JP2019062629A

JP2019062629A - モータ

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Publication number: JP2019062629A
Application number: JP2017184776A
Authority: JP
Inventors: 洋一関井; Yoichi Sekii
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-04-18
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Abstract

【課題】特殊な部材や加工を行うことなく、モータ効率の低下を抑制し簡単に配線可能なモータを提供する。【解決手段】導線４７は、引き込み部４７１と、コイル部４２（４２Ｕ）と、電機子のから引き出された引き出し部４７２と、周方向配線部と、を備え、周方向配線部は、周方向に隣り合うティース４５（４５０１〜４５１２）の軸方向一方側又は他方側に交互に配線される交互配線部４７４と、隣り合うティースの軸方向において同じ側に配線される渡り配線部４７５と、を備え、周方向配線部は、コアバック４４に沿って１周以上２周以下配線され、渡り配線部は、引き込み部又は引き出し部のいずれかを周方向に挟む２つのティースをまたいで配置され、引き込み部又は引き出し部よりも径方向外側に配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータは、例えば、特許文献１に開示される。特許文献１に記載のモータは、略Ｔ字型の磁極部が環状の継鉄部の内周側に等間隔に突出した金属薄板を複数枚積層した鉄心と、各磁極部に各々巻き回されたコイルと、を備えた電機子を備える。そして、電機子において鉄心には、各磁極部に巻き回されたコイル同士を結線する渡り線を掛止する掛止突起を備える。掛止突起は、積層された金属薄板の各磁極部の間から厚み方向の一端外方に延出している。渡り線を掛止突起に掛止することで、渡り線がコイルと重なりにくい。これにより、コイルを確実に巻くことができる。

特開２００２−１８６２０３号公報

特許文献１に記載のモータでは、渡り線が邪魔になることはないが、金属薄板を折り曲げた掛止突起を形成する必要があるため、作業が煩雑になる。また、金属薄板の一部を変形させる構成であるため、電機子の磁気特性が低下し、モータ効率が低下する虞がある。

そこで、本発明は、特殊な部材や加工を行うことなく、モータ効率の低下を抑制し簡単に配線可能なモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸周りに回転するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、を備えた３相モータであって、前記ステータは、電機子と、前記電機子を保持するベースと、を備え、前記電機子は、軸方向に延びる環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延び、周方向に並んだ６Ｓ個（Ｓは正の整数）のティースと、３相の導線と、を備え、前記３相の導線それぞれは、前記電機子の軸方向一方側から他方側に引き込まれた引き込み部と、前記ティースに巻き回された複数個のコイル部と、前記電機子の軸方向他方側から一方側に引き出された引き出し部と、前記コアバックに沿って周方向に配線されて、前記引き込み部と前記コイル部、前記コイル部同士、及び前記コイル部と前記引き出し部、を接続する周方向配線部と、を備え、前記周方向配線部は、周方向に隣り合うティースの軸方向一方側又は他方側に交互に配線される交互配線部と、周方向に隣り合うティースの軸方向において同じ側に配線される渡り配線部と、を備え、前記周方向配線部は、前記コアバックに沿って１周以上２周以下配線され、前記渡り配線部は、前記引き込み部及び前記引き出し部の少なくとも一方を周方向に挟む２つのティースをまたいで配置され、前記引き込み部又は前記引き出し部よりも径方向外側に配置される。

例示的な本発明のモータによれば、特殊な部材や加工を行うことなく、モータ効率の低下を抑制し簡単に配線できる。

図１は、本発明にかかるモータの一例の分解斜視図である。図２は、図１に示すモータを中心軸を含む面で切断した端面図である。本発明にかかるモータに備えられる電機子の平面図である。図４は、Ｕ相コイル部を形成するときのステータコアにおける導線の配線状態を示す平面図である。図５は、Ｕ相コイル部を含む導線の配線状態を示す配線図である。図６は、渡り配線部を拡大した拡大図である。図７は、本発明に係るモータの他の例に用いられる電機子の平面図である。図８は、Ｕ相コイル部を含む導線の配線状態を示す配線図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、モータの中心軸Ｃ１と平行な方向を「軸方向」、中心軸Ｃ１と直交する方向を「径方向」、中心軸Ｃ１を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、本明細書では、図２に示すモータＡを基準として、中心軸Ｃ１に沿って「上」、「下」を定義し、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、モータの使用状態における位置関係及び方向を限定しない。

＜１．モータＡの全体構成＞
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるモータの一例の分解斜視図である。図２は、図１に示すモータを中心軸を含む面で切断した端面図である。図３は、図１に示すモータを中心軸と直交する面で切断した端面図である。本発明にかかるモータＡは、ハードディスクＤｓ等の円板状の記録ディスクを回転する、いわゆる、スピンドルモータである。モータＡは、ロータ１０が、軸受３０を介してステータ２０に回転可能に支持される。すなわち、ロータ１０は、上下に延びる中心軸周りに回転する。

図１及び図２に示すように、本発明にかかるモータＡは、ベース１と、シャフト２と、スリーブ３と、電機子４と、ハブ５と、ロータマグネット６と、配線基板７とを備える。ロータ１０は、シャフト２と、ハブ５と、ロータマグネット６とを備える。ステータ２０は、ベース１と、電機子４とを備える。また、軸受３０は、スリーブ３を備える。

＜２．ロータ１０について＞
ロータ１０では、ハブ５の中央にシャフト２が固定される。また、ロータマグネット６は、ハブ５の内部に配置されており、シャフト２及びロータマグネット６の中心が、中心軸Ｃ１で一致する。

＜２．１シャフト２について＞
図１、図２に示すように、シャフト２は、円柱状である。シャフト２は、第１軸部２１と、第２軸部２２と、ねじ孔２３と、フランジ部２４とを備える。シャフト２は、金属製である。シャフト２は、中心軸Ｃ１に沿って配置される。

第１軸部２１は、軸方向に延びる。第２軸部２２は、円筒状であり、第１軸部２１の軸方向上側に配置される。第２軸部２２は、第１軸部２１よりも小径である。第１軸部２１と第２軸部２２とは、同一の部材で一体的に形成される。ねじ孔２３は、シャフト２の軸方向上面より下側に凹む。ねじ孔２３は、内面に雌ねじを備える。また、フランジ部２４は、シャフト２の軸方向下側の端部に配置されて、径方向外側に拡がる。フランジ部２４は円板状である。

＜２．２ハブ５及びロータマグネット６について＞
ハブ５の中央は、シャフト２に固定される。ハブ５はシャフト２と共に回転する。図１、図２に示すとおり、ハブ５は、ハブ天板部５１と、ハブ筒部５２と、ディスクフランジ５３と、ラビリンス凸部５４と、シャフト固定孔５５とを備える。なお、本実施形態では、シャフト２が回転するモータを例として説明しているが、これに限らない。すなわち、シャフト２が固定されたモータにも適用可能である。

ハブ天板部５１は、径方向に拡がる。ハブ天板部５１は、軸方向に見て円形である。ハブ筒部５２は、ハブ天板部５１の径方向外縁から軸方向下側に向かって延びる。ハブ筒部５２は、円筒状である。ディスクフランジ５３は、ハブ筒部５２の軸方向下端部から径方向外側に拡がる。ディスクフランジ５３は、軸方向に見て円形である。ハブ天板部５１、ハブ筒部５２及びディスクフランジ５３は、同一の部材で一体的に成形される。

ディスクフランジ５３は、軸方向上面が、中心軸Ｃ１に対して直交する平面である。そして、ディスクフランジ５３の軸方向上面には、ディスクＤｓが接触して配置される。このとき、ディスクＤｓは、ハブ５に固定される。これにより、ディスクＤｓは、中心軸Ｃ１、すなわち、回転軸に垂直に固定される。そして、ハブ５の回転によってディスクＤｓも回転する。なお、本実施形態では、１枚のディスクＤｓを取り付けているが、これに限定されず、複数枚のディスクＤｓが中心軸Ｃ１方向に間隔あけて固定される場合もある。この場合も、全てのディスクＤｓが、中心軸Ｃ１と直交して固定される。

シャフト固定孔５５は、ハブ天板部５１の軸方向に見て中央に形成され、軸方向に貫通する貫通孔である。シャフト固定孔５５にシャフト２の第２軸部２２が挿入されて固定される。シャフト固定孔５５と第２軸部２２とは、例えば、圧入によって固定される。

ラビリンス凸部５４は、ハブ天板部５１の下面から下側に突出する。ラビリンス凸部５４は、筒状であり、ラビリンス凸部５４の内径は、シャフト固定孔５５の内径よりも大きい。図２に示すとおり、ラビリンス凸部５４は、軸受３０の後述するスリーブ本体３１の軸方向上端部の一部よりも径方向外側に配置される。ラビリンス凸部５４は、ハブ天板部５１と同一の部材で一体的に成形される。

図２に示すとおり、ハブ筒部５２の内面には、ロータマグネット６が配置される。ロータマグネット６は、中心軸Ｃ１に沿う方向に延びる円筒状である。ロータマグネット６の内面は、電機子４の径方向外面、と径方向に隙間をあけて対向する。ロータマグネット６は、Ｎ極とＳ極とが対をなす１対の磁極を複数個備える。ロータマグネット６は、複数個のマグネットを周方向に並べた構成であってもよいし、円筒形の磁性体に対して、周方向にＮ極とＳ極とを交互に着磁させた構成であってもよい。また、ロータマグネット６は、例えば、圧入によって、ハブ筒部５２の内部に固定される。なお、ロータマグネット６の固定方法は、圧入に限定されず、接着、溶着及び機械的な固定方法等が採用されてもよい。本発明にかかるモータＡにおいて、ロータマグネット６は、８個の磁極を備えている。

＜３．ステータ２０について＞
ステータ２０は、ベース１と、電機子４とを備える。電機子４がベース１に保持されることで、電機子４の径方向外面はロータ１０のロータマグネット６の径方向内面と間隙を介して、径方向に対向する。すなわち、ステータ２０は、電機子４と、電機子４を保持するベース１と、を備え、ロータ１０と径方向に対向する。

＜３．１ベース１について＞
図１、図２に示すように、ベース１は、モータＡの軸方向下端を覆う底部である。ベース１は、ベースプレート１１と、スリーブ取付部１２と、ステータ保持部１３と、引出線挿入孔１４とを備える。ベースプレート１１は、軸方向に見て円形、すなわち、円板状である。ベースプレート１１の軸方向上面には、軸方向下側に凹むベース凹部１１１が形成される。ベース凹部１１１は、中心軸Ｃ１と垂直な断面が円形であり、ハブ５の軸方向下端部が回転可能に収納される。すなわち、ベース凹部１１１は、円筒状であり、ハブ５の軸方向下端部は、ベース凹部１１１の内部で中心軸Ｃ１回りに回転する。

なお、本発明では、ベース１のベースプレート１１を円板状としているが、円板状に限定されない。例えば、ベース１は、軸方向に見て四角形、六角形等の多角形状であってもよいし、楕円形状等であってもよい。ベース１は、モータＡが取り付けられる機器に合わせた形状を広く採用することが可能である。また、ベース凹部１１１は、円筒状に限定されず、ハブ５の軸方向下端部が回転可能に収納できる形状であれば円筒状以外の形状であってもよい。

ベースプレート１１の中央には、軸方向に貫通する貫通孔１１０が形成されている。スリーブ取付部１２は、貫通孔１１０の辺縁部から軸方向上側に突出した円筒状である。なお、スリーブ取付部１２は、ベースプレート１１と同一の部材にて一体的に形成されてもよいし、ベースプレート１１と別部材であって、ベースプレート１１に固定されてもよい。なお、モータＡにおいて、貫通孔１１０は、ベース凹部１１１の中央でもある。

スリーブ取付部１２の内面には、軸受３０の後述するスリーブ本体３１が接触し、固定される。ステータ保持部１３は、スリーブ取付部１２の軸方向上面から軸方向上側に突出する筒状部である。ステータ保持部１３は、電機子４の後述するステータコア４１の内面と接触し、電機子４を保持する。なお、図２に示すように、電機子４の軸方向下側はスリーブ取付部１２の径方向外面と接触してもよい。すなわち、電機子４は、少なくとも一部が、ステータ保持部１３に保持されている。

引出線挿入孔１４は、ベース凹部１１１に配置される。引出線挿入孔１４は、ベースプレート１１を軸方向に貫通する貫通孔である。引出線挿入孔１４は、電機子４の後述するコイル部４２と接続された引出線４３が挿入される。また、ベース１の軸方向下面には、配線基板７が取り付けられる。引出線４３は、引出線挿入孔１４の軸方向上側の開口から挿入され、軸方向下側の開口から引き出される。そして、引き出された引出線４３は、配線基板７に接続される。なお、本実施形態では、３つの引出線挿入孔１４を有しているが、引出線挿入孔は１つであっても良い。

＜３．２電機子４について＞
電機子４は、ベース１に備えられたステータ保持部１３に保持される。電機子４は、ステータコア４１と、コイル部４２と、引出線４３とを備える。すなわち、電機子４は、ステータコア４１を有する。

ステータコア４１は複数の珪素鋼板を積層して形成される。図１に示すように、ステータコア４１は、環状のコアバック４４と、ティース４５とを備える。すなわち、電機子４は、環状のコアバック４４と、ティース４５とを備える。図２に示すように、ステータコア４１は、板状の部材を軸方向に積層して形成される。すなわち、ステータコア４１は、積層体である。しかしながら、これに限定されない。

コアバック４４は、軸方向に延びる環状である。コアバック４４の内面がステータ保持部１３の外面と接触して、コアバック４４、すなわち、電機子４は、ステータ保持部１３に保持される。なお、ステータ保持部１３とコアバック４４とは、圧入にて固定される。また、これ以外にも、接着、溶着、溶接等、ステータ保持部１３とコアバック４４とを強固に固定できる固定方法を広く採用できる。

ティース４５は、コアバック４４の径方向外面から径方向外側に突出する。すなわち、ティース４５は、コアバック４４から径方向外側に突出する。ステータコア４１は、１２個のティース４５を備える。ティース４５は、周方向に等間隔に配列される。すなわち、ティース４５は、コアバック４４から径方向に延び、周方向に並ぶ。電機子４は、１２スロットである。本発明のモータＡは、磁極数８のロータマグネット６と、スロット数１２の電機子４を備える。すなわち、モータＡは、８極１２スロットのアウターロータ型モータである。

ステータコア４１の各ティース４５には、導線を巻き回して形成したコイル部４２が備えられる。電機子４は、１２個のコイル部４２を備える。

引出線４３は、コイル部４２のそれぞれと配線基板７に実装された回路（不図示）とを電気的に接続する。図２に示すとおり、引出線４３は、電機子４の軸方向下側から下側に引き出される。そして、引出線４３は、ベース１に備えられた引出線挿入孔１４を通して、ベース１の下側に引き出され、配線基板７の配線パターン（不図示）に電気的に接続される。なお、引出線４３と配線パターンとの接続は、半田付けにて行われる。しかしながら、半田付けに限定されず、コネクタ等の接続部材を用いて接続してもよい。なお、電機子４の詳細については、後述する。

＜４．軸受３０について＞
次に、ステータ２０に対して、ロータ１０を回転可能に支持する軸受３０について説明する。軸受３０は、流体を利用した流体動圧式の軸受である。軸受３０は、シャフト２を回転可能に支持する。軸受３０は、スリーブ本体３１と、シールキャップ３２とを備える。スリーブ本体３１及びシールキャップ３２は、例えば、ステンレス鋼等により構成される。スリーブ本体３１及びシールキャップ３２がスリーブ３を構成する。

スリーブ本体３１は、中心軸Ｃ１を中心とする円筒状である。スリーブ本体３１は、下部に、上側に窪む段差部３１１を有する。段差部３１１内には、シャフト２のフランジ部２４が収容される。また、フランジ部２４の下側を覆うように、シールキャップ３２は、段差部３１１に取り付けられる。なお、シールキャップ３２は、接着剤等を用いた固定方法で固定される。

スリーブ本体３１における中心軸Ｃ１よりも径方向外側には、軸方向に貫通する循環孔３１２が配置される。この循環孔３１２は、スリーブ本体３１の下部の段差部３１１とシールキャップ３２との間隙に連通している。

スリーブ本体３１の内周面とシャフト２の外周面との間、スリーブ本体３１とフランジ部２４の上面及び外周面との間、並びに、シールキャップ３２の上面とフランジ部２４の下面との間に微小間隙が構成される。この微小間隙に、流体として潤滑油が連続して充填される。これにより、モータＡでは、スリーブ本体３１、シールキャップ３２、シャフト２及び潤滑油により軸受３０が構成される。

軸受３０では、シャフト２のスリーブ本体３１の内面と径方向に対向する部分及びフランジ部２４に溝が形成されている。シャフト２が回転するときに、この溝によって潤滑油に動圧が発生する。そして、動圧によってスリーブ本体３１の内面とシャフト２の外面との隙間及びスリーブ本体３１の軸方向上端面とハブ５のハブ天板部５１の軸方向下面との隙間に潤滑油が循環する。これにより、シャフト２がスリーブ本体３１に対して潤滑油を介して非接触にて支持され、ロータ１０がステータ２０に対して高精度且つ低騒音にて回転される。

すなわち、軸受３０は、シャフト２の外面とスリーブ本体３１との隙間を循環する潤滑油を含んで構成され、シャフト２の回転を支持する、いわゆる、ラジアル軸受を有する。また、軸受３０は、スリーブ本体３１とハブ天板部５１の軸方向下面との隙間を循環する潤滑油を含んで構成され、シャフト２を軸方向に支持する、いわゆる、スラスト軸受を有する。

本発明にかかるモータＡは以上示した構成を有する。次に本発明にかかるモータＡの要部について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図３に示すように、ステータコア４１は、環状のコアバック４４の外周面から径方向外側突出した１２個のティース４５を備えている。そして、１２個のティース４５は、周方向に隣り合うティース４５同士が周方向に等間隔で配置されている。なお、以下の説明では、図３に示すステータコア４１に時計の文字盤を重ねたとき、１時の位置のティース４５を第１ティース４５０１とする。そして、第１ティース４５０１から、時計回り方向に順に、第２ティース４５０２、第３ティース４５０３とし、第１ティース４５０１の反時計回り方向の隣のティース４５を第１２ティース４５１２とする。そして、区別が必要なときには、第１ティース４５０１〜第１２ティース４５１２を用いて、各ティース４５を区別する。

図３に示すように、電機子４において、ステータコア４１は、上述のとおり、珪素鋼板で形成された金属薄板の積層体である。ステータコア４１は、少なくともティース４５のコイル部４２が巻きつけられる部分を覆うインシュレータ４６を備える。インシュレータ４６は、絶縁性を有する樹脂等で形成されている。コイル部４２は、インシュレータ４６で覆われたティース４５に導線を巻き回すことで形成される。

すなわち、インシュレータ４６は、ティース４５とコイル部４２とを絶縁する絶縁体である。なお、電機子４では、ティース４５とコイル部４２とを絶縁する絶縁体であるインシュレータ４６を用いているが、絶縁被覆（例えば、エナメル膜）を備えた導線をティース４５に巻き回す場合、インシュレータ４６は、省略可能である。なお、インシュレータ４６は絶縁部材として用いる以外にも、ティース４５に導線を巻き付けやすくするためにも用いられる場合がある。そのため、絶縁被覆を備えた導線を巻き回す場合にも、インシュレータ４６を取り付けてもよい。

モータＡには、供給されるタイミング（位相）が異なる３系統（以下、３相とする）の電流が供給される。すなわち、モータＡは、３相モータである。この３相の電流を、それぞれ、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流とする。そして、電機子４に備えられた１２個のコイル部４２には、３相電流のいずれかが供給される。つまり、１２個のコイル部４２のそれぞれは、Ｕ相電流が供給されるＵ相コイル部４２Ｕと、Ｖ相電流が供給されるＶ相コイル部４２Ｖと、Ｗ相電流が供給されるＷ相コイル部４２Ｗとを含む。そして、コイル部４２に３相電流のいずれかが供給されることでコイル部４２が励磁される。この励磁されたコイル部４２とロータマグネット６との引力及び斥力でトルクが発生し、ロータ１０が回転する。

電機子４では、ロータ１０を円滑に回転させるために、３相のそれぞれに対応するコイル部４２の数を同数としている。すなわち、電機子４は、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗを各々４個ずつ備えている。

そして、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗは、１２個のティース４５に、それぞれ、順番に配置されている。例えば、電機子４において、第１ティース４５０１、第４ティース４５０４、第７ティース４５０７及び第１０ティース４５１０にＵ相コイル部４１Ｕが配置される。また、第２ティース４５０２、第５ティース４５０５、第８ティース４５０８及び第１１ティース４５１１にＶ相コイル部４２Ｖが配置される。そして、第３ティース４５０３、第６ティース４５０６、第９ティース４５０９及び第１２ティース４５１２にＷ相コイル部４２Ｗが配置される。また、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗは各々周方向に等間隔に配置されている。

次に、電機子４に巻き回される導線の配線方法について説明する。図４は、Ｕ相コイル部を形成するときのステータコアにおける導線の配線状態を示す平面図である。図５は、Ｕ相コイル部を含む導線の配線状態を示す配線図である。図５は、周方向に展開したステータコアを径方向外側から見た図である。図４において、軸方向下側に配線される導線４７をティース４５よりも径方向外側に、軸方向上側に配線される導線４７をティース４５よりも径方向内側に示す。また、コイル部４２Ｕについては、ティース４５を横切る線で示す。

図５では、左右方向右側から左側に向かう方向が、図４に示す電機子４の時計回り方向に相当する。また、図５において、上下方向が、中心軸Ｃ１に沿う方向である。なお、図５では、説明の便宜上、第１ティース４５０１の右側に、第１２ティース４５１２を表示している。すなわち、図５では、左右方向両側に第１２ティース４５１２を表示している。これは、第１２ティース４５１２が、周方向において第１１ティース４５１１と第１ティース４５０１の隣にあることを示している。なお、図４及び図５において、周方向配線部４７３の１周目を実線で示す。また、周方向配線部４７３の２周目を１周目よりも太線の一点鎖線で示す。さらに、渡り配線部４７５は、二点鎖線で示す。また、図５において、コイル部４２Ｕについては、ティース４５を一周して示す。

電機子４には、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗは、それぞれ異なる導線４７をコアバック４４に配線するとともに、所定のティース４５に巻き回して作製される。Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗは、それぞれ、１本の導線４７をステータコア４１の周りに周方向に沿って配線するとともに、上述した所定のティース４５に巻き回すことで、各コイル部４２を構成する。

なお、以下の説明において、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成する導線をＵ相導線、Ｖ相コイル部４２Ｖを形成する導線をＶ相導線、Ｗ相コイル部４２Ｗを形成する導線をＷ相導線とする。すなわち、電機子４は、３相の導線を備える。そして、Ｕ相導線、Ｖ相導線及びＷ相導線は、それぞれ、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗが形成されるティースが異なる以外、配線方法は同様である。そのため、以下の説明では、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成するＵ相導線を、導線４７として説明する。

導線４７はステータコア４１、コアバック４４、ティース４５に配線される。すなわち、導線４７は、電機子４に配線される。電機子４に配線された導線４７は、引き込み部４７１と、引き出し部４７２と、周方向配線部４７３と、Ｕ相コイル部４２Ｕとを備える。すなわち、３相の導線４７それぞれは、電機子４の軸方向一方側から他方側に引き込まれた引き込み部４７１と、ティース４５に巻き回された複数個のコイル部４２と、電機子４の軸方向他方側から一方側に引き出された引き出し部４７２と、コアバック４４に沿って周方向に配線されて引き込み部４７１とコイル部４２、コイル部同士４２、コイル部４２と引き出し部４７２と、を接続する周方向配線部４７３とを備える。

引き込み部４７１は、電機子４に配線される導線４７の配線開始端末である。また、引き出し部４７２は、電機子４に配線される導線４７の配線終了端末である。そして、引き込み部４７１及び引き出し部４７２は、引出線４３と接続される。そのため、その端部は、軸方向において電機子４に対して配線基板７が配置される側に延びる。

例えば、電機子４において、引き込み部４７１は、隣り合うティース４５の間を軸方向下側から上側に向かって配線される。引き出し部４７２は、隣り合うティース４５の間を軸方向上側から下側に向かって配線される。なお、引き込み部４７１及び引き出し部４７２が、引出線４３を兼ねてもよい。すなわち、引き込み部４７１及び引き出し部４７２が直接、配線基板７に接続されてもよい。

また、Ｕ相コイル部４２Ｕ、Ｖ相コイル部４２Ｖ及びＷ相コイル部４２Ｗがスター結線で結線される場合がある。その場合、各相の導線４７の引き出し部４７２同士を接続して中性点とする。各相のコイルの引き出し部４７２同士は、ステータコア４１に対して配線基板７と軸方向において反対側で接続されてよい。この場合、引き出し部４７２は、電機子４よりも軸方向下側に向かって配線しなくてもよい。

なお、図４、図５に示すように、引き込み部４７１は、第１ティース４５０１と第２ティース４５０２との間を、軸方向下側から上側に向かって配線される。また、引き出し部４７２も、第１ティース４５０１と第２ティース４５０２との間を、軸方向上側から下側に向かって配線される。

周方向配線部４７３は、導線４７をコアバック４４の周方向に配線した部分である。周方向配線部４７３では、図４において、時計回り方向に配線される。周方向配線部４７３は、交互配線部４７４と、渡り配線部４７５とを備える。すなわち、周方向配線部４７３は、周方向に隣り合うティース４５の軸方向一方側又は他方側に交互に配線される交互配線部４７４と、周方向に隣り合うティース４５の軸方向において同じ側に配線される渡り配線部４７５と、を備える。

モータＡでは、３個のティース４５毎にＵ相コイル部４２Ｕが配置される。Ｕ相コイル部４２Ｕは、電機子４を径方向外側から内側に向かって見たときに、導線の巻き回し方向が同じである。図５に示すように、電機子４では、径方向外側から内側に向かって見たときに、導線４７の巻き回し方向は反時計回り方向である。そして、交互配線部４７４において、導線４７とティース４５とは、奇数番目のティース４５とは軸方向に異なる側で交差し、偶数番目のティース４５と交差する。そのため、モータＡにおいて、交互配線部４７４で配線した場合、３個となり、すなわち、奇数個となりティースには、交互配線部４７４の進入方向が逆になる。そのため、コイルの巻線方向を同じにすることは困難である。そこで、渡り配線部４７５で、ティース４５を１つ飛ばすことで、交互配線部４７４の巻き回し方向を逆転させる。

次に、具体的な配線方法について説明する。図４、図５に示すように、第１ティース４５０１と第２ティース４５０２との間のスロットに引き込み部４７１が配置される。そして、交互配線部４７４は、第２ティース４５０２の軸方向上側に配線された後、第２ティース４５０２と第３ティース４５０３との間のスロットから軸方向下側に向かって配線される。そして、交互配線部４７４は、第３ティース４５０３と第４ティース４５０４の間のスロットを軸方向上側に向かってに配線される。そして、導線４７は、第４ティース４５０４に巻き回されてＵ相コイル部４２Ｕが形成される。Ｕ相コイル４７Ｕを形成した導線４７は、交互配線部４７４として、第５ティース４５０５の軸方向下側に配線された後、第５ティース４５０５と第６ティース４５０６との間のスロットを軸方向上側に向かって配線される。

このように、交互配線部４７４は、隣り合うティース４５の軸方向上側又は下側に交互に配線される。電機子４では、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成した第４ティース４５０４から３番目のティース４５毎にＵ相コイル部４２Ｕが形成される。一方、交互配線部４７４は、偶数番目で巻き回し方向が同じとなる。そして、第４ティース４５０４から３番目の第７ティース４５０７では、交互配線部４７４の巻き回し方向が逆になる。

そのため、導線４７は、第７ティース４５０７ではコイルを形成せず、交互配線部４７４として次の第８ティース４５０８に配線される。そして、第４ティース４５０４から６番目、すなわち、第１０ティース４５１０に導線４７を巻きつけてＵ相コイル部４２Ｕを形成する。そして、交互配線部４７４は、第１０ティース４５１０から第１１ティース４５１１、第１２ティース４５１２に配線される。そして、交互配線部４７４は、第１２ティース４５１２と第１ティース４５０１との間のスロットを軸方向下側に向かって配線される。

そして、導線４７は、第１ティース４５０１と第２ティース４５０２との軸方向下側に配線される。導線４７は、第１ティース４５０１及び第２ティース４５０２、すなわち、隣り合うティース４５の軸方向において同じ側に配線されており、この部分が渡り配線部４７５である。

図６は、渡り配線部を拡大した拡大図である。図６は、底面図である。渡り配線部４７５は、交互配線部４７４とは異なり、隣り合う２個のティース４５に渡って配線される。そのため、渡り配線４７５に張力をかけて直線的に配線すると、コアバック４４よりも径方向内側に配線される場合がある。そのため、渡り配線部４７５は、ある程度ゆとりを持って、配線される。渡り配線部４７５をゆとりを持って配線してしまうと、渡り配線部４７５が緩んでしまい、その結果として、コアバック４４と軸方向に重なる可能性があり、作業性が悪い。また、渡り配線部４７５をゆとりを持って配線すると、その前後の導線４７の張力も低下してしまい、配線全体が緩んでしまう可能性がある。

そこで、モータＡの電機子４では、引き込み部４７１を周方向に挟む２つのティース、すなわち、渡り配線部４７５は、第１ティース４５０１と第２ティース４５０２と、をまたいで配置される。これにより、渡り配線部４７５は引き込み部４７１と交差する。そして、渡り配線部４７５を引き込み部４７１よりも径方向外側に配線する。なお、引き込み部４７１に限らず、渡り配線部４７５を引き出し部４７２よりも径方向外側に配線してもよい。すなわち、渡り配線部４７５は、引き込み部４７１及び引き出し部４７２の少なくとも一方を周方向に挟む２つのティース４５０１、４５０２をまたいで配置され、引き込み部４７１及び引き出し部４７２少なくとも一方よりも径方向外側に配置される。

これにより、渡り配線部４７５にある程度の張力をかけて配線しても、渡り配線部４７５が径方向内側に行き過ぎるのを抑制する。そのため、渡り配線部４７５が、コアバック４４と軸方向に交差するのを抑制できる。これにより、電機子４をステータ保持部１３に取り付けたときに、渡り配線部４７５、すなわち、導線４７が他の部材と干渉しにくい。これにより、導線４７が傷ついたり、劣化したりするのを抑制できる。

また、渡り配線部４７５は、第１ティース４５０１及び第２ティース４５０２の軸方向下側に配線される。渡り配線部４７５は、周方向配線部４７３の１周目と２周目の境界に配線される。すなわち、渡り配線部４７５は、周方向配線部４７３の配線における１周目の最後のティース４５０１から２周目最初のティース４５０２をまたいで配置され、渡り配線部４７５は、引き込み部４５１の径方向外側に配置される。

そして、周方向配線部４７３は、２周目も交互配線部４７４として、隣り合うティース４５の軸方向において上側又は下側に配線される。そして、渡り配線部４７５を設けたことで、同じティース４５において、２周目の交互配線部４７４は、１周目との交互配線部４７４と軸方向反対側になる。例えば、第３ティース４５０３において、１周目の交互配線部４７４は、軸方向下側に配線される。また、２周目の交互配線部４７４は、軸方向上側に配線される。

そして、周方向配線部４７３の１周目で、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成した第４ティース４５０４から３番目の第７ティース４５０７に導線４７を巻きつける。なお、２周目の交互配線部４７４は、第６ティース４５０６の軸方向下側に配線される。そして、第７ティース４５０７には、反時計回り方向に導線４７を巻き回したＵ相コイル部４２Ｕが形成される。

第７ティース４５０７にＵ相コイル４７Ｕを形成した導線４７は、交互配線部４７４として、第７ティース４５０７から６番目の第１ティース４５０１まで配線される。そして、第１ティース４５０１に巻き回されて、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成する。そして、第１ティース４５０１に形成されたＵ相コイル部４２Ｕは、引き出し部４７２と接続する。引き出し部４７２は、ステータコア４１の軸方向下側の端部から軸方向下側に引き出される。

以上のように、電機子４において、導線４７は、ステータコア４１の軸方向一方側から他方側、すなわち、下側から上側に配線される引き込み部４７１を備える。そして、導線４７は、コアバック４４の周方向に配線されて周方向配線部４７３を形成する。周方向配線部４７３において、導線は、隣り合うティースの軸方向の上側又は下側に交互に配線されて交互配線部４７４を形成する。そして、導線４７は、予め決められたティース４５に予め決められた方向に巻き回して、Ｕ相コイル部４２Ｕを形成する。そして、全てのＵ相コイル部４２Ｕを形成した後、導線は、ステータコア４１の軸方向一方側、すなわち、下側に引き出される。

偶数のティース４５を備えたステータコア４１に導線４７を巻き回し、且つ、交互配線部４７４を備える場合において、周方向配線部４７３は、コアバック４４に沿って１周以上２周以下配線される。そして、１周目の周方向配線部４７３と接続されるコイル部４２Ｕの個数と、２周目の周方向配線部４７３と接続されるコイル部４２Ｕの個数とは同数である。そして、周方向配線部４７３の１周目と２周目の間の部分で、隣り合うティース４５の軸方向同じ側に導線４７を配線する渡り配線部４７５を備える。このように、交互配線部４７４でコアバック４４を２周するとともに、１周目と２周目の間に、渡り配線部４７５を備えることで、全てのＵ相コイル４２Ｕを径方向外側から内側に向かって見たときの巻き回し方向を同じ方向とすることが可能である。また、１周目と２周目で形成されるＵ相コイルの数が同数であることから、コイルのバランスを均一にすることができ、モータ特性のばらつきを抑制できる。

また、交互配線部４７４を設けることで、導線４７は、全てのティース４５の軸方向一方側と他方側の両側に配線される。このように配線することで、導線４７に電流が流れたときに、Ｕ相コイル４２Ｕを形成していないティース４５の軸方向上側及び下側に配置された導線４７によって磁力が相殺される。そのため、ステータコア４１における磁束のバランスを良好に保つことができる。

なお、Ｖ相導線及びＷ相導線について、引き込み部及び引き出し部の位置が異なるだけで、Ｕ相導線と同じ構造とすることで、Ｕ相導線と同様の配線構造とすることができる。Ｖ相導線及びＷ相導線を、Ｕ相導線と同様に配線することで、Ｖ相導線及びＷ相導線に電流を流した時にも、ステータコア４１における磁束のバランスを良好に保つことができ、モータＡの振動やリップル等を低減可能である。

また、渡り配線部４７５の径方向内側に、引き込み部４７１が配置されるため、渡り配線部４７５がコアバック４４側に移動しにくい。ステータコア４１に配線される導線４７に高い張力をかけて配線することが可能である。これにより、渡り配線部４７５が緩みにくくなるとともに、渡り配線部４７５がコアバック４４と干渉するのを抑制することができる。また、導線４７に高い張力をかけて配線することで、コイルが緩みにくくなる。このことからも、効率のよいモータを構成することを可能とする。

電機子４のように、渡り配線部４７５を引き込み部４７１と交差するとともに引き込み部４７１の外側に配線する構成は、渡り配線部４７５の強度が弱い、すなわち、細い導線４７（例えば、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ）で配線された電機子４に、より効果的である。例えば、ティース４５の径方向の長さに対して、導線４７の外径が１／５以下である場合に、より有効である。

（第２実施形態）
本発明にかかるモータの他の例について図面を参照して説明する。図７は、本発明に係るモータの他の例に用いられる電機子の平面図である。図８は、Ｕ相コイル部を含む導線の配線状態を示す配線図である。なお、図７及び図８において、周方向配線部８７３の１周目を実線で示す。また、周方向配線部８７３の２周目を１周目よりも太線の一点鎖線で示す。さらに、渡り配線部８７５は、二点鎖線で示す。また、図８において、コイル部８２Ｕについては、ティース８５を一周して示す。

図７に示すように、本実施形態に用いられるモータの電機子８は、ティース８２を１８個備えている。すなわち、電機子８は、１８スロットである。また、図示を省略しているが、モータの極数としては、例えば１２極を挙げることができる。すなわち、本実施形態のモータは、１２極１８スロットのモータに用いることができる。また、本実施形態において、Ｕ相のコイル８２Ｕを形成するＵ相導線の配線を示しているが、第１実施形態と同様、Ｖ相導線及びＷ相導線もＵ相導線と同じ構成を有している。

図７に示すように、電機子８は、第１ティース８５０１〜第１８ティース８５１８を備える。そして、電機子８では第１ティース８５０１、第４ティース８５０４、第７ティース８５０７、第１０ティース８５１０、第１３ティース８５１３及び第１６ティース８５１６に巻線を巻きつけて、Ｕ相コイル８２Ｕを形成する。

そして、第１８ティース８５１８と第１ティース８５０１の間のスロットに引き込み部８７１を配線する。そして、第１ティース８５０１に導線８７を巻きつけて、Ｕ相コイル８２Ｕを形成する。そして、周方向配線部８７３を周方向に配線する。すなわち、交互配線部８７４を周方向に配線する。そして、６番目毎のティース８７、すなわち、第７ティース８５０７、第１３ティース８５１３にＵ相コイル８２Ｕを形成する。ここで周方向配線の１周目の配線が終了する。すなわち、１周目の周方向配線部８７３と接続されるコイル部８２Ｕは、周方向に等間隔に配置される。

そして、コアバック８４に対する１周目の配線が終了した後、配線した第１８ティース８５１８と第１ティース８５０１に渡り配線部８７５を形成する。そして、２周目に突入すると、１周目にＵ相コイル８２Ｕを形成したティース８５と３個ずれたティース８５（ここでは、第４ティース８５０４）に導線８７を巻き回して、Ｕ相コイル８２Ｕを形成する。そして、交互配線部８７４を配線して、６番目のティース８７毎にＵ相コイル８２Ｕを形成する。すなわち、２周目の周方向配線部８７３と接続されるコイル部８２Ｕは、周方向に等間隔に配置される。

そして、最後のティース８５（ここでは、第１６ティース８５１６）にＵ相コイル８２Ｕを形成した後、さらに交互配線部８７４を配線し、第１８ティース８５１８と第１ティース８５０１の間のスロットに引き出し部８７２を配線する。

１８スロットの電機子８に対しても、全てのティース８５の軸方向上側及び下側に配線することができ、磁束のバランスを良好に保つことができる。すなわち、１周目の周方向配線部８７３と接続されるコイル部８２Ｕと、２周目の周方向配線部８７３と接続されるコイル部８２Ｕとは、互いに周方向に等間隔に配列される。

また、Ｖ相導線及びＷ相導線について、引き込み部及び引き出し部の周方向位置が異なるだけで、Ｕ相導線と同じ構造とすることで、Ｕ相導線と同様の配線構造とすることができる。Ｖ相導線及びＷ相導線を、Ｕ相導線と同様に配線することで、Ｖ相導線及びＷ相導線に電流を流した時にも、ステータコア４１における磁束のバランスを良好に保つことができ、モータＡの振動やリップル等を低減可能である。

これ以外の特徴についても、第１実施形態と同じ特徴を有する。

（第３実施形態）
上述の実施形態では、引き込み部と引き出し部とが、同じスロットに配線される構成としているが、これに限定されない。例えば、第２実施形態における電機子８において、最後のティース８５である第１６ティース８５１６にコイル８２を形成した後に、交互配線部８７４を配線せずに、そのまま引き出し部８４２として、ステータコア７１の軸方向下側に引き出すようにしてもよい。このように構成する場合、一部のティース８５（ここでは、第１７ティース８５１７、第１８ティース８５１８）において、導線８７が軸方向の一方にのみ配線される。このように配線することで、導線８７を減らすことが可能である。

上述の実施形態では、渡り配線部が引き込み部と交差する位置に配線されているが、これに限定されない。例えば、第３実施形態のように、引き込み部と引き出し部とが異なるスロットに配線される構成の場合、引き出し部と交差する位置に渡り線部を配線するようにすることも可能である。なお、渡り配線部は、１周目におけるコイルをすべて巻き回した後に配線される。

また、上述の実施形態では、アウターロータ型のブラシレスＤＣモータに用いられるステータの導線の配線の構造について説明しているが、アウターロータ型に限定されるものではなく、インナーロータ型のモータにおいても、同様の方法で配線することで渡り配線部。

以上示した実施形態では、１２スロット及び１８スロットの電機子４、８を参照して説明したが、これに限定されない。３相モータであって、偶数スロットのステータに広く採用可能である。なお、偶数スロットの３相モータ用電機子は、６Ｓ（Ｓは、正の整数）個のティースを備えているといえる。すなわち、本発明の電機子の構造は、６Ｓ個のティースを備えたステータコアを使用する場合に、利用可能である。すなわち、電機子４（８）は、６Ｓ個（Ｓは正の整数）のティース４５（８５）を備える。

以上示した実施形態では、導線を電機子のコアバックの周りに２周する間に、予め決められたティースに導線を巻き回してコイルを形成する。このとき、１周目において、最初にコイルを形成したティースを基準として、１周目は、６番目のティース毎に導線を巻き回してコイルを形成する。そして、１周目と２周目の間の部分に渡り配線部を形成する。２周目は、１周目の基準のティースから３番目のティースにコイルを巻き回し、このティースから６番目のティース毎に導線を巻き回してコイルを形成する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

本発明は、ハードディスク装置、光ディスク装置等の記憶装置を駆動するモータとして用いることができる。

Ａ・・・モータ、１・・・ベース、１１・・・ベースプレート、１１０・・・貫通孔、１１１・・・ベース凹部、１２・・・スリーブ取付部、１３・・・ステータ保持部、１４・・・引出線挿入孔、２・・・シャフト、２１・・・第１軸部、２２・・・第２軸部、２３・・・ねじ孔、３０・・・軸受、３１・・・スリーブ本体、３１１・・・段差部、３１２・・・循環孔、３２・・・シールキャップ、４・・・電機子、４１・・・ステータコア、４２・・・コイル部、４３・・・引出線、４４・・・コアバック、４５・・・ティース、４５０１・・・第１ティース、４５０２・・・第２ティース、４５０３・・・第３ティース、４５０４・・・第４ティース、４５０５・・・第５ティース、４５０６・・・第６ティース、４５０７・・・第７ティース、４５０８・・・第８ティース、４５０９・・・第９ティース、４５１０・・・第１０ティース、４５１１・・・第１１ティース、４５１２・・・第１２ティース、４６・・・インシュレータ、４７・・・導線、４７１・・・引き込み部、４７２・・・引き出し部、４７３・・・周方向配線部、４７４・・・交互配線部、４７５・・・渡り配線部、５・・・ハブ、５１・・・ハブ天板部、５２・・・ハブ筒部、５３・・・ディスクフランジ、５４・・・ラビリンス凸部、５５・・・シャフト固定孔、６・・・ロータマグネット、７・・・配線基板、８・・・電機子、８２・・・コイル、８５・・・ティース、８５０１・・・第１ティース、８５０２・・・第２ティース、８５０３・・・第３ティース、８５０４・・・第４ティース、８５０５・・・第５ティース、８５０６・・・第６ティース、８５０７・・・第７ティース、８５０８・・・第８ティース、８５０９・・・第９ティース、８５１０・・・第１０ティース、８５１１・・・第１１ティース、８５１２・・・第１２ティース、８５１３・・・第１３ティース、８５１４・・・第１４ティース、８５１５・・・第１５ティース、８５１６・・・第１６ティース、８５１７・・・第１７ティース、８５１８・・・第１８ティース

Claims

上下に延びる中心軸周りに回転するロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータとを備えた３相モータであって、
前記ステータは、
電機子と、
前記電機子を保持するベースと、を備え、
前記電機子は、
軸方向に延びる環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向に延び、周方向に並んだ６Ｓ個（Ｓは正の整数）のティースと、
３相の導線と、を備え、
前記３相の導線それぞれは、
前記電機子の軸方向一方側から他方側に引き込まれた引き込み部と、
前記ティースに巻き回された複数個のコイル部と、
前記電機子の軸方向他方側から一方側に引き出された引き出し部と、
前記コアバックに沿って周方向に配線されて、前記引き込み部と前記コイル部、前記コイル部同士、及び前記コイル部と前記引き出し部、を接続する周方向配線部と、を備え、
前記周方向配線部は、
周方向に隣り合うティースの軸方向一方側又は他方側に交互に配線される交互配線部と、
周方向に隣り合うティースの軸方向において同じ側に配線される渡り配線部と、を備え、
前記周方向配線部は、前記コアバックに沿って１周以上２周以下配線され、
前記渡り配線部は、前記引き込み部及び前記引き出し部の少なくとも一方を周方向に挟む２つのティースをまたいで配置され、前記引き込み部又は前記引き出し部よりも径方向外側に配置されるモータ。
前記渡り配線部は、前記周方向配線部の配線における１周目の最後のティースから２周目最初のティースをまたいで配置され、
前記渡り配線部は、前記引き込み部の径方向外側に配置される請求項１に記載のモータ。
１周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部の個数と、２周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部の個数とは同数である請求項１又は請求項２に記載のモータ。
１周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部は、周方向に等間隔に配置される請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
２周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部は、周方向に等間隔に配置される請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータ。
１周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部と、２周目の前記周方向配線部と接続される前記コイル部とは、互いに周方向に等間隔に配列される請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータ。
前記ティースは、前記コアバックから径方向外側に突出する請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ。