JP2009268196A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動コイルを回路基板に直接位置決めできるブラシレスモータの提供。
【解決手段】扁平形振動モータは、支軸１２を植設したステータ板１１上で駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４を搭載した給電用フレキシブル基板１３を持つステータ１０と、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４に面対向する環状マグネットを持ち支軸１２にメタル軸受を介して回転自在に支持されたロータを備え、支軸１２が通り、給電用フレキシブル基板１３の回り止め穴１３ａに嵌め込んで位置決めした樹脂製のコイル位置決め用環状板１９を有し、このコイル位置決め用環状板１９の上面レベルが給電用フレキシブル基板１９の上面と駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の上端面との間に位置し、コイル位置決め用環状板１３はその外周側において駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４が当接して当該駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４を位置決めする当り止め部Ｗ_１〜Ｗ_４を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動モータなどに適用可能なブラシレスモータに関する。

特開平２００３−１１１３７４においては、ベース部材上に珪素鋼板（磁性板），フレキシブル配線基板，複数個の駆動コイルを積層固定したステータと、駆動コイルに面対向するマグネットを持ちベース部材に回転自在に支持されたシャフトと一体的に回転するロータとを有するブラシレスモータが示されている。
特開平２００３−１１１３７４（図１、図３）

従来、上記の駆動コイルをフレキシブル配線基板上に固定する組み付け作業は、駆動コイルの外径が数ミリ程度であるため、複数個の駆動コイルを治具の位置決め部に一旦セットして駆動コイルの端面に接着材を塗布した後、治具を天地反転させてフレキシブル配線基板に駆動コイルを位置決め固定するものであり、治具を用いた組み付け作業であるため、作業効率に遜色がある。

そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題は、駆動コイルを回路基板に直接位置決めできるステータを持つブラシレスモータを提供することにある。

本発明は、支軸を植設したステータ板上で複数個の駆動コイルを搭載した回路基板を持つステータと、駆動コイルに面対向するマグネットを持ち支軸に軸受を介して回転自在に支持されたロータとを備えたブラシレスモータにおいて、回路基板の回り止め穴に嵌め込んで位置決めした樹脂製の環状部材を有し、この環状部材の上面レベルが回路基板の上面と駆動コイルの上端面との間に位置し、環状部材はその外周側において駆動コイルの外周面が当接して当該駆動コイルを位置決めする当り止め部を有して成る。

ステータの組立においては、ステータ板上に回路基板を配置してその回り止め穴に環状部材を嵌め込んで位置決めした後、環状部材の当り止め部に駆動コイルの外周面を当接させることにより駆動コイルを位置決めできるため、作業効率の向上を図ることができる。また、この環状部材自身の位置決めが回路基板の回り止め穴で実現されているので、駆動コイルの位置決めがそれらを搭載する回路基板基準で達成でき、しかも部品点数の増加を招かずに済む。そして、環状部材の上面レベルが回路基板の上面と駆動コイルの上端面との間に位置しているため、ステータの厚みが従前のままで済む。

位置決め機能を果たす当り止め部としては、例えば駆動コイル毎に複数本の突起などを環状部材の外周側に一体的に設けても構わないが、駆動コイルの中心の位置決めのみならず仮の回り止めをも図るには、駆動コイルの外周面のうち支軸に臨む軸側凸面に係合する凹面壁とするのが望ましい。凹面壁に軸側凸面が正しく合うよう駆動コイルの位置を微調節すれば、自ずと中心に対する位置決めも実現できるからである。

この凹面壁はスペースの余裕があれば回路基板上の隣接する駆動コイル間へはみ出ていても構わないが、凹面壁を長く確保しつつ位置決め精度を高めるには、回り止め穴の範囲内にあるのが望ましい。ところが、逆に、駆動コイルの凸面部分が回路基板上から回り止め穴上にはみ出すことになるので、凸面部分の電気絶縁信頼性に問題が残る。

そこで、環状部材は凹面壁では回路基板の上面と等しい面レベルで駆動コイルの下端面を受ける張出台部を有することが望ましい。駆動コイルの凸面部分の下面が回路基板に代わって環状部材の張出台部で覆われるので電気絶縁性を確保できる。

環状部材は支軸を通したワッシャーが遊嵌するワッシャー収容穴を有しても良い。このワッシャー収容穴は貫通穴である場合は例えば底上げ用ワッシャーと供回りワッシャーを遊嵌する。環状部材の上面側で支軸が通る軸穴よりも大径に形成した段付き穴である場合は、供回りワッシャーだけを遊嵌すれば良く、支軸は軸穴に圧入すれば良いので、その段付き穴は供回りワッシャーに給油できる潤滑油溜まりを形成できる。

駆動コイルは空心コイルであってその空心部分に接着材を注入して空心コイルを回路基板に固着して成ることが望ましい。

回路基板がフレキシブル配線基板の場合は基板厚を薄くできる。そして、このブラシレスモータはロータに偏心錘を持つ振動モータに適用できる。

本発明によれば、駆動コイルを回路基板に直接位置決めできるブラシレスモータを提供できる。

次に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例１に係る扁平形振動モータを示す縦断面図、図２は同扁平形振動モータのステータを示す斜視図、図３は同ステータの組み付け斜視図、図４は同ステータに用いる給電用フレキシブル配線基板を示す平面図、図５（Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。

本例の扁平形（コイン形）振動モータは、図１に示す如く、ステータ１０とロータ２０とから成るブラシレスモータである。ステータ１０は、円形の磁性材（珪素鋼鈑）のステータ板（ベースプレートないし底板）１１と、このステータ板１１の中央穴１１ａに一端が圧入して溶接固定した支軸１２と、ステータ板１１の上面に位置決めして融着等で貼り合せた給電用フレキシブル配線基板１３と、支軸１２に遊嵌した樹脂ワッシャー１４，１５と、支軸１２の他端を圧入して下開口がステータ板１１で塞がれたカップ状のハウジング１６とを有する。

ステータ板１１はロータ２０のデットポイントを回避するための３つのコギング発生用丸穴１１ｂを有する。給電用フレキシブル配線基板１３は、図２〜図４に示す如く、中心に支軸１２が通るＤ形状の回り止め穴１３ａを有し、この回り止め穴１３ａの周りで４５°の等間隔に配置した４つの駆動空心コイルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４と、回り止め穴１３ａの穴縁の直線縁Ｓ近傍に配置されて磁気を検知するホール素子を内蔵し駆動コイルＣ_１〜Ｃ_４に対する励磁電流を切換えて回転磁界を形成するための駆動制御ＩＣ１７と、この駆動制御ＩＣ１７の外側に配置されたコンデンサ１８とを搭載している。

回り止め穴１３ａには、図５に示す如く、ワッシャー収容穴１９ａを持つ非円形のコイル位置決め用環状板１９が嵌め込んで位置決めされている。この位置決め用環状板１９は樹脂製で、その外周側において、直線縁Ｓと接合する平坦壁Ｆと、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の各外周面が対応して当接し駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４を位置決めする当り止め部Ｗ_１〜Ｗ_４とを有する。当り止め部Ｗ_１〜Ｗ_４は回り止め穴１３ａの穴縁に合致する円弧を切り欠いたものに相当し、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の外周面のうち支軸１２に臨む軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４が浅く嵌め合う凹面壁となっている。当り止め部Ｗ_１〜Ｗ_４の上端面は給電用フレキシブル配線基板１３の上面より上方へ突出しているが、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の上端面より上方へは突出していない。駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の空心部分に接着材（図示せず）が注入しており、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４は給電用フレキシブル配線基板１３に固着している。

ロータ２０は、軸受ホルダー部２３ａのメタル軸受２１を介して支軸１２に回転自在に支持され、駆動コイルＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４と面対向する環状マグネット２２を下側に持つロータ板（ヨーク）２３と、このロータ板２３の外周側に設けられた弧状の偏心錘２４とを有する。

ステータ１０の組立作業においては、ステータ板１１上に給電用フレキシブル配線基板１３を配置してその回り止め穴１３ａにコイル位置決め用環状板１９を嵌め込んで位置決めした後、コイル位置決め用環状板１９の当り止め部Ｗ_１〜Ｗ_４に駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４を寄せて当接させることにより駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４を位置決めできるため、作業効率の向上を図ることができる。また、このコイル位置決め用環状板１９自身の位置決めが給電用フレキシブル配線基板１３の回り止め穴１３ａで実現されているので、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の位置決めがそれらを搭載する給電用フレキシブル配線基板１３基準で達成できる。そして、コイル位置決め用環状板１９の上面レベルが駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の上端面より上方へは突出していないため、ステータ１０の厚みが従前のままで済む。

特に本例の当て止め部Ｗ_１〜Ｗ_４は凹面壁であるため、凹面壁に軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４が正しく合うよう駆動コイルの位置を微調節すれば、自ずと中心に対する位置決めも実現できる。

図６（Ａ）は本発明の実施例２に係る扁平形振動モータのステータを示す平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図、図７は同ステータの組み付け斜視図、図８（Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。なお、図６〜図８において図１〜図５に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。

本例において実施例１と異なる点は、スタータ１０′のうちコイル位置決め用環状板３９の構成にある。実施例１のワッシャー収容穴１９ａは底上げ用の樹脂ワッシャー１４と供回り用の樹脂ワッシャー１５とを収容する貫通穴となっているが、本例のワッシャー収容穴３９ａは、支軸１２が圧入する軸穴ｈとこの上側部分で大径の段付き穴Ｈとなっている。このため、底上げ用の樹脂ワッシャー１４を用いずに済み、供回りの樹脂ワッシャー１５だけを段付き穴Ｈに嵌め込めば良い。この段付き穴Ｈは供回りの樹脂ワッシャー１５に給油する潤滑油溜まりとして利用することができ、摺動損失を低減できる。

図９（Ａ）は本発明の実施例３に係る扁平形振動モータのステータを示す平面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図、図１０（Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。なお、図９及び図１０において図６〜図８に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。

本例において実施例１，２と異なる点はステータ１０″のうちコイル位置決め用環状板４９の構成にあり、実施例２のコイル位置決め用環状板３９を改良したものである。実施例２のコイル位置決め用環状板３９においては、駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４が給電用フレキシブル基板１３から回り止め穴１３ａへはみ出ているため、そのはみ出し部分の電気絶縁の信頼性が問題となる。

そこで、本例のコイル位置決め用環状板４９は、当て止め部Ｗ_１〜Ｗ_４において給電用フレキシブル基板１３の上面と等しい面レベルで駆動空心コイルＣ_１〜Ｃ_４の下端面を受ける張出台部Ｍ_１〜Ｍ_４を一体的に有している。軸側凸面Ｘ_１〜Ｘ_４の近傍部分が張出台部Ｍ_１〜Ｍ_４で覆われるので電気絶縁性を確保できる。

本発明の実施例１に係る扁平形振動モータを示す縦断面図である。 同扁平形振動モータのステータを示す斜視図である。 同ステータの組み付け斜視図である。 同ステータに用いる給電用フレキシブル配線基板を示す平面図である。 （Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。 （Ａ）は本発明の実施例２に係る扁平形振動モータのステータを示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。 同ステータの組み付け斜視図である。 （Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。 （Ａ）は本発明の実施例３に係る扁平形振動モータのステータを示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。 （Ａ）は同ステータに用いるコイル位置決め用環状板を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した断面図である。

符号の説明

１０，１０′，１０″…ステータ
１１…ステータ板
１１ａ…中央穴
１１ｂ…コギング発生用丸穴
１２…支軸
１３…給電用フレキシブル配線基板
１３ａ…回り止め穴
１４，１５…樹脂ワッシャー
１６…ハウジング
１７…駆動制御ＩＣ
１８…コンデンサ
１９，３９，４９…コイル位置決め用環状板
１９ａ，３９ａ…ワッシャー収容穴
２０…ロータ
２１…メタル軸受
２２…環状マグネット
２３…ロータ板
２３ａ…軸受ホルダー部
２４…偏心錘
Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４…駆動空心コイル
Ｆ…平坦壁
Ｈ…段付き穴
ｈ…軸穴
Ｍ_１〜Ｍ_４…張出台部
Ｓ…直線縁
Ｗ_１〜Ｗ_４…当り止め部
Ｘ_１〜Ｘ_４…軸側凸面

Claims (9)

1. 支軸を植設したステータ板上で複数個の駆動コイルを搭載した回路基板を持つステータと、前記駆動コイルに面対向するマグネットを持ち前記支軸に軸受を介して回転自在に支持されたロータとを備え、
   前記支軸が通り、前記回路基板の回り止め穴に嵌め込んで位置決めした樹脂製の環状部材を有し、この環状部材の上面レベルが前記回路基板の上面と前記駆動コイルの上端面との間に位置し、前記環状部材はその外周側において前記駆動コイルの外周面が当接して当該駆動コイルを位置決めする当り止め部を有して成ることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記当り止め部は、前記駆動コイルの前記外周面のうち軸側凸面と係合する凹面壁であることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、前記凹面壁は前記回り止め穴の範囲内に位置して成ることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項３に記載のブラシレスモータにおいて、前記環状部材は前記凹面壁では前記回路基板の上面と等しい面レベルで前記駆動コイルの下端面を受ける張出台部を有することを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記環状部材は前記支軸を通したワッシャーが遊嵌するワッシャー収容穴を有することを特徴とするブラシレスモータ。
6. 請求項５に記載のブラシレスモータにおいて、前記ワッシャー収容穴は前記上面側で前記支軸が通る軸穴よりも大径に形成した段付き穴であることを特徴とするブラシレスモータ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記駆動コイルは空心コイルであってその空心部分に接着材を注入して前記空心コイルを前記回路基板に固着して成ることを特徴とするブラシレスモータ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記回路基板はフレキシブル配線基板であることを特徴とするブラシレスモータ。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ロータは偏心錘を有することを特徴とする振動モータ。

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