JP2922277B2 - 小型モーター - Google Patents

小型モーター

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステーターを囲むようして回転するロータ
ーを有するアウターローター型の小型モーターに関す
る。
〔従来の技術〕
アウターローター型の小型モーターは、高精度回転が
要求されるVTR、フロッピーディスクあるいはレーザー
ビーム記録装置等の駆動源として好適なモーターであ
る。
また、この種の小型モーターは、高速化が容易で、回
転ムラが少なく、騒音が低いという観点から、一般に、
ブラシレスDCモーターとして構成されている。
第5図は、従来のアウターローター型のブラシレスDC
小型モーターの構造を例示する縦断面図である。
第5図において、カップ状のローターヨーク101の内
面にローターマグネット102が固定されており、該ロー
ターヨーク101および該ローターマグネット102から成る
ローター103はステーター104を囲むようにして回転する
構造になっている。
前記ローターヨーク101の中心部にモーター軸105が圧
入等で固定されており、前記ローター103はモーター軸1
05と一体化されている。
一方、前記ステーター104は、コイル107が巻回された
ステーターコア108を軸受ハウジング106の外周面に固定
するとともに、該ハウジング106の内径部に装着された
軸受109、110で前記モーター軸(ローター軸)105を回
転自在に軸支する構造になっている。
なお、前記軸受ハウジング106の基端部にはステータ
ヨーク111が設けられており、図示の例では、該ステー
タヨーク111は前記軸受ハウジング106と一体のフランジ
部で形成されている。
なお、図示の前記ステーターコア108はスロット付き
の積層コアから成り、前記コイル(アマチュアコイル)
107はそのスロット部に収められている。
また、前記ステーターヨーク111の表面にはプリント
基板112が接合されており、該プリント基板112上には、
モーター速度等の回転を制御するためのFGパターン、並
びにローター回転位置を検出するためのホール素子113
などが実装されている。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕
しかし、上記のような従来の小型モーターにおいて
は、ステーター104を製造する上で、次のような技術的
課題があった。
i)前記ステーターコア108については、スロット形状
をプレスで打ち抜いた磁性板を積層させてステーターコ
ア108を形成し、該ステーターコアにアマチュアコイル1
07を巻回した後、これを軸受ハウジング106に固定させ
るという製造工程が採られていたので、モーターを製造
上で多くの複雑な工程が必要になるという技術的課題が
あった。
ii)アマチュアコイルの線端をプリント基板に半田付け
等で固着しなければならず、モーター組み立てを自動化
するのが困難である。
また、組み立て中に、コイルが切断したり、半田不良
が生じるなどの問題もあった。
iii)組み立て上、プリント基板上のFGパターンとFGマ
グネットとの間に介在する部品点数が多く、それらの組
み付け誤差の集積のため、該FGパターンと該FGマグネッ
トとの偏心を無くすことができず、モーター回転制御信
号の変動が生じ、モーター回転にムラが生じるという問
題があった。
iv)前記軸受ハウジングは、一般に、アルミダイカスト
で作られているので、精密な後加工が必要であり、材料
費および加工工数がかかり、コストアップになるという
問題があった。
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、部品点数を削減して組み立て
性の向上およびコストダウンを図ることができ、ステー
ターコアに対してコイルを正確にかつコンパクトに巻回
することができる小型モーターを提供することである。
〔課題解決のための手段〕
本発明は、上記目的を達成するため、モーター軸の軸
受を装着するための軸受ハウジング、コイルが巻回され
るステーターコアおよび前記軸受ハウジングから半径方
向外方へ張り出したステーターヨークを有するステータ
ーと、モーター軸と一体に回転するローターと、を備え
たアウターローター型の小型モーターにおいて、前記ス
テーターコアを前記軸受ハウジングから半径方向外方へ
放射状に突出した複数の突極型コアで形成するととも
に、前記軸受ハウジング、前記ステーターコアおよび前
記ステータヨークを磁性体樹脂で一体成形し、前記ステ
ーターコアの部分に前記コイルを固定するための溝を形
成するとともに、前記コイルを前記溝内に圧入した状態
で巻回することを特徴とする。
〔実施例〕
第1図は本発明による小型モーターの一実施例を示す
縦断面図である。
第1図において、カップ状の磁性体から成るローター
1の中心部には、モーター軸(回転軸)2が圧入等によ
り固定されている。
ステーター3の軸受ハウジング部4の内径には2個の
軸受(ボールベアリング等)5、6が圧入等で装着さ
れ、前記モーター軸2はこれらの軸受5、6によって回
転自在に軸支されている。
図示の例では、前記軸受5、6の間に、回転変動を抑
えるための予圧バネ7が装着されている。
前記ステーター3は磁性体樹脂の一体成形品で作られ
ており、該ステーター3には、前記軸受ハウジング部4
の他に、ステーターコア部8およびステータヨーク部9
が一体に形成されている。
前記ステーターコア部8は、前記軸受ハウジング部4
から半径方向外方に放射状に突出した複数の突極型コア
で構成され、各ステーターコア部8には励磁用のコイル
10が巻回されている。
なお、前記ローター1の前記ステーターコア部8と対
面する内周面は、円周方向所定ピッチで磁極(N極およ
びS極)が着磁され、ローターマグネット部11が形成さ
れている。
また、前記ローター1には前記ステータヨーク部9と
対面するフランジ部12が形成されており、該フランジ部
12にはFGマグネットを形成する磁極が着磁されている。
前記ステータヨーク部9は前記軸受ハウジング部4か
ら張り出したフランジ部で形成されており、該ステータ
ヨーク部9の前記ローター1のFGマグネット12と対面す
る部分にはFGパターン13が一体的に設けられている。
このFGパターン13は、モーターの回転制御信号を発生
するFG(周波数発生器)を構成している。
前記モーターはプリント基板またはベース等の支持部
材14に固定されており、該支持部材14の表面にはモータ
ー駆動用電気回路20が設けられている。
第2図は第1図中のコイル10とモーター駆動用電気回
路との接続構造を示す部分縦断面図である。
第2図において、前記ステーターコア部8には前記コ
イル10を固定するための溝15が形成されており、該コイ
ル10は該溝15内に圧入されている。
前記コイル10の巻回は、ステーターコア部8の根元か
ら矢印A方向に巻き始め、該ステーターコア部8の先端
部で折り返した後、矢印B方向に巻いて行く。
前記コイル10の末端は、軸受ハウジング部4に形成さ
れたフック溝16に引っ掛けて固定されており、さらに、
必要に応じて接着剤などで固定することにより、信頼性
の向上が図られている。
第3図は、第1図の小型モーターを、プリント基板ま
たはベース等から成る前記支持部材14に取り付けた状態
を示す斜視図である。
第2図および第3図において、前記コイル10の末端と
前記支持部材14上のモーター駆動用電気回路20とは、ス
テーター3の表面に設けられた導電体の電極パターン17
によって接続されている。
この電極パターン17としては、シート状のフレキシブ
ル基板または薄い銅板などを使用することもできる。
また、この電極パターン17の固定は、前記ステーター
3に対して接着したり、圧入するなどの方法で行なうこ
とができ、さらに、該電極パターン17をステーター3と
一体に成形することもできる。
前記電極パターン17と前記支持部材14上のモーター駆
動用電気回路20との接続は、第2図に示すように、前記
支持部材14に植設したピン18を利用し、該ピン18に嵌合
させて該ピン18を加熱溶着させることにより固定した
り、該ピン18に圧入固定するなどの方法で行なうことが
でき、さらに、モーター取り付け用のネジ(不図示)を
利用して、ステーター3とともに駆動用電気回路20およ
び電極パターン17を、前記支持部材14に共締め固定する
こともできる。
第1図および第3図に示すごとく、モーター回転制御
用の前記FGパターン13は、モーターの前記ステーター3
のステータヨーク部9上に一体成形で形成されている。
こうして、FGパターン13をステータヨーク部9に一体
に成形することにより、該FGパターン13とローター1の
フランジ部12のFGマグネット(磁極)とを、偏心の無い
高い精度で位置決めすることができ、モーターの回転制
御性能を向上させることができる。
第4図は、本発明による小型モーターの他の実施例を
示す縦断面図である。
第4図において、カップ状の磁性体から成るローター
1の中心部には、モーター軸(回転軸)2が圧入等によ
り固定されている。
ステーター3の軸受ハウジング部4の内径には2個の
軸受(ボールベアリング等)5、6が圧入等で装着さ
れ、前記モーター軸2はこれらの軸受5、6によって回
転自在に軸支されている。
前記ステーター3は磁性体樹脂の一体成形品で作られ
ており、該ステーター3には、前記軸受ハウジング部4
の他に、ステーターコア部8およびステータヨーク部9
が一体に形成されている。
前記ステーターコア部8は、前記軸受ハウジング部4
から半径方向外方に放射状に突出した複数の突極型コア
で構成され、各ステーターコア部8には励磁用のコイル
10が巻回されている。
なお、前記ローター1の前記ステーターコア部8と対
面する内周面は、円周方向所定ピッチで磁極(N極およ
びS極)が着磁され、ローターマグネット部11が形成さ
れている。
前記ステータヨーク部9には、プリント基板21が接着
等により接合されている。
このプリント基板21上には、モーター駆動用電気回路
やモーター回転制御用のFGパターンなどが設けられてい
る。
以上の小型モーターは、モーター固定ベース(支持部
材)22に位置決め固定されている。
前記モーター軸(回転軸)2の出力側には、ギヤまた
はプーリー等から成るトルク伝達手段23が取り付けられ
ている。
ところで、前記コイル10は、モーター駆動時の通電に
よって発熱し、モーターの回転性能に悪影響を与える場
合がある。
そこで、本実施例においては、ローター1の回転によ
って生じる空気の流れを利用して、前記コイル10の発熱
部を空気冷却するように構成されている。
すなわち、前記プリント基板21と前記軸受ハウジング
部4との間には隙間24が設けられ、前記ステータヨーク
部9の付け根部分には通気孔25が形成され、該ステータ
ヨーク部9の下面には前記通気孔25に連通する凹部26が
形成され、また、前記モーター固定ベース22には前記凹
部26に連通する通気孔27が形成されている。
さらに、前記ローター1の端面と前記プリント基板21
との間には、排気用の隙間28が設けられている。
ローター1が回転すると、その付近の空気が円周方向
および半径方向外方へ流れるので、外部の空気は、前記
通気孔27→前記凹部26→前記通気孔25→前記隙間24を通
して、ローター1の内部へ吸引される。
一方、ローター1内の空気は、該ローター1と前記プ
リント基板21との間の隙間28を通して、外部へ排出され
る。
こうして、ローター1の回転に伴って、前記コイル10
を通過する空気流れが形成され、該コイル10を空気冷却
することができる。
本実施例では、前記ステーター3を磁性体樹脂の一体
成形部品で構成したので、前記通気孔25および凹部26は
機械加工することなく、モールド成形で同時に形成する
ことができ、低コストで空気冷却手段を実現することが
できる。
以上説明した実施例によれば、アウターローター型の
小型モーターにおける軸受ハウジング4、ステーターコ
ア8およびステータヨーク9を、磁性材を混入した樹脂
などの磁性体樹脂によって、一体成形したので、次のよ
うな効果が得られた。
i)部品点数の削減によるコストダウンを達成すること
ができた。
ii)モーター組み立て時の作業性を向上させることがで
きた。
iii)FGパターンとFGマグネット間の位置精度など、各
モーター構成部品間の位置精度を容易に向上させること
ができ、したがって、モーター性能の向上および安定化
を達成することができた。
iv)従来のアルミダイキャストや焼結に比べて、軸受ハ
ウジング等の材料費および加工費を低減することができ
た。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、モ
ーター軸の軸受を装着するための軸受ハウジング、コイ
ルが巻回されるステーターコアおよび前記軸受ハウジン
グから半径方向外方へ張り出したステーターヨークを有
するステーターと、モーター軸と一体に回転するロータ
ーと、を備えたアウターローター型の小型モーターにお
いて、前記ステーターコアを前記軸受ハウジングから半
径方向外方へ放射状に突出した複数の突極型コアで形成
するとともに、前記軸受ハウジング、前記ステーターコ
アおよび前記ステータヨークを磁性体樹脂で一体成形
し、前記ステーターコアの部分に前記コイルを固定する
ための溝を形成するとともに、前記コイルを前記溝内に
圧入した状態で巻回する構成としたので、部品点数を削
減して組み立て性の向上およびコストダウンを図ること
ができ、ステーターコアに対してコイルを正確にかつコ
ンパクトに巻回することができる小型モーターが提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による小型モーターの一実施例を示す縦
断面図、第2図は第1図中のコイルとモーター駆動用電
気回路との接続構造を示す部分縦断面図、第3図は第1
図の小型モーターを支持部材に取り付ける状態を示す斜
視図、第4図は本発明による小型モーターの他の実施例
を示す縦断面図、第5図は従来の小型モーターの構造例
を示す縦断面図である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙す
る。 1……ローター、2……モーター軸(回転軸)、3……
ステーター、4……軸受ハウジング(部)、8……ステ
ーターコア(部)、9……ステータヨーク(部)、10…
…コイル、13……FGパターン、14……支持部材、17……
電極パターン、20……モーター駆動用電気回路、21……
プリント基板、22……モーター固定ベース、25、27……
通気孔、28……排気用の隙間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂木 伸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−246755(JP,A) 特開 平2−303351(JP,A) 実開 昭63−33371(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 29/00,5/14 H02K 15/12,21/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モーター軸の軸受を装着するための軸受ハ
    ウジング、コイルが巻回されるステーターコアおよび前
    記軸受ハウジングから半径方向外方へ張り出したステー
    ターヨークを有するステーターと、モーター軸と一体に
    回転するローターと、を備えたアウターローター型の小
    型モーターにおいて、前記ステーターコアを前記軸受ハ
    ウジングから半径方向外方へ放射状に突出した複数の突
    極型コアで形成するとともに、前記軸受ハウジング、前
    記ステーターコアおよび前記ステータヨークを磁性体樹
    脂で一体成形し、前記ステーターコアの部分に前記コイ
    ルを固定するための溝を形成するとともに、前記コイル
    を前記溝内に圧入した状態で巻回することを特徴とする
    小型モーター。
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