JP2012016226A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はモータ、特にOA機器に搭載される小型かつ高出力が求められるモータに関する。 The present invention relates to a motor, and more particularly to a motor that is mounted on an OA device and that is required to have a small size and high output.
従来、このようなモータの軸受保持部材と回路基板との固定方法としては、ネジによる固定部材を用いた固定手段を用いる方法が一般的であった。 Conventionally, as a method for fixing the bearing holding member of the motor and the circuit board, a method using a fixing means using a fixing member using a screw has been generally used.
近年、OA機器の小型化・薄型化するのに伴い、モータについても小型化・薄型化が求められている。また、同時にモータの低価格化も求められている。 In recent years, as office automation equipment has become smaller and thinner, motors have been required to be smaller and thinner. At the same time, there is a demand for lower motor prices.
従来のモータの構造について特許文献1(特開平10−108414)の図1および2を参照して、モータのハウジング部20には、プリント基板16との軸方向に重合する平坦部数箇所において貫通孔が設けられている。この貫通孔と対応するように、プリント基板16にも貫通孔が形成されている。これらの貫通孔には、ネジ山と螺合する溝が形成されており、ビス17が挿通されている。これにより、ハウジング部20とプリント基板16とが、締結固定される。しかし、この構造では、ハウジング部20やプリント基板16に、ビス17を挿通するための締結スペースの確保が必要となる。そのため、上述したモータの小型化・薄型化の実現が出来なくなってしまう。また、締結のために、ビス17が必要となるので、モータの製造コストが上昇してしまい、モータの低価格化も実現することが出来ない問題がある。
Referring to FIGS. 1 and 2 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-108414) regarding the structure of a conventional motor, a through hole is formed in the
本発明の請求項1によれば、中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトと共に回転し、蓋部と円筒部とを有するロータホルダと、前記円筒部の内周面に固定される略円筒状のロータマグネットと、前記蓋部よりも軸方向下側において前記シャフトを回転可能に支持する軸受部材と、内周面に前記軸受部材が保持される略円筒状の軸受保持部材と、前記軸受保持部材の径方向外側に配置され、前記ロータマグネットと径方向に対向するステータと、中心に前記軸受保持部材が挿通される開口部を備え、軸方向において前記ステータよりも下側において前記軸受保持部材に固定される回路基板と、を備えるモータであって、前記軸受保持部材は金属材料によって形成され、前記回路基板の前記開口部の端部には、最外表面に剥き出しの金属層を有し、前記軸受保持部材と前記回路基板の前記金属材料からなる金属層とが接触する箇所には、金属イオンと接触すると触媒反応が誘発されて硬化する接着剤が介在することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the shaft disposed along the central axis, the rotor holder that rotates together with the shaft, and has a lid portion and a cylindrical portion, and the substantially fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion. A cylindrical rotor magnet; a bearing member that rotatably supports the shaft at a lower side in the axial direction than the lid; a substantially cylindrical bearing holding member that holds the bearing member on an inner peripheral surface; A stator disposed radially outside the bearing holding member and facing the rotor magnet in the radial direction, and an opening through which the bearing holding member is inserted in the center, the bearing being below the stator in the axial direction A circuit board fixed to the holding member, wherein the bearing holding member is formed of a metal material, and an end portion of the opening of the circuit board is exposed to the outermost surface. An adhesive layer that has a metal layer and is in contact with the metal layer made of the metal material of the circuit board is in contact with a metal ion to induce a catalytic reaction and harden. Features.
本願発明の請求項1に従えば、回路基板が軸受保持部材と接触する開口部の端部には、最外表面に剥き出しの金属層が形成される。また、軸受保持部材も金属材料にて形成される。したがって、軸受保持部材と回路基板との固定について、金属イオンを触媒として硬化する嫌気性接着剤を使用することができる。 According to claim 1 of the present invention, a bare metal layer is formed on the outermost surface at the end of the opening where the circuit board contacts the bearing holding member. The bearing holding member is also made of a metal material. Therefore, an anaerobic adhesive that cures using metal ions as a catalyst can be used for fixing the bearing holding member and the circuit board.
本発明によれば、モータの部品点数を増やすことなく、小型化・薄型化を実現したモータを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor which implement | achieved size reduction and thickness reduction can be provided, without increasing the number of parts of a motor.
<モータの全体構造>
本明細書では、中心軸J1方向において、図中の上側を単に「上側」と呼び、図中の下側を単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は、必ずしも重力方向と一致する必要はない。
<Overall structure of motor>
In the present specification, in the direction of the central axis J1, the upper side in the figure is simply called “upper side”, and the lower side in the figure is simply called “lower side”. The expressions “upper” and “lower” do not necessarily coincide with the direction of gravity.
本発明のモータの実施例の一形態について、図1を用いて説明する。図1は、本発明のモータの実施例の一形態を示したものであり、軸方向に仮想的に切ったときの模式断面図である。 An embodiment of the motor according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an embodiment of a motor according to the present invention, and is a schematic cross-sectional view when virtually cut in the axial direction.
モータ10は、中心軸J1を中心に回転する回転部20と、回転部20を回転自在に支持する軸受部材30と、2つの軸受部材を保持する静止部40と、から構成される。
The
回転部20は、中心軸J1と同軸に配置され、軸方向に沿って延びる略円柱形状のシャフト21と、シャフト21の軸方向上側に固定されるロータホルダ22と、ロータホルダ22に固定されるロータマグネット23と、から構成される。
The rotating
シャフト21の軸方向下側は、複数の溝が形成される歯車部211となっており、当該歯車部211と外部装置とを係合させることにより、モータ10のトルクを外部に出力することができる。
The axially lower side of the
ロータホルダ22は、有蓋略円筒状であり、シャフト21に固定されるシャフト固定部221と、シャフト固定部221から径方向外方に広がる略円板状の蓋部222と、蓋部222の径方向外側の縁から軸方向下側に向かって延伸する略円筒状の円筒部233と、を有する。ロータホルダ22は、例えば、薄板状の磁性材料をプレス加工にて打ち抜いて成型される。
The
ロータホルダ22の円筒部233の内周面には、略円筒状のロータマグネット23が固定される。ロータマグネット23には、界磁用の着磁が施されている。また、ロータマグネット23の下面には、位置検出用の着磁が施されている。
A substantially
シャフト21の外周面には、上側軸受31と、下側軸受32とが固定される。上側軸受31および下側軸受32は、軸受部材30を構成する。
An upper bearing 31 and a
静止部40は、中心軸J1と同軸の軸心となるよう形成された略円筒形状のブッシュ42と、ブッシュ42の外周面に固定されたステータ41と、ステータ41の軸方向下側に配置され、ブッシュ42に固定された回路基板43と、を備える。
The
図2は、ブッシュ42の平面図である。以下、図2を参照して、説明する。ブッシュ42は、軸受保持部材を構成しており、その内周面には、上側軸受31および下側軸受32が挿入または挿入と接着の併用により、保持される。ブッシュ42は、アルミ合金、亜鉛合金などの金属材料を、ダイカスト法によって成型することによって形成される。ブッシュ42の外周面は、軸方向上側に位置する第1円筒部421と、第1円筒部421の下側に位置し、第1円筒部421よりも外径が大きい第2円筒部422と、第2円筒部422の下側に配置され、中心軸J1に略垂直な方向に広がるフランジ部423とを有する。
FIG. 2 is a plan view of the
第1円筒部421の上側には、ステータ固定部424が、周方向の3箇所に間隔をおいて配置される。
On the upper side of the first
第2円筒部422は、周方向の3箇所に間隔をおいて配置されるとともにそれぞれが軸方向下側に向かうにつれ径方向における中心軸J1からの距離が次第に大きくなるガイド部425を有する。また、第2円筒部422の下側には、基板固定部426が、周方向の3箇所に間隔をおいて配置されている。径方向において、中心軸J1から基板固定部426の最外部までの距離は、中心軸J1からガイド部425の最外部までの距離と、等しいまたは小さくなっている。
The second
フランジ部423は、中心軸J1に垂直な方向に対して面一である上面を有する。また、フランジ部423は、周方向に間隔をおいて3箇所配置されるとともに、径方向外側に向かって延びる腕部4231を有する。各腕部4231には、軸方向に開孔する固定孔4232が設けられる。固定孔4232内には、ねじ等の固定部材(不図示)が挿入され、装置本体に対してモータ10を固定することができる。フランジ部423は、径方向外側に向かって延びる位置決め部4233を有し、位置決め部4233には、軸方向上側へ向かって突出する位置決め突起4234が配置される。
The
ステータ41は、複数枚の磁性鋼鈑が積層されることにより形成される。ステータ41は、環状のコアバック部4111とコアバック部4111から径方向外側に放射状に伸びる複数のティース部4112とを有するステータコア411、および、各ティース部4112に巻回されるコイル412を、備える。
The
回路基板43は、ガラスエポキシ樹脂からなる。回路基板43の中心には、軸方向に貫通する開口部431が設けられている。開口部431には、ブッシュ42の第2円筒部422が挿通される。また、開口部431の端部には、径方向外側に向かって切りかかれたスリット4311が形成されている。スリット4311内には、位置決め突起4234が挿通される。
The
回路基板43の下面には、U相、V相、W相に対応したランド(不図示)が配置されており、ステータ41のコイル412から引き出された導線(不図示)が、各ランドに半田付けされる。
Lands (not shown) corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase are arranged on the lower surface of the
回路基板43の下面には、磁界の変化によって回転部20の回転位置を検出するホール素子(不図示)が配置される。
On the lower surface of the
回路基板43の上面には、FGパターンが配置される。FGパターンは、ロータマグネット23と軸方向に対向して配置される。FGパターンは、回転部20の回転に伴うロータマグネット23の磁界の変化により、電圧を誘起してFG信号を発生させる。FG信号を読み取ることで、回転体20の回転位置および速度を検出する。
An FG pattern is disposed on the upper surface of the
回路基板43には、外部電源等と接続されるフレキシブル・フラット・ケーブル(不図示)が半田付けされるランド部(不図示)が配置される。
A land portion (not shown) to which a flexible flat cable (not shown) connected to an external power source or the like is soldered is disposed on the
回路基板43の下面において、開口部431の端部の周囲には、金属層432が形成されている。金属層432は、ブッシュ42を正投影した際におけるフランジ部423の形状とほぼ同形状に形成されている。(図3参照)。本実施形態において、金属層432は銅箔であり、回路基板に基板パターンを印刷する際に、基板パターンが印刷されるのと同時に形成することができる。したがって、金属層432を形成する際に、追加の加工工程や部品を不要であり、コストや工程時間を削減することが可能となる。
On the lower surface of the
<ブッシュと回路基板との固定構造>
回路基板43は、フランジ部423上に載置される。回路基板43の金層432と、フランジ部423の上面との間には、接着剤が介在している。その接着剤は、たとえば、金属イオンと接触すると触媒反応を誘発し硬化する接着剤を用いることができる。そのような接着剤の材料としては、例えば、アクリル樹脂嫌気性接着剤などの嫌気性接着剤が用いられる。回路基板43の上面において、開口部431の端部では、基板固定部426が径方向外側に折り曲げられている。その結果、回路基板43は、基板固定部426とフランジ部423に挟持された状態で固定される。この挟持による固定と上述の接着剤による固定とを併用することにより、回路基板43を、ブッシュ42に強固に固定することができる。
<Fixing structure between bush and circuit board>
The
この点に関して、従来は、回路基板43とブッシュ42とをねじなどの固定部材を用いて固定していた。しかし、固定部材を用いると、部品点数の増加や組立の作業性の悪化を招くという問題があった。他方、挟持のみの固定では、クリープにより固定が緩むことがあるため、信頼性の面で問題があった。また、接着のみの固定では、温度変化の激しい使用環境において接着剤の劣化等が起こり、信頼性の面で問題があった。
In this regard, conventionally, the
嫌気性接着剤以外の接着剤を用いることも考えられるが、次の不具合がある。例えば、2液性接着剤であれば、接着剤塗布時に別工程が必要となり、作業性が悪くなる。また、瞬間接着剤であれば、硬化時間が早いため、工程管理が困難である。また、エポキシ系接着剤は、一般に粘度が高いため、作業性が悪い。しかしながら、嫌気性接着剤であれば、上記問題が発生しない。 Although it is conceivable to use an adhesive other than the anaerobic adhesive, there are the following problems. For example, in the case of a two-component adhesive, a separate process is required at the time of applying the adhesive, resulting in poor workability. Moreover, if it is an instant adhesive, since hardening time is quick, process control is difficult. Moreover, since the epoxy adhesive generally has a high viscosity, workability is poor. However, the above problem does not occur with an anaerobic adhesive.
以上より、本実施例においては、挟持と接着を併用して回路基板43とブッシュ42とを固定するので、信頼性を損なうことなく、部品点数を削減することができる。また、回路基板上のパターンを利用するので、追加の加工工程や部品等が不要であり、コストを押さえることができる。
As described above, in the present embodiment, since the
<モータの組み立て工程>
次に、本モータの組立工程について説明する。
<Motor assembly process>
Next, the assembly process of the motor will be described.
まず、図2を参照して、説明する。まず、ブッシュ42の接着剤塗布領域427に嫌気性接着剤を塗布する。接着剤塗布領域427は、略環状に設けられる。また、接着剤はディスペンサにて塗布される。
First, a description will be given with reference to FIG. First, an anaerobic adhesive is applied to the
次に、回路基板43の開口部431にブッシュ42を挿入する。この際、ブッシュ42の第2円筒部422の外側に配置されたガイド部425により、回路基板43は、中心軸J1と開口部431とが同軸になるようにガイドされる。また、ガイド部425により、基板固定部426上に回路基板43が乗り上げることが防止される。開口部431に挿入されたブッシュ42は、フランジ部423の上面に回路基板43の下面が当接するまで挿入される。この際、開口部431のスリット4311内に、位置決め突起4234が挿入される。これにより、ブッシュ42と回路基板43との周方向の位置が位置決めされる。上述したとおり、回路基板43の下面に形成された金属層432は、ブッシュ42を正投影した際におけるフランジ部423の形状とほぼ同形状に形成されている。そのため、金属層432は、フランジ部423の位置と一致するような状態に位置決めされる。これにより、回路基板43は、ブッシュ42のフランジ部423と、金属層432において当接する。
Next, the
ブッシュ42が開口部431へ挿入されると、金属層432とフランジ部423とが接触した状態となる。ブッシュ42の接着剤塗布領域427に塗布された嫌気性接着剤は、毛細管現象により、金属層432とフランジ部423との間に形成される微細な隙間にいきわたる。ここで、嫌気性接着剤は、外気と遮断されるとともに、金属イオン(すなわち、金属製のブッシュ42および金属層432)と接触することになる。そのため、嫌気性接着剤において、触媒反応が誘発され、その硬化が始まる。この状態において、基板固定部426を、回路基板43の上面と接触させるように、開口部431の端部において径方向外側に折り曲げる。これにより、回路基板43は、基板固定部426およびフランジ部423に挟持された状態で固定される。基板固定部426を折り曲げた後も、嫌気性接着剤の触媒反応は続き、やがては完全に硬化する。
When the
次に、ブッシュ42の第1円筒部421の外周面に嫌気性接着剤を塗布する。接着剤は、ディスペンサにて塗布される。
Next, an anaerobic adhesive is applied to the outer peripheral surface of the first
そして、ブッシュ42の第1円筒部421を、ステータ41のコアバック4111の内側に挿入する。これにより、第1円筒部421の外周面に塗布された嫌気性接着剤は、第1円筒部421の外周面とコアバック4111の間に行き渡ることになる。第1円筒部421およびコアバック4111は互いに金属であるため、上述と同様に、接着剤の硬化が始まる。コアバック4111の下面は、第2円筒部422の上端面に当接する。この状態において、ステータ固定部424を径方向外側に折り曲げ、コアバック4111の上面と接触させる。これにより、ステータ41は、第2円筒部422の上端面およびステータ固定部424に挟持された状態で固定される。
Then, the first
最後に、軸受部材30をブッシュ42の内側に固定し、回転部20を挿入することで、モータが完成する。
Finally, the bearing
以上、本発明にかかる一実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限られるものではない。 Although one embodiment according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to this.
たとえば、金属層432は、開口部431の全周にわたって形成する必要はない。周方向における複数箇所に形成してもよい。この場合においても、形成箇所は、望ましくは等間隔に配置するほうが望ましいが、等間隔でなくてもよい。
For example, the
開口部431に形成されるスリット4311は、一つだけでなく、複数形成してもよい。また、それにあわせて、位置決め突起部4234の数を増やしてもよい。そして、スリット4311の数のほうが多ければ、位置決め突起部4234の数をスリット4311と一致させる必要はない。
The number of
基板固定部426の数は、3つに限られるものではない。例えば、基板固定部426の数をひとつとして、フランジ状に形成して開口部431の端部を全周覆うようにしてもよい。また、基板固定部の数を2乃至4以上とすることもできる。さらに、複数の基板固定部426の位置は、必ずしも等配でなくてもよい。
The number of
また、接着剤の塗布についても、金属層432や第1円筒部421、接着剤塗布領域427においては、必ずしも全領域に接着剤を塗布する必要はない。複数箇所に接着剤を塗布してもよいし、塗布箇所が少なくとも接着剤を広げるようにしてもよい。
Also, regarding the application of the adhesive, it is not always necessary to apply the adhesive to the entire region in the
接着剤塗布領域427は、必ずしも略環状でなくともよく、扇状の領域を複数形成してもよい。
The
腕部4231の数は、3つに限られるものではない。
The number of
回路基板43は、紙フェノール製であってもよい。
The
本発明は、アウターロータ型のモータだけでなく、インナーロータ型のモータについても、適用可能である。この場合、銅箔等の接着剤塗布領域を回路基板の外周面に形成し、当該回路基板をハウジングに収容するようになる。 The present invention is applicable not only to an outer rotor type motor but also to an inner rotor type motor. In this case, an adhesive application region such as copper foil is formed on the outer peripheral surface of the circuit board, and the circuit board is accommodated in the housing.
10 モータ
20 回転部
30 軸受部材
40 静止部
41 ステータ
42 ブッシュ
421 第1円筒部
422 第2円筒部
423 フランジ部
424 ステータ固定部
425 ガイド部
426 基板固定部
427 接着剤塗布領域
431 開口部
432 金属層
J1 中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シャフトと共に回転し、蓋部と円筒部とを有するロータホルダと、
前記円筒部の内周面に固定される略円筒状のロータマグネットと、
前記蓋部よりも軸方向下側において前記シャフトを回転可能に支持する軸受部材と、
内周面に前記軸受部材が保持される略円筒状の軸受保持部材と、
前記軸受保持部材の径方向外側に配置され、前記ロータマグネットと径方向に対向するステータと、
中心に前記軸受保持部材が挿通される開口部を備え、前記軸方向において前記ステータよりも下側において前記軸受保持部材に固定される回路基板と、
を備えるモータであって、
前記軸受保持部材は金属材料によって形成され、
前記回路基板の前記開口部の端部には、最外表面に剥き出しの金属層を有し、
前記軸受保持部材と前記金属層とが接触する箇所の少なくとも一部には、金属イオンと接触すると触媒反応が誘発されて硬化する接着剤が介在することを特徴とするモータ。 A shaft disposed along the central axis;
A rotor holder that rotates with the shaft and has a lid portion and a cylindrical portion;
A substantially cylindrical rotor magnet fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion;
A bearing member rotatably supporting the shaft on the lower side in the axial direction than the lid portion;
A substantially cylindrical bearing holding member in which the bearing member is held on an inner peripheral surface;
A stator disposed radially outside the bearing holding member and facing the rotor magnet in the radial direction;
A circuit board having an opening through which the bearing holding member is inserted at the center, and being fixed to the bearing holding member below the stator in the axial direction;
A motor comprising:
The bearing holding member is formed of a metal material,
At the end of the opening of the circuit board has a bare metal layer on the outermost surface,
The motor according to claim 1, wherein an adhesive that induces a catalytic reaction and hardens when contacted with metal ions is interposed in at least a part of a portion where the bearing holding member contacts the metal layer.
前記軸受保持部材は、前記回路基板を固定保持する基板固定部を有することを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1, wherein
The motor according to claim 1, wherein the bearing holding member includes a board fixing portion for fixing and holding the circuit board.
前記シャフトを中心とする前記回路基板の前記軸方向の一方側には、前記軸受保持部材に形成される前記基板固定部が当接する部位が形成され、
前記回路基板の前記軸方向の他方側において、前記軸受保持部材と前記回路基板とが前記接着剤を介して固定されることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1 or 2,
On one side in the axial direction of the circuit board with the shaft as the center, a portion with which the board fixing portion formed on the bearing holding member abuts is formed,
The motor, wherein the bearing holding member and the circuit board are fixed via the adhesive on the other side of the circuit board in the axial direction.
前記シャフトを中心とする軸方向の一方側に、前記軸受保持部材に形成される前記基板固定部を有し、前記軸方向の一方側と同方向において、前記軸受保持部材と前記回路基板とが前記接着剤によって固定されることを特徴とするモータ。 The motor according to any one of claims 1 to 3,
The board holding portion formed on the bearing holding member is provided on one side in the axial direction centered on the shaft, and the bearing holding member and the circuit board are in the same direction as the one side in the axial direction. A motor fixed by the adhesive.
前記回路基板の前記金属層は、前記回路基板における前記開口部の前記端部、少なくとも一部に形成されることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1, wherein
The motor according to claim 1, wherein the metal layer of the circuit board is formed on at least a part of the end of the opening in the circuit board.
前記回路基板の前記金属層は、前記回路基板の前記開口部の前記端部全周に亘り形成されることを特徴とするモータ。 The motor according to claim 1, wherein
The motor according to claim 1, wherein the metal layer of the circuit board is formed over the entire circumference of the end of the opening of the circuit board.
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