JPH084373B2

JPH084373B2 - 薄型振動モータ

Info

Publication number: JPH084373B2
Application number: JP1121650A
Authority: JP
Inventors: デビッド・エイ・トリビー; チャールズ・ダグリュ・ムーニイ; トーマス・ジェイ・ロリンズ
Original assignee: モトローラ・インコーポレーテッド
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH0217843A; US4864276A; US4864276C1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、一般的には、無音警報（silent alertin
g）を備えた無線ページャに関し、より詳細にはそのよ
うなページャに使用するのに適した超薄型振動モータ
（low−profile vibrator motor）であって大幅なスペ
ース節減特性、高い信頼性および完全な無音動作を提供
するものに関する。

［従来の技術］選択的に無音警報を行なう振動モータを備えた無線ペ
ージャが技術上よく知られている。適正な選択呼出しま
たはページの受信に応じて可聴ビープまたはトーンを発
生する代りに、これらのページャのデコーダ回路は組合
された振動モータを付勢し呼が実際に受信されかつデコ
ードされたことを触覚的応答によって携帯者に警報す
る。数年前までは、必要なサイレント警報はその当時市
場で入手できた振動モータによって容易に行なうことが
できた。そのようなモータは一般に円筒状のハウジング
を有する伝統的な構造を有し、その中にかなりの長さの
縦軸を有しその軸に外部的であるが不平衡のつりあい重
りが取付けられていた。

「かなりの長さ」ということは、回転シャフトがモータ
の直径に等しいかあるいはそれより大きいことを意味す
る。例えば、1962年発行のフィンク、他（Fink,et al）
に対する初期の米国特許第3,017,631号参照。さらに197
1年のショリー・カガン（Sholly Kagan）に発行された
２つの米国特許第3,618,070号および第3,623,064号もま
た説明している。1975年にフェダー（Feder）に与えら
れた米国特許第3,911,416号であって本発明の譲受人に
譲渡されたものにもさらに他の変形が記述されている。
また、本願の図面の第１図にもそのような従来のバイブ
レータモータの典型的な例が示されている。第１図のモ
ータ10はホルダ12に含まれており、ホルダ12はページャ
のプリント回路基板14に直接マウントされている。モー
タ10の回転シャフトには偏心したつりあい重り16が取付
けられている。

［発明が解決しようとする課題］この種の構造は上述において参照したようにかなり大
きな容積を有するページャには充分収容できる。しかし
ながら、これは利用できる容積が着実に減少してきてお
り、一方同時に回路の複雑性の増大および英数字表示、
多数の呼の格納のためのメモリ装置等のオプションの組
込みが行なわれる今日のページャにはあてはまらない。
簡単に言えば、スペースが少なくなってきておりかつ有
効かつ望ましい動作上の特徴に対して極めて貴重になっ
ており、したがって現在技術上存在する振動モータは正
当化されずあるいは収容できない。その上、プリント回
路板に直接振動モータを取付けることにより、発生する
振動がプリント基板上のハンダ接合部分、壊れ易い構成
部品等に大きな影響を与える可能性があるため最適の信
頼性標準に関して大きな危険が生ずる。これらのモータ
の振動レベルは4Gあるいはそれ以上に達するであろう。

これらの従来技術の振動モータ装置に関して注目する
必要がある一つの他の問題は発生するノイズの通常受容
できないレベルである。無線ページャの使用者／携帯者
により無音警報モードが選択された時、無音警報装置を
付勢する場合に、もし近くで他人が聞くことができる鼻
を鳴すような音あるいは他の音が発生すればそれはある
意味で目的に反することになる。望ましいことは、付勢
された時装置の携帯者のみによって検知され他人には聞
かれない警報装置であることである。

したがって必要なことは、例え「クレジットカード」
ページャとして表示されるものであっても、今日の無線
ページャに容易にかつ効率的に収容可能であり、ページ
ャの期待されるサービス寿命にわたり発生される振動に
よりページャの信頼性の標準を危険にさらすことなくそ
のようなページャの携帯者に無音で警報する、超小型化
されたモータである。

したがって、本発明の目的は、無線ページャにおいて
無音警報を行なうためのかつ従来の構造の前述の不都合
を克服する改良された振動モータを提供することにあ
る。

本発明のより特定的な目的は、外部の、付加的なつり
あい重りを必要とせずかつ任意の無線ページャに収容可
能な極めて薄型の（low−profile）形状を有する前述の
形式の改良された振動モータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］実際には、本発明は小容積の無線ページャにおいて無
音警報を行なうための薄型振動モータを含む。該モータ
は、ロータおよびステータ部材を含み、ロータは実質的
にその直径より小さい縦方向の寸法を有しかつステータ
に関して回転可能である。該モータはロータまたはステ
ータ部材の一方に複数の電磁巻線を有し、その他の部材
に一つ以上の永久磁石を有している。ロータはその意図
された動作速度で回転された時実質的に振動作用を与え
るようにその中に永久的な不平衡を有するよう設計され
る。必要とされる永久磁石によりモータの内部に展開さ
れる磁束を含むため軟鉄部材が設けられる。

一つの実施例においては、直流モータに電機子（arma
ture）および電磁巻線を含むロータが設けられ、ステー
タは複数の永久磁石を有するよう設計される。ロータの
巻線の一つは所望の不平衡を生じさせるためかなり小さ
くされる。他の実施例においては、電磁巻線は静止した
固定子として作用する印刷回路板上にプリントされる。
永久磁石が軟鉄板またはヨークに取付けられ、ロータの
一部を形成し、かつ他の軟鉄板またはヨークが永久磁石
の上の与えられた距離に位置し回転ロータの他の部分を
形成する。複数の電磁巻線を有するプリント回路板が磁
石と上部のバックヨークとの間のギャップ内に置かれ
る。１個またはそれ以上の磁石および上部および下部ヨ
ークは、その周辺部から除去された部分を有し、所望の
不平衡を達成するとともに動作速度で回転された時振動
作用を生ずる。

これらのフラットな、薄型の振動モータの実施例はい
ずれも無線ページャのカバーの内側に容易に取付けるこ
とが出来、かつ関連する電子部品を有するプリント回路
板に関連しないからその期待されたサービス寿命にわた
りページャの信頼性を増強させる。音響的エンクロージ
ャを使用して振動モータを覆うこともでき、それにより
完全に無音の警報を保証する。

本発明の新規であると信じられる特徴は特に添付の請
求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明それ
自体およびその他の目的および利点は添付の図面を参照
することにより一層よく理解できるであろう。

［実施例］したがって、次に添付された各図面を参照すると、無
線ページャ受信機が20で示されており、このページャは
該ページャの後部壁24の内側に取付けられた平坦な、薄
型の振動モータ22を含んでいる。モータ22は、本発明に
したがって構成されかつさらに第３図〜第６図までに図
示されている。また、その分解図が第３図に示されてい
る。モータ22は、環状のロータアセンブリ26、ハウジン
グ30のためのカバーをも構成するステータアセンブリ28
を含んでいる。ロータアセンブリ26は、複数の電磁巻線
32,34および36とともに、シャフト40に取付けられた電
機子38を含んでいる。チップ容量42がディスク44上の電
機子38の周りに配置されている。さらに、巻線32,34お
よび36は第４図に最もよく示されているように、部分的
に適切なサーマルプラスチック材料により封入されてお
り平坦なディスク46を形成している。

ロータアセンブリ26のシャフト40はハウジング30に含
まれているベアリング50内に回転可能に収容されてい
る。シャフト40の頭部はステータ／カバーアセンブリ28
における同様のベアリング（特に図示せず）に嵌込まれ
ている。ステータ28は、点線で52に示されているように
複数の曲線状の永久磁石を含んでいる。ステータ28はま
た電機子38との協動のため組合わされたブラシ（特に図
示せず）を含んでいる。

モータ22は、完全に従来と同様の方法で動作するか
ら、これ以上のかつより詳細な動作の記述は必要ないで
あろう。動作電力、またはより特定的には、電流は、配
線またはリード54〜55を介しDCブラシに供給され、かつ
そこから巻線32,34および36に選択的に電流を与える電
機子38に供給される。磁石52により生じる磁束に関連し
て電動力が生成され、そしてモータは所定の動作速度で
動作する。

しかしながら、ロータ22のいくつかの点に関して説明
を行なう。モータ22はその円周方向の大きさに関し異常
に短い縦軸寸法あるいは高さを有している。事実、実際
の寸法はその直径より何倍も小さい。このようにして、
平坦な薄型のモータが提供され、そのスペースが極めて
貴重である任意の現代の無線ページャに収容可能であ
る。この実施例においては、第２図から第６図までに示
されるように、モータ22は約１インチ（25.4mm）の直径
を有しており、一方軸方向の寸法（高さ）は3/16インチ
（4.76mm）のオーダーにすぎない。

さらに、モータ22はいずれの外部の、付加的な、つり
あい重り（counterweight）あるいは他の部品を必要と
することなくその要求される振動作用を提供する。ここ
に記載された例では、振動はロータアセンブリ26におけ
る意識的な、組み込まれた不平衡によって提供される。
これは、巻線の一つ、この場合は巻線32、を他の２個よ
り大きさが小さくかつ重さを軽くすることによって達成
される。この不平衡は自動車のタイヤ／車輪が充分にバ
ランスしていない時に振動するようにロータアセンブリ
26がその意図された速度で動作する時所望の振動を提供
する。モータ22をページャ20の背面内部壁24に取付ける
場合、取付けは第５図に示されるように、ハウジング30
全体を利用して行なうこともでき、あるいは代りにペー
ジャそれ自体の内部壁の一部が第６図に示されるように
モータ22を収容するようにすることもできる。ここに示
されているように、ステータ／カバー28のみがロータア
センブリ26とともに必要となるに過ぎない。モールドさ
れた空洞部30aがページャ20の背面壁24に設けられ、ロ
ータアセンブリ26のシャフト40を収容するためにその底
部にベアリング50aが設けられる。いずれの実装に関す
る実施例においても、モータ22はページャ20の背面壁24
に取付けられ、かつ必然的に無数のハンダ接続部および
いくらか壊れやすい電子部品を含まなければならない関
連するプリント板またはシャーシには取付けられない。
このようにして、ページャの信頼性がその期待されるサ
ービス寿命全体にわたり増強される。

振動モータに対する第２の実施例が第７図および第８
図に示されている。この場合は、60で示されたモータは
ブラシレス直流形式のものである。分解図が第７図に示
されている。モータ60は、支持ブラケットまたはプレー
ト62、ロータアセンブリ64、スペーサプレート66、プリ
ント回路板68およびバックヨークとして働く頭部プレー
ト70を有する個別の要素を含んでいる。この例では、ロ
ータアセンブリ64は永久磁石を有する構成要素であり、
静止したプリント回路板68は電磁巻線を含むステータと
して作用する。ロータアセンブリ64はその上に永久磁石
74が固定されたベースプレートまたはロータヨーク72を
有している。台座76が下方に伸びるシャフト78とともに
中央部に設けられている。シャフト78は支持ブラケット
62のベアリング62aに収容されている。

マウント用台座76はその基部でより大きな直径を有し
ており、プリント回路板68の中央開口68aを収容する。
台座76はさらに76bで示されるようにその頭部でより小
さな直径を有しており、これはバックヨーク70の開口70
aを収容するよう設計されている。明らかに、ロータヨ
ーク72、永久磁石74およびバックヨーク70は全体の、回
転可能なロータアセンブリ64を形成する。プリント回路
板68はその上に頭部および底部両表面に印刷された複数
の電磁巻線80を含んでいる。プリント回路板68はステー
タアセンブリとして働き、かつ永久磁石74とバックヨー
ク70との間に挟まれている。巻線80への接続はハンダバ
ッド68bにより行なわれる。

モータ60はこの形式のモータ装置に対する完全に伝統
的な様式で動作し、したがって広範囲な詳細な動作説明
は必要ないことが理解されるであろう。タイミング信号
は別の回路（特に図示せず）により生成され、モータ60
の巻線80に選択的に印加されてロータアセンブリ64を所
定の速度で回転させるための電磁力を生じる。プリント
回路板68は伝統的に一つまたはそれ以上のホール効果セ
ンス装置（図示せず）を含んでいる。電磁巻線はホール
効果センサと関連して２相、全波駆動ブラシレス動作を
提供するよう設計され、ここでホール効果センサは電気
的に90度離れて位相シフトされた２相の適正な整流を保
証するために使用される。より詳細な動作の説明はこれ
らの形式のモータに対する各種の製造者の仕様書および
他のものに見ることができる。例えばアール・イー・ウ
ェルターリン（R.E.Welterlin）に発行された米国特許
第4,633,149号を参照。モータ60によって発生されるべ
き所望の振動作用に関しては、それはロータアセンブリ
64の組込まれた不平衡により提供される。明らかに、永
久磁石74の一部はその周囲からその円周の約半分にわた
り除去されている。不平衡を増強させるため、同様の部
分がバックヨーク70の周辺からも除去されている。もし
さらに増強が必要であるかあるいは望まれる場合には、
同様にロータアセンブリ64のロータヨーク72から周辺の
部分を除去することもできる。

再び、第３図から第６図までに示されるモータ22の実
施例の場合と同様に、モータ60のそのような振動作用が
外部の付加的な部品無しに達成されることに注目するこ
とが重要である。要求される不平衡がモータ22および60
の内部的に、すなわちモータそれ自体の回転動作に必要
な必須の要素の中で提供される。さらに、モータ60はモ
ータ22のそれよりさらに小さな軸寸法あるいは高さを提
供することができる。モータ60は幅が約１インチ（25.4
mm）であるが高さが0.12インチ（3.05mm）に過ぎず、任
意の無線ページャ装置に有利な応用を見付けることがで
きる非常に薄型のモータを提供することができる。

モータ60が第８図に断面図で示されており、それは無
線ページャ20の内部の背面壁24に取付けられており、も
し必要であればかつ必要な所に強化されたノイズ削減の
ためにモータを囲む音響的カバー82が設けられる。これ
もまた図示されているように、スプリング装荷コンタク
ト（spring loaded contacts）84がモータ60をページャ
20の関連するプリント回路板シャーシー21に接続するた
めに使用されている。モータ60に対してはそのようなコ
ンタクトが４個必要となる。スプリング装荷コンタクト
は２つの利点を有している。それらはモータ60により発
生される振動を大幅に吸収し、かつその振動がプリント
回路板シャーシ21に伝達されることを防止し、それによ
り無線ページャ20の信頼性の期待をその延長されたサー
ビス寿命をにわたりかなり増強する。スプリング装荷コ
ンタクト84はまたモータ60をページャの背面カバーに取
付けることを許容し、それによりそのようなカバーおよ
びモータアセンブリが容易にプリント回路板シャーシ21
および無線ページャ20の残部から、サービス等のため、
配線のハンダ外しあるいは他の分解の必要なく容易に分
離できるようにする。さらに、この形式のコンタクトは
使用された場合ここに説明されたような振動モータを都
合良く現地で付加することができ、それにより工場での
みの入手可能性を除去することができる。また、モータ
60に関して提供されたと同様に強化された音の減少効果
を与えるためにモータ22と組合せて音響カバー82を使用
できることも注目すべきである。この場合モータ60につ
いての先に述べた４個の代りに２個のスプリング装荷コ
ンタクト84が必要とされるだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、典型的な振動モータがそこに取付けられた従
来技術のページャを示す部分断片的斜視図である。第２図は、その内部カバーに取付けられ、かつ本発明に
したがって構成された振動モータを有する無線ページャ
の部分的斜視図である。第３図は、第２図の振動モータの分解図である。第４図は、第２図および第３図のロータの一部を示す拡
大斜視図である。第５図は、第２図、第３図および第４図のモータの収容
ハウジングを含む断面図でる。第６図は、無線ページャカバーの一部をそのハウジング
要素の一部として使用する第５図のモータの断面図であ
る。第７図は、本発明に係わる振動モータの他の実施例を示
す分解図である。第８図は、第７図のモータのハウジングへの取付け、お
よび組合された音響的ハウジングそして関連するプリン
ト回路板に接続するスプリング装荷コンタクトを示す断
面図である。 20;無線ページャ、22;薄型振動モータ、 24;背面壁、26;環状ロータアセンブリ、 28;ステータアセンブリ、 30;ハウジング、 2,34,36;電磁巻線、38;電機子、 40;シャフト、42;チップ容量、 44;ディスク、46;平坦ディスク、 50;ベアリング、52;永久磁石、 54,55;リード、60;モータ、 62;支持ブラケット、 64:ロータアセンブリ、 66;スペーサプレート、 68;プリント回路板、70;頭部プレート、 72;ロータヨーク、74;永久磁石、 76;台座、78;シャフト、 80;巻線、82;音響的カバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者トーマス・ジェイ・ロリンズアメリカ合衆国フロリダ州 33496、ボカ・レイトン、モス・ポンド・ドライブ 9928 (56)参考文献特開昭55−139068（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−290153（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−290140（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−132720（ＪＰ，Ｕ) 実公昭51−21287（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小容積無線ページャ装置における無音警報
を行なうための薄型振動モータであって、その横方向寸法より実質的に小さい縦方向寸法を有し、
複数の電磁巻線を封入する平坦な円板および中心にシャ
フト上に配置された電機子を有する、平坦な回転可能な
ロータアセンブリであって、該ロータアセンブリはその意図された動作速度で回転す
るとき実質的に振動作用を生成するよう不平衡化された
ものであって、該ロータの不平衡は前記巻線の少なくと
も１つに他の巻線より実質的に小さい大きさおよび重量
をもたせることによって達成されるもの、その上に複数の永久磁石とともに前記ロータアセンブリ
の前記電機子と協働する電気的ブラシが配置された平坦
円板形状を有するステータアセンブリ、および前記回転可能ロータアセンブリを収容しかつ前記ステー
タアセンブリと協働して前記永久磁石からの磁束を前記
モータの内部に実質的に含ませるハウジング手段、を具備することを特徴とする薄型振動モータ。
【請求項２】前記無線ページャは背面壁を有し、前記モ
ータは該背面壁の内側に取付けられている請求項１に記
載の薄型振動モータ。
【請求項３】前記ページャの前記背面壁は前記ステータ
アセンブリとともに前記モータのハウジング手段を提供
する形成された空洞を含む請求項２に記載の薄型振動モ
ータ。
【請求項４】さらに、より一層のノイズ低減の強化のた
め前記モータの上に配置された音響的カバーを含む請求
項１に記載の薄型振動モータ。
【請求項５】さらに、プリント回路板シャーシを含み、
前記背面壁の内側に取付けられたモータは、前記モータ
により発生される振動を実質的に吸収しかつ該振動のプ
リント回路板シャーシへの伝達を防止するよう働くスプ
リング装荷コンタクトにより前記プリント回路板シャー
シに接続されている請求項２に記載の薄型振動モータ。
【請求項６】小容積の無線ページャ装置における無音警
報を行なうための薄型振動モータであって、その横方向寸法より実質的に小さい縦方向寸法を有する
平坦かつ回転可能なロータアセンブリであって、該ロー
タアセンブリは永久磁石手段とともに中央に位置する取
付用台座が固定された底板またはヨーク、および該取付
用台座に取付けられた頭部板またはバックヨークを含
み、該ロータアセンブリはその意図された動作速度で回転す
るとき実質的に振動作用を生成するようそれ自体に不平
衡を有し、該ロータの不平衡は、前記頭部ロータヨーク
および底部ロータヨークおよび前記永久磁石手段のうち
少なくとも１つの周辺の一部を除去することによって達
成されるもの、その上に印刷された複数の電磁巻線を有するプリント回
路板を備えたステータアセンブリであって、該ステータ
アセンブリのプリント回路板は前記取付用台座の上に配
置されかつ前記永久磁石手段と前記ロータアセンブリの
頭部板との間にはさまれているもの、そして、前記ロータおよびステータアセンブリをその上に取付可
能に受け入れかつ前記ロータアセンブリの頭部および底
部ヨークが前記永久磁石手段からの磁束を前記巻線およ
びヨークの間に含ませるための支持手段、を組合せ具備することを特徴とする薄型振動モータ。
【請求項７】前記モータは前記無線ページャ装置の背面
壁の内側に取付けられている請求項６に記載の薄型振動
モータ。
【請求項８】さらに、より一層の雑音の低減の強化のた
めに前記モータの上に音響的カバーを含む請求項６に記
載の薄型振動モータ。
【請求項９】さらに、プリント回路板シャーシを含み、
前記背面壁の内側に取付けられたモータは、前記モータ
により発生される振動を実質的に吸収しかつ該振動の前
記プリント回路板シャーシへの伝達を防止するように働
くスプリング装荷コンタクトにより前記プリント回路板
シャーシに接続されている請求項６に記載の薄型振動モ
ータ。