JP3159202B2 - 偏平振動モータ - Google Patents

偏平振動モータ

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JP3159202B2
JP3159202B2 JP06816499A JP6816499A JP3159202B2 JP 3159202 B2 JP3159202 B2 JP 3159202B2 JP 06816499 A JP06816499 A JP 06816499A JP 6816499 A JP6816499 A JP 6816499A JP 3159202 B2 JP3159202 B2 JP 3159202B2
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H02K7/061—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses
    • H02K7/063—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses integrally combined with motor parts, e.g. motors with eccentric rotors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯機器
において振動報知手段として用いられる振動モータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】携帯機器、中でも携帯電話は、携帯性に
優れ、長時間使用でき、高機能であるものが好まれる。
そしてそれに搭載される振動モータもその要求に適合す
ることが望まれる。具体的には、第一に、小型軽量であ
ることが強く望まれている。第二に、低消費電力で最大
の振動を発生することが強く望まれている。
【０００３】この要求によく合致したものとして、従来
から細径円筒コアレス構造のモータが多く用いられてき
た。その技術の一例として本出願人による、米国特許
５，６２１，２６０号（基礎出願：特願平４−２６８５
０７号、特願平５−５５６１号、特願平５−１１５７２
０号公報）のものがある。これは、モータの性能を低下
させることなく外形寸法を低減せよとの要求に、モータ
の外形を形成する磁路ヨークにおいて磁束密度が比較的
低い部分を特定しその肉厚を削減する方法によって応え
たものである。このような技術の積み重ねによって需要
家の要望に対応してきた。
【０００４】しかし近年、充分な振動発生量を持つ携帯
電話が増加するに従い、携帯電話を机上に置いた状態で
報知振動したとき、携帯電話が振動によって移動して机
から落下する事故が多発するようになった。故に携帯電
話の設計にあたっては、上記要求に加え、大きな報知振
動を発生することとこのような移動現象を防ぐことを両
立させなければならなくなった。携帯電話が振動によっ
て移動する現象は、振動モータの回転軸が机面と平行で
あることと関係している。回転軸が水平であれば、携帯
電話がアンバランスウエイトの回転によって机から離れ
る方向の力を受けるとき、多くの場合、机面と平行な方
向の力をも受けるからである。その対策として振動モー
タの回転軸を机面と平行にしないことが考えられる。す
なわち回転軸を垂直にした薄型偏平構造が構想される。
【０００５】また、携帯電話の操作性を犠牲にすること
なく携帯性を向上させるため、薄型化を進める流れが強
くなり、振動モータもこれらの趨勢に対応できる薄型構
造が望まれるようになった。このような諸事情によって
振動モータは第三に、薄型偏平構造が強く望まれてい
る。
【０００６】ところでこの第三の要求である薄型構造の
振動モータについては、既に歴史がある。例えば本出願
人は、米国特許４，９８０，５９０号（基礎出願：特願
昭６２−２４６３８３号公報）に偏平ブラシレス振動モ
ータを開示している。これは、出力軸にアンバランスウ
エイトを付加することのないコンパクトな外形の振動モ
ータを得るため、回転バックヨーク付き平面対向コアレ
スモータを用いて、その回転バックヨークをアンバラン
ス形状とすることにより、モータの内部に振動発生機能
を構成したものである。また同じく本出願人による米国
特許５，０２７，０２５号（基礎出願：特願平１−２９
１１４号公報）には、それを発展させ、平面対向コアレ
スモータの回転マグネットにアンバランス発生機能を与
えた構造を示している。これによってさらに大きな振動
を得ている。
【０００７】このような歴史がありながら、従来の薄型
偏平構造振動モータは、携帯電話の分野では主流になり
得なかった。それは、第一の小型軽量要望、第二の低消
費電力要望への対応において細径円筒コアレスモータに
劣っていたからである。そこで本発明者らは、新たに生
まれた第三の薄型偏平要望を基礎として、第一の小型軽
量要望、第二の低消費電力要望の全てを満たす新たな構
造を検討した。
【０００８】小型軽量であることは携帯電話用モータに
とって極めて重要な特性である。例えば耐落下衝撃値は
１００００〜２００００Ｇを要求されるから、自身の破
壊を防ぐことだけを念頭に置いても、重量が増加するこ
とはすなわち信頼性を損なう重大な問題である。また消
費電力については、それがそのままバッテリーの重さに
反映されると考えなければならない。従ってモータに
は、可能な限りの高効率設計が要求されてくる。
【０００９】これらの事情をふまえ、薄型振動モータと
しての最適な構造を探る。まずコアレス構造／コア付き
構造の選択であるが、コア付き構造を選ぶ。磁気回路の
パーミアンスが高く、圧倒的にマグネット使用量が少な
くて済むからである。当モータ程度の大きさでは試作に
よるとおよそ３：１の比率であった。これは回転コイル
型／回転マグネット型のいずれによらず同様である。こ
の選択によってモータ重量が大きく左右される。
【００１０】次に磁気回路を平面対向磁界とするか周対
向磁界とするかの選択になるが、コア付き構造を選べば
周対向磁界型とするのが一般的である。さらに次の選択
は、回転コア型ブラシ付き構造か回転マグネット型ブラ
シレス構造かの選択である。消費電流では一般には前者
が勝るが、超小型になるとブラシ負荷の割合が大きくな
り優劣が逆転する。薄型化においてはブラシ機構のない
後者が優れ、大振動においてはアウタロータ構造の採れ
る後者が有利である。従ってここでは回転マグネット型
を選ぶ。このような流れによって、上記三条件のもとで
はコア付き周対向磁界型偏平ブラシレスモータ構造が選
択される。
【００１１】次にアンバランスウエイトを組み合わせて
限られた体積の中でいかに最大性能を実現するかを検討
する。従来から円筒型／偏平型に限らずモータ内部にア
ンバランス機能を実現する様々な方法が提案されてき
た。例えば回転コイルの一部を省略する、回転コアを異
形にする、回転ヨークの一部を切り欠くなどである。し
かしこれらは、小型軽量・大振動を突き詰めたものとは
いえない。こららの部材の比重はせいぜい５〜８であ
り、最高のものを求める当業界においては選択肢ではな
い。すなわち小型軽量・大振動を求めるならば、アンバ
ランス手段には商業的に可能な限りの高比重金属を用い
たアンバランスウエイトを使用すべきである。また、ア
ンバランスを実現するためにモータの性能を低下させる
ような改変をおこなったものが提案されてきた。上記の
ものも一部これにあたる。しかしこれも、小型軽量・低
消費電力を突き詰めたものとはいえない。小型軽量・低
消費電力を求めるならば、最大性能を発揮する完成され
たモータを用い、それに高比重金属よりなるアンバラン
スウエイトを最適に組み合わせた構造を模索しなければ
ならない。そしてそれが、本発明のテーマである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように本発明の課
題は、上記３要求、すなわち、小型軽量であること、低
消費電力で最大の振動を発生すること、薄型偏平構造で
あることの全てを最適バランスで満たし、なおかつ高い
信頼性を備えた振動モータを実現することである。そし
てそれにより、薄型軽量で長時間使用可能な携帯機器の
完成に資することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の偏平振動モータは、ステータとロータとを備
え、ステータはコイルとステータコアとを有し、ロータ
はマグネットと磁路ヨークとアンバランスウエイトとを
有し、マグネットはステータコアの外周に隙間を持って
対向していて、磁路ヨークはマグネットの外周を略全周
に亘って囲んでいて、アンバランスウエイトは磁路ヨー
クの外周に配設した。このように、モータは従来のよう
に磁路ヨークを部分配置したりせず最良の性能を得るよ
うに構成する。そしてその外周にアンバランスウエイト
を配置する構成としたものである。
【００１４】また本発明の偏平振動モータは、アンバラ
ンスウエイトを磁路ヨークの外側に溶接固着した。アン
バランスウエイトをモータの外周に配置するにあたって
最大の弱点はその固着信頼性であったが、本発明によっ
てそれを克服できた。
【００１５】また本発明の偏平振動モータは、ロータは
マグネットとカップ状ロータとアンバランスウエイトと
を有し、マグネットはステータコアの外周に隙間を持っ
て対向していて、カップ状ロータは磁路ヨークを有し、
磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に亘って囲んで
いて、カップ状ロータに凹部または突部を形成しアンバ
ランスウエイトを係合保持した。これも、上述した弱点
である固着信頼性を克服するための発明である。
【００１６】また本発明の偏平振動モータは、ロータは
マグネットと磁路ヨークとアンバランスウエイトとを有
し、マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対
向していて、磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に
亘って囲んでいて、アンバランスウエイトはマグネット
の軸方向上方又は下方に配設した。これは、アンバラン
スウエイトの固着信頼性向上とモータの高出力化（換言
すれば軽量化）を同時に図った新規な構造を提供するも
のである。
【００１７】また本発明の偏平振動モータは、ロータは
マグネットとカップ状ロータとアンバランスウエイトと
を有し、マグネットはステータコアの外周に隙間を持っ
て対向していて、カップ状ロータは磁路ヨークを有し、
磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に亘って囲んで
いて、カップ状ロータの一部を切り欠き、その部分にア
ンバランスウエイトを配設した。これは、アンバランス
ウエイトの固着信頼性向上とモータの高出力化（軽量
化）とより大なる振動とを同時に得ることができる発明
である。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る偏平振動
モータは、以下の要件を備え構成されている。 a)ステータとロータとを備える。 b)ステータはコイルとステータコアとを有する。 c)ロータはマグネットと磁路ヨークとアンバランスウエ
イトとを有する。 d)マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対向
している。 e)磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に亘って囲ん
でいる。 f)アンバランスウエイトは磁路ヨークの外周に配設され
ている。
【００１９】このように、コア付き周対向構造であるこ
とにより少体積のマグネットでも大きな磁束が得られて
モータの単位重量の出力が大きく、マグネットの略全周
に亘って磁路ヨークを配していることにより磁気回路の
効率が良くモータの体積効率を損失せず、アンバランス
ウエイトを磁路ヨークの外周に配していることによりア
ンバランスウエイトの単位重量あたり最大の振動を得ら
れる。そしてこれらの全てを兼ね備えたことにより、軸
垂直、小型軽量、低消費電力、大振動のモータを実現で
きる。
【００２０】ここで、偏平モータとは、軸方向高さが横
幅より小さいモータをいう。また、磁路ヨークとは、強
磁性材料よりなり、マグネットを挟んでステータコアと
対向して磁路を構成する部材をいう。アンバランスウエ
イトを構成する金属としては、鉄、銅、鉛、タングステ
ンなどの金属およびそれを含む合金がよい。
【００２１】請求項２に記載の発明は、アンバランスウ
エイトを磁路ヨークの外側に溶接固着した、請求項１に
記載の偏平振動モータである。溶接による固着方法は、
接着方法に比べ強固に結合でき、大きな落下衝撃荷重に
耐えることができてモータおよびそれを用いた機器の信
頼性を向上できる。
【００２２】請求項３に記載の発明は、アンバランスウ
エイトを、少なくともタングステン及び銅を含む材料よ
りなるものとした、請求項２に記載の偏平振動モータで
ある。
【００２３】タングステン及び銅は、第一に、比重が大
きい。従って大振動を得るのに適している。第二に、タ
ングステンと銅を含むことにより、アンバランスウエイ
トの溶解温度が磁路ヨーク（主として鉄を用いる）の溶
解温度に近似する。従って磁路ヨークとの溶接性が向上
し、結合強度が向上する。それによってモータおよびそ
れを用いた機器の耐衝撃信頼性を向上でき、安心して携
帯できるものとなる。
【００２４】請求項４に記載の発明は、偏平振動モータ
の組立方法の工程であって、カップ状ロータの中心部に
シャフトを配置する工程と、カップ状ロータの外周部に
アンバランスウエイトを配置する工程とカップ状ロータ
とシャフトとをレーザ光の照射で溶接固着する工程とカ
ップ状ロータとアンバランスウエイトとをレーザ光の照
射で溶接固着する工程とを有する偏平振動モータの組立
方法である。
【００２５】シャフトの固着工程とアンバランスウエイ
トの固着工程を連続して同一ステーションで行うことが
できるから、結合信頼性の高いロータを生産性よく組み
立てることができる。従って大振動・高信頼性のモータ
を生産性よく実現できる。
【００２６】請求項５に係る偏平振動モータは、以下の
要件を備え構成されている。 a)ステータとロータとを備える。 b)ステータはコイルとステータコアとを有する。 c)ロータはマグネットとカップ状ロータとアンバランス
ウエイトとを有する。 d)マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対向
している。 e)カップ状ロータは磁路ヨークを有し、磁路ヨークはマ
グネットの外周を略全周に亘って囲んでいる。 f)カップ状ロータに凹部または突部を形成しアンバラン
スウエイトを係合保持している。
【００２７】このアンバランスウエイト保持構造は、接
着若しくは溶接による接合と併用すると効果的である。
接着もしくは溶接による固着力に加え、係合による保持
力を与えることができる。そして、アンバランスウエイ
トの結合信頼性をより高めることができ、大振動・高信
頼性のモータが得られる。
【００２８】より具体的な結合構造としては、カップ状
ロータの平面部から円筒部よりも外周に突出部を形成
し、突出部と円筒部との間にアンバランスウエイトを保
持したもの、カップ状ロータの円筒部から円筒部よりも
外周に突出部を形成し、突出部と円筒部との間にアンバ
ランスウエイトを保持したもの、カップ状ロータの円筒
部から外周方向に突部を形成し、アンバランスウエイト
には対応する凹部を形成して互いに係合するようにした
もの、カップ状ロータの円筒部に凹部を形成し、アンバ
ランスウエイトには対応する突部を形成して互いに係合
するようにしたもの、カップ状ロータの平面部に凹部ま
たは突部を形成し、アンバランスウエイトには対応する
突部または凹部を形成して互いに係合するようにしたも
の、カップ状ロータの開口端側の端面に凹部または突部
を形成し、アンバランスウエイトには対応する突部また
は凹部を形成して互いに係合するようにしたもの、など
を挙げることができる。
【００２９】請求項６に記載の発明は、カップ状ロータ
の円筒部に形成した凹部または突部は、回転方向に見て
マグネットの磁極の中心付近に設けた、請求項５に記載
の偏平振動モータである。
【００３０】円筒部は磁路ヨークの機能を持っている
が、それに凹部又は突部を形成するとその連続性を遮断
する虞がある。本発明はこれに対処するものである。ロ
ータとマグネットの相対角度位置を合わせなければなら
ない欠点はあるが、磁路としての役割が小さい磁極の中
心付近を凹部又は突部とすることにより、磁気回路の欠
損による悪影響を最小限に抑えることができる。従って
高い結合信頼性と高いモータ効率を両立できる。
【００３１】請求項７に係る偏平振動モータは、以下の
要件を備え構成されている。 a)ステータとロータとを備える。 b)ステータはコイルとステータコアとを有する。 c)ロータはマグネットと磁路ヨークとアンバランスウエ
イトとを有する。 d)マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対向
している。 e)磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に亘って囲ん
でいる。 f)アンバランスウエイトはマグネットの軸方向上方又は
下方に配設されている。
【００３２】このように、アンバランスウエイトをマグ
ネットの軸方向上方又は下方に配設する構成としたか
ら、周対向コア付きモータの空きスペースにアンバラン
スウエイトを収納することができる。従って振動モータ
全体としての体積を小さくできて、小型軽量のモータが
得られる。且つ、アンバランスウエイトを最外周近傍に
配置できて、軽量・大振動のモータが得られる。且つま
た、アンバランスウエイトをロータ内部に収納できて、
高信頼性のモータが得られる。
【００３３】請求項８に係る偏平振動モータは、以下の
要件を備え構成されている。 a)ステータとロータとを備える。 b)ステータはコイルとステータコアとを有する。 c)ロータはマグネットとカップ状ロータとアンバランス
ウエイトとを有する。 d)マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対向
している。 e)カップ状ロータは磁路ヨークを有し、磁路ヨークはマ
グネットの外周を略全周に亘って囲んでいる。 f)カップ状ロータの一部を切り欠き、その部分にアンバ
ランスウエイトの少なくとも一部を配設している。
【００３４】このようにしたとき、カップ状ロータの一
部の部材の比重をアンバランスウエイトの比重に置き換
えたことになり、限られたモータ体積でより大きな振動
を得ることができる。これによって、より小型・大振動
のモータが得られる。
【００３５】具体構成としては、カップ状ロータの平面
部に切り欠き穴を形成し、その部分にアンバランスウエ
イトを配設したもの、カップ状ロータの円筒部に切り欠
き穴を形成し、その部分にアンバランスウエイトを配設
したもの、その双方に形成配設したものなどが挙げられ
る。
【００３６】請求項９に記載の発明は、請求項１から請
求項８のいずれかに記載の偏平振動モータを、回転軸が
機器の底面と略垂直となるように組み込んだ、携帯機器
である。これによって機器は薄型形状にすることが可能
となり、また、机上で振動して移動する現象を軽減でき
る。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。
【００３８】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
に係るモータの構造断面図である。図２（ａ）は第１の
実施例のロータの上面図、図２（ｂ）は同ロータの側面
断面図、図２（ｃ）は同ロータの底面図である。
【００３９】図１においてモータは、軸方向高さが横幅
より小さい偏平モータ形状である。モータは、ステータ
１と、プリント基板２と、軸受装置３と、ロータ４と、
カバー５とを備えている。カバー５が上面と側面を主に
形成し、プリント基板２が側面の一部と底面を形成して
いる。
【００４０】ステータ１は、ステータコア６の表面を絶
縁皮膜で覆ったのち、コイル７を巻回して形成されてい
る。プリント基板２には両面スルーホール基板が用いら
れている。プリント基板２は、底面と、その裏面である
ステータ取付け面と、外周側面とを持っている。
【００４１】プリント基板２の底面には複数のランド２
ａ、２ｅがある。ステータ取り付け面側にも複数のラン
ド２ｂがある。
【００４２】このプリント基板２のステータ取付け面に
は軸受装置３とステータ１とが同軸に固着されている。
ステータコア６のコイル７の終端はステータ取り付け面
側のランド２ｂに半田付けされている。このランド２ｂ
は底面側のランド２ａにスルーホール２ｄにて電気接続
されている。
【００４３】軸受装置３は、有底のハウジング８と、含
油メタル９と、スラスト受１０と、その中に挿入され一
端をロータ４の中央に固着したシャフト１１とで構成さ
れる。
【００４４】ロータ４は、カップ状ロータ１２とそれに
固着したマグネット１３とを有し、カップ状ロータ１２
の中央には上記のシャフト１１が固着されている。カッ
プ状ロータ１２は平面部１２ａと円筒部１２ｂとを有
し、ステータ１の周囲を取り囲み、軸受装置３により回
転可能に支承されている。ロータ４はさらにアンバラン
ス手段を有している。アンバランスを得る手段は種々あ
るが、本実施例においては磁路ヨークの機能を有する円
筒部１２ｂの外周にアンバランスウエイト１４を固着す
ることで得ている。
【００４５】またロータ４は、カップ状ロータ１２の平
面部１２ａとシャフト１１とが溶接部４ａへのレーザ光
の照射で溶接されている。また、円筒部１２ｂとアンバ
ランスウエイト１４とが溶接部４ｂへのレーザ光の照射
で溶接されている。
【００４６】カバー５は、薄い金属からなる軽量のシェ
ルである。カバー５はロータ４を覆い、端部はプリント
基板２のステータ取り付け面の外周端付近に当接し半田
付け固定されている。
【００４７】以上のように構成されたモータは、機器の
基板（図示せず）に直接実装される。モータは、底面の
ランド（図１で２ａ、２ｅ）で機器の基板のランドとリ
フロー半田付けされる。機器の基板にはモータ駆動回路
（図示せず）があり、端子（ランド２ａ）を介してステ
ータ１を励磁し制御する。そしてマグネット１３を駆動
してロータ４を回転させる。ロータ４はアンバランスウ
エイト１４を有しているから、機器にはロータ４の回転
に伴う振動が伝わり、呼出、アラームなどの情報を携帯
者に体感伝達できる。
【００４８】このように本実施例のモータにおいては、
コア付き周対向構造としたから、コアレス構造よりも磁
路のパーミアンスが高く、少体積のマグネットでも大き
な磁束が得られる。従って単位重量あたりの出力が大き
い小型軽量のモータが得られる。また、マグネットの略
全周に亘って磁路ヨークを配し、磁気回路を分断せず閉
回路としているから、マグネットの有する能力を損失し
ない。従ってモータの体積効率を損失せず、低消費電力
・小型軽量のモータが得られる。またアンバランスウエ
イト１４を磁路ヨークの外周に配しているから、アンバ
ランスウエイトの偏重心寸法を最大にでき、アンバラン
スウエイトの単位重量あたり最大の振動を得られる。従
って同一の軸受負荷で最大の振動を得られ、振動／消費
電力比および振動／重量比を大きくできる。そして以上
の全てを兼ね備えた偏平構造モータとしたから、軸垂
直、小型軽量、低消費電力、大振動を同時に満たした優
れたモータを実現することができる。
【００４９】またロータは、アンバランスウエイト１４
を円筒部１２ｂ（磁路ヨーク）の外側にレーザ光の照射
にて溶接固着している。レーザ光の照射による溶接工法
は、接着方法に比べ強固に且つばらつきなく結合でき
る。例えば接合強度比較試験データの一例を挙げれば、
接着方法では、112, 80,175,175, 88,x=126,s=41(kgf) レーザ光の照射による溶接工法では、141,125,114,129,
157,x=133,s=15(kgf) というようにレーザ光の照射による溶接工法は良好な結
合品質が得られた。各々ｎ＝５で、ｘは平均値、ｓは標
準偏差を表す。このように、アンバランスウエイトの接
合にレーザ光の照射による溶接工法を用いることによ
り、大きな落下衝撃荷重に耐えることができる信頼性の
高いモータおよびそれを用いた機器を得ることができ
る。
【００５０】また、アンバランスウエイト１４は、少な
くともタングステン及び銅を含む材料よりなっている。
これらの金属は、比重が略１９、９であり鉄より重いか
ら、小体積で大振動の振動モータを得ることができる。
【００５１】またさらに、タングステン合金に銅を含む
ことにより、アンバランスウエイトの溶解温度が鉄の溶
解温度に近似する。従って鉄製磁路ヨークとの溶接性が
向上し、結合強度が向上する。例えばタングステンは略
３４００℃で溶解し、鉄は略１５００℃で溶解するの
で、通常、鉄だけが溶けて溶接できない。しかし、アン
バランスウエイトを少なくともタングステンと銅を含む
合金にすることによりアンバランスウエイトの溶解温度
が鉄の溶解温度にまで低下し、両者を溶接結合すること
が可能となる。このとき銅の含有率は、重量比５〜１０
％が適切であった。タングステンの含有率を９６％以上
としたとき、前述のように両者の溶接は非常に困難であ
った。このように適切な合金を用い適切な条件でレーザ
光の照射による溶接することによりアンバランスウエイ
トの結合信頼性を高めることができ、モータおよびそれ
を用いた機器の信頼性を向上できる。
【００５２】また本実施例のモータは、カップ状ロータ
１２の中心部にシャフト１１を配置する工程と、カップ
状ロータの外周部にアンバランスウエイト１４を配置す
る工程と、カップ状ロータとシャフトとをレーザ光の照
射で溶接固着する工程と、カップ状ロータとアンバラン
スウエイトとをレーザ光の照射で溶接固着する工程とを
同一ステーションで行っている。本モータの用途は携帯
機器であり、ロータ４には極めて大きな衝撃力が加わる
から、それに耐えるものとするため、シャフト１１とロ
ータの平面部１２ａとをレーザ光の照射による溶接で結
合している。その同じステーションでアンバランスウエ
イト１４をも固着するから、組立時間および組立設備が
同一となって共用でき、結合信頼性の高いロータを生産
性よく組み立てることができる。従って大振動・高信頼
性のモータを生産性よく得ることができる。
【００５３】さらに本実施例では、レーザ光の照射によ
る溶接は軸方向片面で行う構成としている。従って単一
のレーザヘッドで溶接固着できるから、低価格の生産設
備で生産性よく組み立てることができる。
【００５４】（実施例２）図３から図８を参照して、第
２の実施例としてカップ状ロータに凹部又は突部を設け
てアンバランスウエイトを係合保持する構造について説
明する。これらはいずれも、接着方法又は溶接方法を併
用すると効果的に固着できる。
【００５５】図３は、カップ状ロータの平面部から円筒
部よりも外周に突出部を形成し、突出部と円筒部との間
にアンバランスウエイトを保持した構造のロータであ
り、図３（ａ）は同ロータの上面図、図３（ｂ）は同ロ
ータの側面断面図、図３（ｃ）は同ロータの底面図であ
る。
【００５６】このロータは、ロータの平面部２２ａから
突出部２２ｃが半径方向外周に延長突出していて、アン
バランスウエイト２４を円筒部２２ｂとの間に挟み込む
ようになっている。突出部２２ｃは円筒部２２ｂの一部
を切り欠いて形成している。このようにロータの突出部
２２ｃと円筒部２２ｂとの間に開口端側から挿入するこ
とでアンバランスウエイトを容易に且つ確実に挟持でき
る。しかし、円筒部２２ｂを切り欠いたことで、磁路と
しては円周方向に分断される。このため、マグネットの
磁極の中心をその切り欠き位置に合わせている。マグネ
ットの磁極に発生する磁束は隣接する磁極に向かうの
で、磁極の中央位置を切り欠いてもその磁束を分断しな
い。従って切り欠きによる悪影響は最小限に抑えられ
る。
【００５７】図４は、カップ状ロータの円筒部から円筒
部よりも外周に突出部を形成し、突出部と円筒部との間
にアンバランスウエイトを保持した構造のロータであ
り、図４（ａ）は同ロータの上面図、図４（ｂ）は同ロ
ータの側面断面図、図４（ｃ）は同ロータの底面図であ
る。
【００５８】このロータは、ロータの円筒部３２ｂから
突出部３２ｃが半径方向外周に延長突出していて、アン
バランスウエイト３４を円筒部３２ｂとの間に挟み込む
ようになっている。突出部３２ｃは円筒部３２ｂの一部
を切り欠いて形成している。切り欠き幅は軸方向には円
筒部３２ｂの略半分程度に留めている。従って磁路ヨー
クの機能低下は小さく抑えられる。
【００５９】図５は、カップ状ロータの円筒部から外周
方向に突部を形成し、アンバランスウエイトには対応す
る凹部を形成して互いに係合するようにした構造のロー
タであり、図５（ａ）は同ロータの上面図、図５（ｂ）
は同ロータの側面断面図、図５（ｃ）は同ロータの底面
図である。
【００６０】このロータは、ロータの円筒部４２ｂから
外周方向に２個の小さな突部４２ｃを形成し、アンバラ
ンスウエイト４４には対応する凹部を形成して互いに係
合するようにしている。円筒部に形成する突部４２ｃは
比較的小さくて済み、円筒部４２ｂの磁路ヨークとして
の機能に与える影響が小さい。従って必ずしもマグネッ
トの磁極と突部４２ｃとの位置合わせを行わなくてもよ
く、その場合組立生産性がよい。またこの場合、突部４
２ｃの位置を一方は磁極の中心、他方は磁極の境界付近
に配置しておくと、マグネットの位置をランダムに組み
立てても特性のばらつきがさらに小さくなる。
【００６１】図６は、カップ状ロータの円筒部に凹部を
形成し、アンバランスウエイトには対応する突部を形成
して互いに係合するようにした構造のロータであり、図
６（ａ）は同ロータの上面図、図６（ｂ）は同ロータの
側面断面図、図６（ｃ）は同ロータの底面図である。
【００６２】このロータは、ロータの円筒部５２ｂに凹
部を形成し、アンバランスウエイト５４には対応する三
個の突部５４ａを形成して互いに係合するようにしてい
る。ロータの円筒部５２ｂを打ち抜いて貫通穴などの凹
部を形成する加工は容易であり、三箇所の係合によって
安定な保持強度が得られる。
【００６３】以上説明した構造は、いずれもロータの円
筒部近傍に係合部を設けてアンバランスウエイトと係合
している。故にアンバランスウエイトの重心付近を支持
できて安定である。また、接着又は溶接と併用すること
が効果的である。このような構造としたとき、接着もし
くは溶接による固着力に加え、係合による保持力を与え
ることができて、アンバランスウエイトの結合信頼性を
より高めることができるから、大振動・高信頼性のモー
タを得ることができる。またその凹部又は突部を磁極の
中心に合わせて組み立てることによりその磁束への影響
を最小限にでき、高い結合信頼性と高いモータ効率を両
立できる。
【００６４】図７は、カップ状ロータの平面部に凹部ま
たは突部を形成し、アンバランスウエイトには対応する
突部または凹部を形成して互いに係合するようにした構
造のロータであり、図７（ａ）は同ロータの上面図、図
７（ｂ）は同ロータの側面断面図、図７（ｃ）は同ロー
タの底面図である。
【００６５】このロータは、ロータの平面部６２ａに凹
部（または突部でもよい）を形成し、アンバランスウエ
イト６４には対応する突部６４ａ（または凹部でもよ
い）を形成して互いに係合するようにしている。平面部
６２ａに凹部または突部を形成する加工は極めて容易で
あり精度もよい。また円筒部に加工を施さないから磁路
ヨークは円周方向に連続にできる。
【００６６】図８は、カップ状ロータの開口端側の端面
に凹部または突部を形成し、アンバランスウエイトには
対応する突部または凹部を形成して互いに係合するよう
にした構造のロータであり、図８（ａ）同ロータの上面
図、図８（ｂ）同ロータの側面断面図、図８（ｃ）は同
ロータの底面図である。
【００６７】このロータは、ロータの開口端側の端面に
突部７２ｃを形成し、アンバランスウエイト７４には対
応する凹部を形成して互いに係合するようにしている。
従って上記同様、磁路ヨークは円周方向に連続にでき
る。モータ構造上、開口端側に空き領域がある場合に適
する。
【００６８】以上説明した構造は、いずれもロータの円
筒部の上方又は下方にアンバランスウエイトとの係合部
を設けたものである。アンバランスウエイトは円筒部と
平面部との組合せ構造になって複雑形状になるが、その
分重量が増加して大きな振動量を得ることができる。ま
た既に述べたように磁路ヨークを分断しないから磁束を
損失しない。
【００６９】（実施例３）図９は本発明の第３の実施例
に係るモータの構造断面図である。図１０（ａ）は第３
の実施例のロータの上面図、図１０（ｂ）は同ロータの
側面断面図、図１０（ｃ）は同ロータの底面図である。
【００７０】図９においてモータの概略構造は図１と類
似であるが、ロータ構造が異なっている。そしてそれに
伴いステータ形状が異なる。他は微差である。図１と同
一の部分については説明を省略する。
【００７１】ステータは、ステータコア７６にコイル７
７を巻回して形成されている。ステータコア７６の外径
は図１のものより大径になっている。
【００７２】プリント基板８０は図１のものと同寸であ
るが、ステータコア７６の寸法変更に伴ってランド８０
ｂなどの位置が移動している。
【００７３】ロータは、カップ状ロータ８２とそれに固
着したマグネット８３を有するが、カップ状ロータ８２
の内部、マグネット８３の上方にアンバランスウエイト
８４が固着されている。図１ではアンバランスウエイト
はロータ外周にあったが、本図では内部に収容されてい
る。同時にマグネット８３の径は大きくなり、それに伴
ってステータコア７６の外径が大きくなっている。
【００７４】そしてカバー５は図１と同一寸法に形成さ
れていて、モータの外径形状としては図１のものと同一
に仕上げられている。モータの使用方法などは図１での
説明と同様である。
【００７５】このように本実施例のモータは、ロータは
マグネットと磁路ヨークとアンバランスウエイトとを有
し、マグネットはステータコアの外周に隙間を持って対
向していて、磁路ヨークはマグネットの外周を略全周に
亘って囲んでいて、アンバランスウエイトはマグネット
の軸方向上方に配設されている。この構造は周対向コア
付きモータの空きスペースにアンバランスウエイトを収
納しているから、振動モータ全体としての体積を小さく
できる。従って小型軽量のモータが得られる。且つ、ア
ンバランスウエイトをロータ内部に収納しているので、
アンバランスウエイトの離断の心配がない高信頼性のモ
ータを得ることができる。またマグネットとステータコ
アの径が大きくできるから単位重量あたりのモータ出力
が大きくなる。言い換えれば振動モータはより軽量化で
きる。
【００７６】図１１及び図１２に変形例を示した。図１
１は、カップ状ロータ９２の平面部に切り欠き穴９２ｃ
を形成し、その部分にアンバランスウエイト９４の一部
（突部９４ａ）を配設したものである。カップ状ロータ
に対しアンバランスウエイトを位置決めして組み立てる
必要があるが、極めて容易により大きなアンバランスを
得ることができる。アンバランスウエイトを軸方向に挿
入するだけで組み立てできるから組立の手間はそれほど
増加しない。
【００７７】図１２は、カップ状ロータ１０２の平面部
及び円筒部に切り欠き穴１０２ｃを形成し、その部分に
アンバランスウエイト１０４を配設したものである。カ
ップ状ロータに対しアンバランスウエイトを半径方向に
も移動しながら組み立てる必要があり手間は増加する
が、限られた体積でさらに大きな振動を得ることができ
る。
【００７８】このように、カップ状ロータの一部を切り
欠き、その部分にアンバランスウエイト（の少なくとも
一部）を配設したことにより、小型軽量・大振動のモー
タが実現できる。
【００７９】また、図１１及び図１２において、アンバ
ランスウエイト９４、１０４は略中空円筒の一部を切り
出した形状であるが、その両端部９４ｂ、１０４ｂはロ
ータの偏重心の方向に対し略垂直な平面となるようにし
ている。このような端部形状にしたとき、同一体積のア
ンバランスウエイトではその偏重心寸法を最も大きくで
きる。すなわち重量対振動比を最も大きくでき、より軽
量・大振動のモータが得られる。
【００８０】以上いくつかの実施例を説明してきたが、
本発明はこれらによって限定されるものではなく、本発
明の主旨の範囲で様々に応用展開が可能である。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
型軽量であること、低消費電力で最大の振動を発生する
こと、薄型偏平構造であることの全てを満たし、且つ高
い信頼性を持つ振動モータを提供でき、薄型軽量で長時
間使用可能な携帯機器の実現を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るモータの構造断面
図
【図２】（ａ）第１の実施例のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図３】（ａ）カップ状ロータの平面部から円筒部より
も外周に突出部を形成し、突出部と円筒部との間にアン
バランスウエイトを保持した構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図４】（ａ）カップ状ロータの円筒部から円筒部より
も外周に突出部を形成し、突出部と円筒部との間にアン
バランスウエイトを保持した構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図５】（ａ）カップ状ロータの円筒部から外周方向に
突部を形成し、アンバランスウエイトには対応する凹部
を形成して互いに係合するようにした構造のロータの上
面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図６】（ａ）カップ状ロータの円筒部に凹部を形成
し、アンバランスウエイトには対応する突部を形成して
互いに係合するようにした構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図７】（ａ）カップ状ロータの平面部に凹部または突
部を形成し、アンバランスウエイトには対応する突部ま
たは凹部を形成して互いに係合するようにした構造のロ
ータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図８】（ａ）カップ状ロータの開口端側の端面に凹部
または突部を形成し、アンバランスウエイトには対応す
る突部または凹部を形成して互いに係合するようにした
構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図９】本発明の第３の実施例に係るモータの構造断面
図
【図１０】（ａ）第３の実施例のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図１１】（ａ）カップ状ロータの平面部に切り欠き穴
を形成し、その部分にアンバランスウエイトを配設した
構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【図１２】（ａ）カップ状ロータの平面部及び円筒部に
切り欠き穴を形成し、その部分にアンバランスウエイト
を配設した構造のロータの上面図 （ｂ）同ロータの側面断面図 （ｃ）同ロータの底面図
【符号の説明】
１ ステータ ２ プリント基板 ２ａ、２ｂ、２ｅ ランド ２ｄ スルーホール ３ 軸受装置 ４ ロータ ４ａ、４ｂ 溶接部 ５ カバー ６ ステータコア ７ コイル ８ ハウジング ９ 含油メタル １０ スラスト受 １１ シャフト １２ カップ状ロータ １２ｂ 円筒部 １３ マグネット １４ アンバランスウエイト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅原 幹雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−248203（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−127031（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−137463（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B06B 1/00 - 3/04 H02K 29/00 - 29/14

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステータとロータとを備え、前記ステー
    タはコイルとステータコアとを有し、前記ロータはマグ
    ネットと磁路ヨークとアンバランスウエイトとを有し、
    前記マグネットは前記ステータコアの外周に隙間を持っ
    て対向していて、前記磁路ヨークは前記マグネットの外
    周を略全周に亘って囲んでいて、前記アンバランスウエ
    イトは前記磁路ヨークの外周に配設されている、偏平振
    動モータ。
  2. 【請求項２】 アンバランスウエイトを磁路ヨークの外
    側に溶接固着した、請求項１に記載の偏平振動モータ。
  3. 【請求項３】 アンバランスウエイトは、少なくともタ
    ングステン及び銅を含む材料よりなる、請求項２に記載
    の偏平振動モータ。
  4. 【請求項４】 偏平振動モータの組立方法の工程であっ
    て、 カップ状ロータの中心部にシャフトを配置する工程と、
    前記カップ状ロータの外周部にアンバランスウエイトを
    配置する工程と、前記カップ状ロータと前記シャフトと
    をレーザ光の照射で溶接固着する工程と、前記カップ状
    ロータと前記アンバランスウエイトとをレーザ光の照射
    で溶接固着する工程と、を有する偏平振動モータの組立
    方法。
  5. 【請求項５】 ステータとロータとを備え、前記ステー
    タはコイルとステータコアとを有し、前記ロータはマグ
    ネットとカップ状ロータとアンバランスウエイトとを有
    し、前記マグネットは前記ステータコアの外周に隙間を
    持って対向していて、前記カップ状ロータは磁路ヨーク
    を有し、前記磁路ヨークは前記マグネットの外周を略全
    周に亘って囲んでいて、前記カップ状ロータに凹部また
    は突部を形成し前記アンバランスウエイトを係合保持し
    た、偏平振動モータ。
  6. 【請求項６】 カップ状ロータの円筒部に形成した凹部
    または突部は、回転方向に見てマグネットの磁極の中心
    付近に設けた、請求項５に記載の偏平振動モータ。
  7. 【請求項７】 ステータとロータとを備え、前記ステー
    タはコイルとステータコアとを有し、前記ロータはマグ
    ネットと磁路ヨークとアンバランスウエイトとを有し、
    前記マグネットは前記ステータコアの外周に隙間を持っ
    て対向していて、前記磁路ヨークは前記マグネットの外
    周を略全周に亘って囲んでいて、前記アンバランスウエ
    イトは前記マグネットの軸方向上方又は下方に配設され
    ている、偏平振動モータ。
  8. 【請求項８】 ステータとロータとを備え、前記ステー
    タはコイルとステータコアとを有し、前記ロータはマグ
    ネットとカップ状ロータとアンバランスウエイトとを有
    し、前記マグネットは前記ステータコアの外周に隙間を
    持って対向していて、前記カップ状ロータは磁路ヨーク
    を有し、前記磁路ヨークは前記マグネットの外周を略全
    周に亘って囲んでいて、前記カップ状ロータの一部を切
    り欠き、その部分に前記アンバランスウエイトの少なく
    とも一部を配設した、偏平振動モータ。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項３、請求項５から請
    求項８のいずれかに記載の偏平振動モータを、回転軸が
    機器の底面と略垂直となるように組み込んだ、携帯機
    器。
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