JPH0638440A - モータ - Google Patents

モータ

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Publication number
JPH0638440A
JPH0638440A JP19191892A JP19191892A JPH0638440A JP H0638440 A JPH0638440 A JP H0638440A JP 19191892 A JP19191892 A JP 19191892A JP 19191892 A JP19191892 A JP 19191892A JP H0638440 A JPH0638440 A JP H0638440A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
permanent magnet
coil
rotor
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP19191892A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Ito
哲也 伊東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0638440A publication Critical patent/JPH0638440A/ja
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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動用コイルの製造が容易にでき、また、部
品点数を削減できると共に構造を簡素化できて、小形化
に十分に対応できるモータを提供する。 【構成】 基板1上にコイルパターン6,8により複数
個の駆動用コイル9を形成し、駆動用コイル9上に永久
磁石形ロータ15を配置する。基板1には、厚さ方向に
貫通する貫通孔13,14を複数個形成する。各貫通孔
13,14を通して空気を供給しながら、駆動用コイル
9への通電を制御すると、永久磁石形ロータ15は基板
1から浮上した状態で駆動用コイル9による回転磁界に
より回転する。コイルパターンにより形成される駆動用
コイル9は小形化に容易に対応でき、また、永久磁石形
ロータ15のシャフト及び軸受を必要としないので、そ
の分部品点数を削減できると共に構造を簡素化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は小形化に対応したモータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばアキシャルギャップ形のブラシレ
スモータにおいては、銅線を巻回して製作した複数個の
駆動用コイルをプリント配線基板上に接着等により取り
付けると共に、そのコイルの端末をプリント配線基板の
配線パターンに半田付けすることによりステータを構成
し、その駆動用コイルと対向するようにして永久磁石形
ロータをステータに回転可能に配置した構成のものが考
えられている。この場合、永久磁石形ロータは、これを
回転可能とするために中心部にシャフトを有していて、
そのシャフトをステータに設けられたボールベアリング
等の軸受により回転可能に支持する構成としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のモ
ータを小形化する場合、銅線を巻回したコイルを駆動用
コイルとするには製造が難しくなるという問題点があ
る。また、永久磁石形ロータを回転可能とするためにシ
ャフト及びこれを支持する軸受を必要としているめ、そ
の分部品点数が多いと共に構造が複雑となり、それらが
小形化を図る上で障害となっていた。
【0004】そこで、本発明の目的は、駆動用コイルの
製造が容易にでき、また、部品点数を削減できると共に
構造を簡素化できて、小形化に十分に対応できるモータ
を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のモータ
は、上記の目的を達成するために、基板と、この基板上
にコイルパターンにより形成された複数個の駆動用コイ
ルと、複数極に着磁され前記駆動用コイルと対向する状
態で基板上に回転可能に配置された永久磁石形ロータと
を備え、前記基板に、前記永久磁石形ロータの領域内に
おいてその基板の厚さ方向に貫通する複数個の貫通孔を
形成したものである。
【0006】請求項2に記載のモータは、貫通孔を、永
久磁石形ロータの回転中心に対応する部位及び各駆動用
コイルの中央部に形成したところに特徴を有する。
【0007】請求項3に記載のモータは、貫通孔に気体
を供給することによって、永久磁石形ロータをその気体
を介して基板から離間した状態で回転する構成としたと
ころに特徴を有する。
【0008】請求項4に記載のモータは、基板に、駆動
用コイルを挟んで永久磁石形ロータと対向する部位に磁
性体を設け、この磁性体に、基板に形成された貫通孔と
連通する貫通孔を形成したところに特徴を有する。
【0009】
【作用】請求項1に記載のモータは、複数個の駆動用コ
イルの通電を制御することにより回転磁界が生じて永久
磁石形ロータが回転する。その永久磁石形ロータの回転
に伴い、各貫通孔を通して基板と永久磁石形ロータとの
間に気体が供給され、永久磁石形ロータは、その気体を
介して基板から離間した状態で回転するようになる。
【0010】このものによれば、駆動用コイルを基板上
にコイルパターンにより形成するようにしたから、その
駆動用コイルは小形化に容易に対応できる。また、永久
磁石形ロータを回転可能に支持するためのシャフト及び
軸受を必要としないので、その分部品点数を削減できる
と共に構造を簡素化できるようになる。
【0011】請求項2に記載のモータによれば、永久磁
石形ロータに対して貫通孔が均等に配置されるため、永
久磁石形ロータの回転時におけるバランスをよくし得
る。
【0012】請求項3に記載のモータによれば、各貫通
孔に気体を供給することで、永久磁石形ロータが基板か
ら容易にかつ確実に離間した状態で回転されるようにな
り、摩擦によるロスを極力低減できる。
【0013】請求項4に記載のモータによれば、永久磁
石形ロータと基板に設けられた磁性体との間に作用する
磁気吸引力で、永久磁石形ロータが基板に保持される状
態となるから、永久磁石形ロータが上向き以外の状態で
も使用が可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1実施例につき図1ないし
図4を参照して説明する。まず、モータ部分の断面構造
をモデル的に示した図1において、基板1はこの場合ガ
ラス基板から成るもので、この基板1上の所定部位に複
数層の薄膜を積層状態に形成した薄膜形成層2が設けら
れており、これら基板1と薄膜形成層2とによりステー
タ3が構成されている。
【0015】薄膜形成層2は、最下層つまり基板1の表
面側から順に、磁性体層4、絶縁層5、第1のコイルパ
ターン6、絶縁層7、第2のコイルパターン8の5層か
ら成っている。
【0016】このうち第1のコイルパターン6は、アル
ミニウム(Al)の薄膜を形成した後、フォトリソグラ
フィの工程によって、図2に示すように、扇状をなす3
個のスパイラルコイル9aを有するように円形状に形成
されている。そして、この第1のコイルパターン6の上
面に、図3に示すように、絶縁層7を介して該第1のコ
イルパターン6と同一の形成方法で、かつ第1のコイル
パターン6のスパイラルコイル9aとは巻き方向が逆向
きの3個のスパイラルコイル9bを有するように第2の
コイルパターン8が形成されている。
【0017】第1のコイルパターン6のスパイラルコイ
ル9aと、これの上部に重なるように配置された第2の
コイルパターン8のスパイラルコイル9bとは、両スパ
イラルコイル9a,9bの中央部に形成された接続部1
0を介して接続されており、これら上下に位置するスパ
イラルコイル9a,9bにより駆動用コイル9を構成し
ている。従ってこの場合、駆動用コイル9は3個設けら
れている。また、各駆動用コイル9の外周部には、通電
路を形成するためのランド11が2個ずつ設けられてい
る。
【0018】なお、各スパイラルコイル9a,9bによ
って囲まれたコイル中央部12部分には絶縁層7と同一
の絶縁物が充填された状態となっており、従って第2の
パターン8の上面、ひいては薄膜形成層2の上面は面一
状態となっている。
【0019】そして、基板1及び薄膜形成層2には、基
板1の厚さ方向に貫通する複数個の貫通孔13,14が
形成されている。これら貫通孔13,14のうち、一つ
の貫通孔13は薄膜形成層2の中心部である駆動用コイ
ル9全体の中心部に形成され、他の6個の貫通孔14
は、各駆動用コイル9の中央部に2個ずつ配置されるよ
うに形成されている。
【0020】なお、貫通孔13,14のうち基板1に形
成された貫通孔13a,14aは、基板1に薄膜形成層
2を形成する前に予め形成し、薄膜形成層2に形成され
た貫通孔13b,14bは、各層を形成するごとに形成
したものである。
【0021】而して、基板1における薄膜形成層2上に
は、面内で2極に着磁された円板状をなす永久磁石形ロ
ータ15が各駆動用コイル9と対向し、かつステータ3
と中心を一致するようにして配置されている。この永久
磁石形ロータ15は平面形状が薄膜形成層2と対応した
円形状をなしている。
【0022】従って、上記各貫通孔13,14は、基板
1において永久磁石形ロータ15の領域内に形成されて
おり、また、中央の貫通孔13は永久磁石形ロータ15
の回転中心に対応する部位に形成されている。
【0023】上記構成において、気体例えば空気を、図
示しない供給源から各貫通孔13,14に図4に矢印A
で示すように供給しながら、各駆動用コイル9を通電制
御する。すると、永久磁石形ロータ15は、各貫通孔1
3,14を通して供給される空気を介して基板1におけ
る薄膜形成層2から離間(浮上)した状態で、駆動用コ
イル9による回転磁界によって回転される。このとき、
薄膜形成層2における磁性体層4は、駆動用コイル9に
よる磁束及び永久磁石形ロータ15による磁束が漏れる
ことを防止する作用がある。
【0024】ここで、本構成によるモータは、例えば、
永久磁石形ロータ15に羽根を設け、その永久磁石形ロ
ータ15が回転することによって生ずる送風作用によ
り、基板1上の周囲に設けられた回路の電子部品などを
冷却する場合等に用いることができる。
【0025】上記した実施例によれば、モータの駆動用
コイル9を、基板1にフォトリソグラフィによる第1及
び第2のコイルパターン6,8によって形成するように
したので、非常に細かいパターンが可能となると共にコ
イルの巻き数を確保することが可能となり、モータを小
形化する場合に十分に対応することができる。しかも、
ステータ3を製造するについて、駆動用コイルをプリン
ト配線基板に接着したり、半田付けしたりするという工
程がなくなるので、自動化がし易くなると共に、同時に
多数個のステータ3の製造も可能となる。
【0026】また、永久磁石形ロータ15は空気を介し
て基板1から離間した状態で回転する構成としているの
で、永久磁石形ロータ15を回転可能に支持するための
シャフト及び軸受を必要とせず、その分部品点数を削減
できると共に構造を簡素化でき、モータの小形化が一層
容易となる。
【0027】一方、図5は本発明の第2実施例を示した
ものであり、上記した第1実施例とは次の点が異なって
いる。すなわち、基板1において、第1実施例と同様な
駆動用コイル9を有する薄膜形成層16を形成した側と
は反対側の面(図5中右側面)に、平面形状が永久磁石
形ロータ15に対応した円形をなす、例えば鉄板から成
る磁性体17を設け、この磁性体17にも、基板1の貫
通孔13,14に連通する貫通孔13c,14dを形成
していて、この磁性体17側から各貫通孔13,14へ
空気を供給できる構成としている。磁性体17は、換言
すれば、基板1において駆動用コイル9を挟んで永久磁
石形ロータ15と対向する部位に設けられている。
【0028】なお、第1実施例における薄膜形成層2に
は磁性体層4を設けていたが、この第2実施例における
薄膜形成層2には磁性体層は設けていない。
【0029】斯様な第2実施例によれば、第1実施例に
加えて次のような効果を奏する。すなわち、永久磁石形
ロータ15と磁性体17との間の磁気吸引力と、貫通孔
13,14を通して供給される空気による浮上力とが釣
り合う位置で永久磁石形ロータ15が回転する構成とな
るため、同図5に示すように永久磁石形ロータ15が横
向きとなる状態での使用も可能となる。
【0030】この場合、上記磁性体17は、永久磁石形
ロータ15の磁束及び駆動用コイル9による磁束の漏れ
を防止する機能もある。
【0031】なお、上記した実施例では、永久磁石形ロ
ータ15の極数が2極、駆動用コイル9が3個の場合を
例示したが、その永久磁石形ロータ15の極数は2n極
(但し、nは1以上の整数)であれば良く、また、駆動
用コイル9も3個に限られない。また、基板1は、絶縁
性を有するものであれば、ガラス基板に限られずシリコ
ン基板でも良い等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で
適宜変形することができる。
【0032】
【発明の効果】請求項1に記載のモータによれば、駆動
用コイルを基板上にコイルパターンにより形成するよう
にしたから、その駆動用コイルは小形化に容易に対応で
き、また、永久磁石形ロータを回転可能に支持するため
のシャフト及び軸受を必要としないので、その分部品点
数を削減できると共に構造を簡素化でき、よって小形化
に十分に対応できるようになる。
【0033】請求項2に記載のモータによれば、永久磁
石形ロータに対して貫通孔が均等に配置されるため、永
久磁石形ロータの回転時におけるバランスをよくし得
る。
【0034】請求項3に記載のモータによれば、各貫通
孔に気体を供給することで、永久磁石形ロータが基板か
ら容易にかつ確実に離間した状態で回転されるようにな
り、摩擦によるロスを極力低減できる。
【0035】請求項4に記載のモータによれば、永久磁
石形ロータと基板に設けられた磁性体との間に作用する
磁気吸引力で、永久磁石形ロータが基板に保持される状
態となるから、永久磁石形ロータが上向き以外の状態で
も使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例をモデル的に示すもので、
図2中X−X線に相当する部分で切断した状態での縦断
面図
【図2】第1のコイルパターンの平面図
【図3】駆動用コイル部分の破断斜視図
【図4】作用を説明するための縦断面図
【図5】本発明の第2実施例を示す図4相当図
【符号の説明】
1は基板、3はステータ、9は駆動用コイル、13,1
4は貫通孔、13a,13b,13c及び14a,14
b,14cはそれぞれ貫通孔、15は永久磁石形ロー
タ、17は磁性体である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、この基板上にコイルパターンに
    より形成された複数個の駆動用コイルと、複数極に着磁
    され前記駆動用コイルと対向する状態で基板上に回転可
    能に配置された永久磁石形ロータとを備え、前記基板
    に、前記永久磁石形ロータの領域内においてその基板の
    厚さ方向に貫通する複数個の貫通孔を形成したことを特
    徴とするモータ。
  2. 【請求項2】 貫通孔は、永久磁石形ロータの回転中心
    に対応する部位及び各駆動用コイルの中央部に形成され
    ていることを特徴とする請求項1記載のモータ。
  3. 【請求項3】 永久磁石形ロータは、貫通孔に供給され
    る気体を介して基板から離間した状態で回転することを
    特徴とする請求項1または2記載のモータ。
  4. 【請求項4】 基板に、駆動用コイルを挟んで永久磁石
    形ロータと対向する部位に磁性体を設け、この磁性体
    に、基板に形成された貫通孔と連通する貫通孔を形成し
    たことを特徴とする請求項1、2または3記載のモー
    タ。
JP19191892A 1992-07-20 1992-07-20 モータ Pending JPH0638440A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011030326A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Jianzhun Electric Mach Ind Co Ltd モーターのステータおよびそのコイルユニット
JP2014193012A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Yaskawa Electric Corp ダイレクトドライブモータ
CN107786025A (zh) * 2016-08-26 2018-03-09 王勇 气悬浮转子无轴承旋转电机

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JP2011030326A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Jianzhun Electric Mach Ind Co Ltd モーターのステータおよびそのコイルユニット
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