JP2006043573A - 扁平型振動モータを内蔵させた電磁音響変換器。 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路を内蔵した扁平型ブラシレス振動モータを採用して長寿命を図り、当モータの非磁性ハウジングを簡単な構成で厚みを犠牲にすることなく取付を兼ね、スピーカの磁路に構成する。
【解決手段】樹脂製のスピーカハウジング（１）の中央に配され、偏心ロータ（Ｒ）と駆動回路部材を内蔵させたステータ（Ｓ）とからなる扁平型振動モータと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたリング状の可動励磁コイル（２）と、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着された振動薄板（３）と、該可動コイルの外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネット（４）とが備えられた電磁音響変換器であって前記扁平型振動モータのハウジングが非磁性もしくは弱磁性からなり、該モータの外周と前記可動励磁コイルとの間に磁性体（Ｊ）が配された。
【選択図】図２

Description

この発明は、電磁音響変換器（俗称マイクロスピーカ）に係り、特にサイレントアラーム手段として扁平型振動モータを備えた、いわゆる２ｉｎ１と称されるものに関する。

従来、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にヨーク、磁石からなる磁界発生体を取り付け、他方のフイルム状弾性体にリング状の可動ボイスコイルを取り付け、該コイルを前記磁界発生体の磁界内に配して周波数の異なる電流を切替え可能に与えたものがある。（特許文献１参照）
また、振動源として遠心力振動を得るために出力軸に偏心分銅を配した円筒型振動モータを横方向に配置したものがある。（特許文献２参照）しかしながら、このような構成では、電磁音響変換器として小型なものはできない。
この対策として、コアード型、すなわち径方向空隙型にしたモータを内蔵させるものがある。（特許文献３参照）
しかしながら、このような構成では、コアード型でしかも出力軸に錘を取り付けているので低姿勢にできないし、ブラシーコミュテータ方式のため、高回転のモータのためスピーカの寿命に対抗できない。
このような電磁音響変換器は、スピーカ側よりサイレントアラーム手段としてモータ側の寿命に左右されるので、長寿命なモータの出現が望まれ、全体の姿勢も薄型なものが要求されている。
特開平１０−１１７４７２号公報 特開２００１−１０３５８９号公報 特開２００３−１２５４７４号公報

そこで、この発明の目的は、モータとして駆動回路を内蔵した扁平型ブラシレス振動モータを採用して給電構造が簡単で薄型と長寿命を図り、当該モータの特徴である非磁性ハウジングを簡単な構成でその厚みを犠牲にすることなく取付を兼ねた磁性構造にして解決するものである。

上記課題を解決するには、請求項１に示すように樹脂製スピーカハウジングの中央に配され、偏心ロータを内蔵させた扁平型振動モータと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたリング状の可動ボイスコイルと、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着された振動薄板と、該可動コイルの外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネットとが備えられた電磁音響変換器であって前記扁平型振動モータハウジングが非磁性もしくは弱磁性からなり、該モータの外周と前記可動励磁コイルとの間に磁性体が配されたもので達成できる。
具体的には、請求項２に示すように前記扁平型振動モータはステータとして単相の空心電機子コイルと１個のセンサで駆動される駆動回路部材が内蔵され、ロータはロータケースに配されたリング状マグネットと、該マグネットの外周で前記ロータケースに配された偏心ウエイトとが備えられたブラシレスモータであって該モータの外周に前記磁性体が固着され、該磁性体は径方向にフランジが形成され、該フランジに前記励磁マグネットの基部が載置されると共に該フランジを利用することによって前記扁平型振動モータが前記ハウジングに取り付けられたものがよい。

請求項１の発明によれば、モータのハウジングが非磁性体もしくは弱磁性体からなるものでも、磁性体によって励磁マグネットのリターンパスプレートとして機能させることができ、半径方向に延ばされたフランジによって他のリターンパスプレートを用意する必要がない。
請求項２の発明にすれば、当該モータは駆動回路が内蔵されているので給電端子も正負の２端子で済むため給電構造が簡単となり、リング状マグネットの径方向の漏洩磁束は偏心ウエイト分の空間があるので、モータのケースが非磁性であってもその外方の磁性体の影響は無視でき、磁性体のフランジによって励磁マグネットの他のリターンパスプレートが構成できると共に容易にハウジングに装着できる。

樹脂製のスピーカハウジングの中央に配され、偏心ロータと駆動回路部材を内蔵させた扁平型振動モータと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたリング状の可動励磁コイルと、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着されたフイルム状振動薄板と、該可動コイルの外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネットとが備えられた電磁音響変換器であって前記扁平型振動モータのハウジングが非磁性もしくは弱磁性からなり、該モータと前記可動励磁コイルとの間に磁性体が配された。
図１は、この発明の電磁音響変換器の要部断面図である。（実施例１）
図２は、図１の扁平型ブラシレス振動モータの断面構造を記入した詳細断面図である。（実施例２）

この発明の電磁音響変換器Ｓは、浅い円筒型の樹脂製のスピーカハウジング１と、中央に配され、偏心ロータを内蔵させた扁平型振動モータＭと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたもので、多層ソレノイド型にしたリング状の可動ボイスコイル２と、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着された合成樹脂製のフイルム状振動薄板３と、該可動ボイスコイル２の外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネット４とが備えられる。前記可動ボイスコイル２の端末２ａは前記振動薄板３に接着などで沿わされ、前記スピーカハウジング１の側面の一部の空間１ａを介して給電端子部Ｂに導出される。
これらの各部材は、外周部分で前記樹脂製のスピーカハウジング１に前記振動薄板３の外周を押さえ込むように取り付けられた逆皿状のキャップ５で覆われる。ここで該キャップは非磁性ステンレスで形成され、前記振動薄板から発生した音声を外部に導出するための放音孔５ａが多数設けられている。ここで振動薄板３は極めて薄いため、簡略化して一本の実線で表している。
ここで前記扁平型振動モータＭは後述のように単相ホールセンサ型からなり、ケースとブラケットからなるモータハウジングが非磁性もしくは弱磁性からなるものであって、該モータと前記可動励磁コイルとの間に該モータの厚み程度の一部給電端子部を導出する切り欠きを有する円筒状に形成された磁性体Ｊが配されたことを特徴としている。
この磁性体Ｊは、底部を前記モータＭのハウジングＨを構成するブラケット６に一様もしくは複数の箇所にレーザ溶接Ｙで固着され、さらに、半径方向にフランジＪａが延ばされ、前記マグネット４の基端が配着されると共に前記スピーカハウジング１の基端に給電端子部Ｂの導出孔など含めて接着などで取り付けられて前記モータを支持するようになっている。
前記励磁マグネット４の上部には、このマグネットの全周を覆うヨーク板４ａが配され
、前記磁性体と共に磁気回路が構成される、すなわち、該磁性体Ｊは前記可動ボイスコイル２に係る有効磁束密度を高める機能がある。

この発明に構成するモータＭは、図２に示すようにホールセンサ型単相ブラシレスモータからなる。周知のように単相ブラシレスモータは、自起動させるには、ロータが所定位置に停止させておく必要があるが、前記ブラケット６、ケース７に磁性体を使用すると、強大なマグネットの磁力によって、起動が困難であるので、通常は、ディテントトルク発生部８を除いて非磁性体にする必要がある。厚みが２ｍｍ程度のものでは、マグネットを保持するロータケース側も薄いものを採用せざるを得なく、上方に反空隙側の漏洩磁束も多くなり、このようなロータを覆うケース７も非磁性のものを採用する必要がある。
偏心ロータＲは、軸方向空隙型マグネット９が薄いロータヨーク１０に接着される。この薄いロータヨーク１０は、前記軸方向空隙型マグネット９の磁界を受ける平坦部１０ｈとこの平坦部１０ｈに一体の外径側垂下部１０ａと内径側垂下部１０ｂを有し、前記軸方向空隙型マグネット９を囲うようになっているので、強い接着力を得ている。
この薄いロータヨーク１０は、外径側垂下部１０ａから一体に所定の開角で２カ所舌片１０ｃが法線方向で水平方向に突き出される。
弧状の偏心ウエイトＷは、前記舌片１０ｃに受け止められるような舌片１０ｃの厚みと同程度の凹所Ｗａが一面側に前記舌片１０ｃと一致する位置に形成される。前記偏心ウエイトＷは前記ロータヨーク１０の外径側垂下部１０ａに前記凹所Ｗａをそれぞれ舌片１０ｃをはめ合わせながら前記外径側垂下部１０ａに接着などで固着される。前記舌片１０ｃは図示しないが２カ所法線方法に形成しているので、偏心ウエイトＷの径方向の動きが規制される。前記軸方向空隙型マグネット９の外周は、ロータヨーク１０の側周の垂下部で覆われているので、ケース７に磁束が漏洩するのは少なくなるが、さらに、偏心ウエイトＷの配置空間があるため、前記軸方向空隙型マグネットの半径方向外方への漏洩磁束はケースが非磁性であってもケース７の外方には漏洩しなくなる。
したがって、ケース７の外周に前記磁性体Ｊが配置されても、偏心ロータＲの回転動作に影響はでない。このようにした偏心ロータＲは、予めブラケット側（ここではディテントトルク発生部材８の中心）に外方からレーザ溶接Ｌで基端が固定された軸１２に軸受１３を介して回転自在に装着される。軸の先端も同様に偏心ロータを装着した後からレーザ溶接される。ケース７の開口部にも同様にブラケット側がレーザ溶接されるようになっている。したがって、モータとしてモノコック構造となるので、薄手の部材でも強度が確保される。
前記偏心ロータＲを駆動するステータは、前記非磁性ブラケット６にスポット溶接などで取り付けられたディテントトルク発生部材８と、その上方でフレキシブル基板からなるステータベース１１に配着され、互いにシリーズに結線された２個の単相空心電機子コイル（図示は一個分のみ）１４と、該コイル１４と重畳しないように配着された駆動回路部材ＤとからなるステータＳＴで駆動される。ここで駆動回路部材Ｄは厚みがあるので前記ディテントトルク発生部材８のない位置に設置される。
したがって、このように構成されたブラシレスモータＭは駆動回路部材Ｄが内蔵されているので給電端子部Ｂは正負の２端子で済み、前記可動ボイスコイル２の通電する２端子と共に４個の給電端子で済むので構成が極めて簡単となる。

この発明の構成は非磁性ハウジングを有するモータとしてホールセンサ型ブラシレスモータからなるものを示したが、センサレス型でもよく、また軸固定型のものを例示したが、軸回転型にも採用できる。
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。

この発明の電磁音響変換器の要部断面図である。（実施例１） 図１の扁平型ブラシレス振動モータの断面構造を記入した詳細断面図である。（実施例２）

符号の説明

１ スピーカハウジング
２ 可動ボイスコイル
３ 振動薄板
４ 励磁マグネット
５ キャップ
６ ブラケット
７ ケース
８ ディテントトルク発生部
９ マグネット
１０ ロータヨーク
１１ ステータベース
１２ 軸
１３ 軸受
１４ 単相空心電機子コイル
Ｊ 磁性体
Ｍ 扁平型ブラシレス振動モータ
Ｒ 偏心ロータ
Ｓ スピーカ
ＳＴ ステータ

Claims (2)

1. 樹脂製スピーカハウジングの中央に配され、偏心ロータを内蔵させた扁平型振動モータと、該モータの径方向外周に空隙を介して臨ませたリング状の可動ボイスコイルと、該コイルの一端が配着され、外周が前記ハウジングに配着された振動薄板と、該可動コイルの外周に空隙を介して前記ハウジングに配されたリング状の励磁マグネットとが備えられた電磁音響変換器であって前記扁平型振動モータハウジングが非磁性もしくは弱磁性からなり、該モータの外周と前記可動励磁コイルとの間に磁性体が配されたことを特徴とする扁平型振動モータを内蔵させた電磁音響変換器。
2. 前記扁平型振動モータはステータとして単相の空心電機子コイルと１個のセンサで駆動される駆動回路部材が内蔵され、ロータはロータケースに配されたリング状マグネットと、該マグネットの外周で前記ロータケースに配された偏心ウエイトとが備えられたブラシレスモータであって該モータの外周に前記磁性体が固着され、該磁性体は径方向にフランジが形成され、該フランジに前記励磁マグネットの基部が載置されると共に該フランジを利用することによって前記扁平型振動モータが前記ハウジングに取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の扁平型振動モータを内蔵させた電磁音響変換器。
   

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