JP2015220971A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、ホールセンサＩＣの正確な位置精度の向上により、ブラシレスモータの駆動不良の防止を実現でき、信頼性の向上したブラシレスモータを提供することである。
【解決手段】
ブラシレスモータ１は、コイルプレート３２から係合凹部３２ｋに向けて突出した２本の突起３２ｊ、３２ｈが形成され、突起３２ｊ、３２ｈを切り欠き部１０ｂから係合凹部３２ｋに挿し込まれた回路基板３１上のホールセンサＩＣ４５と当接させる。これによって、ホールセンサＩＣ４５はコイルプレート３２の突起３２ｊ、３２ｈで周方向に保持されるので、コイルプレート３２を介してホールセンサＩＣ４５の正確な位置決めができ、ロータ２０内におけるマグネット２３の磁極検出精度の向上によってブラシレスモータ１の駆動不良の低減化が可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、携帯電話やスマートフォンなどの携帯情報端末機器やＡＶ機器、遊技機器、マッサージ機器に利用されるブラシレスモータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、再公表特許ＷＯ２００９／１０７７８７号公報がある。この公報に記載されているブラシレスモータはベース部上に配置され、ロータの回転位置を検出する回転位置検出部が固定された回路基板と、回転位置検出部に対面して配置されると共に、ロータに固定されたマグネットと、中央に空芯部を有し、マグネットに対面して配置された空芯コイルと、空芯コイルの空芯部に嵌合して、空芯コイルを位置決めしつつ配置するボス部が上面に形成されると共に、ベース部上で回路基板に並べて配置されたコイルプレートを備えるブラシレスモータである。そして、このブラシレスモータのコイルプレートには、切り欠き部から挿入された回路基板が嵌め合わされる嵌合凹部と、嵌合凹部に向けて突出して、回路基板を保持する爪部とが形成されている。

再公表特許ＷＯ２００９／１０７７８７

しかしながら、前述した従来のブラシレスモータには、次のような課題が存在している。回転位置検出部は、回路基板上に実装されているだけなので、組み込み後の位置と設計上における位置との誤差が生じる恐れがある。回転位置検出部が設計上の位置からずれて組み込まれると、回転位置検出部と空芯コイルとの位置関係もずれてしまう。回転位置検出部にて検出したロータ（マグネットの磁極）の回転位置と空芯コイルとの位置関係がずれてしまうため、空芯コイルへの給電タイミングを適切に行えない場合があり、ブラシレスモータの出力トルクが低下する可能性がある。このように、ブラシレスモータの駆動不良に繋がる可能性があり、特にブラシレスモータを薄型化、小型化すると、誤差の影響が顕著である。

本発明は、回転位置検出部の位置精度の向上を図ることができるブラシレスモータを提供することを目的とする。

本発明は、ベース部を有するハウジング内に、ロータとステータとが収容されているブラシレスモータにおいて、ステータは、ロータに設けられたマグネットの磁極を検出する回転位置検出部と、ベース部上に配置され、回転位置検出部が固定される回路基板と、回路基板が係合する係合凹部を有すると共に、係合凹部に向けて突出して回転位置検出部の側面の２辺に当接する突起を有するコイルプレートと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、回転位置検出部の正確な位置精度の向上を図ることができる。

本発明に係るブラシレスモータの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１におけるステータを更に分解した分解斜視図である。 図２における他の角度の分解斜視図である 図１における回転位置検出部を示す側面図である。 図１に示す実施形態に係るブラシレスモータを備えた携帯情報端末機器を示した説明図である

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

図１〜３に示すように、ブラシレスモータ１は、携帯電話等の機器内に収容させるためにコインタイプの小型の振動モータを構成している。このブラシレスモータ１は、回転軸方向で互いに嵌合するベース部１０と、蓋部１１とからなる直径１０ｍｍのハウジングＨを有し、このハウジングＨ内には、シャフト１２が固定され、シャフト１２を回転の中心軸とするロータ２０が収容されている。

ロータ２０は、シャフト１２に挿通される軸受２１と、この軸受２１に固定されて一体的に回動する円板状のロータヨーク２２とを有している。このロータヨーク２２の下面には、シャフト１２を中心としてリング状のマグネット２３が固定され、このマグネット２３には、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。また、ロータヨーク２２の外周縁の一部には、略三日月状の重り２４が固定され、この重り２４によってロータヨーク２２が偏芯されるので、ロータ２０の回転に伴い振動を発生させることが可能となる。

図１に示すように、ベース部１０の上には、ステータ３０が設けられ、ステータ３０は、マグネット２３の磁気を検知して、ロータ２０の回転位置を検出する回転位置検出部（ホールセンサＩＣ）４５を有する回路基板３１と、回路基板３１に並べて設けられた樹脂製のコイルプレート３２とを有している。

図１及び図２に示すように、コイルプレート３２の上には、中央に略台形の空芯部４２ａ，４３ａを有する空芯コイル４２，４３が、マグネット２３に対面して配置されている。コイルプレート３２の上面には、略台形のボス部３２ｂ，３２ｃがシャフト１２を中心として軸対称に配置され、各ボス部３２ｂ，３２ｃは、空芯コイル４２，４３の空芯部４２ａ，４３ａにそれぞれ軽圧入されている。尚、空芯コイル、コイル部はそれぞれ３個以上でもよい。このように、空芯部４２ａ，４３ａがボス部３２ｂ，３２ｃに嵌合されることで、空芯コイル４２，４３をコイルプレート３２で簡単かつ確実に位置決めをすることができ、空芯コイル４２，４３の組み付け作業の迅速化を図ることができる。しかも、空芯コイル４２，４３の位置決めに治具を用いる必要がないので、空芯コイル４２，４３の位置精度を安定して得ることができ、コイルの位置精度の向上を図ることができる。さらに、コイルが小型化するにつれて、コイルの位置決めが困難になってくるが、コイルの空芯部がコイルプレートのボス部に嵌合されることでコイルが簡単に位置決めされるので、コイルの薄型化、小型化、すなわちモータの薄型化、小型化に容易に対応することができる。

図３で示すように、コイルプレート３２の下面には、略扇状の凹部３２ｎが空芯コイル４２，４３の間に形成され、この凹部３２ｎには、同形状のコギングプレート（磁性体）４４が配置されている。このコギングプレート４４は、例えば、珪素鋼板から成形され、マグネット２３との協働によりコギングトルクを発生させることで、ロータ２０の静止位置を規制する。そして、マグネット２３と空芯コイル４２，４３との間に励磁力が生じる位置にロータ２０を停止させることで、ロータ２０の確実な起動を図っている。

このように、コイルプレート３２では、空芯コイル４２，４３とコギングプレート４４とが積重しないように配置されている。そして、コイルプレート３２には、回路基板３１が嵌め込まれる係合凹部３２ｋが形成され、ベース部１０上で、回路基板３１とコイルプレート３２とが同一平面状で隣接する。コイルプレート３２が回路基板３１に並べて設けられているので、回路基板３１と、空芯コイル４２，４３と、コギングプレート４４とが積重せず、このような構成は、ブラシレスモータ１の薄型化の促進に寄与する。

また、コイルプレート３２に配置されるコギングプレート４４は、空芯コイル４２，４３の間に配置されるので、コギングプレート４４を大型化させることができ、十分な強さのコギングトルクを発生させて、ロータ２０の静止位置を確実に規制することができる。そして、コイルプレート３２に空芯コイル４２，４３とコギングプレート４４とが固定されるので、コイルプレート３２を介して空芯コイル４２，４３とコギングプレート４４との位置関係を精度良く定めることができ、マグネット２３と空芯コイル４２，４３との間に励磁力が生じやすい位置にロータ２０を正確に停止させて、ロータ２０の起動を容易にすることができる。

図１及び図３に示すように、コイルプレート３２の外周縁には、シャフト１２の半径方向にコイルプレート３２から突出する４つの舌片３２ｄ〜３２ｇが形成され、周方向で互いに離間して配置されている。これらの舌片３２ｄ〜３２ｇは、コイルプレート３２と一体的に形成され、舌片３２ｄ〜３２ｇは、蓋部１１の下端１１ａにより押さえ付けられる。その結果、コイルプレート３２は、舌片３２ｄ〜３２ｇを介してベース部１０と蓋部１１とに挟持されるので、コイルプレート３２とハウジングＨとの固定を簡素な構成で実現することができる。さらに、蓋部１１の下端１１ａに沿ってベース部１０は溶接される。

図２に示すように、ベース部１０の側壁１０ａには、ベース部１０の上面に沿ってシャフト１２の半径方向に回路基板３１を挿し込み可能にするための切り欠き部１０ｂが形成されている。この切り欠き部１０ｂを介して回路基板３１が挿し込まれて、係合凹部３２ｋ内に回路基板３１が嵌まり込むと、ベース部１０に対して回転軸方向に組み付けられる他の部材と干渉することなく、ベース部１０上で回路基板３１を確実に組み付けることができる。

図１及び図４に示すように、コイルプレート３２には、係合凹部３２ｋに向けて突出する２本の突起３２ｈ，３２ｊが形成されている。突起３２ｈ，３２ｊは、２本の突起３２ｈ，３２ｊの互いに対向する内側面３３、３４がホールセンサＩＣ４５の周方向で互いに対向する２つの側面４６、４７と同一間隔となるように形成されている。すなわち、突起３２ｈ，３２ｊは、２本の突起３２ｈ，３２ｊの間隔がホールセンサＩＣ４５の幅と同一になるように形成されることによって、突起３２ｈ，３２ｊがホールセンサＩＣ４５の側面の２辺に当接する。切り欠き部１０ｂから挿し込まれたホールセンサＩＣ４５は、突起３２ｈ，３２ｊの間で、組み付けと同時に周方向に保持されるので、ホールセンサＩＣによるロータ内におけるマグネットの磁極検出の精度が向上し、ブラシレスモータの駆動不良の防止が図られる。また、振動時におけるホールセンサＩＣ自体の位置変化の抑制が可能になる。

また、突起３２ｈ、３２ｊは、突起３２ｈ、３２ｊとベースプレート１０との間隔が回路基板３１の板厚と同一になるように形成されている。すなわち、突起３２ｈ，３２ｊは回路基板３１の上面に当接する。切り欠き部１０ｂから挿し込まれた回路基板３１は、突起３２ｈ，３２ｊとベース部材１０との間で、回路基板３１の組み付けと同時に回転軸方向に保持されるので、ブラシレスモータの組立作業の迅速化が図られる。また、振動時に発生する回路基板３１のガタ、浮きの抑制が可能になり、ブラシレスモータのトルクの減少または駆動不良の防止が図られるので、ブラシレスモータの信頼性の向上が図られる。

このように、コイルプレート３２には、空芯コイル４２，４３とコギングプレート４４とホールセンサＩＣ４５が保持される。したがって、コイルプレート３２を介して空芯コイル４２，４３とコギングプレート４４とホールセンサＩＣ４５との位置関係を精度良く定めることができ、ロータ２０の駆動を確実に行うことができる。

ロータ２０に重り２４を偏心固定したブラシレスモータ１は、ブラシレス振動モータとして機能させることができる。図５は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１、すなわちブラシレス振動モータを備えた携帯情報端末機器（スマートフォン）１００を示している。スマートフォン１００は、スマートフォン１００に内蔵される回路基板１１０とブラシレスモータ１の回路基板３１とが電気的に接続される。そして、スマートフォン１００からブラシレスモータ１の空芯コイル４２、４３に給電することでロータ２０を回転させる。これによって、振動を発生させ、着信やアラームなどの信号発生を振動によって携帯者に伝えることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。磁性体の形状としては、板状の他、棒状のものを用いても良い。ハウジング内には回転するシャフトを設け、回転するシャフトにロータヨークを固定してもよい。また、回転するシャフトにロータヨークを固定した状態で、ロータヨークの外周側に固定される複数の羽根を有したインペラを備えたファンモータとしての利用も可能である。

１：ブラシレスモータ、１０：ベース部、１０ａ：側壁、１０ｂ：切り欠き部、１１：蓋部、１２：シャフト、２０：ロータ、２１：軸受、２２：ロータヨーク、２３：マグネット、２４：重り、３０：ステータ、３１：回路基板、３２：コイルプレート、３２ｂ，３２ｃ：ボス部、３２ｈ，３２ｊ：突起、３２ｋ：係合凹部、３３，３４：内側面、４２，４３：空芯コイル、４２ａ，４３ａ：空芯部、４４：コギングプレート（磁性体）、４５：ホールセンサＩＣ（回転位置検出部）、４６，４７：側面、Ｈ：ハウジング。

Claims (6)

1. ベース部を有するハウジング内に、ロータとステータとが収容されているブラシレスモータにおいて、
   前記ステータは、
   前記ロータに設けられたマグネットの磁極を検出する回転位置検出部と、
   前記ベース部上に配置され、前記回転位置検出部が固定される回路基板と、
   前記回路基板が係合する係合凹部を有すると共に、前記係合凹部に向けて突出して前記回転位置検出部の側面の２辺に当接する突起を有するコイルプレートと、
   を備えることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記突起は、少なくとも２本であり、前記回転位置検出部を周方向で挟み込むことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記突起は、前記回路基板の上部に当接することを特徴とする請求項１又は２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記コイルプレートは、空芯コイルが嵌合するボス部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のブラシレスモータと、
   前記ロータに偏心固定された重りと、を備えることを特徴とするブラシレス振動モータ。
6. 請求項５に記載のブラシレス振動モータを備える携帯情報端末機器。

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