JP2005229759A - 軸受を備えた偏心ロータと同偏心ロータの製法及び同ロータを備えた軸方向空隙型ブラシレス振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】サイズが犠牲にならず、強度や振動量も犠牲にしないようにしながらも、軸受を備えた、特に軸受回転型偏心ロータにおいて、オイルの拡散損失を簡単な構成で防止させる。
【解決手段】複数の磁極を有する軸方向空隙型マグネット８と、このマグネットが固着されたヨーク板６と、マグネットの外方に配された比重１５以上の偏心ウエイト９とが備えられたものであって、前記ヨーク板には前記マグネットの内方で油分を有する軸受７が備えられ、軸受の油分が拡散流出しないように少なくとも軸受孔の径方向周囲にオイルバリア処理Ｂがなされた。
【選択図】 図２

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軸支承部を備えた偏心ロータと同偏心ロータの製法及び同ロータを備えた軸方向空隙型ブラシレス振動モータに関する。

従来、扁平な小形ブラシレス振動モータとして本出願人は、先に実開平４−１３７４６３号（実用新案登録第２５４９３５７号）、特開平１０−２４８２０３号などを提案している。（特許文献１，２参照）
また、同様なものとして特開平１１−９８７６１号に示すようにロータケースの側面を折り返して偏心させたものが提案されている。（特許文献３参照）
しかしながら、このような構成では、通常のロータケースの材質が比重７．９位のスチールであるため、偏心量が少なく実用性がない。このため、小型ブラシレス振動モータとして磁気回路を構成するロータケースの内側に浅い円筒型マグネットを配し、外側に半円筒型のタングステン合金からなる偏心ウエイトを配した、たとえば特開２０００−１６６１７３号の図１に示すようなものがある。（特許文献４参照）
このような構造では、偏心ウエイト部分がロータケースの旋回外径より突き出ざるを得ないため、この危険性を回避し、取り扱いが容易なようにカバーを取り付けたものとなっているので、径方向にサイズが大となってしまう嫌いがある。
実開平４−１３７４６３号（実用新案登録第２５４９３５７号） 特開平１０−２４８２０３号 特開平１１−９８７６１号 特開２０００−１６６１７３号（図１）

最近の携帯電話機の多機能に伴い、無音報知手段として振動モータは益々小型、薄型化の要求が強く、扁平型振動モータも厚みが２〜２．５ｍｍ程度が要求され、ゲーム機能に応えるには長寿命なブラシレスモータが期待される。このような低姿勢モータであっても振動量は確保しなくてはならず、重い偏心ロータを使用する場合、落下などの衝撃に耐えるには軸を両端で固定した、いわゆる軸受回転型モータの構成を採用するのが望まれる。また、最近の小型、薄型化のため、所期の振動量を得るためには１１０００ｒｐｍ程度の高速回転をさせる必要があり、この高速で、しかもロータ自体が振動するため、軸受回転型ではオイル拡散流出が多くなって油分の枯渇をまねき、折角のブラシレスモータの長寿命が期待できなくなってしまう。
そこでこの発明は、サイズが犠牲にならず、強度や振動量も犠牲にしないようにしながらも、軸受を備えた、特に軸受回転型偏心ロータにおいて、オイルの拡散による流出損失を簡単な構成で防止させるもので、長寿命な軸方向空隙型ブラシレス振動モータを提供するを目的としたものである。

上記課題を解決するには、請求項１に示すように複数の磁極を有する軸方向空隙型マグネット（８）と、このマグネットが固着されたヨーク板（６）と、前記マグネットの外方に配された比重１５以上の偏心ウエイト（９）とが備えられたものであって、前記ヨーク板には前記マグネットの内方で油分を有する軸受（７）が備えられ、該軸受の油分が拡散流出しないように少なくとも前記軸受の軸受孔の径方向周囲にオイルバリア処理（Ｂ）がなされたもので達成できる。
具体的な構成は、請求項２に示すように前記オイルバリア処理は前記軸受の少なくとも一部を除いてほぼ全表面に処理されているのがよい。
また、より具体的には、請求項３に示すように前記ヨーク板は前記マグネットの磁界を受ける平坦部（６ｈ）と、偏心ウエイトを固着する外径側垂下部（６ａ）と、内径側垂下部（６ｂ）があり、該外径側垂下部から一体に舌片（６ｃ）が水平方向外方に突き出されると共に、前記内径側垂下部からフランジ（６ｄ）が水平方向内方に突き出され、前記舌片に偏心ウエイトが配着され、前記フランジに焼結含油軸受が配され、オイルバリア処理としてフッ素系塗料が塗布されているものがよい。
さらにこのような偏心ロータを製造するには、請求項４、５に示すようにヨーク板にマグネットと偏心ウエイトと油分を有する軸受を取り付ける工程、その後、該軸受の軸方向端部にジグを当てて少なくとも軸受孔の部分を塞ぐ工程、フッ素系溶液に偏心ロータ全体を浸す工程とを備えたものか、ヨーク板にマグネットと偏心ウエイトと油分を有する軸受を取り付ける工程、その後、該軸受の軸方向端部に少なくとも軸受孔の部分を塞ぐ工程、フッ素系溶液に偏心ロータ全体を浸す工程とを備えたもので達成できる。
このようなステータを備えた扁平な小形ブラシレス振動モータにするには、請求項６に示すように請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受を備えた偏心ロータ（Ｒ）と、中心に配された軸支承部（１ａ）に軸の基端が固定され、この軸を介して前記偏心ロータを回転自在に支えるヨークブラケット（１）と、このヨークブラケットはさらに前記軸支承部の周囲に配されたステータベース（３）と、このステータベースに配された複数個の空心電機子コイル（５Ａ）を備え、前記複数個の空心電機子コイルが配置されていない空間部分に該空心電機子コイルの厚み内になるように駆動回路部材の一部（Ｄ）が前記ステータベースに配され、前記軸の先端がカバー部材（１０）の中心の凹部（１０ａ）にはめ込まれ、該カバー部材（１０）がその開口部で前記ヨークブラケット取り付けられているもので達成できる。

請求項１に示す発明では、軸受の油分はオイルバリアによって高速回転でも拡散流出しなくなって軸受内に留まり、長寿命な振動モータにすることができる。
請求項２に示す発明では、軸受部分を塞いでロータ自体をオイルバリア溶液に一括して浸すことができるので作業性がよい。
請求項３に示す発明では、各部材はオイルバリア処理する前に先に固着されるので固着強度を落とすことなく、一括してオイルバリア処理が容易にできる。
請求項４、５に示す発明では、軸受にはオイルバリア処理材が付着しないので、潤滑性を損なうおそれがなく、軸受に含まれた油分はオイルバリアによって他の部位に拡散流出しなくなるので、軸受内に留めることができる。
請求項６に示す発明では、両端が固定された軸で偏心ロータを支えるので、強度が十分確保でき、軸回転型でもオイルバリアによって軸受の油分が高速回転でも拡散流出することなく受内に留まり、長寿命なブラシレス振動モータが得られる。

複数の磁極を有する軸方向空隙型マグネットと、このマグネットの磁界を受けるヨーク板と、前記マグネットの外方に少なくとも一部が配された比重１７以上の偏心ウエイトとが備えられたものであって、前記ヨーク板には前記マグネットの内方で油分を有する軸受が備えられ、該軸受の油分が拡散しないようにフッ素系溶液が前記軸受の一部を除いてほぼ偏心ロータの全表面に塗布されている。

図１は、本発明の軸受を備えた偏心ロータの平面図である。（実施例１）
図２は、同ロータの縦断面図である。
図３は、同ロータの製造方法に特徴を示す概略構成図である。
図４は、同ロータを使用した軸方向空隙型振動モータの縦断面図である。

図１、図２は、この発明の偏心ロータＲで、この偏心ロータＲを構成する一部材であるヨーク板６には、希土類磁石からなる軸方向空隙型マグネット８が接着される。このヨーク板６は、前記軸方向空隙型マグネット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、前記軸方向空隙型マグネット８は外径側垂下部６ａと平坦部６ｈに接するように接着されているので十分な固着強度がある。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をはめ込んで受け止めするように偏心ウエイト９を配着し、前記マグネットの内径側で前記内径側垂下部６ｂに鍔付き焼結含油軸受７を少し圧入し、一体に突き出されたフランジ６ｄに鍔付き焼結含油軸受７を受け止め、４個の透孔６ｎを利用して該内径側垂下部６ｂの頂部を内側に折り曲げたカシメによって取り付けたものである。ここで、偏心ウエイト９をヨーク板６に取り付けるには、ろう付あるいは接着等で固定したものである。前記偏心ウエイト９は銅タングステン合金を焼結で形成したもので、その比重はモータのサイズから選定されるが、小型な振動モータでは重心を確保する必要上から比重１５以上のものとなり、好ましくは直径１０ｍｍ程度の小型振動モータでは焼結できる最高のレベルである比重１８以上のものが選定される。なお、以上と指定してもながら当然タングステン本来の比重を越えることはない。

前記ヨーク板６は、さらに前記舌片を間にして約１８０度弱対向して係止部として機能する切り欠き６ｇが形成されている。前記偏心ウエイト９には、さらに、両端の切り欠き６ｇに入り込む突起部９ｂが設けられる。この偏心ウエイト９は前記ヨーク板６の外径側垂下部６ａに前記凹所９ａと突起部９ｂをそれぞれ舌片６ｃ、切り欠き６ｇをはめ合わせながら前記外径側垂下部６ａに接着などで固着されるのであるが、前記舌片６ｃは２カ所法線方法に形成しているので、互いに協同して偏心ウエイト９は径方向の動きが防止される。この偏心ウエイトは、取付時に図面から判断できるようにマグネット面と平坦部６ｈから軸方向に突き出ないようにしてある。
なお、図示しないが、この突起部はさらに内側に延ばされてマグネットに形成した凹所に食い込ませるようにしてもよい。このようにすればより径方向に動きが確実に防止できる。したがって、偏心ウエイト９は、凹所９ａによって舌片６ｃとのはめ合わせ、位置決めが容易となり、凹所９ａと舌片６ｃによって軸方向と径方向の動きが出なくなり、切り欠き６ｇによって確実に接着剤が回り込み、径方向の動きが防止されるので落下などの衝撃に十分耐えられることになる。

このように構成した偏心ロータＲは、その後前記焼結含油軸受７の軸受孔を含めて軸方向両端面を想像線で示すようなジグＪでシールしてフッ素系溶液からなるオイルバリア処理液に全体を浸して乾燥すれば、ここでは破線で強調されているが、軸方向空隙を犠牲にすることなく極めて薄いオイルバリア膜Ｂが得られる。
すなわち、このような偏心ロータを製造するには、上述を纏めると、ヨーク板６にマグネット８と偏心ウエイト９と油分を有する軸受７を取り付ける工程、その後、該軸受の軸方向端部にジグを当てて少なくとも軸受孔の部分を塞ぐ工程、その後、フッ素系溶液に偏心ロータ全体を浸す工程とを備えたものからなるといえる。

ここで、偏心ロータのその他の製造方法としてオイルバリア処理Ｂを施した後、前記含油軸受７を内径側垂下部６ｂに仮圧入してフランジ６ｄで受け止め、前述のようにカシメて取り付ける工程を採用しても良く、カシメ位置としては図示しないが、軸受下部外周をフランジ６ｄにカシメてもよい。
なお、前記軸受は鍔付型でなく、通常のスリーブ型で単に圧入、カシメあるいはレーザ溶接でヨーク板に取り付けても良い。

このようにして製造された軸受を備えた偏心ロータＲは、図４に示すような軸方向空隙型振動モータに採用される。すなわち、ヨークブラケット１を含むステータを組みあわせて軸方向空隙型ブラシレス振動モータにするには、前記ヨークブラケット１の中央の軸支承部１ａに圧入して基端をレーザ溶接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〜３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。

この偏心ロータＲには、軸受の上面にオイルが飛散しないように蓋を兼ねたワッシャＳ２が被せられ、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中心の凹部１０ａにはめ込まれる。ここで、この中心の凹部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の外周にレーザスポット溶接Ｌ１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、軸回転型でもオイルバリア処理されているので軸受の油分が高速回転でも拡散流出しなくなるため長寿命なブラシレス振動モータが得られる。

この発明は、移動体通信装置の無音報知手段として軸受回転ながらオイルの拡散流出が防止できるブラシレス振動モータとなるので長寿命が期待でき、最近のゲーム機能を搭載した携帯電話機に搭載して好適なものとなる。
この発明は、その技術的思想、特徴から逸脱することなく、他のいろいろな実施の形態をとることができる。そのため、前述の実施の形態は単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。この発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には拘束されない。

本発明の軸受を備えた偏心ロータの平面図である。（実施例１） 同ロータの縦断面図である。 同ロータの製造方法に特徴を示す概略構成図である。 同ロータを使用した軸方向空隙型振動モータの縦断面図である。

符号の説明

１ ヨークブラケット
２ 軸
３ ステータベース
５Ａ 空心電機子コイル
６ ヨーク板
Ｒ 偏心ロータ
Ｄ 駆動回路部材
７ 焼結含油軸受
８ 軸方向空隙型マグネット
９ 偏心ウエイト
１０ カバー部材
Ｂ オイルバリア処理

Claims (6)

1. 複数の磁極を有する軸方向空隙型マグネット（８）と、このマグネットが固着されたヨーク板（６）と、前記マグネットの外方に配された比重１５以上の偏心ウエイト（９）とが備えられたものであって、前記ヨーク板には前記マグネットの内方で油分を有する軸受（７）が備えられ、該軸受の油分が拡散流出しないように少なくとも前記軸受の軸受孔の径方向周囲にオイルバリア処理（Ｂ）がなされたことを特徴とする軸受を備えた偏心ロータ。
2. 前記オイルバリア処理（Ｂ）は前記軸受の少なくとも一部を除いてほぼ全表面に処理されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受を備えた偏心ロータ。
3. 前記ヨーク板は前記マグネットの磁界を受ける平坦部（６ｈ）と、偏心ウエイト（９）を固着する外径側垂下部（６ａ）と、内径側垂下部（６ｂ）があり、該外径側垂下部から一体に舌片（６ｃ）が水平方向外方に突き出されると共に、前記内径側垂下部からフランジ（６ｄ）が水平方向内方に突き出され、前記舌片に偏心ウエイトが配着され、前記フランジに焼結含油軸受が配され、オイルバリア処理としてフッ素系塗料が塗布されている請求項１又は２に記載の軸受を備えた偏心ロータ。
4. ヨーク板にマグネットと偏心ウエイトと油分を有する軸受を取り付ける工程、その後、該軸受の軸方向端部にジグを当てて少なくとも軸受孔の部分を塞ぐ工程、フッ素系溶液に偏心ロータ全体を浸す工程とを備えたことを特徴とする軸受を備えた偏心ロータの製造方法。
5. ヨーク板にマグネットと偏心ウエイトとを取り付ける工程、その後、前記マグネットと偏心ウエイトとを付けたヨーク板をフッ素系溶液に浸す工程、その後、ヨーク板に前記マグネットの内方で油分を有する軸受を取り付ける工程とを備えたことを特徴とする軸受を備えた偏心ロータの製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受を備えた偏心ロータ（Ｒ）と、中心に配された軸支承部（１ａ）に軸の基端が固定され、この軸を介して前記偏心ロータを回転自在に支えるヨークブラケット（１）と、このヨークブラケットはさらに前記軸支承部の周囲に配されたステータベース（３）と、このステータベースに配された複数個の空心電機子コイル（５Ａ）を備え、前記複数個の空心電機子コイルが配置されていない空間部分に該空心電機子コイルの厚み内になるように駆動回路部材の一部（Ｄ）が前記ステータベースに配され、前記軸の先端がカバー部材（１０）の中心の凹部（１０ａ）にはめ込まれ、該カバー部材（１０）がその開口部で前記ヨークブラケットに取り付けられている軸方向空隙型ブラシレスモータ。

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