JP2005117739A - 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

Abstract

【課題】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ものにする。
【解決手段】中央に軸支持部１ａが配された非磁性又は弱磁性体ブラケット１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３と、このステータベースに配された空心電機子コイル５Ａ、５Ｂと、この空心電機子コイルに電力を与える駆動回路部材Ｄ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１ｃとが備えられた。
【選択図】図１

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には、請求項１に示すように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、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とがあるもので達成できる。
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単相で軸支持部を中心として対向して配置され、この空心電機子コイルと重畳しないように１個のホールセンサと駆動回路部材が配されたものにするのがよい。
また、ディテントトルク発生部は請求項３、４に示すように前記ブラケットに形成されたものか、ステータベースに形成されたものにするのがよい。
このようなステータを備えて軸方向空隙型モータにするには、請求項５に示すように請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動回路が内蔵された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であって、このロータは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と偏心ウエイトとが配され、このロータを覆うようにカバーが開口部で前記ステータに固定されたもので達成できる。

請求項１に示す発明では、ディテントトルク発生部材は極めて薄く形成できるのでステータとして薄く構成できる。
請求項２に示す型発明では、各ステータ部材は重畳しないようになっているので、薄型なステータとなる。
請求項３、４に示す発明では、ほとんどディテントトルク発生部材の厚みが無視できるので、各ステータ部材と平面視重畳させることができるようになり、薄型なステータが得られる。
請求項５に示す発明では、軸方向空隙型モータとして薄い振動モータが得られる。

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、軸持支部１ａがバーリング状に立ち上げられ、ここ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、この３本のデイテントトルク発生部用溝１ｃが放射状に構成された深さが０．０２ｍｍ程度の凹所１ｄがプレス加工よって形成される。
前記溝１ｃは幅が組み合わせる軸方向空隙型マグネットのニュートラルゾーンにほぼ合わせる程度となっている。
前記凹所１ｄ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が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、組み合わせる後述のロータは軸方向空隙型マグネットの磁極のニュートラルゾーンがディテントトルク発生部上に来ないように停止できる。ディテントトルク発生部１ｅは厚みが薄くなっているので、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、これに対向して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はデイテントトルク発生部１ｃ上に少なくとも一部が掛かるようになっている。
ここで、デイテントトルク発生部材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、デイ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と補強部材の周囲は必要となり、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からなり、前記ロータヨーク６は、０．１ｍｍの薄手で、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６ｄ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。

この発明は前述の各実施例は軸固定型に採用したものを示したが、軸回転型にも採用できるのはもちろんで、振動モータに限らず、通常回転型モータにも適用できる。
なお、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 (5)

1. 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とがあるステータ。
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、磁性メッキで形成されたディテントトルク発生部とがあるステータ。
3. 前記ディテントトルク発生部は前記ブラケットに形成された請求項１又は２に記載の駆動回路が内蔵されたステータ。
4. 前記ディテントトルク発生部はステータベースに形成された請求項１又は２に記載のステータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動回路が内蔵された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であって、このロータは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と偏心ウエイトとが配され、このロータを覆うようにカバーが開口部で前記ステータに固定された軸方向空隙型ブラシレスモータ。

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