JP3790601B2 - モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータに関するものである。さらに詳しくは、モータの電機子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの電機子コアは、図１１（ａ）に示すように、放射状に張り出す腕部１１６、および腕部１１６の先端部で両側に広がる傘部１１７からなる複数本の突極１１４を備えている。隣接する突極１１４の間にはオープンスロット１００が形成されており、このオープンスロット１００を利用して、各突極１１４の腕部１１６に駆動コイル１７を巻き付けていく。たとえば、導線を誘導しながら繰り出すノズルの周りで電機子コア１１を回転させると、導線が突極１１４の腕部１１６に巻回されていく。この際にノズルの移動を傘部１１７が妨げないように、オープンスロット１００として十分に広い開口幅Ｗが確保されている。
【０００３】
すなわち、駆動コイル１７の巻回作業を行う際に、図１１（ｂ）に示すようにオープンスロット１００の開口幅が狭すぎると、ノズルが十分に移動できないため、腕部１１６に対して均等に駆動コイル１７を巻回できず、駆動コイル１７は腕部１１６の先端側に偏ってしまう。その結果、デッドスペースＤが発生する分、駆動コイル１７の巻回数が少なくなってモータ出力が低下するとともに、駆動コイル１７に巻き崩れが起きて駆動コイル１７に弛みが発生することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、駆動コイル１７を適正に巻回するという観点からすれば、オープンスロット１００の開口幅が広い方が好ましいが、開口幅が広いと、その分、モータの出力特性が低下するという問題点がある。すなわち、電機子コア１０の側あるいはマグネットの側が回転する際のいずれの場合であっても、傘部１１７の間の開口が大きいと、この開口部分では磁束密度の低下が著しい分、磁気抵抗が著しく増大する。その結果、モータに大きなコギングが発生して、平滑な連続回転を阻害する。このように、従来の電機子構造では、駆動コイル１７の巻回状態の適正化とモータ出力の平滑化とは一方を向上させると他方が低下するという二律背反する関係にあり、双方を向上させることができない。
【０００５】
このような問題点を解消する方法として、特開昭６３−１５７６５１号公報には、電機子コアの外周端面に集磁板（磁束収束片）を取り付けて開口幅を狭める発明が開示されているが、それに開示されているものでは、電機子コアに対する集磁板の取付けに手間がかかる他、周方向に集磁板をこれ以上延ばせないため、モータ出力をさらに向上させることができない。
【０００６】
よって、本発明の課題は、電機子の構造を改良して、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回できるとともに、集磁機能も高めることにより、コギング発生の防止およびモータ出力の向上を十分に、かつ、容易に図ることのできるモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、放射状に張り出す腕部、および該腕部の先端部で両側に広がる傘部からなる複数本の突極を備える電機子コアと、前記腕部に巻回された駆動コイルと、前記電機子コアの外周端面に対向するマグネットとを有し、該マグネットの側および前記電機子コアのうちのいずれか一方が回転するモータにおいて、まず、前記傘部の外周端面には、該外周端面から周方向に張り出す周方向張出部、当該傘部の外周端面から軸方向の少なくとも一方に張り出す軸方向張出部、および当該傘部の側に屈曲して該傘部と係合する位置決め用係合部を備える磁性板からなる集磁板が取り付けられていることを特徴とする。本発明において、前記集磁板は、前記位置決め用係合部として、当該集磁板を周方向に位置決めする爪状の第１の位置決め用係合部と、軸方向に位置決め固定する爪状の第２の位置決め用係合部とをそれぞれ別の形態で有している場合があるが、同じ形態の位置決め用係合部が、当該集磁板を周方向および軸方向の双方に位置決めする場合もある。後者の場合には、たとえば、傘部の上面および下面のそれぞれに溝を形成し、これらの溝内に２つの位置決め用係合部をそれぞれ嵌めれば、同じ形態の位置決め用係合部が集磁板を周方向および軸方向の双方に位置決めすることになる。
【０００８】
本発明では、突極に駆動コイルを巻回するときには電機子コアの開口幅を十分に広くしておき、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回できるようにしておく。一方、駆動コイルを巻回した後には、傘部の外周端面に対して集磁板を取付け、開口幅を狭める。従って、電機子コアの開口は集磁板で塞がれた構造になるため、集磁機能が向上し、コギングが発生しないので、円滑な回転を行うことになる。また、集磁板は、傘部の外周端面から軸方向に張り出す軸方向張出部を備えているので、集磁機能が著しく高い。よって、モータ出力が向上するという利点もある。さらに、集磁板は傘部の側に屈曲する位置決め用係合部を備え、この位置決め用係合部が傘部に係合することによって、傘部の外周端面に対する集磁板の位置決めが容易に行われる。それ故、モータの組立て工程では、傘部の外周端面に集磁板を位置決め固定した後、そのまま電機子として使用するか、あるいは集磁板を傘部に接着剤で簡単に固定するだけでもよい。
【０００９】
このような構成のモータにおいて、前記傘部の外周端面に集磁板を取り付けるにあたって、本発明では、前記電機子コアは複数枚のコア板を積層してなり、当該複数枚のコア板のうち、最上層のコア板および最下層のコア板のそれぞれに溝が形成され、該溝内に前記位置決め用係合部がそれぞれ嵌められて前記集磁板が周方向および軸方向の双方に位置決めされていることを特徴とする。本発明において、前記位置決め用係合部は、先端側の幅が拡がっていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の別の形態では、前記集磁板には、周方向で隣接する傘部の間に構成された開口から周方向に離間した位置で前記傘部の外周端面を露出させる貫通穴が形成されていることを特徴とする。このように構成すると、マグネットと集磁板とが対向している部分のうち、貫通穴が形成されている部分では、マグネットと電機子コアの外周端面との隙間が広いことになるので、そこでは集磁機能がやや低下する。その結果、電機子コアの全周において集磁機能を平均化することができるので、電機子コアの開口に起因するコギングを小さくすることができる。
【００１１】
本発明において、隣接する傘部の外周端面に取り付けられている前記集磁板同士は、スキュー状の隙間を形成していることが好ましい。スキュー状の開口であれば、電機子コアの開口に起因する磁気抵抗の変化がなだらかになるので、コギングを小さくすることができるが、本発明を適用すれば、集磁板の方で隙間をスキュー状にするので、電機子コア自身の開口はそのままでよいという利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態を説明する前に、各形態で共通する構成を、図１を参照して説明しておく。
【００１３】
（モータの全体構成）
図１（ａ）は、本発明に係るモータを示す半断面図である。本例のモータ１は、薄型の小型モータであり、そのモータハウジングは、カップ状のカバーケース２と、このカバーケース２の開口を閉鎖している端板９とによって構成されている。カバーケース２の底面部２０１の中心には軸受３が固定され、この軸受３を介してモータシャフト４が回転自在に支持されている。ハウジング内に位置するモータシャフト４の長手方向における中央付近には電機子１０が一体回転するように固定されている。カバーケース２の内周面２０２には、電機子１０の外周縁に対して僅かな隙間を介して対向するようにリング状のマグネット５が取り付けられている。電機子１０の端板９の側には、モータシャフト４に整流子６が取り付けられている。この整流子６の接触面に接触するようにブラシ７がブラシホルダ８に保持されている。ブラシホルダ８はカバーケース２の開口を塞ぐ端板９に固定されている。端板９には、モータシャフト４の基端部を支持するスラスト軸受３１が取り付けられている。
【００１４】
電機子１０において、電機子コア１１は、けい素鋼からなるコア板を複数枚積層することにより構成されている。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、電機子コア１１は、モータシャフト４が貫通している軸孔１１３を備えた基部１１０と、この基部１１０から放射状に張り出す３本の突極１１４を有している。これらの突極１１４は、基部１１０から放射状に延びる腕部１１６と、これらの腕部１１６の先端側において周方向に広がる傘部１１７とから構成されている。電機子コア１１には上下からインシュレータ２０、３０（図１（ａ）を参照。）が被せられ、このインシュレータ２０、３０の上から腕部１１６に対して駆動コイル１７が巻回されている。なお、インシュレータ２０、３０を電機子コア１１に被せると、各突極の間にはコイルガイド部４０が構成される。したがって、電機子コア１１の突極１１４（腕部１１６）に駆動コイル１７を巻回している最中に駆動コイル１７が他の突極の方に流れることがない。
【００１６】
（突極部分の構成）
このように構成した電機子１０において、電機子コア１１の腕部１１６に駆動コイル１７を巻回する際も、従来技術で説明したように、隣接する突極１１４間に構成されているオープンスロット１００を利用する。このコイル巻回工程を行う時点では、オープンスロット１００の開口幅Ｗが十分に広いので、デッドスペースを発生させることなく、駆動コイル１７を容易に、かつ、適正な状態に巻回することができる。
【００１７】
但し、オープンスロット１００の開口幅Ｗが広いままでは、磁気抵抗が大きいことから、本発明では、以下に説明するいずれの各形態においても、突極１１４に駆動コイル１７を巻回した後、傘部１１７の外周端面１１８には、この外周端面１１８と同様に湾曲したけい素鋼板などの磁性板からなる集磁板５０を取付ける。ここで、集磁板５０は、傘部１１７の外周端面１１８から周方向に張り出す周方向張出部５１を備えるため、オープンスロット１００の開口幅Ｗを寸法Ｗ１にまで狭める。それ故、本形態のモータ１では、コギングが発生せず、円滑な回転が可能となる。
【００１８】
［実施の形態１］
図２は、本形態に係るモータに用いた電機子の要部（突極および集磁板）の斜視図である。なお、以下の説明において共通する機能を有する部分には同一の符合を付してある。
【００１９】
図２に示すように、本形態に係るモータにおいて、傘部１１７の外周端面１１８には、該外周端面１１８から周方向に張り出す磁性板からなる集磁板５０が取付けられている。また、集磁板５０の幅寸法Ｂは傘部１１７の厚さ寸法Ａよりも大きく設定されているので、集磁板５０の軸方向における両側には、傘部１１７の外周端面１１８から軸方向に張り出す軸方向張出部５２が構成されている。
【００２０】
集磁板５０には、傘部１１７の側に屈曲して傘部１１７に係合する位置決め用係合部として、集磁板５０の両端よりやや内側において背面側に切り起こされた２つの爪状の第１の位置決め用係合部５３が構成されている。これら爪状の２つの第１の位置決め用係合部５３は各々、傘部１１７の両端縁からその裏側に周り込んで集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８において位置決め固定している。従って、従来からある電機子コア１１の構造を変えることなく、傘部１１７の外周端面１１８における集磁板５０の周方向の位置を規定することができる。
【００２１】
集磁板５０には、位置決め用係合部として、集磁板５０の上端および下端よりやや内側位置（傘部１１７の上端面および下端面に相当する位置）で背面側に部分的に折り曲げられた２つの爪状の第２の位置決め用係合部５４が形成され、これら２つの爪状の第２の位置決め用係合部５４は傘部１１７を上下から挟むようにして傘部１１７に係合している。かかる係合によって、集磁板５０は傘部１１７の外周端面１１８において軸方向に位置決め固定されている。
【００２２】
それ故、本形態のモータ１では、図１（ｂ）を参照して説明したように、集磁板５０によって電機子コアの開口を狭めてあるので、コギングが発生しないとともに、集磁板５０に軸方向張出部５２が形成されている分、マグネットとの対向面積が広いので、集磁機能が高く、モータ出力が高い。さらに、集磁板５０は、傘部１１７の側に爪状に屈曲する第１の位置決め用係合部５３および第２の位置決め用係合部５４を備え、これらの係合部と傘部１１７との係合によって傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を位置決め固定する。それ故、集磁板５０を取り付けた後、そのまま電機子１０として使用してもよいし、接着剤などを用いて集磁板５０を傘部１１７に固定してから電機子１０として使用してもよい。
【００２３】
ここで、集磁板５０については、傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から湾曲しているもの、傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前は平板であったが、傘部１１７の外周端面１１８への取り付けによって変形したもののいずれであってもよい。本形態のように、第１の位置決め用係合部５３が完全に傘部１１７の裏側まで周り込んで引っ掛かるのであれば、外周端面１１８に取り付ける際に変形が起こるように構成すると、その形状復帰力によって、第１の位置決め用係合部５３が傘部１１７に強く引っ掛かることになる。それ故、集磁板５０は、傘部１１７の外周端面１１８に強固に固定される。
【００２４】
また、第２の位置決め用係合部５４については、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から背面側に折り曲げてあったもの、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付けてから背面側に折り曲げたもののいずれをも使用できる。これらの構成のうち、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から第２の位置決め用係合部５４を背面側に深めに折り曲げて２つの第２の位置決め用係合部５４の間隔を電機子コア１１の厚さ寸法より狭めておけば、集磁板５０を電機コア１１に取り付ける際に、傘部１１７を２つの第２の位置決め用係合部５４の間に押し込むだけで２つの爪状の位置決め用係合部５４は、その形状復帰力で傘部１１７を弾性をもって上下から挟持することになる。このような効果は、２つの第２の位置決め用係合部５４を部分的に折り曲げて爪状にしたことで得られるものである。
【００２５】
なお、従来のように電機子コア１１の開口幅が広いままのモータ（図１１（ａ）参照。）と、本形態に係るモータ１とについて、トルク変動をそれぞれ計測した結果を、図３（ａ）、（ｂ）に示す。これらの図を比較してわかるように、従来のモータでは、電機子１０の１回転につきコギングに起因する６箇所の大きなトルク変動が出現しているが、本形態のモータ１では、電機子コア１１の開口幅を狭めてあるので、上記のコギングに起因するトルク変動が消失し、円滑な回転が得られる。この評価において、本形態のモータ１で観測されたトルク最大値τmax.2 とトルク最小値τmin.2 の差｜Δτ2 ｜は約０．１８ｍＮ・ｍ（ミリニュートン・メータ）であり、従来構造のモータで観測されたトルク最大値τmax.1 とトルク最小値τmin.1 の差｜Δτ1 ｜に対して約１／２である。それだけ、本形態のモータ１によれば、円滑な回転が得られるといえる。
【００２６】
また、従来のように電機子コア１１の開口幅が広いままのモータと、本形態に係るモータ１とについて、それぞれサンプルを２０台用意し、ＣＤ（コンパクトディスク）などの駆動装置本体に組み込んだときに装置本体に生じる振動値（ｍＧ・ミリジー）をサンプル個々についてそれぞれ計測した結果を、図４（ａ）、（ｂ）に累積分布図（ヒストグラム）で示す。これらの図を比較してわかるように、従来のモータでは、振動の平均値Ｍ１が２２．０００ｍＧであったのに対して、本形態のモータでは、電機子コア１１の開口幅を狭めてコギングに起因するトルク変動を防止したので、振動の平均値Ｍ２が１１．５５０ｍＧにまで低減できている。
【００２７】
モータ１を構成するにあたっては、図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、マグネット５として、ネオジウム−鉄−ボロン磁石などの高出力マグネット５Ａを使用する場合と、焼結マグネットやボンド磁石５Ｂなどを使用する場合とに大別できる。これらのマグネット５Ａ、５Ｂのうち、図５（ａ）に示すように、高出力マグネット５Ａは磁力が強いが、高価であるため、肉厚がｔ3 と比較的薄いものが使用される。それに比較して、図５（ｂ）に示すように、ボンド磁石５Ｂは、安価であるが磁力が弱いので、肉厚がｔ4 と比較的厚いものが使用される。従って、従来構造のままで、内径寸法（φＤ）が同一のカバーケース２、外径寸法（φｄ）が同一の電機子コア１１を使用すると、マグネット５の種類によって、マグネット５と電機子コア１１の外周端面との隙間寸法が異なってしまうため、カバーケース２や電機子コア１１の共通化を図ることができなかった。しかるに本形態では、傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を取り付けるため、カバーケース２や電機子コア１１として同一仕様のものを用いたときでも、集磁板５０の厚さを変えるだけで、マグネット５と電機子コア１１の外周面との隙間寸法をｔ0 と一定にすることができる。すなわち、薄い高出力マグネット５Ａを使用する場合には、肉厚がｔ1 と厚い集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取付け、厚い高出力マグネットを使用する場合には、肉厚がｔ2 と薄い集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取付けることによって、マグネット５の内周端面と電機子コア１１の外周端面（集磁板５０の外周端面）との隙間ｔ0 を同等寸法にすることができる。
【００２８】
［実施の形態２］
上記の形態は、集磁板５０に対して、位置決め用係合部として、集磁板５０を周方向に位置決めする第１の位置決め用係合部５３と、軸方向に位置決めする第２の位置決め用係合部５４とをそれぞれ形成した例であるが、本形態では、１種類の位置決め用係合部だけで、集磁板５０を周方向および軸方向の双方において位置決めする。
【００２９】
すなわち、図６（ａ）に示すように、本形態では、電機子コア１１の傘部１１７の上端面および下端面には溝１１９が形成され、これらの溝１１９内には、集磁板５０の上端および下端よりやや内側において背面側に部分的に折り曲げられた爪状の２つの位置決め用係合部５５がそれぞれ完全に嵌まっている。また、位置決め用係合部５５は先端側の幅が拡がっており、その形状に対応するように、溝１１９の形状が設定されているため、位置決め用係合部５５は溝１１９内に嵌まると、集磁板５０を外周側に引っ張っても抜けることがない。
【００３０】
このような形状の溝１１９を傘部１１７の上面および下面のそれぞれに形成するにあたっては、図６（ｂ）に示すように、複数枚のコアを積層して電機子コア１１を形成していく際に、その最上層のコア板１１１および最下層のコア板１１２に溝１１９となるべき切り欠きを形成しておけばよい。また、集磁板５０に位置決め用係合部５５を形成するにあたっては、磁性板をプレスによる打ち抜く際に、集磁板５０の上縁および下縁に位置決め用係合部５５となるべき突起を残しておき、それを矢印Ｅで示すように背面側に折り曲げればよい。
【００３１】
このように構成した電機子１０を用いると、傘部１１７の外周端面１１８には、周方向張出部５１および軸方向張出部５２を備える集磁板５０が取り付けられているため、集磁機能が高いので、回転特性およびモータ出力特性が高いなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。また、本形態では、集磁板５０に形成した位置決め用係合部５５は、溝１１９内で電機子コア１１を上下から挟んだ状態にあるので、集磁板５０を軸方向に位置決め固定するとともに、それぞれ溝１１９内に嵌まって、集磁板５０を周方向にも位置決め固定している。それ故、集磁板５０の位置決め用係合部５５を溝１１９内に嵌めるだけで傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を取り付けることができるので、作業効率が高いという利点もある。
【００３２】
［実施の形態３］
実施の形態２に係るモータにおいて、図７（ａ）に示すように、傘部１１７の外周端面１１８に取り付けた集磁板５０に対し、矩形の貫通穴５６を２つ形成しておき、図６（ａ）に示すように、傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０に取り付けたときに、傘部１１７の外周端面１１８の一部が貫通穴５６から露出するように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すると、マグネット５（図１（ａ）参照のこと。）と集磁板５０とが対向している部分でも、貫通穴５６が形成されている所では集磁機能がやや低下する。その結果、電機子コア１１の周りにおいて集磁機能を平均化することができるので、その分、電機子コア１１の開口に起因するコギングを小さくすることができる。
【００３４】
このような作用を有する電機子コアを構成するにあたっては、従来、図７（ｂ）に示すように、電機子コア１１を構成する各コア板１９１に外周縁から内側に切り欠き１９２をそれぞれ形成しておく方法が用いられている。しかるに本形態のように、集磁板５０に形成した貫通穴５６によって、その部分の集磁機能を低下させる構成であれば、一般的に使用されている構造の電機子コア１１に対して、図７（ａ）に示した集磁板５０を取り付けるだけでよい。それ故、各種モータにおいて電機子コア１１の共通化を図ることができるという利点がある。
【００３５】
［実施の形態４］
図８（ａ）に示すように、集磁板５０に対して、磁性板への折り曲げにより矩形の突出部分５７を周方向の中央部分に形成し、その分、マグネット５（図１（ａ）参照のこと。）との隙間を狭めることによって、集磁効率を高めるように構成してもよい。この場合には、集磁板５０の周方向における中央部分に突出部分５７が形成されているので、その両側に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明したような位置決め用係合部５５を形成する。一方、図示を省略するが、図６（ａ）、（ｂ）に示す電機子コア１１において上端面および下端面の中央部分に形成した溝１１９に代えて、位置決め用係合部５５に対応する位置に各位置決め用係合部５５がそれぞれ嵌まる２つの溝１１９を電機子コア１１の上端面および下端面のそれぞれに形成する。
【００３６】
このような作用を有する電機子を構成するにあたっては、従来、図８（ｂ）に示すように、電機子コア１１を構成する各コア板１９３の外周縁には矩形に突出する突出部分１９４を形成しておく方法が用いられているが、本形態のように、集磁板５０に形成した突出部分５７を利用する構成であれば、一般的に使用されている構造の電機子コア１１に対して、図８（ａ）に示した集磁板５０を取り付けるだけでよい。それ故、各種モータにおいて電機子コア１１の共通化を図ることができるという利点がある。
【００３７】
［実施の形態５］
本形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、１つの傘部１１７に対して２枚の集磁板５０を用い、これら２枚の集磁板５０を、傘部１１７の外周端面１１８に形成した１条の溝１１５で固定する構造になっている。すなわち、２枚の集磁板５０はいずれも、端部が背面側に折り曲げられ、この折り曲げれた部分によって位置決め用係合部５９が構成され、これらの２枚の集磁板５０の位置決め用係合部５９を重ねた状態で嵌め込み固定できるように、傘部１１７の外周端面１１８に形成する溝１１５の幅が設定されている。
【００３８】
このように２枚の集磁板５０を用いる場合でも、それらを傘部１１７の外周端面１１８に取り付けると、集磁板５０の他方側の端部は、傘部１１７から周方向に張り出す周方向張出部５１になっている。このため、電機子コア１１の開口を狭くすることができる。また、集磁板５０の幅寸法は、電機子コア１１の厚さ寸法より大きいので、集磁板５０は、軸方向にはみ出す軸方向張出部５２を有する構成になっている。それ故、本形態によれば、電機子コア１１は集磁機能が高いので、実施の形態１と同様、モータ出力などが向上するという利点がある。
【００３９】
なお、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、集磁板５０には、集磁板５０の両端よりやや内側において背面側に切り起こされた爪状の位置決め用係合部５３を構成し、これら２つの位置決め用係合部５３の各々が、傘部１１７の両端から裏側に周り込んで集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８において周方向に位置決め固定するように構成してもよい。
【００４０】
［実施の形態６］
上記のいずれの形態でも、隣接する集磁板５０の間に形成される隙間は電機子コア１１の軸方向に真っ直ぐ延びるが、図１０（ａ）、（ｂ）に示す集磁板５０のように、両端縁がθ（θ＜９０°）の角度をもって斜めに切断され、スキュー状の隙間６０が形成されている構造であってもよい。このように構成した場合には、集磁板５０の間において隙間が電機子コア１１の軸方向に真っ直ぐ延びている構成のものと開口幅Ｗ１が同一でも、磁気抵抗の変化が滑らかなので、その分、コギングの発生をより防止できる。しかも、電機子コア１１にスキュー状の隙間を形成するといっても、集磁板５０の両端縁をに斜めに打ち抜くだけでよく、電機子コア１１本体を製造する際にコア板をずらしながら積層する必要がないなど、製造しやすいという利点がある。
【００４１】
［その他の実施の形態］
なお、上記のいずれの形態においても、集磁板５０は傘部１１７の外周端面から軸方向の双方に軸方向張出部５２を有していたが、軸方向の一方にだけ軸方向張出部５２を有していてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータでは、突極に駆動コイルを巻回するときの電機子コアの開口幅を十分に広くしておき、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回し、駆動コイルを巻回した後には、傘部の外周端面に集磁板を取付け、この集磁板で電機子コアの開口幅を狭める。従って、電機子コアの開口が狭い分、集磁機能が向上するので、コギングが発生せず、円滑な回転を行うができる。また、集磁板は、傘部の外周端面から軸方向に張り出すので、集磁機能が高く、モータ出力も向上するという利点もある。さらに、集磁板は傘部の側に屈曲する位置決め用係合部を備え、この位置決め用係合部を傘部に係合させるだけで、傘部の外周端面に対して集磁板の位置決めを容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明を適用したモータの基本的な構造を示す電機子の半断面図、（ｂ）は、その反出力側端面を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、従来のモータにおけるトルク変動を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るモータにおけるトルク変動を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、従来のモータにおける振動分布を示すヒストグラム、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るモータにおける振動分布を示すヒストグラムである。
【図５】本発明の効果として、モータを構成する部材を共通化できることを説明するための図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、それに用いた電機子コアおよび集磁板の製造方法を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るモータに用いた集磁板を示す斜視図、（ｂ）はこの集磁板を用いたモータと同等の特性を得るための従来の電機子コアの構造を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態４に係るモータに用いた集磁板を示す斜視図、（ｂ）はこの集磁板を用いたモータと同等の特性を得るための従来の電機子コアの構造を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施の形態５に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付ける方法を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の実施の形態６に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、その側面図である。
【図１１】（ａ）は、従来のモータに用いた電機子の平面図、（ｂ）は従来のモータにおいてそのまま電機子コアの開口幅を狭めたときの問題点を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１ モータ
４ モータシャフト
５ マグネット
１０ 電機子
１１ 電機子コア
１７ 駆動コイル
５０ 集磁板
５１ 周方向張出部
５２ 軸方向張出部
５３ 第１の位置決め用係合部
５４ 第２の位置決め用係合部
５５、５９ 位置決め用係合部
５６ 貫通穴
５７ 突出部分
６０ スキュー状の隙間
１００ オープンスロット
１１４ 突極
１１５、１１９ 溝
１１６ 腕部
１１７ 傘部
１１８ 傘部の外周端面
Ｗ オープンスロットの開口幅
Ｗ１ 集磁部間の開口幅
【発明の属する技術分野】
本発明はモータに関するものである。さらに詳しくは、モータの電機子構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの電機子コアは、図１１（ａ）に示すように、放射状に張り出す腕部１１６、および腕部１１６の先端部で両側に広がる傘部１１７からなる複数本の突極１１４を備えている。隣接する突極１１４の間にはオープンスロット１００が形成されており、このオープンスロット１００を利用して、各突極１１４の腕部１１６に駆動コイル１７を巻き付けていく。たとえば、導線を誘導しながら繰り出すノズルの周りで電機子コア１１を回転させると、導線が突極１１４の腕部１１６に巻回されていく。この際にノズルの移動を傘部１１７が妨げないように、オープンスロット１００として十分に広い開口幅Ｗが確保されている。
【０００３】
すなわち、駆動コイル１７の巻回作業を行う際に、図１１（ｂ）に示すようにオープンスロット１００の開口幅が狭すぎると、ノズルが十分に移動できないため、腕部１１６に対して均等に駆動コイル１７を巻回できず、駆動コイル１７は腕部１１６の先端側に偏ってしまう。その結果、デッドスペースＤが発生する分、駆動コイル１７の巻回数が少なくなってモータ出力が低下するとともに、駆動コイル１７に巻き崩れが起きて駆動コイル１７に弛みが発生することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、駆動コイル１７を適正に巻回するという観点からすれば、オープンスロット１００の開口幅が広い方が好ましいが、開口幅が広いと、その分、モータの出力特性が低下するという問題点がある。すなわち、電機子コア１０の側あるいはマグネットの側が回転する際のいずれの場合であっても、傘部１１７の間の開口が大きいと、この開口部分では磁束密度の低下が著しい分、磁気抵抗が著しく増大する。その結果、モータに大きなコギングが発生して、平滑な連続回転を阻害する。このように、従来の電機子構造では、駆動コイル１７の巻回状態の適正化とモータ出力の平滑化とは一方を向上させると他方が低下するという二律背反する関係にあり、双方を向上させることができない。
【０００５】
このような問題点を解消する方法として、特開昭６３−１５７６５１号公報には、電機子コアの外周端面に集磁板（磁束収束片）を取り付けて開口幅を狭める発明が開示されているが、それに開示されているものでは、電機子コアに対する集磁板の取付けに手間がかかる他、周方向に集磁板をこれ以上延ばせないため、モータ出力をさらに向上させることができない。
【０００６】
よって、本発明の課題は、電機子の構造を改良して、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回できるとともに、集磁機能も高めることにより、コギング発生の防止およびモータ出力の向上を十分に、かつ、容易に図ることのできるモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、放射状に張り出す腕部、および該腕部の先端部で両側に広がる傘部からなる複数本の突極を備える電機子コアと、前記腕部に巻回された駆動コイルと、前記電機子コアの外周端面に対向するマグネットとを有し、該マグネットの側および前記電機子コアのうちのいずれか一方が回転するモータにおいて、まず、前記傘部の外周端面には、該外周端面から周方向に張り出す周方向張出部、当該傘部の外周端面から軸方向の少なくとも一方に張り出す軸方向張出部、および当該傘部の側に屈曲して該傘部と係合する位置決め用係合部を備える磁性板からなる集磁板が取り付けられていることを特徴とする。本発明において、前記集磁板は、前記位置決め用係合部として、当該集磁板を周方向に位置決めする爪状の第１の位置決め用係合部と、軸方向に位置決め固定する爪状の第２の位置決め用係合部とをそれぞれ別の形態で有している場合があるが、同じ形態の位置決め用係合部が、当該集磁板を周方向および軸方向の双方に位置決めする場合もある。後者の場合には、たとえば、傘部の上面および下面のそれぞれに溝を形成し、これらの溝内に２つの位置決め用係合部をそれぞれ嵌めれば、同じ形態の位置決め用係合部が集磁板を周方向および軸方向の双方に位置決めすることになる。
【０００８】
本発明では、突極に駆動コイルを巻回するときには電機子コアの開口幅を十分に広くしておき、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回できるようにしておく。一方、駆動コイルを巻回した後には、傘部の外周端面に対して集磁板を取付け、開口幅を狭める。従って、電機子コアの開口は集磁板で塞がれた構造になるため、集磁機能が向上し、コギングが発生しないので、円滑な回転を行うことになる。また、集磁板は、傘部の外周端面から軸方向に張り出す軸方向張出部を備えているので、集磁機能が著しく高い。よって、モータ出力が向上するという利点もある。さらに、集磁板は傘部の側に屈曲する位置決め用係合部を備え、この位置決め用係合部が傘部に係合することによって、傘部の外周端面に対する集磁板の位置決めが容易に行われる。それ故、モータの組立て工程では、傘部の外周端面に集磁板を位置決め固定した後、そのまま電機子として使用するか、あるいは集磁板を傘部に接着剤で簡単に固定するだけでもよい。
【０００９】
このような構成のモータにおいて、前記傘部の外周端面に集磁板を取り付けるにあたって、本発明では、前記電機子コアは複数枚のコア板を積層してなり、当該複数枚のコア板のうち、最上層のコア板および最下層のコア板のそれぞれに溝が形成され、該溝内に前記位置決め用係合部がそれぞれ嵌められて前記集磁板が周方向および軸方向の双方に位置決めされていることを特徴とする。本発明において、前記位置決め用係合部は、先端側の幅が拡がっていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の別の形態では、前記集磁板には、周方向で隣接する傘部の間に構成された開口から周方向に離間した位置で前記傘部の外周端面を露出させる貫通穴が形成されていることを特徴とする。このように構成すると、マグネットと集磁板とが対向している部分のうち、貫通穴が形成されている部分では、マグネットと電機子コアの外周端面との隙間が広いことになるので、そこでは集磁機能がやや低下する。その結果、電機子コアの全周において集磁機能を平均化することができるので、電機子コアの開口に起因するコギングを小さくすることができる。
【００１１】
本発明において、隣接する傘部の外周端面に取り付けられている前記集磁板同士は、スキュー状の隙間を形成していることが好ましい。スキュー状の開口であれば、電機子コアの開口に起因する磁気抵抗の変化がなだらかになるので、コギングを小さくすることができるが、本発明を適用すれば、集磁板の方で隙間をスキュー状にするので、電機子コア自身の開口はそのままでよいという利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態を説明する前に、各形態で共通する構成を、図１を参照して説明しておく。
【００１３】
（モータの全体構成）
図１（ａ）は、本発明に係るモータを示す半断面図である。本例のモータ１は、薄型の小型モータであり、そのモータハウジングは、カップ状のカバーケース２と、このカバーケース２の開口を閉鎖している端板９とによって構成されている。カバーケース２の底面部２０１の中心には軸受３が固定され、この軸受３を介してモータシャフト４が回転自在に支持されている。ハウジング内に位置するモータシャフト４の長手方向における中央付近には電機子１０が一体回転するように固定されている。カバーケース２の内周面２０２には、電機子１０の外周縁に対して僅かな隙間を介して対向するようにリング状のマグネット５が取り付けられている。電機子１０の端板９の側には、モータシャフト４に整流子６が取り付けられている。この整流子６の接触面に接触するようにブラシ７がブラシホルダ８に保持されている。ブラシホルダ８はカバーケース２の開口を塞ぐ端板９に固定されている。端板９には、モータシャフト４の基端部を支持するスラスト軸受３１が取り付けられている。
【００１４】
電機子１０において、電機子コア１１は、けい素鋼からなるコア板を複数枚積層することにより構成されている。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、電機子コア１１は、モータシャフト４が貫通している軸孔１１３を備えた基部１１０と、この基部１１０から放射状に張り出す３本の突極１１４を有している。これらの突極１１４は、基部１１０から放射状に延びる腕部１１６と、これらの腕部１１６の先端側において周方向に広がる傘部１１７とから構成されている。電機子コア１１には上下からインシュレータ２０、３０（図１（ａ）を参照。）が被せられ、このインシュレータ２０、３０の上から腕部１１６に対して駆動コイル１７が巻回されている。なお、インシュレータ２０、３０を電機子コア１１に被せると、各突極の間にはコイルガイド部４０が構成される。したがって、電機子コア１１の突極１１４（腕部１１６）に駆動コイル１７を巻回している最中に駆動コイル１７が他の突極の方に流れることがない。
【００１６】
（突極部分の構成）
このように構成した電機子１０において、電機子コア１１の腕部１１６に駆動コイル１７を巻回する際も、従来技術で説明したように、隣接する突極１１４間に構成されているオープンスロット１００を利用する。このコイル巻回工程を行う時点では、オープンスロット１００の開口幅Ｗが十分に広いので、デッドスペースを発生させることなく、駆動コイル１７を容易に、かつ、適正な状態に巻回することができる。
【００１７】
但し、オープンスロット１００の開口幅Ｗが広いままでは、磁気抵抗が大きいことから、本発明では、以下に説明するいずれの各形態においても、突極１１４に駆動コイル１７を巻回した後、傘部１１７の外周端面１１８には、この外周端面１１８と同様に湾曲したけい素鋼板などの磁性板からなる集磁板５０を取付ける。ここで、集磁板５０は、傘部１１７の外周端面１１８から周方向に張り出す周方向張出部５１を備えるため、オープンスロット１００の開口幅Ｗを寸法Ｗ１にまで狭める。それ故、本形態のモータ１では、コギングが発生せず、円滑な回転が可能となる。
【００１８】
［実施の形態１］
図２は、本形態に係るモータに用いた電機子の要部（突極および集磁板）の斜視図である。なお、以下の説明において共通する機能を有する部分には同一の符合を付してある。
【００１９】
図２に示すように、本形態に係るモータにおいて、傘部１１７の外周端面１１８には、該外周端面１１８から周方向に張り出す磁性板からなる集磁板５０が取付けられている。また、集磁板５０の幅寸法Ｂは傘部１１７の厚さ寸法Ａよりも大きく設定されているので、集磁板５０の軸方向における両側には、傘部１１７の外周端面１１８から軸方向に張り出す軸方向張出部５２が構成されている。
【００２０】
集磁板５０には、傘部１１７の側に屈曲して傘部１１７に係合する位置決め用係合部として、集磁板５０の両端よりやや内側において背面側に切り起こされた２つの爪状の第１の位置決め用係合部５３が構成されている。これら爪状の２つの第１の位置決め用係合部５３は各々、傘部１１７の両端縁からその裏側に周り込んで集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８において位置決め固定している。従って、従来からある電機子コア１１の構造を変えることなく、傘部１１７の外周端面１１８における集磁板５０の周方向の位置を規定することができる。
【００２１】
集磁板５０には、位置決め用係合部として、集磁板５０の上端および下端よりやや内側位置（傘部１１７の上端面および下端面に相当する位置）で背面側に部分的に折り曲げられた２つの爪状の第２の位置決め用係合部５４が形成され、これら２つの爪状の第２の位置決め用係合部５４は傘部１１７を上下から挟むようにして傘部１１７に係合している。かかる係合によって、集磁板５０は傘部１１７の外周端面１１８において軸方向に位置決め固定されている。
【００２２】
それ故、本形態のモータ１では、図１（ｂ）を参照して説明したように、集磁板５０によって電機子コアの開口を狭めてあるので、コギングが発生しないとともに、集磁板５０に軸方向張出部５２が形成されている分、マグネットとの対向面積が広いので、集磁機能が高く、モータ出力が高い。さらに、集磁板５０は、傘部１１７の側に爪状に屈曲する第１の位置決め用係合部５３および第２の位置決め用係合部５４を備え、これらの係合部と傘部１１７との係合によって傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を位置決め固定する。それ故、集磁板５０を取り付けた後、そのまま電機子１０として使用してもよいし、接着剤などを用いて集磁板５０を傘部１１７に固定してから電機子１０として使用してもよい。
【００２３】
ここで、集磁板５０については、傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から湾曲しているもの、傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前は平板であったが、傘部１１７の外周端面１１８への取り付けによって変形したもののいずれであってもよい。本形態のように、第１の位置決め用係合部５３が完全に傘部１１７の裏側まで周り込んで引っ掛かるのであれば、外周端面１１８に取り付ける際に変形が起こるように構成すると、その形状復帰力によって、第１の位置決め用係合部５３が傘部１１７に強く引っ掛かることになる。それ故、集磁板５０は、傘部１１７の外周端面１１８に強固に固定される。
【００２４】
また、第２の位置決め用係合部５４については、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から背面側に折り曲げてあったもの、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付けてから背面側に折り曲げたもののいずれをも使用できる。これらの構成のうち、集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取り付ける前から第２の位置決め用係合部５４を背面側に深めに折り曲げて２つの第２の位置決め用係合部５４の間隔を電機子コア１１の厚さ寸法より狭めておけば、集磁板５０を電機コア１１に取り付ける際に、傘部１１７を２つの第２の位置決め用係合部５４の間に押し込むだけで２つの爪状の位置決め用係合部５４は、その形状復帰力で傘部１１７を弾性をもって上下から挟持することになる。このような効果は、２つの第２の位置決め用係合部５４を部分的に折り曲げて爪状にしたことで得られるものである。
【００２５】
なお、従来のように電機子コア１１の開口幅が広いままのモータ（図１１（ａ）参照。）と、本形態に係るモータ１とについて、トルク変動をそれぞれ計測した結果を、図３（ａ）、（ｂ）に示す。これらの図を比較してわかるように、従来のモータでは、電機子１０の１回転につきコギングに起因する６箇所の大きなトルク変動が出現しているが、本形態のモータ１では、電機子コア１１の開口幅を狭めてあるので、上記のコギングに起因するトルク変動が消失し、円滑な回転が得られる。この評価において、本形態のモータ１で観測されたトルク最大値τmax.2 とトルク最小値τmin.2 の差｜Δτ2 ｜は約０．１８ｍＮ・ｍ（ミリニュートン・メータ）であり、従来構造のモータで観測されたトルク最大値τmax.1 とトルク最小値τmin.1 の差｜Δτ1 ｜に対して約１／２である。それだけ、本形態のモータ１によれば、円滑な回転が得られるといえる。
【００２６】
また、従来のように電機子コア１１の開口幅が広いままのモータと、本形態に係るモータ１とについて、それぞれサンプルを２０台用意し、ＣＤ（コンパクトディスク）などの駆動装置本体に組み込んだときに装置本体に生じる振動値（ｍＧ・ミリジー）をサンプル個々についてそれぞれ計測した結果を、図４（ａ）、（ｂ）に累積分布図（ヒストグラム）で示す。これらの図を比較してわかるように、従来のモータでは、振動の平均値Ｍ１が２２．０００ｍＧであったのに対して、本形態のモータでは、電機子コア１１の開口幅を狭めてコギングに起因するトルク変動を防止したので、振動の平均値Ｍ２が１１．５５０ｍＧにまで低減できている。
【００２７】
モータ１を構成するにあたっては、図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、マグネット５として、ネオジウム−鉄−ボロン磁石などの高出力マグネット５Ａを使用する場合と、焼結マグネットやボンド磁石５Ｂなどを使用する場合とに大別できる。これらのマグネット５Ａ、５Ｂのうち、図５（ａ）に示すように、高出力マグネット５Ａは磁力が強いが、高価であるため、肉厚がｔ3 と比較的薄いものが使用される。それに比較して、図５（ｂ）に示すように、ボンド磁石５Ｂは、安価であるが磁力が弱いので、肉厚がｔ4 と比較的厚いものが使用される。従って、従来構造のままで、内径寸法（φＤ）が同一のカバーケース２、外径寸法（φｄ）が同一の電機子コア１１を使用すると、マグネット５の種類によって、マグネット５と電機子コア１１の外周端面との隙間寸法が異なってしまうため、カバーケース２や電機子コア１１の共通化を図ることができなかった。しかるに本形態では、傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を取り付けるため、カバーケース２や電機子コア１１として同一仕様のものを用いたときでも、集磁板５０の厚さを変えるだけで、マグネット５と電機子コア１１の外周面との隙間寸法をｔ0 と一定にすることができる。すなわち、薄い高出力マグネット５Ａを使用する場合には、肉厚がｔ1 と厚い集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取付け、厚い高出力マグネットを使用する場合には、肉厚がｔ2 と薄い集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８に取付けることによって、マグネット５の内周端面と電機子コア１１の外周端面（集磁板５０の外周端面）との隙間ｔ0 を同等寸法にすることができる。
【００２８】
［実施の形態２］
上記の形態は、集磁板５０に対して、位置決め用係合部として、集磁板５０を周方向に位置決めする第１の位置決め用係合部５３と、軸方向に位置決めする第２の位置決め用係合部５４とをそれぞれ形成した例であるが、本形態では、１種類の位置決め用係合部だけで、集磁板５０を周方向および軸方向の双方において位置決めする。
【００２９】
すなわち、図６（ａ）に示すように、本形態では、電機子コア１１の傘部１１７の上端面および下端面には溝１１９が形成され、これらの溝１１９内には、集磁板５０の上端および下端よりやや内側において背面側に部分的に折り曲げられた爪状の２つの位置決め用係合部５５がそれぞれ完全に嵌まっている。また、位置決め用係合部５５は先端側の幅が拡がっており、その形状に対応するように、溝１１９の形状が設定されているため、位置決め用係合部５５は溝１１９内に嵌まると、集磁板５０を外周側に引っ張っても抜けることがない。
【００３０】
このような形状の溝１１９を傘部１１７の上面および下面のそれぞれに形成するにあたっては、図６（ｂ）に示すように、複数枚のコアを積層して電機子コア１１を形成していく際に、その最上層のコア板１１１および最下層のコア板１１２に溝１１９となるべき切り欠きを形成しておけばよい。また、集磁板５０に位置決め用係合部５５を形成するにあたっては、磁性板をプレスによる打ち抜く際に、集磁板５０の上縁および下縁に位置決め用係合部５５となるべき突起を残しておき、それを矢印Ｅで示すように背面側に折り曲げればよい。
【００３１】
このように構成した電機子１０を用いると、傘部１１７の外周端面１１８には、周方向張出部５１および軸方向張出部５２を備える集磁板５０が取り付けられているため、集磁機能が高いので、回転特性およびモータ出力特性が高いなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。また、本形態では、集磁板５０に形成した位置決め用係合部５５は、溝１１９内で電機子コア１１を上下から挟んだ状態にあるので、集磁板５０を軸方向に位置決め固定するとともに、それぞれ溝１１９内に嵌まって、集磁板５０を周方向にも位置決め固定している。それ故、集磁板５０の位置決め用係合部５５を溝１１９内に嵌めるだけで傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０を取り付けることができるので、作業効率が高いという利点もある。
【００３２】
［実施の形態３］
実施の形態２に係るモータにおいて、図７（ａ）に示すように、傘部１１７の外周端面１１８に取り付けた集磁板５０に対し、矩形の貫通穴５６を２つ形成しておき、図６（ａ）に示すように、傘部１１７の外周端面１１８に集磁板５０に取り付けたときに、傘部１１７の外周端面１１８の一部が貫通穴５６から露出するように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すると、マグネット５（図１（ａ）参照のこと。）と集磁板５０とが対向している部分でも、貫通穴５６が形成されている所では集磁機能がやや低下する。その結果、電機子コア１１の周りにおいて集磁機能を平均化することができるので、その分、電機子コア１１の開口に起因するコギングを小さくすることができる。
【００３４】
このような作用を有する電機子コアを構成するにあたっては、従来、図７（ｂ）に示すように、電機子コア１１を構成する各コア板１９１に外周縁から内側に切り欠き１９２をそれぞれ形成しておく方法が用いられている。しかるに本形態のように、集磁板５０に形成した貫通穴５６によって、その部分の集磁機能を低下させる構成であれば、一般的に使用されている構造の電機子コア１１に対して、図７（ａ）に示した集磁板５０を取り付けるだけでよい。それ故、各種モータにおいて電機子コア１１の共通化を図ることができるという利点がある。
【００３５】
［実施の形態４］
図８（ａ）に示すように、集磁板５０に対して、磁性板への折り曲げにより矩形の突出部分５７を周方向の中央部分に形成し、その分、マグネット５（図１（ａ）参照のこと。）との隙間を狭めることによって、集磁効率を高めるように構成してもよい。この場合には、集磁板５０の周方向における中央部分に突出部分５７が形成されているので、その両側に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明したような位置決め用係合部５５を形成する。一方、図示を省略するが、図６（ａ）、（ｂ）に示す電機子コア１１において上端面および下端面の中央部分に形成した溝１１９に代えて、位置決め用係合部５５に対応する位置に各位置決め用係合部５５がそれぞれ嵌まる２つの溝１１９を電機子コア１１の上端面および下端面のそれぞれに形成する。
【００３６】
このような作用を有する電機子を構成するにあたっては、従来、図８（ｂ）に示すように、電機子コア１１を構成する各コア板１９３の外周縁には矩形に突出する突出部分１９４を形成しておく方法が用いられているが、本形態のように、集磁板５０に形成した突出部分５７を利用する構成であれば、一般的に使用されている構造の電機子コア１１に対して、図８（ａ）に示した集磁板５０を取り付けるだけでよい。それ故、各種モータにおいて電機子コア１１の共通化を図ることができるという利点がある。
【００３７】
［実施の形態５］
本形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、１つの傘部１１７に対して２枚の集磁板５０を用い、これら２枚の集磁板５０を、傘部１１７の外周端面１１８に形成した１条の溝１１５で固定する構造になっている。すなわち、２枚の集磁板５０はいずれも、端部が背面側に折り曲げられ、この折り曲げれた部分によって位置決め用係合部５９が構成され、これらの２枚の集磁板５０の位置決め用係合部５９を重ねた状態で嵌め込み固定できるように、傘部１１７の外周端面１１８に形成する溝１１５の幅が設定されている。
【００３８】
このように２枚の集磁板５０を用いる場合でも、それらを傘部１１７の外周端面１１８に取り付けると、集磁板５０の他方側の端部は、傘部１１７から周方向に張り出す周方向張出部５１になっている。このため、電機子コア１１の開口を狭くすることができる。また、集磁板５０の幅寸法は、電機子コア１１の厚さ寸法より大きいので、集磁板５０は、軸方向にはみ出す軸方向張出部５２を有する構成になっている。それ故、本形態によれば、電機子コア１１は集磁機能が高いので、実施の形態１と同様、モータ出力などが向上するという利点がある。
【００３９】
なお、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、集磁板５０には、集磁板５０の両端よりやや内側において背面側に切り起こされた爪状の位置決め用係合部５３を構成し、これら２つの位置決め用係合部５３の各々が、傘部１１７の両端から裏側に周り込んで集磁板５０を傘部１１７の外周端面１１８において周方向に位置決め固定するように構成してもよい。
【００４０】
［実施の形態６］
上記のいずれの形態でも、隣接する集磁板５０の間に形成される隙間は電機子コア１１の軸方向に真っ直ぐ延びるが、図１０（ａ）、（ｂ）に示す集磁板５０のように、両端縁がθ（θ＜９０°）の角度をもって斜めに切断され、スキュー状の隙間６０が形成されている構造であってもよい。このように構成した場合には、集磁板５０の間において隙間が電機子コア１１の軸方向に真っ直ぐ延びている構成のものと開口幅Ｗ１が同一でも、磁気抵抗の変化が滑らかなので、その分、コギングの発生をより防止できる。しかも、電機子コア１１にスキュー状の隙間を形成するといっても、集磁板５０の両端縁をに斜めに打ち抜くだけでよく、電機子コア１１本体を製造する際にコア板をずらしながら積層する必要がないなど、製造しやすいという利点がある。
【００４１】
［その他の実施の形態］
なお、上記のいずれの形態においても、集磁板５０は傘部１１７の外周端面から軸方向の双方に軸方向張出部５２を有していたが、軸方向の一方にだけ軸方向張出部５２を有していてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータでは、突極に駆動コイルを巻回するときの電機子コアの開口幅を十分に広くしておき、駆動コイルを適正な状態に容易に巻回し、駆動コイルを巻回した後には、傘部の外周端面に集磁板を取付け、この集磁板で電機子コアの開口幅を狭める。従って、電機子コアの開口が狭い分、集磁機能が向上するので、コギングが発生せず、円滑な回転を行うができる。また、集磁板は、傘部の外周端面から軸方向に張り出すので、集磁機能が高く、モータ出力も向上するという利点もある。さらに、集磁板は傘部の側に屈曲する位置決め用係合部を備え、この位置決め用係合部を傘部に係合させるだけで、傘部の外周端面に対して集磁板の位置決めを容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明を適用したモータの基本的な構造を示す電機子の半断面図、（ｂ）は、その反出力側端面を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、従来のモータにおけるトルク変動を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るモータにおけるトルク変動を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、従来のモータにおける振動分布を示すヒストグラム、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るモータにおける振動分布を示すヒストグラムである。
【図５】本発明の効果として、モータを構成する部材を共通化できることを説明するための図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、それに用いた電機子コアおよび集磁板の製造方法を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態３に係るモータに用いた集磁板を示す斜視図、（ｂ）はこの集磁板を用いたモータと同等の特性を得るための従来の電機子コアの構造を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態４に係るモータに用いた集磁板を示す斜視図、（ｂ）はこの集磁板を用いたモータと同等の特性を得るための従来の電機子コアの構造を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施の形態５に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付ける方法を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の実施の形態６に係るモータにおいて、突極の傘部の外周端面に集磁板を取り付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は、その側面図である。
【図１１】（ａ）は、従来のモータに用いた電機子の平面図、（ｂ）は従来のモータにおいてそのまま電機子コアの開口幅を狭めたときの問題点を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１ モータ
４ モータシャフト
５ マグネット
１０ 電機子
１１ 電機子コア
１７ 駆動コイル
５０ 集磁板
５１ 周方向張出部
５２ 軸方向張出部
５３ 第１の位置決め用係合部
５４ 第２の位置決め用係合部
５５、５９ 位置決め用係合部
５６ 貫通穴
５７ 突出部分
６０ スキュー状の隙間
１００ オープンスロット
１１４ 突極
１１５、１１９ 溝
１１６ 腕部
１１７ 傘部
１１８ 傘部の外周端面
Ｗ オープンスロットの開口幅
Ｗ１ 集磁部間の開口幅
Claims (5)
- 放射状に張り出す腕部、および該腕部の先端部で両側に広がる傘部からなる複数本の突極を備える電機子コアと、前記腕部に巻回された駆動コイルと、前記電機子コアの外周端面に対向するマグネットとを有し、該マグネットの側および前記電機子コアのうちのいずれか一方が回転するモータにおいて、
前記傘部の外周端面には、該外周端面から周方向に張り出す周方向張出部、当該傘部の外周端面から軸方向の少なくとも一方に張り出す軸方向張出部、および当該傘部の側に屈曲して該傘部と係合する位置決め用係合部を備える磁性板からなる集磁板が取り付けられ、
前記電機子コアは複数枚のコア板を積層してなり、当該複数枚のコア板のうち、最上層のコア板および最下層のコア板のそれぞれに溝が形成され、該溝内に前記位置決め用係合部がそれぞれ嵌められて前記集磁板が周方向および軸方向の双方に位置決めされていることを特徴とするモータ。 - 請求項１において、前記位置決め用係合部は、先端側の幅が拡がっていることを特徴とするモータ。
- 請求項１または２において、前記集磁板には、周方向で隣接する傘部の間に構成された開口から周方向に離間した位置で前記傘部の外周端面を露出させる貫通穴が形成されていることを特徴とするモータ。
- 放射状に張り出す腕部、および該腕部の先端部で両側に広がる傘部からなる複数本の突極を備える電機子コアと、前記腕部に巻回された駆動コイルと、前記電機子コアの外周端面に対向するマグネットとを有し、該マグネットの側および前記電機子コアのうちのいずれか一方が回転するモータにおいて、
前記傘部の外周端面には、該外周端面から周方向に張り出す周方向張出部、当該傘部の外周端面から軸方向の少なくとも一方に張り出す軸方向張出部、および当該傘部の側に屈曲して該傘部と係合する位置決め用係合部を備える磁性板からなる集磁板が取り付けられ、
前記集磁板には、周方向で隣接する傘部の間に構成された開口から周方向に離間した位置で前記傘部の外周端面を露出させる貫通穴が形成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記集磁板は、隣接する傘部に取り付けられている集磁板との間にスキュー状の隙間を形成するように構成されていることを特徴とするモータ。
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