JP3938397B2 - ステータと同ステータを備えた軸方向空隙型ブラシレスモータ - Google Patents

Description

この発明は、移動体通信装置の無音報知手段等に用いて好適なものでステータと同ステータを備えた軸方向空隙型ブラシレスモータに関する。

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。（特許等文献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、セットが印刷配線板に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）
実開平４−１３７４６３号公報 特開２００２−１４３７６７号公報 特開２０００−２４５１０３号公報 特開２００２−１４２４２７号公報（図８〜図１１）

ところで、１個のホールセンサで駆動させるには、ロータのマグネットの位置を次回確実に起動できる特定のところに停止させておくディテントトルク発生部材が必要である。 このデイテントトルク発生部材は、従来では厚みがあるので、ブラケット上に配置するものでは、配置空間がなかなか取れず、モータ自体を薄型化に対しては逆行する問題となってしまう。
そこで、この発明は、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、ディテントトルク発生部材を限りなく薄く形成することが簡単にできるようにして極めて薄いステータと同ステータを備えた軸方向空隙型ブラシレスモータを提供するものである。

上記課題を解決するために本発明は、請求項１に示すように中央の軸支持部（１ａ）に軸（２）の第１端部が固定された非磁性又は弱磁性からなるステンレス製ブラケット（１）と、前記ブラケットに添設された印刷配線板からなるステータベース（３）と、前記ステータベースに接着剤（４）で固定され単相結線された少なくとも２個の空心電機子コイル（５Ａ、５Ｂ）と、前記空心電機子コイルと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部材（Ｄ）と、前記ブラケットにプレス加工によって形成された凹所（１ｄ）が形成され、該凹所に磁性粉体からなる塗料で印刷形成されたディテントトルク発生部（１ｅ）とが備えられたステータと、
前記ステータに軸方向空隙を介して回転自在に装着されるロータが備えられ、
前記ロータは、ロータヨーク（６）と、該ロータヨークの平坦部に固着され、複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネット（７）と、該マグネットの内径側で前記ロータヨークに配された軸受（８）と、前記マグネットの外方で前記ロータヨークに配された偏心ウエイト（９）とからなり、
前記ロータヨークは前記平坦部に続いて外方に舌片（６ｄ）が水平方向に突き出され、この舌片に前記偏心ウエイトが固定され、
前記ロータは前記軸受を介して前記軸に装着され、カバー部材（１０）が被せられ、該カバー部材の開口部で前記ステータに組み付けられ、
前記軸の第２端部が前記カバー部材にはめ込まれていることを特徴とする軸固定型の軸方向空隙型ブラシレス振動モータとしているものである。
具体的には請求項２に示すように前記ディテントトルク発生部は前記ブラケットと色区別できるように形成されているものがよい。

請求項１の発明では、ディテントトルク発生部は極めて薄く、凹所によってブラケットに含まれてしまうので、厚みが無視できる薄型なものが得られ、舌片を偏心ウエイトの固定手段として用いると共に、軸の第１端部をブラケットに固定し且つ第２端部をカバー部材にはめ込んでいるため、十分な強度が確保できる。
請求項２の発明では、ディテントトルク発生部をブラケットと色区別できるようにしたので、外観的にディテントトルク部が識別できる。

中央に軸支持部が配された非磁性又は弱磁性体ブラケットと、このブラケットに前記軸支持部の外方で添設された印刷配線板からなるステータベースと、このステータベースに軸支持部を中心として対向して配置された単相の空心電機子コイルと、この空心電機子コイルに電力を与える駆動回路部材と、印刷で形成された磁性粉体からなるディテントトルク発生部材とがある。

図１は、この発明のステータを構成する主要部材の平面図で、図２は、同部材を含むステータの平面図である。
ブラケット１は非磁性あるいは弱磁性ステンレス板で厚みが０．１ｍｍの薄型で形成され、中央には、軸支持部１ａが後述の図３に示すようにバーリング状に立ち上げられ、この軸支持部の外周に快削黄銅で作られた円筒状補強部材１ｂが圧入されている。
この円筒状補強部材１ｂの半径方向外方には、深さが０．０２ｍｍ程度の３個のディテントトルク発生部用溝１ｃが中央の凹所１ｄと共にプレス加工によって形成される。
前記凹所１ｄと３個のディテントトルク発生部用溝１ｃには、磁性粉末を溶解した塗料がディテントトルク発生部１ｅとして転写などによって印刷形成される。この塗料はブラケット１と容易に色区別できるようにカラー化される。
このようにすると、ディテントトルクの形成状況が外観的に一目で判断でき、このディテントトルク発生部１ｅは凹所に埋め込まれたため厚みが薄く、ブラケットの厚み内のため、ステータとして厚みが犠牲にならない。
このブラケット１は、さらに外径の一部が半径方向に突き出されて給電端子載置部１ｆを備えている。
前記ブラケット１の軸支持部１ａに０．５ｍｍないし０．６ｍｍの細手の軸２が第１端部である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からなるステータベース３が載置され、一部が給電端子部３ａとして前記給電端子載置部１ｆに重ねられる。
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間の空間には、１個のホールセンサＨと、ＩＣ化された駆動回路部材Ｄがそれぞれ対向して配置される。ここでホールセンサＨは磁気バイアスを得るため、ディテントトルク発生部１ｅ上に少なくとも一部が掛かるようになっている。
ここで、ディテントトルク発生部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、ディテントトルク発生部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。
このようにしたステータは、前記補強部材１ｂの周囲から２個の空心電機子コイル５Ａ、５ＢおよびホールセンサＨ及び駆動回路部材Ｄにかけて紫外線硬化型接着剤４でステータベース３に固定される。ここで紫外線硬化型接着剤４による補強は少なくとも前記空心電機子コイルの一部は必要となり、当然ながら対向するロータとの空隙部分には、最小空隙を決める部材（ここでは空心電機子コイル）上にはみ出ないようにその注入量はコントロールされる。ここで補強部材１ｂの周囲はレーザ溶接でヨーク板に溶接しておくのがよい。したがって、これらのステータ部材は、平面視重畳しないことになり、薄型に構成でき、紫外線硬化型接着剤によって耐衝撃性が向上する。

図３は図２のステータを備えた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縦断面図である。
前記軸２に回転自在に装着される偏心ロータＲは、磁性ステンレス製の薄いロータヨーク６と、薄いロータヨーク６に配された軸方向空隙型マグネット７と、このマグネット７の内径部に配された鍔付き焼結含油軸受８と、前記マグネットの外方に配された偏心ウエイト９とからなり、前記ロータヨーク６は、０．１ｍｍの薄手で形成され、前記マグネット７の磁界を受ける平坦部６ａと、弧状の偏心ウエイト９を固着する外径側垂下部６ｂと、軸支承する内径側垂下部６ｃがあり、前記外径側垂下部６ｂから舌片６ｄが一体に水平方向外方に突き出されると共にフランジ６ｅが前記内径側垂下部６ｃから内方に水平方向に突き出され、前記舌片６ｄに前記偏心ウエイト９を配着し、前記内径側フランジ６ｅに前記鍔付き焼結含油軸受８をカシメもしくはスポット溶接によって取り付けたものである。このようにすれば、偏心ウエイト９は前記舌片６ｃをろう付あるいは接着で固定し、前記マグネット７は接着あるいは希土類焼結性の金属マグネットの場合はスポット溶接等で取り付けて構成される。
この偏心ロータ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カバー部材１０が被せられ、前記軸の先端である第２端部が前記カバー部材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、前記軸２の第２端部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の開口部は前記ブラケット１の外周でレーザスポット溶接で組み付けられる。
なお、前記軸２は、第２端部が先にカバー部材１０にレーザ溶接で固定され、第１端部側から偏心ロータＲを装着し、第１端部をステータ側の軸支持部に圧入させ、この第１端部を前記軸支持部に外方からレーザ溶接しても良い。
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、全体としてモノコック構造にな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。

図４は、この発明のステータを構成する別の主要部材の底面図である。
この実施例は、ディテントトルク発生部をステータベース３３に形成したもので、上記の実施例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。
すなわち、フレキシブル印刷配線板からなるステータベース３３の裏面に３本のデイテントトルク発生部用ランド３３ｃが印刷で形成され、ここにディテントトルク発生部として純鉄メッキが施されているものである。
このように構成しても、ディテントトルク発生部としてその厚みは無視できることになるので、ステータとして極めて薄型にできる。
図中、３３ａは前記ブラケット１の軸支持部１ａに装着する透孔であり、３３ｂは前記空心電機子コイル５Ａ、５Ｂを表側で装着するためのガイド孔である。破線は同様に表側でこのステータベースに配したホールセンサＨと駆動回路部材Ｄを示している。

この発明は、前述の実施例ではディテントトルク発生部としてブラケット１には、磁性粉末塗料を印刷形成したものを示したが、所定のマスキングをして純鉄などの磁性メッキを形成したものでも良く、ステータベースの方に磁性粉末塗料を転写したものでも良い。
この発明は、その技術的思想、特徴から逸脱することなく、他のいろいろな実施の形態をとることができる。そのため、前述の実施の形態は単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。この発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には拘束されない。

この発明のステータを構成する主要部材の平面図である。 図１の同部材を含むステータの平面図である。 （実施例１） 図２のステータを備えた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縦断面図である。（実施例２） この発明のステータを構成する主要部材の別の形態の底面図である。（実施例３）

符号の説明

１ ブラケット
１ｅ、３３ｅ ディテントトルク発生部
２ 軸
３、３３ ステータベース
４ 紫外線硬化型接着剤
５Ａ、５Ｂ 空心電機子コイル
６、６６ ロータヨーク
Ｒ 偏心ロータ
Ｈ ホールセンサ
Ｄ 駆動回路部材
７ 軸方向空隙型マグネット
８ 鍔付き焼結含油軸受
９ 弧状の偏心ウエイト
１０ カバー部材

Claims (2)

1. 中央の軸支持部（１ａ）に軸（２）の第１端部が固定された非磁性もしくは弱磁性体からなるステンレス製ブラケット（１）と、前記ブラケットに添設された印刷配線板からなるステータベース（３）と、前記ステータベースに少なくとも一部が接着剤（４）で固定され単相結線された少なくとも２個の空心電機子コイル（５Ａ、５Ｂ）と、前記空心電機子コイルと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部材（Ｄ）と、前記ブラケットにプレス加工によって形成された凹所（１ｄ）が形成され、該凹所に磁性粉体からなる塗料で印刷形成されたディテントトルク発生部（１ｅ）とが備えられたステータと、
   前記ステータに軸方向空隙を介して回転自在に装着されるロータが備えられ、
   前記ロータは、ロータヨーク（６）と、該ロータヨークの平坦部に固着され、複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネット（７）と、該マグネットの内径側で前記ロータヨークに配された軸受（８）と、前記マグネットの外方で前記ロータヨークに配された偏心ウエイト（９）とからなり、
   前記ロータヨークは前記平坦部に続いて外方に舌片（６ｄ）が水平方向に突き出され、この舌片に前記偏心ウエイトが固定され、
   前記ロータは前記軸受を介して前記軸に装着され、カバー部材（１０）が被せられ、該カバー部材の開口部で前記ステータに組み付けられ、
   前記軸の第２端部が前記カバー部材にはめ込まれていることを特徴とする軸固定型の軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
2. 前記ディテントトルク発生部は前記ブラケットと色区別できるように形成されている請求項１に記載の軸固定型の軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。

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