed in the axial direction, the description of the configuration of the stator core 22 will be simplified.
  • the stator core 22 has an annular portion 221, a plurality of connecting portions 222, and a plurality of pole teeth 223.
  • the annular portion 221 is arranged on the other side of the disk portion 233 in the axial direction.
  • the polar teeth 213 and the polar teeth 223 are alternately arranged in the circumferential direction.
  • one of the polar tooth 213 and the polar tooth 223 is magnetized to the north pole by energization of the winding 24, the other is magnetized to the south pole.
  • the substrate 25 is an FPC (flexible printed circuit board).
  • the substrate 25 has a circumferentially extending portion 251 and a strip portion 252.
  • the circumferential extension portion 251 is a portion extending in the circumferential direction, and is arranged on one side in the axial direction of the first connection portion 212A and the fourth connection portion 212D, which will be described later.
  • the band portion 252 has a first portion extending radially inward from the inner peripheral edge of the circumferential extending portion 251 and a second portion extending radially inward from the radial inner end portion of the first portion.
  • the second portion of the band portion 252 extends along the shaft 1 in one axial direction and protrudes in one axial direction from the shaft 1 (FIG. 1).
  • the leader wire 241 drawn from the winding 24 is electrically connected to the circumferential extension portion 251.
  • the substrate 25 may be a rigid substrate.
  • the first stator 2 and the second stator 3 are laminated in the axial direction.
  • the stator core 22 of the first stator 2 and the stator core 31 of the second stator 3 come into contact with each other.
  • the plurality of connecting portions 212 include a first connecting portion 212A and a second connecting portion 212B that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the first connecting portion 212A is arranged on one side in the circumferential direction of the second connecting portion 212B.
  • the plurality of pole teeth 213 include a first pole tooth 213A and a second pole tooth 213B.
  • the first pole tooth 213A extends from the radial outer end of the first connecting portion 212A to the other side in the axial direction.
  • the second pole tooth 213B extends from the radial outer end of the second connecting portion 212B to the other side in the axial direction.
  • the disk portion 232 has a first protruding portion 232A that protrudes outward in the radial direction.
  • the first protrusion 232A is arranged between the first pole tooth 213A and the second pole tooth 213B when viewed in the radial direction from the front.
  • the first protruding portion 232A protrudes to a position where it is sandwiched in the circumferential direction by the first pole tooth 213A and the second pole tooth 213B.
  • the first protruding portion 232A may protrude to a position inside the radial direction or outside the radial direction from the position sandwiched in the circumferential direction.
  • the leader wire 241 of the winding 24 is drawn out from between the first pole tooth 213A and the second pole tooth 213B when viewed in the radial direction.
  • the leader wire 241 is the winding start wire of the winding 24.
  • FIG. 5 is a plan view of the first stator 2 as viewed from one side in the axial direction.
  • the drawn leader wire 241 is passed between the first protruding portion 232A and the circumferentially opposite end T1 of the circumferentially extending portion 251 of the substrate 25, and is electrically connected to the electrode portion 251A of the circumferentially extending portion 251. Connected to. With the leader wire 24 electrically connected to the substrate 25, the leader wire 241 is arranged between the first protrusion 232A and the first connection portion 212A on one side in the circumferential direction with respect to the first protrusion 232A. Has a part to be.
  • the leader wire 241 is placed between the first protrusion 232A and the first pole tooth 213A. It may have a portion to be arranged.
  • the radial outer end T2 of the first protrusion 232A is located radially outside the radial outer end of the winding 24 when viewed in the axial direction. As a result, even when the leader wire 241 comes into contact with the first protruding portion 232A, it is possible to prevent the leader wire 241 from overcoming the first protruding portion 232A and coming into contact with the second connecting portion 212B or the second pole tooth 213B.
  • the radial outer end T2 of the first protruding portion 232A is located radially outside the radial center position C of the polar tooth 213 when viewed in the axial direction. More specifically, the radial center position C is the radial center position of the connection surface (one side end surface in the axial direction) connected to the connection portion 212 in the pole tooth 213. As a result, it is possible to further prevent the leader wire 241 from coming into contact with the second connecting portion 212B or the second pole tooth 213B.
  • the radial outer end T2 of the first protruding portion 232A is located at the same position as the radial outer end position of the polar tooth 213 when viewed in the axial direction. As a result, it is possible to prevent the first protruding portion 232A from coming into contact with the rotor R (FIG. 2) arranged on the radial outer side of the first stator 2.
  • the radial outer end T2 may be located radially inside the radial outer end position of the pole tooth 213 when viewed in the axial direction.
  • the configuration of the circumferentially stretched portion 251 of the substrate 25 will be described.
  • the circumferential extension portion 251 is arranged on one side in the axial direction of the first connection portion 212A. That is, the first stator 2 has a substrate 25 arranged on one side in the axial direction of the first connecting portion 212A.
  • the circumferentially stretched portion 251 (substrate 25) has a first stretched portion 251B.
  • the first extending portion 251B extends in the circumferential direction from the other end T3 in the circumferential direction of the first connecting portion 212A to the circumferential position between the first connecting portion 212A and the second connecting portion 212B when viewed in the axial direction.
  • the leader line 241 has a portion arranged on the other side in the circumferential direction of the first extension portion 251B. As a result, even if the leader wire 241 is bent, it is possible to prevent the leader wire 241 from coming into contact with the first connecting portion 212A or the first pole tooth 213A by contacting the leader wire 241 with the first extension portion 251B.
  • FIG. 6 is a side view of the first stator 2 as viewed from the radial direction. As shown in FIGS. 5 and 6, a gap S1 is provided between the first extending portion 251B and the first protruding portion 232A when viewed in the axial direction.
  • the first stretched portion 251B and the first protruding portion 232A are overlapped with each other when viewed from the axial direction, and the first stretched portion 251B and the first protruding portion 232A are combined. It is also possible to provide a gap S2 in the axial direction between them. However, in this case, as shown in FIG. 7, it is necessary to pass the leader wire 241 through the gap S2, which reduces the wiring workability. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 6, the work of passing the leader wire 241 through the gap S1 is easy, so that the wiring workability is improved.
  • the leader wire 241 has a portion arranged on the other side in the circumferential direction of the first extension portion 251B.
  • the circumferential other end T1 of the circumferential extension portion 251 (board 25) is arranged at the same circumferential position as the circumferential other end T3 of the first connection portion 212A when viewed in the axial direction. You may.
  • the leader wire 241 is arranged between the first protrusion 232A and the other end T1 in the circumferential direction on the other side in the circumferential direction of the other end T1 in the circumferential direction.
  • the leader wire 241 can be prevented from coming into contact with the first connecting portion 212A by contacting the leader wire 241 with the other end T1 in the circumferential direction of the substrate 25.
  • the circumferentially stretched portion 251 extends in the radial direction of the first stretched portion 251B from the first stretched portion 251B to the other side in the circumferential direction, and the second stretched portion 252C.
  • the radial outer end of the second stretched portion 252C is located radially outside the radial outer end of the annular portion 211 when viewed in the axial direction.
  • the radial outer end of the second stretched portion 252C may be located at the same position as the radial outer end of the annular portion 211 when viewed in the axial direction.
  • FIG. 8 is a plan view seen from one side in the axial direction in a state where the substrate 25 is removed from the first stator 2.
  • the disk portion 232 has a recess 232B connected to one side in the circumferential direction of the first protruding portion 232A.
  • the leader wire 241 is arranged in the recess 232B.
  • the radial inner end T4 of the recess 232B is located radially outside the radial outer end of the annular portion 211 when viewed in the axial direction. As a result, it is possible to prevent the leader wire 241 from coming into contact with the radial outer end of the annular portion 211.
  • the plurality of connecting portions 212 include a third connecting portion 212C and a fourth connecting portion 212D that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the third connecting portion 212C is arranged on one side in the circumferential direction of the fourth connecting portion 212D.
  • the fourth connecting portion 212D is arranged adjacent to the first connecting portion 212A on one side in the circumferential direction of the first connecting portion 212A.
  • the plurality of pole teeth 213 extend from the radial outer end of the third connecting portion 212C to the other side in the axial direction with the third pole tooth 213C and extending from the radial outer end of the fourth connecting portion 212D to the other side in the axial direction. Includes 4th pole tooth 213D.
  • the third pole tooth 213C is arranged on one side in the circumferential direction with respect to the first pole tooth 213A.
  • the disk portion 232 has a second protruding portion 232C that projects outward in the radial direction.
  • the second protruding portion 232C is arranged between the third pole tooth 213C and the fourth pole tooth 213D when viewed in the radial direction.
  • the leader wire 242 of the winding 24 is arranged between the second protruding portion 232C and the fourth connecting portion 212D or the fourth pole tooth 213D on the other side in the circumferential direction from the second protruding portion 232C.
  • the leader wire 242 is a wire at the end of winding of the winding 24.
  • the first protruding portion 232A and the second protruding portion 232C are line-symmetric with respect to the axis L perpendicular to the central axis J when viewed in the axial direction.
  • a schematic plan view viewed from one side in the axial direction shown in FIG. 9 may be configured. That is, the first protruding portion 232A comes into contact with one side surface SA in the circumferential direction of the second pole tooth 213B. The second protruding portion 232C comes into contact with the other side surface SB in the circumferential direction of the third pole tooth 213C. As a result, the stator core 21 can be positioned in the circumferential direction with respect to the bobbin 23.
  • the present invention can be used for stepping motors used in various devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

ステータであり、円盤部は、径方向外側に突出する第1突出部を有する。前記第1突出部は、径方向に視て第1極歯と前記第2極歯との間に配置される。巻線の引出し線は、前記第1突出部よりも周方向一方側において、前記第1突出部と第1接続部もしくは前記第1極歯との間に配置される部分を有する。

Description

ステータ、およびモータ
 本発明は、ステッピングモータに用いられるステータに関する。
 従来、ステッピングモータには、クローポール型と称されるモータが存在する。上記クローポール型のモータは、ステータを有する。上記ステータは、巻線と、2つのステータコアと、を有する。上記2つのステータコアは、それぞれ周方向に並べられる複数の爪型の極歯(クローポール)を有する。上記ステータは、上記巻線を上下から上記ステータコアにより挟み込んで構成される。上記2つのステータコアの一方の極歯と、他方の極歯は、互いに噛み合う(例えば、日本国公開公報特開2012-70494号公報)。
日本国公開公報:特開2012-70494号公報
 上記のようなクローポール型のモータでは、巻線の引出し線は、同じステータコアの周方向に隣り合う極歯の間から引き出されるため、引出し線がステータコアに接触する虞があった。ステータコアは例えば鉄板などで構成されており、引出し線とステータコアとの接触による絶縁不良を抑制することが望まれる。
 上記状況に鑑み、本発明は、巻線の引出し線とステータコアとの接触による絶縁不良を簡単な構成により抑制できるステータを提供することを目的とする。
 本発明の例示的なステータは、ステータコアと、ボビンと、巻線と、を有する。
 前記ボビンは、軸方向に延びて前記巻線が径方向外側に巻き回される円筒部と、前記円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に延びる円盤部と、を有する。
 前記ステータコアは、前記円盤部の軸方向一方側に配置される環状部と、前記環状部の径方向外端から径方向外側へ延び、かつ、周方向に並ぶ複数の接続部と、前記接続部の径方向外端部から軸方向他方側へ延び、かつ、周方向に並ぶ複数の極歯と、を有する。
 前記複数の極歯は、前記巻線の径方向外側に配置され、かつ、前記巻線と径方向に対向する。前記複数の接続部は、周方向に隣り合う第1接続部と第2接続部を含む。前記第1接続部は、前記第2接続部の周方向一方側に配置される。前記複数の極歯は、前記第1接続部の径方向外端部から軸方向他方側に延びる第1極歯と、前記第2接続部の径方向外端部から軸方向他方側に延びる第2極歯を含む。前記円盤部は、径方向外側に突出する第1突出部を有する。前記第1突出部は、径方向に視て前記第1極歯と前記第2極歯との間に配置される。前記巻線の引出し線は、前記第1突出部よりも周方向一方側において、前記第1突出部と前記第1接続部もしくは前記第1極歯との間に配置される部分を有する。
 本発明の例示的なステータによれば、巻線の引出し線とステータコアとの接触による絶縁不良を簡単な構成により抑制できる。
図1は、本発明の例示的な実施形態に係るモータの外観を示す斜視図である。 図2は、本発明の例示的な実施形態に係るモータの縦断面図である。 図3は、第1ステータおよび第2ステータを示す斜視図である。 図4は、第1ステータの分解斜視図である。 図5は、第1ステータの軸方向一方側から視た平面図である。 図6は、第1ステータの径方向から視た側面図である。 図7は、一変形例に係る第1延伸部と第1突出部を模式的に示す側面図である。 図8は、第1ステータから基板を除いた状態での軸方向一方側から視た平面図である。 図9は、一変形例に係るステータコアと突出部を軸方向一方側から視た模式的な平面図である。
 以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。
 なお、本明細書では、モータ10において、モータ10の中心軸Jと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。なお、図面において、「軸方向一方側」をX1、「軸方向他方側」をX2として表記する。また、モータ10において、中心軸J周りの方向を「周方向」と呼ぶ。また、モータ10において、中心軸Jに対する径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jに近づく方向を「径方向内側」、中心軸Jから遠ざかる方向を「径方向外側」と呼ぶ。
 また、後述するステータ2,3(図3)の中心軸は、モータ10の中心軸Jと一致するので、ステータ2,3においても、方向に関する呼称は上記と同様とする。なお、図面において、ステータ2,3において、「周方向一方側」をθ1、「周方向他方側」をθ2として表記する。
 <1.モータの構成>
 図1は、本発明の例示的な実施形態に係るモータ10の外観を示す斜視図である。また、図2は、モータ10の縦断面図である。
 モータ10は、クローポール型のステッピングモータであり、かつ、アウタロータ型のモータである。モータ10は、静止部Sと、ロータRと、ブッシュ4と、軸受5A,5Bと、を有する。
 静止部Sは、シャフト1と、第1ステータ2と、第2ステータ3と、を有する。すなわち、モータ10は、第1ステータ2と、第2ステータ3と、を有する。シャフト1は、軸方向に延びる部材であり、基台部11と支持部12を有する。基台部11は、中心軸Jを中心とする円柱状に形成される。支持部12は、基台部11の軸方向一方側面11Aから軸方向一方側に向かって中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状に形成される。支持部12の外径は、基台部11の外径よりも短い。
 支持部12は、第1ステータ2および第2ステータ3を支持する。第1ステータ2および第2ステータ3は、支持部12の外周側を環状に囲む。第1ステータ2は、第2ステータ3よりも軸方向一方側に配置される。これにより、第1ステータ2および第2ステータ3は、軸方向に積層される。
 第1ステータ2は、ステータコア21,22と、ボビン23と、巻線24と、基板25と、を有する。巻線24は、ボビン23の外周面に巻き回される。ステータコア21は、ステータコア22よりも軸方向一方側に配置される。ボビン23は、ステータコア21,22により軸方向両側から挟み込まれる。基板25は、ステータコア21の軸方向一方側においてステータコア21に固定される。ボビン23が支持部12に嵌合することにより、第1ステータ2は支持部12に支持される。
 第2ステータ3は、ステータコア31,32と、ボビン33と、巻線34と、を有する。巻線34は、ボビン33の外周面に巻き回される。ステータコア31は、ステータコア32よりも軸方向一方側に配置される。ボビン33は、ステータコア31,32により軸方向両側から挟み込まれる。ボビン33が支持部12に嵌合することにより、第2ステータ3は支持部12に支持される。
 ブッシュ4は、第1ステータ2よりも軸方向一方側において、支持部12に嵌められる。ブッシュ4の外周側において、軸受5Aがブッシュ4に嵌められる。軸受5Bは、基台部11の外周側において、基台部11に嵌められる。軸受5A,5Bは、ボールベアリングである。
 ロータRは、ハウジング6とマグネット7とを有する。ハウジング6は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円筒状である。ハウジング6の内周面の軸方向一方側端部は、軸受5Aの外周面と接触する。ハウジング6の内周面の軸方向他方側端部は、軸受5Bの外周面と接触する。
 マグネット7は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円筒状である。マグネット7は、永久磁石であり、例えばフェライト磁石などで構成される。マグネット7は、ハウジング6の内周面に固定される。マグネット7は、軸受5Aと軸受5Bとの間に配置される。マグネット7は、第1ステータ2の径方向外側において第1ステータ2と径方向に対向し、かつ、第2ステータ3の径方向外側において第2ステータ3と径方向に対向する。より具体的には、マグネット7(ロータR)は、第1ステータ2に含まれる複数の極歯(後述の極歯213)の径方向外側において上記複数の極歯と径方向に対向する。マグネット7と、第2ステータ3に含まれる複数の極歯との関係も同様である。
 巻線24に通電することにより、後述するようにステータコア21,22により周方向に配置される複数の極歯(クローポール)がN極、S極で周方向に交互に磁化される。巻線34に通電することにより、後述するようにステータコア31,32により周方向に配置される複数の極歯がN極、S極で周方向に交互に磁化される。このように磁化される極歯と、マグネット7との作用により、ロータRは周方向に回転する。
<2.ステータの構成>
 図3は、第1ステータ2および第2ステータ3を示す斜視図である。図4は、第1ステータ2の分解斜視図である。ただし、図4において、巻線24は示していない。
 図4に示すように、ボビン23は、円筒部231と、円盤部232,233と、を有する。円筒部231は、軸方向に延びて巻線24が径方向外側に巻き回される。円盤部232は、円筒部231の軸方向一方側端部から径方向外側に延びる。円盤部233は、円筒部231の軸方向他方側端部から径方向外側に延びる。
 ステータコア21は、環状部211と、複数の接続部212と、複数の極歯213と、を有する。ステータコア21は、例えば鉄板などにより形成される。環状部211は、円盤部232の軸方向一方側に配置され、かつ、円環状に形成される。複数の接続部212は、環状部211の径方向外端から径方向へ延び、かつ、周方向に並ぶ。複数の極歯213は、それぞれ爪型に形成される。複数の極歯213は、それぞれの接続部212の径方向外端部から軸方向他方側へ延び、かつ、周方向に並ぶ。複数の極歯213は、巻線24の径方向外側に配置され、かつ、巻線24と径方向に対向する。接続部212および極歯213は、周方向に等間隔に配置される。接続部212および極歯213の個数は、一例として6個としている。
 ステータコア22は、ステータコア21を軸方向に逆とした構成であるので、ステータコア22の構成についての説明は簡略化する。ステータコア22は、環状部221と、複数の接続部222と、複数の極歯223と、を有する。環状部221は、円盤部233の軸方向他方側に配置される。
 極歯213と極歯223は、周方向に交互に配置される。巻線24の通電により、極歯213と極歯223のうちいずれか一方がN極に磁化すると、他方はS極に磁化する。
 基板25は、FPC(フレキシブルプリント基板)である。基板25は、周方向延伸部251と、帯部252と、を有する。周方向延伸部251は、周方向に延びる部分であり、かつ、後述する第1接続部212Aおよび第4接続部212Dの軸方向一方側に配置される。
 帯部252は、周方向延伸部251の内周縁から径方向内側へ延びる第1部分と、当該第1部分の径方向内側端部から軸方向一方側へ延びる第2部分と、を有する。帯部252の上記第2部分は、シャフト1に沿って軸方向一方側へ延び、かつ、シャフト1よりも軸方向一方側へ突出する(図1)。後述するように、巻線24から引き出される引出し線241が周方向延伸部251と電気的に接続される。なお、基板25は、リジッド基板であってもよい。
 なお、図3に示すように、第1ステータ2と第2ステータ3は、軸方向に積層される。第1ステータ2のステータコア22と第2ステータ3のステータコア31は、接触する。
<3.引出し線の構成>
 図3および図4に示すように、複数の接続部212は、周方向に隣り合う第1接続部212Aと第2接部212Bを含む。第1接続部212Aは、第2接続部212Bの周方向一方側に配置される。複数の極歯213は、第1極歯213Aと、第2極歯213Bと、を含む。第1極歯213Aは、第1接続部212Aの径方向外端部から軸方向他方側に延びる。第2極歯213Bは、第2接続部212Bの径方向外端部から軸方向他方側に延びる。
 また、図3および図4に示すように、ボビン23において、円盤部232は、径方向外側に突出する第1突出部232Aを有する。第1突出部232Aは、正面から径方向に視て、第1極歯213Aと第2極歯213Bとの間に配置される。後述するように、第1突出部232Aは、第1極歯213Aと第2極歯213Bとによって周方向に挟まれる位置まで突出する。なお、第1突出部232Aは、上記周方向に挟まれる位置よりも径方向内側または径方向外側の位置まで突出してもよい。
 巻線24の引出し線241は、径方向に視て、第1極歯213Aと第2極歯213Bとの間から引き出される。引出し線241は、巻線24の巻き始めの線である。
 ここで、図5は、第1ステータ2の軸方向一方側から視た平面図である。引き出された引出し線241は、第1突出部232Aと、基板25の周方向延伸部251の周方向他方側端T1との間を通されて、周方向延伸部251の電極部251Aと電気的に接続される。引出し線24が基板25と電気的に接続された状態で、引出し線241は、第1突出部232Aよりも周方向一方側において、第1突出部232Aと第1接続部212Aとの間に配置される部分を有する。
 これにより、仮に巻線24が周方向他方側に回転することにより引出し線241が周方向他方側に移動した場合でも、引出し線241は第1突出部232Aと接触するので、引出し線241が第2接続部212Bもしくは第2極歯213Bに接触して絶縁不良となることを抑制できる。そして、ボビン23に第1突出部232Aを設ける簡単な構成で絶縁不良を抑制できる。ひいては、モータ10における絶縁不良を抑制できる。
 なお、例えば巻線24の外径が長く、引出し線241の引出し位置がより径方向外側に位置する場合などで、引出し線241は、第1突出部232Aと第1極歯213Aとの間に配置される部分を有してもよい。
<4.突出部の構成>
 図5に示すように、第1突出部232Aの径方向外端T2は、軸方向に視て、巻線24の径方向外端よりも径方向外側に位置する。これにより、引出し線241が第1突出部232Aに接触した場合でも、引出し線241が第1突出部232Aを乗り越えて第2接続部212Bもしくは第2極歯213Bに接触することを抑制できる。
 また、第1突出部232Aの径方向外端T2は、軸方向に視て、極歯213の径方向中央位置Cよりも径方向外側に位置する。より具体的には、径方向中央位置Cは、極歯213における接続部212と接続される接続面(軸方向一方側端面)の径方向中央位置である。これにより、引出し線241が第2接続部212Bもしくは第2極歯213Bに接触することを、より抑制できる。
 さらに、第1突出部232Aの径方向外端T2は、軸方向に視て、極歯213の径方向外端位置と同じ位置に位置する。これにより、第1突出部232Aが第1ステータ2の径方向外側に配置されるロータR(図2)と接触することを抑制できる。なお、径方向外端T2は、軸方向に視て、極歯213の径方向外端位置よりも径方向内側に位置してもよい。
<5.基板の構成>
 次に、基板25の周方向延伸部251の構成について述べる。先述したように、周方向延伸部251は、第1接続部212Aの軸方向一方側に配置される。すなわち、第1ステータ2は、第1接続部212Aの軸方向一方側に配置される基板25を有する。
 図5に示すように、周方向延伸部251(基板25)は、第1延伸部251Bを有する。第1延伸部251Bは、軸方向に視て、第1接続部212Aの周方向他方側端T3から第1接続部212Aと第2接続部212Bとの間の周方向位置まで周方向に延びる。
 引出し線241は、第1延伸部251Bの周方向他方側に配置される部分を有する。これにより、引出し線241がたわんだとしても、引出し線241が第1延伸部251Bと接触することにより、引出し線241が第1接続部212Aもしくは第1極歯213Aに接触することを抑制できる。
 ここで、図6は、第1ステータ2の径方向から視た側面図である。図5および図6に示すように、軸方向に視て、第1延伸部251Bと第1突出部232Aとの間には隙間S1が設けられる。
 ここで、別実施形態として、図7のように、軸方向から視て、第1延伸部251Bと第1突出部232Aとが重なるようにし、第1延伸部251Bと第1突出部232Aとの間に軸方向に隙間S2を設けることも可能である。ただし、この場合、図7に示すように、引出し線241を隙間S2を通す必要があり、配線作業性が低下する。これに対し、上記の図6に示す構成であれば、引出し線241を隙間S1を通す作業は容易であるため、配線作業性が向上する。
 なお、図7に示すような構成であっても、引出し線241が第1延伸部251Bの周方向他方側に配置される部分を有する構成となる。
 また、別実施形態として、周方向延伸部251(基板25)の周方向他方側端T1を、軸方向に視て第1接続部212Aの周方向他方側端T3と同じ周方向位置に配置してもよい。この場合、引出し線241は、周方向他方側端T1の周方向他方側において、第1突出部232Aと周方向他方側端T1との間に配置される。
 このような実施形態であれば、引出し線241が基板25の周方向他方側端T1と接触することにより、引出し線241が第1接続部212Aと接触することを抑制できる。
 また、図5に示すように、周方向延伸部251(基板25)は、第1延伸部251Bの径方向内側において第1延伸部251Bよりも周方向他方側に突出して延びる第2延伸部252Cを有する。第2延伸部252Cの径方向外端は、軸方向に視て環状部211の径方向外端よりも径方向外側に位置する。
 これにより、引出し線241が第2延伸部251Cと接触することにより、引出し線241が環状部211と接触することを抑制できる。特に、引出し線241がたわんだとしても、引出し線241が環状部211と接触することを抑制できる。
 なお、第2延伸部252Cの径方向外端は、軸方向に視て環状部211の径方向外端と同じ位置に位置してもよい。
<6.円盤部における凹部>
 図8は、第1ステータ2から基板25を除いた状態での軸方向一方側から視た平面図である。図8に示すように、円盤部232は、第1突出部232Aの周方向一方側に連接される凹部232Bを有する。引出し線241は、凹部232B内に配置される。
 これにより、引出し線241が第1突出部232Aに接触した場合でも、引出し線241が第1突出部232Aを乗り越えて第2接続部212Bもしくは第2極歯213Bに接触することを抑制できる。
 また、図8に示すように、凹部232Bの径方向内端T4は、軸方向に視て環状部211の径方向外端よりも径方向外側に位置する。これにより、引出し線241が環状部211の径方向外端と接触することを抑制できる。
<7.複数の突出部>
 図8に示すように、複数の接続部212は、周方向に隣り合う第3接続部212Cと第4接続部212Dを含む。第3接続部212Cは、第4接続部212Dの周方向一方側に配置される。第4接続部212Dは、第1接続部212Aの周方向一方側に第1接続部212Aと隣り合って配置される。
 複数の極歯213は、第3接続部212Cの径方向外端部から軸方向他方側に延びる第3極歯213Cと、第4接続部212Dの径方向外端部から軸方向他方側に延びる第4極歯213Dを含む。第3極歯213Cは、第1極歯213Aより周方向一方側に配置される。
 円盤部232は、径方向外側に突出する第2突出部232Cを有する。第2突出部232Cは、径方向に視て第3極歯213Cと第4極歯213Dとの間に配置される。巻線24の引出し線242は、第2突出部232Cよりも周方向他方側において、第2突出部232Cと第4接続部212Dもしくは第4極歯213Dとの間に配置される。引出し線242は、巻線24の巻き終わりの線である。
 これにより、巻線24の巻き始めと巻き終わりとの両方の引出し線241,242において、ステータコア21との接触を抑制できる。
 なお、図8に示すように、第1突出部232Aと第2突出部232Cは、軸方向に視て、中心軸Jに対して垂直な軸線Lに対して線対称となる。
 また、別実施形態として、図9に示す軸方向一方側から視た模式的な平面図の構成としてもよい。すなわち、第1突出部232Aは、第2極歯213Bの周方向一方側面SAと接触する。第2突出部232Cは、第3極歯213Cの周方向他方側面SBと接触する。これにより、ステータコア21のボビン23に対する周方向の位置決めを行うことができる。
<8.その他>
 以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
 本発明は、各種機器に用いられるステッピングモータに利用することができる。

Claims (12)

  1.  ステータコアと、ボビンと、巻線と、を有し、
     前記ボビンは、
     軸方向に延びて前記巻線が径方向外側に巻き回される円筒部と、
     前記円筒部の軸方向一方側端部から径方向外側に延びる円盤部と、を有し、
     前記ステータコアは、
     前記円盤部の軸方向一方側に配置される環状部と、
     前記環状部の径方向外端から径方向外側へ延び、かつ、周方向に並ぶ複数の接続部と、
     前記接続部の径方向外端部から軸方向他方側へ延び、かつ、周方向に並ぶ複数の極歯と、を有し、
     前記複数の極歯は、前記巻線の径方向外側に配置され、かつ、前記巻線と径方向に対向し、
     前記複数の接続部は、周方向に隣り合う第1接続部と第2接続部を含み、
     前記第1接続部は、前記第2接続部の周方向一方側に配置され、
     前記複数の極歯は、前記第1接続部の径方向外端部から軸方向他方側に延びる第1極歯と、前記第2接続部の径方向外端部から軸方向他方側に延びる第2極歯を含み、
     前記円盤部は、径方向外側に突出する第1突出部を有し、
     前記第1突出部は、径方向に視て前記第1極歯と前記第2極歯との間に配置され、
     前記巻線の引出し線は、前記第1突出部よりも周方向一方側において、前記第1突出部と前記第1接続部もしくは前記第1極歯との間に配置される部分を有する、ステータ。
  2.  前記第1突出部の径方向外端は、軸方向に視て前記巻線の径方向外端よりも径方向外側に位置する、請求項1に記載のステータ。
  3.  前記第1突出部の前記径方向外端は、軸方向に視て前記極歯の径方向中央位置よりも径方向外側に位置する、請求項2に記載のステータ。
  4.  前記第1突出部の前記径方向外端は、軸方向に視て前記極歯の径方向外端位置と同じ位置または、前記径方向外端位置よりも径方向内側に位置する、請求項3に記載のステータ。
  5.  前記第1接続部の軸方向一方側に配置される基板を有し、
     前記基板の周方向他方側端は、軸方向に視て前記第1接続部の周方向他方側端と同じ周方向位置に配置され、
     前記引出し線は、前記基板の前記周方向他方側端の周方向他方側において、前記第1突出部と前記基板の前記周方向他方側端との間に配置される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のステータ。
  6.  前記第1接続部の軸方向一方側に配置される基板を有し、
     前記基板は、軸方向に視て前記第1接続部の周方向他方側端から前記第1接続部と前記第2接続部との間の周方向位置まで周方向に延びる第1延伸部を有し、
     前記引出し線は、前記第1延伸部の周方向他方側に配置される部分を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のステータ。
  7.  軸方向に視て、前記第1延伸部と前記第1突出部との間には隙間が設けられる、請求項6に記載のステータ。
  8.  前記基板は、前記第1延伸部の径方向内側において前記第1延伸部よりも周方向他方側に突出して延びる第2延伸部を有し、
     前記第2延伸部の径方向外端は、軸方向に視て前記環状部の径方向外端と同じ位置、または前記径方向外端よりも径方向外側に位置する、請求項6または請求項7に記載のステータ。
  9.  前記円盤部は、前記第1突出部の周方向一方側に連接される凹部を有し、
    前記引出し線は、前記凹部内に配置される、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のステータ。
  10.  前記凹部の径方向内端は、軸方向に視て前記環状部の径方向外端よりも径方向外側に位置する、請求項9に記載のステータ。
  11.  前記複数の極歯は、前記第1極歯より周方向一方側に配置される第3極歯を含み、
     前記円盤部は、径方向外側に突出する第2突出部を有し、
     前記第1突出部は、前記第2極歯の周方向一方側面と接触し、
     前記第2突出部は、前記第3極歯の周方向他方側面と接触する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のステータ。
  12.  請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のステータと、
     前記ステータに含まれる前記複数の極歯の径方向外側において前記複数の極歯と径方向に対向するマグネットを有するロータと、
     を有するモータ。
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