JP6053634B2 - Coreless motor - Google Patents

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Description

本発明は、各種装置における駆動源として用いられたり携帯型装置におけるバイブレータとして用いられたりするコアレスモータに関する。   The present invention relates to a coreless motor that is used as a drive source in various devices or as a vibrator in a portable device.

コアレスモータを小型化する方法として、磁性材料により形成されたハウジングの外形のうち、磁束があまり通らない不要部分を除去する方法がある。   As a method of reducing the size of the coreless motor, there is a method of removing an unnecessary portion where the magnetic flux does not pass so much in the outer shape of the housing formed of a magnetic material.

例えば、特許文献1には、もともと均一な肉厚の円筒形状を有していたハウジングに、その外面の一部を平面状に切削することで薄肉部を形成したコアレスモータが開示されている。このコアレスモータでは、永久磁石の着磁方向を薄肉部に垂直な方向とすることで、出力を維持したまま小型化を図っている。   For example, Patent Document 1 discloses a coreless motor in which a thin wall portion is formed by cutting a part of the outer surface of a housing that originally has a cylindrical shape with a uniform thickness into a flat shape. In this coreless motor, the permanent magnet is magnetized in the direction perpendicular to the thin wall portion, thereby reducing the size while maintaining the output.

特開平06−217505号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-217505

しかしながら、特許文献1にて開示されたコアレスモータでは、小型化は達成できても、軽量化の観点からは、ハウジングのうち切削により除去されたわずかな部分の重さ分のみ軽量化されるに過ぎず、効果的に軽量化されるとは言い難い。コアレスモータを搭載した装置の小型化および軽量化のためにも、コアレスモータにも、小型化だけでなく、さらなる軽量化が求められている。   However, in the coreless motor disclosed in Patent Document 1, although the size can be reduced, from the viewpoint of weight reduction, only the weight of a small portion of the housing removed by cutting is reduced. However, it is hard to say that the weight is effectively reduced. In order to reduce the size and weight of a device equipped with a coreless motor, the coreless motor is required not only to be reduced in size but also to be further reduced in weight.

本発明、効果的に軽量化することを可能にしたコアレスモータおよびこれを搭載した装置を提供する。   The present invention provides a coreless motor that can be effectively reduced in weight and a device equipped with the same.

本発明の一側面としてのコアレスモータは、外ヨークと、該外ヨークの内側に配置されたマグネットと、外ヨークとマグネットの間に回転可能に配置され、マグネットの内側に配置された出力軸と一体回転するカップ型コイルとを有する。そして、外ヨークは、マグネットおよびカップ型コイルを収容するハウジングと、ハウジングの肉厚よりも大きな肉厚を有するように形成され、ハウジングの内側にマグネットに対向するように設けられた補助ヨークとにより構成され、補助ヨークよりも内側において補助ヨークに最も近い部材は、カップ型コイルであることを特徴とする。
A coreless motor according to one aspect of the present invention includes an outer yoke, a magnet disposed inside the outer yoke, an output shaft disposed rotatably between the outer yoke and the magnet, and an output shaft disposed inside the magnet. And a cup-shaped coil that rotates integrally. The outer yoke includes a housing that accommodates the magnet and the cup-type coil, and an auxiliary yoke that is formed to have a thickness larger than the thickness of the housing and is provided inside the housing so as to face the magnet. configured closest member to the auxiliary yoke inside than the auxiliary yoke is characterized Oh Rukoto cup coils.

本発明によれば、外ヨークのうち磁気回路として必要な肉厚は補助ヨークとハウジングの合計の肉厚により確保されるが、その肉厚の多くは補助ヨークの肉厚であるので、磁気回路に寄与しない部分を多く含むハウジングを極力薄く形成することができる。したがって、コアレスモータの効果的な軽量化が可能である。   According to the present invention, the thickness necessary for the magnetic circuit of the outer yoke is ensured by the total thickness of the auxiliary yoke and the housing, but most of the thickness is the thickness of the auxiliary yoke. The housing including many portions that do not contribute to the thickness can be formed as thin as possible. Therefore, the coreless motor can be effectively reduced in weight.

本発明の実施例1であるコアレスモータの(a)軸方向に沿った断面図、(b)径方向に沿った断面図および(c)磁束線図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) Sectional drawing along axial direction of coreless motor which is Example 1 of this invention, (b) Sectional drawing along radial direction, and (c) Magnetic flux diagram. 本発明の実施例2であるコアレスモータの(a)軸方向に沿った断面図、(b)径方向に沿った断面図および(c)磁束線図。(A) Sectional drawing along axial direction of coreless motor which is Example 2 of this invention, (b) Sectional drawing along radial direction, and (c) Magnetic flux diagram. 本発明の実施例3であるコアレスモータの径方向に沿った断面図。Sectional drawing along the radial direction of the coreless motor which is Example 3 of this invention. 従来のコアレスモータの(a)軸方向に沿った断面図、(b)径方向に沿った断面図および(c)磁束線図。(A) Sectional drawing along the axial direction of the conventional coreless motor, (b) Sectional drawing along radial direction, and (c) Magnetic flux diagram. 本発明の実施例4であるコアレスモータの(a)軸方向に沿った断面図、(b)径方向に沿った断面図および(c)磁束線図。(A) Sectional drawing along axial direction of coreless motor which is Example 4 of this invention, (b) Sectional drawing along radial direction, and (c) Magnetic flux diagram.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。ただし、まず実施例の説明に先立って、図4(a),(b)を用いて従来のコアレスモータの構成について説明する。図4(a)はコアレスモータを軸方向に沿って切断したときの断面を示し、図4(b)はコアレスモータを径方向に沿って切断したときの断面を示している。なお、図4(a)には、マグネット103と外ヨークを兼ねたハウジング101との間に作用する磁力線を矢印で示している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, prior to the description of the embodiment, the configuration of a conventional coreless motor will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 4A shows a cross section when the coreless motor is cut along the axial direction, and FIG. 4B shows a cross section when the coreless motor is cut along the radial direction. In FIG. 4A, the magnetic lines of force acting between the magnet 103 and the housing 101 serving also as the outer yoke are indicated by arrows.

ハウジング101のうち、101aで示す部分は磁気回路を構成する部分であり、101bおよび101cで示す部分は磁気回路には寄与しない部分である。言い換えれば、ハウジング101のうち部分101aが磁気回路を構成する外ヨークに相当し、部分101bは単なる前側の構造部分で、101cは単なる後側の構造部分である。図4(c)には、軸方向に沿った断面でのマグネット103の着磁方向と磁気回路(磁力線)とを示している。   Of the housing 101, a portion indicated by 101a is a portion constituting a magnetic circuit, and portions indicated by 101b and 101c are portions that do not contribute to the magnetic circuit. In other words, the portion 101a of the housing 101 corresponds to the outer yoke constituting the magnetic circuit, the portion 101b is a simple front structural portion, and 101c is a simple rear structural portion. FIG. 4C shows a magnetization direction of the magnet 103 and a magnetic circuit (lines of magnetic force) in a cross section along the axial direction.

また、104はカップ状コイルであり、105は内ヨークである。   Reference numeral 104 denotes a cup-shaped coil, and reference numeral 105 denotes an inner yoke.

従来のコアレスモータでは、コストダウンの観点から、ハウジング101は磁気回路を構成する外ヨークの部分101aに必要な肉厚を基本肉厚として、プレス加工により製作されることが多い。しかし、厚い肉厚を必要とする磁気回路を構成する部分101aのみを厚く仕上げることは難しく、磁気回路に寄与しない部分101b,101cまでも必要以上に厚い肉厚に形成されてしまう。このため、ハウジング101の重量が大きくなり、この結果、コアレスモータの軽量化が困難である。   In conventional coreless motors, from the viewpoint of cost reduction, the housing 101 is often manufactured by pressing, with the thickness required for the outer yoke portion 101a constituting the magnetic circuit as the basic thickness. However, it is difficult to finish only the portion 101a constituting the magnetic circuit that requires a thick thickness, and the portions 101b and 101c that do not contribute to the magnetic circuit are also formed to be thicker than necessary. For this reason, the weight of the housing 101 increases, and as a result, it is difficult to reduce the weight of the coreless motor.

次に、図1(a),(b)を用いて本発明の実施例1であるコアレスモータの構成について説明する。図1(a)はコアレスモータを軸方向に沿って切断したときの断面を示し、図1(b)はコアレスモータを径方向に沿って切断したときの断面を示している。   Next, the configuration of the coreless motor that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a cross section when the coreless motor is cut along the axial direction, and FIG. 1B shows a cross section when the coreless motor is cut along the radial direction.

これらの図において、1は磁性材料により形成された外ヨークの一部を構成するハウジングである。ハウジング1は、後述する各部材(マグネット3、カップ型コイル4および内ヨーク5等)を収容する形状を有し、図1(b)に示すように、出力軸11に直交する互いに異なる(直交する)2方向のうち一方における該出力軸11を挟んだ両側に配置された2つの曲面部1aと、該2方向のうち他方における該出力軸11を挟んだ両側に配置された2つの平面部1bとを有する。ハウジング1をこのような形状に形成することで、図4(a),(b)に示したようにハウジングが円筒形状に形成されている場合に比べて、コアレスモータを小型化することができる。   In these drawings, reference numeral 1 denotes a housing constituting a part of an outer yoke formed of a magnetic material. The housing 1 has a shape that accommodates each member (magnet 3, cup-type coil 4, inner yoke 5 and the like) described later, and is different from each other orthogonal to the output shaft 11 as shown in FIG. Two curved surface portions 1a arranged on both sides of the output shaft 11 in one of the two directions, and two plane portions arranged on both sides of the output shaft 11 in the other of the two directions 1b. By forming the housing 1 in such a shape, the coreless motor can be reduced in size as compared with the case where the housing is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. .

2は磁性材料により形成された外ヨークの他の一部を構成する補助ヨークである。言い換えれば、本実施例では、外ヨークを、ハウジング1と、該ハウジング1とは別部材として形成された補助ヨーク2とにより構成している。   Reference numeral 2 denotes an auxiliary yoke constituting another part of the outer yoke formed of a magnetic material. In other words, in this embodiment, the outer yoke is constituted by the housing 1 and the auxiliary yoke 2 formed as a separate member from the housing 1.

各補助ヨーク2は、ハウジング1の肉厚(特に、各曲面部1aと各平面部1bの肉厚)よりも大きな肉厚を有するように半円筒形状に形成され、ハウジング1の内側(内面)に、後述するカップ型コイル4の外面に対向するように固定されている。より具体的には、図1(b)に示すように、2つ設けられた補助ヨーク2は、出力軸11を挟んだ両側に配置されており、それぞれが各曲面部1aの内側(内面)および2つの平面部1bの内側(内面)であってカップ型コイル4が近接した中央領域1cを除いた領域に固定されている。   Each auxiliary yoke 2 is formed in a semi-cylindrical shape so as to have a thickness larger than the thickness of the housing 1 (in particular, the thickness of each curved surface portion 1a and each flat surface portion 1b). Further, it is fixed so as to face the outer surface of a cup-shaped coil 4 to be described later. More specifically, as shown in FIG. 1 (b), two auxiliary yokes 2 are arranged on both sides of the output shaft 11, and each is inside (inner surface) of each curved surface portion 1a. And the inner side (inner surface) of the two flat portions 1b is fixed to a region excluding the central region 1c where the cup-shaped coil 4 is close.

マグネット3は、円筒形状に形成されて、外ヨーク(補助ヨーク2)の内側に配置されている。図1(c)には、軸方向に直交する断面でのマグネット3の着磁方向と磁気回路(磁力線)とを示している。マグネット3の着磁方向は、ハウジング1の各平面部1bに直交する方向である。   The magnet 3 is formed in a cylindrical shape and is disposed inside the outer yoke (auxiliary yoke 2). FIG. 1C shows the magnetization direction of the magnet 3 and the magnetic circuit (lines of magnetic force) in a cross section orthogonal to the axial direction. The magnetizing direction of the magnet 3 is a direction orthogonal to each planar portion 1 b of the housing 1.

本実施例では、ハウジング1は2つの曲面部1aと2つの平面部1bを含む形状を有するが、このハウジング1に半円筒形状の2つの補助ヨーク2とを組み合わせて外ヨークを構成しているため、外ヨークにおけるマグネット3に対向する面をほぼ円形に近い形状とすることができる。このため、図1(c)に示すように、図4(c)に示した外ヨーク(ハウジング101)を円筒形状に形成した従来のコアレスモータにおいて発生する磁束線と比べてほとんど差がない磁力線を発生させることができる。   In this embodiment, the housing 1 has a shape including two curved surface portions 1a and two flat surface portions 1b. The housing 1 is combined with two semi-cylindrical auxiliary yokes 2 to form an outer yoke. For this reason, the surface of the outer yoke that faces the magnet 3 can be formed in a substantially circular shape. For this reason, as shown in FIG. 1 (c), the magnetic field lines are almost the same as the magnetic flux lines generated in the conventional coreless motor in which the outer yoke (housing 101) shown in FIG. 4 (c) is formed in a cylindrical shape. Can be generated.

カップ型コイル4は、外ヨーク(補助ヨーク2)とマグネット3の間に回転可能に配置され、マグネット3の内側に配置された出力軸11と一体回転する。   The cup-type coil 4 is rotatably disposed between the outer yoke (auxiliary yoke 2) and the magnet 3, and rotates integrally with the output shaft 11 disposed inside the magnet 3.

内ヨーク5は、カップ型コイル4と出力軸11との間に配置され、ハウジング1と該ハウジング1に固定された保持板7とにより保持されている。6は2つの軸受けであり、出力軸11(カップ型コイル4)を回転可能に保持している。10はコイル4に給電するための整流子(コミテータ)であり、8はブラシホルダである。ブラシホルダ8は、整流子10と接触するブラシ9を備えた端子を保持している。   The inner yoke 5 is disposed between the cup-type coil 4 and the output shaft 11 and is held by the housing 1 and a holding plate 7 fixed to the housing 1. Reference numeral 6 denotes two bearings, which rotatably hold the output shaft 11 (cup type coil 4). Reference numeral 10 denotes a commutator for supplying power to the coil 4, and reference numeral 8 denotes a brush holder. The brush holder 8 holds a terminal having a brush 9 that contacts the commutator 10.

このように構成されたコアレスモータでは、図1(c)に示す磁気回路内にて、ブラシホルダ8に保持された端子およびブラシ9、さらに整流子10を介してカップ型コイル4に給電することで、カップ型コイル4および出力軸11が回転する。   In the coreless motor configured as described above, power is supplied to the cup-type coil 4 through the terminals and the brush 9 and the commutator 10 held by the brush holder 8 in the magnetic circuit shown in FIG. Thus, the cup type coil 4 and the output shaft 11 rotate.

そして、このコアレスモータは、各種装置における駆動源として用いられたり携帯型装置におけるバイブレータとして用いられたりする。図1(a)には、被駆動部材40を含む装置に駆動源としての搭載されたコアレスモータが、その出力軸11から取り出した出力(回転)によって被駆動部材40を駆動する場合を示している。   The coreless motor is used as a drive source in various devices or as a vibrator in a portable device. FIG. 1A shows a case where a coreless motor mounted as a drive source in an apparatus including the driven member 40 drives the driven member 40 by the output (rotation) extracted from the output shaft 11. Yes.

本実施例では、前述したように、外ヨークをハウジング1と補助ヨーク2とに分割して構成している。そして、磁気回路に寄与しない部分を多く含むハウジング1の肉厚は、強度上で必要な厚さになるよう極力薄く設定する一方、補助ヨーク2にハウジング1の肉厚よりも厚い肉厚を持たせ、補助ヨーク2とハウジング1との合計の肉厚によって磁気回路に必要な肉厚が確保されるようにしている。これにより、従来に比べても、磁気回路に寄与しない部分の肉厚を大きく削減することができ、コアレスモータの効果的な軽量化が可能となる。したがって、該コアレスモータを搭載した装置の一層の軽量化が可能となる。   In this embodiment, the outer yoke is divided into the housing 1 and the auxiliary yoke 2 as described above. The thickness of the housing 1 including many parts that do not contribute to the magnetic circuit is set as thin as possible so as to obtain a thickness necessary for strength, while the auxiliary yoke 2 has a thickness larger than the thickness of the housing 1. In addition, the total thickness of the auxiliary yoke 2 and the housing 1 ensures the necessary thickness for the magnetic circuit. Thereby, compared with the past, the thickness of the part which does not contribute to a magnetic circuit can be reduced significantly, and the coreless motor can be effectively reduced in weight. Therefore, it is possible to further reduce the weight of the device equipped with the coreless motor.

なお、補助ヨーク2は、磁性材料の素材に対して切削加工を行うことで製作可能である。ただし、補助ヨーク2の内面と外面とが同心の円弧面である場合には、肉厚が一定であるので、板金に対してプレス加工を行い、板金から切断することでも製作が可能である。   The auxiliary yoke 2 can be manufactured by cutting a magnetic material. However, when the inner surface and the outer surface of the auxiliary yoke 2 are concentric circular arc surfaces, the thickness is constant. Therefore, the auxiliary yoke 2 can be manufactured by pressing the sheet metal and cutting the sheet metal.

また、本実施例では、ハウジング1と補助ヨーク2とを別部材として構成した場合について説明したが、焼結加工によってハウジング1に相当する部分と補助ヨーク2に相当する部分とを有する一体の部材として外ヨークを製作することも可能である。この場合も、外ヨークがハウジングと補助ヨークによって構成されていると言える。   In the present embodiment, the case where the housing 1 and the auxiliary yoke 2 are configured as separate members has been described. However, an integral member having a portion corresponding to the housing 1 and a portion corresponding to the auxiliary yoke 2 by sintering. It is also possible to produce an outer yoke. Also in this case, it can be said that the outer yoke is constituted by the housing and the auxiliary yoke.

図2(a),(b)を用いて、本発明の実施例2であるコアレスモータの構成について説明する。図2(a)はコアレスモータを軸方向に沿って切断したときの断面を示し、図2(b)はコアレスモータを径方向に沿って切断したときの断面を示している。また、図2(c)には、軸方向に沿った断面でのマグネット3の着磁方向と磁気回路(磁力線)とを示している。本実施例において、実施例1の構成要素と共通する構成要素には、実施例1と同符号を付して説明に代える。   The configuration of the coreless motor that is Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A shows a cross section when the coreless motor is cut along the axial direction, and FIG. 2B shows a cross section when the coreless motor is cut along the radial direction. FIG. 2C shows the magnetization direction of the magnet 3 and the magnetic circuit (lines of magnetic force) in a cross section along the axial direction. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description is omitted.

本実施例では、マグネット23を中空ではない円柱形状に形成している。20はマグネット23を保持し、ハウジング1に固定するためのハウジングホルダである。なお、本実施例では、実施例1で用いていた内ヨーク5は用いていない。   In this embodiment, the magnet 23 is formed in a cylindrical shape that is not hollow. Reference numeral 20 denotes a housing holder for holding the magnet 23 and fixing it to the housing 1. In this embodiment, the inner yoke 5 used in the first embodiment is not used.

本実施例では、カップ型コイル4を回転可能に保持する軸受け26aをマグネット23に内包させ、別の軸受け26bをブラシホルダ8に設置している。これにより、図2(c)に示すように、マグネット23を円柱形状に形成しても、実施例1(図1(c))と同様に、図4(c)に示した外ヨークを円筒形状に形成した従来のコアレスモータにおいて発生する磁束線と比べてほとんど差がない磁力線を発生させることができる。   In the present embodiment, a bearing 26 a that rotatably holds the cup-type coil 4 is included in the magnet 23, and another bearing 26 b is installed in the brush holder 8. Thus, as shown in FIG. 2C, even if the magnet 23 is formed in a columnar shape, the outer yoke shown in FIG. 4C is cylindrical as in the first embodiment (FIG. 1C). It is possible to generate magnetic lines of force that are almost the same as magnetic flux lines generated in a conventional coreless motor formed into a shape.

図3を用いて、本発明の実施例3であるコアレスモータの構成について説明する。図3はコアレスモータを径方向に沿って切断したときの断面を示している。本実施例において、実施例1の構成要素と共通する構成要素には、実施例1と同符号を付して説明に代える。   The configuration of a coreless motor that is Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a cross section when the coreless motor is cut along the radial direction. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description is omitted.

本実施例では、実施例1のハウジング1と基本的に同じ形状を有するハウジング31のうち2つの平面部31bに内側に突出するように円弧状に曲げられた曲げ部1dを形成している。曲げ部1dを形成することで、補助ヨーク2のハウジング1からの脱落を防止できるとともに、外ヨークにおいてマグネット3に対向する面をより円形に近づけることができる。このため、曲げ部1d付近の磁束密度が向上し、モータのトルク増加につながる。   In the present embodiment, a bent portion 1d which is bent in an arc shape so as to protrude inwardly is formed on two plane portions 31b of a housing 31 having basically the same shape as the housing 1 of the first embodiment. By forming the bent portion 1d, the auxiliary yoke 2 can be prevented from falling off the housing 1, and the surface of the outer yoke that faces the magnet 3 can be made more circular. For this reason, the magnetic flux density in the vicinity of the bending portion 1d is improved, leading to an increase in motor torque.

以上の実施例では、マグネットの極数が2極の場合について説明したが、マグネットの極数は4極であってもよい。本発明の実施例4として、マグネットの極数が4極であるコアレスモータについて、図5(a),(b)を用いて説明する。   In the above embodiment, the case where the number of poles of the magnet is two has been described, but the number of poles of the magnet may be four. As a fourth embodiment of the present invention, a coreless motor having four magnet poles will be described with reference to FIGS.

図5(a)はコアレスモータを軸方向に沿って切断したときの断面を示し、図5(b)はコアレスモータを径方向に沿って切断したときの断面を示している。   FIG. 5A shows a cross section when the coreless motor is cut along the axial direction, and FIG. 5B shows a cross section when the coreless motor is cut along the radial direction.

これらの図において、51は磁性材料により形成された外ヨークの一部を構成するハウジングである。ハウジング51は、後述する各部材(マグネット53、カップ型コイル54および内ヨーク55等)を収容する形状を有し、図5(b)に示すように、出力軸61に直交する互いに異なる(直交する)第1の2方向のそれぞれにおける該出力軸61を挟んだ両側に配置された4つの曲面部51aを有する。また、ハウジング51は、出力軸61に直交する互いに異なる(直交する)2方向であって、上記第1の2方向とは45°位相が異なる第2の2方向のそれぞれにおける該出力軸61を挟んだ両側に配置された4つの平面部51bを有する。ハウジング51をこのような形状に形成することで、図4(a),(b)に示したようにハウジングが円筒形状に形成されている場合に比べて、コアレスモータを小型化することができる。   In these drawings, reference numeral 51 denotes a housing that constitutes a part of an outer yoke made of a magnetic material. The housing 51 has a shape for housing each member (magnet 53, cup-type coil 54, inner yoke 55, etc.) described later, and is different from each other orthogonal to the output shaft 61 as shown in FIG. And four curved surface portions 51a disposed on both sides of the output shaft 61 in each of the first two directions. The housing 51 has two different directions (orthogonal) orthogonal to the output shaft 61, and the output shaft 61 in each of the second two directions that are 45 ° out of phase with the first two directions. It has four flat portions 51b arranged on both sides of the sandwiched portion. By forming the housing 51 in such a shape, the coreless motor can be reduced in size compared to the case where the housing is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). .

52は磁性材料により形成された外ヨークの他の一部を構成する補助ヨークである。言い換えれば、本実施例では、外ヨークを、ハウジング51と、該ハウジング51とは別部材として形成された補助ヨーク52とにより構成している。   An auxiliary yoke 52 constitutes another part of the outer yoke made of a magnetic material. In other words, in this embodiment, the outer yoke is constituted by the housing 51 and the auxiliary yoke 52 formed as a separate member from the housing 51.

各補助ヨーク52は、ハウジング51の肉厚(特に、各曲面部51aと各平面部51bの肉厚)よりも大きな肉厚を有するように1/4円筒形状に形成され、ハウジング51の内側(内面)に、後述するカップ型コイル54の外面に対向するように固定されている。より具体的には、図5(b)に示すように、4つ設けられた補助ヨーク52は、上記第1の2方向において出力軸61を挟んだ両側に配置されており、それぞれが各曲面部51aの内側(内面)および4つの平面部51bの内側(内面)であってカップ型コイル54が近接した中央領域51cを除いた領域に固定されている。   Each auxiliary yoke 52 is formed in a 1/4 cylindrical shape so as to have a thickness larger than the thickness of the housing 51 (particularly, the thickness of each curved surface portion 51 a and each flat surface portion 51 b). The inner surface is fixed so as to face the outer surface of a cup-shaped coil 54 described later. More specifically, as shown in FIG. 5B, the four auxiliary yokes 52 are disposed on both sides of the output shaft 61 in the first two directions, and each of the curved surfaces is a curved surface. The inner side (inner surface) of the portion 51a and the inner side (inner surface) of the four flat portions 51b are fixed to a region excluding the central region 51c where the cup-shaped coil 54 is close.

マグネット53は、円筒形状に形成されて、外ヨーク(補助ヨーク52)の内側に配置されている。図5(c)には、軸方向に直交する断面でのマグネット53の着磁方向と磁気回路(磁力線)とを示している。マグネット53の着磁方向は、ハウジング51の各平面部51bに直交する方向である。   The magnet 53 is formed in a cylindrical shape and is disposed inside the outer yoke (auxiliary yoke 52). FIG. 5C shows the magnetization direction of the magnet 53 and the magnetic circuit (lines of magnetic force) in a cross section orthogonal to the axial direction. The magnetizing direction of the magnet 53 is a direction orthogonal to each planar portion 51 b of the housing 51.

本実施例では、ハウジング51は4つの曲面部51aと4つの平面部51bを含む形状を有するが、このハウジング51に1/4円筒形状の4つの補助ヨーク52とを組み合わせて外ヨークを構成しているため、外ヨークにおけるマグネット53に対向する面をほぼ円形に近い形状とすることができる。このため、図5(c)に示すように、図4(c)に示した外ヨーク(ハウジング101)を円筒形状に形成した従来のコアレスモータにおいて発生する磁束線と比べて大きな差がない磁力線を発生させることができる。   In this embodiment, the housing 51 has a shape including four curved surface portions 51a and four flat surface portions 51b. The housing 51 is combined with four auxiliary yokes 52 having a 1/4 cylindrical shape to form an outer yoke. For this reason, the surface of the outer yoke that faces the magnet 53 can be formed in a substantially circular shape. For this reason, as shown in FIG. 5 (c), the magnetic field lines are not much different from the magnetic flux lines generated in the conventional coreless motor in which the outer yoke (housing 101) shown in FIG. 4 (c) is formed in a cylindrical shape. Can be generated.

カップ型コイル54は、外ヨーク(補助ヨーク52)とマグネット53の間に回転可能に配置され、マグネット53の内側に配置された出力軸61と一体回転する。   The cup-type coil 54 is rotatably disposed between the outer yoke (auxiliary yoke 52) and the magnet 53, and rotates integrally with the output shaft 61 disposed inside the magnet 53.

内ヨーク55は、カップ型コイル54と出力軸61との間に配置され、ハウジング51と該ハウジング51に固定された保持板57とにより保持されている。56は2つの軸受けであり、出力軸61(カップ型コイル54)を回転可能に保持している。60はコイル54に給電するための整流子(コミテータ)であり、58はブラシホルダである。ブラシホルダ58は、整流子60と接触するブラシ59を備えた端子を保持している。   The inner yoke 55 is disposed between the cup-shaped coil 54 and the output shaft 61 and is held by a housing 51 and a holding plate 57 fixed to the housing 51. Reference numeral 56 denotes two bearings, which rotatably hold the output shaft 61 (cup type coil 54). 60 is a commutator for supplying power to the coil 54, and 58 is a brush holder. The brush holder 58 holds a terminal provided with a brush 59 that contacts the commutator 60.

このように構成されたコアレスモータでは、図5(c)に示す磁気回路内にて、ブラシホルダ58に保持された端子およびブラシ59、さらに整流子60を介してカップ型コイル54に給電することで、カップ型コイル54および出力軸61が回転する。   In the coreless motor configured as described above, power is supplied to the cup-type coil 54 via the terminals and brush 59 held by the brush holder 58 and the commutator 60 in the magnetic circuit shown in FIG. Thus, the cup type coil 54 and the output shaft 61 rotate.

そして、このコアレスモータは、各種装置における被駆動部材の駆動源として用いられたり(図1(a)参照)、携帯型装置におけるバイブレータとして用いられたりする。   The coreless motor is used as a drive source for a driven member in various devices (see FIG. 1A) or used as a vibrator in a portable device.

本実施例では、前述したように、外ヨークをハウジング51と補助ヨーク52とに分割して構成している。そして、磁気回路に寄与しない部分を多く含むハウジング51の肉厚は、強度上で必要な厚さになるよう極力薄く設定する一方、補助ヨーク52にハウジング51の肉厚よりも厚い肉厚を持たせ、補助ヨーク52とハウジング51との合計の肉厚によって磁気回路に必要な肉厚が確保されるようにしている。これにより、従来に比べても、磁気回路に寄与しない部分の肉厚を大きく削減することができ、コアレスモータの効果的な軽量化が可能となる。したがって、該コアレスモータを搭載した装置の一層の軽量化が可能となる。   In this embodiment, the outer yoke is divided into the housing 51 and the auxiliary yoke 52 as described above. The thickness of the housing 51 including many portions that do not contribute to the magnetic circuit is set as thin as possible so as to obtain a thickness necessary for strength, while the auxiliary yoke 52 has a thickness larger than the thickness of the housing 51. In addition, the total thickness of the auxiliary yoke 52 and the housing 51 ensures the necessary thickness for the magnetic circuit. Thereby, compared with the past, the thickness of the part which does not contribute to a magnetic circuit can be reduced significantly, and the coreless motor can be effectively reduced in weight. Therefore, it is possible to further reduce the weight of the device equipped with the coreless motor.

なお、補助ヨーク52は、磁性材料の素材に対して切削加工を行うことで製作可能である。ただし、補助ヨーク52の内面と外面とが同心の円弧面である場合には、肉厚が一定であるので、板金に対してプレス加工を行い、板金から切断することでも製作が可能である。   The auxiliary yoke 52 can be manufactured by cutting a magnetic material. However, when the inner surface and the outer surface of the auxiliary yoke 52 are concentric circular arc surfaces, the thickness is constant, so that the sheet metal can be manufactured by pressing and cutting from the sheet metal.

また、本実施例では、ハウジング51と補助ヨーク52とを別部材として構成した場合について説明したが、焼結加工によってハウジング51に相当する部分と補助ヨーク52に相当する部分とを有する一体の部材として外ヨークを製作することも可能である。この場合も、外ヨークがハウジングと補助ヨークによって構成されていると言える。   In the present embodiment, the case where the housing 51 and the auxiliary yoke 52 are configured as separate members has been described. However, an integral member having a portion corresponding to the housing 51 and a portion corresponding to the auxiliary yoke 52 by sintering. It is also possible to produce an outer yoke. Also in this case, it can be said that the outer yoke is constituted by the housing and the auxiliary yoke.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

小型で軽量なコアレスモータを提供できる。   A small and lightweight coreless motor can be provided.

1,31、51 ハウジング
2、52 補助ヨーク
3,23,53 マグネット
4,54 コイル
5,55 内ヨーク
6,26a,26b,56 軸受け
11,61 出力軸
1, 31, 51 Housing 2, 52 Auxiliary yoke 3, 23, 53 Magnet 4, 54 Coil 5, 55 Inner yoke 6, 26a, 26b, 56 Bearing 11, 61 Output shaft

Claims (6)

外ヨークと、
該外ヨークの内側に配置されたマグネットと、
前記外ヨークと前記マグネットの間に回転可能に配置され、前記マグネットの内側に配置された出力軸と一体回転するカップ型コイルとを有するコアレスモータであって、
前記外ヨークは、
前記マグネットおよび前記カップ型コイルを収容するハウジングと、
前記ハウジングの肉厚よりも大きな肉厚を有するように形成され、前記ハウジングの内側に前記マグネットに対向するように設けられた補助ヨークとにより構成され
前記補助ヨークよりも内側において前記補助ヨークに最も近い部材は、前記カップ型コイルであることを特徴とするコアレスモータ。
The outer yoke,
A magnet disposed inside the outer yoke;
A coreless motor having a cup-shaped coil that is rotatably arranged between the outer yoke and the magnet, and that rotates integrally with an output shaft disposed inside the magnet;
The outer yoke is
A housing for housing the magnet and the cup-shaped coil;
It is formed to have a thickness larger than the thickness of the housing, and is constituted by an auxiliary yoke provided inside the housing so as to face the magnet ,
The closest member to the auxiliary yoke inside than the auxiliary yoke, coreless motors, characterized in Oh Rukoto in the cup-shaped coil.
前記ハウジングは、前記出力軸に直交する互いに異なる2方向のうち一方における該出力軸を挟んだ両側に配置された2つの曲面部と、前記2方向のうち他方における前記出力軸を挟んだ両側に配置された2つの平面部とを有し、
前記出力軸を挟んだ両側に配置された2つの前記補助ヨークのそれぞれが、前記各曲面部の内側領域、および前記2つの平面部の内側であって前記カップ型コイルが近接した領域を除いた領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のコアレスモータ。
The housing has two curved surface portions disposed on both sides of the output shaft in one of two different directions orthogonal to the output shaft, and on both sides of the output shaft in the other of the two directions. Two planar portions arranged,
Each of the two auxiliary yokes disposed on both sides of the output shaft excludes the inner region of each curved surface portion and the inner region of the two flat surface portions where the cup-shaped coil is close. The coreless motor according to claim 1, wherein the coreless motor is provided in a region.
前記ハウジングは、前記出力軸に直交する互いに異なる第1の2方向のそれぞれにおける該出力軸を挟んだ両側に配置された4つの曲面部と、前記出力軸に直交する互いに異なる2方向であって前記第1の2方向とは位相が異なる第2の2方向のそれぞれにおける該出力軸を挟んだ両側に配置された4つの平面部とを有し、
前記第1の2方向のそれぞれにおいて前記出力軸を挟んだ両側に配置された4つの前記補助ヨークのそれぞれが、前記各曲面部の内側領域、および前記4つの平面部の内側であって前記カップ型コイルが近接した領域を除いた領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のコアレスモータ。
The housing includes four curved surface portions arranged on both sides of the output shaft in each of the first two different directions orthogonal to the output shaft, and two different directions orthogonal to the output shaft. Four plane portions arranged on both sides sandwiching the output shaft in each of the second two directions different in phase from the first two directions,
Each of the four auxiliary yokes disposed on both sides of the output shaft in each of the first two directions is an inner region of each curved surface portion and an inner side of the four flat surface portions , and the cup The coreless motor according to claim 1, wherein the mold coil is provided in an area excluding an adjacent area.
前記マグネットの着磁方向は、前記ハウジングの前記各平面部に直交する方向であることを特徴とする請求項2または3に記載のコアレスモータ。 4. The coreless motor according to claim 2 , wherein a magnetizing direction of the magnet is a direction orthogonal to the flat portions of the housing. 5. 前記補助ヨークは、前記ハウジングとは別部材として形成されて、前記ハウジングの内面に固定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のコアレスモータ。   The coreless motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the auxiliary yoke is formed as a separate member from the housing and is fixed to an inner surface of the housing. 請求項1からのいずれか一項に記載のコアレスモータを搭載したことを特徴とする装置。 An apparatus comprising the coreless motor according to any one of claims 1 to 5 .
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