JP3659934B2 - 振動モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機のような移動通信機器に内蔵され、振動による着信手段として使われるコインタイプの振動モータに関し、より詳しくは、コネクタヘッダーの組立性を改善させて堅固な固定状態を維持できるようにする振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に移動通信端末機で必ず必要となる機能のうちのひとつが着信機能であり、このような着信機能で最も多く使われているのがメロディやベルのような音と、機器を震えさせる振動である。換言すれば、使用者が予め着信に必要とした機能を選択しておけば、着信時には選択された機能が作動し、使用者に着信を知らせるのである。
【０００３】
こうした着信機能のうちで、特に、振動機能は多くの人々が殺到した場所において着信音で迷惑を掛けないようにするための配慮として主に使われている。このような振動機能の場合、小型の振動モータを駆動させ、振動力が機器のケースに伝わって機器を振動させるようにするのが一般的である。
【０００４】
一方、従来より使われている振動機能は、機器内に別途に装着される振動モータによって行われるようになっているが、このような振動モータの最も代表的なものは、図１及び２に示したような、直径が厚さよりも相対的に大きい外形を有する、パンケーキ（pan cake）又はコインタイプ（coin type）と呼ばれる振動モータである。
【０００５】
このような振動モータは、底部に板材形状を有する下ケース１００を具備し、この下ケース１００は、中央にシャフト１４０の下端部がインサート圧入によって固定されるように中央に軸孔が形成された管形状のボーリング部１００ａが所定の高さに突出成形される構造をなす。そして、前記下ケース１００の上部面には、外部から電源が入力される回路がプリントされ、端子部１１０ａが上ケースの外側に突出延長された下基板１１０が付着される。
【０００６】
このように下基板１１０が付着された下ケース１００の上部面の外側には中央が一定の直径で上下に貫通されるリング（ring）形状のマグネット１３０が設けられている。マグネット１３０は、円形の周面に等間隔にＮ極とＳ極とが交代に着磁されている。
【０００７】
そして、マグネット１３０の貫通された中央の空間部で底部に具備される下基板１１０には、入力端子と出力端子にそれぞれの一端が連結され、他端はマグネット１３０の上部面より高くなるように位置決めされる一対のブラシ１２０が、一定の角度で離隔するように設けられている。
【０００８】
一方、下ケース１００の外周縁の端部には、上部から下ケース１００をカバーする円筒体の上ケース１５０が結合されている。上ケース１５０は、下ケース１００に下端が軸支持されているシャフト１４０の上端を同時に軸支持するように構成されている。
【０００９】
このように、下ケース１００によって支持されるシャフト１４０と下基板１１０、そして、マグネット１３０と一対のブラシ１２０と上ケース１５０は、振動モータで固定子（stator）をなす。このような固定子に対して回転可能に設けられるのが、上基板２１０とコミュテータ２２０及び捲線コイル２４０とからなる回転子（rotor）２００である。
【００１０】
ここで、上基板２１０は、シャフト１４０とベアリングｂによって偏心回転が可能となるように支持されたプリント回路基板であり、このような上基板２１０は、下ケース１００に対向する面、すなわち、図面でみると、底面には多数のセグメントとからなるコミュテータ２２０が一体に設けられている。このコミュテータ２２０のセグメントには下端部が下基板１１０に連結された状態の一対のブラシ１２０の上端部が接触され、通電されるようになっている。
【００１１】
そして、上基板２１０で回路がプリントされていない上部面には、捲線コイル２４０が付着されている。この捲線コイル２４０は、振動モータの駆動方式によって１つの捲線コイル２４０又は複数個の捲線コイル２４０として具備されるようにし、特に、複数個の捲線コイル２４０として構成される場合には、各コイル間が一定の角度で離隔されるようにしている。
【００１２】
また、上基板２１０は、捲線コイル２４０が付着されない面には、上基板２１０での捲線コイル２４０間の絶縁と偏心荷重の増大のため、絶縁物２５０が一体に設けられるようにしている。こうした絶縁物２５０は、上基板２１０を製作するとき、上基板２１０に付着されるコミュテータ２２０と捲線コイル２４０とともにインサート射出成形によって一体に形成され、偏心量を極大化させるため、隣接する一対の捲線コイル２４０の間に分銅２３０が構成されるのである。
【００１３】
このような構成を有する従来の振動モータは、外部からの電源供給を受けるために、下基板１１０の端子部１１０ａと電気的に連結されるコネクタヘッダー３００を具備している。コネクタヘッダー３００は、全体がほぼ四角箱状をなし、一面が曲面状に形成されて、上ケース１５０の外周面に密接するように接触されている。
【００１４】
このようなコネクタヘッダー３００は、上ケース１５０の外周面に対して接着剤ｔを介して付着されており、図３に示すように、上面及び側部が開放された形態のボディ３００ａと、このボディ３００ａ内部に設置され、上端部が弾力的に上向きに突出されるように曲面状に折り曲げられた一対のターミナル３１０，３２０とで構成される構造である。
【００１５】
上記のように構成される従来の振動モータは、コネクタヘッダー３００のターミナル３１０，３２０が外部のシステム基板（図示せず）と接続されることにより電源が印加されると、このコネクタヘッダー３００と連結された下基板のブラシ１２０を介してコミュテータ２２０へ誘導される。前記コミュテータ２２０では上基板２１０にプリントされた回路に従って捲線コイル２４０へ供給されるようにすることで、捲線コイル２４０で発生される磁束とマグネット１３０で発生される磁束との間の相互作用により電磁気力を発生させるようになり、回転子２００を回転させるようになる。
【００１６】
このとき、回転子２００は、シャフト１４０に偏心支持されているため、偏心駆動をなすようになり、このような偏心駆動力がシャフト１４０を介して下ケース１００と上ケース１５０に伝達されて振動を誘発するようになり、これを移動通信端末機のサイレントコール（silent call）手段として使われるようになる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来技術に係る振動モータにおいて、前記コネクタヘッダー３００は、単に、上ケース１５０の外面に接着剤ｔにより固定される構造であるため、外部から衝撃が加えられたり落下したりすると、堅固な固定状態を維持することはできなくなる。すると、上ケース１５０から容易に遊動したり、離脱したりするだけでなく、前記コネクタヘッダー３００に内設されて、一端部が外部に突出されたターミナル３１０，３２０は、特別な支持構造を受けることができない状態であるため、衝撃力などによって変形しやすくなり、接点不良を引き起こすといった問題点がある。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題点を解決するために創出されたものである。本発明の目的は、コネクタヘッダーが溶接によってケースの外周面に結合されるようにすることで、外部から衝撃を受けたときや落下したときにも堅固な固定状態を維持できるようにした振動モータを提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、コネクタヘッダーに設けられたターミナルに対して外力が加えられる場合にも、最初の高さに弾性復元することができるようにして製品の信頼性を改善させることができる振動モータを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る振動モータは、円板形状で縁部が折り曲げられてフランジ部を形成した下ケースと、前記下ケースのフランジ部外周面にはめられて上部をカバーして内部に空間部を形成する上ケースと、前記下ケースの上側面に結合され、一端が下ケースの外側に水平に延在して端子部を形成し、上面にはブラシの一端が連結される下基板と、前記下基板の外側に前記下ケースの上側面に設けられるマグネットと、前記下ケースの中央と上ケースの中央との間を連結するシャフトに回転可能に支持されて底面にブラシと選択的に接触されて通電をなすコミュテータが一体に具備された上基板と、前記上基板の上面に設けられる複数の捲線コイル、及びこれらを一体に固定させる樹脂材の絶縁物と、前記上ケースの外側面に位置し、外部から電源の供給を受けて下基板の端子部に印加するターミナルを具備したコネクタヘッダーと、前記コネクタヘッダー内に中間部分が位置固定され、両端は上ケースの外側面に溶接によって接合される固定ブラケットとを含んで構成されることをその特徴とする。
【００２１】
本発明の望ましい特徴として、前記コネクタヘッダーは、下面の一側から前記下ケースの底面側に向けて突出され、その終端部が下ケースのフランジ部の上ケースのフランジ部と上ケースの内周面との間に形成された隙間に弾力的にはめ込まれる引っかけ突起を形成した固定リブを含んで構成される。
【００２２】
本発明の望ましい他の特徴として、前記固定リブは、間隔をおいて複数個が具備されている。
【００２３】
本発明の望ましい他の特徴として、前記固定リブは、前記コネクタヘッダーと一体に射出成形されている。
【００２４】
本発明の望ましい特徴として、前記固定ブラケットは、上ケースの外側面にスポット溶接により接合されている。
【００２５】
本発明の望ましい他の特徴として、前記固定ブラケットは、薄膜の金属材により構成されている。
【００２６】
本発明の望ましい特徴として、前記コネクタヘッダーは、左右対称になるように具備されるものであり、一端は前記下基板の端子部と電気的に連結し、他端は上向きに延在した後、一側の横方向に突出されるように曲げられた弾性はめ込み部を形成し、このはめ込み部から再び延在して上向きに曲面状に折り曲げられる接点部を形成する一対のターミナルと、前記一対のターミナルが内部に固定設置されることで前記ターミナルのはめ込み部が弾力的に挿入されるはめ込み溝を形成し、ターミナルの接点部が外部に突出されるように上面の一側にはめ込み溝と外部を連結するように溝を形成したボディとで構成されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る振動モータの望ましい実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図５は、本発明に係る振動モータを示した断面図であり、図６は、図５に示した振動モータの分解斜視図であり、図７及び８は、本発明に係る振動モータを示した斜視図である。
【００２９】
そして、図９は、図５の「Ａ」部を示した拡大図である。図１０は、本発明に係るコネクタヘッダーを示した断面図である。図１１は、本発明に係る振動モータでコネクタヘッダーを示した平面図である。
【００３０】
これに示すように、振動モータは、大きくは、固定子（stator）と回転子（rotor）、そして、コネクタヘッダー３０とから構成されている。このときの固定子は、上ケース１５と下ケース１０、そして、シャフト１４、下基板１１、マグネット１３、及びブラシ１２で構成され、前記回転子２０はベアリングｂによって支持される上基板２１とコミュテータ２２及び捲線コイル２４、そして、分銅２３及び絶縁物２５から構成されている。
【００３１】
そして、コネクタヘッダー３０は、一種の接続部材として図示されてないが、モータが装着されるシステムの基板から電源の印加を受けて、下基板１１の端子部に供給する役割を果たす。こうしたコネクタヘッダー３０は、上ケース１５の側面に結合されるようにボディ３０ａと、このボディ３０ａ内に設置される一対のターミナル３１，３２からなる。
【００３２】
以下、 前記振動モータの構成要素をより詳細に説明すれば次のとおりである。
【００３３】
上ケース１５は、ほぼ下部面が開放された円筒体であり、中央にシャフト１４の上端部を軸支持するための構造として設けられている。開放された下部面は、平板の下ケース１０によって遮蔽される。
【００３４】
下ケース１０は、円筒形の上ケース１５をカバーするように構成され、端部がほぼ上向きに折り曲げられて突出された形状を有するフランジ部１０ａが形成されている。このときのフランジ部１０ａの外周面は、図面に示すように、上ケース１５の内周面とほぼ類似の直径を有するようにし、下ケース１０と上ケース１５とが互いに嵌合されることによって組み立てられるようにしている。
【００３５】
一方、前記下ケース１０の中央と上ケース１５の中央との間は、シャフト１４によって連結されているため、堅固な結合状態が維持されている。また、前記下ケース１０の上面中央には回路がプリントされた下基板１１が挿入されて接合されている。
【００３６】
下基板１１は、一端が下ケース１０の外側に水平へ延びる端子部１１ａを形成し、この端子部１１ａは、後述するコネクタヘッダー３０のターミナル３１，３２と電気的に接続される。このような前記下基板１１の外側には、前記下ケース１０の上側面の外周縁部に円形のマグネット１３が付着されているのである。
【００３７】
マグネット１３は、周面にＮ極及びＳ極が２ｎ個、すなわち、２個、４個、６個、・・・が交互に着磁されるようにしているが、マグネット１３の極数に従って、内部の 部品数が増減されることを勘案し、部品構成が簡素化できるように、極数はほぼ２〜６個で形成されるようにすることが最も望ましい。
【００３８】
一方、下基板１１には、一端が固定されて電気的に連結し、他端は上向きに延在して、後述するコミュテータ２２の接触面に接触される一対のブラシ１２が設けられている。
【００３９】
一対のブラシ１２は、互いに一定の角度で離隔され、このとき、一対のブラシ１２のうち、一側のブラシは、下基板１１を介して誘導される電源がコミュテータ２２に伝達されるように、電源入力の機能を果たし、他側のブラシは、異なる１つのコミュテータ２２へ誘導される電源を下基板１１に伝達する電源出力機能をそれぞれ果たすのが一般的である。
【００４０】
一方、下ケース１０及び上ケース１５の中央を連結するシャフト１４には、円形の平板に設けられる上基板２１が回転可能にベアリングｂで支持されるように設けられる。
【００４１】
上基板２１は、シャフト１４及びベアリングｂによって偏心回転が可能に支持されるようにしたプリント回路基板であり、一面には回路が印刷されている構成である。このような上基板２１は、回路がプリントできない上部面に複数の捲線コイル２４と分銅２３とが配置される。
【００４２】
捲線コイル２４及び分銅２３は、絶縁と偏心荷重の増大のため、絶縁物２５によって一体に設けられ、特に、分銅２３は通常、比重の高いタングステン合金で成形される。
【００４３】
これとともに構成される上基板２１は、下ケース１０に対向する面、すなわち、図面においてみると、底面には多数のセグメントからなるコミュテータ２２が一体に設けられる。このとき、コミュテータ２２のセグメントは、通常、マグネット１３の磁極数の２倍である個数で形成されるのが一般的である。
【００４４】
ボディ３０ａは、ほぼ四角箱状に製作されており、上ケース１５の外側面に密接に接触されるように一面が曲面形成される構造をなしている。このようなボディ３０ａは、内部に一対のターミナル３１，３２が挿入設置されている。
【００４５】
ターミナル３１，３２は、一端が前記下基板１１の端子板に電気的に連結され、他端は、ボディ３０ａの上側に延長突出され、外部のシステムボード（図示せず）と電気的に接続されるようになる。
【００４６】
以上のような構成は、従来の振動モータの構造とそれほど変わりない。ただ、本発明では、接続部材、すなわち、コネクタヘッダー３０が上下ケース１５，１０により緊密で堅固に固定されるようにし、落下及び外部からの衝撃によっても容易に遊動及び離脱されるのを防止させている点にある。
【００４７】
即ち、本発明のコネクタヘッダー３０は、図７〜１１に示したように、上下ケース１５，１０から遊動及び離脱されるのを防止するための結合手段を具備してなる。このとき、前記結合手段は、弾性片の形態の固定リブ４０と固定部材である固定ブラケット５０に大別される。
【００４８】
固定リブ４０は、上ケース１５の外側面に接触されるコネクタヘッダー３０のボディ３０ａの下面から下ケース１０の底面側フランジ部１０ａに近接されるように延在し、その終端部には上向きの引っかけ突起４１が形成されている。このとき、引っかけ突起４１は、上ケース１５と下ケース１０の結合時、上ケース１５の下部内周面と下ケース１０のフランジ部１０ａ間に形成される隙間（gap：ｇ）に弾力的にはめ込むことができるように設けられている。
【００４９】
一方、前記のような固定リブ４０は、一定の間隔をおいて２個以上が形成され、射出成形によってボディ３０ａとともに一体に製作されることにより、図面でみると、上下方向への弾性力を有するようになる。
【００５０】
前記固定ブラケット５０は、所定の長さを有する板材形状の固定部材で、中央端部がコネクタヘッダー３０のボディ３０ａ内部に固定され、両端部は、ボディ３０ａの外側に所定長さで延在して溶接部５１を形成する構造であり、通常、薄板の金属材で構成されている。
【００５１】
このような固定ブラケット５０は、上ケース１５の外側面に密接に接触された状態でスポット溶接（welding）によって接合されるようになる。このような構成により、前記コネクタヘッダー３０は、上ケース１５に堅固な結合状態を維持できるようになる。
【００５２】
一方、本発明は、前記ターミナル３１，３２の接点部３４が外力により変形されるのを抑制しながら、最初の高さで弾性復元されるようにするための構造を含んで構成される。すなわち、前記ターミナル３１，３２は、ほぼ左右対称になるように一対で設けられる。
【００５３】
このようなターミナル３１，３２の構造は、一端が前記下基板１１の端子部１１ａとハンダ付け等によって電気的に連結され、他端は上向きに延ばされた後、一側の横方向に突出されるように曲げられる弾性はめ込み部３３を形成し、このはめ込み部３３で再び連結され、上向きの曲面状に折り曲げられた接点部３４を形成する構造である。ここで、前記弾性はめ込み３３は、曲面状に折り曲げられた接点部３４が上下方向への弾性力を受けることができるように作用する。
【００５４】
このように構成される一対のターミナル３１，３２は、図面に示すように、はめ込み部３３が相互に対向する方向に配置され、前記はめ込み部３３は、相互に離隔される方向に拡がろうとする弾性力を有するように折り曲げられている。
【００５５】
一方、前記ターミナル３１，３２が内部に設置されるコネクタヘッダー３０のボディ３０ａは、内部にターミナル３１，３２のはめ込み部３３が弾力的に挿入される一対のはめ込み溝３０ｂを形成し、前記ターミナル３１，３２の接点部３４が上側に突出されるように上面一側にはめ込み溝３０ｂと外部を連結する溝が形成されている。
【００５６】
ここで、前記ターミナル３１，３２のはめ込み部３３は、ボディ３０ａのはめ込み溝３０ｂに弾力的にはめ込まれるようになる。
【００５７】
上記のように構成されるターミナル３１，３２は、図面でみるように、曲面状に折り曲げられた接点部３４のみがボディ３０ａの外部に露出された状態であるため、接点部３４の上側に外力が作用すると、はめ込み部３３が弾性変形を起こしながら、外力を吸収するようになり、外力が除去されると、はめ込み部３３の弾性によって接点部３４が最初の高さに位置復元する。したがって、外力による接点部３４の変形を防止できるようになる。
【００５８】
【発明の効果】
このように構成される本発明に係る振動モータの効果をより詳細に説明すると、コネクタヘッダーは、固定リブの引っかけ突起が上下ケースの組立時に形成される隙間に引っかかった状態において、固定ブラケットの両端が上ケースの外面にスポット溶接されることによって確実な結合状態を維持できるようになる。したがって、振動モータの落下及び外部からの衝撃によってもコネクタヘッダーの離脱及び遊動を防止できるようになり、製品の品質を向上させることができる。
【００５９】
また、一対のターミナルは、ボディに形成されたはめ込み溝に一定の弾性力を受けることができるように、はめ込まれているため、外力が加えられる場合にも最初の高さに弾性復元できるようになる。そのため、製品の信頼性を大幅に向上させることができる、という非常に有用な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術に係る振動モータの構成を示した断面図である。
【図２】 図１に示した振動モータの分解斜視図である。
【図３】 従来技術に係る振動モータを示した斜視図である。
【図４】 従来技術に係る振動モータを示した斜視図である。
【図５】 本発明に係る振動モータを示した断面図である。
【図６】 図５に示した振動モータの分解斜視図である。
【図７】 本発明に係る振動モータを示した斜視図である。
【図８】 本発明に係る振動モータを示した斜視図である。
【図９】 図５の「Ａ」部を示す拡大図である。
【図１０】 本発明に係る振動モータでのコネクタヘッダーを示した断面図である。
【図１１】 本発明に係る振動モータでのコネクタヘッダーを示した平面図である。
【符号の説明】
１０ カバープレート
１１ 下基板
１２ ブラシ
１３ マグネット
１４ シャフト
１５ ケース
２０ ロータ
２１ 上基板
２２ コミュテータ
２３ 分銅
２４ 捲線コイル
３０ コネクタヘッダー
３１，３２ ターミナル
３３ はめ込み部
３４ 接点部
４０ 固定リブ
４１ 引っかけ突起
５０ 固定ブラケット

Claims (7)

1. 円板形状で縁部が折り曲げられてフランジ部を形成した下ケースと、
   前記下ケースのフランジ部外周面にはめ込まれて上部をカバーして内部に空間部を形成する上ケースと、
   前記下ケースの上側面に結合され、一端が下ケース外側に水平に延在して端子部を形成し、上面にはブラシの一端が連結される下基板と、
   前記下基板の外側に前記下ケースの上側面に設けられるマグネットと、
   前記下ケースの中央と上ケースの中央との間を連結するシャフトに回転可能に支持されて、底面にブラシと選択的に接触されて通電をなすコミュテータが一体に設けられた上基板と、
   前記上基板の上面に設けられる複数の捲線コイル及びこれらを一体に固定させる樹脂材の絶縁物と、
   前記上ケースの外側面に位置し、外部から電源の供給を受けて下基板の端子部に印加するターミナルを具備したコネクタヘッダーと、
   前記コネクタヘッダー内に中間部分が位置固定され、両端は上ケースの外側面に溶接によって接合される固定ブラケットとを含んで構成され、
   前記コネクタヘッダーは、下面の一側から前記下ケースの底面側に向けて突出し、その終端部が下ケースのフランジ部と上ケースの内周面との間に形成された隙間に弾力的にはめ込まれる引っかけ突起を形成した固定リブを含んで構成されることを特徴とする振動モータ。
2. 前記固定リブは、間隔をおいて複数個が設けられたものであることを特徴とする、請求項１記載の振動モータ。
3. 前記コネクタヘッダーは、左右対称になるように設けられたものであり、一端が前記下基板の端子部と電気的に連結し、他端は上向きに延在した後、一側横方向に突出されるように曲げられた弾性はめ込み部を形成し、かかるはめ込み部から再び延在して上向きに曲面状に折り曲げられた接点部を形成する一対のターミナルと、
   前記一対のターミナルが内部に固定設置されることで前記ターミナルのはめ込み部が弾力的に挿入されるはめ込み溝を形成し、ターミナルの接点部が外部に突出されるように上面の一側にはめ込み溝と外部を連結するように溝を形成したボディとで構成されたことを特徴とする、請求項１記載の振動モータ。
4. ブラシと端子部とを備えた下基板及びマグネットが上面に付着される下ケースと、この下ケースの上部をカバーして内部に空間部を設ける上ケースと、これら上下ケースの中央の間を連結するシャフトに回転されるように設置されて前記マグネットと相互作用をする捲線コイルと、ブラシと選択的に接点されるコミュテータを具備した回転子とで構成されるコインタイプの振動モータにおいて、
   前記上ケースの外側面に設けられて外部から電源の供給を受けて下基板の端子部に印加する接続部材と、
   前記接続部を上ケースの外側面に接合によって固定させる固定部材とを含んで構成され、
   前記接続部材は、下面の一側から前記下ケースの底面側に向けて突出され、その終端部が互いに結合された下ケースの外周面と上ケースの内周面との間に形成された隙間に弾力的にはめ込まれる引っかけ突起を形成した固定リブを含んで構成されることを特徴とする振動モータ。
5. 前記固定リブは、間隔をおいて複数個が設けられたものであることを特徴とする、請求項４記載の振動モータ。
6. 前記固定リブは、接続部材と一体に射出成形されたものであることを特徴とする、請求項４記載の振動モータ。
7. 前記接続部材は、左右対称になるように設けられたものであり、一端が前記下基板の端子部と電気的に連結し、他端は上向きに延在した後、一側横方向に突出されるように曲げられる弾性はめ込み部を形成し、かかるはめ込み部で再び延在して上向きに曲面状に折り曲げられる接点部を形成する一対のターミナルと、
   前記一対のターミナルが内部に固定設置されることにより前記ターミナルのはめ込み部が弾力的に挿入されるはめ込み溝を形成し、ターミナルの接点部が外部に突出されるように上面一側にはめ込み溝と外部を連結するように溝を形成したボディとで構成されたことを特徴とする、請求項４記載の振動モータ。

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