JP2006094643A

JP2006094643A - 単相ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP2006094643A
Application number: JP2004277652A
Authority: JP
Inventors: Shin Odajima; 慎小田島; Katsunori Saito; 勝典齋藤
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】より一層の薄型化を実現することができる単相ブラシレスモータを提供する。
【解決手段】単相ブラシレスモータ１においては、外装ハウジング２の一部を構成するベース部材３が磁性体からなると共に開口２１を有している。これにより、コイル８への通電が停止されると、マグネット１７は、その磁極の境界がベース部材３の開口２１上に位置した状態で停止することになる。このとき、コイル８への通電が開始された際にマグネット１７にトルクが作用するように、コイル８の位置を基準としてベース部材３の所定の位置に開口２１が形成されているため、外装ハウジング２の一部を構成するベース部材３をフラックスプレートとして機能させることができる。よって、単相ブラシレスモータ１によれば、フラックスプレートが不要となり、より一層の薄型化を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話機等に組み込まれて使用されるアキシャルギャップ構造の単相ブラシレスモータに関するものである。

従来から、単相ブラシレスモータには、ロータヨークの回転軸線方向においてコイルと対向するようにロータヨークにマグネットが固定されて構成されたアキシャルギャップ構造と称されるものがある（例えば、特許文献１，２参照）。このような単相ブラシレスモータにおいては、外装ハウジングの一部を構成するベース部材とコイルが実装された回路基板との間にフラックスプレートが配置されている。このフラックスプレートは、コイルへの通電が開始された際に、ロータヨーク及びマグネットにより構成されたロータがスムーズに始動するように、コイルに対するマグネットの停止角度を規制するものである。
特開２００３−１８００５０号公報特開平５−１４６１３４号公報

ところで、上述したアキシャルギャップ構造は、単相ブラシレスモータを薄型化するのに有効な構造である。しかし、近時の携帯電話機等の小型化に伴い、単相ブラシレスモータの更なる薄型化が望まれている。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、より一層の薄型化を実現することができる単相ブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る単相ブラシレスモータは、外装ハウジングの一部を構成するベース部材と、ベース部材上で支持されたコイルと、ベース部材上で回転自在に支持されたロータヨークと、ロータヨークの回転軸線方向においてコイルと対向するようにロータヨークに取り付けられたマグネットとを備え、ベース部材は、磁性体からなると共に、コイルの位置を基準として所定の位置に形成された開口を有することを特徴とする。

この単相ブラシレスモータにおいては、外装ハウジングの一部を構成するベース部材が磁性体からなると共に開口を有している。これにより、コイルへの通電が停止されると、ロータヨークに取り付けられたマグネットは、そのＮ極とＳ極との境界がベース部材の開口上に位置した状態で停止することになる。従って、コイルへの通電が開始された際にマグネットにトルクが作用するように、コイルの位置を基準としてベース部材の所定の位置に開口を形成することで、外装ハウジングの一部を構成するベース部材をフラックスプレートとして機能させることができる。よって、この単相ブラシレスモータによれば、フラックスプレートが不要となり、より一層の薄型化を実現することができる。

また、開口は、回転軸線方向と直交する方向における開口の中心線がコイルのトルク発生有効領域から外れるようにベース部材に形成されていることが好ましい。これにより、コイルへの通電が停止されると、ロータヨークに取り付けられたマグネットは、そのＮ極とＳ極との境界がコイルのトルク発生有効領域から外れた状態で停止することになる。従って、コイルへの通電が開始された際にマグネットにトルクを適切に作用させることができる。

また、ロータヨークを回転自在に支持するシャフトがベース部材に圧入固定されていることが好ましい。ベース部材は磁性体からなるため、例えば、ベース部材に対してプレス加工を施すことにより、シャフトが圧入固定される部分をベース部材に容易に形成することができる。

また、ロータヨークには分銅が取り付けられていることが好ましい。これにより、単相ブラシレスモータを振動発生源として使用することができる。

本発明に係る単相ブラシレスモータによれば、より一層の薄型化を実現することができる。

以下、本発明に係る単相ブラシレスモータの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、単相ブラシレスモータ１の縦断面図であり、図２は、図１に示されるII−II線に沿っての単相ブラシレスモータ１の横断面図、図３は、図１に示されるIII−III線に沿っての単相ブラシレスモータ１の横断面図である。図１〜図３に示されるように、単相ブラシレスモータ１は、アキシャルギャップ構造として構成されており、携帯電話機等に組み込まれて振動発生源として使用される。

単相ブラシレスモータ１は、例えば直径９．５ｍｍ×高さ３．０ｍｍの大きさに形成された円柱状の外装ハウジング２を備えている。この外装ハウジング２は、携帯電話機等の回路基板（図示せず）上に載置されるプレート状のベース部材３と、キャップ状のカバー４とによって構成されている。

外装ハウジング２内において、ベース部材３の中央部分には圧入凹部３ａが形成されており、カバー４において圧入凹部３ａと対向する部分には圧入凹部４ａが形成されている。これらの圧入凹部３ａ，４ａ内にはシャフト６の両端部のそれぞれが圧入固定されている。

また、外装ハウジング２内においてベース部材３には回路基板７が固定されており、この回路基板７には、シャフト６を挟んで対向する２個のコイル８が実装されている。これにより、コイル８は、ベース部材３上で支持されることになる。これらの２個のコイル８は直列に接続されており、単相のステータ９が構成されている。更に、回路基板７には、磁気を検知するホール素子１１や、コイル８に電流を供給するモータ駆動ＩＣ１２等の電子部品が実装されている。

上述したシャフト６には、円板状のロータヨーク１３の中央部分に圧入固定されたスリーブメタル１４が嵌められている。更に、シャフト６においてベース部材３とスリーブメタル１４との間の部分にはワッシャ１６が嵌められている。これにより、ロータヨーク１３は、ベース部材３上で回転自在に支持されることになる。

ロータヨーク１３には、その回転軸線Ｌ１方向においてコイル８と対向するようにリング状のマグネット１７が固定されており、これらのロータヨーク１３及びマグネット１７によってロータ１８が構成されている。なお、マグネット１７は、回転軸線Ｌ１回りに６０°のピッチでＮ極とＳ極とが交互に設けられた６極のマグネットである。

更に、ロータヨーク１３の一部分には分銅１９が固定されている。これにより、回転軸線Ｌ１に対するロータ１８の重量配分が不均等になるため、単相ブラシレスモータ１を振動発生源として使用することが可能になる。

続いて、上述したベース部材３について、より詳細に説明する。

ベース部材３は、例えば鉄等の磁性体により形成されており、図４に示されるように、貫通穴として帯状に形成された３個の開口２１を有している。これらの３個の開口２１は、回転軸線Ｌ１と直交する方向（以下、「ラジアル方向」という）における開口２１の中心線Ｌ２が回転軸線Ｌ１回りに１２０°のピッチで位置するようにベース部材３に形成されている。

そして、図５に示されるように、各開口２１の中心線Ｌ２は、コイル８のトルク発生有効領域Ｔから外れている。ここで、トルク発生有効領域Ｔとは、コイル８において導線がラジアル方向に巻かれている部分上の領域であって、コイル８に電流が供給された際にマグネット１７にトルクが作用する領域である。

これにより、コイル８への通電が停止されると、マグネット１７は、そのＮ極とＳ極との境界（以下、「磁極の境界」という）がトルク発生有効領域Ｔから外れた状態で停止することになる。これは、ベース部材３が磁性体により形成されているため、磁極の境界が各開口２１の中心線Ｌ２上に位置した状態でマグネット１７が安定するためである。

従って、マグネット１７の停止状態においては、トルク発生有効領域Ｔには、マグネット１７のＮ極又はＳ極が位置することになる。よって、コイル８への通電が開始された際には、マグネット１７にトルクを適切に作用させることができ、ロータ１８をスムーズに始動させることが可能になる。

以上説明したように、単相ブラシレスモータ１においては、外装ハウジング２の一部を構成するベース部材３が磁性体からなると共に開口２１を有している。これにより、コイル８への通電が停止されると、マグネット１７は、その磁極の境界がベース部材３の開口２１上に位置した状態で停止することになる。このとき、コイル８への通電が開始された際にマグネット１７にトルクが作用するように、コイル８の位置を基準としてベース部材３の所定の位置に開口２１が形成されているため、外装ハウジング２の一部を構成するベース部材３をフラックスプレートとして機能させることができる。よって、単相ブラシレスモータ１によれば、フラックスプレートが不要となり、より一層の薄型化を実現することができる。

また、単相ブラシレスモータ１においては、シャフト６がベース部材３の圧入凹部３ａに圧入固定されているが、ベース部材３は磁性体からなるため、例えば、ベース部材３に対してプレス加工を施すことにより、ベース部材３に圧入凹部３ａを容易に形成することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、ベース部材３に３個の開口２１が貫通穴として帯状に形成されていたが、開口２１の数や形状はこれに限定されない。一例として、ラジアル方向における開口２１の中心線Ｌ２がコイル８のトルク発生有効領域Ｔから外れるという条件を満たせば、図６に示されるように、開口２１の数は１個であってもよいし、開口２１の形状は円形であってもよい。更に、ベース部材３に開口２１が切欠きとして形成されていてもよい。

また、コイル８の数は２個に限定されないし、マグネット１７の極数は６極に限定されない。

本発明に係る単相ブラシレスモータの一実施形態の縦断面図である。図１に示されるII−II線に沿っての単相ブラシレスモータの横断面図である。図１に示されるIII−III線に沿っての単相ブラシレスモータの横断面図である。図１に示される単相ブラシレスモータのベース部材の平面図である。図１に示される単相ブラシレスモータにおけるコイル、開口及びマグネットの位置関係を示す図である。変形例としてのベース部材の平面図である。

符号の説明

１…単相ブラシレスモータ、２…外装ハウジング、３…ベース部材、６…シャフト、８…コイル、１３…ロータヨーク、１７…マグネット、１９…分銅、２１…開口、Ｌ１…回転軸線、Ｌ２…中心線、Ｔ…トルク発生有効領域。

Claims

外装ハウジングの一部を構成するベース部材と、
前記ベース部材上で支持されたコイルと、
前記ベース部材上で回転自在に支持されたロータヨークと、
前記ロータヨークの回転軸線方向において前記コイルと対向するように前記ロータヨークに取り付けられたマグネットとを備え、
前記ベース部材は、磁性体からなると共に、前記コイルの位置を基準として所定の位置に形成された開口を有することを特徴とする単相ブラシレスモータ。
前記開口は、前記回転軸線方向と直交する方向における前記開口の中心線が前記コイルのトルク発生有効領域から外れるように前記ベース部材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の単相ブラシレスモータ。
前記ロータヨークを回転自在に支持するシャフトが前記ベース部材に圧入固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の単相ブラシレスモータ。
前記ロータヨークには分銅が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の単相ブラシレスモータ。