JP3755873B2 - モーター構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーター構造に関するもので、特に薄型のモーター構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年来、電子装置は小型化している。例えば、ノート型パソコンはますます薄型になっている。小型化要求に従って、薄型のファンの需要が高まっている。
【0003】
薄型のファンの発展において、公知のモーターの固定子は設計者の要求を満たすことができず、薄型の固定子の生産は困難であることが最も重大な問題である。
【0004】
図1は公知のモーター構造の断面図で、図2は図1のモーター構造の平面図である。図1及び図2を参照すると、このモーター構造は、マグネットリング100及び固定子200とからなる。マグネットリング100はローターの一部分である(部分表示)。固定子200は4極のケイ素鋼201とそれを巻くコイル(配線)202とを備える。
【0005】
ケイ素鋼201は複数のケイ素鋼を重畳して形成していて、ケイ素鋼201の辺縁は鋭利になっているため、コイル202をダメージを与えることなく巻くために、被覆層或いは覆い(図示せず)でケイ素鋼201を被覆しなければならない。
【0006】
前記モーター構造で、コイルを巻く方式は空間の浪費、即ちコイルはケイ素鋼201により囲まれる円形区域を完全に填満することが出来ず、モーターの性能を悪化させてしまう。
【0007】
上述のモーター構造を薄型にすると、以下のような影響が生じる。
(a)ケイ素鋼の数を少なくしなければならず、巻く空間が不足して、モーターの性能が低下する。
(b)固定子の寸法は小さく、許容範囲が厳正であるため、モーターの製造及び組み立ての困難度が増す。
(c)薄型固定子のケイ素鋼の辺縁は鋭利である為、コイルは容易に亀裂が入り、コイルを短絡させる。
【0008】
一般的にモーター運転の安定性はモーターの極数によって決まる。上述のモーター構造が提供する極数は4である。極数が8まで増加した場合、例えば、ワイヤの巻きが難しい等、全体の効果は良くない。又、極数が少ない状況下では、モーターがショートしやすく、性能が悪化するという問題が生じる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、性能を改善し製造過程を円滑にする薄型のモーター構造を提供することを主な目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の前述の目的は、コイル台座を備える固定子と、前記コイル台座上に位置する円形磁石を備えるローターと、からなるモーター構造を提供することにより達成される。コイル台座は、底板及び複数の第1歯、複数の第2歯によって定義される。第1歯は底板の内側周辺に形成される。第2歯は底板の外側周辺に形成される。各第1歯と第2歯は、それぞれ第1延長部分及び第2延長部分を更に含み、逆L字型に配置されている。
【0011】
モーター構造はコイル台座を収納するベースを更に備える。或いは、コイル台座はベースの窪み上に形成される。
【0012】
更に固定子は軸を更に備え、ベースに垂直に固定されている。軸には環形の溝が形成されている。ローターもハブ、金属片、ベアリングを備えている。ハブと円形磁石との間に配置された金属片は、磁気漏れを防ぐのに用いられる。軸はベアリングを貫通している。モーター構造はエンゲージリング(engagement ring)と弾性リング(elastic ring)とを更に含む。エンゲージリングはベアリングに位置してベアリングを固定している。弾性リングは環形の溝に位置し、弾力的にベアリングを固定する。エンゲージリングと弾性リングはベアリングを固定して、ベアリングと軸が軸方向に抜け出るのを防ぐ。
【0013】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳しく説明する。
【0014】
(第1実施例)
図3は本発明の第1実施例によるモーター構造の断面図である。図3で示されるように、モーター構造は、固定子10とローター30と、からなる。固定子10はコイル台座11とベース18と、からなる。環形窪み19はベース18上に形成され、コイル台座11を備えている。コイル台座11は底板12、複数の第1歯15及び複数の第2歯16により構成される。第1歯15は垂直に底板12の内側周辺に形成され、第1極性を備えるケイ素鋼よりなる。第2歯16は垂直に底板12の外側周辺に形成され、第2極性を備えるケイ素鋼よりなる。
【0015】
図3で示されるように、第1実施例で、各第1歯15は、周方向上、隣接した第2歯16の間に対応する位置に配置してあり、底板12、第1歯15及び第2歯16はコイル台座11を画定してコイル17を収納する。
【0016】
図3又は図4を参照すると、各第1歯15は第1延長部分15aを更に備える。第1延長部分15aは第1歯15と底板12が連結していないもう一端に位置する。加えて、第1延長部分15aは底板12の中央に向けて延伸する。即ち、各第1歯15は逆L字型である。同様に各第2歯16は第2延長部分16aを更に備える。第2延長部分16aは第2歯16と底板12とが連結していないもう一端に位置する。加えて、第2延長部分16aは底板12の中央とは逆方向に延伸する。即ち、各第2歯16は逆L字型である。更にローター30はコイル17、第1延長部分15a及び第2延長部分16aの上方に円形磁石31を備えている。
【0017】
(第2実施例)
図5は本発明の第2実施例を示す図である。15、15a、16及び16aが示す素子は図4と同様である。しかし、第1実施例と異なる点は、第2実施例は少なくとも一つの面取り部(chamfer)T1と、少なくとも一つの隅肉部(fillet)T2と、少なくとも一つの間隙(clearance)T3と、少なくとも一つのひだ部(fold)T4と、異なった大きさの第1及び第2延長部分T5と、少なくとも一つのギャップ(gap)T6と、を備える。詳述すると、伏角の角度を調整して有利にモーターを起動させる為、各第1延長部分15aと第2延長部分16aは、面取り部T1と、隅肉部T2と、間隙T3と、ひだ部T4と、異なる大きさの第1及び第2延長部分T5とを更に含む。底板12は感知器(図示せず)を収容する少なくとも一つのギャップT6を更に備え、感知器は図3で示される円形磁石31の下方に位置する。
【0018】
図3において、固定子30は軸20を更に備え、垂直にベース18に固定されている。環状の溝21は軸20の一端に形成される。ローターもハブ(例えば、インペラのハブ)32と、金属片(例えば鉄片)34と、ベアリング35とを備えている。ハブ32と円形磁石31との間に配置された金属片34は、磁気漏れを防ぐのに用いられる。ベアリング35は軸20により貫通されている。モーター構造はエンゲージリング(例えば、銅スリーブ)40と、弾性リング(例えばO型リング)50と、を更に含む。エンゲージリング40はベアリング35に位置してベアリング35を固定している。弾性リング50は環形の溝21に位置し、弾力的にベアリング35を固定する。エンゲージリング40と弾性リング50はベアリング35を固定して、ベアリング35と軸20が軸方向に抜け出るのを防ぐ。
【0019】
図4は図3で示されるコイル台座11と、コイル17と、円形磁石31の分解図である。コイル台座11の構造は明確に図4で示される。第1歯15の断面は逆L字型である。同様に第2歯16の断面も逆L字型である。更に上述の円形磁石31はコイル17の上方にだけでなく、第1延長部分15a及び第2延長部分16aの上方にも位置している。このように、モーターは静止している間、軸は円形磁石31とコイル台座11との間の静磁気力により垂直状態を保持し、起動時に必要な電流を低下させ、振動を抑制する。
【0020】
図6は、図4又は図5で示されるモーター構造の一部の運転状況を示す図である。図6で示されるように、円形磁石31は磁化して8つの磁気区域を形成する。また、隣接する磁気区域の極性は異なる。モーターが起動した時、複数の第1歯15はS極等の第1極性を備え、複数の第2歯16はN極等の第2極性を備える。
【0021】
本発明を理解する目的のため、第1歯15と、第2歯16と、磁気区域31と、磁気区域N又はSが図で表示される。第1歯15はS極性であり、この状態では磁気区域31を反発する。第2歯16は磁気区域を吸引する。これにより、円形磁石31は所定の角度で回転する。その後、電流は反転するため、第1歯15はN極を備え、第2歯16はS極を備える。その結果、円形磁石31は第1歯15の反発と第2歯16の吸引により、引き続き回転する。
【0022】
更に図7〜図9は円形磁石31のもう一つの磁気構成を示す図である。図7で示されるように、円形磁石31は磁化されて、8扇型区域等の偶数の扇型区域を形成する。各扇型区域は2つの異なる極性を備える。加えて、隣接する扇型区域の極性の配置は反対である。例えば、ある扇型区域がS−N配置を備える場合、隣接する扇型区域はN−S配置である。
【0023】
図8で示されるように、円形磁石31は磁化されて、例えば8つといった主要磁気区域を形成する。隣接する磁気区域の極は反対である。更に、各主要磁気区域は円形磁石31外縁の隣接した磁気区域に2つの第2磁気区域を更に備え、主要区域の極性と第2磁気区域の極性は相反する。主要磁気区域は大きい磁気区域を指す。
【0024】
図9で示されるように、円形磁石31は磁化されて例えば8つといった主要磁気区域を形成する。隣接する磁気区域の極は反対である。加えて、各磁気区域は実質的にプロペラブレード形(外周部が周方向上に同じ方向に延在する形)である。
【0025】
コイル17は直接底板12、第1歯15と第2歯16により画定されたコイル台座11に巻かれ、巻くのが容易であるから、公知技術のような巻く空間を浪費する問題は存在しない。更に、コイル台座11は本発明においてコイル17にダメージを与える鋭角を備えない。更に、巻くのが容易なので、極の数は増加してモーターの安定性を改善する。
【0026】
更に本発明のもう一つの利点が下記で示される。例えば、本発明によると、円形磁石31とコイル台座11との間の有効領域は増加して、モーターが静止している時、軸は円形磁石31とコイル台座11との間の静磁気力により垂直性が保たれる。このように、モーターを起動するのに必要な電流又は電源は減少し、振動を抑制することが出来る。
【0027】
図3〜図5の実施例において、第1歯15と第2歯16は底板12の中心に対応して互いにずらしてある。しかし、図10で示されるように、第1歯15と第2歯16は、底板12の中心に相対して部分的に重畳している方式でも構わない。
【0028】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変形や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知のモーター構造の断面の一部を示す図である。
【図2】モーター構造の側面図である。
【図3】本発明の第1実施例によるモーター構造の断面図である。
【図4】本発明の第1実施例によるモーター構造の分解図である。
【図5】本発明の第2実施例によるコイル台座の図である。
【図6】図3又は図5で示されるモーター構造の部分作業状況と、円形磁石の磁化構造を示す図である。
【図7】本発明による円形磁石のもう一つの磁化構造を示す図である。
【図8】本発明による円形磁石のもう一つの磁化構造を示す図である。
【図9】本発明による円形磁石のもう一つの磁化構造を示す図である。
【図10】本発明の実施例によるコイル台座を示す図である。
【符号の説明】
10 固定子
11 コイル台座
12 底板
15 第1歯
15a 第1延長部分
16 第2歯
16a 第2延長部分
17 コイル
18 ベース
19 窪み
20 軸
21 環形の溝
30 ローター
31 円形磁石
32 ハブ
34 金属片
35 ベアリング
40 エンゲージリング、
50 弾性リング
Claims (12)
- 底板と、前記底板の内側周辺に形成され、前記底板の中心方向に延伸している第1延長部分を備える複数の第1歯と、前記底板の外側周辺に形成され、前記底板の中心と反対方向に延伸している第2延長部分を備える複数の第2歯と、からなり、前記底板、第1歯及び第2歯がコイル台座を構成し、一組のコイルがコイル台座に備えられている固定子と、
前記固定子の前記コイル、前記第1延長部分及び前記第2延長部分の上方に円形磁石を備えてなるローターと、
からなることを特徴とするモーター構造。 - 前記第1延長部分は、面取り部と、フィレットと、間隙と、ひだ部とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記第2延長部分は、面取り部と、フィレットと、間隙と、ひだ部とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記底板は、感知装置を収納する少なくとも一つのギャップを備え、前記感知装置は前記円形磁石の下方に位置することを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記第1歯は、周方向上、隣接する前記第2歯との間に対応する位置に配置してあることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記第1歯と前記第2歯は、底板の中心に相対して部分的に重畳していることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記コイル台座を収納するベースを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記ローターは環形の溝を有する軸を更に備え、前記ローターはハブと、前記ハブと前記円形磁石との間に配置され、磁気漏れを防ぐ金属片と、前記ベースに位置し、前記軸により貫通されたベアリングと、を更に備えることを特徴とする請求項7に記載のモーター構造。
- 前記ベアリングを固定するエンゲージリングと、前記環形の溝に位置し、前記ベアリングを弾性的に固定する伸縮リングと、を更に備えることを特徴とする請求項7に記載のモーター構造。
- 前記円形磁石は磁化されて偶数の扇型区域を形成し、各扇型区域は2つの異なった磁極を備え、前記隣接する扇型区域の磁極は反対であることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記円形磁石は磁化されて偶数の主要磁気区域を形成し、隣接する主要磁気区域は異なる磁極を備え、各主要磁気区域はその外側周辺に形成された2つの第2磁気区域を備え、前記主要磁気区域と前記第2磁気区域の磁性は反対であることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
- 前記円形磁石は磁化されて偶数の磁気区域を形成し、隣接する磁気区域は異なる磁極を備え、前記の各磁気区域はその外周部が周方向上に同じ方向に延在する形であることを特徴とする請求項1に記載のモーター構造。
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