(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子合成樹脂で形成されたフレームと、このフレームに回転自由に支持され、膜磁石をそなえたロータと、細い導線からなるコイルを巻回し前記ロータに軸方向空隙を介して対向する磁極と、前記磁極を取り付けたヨークをそなえ、前記ヨークが、磁性層と、磁極取付面とは反対側の面に形成した絶縁層と、この絶縁層の外面にそれぞれの磁極に対応してパターニングされた金属層とを設け、前記ヨークを貫通し内面に絶縁被膜を設けたスルーホールを形成してコイルの引き出し線を挿入し、導電性充填材でコイルの引き出し線を前記金属層に連結する超小形マイクロモータにおいて、前記フレームの開口側端部内面にヨークの外周を嵌合させる嵌合段部をそなえ、この嵌合段部に嵌合したヨークより開口端側のフレーム内面に、ヨークのパターニングされた金属層相互に跨がらない縦方向の溝状段部と、この溝状段部内に形成した固定用金属層を設け、ヨークの金属層と前記固定用金属層とを導電性充填材で連結したことを特徴とする超小形マイクロモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、薄膜磁石を用いた超小形マイクロモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品や精密機械に組み込まれる超小形のマイクロモータは、図５に１例を示すように、直径２．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ程度のケイ素鋼板にスパッタ法で４０μｍの膜磁石を形成し、所定の極数に着磁したロータ５１と、その着磁面に軸方向に対向させてヨーク５２に取り付けた磁極５３をそなえ、この磁極５３に２０〜５０μｍφの細い導線を巻回した磁極コイル５４を設けている。５５は引き出し線で、磁極コイル５４からフレーム５６の外側に引き出され、前記ヨーク５２を取り付けたベース５７の周縁部に給電端子５８を設けて半田付けにより接続しており、この給電端子５８にリード線５９を接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、モータそのものは小形に構成されるが、引き出し線５５を給電端子５８に接続するために、フレーム５６の外径より大きいベース５７が必要になり、取付スペースが大きくなる欠点があり、細い引き出し線５５をフレーム５６の外側に導出しているため、取り扱い中に断線させるおそれがあった。
本発明は、ベース５７を不要にし、引き出し線５５をフレームの外側に導出しないようにしたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、高分子合成樹脂で形成されたカップ状のフレームと、このフレームに回転自由に支持され、膜磁石をそなえたロータと、細い導線からなるコイルを巻回し前記ロータに軸方向空隙を介して対向させた磁極と、磁極を取り付けたヨークを設け、前記ヨークが、ヨーク材料による磁性層と、磁性層の磁極取付面の反対側面に形成した絶縁層と、絶縁層の外側に重ねてパターニングされた金属層とで構成され、内周面に絶縁被膜を設けたスルーホールを磁極位置に応じて複数個そなえ、このスルーホールにコイルの引き出し線を挿入して導電性充填材を充填し、この導電性充填材をスルーホールから前記金属層に連結するようにした超小形マイクロモータにおいて、フレームの開口側端部の内面に嵌合段部を設けてヨークの外周を嵌合させ、このヨークより開口端側のフレーム内面にパターニングされた金属層相互に跨がらない縦方向の溝状段部をそなえ、この溝状段部内面に固定用金属層を設け、ヨークの金属層とフレームの固定用金属層とを導電性充填材で連結している。
【０００５】
ヨークの金属層とフレームの固定用金属層とを連結する導電性充填材は、スルーホールに充填したものを固定用金属層に延長させればよく、これとは別個に設けてもよい。
【０００６】
【作用】
したがって、コイルからの細い引き出し線は、スルーホール内で導電性充填材で保持され、線径の大きいリード線をスルーホール内に引き出し線とは反対方向から挿入し、あるいは、スルーホールに引き出し線だけを挿入し、充填した導電性充填材やパターニングされた金属層にリード線端子を形成させることができるとともに、導電性充填材でヨークを嵌合段部に固定させ、確実に取り付け保持させる。
【０００７】
【実施例】
これを図１および図２に示す実施例について説明する。
１はロータで、厚さ０．５ｍｍ、径２．５ｍｍのケイ素鋼板を用い、一方の面に膜磁石をスパッタ法で形成し、たとえば６極に着磁させている。２は前記ロータ１を取り付けたステンレス製のシャフトで、軸受３を介してフレーム４に支持させている。５はヨークで、厚さ０．５ｍｍ、径３ｍｍのケイ素鋼板で構成しており、ヨーク５の外周とフレーム４の端部を嵌合段部６で嵌合保持させている。７はヨーク５に取り付けた磁極で、４個そなえ２相たとえばＡ相とＢ相になるように２０〜５０μｍφの導線でコイル８を巻装している。
【０００８】
前記ヨーク５は、図３（ａ）に示すように、ヨーク材料による磁性層２１の磁極取付位置相互間に、好ましくはなるべく磁極間隔の大きい外周側に寄せて、プレス加工、ドリル加工あるいは放電加工等により加工された孔２２を設け、図３（ｂ）に示すように、この孔２２内および磁極取付面とは反対側の面に、ポリイミドなどの合成樹脂絶縁材をスピンコートにより成膜した絶縁層２３を形成し、さらに図３（ｃ）のように絶縁層２３に重ねて孔位置に合わせてパターニングされた金や銅などの金属層２４を蒸着形成し、図３（ｄ）で示すように、絶縁層を埋めた孔２２にプレス加工、ドリル加工あるいは放電加工等により孔２２より小径の孔加工を行い、スルーホール２５を形成してある。
【０００９】
９はコイル８からの引き出し線、１０は引き出し線９より大きな線径たとえば０．８ｍｍφの心線をもったリード線で、その心線を引き出し線９の端部とともに両側からヨーク５のスルーホール２５に挿入し、スルーホール２５内に導電性接着剤あるいは半田などの導電性充填材１１を充填し、導電性充填材１１を金属層２４に連結させている。
６１はフレーム４の開口側の端部内面に設けられ、ヨーク５を嵌合させる嵌合段部、６２はフレーム４の開口端部内面の、前記嵌合段部６１に保持されるヨーク５より開口側に、パターニングされた金属層２４の位置に合わせて、隣接する金属層２４相互に跨がらない幅で設けた縦方向の溝状段部、６３は溝状段部６２内に蒸着などにより、嵌合段部６１の内径面より突出しないように設けられた固定用金属層である。
【００１０】
なお、溝状段部６２と固定用金属層６３はパターニングされた全部の金属層に合わせて設ける必要はないが、少なくとも対向する位置に設けておくことが望ましい。
【００１１】
ヨーク５をフレームの嵌合段部６１に挿入嵌合させたのちに、金属層２４と溝状段部の固定金属層６３を、スルーホール２５に充填した充填導電材１１と一体に、またはスルーホール２５に充填した充填導電材とは別個に導電性充填材１１で連結し、ヨーク５のフレーム４からの抜け出しを防止し、ヨークを確実に保持させる。
また、ヨーク５のスルーホール２５に引き出し線９だけを挿入して導電性充填材１１を充填し、あるいは、リード線１０をフレームの内側で金属層２４または金属層２４と固定用金属層６３を連結する導電性充填材１１に接続することもできる。
【００１２】
このように構成されたモータは、図４の動作説明図で示すように、Ａ相コイル７Ａに電気角でπ／２の位相差をもつ２相分の矩形波の負の電流Ｉを通電し、Ｂ相コイル７Ｂにも負の電流Ｉを通電すると、ロータ１の磁石とコイル７Ａ、７Ｂの関係は図４（イ）の状態になる。
つぎにＡ相コイル７Ａに正の電流Ｉを通電し、Ｂ相コイル７Ｂに負の電流Ｉを通電すると、ロータ磁石とコイルとの関係は（ロ）の状態になり、次いで、Ａ相コイルに正の電流Ｉを通電し、Ｂ相コイルにも正の電流Ｉを通電すると、ロータ磁石１とコイル７の関係は（ハ）の状態になる。
さらに、Ａ相コイル７Ａに負の電流Ｉを通電し、Ｂ相コイル７Ｂに正の電流Ｉを通電するとロータとコイルとの関係は（ニ）の状態になり、これを繰り返すことにより、安定点が順次移動して機械角でπ／６度づつ反時計方向に連続回転させることができる。
【００１３】
なお、以上はロータ磁石を６極、回転子が２相の場合について述べたが、他の極数、相数についても同様である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上述のように、フレームを高分子合成樹脂で形成させ、ヨークが、磁性層と、磁極取付面とは反対側の外面に形成した絶縁層と、絶縁層の外側に重ねてパターニングされた金属層とをそなえ、磁極の位置に応じて複数個設けられ内周面を絶縁したスルーホールを設けており、このスルーホールに前記コイルの細い引き出し線を挿入し、導電性充填材を充填して前記金属層に連結した超小形マイクロモータにおいて、フレームの開口側端部内面に、ヨークの外周を嵌合させる嵌合段部を設けるとともに、この嵌合段部よりフレームの開口端側に縦方向の溝状段部を設け、この溝状段部内に固定用金属層を形成し、導電性充填材でヨークの金属層と連結することにより、コイルの引き出し線より線径の大きいリード線を、スルーホールから直接引き出し、あるいは導電性充填材や金属層に接続させることができ、リード線の接続が容易になるとともに、ヨークのフレームからの抜けを防止でき、ヨークを確実に保持させ、ロータと磁極との間隙を規定値に保つことができ、モータの性能を保持し得るなどの効果がある。
また、ヨークの金属層と溝状段部内の固定用金属層とをスルーホールの導電性充填材とは別個に連結させることにより、ヨークをフレームの嵌合段部に嵌合させ引き出し線をスルーホール内の導電性充填材で固定させた後にリード線を取り付けることができ、引き出し線の接続に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図２】図１の下面図である。
【図３】ヨークの製作工程の例を示す説明図である。
【図４】実施例によるモータの動作説明図である。
【図５】従来の例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１  ロータ
４  フレーム
５  ヨーク
６  嵌合段部
７  磁極
８  コイル
９  引き出し線
１０  リード線
１１  導電性充填材
１２  給電端子
２１  磁性層
２３  絶縁層
２４  金属層
２５  スルーホール
６１  嵌合段部
６２  溝状段部
６３  固定用金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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