JP3568521B2 - Axial gap type brushless vibration motor with built-in drive circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信装置の無音報知手段に用いて好適なもので、ホールセンサと駆動回路部材が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】
ブラシレスモータは、ブラシ、コミュテータに代わる駆動回路が必須要件であるが、上記従来の構造は、いずれも駆動回路が内蔵されておらず、外付けのため引き出し端子も4端子以上が必要となって通常の2端子型直流モータのように取り扱うことができない問題があった。
しかも、通常のブラシレスモータでは、ステータは複数個の電機子コイルを均等に全周に配置しており、駆動回路部品もICを始め他の電子部品が必要なため、とても内蔵できるものではなかった。
扁平な軸方向空隙型ブラシレス振動モータとして本出願人は、先にコアレススロットレス型で駆動回路部材を内蔵させないものを提案している。(実用新案文献1、特許文献2参照)
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、セット側の印刷配線板に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)
【0003】
【特許文献1】実開平4−137463号公報
【特許文献2】特開2002−143767号公報
【特許文献3】特開2000−245103号公報
【特許文献4】特開2002−142427号公報(図8〜図11)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記特許文献4に開示された特開2002−142427号公報の図8〜図11の軸方向空隙型ブラシレス振動モータをさらに改良して薄型で簡単な構成でマグネットの停止位置を安定させ、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、各部材を薄くしながらも強度も十分なようにして極めて薄い小型ブラシレス振動モータを提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するには、請求項1に示すようにヨークブラケット(1、11)は、軸支承部(1a)と磁性部分として前記軸支承部の半径方向外方に配されたディテントトルク発生部(1b)と、非磁性部分としてこれらに囲まれた空所(1e)と、前記保持部からさらに一体に外方に導出された給電端子載置部(1d)が備えられた磁性金属板で形成され、このヨークブラケットにステータベース(3)が添設され、このステータベースに中心を介して対向して単相に結線された2個の空心電機子コイル(5A、5B)が配され、これらの空心電機子コイルとそれぞれ平面視重畳しないように前記ステータベースに平面視で前記ディテントトルク発生部(1b)上に1個のホールセンサ(H)が配され、さらに同センサの出力を受ける駆動回路部材(D)が同センサの対向する位置で配され、前記ステータベースから外方に導出された少なくとも正負の2端子からなる給電端子部が前記給電端子載置部に載置されており、前記空心電機子コイルによって駆動される偏心ロータ(R、R1)は、磁性体からなるロータヨーク(6、66)と、このロータヨークに配された複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネット(8)と、該マグネットの外周で前記ロータヨークに配された円弧状の偏心ウエイト(9)と、中央の軸保持部(6a)とが備えられ、この偏心ロータが軸(2、22)を介して回転自在に前記軸支承部に保持され、この偏心ロータを覆うカバー部材(10、100)が開口部で前記ヨークブラケット外方に組み付けられたもので達成できる。
具体的には、固定軸方式として請求項2に示すように前記軸支承部(1a)に軸の基端が先にレーザ溶接で固定されており、この軸の先端から前記偏心ロータが前記ロータヨークの中心に固定された軸受(7)が回転自在に装着され、この偏心ロータを覆うカバー部 材(10)が前記ステータの保持部に開口部で取り付けられると共に、前記軸の先端がカバー部材の中心の凹部にはめ込まれ、外方から該カバー部材にレーザ溶接されたもので達成できる。
また、回転軸方式として請求項3に示すように前記ヨークブラケット(11)は軸支承部(11a)に前記軸(22)を回転自在に支える軸受(7)が配され、この軸受に前記偏心ロータ(R1)が前記ロータヨークの中心に固定された軸(22)を介して回転自在に装着され、この軸の基端がステータベース側にピボット支承されたもので達成できる。
さらに、これらは請求項4に示すように前記軸方向空隙型空心電機子コイル、前記駆動回路部材も含めて樹脂でステータベースに一体化されたものにするのがよい。
そして、前記ヨークブラケット(1、11)は0.2mm以下で厚みがある磁性金属板で形成されるとともに、前記ロータヨーク(6、66)は0.15mm以下で厚みがある磁性金属板からなるものがよい。
【0006】
請求項1に示す発明では、簡単に駆動回路部材が内蔵できることになり、給電端子も正負の2端子にすることができ、ヨークブラケットの磁性部分を利用することによってマグネットを所定の位置に停動させるディテントトルクを発生させることができ、偏心ウエイトはロータの厚み内で弧状でロータの外周に配したので、薄型ながらも重心の移動が大となって回転時に大きな遠心力が発生し、また、空隙が犠牲にならないので、偏心ロータも薄型になる。ヨークブラケットの給電端子載置部によって給電端子の保護ができる。
請求項2に示す型発明では、軸固定型に構成でき、軸は径方向に衝撃があっても、カバーで受け止められるので、細手のものが採用でき、ヨークブラケット、ロータヨークとも薄いのでモータとして極めて薄型にでき カバー部材、ヨークブラケットに軸を介してレーザ溶接したので、モータとして衝撃に対して変形が起きにくい。
請求項3に示す発明では、軸回転型に構成でき、軸の基端をピボット支承するので、摺動ロスが軽減できる。
請求項4に示す発明では、さらに樹脂によって各部材の補強と共に各部材が骨幹となるため衝撃性が向上する。
そして、請求項5に示す発明では、小型で厚みを極力薄くした軸方向空隙型ブラシレス振動モータを構成できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の第1の実施の形態を示すもので、軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
図2は図1のA−A切断縦断面図である。
図3は図1の一部材の平面図である。
図4は図1の別の部材の平面図である。
図5はこの発明の第2の実施の形態を示すもので、軸回転型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの縦断面図である。
【0008】
以下、この発明の構成を図示する各実施の形態に基づいて説明する。
図1、図2に示すものは軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータブラシレス振動モータで、すなわち、ヨークブラケット1は鉄板より弱い磁性を有するステンレス板で厚みが0.15mmないし0.2mmの薄型で構成され、中央にバーリング状に突き立てた軸支承部1aと、図3に示すような半径方向に約120度開角で延設された3カ所の後述の軸方向界磁型マグネットの磁界を受ける磁性部分としてディテントトルク発生部1b及びさらに半径方向に延在されたものでリング状の補強を兼ねた保持部1cからなり、この保持部の一部がさらに半径方向に突き出されて給電端子載置部1dとなっている。このヨークブラケット1は、後述の軸方向界磁型マグネットの磁極を特定の位置に停止しておくために前記の磁性部分としてディテントトルク発生部1bの間は非磁性の空間1eを構成している。
このように構成したヨークブラケット1の上面には、前記軸支承部1aに0.5mmの細手の軸2が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あるいはガラスクロスエポキシ基板からなるステータベース3が載置され、さらに、前記ヨークブラケット1が骨幹となるように液晶、ポリフエニレンサルファイドなどのリフロー半田に耐えられる耐熱性樹脂4で一体化される。この耐熱性樹脂は前記非磁性空間1eにも充填され、ヨークブラケット1を補強すると共に、前記非磁性空間1eを塞いでいる。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間には、1個のホールセンサHとIC化された駆動回路部材Dからなる駆動回路装置が配置される。
ここで、ディテントトルク発生部1b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、そ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。
したがって、これらのステータ部材は、平面視重畳してないことになり、薄型に構成できる。
ここでは、前記耐熱性樹脂4の一部をガイド4a、4bとして立ち上げ、このガイド4a、4bを利用して前記空心電機子コイル5A、5Bを載置したものを示したが、他の部材と含めて一体成形してもよい。
一方、前記軸に回転自在に装着される偏心ロータRは、中央に設けたバーリング状の軸受保持部6aに焼結含油軸受7が圧入された0,1mm程度の薄いロータヨーク6と、この下面接着した軸方向空隙型マグネット8と、このマグネット8の外周で図4にも示すように前記ロータヨーク6に3点でレーザスポット溶接された弧状ウエイト9からなる。
ここで、前記ロータヨーク6には、落下などの衝撃時に変形を防ぐために厚み方向のデッドスペースを利用して補強リブ6bが軸保持部6aから放射状に形成されている。図中、6cは前記マグネット8を位置決めすると共に接着時の補強用として垂下させた舌片である。前記マグネット8は6極着磁されていてその駆動原理は公知であるので、その説明は省略する。
このように構成した偏心ロータ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を介して前記軸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浅いキャップ状のカバー部材10が被せられ、前記軸の先端が前記カバー部材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、軸2の先端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の開口部は前記ヨークブラケット1の保持部1cにレーザスポット溶接で組み付けられる。
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、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。
このように、ステータベース3上に設けた巻線電機子コイル5A、5B、ホールセンサHおよび駆動回路部材Dなどからなるステータ側部材をカバー部材10の内部に格納することによってモータ外部へは給電端子載置部1dから一対の電源端子を導出するだけでよいので、ブラシレスモータでありながら通常のモータと同様に取り扱うことができる。
【0009】
次に図5において、第2の実施の形態である軸回転型の構成を説明する。
以下、上記の実施の形態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場合がある。
すなわち、ヨークブラケット11には中央に少し大径の軸支承部11aがバーリング状に上方に突き出され、ここに前記と同様な焼結含油軸受7が格納される。ヨークブラケット11のその他の部位は前記第1の実施の形態と同様なためその説明は省略する。
一方、偏心ロータR1は、今度はロータヨーク66の中心に0.6mmの軸22の先端が直接圧入され、さらにロータヨーク66にレーザスポット溶接されている。この軸66の他端は、0.3mm程度のボールベアリングBを介してヨークブラケット11に一体化した耐熱性樹脂の受け部にピボット支承されるようになっている。
ここで前記ボールベアリングBの替わりに軸に基端を丸く形成してもよい。
偏心ロータR1は、ヨークブラケット側吸引されるので、スラストワッシャは不要となる。当然ながらカバー部材100はめくら型でよいことになる。
【0010】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、簡単な構成で部材点数を少なくし、駆動回路装置をモータ内部に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、各部材を薄くしながらも強度も十分なようにして極めて薄いブラシレス振動モータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示すもので、軸固定型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの横方向切断平面図である。
【図2】図1のA−A切断縦断面図である。
【図3】図1の一部材の平面図である。
【図4】図1の別の部材の平面図である。
【図5】この発明の第2の実施の形態を示すもので、軸回転型の軸方向空隙型コアレススロットレス方式ブラシレス振動モータの縦断面図である。
【符号の説明】
1、11 ヨークブラケット
2、22 軸
3 ステータベース
4 耐熱性樹脂
5A、5B 空心電機子コイル
6、66 ロータヨーク
R、R1 偏心ロータ
H ホールセンサ
D 駆動回路部材
7 軸受
8 軸方向空隙型マグネット
9 弧状の偏心ウエイト
10、100 カバー部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
A brushless motor requires a drive circuit in place of a brush and a commutator, but the above-mentioned conventional structures do not have a built-in drive circuit, and require four or more lead terminals for external attachment. There is a problem that it cannot be handled like a normal two-terminal DC motor.
In addition, in a normal brushless motor, the stator has a plurality of armature coils arranged evenly over the entire circumference, and the driving circuit components need other electronic components such as ICs, so that they cannot be built in very much. .
The present applicant has previously proposed a flat axial gap type brushless vibration motor which is a coreless slotless type and does not incorporate a drive circuit member. (See
As a brushless vibration motor with a drive circuit, a cored type, a cored type in which an armature coil is wound around a plurality of equally arranged salient poles, and a non-circular type in which a drive circuit member is arranged on the side of the stator. Things are known. (See Patent Document 3)
However, such a type has a large size in the side direction, and the mounting efficiency of the printed wiring board on the set side is poor in the SMD method, and the thickness is unavoidably large because of the cored type. There is no sex.
Therefore, the applicant of the present invention has previously prepared a cored, slotless coreless type including a part of a plurality of armature coils, and provided a space, and provided a drive circuit member in this space. is suggesting. (See Patent Document 4)
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-137463 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-143767 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-245103 [Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-142427 (FIG. 8 to 11)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention further improves the axial gap type brushless vibration motor of FIGS. 8 to 11 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-142427 disclosed in the above-mentioned
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the yoke bracket (1, 11) includes a shaft support (1a) and a detent torque generating magnetic member disposed radially outward of the shaft support. Magnetic plate provided with a portion (1b) , a space (1e) surrounded by these as a non-magnetic portion , and a power supply terminal mounting portion (1d) further integrally and outwardly drawn out from the holding portion. A stator base (3) is attached to the yoke bracket, and two air-core armature coils (5A, 5B) connected to the stator base through a center and connected in a single phase are arranged. A single Hall sensor (H) is disposed on the detent torque generating section (1b) in plan view on the stator base so as not to overlap with each of these air-core armature coils in plan view, and further outputs an output of the sensor. Drive to receive Arranged at a position where the circuit member (D) is opposite the sensor, and the feeding terminal portion of at least the positive and negative two terminals derived outward is mounted on the power supply terminal carrying part from said stator base, the air-core eccentric rotor which is driven by the armature coil (R, R1) comprises a rotor yoke (6, 66) made of a magnetic material, an axial air-gap type magnet having a plurality of magnetic poles arranged in the rotor yoke (8) And an arc-shaped eccentric weight (9) arranged on the rotor yoke at the outer periphery of the magnet, and a central shaft holding portion (6a), and the eccentric rotor rotates via the shafts (2, 22). held freely in the shaft support portion, the cover member (10, 100) covering the eccentric rotor can be achieved in that assembled to the yoke bracket outwards opening.
More specifically, the base end of the shaft is fixed to the shaft support portion (1a) by laser welding first, and the eccentric rotor is fixed to the rotor yoke from the front end of the shaft. a fixed bearing in the center (7) is rotatably mounted, together with the cover member for covering the eccentric rotor (10) is mounted in the opening in the holding portion of the stator, the tip of the shaft of the cover member This can be achieved by being fitted into the central recess and laser-welded to the cover member from the outside .
The yoke bracket (11) is provided with a bearing (7) for rotatably supporting the shaft (22) on a shaft support (11a), and the eccentricity is provided on the bearing. The rotor (R1) is rotatably mounted via a shaft (22) fixed to the center of the rotor yoke, and the base end of the shaft is pivotally supported on the stator base side .
Further, it is preferable that these are integrated with the stator base with resin, including the axial gap type air-core armature coil and the drive circuit member .
The yoke brackets (1, 11) are formed of a magnetic metal plate having a thickness of 0.2 mm or less, and the rotor yokes (6, 66) are formed of a magnetic metal plate having a thickness of 0.15 mm or less. Is good.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the drive circuit member can be easily incorporated, the power supply terminal can be two terminals of positive and negative, and the magnet is stopped at a predetermined position by using the magnetic portion of the yoke bracket. Since the detent torque can be generated, and the eccentric weight is arranged in an arc shape within the thickness of the rotor and arranged on the outer periphery of the rotor, the movement of the center of gravity is large but the centrifugal force is generated at the time of rotation even though it is thin, Since the air gap is not sacrificed, the eccentric rotor also becomes thin. The power supply terminal can be protected by the power supply terminal mounting portion of the yoke bracket .
According to the second aspect of the present invention, the shaft can be fixed , and the shaft can be received by the cover even if there is an impact in the radial direction. Therefore, a thinner one can be adopted. Since it is extremely thin and is laser-welded to the cover member and the yoke bracket via a shaft , the motor is less likely to be deformed by impact .
According to the third aspect of the present invention, since the shaft can be configured to be of a rotating type and the base end of the shaft is pivotally supported, sliding loss can be reduced.
According to the fourth aspect of the present invention, since each member becomes a skeleton in addition to the reinforcement of each member by the resin, the impact property is improved.
According to the fifth aspect of the present invention, an axial gap type brushless vibration motor having a small size and a minimum thickness can be configured.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional plan view of a shaft-fixed axial gap type coreless slotless brushless vibration motor in a transverse direction.
FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a plan view of one member of FIG.
FIG. 4 is a plan view of another member of FIG.
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of a coreless, slotless, brushless vibration motor of a shaft-rotating type, in which an axial gap is provided.
[0008]
Hereinafter, a configuration of the present invention will be described based on each of the illustrated embodiments.
FIGS. 1 and 2 show a fixed shaft type air gap type coreless slotless type brushless vibration motor, that is, a brushless vibration motor, that is, the
On the upper surface of the
A drive circuit device including one Hall sensor H and a drive circuit member D formed as an IC is disposed between the air-
Here, the positional relationship between the detent
Therefore, these stator members do not overlap in plan view, and can be configured to be thin.
Here, a part of the heat-
On the other hand, an eccentric rotor R rotatably mounted on the shaft has a
Here, in the
The eccentric rotor R configured as described above is rotatably mounted on the
Therefore, since it is assembled by welding in this manner, sufficient strength can be obtained even when a thin member is used.
As described above, by storing the stator-side member including the winding
[0009]
Next, referring to FIG. 5, a configuration of a shaft rotation type according to a second embodiment will be described.
Hereinafter, the same members or substantially the same members having the same functions as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
That is, a slightly large-diameter
On the other hand, the tip of the
Here, instead of the ball bearing B, the base may be formed with a round base.
Since the eccentric rotor R1 is sucked on the yoke bracket side, a thrust washer is unnecessary. Of course, the cover member 100 may be a blind type.
[0010]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the number of members is reduced with a simple configuration, the drive circuit device can be built in the motor, and the same handling as a normal DC motor can be performed. An extremely thin brushless vibration motor can be provided with sufficient strength while being thin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional plan view of a fixed-shaft, axial-gap, coreless, slotless, brushless vibrating motor.
FIG. 2 is a vertical sectional view taken along the line AA of FIG.
FIG. 3 is a plan view of one member of FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view of another member of FIG. 1;
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of a shaftless brushless vibration motor of an axial gap type coreless slotless type.
[Explanation of symbols]
1, 11
Claims (5)
前記空心電機子コイルによって駆動される偏心ロータ(R、R1)は、磁性体からなるロータヨーク(6、66)と、このロータヨークに配された複数個の磁極を有する軸方向空隙型マグネット(8)と、該マグネットの外周で前記ロータヨークに配された円弧状の偏心ウエイト(9)と、中央の軸保持部(6a)とが備えられ、この偏心ロータが軸(2、22)を介して回転自在に前記軸支承部に保持され、この偏心ロータを覆うカバー部材(10、100)が開口部で前記ヨークブラケット外方に組み付けられたことを特徴とする駆動回路が内蔵された軸方向空隙型ブラシレス振動モータ。 Yoke bracket (1, 11), the radial shaft bearing (1a) and detent torque generators arranged radially outward of the shaft bearing as a magnetic portion (1b) and the detent torque generation portion of the center A holding portion (1c) disposed outside, a space (1e) surrounded by these as a non-magnetic portion , and a power supply terminal mounting portion (1d) further integrally and outwardly drawn out from the holding portion. A stator base (3) is attached to the yoke bracket, and two air-core armature coils (single-phased) are connected to the stator base via a center and connected in a single phase. 5A, 5B) is arranged, wherein in a plan view stator base detent torque generating section so as not to overlap these air-core armature coil and each planar view (1b) 1 single Hall sensor on (H) is arranged , A drive circuit member for receiving an output of the sensor (D) is disposed at a position opposite of the sensor, at least the positive and negative power supply terminal portions is the feeding terminal placed consisting of two terminals derived outwardly from the stator base Part ,
The air-core eccentric rotor which is driven by the armature coil (R, R1) comprises a rotor yoke (6, 66) made of a magnetic material, an axial air-gap type magnet having a plurality of magnetic poles arranged in the rotor yoke (8) And an arc-shaped eccentric weight (9) arranged on the rotor yoke at the outer periphery of the magnet, and a central shaft holding portion (6a), and the eccentric rotor rotates via the shafts (2, 22). held freely in the shaft support portion, the cover member (10, 100) is axially gap type driving circuit, characterized in that mounted to the yoke bracket outwards opening is built to cover the eccentric rotor Brushless vibration motor.
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