JP4461214B2 - 偏平ブラシレス振動モータの給電機構及び駆動回路用チップ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの振動（バイブレーション）による呼出し方式として用いられる無音アラーム装置を構成する小型な偏平型振動モータの改良、及び携帯機器側の駆動回路となる印刷配線基板への給電機構を兼ねた取付け固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の偏平ブラシレス振動モータとしては、実開昭６３−８８０６０号公報に開示されているような、「永久磁石を有するステータと、コイルを有するロータとで回転トルクを発生するブラシ付モータにおいて、上記ロータのコイルを空心状に形成して、この空心部分に磁性体の錘を埋め込んで、モータの回転時に振動を発生するように構成されている。」もの、あるいはこれとは構成が逆な、コイルを有するステータと、永久磁石を有するロータの配置構造である特開平３−１０７３４７号公報に開示されているような、「ブラシレスモータのロータ部を偏芯又は偏重心によって振動を発生するように構成し、その振動を発生する構造の一例として、永久磁石の平面部の一部に錘を１個以上装着した偏平ブラシレス振動モータ。」がある。
【０００３】
これらに見られる周知の偏平振動モータは、偏重心を発生させる構成に必要不可欠な分銅部分の材質や形状として、一般的に用いられている円筒型コアレス振動モータと同様な、いわゆるタングステンを含む高比重粉末合金材料が主に用いられおり、物の形としては略扇状の半円形状であることが多い。しかし安価な分銅材料として部品を構成した場合、黄銅や鉄系の金属材料のプレス打ち抜き部材を用いることも多々あり、機能面のほかコスト面においても見直しがされていることも事実である。
【０００４】
またさらに、上記の基本的構造である偏平ブラシレス振動モータにおいての部分的な改良としては、実開平４−１３７４６３号公報に開示されているような、「偏平マグネットを円盤状に形成し、この偏平マグネットに非磁性体アンバランス手段を配した固定ヨーク型偏平ブラシレス振動モータ。」も考案されている。
【０００５】
この上記実開平４−１３７４６３号公報は、ロータ部マグネットホルダ、つまり偏重心となる錘部分を兼ねる分銅材質を非磁性体として構成し、表面から発生する磁束を均一として、マグネットからの磁束をステータ側磁性基板に対し均一化することにより、軸支するマグネット自体が軸方向に傾かないので、ロータとして単一の軸受を使用しても、ロータが傾くおそれがないとの効果が得られるというものであり、比較的薄いブラシレス振動モータが得られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの偏平ブラシレス振動モータにおいては、振動発生装置として用いられる別形態の円筒型コアレス振動モータと同様に、振動モータ本体を印刷配線回路基板などの携帯電話筐体側にどのように載置固定するか、また、給電部の結線を構造上どのように簡略化、又は省略するかが昨今重要視されつつある。このため携帯機器に実装するに当たり、振動発生装置自身をある種の電子部品としてチップ形状に設計することが考えられている。
【０００７】
この観点から、最近の携帯電話などの携帯機器に搭載される電子部品の多くはチップ化されているものが採用されており、筐体側の印刷配線基板に対し、リフロー半田で配線されるように設計されつつある。しかし、必然的にリフローできない電子部品については、手半田、又はスプリングによる圧着、あるいはコネクタ端子等で配線されるようにそれぞれなっているが、手半田は作業の手間がかかるばかりか、結線部の信頼性の問題、及び自動機による量産性向上が図れない問題等があり、またスプリング式及びコネクタ式においても、部品点数が多く、コスト高となり、作業工程数の増加を伴うなどの問題を抱えており、すべての電子部品、特に携帯電話に搭載される無音振動呼び出し装置に欠かせない振動モータ部品においても、このリフロー半田による結線方式の採用が必然的に望まれている。
【０００８】
この発明の目的は、携帯機器、特に携帯電話などに搭載する偏平型振動モータの給電機構を、今後、リフロー半田の結線方式で順次行うため、その偏平振動モータ構成のベース基台となる巻線コイルを載置するチップ基板を、印刷配線基板に直接結線するのに最適な給電構造に設計し、筐体側もしくは筐体側の結線部となる印刷配線基板上に、振動モータ自身をダイレクトにかつ強固に、また結線作業工程の簡略化を図ると共に、携帯機器全体の薄型化を実現するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、円板状ロータヨーク中心に回転軸となるシャフトを配置し、またロータヨーク片面の周縁の一部分に略扇状の分銅プレートを載置固定し、さらに他片面にはほぼ同外径の偏平なリング状マグネットがロータヨークと一体固定された偏芯ロータ部を振動発生源とし、対するステータ側として、チップ基板上に複数個均等角配置した巻線コイル、及び各巻線コイルとその中心位置で前記ロータ部シャフトを軸支するベアリングとを一体にモールド固定するステータ樹脂部材、及び前記ロータ部全体を覆う外装ケースにより偏平ブラシレス型振動モータ全体を構成し、該振動モータの巻線コイルを配線載置する樹脂系基板に導通金属膜を付けたチップ基板の板形状側断面であって前記外装ケースの外側に位置する部分の一部に、筐体取り付け側の印刷配線基板ランド部とリフロー半田で導通結線する凹状端子部を形成して、リフロー半田により前記チップ基板を印刷配線基板に対し結線及び載置固定させるものである。
【００１０】
これにより従来のリード線又は端子ソケット等による結線方法が不要になり、チップ化された一つの機能部品として、マウンター装置などで連続載置することができ、生産組立工程においての量産自動化が可能となる。
【００１１】
さらに請求項２では、前記巻線コイルを配線載置するチップ基板の製造工程において、多数個取りのための表面が銅箔等で覆われたベース素材基板に、前記チップ基板の外形寸法取り間隔で複数個連続した穴明けを行い、次に穴部分がスルーホールとなるよう穴側断面に金属メッキ（主に銅メッキ）を施し、さらにスルーホールを介した基板両面に、エッチング等により巻線コイル結線用回路パターンを成形した後、プレス等の型抜き又はダイシング等の切断でベース素材基板の前記スルーホール中心線を二分割することにより、振動モータに用いる個々のチップ基板を製造することができる。
【００１２】
これにより、チップ基板自身がリフロー半田により印刷配線基板側に接続固定できる一部品となり、前記偏平ブラシレス型振動モータ本体が固定されることとなる。
【００１３】
さらに請求項３では、ロータヨーク及び偏芯プレート、及びチップ基板の底面側に配置固定する磁気吸引板リングに、金属磁性材料を用いる。これにより、マグネットのバックヨークとして磁気回路的に効率の良い設計ができ、安定した偏芯分銅ロータ部の回転が得られ、又、より安価な素材でコスト的にも優れた振動モータが得られる。
【００１４】
さらに請求項４では、前記ステータ樹脂部材のモールド体の一部に、前記外装ケースを部分的に固定する凸部形状を２カ所以上設け、振動モータの外装ケースを組み込み固定している。これにより、偏芯分銅ロータ部は、回転動作時に外部と接触することなく外装ケース内でスムーズに回転することができる。
【００１５】
また請求項５では、チップ基板の側断面の給電接点部がリフロー半田でそれぞれ回路基板側ランド部に結線されるので、基板厚み方向にリード線等の付属部品なしに給電することが可能となる。これにより部品点数の削減ができ、設計上も構造が簡素化でき、コストダウンができる。
【００１６】
また請求項６では、取り付ける振動モータ側のチップ基板と、前記筐体給電側回路基板との対向する接触面の一部に、薄厚の絶縁体クッションシート、又はダンパーとなるシートを介して結線固定するものである。これにより、基板同士の対向する接触面での振動によるビビリ音や異音の発生が防止でき、さらに落下等の耐衝撃性に対する対策としても有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一例である振動モータの印刷配線基板への取り付け実装形態を示す概略図である。図において1は、チップ基板2上に各構成部品を載置して組み立てられた略円板状の偏平ブラシレス振動モータであり、チップ基板2の側断面凹部でリフロー半田により印刷配線基板50のランド部Rに対し、４カ所の給電部分が結線されている。
【００１８】
この振動モータ1のリフロー半田取り付け部の端子構造は、図２に示す半月状凹部の切り欠き形状になる。図２は振動モータ1全体を上下方向から見た斜視図であり、上面の斜視図(a)では明示されていないが、下面斜視図(b)には、チップ基板2の側断面の一部に給電接続部となる凹状端子部20が４カ所に形成されて示されている。
【００１９】
さらに詳細に説明するために、チップ基板2のみを取り出して示したのが図３である。このチップ基板2の周縁部の凹状端子部20を拡大すると、丸枠内の図のような部分形状となる。基板側断面に見られる垂直面のハッチング部分を含むランド部全体がパターニングされ、金属部分が露出している側断面部分が給電端子部となる。
【００２０】
以下、本発明のリフロー半田による給電機構に欠かせない前記チップ基板2そのものの製造工程について、図４〜図８を用いて簡単に説明する。
【００２１】
まず第一に、図４で示すように前記チップ基板2の多数個取りを目的とする原板のベース素材基板100（ポリイミド又はガラエポ樹脂系基板の両面に導通金属膜が付いたもの）に、巻線コイル結線用チップ基板2の外形寸法に対応した寸法間隔で、連続して複数個の貫通穴110を穴明け処理する。このとき、図に示す図４(a),(c)は素材基板全体の平面図を、また図４(b),(d)は素材基板の穴明け部側断面の各構成層における拡大概略図を示している。
【００２２】
次に、ベース素材基板100上の各穴110部分がスルーホールとなるように、図５(e),(f)に示すような金属メッキ（銅メッキ層120)処理を全面に施し、さらにスルーホールを介したベース素材基板100の両面に、図６(g),(h),(i)で示す巻線コイル結線用の回路パターン130をエッチング処理で成形した後、保護カバーレイ140を貼り付け（図7）、プレス等の型抜き又はダイシング等の基板切断により、前記スルーホール中心線を図８に示す切り抜いた基板形状にそれぞれ分割することにより、チップ基板2を多数個取りすることが可能となる。
【００２３】
このチップ基板2を偏平モータ構造の基台部として用いることにより、図９に示すような偏平ブラシレス振動モータが構成できる。
【００２４】
図９における振動モータの内部構成は、ロータ部として円板状ロータヨーク5中心に回転軸となるシャフト７を配置し、またロータヨーク5の片面の周縁の一部分に略扇状の分銅プレート4を固定し、さらに他片面にはほぼ同外径の偏平なリング状マグネット6がロータヨーク5と一体固定され、これにより振れ回りによる振動を発生する偏芯ロータ部Vを構成している。
【００２５】
対するステータ部としては、図に示すようにチップ基板2上に複数個均等角配置した巻線コイル11、及び各巻線コイル11とその中心位置で前記ロータ部シャフト7を軸支するベアリング8とを一体にモールド固定するステータ樹脂10部材、及びチップ基板2下部に配置する金属磁性材料からなる磁気吸引板13、及び前記偏芯ロータ部V全体を覆う外装ケース3からなり、これらを組み合わせることにより図２に示す形状の偏平ブラシレス型の振動モータが完成する。
【００２６】
この時、外装ケース3は、偏芯ロータ部Vが組み込まれた後、最終的に前記ステータ樹脂10部材のモールド体の一部に配置した凸部形状の４カ所の固定部12に、外装ケース側留め金部14が嵌挿され、凸部形状の先端部を変形させて前記外装ケース3全体を固定する。（図９参照）
【００２７】
このように構成された偏平ブラシレス振動モータ1は、ロータヨーク5及び分銅プレート4、及びチップ基板2の底面側に配置固定する磁気吸引板13の全てが金属磁性材料からなるので、ステータ部側に対して磁気吸引力が働き、ロータ部全体がスラスト方向に抜けるのを押さえている。またロータ部側では、ロータヨーク5と分銅プレート4が、共にリング状マグネット6のバックヨークとしての役割をして、より磁気回路的に高効率で安定した回転運動が行える。
【００２８】
上記のように組み込まれた小型小径な電子部品チップ形状の偏平ブラシレス振動モータ1は、図１に示した形態で、携帯電話等の筐体側部品である印刷配線基板50上にリフロー半田で簡単に取り付けることが可能となる。
【００２９】
これにより、図１〜図３で示したように、チップ基板2の側断面の給電接点部である凹状端子部20が、リフロー半田でそれぞれ筐体側印刷配線基板50側のランド部Rに結線され、厚み方向にリード線等の結線部材なしに直接、給電配置することができる。
【００３０】
さらに、振動モータ側のチップ基板2と、前記筐体側印刷配線基板50との間の一部、又はチップ基板2の投影面のほぼ全面域に、薄厚の絶縁体クッションシートまたは弾性体シートを介して両者を結線固定することにより、いわゆる振動モータ動作時のびびりや異音などの騒音の発生を無くすことも可能であり、また落下等の衝撃に対しても上記構造は特に有効であった。
【００３１】
なお付け加えておくが、上記記載の偏平振動モータの一例は巻線コイルを載置固定するチップ基板を用いたブラシレスタイプのものであるが、本発明はブラシレスタイプに限定することなく、同形状のブラシ付きの偏平型振動モータにおいても、回路基板等をチップ状に配置してリフロー半田で直接、前記同様な方法により、筐体側印刷配線基板に給電載置することも十分に可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の給電機構、特にチップ基板を用いたリフロー半田結線対応構造によれば、厚み方向に取り付けのスペース及び取り付け部品がいらなく、リード線等の結線部材なしに直接、印刷配線基板面に給電配置することができ、これにより携帯機器の小型薄型化が可能となり、また振動モータ側の部品点数が少なくなり、モータ設計上も構造が簡素化でき、全体として組立の自動化が可能で、コストダウンが図れる。
【００３３】
また本発明では、原板となる表面が金属箔又は金属層で覆われたベース素材基板に、前記チップ基板の外形寸法取り間隔で複数個の穴明けを行い、次に穴部分がスルーホールとなるよう表面に金属メッキを施し、さらにスルーホールを介した基板両面に巻線コイル結線用の回路パターンを成形した後、プレス等の型抜き又はダイシング等の切断により、前記スルーホール中心線を分割することにより、前記リフロー半田に最適な巻線コイルを配線載置する偏平ブラシレス振動モータ駆動回路用のチップ基板を製造することができる。
【００３４】
これにより、チップ基板自身がリフロー半田により印刷配線基板側に接続固定できる一部品となり、組み立てた前記偏平ブラシレス型振動モータ本体が一体に印刷配線基板上に固定されることとなる。
【００３５】
さらに、ロータヨーク及び偏芯プレート及びチップ基板の底面側に配置固定する磁気吸引板リングに金属磁性材料を用いるので、モータの設計上、マグネットのバックヨークとして磁気回路的に効率の良い構造設計ができ、このため安定した偏芯分銅ロータ部の回転が得られ、又、より安価な分銅素材でコスト的にも優れた振動モータが得られる。
【００３６】
さらに前記ステータ樹脂部材のモールド体の一部に、前記外装ケースを部分的に固定する凸部形状を２カ所以上設け、振動モータの外装ケースを組み込み固定する構造であるので、取り付け工程が容易で、偏芯分銅ロータ部は、回転動作時に外部と隔離され、接触することなく外装ケース内でスムーズに回転することができる。
【００３７】
また、チップ基板の側断面の給電接点部が、リフロー半田でそれぞれ回路基板側ランド部に結線されるので、基板厚み方向にリード線等の付属部品なしに給電することが可能となり、これにより部品点数の削減ができ、設計上も構造が簡素化でき、コストダウンができる。
【００３８】
また、取り付ける振動モータ側のチップ基板と前記筐体給電側回路基板との対向する接触面の一部に、薄厚の絶縁体クッションシート、又はダンパーとなるシートを介して結線固定するので、基板同士の対向する接触面での振動によるビビリ音や異音の発生が防止でき、さらに落下等の耐衝撃性に対する対策としても有効であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏平振動モータの印刷配線基板への取り付け形態を示す概略斜視図。
【図２】本発明に係る偏平振動モータの外観形状の一例を示す概略斜視図。
【図３】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の形状の一例を示す概略斜視図。
【図４】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図５】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図６】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図７】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図８】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図９】本発明に係る偏平振動モータの内部構造を説明する分解斜視図。
【符号の説明】
1 振動モータ
2 チップ基板
3 外装ケース
4 分銅プレート
5 ロータヨーク
6 マグネット
7 シャフト
8 ベアリング
9 スラスト軸受板
10 ステータ樹脂
11 巻線コイル
12 固定部
13 磁気吸引板
14 留め金部
20 端子部
50 印刷配線基板
100 素材基板
110 穴
120 メッキ層
130 回路パターン
140 保護カバーレイ
R ランド部
V 偏芯ロータ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの振動（バイブレーション）による呼出し方式として用いられる無音アラーム装置を構成する小型な偏平型振動モータの改良、及び携帯機器側の駆動回路となる印刷配線基板への給電機構を兼ねた取付け固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の偏平ブラシレス振動モータとしては、実開昭６３−８８０６０号公報に開示されているような、「永久磁石を有するステータと、コイルを有するロータとで回転トルクを発生するブラシ付モータにおいて、上記ロータのコイルを空心状に形成して、この空心部分に磁性体の錘を埋め込んで、モータの回転時に振動を発生するように構成されている。」もの、あるいはこれとは構成が逆な、コイルを有するステータと、永久磁石を有するロータの配置構造である特開平３−１０７３４７号公報に開示されているような、「ブラシレスモータのロータ部を偏芯又は偏重心によって振動を発生するように構成し、その振動を発生する構造の一例として、永久磁石の平面部の一部に錘を１個以上装着した偏平ブラシレス振動モータ。」がある。
【０００３】
これらに見られる周知の偏平振動モータは、偏重心を発生させる構成に必要不可欠な分銅部分の材質や形状として、一般的に用いられている円筒型コアレス振動モータと同様な、いわゆるタングステンを含む高比重粉末合金材料が主に用いられおり、物の形としては略扇状の半円形状であることが多い。しかし安価な分銅材料として部品を構成した場合、黄銅や鉄系の金属材料のプレス打ち抜き部材を用いることも多々あり、機能面のほかコスト面においても見直しがされていることも事実である。
【０００４】
またさらに、上記の基本的構造である偏平ブラシレス振動モータにおいての部分的な改良としては、実開平４−１３７４６３号公報に開示されているような、「偏平マグネットを円盤状に形成し、この偏平マグネットに非磁性体アンバランス手段を配した固定ヨーク型偏平ブラシレス振動モータ。」も考案されている。
【０００５】
この上記実開平４−１３７４６３号公報は、ロータ部マグネットホルダ、つまり偏重心となる錘部分を兼ねる分銅材質を非磁性体として構成し、表面から発生する磁束を均一として、マグネットからの磁束をステータ側磁性基板に対し均一化することにより、軸支するマグネット自体が軸方向に傾かないので、ロータとして単一の軸受を使用しても、ロータが傾くおそれがないとの効果が得られるというものであり、比較的薄いブラシレス振動モータが得られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの偏平ブラシレス振動モータにおいては、振動発生装置として用いられる別形態の円筒型コアレス振動モータと同様に、振動モータ本体を印刷配線回路基板などの携帯電話筐体側にどのように載置固定するか、また、給電部の結線を構造上どのように簡略化、又は省略するかが昨今重要視されつつある。このため携帯機器に実装するに当たり、振動発生装置自身をある種の電子部品としてチップ形状に設計することが考えられている。
【０００７】
この観点から、最近の携帯電話などの携帯機器に搭載される電子部品の多くはチップ化されているものが採用されており、筐体側の印刷配線基板に対し、リフロー半田で配線されるように設計されつつある。しかし、必然的にリフローできない電子部品については、手半田、又はスプリングによる圧着、あるいはコネクタ端子等で配線されるようにそれぞれなっているが、手半田は作業の手間がかかるばかりか、結線部の信頼性の問題、及び自動機による量産性向上が図れない問題等があり、またスプリング式及びコネクタ式においても、部品点数が多く、コスト高となり、作業工程数の増加を伴うなどの問題を抱えており、すべての電子部品、特に携帯電話に搭載される無音振動呼び出し装置に欠かせない振動モータ部品においても、このリフロー半田による結線方式の採用が必然的に望まれている。
【０００８】
この発明の目的は、携帯機器、特に携帯電話などに搭載する偏平型振動モータの給電機構を、今後、リフロー半田の結線方式で順次行うため、その偏平振動モータ構成のベース基台となる巻線コイルを載置するチップ基板を、印刷配線基板に直接結線するのに最適な給電構造に設計し、筐体側もしくは筐体側の結線部となる印刷配線基板上に、振動モータ自身をダイレクトにかつ強固に、また結線作業工程の簡略化を図ると共に、携帯機器全体の薄型化を実現するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１では、円板状ロータヨーク中心に回転軸となるシャフトを配置し、またロータヨーク片面の周縁の一部分に略扇状の分銅プレートを載置固定し、さらに他片面にはほぼ同外径の偏平なリング状マグネットがロータヨークと一体固定された偏芯ロータ部を振動発生源とし、対するステータ側として、チップ基板上に複数個均等角配置した巻線コイル、及び各巻線コイルとその中心位置で前記ロータ部シャフトを軸支するベアリングとを一体にモールド固定するステータ樹脂部材、及び前記ロータ部全体を覆う外装ケースにより偏平ブラシレス型振動モータ全体を構成し、該振動モータの巻線コイルを配線載置する樹脂系基板に導通金属膜を付けたチップ基板の板形状側断面であって前記外装ケースの外側に位置する部分の一部に、筐体取り付け側の印刷配線基板ランド部とリフロー半田で導通結線する凹状端子部を形成して、リフロー半田により前記チップ基板を印刷配線基板に対し結線及び載置固定させるものである。
【００１０】
これにより従来のリード線又は端子ソケット等による結線方法が不要になり、チップ化された一つの機能部品として、マウンター装置などで連続載置することができ、生産組立工程においての量産自動化が可能となる。
【００１１】
さらに請求項２では、前記巻線コイルを配線載置するチップ基板の製造工程において、多数個取りのための表面が銅箔等で覆われたベース素材基板に、前記チップ基板の外形寸法取り間隔で複数個連続した穴明けを行い、次に穴部分がスルーホールとなるよう穴側断面に金属メッキ（主に銅メッキ）を施し、さらにスルーホールを介した基板両面に、エッチング等により巻線コイル結線用回路パターンを成形した後、プレス等の型抜き又はダイシング等の切断でベース素材基板の前記スルーホール中心線を二分割することにより、振動モータに用いる個々のチップ基板を製造することができる。
【００１２】
これにより、チップ基板自身がリフロー半田により印刷配線基板側に接続固定できる一部品となり、前記偏平ブラシレス型振動モータ本体が固定されることとなる。
【００１３】
さらに請求項３では、ロータヨーク及び偏芯プレート、及びチップ基板の底面側に配置固定する磁気吸引板リングに、金属磁性材料を用いる。これにより、マグネットのバックヨークとして磁気回路的に効率の良い設計ができ、安定した偏芯分銅ロータ部の回転が得られ、又、より安価な素材でコスト的にも優れた振動モータが得られる。
【００１４】
さらに請求項４では、前記ステータ樹脂部材のモールド体の一部に、前記外装ケースを部分的に固定する凸部形状を２カ所以上設け、振動モータの外装ケースを組み込み固定している。これにより、偏芯分銅ロータ部は、回転動作時に外部と接触することなく外装ケース内でスムーズに回転することができる。
【００１５】
また請求項５では、チップ基板の側断面の給電接点部がリフロー半田でそれぞれ回路基板側ランド部に結線されるので、基板厚み方向にリード線等の付属部品なしに給電することが可能となる。これにより部品点数の削減ができ、設計上も構造が簡素化でき、コストダウンができる。
【００１６】
また請求項６では、取り付ける振動モータ側のチップ基板と、前記筐体給電側回路基板との対向する接触面の一部に、薄厚の絶縁体クッションシート、又はダンパーとなるシートを介して結線固定するものである。これにより、基板同士の対向する接触面での振動によるビビリ音や異音の発生が防止でき、さらに落下等の耐衝撃性に対する対策としても有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一例である振動モータの印刷配線基板への取り付け実装形態を示す概略図である。図において1は、チップ基板2上に各構成部品を載置して組み立てられた略円板状の偏平ブラシレス振動モータであり、チップ基板2の側断面凹部でリフロー半田により印刷配線基板50のランド部Rに対し、４カ所の給電部分が結線されている。
【００１８】
この振動モータ1のリフロー半田取り付け部の端子構造は、図２に示す半月状凹部の切り欠き形状になる。図２は振動モータ1全体を上下方向から見た斜視図であり、上面の斜視図(a)では明示されていないが、下面斜視図(b)には、チップ基板2の側断面の一部に給電接続部となる凹状端子部20が４カ所に形成されて示されている。
【００１９】
さらに詳細に説明するために、チップ基板2のみを取り出して示したのが図３である。このチップ基板2の周縁部の凹状端子部20を拡大すると、丸枠内の図のような部分形状となる。基板側断面に見られる垂直面のハッチング部分を含むランド部全体がパターニングされ、金属部分が露出している側断面部分が給電端子部となる。
【００２０】
以下、本発明のリフロー半田による給電機構に欠かせない前記チップ基板2そのものの製造工程について、図４〜図８を用いて簡単に説明する。
【００２１】
まず第一に、図４で示すように前記チップ基板2の多数個取りを目的とする原板のベース素材基板100（ポリイミド又はガラエポ樹脂系基板の両面に導通金属膜が付いたもの）に、巻線コイル結線用チップ基板2の外形寸法に対応した寸法間隔で、連続して複数個の貫通穴110を穴明け処理する。このとき、図に示す図４(a),(c)は素材基板全体の平面図を、また図４(b),(d)は素材基板の穴明け部側断面の各構成層における拡大概略図を示している。
【００２２】
次に、ベース素材基板100上の各穴110部分がスルーホールとなるように、図５(e),(f)に示すような金属メッキ（銅メッキ層120)処理を全面に施し、さらにスルーホールを介したベース素材基板100の両面に、図６(g),(h),(i)で示す巻線コイル結線用の回路パターン130をエッチング処理で成形した後、保護カバーレイ140を貼り付け（図7）、プレス等の型抜き又はダイシング等の基板切断により、前記スルーホール中心線を図８に示す切り抜いた基板形状にそれぞれ分割することにより、チップ基板2を多数個取りすることが可能となる。
【００２３】
このチップ基板2を偏平モータ構造の基台部として用いることにより、図９に示すような偏平ブラシレス振動モータが構成できる。
【００２４】
図９における振動モータの内部構成は、ロータ部として円板状ロータヨーク5中心に回転軸となるシャフト７を配置し、またロータヨーク5の片面の周縁の一部分に略扇状の分銅プレート4を固定し、さらに他片面にはほぼ同外径の偏平なリング状マグネット6がロータヨーク5と一体固定され、これにより振れ回りによる振動を発生する偏芯ロータ部Vを構成している。
【００２５】
対するステータ部としては、図に示すようにチップ基板2上に複数個均等角配置した巻線コイル11、及び各巻線コイル11とその中心位置で前記ロータ部シャフト7を軸支するベアリング8とを一体にモールド固定するステータ樹脂10部材、及びチップ基板2下部に配置する金属磁性材料からなる磁気吸引板13、及び前記偏芯ロータ部V全体を覆う外装ケース3からなり、これらを組み合わせることにより図２に示す形状の偏平ブラシレス型の振動モータが完成する。
【００２６】
この時、外装ケース3は、偏芯ロータ部Vが組み込まれた後、最終的に前記ステータ樹脂10部材のモールド体の一部に配置した凸部形状の４カ所の固定部12に、外装ケース側留め金部14が嵌挿され、凸部形状の先端部を変形させて前記外装ケース3全体を固定する。（図９参照）
【００２７】
このように構成された偏平ブラシレス振動モータ1は、ロータヨーク5及び分銅プレート4、及びチップ基板2の底面側に配置固定する磁気吸引板13の全てが金属磁性材料からなるので、ステータ部側に対して磁気吸引力が働き、ロータ部全体がスラスト方向に抜けるのを押さえている。またロータ部側では、ロータヨーク5と分銅プレート4が、共にリング状マグネット6のバックヨークとしての役割をして、より磁気回路的に高効率で安定した回転運動が行える。
【００２８】
上記のように組み込まれた小型小径な電子部品チップ形状の偏平ブラシレス振動モータ1は、図１に示した形態で、携帯電話等の筐体側部品である印刷配線基板50上にリフロー半田で簡単に取り付けることが可能となる。
【００２９】
これにより、図１〜図３で示したように、チップ基板2の側断面の給電接点部である凹状端子部20が、リフロー半田でそれぞれ筐体側印刷配線基板50側のランド部Rに結線され、厚み方向にリード線等の結線部材なしに直接、給電配置することができる。
【００３０】
さらに、振動モータ側のチップ基板2と、前記筐体側印刷配線基板50との間の一部、又はチップ基板2の投影面のほぼ全面域に、薄厚の絶縁体クッションシートまたは弾性体シートを介して両者を結線固定することにより、いわゆる振動モータ動作時のびびりや異音などの騒音の発生を無くすことも可能であり、また落下等の衝撃に対しても上記構造は特に有効であった。
【００３１】
なお付け加えておくが、上記記載の偏平振動モータの一例は巻線コイルを載置固定するチップ基板を用いたブラシレスタイプのものであるが、本発明はブラシレスタイプに限定することなく、同形状のブラシ付きの偏平型振動モータにおいても、回路基板等をチップ状に配置してリフロー半田で直接、前記同様な方法により、筐体側印刷配線基板に給電載置することも十分に可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の給電機構、特にチップ基板を用いたリフロー半田結線対応構造によれば、厚み方向に取り付けのスペース及び取り付け部品がいらなく、リード線等の結線部材なしに直接、印刷配線基板面に給電配置することができ、これにより携帯機器の小型薄型化が可能となり、また振動モータ側の部品点数が少なくなり、モータ設計上も構造が簡素化でき、全体として組立の自動化が可能で、コストダウンが図れる。
【００３３】
また本発明では、原板となる表面が金属箔又は金属層で覆われたベース素材基板に、前記チップ基板の外形寸法取り間隔で複数個の穴明けを行い、次に穴部分がスルーホールとなるよう表面に金属メッキを施し、さらにスルーホールを介した基板両面に巻線コイル結線用の回路パターンを成形した後、プレス等の型抜き又はダイシング等の切断により、前記スルーホール中心線を分割することにより、前記リフロー半田に最適な巻線コイルを配線載置する偏平ブラシレス振動モータ駆動回路用のチップ基板を製造することができる。
【００３４】
これにより、チップ基板自身がリフロー半田により印刷配線基板側に接続固定できる一部品となり、組み立てた前記偏平ブラシレス型振動モータ本体が一体に印刷配線基板上に固定されることとなる。
【００３５】
さらに、ロータヨーク及び偏芯プレート及びチップ基板の底面側に配置固定する磁気吸引板リングに金属磁性材料を用いるので、モータの設計上、マグネットのバックヨークとして磁気回路的に効率の良い構造設計ができ、このため安定した偏芯分銅ロータ部の回転が得られ、又、より安価な分銅素材でコスト的にも優れた振動モータが得られる。
【００３６】
さらに前記ステータ樹脂部材のモールド体の一部に、前記外装ケースを部分的に固定する凸部形状を２カ所以上設け、振動モータの外装ケースを組み込み固定する構造であるので、取り付け工程が容易で、偏芯分銅ロータ部は、回転動作時に外部と隔離され、接触することなく外装ケース内でスムーズに回転することができる。
【００３７】
また、チップ基板の側断面の給電接点部が、リフロー半田でそれぞれ回路基板側ランド部に結線されるので、基板厚み方向にリード線等の付属部品なしに給電することが可能となり、これにより部品点数の削減ができ、設計上も構造が簡素化でき、コストダウンができる。
【００３８】
また、取り付ける振動モータ側のチップ基板と前記筐体給電側回路基板との対向する接触面の一部に、薄厚の絶縁体クッションシート、又はダンパーとなるシートを介して結線固定するので、基板同士の対向する接触面での振動によるビビリ音や異音の発生が防止でき、さらに落下等の耐衝撃性に対する対策としても有効であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏平振動モータの印刷配線基板への取り付け形態を示す概略斜視図。
【図２】本発明に係る偏平振動モータの外観形状の一例を示す概略斜視図。
【図３】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の形状の一例を示す概略斜視図。
【図４】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図５】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図６】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図７】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図８】本発明に係る偏平振動モータに用いるチップ基板の製造工程を説明する概略図。
【図９】本発明に係る偏平振動モータの内部構造を説明する分解斜視図。
【符号の説明】
1 振動モータ
2 チップ基板
3 外装ケース
4 分銅プレート
5 ロータヨーク
6 マグネット
7 シャフト
8 ベアリング
9 スラスト軸受板
10 ステータ樹脂
11 巻線コイル
12 固定部
13 磁気吸引板
14 留め金部
20 端子部
50 印刷配線基板
100 素材基板
110 穴
120 メッキ層
130 回路パターン
140 保護カバーレイ
R ランド部
V 偏芯ロータ部
Claims (6)
- 円板状ロータヨーク中心に回転軸となるシャフトを配置し、またロータヨーク片面の周縁の一部分に略扇状の分銅プレートを載置固定し、さらに他片面にはほぼ同外径の偏平なリング状マグネットがロータヨークと一体固定された偏芯ロータ部と、対するステータ側として、チップ基板上に複数個均等角配置した巻線コイル、及び各巻線コイルとその中心位置で前記ロータ部シャフトを軸支するベアリングとを一体にモールド固定するステータ樹脂部材、及び前記ロータ部全体を覆う外装ケースからなる偏平ブラシレス型振動モータにおいて、
巻線コイルを配線載置する樹脂系基板に導通金属膜を付けたチップ基板の板形状側断面の一部であって前記外装ケースの外側に位置する部分に、筐体側印刷配線基板のランド部とリフロー半田で導通結線する側断面が金属層からなる凹状端子部を備え、前記印刷配線基板に対しリフロー半田により前記チップ基板を結線及び載置固定させたことを特徴とする偏平ブラシレス振動モータの給電機構。 - 前記巻線コイルを配線載置するチップ基板の製造工程において、原板となる表面が金属箔又は金属層で覆われたベース素材基板に、前記チップ基板の外形寸法取り間隔で複数個の穴明けを行い、次に穴部分がスルーホールとなるよう表面に金属メッキを施し、さらにスルーホールを介した基板両面に巻線コイル結線用の回路パターンを成形した後、プレス等の型抜き又はダイシング等の切断により、前記スルーホール中心線を分割することにより得られる請求項１記載の偏平ブラシレス振動モータの給電機構を備える偏平ブラシレス振動モータ駆動用回路チップ基板の製造方法。
- ロータヨーク及び分銅プレート、及びチップ基板の底面側に配置固定する磁気吸引板が、それぞれ金属磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載の偏平ブラシレス振動モータの給電機構を備える偏平ブラシレス振動モータ。
- 前記ステータ樹脂部材のモールド体の一部に、前記外装ケースを部分的に固定する凸部形状の固定部を２カ所以上設けたことを特徴とする請求項１記載の偏平ブラシレス振動モータの給電機構を備える偏平ブラシレス振動モータの外装ケース固定構造。
- チップ基板の側断面の給電接点部である凹状端子部が、リフロー半田でそれぞれ筐体側印刷配線基板のランド部に結線され、厚み方向にリード線等の結線部材なしに直接給電されていることを特徴とする請求項１に記載の偏平ブラシレス振動モータの給電機構。
- 振動モータ側のチップ基板と、前記筐体側印刷配線基板との隙間の一部、又はチップ基板投影面のほぼ全面域に、薄厚の絶縁体クッションシートを介して両者を結線固定したことを特徴とする請求項１又は請求項５のいずれかに記載の偏平ブラシレス振動モータの給電機構。
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