(57)【要約】【課題】ドライバなどのＩＣを搭載した回路基板をベースとしての役割を持たせるとともに、直に回路基板パターンに多数のコイルを実装する構造を採用することにより、従来例とは異なる構造によって、平形，薄形および小形化を実現し、加えて部品点数も少なくしてローコスト，高信頼性を得た、組立性が良好な小形モータ装置を提供する。【解決手段】ステータ部を固定のシャフト１０、１枚の平板のヨーク１３，ヨーク１３のスロットに装着した２連もしくは３連の空芯コイル６、その貼り付け位置決め用のベース８、回路基板（ケースも含む）７等で構成する。また、シャフト１０に回動自在なロータ部を樹脂性のスリーブ１、ロータ（アンバランサ５，ロータキャップ３を含む）２、マグネット４等で構成する。ロータ部にアンバランサの代わりにファンなどを貼り付けることにより多様なモータを形成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ部の外周を回転するようにロータ部を組み込んで構成される小形モータ装置において、
前記ステータ部は、
固定軸と、該固定軸の下部に固定されるベースと、該ベースの円筒部に取り付けられる複数の突起部を有する板状のヨークと、該ヨークの突出部に装嵌される複数の空芯コイルと、回路パターン上にモータ駆動用電子部品を搭載するとともに前記ヨークに嵌装される複数の空芯コイルが該回路パターンの上部スペースに配置されるように前記ベースの下端に固定され、前記複数の空芯コイルの２つまたは３つを直列接続して２連または３連のコイルを３個形成し、該３個の連結コイルの端部を３相駆動電流の各相を印加するように前記回路パターンに接続する構造の回路基板とを有し、
前記ロータ部は、
前記固定軸に回動自在に取り付けられるスリーブと、該スリーブに取り付けられる円筒形状または略半円筒形状のロータと、前記ロータの片面に一体に取り付けられる略半円筒形状のアンバランサと、複数の前記空芯コイルの周囲に、該空芯コイルに対面するように配置され該ロータおよびアンバランサに取り付けられるリング形マグネットとを有し、
振動モータを形成したことを特徴とする小形モータ装置。
【請求項２】
前記半円筒形状のロータと半円筒形状のアンバランサの上面を一体になるように被せるロータキャップを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の小形モータ装置。
【請求項３】
ステータ部の周囲を回転するようにロータ部を組み込んで構成される小形モータ装置において、
前記ステータ部は、
固定軸と、該固定軸の下部に固定されるベースと、該ベースの円筒部に取り付けられる複数の突起部を有する板状のヨークと、該ヨークの突出部に装嵌される複数の空芯コイルと、回路パターン上にモータ駆動用電子部品を搭載するとともに前記ヨークに装嵌される複数の空芯コイルが該回路パターンの上部スペースに配置されるように前記ベースの下端に固定され、前記複数の空芯コイルの２つまたは３つを直列接続して２連または３連のコイルを３個形成し、該３個の連結コイルの端部を３相駆動電流の各相を印加するように前記回路パターンに接続する構造の回路基板とを有し、
前記ロータ部は、
前記固定軸に回動自在に取り付けられるスリーブと、該スリーブに取り付けられる円筒形のロータと、前記空芯コイルの周囲に、該空芯コイルに対面するように配置され該ロータに取り付けられるリング形のマグネットとからなり、
前記ロータにファンを取り付けファンモータを形成したことを特徴とする小形モータ装置。
【請求項４】
前記ヨークは前記ベースに嵌合する孔を有する円板であって、前記突出部は円板外周の外に向けて９個形成され、
前記リング形のマグネットは１２極構造にしたことを特徴とする請求項１，２または３記載の小形モータ装置。
【請求項５】
前記ヨークは前記ベースに嵌合する孔を有する円板であって、前記突出部は円板外周の外に向けて６個形成され、
前記リング形のマグネットは８極構造にしたことを特徴とする請求項１，２または３記載の小形モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小形ファンや振動発生機などに好適に用いられる小形モータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小形モータ装置は機器の小形化からその需要が高まっている。例えば、携帯端末などでは着信用の振動装置として用いられたり、さらに小形の携帯電子機器や携帯型パソコンなどに冷却用ファンモータとして使用されたりしている。
このような小形の機器に用いられる条件としてモータ装置自体が薄形，軽量であって、安価，高い信頼性であることが要請される。
【０００３】
従来よりこのような要請に応えるものとし種々の振動モータ装置が提案されている。
特許文献１は、コアードモータ式のカップ状アウターロータ型の振動発生装置の提案であり、固定シャフトに対し、カップ状のアウタロータを回転自在に取り付けた構造を備えるものである。
この振動モータのロータケースは円筒形で、その周囲の外ハウジングは直方体形状としモータの外形が軸長の構造となるのが特徴である。
特許文献２は、コアード型ブラシレス振動モータであり、ドライバなどの電子部品を搭載した回路基板が外付けとなっている。この振動モータは回路基板を別の位置に設けることにより小形化を実現しているが、収納する対象の多くが小形機器であるため、回路基板を収納するスペースを確保することが困難であることが考えられる。この回路基板を含めて振動モータが本来の機能を発揮するように構成されるものであることから、他のスペースに回路基板を設けることはモータの小形化，薄形から外れるものである。
特許文献３は、小形ブラシレス振動モータであり、小形化の工夫として偏芯ウエイトに磁気回路を構成するようにしてマグネットに直接固着させるようにしたものである。
この従来例も上記と同様に回路基板が外付けとなっているため、小形機器に収納するためには回路基板を収納する部分も作る必要があり、モータ本来の機能からすると十分な小形化を実現しているとは考えられない。
【０００４】
特許文献４は、ブラシレス振動モータであり、ロータの周囲の一部に偏芯ウエイトを設けたものであり、偏芯ウエイトは円筒形のマグネットの一部の領域を切除して空間を形成し、形成した空間に配設したものである。
この従来例も回路基板が外付けとなっているため、特許文献２，３と同様に、小形機器に収納する場合に、回路基板の収容スペースを確保する必要があり、回路基板も含めた小形化は実現されていない。
特許文献５は、ブラシレス振動モータであり、振動モータとモータ駆動用ＩＣなどの回路を同じ平面上に形成した構造であり、振動モータと回路基板を保護するためにカバーで被せられている。そのため、横方向に長い寸法の構造となり、薄形ではあるが、平面形状の大きさは十分な小形化が達成されていないと考えられる。
【特許文献１】特開２００６−３１４８７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２６９６２０号公報
【特許文献３】特開２００２−１４３７６７号公報
【特許文献４】特開２００１−２０５１９１号公報
【特許文献５】特開２０００−２４５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ドライバなどのＩＣを搭載した回路基板をベースとしての役割を持たせるとともに、直に回路基板パターンに多数のコイルを実装する構造を採用することにより、上記各従来例とは異なる構造によって、平形，薄形および小形化を実現し、加えて部品点数も少なくしてローコスト，高信頼性を得た、組立性が良好な小形モータ装置を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は、ステータ部の外周を回転するようにロータ部を組み込んで構成される小形モータ装置において、前記ステータ部は、固定軸と、該固定軸の下部に固定されるベースと、該ベースの円筒部に取り付けられる複数の突起部を有する板状のヨークと、該ヨークの突出部に装嵌される複数の空芯コイルと、回路パターン上にモータ駆動用電子部品を搭載するとともに前記ヨークに嵌装される複数の空芯コイルが該回路パターンの上部スペースに配置されるように前記ベースの下端に固定され、前記複数の空芯コイルの２つまたは３つを直列接続して２連または３連のコイルを３個形成し、該３個の連結コイルの端部を３相駆動電流の各相を印加するように前記回路パターンに接続する構造の回路基板とを有し、前記ロータ部は、前記固定軸に回動自在に取り付けられるスリーブと、該スリーブに取り付けられる円筒形状または略半円筒形状のロータと、前記ロータの片面に一体に取り付けられる略半円筒形状のアンバランサと、複数の前記空芯コイルの周囲に、該空芯コイルに対面するように配置され該ロータおよびアンバランサに取り付けられるリング形マグネットとを有し、振動モータを形成したことを特徴とする。
本発明の請求項２は請求項１記載の発明において前記半円筒形状のロータと半円筒形状のアンバランサの上面を一体になるように被せるロータキャップを取り付けたことを特徴とする。
本発明の請求項３は、ステータ部の周囲を回転するようにロータ部を組み込んで構成される小形モータ装置において、前記ステータ部は、固定軸と、該固定軸の下部に固定されるベースと、該ベースの円筒部に取り付けられる複数の突起部を有する板状のヨークと、該ヨークの突出部に装嵌される複数の空芯コイルと、回路パターン上にモータ駆動用電子部品を搭載するとともに前記ヨークに装嵌される複数の空芯コイルが該回路パターンの上部スペースに配置されるように前記ベースの下端に固定され、前記複数の空芯コイルの２つまたは３つを直列接続して２連または３連のコイルを３個形成し、該３個の連結コイルの端部を３相駆動電流の各相を印加するように前記回路パターンに接続する構造の回路基板とを有し、前記ロータ部は、前記固定軸に回動自在に取り付けられるスリーブと、該スリーブに取り付けられる円筒形のロータと、前記空芯コイルの周囲に、該空芯コイルに対面するように配置され該ロータに取り付けられるリング形のマグネットとからなり、前記ロータにファンを取り付けファンモータを形成したことを特徴とする。
本発明の請求項４は、請求項１，２または３記載の発明において  前記ヨークは前記ベースに嵌合する孔を有する円板であって、前記突出部は円板外周の外に向けて９個形成され、前記リング形のマグネットは１２極構造にしたことを特徴とする。
本発明の請求項５は、請求項１，２または３記載の発明において前記ヨークは前記ベースに嵌合する孔を有する円板であって、前記突出部は円板外周の外に向けて６個形成され、前記リング形のマグネットは８極構造にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、回路基板に搭載される電子部品がモータ内に収容され、コイルの駆動電流回路も回路基板パターンの上のスペースで行う構造であるため、部品点数も少なく、薄形，小形化を実現できる。そして、コストも安価で、高信頼性の振動モータ，ファンモータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は本発明による小形モータ装置の実施の形態を示す断面図で、振動モータを構成した例を示している。
この実施の形態はスリーブ１，振動モータ用ロータ２，ロータキャップ３，マグネット４，アンバランサ５，空芯コイル６，基板７，ベース８，スラストワッシャ９，シャフト１０，カバー１２およびヨーク１３より構成されている。    
シャフト（固定軸）１０の端部を、基板７の中央に設けた孔７ｅに固定し、ヨーク位置決め用のベース８の嵌合孔８ａにシャフト１０を差し込み、ベース８の下面８ｂを基板７の上面に密着させてベース８を基板７およびシャフト１０に固定する。
【０００９】
図４に基板７の一例を示す。基板７の上面に回路パターン７ａが形成され、パターンの隅にモータ駆動用ＩＣ７ｃが半田付けされている。パターン７ａの各所にコンデンサ７ｂ1 ，７ｂ2 および抵抗７ｄ1 ，抵抗７ｄ2 が取り付けられ、モータドライブ回路が構成されている。パターンの左上隅および左下隅に電源線接続用のランド７ｆ1,７ｆ2 が形成され、モータ駆動用ＩＣ７ｃから引き出されているパターンの先端には空芯コイル６に接続のためのランド７ｇ1 ，７ｇ2 ，７ｇ3 および７ｇ4 が設けられている。
また、基板７の中央には上述のシャフト１０の取り付け用の貫通孔７ｅを備えている。
この回路部品搭載面がモータの内側に向けて取り付けられる。
【００１０】
図５にベースの一例を示す。ベース８は段差部８ｃを有する円柱形であり、中央に上述の嵌合孔８ａおよびこれに連通する孔８ｄが設けられている。段差部８ｃにはヨーク１３の中央の孔が嵌合させられる。
図６および７に６スロット（突起部）を有するヨーク２０と９スロット（突起部）のヨーク２１の例を示す。ヨークは何れのタイプのヨークを用いることもできる。ヨーク２０および２１は、周対向構造で、１枚の電磁鋼板等の平板で構成されている。この実施の形態では、モータは３相全波駆動とし、コイルはヨークが６スロットの場合は２連とし、中央に段差部嵌合用の孔２０ａおよび２１ａを有している。各スロットには空芯コイル６が接着等で固定される。
【００１１】
図８に空芯コイルの一例を示す。スロットを挿入するための４角形状の貫通孔６ａを有し、外形も４角形状である。
図９に基板７，シャフト１０，ベース８，ヨーク２１および空芯コイル６の組み立て図を示す。
この例は９スロットのヨークであり、基板７上のパターンおよび各電子部品は上述したようにモータの内側に設けられている。図１０に示すように駆動電流は３相駆動であり、第１相は空芯コイル６ａ，６ｄおよび６ｈが連結されて共通端子のランド７ｇ4 に接続される。第２相は空芯コイル６ｊ，６ｃおよび６ｇが連結されて共通端子のランド７ｇ4 に接続される。第３相は空芯コイル６ｉ，６ｂおよび６ｆが連結されて共通端子のランド７ｇ4 に接続される。このように各コイルを連結することにより接続箇所を減少させている。以上によりステータ部が構成される。
【００１２】
つぎに、シャフト１０にスラストワッシャ９を嵌合させスリーブ１を回動自在に取り付ける。
図１１にスリーブの構造を示す。スリーブ１はカーボン入りの摺動性が良い樹脂スリーブ（ＰＯＭもしくはＰＰＳ）が用いられ、フランジ部１ａを有する円筒形である。スリーブ１の貫通孔１ｂにシャフト１０が回動自在に挿通される。スリーブ１のフランジ部１ａには予めロータ２およびアンバランサ５が取り付けられ、ロータ２およびアンバランサ５の内周側にリング状のマグネット４が取り付けられる。さらに保護のためにロータキャップ３がロータ２およびアンバランサ５に被せられる。このようにロータ部を組み込むことにより、マグネット４が図３に示すように各スロットのコイルに対面するように配置されロータを回転させることにより振動を発生させることができる。
図１２にマグネットの構造を示す。６スロットの場合ではマグネットは８極となり、９スロットの場合では１２極となる。
【００１３】
図１３Ａにロータの構造を、図１４にアンバランサの構造をそれぞれ示す。
ロータ２は有底の半円筒状であり、中央にスリーブ１に取り付けるための孔２ａを有する円筒部２ｂが設けられている。また、アンバランサ５は残りの有底の半円筒を補う半円筒状であり、中央に半円周壁の結合部５ａを有している。この結合部５ａとロータ２の円筒部２ｂの半円周部２ｃを結合することにより、振動機能を有する有底の半円筒形のアンバランスロータが形成される。図１３Ａ（ｄ）にロータ２とアンバランサ５の組み立ての例を示す。
最後に蓋１２を基板７に被せ、カシメ等で取り付け一体化する。
図１３Ｂに、図１３Ａおよび図１４とはそれぞれ異なる構造の振動モータ用ロータおよびアンバランサならびにスリーブの組み立て状態を示す。
ロータ１８は有底の円筒形状であり、中央にスリーブ１を圧入するための孔１８ａを有している。孔１８ａにスリーブ１を圧入した後、半円形状のアンバランサ１９をロータ１８の略半分の上面に搭載してロータ部が組み立てられる。ロータキャップは使用されていない。このような構造のロータ部組体を振動用のロータとて用いても良い。
【００１４】
なお、カバーは小形機器に取り付ける場合に必要でなければ、設けなくても良いし、ベースとスリーブ間のワッシャも、必要に応じて入れたり、入れなかったりすることができる。スリーブとベースを直に摺動させる構造を用いることも可能である。
この実施の形態では、半円筒形状のロータに半円筒形状のアンバランサを組み込む例および円筒形状のロータの上面半分に半円筒形状のアンバランサを組み込む例を説明した。ここでロータの円筒形状に対し半円筒形状とは１８０°部分を残した形状である。これを１８０°以上または１８０°以下（扇形状）に加工して使用しても良い。かかる場合、前者の例ではアンバランサは（３６０°−θ）の角度にする。θはロータの残す部分の角度である。また、後者の場合のアンバランサは残す部分の角度には制限はない。
以上により、小形で簡易構造，組み立て性もシンプルな振動モータを構成できる。
【００１５】
図２は本発明による小形モータ装置の他の実施の形態を示す断面図で、ファンモータを構成した例を示している。
このファンモータの実施の形態はスリーブ１，ロータ１６，マグネット４，空芯コイル６，基板７，ベース８，スラストワッシャ９，シャフト１０，ケース１５，プレート１７およびヨーク１３より構成されている。    
この例はステータ部のシャフト１０，基板７，ベース８，空芯コイル６を嵌装したヨーク１３の構造は図１と同じである。また、ロータ部ではスリーブに取り付けるロータは図１６に示すように有底の円筒形であり、その外側に図１７に示すような多数のフィンを有するファン１４が取り付けられる。
【００１６】
ファンを保護するため基板７は、図１８に示す形状のケース１５の中央に取り付けられ収容される。このケース１５の上に図１９に示すプレート１７を取り付けられ、ファンモータが完成する。この例も図１と同様にベースとスリーブ間のワッシャーは必要に応じて付ける。また、ベースはケースの素材で一体形成しても、もちろんかまわない。
以上により、薄型，小形で部品点数も少なく（ローコスト，高信頼性）、組み立て性も良好な小形ファンモータを構成できる。    
【産業上の利用可能性】
【００１７】
携帯端末や小形機器に用いられる振動モータ，ファンモータなどの小形モータ装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による小形モータ装置の実施の形態を示す断面図で、振動モータを構成した場合を示している。
【図２】本発明による小形モータ装置の他の実施の形態を示す断面図で、ファンモータを構成した場合を示している。
【図３】スタータの構造を説明するための平面図である。
【図４】基板の構造を説明するための図である。
【図５】ベースの構造を示す平面図および断面図である。
【図６】６スロットのヨークの構造を示す平面図である。
【図７】９スロットのヨークの構造を示す平面図である。
【図８】空芯コイルの構造を示す正面図および平面図である。
【図９】基板，シャフト，ベース，ヨークおよび空芯コイルの組み立て図である。
【図１０】９スロットの場合のコイルの接続構造を示す図である。
【図１１】スリーブの一例を示す図である。
【図１２】マグネットの構造を示す正面図および平面図である。
【図１３Ａ】振動モータ用ロータの構造を示す正面図，平面図および断面図ならびにロータおよびアンバランサの組立図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａおよび図１４とはそれぞれ異なる構造の振動モータ用ロータおよびアンバランサならびにスリーブの組み立て状態を示す平面図および断面図である。
【図１４】アンバランサの構造を示す図である。
【図１５】ロータキャップの構造を示す正面図，平面図，側面図および断面図である。
【図１６】ファンモータ用ロータの構造を示す平面図および断面図である。
【図１７】ファンの形状の例を示す図である。
【図１８】ケースの構造を示す正面図および平面図である。
【図１９】プレートの構造を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  スリーブ  
２，１８  振動モータ用ロータ  
３  ロータキャップ  
４  マグネット  
５，１９  アンバランサ  
６  空芯コイル
７  基板
８  ベース
９  スラストワッシャ
１０  シャフト
１２  カバー
１３  ヨーク
１４  ファン
１５  ケース
１６  ファンモータ用ロータ
１７  プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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