JP5066255B2 - 振動モータ - Google Patents

Description

本発明は、各種携帯通信機器（例えば携帯電話）、携帯情報端末機器、遊戯機器等に内蔵させて、例えば、呼び出し機能の振動発生源として利用される小型の振動モータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００３−１８１３７９号公報がある。この公報に記載された振動モータは、巻線部にコイルが巻かれたコアを有し、巻線部間に重り（錘）が配置されている。この重りは、上下に２分割された扇形状の重り片からなり、上側の重り片を巻線間に上から挿入し、下側の重り片を巻線間に下から挿入し、この状態で、上側の重り片と下側の重り片とをリベットにより連結させる。さらに、重りは、電気絶縁性材料からなるカバー部材によって被覆されているので、コイルとコアとの間で絶縁不良を発生させないようにしている。

しかしながら、上側の重り片を巻線間に上から挿入し、下側の重り片を巻線間に下から挿入する。その後、巻線部の端部で周方向に延在するウイング部を、上側の重り片と下側の重り片と挟み込むようにした状態で、上側の重り片と下側の重り片とをリベットにより連結させる必要があるので、重りの組立て構造が複雑になり、組立て作業性が煩雑になる。しかも、振動モータの小型化のために重りを小さくした場合であっても、上側の重り片と下側の重り片との連結に必要な固定力を確保するために、リベットを必要以上に小さくすることができない。これによって、タングステンからなる重りの体積に占める軟質材のリベットの割合が大きくなり、重りの質量を確保し難く、これによって、モータの振動量が低下してしまうといった問題点がある。

本発明は、コアに対する錘の組立て作業性が良く、小型化の促進に適した振動モータを提供することを目的とする。

本発明に係る振動モータは、コイルが巻かれる巻線部と、この巻線部の端部から円周方向に延在するウイング部とからなる複数の突極が中央部から放射状に突出して、回転軸線を中心に回転するコアと、突極に固定された錘とを有する振動モータにおいて、
錘は、
隣接するウイング部を挟み込むようにウイング部に沿って延在する第１及び第２の錘部と、
第１の錘部と第２の錘部との間に形成されて、隣接するウイング部がコアの径方向に挿入される差込み部と、
差込み部を分断するように第１の錘部と第２の錘部とを回転軸線方向に連結して、隣接するウイング部間に挿入される第３の錘部とを備えたことを特徴とする。

この振動モータに利用される錘は、コアの径方向に差し込むようにしてコアに装着させている。すなわち、第１及び第２の錘部をガイドにしながら、錘の差込み部内にコアの各ウイング部が差し込まれるので、コアに対する錘の組付け作業性が非常によい。そして、このような挿入作業によって、モータを振動させ易い場所である突極間に、錘の一部をなす第３の錘部を配置させているので、モータの高振動を確保させることができる。さらに、第１及び第２の錘部は、ウイング部に沿って延在するので、第１及び第２の錘部におけるウイング部上の部分をも振動に有効に寄与させることができるので、モータの小型化によってコアの径が小さくなった場合でも、この部分で錘の質量を確保することができ、モータの小型化によるモータの振動量の低下を抑制することができる。

また、錘は、第１の錘部と第２の錘部とを連結して、ウイング部の周面に形成された凹部内に挿入される係止部を更に備えると好適である。
コアに錘を装着させるにあたって、ウイング部の凹部の壁面に錘の係止部を突き当てることで、錘の位置決めを容易に行うことができる。しかも、この係止部は、錘の一部をなしているので、モータの振動に寄与させることができる。

また、錘は、第３の錘部に隣接して、第１及び第２の錘部から突極間に向けて突出する第１及び第２のカシメ部を更に備えると好適である。
第１のカシメ部と第２のカシメ部とが近づくように、第１及び第２のカシメ部を回転軸線方向に加圧することで、錘を回転軸線方向に抜け難くすることができ、このようなカシメ作業によって、錘をコアに簡単に且つ確実に固定させることができる。また、コイルの近くでレーザ溶接を施工する必要がないので、レーザによるコイルの断線を回避させることができる。さらには、モータを振動させ易い場所である突極間に、錘の一部を構成している第１及び第２のカシメ部を配置させているので、第３の錘部と相俟って係止部をモータの高振動に寄与させることができる。

また、一対の第１のカシメ部は、第３の錘部を両側から挟み込むように一体化し、一対の第２のカシメ部は、第１のカシメ部に対向して配置されると共に、第３の錘部から離間していると好適である。
第２のカシメ部は、第３の錘部から離間しているので、第２のカシメ部は、カシメ作業により曲げ易くなっている。従って、タングステンなどの硬質材からなる錘にカシメ作業を適用し易く、カシメ時に錘の割れや破損が起こり難くなる。

また、一対の第２のカシメ部間には、径方向に延在するライザ部が挿入されると好適である。
ライザ部がコアの径方向に延在することで、モータを薄型化させることができ、このようなライザ部に邪魔されることなく、第３の錘部をコアの径方向に延ばすことができ、錘部の質量の増大を可能にしている。

本発明によれば、コアに対する錘の組立て作業性が良く、振動モータの小型化の促進が容易になる。

本発明に係る振動モータの一実施形態を示す外観斜視図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 本発明に係る振動モータの分解斜視図である。 上ケースアッセンブリを示す分解斜視図である。 下ケースアッセンブリを示す分解斜視図である。 ロータアッセンブリ及び錘を示す分解斜視図である。 ロータアッセンブリ及び錘を示す斜視図である。 ロータアッセンブリ及び錘を示す平面図である。 ロータアッセンブリに錘を組み付ける前の状態を示す平面図である。 本発明に係る振動モータに適用する錘を示す斜視図である。 錘を別の角度から見た斜視図である。 錘をさらに別の角度から見た斜視図である。 本発明に係る振動モータが搭載された携帯電話を示す斜視図である。 本発明に係る振動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。 本発明に係る振動モータが搭載された遊戯機器を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る振動モータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、小型の振動モータ１は、携帯通信機器（例えば携帯電話）に内蔵させて、呼び出し機能の振動発生源として利用される直径約１０ｍｍ、厚さ約３ｍｍのコイン型をなし、組立て作業を容易にするために、ステータを構成する上ケースアッセンブリ１０と、モータ１のベースをなす下ケースアッセンブリ２０と、ロータを構成するロータアッセンブリ３０と、給電を可能にするブラシアッセンブリ４５と、高比重金属（例えばタングステン）からなる錘５０とから構成されている。

図３及び図４に示すように、上ケースアッセンブリ１０は、非磁性材料（例えばステンレス）からなるカップ状の上ケース１１と、上ケース１１の内壁面に接着剤により固定されると共に、軟磁性材料からなるＣリング状のバックヨーク１３と、バックヨーク１３の内壁面に接着剤により固定されるＯリング状のマグネット１４とから主として構成されている。

バックヨーク１３には、その両端１３ａ，１３ｂの離間部分Ｒが設けられ、この離間部分Ｒがマグネット１４の磁壁Ｐから９０°の位置（すなわちＳ極の中心位置）に配置されることで、磁気回路を効率的に作り出すことができる。なお、磁壁Ｐとは、マグネット１４のＮ極とＳ極との境界を意味する。

そこで、バックヨーク１３には、この下端から径方向に突出する一対の舌片１３ｃが形成され、マグネット１４には、各舌片１３ｃが入り込む一対の切欠き部１４ａが形成されている。そして、バックヨーク１３の舌片１３ｃをマグネット１４の切欠き部１４ａ内に挿入することで、バックヨーク１３に対するマグネット１４の正確な位置決めが達成される。

さらに、バックヨーク１３には、上ケース１１の上側の周縁の一部を、凹状に加工することで内側に向けて突出させた凸部１１ａが形成されている。そして、この凸部１１ａをバックヨーク１３の離間部分Ｒ内に挿入させることで、上ケース１１に対するバックヨーク１３の位置決めが達成される。

図５に示すように、下ケースアッセンブリ２０は、上ケース１１に対してレーザ溶接によって接合される非磁性材料（例えばステンレス）からなる皿状の下ケース２１と、下ケース１２の中央に固定されたシャフト２２とからなり、下ケース２１には、皿状の本体部２１ａから径方向に延在する張り出し部２１ｂが設けられている。さらに、下ケース２１には、ブラシアッセンブリ４５が固定され、張り出し部２１ｂ上にブラシアッセンブリ４５が配置される。

図６〜図８に示すように、シャフト２２に対し回転自在に軸支されたロータアッセンブリ３０は、コイル３１と、コイル３１が巻き付けられるコア３２と、コイル３１に電流を供給するためのコミテータ３３と、コミテータ３３を保持するためのコミテータホルダ３４と、コア３２の中央孔３２ａに圧入されると共に、シャフト２２が挿入される軸孔３６ａを有する円筒状の軸受３６と、火花及びノイズの発生を防止するためのバリスタ３７とからなる。

この振動モータ１は、２極３スロットであり、コア３２は、打ち抜き加工された厚さ０．２ｍｍの珪素鋼板を３枚積層することにより作り出されている。コミテータ３３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３８からなる。各コミテータセグメント３８は、回転軸線Ｌに沿って延在する断面円弧状のブラシ摺接部３８ａと、コイル３１が結線されると共に、コア３２の径方向に延在してスロット内に突出するライザ部３８ｂと、ブラシ摺接部３８ａとライザ部３８ｂとを連結するＬ字状の連結部３８ｃとからなる（図２参照）。なお、コア３２は、単板であってもよい。

３個のコミテータセグメント３８は、例えばインサート成形によってコミテータホルダ３４に組み付けられて、コミテータアッセンブリが構成される。このコミテータアッセンブリは、コミテータホルダ３４の中央孔３４ａ内に軸受３６を圧入することで、コア３２と一体化する。

さらに、リング状のバリスタ３７は、コミテータホルダ３４の周縁に設けられた各立設部３４ｂで挟持され、バリスタ３７の中央孔３７ｂ内に軸受３６の頂部が挿入される。このようにして、コア３２上とバリスタ３７を固定した後、コイル３１の電線３１ａがライザ部３８ｂの先端に巻き付けられ、各電線３１ａとライザ部３８ｂとバリスタ３７の各電極３７ａとを半田Ｈによって電気的に接続させる。

図５に示すように、ブラシアッセンブリ４５は、下ケース２１に取付け可能な板状の本体部４６と、この本体部４６から突出して、各コミテータセグメント３８のブラシ摺接部３８ａに接触する一対のブラシ片４７と、本体部４６の端部で上ケース１１から露出する一対のターミナル４８とからなる。そして、ブラシ片４７とターミナル４８とは本体部４６内で接続されている。ロータアッセンブリ３０の軸受３６の軸孔３６ａ内にシャフト２２を挿入した後に、ブラシアッセンブリ４５は、下ケース２１に径方向から装着され、上ケース１１と下ケース２１との組合わせによって出現する矩形の開口４９（図１参照）から一部が径方向に露出する。

図８〜図１２に示すように、コア３２に錘５０が固定される。このコア３２は、軸受３６が圧入される中央孔３２ａをもったリング状の中央部３９（図６参照）と、この中央部３９から放射状に突出する突極４０ａ，４０ｂ，４０ｃとからなる。等間隔に配置された各突極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、コイル３１が巻かれる巻線部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、巻線部４１ａ，４１ｂ，４１ｃの端部から円周方向に延在するウイング部４２ａ，４２ｂ，４２ｃとからなる。

錘５０は、隣接するウイング部４２ａ，４２ｂを上下で挟み込むようにウイング部４２ａ，４２ｂに沿って延在する第１及び第２の錘部５１ａ，５１ｂと、第１の錘部５１ａと第２の錘部５１ｂとの間で延在して、隣接するウイング部４２ａ，４２ｂの挿入を可能にしたスリット状の差込み部５２と、差込み部５２を左右に分断するように第１の錘部５１ａと第２の錘部５１ｂとを回転軸線Ｌ方向に連結して、隣接するウイング部４２ａ，４２ｂ間（すなわちスロット）に挿入される第３の錘部５３とを備えている。

第３の錘部５３は、ウイング部４２ａの端とウイング部４２ｂの端との間の隙間Ｂと略同等の幅を有しているので、第３の錘部５３の左右（周方向）のガタツキをウイング部４２ａ，４２ｂによって抑制することができる。

この錘５０は、コア３２に対して径方向に差し込むように装着される。このとき、上下で平行に延在する第１及び第２の錘部５１ａ，５１ｂをガイドにしながら、錘５０の差込み部５２内にコア３２の各ウイング部４２ａ，４２ｂが差し込まれるので、コア３２に対する錘５０の組付け作業性が非常によい。そして、このような挿入作業によって、モータ１を振動させ易い場所である突極４０ａと突極４０ｂとの間（すなわちスロット）に、錘５０の一部をなす第３の錘部５３が配置されるので、モータ１の高振動を確保させることができる。

さらに、第１及び第２の錘部５１ａ，５１ｂは、ウイング部４２ａ，４２ｂに沿って延在するので、第１及び第２の錘部５１ａ，５１ｂにおけるウイング部４２ａ，４２ｂ上の部分をも振動に有効に寄与させることができる。モータ１の小型化によってコア３２の径が小さくなった場合でも、この部分で錘５０の質量を確保することができ、モータ１の小型化によるモータ１の振動量の低下を抑制することができる。

コア３２に対する錘５０の組付け作業性を更に良好にするために、ウイング部４２ａ，４２ｂの外径部の周面には凹部４３ａ，４３ｂが形成され、錘５０には、第１の錘部５１ａと第２の錘部５１ｂとを連結して、ウイング部４２ａ，４２ｂの凹部４３ａ，４３ｂ内に挿入され且つ嵌合する係止部５４ａ，５４ｂが設けられている。

凹部４３ａ，４３ｂと係止部５４ａ，５４ｂは、互いに三角形状をなし、密着する。また、図９に示すように、凹部４３ａの二壁面のうちの一方の壁面４３ａＡは、装着方向Ａと略同一方向に延在し、凹部４３ｂの二壁面のうちの一方の壁面４３ｂＡは、装着方向Ａと略同一方向に延在する。同様に、係止部５４ａの二壁面のうちの一方の壁面５４ａＡは、差込み方向Ａと略同一方向に延在し、係止部５４ｂの二壁面のうちの一方の壁面５４ｂＡは、差込み方向Ａと略同一方向に延在する。

これによって、錘５０の装着作業時に、凹部４３ａ，４３ｂ内に係止部５４ａ，５４ｂを簡単且つ確実に入り込ませることができ、凹部４３ａ，４３ｂの他方の壁面４３ａＢ，４３ｂＢに錘５０の係止部５４ａ，５４ｂの他方の壁面５４ａＢ，５４ｂＢを突き当てることで、錘５０の差込み方向（装着方向）奥側の位置決めを容易且つ確実に達成することができる。しかも、この係止部５４ａ，５４ｂは、錘５０の一部をなしているので、モータ１の振動に寄与させることができる。

コア３２に対する錘５０の組付け作業性を更に良好にするために、錘５０には、左右一対の第１のカシメ部５６ａ，５６ｂと第２のカシメ部５７ａ，５７ｂとが設けられている。各カシメ部５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂは、回転軸線Ｌ方向でも対をなしており、矩形のブロック状をなす第３の錘部５３に隣接すると共に、第１及び第２の錘部５１ａ，５１ｂからウイング部４２ａ，４２ｂを越えて突極４０ａ，４０ｂ間に向けて突出する。

そして、下方に位置する第１のカシメ部５６ａ，５６ｂを台などで支持して、上方から第２のカシメ部５７ａ，５７ｂの打点Ｋ（図８参照）を上方から加圧することで、第１のカシメ部５６ａ，５６ｂと第２のカシメ部５７ａ，５７ｂとが近づくように、第１及び第２のカシメ部５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂが回転軸線Ｌ方向にカシメられる。その結果、錘５０を回転軸線Ｌ方向に抜け難くすることができ、このようなカシメ作業によって、錘５０をコア３２に簡単に且つ確実に固定させることができる。

また、コイル３１の近くでレーザ溶接を施工する必要がないので、レーザによるコイル３１の断線を回避させることができる。さらには、モータ１を振動させ易い場所である突極４０ａ，４０ｂ間に、錘５０の一部を構成している第１及び第２のカシメ部５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂを配置させているので、各カシメ部５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂは、第３の錘部５３と相俟ってモータ１の高振動に寄与される。

さらに、三角形状をなす一対の第１のカシメ部５６ａ，５６ｂは、第３の錘部５３を両側から挟み込むように第３の錘部５３に一体化している。これに対し、三角形状をなす一対の第２のカシメ部５７ａ，５７ｂは、第１のカシメ部５６ａ，５６ｂに対向して配置されると共に、第３の錘部５３から離間する。

このように、第２のカシメ部５７ａ，５７ｂは、第３の錘部５３から離間しているので、第２のカシメ部５７ａ，５７ｂは、カシメ作業により曲げ易くなっている。従って、タングステンなどの硬質材からなる錘５０にカシメ作業を適用し易く、カシメ時に錘５０の割れや破損が起こり難くなる。

さらに、第２のカシメ部５７ａ，５７ｂ間で第３の錘部５３の上方に凹部５８が形成され、径方向に延在するライザ部３８ｂがこの凹部５８内に挿入される。ライザ部３８ｂがコア３２の径方向に延在することで、モータ１の薄型化を可能にし、このようなライザ部３８ｂに邪魔されることなく、第３の錘部５３をコア３２の径方向に延ばすことができ、錘５０の質量を増大させることができる。

図８及び図９に示すように、他の突極４１ｃのウイング部４２ｃにも、突極４０ａ，４０ｂと同様の形状をなす凹部４３ｃが設けられている。これによって、錘５０は、いずれの突極４０ａ，４０ｂ，４０ｃであっても装着させることができ、コア３２に対する錘５０の組付け作業性が極めて良好になる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、コア３２に対して錘５０をレーザ溶接で固定してもよく、カシメとレーザ溶接とを併用してもよい。

以上、本発明に係る振動モータの実施形態について種々説明したが、コア３２の突極４０ａ、４０ｂに錘５０が固定された、かかる振動モータ１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１３に示すように、携帯通信機器、例えば携帯電話１００の筐体内部に振動モータ１を搭載して携帯電話機１００の回路基板１０１と振動モータ１のターミナル４８とを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１４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筐体内部に振動モータ１を搭載して携帯情報端末機器１１０の回路基板１１１と振動モータ１のターミナル４８とを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１５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の筐体内部に振動モータ１を搭載して遊戯機器１２０の回路基板１２１と振動モータ１のターミナル４８とを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。遊戯機器１２０は、携帯型ゲーム機本体やパチンコのハンドル等でも良い。これらは、着信があったとき、操作がされたとき、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、振動モータを回転させることで振動を発生させる。

Claims (9)

1. コイルが巻かれる巻線部と、前記巻線部の端部から円周方向に延在するウイング部とからなる複数の突極が中央部から放射状に突出して、回転軸線を中心に回転するコアと、
   前記突極に固定された錘とを有する振動モータにおいて、
   前記錘は、
   隣接する前記ウイング部を挟み込むように前記ウイング部に沿って延在する第１及び第２の錘部と、
   前記第１の錘部と前記第２の錘部との間に形成されて、隣接する前記ウイング部が前記コアの径方向に挿入される差込み部と、
   前記差込み部を分断するように前記第１の錘部と前記第２の錘部とを前記回転軸線方向に連結して、隣接する前記ウイング部間に挿入される第３の錘部とを備えたことを特徴とする振動モータ。
2. 前記錘は、前記第１の錘部と前記第２の錘部とを連結して、前記ウイング部の周面に形成された凹部内に挿入される係止部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の振動モータ。
3. 前記錘は、前記第３の錘部に隣接して、前記第１及び第２の錘部から前記突極間に向けて突出する第１及び第２のカシメ部を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動モータ。
4. 一対の前記第１のカシメ部は、第３の錘部を両側から挟み込むように一体化し、一対の第２のカシメ部は、前記第１のカシメ部に対向して配置されると共に、前記第３の錘部から離間していることを特徴とする請求項３に記載の振動モータ。
5. 一対の前記第２のカシメ部間には、径方向に延在するライザ部が挿入されることを特徴とする請求項４に記載の振動モータ。
6. 請求項１に記載の振動モータを搭載する振動報知機器。
7. 請求項１に記載の振動モータを搭載する携帯通信機器。
8. 請求項１に記載の振動モータを搭載する携帯情報端末機器。
9. 請求項１に記載の振動モータを搭載する遊戯機器。

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