JP4891631B2

JP4891631B2 - モータ

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Publication number: JP4891631B2
Application number: JP2006055367A
Authority: JP
Inventors: 勝三齋藤; 将人岩瀬
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP2007236123A

Description

本発明は、光学機器レンズ駆動用アクチュエータ、ディスク記憶装置の書き込み、読み込みヘッド駆動用アクチュエータ、光学式及び磁気式読み取りセンサー、各種医療機器等に用いられるコアレス型のモータに関する。

従来、このような分野の技術としてＰＭ型２相励磁式ステッピングモータ（特許文献１参照）がある。このステッピングモータは、シャフトにマグネットが固定されたロータと、第１相と第２相とに分かれて構成された複数の扁平な空芯コイルが、マグネットの外周面に沿って配置されたステータとを有する。空芯コイルに通電すると、フレミング左手の法則により、空芯コイルに回転力が発生する。空芯コイルは固定されているため、その反力を受けてロータが回転する。各相の空芯コイルは電気角で９０度ずれて配置されており、各相の空芯コイルに９０度位相のずれた電圧波形の通電を行うことでシャフトが一方向に継続して回転する。このステッピングモータでは、ステータに磁気ヨークコアが無いため、ディテントトルクは発生せず、駆動および停止時にディテントトルクの影響を受けない。

特開２００３−７０２２３号公報

従来のステッピングモータでは、各相の電源電圧の位相差に対応して空芯コイルを配置する必要があり、更には各空芯コイル同士が重ならないように隙間を空けて配置する必要がある。そして、このような空芯コイルの配置上の制約により、従来のステッピングモータでは、空芯コイルを増やして出力トルクを大きくすることは困難であった。また、各空芯コイルの巻回数を増やすと、空芯コイルが厚くなってモータが大きくなってしまうため、各空芯コイルの巻回数を増やして出力トルクを大きくすることも困難であった。

本発明は、モータが大型化することなく、出力トルクを大きくし易いモータを提供することを目的とする。

本発明は、シャフトに固定されたマグネットと、マグネットを包囲するように環状に配置したステータとを有するモータであって、
ステータは、
中央に空隙部を有する扁平の第１空芯コイルが、直列に複数接続された第１相コイル群と、
中央に空隙部を有する扁平の第２空芯コイルが、直列に複数接続された第２相コイル群とを有し、
第１相コイル群と第２相コイル群とは、第１空芯コイルと第２空芯コイルとが周方向で交互にずれながら重なり、
隣り合う第１空芯コイル同士は、第２空芯コイルの空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、
隣り合う第２空芯コイル同士は、第１空芯コイルの空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、
第１空芯コイルの空隙部には、第１スペーサが嵌め込まれ、第２空芯コイルの空隙部には、第２スペーサが嵌め込まれ、
第１スペーサ及び第２スペーサには、周方向における前後にそれぞれ凸部と凹部とが形成され、第１スペーサの凸部は隣接する第２スペーサの凹部に嵌め込まれ、第２スペーサの凸部は隣接する第１スペーサの凹部に嵌め込まれて、第１空芯コイルと第２空芯コイルとが交互に重なり合うことを特徴とする。

本発明に係るモータでは、第１相及び第２相コイル群における各空芯コイルがシャフトの周方向で交互にずれながら重なるため、従来のモータよりも多くの空芯コイルを利用したステータを形成し易い。さらに、隣り合う第１空芯コイル同士は第２空芯コイルの空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、隣り合う第２空芯コイル同士は第１空芯コイルの空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なるため、第１及び第２空芯コイルの空隙部を有効活用でき、そして、空隙部を挟んで第１空芯コイル同士及び第２空芯コイル同士を通電方向が同一になるように重ねることで、重ねられた第１空芯コイル同士及び第２空芯コイル同士における磁気力の相殺を避け且つ出力トルクを大きくできる。その結果として、ステータの占有領域を広げることなく、出力トルクを高めることができる。なお、ステッピングモータとして用いる場合、第１及び第２空芯コイルの個数とマグネットの極数との組み合わせや第１及び第２空芯コイルへの通電を所定時間をもって切り替えることにより、任意のシャフトホールドポイントを作り出すことができ、シャフトのステップ角の制御を可能にすることができる。

更に、第１空芯コイルの空隙部には、第１スペーサが嵌め込まれ、第２空芯コイルの空隙部には、第２スペーサが嵌め込まれる。このように、第１及び第２スペーサをそれぞれ第１及び第２空芯コイルの空隙部に嵌め込むことで、第１及び第２空芯コイルの型崩れを防止できる。そして、型崩れの無い同一形状の第１及び第２空芯コイルを重ね合わせることで、第１及び第２空芯コイル同士を強固に固定し易くなる。特に、モータが小型である場合、第１及び第２スペーサによる第１及び第２空芯コイルの型崩れの防止は、小型の第１及び第２空芯コイルの扱易性を良好にし、ステータの組立て性を良好にする。

更に、第１スペーサ及び第２スペーサには、周方向における前後にそれぞれ凸部と凹部とが形成され、第１スペーサの凸部は隣接する第２スペーサの凹部に嵌め込まれ、第２スペーサの凸部は隣接する第１スペーサの凹部に嵌め込まれて、第１空芯コイルと第２空芯コイルとが交互に重なり合う。この場合、第１及び第２スペーサのうち、一方のスペーサにおける凸部が他方のスペーサにおける凹部に嵌め込まれることで、第１空芯コイルと第２の空芯コイルとが位置決めされた状態で重なり合う。そのため、相互に重なり合う第１及び第２空芯コイル同士を、通電電圧の位相差に応じた精度の高い角度差で配置し易くなる。その結果として、モータの回転精度を向上させることができる。

また、第１空芯コイルと第２空芯コイルとは、同一の曲率で湾曲した同一形状を有し、第１スペーサと第２スペーサは、第１空芯コイルと第２空芯コイルの曲率と同曲率で湾曲した扁平であると好適である。この場合、各空芯コイルの内側をシャフト側に向けた状態で各空芯コイルを重ねることで、各空芯コイルとマグネットとの間のエアギャップを小さくすることができ、出力トルクが高め易くなる。
また、第１空芯コイルに第１スペーサが嵌め込まれてなる第１の単位コイル部と、第２空芯コイルに第２スペーサが嵌め込まれてなる第２の単位コイル部とは、相互に接着されていると好適である。この場合、第１の単位コイル部と第２の単位コイル部とが固定されるため、ステータが一層崩れにくくなり、マグネットとステータとの間のエアギャップを常に一定に保つことができるので、出力トルクをより一層安定させることができる。

本発明によれば、モータが大型化することなく、出力トルクを大きくし易い。

以下、図面を参照して本発明に係るモータの好適な実施の形態について詳細に説明をする。

[第１の実施の形態]
図１及び図２に示すように、モータ１は、小型のステッピングモータであり、直径が３０ｍｍ程度の筒状のモータケース２と、モータケース２を貫通して延在するシャフト３と、シャフト３に固定されたマグネット４と、マグネット４を包囲する環状のステータコイル６とを有する。

モータケース２は、磁性材によって形成された円筒状のハウジング部７を有する。ハウジング部７の開放された前端には、非磁性金属によって形成された前側ブラケット８が固定されている。また、ハウジング部７の後端には、非磁性金属によって形成された円板状の後側ブラケット９が固定されている。前側ブラケット８にはラジアル軸受け１１が加締められ、後側ブラケット９にはラジアル軸受け１２が加締められている。シャフト３は、前側ブラケット８と後側ブラケット９とを貫通して延在し、ラジアル軸受１１，１２によって軸支されている。

マグネット４は、８個の磁極を有する環状の永久磁石（図３参照）であり、管状スペーサ１３を介してシャフト３の周面に固定されている。ステータコイル６は、ハウジング部７の内周面に接着され、マグネット４を包囲するように、シャフト３の回転方向に沿って配置されている。ステータコイル６とハウジング部７との協働によってステータ５が構成される。

図３に示すように、ステータコイル６は、第１相コイル群１４と、第２相コイル群１６とからなる。図４に示すように、第１相コイル群１４は、マグネット４の極数と同数の第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈを有する。各第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈは直列に接続されており、両端に設けられた接続端子１４ａ，１４ｂは、後側ブラケット９に接着されたフレキシブル基板１８（図１参照）に半田付けされている。各第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈの空隙部Ｓには、第１スペーサ１９（図２参照）が嵌め込まれ、８個の第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈと８個の第１スペーサ１９とによって８個の第１の単位コイル部２３が構成される。同様に、図５に示すように、第２相コイル群１６は、マグネット４の極数と同数の第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈを有する。各第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈも直列に接続されており、両端に設けられた接続端子１６ａ，１６ｂは、後側ブラケット９に接着されたフレキシブル基板１８に半田付けされている。各第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈの空隙部Ｓには、第２スペーサ２２（図２参照）が嵌め込まれ、第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈと第１スペーサ１９とによって８個の第２の単位コイル部２５が構成される。

図２及び図３に示すように、第１相コイル群１４の第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈと、第２相コイル群１６の第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈとは、シャフト３の周方向で交互にずれながら重なり、マグネット４を環状に包囲する。なお、以下の説明における周方向とは、図２に示すモータ１の断面図において、シャフト３を中心にした時計回り方向を意味し、この方向に基づいて前後を規定して用いる。

図６〜図９に示すように、第１空芯コイル１５Ａは、中央に略矩形の空隙部Ｓを形成するようにして自己融着エナメル線を扁平に巻き、熱を加えることで自己融着エナメル線同士が接着して形成される。そして、第１空芯コイル１５Ａには、空隙部Ｓを挟むようにして対向する一対の長辺部１５ａと、一対の短辺部１５ｂとが形成される。シャフト３の周方向における長辺部１５Ａの寸法Ｌ１と空隙部Ｓの寸法Ｌ２とは略同一になっている。さらに、長辺部１５ａはシャフト３の回転軸線Ｃ１（図１参照）方向に沿って延在するように直状であり、短辺部１５ｂはマグネット４の周方向に沿うように一定の曲率１／ｒで湾曲している。なお、他の第１空芯コイル１５Ｂ〜１５Ｈは第１空芯コイル１５Ａとすべて同一形状である。また、第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈも第１空芯コイル１５Ａと同一形状であり、空隙部Ｓを挟むようにして対向する一対の長辺部１７ａ及び一対の短辺部１７ｂとを有している。

第１空芯コイル１５Ａの空隙部Ｓには、樹脂製の第１スペーサ１９が嵌め込まれる。第１スペーサ１９は、第１空芯コイル１５Ａと略同一の厚さを有し、矩形の空隙部Ｓに対応した細長い扁平な形状を有すると共に曲率１／ｒで湾曲している。第１スペーサ１９の前後方向における両端部１９ａ，１９ｂは、第１空芯コイル１５Ａの長辺部１５ａの内周面に当接している。さらに、前側の端部１９ａには、内側に向けて突出した凸部１９ｃが形成され、後側の端部１９ｂには、凸部１９ｃの形状に対応した切欠溝（凹部）１９ｄが形成されている。一方、第１スペーサ１９の左右の両端部１９ｅ，１９ｆと、第１空芯コイル１５Ａの短辺部１５ｂとの間には隙間が在り、左右の両端部１９ｅ，１９ｆは、短辺部１５ｂに向けて半円形に突き出している。

第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈの空隙Ｓにも、第２スペーサ２０が嵌め込まれる。第２スペーサ２０は第１スペーサ１９と同一形状であり、第１スペーサ１９と同様に、凸部２０ｃと切欠溝２０ｄとを有する。

図２、図８及び図９に示すように、第１空芯コイル１５Ａは第２空芯コイル１７Ｂの上面に重ねられ、さらに第１スペーサ１９の凸部１９ｃが第２スペーサ２０の切欠溝２０ｄ内に挿し込まれる。その後に、第２空芯コイル１７Ｂが第１空芯コイル１５Ｂの上面に重ねられ、さらに第２スペーサ２０の凸部２０ｃが第１スペーサ１９の切欠溝１９ｄ内に挿し込まれる。このようにして、第１スペーサ１９の凸部１９ｃと第２スペーサ２０の切欠溝２０ｄ、第２スペーサ２０の凸部２０ｃと第１スペーサ１９の切欠溝１９ｄとが嵌まり合いながら、第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈと第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈとは交互に重なっていき、環状のステータコイル６が形成される。ステータコイル６の表面には接着剤が塗布され、さらに絶縁ワニスを用いた仕上げ処理が施された後、ステータコイル６はハウジング部７の内周面に接着される。

図３〜図５及び図１０に示すように、ステータコイル６では、隣り合う第１空芯コイル１５Ａと第１空芯コイル１５Ｂとの各長辺部１５ａ同士は、第２空芯コイル１７Ａの空隙部Ｓを挟むようにして重なっており、そして、重なり合う長辺部１５ａ同士は通電方向が同一になるように結線されている。同様に、すべての隣り合う第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈにおける各長辺部１５ａ同士は、第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈの空隙部Ｓを挟むようにして重なっており、且つ重なり合う長辺部１５ａ同士は通電方向が同一になるように結線されている。

同様に、すべての隣り合う第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈにおける各長辺部１７ａ同士は、第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈの空隙部Ｓを挟むようにして重なっており、且つ重なり合う長辺部１７ａ同士は通電方向が同一になるように結線されている。

図３に示すように、モータ１は、極数が“８”のマグネット４を有しており、ステータコイル６はマグネット４の極数と同数の第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ及びマグネット４の極数と同数の第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈを有している。第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈと第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈとは、シャフト３の周方向において交互に２２．５度だけズレながら重なっており、以下の説明では、このズレを、第１相コイル群１４に対する第２相コイル群１６の、シャフト３の周方向のズレとして説明する。なお、２２．５度のズレは、８極のマグネット４を利用した場合における電気角で９０度の位相差に対応している。

モータ１においてシャフト３を回転させるための通電方法について説明する。図１１（ａ）に示すように、Ｎ極に対向する第１空芯コイル１５Ｂ，１５Ｃの長辺部１５ａ及び第２空芯コイル１７Ｃ，１７Ｄの長辺部１７ａに対して、通電方向が図１１（ａ）における裏から表となるような一定の電流を流す。また、Ｓ極に対向する第１空芯コイル１５Ｃ，１５Ｄの長辺部１５ａ及び第２空芯コイル１７Ｄ，１７Ｅの長辺部１７ａには、通電方向が図１１（ａ）における表から裏となるような電流が流れる。マグネット４のＮ極から発した磁力線Ｂはステータコイル６及びハウジング部７を通り、再びステータコイル６を通って隣接のＳ極に戻る。そして、フレミング左手の法則によってステータコイル６の第１相及び第２相コイル群１４，１６には、半時計回りの向きに磁気力が働く。ステータコイル６はハウジング部７に固定されているため、マグネット４には時計回りの向きに磁気反作用力が働いてシャフト３は時計回りに回転する。

第１相コイル群１４に対する第２相コイル群１６のズレの分だけマグネット４が回転すると、図１１（ｂ）に示すように、今度は第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈと第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈとに対して互いに相殺する磁気力が働き、マグネット４に働く磁気反作用力も相殺されて、シャフト３がその位置で停止してしまう。この場合、第２相コイル群１６への通電方向を切り替えなければ、マグネット４に対してホールド力が働く。第２相コイル群１６への通電を切り替えて通電方向を逆にすると、図１１（ｃ）に示すように、マグネット４には時計回りの向きに磁気反作用力が働いてシャフト３が時計回り方向に継続して回転する。第１相コイル群１４と第２相コイル群１６とのズレは２２．５度であり、モータ１は、ステップ角が２２．５度となる。そして、第１相コイル群１４及び第２相コイル群１６に対する通電切り替えのタイミングを変えることで、シャフト３のホールディングポイントの個数、位置を変化させることができる。

以上のように、モータ１では、第１相コイル群１４及び第２相コイル群１６における各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈがシャフト８の周方向で交互にずれながら重なっているため、従来のモータ（特許文献１参照）よりも多くの空芯コイルを利用したステータ５を形成し易い。さらに、隣り合う第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈにおける長辺部１５ａ同士は第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈの空隙部Ｓを挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、隣り合う第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈにおける長辺部１７ａ同士は第１空芯コイルの空隙部Ｓを挟んで通電方向が同一になるようにして重なるため、空隙部Ｓを有効活用でき、そして、重ねられた第１空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ同士及び第２空芯コイル１７Ａ〜１７Ｈ同士における磁気力の相殺を避け且つ出力トルクを大きくできる。その結果として、ステータ５の占有領域を広げることなく、出力トルクを高めることができる。

また、各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈは、同一の曲率１／ｒで湾曲した同一形状を有し、各空隙部Ｓには、曲率１／ｒで湾曲した扁平の第１スペーサ１９、第２スペーサ２０が嵌め込まれている。そして、湾曲した各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈの内側をシャフト３側に向けた状態で各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈを重ねることで、コイルステータ６とマグネット４との間のエアギャップを小さくすることができ、出力トルクが高め易くなる。さらに、第１及び第２スペーサ１９，２０を空隙部Ｓに嵌め込むことで、各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈの型崩れを防止できる。そして、型崩れの無い同一形状の各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈを重ね合わせることで、各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈ同士を強固に固定し易くなる。特に、モータ１は小型のステッピングモータであり、第１及び第２スペーサ１９，２０による各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈの型崩れの防止は、小型の各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈの扱易性を良好にし、ステータ５の組立て性を良好にする。

また、第１及び第２スペーサ１９，２０には、シャフト３の周方向における前後にそれぞれ凸部１９ｃ，２０ｃと切欠溝１９ｄ，２０ｄとが形成され、凸部１９ｃ，２０ｃと切欠溝１９ｄ，２０ｄとが嵌り合うことで、各空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈが位置決めされる。そのため、相互に重なり合う第１及び第２空芯コイル１５Ａ〜１５Ｈ，１７Ａ〜１７Ｈ同士を、通電電圧の位相差に応じた精度の高い角度差で配置し易くなる。その結果として、モータ１の回転精度を向上させることができる。

[第２の実施の形態]
本発明に係るモータの第２の実施形態は、図１〜図１１に示す第１の実施形態に対して第１及び第２の単位コイル部３０，３１が異なる。そこで、第１及び第２の単位コイル部３０，３１を中心に説明し、その他の構成は、第１の実施形態と同一の符号を記して説明を省略する。

図１２〜図１４に示すように、第１空芯コイル３２は扁平であり、略矩形の空隙部Ｓを挟むようにして対向する一対の長辺部３２ａと一対の短辺部３２ｂとを有し、且つ短辺部３２ｂは一定の曲率１／ｒで湾曲している。そして、シャフト３の周方向における空隙部Ｓと長辺部３２ａとの寸法は、略同一になっている。第１空芯コイル３２の空隙部Ｓには、樹脂製の第１スペーサ３３が嵌め込まれる。第１スペーサ３３は、空隙部Ｓに対応した細長い扁平の形状であり且つ曲率１／ｒで湾曲している。第１スペーサ３３におけるシャフト３の周方向における前後の端部３３ａ，３３ｂは第１空芯コイル３２における長辺部３２ａの内周面に当接する。一方、第１スペーサ３３の左右の端部３３ｃ，３３ｄと、第１空芯コイル３２の短辺部３２ｂとの間には、わずかな隙間があり、第１スペーサ３３の左右の端部３３ｃ，３３ｄは、第１空芯コイル３２の短辺部３２ｂに向けて半円形に突き出している。なお、他の第１空芯コイル３２も同一形状である。また、第２空芯コイル３４も第１空芯コイル３２と同一形状であり、空隙部Ｓを挟むようにして対向する一対の長辺部３４ａ及び一対の短辺部３４ｂを有する。そして、第１空芯コイル３２の空隙Ｓに第１スペーサ３３が嵌め込まれて第１の単位コイル部３０が構成され、第２空芯コイル３４の空隙Ｓに第２スペーサ３５が嵌め込まれて第２の単位コイル部３１が構成される。

第１の単位コイル部３０と第２の単位コイル部３１とは、シャフト３の周方向に２２．５度ずれて重なり、両面テープ３６によって相互が接着されている。両面テープ３６の上面３６ａは、第１スペーサ３３と第１空芯コイル３２の長辺部３２ａとに渡って貼り付けられ、両面テープの下面３６ｂは、第２空芯コイル３４の長辺部３４ａと第２スペーサ３５とに渡って貼り付けられる。また、他の両面テープ３７の上面３７ａは、第２スペーサ３５と第２空芯コイル３４の長辺部３４ａとに渡って貼り付けられる。

第１スペーサ３３の上下両面には、両面テープ３６，３７の厚さに対応した深さの窪み３３ａ，３３ｂが形成されており、第２スペーサ３５の上下両面にも、同様の窪み３５ａ，３５ｂが形成されている。この窪み３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３５ｂに両面テープ３６，３７が収まり、第１の単位コイル部３０と第２の単位コイル部３１との間に隙間が生じないようになっている。さらに、第１及び第２スペーサ３３，３５の下面に形成された窪み３３ｂ，３５ｂは、シャフト３の周方向の前側で浅くなり、上面に形成された窪み３３ａ，３５ｂは、シャフト３の周方向の後側で浅くなる。そして、第１の単位コイル部３０と第２の単位コイル部３１とを交互にずらして重ねると、第１及び第２スペーサ３３，３５同士が一部重なり合い、その場所で第１スペーサ３３の窪み３３ａ，３３ｂ及び第２スペーサ３５の窪み３５ａ，３５ｂがなだらかに連なる。その結果として、両面テープ３６，３７は、緩やかに湾曲しながら第１及び第２スペーサ３３，３５に隙間無く密着し、第１及び第２スペーサ３３，３５同士を強固に固定し易くなっている。

本発明に係る第２実施形態では、第１の単位コイル部３０と第２の単位コイル部３１とは、両面テープ３６，３７によって相互に接着されている。この場合、第１の単位コイル部３０と第２の単位コイル部３１とは交互に重ね合わせられると同時に固定されるため、ステータ５を搬送する際及びハウジング部７へ接着する際に一層崩れにくくなり、マグネット４とステータ５との間のエアギャップを常に一定に保つことができるので、出力トルクをより一層安定させることができる。特に、両面テープ３６，３７を利用して接着するために扱い易く、組立て性が良好である。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されず、誘導モータに適用してもよい。また、極数が６極、１２極その他の偶数極となるマグネットを利用することもでき、また、マグネットの極数に対応して第１空芯コイル及び第２空芯コイルの個数を決定することもできる。

本発明に係るモータの第１実施形態を示す断面図である。図１のII−II線に沿った断面図である。マグネットに対する第１相コイル群及び第２相コイル群の配置を示す図である。第１相コイル群を示し、（ａ）は第１空芯コイルの配置を示す図であり、（ｂ）は各第１空芯コイルの結線関係を示す図である。第２相コイル群を示し、（ａ）は第２空芯コイルの配置を示す図であり、（ｂ）は各第２空芯コイルの結線関係を示す図である。第１の単位コイル部の分解斜視図である。第１の単位コイル部の平面図である。第１の単位コイル部に第２の単位コイル部を連結した状態を示す平面図である。図８のIX−IX線に沿った断面図である。第１相コイル群及び第２相コイル群に所定の通電を行った場合における通電方向を示す図である。第１相コイル群及び第２相コイル群に所定の通電を行った場合における第１空芯コイル及び第２空芯コイルに働く電磁力及びマグネットに働く磁気反作用力を示し、（ａ）及び（ｃ）は回転時を示す図、（ｂ）はホールド時を示す図である。第２実施形態に係る第１の単位コイル部を示す平面図である。第１の単位コイル部に第２の単位コイル部を連結した状態を示す平面図である。図１３のXIV−XIV線に沿った断面図である。第１の単位コイル部に第２の単位コイル部を連結した状態を破断して示す斜視図である。

符号の説明

１…モータ、３…シャフト、４…マグネット、５…ステータ、６…ステータコイル、７…ハウジング部、１４…第１相コイル群、１５Ａ〜１５Ｈ…第１空芯コイル、１６…第２相コイル群、１７Ａ〜１７Ｈ…第２空芯コイル、１９…第１スペーサ、１９ｃ…凸部、１９ｄ…切欠溝、２０…第２スペーサ、２０ｃ…凸部、２０ｄ…切欠溝、２３，３０…第１の単位コイル部、２５，３１…第２の単位コイル部、Ｓ…空隙部、１／ｒ…曲率。

Claims

シャフトに固定されたマグネットと、前記マグネットを包囲するように環状に配置したステータとを有するモータであって、
前記ステータは、
中央に空隙部を有する扁平の第１空芯コイルが、直列に複数接続された第１相コイル群と、
中央に空隙部を有する扁平の第２空芯コイルが、直列に複数接続された第２相コイル群とを有し、
前記第１相コイル群と前記第２相コイル群とは、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルとが周方向で交互にずれながら重なり、
隣り合う前記第１空芯コイル同士は、前記第２空芯コイルの前記空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、
隣り合う前記第２空芯コイル同士は、前記第１空芯コイルの前記空隙部を挟んで通電方向が同一になるようにして重なり、
前記第１空芯コイルの前記空隙部には、第１スペーサが嵌め込まれ、前記第２空芯コイルの前記空隙部には、第２スペーサが嵌め込まれ、
前記第１スペーサ及び前記第２スペーサには、周方向における前後にそれぞれ凸部と凹部とが形成され、前記第１スペーサの前記凸部は隣接する前記第２スペーサの前記凹部に嵌め込まれ、前記第２スペーサの前記凸部は隣接する前記第１スペーサの前記凹部に嵌め込まれて、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルとが交互に重なり合うことを特徴とすることを特徴とするモータ。
前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルとは、同一の曲率で湾曲した同一形状を有し、前記第１スペーサと前記第２スペーサは、前記第１空芯コイルと前記第２空芯コイルの前記曲率と同曲率で湾曲した扁平であることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記第１空芯コイルに前記第１スペーサが嵌め込まれてなる第１の単位コイル部と、前記第２空芯コイルに前記第２スペーサが嵌め込まれてなる第２の単位コイル部とは、相互に接着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。