JP2009232563A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ブラシ片とコミテータとの安定した接触状態を確保できる振動モータを提供する。
【解決手段】 振動モータ１は、シャフト４に軸支されたコミテータ１３と、コミテータ１３を挟むように略平行に配置された一対のブラシ片２０と、ブラシ片２０と係止可能な係止片２５とを備える。ブラシ拡げ治具２４を利用しブラシ片２０の先端部分２０ｂを外方に押し広げた状態で、ブラシ片２０をそれに隣接した係止片２５と接近するようにスライドさせて、ブラシ片２０を係止片２５に係止させる。ブラシ片２０の係止状態では、ブラシ片２０と干渉せずにロータアッセンブリーＲをスムーズにシャフト４に装着することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種携帯通信機器（例えば、携帯電話機）や遊技機器等に内蔵し、例えば振動発生源として利用するためのモータに関する。

従来、このような分野の技術として、特開昭６２−２１７８４７号公報がある。この公報に記載されたモータは、ロータとコミテータとを収容する中空筒状のケースと、ケースの開放端を施蓋するブラケットと、ブラケットに対し回動可能にされると共に、一対のブラシ片が固定されたブラシ基板とを備え、ブラシ基板には貫通穴が設けられ、ブラケットにはこの貫通穴に挿入するピンが立設されている。そして、貫通穴にピンを挿入した後に、ブラケットに対しブラシ基板を回動することにより、ブラシ片をピンに当接させてブラシ片同士の間隔を押し広げて、ブラシ片同士の間にコミテータを装着する。コミテータの装着後に、ブラシ基板の回動を元に戻すことによりブラシ片とコミテータとを接触させる。これによって、ブラシ片とコミテータとを容易に組み付ける。
特開昭６２−２１７８４７号公報

しかしながら、前述したモータでは、貫通穴は、ブラシ基板上においてブラシ片の基端（すなわち、ブラシ基板に固定された一端）とコミテータの設置場所との間に設けられているので、ブラシの基端からコミテータとの摺動接触部分までの距離が大きくなり、ブラシ片が長くなる。その結果、コミテータとの回転摺動においてブラシ片の追従性が悪くなり、ブラシ片とコミテータとの安定した接触状態を確保し難かった。

本発明は、ブラシ片とコミテータとの安定した接触状態を確保できるモータを提供することを目的とする。

本発明に係るモータは、シャフトに軸支されたコミテータを有するモータにおいて、板バネによって形成されると共に、コミテータを挟むように略平行に配置された一対のブラシ片と、ブラシ片の先端部分に対して離間及び接触すると共に、先端部分に接触して外方に押し広げられた状態に保持する一対の係止片と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係るモータでは、係止片は、ブラシ片の先端部分に対して離間及び接触すると共に、ブラシ片の先端部分に接触して外方に押し広げられた状態に保持するので、ブラシ片と係止片とを接触させることによってブラシ片を係止片に係止させ、両者を離間させることによってブラシ片の係止状態を解除することが可能となる。そして、ブラシ片の係止状態では、ブラシ片と干渉せずにコミテータをシャフトに容易に装着することができ、コミテータの装着後に、ブラシ片の係止状態を解除して、ブラシ片の弾性力によってブラシ片を一定の接触圧をもってコミテータに接触させることができる。加えて、係止片はブラシ片の先端部分を外方に押し広げられた状態に保持するので、ブラシ片の基端からコミテータとの摺動接触する部分までの距離を小さくすることが可能となり、ブラシ片を短くすることができる。その結果、コミテータとの回転摺動においてブラシ片の追従性を高めることができ、ブラシ片とコミテータとの安定した接触状態を確保することができる。

本発明に係るモータにおいて、ブラシ片に固定されると共に、シャフトの径方向にスライド可能に設けられたターミナルと、ターミナルを保持するターミナルホルダとを備え、係止片はターミナルホルダに設けられていることが好適である。
この場合にあっては、ターミナルをシャフトの径方向にスライドさせることで、ターミナルに固定されたブラシ片を径方向に移動させ、ブラシ片を係止片に容易に係止させることができる。また、係止片はターミナルホルダに設けられているので、係止片を別の部品として組み付ける必要がなくなり、係止片を容易に配置することができる。

本発明に係るモータにおいて、ブラシ片と電気的に接続された回路基板と、回路基板を取り付けるためのブラケットとを更に備え、回路基板は、ブラケットに埋設され、ブラケットには、回路基板の上面に設けられた第１の電極パターンを露出させるための貫通穴が設けられ、ターミナルは、貫通穴内に配置されていること好適である。
この場合にあっては、回路基板はブラケットに埋設され、ターミナルは貫通穴内に配置されているので、回路基板の厚さとターミナルによるモータの厚さへの影響が生じず、モータの薄型化が図ることができる。また、回路基板に設けられた第１の電極パターンが露出されるので、ターミナルと第１の電極パターンとを容易に電気的に接触させることができる。

本発明に係るモータにおいて、回路基板の底面は、ブラケットから露出され、回路基板の底面にはリフロー半田付け用の第２の電極パターンが設けられていること好適である。
この場合にあっては、回路基板と外部の配線基板との接続を簡単に行うことが可能となるので、モータを携帯通信機器等に容易に組み込むことができる。

本発明によれば、ブラシ片とコミテータとの安定した接触状態を確保できるモータを提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、モータは、２極３スロットタイプの振動モータ１であって、直径約１０ｍｍ、厚さ約２ｍｍと小型化が図られ、携帯電話などに内蔵され振動発生源として利用される。この振動モータ１は、一側が開放された扁平な外筒部２と、外筒部２の開放側を塞ぐための蓋部３とから構成されたモータケースＣを有し、モータケースＣ内には、コア５を有するロータアッセンブリーＲがシャフト４に軸支されている。

外筒部２は、ステンレス等の非磁性材料からなり、その頂部の中央には、シャフト４の先端が挿入するための円孔２ａが設けられている。外筒部２の内周面には、Ｃ字状のバックヨーク６を介し、リング状のマグネット７が固定されている。バックヨーク６は、軟磁性材料から構成されている。

蓋部３は、外筒部２の形状に合わせるように略円板状に形成され、外筒部２の開口側で外筒部２と固定されている。この蓋部３は、給電用の電極を配した回路基板８と、回路基板８を取り付けるためのブラケット９とを備える。ブラケット９は、非磁性の金属材料から略円板状に形成され、その中央には、円筒状の軸ホルダ９ａが立設されている。シャフト４は、この軸ホルダ９ａ内に圧入され固定されている。軸ホルダ９ａの上方には、ワッシャ１０と軸受１１が配置され、ロータアッセンブリーＲは、軸受１１を介してシャフト４に回転自在に支持されている。

図３に示すように、ロータアッセンブリーＲは、コイル１２が巻き付けられたコア５と、コイル１２に電流を供給するコミテータ１３と、コミテータ１３を保持するためのコミテータホルダ１４とから主として構成されている。コア５は、２極３スロットであって平板状に形成され、厚さ０．３５ｍｍの一枚の珪素鋼板を打ち抜き加工することにより作り出されている。そして、３つのスロットのうちの１つには、タングステンなどの高比重金属からなる分銅１９が嵌め込まれている。このように分銅１９はコア５のスロットに配置されることにより、分銅１９の厚さによるモータケースＣの厚さへの影響を抑制することでき、振動モータ１の薄型化を図ることが可能となる。

コミテータ１３は、銅製薄板のプレス成形によって作られた３枚のコミテータセグメント１６を有する。各コミテータセグメント１６は、シャフト４の軸線Ｌ方向に沿って延在すると共に断面円弧状の本体部１６ａと、本体部１６ａの端部から起立して、コア５の平面５ａに平行に延在するライザ部１６ｂとを備える。ライザ部１６ｂの先端では、コイル１２の電線が巻き付けられ、半田付けされている（図１参照）。

コミテータセグメント１６には、本体部１６ａと一体化されると共に、本体部１６ａの端部から突出する棒状の導通部１６ｃ，１６ｄが設けられている。これらの導通部１６ｃ，１６ｄは、シャフト４の軸線Ｌ方向に延在し、ライザ部１６ｂに対して左右対称に配置されている。そして、各コミテータセグメント１６は、本体部１６ａに圧入された固定リング２３によってコミテータホルダ１４に固定されている。

コミテータホルダ１４は、略三角形状のベース部１５と、ベース部１５の中央に立設された円筒部１７とを有する。ベース部１５には、円筒部１７から外方に向けて延びる３つの溝１５ａが形成されている。これらの溝１５ａには、コミテータ１３のライザ部１６ｂが収容されている。また、ベース部１５には、シャフト４の軸線Ｌ方向に延在する貫通穴１５ｂが３つ設けられている。これらの貫通穴１５ｂは、円筒部１７を中心にした円周上で等間隔に配置され、その内部には火花及びノイズの発生を防止するためのチップ型バリスタ１８が嵌め込まれている。そして、コミテータセグメント１６の導通部１６ｃ，１６ｄは、貫通穴１５ｂに挿入され、バリスタ１８の端部電極にそれぞれ圧着され電気的に接続されている。

図４に示すように、ブラケット９の上方には、ブラケット９の平面と平行に延びる一対のブラシ片２０が配置されている。この一対のブラシ片２０は、シャフト４に軸支されたコミテータ１３を挟むように略平行に配置されている。ブラシ片２０は、板バネによって略Ｌ字状に形成され、その基端２０ａは、カシメによりターミナル２１に固定され、ブラシ２０の先端部分２０ｂはコミテータセグメント１６に摺動接触している。このブラシ片２０は、ターミナル２１に支持されると共に、ターミナル２１を介して回路基板８の第１の電極パターンＰ１，Ｐ２と電気的に接触されている。

回路基板８は、円板状に形成され、ブラケット９に埋設されている。この場合にあっては、回路基板９による振動モータ１の厚さへの影響が生じないので、振動モータ１の薄型化を図ることができる。回路基板８の上面８ａはブラケット９に覆われ、底面８ｂはブラケット９から露出している。回路基板８には切欠部８ｃが設けられ、一方、ブラケット９にはこの切欠部８ｃに対応する突起部９ｃが設置されている（図５参照）。これによって、回路基板８をブラケット９に取り付ける際に、両者の位置決めを容易に行うことができると共に、取り付けられた回路基板８の回転を防止することができる。

回路基板８の上面８ａには、一対のターミナル２１と電気的に接触する第１の電極パターンＰ１，Ｐ２が設けられている。一方、底面８ｂには、リフロー半田付け用の第２の電極パターンＰ３，Ｐ４が設けられている。そして、第１の電極パターンＰ１と第２の電極パターンＰ３とはスルーホールＳ１を介し、第１の電極パターンＰ２と第２の電極パターンＰ４とはスルーホールＳ２を介して互いに電気的に接続されている。

ブラケット９には、回路基板８の上面８ａに設けられた第１の電極パターンＰ１，Ｐ２を露出させるための貫通穴９ｂが２つ設けられている。これらの貫通穴９ｂは、矩形状に形成され、シャフト４の中心軸に対して左右対称に配置され、貫通穴９ｂの中には、ターミナル２１がシャフト４の径方向に沿って左右にスライド可能に収容されている。このようにターミナル２１を貫通穴９ｂ内に収容することにより、ターミナル２１による振動モータ１の厚さへの影響が生じず、振動モータ１の薄型化が図り易くなる。そして、この一対のターミナル２１は、半田Ｈを介して第１の電極パターンＰ１，Ｐ２とそれぞれ電気的に接続されると共に、ターミナルホルダ２２によって回路基板８に押し付けられている。ターミナルホルダ２２は、貫通穴９ｂ内に配置され、接着や溶接等によってブラケット９に固定されている。

図６に示すように、ターミナルホルダ２２は、断面凹形状の保持部２２ａと、保持部２２ａの先端から突出する一対の棒状のガイド片２２ｂ，２２ｃとを備える。保持部２２ａは、その内部に配置されたターミナル２１を上方から押さえながら、保持部２２ａの両側壁２２ｄ，２２ｅでターミナル２１をガイドする。ガイド片２２ｂ，２２ｃは、保持部２２ａの両側壁２２ｄ，２２ｅの長手方向に延在すると共に、両側壁２２ｄ，２２ｅとそれぞれ一体的に形成されている。このガイド片２２ｂ，２２ｃは、その間に配置されたターミナル２１をガイドする。

ターミナル２１は、保持部２２ａよりも長く形成されている。従って、ガイド片２２ｂ，２２ｃ間に配置されたターミナル２１は、ターミナルホルダ２２から露出する。このターミナル２１の露出部分は、ターミナル２１をスライドさせる際の把持部として機能する。このようにすれば、ターミナル２１の上にターミナルホルダ２２を載せた後であっても、ターミナル２１を容易に掴んでスライドさせることができる。

また、ターミナルホルダ２２には、ブラシ片２０の先端部分２０ｂを外方に押し広げられた状態に保持するための係止片２５が設けられている。この係止片２５は、ターミナルホルダ２２と一体的に形成されると共に、ターミナルホルダ２２の先端から前方に突出している。このように係止片２５をターミナルホルダ２２と一体的に形成することで、係止片２５を別の部品として組み付ける必要がなくなる。

一対の係止片２５は、シャフト４を中心にして対称に配置されている。係止片２５は、ターミナルホルダ２２が貫通穴９ｂに配置される時にブラケット９の上面に位置するように、係止片２５の底面２５ａは、ターミナルホルダ２２の底面２２ｆよりも高い位置に形成されている。また、コミテータ１３をシャフト４に装着する際に係止片２５がコミテータ１３と干渉しないように、係止片２５同士の間隔はコミテータ１３の外径よりも大きくなっている（図１参照）。

以下、図７〜図１２を参照してロータアッセンブリーＲとブラシ片２０との組み付け作業を説明する。

図７に示すように、ブラシ片２０が固定されたターミナル２１をブラケット９の貫通穴９ｂ内に配置させた後、ターミナル２１の上にターミナルホルダ２２を載せてターミナル２１を仮固定する。次に、ブラシ片拡げ治具２４をシャフト４に装着する。ブラシ片拡げ治具２４は、シャフト４が挿入される軸孔を有する円筒部２４ａと、円筒部２４ａの外周壁から径方向に延びる左右一対のブラシ拡開部２４ｂ，２４ｃとから構成されている。そして、ブラシ拡げ治具２４をシャフト４に装着する際に、ブラシ拡開部２４ｂ，２４ｃがブラシ片２０と干渉しないように、例えばブラシ片２０同士の間隔が最も大きい場所にブラシ拡開部２４ｂ，２４ｃを入れる。

次に、図８に示すように、シャフト４の軸線Ｌを中心軸としてブラシ片拡げ治具２４を時計回りに回転させる。その時、ブラシ拡開部２４ｂ，２４ｃの先端がブラシ片２０の内面に干渉し、ブラシ片２０はブラシ片拡げ治具２４によってシャフト４の径方向外方に押し広げられる。そして、ブラシ片２０の先端部分２０ｂがそれに隣接した係止片２５よりも外方まで押し広げられた時に、ブラシ片拡げ治具２４の回転を止める。

続いて、図９に示すように、各貫通穴９ｂに配置されたそれぞれのターミナル２１をシャフト４に向かってスライドさせる。これによって、左右のターミナル２１はそれぞれシャフト４に接近し、ターミナル２１に固定されたブラシ片２０は隣接した係止片２５に接近する。このとき、ブラシ片２０の先端部分２０ｂと係止片２５とが重なり合う。

次に、シャフト４を中心軸としてブラシ片拡げ治具２４を反時計回りに回転させ、ブラシ片拡げ治具２４をシャフト４から外す（図１０参照）。この時、ブラシ片２０の先端部分２０ｂは、係止片２５により外方に押し広げられた状態で保持されているので、ブラシ片２０同士の間隔は、コミテータ１３の外径より大きくなる。続いて、ワッシャ１０をシャフト４に装着した後、軸受１１を圧入したロータアッセンブリーＲをシャフト４に装着する。この時、ブラシ片２０同士の間隔がコミテータ１３の外径より大きくなるので、ブラシ片２０と干渉せずにロータアッセンブリーＲをスムーズにシャフト４に装着することができる（図１１参照）。

ロータアッセンブリーＲを装着した後に、ターミナル２１同士をそれぞれシャフト４の径方向の外方にスライドさせる。これによって、ブラシ片２０の先端部分２０ｂは係止片２５から離間し係止片２５から外れて、ブラシ片２０の係止状態が解除される。この時、ブラシ片２０の弾性力によってブラシ片２０は一定の接触圧をもってコミテータ１３に接触する（図１２参照）。次に、半田付けで一対のブラシ片２０と第１の電極パターンＰ１，Ｐ２とを接続し、接着剤でターミナルホルダ２２とブラケット９とを固定する。

このように構成された振動モータ１にあっては、ブラシ拡げ治具２４を利用してブラシ片２０を外方に押し広げた状態で、ブラシ片２０をそれに隣接した係止片２５と接近するようにスライドさせ、ブラシ片２０を係止片２５に係止させる。ブラシ片２０の係止状態では、ブラシ片２０と干渉せずにロータアッセンブリーＲをスムーズにシャフト４に装着することが可能となる。そして、ロータアッセンブリーＲの装着後に係止片２５から離間するようにブラシ片２０をスライドさせ、ブラシ片２０の係止状態を解除することで、ブラシ片２０の弾性力によってブラシ片２０を一定の接触圧をもってコミテータ１３に接触させることができる。

ブラシ片２０の係止状態において、係止片２５は、ブラシ片２０の先端部分２０ｂを外方に押し広げた状態に保持するので、ブラシ片２０の基端２０ａからコミテータとの摺動接触部分までの距離を小さくすることが可能となり、ブラシ片２０を短くすることができる。その結果、コミテータ１３との回転摺動においてブラシ片２０の追従性を高めることができ、ブラシ片２０とコミテータ１３との安定した接触状態を確保することができる。

また、回路基板８の上面８ａに設けられた第１の電極パターンＰ１，Ｐ２が露出されるので、ターミナル２１と第１の電極パターンＰ１，Ｐ２とを容易に電気的に接触させることができる。更に、回路基板８の底面８ｂには、リフロー半田付け用の第２の電極パターンＰ３，Ｐ４が設けられていので、回路基板８と外部の配線基板との接続を簡単に行うことが可能となり、振動モータ１を携帯通信機器等に容易に組み込むことができる。

更に、ターミナル２１はシャフト４の径方向にスライド自在に貫通穴９ｂ内に配置されているので、ターミナル２１を径方向にスライドすることによって、ターミナル２１に固定されるブラシ片２０を容易に径方向に移動させることができる。従って、ブラシ片２０を係止片２５に容易に係止させることが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、一対のブラシ片２０のうちの一方のみをスライドさせてもよい。また、上記の実施形態では、ブラシ片２０をシャフト４の径方向にスライドさせて係止片２５に係止させることとしたが、これに限らず、例えば係止片２５をスライド可能に設け、係止片２５をスライドさせてブラシ片２０の先端部分２０ｂを外方に押し広げられた状態に保持してもよい。

本発明に係るモータの一実施形態である振動モータを示す分解斜視図である。 図１に示された振動モータの断面図である。 ロータアッセンブリーを示す分解斜視図である。 ブラケット、ターミナル及びターミナルホルダの位置関係を示す分解斜視図である。 ブラケットと回路基板との位置関係を示す分解斜視図である。 ターミナルホルダと係止片とを示す平面図、正面図及び側面図である。 組み付け作業時にブラシ拡げ治具が装着された状態を示す平面図である。 組み付け作業時にブラシ拡げ治具を時計回りに回転させた状態を示す平面図である。 組み付け作業時にターミナルをスライドさせた状態を示す平面図である。 組み付け作業時にブラシ拡げ治具を反時計回りに回転させた状態を示す平面図である。 組み付け作業時にブラシ片が係止された状態を示す平面図である。 組み付け作業時にブラシ片の係止を解除した状態を示す平面図である。

符号の説明

１…振動モータ、４…シャフト、８…回路基板、８ａ…上面、８ｂ…底面、９…ブラケット、９ｂ…貫通穴、１３…コミテータ、２０…ブラシ片、２０ｂ…先端部分、２１…ターミナル、２２…ターミナルホルダ、２５…係止片、Ｐ１，Ｐ２…第１の電極パターン、Ｐ３，Ｐ４…第２の電極パターン。

Claims (4)

1. シャフトに軸支されたコミテータを有するモータにおいて、
   板バネによって形成されると共に、前記コミテータを挟むように略平行に配置された一対のブラシ片と、
   前記ブラシ片の先端部分に対して離間及び接触すると共に、前記先端部分に接触して外方に押し広げられた状態に保持する一対の係止片と、を備えたことを特徴とするモータ。
2. 前記ブラシ片に固定されると共に、前記シャフトの径方向にスライド可能に設けられたターミナルと、
   前記ターミナルを保持するターミナルホルダとを備え、
   前記係止片は前記ターミナルホルダに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記ブラシ片と電気的に接続された回路基板と、
   前記回路基板を取り付けるためのブラケットとを更に備え、
   前記回路基板は、前記ブラケットに埋設され、前記ブラケットには、前記回路基板の上面に設けられた第１の電極パターンを露出させるための貫通穴が設けられ、
   前記ターミナルは、前記貫通穴内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記回路基板の底面は、前記ブラケットから露出され、前記回路基板の底面にはリフロー半田付け用の第２の電極パターンが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
   

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