JP6515513B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、ヘアカーラーなどの使用者が手に持って使う、いわゆるハンディな電子製品に搭載されるモータに関するものである。

近年、家庭用電化製品の小型化にしたがって、モータの小型化が求められる。

例えば、小型化されたヘアカーラーなどの電化製品に搭載されるモータは、使用者が手で本体を把持する部位に内蔵されたり、流体の流路内に配置されることが多い。したがって、モータの外径を小さくすることがヘアカーラーなど電化製品の軽薄短小化に直結するため、モータには小型化が求められる。
特開２００５−１８４９５０ 特開平７−７５３１５

ところで、モータを小型化する上では、回路基板も小型化する必要が出てくる。更に、モータを電化製品の本体に取り付けるためには、取付部が回路基板の実装面積の一部と重なる為、回路基板の実装面積が不足するという問題がある。

本発明は、モータの小型化に伴う、回路基板の実装面積の不足を解決し、実装面積を確保することである。

本願の例示的な一実施形態では、モータは上下方向に伸びる中心軸を中心として回転する回転部と、前記回転部を支持する静止部とを備える。回転部は、中心軸に沿って伸びるシャフトと、シャフトと共に回転するロータホルダと、ロータホルダに保持されるロータマグネットとを備える。静止部は、シャフトを回転自在に支持する軸受部材と、軸受部材を保持するハウジングと、ハウジングに保持されロータマグネットと径方向に対向するステータと、前記ハウジングに直接又は間接に保持され、ロータホルダの軸方向下方に位置し、ステータと電気的に接続される回路基板と、ハウジングと一体、または、ハウジングに直接または間接に保持され、装置本体に直接または間接に取り付けられ、回路基板を軸方向に支持する回路基板支持部とを備える。その特徴は、回路基板は、回路基板支持部の軸方向上方に位置する第１回路基板と、回路基板支持部の軸方向下方に位置する第２回路基板と、を含み、第１回路基板と第２回路基板とは接続部材を介して電気的に接続され、第１回路基板と第２回路基板とは軸方向に少なくとも一部が重なっており、回路基板支持部の外周面には、モータを装置に取り付けるための取付部が位置する。取付部は、周方向に沿って複数、均等に分布される。

本願の例示的な一実施形態によれば、モータの小型化が実現できるとともに、回路基板の実装面積が確保できる。

図１は、実施例１に関わる本発明のモータの断面図である。 図２は、実施例１に関わる本発明のモータの回路基板保持部の平面図である。 図３は、実施例１に関わる本発明のモータの変形例の断面図である。 図４は、実施例２に関わる本発明のモータの断面図である。 図５は、実施例２に関わる本発明のモータの変形例の断面図である。

以下で本願の実施例１について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に対して垂直に沿う方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円周方向を「周方向」と称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、回路基板支持部に対してロータホルダ側を上として各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。また、本願では、径方向を内外方向とし、シャフトに対してステータ側を外として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この内外方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

図１は、本願の実施例１に関わる本発明のモータの断面図である。本発明のモータは、図１に示すように、アウターロータ型のモータ１０である。アウターロータ型のモータ１０は、上下方向に伸びる中心軸Ｊ１を中心として回転する回転部１１０と、回転部１１０を回転可能な状態で支持する静止部１２０とを備える。回転部１１０は、中心軸Ｊ１に沿って伸びるシャフト１１１と、シャフト１１１と共に回転するロータホルダ１１２と、ロータホルダ１１２に保持されるロータマグネット１１３と、を備える。静止部１２０は、シャフト１１１を回転自在に支持する軸受部材１２１と、軸受部材１２１を保持するハウジング１２２と、ハウジング１２２に保持され、ロータマグネット１１３と径方向に対向するステータ１２３と、ハウジング１２２に直接又は間接的に保持され、ロータホルダ１１２の軸方向下方に位置し、ステータ１２３と電気的に接続される回路基板１２４と、ハウジング１２２と一体であり、回路基板１２４を軸方向に支持する回路基板支持部１２５と、を備える。本実施形態では、回路基板支持部１２５はハウジング１２２と一体であるが、ハウジング１２２に直接または間接的に保持されてもよく、また、装置本体に直接または間接的に取り付けられてもよい。回路基板１２４は、回路基板支持部１２５の軸方向上方に位置する第１回路基板１２４１と、回路基板支持部１２５の軸方向下方に位置する第２回路基板１２４２と、を含む。第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２とは接続部材１２６を介して電気的に接続され、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２とは軸方向に重なっており、回路基板支持部１２５の外周面には、前記モータ１０を装置に取り付けるための取付部１２５１が位置する。

より具体的には、図１に示すように、ロータホルダ１１２はシャフト１１１に固定される円筒状の固定部と、固定部から径方向に広がる円板状の蓋部と、蓋部の径方向外端から伸びる円筒状の円筒部を有する。ロータマグネット１１３は、例えば接着剤などで前記ロータホルダ１１２の円筒部の内周面に固定される。ステータ１２３は、ロータマグネット１１３よりも径方向内側に位置し、ロータマグネット１１３と径方向に対向する。ステータ１２３はステータコアを有しており、ステータコアには銅線やアルミ線などにより構成されたコイルが巻回される。コイルが回路基板１２４と電気的に接続されることにより、ステータ１２３は、回路基板１２４と電気的に接続される。コイルが第１回路基板１２４１と電気的に接続されることにより、ステータ１２３は磁場を発生させる。これにより、ステータ１２３は、ロータマグネット１１３との間で回転力を発生させる。

回路基板１２４は、回路基板支持部１２５の軸方向上方に位置する第１回路基板１２４１と、回路基板支持部１２５の軸方向下方に位置する第２回路基板１２４２とを含む。第１回路基板１２４１の軸方向上面には、ランド部が配置され、コイルが半田付けされる。また、第１回路基板１２４１には、例えばホール素子などの回転検出素子が実装される。第１回路基板１２４１は、ロータマグネット１１３と軸方向に近接して対向している。これにより、ホールＩＣ等の回転検出素子がロータマグネット１１３の磁束を検出することができる。
本実施例において、回路基板支持部１２５と、ハウジング１２２とは一体に形成される。すなわち、ハウジング１２２は、軸受部材１２１を保持している部位から軸方向下側に伸び、回路基板支持部１２５を構成する。回路基板支持部１２５は、径方向外側に広がる略円板形状である。回路基板支持部１２５は、径方向外側の領域が軸方向上側および下側に突出しており、断面がＨ字形状である。回路基板支持部１２５は、前記軸方向上側に突出した領域で、第１回路基板１２４１を支持している。また、回路基板支持部１２５は、軸方向下側に突出した領域で、第２回路基板１２４２を支持している。

図２は、回路基板支持部１２５の平面図である。図２に示すように、回路基板支持部１２５の周方向に沿って、複数の取付部１２５１が配置される。好ましくは、複数の取付部１２５１が周方向に沿って均等に配置されている。更に好ましくは、取付部１２５１が３個以上である。

好ましくは、図２に示すように、取付部１２５１は、回路基板保持部１２５の外周面から径方向内側への凹部である。当該モータを装置本体に装着するとき、固定部材を径方向外側から凹部に挿入することにより、取付部１２５１が固定される。固定部材がネジなどの挿入部材であっても良い。

図３は、実施例１に関わる本発明のモータの変形例の断面図である。図１の実施例１と同じ構造については説明を省略して、異なる部分だけを説明する。

図３に示すように、第２回路基板１２４２の軸方向下側の面には、電子部品６６が載置される。当該電子部品６６は、制御ＩＣなどサイズが大きい電子部品または発熱量が多い電子部品である。たとえば、電源制御ＩＣやＤＣ−ＤＣコンバータなどの電子部品である。

好ましくは、図３に示すように、第１回路基板１２４１の軸方向上側の面には、回転位置検出部材６７が載置される。回転位置検出部材６７は、ホール素子またはホールＩＣなどの磁気検出部材である。回転位置検出部材６７が、ロータマグネット１１３と近くに配置され、ロータマグネット１１３の磁界を検出することにより回転部１１０の回転位置を検出する。

好ましくは、図３に示すように、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２には、抵抗やコンデンサなどサイズが小さい電子部品６８が載置される。これらの電子部品６８が第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２の間の空間に位置する。

好ましくは、回路基板支持部１２５が樹脂などの絶縁部材からなる。

好ましくは、回路基板支持部１２５が円盤状である。

好ましくは、第２回路基板１２４２の一部が、軸方向に前記シャフト１１１と重なる。

好ましくは、シャフト１１１は、ロータホルダ１１２の上端から軸方向上側に突出する。

図４は、本願の実施例２に関わるモータの断面図である。本モータは、図４に示すように、インナーロータ型のモータ２０である。インナーロータ型のモータ２０は、上下方向に伸びる中心軸Ｊ２を中心として回転する回転部２１０と、回転部２１０を支持する静止部２２０とを備える。回転部２１０は、中心軸Ｊ２に沿って伸びるシャフト２１１と、シャフト２１１と共に回転するマグネットホルダ２１２と、マグネットホルダ２１２に保持されるロータマグネット２１３と、を備える。静止部２２０は、シャフト２１１を回転自在に支持する軸受部材２２１と、軸受部材２２１を保持するハウジング２２２と、ハウジング２２２に保持され、ロータマグネット２１３と径方向に対向するステータ２２３とを有する。静止部２２０は、更にハウジング２２２に直接又は間接的に保持され、マグネットホルダ２１２の軸方向下方に位置し、ステータ２２３と電気的に接続される回路基板２２４を有する。ハウジング２２２はハウジング２２２に直接的に保持され、なおかつ装置本体に直接または間接的に取り付けられ、回路基板２２４を軸方向に支持する回路基板支持部２２５を備える。なお、回路基板支持部２２５はハウジング２２２と一体でもよく、または、ハウジング２２２に間接的に保持されてもよい回路基板２２４は、回路基板支持部２２５の軸方向上方に位置する第１回路基板２２４１と、回路基板支持部２２５の軸方向下方に位置する第２回路基板２２４２と、を含む。第１回路基板２２４１と第２回路基板２２４２とは接続部材２２６を介して電気的に接続され、第１回路基板２２４１と第２回路基板２２４２とは軸方向に重なっており、前記回路基板支持部２２５の外周面には、モータを装置に取り付けるための取付部２２５１が位置する。

具体的には、図４に示すように、マグネットホルダ２１２は円筒状の円筒部を有し、ロータマグネット２１３が接着剤などでマグネットホルダ２１２の円筒部の外周面に固定される。ステータ２２３は、ロータマグネット２１３よりも径方向外側に位置し、ロータマグネット２１３と径方向に対向する。ステータ２２３には、銅線やアルミ線などにより構成されたコイルが巻回される。コイルが回路基板２２４と電気的に接続されることにより、ステータ２２３は、回路基板２２４と電気的に接続される。好ましくは、コイルが第１回路基板２２４１と電気的に接続される。

図５は、実施例２に関わる本発明に電子部品を追加した断面図面である。電子部品以外の構成は図4と同様であり、また、電子部品の構成は実施例１に関わる電子部品を追加した変形例（図３）と同様である。したがって、ここでは説明を割愛する。

実施例１に関わる本発明のモータは、図１に示すように、アウターロータ型のモータ１０である。アウターロータ型のモータ１０は、上下方向に伸びる中心軸Ｊ１を中心として回転する回転部１１０と、回転部１１０を支持する静止部１２０とを備える。回転部１１０は、中心軸Ｊ１に沿って伸びるシャフト１１１と、シャフト１１１と共に回転するロータホルダ１１２と、ロータホルダ１１２に保持されるロータマグネット１１３とを備える。静止部１２０は、前記シャフト１１１を回転自在に支持する軸受部材１２１と、軸受部材１２１を保持するハウジング１２２と、前記ハウジング１２２に保持され、ロータマグネット１１３と径方向に対向するステータ１２３と、ハウジング１２２に直接又は間接に保持され、ロータホルダ１１２の軸方向下方に位置し、ステータ１２３と電気的に接続される回路基板１２４と、ハウジング１２２と一体、または、ハウジング１２２に直接または間接に保持され、装置本体に直接または間接に取り付けられ、回路基板１２４を軸方向に支持する回路基板支持部１２５と、を備える。回路基板１２４は、回路基板支持部１２５の軸方向上方に位置する第１回路基板１２４１と、回路基板支持部１２５の軸方向下方に位置する第２回路基板１２４２とを含む。第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２とは接続部材１２６を介して電気的に接続され、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２とは軸方向に重なっており、回路基板支持部１２５の外周面には、前記モータを装置に取り付けるための取付部１２５１が位置する。

ロータホルダ１１２は円筒状の円筒部を有し、ロータマグネット１１３が接着剤などでロータホルダ１１２の円筒部の内周面に固定される。ステータ１２３は、ロータマグネット１１３よりも径方向内側に位置し、ロータマグネット１１３と径方向に対向する。ステータ１２３には、銅線やアルミ線などにより構成されたコイルが巻き回される。コイルが回路基板１２４と電気的に接続されることにより、ステータ１２３は、回路基板１２４と電気的に接続される。好ましくは、コイルが第１回路基板１２４１と電気的に接続される。

この発明では、回路基板１２４は、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２とにより構成されるので、径方向の幅を増やさずに回路基板１２４の実装面積を増やすことができる。また、回路基板支持部１２５の外周面に取付部１２５１を設けることにより、モータを装置本体に装着するとき、回路基板１２４との干渉がない。これにより、モータの装着工程が容易になるとともに、回路基板１２４の実装面積も確保できる。

実施例1に関わる本発明のモータは、図３に示す回路基板保持部１２５を備える。図3に示すように、回路基板保持部１２５が複数の取付部１２５１を有す。そのため、モータを装置本体に装着するとき、より確実にモータを装置本体に装着できる。当該取付部１２５１が周方向に複数、均等に分布される。そのため、モータから発生した振動は、複数の各取付部１２５１を介して、周方向に平均等に装置本体へ伝わる。そのため、各取付部１２５１に受けた振動衝撃を低くすることができ、製品の寿命が向上できる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、取付部１２５１が回路基板支持部１２５の外周面から径方向への凹部であるので、取付部１２５１が容易に形成できる。また、ネジなどの固定部材を径方向外側から凹部に挿入することができる。これにより、モータの装置本体への装着が容易にできる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、図３に示すように、第2回路基板１２４２の軸方向下側の面に、電子部品６６が載置される。電子部品６６は、制御ＩＣなどサイズが大きい電子部品または発熱量が多い電子部品である。このように、サイズが大きい電子部品または発熱量が多い電子部品を第2回路基板１２４２の軸方向下側の面に載置することにより、第1回路基板１２４１の実装面積が確保できるとともに、モータの放熱性が向上できる。それに、サイズが大きい電子部品がステータ１２３と干渉することも防止できる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、図３に示すように、第１回路基板１２４１の軸方向上側の面には、ホール素子またはホールＩＣなどの磁気検出部材が載置される。上記のような省スペース化ができるから、ホール素子またはホールＩＣなどの磁気検出部材に対して、装着スペースが厳しくない。したがって、精度の低いホール素子またはホールＩＣを使うことができる。その結果、モータをコストダウンすることができる。また、ホール素子またはホールICをロータマグネット１１３とより近くに配置でき、回転部１１０の回転位置を精度よく検出できる。

実施例1に関わる本発明のモータでは、図３に示すように、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２が対向する面には、抵抗やコンデンサなどサイズや発熱量が小さい電子部品６８が載置される。これらの電子部品６８が第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２の間の空間に位置する。このような構造で、第１回路基板１２４１と第２回路基板１２４２の空間も利用でき、更にモータの省スペース化が実現できる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、回路基板支持部１２５が樹脂などの絶縁部材からなる。これにより、基板同士の絶縁の効果が実現できると同時に、回路基板支持部１２５が容易に形成できる。また、回路基板支持部１２５の外形について、いろいろな形状を形成することができる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、回路基板支持部１２５が円盤状である。これにより、円盤状の回路基板支持部１２５が容易にモータへ装着できる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、第２回路基板１２４２は、その一部が、軸方向にシャフト１１１と重なる。このようにすれば、第２回路基板１２４２には、シャフト１１１を露出するための貫通孔がなくても良いので、第２回路基板１２４２の実装面積を増加させることができる。

実施例１に関わる本発明のモータでは、シャフト１１１は、ロータホルダ１１２の上端から軸方向上側に突出する。このような構造で、モータを小型の電化製品に装着するとき、シャフト１１１の先端には、ギアなど動力伝送部材が装着でき、用途の多様化が実現できる。

実施例２に関わる本発明のモータは、実施例１と同様の構造を有している箇所については同じ効果が得られる為、重複箇所については説明を省略する。

実施例２に関わる本発明のモータは、インナーロータ型のモータである。このような、インナーロータ型のモータを採用する電子製品も省スペース化が適用できる。

上記の説明の通り、本発明に関わるモータは、２枚回路基板を採用するとともに回路基板支持部を有する。回路基板支持部の外周面に取付部が設けられ、当該取付部によりモータが電子製品の本体に装着される。このような構造を採用すると、回路基板の実装面積を増加させるとともに、省スペース化が実現できる。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明に関わるモータが、モータを内蔵する電子製品のすべてに適用できる。

Claims (9)

1. モータであって、
   上下方向に伸びる中心軸を中心として回転する回転部と、
   前記回転部を支持する静止部と
   を備え、
   前記回転部は、
   前記中心軸に沿って伸びるシャフトと、
   前記シャフトと共に回転するロータホルダと、
   前記ロータホルダに保持されるロータマグネットと、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記シャフトを回転自在に支持する軸受部材と、
   前記軸受部材を保持するハウジングと、
   前記ハウジングに保持され、前記ロータマグネットと径方向に対向するステータと、
   前記ハウジングに直接又は間接的に保持され、前記ロータホルダの軸方向下方に位置し、前記ステータと電気的に接続される回路基板と、
   前記ハウジングと一体、または、前記ハウジングに直接または間接的に保持され、装置本体に直接または間接的に取り付けられ、前記回路基板を軸方向に支持する回路基板支持部と、
   を有し、
   前記回路基板は、
   前記回路基板支持部の軸方向上方に位置する第１回路基板と、
   前記回路基板支持部の軸方向下方に位置する第２回路基板と、
   を有し、
   前記第１回路基板と前記第２回路基板とは接続部材を介して電気的に接続され、
   前記第１回路基板と前記第２回路基板とは軸方向において少なくとも一部が重なっており、
   前記回路基板支持部の外周面には、前記モータを装置に取り付けるための取付部が位置し、
   前記取付部は、周方向に沿って複数、均等に分布される。
2. 請求項１に記載のモータにおいて
   前記取付部は、３個以上設けられる。
3. 請求項１または２に記載のモータにおいて、
   前記取付部は、前記回路基板支持部の外周面から径方向内側への凹部である。
4. 請求項３に記載のモータにおいて、
   固定部材を径方向外側から前記取付部に挿入することにより、装置へ固定される。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のモータにおいて、
   前記第２回路基板の軸方向下側の面に、電子部品が載置される。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記電子部品は、制御ＩＣである。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のモータにおいて、
   前記第１回路基板の軸方向上側の面には、回転位置検出部材が載置される。
8. 請求項1から７のいずれかに記載のモータにおいて、
   電子部品が前記回路基板に取り付けられ
   前記電子部品が前記第1回路基板と前記第2回路基板の間の空間に位置する。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のモータにおいて、
   前記第２回路基板は、その一部が、軸方向にシャフトと重なる。