JPH0255560A - 単相ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は盲人用の信号受信器において、所定の信号を伝
達する目的や、軽いバイブレータを人体等に与えること
ができマツサージ効果を期待するマッザージ器、または
ポケットベル（以下、ページャと称する）に内蔵され、
駆動することで上記ページャ本体等の振動を介して人体
に振動を９−えることで、当該ページャ等が作動してい
ることを知らせる目的等に使用できる装置等に適した単
相ブラシレスモーフに関する。

［従来技術とその問題点コ 振動を人体に伝える目的の装置としては、マッザージ機
、盲人用の信号受信器等積々のものが知られている。

本発明の単相ブラシレスモータは、上記装置に用いて有
用なものであるが１例えば、ページャについて以下に示
すと、従来ては下記の欠点があった。

昨今の情報化社会においてページャは、ビジネスマンに
多用され、その販売台数も増加している。

ここに、従来に見られる多くのページャは１発音器を内
蔵し、これを鳴らずように構成しているものが多いため
、場所を問わず大きな音を発して鳴り出し、その音は周
囲の人に迷惑をかりなりあるいはその音がページャを持
つ人の精神面にも良くない影響を与えるに至っている。

このような現状下おいて、昨今では音を出す変わりにペ
ージャに振動を起こさせることにより。

電話の呼び出しを伝えることができるようにする試みが
なされている。

ページャに振動を起こさせる手段としては種々のものが
考えられるが、小型のページャに振動を与えるには、安
価な小型直流モータが有望視されている。特に直流モー
タは、安価であり、また小型でありながら効率及びトル
ク特性も良好で、高速回転に適することがら尚更である
。

ここに従来の、ページャ等に用いられている直流振動モ
ータ１としては１例えば第８図に示すようにカップ型コ
アレスモ＝り２の回転軸３に偏心錘を構成する旋回板４
を取り付けた構造となっている。

このようにカップ型コアレスモータ２の回転軸３に旋回
板４を収り付けて構成した直流振動モタ１をページャに
内蔵し、これを駆動すればペジャが振動することになる
。

従って、−このような直流振動モータ１を有するページ
ャを身に付けていれば、ページャが振動して、当該ペー
ジャの振動で、電話の呼び出しがあったことを知ること
ができる。

このようなカップ型コアレスモータ２を用いた構成の直
流振動モータ１によると、当該カップ型コアレスモータ
２が非常に高価なため、形成される直流振動モータ１．
しいてはこのモータ１を用いたページャが非常に高価に
なる欠点を備えていた。

又、直流振動モータに用いる直流モータとしては２種々
のものを選択できるが２小型且つ安価に形成できるもの
としては第９図及び第１０図に示す３相直流モータ５が
ある。

この直流モータ５は固定側となる円環状のステータヨー
ク６（モータ本体を構成している）の内面に１２０度の
開角幅に形成されたＮ極とＳの磁極を有する２極の界磁
７Ｎ、７Ｓを固定している。該界磁７Ｎ、７Ｓと径方向
の空隙を介して等間隔に放射方向に延びて形成された３
個のＴ字型突極８−１．８−２．８−３それぞれに電機
子コイル９−１．９−２．９−３を巻装して形成した３
突極形ロ一タ電機子１０を回動自在に設けている。該ロ
ータ電機子１０に３セグメントの整流子片１１−１．１
１−２．１１−３からなる整流子１１を設け、該整流子
１１に１８０度の開角で配設されたそれぞれ直流電源の
正側端子、負側短資に接続された２つのブラシ１２−１
．１２−２を摺接して整流するように構成した３突極形
の構造となっている。

尚、Ｔ字型突極８−１．８−２．８−３それぞれの周方
向の開角は、１０５度に形成し、１２０度のピッチで形
成したものとなっている。

このような構造の３相直流モータ５は、構造も簡単で安
価に量産され、しかも効率も比較的は良好なため、従来
より比較的安価な装置に多用されている有用なものであ
る。

しかしながら、この直流モータ５の場合にも。

上記コアレスモータ２同様にブラシと整流子を用いて整
流を行っているため、寿命が短い欠点がある化１回転子
を構成する電機子の構成が複雑になる欠点がる。

一般にページャなとては、これに用いる直流モータの寿
命は、蒸捏必要てないか、ページャ以外の他の装置にあ
っては、長寿命が期待される場合か多々あり、これら多
くの装置にも適用できるようにるには、当該直流モータ
としては、ブラシレスモータを用いるのか望ましい。

また回転子及び固定子を簡単な構造にし、安価に量産製
造できるようにする為にも、マクネットが回転する構造
にするブラシレスモータにする事か有利な場合も多々あ
る。

ここに、単に回転するだけて良いようなブラシレスモー
タとしては、安価に形成できる即用フラジレスモータと
することが望ましい。

しかしなから、単相フラジレスモータは死点を持つため
に、他に適宜な自起動処理手段を用いなりれは、自起動
てきない欠点がある。

［発明の課題］ 本発明は、上記事情に基づいて成された単相ブラシレス
モータで、マグネットロータを回転子として用いると共
に、固定子の構造共に簡単にすることで、そのモータを
非常に構造か簡単で、特別構成の厄介な自起動処理手段
を設りる事無く、単にモータケースの一部を僅かに加工
するたけて自起動でき、従って小型且つ安価に量産でき
るペジャその他多くの装置に用いるのに適した単相ブラ
シレスモータを得ることを課題に成されたものである。

［発明の課題達成手段］ かかる本発明の課題は、Ｎ極、Ｓ極の磁極を２ｎ（ｎは
１以上の整数）個有するマグネットロタを回動自在に支
持し、該マグネットロータと径方向の空隙を介して対向
する磁性体からなるモーケース側にコアレスステータ電
機子を設け、該ステータ電機子側に１個の位置検知素子
を設け。

無通電時に自起動できる位置に上記マグネットロータを
停止位置させるためにモータケースをプレス等の手段に
よって当該モータケースの内側に突出する突起部を形成
し、該突起部を上記ステタ電機子の発生トルクに寄与す
る導体部のマグネットロータの回転方向と反対側の側面
部からマグネットロータの回転方向と反対側に２分の１
磁極の幅だけ進んだ範囲の間の位置若しくは該位置と同
相位置に１以上形成することによって達成できる。

［発明の実施例］ ［発明の第１実施例］ 第１図は本発明の第１一実施例としての単相ブラシレス
モータ１４の縦断面図、第２図は第１図の単相ブラシレ
スモータ１４の横断面図、第３図はは磁性体からなる円
筒型モータケース１５の斜視図、第４図はステータ電機
子１６を構成する空心型の電機子コイル１７の斜視図、
第５図はマグネットロータ］８を持つ回転子１つ、第６
図はマグネットロータ１８と電機子コイル１７との展開
図である。

以下第１図乃至第６図を参照して説明すると。

本発明の第１実施例の直径７ｍｍ〜］、Ｏｍｍ程度の単
相ブラシレスモータ１４は、磁性体からなる円筒型モー
タケーシング１５（ステータヨークを構成する）の内面
には、軸方向の発生トルクに寄与する導体部１７ａと１
７ｂの開角が１８０度に形成された１個の空心型の横断
面Ｃ型のコアレス構造の電機子コイル１７が固定されて
コアレスステータ電機子１６を形成している。

電機子コイル１７の回転軸３と平行な導体部１７ａ及び
１７ｂは１発生トルクに寄与する導体部となっていて１
回転軸３と直角な導体部１７ｃ及び１７ｄは２発生トル
クに寄与しない導体部となっている。

ステータ電機子１６側の上記導体部１７ａまたは１７ｂ
と同相の位置となるモータケース１５の下部に配設した
プリント基板２１のマグネットロータ１８の磁束を検出
できる位置にホール素子やポールＩＣ等の位置検知素子
２０を一個配設している。

上記電機子コイル１７の端子は、上記プリント基板２１
に接続され、該プリント基板２１に配設された図示しな
い駆動回路（第６図に示す駆動回路２７）に電気的に接
続されている。上記プリント基板２１に接続されたリー
ド線２３は、モータケース１−５の下部に装着された下
部キャップ２２に設けた透、孔を介して外部に引き出し
ている。

該ステータ電機子１６と径方向の空隙を介してそれぞれ
１８０度の開角幅に着磁形成されたＮ極とＳ極の磁極１
８Ｎ、１８Ｓを有する２極のマグネットロータ１８を有
する回転子１つをステータ電機子１６と相対的回転をな
すように１回転子１９に設けた回転軸３を上部キャップ
２８に取り付けた軸受２４と下部キャップ２２に取り付
けた軸受２５によって回動自在に設けている。

該回転子１９は、マグネットロータ１８が偏心振動して
回転するように回転軸３を回転子１９の中心からずらせ
た偏心した位置に取り付けている。

このように形成した単相ブラシレスモーフ１４では、−
相分の図示しない駆動回路（第６図の駆動回路２７）と
、１個の位置検知素子２ＯＬがないため、この構造のま
までは、自起動することができない。

このため自起動できるようにするため、無通電時に自起
動できるモータケース１５の内面位置に上記マグネット
ロータ１８を磁気的に吸引停止させて自起動できる位置
に位置させるためにモータケース１５をプレス等の手段
によって押圧して切り起こすことによって形成した当該
モータケース１５の内側に突出するレラクタンストルク
発生部材の機能をなす突起部１．５　ａを形成し、該突
起部１５ａを上記ステータ電機子１６を構成する電機子
コイル１７の発生トルクに寄与する導体部１７ａ（また
は／及び１７ｂでも良い）のマグネットロータ１８の回
転方向（第２図において矢印Ａ方向）と反対側の側面部
からマグネットロタ１８の回転方向と反対側に２分の１
磁極幅、即ち９０度の角度幅だけ矢印Ａ方向と反対側に
進んだ範囲の間のモータケース１５位置（望ましくは、
上記導体部１７ａから４５度離れた位置で第２図では上
記導体部１７ａ位置から４５度離れた位置を選択してい
る）若しくは該位置と同相位置１例えば、（第２図にお
いて点線囲い部２６で示すような位置か該当する）に１
以上形成している。

第６図を参照して、マグネットロータ１５と電機子コイ
ル１７との展開図を説明すると、争点線で描いた位置に
電機子コイル５は突起部１５ａによって、無通電時に吸
引位置させられて停止している状態を示す。すなわち、
起動時にはマグネットロータ１８は、電機子コイル１７
が点線に示す状態の位置に停止している。このときには
１位置検知素子２０もマグネットロータ１８の磁極（第
６図においてはＮ極１８Ｎ）を検出しており、信号を出
せる状態にあるので、この状態の時、駆動回路２７を介
して電機子コイル１７に通電すれば、フレミングの左手
の法則に従って回転トルクが発生できる状態にある。

しかもマグネットロータ１８は４５度回転した状態で、
最大起動トルクが得られる状態になるので、起動時にお
けるロスが少なく、効率の良い単相ブラシレスモータ１
４を得ることができる。

尚、符号２９−１．２９−２は、それぞれ正側電源端子
、負側電源端子を示す。

したがりて９位置検知素子２０からの信号に基づいて駆
動回路２７によって電機子コイル１７に通電すれば、マ
グネットロータ１８が矢印Ａ方向に回転し、当該ダネッ
トロータ１８が少し回転すれば、実線で示す電機子コイ
ル１７とマグネットロータ１８との対応状態になるので
、このときに最大トルクが発生して回転を続行する。マ
グネットロータ１８が回転していき、死点位置に対応し
た場合でも、マグネットロータ１８は偏心して振動回転
していることと、慣性により回転し続けることと、突起
部１５ａに磁気的にマグネットロータ１８が吸引されて
死点位置を脱出し１位置検知素子２０がマグネットロー
タ１８の磁極を検出して信号を出すことができる位置に
回転するので。

電機子コイル１７には所定方向の通電が成され。

マグネットロータ１８は回転を続行し続ける。

尚、マグネットロータ１８は、偏心して回転軸３に取り
イ」ケられているため、大きな偏心振動を行いなから回
転する。この為、第８図に示したと同しように回転軸３
に偏心錘を構成する旋回板４を取り付けておけは、その
偏心振動も大きくなり、従って、大きな振動が期待され
ている装置に最適な小型の単相フラジレスモータ１４を
得ることができる。

［発明の第２実施例］ 第７図は２本発明の第２実施例を示す単相フラジレスモ
ータ１４′の横断面図である。

第１実施例に示した単相ブラシレスモーフ１４ては１回
転子１つを構成するマクネジ１〜ロータ１８の中心から
ずらした位置に回転軸３を固定することて、偏心振動し
て当該マグネットロータ１８か回転するようにしなが、
この第２実施例の単相ブラシレスモータ１４′では、予
め　マグネッ１−ロータ１８′そのものの形状を一部削
除して偏心して回転するように構成したものとなってい
る。

このように構成したマグネットロータ１８′を用いてい
るため１回転軸３はマグネットロータ１８°の中心に位
置するように取り付けて回転子１９′を構成している。

ステータ電機子１６′は２発生トルクに寄与する導体部
の開角が１８０度の開角幅よりも若干狭く形成された２
個の空心型の電機子コイル１７′−１，１７’　−２を
互いに重ならないように隣接してモータケース１５゛の
内面に配設しモータケース１５′の２箇所に突起部１５
’ａ。

１５′ｂを上記した条件に合致する位置に形成している
。

この単相ブラシレスモーフ１４′の回転する原理につい
ては、上記単相ブラシレスモータ］４と同じなので、そ
の説明は省略する。

［発明のその他の実施例コ 上記実施例においては、マグネットロータを有する回転
子を偏心振動して回転するように構成した例を示したが
、このように構成する必要が無い場合には、そのように
構成する必要が無く、又２極のマグネットロータを示し
、１個または２個の電機子コイルからなるコアレスステ
ータ電機子を用いた例を示したが、これに限定されるも
のではな（２ｎ（ｎは１以上の整数）極のマグネットロ
ータとｍ（ｍは１以上の整数）個の電機子コイルからな
るコアレスステータ電機子を用いて構成しても良い。

またマグネットロータは、Ｎ極、Ｓ極の磁極が一体形成
されたものを示したが、互いに分離されたセグメントか
らなるものであっても良いことは言うまてもない。

又電機子コイルも最適形状のものを示したが。

上記で示した電機子コイルに限定されるものでない。

［発明の効果］ 本発明は、モータケースを僅かに加工形成するたけで、
自起動できる単相ブラシレスモーフを小型且つ安価に量
産製造することができる効果がある。しかも、この場合
２回転子が偏心振動するように構成しておけば２回転軸
に旋回板を固定すれは、更に振動効果を増大さぜること
ができ、ベジャ等の大きな振動を期待される装置に用い
て有用な充分な性能のものを得ることかできる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の単相ブラシレスモーフの縦
断面図、第２図は第１図の単相ブラシレスモーフの横断
面図、第３図は突起部を形成したモータケースの斜視図
、第４図は電機子コイルの斜視図、第５図は２久野マグ
ネツトロータを持つ回転子の斜視図、第６図は第５図の
マグネットロータと第４図の電機子コイルとの展開図、
第７図は本発明の第２実施例を示す単相ブラシレスモー
タ横断面図、第８図は従来の直流振動モータの説明図、
第９図は従来の３突極形の３相直流モータの分解斜視図
、第１０図は直流振動モータの上部のフラジホルタ−キ
ャップを外した状態において（但し、ブラシは描いてい
る）上面から見た場合の平面図である。 ［符号の説明］ １・・・直流振動モータ、２・・・カップ型コアレスモ
ーク、３・・・回転軸、４・・・旋回板（偏心錘）、５
・・・３相直流モータ。 ６・・・ステータヨーク、７Ｎ・・・Ｎ極の界磁、７Ｓ
・・・Ｓ極の界磁。 ８−１．８−２．８−３・・・Ｔ字型突極９−１．９−
２．９−３・・・電機子コイル１０・・・３突極形ロ一
タ電機子、１１・・・整流子、　１１−１．１１．−２
．　１１．−３・・・整流子片、１２−１．１２’−２
・　・ブラシ。 １４．１４’　　・・・単相ブラシレスモータ１５・・
・円筒型モータケース。 １５ａ、１５’　ａ、１．５’　ｂ・・−突起部。 １６．１６”　・・・ステータ電機子。 １７．１７’−１，１７“−２・・・電機子コイル、１
８．１８°　・・・マグネットロータ１９　１９’　　
・・・回転子、２０・・・位置検知素子、２１・・・プ
リント基板、２２・・・下部キャップ、２３・・・リー
ド線。 ２４．２５・・・軸受、２６・・・点線囲い部。 ２７・・　駆動回路、２８・・・上部キャップ２９−１
・・・正側電源端子、２９−２・・・負側電源端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｎ極、Ｓ極の磁極を２ｎ（ｎは１以上の整数）個
   有するマグネットロータを回動自在に支持し、該マグネ
   ットロータと径方向の空隙を介して対向する磁性体から
   なるモータケース側にコアレスステータ電機子を設け、
   該ステータ電機子側に１個の位置検知素子を設け、無通
   電時に自起動できる位置に上記マグネットロータを停止
   位置させるためにモータケースをプレス等の手段によつ
   て当該モータケースの内側に突出する突起部を形成し、
   該突起部を上記ステータ電機子の発生トルクに寄与する
   導体部のマグネットロータの回転方向と反対側の側面部
   からマグネットロータの回転方向と反対側に２分の１磁
   極の幅だけ進んだ範囲の間の位置若しくは該位置と同相
   位置に１以上形成してなる、単相ブラシレスモータ。 （３）上記回転子は、マグネットロータが偏心振動して
   回転するように回転軸を偏心した位置に設けてなる、特
   許請求の範囲第（２）項記載の単相ブラシレスモータ。