JP2008182837A - リフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 モータ自体を薄型にしてハウジングの構成に工夫を凝らして断熱構成を確保して内蔵するマグネットが減磁しないようにし、高温リフロー半田対応にし、耐衝撃性も十分確保する。
【解決手段】 軸方向空隙型マグネット６が備えられた偏心ロータ５と、偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませたステータ１０とがあり、偏心ロータが軸４を介して回転自在に格納されると共に、外方に給電電極１６が導出された第一ハウジング３に、接合部分を除いて空気層１７を含むように被包させたもので、側方にリフロー半田用取付け片２２、２３が突き出された第二ハウジング１８とがあり、さらに給電電極１６が導出されると共に、第一ハウジング３の側方に突き出された取付け片２５と第二ハウジングの取付け片２２、２３と接合することによって第一ハウジング３を第二ハウジング１８から浮かした。
【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リフロー半田対応軸方向空隙型振動モータに関する。

扁平な軸方向空隙型振動モータとしてコアレススロットレス型で１個の軸受からなるものが提案されている。（特許文献１参照）
近年、移動体通信装置に印刷配線板などに搭載される電子部品は、生産工程上からリフロー半田が搭載手段として望まれているが、通常、コンデンサ、抵抗、集積回路部材などの電子部品は、リフロー半田で載置できるものである。
しかしながら、振動モータの場合は小型化のため内蔵するマグネットが希土類焼結合金からなるものを採用されるが、このマグネットの熱的劣化のため、小型モータだけは他の電子部材がリフロー半田で取り付けた後、手付けとならざるを得ず、生産上からネックとなっていた。
この小型モータのリフロー半田対応としてコアレス型では、マグネットをブラケットなどの金属部材から浮かして載置し、さらに、リフロー半田で取り付けるべき印刷配線板からアクリル系粘着シートを全面に張り付けて浮かして載置したり、ケースを樹脂でカバーして断熱させるものが提案されているが、アクリル系粘着シートは厚みが少なく、また、樹脂自体が熱伝導してケースに熱が伝わるので、鉛フリー半田のような高温型ではまだ不十分である。（特許文献２参照）
また、内蔵するマグネットをアウトサート成形ブラシベースに空気層を一部に介して浮かせたものが提案されているが、単なる樹脂成形部材を介挿しているので、鉛フリー半田付けのような高温では、樹脂を介して熱伝導が起きるため、まだ不十分で希土類マグネットも高価な耐熱性のあるものを使用しなくてはならない問題が出てきている。（特許文献３参照）
実開平４−１３７４６３号公報 特開平１１−１３６８８４号公報 特開２００３−２１９６０２号公報

この発明の目的は、モータ自体を薄型に追い込み、ハウジングの構成に工夫を凝らして断熱構成を確保して内蔵するマグネットに影響がでないような構成にし、高温リフロー半田対応にすると共に、耐衝撃性を十分確保するものである。

上記課題を解決するには、請求項１に示すように偏心ロータと、この偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませたステータとがあり、いずれか一方に軸方向空隙型マグネットが備えられたもので、前記偏心ロータが軸を介して回転自在に格納されると共に、前記ステータから外方に給電電極が導出された第一のハウジングと；
前記第一のハウジングに接合部分を除いて隔離することによって空気層を含むように被包させた第二のハウジングとを備え；
前記第二のハウジングから前記給電電極が導出されると共に、この第二のハウジングの一部でリフロー半田付けで載置されるように構成したもので達成できる。
具体的には、請求項２、３に示すように前記第二のハウジングは外部ケースと外部ブラケットとからなるもので、いずれか少なくとも一方の側方にリフロー半田用取付け片が突き出されたものか、前記第一のハウジングの側方に取付け片が突き出され、この取付け片と前記第二のハウジングのリフロー半田用取付け片と接合することによって、前記第一のハウジングの主要部を前記第二のハウジングから浮かしてなるものにするのがよい。
別の具体的な構成としては、請求項４に示すように前記第一のハウジングは部分的に空気を含む耐熱性スポンジ材を介して前記第二のハウジングで被包されたものにするのがよい。
具体的なモータ本体の構成としては、請求項５、６に示すように前記第一のハウジングはケースと、少なくとも一部に磁性体を有するブラケットとからなり、前記ステータとして複数の空心電機子コイルと駆動回路部材とが載置されたステータベースが前記ブラケットに配されたもので、前記偏心ロータとしてロータケースと、このロータケースに配された前記軸方向空隙型マグネットと、このマグネットの外方に配された偏心ウエイトとが備えられたもので、前記第一のハウジングは前記第二のハウジングによって支持されたものか、前記第一のハウジングはケースとブラケットとからなり、前記偏心ロータとして回転中心に配された軸支承部と、この外方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供給する整流子と、偏心手段とが備えられたもので、前記ステータとして前記偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませた前記軸方向空隙型マグネットと、このマグネットの内方で前記整流子に摺接させた一対のブラシと、このブラシの基部が植設されたランドが前記給電電極として側方に導出されたブラシベースとが前記ブラケットに備えられたもので、前記第一のハウジングは前記第二のハウジングによって支持されたものにすれば達成できる。

請求項１に示す発明では、モータ本体を構成する第一のハウジングは、直接リフロー熱気にふれず、熱伝導率の低い空気層を配して第二のハウジングで被包されているので、この第一のハウジング内のマグネットに熱が伝導しにくく、マグネットの熱劣化が起きにくいことになって第二のハウジングを鉛フリー半田のような高温型リフロー半田付けしても十分耐えられることになる。
請求項２に示す発明では、リフロー半田用取付け片が突き出されているので、印刷配線板に落とし込みで取り付けでき、印刷配線板の厚み分低背にできる。
請求項３に示す発明では、第一のハウジングは、第二のハウジング内で空中に浮かせて支持できるので、空気層による断熱効果が良好なものとなり、耐衝撃性も十分なものとなる。
請求項４に示す発明では、空気を含む耐熱スポンジで第一のハウジングは位置決めよく支持されると共に落下などの衝撃に十分耐えられることになる。
請求項５に示す発明では、鉛フリーリフロー半田に耐えられるブラシレス型軸方向空隙モータが提供できる。
請求項６に示す発明では、鉛フリーリフロー半田に耐えられるコアレス型軸方向空隙モータが提供できる。

軸方向空隙型マグネットが備えられた偏心ロータと、この偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませたステータとがあり、前記偏心ロータが軸を介して回転自在に格納されると共に、前記ステータから外方に給電電極が導出された第一のハウジングに接合部分を除いて隔離することによって空気層を含むように被包させた第二のハウジングとが備えられ、第二のハウジングは外部ケースと外部ブラケットとからなり、いずれか少なくとも一方の側方にリフロー半田用取付け片が突き出され、前記第一のハウジングの側方に取付け片が突き出され、この取付け片と前記第二のハウジングのリフロー半田用取付け片と接合することによって第一のハウジングの主要部を第二のハウジングから浮かしてなるものにする。
図１は本発明のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータの印刷配線板搭載構造を含む要部断面図で、図２は図１の偏心ロータの要部横断面を示す切り欠き平面図である。（実施例１）
図３は図１の変形例の断面図である。（実施例２）
図４は図１の別の変形例の断面図である。（実施例３）
図５は本発明の別のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータの印刷配線板搭載構造を含む要部断面図である。（実施例４）

図１、図２は、ブラシレス型で例示したもので、すなわち、熱伝導率の低い厚みが０．１５ｍｍ程度のオーステナイト系３０４材からなる非磁性ステンレス製ケース１とこのケース１の開口部にレーザスポット溶接などで組み付けた同材の非磁性ステンレス製ブラケット２で第一のハウジング３が構成される。
前記ケース１の中央には、軸４が先端をレーザスポット溶接で固着され、この軸４に基端から偏心ロータ５が回転自在に装着されている。
この偏心ロータ５は軸方向空隙型マグネット６を配したロータヨーク７と、このロータヨーク７の中心にカシメ手段などで配され、前記軸４に装着される焼結含油軸受８と、前記軸方向空隙型マグネット６の外方に配された偏心ウエイト９とからなる。
ここで、前記軸方向空隙型マグネット６、偏心ウエイト９をロータヨーク７に配着するには、接着、半田付け、溶接等の公知の手段が採用できる。

前記偏心ロータ５を軸方向空隙を介して駆動させるステータ１０は、前記ブラケット２に添着させたフレキシブル印刷配線板からなるステータベース１１と、このステータベース１１の上面に配着した空心電機子コイル１２と、この空心電機子コイル１２に電力を供給する駆動回路部材１３とからなる。ここで、前記空心電機子コイル１２は低背化のために薄型になっているので、３ないし４個程度に分けられシリーズに単相結線されて構成するのが望ましい。また、駆動回路部材１３はホールセンサが内蔵され、やはり低背化のために、前記ブラケット２に空けられた透孔１４にステータベース１１を介して落とし込んでその高さを規制している。
前記ステータベース１１は、さらに前記偏心ロータ５を自起動できる位置で停動させるようにする磁性体からなるディテントトルク発生部材１５が埋め込まれ、側方に給電電極１６として導出されている。

前記第一のハウジング３を０．５ｍｍ程度の空気層１７を介して被包する第二のハウジング１８も、熱伝導率の低いオーステナイト系の非磁性ステンレスのＳＵＳ３０４材で形成された外部ケース１９とこの外部ケース１９と組み合わされる外部ブラケット２０とからなる。ここで、第二のハウジング１８は外形が非円形（ここでは外部ケースが８角形）になっていて自動装着が容易なように設定している。
この第二のハウジング１８は、載置すべき機器側の印刷配線板２１に落とし込み搭載できるように、外部ケース１９と外部ブラケット２０とも、側方にリフロー半田用取付け片２２、２３と、給電電極支持片２４が突き出され、ここでは、前記第一のハウジング３を構成するブラケット２から側方に突き出された取付け片２５を挟持するに当たって直接接触しないようにバーリング部２６で断熱シート２７を介してカシメることによって一体化している。したがって、図から判断できるように第一のハウジング３は空気層を介して浮かされていることになり、断熱シート２７と熱伝導率が極めて低い空気によってステンレス製魔法瓶効果が得られ、短時間では第二のハウジング１８に施されたリフロー半田時における熱が第一のハウジングに伝わりにくく、内蔵する軸方向空隙型マグネットの熱劣化が起きにくいことになる。前記リフロー半田用取付け片２２、２３は、耐衝撃性強度が確保されればできるだけ小さく、元が狭いように熱隘路を形成するのがよい。さらに、このリフローされる取付け片の根元に吸熱材をリフロー直前に塗布しても良い。
特に、この実施例では、軸方向空隙型マグネットは、第一のハウジング内に必然的に生じる空気層と第二のハウジングでできる空気層とのダブル効果によって熱伝導が大きく妨げられ、耐熱性の低いランクのマグネットでもリフローできるようになる。

図３は、図１の変形例で、上述の実施例と同様の部材は同一符号を付してその説明を省略するが、第一のハウジング２８は取付け片が無く、空気を含む耐熱性スポンジ材２９を介して第二のハウジング３０で被包したもので、外部ケース３１の開口部に外部ブラケット３２がレーザ溶接などで組付けられ、取付け片２２が外部ケース３１だけに形成されたものである。このようにしても、耐熱性スポンジ２９を含む空気層１７によって第一のハウジング２８は隔離されるので、リフロー半田対応軸方向空隙型振動モータに構成できる。

図４は、図１の第二の変形例で、ここでも上述の実施例と同様の部材は同一符号を付してその説明を省略するが、第二のハウジング３３は取り付け片を使用しないで、外部ブラケット３４の底面で機器側の印刷配線板２１ａにリフロー半田できるようにしたものである。このようなものでは機器側の印刷配線板２１ａは穴がないので設計上制約が受けないものとなる。

図５は、第一のハウジングで構成されるモータをコアレス型にしたものである。
ここでも同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。
磁性金属からなるケース３５とこのケースの開口部に組み付けたブラケット３６からなる第一のハウジング３７には、偏心ロータ３８が、軸４を介して回転自在に装着される。
前記軸４は先端がケース３５の中心にレーザスポットで固着される。
前記偏心ロータ３８は、中心に軸受３９があり、その径方向外方に２〜３個の空心電機子コイル４０が印刷配線板４１に載置され、中心を介して反対側に配された偏心ウエイト４２と共に樹脂４３で一体成形され、前記印刷配線板４１の反対側の中心には、円筒型コミュテータ４４が配され、各セグメント４５はロータの厚み方向に延ばされて前記印刷配線板４１に結線されて構成され、少なくとも２枚（ここでは３枚）のスラストワッシャ４６を介して前記軸４に回転自在に装着されている。
なお、ここで偏心ウエイトは２個の空心電機子コイル間に配された公知の一般的なものでも良い。

この偏心ロータ３８を軸方向空隙を介して駆動するステータ５１としては、前記ブラケット３６に載置された軸方向空隙型マグネット４８と、このマグネットの内径部で前記コミュテータ４４に摺接する一対のブラシ４９と、このブラシ４９の基端が半田付けなどで植設されたブラシベース５０とからなる。このブラシベース５０は、一部が側方に前述のような機器側印刷配線板２１に半田結線される給電電極１６として導出されている。

このようにコアレス型偏心ロータ３８とステータ５１が格納された第一のハウジング３７は、外部ケース５２と外部ブラケット５３からなる第二のハウジング５４に耐熱性スポンジ２９と上下の両面粘着シート５５、５６を介して空気層５７を含むように被包される。
前記外部ケース５２と外部ブラケット５３の組み付け手段は側方に突き出された各取り付け片２２、２３をスポット溶接したり、あるいは上述の各実施例の組み付け手段が採用できる。

この発明のリフロー半田対応軸方向空隙型モータは、ブラシレス型、コアレス型にかかわらずリフロー半田付けで印刷配線板に載置でき、軸をロータ側に固定してステータ側に軸受を配した軸回転型にすることもできる。
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ないため、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。

本発明のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータの印刷配線板搭載構造を含む要部断面図である。 図１の偏心ロータの要部横断面を示す切り欠き平面図である。 図１の変形例の断面図である。 図１の別の変形例の断面図である。 本発明の別のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータの印刷配線板搭載構造を含む要部断面図である。

符号の説明

１ 非磁性ステンレス製ケース
２ 非磁性ステンレス製ブラケット
３、２８、３７ 第一のハウジング
４ 軸
５、３８ 偏心ロータ
６、４８ 軸方向空隙型マグネット
７ ロータヨーク
８、３９ 軸受
９、４２ 偏心ウエイト
１０、５１ ステータ
１１ ステータベース
１２、４０ 空心電機子コイル
１３ 駆動回路部材
１４ 透孔
１５ ディテントトルク発生部材
１６ 給電電極
１７、５７ 空気層
１８、３０、３３、５４ 第二のハウジング
１９、３１、５２ 外部ケース
２０、３２，３４、５３ 外部ブラケット
２１、２１ａ 機器側の印刷配線板
２２、２３ リフロー半田用取付け片
２４ 給電電極支持片
２５ 取付け片
２６ バーリング部
２７ 断熱シート
２９ 耐熱性スポンジ材
３５ ケース
３６ ブラケット
４１ 印刷配線板
４３ 樹脂
４４ コミュテータ
４５ セグメント
４６ スラストワッシャ
４９ ブラシ
５０ ブラシベース
５５、５６ 両面粘着シート

Claims (6)

1. 偏心ロータと、この偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませたステータとがあり、いずれか一方に軸方向空隙型マグネットが備えられたもので、前記偏心ロータが軸を介して回転自在に格納されると共に、前記ステータから外方に給電電極が導出された第一のハウジングと；
   前記第一のハウジングに接合部分を除いて隔離することによって空気層を含むように被包させた第二のハウジングとを備え；
   前記第二のハウジングから前記給電電極が導出されると共に、この第二のハウジングの一部でリフロー半田付けで載置されるように構成したことを特徴とするリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。
2. 前記第二のハウジングは外部ケースと外部ブラケットとからなり、少なくとも一方の側方にリフロー半田用取付け片が突き出された請求項１に記載のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。
3. 前記第一のハウジングの側方に取付け片が突き出され、この取付け片と前記第二のハウジングのリフロー半田用取付け片と接合することによって、前記第一のハウジングの主要部を前記第二のハウジングから浮かしてなる請求項２に記載のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。
4. 前記第一のハウジングは部分的に空気を含む耐熱性スポンジ材を介して前記第二のハウジングで被包された請求項１に記載のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。
5. 前記第一のハウジングはケースと、少なくとも一部に磁性体を有するブラケットとからなり、前記ステータとして複数の空心電機子コイルと駆動回路部材とが載置されたステータベースが前記ブラケットに配されたもので、前記偏心ロータとしてロータケースと、このロータケースに配された前記軸方向空隙型マグネットと、このマグネットの外方に配された偏心ウエイトとが備えられたもので、前記第一のハウジングは前記第二のハウジングによって支持された請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。
6. 前記第一のハウジングはケースとブラケットとからなり、前記偏心ロータとして回転中心に配された軸支承部と、この外方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供給する整流子と、偏心手段とが備えられたもので、前記ステータとして前記偏心ロータに軸方向空隙を介して臨ませた前記軸方向空隙型マグネットと、このマグネットの内方で前記整流子に摺接させた一対のブラシと、このブラシの基部が植設されたランドが前記給電電極として側方に導出されたブラシベースとが前記ブラケットに備えられたもので、前記第一のハウジングは前記第二のハウジングによって支持された請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリフロー半田対応軸方向空隙型振動モータ。

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