(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅を有する環状の底部の両側に外側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて内部に所定空間を形成する第1側壁部及び第2側壁部が備えられたボビン体と、
該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、
該巻線コイルを覆蓋するように前記ボビン体に組み合わせるカバーと
を含んで構成されることを特徴とする往復動式モータのボビン。
【請求項２】
前記ボビン体の第1、2側壁部の端面に第1結合部が夫々形成されて、前記カバーの内側に前記第1結合部と組み合わされる第2結合部が備えられたことを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項３】
前記第1結合部と第2結合部とは、相互に組み合わされる一対の凹凸からなることを特徴とする請求項2に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項４】
前記ボビン体の第1側壁部及び第2側壁部の端面には、複数の溝が夫々形成されて、前記カバーの下面に前記溝とかん合される突起が夫々形成されて前記カバーの突起が前記ボビン体の溝にかん合されて組み合わされることを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項５】
前記第1側壁部は、前記底部の一方に該底部に対して所定傾斜角を有するように延長された所定の厚さの第1傾斜壁及び該第1傾斜壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第1垂直壁からなり、前記第2側壁部は、前記底部の他方に該底部に対して所定傾斜角を有するように延長された所定の厚さの第2傾斜壁及び該第2傾斜壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第2垂直壁から成ることを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項６】
前記第1傾斜壁及び第2傾斜壁の内側に夫々複数の突起面を備えることを特徴とする請求項5に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項７】
前記第1側壁部は、前記底部の一方に所定の厚さを有して階段状に形成された第1傾斜階段壁及び該第1傾斜階段壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第1垂直壁からなり、前記第2側壁部は、前記底部の他方に所定の厚さを有して階段状に形成された第2傾斜階段壁及び該第2傾斜階段壁に続いて、前記底部に対して垂直方向に延長された第2垂直壁からなることを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項８】
前記第1側壁部及び第2側壁部の外面全体又は一部分にかけてモータコアと組み合わせ時に該モータコアと密着されるように突起ルーバが形成されることを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項９】
前記ボビン体とカバーとは、モールドにより一体に成形されたことを特徴とする請求項1に記載の往復動式モータのボビン。
【請求項１０】
所定の幅を有する環状の底部の両側に外側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長して、内部に所定空間を形成する第1側壁部及び第2側壁部が備えられたボビン体を樹脂物により1次成形する段階と、
前記ボビン体の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回して巻線コイルを製造する段階と、
前記巻線コイルを覆蓋するように前記ボビン体に組み合わされるカバーを前記ボビン体に２次成形する段階とを順次行うことを特徴とする往復動式モータのボビン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、往復動式モータのボビン及びその製造方法に係るもので、詳しくは、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法に関するものである。
〔背景技術〕
一般に、モータは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換させる機器であって、電気エネルギーを回転運動に変換させる回転型モータと電気エネルギーを直線往復運動に変換させる往復動式モータ等に分類される。
【０００２】
前記モータは、動力源として使われる分野が多様である。特に、家電製品としては、冷蔵庫、エアコン、洗濯機、扇風機等の殆ど全ての製品に装着されている。冷蔵庫及びエアコンの場合、送風ファンを回転させるのに使われることもあるが、冷蔵庫及びエアコンを構成する冷蔵サイクル装置の圧縮機に装着されて動力源として使われる。
【０００３】
図1は、本出願人が研究開発中の往復動式モータの一例であって、図1に示したように、円筒状に形成されたアウターコア10及び該アウターコア10と所定の間隔を置いて挿入されるインナーコア20により構成される固定子Sと、アウターコア10又はインナーコア20に結合される巻線コイル30と、アウターコア10とインナーコア20間に直線往復運動が可能なように挿入される可動子40とを含んで構成される。
【０００４】
提示された図１においては、巻線コイル30をアウターコア10に結合した構造が図示されている。
【０００５】
アウターコア10は、U字状の薄板に形成されたラミネーションシート11が円筒をなすように放射状に積層された円筒状の積層体に形成される。ラミネーションシート11のU字部分は、磁束が流れるパス部11aをなし、その両端は極を形成する磁極部11bをなし、パス部11aの内側に形成された一方が開口した空間は、巻線コイル30が位置する開口部11cをなす。
【０００６】
巻線コイル30は、コイルが環状をなすように複数回巻回されて、その断面形状が開口部11cの形状と適合するように形成される。そして、巻線コイル30の外面に薄膜絶縁コーティングされた絶縁コーティング膜31が形成される。
【０００７】
インナーコア20は、アウターコア10の長さと適合する長さを有する四角形態の薄板に形成されたラミネーションシート21を円筒をなすように放射状に積層し円筒状の積層体に形成される。
【０００８】
可動子40は、アウターコア10とインナーコア20間に挿入される円筒状の磁石ホルダー41と該磁石ホルダー41の外周面に固定結合される複数の永久磁石42とを含んで構成される。
【０００９】
該永久磁石42の長さLmは、普通、磁極部の長さLpと極間距離Lbとを合せた長さからなる。従って、開口部11cの両側に位置する極間距離Lbに永久磁石42の長さが関係するため、極間距離Lbが短いほど永久磁石42の長さLmが短くなる。
【００１０】
磁極部の長さLpはストローク距離に相当し、極間距離Lbは開口部11cの入口幅に相当する。
【００１１】
そして、巻線コイル30とアウターコア10との結合関係は、コイルが環状を成すように複数回巻回された巻線コイル30の外側に絶縁コーティング膜31を被覆した状態で、アウターコア10を構成するラミネーションシート11を巻線コイル30に放射状に積層したものと組み合わされる。
【００１２】
この時、ラミネーションシート11は、開口部11cに巻線コイル30を内挿するように積層される。
【００１３】
上記のような往復動式モータの動作においては、図2に示したように、先ず、巻線コイル30に電流が流れると、該巻線コイル30に流れる電流により巻線コイル30の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Sを構成するアウターコアのパス部11a及びインナーコア20に沿って閉ループを形成して流れる。
【００１４】
次いで、巻線コイル30に流れる電流による磁束と可動子40を構成する永久磁石42による磁束との相互作用により永久磁石42が軸方向に動くようになる。
【００１５】
次いで、巻線コイル30に流れる電流の方向を変えると、アウターコアのパス部11a及びインナーコア20に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石42が反対方向に動くようになる。
【００１６】
このように、電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石42がアウターコア10とインナーコア20間で直線往復運動することにより、可動子40が直線往復駆動力を有するようになる。
【００１７】
然し、上記のような構造は、巻線コイル30が位置する開口部11cの入口幅である極間Lb距離が大きくて、該極間距離Lbにより決定される高価な永久磁石42の大きさが長くなるため、永久磁石42の使用量が増加されることで、製造原価が高くなることは勿論で、大量生産に適合しなくなる。
【００１８】
また、所定長さを有するコイルを複数回巻回された巻線コイル30に絶縁コーティングをした状態で巻線コイル30に複数のラミネーションシート11を積層してアウターコア10を構成するため、巻線コイル30を前記アウターコア10の開口部11c形状と合うように製造することが簡単でないだけでなく、巻線コイル30の形態が容易に変形してラミネーションシート11を積層することが難しくなることで、製造時間及び工程が長引いて大量生産に適合しない短所があった。
〔発明の詳細な説明〕
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、直線往復駆動力を発生させる往復動式モータを構成する永久磁石の使用量を減少させると共に、モータの大量生産に適合した往復動式モータのボビン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式モータのボビンにおいては、所定幅を有する環状の底部の両側で外側に傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長して内部に所定空間を形成する第1側壁部及び第2側壁部が備えられたボビン体と、該ボビン体の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイルと、該巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に組み合わされるカバーとを含んで構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る往復動式モータのボビンの製造方法においては、所定幅を有する環状の底部の両側で外側に傾斜した部分を有するように所定高さで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第1側壁部及び第2側壁部が備えられたボビン体を樹脂物により1次成形する段階と、ボビン体の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回した巻線コイルを製作する段階と、巻線コイルを覆蓋するようにボビン体に結合するカバーをボビン体に２次成形する段階とを順次行うことを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法に対し、図面を用いて説明する。
【００２１】
本発明に係る往復動式モータボビンの一例が備えられた往復動式モータにおいては、図3に示したように、先ず、円筒状に形成されたアウターコア100の内部に所定間隔を置いて円筒状のインナーコア200が組み合わされる。アウターコア100及びインナーコア200は、固定子Sを構成する。
【００２２】
そして、固定子のアウターコア100にボビン300が組み合わされる。該ボビン300は、インナーコア200と組み合わせることもできる。
【００２３】
そして、前記アウターコア100とインナーコア200間に直線往復運動を可能にする可動子400が挿入される。
【００２４】
可動子400は、アウターコア100とインナーコア200間に挿入される円筒状の磁石ホルダー410と、該磁石ホルダー410の外周面に組み合わされた複数の永久磁石420とを含んで構成される。
【００２５】
ボビン300は、図4に示したように、所定幅を有する環状の底部311の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて内部に所定空間を形成する第1側壁部312及び第2側壁部313が備えられたボビン体310と、該ボビン体310の内部に形成された空間にコイルが複数回巻回された巻線コイル320と、該巻線コイル320を覆蓋するようにボビン体310に組み合わされるカバー330とを含んで構成される。
【００２６】
ボビン体310の第1側壁部312の端面及び第2側壁部313の端面に夫々第1結合部314が形成されて、カバー330の内側面に第1結合部314と組み合わされる第2結合部331が備えられる。
【００２７】
第1結合部314と第2結合部331とは、相互に組み合わされる一対の凹凸から成る。即ち、第1結合部314は、第1側壁部312の端面及び第2側壁部313の端面に所定幅及び深さを有する溝が夫々形成されて、第2結合部331は、カバー330の両側に溝の形状と合うように所定幅及び長さを有する突起が形成される。
【００２８】
反対に、第1結合部314は、第1側壁部312の端面及び第2側壁部313の端面に所定幅及び高さを有する突起が夫々形成されて、第2結合部331は、カバー330の両側に突起形状とかん合するように所定幅及び深さを有する溝を形成する。
【００２９】
突起と該突起とがかん合する溝を複数個形成することもできる。
【００３０】
第1側壁部312は、底部311の一方に該底部311に対して所定傾斜角を有するように延長された第1傾斜壁315と、該第1傾斜壁315に続いて、底部311に対して垂直方向に延長された第1垂直壁316とを含んで構成される。
【００３１】
第1傾斜壁315は、所定厚さに形成されて底部311の外側に傾斜するように形成される。即ち、底部311と鈍角をなすように形成される。そして、第2側壁部313は、底部311の他方に該底部311に対して所定傾斜角を有するように延長された第2傾斜壁317及び該第2傾斜壁317に続いて、前記底部311に対して垂直方向に延長された第2垂直壁318からなる。
【００３２】
第2傾斜壁317は、所定厚さに形成され、底部311の外側に該底部311と鈍角をなすように傾斜して形成される。
【００３３】
第1傾斜壁315及び第2傾斜壁317の傾斜角は、同様な角度にされ、第1垂直壁316と第2垂直壁318とは平行に形成されることが好ましい。そして、第1傾斜壁315及び第2傾斜壁317の内側に夫々複数の突起面Fが備えられる。
【００３４】
該突起面Fは、階段状に形成され、第1傾斜壁315に形成された突起面F及び第2傾斜壁317に形成された突起面Fの高さは、相互に相違して形成されることが好ましい。
【００３５】
第1傾斜壁315及び第2傾斜壁317の変形例として、図5に示したように、第1傾斜壁315及び第2傾斜壁317が所定厚さを有するように形成される。
【００３６】
第1側壁部312及び第2側壁部313の他の実施例として、図6に示したように、第1側壁部312は、底部311の一方に所定厚さを有して階段状に形成された第1傾斜階段壁341と、該第1傾斜階段壁341に続いて、底部311に対して垂直方向に延長された第1垂直壁316とからなる。
【００３７】
そして、第2側壁部313は、底部311の他方に所定厚さを有して階段状に形成された第2傾斜階段壁342及び該第2傾斜階段壁342に続いて、底部311に対して垂直方向に延長された第2垂直壁318とからなる。
【００３８】
第1傾斜階段壁341をなす各水平面と第2傾斜階段壁342をなす各水平面との水平の高さは、夫々相互に相違するように形成されることが好ましい。
【００３９】
第1側壁部312及び第2側壁部313の外面全体又は一部分にかけて、図7に示したように、モータコアと組み合わせ時にそのモータコアと密着するように突起ルーバー319が形成される。
【００４０】
且つ、ボビン体310の内部空間にコイルが複数回巻回されて、巻線コイル320をなす。
【００４１】
コイルは、底部311と第1側壁部312とが接する角又は底部311と第2側壁部312とが接する角から始まってその底部311の長さ方向にジグザグに巻回され、この時、第1傾斜壁315及び第2傾斜壁317に形成された突起面Fにより長さ方向にコイルが水平配列されながら巻回される。
【００４２】
ボビン体310の底部311と第1、2側壁部312、313により形成される内部空間に巻線コイル320が位置する。
【００４３】
ボビン体310とカバー330とは、モールドにより一体に成形されることが好ましい。
【００４４】
アウターコア100は、L字状のパス部111及び該パス部111の一方の端の内側に三角形態に延長された延長部112から成る薄板のラミネーションシート110がボビン300に円筒をなすように放射状に積層された積層体から成る。
【００４５】
ラミネーションシート110は、その延長部112がボビン300の第1側壁部第1傾斜壁315に接触すると共に、そのパス部111が前記ボビン300の第1側壁部第1垂直壁316及びカバー330の外面に接触されるように放射状に積層され、続いて他のラミネーションシート110がボビン300の第2側壁部第2傾斜壁317、第2垂直壁318及びカバー330の外面に接触されるように放射状に積層される。
【００４６】
このような順序に複数のラミネーションシート110がボビン300を基準として円筒状をなすように放射状に積層される。
【００４７】
ボビンの底部311の両側に夫々位置する延長部112の端面とパス部111の端面とが極をなす磁極部113を形成し、該磁極部113と磁極部113と対向する磁極との間の距離が極間距離Lb1をなす。該極間距離Lb1は、ボビンの底部311の幅と一致する。
【００４８】
且つ、可動子400を構成する永久磁石420の長さLm1は、磁極部113とポール部113と対向する磁極との間の距離であるボビンの底部311の幅Lb1と、一方の磁極部113の長さLp1との合計からなる。
【００４９】
インナーコア200は、アウターコア100の長さと一致する長さを有する四角形態の薄板で形成されたラミネーションシート210が円筒をなすように放射状に積層されて円筒状の積層体に形成される。
【００５０】
本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、図8に示したように、先ず、所定幅を有する環状の底部311の両側に傾斜した部分を有するように所定の高さまで夫々延長されて、内部に所定空間を形成する第1側壁部312及び第2側壁部313が備えられたボビン体310を樹脂物により1次成形する段階が実施される。
【００５１】
次いで、ボビン体310の内部に形成された空間にコイルを複数回巻回して巻線コイル320を製作する段階が実施される。この時、該巻線コイル320は、ボビン体310の底部311及び第1、2側壁部312、313により形成される内部空間に位置する。
【００５２】
次いで、巻線コイル320を覆蓋するようにボビン体310に組み合わされるカバー330をボビン体310に２次成形する段階が実施される。カバー330は、樹脂物からなることが好ましい。
【００５３】
以下、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法の作用効果に関し、説明する。
【００５４】
先ず、本発明に係る往復動式モータは、巻線コイル320に電流が流れると、該巻線コイル320に流れる電流により該巻線コイル320の周辺に磁束が形成され、該磁束は、固定子Sを構成するアウターコア100及びインナーコア200を通って閉ループを形成して通る。
【００５５】
巻線コイル320に流れる電流による磁束と可動子400を構成する永久磁石420による磁束との相互作用により永久磁石420が軸方向に動く。
【００５６】
且つ、巻線コイル320に流れる電流の方向を変えると、アウターコア100及びインナーコア200に形成される磁束の方向が変わることで、永久磁石420が反対方向に動く。
【００５７】
このように電流の方向を交代に変えて供給すると、永久磁石420がアウターコア100とインナーコア200との間で直線往復運動することにより、可動子400に直線往復駆動力を発生させる。このような過程は、上述した通りである。
【００５８】
本発明に係る往復動式モータのボビン300は、内部にコイルを複数回巻回して巻線コイル320を構成するため、巻線コイル320の製作が簡単である。また、該巻線コイル320が備えられたボビン300に複数のラミネーションシート110を積層してアウターコア100を製造するため、ラミネーションシート110の積層作業が容易になると共に、その積層体のアウターコア100の寸法が正確で、寸法管理が容易になる。
【００５９】
また、ボビン体310の第1、2側壁部312、313に傾斜壁が備えられ、該傾斜壁にラミネーションシート110を接触して積層する積層体のアウターコア100をなすため、アウターコアの磁極部113と磁極部113に対向する磁極との間の距離である極間距離Lb1を減少させて可動子400を構成する永久磁石420の長さLm1を減少させると共に、ボビンの第1、2側壁部312、313に段差面Fが備えられてコイルを巻回時に圧縮することなく、稠密に巻回されるため、ボビン300の内部に巻回される巻回数が相対的に増加するようになる。
【００６０】
ボビン300がボビン体310及びカバー330を含んで構成されると共に、ボビン体310に第1結合部314が形成されてカバー330に第2結合部331が形成されて、第1、2結合部314、331がかん合されることで、ボビン体310にカバー330が組み合わされるため、部品の組立が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
【００６１】
また、ボビン体310の外面に突起ルーバー319が備えられることにより、ボビン300に積層される積層体であるアウターコア100とボビン300との間を密着させることで、モータの作動時にボビン300と積層体との間の振動による騷音を防止する。
【００６２】
一方、本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法は、ボビン300を構成するボビン体310を樹脂物により成形した後、該ボビン体310にコイルを複数回巻回して該ボビン体310とカバー330とを成形してボビン体310とカバー330とを一体化させて製造するため、製造工程が簡単で組み合わせ状態が堅固になる。
〔産業上の利用可能性〕
以上説明したように、本発明に係る往復動式モータのボビン及びその製造方法において、往復動式モータを構成する巻線コイル及び積層体のアウターコアの製造を簡単にすると共に、可動子を構成する永久磁石の長さを減少し得ることで、モータの製造原価を節減し、量産性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  研究開発中の往復動式モータを示した断面図である。
【図２】  往復動式モータの作動状態を示した断面図である。
【図３】  本発明に係る往復動式モータのボビンが備えられた往復動式モータの断面図である。
【図４】  本発明に係る往復動式モータのボビンを示した断面図である。
【図５】  本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図６】  本発明に係る往復動式モータボビンの変形例を夫々示した断面図である。
【図７】  本発明に係る往復動式モータのボビンを構成する突起ルーバを中心から示した断面図である。
【図８】  本発明に係る往復動式モータのボビン製造方法を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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