JP4931973B2

JP4931973B2 - モータ

Info

Publication number: JP4931973B2
Application number: JP2009200743A
Authority: JP
Inventors: 毅飯澤; 英昭中村; 佳英殿貝; 義則河合
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: US8319383B2; TW201108571A; CN102005863B; KR20110023834A; CN102005863A; US20110050032A1; JP2011055605A

Description

本発明は、特に、携帯通信機器（例えば携帯電話）、携帯情報端末機器、遊技機器等に内蔵させて、携帯電話機の呼び出し機能等の振動発生源として利用される小型のモータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００３−２７５６８３号公報がある。この公報に記載されたモータでは、上ケースと下ケースとからなる筐体内にロータが配置され、このロータには、平板状のコミテータが固定されている。コミテータに摺接するブラシは、下ケースに装着可能な下基板に固定されている。この下基板は、筐体から突出し、下基板の遊端部には、筐体の外周面に装着されるコネクタヘッダに接続させるための端子部(ターミナル)が設けられている。このように、下基板の端子部を露出させることで、コネクタヘッダとの接続の容易化を図ることができる。

特開２００３−２７５６８３号公報

しかしながら、携帯電話などの機器に合わせてコネクタヘッドが変更される毎に、下基板に設けられた端子部の形状や配置場所の変更が余儀なくされ、ブラシも考慮した下基板全体の設計変更を余儀なくされてしまうといった問題点がある。

本発明は、ブラシアッセンブリ全体の設計変更を行うことなく、ターミナルの形状や配置場所の変更の容易化を図るようにしたモータを提供することを目的とする。

本発明は、シャフトを中心に回転するコアと一体的に回転するコミテータと、コアを包囲する環状のマグネットと、を有するモータにおいて、
コミテータを収容すると共に、上ケースと下ケースとからなる筐体と、
コミテータに対して摺接して給電するブラシ片を有するブラシアッセンブリと、を備え、
ブラシアッセンブリは、
ブラシ片が前端側で突出して配置され、ブラシ片に導通する第１の接続部が後端側に配置され、シャフトの回転軸線に対して直交する方向でコミテータに向けて移動させて、ブラシ片をコミテータに接触させる本体部と、
第１の接続部に対面して配置される第２の接続部を前端側に有し、第２の接続部に導通するターミナルを後端側に有し、ターミナルが筐体から突出して配置される外部接続基板と、を有し、
外部接続基板は、ターミナルが配置される基板本体部と、第２の接続部が配置されて、基板本体部から前方に向けて突出する装着部と、を有し、
本体部には、装着部が嵌合する凹部が形成され、凹部の底面には、第１の接続部が配置されていることを特徴とする。

このモータに適用されるブラシアッセンブリは、ブラシ片が設けられている本体部とターミナルが設けられている外部接続基板とからなっている。従って、外部接続基板を変更するだけで、外部端子に容易に対応させることができ、拡張性の高いモータを実現させることができる。しかも第１の接続部と第２の接続部とが対面構造になっているので、ハンダやレーザ光等を用いた接続が容易にできる。特に、リフローハンダを第１の接続部と第２の接続部との間に配置させ易く、リフロー炉にブラシアッセンブリを通過させるだけで、ハンダ作業を完了させることができるので、ブラシアッセンブリの製造を自動化することができる。

更に、外部接続基板は、ターミナルが配置される基板本体部と、第２の接続部が配置されて、基板本体部から前方に向けて突出する装着部と、を有し、本体部には、装着部が嵌合する凹部が形成され、凹部の底面には、第１の接続部が配置されている。
このような構成を採用すると、外部接続基板の装着部を本体部の凹部内に嵌めるだけで、第１の接続部と第２の接続部とを確実に対面させることができる。

また、装着部の基端側には、装着部の幅を狭くするためのくびれ部が形成され、本体部の凹部の後端側には、くびれ部に入り込む係止凸部が形成されていると好適である。
このような構成を採用すると、外部接続基板に外部から無理な力が加わっても、くびれ部に係止凸部が引っ掛かっているので、外部接続基板が本体部から抜けにくく、これによって、外部からの衝撃や機器への実装中に、第１の接続部と第２の接続部との接合が外れてしまう事態を無くすことができる。

また、ブラシアッセンブリを回転軸線に対して直交する方向に案内するガイド手段を備え、ガイド手段は、下ケースに形成され、シャフトの回転軸線に対して直交する方向に延在するガイド面を有する舌片部と、本体部に設けられると共に、舌片部を両側から挟み込むようにしてガイド面に沿って摺動する一対の略平行なガイド片と、からなり、ガイド片の後端には、舌片部の遊端に当接する係止凸部が形成されていると好適である。
このような構成を採用すると、舌片部上におけるブラシアッセンブリのガタツキを防止することができ、係止凸部に舌片部の遊端を当接させることで、モータ組立て時に、ブラシアッセンブリの移動量を一定にすることができる。

本発明によれば、ブラシアッセンブリ全体の設計変更を行うことなく、ターミナルの形状や配置場所の変更の容易化を図ることができる。

本発明に係るモータの一実施形態を示す斜視図である。本発明に係るモータの分解斜視図である。本発明に係るモータの分解斜視図である。ロータアッセンブリの分解斜視図である。下ケースにブラシアッセンブリを組み付けた状態を示す斜視図である。ブラシアッセンブリの分解斜視図である。ブラシアッセンブリの分解斜視図である。ブラシアッセンブリの斜視図である。ブラシアッセンブリの平面図である。ブラシアッセンブリの底面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、モータ１は、携帯通信機器（例えば携帯電話）に内蔵させて、呼び出し機能の振動発生源として利用される直径約１０ｍｍ、厚さ約３ｍｍのコイン型をなす小型の振動モータであって、組立て作業を容易にするために、ステータを構成する上ケースアッセンブリ１０と、シャフト２２を有してモータ１のベースをなす下ケースアッセンブリ２０と、ロータを構成するロータアッセンブリ３０と、給電を可能にするブラシアッセンブリ４５と、高比重金属（例えばタングステン）からなる錘５０とから構成されている。

上ケースアッセンブリ１０は、非磁性材料（例えばステンレス）からなるカップ状の上ケース１１と、上ケース１１の内壁面に接着剤により固定されると共に、軟磁性材料からなるＣリング状のバックヨーク１３と、バックヨーク１３の内壁面に接着剤により固定されるＯリング状のマグネット１４とから主として構成されている。

ロータアッセンブリ３０は、上ケース１１と下ケース２１とからなる筐体１９内に収容されると共に、シャフト２２に対し回転自在に軸支される。さらに、図４に示すように、このロータアッセンブリ３０は、コイル３１と、コイル３１が巻き付けられるコア３２と、コイル３１に電流を供給するためのコミテータ３３と、コミテータ３３を保持するためのコミテータホルダ３４と、コア３２の中央孔３２ａに圧入されると共に、シャフト２２が挿入される軸孔３６ａを有する円筒状の軸受３６と、火花及びノイズの発生を防止するためのバリスタ３７とからなる。

このモータ１は、２極３スロットであり、コア３２は、打ち抜き加工された厚さ０．２ｍｍの珪素鋼板を３枚積層することにより作り出されている。コミテータ３３は、銅製薄板のプレス成形によって作られた３枚のコミテータセグメント３８からなる。各コミテータセグメント３８は、回転軸線Ｌに沿って延在する断面円弧状のブラシ摺接部３８ａと、コイル３１が結線されると共に、コア３２の径方向に延在してスロット内に突出するライザ部３８ｂと、ブラシ摺接部３８ａとライザ部３８ｂとを連結するＬ字状の連結部(不図示)とからなる。なお、コア３２は、単板であってもよい。

３個のコミテータセグメント３８はコミテータホルダ３４に組み付けられて、コミテータアッセンブリが構成される。このコミテータアッセンブリは、コミテータホルダ３４の中央孔３４ａ内に軸受３６を圧入することで、コア３２と一体化する。

さらに、リング状のバリスタ３７は、コミテータホルダ３４の周縁に設けられた各立設部３４ｂで挟持され、バリスタ３７の中央孔３７ｂ内に軸受３６の頂部が挿入される。このようにして、コア３２上とバリスタ３７を固定した後、コイル３１の電線３１ａがライザ部３８ｂの先端に巻き付けられ、各電線３１ａとライザ部３８ｂとバリスタ３７の各電極３７ａとを半田Ｈ(図３参照)によって電気的に接続させる。そして、コア３２には、錘５０が固定され、この錘５０は、隣接するウイング部４２ａ，４２ｂを上下で挟み込むように延在している。

図３及び図５に示すように、下ケースアッセンブリ２０は、上ケース１１に対してレーザ溶接によって接合される非磁性材料（例えばステンレス）からなる皿状の下ケース２１と、下ケース１２の中央に固定されたシャフト２２とからなる。さらに、下ケース２１には、ブラシアッセンブリ４５が取り付けられる。

次に、ブラシアッセンブリ４５を更に詳細に説明する。なお、下ケース２１上でシャフト２２に向かう方向を「前方」として以下説明する。

図５〜図１０に示すように、ブラシアッセンブリ４５は、各コミテータセグメント３８のブラシ摺接部３８ａに接触する一対のブラシ片４７が先端側で突出して配置されて、下ケース２１に装着可能な本体部４６と、機器側のバネ端子との圧着接続が可能な一対のターミナル４８を有すると共に、ターミナル４８が露出して、上ケース１１と下ケース２１との組合わせによって出現する矩形の開口４９（図１参照）から径方向に突出する外部接続基板５０とからなる。そして、樹脂製の本体部４６は、シャフト２２の回転軸線Ｌに対して直交する方向でコミテータ３３に向けて移動すると共に、下ケース２１の本体部２１ａの内表面２１ａＡに沿って摺動する。一対のブラシ片４７は、本体部４６の移動によってブラシ摺接部３８ａを挟み込みながら摺動する。

筐体１９内に配置される本体部４６の後端側には、前端側で突出したブラシ片４７に導通する第１のハンダ接続部(第１の接続部)５１が配置されている。左右一対の第１のハンダ接続部５１は、本体部４６の裏面側で露出していると共に、本体部４６内の配線によりブラシ片４７のそれぞれに電気的に接続させている。

これに対して、フレキシブル基板からなる外部接続基板５０の前端側には、左右一対の第２のハンダ接続部(第２の接続部)５２が配置され、外部接続基板５０の後端側には、筐体１９から露出する左右一対のターミナル４８が配置されている。左右一対の第２のハンダ接続部５２は、外部接続基板５０の表面側で露出していると共に、外部接続基板５０内の配線によりターミナル４８のそれぞれに電気的に接続されている。金メッキが施されたターミナル４８も外部接続基板５０の表面側で露出している。

外部接続基板５０は、ターミナル４８が配置される基板本体部５３と、第２のハンダ接続部５２が配置されて、基板本体部５３から前方に向けて突出する装着部５４とを有している。装着部５４は、基板本体部５３の前端中央から突出し、基板本体部５３の裏面には、フレキシブル基板からなる可撓性の外部接続基板５０を補強するための樹脂製の補強板５６が接着固定されている。

これに対して、本体部４６の後端側には、装着部５４が嵌合する凹部５７が形成され、コ字状をなす凹部５７の底面には、第１のハンダ接続部５１が露出するように配置されている。このような構成を採用すると、外部接続基板５０の装着部５４を本体部４６の凹部５７内に嵌めるだけで、第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２とを確実に対面させることができるので、ハンダを第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２との間に挟み込むように容易にセットさせることができる。これにより、リフローハンダ実装作業の効率化や容易化を図ることができる。

さらに、装着部５４の基端側には、装着部５４の幅を狭くするためのくびれ部５３ａが左右一対として形成され、このくびれ部５３ａによって、装着部５４には首部５３ｂが形成されることになる。これに対して、本体部４６の凹部５７の後端側には、くびれ部５３ａに入り込む係止凸部５８が左右一対として形成されている。そして、左右の係止凸部５８間には、凹部５７を形成するための壁の後端側を切除するようにしてなる連通孔５９が形成され、この連通孔５９内に装着部の首部５３ｂが入り込む。

このような構成を採用すると、外部接続基板５０に外部から無理な力が加わっても、くびれ部５３ａに係止凸部５８が引っ掛かっているので、外部接続基板５０が本体部４６から抜けにくく、これによって、外部からの衝撃や機器への実装中に、第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２とのハンダ接合が外れてしまうといった事態を無くすことができる。

前述したようにブラシアッセンブリ４５は、ブラシ片４７が設けられている本体部４６とターミナル４８が設けられている外部接続基板５０とからなっている。従って、外部接続基板５０を変更するだけで、外部端子に容易に対応させることができ、拡張性の高いモータ１を実現させることができる。しかも第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２とが対面構造になっているので、リフローハンダを第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２との間に配置させ易く、リフロー炉にブラシアッセンブリ４５を通過させるだけで、ハンダ作業を完了させることができるので、ブラシアッセンブリ４５の製造を自動化することができる。そして、ブラシアッセンブリ４５全体の設計変更を行うことなく、外部接続端部５０のみを設計変更するだけでよいので、ターミナル４８の形状や配置場所の変更の容易化を図ることができる。

このような構成のブラシアッセンブリ４５は、厚さ約０．４ｍｍ、全長（外部接続基板５０の後端からブラシ片４７の先端までの長さ）９ｍｍの極めて小さなものである。よって、図２及び図３に示すように、ブラシアッセンブリ４５をモータ１に組み込み易くするために、モータ１は、ブラシアッセンブリ４５の本体部４６と下ケース２１とが係合して、下ケース２１に対する本体部４６の位置合わせを行う位置合わせ手段６０と、下ケース２１に対する本体部４６の位置合わせ後に、ブラシアッセンブリ４５を回転軸線Ｌに対して直交する方向(径方向)に案内するガイド手段６１と、を備えている。

モータ１の組立て時において、ガイド手段６１により、ブラシアッセンブリ４５を回転軸線Ｌに対して直交する方向に案内させる前に、ブラシアッセンブリ４５の本体部４６と下ケース２１とを係合させる位置合わせ手段６０を利用することで、下ケース２１の所定位置に本体部４６を一旦載置させる組立て手順をとることができる。

従って、コミテータ３３に各ブラシ片４７が接触する前に、ブラシ片４７に無理な負荷が加えられることがなく、しかも、組立て時に、ブラシアッセンブリ４５をガイド手段６１によっていきなりガイドさせる場合に比べて、モータの組立て作業がし易く、ブラシアッセンブリ４５のガイドに無理なくスムーズに移行させることができるといった優れた効果を有する。

ブラシ片４７に対する無理な負荷は、不良品の発生原因になるばかりか、モータの精度や耐久性にも影響を与えることがある。特に、小型、軽量化が図られたモータ１に適用されるブラシは、非常に薄く、変形し易くなっており、ブラシアッセンブリ４５も非常に小さくなっているので、モータの小型化において、本発明は、特に効果的である。

次に、ガイド手段６１について説明する。

ガイド手段６１は、下ケース２１に形成されて、シャフト２２の回転軸線Ｌに対して直交する方向(径方向)に延在する舌片部２１ｂと、本体部４６に設けられると共に、舌片部２１ｂを両側から挟み込む一対の略平行なガイド片６６と、からなる。そして、ガイド片６６の後端には、舌片部２１ｂの遊端に当接する係止凸部５８が形成され、この係止凸部５８は、前述したように外部接続基板５０の抜け止めとしても機能している。このような構成を採用すると、舌片部２１ｂ上におけるブラシアッセンブリ４５のガタツキを防止することができ、係止凸部５８に舌片部２１ｂの遊端を当接させることで、モータ組立て時に、ブラシアッセンブリ４５の移動量を一定にすることができる。

さらに、舌片部２１ｂの側面には、円形の凸状圧着部２１ｂＡが形成され、組立て作業中に、圧着部２１ｂＡの先端がガイド片６６の内壁面６６ａに圧着されることで、各圧着部２１ｂＡにより、下ケース２１の内表面２１ａＡ上でブラシアッセンブリ４５を仮止めさせることができるので、モータ１の組立て作業の効率化が図られる。

次に、位置合わせ手段６０について説明する。

位置合わせ手段６０は、舌片部２１ｂを分断するように中央を通って下ケース２１の円形の内表面でシャフト２２の回転軸線Ｌに対して直交する方向(径方向)に延在するスリット６２と、本体部４６から突出し且つスリット６２内に挿入される突起部６３と、からなる。この位置合わせ手段６０によって、モータ組立て時に、ブラシアッセンブリ４５を回転軸線Ｌに対して直交する方向に確実に移動させることができる。

さらに、スリット６２のシャフト２２側の端部には、下ケース２１の内表面２１ａＡから突出するストッパ部６４が設けられ、突起部６３は、ブラシアッセンブリ４５の移動完了後に、ストッパ部６４の下側に潜り込んで係止させられる。これにより、下ケース２１上でブラシアッセンブリ４５を仮止めさせることができ、モータ１の組立て作業の効率化が図られる。

さらに、上ケース１１の下端周縁には、回転軸線Ｌと平行に延在して平行な一対の側辺６７ａと、両側辺６７ａ間で回転軸線Ｌに対して直交して延在する上辺６７ｂと、からなる略コ字状の切欠き部６７が設けられ、この切欠き部６７は、開口４９の一部をなす。これに対して、ブラシアッセンブリ４５の本体部４６には、各側辺６７ａに嵌合する差込み溝６８が設けられている。

下ケース２１上でブラシアッセンブリ４５を仮止めさせた状態で、上ケース１１を下ケース２１に被せると、上ケース１１の切欠き部６７の両側辺６７ａが、本体部４６の各差込み溝６８内に入り込むので、筐体１９の組立てと同時に、ブラシアッセンブリ４５の抜け止めを達成させることができる。

さらに、本体部４６には、上辺６７ｂにより押圧される直線状の２本の凸部７０が設けられている。従って、下ケース２１上でブラシアッセンブリ４５を仮止めさせた状態で、上ケース１１を下ケース２１に被せると、上ケース１１の切欠き部６７の上辺６７ｂが、本体部４６の各凸部７０を押え付けるので、上ケース１１の組付け完了と同時に、ブラシアッセンブリ４５のガタツキ防止を達成させることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、位置合わせ手段６０は、下ケース２１が凸形状で本体部４６が凹形状であってもよい。また、第１のハンダ接続部５１と第２のハンダ接続部５２とは、他の接続手段(例えばレーザ溶着)で接続しても構わない。

１…モータ、１１…上ケース、１４…マグネット、１９…筐体、２１…下ケース、２１ｂ…舌片部、２２…シャフト、３２…コア、３３…コミテータ、４５…ブラシアッセンブリ、４６…本体部、４７…ブラシ片、４８…ターミナル、５０…外部接続基板、５１…第１のハンダ接続部(第１の接続部)、５２…第２のハンダ接続部(第２の接続部)、５３…基板本体部、５３ａ…くびれ部、５４…装着部、５７…凹部、５８…係止凸部、６０…位置合わせ手段、６１…ガイド手段、６２…スリット、６３…突起部、６４…ストッパ部、６６…ガイド片、Ｌ…回転軸線。

Claims

シャフトを中心に回転するコアと一体的に回転するコミテータと、前記コアを包囲する環状のマグネットと、を有するモータにおいて、
前記コミテータを収容すると共に、上ケースと下ケースとからなる筐体と、
前記コミテータに対して摺接して給電するブラシ片を有するブラシアッセンブリと、を備え、
前記ブラシアッセンブリは、
前記ブラシ片が前端側で突出して配置され、前記ブラシ片に導通する第１の接続部が後端側に配置され、前記シャフトの回転軸線に対して直交する方向で前記コミテータに向けて移動させて、前記ブラシ片を前記コミテータに接触させる本体部と、
前記第１の接続部に対面して配置される第２の接続部を前端側に有し、前記第２の接続部に導通するターミナルを後端側に有し、前記ターミナルが前記筐体から突出して配置される外部接続基板と、を有し、
前記外部接続基板は、前記ターミナルが配置される基板本体部と、前記第２の接続部が配置されて、前記基板本体部から前方に向けて突出する装着部と、を有し、
前記本体部には、前記装着部が嵌合する凹部が形成され、前記凹部の底面には、前記第１の接続部が配置されていることを特徴とするモータ。
前記装着部の基端側には、前記装着部の幅を狭くするためのくびれ部が形成され、前記本体部の凹部の後端側には、前記くびれ部に入り込む係止凸部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記ブラシアッセンブリを前記回転軸線に対して直交する方向に案内するガイド手段を備え、
前記ガイド手段は、
前記下ケースに形成され、前記シャフトの前記回転軸線に対して直交する方向に延在するガイド面を有する舌片部と、
前記本体部に設けられると共に、前記舌片部を両側から挟み込むようにして前記ガイド面に沿って摺動する一対の略平行なガイド片と、からなり、
前記ガイド片の後端には、前記舌片部の遊端に当接する前記係止凸部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のモータ。