特開 2022-152336 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022152336

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/065 20060101AFI20221004BHJP

   B06B 1/04 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H02K7/065

B06B1/04 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021055064

(22)【出願日】2021-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(72)【発明者】

【氏名】木内 博之

【テーマコード（参考）】

5D107

5H607

【Ｆターム（参考）】

5D107AA12

5D107BB08

5D107CC09

5D107DD09

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB13

5H607CC01

5H607CC07

5H607DD03

5H607EE57

5H607GG01

5H607GG09

5H607HH09

5H607KK10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】組立性を改善した振動モータを提供する。
【解決手段】モータ１は、中心軸Ｊを中心として回転可能なロータ本体８２を有するロータと、ロータ本体と軸方向に対向し、中心軸回りの周方向において異なる位置に配置される一対のコイル３２と、一対のコイルが取り付けられた取付面２１を有する基板と、取付面に取り付けられた磁気センサ５と、を備える。取付面には、一対のコイルから引き出された引出線４２１、４２２がそれぞれ接続された一対の接続部７３、７４が設けられる。磁気センサと一対の接続部とは、中心軸回りの周方向において一対のコイル同士の間の異なる位置に配置される。コイルは、軸方向に見て円形状である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を中心として回転可能なロータ本体を有するロータと、
前記ロータ本体と軸方向に対向し、前記中心軸回りの周方向において異なる位置に配置される一対のコイルと、
前記一対のコイルが取り付けられた取付面を有する基板と、
前記取付面に取り付けられた磁気センサと、
を備え、
前記取付面には、前記一対のコイルから引き出された引出線がそれぞれ接続された一対の接続部が設けられ、
前記磁気センサと前記一対の接続部とは、前記中心軸回りの周方向において前記一対のコイル同士の間の異なる位置に配置され、
前記コイルは、軸方向に見て円形状であるモータ。

【請求項2】

前記取付面には、
前記一対のコイルのうち一方のコイルの周方向一方側かつ他方のコイルの周方向他方側に位置する第１領域と、
前記一方のコイルの周方向他方側かつ前記他方のコイルの周方向一方側に位置する第２領域と、
が設けられ、
前記一対の接続部は、前記第１領域に設けられ、
前記磁気センサは、前記第２領域に設けられている
請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記一対のコイルは、前記中心軸を径方向に挟んで反対側に配置されている
請求項１または請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

単相モータである
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ。

【請求項5】

前記基板の径方向の寸法は、８ｍｍ以下である
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

各種デバイスにおける無音報知機能等に利用するモータとして、薄い円盤状を有する振動モータが知られている。例えば、特許文献１には、径方向に小型化したモータが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１００９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような振動モータでは、さらなる小型化が求められている。モータの小型化を図るために、ベース部の寸法を抑えると、モータの構成部品の配置やコイルの配線スペースも狭くなり組立が難しい。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みて、組立性を改善できるモータを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータ本体を有するロータと、前記ロータ本体と軸方向に対向し、前記中心軸回りの周方向において異なる位置に配置される一対のコイルと、前記一対のコイルが取り付けられた取付面を有する基板と、前記取付面に取り付けられた磁気センサと、を備える。前記取付面には、前記一対のコイルから引き出された引出線がそれぞれ接続された一対の接続部が設けられる。前記磁気センサと前記一対の接続部とは、前記中心軸回りの周方向において前記一対のコイル同士の間の異なる位置に配置される。前記コイルは、軸方向に見て円形状である。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一つの態様によれば、モータの組立性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態のモータを模式的に示す概略構成図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、第２実施形態のモータを模式的に示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0010】

以下の説明において特に断りのない限り、中心軸線Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、－Ｚ側を単に軸方向一方側と呼び、＋Ｚ側を、単に軸方向他方側と呼ぶ。中心軸線Ｊ周りの周方向を単に「周方向」とよび、中心軸線Ｊに対する径方向を単に「径方向」と呼ぶ。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の駆動装置を模式的に示す概略構成図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。本実施形態のモータ１は振動モータである。モータ１はブラシレスモータである。モータ１は、単相モータである。モータ１は、例えばスマートフォンなどの電子機器に搭載される。モータ１は、駆動により振動を発生させ、例えば、電子機器の無音報知機能を発揮する。図１では、コイル３１，３２の位置を示すため、ロータ本体８２および磁石８３を一部省略して示している。

【0012】

モータ１は、基板２と、ロータ８と、一対のコイル３１,３２と、磁気センサ５と、を備える。モータ１は、さらにカバー６を備える。

【0013】

基板２は、不図示の回路基板と、取付面２１と、接続部７と、を有する。図１に示すように、本実施形態の基板２は、軸方向から見て略円形状である。例えば、基板２の径方向の寸法は８ｍｍ以下である。取付面２１は、基板２の軸方向一方側に位置する。取付面２１には接続部７が設けられている。接続部７は、引出線４を通じて回路基板と電気的に接続する接点である。接続部７は、例えば、プリント基板やフレキシブルプリント配線板のランドである。

【0014】

カバー６は、略円柱形状の容器である。カバー６は、基板２および基板２上に設けられているモータ１の各種構成部品を覆う。

【0015】

ロータ８は、基板２の中心部に設けられている。ロータ８は、シャフト８６と、ロータ本体８２と、磁石８３と、軸受部８１と、支持部８４と、スペーサ８５とを備える。図２に示すように、シャフト８６は、取付面から軸方向他方側－Ｚに突出して設けられている。シャフト８６は円柱形状を有する。シャフト８６の軸方向の両端部８６１，８６２は、基板２とカバー６とに固定されている。シャフト８６の軸方向一方側－Ｚの第１端８６１は、基板２に固定されている。シャフト８６の軸方向他端側＋Ｚの第２端８６２はカバー６に固定されている。シャフト８６と基板２との固定箇所における取付面２１上には、支持部８４が設けられている。支持部８４は、軸方向に貫通する孔を有する円環状の部材である。支持部８４の孔内にシャフト８６の第１端８６１が配置されて、取付面２１に固定されている。支持部８４は、基板２に対してシャフト８６を支持している。

【0016】

軸受部８１は、中心軸線Ｊを中心とする略円筒状の部材である。軸受部８１の貫通孔８１１内にシャフト８６が挿入されている。軸受部８１は、支持部８４よりも軸方向他方側＋Ｚに配置されている。

【0017】

スペーサ８５は、軸方向における軸受部８１と支持部８４との間に設けられている。スペーサ８５は円盤形状の部材である。スペーサ８５は、軸受部８１とコイル３１，３２とが軸方向に離れた位置を保持する。スペーサ８５の軸方向の各面が軸受部８１および支持部８４に接触する。スペーサ８５は、ロータ本体８２の回転時、軸受部８１とスペーサ８５との接触面の摩擦係数が小さい部材である。スペーサ８５は、ロータ本体８２の回転を妨げることなく接触している。スペーサ８５と軸受部８１との間に潤滑剤を設けてもよい。

【0018】

ロータ本体８２は、中心軸線Ｊを中心として回転可能な部材である。ロータ本体８２は軸受部８１に取り付けられている。ロータ本体８２は、軸受部８１を介してシャフト８６に回転可能に取り付けられている。ロータ本体８２は、径方向に沿う円環形状の磁石取付部８２２と、円の中央部に位置する筒形状の固定部８２１とを有する。図２に示すように、固定部８２１は、磁石取付部８２２の中心部の開口縁から軸方向他方側＋Ｚに突出している。固定部８２１の開口内に軸受部８１が挿入されている。固定部８２１が軸受部８１に固定されている。磁石取付部８２２は、コイル３１，３２の軸方向他方側＋Ｚに位置する。

【0019】

磁石８３は、環状の部材である。磁石取付部８２２の軸方向一方側－Ｚの面に、磁石８３が固定されている。磁石８３は、シャフト８６および軸受部８１が挿通されて、中心軸線Ｊに中心が位置して取り付けられている。磁石８３は、コイル３１，３２と軸方向に対向している。磁石８３は、軸方向他方側＋Ｚに離れた位置でコイル３１，３２と対向している。磁石８３とコイル３１，３２との軸方向の距離はスペーサ８５により保持されている。

【0020】

ロータ８は、軸受部８１と、ロータ本体８２と、磁石８３とが中心軸線Ｊ上に同軸配置されている。磁石８３はロータ本体８２に固定されている。磁石８３はロータ本体８２を介して軸受部８１に固定されている。軸受部８１は、シャフト８６に対して回転可能に取り付けられている。したがって、ロータ本体８２および磁石８３はシャフト８６に対して回転可能に取り付けられている。

【0021】

一対のコイル３１，３２は、基板２の取付面２１に取り付けられている。一対のコイル３１，３２は、シャフト８６の径方向の外側に配置されている。各コイル３１，３２は、略円筒状にコイル線が巻かれて構成されている。各コイル３１，３２は、軸方向に見て円形状である。各コイル３１，３２は、円筒形状を有する。各コイル３１，３２の各中心軸Ｊ３１，Ｊ３２が中心軸線Ｊと平行に配置されている。各コイル線の両端末の引出線４は、接続部７に接続されている。各コイル３１，３２は接続部７を通じて、回路基板から電流が供給される。一対のコイル３１，３２は、磁石８３と軸方向に対向して配置されている。

【0022】

磁気センサ５は、取付面２１に取り付けられている。磁気センサ５は、磁石８３の回転位置を検出する。磁気センサ５は、例えばホール素子である。磁気センサ５は、取付面２１に直接取り付けられてもよい。あるいは、磁気センサ５は、モータ１の駆動回路ＩＣ内に設けられていてもよい。

【0023】

本実施形態のモータ１は振動モータであるため、錘９を備える。図２に示すように、錘９は、ロータ８に取り付けられている。錘９は、ロータ本体８２の周方向の一部の領域に設けられている。錘９は、ロータ本体８２の磁石取付部８２２の軸方向他方側＋Ｚ、径方向外側、および磁石８３の径方向外側に跨って配置されている。錘９は、本発明に係るモータの必須の構成ではない。例えば、本発明のモータを振動モータではないモータに適用する場合、錘９を設けない。

【0024】

次に、モータ１における各部材の配置について説明する。図１に示すように、モータ１では、シャフト８６が基板２の中心に配置され、シャフト８６の径方向外側に一対のコイル３１，３２、接続部７、磁気センサ５が配置されている。一対のコイル３１，３２は、中心軸線Ｊを径方向に挟んで反対側に配置されている。本実施形態では、一対のコイル３１，３２が中心軸線Ｊを挟んで、径方向に並んで配置されている。一対のコイル３１，３２は、中心軸線Ｊを挟んで直径線上に配置される例に限定されない。一対のコイルは、シャフトの径方向の外側かつ周方向に離れて配置されていればよい。接続部７と磁気センサ５とは、中心軸回りの周方向において、一対のコイル３１，３２の間の異なる位置に配置されている。

【0025】

取付面２１には、第１領域２１ａと、第２領域２１ｂとが設けられている。第１領域２１ａと第２領域２１ｂとは、取付面２１を中心軸回りの周方向に並んだ領域である。第１領域２１ａは、一対のコイル３１,３２のうち一方のコイル３１の周方向一方側かつ他方のコイル３２の周方向他方側に位置する。第２領域２１ｂは、一方のコイル３１の周方向他方側かつ他方のコイル３２の周方向一方側に位置する。取付面２１において、一対のコイル３１，３２同士の間の周方向の２つの領域が第１領域２１ａおよび第２領域２１ｂである。接続部７は、第１領域２１ａに設けられている。接続部７は、各コイル３１，３２の各引出線４にそれぞれ対応して複数設けられている。一方のコイル３１の２つの引出線４１１，４１２にそれぞれ接続する２つの接続部７１，７２、および他方のコイル３２の２つの引出線４２１，４２２にそれぞれ接続する２つの接続部７３，７４が第１領域２１ａに設けられている。各引出線４は、各コイル３１，３２から、略直線状に配線されている。磁気センサ５は、第２領域２１ｂに設けられている。

【0026】

モータ１は、接続部７からコイル３１，３２に電流が供給されると、各コイル３１，３２と磁石８３との間にトルクが発生する。発生したトルクにより、軸受部８１、ロータ本体８２、および磁石８３がシャフト８６に対して中心軸線Ｊ周りに回転する。ロータ８に錘９が取り付けられているため、錘９も回転する。錘９により、ロータ８の回転が偏心し、振動が発生する。

【0027】

本実施形態のモータ１によれば、コイル３１，３２が軸方向からみて円形であるため、組立性を改善できる。具体的には、ロータ８に対して軸方向に面対向配置されるコイル３１，３２は、シャフト８６に対して平行に配置すれば足りる。そのため、コイル３１，３２の向きを合わせる必要がなく、コイル３１，３２を容易に設置できる。

【0028】

従来のモータのコイルは、磁石の着磁効率向上のため、扇型コイルが使用される。扇型コイルは、磁石の円環形状に合わせて軸方向に見て扇形あるいは略台形である。具体的には、シャフトに対向する円弧面を有し、中心軸線Ｊを中心とする扇形である。扇型コイルでは、コイル線の両端末が円弧形状の周方向の両端から引き出されている。扇型コイルの引出線は一定の方向を向いている。そのため、扇型コイルから周方向に離れて設けられた接続部に接続する為に、コイル線を約半周ほどいて接続部まで配線する必要があった。これに対し、本実施形態のコイル３１，３２は軸方向に見て円形状である。そのため、扇型コイルのように円弧面をシャフトの径方向に対応させて径方向におけるコイル３１，３２の向きを合わせる必要がない。つまり、円形のコイル３１，３２は、中心軸線Ｊに平行に中心軸を位置すれば足りる。この結果、各コイル３１，３２を容易に取り付けられる。さらに、図１に示すように、円形のコイル３１，３２の場合、コイル３１，３２の側方に引出線４が引き出されている。そのため、円形のコイル３１，３２は、一対の引出線４１１，４１２，４２１，４２２の端末の引き回し処理が単純化され、各引出線４を容易に配線できる。コイル３１，３２が円形であるため、コイル３１，３２の作製時、リード線の加工が単純化できる。コイル３１，３２が単純な円形であるため、コイル３１，３２を取付面２１に固定する接着工程で使用する内径ガイド治具の精度が上げられる。

【0029】

本実施形態のモータ１は、一対のコイル３１，３２間の第１領域２１ａに接続部７が設けられ、第２領域２１ｂに磁気センサ５が設けられている。そのため、小型化に伴い、基板２の取付面２１上の限られた場所に複数の接続部７を設ける場合でも一対のコイル３１，３２の間に接続部７が設けられているため、配線が容易である。第２領域２１ｂに磁気センサ５が設けられているため、接続部７と磁気センサ５とが干渉せず、引出線４を接続部７に容易に接続できる。

【0030】

本実施形態のモータ１は、配線が容易であるため、小型の単相モータの場合に有用である。本実施形態のモータ１は、例えば、基板２の径方向の寸法が８ｍｍ以下の小型モータに特に有用である。基板２の直径が８ｍｍ以下の小型モータの場合、コイル３１，３２が円形でも、従来の扇型コイルとの性能差が小さい。そのため、小型化とモータの性能とが背反せず性能バランスがとれたモータ１を提供できる。なお、配線が容易であり、組立性が改善されたモータを提供する目的においては、基板２の直径が８ｍｍより大きいモータであってもよい。

【0031】

（第２実施形態）
上記実施形態では、一対のコイル３１，３２が中心軸線Ｊを挟んで直径線上に配置され、第１領域２１ａに接続部７が設けられ、第２領域２１ｂに磁気センサ５が設けられた例を示したが、モータはこの例に限定されない。例えば、図３に示す第２実施形態のモータ１Ａであってもよい。以下の説明において既に説明したものと共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0032】

図３は、第２実施形態のモータ１Ａを模式的に示す概略構成図である。本実施形態のモータ１Ａは、一対のコイル３１，３２および接続部７の位置が第１実施形態と異なる。一対のコイル３１，３２は、中心軸線Ｊからの半径線ｒ１、ｒ２間の角度が１２０度の位置に、各コイル３１，３２の中心軸Ｊ３１，Ｊ３２が配置されている。したがって、第２領域２１ｂが第１領域２１ａより広い。第１領域２１ａに、他方のコイル３２用の一対の接続部７３，７４が設けられている。第２領域２１ｂに、一方のコイル３１用の一対の接続部７１，７２および磁気センサ５が設けられている。他方のコイル３２の引出線４２１，４２２は第１領域２１ａに略直線状に引き出され、接続部７３，７４に接続されている。一方のコイル３１の引出線４１１，４１２は第２領域２１ｂに略直線状に引き出され、接続部７１，７２に接続されている。

【0033】

本実施形態のモータの１Ａによれば、第１実施形態と同様に、組立性を改善できる。本実施形態のモータ１Ａによれば、円形のコイル３１，３２を用いるため、引出線４の配線が容易である。したがって、本実施形態のモータ１Ａのように、一方のコイル３１の接続部７１を第２領域２１ｂに設け、他方のコイル３２の接続部７３，７４を第１領域２１ａに設けても、容易に配線できる。モータ１Ａは、コイル３１,３２の配線が容易であるため、取付面２１上の部品の配置の設計自由度が高い。本実施形態のモータ１Ａでは、一対のコイル３１，３２が周方向に１２０度離れて配置された例を示したが、一対のコイルの周方向の角度は１２０度に限定されず、任意の角度に設定可能である。

【0034】

以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0035】

１…モータ、２…基板、５…磁気センサ、４，４１１，４１２，４２１，４２２…引出線、７，７１，７２，７３，７４、…接続部、８…ロータ、２１…取付面、２１ａ…第１領域、２１ｂ…第２領域、３１，３２…コイル、８２…ロータ本体、Ｊ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】