(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型のモータハウジングと、該モータハウジングに収容される円筒型の界磁マグネットと、該界磁マグネットを保持するマグネット保持部と、回転軸を回転自在に支持し該モータハウジングの一端開口部に備えられる軸受部とをそなえた円筒型マイクロ振動モ−タであって、
該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂によるインサートモールド成形によって該界磁マグネットと一体成形されており、
該一体成形された樹脂部材の回転方向の移動を規制するべく、該モータハウジングの該一端開口部に該樹脂部材と係合する係合部が形成され、
該係合部は、該一端開口部の開口縁部の一部が径方向に突出する凹凸部として形成されている
ことを特徴とする、円筒型マイクロ振動モータ。
【請求項２】
該樹脂部材は、該モータハウジングとの接合部の外径よりも該軸受部の外径の方が小さく形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の円筒型マイクロ振動モータ。
【請求項３】
該軸受部から突出した該回転軸に固定され、該軸受部の外周方向に突出した延長突極部片を有する振動発生用偏芯ウェイトを有する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の円筒型マイクロ振動モータ。
【請求項４】
該界磁マグネットの外周に空隙を挟んで配設された円筒型コアレス電機子をそなえ、
該円筒型コアレス電機子は、該回転軸に固定されている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の円筒型マイクロ振動モータ。
【請求項５】
該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂によるインサートモールド成形によって該界磁マグネットと該モータハウジングと一体成形される
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の円筒型マイクロ振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒型マイクロモータを用いた円筒型マイクロ振動モ−タに関し、ページャ（呼び出し装置），携帯電話，歯ブラシ，マッサージ器，目覚まし時計，腕時計及びゲームコントローラ等の振動発生源に用いて好適の、円筒型マイクロ振動モ−タに関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒型マイクロ振動モータの従来技術の一つとして、例えば特開平１１−６９７４６号公報に開示されている技術がある。
図６はその縦断面を示す模式図であり、以下、図６を用いて従来の円筒型マイクロ振動モータ１−１について説明する。
【０００３】
図示するように、円筒型マイクロ振動モータ１−１の円筒型モータハウジング３−１は、その一端（図中上端）において、圧入部８が形成されている。この圧入部８は、外径がモータハウジング３−１よりも細いパイプ状に形成されており、この圧入部８には、モータの回転軸４を支持する軸受部６−１が圧入されている。ここで軸受部６−１としては、焼結含油軸受等が用いられている。
【０００４】
また、モータハウジング３−１内には、界磁マグネット９を保持するマグネット保持部１３が設けられ、このマグネット保持部１３には、軸受部６−１の軸方向の移動を規制するための突出部１２が一体に形成されている。また、マグネット保持部１３には、回転軸４が挿通する回転軸挿入孔７も形成されている。
そして、上記突出部１２を軸受部６−１の一端面（下端面）と界磁マグネット９の一端面（上端面）との間に位置させることにより軸受部６−１及び界磁マグネット９の軸方向の移動が規制される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の技術では、上述したように、界磁マグネット９を保持するためのマグネット保持部１３と、回転軸４を支持する軸受部６−１とがそれぞれ必要であり、この分だけ部品点数が増加するという課題があった。
また、この円筒型マイクロ振動モータ１−１の組立時には界磁マグネット９をマグネット保持部１３に固定し、さらに、マグネット保持部１３をモータハウジング３−１に固定し、その後、軸受部６−１を圧入部８に固定する必要があり、多くの組立工程を要するという課題があった。
【０００６】
なお、本発明の属する技術分野における円筒型マイクロ振動モータは、外径が３ｍｍから４ｍｍ程度の小型のものであり、このため部品一つ一つはさらに小形であり、その取り扱いは困難なものになる。このため、部品点数を低減し、組立工程を減少させることは重要な課題である。
そこで、上述のような課題を解決するべく、本願発明者は特願平１１−２２８８１２号で新たな技術を提案した。図７はその円筒型マイクロ振動モータ１−２の縦断面図を示す。この提案では、マグネット保持部１３と軸受部６−２とがインサートモールド成形により樹脂で一体成形されており、これにより部品点数の低減と組立工程の減少とが図られている。なお、このように一体成形された部材を以下では一体成形部材という。
【０００７】
また、図示するように、モータハウジング３−２の上端部は、絞り加工等により内径側に回り込んだ形状に形成されており、この上端部に一体成形部材が密着して接合されることにより、一体成形部材の軸方向の移動が規制される。
しかしながら、このように構成した場合であっても、モータハウジング３−２の上端部は、図８に示すように、軸方向から見るとその縁部は円形に形成されているので、一体成形部材が回転方向に移動するおそれがある。
【０００８】
すなわち、上記一体成形部材は樹脂で形成されているので、熱衝撃試験を実施すると樹脂が収縮・膨張を繰り返し、モータハウジング３−２の縁部との間に隙間が生じて一体成形部材が回転方向に移動してしまうのである。なお、このような回転方向の移動が生じると最悪の場合モータが停止するようなことも考えられる。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、一体成形部材の回転方向の移動を確実に防止できるようにした、円筒型マイクロ振動モ−タを提供することを第１の目的とする。
ところで、本願発明者が先願した特願平１１−２２８８１２号では、図７に示すように、一体成形部材の外径は、モータハウジング３−２の接合部と軸受部６−２とで同一の径に形成されている。なお、ハウジング接合部では、モータ落下時の強度を保つ為にφ２以上の径が必要である。
【００１０】
一方、回転軸４の先端には偏芯ウェイト１１が固定されており、この偏芯ウェイト１１の断面形状は逆Ｌ字状（符号２７−１参照）に形成されている。このように構成された偏芯ウェイト１１では、軸受部６−２の外径が大きくなるとこの分だけ逆Ｌ字部分の肉厚が薄くなり、振動量が減少してしまうという課題がある。また、逆Ｌ字部分の肉厚が薄くなると強度も低下するため、モータ作動時の負荷や落下の際の衝撃で偏芯ウェイト１１が破損するおそれがある。
【００１１】
また、偏芯ウェイト１１の重心点を軸受部６−２の支持点に極力近づけたいという要望もある。これは、偏芯ウェイト１１の重心点が軸受部６−２の支持点から離れると、その分だけモータ作動時に支持点に作用するモーメントが大きく、結果的に回転軸４を曲げようとする力が大きくなるからである。特に、このようなマイクロ振動モ−タの回転軸は非常に微細であり、偏芯ウェイト１１の重心点と回転軸４の支持点との軸方向距離は少しでも小さいのが好ましい。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、偏芯ウェイトの振動量を増大させるとともに強度の向上を図り、且つ偏芯ウェイトの重心点と回転軸の支持点との軸方向距離を低減できるようにした、円筒型マイクロ振動モ−タを提供することを第２の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の円筒型マイクロ振動モ−タは、円筒型のモータハウジングと、該モータハウジングに収容される円筒型の界磁マグネットと、該界磁マグネットを保持するマグネット保持部と、回転軸を回転自在に支持し該モータハウジングの一端開口部に備えられる軸受部とをそなえた円筒型マイクロ振動モ−タであって、該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂によるインサートモールド成形によって該界磁マグネットと一体成形されており、該一体成形された樹脂部材の回転方向の移動を規制するべく、該モータハウジングの該一端開口部に該樹脂部材と係合する係合部が形成され、該係合部は、該一端開口部の開口縁部の一部が径方向に突出する凹凸部として形成されていることを特徴としている。
【００１４】
したがって、上記請求項１記載の本発明によれば、上記樹脂部材が熱衝撃試験等で収縮してもモータハウジングに形成された係合部（凹凸部）で樹脂部材の回転方向の移動が規制される。これにより、樹脂部材の回転に起因するモータの作動停止を防止でき、円筒型マイクロ振動モ−タの信頼性が大幅に向上する。
なお、樹脂としては、液晶ポリマ，ポリエステル，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，ナイロン，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート，及びアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を適用することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の本発明の円筒型マイクロ振動モ−タは、上記請求項１において、該樹脂部材は、該モータハウジングとの接合部よりも該軸受部の外径の方が小さく形成されていることを特徴としている。
このように構成することにより、上記請求項１に加えて、偏芯ウェイトにおける軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることができ、偏芯ウェイトの振動量が増大する。また、軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることで、この部分の強度が向上し、モータ作動時の負荷や落下の衝撃による偏芯ウェイトの破損を防止できる。また、偏芯ウェイトの重心点の位置が軸受部側に移動して、回転軸に作用する曲げモーメントが低減される。
【００１７】
また、請求項３記載の本発明の円筒型マイクロ振動モータは、さらに該軸受部から突出した該回転軸に固定され、該軸受部の外周方向に突出した延長突極部片を有する振動発生用偏芯ウェイトを有することを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の円筒型マイクロ振動モータは、該界磁マグネットの外周に空隙を挟んで配設された円筒型コアレス電機子をそなえ、該円筒型コアレス電機子は、該回転軸に固定されていることを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明の円筒型マイクロ振動モータは、該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂によるインサートモールド成形によって該界磁マグネットと該モータハウジングと一体成形されることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タについて説明すると、図１はその模式的な縦断面図、図２はその要部構成を示す模式的な断面図であって図１におけるＸ−Ｘ断面図、図３はそのブラシホルダの縦断面図、図４はそのブラシホルダを軸方向から見た模式図、図５はその整流子とブラシとの接触状態を示す模式図である。
【００１９】
まず、図１を参照しながら円筒型マイクロ振動モータ１−３の全体構造を説明する。円筒型マイクロモータ２−３は絞り加工等により成形された円筒状のモータハウジング３−３を有している。モータハウジング３−３の材質は磁性体である冷間圧延鋼板で形成されており、本実施形態においては、外径４ｍｍ，厚み０．２ｍｍの大きさに形成されている。なお、モータハウジング３−３はヨークとしての機能も有している。
【００２０】
このモータハウジング３−３の一端（図中上端）側の開口部は、図示するように、モータハウジング３−３の壁部が内径側に回り込んで形成されており、他端（図中下端）側の開口部よりも開口面積が狭くなっている。
また、上記一端側の開口部は、図２に示すように、開口縁部の一部が径方向に突出する凹凸部（係合部）１６を有している。
【００２１】
また、軸受部６−３とマグネット保持部１３とは樹脂で一体成形されている。ここで、図示するように、この一体成形部材（樹脂部材）２０には、いずれも径方向に突出する第１突出部２０ａと第２突出部２０ｂと第３突出部２０ｃとが形成されている。なお、これらの突出部２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、いずれも全周に亘って形成されている。
【００２２】
そして、第１突出部２０ａと第３突出部２０ｃとでモータハウジング３−３の一端側の開口縁部を挟持することにより、一体成形部材２０の軸方向の移動が規制されるようになっている。
また、第３突出部２０ｃと第２突出部２０ｂとの間には、希土類磁石で形成された界磁マグネット９が挟持されており、これにより界磁マグネット９の軸方向の移動が規制されるようになっている。
【００２３】
なお、上記一体成形部材（樹脂部材）２０は、インサートモールド成形で成形されている。このインサートモールド成形は、一体成形部材２０を成形する金型にモータハウジング３−３と界磁マグネット９とを適宜な位置に固定し、その後この金型に樹脂を流し込んで一体成形部材２０を成形する方法である。この成形方法を用いれば樹脂が固定した後にはモータハウジング３−３とこの一体成形部材２０と界磁マグネット９とが一体化される。
【００２４】
ここで、上述のように、モータハウジング３−３の開口縁部には、径方向に突出する凹凸部（係合部）１６が形成されているので、一体成形部材２０の成形後は、一体成形部材２０と凹凸部１６とが係合して、一体成形部材２０のモータハウジング３−３に対する回転が規制されるようになっている。
また、一体成形部材２０の中心には回転軸挿入孔７が形成され、この挿入孔７に回転軸４が挿入されている。また、回転軸４は、軸受部６−３で回転自在に軸支されている。回転軸４はステンレス製で直径が０．６ｍｍであり、焼き入れ後研磨処理されている。
【００２５】
モータハウジング３−３の一端側から突出した回転軸４の先端部分には、振動発生用偏心ウェイト１１が適宜な方法、例えばかしめ，接着，溶接の方法で固定されている。
振動発生用偏心ウェイト１１は、比重が高い金属、例えばタングステン合金で作られている。振動発生用ウェイト１１は、図示はしないが、軸方向から見た断面が回転軸４を中心に開角が１８０度以下の扇形の形状をしており、外周部は軸方向に延びている。また、振動発生用ウェイト１１には、軸受部６−３と対向する位置に、図示するような延長突極部片２７−２が形成されている。また、延長突極部片２７−２は、軸受部６−３との隙間が極力小さくなるように形成されている。
【００２６】
ここで、図示するように、一体成形部材２０は、モータハウジング３−３との接合部（第１突出部）２０ａよりも、軸受部６−３の方が小径に形成されている。上述したように、一体成形部材２０の外径は、モータハウジング３−３との接合部２０ａでは、モータ落下時の強度を保つためにφ２以上の径が必要であるが、この接合部２０ａよりも先端側のには強度はあまり必要とされない。
【００２７】
そこで、本発明では、軸受部６−３を極力小径に形成し、この分だけ延長突極部片２７−２の肉厚を厚く形成しているのである。
ところで、振動発生用偏心ウェイト１１と軸受部６−３との間には、ライナ５が設けられている。このライナ５は摺動性の良い部材で形成され、ライナ５により振動発生用偏心ウェイト１１と軸受部６−３とが摺動することによる摩擦抵抗が低減されるようになっている。なお、本実施形態のように、軸受部６−３を耐摩耗性・低摩擦性に優れた樹脂で構成した場合には、ライナ５を省略することもできる。この場合には、部品点数を低減できるとともに組立工程を少なくすることができる。
【００２８】
また、図１に示すように、界磁マグネット９の外周には空隙を挟んで円筒型コアレス電機子１０が配設されている。円筒型コアレス電機子１０の一端部（下端部）は液晶ポリマで形成された整流子ハブ１９に固定されており、整流子ハブ１９は回転軸４に圧入された金属製薄板リング状のストップリング２１とともに回転軸４に固定されている。
【００２９】
また、整流子ハブ１９には、円筒型コアレス電機子１０と電気的に導通する整流子１５が設けられている。この整流子１５は金合金で形成されており、導電性に優れた特性を有している。
また、図１に示すように、モータハウジング３−３の他端側の開口部には、ブラシホルダ１４が設けられている。このブラシホルダ１４についても液晶ポリマで形成されており、このブラシホルダ１４をモータハウジング３−３に圧入後モータハウジング３−３をかしめて固定されている。また、ブラシホルダ１４の中心には孔部が形成されており、この孔部が回転軸４の軸受として機能するようになっている。
【００３０】
図３及び図４に示すように、ブラシホルダ１４は２つのブラシ１７−１，１７−２を備えており、これらのブラシ１７―１，１７−２は整流子１５と摺接接触することによりすべり接点を構成するようになっている。また、ブラシ１７−１，１７−２にはリード線２４−１，２４−２が電気的に接続されており、ブラシ１７−１，１７−２及び整流子１５を介して円筒型コアレス電機子１０に電力が供給されるようになっている。
【００３１】
また、図４及び図５に示すように、ブラシ１７−１，１７−２はいずれもＵ字状に形成され、適当な弾性力で回転軸４に付勢されている。また、ブラシホルダ１４にはブラシ保持部３１−１，３１−２が一体成形されており、このブラシ保持部３１−１，３１−２によりブラシ１７−１，１７−２が保持されている。
また、ブラシホルダ１４には、図３に示すように、１８０度対称な位置に外部から導かれるリード線２４−１，２４−２を通す孔２９−１，２９−２が形成されており、リード線２４−１，２４−２は上記の孔２９−１，２９−２を通ってブラシ１７−１，１７−２に接続されている。
【００３２】
なお、ブラシ１７−１，１７−２と整流子１５との間の摺接を良好なものにするために、図３に示すように、ブラシ１７−１，１７−２の先端部分は軸方向に２段に分かれたものが用いられている。
また、図４に示すように、ブラシ１７−１，１７−２の基端部には、同じく導電材質で一体形成された接合部３２−１，３２−２が形成されており、この接合部３２−１，３２−２にリード線２４−１，２４−２の導線２８−１、２８−２が溶接、半田付けなどの手段によって接続されている。
【００３３】
そして、このような構成により、導線２８−１，２８−２、ブラシ１７−１，１７−２、整流子１５及び円筒型コアレス電機子１０が導電接続されているのである。
本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タは上述のように構成されているので、モータハウジング３−３と一体成形部材２０とが凹凸部１６で係合することで、一体成形部材２０が熱衝撃等により収縮してモータハウジング３−３との嵌め合いが緩んでも、一体成形部材２０のモータハウジング３−３に対する回転が確実に規制される。これにより、一体成形部材２０の回転に起因するモータの作動停止を防止でき、円筒型マイクロ振動モ−タの信頼性が大幅に向上する。
【００３４】
また、一体成形部材２０は、モータハウジング３−３との接合部（第１突出部）２０ａよりも軸受部６−３の外径の方が小さく形成されているので、偏芯ウェイト１１の軸受部６−３に対向する部分（延長突極部片）２７−２の肉厚を厚くすることができ、偏芯ウェイト１１の振動量が増大する。また、延長突極部片２７−２の肉厚を厚くすることで、この部分の強度が向上し、モータ作動時の負荷や落下の際の衝撃での偏芯ウェイト１１の破損を確実に防止できる。また、偏芯ウェイト１１の重心点の位置を軸受部６−３側に移動させることができ、回転軸４に作用する曲げモーメントを低減することができる。
【００３５】
また、軸受部６−３とマグネット保持部１３とを一体成形することにより、部品点数を低減することができるとともに、軸受部６−３とマグネット保持部１３とを同時にモータハウジング３−３に組み付けることができる。これにより、軸受部６−３とマグネット保持部１３とを別々にモータハウジング３−３に組み付ける場合と比較して組立工程を少なくすることができ、また、コアレス電機子コイル１０と界磁マグネット９とのギャップを精度良く管理することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、モータハウジングの一端開口部に形成される係合部は、図２に示す形状のもの限定されず、少なくとも樹脂部材の回転を規制できるものであればどのような形状でもよい。また、樹脂としては、液晶ポリマに限定されるものではなく、ポリエステル，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，ナイロン，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート及びアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１にかかる本発明の円筒型マイクロ振動モ−タによれば、円筒型のモータハウジングと、該モータハウジングに収容される円筒型の界磁マグネットと、該界磁マグネットを保持するマグネット保持部と、回転軸を回転自在に支持し該モータハウジングの一端開口部に備えられる軸受部とをそなえた円筒型マイクロ振動モ−タであって、該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂で一体成形されるとともに、該一体成形された樹脂部材の回転方向の移動を規制するべく、該モータハウジングの一端開口部に該樹脂部材と係合する係合部が形成されるという構成により、上記樹脂部材が熱衝撃試験等で収縮してもモータハウジングに形成された係合部で樹脂部材の回転方向の移動が規制される。これにより、樹脂部材の回転に起因するモータの作動停止を防止でき、円筒型マイクロ振動モ−タの信頼性が大幅に向上するという利点がある。
【００３８】
また、請求項２にかかる本発明の円筒型マイクロ振動モ−タによれば、上記請求項１の構成に加えて、該樹脂部材が、該モータハウジングとの接合部よりも該軸受部の外径の方が小さく形成されるという構成により、偏芯ウェイトにおける軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることができ、偏芯ウェイトの振動量が増大するという利点がある。また、軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることで、この部分の強度が向上し、モータ作動時の負荷や落下の衝撃による偏芯ウェイトの破損を防止することができる。また、偏芯ウェイトの重心点の位置を軸受部側に移動させることができ、回転軸に作用する曲げモーメントを低減することができるという利点がある。
【００３９】
また、請求項３にかかる本発明の円筒型マイクロ振動モ−タによれば、円筒型のモータハウジングと、該モータハウジングに収容される円筒型の界磁マグネットと、該界磁マグネットを保持するマグネット保持部と、回転軸を回転自在に支持し該モータハウジングの一端開口部に備えられる軸受部とをそなえた円筒型マイクロ振動モ−タであって、該軸受部と該マグネット保持部とが樹脂で一体成形されるとともに、該樹脂部材は、該モータハウジングとの接合部よりも該軸受部の外径の方が小さく形成されるという構成により、偏芯ウェイトにおける軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることができ、偏芯ウェイトの振動量が増大するという利点がある。また、軸受部に対向する部分の肉厚を厚くすることで、この部分の強度が向上し、モータ作動時の負荷や落下の衝撃による偏芯ウェイトの破損を防止することができる。また、偏芯ウェイトの重心点の位置を軸受部側に移動させることができ、回転軸に作用する曲げモーメントを低減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タの模式的な縦断面図である。
【図２】  本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タの要部構成を示す模式的な断面図であって、図１におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図３】  本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タのブラシホルダの模式的な縦断面図である。
【図４】  本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タのブラシホルダを軸方向から見た模式図である。
【図５】  本発明の一実施形態にかかる円筒型マイクロ振動モ−タの整流子とブラシとの接触状態を示す模式図である。
【図６】  従来の円筒型マイクロ振動モータの縦断面図を示す模式図である。
【図７】  本願発明者が先願した円筒型マイクロ振動モータの模式的な縦断面図である。
【図８】  本願発明者が先願した円筒型マイクロ振動モータのハウジング形状を示す図であって、図７のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
１−１，１−２，１−３  円筒型マイクロ振動モータ
２−１，２−２，２−３  円筒型マイクロモータ
３−１，３−２，３−３  モータハウジング
４  回転軸
５  ライナ
６−１，６−２，６−３  軸受部
７  回転挿入孔
９  界磁マグネット
１０  円筒型コアレス電機子
１１  振動発生用ウェイト
１３  マグネット保持部
１４  ブラシホルダ
１５  整流子
１６  凹凸部（係合部）
１７−１，１７−２  ブラシ
１９  整流子ハブ
２０  一体成形部材（樹脂部材）
２０ａ  第１突出部
２０ｂ  第２突出部
２０ｃ  第３突出部
２１  ストップリング
２４−１，２４−２  リード線
２８−１，２８−２  導線
２９−１，２９−２  孔
３１−１，３１−２  ブラシ保持部
３２−１，３２−２  接合部
【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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【図７】
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【図８】
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