(57)【要約】【課題】振動モータ自体の大きさが小型化されると、搭載される錘の大きさも相対的に小さくせざるを得ず、振動量を確保するため錘以外の部分で偏心量を大きくする必要がある。さらに、部材個々の強度が小さくなってくるため、ロータを樹脂で一体化することにより個々の部材の強度を補う必要がある。【解決手段】複数の整流子片（２）が印刷形成され、複数の巻線空心電機子コイル（２０Ａ、２０Ｂ）が載置され、軸挿通孔（５ａ）が形成された印刷配線板（１）の整流子基板が樹脂成形により平盤状に一体化された偏心ロータ（Ｒ）で、複数の巻線空心電機子コイル（２０Ａ、２０Ｂ）は回転中心を基準として重心側に片寄って配置され、樹脂成形により形成される樹脂部（１５）には、この偏心ロータの外縁部が壁部（１９）となる凹部（１８）が前記軸挿通孔を間にして重心と反対側に設けられている。  【選択図】 図１
2005218206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に複数の整流子片が印刷形成され、他面に複数の巻線空心電機子コイルが載置されると共に回転中心となる軸が挿通される軸挿通孔を有する平板状の整流子基板が、前記巻線空心電機子コイルと共に樹脂成形により平盤状に一体化された偏心ロータであって、前記複数の巻線空心電機子コイルは前記回転中心を基準として重心側に片寄って配置され、樹脂成形により形成される樹脂部には、前記軸挿通孔を間にして重心の反対側に凹部が設けられたことを特徴とする偏心ロータ。
【請求項２】
前記凹部は、前記偏心ロータの外縁部が壁部となるよう形成されたことを特徴とする請求項１記載の偏心ロータ。
【請求項３】
ケースとブラケットからなるハウジングに軸により回転可能に支持された請求項１あるいは２記載の偏心ロータ、ハウジングに取り付けられたマグネット、ハウジング外部から電力が供給される端子およびこの端子に電気的に接続されるブラシからなり、このブラシから前記偏心ロータに電力が供給されることを特徴とする振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の携帯通信端末機器で着信を振動で知らせるのに用いられる小型の振動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯通信端末機器には、機器を振動させて着信を使用者に報知するため振動モータが搭載されている。
振動モータには主に円筒状のハウジングでハウジング外部に突き出た出力軸に錘を固定した筒型振動モータと、コイン型のハウジングで軸がハウジングに固定され、ハウジング内のロータを偏心させた扁平型振動モータがある。
扁平型振動モータのロータは、それ自体を偏心させハウジングに固定された軸に回転支持するため、軸受、錘やコイルを、整流子基板を構成する印刷配線基板と共に樹脂で一体成型する構成が用いられる。
【０００３】
例えば特開２００２−１７７８８５号公報には、整流子基板を構成する印刷配線板上に３個の空心電機子コイルが円盤状ロータの片側半分に配置され、他の片側半分には錘を配置し、各部材（印刷配線板、コイル、錘等）を樹脂で一体成型される構成が開示されている。
また、特開２００２−２８５７０号公報および特開２００１−１０４８８２号公報には２個の空心電機子コイルと錘を樹脂で印刷配線板と共に一体成型した構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７７８８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２８５７０号公報
【特許文献３】特開２００１−１０４８８２号公報
【０００４】
これら公報に開示された構成は、いずれも整流子基板を構成する印刷配線基板上に錘およびコイルが載置され、それらが樹脂成形で一体化されることにより扁平な偏心ロータを形成するもので、射出成形による樹脂成型で製造されるのが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年振動モータが搭載される機器の小型化が進むのに伴い、振動モータも小型化が迫られる。モータが小型化されても振動量は確保する必要があるため、回転数や偏心量を大きくするのに、コイルの占める面積や錘の大きさの割合いがモータの大きさに対し高くなってくる。
しかし振動モータ自体の大きさが小型化されると、搭載される錘の大きさも相対的に小さくせざるを得ず、振動量を確保するため錘以外の部分で偏心量を大きくする必要がある。
さらに、モータを構成する部材が小さくなるに従って、部材個々の強度が小さくなってくるため、ロータを樹脂で一体化することにより個々の部材の強度を補う必要がある。
この発明は、モータの小型化に伴うこれらの問題点を解決し、小型で強度的にも優れた偏心ロータおよびそのロータを用いた振動モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本願発明では請求項１記載の構成のように、一面に複数の整流子片が印刷形成され、他面に複数の巻線空心電機子コイルが載置されると共に回転中心となる軸が挿通される軸挿通孔を有する平板状の整流子基板が、前記巻線空心電機子コイルと共に樹脂成形により平盤状に一体化された偏心ロータであって、前記複数の巻線空心電機子コイルは前記回転中心を基準として重心側に片寄って配置され、樹脂成形により形成される樹脂部には、凹部が前記軸挿通孔を間にして重心と反対側に設けられるようにする。
このようにすれば、樹脂の肉抜きでひけや歪みを防止し偏心量を大きくできる。
【０００７】
そして請求項２記載のように凹部を形成すると、ロータの外縁が所定の厚みを持つことでロータの強度が保てる構成とすることができる。
また、ケースとブラケットからなるハウジングに軸により回転可能に支持された請求項１あるいは２記載の偏心ロータ、ハウジングに取り付けられたマグネット、ハウジング外部から電力が供給される端子およびこの端子に電気的に接続されるブラシから構成すれば、この偏心ロータを用いて軸固定型振動モータや軸回転型振動モータが構成できる。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、ロータの強度をあげることができるため、例えば薄い整流子基板を用いても偏心ロータの強度を保つことができる。
そして、重心と反対側で樹脂を肉抜きし凹部を形成することで、ロータの偏心量を高くすることが可能となるとともに、樹脂のひけやゆがみによるロータの歪みを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本願発明の偏心ロータを示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面を示す。
図２は図１に示す偏心ロータを構成する印刷配線板を示す平面図である。
図３は図２に示す偏心ロータを構成するウエイトを示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す。
図４は本願発明の偏心ロータを用いた振動モータの側面要部断面を示す図である。
【００１０】
振動モータＭに用いられるロータＲは、整流子基板としてのいわゆるガラスエポキシ基板やフレキシブル基板といった薄い印刷配線板１と、その上に配置される有効導体開角が４０〜９０度の巻線型空心電機子コイル（以下コイル）２０Ａ、２０Ｂ、ロータＲの重心を偏心させる錘としてウエイト３０および焼結含油軸受け（以下軸受）４０が射出成形等の樹脂成形でＤ型平板状に形成されている。
印刷配線板１は、コイルが載置されるコイル載置面３Ａ、３Ｂ、端末結線部４Ａ、４Ｂ、軸受４０が載置される中心部５およびウエイト３０の保持用凸部３１を直接あるいは間接的に保持する保持部６で構成されている。
端末結線部４Ａ、４Ｂはコイルの端末２２Ａ、２３Ａ、２２Ｂ、２３Ｂを対応するセグメント２に結線するための端末結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂが配置される領域である。
【００１１】
ウエイト３０は、重量をできるだけ大きくするため、平板状のロータＲ両面に露出する厚みを有し、二つのコイル間に配置される。ウエイト３０は樹脂に対し強度を保って固定されるよう樹脂に埋め込まれる部分を有しており、例えば外形部３７のＣ面３２によりロータＲの外周側に、Ｃ面３３により内周側に、そしてロータＲの厚みより薄い保持用凸部３１が樹脂部１５にそれぞれ埋め込まれる。
ウエイト３０の樹脂に埋め込まれる部分には、ロータを樹脂成形する際にその位置を決定する位置決め部としてガイド用凹部３４、３５、３６が形成されている。
【００１２】
軸受４０は焼結含油金属により円筒状に形成され、両端部には通常面取りが外周及び内周に形成されている。軸受４０にはモータＭのハウジングに固定された軸１１が挿通され、ロータＲがモータＭ内部に回転支持される。
軸受４０が載置される印刷配線板１の中心部５には軸挿通孔５ａが形成されているが、その軸挿通孔５ａの孔径は回転軸より大きく、軸受４０の外径より小さく、かつ樹脂が軸挿通孔５ａより露出しないよう、軸受４０の端部が中心部５に触れるよう載置されている。
ロータＭは例えばポリエステル系の熱可塑性樹脂により成形されるが、樹脂成形の特性として肉厚の厚い部分に引けやゆがみが生ずる。そのため樹脂部１５のＤカット側には外周部に壁部１９を設けつつ凹部１８を形成する。      
【実施例１】
【００１３】
図１乃至図４により本願発明の実施例１を説明する。
ロータＲは印刷配線板１、その印刷配線板１に載置される二つのコイル２０Ａ、２０Ｂ、ウエイト３０および軸受４０が射出成形等の樹脂成形により平板状に形成され、樹脂部１５による外形がＤ字状に形成されている。
Ｄ字状になっているのは、振動モータとして偏心量を大きくするため、ウエイト３０の回転軸をはさんで反対側を軽くするためである。
ウエイト３０はタングステン合金等の高比重材料でできており、その重量効果が十分であれば基板は円形の基板であっても良い。
コイル２０Ａ、２０Ｂは有効導体開角が４０°から９０°を有する巻線空心コイルで、それぞれのコイルに２本の端末２２Ａ，２３Ａと２２Ｂ、２３Ｂを有している。コイル２０Ａ、２０Ｂは配置各約１４０°でロータＲに配置される。このコイル配置に関しては、例えばコイル２０Ａおよびコイル２０Ｂをそれぞれ複数段重ねたものとすることもでき、２カ所に配置されるコイルとすることが可能で、有効導体開角や配置角は適宜決定できる。コイル数も３個（３カ所配置）にすることも可能である。
【００１４】
樹脂部１５の最大厚みはウエイト３０の最大厚みおよび印刷配線板１とそれに載置したコイル２０Ａ、２０Ｂと同じに形成する。そうするとウエイト３０の最大厚み部３８がロータＲの両面に露出し、印刷配線板１の下面１Ａとコイル２０Ａ、２０Ｂの上面がロータＲから露出される。このようにすると各部材を有効に利用しつつロータＲの厚みを最小にでき、特にウエイト３０は印刷配線基板の厚み分まで偏心量を増やすことができる。
段差１６は軸受４０の上端部４０Ｂを樹脂部１５の上面から突出させるための段差である。
印刷配線板１には、上面１Ｂ側にコイル２０Ａ、２０Ｂが載置されるコイル載置部３Ａ、３Ｂと、コイル２０Ａ、２０Ｂの端末２２Ａ，２３Ａと２２Ｂ、２３Ｂを結線する端末結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂが上面１Ｂ側に形成された端末結線部４Ａ、４Ｂが形成されている。また、印刷配線板１の下面１Ａ側には複数の整流子片２（本実施例の場合６個）が印刷形成されている。
これらパターンや整流子片を接続する回路構成は本願発明に直接関係がないのでその説明は省略する。
印刷配線板１の中心部５には軸１１が通る軸挿通孔５ａが形成され、上面１Ｂ側に円筒状の軸受４０が配置されている。軸挿通孔５ａの開口径は軸１１より少し大きく、軸受４０の外径より小さくして軸受４０の一端部４０Ａと印刷配線板１の上面１Ｂが直接接するようになっている。
【００１５】
軸受４０は例えば焼結含油金属製で、その両端部４０Ａ、４０Ｂには面取りとしてＣ面４１が形成されている場合が多い。軸受４０と印刷配線板１はそのＣ面４１以外の端部で円筒の端部全周が接するようにする。
このように軸受を印刷配線基板に載置してロータＲを樹脂成形で形成すれば、軸１１方向の衝撃がモータＭに加わっても軸受が印刷配線板で支持されるため、軸受と樹脂部１５が分離されてしまうことが無く、極めて衝撃に強いロータＲを構成することができる。
【００１６】
コイル２０Ａと２０ＢはロータＲに約１４０°の配置角で配置されているが、その１４０°側のコイル間にはロータＲを偏心させるためのウエイト３０が配置される。ウエイト３０は例えばタングステン合金を焼結して形成される高比重の錘で、外形部３７がロータＲの外周に沿って円弧状に形成されたＴ字状に形成されている。最大厚み部３８をロータＲの厚みと同じとし、ロータＲの両面に露出するようにすれば偏心量を大きく取ることができる。印刷配線板１にはウエイトの最大厚み部３８を露出させるよう凹状切り欠き部９を形成しておく。
【００１７】
最大厚み部３８の周囲には、ウエイト３０を樹脂に埋め込むためのＣ面３２がロータＲの外周に沿って円弧状に、Ｃ面３３がコイル２０Ａ、２０Ｂの外形に沿ってやはり円弧状に形成されている。そのＣ面を利用して成形時にウエイト３０の周りに樹脂が良く回り込むようにしウエイト３０を樹脂部１５に埋め込み、ウエイト３０がロータＲに対し強固に固定される。ウエイト３０にはまたＣ面３３と連続して軸１１方向に向かって保持用凸部３１が形成されている。
この保持用凸部３１は樹脂部１５に埋め込まれると共に、印刷配線板１に形成された保持部６で軸１１方向に支持される。保持用凸部３１の厚みを薄くすれば印刷配線板１の上面１Ｂと保持用凸部３１の間には樹脂が回り込み、安定してロータＲにウエイト３０を固定でき、かつ印刷配線板１により間接的に厚み方向に支持されることになる。
このウエイト３０の外形部でＣ面３２とＣ面３３が交差する部分には樹脂成形時にウエイト３０の位置を決めるガイド用凹部３４、３５が形成されている。樹脂成形時ウエイト３０を成形金型へ装着する際、金型に取り付けられたガイドピンへこのガイド用凹部３４、３５を合わせて装着する。
このガイド用凹部３４，３５は最大厚み部３８には形成せず、Ｃ面３２、３３の部分に設けることでウエイト３０の偏心量が減ることをできるだけ避けることができる。このＣ面３２、３３はウエイト３０の外形部を樹脂へ埋め込むようにするためのものなので、その形状はＣ面に限らず外形部が連続して凹状に形成されていればよい。また、ガイド用凹部３４，３５はＣ面３２、３３の交差部ではなく樹脂の流れを妨げない程度にＣ面３２あるいはＣ面３３にそれぞれ複数個設けても良い。
樹脂部１５に形成された穴１７はそのガイドピンにより形成されたものである。
【００１８】
このガイド用凹部は保持用凸部３１に設けても良い。例えば図３に示すように凹部３６を保持用凸部３１に設けることで最大厚み部３８の偏心量が減ることがない。この凹部３６は厚み方向に貫通した開口でも良いし、必要に応じて印刷配線板１の対応する位置に開口を設ければ基板との相対的位置も同時に合わせることが可能となる。
ウエイト３０の外形部３７にはロータＲの外方に向かって球状の二つの凸部３９が形成されている。ウエイト３０を成形金型に装着する際、装着しやすくするためガイドピンとガイド用凹部３４、３５の間には遊びを設ける。その遊びによりウエイト３０ががたついた際外形部３７が金型の内壁面に接するとウエイト３０の外周側への樹脂の流れが悪くなる。
ウエイト３０ががたついた際、金型の内壁面に凸部３９が当たることで外形部３７が金型の内壁面に接することを防止し、樹脂がウエイト３０へ良く流れることで樹脂部１５が形成できる。この凸部３９の形状は球状に限られず、先端側が小面積で金型に接するような形状で樹脂の流れを妨げないものであればよい。  
【００１９】
上記構成ではウエイト３０の最大厚み部分がロータＲの両面側に露出する構成としたが、ウエイト３０全体が印刷配線板１の上面１Ｂに載置され、最大厚み部がロータの片側に露出する場合でも、樹脂に埋め込まれる部分にガイド用凹部あるいはガイド用開口を設け、印刷配線板の対応する位置にガイドピン用穴を形成すれば、ウエイトの最大厚み部分の偏心量を犠牲にすることなくウエイトの位置決めが可能となる。
また、ウエイト３０の位置決めを金型のガイドピンで行うことで、ウエイト３０を基板上に接着する必要がないため工程が低減される。
【００２０】
上述のようにロータＲは印刷配線板１とコイル２０Ａ、２０Ｂ、ウエイト３０および軸受４０が樹脂成形で一体化され、樹脂部１５によりＤ字型の平板状に形成される。このときコイル２０Ａ、２０Ｂやウエイト３０は全て軸１１を基準に１８０°の範囲内（重心側）に収まれば良いが、各部材の大きさにより困難な場合が多い。
本実施例でもコイル２０Ａ、２０Ｂの一部や結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂ等を軸受４０を挟んでウエイト３０の反対側、すなわち重心と反対側に配置せざるを得ない。このような場合重心と反対側の部分はできるだけ重量を減らす必要がある。
また、樹脂成形の場合樹脂の肉厚が厚いとひけやゆがみを生じるため肉厚は薄い方が望ましい。
しかし、偏心ロータの小型化に伴い印刷配線板１は極薄いものが用いられるため、偏心ロータとしての強度を保つために、また、結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂの部分に形成される樹脂部１５は端末２２、２３を半田付けし、また結線部を樹脂で覆って断線防止とするためある程度肉厚が必要である。
そのため印刷配線板１の外縁に壁部１９を有した状態で、重心と反対側の樹脂部１５部に、結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂおよび端末２２Ａ、２３Ａ、２２Ｂ、２３Ｂを避けて凹部１８が設けられている。この壁部１９は前述の最大厚みと同じかそれより低く、また凹部の厚み１８ｂより高いようにする。
【００２１】
凹部１８により重心と反対側の重量を減らすと共に肉厚によるゆがみを防止し、壁部１９によりロータ外縁部の強度を確保してロータＲの平面度および強度を保っている。
この凹部形状は結線パターン７Ａ、８Ａ、７Ｂ、８Ｂや端末２２Ａ、２３Ａ、２２Ｂ、２３Ｂの配置により適宜定めることができる。
また、この壁部１９の外縁と印刷配線板１の外縁は必ずしも一致する必要はなく、図１に示すように印刷配線板１の外縁が内側にあってもその作用効果は同じである。
さらに、空心電機子コイルを偏心させて配置することで必要な振動量が得られたり、コイルを３個以上偏心させて配置することにより必要な振動量が得られる場合、錘３０は設けなくても良い。
【００２２】
図４で上述のロータを用いた振動モータの一例を示す。
モータＭはステンレス薄板製円筒キャップ状のケース５１にステンレス薄板製円盤状のブラケット５２が固定されてハウジングを形成し、ブラケット５２のバーリング部５５に軸１１が固定され、ロータＲが軸１１に回転支持されている。
ブラケット５２にはフレキシブル基板あるいはガラスエポキシ基板等薄板の印刷配線板で形成され、ブラシ５４により電力をロータへ供給するブラシベース５３が取り付けられている。
ブラシベース５２の軸１１周囲には一対のブラシ５４（図１では片側を示す）が取り付けられ、一端側は給電端子５２ａとしてハウジングの外側へ開口５１ａから導出される。ブラケット５２には給電端子５５を載置する端子載置部５２ａが設けられている。ブラシ５４の自由端側はロータＲの整流子片２と摺接する。
ブラケット５２の内側面にはリング状のマグネットＧが取り付けられている。マグネットＧは円周方向に４極の磁極が着磁された軸方向空隙型マグネットで、ロータＲに対向している。
【００２３】
軸１１は１端がブラケット５２の中央に設けられたバーリング部５５に圧入固定され、さらに他端が摺動シート５６を間にしてハウジング５１の中央に設けられた凹部５１ａに取り付けられている。ロータＲは軸受４０により軸１１に回転支持される。
ロータＲはブラシ５４でケース５１側に常に押されているため、ロータＲの上面側は、軸受４０の上端部が直接摺動シート５６に接し、下面側は印刷配線板１の下面１Ａ側中心部５が摺動性のあるワッシャでできたスラスト受５７と対向している。
この振動モータにＭに軸１１方向の衝撃が加わると、ロータＲは軸方向へ移動する。上方向へ移動すると軸受４０の端部４０Ｂがハウジングに当たり、下方向へ移動すると下面１Ａがスラスト受５７へ当たることになる。
いずれの場合でも軸受４０と印刷配線基板１が接して一体化されているため軸受４０のロータに対する取り付け強度が大きく、軸受け部分が破損することがない。
この振動モータＭを構成するハウジング、ブラシベース５３等ロータＲの構成は種々考えられ、上記実施例に限定される必要はない。たとえば本願実施例のような軸固定型振動モータとしても良いし、ロータに回転軸を固定し、ハウジングに固定した軸受けで回転軸を回転可能に支持する軸回転型振動モータとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本願発明の偏心ロータを示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面を示す。
【図２】図２は図１に示す偏心ロータを構成する印刷配線板を示す平面図である。
【図３】図３は図２に示す偏心ロータを構成するウエイトのを示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す。
【図４】図４は本願発明の偏心ロータを用いた振動モータの側面側要部断面を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｒ  ロータ
１  印刷配線板
２  セグメント
５ａ  軸挿通孔
１５  樹脂部
１８  凹部
１９  壁部
２０Ａ、２０Ｂ  コイル
【図１】
2005218206.tif 000003
【図２】
2005218206.tif 000004
【図３】
2005218206.tif 000005
【図４】
2005218206.tif 000006