JP2007166787A - Flat eccentric rotor with fan, and flat brushless type vibration motor provided with rotor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ファン付き偏心ロータと同ロータを備えた扁平ブラシレス型ファン付き振動モータに係り、冷却と無音報知手段を兼ねたものに関する。 The present invention relates to an eccentric rotor with a fan and a vibration motor with a flat brushless fan having the same rotor, and more particularly to a cooling and silent notification means.
携帯電話機などの携帯機器はますます多機能化が図られ、この多機能化携帯通信装置のサイレントアラーム手段等のバイブレーション機能を果たすのに断続動作ながら通電時間が多くなってきており、長寿命なブラシレス振動モータが採用され始めた。
従来、駆動回路部材を内蔵させたブラシレス振動モータとしてコアード型で、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ものが知られている。(特許文献1参照)
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、セット時には印刷配線板に実装効率が悪く、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、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ある。(特許文献2参照)
ブラシレスモータとしては、1個のホールセンサを利用した単相型がコスト上から一般的であるが、単相型ブラシレスモータを自起動させるには、ロータのマグネットを特定な位置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。
Mobile devices such as cellular phones are becoming more and more multifunctional, and the energization time is increasing while performing intermittent functions such as the silent alarm means of this multifunctional portable communication device, resulting in a long service life. Brushless vibration motors have begun to be adopted.
Conventionally, it is a cored type as a brushless vibration motor with a built-in drive circuit member, and a drive circuit member is arranged on the side of the stator in a cored type in which armature coils are wound around a plurality of equally arranged salient poles. Things are known. (See Patent Document 1)
However, such a product has a large size in the lateral direction, has poor mounting efficiency on a printed wiring board at the time of setting, and has a large thickness due to the cored type, and is impractical.
There is also a type including a cored type and a coreless type in which a part of a plurality of armature coils is deleted to provide a space, and a drive circuit member is disposed in this space. (See Patent Document 2)
As a brushless motor, a single-phase type using a single hall sensor is common in terms of cost. However, in order to automatically start a single-phase type brushless motor, the rotor magnet is stopped at a specific position. A detent torque generating member is required.
近年、携帯電話機等の多機能化はめざましいものがあり、格納された能動電子部材の発熱の問題が新たにクローズアップされてきた。特に中央演算素子などの局所的にかなり発熱するものがある部位のあるケースなどは、操作時においてはこの局所的な発熱部位が人体に不快なものとなる。
この局所的発熱を分散させてしまうために、セラミックシート、カーボングラファイトシート、ヒートパイプなどの吸熱放散用固定素子を格納する提案も一部では採用されているが、このような固定素子による吸熱だけでは対応が困難となり、空気を強制的に循環させたり、給排気機能を持たせるファンモータの搭載が考えられる。
しかしながら、従来のパソコンなどに搭載される60mm角の軸流ファンモータでは、サイズ的に収まるはずはなく、最近では、20mm角サイズに薄小型化して径方向にヒートシンクを配したものが知られている。(特許文献3参照)
また、コアード型電機子からなるブラシレス型ファン付き振動モータとして軸方向に長いものでコアードロータの径を変化させずに貫通孔を空けて偏心させ、ロータが回転することによって該孔に空気が流入して軸方向に配した遠心ファンで冷却する大型なインナーロータ型のものが提案されている。(特許文献4参照)しかしながら、携帯機器たとえば携帯電話機に内蔵させるには大きすぎ、薄型化にマッチしない。
In order to disperse this local heat generation, some proposals to store fixing elements for absorbing and absorbing heat such as ceramic sheets, carbon graphite sheets, heat pipes, etc. have been adopted, but only the heat absorption by such fixing elements is adopted. However, it is difficult to cope with this problem, and it is conceivable to install a fan motor that forcibly circulates air or has an air supply / exhaust function.
However, the 60 mm square axial fan motor mounted on a conventional personal computer cannot fit in size, and recently, a 20 mm square size with a heat sink in the radial direction is known. Yes. (See Patent Document 3)
In addition, a brushless fan vibration motor comprising a cored armature is long in the axial direction, and without changing the diameter of the cored rotor, the through hole is made eccentric and the rotor rotates so that air flows into the hole. A large inner rotor type that is cooled by an axially arranged centrifugal fan has been proposed. However, it is too large to be built in a mobile device such as a mobile phone, and does not match the reduction in thickness.
携帯電話機などは、最近はサイレントアラーム手段として振動モータを搭載させるのは必須であって、さらに、冷却用ファンモータを搭載させる空間は設計的にはほとんど配慮できない。
そこで、この発明は、ブラシレスモータのロータに偏心部材が配置される旋回空間を利用してインペラを設けることによって、ファン付き偏心ロータにして振動発生ができるようにしたマイクロファンモータに構成して能動電子部材の発熱部材の冷却を図ろうとするものである。
Recently, it is indispensable for a cellular phone or the like to be equipped with a vibration motor as a silent alarm means, and furthermore, a space for mounting a cooling fan motor can hardly be considered in terms of design.
Accordingly, the present invention is an active micro-fan motor that is configured as an eccentric rotor with a fan so that vibration can be generated by providing an impeller using a swirling space in which an eccentric member is disposed on the rotor of the brushless motor. The heat generating member of the electronic member is intended to be cooled.
上記課題を解決するには、請求項1に示すように中心に軸支部が備えられたカップ型ロータケースと、このロータケースの内側に配された径方向空隙型マグネットと、このマグネットの少なくとも外方に配された弧状の偏心部材とが備えられたものであって、該偏心部材の少なくとも回転中心を介して反対側に前記ロータケースの側周が切り開かれてインパラが形成されたもので達成できる。
具体的には、請求項2、3に示すように前記偏心部材もインパラで構成されたものにして、前記各インパラは後ろ向き型で旋回外周がほぼ同径に形成されると共に偏心部材側インパラが円弧方向に肉厚に形成されたものがよい。
このようなファン付き偏心ロータを備えて扁平ブラシレス型ファン付き振動モータにするには、請求項4、5に示すように請求項1ないし3のいずれか1項に記載のファン付き偏心ロータを格納するケースとブラケットからなるハウジングに前記ファン付き偏心ロータを駆動するもので、コアード電機子コイルと、該コアード電機子コイルの配置されていない空間に配され、前記コアード電機子コイルに電力を供給する1ホールセンサ型駆動回路部材とが備えられ、前記ハウジングに外気流入口と同流出口が設けられたものにするか、前記ハウジングは平面視で角形になっていて該ハウジングの一部がコーナに放熱フィンが配されたヒートシンクで構成されたものにすれば達成できる。
In order to solve the above-mentioned problems, a cup type rotor case provided with a shaft support portion at the center as shown in
Specifically, as shown in
To provide such a flat brushless fan vibration motor with the fan-equipped eccentric rotor, the fan-equipped eccentric rotor according to any one of
請求項1の発明によれば、単一のロータながら回転時に振動を発生させると共に、ファンで送風を生じさせることができる。特にインパラと偏心部材の比重差を大にすれば振動量を大にできる。
請求項2、3の発明にすれば、全周が効率のよい後ろ向きインパラとなって送風量を大にできる。しかもインパラは偏心部材の反対側の死点となる旋回空間を利用しているのでサイズ的に径方向が犠牲になるおそれがない。
請求項4の発明にすれば、携帯機器の振動機能と冷却機能が同時に得られ、インパラも軸方向に延在させることによって送風量を大にできる。
請求項5の発明にすれば、ブラケットを放熱フィンにしたものは効率のよいハウジングの冷却ができる。
According to invention of
According to the second and third aspects of the invention, the entire circumference becomes an efficient rear-facing impala, and the air flow rate can be increased. Moreover, since the impala uses a swirling space that is a dead center on the opposite side of the eccentric member, there is no risk that the radial direction is sacrificed in size.
According to the invention of
According to the fifth aspect of the present invention, the housing having the heat radiating fins can efficiently cool the housing.
中心に軸支部が備えられた比重8程度の薄いカップ型ロータケースと、このロータケースの内側に配された径方向空隙型マグネットと、このマグネットの少なくとも外方に配された弧状の偏心部材とが備えられたものであって、該偏心部材の少なくとも回転中心を介して反対側に前記ロータケースの側周が切り開かれてインパラが形成され、偏心部材も比重18程度のタングステン製でインパラに構成した。
図1は本発明のファン付き偏心ロータの平面図である。(実施例1)
図2は図1のロータを内蔵した扁平ブラシレス型ファン付き振動モータの断面図である。
図3は図2の変形例の要部断面図である。(実施例3)
図4は図3のステータ部分の縮小平面図である。
以下、この発明の構成を図示する各実施例に基づいて説明する。
A thin cup-type rotor case having a specific gravity of about 8 with a shaft support at the center, a radial gap magnet disposed inside the rotor case, and an arc-shaped eccentric member disposed at least outward of the magnet; And the impeller is formed on the opposite side through at least the rotation center of the eccentric member to form an impala, and the eccentric member is made of tungsten having a specific gravity of about 18 and is configured as an impala. did.
FIG. 1 is a plan view of an eccentric rotor with a fan of the present invention. Example 1
FIG. 2 is a cross-sectional view of a vibration motor with a flat brushless fan incorporating the rotor of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the modification of FIG. (Example 3)
4 is a reduced plan view of the stator portion of FIG.
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described based on the respective embodiments shown in the drawings.
図1、図2において、ファン付き偏心ロータRは、比重4ないし8程度の薄い金属板材からなる浅いカップ型ロータケース1と、このロータケース1の内側に接着された径方向空隙型の浅い円筒状マグネット2と、該ロータケース1の側周にレーザ溶接Tされたタングステン製の弧状偏心部材3とが備えられ、回転中心に浅いバーリング状軸支部1aが設けられ、ここで先端をレーザ溶接Lすることによって軸4が取り付けられている。
さらに、ロータケース1の前記弧状偏心部材3の反対側には、複数のインパラ1bが前記ロータケース側周を切り開くことによって回転方向に対して後ろ向き型に形成されている。このインパラ1bの前記ロータケース1の天井周辺には、外気流入時に負圧が良好に得られるように切りかき口1cが空けられている。
一方、前記弧状偏心部材3も両端が該インパラ1bの旋回外周程度で両端に押し出し3aと引き込み3bとからなり、全体が大きな後ろ向き型インパラとなっている。
従って、インパラ1bは、前記弧状偏心部材3の旋回外周の死点となる位置に形成されるので、径方向サイズが犠牲にならないことになる。
1 and 2, an eccentric rotor R with a fan includes a shallow cup-
Furthermore, on the opposite side of the arc-shaped
On the other hand, both ends of the arc-shaped
Therefore, since the
このようなファン付き偏心ロータRは、図2に示すように直径10mm〜12mm、厚み3mm〜3.4mm程度のサイズのモータを構成するケース5とブラケット6からなるハウジングHに格納される。該ケース5の天井には複数の外気流入口5aが空けられ、側周には流入した外気の流出口5bが設けられる。この流出口5bは冷却すべき能動電子部材の方向に1カ所設けるか、複数設けて全周方向に押し出し送風するようにしてもよい。
ここで、前記流入口5aからの異物の進入の懸念があればメッシュシートmを張り付けておくこともできる。
このようにすると、偏心ロータの各インパラ1aは後ろ向き翼型で形成されているので、想像線Yで示すように負圧で天井部の外気流入口5aから外気を引き込むと共に正圧で側方の流出口5bから押し出し径方向に送風することになる。
一方、ブラケット6は、板状の磁性ステンレス等の厚みが0.3mm程度の金属板で形成され、中央に黄銅製の軸受ホルダ6aがレーザー溶接で取り付けられている。この軸受ホルダ6aは、底部にスラストワッシャ6bと受け板6cが配され、前記偏心ロータRを軸4を介して回転自在に支承する軸受6dがはめ込まれ、軸4の基端をピボット支承させている。
このブラケット6には、さらに側方に給電端子載置部6eが延設される。
このブラケット6の上面の前記軸受ホルダ6aの外周には90°の配置開角で2枚のコアを互いに軸方向に折り曲げた2〜4個の突極コア7aに絶縁フイルムなどを介して卷線したコアード電機子コイル7bが備えられ、前記ブラケット6に添設した厚さが0.15mm程度のガラスクロスエポキシ基板からなるステータベース7c上に配され、その端末は図示しないがステータベース7cの所定の結線ランドに単相で接続され、ステータベース7cから側方に導出して前記給電端子載置部6e上に給電端子部7dが一体化されて全体としてステータ7を構成している。
前記ステータベース7cには、さらに前記ロータRに配された径方向空隙型マグネット2の漏洩磁界の磁極を検出するディテントトルク発生用磁性片6fが、組み合わせる前記マグネット2の極数に合わせて前記ブラケット6から突き起こされ、前記突極コア7aの配されていない位置として前記コアード電機子コイル7bの下方に空間がある場合であって、厚みが0.5mm程度の1ホールセンサ型駆動回路部材Dが前記コアード電機子コイル7bの下方に寝かせて植設されている。この下方の空間が確保できないときは、前記コアード電機子コイルの1個を削除して空間を確保し、ここに1ホールセンサ型駆動回路部材Dを配置させてもよい。径方向空隙型マグネット2の漏洩磁界ではホール出力が不足する場合は、後述の図4に示すように前記コアード電機子コイルの1個を削除して形成した空間に前記1ホールセンサ型駆動回路部材Dをサブ基板77cを介して立設して径方向空隙型マグネット2のメイン磁界を受けるようにしてもよい。
Such an eccentric rotor R with a fan is housed in a housing H composed of a
Here, if there is a concern about the entry of foreign matter from the
In this way, since each
On the other hand, the
The
On the outer periphery of the bearing holder 6a on the upper surface of the
The
図3、図4はステータ側をヒートシンクにしたものである。
前述の実施例と同等な部材は符号を同一としてその説明は省略する。
すなわち、ハウジングの一部であるブラケット66を平面視角形にしたアルミダイキャストで構成し、中央に立ち上げた軸受ホルダ66aと角形の4隅に流入した空気を押し出し流出口として機能する溝67と壁68を有する放熱フィンFが形成され、前記軸受ホルダ66aには底部にスラストワッシャ6bが配され前述のような軸受6dが格納され、側方に給電端子載置部66eが形成されている。
ここでは、前記コアード電機子コイル7bは、90°の配置開角の4個の内1個が削除され、この部分に1ホールセンサ型駆動回路部材D1がサブ基板77cに配されて立ち上げられ、前記径方向マグネット2のメイン磁界を受けるようになっている。
またディテントトルク発生用部材66fは、鉄製ビスで形成され、比較的厚手のブラケット66に径方向空隙型マグネットの磁極開角(ここでは60°)に合わせた配置ピッチで複数個ねじ込まれている。
前記ブラケット66に組み付けられるハウジングの他部であるケース55は天井部に外気流入口55aが空けられ、取り付け脚部55cが垂下される。
このケース55は、軸方向に複数設けた外気流入口55aと取り付け脚部55cを除いた位置で径方向に送風できるように側方の放熱フィンFの少なくとも溝67部分が外気流出口55bとして空けられ、前記取り付け脚部55cの下端がブラケット66の係止部69に掛け止められて組み付けられる。この流出口55bは特定の方向に1カ所でも全体に送風できるように放熱フィンのある4カ所設けてもよい。
このようにしたファン付き振動モータは、たとえば、カーボングラファイトなどの伝熱シートを介して機器に搭載すれば、能動電子部品で発生した熱は伝熱シートを介してアルミ製の放熱フィンに伝わって来るが送風によってブラケット66で効率よく冷却されることになる。
3 and 4 show a heat sink on the stator side.
The members equivalent to those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
That is, the
Here, one of the four cored
The detent
The
In this
For example, if the vibration motor with a fan is mounted on a device via a heat transfer sheet such as carbon graphite, the heat generated by the active electronic component is transferred to the aluminum heat radiation fin via the heat transfer sheet. Although it comes, it will be efficiently cooled by the
以上のようにこの発明は、携帯電話機以外にPDAなどの携帯型小型コンピュータ機器にも採用できる。
また、この発明の構成は軸回転型のものを例示したが、軸固定型にも採用できる。
ステータは、センサレス駆動型にしてもよい。
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。
As described above, the present invention can be applied to a portable small computer device such as a PDA in addition to a cellular phone.
Moreover, although the structure of this invention illustrated the thing of the axis | shaft rotation type, it is employable also as a shaft fixed type.
The stator may be a sensorless drive type.
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 ロータケース
2 径方向空隙型マグネット
3 弧状偏心部材
4 軸
5、55 ケース
5a、55a 外気流入口
5b、55b 外気流出口
6、66 ブラケット
6a、66a 軸受ホルダ
7 ステータ
7a 突極コア
7b コアード電機子コイル
7c ステータベース
D、D1 1ホールセンサ型駆動回路部材
F 放熱フィン
DESCRIPTION OF
5a, 55a
Claims (5)
5. The flat brushless fan-equipped vibration motor according to claim 4, wherein the housing has a square shape in a plan view, and a part of the housing is constituted by a heat sink in which a heat radiating fin is arranged at a corner.
Priority Applications (2)
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