专利名称：轴向空隙型无刷振动电机的制作方法
技术领域：
本发明适用于移动通信装置的无声报知装置，涉及一种内置驱动 电路部件的轴向空隙型无刷振动电机。
技术背景无刷电机的替代电刷、整流子的驱动电路虽然是必须的部件，但 上述以往的构造均不能内置驱动电路，为了外设而引出的端子也必须 为4个端子以上，从而存在着不能象通常的2端子型直流电机那样使用 的问题。并且，由于在通常的无刷电机中，定子将多个电枢线圈均等地设 置在全周上，驱动电路部件也需要以IC为首的其他部件，无法内置。作为扁平的轴向空隙型无刷振动电机，申请人前期提出了一种无 铁芯无开缝型的内置驱动电路部件的技术(参照日本实用新型文献l 、 专利文献2)。作为带驱动电路的无刷振动电机，已知有芯型、即以在等分设置 的多个突极上巻绕电枢线圈而构成的有芯型的、将驱动电路部件设置 在定子侧方的非圆形电机的技术(参照日本专利文献3)。但是，这种电机侧方向的尺寸加大，以在印刷线路板上以SMD 方式安装的效率低，此外，由于是有芯型，不能减小厚度，实用性差。为此，本申请人在前期提出了一种在包含有芯、无开缝无芯型的 电机中、将电枢线圈的一部分消除来设置空间，在该空间中设置驱动 电路部件的技术(参照专利文献4)。专利文献l:日本实开平4-137463号公报专利文献2:日本特开2002-143767号公报 专利文献3:日本特开2000-245103号公报 专利文献4:日本特开2002-142427号公报(图8 图11)发明内容为此，本发明的目的是进一步改进上述专利文献4中公开的特开 2002-142427号公报的图8 图11的轴向空隙型无刷振动电机，从而 提供一种能够以较少部件数的简单结构将通过1个霍尔传感器与该 传感器的输出来动作的驱动电路部件内置并适当地产生制动转矩从 而可靠起动、能够与通常的直流电机同样地使用、各部件较薄并有充 分强度的极薄的轴向空隙型无刷振动电机。本发明的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于，具有偏心转 子，该偏心转子具有转子磁轭、具备设置于该转子磁轭上的多个磁极 的轴向空隙型磁铁、以及偏心配重；轴，支撑所述偏心转子；定子， 具有在中心设置有支撑所述轴的轴支撑部的磁轭架、设置于该磁轭架 上的定子基座、设置于该定子基座上的单相连线型空心电枢线圈、俯 视来看不与该单相连线型空心电枢线圈重叠地设置于所述定子基座 上的霍尔传感器、以及接受该霍尔传感器的输出的驱动电路部件；以 及，罩部件，装配于所述定子的外周部分上；在所述磁轭架上有接受所述轴向空隙型磁铁的磁场的磁性部分 和非磁性部分；所述磁轭架的磁性部分至少具有中心部、从该中心部一体地向半 径方向延伸的多个制动转矩发生部、以及封闭该制动转矩发生部的保 持部；所述多个制动转矩发生部以所述轴向空隙型磁铁的磁极的夹角 的2倍的夹角从所述中心部向半径方向延伸设置；所述磁轭架的所述非磁性部分是所述制动转矩发生部间的空间部分。上述的本发明的轴向空隙型无刷振动电机，作为进一步的特征， 例如可以具有如下的构成。艮P，所述轴向空隙型磁铁为6极；所述制动转矩发生部以120度 夹角从所述中心部向半径方向延伸设置有3个。另外，所述保持部的内径比所述轴向空隙型磁铁的外径大。再有，所述制动转矩发生部具有与所述轴向空隙型磁铁的中性区 相同大小的宽度。再有，所述磁轭架由磁体的磁轭板和非磁体的托架板构成。再有，所述空心电枢线圈通过树脂被设置于所述定子基座上，并 使其上表面露出于与所述轴向空隙型磁铁间的空隙内。再有，所述轴的第二端部被固定在所述磁轭架的轴支撑部上，并 且第一端部被所述罩部件挡住。再有，所述轴的第二端部被焊接在所述轴支撑部上、第一端部被 焊接在所述罩部件上。发明的效果根据本发明，可以简单地内置驱动电路部件，馈电端子也可以制成正负2端子，并且利用磁轭架上的非磁性部分和磁性部分可以将轴向空隙型磁铁止动在预定的位置上，从而可以使起动稳 固且实现薄型化。另外，在技术方案5所示的发明中，能够由磁性磁轭板得到制动转矩，能够通过磁性磁轭板和非磁性托架板的组合而使磁轭架得到充 分的强度。而且，由于可以使树脂不从底面露出，因此在固定空心电 枢线圈时，能够使用由紫外线硬化型粘着剂构成的树脂。再有，在技术方案6所示的发明中，由于空心电枢线圈的上表面 露出于空隙内，因此空隙磁束密度不会损失。再有，在技术方案7所示的发明中，轴即使受到直径方向的冲击， 由于被罩体所挡住，因此可以采用较细的部件，而且磁轭架、转子磁轭都比较薄，所以作为电机能够制得非常薄。再有，在技术方案8所示的发明中，经由轴而形成单壳式构造(千 乂 ^ 、乂夕構造)，因此即使各部件变薄，也能够确保充分的耐冲击性。
图l为本发明的第l实施例的轴固定型的轴向空隙型无铁芯无开 缝方式无刷振动电机的橫剖俯视图。(实施例l) 图2为沿图1A-A线的纵剖面图。 图3为定子部件变形例的俯视图。(实施例2) 图4为本发明的主要部件的其他实施例的俯视图。(实施例3) 图5为含有图4部件的定子的俯视图。图6为具有图5的定子的轴固定型的轴向空隙型无铁芯无开缝方 式无刷振动电机的纵剖面图。(实施例4) 图7为图6的偏心转子的俯视图。 图8为轴旋转型的同电机的纵剖面图。(实施例5) 图9为定子部件的第2变形例的俯视图。(实施例6) 图10为定子部f^的第3变形例的俯视图。(实施例7)具体实施方式
具有以支持轴的轴支撑部件为中心设置的磁轭架，设置于该磁轭 架上、在半径方向上具有馈电端子部的定子基座，设置于该定子基座 上的2个单相接线型空心电枢线圈，俯视来看各自不与该空心电枢线 圈重叠地设置于前述定子基座上的l个霍尔传感器和接受该霍尔传感 器的输出的驱动电路部件，以及覆盖以上部件的罩部件，前述磁轭架 具有接受前述轴向空隙型磁铁的磁场的磁性部分与非磁性部分，从俯 视来看l个霍尔传感器位于磁性部分的一部上，而前述驱动电路部件 位于非磁性部分上，再有作为一部分向半径方向外周延伸、接受前述馈电端子部的馈电端子载置部向侧方突出，并且在外周部分上装配有 前述罩的开口部。 实施例l图l、图2所示为轴固定型的轴向空隙型无铁芯无开缝方式无刷振 动电机，磁轭架l由比铁板的磁性弱的不锈钢板以厚度0.15mm左右的 薄型构成，定子由在中央内缘翻边状立起的轴支撑部la、点划线所示 的以在半径方向约120度夹角设置的3处制动转矩发生部lb及再向半 径方向延伸的封闭3处制动转矩发生部lb的环状兼有加强功能的保持 部lc形成，该保持部的一部分再向半径方向突出，构成馈电端子载置 部ld。该磁轭架l为了使后述的轴向励磁型磁铁的磁极停止在特定的 位置上，在前述的制动转矩发生部lb之间构成作为非磁性部分的空间 le。在如此构成的磁轭架l的上面，在将0.5mm 0.6mm的细轴2以基 端(第2端部)压入前述轴支撑部la中的同时，在其周围载置由挠性 印刷线路板或环氧玻璃纤维布基板(玻璃纤维布增强的环氧树脂基板) 构成的定子基座3，以前述磁轭架l为骨干，用液晶、聚亚苯基硫化物(求y:7二二u:/廿々:77^ K)等耐回流软钎焊的耐热树脂4将前述轴支撑部la在中心上一体化。在前述定子基座3上，相面对地设置 了2个空心电枢线圈5A、 5B，以单相的形式串联地连接。在这些空心电枢线圈5A、 5B之间在没有绕上前述耐热树脂4的部 分通过轴2相面对地设置有1个霍尔传感器H和被IC化的驱动电路部 件D。该空心电枢线圈的上面以树脂等不突出空隙部分的状态露出。 即，最小空隙由该空心电枢线圈的上面与后述装配的轴向空隙型磁铁 底面所构成。在此，制动转矩发生部lb与单相的空心电枢线圈5A、 5B的位置 关系可设定为空心电枢线圈5A、 5B的有效导体部与后述磁铁的磁极相配合，制动转矩发生部lb的形状能够以得到与通过磁铁的磁力而停 止相当的最小止动力矩的状态被设定。因而，构成这些定子的部件从俯视看不重叠，能够构成薄型。在 此，示出了前述耐热性树脂4的一部分作为导向件4a、 4b立起，禾, 该导向件4a、 4b载置前述空心电枢线圈5A、 5B的情况，但也可包含 其他部件而一体成形。此外，也可用紫外线硬化型粘着剂代替前述耐 热性树月旨4来固定前述空心电枢线圈5A、 5B。另一方面，可自由旋转地安装于前述轴上的被组装在前述定子上 的偏心转子R由设置在中央的内缘翻边状的轴承保持部6a中压入含油 轴承7的0.1mm左右的薄转子磁轭6、连接于其下面的轴向空隙型磁铁 8、在该磁铁8的外周上通过激光点焊等焊接在前述转子磁轭6上的弧 状配重9构成。在此，在前述转子磁轭6上，为了防止在落下等的冲击时变形， 利用厚度方向的空闲空间从轴承保持部6a放射状地形成加强肋6b。图 中6c为在弧状配重的相反侧设置的，由此将前述磁铁8定位、同时是 在粘接时加强用的垂下的舌片。前述磁铁8在6极上被磁化，由于其驱 动原理为公知的，在此省略对其说明。如此构成的偏心转子R为了减少制动损失，至少通过2枚层叠的推 力垫圈S1可自由旋转地安装在前述轴2上。之后，覆盖上由薄的非磁 性不锈钢材料构成的罩部件IO，前述轴的前端通过推力垫圈S2插入形 成于前述罩部件10中央的内缘翻边状孔10a中。在此，该内缘翻边状 孔比轴径更细，轴2的前端(第l端部)为了防止变形以该前端部分不 突出的状态激光焊接在前述罩部件10上，同时罩部件的开口部通过激 光点焊组装在前述磁轭架1的保持部1 c上。因此，由于通过这样的焊接进行装配，即使轴较细，也能够耐受 径向的冲击，即使使用薄的罩部件也能够得到充分的强度。实施例29在图3中，对作为定子的一个部件的磁轭架的变形例的结构进行 说明。以下，对于与上述的实施例相同部件或具有相同功能的大致相同 的部件注以同一符号并省略对其说明。艮P，作为磁轭架l与前述实施例l的不同点的特征为，相当于装配 有制动转矩发生部lb的后述轴向空隙型磁铁(在此为6极)的磁极的 夹角的2倍，宽度为磁极的中性区的宽度左右，具有作为接受前述轴 向励磁性磁铁的磁场的制动转矩发生部件的功能。在此，轴支撑部la可以比装配的轴向空隙型磁铁内径小，保持部 的内径比该磁铁外径大，通过这种结构，轴向空隙型磁铁不会吸附在 前述轴支撑部la、保持部lc上，能够可靠地将磁极的中心止动在制动 转矩发生部lb上，而不止动在磁极的中性部上。图中，考虑到lfm够利用从前述保持部lc再向外突出的安装用腿 部直接回流软钎焊连接到机器侧的印刷线路板等上。而lg为确定定子 基座的位置、由树脂成形为一体时，防止磁轭架1与树脂4脱离的突起。这种结构的磁轭架l与其他定子各部件，特别是包含空心电枢线 圈的外表，通过树脂4一体成形。因此，磁轭架l虽然较薄也可使前述 一体化的部件成为骨干。为此通过相互作用能够加强强度，作为定子， 整体被加强。实施例3图4为磁轭架的另一实施例，图5为具有该磁轭架的定子的结构。 在此，也对与上述的实施例相同部件或具有相同功能的大致相同的部 件注以同一符号并省略对其说明。即，磁轭架YB由以厚度为0.05mm至0.lmm的薄型磁性不锈钢或 坡莫合金板构成的磁轭板Y、通过点焊L等叠合在该磁轭板Y上的多个 非磁性不锈钢或弹性铜镍合金(日本名为锌白铜)制的托架板B构成。 在该托架板B的中央，轴支撑部la内缘翻边状地立起，其中，以将易强部件Hb推入前述轴支撑部la的内缘翻边 状部分的状态压入。该3根制动转矩发生部lb的宽度在此为与组合的 轴向空隙型磁铁的中性区大致相适合的程度。因此，制动转矩发生部 lb之间，通过非磁性的空间部分，所述托架板B被露出。该托架板B 的外形与前述磁轭板Y大致相适合地形成，外形的一部分再向半径方 向突出，从而构成馈电端子载置部ld。在如此构成的磁轭架YB的前述轴支撑部la上压入0.5至0.6mm的 细轴2的基端(第二端部)，同时，在其周围载置由挠性印刷电路板 构成的定子基座3， 一部分作为馈电端子部3a被重叠在前述馈电端子 载置部ld上。在前述定子基座3上相对面地载置有2个空心电枢线圈5A、 5B， 以构成单相的状态串联连接。在这些空心电枢线圈5A、 5B之间的空间中介由中心相对面地设 置有1个霍尔传感器H和与其相面对的被IC化的驱动电路部件D。在 此，分别从俯视方位设定成霍尔传感器H位于制动转矩发生部lb上， 而驱动电路部件D位于空间部分le上。在此，制动转矩发生部与单相的空心电枢线圈的位置关系也为将 空心电枢线圈的有效导体部与后述磁铁的磁极相适合地设定，将制动 转矩发生部lb的形状以得到与由于磁铁的磁力而停止相当的最小止 动转矩的形式设定即可。从前述加强部件Hb的周围开始，歪IJ2个空心电枢线圈5A、 5B和霍 尔传感器H及驱动电路部件，通过紫外线硬化型粘着剂44固定在定子 基座3上。在此，由该紫外线硬化型粘着剂44的加强至少在前述空心 电枢线圈的一部分与加强部件的周围是需要进行的，当然在相对面的 转子的空隙部分中，应将其注入量控制在不从决定最小空隙的部件 (在此为空心电枢线圈)上溢出的状态。在此，也可将加强部件Hb 的周围通过激光悍接而焊接在磁轭板上。因此，这种定子部件从俯视来看不重叠，能够薄型地构成，并通过紫外线硬化型粘着剂44使耐冲 击性得以提高。此外，作为前述实施例的变形的所述加强部件，可形成没有特别 图示的套筒形，在该外形部分可压入将前述磁轭架与磁轭板、托架板 一同合成地成为内缘翻边状的部件。这样，由于相对于轴来说加强部 件的外形变大，能够保证压入强度。此外，该加强部件的外周的一部 分与磁轭架的内缘翻边状前端可激光焊接来固定。实施例4图6为具有图5的定子的轴固定型的轴向空隙型无铁芯无开缝方 式无刷振动电机的纵剖面图，图7为图6的偏心转子的俯视图。可自由旋转地安装在前述轴2上的偏心转子R1中，将聚酰胺树脂 与稀土类磁铁粉末一体化的轴向空隙型树脂制磁铁8粘着在薄的转子 磁轭66上。该薄的转子磁轭66由于具有接受轴向空隙型树脂制磁铁88 的磁场的平坦部6h、与该平坦部成一体的外径侧垂下部66a和内径侧 垂下部66b，成为包围前述轴向空隙型树脂制磁铁88的状态，因此可 以以较强的粘接力保持该磁铁88。该薄的转子磁轭66的2处舌片66c 如图7所示从外径侧垂下部66a—体地以预定的角度在法线方向上向 水平方向突出。偏心配重9在前述薄转子磁轭66的外径侧垂下部66a中，凹部9a与 舌片66c相嵌合，同时由粘着剂等被固定在前述外径侧垂下部66a上。 这样，由于前述舌片66c在法线方向上形成2处，限制了偏心配重9的 径向的移动。偏心配重9还设置有在前述薄转子磁轭66上相对面设置 的两端的缺口66g中装入的突起部9b。前述转子磁轭66为凸缘66d从前述内径侧垂下部66b开始向水平 方向内侧突出，通过在前述舌片66c上嵌入前述凹部9a来装配偏心配 重9，在内径侧凸缘66d上通过点焊接来安装作为金属部件的带缘烧结含油轴承77。该带缘烧结含油轴承77也可通过铆接安装在前述凸缘 66d上。这样，通过偏心配重9将凹部9a与前述舌片66c通过钎焊或粘接而 固定，在前述磁铁88为粘着或稀土类烧结性的金属磁铁的情况下通过 点焊等安装，能够容易地构成偏心转子R1。这样构成的偏心转子R1为了减少制动损失至少介由2枚层叠的推 力垫圈S1可自由旋转地安装在前述轴2的前端(第l端部)上。此后， 覆盖上由薄的非磁性不锈钢材料构成的罩部件10，前述轴2的前端(第 2端部)通过推力垫圈S2插入形成于前述罩部件10中央的内缘翻边状 孔10a中。在此，轴2的前端(第l、 2端部)为了防止变形以不突出的 状态从外侧激光焊接在前述罩部件10上，同时罩部件10的开口部通过 激光点焊被组装在前述磁轭架l的保持部lc上。因此，由于通过这样焊接装配，即使使用薄的部件也能够得到充 分的强度，此外，由于通过前述缺口66g与突起部9b限制了半径方向 的移动，即使配重的重量大，也能提高耐冲击性。实施例5图8为轴旋转型的轴向空隙型无铁芯无开缝方式的无刷振动电机 的纵断面图。以下，具有就与上述的实施例相同部件或具有相同功能的大致相 同的部件注以同一符号并省略对其说明的情况。艮P，磁轭架YBl的中央上稍大的轴支撑部lla这次为磁轭板Yl — 方内缘翻边状地向上方突出，其内收纳有烧结含油轴承777，再者， 通过装配在外周上的加强套筒Sb被牢固地保持。另一方面，偏心转子R2这次为通过其他的金属部件666a将0.6mm 的轴22的前端(第l端部)直接压入到转子磁轭666的中心，再在转子 磁轭666上进行激光点焊L2。该金属部件666a的外径部分粘接在磁铁888的内径上。轴22的基端(第2端部)通过0.3mm左右的球轴承BB， 介由推力垫圈S3被枢轴支撑于磁轭架YB1的托架板B1上。在此，也可将轴的基端(第2端部)形成圆形以替代前述球轴承BB。当然，罩部件100以图示的盲型(圭寸闭型)为好。 实施例6图9所示为本发明的定子部件的第2变形例，是所述实施例的图3、 图4的变形例。g卩，在定子的一部分上作为制动转矩发生部lllb而构 成的磁性部分为通过在作为非磁性部分的托架板lll上复印含有磁性 粉末的涂料等进行印刷而形成的。这样，能够使制动转矩产生部lllb的厚度非常薄，非磁性托架板 能够厚到一定程度即O.lmm左右，所以也可以充分确保强度。实施例7在所述的实施例中，作为制动转矩发生部示出了在托架板lll上 印刷磁性粉末涂料而形成的方法，但也可以进行预定的遮蔽来磁性电 镀纯铁等而形成。并且，如图10所示那样，在定子基座33的底面上，与中央部33a 连续在半径方向上3支制动转矩发生部33c通过磁性电镀或者复印磁 性粉末涂料也可构成。即使这样，作为定子部件的一部分也可以做得 非常薄。产业上的可利用性本发明并不限于移动通信装置中，也可适用于利用振动向听、视 觉残疾者传达的装置等。前述定子如果有磁性部分和非磁性部分，可 以为任何形式，例如也可通过压力机(71^7)将磁性部分埋入到非 磁性托架部分中。本发明在不离开其技术思想和特征的前题下可得到各种实施例。 因此，前述实施例不过为例示，而不是限定性的解释。本发明的技术 范围为由权利要求的范围所示的范围，并不限于说明书的文字。
权利要求
1、一种轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于，具有偏心转子，该偏心转子具有转子磁轭、具备设置于该转子磁轭上的多个磁极的轴向空隙型磁铁、以及偏心配重；轴，支撑所述偏心转子；定子，具有在中心设置有支撑所述轴的轴支撑部的磁轭架、设置于该磁轭架上的定子基座、设置于该定子基座上的单相连线型空心电枢线圈、俯视来看不与该单相连线型空心电枢线圈重叠地设置于所述定子基座上的霍尔传感器、以及接受该霍尔传感器的输出的驱动电路部件；以及，罩部件，装配于所述定子的外周部分上；在所述磁轭架上有接受所述轴向空隙型磁铁的磁场的磁性部分和非磁性部分；所述磁轭架的磁性部分至少具有中心部、从该中心部一体地向半径方向延伸的多个制动转矩发生部、以及封闭该制动转矩发生部的保持部；所述多个制动转矩发生部以所述轴向空隙型磁铁的磁极的夹角的2倍的夹角从所述中心部向半径方向延伸设置；所述磁轭架的所述非磁性部分是所述制动转矩发生部间的空间部分。
2、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述轴向空隙型磁铁为6极；所述制动转矩发生部以120度夹角从所述中心部向半径方向延伸 设置有3个。
3、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述保持部的内径比所述轴向空隙型磁铁的外径大。
4、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述制动转矩发生部具有与所述轴向空隙型磁铁的中性区相同大小 的宽度。
5、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述磁轭架由磁体的磁轭板和非磁体的托架板构成。
6、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述空心电枢线圈通过树脂被设置于所述定子基座上，并使其上表面 露出于与所述轴向空隙型磁铁间的空隙内。
7、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述轴的第二端部被固定在所述磁轭架的轴支撑部上，并且第一端部 被所述罩部件挡住。
8、 如权利要求l所述的轴向空隙型无刷振动电机，其特征在于， 所述轴的第二端部被焊接在所述轴支撑部上、第一端部被焊接在所述 罩部件上。
全文摘要
一种以简单的结构减少部件数量并使各部件较薄，从而可得到充分的强度的轴向空隙型无刷振动电机。将在转子磁轭(6)上具有空隙型电磁铁(8)与弧状配重(9)的偏心转子(R)可自由旋转地安装在固定于磁轭架(1)上的轴(2)上，定子基座(3)设置于具有接受磁铁的磁场的磁性部分(1b)与非磁性部分(1e)的磁轭架(1)上。在定子基座(3)上载置有单相的空心电枢线圈，以平面上看与该线圈不重叠的状态设置1个霍尔传感器(H)和接受该霍尔传感器的输出的驱动电路部件(D)，将覆盖这些部件的罩部件(10)通过开口部焊接在磁轭架外周上。
文档编号H02K29/08GK101257232SQ20081009180
公开日2008年9月3日 申请日期2003年10月27日 优先权日2002年10月28日
发明者下濑川悟, 八岛哲志, 山口忠男, 藤井健太郎, 高城正弘 申请人:东京零件工业股份有限公司