JPWO2012008248A1 - 扁平形振動モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】リフロー処理で機器側の基板に実装可能で占有面積を縮小できる扁平形振動モータの提供。【解決手段】このモータは、支軸1の一端が当接したステータ基板12と、この基板12で塞がれて支軸1の他端が嵌った軸装着孔H2を持つカバー3と、支軸1が貫通する滑り軸受4を介して回転自在に支持されてロータマグネット5及び偏心錘8を持つロータフレーム6を備え、ステータ基板12は、ディテントトルク発生用孔10a〜10cを持つ磁性金属製芯板10と、この芯板10の表面に成膜された第1の電気絶縁膜20上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターン30〜39と、芯板10の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜40上に配されてスルーホールh1〜h3を通じて配線パターンと接続した電極パターン55,51,52を有し、孔10a〜10c内は第1の電気絶縁膜20と第2の電気絶縁膜40の表裏重ね合せ膜W1〜W3で張り塞がれている。【選択図】 図5
Description
本発明は、携帯電話機等に内蔵される扁平形振動モータに関し、特に、そのステータ板の構造に関する。
従来、扁平形振動モータとしては例えばブラシレスモータで、支軸の一端がバーリング部に圧入された円盤状のステータ板と、開口部がステータ板で塞がれて支軸の他端が軸装着孔に嵌められた断面コ字形状のカバーと、支軸が貫通する滑り軸受を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータ板と、ステータ板上に重ねられて複数個のステータコイルや電流制御用ICなどの電子部品を搭載するフレキシブル印刷配線板とを備える。ステータ板はバーリング部の周りにロータ板のデットポイントでの回転停止を回避するための複数個のディテントトルク発生用孔を有している。
ここで、ステータ板は、フレキシブル印刷配線板の所要の配線に対して給電する都合上、円弧状の外周部から半径方向外方へ突き出た耳状の給電端子載置部を有しており、この給電端子載置部上のフレキシブル印刷配線板を介して当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板上の給電パターンと電気的に接続される。また、ステータ板は複数箇所にディテントトルク発生用孔を穿孔することにより、この孔内への半田の侵入の問題があるため、円弧状の外周部から半径方向外方へ突き出た取り付け用脚部を有し、当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板にリフロー半田で固着できるようになっている。
上記の扁平形振動モータにおいては、ステータ板は円弧状の外周部から半径方向外方へ張り出た給電端子載置部及び複数の取り付け用脚部を有しているため、これらが円弧状の開口部を持つカバーの占有面積からはみ出してしまい、当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板の占有面積を余分に消費している。
また、機器側の基板へのフレキシブル印刷配線板による電気的接続と取り付け用脚部による機械的な固定とが別々であり、実装作業が煩雑である。
そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題は、リフロー処理だけで機器側の基板に実装可能でしかも占有面積を縮小できる扁平形振動モータを提供することにある。
本発明は、支軸の一端が接触したステータ基板と、開口部がステータ基板で塞がれて支軸の他端が嵌った軸装着孔を持つカバーと、支軸に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータフレームとを備える扁平型振動モータにおいて、ステータ基板は、複数個のディテントトルク発生用空所を持つ磁性金属製芯板と、この磁性金属製芯板の表面に成膜された第1の電気絶縁膜の上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターンと、磁性金属製芯板の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜の上に配されてスルーホールを通じて配線パターンと接続した電極パターンとを有し、ディテントトルク発生用空所内は第1の電気絶縁膜と第2の電気絶縁膜とが延在した表裏重ね合せ膜で張り塞がれていることを特徴とする。
従前のフレキシブル印刷配線板は磁性金属性芯板の表面上の第1の電気絶縁膜及び配線パターンと代替でき、また、第2の電気絶縁膜上の電極パターンによりリフロー処理で機器側の基板に面実装可能となり、しかも占有面積を縮小化できる。また、ディテントトルク発生用空所内は第1の電気絶縁膜と第2の電気絶縁膜との表裏重ね合わせ膜で張り塞がれているため、モータ内を外界から遮断できる。更に、部品点数の削減を図ることができ、組立工程を簡略化できる。
ステータ基板は、支軸の一端が高々当接するに過ぎず、支軸が嵌る貫通孔を有していない構造を採用でき、ステータ基板の第2の電気絶縁膜上に中心側円環状電極パターンではなく中心円形状電極パターンを形成でき、固着面積の確保と共に、リフロー処理に発生し易い中心側円環状電極パターンと支軸の一端との短絡不良を防止できる。
ここで、ステータ基板上に重ね合わされており、支軸の一端が嵌る中心孔と駆動コイルを位置決めするコイル収容凹所とカバーの周壁に内嵌する外周部を備えた樹脂板を有することが望ましい。樹脂板の中心孔で支軸の一端が先端支持できるため、支軸が片持ち支持とならずに済み、支軸固定の堅牢化に寄与する。また、樹脂板がコイル収容凹所を有しているため駆動コイルの保形性を発揮し、リフロー処理時の高温下におけるコイル捲線の型崩れを抑制できる。樹脂板の外周部がカバーの周壁に内嵌し嵌め合わせ代を確保できるため、カバーとステータ基板との溶接固着を排除でき、樹脂板とカバーとの接着で済ませることもできる。
樹脂板は、電子部品の搭載部分と干渉しないように開口部や切り欠きを有するものであるが、コイル収容凹所内に位置決めされた駆動コイルから引出された捲線端末と対応する配線パターンとを固着可能に配線パターンを露出する切り欠き部を有することが望ましい。
そして、コイル収容凹所が貫通孔である場合は、ステータ基板上に樹脂板を重ね合せた後、そのコイル収容凹所に駆動コイルを収納できる。他方、コイル収容凹所としてはロータ側が覆われてステータ基板側に開口して成る場合は、コイル収容凹所に駆動コイルを収納した後に、樹脂板をステータ基板上に重ね合せることができ、また、駆動コイルのロータ側も樹脂板で覆われているため、リフロー処理時の高温下においては断熱効果もあり、コイル捲線の型崩れを一層抑制できる。
本発明によれば、リフロー処理で機器側の基板に実装可能でしかも占有面積を縮小できる。
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本例の扁平形振動モータはブラシレスモータであり、図1及び図2に示す如く、支軸(固定軸)1の一端が嵌った貫通孔H1を持つ円盤状のステータ基板2と、開口部がステータ基板2で塞がれて支軸1の他端が嵌ったバーリング部の軸装着孔H2を持つ断面コ字状の金属製カバー3と、支軸1が貫通する滑り軸受(メタル軸受)4を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット5及び偏心錘(図示せず)を持つロータフレーム6とを備える。なお、7は回転する滑り軸受4の端面を受ける樹脂ワッシャーである。
ステータ基板2は、図2乃至図4に示す如く、中央の貫通孔H1の周りに120°間隔で穿孔した3個の円形のディテントトルク発生用孔10a〜10c及び張り出し円弧10d,10eを持つ略円盤状の磁性金属芯板10と、この磁性金属製芯板10の表面(内面)に成膜された第1電気絶縁膜20の上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターン30〜39と、磁性金属製芯板10の裏面(外面)に成膜された第2電気絶縁膜40の上に配された電極パターン51〜53とを有する。第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40はディテントトルク発生用孔10a〜10c内にまで延在して一体化し表裏重ね合せ膜W1〜W3となり、ディテントトルク発生用孔10a〜10cが表裏重ね合せ膜W1〜W3で張り塞がれている。
第1電気絶縁膜20の上には、図3(A)に示す如く、空芯コイルL1の端子を半田接続するためのランドR1,R2と、別の空芯コイルL2の端子を半田接続するためのランドR3,R4と、電流制御用IC(図示せず)の端子を接続するためのランドR5〜R10と、第1のコンデンサ(図示せず)の端子を接続するためのランドR11,R12と、第2のコンデンサ(図示せず)の端子を接続するためのランドR13,R14とが露出状態(図示斜線)で形成されており、ランドR2はランドR6から配線パターン30を介して接続し、ランドR3はランドR1から配線パターン31を介して接続し、ランドR4はランドR5から配線パターン32を介して接続し、空芯コイルL1とL2は直列接続している。また、ランドR11はランドR9から配線パターン33を介して接続し、ランドR12はランドR8から配線パターン34を介して接続し、ランドR13はランドR10から配線パターン35を介して接続し、ランドR14はランドR12から配線パターン36を介して接続している。更に、この第1電気絶縁膜20の上には、第1のスルーホールh1とランドR8とを接続する第1の給電配線パターン37と、第2のスルーホールh2とランドR13とを接続する第2の給電配線パターン38と、第3のスルーホールh3とランドR7とを接続する第3の給電配線パターン39とが形成されている。なお、張り出し円弧10d,10eの部分はカバー3の受け板部として機能するものであるが、第1電気絶縁膜20及び第2電気絶縁膜40に被覆されておらず、張り出し円弧10d,10eの露出部分を用いてカバー3を当該露出部分に溶接固着できるようになっている。
他方、第2電気絶縁膜40の上には、第1の給電配線パターン37と第1のスルーホールh1を介して接続し、貫通孔H1と同心円に形成された内側円環状電極パターン51と、第2の給電配線パターン38と第2のスルーホールh2を介して接続し、内側円環状電極パターン51と同心円に形成された外側円環状電極パターン52と、第3の給電配線パターン39と第3のスルーホールh3を介して接続し、貫通孔H1の周りに同心円で形成された中心側円環状電極パターン53とが形成されている。ディテントトルク発生用孔10a〜10c内を張り塞ぐ表裏重ね合せ膜W1〜W3における第2電気絶縁膜40の上には内側円環状電極パターン51が通過している。
中心側円環状電極パターン53の円環状の幅は幅狭であるため、その幅内に第3のスルーホールh3を形成する広さを持たせることができ難い。そこで、第3のスルーホールh3は中心側円環状電極パターン53と内側円環状電極パターン51との間隔内に位置し、引き出し配線54で中心側円環状電極パターン53と接続されている。また、内側円環状電極パターン51の円環状の幅は外側円環状電極パターン52の円環状の幅よりも広く形成されている。
本例におけるステータ基板2は、磁性金属製芯板10の表面に成膜された第1電気絶縁膜20上に配された配線パターン30〜39と、磁性金属製芯板10の裏面に成膜された第2電気絶縁膜40の上に配されてスルーホールh1〜h3を通じて配線パターン37〜39と接続した電極パターン51〜53とを有し、ディテントトルク発生用孔10a〜10c内は第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40とが延在した表裏重ね合せ膜W1〜W3で張り塞がれている。このため、従前のフレキシブル印刷配線板は磁性金属性芯板10の表面上の第1電気絶縁膜20及び配線パターン30〜39と代替でき、また、第2電気絶縁膜40上の電極パターン51〜53によりリフロー処理で機器側の基板に面実装可能となり、しかも占有面積を縮小化できる。また、ディテントトルク発生用孔10a〜10c内は第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40との表裏重ね合わせ膜W1〜W3で張り塞がれているため、モータ内を外界から遮断できる。更に、部品点数の削減を図ることができ、組立工程を簡略化できる。
ここで、ディテントトルク発生用孔10a〜10cはスルーホールh1〜h3などに比べて大きな孔となるため、第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40との表裏重ね合せ膜W1〜W3で張り塞がれているだけでは、衝撃等の発生の際、その表裏重ね合せ膜W1〜W3にクラック等が発生し易い。
そこで、本例の表裏重ね合せ膜W1〜W3の第2電気絶縁膜40上を内側円環状電極パターン51が張り合わせて通過しているため、通過した内側円環状電極パターン51が表裏重ね合せ膜W1〜W3の骨材となり、クラックの発生を抑制することができると共に、内側円環状電極パターン51の必要な固着面積を確保でき、固着強度も達成できる。
扁平形振動モータを搭載する機器側の基板(図示せず)の給電パターンも内側円環状パターンとこれと同心の外側円環状パターンとして形成する必要があるが、扁平形振動モータをリフロー処理前に上記基板へマウントする際、2重の円環状パターン同士の重ね合わせとなるので、中心位置合わせだけで中心周りの方位ズレが問題とならずに済む。
本例では、第3のスルーホールh3を介して第3の給電配線パターン39に接続した中心側円環状電極パターン53は扁平形振動モータの回転停止時において制動作用を発揮させるための制御電極或いは接地電極として利用している。
内側円環状電極パターン51や外側円環状電極パターン52の円環状の幅はその幅内にスルーホールh1,h2を形成する広さを持たせることができるが、中心側円環状電極パターン53の円環状の幅はその幅内に第3のスルーホールh3を形成する広さを持たせることができ難い。そこで、本例の第3のスルーホールh3は中心側円環状電極パターン53と内側円環状電極パターン51との間隔内に位置させた上、引き出し配線54で中心側円環状電極パターン53と接続してある。また、内側円環状電極パターン51の円環状の幅は外側円環状電極パターン52の円環状の幅よりも広く形成してあり、内側円環状電極パターン51の面積を外側円環状電極パターン52の面積と同等化でき、固着強度分布を均等化できる。
なお、ディテントトルク発生用孔10a内の表裏重ね合せ膜W1のうち第1電気絶縁膜20上には、ランドR6〜R9と配線パターン33,34,37も張り合わされているため、補強効果を発揮している。
図5〜図8において、図1〜図4に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
本例においては、ステータ基板12は実施例1のような貫通孔H1を具備しておらず、第2電気絶縁膜40の上には中心円形状電極パターン55が形成されている。そして、ステータ基板12の第1電気絶縁膜20上には略円形の多目的樹脂板60が接着剤などで重ね合せられており、この多目的樹脂板60は、コンデンサなどの電子部品56の搭載部分と干渉しないための切り欠き部60aと、支軸1の一端が嵌る中心孔Hと、空芯コイルL1,L2を位置決めするコイル収容凹所60b,60cとを備えて、カバー3の周壁3aに内嵌する肉厚の外周部60iとを備えている。また多目的樹脂板60は、コイル収容凹所60b,60c内に位置決めされた空芯コイルL1,L2から引出された捲線端末T11,T12,T21,T22と対応する配線パターンとを半田付け可能に露出する切り欠き部60d,60e,60f,60gを有する。なお、多目的樹脂板60はステータ基板12に差し込み固定する脚部を設けても良い。そして、樹脂板60のうち中心孔Hの周辺で滑り軸受4との間に2枚の樹脂ワッシャー7a,7bが介在している。なお、本例ではロータフレーム6上に偏芯錘8が固定されている。
本例でも従前のフレキシブル印刷配線板は磁性金属性芯板10の表面上の第1の電気絶縁膜20及び配線パターン30〜39と代替でき、また、第2の電気絶縁膜40上の電極パターン55,51,52によりリフロー処理で機器側の基板に面実装可能となり、しかも占有面積を縮小化できる。また、例えばディテントトルク発生用空所10c内は第1の電気絶縁膜20と第2の電気絶縁膜40との表裏重ね合わせ膜W3で張り塞がれているため、モータ内を外界から遮断できる。更に、部品点数の削減を図ることができ、組立工程を簡略化できる。
実施例1と比べると、ステータ基板12は、支軸1の一端が高々当接するに過ぎず、支軸1が嵌る貫通孔H1を有していないため、ステータ基板12の第2の電気絶縁膜40上に中心側円環状電極パターン53ではなく中心円形状電極パターン55を形成でき、固着面積の確保と共に、リフロー処理に発生し易い中心側円環状電極パターン53と支軸1の一端との短絡不良を防止できる。
また本例においては、多目的樹脂板60がステータ基板12上に固定されている。多目的樹脂板60の中心孔Hで支軸1の一端が先端支持できるため、支軸1が片持ち支持とならずに済み、支軸1の固定の堅牢化に寄与する。また、多目的樹脂板60がコイル収容凹所60b,60cを有しているため、空芯コイルL1,L2の保形性を発揮し、リフロー処理時の高温下におけるコイル捲線の型崩れを抑制できる。本例ではステータ基板12上に多目的樹脂板60を重ね合せた後、そのコイル収容凹所60b,60cに空芯コイルL1,L2を収納できる。更に、多目的樹脂板60の外周部60iがカバー3の周壁3aに内嵌し嵌め合わせ代を確保できるため、カバー3とステータ基板12との溶接固着を排除でき、多目的樹脂板60とカバー3との接着で済ませることもできる。
図9〜図12において、図5〜図8に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
本例の実施例3と異なるところは多目的樹脂板60′の点にある。多目的樹脂板60′はコイル収容凹所60b′,60c′でもロータ側に平坦となるよう被覆層60h,60hを持ちステータ基板側に開口している。コイル収容凹所60b′,60c′に空芯コイルL1,L2を収納した後に、多目的樹脂板60′をステータ基板12上に重ね合せる。また、空芯コイルL1,L2のロータ側も被覆層60h,60hで覆われているため、リフロー処理時の高温下における断熱効果もあり、コイル捲線の型崩れを一層抑制できる。そして、多目的樹脂板60′は全体として肉厚になるため、中央孔Hは深く、支軸1の一端の心ブレを抑制でき、また外周部60i′の肉厚により、周壁3aとの嵌め合い代を深くでき、接着固定でも十分となる。
1…支軸(固定軸)
2,12…ステータ基板
3…金属製カバー
3a…周壁
4…滑り軸受
5…ロータマグネット
6…ロータフレーム
7,7a,7b…樹脂ワッシャー
8…偏芯錘
10…磁性金属製芯板
10a〜10c…ディテントトルク発生用孔
10d,10e…張り出し円弧
20…第1電気絶縁膜
30〜36…配線パターン
37…第1の給電配線パターン
38…第2の給電配線パターン
39…第3の給電配線パターン
40…第2電気絶縁膜
51…内側円環状電極パターン
52…外側円環状電極パターン
53…中心側円環状電極パターン
54…引き出し配線
55…中心円形状電極パターン
56…電子部品
60,60′…多目的樹脂板
60a…切り欠き部
60b,60c,60b′,60c′…コイル収容凹所
60i,60i′…外周部
60d,60e,60f,60g…切り欠き部
60h…被覆層
h1…第1のスルーホール
h2…第2のスルーホール
h3…第3のスルーホール
H…中心孔
H1…貫通孔
H2…軸装着孔
L1,L2…空芯コイル
R1〜R14…ランド
T11,T12,T21,T22…捲線端末
W1〜W3…表裏重ね合せ膜
2,12…ステータ基板
3…金属製カバー
3a…周壁
4…滑り軸受
5…ロータマグネット
6…ロータフレーム
7,7a,7b…樹脂ワッシャー
8…偏芯錘
10…磁性金属製芯板
10a〜10c…ディテントトルク発生用孔
10d,10e…張り出し円弧
20…第1電気絶縁膜
30〜36…配線パターン
37…第1の給電配線パターン
38…第2の給電配線パターン
39…第3の給電配線パターン
40…第2電気絶縁膜
51…内側円環状電極パターン
52…外側円環状電極パターン
53…中心側円環状電極パターン
54…引き出し配線
55…中心円形状電極パターン
56…電子部品
60,60′…多目的樹脂板
60a…切り欠き部
60b,60c,60b′,60c′…コイル収容凹所
60i,60i′…外周部
60d,60e,60f,60g…切り欠き部
60h…被覆層
h1…第1のスルーホール
h2…第2のスルーホール
h3…第3のスルーホール
H…中心孔
H1…貫通孔
H2…軸装着孔
L1,L2…空芯コイル
R1〜R14…ランド
T11,T12,T21,T22…捲線端末
W1〜W3…表裏重ね合せ膜
Claims (5)
- 支軸の一端が接触したステータ基板と、開口部が前記ステータ基板で塞がれて前記支軸の他端が嵌った軸装着孔を持つカバーと、前記支軸に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータフレームとを備える扁平型振動モータにおいて、
前記ステータ基板は、複数個のディテントトルク発生用空所を持つ磁性金属製芯板と、この磁性金属製芯板の表面に成膜された第1の電気絶縁膜の上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターンと、前記磁性金属製芯板の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜の上に配されてスルーホールを通じて前記配線パターンと接続した電極パターンとを有し、前記ディテントトルク発生用空所内は前記第1の電気絶縁膜と前記第2の電気絶縁膜とが延在した表裏重ね合せ膜で張り塞がれていることを特徴とする扁平形振動モータ。 - 支軸の一端が接触したステータ基板と、開口部が前記ステータ基板で塞がれて前記支軸の他端が嵌った軸装着孔を持つカバーと、前記支軸に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータフレームとを備える扁平型振動モータにおいて、
前記ステータ基板は、複数個のディテントトルク発生用空所を持つ磁性金属製芯板と、この磁性金属製芯板の表面に成膜された第1の電気絶縁膜の上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターンと、前記磁性金属製芯板の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜の上に配されてスルーホールを通じて前記配線パターンと接続した電極パターンとを有し、前記ディテントトルク発生用空所内は前記第1の電気絶縁膜と前記第2の電気絶縁膜とが延在した表裏重ね合せ膜で張り塞がれており、当該ステータ基板上に重ね合わされ、前記支軸の一端が嵌る中心孔と駆動コイルを位置決めするコイル収容凹所と前記カバーの周壁に内嵌する外周を備えた樹脂板を有することを特徴とする扁平形振動モータ。 - 請求項2に記載の扁平型振動モータにおいて、前記樹脂板は、前記コイル収容凹所内に位置決めされた前記駆動コイルから引出された捲線端末と対応する前記印刷配線パターンとを固着可能に前記印刷配線パターンを露出する切り欠き部を有することを特徴とする扁平形振動モータ。
- 請求項2に記載の扁平型振動モータにおいて、前記コイル収容凹所は貫通孔であることを特徴とする扁平形振動モータ。
- 請求項2に記載の扁平型振動モータにおいて、前記コイル収容凹所は前記ロータ側が覆われて前記ステータ基板側に開口して成ることを特徴とする扁平形振動モータ。
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