JP2003199308A

JP2003199308A - 直流モータ

Info

Publication number: JP2003199308A
Application number: JP2001394281A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Niihori; 聡新堀
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】整流子の間隔を十分取るようにして小型モー
タの信頼性向上に寄与できるようにした直流モータを提
供することにある。【解決手段】周方向の複数箇所に磁極を持つように軸
方向着磁された環状の又は環状に配置された永久磁石１
１からなる固定子３と、この固定子３に対して回転自在
に設けられ前記永久磁石１１の磁極面と対向する電機子
２３が回転軸２１に固定された回転子５と、この回転子
５の回転に伴って前記電機子２３に極性が順次反転する
電流を供給する電流路を形成する整流子２５Ａ、２５Ｂ
及びブラシ１５Ａ、１５Ｂ、１９Ａ、１９Ｂからなる
電流路形成手段と、を備えてなる直流モータ１におい
て、前記整流子２５Ａ、２５Ｂが回転軸２１の上下方向
に一定の間隔をあけて、しかも回転軸２１の周方向に十
分な間隔でそれぞれ装着されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話の着信
振動発生装置等に使用される直流振動モータ等に適用さ
れ、特に小型化に適した直流モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】小型の無線電話呼び出し装置や携帯電話
等に使用される直流振動モータとしては、例えば図６に
示されているようなものが知られている。図６におい
て、直流振動モータ１０１は、固定子１０３と、この固
定子１０３に回転自在に装着された回転子１０５と、こ
の回転子１０５を密閉する円筒形状のカバー１０７とよ
り構成されている。前記固定子１０３は、円盤状のプレ
ート１０９と、このプレート１０９上にＳ極とＮ極が交
互に並ぶように、環状に配置されて軸方向に着磁された
４つの永久磁石１１１と、前記プレート１０９の中央か
ら立ち上がる前記回転子１０５の支持用の支持軸１１３
と、周方向に隣接する永久磁石１１１の間の隙間からプ
レート１０９の中心部に向かって延びる９０度の空間位
相をもって配置された２つのブラッシ１１５、１１７と
により構成されている。

【０００３】また、前記回転子１０５は、前記支持軸１
１３に回転自在に支持される回転軸１１９と、この回転
軸１１９の周方向に固定された電機子１２１と、前記回
転軸１１９の外周面に配置され、周方向に６分割された
整流子（コンミテータ）１２３とを備えて構成されてい
る。この整流子１２３は前記ブラッシ１１５、１１７と
共に電流路形成手段を構成している。前記電機子１２１
は、同軸巻回された第１コイル１２５、第２コイル１２
７および第３コイル１２９と、これら第１コイル１２
５、第２コイル１２７および第３コイル１２９を一体的
に支持する樹脂フレーム１３１と、樹脂フレーム１３１
の外周部の一部に取り付けられた重り１３３とで構成さ
れている。

【０００４】これらの３つの第１コイル１２５、第２コ
イル１２７および第３コイル１２９に整流子１２３を介
して電流が供給されると、その電流の向きと永久磁石１
１１からの磁力線の向きとによってフレミングの左手の
法則により回転子１０５の回転方向が決定される。整流
子１２３を介した電流は、２つ以上のコイル１２５、１
２７（１２９）に同時に供給され、少なくともそのうち
の例えば２つコイル１２５、１２７は他のコイル１２９
の影響より勝るため、回転子１０５の停止位置に拘わら
ず、再起動が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の直流振動モータ１０１は、６つの整流子１２３を回
転軸１１９の円周上に図７に示されているように、一段
に並べて配置していた。そして、そこに、２本の電気接
点であるブラッシ１１５、１１７を接触させ回転子１０
５の中の第１コイル１２５、第２コイル１２７および第
３コイル１２９に電流を流し供給していた。

【０００６】そして、前記直流振動モータ１０１を小型
化すると、図７に示されているように、整流子１２３間
にブラッシ１１５、１１７や整流子１２３の粉が溜ま
り、整流子１２３間の短絡を引き起こす可能性がある。
整流子１２３間が短絡すると大きな電流が回路に流れ
る。このとき、直流振動モータ１０１の各部が発熱し耐
電力が最も弱い部分が断線する。直流振動モータ１０１
の回路中に断線が発生すると直流振動モータ１０１は回
転不能となる。

【０００７】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、整流子の間隔を十分取るよ
うにして小型モータの信頼性向上に寄与できるようにし
た直流モータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の直流モータは、周方向の複
数箇所に磁極を持つように軸方向着磁された環状の又は
環状に配置された永久磁石からなる固定子と、この固定
子に対して回転自在に設けられ前記永久磁石の磁極面と
対向する電機子が回転軸に固定された回転子と、この回
転子の回転に伴って前記電機子に極性が順次反転する電
流を供給する電流路を形成する整流子及びブラシからな
る電流路形成手段と、を備えてなる直流モータにおい
て、前記整流子が前記回転軸の上下方向に一定の間隔を
あけて、しかも回転軸の周方向に十分な間隔でそれぞれ
装着されていることを特徴とするものである。

【０００９】したがって、前記整流子が前記回転軸の上
下方向に一定の間隔をあけて、しかも回転軸の周方向に
十分な間隔でそれぞれ装着されているから、整流子間に
ブラッシや整流子の粉が溜まらなくなり、整流子間の短
絡の危険性が減少され、モータの信頼性向上に寄与され
る。

【００１０】請求項２によるこの発明の直流モータは、
請求項１記載の直流モータにおいて、前記回転軸に装着
された各整流子が３個からなると共に平面から見て交互
に配置されていることを特徴とするものである。

【００１１】したがって、前記回転軸に装着された各整
流子が３個からなると共に平面から見て交互に配置され
ているから、より一層、整流子間にブラッシや整流子の
粉が溜まらなくなり、整流子間の短絡の危険性が減少さ
れ、モータの信頼性向上に寄与される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１および図２を参照するに、直流モータ
としての直流振動モータ１は、固定子３と、この固定子
３に回転自在に装着された回転子５と、この回転子５を
密閉する円筒形状のカバー７とより構成されている。前
記固定子３は、円盤状のプレート９と、このプレート９
上にＳ極とＮ極が交互に並ぶように、環状に配置されて
軸方向に着磁された４つの永久磁石１１と、前記プレー
ト９の中央から立ち上がる前記回転子５の支持用の支持
軸１３と、周方向に隣接する永久磁石１１の間の隙間か
らプレート９の中心部に向かって延びる９０度の空間位
相をもって配置された２つのブラッシ１５Ａ、１５Ｂ
と、により構成されている。前記カバー７内には前記ブ
ラシ１５Ａ、１５Ｂと対をなすブラシ１９Ａ、１９Ｂが
設けられている。

【００１４】ブラッシ１５Ａとブラッシ１９Ａ、ブラッ
シ１５Ｂとブラッシ１９Ｂは回路でつながっている。し
かも、ブラシ１５Ａと１５Ｂ，ブラシ１９Ａと１９Ｂは
垂直な位置にある。

【００１５】また、前記回転子５は、前記支持軸１３に
回転自在に支持される上下方向へ延伸した回転軸２１
と、この回転軸２１の周方向に固定された電機子２３
と、前記回転軸２１の外周面に配置された整流子（コン
ミテータ）２５とを備えて構成されている。この整流子
２５は前記ブラッシ１５Ａ、１５Ｂ、１９Ａ、１９Ｂと
共に電流路形成手段を構成している。前記電機子２３
は、同軸巻回された第１コイル２７、第２コイル２９お
よび第３コイル３１と、これら第１コイル２７、第２コ
イル２９および第３コイル３１を一体的に支持する樹脂
フレーム３３と、この樹脂フレーム３３の外周部の一部
に取り付けられた重り３５とで構成されている。

【００１６】前記整流子２５は、図３も併せて参照する
に、回転軸２１の上下方向に一定の間隔をあけて、例え
ば前記電機子２３を挟んで回転軸２１の上下に、整流子
２５Ａ、２５Ｂとして装着されている。しかも、整流子
２５Ａ、２５Ｂは回転軸２１の周方向にそれぞれ３分割
されて従来よりも十分な間隔をあけている。各整流子２
５Ａと２５Ｂは平面的にみて交互に配置されていて、図
２に示されているように、相対向した各整流子２５Ａと
２５Ｂは電線により接続されている。

【００１７】前記ブラシ１９Ａ、１９Ｂは整流子２５Ａ
と接触し、電気的に接続されている。しかも、ブラシ１
９Ａ、１９Ｂ、カバー７はそれぞれ絶縁されている。ま
た、前記コイル２７、２９、３１は電線２７Ａ、２９
Ａ、３１Ａを介してそれぞれ整流子２５Ａに電気的に例
えば半田付けで接続されている。

【００１８】これらの３つの第１コイル２７、第２コイ
ル２９および第３コイル３１に整流子２５Ａ、２５Ｂを
介して電流が供給されると、その電流の向きと永久磁石
１１からの磁力線の向きとによってフレミングの左手の
法則により回転子５の回転方向が決定される。整流子２
５Ａ、２５Ｂを介した電流は、２つ以上のコイル２７、
２９（３１）に同時に供給され、少なくともそのうちの
例えば２つコイル２７、２９は他のコイル３１の影響よ
り勝るため、回転子５の停止位置に拘わらず、再起動が
可能となる。

【００１９】第１コイル２７、第２コイル２９および第
３コイル３１は、例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示されて
いるように、スター結線される。各整流子２５Ａ、２５
Ｂは相対向するもの同士が接続され、これらの接続され
た各整流子２５Ａ、２５Ｂのペアがそれぞれ第１コイル
２７の一端、第２コイル２９の一端および第３コイル３
１の一端にそれぞれ接続されている。第１コイル２７、
第２コイル２９および第３コイル３１の他端は共通接続
されている。この各整流子２５Ａ、２５Ｂに対して９０
度の空間位相差をもって配置されたブラッシ１５Ａ、１
５Ｂとブラッシ１９Ａ、１９Ｂから電流が流れる。この
ブラッシ１５Ａ、１５Ｂとブラッシ１９Ａ、１９Ｂは、
回転子５の回転に伴って、第１コイル２７、第２コイル
２９および第３コイル３１の各一端に接続された整流子
２５Ａ、２５Ｂに順次接続される。

【００２０】これにより、図４（Ａ）に示されているよ
うに、回転子５が回転して一方のブラッシ１５Ａ、１５
Ｂ（またはブラッシ１９Ａ、１９Ｂ）が各整流子２５
Ａ、２５Ｂの境界に位置したとき、電源からにブラッシ
１９Ａ→整流子２５Ａ、２５Ｂ→第１乃至第３コイル２
７、２９、３１→整流子２５Ａ、２５Ｂ→ブラッシ１９
Ｂ→接地の経路で電流が流れる。また、図４（Ｂ）に示
されているように、回転子５が回転してブラッシ１５
Ａ、１５Ｂが整流子２５Ａ、２５Ｂとそれぞれ接触した
とき、電源からにブラッシ１５Ａ→整流子２５Ａ、２５
Ｂ→第１乃至第３コイル２７、２９、３１→整流子２５
Ａ、２５Ｂ→ブラッシ１５Ｂ→接地の経路で電流が流れ
る。

【００２１】このように、片方のブラッシ１５Ａ、１９
Ａまたはブラッシ１５Ｂ、１９Ｂが整流子２５Ａ、２５
Ｂの隣接する分割片の中間位置に位置し、隣接する分割
片がブラッシ１５Ａ、１９Ａまたはブラッシ１５Ｂ、１
９Ｂによって短絡されるようにしても、３コイル式であ
るから電源ショートは発生しない。

【００２２】図５は、この直流振動モータ１の動作を説
明するためのトルク波形図であり、図中ハッチングを示
した部分が電流供給区間を示している。図示のように、
第１乃至第３コイル２７、２９、３１には、電気的位相
を例えば異ならせて電流が供給される。コイルに電流が
流れているときの発生トルクは、コイルと磁極位置との
位置関係および電流値によって決定される。

【００２３】このように、この直流振動モータ１では、
電気子２３がどの角度にあってもいずれか２つ以上のコ
イルにはほぼ継続的に電流が流れる。第１乃至第３コイ
ル２７、２９、３１に電流が流れると、永久磁石１１の
磁力線によってフレミングの左手の法則に従った一定の
向きの回転トルクが発生する。

【００２４】また、この直流振動モータ１は、３コイル
であるから、各整流子２５Ａ、２５Ｂの隣接間がブラッ
シ１５Ａ、１９Ａまたはブラッシ１５Ｂ、１９Ｂを介し
て短絡されても、必ず電源間には、第１コイル２７、第
２コイル２９および第３コイル３１のうちの少なくとも
２つが介在するので短絡電流は流れない。

【００２５】上記構成において、前記各整流子２５Ａ、
２５Ｂが前記電機子２３を挟んで回転軸２１の上下に、
しかも回転軸２１の周方向に十分な間隔でそれぞれ装着
されているから、各整流子２５Ａ、２５Ｂ間にブラッシ
１５Ａ、１９Ａまたはブラッシ１５Ｂ、１９Ｂや各整流
子２５Ａ、２５Ｂの粉が溜まらなくなり、各整流子２５
Ａ、２５Ｂ間の短絡の危険性が減少され、モータの信頼
性向上に寄与することができる。

【００２６】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。本実施の形態では３コ
イルを使用した直流振動モータについて説明したが、１
コイルまたは２コイルを使用した直流振動モータにも適
用できるし、偏心型モータにも適用可能である。

【００２７】また、整流子を回転軸２１の上下方向に一
定の間隔にあけて設ける例として電機子２３を挟んで設
けた例で説明したが、電機子２３の上又は下にある回転
軸２１の上下に設けても構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、前記整
流子が回転軸の上下方向に一定の間隔をあけて、しかも
回転軸の周方向に十分な間隔でそれぞれ装着されている
から、整流子間にブラッシや整流子の粉が溜まらなくな
り、整流子間の短絡の危険性が減少され、モータの信頼
性向上に寄与することができる。

【００２９】請求項２の発明によれば、前記回転軸に装
着された各整流子が３個からなると共に平面から見て交
互に配置されているから、より一層、整流子間にブラッ
シや整流子の粉が溜まらなくなり、整流子間の短絡の危
険性が減少され、モータの信頼性向上に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る直流振動モータ
の分解斜視図である。

【図２】この直流振動モータの平面図である。

【図３】整流子の配置を説明する説明図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はこの直流振動モータの回路図
である。

【図５】この直流振動モータの発生トルクと時間との関
係を示す図である。

【図６】従来の直流振動モータの分解斜視図である。

【図７】従来の回転軸の外周に配置された整流子とブラ
ッシとの関係の平面図である。

【符号の説明】

１直流振動モータ（直流モータ）３固定子５回転子７カバー９プレート１１永久磁石１３支持軸１５Ａ、１５Ｂ、１９Ａ、１９Ｂブラッシ２１回転軸２３電機子２５Ａ、２５Ｂ整流子２７第１コイル２９第２コイル３１第３コイル３３樹脂フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H607 AA12 BB01 BB04 BB13 CC01 DD02 DD19 EE40 5H613 AA02 AA06 BB04 BB16 BB35 QQ01 SS02 5H623 BB06 GG13 GG17 GG23 HH05 HH09 JJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周方向の複数箇所に磁極を持つように軸
方向着磁された環状の又は環状に配置された永久磁石か
らなる固定子と、この固定子に対して回転自在に設けら
れ前記永久磁石の磁極面と対向する電機子が回転軸に固
定された回転子と、この回転子の回転に伴って前記電機
子に極性が順次反転する電流を供給する電流路を形成す
る整流子及びブラシからなる電流路形成手段と、を備え
てなる直流モータにおいて、前記整流子が前記回転軸の
上下方向に一定の間隔をあけて、しかも回転軸の周方向
に十分な間隔でそれぞれ装着されていることを特徴とす
る直流モータ。
【請求項２】前記回転軸に装着された各整流子が３個
からなると共に平面から見て交互に配置されていること
を特徴とする請求項１記載の直流モータ。