JP2001298928A - 扁平型振動モータ - Google Patents

扁平型振動モータ

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JP2001298928A JP2000111338A JP2000111338A JP2001298928A JP 2001298928 A JP2001298928 A JP 2001298928A JP 2000111338 A JP2000111338 A JP 2000111338A JP 2000111338 A JP2000111338 A JP 2000111338A JP 2001298928 A JP2001298928 A JP 2001298928A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化を図りながら大きな振動がえられ、しか
も起動死点のない扁平型振動モータを提供すること。 【解決手段】ケーシング3内には周方向に8等分される
とともにN極とS極とに交互に着磁されたリング状の固
定子4と、該固定子5に面対向するとともに、回転自在
な略扇状のロータ5が配置され、該ロータ5にはコイル
巻き角度60°の3つの電機子コイル11a、11b、
11cが配置ピッチ150°及び60°で配設され、電
機子コイル11a、11bの間には非磁性体の錘部材2
1が配設されるとともに、周方向に12個のコンミテー
タ10が並設されたコンミテータ基板14が固定され、
1対のブラシ12は電気角135°で上記コンミテータ
10に接触するように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やポケッ
トベル(登録商標)等で着信を振動で知らせる為に用い
られる小型の扁平型振動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の扁平型振動モータとして
は、例えば、特開平6ー205565号公報に開示され
ている扁平鉄芯レス振動モータが知られている。この扁
平鉄芯レス振動モータは、ケーシングの底部に固定され
たマグネット部と、このマグネット部と面対向するよう
に配置された回転自在の略扇状のロータと、このロータ
の要の部分に配されたシャフトとで構成され、ロータに
は3個の電機子コイルを略扇状に配設し、樹脂材で一体
に成形したもので、ロータ自身を偏心させたことで、ロ
ータの回転時に遠心力が働いて振動を発生させるように
設計されているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
扁平型振動モータでは、外径が大きければコイル自体の
重量がロータの一側に偏っているため、コイルが錘とな
ってロータの回転時に振動を発生させることができる
が、機器の形状が小型化されるに伴って扁平型振動モー
タの外径も小さくせざるをえず、外径が小さくなること
により、コイルも小さくなるためその重量も軽くなるこ
とから、ロータが回転しても充分な振動を発生すること
ができなかった。
【0004】しかも、外径が小さくなることに反比例し
て発生する振動の大きさは、より大きな振動を求められ
ているのが現状であり、小型でありながらより大きな振
動を発生する扁平型振動モータの開発が望まれている。
【0005】本発明は上記問題点を解消し、小型化を図
りながら大きな振動がえられ、しかも起動死点のない扁
平型振動モータを提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る扁平型振動モータは、以下の要件を備
えることを特徴とする。 (イ)扁平な円筒状のケーシング内にはリング状の固定
子が設けられ、該固定子は周方向に8等分されるととも
にN極とS極とに交互に着磁されていること (ロ)上記ケーシング内には略扇状形又は円形のロータ
が上記固定子に面対向するとともに回転自在に軸支さ
れ、該ロータにはコイル巻き角度が60°に形成された
第1、第2及び第3の3つの電機子コイルが配設される
とともに、第1の電機子コイルと第2の電機子コイルと
は配置ピッチ150°で配置されるとともに、上記2つ
の電機子コイルの間には非磁性体の錘部材が配置され、
第2の電機子コイルと第3の電機子コイルとは配置ピッ
チ60°で配置されていること (ハ)上記ロータには周方向に12個のコンミテータが
並設されたコンミテータ基板が設けられ、第1、第4、
第7、第10のコンミテータは第1の導電体で、第2、
第5、第8、第11のコンミテータは第3の導電体で、
第3、第6、第9、第12のコンミテータは第2の導電
体でそれぞれ短絡され、第1の導電体には第1の電機子
コイルの巻き始めが、第2の導電体には第2の電機子コ
イルの巻き始めが、第3の導電体には第3の電機子コイ
ルの巻き始めが結線され、第1、第2及び第3の電機子
コイルの巻き終りは短絡されていること (ニ)上記電機子コイルに電力を供給する1対のブラシ
は電気角135°で上記コンミテータに接触するように
形成されていること
【0007】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明に係る扁
平型振動モータ(以下、モータという)の分解斜視図及
び要部縦断面図を示し、このモータは、上端が塞がれた
扁平で直径が12ミリの小形の円筒状に形成されたケー
ス1と、このケース1の下端側の開口部に嵌合する円板
状のブラケット2とからなるケーシング3の内部に、リ
ング状の固定子4と略扇状のロータ5とが配置されてい
る。
【0008】ブラケット2にはリング状の固定子4と、
ロータ5の下面に設けられた後述するコンミテータ10
に接触し、電機子コイル11に電流を流す一対のブラシ
12a、12bとが配置され、このブラシ12a、12
bは、端部に図示しないリード線をハンダ付けして電源
に接続できるように形成されたブラシベース13上にハ
ンダ付けされ、正極のブラシ12aと負極のブラシ12
bとは、図3に示すように、接触点a、bが電気角13
5°で上記コンミテータ10に接触するように形成され
ている。
【0009】なお、上記固定子4は周方向に8等分され
て、それぞれ拡開45°の扇状に形成された8つの固定
子4a〜4hからなり、各固定子はN極とS極とに交互
に着磁され、磁極の境界に2つのブラシ12a、12b
のコンミテータ10に接触する接点部分が一致するよう
にブラケット2上に接着剤等の適宜手段で固定されてい
る。
【0010】ロータ5は、図4(a)(b)(c)の平
面図、底面図、及び、平面図のXーX’線断面図に示す
ように、ロータ5の要の部分に設けられた回転軸16を
挟んで拡開度60°の略扇状の平板な第1、第2及び第
3の3つの電機子コイル11a、11b、11cと、上
記第1の電機子コイル11aと第2の電機子コイル11
bとの間に配置された非磁性体の金属で略扇状に形成さ
れた平板な錘部材21と回転軸16とが、略扇状の板状
のコンミテータ基板14上に樹脂15で固定され一体に
形成されたもので、図1に及び図2に示すように、回転
軸16がケース1の中心に形成された開口部17に嵌合
するメタル18と、ブラケット2の中心に形成された開
口部19に嵌合するメタル18とでコンミテータ基板1
4が固定子4に面対向するとともに、ケーシング3に回
転自在に軸支されている。
【0011】そして、図5(a)(b)は、第1の電機
子コイル11a、第2の電機子コイル11b、第3の電
機子コイル11c及び錘部材21が樹脂15で固定され
る前のコンミテータ基板14の平面図及び底面図を示
し、このコンミテータ基板14の表面には、第1の電機
子コイル11a、第2の電機子コイル11b、第3の電
機子コイル11cの始端をそれぞれハンダ付けする為の
導電体であるプリント配線20a、20b、20cが形
成され、第1の電機子コイル11aの始端が第1の導電
体であるプリント配線20aの半田付け部22に、第2
の電機子コイル11bの始端が第2の導電体であるプリ
ント配線20bの半田付け部23に、第3の電機子コイ
ル11cの始端が第3の導電体であるプリント配線20
cの半田付け部24にそれぞれ半田付けされるととも
に、第1の電機子コイル11a、第2の電機子コイル1
1b及び第3の電機子コイル11cの終端が第4の導電
体であるプリント配線20dの半田付け部25、26、
27にそれぞれ半田付けされ短絡している。
【0012】さらに、図5(b)に示すように、コンミ
テータ基板14の裏面には12個のコンミテータ10a
〜10lが放射状に配設され、コンミテータ10a、1
0d、10g、10jはスルーホール30a〜30dを
通してプリント配線20aに短絡され、コンミテータ1
0b、10e、10h、10kはスルーホール31a〜
31dを通してプリント配線20cに短絡され、コンミ
テータ10c、10f、10i、10lはリング状のプ
リント配線32で短絡されスルーホール33を通してプ
リント配線20bに短絡され、コンミテータ10a〜1
0lと電機子コイル11a、11b、11cと、第1〜
第4の導電体20a〜20dとは、図6(a)の結線図
に示すように結線されている。
【0013】なお、図6(a)において、符号35は電
気ノイズ防止用の抵抗である。また、図6(b)は、ロ
ータ5、コンミテータ10a〜10l、固定子4a〜4
h及びブラシ12a、12bの接点a、bの相対位置を
示す展開図を示している。
【0014】次に、図7〜図9を参照して、上述の扁平
型振動モータの作動態様を説明するとともに起動死点の
ないことを説明する。
【0015】ブラシを介してコイルに電圧が印加されて
いる間はコイルに流れる電流の方向と固定子の磁界とに
よってフレミングの法則によりコイルに一定方向に力が
作用し、この作用が回転力となってロータが回転し、電
圧が印加されないとコイルには電流が流れない為、固定
子の磁界による力の作用を受けずロータの回転は停止す
ることになるが、その停止位置は特定されることはな
い。
【0016】図7(a)はロータが0°の時の位置を示
し、電流はブラシ12a→コンミテータ10g→コンミ
テータ10d→電機子コイル11a→電機子コイル11
b→コンミテータ10i→コンミテータ10c→ブラシ
12bの順に矢印の方向に流れるとともに、ブラシ12
a→コンミテータ10h→コンミテータ10k→電機子
コイル11c→電機子コイル11b→コンミテータ10
i→コンミテータ10c→ブラシ12bの順に矢印の方
向に流れるので、フレミングの左手の法則により固定子
4bと電機子コイル11aとの間に矢印A1、固定子4
dと電機子コイル11bとの間に矢印A2、固定子4e
と電機子コイル11bとの間に矢印A3、固定子4eと
電機子コイル11cとの間に矢印A4方向に4Fの回転
力が発生し、ロータ5を起動させることができる。
【0017】また、図7(b)はロータが15°の時の
位置を示し、電流はブラシ12a→コンミテータ10g
→コンミテータ10d→電機子コイル11a→電機子コ
イル11b→コンミテータ10i→コンミテータ10c
→ブラシ12bの順に矢印の方向に流れるとともに、電
機子コイル11c→コンミテータ10k→コンミテータ
10b→ブラシ12bの順に矢印の方向に流れるので、
固定子4a、4bと電機子コイル11aとの間に矢印B
1、B2、固定子4dと電機子コイル11bとの間に矢
印B3、固定子4gと電機子コイル11cとの間に矢印
B4の方向に4Fの回転力が発生し、ロータ5を起動さ
せることができる。
【0018】そして、図7(c)はロータが30°の時
の位置を示し、電流はブラシ12a→コンミテータ10
g→コンミテータ10d→電機子コイル11a→電機子
コイル11c→コンミテータ10k→コンミテータ10
b→ブラシ12b順に矢印の方向に電流が流れるととも
に、ブラシ12a→コンミテータ10f→電機子コイル
11b→電機子コイル11c→コンミテータ10k→コ
ンミテータ10b→ブラシ12b順に矢印の方向に電流
が流れるので、固定子4aと電機子コイル11aの間に
矢印C1、固定子4fと電機子コイル11b、電機子コ
イル11cの間に矢印C2、C3、固定子4gと電機子
コイル11cとの間に矢印C4の方向に4Fの回転力が
発生し、ロータ5を起動させることができる。
【0019】さらに、図7(d)はロータが45°の時
の位置を示し、電流はブラシ12a→コンミテータ10
f→コンミテータ10i→電機子コイル11b→電機子
コイル11a→コンミテータ10d→コンミテータ10
a→ブラシ12bの順に矢印の方向に流れるとともに、
電機子コイル11b→電機子コイル11c→コンミテー
タ10k→コンミテータ10b→ブラシ12bの順に矢
印の方向に流れるので、フレミングの左手の法則により
固定子4fと電機子コイル11aとの間に矢印D1、固
定子4eと電機子コイル11bとの間に矢印D2、固定
子4fと電機子コイル11b及び電機子コイル11cと
の間に矢印D3、D4の方向に4Fの回転力が発生し、
ロータ5を起動させることができる。
【0020】同様に、図8(a)〜(d)に示すよう
に、ロータが60°、75°、90°、105°、図9
(a)〜(d)に示すように、ロータが120°、13
5°、150°165°の位置にあっても同様にロータ
を起動させることができるし、図示しないが165°〜
360°の何れの位置にあっても同様にロータ5を起動
させることができる。
【0021】上述のように、ロータ5がどのような位置
に停止してもブラシ12a、12bは必ずコンミテータ
10に接触しているので、ブラシを介して供給される電
流は、固定子の磁界によって電機子コイル11a、11
b、11cに常に同一方向に作用する力が一定のトルク
(4F)で発生するように、電機子コイル11a、11
b、11cに流れるので、ロータの停止位置を予め定め
た位置に規制しなくても起動死点のないモータを実現す
ることができる。
【0022】また、図7(a)〜(d)、図8(a)〜
(d)及び図9(a)〜(d)はロータがどの位置にあ
っても起動できることを説明するとともに、ロータが同
一方向に継続して回転することを示し、ブラシに電圧が
供給されている間は、電機子コイル11a、11b、1
1cには固定子4に対し常に一定方向に一定のトルク
(4F)が発生するように電流が流れるので回転を持続
することができる。
【0023】開角度60°の3つの電機子コイル11
a、11b、11cを、電機子コイル11a、11bを
配置角度150°、電機子コイル11b、11cを配置
角度60°で配置し、各電機子コイル11a、11b、
11cの巻き始めをそれぞれ対応する導電体20a、2
0b、20cに接続するとともにコンミテータ10a、
10d、10g、10jを導電体20aに、コンミテー
タ10b、10e、10h、10kを導電体20cに、
コンミテータ10c、10f、10i、10lを導電体
20bにそれぞれ短絡するとともに。電機子コイル11
a、11b及び11cの終端が導電体20dに短絡さ
せ、電機ブラシ12a、12bを135°の開角度で配
置したので、電機ブラシ12a、12bの接点a、bは
常にコンミテータ10に接触した状態にあり、しかも、
固定子4の磁界によって電機子コイル11に常に同一方
向に作用する力が一定のトルクで発生するように電流を
流すことができるので、ロータ5の停止位置を予め定め
るための機構を必要とすることなく、ロータ5がどのよ
うな位置にあってもロータ5を確実に一定方向に起動及
び大きな回転力で回転させることができる。
【0024】なお、上述のモータではコンミテータ基板
14上に配置される電機子コイル11a、11b、11
cを略扇状に形成したが、図10に示すように、電機子
コイル11a′、11b′、11c′を略小判状に形成
してもかまわない。なお、この場合のコンミテータ基板
14′は円板状に形成すればよい。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、モータへの電圧の供給
を止めてロータが停止しても、電機ブラシは常にコンミ
テータに接触した状態にあり、しかも、固定子の磁界に
よって電機子コイルに常に同一方向に作用する力が一定
のトルクで発生するように電機子コイルに電流を流すこ
とができるので、ロータの停止位置を規制することなく
ロータを確実に一定方向に起動及び大きな回転力で回転
させることができる。
【0026】また、コイルの数を3つにするとともに、
錘部材をロータに配置したので、大きなトルクが得られ
ると同時に、錘部材の重量とコイルの重さとが合わさっ
て重心の偏りが大きくなり、小形でありながらより大き
な振動を発生させるモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る扁平型振動モータの分解斜視図
【図2】上記扁平型振動モータの要部縦断面図
【図3】ブラシの平面図
【図4】(a)〜(c)はロータの平面図、底面図、及
び、平面図のXーX’線断面図
【図5】(a)(b)はコンミテータ基板の平面図及び
底面図
【図6】(a)(b)はロータの結線図と、ロータ、コ
ンミテータ、固定子及びブラシ接点の相対位置を示すモ
ータの展開模式図
【図7】(a)〜(d)はロータが0°〜45°におけ
るモータの回転原理を示す動作説明図
【図8】(a)〜(d)はロータが60°〜105°に
おけるモータの回転原理を示す動作説明図
【図9】(a)〜(d)はロータが120°〜165°
におけるモータの回転原理を示す動作説明図
【図10】他の例の扁平型振動モータにおけるコンミテ
ータ基板の平面図
【符号の説明】
3 ケーシング 4 固定子 5 ロータ 10 コンミテータ 11a 第1の電機子コイル 11b 第2の電機子コイル 11c 第3の電機子コイル 12 ブラシ 14 コンミテータ基板 20a 第1の導電体(プリント配線) 20b 第2の導電体(プリント配線) 20c 第3の導電体(プリント配線) 21 錘部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 23/58 H02K 23/58 Z Fターム(参考) 5D107 AA03 AA13 BB08 CC08 DD09 5H603 AA09 BB01 BB04 BB12 CA02 CA05 CB01 CC19 EE10 5H607 AA11 BB01 BB04 BB13 CC01 CC03 DD02 EE58 5H623 BB06 GG12 GG17 GG25 HH06 HH09 JJ03 LL13

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の要件を備えることを特徴とする扁
    平型振動モータ。 (イ)扁平な円筒状のケーシング内にはリング状の固定
    子が設けられ、該固定子は周方向に8等分されるととも
    にN極とS極とに交互に着磁されていること (ロ)上記ケーシング内には略扇状形又は円形のロータ
    が上記固定子に面対向するとともに回転自在に軸支さ
    れ、該ロータにはコイル巻き角度が60°に形成された
    第1、第2及び第3の3つの電機子コイルが配設される
    とともに、第1の電機子コイルと第2の電機子コイルと
    は配置ピッチ150°で配置されるとともに、上記2つ
    の電機子コイルの間には非磁性体の錘部材が配置され、
    第2の電機子コイルと第3の電機子コイルとは配置ピッ
    チ60°で配置されていること (ハ)上記ロータには周方向に12個のコンミテータが
    並設されたコンミテータ基板が設けられ、第1、第4、
    第7、第10のコンミテータは第1の導電体で、第2、
    第5、第8、第11のコンミテータは第3の導電体で、
    第3、第6、第9、第12のコンミテータは第2の導電
    体でそれぞれ短絡され、第1の導電体には第1の電機子
    コイルの巻き始めが、第2の導電体には第2の電機子コ
    イルの巻き始めが、第3の導電体には第3の電機子コイ
    ルの巻き始めが結線され、第1、第2及び第3の電機子
    コイルの巻き終りは短絡されていること (ニ)上記電機子コイルに電力を供給する1対のブラシ
    は電気角135°で上記コンミテータに接触するように
    形成されていること
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