JP2005065378A - Rotor for coreless motor, method for manufacturing the same and axial air-gap type coreless motor having the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動体通信装置の無音報知手段などに用いて好適なものでコアレスモータ用ロータと同ロータの製法及び同ロータを備えた軸方向空隙型コアレスモータに関する。 The present invention relates to a rotor for a coreless motor, a method for producing the same, and an axial gap type coreless motor equipped with the rotor.
モータ用ロータ、特に移動体通信装置の無音報知手段等に用いられる薄型な軸方向空隙型モータに使用するロータは、コアレス型で0.8mm以下の極めて薄いものとなり、落下などの衝撃に耐えられるように電機子自体を樹脂で一体成形したもの、すなわち、空心電機子コイルを印刷配線板と共に樹脂で一体成形することによって強度を得るようにしたものが多用される。
しかも、コアレスロータとして小型なものほど、空隙ロスを避けねばならず、可及的に電機子コイルの一面は樹脂で覆うことなく露出されるようになっている。(特許文献1参照)
このようなロータとしては、電機子コイル自体も小型になるので、通常、巻始め端末は該コイルの内径では結線させることが困難であってコイル辺と鎖交するように印刷配線板の間から導出せざるを得なくなる。(特許文献2参照)
しかしながら、電機子コイルの一面を露出させるように射出金型で押さえる場合、巻始め端末がコイル辺に押し潰され、ショート、断線などの問題が発生する。
Rotors used in motor rotors, particularly thin axial gap type motors used for silence notification means of mobile communication devices, etc., are coreless and extremely thin with a thickness of 0.8 mm or less, and can withstand impacts such as dropping. As described above, the one in which the armature itself is integrally molded with resin, that is, the one in which the strength is obtained by integrally molding the air-core armature coil with the printed wiring board together with the resin is often used.
Moreover, the smaller the coreless rotor, the more the gap loss must be avoided, and as much as possible, one surface of the armature coil is exposed without being covered with resin. (See Patent Document 1)
As such a rotor, the armature coil itself is also small, so it is usually difficult to connect the winding start terminal at the inner diameter of the coil, and it is led out from the printed wiring board so as to be linked to the coil side. It must be. (See Patent Document 2)
However, when pressing with an injection mold so that one surface of the armature coil is exposed, the winding start terminal is crushed by the coil side, causing problems such as short circuit and disconnection.
このようなコイル端末のショート、断線などの問題を防ぐ手段として、ロータでは、空心コイルを載置した金属製のフレームの該コイル辺の下方に設けた凹所に端末を通して該金属フレームに接続されたものがある。(特許文献3参照)
しかしながら、このものは、樹脂で成型するものでなく金属フレームがあるので薄型化は期待できない。
However, this product is not molded with resin and has a metal frame, so it cannot be expected to be thin.
また、このような振動モータは携帯電話機等の移動体通信装置に搭載される場合、サイズが極限まで薄く小型化が要求され、偏心ロータを構成する軸も0.6mm以下のものが採用せざるを得ないようになっているので、耐衝撃性に十分配慮しなくてはならない。 Further, when such a vibration motor is mounted on a mobile communication device such as a cellular phone, the size is extremely thin and the size reduction is required, and the shaft constituting the eccentric rotor must be 0.6 mm or less. Therefore, it is necessary to give sufficient consideration to impact resistance.
この発明の目的は、電機子コイルの巻始め端末を処理するに当たって、半田こてなどが入らないような小さな内径を有する空心電機子コイルであっても、内径部分に簡単な構成で容易に結線できるようにしてショート、断線などの問題がでないようにしたロータが得られ、このロータを組みあわせて軸方向空隙型モータの構成として極めて薄型なものを実現させるものである。 An object of the present invention is to easily connect an inner diameter portion with a simple configuration even in an air core armature coil having a small inner diameter so that a soldering iron or the like does not enter when processing the winding start terminal of the armature coil. Thus, a rotor in which there are no problems such as short circuit and disconnection can be obtained, and this rotor can be combined to realize an extremely thin configuration of the axial gap motor.
上記課題を解決するには請求項1に示すように、印刷配線板は第1の面に平面視で載置されるべき複数個の巻線型空心電機コイルの各有効導体部の半分以上を載置する領域があり、外径の一部がこの領域の外側で巻線型空心電機子コイルの内径の半分以上にかかるように形成され、この内径部分に第1の端末結線用ランドが形成されると共に、第2の端末結線ランドが前記各領域間に形成され、第2の面で回転中心と同心に複数個の整流子セグメントからなる整流子が配され、前記各領域に巻線型空心電機子コイルが載置されて巻始め端末が前記第1の端末結線用ランドに接続されると共に、巻き終わり端末が前記第2の端末結線ランドに接続され、該巻線型空心電機子コイルの外径を覆うもので達成できる。 具体的には、請求項2に示すように、前記巻線型空心電機子コイルは平面視で170度以下の配置開角で偏心して配され、前記外径の一部はほぼ前記巻線型空心電機子コイル内径の外側の辺のあたりを接線とする直線となっており、回転中心を介して前記各巻線型空心電機子コイルの反対側に配されたもので少なくとも軸方向の抜け止め手段が設けられた比重15以上のタングステン合金製の偏心ウエイトが前記印刷配線板、前記巻線型空心電機子コイルと共に比重2以下の樹脂で一体化され、前記回転中心に備えられた1個の焼結含油軸受で軸支承されたものがよい。
別の具体的な解決手段は、請求項3に示すように、前記印刷配線板は偏心ウエイトの主要部分が配置される部分が欠除されて非円形となっているものにするのがよい。
さらに、このようなロータを製造するには、請求項4、5に示す発明のように、請求項1の印刷配線板を形成する工程と、この印刷配線板をジグに装着する工程と、空心電機子コイルを前記外径の一部の位置で前記ジグに立てて配置する工程と、この空心電機子コイルの巻始め端末を前記第1の端末結線用ランドに接続する工程と、その後、該空心電機子コイルを印刷配線板に寝かせて添設する工程と、該空心電機子コイルの巻き終わり端末を前記第2の端末結線用ランドに接続する工程と、これらを一体にモールドする工程とを備えたもので達成でき、モールド前に偏心ウエイトを一体化する工程を備えたものでもよい。 そして、請求項6に示すように、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコアレスモータ用ロータと、このロータを格納するもので厚みがそれぞれ0.2mm以下で構成されたケースとブラケットからなるハウジングと、前記ロータは軸を介して前記ハウジングに回転自在に支承され、該軸の周囲で前記ブラケットに添設されたブラシベースはフレキシブル基板で接着層を含めた厚みが0.18mm以下で構成され、さらに前記ブラケットにはマグネットが配される部分の一部を横切るように透孔が設けられ、この透孔を通って前記ブラシベースの一部がハウジング側方に給電電極として導出されているもので達成できる。
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in
As another specific solution means, as shown in
Further, in order to manufacture such a rotor, as in the inventions shown in
請求項1の発明によれば、空心電機子コイルは領域の外側に立てて巻始め端末を半田付した後、外径の一部を支点として寝かせて領域に接着すればよいので空心電機子コイルは内径が小なるものでも容易に内径に半田付などで接続できることになる。
したがって、端末の処理が断線やショートなどの問題がなく容易にでき、樹脂によって強度よく構成できる。
請求項2の発明によれば、銅線とタングステン合金製偏心ウエイトの重量差によってロータ自体で回転時遠心力が発生するので軸固定型振動モータにすることができる
請求項3の発明によれば、印刷配線板の厚み分だけ偏心ウエイトの重量が多く得られるので振動量が大にできる。
請求項4、5の発明によれば、半田こての入らないような内径の小さな空心電機子コイルであってもコイルを配置してから結線する製造方法ではないので容易に結線でき、空心電機子コイルの外径がばらついたものでも、外径を基準に載置できるので、弧の外径に回り込む樹脂の量が一定にできる。
請求項6の発明によれば、巻始め端末の処理の問題がクリアできるロータによって小型で、しかも、ブラシベースをハウジング側方に導出させるに当たってブラシベースの厚みが無視できることになり、極めて薄い軸方向空隙型コアレスモータが得られる。
According to the first aspect of the present invention, since the air-core armature coil stands on the outside of the region and solders the terminal at the beginning of winding, the air-core armature coil may be bonded to the region with a part of the outer diameter as a fulcrum. Even if the inner diameter is small, it can be easily connected to the inner diameter by soldering or the like.
Therefore, processing of the terminal can be easily performed without problems such as disconnection and short circuit, and can be configured with high strength by the resin.
According to the invention of
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, even an air core armature coil having a small inner diameter that does not contain a soldering iron is not a manufacturing method in which a coil is arranged and then connected, so that it can be easily connected. Even if the outer diameter of the child coil varies, it can be placed on the basis of the outer diameter, so that the amount of resin that wraps around the outer diameter of the arc can be made constant.
According to the sixth aspect of the present invention, the rotor that can clear the processing problem at the winding start terminal is small, and the thickness of the brush base can be neglected when the brush base is led out to the side of the housing. An air gap type coreless motor is obtained.
印刷配線板に一体に樹脂成形するロータであって巻線型空心電機子コイルの巻き始め端末を逆転の発想により端末結線の後、該空心電機子コイルを印刷配線板に載置する手段を採用して断線、ショートなどの問題が出ないようにした。 A rotor that is integrally molded with a printed wiring board using a means for placing the air-core armature coil on the printed wiring board after the terminal connection of the winding-type air-core armature coil with the idea of reverse rotation. To avoid problems such as disconnection and short circuit.
図1は、本発明のコアレスモータ用ロータとして振動発生用に応用した場合の平面図である。(実施例1)
図2は、図1の印刷配線板の第2面側の平面図である。
図3は、図1の巻線型空心電機子コイルの巻き始め端末処理の製造方法を説明するもので図1をA−A線で切断した場合の要部断面図である。
図4は、図1のロータを格納した軸固定型の軸方向空隙型コアレス振動モータの縦断面図である。(実施例2)
図5は、本発明のコアレスモータ用ロータを通常回転型に応用した場合の平面図である。(実施例3)
FIG. 1 is a plan view of the coreless motor rotor according to the present invention when applied for generating vibrations. (Example 1)
FIG. 2 is a plan view of the second surface side of the printed wiring board of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part when FIG. 1 is cut along the line AA, illustrating a method for manufacturing a winding start terminal treatment of the wound air-core armature coil of FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a shaft-fixed axial gap type coreless vibration motor storing the rotor of FIG. (Example 2)
FIG. 5 is a plan view when the coreless motor rotor of the present invention is applied to a normal rotary type. (Example 3)
図1、図2において、印刷配線板1は第1の面1aに平面視で複数個の巻線型空心電機コイルの各有効導体部の半分以上を160度程度の開角で載置できるように形成した領域1h、1nがあり、外径の一部1c、1dがこの領域の外側で巻線型空心電機子コイルの内径の半分以上で、ほぼ前記巻線型空心電機子コイル内径の半径方向外側の円弧のあたりを接線とする直線に形成され、この内径部分に第1の端末結線用ランド1rが形成されると共に、第2の端末結線ランド1tが前記各領域間に形成される。
この印刷配線板1の第2の面1bでは、回転中心と同心に複数個の整流子セグメントからなる整流子1Sが印刷形成され、表面が金メッキされて接触性を良好に保ち、前記各領域に巻線型空心電機子コイル2A、2Bが載置されて巻始め端末2a、2bが前記第1の端末結線用ランド1rに接続されると共に、巻き終わり端末が前記第2の端末結線ランド1tに接続され、該巻線型空心電機子コイルの外径を覆うように前記印刷配線板1に樹脂3で一体化されるようになっている。
ここで、前記巻線型空心電機子コイル2A、2Bの巻始め端末2a、2bが前記第1の端末結線用ランドに接続手段としては、図3に示すようなジグを利用する。すなわち、ジグJは、前記印刷配線板1が載置される平坦部分Jaと、この印刷配線板1の直線で形成された外径の一部1c、1dのところが各空心電機子コイル2A、2Bの外側の無効導体部分の形状に合わせて彫り込まれた凹所Jbが形成されたもので、このジグJを使用するには、この凹所Jbに前記各空心電機子コイル2A、2Bを立てて収め、巻始め端末2a、2bを前記第1の端末結線用ランド1rに半田付し、その後、前記外径の一部1c、1dを支点として該各空心電機子コイル2A、2Bを90度回転して想像線で示すように前記領域1h、1nに寝かせて接着するようにすればよい。もし該コイルの外径がかなりばらつくなら、接着剤が硬化する前に、さらに、必要に応じて抜け止めピンJdで支持された可動部材Jcをスライドさせて該コイル22の外形を合わせるようにして載置する位置を一定にすることもできる。
このようにすれば、内径の小さい空心電機子コイルでも無理に半田こてを入れなくて済むので、巻始め端末の結線処理が容易にでき、空心電機子コイルはサイズがばらついても外径の位置が一定になるので、樹脂成形時に該コイルの外径に回り込む樹脂の量が一定にできる。
その後巻き終わり端末が前記第2の端末結線ランド1tに半田接続されるが、この部分は、巻線型空心電機子コイル2A、2Bはオーバーラップしないように離れているので、半田こてによる半田付は容易にできる。
1 and 2, the printed
On the
Here, a jig as shown in FIG. 3 is used as a connection means for the winding
In this way, even an air core armature coil with a small inner diameter does not have to be forced to insert a soldering iron, so it is easy to connect the winding start terminal, and the air core armature coil has an outer diameter even if the size varies. Since the position is constant, the amount of resin that wraps around the outer diameter of the coil during resin molding can be made constant.
Thereafter, the winding end terminal is solder-connected to the second terminal connection land 1t, but this portion is separated so as not to overlap, so that the winding type air-
前記印刷配線板1は、ロータ自体で振動を発生させるために、回転中心を介して前記空心電機子コイル反対側の広い方が欠除されていて非円形となっており、この欠除された部分に比重15以上で軸方向抜け止め手段として第1、第2の段部4a、4bが設けられたタングステン合金製の偏心ウエイト4が配され、前記印刷配線板、軸方向空心電機子コイルと共に比重2以下の前記樹脂3で一体化され、偏心したロータRに構成されている。
この偏心したロータは、さらに、回転中心に備えられた1個の焼結含油軸受Bが備えられる。この焼結含油軸受Bは樹脂で一体成形しても、あるいは樹脂成形後、圧入などで嵌着する手段を採用しても良い。
このようにすると、空心電機子コイルの巻き始め端末は、該コイルの内径内に収容されるので、射出金型から保護されるため、断線、ショートの問題が回避できる。
The printed
This eccentric rotor is further provided with one sintered oil-impregnated bearing B provided at the center of rotation. The sintered oil-impregnated bearing B may be integrally formed with a resin, or a means for press-fitting after resin molding may be employed.
In this case, since the winding start terminal of the air-core armature coil is accommodated within the inner diameter of the coil, it is protected from the injection mold, so that the problems of disconnection and short circuit can be avoided.
この偏心したロータRは、図4に示すような軸方向空隙型コアレスモータとして活用される。すなわち、前記焼結含油軸受Bを介してブラケット5の中心に設けたバーリング部5aに基端が圧入固着された軸6に回転自在に装着されて前記ブラケット5とケース7からなるハウジングHに格納される。
このハウジングHは薄型で強度はあるように構成するために厚みが0.2mm以下、好ましくは0.15mm〜0.1mmにステンレススチールで構成され、該ブラケット5に配されたリング状の軸方向空隙型マグネット8によって界磁され、このマグネットの内径部でフレキシブルブラシベース9に配された一対のブラシ10、10によって前記整流子Sを介して電力を受けるようになっている。ここで、該フレキシブルベースはポリエステルあるいはポリイミドフイルムからなり、厚みがのりを含めて0.18mm程度のものが選定される。
前記ブラケット5には、前記マグネット8が載置された部分で該マグネットを横断するように透孔5bが設けられ、前記ブラシベースの一部が半径方向に延ばされ、この透孔を通って側方に給電電極として導出されるようになっている。
この透孔によってブラシベースの厚みが無視できるので、モータとして薄いものが実現できる。
The eccentric rotor R is utilized as an axial gap type coreless motor as shown in FIG. That is, it is rotatably mounted on the
Since this housing H is thin and strong, it has a thickness of 0.2 mm or less, preferably 0.15 mm to 0.1 mm made of stainless steel, and a ring-shaped axial direction disposed on the
The
Since the thickness of the brush base can be ignored by this through hole, a thin motor can be realized.
図5は、通常回転型に応用したもので、すなわち、空心電機子コイル22は同一なものを3個等分に印刷配線板11の第1面の領域11hに載置されるようになっている。この印刷配線板11は外径の一部が前記空心電機子コイル22の内径の外側の縁の部分まで直線状に後退していて全体として平面視3角形に形成されている。
該印刷配線板11には、前述と同様に前記3個の空心電機子コイル22の内径の位置に第1の端末結線ランド11c、11d及び11eが印刷形成され、第2の端末結線ランド11tが各空心電機子コイル間に印刷形成される。
このロータR1を製造するには、前述と同様にジグJを利用してジグJの凹所Jbに前記各空心電機子コイル22を立てて収め、巻始め端末2a、2bを前記第1の端末結線用ランド1rに半田付し、その後、前記外径の一部1cを支点として該各空心電機子コイル22を90度回転して前記領域に寝かせて接着するようにすればよい。ここでも、もし該コイルの外径がかなりばらつくなら、接着剤が硬化する前に、さらに、必要に応じて可動部材Jcをスライドさせて該コイル22の外形を合わせるようにして載置する位置を一定にすることもできる。
このようにすれば、内径の小さい空心電機子コイルでも無理に半田こてを入れなくて済むので、巻始め端末の結線処理が容易にできる。
前記空心電機子コイル22の巻き終わり端末は、前述と同様に第2の端末結線ランド11tに半田接続されるが、この部分は、各巻線型空心電機子コイル22とオーバーラップしないように離れており、半田こてによる半田付はロータの外方から容易にできる。
その後、これらは一体に樹脂で成形されるものであるが、ここではロータR1は出力軸を有する通常回転型に構成するので、軸6はロータR1に固定されるように樹脂33で一体化されている。
このようにしても、各空心電機子コイル22の巻き始め端末は、射出金型から保護されるので、断線、ショートの問題が回避でき、前述のジグを利用した製造方法によって該コイルの外径も中心から一定にできるので、バランスがよくなる。
FIG. 5 shows an application to the normal rotary type, that is, the air-
On the printed
In order to manufacture this rotor R1, using the jig J as described above, each of the air-core armature coils 22 is stood in the recess Jb of the jig J, and the winding
In this way, even an air-core armature coil having a small inner diameter does not need to be forcedly inserted with a soldering iron, so that the wire connection process of the winding start terminal can be facilitated.
The winding end terminal of the air-
After that, these are integrally molded with resin, but here the rotor R1 is configured as a normal rotary type having an output shaft, so the
Even in this case, since the winding start terminal of each air-
この発明によるコアレスモータ用ロータは、上述のように一体にモールドする構成にして強度を損なうことなく薄型にでき、特に軸方向空隙型コアレス振動モータに採用して極めて薄く構成できるようになり、移動体通信装置のような携帯機器に無音報知手段として産業上有意義な技術手段として奏するものである。
また、コアレスモータ用ロータとしては、実施例3のようにすれば、軸回転型であれば出力軸を有するスピンドルモータにも、また、出力軸にフアンを取り付けて冷却用フアンモータにも展開できる。さらに整流子として印刷配線板で形成したものを示したが、整流子セグメントは銅箔のままで別の整流子をこのセグメントに配したものでもよい。
なお、磁極の数は4極、2極でも組みあわせる軸方向空心電機子コイルに合わせて対応でき、コイルの数についても組みあわせるマグネットの磁極に合わせて設定できる。
The coreless motor rotor according to the present invention can be made thin without sacrificing strength by being integrally molded as described above, and can be adopted especially for axial gap type coreless vibration motors and can be made extremely thin. This is an industrially significant technical means as a silent notification means for a portable device such as a body communication device.
As the coreless motor rotor, as in the third embodiment, if it is a shaft rotation type, it can be deployed in a spindle motor having an output shaft, or in a cooling fan motor with a fan attached to the output shaft. . Furthermore, although the thing formed with the printed wiring board as a commutator was shown, the commutator segment may arrange | position another commutator to this segment with copper foil.
It should be noted that the number of magnetic poles can be adjusted according to the axial air-core armature coil to be combined even with 4 poles or 2 poles, and the number of coils can also be set according to the magnetic pole of the magnet to be combined.
1、11 印刷配線板
2、22 巻線型空心電機子コイル
3 、33 樹脂
4 偏心ウエイト
B 焼結含油軸受
5 ブラケット
5b 透孔
6 軸
7 ケース
8 軸方向空隙型マグネット
9 ブラシベース
10 ブラシ
R、R1 偏心ロータ
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9
R, R1 Eccentric rotor
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