JPS6096169A - 電機子コイル１個の１相通電されるデイスク型プラシレスフアンモ−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】 本発明は電機子コイル１個の１相通電されるディスク型
ブラシレスファンモータに関する。

従来にふいて、事務機等様々の装置が出現したことに伴
いそれに適するディスク型ブラシレスファンモータが要
求されていた。かかるディスク型ブラシレスファンモー
タは、適用される装置によっては、極めて安価で、小型
で、しかも極めて偏平なものが要求されていた。

ここにおいて、この条件を最も満足するものは、電機子
コイルが１個で、しかも位置検知素子が１個の１相通電
されるディスク型ブラシレスファンモータで、このモー
タは、マグネット回転子を所定範囲に渡って回動させる
ことはできても連続して強い回転力で回転させることが
できないため、ディスク型ブラシレスファンモータを構
成し得ないものであった。また仮に電機子コイル１個で
位置検知素子１個のモータが回転できるとしても、電機
子コイル１個の場合には、強い回転力が得られない。そ
のためには、電機子コイルを２個以上とする必要がある
。

ここに、電機子コイル２個をステータ電機子として有す
るディスク型ブラシレスファンモータにおいては、位置
検知素子を２個必要としていた。

ここにおいて、位置検知素子としては、ホール素子やホ
ールＩＣ等の磁電変換素子が使用されている場合が多い
がこの位置検知素子は高価であるため、できれば１個の
みとすることが安価で小型のディスク型ブラシレスファ
ンモータを量産し得る点において好ましい。しかしなが
ら、位置検知素子が１個であると、上記１コイルの場合
同様に、モータ起動時においてこの素子が界磁マグネッ
トのＮ極とＳ極との境界部、すなわちデッド・ボイ゛　
ントを検出していると自起動できないという欠点を有す
る。

上記場合において、電機子コイルを２個から１個に減ら
して回転トルクを小さなものにすることは効率の悪いデ
ィスク型ブラシレスファンモータとなるので、電；戊子
コイルの数は２個とし、安価に形成するために位置検知
素子の数を２個から１個に減らし、位置検知素子が１個
でも自起動できるようにしたディスク型ブラシレスファ
ンモータとすることが望ましい。

そのために、先に本件出願人は実願昭５８−２８９５８
号、同５８−５６６５９号において、位置検知素子がマ
グネット回転子の停止時あるいは起動時においてデッド
・ポイントを検出しているような状態をなくし、常にマ
グネット回転子が停止時フキングを発生することにより
、起動し得る状態に移動して停止するように構成できる
ようにした安価で有用な位置検知素子１個、電機子コイ
ル２個のコアレスタイプのディスク型ブラシレスファン
モータを提供した。

かかるコアレスタイプのディスク型ブラシレスモータは
、２個の電機子コイルを用いているので、かかる２個の
電機子コイルを正しい位置に配設しない場合には、回転
バランスの悪いディスク型ブラシレスモータになる慣れ
がある。また電機子コイルが１個の場合に比較して、電
機子コイル２個の場合には、電機子コイル１個分だけ巻
き工数が増え高価になるし、ハンダ付工程が２回分だけ
増加する（電機子コイル１個からは巻き始め端子及び巻
き終り端子の計２本の端子がでているので、この２個の
端子をプリント基板の所定の箇所にハンダ付する必要が
ある）ので、その分だけ量産においてやっかいになり、
コスト高のディスク型ブラシレスファンモータＦＭにな
る欠点がある。また種々の事務機の出現により、風量が
弱くても、極めて厚みの薄いブラシレスファンモータが
要求されているが、従来、市販されている突極形のもの
によると、極めて厚みの薄いブラシレスファンモータを
形成することができない欠点があった。

本発明は上記従来の欠点を解決するためになされたもの
で、従来の２個の’ｆＬ　＆、子コイルを用いたと同ト
ルクを発生させることができる形状の電機子コイルを１
個用いることで、（１）ｐＪｌｕＭ子コイルの位置合せ
の困難性をなくして回転バランスの良いディスク型ブラ
シレスファンモータを形成できるようにすること、及び
迅速に電機子コイルを配設ができるようにすること、（
２）従来２個必要とする電機子コイルと同様な回転トル
クを発生させることのできる形状の電（戊子コイルを１
個にて形成ｒることで、少ない組立行程で電機子コイル
を安価に形成できるようにし、当該型様子コイルを従来
のものより安価に量産できるようにすること、（３）電
機子コイルの端子のハンダ付工数を少なくすることで安
価に量産できるようにすること、（４）駆動回路をＩＣ
化して、電機子コイルの厚み程度以下及び小型のものに
おさえ、上記１個の電機子コイルのプリント基板に配設
された残りのスペースに余裕を持って配設できるように
すると共に駆動コイルを有するステータ電機子を厚みの
薄い円板状のものにし得るようにすることで、従来に見
られなかったような超薄型のコアレスタイプの１１能の
良いディスク型ブラシレスファンモータを安価に量産で
きるようにすることを目的としてなされたものである。

かかる本発明の目的は、Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する８
極のマグネット回転子と、該マグネット回転子の直径程
度の長さの発生トルクに寄与する導体部の開角が上記マ
グネットの磁極幅と実質的に等しい開角幅に形成された
１個の礼？桟子コイルを略中心部と中心軸とを一致さ１
！−て上１′マグ　ノド回転子と面対向する固定側に固
設し、上記”・・グネット回転子の回転方向に対して上
記電機子コイルの発生トルクに寄与する導体部から上記
マグネット回転子の略４分の１磁性幅はど手前の位置に
コキング発生用磁性体を固設し、上記電機子コイルの配
設占領位置外の電機子コイル配設面に該電機子コイルの
高さよりも低くなるように形成された１個の位置検知素
子を含む駆動用ＩＣを配設したことを特徴とする一相通
電されるディスク型ブラシレスモータを提供することに
よって達成される。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は１相通電されるディスク型ブラシレスファンモ
ータＦＭの第４図に示すＸ−Ｘに対応する縦断面図を示
す。

９は、第２図で示すような、軸方向に偏平な磁性体でで
きたカップ形のディスク型ブラシレスファンモータ用角
型ケースで、中心透孔１０を有し、該透孔１０の内周部
は上方向へ伸びた突出体９ａを有する。該透孔１０の内
周部上下両端開口部には、ベアリング軸受１１．１２が
設けられている。

該軸受Ｉｔ、１２によって、ディスク型ブラシレスファ
ンモータＦＭ本体の略々中心部に回転軸１６が回動自在
に軸支されている。回転軸１６の下部には抜は止め用Ｅ
　ＩＪング１４が装着されている。符号２１はケース９
の凹部（第２図参照）、２２はケース９の底部に設けら
れるエアー通過孔、２６はステー、２４−１．２４−２
はそれぞれプラスＮＰコード、マイナス電源コードであ
る。９ｂはカップ体９に設けられた非磁性体でできた支
柱で、１８０度対称な位置にも図示しない非磁性体でで
きた支柱９ｂが設けられる。この支柱９ｂの頂部には、
プリント基板３が磁性体でできた螺子１５によって固設
されている。プリント基板乙の下面には、ステータヨー
クを設けると強い界磁が得られるものであるが、後記す
る位置検知素子として用いた磁電変換素子５（尚、該素
子５は後記する示動用■Ｃ６内に含まれるように溝底さ
れている）からの出力が方形波となり、電機子コイル４
に方形波の通電が行なわれるので、通電の切り換わりが
急なため耳ざわりで大きな回転音を発生する。そのため
、ステータヨークを用いずプリント基板３のみを用い磁
電変換素子５の出力をなまらしてサイン波とし、電機子
コイル４にサイン波通電をして大きな回転音が発生しな
いようにしている。ステータヨークがないために強い界
磁が得られなくなる倶れがあるため、電択子コイル４の
巻線仕様を変えたところ通電電流が低くてすみ、しかも
回転数のとがったディスク型ブラシレスファンモータＦ
Ｍが得られた。プリント基板３上には第４図に示すよう
に１個の電機子コイル４を配設している。該電機子コイ
ル４は、発生トルクに寄与する導体部４ａ、４ａ’が後
記する界磁マグネット２の直径程度の長さを在し、且つ
界磁マグネット２の開角と実質的に等しい開角幅の矩形
枠状のものとなっている。すなわち、当該電機子コイル
４は、一方の発生トルクに寄与する導体部４ａの中心線
１上の中心点７と他方の発生トルクに寄与する導体部４
ａ′の中心線１′玉の中心点７との開角が、界磁マグネ
ット２の開角幅、すなわら、界磁マグネット２が第５図
に示すようにＮ、Ｓの磁極を交互に有する円環状の８極
のものとなっており、そのＮ又はＳの−の磁極が４５度
の開角となっているので、上記開角幅は実質的に４５度
のものとなっている。Ｌ記プリント基板乙の上面には、
第４図に示すように％Ｌ４子コイル４の中心点４Ａと回
転軸１３の中心軸点１６′とを一致させて、当該第４図
に示すような１個の電機子コイル４をプリント基板乙に
貼着固定している。該１個の電η；ヱ子コイル４を第４
図に示すようにプリント基板乙の上面に貼着固定して形
成したステータ電、（針は、第１図に示すように界磁マ
グネット２に面対向している。上記した電機子コイル４
を第４図のようにプリント基板乙に貼着固定してやると
、第４図から明らかなようにプリント基板乙の面には電
機子コイル４の占領位置外にも十分な電気部品配設用ス
ペースができる。従って、そのプリント基板乙の電気部
品配設用スペース面に、位置検知素子である磁電変換素
子５と駆動回路を一体的な年債回路として形成した駆動
用ＩＣ６を第１図及び第４図に示すように配設している
。尚、Ｌ記電橙子コイル４の周方向の導体部４ｂは発生
トルクに寄与しないため、この導体部４ｂの幅の分だけ
半径の小さいマグネット回転子２を用いても良いことに
なる。位置検知素子としてのホール素子やホールＩＣ等
の磁電変換素子５は位置的に発生トルクに寄与する導体
部４ａ又は４ａ′（尚、この場合において最も位置的に
正しい位置は中心線１又は１′の位置である）上に配役
すると良いわけであるが、このようにすると素子５の分
だけ厚みが増加するので、マグネット回転子２と９ＬＪ
ｒ１子コイル４との間のエアーギャップが増長し、強い
トルクを得られないし、配設り非常にやっかいで量産に
適さないものとなる。従って、後記して更に説明するよ
うに、磁電変換素子５は、電機子コイル４の一方の発生
トルクに寄与する導体部４ａと均等条件にあるプリント
基板乙の上面部に配設してやるのが良い。従って、かか
る位置に磁電変換素子５が位置するように駆動用ＩＣ６
を第４図に示すようにプリント基板３面に配設する。

上記磁性体でできた螺子１５はマグネット回転子２の回
転方向（矢印Ａ方向・・・第４図参照）に向って電機子
コイル４の発生トルクに寄与する導体部４ａから略４分
の１の磁臣幅（１１，２５度）はど手前のプリント基板
３上に螺着して固着することで、この位置に磁性体から
なる突起を形成している。該突起を形成するに当って螺
子１５を用いているのは、上記したように該螺子１５に
よってプリント基板６を支柱９ｂの頂面に固定すると共
に螺子１５の螺着加減により発生コキング力の加減調整
を容易にするためである。かかる螺子１５によってコキ
ングを生ぜしめ、たとえ磁電変換素５が一個でも回転子
を自起動可能にしている。

即ち、螺子１５による磁性体からなる突起をプリント基
板３上に形成することでマグネット回転子２が上記突起
（螺子１５）に引きつけられて当該マグネット回転子２
が自起動できるような位置、即ち、モータ起動時におい
て磁電変換素子５がデッドポイントを検知しない位置に
停止するように上記した位置に突起（螺子１５）を形成
することで、磁電変換素子５がたとえ１個でも、１コイ
ル１相のディスク型ブラシレスファンモータＦＭを自起
動できるようにしている。尚、上記したように支柱９ｂ
と１８０度対称な位置にも、図示しない支柱９ｂを設け
ているので、螺子１５と１８０度対称な位置にも、螺子
１５′を螺着している。点線囲い部４５．〜，４８はコ
キングを発生させるために、螺子１５．’１５’を螺着
するに適した他の位置を示すものである。尚、この第４
図の場合、他にも２箇所ばかりコキングを発生させるに
適した位置があるが、この場合には、％Ｒ子コイル４と
重なる位置となっており、あまり好ましくないので、か
かる位置については第４図においては図示していない。

次に螺子１５．１５’による磁性体からなる突起を上記
した位置に設けた理由を述べる。最大起動トルクが発生
する位置は電板子コイル４の発生トルクに寄与する導体
部４ａ又は４ａ′の位置である。

従って、この位置にｔ記螺子１５．１５’を設ければよ
いが、この位置に配置することは困難で、また起動時に
予め最大起動トルクが働くようにすると、起動時のロス
で最高効率のものが得られない。

従って、マグネット回転子２が少しでも動けば、最大ト
ルクを発生させることができるように、発生トルクに寄
与する導体部４ａ、４ａ’から上記した条件だけ手前の
位置に螺子１５．１５’による磁性体からなる突起を設
けている。この位置が螺子１５又は１５′がマグネット
回転子２のＮｌｉ又はＳ極の磁極中心に位置するように
、マグネット回転子２の停止位置を常にベストの起動位
置にあるようにするための位置である。また螺子１５．
１５’は、その頭部がマグネット回転子２の磁極中心で
、常に停止でき、且つ容易に起動できる大きさ、強さの
ものを用いると便宜である。

上記プリント基板３に電機子コイル４を貼着して形成し
たステータ電機子のｔ面部は、第３図に示すような軸方
向に偏平なプラスチックで形成されたファン付カップ体
２０が対向している。２５はファン付カップ体２０の外
周部に該カップ体と一体形成されたファンである。を記
カップ体２０の内面略々中心部にはボス部２６が一体形
成され、このボス部２６に回転軸１６のＬ端部が固設さ
れていて一体的に回転するようになっている。上記カッ
プ体２０の内面部には円環状のロータヨーク２７が固設
されている。ロータヨーク２７の下面には第５図に示す
ようなＮ、Ｓの磁極を交互に有する円環状の８極のマグ
ネット回転子（界磁マグネット）２を固設して、ステー
タ電機子に面対向させている。Ｌ記駆動用ＩＣ６は、プ
リント基板乙の電機子コイル４の配設されていないスペ
ース面に、当該１子コイル４の高さよりも低くなるよう
に形成されたものを用いている。このような厚みの駆動
用ＩＣ６を用いたのは、該ＩＣ６が電機子コイル４より
も厚みがあると、その厚み分だけ、マグネット回転子２
と電機子コイル４との間のエアーギャップが増長するの
で、該増加したエアーギヤツブ分だけ強い磁束が得られ
なくなる。

従って、上記したように、駆動用ＩＣ６は電機子コイル
４よりも厚みの薄いものを形成している。

別の例としては、駆動用■Ｃ６を電機子コイル４の高さ
以下になるようにプリント基板６を変形させてやること
が望ましい。

上記から明らかなように本発明のディスク型ブラシレス
ファンモータは、　（１１コアレスタイプなのでそ一夕
の性能に支障となるようなコキングが発生ぜず、またコ
アレスなので非常に重さの軽いものが得られる、（２）
電機子コイルが１個なので、位置合せの困シ：圧性がな
く、電機子コイルを正しい位置に配設できて、回転バラ
ンスの良いディスク型ブラシレスファンモータヲ容易に
得ることができ　◆る、（３）電機子コイルが１個でも
、従来２個必要としていたものと回し回転トルクを有す
る効率の良いディスク型ブラシレスファンモータとなる
、（４１電機子コイルが１個なので、従来のものに比較
して、Ｉ”４Ｌ　Ｑ？ｊｒ子コイルの端子のハンダ付工
数を少なくできるので迅速に生産できる、（５）位置検
知素子及び電機子コイル１個でも、最も連した位置でコ
キングを発生させることで、デッドポイントをなくして
いるので自起動でき、しかも安定した回転を行なわせる
ことができる、（６）ステータヨーク等を用いずにすむ
し、又、電機子コイルが１個といった具合に部品点数が
非常に少ないので、当該性能ノ良いディスク型ブラシレ
スファンモータを安価に量産できる、という効来がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用しようとする一例として示すディ
スク型ブラシレスファンモータの１：’ｉ　断面図、第
２図は第１図のファンモータのケースの斜視図、第３図
は第１図のファン付カップ体の斜視図、第４図は８極の
マグネット回転子を用いる場合に使用する本発明の１実
施例としてのステータ電機子を形成する電機子コイルの
平面図、第５図は８極のマグネット回転子の下面図であ
る。 ＦＭ・・・ディスク型ブラシレスファンモータ、２・・
・マグネット回転子、（界磁マグネット）、３・・・プ
リント基板、４・・・電機子コイル、５・・・磁電変換
素子（位置・険知素子）、６・・・−動用ＩＣ１９・・
・ディスク型ブラシレスファンモータ用角型ケース、９
ｂ・・・支柱、１′５・・回転軸、１５．１５’・・・
コキング発生用のＦ＝ｎ　’ｌ生体でできた螺子。 ４１許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する８極のマグネット回転子と
   、該マグネット回転子の直径程度の長さの発生トルクに
   寄与する導体部の開角が上記マグネットの磁極幅と実質
   的に等しい開角幅に形成された１個の矩形枠状の電機子
   コイルをこの略中心部と中心軸とを一致させて上記マグ
   ネット回転子と面対向する固定側に固設し、上記マグネ
   ット回転子の回転方向ｌど対して上記電機子コイルの発
   生トルクに寄与する導体部から上記マグネット回転子の
   略４分の１磁極幅はど手前の位置にコキング発生用磁性
   体を固設し、ＬＬ電機子コイルの配設占領位置外の電機
   子コイル配設面に該電機子コイルの高さよりも低くなる
   ように形成された１個の位置検知素子を含む駆動用ＩＣ
   を配設したことを特徴とする電機子コイル１個の１相通
   電されるディスク型ブラシレスモータ。