JPWO2009113540A1 - モータ - Google Patents

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Abstract

振動モータは、シャフトに軸支されたコアと、コイルに電流を供給するコミテータと、シャフトの軸線方向に延在する貫通穴が設けられたコミテータホルダと、貫通穴に嵌め込まれたチップ型バリスタとを備える。コミテータは、シャフトの軸線L方向に延びる導通部を有し、導通部は貫通穴15bに挿入され、チップ型バリスタの端部電極に圧着されている。貫通穴を形成する第1の壁面には第1の突起部が設けられ、第2の壁面には第1の突起部と対向する第2の突起部が設けられている。

Description

本発明は、各種携帯通信機器(例えば、携帯電話機)、携帯情報端末機器、遊戯機器(例えばPDA(Personal Digital Assistants))等に内蔵し、例えば振動発生源として利用するためのモータに関する。
従来、このような分野の技術として、実開昭63−10765号公報がある。この公報に記載された小型モータは、コミテータに電気的に接続されたチップ型バリスタと、コミテータを保持するコミテータホルダと、コミテータをコミテータホルダに固定させる固定リングとを備え、コミテータホルダのベース部にはチップ型バリスタを嵌め込むための凹部が設けられている。そして、チップ型バリスタをこの凹部に嵌め込むことで、モータの厚さを薄くして、モータの薄型化が図られている。
また、特開2006−115564号公報に記載された小型モータは、シャフトに支持されたコアと、コアに巻き付けられたコイルに電気的に接続されたコミテータと、コミテータに摺動接触するブラシと、シャフトに支持された円環状のバリスタとを備えている。そして、コアを挟んでブラシの反対側にバリスタを設けることで、モータケースの厚さを薄くして、モータの薄型化が図られている。
最近では、携帯通信機器等の小型化の促進により、使用される振動モータの薄型化が更に要求されている。しかしながら、実開昭63−10765号公報に記載された小型モータでは、モータの厚さ方向において、コミテータホルダのベース部とチップ型バリスタとは積み重ねられているので、両者を納めるスペースを必要する。その結果、モータの厚さを薄くするには限界があり、モータの更なる薄型化を図り難いといった問題点がある。
また、特開2006−115564号公報に記載された小型モータでは、モータの厚さ方向において、コミテータの固定リングとコミテータとは積み重ねられ、ブラシと電気的に接続されたターミナル端子は外方に延びているので、モータケースの厚さを薄くすることに限界があり、モータの更なる薄型化を図り難いといった問題点がある。
本発明は、薄型化を図ることを可能にした振動モータを提供することを目的とする。
本発明に係るモータは、シャフトに軸支されたコアと、コアに巻き付けられたコイルに電流を供給するコミテータと、コミテータを保持し、シャフトの軸線方向に延在する貫通穴が設けられたコミテータホルダと、貫通穴に嵌め込まれたチップ型バリスタとを備え、コミテータには、シャフトの軸線方向に延在する導通部が設けられ、導通部は貫通穴に挿入され、チップ型バリスタの端部電極に圧着されていることを特徴とする。
本発明に係るモータでは、コミテータホルダにシャフトの軸線方向に延在する貫通穴が設けられ、チップ型バリスタは貫通穴内に嵌め込まれているので、チップ型バリスタによるモータの厚さへの影響が生じない。このようにチップ型バリスタによるモータの厚さへの影響を考慮する必要がないので、モータの厚さを薄くし易くなり、モータの薄型化を図ることができる。また、コミテータの導通部は貫通穴に挿入され、チップ型バリスタの端部電極に圧着されるので、ワンタッチで電気的に接続され、端部電極と導通部との間で安定した通電状態を確保することができる。
本発明に係るモータにおいて、貫通穴を形成する第1の壁面には、挿入された2本の導通部間で軸線方向に延在する第1の突起部が設けられていることが好適である。
この場合にあっては、第1の突起部は貫通穴に挿入された導通部をガイドし、導通部をチップ型バリスタの端部電極に確実に圧着させることができるので、両者間で安定した通電状態を確保することができる。
本発明に係るモータにおいて、貫通穴を形成する第1の壁面に対向する第2の壁面には、第1の突起部と対向する第2の突起部が更に設けられていることが好適である。
この場合にあっては、貫通穴に嵌め込まれたチップ型バリスタは第2の突起部によって第1の突起部側に押し付けられるので、貫通穴内でチップ型バリスタを確実に固定することができ、チップ型バリスタの端部電極を導通部に確実に圧着させることができる。従って、両者間で安定した通電状態を確保することができる。
さらに、本発明に係るモータは、平板状のコアと、コアの平面に平行に延在するライザ部を有するコミテータと、コアを挟んでライザ部の反対側に配置されると共に、コミテータに摺動接触するブラシと、コア、コミテータ及びブラシを収容し、一側が開放された扁平な外筒部と、外筒部の開放側を塞ぐための蓋部と、外筒部の内周面に沿って配置されたバックヨークと、バックヨークを介し内周面に固定されたリング状のマグネットとを備え、外筒部は非磁性材料から構成されていることを特徴とする。
本発明に係るモータでは、コミテータのライザ部は、コアを挟んでブラシの反対側に配置されると共にコアの平面に平行に延在しているので、モータの外筒部の厚さ方向におけるライザ部を納める空間を小さくすることができる。従って、外筒部の厚さを薄くすることができ、モータの薄型化を図ることが可能となる。加えて、マグネットはバックヨークを介して外筒部の内周面に固定されているので、このマグネットとバックヨークによって磁気回路を効率的に作り出すことができ、しかも、外筒部は非磁性材料から構成されるので、磁束の漏れを確実に防止することができる。その結果、マグネットによる磁束を有効に利用し、モータのトルクを高めることが可能となる。このような構成は、振動モータの薄型化を図る上で最適である。
本発明に係るモータにおいて、帯状のバックヨークの両端は近接して離間され、その離間部分は、マグネットの磁壁から90°の位置に配置されていることが好適である。
この場合にあっては、バックヨークの離間部分はマグネットの磁壁から90°の位置に配置されるので、磁気回路を効率的に作り出すことができる。
本発明に係るモータにおいて、コアは、一枚の珪素鋼板から構成されていることが好適である。
この場合にあっては、複数の珪素鋼板を積層して形成されるコアと比較して、コアの製作が容易になり、しかも、珪素鋼板のコーティングによるコアの厚さの増加が生じないので、コアの寸法を管理し易く、モータの薄型化が一層図り易くなる。
本発明に係るモータにおいて、蓋部に埋設された回路基板と、ブラシに固定されたターミナルとを更に備え、回路基板の底面は露出され、蓋部には、回路基板の上面を露出させるための貫通穴が設けられ、ターミナルは、貫通穴内に配置され、半田により回路基板に電気的に接続されていることが好適である。
この場合にあっては、回路基板は蓋部に埋設されるので、回路基板の厚さによる外筒部の厚さへの影響は生じない。加えて、蓋部には回路基板の上面を露出させるための貫通穴が設けられ、ターミナルはこの貫通穴内に配置されるので、ターミナルによる外筒部の厚さへの影響も生じない。その結果、外筒部の厚さを薄くすることができ、モータの薄型化が一層図り易くなる。また、ターミナルは半田によって回路基板に電気的に接続されているので、モータの組み立て作業性を向上することができる。更に、回路基板の底面が露出されるので、振動モータを携帯通信機器等に電気的に接続するのは容易になる。
本発明に係るモータにおいて、コアのスロット内に分銅が嵌め込まれていることが好適である。
この場合にあっては、分銅の厚さによる外筒部の厚さへの影響を抑制することでき、モータの薄型化が図り易くなる。
本発明によれば、薄型化を図ることを可能にしたモータを提供することができる。
本発明に係るモータの一実施形態である振動モータを示す分解斜視図である。 図1に示された振動モータの断面図である。 外筒部の内部構造を示す斜視図である。 外筒部、バックヨーク及びマグネットの位置関係を示す分解斜視図である。 外筒部、バックヨーク及びマグネットの位置関係を示す平面図である。 ロータアッセンブリーを示す分解斜視図である。 図1に示された振動モータの貫通穴の拡大図である。 コミテータホルダを示す斜視図である。 コミテータホルダを示す斜視図である。 ブラケット、ターミナル及びブラシホルダの位置関係を示す分解斜視図である。 ブラケットと回路基板との位置関係を示す分解斜視図である。 本発明に係るモータが搭載された携帯電話を示す斜視図である。 本発明に係るモータが搭載された携帯情報端末機器を示す斜視図である。 本発明に係るモータが搭載された遊戯機器を示す斜視図である。
符号の説明
1…振動モータ、4…シャフト、5…コア、12…コイル、13…コミテータ、14…コミテータホルダ、15b…貫通穴、15c…第1の壁面,15e…第2の壁面、15d…第1の突起部、15f…第2の突起部、16c,16d…導通部、18…チップ型バリスタ、18b,18c…端部電極、L…軸線。
以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な実施形態について詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、モータは、2極3スロットタイプの振動モータ1であって、直径約10mm、厚さ約2mmと小型化が図られ、携帯電話などに内蔵され振動発生源として利用される。この振動モータ1は、一側が開放された扁平な外筒部2と、外筒部2の開放側を塞ぐためのブラケット3(蓋部)とから構成されたモータケースCを有し、モータケースC内には、コア5を有するロータアッセンブリーRがシャフト4に回転自在に支持されている。
図3及び図4に示すように、外筒部2は、ステンレス等の非磁性材料から構成され、その中央には、シャフト4の先端が挿入するための円孔2aが設けられている。外筒部2の外周壁には、外周壁を内側に押し出すことによって凹部2bが形成され、そして、外筒部2の内周壁には凹部2bに対応して凸部2cが形成されている。
外筒部2の内周面には、帯状のバックヨーク6を介し、リング状のマグネット7が固定されている。バックヨーク6は、軟磁性材料からなり、その両端6a,6bが近接して離間され、C字状になっている。図5に示すように、両端6a,6b間の離間部分Kは、マグネット7の磁壁Pから90°の位置(すなわちS極の中心位置)に配置されている。ここでの磁壁Pとは、マグネット7のN極とS極との境界を意味する。このように外筒部2は非磁性材料から構成されることで、磁束の漏れを確実に防止することができる。両端6a,6b間の離間部分はマグネット7の磁壁Pから90°の位置に配置されるので、磁気回路を効率的に作り出すことができる。
両端6a,6b間の離間部分Kが、下部空間よりも上部空間の方が広くなるように、バックヨーク6の両端6a,6bは、互いに対面すると共に、段状に形成されている。そして、この上部空間には外筒部2の凸部2cが入り込む。
図1に示すように、ブラケット3は、非磁性の金属材料から略円板状に形成され、その中央には、ブラケット3と一体的に形成された円筒状の軸ホルダ9が立設されている。シャフト4は、軸ホルダ9内に圧入され固定されている。軸ホルダ9の上方には、ワッシャ10と軸受11が配置され、ロータアッセンブリーRは、軸受11を介してシャフト4に回転自在に支持されている(図2参照)。
ロータアッセンブリーRは、コイル12が巻き付けられたコア5と、コイル12に電流を供給するコミテータ13と、コミテータ13を保持するためのコミテータホルダ14とから主として構成されている(図6参照)。コア5は、2極3スロットであって平板状に形成され、厚さ0.35mmの一枚の珪素鋼板を打ち抜き加工することにより作り出されている。そして、3つのスロットのうちの1つには、タングステンなどの高比重金属からなる分銅19が嵌め込まれている。このように分銅19はコア5のスロットに配置されることにより、分銅19の厚さによるモータケースCの厚さへの影響を抑制することでき、振動モータ1の薄型化を図り易くなる。さらに、分銅19は、コア5のコミテータ13側で周方向に延出させると、後述するブラシ20の径方向外側の空間を有効に利用でき、振動モータ1の振動の増大化と薄型化が両立できる。
コミテータ13は、銅製薄板のプレス成形によって作られた3枚のコミテータセグメント16を有する。各コミテータセグメント16は、シャフト4の軸線L方向に沿って延在すると共に断面円弧状の本体部16aと、本体部16aの端部から起立して、コア5の平面5aに平行に延在するライザ部16bとを備える。ライザ部16bの先端では、コイル12の電線が巻き付けられ、半田付けされている(図1参照)。コミテータセグメント16には、本体部16aと一体化されると共に、本体部16aの端部から突出する棒状の導通部16c,16dが設けられている。これらの導通部16c,16dは、シャフト4の軸線L方向に延在し、ライザ部16bに対して左右対称に配置されている。そして、各コミテータセグメント16は、本体部16aに圧入された固定リング23によってコミテータホルダ14に固定されている。
コミテータホルダ14には、貫通穴15bが3つ設けられ、その中には火花及びノイズの発生を防止するためのチップ型バリスタ18がそれぞれ嵌め込まれている。チップ型バリスタ18は、略直方体形状の積層体18aと、積層体18aの長手方向の両端面にそれぞれ形成された一対の端部電極18b,18cとを備える。図7に示すように、コミテータセグメント16の導通部16c,16dは、貫通穴15bに挿入され、バリスタ18の端部電極18b,18cにそれぞれ圧着され電気的に接続されている。
図8及び図9に示すように、コミテータホルダ14は、略三角形状のベース部15と、ベース部15の中央に立設された円筒部17とを有する。ベース部15には、円筒部17から外方に向けて延在する3つの溝15aが形成されている。これらの溝15aには、コミテータ13のライザ部16bが収容されている。3つの溝15aのうち、隣接する溝15a同士の間であって円筒部17の根元付近には、貫通穴15bがそれぞれ設けられている。これらの貫通穴15bは、シャフト4の軸線L方向に延在すると共に、円筒部17を中心にした円周上に等間隔に配置されている。
貫通穴15bを形成する第1の壁面15cには、第1の壁面15cから円筒部17の径方向に沿って外方に突出する第1の突起部15dが設けられている。この第1の突起部15dは、矩形状に形成され、第1の壁面15cの中央に配置されると共に、シャフト4の軸線L方向に延在している。第1の突起部15dは、その第1の壁面15cから突出する長さが導通部16c,16dの厚さよりも小さく形成されている。このようにすれば、第1の突起部15dの設置によって、導通部16c,16dと端部電極18b,18cとの接触を阻害することがない。従って、この第1の突起部15dは、貫通穴15bに挿入された隣接した導通部16c,16dの間で、導通部16c,16dをガイドしチップ型バリスタ18の端部電極18b,18cにそれぞれ圧着させるので、ワンタッチで導通部16c,16dと端部電極18b,18cとを電気的に接続し、両者の間で安定した通電状態を確保することができる。
第1の壁面15cに対向する第2の壁面15eには、第2の壁面15eから円筒部17の径方向に沿って内方に突出する第2の突起部15fが設けられている。この第2の突起部15fは、円弧状に形成され、第1の突起部15dと対向に設置されている。第2の突起部15fは、貫通穴15bに嵌め込まれたチップ型バリスタ18の積層体18aに当接し、チップ型バリスタ18を導通部16c,16d側に押し付けて、両者を密接に接触させる。従って、このチップ型バリスタ18は、貫通穴15b内で確実に固定されると共に、その端部電極18b,18cが導通部16c,16dに確実に圧着されるので、端部電極18b,18cと導通部16c,16dとの間で安定した通電状態を確保することができる。
このように端部電極18b,18cと導通部16c,16dとを確実に圧着させる以上、両者を半田付けで接続する作業を省くことが可能となる。その結果、振動モータ1の組み立て作業性を向上すると共に、コストの削減を図ることができる。仮に両者を半田付けで接続した場合にも、端部電極18b,18cと導通部16c,16dとが密接に接触されているので、半田付け作業を容易に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。
図1、図10及び図11に示すように、ブラケット3の上面には、コミテータセグメント16に摺動接触する一対のブラシ20が配置されている。この一対のブラシ20は、コア5を挟んでコミテータセグメント16のライザ部16bの反対側に配置されている(図2参照)。ブラケット3の中央には、給電用の電極を配した回路基板8が埋設されている。このように回路基板8をブラケット3に埋設することで、回路基板8の厚さによる振動モータ1の厚さへの影響は生じないので、振動モータ1の薄型化を一層図り易くなる。
回路基板8は、円板状に形成され、ブラケット3により囲まれ、その上面8aはブラケット3に覆われ、底面8bはブラケット3から露出する。このように回路基板8の底面8bを露出させることで、回路基板8と外部の配線基板との接続を簡単に行うことが可能となるので、振動モータ1を携帯通信機器等に容易に組み込むことができる。また、回路基板8には切欠部8cが設けられ、一方、ブラケット3にはこの切欠部8cに対応する突起部3bが設置されている。これによって、回路基板8をブラケット3に取り付ける際に、両者の位置決めを容易に行うことができると共に、取り付けられた回路基板8の回転を防止する効果をもたらす。
図10に示すように、ブラケット3には、回路基板8の上面8aの一部を露出させるための貫通穴3aが2つ設けられている。これらの貫通穴3aは、矩形状に形成され、シャフト4の中心軸に対して左右対称に配置され、貫通穴3aの中には、ブラシ20に固定されたターミナル21が収容されている。ターミナル21は、半田によって回路基板8の電極パターンPに電気的に接続されると共に、ターミナルホルダ22によって回路基板8に押し付けられる。ターミナルホルダ22は、接着等によってブラケット3に固定される。
このように構成された振動モータ1にあっては、コミテータホルダ14にはシャフト4の軸線L方向に延在する貫通穴15bが設けられ、チップ型バリスタ18は貫通穴15b内に嵌め込まれているので、チップ型バリスタ18の厚さによる振動モータ1の厚さへの影響は生じない。このようにチップ型バリスタ18による振動モータ1の厚さへの影響を考慮する必要がないので、振動モータ1の厚さを薄くし易くなり、振動モータ1の薄型化を図ることができる。そして、貫通穴15bに挿入された導通部16c,16dと、嵌め込まれたチップ型バリスタ18の端部電極18b,18cとは、第1の突起部15dと第2の突起部15fとの協働で、確実に圧着されているので、端部電極18b,18cと導通部16c,16dとの間で安定した通電状態を確保することができる。
さらに、コミテータセグメント16のライザ部16bは、コア5を挟んでブラシ20の反対側に配置されるので、モータケースCの厚さ方向におけるライザ部16bを納めるスペースとして、ライザ部16bの板厚分だけを確保すれば良い。従って、モータケースCの厚さを薄くすることができ、振動モータ1の薄型化を図ることが可能となる。
加えて、マグネット7はバックヨーク6を介して外筒部2の内周面に固定されているので、このマグネット7とバックヨーク6によって磁気回路を効率的に作り出すことができる。しかも、外筒部2は非磁性材料から構成されるので、磁束の漏れを確実に防止することができる。その結果、マグネット7による磁束を有効に利用して、振動モータ1のトルクを高めることが可能となる。このような構成は、振動モータ1の薄型化を図る上で最適である。
また、回路基板8はブラケット3に埋設されるので、回路基板8の厚さによるモータケースCの厚さへの影響は生じない。加えて、ブラケット3には回路基板8の上面8aを露出させるための貫通穴3aが設けられ、ブラシ20に接続されたターミナル21は、この貫通穴3a内に配置されるので、ターミナル21によるモータケースCの厚さへの影響を抑制することができる。従って、モータケースCの厚さを薄くすることができ、振動モータ1の薄型化が一層図り易くなる。また、このターミナル21は半田によって回路基板8の電極パターンTに電気的に接続されているので、振動モータ1の組み立て作業性を向上することができる。
更に、コア5は一枚の珪素鋼板から構成されるので、複数の珪素鋼板を積層して形成されるコアと比較して、コア5の製作が容易になる。しかも、珪素鋼板のコーティングによるコアの厚さの増加がないので、コア5の寸法を管理し易い。その結果、振動モータ1の薄型化が一層図り易くなる。
以上、本発明に係るモータの実施形態について種々説明したが、コア5のスロット内に分銅19が嵌め込まれた、本発明にかかるモータを搭載して、各種の振動報知機器を形成することができる。図12に示すように、携帯通信機器、例えば携帯電話100の配線基板101上にモータを搭載して回路基板8と接続することにより、振動報知機能を有する携帯通信機器を形成することができる。また、図13に示すように、携帯情報端末機器110、例えばPDAや携帯型デジタルプレーヤの配線基板111上にモータを搭載して回路基板8と接続することにより、振動報知機能を有する携帯情報端末機器を形成できる。また、図14に示すように、遊戯機器120、例えばゲーム機のコントローラ、携帯型ゲーム機本体やパチンコのハンドルなどの配線基板121上にモータを搭載して回路基板8と接続することにより、振動報知機能を有する遊戯機器を形成することができる。これらは、着信があっととき、操作されたとき、画面を操作者がタッチしたとき等や、ゲームの進行状況に合わせて適宜、モータを回転させることで振動を発生させる。

Claims (12)

  1. シャフトに軸支されたコアと、
    前記コアに巻き付けられたコイルに電流を供給するコミテータと、
    前記コミテータを保持し、前記シャフトの軸線方向に延在する貫通穴が設けられたコミテータホルダと、
    前記貫通穴に嵌め込まれたチップ型バリスタとを備え、
    前記コミテータには、前記シャフトの軸線方向に延在する導通部が設けられ、前記導通部は、前記貫通穴に挿入され、前記チップ型バリスタの端部電極に圧着されていることを特徴とするモータ。
  2. 前記貫通穴を形成する第1の壁面には、挿入された2本の前記導通部間で軸線方向に延在する第1の突起部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
  3. 前記貫通穴を形成する前記第1の壁面に対向する第2の壁面には、前記第1の突起部と対向する第2の突起部が更に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ。
  4. 平板状のコアと、
    前記コアの平面に平行に延在するライザ部を有するコミテータと、
    前記コアを挟んで前記ライザ部の反対側に配置されると共に、前記コミテータに摺動接触するブラシと、
    前記コア、前記コミテータ及び前記ブラシを収容し、一側が開放された扁平な外筒部と、
    前記外筒部の開放側を塞ぐための蓋部と、
    前記外筒部の内周面に沿って配置されたバックヨークと、
    前記バックヨークを介し前記内周面に固定されたリング状のマグネットとを備え、
    前記外筒部は非磁性材料から構成されていることを特徴とするモータ。
  5. 帯状の前記バックヨークの両端は近接して離間され、その離間部分は、前記マグネットの磁壁から90°の位置に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のモータ。
  6. 前記コアは、一枚の珪素鋼板から構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ。
  7. 前記蓋部に埋設された回路基板と、
    前記ブラシに固定されたターミナルとを更に備え、
    前記回路基板の底面は露出され、前記蓋部には、前記回路基板の上面を露出させるための貫通穴が設けられ、
    前記ターミナルは、前記貫通穴内に配置され、半田により前記回路基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載のモータ。
  8. 前記コアのスロット内に分銅が嵌め込まれていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載のモータ。
  9. 請求項8に記載のモータを搭載する振動報知機器。
  10. 請求項8に記載のモータを搭載する携帯通信機器。
  11. 請求項8に記載のモータを搭載する携帯情報端末機器。
  12. 請求項8に記載のモータを搭載する遊戯機器。
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