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
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Abstract
【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
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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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