WO2000062401A1 - Coil for small-sized motor and small-sized flat motor - Google Patents

Description

明 細 書 小型モータ用コイル並びに小型扁平モータ 技術分野

本発明は、 ページャ一や携帯電話或いは腕時計等に搭載される小型モ ータ用のコイル並びに電動自転車等の動力と して用いることが可能な省 エネルギータイプの小型扁平モータの改良に関するものである。

背景技術

従来、 扁平コアレスモータにおいてはロータのシャフ トを中心にし、 三角形状に巻線されたコィルを配線板の板面で同心円上に複数等間隔で 組み付けることによ り ロータ側が組み立てられている。 この三角形状の コイルでは、 トルクが発生する作用半径がコィルセンター付近にあるた め、 トルク効率が悪く、 また、 ロータの慣性も大きい。

その三角形状のコイルに代えて、 有効導体長を長く確保するため、 巻 線部分を配線板の対向側に配置される リ ング状のマグネッ ト側に一部配 向させて巻線したコイルを組み付けることが提案されており、 ブラシ付 き小型扁平モータと して、 リ ング状のマグネッ トを底ハウジングの内側 に载置固定すると共に、 シャフ トを底ハウジングの中央に軸ホルダ一で 植立固定することによ りステータ側を組み立て、 複数のコイルを片側の 板面に組み付け、 且つ、 整流子を他側の板面に取り付けて平板状のコン ミテ一タを構成する印刷配線板を備え、 その印刷配線板を底ハウジング よ り立ち上がるシャフ トで回転自在に軸承支持すると共に、 蓋ハウジン グを被せてロータ側を組み立て、 また、 一対のブラシを底ハウジングよ り印刷配線板に向けて立付け固定し、 各ブラシの先端側を印刷配線板の 整流子に当接することによ り整流子を組み立てるものが知られている (特開平 1 0— 3 2 2 9 5 6号）。

そのブラシ付き小型羸平モータでは、 複数のコイルを片側の板面上に 組み付けた印刷配線板を基板に、 整流子を他面に取り付けてコンミテー タを構成し、 その整流子と当接するブラシを底ハウジング側から立ち上 げるため、 コイルの厚みだけでなく、 ブラシの立上がり寸法も加わると ころから全体厚みを薄く構成するには限界がある。 それに加えて、 上述 したブラシ付き小型扁平モータでは平面略半円形の印刷配線板を備える と共に、 外周り を底ハウジングに取り付けたマグネッ ト側に折り 曲げて 卷線したコイルを備え、 このコィルを印刷配線板の板面上に複数並べて 組み付けたロータにより振動式に構成されている。 然し、 この振動式モ —タでは外径を小さ く構成すると、 偏重心の量が小さ く なって振動量も 滅少することから、 振動量との関係から外径を小さく構成することにも 限界がある。 またこのコイルでも トルクの発生効率が未だ十分でない。 発明の開示

本発明は、 トルクの発生効率を良好に保てる小型モータ用コイルを提 供することを目的とする。

また、 本発明は トルクの発生効率が良好で省エネルギータイプの動力 と して応用可能なブラシレス小型扁平モータを提供することを目的とす る。

また、 本発明は外径を小さく構成しても、 所定の振動量が得られる振 動式のブラシレス小型扁平モータを提供することを目的とする。

さ らに本発明は、 主に、 整流機構の構成を改良することから全体厚み の薄い薄型モータ と して構成可能なブラシ付き小型扁平モータを提供す ることを目的とする。

また、 本発明は外径を小さ く構成しても、 所定の振動量が得られる振 動式のブラシ付き小型扁平モータを提供することを目的とする。

本発明の小型モータ用コイルにおいては、 インナ一ロータのシャフ ト を中心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウターロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなる積層ョークのいずれかのリ ング体に相対 させて組み付けられるもので、 リ ング体の周側面と対面する巻線部分と 輪環面の両面と対面する巻線部分とを備え、 その巻線部分の巻き始めか ら卷き終わりまでが連続する中空な巻回体と して形成されている。

本発明の小型モータ用コイルにおいては、 リ ング体の周側面と対面す る巻線部分をリ ング体の周側面曲率と合せると共に、 輪環面の両面と対 面する巻線部分をリ ング体の直径方向中心線と平行に並べて複数卷回す ることによ り構成されている。

本発明の小型モータ用コィルにおいては、 リ ング体の周側面と対面す る巻線部分をリ ング体の周側面曲率と合せると共に、 輪環面の両面と対 面する卷線部分を同心円上に湾曲させて複数卷回することによ り構成さ れている。

本発明の小型扁平モータにおいては、 インナーロータのシャフ トを中 心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウターロータのシャフ トを 中心とする リ ング体でなる積層ヨークのいずれかのリ ング体に相対させ てコイルを組み付けるもので、 リ ング体の周側面と対面する巻線部分と 輪環面の両面と対面する巻線部分とを備え、 その巻線部分の巻き始めか ら巻き終わりまでが連続する中空な巻回体のコイルをリ ング体の周側部 に複数組み付けることによ り構成されている。

本発明の小型扁平モータにおいては、 リ ング体の周側面と対面する巻 線部分をリ ング体の周側面曲率と合せると共に、 輪環面の両面と対面す る巻線部分をリ ング体の直径方向中心線と平行に並べて複数卷回した中 空な卷回体のコィルをリ ング体の周側部に複数組み付けることによ り構 成されている。

本発明の小型扁平モータにおいては、 リ ング体の周側面と対面する巻 線部分をリ ング体の周側面曲率と合せると共に、 輪環面の両面と対面す る卷線部分を同心円上に湾曲させて複数卷回した中空な巻回体のコイル をリ ング体の周側部に複数組み付けることにより構成されている。

本発明のブラシ付き小型扁平モータにおいては、 リ ング状のマグネッ トと、 マグネッ トの径内に嵌込み固定されるマグネッ トヨーク と、 マグ ネッ トヨークを保持するステータ支持板と、 ステータ支持板の板面中央 に植立固定されるシャフ トとを備えてステータを組み立て、

マグネッ ト との間に隙間を隔てて外側に対向配置されるコイルと、 コ ィルを内周面で一体に保持するリ ング状のコイルヨーク と、 コイルョ一 クを含むコイルを保持するロータ支持板とを備え、 ステータ支持板の板 面中央に植立固定したシャフ トをロータ支持板の板面中央に挿通させて 該シャフ トで回転自在に軸承支持するロータを組み立て、

更に、 整流子をロータ支持板よ りマグネッ ト ヨークの内側に突出させ て備え、 且つ、 ブラシホルダーをステータ支持板の板面よりマグネッ ト ヨークの内側で整流子の近傍に挿置固定し、 そのブラシホルダーの軸先 端よ り直角方向に伸びるブラシを整流子と摺接可能に当接させて整流機 構を組み立てることによ り構成されている。

本発明のブラシ付き小型扁平モータにおいては、 円筒状の整流子を口

—タ支持板よ りマグネッ トヨークの内側に突出するロータ軸受けに備え 付けることによ り構成されている。

本発明のブラシ付き小型扁平モータにおいては、 L字状に軸線曲げさ れたブラシホルダーを備え、 ブラシをマグネッ ト ヨークの内側で整流子 と離間する位置に保ってブラシホルダーの片軸部をステータ支持板の外 表面よ り内側に差込み挿置してから、 そのブラシホルダーの片軸部を中 心にホルダー全体をステータ支持板の外表面に位置する他軸部で回転さ せてブラシをマグネッ ト ヨークの内側に突出位置する整流子と圧接する ことによ り構成されている。

本発明のブラシ付き小型扁平モータにおいては、 ブラシホルダーの片 軸部を挿通する板面位置よ り外周方向に延びる直線溝をステ一タ支持板 の外表面に設け、 ステータ支持板の外表面よ り内側に差込み挿置したブ ラシホルダ一の片軸部を中心に、 ホルダ一全体をステ一タ支持板の外表 面に位置する他軸部で回転させてブラシをマグネッ トヨークの内側に突 出位置する整流子と圧接すると共に、 該ブラシホルダーの他軸部を直線 溝でステータ支持板の外表面に位置決め固定することによ り構成されて いる。 本発明のブラシ付き小型扁平モータにおいては、 偏心分銅をコィルョ —クの外周面に取付け固定することによ り振動式と して構成されている 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係るイ ンナーロータ型の小型扁平モータを示す側断面 図である。

図 2は、 同モータを構成するのに組み付けられる一例のコイルを示す斜 視図である。

図 3は、 図 2のコイルによ り組み立てられた小型扁平モータを示す平面 図である。

図 4は、 本発明に係る小型扁平モータを構成するのに組み付けられる別 のコィルを示す斜視図である。

図 5は、 図 4のコイルによ り組み立てられた小型扁平モータを示す平面 図である。

図 6は、 本発明に係るアウターロータ型の小型扁平モータを示す側面図 である。

図 7は、本発明に係る別の構成の小型扁平モータを示す側断面図である。 図 8は、本発明に係るブラシ付き小型扁平モータを示す側断面図である。 図 9は、同モータに組み付けられるステ一タ支持板を示す斜視図である。 図 1 0は、 同モータをロータ支持板の取外し状態で示す平面図である。 図 1 1 は、 同モータを示す平面図である。

図 1 2は、 モータを示す底面図である。

図 1 3は、 図 2のコイルを組み付けたモータを口ータ支持板の取外し状 態で示す平面図である。

図 1 4は、 図 4のコイルを組み付けたモータをロータ支持板の取外し状 態で示す平面図である。

図 1 5は、 本発明に係る別の構成の振動式ブラシ付き小型扁平モータを 示す側断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 添付図面を参照して説明すると、 図 1 , 3 , 5， 6 , 7の小型 モータはブラシレスモータ と して構成されている。 そのブラシレスモー タにおいては、 図 1で示すよ うにシャフ ト 1 を中心とする リ ング体でな るマグネッ ト 2を備えるイ ンナーロータ型のものと、 図 6で示すよ うに シャフ ト 1 を中心とする リ ング体でなる積層コイルヨーク 3 a を備える アウターロータ型のものとがある。

イ ンナ一ロータ型は、 図 1で示すよ うに主たる構成部材と して半径方 向に着磁されたリ ング状のマグネッ ト 2 と， マグネッ ト 2の内径に嵌着 固定するマグネッ ト ヨーク 3 a と、マグネッ ト ヨーク 3 aの中心に嵌揷固 定するシャフ ト 1 を備えることによ り ロータ側が組み立てられている。 そのロータ側は、 表蓋を兼ねた張出しフランジ部 4を有する円筒状の ベアリ ングハウス 5を備え、 一対のベアリ ング 6 a , 6 bをベアリ ング ハウス 5の径内に嵌込み固定すると共に、 シャフ ト 1 を各ベアリ ング 6 a , 6 bで軸受けすることによ り回転可能に組み立てられている。なお、 一対のベアリ ング 6 a， 6 bはスぺーサリ ング 8で間隔保持され、 シャ フ ト 1 はカラー 7でべァリ ング 6 a に軸止め固定されている。

そのロータ側に対し、 主たる構成部材と してマグネッ ト 2 と磁気ギヤ ップ Gを隔てて相対する複数のコイル 9， 9 · · ·と、 コイル 9， 9…の外 周に嵌合せ固定される積層リ ングのコイルヨーク 3 b と、 ホール素子等 を有する駆動回路 1 0 とを備えることによ りステ一タ側が組み立てられ ている。 このステータ側で、 各コイル 9 , 9…は片面が張出しフランジ 部 4の内面に固着されている。 コィノレヨーク 3 bは外装ハウジング 1 1 の内側に収容保持され、 駆動回路 1 0は裏蓋 1 2の内側に搭載されてい る。

そのコイル 9， 9…と しては、 図 1並びに図 2で示すよ うにリ ング状 のマグネッ ト 2 (図 1参照） の周側面 2 a と対面する巻線部分 9 a , 9 b と輪環面 2 b， 2 c の両面と対面する卷線部分 9 c， 9 d とを備え、 そ の卷線部分 9 a〜 9 dの卷き始め 9 eから巻き終わり 9 f までが連続す る中空な卷回体と して形成したものが組み付けられる。

そのコイル 9はコイルフェース面が略四辺形を呈するよ う導電線を順 次巻線したもので、マグネッ ト 2 の周側面 2 a と対面する巻線部分 9 a， 9 bを周側面 2 a の曲率と順次に合せると共に、 輪環面 2 b， 2 cの両 面と対面する巻線部分 9 c , 9 dをマグネッ ト 2の直径方向中心線と順 次平行に並べて複数巻回することによ り略半月状に構成されている。 そのコイル 9 , 9…を用いては、 図 3で示すよ うにマグネッ ト 2の周 側部に等間隔で複数個組み付けることによ りブラシレスモータのステー タ側が構成される。このコイル 9は略半月状に形成するものであるため、 マグネッ ト 2を外周部よ り 内包すると共に、 マグネッ ト 2に対する相対 有効面積を大きく確保するには 1 2 0 ° 間隔で三個組み付けるのが好ま しい。

そのコィノレ 9 , 9…では、 トルク発生の有効部分がマグネッ ト 2の周 側面 2 a と対面する巻線部分 9 a , 9 bに近く、 トルク作用をロータ側 の回転に対して接線方向に発生することにより トルク効率の良好なもの と して組み付けられる。 このため、 そのコイル 9 , 9…を備えること力 ら高効率な小型モータを構成することができる。

そのインナーロータ型モータでは、 比較的重量のあるマグネッ ト ヨ一 ク 3 aがマグネッ ト 2の径内に組み付けられて径の小さいもので組み立 てられているため、 ロータ側の慣性を小さ くできることにより応答ス ピ ー ドの速いモータと して構成できる。 また、 ベアリ ング 6 a， 6 bを含 むベアリ ングハウス 5がマグネッ ト 2の径内に位置するため、 モータ全 体の厚さを薄く構成することができる。

その半月状のコイル 9， 9…の他に、 図 4で示すよ うにマグネッ ト 2 の周側面 2 a と対面する巻線部分 9 0 a， 9 0 bをマグネッ ト 2の周側 面曲率と合せると共に、 輪環面 2 b , 2 c の両面と対面する巻線部分 9 0 c， 9 0 dを順次同心円上に湾曲させて複数巻回することによ り形成 した略アーチ型のコイル 9 0を用いることができる。このコイル 9 0 も、 卷線部分 9 0 a〜9 0 dの巻き始め 9 0 eカゝら巻き終わり 9 0 f までが 連続する中空な巻回体と して形成されている。

そのコィノレ 9 0でもマグネッ ト 2を外周部よ り 内包すると共に、 トル ク発生の有効部分がマグネッ ト 2の周側面 2 a と対面する卷線部分 9 0 a , 9 0 bに近く、 図 2で示す半月状のものと同様に、 トルク作用を口 ータ側の回転に対して接線方向に発生することによ り トルク効率の良好 なものと して組み付けられる。

特に、 コイル 9 0は輪環面と対面する卷線部分 9 0 c , 9 0 dが軸の 放射方向の成分を多く持っているため、 マグネッ ト 2 より広がる磁力線 を拾い集めることによ り、 トルク効率が一層良好なものになる。 これに よ り、 省エネルギータイプの動力と して有効に活用することができる。 そのコイル 9 0では、 卷線部分 9 0 a , 9 0 b よ り リ タ一ンする卷線 部分 9 0 c， 9 0 dが同心円上に湾曲させて巻回形成されているから、 巻線を重ねなくても十分に形状保持できる。 そのため、 このコイル 9 0 は一層巻線することによ りスラス ト方向の厚さを薄いものに形成するこ とができる。

そのコイル 9 0 , 9 0…は、 図 5で示すよ うに 4セグメ ン ト以上のコ ィルを要するモータを構成するのに好適であり、 マグネッ ト 2に対する 相対有効面積を大きく確保できて高効率な小型モータを構成できると共 に、 スラス ト方向の厚さの薄いモータを構成することができる。

これらのコイル 9 ( 9 0 )によ りアウターロータ型モータを構成するに は、 図 6で示すよ うにコィノレ 9 ( 9 0 ) は積層リ ングのコイルヨーク 3 a に外周部より嵌合せ固定し、 駆動回路 1 0を裏蓋 1 2に備え、 円筒状 のべァリ ングハウス 5 をコイルヨーク 3 aの内径に嵌着固定すると共に ベアリ ングハウス 5を裏蓋 1 2の内面にあてがい固定し、 シャフ ト 1 を ベアリ ングハウス 5の径内に嵌込み固定する一対のベアリ ング 6 a， 6 bで軸受けすることによ りステ一タ側を組み立てればよい。

そのステータ側に対し、 ロータ側はカップ状のマグネッ トヨ一ク 3 b を備え、 そのマグネッ トヨーク 3 bの内側にはリ ング状のマグネッ ト 2 を径内に固定装着し、 シャフ ト 1 を磁気ヨーク 3 bの軸受けに挿通固定 すると共に、 マグネッ ト 2 と磁気ギャップ Gを隔ててコイル 9 ( 9 0 ) を含むステータ側をマグネッ トヨーク 3 bのハウジング内に収容するこ とによ り組み立てられる。

上述した構成のモータの他に、 図 7で示すよ うにシャフ ト 1 を支持す る一対のベアリ ング 6 a， 6 bを表蓋 4， 裏蓋 1 2の板面中央に組付け 装着し、 ベアリ ングハウスを省く ことによ りインナ一ロータ型のモータ を組み立てることができる。 同図中、 その他の構成部材は図 1で示す共 通の構成部材と同じ符号によ り示す。

次に図 8乃至図 1 5のブラシ付き小型扁平モータは、 その一例と して アウターロータ型の振動式モータと して構成されている。 その小型扁平 モータにおいては、 図 8で示すよ うに磁場がラジアル方向に配向された リ ング状のマグネッ ト 2 1 と、 このマグネッ ト 2 1 の径内に嵌込み固定 されるマグネッ ト ヨーク 2 2 と、 そのマグネッ トヨーク 2 2を一体に保 持するステータ支持板 2 3 と、 ステータ支持板 2 3の板面中央に植立固 定されるシャフ ト 2 4 とを備えてステータが組み立てられている。

ステータ支持板 2 3は樹脂成形部材からなり、 図 9で示すよ うにシャ フ ト 2 4を立付け保持する軸受け部 3 0 と、 軸受け部 3 0 よ り立ち上げ て二つ割り形成したョ一ク保持部 3 1， 3 2 とを備えて形成されている。 そのステータ支持板 2 3は外装ハウジングの一部を構成する底ハウジン グを兼ねるものであり、 ヨーク保持部 3 1， 3 2 とをマグネッ ト ヨーク 2 2の内側に嵌込むことによ りマグネッ ト ヨーク 2 2 と一体に組み付け られている。 このステ一タ支持板 2 3においては、 シャフ ト 2 4の軸受 け部 3 0が後述するブラシ台を兼ねるよ う形成されている。

そのステ一タに対し、 ロータ側は隙間 Gをマグネッ ト 2 1 との間に隔 てて外側に対向配置されるコイル 9 と、 コイル 9を内周面で固着保持す る リ ング状のコィノレヨーク 2 6 と、 コィノレヨーク 2 6を含むコィノレ 9を 保持するロータ支持板 2 7 とを備えて組み立てられている。 この口一タ の構成中、 コイル 9 と しては後述するよ うにマグネッ ト 2 1 の外周で等 間隔毎に複数個組み付けられ、 また、 コイルヨーク 2 6 と しては積層リ ングが用いられている。

そのロータ側は、 ステータ支持板 2 3の板面中央に植立固定されたシ ャフ ト 2 4を口ータ支持板 2 7 の板面中央よ りマグネッ ト ヨーク 2 2の 内側に位置するロータ軸受け 7 0に挿通することにより シャフ ト 2 4で 回転自在に軸承支持されている。 このロータ支持板 2 7は、 ステータ支 持板 2 3 と同様に、 外装ハウジングの一部を構成する蓋ハウジングと し て備え付けられ、 また、 シャフ ト 2 4の突端側に嵌込み固定される止め 輪 2 8によ り抜け外れないよ う取り付けられている。

そのロータ， ステータの間には、 図 8で示すよ う に整流子 2 9並びに 一対のブラシ 4 0 , 4 1 を備えて整流機構が組み付けられている。 この 整流機構は円筒状の整流子 2 9をロータ軸受け 7 0の外周回り に備え、 また、 ブラシホルダー 4 2， 4 3をステータ支持板 2 3の板面よ りマグ ネッ トヨーク 2 2の内側で整流子 2 9の近傍に挿置固定すると共に、 そ のブラシホルダー 4 2 , 4 3の軸先端よ り直角方向に伸びるブラシ 4 0， 4 1 を整流子 2 9 と摺接可能に当接することによ り組み立てられている 上述した各部構成から、 モータ全体を組み立てるにはマグネッ ト 2 1 とマグネッ ト ヨーク 2 2 とを一体に組み立ててロータ側に予め組み付け ヨーク保持部 3 1， 3 2をマグネッ ト ヨーク 2 2の内側に嵌込むと共に、 シャフ ト 2 4をロータ軸受け 7 0に挿通固定することによ りブラシホル ダー 4 2， 4 3を予め組み付けたステータ側をロータ側に組み合わせれ ばよい。 また、 コイル 9 の端末 5 1 (図 8参照）は図 1 1で示すよ うに開 孔部 7 1 a〜 7 1 c をロータ支持板 2 7 の板面に設けることによ り整流 子 2 9 と接続する。

このよ うに構成するブラシ付き小型扁平モータでは、 整流子 2 9を口 —タ支持板 2 7の板面よ りマグネッ ト ヨ一ク 2 2の内側に位置すると共 に、 ブラシホルダ一 4 2， 4 3 をステータ支持板 2 3の板面よ りマグネ ッ ト ヨーク 2 2の内側で整流子 2 9の近傍に揷置固定し、 一対のブラシ 4 0， 4 1 を整流子 2 9の近傍に位置するブラシホルダー 4 2， 4 3の 軸先端に備えることによ り、 整流機構がマグネッ ト ヨーク 2 2の内側に 組付け装備されている。 このため、 整流機構を装備するのに大きな空間 乃至はスペースが必要と されず、 また、 モータ全体と して厚みが厚く な るのを抑えられて薄型なものに構成できる。

そのモータ全体を更に薄型なものに構成するには、 ロータ軸受け 7 0 と相対する軸受け部 3 0の突端面をマグネッ ト ヨーク 2 2 の内側に嵌込 み固定するヨーク保持部 3 1， 3 2の立上り基部よ り も低位に形成する とよい。 また、 止め輪 2 8をシャフ ト 2 4の軸突端に外側で嵌込み固定 することによ り ロータ支持板 2 7を抜止め支持するには止め輪 2 8を収 容する凹部 7 2をロータ支持板 2 7の外面側に設けるとよい。

ブラシホルダー 4 2， 4 3 と してはパイプ部材を L字状に軸線曲げし たものを備え、 ブラシ 4 0， 4 1 を保持する片軸部 4 2 a , 4 3 a をス テータ支持板 2 3の軸受け部 3 0からヨーク保持部 3 1 , 3 2の隙間面 3 3 , 3 4に設けた揷通孔 3 5 , 3 6に差込み挿置させてヨーク保持部 3 1， 3 2の隙間内に位置するとよい。

そのブラシホルダー 4 2， 4 3は、 ブラシ 4 0， 4 1 をマグネッ トョ ーク 2 2の内側で整流子 2 9 と離間する位置に保って片軸部 4 2 a ， 4 3 a をステ一タ支持板 2 3 の外表面より内側に差込み挿置してから、 図 1 2で示すよ うに片軸部 4 2 a， 4 3 a を差込み揷置した挿通孔 3 5 , 3 6 を中心に、 全体をステータ支持板 2 3の外表面に位置する他軸部 4 2 b , 4 3 bで矢印方向に回転させてブラシ 4 0， 4 1 をマグネッ ト ョ ーク 2 2 の内側に突出位置する整流子 2 9に圧接するとよい。 これによ り、 ブラシ 4 0 , 4 1 は整流子 2 9 とよ り確実に圧接できる。

それと共に、 揷通孔 3 5， 3 6 よ り外周方向に伸びる直線溝 3 7， 3 8 をステータ支持板 2 3 の外表面に設け、 ブラシ 4 0， 4 1 と平行位置 から鋭角をなす方向に回転させた他軸部 4 2 b， 4 3 b を直線溝 3 7 , 3 8に嵌込んでステ一タ支持板 2 3 の外表面に接着剤 4 4 a , 4 4 b等 で止着固定するとよい。 これによ り、 ブラシホルダー 4 2， 4 3はステ —タ支持板 2 3 の外表面に確実に止着固定できる。

その直線溝 3 7 , 3 8 は片方を組立時の仮止め溝 3 7 a , 3 8 a と し、 他方を組立後の固定溝 3 7 b , 3 8 b と して用いられるよ う揷通孔 3 5， 3 6を起点とする V字状に形成されている。

コイル 9 , 9…と しては、 図 2並びに図 1 3で示すよ うにマグネッ ト 2 1の周側面と対面する巻線部分 9 a， 9 b と輪環面の両面と対面する 卷線部分 9 c， 9 d とを備え、 その卷線部分 9 a〜 9 dの卷き始め 9 e から卷き終わり 9 f までが連続する中空な巻回体と して形成したものを 組み付るとよい。

そのコイル 9はコイルフェース面が略四辺形を呈するよ う導電線を順 次卷線したもので、 マグネッ ト 2 1 の周側面と対面する卷線部分 9 a， 9 bを周側面の曲率と順次に合せると共に、 輪環面の両面と対面する巻 線部分 9 c , 9 dをマグネッ ト 2 1の直径方向中心線と順次平行に並べ て複数巻回することによ り略半月状に構成されている。 このコイル 9は 略半月状に形成するものであるため、 マグネッ ト 2 1 を外周部より内包 すると共に、 マグネッ ト 2 1 に対する相対有効面積を大きく確保するに は 1 2 0 ° 間隔で三個組み付けるのが好ましい。

そのコィノレ 9 , 9…では、 トルク発生の有効部分がマグネッ ト 2 1 の 周側面と対面する卷線部分に近く、 トルク作用をロータ側の回転に対し て接線方向に発生することによ り トルク効率の良好なものと して組み付 けられるため、 高効率な小型扁平モータを構成することができる。

その半月状のコイル 9 , 9…の他に、 図 4並びに図 1 4で示すよ うに マグネッ ト 2 1 の周側面と対面する卷線部分 9 0 a , 9 0 bをマグネッ ト 2 1の側面曲率と合せると共に、 輪環面の両面と対面する卷線部分 9 0 c， 9 0 dを順次同心円上に湾曲させて複数巻回することによ り形成 した略アーチ型のコィノレ 9 0を用いることができる。このコィノレ 9 0 も、 卷線部分 9 0 a〜 9 0 dの卷き始め 9 0 eから巻き終わり 9 0 ί までが 連続する中空な巻回体と して形成されている。

そのコイル 9 0でもマグネッ ト 2 1 を外周部よ り内包すると共に、 ト ルク発生の有効部分がマグネッ ト 2 1の周側面と対面する卷線部分 9 0 a , 9 O bに近く 、 図 2で示す半月状のものと同様に、 トルク作用を口 ータ側の回転に対して接線方向に発生することによ り トルク効率の良好 なものと して組み付けられる。 特に、 コイル 9 0はマグネッ ト 2 1の輪 環面と対面する卷線部分 9 0 c， 9 0 dが軸の放射線方向の成分を多く 持っているため、 マグネッ ト 2 1 よ り広がる磁力線も拾い集めることに よ り トルク効率の一層良好なものにできる。

そのコイル 9 0では、 卷線部分 9 0 a , 9 0 b よ り リ ターンする巻線 部分 9 0 c , 9 0 dが同心円上に湾曲させて卷回形成されているから卷 線を重ねなく ても十分に形状保持できる。 このため、 そのコイル 9 0は 一層卷線することによ りスラス ト方向の厚さを薄いものに形成すること ができる。 また、 このコィノレ 9 0 , 9 0…は 4セグメ ン ト以上のコィノレ を要するモータを構成するのに好適であり、 マグネッ ト 2 1 に対する相 対有効面積を大きく確保できて高効率な小型モータを構成できると共に スラス ト方向の厚さの薄いモータを構成することができる。

この小型扁平モータにおいては、 半円形状の偏心分銅 1 5をコイルョ ーク 2 6 の外周面に取付け固定することによ り振動式モータと して構成 することができる。 その偏心分銅 1 5はロータ側の外周に位置すること から、 モータ全体の外径を小さ く構成しても、 偏重心の量を大きくでき て振動量も増大できる。

さ らに図 1 5に示すものは、 リ ング状のマグネッ ト 2 1 と、 マグネッ トの径内に嵌込み固定されるマグネッ ト ヨーク 2 2 と、 マグネッ トヨ一 クをその中央で保持する固定シャフ ト 2 4からなり、 底ハウジング 2 3 の板面中央に植立固定されるシャフ ト 2 4 とを備えてステータを組み立 て、

前記ステータ全体を内包するよ うに、 マグネッ ト 2 1 との間に隙間を 隔てて外側に対向配置されるコイル 9 と、 コイル 9を内周面で一体に保 持する リ ング状のコイルヨーク 2 6 と、 コィノレヨークを含むコイルを保 持するロータ支持板 2 7 とを備え、 ロータ支持板の中心をロータ軸受部 7 0 とすることによ り、 シャフ ト 2 4で回転自在に軸承支持するロータ と し、 更に、 整流子 2 9をロータ支持板 2 7から底ハウジング 2 3側に突出 させて備え、 且つ、 板状のブラシホルダー 4 2を底ハウジング 2 3の板 面よ り前記整流子 2 9の近傍に挿置固定し、 そのブラシホルダー 4 2に ブラシの一端を固定し、 そのブラシ 4 0 , 4 1 を弹性的に折り 曲げるこ とによ り、 他端を整流子 2 9 と摺接可能に当接させて整流機構を組み立 て、 偏心分銅 1 5をコイルヨーク 2 6の外周面に取付けた振動式のブラ シ付き小型扁平モータである。 産業上の利用可能性

以上の如く 、 本発明に係る小型モータ用コイルに依れば、 イ ンナ一口 ータのシャフ トを中心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウター ロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなる積層ヨークのいずれかの リ ング体に相対させて組み付けられるもので、 リ ング体の周側面と対面 する巻線部分と輪環面の両面と対面する卷線部分とを備え、 その巻線部 分の卷き始めから巻き終わりまでが連続する中空な巻回体と して形成す ることによ り、 トルク発生の有効部分がマグネッ トの周側面と対面する 巻線部分に近く、 トルク作用をロータ側の回転に対して接線方向に発生 することによ り トルク効率の良好なものと して用いることができる。 本発明に係る小型偏平モータによれば、 イ ンナーロータのシャフ トを 中心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウターロータのシャフ ト を中心とする リ ング体でなる積層ヨークのいずれかのリ ング体に相対さ せてコィルを組み付けるもので、 リ ング体の周側面と対面する卷線部分 と輪環面の両面と対面する卷線部分とを備え、 その巻線部分の巻き始め から巻き終わりまで連続する中空な巻回体のコイルをリ ング体の周側部 に複数組み付け、 トルク発生の有効部分がマグネッ トの周側面と対面す る巻線部分に近く、 トルク作用をロータ側の回転に対して接線方向に発 生する コイルを備えることによ り トルク効率の良好で高効率な小型モー タを構成できる。 特に、 輪環面と対面する卷線部分は放射線方向の成分 が多いため、 マグネッ トよ り広がる磁力線を拾い集めて有効な トルクを 発生することにより一層高効率な小型モータとを構成することができる: また本発明のブラシ付き小型扁平モータによれば、 整流子をロータ支 持板よ りマグネッ トヨークの内側に突出させて備え、 且つ、 ブラシホル ダ一をステータ支持板の板面よ りマグネッ ト ヨークの内側で整流子の近 傍に揷置固定し、 そのブラシホルダ一の軸先端より直角方向に伸びるブ ラシを整流子と摺接可能に当接させて整流機構を組み立てることによ り 整流機構を装備するのに大きな空間乃至はスペースが必要とされないた め、 モータ全体と して厚みが厚く なるのを抑えられて薄型なものに構成 することができる。

本発明のブラシ付き小型扁平モータによれば、 円筒状の整流子をロー タ支持板よ りマグネッ ト ヨークの内側に突出するロータ軸受けに備え付 けることによ り、 ブラシホルダーの軸先端よ り直角方向に伸びるブラシ を整流子と摺接可能に確実に当接させて組み付けることができる。

本発明のブラシ付き小型扁平モータによれば、 L字状に軸線曲げされ たブラシホルダ一を備え、 ブラシをマグネッ トヨークの内側で整流子と 離間する位置に保ってブラシホルダーの片軸部をステータ支持板の外表 面よ り 内側に差込み揷置してから、 そのブラシホルダーの片軸部を中心 にホルダー全体をステータ支持板の外表面に位置する他軸部で回転させ てブラシをマグネッ ト ヨークの内側に突出位置する整流子と圧接するこ とによ り、 ブラシを整流子とよ り確実に圧接させて組み立てることがで きる。

本発明のブラシ付き小型扁平モータによれば、 ブラシホルダ一の片軸 部を挿通する板面位置よ り外周方向に延びる直線溝をステータ支持板の 外表面に設け、 ステ一タ支持板の外表面よ り内側に差込み揷置したブラ シホルダーの片軸部を中心に、 ホルダー全体をステータ支持板の外表面 に位置する他軸部で回転させてブラシをマグネッ ト ヨークの内側に突出 位置する整流子と圧接すると共に、 該ブラシホルダーの他軸部を直線溝 でステータ支持板の外表面に位置決め固定することによ り、 ブラシホル ダーをステータ支持板の外表面に確実に止着固定させて組み立てること ができる。

本発明のブラシ付き小型扁平モータによれば、 偏心分銅をコイルョ一 クの外周面に取付け固定することによ り、 偏心分銅が口一タ側の外周に 位置することから、 モータ全体の外径を小さ く構成しても、 偏重心の量 を大きくできて振動量も增大可能に組み立てることができる。

以上、 本明細書中で使用した用語及び表現は単に説明のためにのみ用 いたのに過ぎないものであり、 本発明の内容を何ら限定するものではな い。 仮に、 限定的な用語及び表現を用いたからといって、 そのことによ り、 上述した本発明の形態と均等なものやその一部を排除する意図はな い。 このため、 権利が請求されている本発明の範囲内で種々の変更を加 えることが可能であることは明らかである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . インナーロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウターロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなる積層ョ ークのいずれかのリ ング体に相対させて組み付けられる小型モータ用コ ィルであって、 該リ ング体の周側面と対面する巻線部分と輪環面の両面 と対面する卷線部分とを備え、 その巻線部分の卷き始めから卷き終わり までが連続する中空な卷回体と して形成したことを特徴とする小型モー タ用コイル。

2 . リ ング体の周側面と対面する卷線部分をリ ング体の周側面曲率と 合せると共に、 輪環面の両面と対面する卷線部分をリ ング体の直径方向 中心線と平行に並べて複数巻回してなることを特徴とする請求の範囲 1 に記載の小型モータ用コイル。

3 . リ ング体の周側面と対面する卷線部分をリ ング体の周側面曲率と 合せると共に、 輪環面の両面と対面する卷線部分を同心円上に湾曲させ て複数卷回してなることを特徴とする請求の範囲 1 に記載の小型モータ 用コイル。

4 . インナーロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなるマグネッ トまたはアウターロータのシャフ トを中心とする リ ング体でなる積層ョ —クのいずれかのリ ング体に相対させてコイルを組み付ける小型扁平モ ータにおいて、 該リ ング体の周側面と対面する卷線部分と輪環面の両面 と対面する卷線部分とを備え、 その卷線部分の卷き始めから巻き終わり までが連続する中空な巻回体のコイルをリ ング体の周側部に複数組み付 けてなることを特徴とする小型扁平モータ。

5 . リ ング体の周側面と対面する巻線部分をリ ング体の周側面曲率と 合せると共に、 輪環面の両面と対面する卷線部分をリ ング体の直径方向 中心線と平行に並べて複数卷回した中空な卷回体のコイルをリ ング体の 周側部に複数組み付けてなることを特徴とする請求の範囲 4に記載の小 型扁平モータ。

6 . リ ング体の周側面と対面する巻線部分をリ ング体の周側面曲率と 合せると共に、 輪環面の両面と対面する卷線部分を同心円上に湾曲させ て複数卷回した中空な巻回体のコイルをリ ング体の周側部に複数組み付 けてなることを特徴とする請求の範囲 4に記載の小型扁平モータ。

7 . リ ング状のマグネッ ト と、 マグネッ トの径内に嵌込み固定される マグネッ ト ヨーク と、 マグネッ ト ヨークを保持するステータ支持板と、 ステ一タ支持板の板面中央に植立固定されるシャフ トとを備えてステー タを組み立て、

マグネッ ト との間に隙間を隔てて外側に対向配置されるコイルと、 コ ィルを内周面で一体に保持する リ ング状のコイルヨーク と、 コイルョー クを含むコイルを保持するロータ支持板とを備え、 ステータ支持板の板 面中央に植立固定したシャフ トをロータ支持板の板面中央に挿通させて 該シャフ トで回転自在に軸承支持するロータを組み立て、

更に、 整流子をロータ支持板よ りマグネッ トヨークの内側に突出させ て備え、 且つ、 軸線状のブラシホルダ一をステ一タ支持板の板面よ りマ グネッ ト ヨークの内側で整流子の近傍に挿置固定し、 そのブラシホルダ —の軸先端よ り直角方向に伸びるブラシを整流子と摺接可能に当接させ て整流機構を組み立てたことを特徴とするアウターロータ型のブラシ付 き小型扁平モータ。

8 . 円筒状の整流子をロータ支持板よ りマグネッ トヨークの内側に突 出する口一タ軸受けに備え付けたことを特徴とする請求の範囲 7に記載 のブラシ付き小型扁平モータ。

9 . L字状に軸線曲げされたブラシホルダーを備え、 ブラシをマグネ ッ ト ヨークの内側で整流子と離間する位置に保ってブラシホルダーの片 軸部をステータ支持板の外表面よ り内側に差込み挿置してから、 そのブ ラシホルダーの片軸部を中心にホルダー全体をステータ支持板の外表面 に位置する他軸部で回転させてブラシをマグネッ ト ヨークの内側に突出 位置する整流子と圧接したことを特徴とする請求の範囲 7または 8に記 載のブラシ付き小型扁平モータ。

1 0 . ブラシホルダーの片軸部を揷通する板面位置よ り外周方向に延 びる直線溝をステ一タ支持板の外表面に設け、 ステータ支持板の外表面 よ り内側に差込み挿置したブラシホルダーの片軸部を中心に、 ホルダ一 全体をステータ支持板の外表面に位置する他軸部で回転させてブラシを マグネッ トヨークの内側に突出位置する整流子と圧接すると共に、 該ブ ラシホルダ一の他軸部を直線溝でステータ支持板の外表面に位置決め固 定したことを特徴とする請求の範囲 9に記載のブラシ付き小型扁平モー タ。

1 1 . リ ング状のマグネッ ト と、 マグネッ トの径内に嵌込み固定され るマグネッ ト ヨーク と、 マグネッ トヨークをその中央で保持する固定シ ャフ トからなり、 底ハウジングの板面中央に植立固定される前記シャフ ト とを備えてステータを組み立て、

前記ステータ全体を内包するよ うに、 マグネッ トとの間に隙間を隔て て外側に対向配置されるコイルと、 コイルを内周面で一体に保持する リ ング状のコイルヨーク と、 コイルヨークを含むコイルを保持するロータ 支持板とを備え、 ステ一タ支持板の中心にロータ軸受部を形成すること によ り、 前記シャフ トで回転自在に軸承支持されるロータ と し、

更に、 整流子をロータ支持板から底ハゥジング側に突出させて備え、 且つ、 板状のブラシホルダ一を底ハウジングの板面よ り前記整流子の近 傍に揷置固定し、 そのブラシホルダ一にブラシの一端を固定し、 そのブ ラシを弾性的に折り 曲げることによ り、 他端を整流子と摺接可能に当接 させて整流機構を組み立てたことを特徴とするアウターロータ型のブラ シ付き小型扁平モータ。

1 2 . 偏心分銅をコイルヨークの外周面に取付け固定したことを特徴 とする請求の範囲 7〜 1 1 のいずれかに記載の振動式のブラシ付き小型 扁平モータ。