JP2005512483A - 偏平型無整流子振動モーター - Google Patents

Abstract

移動通信用端末機等の内部に設置されて振動信号を発生させる偏平型振動モーター(vibrationmotor)において、ブラシと整流子を持つブラシ型(brushtype)振動モーターに代えてブラシと整流子のない無整流子型(brushlesstype)とする。永久磁石からなる回転子の外周面一側に偏心手段を設置し、振動モーターの内部に一対以上のホール素子(hallsensor)を設置して振動モーターを起動及び運転させる。モーター制御器は、振動モーターの内部空間に設置するか又は外部に実装して使用する。固定子コイルの配置構造を改良して磁束損失を減らすと共に不起動点を発生させないことにより、振動モーターの起動不良及び運転不良を防止し、性能及び効率をより向上させた。

Description

本発明は、移動通信用端末機等の内部に設置されて振動信号を発生させる偏平型振動モーター(vibration motor)の改良に関する。詳細には、ブラシと整流子とを持つブラシ型(brush type)振動モーターに代えて、ブラシと整流子とを有しない無整流子型(ブラシレス；brushless type)振動モーターを使用したものである。永久磁石からなる回転子の外周面一側に偏心手段を設置し、振動モーターの内部に一対以上のホール素子(hall sensor)を設置して振動モーターを起動及び運転させる。また、モーター制御器は振動モーターの内部空間に設置するか又は外部に装着して使用する。そして、固定子コイルの配置構造を改良して磁束損失を減らすと共に不起動点を発生させないことにより、振動モーターの起動不良及び運転不良を防止し、性能及び効率を一層向上させたものである。

一般的に、携帯電話のような移動通信端末機の内部には、振動でもって着信機能を果たす振動モーターが用いられている。移動通信端末機の小型軽量化、低電力化により厚さと大きさを著しく減少させたコイン形(coin type)の偏平型振動モーターが多用されている。

偏平型振動モーターは、大きく分けて、固定部材の永久磁石と回転部材のロータとから構成され、電源(＋，−)とロータ間の電気的連結は、通常、ブラシと整流子により行われる。

初期には、前記振動モーターの出力軸に偏心板を設置したものが見られた他、三つの電機子コイルを相互に重畳しないように設置するとともに、全体的に平面が一側に偏心して構成された扇型回転子にて振動を起こしたものもあった。

前記扇型振動モーターは、複数個の電機子コイルを一方に偏って配置した偏心回転子と、偏心回転子の中心に設置される軸棒と、前記軸棒及びベアリングにて偏心回転子が自由に回転できるように支持する軸ベアリング及びケースと、ブラケットからなるハウジングと、前記ブラケットに設置されて偏心回転子に磁束を供給するドーナツ状の永久磁石と、永久磁石の内側にブラシベースを間に置いて配置されたブラシと、ブラシの先端がすべり接触できるように前記偏心回転子の一面に配置される整流子とから構成される。

前記振動モーターは、複数個の電機子コイルを一方に偏って配置した偏心回転子が回転をし、永久磁石が固定され、整流子とブラシを通じて駆動電源が供給される、いわゆるブラシモーターを使用いるものであることから、さまざまな問題点が発生した。
特開平５−１４６１３３ 特開平１−９１６４３ 特開平３−１０７３４７

即ち、振動モーターの直径が１０ｍｍ前後の小型なので、ブラシ及び整流子の構造が弱く耐久性に劣るために、寿命が短い。その上、ブラシと整流子の製造も難しいことから製造コストが上昇する。また、接点構造により発生するスパークとノイズが各種電子機器の動作に悪影響を及ぼす。このようなことは周知である。

移動通信端末機等に使用する既存の振動モーターもまた、例外なしに偏心分銅（ふんどう）子を持つブラシモーターを使用することから、前記のような問題点が現われている。しかし、その解決方法としては、単にノイズフィルター等を用いているだけというのが実情である。

なお、既存の振動モーターは回転子コイル間に空隙が多く発生し、漏洩した磁束量が比較的大きいために、振動モーターの効率が低下し、消費電力が増加して、結果的に移動通信端末機の使用時間を短縮させる問題点があった。

本発明は、移動通信用の端末機に使用されている既存の振動モーター(vibration motor)に代えて、ブラシと整流子のない偏平型無整流子(brushless type)振動モーターを提供することにその目的がある。

また、２個又は３個の界磁コイルが固定される振動モーターのステータ周辺に収納空間を確保した後に永久磁石の回転子の磁極と磁極位置を検出(感知)する一対以上のホール素子を設置して振動モーターの起動と運転(駆動)を可能にし、振動モーター制御器を前記収納空間に内臓するか、又は外部に装着して使用することに他の目的がある。

また、前記ホール素子は振動モーター制御用集積回路(ＩＣ)素子に一体型で単一化することにより全体回路を簡略化し、製造コストを節減することにさらに他の目的がある。

かつ、固定子コイルの配置構造を改良して磁束損失を減らすと共に界磁コイルを重ねて設置するか、又は界磁コイルの境界部分と軸棒の中心から外側に向かう仮想線が一致しないようにして不起動点を発生させないことにより、振動モーターの起動不良を防止し性能及び効率を著しく向上させることにさらに他の目的がある。

上記の目的を達成するために、軟性磁性体から構成される上・下ケースと、２極以上の永久磁石又はドーナツ型永久磁石からなる回転子と、永久磁石の裏面に接合される軟性磁性体と、回転磁界を発生させて永久磁石を回転させる固定子界磁コイルと、永久磁石がベアリングを介して周りに組み付けられる軸棒と、前記軸棒と界磁コイルが固定される絶縁ステータと、永久磁石の磁極と磁極位置を検出(感知)する一対以上のホール素子と、振動モーターの全体的な制御を担当するモーター制御器と、永久磁石の外周面一側に固定される偏心手段とから偏平型無整流子振動モーターを構成する。

絶縁ステータの一側に収納空間を形成した後に、左／右一対以上のホール素子を設置したり、ホール素子が接続されるモーター制御器を収納設置したり、モーター制御用の集積回路素子にワンチップ型に単一化される一対以上のホール素子を設置したりすることにより、回転子永久磁石の磁極(磁極変動)と磁極位置を検出(感知)及び制御する。

また、界磁コイルが軸棒の中心から外側に向かう仮想線と一致したり平行したりしないようにし、又は隣接する界磁コイルを相互重なるように設置して不起動点を発生させない。

また、永久磁石の外周面一側に接合する偏心手段に代えて、永久磁石を軸棒と偏心して設置することにより振動を起こし得る。

なお、振動モーター制御器は、ホール素子と、ホール素子から入力される信号を比較／出力するオペアンプと、モーターの起動及び運転を制御する制御部と、複数個のモータードライバと、前記モータードライバにそれぞれ接続される界磁コイルとから構成される。制御部は、ホール素子から入力される信号を整形する波形整形回路と、波形整形された信号に基づき界磁コイルの通電順番を設定するロジック回路と、ロジック回路からの通電タイミング信号及び出力デューティを設定するデューティ設定回路と、出力デューティ信号により界磁コイルの通電方向を決定／転換するスイッチング手段とから構成される。

本発明で提供する振動モーターは、ブラシと整流子が削除された偏平型無整流子(brushless type)振動モーター２であって、図１は主要部の外観斜視図であり、図２はその断面図である。

本発明の振動モーター２は、軟性磁性体から構成される上・下ケース４，６と、回転子である永久磁石８の裏面が接合されている軟性磁性体１０と、回転界磁を発生させて永久磁石８を回転させる固定子界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、軟性磁性体１０の中心軸穴に結合されている軸ベアリング１２と、前記軸ベアリング１２の中心穴に結合されている軸棒１４と、前記軸棒１４と界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３が固定されている絶縁ステータ１６と、永久磁石８の磁極と磁極位置を検出する一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２と、振動モーター２の全体的な制御を担当するモーター制御器１８と、振動モーター２及びモーター制御器１８に動作電源と外部制御信号を伝達する給電端子２０と、ホール素子Ｈ１，Ｈ２が単独で又はホール素子Ｈ１，Ｈ２とモーター制御器１８とが共に収納される収納空間２２と、永久磁石８の外周面に固定されている偏心手段２４とから構成される。

本発明において、ケース４，６と軟性磁性体１０は磁石を近付ければ磁化され、磁石が取り除かれれば磁力を失う性質を持った磁性体であり、ケース４，６は内部の部品を保護するととも磁気遮蔽(magnetic shield)の役割をも担う。未説明符号２６はワッシャーである。

上記において、２極以上の磁極(Ｎ極とＳ極)が交互に配置される永久磁石８は、ステータ８と向き合うように設けられており、モーター制御器１８による界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の磁界発生の順序によって回転方向が決まる。

軟性磁性体１０は、永久磁石８の磁界が永久磁石８の後方に漏れ出て失われるのと、界磁の攪乱とを防止する。

また、一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２が収納空間２２に設けられる。この際、図４のように収納空間２２に単独で設けられるか、又は図３のようにモーター制御器１８と共に設けられるか、又は図５のように振動モーター制御用の集積回路(ＩＣ)素子にワンチップ(one-chip)型に単一化されて設けられる。該一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２は、永久磁石８と向き合うように設けられ、永久磁石８の磁極変動や磁極位置を検出した後に、モーター制御器１８への入力を行う。

即ち、回転子の位置を検出してその信号をモーター制御器１８に入力する。

モーター制御器１８は、前記入力信号に基づいて、振動モーター２を起動する際に界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３に印加される電源供給の順序を決定して起動及び運転を行わせる。モーター制御器１８は、図３、図５のように収納空間２２にホール素子Ｈ１，Ｈ２と共に設ける方法にて振動モーター２に内蔵させるか、あるいは、図４のように振動モーター２の外部に位置させた後にホール素子Ｈ１，Ｈ２と電気的に連結することとなる。

回転子(ロータ)は、軸棒１４、軸ベアリング１２、永久磁石８、及び、永久磁石８の一側外周面に固定(接着)される偏心手段(分銅)２４から構成される。軸ベアリング１２については、ほとんどの場合、メタルベアリングを用いる。

前記界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、微細な直径を持つ導電性ワイヤ(エナメル線等)を一定の形態で巻線したものであり、コア(core)を用いたりコアを削除したりすることができ、上部の永久磁石８と対応するステータ１６に、少なくとも２個、望ましくは３個が設けられる。

また、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３と軸棒１４は、絶縁ステータ１６にインサートされて射出成形され、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の終端部は、端子２０を経てモーター制御器１８に接続される。

前記永久磁石の外周面に固定される偏心手段２４の設置角度(θ)は、１８０°以上の場合には振動力が減少し、２０°〜３０°未満の場合には振動モーターの効率が落ちて過負荷の要因となるので、本発明では図９のように１８０°より遥かに小さく２０°〜３０°よりは遥かに大きい角度である１００°前後の範囲で形成するのが望ましい。また、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の設置角度の和が１５０°を上回るようにして、永久磁石８が十分な磁界で円滑に回転できるようにする。

偏心手段２４の分銅は、通常、比重の大きい重量体である。回転子である永久磁石８の外周面に接合固定されるため、非磁性金属や非金属の重量体から構成することにより、永久磁石８の磁界に影響を及ぼさないようにする。

また、偏心手段２４を重量体にした理由は、振動を誘発するに十分な偏心量を得るためであり、勿論分銅を設けずに、永久磁石８を軸棒１４から偏心させて設ける構成も可能である。

本発明で回転子である永久磁石８を偏心させて設けて振動モーター２を構成する場合、別途の偏心手段(分銅)を削除することもできるので、小型化の趨勢に対応する小型の振動モーターを製造できる。

なお、偏心手段２４は、永久磁石８の外周面のいかなる場所にも固定でき、固定位置の設定が不要なため、容易に製造できるという長所がある。

本発明によるステータ１６は、偏って設置される界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３により一側に収納空間２２を形成している。この収納空間２２に、一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２又はホール素子Ｈ１，Ｈ２が結合されたモーター制御器１８を設置することができる。

本発明において、図３のように各界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３間の境界部が軸棒１４の中心から外側に向かう仮想線Ｏと一致するか平行である場合、不起動点が発生する可能性がある。そのため、図６及び図７のように、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３が軸棒１４の中心から外側に向かう仮想線Ｏと一致したり平行となったりすることがないようにしてステータ１６に配置する。これにより、不起動点が無くなり振動モーター８の起動不良が防止される。

また、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を設置する際、図８のように隣接した部分の界磁コイルＣ１，Ｃ２が上下に重なるように設置し、他の界磁コイルＣ２とその隣接するさらに他の界磁コイルＣ３も同様に上下に重なるように設置する。このようにして界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３間の平面的な境界部が無くなることにより、不起動点が発生せず、振動モーター８の起動不良が防止される上に、振動モーター８の効率が向上する。

図１０は、本発明の一実施例による振動モーター制御器１８の回路図である。ホール素子Ｈ１，Ｈ２と、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される信号を比較出力するオペアンプ（Operational Amplifier; 演算増幅器）ＯＰ１〜ＯＰ４と、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ４から入力される信号に基づき振動モーター２の起動と運転を制御する制御部と、制御部の出力を増幅する複数のモータードライバＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、モータードライバＤ１，Ｄ２，Ｄ３の出力側にそれぞれ連結される界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３とから構成される。

前記制御部は、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される信号を整形する波形整形回路(シュミット・トリガー回路)と、波形整形された信号に基づき界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の通電順番を設定するロジック回路と、ロジック回路からの通電タイミング信号及び出力デューティを設定するデューティ設定回路と、出力デューティ信号により界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の通電方向を決定／転換するスイッチング回路が内蔵される。

下記の表１は、回転子である永久磁石８の磁極数を６極に設定して示した、永久磁石８の磁極や磁極位置によるホールセンサーＨ１，Ｈ２の信号出力図である。

前記表１を例に挙げて振動モーター２の起動状態及び運転状態を説明するなら、次の通りである。

停止されている永久磁石８の位置によりホールセンサーＨ１の１番アドレスと他のホールセンサーＨ２の２番アドレスに‘Ｈ’信号(‘Ｈ’アクティブ)が出力されると、Ｃ１界磁コイルに電源が供給されて振動モーター２が起動及び運転される。ホールセンサーＨ１の０，１番アドレスと他のホールセンサーＨ２の２番アドレスに‘Ｈ'信号(‘Ｈ'アクティブ)が出力されると、Ｃ２界磁コイルに電源が供給されて振動モーター２が起動及び運転される。

前記例は一例に過ぎず、永久磁石８の極数やプログラムにより出力状態が変わるのは当然のことである。

一方、図１１は２個の界磁コイルＣ４，Ｃ５を絶縁ステータ１６の両側に配置させて本発明による振動モーター２ａが得られることを示したものであり、図１２はその断面図である。殆どの構成が３個の界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を用いた振動モーター２と同一視されるが、２個の界磁コイルＣ４，Ｃ５を用いることにより、界磁コイルＣ４，Ｃ５の配置位置が変わる。また、２個の界磁コイルＣ４，Ｃ５に制御電源を供給する回路と、回転子(永久磁石)を円滑に回転させるための制御タイミングとが違ってくる。

即ち、軟性磁性体から構成される上・下ケース４，６と、回転子である永久磁石８の裏面が接合されている軟性磁性体１０と、回転界磁を発生させて永久磁石８を回転させる固定子界磁コイルＣ４，Ｃ５と、軟性磁性体１０の中心軸穴に結合されている軸ベアリング１２と、前記軸ベアリング１２の中心穴に結合されている軸棒１４と、前記軸棒１４と界磁コイルＣ４，Ｃ５が固定されている絶縁ステータ１６と、永久磁石８の磁極と磁極位置を検出する一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２と、振動モーター２の全体的な制御を担うモーター制御器１８ａと、振動モーター２及びモーター制御器１８ａに動作電源と外部制御信号を伝達する給電端子２０と、ホール素子Ｈ１，Ｈ２単独で収納されるか、又はホール素子Ｈ１，Ｈ２とモーター制御器１８ａが共に収納される収納空間２２と、永久磁石８の外周面に固定される偏心手段２４とから構成される。

前記振動モーター２ａの円滑な動作のためには、絶縁ステータ１６の両側中央に界磁コイルＣ４，Ｃ５がそれぞれ位置するように配置してもよい。しかし、絶縁ステータ１６の一側に収納空間２２が位置するので、収納空間２２を避けて、やや上昇した位置の絶縁ステータ１６部分に位置することとなる。

前記界磁コイルＣ４，Ｃ５は、垂直中心線を基準として絶縁ステータ１６の両側に対称構造で設けられる。収納空間２２とホール素子Ｈ１，Ｈ２の位置を確保しながら振動モーター２ａの起動と運転に差し支えないように、一側の界磁コイルＣ４の配置角度(θ１)は９０°前後にすることが望ましく、界磁コイルＣ４と垂直中心線の角度(θ２)は１５°前後に形成することが望ましい。

上記において、２極以上の磁極(Ｎ極とＳ極)が交互に配置される永久磁石８は、ステータ１６と向き合うように設置され、モーター制御器１８ａによる界磁コイルＣ４，Ｃ５の磁界発生の順番(タイミング)により起動及び運転方向(回転方向)が決まる。

そして、一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２が、収納空間２２に単独で設置されるか、又はモーター制御器１８ａと共に、又は振動モーター２ ａ制御用の集積回路(ＩＣ)素子にワンチップ(one-chip)型に単一化又は一体化されて設置される。一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２は、永久磁石８と向き合うように設置され、永久磁石８の磁極変動や磁極位置(回転子位置)を検出した後にモーター制御器１８ａへの入力を行う。

図１３は、本発明による他の実施例で示した振動モーター２ａの制御回路ブロック図である。図１０に示した回路ブロック図とほぼ同じであるが、制御部の出力に接続される界磁コイルＣ４，Ｃ５が２個である。そのため、界磁コイルＣ４，Ｃ５のＮ，Ｓ磁極を交代で生成させなければならないことを勘案して、極性(＋)(−)変換機能を持つドライバＤ４，Ｄ５も、同じく２個で構成されている。また、前記ドライバＤ４，Ｄ５の出力側には界磁コイルＣ４，Ｃ５がそれぞれ接続される。

モーター制御器１８ａは、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される回転子の位置に基づき、振動モーター２ａが起動及び運転される際、界磁コイルＣ４，Ｃ５に印加される電源の極性(＋)(−)転換(変換)時期を決定して起動及び運転を行わせる。モーター制御器１８ａは、前述のように収納空間２２にホール素子Ｈ１，Ｈ２と共に設置する方法にて振動モーター２ａに内蔵させるか、それとも振動モーター２ａの外部に位置させた後にホール素子Ｈ１，Ｈ２と電気的に連結することが望ましい。

なお、制御部には、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される信号を整形する波形整形回路と、波形整形された信号に基づき界磁コイルＣ４，Ｃ５の通電順番及び電源極性(＋)(−)転換時期を決定及び転換するロジック回路と、スイッチング回路が内蔵される。

前記ドライバＤ４は、制御部の出力に接続された端子Ｄ，Ｅの出力状態に応じて、界磁コイルＣ４に供給する電源の極性(＋)(−)が変わり、界磁コイルＣ４の磁界も違ってくる。また、他のドライバＤ５も、制御部の出力に接続された端子Ｆ，Ｇの出力状態に応じて、界磁コイルＣ５に供給される電源の極性(＋)(−)が変わり、界磁コイルＣ５の磁界も違ってくる。

例えば、制御部の出力端子Ｄに‘Ｈ'信号(‘Ｈ'アクティブ)が出力され、制御部の出力端子Ｅに‘Ｌ'信号(‘Ｌ'アクティブ)が出力されると、ドライバＤ４の出力端子Ｄａに(＋)極性の電源が出力され、ドライバＤ４の他の出力端子Ｅａに(−)極性の電源が出力される。この状態の電源が出力される期間中には、界磁コイルＣ４にＳ極の磁界が発生する。

逆に、制御部の出力端子Ｄに‘Ｌ'信号が出力され、制御部の出力端子Ｅに‘Ｈ'信号が出力されると、ドライバＤ４の出力端子Ｄａに(−)極性の電源が出力され、ドライバＤ４の他の出力端子Ｅａに(＋)極性の電源が出力される。この状態の電源が出力される間には、界磁コイルＣ４にＮ極の磁界が発生する。

一方、制御部の出力端子Ｆに‘Ｈ'信号(‘Ｈ'アクティブ)が出力され、制御部の出力端子Ｇに‘Ｌ'(‘Ｌ'アクティブ)信号が出力されると、ドライバＤ５の出力端子Ｆａに(＋)極性の電源が出力され、ドライバＤ５の他の出力端子Ｆａに(−)極性の電源が出力される。この状態の電源が出力される間には、界磁コイルＣ５にＳ極の磁界が発生する。

逆に、制御部の出力端子Ｆに‘Ｌ'信号が出力され、制御部の出力端子Ｇに‘Ｈ'信号が出力されると、ドライバＤ５の出力端子Ｆａに(−)極性の電源が出力され、ドライバＤ５の他の出力端子Ｇａに(＋)極性の電源が出力され。この状態の電源が出力される間には界磁コイルＣ５にＮ極の磁界が発生する。

図１４は本発明の他の実施例による振動モーター２ａの起動及び運転のためのタイミングチャート図である。

即ち、ホール素子Ｈ１に入力される回転子の初期位置信号がＮ(Ｎ１)極であると、制御器１８ａにより界磁コイルＣ４に電源が供給されてＳ磁界が発生し引力が発生する。そのため、回転子が界磁コイルＣ４方向に回転し、回転子が６０°ほど回転した状態で、反対側の界磁コイルＣ５に電源が供給されてＮ磁界が発生し、引力により回転子のＳ磁極(Ｓ１)が近づく。この方法により起動が行われると、界磁コイルＣ４，Ｃ５間に発生する３０°の位相差により、磁界が引き続き切り替わるので、振動モーター２ａが起動し、かつ偏心回転が行われる。

前記他の実施例の場合には２個の界磁コイルＣ４，Ｃ５から構成されるので、固定子と制御回路を簡略化でき、製造コスト及び重量を減らすことができる。

本発明の例では、永久磁石８のＮ，Ｓ磁極を感知する手段として感磁性素子の一種であるホールセンサーを用いたが、ホールセンサーの他にもリードスイッチ、磁気抵抗素子、感温磁性素子、磁気ダイオード、磁気トランジスター、磁気サイリスタのような感磁性素子を使用することができ、その他にも光センサーやイメージセンサー又は近接センサー等をも使用できる。

前記光センサーやイメージセンサー又は近接センサーを用いる場合、これらのセンサーと対応する永久磁石の面に配置構造を持つ複数個の反射板や色度又は反射率差による配置構造を持つイメージ反射板か近接センサーが感知できる被近接感知手段を設置することが望ましい。

以上では、本発明を具体的な実施例に上げて説明してきたが、本発明の思想を外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは当業者にとって自明である。

本発明は、ブラシと整流子を持つブラシ型振動モーターの代わりにブラシと整流子のない無整流子型振動モーターを使用することにより、従来のブラシモーターが持つ欠点、即ち小型のブラシ及び整流子の耐久性弱化、寿命短縮、接点構造によるスパーク及びノイズの発生を防止し、製造が容易になる効果がある。

また、不起動点が無くなり振動モーターの起動不良が防止され、界磁コイルのより狭く平面的な境界部が削除されて漏洩した磁束量が大幅に減少することにより、振動モーターの消費電力が減少し効率が向上される。結果的に、移動通信端末機の使用時間が増加される効果がある。

また、２個の界磁コイルから構成される他の実施例の場合には固定子と制御回路が簡略化されて製造コストと重量を減らし得る効果がある。

また、モーター制御器は振動モーターの内部収納空間に設置できて空間活用度に優れており、モーター制御用の集積回路素子とホール素子をワンチップ化することにより、製造コストが下がり動作信頼度が向上する効果がある。

本発明による振動モーターの外観斜視図。 本発明による振動モーターの断面構成図。 本発明による振動モーターの平面図。 本発明による振動モーターの他の実施例による平面図（１）。 本発明による振動モーターの他の実施例による平面図（２）。 本発明による振動モーターの他の実施例による平面図（３）。 本発明による振動モーターの他の実施例による平面図（４）。 本発明による振動モーターの他の実施例による縦断面図。 本発明において、偏心手段が設置された永久磁石(回転子)の平面図。 本発明による振動モーターの制御器の回路ブロック図。 ２個の界磁コイルを使用した本発明による振動モーターの他の実施例の平面図。 本発明の図１１の断面構成図。 本発明の図１１に示した振動モーターの制御回路ブロック図。 本発明の図１２による制御回路ブロック図のタイミングチャート図。

符号の説明

２，２ａ：振動モーター
４，６：ケース
８：永久磁石
１０：軟性磁性体
１２：軸ベアリング
１４：軸棒
１６：絶縁ステータ
１８，１８ａ：振動モーター制御器
２０：給電端子
２２：収納空間
２４：偏心手段
Ｈ１，Ｈ２：ホール素子
Ｏ：仮想線
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５：界磁コイル
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５：界磁コイルドライバ
Ｄａ，Ｅａ，Ｆａ，Ｇａ：ドライバ出力端子

Claims (11)

1. 上・下ケースの内部にロータとステータと偏心手段とから構成される振動モーターにおいて、軸周りに備え付けられた２極以上の永久磁石８からなる回転子と、永久磁石８の裏面に接合される軟性磁性体１０と、回転磁界を発生させて永久磁石８を回転させる固定界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、軸棒１４と界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３が固定される絶縁ステータ１６と、永久磁石８の磁極と磁極位置を検出する一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２と、振動モーター２の全体的な制御を担うモーター制御器１８と、永久磁石８の外周面一側に固定される偏心手段２４とから構成されてなる偏平型無整流子振動モーター。
2. 絶縁ステータ１６の一側に収納空間２２を形成し、前記収納空間２２に一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２を設置してなる請求項１に記載の偏平型無整流子振動モーター。
3. 収納空間２２にホール素子Ｈ１，Ｈ２が接続されるモーター制御器１８を収納設置してなる請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
4. 集積回路(ＩＣ)素子に一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２をワンチップ型に単一化したモーター制御器を収納空間２２に設置してなる請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
5. 軸棒１４の中心から外側に向かう仮想線Ｏと、界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３の境界線とが一致または平行となるのを避けることで、不起動点の発生を防いだことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
6. 隣接する界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３を相互に重ねて設置することで不起動点の発生を防いだことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
7. 回転子である永久磁石８を軸棒１４から偏心して設置することにより振動させることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
8. モーター制御器１８は、永久磁石８の位置を検出するホール素子Ｈ１，Ｈ２と、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される信号を比較して出力するオペアンプＯＰ１〜ＯＰ４と、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ４から入力される信号に基づいてモーターの起動と運転を制御する制御部と、制御部の出力信号を増幅する複数のモータードライバＤ１〜Ｄ３と、ドライバＤ１〜Ｄ３にそれぞれ接続される界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３とから構成されてなる請求項１あるいは請求項２に記載の偏平型無整流子振動モーター。
9. 上・下ケースの内部にロータとステータと偏心手段とから構成される振動モーターにおいて、軸周りに備え付けられた２極以上の永久磁石８からなる回転子と、永久磁石８の裏面に接合される軟性磁性体１０と、回転磁界を発生させて永久磁石８を回転させる固定界磁コイルＣ４，Ｃ５と、軸棒１４と界磁コイルＣ４，Ｃ５が固定される絶縁ステータ１６と、永久磁石８の磁極と磁極位置を検出する一対以上のホール素子Ｈ１，Ｈ２と、振動モーター２ａの全体的な制御を担うモーター制御器１８ａと、永久磁石８の外周面一側に固定される偏心手段２４とから構成されてなる偏平型無整流子振動モーター。
10. モーター制御器１８ａは、永久磁石８の位置を検出するホール素子Ｈ１，Ｈ２と、ホール素子Ｈ１，Ｈ２から入力される信号を比較して出力するオペアンプＯＰ１〜ＯＰ４と、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ４から入力される信号に基づいて振動モーター２ａの起動と運転を制御する制御部と、制御部の出力信号に応じて界磁コイルＣ４，Ｃ５に供給される電源の極性(＋)(−)を転換するドライバＤ１，Ｄ３と、前記ドライバＤ１，Ｄ３にそれぞれ接続される界磁コイルＣ４，Ｃ５とから構成されてなる請求項９に記載の偏平型無整流子振動モーター。
11. 界磁コイルＣ４，Ｃ５は、垂直中心線を基準として絶縁ステータ１６の両側に対称構造で設置し、界磁コイルの配置角度(θ１)は９０°前後とし、界磁コイルと垂直中心線の角度(θ２)は１５°前後に形成したことを特徴とする請求項９に記載の偏平型無整流子振動モーター。
    

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