特許 6062335 ステッピングモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6062335

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】ステッピングモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/22 20060101AFI20170106BHJP

   H02K 37/14 20060101ALI20170106BHJP

   H02K 3/50 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/22

   H02K37/14 535F

   H02K37/14 535X

   H02K37/14 535Y

   H02K3/50 A

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-192202(P2013-192202)

(22)【出願日】2013年9月17日

(65)【公開番号】特開2015-61351(P2015-61351A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2015年8月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小山田 稔

【審査官】 三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０７２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１３７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３３４７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／２２

Ｈ０２Ｋ ３／５０

Ｈ０２Ｋ ３７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル線が巻回される巻回部を有するコイルボビン部と、
前記コイルボビン部に設けられ、頂部が回路基板に当接される端子台部と、
前記端子台部に立設され、前記コイル線が巻回される端子ピンと、を備えたステッピングモータにおいて、
前記端子台部には、前記回路基板から逃げる方向で前記頂部から延在する傾斜面が設けられ、前記傾斜面から立設する前記端子ピンの基端は、前記頂部から離間して配置され、
前記端子ピンの基端側と前記頂部との間が前記コイル線の巻回スペースとなっており、
前記コイルボビン部は一対設けられるとともに、該一対の前記コイルボビン部は、それぞれの傾斜面同士が内向きとなるように並置されていることを特徴とするステッピングモータ。

【請求項2】

前記頂部は、前記端子ピンより前記巻回部側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のステッピングモータ。

【請求項3】

前記端子台部には、前記傾斜面を切り欠く切欠部が形成され、前記コイル線が前記切欠部を通って前記端子ピンに巻回されていることを特徴とする請求項２記載のステッピングモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラのレンズ駆動等のアクチュエータとして利用される小型のステッピングモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このような分野の技術として、特開２０１０−８８１９８号公報がある。この公報に記載されたステッピングモータは、コイルを巻回するボビン本体の端面にフランジ部が設けられており、このフランジ部に対して周縁方向に突出する端子台が設けられている。この端子台の上面は、フレキシブル基板の支持部となっており、フランジ部の周縁方向に突出させた端子ピンが設けられている。端子ピンは、フレキシブル基板に設けられた貫通孔に貫通されて半田付けされることにより、フレキシブル基板の配線パターンと電気的に接続される。このとき、端子台の支持部には、フレキシブル基板が当接されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−８８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前述した従来のステッピングモータにあっては、コイルの引き出し部が支持部の上を通って端子ピンに巻回される構成となっている。そのため、フレキシブル基板への実装に際し、貫通孔に端子ピンが貫通されるときに、支持部の上に位置する引き出し部とフレキシブル基板とが接触してコイル線が断線する虞があった。特に、端子ピンの基端からコイル線が端子ピンに巻かれ始める場合には、コイル線が支持部から浮き上がっているため、フレキシブル基板が支持部に圧着されたときに断線する可能性が高くなる。

【0005】

本発明は、端子ピンに巻回されるコイル線の断線を抑制するステッピングモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、コイル線が巻回される巻回部を有するコイルボビン部と、
コイルボビン部に設けられ、頂部が回路基板に当接される端子台部と、
端子台部に立設され、コイル線が巻回される端子ピンと、を備えたステッピングモータにおいて、
端子台部には、回路基板から逃げる方向で頂部から延在する傾斜面が設けられ、傾斜面から立設する端子ピンの基端は、頂部から離間して配置され、
端子ピンの基端側と頂部との間がコイル線の巻回スペースとなっていることを特徴とする。

【0007】

このステッピングモータにおいては、端子台部に設けられた頂部から延在する傾斜面が、回路基板から逃げる方向に傾斜している。そして、この傾斜面に端子ピンが立設されることで、端子ピンの基端側と頂部との間に巻回スペースが生じるようになっている。頂部は、回路基板と当接することが予定されている部分であるため、ステッピングモータの径方向において、巻回スペースは、頂部及び回路基板よりも、コイルボビン部の巻回部側に位置することになる。これにより、この巻回スペースに対しては、頂部を通ることなく端子ピンの根元近くにしっかりとコイル線を巻回することができる。よって、実装の際に回路基板が頂部に圧着されたとしても、回路基板と頂部との間にコイル線が配置されないため、コイル線が断線することがない。
また、端子ピンは傾斜面内において頂部から離間して配置されているため、傾斜面の上側になるにつれて広い巻回スペースとなる。このように巻回スペースを広く確保しているため、コイル線を巻回するための機械を利用する場合であっても、コイル線を保持するためのノズル等が巻回スペースに入りやすい。
また、コイルボビン部に巻かれたコイル線を端子ピンに巻きつける際に、傾斜面上に沿ってコイル線が配置されることなく、コイル線は巻回スペースを利用して、端子ピンの根元にしっかり巻き付けられる。

【0008】

また、頂部は、端子ピンより巻回部側に配置されている。
このような構成により、コイルボビン部に巻かれたコイル線を端子ピンに巻きつける際に、傾斜面上に沿ってコイル線が配置されることなく、コイル線は巻回スペースを利用して、端子ピンの根元にしっかり巻き付けられる。

【0009】

また、端子台部には、傾斜面を切り欠く切欠部が形成され、コイル線が切欠部を通って端子ピンに巻回されている。
このような構成により、切欠部を通ってコイル線が端子ピンに巻回されるため、頂部にコイル線がかかることを防止することができる。さらに、コイル線を端子ピンに巻き付ける際に、端子ピンの根元にコイル線をアクセスし易くなり、巻回スペースを最大限に活用することができる。

【0010】

また、一対のコイルボビン部は、それぞれの傾斜面同士が対向するように並置されている。
このような構成により、一方の頂部と他方の頂部との間に傾斜面が２つ配置されることになる。これにより、頂部間には少なくとも傾斜面２つ分の間隔が確保されるため、一方の頂部と他方の頂部とが当接して傾斜面同士が背中合わせになる場合に比べて、頂部を回路基板に安定して当接させることができ、端子台部のぐらつきが発生し難くなる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、端子ピンに巻回されるコイル線の断線を抑制したステッピングモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１のステッピングモータの縦断面図である。

【図3】図１のステッピングモータの拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ本発明に係るステッピングモータの一実施形態について詳細に説明する。

【0014】

図１及び図２に示される小型のステッピングモータ１は、略円柱形状をなし、径方向に突出する端子ピン２８，４８に通電することで、回転軸線Ｌを中心としてシャフト３を回転させている。以下、便宜上、シャフト３の回転出力側を前方、シャフト３の回転出力側と反対側を後方、端子ピン２８，４８の突出方向を上方、端子ピン２８，４８の突出方向と反対側を下方、シャフト３及び端子ピン２８,４８と直交する方向を左右方向として説明する。

【0015】

ステッピングモータ１のシャフト３は、前後に配置された円環状の側板５ａ，５ｂの開口に固定された軸受７ａ，７ｂによって回転自在に支持されている。シャフト３には、ロータとしての円柱状のマグネット９が固定されている。このマグネット９のＮ極とＳ極とは周方向に交互に着磁されている。マグネット９を囲むように、前後一対のステータ１０，３０が配置されている。

【0016】

ステッピングモータ１の小型化すなわち短小化を図っているために採用されたステータ１０は、マグネット９の前側半分の外周を囲むものであり、磁界を発生させるためのコイル線２０ａが巻回されたコイルボビン部２０と、コイルボビン部２０を収容するヨーク１５とを有する。ヨーク１５は、磁性体で形成されており、マグネット９の外周面に対向して等間隔に配列された第１磁極歯１１ａを有する第１のヨーク部品１１と、マグネット９の外周面に対向して等間隔に配列された第２磁極歯１３ａを有する第２のヨーク部品１３とによって構成されている。第１磁極歯１１ａと第２磁極歯１３ａとは、マグネット９の外周面で交互に配列されている。

【0017】

樹脂製のコイルボビン部２０は、コイル線２０ａが巻回される筒状の巻回部２１を有する。巻回部２１の前後の両端には、円環状の鍔部２３ａ，２３ｂが形成されている。後端側の鍔部２３ｂは、前端側の鍔部２３ａより厚肉に形成されており、鍔部２３ａには、平面視において矩形状をなす端子台部２５が、上側に向かって突出して設けられている。この端子台部２５における前側の壁面２５ａは、巻回部２１側に位置し、壁面２５ａの直線的な上辺部分は、左右方向に延びる頂部２６になっており、端子台部２５の中で最も上部に位置している。この頂部２６から後側に向かって延在する傾斜面２７は、所定（例えば４０度）の斜度で下側に向かって形成されている。頂部２６は、巻回部２１側の壁面２５ａの上辺であると共に、傾斜面２７の上辺でもある。

【0018】

巻回部２１と反対側（後側）に向かって頂部２６から傾斜する傾斜面２７には一対の端子ピン２８が立設され、前後方向で、頂部２６は、端子ピン２８より巻回部２１側に配置されることになる。端子ピン２８には、コイル線２０ａの端部をなす引き出し部２０ｂが巻回され、コイル線２０ａと電気的に接続される。一対の端子ピン２８のうち一方は、傾斜面２７の一端側に寄せられ、他方は中央付近に配置されている。

【0019】

端子ピン２８は四角柱状を呈しており、４つの面が前後左右を向くように配置されている。前側の面２８ａの基端の位置と後側の面２８ｂの基端の位置との関係では、傾斜面２７の傾斜に起因して後側の面２８ｂの方が下がっており、その結果、前側の面２８ａより後側の面２８ｂの方が上下方向に長くなっている。端子ピン２８の前側の面２８ａの基端は、頂部２６から所定の距離だけ離間して配置されており、具体的に、端子ピン２８は傾斜面２７の前後方向において略中央に立設される。なお、後側の面２８ｂの基端は、傾斜面２７の下辺と同一でもよい。

【0020】

端子台部２５には、一対の端子ピン２８間に切欠部２９が形成されている。この切欠部２９は、端子台部２５の前端面から後端面に亘っており、頂部２６から下方に向かって、傾斜面２７の高さと同じ高さ分だけ切除されている。コイル線２０ａの引き出し部２０ｂは、この切欠部２９を通過して端子ピン２８に巻回されるため、頂部２６を通過することはない。

【0021】

ステータ１０と同様の構成を有するステータ３０は、マグネット９の後側半分の外周を囲むものであり、磁界を発生させるためのコイル線４０ａが巻回されたコイルボビン部４０と、コイルボビン部４０を収容するヨーク３５とを有する。ヨーク３５は、磁性体で形成されており、マグネット９の外周面に対向して等間隔に配列された第１磁極歯３１ａを有する第１のヨーク部品３１と、マグネット９の外周面に対向して等間隔に配列された第２磁極歯３３ａを有する第２のヨーク部品３３とによって構成されている。第１磁極歯３１ａと第２磁極歯３３ａとは、マグネット９の外周面で交互に配列されている。

【0022】

樹脂製のコイルボビン部４０は、コイル線４０ａが巻回される筒状の巻回部４１を有する。巻回部４１の前後の両端には、円環状の鍔部４３ａ，４３ｂが形成されている。前端側の鍔部４３ｂは、後端側の鍔部４３ａより厚肉に形成されており、鍔部４３ｂには、平面視において矩形状をなす端子台部４５が、上側に向かって突出して設けられている。この端子台部４５における後側の壁面４５ａは、巻回部４１側に位置し、壁面４５ａの直線的な上辺部分は、左右方向に延びる頂部４６になっており、端子台部４５の中で最も上部に位置している。この頂部４６から前側に向かって延在する傾斜面４７は、所定（例えば４０度）の斜度で下側に向かって形成されている。頂部４６は、巻回部４１側の壁面４５ａの上辺であると共に、傾斜面４７の上辺でもある。なお、頂部４６は、頂部２６と同じ高さに形成されている。

【0023】

巻回部４１と反対側（前側）に向かって頂部４６から傾斜する傾斜面４７には一対の端子ピン４８が立設され、前後方向で、頂部４６は、端子ピン４８より巻回部４１側に配置されることになる。端子ピン４８には、コイル線４０ａの端部をなす引き出し部４０ｂが巻回され、コイル線４０ａと電気的に接続される。一対の端子ピン４８のうち一方は、傾斜面４７の一端側に寄せられ、他方は中央付近に配置されている。

【0024】

端子ピン４８は四角柱状を呈しており、４つの面が前後左右を向くように配置されている。前側の面４８ｂの基端の位置と後側の面４８ａの基端の位置との関係では、傾斜面４７の傾斜に起因して前側の面４８ｂの方が下がっており、その結果、面４８ａより面４８ｂの方が上下方向に長くなっている。端子ピン４８の後側の面４８ａの基端は、頂部４６から所定の距離だけ離間して配置されており、具体的に、端子ピン４８は傾斜面４７の前後方向における略中央に立設されている。なお、前側の面４８ｂの基端は、傾斜面４７の下辺と同一でもよい。

【0025】

端子台部４５には、一対の端子ピン４８間に切欠部４９が形成されている。この切欠部４９は、断面矩形の端子台部４５の前端面から後端面に亘っており、頂部４６から下方に向かって、傾斜面４７の高さと同じ高さ分だけ切除されている。引き出し部４０ｂは、この切欠部４９を通過して端子ピン４８に巻回されるため、頂部４６を通過することはない。

【0026】

このように構成されたステータ１０，３０は、マグネット９の外周面に対向するように配置されると共に、側板５ａ，５ｂに固定され、一方の第２のヨーク部品１３と他方の第２のヨーク部品３３との端面同士は当接している。そして、一方のコイルボビン部２０の端子台部２５と他方のコイルボビン部４０の端子台部４５とは、隣接するように並置され、これにより、傾斜面２７と傾斜面４７とが側面視Ｖ字状を呈するように対向して配置されている。一方の頂部２６から他方の頂部４６までの前後方向における距離は、少なくとも端子台部２５の厚さと端子台部４５の厚さの和以上の距離になっている。

【0027】

このように構成されたステッピングモータ１は、フレキシブル基板等からなる回路基板５０に実装されることが予定されている。図３は、回路基板５０のみを断面で示し、ステッピングモータ１が回路基板５０に実装されている状態を示したものである。なお、回路基板への実装に際し、ステッピングモータ１の引き出し部２０ｂ，４０ｂは、端子ピン２８，４８に巻回された状態で半田によって固定される。

【0028】

図３に示されるように、ステッピングモータ１の端子ピン２８，４８は、回路基板５０に設けられた貫通孔５１に挿入され、半田５５によって回路基板５０の配線パターンと電気的に接続される。この半田付けは、端子台部２５，４５に対して回路基板５０が押し付けられて行われるものであり、このとき、端子台部２５，４５の最上部である頂部２６，４６が回路基板５０に当接されることになる。傾斜面２７，４７は、回路基板５０から逃げる方向に傾斜しているため、頂部２６，４６より下側において回路基板５０と接触することはない。また、このとき、端子ピン２８，４８の基端側は、頂部２６，４６から離間して設けられているため、頂部２６と端子ピン２８の基端側との間及び頂部４６と端子ピン４８の基端側との間には、所定の巻回スペースＳ１及びＳ２が生じる。

【0029】

コイル線２０ａ，４０ａの引き出し部２０ｂ，４０ｂは、切欠部２９，４９を通って端子ピン２８，４８に巻回される。交差するように切欠部２９を通過する引き出し部２０ｂ及び交差するように切欠部４９を通過する引き出し部４０ｂは、端子ピン２８，４８の面２８ｂ，４８ｂの基端側にそれぞれ最初に接触し、そこから巻回スペースＳ１，Ｓ２で端子ピン２８，４８の上方に向かって順次巻回される。そして、端子ピン２８，４８の面２８ａ，４８ａの基端側には、巻回スペースＳ１，Ｓ２を利用して巻かれた引き出し部２０ｂ，４０ｂが接触することになり、巻回スペースＳ１，Ｓ２に巻回されている引き出し部２０ｂ，４０ｂは、回路基板５０より下側に位置するため、端子ピン２８，４８が回路基板５０に固定された際に回路基板５０と接触することがない。

【0030】

以上説明したステッピングモータ１によれば、端子台部２５，４５に設けられた頂部２６，４６から延在する傾斜面２７，４７が、回路基板５０から逃げる方向に傾斜している。そして、この傾斜面２７，４７に端子ピン２８，４８が立設されることで、端子ピン２８，４８の基端側と頂部２６，４６との間に巻回スペースＳ１，Ｓ２が生じるようになっている。頂部２６，４６は、回路基板５０と当接することが予定されている部分であるため、上下方向において、巻回スペースＳ１，Ｓ２は、頂部２６，４６及び回路基板５０よりも、巻回部２１，４１側に位置することになる。これにより、この巻回スペースＳ１，Ｓ２に対しては、頂部２６，４６を通ることなく端子ピン２８，４８の根元近くにしっかりと引き出し部２０ｂ，４０ｂを巻回することができる。よって、実装の際に回路基板５０が頂部２６，４６に圧着されたとしても、回路基板５０と頂部２６，４６との間で引き出し部２０ｂ，４０ｂが挟まれることがないため、引き出し部２０ｂ，４０ｂが断線することがない。

【0031】

また、端子ピン２８，４８は傾斜面２７，４７内において頂部２６，４６から離間して配置されているため、傾斜面２７，４７の上側になるにつれて巻回スペースＳ１，Ｓ２が広くなる。このように巻回スペースＳ１，Ｓ２を広く確保しているため、引き出し部２０ｂ，４０ｂを巻回するための機械を利用する場合であっても、引き出し部２０ｂ，４０ｂを保持するためのノズル等が巻回スペースＳ１，Ｓ２に入りやすい。

【0032】

また、コイルボビン部２０，４０に巻かれたコイル線２０ａ，４０ａの引き出し部２０ｂ，４０ｂを端子ピン２８，４８に巻きつける際に、傾斜面２７，４７上に沿って引き出し部２０ｂ，４０ｂが配置されることなく、引き出し部２０ｂ，４０ｂは巻回スペースＳ１，Ｓ２を利用して、端子ピン２８，４８の根元にしっかり巻き付けられる。

【0033】

また、端子台部２５，４５には、一対の端子ピン２８，４８間にそれぞれ切欠部２９，４９が形成され、引き出し部２０ｂ，４０ｂが切欠部２９，４９を通って端子ピン２８，４８に巻回されている。これにより、一対の端子ピン２８及び一対の端子ピン４８の間を通って引き出し部２０ｂ，４０ｂが端子ピン２８，４８に巻回されるため、引き出し部２０ｂ，４０ｂが頂部２６，４６上を通ることを防止することができる。さらに、引き出し部２０ｂ，４０ｂを端子ピン２８，４８に巻き付ける際に、端子ピン２８，４８の根元に引き出し部２０ｂ，４０ｂをアクセスし易くなり、巻回スペースＳ１，Ｓ２を最大限に活用することができる。

【0034】

また、一対のコイルボビン部２０，４０は、それぞれの傾斜面２７，４７同士が対向するように並置されている。これにより、一方の頂部２６と他方の頂部４６との間に傾斜面２７及び傾斜面４７が配置されることになる。頂部２６，４６間には少なくとも傾斜面２つ分の間隔が確保されるため、一方の頂部と他方の頂部とが当接して傾斜面同士が背中合わせになる場合に比べて、頂部２６，４６を回路基板５０に安定して当接させることができ、半田付けするにあたって、端子台部２５，４５のガタつきが発生し難くなる。

【0035】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【0036】

例えば、傾斜面２７，４７同士が内向きで対向するように並置されている例を示したが、これに限定されない。コイルボビン部における傾斜面の向きを外向きにして、傾斜面同士が背中合わせになるようにしてもよい。

【0037】

また、一対の端子ピン２８のうち一方が傾斜面２７の一端側に寄せられ、他方が中央付近に配置される例を示したが、これに限定されない。端子台部に立設される端子ピンの配置は、回路基板に設けられる貫通孔の位置によって適宜変更することができる。

【0038】

また、傾斜面２７が、一定の斜度で傾斜している例を示したが、これに限定されない。傾斜面は、端子台部の頂部を最上部として、そこから下るように形成されていればよく、例えば、所定の曲率をもって湾曲していても構わないし、段階状に斜度が変化させてもよい。

【0039】

また、切欠部２９が、端子台部２５の前端側から後端側に亘っている例を示したが、これに限定されない。切欠部は、引き出し部を端子ピンの基端側に通すことができる構成であればよく、切欠部は、どのような形状であってもよい。

【0040】

また、端子ピン２８が四角柱状を呈している例を示したが、これに限定されず、傾斜面２７から上方に向かって立設され、回路基板５０の貫通孔に挿入され得る形状であれば、円柱状であってよい。

【0041】

また、頂部２６が壁面２５ａの上辺部分によって構成されている例を示したが、これに限定されない。例えば、頂部は、直線又は曲線状でなく、所定の幅を有する面として構成されていてもよい。ただし、頂部２６が上辺部分によって構成されていると、回路基板５０に対して頂部２６が線接触によって圧着されるため、面接触の場合に比し、回路基板５０に載置される際の安定性が高くなる。

【0042】

また、引き出し部２０ｂが端子ピン２８の面２８ｂに最初に接触して巻回される例を示したが、これに限定されない。引き出し部が巻回スペースＳ１で端子ピン２８に接続されていればよく、例えば、引き出し部が端子ピン２８の面２８ａに最初に接触して巻回するように構成してもよい。

【符号の説明】

【0043】

１…ステッピングモータ、２０，４０…コイルボビン部、２０ａ，４０ａ…コイル線、２０ｂ，４０ｂ…引き出し部、２１，４１…巻回部、２５，４５…端子台部、２６，４６…頂部、２７，４７…傾斜面、２８，４８…端子ピン、２９，４９…切欠部、５０…回路基板、Ｓ１，Ｓ２…巻回スペース。

【図1】

【図2】

【図3】