JP4631068B2 - 小型扁平ブラシレス振動モータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器や通信機器などの携帯用無線通信機器のサイレントコール手段や疲労回復器具のバイブレータ等における振動機能として用いられる小型扁平ブラシレス振動モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブラシレス振動モータ１００としては、図１５に示した断面図のように、複数個のコイルを有するステータ１０１を鉄板あるいはケイ素鋼板等の磁性体の材質から形成される固定ヨーク基板１０２上に配設し、固定ヨーク基板１０２の中央にはロータ支承部材１０３を固着させている。一方、ロータ１１０は、ステータ１０１上のコイルに空隙を介して配設された駆動用マグネット１０５と、駆動用マグネット１０５を接着等により保持し、かつその一部を切り欠いてある非磁性体のロータフレーム１０６をアンバランス手段として用い、回転軸１０７に嵌着して構成され、ロータ支承部材１０３が固定の回転軸１０７を支承している。以上のようにしてブラシレス振動モータ１００を構成している。
【０００３】
さらに、図１６に従来型のブラシレス振動モータ１００のロータ１１０の上面部を示す。図１６において、１０６ｂは欠けた部分で、ロータ１１０の一部材であるロータフレーム１０６の一部を切り欠いて形成されている。以上のような構成にすることによりロータ１１０を回転させ振動を発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のブラシレス振動モータ１００の場合、マグネット吸引力がスラスト方向に働くために、スラスト受けに負担がかかる。さらに、固定ヨーク基板１０２が磁性体である場合、固定ヨーク基板１０２が駆動用マグネット１０５の全面積に対向すると鉄損が増し、滑らかな回転が損なわれ、回転ムラ等の原因ともなる。
【０００５】
そして、さらにモータ全体を極薄にし、駆動トルクを少なくせざるを得ない場合、マグネット吸引力の増加、鉄損の増加等の理由によりモータの不転および駆動電流の増大が生じ、不具合が発生しがちとなる。
【０００６】
さらに、付け加えて、非磁性アンバランサーは、タングステン等を含むので高価となり、生産コスト面で問題が生じ、廉価なモータを安定的に供給することが困難となってしまう。また、駆動用マグネット１０５の磁束は、ロータフレーム１０６が非磁性であるため、磁束のアンバランス性は無くなるものの、磁束自体が発散し、効率的な磁気回路を構成できない。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、滑らかな回転を可能とする小型扁平なブラシレス振動モータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、固定基板の中央にロータ支承手段を配設し、ロータ抜け止め用に固定基板と同じ厚さのマグネット吸引によるロータ抜止用ヨークを固定基板の内周部にのみ一部配設し、固定基板上に複数個の電機子コイルを有するステータを配設し、ロータ支承手段に回転自在に支承され、かつステータに空隙を持って対面させたロータヨークの下面部に固着された扁平マグネットを備え、固定基板は非磁性体であり、かつロータ抜止用ヨークは磁性体とし、かつ扁平マグネットは希土類マグネットを材質とし、扁平マグネット上にロータヨークを介して磁性体からなるアンバランサーを配している。
【０００９】
このため、マグネットと非磁性の固定基板との間に強い磁気吸引力が働かず、スラスト受けの負担が軽くなり、回転が滑らかになると共に、軸受け部が長寿命化する。また、アンバランサーが磁性体なので低価格化が可能となる。さらに磁性体のロータヨークによって磁気回路を効率良く形成しているので、さらにその上にアンバランサーを配しても磁束のアンバランスはほとんど生じないものとなる。
【００１０】
さらに、ロータ抜け止めのため、固定基板の内周分にのみ、磁性体からなるヨークを配備し、そのヨークは非磁性基板と同じ厚さとされているので、ロータ抜けが防止されると共に、扁平化も維持される。さらに、磁性体からなるロータ抜止用ヨークが小さく、パーミアンス係数が小さくなることから、保磁力の高い希土類マグネットを配設することで、磁気性能を向上維持させることが可能となっている。
【００１１】
また、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、扁平マグネットはネオジウム系マグネットを材質としている。このように、扁平マグネットをサマリウム−コバルト系またはネオジウム−鉄系マグネットとすると、より低価格で最大エネルギー積（Ｂ−Ｈ）ｍａｘを一層大きなものとすることが可能となる。
【００１２】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、基板部材を、樹脂製のロータ支承部材の外周を囲むと共に電機子コイルの一部が軸方向に重ね合わせられる磁性体からなるステータヨークと、このステータヨークの外周を囲むと共に電機子コイルの大部分が重ね合わされる非磁性体からなる固定基板とから構成し、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーを配置している。
【００１３】
この構成とすると、マグネットと非磁性の固定基板との間に強い磁気吸引力が働かず、スラスト受けの負担が軽くなり、回転が滑らかになると共に、軸受け部が長寿命化する。また、アンバランサーが磁性体なので低価格化が可能となる。さらに、磁性体のロータヨークによって磁気回路を効率良く形成しているので、さらにその上に磁性体からなるアンバランサーを配しても磁束のアンバランスはほとんど生じないものとなる。また、基板部材の内周部分には磁性体からなるステータヨークが電機子コイルの一部に重なるように配置されているので、磁気回路的にもさらに効率が良いものとなる。
【００１４】
さらに、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、ステータヨークの外径を、電機子コイルのモータ中心側であって周方向に伸びる内周部の外径より小さくしている。ステータヨークの外径を電機子コイルの最内輪の内側径より大きくすると、ステータヨークが電機子コイルの中心の空洞部分に露出することとなり、扁平マグネットに対する磁気吸引力が大幅に増加してしまう。また、その空洞部分の配線上における有効利用がしづらくなる。しかし、本発明の構成を採用すると、これらの問題が解消される。
【００１５】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩すアンバランサーを配置し、ロータ支承手段の少なくとも一部を樹脂材のロータ支承部材とし、かつロータ手段を囲むように外周まで延出し、このロータ支承部材をロータ手段を密閉するケースの一部とすると共に、このロータ支承部材中に電機子コイルを嵌め込みまたは埋め込んでいる。
【００１６】
このため、ロータ支承手段を構成する樹脂材のロータ支承部材がロータ手段の支持、電機子コイルの保持、モータ自体の保護という多くの機能を有するものとなり、各部分の一体形成によってコスト低減を図ることができる。また、各部の一体形成によって精度も出し易くなり、モータ性能が上がり、回転が滑らかなものとなる。さらに、アンバランサーによってモータ全体が振動しても部品数が大幅に減少しているため、各部での不良が発生しにくいものとなる。
【００１７】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーをロータヨークの外周から飛び出すように配置し、その飛び出し部分を電機子コイルの周方向に伸びた外周部分と対向させている。
【００１８】
このように、アンバランサーがロータヨークより外方に飛び出ているので、小さいアンバランサーの質量で大きな振動を生じさせることができる。しかも、突出部分は、電機子コイルの周方向に伸びた部分と対向しているので、回転作用に影響が生ぜず、スムーズな回転を得ることが可能となる。
【００１９】
さらに、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーをロータヨークと一体成形によって設けている。
【００２０】
このため、アンバランサーの取り付け位置の精度が向上し滑らかな回転でかつ一定した振動量を確保できるモータを得ることができる。しかも、アンバランサーとロータヨークを、材質的に同一のものとでき材料効率も高くなる。
【００２１】
加えて、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、アンバランサーとなる部分をロータヨーク部分の外径からさらに径方向外方へ飛び出るように設けている。このように、アンバランサーがロータヨークより外方に飛び出ているので、小さいアンバランサーの質量で大きな振動を生じさせることができる。
【００２２】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ステータはメッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされた扁平のシートコイルであってその中央にロータ支承部材としての軸受を保持したシートコイルと、このシートコイルのロータ手段とは反対側に突出した軸受の突出底部を囲むリング状のステータヨークとで構成し、基板部材を兼ねるものとしている。
【００２３】
この構成によると、軸受の傾きがシートコイルとステータヨークで阻止されることとなり、垂直精度を保つことが可能となり、滑らかな回転が長期に渡って得られるものとなる。また、シートコイルの採用によって、一層の扁平化が達成される。また、軸受の工夫によって部品点数が減少し、生産効率の上昇と低コスト化が実現される。
【００２４】
さらに、他の発明は、上述の小型扁平ブラシレス振動モータに加えて、突出底部は、三角状の台部とその台部の各頂点部分に設けられた支柱形状の柱部とで構成し、台部の面をシートコイルの面と略同一高さ面とし、柱部をこの面からさらに外方に突出するように構成している。このように、台部が三角状となっているため、軸受の保持が強固となり、滑らかな回転を長期に渡って得ることができる。また、柱部によってステータヨークの位置決めが確実になされる。
【００２５】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ロータヨークは、外周の一部に扁平マグネットとは反対側に伸びるついたて状のアンバランサ保持部と、このアンバランサ保持部と同方向に突出しロータ手段の回転中心となるシャフトを保持するシャフト保持部とを有し、アンバランサーをアンバランサ保持部とシャフト保持部とで挟み込み、アンバランサーの位置決めと径方向の移動阻止とを行うようにしている。
【００２６】
この構成では、アンバランサーの径方向の移動が阻止されると共に、アンバランサーの組み込み時の位置決めがなされるので、滑らかな回転を得ることができると共に、安定した品質、一定の振動状態を有する振動モータを得ることができる。
【００２７】
さらに、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ステータは、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされた四角形の扁平のシートコイルと、電機子コイルと軸方向に重なるように配置されたステータヨークとで構成し、基板部材を兼ねるものとし、ロータ手段を密閉するケースを有底円筒状とし、このケースの径方向外方にシートコイルの四隅が飛び出し、その飛び出し部分に接続用導電部を設けている。
【００２８】
この発明では、樹脂で電機子コイルを封止したシートコイルを採用しているので、モータが振動しても電機子コイルの位置が変動せず滑らかな回転を長期に渡って得ることができる。また、一層の扁平化が達成されると共に、ステータを兼ねる基板部材へのリード線接続等による配線導通作業が行い易いものとなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である小型扁平ブラシレス振動モータを各図を用いて説明する。なお、まず図１および図２を用いて、第１の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ２０について説明する。
【００３０】
まず、非磁性体からなる固定基板２と同じ厚みの磁性体からなるロータ抜止用ヨーク１を配置し、複数のコイルを有するステータ３を固定基板２およびステータヨークとなるロータ抜止用ヨーク１の直接真上に配設する。
【００３１】
さらに、ステータ３上に空隙を設けてロータヨーク７をモールド樹脂からなるロータ支承部材の中央に配置されるシャフト９と共に回転自在としている。ロータヨーク７の下面部にはサマリウムコバルト系の扁平マグネット１１を接着させる。また、スラスト軸受け板５をスチールボール１０の下に設けている。シャフト９は、ベアリング６でラジアル方向が軸受けされている。
【００３２】
そして、ロータヨーク７を介し、扁平マグネット１１上に磁性体からなるアンバランサー８を配設している。なお、ロータヨーク７は、磁性体なものでよく、磁性体からなるアンバランサー８は、鉄鋼板、ケイ素鋼板等でも良い。また、ロータヨーク７の上方を覆うようにハウジングカバー１２がロータ支承部材４の外周に係合しロータ部分を密閉している。
【００３３】
また、従来構造のように、磁性体からなる固定ヨーク基板がアンバランス体に対向している場合、磁気的なアンバランスが生じるが、本発明の小形扁平ブラシレス振動モータ２０の場合、アンバランサー８の対向部には、非磁性からなる固定基板２しかないため、磁気的不都合は発生せず問題にならない。なお、扁平マグネット１１は、保磁力の強いネオジウム系マグネットを材質としても良い。
【００３４】
この実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータ２０は、上記のように扁平マグネット１１上にロータヨーク７を介して安価な磁性体のアンバランサー８を固着させ偏心させている。そして、アンバランサー８に対向する面は非磁性であるため、回転ムラを起こすこともなく、滑らかに回転しかつ薄型のモータを提供することができる。そして、携帯電話等、通信用移動体端末の市場において、薄型の厚さ２．５ｍｍ以下の小形扁平ブラシレス振動モータを安定的に安価な値段にて供給することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ３０について図３から図７に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態における部材と同一部材については、同一符号を付しその説明を簡略化することとする。
【００３６】
この小型扁平ブラシレス振動モータ３０では、ドーナッツ状の磁性材、ここではＭｎ，Ｆｅ，Ｎｉからなる磁性金属板のステータヨーク１（ロータ抜止用の機能も有する）と、このステータヨーク１と同じ厚さ（ここでは０．１５ｍｍ）で、その中央孔にこのステータヨーク１を嵌合させた樹脂材からなる固定基板２とで基板部材３１を構成している。この基板部材３１上に複数個、ここでは６個の電機子コイル３ａがロータ支承部材４中に埋設されるように配設され、ステータ３が構成されている。
【００３７】
電機子コイル３ａは、図６に示すように、中央に三角状の空洞部３３を有し、全体が三角状とされている。そして、各電機子コイル３ａは、径方向に伸びる２つの磁束作用部３４，３４と、外周に位置し、周方向に伸びる外周部３５と、モータ中心側に位置し、周方向に伸びる内周部３６とを有している。ステータヨーク１の外径（図４の矢示Ｗ）は、電機子コイル３ａの内周部３６の外径（図４の矢示Ｖ）より小さくしている。このため、ステータヨーク１が扁平マグネット１１に直接には対向しないこととなり、また、電機子コイル３ａの端末線３ｂの接続を固定基板２上の空洞部３３内で行うことができる。
【００３８】
この小型扁平ブラシレス振動モータ３０には、さらに各電機子コイル３ａと空隙をもって対向させた扁平かつドーナッツ形状の希土類からなる扁平マグネット１１と、この扁平マグネット１１を保持する磁性体（ここでは、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｚｎからなる磁性金属板）からなるロータヨーク７と、ロータ軸部となるステンレスからなるシャフト９とを有するロータ手段３２が設けられている。ロータヨーク７は、その中央部分が円形状に突出された全体が円板状の形状とされている。
そして、その中央孔７ａにシャフト９が圧入されている。
【００３９】
ロータ手段３２は、シャフト９が嵌合する鉄銅系のベアリング６でラジアル方向の動きが規制され、シャフト９が当接する６−６ナイロンからなるスラスト軸受け板５によってスラスト方向の動きが規制されている。ロータ手段３２は、さらに、モールド樹脂からなるロータ支承部材４と、ロータ支承部材４と係合するステンレスからなるハウジングカバー１２とによって周囲すべてが囲まれ密閉状態とされている。ここで、ロータ支承部材４とベアリング６とスラスト軸受け５とで、ロータ支承手段が形成されている。
【００４０】
ロータ支承部材４は、ベアリング６を受け入れる軸受け保持部４１と、電機子コイル３ａを嵌合または埋設して保持するステータ構成部４２と、ロータ手段３２の側方を囲むケース構成部４３とから構成されている。軸受け保持部４１には、その凹部４１ａに通ずる貫通孔４４が設けられている。また、ステータ構成部４２の裏面には、厚さ０．１５ｍｍの凹部が設けられ、基板部材３１が嵌合固定されている。ケース構成部４３には、ケースとなるハウジングカバー１２が係合し、このロータ支承部材４の開口側を塞いでいる。
【００４１】
ロータ手段３２には、ロータヨーク７を挟んで、扁平マグネット１１とは反対の面に回転バランスを崩すためにＭｎ，Ｆｅ，Ｚｎからなる磁性金属板のアンバランサー８が設けられている。このアンバランサー８は、図３に示すように、ドーナッツの一部を切り取った形状とされ、扁平マグネット１１の外径よりさらに外周側へ飛び出すように接着固定されている。
【００４２】
アンバランサー８の飛び出し部分は、電機子コイル３ａの外周部３５に対向するように構成されている。このため、このアンバランサー８が磁性材であっても、電機子コイル３ａとの磁気的相互作用はほとんど生じない。また、扁平マグネット１１は、電機子コイル３ａの磁束作用部３４に対向しているため、磁力を十分利用できる。一方、ロータ部分の重心が扁平マグネット１１から飛び出しているアンバランサー８によってシャフト９の位置から大きくずれることとなり、振動性能が高いものとなる。
【００４３】
ロータヨーク７とアンバランサー８とは、同一材質で構成しているが、アンバランサー８をさらに重くするためにタングステン等の非磁性部材を混入しても良い。また、ロータヨーク７とアンバランサー８とを一体成形し一部材としても良い。一体成形すると、接着の煩わしさが無くなると共に、アンバランサー８の位置精度が向上し、一定（所望）の振動特性を常に得られるモータとすることができる。
【００４４】
また、ベアリング６をオイレス焼結含油軸受としたり、樹脂製の超小型軸受としても良い。樹脂軸受の場合、ＰＰＳ，ＬＣＰ等の材質としたり、ソフト樹脂等とするのが好ましい。また、樹脂軸受を用いる場合、それを袋形状にすることで、スラスト軸受５を無くしても良い。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図８から図１４に基づいて説明する。なお、第１および第２の実施の形態における部材と同一の部材については、同一符号を付しその説明を簡略化するものとする。
【００４６】
この第３の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ５０は、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイル（電機子コイル３ａ中の１層部分を有するコイル体）を１枚以上積層し、配線がなされた四角形の扁平のシートコイル５１、および電機子コイル３ａ部分と軸方向にその一部が重なるように配置されたリング状の磁性金属からなるステータヨーク１とで構成されるステータ３と、ロータ支承手段となる軸受５２と、アンバランサー８や扁平マグネット１１を有するロータ手段５３と、ロータ手段５３を密閉する金属製のケース５４とから主に構成される。なお、シートコイル５１は、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされたものとなっている。
【００４７】
ステータ３は、基板部材も兼ねるものとなっている。ステータ３を構成するシートコイル５１は、図８および図１０に示すように、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを１枚以上積層し、配線がなされたものであり、その中央に軸受５２を嵌合し、熱カシメにより一体化するための三角状の係合孔６１が設けられている。また、シートコイル５１の外周の四隅には、内部の配線と外部の配線とを接続するための４つの接続用導電部６２と、ケース５４に設けられる固定用足部９１がはんだ固定される４つの固定部６３とが設けられている。
【００４８】
また、シートコイル５１の両面には、各電機子コイル３ａの中央に相当する部分等に小さい円形の凹部６４が設けられている。この凹部６４は、メッキ法またはエッチング法により形成されたそれぞれの導体コイルを複数枚積層した際に、各導体コイルを結線するためにスルーホールメッキやスルーホール半田を行った残跡である。また、同様に、各電機子コイル３ａの間でかつ凹部６４よりさらに外周には６つの小形凹部６５が設けられている。また、シートコイル５１の裏面の四隅には、接続用導電部６２が四隅の切欠部６６を回り込む形で延長されている。
【００４９】
軸受５２は、樹脂製（ＰＰＳ，ＬＣＰ，ソフト樹脂等を利用）で図１１に示すように、ロータ手段５３のシャフト９が入り込む円筒部７１と、シートコイル５１の表面にその外周部分が載置されるはかま部７２と、シートコイル５１の係合孔６１にはまり込む突出底部７３とから構成され、各部分が一体成形される。
【００５０】
円筒部７１の底部には、軸方向に突き抜ける貫通孔７４が設けられている。はかま部７２には、円弧状に切り欠かれた切り欠き部７５が設けられ、軸受５２を設置する際の位置決めの目安としている。突出底部７３は、三角状の台部７６と、この台部７６の各頂点部分に設けられた支柱形状の柱部７７とで構成されている。
【００５１】
この柱部７７を囲むようにリング状のステータヨーク１が設置されている。また、台部７６の面が、シートコイル５１の裏面と略同一高さ面となるように構成されている。また、柱部７７は、図１１（Ｃ）に示すように三角形の内側に設けられるのではなく、その外周の一部が頂点からわずかにはみ出すように、３つの頂点部分が円弧状に張り出した形状となっている。
【００５２】
この軸受５２は、その突出底部７３がシートコイル５１の係合孔６１に嵌め込まれた後、熱カシメによって固定される。その後、ステータヨーク７１は、シートコイル５１とこのステータヨーク７１の両者にプライマが塗布された後、接着固定される。
【００５３】
ロータ手段５３は、ロータヨーク７と、扇状の磁性材からなるアンバランサー８と、円柱状のシャフト９と、リング状の希土類磁石材の扁平マグネット１１とから構成される。ロータヨーク７は、その外周の一部に扁平マグネット１１とは反対側に伸びるついたて状のアンバランサ保持部８１と、このアンバランサ保持部８１と同方向に突出しシャフト９を保持するシャフト保持部８２と、アンバランサー８を載置すると共に扁平マグネット１１を固定するための平面部８３とを有している。
【００５４】
アンバランサー８とアンバランサ保持部８１の各開角αは、１２０度とされ、アンバランサ保持部８１にアンバランサー８が保持されるように係合させられている。このとき、アンバランサー８の小円弧部８４は、シャフト保持部８２の外周面に当接する。すなわち、アンバランサー８は、アンバランサ保持部８１とシャフト保持部８２とで挟み込まれる形となり、径方向の移動が阻止される。また、アンバランサー８を設置するときは、両保持部８１，８２で位置決めされることとなる。
【００５５】
ロータ手段５３は、まずアンバランサー８とロータヨーク７とがスポット溶接にて固定される。その後、シャフト９が、ロータヨーク７の中央に設けられた孔に圧入固定される。次に、扁平マグネット１１がロータヨーク７に接着固定され、その状態で扁平マグネット１１に着磁が施される。
【００５６】
ケース５４は、有底円筒状に形成され、このケース５４の径方向外方に突出するように４つの固定用足部９１が設けられている。近接する２つの固定用足部９１の間隔βは、６０度とされている。この固定用足部９１がシートコイル５１の固定部６３にはんだ付けされると、図９に示すように、ケース５１の径方向外方にシートコイル５１の四隅が飛び出すこととなる。この飛び出し部分に接続用導電部６２が配置されている。
【００５７】
この小形扁平ブラシレス振動モータ５０は、基板部材の一部となると共に、ステータの一部ともなるシートコイル５１を採用しているので、一層の扁平化が達成される。また、軸受５２の構造の工夫によって、支承手段をこの軸受５２のみとしているので、部品点数が削減され、生産効率が上昇し低コスト化が達成される。また、アンバランサー８の飛び出し部分（アンバランサ保持部８１）が電機子コイルａの外周部３５に対向するように構成され、また、ステータヨーク１の外径が電機子コイル３ａの内周部３６の外径より小さくしている。このため、これらの構成から導き出される効果を有する面では、第２の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータ３０と同一となっている。
【００５８】
以上説明してきた各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。たとえば、アンバランサー８を磁性材ではなく、非磁性材としたり、その中間材としたりしても良い。また、ステータヨーク１を電機子コイル３ａの内周部３６の外径を超えるような大きさのものとしても良い。
【００５９】
また、各実施の形態で示した各数値は、それぞれ例示であり、他の数値を採用することができる。また、扁平マグネット１１は、サマリウム−コバルト系やネオジウム−鉄系マグネット等の希土類マグネットとするのが好ましいが、希土類マグネットではなく、フェライトマグネット等としても良い。また、扁平マグネット１１を異方性磁石としたり、ゴムマグ等としても良い。さらに、扁平マグネット１１とアンバランサー８とを同材質とし、ロータヨーク７をインサート成形によって一体的に形成しても良い。
【００６０】
また、上述の各実施の形態では、ロータ手段がアンバランサー８を有するものとしたが、ステータ３やロータ支承手段（ロータ支承部材４，軸受５，６，５２を含む）の構成、ケース１２，５４と基板部材との係合構造等については、アンバランサー８を有しない普通の小形ブラシレスモータ（扁平型、通常型）にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、各発明の小形扁平ブラシレス振動モータは、滑らかな回転を長期に渡って得ることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの断面図である。
【図２】図１の小形扁平ブラシレス振動モータの平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの分解斜視図である。
【図４】図３の小形扁平ブラシレス振動モータのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているロータ手段の側面図である。
【図６】図３の小形扁平ブラシレス振動モータのケースとロータ手段を取り除いた状態の平面図である。
【図７】図３の小形扁平ブラシレス振動モータの底面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの断面図であり、図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図８の小形扁平ブラシレス振動モータの斜視図である。
【図１０】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているシートコイルの平面図である。
【図１１】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されている軸受を示す図で、（Ａ）は（Ｂ）の矢示Ａから見た平面図で、（Ｂ）は側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の矢示Ｃから見た底面図である。
【図１２】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているロータヨークの斜視図である。
【図１３】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているアンバランサーの斜視図である。
【図１４】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているケースを示す図で、（Ａ）は斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）の矢示Ｂから見た底面図である。
【図１５】従来のブラシレス振動モータの断面図である。
【図１６】図１５のブラシレス振動モータの平面図である。
【符号の説明】
１ ステータヨーク（ロータ抜止用ヨーク、基板部材の一部）
２ 固定基板（基板部材の一部）
３ ステータ
３ａ 電機子コイル
４ ロータ支承部材（ロータ支承手段の一部）
５ スラスト軸受け板（ロータ支承手段の一部）
６ ベアリング（ロータ支承手段の一部）
７ ロータヨーク
８ アンバランサー
９ シャフト
１０ スチールボール（ロータ支承手段の一部）
１１ 扁平マグネット
１２ ハウジングカバー（ケース）
２０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第１の実施の形態）
３０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第２の実施の形態）
３１ 基板部材
３２ ロータ手段
３３ 空洞部
３４ 磁束作用部
３５ 外周部
３６ 内周部
４１ 軸受け保持部
４２ ステータ構成部
４３ ケース構成部
４４ 貫通孔
５０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第３の実施の形態）
５１ シートコイル
５２ 軸受（ロータ支承手段）
５３ ロータ手段
５４ ケース
６１ 係合孔
６２ 接続用導電部
６３ 固定部
７１ 円筒部
７２ はかま部
７３ 突出底部
７６ 台部
７７ 柱部
８１ アンバランサ保持部
８２ シャフト保持部
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器や通信機器などの携帯用無線通信機器のサイレントコール手段や疲労回復器具のバイブレータ等における振動機能として用いられる小型扁平ブラシレス振動モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブラシレス振動モータ１００としては、図１５に示した断面図のように、複数個のコイルを有するステータ１０１を鉄板あるいはケイ素鋼板等の磁性体の材質から形成される固定ヨーク基板１０２上に配設し、固定ヨーク基板１０２の中央にはロータ支承部材１０３を固着させている。一方、ロータ１１０は、ステータ１０１上のコイルに空隙を介して配設された駆動用マグネット１０５と、駆動用マグネット１０５を接着等により保持し、かつその一部を切り欠いてある非磁性体のロータフレーム１０６をアンバランス手段として用い、回転軸１０７に嵌着して構成され、ロータ支承部材１０３が固定の回転軸１０７を支承している。以上のようにしてブラシレス振動モータ１００を構成している。
【０００３】
さらに、図１６に従来型のブラシレス振動モータ１００のロータ１１０の上面部を示す。図１６において、１０６ｂは欠けた部分で、ロータ１１０の一部材であるロータフレーム１０６の一部を切り欠いて形成されている。以上のような構成にすることによりロータ１１０を回転させ振動を発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のブラシレス振動モータ１００の場合、マグネット吸引力がスラスト方向に働くために、スラスト受けに負担がかかる。さらに、固定ヨーク基板１０２が磁性体である場合、固定ヨーク基板１０２が駆動用マグネット１０５の全面積に対向すると鉄損が増し、滑らかな回転が損なわれ、回転ムラ等の原因ともなる。
【０００５】
そして、さらにモータ全体を極薄にし、駆動トルクを少なくせざるを得ない場合、マグネット吸引力の増加、鉄損の増加等の理由によりモータの不転および駆動電流の増大が生じ、不具合が発生しがちとなる。
【０００６】
さらに、付け加えて、非磁性アンバランサーは、タングステン等を含むので高価となり、生産コスト面で問題が生じ、廉価なモータを安定的に供給することが困難となってしまう。また、駆動用マグネット１０５の磁束は、ロータフレーム１０６が非磁性であるため、磁束のアンバランス性は無くなるものの、磁束自体が発散し、効率的な磁気回路を構成できない。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、滑らかな回転を可能とする小型扁平なブラシレス振動モータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、固定基板の中央にロータ支承手段を配設し、ロータ抜け止め用に固定基板と同じ厚さのマグネット吸引によるロータ抜止用ヨークを固定基板の内周部にのみ一部配設し、固定基板上に複数個の電機子コイルを有するステータを配設し、ロータ支承手段に回転自在に支承され、かつステータに空隙を持って対面させたロータヨークの下面部に固着された扁平マグネットを備え、固定基板は非磁性体であり、かつロータ抜止用ヨークは磁性体とし、かつ扁平マグネットは希土類マグネットを材質とし、扁平マグネット上にロータヨークを介して磁性体からなるアンバランサーを配している。
【０００９】
このため、マグネットと非磁性の固定基板との間に強い磁気吸引力が働かず、スラスト受けの負担が軽くなり、回転が滑らかになると共に、軸受け部が長寿命化する。また、アンバランサーが磁性体なので低価格化が可能となる。さらに磁性体のロータヨークによって磁気回路を効率良く形成しているので、さらにその上にアンバランサーを配しても磁束のアンバランスはほとんど生じないものとなる。
【００１０】
さらに、ロータ抜け止めのため、固定基板の内周分にのみ、磁性体からなるヨークを配備し、そのヨークは非磁性基板と同じ厚さとされているので、ロータ抜けが防止されると共に、扁平化も維持される。さらに、磁性体からなるロータ抜止用ヨークが小さく、パーミアンス係数が小さくなることから、保磁力の高い希土類マグネットを配設することで、磁気性能を向上維持させることが可能となっている。
【００１１】
また、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、扁平マグネットはネオジウム系マグネットを材質としている。このように、扁平マグネットをサマリウム−コバルト系またはネオジウム−鉄系マグネットとすると、より低価格で最大エネルギー積（Ｂ−Ｈ）ｍａｘを一層大きなものとすることが可能となる。
【００１２】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、基板部材を、樹脂製のロータ支承部材の外周を囲むと共に電機子コイルの一部が軸方向に重ね合わせられる磁性体からなるステータヨークと、このステータヨークの外周を囲むと共に電機子コイルの大部分が重ね合わされる非磁性体からなる固定基板とから構成し、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーを配置している。
【００１３】
この構成とすると、マグネットと非磁性の固定基板との間に強い磁気吸引力が働かず、スラスト受けの負担が軽くなり、回転が滑らかになると共に、軸受け部が長寿命化する。また、アンバランサーが磁性体なので低価格化が可能となる。さらに、磁性体のロータヨークによって磁気回路を効率良く形成しているので、さらにその上に磁性体からなるアンバランサーを配しても磁束のアンバランスはほとんど生じないものとなる。また、基板部材の内周部分には磁性体からなるステータヨークが電機子コイルの一部に重なるように配置されているので、磁気回路的にもさらに効率が良いものとなる。
【００１４】
さらに、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、ステータヨークの外径を、電機子コイルのモータ中心側であって周方向に伸びる内周部の外径より小さくしている。ステータヨークの外径を電機子コイルの最内輪の内側径より大きくすると、ステータヨークが電機子コイルの中心の空洞部分に露出することとなり、扁平マグネットに対する磁気吸引力が大幅に増加してしまう。また、その空洞部分の配線上における有効利用がしづらくなる。しかし、本発明の構成を採用すると、これらの問題が解消される。
【００１５】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩すアンバランサーを配置し、ロータ支承手段の少なくとも一部を樹脂材のロータ支承部材とし、かつロータ手段を囲むように外周まで延出し、このロータ支承部材をロータ手段を密閉するケースの一部とすると共に、このロータ支承部材中に電機子コイルを嵌め込みまたは埋め込んでいる。
【００１６】
このため、ロータ支承手段を構成する樹脂材のロータ支承部材がロータ手段の支持、電機子コイルの保持、モータ自体の保護という多くの機能を有するものとなり、各部分の一体形成によってコスト低減を図ることができる。また、各部の一体形成によって精度も出し易くなり、モータ性能が上がり、回転が滑らかなものとなる。さらに、アンバランサーによってモータ全体が振動しても部品数が大幅に減少しているため、各部での不良が発生しにくいものとなる。
【００１７】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーをロータヨークの外周から飛び出すように配置し、その飛び出し部分を電機子コイルの周方向に伸びた外周部分と対向させている。
【００１８】
このように、アンバランサーがロータヨークより外方に飛び出ているので、小さいアンバランサーの質量で大きな振動を生じさせることができる。しかも、突出部分は、電機子コイルの周方向に伸びた部分と対向しているので、回転作用に影響が生ぜず、スムーズな回転を得ることが可能となる。
【００１９】
さらに、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーをロータヨークと一体成形によって設けている。
【００２０】
このため、アンバランサーの取り付け位置の精度が向上し滑らかな回転でかつ一定した振動量を確保できるモータを得ることができる。しかも、アンバランサーとロータヨークを、材質的に同一のものとでき材料効率も高くなる。
【００２１】
加えて、他の発明は、上述の発明の小型扁平ブラシレス振動モータに加え、アンバランサーとなる部分をロータヨーク部分の外径からさらに径方向外方へ飛び出るように設けている。このように、アンバランサーがロータヨークより外方に飛び出ているので、小さいアンバランサーの質量で大きな振動を生じさせることができる。
【００２２】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ステータはメッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされた扁平のシートコイルであってその中央にロータ支承部材としての軸受を保持したシートコイルと、このシートコイルのロータ手段とは反対側に突出した軸受の突出底部を囲むリング状のステータヨークとで構成し、基板部材を兼ねるものとしている。
【００２３】
この構成によると、軸受の傾きがシートコイルとステータヨークで阻止されることとなり、垂直精度を保つことが可能となり、滑らかな回転が長期に渡って得られるものとなる。また、シートコイルの採用によって、一層の扁平化が達成される。また、軸受の工夫によって部品点数が減少し、生産効率の上昇と低コスト化が実現される。
【００２４】
さらに、他の発明は、上述の小型扁平ブラシレス振動モータに加えて、突出底部は、三角状の台部とその台部の各頂点部分に設けられた支柱形状の柱部とで構成し、台部の面をシートコイルの面と略同一高さ面とし、柱部をこの面からさらに外方に突出するように構成している。このように、台部が三角状となっているため、軸受の保持が強固となり、滑らかな回転を長期に渡って得ることができる。また、柱部によってステータヨークの位置決めが確実になされる。
【００２５】
また、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ロータヨークは、外周の一部に扁平マグネットとは反対側に伸びるついたて状のアンバランサ保持部と、このアンバランサ保持部と同方向に突出しロータ手段の回転中心となるシャフトを保持するシャフト保持部とを有し、アンバランサーをアンバランサ保持部とシャフト保持部とで挟み込み、アンバランサーの位置決めと径方向の移動阻止とを行うようにしている。
【００２６】
この構成では、アンバランサーの径方向の移動が阻止されると共に、アンバランサーの組み込み時の位置決めがなされるので、滑らかな回転を得ることができると共に、安定した品質、一定の振動状態を有する振動モータを得ることができる。
【００２７】
さらに、他の発明の小型扁平ブラシレス振動モータは、基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、ロータ手段は、ロータヨークを挟んで扁平マグネットとは反対面に回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、ステータは、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされた四角形の扁平のシートコイルと、電機子コイルと軸方向に重なるように配置されたステータヨークとで構成し、基板部材を兼ねるものとし、ロータ手段を密閉するケースを有底円筒状とし、このケースの径方向外方にシートコイルの四隅が飛び出し、その飛び出し部分に接続用導電部を設けている。
【００２８】
この発明では、樹脂で電機子コイルを封止したシートコイルを採用しているので、モータが振動しても電機子コイルの位置が変動せず滑らかな回転を長期に渡って得ることができる。また、一層の扁平化が達成されると共に、ステータを兼ねる基板部材へのリード線接続等による配線導通作業が行い易いものとなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である小型扁平ブラシレス振動モータを各図を用いて説明する。なお、まず図１および図２を用いて、第１の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ２０について説明する。
【００３０】
まず、非磁性体からなる固定基板２と同じ厚みの磁性体からなるロータ抜止用ヨーク１を配置し、複数のコイルを有するステータ３を固定基板２およびステータヨークとなるロータ抜止用ヨーク１の直接真上に配設する。
【００３１】
さらに、ステータ３上に空隙を設けてロータヨーク７をモールド樹脂からなるロータ支承部材の中央に配置されるシャフト９と共に回転自在としている。ロータヨーク７の下面部にはサマリウムコバルト系の扁平マグネット１１を接着させる。また、スラスト軸受け板５をスチールボール１０の下に設けている。シャフト９は、ベアリング６でラジアル方向が軸受けされている。
【００３２】
そして、ロータヨーク７を介し、扁平マグネット１１上に磁性体からなるアンバランサー８を配設している。なお、ロータヨーク７は、磁性体なものでよく、磁性体からなるアンバランサー８は、鉄鋼板、ケイ素鋼板等でも良い。また、ロータヨーク７の上方を覆うようにハウジングカバー１２がロータ支承部材４の外周に係合しロータ部分を密閉している。
【００３３】
また、従来構造のように、磁性体からなる固定ヨーク基板がアンバランス体に対向している場合、磁気的なアンバランスが生じるが、本発明の小形扁平ブラシレス振動モータ２０の場合、アンバランサー８の対向部には、非磁性からなる固定基板２しかないため、磁気的不都合は発生せず問題にならない。なお、扁平マグネット１１は、保磁力の強いネオジウム系マグネットを材質としても良い。
【００３４】
この実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータ２０は、上記のように扁平マグネット１１上にロータヨーク７を介して安価な磁性体のアンバランサー８を固着させ偏心させている。そして、アンバランサー８に対向する面は非磁性であるため、回転ムラを起こすこともなく、滑らかに回転しかつ薄型のモータを提供することができる。そして、携帯電話等、通信用移動体端末の市場において、薄型の厚さ２．５ｍｍ以下の小形扁平ブラシレス振動モータを安定的に安価な値段にて供給することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ３０について図３から図７に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態における部材と同一部材については、同一符号を付しその説明を簡略化することとする。
【００３６】
この小型扁平ブラシレス振動モータ３０では、ドーナッツ状の磁性材、ここではＭｎ，Ｆｅ，Ｎｉからなる磁性金属板のステータヨーク１（ロータ抜止用の機能も有する）と、このステータヨーク１と同じ厚さ（ここでは０．１５ｍｍ）で、その中央孔にこのステータヨーク１を嵌合させた樹脂材からなる固定基板２とで基板部材３１を構成している。この基板部材３１上に複数個、ここでは６個の電機子コイル３ａがロータ支承部材４中に埋設されるように配設され、ステータ３が構成されている。
【００３７】
電機子コイル３ａは、図６に示すように、中央に三角状の空洞部３３を有し、全体が三角状とされている。そして、各電機子コイル３ａは、径方向に伸びる２つの磁束作用部３４，３４と、外周に位置し、周方向に伸びる外周部３５と、モータ中心側に位置し、周方向に伸びる内周部３６とを有している。ステータヨーク１の外径（図４の矢示Ｗ）は、電機子コイル３ａの内周部３６の外径（図４の矢示Ｖ）より小さくしている。このため、ステータヨーク１が扁平マグネット１１に直接には対向しないこととなり、また、電機子コイル３ａの端末線３ｂの接続を固定基板２上の空洞部３３内で行うことができる。
【００３８】
この小型扁平ブラシレス振動モータ３０には、さらに各電機子コイル３ａと空隙をもって対向させた扁平かつドーナッツ形状の希土類からなる扁平マグネット１１と、この扁平マグネット１１を保持する磁性体（ここでは、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｚｎからなる磁性金属板）からなるロータヨーク７と、ロータ軸部となるステンレスからなるシャフト９とを有するロータ手段３２が設けられている。ロータヨーク７は、その中央部分が円形状に突出された全体が円板状の形状とされている。
そして、その中央孔７ａにシャフト９が圧入されている。
【００３９】
ロータ手段３２は、シャフト９が嵌合する鉄銅系のベアリング６でラジアル方向の動きが規制され、シャフト９が当接する６−６ナイロンからなるスラスト軸受け板５によってスラスト方向の動きが規制されている。ロータ手段３２は、さらに、モールド樹脂からなるロータ支承部材４と、ロータ支承部材４と係合するステンレスからなるハウジングカバー１２とによって周囲すべてが囲まれ密閉状態とされている。ここで、ロータ支承部材４とベアリング６とスラスト軸受け５とで、ロータ支承手段が形成されている。
【００４０】
ロータ支承部材４は、ベアリング６を受け入れる軸受け保持部４１と、電機子コイル３ａを嵌合または埋設して保持するステータ構成部４２と、ロータ手段３２の側方を囲むケース構成部４３とから構成されている。軸受け保持部４１には、その凹部４１ａに通ずる貫通孔４４が設けられている。また、ステータ構成部４２の裏面には、厚さ０．１５ｍｍの凹部が設けられ、基板部材３１が嵌合固定されている。ケース構成部４３には、ケースとなるハウジングカバー１２が係合し、このロータ支承部材４の開口側を塞いでいる。
【００４１】
ロータ手段３２には、ロータヨーク７を挟んで、扁平マグネット１１とは反対の面に回転バランスを崩すためにＭｎ，Ｆｅ，Ｚｎからなる磁性金属板のアンバランサー８が設けられている。このアンバランサー８は、図３に示すように、ドーナッツの一部を切り取った形状とされ、扁平マグネット１１の外径よりさらに外周側へ飛び出すように接着固定されている。
【００４２】
アンバランサー８の飛び出し部分は、電機子コイル３ａの外周部３５に対向するように構成されている。このため、このアンバランサー８が磁性材であっても、電機子コイル３ａとの磁気的相互作用はほとんど生じない。また、扁平マグネット１１は、電機子コイル３ａの磁束作用部３４に対向しているため、磁力を十分利用できる。一方、ロータ部分の重心が扁平マグネット１１から飛び出しているアンバランサー８によってシャフト９の位置から大きくずれることとなり、振動性能が高いものとなる。
【００４３】
ロータヨーク７とアンバランサー８とは、同一材質で構成しているが、アンバランサー８をさらに重くするためにタングステン等の非磁性部材を混入しても良い。また、ロータヨーク７とアンバランサー８とを一体成形し一部材としても良い。一体成形すると、接着の煩わしさが無くなると共に、アンバランサー８の位置精度が向上し、一定（所望）の振動特性を常に得られるモータとすることができる。
【００４４】
また、ベアリング６をオイレス焼結含油軸受としたり、樹脂製の超小型軸受としても良い。樹脂軸受の場合、ＰＰＳ，ＬＣＰ等の材質としたり、ソフト樹脂等とするのが好ましい。また、樹脂軸受を用いる場合、それを袋形状にすることで、スラスト軸受５を無くしても良い。
【００４５】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図８から図１４に基づいて説明する。なお、第１および第２の実施の形態における部材と同一の部材については、同一符号を付しその説明を簡略化するものとする。
【００４６】
この第３の実施の形態の小型扁平ブラシレス振動モータ５０は、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイル（電機子コイル３ａ中の１層部分を有するコイル体）を１枚以上積層し、配線がなされた四角形の扁平のシートコイル５１、および電機子コイル３ａ部分と軸方向にその一部が重なるように配置されたリング状の磁性金属からなるステータヨーク１とで構成されるステータ３と、ロータ支承手段となる軸受５２と、アンバランサー８や扁平マグネット１１を有するロータ手段５３と、ロータ手段５３を密閉する金属製のケース５４とから主に構成される。なお、シートコイル５１は、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを積層し、配線がなされたものとなっている。
【００４７】
ステータ３は、基板部材も兼ねるものとなっている。ステータ３を構成するシートコイル５１は、図８および図１０に示すように、メッキ法またはエッチング法により形成された導体コイルを１枚以上積層し、配線がなされたものであり、その中央に軸受５２を嵌合し、熱カシメにより一体化するための三角状の係合孔６１が設けられている。また、シートコイル５１の外周の四隅には、内部の配線と外部の配線とを接続するための４つの接続用導電部６２と、ケース５４に設けられる固定用足部９１がはんだ固定される４つの固定部６３とが設けられている。
【００４８】
また、シートコイル５１の両面には、各電機子コイル３ａの中央に相当する部分等に小さい円形の凹部６４が設けられている。この凹部６４は、メッキ法またはエッチング法により形成されたそれぞれの導体コイルを複数枚積層した際に、各導体コイルを結線するためにスルーホールメッキやスルーホール半田を行った残跡である。また、同様に、各電機子コイル３ａの間でかつ凹部６４よりさらに外周には６つの小形凹部６５が設けられている。また、シートコイル５１の裏面の四隅には、接続用導電部６２が四隅の切欠部６６を回り込む形で延長されている。
【００４９】
軸受５２は、樹脂製（ＰＰＳ，ＬＣＰ，ソフト樹脂等を利用）で図１１に示すように、ロータ手段５３のシャフト９が入り込む円筒部７１と、シートコイル５１の表面にその外周部分が載置されるはかま部７２と、シートコイル５１の係合孔６１にはまり込む突出底部７３とから構成され、各部分が一体成形される。
【００５０】
円筒部７１の底部には、軸方向に突き抜ける貫通孔７４が設けられている。はかま部７２には、円弧状に切り欠かれた切り欠き部７５が設けられ、軸受５２を設置する際の位置決めの目安としている。突出底部７３は、三角状の台部７６と、この台部７６の各頂点部分に設けられた支柱形状の柱部７７とで構成されている。
【００５１】
この柱部７７を囲むようにリング状のステータヨーク１が設置されている。また、台部７６の面が、シートコイル５１の裏面と略同一高さ面となるように構成されている。また、柱部７７は、図１１（Ｃ）に示すように三角形の内側に設けられるのではなく、その外周の一部が頂点からわずかにはみ出すように、３つの頂点部分が円弧状に張り出した形状となっている。
【００５２】
この軸受５２は、その突出底部７３がシートコイル５１の係合孔６１に嵌め込まれた後、熱カシメによって固定される。その後、ステータヨーク７１は、シートコイル５１とこのステータヨーク７１の両者にプライマが塗布された後、接着固定される。
【００５３】
ロータ手段５３は、ロータヨーク７と、扇状の磁性材からなるアンバランサー８と、円柱状のシャフト９と、リング状の希土類磁石材の扁平マグネット１１とから構成される。ロータヨーク７は、その外周の一部に扁平マグネット１１とは反対側に伸びるついたて状のアンバランサ保持部８１と、このアンバランサ保持部８１と同方向に突出しシャフト９を保持するシャフト保持部８２と、アンバランサー８を載置すると共に扁平マグネット１１を固定するための平面部８３とを有している。
【００５４】
アンバランサー８とアンバランサ保持部８１の各開角αは、１２０度とされ、アンバランサ保持部８１にアンバランサー８が保持されるように係合させられている。このとき、アンバランサー８の小円弧部８４は、シャフト保持部８２の外周面に当接する。すなわち、アンバランサー８は、アンバランサ保持部８１とシャフト保持部８２とで挟み込まれる形となり、径方向の移動が阻止される。また、アンバランサー８を設置するときは、両保持部８１，８２で位置決めされることとなる。
【００５５】
ロータ手段５３は、まずアンバランサー８とロータヨーク７とがスポット溶接にて固定される。その後、シャフト９が、ロータヨーク７の中央に設けられた孔に圧入固定される。次に、扁平マグネット１１がロータヨーク７に接着固定され、その状態で扁平マグネット１１に着磁が施される。
【００５６】
ケース５４は、有底円筒状に形成され、このケース５４の径方向外方に突出するように４つの固定用足部９１が設けられている。近接する２つの固定用足部９１の間隔βは、６０度とされている。この固定用足部９１がシートコイル５１の固定部６３にはんだ付けされると、図９に示すように、ケース５１の径方向外方にシートコイル５１の四隅が飛び出すこととなる。この飛び出し部分に接続用導電部６２が配置されている。
【００５７】
この小形扁平ブラシレス振動モータ５０は、基板部材の一部となると共に、ステータの一部ともなるシートコイル５１を採用しているので、一層の扁平化が達成される。また、軸受５２の構造の工夫によって、支承手段をこの軸受５２のみとしているので、部品点数が削減され、生産効率が上昇し低コスト化が達成される。また、アンバランサー８の飛び出し部分（アンバランサ保持部８１）が電機子コイルａの外周部３５に対向するように構成され、また、ステータヨーク１の外径が電機子コイル３ａの内周部３６の外径より小さくしている。このため、これらの構成から導き出される効果を有する面では、第２の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータ３０と同一となっている。
【００５８】
以上説明してきた各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。たとえば、アンバランサー８を磁性材ではなく、非磁性材としたり、その中間材としたりしても良い。また、ステータヨーク１を電機子コイル３ａの内周部３６の外径を超えるような大きさのものとしても良い。
【００５９】
また、各実施の形態で示した各数値は、それぞれ例示であり、他の数値を採用することができる。また、扁平マグネット１１は、サマリウム−コバルト系やネオジウム−鉄系マグネット等の希土類マグネットとするのが好ましいが、希土類マグネットではなく、フェライトマグネット等としても良い。また、扁平マグネット１１を異方性磁石としたり、ゴムマグ等としても良い。さらに、扁平マグネット１１とアンバランサー８とを同材質とし、ロータヨーク７をインサート成形によって一体的に形成しても良い。
【００６０】
また、上述の各実施の形態では、ロータ手段がアンバランサー８を有するものとしたが、ステータ３やロータ支承手段（ロータ支承部材４，軸受５，６，５２を含む）の構成、ケース１２，５４と基板部材との係合構造等については、アンバランサー８を有しない普通の小形ブラシレスモータ（扁平型、通常型）にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、各発明の小形扁平ブラシレス振動モータは、滑らかな回転を長期に渡って得ることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの断面図である。
【図２】図１の小形扁平ブラシレス振動モータの平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの分解斜視図である。
【図４】図３の小形扁平ブラシレス振動モータのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているロータ手段の側面図である。
【図６】図３の小形扁平ブラシレス振動モータのケースとロータ手段を取り除いた状態の平面図である。
【図７】図３の小形扁平ブラシレス振動モータの底面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の小形扁平ブラシレス振動モータの断面図であり、図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図８の小形扁平ブラシレス振動モータの斜視図である。
【図１０】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているシートコイルの平面図である。
【図１１】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されている軸受を示す図で、（Ａ）は（Ｂ）の矢示Ａから見た平面図で、（Ｂ）は側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の矢示Ｃから見た底面図である。
【図１２】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているロータヨークの斜視図である。
【図１３】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているアンバランサーの斜視図である。
【図１４】図８の小形扁平ブラシレス振動モータに使用されているケースを示す図で、（Ａ）は斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）の矢示Ｂから見た底面図である。
【図１５】従来のブラシレス振動モータの断面図である。
【図１６】図１５のブラシレス振動モータの平面図である。
【符号の説明】
１ ステータヨーク（ロータ抜止用ヨーク、基板部材の一部）
２ 固定基板（基板部材の一部）
３ ステータ
３ａ 電機子コイル
４ ロータ支承部材（ロータ支承手段の一部）
５ スラスト軸受け板（ロータ支承手段の一部）
６ ベアリング（ロータ支承手段の一部）
７ ロータヨーク
８ アンバランサー
９ シャフト
１０ スチールボール（ロータ支承手段の一部）
１１ 扁平マグネット
１２ ハウジングカバー（ケース）
２０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第１の実施の形態）
３０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第２の実施の形態）
３１ 基板部材
３２ ロータ手段
３３ 空洞部
３４ 磁束作用部
３５ 外周部
３６ 内周部
４１ 軸受け保持部
４２ ステータ構成部
４３ ケース構成部
４４ 貫通孔
５０ 小形扁平ブラシレス振動モータ（第３の実施の形態）
５１ シートコイル
５２ 軸受（ロータ支承手段）
５３ ロータ手段
５４ ケース
６１ 係合孔
６２ 接続用導電部
６３ 固定部
７１ 円筒部
７２ はかま部
７３ 突出底部
７６ 台部
７７ 柱部
８１ アンバランサ保持部
８２ シャフト保持部
Claims (3)
- 基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、上記電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、
上記基板部材を、樹脂製の上記ロータ支承部材の外周を囲むと共に上記電機子コイルの一部が軸方向に重ね合わせられる磁性体からなるステータヨークと、このステータヨークの外周を囲むと共に上記電機子コイルの大部分が重ね合わされる非磁性体からなる固定基板とから構成し、
上記ロータヨークを挟んで上記扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩す磁性体からなるアンバランサーを配置したことを特徴とする小型扁平ブラシレス振動モータ。 - 前記ステータヨークの外径を、前記電機子コイルのモータ中心側であって周方向に伸びる内周部の外径より小さくしたことを特徴とする請求項１記載の小型扁平ブラシレス振動モータ。
- 基板部材に配設される複数個の電機子コイルを有するステータと、上記電機子コイルと空隙をもって対向させた扁平マグネットおよびこの扁平マグネットを保持する磁性体からなるロータヨークならびにロータ軸部とを有するロータ手段と、このロータ手段を支えるロータ支承手段とを備え、
上記ロータ手段は、上記ロータヨークを挟んで上記扁平マグネットとは反対面に、回転バランスを崩すアンバランサーを配置した構成とし、
上記ロータヨークは、外周の一部に上記扁平マグネットとは反対側に伸びるついたて状のアンバランサ保持部と、このアンバランサ保持部と同方向に突出し上記ロータ手段の回転中心となるシャフトを保持するシャフト保持部とを有し、上記アンバランサーを上記アンバランサ保持部と上記シャフト保持部とで挟み込み、上記アンバランサーの位置決めと径方向の移動阻止を行うようにしたことを特徴とする小型扁平ブラシレス振動モータ。
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