JPH07327348A - 超小形マイクロモータ - Google Patents

超小形マイクロモータ

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JPH07327348A
JPH07327348A JP14104894A JP14104894A JPH07327348A JP H07327348 A JPH07327348 A JP H07327348A JP 14104894 A JP14104894 A JP 14104894A JP 14104894 A JP14104894 A JP 14104894A JP H07327348 A JPH07327348 A JP H07327348A
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yoke
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magnetic pole
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Toshihiro Matsuo
智弘 松尾
Yoshikazu Tominaga
義和 冨永
Takefumi Kabashima
武文 椛島
Yoshikazu Mikuriya
美和 御厨
Takeshi Asanuma
毅 浅沼
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 引き出し線を給電端子に接続するための、フ
レーム外径より大きいベースを不要にして取付スペース
を小さくする。細い引き出し線をフレームから外部に出
さないようにし、取り扱い中の断線を防止する。 【構成】 高分子合成樹脂で形成されたフレーム4内
に、膜磁石をそなえたロータ1と、細い導線からなるコ
イル8を巻回した磁極7とを軸方向空隙で対向させる。
磁極7を取り付けたヨーク5が、ヨーク材料の磁性層
と、磁極取付面の反対側に形成した絶縁層23と、絶縁
層の外側に重ね磁極に合わせてパターニングされた金属
層24とをそなえている。ヨーク5の磁極相互の位置に
スルーホール25を設けてコイルの引き出し線9を挿入
し、充填した導電性充填材11を前記金属層24に連結
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜磁石を用いた超小
形マイクロモータに関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品や精密機械に組み込まれる超小
形のマイクロモータは、図7に1例を示すように、直径
2.5mm、厚さ0.5mm程度のケイ素鋼板にスパッ
タ法で40μmの膜磁石を形成し、所定の極数に着磁し
たロータ51と、その着磁面に軸方向に対向させてヨー
ク52に取り付けた磁極53をそなえ、この磁極53に
20〜50μmφの細い導線を巻回した磁極コイル54
を設けている。55は引き出し線で、磁極コイル54か
らフレーム56の外側に引き出され、前記ヨーク52を
取り付けたベース57の周縁部に給電端子58を設けて
半田付けにより接続しており、この給電端子58にリー
ド線59を接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、モータそ
のものは小形に構成されるが、引き出し線55を給電端
子58に接続するために、フレーム56の外径より大き
いベース57が必要になり、取付スペースが大きくなる
欠点があり、細い引き出し線55をフレーム56の外側
に導出しているため、取り扱い中に断線させるおそれが
あった。本発明は、ベース57を不要にし、引き出し線
55をフレームの外側に導出しないようにしたものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、高分
子合成樹脂で形成されたフレームと、このフレームに回
転自由に支持され、膜磁石をそなえたロータと、細い導
線からなるコイルを巻回し前記ロータに軸方向空隙を介
して対向させた磁極と、磁極を取り付け前記フレームに
嵌合するヨークを設け、前記ヨークが、ヨーク材料によ
る磁性層と、磁性層の外面に形成した絶縁層と、絶縁層
の外側に重ねてパターニングされた金属層とで構成さ
れ、内周面に絶縁被膜を設けたスルーホールを磁極位置
に応じて複数個そなえ、このスルーホールにコイルの引
き出し線を挿入して導電性充填材を充填し、この導電性
充填材をスルーホールから前記金属層に連結するように
してある。
【0005】なお、前記フレームは縦弾性係数の小さい
高分子材料で形成され、端部にヨーク外周を嵌合させる
嵌合段部をそなえている。また、前記スルーホールに
は、引き出し線とともに、線径の大きいリード線の心線
を反対方向から挿入し、断線のおそれがないリード線を
一体に設け、あるいは、スルーホールに引き出し線だけ
を挿入し、充填した導電性充填材によりパターニングさ
れた金属層上に給電端子を形成させ、給電端子にリード
線を接続することもできる。また、フレームの端部内面
に設けた嵌合段部より下方のフレーム端側に、ヨークの
パターニングされた金属層相互に跨がらない縦方向の溝
状段部をそなえ、この溝状段部内に固定用金属層を設
け、ヨークの金属層とフレームの固定用金属層とを導電
性充填材で連結すれば、ヨークを段部に固定させ、取付
保持を確実にすることができ、導電性充填材はスルーホ
ールに充填したものを固定用金属層に延長させればよ
い。
【0006】
【作用】このように、コイルからの細い引き出し線は、
磁極に近い位置に設けたスルーホールに挿入されて導電
性充填材で保持されるとともに、ヨーク外側の金属層に
それぞれ連結され、フレームより大きなベースを不要に
し、引き出し線がフレームの外側に導出されないので、
引き出し線の断線がなくなる。また、ヨークが縦弾性係
数の小さい高分子材料で形成され、フレームの嵌合段部
に嵌合させるので、ヨークが傾いて挿入されても、段部
に沿って傾きを修正して確実に保持される。なお、嵌合
段部のほかに溝状段部をそなえて固定金属層を設け、導
電性充填材でヨークの金属層と連結することにより、ヨ
ークを保持位置に固定させる。
【0007】
【実施例】これを図1および図2に示す実施例について
説明する。1はロータで、厚さ0.5mm、径2.5m
mのケイ素鋼板を用い、一方の面に膜磁石をスパッタ法
で形成し、たとえば6極に着磁させている。2は前記ロ
ータ1を取り付けたステンレス製のシャフトで、軸受3
を介してフレーム4に支持させている。5はヨークで、
厚さ0.5mm、径3mmのケイ素鋼板で構成してお
り、ヨーク5の外周とフレーム4の端部を嵌合段部6で
嵌合保持させている。7はヨーク5に取り付けた磁極
で、4個そなえ2相たとえばA相とB相になるように2
0〜50μmφの導線でコイル8を巻装している。
【0008】前記ヨーク5は、図3(a)に示すよう
に、ヨーク材料による磁性層21の磁極取付位置相互間
に、好ましくはなるべく磁極間隔の大きい外周側に寄せ
て、プレス加工、ドリル加工あるいは放電加工等により
加工された孔22を設け、図2(b)に示すように、こ
の孔22内および磁極取付面とは反対側の面に、ポリイ
ミドなどの合成樹脂絶縁材をスピンコートにより成膜し
た絶縁層23を形成し、さらに図2(c)のように絶縁
層23に重ねて孔位置に合わせてパターニングされた金
や銅などの金属層24を蒸着形成し、図2(d)で示す
ように、絶縁層を埋めた孔22にプレス加工、ドリル加
工あるいは放電加工等により孔22より小径の孔加工を
行い、スルーホール25を形成してある。
【0009】9はコイル8からの引き出し線、10は引
き出し線9より大きな線径たとえば0.8mmφの心線
をもったリード線で、その心線を引き出し線9の端部と
ともに両側からヨーク5のスルーホール25に挿入し、
スルーホール25内に導電性接着剤あるいは半田などの
導電性充填材11を充填し、導電性充填材11を金属層
24に連結させている。
【0010】このように構成されたモータは、図4の動
作説明図で示すように、A相コイル7Aに電気角でπ/
2の位相差をもつ2相分の矩形波の負の電流Iを通電
し、B相コイル7Bにも負の電流Iを通電すると、ロー
タ1の磁石とコイル7A、7Bの関係は図4(イ)の状
態になる。つぎにA相コイル7Aに正の電流Iを通電
し、B相コイル7Bに負の電流Iを通電すると、ロータ
磁石とコイルとの関係は(ロ)の状態になり、次いで、
A相コイルに正の電流Iを通電し、B相コイルにも正の
電流Iを通電すると、ロータ磁石1とコイル7の関係は
(ハ)の状態になる。さらに、A相コイル7Aに負の電
流Iを通電し、B相コイル7Bに正の電流Iを通電する
とロータとコイルとの関係は(ニ)の状態になり、これ
を繰り返すことにより、安定点が順次移動して機械角で
π/6度づつ反時計方向に連続回転させることができ
る。
【0011】なお、以上はロータ磁石を6極、回転子が
2相の場合について述べたが、他の極数、相数について
も同様である。また、ヨーク5のスルーホール25に引
き出し線9だけを挿入して導電性充填材11を充填し、
金属層24に接続させた導電性充填材11でフレーム4
の内側で給電端子を形成し、リード線10を前記給電端
子にフレーム4の内側で別個に接続することもできる。
【0012】図5および図6は、フレーム4とヨーク5
との嵌合保持部の他の実施例を示すもので、図1と同じ
符号は、同一の部分を示している。高分子合成樹脂で形
成されたフレーム4の端部内面に、ヨーク5を嵌合させ
る嵌合段部61と、この嵌合段部61に保持されるヨー
ク5のパターニングされた金属層24の位置に合わせ
て、嵌合段部のヨークとの嵌合部よりフレーム4の端部
側に、パターニングされた金属層24相互に跨がらない
幅の縦方向の溝状段部62を設け、この溝状段部62内
に蒸着などによる固定用金属層63を嵌合段部61の内
径面より突出しないように設けている。なお、溝状段部
62と固定用金属層63はパターニングされた全部の金
属層に合わせて設ける必要はないが、少なくとも対向す
る位置に設けておくことが望ましい。
【0013】ヨーク5をフレームの嵌合段部61に挿入
嵌合させたのちに、金属層24と溝状段部の固定金属層
63を、スルーホール25に充填した充填導電材11と
一体に、またはスルーホール25に充填した充填導電材
11とは別個に導電性充填材で連結し、ヨーク5の抜け
出しを防止し、確実に保持させる。なお、金属層24と
固定用金属層63を連結する導電性充填材11を、給電
端子としてリード線を接続することができる。
【0014】
【発明の効果】本発明は上述のように、超小形マイクロ
モータにおけるフレームを高分子合成樹脂で形成させ、
ヨークが、磁性層と、磁極取付面とは反対側の外面に形
成した絶縁層と、絶縁層の外側に重ねてパターニングさ
れた金属層とをそなえ、磁極の位置に応じて複数個設け
られ内周面を絶縁したスルーホールを設けており、この
スルーホールに前記コイルの細い引き出し線を挿入し、
導電性充填材を充填して前記金属層に連結しているの
で、引き出し線をフレームの外側に導出する必要がな
く、したがって、フレームより大きなベースを不要にし
て取付スペースを小さくでき、引き出し線を断線させる
おそれがないので取り扱いが容易になる。
【0015】また、ヨークが縦弾性係数の小さい高分子
材料で形成され、フレームの嵌合段部に嵌合させるの
で、ヨークが傾いて挿入されても正しい嵌合ができ、製
作を容易にする効果が得られる。
【0016】なお、スルーホールには、引き出し線とと
もに、これより線径の大きいリード線の心線を挿入し、
スルーホールから直接リード線を引き出すこともでき、
スルーホールに充填した導電性充填材をパターニングさ
れた金属層に連結して金属層上に給電端子を形成し、給
電端子にリード線を接続することもでき、リード線の接
続が容易になる。
【0017】さらに、フレームの端部内面に、ヨークの
外周を嵌合させる嵌合段部を設けるとともに、この嵌合
段部よりフレーム端部側に溝状段部を設けて、この溝状
段部内に固定用金属層を形成し、ヨークの金属層と連結
することにより、ヨークの抜けを防止でき、ヨークを確
実に保持させ、ロータと磁極との間隙を規定値に保つこ
とができ、モータの性能を保持し得るなどの効果があ
る。また、ヨークの金属層と溝状段部内の固定用金属層
とをスルーホールの導電性充填材とは別個に連結させる
ことにより、ヨークをフレームの嵌合段部に嵌合させる
前に行った引き出し線とスルーホール内の導電性充填材
との接続に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。
【図3】ヨークの製作工程の例を示す説明図である。
【図4】実施例によるモータの動作説明図である。
【図5】他の実施例を示す側断面図である。
【図6】図4の下面図で、ヨークの一部を切り欠いであ
る。
【図7】従来の例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 ロータ 4 フレーム 5 ヨーク 6 嵌合段部 7 磁極 8 コイル 9 引き出し線 10 リード線 11 導電性充填材 12 給電端子 21 磁性層 23 絶縁層 24 金属層 25 スルーホール 61 嵌合段部 62 溝状段部 63 固定用金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御厨 美和 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 (72)発明者 浅沼 毅 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子合成樹脂で形成されたフレーム
    と、このフレームに回転自由に支持され、膜磁石をそな
    えたロータと、細い導線からなるコイルを巻回し前記ロ
    ータに軸方向空隙を介して対向する磁極と、磁極を取り
    付けて前記フレームに嵌合するヨークを設けた超小形マ
    イクロモータにおいて、ヨークが、磁性層と、磁極取付
    面の反対側の面に形成した絶縁層と、絶縁層の外側に重
    ねて形成され磁極に対応してパターニングされた金属層
    とをそなえ、磁極相互間に設けられ内周面に絶縁被膜を
    有するスルーホールを設け、このスルーホールに前記コ
    イルの引き出し線を挿入し、導電性充填材を充填して前
    記金属層に連結したことを特徴とする超小形マイクロモ
    ータ。
  2. 【請求項2】 前記フレームが縦弾性係数の小さい高分
    子材料で形成されている請求項1記載の超小形マイクロ
    モータ。
  3. 【請求項3】 前記スルーホールに、引き出し線ととも
    に、線径の大きいリード線の心線を挿入して導電性充填
    材を充填した請求項1記載の超小形マイクロモータ。
  4. 【請求項4】 前記スルーホールに充填した導電性充填
    材をパターニングされた金属層に連結して金属層上に給
    電端子を形成し、給電端子に引き出し線より線径の大き
    いリード線を接続した請求項17記載の超小形マイクロ
    モータ。
  5. 【請求項5】 前記フレームの端部内面に、ヨークの外
    周を嵌合させる嵌合段部をそなえ、この嵌合段部よりフ
    レームの端部側の内面に、ヨークのパターニングされた
    金属層相互に跨がらない縦方向の溝状段部と、この溝状
    段部内に形成した固定用金属層を設け、ヨークの金属層
    と固定用金属層とを導電性充填材で連結した請求項1な
    いし4のいずれかに記載の超小形マイクロモータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103905704A (zh) * 2014-04-10 2014-07-02 惠州友华微电子科技有限公司 一种电子设备、摄像头及光学图像稳定驱动装置
JP2016226269A (ja) * 2015-05-18 2016-12-28 ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム 電気モータ及び電気ポンプ
KR20190067899A (ko) * 2016-10-28 2019-06-17 웨이모 엘엘씨 로터리 플랫폼을 구동하기 위한 디바이스들 및 방법들
US11909263B1 (en) 2016-10-19 2024-02-20 Waymo Llc Planar rotary transformer

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