JP5351640B2 - 扁平形振動モータ - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話機等に内蔵される扁平形振動モータに関し、特に、そのステータ板の構造に関する。
従来、扁平形振動モータとしては例えばブラシレスモータで、支軸の一端がバーリング部に圧入されたステンレス製円盤状のステータ板と、開口部がステータ板で塞がれて支軸の他端が軸装着孔に嵌められたステンレス製で断面コ字形状のカバーと、支軸が貫通する滑り軸受を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータ板と、ステータ板上に重ねられて複数個のステータコイルや電流制御用ICなどの電子部品を搭載するフレキシブル印刷配線板とを備える。ステータ板はバーリング部の周りにロータ板のデットポイントでの回転停止を回避するための複数個のディテントトルク発生用孔を有している。
ここで、ステータ板は、フレキシブル印刷配線板の所要の配線に対して給電する都合上、円弧状の外周部から半径方向外方へ突き出た耳状の給電端子載置部を有しており、この給電端子載置部上のフレキシブル印刷配線板を介して当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板上の給電パターンと電気的に接続される。また、ステータ板は複数箇所にディテントトルク発生用孔を穿孔することにより、この孔内への半田の侵入の問題があるため、円弧状の外周部から半径方向外方へ突き出た取り付け用脚部を有し、当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板にリフロー半田で固着できるようになっている。
特開2005−27484(図2)
上記の扁平形振動モータにおいては、ステータ板は円弧状の外周部から半径方向外方へ張り出た給電端子載置部及び複数の取り付け用脚部を有しているため、これらが円弧状の開口部を持つカバーの占有面積からはみ出してしまい、当該扁平形振動モータを搭載する機器側の基板の占有面積を余分に消費している。
また、機器側の基板へのフレキシブル印刷配線板による電気的接続と取り付け用脚部による機械的な固定とが別々であり、実装作業が煩雑である。
そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題は、リフロー処理だけで機器側の基板に実装可能でしかも占有面積を縮小できる扁平形振動モータを提供することにある。
本発明は、支軸の一端が嵌った貫通孔を持つステータ基板と、開口部がステータ基板で塞がれて支軸の他端が嵌った軸装着孔を持つカバーと、支軸が貫通する滑り軸受を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータ板とを備える扁平型振動モータにおいて、ステータ基板は、貫通孔を中心とする周りに複数個のディテントトルク発生用空所を持つ磁性金属製芯板と、この磁性金属製芯板の表面に成膜された第1の電気絶縁膜の上に配されて搭載電子部品を相互接続する印刷配線パターンと、磁性金属製芯板の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜の上に配されてスルーホールを通じて配線パターンと接続した電極パターンとを有し、ディテントトルク発生用空所内は第1の電気絶縁膜と第2の電気絶縁膜とが延在した表裏重ね合せ膜で張り塞がれていることを特徴とする。
従前のフレキシブル印刷配線板は磁性金属性芯板の表面上の第1の電気絶縁膜及び配線パターンと代替でき、また、第2の電気絶縁膜上の電極パターンによりリフロー処理で機器側の基板に面実装可能となり、しかも占有面積を縮小化できる。また、ディテントトルク発生用空所内は第1の電気絶縁膜と第2の電気絶縁膜との表裏重ね合わせ膜で張り塞がれているため、モータ内を外界から遮断できる。更に、部品点数の削減を図ることができ、組立工程を簡略化できる。
ディテントトルク発生用空所は孔であり、磁性金属製芯板は外周側から当該孔に繋がる切り込みを備えて成ることが望ましい。このような磁性金属製芯板を用いてステータ板を製造する場合、磁性金属製芯板の表裏に第1電気絶縁膜と第2電気絶縁膜を塗布した後、両電気絶縁膜を挟む型押し工程で表面平坦化を図る際、広いディテントトルク発生用孔において両電気絶縁膜の間にボイドが紛れ込んでも、型押し工程によりボイドを径方向切り込みを介して外部へしごき出すことができる。このため、表裏重ね合わせ膜の中のボイド残留を抑制でき、緻密で一体化した表裏重ね合わせ膜を構成でき、クラック発生を抑制することができる。
また、ステータ板のうち貫通孔の周縁近傍は第2の電気絶縁膜の非形成範囲で磁性金属製芯板の露出部分であることが望ましい。支軸の一端を貫通孔に嵌めた後、露出部分を用いて支軸を磁性金属製芯板に溶接固着できる。
ここで、ディテントトルク発生用空所が比較的大きくなるため、第1の電気絶縁膜と第2の電気絶縁膜との表裏重ね合せ膜で張り塞がれているだけでは、衝撃等の発生の際、その表裏重ね合せ膜にクラック等が発生し易い。そこで、表裏重ね合せ膜の第2の電気絶縁膜の上を電極パターンが通過して成る場合は、通過した電極パターンが表裏重ね合せ膜の骨材として補強するため、クラックの発生を抑制することができると共に、電極パターンの必要な固着面積を確保でき、固着強度を達成できる。
配線パターンは第1及び第2の配線パターンを有し、電極パターンは、第1の配線パターンと第1のスルーホールを介して接続し、貫通孔と同心円に形成された内側円環状電極パターンと、第2の配線パターンと第2のスルーホールを介して接続し、内側円環状電極パターンと同心円に形成された外側円環状電極パターンとを有する場合、この扁平形振動モータを搭載する機器側の基板の給電パターンも内側円環状パターンとこれと同心の外側円環状パターンとして形成する必要があるが、扁平形振動モータをリフロー処理前に基板へマウントする際、2重の円環状パターン同士の重ね合わせとなるので、中心位置合わせだけで中心周りの方位ズレが問題とならずに済む。
更に、配線パターンは第3の配線パターンを有し、電極パターンは、第3の配線パターンと第3のスルーホールを介して接続し、前記貫通孔の周りに同心円で形成された中心側円環状電極パターンを有する。この中心側円環状電極パターンは第1の電気絶縁膜上に搭載される電子部品に対し第3の電極となるため、扁平形振動モータの回転停止時において制動作用を発揮させるための制御電極或いは接地電極としても利用することができる。
内側円環状電極パターンや外側円環状電極パターンの円環状の幅はその幅内にスルーホールを形成する広さを持たせることができるが、中心側円環状電極パターンの円環状の幅はその幅内に第3のスルーホールを形成する広さを持たせることができ難い。そこで、第3のスルーホールは中心側円環状電極パターンと内側円環状電極パターンとの間隔内に位置して成る。
また、内側円環状電極パターンの円環状の幅は外側円環状電極パターンの円環状の幅よりも広いことが望ましい。内側円環状電極パターンの面積を外側円環状電極パターンの面積と同等化でき、固着強度分布を均等化できる。
ディテントトルク発生用空所は丸形又は扇形の孔でも良い。扇形は鋭角扇形でも鈍角扇形でも構わない。また、切り欠き形状でも良い。
本発明によれば、リフロー処理で機器側の基板に実装可能でしかも占有面積を縮小できる。
(A)は本発明の実施形態に係る扁平形振動モータの外観を示す斜視図、(B)は同扁平形振動モータを示す縦断面図である。 (A)は同扁平形振動モータを底面側から見た状態を示す斜視図、(B)は同扁平形振動モータの底面図である。 (A)は同扁平形振動モータに用いる実施例1のステータ基板を示す平面図、(B)は同ステータ基板の底面図である。 (A)は図3(A)中のa−a′線に沿って切断した状態を示す断面図、(B)は図4(A)中のb部を拡大して示す部分拡大図である。 (A)は同扁平形振動モータに用いる実施例2のステータ基板を示す平面図、(B)は実施例2のステータ基板の底面図である。 (A)は同扁平形振動モータに用いる実施例3のステータ基板を示す平面図、(B)は実施例3のステータ基板の底面図である。 同扁平形振動モータに用いる実施例4のステータ板に用いる磁性金属製芯板を示す斜視図である。 (A)は実施例4のステータ基板を示す平面図、(B)は実施例4のステータ基板の底面図である。
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本例の扁平形振動モータはブラシレスモータであり、図1及び図2に示す如く、支軸(固定軸)1の一端が嵌った貫通孔Hを持つ円盤状のステータ基板2と、開口部がステータ基板2で塞がれて支軸1の他端が嵌ったバーリング部の軸装着孔Hを持つステンレス製で断面コ字状のカバー3と、支軸1が貫通する滑り軸受4を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット5及び偏心錘(図示せず)を持つロータフレーム6とを備える。なお、7は回転する滑り軸受4の端面を受けるワッシャーである。
ステータ基板2は、図2乃至図4に示す如く、中央の貫通孔Hの周りに120°間隔で穿孔した3個の円形のディテントトルク発生用孔10a〜10c及び張り出し円弧10d,10eを持つ略円盤状の磁性金属芯板10と、この磁性金属製芯板10の表面(内面)に成膜された第1電気絶縁膜20の上に配されて搭載電子部品を相互接続する配線パターン30〜39と、磁性金属製芯板10の裏面(外面)に成膜された第2電気絶縁膜40の上に配された電極パターン51〜53とを有する。第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40はディテントトルク発生用孔10a〜10c内にまで延在して一体化し表裏重ね合せ膜W〜Wとなり、ディテントトルク発生用孔10a〜10cが表裏重ね合せ膜W〜Wで張り塞がれている。
第1電気絶縁膜20の上には、図3(A)に示す如く、空芯コイルLの端子を半田接続するためのランドR,Rと、別の空芯コイルLの端子を半田接続するためのランドR,Rと、電流制御用IC(図示せず)の端子を接続するためのランドR〜R10と、第1のコンデンサ(図示せず)の端子を接続するためのランドR11,R12と、第2のコンデンサ(図示せず)の端子を接続するためのランドR13,R14とが露出状態(図示斜線)で形成されており、ランドRはランドRから配線パターン30を介して接続し、ランドRはランドRから配線パターン31を介して接続し、ランドRはランドRから配線パターン32を介して接続し、空芯コイルLとLは直列接続している。また、ランドR11はランドRから配線パターン33を介して接続し、ランドR12はランドRから配線パターン34を介して接続し、ランドR13はランドR10から配線パターン35を介して接続し、ランドR14はランドR12から配線パターン36を介して接続している。更に、この第1電気絶縁膜20の上には、第1のスルーホールhとランドRとを接続する第1の給電配線パターン37と、第2のスルーホールhとランドR13とを接続する第2の給電配線パターン38と、第3のスルーホールhとランドRとを接続する第3の給電配線パターン39とが形成されている。なお、張り出し円弧10d,10eの部分はカバー3の受け板部として機能するものであるが、第1電気絶縁膜20及び第2電気絶縁膜40に被覆されておらず、張り出し円弧10d,10eの露出部分を用いてカバー3を当該露出部分に溶接固着できるようになっている。
他方、第2電気絶縁膜40の上には、第1の給電配線パターン37と第1のスルーホールhを介して接続し、貫通孔Hと同心円に形成された内側円環状電極パターン51と、第2の給電配線パターン38と第2のスルーホールhを介して接続し、内側円環状電極パターン51と同心円に形成された外側円環状電極パターン52と、第3の給電配線パターン39と第3のスルーホールhを介して接続し、貫通孔Hの周りに同心円で形成された中心側円環状電極パターン53とが形成されている。ディテントトルク発生用孔10a〜10c内を張り塞ぐ表裏重ね合せ膜W〜Wにおける第2電気絶縁膜40の上には内側円環状電極パターン51が通過している。
中心側円環状電極パターン53の円環状の幅は幅狭であるため、その幅内に第3のスルーホールhを形成する広さを持たせることができ難い。そこで、第3のスルーホールhは中心側円環状電極パターン53と内側円環状電極パターン51との間隔内に位置し、引き出し配線54で中心側円環状電極パターン53と接続されている。また、内側円環状電極パターン51の円環状の幅は外側円環状電極パターン52の円環状の幅よりも広く形成されている。
本例におけるステータ基板2は、磁性金属製芯板10の表面に成膜された第1電気絶縁膜20上に配された配線パターン30〜39と、磁性金属製芯板10の裏面に成膜された第2電気絶縁膜40の上に配されてスルーホールh〜hを通じて配線パターン37〜39と接続した電極パターン51〜53とを有し、ディテントトルク発生用孔10a〜10c内は第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40とが延在した表裏重ね合せ膜W〜Wで張り塞がれている。このため、従前のフレキシブル印刷配線板は磁性金属性芯板10の表面上の第1電気絶縁膜20及び配線パターン30〜39と代替でき、また、第2電気絶縁膜40上の電極パターン51〜53によりリフロー処理で機器側の基板に面実装可能となり、しかも占有面積を縮小化できる。また、ディテントトルク発生用孔10a〜10c内は第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40との表裏重ね合わせ膜W〜Wで張り塞がれているため、モータ内を外界から遮断できる。更に、部品点数の削減を図ることができ、組立工程を簡略化できる。
ここで、ディテントトルク発生用孔10a〜10cはスルーホールh〜hなどに比べて大きな孔となるため、第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40との表裏重ね合せ膜W〜Wで張り塞がれているだけでは、衝撃等の発生の際、その表裏重ね合せ膜W〜Wにクラック等が発生し易い。
そこで、本例の表裏重ね合せ膜W〜Wの第2電気絶縁膜40上を内側円環状電極パターン51が張り合わせて通過しているため、通過した内側円環状電極パターン51が表裏重ね合せ膜W〜Wの骨材となり、クラックの発生を抑制することができると共に、内側円環状電極パターン51の必要な固着面積を確保でき、固着強度も達成できる。
扁平形振動モータを搭載する機器側の基板(図示せず)の給電パターンも内側円環状パターンとこれと同心の外側円環状パターンとして形成する必要があるが、扁平形振動モータをリフロー処理前に上記基板へマウントする際、2重の円環状パターン同士の重ね合わせとなるので、中心位置合わせだけで中心周りの方位ズレが問題とならずに済む。
本例では、第3のスルーホールhを介して第3の給電配線パターン39に接続した中心側円環状電極パターン53は扁平形振動モータの回転停止時において制動作用を発揮させるための制御電極或いは接地電極として利用している。
内側円環状電極パターン51や外側円環状電極パターン52の円環状の幅はその幅内にスルーホールh,hを形成する広さを持たせることができるが、中心側円環状電極パターン53の円環状の幅はその幅内に第3のスルーホールhを形成する広さを持たせることができ難い。そこで、本例の第3のスルーホールhは中心側円環状電極パターン53と内側円環状電極パターン51との間隔内に位置させた上、引き出し配線54で中心側円環状電極パターン53と接続してある。また、内側円環状電極パターン51の円環状の幅は外側円環状電極パターン52の円環状の幅よりも広く形成してあり、内側円環状電極パターン51の面積を外側円環状電極パターン52の面積と同等化でき、固着強度分布を均等化できる。
なお、ディテントトルク発生用孔10a内の表裏重ね合せ膜Wのうち第1電気絶縁膜20上には、ランドR6〜R9と配線パターン33,34,37も張り合わされているため、補強効果を発揮している。
図5(A)は実施例2のステータ基板を示す平面図、図5(B)は実施例2のステータ基板の底面図である。図5において図3に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
実施例1のステータ基板2のディテントトルク発生用孔10a〜10cが丸孔であるのに対し、本例のステータ基板12のディテントトルク発生用孔12a〜12cは鋭角扇形となっている。また、表裏重ね合せ膜W〜Wの中に電流制御用ICを搭載するランドR5〜R10の位置が含まれないようになっており、部品実装時のストレスを表裏重ね合せ膜W〜Wが受けないようにしている。その代わりに、表裏重ね合せ膜Wではスルーホールh1,h3と配線パターン37,39が形成され、表裏重ね合せ膜Wでは配線パターン30が形成され、表裏重ね合せ膜Wでは配線パターン32が形成されている。勿論、表裏重ね合せ膜W〜Wの裏面には図5(B)に示す如く内側円環状電極パターン51が通過しているため、表裏重ね合せ膜W〜Wが両面補強されている。
図6(A)は実施例3のステータ基板を示す平面図、図6(B)は実施例3のステータ基板の底面図である。図6において図3に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
本例のステータ板14のディテントトルク発生用孔14a〜14cは鈍角扇形であり、図5のディテントトルク発生用孔12a〜12cの面積よりも相当広くなっている。しかし、ランドR,R,R12はディテントトルク発生用孔14aの孔縁に跨って形成され、ランドR,Rはディテントトルク発生用孔14bの孔縁に跨って形成され、ランドR,R,R10はディテントトルク発生用孔14cの孔縁に跨って形成されているため、部品搭載時、表裏重ね合せ膜W〜Wにストレスが加わり難い。
図7は実施例4のステータ板に用いる磁性金属製芯板を示す斜視図、図8(A)は実施例4のステータ基板を示す平面図、図8(B)は実施例4のステータ基板の底面図である。図8において図6に示す部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説明は省略する。
本例のステータ板16に用いる磁性金属製芯板15は、図7に示す如く、実施例3と同様の鈍角扇形状のディテントトルク発生用孔14a〜14cを有する。このディテントトルク発生用孔14a〜14cは、貫通孔Hを持つ中央円環状部17aと、この中央円環状部17aから3方の径方向に延びる輻射部17bと、円弧状外側板部16a〜16cとで囲まれており、円弧状外側板部16a〜16cを真ん中で分断して各ディテントトルク発生用孔14a〜14cに繋がる径方向切り込み18a〜18cを備えている。
そして、この径方向切り込み18a〜18c内も図8に示す如く第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40との表裏重ね合わせ膜U〜Uで張り塞がれている。表裏重ね合わせ膜U〜Uの裏面側は外側円環状電極パターン52が通過し、表裏重ね合わせ膜U及びUの表面側は配線パターン31が通過している。
なお、本例のステータ板16の貫通孔Hと中心側円環状電極パターン53とで囲まれた範囲は第2電気絶縁膜40の非形成領域となって磁性金属製芯板15の中央円環状部17aの露出部分Sとなっており、支軸1の一端を貫通孔Hに嵌めた後、露出部分Sを用いて支軸1を磁性金属製芯板15に溶接固着できるようにしてある。
このように、ディテントトルク発生用孔14a〜14cに繋がる径方向切り込み18a〜18cを備える磁性金属製芯板15を用い、ステータ板16を製造する場合、磁性金属製芯板15の表裏に第1電気絶縁膜20と第2電気絶縁膜40を塗布した後、両電気絶縁膜20,40を挟む型押し工程で表面平坦化を図る際、スルーホールh〜hよりも遥かに広いディテントトルク発生用孔14a〜14cにおいて両電気絶縁膜20,40の間にボイド(気泡)が紛れ込んでも、型押し工程によりボイドを径方向切り込み18a〜18cを介して外部へしごき出すことができる。このため、表裏重ね合わせ膜W〜Wの中のボイド残留を抑制でき、緻密で一体化した表裏重ね合わせ膜W〜Wを構成でき、携帯電話機の落下衝撃などの際のクラック発生を抑制することができる。
1…支軸(固定軸)
2,12,14,16…ステータ基板
…貫通孔
…軸装着孔
3…カバー
4…滑り軸受
5…ロータマグネット
6…ロータフレーム
7…ワッシャー
10,15…磁性金属製芯板
10a〜10c,12a〜12c,14a〜14c…ディテントトルク発生用孔
10d,10e…張り出し円弧
16a〜16c…円弧状外側板部
17a…中央円環状部
17b…輻射部
18a〜18c…径方向切り込み
20…第1電気絶縁膜
30〜36…配線パターン
37…第1の給電配線パターン
38…第2の給電配線パターン
39…第3の給電配線パターン
40…第2電気絶縁膜
51…内側円環状電極パターン
52…外側円環状電極パターン
53…中心側円環状電極パターン
54…引き出し配線
…第1のスルーホール
…第2のスルーホール
…第3のスルーホール
,L…空芯コイル
〜R14…ランド
S…露出部分
〜U,W〜W…表裏重ね合せ膜

Claims (8)

  1. 支軸の一端が嵌った貫通孔を持つステータ基板と、開口部が前記ステータ基板で塞がれて前記支軸の他端が嵌った軸装着孔を持つカバーと、前記支軸が貫通する滑り軸受を介して回転自在に支持されて軸方向界磁型のロータマグネット及び偏心錘を持つロータフレームとを備える扁平型振動モータにおいて、
    前記ステータ基板は、前記貫通孔を中心とする周りに複数個のディテントトルク発生用空所を持つ磁性金属製芯板と、この磁性金属製芯板の表面に成膜された第1の電気絶縁膜の上に配されて搭載電子部品を相互接続する印刷配線パターンと、前記磁性金属製芯板の裏面に成膜された第2の電気絶縁膜の上に配されてスルーホールを通じて前記配線パターンと接続した電極パターンとを有し、前記ディテントトルク発生用空所内は前記第1の電気絶縁膜と前記第2の電気絶縁膜とが延在した表裏重ね合せ膜で張り塞がれていることを特徴とする扁平形振動モータ。
  2. 請求項1に記載の扁平型振動モータにおいて、前記ディテントトルク発生用空所は孔であり、前記磁性金属製芯板は外周側から当該孔に繋がる切り込みを備えて成ることを特徴とする扁平形振動モータ。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の扁平型振動モータにおいて、前記ステータ板のうち前記貫通孔の周縁近傍は前記第2の電気絶縁膜の非形成範囲で前記磁性金属製芯板の露出部分であることを特徴とする扁平形振動モータ。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の扁平型振動モータにおいて、前記表裏重ね合せ膜の前記第2の電気絶縁膜の上を前記電極パターンが通過して成ることを特徴とする扁平形振動モータ。
  5. 請求項4に記載の扁平型振動モータにおいて、前記配線パターンは第1及び第2の配線パターンを有し、前記電極パターンは、前記第1の配線パターンと第1のスルーホールを介して接続し、前記貫通孔と同心円に形成された内側円環状電極パターンと、前記第2の配線パターンと第2のスルーホールを介して接続し、前記内側円環状電極パターンと同心円に形成された外側円環状電極パターンとを有することを特徴とする扁平型振動モータ。
  6. 請求項5に記載の扁平型振動モータにおいて、前記配線パターンは第3の配線パターンを有し、前記電極パターンは、前記第3の配線パターンと第3のスルーホールを介して接続し、前記貫通孔の周りに同心円で形成された中心側円環状電極パターンを有することを特徴とする扁平形振動モータ。
  7. 請求項6に記載の扁平形振動モータにおいて、前記第3のスルーホールは前記中心側円環状電極パターンと前記内側円環状電極パターンとの間隔内に位置して成ることを特徴とする扁平形振動モータ。
  8. 請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の扁平形振動モータにおいて、前記内側円環状電極パターンの円環状の幅は前記外側円環状電極パターンの円環状の幅よりも広いことを特徴とする扁平形振動モータ。
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