JP2003284278A - Ｄｃブラシレスモータ構造及び組立方法 - Google Patents

Ｄｃブラシレスモータ構造及び組立方法

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JP2003284278A JP2002079780A JP2002079780A JP2003284278A JP 2003284278 A JP2003284278 A JP 2003284278A JP 2002079780 A JP2002079780 A JP 2002079780A JP 2002079780 A JP2002079780 A JP 2002079780A JP 2003284278 A JP2003284278 A JP 2003284278A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DCブラシレスモータ界磁コイルの固定構造に
おいて、接着作業工程の合理化と安定した固着強度が得
られる内部取付構造とする。 【解決手段】 ステータ部ハウジングと、中心に回転出
力軸を配置したロータ部マグネットとが、一端に結線部
を有するステータ側界磁コイルを挟んで前記ハウジング
内部で回転駆動系としての間隙を配して対向配置される
インナーロータマグネット型のブラシレスモータであっ
て、前記ハウジング内周面と前記界磁コイルの外周面と
の間、熱接着シートが介され、前記ハウジング内周面に
対し前記界磁コイルが面状に固着されているDCブラシレ
スモータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に小型・小径化
が進むマイクロDCブラシレスモータの内部構造に関する
ものであり、より詳細には、ハウジング内のステータ側
界磁コイルの固着の信頼性が高く、組立作業効率がよ
い、インナーロータマグネット型のDCブラシレスモータ
ユニットの構造、及び組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、インナーロータマグネット型
のDCブラシレスモータは、ステータ部ハウジング内径に
界磁コイルを固定配置し、これに対し回転出力軸を中心
に貫通させたマグネットを、ハウジング中心位置に軸支
して配置するロータ部とするモータ構成のものが一般的
である。
【０００３】例えば、図８に示すように、円筒状マグネ
ット4とその中心を貫通するシャフト3からなるインナー
ロータ部を、円筒状ハウジング1の両端開口部に位置す
るフランジ2の軸中心位置で、軸受6により回転自在に軸
支し、これを、対向ヨークとなる磁性材料のハウジング
1内周面に電気絶縁層30を介して固定配置した界磁コイ
ル5に、転流通電することによって発生する回転磁界に
より起動させ、ロータ部を回転駆動させるDCブラシレス
モータ110がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記図８のようなスロ
ットレスタイプのDCブラシレスモータの場合、ハウジン
グ1内部に界磁コイル5を導入し固定する際には、一般的
に電気絶縁層30を介してハウジング1内周面と界磁コイ
ル5外周面の隙間端部に、液状接着剤を部分的に充填し
て固定することが多い。つまり、モータ組立の際、図９
に示すところの円筒状ハウジング1の内周面に対し、ほ
ぼ同寸外径の界磁コイル5を開口部から矢印方向で挿入
した後に、図10で示すような状態で液状接着剤20（紫外
線硬化タイプなどを含む）を円筒状ハウジング1の開口
部から挿入した界磁コイル5の端部とハウジング1内径に
形成された隙間（空間）に、液状接着剤を充填塗布した
後、これを反対側開口部からも同様に充填塗布を繰り返
した後、接着剤を硬化させ、少なくとも部分的に界磁コ
イル5をハウジング1と一体に固着する方法が通例技術と
されていた。
【０００５】しかし、モータの構造がさらに小型化さ
れ、小径化が進むと、前記のような液状接着剤塗布作業
が実質的に困難となり、特に図９の丸枠拡大図Gに示す
ところの液状接着剤20のはみ出しが問題となり、双眼拡
大鏡での確認や、はみ出し修正用のヘラなどを用いた細
かな修正作業又は精密な作業が必要となり、組立工数が
増大するばかりでなく、液状接着剤のはみ出しを対象と
した全数検査や、内部に充填した液状接着剤の部分的な
未硬化（紫外線硬化タイプのもの）の不具合も懸念さ
れ、安定した固定強度が得られなくなり、さらには組立
の自動化の妨げになるなどの大きな問題となっていた。
【０００６】さらに加えて、前記界磁コイル5とハウジ
ング1との間に、別途電気絶縁層30を設けなければなら
ず、通常、コーティングなどで電気絶縁層30を前記双方
の少なくともどちらかに設けるか、又は電気絶縁テープ
を界磁コイル側に巻き付けて電気絶縁性を確保してい
た。
【０００７】本発明は上記課題を解決するため、モータ
内部の界磁コイルの組立固定工程において、従来の液状
接着剤充填に変わる工程を提供することにより、作業工
程が短縮でき、固着が確実にでき、かつ構造が簡単で、
高信頼性のDCブラシレスモータを提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係るDCブラシレスモータにおいては、
ステータ部であるハウジングと、中心に回転出力軸を配
置したロータ部であるマグネットとが、一端に結線部を
有するステータ側界磁コイルを挟んで前記ハウジング内
部で回転駆動系としての間隙を配して対向配置されるイ
ンナーロータマグネット型のブラシレスモータとして、
前記ハウジング内周面と前記界磁コイルの外周面との間
に、熱接着シートが介され、前記ハウジング内周面に対
し前記界磁コイルが面状に固着されている構造としてい
る。
【０００９】この発明によれば、外径寸法が小さいイン
ナーロータマグネット型DCブラシレスモータであって
も、ハウジング開口部両端からの二度に渡る液状接着剤
の充填塗布作業が必要なく、それにより接着剤のはみ出
し修正作業が一切なくなり、界磁コイルとハウジングと
の接着工程が簡略化でき作業効率が向上する。また、界
磁コイルがハウジング内径に対して面状で固着されてい
るので、固定強度が安定し、また界磁コイルの軸方向の
傾きが小さく、ハウジングとの軸ズレも少ない。
【００１０】また、請求項２に係るインナロータマグネ
ット型DCブラシレスモータにあっては、前記請求項１に
加え、前記熱接着シートが、熱活性の合成ゴム系接着層
からなり、不織布を中間層に挟む多層構造に構成され、
かつ前記不織布層が電気絶縁性を有することとしてい
る。
【００１１】この発明によれば、熱活性の合成ゴム系接
着層の中間層に電気絶縁性の不織布を挟み込むことによ
り、界磁コイルとハウジングとの電気絶縁はより確実な
ものとなり、従来の電気絶縁層の効果と液状接着剤の接
着効果を兼ね備えた一体の熱接着シートを用いることに
より、液状接着剤のはみ出しがなくなり、したがっては
み出し部のふき取り工程等の作業ロスもなく、さらに熱
接着シートの厚さが均一で、確実に面接触が可能となる
ため、接着強度のバラツキもなく、よって界磁コイルと
ハウジングとの電気絶縁性と、界磁コイルとハウジング
との固着の双方の信頼度はこれにより飛躍的に向上す
る。また、従来工程での電気絶縁層の巻き付け工程が不
要となる。
【００１２】また、請求項３に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータにあっては、前記熱接着シ
ートが、熱活性の合成ゴム系接着層からなり、かつ前記
合成ゴム系接着層が有機溶剤を含まない接着剤成分から
なるものとしている。これにより、界磁コイルとハウジ
ングとの固着工程において、従来の溶剤含有型の液状接
着剤とは異なり、熱接着シートが有機溶剤を含まないた
め、衛生的な環境下で組立作業が行え、作業の合理化
と、無公害化を実現できる。
【００１３】また、請求項４に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータにあっては、界磁コイル結
線部を外部電源と接続するためのフレキシブル基板を保
持するための略円環状の固定基板を、前記界磁コイルの
引出し結線部側の一端部に配置固定すると共に、前記固
定基板の周囲に前記界磁コイル引出し結線部を接着保持
するための凹部溝を形成することとした。
【００１４】これにより、今後、さらに小径が進む小型
な円筒状界磁コイル部の結線、組立、組込み作業が容易
に行え、さらに同固定基板が界磁コイルの引き出し結線
部の保持及びフレキシブル基板との接続中継点として機
能するため、断線の心配がなく、外部電源との接続作業
が容易に行える。
【００１５】また、請求項５に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータにあっては、一端に結線部
を有する界磁コイル外周面に熱接着シートを巻き付ける
工程と、前記熱接着シートを巻き付けた界磁コイルをハ
ウジング内径に挿入する工程と、挿入された熱接着シー
トを加熱し接着層を接着硬化させる熱処理工程と、によ
り前記界磁コイルを前記ハウジング内に固着する一連の
組立方法を採用している。
【００１６】これにより、固着作業工程の合理化と工程
改善が実現でき、無公害で作業効率のよい、安定した固
定強度が常に得られ、従来の部分的な接着に比べて、経
時変化による脱落、変形等が防止できる。また被接着体
以外の部分への接着剤の付着、はみ出しもなくなり、作
業ロスがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるDCブラシレ
スモータ構造の好適な実施の形態について、各図面を参
照し、その実施例を詳細に説明する。なお、本発明はこ
の実施の形態に限定されるものではなく、細部の構造は
一例とする。
【００１８】図１は、本発明の実施の形態に係る外径φ
10mmのインナーロータマグネット型DCブラシレスモータ
11の構成を示す側断面図の一例である。この構造は、基
本的な部品構成は前記従来例とほぼ同じで、円筒状マグ
ネット4とその中心を貫通するシャフト3からなるインナ
ーロータ部を、円筒状のハウジング1の側端開口部に位
置するフランジ2の軸中心位置で軸受6により回転自在に
軸支し、これに対し、フレキシブル基板7と樹脂一体モ
ールドで成型した固定基板9の片面に固定配置した円筒
状の界磁コイル5に、フレキシブル基板7を介して転流通
電することにより、回転磁界を発生させ、前記ロータ部
を回転駆動させるDCブラシレスモータである。
【００１９】このモータの場合、ロータ部円筒マグネッ
ト4とステータ部円筒状ハウジング1とが、例えば図３
(a)に示す斜め巻き成形型の円筒状界磁コイル5、又は一
般的な、いわゆる亀甲巻成形型円筒状界磁コイル5'（図
11参照）を挟んで、モータハウジング内部で駆動系とし
ての間隙を配して内外で対向している。
【００２０】ここで構造上、本発明の図１における従来
例と異なる点は、ステータ部における界磁コイル5とハ
ウジング1との固定構造にある。つまり、図１で示すと
ころの前記ハウジング1内周面と、前記円筒状界磁コイ
ル5の外周面との間に、薄厚の合成ゴム系の熱粘着硬化
性樹脂材による熱接着シート10を介して、前記ハウジン
グ1内周面に前記界磁コイル5が固着されている点であ
る。
【００２１】ここで用いられる前記熱接着シート10は、
例えば図７に示すように、シート状の一部に不織布14を
含み、それが中間層として挟まれる多層構造に構成さ
れ、かつ前記不織布14層が電気絶縁性を有するものであ
る。さらに熱活性の合成ゴム系接着剤13層が前記不織布
14を挟むように両側各一層づつ二層形成している。な
お、前記合成ゴム系接着剤層には溶剤は一切含まれてお
らず、作業環境を考慮して、無公害なものとしている。
【００２２】この熱接着シートは、厚みが0.1mm程度
で、かつ均一で、比較的低温短時間で接着硬化が可能で
あり、界磁コイルの外径円周に対し多少小さく、あらか
じめ切断したテープ状の熱接着シートを張り付けてか
ら、ハウジング内へ挿入し、効果的には熱接着シート接
着部分、又は接着物を全体的に加熱すればよい。具体的
な加熱条件としては、100〜120℃の加熱温度で3〜5分の
保持時間でよく、処理が簡単である。
【００２３】組立作業手順としては、まず、この熱接着
シート10を用いて、前記図３(a)で示した円筒状界磁コ
イル5の外周面に、幅を界磁コイル5の軸方向寸法より多
少短く切断した帯状の熱接着シート10を均等に巻き付
け、図３(b)のような状態にする。その際、熱接着シー
ト10の合わせ目は重複しないように形成するとよい。
【００２４】次に、図４において、界磁コイル5の結線
部側端部に配置される結線部8が結線される外部電源と
の接続を行うためのフレキシブル基板7を保持する略円
環状の固定基板9を介して、前記フレキシブル基板7と前
記結線部8とを半田、又はスポット溶接等で結線する。
この時、界磁コイル結線部8は図４に示す丸枠拡大図Eの
ように、固定基板9側面に形成された凹溝に接着剤で固
定され、断線対策が施されている。通常この手の小型モ
ータの場合、固定基板9はフレキシブル基板7の一面に樹
脂モールドで一体成形される場合と、別体で成形し接着
等で後に固着する場合がある。
【００２５】次に、図４のように複数個の部品を組み合
わせた部組材41を、熱接着シート10の外表面のセパレー
タ12（図７参照）を剥離してから、図５に示すようにハ
ウジング1円筒内径面に沿って内部に挿入し、図６で示
すようにハウジング1と前記界磁コイル5の位置出し兼加
熱用の治具台100にセットする。
【００２６】この時、ハウジング1に対する界磁コイル5
の位置出しは、図６に示した高さ寸法Dで管理してい
る。その他、必要とされる界磁コイル5の径方向寸法位
置出しは、前記治具台100の外径面100aで規制され、中
心位置への偏心誤差は熱接着と同時に精度よく位置決め
される。この図６の状態を保ちながら、治具台100に内
蔵したヒータ101で加熱し、熱接着硬化処理を行う。
【００２７】今回の熱処理硬化条件としては、接着箇所
において120℃の加熱温度で、3分の保持時間とした。条
件設定は、モータの部品構成の違い、材質、寸法の違い
などにより適時設定する。また、加熱処理は製造ライン
上のヒータ内蔵の治具台100を用いなくとも、同形状の
治具台にセットしてからバッチ型の恒温槽で一括して加
熱処理してもよい。
【００２８】加熱処理によりお互いが接着されたステー
タ側の部組材21は、その細部が図２の丸枠拡大図Fに示
すように、界磁コイル5の円筒両端面より熱接着層が一
切はみ出すことなく、均一で仕上がりのよい、強固な固
着が工程上量産ベースで行える。
【００２９】この部組材21に円筒状マグネット4とその
中心を貫通するシャフト3からなるインナーロータ部
を、図１に示す円筒状のハウジング1の側端開口部に位
置するフランジ2の軸中心位置で、軸受6により回転自在
に軸支しすることにより、本発明の目的のDCブラシレス
モータが完成する。
【００３０】このように、本発明は、固定基板9が組み
込まれた結線部8を有する円筒状界磁コイル5の外周面に
熱接着シート10を巻き付ける工程と、熱接着シート10を
巻き付けた一体形状の界磁コイル5を、円筒状ハウジン
グ1内径に挿入する工程と、挟支された熱接着シート10
部分を加熱し、熱接着層を接着硬化させる熱処理工程
と、により前記界磁コイル5を前記モータのハウジング1
に簡単に固着するDCブラシレスモータ界磁コイルの組立
方法を採用している。
【００３１】これにより、従来の液状接着剤の界磁コイ
ルとハウジング内径隙間（空間）への充填作業が一切不
要となり、工程の簡素化が図れ、さらには外径寸法が小
さいインナーロータマグネット型DCブラシレスモータで
あっても、界磁コイルがハウジング内径面と面状に均一
に接するため、ロータマグネットとのエアギャップも安
定して管理でき、結果的にモータ特性の向上も図れると
いう性能面での効果も期待できる。
【００３２】また、 図11は、前記実施例に示した斜め
巻き成形界磁コイル5とは別の巻回形状の界磁コイルを
示す斜視図であるが、この巻形状の界磁コイル5' にも
応用が可能である。
【００３３】このように前記一連の構造は、本発明の実
施例として外径φ10mmの円筒型DCブラシレスモータにつ
いて説明したが、電気絶縁性と固着性を考慮したモータ
細部の固着構造はこれに限定されるものではない。ま
た、本実施例とは別の駆動形態のモータ、及び外径φ10
mm以下のより小型なサイズのインナーロータマグネット
型DCブラシレスモータにも適時適用することができるの
は、言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る請求項１に
係るDCブラシレスモータにあっては、外径寸法が小さい
インナーロータマグネット型DCブラシレスモータであっ
ても、従来のハウジング開口部両端からの二度に渡る液
状接着剤の充填塗布作業が必要なく、それにより接着剤
のはみ出し修正作業が一切なくなり、界磁コイルとハウ
ジングとの接着工程が簡略化でき、工数削減により作業
効率が向上する。また、界磁コイルがハウジング内径に
対して面状で固着されているので、固定強度が安定し、
また界磁コイルの軸方向の傾きが小さく、ハウジングと
の軸ズレも少ない。
【００３５】また、請求項２に係るインナロータマグネ
ット型DCブラシレスモータにあっては、熱活性の合成ゴ
ム系接着層の中間層に電気絶縁性の不織布を挟み込むこ
とにより、界磁コイルとハウジングとの電気絶縁はより
確実なものとなり、従来の電気絶縁層の効果と液状接着
剤の接着効果を兼ね備えた一体の熱接着シートを用いる
ことにより、液状接着剤のはみ出しがなくなり、したが
ってはみ出し部のふき取り工程等の作業ロスもなく、さ
らに熱接着シートの厚さが均一で、確実に面接触が可能
となるため、接着強度のバラツキもなく、よって界磁コ
イルとハウジングとの電気絶縁性とハウジングとの固着
の双方の信頼度はこれにより飛躍的に向上する。また、
従来工程での電気絶縁層の巻き付け工程が不要となる。
【００３６】また、請求項３に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータにあっては、界磁コイルと
ハウジングとの固着工程において、従来の溶剤含有型の
液状接着剤とは異なり、熱接着シートが有機溶剤を含ま
ないため、衛生的な環境下で組立作業が行え、作業の合
理化と、無公害化を実現できる。
【００３７】また、請求項４に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータにあっては、今後、さらに
小径が進む小型な円筒状界磁コイル部の結線、組立、組
込み作業が容易に行え、さらに固定基板が界磁コイルの
引き出し結線部の保持、さらにはフレキシブル基板との
接続中継点として機能するため、断線の心配がなく、外
部電源との接続作業が容易に行える。
【００３８】また、請求項５に係るインナーロータマグ
ネット型DCブラシレスモータの組立にあっては、固着作
業工程の合理化と工程改善が実現でき、無公害で作業効
率のよい、安定した固定強度が常に得られ、従来の部分
的な接着に比べて、経時変化による脱落、変形等が防止
できる。また被接着体以外の部分への接着剤の付着、は
み出しもなくなり、作業ロスがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の一例を示す側断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の界磁コイル取付の内部構成例を示す側断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の斜め巻き成形型界磁コイル、及び熱接着シートの巻き
付け形状を示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の界磁コイルの部組形状を示す斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係るステータ部の組み込
み作業工程を示す斜視図。
【図６】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の熱接着シートの熱硬化工程に用いられる加熱治具台の
内部構造の一例を示す側断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るDCブラシレスモータ
の熱接着シートの内部構造例を示す側断面図。
【図８】従来のDCブラシレスモータの一例を示す側断面
図。
【図９】従来のDCブラシレスモータの界磁コイル取付の
内部構成例を示す側断面図。
【図10】従来のDCブラシレスモータの界磁コイル取付時
の液状接着剤塗布例を示す斜視図。
【図11】本発明の実施形態に係るDCブラシレスモータの
亀甲巻型界磁コイルの形状を示す参考斜視図。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ フランジ ３ シャフト ４ マグネット ５、5' 界磁コイル ６ 軸受 ７ フレキシブル基板（FPC） ８ 結線部 ９ 固定基板 10 熱接着シート 11、110 DCブラシレスモータ 12 セパレータ 13 合成ゴム系接着剤 14 不織布 20 液状接着剤 21、41 部組材 30 電気絶縁層 100 治具台 101 ヒータ 200 接着剤充填容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H019 AA10 CC03 CC08 DD07 EE11 GG01 5H604 AA05 BB01 BB17 CC01 CC04 CC11 DB02 DB08 DB16 DB18 DB26 QB15 QB16 5H615 AA01 BB01 BB07 BB14 PP01 PP12 PP17 RR02 SS18 SS24 TT31 TT33 5H621 BB06 JK01 JK07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータ部ハウジングと、中心に回転出
    力軸を配置したロータ部マグネットとが、一端に結線部
    を有するステータ側界磁コイルを挟んで前記ハウジング
    内部で回転駆動系としての間隙を配して対向配置される
    インナーロータマグネット型のブラシレスモータであっ
    て、 前記ハウジング内周面と前記界磁コイルの外周面との間
    に、熱接着シートが介され、前記ハウジング内周面に対
    し前記界磁コイルが面状に固着されていることを特徴と
    するDCブラシレスモータ。
  2. 【請求項２】 前記熱接着シートが、熱活性の合成ゴム
    系接着層からなり、不織布を中間層に挟む多層構造に構
    成され、かつ前記不織布層が電気絶縁性を有することを
    特徴とする請求項１記載のDCブラシレスモータ。
  3. 【請求項３】 前記熱接着シートが、熱活性の合成ゴム
    系接着層からなり、かつ前記合成ゴム系接着層が有機溶
    剤を含まない接着剤成分からなることを特徴とする請求
    項１又は請求項２記載のDCブラシレスモータ。
  4. 【請求項４】 界磁コイル結線部を外部電源と接続する
    ためのフレキシブル基板を保持するための略円環状の固
    定基板を、前記界磁コイルの引出し結線部側の一端部に
    配置固定すると共に、前記固定基板の周囲に前記界磁コ
    イル引出し結線部を接着保持するための凹部溝を形成し
    たことを特徴とする請求項１から請求項３記載のDCブラ
    シレスモータ。
  5. 【請求項５】 一端に結線部を有する界磁コイル外周面
    に熱接着シートを巻き付ける工程と、前記熱接着シート
    を巻き付けた界磁コイルをハウジング内径に挿入する工
    程と、挿入された熱接着シートを加熱し接着層を接着硬
    化させる熱処理工程と、により前記界磁コイルを前記ハ
    ウジング内に固着することを特徴とする請求項１から請
    求項４記載のDCブラシレスモータ用界磁コイルの組立方
    法。
JP2002079780A 2002-03-20 2002-03-20 Ｄｃブラシレスモータ構造及び組立方法 Expired - Lifetime JP4099568B2 (ja)

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