(57)【要約】【課題】ロータの停止位置を確実に規制することができるブラシレスモータを提供する。【解決手段】ファンモータ１において、磁性体からなるベース部材３には、マグネット３０に対向し且つマグネット３０に向けて突出するようにベース部材３に一体に設けられた突起部３ｊと、マグネット３０に対向する開口３ｋとが設けられている。突起部３ｊと開口３ｋとの位置関係は、突起部３ｊが磁極３１〜３６の中央に対応して位置するときに、開口３ｋは磁極３１〜３６同士の境界上に対応して位置する。突起部３ｊとコイル１５，１６との位置関係は、突起部３ｊが磁極３１〜３６の中央に対応して位置するときに、コイルの両端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、磁極３１〜３６同士の境界上以外の位置に対応して位置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極がＮＳ交互に回転方向に配列されたマグネットを有するロータと、前記マグネットに対面するように設けられたコイルを有するステータと、を備え、前記コイルに電流を供給して筐体内で前記ロータを回転させるブラシレスモータにおいて、
磁性体からなる前記筐体には、
前記マグネットに対向し且つ前記マグネットに向けて突出するように前記筐体に一体に設けられた突起部と、前記マグネットに対向する開口とが設けられ、
前記突起部と前記開口との位置関係は、前記突起部が前記磁極の中央に対応して位置するときに、前記開口は前記磁極同士の境界上に対応して位置し、
前記突起部と前記コイルとの位置関係は、前記突起部が前記磁極の中央に対応して位置するときに、前記コイルの両端部は、前記磁極同士の境界上以外の位置に対応して位置することを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記コイルを搭載した回路基板を更に備え、前記回路基板は、前記突起部に対応して形成された位置決め用の貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記突起部は円筒形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のブラシレスモータと、
前記ロータの回転軸に固定された羽根とを備えたことを特徴とするブラシレス型ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットを有するロータとこのロータに対面するコイルを有するステータとを備えたブラシレスモータ及びブラシレス型ファンモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のファンモータが知られている。このファンモータは、マグネットを有するロータと、コイルを有するステータとを備えており、ロータに設けられた羽根によって風を発生させるものである。このファンモータでは、フレームの一部がロータ側に突き出してなる立ち上げ部が形成されている。そして、ロータがデッドポイントで停止しないように、ロータの停止位置を、この立ち上げ部とマグネットとの吸引力によって規制することが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−８９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ファンモータにおける立ち上げ部のみでは、マグネットとの吸引力が十分でない場合もあり、ロータの停止位置を十分に規制できない場合もありえる。そのような場合、ロータがデッドポイントで停止すると、再びロータを起動することができなくなる。従って、この種のモータにおいては、ロータの停止位置を確実に規制できることが求められていた。
【０００４】
そこで、本発明は、ロータの停止位置を確実に規制することができるブラシレスモータを提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るブラシレスモータは、磁極がＮＳ交互に回転方向に配列されたマグネットを有するロータと、マグネットに対面するように設けられたコイルを有するステータと、を備え、コイルに電流を供給して筐体内でロータを回転させるブラシレスモータにおいて、磁性体からなる筐体には、マグネットに対向し且つマグネットに向けて突出するように筐体に一体に設けられた突起部と、マグネットに対向する開口とが設けられ、突起部と開口との位置関係は、突起部が磁極の中央に対応して位置するときに、開口は磁極同士の境界上に対応して位置し、突起部とコイルとの位置関係は、突起部が磁極の中央に対応して位置するときに、コイルの両端部は、磁極同士の境界上以外の位置に対応して位置することを特徴とする。
【０００６】
このブラシレスモータは、磁性体からなる筐体を備えている。この筐体は、回転するロータのマグネットに向けて突出するように一体に設けられた突起部、及びマグネットに対向する位置に形成された開口を有している。この磁性体の突起部は、マグネットの磁極に対して吸引力を及ぼすので、ロータは、磁極の中で吸引力が最も強い中央が、筐体の突起部に対応して位置する状態で安定する。従って、コイルに通電されていない時には、このような状態でロータが停止する。そして、コイルと突起部との位置関係によれば、上記の停止状態において、コイルの両端部が磁極同士の境界上以外の位置に対応して位置することになる。従って、ロータの停止状態においては、ロータのトルクを発生させるコイルの両端部が、デッドポイントである磁極同士の境界上の位置に対応することがない。すなわち、この突起部は、ロータの停止位置を、デッドポイント以外の位置に規制する機能を有している。このように、筐体と一体の突起部によってロータの停止位置を規制することができるので、ロータの停止位置規制のためのフラックスプレートが不要になり、その結果、フラックスプレートの厚み分だけモータを薄型化することができる。
【０００７】
さらに、この突起部と筐体に形成された開口との位置関係によれば、この開口は、上記停止状態において、マグネットの磁極同士の境界上に対応して位置している。ここで、筐体は磁性体からなるので、この筐体の中で磁性を有しない部分である開口は、磁極同士の境界に対して吸引力を及ぼすように機能する。従って、この開口は、この停止状態を更に安定させ、ロータ停止位置の規制を確実にする機能を有する。以上のように、このブラシレスモータでは、突起部のみならず開口によってもロータの停止位置が規制されるので、ロータの停止位置を確実に規制することができる。
【０００８】
また、本発明のブラシレスモータは、コイルを搭載した回路基板を更に備え、回路基板は、突起部に対応して形成された位置決め用の貫通孔を有することが好ましい。このような構成を採用すれば、突起部を回路基板の貫通孔に挿通させるだけで回路基板を確実に位置決めすることができるので、コイルと突起部と開口との位置関係の精度を向上することができ、組立作業性の向上も図られる。
【０００９】
また、突起部は円筒形状に形成されていることが好ましい。この場合、突起部のカシメを容易にし、回路基板を確実に固定することができる。
【００１０】
また、本発明のブラシレス型ファンモータは、上記の何れかのブラシレスモータと、ロータの回転軸に固定された羽根と、を備えたことを特徴とする。このブラシレス型ファンモータでは、筐体に設けられた突起部と開口との協働によって、ロータの停止位置の規制を確実に行うことができ、ファンモータを薄型化することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のブラシレスモータ及びブラシレス型ファンモータでは、ロータの停止位置を確実に規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図４に示すように、ファンモータ１は、羽根２７が設けられたロータ２１を回転させ、その回転の半径方向に風を発生させるブラシレスモータである。このファンモータ１は、機器の実装基板（図示せず）上に載置させる載置面３ａと、これに対向する部品搭載面３ｂとをもったベース部材３を有する。ファンモータ１は、回転するロータ２１を格納する筐体５を備えており、この筐体５は、上記のベース部材３とベース部材の一部を閉鎖するカバー７とで構成されている。また、この筐体５の一側面には、ロータ２１の回転によって径方向に発生する風を外部に送り出すための送風口５ａが設けられている。この筐体５のベース部材３は、磁性体である電磁鋼板で形成されており、外形が略正方形をなす。この筐体５は、例えば、縦１１ｍｍ×横１１ｍｍ×高さ３ｍｍの大きさを有し、小型化が図られている。
【００１４】
この筐体５において、ベース部材３の部品搭載面３ｂの中央にはラジアル軸受９が設けられており、このラジアル軸受９によってロータ２１のシャフト（回転軸）２３が回転自在に支持されている。また、このベース部材３の部品搭載面３ｂには、ベース部材３に一体的に設けられた３つの突起部３ｊが設けられている。この突起部３ｊは、シャフト２３の周囲において等間隔に位置しており、バーリング加工によりロータ２１に向けて突出するように円筒形状に形成されている。また、ベース部材３には、シャフト２３の周囲において、この突起部３ｊ同士の間に位置する円形の３つの開口３ｋが等間隔に形成されている。
【００１５】
そして、このベース部材３の部品搭載面３ｂ上には、これらの開口３ｋを覆うように、シャフト２３を中心とした略円形をなす回路基板１３が固定されている。この回路基板１３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。この回路基板１３には、ベース部材３の突起部３ｊに対応した３つの貫通孔１３ａが設けられている。そして、組み立て時においては、これらの貫通孔１３ａに突起部３ｊが挿通され（図５参照）カシメられることで（図６参照）、回路基板１３が部品搭載面３ｂに固定されている。このように、回路基板１３は、貫通孔１３ａが突起部３ｊに挿通されるだけで、部品搭載面３ｂにおいて正確に位置決めされる。また、突起部３ｊが円筒形状をなすことから、貫通孔１３ａに挿通された突起部３ｊは容易にカシメることができ、回路基板１３は、強い固定力で確実に部品搭載面３ｂに固定される。その結果、後述のコイル１５，１６といった回路基板１３上の部品、突起部３ｊ、及び開口３ｋの位置関係の精度を向上することができ、組立作業性の向上も図られる。
【００１６】
この回路基板１３上には、シャフト２３を挟むように２個のコイル１５，１６が固定されている。これらのコイル１５，１６は偏平コイルにより構成されている。更に、回路基板１３上には、磁気を検知するホール素子１７、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１７からの電気信号に基づいてコイル１５，１６への給電が制御される。以上のような筐体５、回路基板１３、コイル１５，１６、ホール素子１７、及び回路基板１３上のその他の電子部品によって、ロータ２１を回転させるためのステータ１９が構成されている。
【００１７】
一方、ロータ２１は、前述のように、ラジアル軸受９を介してベース部材３に支持されたシャフト２３を備えている。更に、シャフト２３には、このシャフト２３と一体的に回転する直径８ｍｍ程度の小型の円板状のロータヨーク２５が固定されている。このロータヨーク２５の下面には、回路基板１３上に設けられたコイル１５，１６と対向するように、リング状のマグネット３０が接着剤を介して固定されている。
【００１８】
このマグネット３０は、ロータ２１の回転方向に等間隔に配列された６つの磁極３１〜３６を有している。この６つの磁極３１〜３６のうち、磁極３１，３３，３５は、下面がＮ極になるように磁化されており、磁極３２，３４，３６は、下面がＳ極に磁化されている。このように、マグネット３０は、それぞれ中心角６０°の扇形でＮＳ交互に形成された６つの磁極３１〜３６を有する６極マグネットを構成している。
【００１９】
更にロータ２１には、６枚の羽根２７が取り付けられている。この羽根２７は、ロータ２１の回転方向に等間隔で配列されており、ロータ２１のシャフト２３及びロータヨーク２５に固定されると共に、ロータヨーク２５の外周縁から半径方向に迫り出している。このような羽根２７は、ロータ２１及びシャフト２３と一体になって回転し、回転方向に平行に流動する風を発生させる。すなわち、このような羽根２７及びロータ２１は、回転によって風を発生させる遠心ファンとして機能する。
【００２０】
続いて、このようなロータ２１を回転させるために配置された、上記ステータ１９における各部位の位置関係について説明する。以下、各部位の配置の説明のために、図７における上方向を０°方向として、ロータ２１の回転中心Ｍから見た各部位の方向を「ＸＸ°方向」といったように表す。この場合、例えば、図７における右方向は９０°方向、下方向は１８０°方向、左方向は２７０°方向として表される。
【００２１】
まず、回路基板１３上のコイル１５は、端部１５ａが６０°方向に、端部１５ｂが１２０°方向に位置するように配置されている。また、コイル１６は、端部１６ａが３００°方向に、端部１６ｂが２４０°方向に位置するように配置されている。この各コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂでは、コイル１５，１６の電流の方向がロータ２１の径方向に一致するので、これらの端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、電磁力によってロータ２１の駆動トルクを発生させるトルク発生部としての機能を有している。また、回路基板１３上のホール素子１７は、１８０°方向に配置されている。
【００２２】
これに対し、ベース部材３の３つの各突起部３ｊは、１０５°方向、２２５°方向、及び３４５°方向に配置されている。これらの各突起部３ｊは、磁性体からなるベース部材３の一部であり、且つベース部材３において最もマグネット３０に近い部位であるので、各突起部３ｊは、マグネット３０の各磁極３１〜３６に対する吸引力を有している。
【００２３】
また、ベース部材３の３つの開口３ｋは、１５°方向、１３５°方向、及び２５５°方向に配置されている。磁性体からなるベース部材３には、このような開口３ｋが形成されているので、ベース部材３にあっては、マグネット３０の各磁極３１〜３６に対する吸引力が、この開口３ｋの位置においてのみ局部的に弱まっている状態となる。従って、この開口３ｋには、マグネットの各磁極３１〜３６同士の境界線が引き寄せられることになる。すなわち、各開口３ｋは、マグネット３０の各磁極３１〜３６同士の境界上に対して、見かけの吸引力を有している。
【００２４】
このような位置関係によれば、例えば図７に示すように、３つの各突起部３ｊが、磁極３１，３３，３５の中央に対応して位置するときに、３つの各開口３ｋは、磁極３５，３６の境界上、磁極３１，３２の境界上、磁極３３，３４の境界上にそれぞれ対応して位置する。また、このとき、４つのコイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、何れも、磁極３１〜３６同士の境界上以外の位置に対応して位置することになる。具体的には、各コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、磁極３１〜３６同士の境界上から反時計回りに１５°ずれて位置する。
【００２５】
以上のような構成に基づいて、コイル１５，１６に電流が供給されると、コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂでは、ロータ２１における半径方向の電流が生じ、この電流により、磁極３１〜３６には円周方向の電磁力が働く。また、磁極３１〜３６には、上述の突起部３ｊからの吸引力で発生するトルクと、開口３ｋからの見かけの吸引力で発生するトルクとが合成されたコギングトルクが働いている。従って、ロータ２１は、上記の電磁力によるトルクと、上記コギングトルクとの合成トルクによって、シャフト２３を中心として回転することになる。
【００２６】
そして、上述したようなコイル１５，１６とホール素子１７との位置関係によれば、ロータ２１の回転中に、コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの位置に対応する磁極３１〜３６が入れ替わるのと同じタイミングで、ホール素子１７の位置の磁極３１〜３６も入れ替わることになる。すなわち、このとき、磁極３１〜３６によってコイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの位置に生じる磁界が反転し、それと同じタイミングで、ホール素子１７で検知される磁極の極が反転することになる。従って、ホール素子１７で検知される極の反転のタイミングに合わせてコイル１５，１６に供給する電流を反転させるように、コイル１５，１６への給電が制御されることで、磁極３１〜３６には常に同じ方向の電磁力が働くことになり、ロータ２１が継続的に回転する。
【００２７】
そして、コイル１５，１６への給電が停止された場合には、ロータ２１の回転が減衰し停止する。このとき、マグネット３０の各磁極３１〜３６には、上述したように突起部３ｊからの吸引力が働いている。従って、ロータ２１は、この吸引力を受けて、各磁極３１〜３６のうち３つの磁極の中央がそれぞれ突起部３ｊに対応する位置（図７参照）で停止する。
【００２８】
また、このとき、各磁極３１〜３６同士の境界には、開口３ｋからの見かけの吸引力も働いている。そして、上述した各突起部３ｊと各開口３ｋとの位置関係、及びマグネット３０における磁極３１〜３６の配置によれば、この吸引力も、上記した停止状態でロータ２１を停止させるように働くことになる。すなわち、上記２種類の吸引力は、協働してロータ２１を上記の停止状態に導くように働く。そして、この停止状態においては、トルク発生部であるコイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが、デッドポイントである磁極３１〜３６同士の境界上からずれて位置している。具体的には、各コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、磁極３１〜３６同士の境界上から反時計回りに１５°ずれて位置する。
【００２９】
以上のように、ファンモータ１では、突起部３ｊによる吸引力ばかりでなく、開口３ｋによる吸引力も加えた力によって、ロータ２１がデッドポイントからずれた位置で安定して停止する。このように、ファンモータ１では、ロータ２１の停止位置を、デッドポイントを避けるように確実に規制することができるので、次回始動の際、コイル１５，１６に電流が流れたときには、ロータ２１の回転が円滑にスタートする。
【００３０】
従来は、ロータ２１の停止位置を規制するため、厚さ３ｍｍ程度のモータに対して、厚さ０．２〜０．３ｍｍのフラックスプレートを設けていたが、このファンモータ１の構成によれば、フラックスプレートを省略することができる。また、この突起部３ｊは、ベース部材３に一体に設けられることで、モータ１の厚さ方向の設置スペースが最小限に抑えられている。以上の結果、ファンモータ１の構成によれば、モータの薄型化を図ることができる。
【００３１】
また、ベース部材３に設けられる突起部３ｊ及び開口３ｋは単数でもよいが、上記ファンモータ１のように、複数の突起部３ｊと複数の開口３ｋとを等間隔に並べることが好ましい。この場合、バランスのよい径方向の吸引力がロータ２１に働くので、ロータ２１の停止状態におけるバランスがよくなる。また、突起部３ｊを複数設けた場合、回路基板１３の位置決め精度及び固定力が向上する。
【００３２】
（第２実施形態）
図８〜図１０に示すように、ファンモータ５１のロータ２１には、５枚の羽根７７が取り付けられている。これらの羽根７７は、ロータ２１及びシャフト２３と一体になって回転し、回転方向に垂直に流動する風を発生させる。また、このファンモータ５１の筐体５５のベース部材５３には、羽根７７で発生した風を外部に送り出すための４つの送風口５３ｃが設けられている。すなわち、このファンモータ５１は、軸流ファンモータを構成している。なお、図８は、図９における下方から見た図であり、図１０は、図９における上方から見た図である。
【００３３】
このベース部材５３は、電磁鋼板で形成されており、シャフト２３の周囲において等間隔に設けられた２つの突起部５３ｊと２つの開口５３ｋとを有している。このファンモータ５１の回路基板６３は、この２つの突起部５３ｊによってカシメられ、ベース部材５３の部品搭載面５３ｂに固定されている。なお、突起部５３ｊ及び開口５３ｋは、前述のファンモータ１における突起部３ｊ及び開口３ｋと同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【００３４】
続いて、このファンモータ５１における突起部５３ｊ、開口５３ｋ、及び回路基板６３上のコイル１５の位置関係について説明する。以下、図１０における上方向を０°方向として、ロータ２１の回転中心Ｍから見た各部位の方向を「ＸＸ°方向」といったように表す。
【００３５】
まず、回路基板６３上のコイル１５，１６は、前述のファンモータ１と同様に配置されている。すなわち、端部１５ａが６０°方向に、端部１５ｂが１２０°方向に、端部１６ａが３００°方向に、端部１６ｂが２４０°方向に位置している。これに対し、ベース部材５３の２つの各突起部５３ｊは、１６５°方向及び３４５°方向に配置されている。また、ベース部材５３の２つの開口５３ｋは、７５°方向及び２５５°方向に配置されている。
【００３６】
このような位置関係によっても、２つの各突起部５３ｊが、６極マグネットの磁極３１〜３６の中央に対応して位置するときに、２つの各開口５３ｋは、磁極３１〜３６同士の境界上にそれぞれ対応して位置する。また、このとき、４つのコイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、何れも、磁極３１〜３６同士の境界上以外の位置に対応して位置することになる。具体的には、各コイル端部１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、磁極３１〜３６同士の境界上から反時計回りに１５°ずれて位置する。
【００３７】
従って、このような２つの突起部５３ｊと２つの開口５３ｋとを有するファンモータ５１によっても、前述のファンモータ１と同様にロータ２１の停止位置を確実に規制することが可能であり、ファンモータ１と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
なお、このファンモータ５１において、ファンモータ１と同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブラシレス型ファンモータを示す平面図である。
【図２】図１のファンモータのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１のファンモータの分解斜視図である。
【図４】図１のファンモータのステータを示す斜視図である。
【図５】図１のファンモータにおいて、回路基板をベース部材に固定する工程を示す断面図である。
【図６】図１のファンモータにおいて、回路基板をベース部材に固定する工程を示す断面図である。
【図７】図１のファンモータのロータの停止状態における、突起部、開口、コイル、及びマグネットの位置関係を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るブラシレス型ファンモータを示す平面図である。
【図９】図８のファンモータのＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図８のファンモータのロータの停止状態における、突起部、開口、コイル、及びマグネットの位置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，５１…ブラシレスモータ、３，５３…ベース部材（筐体）、３ｊ，５３ｊ…突起部、３ｋ，５３ｋ…開口、１３，６３…回路基板、１３ａ，６３ａ…貫通孔、１５，１６…コイル、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ…コイル端部、２１…ロータ、２３…シャフト（回転軸）、２７，７７…羽根、３０…マグネット、３１〜３６…磁極。
【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】
2007195370.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007195370.tif 000011
【図１０】
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