JPH11146621A - 円柱状永久磁石を備えている超小型コアレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 永久磁石とモータハウジングのエンドプレ
ートとを容易で、かつ短時間に接合できる超小型コアレ
スモータ。 【解決手段】 本発明の超小型コアレスモータは、円柱
状永久磁石がエンドプレートに取り付けられていると共
に、上記円柱状永久磁石を覆うように、籠型回転子コイ
ルが回転軸に取り付けられている。また、籠型回転子コ
イルは、上記モータハウジング内に回転自在に設けられ
ると共に、整流子片を介して電力が供給される構造にな
っている。エンドプレートには、メッキが施され、円柱
状永久磁石とはんだにより接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機、ペー
ジャ、あるいは電子腕時計のような呼び出し、または時
報の伝達を必要とする携帯無線機器における振動発生装
置を構成する円柱状永久磁石を備えている超小型コアレ
スモータに関するものである。本発明は、一次電池また
は二次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超小型、低消
費電流、電池寿命の長い円柱状永久磁石を備えている超
小型コアレスモータに関するものである。なお、本発明
でいう上記ページャは、携帯している者に対して音また
は振動により、メッセージが伝送されていることを知ら
せる一方向のもの、あるいは双方向の送受信が可能なも
のを含む。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話機、ページャ、あるいは
電子腕時計等のような呼び出しまたは時報の伝達を必要
とする携帯無線機器、あるいは携帯用電子機器は、多数
普及されるようになってきた。たとえば、携帯電話機
は、モータの回転軸に取り付けられた高比重合金からな
る偏心した振動子から構成される振動発生装置が取り付
けられており、上記モータの回転によりモータの回転軸
に取り付けられた振動子を回転させている。このような
携帯電話機は、呼び出し音の代わりに携帯者の身体に上
記振動子の振動を伝え、呼び出しのあったことを知ら
せ、周囲の者に不快感を与えない。

【０００３】図５は従来例における超小型コアレスモー
タを説明するための一部断面図である。図５において、
金属パイプ５１は、板材から数段のしぼり加工を施すこ
とにより、一端が連続し、他端が開放された外筒５１１
と内筒５１２とから構成された二重の略円筒体に成形さ
れる。内筒５１２の内周には、軸受５２，、５２′が、
たとえばカシメ５１１′等によって取り付けられてい
る。また、上記外筒５１１と内筒５１２との間には、円
筒状の永久磁石５４が内筒５１２に、たとえば接着剤５
４１によって接合されて固定子を構成している。なお、
略円筒状の永久磁石５４の周囲と、上記外筒５１１との
間には、後述の籠型回転子コイルが回動自在になる間隙
が形成されている。

【０００４】モータの回転軸５５は、軸受５２および５
２′により回動自在に軸支されていると共に、一端にお
いて、整流子片５６が複数取り付けられている。また、
ホルダー５８は、たとえば、回転軸５５のローレット加
工によって、固定されている。ブラシ５９は、ブラシホ
ルダー５９１に固定されていると共に、整流子片５６に
電力を供給できるように構成されている。エンドプレー
ト５３は、外筒５１１の一端を閉塞すると共に、外部か
らブラシ５９、整流子片５６を介して、籠型回転子コイ
ル６０に電力を供給するリード線６１、６１′が接続さ
れている。回転軸５５の他端には、振動子６２がカシメ
部６３によってカシメられて取り付けられている。この
振動子６２は、たとえば、略半円形で、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ
系、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｗ−Ｍｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系からな
る比重約１５ｇ／ｃｍ³ ないし１８ｇ／ｃｍ³ の高比重
合金である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、携帯無線機器あ
るいは携帯用電子機器に用いる超小型コアレスモータ
は、モータハウジングの直径が４ｍｍ以下のものが要求
されるようになってきた。従来の超小型コアレスモータ
のモータハウジングの直径は、永久磁石の内径および外
径、モータハウジングの内筒の内径、回転軸の直径等か
ら決められてくるため、４ｍｍが製造上の限界となって
いた。特に、モータハウジングは、金属板材を数段しぼ
り加工して金属パイプに加工する必要があるため、これ
以上の小型化が困難であった。また、永久磁石は、円筒
状であるため、脆くなり、製造上あるいは取り付け作業
においても小型化の限度に達している。

【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、超小型が可能なモータハウジングと永久磁
石とからなる円柱状永久磁石を備えている超小型コアレ
スモータを提供することを目的とする。本発明は、永久
磁石とモータハウジングとの取り付けを短時間で、しか
も簡単にすることができる円柱状永久磁石を備えている
超小型コアレスモータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（第１発明）以上のよう
な課題を解決するために、本発明の円柱状永久磁石を備
えている超小型コアレスモータは、略円筒からなるモー
タハウジングと、当該モータハウジング内に設けられる
と共に、回動できる回転軸に取り付けられ、整流子片を
介して電力が供給される籠型回転子コイルと、当該籠型
回転子コイルの内部に配置され、上記モータハウジング
の一端に固定する端部部材と接合されている円柱状永久
磁石とを含むことを特徴とする。

【０００８】（第２発明）第２発明の円柱状永久磁石を
備えている超小型コアレスモータは、回転軸の一方に振
動子が取り付けられていることを特徴とする。

【０００９】（第３発明）第３発明の円柱状永久磁石を
備えている超小型コアレスモータにおける端部部材は、
金属箔および／または金属メッキが施された基板または
金属板からなることを特徴とする。

【００１０】（第４発明）第４発明の円柱状永久磁石を
備えている超小型コアレスモータにおける端部部材は、
金属メッキが施された金属板のプレス製品であることを
特徴とする。

【００１１】（第５発明）第５発明の超小型コアレスモ
ータにおける円柱状永久磁石と端部部材は、はんだによ
り接合されていることを特徴とする。

【００１２】（第６発明）第６発明の超小型コアレスモ
ータにおける円柱状永久磁石は、少なくとも端部部材と
の接合部にメッキが施されていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１発明）以上のような課題を
解決するために、本発明の円柱状永久磁石を備えている
超小型コアレスモータは、略円筒からなるモータハウジ
ング内に、回転子である籠型回転子コイルと、円柱状永
久磁石からなる固定子とから構成されている。また、籠
型回転子コイルは、上記モータハウジング内に回転自在
に設けられると共に、回動できる回転軸に取り付けら
れ、整流子片を介して電力が供給される構造になってい
る。円柱状永久磁石は、上記籠型回転子コイルの内部に
配置され、上記モータハウジングの一端に固定する端部
部材と、接着剤またははんだにより接合されている。上
記端部部材は、モータハウジングの一端を必要に応じて
開口部としたり、あるいは閉塞状態にすることができ
る。以上のように、モータハウジングは、略円筒状であ
るため、加工が簡単で、超小型化が可能である。また、
永久磁石は、円柱状であるため、細径にしても、破壊さ
れ難く、作製あるいは取り付けが容易である。

【００１４】（第２発明）本発明の円柱状永久磁石を備
えている超小型コアレスモータは、回転軸の一方に振動
子が取り付けられて、振動発生装置を構成している。こ
のような振動発生装置は、薄型が要望されている携帯電
話機、ページャ、あるいは電子腕時計に好適である。

【００１５】（第３発明）本発明の略円筒状のモータハ
ウジングにおける端部に固定する端部部材は、絶縁基板
または金属板から構成され、円柱状永久磁石が取り付け
られる部分に、金属箔および／または金属メッキ、たと
えば、ニッケル、スズ、亜鉛、はんだ等のメッキが施さ
れている。絶縁基板としては、銅箔等の金属箔を積層し
たガラス・エポキシ樹脂基板、紙・フェノール樹脂基
板、アラミド・エポキシ樹脂基板等の絶縁基板の銅箔の
表面に、はんだをメッキしたものがはんだ付け性が改善
され、銅箔の腐食が防止されるので好ましく、メッキ
は、その他、はんだと相性のよいものであればよい。

【００１６】（第４発明）本発明の略円筒状のモータハ
ウジングにおける端部に固定される端部部材は、円柱状
永久磁石が取り付けられる部分に、上記と同様な金属メ
ッキが施された金属板のプレス製品とする。上記端部部
材は、プレスにより凹部があるため、強度を増加すると
共に、凹部にメッキが施され、円柱状永久磁石を配置す
る位置決めにもなる。

【００１７】（第５発明）円柱状永久磁石と端部部材と
の接合は、はんだ、たとえば、ペーストはんだを端部部
材上に載せた状態で、さらに、円柱状永久磁石を載置し
た後、加熱炉を通過させるだけではんだ付けができ、接
着剤と比較して短時間であると共に、信頼性の高い接合
が可能となる。

【００１８】（第６発明）円柱状永久磁石と端部部材と
の接合は、上記円柱状永久磁石側にもメッキを施すこと
が望ましい。また、円柱状永久磁石に施したメッキは、
錆止めと良好な接合とを同時に達成することができる。

【００１９】

【実 施 例】図１は本発明の第一実施例で、超小型コ
アレスモータを説明するための一部断面図である。図１
において、モータハウジング１１は、両端が開放された
略円筒状に成形されている。上記モータハウジング１１
の両端には、エンドプレート１２および表面処理基板１
３によって閉塞されている。モータハウジング１１は、
エンドプレート１２または表面処理基板１３と、たとえ
ば、カシメまたは接着剤によって接合される。表面処理
基板１３には、円柱状永久磁石１４が上記モータハウジ
ング１１の内部に向かって突出するように接合されてい
る。モータの回転軸１５は、一端が振動子２２に接続さ
れていると共に、他端が上記円柱状の永久磁石１４の手
前に達している。上記回転軸１５の他端周囲には、たと
えば、ローレット加工１７が施されており、インサート
成形によってホルダー１８が取り付けられている。ま
た、上記ホルダー１８の外周には、たとえば、接着剤１
９によって、籠型回転子コイル２０がモータハウジング
１１内で回動自在に取り付けられている。

【００２０】前記円柱状永久磁石１４は、籠型回転子コ
イル２０に遊嵌されるように配置されている。また、ホ
ルダー１８には、複数の整流子片１６が取り付けられて
いると共に、整流子片１６の他端が回転軸１５の周囲に
取り付けられている（図示されていない）。また、図示
されていないブラシは、図５に示された従来例と同様
に、モータハウジング１１内に取り付けられていると共
に、エンドプレート１２に設けられたリード線２１、２
１′に接続されている。リード線２１、２１′から導入
された電力は、図示されていないブラシ、整流子片１６
を介して籠型回転子コイル２０に供給される。以上のよ
うに、本発明の超小型コアレスモータは、回転軸１５、
整流子片１６、ホルダー１８、および籠型回転子コイル
２０によって構成される回転子と、表面処理基板１３に
接合されている円柱状永久磁石１４およびモータハウジ
ング１１とから構成される固定子とからなる。

【００２１】モータハウジング１１内には、図示されて
いない軸受によって、回転軸１５が回動自在に軸支され
ている。また、回転軸１５の他端には、振動子２２がカ
シメ部２３によってカシメられることにより取り付けら
れている。この振動子２２は、たとえば、略半円形で、
Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｗ−Ｍｏ−Ｎｉ
−Ｆｅ系からなる比重約１５ｇ／ｃｍ³ ないし１８ｇ／
ｃｍ³ の高比重合金である。そして、振動子２２は、上
記材料からなる粉末をバインダーと共に図示の形状に成
形された後、焼成される。さらに、上記材料は、タング
ステンを約９０重量％で、その他の材料を残り約１０重
量％とすることで、脆さがなくなり、展性に富むため、
小型のものが作製できる。

【００２２】図２（イ）ないし（ハ）は、本発明の第一
実施例で、表面処理基板と円柱状永久磁石との接合を説
明するための図である。図２（イ）ないし（ハ）におい
て、表面処理基板１３は、たとえば、銅箔を積層したガ
ラス・エポキシ樹脂基板、紙・フェノール樹脂基板、ア
ラミド・エポキシ樹脂基板等の絶縁性合成樹脂基板から
なり、円柱状永久磁石１４を取り付ける面がランド部１
３３として、表面処理されている。この表面処理は、た
とえば、電解メッキにより、ニッケル、スズ、亜鉛等の
被膜が形成される。一方、円柱状永久磁石１４は、接合
部または全体がサビ止めを兼ねてニッケル、スズ、亜鉛
等のメッキが同様に施される。次に、表面処理基板１３
におけるランド部１３３には、図示されていないペース
トはんだを置いた後、当該ランド部１３３の上に円柱状
永久磁石１４を載置して加熱炉を通過させる。表面処理
基板１３は、前記加熱炉を通過する際に、はんだペース
トが溶融し、はんだと相性のよい表面処理によって接合
することができる。図２（ハ）は、表面処理基板１３と
円柱状永久磁石１４とがはんだ付けされた後、円柱状永
久磁石１４の周囲にはんだ１３２がもられている状態が
示されている。

【００２３】図３は本発明の第二実施例で、モータハウ
ジングの端部を説明するための図である。図３におい
て、第一実施例と異なる所は、表面処理が施されたプレ
ス基板である点、および表面処理プレス基板に開口部を
設けた点にある。モータハウジング１１の端部を閉塞す
る表面処理プレス基板３１は、金属板とし、プレスによ
り凹部３２が成形されていると共に、開口部３４が設け
られている。そして、上記表面処理プレス基板３１は、
凹部３２がランド部１３３となり、ニッケル、スズ、亜
鉛等のメッキ処理が施されている。そして、円柱状永久
磁石１４と表面処理プレス基板３１との接合は、接着剤
により行ってもよいが、第一実施例と同様に、はんだを
置いて加熱炉を通過させる方が短時間に大量生産が可能
である。円柱状永久磁石１４と表面処理プレス基板３１
とは、はんだ１３２によって接合されると、より信頼性
を高くすることができる。また、モータハウジング１１
と表面処理プレス基板３１との接合部３３は、両方共金
属であるため、接着剤より数カ所のカシメ接合の方が短
時間で行えると共に、信頼性を向上させることができ
る。さらに、表面処理プレス基板３１は、金属板である
ため、プレス加工により簡単に凹部３２が成形できる。
そして、この凹部３２は、閉塞部の強度を向上させると
共に、円柱状永久磁石１４の位置決めが簡単にできる。

【００２４】図４は本発明の第三実施例で、軸受部を説
明するための図である。図４において、第一実施例ある
いは第二実施例と異なる所は、軸受が二箇所にある点で
ある。図１および図２において、軸受が図示されておら
ず、籠型回転コイル２０を有する回転軸１５は、片持梁
として回転する。第三実施例における発明は、図示され
ていない軸受と、もう一つの軸受４２とによって、回転
軸１５が回転できるようになっている。すなわち、円柱
状永久磁石１４の端部には、軸受保持部材４１が接着剤
４１１により接合されている。また、軸受保持部材４１
には、軸受４２が接着剤４１２によって接合されてい
る。円柱状永久磁石１４の直径を小さくかつ磁気特性を
向上させるためには、長さ方向を長くする必要がある。
このような場合、軸受を二箇所とすることで、直径が４
ｍｍ以下であっても、長い小径の円筒型の超小型コアレ
スモータが可能となる。

【００２５】以上、本実施例を詳述したが、前記本実施
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、各実施例
におけるモータは、詳述していないが公知の超小型直流
モータを使用することができる。モータハウジング、円
柱状永久磁石、表面処理基板、あるいは表面処理プレス
基板は、公知または周知の材料を使用することができ
る。本発明のメッキ処理、および接着剤は、公知または
周知の方法または物質が使用できる。また、本発明の固
着手段を他の公知または周知のものに代えることもでき
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、円柱状永久磁石を採用
したため、中空の円筒型のものと比較して、磁気特性を
向上させることができると共に、直径の細いものを容易
に作製することができる。本発明によれば、エンドプレ
ートの内面を表面処理として、はんだ付けができるよう
なメッキを施したため、リフロー処理による自動化がで
きると共に、接着剤を使用した場合より短時間で作製さ
れると共に、信頼性を向上させたることができる。本発
明によれば、円柱状永久磁石を籠型回転子コイルの内部
に挿入するような構成としたため、超小型コアレスモー
タの直径を４ｍｍ以下とすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例で、超小型コアレスモータ
を説明するための一部断面図である。

【図２】（イ）ないし（ハ）は、本発明の第一実施例
で、表面処理基板と円柱状永久磁石との接合を説明する
ための図である。

【図３】本発明の第二実施例で、モータハウジングの端
部を説明するための図である。

【図４】本発明の第三実施例で、軸受部を説明するため
の図である。

【図５】従来例における超小型コアレスモータを説明す
るための一部断面図である。

【符号の説明】

１１・・・モータハウジング １２・・・エンドプレート １３・・・表面処理基板 １３１・・接合部 １３２・・・はんだ １３３・・・ランド部 １４・・・円柱状永久磁石 １５・・・回転軸 １６・・・整流子片 １７・・・ローレット加工 １８・・・ホルダー １９・・・接着剤 ２０・・・籠型回転子コイル ２１、２１′・・・リード線 ２２・・・振動子 ２３・・・カシメ部 ３１・・・表面処理プレス基板 ３２・・・凹部 ３３・・・接合部 ３４・・・開口部 ４１・・・軸受保持部材 ４１１・・接着剤 ４１２・・接着剤 ４２・・・軸受

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒からなるモータハウジングと、 当該モータハウジング内に設けられると共に、回動でき
   る回転軸に取り付けられ、整流子片を介して電力が供給
   される籠型回転子コイルと、 当該籠型回転子コイルの内部に配置され、上記モータハ
   ウジングの一端に固定する端部部材と接合されている円
   柱状永久磁石と、 を含むことを特徴とする円柱状永久磁石を備えている超
   小型コアレスモータ。
2. 【請求項２】 上記回転軸の一方に振動子が取り付けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の円柱状永久磁
   石を備えている超小型コアレスモータ。
3. 【請求項３】 上記端部部材は、金属箔および／または
   金属メッキが施された基板または金属板からなることを
   特徴とする請求項１記載の円柱状永久磁石を備えている
   超小型コアレスモータ。
4. 【請求項４】 上記端部部材は、金属メッキが施された
   金属板のプレス製品であることを特徴とする請求項１記
   載の円柱状永久磁石を備えている超小型コアレスモー
   タ。
5. 【請求項５】 上記円柱状永久磁石と端部部材は、はん
   だにより接合されていることを特徴とする請求項１記載
   の円柱状永久磁石を備えている超小型コアレスモータ。
6. 【請求項６】 上記円柱状永久磁石は、少なくとも端部
   部材との接合部にメッキが施されていることを特徴とす
   る請求項１記載の円柱状永久磁石を備えている超小型コ
   アレスモータ。