JP3166757B2

JP3166757B2 - ブラシレス振動モータ

Info

Publication number: JP3166757B2
Application number: JP04623499A
Authority: JP
Inventors: 良明福田; 広康藤中; 幹雄梅原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: JP2000245103A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無音報知機器など
の振動発生源として用いられるブラシレス振動モータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話をはじめとする携帯情報機器に
おいては、無音報知のため振動発生機能を付与すること
が一般的になっている。そしてその振動発生手段は、ブ
ラシ付き細型円筒モータで偏心重りを回転させるものが
主流を占めている。ブラシ付き小型モータは安価で低消
費電力であり、電源を供給するだけで使える使いやすさ
を持っているからである。

【０００３】だが近年、その振動発生手段の質の向上が
望まれている。すなわち、ブラシ付き小型モータはブラ
シ整流子を有するから、摺動部品故の寿命限界がある。
またその摺動接点の抵抗値が一定でなく、回転数の変動
を生じ易い。携帯電話などの情報伝達機器においてこれ
らの欠点の改善を望む声が多い。

【０００４】また、その振動発生手段は単に振動を発生
するだけでなく、振動のレベル、振動の発生パターン、
振動数などに情報を与えること、付加価値を与えること
が望まれている。例えばアミューズメント機器のハンド
コントローラなどで、場面と連動して適切な体感振動を
与えるニーズがある。健康機器、携帯情報機器などでも
同様の要望がある。

【０００５】これらの要望に応える高機能高信頼性の振
動発生手段は、振動モータをブラシレス駆動とすること
で得られる。このような振動発生手段は上記の業界のみ
ならず多種多様な業界で需要があるが、ブラシレスモー
タは一般に駆動のための回路を必要とするから、その使
用にあたってブラシ付き直流モータよりも高い技術力を
必要とする。

【０００６】またモータと駆動回路の接続線路数が増加
するなど装置構成が複雑となり、そしてさらに振動モー
ドの制御を行うとなるとブラシレス振動モータは必ずし
も万人に使いやすいものではない。このような背景か
ら、高機能なブラシレス振動モータを用いた振動発生手
段をより使いやすいかたちで提供されることが望まれて
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
要望に応え、高機能な振動発生手段をより使いやすい形
態で提供することを目的とする。すなわち、ブラシレス
振動モータ（以下モータという）を容易に使いこなせる
ものとすべきこと、機器製造者の多様な使用形態に対応
できるものとすべきことなどの課題を解決して、機器製
造者が高機能の振動機器を容易に構成できるようにする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のブラシレス振動モータは、底面と側面と上面
とを有するベースを備え、機器の基板に隣接対向する前
記ベースの底面側にはこの基板に機械的、かつ電気的に
接合される端子を複数有し、前記ベースの上面側にはス
テータ、軸受装置、この軸受装置で支承されて上記ステ
ータと対向するとともに、マグネットを装着したロー
タ、および、モータ駆動用電子部品を配置し、さらに前
記ロータにアンバランス手段を設けた。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、底面と側面と上面とを
有するベースを備え、機器の基板に隣接対向する前記ベ
ースの底面側にはこの基板に機械的、かつ電気的に接合
される端子を複数有し、前記ベースの上面側にはステー
タ、軸受装置、この軸受装置で支承されて上記ステータ
と対向するとともに、マグネットを装着したロータ、お
よび、モータ駆動用電子部品を配置し、さらに前記ロー
タにアンバランス手段を設けたものである。

【００１０】前記ステータはステータコアとそれに巻回
したコイルとを、ロータは円筒状マグネットをそれぞれ
有し、ステータの周囲をロータが回転可能に取り囲んで
いる。またステータの複数のコイルを偏平状にし、ロー
タの平板状マグネットがこの偏平コイルロータに軸方向
に隣接対向するようにしてもよい。

【００１１】ベースの側面に、底面に対し略垂直で互い
に平行な２つの平面、若しくは、底面に対し平行で、か
つ互いに平行な２つの稜線を設ける。ベースはプリント
基板であり、しかもロータまたは駆動用電子部品の少な
くとも一方がカバーで覆われている。

【００１２】本発明のブラシレス振動モータは、無音報
知機器、健康機器、アミューズメント機器などに搭載さ
れる。このように、底面側には機器の基板に機械的、か
つ電気的に接合する機能を有する複数の端子を有するか
ら、底面で機器の基板に接続できる。従って機器製造者
はモータを機器にリフロー接続でき、機器の生産性を向
上できる。

【００１３】また、上面側にステータと軸受装置とロー
タとモータ駆動用電子部品とを配設しているから、機器
製造者は機器の基板に逃がし穴を設けることなくモータ
底面を密着配置できる。さらに同時にリフロー接続に好
適となって機器の生産性を向上できる。

【００１４】

【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。（実施例１）図１においてモータのベース２は、上面と側面と底面と
を有する板状である。モータ部にはカバー５があり、カ
バー５を上面側から見た形状は略長方形状である。側面
は壁面によって全周に亘って囲まれている。

【００１５】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。ベース２には両面スルーホール基板が用いられてい
る。ベース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。

【００１６】ベース２の底面には複数のランド２ａ、２
ｅ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。ランド２ａは機器との電気接続を主な機能と
し、他のランド２ｅは機械接続を主な機能としている。
また外周側面には半田付け可能な金属面２ｃが形成され
ている。

【００１７】このベース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、ステータコア６と一体の
ターミナル（図では表示していない）に保持されなが
ら、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。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。

【００１８】ロータ４は、ロータヨーク１２とそれに固
着したマグネット１３とを有し、ロータヨーク１２の中
央には上記のシャフト１１が固着されている。ロータヨ
ーク１２はステータ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ロータヨーク１２の外
周に円弧状の重り１４を固着することで得ている。

【００１９】カバー５は既に述べたように、上面と側面
とその先端である端部とを有する略長方形のカップ形状
であり、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と電子部品を覆い、端部はベース２のステ
ータ取り付け面の外周端付近に当接している。図１
（ｂ）に示すように端部にはさらに突出部５ｂが形成さ
れていて、突出部５ｂは相対するベース２の金属面２ｃ
に半田付け固定されている。

【００２０】モータ駆動用電子部品は駆動ＩＣ１５とそ
の他の電子部品１６とからなり、モータ部の横に配置さ
れている。これらはランド２ｂに接続されてコイル７に
繋がり、また一部はランド２ａに接続されている。

【００２１】以上のように構成されたモータは、機器の
基板に直接実装される。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。そしてモータ駆動用電子部品（駆動ＩＣな
ど）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
はアンバランス手段（円弧状の重り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、振
動情報を使用者に体感伝達できる。

【００２２】このように本実施例のモータは、ベース２
の底面側には機器の基板に機械的、かつ電気的に接合す
る機能を有する複数の端子２ａ、２ｅを有する。これに
より底面で機器の基板に接続できる。従って機器製造者
はモータを機器にリフロー工法を用いて接続でき、機器
の生産性を向上できる。

【００２３】また、ベース２の上面側にステータ１と軸
受装置３とロータ４とモータ駆動用電子部品（駆動ＩＣ
１５など）とを配設している。これにより、機器製造者
は機器の基板に逃がし穴を設けることなくモータ底面を
密着配置できる。従って機器の基板は配線の自由度が拡
大し高密度に集積でき、高機能の振動機器を容易に生産
性よく構成することができる。

【００２４】また本実施例のモータにおいて、ステータ
１は、ステータコア６とそれに巻回したコイル７とを有
し、ロータ４はステータ１の周囲を回転可能に取り囲ん
でいる。すなわちコア付きアウタロータ構造である。こ
の構造は、同一外径同一出力では平面対向構造よりロー
タが軽量にできる。従って小型且つ高耐衝撃性のモータ
とすることができ、特に携帯機器において好ましいもの
となる。

【００２５】また本実施例のモータのベースの側面に
は、底面に対し略垂直で互いに平行な２つの平面、若し
くは底面に対し平行で且つ互いに平行な２つの稜線を有
する。稜線とは、図１でいえば例えば２ｊ（上面側の稜
線）、２ｋ（底面側の稜線）などである。これによっ
て、モータを把持チャックでき、且つ取付方向を機器の
基板に対してアライメントすることが容易となる。従っ
て機器の生産性が向上する。

【００２６】また本実施例のモータにおいて、ベース２
はプリント基板であり、さらに詳しくは両面プリント基
板である。従って電子部品の取り付け・配線に有利であ
り、低価格高生産性となる。両面プリント基板の底面側
と上面側の各々に複数のランドを設けることができて、
既に説明したように機器の基板に密着半田付けできる。
または、後述のように両面に部品を配置して合理的に接
続でき、モータをコンパクトにできる。

【００２７】さらに本実施例のモータは、ロータ及び駆
動用電子部品を覆うカバー５を備える。モータ部をカバ
ーすることにより内部に異物が侵入することを防げ、取
り扱い中に破損させる虞も減少する。

【００２８】従って機器製造者にとってモータの取り扱
いがより容易となり、機器の信頼性と生産性を向上でき
る。またカバーは駆動用電子部品をも覆っている。各部
品を熱に対し遮断しているから、機器のリフロー加熱に
よる熱から保護することができる。多様な機器に使われ
る場合、機器により製造条件や使用環境条件は多様とな
るが、そのような変動があっても電子部品の接続品質や
モータの品質を維持でき、機器の製造者にとって使いや
すいものとすることができる。

【００２９】（実施例２）図２において、モータのベース２２は、上面と側面と底
面とを有する、両面プリント基板である。ベース２２の
底面には複数のランド２２ａ、２２ｅがある。ステータ
取り付け面側にも複数のランドがある（図示していな
い）。ランド２２ａは機器との電気接続を主な機能と
し、他のランド２２ｅは機械接続を主な機能としてい
る。またベースには２個の開口穴２２ｄが設けられてい
る。

【００３０】ステータ２１はコアを有せず、空芯の偏平
コイル２７だけで構成されている。偏平コイル２７はベ
ース２２のステータ取り付け面に固着されている。この
ベース２２のステータ取付け面には軸受装置２３と複数
の偏平コイル２７とが同軸に固着されている。偏平コイ
ル２７の終端は、ステータ取り付け面側のランドに半田
付けされている。

【００３１】軸受装置２３は、ハウジング２８と、含油
メタル２９と、その中に挿入され一端をロータ２４の中
央に固着したシャフト３１とで構成される。ロータ２４
は、ロータヨーク３２とそれに固着したマグネット３３
とを有し、ロータヨーク３２の中央には上記のシャフト
３１が固着されている。

【００３２】ロータヨーク３２は偏平コイル２７と軸方
向に対向し、軸受装置２３により回転可能に支承されて
いる。ロータ２４はさらにアンバランス手段を有してい
る。本実施例においてはロータヨーク３２の外周に円弧
状の重り３４を固着することで得ている。

【００３３】またシャフト３１の底面側の先端部は段付
き形状になっていて、強磁性体（鉄など）からなる円盤
状のサブロータ３６が取付けられている。サブロータ３
６はマグネット３３との間で磁路を形成し、その磁束は
偏平コイル２７を貫いている。サブロータ３６はシャフ
ト３１やマグネット３３と共に回転する。

【００３４】カバー２５は薄い金属からなる軽量のシェ
ルである。カバー２５はロータ２４を覆い、端部はベー
ス２２のステータ取り付け面の外周端付近に当接してい
る。またカバーから、開口穴を有するタブ部２５ｃが突
出し、ベースの開口穴２２ｄに重なっている。

【００３５】以上のように構成されたモータは、タブ部
およびベースの開口穴２２ｄを用いて機器にネジ止め固
定される。ランド２２ａを通じて給電され、モータ駆動
用電子部品（駆動ＩＣなど）を介してステータ２１を励
磁し制御する。そしてマグネット３３を駆動してロータ
２４を回転させる。そして機器はロータの回転に伴って
振動する。

【００３６】このように本実施例のモータにおいて、ロ
ータ２４は偏平コイル２７に軸方向に隣接対向してい
る、平面対向型といわれる構造である。この構造は部品
点数が少なく且つ組立容易であるから、生産性よくモー
タを製造できる。さらに本実施例では、ベースを挟んで
マグネットと反対面側に、マグネットと共に回転するサ
ブロータ３６を有する。この構造は軸受装置にマグネッ
トの磁気吸引力が加わらず、また鉄損が発生しないこと
から、定常回転での消費電力が小さい。従って携帯機器
で長時間の振動を得たいときに好適である。

【００３７】またこのサブロータを用いてアンバランス
手段を構成することもできる。本出願人はそのような例
を特公平８−１７５６３号公報（ＵＳＰ４，９８０，５
９０号）に開示している。

【００３８】サブロータを円形にせず、部分的に半径を
異ならせることで偏重心が得られる。さらに、軸受装置
を挟んで両側に偏重心を配置すると、軸方向に見てベー
スに対する偏重心の軸方向高さがベースに近くなり、ま
た軸受装置の中央付近で偏重心を支えることができるか
ら、軸受面の面圧が均一となって低消費電力・長寿命の
モータとすることができる。

【００３９】また本実施例のモータにおいて、ベース２
２には、機器に取り付けるための固定穴２２ｄを有す
る。これによって機器（又はその基板）にネジ止め固定
できる。この構造はモータを機器に強固に固定でき、且
つ交換が容易であるという特徴を有する。従って高機能
・高信頼性・高メンテナンス性を備えた振動機器を構成
できる。

【００４０】また本発明のモータは、カバー２５を有
し、カバーを固定するための固定穴を備えたタブ部２５
ｃを有する。従ってカバーを強固に保持できる。本実施
例のロータはコア付きアウタロータ型モータのロータよ
り重くなりがちであるが、過大な力が加わってもロータ
２４の脱落を確実に防止できる。従って機器の信頼性が
向上する。

【００４１】さらに本実施例のモータにおいて、開口穴
２２ｄの周囲には、機器とモータとを電気的に接続する
機能を有するランド２２ｆを備えることができる。これ
によってネジ止めと同時に電気接続できるから、組立工
数が低減し機器の生産性を向上できる。もちろん先に説
明したようにランド２２ａを用いて給電してもよく、機
器の要求によって使い分けることができる。

【００４２】（実施例３）図３において、モータのベース４２は、上面と側面と底
面とを有する両面プリント基板である。ベース４２の底
面には７個の端子（ランド４２ａ）がある。ステータ取
り付け面側にも複数のランドがある（図示していな
い）。７個の端子は機器との電気接続を主な機能として
いる。

【００４３】モータ駆動用電子部品である駆動ＩＣ１５
とその他の電子部品１６とは、モータ部の底面に配置さ
れている。そして、コイル７及びランド４２ａに接続さ
れている。以上のように構成されたモータは、７個の端
子を機器のソケット（図示せず）に挿入される。

【００４４】ソケットには端子に弾性的に当接する接点
が内蔵されていて、端子と機器とを電気接続する。また
機器のソケット付近にはフック（図示せず）があり、ベ
ースに設けられた切り欠き部４２ｇに係合しモータを固
定する。そして機器は端子を介してモータに給電し、回
転制御して振動を発生させる。

【００４５】このように本実施例のモータは、機器のソ
ケットに挿入し電気的に接続する機能を有する複数の端
子を有する。ソケットに挿入するだけで接続できる形態
であるから、挿入容易、交換が容易であって、生産性・
メンテナンス性に優れた高機能の振動機器を構成でき
る。また本実施例のモータは、上面側にステータと軸受
装置とロータとを配設し底面側にモータ駆動用電子部品
を配設している。このように電子部品の一部を底面に配
置すれば、ベースの面積を縮小できる。従ってモータの
大きさ、コストを低減できて高機能・コンパクト・低コ
ストの機器を構成できる。

【００４６】さらに本実施例のモータにおいて、モータ
は機器のソケットのモータ脱落防止機構に対応する切り
欠き形状を有する。これによってモータがソケット接点
に対し移動しないようにできる。それによってソケット
との摺動を防ぎ、脱落を防ぐことができて機器の信頼性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第一の実施例に係るモータの上
面図（ｂ）同モータのの側面断面図（ｃ）同モータの底面図

【図２】（ａ）本発明の第二の実施例に係るモータの上
面図（ｂ）同モータのの側面断面図（ｃ）同モータの底面図

【図３】（ａ）本発明の第三の実施例に係るモータの上
面図（ｂ）同モータのの側面断面図（ｃ）同モータの底面図

【符号の説明】

１ステータ２ベース２ａ、２ｂ、２ｅランド（端子）２ｃ金属面２ｊ上面側の稜線２ｋ底面側の稜線３軸受装置４ロータ５カバー５ｂ突出部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ロータヨーク１３マグネット１４円弧状の重り（アンバランス手段）１５駆動ＩＣ１６他の電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−248203（ＪＰ，Ａ) 特開平10−243591（ＪＰ，Ａ) 特開平11−18373（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 7/075 H02K 5/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】底面と側面と上面とを有するベースを備
え、機器の基板に隣接対向する前記ベースの底面側には
この基板に機械的、かつ電気的に接合される端子を複数
有し、前記ベースの上面側にはステータ、軸受装置、こ
の軸受装置で支承されて上記ステータと対向するととも
に、マグネットを装着したロータ、および、モータ駆動
用電子部品を配置し、さらに前記ロータにアンバランス
手段を設けたブラシレス振動モータ。
【請求項２】ステータはステータコアとそれに巻回し
たコイルとを、ロータは円筒状マグネットをそれぞれ有
し、ステータの周囲をロータが回転可能に取り囲んでい
る請求項１記載のブラシレス振動モータ。
【請求項３】ステータは複数の偏平コイルを、ロータ
は平板状マグネットをそれぞれ有し、前記偏平コイルロ
ータが軸方向に隣接対向している請求項１記載のブラシ
レス振動モータ。
【請求項４】ベースの側面に、底面に対し略垂直で互
いに平行な２つの平面を有する請求項１記載のブラシレ
ス振動モータ。
【請求項５】ベースの側面に、底面に対し平行で、か
つ互いに平行な２つの稜線を有する請求項１記載のブラ
シレス振動モータ。
【請求項６】ベースはプリント基板である、請求項１
記載のブラシレス振動モータ。
【請求項７】ロータまたは駆動用電子部品の少なくと
も一方を覆うカバーを備えた請求項１記載のブラシレス
振動モータ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか1項記載のブラ
シレス振動モータを搭載した無音報知機器。
【請求項９】請求項１〜７のいずれか1項記載のブラ
シレス振動モータを搭載した健康機器。
【請求項１０】請求項１〜７のいずれか1項記載のブ
ラシレス振動モータを搭載したアミューズメント機器。