JP3635056B2

JP3635056B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP3635056B2
Application number: JP2001376111A
Authority: JP
Inventors: 仁坂場; 英昭中村
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2021-12-10
Also published as: JP2003180064A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの携帯情報端末機器などに組み込まれて利用されるブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として特許３１６６７５７号がある。この特許に記載されたブラシレスモータで利用される分銅は、円弧状に形成され、ロータの外周部に溶接を介して固定されている。また、筐体の底面には、複数のリード端子が張り付くようにして固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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。すなわち、筐体の底面にリード端子を配列させた結果として、リード端子を機器の接点に半田付けした後において、半田付けが適切に行われたか否かの確認作業を外部から行い難く、ブラシレスモータを機器へ組み込むにあたり、目視やカメラなどを利用し、外観からの半田付けの良否判断が困難である。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、端子における半田付け状態の視認性を向上させるようにしたブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るブラシレスモータは、ベース部材上に設けられたフラックスプレートと、フラックスプレート上に設けられた回路基板と、回路基板上に設けられた２個のコイルと、回路基板上に設けられたホール素子と、２個のコイルの間に配置させたシャフトと、シャフトに固定されて、シャフトと一体的に回動するロータと、コイルに対面して配置されると共に、ロータに固定したマグネットと、回路基板に電気的に接続されると共に、ベース部材に一部分を埋設させ、他の部分をベース部材の側方へ張り出させた端子とを備え、端子は、ベース部材に埋設させた端子本体部と、端子本体部から側方に延在してベース部材から露出させるバネ性の脚部とを有することを特徴とする。
【０００６】
このブラシレスモータにおいては、ホール素子からの電気信号に基づいてコイルへの給電を制御することで、シャフトを中心にしてロータが回転する。このブラシレスモータで利用される端子は、回路基板に電気的に接続されると共に、ベース部材に一部分を埋設させ、他の部分をベース部材の側方へ張り出させている。このように、端子の一部をベース部材に埋設させる結果、半田付けのみで機械的支持強度を担保している場合に比べて、端子のガタつきが極めて少なくなり、安定した電気的接続を可能にして、耐久性や信頼性を格段に向上させる。また、端子を、ベース部材の側方から張り出させることで、端子を、携帯電話などの機器の所望の電気接点に半田付けした後において、半田付けが良好か否かの確認作業を外部から行い易く、撮像カメラなどを利用した半田付けの良否判断が可能になる。
【０００７】
さらに、端子は、ベース部材に埋設させた端子本体部と、端子本体部から側方に延在してベース部材から露出させるバネ性の脚部とを有する。このように、バネ性をもった脚部を採用する結果として、機器の電気接点に脚部を押し付けるようにして半田付けすることができるので、端子の電気的接合不良を適切に回避することができる。
【０００８】
また、端子本体部に接続片を立設させ、この接続片は、回路基板に設けられた貫通孔内を挿通して、コイル側に露出すると好適である。よって、回路基板のコイル側から端子の接続片を露出させることができるので、半田付けを利用した端子と回路基板との電気的接合作業をコイル側から行うことができ、モータの組み立て作業性が向上することになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。
【００１０】
図１及び図２に示すように、ブラシレスモータ１０は、携帯電話等の機器内に収容させるために小型のブラシレス振動モータを構成している。このブラシレスモータ１０は、図示しない機器の実装基板上に載置させる載置面１２ａと、これに対向する部品搭載面１２ｂとをもったベース部材１２を有する。このベース部材１２は、例えばプラスチック、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ，ＧＦＲＰ，ＣＦＲＰ）などの材料から形成されており、外形が略正方形状をなす。
【００１１】
このベース部材１２の部品搭載面１２ｂ上にはフラックスプレート１４が固定され、このフラックスプレート１４は、例えば珪素鋼板で成形されて、モータ１０の起動を滑らかにする機能をもっている。また、ベース部材１２の部品搭載面１２ｂ上で支持した回路基板１６は、フラックスプレート１４を覆うように固定されている。この回路基板１６は、外形が略正方形状をなし、ベース部材１２と同程度の大きさを有している。この回路基板１６は、フレキシブル配線基板などから形成されており、上面には配線が印刷形成されている。
【００１２】
また、ベース部材１２には、側方に突出する４本の端子２１〜２４が固定され、各端子２１〜２４は、折り曲げ成形された金属製の板バネからなる。そして、左右一対の端子２１，２２の基端は、回路基板１６の所定の回路部位に半田を介して電気的に接続され、左右一対の端子２３，２４の基端は、回路基板１６に接続されることなく、ベース部材１２に埋設されるようにして固定されている。
【００１３】
更に、ベース部材１２の部品搭載面１２ｂの中央には、ラジアル軸受１８が設けられ、このラジアル軸受１８は、シャフト２０を回転自在に支持している。また、回路基板１６上には、シャフト２０を挟むように２個のコイル２５が固定されている。これらのコイル２５は偏平コイルにより構成されている。更に、回路基板１６上には、磁気を検知するホール素子（磁電変換素子）２７、モータ駆動用素子２６及びその他の電子部品が搭載されている。そしてホール素子２７からの電気信号に基づいてコイル２５への給電を制御する。
【００１４】
更に、図１及び図２に示すように、シャフト２０の先端には、シャフト２０と一体的に回転する直径８ｍｍ程度の小型の円板状ロータ３０が固定されている。そして、ロータ３０の下面には、回路基板１６上に設けられたコイル２５と対向するように、リング状のマグネット３１が接着剤を介して固定されている。また、ベース部材１２とカバー３２とで筐体１９を構成し、この筐体１９は、例えば、縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×高さ３．６ｍｍの大きさを有し、小型化が図られている。
【００１５】
このようなモータ１０は、振動モータとして構成させる必要があるので、図３に示すように、ロータ３０には、シャフト２０に対する重量配分を不均等にするために、ロータ３０の少なくとも一部に焼結タングステンなどの高比重の材料からなる分銅３３が偏心的に固定されている。この分銅３３は、図３及び図４に示すように、ロータ３０の平面部分３０ａに当接配置させる半月状の分銅支持部３４と、分銅支持部３４に一体的に形成されると共にロータ３０の外周縁３０ｂからロータ３０のラジアル方向に迫り出した円弧状の分銅本体部３５とからなる。そして、分銅支持部３４は、ロータ３０の平面部分３０ａに当接させた状態で、レーザ溶接などによる２カ所の溶接部３６をもってロータ３０に固定されている。なお、２カ所の溶接部３６は、後述の各起立爪３７と分銅支持部３４とに架け渡されるようにそれぞれ設けられている。分銅支持部３４は、ロータ３０の平面部分３０ａに当接させた状態で、この当接部分を接着剤によってロータ３０に固定させてもよい。
【００１６】
このように、分銅３３は、ロータ３０の外周縁３０ｂからラジアル方向に迫り出した分銅本体部３５のみならず、この分銅本体部３５と一体をなす分銅支持部３４を有している。そして、この分銅支持部３４は、ロータ３０の平面部分３０ａに当接配置させる平板形状を有しているので、この当接部分にスポット溶接等が施し易く、これにより、ロータ３０に分銅３３を固定させる際の作業性が良くなる。特に、直径１０ミリにも満たないような小径のロータ３０においては、分銅３３の取り付け作業性は良くなる。
【００１７】
更に、分銅３３の構成要素のうちで分銅本体部３５は、振動バランスに与える影響が大きく、精度良く成形する必要がある。そこで、焼結成形時の収縮変形を考慮して、分銅本体部３５に焼結成形時の変形が起こりにくいように、分銅本体部３５は、分銅支持部３４と一体的に形成させている。特に、分銅本体部３５が、ロータ３０の外周縁に沿うような円弧状を有している場合には、焼結成形時において分銅本体部３５が変形し易いので、分銅３３が、前述したような分銅支持部３４をもつことは有効な方策といえる。
【００１８】
また、分銅本体部３５は、ロータ３０の外周縁３０ｂに沿って円弧状に形成されると共に、ロータ３０の外周縁３０ｂからシャフト２０の軸線方向に沿うようにコイル２５側に向けて延び出る。このような分銅本体部３５の採用により、分銅３３の重量バランスを良くしながら、分銅３３の重量を適切に大きくすることができる。
【００１９】
更に、図３及び図５に示すように、ロータ３０の外周縁３０ｂには、分銅３３をロータ３０のラジアル方向に支持する２本の起立爪３７が折り加工によって形成されている。また、各起立爪３７は、分銅本体部３５からロータ３０の外周縁３０ｂに沿って延びる分銅支持部３４の円弧状縁部３４ａに当接させる。そして、左右一対の起立爪３７，３７間に分銅本体部３５を配置させるようにして、２本の起立爪３７，３７で分銅支持部３４を、ロータ３０のラジアル方向に支持する。
【００２０】
このように、各起立爪３７に分銅支持部３４の縁部３４ａを当接させることで、ロータ３０に対する分銅３３の位置決めが容易になり、組み立て作業性が極めて良好になる。特に、直径１０ミリにも満たないような小径のロータ３０では、分銅３３の取り付け作業性が極めて良好になる。しかも、ロータ３０の高速回転時に発生する遠心力によって、分銅３３がロータ３０から外れるような事態を、各起立爪３７によって適切に回避させることができ、ブラシレスモータ１０の耐久性の向上に寄与することになる。
【００２１】
また、図５に示すように、ロータ３０の外周縁３０ｂには、マグネット３１をロータ３０のラジアル方向に支持する２本の爪部３８が折り加工によって形成されている。また、各爪部３８は、ロータ３０の外周縁３０ｂに沿って延在するリング状のマグネット３１の縁部３１ａに当接させる。そして、２本の起立爪３８，３８でマグネット３１を、ロータ３０のラジアル方向に支持する。
【００２２】
このように、各爪部３８にマグネット３１の縁部３１ａを当接させることで、ロータ３０に対するマグネット３１の位置決めが容易になり、組み立て作業性が極めて良好になる。特に、直径１０ミリにも満たないような小径のロータ３０では、マグネット３１の取り付け作業性が極めて良好になる。しかも、ロータ３０の高速回転時に発生する遠心力によって、マグネット３１がロータ３０から外れるような事態を、各爪部３８によって適切に回避させることができ、ブラシレスモータ１０の耐久性の向上に寄与することになる。
【００２３】
図６及び図７に示すように、プラスチック製のベース部材１２には、インサート成形によって４本の端子２１〜２４が固定されている。また、左右一対の端子２１，２２の基端は、回路基板１６の所定の回路部位に半田４５を介して電気的に接続され、左右一対の端子２３，２４の基端は、回路基板１６に接続されることなく、ベース部材１２に埋設するようにして固定されている。そして、各端子２１〜２４は、ベース部材１２に埋設させた端子本体部４０と、端子本体部４０から側方に延在してベース部材１２から張り出すように露出させたバネ性の脚部４１とを有する。
【００２４】
更に、端子２１，２２の端子本体部４０は、ベース部材１２内に確実に埋設させるために矩形の平板からなり、端子２３，２４の端子本体部４０は、ベース部材１２内に確実に埋設させるためにＬ字状の平板からなる。このように、ベース部材１２に端子２１〜２４の端子本体部４０をインサート成形により埋設させると、半田付けのみで機械的支持強度を担保している場合に比べて、端子２１〜２４自体の耐久性や信頼性が格段に向上することになる。また、各端子２１〜２４を、ベース部材１２の側方から張り出させることで、各端子２１〜２４を携帯電話などの機器の所望の電気接点に半田付けした後において、半田付けが良好か否かの確認作業を外部から行い易くなる。その結果として、目視や撮像カメラなどを利用した外観からの半田付けの良否判断が可能になり、このことは、モータ１０の生産性向上の一助をなすものである。
【００２５】
また、各端子２１〜２４において、バネ性の脚部４１は、階段状に折り曲げ形成させてバネ性を担保している。このように、バネ性をもった脚部４１を採用する結果として、機器の電気接点に脚部４１を押し付けるだけであっても十分な電気的接合ができる。
【００２６】
更に、回路基板１６に対して電気的に接続させる端子２１，２２において、端子本体部４０には、切り起こし部としての接続片４３を立設させている。この接続片４３は、回路基板１６に設けられた円形の貫通孔４４内を挿通して、コイル２５側に露出する。そして、ベース部材１２に植立された突起部（図示せず）を回路基板１６を貫通させて、突起部を加締ることで、ベース部材１２上に回路基板１６を固定させた状態において、回路基板１６のコイル２５側から端子２１，２２の接続片４３を露出させ、各接続片４３を、回路基板１６の所定の回路部位に半田４５を介して電気的に接続する。このように、端子２１，２２と回路基板１６との電気的接合作業をコイル２５側から行うことができるので、モータ１０の組み立て作業性が格段に向上する。
【００２７】
本発明のブラシレスモータは、前述した実施形態に示されたように、ロータに分銅を配し、回転により振動を発生させる形式のモータに限定されるものではなく、例えば、筐体１９内でシャフト２０の先端にファン（図示せず）を固定したブラシレスファンモータにも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によるブラシレスモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、ベース部材上に設けられたフラックスプレートと、フラックスプレート上に設けられた回路基板と、回路基板上に設けられた２個のコイルと、回路基板上に設けられたホール素子と、２個のコイルの間に配置させたシャフトと、シャフトに固定されて、シャフトと一体的に回動するロータと、コイルに対面して配置されると共に、ロータに固定したマグネットと、回路基板に電気的に接続されると共に、ベース部材に一部分を埋設させ、他の部分をベース部材の側方へ張り出させた端子とを備え、端子は、ベース部材に埋設させた端子本体部と、端子本体部から側方に延在してベース部材から露出させるバネ性の脚部とを有することにより、端子における半田付け状態の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブラシレスモータの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示したブラシレスモータにカバーを装着した状態でのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】ロータに分銅を装着した状態を示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】カバー及びロータを外した状態のブラシレスモータを示す平面図である。
【図７】図６に示したブラシレスモータにカバー及びロータを装着した状態でのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１０…ブラシレスモータ、１２…ベース部材、１４…フラックスプレート、１６…回路基板、２０…シャフト、２１，２２，２３，２４…端子、２５…コイル、２７…ホール素子、３０…ロータ、４０…端子本体部、４１…脚部、４３…接続片、４４…貫通孔。

Claims

ベース部材上に設けられたフラックスプレートと、
前記フラックスプレート上に設けられた回路基板と、
前記回路基板上に設けられた２個のコイルと、
前記回路基板上に設けられたホール素子と、
前記２個のコイルの間に配置させたシャフトと、
前記シャフトに固定されて、前記シャフトと一体的に回動するロータと、
前記コイルに対面して配置されると共に、前記ロータに固定したマグネットと、
前記回路基板に電気的に接続されると共に、前記ベース部材に一部分を埋設させ、他の部分を前記ベース部材の側方へ張り出させた端子とを備え、
前記端子は、前記ベース部材に埋設させた端子本体部と、前記端子本体部から側方に延在して前記ベース部材から露出させるバネ性の脚部とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
前記端子本体部に接続片を立設させ、この接続片は、前記回路基板に設けられた貫通孔内を挿通して、前記コイル側に露出したことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。