KR101243503B1 - 모터 및 이를 구비한 전자 기기 - Google Patents

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KR101243503B1
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Abstract

본 모터는, 외주부의 둘레 방향으로, 복수의 자극을 배치한 스테이터와, 이 스테이터의 외주에 회전 자유롭게 배치한 로터와, 로터의 내주의 둘레 방향으로 배치된 자석을 구비한다. 스테이터는 판상체를 적층하여 형성한다. 이 적층체의 최외층을 포함하는 복수의 판상체는, 자석과 실질적으로 수직 방향의 평면부와, 자석과 실질적으로 평행 방향으로 구부러진 연장부를 가진다. 연장부 중 최외주측에 배치되는 연장부를 가진 판상체에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다.

Description

모터 및 이를 구비한 전자 기기{MOTOR AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은, 모터와 모터를 사용한 전자 기기에 관한 것이다.
전자 기기, 예를 들면 레이저 프린터에서는, 본체 케이스 내에 설치한 종이 이송용 롤러(피구동체)를 모터에 연결하고, 이 모터의 구동에 의해, 종이 이송 롤러를 회전시켜, 종이를 소정 부분으로 보내고 있다.
상기 모터는, 외주부의 둘레 방향으로, 복수의 자극을 제1의 소정 간격으로 배치한 스테이터와, 이 스테이터의 외주에 배치한 로터를 구비한다. 그리고, 로터의 내주에는, 둘레 방향으로, 제2의 소정 간격마다, 이극(異極)으로 착자된 자석을 배치한 구조로 되어 있다.
또한, 스테이터의 자극에는, 그 자극 기부로부터, 자석과 대략 평행 방향으로 신장시킨 연장부를 형성하고, 이에 따라 구동 효율을 높이고 있다.
즉, 자석의 폭(둘레 방향에 직교하는 방향)은, 로터의 회전을 자기적으로 검출하는 자기 검출 소자에 가능한한 근접시키기 위해, 스테이터의 자극 기부의 동방향폭(둘레 방향에 직교하는 방향의 폭)보다도 커져 있다. 이 때문에, 종래의 모터는, 스테이터의 자극 기부로부터, 자석과 대략 평행 방향으로 신장시킨 연장부를 형성하여, 구동 효율을 높이려 하고 있다. 이에 유사한 기술은, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
상술과 같이, 스테이터의 자극의 자극 기부로부터, 자석과 평행 방향으로 신장시킨 연장부를 형성한 종래의 모터에서는, 로터의 자석과 스테이터의 자극의 대향 면적이 커진다. 일반적으로는, 이 대향 면적을 크게 함으로써, 구동력도 커지고, 구동 효율을 높일 수 있다고 생각되었다.
그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 연장부를 설치한 것 만으로는 반드시 구동력을 크게 할 수 없었다.
즉, 일반적 개념에 따르면, 로터의 자석과, 스테이터의 자극의 대향 면적을 크게 하는 것이 구동력을 높이게 된다. 이 때문에, 스테이터의 전극으로부터의 연장부는, 가능한한 크게 하게 된다. 그런데, 이와같이 연장부를 크게 하면, 대향하는 자석으로부터의 자속량이 그에 따라 증가하고, 그 결과 스테이터의 자극에 연결되는 자로의 자기 포화가 발생한다는 과제가 있었다. 또한, 이러한 연장부에는, 자석으로부터의 자속이 대량으로, 또한 직교하는 상태로 유입하므로, 이 연장 부분의 판 두께가 두꺼우면, 이 부분에서 큰 와전류 손실이 발생하여, 구동 효율이 저하한다고 하는 과제도 있었다.
일본국 특허공개 평 9－285044호 공보
본 발명의 모터는, 외주부의 둘레 방향으로 복수의 자극을 배치한 스테이터와, 이 스테이터의 외주에 회전 자유롭게 배치한 로터와, 로터의 내주의 둘레 방향으로 배치된 자석을 구비한다. 또한, 스테이터는 판상체를 적층하여 형성한 적층체이다. 또한, 이 적층체의 최외층을 포함하는 복수의 판상체는, 자석과 실질적으로 수직 방향의 평면부와, 자석과 실질적으로 평행 방향으로 절곡(折曲)된 연장부를 가진다. 그리고, 최외주측에 배치되는 연장부를 가진 판상체에 있어서의 일부 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다.
이러한 구성에 의해, 판 두께가 얇은 부분에 의해, 와전류를 적게 할 수 있어, 구동 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 최외주측에 배치되는 연장부를 가진 판상체에 있어서, 판 두께가 얇은 부분의 자기 저항이 커지기 때문에, 자석으로부터의 자속이, 자석에 가까운 쪽의 판상체에 집중하지 않고, 다른 판상체에도 분산된다. 이 결과, 자석에 가까운 쪽의 판상체에서 큰 와전류가 발생하거나, 자기 포화가 발생하지 않는다. 또한, 전체적으로도 자기 저항의 증대는 일어나지 않고, 자속은 원활하게 유입하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시 형태에 있어서의 모터는, 최외주측에 배치되는 판상체에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게하기 때문에, 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체의 판 두께를, 이에 겹쳐진 반대측의 판상체의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 와전류는 커지지 않고, 이에 따라 구동 효율이 향상한다.
즉, 적층된 판상체에 의해 형성된 연장부 중, 자석에 대향하는 측의 판상체는, 자석이 가까운만큼 대량의 자속이 유입하려고 한다. 이에 대해, 본 발명의 모터는, 자석에 대향하는 측의 판상체의 판 두께를, 이에 겹쳐진 반대측의 판상체의 판 두께보다도 얇게 하고, 그에 따라 자기 저항을 높이고 있다. 이 때문에, 자석으로부터의 자속이, 자석에 가까운 쪽의 판상체에 집중하지 않고, 반대측의 판상체에도 분산된다. 이 결과, 자석에 가까운 쪽의 판상체에서 큰 와전류가 발생하거나, 자기 포화가 발생하지 않는다. 또한, 전체적으로도 자기 저항의 증대는 일어나지 않고, 자속은 원활하게 유입하게 된다.
또한, 본 발명의 별도의 실시의 형태에 있어서의 모터는, 최외주측에 배치되는 판상체에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게하기 때문에, 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체에 있어서, 평면부와 연장부의 경계 부분의 판 두께를, 평면부의 판 두께보다도 얇게 한다. 이러한 구성으로 함으로써도, 와전류는 커지지 않고, 이에 따라 구동 효율이 향상한다.
즉, 적층된 판상체에 의해 형성된 복수의 연장부의 표면에는, 절연층이 있다. 이 때문에, 자석에 대향하는 측의 판상체에, 자석으로부터 직교하는 상태로 흘러든 자속이, 절연층에 방해되어, 반대측의 판상체에 자속이 흐흐기 어렵게 된다. 이에 따라, 자석에 대향하는 측의 판상체의 와전류가 증가한다. 이에 대해, 본 발명의 모터는, 연장부 중 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체에 있어서, 평면부와 연장부의 경계 부분의 판 두께를, 평면부의 판 두께보다도 얇게 하여, 경계 부분의 자기 저항을 높이고 있다. 즉, 평면부와 연장부의 경계 부분에 있어서, 자기 저항을 높여 자기 포화를 발생시키고, 이 부분의 투자율을 절연층의 투자율과 동등 또는 그 이하로 하고 있다. 그리고, 이에 따라, 내부에 배치되는 연장부를 가지는 판상체에 자속이 흐르기 쉬워지도록 하고 있다. 이 때문에, 연장부 전체에서의 와전류가 저감한다. 이 점으로부터도, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 별도의 실시의 형태에 있어서의 모터는, 최외주측에 배치되는 연장부를 가진 판상체에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하기 위해, 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체의 당해 연장부의 판 두께를, 평면부의 판 두께보다도 얇게 한다. 이러한 구성으로 함으로써도, 와전류는 커지지 않고, 이에 따라 구동 효율이 향상된다.
즉, 적층된 판상체를 구성하는 판은 강판이며, 그 표면에는 보호막으로서의 절연층이 존재한다. 이 때문에, 자석에 대향하는 측의 판상체에, 자석으로부터 직교하는 상태로 흘러든 자속이, 절연층에 방해되어, 내부측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체에 자속이 흐르기 어려워진다. 이에 따라, 자석에 대향하는 측의 판상체의 와전류가 증가한다. 이에 대해, 본 발명의 모터는, 연장부 중, 최외주측에 배치되는(자석에 가까운) 연장부를 가지는 판상체의 연장부의 판 두께를, 평면부의 판 두께보다도 얇게 하는 구성으로 하고 있다. 즉, 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체의 연장부를 얇게 함으로써 소량의 자속으로 자기 포화를 발생시키고, 이 부분의 투자율을 절연층의 투자율과 동등 또는 그 이하로 하고 있다. 이에 따라, 최외주측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체로부터 내부측에 배치되는 연장부를 가지는 판상체로 자속이 흐르기 쉽게 하고 있다. 이 때문에, 연장부 전체에서의 와전류가 저감한다. 이 점에서도, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터를 구성하는 스테이터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 스테이터의 측면도이다.
도 4는 도 3의 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 스테이터의 자극의 확대 상면도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 스테이터의 자극의 확대 측면도이다.
도 7은 연장부의 절곡 선단측이 절곡 근원부에 비해 스테이터의 보다 안쪽에 배치되도록 구성한 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)의 확대 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)을 설명하기 위해 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 자극의 연장부를 포함하는 판상체의 확대 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 자극의 연장부를 포함하는 판상체를 설명하기 위해서 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 연장부를 형성하는 판상체의 적층 단계와 최종 단계를 본 발명과 종래품을 비교하여 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 전자 기기의 개략 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다.
(실시의 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터를 나타내는 측단면도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터를 구성하는 스테이터를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시하는 바와같이, 전자 기기(예를 들면 레이저 프린터)의 배선 기판(1)은, 본체 케이스(도시하지 않음) 내에 배치되어 있다. 또한, 이 배선 기판(1) 상에는 모터(2)가 실장되어 있다.
모터(2)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와같이, 판상체(30)를 적층하여 형성한 적층체(31)로 구성되는 스테이터(3)와, 이 스테이터(3)의 외주에 회전 자유롭게 배치한 로터(4)를 구비하고 있다. 로터(4)는, 그 하면이 개방된 원통형상이다. 그리고, 이 로터(4)의 내주에는, 극수에 따른 소정의 간격마다 N극과 S극으로 교대로(인접극이 이극) 착자된 링형상의 자석(5)이 고정되어 있다. 스테이터(3)의 외주부에는, 도 2에 도시하는 것처럼, 복수의 자극(3a)을 극수에 따른 소정의 간격으로 배치하고 있다. 또한, 각 자극(3a)의 안쪽의 자로(3e) 부분에는, 전자석용의 코일(6)이 감겨 있다.
이 코일(6)에 교류 전력을 가함으로써, 각 자극(3a)을 교대로 N극과 S극으로 착자하고, 그 외주에 존재하는 자석(5)과의 사이에서 흡인력과 반발력을 발생시켜, 로터(4)의 회전 구동력으로 하고 있다.
스테이터(3)는, 유지부(3c)를 통해 배선 기판(1)에 고정되어 있다. 그리고, 이 스테이터(3)의 내주에 복수의 베어링(7)이 설치되어 있다. 그리고, 이 베어링(7)군 부분을 상하 방향으로 관통한 구동축(8)이 설치되어 있다. 또한, 이 구동축(8)의 상단은 로터(4)의 천면(4a)에 고정되어 있다.
따라서, 코일(6)에 교류 전력을 가하고, 각 자극(3a)을 교대로, N극과 S극에 착자하고, 자석(5)과의 사이에서 흡인력과 반발력을 발생시키면, 로터(4)가 이 구동축(8)을 중심으로 회전한다. 또한, 그 회전력은, 구동축(8)을 통해 종이 이송용 롤러에 전달되게 되어 있다.
구체적으로는, 본 실시의 형태에서는, 구동축(8)의 하단은, 배선 기판(1)의 관통공(1a)을 관통하여 배선 기판(1) 아래로 신장되어 있다. 그리고, 이 구동축(8)의 하부에 기어(도시하지 않는다)가 장착되고, 이 기어에 기어 박스(도시하지 않음)가 연결되어 있다. 이에 따라, 레이저 프린터에 있어서의 복수의 종이 이송용 롤러(도시하지 않음)가 회전하고, 종이 이송이 행해진다.
또한, 배선 기판(1) 상의 자석(5)의 하단 대응 부분의 표면상(하면측이어도 된다)에는, 자기 검출 소자로서 홀 IC(9)가 실장된다. 그리고, 주지와 같이, 이 홀 IC(9)에 의해, 로터(4)의 회전 스피드나 회전량(위치)을 검출하여, 회전수 제어를 행하도록 되어 있다.
또한, 자석(5)은 홀 IC(9)에 가능한한 근접시키기 위해, 그 하단을 홀 IC(9)의 근방까지 연장한 형상으로 하고 있다. 또한, 이와 같이 자석(5)의 하단을 하방으로 연장했을 때의 스테이터(3)에 대한 밸런스의 어긋남의 문제를 회피하기 위해서, 이 자석(5)의 상단도 동량만큼 상방으로 연장하고 있다.
즉, 자석(5)의 상하 방향의 치수를 크게 하고 있고, 그에 맞추어, 본 실시의 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 것처럼, 스테이터(3)의 각 자극(3a)에, 그 자극 기부(3d)로부터 자석(5)의 내주면과 대략 평행 방향으로, 상하 방향으로 신장시킨 연장부(3b)를 일체로 형성하고 있다. 즉, 연장부(3b)는, 자석(5)의 자극의 방향과 대략 수직 방향으로 실질적으로 평행하게 대면하도록, 자극 기부(3d)의 상하 각각으로부터 구동축(8)의 길이 방향으로 대략 평행하게 연신하고 있다.
구체적으로는, 이 연장부(3b)는, 스테이터(3)를 구성하는 적층된 복수의 판상체(30) 중, 최외층의 상하면을 포함하는 복수의 판상체(30)의 외주 부분을, 자석(5)의 내주면과 실질적으로 평행 방향으로 각각 상하 방향으로, 실질적으로 직각으로 절곡함으로써 형성한 것이다.
또한, 연장부(3b)를 가지는 판상체(30)에 있어서, 연장부(3b) 이외의 부분을 평면부(3g)로 하고, 자석(5)에 가장 근접하는 최외주측의 연장부(3b)를 가지는 판상체(30)의 연장부(3b)와 평면부(3g)의 경계를 경계 부분(3h)으로 한다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 연장부(3b)는 2매의 판상체(30)를 절곡하여 형성한 일예를 들고 있다. 또한, 이하, 연장부(3b) 중, 자석(5)에 가장 근접하는 최외주측에 배치되는 연장부(3b)를 최외주측 연장부(3ba), 최외주측 연장부(3ba)보다도 내주측에 배치되는 연장부(3b)를 내주측 연장부(3bb)로, 적절히 불러 설명한다. 또한, 최외주측 연장부(3ba)를 가지는 판상체(30)를 최외주측 판상체(30a), 내주측 연장부(3bb)를 가지는 판상체(30)를 내주측 판상체(30b)로 적절히 불러 설명한다.
그리고, 이러한 연장부(3b)를 형성하면, 상하 방향으로 연장된 자석(5)과의 대향 면적이 도 1에 도시하는 바와같이 커지고, 자석(5)으로부터의 자속 유입량도 많아져, 로터(4)에 큰 구동력이 부여된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 모터(2)에 있어서의 스테이터(3)의 상세에 대해서 설명한다.
도 3은 도 2에 도시하는 스테이터(3)의 측면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 부분 확대도이다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 스테이터(3)의 상세에 대해서 설명한다.
우선, 도 3에 도시하는 상하로 연장된 연장부(3b)의 자석(5)의 내주면과의 대략 평행 방향의 연장 길이(도 3에 있어서의 A＋A)는, 자석(5)의 내주면과 대략 평행 방향의 자극 기부(3d)의 길이(도 3에 있어서의 B) 이하로 하는 것이 바람직하다.
이 이유에 대해서, 다음에 설명한다.
상하로 연장된 연장부(3b)의 자석(5)의 내주면과의 대략 평행 방향 길이(A＋A)를 크게 하면, 자석(5)으로부터의 유입 자속량이 많아진다. 그 결과, 각 자극(3a)의 내주측의 전자석용 코일(6)이 감겨져 있는 자로(3e) 부분에 있어서, 자기 포화가 발생하게 된다. 이와 같이 자기 포화가 발생하면, 코일(6)에 인가하는 전력을 늘려도, 로터(4)의 회전 토크를, 그에 비례시켜 증가시킬 수 없다. 그 결과, 구동 효율이 나쁜 모터로 된다. 이 때문에, 상하로 연장된 연장부(3b)의 자석(5)의 내주면과의 대략 평행 방향 길이(A＋A)를, 길이 B보다도 작게 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 4에 도시하는 바와같이, 연장부(3b)의 선단 양측 코너 부분을, 곡선형상을 가진 곡면(3f)으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 4에 도시하는 바와같이, 연장부(3b)의 선단 양측에 곡면(3f)을 설치하고, 연장부(3b)의 연장 길이(L)에 있어서, 둘레 방향 양 단부의 연장 길이(L2)가 중앙부의 연장 길이(L1)보다 짧아지도록 하고 있다. 이는, 연장부(3b) 부분으로부터 유입하는 자속이 원인이 되어, 자극(3a)에 연결되는 자기 회로에서 자기 포화가 발생한다고 하는 문제를 방지하기 위함이다. 이 상세에 대하여, 이하 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 스테이터(3)의 자극(3a)의 안쪽에 위치하는 자로(3e)에는, 코일(6)이 감겨져 있다. 이 때문에, 이 코일(6)을 감는 자로(3e)의 부분은 자극(3a) 부분보다도 단면적을 작게 할 필요가 있다. 이와 같이, 자로(3e)에, 자로(3e)보다도 단면적이 큰 자극(3a)으로부터 유입한 자속이 집중하면, 자로(3e)에 자기 포화가 생기기 쉬워진다. 여기서, 연장부(3b)의 선단 양측 코너 부분에 곡선 형상의 곡면(3f)을 설치하고, 연장부(3b)의 양측 부분을 중앙 부분보다도 작게 하고, 연장부(3b) 부분으로부터 유입하는 자속을 가능한한 중심 방향으로부터 유입하도록 하고 있다. 이에 따라, 자로(3e)의 자기 포화를 억제하고, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이, 연장부(3b)의 선단 양측 코너 부분을 곡면(3f)으로 하면, 특히 노즐을 이용하여 자로(3e)에 코일(6)을 감는 경우에, 노즐이나 코일(6)이 연장부(3b)의 코너 부분과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 접촉에 의해 코일(6)의 외피가 벗겨지거나, 단선되는 문제를 방지할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 연장부(3b)의 선단 양측 코너 부분을 곡면(3f)으로서 설명했는데, 연장부(3b)의 선단 양측 부분을 중앙 부분보다도 작게한 구성이면, 예를 들면, 연장부(3b)의 선단 양측 부분을 비스듬히 절단한 것과 같은 형상이어도 된다.
그런데, 자석(5)으로부터의 자속을 받는 연장부(3b)는, 자속을 받는 체적이 클수록, 자속량이 증대한다고 생각된다. 한편, 자속량의 증대를 도모하여, 판상체(30)의 1매당의 판 두께를 두껍게 하면, 와전류 손실이 증대한다. 이는, 연장부(3b)의 평면 전면이 자석(5)으로부터 받는 자속의 방향이, 연장부(3b)의 평면과 직교하는 방향이기 때문이다. 즉, 와전류 손실을 억제하기 위해서는, 연장부(3b)를 형성하는 판상체(30)의 1매당의 판 두께를 예를 들면 얇게 하는 등의 필요가 있다.
본 실시의 형태는, 이러한 와전류 손실을 억제하기 위해, 연장부(3b) 중 최외주측에 배치되는 연장부(3b)를 가진 판상체(30)에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 그리고, 특히, 본 실시의 형태에서는, 연장부(3b) 중, 자석(5)에 대향하는 측의 연장부(3b)를 가진 판상체(30)의 판 두께를, 이에 겹쳐진 반대측의 연장부(3b)를 가진 판상체(30)의 판 두께보다도 얇게 하고 있고, 이에 따라 구동 효율을 더욱 높이고 있다. 즉, 최외주측의 연장부(3b)를 가진 최외주측 판상체(30a)의 판 두께를, 최외주측의 연장부(3b)보다 내주측의 연장부(3b)를 가진 내주측 판상체(30b)의 판 두께보다도 얇게 하여, 구동 효율을 더욱 높이고 있다.
도 5는, 본 실시의 형태에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)의 확대 상면도이다. 또한, 도 6은, 본 실시의 형태에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)의 확대 측면도이다. 도 5 및 도 6에 도시하는 바와같이, 적층된 판상체(30)에 의해 형성된 연장부(3b) 중, 자석(5)에 대향하는 측의 판상체(30), 즉 최외주측 판상체(30a)의 판 두께는, 이에 겹쳐진 반대측의 판상체(30), 즉 내주측 판상체(30b)의 판 두께보다도 얇게 되어 있다.
즉, 적층된 판상체(30)에 의해 형성된 연장부(3b) 중, 자석(5)에 대향하는 측의 최외주측 판상체(30a)는, 자석(5)이 가까운만큼, 대량의 자속이 유입하려고 한다. 이 때문에. 본 실시의 형태에서는, 최외주측 판상체(30a)의 판 두께를 내주측 판상체(30b)의 판 두께보다도 얇게 하고, 그에 따라 자기 저항을 높이고 있다.
또한, 반대로, 내주측 판상체(30b)의 판 두께는, 최외주측 판상체(30a)의 판 두께보다 두꺼운 상태로 되어 있으므로, 자기 저항은 작아진다.
이 때문에, 자석(5)으로부터의 자속이, 최외주측 판상체(30a)에 집중하지 않고, 내주측 판상체(30b)에도 분산된다. 이 결과, 최외주측 판상체(30a)에서 큰 와전류가 발생하거나, 자기 포화가 발생하지 않는다. 또한, 전체적으로도 자기 저항의 증대는 일어나지 않고, 자속은 원활하게 유입되게 된다. 그리고, 이들 결과로부터, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 이상, 자극 기부(3d)로부터 자석(5)의 내주면과 대략 평행 방향으로 신장시킨 연장부(3b)를 설치한 일례를 들어 설명했는데, 연장부(3b)의 절곡 선단측이 절곡 근원부에 비해 스테이터(3)의 보다 안쪽에 배치되도록, 절곡량을 크게 해도 된다. 즉, 연장부(3b)의 절곡 선단측의 자석(5)과의 공극을, 절곡 근원부에서의 자석(5)과의 공극에 비해 커지는 연장부(3b)의 구성으로 해도 된다. 도 7은, 연장부(3b)의 절곡 선단측이 절곡 근원부에 비해 스테이터(3)의 보다 안쪽에 배치되도록 구성한 예를 나타내는 도면이다. 이는, 장기 사용 시의 어떠한 응력에 의해, 이 연장부(3b)가 자석(5)측으로 변형하고, 로터(4)의 회전 시에, 연장부(3b)와 자석(5)이 접촉하는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 로터(4)의 자석(5) 내면과, 스테이터(3)의 자극(3a)간을 0.3㎜로 매우 좁은 간극으로 설계하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 특히 연장부(3b)와 자석(5)의 접촉을 방지하기 위해서, 연장부(3b)의 절곡 선단측이 절곡 근원부에 비해 스테이터(3)의 보다 안쪽에 배치되도록, 절곡량을 크게 해도 된다.
또한, 본 실시의 형태에서, 연장부(3b)는, 최외층을 포함하는 2매씩의 상하면의 판상체(30)를 구부림으로써 형성하고 있는데, 최외층을 포함하는 3매 이상의 상하면의 판상체(30)를 구부림으로써 연장부(3b)를 형성해도 되고, 구부러지는 상하면의 판상체(30)의 매수를 다르게 해도 된다. 이 경우에도, 연장부(3b)를 구성하는 판상체(30) 중, 자석(5)측에 배치되는 판상체(30), 즉 최외주측 판상체(30a)의 판 두께를 가장 얇게 해 둘 필요가 있다. 또한 3매 이상 있는 경우는, 스테이터(3)측으로부터 자석(5)측을 향해 서서히 판 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 실시의 형태에서는, 연장부(3b) 중 최외주측의 연장부(3b)를 가진 판상체(30)에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 보다 구체적으로는, 적층된 판상체(30)에 의해 형성된 연장부(3b) 중, 자석(5)에 대향하는 측의 판상체(30)의 판 두께를, 이에 겹쳐진 반대측의 판상체(30)의 판 두께보다도 얇게 하고 있고, 이에 따라, 모터로서의 구동 효율을 향상시키고 있다.
또한, 이 구조에, 곡면(3f) 등의 상술한 다양한 구성을 조합해도 되고, 이에 따라, 더욱 구동 효율의 향상이 도모된다.
(실시의 형태 2)
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)의 확대 측면도이다. 또한, 도 9는, 본 실시의 형태에 있어서의 스테이터(3)의 자극(3a)을 설명하기 위해서 도시하는 도면이다. 또한, 본 실시의 형태 2의 모터의 전체 구성에 대해서는, 실시의 형태 1과 동일한 구성이므로, 상세한 설명은 생략 한다.
본 실시의 형태에 있어서도, 연장부(3b) 중 최외주측에 배치되는 연장부(3b)를 가진 판상체(30)에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 또한, 실시의 형태 1과의 비교에 있어서, 본 실시의 형태에서는, 연장부(3b) 중 최외주측 연장부(3ba)를 가지는 판상체(30), 즉 최외주측 판상체(30a)에 있어서, 평면부(3g)와 연장부(3b)의 경계 부분(3h)의 판 두께를, 평면부(3g)의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 이하, 본 실시의 형태에 있어서의 모터의 자극(3a)의 구성을 중심으로 설명한다.
도 8 및 도 9에 도시하는 바와같이, 연장부(3b)를 가지는 판상체(30)는, 평면부(3g)와 연장부(3b)와, 그 경계 부분(3h)을 가지고 있다.
본 실시의 형태의 모터(2)는, 도 8에 도시하는 바와같이, 최외주측 판상체(30a)에 있어서, 평면부(3ga)와 최외주측 연장부(3ba)의 경계 부분(3h)의 판 두께(Tdiv)를, 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께(Tba) 및 평면부(3ga)의 판 두께(Tga)보다도 얇게 하고 있다. 또한, 도 8 및 도 9에 있어서, 평면부(3ga)는 최외주측 판상체(30a)의 평면부(3g)를 나타내고, 평면부(3gb)는 내주측 판상체(30b)의 평면부(3g)를 나타내고 있다.
또한, 도 9의 화살표는, 판상체(30)에 대해서 통과하는 자속의 순서를 나타내고 있다. 각 판상체(30)에는, 그 표면에 절연층(32)이 형성되어 있다. 이 때문에, 연장부(3b) 중 최외주측 연장부(3ba)에 자석(5)으로부터 흘러온 자속은, 절연층(32)에 저지되어, 인접하는 판상체(30)로는 이동하기 어려워져, 동일한 판상체(30)의 내부를 흘러간다.
여기서, 본 실시의 형태에서는, 최외주측 판상체(30a)의 경계 부분(3h)의 판 두께(Tdiv)를, 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께(Tba) 및 평면부(3ga)의 판 두께(Tga)보다도 얇게 하여, 자속이 통하기 어려운 성질을 가지게 하고 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 최외주측 연장부(3ba)를 통과한 자속은, 동일한 판상체(30)의 내부에 흐르기 어려워져, 최외주측 연장부(3ba)를 통과해 온 자속의 대부분이, 내주측 판상체(30b)로 이동하게 된다.
이상으로부터, 만일, 경계 부분(3h)의 판 두께(Tdiv)가 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께(Tba) 및 평면부(3ga)의 판 두께(Tga)와 동등 또는 그 이상인 경우에는, 최외주측 연장부(3ba)를 통과한 자속은, 내주측 판상체(30b)로 이동하지 않는다. 이 때문에, 이러한 경우에는, 내주측 판상체(30b)의 존재가 쓸데없게 된다. 한편, 본 실시의 형태와 같이, 경계 부분(3h)의 판 두께(Tdiv)가 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께(Tba) 및 평면부(3ga)의 판 두께(Tga)보다도 얇은 경우에는, 최외주측 연장부(3ba)를 통과한 자속은, 내주측 판상체(30b)로 이동한다. 이 때문에, 본 실시의 형태와 같은 구성으로 함으로써, 내주측 판상체(30b)를 유효하게 이용할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 실시의 형태 1과 같이, 최외주측 판상체(30a)의 판 두께를, 내주측 판상체(30b)의 판 두께보다도 얇게 한다. 그렇게 하면, 최외주측 판상체(30a)의 와전류 손실을 보다 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 연장부(3b)를 2매의 판상체(30)를 절곡하여 형성한 일예를 들어 설명했는데, 실시의 형태 1에서도 설명한 것처럼, 연장부(3b)를 2매의 판상체(30)에 의해 형성되는 것에 한정되지 않고, 3매 이상의 복수매의 판상체(30)에 의해 형성되어도 된다.
또한, 실시의 형태 1에서 설명한 그 외 다양한 구성을 조합해도 되고, 이에 따라, 더욱 구동 효율의 향상이 도모된다.
(실시의 형태 3)
도 10은, 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 자극(3a)의 연장부(3b)를 포함하는 판상체(30)의 확대 측면도이다. 또한, 도 11은, 본 실시의 형태에 있어서의 자극(3a)의 연장부(3b)를 포함하는 판상체(30)를 설명하기 위해서 도시하는 도면이다. 또한, 본 실시의 형태 3의 모터의 전체 구성에 대해서는, 실시의 형태 1이나 실시의 형태 2와 동일한 구성이므로, 상세한 설명은 생략한다.
본 실시의 형태에서도, 연장부(3b) 중 최외주측에 배치되는 연장부(3b)를 가진 판상체(30)에 있어서의 일부의 판 두께를, 다른 부분의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 또한, 실시의 형태 1과의 비교에 있어서, 본 실시의 형태에서는, 연장부(3b) 중 적어도 최외주측 연장부(3ba)를 가지는 판상체(30), 즉 최외주측 판상체(30a)에 있어서, 그 중 적어도 당해 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께를, 평면부의 판 두께보다도 얇게 하고 있다. 이하, 본 실시의 형태에 있어서의 모터의 자극(3a)의 구성을 중심으로 설명한다.
도 10 및 도 11에 도시하는 바와같이, 연장부(3b)는, 판상체(30)의 평면부(3g)와 연장부(3b)를 가지고 있다.
본 실시의 형태의 모터(2)는, 도 10에 도시하는 바와같이, 최외주측 판상체(30a)에 있어서, 최외주측 연장부(3ba)의 판 두께(Tba)를, 평면부(3ga)의 판 두께(Tga)보다도 얇게 하고 있다.
또한, 도 11의 화살표는, 판상체(30)에 대해서 통과하는 자속의 순서를 나타내고 있다. 각 판상체(30)에는, 그 표면에 절연층(32)이 형성되어 있다. 이 때문에, 자석(5)으로부터 최외주측 판상체(30a)에 흘러온 자속은, 즉각 포화하여 인접하는 판상체(30)로 이동한다. 이에 따라, 최외주측 판상체(30a)에 큰 와전류가 발생하지 않는다. 또한, 전체적으로 자기 저항이 저감되어, 자속이 원활하게 유입된다. 이 결과, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 바람직하게는, 실시의 형태 1과 같이, 최외주측 판상체(30a)의 판 두께를, 내주측 판상체(30b)의 판 두께보다도 얇게 한다. 그렇게 하면, 최외주측 판상체(30a)의 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 내주측 판상체(30b)를 내주측 연장부(3bb)의 부분만큼 절곡한 후, 최외주측 판상체(30a)를 적층한 상태에서, 최외주측 연장부(3ba)로 되는 부분을 드로잉 가공에 의해 형성하고 있다.
여기서, 최외주측 연장부(3ba)로 되는 부분을 드로잉 가공으로 형성하는 이유에 대해서 설명한다.
도 12는, 연장부(3b)를 형성하는 판상체(30)의 적층 단계와 최종 단계에 대해서, 본 발명과 종래품을 비교하여 도시하는 도면이다.
종래품에 있어서는, 최외주측 연장부(3ba)와 내주측 연장부(3bb)의 높이를 동일하게 하기 위해서, 연장부(3b)를 형성하는 판상체(30) 중, 최외주측 연장부(3ba)를 형성하는 판상체(30)의 치수가 내주측 연장부(3bb)를 형성하는 판상체(30)의 치수보다도 커지도록 할 필요가 있었다. 이 때문에, 최외주측 연장부(3ba)를 형성하는 판상체(30)와 내주측 연장부(3bb)를 형성하는 판상체(30)를 별개의 형태로 성형하지 않으면 안되어, 제조 비용을 향상시키는 원인이 되었다.
이에 대해, 본 발명에 있어서는, 최외주측 연장부(3ba)와 내주측 연장부(3bb)의 높이를 동일하게 하기 위해서, 연장부(3b)를 형성하는 판상체(30) 중, 최외주측 판상체(30a)의 치수가 내주측 판상체(30b)의 치수와 동일하게 되도록 할 수 있다. 이는, 최외주측 판상체(30a)가 드로잉 가공에 의해 연신하므로, 최외주측 판상체(30a)의 굴곡부의 손실분을 커버할 수 있기 때문이다. 이 때문에, 최외주측 판상체(30a)와 내주측 판상체(30b)를 동일한 형으로 성형할 수 있어, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 종래품에 있어서는, 최외주측 연장부(3ba)는, 평면부(3g)와 대략 동일 두께로 되기 때문에, 자석(5)으로부터 최외주측 판상체(30a)에 흘러온 자속이, 최외주측 연장부(3ba)에서 포화하지 않고, 내주측 연장부(3bb)로 이동하지 않는다. 이 때문에, 최외주측 판상체(30a)에 큰 와전류가 발생하고, 또한, 전체적으로 자기 저항이 커져, 자속이 원활하게 유입되지 않는다. 이 결과, 구동 효율을 향상시킬 수 없다.
이에 대해, 본 발명에 있어서는, 최외주측 연장부(3ba)는, 평면부(3g)보다도 얇게 되어 있다. 그리고, 자석(5)으로부터 최외주측 판상체(30a)에 흘러온 자속이, 도 11에서 화살표로 표시하는 것처럼, 최외주측 연장부(3ba)에서 즉각 포화하여 내주측 연장부(3bb)로 이동한다. 이 때문에, 최외주측 판상체(30a)에 발생하는 와전류가 저감하고, 또한, 전체적으로 자기 저항이 작아져, 자속이 원활하게 유입한다. 이 결과, 구동 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 연장부(3b)를 2매의 판상체(30)를 절곡하여 형성한 일예를 들어 설명했는데, 실시의 형태 1에서도 설명한 것처럼, 연장부(3b)가 2매의 판상체(30)에 의해 형성되는 것에 한정되지 않고, 3매 이상의 복수매의 판상체(30)에 의해 형성되어도 된다.
또한, 실시의 형태 1에서 설명한 그 외 다양한 구성을 조합해도 되고, 이에 따라, 더욱 구동 효율의 향상이 도모된다.
(실시의 형태 4)
도 13은 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 전자 기기(예를 들면, 레이저 프린터)의 개략 설명도이다. 본 전자 기기는, 상술한 실시의 형태 1, 실시의 형태 2 및 실시의 형태 3 중 어느 하나의 모터(2)를 탑재하고 있다.
도 13에 있어서, 도 1에서 도시한 모터(2)는, 배선 기판(1)에 탑재되어 있다. 그리고, 이 배선 기판(1)에는, 전자 기기 전체에 필요한 전자 부품(도시하지 않음) 등도 함께 탑재되어 있다.
모터(2)의 구동축(8)의 하단은, 배선 기판(1)의 관통공(1a)(도 1에 도시한다)을 관통하여 배선 기판(1)의 하부에 연신되고, 이 구동축(8)의 하부에 기어박스(21)가 연결되어 있다. 모터(2)의 회전은, 이 기어박스(21)에 의해 감속된다. 모터(2)의 회전 구동력은, 또한, 연결 기구(22)를 통하여, 복수의 종이 이송용 롤러(24)를 포함하는 피구동체(23)에 전달된다. 이에 따라 복수의 종이 이송용 롤러(24)가 회전하고, 종이 이송이 행해진다.
본 실시의 형태의 전자 기기에 의하면, 구동 효율을 향상시켜, 고효율·저소비 전력을 실현할 수 있다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명에 의하면, 모터로서 구동 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 각종 전자 기기의 효율을 향상시키는 것에 공헌할 수 있다.
1 : 배선 기판 1a : 관통공
2 : 모터 3 : 스테이터
3a : 자극 3b : 연장부
3ba : 최외주측 연장부 3bb : 내주측 연장부
3c : 유지부 3d : 자극 기부
3e : 자로(磁路) 3f : 곡면
3g, 3ga, 3gb : 평면부 3h : 경계 부분
4 : 로터 4a : 천면(天面)
5 : 자석 6 : 코일
7 : 베어링 8 : 구동축
9 : 홀 IC 21 : 기어 박스
22 : 연결 기구 23 : 피구동체
24 : 종이 이송용 롤러 30 : 판상체
30a : 최외주측 판상체 30b : 내주측 판상체
31 : 적층체 32 : 절연층

Claims (15)

  1. 외주부의 둘레 방향으로 복수의 자극을 배치한 스테이터와, 상기 스테이터의 외주에 회전 자유롭게 배치한 로터와, 상기 로터의 내주의 둘레 방향으로 배치된 자석을 구비하고,
    상기 스테이터는 판상체를 적층하여 형성한 적층체이며,
    상기 적층체의 최외층을 포함하는 복수의 판상체는, 상기 자석과 수직 방향의 평면부와, 상기 자석과 평행 방향으로 절곡(折曲)된 연장부를 가지고,
    최외주측에 배치되는 상기 연장부를 가지는 판상체의 판 두께를, 상기 최외주측보다 내주측의 판 두께보다도 얇게 한, 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    최외주측에 배치되는 상기 연장부를 가지는 상기 판상체는, 상기 평면부와 상기 연장부의 사이의 경계 부분의 판 두께를, 상기 평면부의 판 두께보다도 얇게 한, 모터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    최외주측에 배치되는 상기 연장부를 가지는 상기 판상체는, 상기 연장부의 판 두께를, 상기 평면부의 판 두께보다도 얇게 한, 모터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    최외주측에 배치되는 상기 판상체를, 드로잉 가공에 의해 형성한, 모터.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    상기 적층된 복수의 판상체의 상기 연장부의 높이가 동일한, 모터.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장부의 선단의 양측 부분은, 중앙 부분보다도 연장 길이를 작게 한, 모터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 연장부의 선단의 양측 부분을 곡면으로 한, 모터.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 연장부의 선단의 양측 부분을 비스듬히 절단한, 모터.
  9. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자극의 상기 연장부는, 자극 기부의 양측에 각각 설치하고, 상기 양측의 상기 연장부의, 상기 자석과 평행 방향의 합계 연장 길이는, 상기 자극 기부의, 상기 자석과 평행 방향의 길이 이하로 한, 모터.
  10. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장부의 절곡 선단측은, 절곡 근원부에 비해, 상기 스테이터의 안쪽에 배치한, 모터.
  11. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터의 상기 자극의 안쪽에 위치하는 자로는, 상기 복수의 자극보다도 단면적을 작게 하고, 상기 자로에 코일을 감은, 모터.
  12. 본체 케이스와, 상기 본체 케이스 내에 설치한 피구동체와, 상기 피구동체에 연결한 모터를 구비하고, 상기 모터로서 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 모터를 사용한, 전자 기기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 본체 케이스 내에 배선 기판을 설치하고, 상기 배선 기판에 상기 모터를 부착하고, 상기 배선 기판의, 상기 모터의 상기 자석에 대향하는 부분에, 자기 검출 소자를 설치한, 전자 기기.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 자기 검출 소자로서, 홀 IC를 이용한, 전자 기기.
  15. 삭제
KR1020107010452A 2007-11-15 2008-11-12 모터 및 이를 구비한 전자 기기 KR101243503B1 (ko)

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