JPH0363306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マグネツトとコイルを軸方向空隙を
介して対向させた平面対向型DCモータに関する
もので、効率の改善、コイルの巻線の簡略化、モ
ータの小型化を図ることを目的とするものであ
る。

近年、音響、映像機器等においては、機器の薄
型化、小形化に伴ない駆動源であるモータも薄く
効率のよいものが強く要望され、このため、平面
対向型DCモータがこの種の機器に多く用いられ
ている。

第１図は従来の平面対向型DCモータの電機子
の構造を示すもので、シヤフト１にコイル固定板
２を介して電機子コイル３を固定し、この電機子
コイル３をシヤフト１に固定した整流子４に接続
して構成している。

以上の構成において、電機子コイル３は、第２
図に示す形状に一極分の単コイルを形成し、この
単コイルを第３図に示すように重ねて構成してお
り、このため、第３図ｂから明らかなように電機
子コイル３の厚みが全面にわたつて単コイルの厚
みの２倍以上となつており、電機子コイル３の厚
みが厚いものであつた。

第４図は上記電機子を用いた従来の平面対向型
DCモータの構成を示すもので、５，６はシヤフ
ト１を支持する軸受７を備えた磁性体よりなるヨ
ークを構成するハウジング、８はハウジング６に
固着され、軸方向の空隙を介して電機子コイル３
に対向するマグネツト、９は整流子４に接触する
刷子である。

以上の構成から明らかなように従来の平面対向
型DCモータは、電機子コイル３の厚みが全面に
わたつて厚いため、マグネツト８とハウジング
（ヨーク）５の間隔ｘが長くなり、この結果、磁
気抵抗が大きくなる。このためマグネツト８とヨ
ーク間の空隙の磁束密度が小さくなり、効率が悪
く、かつモータの軸方向寸法が長いという欠点が
あつた。

一方、モータの一回転中のトルクムラを小さく
するためには、コイル数（極数）を増加すること
も大変有効な手段となるが、従来の構成では、例
えば第５図に示すように７極の場合、コイルの重
なりは３コイルとなるため、マグネツト８とヨー
ク間の空隙はさらに広くなり、効率、あるいは寸
法、コストへの影響は大変大きなものとなる。な
お、第６図に示す如く、コイル幅を小さくして重
なりを小さくすることも考えられるが、この場合
は、巻線角度が悪く、効率が極めて悪いという欠
点がある。

本発明は、略扇形に単コイルを形成して電機子
コイルを構成し、上記従来の欠点を解消したもの
で、以下本発明の実施例を添付図面を参照して説
明する。

第７図は本発明にかかる電機子コイル３の単コ
イルの基本的な形状を示すもので、点Ａ，A′は
電機子コイル３（シヤフト１）の中心点Ｏに対し
て同一円周上の点であり、点Ｂは中心点Ｏの近傍
でＡ，A′に対して中心点Ｏの反対側（点Ａ，
A′間の中間点と中心点Ｏを結ぶ線上に位置し、
点Ａ，A′と中心点Ｏをはさんで反対側）に位置
している。この３点を直線、及び曲線で結んで扇
形の単コイルを形成し、第８図に示すように組合
せて電機子コイル３を構成する。

第９図は上記電機子コイル３を備えた電機子を
示し、第１０図は第９図に示す電機子を備えた平
面対向型DCモータの構造を示すもので、電機子
コイル３は、周辺部及び中心部にコイルの重なり
が生ずるが、有効導体部分であるマグネツト８に
対向する部分（第８図のＳ部）は重なりがない。
このため、ヨークを構成するハウジング５のマグ
ネツト８に対向する部分を磁界マグネツト８の方
向に突出させ、マグネツト８とハウジング５の間
の空隙長ｘを小さくしている。したがつて、マグ
ネツト８とハウジング５の間の磁束密度が大きく
なり、効率が向上するとともに、薄型化、小形化
が図れる。

また、第１１図は７極の場合の電機子コイル３
の構成を示すもので、この場合も同様に重なり部
分が少ないので、空隙長ｘが従来に比べ小さくで
き、効率の改善が期待できるとともに、一回転中
のトルクムラの少ないモータが得られる。

また、ブラシレスモータの場合でも同様の効果
を発揮し、回転子であるマグネツトとヨーク（ハ
ウジング）との間の空隙長を小さくできるため、
従来に比べ効率のよい、一回転中でのトルクムラ
の少ないモータが得られる。

第１２図はブラシレスモータの構成を示すもの
で、１１はシヤフト、１２はシヤフト１１に固定
された磁性体よりなる回転板、１３は回転板１２
に固着されたロータマグネツト、１４はシヤフト
１１を支持する軸受１５を備えたハウジングで、
磁性体よりなり、ヨークを構成している。１６は
第８図、第１１図に示す構成のステータコイル
で、ハウジング１４に絶縁体１７を介して取付け
られている。１８はロータマグネツト１３の位置
を検出する位置検出素子である。

また、第１３図は一極のコイルを整数個（最大
巻線の巻回転）に分割し、巻線分布をより平均化
したもので、この構成によれば、断線、シヨート
の問題も少なく、さらにコイルの厚みを薄くする
ことができる。

第１４図は本発明にかかる巻線治具の構成を示
すもので、上面が円錐形の円柱状治具２１の中央
部に円柱状の突出部２２を設け、円錐面の周辺部
に等間隔にピン２３を設け、突出部２２を頂点に
ピン２３との間で第７図に示す如く扇形に巻線す
る。第４図ｂにおけるＡ，A′B点は、第７図にお
けるＡ，A′B点にそれぞれ対応する。上記治具に
よれば、各極を連続して巻くことが可能となり、
巻線作業が容易となる。従来においては、単コイ
ルを重ねて作成していたため、各極を連続的に巻
くことは困難であつた。なお、電線には自己融着
電線が用いられ、巻線後、自己融着層によつて相
互の電線を固着するとともに、熱間プレスするこ
とにより平らに薄く成型するものである。

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、中央部及び周辺部を除く部分の単コイルの重
なりが小さくなるので、マグネツトとヨーク間の
空隙を小さくすることができ、この結果、磁束密
度の増大が図れ、モータの効率が向上するととも
に、軸方向長寸法の短縮をも可能となる。また、
扇形に単コイルを形成するので、所定個数の単コ
イルを連続して巻線することが可能で、巻線作業
性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の平面対向型DCモータに
おける電機子の断面図および平面図、第２図は同
単コイルの平面図、第３図ａ，ｂは同コイルの巻
線配置構成を示す平面図および断面図、第４図は
第１図に示す電機子を用いた平面対向型DCモー
タの断面図、第５図、第６図は従来の他のコイル
の配置構成を示す平面図、第７図は本発明にかか
るコイルの基本的な巻線構成を示す説明図、第８
図は同コイルの巻線配置構成を示す平面図、第９
図ａ，ｂは同コイルを用いた電機子の断面図およ
び平面図、第１０図は同電機子を用いた平面対向
型DCモータの断面図、第１１図は本発明の他の
実施例にかかり７極の場合の巻線配置構成を示す
平面図、第１２図は本発明の他の実施例にかかる
平面対向型ブラシレスDCモータの断面図、第１
３図は本発明のさらに他の実施例にかかる巻線配
置構成を示す平面図、第１４図ａ，ｂは本発明に
かかる巻線治具の断面図および平面図である。 ３……コイル、５，１４……ハウジング（ヨー
ク）、８，１３……マグネツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一円周上の２点と、前記２点の中間点と前
   記円周の中心点を結ぶ線上で、前記２点と中心点
   をはさんで反対側に位置する点とを結んで扇形の
   単コイルを形成し、複数個の前記単コイルを前記
   円周の中心点を中心として所定角度づつずらせて
   配置して円盤状コイルを構成し、このコイルの中
   央部及び周辺部を除く位置に軸方向空隙を介して
   マグネツトを配置し、かつ、前記コイルを介して
   前記マグネツトに対向するヨークを備えた平面対
   向型DCモータ。 ２ 前記単コイルは、整数個に分割し、角度をず
   らせて配列した特許請求の範囲第１項記載の平面
   対向型DCモータ。