JPS6325902Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流モータに係り、ステータ側の複数
のコイル体を容易にケースに位置決めし組付工数
を低減しうる直流モータを提供することを目的と
する。

第１図及び第２図は夫々本考案の前提例として
の直流モータの１例の分解斜視図及び縦断面図で
ある。

各図中、直流モータ１はケース半体２−１，２
−２よりなるケース２内に回転子３、回路基板
４、ヨーク５を配してなり、例えば第２図の状態
でビデオテープレコーダのリール回転駆動用に使
用される。

ケース半体２−１はFe等の磁性材料製有底筒
形をなし切欠部２ａ、内周段部２ｂを有し、中央
孔に、Cu等の１対の円筒形軸受６を圧入固定さ
れたボス７（凸部７ａを有する）をめ固定され
る。ケース半体２−２は、同じく磁性材料製で盆
形をなし、中央に圧入固定したボス８の貫通ネジ
孔８ａに外方より樹脂製調節ネジ９を所定深さ分
螺入され、その内方端部により後述する回転軸１
３のスラストを受ける。

回転子３は、磁性材料製盆形保持板１０の中央
孔にボス１１（凹部１１ａ，孔１１ｂ、ネジ孔１
１ｃ、係合凸部１１ｄ、鍔部１１ｅを有する）を
鍔部１１ｅが保持板１０内側面に当接するまで嵌
入させめ固定すると共に、保持板１０の内側面
に永久磁石製のリング形駆動及び周波数発電兼用
マグネツト１２を接着固定し、更にボス１１の孔
１１ｂに回転軸１３を圧入挿通固定してなる。尚
マグネツト１２は周方向８等分位置にＮ極、Ｓ極
を交互に着磁されている。尚保持板１０は外側面
を第１図中符号１０ａ，１０ｂの如く二度四角形
にプレス打ちして平面精度を出されている。

回路基板４は、略円形ベークライト基板１４
（突出部１４ａを有する）の表面側より３個のホ
ール素子１５及び６個のコイル２１を配し裏面側
より一の端子基板２２を配してなる。基板１４は
第３図Ａ，Ｂの如く表面にプリント群２３が且つ
裏面に周波数発電用角形波プリント２４が夫々プ
リントされると共に表面及び裏面共に夫々後述す
る端子部２３ａ〜２３ｆを除いて絶縁材（図示せ
ず）が塗布され、又基板１４の周方向６等分位置
のうち突板部１４ａに近い３個の等分位置に
夫々、上記ホール素子１５収納用の合計３個の貫
通四角孔１４ｂが設けられ又上記コイル２１のコ
イルリード収納用の３個の貫通長孔１４ｃが設け
られている。

基板１４裏面の角波形プリント２４は第３図Ｂ
の如く、基板１４の中央孔１４ｄの周囲に周方向
に延在して形成された角波形プリント本体２４ａ
（外周プリント部２４ａ−１、放射プリント部２
４ａ−２、内周プリント部２４ａ−３を有する）
と、これと同心的に延在する外周プリント２４ｂ
及び内周プリント２４ｃとを一本線により接続し
てなりその１対の端子部２４ｄはスルーホールを
介して基板１４表面側のプリント群２３の１対の
端子部２３ａに接続されている。

３個のホール素子１５は夫々基板１４の上記３
個の四角孔１４ｂ内に夫々収納され、各ホール素
子１５の４本のリードが夫々プリント群２３の３
組の端子群２３ｂの各４本の端子部に半田付され
て固定される。６個のコイル２１は夫々コイルを
三角形平板状に巻回してなり、基板１４表面の上
記６等分位置に接着固定され突板部１４ａに近い
側の３個のコイル２１の内方に夫々上記３個のホ
ール素子１５が位置する。このとき突板部１４ａ
より遠い側の３個のコイル２１については、コイ
ル２１の１対のリード２１ａのうち外方リード２
１ａはプリント群２３の該コイル外方の端子部２
３ｃに半田付けされ且つ内方リード２１ａは該コ
イル内方の端子部２３ｄに半田付けされる。しか
しながら、突板部１４ａに近い側の３個のコイル
については、コイル外方リード２１ａは同様にコ
イル外方の端子部２３ｅに半田付けすればよい
が、内方リード２１ａはすでにコイル内方のホー
ル素子１５が邪魔になつて接続を行なえないため
一旦コイル内方より上記長孔１４ｃを介してコイ
ル外方まで導出した後コイル外方の端子部２３ｆ
に半田付けしている。これによれば上記内方リー
ド２１ａの導出部が長孔１４ｃ内に収納されるた
めコイル２１が該内方リード２１ａの太さ分基板
１４表面から浮上るのを防止できその分だけモー
タの軸方向寸法を低減し小型化しうる。

尚３個のホール素子１５を夫々突板部１４ａに
近い側の３個のコイル２１内方に配設しているた
め、それだけプリント群２３の端子基板２２部分
からホール素子１５までの配線プリント長さを低
減し配線プリントを節約しうると共にストレイ容
量を生ずることもないと共に、ホール素子１５を
コイル２１外方に配した場合に比して基板上のス
ペースを節約し基板を小型化しうる。

端子基板２２は、樹脂モールド２２ａに複数の
Ｌ字端子２２ｂを一体モールド成型してなり、基
板１４の突板部１４ａ下面に各Ｌ字端子２２ｂを
夫々基板１４の孔を挿通させ基板表面側で上記プ
リント群２３の各端子部に半田付けして固定され
る。

ヨーク５はFe等の磁性材料製円板で、中心係
合孔５ａ、その周囲の孔５ｂを有する。

上記ケース２、回転子３、回路基板４、ヨーク
５の組付法としては、まず回転子３の回転軸１３
の保持板１０側突出部を２枚のワツシヤ２５を介
してケース半体２−１の軸受６に嵌合挿通せしめ
ボス１１の凹部１１ａをボス７の凸部７ａに遊嵌
させる。続いて回路基板４をケース半体２−１に
対しその基板表面を内周段部２ａに当接させ且つ
その突板部１４ａを切欠部２ｂに係合させて嵌入
し、各コイル２３を回転子３のマグネツト１２に
離間対向させる。すると回転子３のボス１１、回
転軸１３一端が基板１４の中央孔１４ｄを遊嵌挿
通するため、ヨーク５をその係合孔５ａをボス１
１の係合凸部１１ｄに同心的に嵌合係止させ３個
のネジ２６を夫々孔５ｂを介してネジ孔１１ｃに
螺入させ固定する。続いて、他のケース半体２−
２をケース半体２−１の開口側に嵌入係止させる
と、回転子３はヨーク５と共にその自重によりケ
ース半体２−２方向へスライドし回転軸１３の球
面端部１３ａが他のケース半体２−２の調節ネジ
９に当接する。従つて調節ネジ９を適宜回転調節
させて回転子３のスラスト方向位置を適宜調節設
定する。従つてワツシヤ２５は回転子３が回転中
に調節ネジ９と反対方向へスライドしたときこの
力を受けるものである。

かくして完成した直流モータ１によれば、マグ
ネツト１２のＮ極より出た磁束は、回路基板４を
透過してヨーク５に至り再び回路基板４を透過し
てマグネツト１２のＳ極に戻る磁気ループが構成
される。

尚上記回転子３の支持構造によれば第２図中、
回転子３のボス１１の凹部１１ａがリング形マグ
ネツト１２の内周に落し込み、しかもケース半体
２−１のボス７の凸部７ａが該凹部１１ａ中に延
出することにより回転軸１３の軸承用に１対の軸
受６間に比較的大なる軸承寸法ｌを確保している
ため、回転子３の回転ブレが少なく回転精度を向
上しうる。

又上記回路基板４は、プリント群２３を有する
基板１４にホール素子１５、コイル２１、周波数
発電用プリント２４等を一体的に設けてユニツト
化しているため、工程管理及び組付作業が容易と
なり、しかもコイル２１及び発電用プリント２４
が近接配置されるため上記マグネツト１２に回転
子３の駆動のみならず周波数発電機能を兼ねさせ
全体的にマグネツトを１個としえ構成を簡単且つ
小型化しうる。

次に上記直流モータ１の運転時には、３個のホ
ール素子１５に通電すると、所定のホール素子１
５は上記磁気ループの磁束を透過されているため
所定方向の信号を発生しこれが制御回路（図示せ
ず）に送られ、該制御回路により例えば所定のコ
イル２１が通電され該コイル２１に磁束が発生す
る。この磁束は上記マグネツト１２による磁束と
は反対方向となるよう設定されているため、反発
力を生じ、回転子３が所定角度分回転する。する
と上記又は他のホール素子１５が同様にして信号
を発生し所定のコイル２１が通電され同様に反発
力により回転子３は更に回転し、同様に回転子３
は連続的に一定速度で回転する。

尚上記マグネツト１２及びコイル２１の各磁束
は夫々ヨーク５を介して強力にループ形に形成さ
れるため磁束の力が強く、それだけ鉄損が少なく
回転トルク、回転精度を向上しうる。特にマグネ
ツト１２及びヨーク５は一体回転するためマグネ
ツト１２の磁束は固定状態で回転し強力となる。

又このときマグネツト１２側磁束が回路基板４
の周波数発電用角波形プリント本体２４ａを周方
向に連続的に横切るため、該プリント本体２４ａ
に回転子３の回転速度に応じた周波数の波形信号
が発生する。これにより、波形の個数が速度制御
回路（図示せず）で計数されて回転子３の回転速
度が検出され、回転速度が所望値よりずれた場合
及び回転速度を変えたい場合等は速度制御回路の
信号により上記コイル２１のスイツチング切換え
タイミングが変化することになり回転速度を制御
しうる。

ここで、本実施例では、第３図Ｂ中、角波形プ
リント２４に例えば矢印方向の電流が発生してい
るとすると、外周プリント２４ｂの電流方向がそ
の近傍のプリント本体２４ａと各外周プリント部
２４ａ−１の電流方向と逆向きとなるため、該外
周プリント部２４ａ−１の不要電流が消去され又
同様にして内周プリント２４ｃ電流方向が各内周
プリント部２４ａ−３の電流方向と逆向きとなり
該内周プリント部２４ａ−３の不要電流が消去さ
れる。かくして本実施例では実際には不要信号部
分が消去されたきれいな波型信号が発生し正確な
回転速度検出を行ないうる。尚外周及び内周プリ
ント２４ａ，２４ｃは何れか一方のみ設けるよう
にしてもよい。

第５図及び第６図は夫々本考案になる直流モー
タの１実施例の分解斜視図及び縦断面図である。
図中、直流モータ３１は、ケース３２（夫々円筒
形のケース半体３２−１，３２−２）、回転子３
３、コイル体ユニツト３４、ヨーク３５、回路基
板３６よりなる。

ケース半体３２−１は切欠部３２ａ、内周段部
３２ｂを有し、その中央孔に非磁性ボス４１（内
方凸部４１ａを有する）を嵌入されめられネジ
４２により固定される。又ケース半体３２−１内
側面には第３図Ｂの角波形プリント２４と同様の
周波数発電用角波形プリント４３をプリントした
フレキシブル基板４４が接着固定されそのリード
４３ａが導出される。

回転子３３は非磁性保持板４５に嵌入め固定
したボス４６（凹部４６ａを有する）に回転軸４
７を圧入固定すると共に、保持板４５内側及び外
側面に夫々駆動用マグネツト４８及び周波数発電
用マグネツト４９を固着されてなり、駆動用マグ
ネツト４８は周方向８等分位置にＮ極、Ｓ極を交
互に着磁され又発電用マグネツト４９は同じく
180等分位置にＮ極、Ｓ極を交互に着磁されてい
る。回転子３３は回転軸４７がケース半体３２−
１のボス４１の中央孔にスリーブ５０ａを介した
１対のボールベアリング５０ｂにより挿通軸承さ
れることにより回転自在とされ、更に回転軸４７
に嵌合圧入したストツパ５１により抜け止めされ
ユニツト化される。尚このとき上記直流モータ１
と同様にボス４６の凹部４６ａがケース半体３２
−１のボス４１の凸部４１ａに遊嵌して、全体が
小型のまま回転軸４７の軸承部の軸方向長を大と
して回転を安定化させている。

他のケース半体３２−２は周壁に切欠部３２ｃ
及びその反対側の15゜ピツチの３個の係合凹部３
２ｄ〜３２ｆを有し、切欠部３２ｃ両端に外方へ
突出する１対の取付板部３２ｇ（夫々ネジ孔３２
ｈを有する）を有する。

コイル体ユニツト３４は、３枚のコイル体５２
を15゜ピツチずつずらせて積層し接着固定してな
る。各コイル体５２は８個のコイル５３を遂次互
いに接続して周方向８等分位置に配し樹脂モール
ド５４により円板形（中央孔５４ａを有する）に
一体的にインジエクシヨンモールド成型してな
り、各コイル体５２の同一外周対応位置に夫々一
の係合凸部５４ｂが突設される。従つて各コイル
体５２のコイル５３どうしのピツチはインジエク
シヨンの型が正確であるため正確なピツチとな
り、治具等を使用してコイルを基板に取付けるも
のに比してピツチ精度を向上しうる。ヨーク３５
は磁性材料より円板形をなし中央孔３５ａ及びこ
の場合周方向30゜ピツチの３個の外周凸部３５ｂ
を有し、ケース半体３２−２内に３個の外周凸部
３５ｂを切欠部３２ｃより外方へ突出させて嵌入
される。続いて上記３枚のうちの１枚目のコイル
体５２がケース半体３２−２内にその係合凸部５
４ｂをケース半体３２−２の一の係合凹部３２ｄ
に係合させ周方向位置決めされしかも同時に円板
形コイル体５２の外周がケース半体３２−２の周
壁内周に同心的に嵌合され、その上面に接着剤を
塗布される。続いて２枚目及び３枚目のコイル体
５２が同様にして嵌入積層されるがその際各係合
凸部５４ｂを夫々異なる係合凹部３２ｅ，３２ｆ
に順次係合される。従つて３枚のコイル体５２は
夫々周方向に順次15゜ピツチでずれた状態で同心
的に積層されしかも接着剤により互いに一体的に
固着され上記コイル体ユニツト３４となる。この
場合各コイル体５２の周方向位置決めは上記係合
凸部５４ｂ及び係合凹部３２ｄ〜３２ｆを係合さ
せるのみでよいため、位置決めは容易でありしか
も位置決め精度も高い。

回路基板３６はベークライト基板５５の表面側
より３個のホール素子６１を配し且つ裏面側より
１対の端子基板６２を配してなる。基板５５は表
面にプリント群６３をプリントされ弧状凹部５５
ａに周方向30゜ピツチの３個の切欠孔５５ｂを有
し且つ該凹部５５ａ両端近傍に夫々孔５５ｃを有
し、各切欠孔５５ｂに対応させて夫々上記３個の
ホール素子６１が配され各ホール素子６１の４本
のリードが夫々プリント群６３の３組の端子群６
３ａの各４本の端子部に半田付固定される。この
回路基板３６はケース半体３２−２に対し弧状凹
部５５ａがケース半体３２−２の切欠部３２ｃ外
周に対応し且つヨーク３５の３個の凸部３５ｂが
夫々基板５５の３個の切欠孔５５ｂに嵌入するよ
う配設され、この状態で１対のネジ６４を夫々孔
５５ｃを介して取付板部３２ｇのネジ孔３２ｈに
ネジ込み該ケース半体３２−２に固着される。か
くしてヨーク３５の各凸部３５ｂは夫々切欠孔５
５ｂを介してホール素子６１に近接離間対向し、
且つ上記角波形プリント４３のリード４３ａはプ
リント群６３の端子部６３ｂに半田付けされ且つ
コイル基板ユニツト３４のコイル５３のリード５
３ａも同じく端子部６３ｃに半田付けされる。

最後に上記回転子３３を組付けたケース半体３
２−１がケース半体３２−２の外周に嵌合係止さ
れ切欠部３２ａが１対の取付板部３２ｇ外側に嵌
合して周方向位置決めがなされ且つケース半体３
２−２の周壁上端がケース半体３２−１の内周段
部３２ｂに当接して軸方向位置決めがなされ、こ
のとき回転子３３のボス４６がコイル体ユニツト
３４及びヨーク３５の中央孔５４ａ，３５ａに遊
嵌挿入される。

かくして完成した直流モータ３１は、駆動用マ
グネツト４８のＮ極より出た磁束が上記直流モー
タ１と同様にコイル体ユニツト３４を透過しヨー
ク３５に至り再びコイル体ユニツト３４を透過し
てＳ極に戻る第１の磁気ループ以外に、上記Ｎ極
より出た磁束がケース３２外方に飛び出してホー
ル素子６１を透過してヨーク３５の凸部３５ｂに
至り更にヨーク３５本体からコイルユニツト基板
３４を透過してＳ極に戻る第２の磁気ループが形
成される。

尚上記構成においてホール素子６１をケース３
２内のコイル５３の内方に配しないでケース３２
外方に配した理由は、３枚のコイル体５２が周方
向に位相ずれして積層しているため上層側コイル
５３の内方にその下層側コイル５３が突出してお
りホール素子６１を収納するだけのスペースがな
いためである。

上記直流モータ３１の運転時には、上記直流モ
ータ１の場合と同様に３個のホール素子６１が通
電されると、上記第２の磁気ループによる磁束が
所定の一のホール素子６１を透過して該ホール素
子６１が信号を発生し速度制御回路を介して該ホ
ール素子６１に対応するコイル体５２のコイル５
３を通電させ、該各コイル５３により発生した磁
束が上記マグネツト４８による磁束と反発して回
転子３３を所定角度分回転させる。すると上記第
２の磁気ループにより次のホール素子６１が信号
を発生し同様に次のコイル基板５２を通電させ更
に回転子３３を更に回転させ、同様にして残りの
ホール素子６１が信号を発生し残りのコイル基板
５２のコイル５３を通電させ更に回転子３３を更
に回転させる。かくして回転子３３は連続的に回
転する。

又上記回転子３３の回転中に周波数発電用マグ
ネツト４９の磁束が基板４４の周波数発電用角波
形プリント４３を横切り、周波数発電信号が発生
し速度制御回路を介して回転子３３の回転速度が
正確に制御される。

上記直流モータ１，３１によれば、ホール素子
１５，６１に夫々貫通孔を介してヨーク５、ヨー
ク凸部３５ｂに対向しているため、ホール素子を
透過する磁束はヨークにより集束されホール素子
より発生するコイル通電切換用信号も強力となり
良好なコイルスイツチングを行ないうる。

尚上記モータ３１において、ヨーク３５は必ず
しも必要ではなく、ヨーク３５が無い場合はケー
ス半体３２−２の切欠部３２ｃ内のケース外周に
３個の凸部を30゜ピツチで外方へ一体的に突設し、
これを夫々回路基板３６の切欠孔５５ｂに対応配
設しヨークの代わりにすればよい。

上述の如く、本考案になる直流モータによれ
ば、複数の円板形コイル体（夫々第１の係合部を
有する）は夫々円筒形ケース（その周壁に複数の
第２の係合部を有する）内に嵌合されることによ
り自動的に互いに同心状態とされ、しかも複数の
円板形コイル体は夫々第１の係合部をケースの複
数の第２の係合部に個別に係合させるのみで自動
的に上記所定ピツチで順次周方向にずれた状態で
位置決され、従つて他に治具等を何ら必要とせず
きわめて簡単に位置決作業を行なえ、組立工数を
低減しうると共に、位置精度も向上し性能向上し
うる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本考案の前提例として
の直流モータの１例の分解斜視図及び縦断面図、
第３図Ａ，Ｂは夫々上記モータの回路基板の基板
単体の平面図及び下面図、第４図は上記回路基板
の平面図、第５図及び第６図は夫々本考案になる
直流モータの１実施例の分解斜視図及び縦断面図
である。 １，３１……直流モータ、２（２−１，２−
２），３２（３２−１，３２−２）……ケース、
３，３３……回転子、４，３６……回路基板、
５，３５……ヨーク、７，８，１１，４１，４６
……ボス、９……調節ネジ、１２……駆動及び周
波数発電兼用マグネツト、１３，４７……回転
軸、１４，５５……基板、１４ｂ……孔、１５，
６１……ホール素子、２１，５３……コイル、２
２，６２……端子基板、２３，６３……プリント
群、２４，４３……周波数発電用角波形プリン
ト、２４ａ……周波数発電用角波形プリント本
体、２４ｂ……外周プリント、２４ｃ……内周プ
リント、２４ａ−１……外周プリント部、２４ａ
−２……放射プリント部、２４ａ−３……内周プ
リント部、３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ……係合凹
部、３４……コイル基板ユニツト、４４……周波
数発電プリント用基板、４８……駆動用マグネツ
ト、４９……周波数発電用マグネツト、５２……
コイル基板、５４……樹脂モールド、５４ｂ……
係合凸部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒形ケースと、周方向に交互にＮ極、Ｓ極を
   着磁されたマグネツトを有し該ケースに軸承され
   た回転子と、夫々所定数のステータコイルを配さ
   れてなる複数の円板形コイル体を順次所定ピツチ
   ずつ周方向にずらせて積層してなり該ステータコ
   イルを該マグネツトに離間対向させて該ケース内
   に固設されたコイル体ユニツトとを有してなる直
   流モータにおいて、該複数のコイル体は夫々周方
   向同一対応位置に夫々第１の係合部を有し且つ該
   ケースはその周壁の周方向に上記所定ピツチ毎に
   複数の第２の係合部を有し、該複数の円板形コイ
   ル体は夫々その外周が該円筒形ケースの該周壁の
   内周に嵌合され、しかも該複数のコイル体は夫々
   その第１の係合部が上記複数の第２の係合部に個
   別に係合されて上記周方向に順次ずれた状態で位
   置決めされる構成としてなる直流モータ。