JP4073451B2 - 軸方向空隙型ブラシレス振動モータ - Google Patents
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Description
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。
また、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が提案されている。(特許文献4参照)
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、モータ自体の薄型化に対して逆行する問題となってしまう。
一方、ディテントトルク発生部材のディテント部を空心電機子コイルの内径部に格納させてディテントトルク発生部材の厚みを実質的に無視できるようにしたものも提案されているが、今度はコイルの巻き数が大きくとれない問題がある。すなわち、ディテント部の配置位置は、起動エラーをさけるために磁極に中心、あるいはニュートラルいずれの位置で停動するようになってもよいようにコイルの中心から故意にずらす必要があるが、コイルの内径が少ないとこのずらし角を大にできない。所定のずらし角が維持できないとトルクに寄与する有効導体部の位置が犠牲となって起動トルクの減少を招く。
そこで、この発明は、ディテントトルク発生部材の配置厚みを全く無視できるようにして、コイルの内径大小に関わらず所定の最適なディテントトルク発生部材の位置(ずらし角)が得られ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振動モータを提供するものである。
前記ステータに軸方向空隙を介して組み合わせたロータを備え、該ロータはロータヨークに固着された複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネットと偏心ウエイトとが備えられ、このロータを覆うように外部ケースが前記ステータに組み付けられた軸方向空隙型ブラシレス振動モータであって、
前記ステータベースは、中央透孔と該中央透孔から径方向外方に延設された少なくとも一本の溝孔とが備えられ、
前記溝孔は、前記空心電機子コイルの中心から前記軸方向空隙型マグネットの磁極の開角の略1/4の配置開角の位置に設けられており、
前記ディテントトルク発生部材は、中央部から径方向に延設した少なくとも一本のディテントトルク部があり、前記ステータベースの厚み内に収まるように前記ディテントトルク部が前記溝孔に格納されているものによって達成できる。
また、請求項2に示すように前記ステータベースは、前記空心電機子コイルの内径部に対応する位置に空心電機子コイル装着用ガイド孔を有し、
前記透孔と前記空心電機子コイル装着用ガイド孔は互いに連結しないように隔離して形成されているのがよい。
請求項2に示す発明では、空心電機子コイル装着用ガイド孔とディテントトルク発生部材を収納する透孔とは連絡しないので、ステータベースとして強度が維持できる。
このブラケット1の上面には厚みが0.1mm程度の磁性ステンレス板からなるディテントトルク発生部材3が前記軸支持部2の支柱1aを位置決めガイドとして配置される。
このディテントトルク発生部材3は、前記支柱のピッチに合わせたガイド3gがある透孔3aと後述のステータベースに形成した溝孔と同一ピッチで形成したディテント部3bが設けられている。
このディテントトルク発生部材3に組み合わされるステータベース4は厚さが0.15mm程度のガラスクロスエポキシ基板からなり、中央に前記ディテントトルク発生部材3の中央外形に装着される透孔4aとその外方に90°ピッチで形成した空心電機子コイル装着用ガイド孔4bが空けられ、前記透孔4aに連結して径方向に3本の溝孔4cが配置開角90°で空けられ、この溝孔による強度不足をカバーするために所要の位置に捨てパターン4dが形成される。図中4pは、空心電機子コイル結線パターン、4qは駆動回路部材Dの接続パターンである。
前記溝孔4cは配置されるべき空心電機子コイルの中心である前記各電機子コイル装着用ガイド孔4bの中心から配置開角約22.5°の位置に設けられ、薄いステータベースの強度確保のため、前記各電機子コイル装着用ガイド孔4bと連結しないように隔離して各中心線Yの所定の位置からほぼ90°になるようにひねって設けられる。側方に前記給電端子載置部の位置で給電端子部4eが延設される。当然ながら、各パターンは、砂地で表示した各結線部を除いてレジスト処理される。前記配置開角22.5°は組み合わせるべきロータの軸方向空隙型マグネットの磁極の開角が90°の場合、磁極のピーク、ニュートラルのいずれのところに該マグネットが停止してもよいような位置となる。
当然ながら、ロータの軸方向空隙型マグネットの磁極の開角が60°の場合は、15°に設定するのが望ましい。
前記ステータベース4には、図3の組み立て図でも示すように空心電機子コイル装着ガイド孔4bとほぼ同サイズの巻軸で卷線された3個の空心電機子コイル5が前記空心電機子コイル装着ガイド孔4bの位置にジグなどを利用してUV硬化型嫌気性接着剤で固着され、単相となるようにその端末が前記所定の配線パターン4pに半田結線されている。
この単相に結線されているからには、厚みが許容されれば1個の空心電機子コイルで構成してもよい。
なお、図4では、複雑になるので、空心電機子コイル端末、各結線パターンなどは省略してある。
ここで、前記各電機子コイル装着用ガイド孔4bは、各空心電機子コイル5を装着するに当たってジグにコイルの方をはめて接着剤を塗布した後、ステータベース4を被せて接着する工程を採れば、必ずしも設ける必要はない。
前記空心電機子コイル5を駆動するホールセンサ内蔵型駆動回路部材Dが前記空心電機子コイル5と平面視重畳しないように、かつ適切な電気的中性点が得られる位置に半田結線される。ここで、内蔵したホールセンサの位置は、組み合わせるマグネットの磁極に応じて定められる。
このようにしたステータベース4は、嫌気性接着剤を介して前記ブラケット1に添設される。この時、前記溝孔4cには前記ディテント部3bが装着され、透孔4aはディテントルク発生部材3の中央外形の外方に収まるので、ディテントトルク発生部材3はステータベース4に厚み方向が完全に収まり、結果的にはその厚みは全く考慮しなくてすむことになる。すなわち、前記空心電機子コイルの内径に無理に納めることなく最適な位置に設定できることになる。
このように組み立てられるので、前記支柱1aを突き立てた後の穴1dはステータベース4で塞がれることになるため、異物の進入は防止できる。
ステータ側は一部を除いてすでにその構成は説明しているので省略するが、前記支柱1aの強度補助のため、ここでは、後述のロータの構造上の厚み方向の死点を利用してバルカナイズドファイバ製リングワッシャSが該支柱1aの外周に圧入され、下部が前記空心電機子コイル5の上面に一部にUV接着剤で固着されている。
このようにすると、支柱が細くても径方向の衝撃強度が確保される。
前記軸7の基端は、前記焼結含油軸受2aの下方に介挿されたスラストワッシャ2bで受け止められ、少し持ち上げたブラケット1の受け部1eで支承されている。
この受け部1eは内側に持ち上がっているので、落下などの衝撃に十分耐えられる。
このようにした偏心ロータRは、ハウジングを構成する外部ケース8に格納され、開口部で前記ブラケット1の外周にレーザ溶接Yで組み立てられる。
このロータケース6は、前記マグネットMの上部が接着される平坦部6dとこれに続いて第1の外径側垂下部6eと内径側垂下部6fが形成される。
外径側垂下部の一部は延在されて第2の外径垂下部6gとなって偏心ウエイトWの外径の一部を覆うようになっている。
前記補強リブ6cは、前記内径側垂下部6fまで連結されている。このため、薄いロータケースでも十分強度は確保できる。
ここでは、強度確保のために軸7の先端は、さらにレーザ溶接Lされている。
前記マグネットMの接着に当たっては、内径側垂下部6f、外径側垂下部6eによって接着強度が確保され、偏心ウエイトWはマグネットMの外径と延在された第2の外径垂下部6gとロータケース6の一部にはめ込んだ凹凸接合によって同様に強度は十分確保できる。
この偏心ロータを覆う外部ケース8の開口部は前記ステータ側のブラケット1の外周でレーザスポット溶接で組み付けられる。
すなわち、ブラケット11から前述の支柱1aを短くしたような複数の支骨片11aを立ち上げ、この支骨片11aが埋め込まれるように軸支持部22として、樹脂軸受22aにしたものである。この支骨片を立ち上げた穴は樹脂軸受の一部で埋められるので、外観と強度が確保できる。
このようにすると、焼結含油軸受を削除できる。
この図5は、さらに、電磁音響変換器の中央磁極に採用して好適なように前記外部ケース88の下部が周方向にフランジ88aとして延設され、前記ステータのブラケット11と凹凸結合で組み合わされ、前記外部ケース88の周囲に磁性体8mが配されているもので、図中Mgはスピーカ側の励磁マグネット、Cは励磁コイル、SSは振動薄板、そして、Hはスピーカハウジングである。
このようにすると、ディテント部は外部ケースから隔離しているので、励磁マグネットの影響がでなくなる。
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。
2、22 軸支持部
3 ディテントトルク発生部材
3b ディテント部
4 ステータベース
4c 溝孔
5 空心電機子コイル
6 ロータケース
7 軸
8、88 外部ケース
R 偏心ロータ
D 駆動回路部材
M 軸方向空隙型マグネット
W 弧状の偏心ウエイト
Claims (2)
- 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配された単相空心電機子コイルと、この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と、磁性体からなるディテントトルク発生部材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組み合わせたロータを備え、該ロータはロータヨークに固着された複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネットと偏心ウエイトとが備えられ、このロータを覆うように外部ケースが前記ステータに組み付けられた軸方向空隙型ブラシレス振動モータであって、
前記ステータベースは、中央透孔と該中央透孔から径方向外方に延設された少なくとも一本の溝孔とが備えられ、
前記溝孔は、前記空心電機子コイルの中心から前記軸方向空隙型マグネットの磁極の開角の略1/4の配置開角の位置に設けられており、
前記ディテントトルク発生部材は、中央部から径方向に延設した少なくとも一本のディテントトルク部があり、前記ステータベースの厚み内に収まるように前記ディテントトルク部が前記溝孔に格納されていることを特徴とする軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。 - 前記ステータベースは、前記空心電機子コイルの内径部に対応する位置に空心電機子コイル装着用ガイド孔を有し、
前記中央透孔および前記溝孔と前記空心電機子コイル装着用ガイド孔は互いに連結しないように隔離して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。
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