JP2010200513A - 軸方向空隙型コアレス振動モータ及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型ながらも偏心ウエイトの重量を確保して十分な振動量を得ることができる軸方向空隙型コアレス振動モータ及び無線通信装置を提供する。
【解決手段】ケース７に内設けた偏心ロータＲは、中心に軸受挿入孔１ａが備えられた印刷配線板１と、印刷配線板１に設けられ且つ環状に巻かれた複数の空心電機子コイル２と、前記軸受挿入孔１ａに配置されて軸６を受ける軸受３と、偏心ウエイト４とを有し、マグネットＭは空心電機子コイル２に対向配置した軸方向空隙型コアレス振動モータ１２であって、偏心ウエイト４は、前記空心電機子コイル２の少なくともに一部に重ねて配置し印刷配線基板１との間に電機子コイル２を挟む主要部４ｂと、該主要部４ｂから印刷配線基板１側に突設して前記空心電機子コイル２の環内に配置される補助部４ｃを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、無線通信装置の無音報知手段等に用いて好適なもので偏心ロータを備えた軸方向空隙型コアレスモータの改良に係り、特に直径１０ｍｍ以下の超小型なものに採用して偏心量を十分に確保するものに関する。

尚、無線通信装置とは、携帯電話、ゲーム機等の無線コントローラである。

無線通信装置の無音報知手段として遠心力振動を利用した振動モータが一般的で、軸方向空隙型の扁平なモータでは、内蔵するロータ自体で遠心力振動を発生するものがある。ロータ内蔵型振動モータは、出力軸が不要なので、軸回転型から近年では１個の軸受をロータに内蔵させた軸固定型にしたものが賞用されている。このような軸固定型として通常は、ブラケットにバーリング孔を設けて軸の基端を圧入固定し、ケース側で該軸の他端を受けるようにしている。（特許文献１参照）
径方向のサイズが小になると、コイルを偏らせて配置しただけでは。重心の移動位置が少なく、回転時に所定の遠心力が発生しないので、コイル間などに偏心ウエイトが必要になる。ところが、直径１０ｍｍ程度以下の扁平型振動モータが要求されるようになると、単にコイル間に偏心ウエイトを配置する構成では、重量が少なすぎて適正な遠心力振動が確保できない問題がある。

特許第３２６１３２９号公報

偏心ウエイトをコイル間でなく、コイル全面に重ねて重量を確保する手段も考えられるが、今度は厚みを十分確保するにはケース内空間が大きくなってしまうといる問題がある。

そこで、この発明の目的は、小型ながらも偏心ウエイトの重量を確保して十分な振動量を得ることができる軸方向空隙型コアレス振動モータ及び無線通信装置を提供することである。

上記課題を解決するには、基本的な構成として請求項１に示すように、ケースと、ケースに内設けたマグネットと、ケース内に軸を介して回転自在に支持された偏心ロータとを備え、偏心ロータは、中心に軸受挿入孔が備えられた印刷配線板と、印刷配線板に設けられ且つ環状に巻かれた複数の空心電機子コイルと、前記軸受挿入孔に配置されて軸を受ける軸受と、偏心ウエイトとを有し、マグネットは空心電機子コイルに対向配置した軸方向空隙型コアレス振動モータであって、偏心ウエイトは、前記空心電機子コイルの少なくとも一部に重ねて配置し印刷配線基板との間に電機子コイルを挟む主要部と、該主要部から印刷配線基板側に突設して前記空心電機子コイルの環内に配置される補助部とを備えることで達成できる。

具体的には、請求項２に示すように、前記偏心ウエイトの補助部はその先端を印刷配線板に接合するものがよい。

より具体的には、請求項３に示すように、前記軸受は一端に径方向外方に突設して印刷配線基板の一面側に係合する係合部と、他端に径方向外方に突設して印刷配線基板の他面側に係合する係合部とを備え、軸受の一端側係合部と他端側係合とにより印刷配線基板を挟んでいるものがよい。

また、無線通信装置における上記課題の解決は、請求項１〜３の何れか１項に記載の軸方向空隙型コアレス振動モータを搭載することにより達成することができる。

請求項１に記載の発明によれば、環状の空心電機子コイルは環の内側がデットスペースになっているが、補助部を環の内側に配置しているので、偏心ウエイトはコイルに重ねた主要部とデットスペースを利用した補助部により重量が確保され、小型でありながら十分な振動量が得られる。

請求項２の発明によれば、空心電機子コイルは偏心ウエイトと印刷配線板で保持されるので、樹脂で一体整形しなくても印刷配線板にコイルと偏心ウエイトを固定でき、組立が容易である。

請求項３の発明によれば、軸受が偏心ウエイトと印刷配線板を保持するから、簡易な構成で組立てできる。

請求項４の発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の効果を奏する無線通信装置が得られる。

本発明の実施例１に係る軸方向空隙型コアレス振動モータの断面図である。 図１に示す偏心ロータの平面図である。 図２に示す印刷配線板の底面図である。 図１に示す偏心ウエイトの底面図である。 実施例２に係る偏心ロータの断面図である。

以下に、添付図面の図１〜図４を参照して本発明の実施例１を説明する。この実施例１の軸方向空隙型コアレス振動モータ１２は、携帯電話に搭載されるものであり、図１に示すように、ケース７と、ケース７に内設けたマグネットＭと、ケース７内に軸６を介して回転自在に支持された偏心ロータＲとを備えている。

偏心ロータＲは、図１に示すように、中心に軸受挿入孔１ａを形成した印刷配線板１と、該印刷配線板１の一面に片寄って配された複数の空心電機子コイル２（図２参照）と、前記軸受挿入孔１ａに装着された軸受３と、該軸受３が挿入される軸受挿入孔４ａが設けられた偏心ウエイト４とからなり、図３に示すように、印刷配線板１の他面には複数（ここでは６個）のコミュテータ片５ａ〜５ｆからなるコミュテータ５が配置されている。

前記偏心ウエイト４は、主要部４ｂと補助部４ｃとからなり、図４に示すように、主要部４ｂは開角Ｓが１６０〜１７０度程度の平面視で略半月型としてあり前記空心電機子コイル２の上面に重ねるように配され、図１及び図２に示すように、補助部４ｃは主要部４ｂから前記空心電機子コイル２の環内２ａに突設して設けており、環内２ａのデッドスペースを利用して偏心ウエイト４の体積を増やして重量を補填している。

補助部４ｃの先端４ｄは前記印刷配線板１に形成されたガイド孔１ｂ（本図では４個）に嵌合して接着剤で固定されている。尚、先端４ｄはカシメにより印刷配線基板１に固定してもよい。

さらに、偏心ウエイト４には、後述の空心電機子コイル２の巻き終わり端末を結線する際にこの結線ランドの半田付けなどで接合するための接合部４ｅが形成されている。

前記軸受３は、前記印刷配線板１の軸受挿入孔１ａに挿入されており、下端には半径方向外方に突設したフランジ（係合部）３ａが設けてあり、上端は半径方向外方に押し開いたカシメ部（係合部）３ｂが形成されている。印刷配線基板１及び偏心ウエイト４は互いに重ねた状態で、フランジ３ａとカシメ部３ｂにより挟持して固定されている。このように、印刷配線基板１及び偏心ウエイト４は軸受３により挟持固定されているので、落下などの軸方向衝撃に十分耐えられる。

また、前記空心電機子コイル２は印刷配線板１と偏心ウエイト４で狭持された構造になり、これらの部材は嫌気性接着剤Ｂによって接着される。ここで接着剤Ｂは、空心電機子コイル２を介して印刷配線板１と偏心ウエイト４を一体化するように機能するので、樹脂成形で一体化する必要がなくなる。即ち、偏心ロータＲは、軸受３を介して印刷配線板１、空心電機子コイル２、偏心ウエイト４が一体化されて構成されることになる。

前記偏心ウエイト４は、直径８．４ｍｍで厚み３．４ｍｍ程度の軸方向空隙型振動モータに用いるものでも重量が０．２５ｇ程度得られ、該偏心ウエイト４は全ての空心電機子コイル２全体に重ねていないので相殺する反重心が生ずることなく、且つ空心電機子コイル２自体の重量が加わり、充分な偏心重量が得られるので遠心力振動が十分に確保できる。

尚、偏心ウエイト４の保持強度が不足するようなら、ジグを利用して軸孔の鉛直度を出した後、レーザ照射によって軸受３の上端を偏心ウエイト４に溶接してもよい。

前記空心電機子コイル２は、その有効導体部分２ｃがマグネットの磁極の開角程度（ここでは９０°近辺）まで開いて効率を上げるようにしてあり、具体的には１２０〜１３５度程度の配置開角としてある。図２に示すように、該印刷配線板１には、コイルの巻き始めに結線する結線パターン１ｃが形成されると共に、コイルの巻き終わりに結線する一括結線パターン１ｄが形成され、各コイル２の巻始め端末２ｂが前記巻始め結線パターン１ｃに、巻終わり端末２ｄが前記一括結線パターンに１ｄにそれぞれ半田付け接続されている。

このように構成された偏心ロータＲを使用して軸方向空隙型振動モータ１２を組立てるには、先ず、図１に示すように、軸６の先端をケース７の中心に小径の透孔７ｂを有する凹所７ａに填め込み、外方から透光７ｂを介してレーザ溶接する。偏心ロータＲは、このようにした軸６に前記軸受３、スラストワッシャＳを介して回転自在に装着され、該軸６の基端をブラケット８にバーリングされた軸受挿入孔８ａに差し込む。該ブラケット８に添設したブラシベース９には、一対のブラシ１０の基端が植設され、９０°の開角で前記コミュテータ片５ａ〜５ｆに摺接される。ここで軸受挿入孔８ａは、バーリングしたものでなく、ケース７に形成したような凹所にしてもよい。

偏心ロータＲは、前記ブラシ１０の外方で前記ブラケット８に配されたマグネットＭに空隙を介して対向させ、ブラケット８とケース７に前記軸６を介して回転自在に格納する。

その後、前記ブラケット８の外周とケース７の開口部でカシメ或いはレーザ溶接などでブラケット８とケース７を固定する。図３中、１ｅは隣り合ったコミュテータ片間に挿入された火花消去用印刷抵抗であり、１ｆは対向するコミュテータ片をショートするためのスルーホール（本図では５個）である。各コミュテータ片５ａないし５ｆは、前記２個の空心電機子コイル２がシリーズに繋がるときの通電時間を短くするために、セグメントパターンの開角を大小に、即ち、コミュテータ片５ａと導電位のコミュテータ片５ｄを大に、その他のコミュテータ片を小に形成している。

以下に他の実施例を説明するが、以下の説明では、実施例１と主に異なる点を説明する。

図５を参照して実施例２を説明する。実施例２では偏心ロータＲが実施例１と異なっている。この実施例２の偏心ロータＲは、実施例１よりも薄型で直径がやや大きいモータに用いるものであり、印刷配線板１１と、この上面に配置した空心電機子コイル２２と該コイル上面に配した偏心ウエイト４４を樹脂Ｊで一体化したものである。

前記偏心ウエイト４４は、回転中心に軸受挿入孔（図１の４ａ参照）がなくなり、主要部４４ｂの外周には段部４４ｅが形成され樹脂Ｊに対する抜け止めを機能させている。該主要部４４ｂから空心電機子コイル２２の環内に補助部４４ｃを配置し、先端４４ｄを印刷配線基板１１に嵌合させているのは、前述の実施例１と同様である。

この偏心ロータＲ１を回転自在に支承する軸受３３は、印刷配線板１１の軸受挿入孔１１ａに装着されて下端に設けた小径のフランジ３３ａで印刷配線板１１に係止される。該軸受３３の上端３３ｂを樹脂成型時に金型で径方向外方に押し開くようにしてあり、軸受３３と偏心ウエイト４４との間に充填された樹脂材とフランジ３３ａとにより、偏心ウエイト４４及び基板１１とが挟まれて軸方向の動きが規制されている。これにより、落下などの衝撃に十分耐えられる。

上述した説明では、空心電機子コイル２を２個で構成したものを示したが、１２０度の配置で等分に配した３個でもあるいは６０度の配置開角で片側に偏らせて配した３個で構成してもよい。

この発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に従い、実施例に限定されるものではない。

１、１１ 印刷配線板
２、２２ 巻線型空心電機子コイル
３、３３ 軸受
４ 偏心ウエイト
４ｂ 主要部
４ｃ 補助部
５ コミュテータ
５ａ〜５ｆ コミュテータ片
６ 軸
７ ケース
８ ブラケット
９ ブラシベース
１０ ブラシ
Ｂ 接着剤
Ｊ 樹脂
Ｍ マグネット
Ｒ、Ｒ１ 偏心ロータ

Claims (4)

1. ケースと、ケースに内設けたマグネットと、ケース内に軸を介して回転自在に支持された偏心ロータとを備え、偏心ロータは、中心に軸受挿入孔が備えられた印刷配線板と、印刷配線板に設けられ且つ環状に巻かれた複数の空心電機子コイルと、前記軸受挿入孔に配置されて軸を受ける軸受と、偏心ウエイトとを有し、マグネットは空心電機子コイルに対向配置した軸方向空隙型コアレス振動モータであって、
   偏心ウエイトは、前記空心電機子コイルの少なくとも一部に重ねて配置し印刷配線基板との間に電機子コイルを挟む主要部と、該主要部から印刷配線基板側に突設して前記空心電機子コイルの環内に配置される補助部とを備えることを特徴とする軸方向空隙型コアレス振動モータ。
2. 前記偏心ウエイトの補助部はその先端を印刷配線板に接合していることを特徴とする請求項１に記載の軸方向空隙型コアレス振動モータ。
3. 前記軸受は一端に径方向外方に突設して印刷配線基板の一面側に係合する係合部と、他端に径方向外方に突設して印刷配線基板の他面側に係合する係合部とを備え、軸受の一端側係合部と他端側係合とにより印刷配線基板を挟んでいることを特徴とする請求項１に記載の軸方向空隙型コアレス振動モータ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の軸方向空隙型コアレス振動モータを有する無線通信装置。

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