JP2004147468A

JP2004147468A - 駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ

Info

Publication number: JP2004147468A
Application number: JP2002312144A
Authority: JP
Inventors: Tadao Yamaguchi; 山口　忠男; Tetsushi Yashima; 八島　哲志
Original assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Current assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP3568521B2; CN101257232B; CN101257232A

Abstract

【課題】薄型で簡単な構成でマグネットの停止位置を安定させ、駆動回路部材を内蔵でき、各部材を薄くしながらも強度も十分に得る。
【解決手段】ヨークブラケット１は軸支承部１ａから一体に半径方向に延ばされたディテントトルク発生部と、このディテントトルク発生部の先端を閉じる保持部と、これらに囲まれた空所１ｅと、保持部から外方に導出された給電端子載置部１ｄが備えられ、ステータベース３に配された単相の空心電機子コイルと、駆動回路部材Ｄがあり、軸支承部と前記非磁性部分が一体化された樹脂４が備えられ、ロータヨークに軸方向空隙型マグネット８と、軸方向に出ないようにマグネットの外周に配された円弧状偏心ウエイト９が配され、軸保持部に補強リブを形成し、カバー部材１０が前記ステータの保持部にレーザ溶接され、軸２の先端がカバー部材の凹所にはめ込まれた。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信装置の無音報知手段に用いて好適なもので、ホールセンサと駆動回路部材が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスモータは、ブラシ、コミュテータに代わる駆動回路が必須要件であるが、上記従来の構造は、いずれも駆動回路が内蔵されておらず、外付けのため引き出し端子も４端子以上が必要となって通常の２端子型直流モータのように取り扱うことができない問題があった。
しかも、通常のブラシレスモータでは、ステータは複数個の電機子コイルを均等に全周に配置しており、駆動回路部品もＩＣを始め他の電子部品が必要なため、とても内蔵できるものではなかった。
扁平な軸方向空隙型ブラシレス振動モータとして本出願人は、先にコアレススロットレス型で駆動回路部材を内蔵させないものを提案している。（実用新案文献１、特許文献２参照）
駆動回路付きのブラシレス振動モータとしては、コアード型で、複数個の等分に配置した突極に電機子コイルを巻回してなるコアード型で駆動回路部材をステータの側方に配置した非円形なものが知られている。（特許文献３参照）
しかしながら、このようなものは、側方向のサイズが大となってしまい、セット側の印刷配線板にＳＭＤ方式では実装効率が悪く、またコアード型のため、厚みが大とならざるを得ず実用性がない。
そこで、本出願人は、先にコアード、スロットレスコアレス型を含んだもので複数個の電機子コイルの一部を削除して空所を設け、この空所に駆動回路部材を配置したものを提案している。（特許文献４参照）
【０００３】
特許文献１　　実開平４−１３７４６３号公報
特許文献２　　特開２００２−１４３７６７号公報
特許文献３　　特開２０００−２４５１０３号公報
特許文献４　　特開２００２−１４２２２７号公報（図８〜図１１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記特許文献４に開示された特開２００２−１４２２２７号公報の図８〜図１１の軸方向空隙型ブラシレス振動モータをさらに改良して薄型で簡単な構成でマグネットの停止位置を安定させるディテントトルク発生用別の部材を無くすなど部材点数を少なくし、駆動回路部品を内蔵できるようにして通常の直流モータと同様な取り扱いができるようにし、各部材を薄くしながらも強度も十分なようにして極めて薄い小型ブラシレス振動モータを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するには、請求項１に示すように、ロータヨークに複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネットを配する共に、このマグネットの外周にアンバランス手段を設けてなる偏心ロータと、この偏心ロータを支える軸と、この軸を支えるヨークブラケットと、このヨークブラケットに添設されたステータベースと、このステータベースに配された空心電機子コイルと、この空心電機子コイルとそれぞれ平面視重畳しないように前記ステータベースに配された駆動回路装置と、これらを覆うカバー部材とを備え、前記ヨークブラケットは前記マグネットの磁界を受ける磁性部分と非磁性部分とがあり、一部が半径方向外周に延在されて保持部が形成され、この保持部に前記カバーの開口部が組み付けられたもので達成できる。
具体的には、請求項２に示すように、前記空心電機子コイルは２個の単相に結線され、前記駆動回路装置は１個のホールセンサと同センサの出力を受ける駆動回路部材からなり、ロータヨークは厚みが０．１５以下の磁性体で複数個の補強リブがある軸保持部を介して前記軸に支えられ、さらに、ヨークブラケットの一部と前記ステータベースの一部が前記カバー部材より側方に突き出されて給電端子部を構成しており、前記ロータヨークに配した軸方向空隙型マグネットは前記ヨークブラケットの磁性部分でディテントトルクを生じさせるように構成し、前記カバーとヨークブラケットの組み付ける手段がレーザ溶接によりなり、前記偏心ウエイトは平面視弧状に形成され、前記軸方向空隙型マグネットの外周でロータヨークに３カ所のレーザ溶接で組み付けられたものにするのがよい。
また、固定軸方式として請求項３、４に示すように、前記ヨークブラケットは厚みが０．２ｍｍ以下で中心に前記軸の基端が固定され、少なくとも前記非磁性部分に樹脂が一体化され、前記偏心ロータはロータヨークに軸受が配され、この軸受を介して前記軸に回転自在に装着され、前記軸の先端がカバー部材の中心の凹部にはめ込まれているものか、さらに、前記軸は少なくとも先端がカバー部材に溶着されているのがよい。
そして、回転軸方式として請求項５、６に示すように、前記軸は先端が前記ロータヨークに溶着され、この軸を回転自在に支える軸受部がステータベースの中心に配され、前記軸の基端がステータベース側にピボット支承され、前記ピボット支承する手段がマイクロボールベアリングで軸の先端を受けるようにしたものにしてもよい。
【０００６】
請求項１に示す発明では、簡単に駆動回路部材が内蔵できることになり、給電端子も正負の２端子にすることができ、ヨークブラケットの磁性部分を利用することによってマグネットを所定の位置に停動させるディテントトルクを発生させるに当たって別の部材が不要になるので、薄型化できる。
請求項２に示す型発明では、偏心ロータを薄型にしても強度が確保でき、ヨークブラケットの磁性部分を利用してマグネットを所定の位置に停動させるディテントトルクを生じることができ、偏心ウエイトは弧状にしたので、薄型ながらも重心の移動が大となって回転時に大きな遠心力が発生し、カバーとヨークブラケットはレーザ溶接したので、変形が起きにくく、ヨークブラケットを利用して給電端子の保護ができる。
請求項３、４に示す発明では、軸は径方向に衝撃があっても、カバーで受け止められるので、細手のものが採用でき、ヨークブラケット、ロータヨークとも薄いのでモータとして極めて薄型にできる。
請求項５、６に示す発明では、軸の基端をピボット支承するので、摺動ロスが軽減できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施の形態を示すもので、軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
図２は図１のＡ−Ａ切断縦断面図である。
図３は図１の一部材の平面図である。
図４は図１の別の部材の平面図である。
図５はこの発明の第２の実施の形態を示すもので、軸回転型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの縦断面図である。
【０００８】
以下、この発明の構成を図示する各実施の形態に基づいて説明する。
図１、図２に示すものは軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータブラシレス振動モータで、すなわち、ヨークブラケット１は鉄板より弱い磁性を有するステンレス板で厚みが０．１５ｍｍないし０．２ｍｍの薄型で構成され、中央にバーリング状に突き立てた軸支承部１ａと、図３に示すような半径方向に約１２０度開角で延設された３カ所の後述の軸方向界磁型マグネットの磁界を受ける磁性部分としてディテントトルク発生部１ｂ及びさらに半径方向に延在されたものでリング状の補強を兼ねた保持部１ｃからなり、この保持部の一部がさらに半径方向に突き出されて給電端子載置部１ｄとなっている。このヨークブラケット１は、後述の軸方向界磁型マグネットの磁極を特定の位置に停止しておくために前記の磁性部分としてディテントトルク発生部１ｂの間は非磁性の空間１ｅを構成している。
このように構成したヨークブラケット１の上面には、前記軸支承部１ａに０．５ｍｍの細手の軸２が基端で圧入されると共に、この周囲にフレキシブル印刷配線板あるいはガラスクロスエポキシ基板からなるステータベース３が載置され、さらに、前記ヨークブラケット１が骨幹となるように液晶、ポリフエニレンサルファイドなどのリフロー半田に耐えられる耐熱性樹脂４で一体化される。この耐熱性樹脂は前記非磁性空間１ｅにも充填され、ヨークブラケット１を補強すると共に、前記非磁性空間１ｅを塞いでいる。前記ステータベース３には、２個の空心電機子コイル５Ａ、５Ｂが対向して載置され、単相となるようにシリーズに結線される。
これらの空心電機子コイル５Ａ、５Ｂ間には、１個のホールセンサＨとＩＣ化された駆動回路部材Ｄからなる駆動回路装置が配置される。
ここで、ディテントトルク発生部１ｂと単相の空心電機子コイルの位置関係は、空心電機子コイルの有効導体部が後記のマグネットの磁極に合わせて設定され、コギングトルク発生部１ｂの形状はマグネットの磁力によって停止させておくに当たって最小の停動トルクが得られるように設定されるのがよい。
したがって、これらのステータ部材は、平面視重畳してないことになり、薄型に構成できる。
ここでは、前記耐熱性樹脂４の一部をガイド４ａ、４ｂとして立ち上げ、このガイド４ａ、４ｂを利用して前記空心電機子コイル５Ａ、５Ｂを載置したものを示したが、他の部材と含めて一体成形してもよい。
一方、前記軸に回転自在に装着される偏心ロータＲは、中央に設けたバーリング状の軸受保持部６ａに焼結含油軸受７が圧入された０，１ｍｍ程度の薄いロータヨーク６と、この下面接着した軸方向空隙型マグネット８と、このマグネット８の外周で図４にも示すように前記ロータヨーク６に３点でレーザスポット溶接された弧状ウエイト９からなる。
ここで、前記ロータヨーク６には、落下などの衝撃時に変形を防ぐために厚み方向のデッドスペースを利用して補強リブ６ｂが軸保持部６ａから放射状に形成されている。図中、６ｃは前記マグネット８を位置決めすると共に接着時の補強用として垂下させた舌片である。前記マグネット８は６極着磁されていてその駆動原理は公知であるので、その説明は省略する。
このように構成した偏心ロータＲは、ブレーキ損失を軽減させるために少なくとも２枚に積層したスラストワッシャＳ１を介して前記軸２に回転自在に装着される。その後、薄い非磁性ステンレス材からなる浅いキャップ状のカバー部材１０が被せられ、前記軸の先端が前記カバー部材１０の中央に形成されたバーリング孔１０ａにスラストワッシャＳ２を介してはめ込まれる。ここで、このバーリング孔は軸径よりさらに細くなっており、軸２の先端が突き出ないようになっていてこの先端部分は変形予防のために前記カバー部材１０にレーザ溶接されると共に、カバー部材１０の開口部は前記ヨークブラケット１の保持部１ｃにレーザスポット溶接で組み付けられる。
したがって、このように溶接によって組み立てられるので、薄手の部材を使用しても強度が十分得られることになる。
このように、ステータベース３上に設けた巻線電機子コイル５Ａ、５Ｂ、ホールセンサＨおよび駆動回路部材Ｄなどからなるステータ側部材をカバー部材１０の内部に格納することによってモータ外部へは給電端子載置部１ｄから一対の電源端子を導出するだけでよいので、ブラシレスモータでありながら通常のモータと同様に取り扱うことができる。
【０００９】
次に図５において、第２の実施の形態である軸回転型の構成を説明する。
以下、上記の実施の形態と同一の部材または同一機能を有する略同一部材については同一符号を付してその説明を省略する場合がある。
すなわち、ヨークブラケット１１には中央に少し大径の軸支承部１１ａがバーリング状に上方に突き出され、ここに前記と同様な焼結含油軸受７が格納される。ヨークブラケット１１のその他の部位は前記第１の実施の形態と同様なためその説明は省略する。
一方、偏心ロータＲ１は、今度はロータヨーク６６の中心に０．６ｍｍの軸２２の先端が直接圧入され、さらにロータヨーク６６にレーザスポット溶接されている。この軸６６の他端は、０．３ｍｍ程度のボールベアリングＢを介してヨークブラケット１１に一体化した耐熱性樹脂の受け部にピボット支承されるようになっている。
ここで前記ボールベアリングＢの替わりに軸に基端を丸く形成してもよい。
偏心ロータＲ１は、ヨークブラケット側吸引されるので、スラストワッシャは不要となる。当然ながらカバー部材１００はめくら型でよいことになる。
【００１０】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、簡単な構成で部材点数を少なくし、駆動回路装置をモータ内部に内蔵できるようにして通常の直流モータと同様な取り扱いができるようにし、各部材を薄くしながらも強度も十分なようにして極めて薄いブラシレス振動モータを提供できる。
すなわち、請求項１に示す発明では、簡単に駆動回路部材が内蔵できることになり、給電端子も正負の２端子にすることができ、ヨークブラケットの磁性部分を利用することによってマグネットを所定の位置に停動させるディテントトルクを発生させるに当たって別の部材が不要になるので、薄型化できる。
請求項２に示す発明では、偏心ロータを薄型にしても強度が確保でき、偏心ウエイトは弧状にしたので、薄型ながらも重心の移動が大となって回転時に大きな遠心力が発生し、カバーとヨークブラケットはレーザ溶接したので、変形が起きにくく、ヨークブラケットを利用して給電端子の保護ができる。
請求項３、４に示す発明では、軸は径方向に衝撃があっても、カバーで受け止められるので、細手のものが採用でき、ヨークブラケット、ロータヨークとも薄いのでモータとして極めて薄型にできる。
請求項５、６に示す発明では、軸の基端をピボット支承するので、摺動ロスが軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すもので、軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断縦断面図である。
【図３】図１の一部材の平面図である。
【図４】図１の別の部材の平面図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示すもので、軸回転型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの縦断面図である。
【符号の説明】
１、１１　ヨークブラケット
２　軸
３　ステータベース
４　耐熱性樹脂
５Ａ、５Ｂ　空心電機子コイル
６、６６　ロータヨーク
Ｒ、Ｒ１　偏心ロータ
Ｈ　ホールセンサ
Ｄ　駆動回路部材
７　焼結含油軸受
８　軸方向空隙型マグネット
９　弧状の偏心ウエイト
１０　カバー部材

Claims

ロータヨークに複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネットを配する共に、このマグネットの外周にアンバランス手段を設けてなる偏心ロータと、この偏心ロータを支える軸と、この軸を支えるヨークブラケットと、このヨークブラケットに添設されたステータベースと、このステータベースに配された空心電機子コイルと、この空心電機子コイルとそれぞれ平面視重畳しないように前記ステータベースに配された駆動回路装置と、これらを覆うカバー部材とを備え、前記ヨークブラケットは前記マグネットの磁界を受ける磁性部分と非磁性部分とがあり、一部が半径方向外周に延在されて保持部が形成され、この保持部に前記カバーの開口部が組み付けられたことを特徴とする駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
前記空心電機子コイルは２個の単相に結線され、前記駆動回路装置は１個のホールセンサと同センサの出力を受ける駆動回路部材からなり、ロータヨークは厚みが０．１５以下の磁性体で複数個の補強リブがある軸保持部を介して前記軸に支えられ、さらに、ヨークブラケットの一部と前記ステータベースの一部が前記カバー部材より側方に突き出されて給電端子部を構成しており、前記ロータヨークに配した軸方向空隙型マグネットは前記ヨークブラケットの磁性部分でディテントトルクを生じさせるように構成し、前記カバーとヨークブラケットの組み付ける手段がレーザ溶接によりなり、前記偏心ウエイトは平面視弧状に形成され、前記軸方向空隙型マグネットの外周でロータヨークに３カ所のレーザ溶接で組み付けられた請求項１に記載の駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
前記ヨークブラケットは厚みが０．２ｍｍ以下で中心に前記軸の基端が固定され、少なくとも前記非磁性部分に樹脂が一体化され、前記偏心ロータはロータヨークに軸受が配され、この軸受を介して前記軸に回転自在に装着され、前記軸の先端がカバー部材の中心の凹部にはめ込まれている請求項１または２に記載の駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
前記軸は先端がカバー部材に溶着されている請求項３に記載の駆動回路部材が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
前記軸は先端が前記ロータヨークに溶着され、この軸を回転自在に支える軸受部がステータベースの中心に配され、前記軸の基端がステータベース側にピボット支承されている請求項１または２に記載の駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
前記ピボット支承する手段がマイクロボールベアリングで軸の先端を受けるようにした請求項５に記載のホールセンサと駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。