JP2001025203A - 電磁振動体およびそれを用いた電池駆動機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池駆動機器に使用される電磁振動体におい
て、電気接続部の耐振動・耐衝撃性を改善し、機器の信
頼性向上に資することを目的とする。 【解決手段】 モータ１と偏心重り２からなる振動発生
機構と、振動発生機構より導出され機器の給電ランド１
３に電気接続される板バネ状の給電端子４と、給電端子
の背部側に設けられた弾性体とを備え、前記弾性体の一
部に圧縮変形可能な弾性押圧体６を形成し、振動発生機
構を機器に組み込んだときに、弾性押圧体６が給電端子
４を給電ランド２に押圧し、前記給電端子の弾性力と前
記弾性押圧体による押圧力とが合成されるように構成す
るとともに、弾性押圧体６と間隔をおいて前記給電ラン
ドの側の機器に当接する弾性当接体６’を設けて振動発
生機構の姿勢を安定に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として電池駆動
機器に用いられる電磁振動体に関し、詳しくはその機器
との電気接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池駆動機器（以下機器という）、なか
でも携帯電話・ＰＩＭ（個人情報管理）機器などの携帯
情報機器には、体感振動によって情報を伝えるようにし
たものがある。その振動発生方法は、コストとエネルギ
ー効率の面から電磁駆動方式が多い。例えばモータに偏
心重りをつけた回転振動構造、スピーカに類する往復振
動構造などである。そしてその電磁振動体を機器に取り
付けるときは、ビスその他により堅く固定するか、電磁
振動体を弾性体を介して挟み込むかのいずれかの方法が
多く採用される（但しその支持剛性は、固有振動数を発
生振動数と同等か高くする）。後者の弾性体を介して取
り付ける方法は、機器を誤って落下させたときの衝撃か
ら電磁振動体を護ることができ、またそのクッション作
用で機器自体に衝撃緩和作用を与えることから、多用さ
れる傾向にある。本発明は、弾性体を介して電磁振動体
を取り付ける構造の機器における電気接続方法に関する
ものである。

【０００３】携帯機器における一般的な電気接続方法
は、第１の例はボタン電池の組み込みである。容易に脱
着できるよう、機器から突出する板バネが電池の電極に
弾性的に当接する構造が採用されている。第２の例は電
子部品の実装である。図８は従来例のモータの取り付け
構造側面図である。信頼性が重要であるので堅く半田付
けされる。そして弾性的に支持された電磁振動体におい
ては、図８に示すようにリード線５４を延長して半田付
け接続する構造が多い。図において偏心重り２を付けた
細型円筒モータ５１（電磁振動体）はそのケース５３を
合成ゴムのブーツ５５で覆われ、取付板６１に筐体６２
で挟み込まれている。電気接続部は図示していない。

【０００４】しかし近年、電磁振動体を容易に、できれ
ば自動組立機で取り付けできることの要望が高まり、ボ
タン電池のような弾性接触型電気接続構造が採用される
ようになってきた。それに類する例として特開平８−３
０８１７０号公報のものがある。図９は従来例のモータ
取り付け構造斜視図である。

【０００５】図において、細型円筒モータ８１の回転軸
には偏心重り８２が取り付けてあり、電磁振動体を構成
している。そのモータ８１のケース８３は弾性係止片９
２によって取付板９１に固定されている。そしてケース
８３の一端にはモータ内部に通じる電極（図では隠れて
見えない）があり、取付板９１から突出する弾性係止ソ
ケット片９３に当接して給電する構成である。

【０００６】この構成においてモータ８１は、実質的に
はネジ止めと同様に堅く保持されている。その上で別途
に一対の弾性係止ソケット片９３を設けて電気接続を行
うようにしている。これによってモータ８１を機器に容
易に取り付けでき且つ確実に電気接続できるとしてい
る。

【０００７】しかしながらこの構造は、電磁振動体を弾
性保持するときに適用できるものではない。もし弾性保
持したとすると、その公報の記述にもあるように振動に
よって電気接続部が摺動して接触不良が生じるからであ
る。このように、電磁振動体を堅く保持すれば電気接続
を弾性接触により行い且つその接続信頼性を維持するこ
とは可能であるが、弾性保持すると弾性接触部の信頼性
が保てなくなる。すなわちこれらは二律背反関係にあっ
た。また実施例にて詳述するが、電磁振動体を弾性支持
することは、衝撃による大変位に対応できる性能を弾性
接触部に要求する。しかし微小な部品からなる本発明の
技術分野においてこの要求に応えられる技術はなかっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電磁振動体
を弾性的に保持し且つその電気接続を圧着によって行う
構造がもつ、電磁振動体を置き筐体を取り付けるだけで
容易に組み込み可能、組み込むだけで容易に電気接続可
能、電磁振動体を落下衝撃から護ることができる、機器
に衝撃緩和性を付与することができるといった利点を保
ちながら、その課題である電気接続部の振動による接触
不良、衝撃による接触不良の問題を解決するものであ
る。

【０００９】そしてそれによって、高い電気接続信頼性
を有する電磁振動体を提供し、組み立て易く且つ信頼性
に優れた電池駆動機器の実現に資することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電磁振動体は、給電端子の背部側に設けられ
た弾性体とを備え、振動発生機構を機器に組み込んだと
きに、前記弾性体の一部に形成された圧縮変形可能な弾
性押圧体が前記給電端子を前記給電ランドに押圧し、前
記給電端子の弾性力と前記弾性押圧体による押圧力とが
合成されるように構成するとともに、前記弾性押圧体と
間隔をおいて前記給電ランドの側の機器に当接する弾性
当接体を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の電磁振
動体は、振動発生機構と、振動発生機構より導出され機
器の給電ランドに電気接続される板バネ状の給電端子
と、給電端子の背部側に設けられた弾性体とを備え、前
記弾性体の一部に圧縮変形可能な弾性押圧体を形成し、
振動発生機構を機器に組み込んだときに、前記弾性押圧
体が前記給電端子を前記給電ランドに押圧し、前記給電
端子の弾性力と前記弾性押圧体による押圧力とが合成さ
れるように構成するとともに、前記弾性押圧体と間隔を
おいて前記給電ランドの側の機器に当接する弾性当接体
を設けたことを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項２に記載の電磁振動体は、
請求項１において、前記弾性当接体の高さを、前記弾性
押圧体の高さよりも大としたことを特徴とする。本発明
の請求項３に記載の電磁振動体は、請求項１または請求
項２において、前記弾性体の一部に切り開き部を形成
し、この切り開き部を介して前記振動発生機構の一部を
収納するようにしたことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４に記載の電磁振動体は、
請求項１または請求項３において、前記弾性体に、前記
給電端子が挿通される切欠きを形成したことを特徴とす
る。本発明の請求項５に記載の電池駆動機器は、請求項
１から請求項４の何れかに記載の電磁振動体を備えたこ
とを特徴とする。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例の機器において、電
磁駆動体のうち偏心重り付き細型円筒モータを取り付け
る状態を示す構造図である。図１（ａ）は軸方向から見
た図、（ｂ）は側面から見た図である。

【００１５】図において、細型円筒モータ１（以下モー
タという）の軸には偏心重り２が取り付けてある。その
軸を回転駆動する駆動機構がケース３に収容してある。
そして回転駆動機構と偏心重りとで振動発生機構を構成
している。ケース３の一端からは板バネ状の給電端子４
が突出している。ケース３には合成ゴム製のブーツ５
（弾性体）が被せてある。ブーツ５は略カップ状であ
り、その一部５ａを切り開いてケース３を容易に収容で
きるようにしている。

【００１６】そして機器の側には取付板１１と筐体１２
とがあり、モータ１は両者の間に挟み込まれるようにな
っている。取付板１１には給電端子４に対応する位置に
給電ランド１３があり、モータ１に給電できるようにな
っている。

【００１７】このように構成し、モータ１を取付板１１
の上に置き、筐体１２を取り付け固定することで、モー
タ１は取付板１１に圧着され、給電端子４は給電ランド
１３に弾性接触して給電が行われる。なお、図では取付
板１１がモータ１の方に接近してきて接触が行われるよ
うに表現している。また、実際の機器ではモータ１の給
電端子４が給電ランド１３に正しく接触するよう前後左
右方向の位置決め部材があるが、本発明の主題ではない
ので煩雑を避けるため省略した。このように、弾性的に
モータを保持し弾性的に電気接続を行う構造の機器は、
極めて容易に組み立てを完成できる。

【００１８】本発明の主要部である電気接続部の構造に
ついて説明する。図に示したように、ケース３の一端か
ら板バネ状の給電端子４が突出し、給電端子４の背後に
はブーツ５の一部に略三角形状の弾性押圧体６が形成さ
れている。そしてモータ１を機器に組み込んだとき、給
電端子４は弾性的に給電ランド１３に当接する。そして
さらに、ケース３の押圧に伴ってブーツ５の略三角形状
の弾性押圧体６が給電端子４の背後から押圧する。さら
に、弾性押圧体６と間隔をおいて前記給電ランドの側の
機器に当接する弾性当接体６’が設けられている。

【００１９】このとき給電端子４に生じる押圧力をグラ
フを用いて説明する。図２は図１の構造のモータにおい
て給電端子４の背後に弾性押圧体６がない給電端子単独
のときの押圧力を、図３は同じく弾性押圧体６があると
きの押圧力を表している。いずれも、横軸が押圧力（単
位gf）、縦軸が端子変位（単位mm）である。端子変位と
は機器組み込み状態を基準とし、給電端子がモータから
離れる方向への変位を言っている。押圧力ゼロでの端子
変位が給電端子４の自由高さである。

【００２０】図２は端子変位〜給電端子押圧力関係説明
図である。図２に示すように、製作公差を考慮してさま
ざまな自由高さの試料を用いてデータを採取した。この
ように弾性押圧体６がない場合はいずれもほぼ同じ弾性
係数の線型変位である。平均４５gf程度の押圧力が得ら
れており、振動・衝撃がなければこれで問題なく電気接
続できる。しかし押圧力が１０gfを下回るようになる
と、振動によって給電端子４と給電ランド１３との電気
接触部分に相対運動が起こり、高分子ポリマーが生じて
電気接続が阻害されることがわかった。押圧力が大きい
場合でも板バネ部４ａには僅かな振動があり、長期的に
見てやはり高分子ポリマー発生の要因になっていること
もわかった。また、モータ１を弾性支持しているので、
機器に落下衝撃力が加わったとき図のマイナス側の端子
変位となり、給電端子４の板バネ部４ａが弾性限界を越
え塑性変形して押圧力が低下してしまう場合もあった。

【００２１】図３は端子変位〜給電端子押圧力関係説明
図である。図３は合成ゴムからなる弾性押圧体６を給電
端子４の背後に配置したときのデータである。これも同
様にさまざまな自由高さの試料を用いてデータを採取し
た。端子変位の大きい部分では図２の場合と同様の弾性
係数であるが、端子変位の小さい部分、すなわち最終取
り付け状態に近い部分では弾性係数が大きくなり、平均
７５gf程度の高い押圧力を得ている。すなわち弾性押圧
体６は押圧力をおよそ３０gf増加させる作用を発揮して
いる。また、最終取り付け状態に近い部分で弾性係数を
大きくすることで、機器に落下衝撃力が加わったとき給
電端子の板バネ部４ａの塑性変形を防ぐ作用を発揮して
いる。

【００２２】また図４は、給電端子の微振動の状況を観
測した説明図である。横軸は経過時間を表し、縦軸は給
電端子の板バネ部４ａの取付板方向の変位振幅を表す。
取付板１１に小穴を明けレーザ変位計を用いて測定し
た。図には、（ａ）弾性押圧体がない場合、（ｂ）給電
端子の背後に弾性押圧体がある場合を並べて記録した。
このように、弾性押圧体によって給電端子の振動振幅が
およそ５分の１に低減できた。

【００２３】このように本実施例は、機器に組み込んだ
とき、ケース３を押圧することによりブーツ５の弾性押
圧体６が給電端子４を給電ランド１３に押圧するように
構成している。これにより第一に、弾性押圧体６の弾性
係数を設定することにより給電端子４と給電ランド１３
との接触圧力を高い自由度で設定できる。従って多様な
条件に対応しながら適切な接触圧力を得ることができ、
多様な用途において高い接続信頼性を発揮できる。主要
な押圧力を弾性押圧体６に受け持たせることもできる。
若し接触圧力の増大を給電端子４のみで実現しようとす
ると、給電端子４の支持構造から周辺の部材の配置まで
影響が及び、大きい端子変位と大きい押圧力の両立が困
難となる。

【００２４】また第二に、弾性押圧体６を形成して給電
端子４を押圧したとき、給電端子の板バネ部４ａの両持
ち梁振動を制動することができる。既に述べたようにこ
の振動も信頼性低下の一因になっていた。弾性押圧体６
を合成ゴムなどの制動性のよい材料とすると具体例を図
４で説明した如く効果的に低減できる。このように電磁
振動体が振動しても電気接続部の摺動を低減あるいは防
止することができ、振動環境下において高い接触信頼性
を得ることができる。

【００２５】また本実施例は、給電端子４の弾性力と弾
性押圧体６による押圧力とが合成されるようにしてい
る。これにより第一に、異なった２種の弾性力の合成特
性で接触圧力を設定できる。金属板バネの弾性力と合成
ゴムによる押圧力を組み合わせれば、金属材料の経時変
化のない恒常特性と合成ゴムの振動制動特性とを利用で
きる。従って多様な環境条件下において高い接続信頼性
を得ることができる。

【００２６】また第二に、変位特性を非線型にできる。
この特性は図３で説明した。図のように、外部加速度に
よりモータ１が取付板１１から離れる方向に移動して端
子変位大となっても、給電端子の板バネ部４ａは余裕を
もって追従し、反対に移動して端子変位小あるいはマイ
ナスとなったときは剛性を高くして塑性変形を防ぐ。こ
のような作用によって、衝撃環境下において高い接続信
頼性を得ることができる。

【００２７】さらに本実施例は、ケース３を覆うブーツ
５に一体に弾性押圧体６を設けている。モータ１を弾性
支持するブーツ５の一部に機能を付加するのみで構成で
きるから、電気接続部の性能向上のために費用を必要と
しない。これによりコスト上昇なく高い接続信頼性を得
ることができる。

【００２８】本実施例はまた、図１に示したように弾性
押圧体６の給電端子４に当接する部分に三角状の突起部
を設けている。このような形状であれば、給電端子４と
給電ランド１３との接触圧力特性を高い自由度で設定で
きる。これによって多様な条件に対応しながら適切な接
触圧力が得られる。従って多様な用途において高い接続
信頼性を得ることができる。図１の設計では押圧力を平
均３０gf増加するようにし、且つ仕様に規定されたいか
なる条件下でも押圧力５００gfを越えないように弾性係
数を設定している。

【００２９】本実施例において給電端子４に当接させる
弾性押圧体６には合成ゴムを用いている。これにより、
絶縁性と振動制動性を備えた端子押圧構造が得られる。
振動制動性の効果はすでに述べたとおりで不可欠といえ
るが、弾性押圧体６が合成ゴムであれば端子部に別途に
絶縁機能・制動機能を付加する必要がない。従ってコス
ト上昇なく高い接続信頼性を得ることができる。

【００３０】また、弾性押圧体６は工業的には合成ゴム
が最も適しているが、天然ゴム、金属または有機物の綿
状もしくはフェルト状のものでもよい。ポリアセタール
に代表される合成樹脂で弾性押圧構造を形成することも
可能である。実施例では、給電端子４はその押圧方向に
ケース３を投影した領域内に配置してあるが、必要があ
れば給電端子を領域外に置いてもよい。

【００３１】（実施例２）図５を参照して本発明の他の
実施例を説明する。図５（ａ）はそれを軸方向から見た
図、（ｂ）は側面から見た図である。大略の構造は実施
例１と同一であるが、実施例１（図１）においてブーツ
５と弾性押圧体６とは一体に形成されていたのに対し、
実施例２（図５）においてはブーツ２５と弾性押圧体２
６とを別体とした点が異なる。

【００３２】これによってそれぞれ果たすべき機能に最
適な材質と構造に設定できるから、多様な条件に対応し
ながら適切な接触圧力特性、制振特性、耐環境性を得る
ことができ、多様な用途において高い接続信頼性を発揮
できる。

【００３３】なお、実施例ではケース３の弾性支持はあ
らかじめケース３に被せたブーツ５による場合を示した
が、機器の側に弾性支持構造を設けてもよい。同様に、
モータ側に弾性押圧体６を設けず機器側の給電ランド１
３を弾性変位させその背後に弾性押圧体を配設してもよ
い。

【００３４】（実施例３）次に図６を参照して弾性押圧
体の形状の細部を解説する。図６には４種の形状を挙げ
た。それぞれ、（ａ）三角状突起、（ｂ）空洞状突起、
（ｃ）台形突起、（ｄ）双こぶ突起と仮称する。

【００３５】（ａ）三角状突起は、実施例１に採り上げ
たものである。図１で示したように給電端子４の電気接
続部の背後を押圧するようにし、且つ板バネ４ａ側の傾
斜がなだらかに接触するようにして板バネ４ａの制振を
図っている。傾斜角度は既に説明した押圧力特性を得る
ように決定している。（ｂ）空洞状突起は、より小さい
弾性係数を得たいときに好適である。（ｃ）台形突起
は、より大きい弾性係数を得たいときに好適である。
（ｄ）双こぶ突起は、板バネの制振作用をより積極的に
得たいときに好適である。

【００３６】このように、弾性押圧部に少なくとも１つ
の突起を設けることにより、給電端子と給電ランドとの
接触圧力特性を高い自由度で設定できるから、多様な条
件に対応しながら適切な接触圧力を得、多様な場面にお
いて高い接続信頼性を発揮できる。

【００３７】（実施例４）図７を用いて、さらに他の実
施例を説明する。図において、弾性体３５に覆われてい
るのは扁平円板型の電磁振動体３１である。この電磁振
動体３１はケース３３の中に往復運動型振動子を収容し
たもの、あるいは扁平モータに偏心重りをつけてケース
に収容したものである。既に説明した例と同様、給電端
子３４の背後に弾性押圧体が設けられている。このよう
に、本発明はさまざまなタイプの電磁振動体に適用でき
る。

【００３８】以上本発明の種々の実施例を説明してきた
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように本発明に
よれば、振動発生機構を弾性的に保持し且つその電気接
続を板バネ状の給電端子と給電ランドとの圧接によって
行う構造がもつ、電気接続部の振動による接触不良、衝
撃による接触不良の問題を、給電端子の背部側に弾性体
を設けることによって解決することができる。そしてそ
れによって、高い電気接続信頼性を有する電磁振動体を
提供し、組み立て易く且つ信頼性に優れた電池駆動機器
の実現に資するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例のモータ取り付け構造を
軸方向から見た図 （ｂ）本発明の実施例のモータ取り付け構造を側面から
見た図

【図２】端子変位〜給電端子押圧力関係説明図（給電端
子単独のとき）

【図３】端子変位〜給電端子押圧力関係説明図（弾性押
圧体があるとき）

【図４】給電端子の微振動の変位振幅観測説明図

【図５】（ａ）本発明の他の実施例のモータ取り付け構
造を軸方向から見た図 （ｂ）本発明の他の実施例のモータ取り付け構造を側面
から見た図

【図６】（ａ）弾性押圧体の三角状突起の形状を示した
図 （ｂ）弾性押圧体の空洞状突起の形状を示した図 （ｃ）弾性押圧体の台形突起の形状を示した図 （ｄ）弾性押圧体の双こぶ突起の形状を示した図

【図７】更に他の実施例のモータ取り付け構造を側面か
ら見た図

【図８】従来例のモータ取り付け構造側面図

【図９】他の従来例のモータ取り付け構造斜視図

【符号の説明】

１、５１、８１ 細型円筒モータ（電磁振動体の一部） ２、８２ 偏心重り ３、３３、５３、８３ ケース ４、３４ 給電端子 ４ａ 板バネ部 ５、２５、３５、５５ ブーツ（弾性体） ５ａ、２５ａ ブーツの切り開き部 ６、２６、３６ 弾性押圧体 １１、６１ 取付板 １２、６２ 筐体 １３ 給電ランド ３１ 電磁振動体 ５４ リード線 ９２ 弾性係止片 ９３ 弾性係止ソケット片

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動発生機構と、 振動発生機構より導出され機器の給電ランドに電気接続
   される板バネ状の給電端子と、 給電端子の背部側に設けられた弾性体とを備え、 前記弾性体の一部に圧縮変形可能な弾性押圧体を形成
   し、 振動発生機構を機器に組み込んだときに、前記弾性押圧
   体が前記給電端子を前記給電ランドに押圧し、前記給電
   端子の弾性力と前記弾性押圧体による押圧力とが合成さ
   れるように構成するとともに、 前記弾性押圧体と間隔をおいて前記給電ランドの側の機
   器に当接する弾性当接体を設けた電磁振動体。
2. 【請求項２】前記弾性当接体の高さを、前記弾性押圧体
   の高さよりも大とした請求項１記載の電磁振動体。
3. 【請求項３】前記弾性体の一部に切り開き部を形成し、
   この切り開き部を介して前記振動発生機構の一部を収納
   するようにした請求項１または請求項２のいずれかに記
   載の電磁振動体。
4. 【請求項４】前記弾性体に、前記給電端子が挿通される
   切欠きを形成した請求項１または請求項３の何れかに記
   載の電磁振動体。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４の何れかに記載の電
   磁振動体を備えた電池駆動機器。