(57)【要約】【課題】モータの大きさや形状に係わらずロータを常に所定位置へ停止させ、ロータマグネットに対し駆動用の空心コイル、位置検出素子を適正位置とすることにより、良好な自起動を行えるブラシレスモータを提供する  【解決手段】ステータＳには環状のロータマグネット２３に対向して帯状のトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅが中心から放射状に配置される。トルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅはロータマグネット２３に着磁された磁極の配置角の２倍角で配置されているが、そのうちのトルク発生部２ｄをその２倍角から変位させる。こうしてトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅが全て同時には磁極の境目（無着磁部）へ位置しない構成とする。  【選択図】 図２
2006203972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出素子に対して所定の位置にロータを停止させるロータ停止手段を備えた軸方向空隙型ブラシレスモータにおいて、
Ｎ極とＳ極が円周方向で交互に均等着磁された環状マグネットを有するロータと、空心コイルと位置検出素子およびロータ停止手段を有しロータを回転支持するステータとで構成され、
ロータ停止手段は、同形状の磁性材が回転軸を中心とした同心位置で回転軸と直交する同一平面上に、環状マグネットの磁極配置角の整数倍の配置角で複数配置され、その複数配置されたうち所定の磁性材が、前記整数倍の配置角から変位していることを特徴とする軸方向空隙型ブラシレスモータ。
【請求項２】
位置検出素子に対して所定の位置にロータを停止させるロータ停止手段を備えた軸方向空隙型ブラシレスモータにおいて、
Ｎ極とＳ極が円周方向で交互に均等着磁された環状マグネットを有するロータと、空心コイルと位置検出素子およびロータ停止手段を有しロータを回転支持するステータとで構成され、
ロータ停止手段は、軸を支持する中央部と回転中心から放射状に形成された複数の帯状のトルク発生部とそのトルク発生部の外側端部を繋ぐ環状部が磁性板で一体に形成され、帯状のトルク発生部が環状マグネットの磁極配置角度の２倍の配置角で複数配置され、その複数配置されたうち所定のトルク発生部が、前記２倍の配置角から変位していることを特徴とする軸方向空隙型ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記環状マグネットの磁極配置角が６０度で、前記トルク発生部の配置角が１２０度であり、一つのトルク発生部がその１２０度に対し所定角度変位していることを特徴とする請求項２記載の軸方向空隙型ブラシレスモータ。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一相通電の空心コイルと一つの位置検知素子を用いて自起動する扁平型のブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、携帯型の音楽プレーヤや携帯電話ではその小型化指向から、内蔵される電子部品や駆動装置も小型化が要求され、さらに高信頼性が要求されている。
例えば携帯電話のバイブレーション機能として使用される振動モータには、円筒型コアードモータ、扁平型コアレスモータ等が用いられている。そして、単なる報知機能だけでなく、携帯電話に備えたゲーム機能用の体感機能といったバイブレーション機能の多様化から、より高信頼性が期待できるブラシレスモータが用いられるようになってきた。
このようなブラシレスモータでは、小型化、低価格化が要求されるため２個の空心電機子コイルと一つのロータマグネット位置検出素子により自起動される構成が用いられる。そして、ロータを安定して所定位置に停止させるため、いわゆるコギングトルクを発生させる構成（以下ロータ停止手段）が設けられる。
【０００３】
これまでロータ停止手段として様々な構成が特許あるいは実用新案として出願され、例えば実願昭６０−７８４２３号（公開実用新案公報昭６１−１３５７５号：特許文献１）がある。この出願はファンモータの構成で、ロータの回転中心から放射状に延びた帯状の磁性体を、ロータ停止手段としてステータにロータの磁極と同位置に設け、その帯状の磁性体がロータの磁極幅のほぼ真ん中に位置するようロータを停止させるものである。
また、本出願人は軸固定型の振動モータの構成として、特許３５３７８１５号公報（特許文献２）および特許３５３７８１６号公報（特許文献３）に開示される技術を出願している。これら出願は、回転軸を固定した中心部とその中心部から半径方向に伸ばして構成した磁性体およびその磁性体の外側端部を結んだ環状の保持部でブラケットを構成し、保持部でケースを固定することで小型ながら強度を保った振動モータとしたものである。
【特許文献１】公開実用新案公報昭６１−１３５７５号
【特許文献２】特許第３５３７８１５号公報
【特許文献３】特許第３５３７８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら出願で開示されたロータ停止手段は、いずれも回転軸から半径方向に伸ばされた磁性体が対向するロータマグネットの磁極幅ほぼ中央に位置するよう構成したもので、そのように停止したロータマグネットに対し駆動用の空心コイル、位置検出素子を適正位置に配置してロータを自起動させるものである。
このような構成は、ロータ停止手段としての帯状の磁性体幅を適正化することにより停止のためのトルクを使用状態にあったものとできるので、簡単な構成でロータ停止手段を構成できる。
【０００５】
しかしながら、モータが小型化されロータマグネットとロータ停止手段が近接してくると、ロータマグネットの磁極幅中央でロータ停止手段が位置するよう停止するのでなく、ロータ停止手段が磁極と磁極の間すなわちロータマグネットの磁極の境目（無着磁部）にロータ停止手段が位置するようロータマグネットが停止してしまう。そうなるとロータマグネットの停止位置に対し空心コイルや位置検出素子の位置が適切でなくなり、自起動できないという不都合が生じることとなる。
本願発明の目的は、モータの大きさや形状に係わらずロータを常に所定位置へ停止させ、ロータマグネットに対し駆動用の空心コイル、位置検出素子を適正位置とすることにより、良好な自起動を行えるブラシレスモータを提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明では請求項１に示すように、位置検出素子に対して所定の位置にロータを停止させるロータ停止手段を備えた軸方向空隙型ブラシレスモータにおいて、Ｎ極とＳ極が円周方向で交互に均等着磁された環状マグネットを有するロータと、空心コイルと位置検出素子およびロータ停止手段を有しロータを回転支持するステータとで構成され、ロータ停止手段は、同形状の磁性材が回転軸を中心とした同心位置で回転軸と直交する同一平面上に、環状マグネットの磁極配置角の整数倍の配置角で複数配置され、その複数配置されたうち所定の磁性材が、前記整数倍の配置角から変位していることを特徴とする軸方向空隙型ブラシレスモータとする。
ここで、均等着磁とは、各々の着磁幅（着磁範囲の角度）が均一であることおよび着磁域の配置が円周方向で等しい角度位置に着磁されていることを言う。また、磁極配置角とは均等着磁された磁極が配置される角度で、例えば６極着磁では６０度、８極着磁では４５度である。
【０００７】
このような構成のさらに具体的なものとして、請求項２あるいは請求項３に示すように位置検出素子に対して所定の位置にロータを停止させるロータ停止手段を備えた軸方向空隙型ブラシレスモータにおいて、  Ｎ極とＳ極が円周方向で交互に均等着磁された環状マグネットを有するロータと、空心コイルと位置検出素子およびロータ停止手段を有しロータを回転支持するステータとで構成され、ロータ停止手段は、軸を支持する中央部と回転中心から放射状に形成された複数の帯状のトルク発生部とそのトルク発生部の外側端部を繋ぐ環状部が磁性板で一体に形成され、帯状のトルク発生部が環状マグネットの磁極配置角度の２倍の配置角で複数配置され、その複数配置されたうち所定のトルク発生部が、前記２倍の配置角から変位していることを特徴とする軸方向空隙型ブラシレスモータとしたり、前記環状マグネットの磁極配置角が６０度で、前記トルク発生部の配置角が１２０度であり、一つのトルク発生部がその１２０度に対し所定角度変位していることを特徴とする請求項２記載の軸方向空隙型ブラシレスモータとする。
【０００８】
このように構成することで、コギングトルクを発生させるための磁性材あるいはトルク発生部が磁極間、すなわち無着磁部の位置になったとしても、そのうちの所定磁性材あるいはトルク発生部が磁極間からずれた位置となり、環状マグネットとロータ停止手段の相対的位置が磁気的平衡状態とならない。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の構成により、ロータは環状磁石に着磁された磁極の中央にロータ停止手段としての磁性材が位置するよう停止する。その停止位置を基に位置検出素子やロータ駆動用の空心コイルを配置すればそれらの位置は自起動に対し適正位置となり、確実にロータを自起動させることができる。
すなわち、ロータの位置検出が確実に行えることとなり、確実に自起動できるモータを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一例として、軸固定型扁平ブラシレス振動モータの側面構成を示し、ハッチングは要部断面を現す。
図２は図１に示す振動モータのステータ構成で、軸方向から見たいわゆる平面図を示す。
図３は本願発明の振動モータ置停止手段の詳細を示し、（イ）には組み合わされるロータマグネットの停止状態で、停止手段が無着磁部に位置した状態を、（ロ）には（イ）の状態から適正な停止位置に移行した状態を示す。
【００１１】
図１および図２により本願発明の一例として軸固定型扁平ブラシレス振動モータ（以下モータ）の構成を説明する。
モータＭは、ブラケット１、ロータ停止手段としての停止板２、空心コイル３や駆動用ＩＣ４およびそれらが載置固定される印刷配線板５等からなるステータＳとそのステータＳに固定された軸６、軸６に回転支持されるロータＲ、ロータＲを覆ってブラケット１に固定されるケース７で構成されている。
【００１２】
ブラケット１は金属薄板で直径１０ｍｍ程度の円盤状に形成され、その外周に矩形状の端子載置部１ａが半径方向へ延びるよう形成されている。また、外周には３ヶ所にケース７の開放端側と溶接等により固定する固定片１ｂが形成されている。
このブラケット１は磁性を持たない、あるいは次に述べる停止板２よりも非常に弱い磁性を有する、いわゆる非磁性あるいは弱磁性のステンレス薄板で板厚が約０．２ｍｍ程度で形成されている。モータＭの厚みを特に考慮しないときは、このブラケットは樹脂成形により形成しても良い。
【００１３】
停止板２はやはり金属薄板で円盤状に形成され、その外形はブラケット１と同一であり重ねた状態で両者を固定する。固定には接着剤を利用してもよいが、金属板同士のときはスポット溶接も用いることができ、ブラケットが樹脂の場合インサート成型等の一体成型としてもよい。
停止板２はその中心部に軸６を固定するための立ち上げ部２ａがバーリング等により中央平板部２ｂに形成され、そこにステンレス円柱の軸６がカシメ、圧入等で固定されている。中央平板部２ｂは軸６を中心としたほぼ円形で、その直径は後述のロータマグネット２３の内径より小さく形成されている。
中央平板部２ｂからは放射状に細い帯状のトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅが３方向へ１本ずつ延長され、その外側にはそれぞれのトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅを閉じるよう環状部保持部２ｆが形成されている。本実施の形態ではトルク発生部の幅を０．３ｍｍ程度としている。
【００１４】
トルク発生部２ｄ、２ｅはトルク発生部２ｃを基準として図２に示すよう１２０度および１１４度の配置角に位置するよう配置されている。
環状保持部２ｆの外形はブラケット１の外形と同一であり、環状保持部２ｆの内径側は軸６を中心とした円形の端辺２ｇを形成している、端辺２ｇの半径はロータマグネット２３の外径より大きく形成されている。そして、停止板２は磁性を有する厚さ０．２ｍｍ程度の鉄板で形成され、中央板部２ｂ、トルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅおよび環状保持部２ｆ以外は開孔となっている。
これら構成の説明から、トルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅは同形状のものが同心に所定の配置角度で同一平面上に配置されていることになる。トルク発生部は全て一体となっている必要はないが、上述のように形成することにより薄板を用いた小型のロータ停止手段を作ることができ、小型でも組立作業の容易な構成とすることができる。
環状保持部２ｆの一部は外形側に切り欠かれ、切り欠き２ｈが形成されている。この切り欠き２ｈにより形成される空間には印刷配線板５に載置される駆動ＩＣ４が収納され、ステータＳの厚みをより薄いものとしている。
【００１５】
印刷配線板５はその直径がブラケット１の外径よりやや小さいもので、フレキシブル配線板やカラスエポキシ樹脂等の薄いもので形成され、その一面に２個の空心コイル３やロータＲの位置を検出するホール素子８，ホール素子８の検出出力により空心コイル３への通電を制御する駆動ＩＣ４が載置されている。
本発明の一例としてのモータは一相通電式ブラシレスモータで、空心コイル３は配置角１８０度で軸６を中心に相対向して配置されている。この空心コイル３は６極着磁されたロータマグネット２３に対応するよう、有効導体角が６０度になっている。そして、ホール素子８は２つの空心コイル３に対し配置角で中間位置であり、トルク発生部２ｃに軸方向で重畳する位置に配置される。
この印刷配線板５は紫外線硬化樹脂等の接着剤Ｊでブラケット１あるいは停止板２に固定される。  
【００１６】
駆動ＩＣ４は軸６を挟んでホール素子８の反対側で空心コイル３が載置される以外のところに配置される。また、印刷配線板５の外周部には矩形状に電源ラインパターン用突辺５ａが形成され、ブラケット１の端子載置部１ａに載置される。
印刷配線板５上にはその上に配置される部材を繋ぐパターンや電源ラインが印刷形成されているが、その説明は省略する。
なお、図２では印刷配線板５、空心コイル３等印刷配線板５に載置される部材を破線で示している。
【００１７】
このモータＭのロータＲは、焼結含油軸受２２に円形のロータケース２１がカシメや接着、溶接等で取り付けられ、さらに環状のロータマグネット２３、偏心ウエイト２４がロータケース２１に取り付けられている。
軸受２２は段差部２２ａを有する扁平円筒状焼結含油製軸受けで、段差部２２ａを利用してロータケース２１の下片部２１ａを固定している。ロータケース２１はブラケット１と平行な下片部２１ａ、内周円筒部２１ｂ、外周円筒部２１ｄおよび内周円筒部２１ｂと外周円筒部２１ｄを繋ぐ平板部２１ｃで形成されている。
【００１８】
ロータケース２１には円周方向に交互に異なる６極の磁極が着磁された環状のロータマグネット２３が外周円筒部２１ｄおよび内周円筒部２１ｂと平板部２１ｃに囲まれるよう取り付けられ、さらにロータＲには外周側に突辺２１ｅを利用して偏心ウエイト２４が取り付けられている。ロータマグネットの磁極は配置角が６０度で着磁幅はそれぞれが等しく着磁されている。
隣り合い異なる磁極の境目は磁石の製造上ある幅（例えば０．３ｍｍ程度）の無着磁部２３ａができる。
ロータケース２１は磁気回路を形成するよう磁性を有する金属薄板で形成されている。
このように構成されたロータＲは軸６に軸受２２が回転支持されるよう、軸受２２と立ち上げ部２ａの間に摺動ワッシャＷを挟んだ状態で取り付けられる。
【００１９】
ケース７はブラケット１と同様非磁性あるいは弱磁性の金属薄板で、板厚０．２ｍｍ程度で浅いキャップ状に形成されている。キャップ状の形状として筒部７ａと天井面７ｂが一体となっており、筒部７ａの開放端側にはステータＳが取り付けられ、ブラケット１の固定片１ｂと溶接などにより固定される。また、天井面７ｂ中央には段差７ｃと開孔７ｄが形成され、そこに軸６の端部が取り付けられる。
【００２０】
以上のように構成されたモータＭにおいて、図３によりその作用を説明する。図３ではロータマグネット２３を破線で示す。
図３（イ）はトルク発生部２ｃおよび２ｅがロータマグネット２３の無着磁部２３ａに位置したときの図である。従来、トルク発生部は全て同配置角であったため、全てのトルク発生部が無着磁部２３ａへ位置するようロータが停止した場合、ホール素子８も磁極間に位置するためロータの位置が検出できず自起動できない。
本願発明ではトルク発生部２ｄを６度トルク発生部２ｃ側へ変位させて配置している。そのため、この位置の磁気平衡が崩れ、ロータマグネット２３に右回転ＣＷ方向へ回転させる力が作用する。
【００２１】
トルク発生部２ｄの磁気作用によりロータマグネット２３が回転し全てのトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅが無着磁部２３ａからはずれＳ極へ入ると、全てのトルク発生部はＳ極のほぼ中心で磁気的に平衡状態となるようロータマグネット２３に磁気的に作用することになる。
そして、図３（ロ）に示すよう全てのトルク発生部２ｃ、２ｄ、２ｅがＳ極のほぼ中央にきたとき、それぞれのトルク発生部とＳ極の磁気平衡が成り立つため、ロータマグネット２３はその位置に停止することになる。この位置ではホール素子８は磁極のほぼ中央に位置するためロータマグネット２３の磁気を検出しその位置を検知できる。
トルク発生部２ｄが６度変位しているため、全てのトルク発生部がＮ極の中央に位置していないが、トルク発生部２ｄの変位が少ないため問題はない。変位させる量は少なくても効果が出ず、本実施例の場合トルク発生部の幅（約０．３ｍｍ）分、あるいは無着磁部２３ａの幅（約０．３ｍｍ）を変位させることとし、その分で６度としたものである。
また、変位させる量は多すぎてもロータマグネット停止位置が定まらなくなるので、一つの磁極幅の半分以下が適当である。
【００２２】
以上の実施例ではロータマグネットの磁極を６極着磁で６０度の配置角度とし、トルク発生部の配置を６０度の倍数を基準として設定したがこれに限定されることはない。例えば磁極を４極とした場合はトルク発生部の配置は９０度の倍数を基準とし、８極着磁とした場合はトルク発生部の配置を４５度の倍数を基準とすることができる。
さらにトルク発生部の形状は上記実施例に限定されることなく、例えば円盤状の磁性体で同形状のものが同心に所定の配置角度で同一平面上に配置されているものでよい。
また、上記実施例は軸固定型の振動モータで説明したが、対象となるモータは軸回転型でもよい。この場合中央の立ち上げ部に軸受けを取り付け、ロータには回転軸を固定する。そして振動モータに限らずファンモータでもよいし、出力軸を有するモータでもよいことは明らかである。  
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一例として、軸固定型扁平ブラシレス振動モータの側面構成を示し、要部断面をハッチングで現す。
【図２】図２は図１に示す振動モータのステータ構成で、軸方向から見た平面図を示す。
【図３】図３は本願発明のモータ位置停止手段とロータマグネットの位置を示し、（イ）には停止手段が無着磁部に位置した状態を、（ロ）には（イ）の状態から適正な停止位置に移行した状態を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１  ブラケット
２  停止板
２ｃ、２ｄ、２ｅ  トルク発生部  
３  空心コイル
８  ホール素子
２３  ロータマグネット
Ｍ  モータ
Ｒ  ロータ
Ｓ  ステータ
【図１】
2006203972.tif 000003
【図２】
2006203972.tif 000004
【図３】
2006203972.tif 000005