JPH0965602A - 小型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、各部品が容易に製造され
ると共に、容易に組立分解可能であるようにした、小型
モータを提供すること。 【解決手段】 回転軸１４ａに対して回転可能に支持さ
れたマグネット１４ｂを備えたロータ１４と、ロータの
周囲に固定配置されたケース１１と、前以て巻回されて
いて、ロータに対向するように、回転軸の周りに等角度
間隔にケースの内側に固定配置された巻線コイル１５
と、ケース内に固定配置され、且つそれぞれ各巻線コイ
ルが半径方向に挿入される位置決め用の係合部１７ａを
備えている中間フレーム１７と、中間フレームの各係合
部内に巻線コイルを保持する抑え部材１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の巻線コイル
を備えたステータ構造の小型モータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型または中型のモータには種々
の構造のものがあるが、一般に構造が複雑であり、マグ
ネットや鉄芯、コイルといった構成部品が簡単に分割ま
たは分解することができない。小型または中型のモータ
においては、鉄芯を用いたものでは、一体型コアから成
る鉄芯が採用されている。この一体型コアは、後で、分
割できるように構成された所謂分割型もあるが、その場
合、ヨーク一体型コアを分割に適した形状に成形した
後、切り出しによって分割可能に形成されている。一
方、大型モータにおいては、ヨークに鉄芯を取り付ける
ことにより構成された分割型が一般的であるが、その取
付は、ネジ，鋲，圧入等によって行なわれている。

【０００３】さらに、中型または大型モータにおいて
は、モータ内のスペースは放熱のために利用されること
が多く、また小型モータにおいては、交流モータが使用
されることは少ないため、コイル数が少ないこともあっ
て、分解もしくは分割構造の検討が十分になされていな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、非分解もし
くは分割構造のモータでは、巻線コイルの整列巻きが困
難であって、その作業のためモータのケース内に多少の
空きスペースを必要とする。そのためケース内での部品
の占積率が低下してしまい、容積効率が悪化してしまう
という問題があった。さらに、小型モータのコイル巻線
の線径が細くなると、この占積率の問題がモータの性能
を決定する大きな要因となる。しかしながら、従来のモ
ータにおいては、各部品が及びその組立が複雑で容易に
製造され得ず、また分解も困難であることから、メンテ
ナンスが容易に行なわれ得ないという問題があった。

【０００５】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より、各部品が容易に製造されると共に、容易に組立分
解可能であるようにした、小型モータを提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、回転軸に対して回転可能に支持されたマグネット
を備えたロータと、ロータの周囲に固定配置されたケー
スと、ロータの外側に対向するように、回転軸の周りに
等角度間隔を有して前記ケースの内側に固定配置された
複数個の巻線コイルと、前記ケース内に固定配置され、
且つそれぞれ前記各巻線コイルが挿入される位置決め用
の係合部を備えている中間フレームと、この中間フレー
ムの各係合部内に巻線コイルを保持する抑え部材とを備
えている、小型モータにより、達成される。

【０００７】上記構成によれば、各巻線コイルは、中間
フレームの係合部に半径方向から挿入されると共に、抑
え部材によって係合部内に保持されることになる。これ
により、中間フレームが、ケース内に挿入されることに
より、上記各巻線コイルが、ケース内の所定位置に配設
されることになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図１６を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例で
あるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている
が、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を
限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られる
ものではない。

【０００９】図１は、本発明による小型モータの第一の
実施形態を示している。図において、小型モータ１０
は、中空円筒状のヨーク１１を備えている。このヨーク
１１の両端は、カバー１１，１２とにより閉じられるよ
うになっている。ヨーク１１の中心付近には、カバー１
１，１２によって軸受けされたロータ１４が設けられて
いる。

【００１０】ヨーク１１の内面には等角度間隔にコイル
１５が配設されている。各コイル１５内には鉄芯１６が
挿入されており、これら鉄芯１６及びコイル１５は中間
フレーム１７によって位置決めされ、抑え部材としての
抑え板１８によって保持されている。

【００１１】各構成部材を詳しく説明する。ヨーク１１
は、図２に示すように、中空円筒状でなっており、ケー
スを兼ねていて、磁性材料から構成されている。また、
カバー１２，１３は、ヨーク１１の両端に対して取り付
けられると共に、その中心に、ロータ１４を回転可能に
支持するための軸受１２ａ，１３ａを備えている。これ
により、ロータ１４は、図３に示すように、ヨーク１１
の中心付近に配設されることになる。

【００１２】ロータ１４は、上記カバー１２，１３の軸
受１２ａ，１３ａにより回転可能に支持される回転軸１
４ａと、回転軸１４ａの中央付近にて、その周りに等角
度間隔に取り付けられた複数のマグネット１４ｂを備え
ている。ここで、各マグネット１４ｂは、その磁束の方
向が回転軸１４ａに対して半径方向に延びるように取り
付けられている。

【００１３】コイル１５は、図１に示すように、回転軸
１４ａの周りに等角度間隔に複数個（図示の場合には、
６個）のコイル１５が配設されている。この場合、各コ
イル１５は、その巻線が、前以てボビンに巻回されてい
る。

【００１４】鉄芯１６は、磁性材料から構成されてお
り、一端（半径方向外側の端部）が大きく拡大されてお
り、また他端は、僅かに拡大されていて、この他端が各
コイル１５のボビン中空部内に挿入されている。

【００１５】また、小型モータ１０においては、上述の
ように中間フレーム１７及び抑え板１８が備えられてい
る。中間フレーム１７は、図４及び図５に示すように、
非磁性材料から中空円筒状に形成されていると共に、各
コイル１５の位置決め用の貫通孔１７ａを備えている。
この孔１７ａは、中心軸に関して等角度間隔に配設され
ており、図示の場合、６個の孔１７ａが備えられてい
る。これにより、図４の左側に示すように、鉄芯１６が
挿入されたコイル１５が、中間フレーム１７の孔１７ａ
内に半径方向外側から挿入されることにより、各コイル
１５は、中間フレーム１７に対して、等角度間隔の所定
位置に位置決めされることになる。

【００１６】抑え板１８は、図６に示すように、ほぼ方
形の平板でなり、軟質樹脂のような弾性材料で構成され
ている。抑え板１８の中央には、鉄芯１６が挿入される
孔１８ａを備えている。この孔１８ａは、一側にてスリ
ット１８ｂを介して開放している。スリット１８ｂの先
端側は鉄芯１６が挿入され易いようにテーパを備えてい
る。これにより、抑え板１８は、図４に示すように、コ
イル１５に挿入された鉄芯１６に対して、その拡大され
たフランジ状の部分とコイル１５との間に、側方から挿
入される。ここで、抑え板１８は、コイル１５が中間フ
レーム１７の孔１７ａ内に挿入される際、その周囲が、
中間フレーム１７の孔１７ａの周囲に当接することによ
って、コイル１５の半径方向位置を規制することにな
る。

【００１７】本実施形態による小型モータ１０は、以上
のように構成されており、次に作用を述べる。先づ組立
の場合には、各コイル１５に対して、鉄芯１６が挿入さ
れると共に、抑え板１８がコイル１５と鉄芯１６の拡大
部の間に挿入される。この状態から、各コイル１５が、
中間フレーム１７の各孔１７ａ内に半径方向外側から挿
入されると、各コイル１５は、中間フレーム１７の各孔
１７ａに案内されることにより、軸方向及び円周方向に
関して位置決めされると共に、抑え板１８により、半径
方向に位置決めされることになる。

【００１８】かくして、各コイル１５は、図７に示すよ
うに、ロータ１４の回転軸１４ａに関して等角度間隔
に、且つ鉄芯１６の他端が、ロータ１４の表面に対して
所定間隔になるように、配設される。この際、各コイル
１５は、位置決めの調整を行なうことなく、中間フレー
ム１７の各孔１７ａ内に挿入するだけの簡単な作業によ
って、正確に位置決めされることになる。

【００１９】このようにして、各コイル１５及び鉄芯１
６そして抑え板１８が組み込まれた中間フレーム１７
は、ヨーク１１の内側に軸方向に挿入される。これによ
り、各コイル１５及び鉄芯１６は、ヨーク１１内にて所
定位置に配設される。

【００２０】さらに、ヨーク１１内の中心にロータ１４
が挿入され、ヨーク１１の両端がカバー１２，１３によ
り閉じられる。この際、カバー１２，１３の軸受１２
ａ，１３ａに、ロータ１４の回転軸１４ａが挿入される
ことにより、ロータ１４は、カバー１２，１３の軸受１
２ａ，１３ａにより、回転可能に支持される。かくし
て、小型モータ１０の組立が完了する。

【００２１】ここで、各コイル１５に対して図示しない
外部の電源から適宜に通電することにより、各コイル１
５に磁束が発生すると、この磁束は、鉄芯１６及びヨー
ク１１を介して、ロータ１４のマグネット１４ａに作用
することになり、ロータ１４が回転される。

【００２２】また、小型モータ１０を分解する場合に
は、カバー１２，１３をヨーク１１から取り外し、ロー
タ１４をヨーク１１内から引き出すと共に、さらにヨー
ク１１内から中間フレーム１７を取り出すことにより、
各コイル１５は鉄芯１６と共に容易に分解されることに
なる。尚、再度の組立の際には、再び中間フレーム１７
をヨーク１１内に挿入するだけの簡単な作業によって、
各コイル１５は、ヨーク１１内の所定位置に正確に位置
決めされる。

【００２３】図８は、上述した抑え板の変形例を示して
いる。図８において、抑え板１９は、各コイル１５に対
する抑え板部１９ａが、屈曲可能な弾性体で形成された
連節部１９ｂにより一体化されていると共に、各抑え板
部１９ａは、この場合、コイル１５の巻線のためのボビ
ン１９ｃが一体に形成されている。これにより、各抑え
板部１９ａのボビン１９ｃに対して、従来と同様の巻線
作業によって、コイル１５が形成されることになる。従
って、部品点数が少なくて済み、組立作業及び分解作業
が簡単になる。

【００２４】図９及び図１０は、上述した中間フレーム
の変形例を示している。図９及び図１０において、中間
フレーム２０は、図４及び図５に示した中間フレーム１
７と同様に中空円筒状に形成されており、各コイル１５
の位置決め用の孔２０ａを備えている。さらに、中間フ
レーム２０は、一端が閉じており、この端部２１の中央
には、軸受を受容するための軸受孔２２が設けられてい
ると共に、円筒状部分２０ｂの外側にて、この端部２１
には、各孔２０ａに対応する位置に、各コイル１５の巻
線端末が通過する配線孔２３が設けられている。この配
線孔２３は、各コイル１５の巻線端末が容易に通過し得
るように、外側に向かって開放した切欠２３ａが設けら
れている。

【００２５】このような構成の中間フレーム２０によれ
ば、各コイル１５は、図４及び図５に示した中間フレー
ム１７と同様に、中間フレーム２０の円筒状部分２０ｂ
に設けられた位置決め用の孔２０ａに半径方向外側から
挿入され、正確に位置決めされると共に、各コイル１５
の巻線端末が、中間フレーム２０の配線孔２３を通し
て、中間フレーム２０の端部２１の外側に引き出され
る。これにより、各コイル１５の巻線端末の接続が容易
に行われることになる。

【００２６】図１１及び図１２は、本発明による小型モ
ータの第二の実施形態を示している。図１１及び図１２
において、小型モータ３０は、鉄芯を使用しない扁平型
モータとして構成されており、ステータ基板３１と、ス
テータ基板３１上にて環状に配設された複数個（図示の
場合、６個）のコイル３２と、ステータ基板３１に対向
して回転可能に支持された円板状のロータ３３と、ステ
ータ基板３１の両面をそれぞれ覆うカバー３４，３５
と、上記コイル３２を所定位置に位置決めする中間フレ
ーム３６と、コイル３２を中間フレーム３６に対して保
持する抑え部材としての抑えリング３７とから構成され
ている。

【００２７】ステータ基板３１は、平板状に形成されて
おり、その一側の表面（図示の場合、右側の表面）に
て、中心の周りに等角度間隔にコイル３２が配設されて
いる。

【００２８】コイル３２は、図１１に示すように、中心
軸の周りに等角度間隔に複数個（図示の場合には、６
個）のコイル３２が配設されている。この場合、各コイ
ル３２は、扁平な外形を有していると共に、その巻線
が、前以てボビンに巻回されている。

【００２９】ロータ３３は、上記カバー３４，３５によ
り回転可能に支持される回転軸３３ａと、回転軸３３ａ
の中央付近にて、その周りに等角度間隔に多極着磁され
た円板状のマグネット３３ｂを備えている。ここで、回
転軸３３ａは、例えば圧入等によりマグネット３３ｂに
取り付けられている。

【００３０】また、カバー３４，３５は、ステータ基板
３１の両面に対して取り付けられると共に、その中心
に、ロータ３３を回転可能に支持するための軸受３４
ａ，３５ａを備えている。これにより、ロータ３３は、
図１１に示すように、ステータ基板１１の中心付近に配
設されることになる。

【００３１】中間フレーム３６は、図１５及び図１６に
示すように、非磁性材料から円板状に形成されていると
共に、その周縁から軸方向に延びる係合縁部３６ａを備
えている。この係合縁部３６ａは、各コイル３２の位置
決め用の凹溝３６ｂを備えている。凹溝３６ｂは、中心
軸に関して等角度間隔に配設されており、図示の場合、
６個の凹溝３６ｂが備えられている。これにより、コイ
ル３２が、中間フレーム３６の凹溝３６ｂ内挿入される
ことにより、各コイル３２は、中間フレーム３６に対し
て、等角度間隔の所定位置に位置決めされることにな
る。

【００３２】抑え部材としての抑えリング３７は、弾性
材料により円環状に形成されていると共に、その一部が
切断されている。これにより、抑えリング３７は、中間
フレーム３６の各凹溝３６ｂ内に係合したコイル３２の
内側に挿入されたとき、このコイル３２の内側縁部を、
半径方向外側に向かって押圧することになる。ここで、
抑えリング３７は、各コイル３２を中間フレーム３６の
各凹溝３６ｂ内に保持することにより、コイル３２の半
径方向位置を規制することになる。

【００３３】このように構成された小型モータ３０によ
れば、先づ組立の場合には、各コイル３２が、中間フレ
ーム３６の各凹溝３６ｂ内に半径方向内側から挿入され
ると、各コイル３２は、中間フレーム３６の各凹溝３６
ｂにより、軸方向及び円周方向に関して位置決めされる
と共に、抑えリング３７により、半径方向に位置決めさ
れることになる。かくして、各コイル３２は、図１５に
示すように、ロータ３３の回転軸３３ａに関して等角度
間隔に、且つその内側縁部が、半径方向の所定位置に配
設される。この際、各コイル３２は、位置決めの調整を
行なうことなく、中間フレーム３６の各凹溝３６ｂ内に
挿入するだけの簡単な作業によって、正確に位置決めさ
れることになる。

【００３４】このようにして、各コイル３２及び抑えリ
ング３７が組み込まれた中間フレーム３６は、ステータ
基板３１上に載置され、固定保持される。これにより、
各コイル３２は、ヨーク１１内にて所定位置に配設され
る。

【００３５】さらに、ステータ基板３１の両面が、カバ
ー３４，３５により閉じられる。この際、カバー３４，
３５の軸受３４ａ，３５ａに、ロータ３３の回転軸３３
ａが挿入されることにより、ロータ３３は、カバー３
４，３５の軸受３４ａ，３５ａにより、回転可能に支持
される。かくして、小型モータ３０の組立が完了する。

【００３６】ここで、各コイル３２に対して図示しない
外部の電源から適宜に通電することにより、各コイル３
２に磁束が発生すると、この磁束は、ロータ３３のマグ
ネット３３ａに作用することになり、ロータ３３が回転
される。

【００３７】また、小型モータ３０を分解する場合に
は、カバー３４，３５をステータ基板３１から取り外
し、さらにロータ３３を取り外すと共に、さらにステー
タ基板３１の表面から中間フレーム３６を取り出すこと
により、各コイル３２は容易に分解されることになる。
尚、再度の組立の際には、再び中間フレーム３６をステ
ータ基板３１上に載置するだけの簡単な作業によって、
各コイル３２は、ステータ基板３１上の所定位置に正確
に位置決めされる。

【００３８】図１６は、上記中間フレーム３６及び抑え
リング３７の変形例を示している。図１６において、中
間フレーム３６及び抑えリング３７は、連結部３８を介
して互いに連結されることにより、一体化されている。
これにより、中間フレーム３６のコイル取付位置は、セ
ル構造化されることになるので、コイル３２は、中間フ
レーム３６に対して正確に位置決めされる。

【００３９】上述した小型モータ３０においては、中間
フレーム３６は、周縁から一側に延びた係合縁部３６ａ
により、コイル３２を保持するようになっているが、こ
れに限らず、このような構成の中間フレーム３６を二つ
使用して、その係合縁部３６ａが互いに対向させ、各コ
イル３２を両面から挟み込むようにしてもよいことは明
らかである。

【００４０】尚、上記実施形態においては、コイル１
５，３２は、何れの場合にも、６個設けられているが、
これに限らず、６個以上の多数のコイルが備えられる小
型モータに、本発明を適用し得ることは明らかである。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成により、各部品が容易に製造されると共に、容
易に組立分解可能であるようにした、小型モータが提供
されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による小型モータの第一の実施形態を示
す横断面図である。

【図２】図１の小型モータの一部破断側面図である。

【図３】図１の小型モータにおけるロータ及びヨークの
正面図である。

【図４】図１の小型モータにおける中間フレームと巻線
コイルとの関係を示す断面図である。

【図５】図６の中間フレームの側面図である。

【図６】図１の小型モータにおける抑え板を示す側面図
及び平面図である。

【図７】図１の小型モータにおけるロータ，コイル，鉄
芯及び抑え板の関係を示す概略正面図である。

【図８】図１の小型モータにおける抑え板の他の構成を
示す側面図及び平面図である。

【図９】図１の小型モータにおける中間フレームの他の
構成を示す正面図である。

【図１０】図９の中間フレームの一部破断側面図であ
る。

【図１１】本発明による小型モータの第二の実施形態を
示す正面図である。

【図１２】図１３の小型モータの側面図である。

【図１３】図１３の小型モータにおける中間フレーム及
び抑えリングの正面図である。

【図１４】図１５の中間フレーム及び抑えリングの側面
図である。

【図１５】図１３の小型モータにおけるコイルとロータ
との関係を示す概略正面図である。

【図１６】図１５の中間フレーム及び抑え板の変形例を
示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 小型モータ １１ ヨーク（ケース） １２，１３ カバー １２ａ，１３ａ 軸受 １４ ロータ １４ａ 回転軸 １４ｂ マグネット １５ コイル １６ 鉄芯 １７ 中間フレーム １７ａ 位置決め用孔 １８ 抑え板 １８ａ 孔 １８ｂ スリット １９ 抑え板 １９ａ 個々の抑え板部 １９ｂ 連節部 １９ｃ ボビン ２０ 中間フレーム ２０ａ 位置決め用孔 ２１ 端部 ２２ 軸受孔 ２３ 配線孔 ３０ 扁平型小型モータ ３１ ステータ基板 ３２ コイル ３３ ロータ ３３ａ 回転軸 ３３ｂ マグネット ３４，３５ カバー ３４ａ，３５ａ 軸受 ３６ 中間フレーム ３７ 抑えリング ３８ 連結部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に対して回転可能に支持されたマ
   グネットを備えたロータと、 ロータの周囲に固定配置されたケースと、 ロータの外側に対向するように、回転軸の周りに等角度
   間隔を有して前記ケースの内側に固定配置された複数個
   の巻線コイルと、 前記ケース内に固定配置され、且つそれぞれ前記各巻線
   コイルが挿入される位置決め用の係合部を備えている中
   間フレームと、 この中間フレームの各係合部内に巻線コイルを保持する
   抑え部材とを備えていることを特徴とする小型モータ。
2. 【請求項２】 前記各巻線コイルのための位置決め用の
   係合部が、孔または溝であることを特徴とする請求項１
   に記載の小型モータ。
3. 【請求項３】 前記抑え部材が、弾性体から構成されて
   おり、巻線コイルと鉄芯との間に挿入されていることを
   特徴とする請求項１に記載の小型モータ。
4. 【請求項４】 前記各巻線コイルのための抑え部材が、
   互いに連結されることにより、一体化されていることを
   特徴とする請求項１に記載の小型モータ。
5. 【請求項５】 前記中間フレームが、各巻線コイルの配
   線ガイド部を備えていることを特徴とする請求項１に記
   載の小型モータ。