(57)【要約】【課題】  十分な偏心量を有し、錆びにくく且つショートしにくいロータを有する振動モータを提供する。【解決手段】  振動モータ１に用いられるロータ５は、高比重金属粉末が混合された樹脂２２によってプリント基板１２に電機子コイル１４〜１６をモールド成形して製造される。樹脂としてナイロン（ポリアミド）を用い、高比重金属粉末として粉末状のタングステンカーバイトを用いる。タングステンカーバイトはナイロンに対して重量比９４％以上１００％未満混合するとよい。この混合比により、十分な偏心量を有し、錆びにくく且つショートしにくいロータ５を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高比重金属が混合された樹脂で電機子コイルをモールド成形してなるロータを有し、このロータを回転させることにより振動を発生させる振動モータにおいて、
前記高比重金属はタングステンカーバイトであることを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記樹脂はナイロンであり、このナイロンに対して前記タングステンカーバイトを重量比約９４％以上１００％未満混合したことを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
【請求項３】
前記ロータは、プリント基板に形成された整流子の整流子片に前記電機子コイルの端子を電気的に接続した状態で、前記タングステンカーバイトが混合された前記樹脂によって前記プリント基板と前記電機子コイルとを一体成形してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、携帯通信機器(例えば携帯電話)、遊技機器又はマッサージ機器などに内蔵されて振動発生源として利用するための振動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、重心が偏心されたロータを回転させることにより振動を発生させる振動モータが種々提案されている。例えば、特許文献１によれば、角度１２０度のピッチで２個の電機子コイルを重畳しないように並べて偏心させた振動モータが提案されている。この振動モータには、電機子コイルの間の間隙に偏心用金属錘が設けられている。
【０００３】
また、特許文献２によれば、角度１２０度のピッチで３個の電機子コイルを重畳しないように並べられた振動モータが提案されている。この振動モータでは、３個の電機子コイルのうち１個の電機子コイルを他の２個の電機子コイルよりも小型にすることで、ロータを偏心させている。
【０００４】
さらに、特許文献３〜５によれば、振動モータの振動を大きくするため、ロータを高密度樹脂材料で一体成形することが提案されている。
【特許文献１】特開昭６３−２９０１４０号公報
【特許文献２】米国特許第４８６４２７６号明細書
【特許文献３】特開平２−２３７４４３号公報
【特許文献４】実用新案登録第２５９３３６１号公報
【特許文献５】特開２００２−２１９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような振動モータにおいては、電機子コイルを偏らせて配置させることだけではロータに十分な偏心量は得られない。そのため、特許文献１に記載される振動モータには偏心用の錘がロータに設けられている。しかし、これではコスト高となり、錘のスペースを確保することが必要になる。
【０００６】
また、ロータの一体成形に利用される樹脂材料に金属粉末を混合させる場合、特許文献３に記載されるように金属粉末として酸化亜鉛を用いると、酸化亜鉛の比重が５．６〜５．８程度であるためロータには十分な偏心量が得られない。また、特許文献１に示されるように金属粉末としてチタンや鉛を用いても、チタンや鉛の比重は大きくないためロータには十分な偏心量が得られない。
【０００７】
一方、特許文献１，５に示されるように金属粉末としてタングステンを用いれば、タングステンの比重は１９．３と高いため、ロータにある程度の偏心量が得られる。しかし、タングステンの電気抵抗率は５．５μΩ／ｃｍと小さいため、タングステンを金属紛として樹脂に混合すると導電性が高くなる。例えば、ナイロンに対して重量比８９％以上、体積比に換算して３０％以上の混合比でタングステンを混合してロータを形成すると、混合樹脂の単位体積あたりの抵抗率が小さいためにコンミテータのパターン部同士の間あるいは電機子コイルの端末同士の間でショートが起きやすくなり、ロータの回転に不具合が生じるおそれがある。また、タングステンは酸化しやすいため、高湿度の環境下や腐食ガス雰囲気下では、樹脂表面に表れたタングステン粉末が酸化し錆びやすい。これらの理由から、金属粉末としてタングステンを用いる場合には、樹脂に対するタングステンの混合比を一定以上大きくすることはできず、やはりロータに十分な偏心量を与えることができなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、十分な偏心量を有し、錆びにくく且つショートしにくいロータを有する振動モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る振動モータは、高比重金属が混合された樹脂で電機子コイルをモールド成形してなるロータを有し、このロータを回転させることにより振動を発生させる振動モータにおいて、高比重金属はタングステンカーバイトであることを特徴とする。
【００１０】
ロータのモールド成形に利用される樹脂に含まれるタングステンカーバイトは、比重が高く、酸化しにくい材料であり、電気抵抗率も高い。したがって、タングステンカーバイトの比重が高いことにより、ロータに十分な偏心量を与えることができる。また、タングステンカーバイトは酸化しにくいため、電機子コイルも錆びにくくなる。さらに、タングステンカーバイトの電気抵抗率は高いため、電機子コイル間においてショートが発生しにくい。これにより好適な振動モータが得られる。
【００１１】
このような振動モータのロータにおいて、樹脂はナイロンであり、このナイロンに対してタングステンカーバイトが重量比９４％以上１００％未満混合しているとよい。この構成により、ロータに十分な偏心量を与えることができる。
【００１２】
また、ロータは、プリント基板に形成された整流子の整流子片に電機子コイルの端子を電気的に接続した状態で、タングステンカーバイトが混合された樹脂によってプリント基板と電機子コイルとを一体成形してなるとよい。この構成により、ロータの組立工数が低減され、振動モータの扁平化・小型化が促進される他、電機子コイルと整流子との電気的接続の安定化が図られる。また、ロータに十分な偏心量を与えることができると共に、電機子コイルやプリント基板の配線も錆びにくくなる。さらに、電機子コイルの端子間においてショートが発生しにくくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、十分な偏心量を有し、錆びにくく且つショートしにくいロータを有する振動モータを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、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。
【００１５】
図１に示すように、振動モータ１のハウジング２内には、永久磁石からなるマグネット板３と、シャフト４と、シャフト４を中心にして回転するロータ５と、ロータ５に電流を供給する電流供給部６とを備える。ハウジング２内には、上側ハウジング７及び下側ハウジング８によって扁平状の空間が形成されている。上側ハウジング７の中央には、内方に向けて突出する円筒状のシャフト保持部９が形成されている。また、下側ハウジング８の中央であってシャフト保持部９と対向する位置にも、内方に向けて突出する円筒状のシャフト保持部１１が形成されている。そして、これらシャフト保持部９，１１にはシャフト４が挿入され固定されている。また、円環形状のマグネット板３は、シャフト４に対し同心に配置されている。このマグネット板３は、複数個の扇形状の永久磁石を放射状に配列して一体に形成されたものであり、マグネット板３には周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００１６】
図２に示すように、ロータ５の一部を構成する整流子用の半円状プリント基板１２には、シャフト４が貫通する孔１３が形成されている。また、プリント基板１２の裏面には、整流子１８が形成されている。この整流子１８は、孔１３を中心にして放射状に印刷された整流子片１９ａ〜１９ｆによって構成される。さらに、プリント基板１２の表面には、三角柱形状の電機子コイル１４，１５，１６が重畳せず放射状に並設されている。そして、各電機子コイル１４，１５，１６の各端子は、プリント基板１２上で各整流子片１９ａ〜１９ｆから延びるように形成された各プリント配線に電気的に接続されている。
【００１７】
さらに、ロータ５は、高比重金属粉末が混合された樹脂２２によって、プリント基板１２と電機子コイル１４，１５，１６と焼結含油軸受２３とが一体成形されている（図３参照）。このようなロータ５は、シャフト４で軸支された状態でハウジング２内に収容され、マグネット板３から離間された状態でマグネット板３に対向するように配置される。さらに、電流供給部６は、ブラシ２６，２７とブラシ用のプリント基板２４とからなり、ブラシ２６，２７の一端は、プリント基板２４上の配線パターンに電気的に導通するようにプリント基板２４に固定され、ブラシ２６，２７の他端は整流子片１９に摺接される。この電流供給部６を通じて供給された電流が各電機子コイル１４，１５，１６に流れ、マグネット板３から発せられる磁界の影響を受けることによって、ロータ５はシャフト４を中心に回転する。
【００１８】
次に、ロータ５の製造方法について簡単に説明する。
【００１９】
まず、図２に示したように、プリント基板１２上に電機子コイル１４，１５，１６を並設し、各電機子コイル１４，１５，１６の各端子を、所定の整流子片１９ａ〜１９ｆから延在する各プリント配線に、ハンダを介して電気的に接続する。さらに、プリント基板１２の孔１３に焼結含油軸受２３を取り付けた状態で、プリント基板１２を金型（インサートモールド）内に設置する。その後、ナイロンにタングステンカーバイトが混合されたペレットを成形機内で溶融させ、金型のキャビティ内に射出する。金型のキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、溶融樹脂を冷却固化させ、成形品であるロータ５が得られる。すなわち、このようなインサート成形により、プリント基板１２、電機子コイル１４，１５，１６、及び焼結含油軸受２３が樹脂により一体的にモールド成形される。このようにして、整流子片１９ａ〜１９ｆと各電機子コイル１４，１５，１６の各端子との電気的接続が確保された状態で、プリント基板１２と電機子コイル１４，１５，１６と焼結含油軸受２３とが確実に一体成形される。したがって、ロータ５の組立工数が低減され、振動モータ１の扁平化・小型化が促進される他、電機子コイル１４，１５，１６と整流子１８との電気的接続の安定化が図られる。
【００２０】
ここで、ロータ５のモールド成形に利用される樹脂と高比重金属粉末について説明する。振動モータ１を大きく振動させるためには、ロータ５の偏心量ができる限り大きい方がよい。そこで、樹脂としてナイロン（ポリアミド）を用い、このナイロンに混合する高比重金属紛末としてタングステンカーバイト（炭化タングステン）を用いる。図４に示す表には、重量比を変えてナイロンにタングステンカーバイトを混合したときの体積、比重、及び体積比のデータと、ナイロンにタングステンを混合したときの体積、比重、及び体積比のデータとが示されている。図４に示す表において、各列に示されるパラメータは、以下の意味である。
【００２１】
Ｖ（Ｗ）：タングステンの体積
Ｖ（ＰＡ）：ナイロンの体積
Ｖ（ＷＣ）：タングステンカーバイトの体積
Ｖ／Ｖ（Ｗ）：ナイロンに対するタングステンの体積比
Ｖ／Ｖ（ＷＣ）：ナイロンに対するタングステンカーバイトの体積比
ρ：比重
【００２２】
タングステンカーバイトの比重は１５．６５であり高比重であるが、タングステンの比重１９．３０よりも若干小さい。しかし、タングステンカーバイトは酸化しにくいため錆びにくい。したがって、タングステンカーバイトを用いる方がロータ５に含まれる電機子コイル１４，１５，１６の銅線、プリント基板１２の配線が錆びにくくなるため、タングステンを用いるよりも適切である。また、タングステンカーバイトの電気抵抗率は１９．２μΩ／ｃｍであり、タングステンの電気抵抗率の約３．５倍も高い。そのため、タングステンカーバイトを用いる方が、タングステンを用いるよりも、電機子コイル１４〜１６の端末間でショートを起こしにくい。また、ロータ５に十分な偏心量を与えるためには、比重が約８以上になるようにタングステンカーバイトをナイロンに混合するとよい。すなわち、タングステンカーバイトをナイロンに対して重量比９４％以上１００％未満混合するとよい。体積比に換算すれば、タングステンカーバイトをナイロンに対して体積比５１％以上１００％未満混合することになる。この混合比により、ロータ５に十分な偏心量を与えることができる。このようなロータ５を用いれば、大きい振動を発生させる振動モータ１が得られる。
【００２３】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では平面状の整流子にブラシが摺接されていたがこれに限られず、円筒状の整流子にブラシが摺接された構造であってもよい。また、ロータを成形する際、軸受をインサート部品としてロータをモールド成形したが、これに限られない。例えば、シャフトをインサート部品としてロータをモールド成形し、シャフトをロータと一体成形してもよい。この場合、シャフトを支持する軸受が振動モータに設けられることになる。さらに、ロータに並設する電機子コイルの個数は３個に限られず、ロータを偏心させる配置であれば、電機子コイルの個数は１個、２個あるいは４個以上であってもよい。電機子コイルが複数ある場合、電機子コイルの大きさは等しくなくともよい。また、ロータの形状は半円状に限られず、略１／４〜２／３円状であってもよい。ロータを偏心させることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る振動モータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すロータを樹脂で一体成形する前の状態を示す平面図である。
【図３】図１に示すロータの斜視図である。
【図４】重量比を変えてナイロンにタングステンカーバイトを混合したときの体積、比重、体積比のデータ、及び重量比を変えてナイロンにタングステンを混合したときの体積、比重、体積比のデータが示されている表である。
【符号の説明】
【００２５】
１…振動モータ、３…マグネット板、４…シャフト、５…ロータ、６…電流供給部、１２…プリント基板、１４，１５，１６…各電機子コイル、１８…整流子、１９ａ〜１９ｆ…整流子片、２３…焼結含油軸受、２６，２７…ブラシ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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