JP2002051516A - 環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータ - Google Patents

環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータ

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JP2002051516A
JP2002051516A JP2000229686A JP2000229686A JP2002051516A JP 2002051516 A JP2002051516 A JP 2002051516A JP 2000229686 A JP2000229686 A JP 2000229686A JP 2000229686 A JP2000229686 A JP 2000229686A JP 2002051516 A JP2002051516 A JP 2002051516A
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annular coil
brushless
flat vibration
coil
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Takeshi Furukawa
武志 古川
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Namiki Precision Jewel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な方法で巻線を行い短時間で環状コイ
ルを作成し、簡素な構成で環状コイルの特性を生かした
高効率でかつ小型の環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータを提供することにある。 【解決手段】ロータヨークはハウジングケース円周側に
沿うように伸長させ、さらにハウジング円筒側方に沿う
ようにエンドキャップ側へ向け延長部を設け、前記ロー
タヨーク延長部の外方一端に偏平な略円弧状マグネット
を一体固定化し偏芯ロータ部となし、前記マグネットは
コイルリングの外周側に位置決めされた、ことを特徴と
する環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モー
タ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの小
型携帯通信端末の振動(バイブレーション)による呼出
し方式として用いられる無音アラーム装置を構成する、
特に環状コイルを用いたブラシレス小型偏平型振動モー
タに関するものである。
【0002】
【従来の技術】環状コイルはトロイダルコイル、トロイ
ダルマグネットサーキットとも言われ、一般的にドーナ
ッツ型の芯の周りに巻いたコイルを意味し、その特徴と
して透磁率が大きく、磁束をほとんど完全にその中へ閉
じこめる性質を持つ。その分小型で精密なトロイダルモ
ータを構成しやすいが、トロイダルコイルを作ること自
体に手間とコストが多大にかかるという難点が存在して
いる。
【0003】従来のトロイダルコイルモータにおいて
は、トロイダルという特性を生かしロータマグネットを
固定子コアの内周部,外周部の両側に配設した構造のモ
ータがしばし提案されている。図4のモータの構造で
は、円環状の固定子コア81に内周外周に沿って環状に
コイル83が巻装されており、固定子コア81は、軸受
89を介してシャフト88に軸支される非磁性体ベース
85に固着されている。82はロータ構成体であり一対
の円環状永久磁石86が上記コイル構成体81と適当間
隙をおいて両側に同軸配置されるよう、シャフト88に
固着するロータヨーク84に固定される構成をする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の構成で
は、次のような問題点があった。このトロイダル巻ツイ
ンロータマグネット構造では環状の固定子コアにコイル
を巻装したものであり、従ってコイルの外周,内周に対
向してロータマグネットが配設されているため、固定子
コアからロータマグネットまでの距離が遠く、その結果
ロータ磁極部と固定子コアのエアギャップが広がり、マ
グネットの透磁力が下がるので固定子コア内部に十分な
鎖交磁束を得ることができない。またツインロータマグ
ネット構造のため最近の傾向である小型化に対応しよう
にも自ずから限界があり、どうしても現在の小型携帯通
信端末に使用できるようなトロイダルコイルモータを作
成することが困難であった。
【0005】本発明は上記事情を鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、簡便な方法で巻線を行
い短時間で環状コイルを作成し、簡素な構成で環状コイ
ルの特性を生かした高効率でかつ小型の環状コイルを用
いたブラシレス小型偏平振動モータを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】まず請求項1の発明によ
ると、ロータ部はマグネットを円周部に一体固定した円
板状ロータヨーク及びこれらを支持する中心回転軸とな
るシャフトと、エンドキャップ側の中心に位置する前記
ロータ部を軸支する軸受と、非磁性のフレキシブルプリ
ント基板上に中心軸に対し同芯円上にかつ円周方向に沿
って等間隔に凹凸部が形成された環状の磁性体ステータ
コアと前記凹凸部間の凹部に複数カ所均等に巻き付けら
れた巻線コイルのステータ部コイルリングとが配置さ
れ、さらに前記ロータヨーク全体を内包して覆うエンド
キャップと嵌合するハウジングケース、とからなるブラ
シレス小型偏平振動モータにおいて、ロータヨークはハ
ウジングケース円周側に沿うように伸長させ、さらにハ
ウジング円筒側方に沿うようにエンドキャップ側へ向け
延長部を設け、前記ロータヨーク延長部の外方一端に偏
平な略円弧状マグネットを一体固定化し偏芯ロータ部と
なし、前記マグネットはコイルリングの外周側に位置決
めされた、ことを特徴とする環状コイルを用いたブラシ
レス小型偏平振動モータである。
【0007】次に請求項2における発明によると、請求
項1における環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振
動モータにおいて、環状に巻き付けられたコイルは2相
とし、4巻き4極に構成した環状コイルを用いたブラシ
レス小型偏平振動モータである。
【0008】次に請求項3における発明によると、請求
項1における環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振
動モータにおいて、環状に巻き付けられたコイルは3相
とし、6巻き6極に構成した環状コイルを用いたブラシ
レス小型偏平振動モータである。
【0009】次に請求項4における発明によると、請求
項1から3における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、偏平なリング状マグネットは
NとSの2極に並列させロータヨークへ一体固定化させ
た環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータで
ある。
【0010】次に請求項5における発明によると、請求
項1から3における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、偏平なリング状マグネットは
NSNSと4極に並列させロータヨークへ一体固定化さ
せた環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータ
である。
【0011】次に請求項6における発明によると、請求
項1から5における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、軸受部はオイルレス焼結含有
軸受とスラスト軸受板をベアリングハウス内に構成した
環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータであ
る。
【0012】次に請求項7における発明によると、請求
項1から5における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、軸受部は動圧軸受け構成した
環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータであ
る。
【0013】次に請求項8における発明によると、請求
項1から5における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、軸受部はロータ部シャフトを
軸支するベアリングを一体にモールド固定する樹脂製軸
受にて構成した環状コイルを用いたブラシレス小型偏平
振動モータである。
【0014】次に請求項9における発明によると、請求
項1から8における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、環状のステータコアは磁性体
粉を含有させた弾性樹脂であり、及び各々の隣り合わせ
の巻線コイルを、前記ステータコア凹凸部上のハウジン
グケースに対する面に現れ、かつ周方向に向かう磁束を
外周方向に流れるように誘導するように構成したことを
特徴とする環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動
モータである。
【0015】次に請求項10における発明によると、請
求項1から9における環状コイルを用いたブラシレス小
型偏平振動モータにおいて、ステータコアの円周上のロ
ータヨークに面した凹凸部状の凸部には内周側にシャフ
ト側に向かって切断線を入れる若しくは非磁性体或いは
方向性を持つ誘導磁性体が乗せられ、コア上を流れる磁
束を外周のマグネットに向かわせるようにしたことを特
徴とする環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モ
ータ。
【0016】次に請求項11における発明によると、請
求項1から10における環状コイルを用いたブラシレス
小型偏平振動モータにおいて、ステータコアは設置結合
のために棒状な脚部を設け、エンドキャップと基板には
差込用孔を設け、コイルをステータコアに巻き付けた後
に円形塑性させて棒状な脚部を差込用孔に嵌入しこれを
か締めて固定する環状コイルの取り付け方法を提供する
ものである。
【0017】
【発明の実施の形態】まず請求項1の発明の構造よる
と、ロータ部はマグネットを円周部に一体固定した円板
状ロータヨーク及びこれらを支持する中心回転軸となる
シャフトと、エンドキャップ側の中心に位置する前記ロ
ータ部を軸支する軸受と、非磁性のフレキシブルプリン
ト基板上に中心軸に対し同芯円上にかつ円周方向に沿っ
て等間隔に凹凸部が形成された環状の磁性体ステータコ
アと前記凹凸部間の凹部に複数カ所均等に巻き付けられ
た巻線コイルのステータ部コイルリングとが配置され、
さらに前記ロータヨーク全体を内包して覆うエンドキャ
ップと嵌合するハウジングケース、とからなるブラシレ
ス小型偏平振動モータである。
【0018】次に基本的にこのモータの特徴として、ロ
ータヨークはハウジングケース円周側に沿うように伸長
させ、さらにハウジング円筒側方に沿うようにエンドキ
ャップ側へ向け延長部を設け、前記ロータヨーク延長部
の外方一端に偏平な略円弧状マグネットを一体固定化し
偏芯ロータ部となし、前記マグネットはコイルリングの
外周側に位置決めされた、ことを特徴とする環状コイル
を用いたブラシレス小型偏平振動モータである。このよ
うな構造をとったのでロータヨーク延長部のマグネット
は環状コイル外周に位置されかつ限りなくステータコア
に近接した状態にある。またマグネットは振動を発生さ
せるものなので、当然略円弧状のものが好ましい。
【0019】次に請求項2及び3における発明による
と、請求項1における環状コイルを用いたブラシレス小
型偏平振動モータにおいて、環状に巻き付けられたコイ
ルは2相とし、4巻き4極に構成した、或いは、環状に
巻き付けられたコイルは3相とし、6巻き6極に構成し
た環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モータで
ある。
【0020】次に請求項4及び5における発明による
と、請求項1から3における環状コイルを用いたブラシ
レス小型偏平振動モータにおいて、偏平なリング状マグ
ネットはNとSの2極に並列させ偏平なリング状マグネ
ットはNSNSと4極に並列させロータヨークへ一体固
定化させた環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動
モータである。尚マグネットは抗磁力の強いサマリウム
・コバルト系のマグネットを使用するのが好ましい。
【0021】次に請求項6から8における発明による
と、請求項1から5における環状コイルを用いたブラシ
レス小型偏平振動モータにおいて、軸受部は、オイルレ
ス焼結含有軸受とスラスト軸受板をベアリングハウス内
に構成したもの、動圧軸受けを構成したもの、及びロー
タ部シャフトを軸支するベアリングを一体にモールド固
定する樹脂製軸受にて構成したものを用いた環状コイル
を用いたブラシレス小型偏平振動モータである。
【0022】次に請求項9における発明によると、請求
項1から8における環状コイルを用いたブラシレス小型
偏平振動モータにおいて、環状のステータコアは磁性体
粉を含有させた弾性樹脂であり、及び各々の隣り合わせ
の巻線コイルを、前記ステータコア凹凸部上のハウジン
グケースに対する面に現れ、かつ周方向に向かう磁束を
外周方向に流れるように誘導するように構成したことを
特徴とする環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動
モータである。尚、磁性体粉は、鉄、ニッケル粉を示す
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0023】次に請求項10における発明によると、請
求項1から9における環状コイルを用いたブラシレス小
型偏平振動モータにおいて、ステータコアの円周上のロ
ータヨークに面した凹凸部状の凸部には内周側にシャフ
ト側に向かって切断線を入れる若しくは非磁性体或いは
方向性を持つ誘導磁性体が乗せられ、コア上を流れる磁
束を外周のマグネットに向かわせるようにしたことを特
徴とする環状コイルを用いたブラシレス小型偏平振動モ
ータである。この構造をとることによってステータコア
表面上を流れる磁束がむらなく外方のマグネット方向へ
流れるようになる。
【0024】次に請求項11における発明によると、請
求項1から10における環状コイルを用いたブラシレス
小型偏平振動モータにおいて、ステータコアは設置結合
のために棒状な脚部を設け、エンドキャップと基板には
差込用孔を設け、コイルをステータコアに巻き付けた後
に円形塑性させて棒状な脚部を差込用孔に嵌入しこれを
か締めて固定する環状コイルの取り付け方法を提供する
ものである。この組み立て方法によると、当初ステータ
コアは棒状のものであり、脚部とその端面は凹凸状に形
成する、その後凹部にコイル巻線をなしその後に円形に
形成し、これをエンドキャップと基板に取り付けるので
ある。
【0025】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実
施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術
的範囲を限定するものではない。
【0026】(実施例1)図1は本願発明である環状コ
イルを用いたブラシレス小型偏平振動モータの概略図で
ある。Aは側断面概略図であり、Bは上断面概略図であ
る。
【0027】図1によると、1はハウジング、2はロー
タヨーク、3はマグネット、4はベアリングハウス、5
はスラスト軸受、6は軸受、7がシャフトであり、9は
巻線されたコイル、10はエンドキャップを示すもので
ある。シャフト7に固定されたロータヨーク2の延長部
に略円弧状のマグネット3が一体固定されている。この
図面では3相6巻きでNSの2極の構造となっている。
コイルに通電させ、磁束を発生させてロータ部マグネッ
トを回転させる。マグネットは偏重心を取っているので
回転するに当たり振動がもたらされる。尚、当然のこと
ながら、請求項2から5に記載のとおり、2相4巻きの
構造にしても、マグネットを4極にしても構わない。
【0028】この図1では、オイルレス焼結含有軸受と
スラスト軸受板を使用した構造となっておるが、請求項
7,8にあるとおり樹脂軸受や動圧軸受を使用しても構
わない。
【0029】図2は、環状コイルの作成方法である。a
は棒状のステータコアである。磁性体を含有させた弾力
性の富んだ樹脂をその材料とする。例えば、磁性のエラ
ストマー樹脂などは適当であろう。表面に凹凸を設け、
反対側に固定用のコア脚部12を設ける。bはコイルの
巻線状態を表し、さらにcにて塑性円形させる。ここに
おいて、コア脚部12を基板8とエンドキャップ10の
孔の嵌入しコア脚部12をか締め固定させるものであ
る。ステータコアもコア脚部も樹脂製であるのでこれら
の作業は容易におこなわれる。尚、cの円形塑性させた
ときに請求項8の記載に従い、円の内径側に切り口であ
る切断線を入れればよい
【0030】図3は、前述した切断線を入れた環状コイ
ル上に流れる磁束を表したものである。これはできるだ
け磁束を外方のマグネット側に流れるように誘導するも
のである。尚磁束の誘導のためには切断線を入れても構
わないし、非磁性体或いは磁束を外方向に誘導する磁性
体を設置してもよい。
【0031】本発明ではマグネットをステータコアの外
周に設置したが、これは円形のマグネットを採用しステ
ータコアの内周に設置し、外周に振動をもたらす分銅を
設置しても良い。
【0032】
【発明の効果】本願の発明では、樹脂製のコアを使用し
た環状コイルを設置し、磁束の流れを外方に誘導するよ
うな構造を取ったので小型・軽量化された環状コイルを
用いたブラシレス小型偏平振動モータを提供することが
できる。特にステータコアに磁性体粉含有の樹脂を使用
したためロータ磁極とのエアギャップに磁束が流れやす
くなるので、磁束ロスが減り、電動機を効率よく駆動す
ることができる。
【0033】更に、請求項9から10記載の発明では、
発生する磁束の流れを誘導できる様にしたので、外方に
向かう磁束の流れが大きくなり、その分磁束のロスが減
り、電動機を更に効率良く駆動することができる。
【0034】更に、本願発明は、凹凸をつけた棒状のス
テータコアに巻線を巻回することにより整列巻が可能で
あり、その分コイルの占積率を高めることができる。ま
た、ステータコアが棒状のため巻線の巻回を容易にする
ことができ、かつコア脚部の嵌入・か締めにより設置を
容易にすることができる。
【0035】即ち嵌入・か締めによりステータコアと基
板・エンドキャップとが連結しており、接合部の密着性
が高い。また、嵌入か締めにより連結するため溶接不可
能な材質についても使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明である環状コイルを用いたブラシレス
小型偏平振動モータの概略図である。Aは側断面概略図
であり、Bは上断面概略図である。
【図2】環状コイルの作成方法であり、aはステータコ
アを表す、bは巻線を回線したところを表す、cは巻線後
にステータコアを円形塑性させたものである。
【図3】切断線を入れた環状コイル上に流れる磁束を表
した図である。
【図4】従来のトロイダルコイルを用いたモータであ
る。
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 3/28 H02K 3/28 Z 5H607 5/04 5/04 5H621 7/075 7/075 5H622 7/08 7/08 A 29/00 29/00 Z Fターム(参考) 5D107 AA03 AA13 BB08 CC09 DD09 5H002 AA07 AA09 AB05 AC06 AC08 AE03 5H019 AA04 AA07 AA10 CC04 CC08 CC09 DD01 DD09 EE09 FF01 FF03 5H603 AA09 BB01 BB04 BB10 BB12 CA01 CA05 CB01 CC11 CC17 CD21 CE01 5H605 AA08 BB05 BB09 BB19 CC01 CC02 CC04 CC05 CC08 DD03 EB03 EB06 EB13 EB21 FF06 GG04 GG14 GG18 5H607 BB04 BB09 BB14 BB17 CC01 CC03 EE57 GG01 GG03 GG09 GG12 JJ01 JJ03 JJ06 5H621 BB07 GA02 HH01 JK04 JK05 JK07 JK14 JK19 5H622 CA01 CA10 CA12 CA13 CB06 PP05 PP17

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータ部はマグネットを円周部に一体固定
    した円板状ロータヨーク及びこれらを支持する中心回転
    軸となるシャフトと、 エンドキャップ側の中心に位置する前記ロータ部を軸支
    する軸受と、 非磁性のフレキシブルプリント基板上に中心軸に対し同
    芯円上にかつ円周方向に沿って等間隔に凹凸部が形成さ
    れた環状の磁性体ステータコアと前記凹凸部間の凹部に
    複数カ所均等に巻き付けられた巻線コイルのステータ部
    コイルリングとが配置され、 さらに前記ロータヨーク全体を内包して覆うエンドキャ
    ップと嵌合するハウジングケース、 とからなるブラシレス小型偏平振動モータにおいて、 ロータヨークはハウジングケース円周側に沿うように伸
    長させ、さらにハウジング円筒側方に沿うようにエンド
    キャップ側へ向け延長部を設け、前記ロータヨーク延長
    部の外方一端に偏平な略円弧状マグネットを一体固定化
    し偏芯ロータ部となし、 前記マグネットはコイルリングの外周側に位置決めされ
    た、 ことを特徴とする環状コイルを用いたブラシレス小型偏
    平振動モータ。
  2. 【請求項2】請求項1における環状コイルを用いたブラ
    シレス小型偏平振動モータにおいて、環状に巻き付けら
    れたコイルは2相とし、4巻き4極に構成した環状コイ
    ルを用いたブラシレス小型偏平振動モータ。
  3. 【請求項3】請求項1における環状コイルを用いたブラ
    シレス小型偏平振動モータにおいて、環状に巻き付けら
    れたコイルは3相とし、6巻き6極に構成した環状コイ
    ルを用いたブラシレス小型偏平振動モータ。
  4. 【請求項4】請求項1から3における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、偏平なリン
    グ状マグネットはNとSの2極に並列させロータヨーク
    へ一体固定化させた環状コイルを用いたブラシレス小型
    偏平振動モータ。
  5. 【請求項5】請求項1から3における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、偏平なリン
    グ状マグネットはNSNSと4極に並列させロータヨー
    クへ一体固定化させた環状コイルを用いたブラシレス小
    型偏平振動モータ。
  6. 【請求項6】請求項1から5における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、軸受部はオ
    イルレス焼結含有軸受とスラスト軸受板をベアリングハ
    ウス内に構成した環状コイルを用いたブラシレス小型偏
    平振動モータ。
  7. 【請求項7】請求項1から5における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、軸受部は動
    圧軸受け構成した環状コイルを用いたブラシレス小型偏
    平振動モータ。
  8. 【請求項8】請求項1から5における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、軸受部はロ
    ータ部シャフトを軸支するベアリングを一体にモールド
    固定する樹脂製軸受にて構成した環状コイルを用いたブ
    ラシレス小型偏平振動モータ。
  9. 【請求項9】請求項1から8における環状コイルを用い
    たブラシレス小型偏平振動モータにおいて、 環状のステータコアは磁性体粉を含有させた弾性樹脂で
    あり、及び各々の隣り合わせの巻線コイルを、前記ステ
    ータコア凹凸部上のハウジングケースに対する面に現
    れ、かつ周方向に向かう磁束を外周方向に流れるように
    誘導するように構成したことを特徴とする環状コイルを
    用いたブラシレス小型偏平振動モータ。
  10. 【請求項10】請求項1から9における環状コイルを用
    いたブラシレス小型偏平振動モータにおいて、ステータ
    コアの円周上のロータヨークに面した凹凸部状の凸部に
    は内周側にシャフト側に向かって切断線を入れる若しく
    は非磁性体或いは方向性を持つ誘導磁性体が乗せられ、
    コア上を流れる磁束を外周のマグネットに向かわせるよ
    うにしたことを特徴とする環状コイルを用いたブラシレ
    ス小型偏平振動モータ。
  11. 【請求項11】請求項1から10における環状コイルを
    用いたブラシレス小型偏平振動モータにおいて、 ステータコアは設置結合のために棒状な脚部を設け、エ
    ンドキャップと基板には差込用孔を設け、コイルをステ
    ータコアに巻き付けた後に円形塑性させて棒状な脚部を
    差込用孔に嵌入しこれをか締めて固定する環状コイルの
    取り付け方法。
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Cited By (7)

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