(57)【要約】    【課題】３相のコイルを１つの平面上に分布配置する構造のモータにおいて、コア相間部だけを低透磁率材料にして磁束漏れを少なくする方法がある。しかし、この方法は製造コストが高価になってしまうという課題がある。    【課題を解決するための手段】  回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子によりモータを構成し、前記固定子コアの前記柱状コア部と前記爪形ティース部をつなぐティース保持部を、円周方向に対して一方向に傾斜させることにより、機械的な強度を確保しながら、安価で、高トルクの偏平なモータを実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子とから構成されるモータにおいて、
前記固定子コアは、前記柱状コア部と前記爪形ティースをつなぐコアブリッジ部が円周方向に対して傾斜していることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１記載のモータにおいて、前記コアブリッジ部は前記柱状コアから前記爪形ティース部に向かう方向に傾斜していることを特徴とするモータ。
【請求項３】
回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子とから構成されるモータにおいて、
前記固定子は、前記柱状コアの一部が欠けた形状であることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３記載のモータにおいて、前記欠けた形状の箇所は相間の影響を小さくする位置に配置したことを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３記載のモータにおいて、前記固定子コアの柱状コア部が先端部より根本部で太くなっていることを特徴とするモータ。
【請求項６】
回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子とから構成されるモータにおいて、
前記固定子は、前記対向した柱状コアが互いにずれた位置にあることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種機器を駆動するモータに関し、特に、薄形形状の機器を駆動するモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは各種の分野に使用されている。モータの形態の１つとして、爪形磁極を有するモータがある。例えば、特許文献１、特許文献２にその構成が開示されている。特許文献１の図２A、B、Cには、３相のコイルを回転軸に直交する１つの平面上で、かつ、同一円周面に分布配置する構造でモータを構成していることが示されている。このような構造を採用することにより、非常に薄い偏平モータを実現することができるので、狭い隙間に配置する必要がある製品に適したモータである。
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５１３５９９号公報
【特許文献２】特開平７−６７３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの公知例で示されるモータ構造の場合、隣り合うコイルの電流は互いに異なる相の電流である。そのため、１つのコイルの電流により発生する磁束は、主に爪形磁極を含む対応する１相の磁路を通るが、他の相の磁路を通る可能性があり、効率の低下、高調波成分の増加など、問題がある。
【０００５】
この課題に対して解決する方法として、従来例の特許文献１に示される図２の構成では、スロット３０を低透磁率材料にすることで、磁束漏れが他の相に影響を与えないようにする方法が提示されている。しかしながら、固定子のコアが少なくとも２つの異なる材料から構成しなければならず、製造コストが高価になってしまうという課題がある。また、相間の固定子コア部の断面積を小さくする方法も考えられるが、この方法を採用する場合、機械的な強度が低下してしまうという問題もある。
【０００６】
一方、特許文献２は、あまり高トルクを必要としないステッピングモータを対象として考案された発明で、相と相の間の影響を少なくするため、相間の間隔（距離）を大きくしている。しかしながら、高トルクを必要とするために、相間の間隔を小さくすると、１つの相の磁束が他の相の磁路を通って、相間で影響を与えてしまう。
【０００７】
本発明は前記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、安価で、高トルクの偏平なモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するに当って、以下のような対応を図るものである。
【０００９】
回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子によりモータを構成し、前記固定子コアの前記柱状コア部と前記爪形ティース部をつなぐティース保持部を、円周方向に対して一方向に傾斜させることにより、機械的な強度を確保しながら、安価で、高トルクの偏平なモータを実現することができる。
【００１０】
また、回転軸を中心として回転する回転子と、前記回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを挿入する柱状コア部と爪形ティースを有する複数の固定子コアを対向して形成する固定子によりモータを構成し、前記固定子の柱状コアの一部が欠けた形状にすることによっても、上記課題の解決を達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１つの相のコイルに流れる電流により発生する磁束が、固定子コアにおける他の相の磁路を通りにくい形状となっているので、小型で高トルクのモータを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に特徴的な爪形ティースを備えた外転形モータの固定子コア１０の実施例で、その平面図と側面図である。図1の側面図は平面図のＡ−Ｏ−Ａ’面から見たときの断面図を示している。固定子コア１０を構成する主な部位は、爪形ティース１１、柱状コア部１２、コアブリッジ部１３、コア相間部１４である。各柱状コア部１２にコイルを配置し、同一形状の爪形ティース11を２つ対向するようにコイルを挟み込んで組合せることで、固定子を構成する。図２に固定子コア１０の立体図を示す。本実施例において、本願の発明の特徴は柱状コア部１２の形状にある。つまり、柱状コア部１２は、高さが異なる２つの部位12ａ、12ｂから構成されている。
【００１４】
この形状の特性を以下に説明する。図３は２つの固定子コアを対向して組合せたときの柱状コア部の状態を側面から示したものであり、これらの２つの固定子コアを下側固定子コア10−1、上側固定子コア10−2とし、各部位のそれぞれを−1、−2で表わしている。また、コイル１５の配置もあわせて示している。
【００１５】
図３に示す方向にコイル１５に電流を流すと、矢印のように、磁束は下側柱状コア部12ｂ−1、上側柱状コア部12а−2から、下側柱状コア部12а−1、上側柱状コア部12ｂ−2を通り、コアブリッジ部13−2を介して、上側爪形ティース11‐2に達する。さらに、下側爪形ティース11‐1を通して、図示していない外転ロータに磁束が流れ、上部爪形ティース11‐2から下側柱状コア部12ｂ−1、上側柱状コア部12а−2に至る。
【００１６】
磁束がこのような立体的な閉ループを形成するので、ロータに配置された磁石の磁束との間で、吸引力、あるいは、反発力を発生し、ロータを駆動する。磁束はできるだけ短い磁路を通るように閉ループを形成するので、図３に示すように、下側柱状コア部12ｂ−1から上側柱状コア部12ｂ−2の方向に傾斜して磁束が通る。
【００１７】
そのため、柱状コア部12ｂの高さが柱状コア部12ａの高さに比べて低くしても、モータの基本トルク特性には影響を与えない。また、このように、欠けた形状の箇所が相間の影響を小さくする位置に配置されることにより、隣に配置してある他の相の磁路から遠くなるので、相間の磁束の影響は大幅に減少することができる。
【００１８】
従来、コア相間部１４は相間の磁束の影響を少なくするために、磁束を通さないように、コアの幅を狭くする構造が採用されていた。そのため、固定子コアの強度を高めることが難しいことがあった。これに対して、本実施例の構造を採用することにより相間の磁束の影響が少ないので、図１に示すように、コア相間部１４の幅を大きくすることが可能になる。従って、本実施例によれば、爪形ティースを有する薄形モータにおいて、固定子コアの強度を向上できる利点がある。
【００１９】
図４は図１と柱状コア形状が異なる他の実施例である。図４の実施例において、磁束を通す磁路の原理は図１と同じである。図１の場合、高さが異なる柱状コア１２ａ、１２ｂがあるのに対して、図４の柱状コア２２は高さが一定であることである。図４の固定子コアを２つ対向して組合せたときの側面から見た状態を図５に示す。２つの固定子コアである下側固定子コア20‐1と上側固定子コア20‐2を組合せたとき、下側柱状コア部22‐1と上側柱状コア部22‐2を見ると、互いにずれた位置にあり、図５は図3と同じ形状になっている。そのため、磁束の方向も同じであり、図１の実施例と同じ利点を持つ。それに加えて、柱状コア22が均一の高さになっているので、固定子コアを作るための金型が簡単になる。従って、本実施例を用いれば、薄形で高性能なモータをより安価に製造することができる利点がある。
【００２０】
図６は柱状コア部の形状が図１、図4と異なる他の実施例であり、固定子コア30の正面図と側面図である。固定子コア30の柱状コア部32は主柱状コア部32ａと根本部32ｂからなる。図７の固定子コアを２つ対向して組合せたときの側面から見た状態が図８である。２つの固定子コアである下側固定子コア30‐1と上側固定子コア30‐2を組合せたとき、下側主柱状コア部32ａ‐1と上側主柱状コア部32ａ‐2は、互いに側面同士で対面する構造になっている。側面の精度は金型の精度で決まるので、固定子コアを高精度に保持できる特徴を持っている。従って、２つの固定子コアを対面させて固定子を成形する上で、空隙の少ない磁路を、無調整でより簡単に組立てることができるので、高トルクのモータを安定して、生産することができる。
【００２１】
また、下側根本部32ｂ‐1が上側主柱状コア部32ａ‐2の角に当たることにより、上側主柱状コア部32ａ‐2と下側コアブリッジ部33‐1の間には、空隙ができるため、その箇所でわずかな磁束しか漏れることはない。上側根本部32ｂ‐2、下側主柱状コア部32ａ‐1、及び、上側コアブリッジ部33‐2の関係も同様である。つまり、柱状コア部が先端部より根本部で太くなっていることが特徴である。この特徴は、図3、図5で説明した原理と同様であり、コア相間部34が大きくても、相間の磁束の影響は低く抑えることができる。なお、柱状コア部32ｂがない構造でも、空隙を確保する別の方法を併用することにより、同様の特性を得ることができる。
【００２２】
以上のことから、本実施例を用いれば、簡単な組立で、高トルクの薄形モータを安定して生産できる利点がある。
【００２３】
図９は固定子コア４０のコアブリッジ部４３が異なる他の実施例である。コイルの電流により発生する磁束は、前述したとおり、爪形ティース４１からコアブリッジ部４３を介して柱状コア部４２に流れる。ここで、コアブリッジ部４３が円周方向に対して傾斜し、爪形ティース４１と柱状コア部４２の間を最短で結ぶ構造にしている点が特徴である。これにより、１相の磁路長を最短にすることができるので、相対的に、相間の磁束の影響が小さくなる。
【００２４】
そのため、この方法を用いれば、柱状コアに空隙を設けることなく、コア相間部４４の幅を確保できる。従って、本実施例を用いることにより、薄形モータの強度を確保しながら、高トルクを出力することができる。
【００２５】
図１０はさらに相間の影響を少なくする他の実施例であり、固定子コア５０のコアブリッジ部５３の形状が図９と異なる。つまり、コアブリッジ部５３の形状を円周方向に対して平行四辺形状に傾斜させている。この方法を採用することにより、隣り合う相間の磁路を長くすることができるので、相間の漏れ磁束によるモータ特性への影響を低く抑えることができる。そのため、コア相間部５４の幅を大きくすることが可能である。例えば、図１１に示すように、コア相間部５４の凹みをなくす構造を採用しても良い。
【００２６】
従って、本実施例を用いれば、柱状コアに空隙を設けることなく、より薄形モータのコア強度を確保しながら、高トルクを出力することができる利点がある。
【００２７】
以上が、回転軸を中心とする同一平面上に平面配置した複数のコイルを備えた扁平モータにおいて、外転形モータに適用した実施例であるが、内側に内蔵したロータが回転する内転形モータにも適用できる。柱状コアに空隙を設ける方法とコア相間部を円周方向に対して傾斜させる方法について、それぞれの実施例を説明したが、２つの方法を併用することで相間の磁束漏れをより少なくする構造を得ることができ、特性をさらに向上することが可能である。従って、本実施例に述べた方法に限定するものでなく、複数の組合せを併用した場合でも、本発明は広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に特徴的な柱状コア部を有する固定子コア１０の平面図と側面図。
【図２】図１の固定子コア１０の形状を示す立体図。
【図３】図１の固定子コア１０を２つ対向することにより、固定子を形成したときの柱状コア部の組合せ状態を示す側面図。
【図４】本発明に特徴的な図1と柱状コアの形状が異なる他の実施例で、固定子コア２０の形状を示す立体図。
【図５】図4の固定子コア２０を２つ対向することにより、固定子を形成したときの  柱状コア部の組合せ状態を示す側面図。
【図６】本発明に特徴的な図1、図4と柱状コアの形状が異なる実施例で、柱状コア３２に特徴がある固定子コア３０の平面図と側面図。
【図７】図６の固定子コア３０の形状を示す立体図。
【図８】図６の固定子コア３０を２つ対向することにより、固定子を形成したときの  柱状コア部の組合せ状態を示す側面図。
【図９】本発明に特徴的な図1、図4、図6と異なる実施例で、コアブリッジ部の形状に特徴がある固定子コア４０の平面図と側面図。
【図１０】本発明に特徴的な図９と異なる実施例で、コアブリッジ部５３の形状に特徴がある固定子コア５０の平面図と側面図。
【図１１】本発明に特徴的な図１０と異なる実施例で、コア相間部６４の形状に特徴がある固定子コア６０の平面図と側面図。
【符号の説明】
【００２９】
10、20、30、40、50、60：固定子コア
11、21、31、41、51、61：爪形ティース
12、22、32、42、52、62：柱状コア部
13、23、33、43、53、63：コアブリッジ部
44、54、64：コア相間部
【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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【図６】
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【図７】
2008312361.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008312361.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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