JP2002142427A - 駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動モータ - Google Patents
駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動モータInfo
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Abstract
にして通常の直流モータと同様な取り扱いができるよう
にした 【解決手段】 ロータケース(5)の内方に複数個の磁
極を有するマグネット(6)を配するとともに、偏心ウ
エイト(5b)を設けてなる偏心ロータ(R)と、この
偏心ロータを支える軸(2)と、この軸を支えるハウジ
ンク(H)と、前記軸の周囲で前記ハウジングの一部を
構成するステータベース(1)に配され前記ロータを駆
動する電機子コイル(3a‥‥)からなるステータ
(S)とを備え、前記電機子コイルの少なくとも1個分
を空けるようにして設けた空所(K)に駆動回路部材
(1c)の少なくとも一部を配着させてなる。
Description
の無音報知手段に用いて好適なもので、駆動回路を内蔵
した小型ブラシレス振動モータに関する。
として本出願人は、先に実開平4−137463号(実
用新案登録第2549357号)、特開平10−248
203号などを提案している。また、同様なものとして
特開2000−166173号に示すようなものが提案
されている。
ブラシ、コミュテータに代わる駆動回路が必須要件であ
るが、上記従来の構造は、いずれも駆動回路が内蔵され
ておらず、外付けのため引き出し端子も4端子以上が必
要となって通常の2端子型直流モータの用に取り扱うこ
とができない問題があった。しかも通常のブラシレスモ
ータでは、ステータは複数個の電機子コイルを均等に全
周に配置しており、駆動回路部品もICを始め他の電子
部品が必要なため、内蔵できるものではなかった。
ど無負荷に近い状態で動作するので、効率を多少犠牲に
できることに着眼したもので、簡単な構成で駆動回路部
品を内蔵できるようにして通常の直流モータと同様な取
り扱いができるようにした小型ブラシレス振動モータを
提供しようとするものである。
は、請求項1に示すようにロータケースの内方に複数個
の磁極を有するマグネットを配するとともに、アンバラ
ンス手段を設けてなる偏心ロータと、この偏心ロータを
支える軸と、この軸を支えるハウジンクと、前記軸の周
囲で前記ハウジングの一部を構成するステータベースに
配され前記ロータを駆動する電機子コイルからなるステ
ータとを備え、前記電機子コイルの少なくとも1個分を
空けるようにして設けた空所に駆動回路部材の少なくと
も一部を配着させてなるもので達成できる。具体的に
は、請求項2に示すように前記ステータは複数個の突極
にそれぞれ電機子コイルを巻線したコアード型ステータ
を備えたものにするのがよい。前記ステータは、請求項
3に示すように2個以上の突極に電機子コイルを巻線し
たもので、径方向空隙を介してNS交互に磁化された2
の整数倍の磁極を有するマグネットと組み合わせてなる
ものがよい。また、前記ステータは請求項5に示すよう
に磁極の幅の整数倍の開角で配置した少なくとも2個の
突極に電機子コイルを巻線したもので、少なくとも1個
のセンサを有する前記駆動回路部材を備えたもので達成
できる。そして、これらは請求項6に示すように前記偏
心ロータを覆うロータカバーを前記ステータに取り付け
たものにしてもよい。別の具体的な解決手段は、請求項
7に示すように前記ステータは空心電機子コイルで構成
したもので達成できる。この場合、前記ステータは請求
項8に示すように配置開角が60度ピッチの3相の少な
くとも2個の空心電機子コイルからなるものがよい。前
記駆動回路部材は請求項9に示すようにセンサレス方式
にしたものであるのがよい。ここでも前記ステータは、
請求項10に示すように磁極の幅の整数倍の開角で配置
した少なくとも2個の空心電機子コイルを有し、少なく
とも1個のセンサを有する前記駆動部材を備えたもので
あるのがよい。これらは、請求項11に示すように前記
ステータに前記偏心ロータを覆うロータカバーを取り付
けたものにしてもよい。
部材が内蔵できることになり、給電端子も正負の2端子
にすることができる。請求項2に示す型発明では、コア
ード型ステータのため、ステータの厚みを利用して比較
的高姿勢な内蔵部材が使用できる。請求項3、4に示す
発明では、3相のためセンサレス方式が容易に採用でき
ることになる。請求項5に示す発明では、単相、2相な
どの1ホールセンサ型ができる。請求項6に示す発明で
は、危険性が無く、取り扱いに利便性がある。請求項7
に示す発明では、空心電機子型にできる。請求項8、9
に示す発明では、3相のセンサレス方式が容易にでき
る。請求項10に示す発明では、単相、2相などの1ホ
ールセンサ型にすることができる。請求項11に示す発
明では、危険性が無く、取り扱いに利便性があるものに
することができる。
形態を示すもので、3相の径方向空隙型コアード方式の
小型ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
図2は図1のモータの縦方向切断断面図である。図3は
図1のモータの第1の変形例の横方向切断平面図であ
る。図4は図1のモータの第2の変形例の横方向切断平
面図である。図5は図1のモータの第3の変形例の横方
向切断平面図である。図6はこの発明の第2の実施の形
態を示すもので、他の径方向空隙型コアード方式の小型
ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。図7
は図6のモータの第1の変形例の横方向切断平面図であ
る。図8はこの発明の第3の実施の形態を示すもので、
軸方向空隙型コアレス方式の小型ブラシレス振動モータ
の横方向切断平面図である。図9は図8の縦方向切断断
面図である。図10は図9のモータ第1の変形例の横方
向切断平面図である。図11はこの発明の第4の実施の
形態を示すもので、他の軸方向空隙型コアレス方式の小
型ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
形態に基づいて説明する。図1、図2に示すものは3相
の径方向空隙型コアード方式の小型ブラシレス振動モー
タで、すなわち、ハウジングHの一部を構成するステー
タベース1の中央に段部付き軸支部1aをバーリングし
て立ち上げ、この軸支部1a に軸2を圧入することに
よって固定する。この軸支部1aに電機子コイル3a、
3b、3cをコアカバー(図示せず)を介して突極4
a、4b、4cに巻回したステータコア4を取り付ける
ことによりステータSとして構成しているが、この発明
の特徴として本来60度のピッチの配置開角の3相6突
極型ステータのうち3突極を削除(すなわち、電機子コ
イルのうち3個分を空けるように)して空所Kを構成
し、ここにガラスクロスエポキシ基板1bに配着したI
C(アイ・シー)、チップ型電子部品からなる駆動回路
部材1cが格納されるようにしたものである。したがっ
て、通常は対向する電機子コイル同士をシリーズに結線
したものと同等にするためには、パワーは落ちるが細線
を多く巻回させるのがよい。一方ロータRは、軽量化と
偏心量を稼ぐために天井部に切り欠き5aを設けた浅い
円筒型ロータケース5とこの内側に固着された浅い円筒
マグネット6からなり、さらに、このロータケース5の
外側に偏心強調用として半円筒型のウエイト5bを溶着
などで取り付け、中心に配した軸受5cを介して前記軸
に回転自在に装着されるようになっている。ここでマグ
ネット6は良好な起動が得られるようにNS交互に磁化
した8個の磁極を有している。なお、図中、1dはマグ
ネットから受ける磁気吸着力をなるべく均等にするため
にステータベース1から立ち上げたダミーコアであり、
Cは前記ステータベース1に開口縁で取り付けたカバー
で、前記偏心ロータを保護する機能と偏心ロータ表面が
凹凸していることから生ずる旋回時の危険性を回避する
機能を有する。このようにした構成の駆動方式としては
3相ユニポーラあるいはバイポーラによるセンサレス方
式が用いられる。その駆動原理は公知のため説明を省略
する。
施の形態を説明するが、同一の部材または同一機能を有
する略同一部材については同一符号を付してその説明を
省略する場合がある。また、以下の実施の形態、及び各
変形例では、カバーCを省略している場合がある。図3
に示すものは、上記の第1の変形例で、ステータS1は
コストダウンのために2個の突極型電機子コイル3a、
3bで構成したもので、電機子コイルのうち4個分が削
除された形となっており、この空所K1に前記のような
駆動部材1cを配着するのは上述と同様である。この駆
動は、センサレスにした場合は、1極がショートするこ
とになるため、各相に通電するバイポーラ方式にするの
がよい。 このようにすれば、駆動回路部材1cの配置
空間に余裕ができることになり、駆動回路部材1cを無
理なく収納できる。
で、ステータS2は突極4aに対向して突極4dを設け
た4個の突極型で構成したものである。すなわち、ステ
ータS2は対向する突極4a、4dに巻回した電機子コ
イル3a、3dをシリーズに結線する他は上記第1の実
施の形態と同様であり、空所K2は電機子コイルの2個
分となってここに駆動回路部材1cを配着するのも同様
であるがセンサレスICより小型にしたベアチップ型に
するのがよい。
は、ステータコア4を構成する配置開角が約80度の3
個の突極4e、4f、4gにそれぞれ巻回した電機子コ
イル3e、3f及び3gからなるもので、このステータ
S3に径方向空隙を介して望ませた偏心ロータR3を構
成する浅い円筒型マグネット6は、NS交互に磁化した
6極の磁極を有するものが選定される。この場合も当然
ながら、空所K3は電機子コイルの1個分以上あり、こ
こに駆動回路部材1cを配着するのも同様である。な
お、3個の突極の配置開角はブレードのサイズなどを変
えるなどして設計的に70度から100度程度まで採用
することができる。
1個のホールICを使用した径方向空隙型コアード方式
の小型ブラシレス振動モータを示すものである。すなわ
ち、NS交互に磁化した4個の磁極を有するマグネット
66を備えた偏心ロータR4を駆動するステータS4と
して磁極に幅の開角(この場合は90度)でステータベ
ース11に配置した2個の突極44a、44bを有する
ステータコア44と、このステータコア44に巻回した
電機子コイル33a、33bとからなるもので、4個の
電機子コイルのうち2個分が削除された形となってこの
空所K4に駆動回路部材11cとして1個のホールIC
とこれに付随する他の電子部品が収納されるようになっ
ている。
として3個の突極からなるものを示している。すなわ
ち、前記突極44a、44bに3個目の突極44cを突
極44aに対向して設けたものである。この突極44c
に電機子コイル33cが巻回され対向した電機子コイル
33aとシリーズに結線される。このようにした場合
も、電機子コイル1個分の空所K5が生じ、ここに駆動
回路部材11cとして1個のホールICとこれに付随す
る他の電子部品が収納されるようになっている。この場
合も偏心ロータR5を構成する浅い円筒状マグネット6
6はNS交互に当分に磁化した6個の磁極からなる。
の実施の形態として軸方向対向型コアレス方式の3相の
小型ブラシレス振動モータで、すなわち、ステータS6
としてステータベース111の中心に軸支部としての軸
受111aを直接一体に固着し、この軸受111aを中
心として本来は3相の60度の開角で配置されるべき6
個のうち3個を削除した残りの3個の空心電機子コイル
333a、333b、333cを配置し、3個の空心電
機子コイル分の空所K6にセンサレス駆動回路部材1c
を配置することにより構成したものである。なお、軸受
111aの底部には、ロータ側に配されたマグネット6
66の強力な吸着ブレーキを軽減させる目的として軸の
摺動面積を減らすためにボールからなるスラスト軸受け
111bが介挿されている。一方、偏心ロータR6は、
ロータケース55の天井部にNS交互に磁化された8個
の磁極からなる扁平なリング状マグネット666が固着
され、中心に設けたバーリング部55aに軸22が圧入
されている以外は図1に詳記した前述の各例と同様なも
のになっている。このようにした偏心ロータR6は、前
記軸受111aに回転自在に装着される。アンバランス
手段としての偏心ウエイト55bは前記扁平なリング状
マグネット666の外周にその一部が直接接着されるよ
うになっている。図10は、上記の図8の第1の変形例
でステータS7は、配置開角が約80度の3個の空心電
機子コイル333d、333e及び333fからなるも
ので、このステータS7に軸方向空隙を介して臨ませた
浅い円筒型マグネット666は、NS交互に磁化した6
極の磁極を有するものが選定される。この場合も当然な
がら、空所K7は電機子コイルの1個分以上あり、ここ
に駆動回路部材1cを配着するのも同様である。なお、
3個の突極の配置開角はサイズなどを変えるなどして設
計的に70度から100度程度まで採用することができ
る。
でステータS8は、コスト上から2個の空心電機子33
3g、333hを90度(磁極の開角)開角で配置した
もので、当然ながら空所K8は、空心電機子コイル2個
分が確保され、ここに前記のような1個のホールICと
付属する電子部品からなる駆動回路部材11cが収納さ
れる。このステータS8に臨ませる偏心ロータは、NS
交互に90度の開角で磁化された4個の磁極を有してい
るが、空心電機子コイルの有効導体部の開角に応じて6
個の磁極で構成させることもできる。なお、図示しない
が、空心電機子コイルは90度開角で3個配置して空所
を1個の空心電機子分だけにしてもよい。
軸支部をハウジングの一部であるステータベース側にし
たものが主体となって示されているが、図示しないがハ
ウジングの他の一部であるカバーに軸支部を設けたもの
でもよい。すなわち、本出願人が先に公開した特開平1
0−248203号の図3に示すようにしてもよい。さ
らにまた、前記ガラスクロスエポキシ基板1bの代わり
にステータベースを回路印刷した鉄基板にして駆動回路
部材1c添設させてもよい。このようにすると駆動回路
部材の放熱がよくなる。この発明は、その技術的思想、
特徴から逸脱することなく、他のいろいろな実施の形態
をとることができる。そのため、前述の実施の形態は単
なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。この発
明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示すものであ
って、明細書本文には拘束されない。
の内方に複数個の磁極を有するマグネットを配するとと
もに、アンバランス手段を設けてなる偏心ロータと、こ
の偏心ロータを支える軸と、この軸を支えるハウジンク
と、前記軸の周囲で前記ハウジングの一部を構成するス
テータベースに配され前記ロータを駆動する電機子コイ
ルからなるステータとを備え、前記電機子コイルの少な
くとも1個分を空けるようにして設けた空所に駆動回路
部材の少なくとも一部を配着させてなるものを基本とし
ているので、簡単な構成で駆動回路部品を内蔵できるよ
うにして通常の直流モータと同様な取り扱いができるよ
うにした小型ブラシレス振動モータを提供できるのであ
る。すなわち、請求項1に示す発明では、簡単に駆動回
路部材が内蔵できることになり、給電端子も正負の2端
子にすることができる。請求項2に示す型発明では、コ
アード型ステータのため、ステータの厚みを利用して比
較的高姿勢な内蔵部材が使用できる。請求項3、4、8
に示す発明では、3相のためセンサレス方式が容易に採
用できることになる。請求項5、10に示す発明では、
単相、2相などの1ホールセンサ型で対応できる。請求
項6、11に示す発明では、危険性が無く、取り扱いに
利便性がある。請求項8に示す発明では、空心電機子型
にできる。
相の径方向空隙型コアード方式の小型ブラシレス振動モ
ータの横方向切断平面図である。
図である。
図である。
図である。
の径方向空隙型コアード方式の小型ブラシレス振動モー
タの横方向切断平面図である。
図である。
方向空隙型コアレス方式の小型ブラシレス振動モータの
横方向切断平面図である。
図である。
他の軸方向空隙型コアレス方式の小型ブラシレス振動モ
ータの横方向切断平面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 ロータケースの内方に複数個の磁極を有
するマグネットを配するとともに、アンバランス手段を
設けてなる偏心ロータと、この偏心ロータを支える軸
と、この軸を支えるハウジンクと、前記軸の周囲で前記
ハウジングの一部を構成するステータベースに配され前
記ロータを駆動する電機子コイルからなるステータとを
備え、前記電機子コイルの少なくとも1個分を空けるよ
うにして設けた空所に駆動回路部材の少なくとも一部を
配着させてなる駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動
モータ。 - 【請求項2】 前記ステータは複数個の突極にそれぞれ
電機子コイルを巻線したコアード型ステータを備えたも
のである請求項1に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラ
シレス振動モータ。 - 【請求項3】 前記ステータは少なくとも2個の突極に
電機子コイルを巻線したもので、径方向空隙を介してN
S交互に磁化された2の整数倍の磁極を有するマグネッ
トと組み合わせてなる請求項2に記載の駆動回路を内蔵
した小型ブラシレス振動モータ。 - 【請求項4】 前記駆動回路部材はセンサレス方式にし
たものである請求項3に記載の駆動回路部材を内蔵した
小型ブラシレス振動モータ。 - 【請求項5】 前記ステータは磁極な幅の整数倍の開角
で配置した少なくとも2個の突極に電機子コイルを巻線
したもので、少なくとも1個のセンサを有する前記駆動
回路部材を備えたものである請求項2に記載の駆動回路
を内蔵した小型ブラシレス振動モータ。 - 【請求項6】 前記偏心ロータを覆うロータカバーを前
記ステータに取り付けた請求項1ないし5のいずれか1
項に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動モー
タ。 - 【請求項7】 前記ステータは空心電機子コイルで構成
した請求項1に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラシレ
ス振動モータ。 - 【請求項8】 前記ステータは配置開角が60度ピッチ
の少なくとも2個の空心電機子コイルからなり、軸方向
空隙を介してNS交互に磁化された2m(mは2以上の
整数)の磁極を有するマグネットと組み合わせてなる請
求項7に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動
モータ。 - 【請求項9】 前記駆動回路部材はセンサレス方式にし
たものである請求項7に記載の駆動回路部材を内蔵した
小型ブラシレス振動モータ。 - 【請求項10】 前記ステータは磁極の幅の整数倍の開
角で配置した少なくとも2個の空心電機子コイルを有
し、少なくとも1個のセンサを有する前記駆動回路部材
を備えた請求項7に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラ
シレス振動モータ。 - 【請求項11】 前記ステータに前記偏心ロータを覆う
ロータカバーを取り付けた請求項7ないし10のいずれ
か1項に記載の駆動回路を内蔵した小型ブラシレス振動
モータ。
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