JP2005007370A

JP2005007370A - 多機能ステップモータ

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Publication number: JP2005007370A
Application number: JP2003177527A
Authority: JP
Inventors: Norio Miyauchi; 則雄宮内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-23
Also published as: JP3830149B2

Abstract

【課題】スピーカー機能と振動機能を有する、スピーカー付振動ステップモータを提供することにある。
【解決手段】２極扁平ステップモータと、該２極の扁平ステータとギャップ部を介して磁気結合しディテントトルクによって静止する２極の永久磁石から成るロータと、該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルから構成されるステップモータに、２個のコアとコアギャップ部から成る、前記２極の永久磁石と磁気回路を形成するコア体１２０を前記永久磁石の上面部に設け、前記ギャップ部と該コアギャップ部に音声用に最適な構造のボイスコイル１５を配置し、振動板１５００を設けることによって、スピーカー機能を付与することを可能にすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多機能ステップモータに関し、詳しくは２極の扁平ステータと、２極の永久磁石から成るロータと、駆動コイルから成る多機能ステップモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電磁型の超小型スピーカーが携帯電話等の携帯電子機器の受話器あるいはメロディーの発生器において、音声を発生するためによく使われている。また、回転軸に偏心重りを取り付けた超小型ブラシ付直流モータが振動を発生するための主流となっている。一方、このような市場状況において、最近、部品点数を減らし、携帯電子機器の小型化や部品コストを削減するために、従来の電磁型の超小型スピーカーに振動機能を付加した振動機能付スピーカーなる多機能電子部品の提案が相次いでなられている。そこで、まず、多機能電子部品の従来の技術として前記振動アラーム機能付スピーカーを例にとって説明し、次に、本出願人発明の特許３２５８１２５号公報の単機能の振動ステップモータの従来の技術を説明する。
【０００３】
従来の振動機能付スピーカーは、例えば、特開２０００−３３４３７７号公報に開示されており、図７に従来の振動機能付スピーカーの断面図を示す。該従来の振動機能付スピーカー７０は、動電型スピーカー構造を有し、ハウジングを兼ねたヨーク７５と厚み方向に着磁された永久磁石７４とプレート７６から構成される磁気回路のギャップ部７５ａに配置され、ボビン７９上に巻き回された円筒形状のボイスコイル７３と、該ボビン７９が固定された振動体７１と、前記ヨーク７５に設けられ、前記ボイスコイル７３の気室７５ｄにつながる通気孔７５ｂと７５ｃを有しており、前記ボイスコイル７３に音声信号電圧を印加し、音声信号電流を供給することによって、ボイスコイル７３を駆動し、前記振動体７１を振動させることによって、音声を発生するスピーカーである。従来のスピーカーと異なる点は、前記振動体７１がヨーク７５に直接固定されるのではなく、ボビン７９に取り付けたダンパ７７を介してヨーク７５に固定されていることである。次に、振動を発生する方法を説明する。
【０００４】
つまり、前記ボイスコイル７３に音声信号電圧より低い周波数の振動信号電圧を印加し、振動信号電流を供給することによって、ボイスコイル７３は駆動され、該ボイスコイル７３のボビン７９上に設けられた円環状平坦部７８も駆動されて、ヨーク７５に固定されている衝突部７２に衝突し、振動機能付スピーカー７０は振動を発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の振動機能付スピーカー７０は、ボイスコイル７３を駆動する駆動力または振動力について原理的問題を有している。それは、以下に説明するようである。つまり、振動力は次の数１によって求められる。
【０００６】
【数１】

【０００７】
数１において、ボイスコイル７３の振動力Ｆは、該ボイスコイル７３のコイル素片Δｌに働く振動力ΔＦの該ボイスコイル７３の円周に沿った和で表され、コイル素片Δｌとこのコイル素片Δｌでのギャップ部７５ａの磁束密度Ｂのなす角は図７に示すように９０度で、磁束密度Ｂは該ボイスコイル７３の円周上で一定であるから、結局、前記ボイスコイル７３に働く振動力Ｆは、該ボイスコイル７３に供給される振動信号電流Ｉと前記ギャップ部７５ａのボイスコイル長ｌと該ギャップ部７５ａの磁束密度Ｂの積で表される。なお、数１で表される振動力は前記ボイスコイル７３を音声を発生させるために振動させ、振動機能付スピーカー７０をスピーカーとして動作させるために、該ボイスコイル７３に音声信号電圧を印加し、音声信号電流を供給する場合にも適用できる。
【０００８】
ここで、ボイスコイル７３の振動力Ｆを見積もってみる。振動信号電流Ｉとして、１００ｍＡ、ギャップ部７５ａのボイスコイル長ｌとして、２ｍ、ギャップ部７５ａの磁束密度Ｂとして、５０００Ｇ（Ｗｂ／ｍ^２）とすると、Ｆは、０．１Ｎ（約１０ｇｆ）と見積もられる。一方、携帯電話等に使われている、従来のブラシ付直流モータが発生する振動力、つまり、ロータ軸に取り付けた偏心重りに働く遠心力は、一般的に、５０〜１００ｇｆであり、見積もりにおいて、振動力Ｆはブラシ付直流モータの振動力に比べ小さすぎるが、また、実際においても、振動機能付スピーカーの振動は振動として感じにくいという問題があった。ところで、振動力Ｆをブラシ付直流モータ並みにするには、振動信号電流Ｉとして、５００ｍＡ〜１Ａが必要であると見積もられるが、これでは消費電流が大きすぎて、携帯電子機器では使えないという問題があった。
【０００９】
次に、振動機能のみを有する単機能の振動ステップモータの従来の技術について説明する。
【００１０】
図３に従来の振動ステップモータの平面図（ａ）とＣ−Ｃ断面図（ｂ）を示す。従来の振動ステップモータ３０は、扁平ステータ３１と該扁平ステータ３１とギャップ部３１ａを介して磁気結合し、ディテントトルクによって静止する永久磁石３２ａから成るロータ３２と該扁平ステータ３１に磁気結合する、コイル巻心３３ａに巻き回されたコイル３３ｂから成る駆動コイル３３から構成され、ロータ軸３２ｂには偏心重り３４が取り付けられており、該振動ステップモータ３０を高速に回転させることによって振動を発生させることができる。高速回転時の消費電流は２０ｍＡほどで、約１００ｇｆの振動力が発生するので、消費電流、振動力ともに実用上十分である。なお、該振動ステップモータ３０を高速回転させる駆動方法は本出願人発明の特許３２５８１２５公報に詳しく説明されているのでその説明は省略する。
【００１１】
次に、前記振動ステップモータ３０のディテントトルクの発生方法を説明する。該振動ステップモータ３０は、前記扁平ステータ３１のロータ３２に対向するロータ穴部３１０の略半円形状の段差部３１ｂと３１ｃをお互いに該扁平ステータ３１のスリット部３１ｄと３１ｅ方向にずらせることにより、ディテントトルクを発生させ、図３の平面図（ａ）に示す、スリット部３１ｄと３１ｅ方向から約４５度の線分Ｍ３−Ｍ３方向に磁気安定点を有し、ロータ３２を永久磁石３２ａの磁極Ｎ、Ｓが線分Ｍ３―Ｍ３方向になるように静止させる。
【００１２】
同様に、図４に従来の他の振動ステップモータの平面図（ａ）とＤ−Ｄ断面図（ｂ）を示す。従来の他の振動ステップモータ４０では、ロータ３２に対向する扁平ステータ４１のロータ穴部４１０が図３に示す振動ステップモータ３０のロータ穴部３１０とだけ異なるので、ロータ穴部４１０のみを説明する。該ロータ穴部４１０は、図３に示す振動ステップモータ３０のロータ穴部３１０の略半円形状の段差部３１ｂと３１ｃに替わって、ノッチ４１ｂと４１ｃを有する真円形状をしており、振動ステップモータ４０は、振動ステップモータ３０の線分Ｍ３−Ｍ３方向とほぼ同方向の線分Ｍ４−Ｍ４方向に磁気安定点を有し、ロータ３２を永久磁石３２ａの磁極Ｎ、Ｓが線分Ｍ４―Ｍ４方向になるように静止させる。
【００１３】
本発明は、上記の従来の振動モータ機能付スピーカーの振動力と消費電流の問題を解決するために、前記振動ステップモータ構造にスピーカー機能を付与したスピーカー機能付振動ステップモータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を達成するために、本発明は以下の構成を有している。２極の扁平ステータと、該２極の扁平ステータとギャップ部を介して磁気結合しディテントトルクによって静止する２極の永久磁石から成るロータと、該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルから構成されるステップモータにおいて、該ステップモータは、２個のコアとコアギャップ部から成る、前記２極の永久磁石と磁気回路を形成するコア体を前記永久磁石の上面部に有し、前記ギャップ部と該コアギャップ部に配置されるボイスコイルと該ボイスコイルに固定される円板形状の振動板を有することにより、スピーカーとしての機能を有する。
【００１５】
【実施の形態】
以下、多機能ステップモータにおいて、スピーカー機能付振動ステップモータを例にとり、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１に本発明の第１のスピーカー機能付ステップモータの平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）を示す。本発明のスピーカー付振動ステップモータ１０は扁平ステータ１１と該扁平ステータ１１とギャップ部１１ａを介して磁気結合し、ディテントトルクによって静止する２極の永久磁石１２ａから成るロータ１２と前記扁平ステータ１１に磁気結合する２個の駆動コイル１３１、１３２とボイスコイル１５と前記永久磁石１２ａの上面部にスペースを介して配置された、２個のコア１２０ａ、１２０ｂから構成され、図５または図６で説明するコアギャップ１２１を有する、前記２極の永久磁石と磁気回路を形成するコア体１２０と円板形状の振動板１５００から構成されている。なお、図１（ａ）の平面図においては、図が煩雑で見にくくなるのをさけるために、図１（ｂ）の断面図に示すハウジング１９、ベース１９１と気密板１９２は省略してある。次に、各構成部品について詳細に説明する。
【００１７】
ロータ軸１２ｂには偏心重り１４が取り付けられており、扁平ステータ１１上には、スピーカー付振動ステップモータ１０を駆動するためのドライバＩＣ１８が実装されている回路基板１６が設けられ、該回路基板１６にはドライバＩＣ用の電源端子１６ａ、１６ｂとモータ起動と停止信号の入力端子であるＭＯＮ端子１７（電源端子１６ａ、１６ｂへの電源の投入時にステップモータを起動させるシステムにすることによって、ＭＯＮ端子１７を省くこともできる。）と図５で説明するボイスコイル１５のボイスコイル端子１５ａが接続されるボイスコイル接続端子１５ｂと１５ｃが設けられている。
【００１８】
駆動コイル１３１、１３２はそれぞれコイル巻心１３１ａ、１３２ａにコイル１３１ｂ、１３２ｂを巻き回すことによって作製されており、ロータ軸１２ｂを通りＡ−Ａ断面に垂直な面に対して対称な位置に配置されている。駆動コイルは１個でも可能であるが、２個の駆動コイル１３１と１３２に分割することによって、駆動コイル１３１と１３２は薄くなるので、スピーカー付振動ステップモータ１０を薄型化することができる。次に、本発明のスピーカー付振動ステップモータ１０の動作を説明する。
【００１９】
振動ステップモータとして動作させるために、該ステップモータを高速で回転させる（１分間当たりの回転１００００ｒｐｍ程度）には、本出願人発明の特許３２５８１２５公報に開示されている技術を使うことができ、ＭＯＮ端子１７に印加する電圧をＨレベルにすると、スピーカー付振動ステップモータ１０は起動して高速回転し、図３または図４に示す従来の振動ステップモータ３０または４０と同様に、高速回転時の消費電流は２０ｍＡほどで約１００ｇｆの振動力が発生できる。
【００２０】
次に、ＭＯＮ端子１７に印加する電圧をＬレベルにすると停止し、ロータ１２はディテントトルクにより、永久磁石１２ａの磁極Ｎ、Ｓの方向が線分Ｍ１−Ｍ１となるように静止する。該ロータ１２の静止時に、ボイスコイル接続端子１５ｂ、１５ｃに音声電圧を印加すると、ボイスコイル１５には音声電流が供給され、ボイスコイル１５は駆動され、振動板１５００は振動し、音声を発生して、本発明のスピーカー付振動ステップモータ１０はスピーカーとしても機能する。
【００２１】
図２に本発明の第２のスピーカー付振動ステップモータの平面図（ａ）とＢ−Ｂ断面図（ｂ）を示す。本発明のスピーカー付振動ステップ２０は、図１に示すスピーカー付振動ステップモータ１０と扁平ステータ２１の構造が異なるだけなので、扁平ステータ２１のみ説明する。ディテントトルクを発生するための扁平ステータ２１のロータ穴部２１０は２個のノッチ２１ｂ、２１ｃと２個の狭部２１ｄ、２１ｅを有している。本発明のスピーカー付振動ステップモータ２０は、図１に示すスピーカー付振動ステップモータ１０と同様にスピーカー機能と振動機能を有することができる。なお、図１（ａ）の平面図と同様に、図２（ａ）の平面図おいても、図が煩雑で見にくくなるのをさけるために、図２（ｂ）の断面図に示すハウジング１９、ベース１９１と気密板１９２は省略してある。
【００２２】
次に、ボイスコイルの構造について、詳しく説明する。図５は図１乃至図２に示したボイスコイル部５１ａと５２ａと平坦部５１ｂと５２ｂから構成される１個のボイスコイル１５と、永久磁石１２ａと、２個のコア１２０ａと１２０ｂによって形成されるコアギャップ１２１に、該平坦部５１ｂと５２ｂが配置されたコア体１２０（なお、図１あるいは図２おいて図示されている、コア体１２０をマウントするベース１９１のコアマウント部１２１は図が煩雑で見にくくなるのをさけるために省略してある。）の拡大斜視図（図１あるいは図２において、振動板１５０側から見た斜視図である。）であり、２個のボイスコイル端子１５ａを有し、ボイスコイル部５１ａのコイル端１５ｂと１５ｄの中間点１５ｃとボイスコイル部５２ａのコイル端１５ｅと１５ｇの中間点１５ｆを結ぶ線分Ｌ１−Ｌ１が、前記ロータ１２がディテントトルクで静止した時の永久磁石１２ａのＮ、Ｓ磁極方向、つまり、Ｍ１−Ｍ１あるいはＭ２−Ｍ２方向に来るようにボイスコイル１５を振動板１５００に固定し、さらに、前記永久磁石１２ａの上面部にスペースを介して、それぞれの中心を結ぶ線分Ｎ１−Ｎ１が、前記ロータ１２がディテントトルクで静止した時の永久磁石１２ａのＮ、Ｓ磁極方向、つまり、Ｍ１−Ｍ１あるいはＭ２−Ｍ２方向に来るように、コア体１２０の２個のコア１２０ａとコア１２０ｂを前記コアマウント部１２１に配置することによって、ボイスコイル１５に最大の駆動力を与えることができる。
【００２３】
ここで、ボイスコイル端子１５ａに音声信号電圧が印加されたときの、ボイスコイル１５に働く駆動力を説明する。ボイスコイル部５１ａのコイル素片Δｌには、図５では時計方向の音声信号電流Ｉが流れ、各のコイル素片Δｌ１の磁束密度Ｂとボイスコイル部５１ａのコイル素片Δｌ１とは角度θをなすから、ボイスコイル部５１ａに働く駆動力Ｆ１は、該ボイスコイル部５１ａの各のコイル素片Δｌ１に働く駆動力ΔＦ１の和として、数２に示すように表される。
【００２４】
【数２】

【００２５】
ここで、ｌ１はボイスコイル部５１ａのボイスコイル長で、ｎ１はボイスコイル部５１ａのコイル素片Δｌ１の個数である。
【００２６】
同様に、前記ボイスコイル部５１ａのコイル素片Δｌ１に対応する、ロータ軸１２ｂに関して１８０度の位置のボイスコイル部５２ａのコイル素片Δｌ２には、図５ではボイスコイル部５１ａとは逆方向である反時計方向の音声信号電流Ｉが流れ、各のコイル素片Δｌ２の磁束密度Ｂとボイスコイル部５２ａのコイル素片Δｌとは同様に角度θをなすから、ボイスコイル部５２ａに働く駆動力Ｆ２は、該ボイスコイル部５２ａの各のコイル素片Δｌ２に働き、前記ボイスコイル部５１ａの電流素片Δｌ１に働く前記駆動力ΔＦ１と同方向となる駆動力ΔＦ２の和として、数２と同様に、数３に示すように表される。
【００２７】
【数３】

【００２８】
ここで、ｌ２はボイスコイル部５２ａのボイスコイル長で、ｎ２はボイスコイル部５２ａのコイル素片Δｌ２の個数である。
【００２９】
さらに、ボイスコイル１５の平坦部５１ｂは、コア１２０ａとコア１２０ｂによって形成され、前記永久磁石１２ａからコア体１２０を通って還流する磁束がほぼ一様に漏洩するコアギャップ１２１に配置されているので、該平坦部５１ｂに働く駆動力Ｆ３は、該平坦部５１ｂの電流素片Δｌ３に働く駆動力ΔＦ３の和として数４に示すように表される。
【００３０】
【数４】

【００３１】
ここで、ｌ３は平坦部５１ｂのボイスコイル長で、ｎ３は平坦部５１ｂのコイル素片Δｌ３の個数である。
【００３２】
同様に、ボイスコイル１５の平坦部５２ｂは、コア１２０ａとコア１２０ｂによって形成され、前記永久磁石１２ａからコア体１２０を通って還流する磁束がほぼ一様に漏洩するコアギャップ１２１に配置されているので、該平坦部５２ｂに働く駆動力Ｆ４は、該平坦部５２ｂの電流素片Δｌ４に働く駆動力ΔＦ４の和として数５に示すように表される。
【００３３】
【数５】

【００３４】
ここで、ｌ４は平坦部５２ｂのボイスコイル長で、ｎ４は平坦部５２ｂのコイル素片Δｌ４の個数である。
【００３５】
よって、ボイスコイル１５に働く駆動力Ｆ０は、ボイスコイル部５１ａとボイスコイル部５２ａと平坦部５１ｂと５２ｂに働く駆動力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の和となり、数６のように表される。
【００３６】
【数６】

【００３７】
ここで、ボイスコイル１５のコイル素片Δｌ１、Δｌ２、Δｌ３、Δｌ４のそれぞれの和を、磁束密度Ｂがほぼ一定で、θが約９０度でｓｉｎθが約１となる、ボイスコイル部５１ａと５２ａの円周の角度範囲と平坦部５１ｂと５２ｂでとると、ボイスコイル１５に働く駆動力Ｆ０は数７で近似される。
【００３８】
【数７】

【００３９】
ボイスコイル部５１ａと５２ａの円周の角度範囲はそれぞれ１３０度ほどになり、全周では、約２６０度なるので、本発明のスピーカー付振動ステップモータ１０あるいは２０のボイスコイル１５に働く駆動力は、従来の振動モータ付スピーカー７０のボイスコイル７３に働く駆動力に比べ、２６０度／３６０度の比率に相当して約３０％ほど小さくなると見積もられるが、平坦部５１ｂと５２ｂに働く駆動力により約３０％ほど補うことによって、従来の振動モータ付スピーカー７０のボイスコイル７３に働く駆動力と同等の駆動力を出せる。
【００４０】
図６に示すボイスコイル１５０は図５に示すボイスコイル１５に換わって、端部１５１ｂと１５１ｄとその中間点１５１ｃを有するコイル１５１と端部１５２ｂと１５２ｄとその中間点１５２ｃを有するコイル１５２で構成されるボイスコイルであり、コイル１５１の中間点１５１ｃとコイル１５２の中間点１５２ｃを結ぶ線分Ｌ２−Ｌ２が、前記ロータ１２がディテントトルクで静止した時の永久磁石１２ａのＮ、Ｓ磁極方向、つまり、Ｍ１−Ｍ１あるいはＭ２−Ｍ２方向に来るように、ボイスコイル１５０を振動板１５００に固定し、さらに、それぞれの中心を結ぶ線分Ｎ１−Ｎ１が、前記ロータ１２がディテントトルクで静止した時の永久磁石１２ａのＮ、Ｓ磁極方向、つまり、Ｍ１−Ｍ１あるいはＭ２−Ｍ２方向に来るように、コア体１２０の２個のコア１２０ａとコア１２０ｂを、前記永久磁石１２ａの上面部にスペースを介して前記コアマウント部１２１に配置することによって、ボイスコイル１５に最大の駆動力を与えることができる。
【００４１】
図１あるいは図２に示すスピーカー付振動ステップモータ１０あるいは２０を構成する前記ボイスコイル１５をボイスコイル１５０に換え、該ボイスコイル１５０に音声信号電圧を印加した時に、ボイスコイル部６１ａとボイスコイル６２ａに流れる音声信号電流がＩで、お互いに逆方向に流れるように、該ボイスコイル１５０を構成する２個のコイル１５１、１５２を、外部回路（図示せず）によって直列に接続すると、例えば、携帯電話の受話器用のスピーカーを構成できる（ただし、前記回路基板１６上のボイスコイル端子１５ａ用のボイスコイル接続端子１５ｂ、１５ｃは、コイル端子１５１ａ，１５２ａ用の接続端子（図示せず）に変更する必要がある。）
【００４２】
同様に、前記ボイスコイル１５０に音声信号電圧を印加した時に、ボイスコイル部６１ａとボイスコイル６２ａに流れる音声信号電流がＩで、お互いに逆方向に流れるように、該ボイスコイル１５０を構成する２個のコイル１５１、１５２の接続を、外部回路によって並列に切り換えれば、該ボイスコイル１５０の直流抵抗値を該２個のコイル１５１、１５２の直列接続の場合にくらべて１／４にでき、音声を発生するための電力がより必要となる、メロディーの発生器用のスピーカーを構成できることが可能である。
【００４３】
前記ボイスコイル１５０を構成する２個のコイル１５１、１５２の接続が直列あるいは並列に関わらず、図６に示すように、ボイスコイル部６１ａのコイル素片Δｌ１では時計方向に音声信号電流Ｉが、一方、ボイスコイル部６２ａのコイル素片Δｌ２では、反時計方向に音声信号電流Ｉが流れるように、音声信号電圧をボイスコイル１５０に印加すると、ボイスコイル部６１ａと６２ａに働く駆動力は、それぞれボイスコイル１５の駆動力の式である、数２と数３で表せ、また、平坦部６１ｂと６２ｂに働く駆動力は数４と数５で表せ、ボイスコイル１５０に働く駆動力を、図５に示すボイスコイル１５の数６で表せることができる。
【００４４】
図５あるいは図６に示すボイスコイル１５あるいは１５０は、音声信号電圧を印加し、音声信号電流を供給することによってそれぞれの１組のボイスコイル部５１ａと平坦部５１ｂと、もう１組のボイスコイル部５２ａと平坦部５２ｂあるいは１組のボイスコイル部６１ａと平坦部６１ｂと、もう１組のボイスコイル部６２ａと平坦部６２ｂに働く駆動力が同一の大きさと方向になるように駆動することによって、図７に示す、円周方向に沿う各電流素片Δｌに働く駆動力をすべて等しくできるボイスコイル７３と同等に駆動できることになり、該ボイスコイル７３と同等のレベルの音声を発生できる。これを達成するためには、前記数５から、それぞれのボイスコイル部と平坦部に供給される音声信号電流が同一で、それぞれのボイスコイル部のボイスコイル長ｌ１とｌ２を等しく、また、平坦部のボイスコイル長ｌ３とｌ４を等しくすればよいことが分かる。
【００４５】
図１あるいは図２に示す、ボイスコイル１５の気室１５３あるいは１５４は、駆動コイル１３１と１３２の振動板１５００側をステータ１１あるいは２１と重ねて配置された円板形状のベース１９１によって密閉し、ボイスコイル１５に対して振動板１５００と反対側を気密板１９２で密閉することによって設けられ、ボイスコイル１５の振動時の通気はハウジング１９に設けられた複数の通気孔１９ａを通して行われる。
【００４６】
前記スピーカー付振動ステップモータ１０または２０のロータ軸１２ｂはハウジング１９と前記気密板１９２に設けられたロータ軸受１２ｃと１２ｄで受けられている。
【００４７】
図８に示す本発明の第３のスピーカー付振動ステップモータの平面図（ａ）とＥ−Ｅ断面図（ｂ）において、スピーカー付振動ステップモータ８０は、図１の本発明の第１のスピーカー付振動ステップモータ１０と異なり、ロータ軸８１ｂをハウジング８１のロータ軸受８１ｃでのみ受け、ロータ軸止メリング８１ｄでハウジング８１のロータ軸受８１ｃに止めている。その他の構造は前記スピーカー付振動ステップモータ１０と同様であり、説明を省略する。
【００４８】
なお、本発明のスピーカー付振動ステップモータ１０、２０あるいは８０が搭載された携帯機器をいろいろな姿勢で使う時にロータ軸１２ａあるいは８１ｂにかかる偏心重りの重力モーメントが最大になる場合、あるいは、携帯機器が外部から振られる場合があるが、スピーカー付振動ステップモータ１０、２０あるいは８０は、そのディテントトルクによってロータ１２あるいは８１の通常の静止角度位置からのずれを数度以内に保てるので、ボイスコイル１５に働く駆動力の変動をわずかに抑えることができ、受話器あるいはメロディーの発生器の発生する音声の劣化を引き起こさない。
【００４９】
以上の説明からわかるように、本発明は、音声用に最適な構造のボイスコイル１５と該ボイスコイルに駆動力を与えるためにコア体１２０を最適な位置に設けることによって、所定の位置に静止可能な２極の永久磁石１２ａと扁平ステータ１１あるいは２１をスピーカーと振動ステップモータの構成部品として共用可能にし、スピーカー付振動ステップモータ１０，２０あるいは８０を実現するものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上の詳細な説明により示されたように、本発明のスピーカー付振動ステップモータは、携帯電話等の携帯電子機器に使われている音声用のスピーカーと同程度の性能のスピーカー機能と振動用のブラシ付直流モータと同程度の性能の振動機能を１個のスピーカー機能付ステップモータで実現できるので、特に、小型で低コストの携帯電子機器を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１のスピーカー機能付振動ステップモータの実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の第２のスピーカー機能付振動ステップモータの実施例の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図３】従来の振動ステップモータの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】従来の他の振動ステップモータの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】本発明のボイスコイルの斜視図である。
【図６】本発明の他のボイスコイルの斜視図である。
【図７】従来の振動機能付スピーカーの断面図である。
【図８】本発明の第３のスピーカー機能付振動ステップモータの実施例の平面図（ａ）と（ｂ）断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、８０スピーカー付振動ステップモータ
３０、４０振動ステップモータ
１１、２１、３１、４１扁平ステータ
１２、３２、８１ロータ
１２ａ、３２ａ永久磁石
１３１、１３２、３３駆動コイル
１４、３４、８４偏心重り
１５、１５０ボイスコイル
５１ａ、５２ａ、６１ａ、６２ａボイスコイル部
５１ｂ、５２ｂ、６１ｂ、６２ｂ平坦部
１６回路基板
１７ＭＯＮ端子
１８ドライバＩＣ
１９、８１ハウジング
１９ａ、８１ａ通気孔
１２０コア体
１２０ａ、１２０ｂコア
１９１ベース
１９２、８９２気密板
１５００振動板

Claims

２極の扁平ステータと、該２極の扁平ステータとギャップ部を介して磁気結合しディテントトルクによって静止する２極の永久磁石から成るロータと、該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルから構成されるステップモータにおいて、該ステップモータは、２個のコアとコアギャップ部から成る、前記２極の永久磁石と磁気回路を形成するコア体を前記永久磁石の上面部に有し、前記ギャップ部と該コアギャップ部に配置されるボイスコイルと該ボイスコイルが固定される円板形状の振動板を有することにより、スピーカーとしての機能を有することを特徴とする多機能ステップモータ。
前記ボイスコイルは、該ボイスコイルに印加される音声信号電圧によって音声信号電流が供給され駆動力が働く、前記ギャップ部に配置される２個のボイスコイル部と前記コアギャップ部に配置される２個の平坦部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の多機能ステップモータ。
前記ボイスコイルは、それぞれ１個のボイスコイル部と１個の平坦部から成る２個のコイルを直列あるいは並列に接続することによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の多機能ステップモータ。
前記ボイスコイルは、前記２個のボイスコイル部の中間点を結ぶ方向がディテントトルクによって静止するロータの永久磁石のＮ、Ｓ磁極方向に重なるように、円板形状の振動板に固定され、さらに、前記コア体を構成する前記２個のコアは、該２個のコアの中心を結ぶ方向が前記永久磁石のＮ、Ｓ磁極方向に重なるように配置されていることを特徴とする請求項２乃至３に記載の多機能ステップモータ。
前記ボイスコイルに印加される音声信号電圧によって音声信号電流が供給されることによって前記２組のボイスコイル部と平坦部に働く駆動力がお互いに同一の大きさと方向になるように前記ボイスコイルは駆動されることを特徴とする請求項２乃至４に記載の多機能ステップモータ。
前記ボイスコイルの気室を設けるために該ボイスコイルに対し前記振動板と反対側は気密板で密閉され、前記駆動コイルの振動板側は扁平ステータに重ねて配置された円板形状のベースによって密閉されていることを特徴とする請求項１に記載の多機能ステップモータ。
前記ステップモータの前記ロータ軸はハウジングと前記気密板にそれぞれ設けられたロータ軸受で受けられていることを特徴とする請求項１乃至６に記載の多機能ステップモータ。
前記ステップモータは、前記ロータ軸に偏心重りを有し、振動ステップモータとしても機能することを特徴とする請求項１に記載の多機能ステップモータ。