JPH09331641A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細形モータにおいて、フレキシブル基板を用
いることなく、コイルの端末処理を容易に行う。 【解決手段】 鉄基板１２に配線パターン１８を形成し
ておく。この鉄基板１２にコイル２を接着して端末を配
線パターン１８に接続した後、鉄基板１２を六角筒状に
折り曲げてステータヨーク１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石ロータを備
えた回転電機に係り、特に組み立ての容易化を図ったも
のに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来の例えば永久磁石
ロータを備えた細形モータでは、ステータヨークをステ
ンレスの丸棒から切削加工によって円筒状に形成し、こ
のステータヨークの内周面にコイルを直接的に接着した
り、或いは上述のように形成したステータヨーク内にコ
イルを接着したフレキシブル基板を円筒状に丸めて挿入
し、接着により固定したりしてステータを構成してい
る。

【０００３】ところが、前者のステータヨークの内周面
に直接的にコイルを接着する構成のものでは、コイルの
端末をモータ駆動回路に接続する等の端末処理が面倒
で、組み立て性に劣る。また、後者のフレキシブル基板
にコイルを接着するものでは、フレキシブル基板にコイ
ルの端末をモータ駆動回路に接続するための配線パター
ンを形成しておくことができるので、コイルをフレキシ
ブル基板に接着する際にコイルの端末を配線パターンに
接続でき、コイルの端末を容易に処理できる。しかしな
がら、これは、ステータヨークとは別にフレキシブル基
板を必要とし、コスト高となる。

【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、フレキシブル基板を用いることなく、
コイルの端末処理を容易に行うことができる回転電機を
提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機は、ス
テータヨークと、このステータヨークに配設されたコイ
ルと、軸受に支承されたシャフトと、このシャフトと一
体的に回転するように設けられ前記コイルとラジアル方
向に対向する永久磁石ロータとを備え、前記ステータヨ
ークを磁性基板により形成したことを特徴とするもので
ある。この構成によれば、ステータヨークが磁性基板か
ら構成されているので、ステータヨークにコイルの端末
線を接続する配線パターンを形成することが可能とな
る。

【０００６】本発明の回転電機では、ステータヨークを
低コストで製造するために、磁性基板を折り曲げること
により角筒状に形成することができる。更に、コイルの
端末を接続する配線パターンを磁性基板上に形成するこ
とができる。

【０００７】また、渦電流損の減少を図るために、角筒
状に形成されたステータヨークの各面のうち、コイルの
非配設面をコイルの配設面よりも幅狭に形成したり、或
いは、角筒状に形成されたステータヨークの各面のう
ち、コイルの配設面にスリットを形成することができ
る。また、磁性基板の折り曲げを容易に行うため、折り
曲げ部に溝を形成することができる。

【０００８】本発明の回転電機では、磁性基板に電子部
品を搭載できるようにするために、ステータヨークを磁
性基板の一部を絞り成形することによって筒状に形成す
ることができる。また、軸受ハウジングを省略するため
に、軸受をステータヨークに嵌着することができる。

【０００９】本発明の回転電機では、コイルの配設位置
精度を高めるために、ステータヨークを、複数本のスリ
ットが形成され且つそれらスリットに挟まれた部分にコ
イルが配設された磁性基板のうち、そのスリットに囲ま
れた部分を起立させて形成したりすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を細形モータに適用
した実施例により具体的に説明する。なお、この細形モ
ータは例えばレーザープリンタのポリゴンミラーの駆動
源などに使用される。図１〜図５は本発明の第１実施例
を示す。モータの全体構成は図５に示されており、同図
において、ステータヨーク１は後述のように多角形、例
えば六角形の筒形に形成され、その内周面に例えば３個
の空芯状のコイル２が等角度間隔で接着されている。そ
して、これらステータヨーク１とコイル２とでステータ
３が構成されている。また、ステータヨーク１の両端部
には軸受ブラケット４，５が嵌着されており、それら軸
受ブラケット４，５には軸受、例えばボールベアリング
６，６が装着されている。

【００１１】一方、ロータ７はシャフト８に永久磁石９
を装着して構成されている。この永久磁石ロータ７はス
テータヨーク１内にコイル２とラジアル方向にギャップ
を介して対向するように配置され、そのシャフト８はボ
ールベアリング６，６に回転自在に支承されている。

【００１２】前記軸受ブラケット４，５のうち、図示上
側の一方の軸受ブラケット４にはフランジ４ａが延設さ
れており、そのフランジ４ａにはモータ駆動回路を構成
する電子部品１０を装着したプリント基板１１がねじ止
めなどにより固定されるようになっている。

【００１３】さて、前記六角筒状のステータヨーク１は
磁性基板、例えば図１に示すような鉄基板１２の折り曲
げによって形成される。このステータヨーク１の形成素
材たる鉄基板１２は、図３に示すように、鉄板１３にレ
ジスト層１４を塗布し、そのレジスト層（電気絶縁層）
１４の表面に銅箔１５を装着してなるものである。この
ような鉄基板１２は帯状に切断され、その一端側に係合
部としての接合用突起１２ａが突設されていると共に、
他端側に被係合部としての接合用孔１２ｂが形成されて
いる。

【００１４】また、鉄基板１２を折り曲げて六角筒状に
形成する際の曲げ精度を高めるために、この鉄基板１２
には図２に示すように開き角度６０°の略Ｖ字形の溝１
５が等間隔に形成されていて該溝１５形成部分を折り曲
げ部とするように構成されている。このように鉄基板１
２は溝１５により６区画された形態となっており、その
うちの１区画にはプリント基板１１のモータ駆動回路に
接続されるコネクタ１６が取着されていると共に、当該
１区画の表面に銅箔１５をエッチング処理することによ
ってコイル２の端末を接続するためのランド１７および
このランド１７をコネクタ１６に接続するための配線パ
ターン１８が形成されている。なお、鉄基板１２の銅箔
１５はランド１７および配線パターン１８を残して他は
除去されている。

【００１５】このような鉄基板１２からステータヨーク
１を折り曲げ形成するには、まず平板状にある鉄基板１
２のうち、配線パターン１８が形成された表面に３つの
コイル２を１区画置きに接着する。この場合、１つのコ
イル２は配線パターン１８が形成された区画に接着する
ものであり、そのコイル２の外周側の端末は直接的にラ
ンド１７に半田付けなどによって接続し、内周側の端末
は鉄基板１２に形成された小孔１９から一旦裏面側に導
出して別の小孔１９から再度表面側に導いてランド１７
に半田付けなどによって接続する。

【００１６】また、他の区画に接着されたコイル２の両
端末は鉄基板１２に形成された小孔１９から一旦裏面側
に導出し、ランド１７が形成された区画の側縁部の切欠
２０から再び表面側に導いてランド１７に半田付けなど
によって接続する。

【００１７】このようにして鉄基板１２にコイル２を接
着した後、その鉄基板１２を溝１５部分で折り曲げて六
角筒状に形成し、接合用突起１２ａを接合用孔１２ｂに
挿入固着して鉄基板１２の両端を接合する。これによ
り、六角筒状のステータヨーク１が形成されると同時
に、そのステータヨーク１の内面にコイル２が接着され
たステータ３が形成される。

【００１８】この鉄基板１２の折り曲げ時において、溝
１５部分で折り曲げるので、折り曲げが容易に行い得る
と共に、折り曲げ位置に狂いを生じたりすることがな
い。しかも、その溝１５は開き角度が６０°のＶ字形を
なしているので、六角筒状に折り曲げられた鉄基板１２
の各面が隣接する他の面に対して正確に１２０°で折り
曲げられるようになる。また、ステータヨーク１は溝１
５により複数分割された状態になっているから、３つの
コイル２に順次通電してロータ７を回転駆動するモータ
運転時において、ステータヨーク１に発生する渦電流を
軽減することができる。

【００１９】以上のように鉄基板１２から角筒状のステ
ータヨーク１を形成した後、ステータヨーク１の内側に
ロータ７を収容すると共に、ステータヨーク１の両端部
に軸受ブラケット４，５を嵌着してボールベアリング
６，６にシャフト８の両側を支承させる。以上により細
形モータの組み立てが完了する。そして、軸受ブラケッ
ト４のフランジ４ａをプリント基板１１に固定すると共
に、該プリント基板１１のモータ駆動回路に接続された
図示しないコネクタをステータヨーク１（鉄基板１２）
のコネクタ１６に接続し、モータ駆動回路によりロータ
７の回転を制御できる状態とする。

【００２０】このように本実施例によれば、平板状の鉄
基板１２を折り曲げることによって六角筒状のステータ
ヨーク１を形成することができる。このため、ステンレ
ス棒を切削加工することによって円筒状のステータヨー
クを形成していた従来に比べ、ステータヨーク１の製造
コストを低減することができると共に、コイル２を円弧
状に曲げる必要もなくなる。

【００２１】また、鉄基板１２が折り曲げ前の平板状に
ある段階でコイル２を固着できるので、コイル２を高精
度の位置決め状態で固着できる。なお、コイル２を鉄基
板１２に直接的に接着しても、鉄基板１２のレジスト層
１４により、コイル２とヨークとして機能する鉄基板１
２の基材たる鉄板１３との間の電気的絶縁を行うことが
できるものである。

【００２２】しかも、ステータヨーク１が鉄基板１２か
らなるので、ステータヨーク１（鉄基板１２）にコイル
２の端末処理のためのランド１７やコイル２をモータ駆
動回路に接続するための配線パターン１８などを形成し
ておくことができる。このため、別にフレキシブル基板
を用いずとも、コイル２の端末処理を容易に行うことが
できるものである。この場合、配線パターン１８はステ
ータヨーク１の一面に存在し、２つの面に跨がっていな
い、換言すれば鉄基板１２の折り曲げ部分を跨いでいな
いので、鉄基板１２の折り曲げによって配線パターン１
８が折損するなどのおそれがない。

【００２３】図６は本発明の第２実施例を示すもので、
上記第１実施例との相違は、ステータヨーク１の６面、
すなわち溝１５により６区画された鉄基板１２のうち、
コイル２を配置する区画のうち、例えば中央付近に細長
い透孔２１を形成したところにある。このようにすれ
ば、運転時にステータヨーク１に発生する渦電流を低減
できると共に、スリット２１をコイル２の端末の引き出
しのために利用できる。なお、透孔２１の形成位置、大
きさなどはコイル２の接着強度などを考慮して適宜定め
れば良い。透孔２１はコイル２の非配置面に形成しても
良い。

【００２４】図７は本発明の第３実施例を示すもので、
前記第１実施例との相違は、ステータヨーク１の６面、
すなわち溝１５により６区画された鉄基板１２のうち、
コイル２の非配置区画をコイル２の配置区画よりも幅狭
にしたところにある。このようにすれば、ステータヨー
ク１を小形化できると共に、ステータヨーク１の表面積
が小さくなるので、運転時に発生する渦電流を低減でき
る。

【００２５】図８は本発明の第４実施例を示すもので、
この実施例が前記第１実施例と異なるところは、鉄基板
１２を折り曲げてステータヨーク１を形成した後の両端
部の接合構成にある。すなわち、鉄基板１２の両端部に
は通し孔２２が形成されており、該鉄基板１２を折り曲
げた後、両端部の通し孔２２にプラスチック製のリベッ
トピン２３を通してその端部を加熱した状態で圧潰する
ことによって鉄基板１２の両端部を接合したものであ
る。なお、鉄基板１２の両端部の接合は接着や溶接によ
り接合するようにしても良い。

【００２６】図９は本発明の第５実施例を示すもので、
前述の第１実施例がステータヨーク１の内側にロータ７
を配置したインナーロータ型のモータに適用したもので
あるのに対し、この実施例はステータヨーク２４の外側
にロータを配置したアウタロータ型のモータに適用した
ものである。この実施例のステータヨーク２４は鉄基板
２５の一部を絞り成形することにより円筒状に形成され
ている。そして、ステータヨーク２４を絞り成形した
後、その外周面にコイル２６を等角度間隔で接着し、ス
テータ２７を構成している。

【００２７】ここで、詳しくは図示はしないが、鉄基板
２５上にはモータ駆動回路の電子部品２８が搭載されて
おり、ステータヨーク２４、鉄基板２５には銅箔をエッ
チングすることにより、コイル２６の端末を接続するラ
ンド、このランドをモータ駆動回路に接続するための配
線パターン（いずれも図示せず）が形成されている。

【００２８】そして、ステータヨーク２４の両端部には
軸受ハウジングが嵌着され、その軸受ハウジングに設け
られたボールベアリングによりロータのシャフトが支承
される。このシャフトにはコイル２６を外側から包囲す
る円筒状のロータヨークが取り付けられ、そのロータヨ
ークの内周面にはコイル２６とラジアル方向にギャップ
を介して対向する永久磁石が取り付けられている。

【００２９】このように構成しても上記第１実施例と同
様の効果を得ることができる。また、特に本実施例で
は、モータ駆動回路の電子部品２８を搭載する基板部分
とステータヨーク２４とを一体とすることができるの
で、モータ駆動回路とコイル２６とを接続するためのコ
ネクタやリード線などを不要とすることが可能となる。

【００３０】図１０は本発明の第６実施例を示す。この
実施例もアウタロータ型のモータに適用したもので、上
記第５実施例との相違は、基板２５に絞り成形したステ
ータヨーク２４にロータのシャフトを支承するボールベ
アリング６を直接嵌着したところにある。この構成によ
れば、軸受ハウジングが不要となり、製造コストを低減
できる。

【００３１】図１１および図１２は本発明の第７実施例
を示す。この実施例もアウタロータ型のモータに適用し
たもので、そのステータヨーク２９は前記第４実施例と
同様にモータ駆動回路の電子部品を搭載する基板と一体
に形成されている。第４実施例との相違はステータヨー
ク２９の形状にある。

【００３２】すなわち、鉄基板３０の一部領域に例えば
３本のスリット３１を１２０°の角度間隔をもって放射
状に形成する。そして、スリット３１相互間の三角形部
分２９ａの表面にコイル３２を接着した後、その三角形
部分２９ａを裏面側から成形型により押圧して直立させ
る。これにより、三角形部分２９ａを１２０°の角度間
隔で有するステータヨーク２９が形成されると同時に、
その三角部分２９ａの外側にコイル３２が配設されたス
テータ３３が製造される。

【００３３】図１３および図１４は本発明の第８実施例
を示すもので、この実施例が上記第７実施例と異なると
ころは三角部分２９ａの直立させる部分を円弧状にして
当該三角部分２９ａを円弧面状に形成してステータヨー
ク２９を形成すると同時にステータ３３を構成するよう
にしたところにある。

【００３４】このような第７および第８の両実施例で
は、鉄基板３０にスリット３１を形成することにより、
該鉄基板３０にコイル３２を接着した後であっても容易
にステータヨーク２９を形成できる。

【００３５】ちなみに、以上説明した実施例のような構
造のモータでは、効率が低いのではという疑問が生ずる
かも知れないが、細形モータ（小形モータ）では従来か
ら効率よりも製造性が重視され、安価に製造できること
が望まれており、本発明はこの要請に対処できるもので
ある。

【００３６】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、次のような拡張または変
更が可能である。磁性基板としては、鉄基板に限られ
ず、基材に磁性材を用いたものであれば良い。図１の鉄
基板１２をコイル２が外側になるように折り曲げてアウ
ターロータ型モータのステータとして構成しても良い。
逆に、図９のステータヨーク２４の内周面にコイル２６
を接着してインナーロータ型モータのステータとして構
成しても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果を得ることができる。請求項１記載の発明
では、ステータヨークを鉄基板から形成したので、フレ
キシブル基板を用いることなく、コイルの端末処理を容
易に行うことができる。

【００３８】請求項２記載の発明では、ステータヨーク
を角筒状にしたので、磁性基板の折り曲げにより容易に
ステータヨークを形成できる。請求項３記載の発明で
は、配線パターンが角筒状のステータヨークに存在して
いるので、磁性基板を折り曲げてステータヨークを形成
する際、配線パターンが折り曲げられることがない。

【００３９】請求項４記載の発明では、ステータヨーク
のコイル非配設面が幅狭になっているので、渦電流損を
軽減できる。請求項５記載の発明では、ステータヨーク
に透孔が設けられているので、ステータヨークの渦電流
損を軽減できる。請求項６記載の発明では、磁性基板を
溝に沿って折り曲げることができるので、容易に折り曲
げ加工できる。請求項７記載の発明では、ステータヨー
クを電子部品を搭載する基板に一体に形成できる。

【００４０】請求項８記載の発明では、軸受をステータ
ヨークに直接嵌着するので、軸受ハウジングが不要とな
る。請求項９記載の発明では、磁性基板にコイルを配設
した後にステータヨークを形成するので、コイルの配設
位置精度を高めることができると共に、加工を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す鉄基板の平面図

【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図

【図３】鉄基板の構造を示す部分拡大断面図

【図４】ステータの斜視図

【図５】全体の縦断側面図

【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図７】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図８】本発明の第４実施例を示すもので、鉄基板の両
端の結合構造を示す断面図

【図９】本発明の第５実施例を示す斜視図

【図１０】本発明の第６実施例を示す斜視図

【図１１】本発明の第７実施例を示す鉄基板の平面図

【図１２】鉄基板にステータヨークを形成した状態の斜
視図

【図１３】本発明の第８実施例を示す図１１相当図

【図１４】図１２相当図

【符号の説明】

図中、１はステータヨーク、２はコイル、３はステー
タ、４，５は軸受ブラケット、６はボールベアリング
（軸受）、７はロータ、８はシャフト、９は永久磁石、
１１はプリント基板、１２は鉄基板（磁性基板）、１８
は配線パターン、２１はスリット、２３はリベットピ
ン、２４はステータヨーク、２５は鉄基板（磁性基
板）、２６はコイル、２７はステータ、２９はステータ
ヨーク、３０は鉄基板（磁性基板）、３２はコイル、３
３はステータである。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータヨークと、このステータヨーク
   に配設されたコイルと、軸受に支承されたシャフトと、
   このシャフトと一体的に回転するように設けられ前記コ
   イルとラジアル方向に対向する永久磁石ロータとを備
   え、 前記ステータヨークを磁性基板により形成したことを特
   徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 ステータヨークは磁性基板を折り曲げる
   ことにより角筒状に形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の回転電機。
3. 【請求項３】 ステータヨークにはコイルの端末を接続
   する配線パターンが形成されていることを特徴とする請
   求項２記載の回転電機。
4. 【請求項４】 角筒状に形成されたステータヨークの各
   面のうち、コイルの非配設面はコイルの配設面よりも幅
   狭に形成されていることを特徴とする請求項２記載の回
   転電機。
5. 【請求項５】 角筒状に形成されたステータヨークの各
   面のうち、コイルの配設面には透孔が形成されているこ
   とを特徴とする請求項２記載の回転電機。
6. 【請求項６】 磁性基板の折り曲げ部に溝が形成されて
   いることを特徴とする請求項２記載の回転電機。
7. 【請求項７】 ステータヨークは磁性基板の一部を絞り
   成形することによって筒状に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の回転電機。
8. 【請求項８】 軸受はステータヨークに嵌着されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転電機。
9. 【請求項９】 ステータヨークは、複数本のスリットを
   形成し且つそれらスリットに挟まれた部位にコイルを配
   設した磁性基板のうち、そのスリットに囲まれた部位を
   起立させることによって形成されることを特徴とする請
   求項１記載の回転電機。