JP2011030326A - モーターのステータおよびそのコイルユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】 モーターのステータの全体的な軸方向の高さを有効的に低く抑えることができるとともに、全体的な体積を縮減することができる。
【解決手段】 基板1およびコイルユニット2を有する。基板1には相対する第一表面11と第二表面12が形成される。コイルユニット2は基板1の第一表面11に結合され、コイルユニット2には複数個の配線層21が含まれ、複数個の配線層21の表面にはそれぞれ少なくとも一個のコイル211と一個の接続部212が形成され、少なくとも一個のコイル211は接続部212とは電気的に接続され、その内に各隣接する二個の配線層21の間にはそれぞれ絶縁層22が設けられ、かつ隣接する二個の配線層21の接続部212は互いに電気的に導通するように構成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、モーターのステータおよびそのコイルユニットに関するもので、特に全体的な高さを低く抑えるとともに、全体的な体積を縮減することができるモーターのステータおよびそのコイルユニットに係るものである。
従来のモーターの構造として、例えば中華民国公開第200822497号「モーターの回動軸の位置決め構造」(特許文献1を参照)において、従来のモーターは主にモーターのステータを利用してローターが回転して作動するのを駆動することができるようにしたものがある。
さらに詳しく言えば、従来のモーターのステータの構造として、例えば図4、5を参照すると、従来のモーターのステータ8が掲示されており、モーターのステータ8には凡そ複数個のシリコン鋼片81、二個の絶縁スリーブ82および一個のコイルユニット83が含まれる。複数個のシリコン鋼片81にはそれぞれ環状体811が形成され、環状体811の周縁から複数個の支持アーム812が伸出され、それぞれの支持アーム812の末端にはそれぞれ磁極面813が形成される。それぞれのシリコン鋼片81が積み重ね方式によって互いに結合された後、二個の絶縁スリーブ82はそれぞれシリコン鋼片81の両端に結合され、かつ二個の絶縁スリーブ82にもそれぞれ複数個の支持アーム812に対応するように複数個の延伸部821が設けられる。その他に、コイルユニット83は複数個のコイル831により構成される。それぞれのコイル831は予定された巻数に従ってそれぞれシリコン鋼片81の各支持アーム812と絶縁スリーブ82の各延伸部821に巻き付けられることにより、モーターのステータ8を構成することができるようにしたものがある。
さらに、従来のモーターのステータの構造として、例えば図6を参照すると、従来のモーターのステータ9が掲示されており、モーターのステータ9には基板91およびコイルユニット92が含まれる。コイルユニット92は複数個のコイル921により構成され、複数個のコイル921は基板91の一方の表面に結合されることにより、このモーターのステータ9においては前述したモーターのステータ8の複数個のシリコン鋼片81と二個の絶縁スリーブ82などの部材を省略することができるため、全体的な軸方向の高さを低く抑えることができるとともに、全体的な体積を縮減することができるようにとしたものがある。
中華民国公開第200822497号公報
上記のような従来のモーターのステータ8においては、モーターのステータ8は主に互いに積み重なった複数個のシリコン鋼片81によって構成される。そのため、全体的な軸方向の高さを低く抑えることが難しくなる。また、従来のモーターのステータ8は依然として絶縁スリーブ82の設計を利用することによってシリコン鋼片81とコイルユニット83との間の絶縁の効果を達成するとともに、コイルユニット83を保護するものであるため、二個の絶縁スリーブ82によってモーターのステータ8の体積と軸方向の高さが増えてしまうという問題点があった。その他に、コイルユニット83においてシリコン鋼片81の各支持アーム812と絶縁スリーブ82の各延伸部821に予定された巻数を有する複数個のコイル831を巻き付けなければならないため、複数個のコイル831によって同様にモーターのステータ8の軸方向の高さがより一層増えてしまうという問題点があった。全体から言えば、モーターのステータ8が図5に示すようなモーターの構造に応用されている時、モーターの構造の全体的な体積と軸方向の高さを有効に縮減することができないという問題点があった。
また、上記のようなモーターのステータ9においては、モーターのステータ9のコイルユニット92は基板91の表面の特定の部位に限られており、かつコイルユニット92の各コイル921は基板91の表面から突出しているため、モーターのステータ9の基板91とコイルユニット92の両者は依然として一定の軸方向の高さを共同で形成することになり、モーターのステータ9の全体的な軸方向の高さをより一層縮減することができないという問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みて発明されたものであって、その主な目的とするところは、軸方向の高さを低く抑えることができるモーターのステータおよびそのコイルユニットを提供することにある。
本発明の第二の目的は、体積を有効に縮減することができるモーターのステータおよびそのコイルユニットを提供することである。
本発明の第三の目的は、それぞれのコイルの巻数とコイルの数を増やすことができるモーターのステータおよびそのコイルユニットを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明によるモーターのステータは、下記のようになるものである。すなわち、
基板およびコイルユニットを有する。基板には相対する第一表面と第二表面が形成され、コイルユニットは基板の第一表面に結合される。コイルユニットには複数個の配線層が含まれ、複数個の配線層の表面にはそれぞれ少なくとも一個のコイルと一個の接続部が形成される。少なくとも一個のコイルは接続部と電気的に接続され、その内に各隣接する二個の配線層の間にそれぞれ絶縁層が設けられ、かつ隣接する二個の配線層の接続部が互いに電気的に導通するように形成される。
また、本発明によるモーターのステータは、コイルユニットの配線層の表面に形成されるコイルが複数個で、配線層のいずれの二個の隣接するコイルの間に回路敷設ゾーンが形成され、回路敷設ゾーンに駆動回路を設けることもできる。また、基板の周縁とコイルユニットの配線層の周縁にそれぞれ電気的接続ポートが設けられ、電気的接続ポートを駆動回路と外接するのに用いることもできる。また、基板の周縁とコイルユニットの配線層の周縁にはそれぞれ電気的接続ポートが設けられ、電気的接続ポートを電源と外接するのに用いることもできる。また、基板の第一表面と第二表面の少なくとも一個の表面に駆動回路を設けることもできる。また、絶縁層は絶縁片からなることもできる。また、絶縁層はフィルムからなることもできる。また、絶縁層を絶縁片とフィルムにより組成し、絶縁片の表面にフィルムが結合され、フィルムが配線層と粘着するように形成することもできる。また、絶縁層に中空部を設け、中空部を配線層の接続部と相対するように形成し、隣接する二個の配線層の接続部が中空部を通じて互いに電気的に導通するように形成することもできる。また、基板に第一表面から第二表面まで貫通する組立孔を設け、配線層と絶縁層にそれぞれ軸方向に貫通する貫通孔が形成され、組立孔とそれぞれの貫通孔が互いに位置合わせるように形成することもできる。
また、本発明によるモーターのステータのコイルユニットは、複数個の配線層および少なくとも一個の絶縁層を有する。複数個の配線層の表面にそれぞれ少なくとも一個のコイルと接続部が形成され、少なくとも一個のコイルが接続部に電気的に接続され、かつ隣接する二個の配線層の接続部が互いに電気的に導通するように形成し、少なくとも一個の絶縁層を各隣接する二個の配線層の間に設けることもできる。
さらに、本発明によるモーターのステータのコイルユニットは、コイルユニットの配線層の表面に形成されるコイルが複数個であり、配線層のいずれかの二個の隣接するコイルの間に回路敷設ゾーンを形成し、回路敷設ゾーンに駆動回路を設けることもできる。また、コイルユニットの配線層の周縁に電気的接続ポートを設け、電気的接続ポートを駆動回路と外接するのに用いることもできる。また、コイルユニットの配線層の周縁に電気的接続ポートを設け、電気的接続ポートを電源と外接するのに用いることもできる。また、絶縁層は絶縁片からなることもできる。また、絶縁層はフィルムからなることもできる。また、絶縁層を絶縁片とフィルムにより組成し、絶縁片の表面にフィルムを結合し、フィルムが配線層と粘着するように形成することもできる。また、絶縁層に中空部を設け、中空部が配線層の接続部と相対するように形成し、隣接する二個の配線層の接続部が中空部を通じて互いに電気的に導通するように形成することもできる。
本発明のモーターのステータおよびそのコイルユニットによれば、軸方向の高さを低く抑えることができるという利点がある。
本発明のモーターのステータおよびそのコイルユニットによれば、体積を有効に縮減することができるという利点がある。
本発明のモーターのステータおよびそのコイルユニットによれば、それぞれのコイルの巻数とコイルの数を増やすことができるという利点がある。
本発明の実施例によるモーターのステータの分解斜視図である。 本発明の実施例によるモーターのステータのコイルユニットの分解斜視図である。 本発明の実施例のモーターのステータおよびそのコイルユニットがモーターに応用されたときの組立て状態の断面図である。 従来のモーターのステータを示す外観斜視図である。 従来のモーターのステータがモーターに応用されたときの組立て状態の断面図である。 別の従来のモーターのステータを示す外観斜視図である。
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施例によるモーターのステータを示す分解斜視図である。図1を参照すると、本発明のモーターのステータには基板1およびコイルユニット2が含まれる。コイルユニット2は基板1の一方の表面に結合され、コイルユニット2の構造の設計を利用して本発明のモーターのステータの全体的な軸方向の高さを有効に低く抑えることができるとともに、全体的な体積を縮減することができる。
基板1は好ましくはプリント回路板からなり、そして基板1には相対する第一表面11と第二表面12が形成される。
コイルユニット2は基板1の第一表面11に結合される。コイルユニット2には複数個の配線層21が含まれ、複数個の配線層21の表面にはそれぞれ複数個のコイル211(または必要に応じて配線層21の表面において一個のコイル211だけを形成する)と一個の接続部212(または複数個の接続部212)が形成される。コイル211は接続部212と電気的に接続され、その内に各隣接する二個の配線層21の間にそれぞれ絶縁層22が設けられ、かつ隣接する二個の配線層21の接続部212は電気的に導通の状態になるように形成される。
上述した本発明のモーターのステータの構造の設計概念によれば、本発明のモーターのステータにおいてはさらに下記のその他の構造の特徴を含むことができるため、本発明のモーターのステータの功能をさらに完備させることができる。その内、絶縁層22は絶縁片221からなることができ、絶縁片221を利用して複数個の配線層21により一層の支持の効果を提供することができる。また、絶縁層22はフィルム222からなることができ、フィルム222を配線層21と粘着するのに用いることにより、複数個の配線層21の間は絶縁層22のフィルム222を利用して比較的よい結合の安定性を提供することができる。
絶縁層22はまた、同時に絶縁片221とフィルム222によって組成されるのが好ましく、絶縁片221の二個の相対する表面にはフィルム222が結合され、フィルム222は配線層21と粘着するのに用いられる。これにより、複数個の配線層21の間は絶縁層22のフィルム222を利用して結合の比較的良好な安定性を得ることができるとともに、絶縁片221を利用して複数個の配線層21により一層の支持効果を得ることができるため、本発明のモーターのステータの全体的な構造の強度を提供することができる。
基板1の周縁および/またはコイルユニット2の配線層21の周縁には、好ましくは、それぞれ電気的接続ポート13、23が設けられ、基板1の電気的接続ポート13は、好ましくは、コイルユニット2の電気的接続ポート23と相対するように形成されることにより、電気的接続ポート13、23が電源線(図示せず)と接続することができる。この電源線は電源または駆動回路(図示せず)と接続することができるため、上記電源と接続時における組立の便利性を高めることができるとともに、上記電源が駆動回路と接続する場合、本発明のモーターのステータそのものは駆動回路と結合する必要がなく、相対的に体積を縮減することができるとともに、軸方向の高さを低く抑えることができる。
基板1には組立孔14が設けられ、組立孔14は第一表面11から第二表面12まで貫通するように形成される。その他に、配線層21と絶縁層22にもそれぞれ軸方向に貫通する貫通孔213、223が形成され、配線層21と絶縁層22は互いに積み重なってコイルユニット2を構成する。コイルユニット2が基板1に結合される時、組立孔14とそれぞれの貫通孔213、223は互いに位置合わせるように形成される。これにより、本発明のモーターのステータをより簡単にモーターの予定される部位に組み立てることができるため、組立の便利性を高めることができる。
絶縁層22には、好ましくは、中空部224が設けられ、中空部224は配線層21の接続部212と相対するように形成され、そして中空部224は貫通孔または凹欠口などの設計からなることができる。これにより、二個の隣接する配線層21の接続部212は絶縁層22の中空部224を通じて電気的に導通の状態になるように形成される。
複数個の配線層21は好ましくは電鋳方式により製造され、例えば、電鋳の雌金型(図示せず)を利用して予め配線層21を結合することにより、電鋳方式を利用して配線層21の表面において上記電鋳の雌金型に対応する複数個のコイル211や接続部212などの構造を形成させる。その他に、電鋳方式を利用して製造された配線層21を上記電鋳の雌金型から分離させ、さらに配線層21を基板1の第一表面11に結合させることにより、本発明のモーターのステータを構成する。これにより、少なくとも一個のコイル211は配線層21の表面に形成されるため、コイルユニット2の軸方向の高さを効果的に低く抑えることができる。
基板1は、選択的に、第一表面11と第二表面12の少なくとも一個の表面において駆動回路15を設置することができ、駆動回路15はコイルユニット2の少なくとも一個の配線層21のコイル211に電気的に接続される。これにより、基板1も一個の駆動回路板として利用することができるため、本発明のモーターのステータの使用上の利便性を高めることができる。
再び図1を参照すると、コイルユニット2の配線層21の数は必ず少なくとも二個であり、そして二個の配線層21の間には一個の絶縁層22が結合される。しかし、コイルユニット2は使用上の要求に応じてより多くの配線層21を増設することができる。例えば図2に示すように、配線層21の数は四個であり、そしてそれぞれの隣接する二個の配線層21の間には全て絶縁層22が結合される。これにより、複数個の配線層21の積み重なり構造の設計を利用して適当にコイル2の巻数とコイルの数を増やすことができるため、本発明のモーターのステータの功能を高めることができる。
さらに詳しく言えば、再び図2を参照すると、上述した複数個の配線層21の積み重なり構造の設計によれば、コイルユニット2には複数個の配線層21が含まれるため、駆動回路24をいずれかの配線層21の少なくとも一方の表面に直接形成させることができる。例えば、コイルユニット2に複数個のコイル211が含まれる時、配線層21はいずれか二個の隣接するコイル211の間に回路敷設ゾーン214を形成することができるため、駆動回路24は充分な空間を有して配線層21の表面の回路敷設ゾーン214に設置することができる。これにより、駆動回路24がコイルユニット2の配線層21に整合される時、構造の高さを低く抑えることができるとともに、組立上の複雑さを改善することができる。
図3は本発明の実施例によるモーターのステータおよびそのコイルユニットがモーターに応用された時における組み立てられた状態の断面図である。図3を参照すると、モーター3には基座31が形成され、基座31には軸管311が設けられる。基板1とコイルユニット2が基座31に結合される時、軸管311は基板1の組立孔14とコイルユニット2の貫通孔213、223を貫通することにより、基板1とコイルユニット2をより一層安定して基座31に結合することができる。さらに、モーター3には他にローター32が形成され、ローター32には軸桿321と永久磁石322が設けられる。軸桿321は回転自在に軸管311に結合され、永久磁石322はコイルユニット2と位置合わせるように形成される。これにより、コイルユニット2と永久磁石322との間には磁束鎖交の作用が生じるため、ローター32が回転して作動するのを連動することができる。
本発明のモーターのステータによれば、コイルユニット2の配線層21の表面において少なくとも一個のコイル211の構造の設計を形成させることにより、コイルユニット2のモーターのステータの全体的な軸方向高さを有効に低く抑えることができる。
本発明のモーターのステータによれば、コイルユニット2の全体的な構造は複数個の積み重なった配線層21と絶縁層22が含まれることにより、その構造は相当に簡単であり、コイルユニット2のモーターのステータの体積も相対的に縮減されて、より小型の構造を獲得することができる。
本発明のモーターのステータによれば、コイルユニット2において互いに積み重なった複数個の配線層21の設計を利用して、コイル211の巻数または巻線の太さなどを有効に増やすことができるため、モーターのステータそのものの功能を有効に高めることができる。
上述の如く、本発明のモーターのステータおよびそのコイルユニットによれば、確実に全体的な軸方向の高さを低く抑えることができるとともに、体積を縮減することができ、さらにモーターのステータそのものの功能を高めることができるため、モーターの構造に応用するのが最適であるとともに、上記モーターをより小型化にし、そして上記モーターの回転の品質を高めることができる。
本発明は、その精神とび必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なものであり、限定的なものではない。
1 基板
11 第一表面
12 第二表面
13 電気的接続ポート
14 組立孔
15 駆動回路
2 コイルユニット
21 配線層
211 コイル
212 接続部
213 貫通孔
214 回路敷設ゾーン
22 絶縁層
221 絶縁片
222 フィルム
223 貫通孔
224 中空部
23 電気的接続ポート
24 駆動回路
3 モーター
31 基座
311 軸管
32 ローター
321 軸桿
322 永久磁石
8 モーターのステータ
81 シリコン鋼片
811 環状体
812 支持アーム
813 磁極面
82 絶縁スリーブ
821 延伸部
83 コイルユニット
831 コイル
9 モーターのステータ
91 基板
92 コイルユニット
921 コイル

Claims (24)

  1. 基板(1)およびコイルユニット(2)を有するモーターのステータにおいて、基板(1)には相対する第一表面(11)と第二表面(12)が形成され、コイルユニット(2)は基板(1)の第一表面(11)に結合され、コイルユニット(2)には複数個の配線層(21)が含まれ、複数個の配線層(21)の表面にはそれぞれ少なくとも一個のコイル(211)と一個の接続部(212)が形成され、少なくとも一個のコイル(211)は接続部(212)と電気的に接続され、各隣接する二個の配線層(21)の間にはそれぞれ絶縁層(22)が設けられ、かつ隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とするモーターのステータ。
  2. コイルユニット(2)の配線層(21)の表面に形成されるコイル(211)は複数個であり、配線層(21)のいずれか二個の隣接するコイル(211)の間には回路敷設ゾーン(214)が形成され、回路敷設ゾーン(214)には駆動回路(24)が設けられることを特徴とする請求項1に記載のモーターのステータ。
  3. 基板(1)の周縁とコイルユニット(2)の配線層(21)の周縁にはそれぞれ電気的接続ポート(13、23)が設けられ、電気的接続ポート(13、23)は駆動回路(15、24)と接続するのに用いられることを特徴とする請求項1に記載のモーターのステータ。
  4. 基板(1)の周縁とコイルユニット(2)の配線層(21)の周縁にはそれぞれ電気的接続ポート(13、23)が設けられ、電気的接続ポート(13、23)は電源と接続するのに用いられることを特徴とする請求項1に記載のモーターのステータ。
  5. 基板(1)の第一表面(11)と第二表面(12)の少なくとも一個の表面には駆動回路(15)が設けられることを特徴とする請求項1に記載のモーターのステータ。
  6. 絶縁層(22)は絶縁片からなることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のモーターのステータ。
  7. 絶縁層(22)はフィルムからなることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のモーターのステータ。
  8. 絶縁層(22)は絶縁片とフィルムにより組成され、上記絶縁片の表面には上記フィルムが結合され、上記フィルムは配線層(21)と粘着するように形成されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のモーターのステータ。
  9. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のモーターのステータ。
  10. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項6に記載のモーターのステータ。
  11. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項7に記載のモーターのステータ。
  12. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項8に記載のモーターのステータ。
  13. 基板(1)には第一表面(11)から第二表面(12)まで貫通する組立孔(14)が設けられ、配線層(21)と絶縁層(22)にはそれぞれ軸方向に貫通する貫通孔(213、223)が形成され、組立孔(14)とそれぞれの貫通孔(213、223)は互いに位置合わせできるように形成されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のモーターのステータ。
  14. 複数個の配線層(21)および少なくとも一個の絶縁層(22)を有するモーターのステータのコイルユニットにおいて、複数個の配線層(21)の表面にはそれぞれ少なくとも一個のコイル(211)と接続部(212)が形成され、少なくとも一個のコイル(211)は接続部(212)に電気的に接続され、かつ隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は互いに電気的に導通するように形成され、少なくとも一個の絶縁層(22)は各隣接する二個の配線層(21)の間に設けられることを特徴とするモーターのステータのコイルユニット。
  15. コイルユニット(2)の配線層(21)の表面に形成されるコイル(211)は複数個であり、配線層(21)のいずれか二個の隣接するコイル(211)の間には回路敷設ゾーン(214)が形成され、回路敷設ゾーン(214)には駆動回路(24)が設けられることを特徴とする請求項14に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  16. コイルユニット(2)の配線層(21)の周縁には電気的接続ポート(23)が設けられ、電気的接続ポート(23)は駆動回路(24)と接続するのに用いられることを特徴とする請求項14に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  17. コイルユニット(2)の配線層(21)の周縁には電気的接続ポート(23)が設けられ、電気的接続ポート(23)は電源と接続するのに用いられることを特徴とする請求項14に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  18. 絶縁層(22)は絶縁片からなることを特徴とする請求項14、15、16または17に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  19. 絶縁層(22)はフィルムからなることを特徴とする請求項14、15、16または17に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  20. 絶縁層(22)は絶縁片とフィルムにより組成され、上記絶縁片の表面には上記フィルムが結合され、上記フィルムは配線層(21)と粘着するように形成されることを特徴とする請求項14、15、16または17に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  21. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項14、15、16または17に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  22. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項18に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  23. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項19に記載のモーターのステータのコイルユニット。
  24. 絶縁層(22)には中空部(224)が設けられ、中空部(224)は配線層(21)の接続部(212)と相対するように形成され、隣接する二個の配線層(21)の接続部(212)は中空部(224)を介して互いに電気的に導通するように形成されることを特徴とする請求項20に記載のモーターのステータのコイルユニット。
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