JP2009201230A - 偏重心回転体およびこれを取り付けた回転型振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転型モータの回転軸に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体を鉄や銅などのようなベースメタル（コモンメタル）で形成して必要な振動を発生させることができる偏重心回転体およびこれを取り付けた回転型振動モータの提供。
【解決手段】回転型モータ８２の回転軸８３に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体１１を、回転軸８３に回転自在に固定される独楽部１２と、該独楽部１２側から回転軸８３の軸方向に延長された偏心重り部５２とで形成することで、希少金属を使用することなく実用レベルの強い振動を効率よく発生させることができる回転型振動モータ８１を提供できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転型モータの回転軸に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体を、比重の重い希少金属を用いることなく形成して必要な振動を発生させることができる偏重心回転体およびこれを取り付けた回転型振動モータに関する技術である。なお、本明細書中で使用する「偏重心回転体」とは、回転軸に対し重さを偏らせて回転自在に軸固定される振動発生部材を意味するものとする。

近時、その進歩が著しい携帯電話を含む小型の各種モバイルツールの多くには、着信などのメッセージを持ち運ぶ者に振動として報知するマナーモード機能を付与するために必要な小型振動モータが搭載されている。

このような用途に供される小型振動モータのなかには、例えば下記特許文献１に開示されているような回転型振動モータがある。
実開平６−４８３６９号公報

図６は、上記特許文献１に図１１として示されている回転型振動モータであり、その全体は、回転型モータ１と、該回転型モータ１の回転軸２にその軸支孔３ａを介して取り付けられた偏重心回転体３とで構成されており、該偏重心回転体３を回転させることで振動を発生させることができるようになっている。

ところで、特許文献１に開示されている偏重心回転体３は、強い振動を発生させる必要から例えば日本ではほとんど採掘されないタングステンのような比重の重い希少金属を比較的大量に用いて形成する必要があり、問題となっていた。また、上記希少金属を用いる場合には、材料の安定供給や省資源化対策の観点からも問題があるのみならず、製品コストをそれだけ押し上げてしまうという不都合もあった。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、回転型モータの回転軸に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体を例えば鉄や銅などのようなベースメタル（コモンメタル）で形成して必要な振動を発生させることができる偏重心回転体およびこれを取り付けた回転型振動モータを提供することに目的がある。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（偏重心回転体）は、回転型モータの回転軸に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体において、該偏重心回転体は、前記回転軸に取り付けられる独楽部と、該独楽部側から前記回転軸の軸方向に延長された偏心重り部とで形成したことを最も主要な特徴とする。

この場合、前記独楽部は、その中心位置を含む所定領域に設けられた軸支孔を介して前記回転軸が取り付けられる回転部材として形成し、前記偏心重り部は、前記回転部材の外周側からその長さ方向での一部が欠落されて前記回転軸回りに配置される断面略Ｃ字形を呈する円弧状筒部として形成することができる。

また、前記独楽部は、断面が略半円形を呈する半割回転部として形成し、前記偏心重り部は、断面が略半円形を呈する半割重り部として形成することもできる。この場合、前記半割回転部と前記偏心重り部とは、前記半割回転部の基端面側と前記半割重り部の先端面とが互い違いの位置関係のもとで連結形成されており、共通軸支孔を介して前記回転軸に取り付けることができるようになっている。

さらに、前記偏重心回転体は、略矩形を呈する板状片部と被折曲片部とを備える基材を用いて形成することもできる。この場合、前記板状片部からは、前記回転軸を囲む方向に向けて略Ｃ字形に湾曲させて前記偏心重り部が形成される。また、前記被折曲片部は、前記独楽部を形成すべく前記板状片部の一側辺側から同一平面での直交方向に首状に突設された細幅片と、該細幅片の先端側からその短直径側縁部を外側に位置させて延長された小径半円片と、該小径半円片の前記短直径側縁部の一部とその長直径側縁部を共用して延長された大径半円片とを備えて形成されており、前記小径半円片と前記大径半円片との全体を前記細幅片を介して前記回転軸側と直交する位置にまで折り返して前記独楽部とし、前記小径半円片と前記大径半円片との共通中心位置を含む所定領域に設けられた共用軸支孔を介して前記回転軸を取り付けることができるようになっている。

また、前記独楽部と前記偏心重り部とは、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させることもできる。

一方、第２の発明（回転型振動モータ）は、請求項１から５のいずれかに記載の偏重心回転体を前記回転軸に取り付けたことを最も主要な特徴とする。

請求項１に係る第１の発明によれば、偏重心回転体は、回転軸に取り付けられる独楽部と、該独楽部側から前記回転軸の軸方向に延長された偏心重り部とで形成されているので、回転型モータの回転軸に取り付けて回転させた際に実用レベルの強い振動を発生させることができる。

したがって、偏重心回転体は、タングステンのような比重の重い希少金属を用いることなく、例えば鉄や銅などのような比重の重いベースメタル（コモンメタル）を用いて形成することができる結果、材料の安定供給や省資源化対策の要請にもよく対応させることができるほか、部材コストもそれだけ低く抑えることができる。

請求項２に係る発明によれば、独楽部は、その中心位置を含む所定領域に設けられた軸支孔を介して回転軸に取り付けられ、偏心重り部は、独楽部の外周側から断面略Ｃ字形を呈して延長されているので、独楽部を偏心重り部を介してアンバランスに回転させることで、実用レベルの強い振動を発生させることができる。

請求項３に係る発明によれば、断面が略半円形を呈する半割回転部からなる独楽部と、半割回転部の基端面側にその先端面が互い違いの位置関係となるようにして配置される断面が略半円形を呈する半割重り部からなる偏心重り部とで偏重心回転体が形成されているので、独楽部と偏心重り部とをアンバランスに回転させて実用レベルの強い振動を発生させることができる。

請求項４に係る発明によれば、板状片部を回転軸を囲む方向に向けて略Ｃ字形に湾曲させて偏心重り部とし、被折曲片部を小径半円片と大径半円片との全体を細幅片を介して回転軸側に折り返すことで独楽部とすることで偏重心回転体を形成しているので、請求項２に係る発明と同様の原理で実用レベルの強い振動を発生させることができるほか、その加工性や構造もそれだけ簡素化して偏重心回転体を形成することができる。

請求項５に係る発明によれば、独楽部と偏心重り部とは、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させてあるので、偏重心回転体として回転させた際に発生する風損をそれだけ軽減させることができる。特に、独楽部と偏心重り部との全体を略円柱状に形成してある場合には、風損の発生をより効果的に軽減させることできる。

請求項６に係る第２の発明によれば、請求項１から５のいずれかに記載の偏重心回転体を回転型モータの回転軸に取り付けて回転型振動モータを形成することができるので、材料の安定供給や省資源化対策の要請にもよく対応させながら製品コストの低減化を図るなかで、実用レベルの好ましい振動を発生させることができる回転型振動モータを提供することができる。

図１は、第１の発明に係る偏重心回転体の一例を回転型モータの回転軸に取り付けて形成した第２の発明に係る回転型振動モータの状態例を示す一部を省略した斜視図である。

同図によれば、回転型モータ８２の回転軸８３に偏重心回転体１１を取り付けて回転型振動モータ８１が形成されている。この場合、偏重心回転体１１は、回転軸８３に取り付けられる独楽部１２と、該独楽部１２側から回転軸８３の軸方向に延長された偏心重り部５２とでその全体が形成されている。なお、偏重心回転体１１は、例えば鉄や銅などのような比重の重いベースメタル（コモンメタル９を用いて一体形成するのが望ましいが、所望によりタングステンのような比重の重い希少金属を用いて一体形成することもできる。

このうち、独楽部１２は、回転型モータ８２の外径と略一致する例えば５．４ｍｍ程度の円形を呈して形成されており、その中心位置を含む所定領域に設けられた例えば内径が１．０ｍｍ未満の軸支孔２４を介して回転軸８３側に取り付けられる例えば１．２ｍｍ程度の座高の円柱形状を呈する回転部材２３として形成されている。

また、偏心重り部５２は、回転部材２３の外周側からその長さ方向での一部、例えば半割状態に欠落されて回転軸８３回りに配置される厚さが１．２ｍｍ程度で、その座高が２．３〜４．０ｍｍ前後である断面略Ｃ字形を呈する円弧状筒部５３として形成されている。

この場合、円弧状筒部５３として形成されている偏心重り部５２の凹部内には、図１中に一点鎖線で示すように比重の比較的軽い合成樹脂材を充填してして形成される充填樹脂部７７を設けることで、その全体を略円柱状に形成することもできる。なお、図示は省略してあるが、円弧状筒部５３は、その凹部の全体に合成樹脂材を充填することなく、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させるものであってもよい。

図２は、偏重心回転体の第２の例を一部を省略して示す斜視図である。同図によれば、偏重心回転体１１を構成する独楽部１２は、断面が略半円形を呈する半割回転部３３として形成されており、偏心重り部５２は、断面が略半円形を呈する半割重り部６３として形成されている。この場合、半割回転部３３と半割重り部６３とは、半割回転部３３の基端面３４側と、該基端面３４と対向する位置関係にある半割重り部６３の先端面６４側とが、相互に例えば１８０度位置がずれるような互い違いの位置関係のもとで連結形成されている。また、半割回転部３３と半割重り部６３とは、図２に破線で示すように、例えばバリコン（バリアブルコンデンサ）の電極板のような積層構造のもとで形成することもできる。

そして、偏重心回転体１１は、半割重り部６３と半割回転部３３とが備える共通軸支孔３６を介して回転軸８３に取り付けることができるようになっている。

この場合も、半割回転部３３として形成されている独楽部１２と、半割重り部６３として形成されている偏心重り部５２のそれぞれの凹部内には、図２中に一点鎖線で示すように比重の比較的軽い合成樹脂材を充填して形成される充填樹脂部７７を設けることで、その全体を略円柱状に形成することができる。なお、図示は省略してあるが、半割回転部３３と半割重り部６３とは、その凹部の全体に合成樹脂材を充填することなく、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させるものであってもよい。

図３は、偏重心回転体の第３の例を一部を省略して示す斜視図であり、図４は、プレス成形前の基材を展開して示す説明図である。

これらの図によれば、板厚が１．２ｍｍ程度の基材４３は、偏心重り部５２として用いるべく形成された板状片部７４と、独楽部１２として用いるべく形成された被折曲片部４４とを備えて形成されている。

このうち、板状片部７４は、図４に示されているように左側縦辺側に位置する一側辺７５としての長辺が略８．０ｍｍ前後で、図４に上下の横辺側に位置する短辺側が２．３〜４．０ｍｍ前後の略矩形を呈して形成されている。

また、被折曲片部４４は、板状片部７４の長辺である一側辺７５側の中間位置から同一平面での直交方向に首状に突設された幅と長さとが１．３ｍｍ前後の細幅片４５と、該細幅片４５の先端側からその長さが略３．９ｍｍ前後の短直径側縁部４６ａを外側に位置させて延長された小径半円片４６と、該小径半円片４６の短直径側縁部４６ａの一部を共用する長さが５．５ｍｍ前後の長直径側縁部４７ａのもとで延設された大径半円片４７とで形成されている。

しかも、被折曲片部４４は、小径半円片４６と大径半円片４７との共通中心位置を含む所定領域に設けた例えば内径が１．０ｍｍ未満の共用軸支孔４８を備えて形成されている。

このようにして形成されている基材４３からは、板状片部７４の長辺側を外周側として回転軸８３を囲む方向に向けて略Ｃ字形に湾曲させることで偏心重り部５２が、被折曲片部４４における小径半円片４６と大径半円片４７との全体を細幅片４５を介して回転軸８３側と直交する位置にまで折り返すことで独楽部１２が、図３に示すようにそれぞれ形成されることになる。

このようにプレス加工して形成される偏重心回転体１１は、小径半円片４６と大径半円片４７との共通中心位置を含む領域に設けられている共用軸支孔４８を介して回転軸８３側に図１と同様な位置関係のもとで取り付けることができる。

この例においても、小径半円片４６と大径半円片４７と細幅片４５とからなる独楽部１２と、板状片部７４を略Ｃ字形に湾曲させてなる偏心重り部５２との凹部内には、図３中に一点鎖線で示すように比重の比較的軽い合成樹脂材を充填してして形成される充填樹脂部７７を設けることで、その全体を略円柱状に形成することができる。なお、図示は省略してあるが、独楽部１２と偏心重り部５２とは、その凹部の全体に合成樹脂材を充填することなく、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させるものであってもよい。

一方、第２の発明に係る回転型振動モータは、偏重心回転体１１が図１に示すものであれば回転部材２３の軸支孔２４に、図２に示すものであれば半割重り部６３と半割回転部３３とが備える共通軸支孔３６に、図３に示すものであれば小径半円片４６と大径半円片４７との共通中心位置を含む領域に設けられている共用軸支孔４８に、それぞれ図１に示すような回転型モータ８２の回転軸８３を取り付けて回転型振動モータ８１とすることで形成することができる。

また、独楽部１２や偏心重り部５２の凹部内に合成樹脂材を充填して図１〜図３に一点鎖線で示すような充填樹脂部７７を設けて偏重心回転体１１の全体を略円柱状に形成する場合には、その回転時における風損の発生をより抑制することができる。また、図示は省略してあるが、独楽部１２と偏心重り部５２とは、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させることで、風損の発生を抑制できるようにすることもできる。

また、回転型モータ８２の回転軸８３に対する偏重心回転体１１の取り付けは、図１や図２に示されているように偏心重り部５２側から回転軸８３を差し込んで、その先端部を独楽部１２に固定する方式のほか、図５に示すように回転軸８３を偏心重り部５２側からではなく、独楽部１２の先端面方向から差し込んで独楽部１２に取り付けるものであってもよい。

次に、上記構成からなる本発明の作用・効果を図１に示す例に基づいて説明すれば、偏重心回転体１１は、回転軸８３に取り付けられる独楽部１２と、該独楽部１２側から回転軸８３の軸方向に延長された偏心重り部５２とで形成されているので、回転型モータ８２の回転軸８３に取り付けて回転させた際に実用レベルでの強い振動を発生させることができる。

この場合における振動量（Ｎ）は、質量（ｍ）×重心半径（ｒ）×角速度の二乗（ω^２）により求めることができ、例えば銅や真鍮や鉄などのような比較的比重の重いベースメタル（コモンメタル）を用いて偏重心回転体１１を形成しても、図６に示すような従来からあるタングステンのような希少金属で形成した偏重心回転体３と同程度の振動量を得ることができる。

したがって、偏重心回転体１１は、タングステンのような比重の重い希少金属を用いることなく、例えば鉄や銅などのような比重の重いベースメタル（コモンメタル）を用いて形成することができる結果、材料の安定供給や省資源化対策の要請にもよく対応させることができるばかりでなく、部材コストもそれだけ低く抑えることができるほか、加工性も簡素化することができる。特に、図３に示す偏重心回転体１１は、プレス加工により効率よく大量に形成することができ、より優れた省資源化と省エネルギー化とを図ることができる。

以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容は、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形を加えることができる。例えば、図１に示すような回転型モータ８２は、円筒を含む筒型を呈して回転軸８３を備えているものでさえあれば、コアレスやブラシレスなどを含むどのようなタイプのものであっても所望に応じて適宜使用することができる。また、偏重心回転体１１は、図４に示すような単体としての基材４３をプレス加工して形成することができるほか、フープ材として連続形成されている基材４３をプレス加工して形成することもできる。さらに、明細書中に明記してある偏重心回転体１１を構成している個々の部材のサイズは、あくまでも一例として示すものであり、所望により適宜設計変更することができる。また、図２に示す半割回転部３３と半割重り部６３とは、半割回転部３３の基端面３４側と半割重り部６３の先端面６４側とが互い違いの位置関係となるものであれば、相互に１８０度以下や１８０度以上となって位置関係がずれるものであってもよい。

第１の発明に係る偏重心回転体の一例を回転型モータの回転軸に取り付けて形成した第２の発明に係る回転型振動モータの状態例を示す一部を省略した斜視図。 偏重心回転体の第２の例を示す斜視図。 偏重心回転体の第３の例を示す斜視図。 図３に示す第３の例となるようにプレス成形する前の基材を展開して示す説明図。 第１の発明に係る偏重心回転体の他例を回転型モータの回転軸に取り付けて形成した第２の発明に係る回転型振動モータの状態例を示す一部を省略した斜視図。 従来からある回転型振動モータの一例を示す全体斜視図。

符号の説明

１１ 偏重心回転体
１２ 独楽部
２３ 回転部材
２４ 軸支孔
３３ 半割回転部
３４ 基端面
３６ 共通軸支孔
４３ 基材
４４ 被折曲片部
４５ 細幅片
４６ 小径半円片
４６ａ 短直径側縁部
４７ 大径半円片
４７ａ 長直径側縁部
４８ 共用軸支孔
５２ 偏心重り部
５３ 円弧状筒部
６３ 半割重り部
６４ 先端面
７４ 板状片部
７５ 一側辺
７７ 充填樹脂部
８１ 円筒型振動モータ
８２ 回転型モータ
８３ 回転軸

Claims (6)

1. 回転型モータの回転軸に取り付けて振動を発生させる偏重心回転体において、
   該偏重心回転体は、前記回転軸に取り付けられる独楽部と、該独楽部側から前記回転軸の軸方向に延長された偏心重り部とで形成したことを特徴とする偏重心回転体。
2. 前記独楽部は、その中心位置を含む所定領域に設けられた軸支孔を介して前記回転軸が取り付けられる回転部材であり、前記偏心重り部は、前記回転部材の外周側からその長さ方向での一部が欠落されて前記回転軸回りに配置される断面略Ｃ字形を呈する円弧状筒部である請求項１に記載の偏重心回転体。
3. 前記独楽部は、断面が略半円形を呈する半割回転部であり、
   前記偏心重り部は、前記半割回転部の基端面側にその先端面が互い違いの位置関係となるようにして配置される断面が略半円形を呈する半割重り部であり、
   該半割重り部と前記半割回転部とが備える共通軸支孔を介して前記回転軸に取り付ける請求項１に記載の偏重心回転体。
4. 前記偏重心回転体は、前記偏心重り部として用いるべく形成された略矩形を呈する板状片部と、
   前記独楽部を形成すべく前記板状片部の一側辺側から同一平面での直交方向に突設された細幅片と、該細幅片の先端側からその短直径側縁部を外側に位置させて延長された小径半円片と、該小径半円片の前記短直径側縁部の一部とその長直径側縁部を共用して延長された大径半円片とを備える被折曲片部とを基材とし、
   前記板状片部は、前記回転軸を囲む方向に向けて略Ｃ字形に湾曲させて前記偏心重り部とし、
   前記被折曲片部は、前記小径半円片と前記大径半円片との全体を前記細幅片を介して前記回転軸側と直交する位置にまで折り返して前記独楽部とし、
   前記小径半円片と前記大径半円片との共通中心位置を含む所定領域に設けられた共用軸支孔を介して前記回転軸を取り付ける請求項１に記載の偏重心回転体。
5. 前記独楽部と前記偏心重り部とは、少なくともその回転時に風切り部位となる領域に合成樹脂材を充填させた充填樹脂部を形成して円曲化させた請求項１ないし４のいずれかに記載の偏重心回転体。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の偏重心回転体を回転型モータの前記回転軸に取り付けたことを特徴とする回転型振動モータ。

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