JP3973767B2 - 超小型モータ、携帯機器用超小型振動モータ、並びに情報伝達装置 - Google Patents

超小型モータ、携帯機器用超小型振動モータ、並びに情報伝達装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾電池あるいは充電式蓄電池を使用した携帯用電子機器、たとえば、ビデオカメラあるいは小型音響機器等に用いる低消費電流の超小型コアレスモータに関するものである。
また、本発明は、携帯機器、たとえばカード型ページャー、腕時計、携帯電話、あるいは盲人用信号受信機等の情報伝達装置において、偏心した分銅を回転させることによって、振動を発生させる携帯機器用超小型振動モータに関するものである。
さらに、本発明は、携帯機器用超小型振動モータの振動による情報を携帯している者に伝達する情報伝達装置に関するものである。
【0002】
上記目的に使用する超小型モータは、年々超小型化が要望され、現在、直径5mm程度のものが開発されている。さらに、近年、ハウジングも含めた外径を3mmないし4mmとしたものが要望されるようになってきた。
しかし、ハウジングを含めた直径が数ミリの超小型モータは、機械化によって組み立てを連続的に行なうことが困難である。特に、ハウジングも含めて3mmないし4mmの外径からなる超小型モータに使用するコイルの線径は、0.06mm程度であり、このような線材と僅かに大きい整流子片との接続を連続的な組み立て工程に取り入れることができない。
本発明は、現在の技術において、手作業に頼らざるを得ないような超小型モータに関するものである。
【0003】
【従来の技術】
図5は従来の携帯機器用超小型振動モータの概略説明図である。
図5において、携帯機器用超小型振動モータは、ステータ1とロータ2とから構成されている。そして、ステータ1は、円筒型からなるハウジング51と、当該ハウジング51の一端を内部に折り曲げられたベアリングハウス部511と、当該ベアリングハウス部511の周囲に接着剤58を介して取り付けられているマグネット57と、前記ベアリングハウス部511の両端における第1軸受圧入部54および第2軸受圧入部56に取り付けられている第1軸受53および第2軸受55とから構成されている。
【0004】
ハウジング51の他端には、エンドプレート取付凹部512が成形されている。そして、エンドプレート59は、前記エンドプレート取付凹部512に取り付けられる。また、エンドプレート59には、リード線591、当該リード線591と電気的に接続されたブラシ592がそれぞれ取り付けられている。ロータ2は、前記ハウジング51とマグネット57との間に所定のギャップを介して設けられている回転子コイル61と、当該回転子コイル61を支持する回転子コイル支持部材62と、回転子コイル支持部材62の一端に取り付けられた整流子片651等からなる整流子組立体65と、当該整流子組立体65から電流を回転子コイル61に供給するためのリード部652と、前記第1軸受53および第2軸受55によって支承されていると共に、一端に図示されていない偏心した分銅と他端を回り止め部材63によって回転子コイル支持部材62と固定されている回転軸64とから構成されている。
【0005】
上記携帯機器用超小型振動モータは、リード線591から整流子組立体65を介して回転子コイル61に電流が供給されると、回転子コイル61を流れる電流とマグネット57との磁気作用とによって回転子コイル61および回転軸64等が一体になって回転する。そして、回転軸64の一端に取り付けられている、たとえば図示されていない、偏心した分銅が偏心しながら回転することによって振動を発生させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ポケットベルに代わる振動伝達装置用の超小型振動モータは、振動装置の外厚を5mm以下にしたいため、その直径が3mmないし4mmとなるように要望されている。このような直径の小さい超小型振動モータは、分銅の振動に耐える強度を持つ回転軸とするための直径が0.7mmである。
たとえば、上記回転軸64の直径を基準にして、各部の大きさを挙げて見ると次のようになる。すなわち、
回転軸の外径 ・・・ 0.7mm
ベアリングハウス部の内径 ・・・ 0.8mm
マグネットの内径 ・・・ 1.25mm
マグネットの外径 ・・・ 2.6mm
回転子コイルの内径 ・・・ 3.0mm
回転子コイルの外径 ・・・ 3.5mm
ハウジングの内径 ・・・ 3.8mm
【0007】
上記各寸法から判るように、回転軸64の外径とベアリングハウス部511の内径との差は、0.1mmであり、回転軸64をベアリングハウス部511の中心に配置させると、回転軸64の左右に0.05mmの余裕しかない。
しかし、回転軸64の両端には、第1軸受53および第2軸受55が必要であるが、0.05mmの空隙に上記軸受53、55を挿入することができなかった。すなわち、従来のように、ベアリングハウス部511内に軸受を挿入する方式では、超小型振動モータの外径を3mmないし4mmにすることができない。
また、マグネット57や回転子コイル61の厚さも物理的な限界にきているため、超小型振動モータの外径は、5mm程度が限界であると考えられていた。
【0008】
上記従来例は、ハウジング51の外径を6mm以下にすると、ベアリングハウス部511を薄く絞り成形することになる。また、ベアリングハウス部511内には、両端に軸受53、55を、また、その内部に回転軸64を入れるための孔を加工する必要がある。しかし、ハウジング51の外径を4mm以下にした場合、マグネット57の加工が困難になる。また、薄く絞り成形したベアリングハウス部511の先端部に第2軸受55が圧入固定されている。回転軸64の一端に取り付けられた図示されていない分銅が回転すると、第1軸受53を中心として、第2軸受55が多少振れる。この振れは、超小型モータの直径を小さくすると抑えることが困難になる。
マグネットの中を貫通しないように回転軸を取り付けた超小型は、たとえば、特許第2761175号公報に記載されている。しかし、このタイプの超小型モータは、マグネットの内部に孔を開けずに済むが、回転軸の端面加工の精度、あるいは接合精度に問題があり、分銅の回転により回転軸に振れが発生する。
【0009】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、回転軸の振れを抑えることができると共に、外径を小さくした超小型モータを提供することを目的とする。
本発明は、超小型かつ薄型で、振動を人体に対して効率良く伝達する携帯機器用超小型振動モータを提供することを目的とする。
本発明は、超小型振動モータを使用して振動による効率のよい情報の伝達が可能な情報伝達装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(第1発明)
前記目的を達成するために、本発明の超小型モータは、外径寸法が6mm以下の筒型で、一方に開放部、他方に支持棒取付部111を有するハウジング11と、上記支持棒取付部111に他方が取り付けられている支持棒13と、上記支持棒13が貫通するようにして取り付けられている筒状マグネット12と、上記支持棒13の一方に取り付けられている第2軸受15と、上記ハウジング11の内側と上記筒状マグネット12の周囲によって形成された空間内を回転する筒状回転子コイル18と、上記ハウジング11の開放部を閉塞すると共に、上記筒状回転子コイル18に電力を供給するブラシ22および第1軸受14が取り付けられているエンドプレート20と、上記筒状回転子コイル18と電気的に接続されている整流子片19と、上記整流子片19および筒状回転子コイル18が取り付けられ、一方が上記第1軸受14に、他方が第2軸受15によって回転する回転軸16とから構成されていることを特徴とする。
【0011】
(第2発明)
本発明の超小型モータにおけるハウジング11は、他方の端部が内方へ折り曲げられて、上記支持棒取付部111を構成していることを特徴とする。
【0012】
(第3発明)
本発明の超小型モータにおけるハウジング11は、他方の端部が外方へ突出するように成形されて、上記支持棒取付部111を構成していることを特徴とする。
【0013】
(第4発明)
本発明の超小型モータにおける支持棒13は、筒状マグネット12の端面から若干突出させ、この突出部を上記第2軸受15とハウジング11の支持棒取付部111によって支持固定されていることを特徴とする。
【0014】
(第5発明)
本発明の超小型モータにおける回転軸16と支持棒13とは、太さが異なるようにしたことを特徴とする。
【0015】
(第6発明)
本発明の超小型モータにおける第軸受1は、上記回転軸16が回転し得る太さの回転軸用凹部143と、上記回転軸16と略同じ太さの支持棒13を取り付ける支持棒用凹部142とを有することを特徴とする。
【0016】
(第7発明)
本発明の超小型モータにおける第軸受1は、上記回転軸16が回転し得る太さの回転軸用凹部143と、上記回転軸16より太い支持棒13を取り付ける支持棒用凹部142′とを有することを特徴とする。
【0017】
(第8発明)
本発明の携帯機器用超小型振動モータは、回転軸16の一端に偏心した分銅が取り付けられたことを特徴とする。
【0018】
(第9発明)
本発明の情報伝達装置は、回転軸16の一端に偏心した分銅が取り付けられた上記携帯機器用超小型振動モータの発生する振動を少なくとも一つの情報源としたことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
(第1発明)
本発明の超小型モータは、ハウジングの外径を3mmないし4mmまで小さくできる。また、本発明の超小型モータは、その外径を6mm程度にした場合、マグネットの厚さを厚くして、効率をよくすることができる。
本発明のハウジングは、一方に開放部を設け、他方に支持棒取付部が、たとえば、多段絞り成形により設けられている。また、支持棒取付部には、筒状マグネットの開孔部に挿入された支持棒の他方が圧入等により取り付けられている。支持棒の一方は、第軸受が、同様に圧入等により取り付けられている。そして、ハウジング、マグネット、および支持棒は、ステータを構成している。
【0020】
回転軸は、整流子片および回転子コイル支持部が取り付けられている。回転子コイル支持部の周囲には、筒状回転子コイルが取り付けられていると共に、筒状回転子コイルと整流子片とが電気的に接続されている。回転軸、整流子片、回転子コイル支持部、および筒状回転子コイルは、ロータを構成している。
筒状回転子コイルは、ハウジングとマグネットとによって形成される空間に挿入されると同時に、回転軸の他方が第2軸受に回転自在に装着される。
エンドプレートは、内部にブラシ、端部に第1軸受が設けられている。上記エンドプレートは、回転軸が挿入されると共に、ハウジングの開放端を閉塞する。
【0021】
電力は、図示されていないリード線を介してブラシ、整流子片、筒状回転子コイルに供給される。また、磁気回路は、マグネット、ハウジング、および回転軸によって形成される。そのため、整流子片を介して電流が供給された筒状回転子コイルは、前記磁気回路を遮る際に回転力が発生する。
本発明は、従来のような軸受を固定するベアリングハウスが不要であるため、マグネットの直径を大きく取れ、磁気特性の優れた超小型モータを得ることができる。また、本発明は、ベアリングハウスが不要であるため、ハウジングの成形が簡単な金型ですみ、小型で安価になる。
さらに、本発明は、第2軸受が支持棒によって取り付けられているため、薄いベアリングハウスによる支持より、分銅の回転による振れを少なくすることができる。
【0022】
(第2発明)
第2発明の超小型モータにおけるハウジングは、絞り加工の際に他方の端部が内方へ折り曲げられる。ハウジングの内方への折り曲げ部は、支持棒を取り付ける支持棒取付部を構成する。このような支持棒取付部は、作製が比較的簡単であるにもかかわらず、支持棒を堅固に支持することができるため、回転軸の振れを防止することができる。
【0023】
(第3発明)
第3発明の超小型モータにおけるハウジングは、絞り加工の際に他方の端部が外方へ突出するように成形される。ハウジングの外方への折り曲げ部は、支持棒を取り付ける支持棒取付部を構成する。このような支持棒取付部は、第2発明より作製が簡単で、支持棒を堅固に支持することができるため、回転軸の振れを防止することができる。
【0024】
(第4発明)
第4発明の超小型モータにおける支持棒は、筒状のマグネットが挿入されると共に、筒状マグネットの端面から若干突出させている。この支持棒の突出部は、第2軸受とハウジングの支持棒取付部によって支持固定される。
【0025】
(第5発明)
第5発明における回転軸と支持棒とは、太さが異なるようにする。支持棒の太さは、太くすると第2軸受に軸支された回転軸の振れを少なくすることができ、支持棒の太さを細くすると、筒状マグネットの外径を太くすることができ、超小型モータの磁気特性を良くすることができる。
第5発明の超小型モータは、使用する用途にしたがって、上記の一方を選択することができる。
【0026】
(第6発明)
第6発明における第軸受は、一方に回転軸が回転し得る太さの回転軸用凹部が設けられている。また、第軸受の他方は、上記回転軸と略同じ太さの支持棒を取り付ける支持棒用凹部が設けられている。上記回転軸用凹部は、回転軸のスラスト受けになる。また、上記支持棒用凹部は、支持棒の周囲および端部が接触しているため、取付強度が増す。
【0027】
(第7発明)
第7発明における第軸受は、一方に回転軸が回転し得る太さの回転軸用凹部が設けられている。また、第軸受の他方は、上記回転軸より太い支持棒を取り付ける支持棒用凹部が設けられている。太い支持棒は、支持棒用凹部との接触面積が大きいため、両者の接合強度が増加する。
【0028】
(第8発明)
第8発明は、第1発明ないし第7発明の超小型モータの回転軸に偏心した分銅を取り付けることによって、超薄型の携帯機器用超小型振動モータとすることができる。
【0029】
(第9発明)
第9発明は、第8発明の超小型振動モータを情報伝達装置に組み込むことにより、少なくとも一つの情報を携帯者に伝達することができる。
【0030】
【実 施 例】
図1は本発明の第1実施例で、超小型モータの概略説明図である。図1において、超小型モータは、ステータ1とロータ2とから構成されている。そして、ステータ1は、たとえば、鉄を主成分とする磁性材料からなり、円筒状をしたハウジング11と、当該ハウジング11における他方の一部内方向に折り曲げられて成形された支持棒取付部111と、当該支持棒取付部111に、たとえば、圧入等によって取り付られた支持棒13と、当該支持棒13に嵌合して取り付けられた筒状マグネット12と、上記支持棒13の一方を支持した第2軸受15とから構成されている。支持棒13の両端は、筒状マグネット12から突出しているため、上記支持棒取付部111および第2軸受15に堅固に取り付けられる。
【0031】
ロータ2は、回転軸16の周囲に設けられた複数の整流子片19と、当該整流子片19のそれぞれを絶縁すると共に回転子コイルを支持する回転子コイル支持部17と、上記整流子片19と電気的に接続されている筒状回転子コイル18とから構成されている。上記ハウジング11は、エンドプレート20により、一方の開放部が閉塞される。エンドプレート20は、端部に第1軸受14が取り付けられていると共に、内部にブラシ22を取り付けるブラシ取付部21が設けられている。このような構成の超小型モータにおいて、回転軸16は、第1軸受14および第2軸受15によって回動自在に回転する。上記筒状マグネット12、支持棒13、上記第1軸受14、第2軸受15等の接合は、圧入および/または接着剤により行うことができる。
【0032】
上記超小型モータは、図示されていないリード線、ブラシ22、整流子片19を経て筒状回転子コイル18に電流が供給されると、筒状回転子コイル18を流れる電流と筒状マグネット12、ハウジング11、支持棒13から構成される磁気回路によって、筒状回転子コイル18および回転軸16等が一体になって回転する。そして、上記超小型モータは、その回転軸16の一端に、たとえば図示されていない、偏心した分銅が取り付けられることによって、振動モータとなる。また、第2軸受15において、回転軸16と支持棒13との間に間隙23が存在する。この間隙23は、回転軸16がスラストを受け、軸方向に多少移動するのを吸収することができる。
【0033】
本発明の振動モータは、分銅が偏心しながら回転することによって振動を発生させることができると共に、超小型であるため、携帯機器用に最適である。また、上記振動モータは、通信機と組み合わされて、カード型ページャーあるいは情報伝達装置に使用することができる。
本発明は、ハウジング11に設けられた第1軸受14と、支持棒13で支持する第2軸受15とによって回転軸16を回動自在に軸支しているため、ハウジング11の外径を小さくすることができると共に、振動の振れを少なくすることができる。
本発明は、ハウジング11および支持棒13の取り付け部の形状が単純であるため、成形が容易であり、安価の超小型モータを作製することができる。
【0034】
図2は本発明の第2実施例で、超小型モータの概略説明図である。図2において、第1実施例と異なる所は、第2軸受15、支持棒13、支持棒取付部111の形状である。第2実施例における支持棒13の太さは、回転軸16の太さより太くしている。そのため、支持棒取付部111は、太い支持棒13に合わせて太く成形されている。支持棒取付部111の太さが太いということは、成形加工を容易にする。第2軸受15における支持棒用凹部141は、太い支持棒13を圧入および/または接着できる大きさにした凹部である。そして、回転軸16と支持棒13との間には、第1実施例と同様に間隙23が設けられている。支持棒用凹部141は、凹部とすることにより、支持棒13の端面および側面と第2軸受15が接触するため、取付強度が向上する。
【0035】
図3は本発明の第3実施例で、超小型モータの概略説明図である。図3において、第2実施例と異なる所は、支持棒13と回転軸16の太さが同じであること、および第2軸受15の一方にスラスト受け付き回転軸用凹部143と、他方に支持棒用凹部142とが設けられている点である。
第2軸受15に設けられたスラスト受け付き軸受用凹部143は、回転軸16に取り付けられた図示されていない分銅の回転によるスラストを受けることができる。また、支持棒13は、回転軸16と略同じ太さにすることにより、ハウジング11の太さを小さくすることができると共に、筒状マグネット12を大きくすることができる。
【0036】
図4は本発明の第4実施例で、超小型モータの概略説明図である。図4において、第3実施例と異なる所は、支持棒13と回転軸16の太さが異なる点である。支持棒13は、回転軸16の太さより太いこと、および、支持棒用凹部142′と支持棒13との接触面積が大きいことの二点により、第2軸受15との取付強度が向上するため、図示されていない分銅による振れを無くすことができる。
【0037】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
たとえば、本実施例における固着手段として、圧入あるいは接着を用いたが、両方を用いたりあるいは圧入した部分を接着に代えることができる。
また、超小型モータにおける各部の材質は、必要に応じて周知のものを任意に選択できる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、支持棒によって、第2軸受を支持すると共に、筒状マグネットを取り付けるようにしたため、ハウジングの形状を単純化することができ、従来の外径より小さく、かつ安価で回転振れの少ない超小型モータを作製することができた。
本発明によれば、ハウジングと支持棒とを分けて別体としたため、支持棒取付部の形状を簡単にすることができ、ハウジングの作製が容易で安価になった。
本発明によれば、外径の小さい超小型モータを作製できるため、携帯に便利な携帯機器用超小型振動モータ、および小型情報伝達装置とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例で、超小型モータの概略説明図である。
【図2】本発明の第2実施例で、超小型モータの概略説明図である。
【図3】本発明の第3実施例で、超小型モータの概略説明図である。
【図4】本発明の第4実施例で、超小型モータの概略説明図である。
【図5】従来の携帯機器用超小型振動モータの概略説明図である。
【符号の説明】
1・・・・ステータ
2・・・・ロータ
11・・・ハウジング
111・・支持棒取付部
12・・・筒状マグネット
13・・・支持棒
14・・・第1軸受
15・・・第2軸受
16・・・回転軸
17・・・回転子コイル支持部
18・・・筒状回転子コイル
19・・・整流子片
20・・・エンドプレート
21・・・ブラシ取付部
22・・・ブラシ
23・・・間隙
142・・支持棒用凹部
143・・回転軸用凹部

Claims (9)

  1. 外径寸法が6mm以下の筒型で、一方に開放部、他方に支持棒取付部を有するハウジングと、
    上記支持棒取付部に他方が取り付けられている支持棒と、
    上記支持棒が貫通するようにして取り付けられている筒状マグネットと、
    上記支持棒の一方に取り付けられている第2軸受と、
    上記ハウジングの内側と上記筒状マグネットの周囲によって形成された空間内を回転する筒状回転子コイルと、
    上記ハウジングの開放部を閉塞すると共に、上記筒状回転子コイルに電力を供給するブラシおよび第1軸受が取り付けられているエンドプレートと、
    上記筒状回転子コイルと電気的に接続されている整流子片と、
    上記整流子片および筒状回転子コイルが取り付けられ、一方が上記第1軸受に、他方が第2軸受によって回転する回転軸と、
    から構成されていることを特徴とする超小型モータ。
  2. 上記ハウジングは、他方の端部が内方へ折り曲げられて、上記支持棒取付部を構成していることを特徴とする請求項1記載の超小型モータ。
  3. 上記ハウジングは、他方の端部が外方へ突出するように成形されて、上記支持棒取付部を構成していることを特徴とする請求項1記載の超小型モータ。
  4. 上記支持棒は、筒状マグネットの端面から若干突出させ、この突出部を上記第2軸受とハウジングの支持棒取付部によって支持固定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の超小型モータ。
  5. 上記回転軸と支持棒とは、太さが異なるようにしたことを特徴とする請求項1ないし請求項4記載の超小型モータ。
  6. 上記第軸受は、上記回転軸が回転し得る太さの回転軸用凹部と、上記回転軸と略同じ太さの支持棒を取り付ける支持棒用凹部とを有することを特徴とする請求項1ないし請求項5記載の超小型モータ。
  7. 上記第軸受は、上記回転軸が回転し得る太さの回転軸用凹部と、上記回転軸より太い支持棒を取り付ける支持棒用凹部とを有することを特徴とする請求項1ないし請求項6記載の超小型モータ。
  8. 上記回転軸の一端に偏心した分銅が取り付けられたことを特徴とする請求項1ないし請求項7記載の携帯機器用超小型振動モータ。
  9. 上記回転軸の一端に偏心した分銅が取り付けられた請求項8記載の携帯機器用超小型振動モータの発生する振動を少なくとも一つの情報源としたことを特徴とする情報伝達装置。
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