JP2006239611A - Electromagnetic-acoustic converter provided with flat brushless vibration motor - Google Patents
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Description
この発明は、電磁音響変換器(俗称マイクロスピーカ)に係り、特にサイレントアラーム手段として扁平型ブラシレス振動モータを備えた、いわゆる2in1と称されるものに関する。 The present invention relates to an electromagnetic acoustic transducer (commonly known as a microspeaker), and more particularly to a so-called 2-in-1 type equipped with a flat brushless vibration motor as a silent alarm means.
従来、1対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にヨーク、磁石からなる磁界発生体を取り付け、他方のフイルム状弾性体にリング状の可動ボイスコイルを取り付け、該コイルを前記磁界発生体の磁界内に配して周波数の異なる電流を切替え可能に与えたものがある。(特許文献1参照)
また、振動源として遠心力振動を得るために出力軸に偏心分銅を配した円筒型振動モータを横方向に配置したものがある。(特許文献2参照)しかしながら、このような構成では、電磁音響変換器として小型なものはできない。
この対策として、コアード型、すなわち径方向空隙型にしたモータを内蔵させるものがある。(特許文献3参照)
しかしながら、このような構成では、コアード型でしかも出力軸に錘を取り付けているので低姿勢にできないし、ブラシーコミュテータ方式のため、高回転のモータのためスピーカの寿命に対抗できない。
このような電磁音響変換器は、スピーカ側よりサイレントアラーム手段としてモータ側の寿命に左右されるので、長寿命なモータの出現が望まれ、全体の姿勢も薄型なものが要求されている。
また、このような2in1型スピーカは、モータがスピーカ側の単極の励磁マグネットの磁界を受ける磁極になる構成のため、スピーカ側の励磁マグネットの磁力の影響を受ける。
特に、センサが内蔵された単相ブラシレスモータでは、ロータを起動させるのに必要な所定の位置にて移動させておくディテントトルク発生部材が必要不可欠なものであるが、このディテントトルク発生部材がスピーカ側の励磁マグネットの磁界の影響を受けやすい。
In addition, there is a type in which a cylindrical vibration motor having an eccentric weight arranged on an output shaft is arranged in a lateral direction to obtain centrifugal vibration as a vibration source. However, with such a configuration, a small electromagnetic acoustic transducer cannot be obtained.
As a countermeasure, there is a built-in motor with a cored type, that is, a radial gap type. (See Patent Document 3)
However, in such a configuration, since it is a cored type and a weight is attached to the output shaft, the posture cannot be lowered, and because of the brush commutator system, it cannot cope with the life of the speaker due to the high rotation motor.
Such an electroacoustic transducer depends on the life of the motor side as a silent alarm means from the speaker side. Therefore, the appearance of a long-life motor is desired, and a thin overall posture is required.
Such a 2-in-1 speaker is affected by the magnetic force of the speaker-side excitation magnet because the motor is a magnetic pole that receives the magnetic field of the single-pole excitation magnet on the speaker side.
In particular, in a single-phase brushless motor with a built-in sensor, a detent torque generating member that is moved at a predetermined position necessary to start the rotor is indispensable. It is easily affected by the magnetic field of the excitation magnet on the side.
そこで、この発明の目的は、モータとしてセンサ、駆動回路を内蔵した扁平型ブラシレス振動モータを採用して給電構造が簡単で薄型と長寿命を図り、モータをスピーカ側の磁極にしてもディテントトルク発生部が、スピーカの励磁マグネットの影響を受けないようにするものである。 Therefore, an object of the present invention is to adopt a flat brushless vibration motor with a built-in sensor and drive circuit as a motor, to achieve a simple and thin power supply structure, and to achieve a long life. The unit is not affected by the excitation magnet of the speaker.
上記課題を解決するには、請求項1に示すようにスピーカハウジングの中央に配された扁平型ブラシレス振動モータと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたリング状の可動ボイスコイルと、該コイルの一端が配着され、外周が前記スピーカハウジングに配着された振動薄板と、該可動コイルの外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネットとが備えられた電磁音響変換器であって、前記扁平型振動モータはステータとして単相の空心電機子コイルと1個のセンサで駆動される駆動回路部材とこれらを載置させたステータベースと、偏心ロータを所定の位置に停動させるディテントトルク発生部とが内蔵され、前記偏心ロータはロータケースに配された軸方向空隙型マグネットと、該マグネットの外周で前記ロータケースに配された偏心ウエイトとが備えられ、この偏心ロータを支える軸と共にハウジングに格納され、該ハウジングの一部が下方で径方向にフランジとして延設され、該フランジに前記励磁マグネットの基部が載置されると共に該フランジを利用することによって前記スピーカハウジングに取り付けられ、前記ディテントトルク発生部が前記励磁マグネットの磁界からモータハウジングを介して磁気的に隔離されているもので達成できる。
具体的には、請求項2に示すように前記ディテントトルク発生部は組み合わせる前記軸方向空隙型マグネットの磁極の着磁開角かもしくはその整数倍にほぼ等しく中心から半径方向に放射状に複数設けられ、前記磁気的に隔離される手段として先端がハウジングを構成する部材から切り離され、ハウジングの一部を構成する非磁性体部分に配されているのがよい。
そして、請求項3に示すように前記非磁性体部分は非磁性金属体でディテントトルク発生部材が添設されているのがよい。
In order to solve the above problems, a flat brushless vibration motor disposed in the center of a speaker housing as shown in claim 1 and a ring-shaped movable voice coil facing a radial outer periphery of the motor via a gap A vibration thin plate having one end of the coil disposed and having an outer periphery disposed on the speaker housing, and a ring-shaped excitation magnet disposed on the housing via a gap around the outer periphery of the movable coil. The flat vibration motor includes a single-phase air-core armature coil as a stator, a drive circuit member driven by one sensor, a stator base on which these members are mounted, and an eccentric rotor. A detent torque generator for stopping at a predetermined position, and the eccentric rotor includes an axial air gap type magnet disposed in a rotor case, and a front end of the magnet on the outer periphery of the magnet. And an eccentric weight disposed in the rotor case, and is housed in a housing together with a shaft supporting the eccentric rotor, and a part of the housing extends radially downward as a flange. Is mounted on the speaker housing by using the flange, and the detent torque generating portion is magnetically isolated from the magnetic field of the exciting magnet via the motor housing.
Specifically, as shown in claim 2, a plurality of the detent torque generators are provided radially in the radial direction from the center, approximately equal to the magnetization opening angle of the magnetic poles of the axial gap type magnet to be combined or an integral multiple thereof. As the magnetically isolated means, the tip may be separated from a member constituting the housing and disposed on a non-magnetic part constituting a part of the housing.
According to a third aspect of the present invention, it is preferable that the nonmagnetic portion is a nonmagnetic metal body and a detent torque generating member is attached thereto.
請求項1の発明によれば、ディテントトルク発生部材は、モータハウジングから隔離されているので、励磁マグネットの磁界はモータハウジングまでとなってディテントトルク発生部材に届かなくなり、モータのロータマグネットの磁界のみを適切に受けて所定の機能を果たすことになる。
請求項2、3の発明にすれば、ディテントトルク発生部を強度良く正確に配置できる。
According to the first aspect of the present invention, since the detent torque generating member is isolated from the motor housing, the magnetic field of the excitation magnet reaches the motor housing and does not reach the detent torque generating member, and only the magnetic field of the rotor magnet of the motor. Will be properly received and fulfill the predetermined function.
According to the second and third aspects of the invention, the detent torque generating portion can be accurately arranged with high strength.
ステータとして単相の空心電機子コイルと1個のセンサで駆動される駆動回路部材と、前記偏心ロータを所定の位置に停動させるディテントトルク発生部材とが内蔵され、前記偏心ロータはロータケースに配されたマグネットと、該マグネットの外周で前記ロータケースに配された偏心ウエイトとが備えられてハウジングに格納され、該ハウジングの一部が下方で径方向にフランジとして延設され、該フランジに前記励磁マグネットの基部が載置されると共に該フランジを利用することによって前記スピーカハウジングに取り付けられ、前記ディテントトルク発生部が前記励磁マグネットの磁界から磁気的に隔離出来るように中心から半径方向に放射状にモータ側マグネットの磁極の開角に合わせて複数設けられ、先端がハウジングから隔離されてハウジングの非磁性体部分に位置決めして配されている。
図1は、この発明の電磁音響変換器の断面図である。(実施例1)
図2は、図1のモータの一部材の平面図である。
A drive circuit member that is driven by a single-phase air-core armature coil and one sensor as a stator, and a detent torque generating member that stops the eccentric rotor at a predetermined position, are built in the rotor case. A magnet disposed on the outer periphery of the magnet and an eccentric weight disposed on the rotor case and housed in the housing, and a part of the housing extends radially downward as a flange. The excitation magnet base is mounted and attached to the speaker housing by using the flange, and the detent torque generator is radially radial from the center so as to be magnetically isolated from the magnetic field of the excitation magnet. A plurality of motor side magnets are provided according to the opening angle of the magnetic pole, and the tip is isolated from the housing. Is it is arranged to position the non-magnetic portion of the housing.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electromagnetic acoustic transducer according to the present invention. Example 1
FIG. 2 is a plan view of one member of the motor of FIG.
図1に示すようにこの発明の電磁音響変換器Sは、浅い円筒型の樹脂製のスピーカハウジング1と、中央に配され、偏心ロータを内蔵させた扁平型ブラシレス振動モータMと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたもので、多層ソレノイド型にしたリング状の可動ボイスコイル2と、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着された合成樹脂製のフイルム状振動薄板3と、該可動ボイスコイル2の外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネット4とが備えられる。前記可動ボイスコイル2の端末は図示しないが前記振動薄板3に接着などで沿わされ、前記スピーカハウジング1の側面の一部の空間を介して給電端子部Bに導出される。
これらの各部材は、外周部分で前記樹脂製のスピーカハウジング1に前記振動薄板3の外周を押さえ込むように取り付けられた逆皿状のキャップ5で覆われる。ここで該キャップは非磁性ステンレスで形成され、前記振動薄板から発生した音声を外部に導出するための放音孔5aが多数設けられている。ここで振動薄板3は極めて薄いため、簡略化して一本の実線で表している。
As shown in FIG. 1, an electroacoustic transducer S of the present invention includes a shallow cylindrical resin speaker housing 1, a flat brushless vibration motor M arranged in the center and incorporating an eccentric rotor, A ring-shaped movable voice coil 2 having a multi-layer solenoid type, and one end of the coil disposed on the outer periphery of the synthetic resin with the outer periphery disposed on the housing. A film-like vibrating
Each of these members is covered with an inverted dish-like cap 5 attached so as to press the outer periphery of the vibration
この発明に構成するモータMは、ホールセンサ型単相ブラシレスモータからなる。周知のように単相ブラシレスモータは、自起動させるには、ロータを所定位置に停止させておく必要があるが、ハウジングHを構成するケース6、ブラケット7にそのまま磁性体を使用すると、強大なマグネットの磁力によって、起動が困難であるので、空隙を大きく確保する必要があるが、薄型化のためには通常は、ハウジングの一部を構成するブラケットはディテントトルク発生部8bを除いて非磁性体にする必要がある。厚みが2mm程度のものでは、マグネットを保持するロータケース側も薄いものを採用せざるを得なく、上方に反空隙側の漏洩磁束も多くなり、このようなロータを覆うケース6も非磁性を採用する必要がある。しかしながら、ケース6を非磁性にするとスピーカ側の励磁マグネット4の磁路が構成できないため、少なくとも側周には磁性体を設けておかなくてはならない。そこで、この実施例では、ロータのマグネットに臨む天井部だけ非磁性板6bを填め込んでいる。
このようなモータMは、ハウジングHを構成するケース6は下部から径方向にフランジ6aが形成され、ブラケット7の径方向に延ばされたフランジ7aと重畳されて一体化される。ブラケット7は、ディテントトルク発生部材8の一部とこれに一体の非磁性体金属からなるエンドブラケット88からなる。
図2にも示すように、ディテントトルク発生部材8は、後記の軸方向空隙型マグネット9の磁力を適切に受けるためにディテントトルク発生部8bとして薄く構成された部分とエンドブラケット88のフランジ88aと一体化するフランジ8aと、中央の軸固定部8cとからなる。そして、ほぼ磁極の開角かもしくはその整数倍の開角(ここでは軸方向空隙型マグネットが6極で60°と120°)で放射状に形成された4本のディテントトルク発生部8bは所定の位置となるようにガイド8dを介してエンドブラケット88にスポット溶接、接着などで添設される。前記一体化された各フランジ6a、7a、88aにはスピーカ側の励磁マグネット4が載置され、このフランジを利用して前記スピーカハウジング1にモータMとして取り付けられる。すなわち、このモータはスピーカの中央に配され、前記励磁マグネット4の単極磁界を受ける磁極ポールとなる。
この発明の特徴はディテントトルク発生部材8に切り欠き8eを入れてスピーカの励磁マグネット4の磁界がディテントトルク発生部8bに及ぼすことのないようにしたものである。この切り欠き8eは、エンドブラケット88に一体化した後でもビク型で簡単にカットできるが、非磁性のエンドブラケット88とともに切り抜いても良い。
このようにすれば、ディテント機能は、モータ側の軸方向空隙型マグネットのみに依存するので停動動作が安定することになる。
一方、偏心ロータRは、軸方向空隙型マグネット9が薄いロータヨーク10に接着される。この薄いロータヨーク10は、前記軸方向空隙型マグネット9の磁界を受ける平坦部10hとこの平坦部10hに一体の外径側垂下部10aと内径側垂下部10bを有し、前記軸方向空隙型マグネット9を囲うようになっているので、強い接着力を得ている。
この薄いロータヨーク10は、外径側垂下部10aから全周に鍔部10cが径方向に形成される。この鍔部は外径が回転中心に対して同心となっており、外部磁界に対して磁気的バランス手段を構成している。
弧状の偏心ウエイトWは、前記鍔部に凹凸組み合わせによって径方向の動きが規制されるように載置され、凹凸嵌合ではめ合わせ接着剤あるいは溶接で固着される。接着剤は弧状ウエイトの下面と内径面で前記ロータヨークに強く固着される。前記凹凸嵌合によって偏心ウエイトWの径方向の動きが規制される。前記軸方向空隙型マグネット9の外周は、ロータヨーク10の側周の垂下部で覆われているので、ケース6に磁束が漏洩するのは少なくなるが、さらに、偏心ウエイトWの配置空間があるため、前記軸方向空隙型マグネットの半径方向外方への漏洩磁束は磁気的バランス部材である鍔部によって外方には漏洩しなくなり、スピーカ側の励磁マグネット4の漏洩磁束も受けにくくなる。
このようにした偏心ロータRは、予めブラケット側、ここではディテントトルク発生部材8の中央8cに外方からレーザ溶接Lで基端が固定された軸12に軸受13を介して回転自在に装着される。前記ケース6の中央で受けている軸12の先端も同様に偏心ロータRを装着した後からレーザ溶接Yされる。ケース6の開口部にも同様にブラケット側がレーザ溶接されるようになっている。したがって、モータとしてモノコック構造となるので、薄手の部材でも強度が確保される。
前記偏心ロータRを駆動するステータは、前記非磁性のエンドブラケット88にスポット溶接などで取り付けられたディテントトルク発生部材8と、その上方でフレキシブル基板からなるステータベース11に配着され、互いにシリーズに結線された2個の単相空心電機子コイル(図示は一個分のみ)14と、該コイル14と重畳しないように配着された駆動回路部材D(ここでは1個のホールセンサが内蔵されたもの)で駆動される。
したがって、このように構成されたブラシレスモータMは駆動回路部材Dが内蔵されているので給電端子部Bは正負の2端子で済み、前記可動ボイスコイル2の通電する2端子と共に4個の給電端子で済むので構成が極めて簡単となる。
The motor M constituting the present invention is a Hall sensor type single-phase brushless motor. As is well known, a single-phase brushless motor requires that the rotor be stopped at a predetermined position in order to start itself. However, if a magnetic material is used as it is for the
In such a motor M, the
As shown in FIG. 2, the detent
A feature of the present invention is that a
In this way, since the detent function depends only on the axial gap type magnet on the motor side, the stationary operation becomes stable.
On the other hand, in the eccentric rotor R, the
In this
The arc-shaped eccentric weight W is placed on the flange so that the movement in the radial direction is restricted by the concave / convex combination, and is fixed by fitting adhesive or welding in the concave / convex fitting. The adhesive is firmly fixed to the rotor yoke at the lower surface and the inner diameter surface of the arc-shaped weight. The movement of the eccentric weight W in the radial direction is restricted by the uneven fitting. Since the outer circumference of the axial
The eccentric rotor R thus configured is rotatably mounted via a bearing 13 in advance on a
A stator for driving the eccentric rotor R is disposed on a detent
Therefore, since the brushless motor M configured in this way has the drive circuit member D built in, the power supply terminal portion B needs only two positive and negative terminals, and four power supply terminals together with the two terminals through which the movable voice coil 2 is energized. Therefore, the configuration is extremely simple.
この発明は、扁平型ブラシレス振動モータとして軸固定型を例示したが、軸回転型にも応用できる。ディテントトルク発生部がハウジングから磁気的に隔離できればよいのだから、非磁性体のエンドブラケットは、ディテントトルク発生部8bを骨幹となるように樹脂に埋め込んでも良い。
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。
The present invention exemplifies a fixed shaft type as a flat brushless vibration motor, but can also be applied to a shaft rotating type. Since the detent torque generating portion only needs to be magnetically isolated from the housing, the non-magnetic end bracket may be embedded in the resin so that the detent
The present invention can take various other embodiments without departing from the technical idea and characteristics thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example and should not be interpreted in a limited manner. The technical scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification.
1 スピーカハウジング
2 可動ボイスコイル
3 振動薄板
4 励磁マグネット
5 キャップ
6 ケース
7 ブラケット 7a フランジ
8 ディテントトルク発生部材 8b ディテントトルク発生部
9 マグネット
10 ロータヨーク
11 ステータベース
12 軸
13 軸受
14 単相空心電機子コイル
M 扁平型ブラシレス振動モータ
R 偏心ロータ
S 電磁音響変換器
H ハウジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Speaker housing 2
Claims (3)
3. The electromagnetic acoustic transducer having a flat brushless vibration motor according to claim 2, wherein the non-magnetic part is a non-magnetic metal body and a detent torque generating member is attached.
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