JP5106227B2 - Weight for vibration motor - Google Patents
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Description
本発明は、例えば携帯電話の着信報知のための振動発生源となる振動モータのウエイト（錘）構造に関する。 The present invention relates to a weight structure of a vibration motor that becomes a vibration generation source for, for example, an incoming call notification of a mobile phone.
従来の振動モータのウエイトは、振動量をできるだけ大きくするため、比重の大きなタングステン製を使用していた。
ウエイトをタングステンのみで形成すると、ウエイトをモータのシャフト（回転軸）に取り付けるために、ウエイトの貫通孔にシャフトを圧入するか（特許文献１参照）、又は、ウエイトの開孔をカシメてシャフトに固着する（特許文献２参照）必要がある。
圧入の場合、強力な圧入装置を用いた圧入工程が必要となるため、製造装置が大がかりなものとなり、製造工程も増えるという問題があった。
Conventional weights of vibration motors are made of tungsten having a large specific gravity in order to maximize the amount of vibration.
When the weight is made of only tungsten, in order to attach the weight to the motor shaft (rotating shaft), the shaft is press-fitted into the through hole of the weight (see Patent Document 1), or the weight opening is caulked into the shaft. It is necessary to fix (see Patent Document 2).
In the case of press-fitting, since a press-fitting process using a strong press-fitting device is required, there is a problem that the manufacturing apparatus becomes large and the manufacturing process increases.
また、カシメ固着の場合には、カシメ部の変形によりシャフトを固着するので、回転時の応力や振動が作用した状態での経年変化によりカシメ部の締め付け力が低下するというおそれがあった。
また、同時に、上述した従来の振動モータ用ウエイトは、均一な高比重物質で形成されているので、回転モーメントが大となって回転初期の立ち上がり特性が悪くなり、且つ、質量が大きいため、モータの起動電流が問題となる程度に増大すると共に、このウエイト全部がタングステン製で高価であることから、生産コストが増大すると云う問題があった。
Further, in the case of caulking, the shaft is fixed by deformation of the caulking portion, so that there is a risk that the tightening force of the caulking portion is reduced due to secular change in a state where stress or vibration during rotation is applied.
At the same time, the above-described conventional vibration motor weight is formed of a uniform high specific gravity material, so that the rotational moment is large, the rising characteristics at the initial stage of rotation are deteriorated, and the mass is large. However, there is a problem that the production cost increases because all the weights are made of tungsten and are expensive.
これらの問題を解消するものとして、振動モータ用ウエイトを軽量化すると共に、振動モータの回転性能を向上させ、且つ、生産コストを低減するために、錘を振動モータのシャフトに樹脂で固着することが行われている（特許文献３参照）。
図３（ａ）〜（ｅ）は、特許文献３に示された、従来の高比重物質の錘をモータ軸に樹脂製のロータを介して固着する例の構成図である。
特許文献３の場合、本発明の振動発生用のウエイトに相当する図３のロータ１１３は、低比重物質で形成すると共に、その偏心位置に高比重物質の錘１１７を挿入又は埋設して構成している。
In order to eliminate these problems, the weight of the vibration motor is lightened, the rotational performance of the vibration motor is improved, and the weight is fixed to the shaft of the vibration motor with resin in order to reduce the production cost. (See Patent Document 3).
FIGS. 3A to 3E are configuration diagrams of an example in which a weight of a conventional high specific gravity substance is fixed to a motor shaft via a resin rotor, which is disclosed in Patent Document 3. FIG.
In the case of Patent Document 3, the rotor 113 shown in FIG. 3 corresponding to the weight for generating vibration according to the present invention is formed of a low specific gravity material, and is constructed by inserting or embedding a weight 117 of a high specific gravity material at an eccentric position. ing.
図３（ａ）、（ｂ）の例では、振動モータ１１０は、モータ本体となるモータ１１１の先端部に突設したモータ軸１１２と、モータ軸１１２に固設された本発明のウエイトに相当するロータ１１３を備える。ロータ１１３は、樹脂等の低比重物質製で、モータ軸の長さ方向と直行する平面で半円形断面の柱状体に形成され、且つ、モータ軸１１２を挿通嵌合する突設部１１３ａを設け、突設部１１３ａにモータ軸１１２を挿入するための挿入孔１１５が上下両端面に及んで貫通して設けられている。 In the example of FIGS. 3A and 3B, the vibration motor 110 corresponds to the motor shaft 112 protruding from the tip of the motor 111 serving as the motor body, and the weight of the present invention fixed to the motor shaft 112. The rotor 113 is provided. The rotor 113 is made of a low specific gravity material such as resin, is formed in a columnar body having a semicircular cross section in a plane perpendicular to the length direction of the motor shaft, and is provided with a protruding portion 113a through which the motor shaft 112 is inserted and fitted. In addition, an insertion hole 115 for inserting the motor shaft 112 into the protruding portion 113a is provided so as to penetrate the upper and lower end surfaces.
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータ１１３にはアール面近傍に平面小半円形状の挿入孔１１６がモータ軸１１２の長さ方向に貫通して設けられ、挿入孔１１６にこの挿入孔と略同形の高比重物質からなる錘１１７が挿入配置されている。この高比重物質はタングステン、鉛等の金属で形成されている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the rotor 113 is provided with a small semi-circular insertion hole 116 in the vicinity of the rounded surface so as to penetrate in the length direction of the motor shaft 112. A weight 117 made of a high specific gravity material substantially the same shape as the insertion hole is inserted and arranged. This high specific gravity material is made of a metal such as tungsten or lead.
錘１１７はモータ軸１１２の長さ方向に設けた挿入孔１１６に挿入されているだけなので、振動モータを搭載した機器を落とす等のモータ軸１１２の長さ方向の衝撃により錘１１７が挿入孔１１６から抜け出る事態の発生が予想される。
また、振動量を大きくする必要から、ロータ１１３に占める錘１１７の量を増やし、錘１１７を高比重材料のタングステン（Ｗ）にしている。このため、タングステンの使用量が多くなり、コストが高くなる。
図３（ａ）、（ｂ）の変形例として、ロータ１１３のアール面近傍に、挿入孔１１６の代わりに複数の円形貫通孔を設け、この円形貫通孔に夫々同形の高比重物質で形成した錘を嵌挿する例も示されている。
しかし、この例も錘１１７はモータ軸１１２の長さ方向に設けた挿入孔１１６に挿入されているだけなので、振動モータを搭載した機器を落とす等のモータ軸１１２の長さ方向の衝撃により錘１１７が挿入孔１１６から抜け出る事態の発生が予想される。
Since the weight 117 is only inserted into the insertion hole 116 provided in the length direction of the motor shaft 112, the weight 117 is inserted into the insertion hole 116 by an impact in the length direction of the motor shaft 112 such as dropping a device equipped with the vibration motor. Occurrence of exiting from the site is expected.
Further, since the amount of vibration needs to be increased, the amount of the weight 117 occupying the rotor 113 is increased, and the weight 117 is made of tungsten (W) as a high specific gravity material. For this reason, the usage-amount of tungsten increases and cost becomes high.
As a modified example of FIGS. 3A and 3B, a plurality of circular through holes are provided in the vicinity of the rounded surface of the rotor 113 instead of the insertion hole 116, and the circular through holes are each formed of the same high-density material. An example of inserting a weight is also shown.
However, in this example as well, the weight 117 is only inserted into the insertion hole 116 provided in the length direction of the motor shaft 112. Therefore, the weight 117 is affected by an impact in the length direction of the motor shaft 112 such as dropping a device on which the vibration motor is mounted. Occurrence of a situation where 117 is pulled out from the insertion hole 116 is expected.
図３（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）は、特許文献３に示された、従来の高比重物質をモータ軸に樹脂製のロータを介して固着する他の例の構成図である。
図３（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）では、ロータ１１３のアール面近傍の樹脂中に高比重物質の錘１２４を埋設してロータ１１３を形成する。錘１２４は埋設されるので、錘１２４の周囲を樹脂等の低比重物質が覆うことになる。
なお、ロータの回転に伴う径方向（モータ軸の長さ方向と直角な面における軸中心から放射状に見た方向）の外向きの力は振動発生のための設計された範囲内の応力となるので樹脂等の低比重物質で抑制できる範囲内となっている。
3C, 3D and 3E, the rotor 113 is formed by embedding a weight 124 of a high specific gravity material in the resin in the vicinity of the rounded surface of the rotor 113. Since the weight 124 is embedded, the periphery of the weight 124 is covered with a low specific gravity material such as resin.
Note that the outward force in the radial direction (the direction seen radially from the axis center in the plane perpendicular to the length direction of the motor shaft) accompanying the rotation of the rotor becomes the stress within the designed range for vibration generation. Therefore, it is within a range that can be suppressed by a low specific gravity material such as resin.
しかしながら、図３（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）の錘１２４に対しモータ軸１１２の長さ方向に働く力、例えば落としたときの衝撃力は対処できない値となることもあり、錘におけるモータ軸１１２の長さ方向の両端面に当接する樹脂等の低比重物質の厚さ（モータ軸１１２の長さ方向の厚さ；図３（ｅ）のＬ０）は常に十分というわけにはいかなかった。すなわち、錘１２４に隣接する樹脂等の低比重物質におけるモータ軸１１２の長さ方向の厚さ（図３（ｅ）のＬ０）で錘１２４に働く衝撃に耐えられなければ、錘１２４が樹脂等の低比重物質を壊し飛び出してしまうという問題があった。
また、このロータの構造によると、錘１２４は樹脂等の低比重物質中に埋設されているので、樹脂等の低比重物質を注入成形する際、錘１２４を型内に浮かした状態に保持しながら樹脂注入し、その後、型から取り出し、浮かすときにできた孔に樹脂を充填して埋める工程を必要とする。このため、製造工程が多くなり、手間暇がかかるという問題もあった。
However, the force acting in the length direction of the motor shaft 112 on the weight 124 in FIGS. 3C, 3D, and 3E, for example, the impact force when dropped, may be a value that cannot be dealt with. The thickness of the low specific gravity material such as resin (the thickness in the length direction of the motor shaft 112; L0 in FIG. 3 (e)) that is in contact with both end surfaces of the motor shaft 112 in the length direction is not always sufficient. There wasn't. That is, if the low specific gravity material such as resin adjacent to the weight 124 cannot withstand the impact acting on the weight 124 with the thickness in the length direction of the motor shaft 112 (L0 in FIG. 3E), the weight 124 is made of resin or the like. There was a problem that the low specific gravity material was broken and jumped out.
Further, according to the structure of this rotor, since the weight 124 is embedded in a low specific gravity material such as resin, when the low specific gravity material such as resin is injected and molded, the weight 124 is kept floating in the mold. However, a process is required in which the resin is injected and then taken out from the mold and filled in with the resin formed in the holes. For this reason, there was a problem that the manufacturing process increased and time was required.
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、高比重物質の使用量を減らしながら、振動量の大きさを減少させることなく、耐衝撃性を良好に保つ振動モータ用ウエイトを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a weight for a vibration motor that maintains good impact resistance without reducing the amount of vibration while reducing the amount of high specific gravity material used. .
本発明は、ウエイト全体に対する高比重物質、例えばタングステン等からなる金属部の使用量を減らすように、ウエイトを樹脂と高比重物質、例えばタングステンの一体成形品として構成する。
シャフト中心（又はシャフト嵌入孔の軸中心）からウエイトの重心までの半径を、従来のウエイト全部が高比重物質、例えばタングステンの場合より長くして振動量の大きさを従来のものと遜色のないようにするために、高比重物質、例えばタングステンをウエイト全体のシャフト嵌入孔の軸中心から離れた外側部分に配置する。
また、樹脂等の低比重物質でタングステン等の高比重材料からなる金属部を保持するときの保持強度を向上するように、金属部における樹脂に包囲されない解放端に連なる部分に抜け止め兼耐衝撃部となるテーパ部を形成し、このテーパ部が樹脂内に配置されるようにする。テーパ部により印加された衝撃を分散して小さくし、効果的に阻止および抑制する。
In the present invention, the weight is configured as an integrally molded product of a resin and a high specific gravity material, such as tungsten, so as to reduce the amount of the metal part made of high specific gravity material, such as tungsten, with respect to the entire weight.
The radius from the center of the shaft (or the shaft center of the shaft insertion hole) to the center of gravity of the weight is made longer than that of a conventional material with a high specific gravity, such as tungsten. In order to achieve this, a high specific gravity material, such as tungsten, is disposed on the outer portion of the entire weight that is away from the axial center of the shaft insertion hole.
In addition, in order to improve the holding strength when holding a metal part made of a high specific gravity material such as tungsten with a low specific gravity material such as resin, the metal part is prevented from coming off and impact resistant at the part connected to the open end not surrounded by the resin. The taper part which becomes a part is formed, and this taper part is made to arrange | position in resin. Disperses and reduces the impact applied by the tapered portion, effectively preventing and suppressing.
具体的な目的解決手段は以下のようになる。
（１）振動モータ用ウエイトを、樹脂本体部のシャフト嵌入孔の軸中心を中心として径方向の内側又は外側にシャフト嵌入孔の軸方向の両端の端部から中央に向けて径方向の幅が漸減するように所定長さのテーパ部を設け、前記両テーパ部の間を径方向の幅が一定になるようにした金属部と、前記金属部をその前記両端部が露出するように覆うと共に前記シャフト嵌入孔が形成されるように構成する。
（２）上記（１）の振動モータ用ウエイトを、金属部の径方向でみてテーパ部を設けない側がシャフト嵌入孔の軸中心から径方向にみて一定距離になるように構成する。
Specific purpose solving means are as follows.
(1) The vibration motor weight has a radial width from the ends of both ends of the shaft insertion hole in the radial direction toward the center inward or outward in the radial direction around the shaft center of the shaft insertion hole of the resin main body. A taper portion having a predetermined length is provided so as to gradually decrease, and a metal portion having a constant radial width between the two taper portions is covered, and the metal portion is covered so that both end portions thereof are exposed. The shaft insertion hole is formed.
(2) The weight for the vibration motor of (1) is configured such that the side where the tapered portion is not provided when viewed in the radial direction of the metal portion is a constant distance from the axial center of the shaft insertion hole.
（３）上記（１）又は（２）記載の振動モータ用ウエイトは、前記テーパ部のテーパ角を２６度±４度の範囲内の任意の値にしたことを特徴とする。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれか一項記載の振動モータ用ウエイトは、金属部の径方向断面をシャフト嵌入孔の軸中心から放射状に広がるように扇形としたことを特徴とする。
（５）上記（４）記載の振動モータ用ウエイトを、樹脂本体部は内側筒部と一対の連結部と部分外側筒部からなり、その径方向断面が前記扇形の外周に沿うように前記部分外側筒部のシャフト回転方向の両端にそれぞれ前記連結部の一端を連結し、それぞれの前記連結部の他端を前記内側筒部にそれぞれ連結したことを特徴とする。
(3) The vibration motor weight according to (1) or (2) is characterized in that the taper angle of the taper portion is set to an arbitrary value within a range of 26 degrees ± 4 degrees.
(4) The vibration motor weight according to any one of the above (1) to (3) is characterized in that the radial cross section of the metal portion is formed in a fan shape so as to spread radially from the axial center of the shaft insertion hole. To do.
(5) In the vibration motor weight according to (4), the resin main body portion includes an inner cylindrical portion, a pair of connecting portions, and a partial outer cylindrical portion, and the portion is arranged so that a radial section thereof is along the outer periphery of the fan shape. One end of the connecting portion is connected to both ends of the outer cylindrical portion in the shaft rotation direction, and the other end of each connecting portion is connected to the inner cylindrical portion.
本発明の振動モータ用のウエイトは、錘としての抜け止め兼耐衝撃手段となるテーパ部を備えた金属部を低比重物質の樹脂を介して振動モータのシャフトへ固定する構成としたので、テーパ部を樹脂に対して強固な抜け止め兼耐衝撃手段として作用するようにできる。ここで衝撃力とは、通常の振動発生のための回転時の遠心力とは異なり、ウエイトを備えた振動モータを例えば落下させてしまったときにウエイト又は金属部に作用する応力をいう。
これを具体的に説明すると、金属部がシャフトの長さ方向の衝撃を受けた場合、図３（ａ）、（ｂ）に示す従来例では、樹脂のロータ１１３と錘１１７はシャフト（モータ軸）方向の面で接触しているだけなので、抜け止め作用は両者の摩擦抵抗だけとなるので、錘１１７は比較的弱い衝撃で抜け出てしまう。また、図３（ｃ）、（ｄ）に示す従来例では、錘１２４を樹脂のロータ１１３に埋設しているので、図３（ｅ）に図３（ｄ）のＤ部として示すように、金属部のシャフトの長さ方向の端部にかかる衝撃力Ｆ０を樹脂のロータ１１３のＬ０の厚みで抑えることになる。
Since the weight for the vibration motor of the present invention is configured to fix the metal portion having the taper portion serving as a weight retaining means and impact resistance means to the shaft of the vibration motor through the resin of the low specific gravity material, the taper is tapered. The portion can act as a strong retaining and impact resistance means for the resin. Here, the impact force refers to the stress acting on the weight or the metal part when the vibration motor provided with the weight is dropped, for example, unlike the centrifugal force at the time of rotation for generating normal vibration.
Specifically, when the metal part receives an impact in the length direction of the shaft, in the conventional example shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the resin rotor 113 and the weight 117 are connected to the shaft (motor shaft). ) Only in contact with the surface in the direction, so that the retaining action is only the frictional resistance of the both, so that the weight 117 comes out with a relatively weak impact. Further, in the conventional example shown in FIGS. 3C and 3D, the weight 124 is embedded in the resin rotor 113. Therefore, as shown in FIG. The impact force F0 applied to the end portion in the length direction of the shaft of the metal portion is suppressed by the thickness L0 of the resin rotor 113.
加わる衝撃が樹脂のロータ１１３の厚みＬ０における強度が耐えられる程度の衝撃であればよいが、偏心錘を有する振動モータの収納スペースは例えば携帯電話の場合のように極めて狭小なことが普通であり、しかも錘１１７は振動エネルギを大きくする必要性から最大の体積になる。そのため、偏心錘のシャフト方向長さは長くできず、それにも関わらず、錘１２４の体積は最大になる。このため、図３（ｅ）の厚みＬ０は小さくなる。結局、厚みＬ０は比較的薄くならざるを得ないので、厚みＬ０の樹脂の強度は小さくなり、比較的小さな衝撃にしか耐えられなくなる。これでは、要求される耐衝撃性に制限ができ、振動モータの使用範囲に制限が生じるという問題があった。 The applied shock may be an impact that can withstand the strength of the resin rotor 113 at the thickness L0, but the storage space of the vibration motor having the eccentric weight is usually extremely narrow as in the case of a mobile phone, for example. Moreover, the weight 117 has the maximum volume because of the necessity of increasing the vibration energy. For this reason, the length of the eccentric weight in the shaft direction cannot be increased, and the volume of the weight 124 is nevertheless maximized. For this reason, the thickness L0 of FIG.3 (e) becomes small. After all, since the thickness L0 must be relatively thin, the strength of the resin having the thickness L0 becomes small and can withstand only a relatively small impact. In this case, there is a problem that the required impact resistance can be limited, and the use range of the vibration motor is limited.
本発明のウエイトでは、従来例の錘に相当する金属部２の形状が、径方向断面（シャフト方向と直行する断面）で図１（ｂ）に示すように扇形で、シャフト方向（シャフトの長さ方向）断面が図１（ａ）に示すようにシャフト嵌入孔４の軸中心から見て外側２ｅであって、幅２ｃが相対的に広い両端部２ａから幅２ｂが相対的に狭い中央部２ｇに向かってテーパ部２ｄ、２ｄを設けた構成となっている。
他の例として、テーパ部２ｄは、シャフト方向（シャフトの長さ方向）断面が図１（ｅ）に示すようにシャフト嵌入孔４の軸中心から見て内側２ｆであって、幅２ｃが相対的に広い両端部２ａから幅２ｂが相対的に狭い中央部２ｇに向かってテーパ部２ｄ、２ｄを設けた構成としてもよい。
図１は本発明のウエイトの構成図である。図１（ａ）は実施例１の図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）は実施例１のシャフト方向から見た側面図、図１（ｃ）は実施例１の斜視図、図１（ｄ）は金属部の説明図、図１（ｅ）は他の実施例である実施例２の図１（ａ）に相当する断面図である。
In the weight of the present invention, the shape of the metal part 2 corresponding to the weight of the conventional example is a sector shape as shown in FIG. 1B in a radial section (cross section perpendicular to the shaft direction), and the shaft direction (shaft length). As shown in FIG. 1 (a), the cross section is the outer side 2e when viewed from the axial center of the shaft insertion hole 4, and a central portion having a relatively narrow width 2b from both end portions 2a having a relatively wide width 2c. Tapered portions 2d and 2d are provided toward 2g.
As another example, the taper portion 2d has a cross section in the shaft direction (the length direction of the shaft) as shown in FIG. 1E, which is the inner side 2f when viewed from the axial center of the shaft insertion hole 4, and the width 2c is relative. The taper portions 2d and 2d may be provided from the wide end portions 2a toward the central portion 2g having a relatively narrow width 2b.
FIG. 1 is a block diagram of the weight of the present invention. 1A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1C of the first embodiment, FIG. 1B is a side view of the first embodiment viewed from the shaft direction, and FIG. FIG. 1D is an explanatory view of the metal part, and FIG. 1E is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1A of the second embodiment which is another embodiment.
樹脂本体部３は、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように内側筒部３ａ、筒体の一部分を切り出した形状の部分外側筒部３ｄ、それらを連結する連結部３ｂ、３ｃから構成され、金属部２をその端部２ａの面が露出するように包み込み把持する。
このように構成された本発明のウエイト１は、このウエイト１が装着された振動モータを誤って落下させる等の衝撃を加えた場合、以下に説明するように、合理的に、理論的に抑制することができるで、予想される衝撃のほとんどに対しウエイトを破壊されることなく抑制することが可能となる。これを図２に基づいて説明する。
As shown in FIGS. 1A to 1D, the resin main body 3 includes an inner cylinder 3a, a partial outer cylinder 3d having a shape obtained by cutting a part of the cylinder, and connecting parts 3b and 3c for connecting them. Then, the metal part 2 is wrapped and held so that the surface of the end part 2a is exposed.
The weight 1 of the present invention configured as described above is reasonably suppressed theoretically as will be described below when an impact such as accidentally dropping the vibration motor on which the weight 1 is mounted is applied. Therefore, it is possible to suppress the weight without destroying most of the expected impact. This will be described with reference to FIG.
ウエイトに加わる径方向の力は、通常回転時の応力として安全を見込んで考慮されている。このウエイトに径方向の衝撃が加わっても、通常回転時の安全対策範囲内の事項として対応可能である。問題となるのは、シャフトの長さ方向の衝撃の場合である。
図２は本発明のウエイトの衝撃抑制・緩和作用を説明する説明図である。
図２（ａ）は本発明のウエイトにシャフトの長さ方向の衝撃を加えた場合の説明図、図２（ｂ）は図２（ａ）の場合の樹脂本体部のみに働く衝撃力の説明図、図２（ｃ）は本発明のウエイトに径方向の衝撃を加えた場合の説明図、図２（ｄ）は図２（ｃ）の場合の樹脂本体部のみに働く衝撃力の説明図、図２（ｅ）は図２（ａ）のＣの○内の構成に作用する力を説明する図である。
The radial force applied to the weight is normally taken into account as a stress during rotation. Even if a radial impact is applied to this weight, it can be handled as a matter within the range of safety measures during normal rotation. The problem is in the case of an impact in the length direction of the shaft.
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the impact suppressing / relaxing action of the weight of the present invention.
FIG. 2 (a) is an explanatory view when an impact in the length direction of the shaft is applied to the weight of the present invention, and FIG. 2 (b) is an explanatory view of an impact force acting only on the resin main body in the case of FIG. 2 (a). FIG. 2 (c) is an explanatory diagram when a radial impact is applied to the weight of the present invention, and FIG. 2 (d) is an explanatory diagram of an impact force acting only on the resin main body in the case of FIG. 2 (c). FIG. 2 (e) is a diagram for explaining the force acting on the structure in the circle of C in FIG. 2 (a).
図２（ａ）に示すようにウエイトに衝撃力Ｆ１が印加されたとき、衝撃力Ｆ１は主に金属部２に対しシャフトの長さ方向に作用する。Ｃの○内を拡大すると図２（ｅ）に示すようになる。金属部２への衝撃力Ｆ１は、金属部２のテーパ面から樹脂本体部３のテーパ面に直角に力Ｆ４として作用する。力Ｆ４を分解すると、シャフトの長さ方向の力Ｆ３と、シャフト嵌入孔の軸中心から径方向に放射状に延びる力Ｆ２となる。金属部２の外側面から立ち上がるテーパ角は、例えば、２６度に設定する。 As shown in FIG. 2A, when an impact force F1 is applied to the weight, the impact force F1 mainly acts on the metal portion 2 in the length direction of the shaft. When the area in the circle of C is enlarged, it becomes as shown in FIG. The impact force F1 to the metal part 2 acts as a force F4 from the taper surface of the metal part 2 to the taper surface of the resin main body part 3 at a right angle. When the force F4 is disassembled, it becomes a force F3 in the length direction of the shaft and a force F2 that extends radially from the axial center of the shaft insertion hole. The taper angle rising from the outer surface of the metal part 2 is set to 26 degrees, for example.
力Ｆ３は、図２（ｂ）に示すように、樹脂本体部３のテーパ部３ｄの面全体にわたって作用する複数のシャフトの長さ方向の力Ｆ５および内側筒部３ａに連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点に作用する力Ｆ９に変換される。
また、力Ｆ２は、図２（ｄ）に示すように、内側筒部３ａに連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｆに作用する力Ｆ９及び力Ｆ１０、及び部分外側筒部３ｄと連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｅに作用する力Ｆ８に変換される。
As shown in FIG. 2 (b), the force F3 applies the connecting portions 3b and 3c to the longitudinal force F5 of the plurality of shafts acting on the entire surface of the taper portion 3d of the resin main body portion 3 and the inner cylindrical portion 3a. It is converted into a force F9 acting on the connecting point to be connected.
Further, as shown in FIG. 2 (d), the force F2 includes force F9 and force F10 that act on the connecting point 3f that connects the connecting portions 3b and 3c to the inner cylindrical portion 3a, and the partial outer cylindrical portion 3d and the connecting portion. It is converted into a force F8 acting on the connecting point 3e that connects 3b and 3c.
以上説明したように、衝撃力Ｆ１はテーパ部２ｄにより２方向に分離されるので、シャフトの長さ方向の分力Ｆ３は衝撃力Ｆ１より格段に小さくなる。さらに、分力Ｆ３は樹脂本体部３の先端部にテーパ面を介して作用することになるので、言わば分力Ｆ３はシャフト方向の長さ分の樹脂本体部３で受けることになる。樹脂本体部３は内側筒部３ａがその長さ方向全域でシャフトに嵌合していることから、結局、衝撃力Ｆ１はシャフトに嵌合している内側筒部３ａ全域で分散して強力に受けることができる。
この結果、分力Ｆ３は強力に受け止め抑制されることになる。分力Ｆ３の元になっている衝撃力Ｆ１が、従来では受け止めて抑制することができないであろうほどの強力なものであっても、テーパ面で分力Ｆ３に変換して小さな力として受け止め抑制することができるようになる。
As described above, since the impact force F1 is separated in two directions by the tapered portion 2d, the component force F3 in the longitudinal direction of the shaft is much smaller than the impact force F1. Furthermore, the component force F3 acts on the tip of the resin main body portion 3 through the tapered surface, so that the component force F3 is received by the resin main body portion 3 corresponding to the length in the shaft direction. Since the resin body 3 has the inner cylinder portion 3a fitted to the shaft in the entire length direction, the impact force F1 is dispersed and strong throughout the inner cylinder portion 3a fitted to the shaft. Can receive.
As a result, the component force F3 is strongly received and suppressed. Even if the impact force F1 that is the source of the component force F3 is so strong that it cannot be received and suppressed in the past, it is converted into the component force F3 on the tapered surface and received as a small force. It becomes possible to suppress.
本発明のウエイトに径方向の衝撃力Ｆ７を受けた場合、図２（ｃ）に示すように、金属部２への衝撃力Ｆ７は、部分外側筒部３ｄとそれに連なる連結部３ｂおよび３ｃとの連結点３ｅおよび連結部３ｂおよび３ｃと内側筒部３ａとの連結点３ｆで受け止め抑制される。
すなわち、力Ｆ７は、図２（ｄ）に示すように、内側筒部３ａに連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｆに作用する力Ｆ９及び力Ｆ１０、及び部分外側筒部３ｄと連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｅに作用する力Ｆ８に分散され受け止められて抑制される。
樹脂本体部３は、内側筒部３ａと連結部３ｂ、３ｃがそのシャフト方向全域で連結され、また、部分外側筒部３ｄと連結部３ｂ、３ｃがそのシャフト方向全域で連結されているので、力Ｆ２は、図２（ｄ）に示すように、内側筒部３ａに連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｆに作用する力Ｆ９及び力Ｆ１０、及び部分外側筒部３ｄと連結部３ｂ、３ｃを連結する連結点３ｅに作用する力Ｆ８に変換される。
When the weight of the present invention receives a radial impact force F7, as shown in FIG. 2 (c), the impact force F7 on the metal portion 2 is generated by the partial outer cylindrical portion 3d and the connecting portions 3b and 3c connected thereto. The connection point 3e, the connection parts 3b and 3c, and the connection point 3f between the inner cylinder part 3a are received and suppressed.
That is, as shown in FIG. 2 (d), the force F7 includes force F9 and force F10 acting on the connecting point 3f that connects the connecting portions 3b and 3c to the inner cylindrical portion 3a, and the partial outer cylindrical portion 3d and the connecting portion. It is dispersed and received by the force F8 acting on the connecting point 3e that connects 3b and 3c, and is suppressed.
Since the resin main body part 3 is connected to the inner cylindrical part 3a and the connecting parts 3b and 3c in the entire region in the shaft direction, and the partial outer cylindrical part 3d and the connecting parts 3b and 3c are connected in the entire region in the shaft direction, As shown in FIG. 2 (d), the force F2 includes forces F9 and F10 acting on a connecting point 3f that connects the connecting portions 3b and 3c to the inner cylindrical portion 3a, and a partial outer cylindrical portion 3d and the connecting portion 3b. It is converted into a force F8 acting on the connecting point 3e connecting 3c.
このように衝撃力Ｆ７はシャフト方向の長さ分の樹脂本体部３で分散して受けることになる。樹脂本体部３は内側筒部３ａがその長さ方向全域でシャフトに嵌合していることから、結局、衝撃力Ｆ７はシャフトに嵌合している内側筒部３ａ全域で分散して強力に受けることができる。 Thus, the impact force F7 is received by being distributed by the resin main body portion 3 corresponding to the length in the shaft direction. Since the resin body 3 is fitted to the shaft in the entire length of the inner cylindrical portion 3a, the impact force F7 is dispersed and strongly distributed in the entire area of the inner cylindrical portion 3a fitted to the shaft. Can receive.
本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
本発明は、高比重物質、例えばタングステン（Ｗ）からなる金属部を、樹脂によりシャフト（回転軸）へ固着するウエイトであって、回転時の遠心力及び例えば落下時等の衝撃により金属部が樹脂から外れたり、ガタついたり、破損することがないように固着する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention is a weight for fixing a metal part made of a high specific gravity material such as tungsten (W) to a shaft (rotating shaft) with a resin, and the metal part is caused by centrifugal force during rotation and impact such as when dropped. Secure it so that it does not come off from the resin, rattle or break.
図１は本発明におけるウエイトの実施例の構成図である。図１（ａ）は斜視図の図１（ｃ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）は斜視図の図１（ｃ）のＢ−Ｂ断面図、図１（ｃ）は斜視図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＣの○で囲んだ金属部の構成図、図１（ｅ）は他の実施例の断面図である。
ウエイト１は、偏心錘で、金属部２と樹脂本体部３からなり、金属部２を樹脂本体部３で一部を露出した状態に包む構成をとり、振動モータのシャフト（図示省略）に樹脂本体部３を固着するように用いる。
金属部２は、高比重物質、例えば、タングステン（Ｗ）、鉛等の金属で作られる。
金属部２は、径方向断面が図１（ｂ）に示すように扇型で、シャフト方向断面が図１（ａ）に示すように径方向の長さが相対的に短い幅２ｂの長方形の両端に、径方向の長さが相対的に長い幅２ｃの端部２ａを有するテーパ部２ｄを一体に連設した構成を有する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a weight according to the present invention. 1A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1C in a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1C of the perspective view, and FIG. FIG. 1 (d) is a configuration diagram of a metal part surrounded by a circle C in FIG. 1 (a), and FIG. 1 (e) is a cross-sectional view of another embodiment.
The weight 1 is an eccentric weight, and includes a metal part 2 and a resin main body part 3. The weight 1 has a structure in which the metal part 2 is partially exposed by the resin main body part 3, and a resin is attached to the shaft (not shown) of the vibration motor. The main body 3 is used so as to be fixed.
The metal part 2 is made of a high specific gravity material, for example, a metal such as tungsten (W) or lead.
As shown in FIG. 1B, the metal portion 2 has a fan shape, and the shaft section has a rectangular shape with a width 2b having a relatively short radial length as shown in FIG. A taper portion 2d having an end 2a having a width 2c having a relatively long radial length is integrally provided at both ends.
金属部２は、換言すると、樹脂本体部３のシャフト嵌入孔４の軸中心を中心として径方向の内側又は外側にシャフト嵌入孔４の軸方向の両端の端部２ａから中央に向けて径方向の幅が漸減するように所定長さのテーパ部２ｄ、２ｄを設け、前記両テーパ部２ｄ、２ｄの間を径方向の幅が一定になるように構成する。
図１（ｂ）の金属部２の扇形の外側円弧の半径Ｌ２は例えば１．６５ｍｍで、その扇形の内側円弧の半径Ｌ３は例えば０．７５ｍｍとする。図１（ａ）の幅２ｃは例えば０．９０ｍｍとする。実施の態様としては、これらの寸法の±０．３ｍｍ幅内を許容値とする。
テーパ部２ｄは、図１（ａ）に示すように金属部２の外側に、又は、図１（ｅ）に示すように金属部２の内側に形成する。テーパ部２ｄの図２（ｅ）に示す衝撃分散作用は、テーパ部２ｄを金属部２の外側に設けても金属部２の内側に設けても同様である。
図１（ｄ）に示すテーパ部２ｄの立ち上がり角θは、金属部２の抜け止め作用及び衝撃抑制作用の観点から２６度±数度、好ましくは２６度±４度の範囲内とする。また、図１（ｄ）に示すテーパ長さＬ４は、上記テーパ角の場合と同様の観点から、０．５ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内が好ましい。
In other words, the metal portion 2 is diametrically directed toward the center from the end portions 2a at both ends in the axial direction of the shaft insertion hole 4 inward or outward in the radial direction around the axial center of the shaft insertion hole 4 of the resin main body portion 3. The taper portions 2d and 2d having a predetermined length are provided so that the width of the taper gradually decreases, and the radial width is constant between the taper portions 2d and 2d.
The radius L2 of the fan-shaped outer arc of the metal part 2 in FIG. 1B is, for example, 1.65 mm, and the radius L3 of the fan-shaped inner arc is, for example, 0.75 mm. The width 2c in FIG. 1A is, for example, 0.90 mm. As an embodiment, an allowable value is within ± 0.3 mm width of these dimensions.
The tapered portion 2d is formed outside the metal portion 2 as shown in FIG. 1A or inside the metal portion 2 as shown in FIG. The impact dispersion action shown in FIG. 2E of the tapered portion 2d is the same whether the tapered portion 2d is provided outside the metal portion 2 or inside the metal portion 2.
The rising angle θ of the tapered portion 2d shown in FIG. 1 (d) is 26 ° ± several degrees, preferably 26 ° ± 4 ° from the viewpoint of the retaining action and the impact suppressing action of the metal portion 2. Further, the taper length L4 shown in FIG. 1 (d) is preferably in the range of 0.5 mm ± 0.2 mm from the same viewpoint as the case of the taper angle.
樹脂本体部３は、必要な耐衝撃強度および必要な熱可塑性を備える樹脂、例えば、ジェネスタＧ２３３０（株式会社クラレ製）を用い、モータ（図示省略）のシャフト（回転軸）を嵌入するシャフト嵌入孔４を画成する内側筒部３ａと、この内側筒部３ａの外側に断面扇形の金属部２を把持する把持部３ｆとからなる。把持部３ｆは、金属部２の断面扇形の外周に沿った部分外側筒部３ｄと、この部分外側筒部３ｄのシャフト回転方向の両端と扇形を画成する内側筒部３ａとを連結する一対の連結部３ｂおよび３ｃから構成される。
樹脂本体部３において金属部２が配置される位置は、金属部２の扇形断面における重心位置がシャフト嵌入孔４の軸中心から必要な回転モーメントが得られる長さだけ離した位置にする。
樹脂本体部３は、金属部２をその両端部２ａが露出するように覆うと共にシャフト嵌入孔４が形成されるように樹脂成形される。
The resin main body 3 uses a resin having a required impact strength and a required thermoplasticity, for example, Genesta G2330 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and a shaft insertion hole into which a shaft (rotating shaft) of a motor (not shown) is inserted. 4 and an inner cylinder part 3a that defines the outer cylinder 4 and a gripping part 3f that grips the metal part 2 having a sectoral cross section outside the inner cylinder part 3a. The grip portion 3f is a pair that connects the partial outer cylindrical portion 3d along the outer periphery of the sectional fan shape of the metal portion 2, and both ends of the partial outer cylindrical portion 3d in the shaft rotation direction and the inner cylindrical portion 3a that defines the fan shape. The connecting portions 3b and 3c.
The position where the metal part 2 is arranged in the resin main body part 3 is a position where the position of the center of gravity in the sector cross section of the metal part 2 is separated from the axis center of the shaft insertion hole 4 by a length that provides a necessary rotational moment.
The resin main body part 3 is resin-molded so as to cover the metal part 2 so that both end parts 2a thereof are exposed and to form a shaft insertion hole 4.
樹脂本体部３は、樹脂注入成形、例えば射出成形で形成する。構造上、金属部２の両端部２ａが樹脂本体部３から露出しているので、例えば射出成形時、金型内に金属部２の一方の端部２ａが床面に接するように起立させて配置し、その状態で型内に樹脂を注入して、金属部２を内包するように樹脂で包み硬化させることができる。これに対して、図３（ｄ）の従来例では、樹脂内に錘１２４を埋設しているので、射出成形するとしても、金型内に錘１２４を浮かした状態に保持した状態で樹脂を注入し硬化させ、その後、浮かした状態に保持するために樹脂に空けた孔に樹脂を充填して孔を埋める工程が必要となる。このことから、本発明のウエイトは、金属部２の両端部２ａが樹脂本体部３から露出しているので、従来例に比べて、製造装置および製造工程が格段に容易且つ簡素にできるようになる。 The resin main body 3 is formed by resin injection molding, for example, injection molding. Since both ends 2a of the metal part 2 are exposed from the resin main body part 3 due to the structure, for example, at the time of injection molding, the metal part 2 is erected so that one end part 2a of the metal part 2 is in contact with the floor surface. It can arrange | position and inject | pour resin into a type | mold in that state, and it can be made to wrap and harden with resin so that the metal part 2 may be included. On the other hand, in the conventional example of FIG. 3D, since the weight 124 is embedded in the resin, the resin is kept in a state where the weight 124 is floated in the mold even when injection molding is performed. A process of filling the hole by filling the hole formed in the resin to fill the hole is necessary in order to inject and cure, and then to keep it floating. From this, since the both ends 2a of the metal part 2 are exposed from the resin main-body part 3, the weight of this invention can make a manufacturing apparatus and a manufacturing process remarkably easy and simple compared with a prior art example. Become.
加えるべき衝撃力を測定するために想定される条件は、次のようになる。
（１）本発明の振動モータ用ウエイトを装着した振動モータを携帯電話に搭載し、１ｍの高さより自然落下させたときの衝撃を対象とする。
（２）携帯電話に設置する振動モータをラバーモデルとし、ウエイトに加える衝撃を５０００Ｇに設定する。
上記条件の衝撃印加時、実際にウエイトに加わる衝撃は後記するようになる。
（３）金属部のテーパ角度は２６度で、テーパ部の長さは０．５ｍｍとする。
（テーパ角度は、図１（ｄ）に示すように、金属部２の外側面のシャフトの長さ方向を基準としたときのテーパ部の立ち上がり角度）。
（４）ウエイトの各部寸法：図１（ｃ）のＬ１が２．３ｍｍ、Ｌ２が１．６５ｍｍ、Ｌ３が０．７５ｍｍとする。
（５）樹脂本体部の材料はジェネスタＧ２３３０（株式会社クラレ製）とし、金属部の材料はタングステンとする。
上記条件での測定結果は下記表１のようになる。
但し、ウエイトへの衝撃力（Ｎ：ニュートン）＝ウエイトの質量（ｋｇ）×衝撃（Ｇ）×９．８（ｍ／ｓ２）と定義する。
The assumed conditions for measuring the impact force to be applied are as follows.
(1) A vibration motor equipped with the vibration motor weight of the present invention is mounted on a mobile phone, and is intended for impact when it is naturally dropped from a height of 1 m.
(2) The vibration motor installed in the mobile phone is a rubber model, and the impact applied to the weight is set to 5000G.
When an impact is applied under the above conditions, the impact actually applied to the weight will be described later.
(3) The taper angle of the metal part is 26 degrees, and the length of the taper part is 0.5 mm.
(The taper angle is a rising angle of the taper portion with reference to the length direction of the shaft on the outer surface of the metal portion 2 as shown in FIG. 1 (d)).
(4) Dimensions of each part of the weight: L1 in FIG. 1C is 2.3 mm, L2 is 1.65 mm, and L3 is 0.75 mm.
(5) The material of the resin body is Genesta G2330 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and the material of the metal part is tungsten.
The measurement results under the above conditions are as shown in Table 1 below.
However, the impact force to the weight (N: Newton) = weight mass (kg) × impact (G) × 9.8 (m / s 2 ).
上記衝撃データを解析するための解析条件は、以下のようになる。
（１）解析ソフトはＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ８．１（サイバネットシステム株式会社製）を用いる。
（２）ウエイトに用いる樹脂は、ジェネスタＧ２３３０（株式会社クラレ製）を使用する。
（３）上記（２）の樹脂の特性は、ヤング率：１０２８０ＭＰａ、ポアソン比：０．３７、密度：１６８０ｋｇ／ｍ３を用いる。
（４）荷重方向は、
（４ａ）・金属部が抜ける方向（シャフトの長さ方向；軸方向）、
（４ｂ）・径方向（シャフトの長さ方向と直交する方向；径方向）、
とする。
The analysis conditions for analyzing the impact data are as follows.
(1) ANSYS Workbench Products 8.1 (Cybernet System Co., Ltd.) is used as analysis software.
(2) The resin used for the weight is Genesta G2330 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
(3) As the characteristics of the resin of (2) above, Young's modulus: 10280 MPa, Poisson's ratio: 0.37, and density: 1680 kg / m 3 are used.
(4) Load direction is
(4a) · direction in which the metal part comes out (length direction of the shaft; axial direction),
(4b)-Radial direction (direction orthogonal to the shaft length direction; radial direction),
And
上記ウエイトへ５０００Ｇの衝撃を与えたときのウエイトの樹脂本体部に加わる応力は、下記表２のようになる。
この樹脂、ジェネスタＧ２３３０（株式会社クラレ製）の強度は２２２ＭＰａなので、サンプル１の樹脂は軸方向及び径方向への衝撃力に耐えられる結果となる。
以上の代表的な例の測定結果及び解析結果からみて、本発明のウエイトは所期の目的・効果を十分に達成することがわかる。
このことから、所期の作用・機能を変更しない限りにおいて本発明のウエイトの構成を変更することができる。
The stress applied to the resin body portion of the weight when an impact of 5000 G is applied to the weight is as shown in Table 2 below.
Since the strength of this resin, Genesta G2330 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) is 222 MPa, the resin of Sample 1 can withstand the impact force in the axial direction and the radial direction.
From the measurement results and analysis results of the above representative examples, it can be seen that the weight of the present invention sufficiently achieves the intended purpose and effect.
Thus, the weight configuration of the present invention can be changed as long as the intended action / function is not changed.
１ ウエイト
２ 金属部
２ａ 端部
２ｂ 狭幅
２ｃ 広幅
２ｄ テーパ部
３ 樹脂本体部
３ａ 内側筒部
３ｂ、３ｃ 連結部
３ｄ 部分外側筒部
３ｅ、３ｆ 連結点
４ シャフト嵌入孔
Ｆ１、Ｆ７ 衝撃力
Ｆ２〜Ｆ６、Ｆ８〜Ｆ１０ 力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Weight 2 Metal part 2a End part 2b Narrow width 2c Wide width 2d Tapered part 3 Resin main body part 3a Inner cylinder part 3b, 3c Connection part 3d Partial outer cylinder part 3e, 3f Connection point 4 Shaft insertion hole F1, F7 Impact force F2- F6, F8 ~ F10 force
Claims (5)
The resin main body part is composed of an inner cylinder part, a pair of connecting parts, and a partial outer cylinder part, and the radial cross section is along the outer periphery of the fan-shaped metal part at both ends in the shaft rotation direction of the partial outer cylinder part, respectively. The vibration motor weight according to claim 4, wherein one end of the connecting portion is connected and the other end of each connecting portion is connected to the inner cylindrical portion.
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