JP2006068593A

JP2006068593A - 振動モータ

Info

Publication number: JP2006068593A
Application number: JP2004252418A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Fujii; 健太郎藤井
Original assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Current assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】
モータの回転中の異音の発生源及びロータの回転ロスの原因であるワッシャーと軸との接触を防止する。
【解決手段】
ハウジングに固定された軸で回転支持される偏心ロータを有する振動モータで、偏心ロータは、軸孔及び筒状部を有する含油軸受と、含油軸受の外側筒面を覆う磁性板で形成された筒部と、筒部から外径方向へ延びるマグネット取り付け部を有するヨークと、マグネット取り付け部に取付けられた駆動用マグネット及びロータに取付けられた偏心ウエイトで構成され、駆動用マグネットがハウジング内に設けられたコイルに対向するブラシレス振動モータであって、筒部の端部を軸受の端面より軸方向に突出させ、この端部により径方向の移動が規制される外形を有すると共に、軸の貫通孔を有し、軸受の端面を覆うワッシャーを設けた振動モータで解決可能である。
【選択図】図１

Description

この発明は、小型移動通信体の無音振動報知源やマッサージ装置の振動源として用いられる振動モータに関し、特に長寿命化の可能なブラシレス振動モータに関する。

従来より、小型通信体の無音振動報知源やマッサージ装置の振動源として、円筒型や扁平型のブラシタイプのモータが広く用いられてきた。
しかしながら、このようなブラシタイプのモータでは、ブラシと整流子が摺接することによりロータに設けられたコイルに給電するので、モータの高回転化・高出力化を目指した場合、摺接部であるブラシと整流子に大変負担がかかり、長寿命化には限界があった。
そして、モータのさらなる長寿命化のため、駆動回路によりコイルに流れる電流の向きを制御し、コイルから発生した磁力とロータに設けられたマグネットの磁力との関係でロータを回転駆動させるブラシレスモータを利用した振動モータが開発された。
このようなブラシレス振動モータには、ロータに設ける軸受を含油軸受とし、その軸受にロータヨークを固定したものが提案されている。（特許文献１参照）

特許第３５３７８１５号公報

しかしながら、含油軸受はロータが回転する際に含油軸受内部に保持されている油が飛散することがあり、この油の飛散を防止するために軸受表面を覆う必要がある。
特許文献に示すようなロータの構成では、軸受側面はヨークで覆われているが、その他の部分からは含侵油が飛散する可能性が有る。

以上の課題を解決するためには、ハウジングに固定された軸で回転支持される偏心ロータを有する振動モータにおいて、前記偏心ロータは、少なくとも含油軸受と駆動用マグネットと偏心ウエイトで構成されるブラシレス振動モータであって、前記含油軸受は、軸孔と前記軸に垂直な端面を有し、前記ロータは前記端面より軸方向に突出した端部を有し、前記端部により径方向の移動が規制される外形を有すると共に、前記軸を貫通させる貫通孔を有し、前記端面を覆うワッシャーを設けたことを特徴とする振動モータで達成することが可能である。

また、ハウジングに固定された軸で回転支持される偏心ロータを有する振動モータにおいて、前記偏心ロータは、前記軸が挿通される軸孔及び筒状部を有する含油軸受と、前記含油軸受の外側筒面を覆う磁性板で形成された筒部と、前記筒部と連続して外径方向へ延びるマグネット取り付け部を有するヨークと、前記マグネット取り付け部に取り付けられた駆動用マグネット及びロータ外周側に取り付けられた偏心ウエイトで構成され、前記駆動用マグネットが前記ハウジング内に設けられたコイルに対向するブラシレス振動モータであって、前記筒部の一端部を前記軸受に形成された端面より軸方向に突出させ、前記一端部により径方向の移動が規制される外形を有すると共に、前記軸を貫通させる貫通孔を有し、前記軸受の端面を覆うワッシャーを設けた振動モータで達成することが可能である。

具体的な手段として、前記筒部の一端部に、前記軸受の端面より軸方向に突出すると共に軸方向へ曲げ加工可能な端縁を設け、前記端縁を軸が位置する方向に変形させ、前記ヨークと前記軸受を固定すると共に、前記端縁の先端部により前記ワッシャーの径方向の移動を規制する振動モータを構成すれば良い。
また、前記一端部により形成される円周直径と前記ワッシャーの外径の直径の差を、前記軸受の軸孔の直径と前記ワッシャーの貫通孔の直径との差より小さくした振動モータでも課題を達成することが出来る。

本発明のように各部を構成すれば、ロータに形成されたワッシャーにより油の飛散を防止することが可能となり、さらに、ワッシャーの径方向への動きを抑制するので、ロータが回転中に軸にワッシャーが接触することを防ぐことができるため、軸とワッシャーの摩擦による回転ロスや異音の発生を抑えることが可能となる。

次に、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、第１の実施の形態である振動モータの縦断面図である。
図２（イ）はロータを径方向から見た平面図であり、図２（ロ）は図２（イ）のＸＯＹ断面図である。
図３は、図１及び図２（イ）（ロ）に示されている振動モータの軸受部のＹＯＺ断面図の拡大図であり、（イ）は開口縁４１ｇを加締める前、（ロ）は加締めた後を示す。

図１に示されている軸方向空隙型ブラシレス振動モータは、ブラケット２０とケース３０で形成されるハウジング、ケース３０とブラケット２０にそれぞれ端部が固定される軸２１およびハウジング内で軸２１に回転自在に支持されるロータ４０で構成されている。
ブラケット２０はステンレス等の板材で円盤形に形成され、中央に軸２１の一端を固定する凹部２０ａが形成されている。軸２１の一方の端部をその凹部２０ａに挿入し、溶接や圧入等でブラケット２０に固定する。
ブラケット２０のハウジング内側面には、ＦＰＣ基板２４が取り付けられている。このＦＰＣ基板２４には、ロータ４０と対向してコイル２２，駆動回路２３が設けられており、コイル２２や駆動回路２３に電力を供給するための給電端子２４ｂがブラケット２０に設けられた保持部２０ｂに支持されてハウジング外部へ導出されている。

ケース３０は、ステンレス等の板材をカップ形状に形成したもので、中央に軸２１の他の端部を保持する凹部３０ａが形成されている。
含油軸受４３は、外径が大きな円筒状の大径部４３ｒとそれより外径が小さな小径部４３ｓを有する円筒形状に形成され、大径部４３ｒと小径部４３ｓにより段部４３ａが形成されている。そして、含油軸受４３は、軸孔４３ｈで軸２１に支持される。
ヨーク４１は、軸２１と同心で含油軸受４３の大径部４３ｒとほぼ同じ内径に円筒形成された円筒部４１ｂ、軸２１と直角な面で円筒部４１ｂの上端部４１ａから連続して外径方向へ形成される平面部４１ｃ、平面部４１ｃの外周側に設けられた延長端部４１ｄで形成されている。そして、含油軸受４３は大径部４３ｒが円筒部４１ｂに収容される。

円筒部４１ｂの下端には、含油軸受４３の段部４３ａを軸２１方向に支持する端部４１ｅが軸２１と直角な面を形成するように中心側へ延長されている。端部４１ｅの中心開口部は、小径部４３ｓの直径より若干大きく開けられ、小径部４３ｓがブラケット２０側へ露出している。
ロータ４０は、駆動用マグネット４２の磁力により常にブラケット２０側へ引かれており、この含油軸受４３の露出部はスペーサ２５と接してブラケット２０との位置を保っている。
平面部４１ｃのブラケット２０側には、所定の極数に着磁された円環状の駆動用マグネット４２が取り付けられ、延長端部４１ｄには偏心ウエイト４４が取り付けられている。
含油軸受４３は、大径部４３ｒの外周側が円筒部４１ｂで覆われると共に、段部４３ａが端部４１ｅにより軸方向の支持がなされると共に、円筒部４１ｂの端部４１ａに設けた開口縁４１ｇを軸２１側へ変形させることによりヨーク４１に固定される。

以下、図２及び図３を参照しその構成を詳述する。
ヨーク４１の平面部４１ｃには、円筒部４１ｂに沿って複数の開孔４１ｈが形成される。この実施の形態では、９０度間隔で４個の開孔４１ｈを形成している。開孔４１ｈは、ほぼ矩形状であるが、その円筒部４１ｂ側は、図３（イ）に示すよう、円筒部４１ｂの外周４１ｆに沿う開口縁４１ｇを形成するように開けられている。この円筒部４１ｂの端部としての開口縁４１ｇは、含油軸受４３のケース側の端面４３ｂより軸方向に突出するように形成されている。
そして、開口縁４１ｇを軸方向へ曲げ加工することにより、その先端部が大径部４３ｒを押え（いわゆるカシメ加工）、含油軸受４３をヨーク４１に対し固定する。すなわち、端部４１ｅと加工後の開口縁４１ｇにより、含油軸受４３の大径部を挿んで固定する。

このように固定すれば、大径部４３ｒの外周部分を利用してカシメ加工をするので、含油軸受４３の軸孔部４３ｈに影響が出ず良好な固定ができる。開孔４１ｈの数は、軸受の大きさ、ヨークの厚み等により適宜定めれば良い。

次に、含油軸受４３の端面４３ｂには、含油軸受４３に含侵された油が飛散しないように、ワッシャー４５が取り付けられている。ワッシャー１５は、金属、樹脂等良好な摺動性を有する薄板材で円環状に形成され、その外径は円筒部１１ｂの内径より若干小さくされ、中心に軸２１を挿通させる開孔１５ａが形成される。そして、ワッシャー４５の外径は、カシメ加工後の開口縁４１ｇの先端部４１ｉで位置決めされるよう、それぞれの先端部４１ｉが軸孔を中心として形成する円の直径より、若干小さいものとする。そして、ワッシャー４５の中心には、軸孔４３ｈより大きな開孔４５ａを軸挿通孔として設ける。
このときワッシャー４５の外径と開孔４５ａの大きさ、先端部４１ｉが形成する円の直径と含油軸受４３の軸孔４３ｈの径との関係は、図３（ロ）に示すようにする。
つまり、図３（ロ）で示されているように、ワッシャー４５と先端部４１ｉの径方向のクリアランス（可動範囲の量ｂ１＋ｂ２）がワッシャー４５の開孔４５ａの径と含油軸受４３の軸孔４３ｈの径の差（ワッシャーと軸とのクリアランスに相当ａ１＋ａ２）より小さくなるようにする。
また、このワッシャー４５は、含油軸受４３に含侵させた油の表面張力により、端面４３ｂへ取り付けられる。

以上のように各部を構成すれば、ヨーク４１と含油軸受４３をカシメ固定するための開口縁４１ｇで位置決めとしての先端部４１ｉを形成し、ワッシャー４５を露出された面である端面４３ｂへ取り付けて端面４３ｂを覆い、油の飛散を防止することができる。
さらに、ワッシャー４５と各構成の寸法を上述のように構成することにより、ロータ４０が回転中に軸２１とワッシャー４５が接触することを防ぎ、異音の発生や回転ロスを防ぐことが可能となる。
上述の実施の形態に加え、含油軸受４３の小径部４３ｓを覆うよう端部４１ｅを軸方向へさらに延長することも可能であり、小径部４３ｓを小さいものとしてヨーク４１の板厚内とすることも出きる。さらには、小径部を無くし、含油軸受４３は大径部４３ｒのみで構成することも可能である。
また、本実施例において、含油軸受４３は大径部４３ｒと小径部４３ｓの異なる円筒を重ねた形状であるが、軸と垂直な面と軸孔を有するものであれば、どのような形状でも良い。

次に、本発明の第２の実施の形態を図４を用いて説明する。
図４は、第２の実施の形態である振動モータの縦断面図である。尚、第１の実施の形態と同一の構成、作用、効果のものについては、図１乃至図３と同様の符号を付し、説明を省略する。
ロータ１０は、軸２１に支持される含油軸受１３、磁性板で形成されたヨーク１１、複数の磁極を有する駆動用マグネット１２および偏心ウエイト１４で構成されている。
含油軸受１３は、外径が大径部１３ｒと小径部１３ｓを有する円筒状に形成され、大径部１３ｒと小径部１３ｓにより段部１３ａが形成されている。そして、含油軸受１３は、軸孔１３ｈで軸２１に支持される。

ヨーク１１は、軸２１と同心で含油軸受１３の大径部１３ｒとほぼ同じ内径に形成された円筒部１１ｂ、軸２１と直角な面で円筒部１１ｂの上端部１１ａから連続する平面部１１ｃ、平面部１１ｃの外周側に設けられた延長端部１１ｄで形成されている。そして、含油軸受１３は、大径部１３ｒが円筒部１１ｂに収容され、圧入や溶接等で固定される。
円筒部１１ｂの下端には、含油軸受１３の段部１３ａを軸２１方向に支持する端部１１ｅが軸２１と直角な面を形成するように中心側に延長されている。端部１１ｅの中心開口部は、小径部１３ｓの直径より若干大きく開けられ、小径部１３ｓがブラケット２０側に露出している。

ロータ１０は、駆動用マグネット１２により常にブラケット２０側に引かれており、この含油軸受１３の露出部はスペーサー２５と接している。平面部１１ｃのブラケット２０側には、所定の極数に着磁された円環状の駆動用マグネット１２が取り付けられ、延長端部１１ｄには偏心ウエイト１４が取り付けられている。
円筒部１１ｂの軸方向寸法は、大径部１３ｒより若干大きく形成されている。そして、含油軸受１３は、段部１３ａが端部１１ｅで支持されると共に、大径部１３ｒが円筒部１１ｂで覆われてヨーク１１に固定されており、含油軸受１３のケース側端面１３ｂは円筒部１１ｂのケース３０側である端部１１ｎよりやや下がり、段差を有して位置することになる。

そして、この段差を利用して、含油軸受１３の端面１３ｂにワッシャー１５を取り付ける。ワッシャー１５は、金属、樹脂等良好な摺動性を有する薄板材で円環状に形成され、その外径は円筒部１１ｂの内径より若干小さくされ、中心に軸２１を挿通させる開孔１５ａが形成される。ワッシャー１５は端面１３ｂを十分覆う大きさとする。このワッシャー１５は、含油軸受１３に含侵させた油の表面張力により端面１３ｂに張り付いている。
このときワッシャー１５の外径と開孔１５ａの大きさ、円筒部１１ｂの内径と含油軸受１３の軸孔１３ｈの径との関係は、ワッシャー１５と円筒部１１ｂの内径との径方向のクリアランス（可動範囲の量）がワッシャー１５の開孔１５ａの径と含油軸受４３の軸孔４３ｈの径の差（ワッシャーと軸とのクリアランスに相当）より小さくなるようにする。

以上のように各部を構成すれば、ヨーク１１に形成されている円筒部１１ｂの内径側がワッシャー１５の位置決めとなり、ワッシャー１５が径方向に移動するのを抑えることができ、含油軸受１３が大きく露出する端面１３ｂを覆うことが可能となり、含侵油の飛散を防止することが出きる。
また、ワッシャー１５の外径と開孔１５ａの内径寸法を上述のように設定することにより、ロータ１０が回転中に軸２１とワッシャー１５が接触することを防ぎ、異音の発生や回転ロスを防ぐことが可能となる。

図１は、第１の実施の形態である振動モータの縦断面図である。図２（イ）はロータを径方向から見た平面図であり、図２（ロ）は図２（イ）のＸＯＹ断面図である。図３は、図１及び図２（イ）（ロ）に示されている振動モータの軸受部のＹＯＺ断面図の拡大図である。図４は、第２の実施の形態である振動モータの縦断面図である。

符号の説明

１０，４０ロータ
１１，４１ヨーク
１２，４２駆動用マグネット
１３，４３含油軸受
１５，４５ワッシャー
２０ブラケット
２１軸
２２コイル
２３駆動回路
３０ケース

Claims

ハウジングに固定された軸で回転支持される偏心ロータを有する振動モータにおいて、
前記偏心ロータは、少なくとも含油軸受と駆動用マグネットと偏心ウエイトで構成されるブラシレス振動モータであって、
前記含油軸受は軸孔と前記軸に垂直な端面を有し、
前記ロータは前記端面より軸方向に突出した端部を有し、
前記端部により径方向の移動が規制される外形を有すると共に、前記軸を貫通させる貫通孔を有し、前記端面を覆うワッシャーを設けたことを特徴とする振動モータ。
ハウジングに固定された軸で回転支持される偏心ロータを有する振動モータにおいて、
前記偏心ロータは、前記軸が挿通される軸孔及び筒状部を有する含油軸受と、前記含油軸受の外側筒面を覆う磁性板で形成された筒部と、前記筒部と連続して外径方向へ延びるマグネット取り付け部を有するヨークと、前記マグネット取り付け部に取り付けられた駆動用マグネット及びロータ外周側に取り付けられた偏心ウエイトで構成され、
前記駆動用マグネットが前記ハウジング内に設けられたコイルに対向するブラシレス振動モータであって、
前記筒部の端部を前記軸受の端面より軸方向に突出させ、
前記端部により径方向の移動が規制される外形を有すると共に、前記軸を貫通させる貫通孔を有し、前記軸受の端面を覆うワッシャーを設けたことを特徴とする振動モータ。
前記筒部の端部に、前記軸受の端面より軸方向に突出すると共に軸方向へ曲げ加工可能な端縁を設け、前記端縁を軸が位置する方向に変形させ、前記ヨークと前記軸受を固定すると共に、前記端縁の先端部により前記ワッシャーの径方向の移動を規制することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の振動モータ。
前記端部により形成される円周直径と前記ワッシャーの外径の直径の差を、前記軸受の軸孔の直径と前記ワッシャーの貫通孔の直径との差より小さくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の振動モータ。