JP2003088805A

JP2003088805A - ブラシレス振動モータ

Info

Publication number: JP2003088805A
Application number: JP2001285590A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sakaba; 仁坂場; Shinya Mizuguchi; 信也水口; Hideaki Nakamura; 英昭中村
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化及びコストの低減を図ることが可能な
ブラシレス振動モータを提供する。【解決手段】ブラシレス振動モータ１０は、（１）ベ
ース部材１２と、（２）ベース部材１２上に設けられる
フラックスプレート１４と、（３）フラックスプレート
１４上に設けられる回路基板１６と、（４）回路基板１
６上に設けられる２個のコイル２２と、（５）回路基板
１６上に設けられるホール素子２４と、（６）ベース部
材１２上に設けられる軸受装置１８と、（７）軸受装置
１８に回転可能に支持されるシャフト２０と、（８）シ
ャフト２０と一体的に回転するように、シャフト２０に
固定されたロータ３０と、（９）コイル２２と対面する
ように、ロータ３０に設けられるマグネット３２と、
（１０）ロータ３０にアンバランスに設けられる重り３
６と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種携帯通信機器
や娯楽機器などに好適に用いられるブラシレス振動モー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話をはじめ各種携帯通信機器など
においては、無音報知のために振動発生機能が付与され
る。この振動発生源として、振動モータが採用されてい
る。

【０００３】従来より、かかる振動モータは安価で消費
電力の低いブラシ付きが主流であったが、近年、信頼性
の向上を目的としてブラシレス振動モータが採用される
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、各種携帯通信
機器は小型化、低コスト化がより一層進展している。こ
れに伴い、振動モータに対する小型化、低コスト化の要
請も、今後益々増大するものと考えられる。

【０００５】そこで本発明は、小型化及びコストの低減
を図ることが可能なブラシレス振動モータを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るブラシレス
振動モータは、（１）ベース部材と、（２）ベース部材
上に設けられるフラックスプレートと、（３）フラック
スプレート上に設けられる回路基板と、（４）回路基板
上に設けられる２個のコイルと、（５）回路基板上に設
けられるホール素子と、（６）ベース部材上に設けられ
る軸受装置と、（７）軸受装置に回転可能に支持される
シャフトと、（８）シャフトと一体的に回転するよう
に、シャフトに固定されたロータと、（９）コイルと対
面するように、ロータに設けられるマグネットと、（１
０）ロータにアンバランスに設けられる重りと、を備え
る。

【０００７】このブラシレス振動モータでは、回路基板
上に設けられるコイルの個数は２個である。このよう
に、コイルの個数を２個とすることで、コイルが３個以
上設けられているモータと比較して、コストの低減が図
られる。また、コイルの数が少ない分だけ回路基板上の
スペースを有効利用し、そのスペースに部品を搭載する
ことで、モータの小型化が図られる。なお、このモータ
はフラックスプレートを備えているため、モータの起動
が滑らかになる。

【０００８】本発明に係るブラシレス振動モータは、回
路基板上に設けられるモータ駆動用素子を備えてもよ
い。このように、モータ駆動用素子を回路基板上に備え
ることで、駆動回路がモータ外部に設けられている場合
と比較して、モータ使用時における利便性が向上され
る。

【０００９】このとき、モータ駆動用素子は、回路基板
上であってロータが回転する領域の下方に設けられてい
ると好ましい。このようにすれば、回路基板上のスペー
スを有効利用して回路基板を小さくすることができ、ひ
いてはモータの小型化が図られる。

【００１０】本発明に係るブラシレス振動モータは、ベ
ース部材上を被覆するカバーを備えると好ましい。この
ようにすれば、ベース部材上に設けられた各部材がカバ
ーにより被覆されて埃等の侵入が抑制されるため、モー
タの故障の発生が抑制される。

【００１１】本発明に係るブラシレス振動モータでは、
駆動方式が単相バイポーラ方式であると好ましく、また
２相ユニポーラ方式であると好ましい。このようにすれ
ば、モータの駆動制御が単純化され、モータを駆動する
ための駆動回路及び回路基板上の配線が単純化される。
また、必要なホール素子の数が１つとなり、コストの更
なる低減が図られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の
説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。

【００１３】図１は、本実施形態に係るブラシレス振動
モータの構成を示す側断面図である。また図２及び図３
は、このブラシレス振動モータの構成を示す平面図であ
る。なお、図２は、説明のためカバーを取り外した状態
を示しており、図３は、更にロータを取り外した状態を
示している。

【００１４】図１〜図３に示すように、ブラシレス振動
モータ（以下、単に「モータ」ともいう）１０は、図示
しない実装基板に載置される載置面１２ａ、及びこれに
対向する部品搭載面１２ｂを有するベース部材１２を有
する。このベース部材１２は、例えばプラスチック、繊
維強化プラスチック（ＦＲＰ：ＧＦＲＰ，ＣＦＲＰ）な
どの材料から形成されており、外形が略正方形状をな
す。

【００１５】このベース部材１２の部品搭載面１２ｂ上
には、フラックスプレート１４が設けられている。この
フラックスプレート１４は、例えばけい素鋼板から形成
されており、モータ１０の起動を滑らかにする機能を有
する。

【００１６】また、ベース部材１２の部品搭載面１２ｂ
上であってフラックスプレート１４上には、回路基板１
６が設けられている。この回路基板１６は、外形が略正
方形状をなし、ベース部材１２と同程度の大きさを有し
ている。この回路基板１６は、フレキシブル配線基板な
どから形成されており、上面にはプリント配線が施され
ている。

【００１７】また、ベース部材１２の部品搭載面１２ｂ
の中央には、軸受装置１８が設けられている。そして、
この軸受装置１８には、シャフト２０が回転可能に支持
されている。

【００１８】回路基板１４上には、２個のコイル２２が
シャフト２０を挟んで対称配置されている。本実施形態
では、これらのコイル２２は偏平コイルにより構成され
ている。そして、図３に示すように、回路基板１６上で
あってこれら２個のコイル２２の間の領域に、磁気を検
知するホール素子（磁電変換素子）２４、モータ駆動用
素子２６、その他の電子素子２８が搭載されている。

【００１９】また図１及び図２に示すように、シャフト
２０にはロータ３０が、シャフト２０と一体的に回転す
るように固定されている。そして、ロータ３０の下面に
は、回路基板１６上に設けられたコイル２２と対面する
ように、リング状のマグネット３２が設けられている。

【００２０】ロータ３０は、図２に示すように、基本形
状が半径Ｒで規定される円板状をなし、その側面の半分
程度はΔＲだけ径方向外側へ延ばされ、幅広領域３０ａ
が形成されている。そして、この幅広領域３０ａに円弧
状のスリット３４が形成されている。さらに、ロータ３
０の下方からこのスリット３４に、例えばタングステン
等のように比重の大きな材料からなる重り３６の一部が
導入され、かしめにより固定されている。このように、
ロータ３０に重り３６がアンバランスに取り付けられて
いるため、シャフト２０の回転と共に振動が発生する。

【００２１】また、ベース部材１２上には、図１に示す
ように、カバー３８が設けられている。そして、このカ
バー３８の上面には、シャフト２０を回転可能に支持す
る軸受装置４０が設けられている。このカバー３８とベ
ース部材１２とで形成される空間内に、フラックスプレ
ート１４、回路基板１６、コイル２２、モータ用駆動素
子２６、ホール素子２４、軸受装置１８、シャフト２
０、ロータ３０、マグネット３２、重り３６等の部材が
収容され、外部からの埃等の侵入が抑制されている。こ
れにより、モータの故障の発生が抑制され、長期に亘っ
て安定した運転が可能となる。

【００２２】かかる構成のモータ１０では、図２に示す
ように、ロータ３０が回転する領域の下方に、コイル２
２、モータ駆動用素子２６、ホール素子２４、その他の
電子素子２８が配置されている。よって、回路基板１６
上のスペースの有効利用が図られ、モータ１０の小型化
が図られている。

【００２３】ここで、本実施形態に係るモータ１０で
は、マグネット３２は６極のマグネットであると好まし
い。マグネット３２が６極であるとき、図３に示すよう
に、コイル２２の開き角αは６０度となる。そして、回
路基板１６上であってこれらコイル２２の間の角度β
（＝１８０−α）で規定される領域、ここでは角度１２
０度で規定される領域に、モータ駆動用素子２６、ホー
ル素子２４、その他の電子素子２８を搭載することがで
きる。

【００２４】これに対し、マグネット３２が４極では、
コイル２２の開き角αが９０度となり、コイル２２が大
型化して回路基板１６上の利用できるスペースが小さく
なる傾向にある。またマグネット３２が８極では、コイ
ル２２の開き角αが４５度となり、コイル２２が小さく
なって回路基板１６上の利用できるスペースが大きくな
る傾向にあるが、この場合はホール素子２４を搭載する
位置精度がより厳格になり、モータ１０の制御が難しく
なる傾向がある。以上の事情に鑑み、マグネット３２は
６極のマグネットであると好ましい。

【００２５】また本実施形態に係るモータ１０では、駆
動方式が単相バイポーラ方式であると好ましく、また２
相ユニポーラ方式であると好ましい。

【００２６】単相バイポーラ方式では、図４（ａ）に示
すように、２つのコイル２２を直列に接続した回路構成
となる。そして、ホール素子２４からの信号に基づいて
生成したタイミング信号に基づいて、モータ駆動用素子
２６により両端子４２，４４に印加する電位の組み合わ
せ（高い（Ｈ）、低い（Ｌ））をスイッチングすること
で、所望のトルクを得ることができる。このときのトル
クは、図４（ｂ）に示すように、一のトルクカーブ（Ｃ
１で示す）と、これと極性が異なる他のトルクカーブ
（Ｃ２で示す）とを用いて表される。ホール素子２４か
らの信号に基づいて生成したタイミング信号に基づい
て、ポイントＰに相当する時点で上記スイッチングを行
うことで、矢印Ｔで示されるトルクを得ることができ
る。

【００２７】２相ユニポーラ方式では、図５（ａ）に示
すように、２つのコイル２２の一端がそれぞれアースさ
れた回路構成となる。そして、ホール素子２４からの信
号に基づいて生成したタイミング信号に基づいて、モー
タ駆動用素子２６により各端子４６，４８への電位の印
加のオン・オフをスイッチングすることで、所望のトル
クを得ることができる。このときのトルクは、図５
（ｂ）に示すように、コイル２２−１におけるトルクの
カーブ（Ｃ１で示す）と、コイル２２−２におけるトル
クのカーブ（Ｃ２で示す）とを用いて表される。ホール
素子２４からの信号に基づいて生成したタイミング信号
に基づいて、ポイントＰに相当する時点で上記スイッチ
ングを行うことで、矢印Ｔで示されるトルクを得ること
ができる。

【００２８】このように、駆動方式が単相バイポーラ方
式、あるいは２相ユニポーラ方式であれば、モータ１０
の駆動制御が単純化され、モータ駆動用素子２６に内蔵
される駆動回路及び回路基板１６上の配線が単純化され
る。また、必要なホール素子２４の数が１つで済むこと
になる。これにより、モータ１０製造上のコストの更な
る低減が図られる。

【００２９】以上、本実施形態に係るブラシレス振動モ
ータ１０では、回路基板１６上に設けられるコイル２２
の個数は２個である。このように、コイル２２の個数を
２個とすることで、コイルが３個以上設けられているモ
ータと比較して、コストの低減が図られる。また、回路
基板１６上のスペースを有効利用し、そのスペースにモ
ータ駆動用素子２６、ホール素子２４、その他の電子素
子２８を搭載することで、モータ１０の小型化を図るこ
とが可能となる。

【００３０】また、本実施形態に係るブラシレス振動モ
ータ１０は、フラックスプレート１４を備えているた
め、モータ１０の起動を滑らかにすることができる。

【００３１】また、本実施形態に係るブラシレス振動モ
ータ１０は、ベース部材１２上を被覆するカバー３８を
備えているため、ベース部材１２上に設けられた各部材
がカバー３８により被覆されて埃等の侵入が抑制され
る。これにより、モータ１０の故障の発生が抑制され、
長期に亘って安定した運転が可能となる。

【００３２】また、本実施形態に係るブラシレス振動モ
ータ１０では、駆動方式が単相バイポーラ方式、あるい
は２相ユニポーラ方式であるため、モータ１０の駆動制
御が単純化され、モータ駆動用素子２６に内蔵される駆
動回路及び回路基板１６上の配線が単純化される。ま
た、必要なホール素子２４の数が１つで済むことにな
る。これにより、モータ１０製造上のコストの更なる低
減が図られる。

【００３３】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れることなく、種々の変形が可能である。

【００３４】例えば、２個のコイル２２はシャフト２０
を挟んで対照配置したが、これに限定されることなく、
シャフト２０に対して非対称に配置してもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、小型化及びコストの低
減を図ることが可能なブラシレス振動モータが提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るブラシレス振動モータの構成
を示す側断面図である。

【図２】本実施形態に係るブラシレス振動モータの構成
を示す平面図である（カバーを外した状態）。

【図３】本実施形態に係るブラシレス振動モータの構成
を示す平面図である（カバー及びロータを外した状
態）。

【図４】図４（ａ）は、単相バイポーラ方式で駆動する
ときのコイルの回路構成を示す図である。図４（ｂ）
は、単相バイポーラ方式で得られるトルクを説明するグ
ラフである。

【図５】図５（ａ）は、２相ユニポーラ方式で駆動する
ときのコイルの回路構成を示す図である。図５（ｂ）
は、２相ユニポーラ方式で得られるトルクを説明するグ
ラフである。

【符号の説明】

１０…ブラシレス振動モータ、１２…ベース部材、１４
…フラックスプレート、１６…回路基板、１８…軸受装
置、２０…シャフト、２２…コイル、２４…ホール素
子、２６…モータ用駆動素子、３０…ロータ、３２…マ
グネット、３６…重り、３８…カバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村英昭東京都板橋区志村２丁目18番10号日本電産コパル株式会社内Ｆターム(参考） 5D107 AA13 BB08 CC09 CD01 DD09 5H019 AA07 BB01 BB05 BB15 BB20 BB22 CC02 DD06 DD10 EE07 EE11 FF01 5H607 AA12 BB01 BB09 BB13 CC01 DD03 DD19 EE57 FF12 GG01 GG02 GG09 HH01 JJ03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース部材と、前記ベース部材上に設けられるフラックスプレートと、前記フラックスプレート上に設けられる回路基板と、前記回路基板上に設けられる２個のコイルと、前記回路基板上に設けられるホール素子と、前記ベース部材上に設けられる軸受装置と、前記軸受装置に回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトと一体的に回転するように、該シャフトに
固定されたロータと、前記コイルと対面するように、前記ロータに設けられる
マグネットと、前記ロータにアンバランスに設けられる重りと、を備え
るブラシレス振動モータ。
【請求項２】前記回路基板上に設けられるモータ駆動
用素子を備える請求項１に記載のブラシレス振動モー
タ。
【請求項３】前記モータ駆動用素子は、前記回路基板
上であって前記ロータが回転する領域の下方に設けられ
ている請求項２に記載のブラシレス振動モータ。
【請求項４】前記ベース部材上を被覆するカバーを備
える請求項１〜３のいずれかに記載のブラシレス振動モ
ータ。
【請求項５】駆動方式が単相バイポーラ方式である請
求項１〜４のいずれかに記載のブラシレス振動モータ。
【請求項６】駆動方式が２相ユニポーラ方式である請
求項１〜４のいずれかに記載のブラシレス振動モータ。