(57)【要約】【課題】コイルボビン同士を精度よく連結し、連結後の精度の狂いも発生しないコイルボビン構造を提供する。【解決手段】コイルが巻線される中空状の軸部と、当該軸部の端部から拡大したフランジ状の鍔部とを有する第１及び第２のコイルボビンを、当該コイルの巻軸線方向に連結したコイルボビン構造であって、各々のコイルボビンの鍔部が所定の隙間を持つように、前記第１及び第２のコイルボビンをその軸部の端部において連結した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻線される中空状の軸部と、当該軸部の端部から拡大したフランジ状の鍔部とを有する第１及び第２のコイルボビンを、当該コイルの巻軸線方向に連結したコイルボビン構造であって、
各々のコイルボビンの鍔部が所定の隙間を持つように、前記第１及び第２のコイルボビンをその軸部の端部において連結したことを特徴とするコイルボビン構造。
【請求項２】
各々のコイルボビンの端部には前記コイルの巻軸線方向に対して、前記鍔部の端面より外側に突出する凸部と、当該鍔部の端面より内側にへこむ凹部が設けられ、第１のコイルボビンの凸部と第２のコイルボビンの凹部とを係合させることにより連結することを特徴とする請求項１に記載のコイルボビン構造。
【請求項３】
各々のコイルボビンは同形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイルボビン構造。
【請求項４】
各々のコイルボビンは樹脂成形品であり、コイルに電気的に接続される端子が一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイルボビン構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコイルボビン構造を備え、
前記第１及び第２のコイルボビンの接続部にはマグネットを有するロータが軸支されており、当該マグネットは前記接続部における軸部の中空状の空間に配置されており、
各々のコイルボビンをステータとして、各コイルへの通電によりステータの磁極を変化させて前記ロータを回転駆動するように構成されたことを特徴とする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、除湿器や防虫器などに搭載されるファン駆動用のステッピングモータやステッピングモータにステータとして用いられるコイルボビン構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コイルボビンは、コイルが巻線される中空状の軸部と、この軸部の両端部から拡大したフランジ状の鍔部とを有する構造が一般的である。
【０００３】
そして、２つのコイルボビンの端部をコイルの巻軸方向に突き合わせて連結する場合、一方のコイルボビンの鍔部に設けた凸部を、他方のコイルボビンの鍔部に設けた凹部に係合させて位置決めし、両方の鍔部を突き合わせて連結している。
【０００４】
また、特許文献１には、２つのコイルボビンを磁極板を挟んで連結した構造が記載されている。
【特許文献１】特開平４−２９８００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、コイルボビンの鍔部には、コイルを巻き付けた後、コイルが巻軸方向に広がろうとする力が作用するため、コイルボビンの鍔部は倒れが発生しやすい傾向にある。
【０００６】
この場合、コイルボビンの鍔部の厚みが倒れに耐えうる強度を持つ程度であればよいが、コイルの巻き数が多いものや、小型化のために鍔部の厚みを薄くしたものでは、強度が十分でないため倒れやすい。そして、鍔部が倒れたもの同士を突き合わせると、コイルボビンの全長が伸びるだけではなく、両方のコイルの芯出し（巻軸に対する位置決め）精度が低下するなどの不都合がある。
【０００７】
また、連結した後に鍔部が倒れることによって、中空部分に配置されたマグネットなどの部品と干渉したり、所望の磁場が得られないため最終製品の特性や製造工程に影響を及ぼすことがある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、コイルボビン同士を精度よく連結し、連結後、組立後の精度の狂いも発生しないコイルボビン構造やそれを備えるステッピングモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明のコイルボビン構造は、コイルが巻線される中空状の軸部と、当該軸部の端部から拡大したフランジ状の鍔部とを有する第１及び第２のコイルボビンを、当該コイルの巻軸線方向に連結したコイルボビン構造であって、各々のコイルボビンの鍔部が所定の隙間を持つように、前記第１及び第２のコイルボビンをその軸部の端部において連結した。
【００１０】
また、好ましくは、各々のコイルボビンの端部には前記コイルの巻軸線方向に対して、前記鍔部の端面より外側に突出する凸部と、当該鍔部の端面より内側にへこむ凹部が設けられ、第１のコイルボビンの凸部と第２のコイルボビンの凹部とを係合させることにより連結する。
【００１１】
また、好ましくは、各々のコイルボビンは同形状である。
【００１２】
また、好ましくは、各々のコイルボビンは樹脂成形品であり、コイルに電気的に接続される端子が一体成形されている。
【００１３】
また、本発明のステッピングモータは、上記いずれかのコイルボビン構造を備え、前記第１及び第２のコイルボビンの接続部にはマグネットを有するロータが軸支されており、当該マグネットは前記接続部における軸部の中空状の空間に配置されており、各々のコイルボビンをステータとして、各コイルへの通電によりステータの磁極を変化させて前記ロータを回転駆動するように構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、鍔部より強度のある軸部の端部でコイルボビン同士を連結するので、コイルボビン同士を精度よく連結することができる。
【００１５】
また、コイルボビンの鍔部が所定の隙間を持つように、鍔部同士が接触しないように連結したので、鍔部に倒れが生じても当該隙間が倒れを吸収するスペースとなるので連結後の精度の狂いも発生しないように構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な一実施形態につき、添付の図面を参照して説明する。
【００１７】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１８】
図１は本発明に係る実施形態のコイルボビンを備えるステッピングモータ及びファン装置の分解斜視図、図２は図１のファン装置を組み立てた状態での側断面図、図３は図１のファン装置の一部を破断した平面図である。図４はコイルが巻き付けられていないコイルボビンの正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）、底面図（ｄ）、（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｅ）である。図５はコイルが巻き付けられたコイルボビンの正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。図６はコイルが巻き付けられた一対のコイルボビンを連結した状態での側面図である。
【００１９】
図１乃至図３に示すように、本実施形態のファン装置は、軸流ファンやシロッコファンなどの複数の羽根部を持つインペラ５が単相ＰＭ型ステッピングモータの出力軸７に接続されている。単相ＰＭ型ステッピングモータは、一組のＳ極、Ｎ極に着磁された円筒状のロータマグネット（永久磁石）１２が出力軸７に固定されてロータ（回転子）を構成している。出力軸７はその軸方向に組み合わされる一対のラジアル軸受８ａにより回転自在に軸支される。軸受８ａの一方はモータの外形をなす有底円筒状（カップ状）のカバー４、他方がファン装置の外形をなすハウジング１の底板中央部に対してそれぞれ圧入などにより固定されており、出力軸８の両端部をラジアル方向に軸支する。また、スラスト軸受８ｂはハウジング１の底板１ａの中央部に形成された孔によって出力軸７の下端部をスラスト方向に軸支する。
【００２０】
一方、ステータ（固定子）は一対の中空状のコイルボビン体３を備え、各コイルボビン３ａ，３ｂにはエナメル銅線などのコイルが２０００巻き程度で巻き付けられている。各コイルボビン３ａ，３ｂは、コイルの巻軸線方向（又は、コイルボビンの長手軸方向）Ｌ１に沿って連結されており、その連結部にロータマグネット１２の出力軸７が軸支されている。また、ロータマグネット１２は上記連結部における中空状の空間に配置されている。つまり、ロータマグネット１２の出力軸７がコイルの巻軸線方向Ｌ１に対して直交するように配置される。
【００２１】
図４乃至図６に示すように、各コイルボビン３ａ，３ｂは同形状であり、コイルが巻線される軸部１３と、この軸部１３の両端部から拡大したフランジ状の鍔部１４ａ，１４ｂとを有する。鍔部１４ａ，１４ｂは軸部１３に巻き付けられたコイルの巻き崩れ防止のために設けられ、厚さ１ｍｍ程度である。
【００２２】
鍔部１４ａの中心軸Ｙに対して左半分には、中空部１７を取り囲むように軸部１３からコイルの巻軸線方向Ｌ１に沿って外側に突出する凸面部１６ａが形成されている。同様に、鍔部１４ａの中心軸Ｙに対して右半分には、中空部１７を取り囲むように内側にへこむ凹面部１６ｂが形成されている。そして、各コイルボビン３ａ，３ｂを連結する際には、一方の凸面部１６ａが他方の凹面部１６ｂに係合すると同時に、他方の凸面部１６ａが一方の凹面部１６ｂに係合するように互い違いに組み合わされる。また、鍔部１４ａの中心軸Ｙ上には、ロータマグネット１２の出力軸７に摺接して軸支する溝部１７が形成されている。
【００２３】
このように構成することで、各コイルボビン３ａ，３ｂを鍔部１４ａのフランジ状部分ではなく、最も強度が高く変形しにくい内縁部分（軸部１３）に形成された凸面部１６ａ及び凹面部１６ｂで連結するので、コイルボビン同士をコイルの巻軸線方向Ｌ１に対して精度よく連結することができる。なお、コイルボビン３ａ，３ｂの合わせ面を接着剤などで接着して一体化させてもよい。
【００２４】
また、各々のコイルボビン３ａ，３ｂを同形状にすることで金型が１つで済み、部品点数及びコストの削減となる利点がある。
【００２５】
また、コイルボビン３ａ，３ｂを連結した状態で、互いに対面する鍔部１４ａにはその倒れを見込んだ所定の隙間ｓが形成される。そして、上記凸面部１６ａ及び凹面部１６ｂの寸法は上記隙間ｓにより決められる。このように、各コイルボビン３ａ，３ｂの鍔部１４ａが所定の隙間ｓを持ち鍔部同士が接触しないように連結したので、鍔部１４ａに倒れが生じてもこの隙間が倒れを吸収するスペースとなって連結後、組立後の精度の狂いも発生しないように構成できる。
【００２６】
なお、鍔部の倒れ量は、コイルの巻数と鍔部（コイルボビン）の材質からほぼ決まり、０．２〜０．８ｍｍ程度である。また、隙間ｓは、設計時のコイルボビンの全長によって制約を受けるものの、広い方が好ましい。ただし、コイルとマグネットの距離は近い方が効率が良いので極力近づけることが好ましい。
【００２７】
２個のコイルボビン３ａ，３ｂを連結した状態で、両端部に位置する鍔部１４ｂの下端部にはコイルの始端及び終端を電気的に結線する一対の端子１５ａ，１５ｂが樹脂などで一体的に成形されている。端子１５ａ，１５ｂは、ハウジング１の底板１ａに配置されるプリント配線板やＦＰＣなどの回路基板２のランド孔２ａに挿入されて半田などにより電気的に接続される。各コイルボビン３ａ，３ｂはコイルへの通電により励磁されて磁極となり、ロータマグネット１２との間にローレンツ力を発生させる。また、各コイルボビン３ａ，３ｂに巻線されたコイルは、互いに巻軸線方向Ｌ１まわりに反対方向に巻き付けられており、通電時には各コイルボビン３ａ，３ｂには異なる磁極が発生する。
【００２８】
なお、端子１５ａ，１５ｂは半田付けされるのでコイルボビン３ａ，３ｂの材質は熱に強い方が良いのであるが、耐熱性のある材料（ＰＰＳや液晶ポリマー）は高価であるため、安価なＰＯＭ，ＰＢＴ，その他の樹脂材料が用いられる場合も想定される。この場合、安価な樹脂材料では耐熱性が十分でないため耐熱性に有利な金属製の端子が圧入されることになるが、圧入により鍔部は倒れやすくなる。しかし、本実施形態では、このような倒れを隙間ｓで吸収できるので、安価な材料を積極的に使用することができる。
【００２９】
また、２個のコイルボビン３ａ，３ｂを連結した状態で、互いに当接する鍔部１４ａの外縁部には突起部１５ｃが一体的に成形されており、回路基板２に形成された孔部２ｂ及びハウジング１の底板１ａに形成された孔部１ｂに係合させることで、回路基板２をハウジング１の底板１ａとで挟み込むように適正に位置決めされる。なお、これら突起部１５ｃは、出力軸７から離れた位置であって、厚さのある強度の高い部位に設けるのが好ましい。
【００３０】
なお、コイルボビン３ａ，３ｂは一対（２個）に限られず、３個以上を巻軸線方向Ｌ１方向に直列に連結した構造にも適用できる。
【００３１】
回路基板２には、不図示の駆動回路が搭載されてコイルに印加されるパルス電圧波形を生成する。
【００３２】
上記コイルボビン３ａ，３ｂのいずれかの近傍には、磁性部材（ステンレス（ＳＵＳ４２０）、鉄、フェライトなど）から構成されるコギングピン１０がカバー４内に圧入などにより固定されている。
【００３３】
カバー４はその内部に上記コイルボビンａ，３ｂなどからなるステータとロータマグネット１２などからなるロータとを収容して、ハウジング１の底板１ａにネジ６などにより締結されて固定される。
【００３４】
コイルボビン３ａ，３ｂは各々のコイルへの通電により励磁されて磁極となり、これら磁極の極性を反転させることによりロータマグネット１２を回転させる。
【００３５】
出力軸７はインペラ５の回転中心軸上に設けられた軸孔５ａに対して摺動（空転）可能に挿入され、インペラ５は出力軸７に対して相対的に回転可能に連結手段により連結される。
【００３６】
上記連結手段は、その一端がインペラ５の軸孔５ａに連結され、他端が出力軸７に圧入などにより軸着されたホルダ２０に固定され、出力軸７まわりに巻回されたコイルバネ２１により構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
除湿器や防虫器などに搭載されるファン駆動用のステッピングモータにステータとして用いられるコイルボビン構造に関するものである。
【００３８】
本発明は、例えば、空気清浄器、芳香剤噴霧器、除湿器、防虫器などに搭載されるファン駆動用のステッピングモータにステータとして適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る実施形態のステッピングモータ及びファン装置の分解斜視図である。
【図２】図１のファン装置を組み立てた状態での側断面図である。
【図３】図１のファン装置の一部を破断した平面図である。
【図４】コイルが巻き付けられていないコイルボビンの正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）、底面図（ｄ）、（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｅ）である。
【図５】コイルが巻き付けられたコイルボビンの正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）である。
【図６】コイルが巻き付けられた一対のコイルボビンを連結した状態での側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ハウジング
２  回路基板
３ａ、３ｂ  コイルボビン
４  カバー
５  インペラ
６  ネジ
７  出力軸
８ａ  ラジアル軸受
８ｂ  スラスト軸受
１０  コギングピン
１２  ロータマグネット
１３  軸部
１４ａ，１４ｂ  鍔部
１５ａ，１５ｂ  端子
１５ｃ  突起部
１６ａ  凸面部
１６ｂ  凹面部
１７  溝部
２０  ホルダ
２１  コイルバネ
【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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