JP3626867B2

JP3626867B2 - 振動モータの回転部材

Info

Publication number: JP3626867B2
Application number: JP03842399A
Authority: JP
Inventors: 健治平井
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP2000236644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動モータの回転部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などにおいては、着信を振動で知らせるようにするために振動モータが採用されている。この種の振動モータに採用される薄型の回転部材は、ロータと平面型のコミュテータとを有している。そして、回転部材のロータには、コアレスタイプやコア付きタイプがあり、コアレスタイプのロータを採用した回転部材を備える振動モータについての詳細な構造や動作原理が特公平８−１０９７２号公報によって開示されている。
【０００３】
特公平８−１０９７２号公報によって開示されている振動モータにおいて、コアレスタイプのロータは、偏心箇所に３個の偏平な電機子コイル（巻線）が配備されて略扇形に形成されており、それぞれの電機子コイルの端末は、ロータと同心に配備されたコミュテータのロータとの対向面側で結線されていて、コミュテータの表面側（ロータとの非対向面側）に設けられている摺動電極にコミュテータのスルーホールを介して電気的に接続されている。
【０００４】
これに対し、コア付きタイプのロータは、等角度おきに放射方向に突き出た複数のコア（鉄心）と、これらのコアのそれぞれに巻き付けられて各別に保持された上記巻線とを有しており、それぞれの巻線は偏心した複数箇所に配備されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、振動モータでは、そのロータがコアレスタイプであるかコア付きタイプであるかに関係なく、ロータの複数の巻線の端末をコミュテータの摺動電極に結線して電気的に接続する必要があり、その結線箇所をコミュテータのどの位置に選定するかは、結線作業性の良否に大きな影響を及ぼすだけでなく、巻線スペースの確保や振動モータの小形化・薄形化などに様々な影響を及ぼす。
【０００６】
また、振動モータに採用されるロータの中で、特にコア付きタイプのロータにおいては、極形成工程で、放射方向に突き出た複数のコアに順番に導線を巻き付けて極を形成するという方法が採用されるため、先に巻線の形成された極が後から巻線の形成される極のスペースにはみ出してしまうという事態の起こることがあり、そのような事態が起こると、各極での巻線のバランスが崩れて振動モータの性能を低下させる原因になることがある。
【０００７】
本発明は以上の状況の下でなされたものであり、ロータの複数の巻線の端末のコミュテータの摺動電極に対する結線箇所を適切に選定することによって、巻線の端末とコミュテータの摺動電極との結線作業性を向上させると共に、巻線スペースの確保や振動モータの小形化・薄形化などに寄与し得る振動モータの回転部材を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、特にコア付きタイプのロータの各極での巻線のバランスが適切に保たれる振動モータの回転部材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転中心を有しその回転中心の周囲が２つの領域に区画されていると共に、一方の領域が上記回転中心に対し偏心した複数箇所に巻線を有する有極領域として形成され他方の領域が部品の存在しない欠除領域として形成されたロータと、このロータと同心に配備されかつ給電用ブラシに接触される摺動電極を備えた平面型のコミュテータとを有する振動モータの回転部材を対象としており、上記ロータはコアレスタイプであってもコア付きタイプであってもよい。また、このような回転部材を用いた振動モータでは、ロータの回転によって生じる偏荷重が振動エネルギーを発生させる。したがって、そのような振動モータは、たとえば携帯電話機において着信を知らせることに使用することができる。
【００１０】
本発明に係る振動モータの回転部材では、上記コミュテータに、上記摺動電極に電気的に接続された結線部が設けられ、その結線部が、上記コミュテータの径方向外側へ突出された突出片の先端部によって形成されて、上記ロータの上記欠除領域に露出されていると共に、その結線部に上記巻線の端末が結線されて電気的に接続されている。このようになっていると、巻線の端末をコミュテータの摺動電極に電気的に接続するための結線作業を、その結線作業の支障となる部品が存在していないデッドスペース、すなわちロータの欠除領域を活用して作業性よく行うことができるようになる。また、コミュテータの結線部がロータの欠除領域に露出していることにより、その結線部で結線を行うことが、巻線スペースを確保しにくくしたり、振動モータの小形化・薄形化などを妨げたりすることにはつながらない。
【００１１】
本発明に係る振動モータの回転部材では、上記の如く、上記結線部は、上記コミュテータの径方向外側へ突出された突出片の先端部によって形成している。また、この場合、上記突出片は、上記巻線の配備箇所の数と同じ数だけ、等角度を隔てて放射方向に突出されていることが望ましい。このように放射方向に突出された突出片の先端部によって結線部が形成されていると、相隣接する結線部の相互間隔が広く確保されるので、その結線部に対する巻線の端末の接続作業性を向上させやすくなる。
【００１２】
上記ロータをコア付きタイプのものとして構成する場合には、上記ロータが、等角度おきに放射方向に突き出た複数のコアと、これらのコアのそれぞれに巻き付けられて各別に保持された上記巻線とを有しており、上記コミュテータに、相隣接する２つの上記コアの根元部分に巻き付けられている２つの相隣接する上記巻線の内端部の相互間に分け入った状態の先細形状の突片が設けられていることが望ましい。このように、コミュテータに先細形状の突片が設けられていると、ロータのそれぞれのコアに導線を巻き付けて極を形成する場合に、先に巻線の形成された極が後から巻線の形成される極のスペースにはみ出してしまうという事態が上記突片によって防止される。すなわち、上記突片が、極形成時の巻線の振分け機能を発揮するようになる。そのため、巻線作業を安定して行うことができるようになるだけでなく、特定の極の巻線抵抗がばらついて振動モータの性能を低下させるといった事態が起こりにくくなる。
【００１３】
上記回転部材では、上記コミュテータが上記ロータに重ね合わされ、そのコミュテータの上記ロータに対する非重なり面側に上記摺動電極が配備され、上記結線部に上記巻線の端末が半田付けされた半田付け面が配備され、この半田付け面と上記摺動電極とが、上記コミュテータの上記ロータに対する重なり面側又は上記非重なり面側のいずれかに配備された配線パターンを介して電気的に接続されていることが望ましい。このようになっていると、コミュテータがロータに重ね合わされていることによりロータとコミュテータとの間に隙間が形成されなくなり、それだけ回転部材の薄形化、ひいては振動モータの薄型化を図りやすくなる。また、結線部に配備された半田付け面に巻線の端末が半田付けされているので、巻線の端末が、配線パターンを介して摺動電極に確実に電気的に接続されるようになる。
【００１４】
上記配線パターンは、コミュテータのロータに対する重なり面側に配備されていることが望ましく、そのようになっていると、コミュテータの上記重なり面と上記非重なり面の両方が通電のために有効活用されるようになる。また、コミュテータの上記重なり面側に配線パターンが配備されている場合には、その配線パターンの一部によって上記半田付け面を形成し、配線パターンと摺動電極とを、コミュテータに具備させたスルーホールを介して電気的に接続しておくことが望ましい。そのようにすることによって、コミュテータを安価に製作できるようになる。
【００１５】
上記ロータをコアレスタイプのものとして構成する場合には、上記ロータが、電気絶縁体でなる板片状の巻線保持体と、この巻線保持体に保持された複数の偏平な巻線とを有している、という構成を採用することが可能である。
【００１６】
また、上記ロータを、コアレスタイプのものとして構成する場合であってもコア付きタイプのものとして構成する場合であっても、上記ロータは、その半周部分が有極領域として形成され、他の半周部分が上記欠除領域として形成されていることが望ましい。このようにしておくと、結線作業や端末接続作業などについての上述した各作用が無理なく良好に発揮される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る回転部材Ｒを採用した振動モータの縦断側面図、図２は同振動モータの内部構造を下側から見て示した平面図、図３はコア付き部材２の平面図、図４はコミュテータ４を下側から見た平面図、図５はコミュテータ４を上側から見た平面図である。
【００１８】
図１及び図２に示した振動モータでは、ケース本体７１とカバー７２とによって形成された円形の偏平なケース７の内部に回転部材Ｒが収容されている。回転部材Ｒは、ロータ１と嵌合部材４１を介してロータ１と同心に配備された平面型コミュテータ４とを備えていて、この回転部材Ｒの回転中心（ロータ１、嵌合部材４１及びコミュテータ４の回転中心に一致している）に回転軸１００が挿通されてそれらに結合されていると共に、その回転軸１００がケース７に設けられた上下一対の軸受７３，７４によって回転自在に支持されている。また、ケース７の内周部にリング状のマグネット７５が設けられている。
【００１９】
ロータ１はコア付きタイプであって、コア付き部材２と巻線３とを有している。図３のように、コア付き部材２は、上記回転軸１００（図１参照）が挿通される軸孔２１を備えた円形部２２と、この円形部２２の半周部分の等角度おきの３箇所から放射方向に突き出た３本のコア（所謂鉄心）２３と、それぞれのコア２３の先端部に設けられて外周面が円弧状の磁極を形成する枠部２４とを有する導電体によって形成されている。また、巻線３は、３本の上記コア２３のそれぞれに絶縁皮膜で被覆した極細の導線を巻き付けて保持させることによって形成されている。そして、それぞれの巻線３は、相隣接するもの同士がコア２３の突出方向の中間部において互いに接触する程度の直径を有している。
【００２０】
このように形成されている図例のロータ１では、図１に示したように、その全周部分が２つの領域Ａ，Ｂに２等分されており、一方の半周部分が等角度おきの偏心した３箇所に巻線３を有する有極領域Ａとして形成され、他方の半周部分が部品の存在しない欠除領域Ｂとして形成されている。なお、図例のロータ１では、その全周部分が有極領域Ａと欠除領域Ｂとに２等分されているけれども、この点は、有極領域を欠除領域よりも広角に亘って形成しても、欠除領域を有極領域よりも広角に亘って形成してもよい。
【００２１】
図１のように、コミュテータ４はロータ２の下側でそのロータ２に重ね合わされている。このため、コミュテータ４とロータ２との間には隙間が存在しておらず、そのために、コミュテータ４とロータ２とからなる回転部材１の厚さが可及的薄くなっている。図４及び図５のようにコミュテータ４は、円板部４３とこの円板部４３の半周部分の等角度おきの３箇所から放射方向に突き出た３本の突出片４４とを一体に備えた薄い基板４２を有する。図４のように、上記円板部４３の表面（上記ロータ２に対する非重なり面）側には、図１及び図２に示した給電用ブラシ８１，８２が弾接触する摺動電極４５が、円環状に配列された６つのセグメントに分割して形成されている。これに対し、図５のように、上記円板部４３の裏面（上記ロータ２に対する重なり面）側には、６つの上記セグメントに対応して３つの配線パターン４６が形成されている。これらの各配線パターン４６のそれぞれの一部は、各別に、３つの上記突出片４４の裏面まで延び出ていて、その延び出ている部分によって半田付け面４７が形成されている。そして、半田付け面４７が配備された上記各突出片４４の先端部が、Ｖ形の切込みを備える結線部４８として形成されている。また、円板部４２の表面側の３つの各配線パターン４６の２箇所と、円板部４２の裏面側の摺動電極４５の６つの各セグメントとは、円板部４２の所定箇所に形成されたスルーホールＨを介し電気的に接続されて所定の導電路を形成している。
【００２２】
図２に示したように、上記回転部材Ｒにおいて、ロータ１とコミュテータ４とは、コミュテータ４の３つの突出片４４がロータ１の欠除領域Ｂに露出する状態で互いに重ね合わされている。また、３つの各巻線３の端末３１が欠除領域Ｂに引き出されて、コミュテータ３の３つの突出片４４の先端部によって形成されている結線部４８に結線されてその結線部４８に電気的に接続されている。すなわち、各端末３１は、結線部４８のＶ形の切込み部分に巻き付けられてその半田付け面４７に半田付けされている。さらに、図１のように、給電用ブラシ８１，８２がコミュテータ４の摺動電極４５に弾接触している。なお、図１において、８３は配線板であり、図１や図２に示した給電用ブラシ８１，８２に対する給電回路を備えている。
【００２３】
以上説明した回転部材Ｒを備える図１及び図２の振動モータでは、給電用ブラシ８１，８２、コミュテータ４の摺動電極４５、スルーホールＨ、配線パターン４６、半田付け面４７を経て巻線３に給電されるので、巻線３によって形成される極がマグネット７５と作用し、冒頭に掲げた特公平８−１０９７２号公報によって開示されている動作原理に従って回転部材Ｒが所定の方向に回転する。そして、回転部材Ｒが回転すると、ロータ１の回転によって生じる偏荷重が振動エネルギーを発生させる。したがって、この振動モータは、たとえば携帯電話機において着信を知らせることに使用することができる。
【００２４】
ところで、上記回転部材Ｒの製作工程では、コア付き部材２に重ね合わせて同心にコミュテータ４を組み付けた後、コア付き部材２の３本の各コア２３に対する導線の巻付けや、コミュテータ４の３つの結線部４８での結線が行われる。この場合、上記したように、コミュテータ４の結線部４８がロータ１の欠除領域Ｂに露出していると、巻線３の端末３１をコミュテータ４の摺動電極４５に電気的に接続するための結線作業を、その結線作業の支障となる部品が存在していないデッドスペースである上記欠除領域Ｂを活用して作業性よく行うことができるようになる。特に、この実施形態では、結線部４８が、放射方向に径方向外側へ突出された突出片４４の先端部によって形成されているので、相隣接する結線部４８の相互間隔が広く確保され、そのことが、結線部４８に対する巻線３の端末３１の接続作業性を向上させることに役立つ。また、こうして巻線３の端末３１の結線を行うと、その結線箇所がロータ１のデッドスペースである欠除領域Ｂに位置するので、その結線箇所によって巻線スペースを確保しにくくしたり、振動モータの小形化・薄形化などを妨げられたりするといった事態が生じない。
【００２５】
次に、図４に示したように、コミュテータ４の円板部４３において、突出片４４が存在していない他の半周部分の等角度おきの複数箇所に先細形状（具体的には三角形）の突片４９が設けられている。これらの突片４９は、図２に示したように、相隣接する２つのコア２３，２３の根元部分に巻き付けられている２つの相隣接する上記巻線３，３の内端部３２，３２の相互間に分け入った状態になっている。このように、先細形状の突片４９が相隣接する巻線３，３の内端部３２，３２の相互間に分け入る位置に配備されていると、コア２３に導線を巻き付けて極を形成するときに、先に巻線３の形成された極が後から巻線３の形成される極のスペースにはみ出してしまうという事態が上記突片４９の振り分け機能によって防止されるようになり、その結果、巻線作業を安定して行うことができるようになるだけでなく、特定の極の巻線抵抗がばらついて振動モータの性能を低下させるといった事態が起こりにくくなる。
【００２６】
図６及び図７は回転部材Ｒを、コアレスタイプのロータ１０とコミュテータ４とによって形成した事例を示している。ここで、ロータ１０は、電気絶縁体でなる板片状の巻線保持体１２と、この巻線保持体１２に保持された複数（図例では３個）の偏平な巻線３０とを有している。この回転部材Ｒにおいても、ロータ１０とコミュテータ４とは、コミュテータ４の３つの突出片４４がロータ１０の欠除領域Ｂに露出する状態で互いに重ね合わされている。そして、３つの各巻線３０の端末３１が欠除領域Ｂに引き出されて、コミュテータ３の３つの突出片４４の先端部によって形成されている結線部４８に結線されて電気的に接続されている。その他の事項は、図１や図２などで説明したところと同様であり、これによっても、上述したものと同様の作用が奏される。
【００２７】
以上説明した各実施形態の回転部材Ｒでは、コミュテータ４の裏面に配線パターン４６が形成されているけれども、この配線パターン４６を、コミュテータ４の表面の摺動電極４５の各セグメントから延出してコミュテータ４の表面に形成しておいてもよい。また、結線部４８は突出片４４の先端部に形成してあるけれども、この結線部４８をコミュテータ４に他の形態で形成しておいてもよい。
【００２８】
＜比較例の説明＞
図８及び図９は比較例としての回転部材Ｒ１を採用した振動モータを示している。この事例では、コミュテータ４に具備されている放射方向に突出した突出部４４がロータ１の有極領域Ａに位置するようにして、そのコミュテータ４とロータ１とを同心に配備してある。このようなものでは、図８のように、突出部４４の先端部によって形成されている結線部４８をロータ１から少し離して結線のためのスペースＳを確保しなければならないので、コミュテータ４とロータ１との間に隙間が不可避的に形成されるようになる。そのため、その隙間によって、回転部材Ｒ１の薄型化、ひいては振動モータの薄形化が阻害される。なお、図８及び図９では、図１〜図５で説明した要素と同一又は相当する要素に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２９】
図１０及び図１１は別の比較例としての回転部材Ｒ２を示している。この事例においては、図６で説明したものと同様のコアレスタイプのロータ１０に、コミュテータ４を組み合わせてあり、コミュテータ４の突出片４４をロータ１の有極領域に重ね合わせてある。このような構成では、突出片４４の先端部の結線部に巻線３の端末を結線するときに巻線３がじゃまになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、巻線の端末とコミュテータの摺動電極との結線作業性を向上し、同時に、巻線スペースの確保や振動モータの小形化・薄形化などに寄与し得る振動モータの回転部材を提供することが可能になる。
【００３１】
また、本発明によれば、特にコア付きタイプのロータの各極での巻線のバランスが適切に保たれる振動モータの回転部材を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転部材を採用した振動モータの縦断側面図である。
【図２】同振動モータの内部構造を下側から見て示した平面図である。
【図３】コア付き部材の平面図である。
【図４】コミュテータを下側から見た平面図である。
【図５】コミュテータを上側から見た平面図である。
【図６】他の実施形態による回転部材を上側から見た平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】比較例による回転部材を採用した振動モータの縦断側面図である。
【図９】図８の振動モータの内部構造を下側から見て示した平面図である。
【図１０】他の比較例による回転部材の平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
Ａ有極領域
Ｂ欠除領域
Ｈスルーホール
Ｒ回転部材
１，１０ロータ
３，３０巻線
４コミュテータ
１２巻線保持体
２３コア
３１巻線の端末
３２巻線の内端部
４４突出片
４５摺動電極
４６配線パターン
４７半田付け面
４８結線部
４９突片
８１，８２給電用ブラシ

Claims

回転中心を有しその回転中心の周囲が２つの領域に区画されていると共に、一方の領域が上記回転中心に対し偏心した複数箇所に巻線を有する有極領域として形成され他方の領域が部品の存在しない欠除領域として形成されたロータと、このロータと同心に配備されかつ給電用ブラシに接触される摺動電極を備えた平面型のコミュテータとを有する振動モータの回転部材であって、
上記コミュテータに、上記摺動電極に電気的に接続された結線部が設けられ、その結線部が、上記コミュテータの径方向外側へ突出された突出片の先端部によって形成されて、上記ロータの上記欠除領域に露出されていると共に、その結線部に上記巻線の端末が結線されて電気的に接続されていることを特徴とする振動モータの回転部材。
上記突出片が、上記巻線の配備箇所の数と同じ数だけ、等角度を隔てて放射方向に突出されている請求項１に記載した振動モータの回転部材。
上記ロータが、等角度おきに放射方向に突き出た複数のコアと、これらのコアのそれぞれに巻き付けられて各別に保持された上記巻線とを有しており、上記コミュテータに、相隣接する２つの上記コアの根元部分に巻き付けられている２つの相隣接する上記巻線の内端部の相互間に分け入った状態の先細形状の突片が設けられている請求項１又は２に記載した振動モータの回転部材。
上記コミュテータが上記ロータに重ね合わされ、そのコミュテータの上記ロータに対する非重なり面側に上記摺動電極が配備され、上記結線部に上記巻線の端末が半田付けされた半田付け面が配備され、この半田付け面と上記摺動電極とが、上記コミュテータの上記ロータに対する重なり面側又は上記非重なり面側のいずれかに配備された配線パターンを介して電気的に接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載した振動モータの回転部材。
上記コミュテータが上記ロータに重ね合わされ、そのコミュテータの上記ロータに対する非重なり面側に上記摺動電極が配備されていると共に、上記結線部に上記巻線の端末が半田付けされた半田付け面が配備され、上記コミュテータの上記ロータに対する重なり面側に配線パターンが配備されてその配線パターンの一部によって上記半田付け面が形成され、上記配線パターンと上記摺動電極とが、上記コミュテータに具備されたスルーホールを介して電気的に接続されている請求項１乃至３のいずれかに記載した振動モータの回転部材。
上記ロータが、電気絶縁体でなる板片状の巻線保持体と、この巻線保持体に保持された複数の偏平な巻線とを有している請求項１乃至５のいずれかに記載した振動モータの回転部材。
上記ロータは、その半周部分が有極領域として形成され、他の半周部分が上記欠除領域として形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載した振動モータの回転部材。