(57)【要約】【課題】低背モータながら内蔵する軸受保持強度を十分に確保して耐久性を向上させることができる偏心ロータと該ロータを備えた軸方向空隙型コアレス振動モータの提供。【解決手段】中心に軸支承孔１ａが備えられた印刷配線板１と、複数の空心電機子コイル２と、前記軸支承孔１ａの位置に配され、外周が前記印刷配線板１に接合された軸受３と、主要部が前記印刷配線板１と重畳しないように配された偏心ウエイトＷと、これらが一体化された樹脂４と、前記印刷配線板１に配されたコミュテータ５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に軸支承孔が備えられた印刷配線板と、
複数の空心電機子コイルと、
前記軸支承孔の位置に配され、外周が前記印刷配線板に接合された軸受と、
主要部が前記印刷配線板と重畳しないように配された偏心ウエイトと、
これらが一体化された樹脂と、
前記印刷配線板に配されたコミュテータとが備えられた偏心ロータ。
【請求項２】
前記軸支承孔の外側に接合パターンが印刷形成され、この接合パターンに前記軸受の外周の一部が溶接で接合された請求項１に記載の偏心ロータ。
【請求項３】
前記偏心ウエイトは前記主要部から突き出され、前記印刷配線板に重畳する舌片で前記印刷配線板に接合された請求項１に記載の偏心ロータ。
【請求項４】
前記印刷配線板は空心電機子コイルと重畳しないように配された請求項１に記載の偏心ロータ。
【請求項５】
前記樹脂は端末保護手段として前記空心電機子コイルの端末を覆うようになっていて前記印刷配線板には樹脂挿通孔が形成されている請求項４に記載の偏心ロータ。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項に記載の偏心ロータを用いた軸方向空隙型コアレスモータであって、前記軸方向空隙型偏心ロータはケースとブラケットとからなるハウジングに軸を介して回転自在に支持され、前記コミュテータに先端が摺接されたブラシと、前記ブラシの基端が植設され、一部が前記ブラケットの厚み内で前記マグネットの下方を通って前記ケース側方に給電端子として導出させたブラシベースとが備えられた軸方向空隙型コアレス振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体通信装置の無音報知手段等に用いて好適なもので偏心ロータと該ロータを備えた軸方向空隙型モータの改良に係り、特に軸固定型に採用して軸受の保持強度を十分に確保するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信装置の無音報知手段として遠心力振動を利用した振動モータが一般的で、このような振動モータは、通常回転型筒型モータの出力軸に断面が銀杏の葉のような形状の偏心ウエイトを取り付けたものがある。また、軸方向空隙型の扁平なモータでは、内蔵するロータ自体で遠心力振動を発生するものがある。ロータ内蔵型振動モータは、出力軸が不要なので、軸回転型から近年では１個の軸受をロータに内蔵させた軸固定型にしたものが賞用されている。このような軸固定型として、特許文献１では、ブラケットにバーリング孔を設けて軸の基端を圧入固定し、ケース側で該軸の他端を受けるようにしている。
【０００３】
これらのモータは低背化のために一般的に軸方向摺接型となり、ロータとして一般的には、コミュテータを印刷配線板の一側に複数個のセグメント片を印刷で形成し数ミクロンの貴金属メッキし、１個の焼結含油軸受と共に樹脂で一体成形してなるものである。
【０００４】
ところが、直径１０ｍｍ、厚み２．５ｍｍ程度のモータが要求されるようになると、軸受も直径１．５ｍｍ程度の小型なものとなってしまい、落下などの衝撃が加わると搭載される機器の重量に応じた重力の加速度が加わり、ロータ内で軸方向に軸受が抜けてしまう問題が生ずる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２６１３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この軸受の軸方向の移動を防ぐには、軸受の外周に凹凸部を形成して樹脂に食い込むようにすればよいが、外径が１．５ｍｍ程度で、長さが１．１ｍｍの小型化されているとこの凹凸を形成させることが困難であり、また、軸受長が少なく、軸受投影面積も少なくなって耐久性に問題がでる。
【０００７】
この発明の目的は、低背モータながら内蔵する軸受保持強度を十分に確保すると共に、軸受投影面積を確保して耐久性を十分に得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するには、基本的な構成として請求項１に示すように中心に軸支承孔が備えられた印刷配線板と、複数の空心電機子コイルと、前記軸支承孔の位置に配され、外周が前記印刷配線板に接合された軸受と、主要部が前記印刷配線板と重畳しないように配された偏心ウエイトと、これらが一体化された樹脂と、前記印刷配線板に配されたコミュテータとが備えられたもので達成できる。
【０００９】
具体的な構成として請求項２に示すように前記軸支承孔の外方に接合パターンが印刷形成され、この接合パターンに前記軸受の外周の一部が溶接で接合されたものがよい。
【００１０】
更に、請求項３に示すように前記偏心ウエイトは前記主要部から突き出され、前記印刷配線板に重畳する舌片で前記印刷配線板に接合されたものがよい。
【００１１】
別の具体的構成としては、請求項４に示すように前記印刷配線板は空心電機子コイルと重畳しないように配されたものがよい。
【００１２】
この構成は、更に請求項５に示すように前記樹脂は端末保護手段として前記空心電機子コイルの端末を覆うようになっていて前記印刷配線板には樹脂挿通孔が形成されているものがよい。
【００１３】
このような軸方向空隙型ロータを使用してモータにするには、請求項６に示すように請求項１〜５の何れか１項に記載の偏心ロータを用いた軸方向空隙型コアレスモータであって、前記軸方向空隙型偏心ロータはケースとブラケットとからなるハウジングに軸を介して回転自在に支持され、前記コミュテータに先端が摺接されたブラシと、前記ブラシの基端が植設され、一部が前記ブラケットの厚み内で前記マグネットの下方を通って前記ケース側方に給電端子として導出させたブラシベースとが備えられたもので達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２の発明によれば、軸受は印刷配線板に半田などの溶接で接合させたので、樹脂で一体化するに当たって印刷配線板が骨幹として機能するため、衝撃時に軸受が軸方向に動いて抜けること無く耐衝撃性が十分なものとなる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、前記偏心ウエイトは前記印刷配線板と重畳しない主要部によってロータ一杯に厚みが確保されるので、偏心量が大きく得られ、該主要部より薄い舌片で前記印刷配線板に溶接接合されて樹脂で覆われるので、衝撃強度が十分に得られる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、印刷配線板は有効磁界中にこないので、薄型ロータでもコイルにかかる有効磁束密度を高めることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、空心電機子コイルの端末が金型で潰されること無く、樹脂挿通孔によって樹脂の成型時の流れが確保できるので、成型時のショートモールドなどが無くなる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、内蔵する軸受保持強度を十分に確保し、ブラシに給電するに当たってマグネットの下方を利用しながらも厚みを犠牲にすること無く低背なモータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
中心に軸支承孔が備えられた印刷配線板と、複数の空心電機子コイルと、前記軸支承孔の位置に配され、外周が前記印刷配線板に接合された軸受と、主要部が前記印刷配線板と重畳しないように配された偏心ウエイトと、これらが一体化された樹脂と、前記印刷配線板に配されたコミュテータとが備えられたもので、図１は、実施例１に係る軸方向空隙型偏心ロータを備えた軸方向空隙型コアレス振動モータの断面図である。図２は図１の軸方向空隙型偏心ロータの底面図、図３は図１の軸方向空隙型偏心ロータの平面図、図４は実施例２（変形例）に係る軸方向空隙型偏心ロータの変形例の平面図、図５は図４の軸方向空隙型偏心ロータに使用するコミュテータの平面図、そして図６は、図４の軸方向空隙型偏心ロータを内蔵させた軸方向空隙型コアレス振動モータの断面図である。
【実施例１】
【００２０】
この発明の実施例１に係る軸方向空隙型偏心ロータＲは図１〜図３において、中心に軸支承孔１ａを形成した印刷配線板１と、該印刷配線板１の半径方向外方で該印刷配線板１に重畳しないように配された複数（ここでは配置ピッチ６０°で３個）の空心電機子コイル２と、前記軸支承孔１ａに装着されて接合された軸受３と、前記印刷配線板１に一部で半田付けされた偏心ウエイＷと共に熱変形温度が２５０℃以上の樹脂４で一体され、表面に貴金属をクラッドで形成させた複数（ここでは６個）のコミュテータ片５を配したものである。
【００２１】
前記印刷配線板１の軸支承孔１ａに装着された軸受３は、前記軸支承孔１ａの周囲に印刷形成された接合パターン１ｂにジグを利用して鉛直度を出した後、発熱が周囲に伝わりにくいレーザ照射によって半田付け１ｃで溶接接合される。前記偏心ウエイトＷは内方に突き出された舌片Ｗａに半田を塗布し、やはりレーザ照射で前記印刷配線板１に半田付け１ｄで溶接接合される。従って、軸受３は両端が露出されていても射出成形樹脂半田付部分が覆われ、抜け強度が十分に確保される。前記コミュテータ片５は、貴金属を表面にクラッドした摺接部５ａと軸方向に折れ曲がった接続部５ｂから成り、スリット溝４ａを隔てて６個等分に配置される。前記接続部５ｂは前記印刷配線板１に形成したスルーホール１ｅに填め込まれて上面で半田付け結線される。
【００２２】
更に、前記印刷配線板１は、底面から見て外周の一部が前記空心電機子コイル２の外形に合わせたガイドとなって、対向するコミュテータ片５をショートするためにスルーホール１ｅなどを介してショートするパターン１ｆが形成され、上面側に前記空心電機子コイルの各巻き始め端末ａ、ｂ及びｃを半田結線する端末結線パターン１ｇが凹所４ｅの位置に印刷形成され、更に、巻き終わり端末ｄを一括半田結線する端末結線パターン１ｈが印刷形成されている。このように構成された印刷配線板１は各空心電機コイルの端末を半田結線した後、前記のように軸受３の外周が接合パターン１ｂに半田付１ｃで溶接され、前記偏心ウエイトＷが舌片Ｗａで半田付け１ｄされることによって溶接接合され、前記空心電機子コイルの厚み内となるように前記樹脂４で一体成形される。従って、これらの部材は樹脂の内部に収められるので骨幹として機能することになり、十分な強度が確保される。特に舌片Ｗａの上面の樹脂が薄くなってしまっても印刷配線板との間に樹脂部分が十分に確保されるので抜け強度が確保される。ここで前記軸受３は、図示の構成から判るようにロータ上下から突き出されるように長手方向が確保され、即ち、モータの厚みの８５％以上、たとえばモータの厚みが２．４ｍｍ程度であっても長さが２．１ｍｍ以上確保されるので、軸と軸受間のクリアランスによるロータの傾きが少なくなり、空隙を多く取る必要が無くなるので、その分有効磁束密度が確保され、加工の容易性と回転時の耐久性が良好なものとなる。
【００２３】
この軸方向空隙型偏心ロータＲは、更に樹脂の一部で端末保護手段としてわずかな、たとえばコイル端末が隠れる程度の盛り上がり部４ｂが形成され、前記空心電機子コイルの各巻き始め端末ａ，ｂ及びｃがこの盛り上がり部に通されるようにして樹脂で覆われ、射出成型時に金型で潰されないように配慮されている。更に前記コミュテータ片５が配される側の外周全周に亘って垂下部４ｃが形成され、この垂下部４ｃには各電機子コイルの巻き終わり端末ｄが一括して通され、樹脂で覆われることによって端末保護手段を構成すると共に、偏心ウエイトＷの落下などによる抜け止め用強度確保手段としての機能を果たしている。
【００２４】
前記偏心ウエイトＷは重量を確保するためにロータの厚み一杯にする必要があり、即ち主要な両面が露出されるように成形されると共に、内外方に一体に舌片Ｗａ、Ｗｂが形成され、接合手段として前記舌片Ｗａの半田付で固着されると共に、各舌片Ｗａ、Ｗｂと印刷配線板１が樹脂４に覆われることによって抜け強度を確保している。このようにすることによって前記空心電機子コイル２と偏心ウエイトＷの比重差、体積比により十分な偏心量が得られる。
【００２５】
この軸方向空隙型偏心ロータＲは、更にまた、前記印刷配線板１の上面で前記接続部５ｂが半田付けできるように凹所４ｅが形成され、前記接続部５ｂと共に前記空心電機コイル２の巻き始め端末ａ、ｂ及びｃがレーザ照射などで半田溶接され、適当な空間に樹脂挿通孔１ｊが設けられ、樹脂４がよく回り込むように配慮されている。
【００２６】
この軸方向空隙型偏心ロータＲを格納するには、先に軸７の先端がケース９の中心に小径の透孔を有する凹所９ａに填め込まれ、外方からレーザ溶接することによって準備される。偏心ロータＲは、このようにした軸７に前記含油軸受３、スラストワッシャＳを介して回転自在に装着され、ブラケット６にブラシベース１０を介して９０°の開角で摺接された一対のブラシＢとこのブラシＢの外方で前記ブラケット６に配されたマグネット８と空隙を介して対向させ、ハウジングとしてのブラケット６とケース９に格納される。その後、前記軸７はブラケット６の中央の小径の透孔を有する凹所６ａにレーザ溶接で基端を固定され、前記ブラケット６の外周とケース９の開口部でやはりレーザ溶接されて組み立てられる。図中、ｒは、隣り合ったコミュテータ片を結ぶ火花消去用印刷形成抵抗で、４ｄは、射出成形時に位置決めとして利用するガイドピンよる抜け穴であり、４ｆはモールドゲート、更にＷｃは射出金型に位置決め用として設けられた偏心ウエイトの位置決め凹所である。
【００２７】
ここでブラシＢは、０．０５ｍｍの洋白板に摺接面に貴金属クラッドしたもので、前記ブラケットに添設したブラシベース１０に基端が半田付け接続されているものである。このブラシＢを植設したブラシベース１０は図１に示すように一部１０ａが前記ブラケット６に空けられた透孔６ｃを通ってケース９の側方に導出され給電端子となっている。
【００２８】
尚、ブラケットの厚みが０．２５程度あれば、前記透孔６ｃの変わりに押しつぶしで形成した凹所にしてもよい。
【００２９】
このようにすれば、給電端子としてマグネット下方を通して前記ケース側方に導出させるに当たってブラシベース１０の厚みを無視できる。
【実施例２】
【００３０】
図４〜図６において、図４は、図３の変形例を示すもので、有効導体部分が組み合わせるマグネットの磁極の開角程度（ここでは９０°）まで開いて効率を上げるようにした巻線型空心電機子コイル２２を、ここでは１２０度程度の配置開角で２個で構成したものであり、ここでは、コイルの効率を確保することによって印刷配線板１１はこれらのコイルに重畳させたもので、巻き始め結線パターン１１ｋが形成され、巻き終わり一括結線パターン１１ｈが各コイル間に形成され、各コイル２２の巻き始め端末２２ａ、２２ｂが前記巻き始め結線パターン１１ｋに、巻き終わり端末２２ｄが前記一括結線パターンに１１ｈにそれぞれ半田付けされる。焼結含油軸受３の外周が接合パターン１１ｂに半田付けで溶接接合されるのは、前述の実施例１と同様である。その他の部材は前述と同等なので同一符号を付してその説明は省略するが、空心電機子コイルが２個となっているため、端末処理が少なくなって各結線パターンなどはかなり省略できる。図５に示す印刷配線板１１は、コミュテータ片５５が印刷で形成され、摺接表面に数ミクロンの金メッキが施されたものである。図中、１１ｍは印刷配線板に形成した補強用パターン、５５ｄは、印刷配線板１１に設けられた空心電機子コイル取り付け位置決めガイドであり、５５ｅは、同コイルの巻き始め端末２２ａ、２２ｂが射出成型時潰れてしまわないように配慮した凹所で、樹脂成形時には印刷配線板の厚み内に収まり端末保護手段を構成していることになる。その他の部材は機能が同一なものは同一符号を記してその説明を省略する。
【００３１】
尚、前記空心電機子コイル２２の配置開角は、偏心ウエイトの重量（平面視面積）を大にする必要があるときは、１５０度程度まで許容される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上記の実施例では軸受、偏心ウエイトは簡便化のため、半田付けで印刷配線板に溶接接合したものを示したが、また、焼結含油軸受は多孔質なので、オイルが含浸されていてもある程度接着力を維持できるため、これらは強力なエポキシ接着などによる接合構造にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１に係る軸方向空隙型偏心ロータを備えた軸方向空隙型コアレス振動モータの断面図である。
【図２】図１の軸方向空隙型偏心ロータの底面図である。
【図３】図１の軸方向空隙型偏心ロータの平面図である。
【図４】実施例２に係る軸方向空隙型偏心ロータの変形例の平面図である。
【図５】図４の軸方向空隙型偏心ロータに使用するコミュテータの平面図である。
【図６】実施例２に係る軸方向空隙型偏心ロータを備えた軸方向空隙型コアレス振動モータの断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、１１    印刷配線板
１ａ        軸支承孔
１ｂ        接合パターン
１ｃ、１ｄ  半田付
１ｅ        スルーホール
１ｆ、１ｇ、１ｈ  結線パターン
２、２２    巻線型空心電機子コイル
３          焼結含油軸受
４          樹脂
４ａ        スリット溝
４ｂ        盛り上がり部
４ｃ        垂下部
４ｅ        凹所
５          コミュテータ片
５ａ        摺接部
５ｂ        接続部
６          ブラケット
７          軸
８          マグネット
９          ケース
Ｂ          ブラシ
Ｒ          偏心ロータ
Ｗ          偏心ウエイト
Ｗａ        舌片
Ｗｂ        舌片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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