無刷振動電機的製作方法
2023-05-28 10:23:46 2
專利名稱：無刷振動電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於各種攜帶通信機器及其遊戲機器等的無刷振動電機。
背景技術：
在包括攜帶電話在內的各種攜帶通信機器等中賦於了無聲報知用的振動發生功能。作為這種振動發生源，採用了振動電機。
傳統的這種振動電機是以低成本且消耗電力低的有刷電機為主，但近年來，為了提高可靠性，開始使用了無刷振動電機。
目前，各種攜帶通信機器正進一步趨向小型化、低成本化。可以說，隨著這一趨勢，對振動電機的小型化、低成本化的要求今後也會隨之增強。
為此，本發明目的在於，提供一種可實現小型化和低成本化的無刷振動電機。
發明內容
本發明的無刷振動電機包括具有載置面和部件搭載面的基座構件；設置在基座構件的部件搭載面側的迴路基板、磁通板(flux plate)、2個線圈及霍爾元件；配置於2個線圈間的軸；固定於軸並與軸一體迴轉的轉子；與2個線圈對面狀地設置在轉子上的磁鐵；以及偏置於轉子的平衡塊。
在該無刷振動電機中，線圈的個數是2個。這樣，因線圈的個數是2個，故與線圈個數設置3個以上的電機相比可減少成本。又，減少了線圈個數的部分可作為空間有效利用，通過在該空間中搭載其它部件，可實現電機的小型化。另外，該電機因具有磁通板，故使電機的啟動平滑。
本發明的無刷振動電機最好是具有設置於基座構件的部件搭載面側的電機驅動用元件。這樣，因在基座構件的部件搭載面側具有電機驅動用元件，故與驅動迴路設置於電機外部的場合相比，可提高電機使用時的便利性。
在本發明的無刷振動電機中，電機驅動用元件最好是設置在轉子迴轉區域的下方。這樣，可有效利用基座構件的部件搭載面側的空間，可實現電機的小型化。
本發明的無刷振動電機最好是具有將基座構件上面蓋住的蓋子，該蓋子的內部收容有迴路基板、磁通板、2個線圈、霍爾元件、軸、轉子、磁鐵和平衡塊。這樣，用蓋子將設置於基座構件上的各部件蓋住後抑止灰塵等侵入，故可抑止電機故障的發生。
本發明的無刷振動電機的驅動方式最好是單相雙極方式、或雙相單極方式。這樣，可使電機的驅動控制單純化，使電機驅動用的驅動迴路及其迴路基板上的配線單純化。又，所需的霍爾元件是1個，可進一步降低成本。
本發明的無刷振動電機最好具有由沿軸的延伸方向具有彈性的板簧構成的端子，該端子被配置於基座構件的載置面側，同時與迴路基板電氣連接。這樣，在將電機組裝於攜帶電話等機器中時，可在不用錫焊的情況下從軸的延伸方向將電機推入進行組裝作業。由此，可將端子與其它部件簡單地進行電氣接合，提高向機器的組裝作業性。並且，因端子設置在基座構件的載置面，故有利於機器的進一步小型化。
在本發明的無刷振動電機中，端子最好是將一端固定於迴路基板的單面支承狀態。說樣，在電機的組裝狀態下可有效地利用板簧的彈性，可長期維持端子的合適的電氣接合力。
本發明的無刷振動電機最好是具有一對端子，一對端子配置在一條直線上，組裝接點部分相互分離。這樣，利用基座構件載置面的廣度，可將一對端子整列地配置在一條直線上。由此，可儘可能地使一對端子的組裝接點部分分離，可儘量防止組裝接點部分間引起的短路。
本發明的無刷振動電機最好是具有一對端子，一對端子分別配置在基座構件載置面的單側附近。例如，將各端子配置於基座構件中央時，有可能出現將各端子的極性搞錯並組裝在機器中的事故。為此，通過將各端子配置在基座構件的單側附近，就可較好地防止這種組裝錯誤。
本發明的無刷振動電機最好是包括沿著包含基座構件載置面的基準面延伸、並與基座構件一體成形的彈簧板片部；以及安裝於彈簧板片部的金屬端子，金屬端子的前端部在非組裝狀態時從基準面伸出，在組裝狀態時克服彈簧板片部的彈力朝基準面方向變位。這樣，電機在基板上組裝時，因將基座構件的載置面配置在基板上，故在非組裝狀態時，從包含載置面的基準面伸出的金屬端子的前端部克服彈簧板片部的彈力朝基準面方向變位。在此狀態下，利用彈簧板片部的彈力，以所需的推壓力將金屬端子的前端部向基板推壓，金屬端子的前端部以所需的接觸壓與基板的電源供給部接觸，以確保導通。這樣，由於由與基座構件一體成形的彈簧板片部和金屬端子構成端子，因此可充分地抑止電機的大型化，又可抑止成本上升。採用該端子構造，因可利用彈簧板片部的彈力，以穩定的推壓力確保導通，故可實現電源供給的穩定化。
在本發明的無刷振動電機中，彈簧板片部既可具有單面支承的構造，也可具有雙面支承的構造。
在本發明的無刷振動電機中，基座構件由纖維強化塑料形成。這樣，能有效地將所需的彈力賦於彈簧板片部。
也可搭載上述的無刷振動電機，形成振動報知機器、攜帶電話、攜帶信息末端機器、遊戲機器。
本發明的電機的端子構造是一種向具有基座構件的電機供給電力用的電機端子構造，包括沿著包含基座構件載置面的基準面延伸、並與基座構件一體成形的彈簧板片部；以及安裝於彈簧板片部的金屬端子，金屬端子的前端部在非組裝狀態時從基準面伸出，在組裝狀態時克服彈簧板片部的彈力朝基準面方向變位。
本發明可以從以下的詳細說明及其附圖中進一步充分理解。當然，這些僅是用於例示，不是對本發明作出限定。
附圖的簡單說明圖1為表示第1實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。
圖2為表示第1實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子後的狀態)。
圖3為表示第1實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子和轉子後的狀態)。
圖4A為表示由單相雙極方式驅動時的驅動迴路構成的圖。圖4B為說明由單相雙極方式得到的扭矩的圖。
圖5A為表示由雙相雙極方式驅動時的驅動迴路構成的圖。圖5B為說明由雙相雙極方式得到的扭矩的圖。
圖6為表示第1實施例的無刷振動電機變形例的俯視圖。
圖7為表示第2實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。
圖8為表示第2實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子後的狀態)。
圖9為表示第2實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子和轉子後的狀態)。
圖10為表示第3實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。
圖11為表示第3實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子後的狀態)。
圖12為表示第3實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子和轉子後的狀態)。
圖13為表示第3實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖(端子42、44附近的剖面)。
圖14為從載置面側看圖1 3所示的無刷振動電機的圖。
圖15為表示第3實施例的無刷振動電機變形例的圖。
圖16為表示第4實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。
圖17為表示第4實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子後的狀態)。
圖18為表示第4實施例的無刷振動電機構成的俯視圖(取下蓋子和轉子後的狀態)。
圖19為表示基座構件構成的俯視圖。
圖20為用於說明通過金屬端子使彈簧板片部克服彈力向上推的狀態的圖。
圖21為在第4實施例的無刷振動電機中表示具有另一種端子構造的變形例的俯視圖(取下蓋子和轉子後的狀態)。
圖22為表示圖21的無刷振動電機構成的側剖視圖。
圖23為表示搭載有無刷振動電機的攜帶電話的分解立體圖。
圖24為表示搭載有無刷振動電機的攜帶信息末端機器的局部剖切立體圖。
圖25為表示搭載有無刷振動電機的遊戲機器的分解立體圖。
具體實施例方式
下面參照
本發明一實施例。另外，在附圖的說明中，同一構件標記同一符號，省略重複的說明。
圖1為表示第1實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。圖2和圖3為表示該無刷振動電機構成的俯視圖。其中，圖2表示為了便於說明而將蓋子38取下後的狀態，圖3表示進一步將轉子30取下後的狀態。
如圖1～圖3所示，無刷振動電機(以下簡稱為「電機」)10包括具有搭載在未圖示的組裝基板上的載置面12a以及與其對向的部件搭載面12b的基座構件12。該基座構件12由例如塑料、纖維強化塑料(FRPGFRP、CFRP)等材料形成，外形是大致正方形。
在該基座構件12的部件搭載面12b上設置有磁通板14。該磁通板14例如由矽鋼板形成，具有能使電機10平滑啟動的功能。
在基座構件12的部件搭載面12b即磁通板14上設置有迴路基板16。該迴路基板16的外形是大致正方形，其尺寸大致與基座構件12相同。該迴路基板16由撓性配線基板等形成，上面實施了印刷配線。
又，在基座構件12的部件搭載面12b的中央設置有軸承裝置18。並且，在該軸承裝置18上可迴轉地支承有軸20。
在迴路基板16上，2個線圈22對稱配置成將軸20夾在其間。在本實施例中，這些線圈22由偏平線圈構成。如圖3所示，在迴路基板16上即該2個線圈22間的區域搭載有檢測磁性的霍爾元件(磁電變換元件)24、電機驅動用元件26、其它電子元件28。
如圖1和圖2所示，在軸20上固定著與軸20一體迴轉的轉子30。在轉子30的下面設置有環狀的磁鐵32，與迴路基板16上設置的線圈22形成相對狀。
如圖2所示，轉子30的基本形狀是由半徑R規定的圓板狀，其側面的約一半向徑向外側延伸出ΔR的長度，形成了寬廣區域30a。並且，在該寬廣區域30a中形成有圓弧狀的切槽34。從轉子30的下方，將例如由鎢等比重較大的材料構成的平衡塊36的一部分導入該切槽34，通過鉚接進行固定。這樣，平衡塊36偏置於轉子30，安裝成了非平衡的狀態，故在軸20迴轉的同時發生振動。
如圖1所示，在基座構件12上設置有蓋子38。在該蓋子38的上面設置有可迴轉地支承軸20的軸承裝置40。在由該蓋子38和基座構件12形成的空間內收容有磁通板14、迴路基板16、線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、軸承裝置18、軸20、轉子30、磁鐵32、平衡塊36等，可抑止外部的灰塵等的侵入。由此，可抑止電機的故障發生，可長期進行穩定運轉。
在這種結構的電機10中，如圖2所示，在轉子30迴轉區域的下方配置有線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、其它電子元件28。由此，可有效地利用迴路基板16上的空間，可實現電機10的小型化。
在本實施例的電機10中，磁鐵32最好是6極的磁鐵。如圖3所示，當磁鐵32是6極時，線圈22的開角α為60度。在迴路基板16上由這些線圈22間的角度β(＝180-α)規定的區域(這裡是指由角度120度規定的區域)中，搭載有電機驅動用元件26、霍爾元件24、其它電子元件28。
對此，磁鐵32為4極時，線圈22的開角α是90度，存在著線圈22大型化以及迴路基板16上可利用的空間小的傾向，而磁鐵32為8極時，線圈22的開角α是45度，存在著線圈22減小以及迴路基板16上可利用的空間大的傾向，但此場合，搭載霍爾元件24的位置精度更加嚴格，存在著電機10控制困難的傾向。鑑於以上情況，磁鐵32最好是6極磁鐵。
在本實施例的電機10中，驅動方式最好是單相雙極方式、或雙相單極方式。
如圖4A所示，在單相雙極方式中，將2個線圈22串聯連接構成迴路。根據由霍爾元件24的信號生成的定時信號，由電機驅動用元件26對附加於兩端子42、44的電位的組合(高(H)、低(L))進行開關操作，即可得到所需的扭矩。此時的扭矩如圖4B所示，可用1條扭矩曲線(由C1表示)和與其極性不同的另1條扭矩曲線(用C2表示)來表示。根據由霍爾元件24的信號生成的定時信號，在相當於點P的時點進行上述的開關操作，即可得到用箭頭T表示的扭矩。
如圖5A所示，在雙相雙極方式中，將2個線圈22的一端分別接地構成迴路。根據由霍爾元件24的信號生成的定時信號，由電機驅動用元件26對附加於各端子42、44的電位的通·斷進行開關操作，即可得到所需的扭矩。此時的扭矩如圖5B所示，可用線圈22-1的扭矩曲線(由C1表示)和線圈22-2的扭矩曲線(用C2表示)來表示。根據由霍爾元件24的信號生成的定時信號，在相當於點P的時點進行上述的開關操作，即可得到用箭頭T表示的扭矩。
這樣，若驅動方式採用了單相雙極方式或雙相單極方式，則可使電機10的驅動控制單純化，可使內裝於電機驅動用元件26的驅動迴路及其迴路基板16上的配線單純化。又，所需的線圈只要用2個，所需的霍爾元件24的個數隻要用1個即可。由此，可進一步減少電機10製造上的成本以及可實現電機10的小型化和輕量化。
以上，第1實施例的無刷振動電機10中，迴路基板16上設置的線圈22的個數是2個。這樣，因線圈22的個數是2個，故與線圈設置3個以上的電機相比可降低成本。又，可有效利用迴路基板16上的空間，在其空間中可搭載電機驅動用元件26、霍爾元件24、其它電子元件28，故可實現電機10的小型化。
又，第1實施例的無刷振動電機10因具有磁通板14，故可使電機10的啟動平滑。
又，第1實施例的無刷振動電機10因具有將基座構件12上面蓋住的蓋子38，故可抑止來自外部的灰塵等的侵入。由此，可抑止電機的故障發生，可長期進行穩定運轉。
又，在第1實施例的無刷振動電機10中，由於驅動方式採用了單相雙極方式或雙相單極方式，可使電機10的驅動控制單純化，可使內裝於電機驅動用元件26的驅動迴路及其迴路基板16上的配線單純化。又，所需的霍爾元件24的個數隻要用1個即可。由此，可進一步減少電機10製造上的成本。
如圖6所示，在上述第1實施例的無刷振動電機10中，也可取消拐角部(圖3的41)。這樣，可實現無刷振動電機10的進一步小型化和輕量化。
下面說明第2實施例的無刷振動電機。另外，在與上述第1實施例的無刷振動電機相同構件上標記同一符號，省略重複的說明。
圖7為表示第2實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。圖8和圖9為表示該無刷振動電機構成的俯視圖。其中，圖8表示為了便於說明而將蓋子38取下後的狀態，圖9表示進一步將轉子30取下後的狀態。
如圖7～圖9所示，第2實施例的無刷振動電機(以下簡稱為「電機」)10基本構成與第1實施例的無刷振動電機相同，下面對結構的不同之點作出詳細說明。
如圖8～圖9所示，在第2實施例的電機10中，基座構件12的外形為大致圓板狀。在該基座構件12的部件搭載面12b上設置有與第1實施例的電機的磁通板外形不同的6極磁通板14。
在基座構件12的部件搭載面12b即磁通板14上設置有迴路基板16。該迴路基板16的外形是圓板狀，其尺寸大致與基座構件12相同。
又，在基座構件12的部件搭載面12b的中央設置有軸承裝置18。並且，在該軸承裝置18上可迴轉地支承有軸20。
在迴路基板16上，2個線圈22對稱配置為將軸20夾在其間。在本實施例中，這些線圈22由偏平線圈構成。如圖9所示，在迴路基板1 6上即該2個線圈22間的區域搭載有檢測磁性的霍爾元件24(磁電變換元件)24、電機驅動用元件26。
如圖7和圖8所示，在軸20上固定著與軸20一體迴轉的轉子30。在轉子30的下面設置有環狀的磁鐵32，與迴路基板16上設置的線圈22形成相對狀。
如圖7和圖8所示，轉子30的外形為圓板狀。在該轉子30上非平衡地固定著由鎢等比重較大材料構成的平衡塊36。即，在圓板狀的轉子30一部分的角度範圍η中，從上面至側面非平衡地固定有平衡塊36。這樣，由於非平衡地將平衡塊36偏置安裝於轉子30，因此，在軸20迴轉的同時發生振動。
又，如圖7所示，在基座構件12上設置有蓋子38。在該電機10中，軸20隻由軸承裝置18可迴轉地支承，與第1實施例的電機一樣，在蓋子38中未設置有可迴轉地支承軸20用的軸承裝置。在由該蓋子38和基座構件12形成的空間內收容有磁通板14、迴路基板16、線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、軸承裝置18、軸20、轉子30、磁鐵32、平衡塊36等部件，可抑止外部的灰塵等的侵入。由此，可抑止電機的故障發生，可長期進行穩定運轉。
在這種結構的電機10中，如圖8所示，在轉子30迴轉區域的下方配置有線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、其它電子元件28。由此，可有效地利用迴路基板16上的空間，可實現電機10的小型化。
上述第2實施例的無刷振動電機10也可獲得與第1實施例的電機相同的作用效果。特別是如圖7～圖9所示，第2實施例的無刷振動電機10的外形是圓形，可將剩餘的區域取掉，可減小體積，故可進一步使電機10小型化和輕量化。
下面說明第3實施例的無刷振動電機。另外，在與上述第1實施例的無刷振動電機相同構件上標記同一符號，省略重複的說明。
如圖10～圖14所示，第3實施例的無刷振動電機(以下簡稱為「電機」)10基本構成與第1實施例的無刷振動電機相同，下面對結構不同點進行詳細說明。
如圖10所示，無刷振動電機10是一種可收容在攜帶電話等機器內的小型化振動電機結構。該電機10包括具有搭載在未圖示的機器的組裝基板上的載置面12a以及與其對向的部件搭載面12b的基座構件12。該基座構件12例如由塑料、纖維強化塑料(FRPGFRP、CFRP)等的材料形成，外形為大致正方形。
在該基座構件12的部件搭載面12b上固定著磁通板14，磁通板14例如由矽鋼板成形，具有使電機10啟動平滑的功能。又，支承在基座構件12的部件搭載面12b上的迴路基板16被固定成將磁通板14蓋住的形態。該迴路基板16的外形大致為正方形，其尺寸大致與基座構件12相同。該迴路基板16由撓性配線基板等形成，上面實施了印刷配線。
又，在基座構件12的部件搭載面12b的中央設置有軸承裝置18。並且，在該軸承裝置18上可迴轉地支承有軸20。並且，2個線圈22在迴路基板16上固定成將軸20夾在其間。如圖12所示，在迴路基板16上搭載有檢測磁性的霍爾元件(磁電變換元件)24、電機驅動用元件26以及其它電子元件28。
如圖10和圖11所示，在軸20上固定著與軸20一體迴轉的轉子30。在轉子30的下面將環狀的磁鐵32設置成與迴路基板16上設置的線圈22對向。如圖11所示，該轉子30的基本形狀呈由半徑R規定的圓板狀，其側面的約一半向徑向外側延伸出ΔR的長度，形成了寬廣區域30a。並且，在該寬廣區域30a中形成有圓弧狀的切槽34。從轉子30的下方將例如由鎢等比重較大的材料構成的平衡塊36的一部分導入該切槽34，通過鉚接進行固定。這樣，平衡塊36偏置固定於轉子30。這樣，由於非平衡地將平衡塊36偏置安裝於轉子30，因此，在軸20迴轉的同時發生振動。
又，框體19由基座構件12和蓋子38構成，該框體19例如是縱11mm×橫11mm×高3.6mm的尺寸，可實現小型化。並且，在該蓋子38的上面中央，嵌入有可迴轉地支承軸20的徑向軸承40。在該框體19內可收容前述的磁通板14、迴路基板16、線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、軸承裝置18、軸20、轉子30、磁鐵32、平衡塊36等各種部件，採用框體19可抑止外部的灰塵等的侵入。由此，可抑止電機的故障發生，可長期進行穩定運轉。
在前述的電機10中，磁鐵32最好是6極的磁鐵。如圖12所示，當磁鐵32是6極時，線圈22的開角α為60度。在迴路基板16上由這些線圈22間的角度β(＝180-α)規定的區域(這裡是指由角度120度規定的區域)中搭載有電機驅動用元件26、霍爾元件24、其它電子元件28。
又，電機10的驅動方式最好是單相雙極方式、或雙相單極方式。這樣，若驅動方式採用了單相雙極方式或雙相單極方式，則可使電機10的驅動控制單純化，可使內裝於電機驅動用元件26的驅動迴路及其迴路基板16上的配線單純化。又，所需的霍爾元件24的個數隻要用1個即可。由此，可進一步減少電機10製造上的成本。
又，由於該電機10的驅動方式是單相雙極方式、或雙相單極方式，因此，迴路基板16上設置的線圈22的個數是2個。這樣，因線圈22的個數是2個，故與線圈設置3個以上的電機相比，可降低成本。又，可有效利用迴路基板16上的空間，在其空間中可搭載電機驅動用元件26、霍爾元件24以及其它電子元件28，故可實現電機10的小型化。
本實施例的電機10具有供給電力用的端子42、44。如圖13和圖14所示，各端子42、44是金屬制板簧，該板簧被配置在基座構件12的載置面12a側，其一端固定於迴路基板16，形成單面支承形態。各端子42、44的一端彎曲成L字狀，該基端通過焊錫45與迴路基板16的所定的迴路部位連接且被機械性固定。並且，各端子42、44的遊端相對軸20的延伸方向沿正交的方向延伸，並在軸20的延伸方向具有彈性。各端子42、44的固定端側插入形成於基座構件12的貫通孔47中，貫通迴路基板16後伸出。對此，各端子42、44的露出部分被收容於基座構件12形成的矩形端子收容部凹部46內，可穩固地進行電機10在基板上的表面組裝。
以往，作為這種電氣連接用的端子技術，可參照日本專利特開2000-245103號公報所示。該公報記載的電機是通過將電氣連接用的端子露出於外部，將各端子由錫焊與其它部件機械接合來實現向各線圈供電。然而，在將電機組裝於小型的攜帶信息末端機器等中時，將由錫焊而露出於框體外部的端子與內部基板電氣接合時，機器的組裝作業性差，並且，在端子方面，考慮到錫焊因素而必須要確保金屬面，存在著難以促進機器小型化的問題。
對此，在第3實施例的電機10中，採用了這種結構的端子42、44，在將電機10組裝於攜帶電話等機器中時，可不採用錫焊方式，將電機10的蓋子38側從軸20延伸方向推入進行組裝作業。由此，因可將端子42與其它部件簡單地進行電氣接合，故攜帶電話等機器中的組裝作業性良好。並且，將各端子42、44配置在基座構件12的載置面12a上的結果是有利於促進機器的小型化。又，由單面支承狀態的板簧構成端子42、44的結果是可在電機10組裝狀態下適當維持有效利用彈力的電氣接合力。
並且，在各端子42、44的端部彎曲成形有一體狀的向外方鼓出的組裝接點部分42a、44a。在1條直線上將一對端子42、44配置成左右一對組裝接點部分42a、44a相互分離。在此場合，可利用基座構件12的矩形載置面12a的寬度在載置面12a內整列地將一對端子42、44配置在1條直線上。這樣，可儘可能地將左右一對組裝接點部分42a、44a隔離。由此可儘量防止由組裝接點間引起的短路。
如圖14所示，各端子42、44被配置在基座構件12的載置面12a單側附近。在此，當將各組裝接點部分42a、44a配置於基座構件12中央時，有可能會產生將各端子的極性搞錯而組裝在機器中的事故。因這種組裝錯誤，會造成電機10的迴路破損。為此，通過將各端子42、44分別配置在基座構件12的載置面12a的單側附近，可較好地防止這種組裝錯誤。
在本實施例的無刷振動電機10中，如圖15所示，在基座構件12的載置面12a側，也可將具有組裝接點部分52a的端子52和具有組裝接點部分54a的端子54相互平行狀整列配置。又，也可將橡膠等彈性構件夾於板簧狀端子42與基座構件12之間，將該橡膠等彈性構件收容於端子收容部凹部46內。這樣，通過板簧狀端子42與橡膠等彈性構件的配合動作，可得到更加合適的電氣接合。另外，板簧狀端子44也一樣。
下面說明第4實施例的無刷振動電機。另外，在與上述第1實施例的無刷振動電機相同構件上標記同一符號，省略重複的說明。
圖16為表示第4實施例的無刷振動電機構成的側剖視圖。圖17和圖18為該電機構成的俯視圖。其中，圖17表示為了便於說明而將蓋子取下後的狀態，圖18表示進一步將轉子取下後的狀態。圖19為表示具有本實施例電機的基座構件構成的俯視圖。
如圖16～圖19所示，無刷振動電機(以下簡稱為「電機」)10包括具有載置面12a及與其對向的部件搭載面12b的基座構件12。該基座構件12由具有彈性的塑料、或纖維強化塑料(FRPGFRP、CFRP)等材料形成，外形是大致正方形。
如圖16和圖19所示，在基座構件12的部件搭載面12b上設置有磁通板14。該磁通板14例如由矽鋼板形成，具有能使電機10平滑啟動的功能。
在基座構件12的部件搭載面12b即磁通板14上設置有迴路基板16。該迴路基板16的外形是大致正方形，其尺寸大致與基座構件12相同。該迴路基板16由纖維強化塑料(FRP)等具有彈性的材料或者撓性配線基板等形成，上面實施了印刷配線。
又，在基座構件12的部件搭載面12b的中央設置有軸承裝置18。並且，在該軸承裝置18上可迴轉地支承有軸20。
在迴路基板16上，2個線圈22對稱配置成將軸20夾在其間。在本實施例中，這些線圈22由偏平線圈構成。如圖18所示，在迴路基板16上即該2個線圈22間的區域搭載有檢測磁性的霍爾元件24、電機驅動用元件(IC)26、其它電子元件28。
如圖16和圖17所示，在軸20上固定著與軸20一體迴轉的圓板狀轉子30。在轉子30的下面設置有環狀的磁鐵32，與迴路基板16上設置的線圈22形成相對狀。這樣，由軸20、轉子30、磁鐵32構成迴轉子。
如圖17所示，轉子30的基本形狀是由半徑R規定的圓板狀，其側面的約一半向徑向外側延伸出ΔR的長度，形成了寬廣區域30a。並且，在該寬廣區域30a中形成有圓弧狀的切槽34。從轉子30的下方，將例如由鎢等比重較大的材料構成的平衡塊36的一部分導入該切槽34，通過鉚接進行固定。這樣，平衡塊36非平衡地安裝於轉子30，故在軸20迴轉的同時發生振動。
如圖16所示，在基座構件12上設置有蓋子38。在該蓋子38的上面設置有可迴轉地支承軸20的軸承裝置40。在由該蓋子38和基座構件12形成的空間內收容有迴路基板16、線圈22、電機驅動用元件26、霍爾元件24、軸承裝置18、軸20、轉子30、磁鐵32等構件，可抑止外部的灰塵等的侵入。由此，可抑止電機的故障發生，可長期進行穩定運轉。
在這種結構的電機10中，在轉子30迴轉區域的下方配置有線圈22、電機驅動用元件(IC)26、霍爾元件24、其它電子元件28。由此，可有效地利用迴路基板16上的空間，可實現電機10的小型化。
在本實施例的電機10中，磁鐵32最好是6極的磁鐵。
在此，本實施例的電機10具有電力供給用的端子構造42、44。該端子構造42、44具有彈簧板片部43和安裝於彈簧板片部43的金屬端子49。
彈簧板片部43沿著包含基座構件12的載置面12a的基準面延伸。更具體地講，彈簧板片部43的下面與基座構件12的載置面12a存在於同一平面上。並且，其長度方向沿著基座構件12的一邊。如圖19所示，該彈簧板片部43通過使用金屬模的樹脂成型等方法與基座構件12一體成形，由該基座構件12進行單面支承。在此，上述的基座構件12因由FRP等具有彈性的材料所形成，故向彈簧板片部43賦於了所需的彈力。
在迴路基板16上，沿著包含基座構件12的載置面12a的基準面設置有支臂部17，該支臂部17的長度方向沿著迴路基板16的一邊延伸。該支臂部17採用衝壓加工等方法將1個基板與迴路基板16一體成形，由該迴路基板16加以單面支承。該支臂部17在將迴路基板16搭載在基座構件12上的狀態時位於彈簧板片部43上。
如圖16和圖17所示，在彈簧板片部43的前端安裝著金屬端子49。金屬端子49前端的尖細尾部從下面插通於彈簧板片部43前端設置的孔中併到達上面。並且，金屬端子49的尾部從下面插通於迴路基板16的支臂部17設置的孔中，並在上面通過錫焊等固定。在支臂部17的上面實施了未圖示的配線，與迴路基板16上的配線連接。這樣，通過支臂部17上的配線和迴路基板16上的配線，將金屬端子49與電機驅動用元件26電氣連接。該金屬端子49的前端部49a加以球面加工。由此，因前端部49a加以球面加工，故與平面的場合相比，可使與組裝基板的接觸穩定化。
本實施例的電機10具有上述結構的一對端子構造42、44。具有該端子構造42、44的彈簧板片部43的根基部由從基座構件12凸出形成的凸起部12c進行單面支承。
下面說明上述結構的具有端子構造42、44的電機10的作用效果。
如圖16所示，該電機10在非組裝狀態下，安裝於彈簧板片部43前端的金屬端子49的前端部49a從包含基座構件12的載置面12a的基準面向下方伸出。該伸出量影響到組裝基板上組裝時的推壓力，要求具有穩定性。該伸出量依存於相對彈簧板片部43的基準面的平行度以及金屬端子49的尺寸精度。此時，在具有本實施例的端子構造42、44的電機10中，彈簧板片部43與基座構件12一體成形，可良好維持平行度。又，金屬端子49的尺寸精度也容易良好維持。由此可使該伸出量穩定化。
如圖20所示，在將基座構件12的載置面12a搭載在組裝基板50的組裝狀態下，彈簧板片部43通過金屬端子49克服彈力向上推，由此，金屬端子49的前端部49a向基準面變位。此時，利用彈簧板片部43的彈力，以所需的推壓力將金屬端子49推向組裝基板50。金屬端子49的前端部49a與組裝基板50的電源供給部(未圖示)以所需的接觸壓進行接觸，以確保導通。
這樣，在具有這種端子構造42、44的電機10中，處於組裝狀態的電機10的姿勢穩定化，利用彈簧板片部43的彈力，以穩定的推壓力將金屬端子49的前端部49a與組裝基板50的電源供給部接觸。結果是可確保導通，實現電源供給的穩定化。又，可將與基座構件12-體成形的彈簧板片部43和金屬端子49構成端子構造42、44，可充分抑止電機10的大型化。並且，由於不需要為了構成端子構造42、44而設置特殊部件，因此可抑止成本上升。
本實施例的電機10也可採用兩面支承彈簧板片部43的構造。在此場合，如圖21所示，通過在基座構件12上平行地衝壓加工出3個細長切槽52等方法，可形成2個兩面支承的彈簧板片部43。並且，通過將金屬端子49安裝在各彈簧板片部43的中央附近，以構成端子構造42、44。
在具有該端子構造42、44的電機中，如圖22所示，在非組裝狀態下，安裝於彈簧板片部43前端的金屬端子49的前端部49a從包含基座構件12的載置面12a的基準面向下方伸出。並且，在將基座構件12的載置面12a搭載在組裝基板的組裝狀態下，彈簧板片部43通過金屬端子49克服彈力向上推，由此，金屬端子49的前端部49a向基準面變位。在這種組裝狀態下，利用彈簧板片部43的彈力，以所需的推壓力將金屬端子49推向組裝基板。金屬端子49的前端部49a與組裝基板的電源供給部以所需的接觸壓進行接觸，以確保導通。這樣，在具有這種端子構造42、44的電機10中，也可使組裝狀態的電機10的姿勢穩定化，利用彈簧板片部43的彈力，以穩定的推壓力將金屬端子49的前端部49a與組裝基板50的電源供給部接觸。結果是可確保導通，實現電源供給的穩定化。又，可將與基座構件12一體成形的彈簧板片部43和金屬端子49構成端子構造42、44，可充分抑止電機10的大型化。並且，由於不需要為了構成端子構造42、44而設置特殊性部件，因此可抑止成本上升。
本發明的無刷振動電機不限定於上述實施例，可作各種變更。
例如，2個線圈22是對稱配置成將軸20夾在其間，但不限定於此，也可相對軸20非對稱配置。
又，在第2實施例的無刷振動電機中，也可設置第3和第4實施例中已說明的端子構造。
上面對本發明的無刷振動電機的多種實施例作了說明，可搭載這種無刷振動電機來形成各種振動報知機器。例如，如圖23所示，可將無刷振動電機10搭載在攜帶電話70的內部基板72上，形成具有振動報知功能的攜帶電話。又如圖24所示，可將無刷振動電機10搭載在袖珍攜帶電話機和PDA等的攜帶信息末端機器80的內部基板82上，形成具有振動報知功能的攜帶信息末端機器。又如圖25所示，可將無刷振動電機10搭載在遊戲機的控制器和彈球盤等的遊戲機器90的內部基板92上，形成具有振動報知功能的遊戲機器。
產業上的可利用性採用本發明，可提供實現小型化和低成本化的無刷振動電機。
權利要求
1.一種無刷振動電機，其特徵在於，包括具有載置面和部件搭載面的基座構件；設置在基座構件的部件搭載面側的迴路基板、磁通板、2個線圈及霍爾元件；配置於2個線圈間的軸；固定於軸並與軸一體迴轉的轉子；與2個線圈對面狀地設置在所述轉子上的磁鐵；以及偏置於所述轉子的平衡塊。
2.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，還具有設置於所述基座構件的所述部件搭載面側的電機驅動用元件。
3.如權利要求2所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述電機驅動用元件設置在所述轉子迴轉的區域下方。
4.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，還具有將所述基座構件上面蓋住的蓋子，該蓋子的內部收容有所述迴路基板、所述磁通板、所述2個線圈、所述霍爾元件、所述軸、所述轉子、所述磁鐵和所述平衡塊。
5.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述驅動方式採用單相雙極方式。
6.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述驅動方式採用雙相單極方式。
7.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，還具有由沿軸的延伸方向具有彈性的板簧構成的端子，所述端子被配置於基座構件的載置面側，同時與迴路基板電氣連接。
8.如權利要求7所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述端子是將一端固定於所述迴路基板的單面支承狀態。
9.如權利要求7所述的無刷振動電機，其特徵在於，還具有一對所述端子，該一對端子在一條直線上配置成組裝接點部分相互分離。
10.如權利要求7所述的無刷振動電機，其特徵在於，還具有一對所述端子，該一對端子分別配置在所述基座構件的所述載置面的單側附近。
11.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，包括沿著包含所述基座構件的所述載置面的基準面延伸、並與基座構件一體成形的彈簧板片部；以及安裝於所述彈簧板片部的金屬端子，所述金屬端子的前端部在非組裝狀態時從所述基準面伸出，在組裝狀態時克服所述彈簧板片部的彈力朝所述基準面方向變位。
12.如權利要求11所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述彈簧板片部具有單面支承的構造，
13.如權利要求11所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述彈簧板片部具有雙面支承的構造。
14.如權利要求1所述的無刷振動電機，其特徵在於，所述基座構件由纖維強化塑料形成。
15.一種振動報知機器，其特徵在於，搭載如權利要求1所述的無刷振動電機。
16.一種攜帶電話，其特徵在於，搭載如權利要求1所述的無刷振動電機。
17.一種攜帶信息末端機器，其特徵在於，搭載如權利要求1所述的無刷振動電機。
18.一種遊戲機器，其特徵在於，搭載如權利要求1所述的無刷振動電機。
19.一種電機的端子構造，用於向具有基座構件的電機供給電力，其特徵在於，包括沿著包含所述基座構件的載置面的基準面延伸、並與所述基座構件一體成形的彈簧板片部；以及安裝於所述彈簧板片部的金屬端子，所述金屬端子的前端部在非組裝狀態時從所述基準面伸出，在組裝狀態時克服所述彈簧板片部的彈力朝所述基準面方向變位。
全文摘要
一種無刷振動電機，包括具有載置面和部件搭載面的基座構件；設置在基座構件的部件搭載面側的迴路基板、磁通板、2個線圈及霍爾元件；配置於2個線圈間的軸；固定於軸並與軸一體迴轉的轉子；與2個線圈對面狀地設置在轉子上的磁鐵；以及偏置於轉子的平衡塊。
文檔編號H02K29/08GK1473385SQ02802935
公開日2004年2月4日 申請日期2002年9月19日 優先權日2001年9月19日
發明者坂場仁, 也, 水口信也, 中村英昭, 昭 申請人:日本電產科寶株式會社