JP2008086066A - 軸方向空隙型ロータと該ロータを備えた軸方向空隙型コアレスモータ。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】印刷配線板1の一側に配された巻線型空心電機子コイル3と、同一側の回転中心に配された平板コミュテータCとからなり、該コミュテータは基部2aと、該基部2aに位置決めガイド2bを介して配され、平面状の摺接部4aから一体に軸方向に延設された接続端子部4bとを備えた複数のコミュテータ片4とからなり、印刷配線板1にはさらに端末結線ランド1eと、該端末結線ランド1eに接続された複数の透孔1aに接続端子部4bの先端が填め込まれて印刷配線板1の他側で結線された。
【選択図】図1
Description
さらに、本願出願人らは、ケースにバーリング孔を設けて軸の基端を圧入し、該軸の他端を支持しないでフリーにしたものを提案している。(特許文献2参照)
このような構成のものはモータ自体の厚みが許容されればよいが、モータサイズが直径で10mm、厚みが3mm程度のものが要求されるようになると、このようなロータの中にバーリング孔を設けて保持する構成は内蔵するロータの厚みが犠牲となって容易ではないので、今度は軸の固定手段としてバーリングではなく浅い受部にして保持手段として軸の端部をレーザなどで溶接する必要がある。
軸方向空隙型モータは、薄型化のためには、整流装置も軸方向摺接型が多用される。
この軸方向摺接型は、一般的には、コミュテータを印刷配線板で複数個のセグメント片を印刷で形成し数ミクロンの貴金属メッキをし、40ミクロン乃至60ミクロンの洋白板ブラシと組みあわせて用いられる。携帯電話機の無音アラーム手段として振動モータに採用される場合、着信報知用のみに使用されるものは一日十数回のモード(合計で数分以下)で使用されるので比較的寿命は短時間でよいことになるが、ゲームなどの振動を利用する機能に採用される場合は、かなり長寿命が要求される。
そこで、セグメント片を厚くすることができる円筒型コミュテータにすることも考えられる。
しかしながら、円筒形コミュテータは、径方向からブラシを摺接させなくてはならないので、軸方向に摺接部分として確保しなければならないため薄型にするのが困難である。
また、このような扁平ロータは、一般的には、印刷配線板に複数の巻線型空心電機子コイルを載置してこの空心電機子コイルの反対側にコミュテータを配する構成が採用されている。
しかしながら薄い印刷配線板であっても銅箔やレジストなどによって厚みが0.2ミリ
程度となり、組み合わせる軸方向空隙型マグネットからコイルに寄与する有効空隙磁束密度が低下して効率が悪化する問題となる。
この発明の目的は、印刷配線板をコイルに寄与する有効空隙磁束密度を低下させないように配置し、ロータの樹脂を利用してコミュテータ基部を形成することによって平板型コミュテータ片を直接組み付けて低姿勢を図ると共に整流装置の摺接部分を厚くして長寿命を図ろうとするものである。
具体的なものでは請求項2に示す発明のように前記巻線型空心電機子コイルの少なくとも一部と重畳しないようにタングステン合金製偏心ウエイトが前記巻線型空心電機子コイルと共に樹脂で固着されたものにするのがよい。
このような軸方向空隙型ロータを使用して請求項3に示す発明のように請求項1または2に記載の軸方向空隙型ロータを用いた軸方向空隙型コアレスモータであって、前記軸方向空隙型ロータは中心に軸支承部が構成されたもので、該軸方向空隙型ロータはハウジングに軸を介して回転自在に装着され、前記平板コミュテータに軸方向から摺接されたブラシと該ブラシの外方に配されたマグネットと、これらを格納するハウジングが備えられた軸方向空隙型振動コアレスモータにできる。
そして、具体的には、請求項4に示すように前記平板コミュテータのコミュテータ片は前記平面状の摺接部が少なくとも0.15mmの厚さがあり、少なくとも摺接面が貴金属で形成され、前記ブラシは厚みが0.03mm〜0.08mmのばね材と、該ばね材に配された少なくとも0.1mmの厚みがある摺接部材からなるものがよい。
請求項2の発明によれば、偏心ウエイトの部分を大きく設定できるので、遠心力振動が十分に得られる偏心ロータに構成でき振動モータに採用できる。
請求項3の発明によれば、ロータが薄く、厚い整流装置によって長寿命な軸方向空隙型モータが得られる。
請求項4の発明によれば、平板型でも整流摺動部分が厚く確保できるので、摩耗があっても十分整流性を維持でき、長寿命な軸方向空隙型モータが得られる。
図2は、図1のロータの底面側から見た平面図である。
図3は、図1のロータの上面図である。
図4は、コミュテータ片の斜視図である。
図5は、要部断面入りのブラシの平面図である。
図1乃至図4において、印刷配線板1の一側中心に平板コミュテータCを構成するコミュテータの基部2aと、該基部2aの半径方向外方に約60°の配置開角で載置された3個の巻線型空心電機子コイル3A、3B及び3Cとが中心を介して反対側に配した後述の偏心ウエイトWと共に、熱変形温度が250℃の樹脂2で一体成形される。
このコミュテータ片4の摺接部4aは、摩耗があっても十分整流性を維持できるように0.15mm以上、好適には0.15mm〜0.3mmの厚みとし、少なくともブラシとの摺接面を貴金属で0.08mm程度クラッドして形成している。
このコミュテータ片4を斜めのスリット(ここでは0.15mm幅を有する)を介して正確に載置するには、前記基部2aに形成されたもので前記摺接部4aと全く同一な形状の凹部2bを位置決めガイドとしている。ここでは、さらに軸方向の動きを防止するために前記基部2aの中心の立ち上がり部分2cを少し潰して係止させている。
よって偏心ウエイトの重量があっても耐衝撃性が確保され、前記巻線型空心電機子コイルと偏心ウエイトの比重差により大きな偏心量が得られる。
ここでは、軸固定型として軸7は先端が予めケース9の中心に配された小径の透孔9aを有する凹所9bにはめ込まれ、レーザ溶接L1で先端が固定されている。
そしてこの軸7にスラストワッシャSWを介して偏心ロータRが回転自在に装着され、前記平板コミュテータCに軸方向から摺接されたブラシBとこのブラシBの外方で前記ブラケット6に配されたマグネット8と空隙を介して対向させている。
軸7の基端は、ブラケット6の中心に配された小径の透孔6aを有する凹所6bに填め込まれ、外方から必要に応じてレーザ溶接L2され、ブラケット6の外周部とケース9の開放端部はレーザ溶接L3されて組み立てられる。
また、姿勢が許容されれば軸回転型にも採用できる。
さらに、ロータには焼結含油軸受を内蔵したものを説明したが、樹脂自体に摺動性を持たせた樹脂軸受にしてもよい。
1a 透孔
1b 長孔
1c 内径ガイド孔
1d 端末導出用切欠き
1e 端末結線ランド
1f 端末結線ランド
2 樹脂
2a 基部
2b 位置決めガイド
2d 孔
3A、3B、3C 巻線型空心電機子コイル
4 コミュテータ片
4a 摺接部
4b 接続端子部
4c 先端
6 ブラケット
6a 透孔
6b 凹所
6c ブラシベース
7 軸
8 マグネット
9 ケース
B ブラシ
C 平板コミュテータ
J 含油軸受
R 偏心ロータ
SW スラストワッシャ
W 偏心ウエイト
Claims (4)
- 印刷配線板と、
該印刷配線板の一側に配された巻線型空心電機子コイルと、
該印刷配線板の一側の回転中心に配された平板コミュテータとからなる軸方向空隙型ロータであって、
前記平板コミュテータは基部と、該基部に位置決めガイドを介して互いに隔離されて配されたもので平面状の摺接部と、該摺接部から一体に前記巻線型空心電機子コイルの厚みを通して前記印刷配線板へ向かう軸方向に延設された接続端子部を備えた複数のコミュテータ片とからなり、
前記印刷配線板には、さらに前記巻線型空心電機子コイルの端末結線ランドと、該端末結線ランドに接続された複数の透孔が備えられ、
前記コミュテータ片の前記接続端子部の先端が前記透孔に填め込まれて結線された軸方向空隙型ロータ。 - 前記巻線型空心電機子コイルの少なくとも一部と重畳しないようにタングステン合金製偏心ウエイトが前記巻線型空心電機子コイルと共に樹脂で固着された請求項1に記載の軸方向空隙型ロータ。
- 請求項1または2に記載の軸方向空隙型ロータを用いた軸方向空隙型コアレスモータであって、前記軸方向空隙型ロータは中心に軸支承部が構成されたもので、該軸方向空隙型ロータはハウジングに軸を介して回転自在に装着され、前記平板コミュテータに軸方向から摺接されたブラシと該ブラシの外方に配されたマグネットと、これらを格納するハウジングが備えられた軸方向空隙型コアレスモータ。
- 前記平板コミュテータのコミュテータ片は前記平面状の摺接部が少なくとも0.15mmの厚みがあるもので少なくとも摺接面が貴金属で形成され、前記ブラシは厚みが0.03mm〜0.08mmのばね材と、該ばね材に配された少なくとも0.1mmの厚みがある摺接部材とからなる請求項3に記載の軸方向空隙型コアレスモータ。
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