JP2009095130A - Motor and electronic equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータとそれを用いた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a motor and an electronic apparatus using the motor.
電子機器、例えばレーザプリンターでは、本体ケース内に設けた紙送り用ローラ(被駆動体)をモータに連結し、このモータの駆動により、紙送り用ローラを回動し、紙を所定部分に送っている。 In an electronic device, for example, a laser printer, a paper feed roller (driven body) provided in a main body case is connected to a motor, and by driving the motor, the paper feed roller is rotated to feed paper to a predetermined portion. ing.
上記モータは、外周部に複数の磁極を第一の所定間隔で配置したステータと、このステータの外周に、回転自在に配置したロータとを備え、前記ロータの内周には、第二の所定間隔ごとに異極に着磁された磁石を配置した構造となっていた。 The motor includes a stator in which a plurality of magnetic poles are arranged at a first predetermined interval on an outer peripheral portion, and a rotor that is rotatably arranged on the outer periphery of the stator. It has a structure in which magnets magnetized with different polarities are arranged at intervals.
また前記ステータの磁極には、その磁極基部から、前記磁石と略平行方向に伸ばした延長部を有し、これにより駆動効率を高めている。 Further, the magnetic pole of the stator has an extending portion extending from the magnetic pole base portion in a direction substantially parallel to the magnet, thereby improving driving efficiency.
すなわち、磁石の幅(周方向に直行する方向)は、ロータの回転を磁気的に検出する磁気検出素子に出来るだけ近接させるため、ステータの磁極基部の同方向幅よりも大きくなっている。 That is, the width of the magnet (in the direction orthogonal to the circumferential direction) is larger than the width of the stator in the same direction in order to make it as close as possible to the magnetic detection element that magnetically detects the rotation of the rotor.
このため、ステータの磁極にも、その磁極基部から、前記磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成することで、ステータの磁極と、ロータの磁石との対向面積を大きくし、これによって駆動力を高め、もって駆動効率を高めようとしているのである。(これに類似する技術は例えば下記特許文献1に記載されている。)
上述のごとくステータの磁極にも、その磁極基部から、前記磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成した従来のモータでは、ステータの磁極と、ロータの磁石との対向面積が大きくなるので、駆動力が大きくなるが、駆動効率を高めるためには更なる改善点が必要となる。 As described above, in the conventional motor in which the extension of the magnetic pole of the stator extending from the magnetic pole base portion in a direction substantially parallel to the magnet is formed, the facing area between the magnetic pole of the stator and the magnet of the rotor increases. Although the driving force increases, further improvement is necessary to increase the driving efficiency.
すなわち、ステータの磁極基部からの延長部は、磁石と略平行状態となっているので、この延長部分を通過する磁石からの磁束は、前記延長部分を垂直状態で通過することとなり、その結果この延長部部分に過大な渦電流が発生し、これにより鉄損による発熱が発生し、これが駆動効率の低下に結びつくのであった。 That is, since the extension portion from the magnetic pole base portion of the stator is substantially parallel to the magnet, the magnetic flux from the magnet passing through the extension portion passes through the extension portion in a vertical state. An excessive eddy current is generated in the extension portion, and heat is generated due to iron loss, which leads to a decrease in driving efficiency.
そこで、本発明は駆動効率の向上を図ることを目的とするものである。 In view of the above, an object of the present invention is to improve driving efficiency.
そしてこの目的を達成するために本発明は、外周部に複数の磁極を第一の所定間隔で配置したステータと、このステータの外周に、回転自在に配置したロータとを備え、前記ロータの内周には、第二の所定間隔ごとに異極に着磁された磁石を配置し、前記ステータの磁極には、その磁極基部から、前記磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、この延長部には、開口を形成し、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention comprises a stator in which a plurality of magnetic poles are arranged at a first predetermined interval on the outer periphery, and a rotor that is rotatably arranged on the outer periphery of the stator. Around the circumference, magnets magnetized with different polarities at every second predetermined interval are arranged, and on the magnetic pole of the stator, an extension portion extending in a direction substantially parallel to the magnet is formed from the magnetic pole base portion, An opening is formed in this extension, thereby achieving the intended purpose.
以上のごとく本発明は、ステータの磁極基部から、磁石と略平行方向に伸ばした延長部を設けるとともに、この延長部には開口を形成したものであるので、この延長部分を磁石からの磁束が垂直方向に通過しても、この延長部分に開口が存在することにより、発生しょうとする渦電流が分断されることになり、その結果として渦電流、およびそれによる発熱は極めて小さくなり、これにより駆動効率を向上することが出来る。 As described above, according to the present invention, since an extension portion extending in a direction substantially parallel to the magnet is provided from the magnetic pole base portion of the stator, and an opening is formed in the extension portion, the extension portion receives a magnetic flux from the magnet. Even if it passes in the vertical direction, the existence of an opening in this extension part will cause the eddy current to be generated to be interrupted, and as a result, the eddy current and the resulting heat generation become extremely small. Drive efficiency can be improved.
以下本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1において、1は電子機器(例えばレーザプリンター)の配線基板で、本体ケース(図示せず)内において水平方向に配置されている。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a wiring board of an electronic device (for example, a laser printer), which is arranged in a horizontal direction in a main body case (not shown).
また、この配線基板1上には、取付け具(図示せず)により、モータ2が実装されている。
A
モータ2は、図2のごとく板状体を積層して形成したステータ3と、このステータ3の外周に配置した下面が開放した円筒状のロータ4とを備え、前記ロータ4の内周には、所定間隔ごとにN極とS極に交互(隣接極が異極)に着磁されたリング状の磁石5を一体に固定している。
The
また、ステータ3の外周部には、複数の磁極3aを所定間隔で配置しており、各磁極3aの内側の磁気回路部分には、図1のごとく電磁石用のコイル6が巻回されている。
A plurality of
すなわち、コイル6に交流電力を加えることで各磁極3aを交互に、N極とS極に着磁し、その外周に存在する磁石5との間で、吸引力と反発力を発生させ、これがロータ4の回転駆動力となるよう構成されている。
That is, by applying AC power to the
この図1では図示していないが、ステータ3は上述のごとく取付け具(図示せず)により配線基板1上に固定されており、このステータ3の内周にベアリング7が設けられている。
Although not shown in FIG. 1, the
そしてこのベアリング7を上下方向に貫通して駆動軸8が設けられ、この駆動軸8の上端がロータ4の天面4aに固定されている。
A drive shaft 8 is provided through the
したがって、上記コイル6に交流電力を加え、各磁極3aを交互に、N極とS極に着磁し、磁石5との間で吸引力と反発力を発生させれば、ロータ4がこの駆動軸8を中心に回転し、またその回転力は駆動軸8を介して伝達されるようになっている。
Therefore, if AC power is applied to the
具体的には、本実施形態では、駆動軸8の下端は配線基板1の貫通孔1aを貫通して配線基板1下に伸ばされ、その下部に歯車(図示せず)が装着され、この歯車にギアボックス(図示せず)が連結され、それによって複数の紙送り用ローラ(図示せず)が回動し、これにより紙送りが行われるようになっている。
Specifically, in the present embodiment, the lower end of the drive shaft 8 extends through the through
また、配線基板1上の磁石5下端対応部分には、磁気検出素子の一例としてホールIC9が実装され、周知のごとく、このホールIC9により、ロータ4の回転スピードや回動位置を検出するようになっている。
In addition, a Hall IC 9 is mounted as an example of a magnetic detection element on a portion corresponding to the lower end of the
また、磁石5はホールIC9に出来るだけ近づけるため、その下端をホールIC9近傍まで延長した形状としており、さらにこのように磁石5の下端を下方に延長した時のステータ3に対するバランスずれを回避するために、この磁石5の上端も同量上方に延長している。
Further, in order to make the
また、本実施形態では、図1〜図3に示すように上記ステータ3の磁極3aは、その磁極基部3cから、前記磁石5と略平行方向である上、下方向に伸ばした延長部3bが一体に形成されている。(特に図2、図3参照)
この延長部3bは具体的には、ステータ3を構成する積層された複数の板状体のうち、上、下面(最外層)の板状体の外周部分を、前記磁石5と略平行方向にそれぞれ上、下方向に略直角に曲げることにより形成したものである。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
Specifically, the extended
そして、この延長部3bの折り曲げ根元から、折り曲げ先端に向けて切溝による開口10を形成していることが、本実施形態における特徴点となっている。
The feature of the present embodiment is that the
つまり、ステータ3を構成する積層された複数の板状体のうち、上、下面(最外層)の板状体の外周部分を、前記磁石5と略平行方向にそれぞれ上、下方向に略直角に曲げることで延長部3bを形成すると、上記上、下方向に延長された磁石5との対向面積が図1のごとく大きくなり、その結果としてロータ4には大きな駆動力が与えられることになる。
That is, among the plurality of stacked plate-like bodies constituting the
またこの時、磁石5からの磁束がステータ3の延長部3b部分を直交する方向に貫通し、
大きな渦電流が発生することが懸念される。
At this time, the magnetic flux from the
There is concern about the generation of large eddy currents.
しかし本実施形態では、図3のごとくステータ3の延長部3b部分には、延長部3bの折り曲げ根元から、折り曲げ先端に向けて切溝による開口10を形成しているので、渦電流が分断される状態となって、結論として大きな渦電流がこの延長部3bに流れることはない。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
このため、従来この延長部3bに流れる大きな渦電流による発熱で、駆動効率が低下していた状態が発生せず、結論として駆動効率のよいものとなる。
For this reason, the state in which the driving efficiency is lowered due to the heat generated by the large eddy current flowing through the
また、ステータ3の延長部3bに切溝による開口10を設ければ、この開口10部によりステータ3としての放熱面積増大、または冷却風が流れやすくなることに結びつき、それにより放熱効果が向上することとなる。
Further, if an
なお、開口10は図3の切溝で形成しなくても、図4のごとく水平方向の切溝による開口10aでも良いし、複数の円形貫通孔を設けることで、開口を形成しても良い。
The
つまり、このような開口10、10aにより延長部3bに流れる渦電流が分断され、その結果として渦電流が小さくなるようにすれば良いのである。
That is, the eddy current flowing through the
また、本実施形態では以上のごとく延長部3bに開口10、10aを設けたので、延長部3bとしての剛性は小さくなる。このため、長期使用時の何らかの応力により、この延長部3bが磁石5側に変形し、ロータ4回転時に接触することが危惧される場合は、延長部3bの折り曲げ先端側を、折り曲げ根元部に比べ、ステータ3の内方側に配置されるよう、折り曲げ量を大きくする。
Moreover, in this embodiment, since the
つまり、ロータ4の磁石5内面と、ステータ3の磁極基部3c間は、例えばわずか0.3ミリと極めてわずかな隙間しかないので、上記接触が危惧される場合がある。そこで、このような場合には、上述のごとく、延長部3bの折り曲げ先端側を、折り曲げ根元部に比べ、ステータ3の内方側に配置されるよう、折り曲げ量を大きくし、これによりロータ4の磁石5内面と、ステータ3の延長部3bとの距離を大きくし、ロータ4回転時の接触を起きにくくするものである。
That is, since there is only a very small gap of, for example, only 0.3 mm between the inner surface of the
また、このような延長部3bが磁石5側に変形し、ロータ4回転時に接触することが危惧される場合には、延長部3bを図1の位置からステータ3の内方にわずかながら移動させる、その位置から立ち上げても良い。
Further, when such an
さらに、上記実施形態では、ステータ3を構成する積層された複数の板状体のうち、上、下面(最外層)の板状体の外周部分を、前記磁石5と略平行方向にそれぞれ上、下方向に略直角に曲げることによりこの延長部3bを形成したが、上、下面のそれぞれの複数枚を上、下方向に略直角に曲げることにより、積層された複数枚による延長部3bを形成し、これにより延長部3bの強度を高め、長期使用時の応力などによる変形を抑制するようにしても良い。
Furthermore, in the said embodiment, among the several laminated | stacked plate-shaped bodies which comprise the
図5は本発明の他の実施形態を示し、延長部3bの折り曲げ先端側は、折り曲げ根元部に比べ、周方向の幅を小さくしたものである。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which the bending tip end side of the
具体的には、切溝による開口10を、延長部3bの折り曲げ先端側ほど開口寸法を狭くし、これにより延長部3bの折り曲げ先端側を、折り曲げ根元部に比べ、周方向の幅を小さくするように4枚の延長部3bを中心側に傾けるごとく加工したものである。
Specifically, the
そして以上の構成とすれば、4枚の延長部3bの先端部が内方に変形させられたことによる加工硬化により、長期使用によっても開口10の幅が広がることは無く、つまり延長部3bと磁石5との対向面積が変化せず、この結果モータとしての特性変化の生じないものとなる。
And if it is set as the above structure, the width | variety of the
なお、この図5において延長部3b部分の先端部分同士は溝による開口10の開口寸法を小さくしているが、この溝部分において隣接する延長部3bの先端部分同士を接続し、強度強化を図るようにしても良い。
In FIG. 5, the tip portions of the
また図3〜図5のいずれの開口10、10aも、コイル6側から磁石5側(図1の左側から右側)に向けて、パンチで打ち抜いて形成したものであり、その開口は打ち抜き始動側(左側)の方が、打ち抜き終端側(右側)より、開口が広くなっている。このため、磁極3a(磁極基部3c・延長部3b)と、磁石5の対向面積が大きくなり、この点からも駆動効率が高いものとなる。
Each of the
以上のごとく本発明は、外周部に複数の磁極を第一の所定間隔で配置したステータと、このステータの外周に、回転自在に配置したロータとを備え、前記ロータの内周には、第二の所定間隔ごとに異極に着磁された磁石を配置し、前記ステータの磁極は、その磁極基部から、前記磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、この延長部には、開口を形成したものであり、渦電流、およびそれによる発熱は極めて小さくなり、これにより駆動効率を向上することが出来る。 As described above, the present invention includes a stator in which a plurality of magnetic poles are arranged on the outer peripheral portion at a first predetermined interval, and a rotor that is rotatably arranged on the outer periphery of the stator. Two magnets magnetized with different polarities are arranged at predetermined intervals, and the magnetic pole of the stator forms an extended portion extending in a direction substantially parallel to the magnet from the magnetic pole base portion. An opening is formed, and eddy currents and heat generated by the eddy currents are extremely small, thereby improving driving efficiency.
したがって、各種電子機器の駆動効率を向上することに貢献できるものである。 Therefore, it is possible to contribute to improving the driving efficiency of various electronic devices.
1 配線基板
2 モータ
3 ステータ
3a 磁極
3b 延長部
3c 磁極基部
4 ロータ
5 磁石
6 コイル
7 ベアリング
8 駆動軸
9 ホールIC
10 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 opening
Claims (11)
The electronic device according to claim 10, wherein a Hall IC is used as the magnetic detection element.
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