JP5606078B2 - motor - Google Patents
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Description
本発明は、面対向型のモータに関する。 The present invention relates to a surface facing motor.
特許文献1には、回転軸周りの周方向で磁極が変化する磁石を備えるロータと、回転軸周りの周方向に駆動コイルが複数配置されたステータと、を備えるモータであって、磁石と駆動コイルとが、回転軸の軸方向で対向配置されたモータが開示されている。
このモータでは、モータの軸方向の厚みを薄くするために、ロータの回転角度を検出するための検出素子が、ステータにおいて、回転軸周りの周方向で駆動コイルに隣接して設けられている。すなわち、駆動コイルを周方向の一部のみに形成することで駆動コイルの形成されていない箇所を設け、ここに検出素子を配設させている。
そのため、このモータでは、回転軸周りの周方向の全周に亘って駆動コイルが設けられておらず、回転軸周りの周方向の全周に亘って駆動コイルが設けられているモータに比べて、モータの性能が低下してしまう。
In this motor, in order to reduce the thickness of the motor in the axial direction, a detection element for detecting the rotation angle of the rotor is provided in the stator adjacent to the drive coil in the circumferential direction around the rotation axis. That is, by forming the drive coil only in a part in the circumferential direction, a portion where the drive coil is not formed is provided, and the detection element is disposed here.
Therefore, in this motor, a drive coil is not provided over the entire circumference in the circumferential direction around the rotation axis, but compared with a motor in which a drive coil is provided over the entire circumference in the circumferential direction around the rotation axis. The performance of the motor will be reduced.
そこで、モータの性能を低下させることなく、モータを薄型化することが求められている。 Therefore, it is required to make the motor thinner without reducing the performance of the motor.
駆動コイルが取り付けられたステータと、磁石が取り付けられたロータと、ロータとステータとを収容する本体ケースと、を備え、本体ケース内において、磁石と駆動コイルとが、ロータの回転軸方向で対向配置されたモータにおいて、
本体ケースは、有底筒状体のケース部材と、ケース部材の開口を塞ぐ壁部としてのカバー部材と、を備えていると共に、本体ケースの内部にはフレキシブルプリント基板が取り付けられており、
フレキシブルプリント基板のケース部材側の面には、駆動コイルを有するプリントコイルが設けられて、磁石と対向するように駆動コイルが配置されていると共に、フレキシブルプリント基板とプリントコイルとが、ケース部材とカバー部材とにより挟み込まれており、
フレキシブルプリント基板のカバー部材側の面にはロータの回転角度を検出するセンサが設けられており、
センサの収容部を、カバー部材の内壁から凹んだ凹部または貫通孔として構成して、センサをカバー部材の回転軸方向の厚み内に収容し、
ロータの出力軸を回転可能に支持する筒状部材を本体ケースに取り付けるとともに、筒状部材には、本体ケース内において径方向外側に延出するフランジ部を設け、
該フランジ部のカバー部材側の面には、プリントコイルが当接すると共に、フランジ部のケース部材側の面には、磁石を取り付けたロータホルダの中央部に設けたボス凸部がポリスライダを介して当接することによって、ロータに取り付けた磁石の軸方向の位置とフレキシブルプリント基板に配置したプリントコイルの軸方向の位置とが決められている構成とした。
A stator having a drive coil attached thereto, a rotor having a magnet attached thereto, and a main body case that accommodates the rotor and the stator, wherein the magnet and the drive coil face each other in the direction of the rotation axis of the rotor. In the arranged motor,
The main body case includes a case member with a bottomed cylindrical body, and a cover member as a wall portion that closes the opening of the case member, and a flexible printed circuit board is attached to the inside of the main body case .
A printed coil having a drive coil is provided on the surface of the flexible printed circuit board on the case member side , the drive coil is disposed so as to face the magnet, and the flexible printed circuit board and the printed coil are connected to the case member. It is sandwiched by the cover member,
A sensor for detecting the rotation angle of the rotor is provided on the surface of the flexible printed circuit board on the cover member side ,
The sensor accommodating portion is configured as a recess or a through hole recessed from the inner wall of the cover member , and the sensor is accommodated within the thickness in the rotation axis direction of the cover member ,
A cylindrical member that rotatably supports the output shaft of the rotor is attached to the main body case, and the cylindrical member is provided with a flange portion that extends radially outward in the main body case,
A printed coil abuts against the surface of the flange portion on the cover member side, and a boss convex portion provided at the center portion of the rotor holder with a magnet attached to the surface of the flange portion on the case member side via a poly slider. By the contact, the axial position of the magnet attached to the rotor and the axial position of the printed coil arranged on the flexible printed circuit board are determined.
このように構成すると、フレキシブルプリント基板に形成した配線パターンを、センサ用に利用できるので、配線の簡略化が可能となる。
さらに、ロータの回転角度を検出するセンサを、駆動コイルを有するプリントコイルと磁石との間に設けずに済むので、回転軸方向における磁石とプリントコイルとの離間距離を短くして、磁石とプリントコイルとを近づけることができる。よって、これらが近づいた分だけ、モータの性能が向上する。
If comprised in this way, since the wiring pattern formed in the flexible printed circuit board can be utilized for sensors, wiring can be simplified.
Furthermore, since it is not necessary to provide a sensor for detecting the rotation angle of the rotor between the print coil having the drive coil and the magnet, the distance between the magnet and the print coil in the rotation axis direction is shortened, and the magnet and the print The coil can be brought closer. Therefore, the performance of the motor is improved by the amount that these approaches.
また、センサの収容部を、本体ケースのカバー部材の内壁から凹んだ凹部または貫通孔として構成して、センサをカバー部材の回転軸方向の厚み内に収容しているので、ステータの駆動コイルを有するプリントコイルを、ロータの回転軸の周方向の全周に亘って設けることができるので、センサと駆動コイルとが回転軸周りの周方向で隣接して設けられているモータに比べて、モータの性能が向上する。
また、本体ケースのカバー部材の厚みを利用してセンサを配置することができるので、本体ケースのカバー部材の厚み内に収容されるセンサの厚み分だけ、モータの回転軸方向の厚みを薄くできる。
Further, the housing portion of the sensor, and configured as a recess or a through hole recessed from the inner wall of the cover member of the main case, since the housing the sensor in the thickness direction of the rotation axis of the cover member, the driving coil of the stator Since the printed coil can be provided over the entire circumference in the circumferential direction of the rotation axis of the rotor, the motor and the drive coil are compared with the motor provided adjacent in the circumferential direction around the rotation axis. Improved performance.
Further, since the sensor can be arranged using the thickness of the cover member of the main body case, the thickness in the direction of the rotation axis of the motor can be reduced by the thickness of the sensor accommodated within the thickness of the cover member of the main body case. .
壁部としてのカバー部材は、回転軸方向に直交する方向に延びており、前記磁石と前記センサとが回転軸方向から見て重なるように配設されている構成とした。 The cover member as the wall portion extends in a direction orthogonal to the rotation axis direction, and is configured such that the magnet and the sensor are disposed so as to overlap each other when viewed from the rotation axis direction.
このように構成すると、磁石の着磁密度は、駆動コイルを有するプリントコイルとの対向する面側が大きいので、センサは着磁密度の大きい磁束を効率よく利用して、ロータの回転角度を検出できるようになり、センサの検出精度が向上する。 If comprised in this way, since the magnetization density of a magnet is large in the surface side which opposes the printed coil which has a drive coil , a sensor can detect the rotation angle of a rotor efficiently using a magnetic flux with large magnetization density. As a result, the detection accuracy of the sensor is improved.
収容部は、カバー部材をロータの回転軸方向に貫通した貫通孔として設けられており、本体ケースの外側に露出する貫通孔の開口を、ステータ側ヨークで塞いだ構成とした。 The accommodating portion is provided as a through hole penetrating the cover member in the rotation axis direction of the rotor, and the opening of the through hole exposed to the outside of the main body case is closed with a stator side yoke.
このように構成すると、本体ケースの外側に露出する収容部の開口を塞ぐための専用の部品を別途用意する必要がない。また、収容部に底部を設ける必要がないので、その分だけ壁部としてのカバー部材の回転軸方向の厚みを薄くできる。さらに収容部内への塵埃などの侵入を防止できる。 If comprised in this way, it is not necessary to prepare separately the components for exclusive use for plugging the opening of the accommodating part exposed to the outer side of a main body case. Moreover, since it is not necessary to provide a bottom part in an accommodating part, the thickness of the rotation direction of the cover member as a wall part can be made thin by that much. Furthermore, entry of dust and the like into the housing portion can be prevented.
プリントコイルは、配線パターンが形成された絶縁膜を複数重ねて形成される多層構造のプリントコイルである構成とした。 The printed coil is a multilayer printed coil formed by stacking a plurality of insulating films on which wiring patterns are formed.
駆動コイルを有するプリントコイルは、配線パターンが形成された絶縁膜を複数重ねて形成されるので、プリントコイルの駆動コイルは、回転軸周りの周方向に隙間無く配置されている。そのため、センサを配置するスペースが駆動コイルの周りに存在しない。本願のように、センサをカバー部材の厚み内に収容する構成とすることで、プリントコイルを採用したモータであっても、モータの薄型化が可能になる。 Print coil having a drive coil, the wiring pattern is formed by overlapping a plurality of formed insulating film, driving coils of the printed coil is disposed without any gap in the circumferential direction around the rotation axis. Therefore, there is no space around the drive coil for placing the sensor. By adopting a configuration in which the sensor is accommodated within the thickness of the cover member as in the present application, it is possible to reduce the thickness of the motor even in a motor employing a printed coil.
ロータの回転角度を検出するセンサの収容部を、本体ケースのカバー部材に設けて、センサを、カバー部材の回転軸方向の厚み内に収容した構成としたので、ステータのプリントコイルの駆動コイルを、ロータの回転軸の周方向の全周に亘って設けることができる。
よって、センサとプリントコイルの駆動コイルとが回転軸周りの周方向で隣接して設けられているモータに比べて、モータの性能が向上する。
また、本体ケースのカバー部材の厚みを利用してセンサを配置することができるので、本体ケースのカバー部材内に収容されるセンサの厚み分だけ、モータの回転軸方向の厚みを薄くできる。さらに、ロータの回転角度を検出するセンサを、プリントコイルの駆動コイルと磁石との間に設けずに済むので、回転軸方向における磁石と駆動コイルとの離間距離を短くして、磁石と駆動コイルとを近づけることができるので、これらが近づいた分だけ、モータの性能が向上する。
よって、モータの性能を低下させることなく、モータを薄型化することができる。
Since the housing portion of the sensor for detecting the rotation angle of the rotor is provided in the cover member of the main body case and the sensor is housed within the thickness in the rotation axis direction of the cover member , the drive coil of the stator print coil It can be provided over the entire circumference in the circumferential direction of the rotating shaft of the rotor.
Therefore, the performance of the motor is improved as compared with a motor in which the sensor and the drive coil of the printed coil are provided adjacent to each other in the circumferential direction around the rotation axis.
Further, since the sensor can be arranged using the thickness of the cover member of the main body case, the thickness in the direction of the rotation axis of the motor can be reduced by the thickness of the sensor housed in the cover member of the main body case. Further, since it is not necessary to provide a sensor for detecting the rotation angle of the rotor between the drive coil of the print coil and the magnet, the distance between the magnet and the drive coil in the rotation axis direction is shortened, and the magnet and the drive coil Therefore, the performance of the motor is improved as much as they approach.
Therefore, the motor can be reduced in thickness without degrading the performance of the motor.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
実施の形態にかかるモータ1は、エアコンや温風暖房装置などの吹き出し口に設けられて、送風方向を切り換えるルーバの駆動機構に採用されるモータであり、この駆動機構では、モータ1の回転を、回転伝達機構を介してルーバに伝達して、ルーバを一軸回りに回動させることで、送風方向を変更するようになっている。なお、回転伝達機構の詳細は、例えば特開2007−155128号公報に開示されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
A
以下、モータ1の構成を詳細に説明する。
図1は、モータ1の分解斜視図であり、図2は、モータ1の斜視図であり、図3の(a)は、図2のモータ1を面Aで切断した断面図であり、(b)は、(a)における符号Bで囲った部分を拡大して示す要部拡大図である。
Hereinafter, the configuration of the
1 is an exploded perspective view of the
図1および図2に示すように、モータ1の本体ケース2は、平面視において略矩形形状を有しており、有底筒形状のケース部材3と、ケース部材3の開口を塞ぐカバー部材4と、を備える。このモータ1では、出力軸51の軸心(回転中心軸)X周りに回転するロータ5が、カバー部材4で回転可能に支持されており、本体ケース2内では、ロータ5の磁石58と、ステータ6のプリントコイル61とが、軸心Xの軸方向で対向して配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3の(a)に示すように、カバー部材4の略中央には、カバー部材4を厚み方向に貫通する貫通孔41が設けられており、カバー部材4のケース部材3とは反対側の上面には、貫通孔41を囲む突出壁部42と、突出壁部42を囲む凹部43と、が設けられている。
As shown to (a) of FIG. 3, the through-
突出壁部42は、カバー部材4の上面4aよりも上方に突出しており、モータ1をルーバの駆動機構に組み込む際の位置決めに利用可能とされている。
The
凹部43は、平面視において有底円筒状を有しており、ステータ6側のヨークであるバックヨーク65の取り付け部を構成している。
The
バックヨーク65は、軸方向から見た平面視においてリング形状を有しており、全周に亘って均一な厚みで形成された板状部材である。
平面視において、バックヨーク65の中央には、バックヨーク65を厚み方向に貫通する貫通穴66が設けられており、バックヨーク65は、カバー部材4の突出壁部42を貫通穴66に軽圧入して、カバー部材4に取り付けられている。
The
In a plan view, a
実施の形態では、カバー部材4の凹部43の深さh1は、バックヨーク65の厚みとほぼ同じとされ、凹部43の外径D3は、バックヨーク65の外径D2よりも大きい径とされている。そのため、バックヨーク65は、凹部43内に完全に収容されるようになっており、側面視においてバックヨーク65の上面65aとカバー部材4の上面4aとは、略面一になっている。また、バックヨーク65は、後述するように磁石58に吸引されるため、軽圧入程度の固定でも実用レベルとして十分である。そのためバックヨーク65を、接着剤を用いて凹部内に固定する必要がない。
In the embodiment, the depth h1 of the
凹部43内には、ホール素子85を収容する素子収容部44、45が、カバー部材4を厚み方向に貫通して、2カ所設けられており、これら素子収容部44と素子収容部45は、軸心Xを挟んでほぼ対称となる位置に設けられている。
実施の形態では、ホール素子85は、後記するフレキシブルプリント基板8において、軸心X(開口81)周りに3つ設けられており、3つのホール素子85のうちのふたつは、軸心X周りの周方向で互いに近接して配置されている。
そのため、素子収容部44、45のうちの一方の素子収容部44は、軸心X周りの周方向の長さが、他方の素子収容部45よりも長くなっており、互いに近接して配置されたホール素子85の両方が収容されるようになっている。
In the
In the embodiment, three
Therefore, one of the
また、図3の(a)に示すように、素子収容部44と素子収容部45は、バックヨーク65の外周縁65bよりも軸心X側(径方向内側)に位置しており、バックヨーク65の外周縁65bは、全周に亘って凹部43の底面43aで支持されるようになっている。
そのため、本体ケース2の凹部43内で露出する素子収容部44、45の開口が、バックヨーク65で塞がれて、素子収容部44、45内への異物の進入が防止されている。
Further, as shown in FIG. 3A, the
Therefore, the openings of the
凹部43の底面43aは、軸心Xに直交する平坦面とされており、バックヨーク65のケース部材3側の面65cは、素子収容部44、45を塞ぐ部分を除いた全面が、底面43aに当接している。
ここで、バックヨーク65は、鉄などの軟磁性材料から形成されているので、バックヨーク65には、磁石58の吸着力により、磁石58側に引っ張る力が作用している。
実施の形態では、バックヨーク65のケース部材3側の面(磁石58側の面)がほぼ全面に亘って底面43aに接しており、バックヨーク65に磁石58による吸着力が作用しても、バックヨーク65の一部に、磁石58側に引っ張る力(応力)が集中して、バックヨーク65が変形することが防止されるようになっている。そのため、バックヨーク65は、必要最小限の厚さに形成することができる。
The
Here, since the
In the embodiment, the surface of the
また、底面43aでバックヨーク65の磁石58側の面65cを支持しているので、従来のモータのように、バックヨーク65の磁石58側への移動を防止するための支持構造を別途設けずに、バックヨーク65の磁石58側への移動を阻止できるようになっている。
Further, since the
図3の(a)に示すように、カバー部材4のケース部材3側の下面4bには、貫通孔41を囲む周壁部46が設けられている。周壁部46は、反対側の突出壁部42よりも小さい径で形成されており、その外周側がフレキシブルプリント基板8とプリントコイル61の内孔(開口81、開口62)に係合してカバー部材4への取り付けと位置決めに用いられている。
As shown to (a) of FIG. 3, the surrounding
カバー部材4の貫通孔41には、出力軸51を回転可能に支持する筒状部材7が、ケース部材3側から圧入されている。筒状部材7は、真鍮から構成されており、圧入によりカバー部材4に回り止めされた状態で固定されている。
A
図3の(b)に示すように、筒状部材7のケース部材3側の一端には、径方向外側に延出するフランジ部71が設けられており、フランジ部71は、出力軸51の軸心X周りの周方向で、全周に亘って均一な厚みW1、かつ同じ延出長さで形成されている。
実施の形態では、フランジ部71の上面71aは、プリントコイル61のケース部材3側の下面61bに当接しており、フランジ部71とカバー部材4との間に、プリントコイル61とフレキシブルプリント基板8を挟み込んだ状態で、プリントコイル61を支持している。
As shown in FIG. 3B, a
In the embodiment, the
筒状部材7には、ロータ5の出力軸51が、ケース部材3側から貫通して設けられており、筒状部材7において出力軸51は、軸心X周りに回転可能に支持されている。
ロータ5は、出力軸51と、ロータホルダ52と、ヨーク56と、磁石58と、を備えており、出力軸51の本体ケース2内に位置する先端51a側は、ロータホルダ52のボス凸部53に圧入して、出力軸51とロータホルダ52とが、軸心X周りに一体回転可能となっている。
出力軸51の軸心X上であって、ケース部材3の底部31の略中央部には、半円球形状の当接部32がカバー部材4側に膨出して設けられており、筒状部材7で支持された出力軸51のケース部材3側への移動範囲が、この当接部32により規定されている。
The
The
On the axis X of the
ここで、実施の形態にかかるモータ1では、ロータ5(出力軸51)の通常の回転時には、ロータ5は、プリントコイル61と磁石58とによる吸着力でプリントコイル61側に引き寄せられており、出力軸51の先端51aと、当接部32とは互いに当接しない。すなわち、モータ1の通常の回転時には、当接部32は利用されない。
しかし、例えばロータ5をケース部材3側に移動させようとする負荷(力)が作用した場合には、出力軸51の先端51aと、当接部32とが互いに当接して、ロータホルダ52のケース部材3側の全面がケース部材3に接触しないようになっている。
ロータホルダ52のケース部材3側の全面がケース部材3に接触すると、接触による抵抗でロータ5の回転が停止する(回転しなくなる)おそれがあるからであり、かかる事態の発生を防止すべく、当接部32が設けられている。
Here, in the
However, for example, when a load (force) for moving the
This is because if the entire surface of the
ロータホルダ52は、筒状部材7と同じ真鍮で形成されており、軸方向から見てリング状を成している。
ロータホルダ52の中央部には、カバー部材4側に突出してボス凸部53が設けられており、ボス凸部53のカバー部材4側の上端53aは、ポリスライダ55を介して筒状部材7のフランジ部71の下面71bに軸方向から当接している。
The
A boss
実施の形態では、軸心X周りに相対回転するロータホルダ52と筒状部材7のフランジ部71とが同種金属(真鍮)で形成されているので、同種金属の摺動回転による摩耗や摺動性の低下を防止するために、耐摩耗性に優れた樹脂製のポリスライダ55が設けられている。
In the embodiment, since the
ここで、実施の形態では、筒状部材7のフランジ部71の軸心Xの軸方向の厚みW1は、例えば100μmに設定され、ポリスライダ55の軸心Xの軸方向の厚みW2は、例えば20μmに設定されている。そのため、軸心Xの軸方向で対向するプリントコイル61と磁石58との間には、少なくとも約120μm以上のクリアランスが確保されている。なお、軸心Xの軸方向の厚みW1およびポリスライダ55の軸心Xの軸方向の厚みW2は、ともに正確に形成することが可能である。
ここで、プリントコイル61と磁石58との間のクリアランスが狭くなるほど、モータ1の出力が大きくなるので、実施の形態では、120μm〜200μmのクリアランスが確保されるように、厚みW1、W2が設定されていることが好ましい。
Here, in the embodiment, the axial thickness W1 of the axial center X of the
Here, since the output of the
ロータホルダ52のボス凸部53では、ロータホルダ52の円板部54側から順に、ヨーク56と磁石58が、出力軸51の軸方向で並んで取り付けられている。
In the boss
ヨーク56は、軸方向から見てリング形状を有しており、鉄などの軟磁性材料から形成されている。ヨーク56は、ロータホルダ52の円板部54の外径D1よりも大きい外径D2で形成されており、軸心X周りの全周に亘って同じ厚みで形成されている。
ヨーク56の中央部には、ヨーク56を厚み方向に貫通する貫通穴57が設けられており、ヨーク56は、この貫通穴57にボス凸部53を圧入させて、ロータホルダ52と一体回転可能に連結されている。
The
A through
図4は、磁石58の平面図であって、主磁極の着磁を説明する図である。
図4に示すように、磁石58は、軸方向から見てリング形状を有しており、軸方向から見て、磁石58では、N、Sの主磁極が、軸心X周りの周方向で交互に配置されている。
図3に示すように、磁石58は、ヨーク56と同じ外径D2で形成されており、軸心X周りの全周に亘って同じ厚みで形成されている。
磁石58の中央部には、磁石58を厚み方向に貫通する貫通穴59が、ボス凸部53の外径とほぼ同じ径で形成されており、磁石58は、貫通穴59にボス凸部53に遊嵌されている。
磁石58におけるヨーク56との接触面は、全面に亘ってヨーク56に接着されており、ヨーク56と磁石58は、軸心X周りに一体回転可能となっている。
FIG. 4 is a plan view of the
As shown in FIG. 4, the
As shown in FIG. 3, the
A through
The contact surface of the
図1および図3の(a)に示すように、カバー部材4のケース部材3側の下面4bには、可撓性を有する板状のフレキシブルプリント基板8が取り付けられている。フレキシブルプリント基板8のカバー部材4側の上面8aには、磁石58の軸心X周りの角度位置を検出するためのホール素子85が、取り付けられている。
ホール素子85は、フレキシブルプリント基板8の中央の開口81周りに、3カ所取り付けられており、これらは、フレキシブルプリント基板8がカバー部材4に取り付けられた状態において、カバー部材4の素子収容部44、45内に完全に収容されるようになっている。
As shown to (a) of FIG. 1 and FIG. 3, the plate-shaped flexible printed
The
フレキシブルプリント基板8のケース部材3側の下面8bには、モータ1のステータ6を構成するプリントコイル61が設けられており、プリントコイル61のフレキシブルプリント基板8との接触面61aは、全面に亘って接着されている。
A printed
図5は、プリントコイル61をケース部材3側からみた平面図である。
実施の形態では、プリントコイル61は、配線パターンが形成された絶縁膜を複数重ねて形成される多層構造を有しており、コイルを形成するため配線パターンが各層に形成されている。
このプリントコイル61では、各層に形成された配線パターンが接続されて、略中央の開口62周りの周方向に8つの駆動コイル63が形成されている。また、開口62内には、各層に形成された配線パターンを検査するための端子(図示せず)が露出しており、この端子を介して、配線パターンにおける断線などの異常の有無が検査されるようになっている。
FIG. 5 is a plan view of the printed
In the embodiment, the printed
In this printed
実施の形態では、筒状部材7が真鍮から構成されており、この筒状部材7が、開口62内に露出する端子に接触すると短絡してしまう。そのため、図3の(a)に示すように、カバー部材4には、筒状部材7を囲む樹脂製の周壁部46が設けられており、周壁部46により、開口62内に露出する端子と筒状部材7とが直接接触しないようになっている。
なお、カバー部材4の周壁部46は、フレキシブルプリント基板8とプリントコイル61を、カバー部材4のケース部材3側の下面4bに取り付ける際の径方向の位置決めにも用いられるようになっている。
In the embodiment, the
The
また、図3の(b)に示すように、周壁部46の高さh2は、プリントコイル61の厚み方向の途中まで及ぶ高さに設定されている。実施の形態では、プリントコイル61は、多層構造を有しており、軸心X方向の厚みにバラツキが生ずる場合があるので、プリントコイル61の厚みが薄くなる方にばらついた場合に、周壁部46が筒状部材7のフランジ部71に接触しないようにするためである。
Further, as shown in FIG. 3B, the height h <b> 2 of the
実施の形態では、図3の(a)、(b)に示すように、プリントコイル61のケース部材3側の下面61bを、フランジ部71の上面71aに当接させると、筒状部材7の先端7aが突出壁部42の上端42aと面一となるようになっている。そのため、モータ1では、プリントコイル61と磁石58との間に、筒状部材のフランジ部71が必ず位置し、プリントコイル61の厚みに多少のバラツキがあっても、少なくともフランジ部71の厚みW1とポリスライダ55の厚みW2に相当するギャップW1+W2が、プリントコイル61と磁石58との間に必ず確保されるようになっている。
In the embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, when the
図1に示すように、ケース部材3の底部31を囲む壁部33の各辺には、カバー部材4側に開口する切欠部34が形成されており、フレキシブルプリント基板8およびプリントコイル61の各辺にも、切欠部34に嵌合する嵌合凸部82、64が設けられている。
実施の形態では、フレキシブルプリント基板8およびプリントコイル61は、ケース部材3の切欠部34に嵌合凸部82、64を嵌合させて、ケース部材3に取り付けられており、平面方向への位置決めがなされる。
As shown in FIG. 1,
In the embodiment, the flexible printed
また、実施の形態では、プリントコイル61にも、磁石58側に移動させようとする力が作用しているが、フレキシブルプリント基板8およびプリントコイル61の嵌合凸部82、64が、ケース部材3の切欠部34とカバー部材4とで挟み込まれているので、プリントコイル61の磁石58側への移動が好適に防止されるようになっている。
In the embodiment, a force to move the printed
かかる構成のモータ1によると、磁石58の吸着力により、バックヨーク65を磁石58側に移動させようとする力が、バックヨーク65に作用しても、バックヨーク65の磁石58側への移動がカバー部材4により阻止される。よって、バックヨーク65の固定を、接着や軽圧入などで軽いもので行うことができる。
また、リング状の板状部材であるバックヨーク65は、磁石58側の面65cのほぼ全面が、カバー部材4の凹部43の底面43aに当接しているので、バックヨーク65を磁石58側に移動させようとする力が一部に集中してバックヨーク65が変形することが防止されている。
According to the
In addition, the
ここで、実施の形態におけるバックヨーク65が、発明におけるステータ側ヨークに相当し、実施の形態におけるカバー部材4が、発明における本体ケースの壁部に相当し、実施の形態におけるフレキシブルプリント基板8が、発明におけるプリント基板に相当し、実施の形態におけるホール素子85が、発明におけるセンサに相当し、実施の形態における素子収容部44、45が、発明における収容部に相当する。
Here, the
以上のとおり、実施の形態では軸心X周りの周方向に複数の駆動コイル63を有するプリントコイル61が取り付けられたステータ6と、軸心X周りの周方向で磁極が交互に変化する磁石58が取り付けられたロータ5と、を備え、本体ケース2内において、磁石58と駆動コイル63とが、ロータ5の軸心Xの軸方向で対向配置されたモータ1において、ロータ5の回転角度を検出するホール素子85の素子収容部44、45を、本体ケース2のカバー部材4に設けて、ホール素子85を、カバー部材4の軸心Xの軸方向の厚み内に収容した構成とした。
このように構成すると、ホール素子85の収容部である素子収容部44、45が、本体ケース2のカバー部材4に設けられているので、ステータ6の駆動コイル63を、ロータ5の軸心Xの周方向の全周に亘って設けることができる。よって、ホール素子85と駆動コイル63とが軸心X周りの周方向で隣接して設けられているモータに比べて、モータ1の性能が向上する。また、本体ケース2のカバー部材4の軸心Xの軸方向の厚みを利用してホール素子85を配置することができるので、本体ケース2のカバー部材4に収容されるホール素子85の厚み分だけ、モータ1の軸心Xの軸方向の厚みを薄くできる。
さらに、ロータ5の回転角度を検出するホール素子85を、軸心Xの軸方向で、駆動コイル63と磁石58とに並べて設けずに済むので、軸心Xの軸方向における磁石58と駆動コイル63との離間距離を短くして、磁石58と駆動コイル63とを近づけることができ、近づいた分だけ、モータ1の性能が向上する。
As described above, in the embodiment, the
If comprised in this way, since the
Further, since it is not necessary to provide the
カバー部材4の本体ケース2の内部側の下面4bには、フレキシブルプリント基板8が取り付けられており、フレキシブルプリント基板8のカバー部材4側の上面8aに、ホール素子85が設けられると共に、反対側の下面8bに、駆動コイル63を有するプリントコイル61が設けられ、フレキシブルプリント基板8をカバー部材4の下面4bに当接して固定すると共に、カバー部材4の下面4bに開口した素子収容部44、45内にホール素子85を配設した構成とした。
このように構成すると、フレキシブルプリント基板8に形成した配線パターンを、ホール素子85用に利用できるので、配線の簡略化が可能となる。
A flexible printed
If comprised in this way, since the wiring pattern formed in the flexible printed
カバー部材4は、軸心X方向に直交する方向に延びており、磁石58とホール素子85とが軸心Xの径方向に重なるように配設されている構成とした。
このように構成すると、軸心Xの軸方向から見て磁石58とホール素子85とが重なるようにして、磁石58とホール素子85とが軸心Xの軸方向で並んで設けられていることになる。磁石58の着磁密度は、駆動コイル63との対向する面58a側が大きいので、ホール素子85は着磁密度の大きい磁束を効率よく利用して、ロータ5の回転角度を検出できるようになるので、ホール素子85の検出精度が向上する。
The
With this configuration, the
モータ1では、ロータ5の軸心Xの軸方向で間隔をあけてヨーク56とバックヨーク65とが配置されると共に、素子収容部44、45は、カバー部材4をロータ5の軸心Xの軸方向に貫通した貫通孔として設けられており、本体ケース2の外側に露出する貫通孔の開口(素子収容部44、45の開口)を、本体ケース2の外側面に取り付けたバックヨーク65で塞いだ構成とした。
このように構成すると、本体ケース2のカバー部材4において外側に露出する素子収容部44、45の開口を塞ぐための専用の部品を別途用意する必要がない。また、素子収容部44、45に底部を設ける必要がないので、その分だけカバー部材4の回転軸方向の厚みを薄くできる。さらに素子収容部44、45内への塵埃などの侵入を防止できる。
In the
If comprised in this way, it is not necessary to prepare separately the components for exclusive use for plugging the opening of the
特に、バックヨーク65がカバー部材4の外側面に当接して、カバー部材4に取り付けられている構成としたので、磁石58の吸着力により、バックヨーク65を磁石58側に移動させようとする力が作用しても、バックヨーク65の磁石58側への移動が、カバー部材4で阻止されると共に、バックヨーク65を磁石58側に移動させようとする力を、カバー部材4が受けるので、バックヨーク65の一部に応力が集中してバックヨーク65が変形することがない。
よって、バックヨーク65の変形と、磁石58側への移動を防止するために、複雑な支持構造を必要としないので、バックヨーク65の変形を防止しつつ、バックヨーク65の支持構造を単純化することができる。
また、少なくともステータ6側では、プリントコイル61の磁石58側への移動を阻止できる支持構造を設けるだけで良い。よって、支持構造に要求される強度が小さくて済むので、支持構造の単純化が可能となる。そして、支持構造を単純化した分だけ、モータ1の小型化が実現可能となる。
In particular, since the
Therefore, in order to prevent the deformation of the
Further, at least on the
駆動コイル63は、配線パターンが形成された絶縁膜を複数重ねて形成される多層構造のプリントコイル61である構成とした。
このように構成すると、プリントコイル61は、配線パターンが形成された絶縁膜を複数重ねて形成されるので、駆動コイル63を、軸心X周りの周方向に隙間無く配置することができる。ここで、従来の空芯コイルの場合には、周方向に間隔をつめてコイルを配置しても、コイルの間に隙間が生じるので、この隙間にホール素子85を配置することができたが、プリントコイル61の場合には、ホール素子85を配置できる隙間がないので、ホール素子85を設けるためのスペースを本体ケース2内に確保する必要があったが、ホール素子85を本体ケース2のカバー部材4の軸心Xの軸方向の厚み内に配置させる構成とすることで、カバー部材4の素子収容部24、25に収容されるホール素子85の厚みの分だけ、モータ1の軸心Xの軸方向の厚みを薄くできる。よって、本構成は、プリントコイル61を採用したモータ1の薄型化に好適に適用できる。
The
With such a configuration, the printed
前記した実施の形態では、筒状部材7とロータホルダ52とを、同種金属(真鍮)で構成したが、これらを、摺動性が良く耐摩耗性に優れた樹脂材料、例えばABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)などから、構成しても良い。かかる場合には、筒状部材7のフランジ部71とロータホルダ52のボス凸部53との相対回転により、これらが偏摩耗するおそれがないので、ポリスライダ55を省略することが可能となり、ポリスライダ55を省略した分だけ、モータ1の軸方向の厚みを薄くすることができる。
In the above-described embodiment, the
前記した実施の形態では、ホール素子85を収容する素子収容部44、45がカバー部材4に形成さている場合を例示したが、ケース部材3に形成されている構成としても良い。
例えば、素子収容部44,45を、ケース部材3の底部31に設ける場合には、フレキシブルプリント基板8を底部31に取り付け、このフレキシブルプリント基板8の底部31側の面にホール素子85を設けることで、上記した実施の形態と同様の効果が奏されることになる。
In the above-described embodiment, the case where the
For example, when the
さらに、前記した実施形態では、素子収容部44、45を、カバー部材4を軸心Xの軸方向に貫通する貫通孔として形成した場合を例示したが、素子収容部44、45を、カバー部材4を貫通する貫通孔とせずに、本体ケース2内に開口した凹部として形成しても良い。
このようにすることによっても、前記した実施の形態と同様の効果が奏されることになり、センサと駆動コイルとが回転軸周りの周方向で隣接して設けられているモータに比べて、モータの性能が向上すると共に、本体ケースの壁部内に収容されるセンサの厚み分だけ、モータの回転軸方向の厚みを薄くできる。さらに、ロータの回転角度を検出するセンサを、駆動コイルと磁石との間に設けずに済むので、回転軸方向における磁石と駆動コイルとの離間距離を短くして、磁石と駆動コイルとを近づけることができるので、これらが近づいた分だけ、モータの性能が向上する。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
By doing in this way, the same effect as the above-described embodiment will be achieved, compared to a motor in which the sensor and the drive coil are provided adjacent in the circumferential direction around the rotation axis, The motor performance is improved, and the thickness of the motor in the direction of the rotation axis can be reduced by the thickness of the sensor housed in the wall portion of the main body case. Furthermore, since it is not necessary to provide a sensor for detecting the rotation angle of the rotor between the drive coil and the magnet, the distance between the magnet and the drive coil in the direction of the rotation axis is shortened to bring the magnet and the drive coil closer. Therefore, the performance of the motor is improved by the amount that these approaches.
1 モータ
2 本体ケース
3 ケース部材
31 底部
32 当接部
33 壁部
34 切欠部
4 カバー部材
41 貫通孔
42 突出壁部
43 凹部
43a 底面
44 素子収容部
45 素子収容部
46 周壁部
5 ロータ
51 出力軸
52 ロータホルダ
53 ボス凸部
54 円板部
55 ポリスライダ
56 ヨーク
57 貫通穴
58 磁石
59 貫通穴
6 ステータ
61 プリントコイル
62 開口
63 駆動コイル
64 嵌合凸部
65 バックヨーク
66 貫通穴
7 筒状部材
71 フランジ部
8 フレキシブルプリント基板
81 開口
82 嵌合凸部
85 ホール素子
X 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
磁石が取り付けられたロータと、
前記ロータと前記ステータとを収容する本体ケースと、を備え、
前記本体ケース内において、前記磁石と前記駆動コイルとが、前記ロータの回転軸方向で対向配置されたモータにおいて、
前記本体ケースは、有底筒状体のケース部材と、前記ケース部材の開口を塞ぐ壁部としてのカバー部材と、を備えていると共に、前記本体ケースの内部にはフレキシブルプリント基板が取り付けられており、
前記フレキシブルプリント基板の前記ケース部材側の面には、前記駆動コイルを有するプリントコイルが設けられて、前記磁石と対向するように前記駆動コイルが配置されていると共に、前記フレキシブルプリント基板と前記プリントコイルとが、前記ケース部材と前記カバー部材とにより挟み込まれており、
前記フレキシブルプリント基板の前記カバー部材側の面には前記ロータの回転角度を検出するセンサが設けられており、
前記センサの収容部を、前記カバー部材の内壁から凹んだ凹部または貫通孔として構成して、前記センサを前記カバー部材の前記回転軸方向の厚み内に収容し、
前記ロータの出力軸を回転可能に支持する筒状部材を前記本体ケースに取り付けるとともに、前記筒状部材には、前記本体ケース内において径方向外側に延出するフランジ部を設け、
該フランジ部の前記カバー部材側の面には、前記プリントコイルが当接すると共に、前記フランジ部の前記ケース部材側の面には、前記磁石を取り付けたロータホルダの中央部に設けたボス凸部がポリスライダを介して当接することによって、前記ロータに取り付けた前記磁石の軸方向の位置と前記フレキシブルプリント基板に配置した前記プリントコイルの軸方向の位置とが決められていることを特徴とするモータ。 A stator with a drive coil attached thereto;
A rotor with attached magnets;
A main body case for accommodating the rotor and the stator,
In the main body case, in the motor in which the magnet and the drive coil are arranged to face each other in the rotation axis direction of the rotor,
The main body case includes a case member of a bottomed cylindrical body, and a cover member as a wall portion for closing the opening of the case member, along with and a, inside the main body case is attached a flexible printed circuit board And
A printed coil having the drive coil is provided on the surface of the flexible printed board on the case member side, the drive coil is disposed so as to face the magnet, and the flexible printed board and the print A coil is sandwiched between the case member and the cover member;
A sensor for detecting the rotation angle of the rotor is provided on the surface of the flexible printed circuit board on the cover member side ,
An accommodating portion of the sensor, and configured as a recess or a through hole recessed from the inner wall of said cover member, and accommodating the sensor within the thickness of the rotation axis direction of said cover member,
A cylindrical member that rotatably supports the output shaft of the rotor is attached to the main body case, and the cylindrical member is provided with a flange portion that extends radially outward in the main body case,
The printed coil abuts against the surface of the flange portion on the cover member side, and the boss convex portion provided at the center portion of the rotor holder to which the magnet is attached is formed on the surface of the flange portion on the case member side. A motor in which an axial position of the magnet attached to the rotor and an axial position of the printed coil disposed on the flexible printed circuit board are determined by abutting via a polyslider .
前記本体ケースの外側に露出する前記貫通孔の開口を、ステータ側ヨークで塞いだことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータ。 The accommodating portion is provided as a through-hole penetrating the cover member in the rotation axis direction of the rotor,
3. The motor according to claim 1 , wherein an opening of the through hole exposed to the outside of the main body case is closed with a stator side yoke .
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