JP2005168248A - 小型モータ及び小型モータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアレスコイルが高温に加熱された場合であっても変形し難く、正常に回転するコアレスコイルを備えた小型モータ及びその小型モータの製造方法を提供すること。
【解決手段】融着層を有する電線を必要な回数だけ巻いて得られた巻回体20の内側へ、丸棒状の治具21を挿入する。そして、巻回体20を150℃以上300℃以下の所定温度に加熱しながら加圧し、巻回体20の成型等を行い、高温に加熱された場合であっても変形し難いコアレスコイルを得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型モータ及び小型モータの製造方法に係り、特に、コアレスコイルを備える小型モータ及びコアレスコイルを備える小型モータの製造方法に関する。

近年、小型電子機器の内部に取り付けることを可能にするため、小型モータが開発されている。このような小型モータには、円筒状のハウジングと、ハウジングの内径よりも小径でありハウジングの中心軸と同一な位置で固定された円筒状磁石と、を有するステータ部が備えられている。また、上述のハウジングと円筒状磁石との間には、ロータ部の構成部材である円筒状のコアレスコイルが配置されている（例えば、特許文献１）。

このコアレスコイルは、コイル形成用の治具などを使って、融着層を有する電線を必要な回数だけ巻いて製造される巻回体を、加圧処理によって熱をかけて融着層を溶かしながら電線同士を溶着させ、成型させて製作される。

また、近年、小型モータはリフローイング（reflowing）によりプリント配線板に取り付けられるようになっている。このリフローイングの際に、小型モータは200℃から300℃以下の所定温度に加熱されたリフロー炉内に所定時間だけ配置されるようになっている。
特開平０７−２９８５９１号公報

コアレスコイルに適用される一般的な仕様の電線が備える融着層の軟化温度は約80℃程度であるため、前記加圧処理時に電線を加熱する温度は約100℃前後に設定される。しかしながら、100℃程度の加熱温度では、電線内部に残留応力が残るため、リフローイング時に巻回体に200℃から300℃ほどの高温が加わると、溶着していた電線同士の融着層が軟化すると共に、残留応力が電線に作用して、巻回体の電線はその外周側へと変形してしまっていた。

このようにコアレスコイルが変形してしまうと、コアレスコイルはハウジングと円筒状磁石との間に配置されていることから、ステータ部にコアレスコイルが接触等してロータ部が正常に回転しなくなるという問題が生じる。

そこで、本発明の課題は、コアレスコイルが高温に加熱された場合であっても、変形し難く、正常に回転するコアレスコイルを備えた小型モータ及びその小型モータの製造方法を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、ロータ部の構成部材として、融着層を有する電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、前記電線の巻回体が150℃以上300℃以下の所定温度に加熱されながら前記加圧処理されて、前記電線同士が溶着されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、前記電線の巻回体を上記所定温度に加熱しながら加圧処理することにより、前記融着層を溶融させて前記電線同士を溶着するとともに高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができる。

請求項２に記載の発明は、ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、前記加圧処理をされた前記巻回体の外周面を被覆する円筒部材が取り付けられることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、前記巻回体の外周面に前記外周面を被覆する円筒部材を取り付けたので、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができる。

請求項３に記載の発明は、ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、前記加圧処理をされた前記巻回体の電線同士が、接着剤により接着されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、前記巻回体の電線同士を接着剤により接着したので、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができる。

請求項４に記載の発明は、ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、前記加圧処理をされた前記巻回体の電線同士が接着剤で接着されるとともに、前記巻回体の外周面を被覆する円筒部材が取り付けられることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、前記巻回体の電線同士を接着剤で接着して、前記巻回体の外周面に前記外周面を被覆する円筒部材を取り付けたので、高温に加熱されても、より確実に変形することを予防されたコアレスコイルとすることができる。

請求項５に記載の発明は、ロータ部の構成部材であるコアレスコイルが備えられる小型モータの製造方法において、融着層を有する電線によって巻回された巻回体を、150℃以上300℃以下の所定温度に加熱しながら加圧して、前記電線同士を溶着してコアレスコイルを形成することを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、前記電線の巻回体を上記所定温度に加熱しながら加圧することにより、前記融着層を溶融させて前記電線同士を溶着するとともに高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルを備えた小型モータを形成することができる。

請求項１に記載の発明によれば、電線の巻回体を150℃以上300℃以下の高温で加熱することにより電線内部の残留応力を０とした上で、電線同士を融着層によって溶着させてコアレスコイルを成型している。残留応力が取り除かれているので、コアレスコイルが200℃から300℃程度に加熱されても、巻回体に外周側へと変形させようとする力が作用しなくなる。従って、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができるので、ステータ部にコアレスコイルが接触をしてしまうことを防止することができ、ロータ部を正常に回転させることができるという効果を奏する。

請求項２に記載の発明によれば、巻回体の外周面に円筒部材を被覆するように取り付けたので、コアレスコイルの外周側への変形が抑制される。従って、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができるので、ステータ部にコアレスコイルが接触をしてしまうことを防止することができ、ロータ部を正常に回転させることができるという効果を奏する。

請求項３に記載の発明によれば、巻回体の巻線同士の隙間に接着剤が入り込むため、電線同士が強固に固定される。従って、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルとすることができるので、ステータ部にコアレスコイルが接触をしてしまうことを防止することができ、ロータ部を正常に回転させることができるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明によれば、巻回体の巻線同士の隙間に接着剤が入り込むため、電線同士が強固に固定される。更に、巻回体の外周面に円筒部材を被覆するように取り付けたので、コアレスコイルの外周側への変形が抑制される。従って、高温に加熱されても、より確実に変形することを予防されたコアレスコイルとすることができるので、ステータ部にコアレスコイルが接触をしてしまうことを防止することができ、ロータ部を正常に回転させることができるという効果を奏する。

請求項５に記載の発明によれば、電線の巻回体を150℃以上300℃以下の高温で加熱することにより電線内部の残留応力を０とした上で、電線同士を融着層によって溶着させてコアレスコイルを成型している。残留応力が取り除かれているので、コアレスコイルが200℃から300℃程度に加熱されても、巻回体に外周側へと変形させようとする力が作用しなくなる。従って、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイルを形成することができるので、ステータ部にコアレスコイルが接触をしてしまうことを防止することができ、ロータ部を正常に回転させることができるという効果を奏する。

（第一の実施の形態）
以下に、本発明に係る第一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１に示す小型モータ１は、略円筒形状に形成されたハウジング２を有している。ハウジング２の一端側は開口状態に形成されている。また、ハウジング２の他端側には、小型モータ１の出力軸となるシャフト８を支持するとともに、磁界を発生させる円筒状磁石３をハウジング２の内部に固定する位置決め部材４が取り付けられている。この位置決め部材４は、円筒状磁石３の外周面とハウジング２の内周面との間に空隙５を形成するようになっている。

一方、シャフト８にはその中心をシャフト８に貫通されるように円盤状のハブモールド６が取り付けられている。このハブモールド６の側壁には、円筒状のコアレスコイル７の一端部内側が取り付けられており、コアレスコイル７は前述の空隙５に配置されるようになっている。また、ハブモールド６には、コアレスコイル７に供給される電流を次々と切り換えてシャフト８を一定方向に回転させるための整流子９が配設されている。これらハブモールド６、コアレスコイル７、シャフト８及び整流子９により小型モータ１のロータ部が構成される。

ここで、上記ハウジング２の一端側には、蓋体10が取り付けられている。この蓋体10には外部の電極と接続されて、整流子９に給電するブラシ部11が固定されている。またハウジング２の他端側であって、ハウジング２の外方に突出したシャフト８の先端部には、タングステン等の焼結合金から形成された偏心分銅12が取り付けられている。この小型モータ１は偏心分銅12を回転させることにより、振動発生装置として機能するようになっている。

なお、上記空隙５におけるハウジング２の内周面から円筒状磁石３の外周面までの距離は、小型モータ１を小型化するためコアレスコイル７の厚さよりも僅かに大きく設定されている。

次に、上述のコアレスコイル７の製造方法について図２を参照して説明する。まず、コイル形成用の治具（図示せず）などを使って、融着層を有する電線を必要な回数だけ巻いて、巻回体20を製作する。次いで、丸棒状の治具21を巻回体20の内側へ挿入する。なお、上記融着層の軟化温度は約80℃となっている。

そして、巻回体20の成型を行う成型面22を備えた加熱加圧装置23により、治具21に取り付けられた巻回体20を150℃以上300℃以下の所定温度に加熱しながら加圧する。この加熱加圧処理は上記融着層を溶融し、これにより電線同士が溶着して巻回体20の形状を整えるようになっている。又、加熱温度の下限値を最低でも150℃以上に設定することにより、電線内部の残留応力を０にすることが可能となる。そして、冷却した後に治具21を抜き取る。残留応力が取り除かれているので、コアレスコイル７が200℃から300℃程度に加熱されても、巻回体20に外周側へと変形させようとする力が作用しなくなり、高温に加熱されても変形し難いコアレスコイル７を形成することが出来る。

次に、小型モータ１をプリント配線板（不図示）に固着する方法について説明する。小型モータ１には、小型モータ１を保持するとともにプリント配線板に固着される金属ホルダ（不図示）が取り付けられている。一方、前記プリント配線板にはクリーム半田が印刷されており、まず、小型モータ１が取り付けられた金属ホルダをプリント配線板上の所定位置に載置する。次いで、この状態にて、260℃程度に加熱されたリフロー炉に所定時間だけ配置する。これにより半田が溶融、再硬化し、プリント配線板上に金属ホルダを介して小型モータ１が固定されるようになっている。

次に、本発明に係る小型モータ１の作用について説明する。まず、小型モータ１は、プリント配線板に設けられた電極（不図示）からブラシ部11を介して給電され、偏心分銅５を回転させるようになっている。そして偏心分銅５が回転することにより、振動を発生させるようになっている。

さらに、プリント配線板上に金属ホルダによって載置された小型モータ１がリフロー炉内に配置された際に、小型モータ１の全体に熱が加えられるようになっている。当然に、コアレスコイル７は高温となるが、200℃から300℃の高温であっても変形し難いように上記所定温度にて加熱加圧処理されているので、リフローリングの際にコアレスコイル７が変形することを防ぐことができる。

以上説明したように、リフローリングの際にコアレスコイル７が変形することを防ぐことができるので、リフローリング後であっても、コアレスコイル７がステータ部に接触をしてしまうことを防止することができ、小型モータ１は正常に回転することができるという効果を奏する。

（第二実施の形態）
次に、図３を参照しつつ第二実施の形態について説明する。なお、本実施形態はコアレスコイルの構造以外は、第一実施形態と同様であるので、以下においては、コアレスコイルについて説明する。

本実施形態に係るコアレスコイル30は、電線によって巻回した円筒状の巻回体31と、この巻回体31の外周面を被覆する円筒部材32とを備えている。

本発明に係るコアレスコイル30の製造方法について説明する。まず、コイル形成用の第一治具（図示せず）などを使って、電線を必要な回数だけ巻いて、巻回体31を製作する。次いで、丸棒状の第二治具を巻回体31の内側へ挿入する。

そして、巻回体31の成型を行う成型面を備えた加圧装置（不図示）により、第二治具に取り付けられた巻回体31を加圧する。この加圧処理により巻回体31の形状は整えられるようになっている。そして、第二治具を抜き取り、成型された巻回体31を得るようになっている。

次いで、電線間の隙間に接着剤を注入する。この接着剤によって電線同士を接着するようになっている。この接着剤は耐熱性に優れたものであって、電線同士の隙間に染み込みやすく、細部まで浸透しやすい粘度の比較的低いものが好ましい。

次いで、薄肉であって、接着剤注入後の巻回体31の外周面に、その外周面を被覆する円筒部材32を取り付け、コアレスコイル30を形成するようになっている。

なお、円筒部材32の取付方法は、接着剤などで接着することが好ましい。また、円筒部材32の材料は、高耐熱性に優れた金属又は樹脂などである。

次に、本実施形態の作用について説明する。コアレスコイル30の電線同士は、200℃以上300℃以下の高温であっても接着剤の接着力により固着しているので強度が増し、耐熱性が向上している。従って、コアレスコイル30を高温に加熱しても変形し難くすることができる。また、コアレスコイル30が高温となり外周方向に変形しようとしても、巻回体31の外周面には、その外周面を被覆する円筒部材32が取り付けられているので、外周方向の変形を強制的に防ぐことができる。さらに、上述の接着剤及び円筒部材32の作用の相乗によって、より確実に変形することを予防されたコアレスコイル30とすることができる。

以上説明したように、コアレスコイル30が高温に加熱された場合であっても、上述の接着剤及び円筒部材32の作用の相乗によって、より確実にコアレスコイル30が変形することを防ぐことができるので、コアレスコイル30がステータ部に接触をしてしまうことを防止することができ、コアレスコイル30を備える小型モータは正常に回転することができるという効果を奏する。

なお、円筒部材はヨークの役割をはたす磁性体であることがより好ましい。この場合、磁性体である円筒部材はヨークの役割をするようになっており、小型モータの磁気回路特性を向上することができるという効果を奏する。

本発明に係る小型モータの第一の実施形態を示す側面断面図である。 本発明に係る小型モータ１に備えられたコアレスコイルの製造工程を示した斜視図である。 第二の実施形態におけるコアレスコイルを示した側面断面図である。

符号の説明

１ 小型モータ
２ ハウジング
３ 円筒状磁石
20 巻回体
21 治具
22 成型面
23 加熱加圧装置
32 円筒部材

Claims (5)

1. ロータ部の構成部材として、融着層を有する電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、
   前記電線の巻回体が150℃以上300℃以下の所定温度に加熱されながら前記加圧処理されて、前記電線同士が溶着されることを特徴とする小型モータ。
2. ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、
   前記加圧処理をされた前記巻回体の外周面を被覆する円筒部材が取り付けられることを特徴とする小型モータ。
3. ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、
   前記加圧処理をされた前記巻回体の電線同士が、接着剤により接着されることを特徴とする小型モータ。
4. ロータ部の構成部材として、電線の巻回体を加圧処理して成型されたコアレスコイルが備えられる小型モータにおいて、
   前記加圧処理をされた前記巻回体の電線同士が接着剤で接着されるとともに、前記巻回体の外周面を被覆する円筒部材が取り付けられることを特徴とする小型モータ。
5. ロータ部の構成部材であるコアレスコイルが備えられる小型モータの製造方法において、融着層を有する電線によって巻回された巻回体を、150℃以上300℃以下の所定温度に加熱しながら加圧して、前記電線同士を溶着して形成したコアレスコイルを備えることを特徴とする小型モータの製造方法。

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