JPH09154269A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性が高く、高効率で、薄型化を図るに適
したブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 各段において周方向のＮ、Ｓ極の着磁位
置が互いにずれた３段のマグネット体３ａ、３ｂ、３ｃ
を備えたロータマグネット３と、各段のマグネット体３
ａ、３ｂ、３ｃに対応するコイル巻回突極１ａ、１ｂ、
１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃをロータマグネット３の軸方向
に平行に１列状態で３個備えた１対のコア１８、１９
と、ロータマグネット３の軸方向に直角の断面形状が対
向する１対の長辺９０ｂと対向する１対の短辺９０ａか
らなる扁平形状の外装体９０とを備え、外装体９０の中
心部をロータマグネット３が貫通し、外装体９０の両短
辺部９０ａにコア１８、１９が配設されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報・通信機器、
映像・音響機器等に使用される小型のブラシレスモータ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、情報・通信機器、映像・音響機器
の小型化・高精度・高信頼性の要望に伴い、ブラシ付の
モータからブラシレスモータへの移行が進んでいる。ブ
ラシ付モータでも小型薄型化の中で、コア付モータでは
円筒型のフレームケースから小判型のフレームケースの
モータが使用されるようになってきており、コアレスモ
ータでも、円筒型から小判型ないし角型フレームケース
のモータが開発され、携帯通信機器用モータとして使用
されている。携帯型機器の電池駆動のモータは、厚み方
向については寸法的な規制が厳しい上に、電池寿命の関
係から消費電流は低い要望があり、従来の小判や円筒型
の構成では、高エネルギ積のマグネットを使用しても、
モータの効率を上げることが、難しくなってきている。

【０００３】従来のモータを以下に説明する。

【０００４】（従来例１）図４３の（ａ）は従来の小判
型断面の携帯型ページャー用コア付モータの断面図、図
４３の（ｂ）は軸に対して直角面上の断面図を示すもの
である。

【０００５】図４３において、１０１はフレームケー
ス、１０２はマグネット、１０３はシャフト、１０４、
１０５は焼結軸受、１０６はコア、１０７はコイル（巻
線）、１０８は整流子端子台、１０９は整流子、１１０
はブラシ、１１１はブラケットである。

【０００６】図４３に示すように、シャフト１０３に珪
素鋼板を積層したモ−タのコア１０６（鉄心ともいう）
を固定し、コア形状に樹脂成形したインシュレ−タをコ
ア１０６に挿入し、整流子端子台１０８をシャフト１０
３に圧入する。さらに、コア１０６にコイル１０７を巻
回して、そのコイル１０７の通電箇所を整流子端子台１
０８の所定の位置に取り付け、半田で導通させて、モ−
タのアマチュア巻線組立体を作る。次に、アマチュア巻
線組立体の整流子端子台１０８の整流子面をラッピング
処理し、アマチュア巻線組立体全体を洗浄する。フレ−
ムケース１０１の中央部に焼結軸受１０５を固定し、そ
のフレームケース１０１は小判型形状で、その２カ所の
円弧部のフレームケース１０１内周側に円弧状のマグネ
ット１０２を個々に取付け、その２個のマグネット１０
２の内側は磁極が異極に着磁されている。洗浄したアマ
チュア巻線組立体のシャフト１０３を焼結軸受１０４に
挿入し、ブラシ１１０と焼結軸受１０５のついたブラケ
ット１１１をフレ−ムケース１０１に取り付けてモ−タ
を組み立てる。

【０００７】マグネット１０２の磁束は一方のマグネッ
ト内側表面から出て、モータのコア１０６を通り、次い
でもう一方のマグネット１０２の内側表面に入り、フレ
ームケース１０１を通ってはじめのマグネット１０２に
戻る磁気回路構成である。軸に対して直角面上での磁気
回路構成である。

【０００８】（従来例２）図４４は携帯用通信機器用モ
ータとして、四角形断面コアレスモータを示し、（ａ）
はその平面図、（ｂ）はその断面図を示す。

【０００９】図４４において、１２１はシャフトで、整
流子１２２を介して無鉄心型のコイル群１２３に固定さ
れている。１２４は中空円筒状のマグネットであり、ハ
ウジング１２６に固定され、コイル群１２３の内側に空
間をもった配置である。１２５は外周に平面部を持つフ
レームケースであり、円筒状マグネット１２４を固定し
たハウジング１２６をコイル群１２３の内側に空間を持
って配置するよう固定するとともに、円筒状マグネット
１２４との間で磁気回路を構成している。１２７は軸受
であり、ハウジング１２６に固定され、シャフト１２１
を回転自在に支持している。１２８はブラシ組立であり
整流子１２２を介してコイル群１２３に通電する。

【００１０】（従来例３）図４５はインナロータタイプ
のブラシレスモータの断面図を示す。

【００１１】図４５において、１４１は３極の突極を有
する円筒状コア、１４２はコイル、１４３はマグネッ
ト、１４４はシャフト、１４５はフレームケース、１４
６、１４７は軸受、１４８は電子部品が実装された回路
基板である。

【００１２】図４５に示すように、シャフト１４４に中
空円筒のマグネット１４３の内円筒部が挿入固定され、
そのシャフト１４４の一方端はフレームケース１４５に
取り付けられた軸受１４６に支承され、もう一方のシャ
フト端は軸受１４７に支承された両持ち支持構造のイン
ナーロータである。軸受１４６、１４７で回転自在に保
持されたシャフト１４４に取付らたマグネット１４３は
２極に着磁され、コア１４１の突極に巻回されたコイル
１４２に通電することにより発生する磁束によりロータ
マグネットは回転する。２極の着磁を有するマグネット
１４３であり、コア１４１の突極はそれぞれＵ相、Ｖ
相、Ｗ相の巻線となる３相の巻線構造である。３相に発
生する誘起電圧の位相がそれぞれ１２０゜づつずれて発
生するように回路で通電駆動させている。即ち、３相ブ
ラシレスモータとして駆動している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、機器の小型化が進み、小型でなおかつ高
効率、高信頼性のモータの要求に対して、（従来例１）
はブラシ付であるためにブラシレスモータに比べ、信頼
性が劣るし、モータを小判型にしての対応では小形にな
ると巻線が困難となる。

【００１４】（従来例２）は、コアレスタイプのブラシ
付であるので、ブラシレスに比べて信頼性が低く、又小
形になればなるほど出力トルクを取り出す量がコア付に
対して少なくなってくる。高効率の小形のコアレスモー
タの実現が、径が小さくなれば困難になってくる。コイ
ル群に使用するコイル線も０．０１〜０．０２ｍｍを使
用しなくてはならず、コイル群の加工の歩留まりが悪く
なり、安価にモータを供給することができなくなる。

【００１５】（従来例３）は、インナーロータタイプの
ブラシレスモータであり、円筒状のコアであるため、モ
ータの回転軸に直角の面での寸法に規制があると、巻線
部をある程度確保しないと巻線作業ができなくなり、ロ
ータマグネット径が小さくなってくると作業は極端に困
難となる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスモー
タは、上記課題を解決するため、各段において周方向の
Ｎ、Ｓ極の着磁位置が互いにずれたＫ段（Ｋは２以上の
整数）のマグネット体を備えたロータマグネットと、各
段のマグネット体に対応するコイル巻回突極をロータマ
グネットの軸方向に平行に１列状態でＫ個備えたコア
と、ロータマグネットの軸方向に直角の断面形状が対向
する１対の長辺と対向する１対の短辺からなる扁平形状
の外装体とを備え、外装体の中心部をロータマグネット
が貫通し、外装体の少なくとも一方の短辺部にコアが配
設されていることを、特徴とする。本発明によれば、ロ
ータマグネットの磁極及びコアのコイル巻回突極を、モ
ータ軸方向にＫ段に振り分けて配置することができる。
すなわち、前記磁極及びコイル巻回突極が同一平面上に
配置展開された従来例に比較し、本発明はモータ軸方向
に展開されるＫ段の平面上に分離して前記磁極及びコイ
ル巻回突極を配置することができ、コイル巻回突極を外
装体の短辺部に限定して配置することが可能になるの
で、その短辺部の寸法をロータマグネットの外径に近い
ところまで短くできる。又突極に巻回するコイルのター
ン数を増大させることが容易になるので、モータの効率
化を図ることができる。さらにブラシレスモータである
ので信頼性を高めることができる。このように、本発明
によれば、信頼性が高く、高効率で、薄型のモータを提
供することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）以下本発明の実施形態１について、図面
を参照しながら説明する。

【００１８】図１の（ａ）は、移動体通信用のページャ
モータの軸方向断面図で、図１の（ｂ）は移動体通信用
のページャモータの軸垂直方向断面図を示すものであ
る。

【００１９】図１において、１８は３個の突極１ａ、１
ｂ、１ｃとこれらを結合する継鉄板１１とで構成される
第１のコア、１９は３個の突極２ａ、２ｂ、２ｃとこれ
らを結合する継鉄板１２とで構成される第２のコア、３
は３個のマグネット体３ａ、３ｂ、３ｃとマグネット体
間に介装されるスペーサ８ａ、８ｂとシャフト４とで構
成されるロータマグネット、５、６は軸受、７は突極１
ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに巻回されるコイル、９はアンバ
ランス用のウェイト、１０はスラスト板、１３、１４は
ブラケット、１５はプリント基板、１６は駆動ＩＣ、１
７はシートである。

【００２０】本実施形態のモータの外装体９０は、ロー
タマグネット３の軸方向に直角の断面形状が、扁平長方
形となっていて、その１対の短辺９０ａ、９０ａが共に
前記継鉄板１１、１２で構成され、その１対の長辺９０
ｂ、９０ｂが前記プリント基板１５と前記シート１７で
構成されている。前記外装体９０の前記断面形状は小判
形等の扁平断面形状とすることも可能である。

【００２１】図１において、突極１ａ、１ｂ、１ｃ、２
ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれは電着塗装で絶縁処理され、
絶縁処理層の上から、コイル７が巻回されている。コイ
ル７が巻回された突極１ａ、１ｂ、１ｃの３個は継鉄板
１１にシャフト４の軸方向に間隔をもって取り付けられ
て第１のコア（コア組立体）１８が構成される。また、
シャフト４を介した反対位置には、第２のコア（コア組
立体）１９がある。第２のコア１９はコイル７が巻回さ
れた突極２ａ、２ｂ、２ｃの３個が継鉄板１２にシャフ
ト４の軸方向に間隔をもって取付られた構成となってい
る。

【００２２】ロータマグネット３の各マグネット体３
ａ、３ｂ、３ｃは中空円筒のラジアル異方性焼結のマグ
ネットで、それぞれＮ、Ｓの２極に着磁されている。図
２に示すように、３個のマグネット体３ａ、３ｂ、３ｃ
は１２０度ずつ極性がずれた状態で配置され、マグネッ
ト体３ａ、３ｂ、３ｃの中空円筒部にシャフト４が挿入
され、さらに、マグネット体３ａ、３ｂ、３ｃ間にはス
ペーサ８ａ、８ｂが挿入された状態で、３個のマグネッ
ト体３ａ、３ｂ、３ｃは間隔をおいてシャフト４に固定
される。

【００２３】本実施形態は移動体通信用の振動呼び出し
ページャ用モータであるので、モータから発生させる振
動を取り出すために、重心が回転中心（軸芯）から離れ
た位置にあるアンバランス用のウェイト９を設けること
によって、回転によるウェイト９の重心の遠心力がモー
タのステータ側に伝わるエネルギを利用している。上記
の場合は軸受６に作用するラジアル荷重が大きい方が振
動は大きいので、軸受６に作用する荷重を増やすために
スペーサ８ａ、８ｂも偏心荷重となるように、重心を回
転中心から離している。軸受６に作用するラジアル方向
の負荷荷重はアンバランス力を作用力とする反力とな
る。その反力の大きさに及ぼすウェイト９の重心位置と
スペーサ８ａ、８ｂの重心位置の影響を図３の説明図で
説明する。質量ｍの物体の重心が、回転軸からｒだけ偏
心して、軸が回転角速度ωで回転する場合、遠心力Ｆは
（式１）で表される。

【００２４】Ｆ＝ｍ・ｒω² ………（１） 遠心力によってロータの弾性変形ρを検討すると、全遠
心力Ｆは（式２）で表される。

【００２５】Ｆ＝ｍ（ｒ＋ρ）ω² ………（２） 弾性変形ρはｒに比べて無視できるので、遠心力Ｆは
（式１）となる。

【００２６】軸受５からウェイト９、スペーサ８ａ、ス
ペーサ８ｂまでの距離をＬ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ 、軸受５から
軸受６までの距離をＬ、軸中心をＸ軸、Ｘ軸に垂直な軸
をＹ軸とする。ウェイト９、スペーサ８ａ、８ｂの遠心
力Ｆ₁ 、Ｆ₂ 、Ｆ₃ をＸ、Ｙ軸方向に分解すると、（式
３）に示すようになる。

【００２７】 Ｆ_1x＝ｍ₁ ｒ₁ ω² ＝Ｆ₁ Ｆ_1y＝０ Ｆ_2x＝ｍ₂ ｒ₂ ω² ｃｏｓθ₂ ＝Ｆ₂ ｃｏｓθ₂ Ｆ_2y＝ｍ₂ ｒ₂ ω² ｓｉｎθ₂ ＝Ｆ₂ ｓｉｎθ₂ F_3x＝ｍ₃ ｒ₃ ω² ｃｏｓθ₃ ＝Ｆ₃ ｃｏｓθ₃ Ｆ_3y＝ｍ₃ ｒ₃ ω² ｓｉｎθ₃ ＝Ｆ₃ ｓｉｎθ₃ ………（３） 軸受６の反力をＲとすれば、反力ＲもＸ、Ｙ方向に分解
し、軸受５を支点としてモーメントを考えると、（式
４）に示すようになる。

【００２８】 ＬＲ_x ＝Ｌ₁ Ｆ_1x＋Ｌ₂ Ｆ_2x＋Ｌ₃ Ｆ_3x ＬＲ_y ＝Ｌ₁ Ｆ_1y＋Ｌ₂ Ｆ_2y＋Ｌ₃ Ｆ_3y………（４） 反力Ｒの分力Ｒ_X 、Ｒ_Y を合成すると、（式５）に示す
ようになる。

【００２９】Ｒ² ＝Ｒ_x ² ＋Ｒ_y ² ………（５） 従って、反力Ｒの２乗は、（式６）で表される。

【００３０】 Ｒ² ＝Ｒ_x ² ＋Ｒ_y ² ＝（Ｆ_1x・（Ｌ₁ ／Ｌ）＋Ｆ_2x・（Ｌ₂ ／Ｌ）＋Ｆ_3x・（Ｌ₃ ／Ｌ））² ＋（Ｆ_1y・（Ｌ₁ ／Ｌ）＋Ｆ_2y・（Ｌ₂ ／Ｌ）＋Ｆ_3y・（Ｌ₃ ／Ｌ））² ＝（Ｆ₁ ・（Ｌ₁ ／Ｌ）＋Ｆ₂ ｃｏｓθ₂ ・（Ｌ₂ ／Ｌ）＋Ｆ₃ ｃｏｓθ₃ ・（Ｌ₃ ／Ｌ））² ＋（Ｆ₂ ｓｉｎθ₂ ・（Ｌ₂ ／Ｌ）＋Ｆ₃ ｓｉｎθ₃ ・（Ｌ₃ ／Ｌ））² ………（６） ＲはＲ² が最大のとき最大である。（式６）において、
回転角速度ωや質量ｍ₁ 、ｍ₂ 、ｍ₃ 、偏心距離ｒ₁ 、
ｒ₂ 、ｒ₃ や軸方向のスパンＬ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃は設計上
既知であり、未知数は角度θ₂ 、θ₃ である。Ｒが最大
となるのはθ₂＝θ₃ ＝０である。即ち、スペーサの遠
心力がウェイトの遠心力と同一方向になる場合である。

【００３１】上記説明から、スペーサの偏心方向はウェ
イトの偏心方向と同じ方向とするとよく、本実施形態の
ロータ部もそのように構成されている。そのため、軸受
６に作用するアンバランス負荷荷重を大きく作用させる
ことができる。

【００３２】ウェイト９の形状は振動に重要な影響をお
よぼすので、図４のようなウェイトのモデルを考える。
ウェイト９が半円形から角度２αだけの減少した角度の
扇型形状として、ウェイト９の最外周の直径をＤとし、
これを以後ウェイト外径と記す。ウェイト外径Ｄ／シャ
フト径ｄに対する、ウェイト９の重心偏位量ｇ、ウェイ
ト９の面積Ａ、遠心力Ｆ₄ との関係を角度αをパラメー
タとして図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に表す。ただし、
シャフト径ｄ＝１、ウェイト９の厚み、ウェイト９の比
重、回転速度の２乗は不変とした。扇形ウェイト９の重
心偏位量は、ウェイト外径Ｄとシャフト径ｄの比（Ｄ／
ｄ）に対して１次式で表される。ウェイト９の面積Ａは
ウェイト外径Ｄとシャフト径ｄの比（Ｄ／ｄ）に対して
高次の式で表される。遠心力は（式１）で表されるか
ら、遠心力Ｆ₄ はウェイト９の面積Ａと重心偏位量ｇの
積に比例する。

【００３３】ウェイト９による振動を大きくするには、
少しでもウェイト９の外径が大きい方が好ましいこと
が、図５からいえるが、図１のように、扁平な横断面形
状のモータでは、その短辺９０ａの長さ以上のウェイト
外径Ｄにすることは、特殊な場合以外ほとんどない。図
１のように扁平は横断面形状のモータでは、以下のよう
にウェイト９の外径Ｄを規定する。

【００３４】前記短辺９０ａの長さをａ（図１の（ｂ）
参照）とすると、ウェイト外径Ｄを（式７）のように規
制する。

【００３５】０．６×ａ＜Ｄ＜ａ………（７） さらに、シート１７、プリント基板１５は薄い方が、モ
ータの特徴上好ましいので、ロータマグネット外径をＤ
_m とすると、前記ウェイト外径Ｄは（式８）のように選
べば好適である。

【００３６】 ０．８×Ｄ_m ＜Ｄ＜１．１×Ｄ_m ………（８） 図６に示すように、軸受５はラジアル方向荷重を受ける
円筒状の軸受で、スラスト方向の荷重はシャフト４先端
の円弧とスラスト板１０とのピボット軸受で構成されて
いる。スラスト板１０には、低摺動樹脂材料を使用す
る。

【００３７】また、シャフト４の先端球形状の半径をｒ
とすると、最大面圧Ｐ_max と摩擦トルクＴ_p は（式９）
で求められる。

【００３８】 Ｐ_max ＝ａ×ｒ^-2/3 Ｔ_p ＝ｂ×ｒ^1/3 ………（９） ただし、 ａは係数 ｂは係数 ある半径ｒ_O の場合の最大面圧Ｐ_max と摩擦トルクＴ_p
を１とした最大面圧、摩擦トルクのそれぞれの比率の関
係を図７に示す。シャフト先端の半径ｒを小さくすると
摩擦トルクＴ_p は下がるが面圧Ｐ_max が大きくなるの
で、スラスト板１０が樹脂の場合は面圧を余り大きくす
ることはかえって信頼性を損ねることがある。また、半
径ｒを大きくすると、面圧Ｐ_max は低下するが、摩擦ト
ルクＴ_p が増えてその損失トルクが熱となり温度が上昇
して信頼性を損ねることがあるので、２０００ｒｐｍ回
転以上の高速では、スラスト軸受のシャフト先端の半径
ｒとシャフト直径ｄとの関係を（式１０）に示すよう
に、ピボット軸受を設計してある。

【００３９】 １０×ｄ＞ｒ＞１．５×ｄ／２………（１０） スラスト板１０は一般的な高分子材料で構成されてい
る。しかし、電池駆動、携帯タイプの装置にモータを使
用する場合は、長期摩擦トルクを低減するために、潤滑
性に優れたポリアセタール樹脂をスラスト板１０に使用
すると好適である。高温時での使用が多いときには耐熱
性の優れるポリイミド樹脂、テフロン樹脂を使用選定す
る。

【００４０】また、スラスト板１０の外径Ｄ_s とシャフ
ト外径ｄの関係を（式１１）に示すようにする。

【００４１】Ｄ_s ＞ｄ………（１１） このようにすることにより、シャフト挿入時にスラスト
板１０が軸受５から抜け落ちないので、作業が安定す
る。シャフト４がスラスト方向に移動しても、注油オイ
ルや軸受５のオイルのためにスラスト板１０はブラケッ
ト１４に密着して動かないが、面方向には動く場合があ
り、軸受ロスを低減するためには、動きを規制する必要
がある場合もある。（式１１）の関係にすることによ
り、接触面積が多くなり動きにくいうえに、軸受５の円
筒部の径で規制することもできる。ブラケット１４にス
ラスト板１０を挿入し軸受５を固定して組立ることによ
って（式２７）の関係の軸受が構成できる。

【００４２】モータが小形になってくると、発生するト
ルクに対して軸受ロスの割合が大きくなるので、軸受ロ
スを低減する必要があり、軸受５、６は含油焼結軸受を
使用する。含油のオイルの粘度は粘度１０ｃｓｔ〜５０
ｃｓｔのものを使用する。

【００４３】また、焼結材料も低摩擦の樹脂例えば粒径
１μｍ以下のテフロンの微細粉末を混成させて、軸受を
作れば、テフロンが金属の隙間に介在し、バインダのよ
うな働きとなる上に、シャフト４に対した軸受面に樹脂
が点在し、含油だけの場合以上に軸受ロスを低減するこ
とが可能となる。モータの低電圧起動が可能となる上
に、電池寿命を長くすることも可能となる。

【００４４】さらに、軸受の内径の形状を図８のように
断面円弧状にすれば、軸受ロスを低減できる。図８の
（ａ）はシャフト４がウェイト側の軸受６を貫通した状
態の図で、図８の（ｂ）はピボット軸受側の軸受５の部
分を表わす図である。図８の（ａ）は組立上のコジレや
アンバランスによるシャフト４の曲がりなどによるブラ
ケット１３に対する軸垂直性が少し悪くても、軸受６の
内径が円弧状のために円弧部６ａとシャフト４との接触
は点接触となり、軸受６が自動調心性を有することとな
る。図８の（ｂ）の場合も、組立上のコジレやアンバラ
ンスによるシャフト４の曲がりなどによる軸受５とシャ
フト４との接触は軸受５の内径円弧５ａの一点で点接触
する。軸受６、５の内径を円弧状にして、シャフト４と
点接触するようにすることにより、軸受ロスを低減する
ことができる。

【００４５】前記外装体９０の一つの長辺９０ｂ部を構
成するプリント基板１５のランドには、各突極１ａ〜１
ｃ、２ａ〜２ｃに巻回したコイル７の端末を間接または
直接的に導通させている。本実施形態のプリント基板１
５はフレキシブルプリント基板であり、フレキシブルプ
リント基板の上に、駆動ＩＣ１６など駆動回路電子部品
が実装され、装置側の電源に接続のランド１５ａが設け
られている。

【００４６】本実施形態のようにフレキシブルプリント
基板を前記長辺９０ｂ側の一面に配設するので、モータ
の厚さが薄い割には、比較的大きな基板形状となり、駆
動回路部品をフレキシブルプリント基板上に実装するこ
とが容易となり、薄型で小型のブラシレスモータが構成
できる。

【００４７】また、プリント基板１５とは逆面側にシー
ト１７が貼られている。シート１７を貼ることにより、
モータ内部は密閉構造となるので、モータ内部にゴミの
入り込みが無く、ロータマグネット３とコア１８、１９
との間に外部からのゴミをかみ込み、ロータの回転が低
下するようなことがなくなる。すなわち防塵対策とな
る。また、このシート１７に製造番号や製造社名などを
記載でいるので、合理的な使用が行える。

【００４８】本実施形態の突極１ａ、１ｂ、１ｃ、２
ａ、２ｂ、２ｃと継鉄板１１、１２は一体ではなく、突
極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃが個々に別部品にピース化さ
れた構成となっている。そのピース化された突極１ａ〜
１ｃ、２ａ〜２ｃの一例は図９のような構造である。図
９の突極を符号２０であらわすと、突極２０の突出部２
１のロータマグネット３に対向する面２１ａは回転軸を
中心にした曲率半径に沿う円弧面となっている。突出部
２１のロータマグネット３に対向する面２１ａの裏面部
２１ｂは曲面部をもち、その面２１ｂにはコイル７を巻
回する円筒断面形状のティース部２２が形成され、その
ティース部２２の円筒断面の直径をｈ１とすると、ｈ１
より小さい断面直径の円筒部２３がティース部２２の先
に形成されている。円筒部２３は継鉄板１１、１２に開
けた穴に係合挿入するためで、ティース部２２の円筒部
径より小さいのは、その段差部で継鉄板１１、１２との
挿入位置決めすることによって、ロータマグネット３と
前記対向面２１ａとのエアーギャップをそれぞれの突極
２０において均一にできるためである。円筒部２３の先
端面は凹面になっている。突極２０を継鉄板１１、１２
に挿入した状態で円筒部２３の凹面の外周部をかしめ
で、継鉄板１１、１２に固定する。突極２０と継鉄板１
１、１２の固定にはカシメ以外に、圧入や接着などの方
法がある。

【００４９】ピース化された突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２
ｃは図１０に示すような形状の例もある。図１０の突極
を符号２４であらわすと、コア２４の突出部２５のロー
タマグネット３に対向する面２５ａは回転軸を中心にし
た曲率半径に沿う円弧面となっている。突出部２５のロ
ータマグネット３に対向する面２５ａの裏面部２５ｂは
曲面部をもち、その面２５ｂにはコイル７を巻回する四
角形断面のティース部２６が形成され、そのティース部
２６の四角形断面は回転軸に直角方向の長さをｈ₂ 、回
転軸方向の長さをｈ₃ とすると、図１０のティース部２
６は（式１２）に示す関係になっている。

【００５０】ｈ₂ ≒ｈ₃ ………（１２） その四角形の辺の長さより小さい断面直径の円筒部２７
がティース部２６の先に形成されている。円筒部２７は
継鉄板１１、１２に開けた穴に係合挿入するためで、テ
ィース部２６の断面より小さいのは、その段差部で継鉄
板１１、１２との挿入位置決めすることによって、ロー
タマグネット３と前記対向面２５ａのエアーギャップを
それぞれの突極２４において均一にするためである。

【００５１】ピース化された突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２
ｃは図１１に示すような形状の例もある。図１１の突極
を符号２８であらわすと、突極２８の突出部２９のロー
タマグネット３に対向する面２９ａは回転軸を中心にし
た曲率半径に沿う円弧面となっている。突出部２８のロ
ータマグネット３に対向する面２９ａの裏面部２９ｂは
曲面部をもち、その面２９ｂにはコイル７を巻回する四
角形断面のティース部３０が形成され、小径断面の円筒
部３１と一体に形成されている。前記ティース部３０の
四角形断面は回転軸に直角方向の長さをｈ₄ 、回転軸方
向の長さをｈ₅とすると、図１１のティース部３０は
（式１３）に示す関係の長方形である。

【００５２】ｈ₄ ＜ｈ₅ ………（１３） （式１３）に示すように、扁平長方形断面のモータにお
いて、突極２８のティース部３０を軸方向に平行の寸法
を長い形状としているのは次のような利点があるからで
ある。すなわち図９、図１０、図１１において、コイル
７をティース部２２、２６、３０に巻回した場合、ティ
ース部２２、２６、３０の幅の方向の長さを同じとす
る。即ち（式１４）に示すようにする。

【００５３】ｈ₁ ＝ｈ₂ ＝ｈ₄ ………（１４） その結果（式１５）に示すようになり、図１１のティー
ス断面積が図９、図１０に示すものに比較し最大とな
る。

【００５４】 （π／４）ｈ₁ ²＜ｈ₂ ・ｈ₃ ＜ｈ₄ ・ｈ₅ ………（１５） したがって、ティース断面積を同じにすれば、突極の幅
方向の長さは図１１のｈ₄ が小さくなるので、コイル７
の巻線高さが厚くでき、ターン数を多く巻き込むことが
できる。

【００５５】上記突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃはピース
化されているので、その製造方法としての一例を挙げ
る。金属の粉末と樹脂の混合物を射出成形により成形
し、成形後焼き固めることにより、樹脂を取り除いた、
いわゆるメタルインジェクション製法によって突極１ａ
〜１ｃ、２ａ〜２ｃを作成する。切削や研磨に比べて、
量産性に優れ、また図９から図１１のロータマグネット
３に対する対向面２１ａ、２５ａ、２９ａの曲率は焼成
後も求める寸法の公差範囲であるので、モータ特性のば
らつきは少なくなる。

【００５６】突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃをメタルイン
ジェクション（金属粉末射出成形ともいう）技術を使用
して作ると、図９、図１０、図１１のような形状が複雑
な小さな突極は後仕上げをしなくてもよい最終形状にで
きる。突極に使用する粉末材料の一例としてＦｅ−Ｓｉ
系材料があるが、難加工材であるため後加工はほとんど
できない。カシメ工程があるような突極の場合は純鉄系
の粉末材料を使用する。メタルインジェクションの製造
工程はふるい分けした設定粒度で、還元減量で規制され
た化学組成の各成分の原料金属粉末と樹脂のバインダー
を秤量混合して混練し、射出成形可能な材料をつくり、
金型を用いて射出成形し、成形後にバインダの樹脂除去
を行い、これを加熱によって、粒子間に充分な原子間結
合を生じさせて、粉末金属を焼結させて金属焼結結合さ
せる。図１２のような気孔３２のある状態となる。この
気孔３２が多くあると焼結後の寸法が変化するので、突
極など精度が厳しい部品には粉末粒子が微細で、粒子径
が均一であるものを使用して、密度を高める。気孔３２
が小さくなり突極の密度が上昇することによって、突極
の磁束密度が大きなところまで対処可能な構造とするこ
とができる。焼結金属面や気孔部に樹脂の絶縁皮膜が形
成されるように、樹脂を最終工程で含浸させるか、バイ
ンダ樹脂が少し残るようにする。突極の内部構造的な絶
縁皮膜よって、渦電流の発生は押さえることができる。

【００５７】突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃの製造方法と
しての別の例を挙げる。

【００５８】鍛造成形により突極を作ると、突極がピー
ス化されて小さいので、小さな鍛造機で大量に作ること
ができる。鍛造では角部は丸くなり、図１１のような突
極２８では、角部は丸くなるが、ロータマグネット３と
の対向する面２９ａの曲率には影響がないので、金属粉
末成形品にくらべて突極形状によるモータの特性には差
が発生しない。図１３に鍛造製の突極の金属組成の方向
流れ図を表す。図１３のように組成流れＫの方向と同じ
ように磁束が流れるので、磁束損失とはならないが、金
属の結晶粒子が鍛造による歪で損失が発生する。結晶粒
子を粗大化させ、ロスを減少させるために、突極を焼鈍
する。

【００５９】次に、本実施形態のモータ（図１）の組立
て方を図１４を使って説明する。スラスト板１０を設置
し軸受５を圧入で固定したブラケット１４の一方の切り
込み部１４ａに軸方向から、継鉄板１１にコイル７を巻
回した３個の突極が組み立てられてなる第１のコア１８
の下側突部１８ａをはめ込み、また、継鉄板１２に３個
の突極が組立てられてなる第２のコア１９の下側突部１
９ａをブラケット１４の他方の切り込み部１４ｂにはめ
込む。又マグネット体３ａ、３ｂ、３ｃとスペーサ８
ａ、８ｂが所定数量、所定位置で、シャフト４に固定さ
れてロータマグネット３が組立てられる。そのロータマ
グネット３のシャフト４の下端をブラケット１４の軸受
５に挿入する。次いで第１のコア１８の上側突部１８ｂ
をブラケット１３の一方の切り込み部１３ａにはめ込
み、さらに、第２のコア１９の上側突部１９ｂをブラケ
ット１３の他方の切り込み部１３ｂにはめ込む。そのブ
ラケット１３の組み立ては、シャフト４の上端をはじめ
にブラケット１３の軸受６に挿入したうえで行ってい
る。上記組立は軸方向からビルトインで組立ができる。
モータの枠組みができあがったところで、シャフト４に
アンバランス用のウェイト９を取り付け、電子部品が実
装されたプリント基板１５を取り付け、コイル端末をプ
リント基板１５上のランド１５ａに半田付けする。さら
に、シート１７を貼る。

【００６０】次に本実施形態のモータの回転原理を図４
１及び図４２に基づき説明する。

【００６１】図４１はそのマグネット体３ａ、３ｂ、３
ｃと突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃと、コイル７（上段よ
り順次７ａ、７ｂ、７ｃと称す）の関係を模式的に表し
た図である。

【００６２】図４１に示すように前記突極１ａ〜１ｃ、
２ａ〜２ｃは夫々のコア１８、１９において同一周方向
位置にて配置され縦１列となっており、又各段において
コイル７ａ、７ｂ、７ｃは１本の導線で連続に両コア１
８、１９の突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに同一方向に巻
かれている。又各段におけるコイル７ａ、７ｂ、７ｃの
巻き方向は図４１に示すように同一方向である。

【００６３】図４２は、この構成によりロータマグネッ
ト３が回転したときに各コイルに発生する誘起電圧の波
形を示した図である。

【００６４】図４２に示すようにコイル７ａ、７ｂ、７
ｃに発生する誘起電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、マグネット
体３ａ、３ｂ、３ｃの角度がそれぞれ１２０°ずつずれ
ているために、位相が１２０°ずつずれた波形となる。
ここで各コイル７ａ、７ｂ、７ｃの一端をＣＯＭとして
共通接続し、夫々の他端に３相を振り分け、この３相の
誘起電圧に合わせプリント基板１５上の電子回路で通電
駆動させることによりトルクが発生し、マグネット体３
ａ、３ｂ、３ｃは回転する。即ち、３相ブラシレスモー
タとして駆動している。又前記電子回路は直流電源から
電流が供給されている。以下の実施形態のモータも同様
の原理で回転する。

【００６５】なお本実施形態では、モータを３段の構成
としたが、Ｋ段（ｎ＝２、３、４…）のマグネット体及
び突極を有する構成とすることにより、Ｋ相のブラシレ
スモータに一般的に、広く用いることができる。

【００６６】（実施形態２）以下本発明の実施形態２に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００６７】図１５の（ａ）は、移動体通信用のページ
ャモータの軸方向断面図で、図１５の（ｂ）は移動体通
信用のページャモータの軸垂直方向断面図を示すもので
ある。

【００６８】実施形態２において実施形態１と同じとこ
ろは説明を省略し、相違点について説明する。図１５で
使用する部品符号は図１と共通な部品の場合は同じ符号
を使用する。

【００６９】実施形態２の外装体９０はロータマグネッ
ト３の軸方向に直角の断面形状が扁平長方形となってい
てその短辺９０ａ、９０ａが１対の継鉄板１１、１２で
構成される一方、その長辺９０ｂ、９０ｂは一方が開放
され、他方がプレート３５及びフレキシブルプリント基
板３４で構成されている。

【００７０】図１５において、３７はウェイト９側のブ
ラケット、３３は軸受ブラケット、３４はフレキシブル
プリント基板、３５はプレート、３６は端子板である。

【００７１】モータのロータマグネット３を構成するマ
グネット体３ａ、３ｂ、３ｃは中空円筒のマグネット
で、それぞれＮ、Ｓ２極に２分されて着磁されている。
図１６に示すように、３個のマグネット体３ａ、３ｂ、
３ｃは各段間で１２０°ずつ極性がずれた状態で配置さ
れ、各マグネット体３ａ〜３ｃの中空円筒部にシャフト
４が挿入されて固定されている。表面の磁極分布が軸方
向に層別された一体のロータマグネット３と見なすこと
ができる。

【００７２】３個のマグネット体３ａ〜３ｃの極性のず
れを決められた位置に位置決めするために、図１７のよ
うに、３個のマグネット体３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれ
に、角度決めのための凹凸が付けられている、この凹凸
９２、９１は、上下を合わせると、マグネット体３ａ〜
３ｃがちょうど１２０゜ずつずれるようになっている。
この構成により、マグネット体３ａ〜３ｃの着磁をこの
凹凸基準で行い、これらを凹凸が合うように組み合わせ
るだけで、所定の磁極が得られるため、組立が容易にな
る。また、実施形態１のようにマグネット間にスペーサ
を設け、そのスペーサに位置決め機構を設けることもで
きる。一例として、次に説明する。

【００７３】図１８は、３個のマグネット体３ａ、３
ｂ、３ｃとそれらの間にスペーサ３７ａ、３７ｂを設け
た構成である。３個のマグネット体３ａ、３ｂ、３ｃに
凹部９４と、２個のスペーサ３７ａ、３７ｂにマグネッ
ト体に対応する凸部９３が設けられている。スペーサ３
７ａ、３７ｂの凸部９３は、上下で１２０゜角度がずれ
た位置に設けられており、マグネット体とスペーサの凹
凸を合わせて組み合わせると、マグネット体３ａ〜３ｃ
がちょうど１２０゜ずつずれるようになっている。この
構成により、マグネット体の着磁をこの凹部基準で行
い、マグネット体とスペーサの凹凸が合うように組み合
わせるだけで、所定の磁極が得られるため、組立が容易
になり量産に適した構成となる。スペーサ３７ａ、３７
ｂはアンバランス用のウェイトにもなると共に、マグネ
ット体相互の位置決めとしての役割りを果し、上下のマ
グネット体間の磁束の漏洩を防ぐこともできる。

【００７４】本実施形態は移動体通信用の振動呼び出し
ページャ用モータであるので、モータから発生させる振
動を取り出すために、アンバランス用のウェイト９はそ
の重心が回転中心（軸芯）から離れた位置になるように
設けられている。

【００７５】ウェイト９による振動を大きくするには、
少しでもウェイト９の外径が大きい方が好ましい。本実
施形態において、前記外装体９０の短辺９０ａの寸法を
ａ（図１５の（ｂ）参照）とすると、ウェイト９の外径
Ｄは（式１６）のようにする。

【００７６】０．６×ａ＜Ｄ＜ａ………（１６） さらに、軸の中心がブラケット側面の中央にあるとはか
ならずしもいえないが、ロータマグネット３は回転する
ので、マグネット体３ａ、３ｂ、３ｃの直径とウェイト
９の直径との関係を（式１７）のように選べばよい。た
だし、マグネット体の外径をＤ_m 、アンバランス用のウ
ェイトの外径をＤとする。

【００７７】 ０．８×Ｄ_m ＜Ｄ＜１．１×Ｄ_m ………（１７） ブラケット３７の軸受部３７ａは軸受用孔の周縁部を薄
肉にして構成され、図１５の（ａ）に示すように、その
内周面に低摩擦樹脂層３８がコーティングされている。
したがってシャフト４は低摩擦コーティング材３８を介
して接触する軸受ロスが少ない上に、低摩擦コーティン
グ材３８の厚さが例えば１００μｍ以下であって、強い
剛性として働くので、アンバランス用のウェイト９によ
って軸受に作用する力は減衰することなくモータの外郭
部へ振動として伝達する。（表１）に使用する低摩擦コ
ーティング材の材料例を示す。

【００７８】

【表１】

【００７９】また、ブラケット３３は、低摩擦樹脂製
で、球面状凹部の軸受３３ａも一体に形成されている。
このブラケット３３は射出成形品であるので、軸受周り
も複雑な形状が可能である。

【００８０】例えば低摩擦樹脂はフッ素樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリイミド樹脂のいずれかを使用する。フ
ッ素樹脂は低摩擦性以外に、耐薬品性、耐熱性、非粘着
性の特性があり、広い分野で使用されている。

【００８１】また、ブラケット３３が金属材料の場合で
は、ブラケット３７の軸受部３７ａに使用した低摩擦コ
ーティング材をコーティングしてピボット軸受を構成す
ることができる。

【００８２】駆動ＩＣ１６など駆動回路電子部品が実装
されたフレキシブルプリント基板３４はプレート３５に
貼り付けて固定する。フレキシブルプリント基板３４に
は、各突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに巻回したコイル７
の端末を端子板３６に接続し、端子板３６を介してフレ
キシブルプリント基板３４上のランドに導通させる。本
実施形態のようにフレキシブルプリント基板３４を前記
長辺９０ｂの面で構成すると、モータの厚さが薄い割に
は、駆動回路部品をフレキシブルプリント基板３４上に
実装することが容易となり、薄型で小型のブラシレスモ
ータが構成できる。なお、前記プリント基板３４の逆面
側は解放されている。

【００８３】本実施形態の突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃ
も継鉄板１１、１２とは一体ではなく、突極が個々に別
部品にピース化された構成となっている。そのピース化
された突極の一例は図１９のような構造となっている。
図１９の突極を符号３９であらわすと、突極３９の突出
部４０のロータマグネット３に対向する面４０ａはロー
タマグネット３の軸４３を中心にした曲率の円弧ではな
く、この軸４３より遠くに曲率中心を持つ円弧面であ
る。その円弧面の半径Ｒ₂ が無限大の場合は平面にな
る。

【００８４】突出部４０のロータマグネット３に対向す
る面４０ａの裏面部４０ｂは平面であり、ティース部４
１の断面形状は長方形であるので、扁平四角断面のコイ
ル７を巻回する場合は巻ずれが少なく、巻形状がきれい
で信頼性の高い巻線処理ができる。図２０に図１９の突
極３９に扁平四角断面のコイル７を巻回したものを示
す。

【００８５】また、図１９に示す突極３９を継鉄板１
１、１２に係合挿入する穴の形状は円形ではなく、四角
形であるので、係合する突極３９の方の接合部４２の断
面形状も四角形である。挿入する形状が円以外の多角形
であると、突極３９を継鉄板１１、１２に挿入する位置
決めが可能となる。

【００８６】図１５において、突極１ａ、１ｂ、１ｃ、
２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれは電着塗装で絶縁処理され
ている。各突極に絶縁処理層の上から、コイル７を巻回
する場合、端子板３６が継鉄板挿入部に圧入して組立て
られた状態にコイル７を巻回してコイル端子を端子板３
６の突極近傍に圧接接続する。図２１にピース化された
突極３９に端子板３６を取り付けた状態を示す。端子板
３６は金属板４３と絶縁用樹脂４４とが一体成形されて
いて、金属板４３は突極３９に対して２個の構成であ
り、一つは巻始め線処理、もう一方は巻終わりの線処理
をするので、ピース化された突極３９は巻線が施された
状態で、チップ抵抗のように実装しやすい部品形態にな
っている。

【００８７】次に、本実施形態のモータ（図１５）の組
立て方を図２２を使って説明する。プレート３５の上に
駆動ＩＣ１６など電子部品を実装されたフレキシブルプ
リント基板３４を貼り付け、そのプレート３５に、マグ
ネット体３ａ、３ｂ、３ｃとシャフト４との組立体であ
るロータマグネット３をブラケット３７の軸受部に挿入
した状態で軸直角方向から組立て、さらに、もう一方の
ブラケット３３も軸受部がシャフト４と嵌合するよう
に、やや斜め軸方向から組み立てる。その状態で、コイ
ル７を巻回されそれぞれの端子板３６に端末処理を施さ
れた突極１ａ、１ｂ、１ｃが継鉄板１１にシャフト４の
軸方向に間隔をもって取り付けられてなる第１のコア１
８と、同様に突極２ａ、２ｂ、２ｃ等が継鉄板１２に取
付けられてなる第２のコア１９とをブラケット３３、３
７に嵌合組立する。

【００８８】上記組立ては軸直角方向からビルトインで
組立てができる。モータの枠組みができあがったところ
で、シャフト４にアンバランス用のウェイト９を取り付
ける。

【００８９】（実施形態３）以下本発明の実施形態３に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００９０】図２３の（ａ）は、本発明の実施形態３に
おける移動体通信用のページャモータの軸方向断面図
で、図２３の（ｂ）は移動体通信用のページャモータの
軸垂直方向断面図を示すものである。

【００９１】実施形態３において実施形態１と共通する
ところは説明を省略し、相違点について説明する。図２
３で使用する部品符号は図１と共通な部品の場合は同じ
符号を使用する。

【００９２】図２３において、３はロータマグネット、
４５、４６は軸受ブラケット、４７はフレキシブルプリ
ント基板、４８は端子板、４９、５０は軸受ブッシュで
ある。

【００９３】モータのロータマグネット３は円柱体のマ
グネットで、一体構造のものである。実施形態１、２で
はロータマグネット３が３つのマグネット体３ａ〜３ｃ
に分かれていたが、本実施形態では一体のロータマグネ
ットである。しかしその着磁状態は実施形態１、２の場
合と同様であるので、図２４では説明上ロータマグネッ
ト３を３段に分けて３個のマグネットの磁極の位相が１
２０°ずつずれた状態で着磁されているように示してい
る。一体のロータマグネット３であるので磁極の位置決
めなどの作業が廃止できる。ロータマグネット３の両端
は外径が小さい円筒部７１があり、その円筒部７１に一
部リング状の軸受ブッシュ４９、５０を圧入固定する。

【００９４】軸受ブッシュ４９、５０は、図２３、図２
４に示すように、厚肉の半円形部４９ａ、５０ａを有
し、これらを利用して回転に伴うアンバランス力を発生
させている。また軸受ブッシュ４９、５０の中央部には
軸受用穴４９ｂ、５０ｂがある。上下の軸受ブラケット
４５、４６のそれぞれの中心には軸受ピン（軸受用凸
部）４５ａ、４６ａが突設されており、前記軸受用穴
（軸受用凹部）４９ｂ、５０ｂがこれに嵌合して、ロー
タマグネット３は上下の軸受ブラケット４５、４６に回
転自在に支持される。

【００９５】本実施形態は移動体通信用の振動呼び出し
ページャ用モータであるので、モータから発生させる振
動を取り出すために、重心が回転中心（軸芯）から離れ
た位置にある軸受ブッシュ４９、５０を設けることによ
って、回転による軸受ブッシュ４９、５０の重心の遠心
力がモータのステータ側に伝わるエネルギを利用してい
る。上記の場合は軸受ピン４５ａ、４６ａに作用するラ
ジアル荷重が大きい方が振動は大きいので、軸受ピン４
５ａ、４６ａに作用する荷重を図２５のモデル図で説明
する。

【００９６】軸受ピン４６ａから軸受ブッシュ４９、軸
受ブッシュ５０までの距離をＬ５、Ｌ６とし、軸受ピン
４６ａから軸受ピン４５ａまでの距離をＬとし、軸受ブ
ッシュ４９の重心と軸中心との距離をｒ₅ 、軸受ブッシ
ュ５０の重心と軸中心との距離をｒ₆ とする。また軸中
心をＸ軸とし、Ｘ軸に垂直にＹ軸をとる。軸受ブッシュ
４９、５０の遠心力Ｆ₅ 、Ｆ₆ をＸ、Ｙ軸方向に分解す
ると、（式１８）に表される。ただしωは回転角速度、
ｍ₅ 、ｍ₆ はそれぞれ軸受ブッシュ４９、軸受ブッシュ
５０の質量である。

【００９７】 Ｆ_5x＝ｍ₅ ｒ₅ ω² ＝Ｆ₅ Ｆ_5y＝０ Ｆ_6x＝ｍ₆ ｒ₆ ω² ｃｏｓθ₆ ＝Ｆ₆ ｃｏｓθ₆ Ｆ_6y＝ｍ₆ ｒ₆ ω² ｓｉｎθ₆ ＝Ｆ₆ ｓｉｎθ₆ ………（１８） 軸受ブッシュ４９に対する軸受ピン４５ａの反力をＲ₃
とすれば、反力Ｒ₃ をＸ、Ｙ方向に分解したＲ_3x、Ｒ_3y
は、軸受ブッシュ５０の軸受ピン４６ａを支点としたモ
ーメントを考えると、（式１９）のようになる。

【００９８】 ＬＲ_3x＝Ｌ₅ Ｆ_5x＋Ｌ₆ Ｆ_6x ＬＲ_3y＝Ｌ₅ Ｆ_5y＋Ｌ₆ Ｆ_6y………（１９） 反力Ｒ₃ の２乗は（式２０）で表される。

【００９９】 Ｒ₃ ²＝Ｒ_3x ² ＋Ｒ_3y ² ＝（Ｆ_5x・（Ｌ₅ ／Ｌ）＋Ｆ_6x・（Ｌ₆ ／Ｌ））² ＋（Ｆ_5y・（Ｌ₅ ／Ｌ）＋Ｆ_6y・（Ｌ₆ ／Ｌ））² ＝（Ｆ₅ ・（Ｌ₅ ／Ｌ）＋Ｆ₆ ｃｏｓθ₆ ・（Ｌ６／Ｌ））² ＋（Ｆ₆ ｓｉｎθ₆ ・（Ｌ₆ ／Ｌ））² ………（２０） （式２０）において回転角速度や軸受ブッシュの質量、
偏心距離や軸方向のスパンは設計上既知であり、未知数
は角度θ₆ である。Ｒ₃ が最大となるのはθ₆＝０であ
る。即ち、２個の軸受ブッシュ４９、５０の遠心力が同
一方向になる場合である。

【０１００】上記説明から、軸受ブッシュ４９に対応す
る軸受ピン４５ａに作用するアンバランス負荷荷重を大
きく作用させるためには、２個の軸受ブッシュ４９、５
０の重心の偏心方向を同じ方向となるように構成させる
必要がある。実際、組立精度の関係で（式２１）の関係
となる。

【０１０１】｜θ₆ ｜＜３０°………（２１） 軸受ブッシュ４９に対応する軸受ピン４５ａを支点とし
て、軸受ブッシュ５０に対応する軸受ピン４６ａに作用
する反力をＲ₄ を求めると、（式２２）のようになる。

【０１０２】 Ｒ₄ ² ＝Ｒ_4x ² ＋Ｒ_4y ² ＝（Ｆ_5x・（（Ｌ−Ｌ₅ ）／Ｌ）＋Ｆ_6x・（（Ｌ−Ｌ₆ ）／Ｌ））² ＋（Ｆ_5y・（（Ｌ−Ｌ₅ ）／Ｌ）＋Ｆ_6y・（（Ｌ−Ｌ₆ ）／Ｌ））² ＝（Ｆ₅ ・（（Ｌ−Ｌ₅ ）／Ｌ）＋Ｆ₆ ｃｏｓθ₆ ・（（Ｌ−Ｌ₆ ）／Ｌ ））² ＋（Ｆ₆ ｓｉｎθ₆ ・（（Ｌ−Ｌ₆ ）／Ｌ））² ………（２２） ただし Ｒ_4x、Ｒ_4yは反力Ｒ₄ のＸ、Ｙ方向分力であ
る。

【０１０３】（式２２）から、軸受ブッシュ５０に対応
する軸受ピン４６ａの反力Ｒ₄ が最大になるのは軸受ブ
ッシュの重心の偏心角度が一致したときである。

【０１０４】アンバランスによる振動を大きくするに
は、少しでもアンバランスの質量と重心の積が大きい方
が好ましいので、軸受ブッシュも最外周直径が大きく、
モータの外装体９０に接触しない寸法でなくてはならな
いので、ロータマグネット３の外径をＤｍとし、軸受ブ
ュシュの最外周直径をＤ_b とすると（式２３）の関係に
なる。

【０１０５】 ０．８×Ｄ_m ＜Ｄ_b ＜１．１×Ｄ_m ………（２３） また、アンバランス用軸受ブッシュ４９、５０の寸法
は、外装体９０の短辺９０ａの寸法によって規制される
ので、以下のように選ぶ必要がある。前記短辺９０ａの
寸法をａ（図２３の（ｂ）参照）、軸受ブッシュ４９、
５０の最外周直径をＤ_b とすると、（式２４）のように
選定する。

【０１０６】０．６ａ＜Ｄ_b ＜ａ………（２４） 本実施形態の突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃも継鉄板１
１、１２とは一体ではなく、突極が個々に別部品にピー
ス化された構成となっている。図２６に示すように、そ
のピース化された突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃにコイル
７が巻回され、金属片５１を樹脂で一体成形した端子板
５２が巻回時に設置され、端子板５２の金属片５１にコ
イル７の端末を接続処理する。金属片５１にコイル７の
端末はヒュージングの熱圧接で接続され、コイル７の巻
始めと巻終わりが接続処理されている。突極１ａ〜１
ｃ、２ａ〜２ｃの突出部５３は、ロータマグネット３に
対向する面が円弧面になっている。また突極は継鉄板１
１、１２に位置決め挿入するための円筒部５４を有して
いる。

【０１０７】図２７に示すように、継鉄板１１、１２の
上にフレキシブルプリント基板４７の両側部を固定し、
突極１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃを所定数配置し、これらの
円筒部５４を継鉄板１１、１２に設けられた穴５７に挿
入する。フレキシブルプリント基板４７にはあらかじめ
クリーム半田が塗られ、駆動ＩＣ５５などの電子部品が
実装されている。したがって端子板５２の金属片５１は
フレキシブルプリント基板４７のランド５６上に設置さ
れ、その後リフロー炉を通すことによって、電子部品
や、コイルを導通させることができる。

【０１０８】つぎに、本実施形態のモータ（図２３）の
組立て方について説明する。導通処理が終了し突極１ａ
〜１ｃ、２ａ〜２ｃ等が組み付けられた継鉄板１１、１
２をそれぞれ両側から起立させ、軸受ブッシュ４９、５
０が組み付けられたロータマグネット３を両継鉄板１
１、１２の間に配す。その状態で軸方向から、軸受ブラ
ケット４５、４６を上下両側から挿入し、ロータマグネ
ット３を組み付けると共に両継鉄板１１、１２に固定す
る。さらに、シート５８を貼る。シート５８を貼ること
により、モータ内部は密閉構造になる。

【０１０９】上記軸受ブラケット４５、４６には図２８
に示すように軸受ピン４５ａ、４６ａが設けられてい
る。本実施形態のロータマグネット３は中実円柱形状の
ものであり、実施形態１、２と異なり、シャフトがない
構造のものであるので、軸受ブッシュ４９、５０をロー
タマグネット３の上下両側から挿入し、これらの軸受用
穴４９ｂ、５０ｂで軸受部を構成する。その軸受部に係
合する部分が、上記軸受ブラケット４５、４６に設けら
れた軸受ピン４５ａ、４６ａである。その軸受ピン４５
ａ、４６ａは、軸受ブラケット４５、４６が金属板で構
成されている場合はコイニングプレスで一体形成するこ
とができる。さらに、図２９のように突起部６０の先端
を球状することによって、軸受ロスの少ない金属のプレ
スピボット軸受が構成できる。

【０１１０】（実施形態４）本発明の実施形態４につい
て、図面を参照しながら説明する。

【０１１１】図３０の（ａ）は、本実施形態における移
動体通信用のページャモータの軸方向断面図を示し、図
３０の（ｂ）は移動体通信用のページャモータの軸垂直
方向断面図を示すものである。

【０１１２】図３０において、６１は３つの突極６７
ａ、６７ｂ、６７ｃが軸方向と平行に配置されたコア、
６２はコア６１に一体に成形された樹脂インシュレー
タ、６３はコア６１と対をなすバックヨーク、６４はロ
ータマグネット、６５はシャフト、６６ａ、６６ｂは軸
受、６８はコイル、６９、７０はブラケット、７１はプ
リント基板、７２、７３はアンバランス用のウェイト、
７４は防塵カバーである。本実施形態のモータではコア
６１とバックヨーク６３を、ロータマグネット６４を挟
んだ位置に対向して配置している。３つの突極６７ａ、
６７ｂ、６７ｃが軸方向と平行に配置されたモータで
は、実施形態１〜３のようにコア６１をロータマグネッ
ト６４に対して対称に２個配置した場合がバランス的に
は良いが、コイル６８が６個になるため、コイル６８の
端末も１２カ所（図４１のようにすればこのような場合
でも６カ所ですむ。）となり巻線、端末の接続共非常に
手間がかかる。そこで本実施形態のモータではコア６１
は１個とし、もう一つのコアの代わりにバックヨーク６
３が取り付けられている。この構成によりコイル６８は
３個、コイル６８の端末も６カ所になり巻線、端末の接
続共に大幅に手間が省けコストダウンに向いた構成であ
る。

【０１１３】上記ロータマグネット６４は図１６に示す
ものと同様に構成され、縦３段のマグネット体６４ａ、
６４ｂ、６４ｃに分けて、それぞれ３段で１２０゜ずつ
極性がずれた状態で着磁され、マグネット体６４ａ〜６
４ｃの中空円筒部にはシャフト６５が挿入されている。

【０１１４】このシャフト６５の両端は上下のブラケッ
ト６９、７０に挿入固定された軸受６６ａ、６６ｂによ
り回転自在に保持されている。

【０１１５】コア６１、バックヨーク６３、ブラケット
６９、７０にはそれぞれプリント基板７１が固定され、
最後に防塵カバー７４がかぶせられた構成となってい
る。

【０１１６】本実施形態のモータの外装体９０は、ロー
タマグネット６４の軸方向に直角の断面形状が、扁平長
方形となっていて、その一方の長辺９０ｂがプリント基
板７１で構成され、他方の長辺９０ｂ及び１対の短辺９
０ａ、９０ａの三方は防塵カバー７４で構成されてい
る。

【０１１７】図３１は上記コア６１の構成を示した図で
ある。図３１の（ａ）はコア６１を側面からみた図、図
３１の（ｂ）はその垂直方向の断面図である。このコア
６１は、モータ中心軸とコア６１がつくる平面で半分に
分割された２つの同じ形状のコア部品６１ａ、６１ｂを
結合することにより構成されている。それぞれのコア部
品６１ａ、６１ｂは複数枚の珪素鋼板を積層して製作し
てもよく、又１枚の金属板から製作してもよい。

【０１１８】珪素鋼板を積層してコア６１を製作する場
合、コア６１の渦電流損の関係から、磁束の流れる方向
と平行の面に沿って積層する場合が最も効率が良い。３
つの突極６７ａ〜６７ｃが軸方向と平行に配置されたモ
ータの場合、磁束の流れは図３１の（ａ）の矢印に示す
ように、突極６７ａ〜６７ｃでは軸に対して放射状方
向、３極の突極６７ａ〜６７ｃをつないだ部分では、軸
と平行な方向で磁束が流れる。従って本実施形態の場
合、軸とコアがつくる平面に対して垂直な方向に積層し
た場合が最も効率がよい。

【０１１９】本実施形態の場合コア６１はちょうどこの
方向に２枚のコア部品６１ａ、６１ｂを積み重ねた構成
となっており、単一で成形した場合より渦電流損が少な
く効率がよい。

【０１２０】また、このコア６１は、軸とコア６１がつ
くる平面で半分に分割した２つの同じ形状のコア部品６
１ａ、６１ｂに分割されて構成されているため、板材を
用い曲げ加工、切断加工のみで製作できる結果、プレス
製法により容易に製作でき、絞り、鍛造等に適さない珪
素鋼板等を用いても比較的容易に製作できる。

【０１２１】図３２は上記コア６１と樹脂インシュレー
タ６２の構成を示した図である。コア６１の２つのコア
部品６１ａ、６１ｂは樹脂成形により絶縁性の樹脂イン
シュレータ６２に一体に固定されており、同時にコア６
１の巻線部分には絶縁層、コア６１のプリント基板側に
は、プリント基板７１に圧入固定するピン７５が成形さ
れている。

【０１２２】この構成により、コア部品６１ａ、６１ｂ
の締結とコア６１の絶縁とが同時に行えるため製作にか
かる手間が少なく量産に適した構成となる。さらに、樹
脂一体成形は、樹脂成形の形状自由度の高さを活かし、
他の機能を持たせることが容易である。

【０１２３】またこの構成により、コア６１を固定する
場合は前記ピン７５を圧入するのみで良いのと同時に、
プリント基板７１に対してコア６１の位置決めを行うこ
とができる。

【０１２４】また、本実施形態のモータは、移動体通信
用のページャモータであるので電池で駆動される。その
ため１．２〜３．３Ｖ程度の低電圧で確実に起動する必
要がある。モータの起動電圧に起因する要因としては、
軸ロス、コアとマグネット間の吸引力により発生するコ
ギングトルク、駆動回路の電圧降下等があるが、本実施
形態では、このうちコギングトルクの低減について以下
のような対策を講じている。

【０１２５】図３３は、コア６１、バックヨーク６３、
ロータマグネット６４の関係を模式的に表した図であ
る。図３３に示すコア６１の突極６７ａ〜６７ｃのロー
タマグネット６４に対向する部分の角度αとバックヨー
ク６３の角度βは、コギングトルクと密接な関係があ
る。

【０１２６】図３４はα＝βとして角度αを変化させた
ときのαとコギングトルクの関係を示した図である。図
３４のとおりコギングトルクは９０゜付近と１５０゜付
近の２カ所で極小となる。従ってαを９０゜あるいは１
５０゜前後に設定することによりコギングトルクが抑え
られる。但し９０゜とした場合は、磁束の漏れが多くな
るために磁気的な効率が悪くなるため、１５０゜とした
場合がより優れている。

【０１２７】さらにコア６１の突極６７ａ〜６７ｃの角
度αとバックヨーク６３の角度βはそれぞれコギングト
ルクと密接な関係があることは上記に示したが、αとβ
を異なる値にした場合のαとβの関係についても同様に
コギングトルクと密接な関係がある。

【０１２８】図３５はα＋βを一定としα−βを変化さ
せた場合の一例を示した図である。図３５のとおりコギ
ングトルクは±３０゜、±９０゜付近で極小となる。但
し±９０゜とした場合は、両側のバランスが悪いために
磁気的な効率が悪く、±３０゜とした場合がより優れて
いる。

【０１２９】なお本実施形態ではコアとバックヨークを
用いた場合を示したが、実施形態１〜３のようにコアを
２個用いた場合も同様に２個のコアの角度の差を±３０
゜とすることにより同様の効果が得られる。

【０１３０】次にアンバランス用のウェイト７２、７３
について説明する。

【０１３１】本実施形態は移動体通信用のページャモー
タに係るものであるため、モータから振動取り出すため
に、重心が軸芯から離れたウェイト７２、７３を設ける
ことによって、ウェイト７２、７３の遠心力がステータ
側に伝わるエネルギを利用している。

【０１３２】図３６に示すようにロータマグネット６４
には、シャフト６５が貫通されて、シャフト６５の両端
部分にアンバランス用のウェイト７２、７３がカシメ固
定され、さらにロータマグネット６４の両端部分を接着
剤７２ａ、７３ａを用いてアンバランス用のウェイト７
２、７３に接着固定した構成となっている。

【０１３３】図３７は軸受６６ａ、６６ｂに対するアン
バランス用のウェイト７２（７３）の重心位置の関係を
示した図である。図３７の（ａ）はアンバランス用のウ
ェイト７２（７３）の重心Ｇを２つの軸受６６ａ、６６
ｂの外側に設置した場合、図３７の（ｂ）はアンバラン
ス用のウェイト７２（７３）の重心Ｇを２つの軸受６６
ａ、６６ｂ間に設置した場合である。両軸受６６ａ、６
６ｂ間の距離をＬ₁ 、片側の軸受６６ａからのウェイト
重心Ｇまでの軸方向距離を、もう一方の軸受６６ｂの方
向を正としてＬ₂ 、遠心力による負荷をＦとすると軸受
６６ａ、６６ｂそれぞれにかかる負荷Ｆ₆ 、Ｆ₇ は、
（式２５）に示すようになる。

【０１３４】 Ｆ₆ ＝（（Ｌ₁ −Ｌ₂ ）／Ｌ₁ ）・Ｆ Ｆ₇ ＝（Ｌ₂ ／Ｌ₁ ）・Ｆ………（２５） ここで、図３７の（ａ）のようにアンバランス用のウェ
イト７２（７３）の重心Ｇを２つの軸受６６ａ、６６ｂ
の外側に設置した場合はＦ₇ が負となる。これは負荷の
方向が逆になることを表したものである。

【０１３５】また、一般的に軸受のロストルクＴ_r は、
負荷をｆとして（式２６）のように近似される。

【０１３６】Ｔ_r ＝Ｔ_c ＋ｋｆ………（２６） ここでＴ_c は負荷によらず一定な成分、ｋは比例定数で
ある。

【０１３７】従って、２つの軸受６６ａ、６６ｂのロス
トルクを合計すると（式２７）のようになる。

【０１３８】 Ｔ_r ＝Ｔ_c ＋ｋ（｜Ｆ₆ ｜＋｜Ｆ₇ ｜）………（２７） 図３８はロストルクＴ_n とＬ₁ 、Ｌ₂ の関係を示した図
である。

【０１３９】図３８よりＬ₂ が０とＬ₁ の間つまりアン
バランス用のウェイト７２（７３）の重心Ｇを２つの軸
受６６ａ、６６ｂ間に設置した場合がロストルクＴ_r が
少ない。

【０１４０】さらに、軸受の寿命を考えた場合、軸受６
６ａ、６６ｂのそれぞれにかかる負荷Ｆ₆ 、Ｆ₇ はそれ
ぞれ少ない方が望ましく、（式２８）に示すようにした
場合、つまり、アンバランス用のウェイト７２（７３）
の重心Ｇを２つの軸受６６ａ、６６ｂ間の真ん中に設置
した場合、Ｆ₆ とＦ₇ が共に小さく寿命の面で有利であ
る。

【０１４１】Ｌ₂ ＝Ｌ₁ ／２………（２８） 図３７においては、アンバランス用のウェイト７２（７
３）の重心位置を考えたが、本実施形態のモータのよう
にアンバランス用のウェイトを２個以上用いた場合も、
アンバランス用のウェイト７２（７３）全体の重心Ｇを
考えればよい。本実施形態のモータではアンバランス用
のウェイト７２（７３）全体の重心Ｇは、２つの軸受６
６ａ、６６ｂ間の真ん中に設置した形になっており、軸
ロス、寿命とも有利なモータである。

【０１４２】また、軸ロスをさらに小さくしようとした
場合、シャフト６５の径を小さくすることは、非常に有
効な手段である。しかしながら、シャフト６５を細くし
た場合、シャフト６５のたわみが無視できなくなり、ロ
ータの当たり等の問題が発生する。

【０１４３】図３９はアンバランス用のウェイト７２
（７３）によりシャフト６５にかかる負荷を示した図で
ある。図３９の（ａ）はアンバランス用のウェイト７２
（７３）を１個用いた場合、図３９の（ｂ）はアンバラ
ンス用のウェイト７２、７３を２個用いた場合の図であ
る。

【０１４４】シャフト６５を剛体と考えた場合、図３９
の（ａ）、図３９の（ｂ）は全く等価であるが、シャフ
ト６５のたわみを考えた場合は、若干異なる。

【０１４５】図３９の（ａ）のようにアンバランス用の
ウェイト７２（７３）を１個用いた場合のシャフト６５
のたわみδは、（式２９）に示すようになる。

【０１４６】δ＝ＦＬ₁ ³／４８ＥＩ………（２９） ここでＥはシャフトの縦弾性係数、Ｉはシャフトの断面
二次モーメントである。同様に、図３９の（ｂ）のよう
にアンバランス用のウェイト７２、７３を２個用いた場
合のシャフト６５のたわみδは、軸受６６ａ、６６ｂか
ら片側のアンバランス用のウェイト７２、７３までの軸
方向距離を、もう一方の軸受６６ｂ、６６ａの方向を正
としてＬ₃ とすると、（式３０）に示すようになる。

【０１４７】 δ＝（ＦＬ₃ ² （Ｌ₁ −Ｌ₃ ）² ）／３Ｌ₁ ＥＩ………（３０） 図４０はたわみδとＬ₃ の関係を示した図である。図に
おいて点線は比較のためにウェイトを１個用いた場合の
シャフト６５のたわみを示したものである。

【０１４８】図４０よりＬ₃ が０のときがたわみδが０
となり最も良いが、軸受６６ａ、６６ｂがあるため実際
上不可能である。従って最もたわみδが少ないのは、ア
ンバランス用のウェイト７２、７３を軸受６６ａ、６６
ｂの一番近くに配置した場合である。

【０１４９】本実施形態のモータでは、アンバラス用の
ウェイト７２、７３をロータマグネット６４の両端部分
に取り付けることにより、シャフト６５のたわみδが少
なく、その分細いシャフト６５を用いることにより軸ロ
スの低減を図っている。

【０１５０】また、前記のとおり、本実施形態のモータ
は軸ロス低減のために細いシャフト６５が用いられてい
るが、シャフト６５が細い場合シャフト６５に対するア
ンバランス用のウェイト７２、７３、ロータマグネット
６４の取付は、固定強度の面で、太いシャフトの場合よ
り不利になる。

【０１５１】一般的によく使われている、カシメ固定、
圧入固定の場合を例にとって考えると、抜け強度Ｆ_n 、
回転トルクＴ_n とシャフト径ｄには、（式３１）に示す
関係がある。

【０１５２】 Ｆ_n ∝ｄ Ｔ_n ∝ｄ² ………（３１） 従ってシャフト６５が細い場合は、特に回転トルクＴ_n
については強度の確保が難しい。

【０１５３】特にロータマグネット６４については、金
属等に比べ、機械的強度が弱いものが多く強度確保はさ
らに難しくなる。

【０１５４】そこで本実施形態のモータでは、ロータマ
グネット６４には、シャフト６５が貫通されて、シャフ
ト６５のマグネット６４の両端部分にアンバランスウェ
イト７２、７３をカシメ固定することによりロータマグ
ネット６４のシャフト６５に対する抜け強度Ｆ_n を確保
し、さらにロータマグネット６４の両端部分をアンバラ
ンス用のウェイト７２、７３に接着固定することによ
り、ロータマグネット６４のウェイト７２、７３に対す
る回転トルクＴ_n を確保している。

【０１５５】本実施形態は移動体通信用のページャモー
タであるため、モータの外部に出力軸を取り出す必要は
なく、ロータマグネット６４はシャフト６５に対する抜
け強度Ｆ_n とアンバランス用のウェイト７２、７３に対
する回転トルクＴ_n が確保されていれば問題ない。本実
施形態の構成は、ロータマグネット６４について、シャ
フトに対する抜け強度Ｆ_n とアンバランス用のウェイト
７２、７３に対する回転トルクを最小限確保したもので
ありページャモータに適した構成である。

【０１５６】なお、本実施形態はコア６１とバックヨー
ク６３とを対で備えているが、コア６１のみを備えた構
成とすることも可能である。

【０１５７】

【発明の効果】本発明によれば、信頼性が高く、高効率
で、薄型化に適したモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における移動体通信用のペ
ージャモータを示し、（ａ）はその軸方向断面図、
（ｂ）はその軸垂直方向断面図である。

【図２】ロータマグネットの磁極位置関係を説明する斜
視図。

【図３】アンバランス量を説明するモデル図。

【図４】アンバランス用のウェイトを示す斜視図。

【図５】アンバランスの関係を示し、（ａ）はＤ／ｄと
ｇの関係を示すグラフ、（ｂ）はＤ／ｄとＡの関係を示
すグラフ、（ｃ）はＤ／ｄと遠心力Ｆの関係を示すグラ
フである。

【図６】ピボット軸受部の拡大断面図。

【図７】ピボット軸受部のｒ／ｒ₀ とＰ_max 、Ｔ_p の関
係を示すグラフ。

【図８】自動調心軸受を示し、（ａ）はシャフト上端部
の断面図、（ｂ）はシャフト下端部の断面図を示す。

【図９】突極の一例の斜視図。

【図１０】突極の他の例の斜視図。

【図１１】突極の更に別の例の斜視図。

【図１２】金属粉末成形品の断面図。

【図１３】鍛造成形した突極の断面図。

【図１４】モータの組立を説明する分解斜視図。

【図１５】本発明の実施形態２における移動体通信用の
ページャモータを示し、（ａ）はその軸方向断面図、
（ｂ）はその軸垂直方向断面図である。

【図１６】ロータマグネットの磁極位置関係を説明する
斜視図。

【図１７】ロータマグネットの磁極位置決めを説明する
分解斜視図。

【図１８】ロータマグネットの磁極位置決めを説明する
他の例の斜視図。

【図１９】突極の一例の斜視図。

【図２０】コイルを巻回した突極の斜視図。

【図２１】端子板を取付た突極の斜視図。

【図２２】モータの組立を説明する分解斜視図。

【図２３】本発明の実施形態３における移動体通信用の
ページャモータを示し、（ａ）はその軸方向断面図、
（ｂ）はその軸垂直方向断面図である。

【図２４】軸受ブッシュが装着されたロータマグネット
の斜視図。

【図２５】アンバランス量を説明するモデル図。

【図２６】コイルが巻回されると共に端子板が組み込ま
れた突極の斜視図。

【図２７】モータの組立を説明する分解斜視図。

【図２８】ブラケットの斜視図。

【図２９】他の例のブラケットの断面図。

【図３０】本発明の実施形態４における移動体通信用の
ページャモータを示し、（ａ）はその軸方向断面図、
（ｂ）はその軸垂直方向断面図である。

【図３１】コアの構成を示し、（ａ）はその側面図、
（ｂ）はその平面図である。

【図３２】コアと樹脂インシュレータの構成を示し、
（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそ
の平面図である。

【図３３】コアとバックヨークとロータマグネットの関
係を模式的に表した図。

【図３４】角度αとコギングトルクの関係を示した図。

【図３５】角度α−βとコギングトルクの関係を示した
図。

【図３６】ロータマグネットの構成を示し、（ａ）はそ
の正面図、（ｂ）はその底面図である。

【図３７】軸受に対するアンバランス用のウェイトの重
心位置の関係を示し、（ａ）はウェイトの重心を２つの
軸受の外側に設置した場合を示す図、（ｂ）はウェイト
の重心を２つの軸受間に設置した場合を示す図である。

【図３８】ロストルクとＬ₁ 、Ｌ₂ の関係を示した図。

【図３９】アンバランス用のウェイトによってシャフト
にかかる負荷を示し、（ａ）はウェイトを１個用いた場
合を示す図、（ｂ）はウェイトを２個用いた場合を示す
図である。

【図４０】シャフトたわみδとＬ₃ の関係を示した図。

【図４１】本発明のモータ回転原理を示す図。

【図４２】誘起電圧の電圧波形を示す図。

【図４３】従来例１のモータの構造を示し、（ａ）はそ
の一部切欠断面図、（ｂ）はその横断面図である。

【図４４】従来例２のモータの構造を示し、（ａ）はそ
の平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。

【図４５】従来例３のモータの構造を示す断面図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ、６７ａ、６７
ｂ、６７ｃ 突極 ３、６４ ロータマグネット ３ａ、３ｂ、３ｃ、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ マグネッ
ト体 ４、６５ シャフト ５、６、６６ａ、６６ｂ 軸受 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、６８ コイル ８ａ、８ｂ、３７ａ、３７ｂ スペーサ ９、７２、７３ ウェイト １０ スラスト板 １１、１２ 継鉄板 １３、１４、３３、３７、４５、４６、６９、７０ ブ
ラケット １５、３４、４７、７１ プリント基板 １６、５５ 駆動ＩＣ １７、５８、７４ シート １８、１９、６１ コア ２２、２６、３０、４１ ティース部 ３５ プレート ３６、４８、５２ 端子板 ３８ 低摩擦コーティング材 ４９、５０ 軸受ブッシュ ４９ｂ、５０ｂ 軸受ブッシュの軸受穴 ５１ 金属片 ６１ａ、６１ｂ コア部品 ６２ 樹脂インシュレータ ６３ バックヨーク ７５ ピン ９０ 外装体 ９０ａ 短辺 ９０ｂ 長辺

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古屋 美幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各段において周方向のＮ、Ｓ極の着磁位
   置が互いにずれたＫ段（Ｋは２以上の整数）のマグネッ
   ト体を備えたロータマグネットと、 各段のマグネット体に対応するコイル巻回突極をロータ
   マグネットの軸方向に平行に１列状態でＫ個備えたコア
   と、 ロータマグネットの軸方向に直角の断面形状が対向する
   １対の長辺と対向する１対の短辺からなる扁平形状の外
   装体とを備え、 外装体の中心部をロータマグネットが貫通し、外装体の
   少なくとも一方の短辺部にコアが配設されていること
   を、 特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 外装体の短辺部の一方にのみコアが配設
   されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレス
   モータ。
3. 【請求項３】 外装体の両短辺部の夫々にコアが配設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモ
   ータ。
4. 【請求項４】 外装体の短辺部の一方にコアが配設さ
   れ、短辺部の他方にバックヨークが配設されていること
   を特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 Ｋ＝３である請求項１、２、３又は４記
   載のブラシレスモータ。
6. 【請求項６】 外装体の断面形状が長方形である請求項
   １記載のブラシレスモータ。
7. 【請求項７】 短辺が長辺の１／２以下である請求項１
   又は６記載のブラシレスモータ。
8. 【請求項８】 コアが、継鉄板とこの継鉄板に結合され
   たＫ個の突極とからなる請求項１記載のブラシレスモー
   タ。
9. 【請求項９】 突極が磁性金属粉末と樹脂のバインダー
   を混合して所定形状に樹脂成形した後、焼結し、この焼
   結時に樹脂を取除いて製作されたものである請求項８記
   載のブラシレスモータ。
10. 【請求項１０】 突極が、鍛造加工によって製作された
    ものである請求項８記載のブラシレスモータ。
11. 【請求項１１】 コアが、継鉄部と突極とが一体に形成
    されたものである請求項１記載のブラシレスモータ。
12. 【請求項１２】 コアが、ロータマグネットの軸とコア
    がつくる平面に対して垂直方向に複数枚のコア部品を積
    層して構成されたものである請求項１１記載のブラシレ
    スモータ。
13. 【請求項１３】 コアが、ロータマグネットの軸とコア
    がつくる平面で半分に分割され、分割された１対のコア
    部品が組み合わされて構成されたものである請求項１２
    記載のブラシレスモータ。
14. 【請求項１４】 コア部品が、磁性金属板をプレス成形
    により所定形状に形成したものである請求項１２又は１
    ３記載のブラシレスモータ。
15. 【請求項１５】 左右１対のコア部品を樹脂一体成形に
    より一体に固定した請求項１３又は１４記載のブラシレ
    スモータ。
16. 【請求項１６】 樹脂一体成形は、絶縁性の樹脂を用
    い、樹脂成形時に突極のコイル巻回部分に絶縁層を成形
    するものである請求項１５記載のブラシレスモータ。
17. 【請求項１７】 樹脂一体成形は、樹脂成形時にコアの
    他部品に対する位置決め、あるいは圧入固定のためのピ
    ンを成形するものである請求項１５又は１６記載のブラ
    シレスモータ。
18. 【請求項１８】 突極のロータマグネットに対向する面
    が平面である請求項１記載のブラシレスモータ。
19. 【請求項１９】 突極のロータマグネットに対向する面
    が、ロータマグネットの軸を中心とする曲率半径に沿っ
    た曲面である請求項１記載のブラシレスモータ。
20. 【請求項２０】 突極のロータマグネットに対向する面
    が、ロータマグネットの軸より離れた軸を中心とする曲
    率半径に沿った曲面である請求項１記載のブラシレスモ
    ータ。
21. 【請求項２１】 突極のロータマグネットに対向する面
    の周方向の角度が電気角で１５０°±５°又は９０°±
    ５°の範囲である請求項１記載のブラシレスモータ。
22. 【請求項２２】 左右１対のコアの突極のロータマグネ
    ットに対向する面の周方向の角度が、両者間において電
    気角で３０°±５°の範囲で異なる請求項３記載のブラ
    シレスモータ。
23. 【請求項２３】 コアの突極のロータマグネットに対向
    する面の周方向の角度と、バックヨークのロータマグネ
    ットに対向する面の周方向の角度とが、両者間において
    電気角で３０°±５°の範囲で異なる請求項４記載のブ
    ラシレスモータ。
24. 【請求項２４】 ロータマグネットが、Ｋ個のマグネッ
    ト体と、マグネット体間に介装されるスペーサと、マグ
    ネット体及びスペーサを積層状態で支持固定するシャフ
    トとで構成されている請求項１記載のブラシレスモー
    タ。
25. 【請求項２５】 マグネット体及びスペーサの端面に位
    置決めのための凹凸部を有し、これら凹凸部を基準にマ
    グネット体の着磁、マグネット体とスペーサの組立てを
    行うものである請求項２４記載のブラシレスモータ。
26. 【請求項２６】 ロータマグネットが、Ｋ個のマグネッ
    ト体と、マグネット体を積層状態で支持固定するシャフ
    トとで構成されている請求項１記載のブラシレスモー
    タ。
27. 【請求項２７】 マグネット体の端面間に位置決めのた
    めの凹凸部を有し、これら凹凸部を基準にマグネット体
    の着磁、マグネット体間の組立てを行うものである請求
    項２６記載のブラシレスモータ。
28. 【請求項２８】 ロータマグネットは、各段のマグネッ
    ト体が単一のマグネットで一体に形成され、Ｎ、Ｓ極の
    着磁が各段において切り替えてなされたものである請求
    項１記載のブラシレスモータ。
29. 【請求項２９】 各段のマグネット体は、Ｎ、Ｓ極に２
    分されて着磁され、各段においてマグネット体の着磁位
    置が１２０°ずつずれている請求項５記載のブラシレス
    モータ。
30. 【請求項３０】 コイル巻回突極に発生する誘起電圧の
    位相が３段間において１２０°ずつずれるように構成し
    た請求項２９記載のブラシレスモータ。
31. 【請求項３１】 突極に巻回されるコイルの端末がプリ
    ント基板に導通処理され、このプリント基板が外装体の
    少なくとも一面を構成し、このプリント基板上に駆動回
    路素子が実装されている請求項１記載のブラシレスモー
    タ。
32. 【請求項３２】 外装体の１対の短辺部及び一方の長辺
    部の３面に連続するようにフレキシブルプリント基板が
    配されている請求項３記載のブラシレスモータ。
33. 【請求項３３】 各突極には金属片が一体樹脂成形され
    た端子板が挿入固定され、突極のティース部に巻回され
    たコイルの端末が前記金属片に接続処理された状態で、
    前記金属片とプリント基板とが電気的に接続されている
    請求項３１記載のブラシレスモータ。
34. 【請求項３４】 コイルの端末が金属片に熱圧接により
    接続処理されている請求項３３記載のブラシレスモー
    タ。
35. 【請求項３５】 金属片とプリント基板とが熱圧接によ
    り接続されている請求項３３又は３４記載のブラシレス
    モータ。
36. 【請求項３６】 突極のコイルを巻回するティース部の
    断面形状が長方形で、ロータマグネットの軸と平行な辺
    の長さが、これに直角の方向の辺の長さより大である請
    求項１記載のブラシレスモータ。