JPH1080083A - 円筒形モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコアレスモータよりも筒形ロータコイ
ルの外形精度が良く、また従来のコアドモータよりも部
品点数や組立工数、重量が少ないモータを提供する。 【解決手段】 円筒形モータの回転軸となるシャフト７
の周囲に同軸的に取り付けられるコアがフェライト製の
筒形コア８で成り、当該筒形コア８の周面に、円筒形の
巻線形状に成形した筒形ロータコイル１０が装着されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やＰＨ
Ｓ、ポケットベル（ＮＴＴ社の商標）などの携帯用通信
機器に内蔵されて無音の着信報知信号となる体感振動を
生じさせる振動発生装置等として使用される円筒形モー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用機器に使用される円筒形小型モー
タには、モータの回転軸となるシャフトにロータコイル
の心材となるコア（鉄心）が取り付けられたコアドモー
タ（鉄心形モータ）と、円筒形の巻線形状に成形した筒
形ロータコイルがそれ単体でコアの無いシャフトの周囲
に同軸的に取り付けられたコアレスモータ（無鉄心形モ
ータ）とがある。

【０００３】図４は、携帯電話の振動発生装置として用
いられるコアレスモータの従来例を示す縦断面図であっ
て、全体がステータ部３１、ロータ部３２及びブラシ部
３３によって構成されている。ステータ部３１は、ハウ
ジング３４と、ロータの軸受となるメタルベアリング３
５及び３６と、円筒形ステータマグネット３７とで成
り、ハウジング３４は、モータの外殻を成す外筒部３４
ａとメタルベアリング３５及び３６を嵌め付ける内筒部
３４ｂとが一体化押出成形された深絞り構造になってお
り、その内筒部３４ｂの外側に円筒形ステータマグネッ
ト３７が嵌め付けられている。

【０００４】ロータ部３２は、メタルベアリング３５及
び３６によって回転自在に枢支されるシャフト３８と、
当該シャフト３８の周囲に同軸的に取り付けられる筒形
ロータコイル３９と、当該ロータコイル３９の巻線リー
ドを接続する複数の整流子片４１が設けられたハブ４０
とから成り、筒形ロータコイル３９の片端側がシャフト
３８の片端に取り付けたハブ４０の周囲に嵌め付けられ
てカップ形の中空円筒ロータを形成している。そして、
そのロータ部３２が、ハウジング３４の外筒部３４ａ
と、内筒部３４ｂに外嵌したステータマグネット３７と
の間に生ずる隙間に、筒形ロータコイル３９を非接触に
挿通した状態でハウジング３４内に収容配設され、当該
ハウジング３４内から突出するシャフト３８の他端側に
は、振動発生源となる分銅４２が取り付けられている。

【０００５】なお、筒形ロータコイル３９は、マグネッ
トワイヤで円筒形の巻線形状に成形したものをマグネッ
トワイヤ同士の熱融着や樹脂モールド等により一体化さ
せて定形性を付与している。また、ブラシ部３３は、ハ
ウジング３４の外筒部３４ａの開口端に嵌着されるブラ
シ台４３に、ハブ４０の整流子片４１に摺接させる一対
のブラシ４４と、当該ブラシ４４に接続した給電用のリ
ード線４５及び４６が設けられている。

【０００６】次に、図５及び図６は、コアドモータの従
来例を示す縦断面図と横断面図であって、コアレスモー
タと同じくステータ部５１、ロータ部５２及びブラシ部
５３により構成されている。ステータ部５１は、ハウジ
ング５４の内面にステータマグネット５５が固設されて
いる。また、ロータ部５２は、モータの極数に応じて例
えば三つの凸部を形成した三叉形状の打ち抜き鋼板等を
多数重ね合わせて成る積層コア５６が、モータの回転軸
となるシャフト５７に取り付けられると共に、その積層
コア５６の各極毎に夫々マグネットワイヤを巻いてロー
タコイル５８が形成されている。なお、その他の構造に
ついては、コアレスモータと基本的に同じであるから説
明を省略する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来のコア
レスモータは、コア（鉄心）が無いので軽量であり、コ
アによる磁気損失も生じないが、筒形ロータコイル３９
（導体）の中空円筒部にステータマグネット３７を配し
た内磁形のステータ構造になっているため、ステータマ
グネット３７（永久磁石）とハウジング３４の外筒部３
４ａ（ヨーク）との間に生ずる隙間（エアギャップ）が
必然的に大きくなる。しかも、その隙間に介在させる筒
形ロータコイル３９は、コアの無い空心状態で円筒形の
巻線形状に成形するので、型崩れしやすいし、内外径の
寸法に一定性がなく、外形精度が悪い。したがって、そ
の筒形ロータコイル３９をステータマグネット３７とハ
ウジング３４の外筒部３４ａに接触させないようにする
ためには、外形のバラツキを許容し得る程度までエアギ
ャップを大きくせざるを得ない。

【０００８】そして、ステータマグネット３７はモータ
の軸直角断面方向に磁極が発生するように着磁されてお
り、その磁界は、Ｎ極からエアギャップ（ロータコイル
３９の断面を含む）を突き抜けてハウジング３４の外筒
部３４ａに入り、当該外筒部３４ａの逆位置から再びエ
アギャップを突き抜けてＳ極へ戻るようになっているの
で、そのエアギャップを大きくすると、ステータマグネ
ット３７の動作点（パーミアンス）が低くなるという問
題があった。

【０００９】一方、図５及び図６に示す従来のコアドモ
ータは、シャフト５７に取り付けられた型抜き品の積層
コア５６にマグネットワイヤを巻いてロータコイル５８
を形成するため、そのロータコイル５８の外形精度は比
較的一定しており、ハウジング５４の内面に固設された
ステータマグネット５５との間に生ずるエアギャップも
小さくできるという利点がある反面、打ち抜き鋼板等を
多数重ね合わせて成る積層コア５６の組立作業や当該コ
アの各極毎にマグネットワイヤを巻いてロータコイル５
８を形成する巻線作業が面倒であり、また、コイルの構
成上インダクタンス成分がコアレスモータのロータコイ
ル３９より大きく、ブラシと整流子片の接触部で火花が
生じやすくラジオノイズの発生も著しいため、ノイズ対
策用のバリスタ５９を設ける必要があり、その分だけ部
品点数も多くなって製造コストが嵩むと同時に、積層コ
ア５６が重くてモータ全体の重量も嵩み、また、積層コ
ア５６による磁気損失も生ずるという欠点があった。そ
こで本発明は、コアレスモータとコアドモータの双方の
長所を折衷的に採り入れて、モータの製造コストと重量
を低減することを主たる技術的課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、モータの回転軸となるシャフトにロー
タコイルの心材となるコアが取り付けられたロータ部を
有する円筒形モータにおいて、前記コアが、前記シャフ
トの周囲に同軸的に取り付けられたフェライト製の筒形
コアで成り、当該筒形コアの周面に、円筒形の巻線形状
に成形した筒形ロータコイルが装着されていることを特
徴とする。

【００１１】つまり、本発明に係る円筒形モータは、モ
ータの回転軸となるシャフトにロータコイルの心材とな
るコアが取り付けられた点においてコアドモータの型式
と一致するが、そのコアが多数の打ち抜き鋼板を重ね合
わせた積層コアではなく、フェライト製の筒形コアで成
る点で、従来のコアドモータと相違する。また、ロータ
コイルが円筒形の巻線形状に成形した筒形ロータコイル
で成る点においてコアレスモータの型式と一致するが、
その筒形ロータコイルがコアに装着されている点で、従
来のコアレスモータと相違する。

【００１２】そして、筒形ロータコイルがコアに装着さ
れることによって、当該筒形ロータコイルの型崩れが確
実に防止されると共にその外形精度が高められ、また、
コアが中空部を有したフェライト製の筒形コアで成るこ
とにより、重い積層コアを用いた従来のコアドモータに
比較してモータ全体が著しく軽量化されると同時に、コ
アによる磁気損失も低減される。また、筒形コアは積層
コアと違って組立が不要であり、筒形ロータコイルはそ
の巻線作業が容易であると同時に、インダクタンス成分
が小さいのでバリスタ等を設ける必要がなく、モータの
部品点数も少なくて済むので、従来のコアドモータに比
較してモータの製造コストが大幅に低減される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
よって具体的に説明する。図１は本発明による円筒形モ
ータの一例を示す縦断面図、図２及び図３は夫々そのロ
ータ部の構成例を示す横断面図である。

【００１４】図１に示す円筒形モータは、ステータ部
１、ロータ部２及びブラシ部３により構成されている。
ステータ部１は、モータの外殻を成すハウジング４と、
ロータの軸受となるメタルベアリング５と、円筒形マグ
ネット又は一対の円弧形マグネットで成るステータマグ
ネット６とで構成され、当該ステータマグネット６は、
図５に示すコアドモータのステータ部５１と同じように
ハウジング４の内面に固設されている。

【００１５】ロータ部２は、モータの回転軸となるシャ
フト７の周囲に同軸的に取り付けられる筒形コア８の片
端が、シャフト７の片端側に設けられた電気絶縁性の熱
可塑性樹脂で成るハブ９の周囲に嵌め付けた状態で固定
されている。筒形コア８は、フェライトそのもの、又は
軟質プラスチックスにフェライト粉末を混入したソフト
フェライトで円筒形に成形され、その周面には、マグネ
ットワイヤで円筒形の巻線形状に成形した筒形ロータコ
イル１０が装着されている。

【００１６】なお、ハブ９のブラシ部３側の中心には、
シャフト７の軸方向に突出する円柱部９ａが形成され、
当該円柱部９ａの周面に、モータの極数に対応した例え
ば三つの整流子片１１がシャフト７の軸方向と平行で且
つシャフト７の回転方向に沿って等間隔で取り付けられ
ている。そして、図示は省略するが、各整流子片１１に
は、ハブ９の周囲に固定した筒形ロータコイル１０の片
端から引き出した巻線リードが夫々接続されている。

【００１７】ブラシ部３は、ハウジング４の開口端に嵌
着されるブラシ台１２に、ステータ部１のメタルベアリ
ング５と一対でシャフト７を枢支するメタルベアリング
１３と、ハブ９の各整流子片１１に摺接せられる一対の
ブラシ１４と、当該各ブラシに接続された給電用のリー
ド線１５及び１６が設けられている。

【００１８】以上が、図１に示す円筒形モータの構成で
あり、シャフト７にコアを取り付けた点でコアドモータ
の型式と一致するが、そのコアが、打ち抜き鋼板を多数
重ね合わせて成る積層コアではなく、中空円筒に成形さ
れたフェライト製の筒形コア８である点において従来の
コアドモータと相違する。また、円筒形の巻線形状に成
形した筒形ロータコイル１０を有する点でコアレスモー
タの型式と一致するが、その筒形ロータコイル１０が筒
形コア８の周面に装着されている点で、従来のコアレス
モータと相違する。そして、図１の円筒形モータは、そ
のハウジング４外に突出したシャフト７の先端部に分銅
１７を取り付けて振動発生装置となる。

【００１９】次に、図１に示す円筒形モータの作用効果
について説明する。まず、ロータ部２は、シャフト７に
取り付けるコアがフェライト製の筒形コア８で成るた
め、図５のような積層コア５６で成るロータ部５２と比
較して、その重量が大幅に軽減されると同時に、コアに
よる磁気損失も低減される。また、筒形コア８は、積層
コア５６のように多数の鋼板を重ね合わせて組み立てる
組立作業が不要であり、更に、その筒形コア８の周面
に、円筒形の巻線形状に成形した筒形ロータコイル１０
を装着させるので、積層コア５６のように各極ごとにロ
ータコイルを巻き付ける面倒な巻線作業も不要となる。

【００２０】更に、筒形コア８の周面に筒形ロータコイ
ル１０を装着すると、インダクタンス成分が低減され、
図５の如きバリスタ５９を設ける必要がなくなって、モ
ータの部品点数も低減されるので、図５に示す従来のコ
アドモータに比較してモータの製造コストが大幅に低減
される。また、熱可塑性樹脂で成るハブ９の成形時に、
当該ハブ９とそれに設ける整流子片１１とシャフト７と
筒形コア８とをインサート成形によって一体化すれば、
ロータ部２の組立工数が減少してモータの製造コストが
より一層低減される。

【００２１】また、図４に示すコアレスモータとの比較
では、筒形ロータコイル１０が心材となる筒形コア８の
周面に装着されているので、その筒形ロータコイル１０
の型崩れが防止され、内外径の寸法が一定化して外形精
度が著しく高められる。したがって、ステータマグネッ
ト６との間に生ずるエアギャップを図５に示すコアドモ
ータと同等程度にまで狭めることができるので、ステー
タマグネット６の動作点も高められる。

【００２２】なお、筒形ロータコイル１０の成形方法と
しては、図２及び図３に示すようにマグネットワイヤを
自己融着して成る平面状コイルＣを筒形コア８の周面に
巻き付けて円筒形に成形する方法もある。つまり、図２
のロータ部２を構成する筒形ロータコイル１０は、筒形
コア８の周面に平面状コイルＣを巻き付けて円筒形に成
形され、その平面状コイルＣの両端が粘着力の強い一対
の接着テープ１８，１９で互いに接合されて回転中の遠
心力に耐え得るバインド機能が付与されている。そし
て、筒形コア８の周面には、平面状コイルＣの接合部に
沿って接着テープ１８及び１９の厚みを吸収する切欠き
２０が形成されて、その接合部が局部的に突出すること
が防止され、筒形ロータコイル１０の外径寸法が各部均
一に保たれるようになっている。

【００２３】また、図３のロータ部２を構成する筒形ロ
ータコイル１０は、筒形コア８の周面に巻き付けた平面
状コイルＣを樹脂モールド２１により筒形コア８の周面
に固着して円筒形に成形されている。この樹脂モールド
２１によれば、真円度が高くて耐遠心強度も高い筒形ロ
ータコイル１０を得ることができると同時に、図２のよ
うに平面状コイルＣの両端を接合する接着テープ１８，
１９を用いたり、筒形コア８の周面に切欠き２０を形成
する必要もないので、モータの製造コストが大幅に低減
され、モータの小型化にも資することができる。

【発明の効果】本発明によれば、円筒形モータのロータ
部が、筒形ロータコイルをフェライト製の筒形コアの周
面に装着させた構成になっているので、従来のコアレス
モータとの比較では、筒形ロータコイルの外形精度が著
しく高められてエアギャップを非常に小さくすることが
でき、また、従来のコアドモータとの比較では、部品点
数や組立工数、重量が減少して、製造コストが大幅に低
減されると同時に、モータ全体が軽量化されるという種
々の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による円筒形モータの一例を示す縦断面
図。

【図２】本発明に係るロータ部の構成例を示す横断面
図。

【図３】本発明に係るロータ部の構成例を示す横断面
図。

【図４】従来の円筒形モータとしてコアレスモータの例
を示す縦断面図。

【図５】図２に示すコアレスモータの横断面図。

【図６】従来の円筒形モータとしてコアドモータの例を
示す縦断面図。

【符号の説明】

２・・・・・ロータ部 ７・・・・・シャフト ８・・・・・フェライト製の筒形コア ９・・・・・ハブ １０・・・・・筒形ロータコイル Ｃ・・・・・
平面状コイル １８・・・・・接着テープ １９・・・・・
接着テープ ２０・・・・・切欠き ２１・・・・・
樹脂モールド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転軸となるシャフトにロータ
   コイルの心材となるコアが取り付けられたロータ部を有
   する円筒形モータにおいて、前記コアが、前記シャフト
   （７）の周囲に同軸的に取り付けられたフェライト製の
   筒形コア（８）で成り、当該筒形コア（８）の周面に、
   円筒形の巻線形状に成形した筒形ロータコイル（10）が
   装着されていることを特徴とする円筒形モータ。
2. 【請求項２】 前記筒形コア（８）が、フェライトその
   もの、又は軟質プラスチックスにフェライト粉末を混入
   したソフトフェライトで成る請求項１記載の円筒形モー
   タ。
3. 【請求項３】 前記筒形ロータコイル（10）が、前記筒
   形コア（８）の周面に巻き付けた平面状コイル（Ｃ）の
   両端を接着テープ（18，19）で互いに接合することによ
   り円筒形に成形され、前記筒形コア（８）の周面には、
   前記平面状コイル（Ｃ）の接合部に沿って接着テープ
   （18，19）の厚みを吸収する切欠き（20）が形成されて
   いる請求項１又は２記載の円筒形モータ。
4. 【請求項４】 前記筒形ロータコイル（10）が、前記筒
   形コア（８）の周面に巻き付けた平面状コイル（Ｃ）を
   樹脂モールド（21）によって前記筒形コア（８）の周面
   に固着することにより円筒形に成形されている請求項１
   又は２記載の円筒形モータ。
5. 【請求項５】 前記シャフト（７）の片端側に、前記筒
   形ロータコイル（10）の巻線リードに接続する複数の整
   流子片（11）を設けたハブ（９）が取り付けられ、当該
   ハブ（９）に、前記筒形コア（８）の片端が固定されて
   いる請求項１乃至４記載の円筒形モータ。
6. 【請求項６】 前記ハブ（９）の成形時に、当該ハブ
   （９）と前記シャフト（７）と前記筒形コア（８）とが
   インサート成形によって一体化されている請求項５記載
   の円筒形モータ。