JPWO2009063617A1 - モータおよびそれを備えた電子機器 - Google Patents

モータおよびそれを備えた電子機器 Download PDF

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Abstract

本モータは、外周部の周方向に、複数の磁極を配置したステータと、このステータの外周に回転自在に配置したロータと、ロータの内周の周方向に配置された磁石とを備える。ステータは板状体を積層して形成する。この積層体の最外層を含む複数の板状体は、磁石と実質的に垂直方向の平面部と、磁石と実質的に平行方向に曲げた延長部とを有する。延長部のうち最外周側に配置される延長部を有した板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。

Description

本発明は、モータとモータを使用した電子機器に関する。
電子機器、例えばレーザプリンタでは、本体ケース内に設けた紙送り用ローラ（被駆動体）をモータに連結し、このモータの駆動により、紙送りローラを回動し、紙を所定部分に送っている。
上記モータは、外周部の周方向に、複数の磁極を第一の所定間隔で配置したステータと、このステータの外周に配置したロータとを備える。そして、ロータの内周には、周方向に、第二の所定間隔ごとに、異極に着磁された磁石を配置した構造となっていた。
また、ステータの磁極には、その磁極基部から、磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、これにより駆動効率を高めている。
つまり、磁石の幅（周方向に直交する方向）は、ロータの回転を磁気的に検出する磁気検出素子にできるだけ近接させるため、ステータの磁極基部の同方向幅（周方向に直交する方向の幅）よりも大きくなっている。このため、従来のモータは、ステータの磁極基部から、磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、駆動効率を高めようとしている。これに類似する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
上述のように、ステータの磁極の磁極基部から、磁石と平行方向に伸ばした延長部を形成した従来のモータでは、ロータの磁石とステータの磁極との対向面積が大きくなる。一般的には、この対向面積を大きくすることで、駆動力も大きくなり、駆動効率を高められると考えられていた。
しかしながら、本発明者の検討によれば、延長部を設けただけでは必ずしも駆動力を大きくすることはできなかった。
つまり、一般的概念にしたがえば、ロータの磁石と、ステータの磁極との対向面積を大きくすることが駆動力を高めることになる。このため、ステータの電極からの延長部は、できるだけ大きくすることになる。ところが、このように延長部を大きくすると、対向する磁石からの磁束量がそれにしたがって増加し、その結果ステータの磁極につながる磁路の磁気飽和が発生するという課題があった。また、このような延長部には、磁石からの磁束が大量に、しかも直交する状態で流入するので、この延長部分の板厚が厚いと、この部分で大きなうず電流損失が発生し、駆動効率が低下するという課題もあった。
特開平９−２８５０４４号公報
本発明のモータは、外周部の周方向に複数の磁極を配置したステータと、このステータの外周に回転自在に配置したロータと、ロータの内周の周方向に配置された磁石とを備える。さらに、ステータは板状体を積層して形成した積層体である。また、この積層体の最外層を含む複数の板状体は、磁石と実質的に垂直方向の平面部と、磁石と実質的に平行方向に折り曲げた延長部とを有する。そして、最外周側に配置される延長部を有した板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。
このような構成により、板厚の薄い箇所によって、うず電流を少なくでき、駆動効率の向上を図ることができる。さらに、最外周側に配置される延長部を有した板状体において、板厚の薄い箇所の磁気抵抗が大きくなるため、磁石からの磁束が、磁石に近い側の板状体に集中することはなく、他の板状体にも分散される。この結果、磁石に近い側の板状体で大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。
また、本発明の一実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体の板厚よりも薄くしている。このような構成とすることにより、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体により形成された延長部のうち、磁石に対向する側の板状体は、磁石が近い分大量の磁束が流入しようとする。これに対し、本発明のモータは、磁石に対向する側の板状体の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体の板厚よりも薄くし、それにより磁気抵抗を高めている。このため、磁石からの磁束が、磁石に近い側の板状体に集中することはなく、反対側の板状体にも分散される。この結果、磁石に近い側の板状体で大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。
また、本発明の別の実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体において、平面部と延長部との境界部分の板厚を、平面部の板厚よりも薄くする。このような構成とすることによっても、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体により形成された複数の延長部の表面には、絶縁層がある。このため、磁石に対向する側の板状体に、磁石から直交する状態で流れ込んだ磁束が、絶縁層に阻まれ、反対側の板状体に磁束が流れにくくなる。これによって、磁石に対向する側の板状体のうず電流が増加する。これに対し、本発明のモータは、延長部のうち最外周側に配置される延長部を有する板状体において、平面部と延長部との境界部分の板厚を、平面部の板厚よりも薄くし、境界部分の磁気抵抗を高めている。つまり、平面部と延長部との境界部分において、磁気抵抗を高めて磁気飽和を発生させ、この部分の透磁率を絶縁層の透磁率と同等またはそれ以下としている。そして、これにより、内部に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れやすくなるようにしている。このため、延長部全体でのうず電流が低減する。この点からも、駆動効率を向上させることができる。
また、本発明のさらに別の実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される延長部を有した板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体の当該延長部の板厚を、平面部の板厚よりも薄くする。このような構成とすることによっても、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体を構成する板は鋼板であり、その表面には保護膜としての絶縁層が存在する。このため、磁石に対向する側の板状体に、磁石から直交する状態で流れ込んだ磁束が、絶縁層に阻まれ、内部側に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れにくくなる。これによって、磁石に対向する側の板状体のうず電流が増加する。これに対し、本発明のモータは、延長部のうち、最外周側に配置される（磁石に近い）延長部を有する板状体の延長部の板厚を、平面部の板厚よりも薄くするような構成としている。つまり、最外周側に配置される延長部を有する板状体の延長部を薄くすることにより少量の磁束で磁気飽和を発生させ、この部分の透磁率を絶縁層の透磁率と同等またはそれ以下としている。これにより、最外周側に配置される延長部を有する板状体から内部側に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れやすくしている。このため、延長部全体でのうず電流が低減する。この点からも、駆動効率を向上させることができる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるモータを示す側断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１におけるモータを構成するステータを示す斜視図である。 図３は、図２に示すステータの側面図である。 図４は、図３の部分拡大図である。 図５は、本発明の実施の形態１におけるステータの磁極の拡大上面図である。 図６は、本発明の実施の形態１におけるステータの磁極の拡大側面図である。 図７は、延長部の折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータのより内方側に配置されるように構成した例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図である。 図９は、本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａを説明するために示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態３における磁極の延長部を含む板状体の拡大側面図である。 図１１は、本発明の実施の形態３における磁極の延長部を含む板状体を説明するために示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態３における延長部を形成する板状体の積層段階と最終段階とを本発明と従来品とを比較して示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態４における電子機器の概略説明図である。
符号の説明
１ 配線基板
１ａ 貫通孔
２ モータ
３ ステータ
３ａ 磁極
３ｂ 延長部
３ｂａ 最外周側延長部
３ｂｂ 内周側延長部
３ｃ 保持部
３ｄ 磁極基部
３ｅ 磁路
３ｆ 曲面
３ｇ，３ｇａ，３ｇｂ 平面部
３ｈ 境界部分
４ ロータ
４ａ 天面
５ 磁石
６ コイル
７ ベアリング
８ 駆動軸
９ ホールＩＣ
２１ ギアボックス
２２ 連結機構
２３ 被駆動体
２４ 紙送り用ローラ
３０ 板状体
３０ａ 最外周側板状体
３０ｂ 内周側板状体
３１ 積層体
３２ 絶縁層
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるモータを示す側断面図である。また、図２は本発明の実施の形態１におけるモータを構成するステータを示す斜視図である。
図１に示すように、電子機器（例えばレーザプリンタ）の配線基板１は、本体ケース（図示せず）内に配置されている。また、この配線基板１上にはモータ２が実装されている。
モータ２は、図１および図２に示すように、板状体３０を積層して形成した積層体３１で構成されるステータ３と、このステータ３の外周に回転自在に配置したロータ４とを備えている。ロータ４は、その下面が開放された円筒状である。そして、このロータ４の内周には、極数に応じた所定の間隔ごとにＮ極とＳ極に交互（隣接極が異極）に着磁されたリング状の磁石５が固定されている。ステータ３の外周部には、図２に示すように、複数の磁極３ａを極数に応じた所定の間隔で配置している。また、各磁極３ａの内方の磁路３ｅ部分には、電磁石用のコイル６が巻回されている。
このコイル６に交流電力を加えることにより、各磁極３ａを交互にＮ極とＳ極とに着磁し、その外周に存在する磁石５との間で吸引力と反発力とを発生させ、ロータ４の回転駆動力としている。
ステータ３は、保持部３ｃを介して配線基板１に固定されている。そして、このステータ３の内周に複数のベアリング７が設けられている。そして、このベアリング７群部分を上下方向に貫通した駆動軸８が設けられている。なお、この駆動軸８の上端はロータ４の天面４ａに固定されている。
したがって、コイル６に交流電力を加え、各磁極３ａを交互に、Ｎ極とＳ極とに着磁し、磁石５との間で吸引力と反発力とを発生させれば、ロータ４がこの駆動軸８を中心に回転する。また、その回転力は、駆動軸８を介して紙送り用ローラに伝達されるようになっている。
具体的には、本実施の形態では、駆動軸８の下端は、配線基板１の貫通孔１ａを貫通して配線基板１の下に伸ばされている。そして、この駆動軸８の下部に歯車（図示しない）が装着され、この歯車にギヤボックス（図示しない）が連結されている。それによって、レーザプリンタにおける複数の紙送り用ローラ（図示しない）が回動し、紙送りが行われる。
また、配線基板１上の磁石５の下端対応部分の表面上（下面側でもよい）には、磁気検出素子としてホールＩＣ９が実装される。そして、周知のとおりに、このホールＩＣ９により、ロータ４の回転スピードや回動量（位置）を検出し、回転数制御を行うようになっている。
また、磁石５はホールＩＣ９にできるだけ近づけるため、その下端をホールＩＣ９の近傍まで延長した形状としている。さらに、このように磁石５の下端を下方に延長した時のステータ３に対するバランスのズレの問題を回避するために、この磁石５の上端も同量だけ上方に延長している。
すなわち、磁石５の上下方向の寸法を大きくしており、それに合わせて、本実施の形態では、図１および図２で示すように、ステータ３の各磁極３ａに、その磁極基部３ｄから磁石５の内周面と略平行方向に、上下方向に伸ばした延長部３ｂを一体に形成している。すなわち、延長部３ｂは、磁石５の磁極の向きと略垂直方向に実質的に平行して対面するように、磁極基部３ｄの上下それぞれから駆動軸８の長手方向に略平行して延伸している。
具体的には、この延長部３ｂは、ステータ３を構成する積層された複数の板状体３０のうち、最外層の上下面を含む複数の板状体３０の外周部分を、磁石５の内周面と実質的に平行方向にそれぞれ上下方向に、実質的に直角に折り曲げることにより形成したものである。
なお、延長部３ｂを有する板状体３０において、延長部３ｂ以外の部分を平面部３ｇとし、磁石５に最も近接する最外周側の延長部３ｂを有する板状体３０の延長部３ｂと平面部３ｇとの境界を境界部分３ｈとする。また、本実施の形態においては、延長部３ｂは２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げている。また、以下、延長部３ｂのうち、磁石５に最も近接する最外周側に配置される延長部３ｂを最外周側延長部３ｂａ、最外周側延長部３ｂａよりも内周側に配置される延長部３ｂを内周側延長部３ｂｂと、適宜呼び説明する。さらに、最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０を最外周側板状体３０ａ、内周側延長部３ｂｂを有する板状体３０を内周側板状体３０ｂと適宜呼び説明する。
そして、このような延長部３ｂを形成すると、上下方向に延長された磁石５との対向面積が図１に示すように大きくなり、磁石５からの磁束流入量も多くなり、ロータ４に大きな駆動力が付与される。
次に、以上のように構成されたモータ２におけるステータ３の詳細について説明する。
図３は図２に示すステータ３の側面図である。また、図４は図３の部分拡大図である。以下、図３および図４を参照しながら、ステータ３の詳細について説明する。
まず、図３に示す上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向の延長長さ（図３におけるＡ＋Ａ）は、磁石５の内周面と略平行方向の磁極基部３ｄの長さ（図３におけるＢ）以下とすることが好ましい。
この理由について、次に説明する。
上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向長さ（Ａ＋Ａ）を大きくすると、磁石５からの流入磁束量が多くなる。その結果、各磁極３ａの内周側の電磁石用コイル６が巻回されている磁路３ｅ部分において、磁気飽和が発生することとなる。このように磁気飽和が発生すると、コイル６に印加する電力を増しても、ロータ４の回転トルクを、それに比例させて増加させることができない。その結果、駆動効率の悪いモータとなる。このため、上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向長さ（Ａ＋Ａ）を、長さＢよりも小さくする方が好ましい。
また、図４に示すように、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を、曲線形状を有した曲面３ｆとすることが好ましい。すなわち、図４に示すように、延長部３ｂの先端両側に曲面３ｆを設け、延長部３ｂの延長長さＬにおいて、周方向両端部の延長長さＬ２が中央部の延長長さＬ１より短くなるようにしている。これは、延長部３ｂ部分から流入する磁束が原因となって、磁極３ａにつながる磁気回路で磁気飽和が発生するという問題を防止するためである。この詳細について、以下説明する。
図１および図２に示したように、ステータ３の磁極３ａの内方に位置する磁路３ｅには、コイル６が巻回されている。このため、このコイル６を巻回する磁路３ｅの部分は磁極３ａ部分よりも断面積を小さくする必要がある。このように、磁路３ｅに、磁路３ｅよりも断面積の大きい磁極３ａから流入した磁束が集中すると、磁路３ｅに磁気飽和が生じやすくなる。そこで、延長部３ｂの先端両側コーナー部分に曲線形状の曲面３ｆを設け、延長部３ｂの両側部分を中央部分よりも小さくし、延長部３ｂ部分から流入する磁束をできるだけ中心方向から流入するようにしている。これにより、磁路３ｅの磁気飽和を抑制し、駆動効率を向上させることができる。
また、このように、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を曲面３ｆとすると、特にノズルを用いて磁路３ｅにコイル６を巻回する場合に、ノズルやコイル６が延長部３ｂのコーナー部分と接触することを防止できる。したがって、このような接触によりコイル６の外皮が剥がれたり、断線したりという不都合を防止することができ、生産性を向上させることができる。
また、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を曲面３ｆとして説明したが、延長部３ｂの先端両側部分を中央部分よりも小さくした構成であれば、例えば延長部３ｂの先端両側部分を斜めに切断したような形状であってもよい。
ところで、磁石５からの磁束を受ける延長部３ｂは、磁束を受ける体積が大きいほど、磁束量が増大すると考えられる。一方で、磁束量の増大を狙って、板状体３０の一枚当たりの板厚を厚くすると、うず電流損が増大する。これは、延長部３ｂの平面全面が磁石５から受ける磁束の方向が、延長部３ｂの平面と直交する方向であるためである。すなわち、うず電流損を抑制するには、延長部３ｂを形成する板状体３０の一枚当たりの板厚を例えば薄くするなどの必要がある。
本実施の形態は、このようなうず電流損を抑制するため、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。そして、特に、本実施の形態では、延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の延長部３ｂを有した板状体３０の板厚を、これに重ねられた反対側の延長部３ｂを有した板状体３０の板厚よりも薄くしており、これによって駆動効率をさらに高めている。すなわち、最外周側の延長部３ｂを有した最外周側板状体３０ａの板厚を、最外周側の延長部３ｂより内周側の延長部３ｂを有した内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くし、駆動効率をさらに高めている。
図５は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａの拡大上面図である。また、図６は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図である。図５および図６に示すように、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａの板厚は、これに重ねられた反対側の板状体３０、すなわち内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くなっている。
すなわち、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の最外周側板状体３０ａは、磁石５が近い分、大量の磁束が流入しようとする。このため、本実施の形態では、最外周側板状体３０ａの板厚を内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くし、それにより磁気抵抗を高めている。
また、反対に、内周側板状体３０ｂの板厚は、最外周側板状体３０ａの板厚より厚い状態となっているので、磁気抵抗は小さくなる。
このため、磁石５からの磁束が、最外周側板状体３０ａに集中することはなく、内周側板状体３０ｂにも分散される。この結果、最外周側板状体３０ａで大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。そして、これらの結果から、駆動効率を向上させることができる。
なお、以上、磁極基部３ｄから磁石５の内周面と略平行方向に伸ばした延長部３ｂを設けた一例を挙げて説明したが、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように、折り曲げ量を大きくしてもよい。すなわち、延長部３ｂの折り曲げ先端側の磁石５との空隙を、折り曲げ根元部での磁石５との空隙に比べて大きくなるような延長部３ｂの構成としてもよい。図７は、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように構成した例を示す図である。これは、長期使用時の何らかの応力により、この延長部３ｂが磁石５側に変形し、ロータ４の回転時に、延長部３ｂと磁石５とが接触することを防止するためである。なお、ロータ４の磁石５内面と、ステータ３の磁極３ａ間を０．３ｍｍと極めてわずかな隙間で設計することがあり得る。この場合、特に延長部３ｂと磁石５との接触を防止するために、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように、折り曲げ量を大きくするとよい。
また、本実施の形態では、延長部３ｂは、最外層を含む２枚ずつの上下面の板状体３０を曲げることにより形成しているが、最外層を含む３枚以上の上下面の板状体３０を曲げることにより延長部３ｂを形成してもよく、曲げられる上下面の板状体３０の枚数を異ならせてもよい。その場合でも、延長部３ｂを構成する板状体３０のうち、磁石５側に配置される板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａの板厚を最も薄くしておく必要がある。また３枚以上ある場合は、ステータ３側から磁石５側に向けて徐々に板厚を薄くすることが好ましい。
以上説明したように、本発明の実施の形態では、延長部３ｂのうち最外周側の延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。より具体的には、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の板状体３０の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体３０の板厚よりも薄くしており、これにより、モータとしての駆動効率を向上させている。
なお、この構造に、曲面３ｆなどの上述した種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図である。また、図９は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａを説明するために示す図である。なお、本実施の形態２のモータの全体構成については、実施の形態１と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態においても、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。また、実施の形態１との比較において、本実施の形態では、延長部３ｂのうち最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａにおいて、平面部３ｇと延長部３ｂとの境界部分３ｈの板厚を、平面部３ｇの板厚よりも薄くしている。以下、本実施の形態におけるモータの磁極３ａの構成を中心に説明する。
図８および図９に示すように、延長部３ｂを有する板状体３０は、平面部３ｇと延長部３ｂと、その境界部分３ｈとを有している。
本実施の形態のモータ２は、図８に示すように、最外周側板状体３０ａにおいて、平面部３ｇａと最外周側延長部３ｂａとの境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖを、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くしている。なお、図８および図９において、平面部３ｇａは最外周側板状体３０ａの平面部３ｇを示し、平面部３ｇｂは内周側板状体３０ｂの平面部３ｇを示している。
また、図９の矢印は、板状体３０に対して通る磁束の筋道を示している。各板状体３０には、その表面に絶縁層３２が形成されている。このため、延長部３ｂのうち最外周側延長部３ｂａに磁石５から流れてきた磁束は、絶縁層３２に阻止されて、隣接する板状体３０には移動しにくくなり、同じ板状体３０の内部を流れていく。
そこで、本実施の形態では、最外周側板状体３０ａの境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖを、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くして、磁束を通し難いという性質を持たせている。このような構成とすることにより、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、同じ板状体３０の内部に流れにくくなり、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束の大部分が、内周側板状体３０ｂへと移動することになる。
以上から、仮に、境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖが最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａと同等またはそれ以上である場合には、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、内周側板状体３０ｂに移動しない。このため、このような場合では、内周側板状体３０ｂの存在が無駄となってしまう。一方、本実施の形態のように、境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖが最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄い場合には、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、内周側板状体３０ｂに移動する。このため、本実施の形態のような構成とすることにより、内周側板状体３０ｂを有効に利用することができる。
さらに好ましくは、実施の形態１のように、最外周側板状体３０ａの板厚を、内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くする。そうすると、最外周側板状体３０ａのうず電流損をより低減することができる。
なお、本実施の形態においても、延長部３ｂを２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げて説明したが、実施の形態１でも説明したように、延長部３ｂを２枚の板状体３０により形成されることに限定されず、３枚以上の複数枚の板状体３０により形成されてもよい。
さらに、実施の形態１で説明したその他種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における磁極３ａの延長部３ｂを含む板状体３０の拡大側面図である。また、図１１は、本実施の形態における磁極３ａの延長部３ｂを含む板状体３０を説明するために示す図である。なお、本実施の形態３のモータの全体構成については、実施の形態１や実施の形態２と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態でも、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。また、実施の形態１との比較において、本実施の形態では、延長部３ｂのうち少なくとも最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａにおいて、そのうち少なくとも当該最外周側延長部３ｂａの板厚を、平面部の板厚よりも薄くしている。以下、本実施の形態におけるモータの磁極３ａの構成を中心に説明する。
図１０および図１１に示すように、延長部３ｂは、板状体３０の平面部３ｇと延長部３ｂとを有している。
本実施の形態のモータ２は、図１０に示すように、最外周側板状体３０ａにおいて、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａを、平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くしている。
また、図１１の矢印は、板状体３０に対して通る磁束の筋道を示している。各板状体３０には、その表面に絶縁層３２が形成されている。このため、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束は、即座に飽和して隣接する板状体３０に移動する。これにより、最外周側板状体３０ａに大きなうず電流が発生することはない。さらに、全体として磁気抵抗が低減され、磁束がスムーズに流入する。この結果、駆動効率を向上させることができる。
なお、好ましくは、実施の形態１のように、最外周側板状体３０ａの板厚を、内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くする。そうすると、最外周側板状体３０ａのうず電流損を低減することができる。
また、本実施の形態では、内周側板状体３０ｂを内周側延長部３ｂｂの部分だけ折り曲げた後、最外周側板状体３０ａを積層した状態で、最外周側延長部３ｂａとなる部分を絞り加工により形成している。
ここで、最外周側延長部３ｂａとなる部分を絞り加工で形成する理由について説明する。
図１２は、延長部３ｂを形成する板状体３０の積層段階と最終段階とについて、本発明と従来品とを比較して示す図である。
従来品においては、最外周側延長部３ｂａと内周側延長部３ｂｂとの高さを等しくさせるために、延長部３ｂを形成する板状体３０のうち、最外周側延長部３ｂａを形成する板状体３０の寸法が内周側延長部３ｂｂを形成する板状体３０の寸法よりも大きくなるようにする必要があった。このため、最外周側延長部３ｂａを形成する板状体３０と内周側延長部３ｂｂを形成する板状体３０とを別個の型で成形しなければならず、製造コストを向上させる原因となっていた。
これに対し、本発明においては、最外周側延長部３ｂａと内周側延長部３ｂｂとの高さを等しくさせるために、延長部３ｂを形成する板状体３０のうち、最外周側板状体３０ａの寸法が内周側板状体３０ｂの寸法と同一になるようにすることができる。これは、最外周側板状体３０ａが絞り加工により延伸するため、最外周側板状体３０ａの屈曲部のロス分をカバーすることができるためである。このため、最外周側板状体３０ａと内周側板状体３０ｂとを同一の型で成形することができ、製造コストを低減することができる。
また、従来品においては、最外周側延長部３ｂａは、平面部３ｇと略同一厚さとなるため、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束が、最外周側延長部３ｂａで飽和することなく、内周側延長部３ｂｂに移動しない。このため、最外周側板状体３０ａに大きなうず電流が発生し、さらに、全体として磁気抵抗が大きくなり、磁束がスムーズに流入しない。この結果、駆動効率を向上させることができない。
これに対し、本発明においては、最外周側延長部３ｂａは、平面部３ｇよりも薄くなっている。そして、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束が、図１１において矢印で示すように、最外周側延長部３ｂａで即座に飽和して内周側延長部３ｂｂに移動する。このため、最外周側板状体３０ａに発生するうず電流が低減し、さらに、全体として磁気抵抗が小さくなり、磁束がスムーズに流入する。この結果、駆動効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態においても、延長部３ｂを２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げて説明したが、実施の形態１でも説明したように、延長部３ｂを２枚の板状体３０により形成されることに限定されず、３枚以上の複数枚の板状体３０により形成されてもよい。
さらに、実施の形態１で説明したその他種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における電子機器（例えば、レーザプリンタ）の概略説明図である。本電子機器は、上述した実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３のいずれかのモータ２を搭載している。
図１３において、図１で示したモータ２は、配線基板１に搭載されている。そして、この配線基板１には、電子機器全体に必要な電子部品（図示しない）等も一緒に搭載されている。
モータ２の駆動軸８の下端は、配線基板１の貫通孔１ａ（図１に示す）を貫通して配線基板１の下部に延伸され、この駆動軸８の下部にギアボックス２１が連結されている。モータ２の回転は、このギアボックス２１により減速される。モータ２の回転駆動力は、さらに、連結機構２２を介して、複数の紙送り用ローラ２４を含む被駆動体２３に伝達される。これにより複数の紙送り用ローラ２４が回動し、紙送りが行われる。
本実施の形態の電子機器によれば、駆動効率を向上し、高効率・低消費電力を実現することができる。
本発明によれば、モータとして駆動効率が向上させることができる。したがって、各種電子機器の効率を向上させることに貢献できる。
本発明は、モータとモータを使用した電子機器に関する。
電子機器、例えばレーザプリンタでは、本体ケース内に設けた紙送り用ローラ（被駆動体）をモータに連結し、このモータの駆動により、紙送りローラを回動し、紙を所定部分に送っている。
上記モータは、外周部の周方向に、複数の磁極を第一の所定間隔で配置したステータと、このステータの外周に配置したロータとを備える。そして、ロータの内周には、周方向に、第二の所定間隔ごとに、異極に着磁された磁石を配置した構造となっていた。
また、ステータの磁極には、その磁極基部から、磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、これにより駆動効率を高めている。
つまり、磁石の幅（周方向に直交する方向）は、ロータの回転を磁気的に検出する磁気検出素子にできるだけ近接させるため、ステータの磁極基部の同方向幅（周方向に直交する方向の幅）よりも大きくなっている。このため、従来のモータは、ステータの磁極基部から、磁石と略平行方向に伸ばした延長部を形成し、駆動効率を高めようとしている。これに類似する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
上述のように、ステータの磁極の磁極基部から、磁石と平行方向に伸ばした延長部を形成した従来のモータでは、ロータの磁石とステータの磁極との対向面積が大きくなる。一般的には、この対向面積を大きくすることで、駆動力も大きくなり、駆動効率を高められると考えられていた。
しかしながら、本発明者の検討によれば、延長部を設けただけでは必ずしも駆動力を大きくすることはできなかった。
つまり、一般的概念にしたがえば、ロータの磁石と、ステータの磁極との対向面積を大きくすることが駆動力を高めることになる。このため、ステータの電極からの延長部は、できるだけ大きくすることになる。ところが、このように延長部を大きくすると、対向する磁石からの磁束量がそれにしたがって増加し、その結果ステータの磁極につながる磁路の磁気飽和が発生するという課題があった。また、このような延長部には、磁石からの磁束が大量に、しかも直交する状態で流入するので、この延長部分の板厚が厚いと、この部分で大きなうず電流損失が発生し、駆動効率が低下するという課題もあった。
特開平９−２８５０４４号公報
本発明のモータは、外周部の周方向に複数の磁極を配置したステータと、このステータの外周に回転自在に配置したロータと、ロータの内周の周方向に配置された磁石とを備える。さらに、ステータは板状体を積層して形成した積層体である。また、この積層体の最外層を含む複数の板状体は、磁石と実質的に垂直方向の平面部と、磁石と実質的に平行方向に折り曲げた延長部とを有する。そして、最外周側に配置される延長部を有した板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。
このような構成により、板厚の薄い箇所によって、うず電流を少なくでき、駆動効率の向上を図ることができる。さらに、最外周側に配置される延長部を有した板状体において、板厚の薄い箇所の磁気抵抗が大きくなるため、磁石からの磁束が、磁石に近い側の板状体に集中することはなく、他の板状体にも分散される。この結果、磁石に近い側の板状体で大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。
また、本発明の一実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体の板厚よりも薄くしている。このような構成とすることにより、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体により形成された延長部のうち、磁石に対向する側の板状体は、磁石が近い分大量の磁束が流入しようとする。これに対し、本発明のモータは、磁石に対向する側の板状体の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体の板厚よりも薄くし、それにより磁気抵抗を高めている。このため、磁石からの磁束が、磁石に近い側の板状体に集中することはなく、反対側の板状体にも分散される。この結果、磁石に近い側の板状体で大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。
また、本発明の別の実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体において、平面部と延長部との境界部分の板厚を、平面部の板厚よりも薄くする。このような構成とすることによっても、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体により形成された複数の延長部の表面には、絶縁層がある。このため、磁石に対向する側の板状体に、磁石から直交する状態で流れ込んだ磁束が、絶縁層に阻まれ、反対側の板状体に磁束が流れにくくなる。これによって、磁石に対向する側の板状体のうず電流が増加する。これに対し、本発明のモータは、延長部のうち最外周側に配置される延長部を有する板状体において、平面部と延長部との境界部分の板厚を、平面部の板厚よりも薄くし、境界部分の磁気抵抗を高めている。つまり、平面部と延長部との境界部分において、磁気抵抗を高めて磁気飽和を発生させ、この部分の透磁率を絶縁層の透磁率と同等またはそれ以下としている。そして、これにより、内部に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れやすくなるようにしている。このため、延長部全体でのうず電流が低減する。この点からも、駆動効率を向上させることができる。
また、本発明のさらに別の実施の形態におけるモータは、最外周側に配置される延長部を有した板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くするため、最外周側に配置される延長部を有する板状体の当該延長部の板厚を、平面部の板厚よりも薄くする。このような構成とすることによっても、うず電流は大きくならず、これにより駆動効率が向上する。
すなわち、積層された板状体を構成する板は鋼板であり、その表面には保護膜としての絶縁層が存在する。このため、磁石に対向する側の板状体に、磁石から直交する状態で流れ込んだ磁束が、絶縁層に阻まれ、内部側に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れにくくなる。これによって、磁石に対向する側の板状体のうず電流が増加する。これに対し、本発明のモータは、延長部のうち、最外周側に配置される（磁石に近い）延長部を有する板状体の延長部の板厚を、平面部の板厚よりも薄くするような構成としている。つまり、最外周側に配置される延長部を有する板状体の延長部を薄くすることにより少量の磁束で磁気飽和を発生させ、この部分の透磁率を絶縁層の透磁率と同等またはそれ以下としている。これにより、最外周側に配置される延長部を有する板状体から内部側に配置される延長部を有する板状体に磁束が流れやすくしている。このため、延長部全体でのうず電流が低減する。この点からも、駆動効率を向上させることができる。
本発明の実施の形態１におけるモータを示す側断面図 本発明の実施の形態１におけるモータを構成するステータを示す斜視図 図２に示すステータの側面図 図３の部分拡大図 本発明の実施の形態１におけるステータの磁極の拡大上面図 本発明の実施の形態１におけるステータの磁極の拡大側面図 延長部の折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータのより内方側に配置されるように構成した例を示す図 本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図 本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａを説明するために示す図 本発明の実施の形態３における磁極の延長部を含む板状体の拡大側面図 本発明の実施の形態３における磁極の延長部を含む板状体を説明するために示す図 本発明の実施の形態３における延長部を形成する板状体の積層段階と最終段階とを本発明と従来品とを比較して示す図 本発明の実施の形態４における電子機器の概略説明図
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるモータを示す側断面図である。また、図２は本発明の実施の形態１におけるモータを構成するステータを示す斜視図である。
図１に示すように、電子機器（例えばレーザプリンタ）の配線基板１は、本体ケース（図示せず）内に配置されている。また、この配線基板１上にはモータ２が実装されている。
モータ２は、図１および図２に示すように、板状体３０を積層して形成した積層体３１で構成されるステータ３と、このステータ３の外周に回転自在に配置したロータ４とを備えている。ロータ４は、その下面が開放された円筒状である。そして、このロータ４の内周には、極数に応じた所定の間隔ごとにＮ極とＳ極に交互（隣接極が異極）に着磁されたリング状の磁石５が固定されている。ステータ３の外周部には、図２に示すように、複数の磁極３ａを極数に応じた所定の間隔で配置している。また、各磁極３ａの内方の磁路３ｅ部分には、電磁石用のコイル６が巻回されている。
このコイル６に交流電力を加えることにより、各磁極３ａを交互にＮ極とＳ極とに着磁し、その外周に存在する磁石５との間で吸引力と反発力とを発生させ、ロータ４の回転駆動力としている。
ステータ３は、保持部３ｃを介して配線基板１に固定されている。そして、このステータ３の内周に複数のベアリング７が設けられている。そして、このベアリング７群部分を上下方向に貫通した駆動軸８が設けられている。なお、この駆動軸８の上端はロータ４の天面４ａに固定されている。
したがって、コイル６に交流電力を加え、各磁極３ａを交互に、Ｎ極とＳ極とに着磁し、磁石５との間で吸引力と反発力とを発生させれば、ロータ４がこの駆動軸８を中心に回転する。また、その回転力は、駆動軸８を介して紙送り用ローラに伝達されるようになっている。
具体的には、本実施の形態では、駆動軸８の下端は、配線基板１の貫通孔１ａを貫通して配線基板１の下に伸ばされている。そして、この駆動軸８の下部に歯車（図示しない）が装着され、この歯車にギヤボックス（図示しない）が連結されている。それによって、レーザプリンタにおける複数の紙送り用ローラ（図示しない）が回動し、紙送りが行われる。
また、配線基板１上の磁石５の下端対応部分の表面上（下面側でもよい）には、磁気検出素子としてホールＩＣ９が実装される。そして、周知のとおりに、このホールＩＣ９により、ロータ４の回転スピードや回動量（位置）を検出し、回転数制御を行うようになっている。
また、磁石５はホールＩＣ９にできるだけ近づけるため、その下端をホールＩＣ９の近傍まで延長した形状としている。さらに、このように磁石５の下端を下方に延長した時のステータ３に対するバランスのズレの問題を回避するために、この磁石５の上端も同量だけ上方に延長している。
すなわち、磁石５の上下方向の寸法を大きくしており、それに合わせて、本実施の形態では、図１および図２で示すように、ステータ３の各磁極３ａに、その磁極基部３ｄから磁石５の内周面と略平行方向に、上下方向に伸ばした延長部３ｂを一体に形成している。すなわち、延長部３ｂは、磁石５の磁極の向きと略垂直方向に実質的に平行して対面するように、磁極基部３ｄの上下それぞれから駆動軸８の長手方向に略平行して延伸している。
具体的には、この延長部３ｂは、ステータ３を構成する積層された複数の板状体３０のうち、最外層の上下面を含む複数の板状体３０の外周部分を、磁石５の内周面と実質的に平行方向にそれぞれ上下方向に、実質的に直角に折り曲げることにより形成したものである。
なお、延長部３ｂを有する板状体３０において、延長部３ｂ以外の部分を平面部３ｇとし、磁石５に最も近接する最外周側の延長部３ｂを有する板状体３０の延長部３ｂと平面部３ｇとの境界を境界部分３ｈとする。また、本実施の形態においては、延長部３ｂは２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げている。また、以下、延長部３ｂのうち、磁石５に最も近接する最外周側に配置される延長部３ｂを最外周側延長部３ｂａ、最外周側延長部３ｂａよりも内周側に配置される延長部３ｂを内周側延長部３ｂｂと、適宜呼び説明する。さらに、最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０を最外周側板状体３０ａ、内周側延長部３ｂｂを有する板状体３０を内周側板状体３０ｂと適宜呼び説明する。
そして、このような延長部３ｂを形成すると、上下方向に延長された磁石５との対向面積が図１に示すように大きくなり、磁石５からの磁束流入量も多くなり、ロータ４に大きな駆動力が付与される。
次に、以上のように構成されたモータ２におけるステータ３の詳細について説明する。
図３は図２に示すステータ３の側面図である。また、図４は図３の部分拡大図である。以下、図３および図４を参照しながら、ステータ３の詳細について説明する。
まず、図３に示す上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向の延長長さ（図３におけるＡ＋Ａ）は、磁石５の内周面と略平行方向の磁極基部３ｄの長さ（図３におけるＢ）以下とすることが好ましい。
この理由について、次に説明する。
上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向長さ（Ａ＋Ａ）を大きくすると、磁石５からの流入磁束量が多くなる。その結果、各磁極３ａの内周側の電磁石用コイル６が巻回されている磁路３ｅ部分において、磁気飽和が発生することとなる。このように磁気飽和が発生すると、コイル６に印加する電力を増しても、ロータ４の回転トルクを、それに比例させて増加させることができない。その結果、駆動効率の悪いモータとなる。このため、上下に延長した延長部３ｂの磁石５の内周面との略平行方向長さ（Ａ＋Ａ）を、長さＢよりも小さくする方が好ましい。
また、図４に示すように、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を、曲線形状を有した曲面３ｆとすることが好ましい。すなわち、図４に示すように、延長部３ｂの先端両側に曲面３ｆを設け、延長部３ｂの延長長さＬにおいて、周方向両端部の延長長さＬ２が中央部の延長長さＬ１より短くなるようにしている。これは、延長部３ｂ部分から流入する磁束が原因となって、磁極３ａにつながる磁気回路で磁気飽和が発生するという問題を防止するためである。この詳細について、以下説明する。
図１および図２に示したように、ステータ３の磁極３ａの内方に位置する磁路３ｅには、コイル６が巻回されている。このため、このコイル６を巻回する磁路３ｅの部分は磁極３ａ部分よりも断面積を小さくする必要がある。このように、磁路３ｅに、磁路３ｅよりも断面積の大きい磁極３ａから流入した磁束が集中すると、磁路３ｅに磁気飽和が生じやすくなる。そこで、延長部３ｂの先端両側コーナー部分に曲線形状の曲面３ｆを設け、延長部３ｂの両側部分を中央部分よりも小さくし、延長部３ｂ部分から流入する磁束をできるだけ中心方向から流入するようにしている。これにより、磁路３ｅの磁気飽和を抑制し、駆動効率を向上させることができる。
また、このように、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を曲面３ｆとすると、特にノズルを用いて磁路３ｅにコイル６を巻回する場合に、ノズルやコイル６が延長部３ｂのコーナー部分と接触することを防止できる。したがって、このような接触によりコイル６の外皮が剥がれたり、断線したりという不都合を防止することができ、生産性を向上させることができる。
また、延長部３ｂの先端両側コーナー部分を曲面３ｆとして説明したが、延長部３ｂの先端両側部分を中央部分よりも小さくした構成であれば、例えば延長部３ｂの先端両側部分を斜めに切断したような形状であってもよい。
ところで、磁石５からの磁束を受ける延長部３ｂは、磁束を受ける体積が大きいほど、磁束量が増大すると考えられる。一方で、磁束量の増大を狙って、板状体３０の一枚当たりの板厚を厚くすると、うず電流損が増大する。これは、延長部３ｂの平面全面が磁石５から受ける磁束の方向が、延長部３ｂの平面と直交する方向であるためである。すなわち、うず電流損を抑制するには、延長部３ｂを形成する板状体３０の一枚当たりの板厚を例えば薄くするなどの必要がある。
本実施の形態は、このようなうず電流損を抑制するため、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。そして、特に、本実施の形態では、延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の延長部３ｂを有した板状体３０の板厚を、これに重ねられた反対側の延長部３ｂを有した板状体３０の板厚よりも薄くしており、これによって駆動効率をさらに高めている。すなわち、最外周側の延長部３ｂを有した最外周側板状体３０ａの板厚を、最外周側の延長部３ｂより内周側の延長部３ｂを有した内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くし、駆動効率をさらに高めている。
図５は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａの拡大上面図である。また、図６は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図である。図５および図６に示すように、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａの板厚は、これに重ねられた反対側の板状体３０、すなわち内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くなっている。
すなわち、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の最外周側板状体３０ａは、磁石５が近い分、大量の磁束が流入しようとする。このため、本実施の形態では、最外周側板状体３０ａの板厚を内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くし、それにより磁気抵抗を高めている。
また、反対に、内周側板状体３０ｂの板厚は、最外周側板状体３０ａの板厚より厚い状態となっているので、磁気抵抗は小さくなる。
このため、磁石５からの磁束が、最外周側板状体３０ａに集中することはなく、内周側板状体３０ｂにも分散される。この結果、最外周側板状体３０ａで大きなうず電流が発生したり、磁気飽和が発生したりすることはない。また、全体としても磁気抵抗の増大は起きずに、磁束はスムーズに流入することになる。そして、これらの結果から、駆動効率を向上させることができる。
なお、以上、磁極基部３ｄから磁石５の内周面と略平行方向に伸ばした延長部３ｂを設けた一例を挙げて説明したが、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように、折り曲げ量を大きくしてもよい。すなわち、延長部３ｂの折り曲げ先端側の磁石５との空隙を、折り曲げ根元部での磁石５との空隙に比べて大きくなるような延長部３ｂの構成としてもよい。図７は、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように構成した例を示す図である。これは、長期使用時の何らかの応力により、この延長部３ｂが磁石５側に変形し、ロータ４の回転時に、延長部３ｂと磁石５とが接触することを防止するためである。なお、ロータ４の磁石５内面と、ステータ３の磁極３ａ間を０．３ｍｍと極めてわずかな隙間で設計することがあり得る。この場合、特に延長部３ｂと磁石５との接触を防止するために、延長部３ｂの折り曲げ先端側が折り曲げ根元部に比べてステータ３のより内方側に配置されるように、折り曲げ量を大きくするとよい。
また、本実施の形態では、延長部３ｂは、最外層を含む２枚ずつの上下面の板状体３０を曲げることにより形成しているが、最外層を含む３枚以上の上下面の板状体３０を曲げることにより延長部３ｂを形成してもよく、曲げられる上下面の板状体３０の枚数を異ならせてもよい。その場合でも、延長部３ｂを構成する板状体３０のうち、磁石５側に配置される板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａの板厚を最も薄くしておく必要がある。また３枚以上ある場合は、ステータ３側から磁石５側に向けて徐々に板厚を薄くすることが好ましい。
以上説明したように、本発明の実施の形態では、延長部３ｂのうち最外周側の延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。より具体的には、積層された板状体３０により形成された延長部３ｂのうち、磁石５に対向する側の板状体３０の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体３０の板厚よりも薄くしており、これにより、モータとしての駆動効率を向上させている。
なお、この構造に、曲面３ｆなどの上述した種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるステータ３の磁極３ａの拡大側面図である。また、図９は、本実施の形態におけるステータ３の磁極３ａを説明するために示す図である。なお、本実施の形態２のモータの全体構成については、実施の形態１と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態においても、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。また、実施の形態１との比較において、本実施の形態では、延長部３ｂのうち最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａにおいて、平面部３ｇと延長部３ｂとの境界部分３ｈの板厚を、平面部３ｇの板厚よりも薄くしている。以下、本実施の形態におけるモータの磁極３ａの構成を中心に説明する。
図８および図９に示すように、延長部３ｂを有する板状体３０は、平面部３ｇと延長部３ｂと、その境界部分３ｈとを有している。
本実施の形態のモータ２は、図８に示すように、最外周側板状体３０ａにおいて、平面部３ｇａと最外周側延長部３ｂａとの境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖを、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くしている。なお、図８および図９において、平面部３ｇａは最外周側板状体３０ａの平面部３ｇを示し、平面部３ｇｂは内周側板状体３０ｂの平面部３ｇを示している。
また、図９の矢印は、板状体３０に対して通る磁束の筋道を示している。各板状体３０には、その表面に絶縁層３２が形成されている。このため、延長部３ｂのうち最外周側延長部３ｂａに磁石５から流れてきた磁束は、絶縁層３２に阻止されて、隣接する板状体３０には移動しにくくなり、同じ板状体３０の内部を流れていく。
そこで、本実施の形態では、最外周側板状体３０ａの境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖを、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くして、磁束を通し難いという性質を持たせている。このような構成とすることにより、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、同じ板状体３０の内部に流れにくくなり、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束の大部分が、内周側板状体３０ｂへと移動することになる。
以上から、仮に、境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖが最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａと同等またはそれ以上である場合には、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、内周側板状体３０ｂに移動しない。このため、このような場合では、内周側板状体３０ｂの存在が無駄となってしまう。一方、本実施の形態のように、境界部分３ｈの板厚Ｔｄｉｖが最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａおよび平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄い場合には、最外周側延長部３ｂａを通ってきた磁束は、内周側板状体３０ｂに移動する。このため、本実施の形態のような構成とすることにより、内周側板状体３０ｂを有効に利用することができる。
さらに好ましくは、実施の形態１のように、最外周側板状体３０ａの板厚を、内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くする。そうすると、最外周側板状体３０ａのうず電流損をより低減することができる。
なお、本実施の形態においても、延長部３ｂを２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げて説明したが、実施の形態１でも説明したように、延長部３ｂを２枚の板状体３０により形成されることに限定されず、３枚以上の複数枚の板状体３０により形成されてもよい。
さらに、実施の形態１で説明したその他種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における磁極３ａの延長部３ｂを含む板状体３０の拡大側面図である。また、図１１は、本実施の形態における磁極３ａの延長部３ｂを含む板状体３０を説明するために示す図である。なお、本実施の形態３のモータの全体構成については、実施の形態１や実施の形態２と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態でも、延長部３ｂのうち最外周側に配置される延長部３ｂを有した板状体３０における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしている。また、実施の形態１との比較において、本実施の形態では、延長部３ｂのうち少なくとも最外周側延長部３ｂａを有する板状体３０、すなわち最外周側板状体３０ａにおいて、そのうち少なくとも当該最外周側延長部３ｂａの板厚を、平面部の板厚よりも薄くしている。以下、本実施の形態におけるモータの磁極３ａの構成を中心に説明する。
図１０および図１１に示すように、延長部３ｂは、板状体３０の平面部３ｇと延長部３ｂとを有している。
本実施の形態のモータ２は、図１０に示すように、最外周側板状体３０ａにおいて、最外周側延長部３ｂａの板厚Ｔｂａを、平面部３ｇａの板厚Ｔｇａよりも薄くしている。
また、図１１の矢印は、板状体３０に対して通る磁束の筋道を示している。各板状体３０には、その表面に絶縁層３２が形成されている。このため、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束は、即座に飽和して隣接する板状体３０に移動する。これにより、最外周側板状体３０ａに大きなうず電流が発生することはない。さらに、全体として磁気抵抗が低減され、磁束がスムーズに流入する。この結果、駆動効率を向上させることができる。
なお、好ましくは、実施の形態１のように、最外周側板状体３０ａの板厚を、内周側板状体３０ｂの板厚よりも薄くする。そうすると、最外周側板状体３０ａのうず電流損を低減することができる。
また、本実施の形態では、内周側板状体３０ｂを内周側延長部３ｂｂの部分だけ折り曲げた後、最外周側板状体３０ａを積層した状態で、最外周側延長部３ｂａとなる部分を絞り加工により形成している。
ここで、最外周側延長部３ｂａとなる部分を絞り加工で形成する理由について説明する。
図１２は、延長部３ｂを形成する板状体３０の積層段階と最終段階とについて、本発明と従来品とを比較して示す図である。
従来品においては、最外周側延長部３ｂａと内周側延長部３ｂｂとの高さを等しくさせるために、延長部３ｂを形成する板状体３０のうち、最外周側延長部３ｂａを形成する板状体３０の寸法が内周側延長部３ｂｂを形成する板状体３０の寸法よりも大きくなるようにする必要があった。このため、最外周側延長部３ｂａを形成する板状体３０と内周側延長部３ｂｂを形成する板状体３０とを別個の型で成形しなければならず、製造コストを向上させる原因となっていた。
これに対し、本発明においては、最外周側延長部３ｂａと内周側延長部３ｂｂとの高さを等しくさせるために、延長部３ｂを形成する板状体３０のうち、最外周側板状体３０ａの寸法が内周側板状体３０ｂの寸法と同一になるようにすることができる。これは、最外周側板状体３０ａが絞り加工により延伸するため、最外周側板状体３０ａの屈曲部のロス分をカバーすることができるためである。このため、最外周側板状体３０ａと内周側板状体３０ｂとを同一の型で成形することができ、製造コストを低減することができる。
また、従来品においては、最外周側延長部３ｂａは、平面部３ｇと略同一厚さとなるため、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束が、最外周側延長部３ｂａで飽和することなく、内周側延長部３ｂｂに移動しない。このため、最外周側板状体３０ａに大きなうず電流が発生し、さらに、全体として磁気抵抗が大きくなり、磁束がスムーズに流入しない。この結果、駆動効率を向上させることができない。
これに対し、本発明においては、最外周側延長部３ｂａは、平面部３ｇよりも薄くなっている。そして、磁石５から最外周側板状体３０ａに流れてきた磁束が、図１１において矢印で示すように、最外周側延長部３ｂａで即座に飽和して内周側延長部３ｂｂに移動する。このため、最外周側板状体３０ａに発生するうず電流が低減し、さらに、全体として磁気抵抗が小さくなり、磁束がスムーズに流入する。この結果、駆動効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態においても、延長部３ｂを２枚の板状体３０を折り曲げて形成した一例を挙げて説明したが、実施の形態１でも説明したように、延長部３ｂを２枚の板状体３０により形成されることに限定されず、３枚以上の複数枚の板状体３０により形成されてもよい。
さらに、実施の形態１で説明したその他種々の構成を組み合わせてもよく、これによって、さらに駆動効率の向上が図れる。
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４における電子機器（例えば、レーザプリンタ）の概略説明図である。本電子機器は、上述した実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３のいずれかのモータ２を搭載している。
図１３において、図１で示したモータ２は、配線基板１に搭載されている。そして、この配線基板１には、電子機器全体に必要な電子部品（図示しない）等も一緒に搭載されている。
モータ２の駆動軸８の下端は、配線基板１の貫通孔１ａ（図１に示す）を貫通して配線基板１の下部に延伸され、この駆動軸８の下部にギアボックス２１が連結されている。モータ２の回転は、このギアボックス２１により減速される。モータ２の回転駆動力は、さらに、連結機構２２を介して、複数の紙送り用ローラ２４を含む被駆動体２３に伝達される。これにより複数の紙送り用ローラ２４が回動し、紙送りが行われる。
本実施の形態の電子機器によれば、駆動効率を向上し、高効率・低消費電力を実現することができる。
本発明によれば、モータとして駆動効率が向上させることができる。したがって、各種電子機器の効率を向上させることに貢献できる。
１ 配線基板
１ａ 貫通孔
２ モータ
３ ステータ
３ａ 磁極
３ｂ 延長部
３ｂａ 最外周側延長部
３ｂｂ 内周側延長部
３ｃ 保持部
３ｄ 磁極基部
３ｅ 磁路
３ｆ 曲面
３ｇ，３ｇａ，３ｇｂ 平面部
３ｈ 境界部分
４ ロータ
４ａ 天面
５ 磁石
６ コイル
７ ベアリング
８ 駆動軸
９ ホールＩＣ
２１ ギアボックス
２２ 連結機構
２３ 被駆動体
２４ 紙送り用ローラ
３０ 板状体
３０ａ 最外周側板状体
３０ｂ 内周側板状体
３１ 積層体
３２ 絶縁層

Claims (15)

  1. 外周部の周方向に複数の磁極を配置したステータと、前記ステータの外周に回転自在に配置したロータと、前記ロータの内周の周方向に配置された磁石とを備え、
    前記ステータは板状体を積層して形成した積層体であり、
    前記積層体の最外層を含む複数の板状体は、前記磁石と実質的に垂直方向の平面部と、前記磁石と実質的に平行方向に折り曲げた延長部と、を有し、
    最外周側に配置される前記延長部を有する板状体における一部の板厚を、他部の板厚よりも薄くしたモータ。
  2. 最外周側に配置される前記延長部を有する前記板状体の板厚を、これに重ねられた反対側の板状体の板厚よりも薄くした請求項１に記載のモータ。
  3. 最外周側に配置される前記延長部を有する前記板状体において、前記平面部と前記延長部との境界部分の板厚を、前記平面部の板厚よりも薄くした請求項１に記載のモータ。
  4. 最外周側に配置される前記板状体の前記延長部の板厚を、前記平面部の板厚よりも薄くした請求項１に記載のモータ。
  5. 最外周側に配置される前記板状体を、絞り加工により形成した請求項４に記載のモータ。
  6. 前記積層された複数の板状体の前記延長部の高さが、同一である請求項４または５に記載のモータ。
  7. 前記延長部の先端の両側部分は、中央部分よりも延長長さを小さくした請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  8. の前記延長部の先端の両側部分を曲面とした請求項７に記載のモータ。
  9. 前記延長部の先端の両側部分を斜めに切断した請求項７に記載のモータ。
  10. 前記磁極の前記延長部は、磁極基部の両側にそれぞれ設け、これら両側の、前記延長部の、前記磁石と実質的に平行方向の合計延長長さは、前記磁極基部の、前記磁石と略平行方向の長さ以下とした請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  11. 前記延長部の折り曲げ先端側は、折り曲げ根元部に比べ、前記ステータの内方側に配置した請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  12. 前記ステータの前記磁極の内方に位置する磁路は、前記磁極よりも断面積を小さくし、前記磁路に、コイルを巻回した請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  13. 本体ケースと、この本体ケース内に設けた被駆動体と、この被駆動体に連結したモータとを備え、前記モータとして請求項１から４のいずれか一項に記載のモータを使用した電子機器。
  14. 前記本体ケース内に配線基板を設け、この配線基板に前記モータを取付け、前記配線基板の、前記モータの前記磁石に対向する部分に、磁気検出素子を設けた請求項１３に記載の電子機器。
  15. 前記磁気検出素子として、ホールＩＣを用いた請求項１４に記載の電子機器。
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