JP2003244892A - 振動発生方法及び振動モータ - Google Patents

振動発生方法及び振動モータ

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JP2003244892A
JP2003244892A JP2002038471A JP2002038471A JP2003244892A JP 2003244892 A JP2003244892 A JP 2003244892A JP 2002038471 A JP2002038471 A JP 2002038471A JP 2002038471 A JP2002038471 A JP 2002038471A JP 2003244892 A JP2003244892 A JP 2003244892A
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vibration
vibration motor
rotors
rotor
frequencies
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Takeshi Usuda
岳史 薄田
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動モータを断続(0N/0FF)しなくと
も人が振動を十分に感じさせる振動発生方法及びその装
置を提供する。 【解決手段】 振動発生装置は、体感する機器に設けた
振動モータ1内に、異なる振動周波数を発生する2個以
上の回転子5A,5Bを設け、これら2個以上の回転子
5A,5Bをそれぞれ独立して同時に連続して回転せし
めることにより、2種類以上の振動周波数が合成されて
複雑な振動周波数を発生するので、振動モータ1に連続
的に電圧をかけても、でこぼこした複雑な異なった振動
が生じ、この振動を人が十分に感じることができる。機
器に0N/0FFをさせるための回路等の機能を省略可
能となる。

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、振動モータを使
った携帯電話等の着信機能にみられる振動の発生機構を
改良した振動発生方法及び振動モータに関し、小型の無
線電話呼び出し装置や携帯電話などに利用される着信機
能、あるいはPDAや医療機器における呼び出し機能や
ゲーム機等の振動体感機能として利用される振動モータ
の振動発生方法及び振動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の振動を発生させる振動モ
ータとしては、例えば携帯電話の場合、相手先から着信
を受けた際、内蔵の振動モータに電圧を断続的に加える
ことで、振動モータを0N/0FFさせ、振動が断続的
に発生し、人間は叩かれるような感覚を受け、着信を気
づきやすくしている。このような振動モータを断続して
動かす(0N/0FF)ためには、相手先から携帯電話
等に着信を受けた際に、何らかの0N/0FF機能を発
生するための電気回路を機器に内蔵しており、電気回路
から出されるパルス信号より振動モータを断続的に動か
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の振動
を発生させる振動モータにおいては、振動モータを断続
(0N/0FF)して動かすために、何らかの0N/0
FFを発生するための電気回路を機器に内蔵しなければ
ならないという問題点があった。
【0004】このような機能が機器に備えられていない
場合、電圧を連続的に振動モータにかけることになり、
振動モータからは一定周期の振動が発生するだけとな
る。このように一定周期で振動が発生する場合は、その
振動が周期的であるために、人は振動を感じにくくなっ
てしまう。したがって、上記のような振動モータでは人
に振動を感じさせるという本来の機能を十分に発揮でき
ないという問題点があった。
【0005】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、振動モータを断続(0N/
0FF)しなくとも人が振動を十分に感じさせる振動発
生方法及び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】上記目的を達成するため
に請求項1によるこの発明の振動発生方法は、体感する
機器内に設けた1個の振動モータ内に、異なる振動周波
数を発生する2個以上の回転子を同時に連続して回転せ
しめることにより、2種類以上の振動周波数を合成せし
めて複雑な振動周波数を発生することを特徴とするもの
である。
【0007】したがって、振動モータに連続的に電圧を
かけても、でこぼこした複雑な振動が生じるので、機器
に0N/0FFをさせるための回路等の機能を省略可能
となる。
【0008】また、2種類以上の振動周波数により合成
される振動の中に異なった振動が複雑に混じるために、
従来のような振動モータを断続的に0N/0FFさせる
機能とは異なる変化に富む振動が発生するので、人が十
分に振動を感じる。
【0009】請求項2によるこの発明の振動モータは、
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を
設け、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べく2個以上の電機子が対応する
2個以上の回転軸に固定されて互いに異なる振動周波数
を発生する2個以上の回転子を設け、これらの各回転子
の回転に伴って前記各電機子に極性が順次反転する電流
を供給する電流路を各回転子毎に形成する複数の整流子
及び複数のブラシからなる電流路形成手段と、を備えて
なることを特徴とするものである。
【0010】したがって、請求項1記載の作用と同様で
あり、振動モータに連続的に電圧をかけても、でこぼこ
した複雑な振動が生じるので、機器に0N/0FFをさ
せるための回路等の機能を省略可能となる。
【0011】また、2種類以上の振動周波数により合成
される振動の中に異なった振動が複雑に混じるために、
従来のような振動モータを断続的に0N/0FFさせる
機能とは異なる変化に富む振動が発生するので、人が十
分に振動を感じる。
【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説明する。
【0013】図1を参照するに、この実施の形態に係わ
る振動モータは、人が体感すべき携帯電話や医療機器な
どの機器内に設けられた1個の振動モータの内部に、異
なる振動周波数を発生する2個以上の回転子を設け、こ
れら2個以上の回転子が同時に連続して回転されること
により、2種類以上の振動周波数が合成されて複雑な振
動周波数が発生することになる。これにより、従来のよ
うに振動モータが断続的に0N/0FFされなくても、
上記の複雑な振動が人に対してでこぼこした感覚を与
え、より確実に振動を感じやすくしたものである。
【0014】一例として、振動モータとしての扁平型の
振動モータ1は、固定子3と、この固定子3に回転自在
に装着され且つ異なる振動周波数を発生する2個の回転
子5A,5Bと、この回転子5A,5Bを密閉する円筒
形状のハウジングカバー7と、から構成されている。
【0015】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
A,5B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
ラシ15A1,15A2と、から構成されている。なお、
前記プレート9の周縁にはブラシ15A1に連結する+
端子17と、ブラシ15A2に連結する−端子19が設
けられている。
【0016】また、前記回転子5A,5Bは、図1に示
されているように上下に重なるようにして前記支持軸1
3に互いに独立して回転自在に支持されている。
【0017】前記回転子5A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21Aと、
この回転軸21Aの周方向の一部に偏心した状態で固定
された電機子23Aと、前記回転軸21Aの外周面に配
置され、周方向に4分割された整流子25A(コンミテ
ータ)とを備えて構成されている。この整流子25Aは
前記ブラシ15A1,15A2と共に第1電流路形成手段
を構成している。前記電機子23Aには、同軸巻回され
たコイル27Aと、このコイル27Aを一体的に支持す
る樹脂フレーム29Aと、から構成されている。
【0018】上記のコイル27Aに整流子25A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5Aの回転方向が決定される。
【0019】また、前記回転子5Bは、前記回転子5A
と同様に構成されており、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21Bと、この回
転軸21Bの周方向の一部に偏心した状態で固定された
電機子23Bと、前記回転軸21Bの外周面に配置さ
れ、周方向に4分割された整流子25B(コンミテー
タ)とを備えて構成されている。この整流子25Bは前
記ハウジングカバー7に備えた後述するブラシ15
1,15B2と共に第2電流路形成手段を構成してい
る。前記電機子23Bには、同軸巻回されたコイル27
Bと、このコイル27Bを一体的に支持する樹脂フレー
ム29Bと、から構成されている。
【0020】なお、上記の電機子23Bを4つの永久磁
石11により一層近づけるために、前記整流子25Bは
前記回転子5Aの整流子25Aと反対方向に延伸される
ように支持軸13に支持されている。
【0021】また、前記ハウジングカバー7の上壁面に
は、ハウジングカバー7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つのブラシ15
1,15B2が設けられており、前記ブラシ15B1
+端子17に連結され、前記ブラシ15B2は−端子1
7に連結されている。
【0022】したがって、上記のコイル27Bに整流子
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5Bの回転方向が決定され
る。
【0023】前記回転子5A,5Bの回転原理は同様で
あるので、回転子5Aについて説明し、回転子5Bの説
明は省略する。
【0024】コイル27Aは、図2に示されているよう
に結線される。各整流子25Aは相対向するもの同士が
接続される。2つのペアの整流子25Aは説明の便宜
上、25A1と25A2とすると、これらの一方のペアの
整流子25A1がコイル27Aの一端に接続されてお
り、他方のペアの整流子25A2がコイル27Aの他端
に接続されている。この各整流子25A1,25A2に対
して90度の空間位相差をもって配置されたブラシ15
1,15A2から電流が流れる。このブラシ15A 1
15A2は、回転子5Aの回転に伴って、上記の2つの
ペアの整流子25A1と25A2に順次接続される。な
お、回転子5Bの場合も、各整流子25Bは相対向する
もの同士が接続され、2つのペアの整流子25B1,2
5B2とされている。
【0025】これにより、回転子5Aが回転してブラシ
15A1,15A2の一方の例えばブラシ15A1が図2
に示されているように整流子25A2と接触したとき
は、電流が電源から+端子17→ブラシ15A1→整流
子25A2→コイル27A→整流子25A1→ブラシ15
2→−端子19→接地の経路で流れる。また、回転子
5Aが回転してブラシ15A1が整流子25A1と接触し
たときは、電流が電源から+端子17→ブラシ15A1
→整流子25A1→コイル27A→整流子25A2→ブラ
シ15A2→−端子19→接地の経路で上記の場合と逆
方向に流れる。つまり、コイル27Aは磁界の極性がN
極とS極に交互に変化することになる。
【0026】したがって、コイル27Aに発生する磁力
によるトルクが発生するためモータの起動が可能とな
る。しかし、上記の回転子5Aは1コイルのモータとし
て回転するので、通電されない無通電ポイントがあるた
めに起動できない場合がある。つまり、コイル27Aの
中心が1つの永久磁石11のちょうど中心直上に位置し
た場合に電流が流れたとき、起動トルクはコイル27A
へ流れる電流の切り替わりの位置となり0となる。この
点のみ回転方向が定まらないので、この回転方向の判定
つけを行うために、図1に示されているように鉄ピン3
1Aの磁性体が付帯されている。なお、同様の理由で、
回転子5Bのコイル27Bにも鉄ピン31Bの磁性体が
付帯されている。
【0027】以上のことから、偏心した回転子5A,5
Bが電機子23A,23Bとなっており、+端子17並
びにブラシ15A1、15B1と、−端子19並びにブラ
シ15A2、15B2にかけられた電圧により、偏心した
電機子23A,23Bがそれぞれ分銅の機能を持って互
いに独立して回転する。なお、電機子23Aのコイル2
7Aと電機子23Bのコイル27Bの巻数が異なること
により、それぞれに発生する磁力が異なるので各電機子
23A,23Bの回転速度が異なることになる。
【0028】このときの各回転子5A,5Bから発生す
る振動周波数は、各電機子23A,23Bが回転する速
度、すなわち回転子5A,5Bの回転数に比例するの
で、例えば回転子5Aは図3(A)に、回転子5Bは図
3(B)に示されているように、それぞれ連続的に周期
的な異なった振動周波数の振動が発生する。
【0029】人はこの振動波の振幅の最大値、すなわち
波のピーク位置で振動を体に感じることになる。振動モ
ータの回転子が1個である場合は振動モータの回転数が
一定となり振動周期が一定となるので、振動波のピーク
値の周期は一定となる。このような一定周期の振動波の
ピークでは、人は体感する振動が慢性化してしまうため
に感じにくくなってしまうのである。
【0030】しかし、この発明の実施の形態の振動発生
装置としての扁平型振動モータ1では、図1に示されて
いるように2個の回転子5A,5Bが異なった速度で同
時に連続して回転されることにより、異なった周期の振
動波のピークが同時に発生されるので、図3(A)、
(B)に示される2つの振動周波数が合成されて図3
(C)に示されているように複数の振動波のピークが入
り交じった状態で振動が起こる。この合成された振動波
のピークは非周期的な状態となるので、人は体感する振
動が慢性化することなく、常にでこぼことした振動を感
じることとなる。
【0031】したがって、従来のようにわざわざ0N/
0FFを発生する機能を機器に設置しなくても、2個以
上の回転子が連続的に回転されるだけで、人が感じやす
い振動が発生することになる。
【0032】なお、この発明の振動発生方法及び振動モ
ータは、携帯電話の振動着信機能、時計の振動でのアラ
ーム機能、PDA等に使われる振動機能、玩具等の振動
機能、医療機器に使われる振動で知らせる機能など、広
範囲に利用可能である。
【0033】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。この実施の形態では振
動モータとして扁平型の振動モータを例にとって説明し
たがその他の形態の振動モータであっても構わない。
【0034】
【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、振動モ
ータに連続的に電圧をかけても、でこぼこした複雑な振
動を発生できるので、機器に0N/0FFをさせるため
の回路等の機能を省略できる。
【0035】また、2種類以上の振動周波数により合成
される振動の中に異なった振動が複雑に混じるので、従
来のような振動モータを断続的に0N/0FFさせる機
能とは異なる変化に富む振動を発生できるので、人は十
分に振動を感じることができる。
【0036】請求項2の発明によれば、請求項1記載の
効果と同様であり、振動モータに連続的に電圧をかけて
も、でこぼこした複雑な振動を発生できるので、機器に
0N/0FFをさせるための回路等の機能を省略でき
る。
【0037】また、2種類以上の振動周波数により合成
される振動の中に異なった振動が複雑に混じるので、従
来のような振動モータを断続的に0N/0FFさせる機
能とは異なる変化に富む振動を発生できるので、人は十
分に振動を感じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係わる扁平型振動モー
タの分解斜視図である。
【図2】この発明の実施の形態に係わる扁平型振動モー
タの内部平面図である。
【図3】この扁平型振動モータの発生トルクと時間との
関係を示す図で、(A)は回転子Aの振動周波数の曲線
図で、(B)は回転子Bの振動周波数の曲線図で、
(C)は(A)と(B)の振動周波数を合成した振動周
波数の曲線図である。
【符号の説明】
1 扁平型の振動モータ(振動モータ) 3 固定子 5A,5B 回転子 7 ハウジングカバー 9 プレート 11 永久磁石 13 支持軸 15A1,15A2, ブラシ 15B1,15B2, ブラシ 17 +端子 19 −端子 21A,21B 回転軸 23A,23B 電機子 25A,25A1,25A2 整流子(回転子5Aの) 25B,25B1,25B2 整流子(回転子5Bの) 27A,27B コイル 29A,29B 樹脂フレーム 31A,31B 鉄ピン(磁性体)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体感する機器内に設けた1個の振動モー
    タ内に、異なる振動周波数を発生する2個以上の回転子
    を同時に連続して回転せしめることにより、2種類以上
    の振動周波数を合成せしめて複雑な振動周波数を発生す
    ることを特徴とする振動発生方法。
  2. 【請求項2】 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
    らなる固定子を設け、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べく2個以上の電
    機子が対応する2個以上の回転軸に固定されて互いに異
    なる振動周波数を発生する2個以上の回転子を設け、こ
    れらの各回転子の回転に伴って前記各電機子に極性が順
    次反転する電流を供給する電流路を各回転子毎に形成す
    る複数の整流子及び複数のブラシからなる電流路形成手
    段と、を備えてなることを特徴とする振動モータ。
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