JP2000201467A - フラットタイプ２相振動モ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コイルの構造の簡素化で、より経済的な製作で
きるとともに、コイルの鎖交磁束量を増加させて、トル
クが増大されるようにする。 【解決手段】下部基板に備えられるステータマグネット
の極数を少なくとも２極以上になるようにし、上部基板
に接合されるアマチュアコイルは、上部基板において電
気角でπ／２の位相差を有する構造に備え、整流子のセ
グメントと接触する一対のブラシは、πの電気角で離隔
されるようにするとともに、ブラシによっては少なくと
もひとつのセグメントに基本的に接続されることで、不
起動点の発生や、非通電区間が除去されるようにしつ
つ、コイルの鎖交磁束量を増加させて駆動トルクが向上
されるにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造の簡素化でよ
り経済的な製作を提供しつつ、コイルに流れる鎖交磁束
量を増加させてトルクが増大させるようにするフラット
タイプ２相式振動モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】互いの意思を伝達及び交換するのを一般
的に通信といい、こうした通信のための手段として主に
使用されている代表的なものが電話や郵便、ファクシミ
リである。

【０００３】このような通信手段で特に最近、注目する
に値する発展をなしている分野が無線通信技術である。

【０００４】無線通信技術は、電線のような通信連結手
段を必要としないために、いくら外振誤差があっても、
互いの直接的な通話や意思伝達を可能にするたいへん革
新的な技術分野であるといえる。

【０００５】こうした無線通信技術でも最も代表的なも
のが個人携帯通信装置であり、こうした個人携帯通信の
ための装備として主に使用されているのが携帯電話機又
はポケットベルである。

【０００６】特に、音声通信が可能な携帯電話機は、一
般の有線電話機を代替しつつ、最近では全世界的に使用
者が爆発的に増加しており、衛星を利用しながら、全世
界をひとつの通信領域圏に束ねることがきるようにな
り、まさに、通信革命を主導している。

【０００７】そして、ポケットベルは、メッセージの伝
達を文字のみでするために、携帯電話機に比べ、多少、
メッセージ伝達効率が落ちるが、装備の購入と維持費用
が相対的に低廉という利点があり、携帯電話機とともに
多くの使用量を維持している。

【０００８】この他にも、多様な技術面から、個人携帯
通信装置の装備が研究・開発されており、こうした通信
技術はコンピュータ分野とともに未来の先端産業として
注目を浴びている。

【０００９】一方、こうした通信装備で必ず必要となる
機能のなかのひとつが、音声又はメッセージを送った
り、受けたりする送受信機能であり、この他にも信号の
到着を知らせる着信機能である。

【００１０】こうした着信機能として、主に使用されて
いるのはメロディやベルのような発音機能又は機器を振
動させる振動機能である。

【００１１】即ち、使用者が予め着信に必要な機能であ
るメロディやベル、又は振動を選択しておけば、着信
時、選択された機能が作動し、使用者は着信を感知する
ことができるのである。

【００１２】こうした着信有形中でも、特に、振動機能
は、まず、多くの人々が群がる公共の場で他人に騒音公
害の被害を与えないようにするための配慮、という意味
合いから提供されている。

【００１３】これは、最近の携帯電話機やポケットベル
の使用者が急増し、これに伴う騒音公害問題が社会問題
にまで発展しており、その弊害がたいへん深刻であるた
め、ついには、法的にまで制限する状況までなってい
る。

【００１４】一方、従来使用されている振動機能は、機
器内に別途に装着される振動モータによって振動するよ
うになるが、こうした振動モータの最も代表的なもの
が、図１に示す扁平型振動モータである。

【００１５】こうした扁平型振動モータは、底部に下部
ケース１が備えられ、下部ケース１の中央には、シャフ
ト１ａが固定され、下部ケース１の上面には、下部基板
１ｂが付着され、下部基板１ｂの上面には中央の一定の
直径の部分が上下に貫通されて開口を形成し、Ｎ・Ｓ極
が交互に着磁された多極のマグネット２が付着され、マ
グネット２の貫通された中央の開口部には下端が下部基
板１ｂに付着され、上端にはマグネット２より高く位置
される２つのブラシ３が互いに異なる角度で備えられて
いる。

【００１６】また、シャフト１ａには、上部にベアリン
グ１ｃが結合され、ベアリング１ｃの外周面にはロータ
が設けられている。このロータは主として上部基板４
と、この上部基板４の上面に接合された複数個の巻線コ
イル５及び絶縁物６からなり、上部基板４は、特に円形
の平板を所定の角度で切断した扇形形状であり、ベアリ
ング１ｃには偏心支持される構造で結合されている。

【００１７】また、上部基板４の底面にはベアリング１
ｃに支持される内側端部から等間隔に複数個のセグメン
トが形成された整流子７が付着され、整流子７のセグメ
ントには下部基板１ｂに一端が付着されたブラシ３の他
端部が接触されるように構成されている。

【００１８】一方、シャフト１ａの上端部には下向きに
開放されるカップ形状の上部ケース８が結合され、下部
ケース１の上部に設けられる部品がカバーされるように
なるため、外部の干渉から内部を保護する。

【００１９】以上のような、振動モータは、下部基板１
ｂを介して入力される電源が一対のブラシ３を介して整
流子７に接続され、整流子７に入力される電流は、再び
上部基板４を介して巻線コイル５に伝達され、巻線コイ
ル５と下部ケース１とに付着させたマグネット２間の相
互作用によって電磁気力が発生し、シャフト１ａを中心
にロータを偏心回転させて振動が発生されるようにす
る。

【００２０】このとき、ロータの振動力は、シャフト１
ａを介して下部ケース１と上部ケース８とに伝達され、
ケースを通じて着信感知が可能になる。

【００２１】こうした振動モータの大部分は、図２に示
すような３相駆動方式や、最近ではより構造を簡素化す
ることで、小型化を可能にする研究が多方面でなされて
おり、こうした研究の一環として提案されたものが単相
駆動モータと２相駆動モータである。

【００２２】単相駆動モータは、上部基板に単相のコイ
ルのみを形成し、このコイルと互いに対向するマグネッ
ト間の相互作用によってコイルが装着されている上部基
板４が偏心回動しつつ、振動が発生されるようにする。
こうした方式では、コイルがマグネットのあるひとつの
磁極の範囲内に位置するようになるとき、駆動力がゼロ
になり、トルクが発生しない不起動点を有するようにな
る。

【００２３】こうした駆動力の喪失を解消させるために
提案されたのは、適切な位置に別途のコギング発生手段
が備えられるようにする技術である。しかし、モータ内
での空間的な制約と不起動点の正確な位置設定等に困難
を伴うため、現実に適用されることはほとんどない。

【００２４】一方、２相駆動モータは、３相駆動方式で
のコイルを３相から２相に減らす方式から出発し、種々
の提案がされている。こうした２相駆動方式として、最
近に知られた技術のなかのひとつが、図３に示される特
開平９−９５９６号公報に記載されている技術である。

【００２５】特開平９−９５９６号公報に記載された技
術の最大の特徴は、第１，第２のｕ相電機子コイル５
ａ，５ｂと第１，２のｖ相電機子コイル５ｃ，５ｄが互
いに電気角で２πの位相になるよう配置し、各ｕ相電機
子コイル５ａ，５ｂと各ｖ相電機子コイル５ｃ，５ｄ間
には互いに電気角がπ／２の位相で配置されるようにし
て、合計が４つの電機子コイルが回転子に偏心配置され
るようにしている点である。

【００２６】即ち、第１のｕ相電機子コイル５ａとｖ相
電機子コイル５ｃは、π／２の位相角度を有し、軸方向
に互いに重なるように形成され、第２のｕ相電機子コイ
ル５ｂと第２のｖ相電機子コイル５ｄもπ／２の位相角
度を有し、軸方向に互いに重なるように形成され、同じ
位相を有するコイル同士は、電気角で２πの位相を有す
る構成である。

【００２７】従って、第１のｕ相電機子コイル５ａを基
準にしたとき、順次的に第１のｕ相電機子コイル５ａか
ら電気角でπ／２の角度には第１のｖ相電機子コイル５
ｃが配設され、この第１のｖ相電機子コイル５ｃから電
気角で３π／２の角度には、第２のｕ相電機子コイル５
ｂが配設され、第２のｕ相電機子コイル５ｂから電気角
でπ／２の角度には第２のｖ相電機子コイル５ｄが配設
される構成である。

【００２８】このとき、互いに電気角でπ／２の位相角
に配設される第１のｕ相電機子コイル５ａと第１のｖ相
電機子コイル５ｃ、そして、第２のｕ相電機子コイル５
ｂと第２のｖ相電機子コイル５ｄは、互いに一部が重な
りつつ、上部には第１のｖ相電機子コイル５ｃと第２の
ｕ相電機子コイル５ｂが位置し、下部には第１のｕ相電
機子コイル５ａと第２のｖ相電機子コイル５ｄが位置さ
れるようにする。

【００２９】従って、第１のｕ相電機子コイル５ａと第
２のｖ相電機子コイル５ｄは、互いに電気角で５π／２
の角度で位相差を有するようになり、これを機械角でみ
ると、１５０°になる。

【００３０】そして、上述の構造とは異なり、コイル間
の重なる構造が上部には第１，第２のｕ相電機子コイル
５ａ，５ｂが位置されるようし、下部には第１，第２の
ｖ相電機子コイル５ｃ，５ｄが位置されるようにする構
成も可能である。

【００３１】一方、マグネットの極数と整流子のセグメ
ント数及びブラシの角度は、３相駆動モータと同一であ
るため、ほとんどの３相駆動モータがマグネットを６極
にし、整流子のセグメント又は磁極数と同一数として６
個になるようにし、ブラシは電気角でπとして形成され
るため、機械角では６０°の角度幅を有するようにす
る。

【００３２】従って、電気角でπ／２の位相を有する２
個の電機子コイルが互いに上下に一部重なるようにし、
こうした一対の電機子コイルが両側に互いに対応するよ
うに形成され、特に、上部に備えられる電機子コイル間
は、電気角で３π／２の間隔で離隔され、４個のコイル
が配置されていることで、結局、モータは、２相に駆動
させる特性を有するようにする。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術の構造は、３相駆動モータで単純に一相のコイルを省
略し、ｕ相電機子コイルとｖ相電機子コイルのみで構成
されるようにしつつ、これらｕ相電機子コイルとｖ相電
機子コイルは、電気角でπ／２の位相差を有し、同一の
位相を有する電機子コイル間は、電気角で２πの間隔に
離隔されるようにする構成であるため、互いに異なる位
相を有する電機子コイル間は、互いに一部が重なる積層
構造としての形成が不可避である。

【００３４】従って、３相のコイルのなかで、一相のコ
イルのみを省略するようになる構成の特性上、駆動トル
クが低下するほかなく、モータに装着されるコイルの装
着空間には限界があるため、コイルの巻線数が小さくな
るだけでなく、コイルの形成作業にもたいへん難解な問
題が生じる。

【００３５】また、ブラシがセグメント間を通過するよ
うになる時には一側のセグメントにブラシが衝突しつ
つ、はねる現象が発生し、騒音が誘発されもする。この
ため、ブラシの湾曲部の半径を大きくする構造も提案さ
れたが、そのようにするとブラシに加えられるテンショ
ンの低下を招き、同時に非通電区間が生じるという問題
が生じる。

【００３６】本発明の第１の目的は、各相のコイル巻線
数を多くすることを可能にし、コイルに流れる鎖交磁束
量が増加されることで、駆動トルクをより増大させるこ
とにある。

【００３７】本発明の第２の目的は、モータ製作を容易
に遂行させることにある。

【００３８】本発明の第３の目的は、モータ駆動時、不
起動点と非通電区間とが取り除かれることで、安定した
駆動性を保障することにある。

【００３９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、下部基板に備えられるステータマグネ
ットの極数を少なくとも２ｎ極以上になるようにし、上
部基板に接合されるアマチュアコイルは、上部基板にお
いて電気角でπ／２の位相差を有する構造で設置され、
整流子のセグメントと接触される一対のブラシはπの電
気角で離隔されるようにすることで、上部基板に接合さ
れるアマチュアコイルの数を減少させながら、不起動点
の発生又は非通電区間が取り除かれるようにする。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明は、２相の振動モータに関
するもので、特に、ステータマグネットの極数とアマチ
ュアコイルのピッチ及び互いに異なる位相を有するコイ
ル間の位相角、そして、整流子のセグメント数を適切に
調合することで、コイルを介した磁束量を増大させてト
ルクの効率が向上されるとともに、安定した２相平衡駆
動が可能となるようにする２相振動モータに関するもの
である。

【００４１】即ち、下部ケースの上面には下部基板が固
定され、この下部基板の上部には、ステータマグネット
が取付けられ、下部ケースの中央にはシャフトが支持さ
れ、シャフトの上端には上部ケースが結合され、下部ケ
ースの上部に備えられる部品を外部から安定して保護し
ている。

【００４２】そして、シャフトには回転可能に上部基板
が偏心されて結合されており、上部基板の上面にはアマ
チュアコイルが付着され、その底面には多数個のセグメ
ントとしての整流子を備えるとともに、下部基板及び整
流子のセグメント間は、一対のブラシによって連結され
るようにして、電気的信号が円滑に伝達されるようにす
る。

【００４３】こうした構成で、本発明は、ステータマグ
ネットを２ｎ極（ｎは１以上の整数）以上に形成され、
このステータマグネットと相互作用するアマチュアコイ
ルは、互いに異なる位相を有する２相のコイルで備えら
れ、各コイルのピッチは、π／２〜πの電気角をなし、
互いに異なる位相を有するコイル間は、電気角でπ／２
の位相差を有するようにし、このとき、各コイルに電気
的に連結される整流子は、ステータマグネットの極数の
２倍の数であるセグメントとして形成されており、下部
基板と整流子間を連結するブラシは、πの電気角に離隔
される一対の構造に形成されるようにする点に主な特徴
がある。

【００４４】換言すれば、本発明は、ステータマグネッ
トを２ｎ個以上の極数、即ち、２極４極、６極、８極等
に形成されるようにしつつ、ステータマグネットの相互
に作用されるアマチュアコイルは、各コイルのピッチが
π／２〜πの電気角をなし、互いの位相を異ならしめる
コイル間には電気角でπ／２の位相差を有する２相の構
造が採用される。

【００４５】これは、ステータマグネットの極数に従
い、１極に対する電気角と機械角が異なる特性を勘案し
てアマチュアコイルの各コイルピッチを電気角でπ／２
〜πの範囲で形成されるようにし、これら位相が異なる
コイル間には同一にπ／２の電気角に位相差を有するよ
うにすることで、２相半波駆動特性を有するようにす
る。

【００４６】そして、こうしたステータマグネットとア
マチュアコイルの構成に従い、整流子の端子である各セ
グメントの個数がそれぞれ異なって形成され、その数
は、ステータマグネットの極数に２倍数に形成されるよ
うにする。従って、整流子のセグメントは、ステータマ
グネットが２極であるときは、４個のセグメントにな
り、４極であるときは８個のセグメントになり、６極で
あるときは１２個のセグメントからなるように構成され
る。

【００４７】このように形成される整流子の各セグメン
トは、互いに電気角で、π／２の位相角を有するアマチ
ュアコイルに電気的に連結され、互いに異なる位相角を
有するアマチュアコイルとは整流子の回転方向に交互に
接続される。

【００４８】即ち、互いに異なる位相角のコイルをａコ
イルとｂコイルとするとき、整流子はａコイルの＋端子
からｂコイルの＋端子、そして、ａコイルの−端子とｂ
コイルの−端子の順に接続されるセグメントの構造にな
る。

【００４９】一方、整流子に電源を供給する手段をブラ
シとし、こうしたブラシは、下部基板に下端が固定さ
れ、上端は整流子のセグメントと接触が可能に端部をセ
グメント側に湾曲するように形成される。こうしたブラ
シは、一対の入力端子及び出力端子を備えている。

【００５０】このように備えられる一対のブラシを本発
明ではπの電気角として離隔させる。

【００５１】即ち、ステータマグネットが２極である場
合には、ひとつの極に該当する電気角πが機械角として
は１８０°になり、４極である場合にはひとつの極に該
当する電気角πが機械角としては９０°であり、６極で
ある場合にはひとつの極に該当する電気角πが機械角と
して６０°になり、８極である場合、ひとつの極に該当
する電気角πは機械角で４５°になるため、結局一対の
ブラシの間隔は、電気角としては、同一のπでありなが
らも実際の機械角は、１８０°、９０°、６０°、４５
°として各場合で異なる角度を示す。

【００５２】一方、本発明の多様な実施可能な構造で、
特に、性能実験によって最も安定した駆動性を示したの
がステータマグネットを４極にした場合であったため、
これに従い本発明の好ましい実施形態を説明する。

【００５３】（実施形態１）図４は、本発明に伴う実施
形態１を図示したもので、実施形態１では、ステータマ
グネット２０を４極にし、アマチュアコイル５０は互い
に異なる位相を有する２つのコイル５０ａ，５０ｂとし
て形成される。これら各コイル５０ａ，５０ｂのピッチ
は、機械角で９０°（電気角でπ）をなしつつ、各コイ
ル５０ａ，５０ｂ間は、中心角が機械角で１３５°（電
気角として３π／２）に離隔されて形成されるようにす
る。

【００５４】このとき、各コイル５０ａ，５０ｂのピッ
チと各コイル５０ａ，５０ｂ間の中心角の距離を電気角
に変換すると、ピッチはπになり、位相角は電気角でπ
／２の位相差を有するようになる。

【００５５】一方、コイル５０ａ，５０ｂ間の位相角を
単純に電気角でπ／２としてのみすると、これを単純に
機械角に変えると場合、角度は４５°になるため、上部
基板４０でコイル５０ａ，５０ｂは、結局互いに異なる
位相を有する２個のコイル５０ａ，５０ｂが互いに重な
る現象が生じる。これは構造的にも製作が混乱するだけ
でなく、駆動効率を半減させる作用をするようになる。

【００５６】従って、実施形態１では、２個のコイル５
０ａ，５０ｂ間を電気角としては、同一のπ／２である
が、一側のコイルを機械角で１８０°で反転させるよう
にすると、一側のコイルと同一の電気的特性を有する位
置になり、この位置で電気角でπ／２分、移動させる
と、互いに異なる位相を有するコイルが電気角として
は、π／２の位相を有する構成となる。

【００５７】このとき、位相を異ならしめる両側のコイ
ル５０ａ，５０ｂの中心角における距離を測定すると、
機械角で１３５°になる。

【００５８】このようなステータマグネット２０及びア
マチュアコイル５０を形成した構成で互いに異なる位相
を有する２個のコイル５０ａ，５０ｂと連結される整流
子７０のセグメント７１は、図５に示すように、ステー
タマグネット２０の極数を２倍した数である８個として
形成されるようにし、こうしたセグメント７１と接触さ
れる端子である一対のブラシ３０は、機械角で９０°
（電気角としてはπ）として離隔される形状で配置され
ている。

【００５９】このとき、８個のセグメント７１は、上部
基板４０が回転する方向に互いに異なる位相角を有する
コイル５０ａ，５０ｂの＋端子と−端子とが順次的に交
互に連結され、図５で例示するように、アマチュアコイ
ル５０の位相角が互いに異なる２個のコイル５０ａ，５
０ｂをそれぞれａコイル５０ａ，ｂコイル５０ｂとした
とき、これらコイル５０ａ，５０ｂには、それぞれ入力
端及び出力端があるため、ａコイル５０ａの入力端を＋
ａとし、その出力端を−ａとし、ｂコイル５０ｂの入力
端を＋ｂとし、その出力端を−ｂとすると、セグメント
７１は回転する方向に＋ａ、＋ｂ、−ａ、−ｂの順に配
列される。

【００６０】従って、一対のブラシ３０を９０°の角度
をもって形成させた状態でステータマグネット２０及び
アマチュアコイル５０間の相互作用によって上部基板４
０が回転するようになると、一対のブラシ３０は、少な
くともａコイル５０ａ又はｂコイル５０ｂのある一側又
は両コイル５０ａ，５０ｂに同時に電源を供給するよう
にしつつ、連続的な駆動が可能となる。

【００６１】即ち、２個のコイル５０ａ，５０ｂのなか
で、少なくとも一方のコイルの入力端及び出力端に電源
が供給さえされると、常に、ステータマグネット２０と
の相互作用によって電磁気力を発生させつつ、連続的な
駆動性を有するようになるため、モータの安定された駆
動性を維持することができる。

【００６２】一方、セグメント７１に接触される一対の
ブラシ３０は、セグメント７１から次のセグメント７１
に移動していくとき、セグメント間が分離されているた
め、この間をブラシ３０が通過するときには、セグメン
ト７１との接触が瞬間的に断絶する場合が発生する。

【００６３】また、一側のセグメント７１からセグメン
ト間の間隙に落ち、他側のセグメント７１に接触される
ときには、セグメント７１との衝突衝撃によってブラシ
３０の接触端部がはねて、騒音を誘発させる問題が生じ
る。

【００６４】こうした状態はブラシ３０の接触端部が互
いに異なる断層構造を形成している両側のセグメント７
１とそれらのセグメント７１との間の所定の間隔で離隔
されたスロット部７２とを通過するとき、瞬間的に両側
のセグメント７１から同時にスロット部に落ちる瞬間に
発生する構造的問題である。

【００６５】このため、本実施形態では、図６でのよう
に、ブラシ３０の湾曲された接触端部３１をブラシ３０
の長さ方向に対してクロスされる方向に形成されるスロ
ット部７２に対して斜線方向に傾斜させながら、少なく
とも、一側のセグメント７１と接触するか、両側のセグ
メント７１に同時に接触する形状に形成される。

【００６６】また、図７のように、ブラシ３０の端部を
ヨーク形状に形成し、両側にかけられた端部にそれぞれ
湾曲される接触端部３１が形成されるようにしつつ、こ
れら接触端部３１は、スロット部７２を中心に両側で互
いに離隔されるようにして形成されることで、少なくと
も、一側のセグメント７１と接触するか、両側のセグメ
ント７１に同時に接触する形状に形成することもでき
る。

【００６７】そして、ブラシ３０は、従前のような構造
がそのまま維持されるようにしつつ、図８でのようにセ
グメント７１間のスロット部７２をセグメント７１の外
側から内側に直線形状に形成されるようにし、ブラシ３
０に接触される部位を基準にスロット部７２が互いに異
なる線上、即ち、外側から形成されるスロット部７２と
内側から形成されるスロット部７２とが互いに異なる直
線上に位置するように形成し、ブラシ３０の接触端部３
１に接触される部位で外側から形成されるスロット部７
２と内側から形成されるスロット部７２の端部間がブラ
シ３０の長さ方向にあうようにして少なくとも一側のセ
グメント７１と接触されるか、両側のセグメント７１に
同時に接触される形状に形成することもできる。

【００６８】また、スロット部７２は、図９に示すよう
に、セグメント７１の外側から内側にブラシ３０の湾曲
された接触端部３１に斜線にあう形状に傾斜して形成さ
れてもよい。

【００６９】以上の実施形態１の構成によって、一対の
ブラシ３０を介して供給される電流は、ａコイル５０ａ
又はｂコイル５０ｂ及び両コイル５０ａ，５０ｂに同時
に流れるようになり、ステータマグネット２０との相互
作用による電磁気力が持続的に発生し、このとき発生す
る電磁気力によってシャフトに回転可能に支持される上
部基板４０が回転するようになるため、上部基板４０の
偏心回動による振動作用が安定して遂行される。

【００７０】（実施形態２）図１０は、本発明の実施形
態２を示すもので、実施形態２では、ステータマグネッ
ト２０を前述の実施形態１と同一の４極に形成しつつ、
アマチュアコイル５０を互いに異なる位相を有する２相
のコイル５０ａ，５０ｂであるａコイル５０ａ及びｂコ
イル５０ｂがそれぞれ入力側コイルである＋ａコイルと
＋ｂコイル、そして、出力側コイルである−ａコイルと
−ｂコイルである４個のコイルとして構成されるように
することが最も際立った特徴である。

【００７１】このとき、各コイル５０ａ，５０ｂのピッ
チは、電気角でπ／２であり、これを機械角でみると、
４５°になり、各コイル５０ａ，５０ｂ間の中心角は、
機械角で４５°の間隔に配列されるようにする。

【００７２】換言すれば、一側からまず入力側コイルで
ある＋ａコイル、＋ｂコイルが巻線方向が互いに反対に
なるように並んで配列され、続いて出力側コイルである
−ａコイル、−ｂコイルが、巻線方向が互いに反対にな
るように配列され、このとき、同一の位相を有する＋ａ
コイルと−ａコイル、そして、＋ｂコイルと−ｂコイル
どうしは、互いに同じ方向の巻線構造を有しつつ、直列
に連結される構造に配列されるようにする。

【００７３】このようにアマチュアコイル５０ａ，５０
ｂを４個が並ぶように配列されると、結局、互いに異な
る位相を有するａコイル５０ａとｂコイル５０ｂ間の位
相差は、上述の実施形態１と同一にπ／２の電気角をな
す。

【００７４】このようなコイル構造を有する実施形態２
で整流子７０のセグメント７１の数と一対のブラシ３０
間の間隔は実施形態１と同一である。

【００７５】また、実施形態２で整流子７０のセグメン
ト７１とブラシ３０の接触端部３１との間の安定した接
続が維持されるようにするために、図６又は図７のよう
に、ブラシ３０の接触端部３１形状を改善させるか、図
８又は図９のように、セグメント７１間のスロット部７
２の形状を改善する構造によって通電が安定的に遂行さ
れるようにする。

【００７６】図１１は、本発明による２相のコイルにお
けるトルク波形の特性を示したもので、このとき発生す
る２相のコイルであるａコイルとｂコイルのトルク波形
は、実施形態１と実施形態２ですべて同一である。

【００７７】符号ＥａとＥｂとは、コイルａとｂとに印
加される電圧の波形を示すもので、モータの特性上、コ
イルに印加される電圧は、物理的なトルク発生を誘発す
るようになるため、結局、ＥａとＥｂとの波形は、トル
ク波形に対応している。

【００７８】従って、ａコイルでの波形と、ｂコイルで
のトルク波形に照らし、両コイル間は電気角でπ／２の
位相差を有する構成であることと解することができ、こ
うした各コイルに流れるようになる電流は、図１２のよ
うに、互いに交互に流れつつ、特に電流の流れがａコイ
ルからｂコイルに、又はｂコイルからａコイルに転換さ
れるときには各コイルに同時に電流が流れるようになる
瞬間が存在するようになる。したがって各コイルには電
流の通電がまったく断絶される期間が生じないで安定し
た通電性が維持される特性を有するようになる。

【００７９】このような互いに異なる位相を有するコイ
ルに電流が流れるようになりつつ、モータからは図１３
に示すとおり、合成トルクが発生するようになるが、こ
れは、単相のモータで出力される合成トルクに比べ、駆
動トルクが安定的で、持続的に生成されることがわか
る。

【００８０】即ち、単相のモータでは、電流の流れが変
換される時点で駆動力を喪失するようになる不起動点が
発生されるに対して、本発明では、こうした不起動点が
完全に除去され、常に安定した駆動性を示す特性を有す
るようになる。

【００８１】そして、整流子のセグメント及びブラシの
接続構造を改善させることで、電流の流れが変換される
時点で電流供給が断絶される非通電区間の発生が除去さ
れるため、持続的で安定的な通電性を維持することがで
きるようになる。

【００８２】さらに、従来の３相駆動モータを改善した
２相駆動モータはコイルピッチが機械角で６０°を維持
しなければならず、互いに異なる位相を有するコイルを
互いに一部が重なりつつ、上下に積層されることで、モ
ータの空間的な制約によってコイルの厚さが薄くなるほ
かない問題があるのに対し、本発明は、コイルピッチを
機械角で９０°又は４５°になるようにしながら、２個
のコイル又は４個のコイルが同一の平面上に並んで配置
されるようになるため、ひとつのコイルが有する厚さが
より厚くなるとともに、同一の位相を有するコイルのコ
イル巻線数がより増加され、コイルに流れる鎖交磁束量
を増加させるようになる、という利点がある。

【００８３】即ち、３相駆動モータの変型である２相駆
動モータでのコイルは、各コイルのピッチが機械角で６
０°であり、こうした同一位相のコイルを２つで形成す
るようになるため、総１２０°を有する構成であるのに
比べ、本発明の構成では、実施形態１の場合、コイルの
ピッチが機械角で９０°であり、厚さは従前と同一の空
間で形成されたとするとき、従前には上下に２個のコイ
ルが積層される構成であるのに反し、本実施形態ではひ
とつのコイルでのみ形成される。従って、機械角で９０
°のピッチを有するコイルが２個であることと同一であ
るため、総１８０°のピッチを有する形状である。実施
形態２の場合、コイルのピッチは機械角で４５°であ
り、厚さは実施形態１と同様の方法とするとき、機械角
４５°のピッチを有するコイルが２つであることと同一
で、こうした同一の位相を有するコイルが２つであるた
め、結局、機械角で４５°のピッチを有するコイルが４
個であることと同様になり、結果的に、総１８０°のピ
ッチを有する形状になる。

【００８４】従って、コイルの巻線範囲が従来は１２０
°に限定されていたが、本発明では、１８０°に拡大さ
せるようになる利点があるため、結果的に、同一位相を
有するコイルの巻線数がさらに多くなることがわかる。
そのため、コイルの鎖交磁束量が増加され、モータの駆
動トルクを増大させる効果がある。

【００８５】また、従来の３相駆動モータを改善した構
造によっては、ひとつの位相コイルを除去することで、
不完全な不平衡駆動の特性を現すようになるのに反し、
本発明の２相駆動モータでは、より安定した２相平衡駆
動の特性を現すようになる、という利点がある。

【００８６】

【発明の効果】上述したように、本発明は、電気的に相
互作用するステータマグネットの極数と、アマチュアコ
イルの各コイルピッチ及び各コイル間の位相差を一定に
設定することで、２相半波の駆動特性を現すようにしつ
つ、整流子のセグメント、又はマグネット極数に２倍数
に形成されるようにして、互いに異なる位相を有するコ
イルでの鎖交磁束量を増加させ、駆動トルクが向上され
るようにするとともに、外部からの電源を各コイルと連
結されるようにする整流子とブラシとの改善で非通電区
間が除去されるようにすることで、コイルに安定された
電源供給と、それによる安定され、持続的な駆動を提供
するようになる有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な扁平型振動モータの構造を示す断面
図。

【図２】一般的な３相駆動モータでのコイルとマグネッ
トの組立図。

【図３】従来の２相駆動モータの一例を示すコイル配置
図。

【図４】本発明に従う一実施形態を示すコイルとマグネ
ットとの配置図。

【図５】図４の構造に従う整流子のセグメントとブラシ
との接触状態を示す配置図。

【図６】本発明に従う整流子のセグメントとブラシとの
接触構造を図示した底面図。

【図７】本発明に従う整流子のセグメントとブラシとの
接触構造を図示した底面図。

【図８】本発明に従う整流子のセグメントとブラシとの
接触構造を図示した底面図。

【図９】本発明に従う整流子のセグメントとブラシとの
接触構造を図示した底面図。

【図１０】本発明に従う整流子のセグメントとブラシと
の接触構造を図示した底面図。

【図１１】本発明に従うトルク波形図。

【図１２】本発明に従うコイルに電流通電の状態図。

【図１３】本発明に従う合成トルク波形図。

【符号の説明】

２０…ステータマグネット、３０…ブラシ、３１…接触
端部、４０…上部基板、５０…アマチュアコイル、５０
ａ…コイル、５０ｂ…コイル、７０…整流子、７１…セ
グメント、７２…スロット部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部ケースの上面に付着されている下部
   基板と、 前記下部基板の上部に設けられている少なくとも２ｎ極
   （ｎは１以上の整数）のステータマグネットと、 前記下部ケースと上部ケースとの間に支持されるシャフ
   トと、 前記シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合され
   る上部基板と、 前記上部基板で各相が電気角でπ／２の位相差を有する
   ように取付けられている２相のアマチュアコイルと、 前記上部基板の前記シャフトが結合される中心側の周縁
   部に付着され、マグネットの磁極数の２倍の数のセグメ
   ントからなる整流子と、 下端は下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメン
   トに接触されるように電気角でπの間隔をもって形成さ
   れる一対のブラシとを備えたフラットタイプ２相振動モ
   ータ。
2. 【請求項２】 下部ケースの上面に付着されている下部
   基板と、 前記下部基板の上部に設けられている４極のステータマ
   グネットと、 前記下部ケースと上部ケースとの間に支持されるシャフ
   トと、 前記シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合され
   る上部基板と、 前記上部基板で各コイルのピッチが機械角で９０°であ
   り、互いに異なる位相を有する２個のコイル間の中心角
   が機械角で１３５°であり、両コイル間は電気角でπ／
   ２の位相差を有する２個のアマチュアコイルと、 前記上部基板の前記シャフトが結合される中心側の周縁
   部に付着され、８個のセグメントからなる整流子と、 下端は下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメン
   トに接触されるように電気角で９０°の間隔をもって形
   成される一対のブラシとを備えたフラットタイプ２相振
   動モータ。
3. 【請求項３】 前記ブラシは、湾曲された接触端部がブ
   ラシの長さ方向に対してクロスされる方向に形成される
   スロット部に対して斜線方向に傾斜されつつ、少なくと
   も一側のセグメントと接触されるか、両側のセグメント
   に同時に接触される形状であることを特徴とする請求項
   ２に記載のフラットタイプ２相振動モータ。
4. 【請求項４】 前記ブラシは、端部をヨーク形状に形成
   され、両側にかけられた端部にそれぞれ湾曲される接触
   端部がスロット部を中心に両側で互いに離隔されるよう
   に形成され、少なくとも一側のセグメントと接触される
   か、両側のセグメントに同時に接触される形状であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載のフラットタイプ２相振
   動モータ。
5. 【請求項５】 前記セグメント間のスロット部は、前記
   セグメントの外側から内側に直線形状に形成されるよう
   にし、ブラシに接触する部位を基準に外側から形成され
   る前記スロット部と内側から形成される前記スロット部
   が互いに異なる直線上に位置するようにするとともに、
   前記ブラシの接触端部では外側から形成される前記スロ
   ット部と内側から形成される前記スロット部との端部間
   が前記ブラシの長さ方向にあうようにし、少なくとも一
   側のセグメントと接触するか、両側のセグメントに同時
   に接触する形状であることを特徴とする請求項２に記載
   のフラットタイプ２相振動モータ。
6. 【請求項６】 前記セグメント間のスロット部は、セグ
   メントの外側から内側へブラシの湾曲された接触端部に
   斜線にあう形状に傾斜されて形成され、少なくとも一側
   のセグメントと接触するか両側のセグメントに同時に接
   触する形状であることを特徴とする請求項２に記載のフ
   ラットタイプ２相振動モータ。
7. 【請求項７】 下部ケースの上面に付着されている下部
   基板と、 前記下部基板の上部に設けられている４極のステータマ
   グネットと、 前記下部ケースと上部ケースとの間に支持されるシャフ
   トと、 前記シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合され
   る上部基板と、前記上部基板で各コイルのピッチが機械
   角で４５°であり、各コイルは機械角で４５°に離隔さ
   れつつ、電気角でπ／２の位相差を有し、同一の位相を
   有するコイルどうしは直列に連結され、かつ、互いに異
   なる位相を有する入力側コイルと互いに異なる位相を有
   する出力側コイルが連続的に配列されている４個のアマ
   チュアコイルと、 前記上部基板の前記シャフトが結合される中心側の周縁
   部に付着され、８個のセグメントからなる整流子と、 下端は下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメン
   トに接触されるように電気角で９０°の間隔をもって形
   成される一対のブラシとを備えたフラットタイプ２相振
   動モータ。
8. 【請求項８】 前記ブラシは、湾曲された接触端部がブ
   ラシの長さ方向に対してクロスされる方向に形成される
   スロット部に対して斜線方向に傾斜されつつ、少なくと
   も一側のセグメントと接触されるか、両側のセグメント
   に同時に接触される形状であることを特徴とする請求項
   ７に記載のフラットタイプ２相振動モータ。
9. 【請求項９】 前記ブラシは、端部をヨーク形状に形成
   され、両側にかけられた端部にそれぞれ湾曲される接触
   端部がスロット部を中心に両側で互いに離隔されるよう
   に形成され、少なくとも一側のセグメントと接触される
   か、両側のセグメントに同時に接触される形状であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載のフラットタイプ２相振
   動モータ。
10. 【請求項１０】 前記セグメント間のスロット部は、前
    記セグメントの外側から内側に直線形状に形成されるよ
    うにし、ブラシに接触する部位を基準に外側から形成さ
    れる前記スロット部と内側から形成される前記スロット
    部が互いに異なる直線上に位置するようにするととも
    に、前記ブラシの接触端部では外側から形成される前記
    スロット部と内側から形成される前記スロット部との端
    部間が前記ブラシの長さ方向にあうようにし、少なくと
    も一側のセグメントと接触するか、両側のセグメントに
    同時に接触する形状であることを特徴とする請求項７に
    記載のフラットタイプ２相振動モータ。
11. 【請求項１１】 前記セグメント間のスロット部は、セ
    グメントの外側から内側へブラシの湾曲された接触端部
    に斜線にあう形状に傾斜されて形成され、少なくとも一
    側のセグメントと接触するか両側のセグメントに同時に
    接触する形状であることを特徴とする請求項７に記載の
    フラットタイプ２相振動モータ。