JP3894368B2 - Motor armature, axial gap motor with the same armature - Google Patents
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Description
この発明は、移動体通信装置の無音報知手段などに用いて好適なものでモータ用電機子と、同電機子を備えた軸方向空隙型モータに関する。 The present invention relates to an armature for a motor that is suitable for use as a silent notification means of a mobile communication device and the like, and relates to an axial gap type motor provided with the armature.
モータ用電機子、特に移動体通信装置の無音報知手段等に用いられる薄型な軸方向空隙型モータに使用する電機子は、ブラシレス型、コアレス型とも、0.8mm以下の極めて薄いものとなり、落下などの衝撃に耐えられるように電機子自体を樹脂で一体成形したもの、すなわち、電機子コイルを印刷配線板と共に樹脂で一体成形することによって強度を得るようにしたものが多用される。
しかも、電機子として、ロータやステータいずれにもかかわらず、小型なものほど、空隙ロスを避けねばならず、可及的に電機子コイルの一面は樹脂で覆うことなく露出されるようになっている。
このような電機子を構成するブラシレスモータのステータとしては、コミュテータに代わる駆動回路が必須要件であるが、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、駆動回路装置もICを始め他の電子部品が必要なため、これらの駆動回路装置は通常では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。(特許文献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、セットが印刷配線板に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)
また、このような振動モータは携帯電話機等の移動体通信装置に搭載される場合、サイズが極限まで薄く小型化が要求され、偏心ロータを構成する軸も0.6mm以下のものが採用せざるを得ないようになっているので、耐衝撃性に十分配慮しなくてはならない。
また、薄型化を実現するために軸方向空隙型ブラシレスではコアレススロットレス型にする必要があるが、マグネットの磁力をコントロールしないと、ステータ側に吸着するロスが大きく、起動が困難である。特に直径が10mm程度まで追い込まれるようになると、起動トルクが少なくなり、偏心ウエイトを配した偏心ロータでは、軸方向を水平にした場合、ウエイトの重量を引き上げるトルクを含んだものを最小起動トルクとして考慮する必要がある。
Armatures used for motor armatures, especially thin axial gap type motors used for silence notification means of mobile communication devices, etc., both brushless and coreless types are extremely thin with a thickness of 0.8 mm or less. In many cases, the armature itself is integrally molded with a resin so that it can withstand such impacts, that is, the armature coil is integrally molded with a printed wiring board together with a resin to obtain strength.
Moreover, as the armature, regardless of the rotor or stator, the smaller the armature, the more the gap loss must be avoided, and as much as possible, one surface of the armature coil is exposed without being covered with resin. Yes.
As a stator of a brushless motor constituting such an armature, a drive circuit in place of a commutator is an indispensable requirement, but none of the conventional structures has a built-in drive circuit. There is a problem that more terminals are required and it cannot be handled like a normal two-terminal DC motor.
Moreover, in a normal brushless motor, the stator has a plurality of armature coils arranged uniformly around the entire circumference, and the drive circuit device also requires other electronic components such as an IC. So it couldn't be built in.
As a flat axial gap type brushless vibration motor, the present applicant has previously proposed a coreless slotless type motor that does not incorporate a drive circuit member. (See
However, such a product has a large size in the lateral direction, and the set is not mounted on the printed wiring board with the SMD method, and the cored type has a large thickness. There is no.
Therefore, the applicant of the present invention previously includes a cored, slotless coreless type, a part of a plurality of armature coils is deleted, a space is provided, and a drive circuit member is disposed in this space. is suggesting. (See Patent Document 4)
Further, when such a vibration motor is mounted on a mobile communication device such as a cellular phone, the size is extremely thin and the size reduction is required, and the shaft constituting the eccentric rotor must be 0.6 mm or less. Therefore, it is necessary to give sufficient consideration to impact resistance.
Further, in order to realize a reduction in thickness, the axial gap type brushless needs to be a coreless slotless type. However, unless the magnetic force of the magnet is controlled, a loss that is attracted to the stator side is large and startup is difficult. In particular, when the diameter is driven to about 10 mm, the starting torque decreases, and in an eccentric rotor with an eccentric weight, the minimum starting torque includes the torque that increases the weight of the weight when the axial direction is horizontal. It is necessary to consider.
また、駆動回路を内蔵させたブラシレスモータは、通常1個のホールセンサと駆動用集積回路部材(IC)を単相に結線された軸方向空心電機子コイルの間に格納したステータが部材のコスト、サイズ上から採用される。単相のブラシレスモータは、停動させる位置が特定の位置でないと起動できないため、組みあわせるマグネットの磁極の位置を特定させるデイテントトルク発生手段が必要である。
軸方向空隙型スロットレスタイプではこのデイテントトルクをコントロールしないと、起動トルクに対してマグネットによる保持力が相対的に大きくなって起動電圧を上げないと起動しにくい問題がある。さらに、このデイテントトルク発生部材上にホールセンサがあるものでは、この部分にマグネットの磁極が来るように停止するのがよいが、ニュートラル部が来るように止まるとセンサの出力がなく起動不能となる。
薄型でマグネットとデイテントトルク発生部材との空隙が少なくなると、空隙部分の有効磁束密度が大となって磁極の中心の他にニュートラル部分が両隣のN、S極の影響受けてデイテントトルク発生部材上に止まるようになりやすい。
また、このようなステータは、落下などの衝撃に耐えられるように、各部材が骨幹の役目を果たすことを狙って樹脂で一体モールドするのが望ましく、軸方向空隙型電機子コイルは、空隙ロスを最小限まで追い込む必要上、空隙面が露出するようにモールドされる。
In addition, a brushless motor with a built-in drive circuit usually has a stator in which a single hall sensor and a drive integrated circuit member (IC) are housed between axial air-core armature coils connected in a single phase. Adopted from the size. Since the single-phase brushless motor cannot be started unless the stop position is a specific position, detent torque generating means for specifying the position of the magnetic pole of the magnet to be combined is required.
In the axial gap type slotless type, unless this detent torque is controlled, there is a problem that the holding force by the magnet becomes relatively large with respect to the starting torque and it is difficult to start unless the starting voltage is raised. Furthermore, if there is a Hall sensor on this detent torque generating member, it is better to stop so that the magnetic pole of this magnet comes to this part, but if it stops so that the neutral part comes, there will be no sensor output and it will be impossible to start Become.
When the air gap between the magnet and the detent torque generating member is reduced, the effective magnetic flux density in the air gap increases, and the neutral part in addition to the center of the magnetic pole is affected by the adjacent N and S poles to generate detent torque. It tends to stop on the member.
In addition, it is desirable that such a stator is integrally molded with resin so that each member can serve as a skeleton so that it can withstand impacts such as dropping, and the axial gap type armature coil has a gap loss. Is molded so that the air gap surface is exposed.
一方、コアレス型ロータとして構成する電機子も、印刷配線板からなるコミュテータに載置して樹脂で一体成形するものであるが、これも薄型化には、空隙磁束密度のロスを避けるために電機子コイルの一面は露出されるようになっている。 On the other hand, the armature configured as a coreless rotor is also placed on a commutator made of a printed wiring board and integrally molded with resin. One surface of the child coil is exposed.
このような電機子としては、ロータやステータいずれにもかかわらず、電機子コイル自体も小型になるので、巻始め端末は該コイルの内径では結線させることが困難であってコイル辺と鎖交するように印刷配線板の間から導出せざるを得ない。
電機子コイルの一面を露出させるように射出金型で押さえる場合、巻始め端末がコイル辺に押し潰され、ショート、断線などの問題が発生する。
As such an armature, the armature coil itself becomes small regardless of the rotor or the stator. Therefore, it is difficult to connect the winding start terminal at the inner diameter of the coil, and the coil end is linked to the coil side. Thus, it must be derived from between the printed wiring boards.
When pressing with an injection mold so that one surface of the armature coil is exposed, the winding start terminal is crushed by the coil side, and problems such as short circuit and disconnection occur.
このようなコイル端末のショート、断線などの問題を防ぐ手段として、ロータでは、空心コイルを載置した金属製のフレームの該コイル辺の下方に設けた凹所に端末を通して該金属フレームに接続されたものがある。(特許文献5参照)
しかしながら、このものは、樹脂で成型するものでなく金属フレームがあるので薄型化は期待できない。
However, this product is not molded with resin and has a metal frame, so it cannot be expected to be thin.
また、このような振動モータは携帯電話機等の移動体通信装置に搭載される場合、サイズが極限まで薄く小型化が要求され、偏心ロータを構成する軸も0.6mm以下のものが採用せざるを得ないようになっているので、耐衝撃性に十分配慮しなくてはならない。
また、薄型化を実現するために軸方向空隙型ブラシレスではコアレススロットレス型にする必要があるが、マグネットの磁力をコントロールしないと、ステータ側に吸着するロスが大きく、起動が困難である。特に直径が10mm程度まで追い込まれるようになると、起動トルクが少なくなり、偏心ウエイトを配した偏心ロータでは、軸方向を水平にした場合、ウエイトの重量を引き上げるトルクを含んだものを最小起動トルクとして考慮する必要がある。
Further, when such a vibration motor is mounted on a mobile communication device such as a cellular phone, the size is extremely thin and the size reduction is required, and the shaft constituting the eccentric rotor must be 0.6 mm or less. Therefore, it is necessary to give sufficient consideration to impact resistance.
Further, in order to realize a reduction in thickness, the axial gap type brushless needs to be a coreless slotless type. However, unless the magnetic force of the magnet is controlled, a loss that is attracted to the stator side is large and startup is difficult. In particular, when the diameter is driven to about 10 mm, the starting torque decreases, and in an eccentric rotor with an eccentric weight, the minimum starting torque includes the torque that increases the weight of the weight when the axial direction is horizontal. It is necessary to consider.
また、このようなステータは、落下などの衝撃に耐えられるように、各部材が骨幹の役目を果たすことを狙って樹脂で一体モールドするのが望ましい。軸方向空隙型電機子コイルは、空隙ロスを最小限まで追い込む必要上、空隙面が露出するようにモールドされる。 Further, it is desirable that such a stator is integrally molded with a resin so that each member can serve as a skeleton so that it can withstand an impact such as dropping. The axial gap-type armature coil is molded so that the gap surface is exposed in order to minimize gap loss.
一方、コアレス型ロータとして構成する電機子も、印刷配線板からなるコミュテータに載置して樹脂で一体成形するものであるが、これも薄型化には、空隙磁束密度のロスを避けるために電機子コイルの一面は露出されるようになっている。 On the other hand, the armature configured as a coreless rotor is also placed on a commutator made of a printed wiring board and integrally molded with resin. One surface of the child coil is exposed.
このような電機子としては、ロータやステータいずれにもかかわらず、電機子コイル自体も小型になるので、巻始め端末は該コイルの内径では結線させることが困難であって該コイル辺と鎖交するように印刷配線板の間から導出せざるを得ない。
電機子コイルの一面を露出させるように射出金型で押さえる場合、巻始め端末がコイル辺に押し潰され、ショート、断線などの問題が発生する。
この発明の目的は、電機子コイルの巻始め端末を処理するに当たって、簡単な構成でショート、断線などの問題がでないようにし、強度のよいステータ、ロータが得られるようにしてこれらの電機子を組みあわせて軸方向空隙型モータの構成として極めて薄型なものを実現させるものである。
In such an armature, the armature coil itself is small regardless of the rotor or the stator. Therefore, it is difficult to connect the winding start terminal at the inner diameter of the coil, and the coil side is linked to the coil side. As such, it must be led out from between the printed wiring boards.
When pressing with an injection mold so that one surface of the armature coil is exposed, the winding start terminal is crushed by the coil side, and problems such as short circuit and disconnection occur.
The object of the present invention is to prevent problems such as short-circuiting and disconnection with a simple configuration when processing the winding start terminal of the armature coil, and to obtain a strong stator and rotor so that these armatures can be obtained. In combination, it realizes an extremely thin configuration of the axial gap motor.
上記課題を解決するには、請求項1に示すように、複数個の軸方向空隙型空心電機子コイルと、
第1の面に平面視で前記軸方向空隙型空心電機子コイル面の少なくとも一部を載置する領域があり、この領域に前記軸方向空隙型空心電機子コイルが載置された印刷配線板とが備えられ、さらにこの印刷配線板には前記第1の面に端末結線ランドが形成されると共に前記軸方向空隙型空心電機子コイルの辺の一部を横断するように端末導出用貫通部が設けられたもので、前記軸方向空隙型空心電機子コイルの内径側の巻始め端末が前記端末導出用貫通部を通り、再度前記第1の面側に導出されて前記端末結線ランドに接続され、
前記軸方向空隙型電機子コイルの一面が露出されるように樹脂で前記印刷配線板と共に一体化されたもので達成できる。
具体的には、請求項2に示す発明のように、前記印刷配線板はフレキシブル基板からなるステータベース(3)として形成されたもので、前記端末導出用貫通部は透孔(1h)で形成され、1個のホールセンサ(H)の出力で駆動される駆動回路部材(D)が載置されてヨークブラケット(1)に添設されたものでブラシレスモータに使用されることを特徴とするのがよい。
別の具体的な手段は、請求項3に示す発明のように、前記ヨークブラケット(1)は0.2mm以下の厚みがある磁性ステンレスで形成され、中心に設けられた軸支承部(1a)と、この軸支承部から一体に半径方向に突き出された複数個の支部(1b)と、これらの支部の先端が一体に閉じられたリング状の保持部(1c)とが形成され、前記支部は少なくとも一部が平面視で組みあわせるマグネットの磁極開角の整数倍となっていて駆動回路部材を構成するホールセンサの少なくとの一部が前記支部に平面視で重畳しているものがよい。
このようなモータ用電機子を用いてブラシレスモータにするには、請求項4に示す発明のように、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のモータ用電機子と、空隙を介して前記電機子に軸方向空隙を介して望ませたロータであって、このロータは複数個の磁極を有する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、前マグネットの磁界を受ける薄いヨーク板とが備えられ、この薄いヨーク板は前記マグネットのリターンパスとなる平坦部と、軸支承する内径部があり、このロータを覆うカバーが備えられたものでブラシレス型を特徴とするもので達成できる。
In order to solve the above problem, as shown in
First the surface in plan view has an area for mounting at least a portion of the axial air gap-type air-core armature coil plane, printed circuit board, wherein the axial gap-type air-core armature coil in this region is placed Doo is provided further terminal lead through-section transverse to the portion of the sides of the axial gap-type air-core armature coils with in this printed wiring board wherein the first surface to the terminal connection lands are formed in which is provided, through the winding start terminal is the terminal derivation through portion of the inner diameter side of the axial air gap-type air-core armature coils, connected to the terminal connection lands are again guided to the first surface And
Can be achieved in that one side of the axial air gap-type armature coil is integrally together with the printed wiring board with the resin to be exposed.
Specifically, as in the invention described in
As another specific means, as in the invention shown in
In order to make a brushless motor using such a motor armature, the motor armature according to any one of
一方、電機子としてコアレスロータにするには請求項5に示すように、前記印刷配線板(11,111)は端末導出用貫通部(55a、55b、11a、111a)の少なくとも一部が前記軸方向空隙型電機子コイル(55A、55B、555)の内径にかかり、第2の面で回転中心と同心に複数個の整流子セグメントからなる整流子(SC)が配され、前記端末結線ランド(11b、111b)は前記軸方向空隙型空心電機子コイルとオーバーラップしないように形成されたものでコアレス型モータに使用することを特徴とするもので達成できる。
このような電機子を振動モータに応用するには、請求項6に示すように、回転中心を介して前記軸方向空隙型空心電機子コイルの反対側に配されたもので軸方向抜け止め手段が設けられた比重15以上のタングステン合金製の偏心ウエイトとが、前記印刷配線板、前記軸方向空隙型空心電機子コイルと共に比重2以下の樹脂で一体化され、前記回転中心に1個の焼結含油軸受が備えられたもので達成できる。
そして、より薄型なモータにするには、請求項7に示すように、請求項5又は6に記載のモータ用電機子と、このモータ用電機子を格納するものでそれぞれ0.2mm以下の厚みがあるケースとブラケットからなるハウジングと、この電機子を支承する軸は少なくとも一端が前記ブラケットに固定されると共に、この軸の周囲で前記ブラケットに添設されたブラシベース(33)はフレキシブル基板で接着層を含めた厚みが0.18mm以下で構成され、さらに前記ブラケットにはマグネットが配される部分の一部を横切るように透孔(13a)が設けられ、この透孔を通って前記ブラシベースの一部がハウジング側方に給電電極として導出されたもので達成できる。
On the other hand, in order to make a coreless rotor as an armature, as shown in claim 5, the printed wiring board (11, 111) has at least a part of the terminal lead-out through portion (55a, 55b, 11a, 111a) as the shaft. A commutator (SC) comprising a plurality of commutator segments is arranged on the second surface and concentrically with the center of rotation on the inner diameter of the directional air gap type armature coil (55A, 55B, 555). 11b and 111b) are formed so as not to overlap with the axial gap type air-core armature coil and can be achieved by being used for a coreless type motor .
In order to apply such an armature to a vibration motor, as shown in claim 6, it is disposed on the opposite side of the axial gap type air-core armature coil via a rotation center, and is used as an axial retaining means. and the eccentric weight of the specific gravity of more than 15 made of tungsten alloy is provided, the printed wiring board, the shaft is integral with a direction gap type coreless
In order to make the motor thinner, as shown in
請求項1の発明によれば、空心電機子コイルは内径が小なるものでも、端末導出用貫通部によって端末の処理が押しつぶし断線やショートなどの問題がなく容易にでき、印刷配線板を含めて樹脂で一体化することによって強度よく構成できる。
請求項2、3の発明によれば、薄型ブラシレス型モータに使用する電機子ステータとして好適なものとなる。
請求項4の発明によれば、組みあわせるロ−タによって軸固定型、軸回転型ともなる薄型ブラシレスモータが容易に得られる。
請求項5発明によれば、通常回転型のコアレス型電機子に応用できる。
請求項6発明によれば、印刷配線板が小さくできるので、連結取り数が多くなり、コスト的に有利なコアレス型モータに使用して好適なものとなる。
請求項7発明によれば、ブラシベースをハウジング側方に導出させるに当たってブラシベースの厚みが無視できることになり、極めて薄い軸方向空隙型コアレスモータが得られる。
According to the first aspect of the present invention, even if the air-core armature coil has a small inner diameter, the terminal lead-out penetrating portion can easily process the terminal without problems such as crushing disconnection or short-circuiting, and includes the printed wiring board. Therefore strength be integrated with the resin may be configured.
According to the second and third aspects of the invention, the armature stator is suitable for use in a thin brushless motor.
According to the invention of
According to the fifth aspect of the invention, the present invention can be applied to a normal rotation type coreless armature.
According to the sixth aspect of the present invention, since the printed wiring board can be made small, the number of connection increases, which is suitable for use in a coreless motor that is advantageous in terms of cost .
According to the seventh aspect of the present invention, the thickness of the brush base can be ignored when the brush base is led out to the side of the housing, and an extremely thin axial gap type coreless motor can be obtained.
樹脂成形する電機子であって印刷配線板に載置された軸方向空隙型空心電機子コイルの巻き始め端末に処理に当たって、貫通部を利用して断線、ショートなどの問題が出ないようにした。 A resin-molded armature, which is used to process the winding end of an axial gap type air-core armature coil placed on a printed wiring board, uses the penetration part to prevent problems such as disconnection and short circuit. .
図1は、本発明のモータ用電機子であるステータを使用したブラスレスモータのステータ側を示す平面図である。(実施例1)
図2は図1のステータを格納した軸固定型の軸方向空隙型1ホールセンサ式コアレススロットレス方式ブラシレスモータの縦断面図である。
図3は、本発明のモータ用電機子であるロータを使用したコアレスモータのロータ側を示す平面図である。(実施例2)
図4は図3のロータを格納した軸回転型の軸方向空隙型コアレス振動モータの縦断面図である。
図5は通常回転型軸方向空隙型コアレスモータに応用した電機子の平面図である。(実施例3)
FIG. 1 is a plan view showing a stator side of a brassless motor using a stator which is a motor armature of the present invention. (Example 1)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a shaft-fixed axial gap type 1-hole sensor type coreless slotless brushless motor storing the stator of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a rotor side of a coreless motor using a rotor which is a motor armature of the present invention. (Example 2)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a shaft rotation type axial gap type coreless vibration motor storing the rotor of FIG.
FIG. 5 is a plan view of an armature applied to a normal rotary axial gap type coreless motor. Example 3
図1、図2において、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0.1mm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があり、この軸支承部1aから一体に半径方向に約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体からなるディテントトルク発生する機能を果たす支部1b、この支部から1bからさらに半径方向に延在されたもので、前記支部の先端を閉じるリング状の保持部1cを有し、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支部1bの間は非磁性の空所1eを構成している。図中、1fは前記保持部1cからさらに外方に突き出された取り付け用脚部で機器側の印刷配線板などに直接リフロー半田できるように配慮してある。
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〜0.6mm程度の細手の軸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ステータベース3が載置される。ここで圧入だけで強度が確保できない場合は、外側からレーザ溶接Yするのがよい。
前記ステータベース3には、内径の小さな2個の巻線型空心電機子コイル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ている。この軸方向空隙型空心電機子コイルの巻き始め端末は、それぞれ、コイル辺を横切って導出されるため、この端末導出用として貫通部として細長い透孔1hが設けられ、この透孔を通って前記印刷配線板1に設けられた端末結線ランドに半田接続されている。
これらの巻線型空心電機子コイル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前記ステータベースに配置される。
ここで、ホールセンサHは平面視で一部が前記支部1b上に来るように、駆動回路部材Dは、平面視で空所1eの位置になるようにそれぞれ配される。
ディテントトルク発生部材として支部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、マグネットの磁力によって停止させておくに当たって全姿勢で最小の起動トルクが得られるように設定されるのがよい。
これらの各ステータ部材からなるステータは、空心電機子コイル等が平面視重畳してないことになるので薄型に構成できる。
ここで前記ステータベース3の駆動回路部材の載置される位置はデイテントトルク発生部材である支部1bでなく空所1eに設定することによって、フレキシブル印刷配線板からなるステータベース3はこの空所1eに撓んで入り込むので、この部分のステータベース3の厚みが無視できる。
このように構成したヨークブラケット1は他のステータ各部材と含めて樹脂4で前記空心電機子コイルの表面が露出されるように一体成形される。したがって、ヨークブラケット1が薄手のものであっても、前記一体化された各部材が骨幹となり、その相互作用によって強度が補強され、ステータとして全体の補強ができる。
前記透孔1hによって前記空心電機コイルの端末はフレキシブルべースの厚み内に格納して再度導出されるので、射出成形金型から保護されることになる。
すなわち、このようにすると、射出金型の押圧によるコイルの巻き始め端末とコイル辺とのショート、断線などが防止できる。
1 and 2, the
On the upper surface of the
On the
Between these winding type air-
Here, the Hall sensor H is arranged so that a part of the Hall sensor H is on the
The positional relationship between the
The stator composed of each of these stator members can be made thin because the air-core armature coil or the like does not overlap in plan view.
Here, the position where the drive circuit member of the
The
The terminal of the air-core electric coil is stored in the thickness of the flexible base and led out again by the through-
That is, in this way, it is possible to prevent a short circuit, disconnection, or the like between the coil winding start terminal and the coil side due to the pressing of the injection mold.
このようなヨークブラケットと組みあわせるロータは、図2に示すように偏心ロータRで構成されており、この偏心ロータRを構成する一部材である薄いヨーク板6には、希土類磁石粉末をポリアミド樹脂に一体化した軸方向空隙型樹脂製マグネット8が接着される。この薄いヨーク板6は、前記軸方向空隙型樹脂製マグネット8の磁界を受ける平坦部6hとこの平坦部6hに一体の外径側垂下部6aと内径側垂下部6bを有し、前記軸方向空隙型樹脂製マグネット8を囲うようになっているので、このマグネット8は強い接着力を得ている
弧状の偏心ウエイト9を固着する外径側垂下部6aには、2個の舌片6cが前記外径側垂下部6aに一体に水平に法線方向外方に突き出されると共に、フランジ6dが前記内径側垂下部6bから水平に内方に突き出され、前記舌片6cに前記凹所9aをはめ込んで偏心ウエイト9を配着し、前記金属部材としての内径側フランジ6dに鍔付き焼結含油軸受7をカシメL2によって取り付けたものである。
このようにすれば、弧状の偏心ウエイト9を凹所9aと前記舌片6cをろう付あるいは接着で固定し、前記マグネットは接着あるいは希土類焼結性の金属マグネットの場合は前記舌片6cに2スポット溶接等で取り付けることによって偏心ロータRとして容易に構成できる。
The rotor combined with such a yoke bracket is composed of an eccentric rotor R as shown in FIG. 2, and a rare earth magnet powder is made of polyamide resin on a thin yoke plate 6 which is a member constituting the eccentric rotor R. An axial gap
In this way, the arc-shaped
前記ヨークブラケット1の中央の軸支承部に圧入してレーザ溶接Yされた軸2に、前記偏心ロータRを回転自在に装着するのであるが、格納するに当たっては、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軸装着孔10aにスラストワッシャS2を介してはめ込まれる。ここで、この軸装着孔10aは先端が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衝撃時の変形予防のために前記カバー部材10にレーザスポット溶接Yされると共に、カバー部材10の開口縁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Yで組み付けられる。
したがって、このように溶接によってモノコック構造に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。
ステータベース3上に設けた巻線型空心電機子コイル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。
カバー部材10は非磁性オーステナイト系ステンレスにすれば、断熱効果があるので、リフローに耐えられる。
The eccentric rotor R is rotatably mounted on the
Therefore, since the monocoque structure is assembled by welding as described above, sufficient strength can be obtained even if a thin member is used.
By storing a stator made up of wound type air-core armature coils 5A, 5B, a hall sensor H, a drive circuit member D, and the like provided on the
If the cover member 10 is made of nonmagnetic austenitic stainless steel, it has a heat insulating effect and can withstand reflow.
図3、図4は、モータ用電機子の構成としてロータに応用したものとそのモータ構成を示すもので、印刷配線板11は、第1面側で軸方向空隙型電機子コイルの載置領域が少し小さく、すなわち、外径の一部が軸方向空隙型電機子コイル55A、55Bの内径にかかるようになっており、端末導出用貫通部55a、55bとして前記印刷配線板11の外径の一部を利用したもので、前記軸方向空隙型電機子コイル55A、55Bの配置は、170度の開角で偏心してこの第1面側に載置される。印刷配線板11は、回転中心に軸挿通孔11aが設けられると共に、第2の面で前記軸挿通孔の周囲に複数個の整流子セグメントからなる整流子SCが形成され、端末結線ランド11bは前記空心電機子コイル55A,55Bとオーバーラップしないように狭い方の170度側に形成される。前記軸方向空隙型電機子コイルの巻き始め端末が前記貫通部を通って第2面側に導出され、前記印刷配線板11の外径を介して再度第1面側の前記端末結線ランドに半田接続される。
前記印刷配線板11は、回転中心を介して前記空心電機子コイル反対側の広い方が欠除されていて非円形の蝶型となっており、この欠除された部分に比重15以上で軸方向抜け止め手段として第1、第2の段部9a、9bが設けられたタングステン合金製の偏心ウエイト99が配され、前記印刷配線板、軸方向空心電機子コイルと共に比重2以下の樹脂44で一体化されたもので、前記回転中心に1個の焼結含油軸受77が備えられたものである。
このようにすると、貫通部によって空心電機子コイル55A、55Bの巻き始め端末は、射出金型から保護されるので、断線、ショートの問題が回避できる。
このようにしたロータR1は、前記焼結含油軸受77を介してブラケット13に基端が圧入固着された軸22に回転自在に装着されてケース12に格納される。
このような偏心したロータR1は前記ブラケット13に配された軸方向空隙型マグネット88によって界磁され、このマグネットの内径部でブラシベース33に配された一対のブラシB、Bによって整流子SCを介して電力を受けるようになっている。
前記ブラケットは、前記マグネット88が載置された部分に透孔13aが設けられ、前記ブラシベースの一部がこの透孔を通って側方に給電電極として導出される。
この透孔によってブラシベースの厚みが無視できる。
3 and 4 show a motor armature configuration applied to a rotor and its motor configuration. The printed
The printed
If it does in this way, since the winding start terminal of air-
The rotor R1 thus configured is rotatably mounted on the
Such eccentric rotor R1 is field by the axial air gap-type magnet 88 disposed in the
The bracket is provided with a through
The thickness of the brush base can be ignored by this through hole.
図5は、通常回転型に応用したもので、すなわち、空心電機子コイル555は3個等分に印刷配線板111の第1面に載置される。この印刷配線板111は外径の一部が前記空心電機子コイル555の内径の部分まで後退していてここに貫通部111aが設けられる。空心電機子コイル端末結線ランド111bは、前記貫通部111aからほぼ切線方向に延ばされ、前記空心電機子コイル555間に設けられる。したがって、この印刷配線板の形状は平面視で略3角形になっている。前記空心電機子コイル555の巻き始め端末Sは、貫通部111aを通って裏側に引き出され、再度第1面側で前記各空心電機子コイル端末結線ランド111bに半田接続される。
ここではデルタ結線の場合を示し、隣の空心電機子コイルの巻き終わり端末Fもここに配線される。
その後、これらは一体に樹脂で成形される。
このようにしても、貫通部によって空心電機子コイル555の巻き始め端末は、射出金型から保護されるので、断線、ショートの問題が回避できる。
FIG. 5 shows an application to the normal rotation type, that is, the air-
Here, the case of delta connection is shown, and the winding end terminal F of the adjacent air-core armature coil is also wired here.
Then, these are integrally molded with resin.
Even if it does in this way, since the winding start terminal of the air-
この発明によるモータ用電機子は、上述のようにステータ、ロータに構成して強度を損なうことなく薄型にできるので、軸方向空隙型ブラシレス、コアレス振動モータに採用して極めて薄く構成できるようになり、移動体通信装置のような携帯機器に無音報知手段として産業上有意義な技術手段として奏するものである。
また、モータ用電機子としては振動モータ用だけに限定しなくてもよい。すなわち、軸回転型であれば出力軸を有するスピンドルモータにも、また、出力軸にフアンを取り付けて冷却用フアンモータにも展開できる。
なお、前記の実施例では軸方向空隙型マグネットを樹脂製で説明したが、希土類焼結型であってもよく、磁極の数は4極、2極でも組みあわせる軸方向空心電機子コイルに合わせて対応でき、コイルについてもその都度ステータ部材である前記ヨークブラケットやロータは組みあわせるマグネットの磁極に合わせて設定できる。
As described above, the motor armature according to the present invention can be formed into a stator and a rotor so as to be thin without sacrificing strength. Therefore, the motor armature can be employed in an axial gap type brushless or coreless vibration motor and can be formed extremely thin. This is an industrially significant technical means as a silent notification means for portable devices such as mobile communication devices.
The motor armature need not be limited to a vibration motor. That is, if it is a shaft rotation type, it can be developed in a spindle motor having an output shaft, or in a cooling fan motor with a fan attached to the output shaft.
In the above embodiment, the axial gap type magnet is made of resin. However, it may be a rare earth sintered type, and the number of magnetic poles is 4 poles or 2 poles. The yoke bracket and the rotor, which are the stator members, can be set in accordance with the magnetic poles of the magnets to be combined.
1 ヨークブラケット
10 カバー部材
11、111 印刷配線板
12 ケース
13 ブラケット
2、22 軸
3 ステータベース
33 ブラシベース
4、44 樹脂
5A、5B、55A、55B、555 軸方向空隙型空心電機子コイル
6 ヨーク板
R、R1 偏心ロータ
H ホールセンサ
D 駆動回路部材
7、77 焼結含油軸受
8、88 軸方向空隙型マグネット
9、99 偏心ウエイト
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1の面に平面視で前記軸方向空隙型空心電機子コイル面の少なくとも一部を載置する領域があり、この領域に前記軸方向空隙型空心電機子コイルが載置された印刷配線板とが備えられ、さらにこの印刷配線板には前記第1の面に端末結線ランドが形成されると共に前記軸方向空隙型空心電機子コイルの辺の一部を横断するように端末導出用貫通部が設けられたもので、前記軸方向空隙型空心電機子コイルの内径側の巻始め端末が前記端末導出用貫通部を通り、再度前記第1の面側に導出されて前記端末結線ランドに接続され、
前記軸方向空隙型電機子コイルの一面が露出されるように樹脂で前記印刷配線板と共に一体化されたモータ用電機子。 A plurality of axial gap air-core armature coils;
First the surface in plan view has an area for mounting at least a portion of the axial air gap-type air-core armature coil plane, printed circuit board, wherein the axial gap-type air-core armature coil in this region is placed Doo is provided further terminal lead through-section transverse to the portion of the sides of the axial gap-type air-core armature coils with in this printed wiring board wherein the first surface to the terminal connection lands are formed in which is provided, through the winding start terminal is the terminal derivation through portion of the inner diameter side of the axial air gap-type air-core armature coils, connected to the terminal connection lands are again guided to the first surface And
The axial air gap-type armature integrated with been armature motor together with the printed circuit board with a resin as a surface of the coil is exposed.
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