JP2006014502A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化を図れる振動モータを提供する。
【解決手段】振動モータ１は、マグネット１１とロータ３０とが、ケースＣ内に収容されて構成されている。マグネット１１は、ケースＣの一部をなすベース板１０に固定されており、ロータ３０は、マグネット１１上を回転可能に配置されている。このロータ３０には、ロータ３０の停止時にマグネット１１におけるＮ極とＳ極との境界上に位置し且つ磁性体からなる静止位置規制用分銅３５が設けられている。この静止位置規制用分銅３５によってロータ３０の停止時の位置が規制される。また、静止位置規制用分銅３５が設けられていることで、ケースＣの振動量が大きくなる。すなわち、静止位置規制用分銅３５は、ロータ３０の位置を規制する機能とケースＣの振動を大きくする機能とを備える。このように静止位置規制用分銅３５が２つの機能を兼ね備えているので、振動モータ１の構成が簡素化されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種携帯通信機器（例えば、携帯電話機）等に内蔵し、振動発生源として利用するための振動モータに関するものである。

携帯電話機には、着信を知らせるための振動の発生源として振動モータが内蔵されている。近年、この振動モータの小型化が図られており、扁平型のものが多く使われるようになってきている。このような扁平型の振動モータとしては、特許文献１及び特許文献２記載のものがある。これらの公報に記載の振動モータは、略円筒状のケースを有しており、そのケース内には、コイルを有する扁平なロータと、環状であってＮ極とＳ極とが交互に配置されたマグネットとが収容されている。このマグネットは、ケース内面に固定されており、ロータは、その底面がマグネットと対面すると共にマグネット上を回転可能に配置されている。また、ロータは、ケース内に偏心状態で配置されており、コイルに電流が流れてロータが回転すると、ケースが振動する。そして、このケースの振動を大きくするために、ロータは分銅を有している。
特開平１０―３３６９８３号公報 特開２００２―２８５６９号公報 特開平４−１６８９５０号公報 特開平６−２０５５６５号公報

ところで、振動モータが停止した時に、ロータがマグネットにおける１つの磁性上（例えば、Ｎ極上）に位置すると、次に振動モータを始動させようとしたときに、ロータの回転方向が定まらず振動モータがスムーズに始動しない場合がある。そこで、上記公報に記載の振動モータのロータには、ロータが１つの磁性上で止まらないように、ロータの停止時の位置を規制する磁性体ピンが設けられている。しかしながら、ロータに分銅とは別に磁性体ピンが設けられているので、振動モータの構造が複雑化するという問題がある。

そこで、本発明は、構造の簡素化が図れる振動モータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る振動モータは、ケースに固定されるマグネットと、マグネット上に回転可能に配置されるロータとを有し、ロータを回転させることによってケースを振動させる振動モータにおいて、ロータの停止時にマグネットにおけるＮ極とＳ極との境界上に位置し且つ磁性体からなる静止位置規制用分銅が、ロータに埋設されていることを特徴とする。

この振動モータでは、静止位置規制用分銅がロータに埋設されているので、この分銅によってロータの停止位置を決めることができる。そのため、ロータの停止位置を規制するための磁性体ピンを分銅とは別に設けなくてもよく、振動モータの構造が簡素化される。

また、本発明に係る振動モータの上記分銅は、タングステンと鉄との合金であることが好ましい。この場合、分銅は鉄を含むため磁性を有する。更に、この分銅は、タングステンを含むため分銅の比重がより大きくなり、ケースをより大きく振動させることができる。

本発明に係る振動モータによれば、振動モータの構造を簡素化することが可能である。

以下、図面を参照して、本発明に係る振動モータの好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとする。

図１は、本実施形態に係る振動モータの分解斜視図である。図２は、図１に示す振動モータの平面図である。なお、説明のために、カバーははずしている。図３は、図２に示す振動モータのIII-III線に沿った断面図である。図４は、図１に示す振動モータが有するロータの底面図である。

図１〜図３に示すように振動モータ１は、円板状をなす金属製ベース板１０と金属製の円筒状カバー２０とからなる略円筒形のケースＣを有し、このケースＣ内には、扁平のロータ３０が収容されている。また、振動モータ１は、直径約１５ｍｍ、高さ約３ｍｍと小型化が図られており、携帯電話などに内蔵され振動発生源として利用される。

ベース板１０上には、環状のマグネット１１が接着固定されている。このマグネット１１は、４つの領域に等分されており、ベース板１０の上面に対して略垂直な方向に着磁され、Ｎ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとが交互に配置されたものである。

また、ベース板１０の中央には、ロータ３０を回転可能に支持する支軸１２が配置されている。この支軸１２は、ベース板１０の中央に形成されたボス部１３に、例えば圧入されて固定されている。そして、ボス部１３を包囲するように、ベース板１０上には端子基板１４が配置されている。この端子基板１４は、絶縁基板１４ａ内に一対の端子１４ｂ，１４ｃが埋め込まれたものであり、図示しない外部の電源と接続するために、端子基板１４の一部は、ベース板１０の周壁１０ａに形成された切欠部１０ｂから外側に突出している。そして、この突出部分には、一対の端子１４ｂ，１４ｃの一端が基板１４ａから露出しており、外部の電源と電気的に接続される。また、一対の端子１４ｂ，１４ｃの他端は、ボス部１３の周囲に配置された一対のブラシ１５ａ，１５ｂの基端と半田Ｓによってそれぞれ接合されている。これにより、一対のブラシ１５ａ，１５ｂに外部の電源から電力を供給することができる。また、一対のブラシ１５ａ，１５ｂの自由端は、ロータ３０の整流子３１に対し確実に摺動接触させるために、端子基板１４側からロータ３０に向かって突出する。

ロータ３０は、樹脂からなる半円板形状のフレーム３２を有し、このフレーム３２には、コアレスコイル（以下、単にコイルという）３３が一体的に埋設されている。フレーム３２には、その回転中心となるべき略円筒状の軸受３４が埋設されている。ロータ３０は、その一部をなしている軸受３４を介して支軸１２に回転可能に支持されている。

なお、軸受３４は、ロータ３０とマグネット１１との間に空隙ができるように、フレーム３２の底面３２ａよりも下側（ベース板１０側）に向けて延びているので（図３参照）、ロータ３０は、マグネット１１に当たることなくスムーズに回転する。更に、ロータ３０が回転しやすいように、軸受３４とボス部１３との間にはスペーサ４１が設けられている（図１及び図３参照）。また、ロータ３０がケースＣ内に収容される際、支軸１２の軸線方向にロータ３０がガタつかないように、軸受３４の上部にはスペーサ４２（図１参照）が配置される。

更に、フレーム３２には、軸受３４の周囲において、環状の整流子３１（図３及び図４参照）が設けられている。この整流子３１は、４つの略扇状の整流子片３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが環状に配置されたものである。４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち互いに対向する整流子片３１ａ，３１ｃ同士は電気的に接続され、同様に整流子片３１ｂ，３１ｄ同士も電気的に接続されている。また、４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち隣り合う整流子片の一方にブラシ１５ａ，１５ｂのうちの一方が接触し、隣り合う整流子片の他方にブラシ１５ａ，１５ｂのうちの他方が接触する。更に、４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち隣り合う整流子片の一方はコイル３３の一端に電気的に接続され、他方は、コイル３３の他端に接続されている。そして、整流子３１と電気的に接続されたコイル３３は、略扇状であって、その開き角α（図４参照）は約９０度であると共に、整流子片３１ａに近接し、マグネット１１と対面するように配置されている。

上記構成により、端子１４ｂ，１４ｃ、一対のブラシ１５ａ，１５ｂ及び整流子３１を通してコイル３３に電流が流れると、マグネット１１と対面するコイル３３には、フレミングの左手の法則によってトルクが生じる。これにより、コイル３３と一緒にロータ３０が回転する。ロータ３０が回転した際に、コイル３３と対面するマグネット１１の磁性が変化するとコイル３３に働くトルクが逆転する。しかし、ロータ３０の回転に伴い各ブラシ１５ａ，１５ｂと接触する整流子片３１ａ〜３１ｄも順に変わるので、コイル３３に流れる電流の向きが逆転する。そのため、ロータ３０は一方向に回転する。

なお、４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち隣り合う整流子片間は、互いの整流子片がブラシ１５ａ，１５ｂを介して短絡しないように所定の幅離れて配置されている（図４参照）。そのため、ブラシ１５ａ，１５ｂがその中間部分に位置すると、コイル３３に電流が流れず、コイル３３にトルクが働かないいわゆるデッドポイントが生じるが、ロータ３０の回転の勢いでデッドポイントを通過するため、ロータ３０は連続して回転することが可能である。そして、ロータ３０はケースＣ内で偏心状態で配置されており、支軸１２を中心に回転し続けるので、ケースＣが振動する。

更に、ケースＣの振動をより大きくするために、ロータ３０には、静止位置規制用の分銅３５が埋設されている。この分銅３５は、略円柱状であって、フレーム３２を貫通し底面３５ａがマグネット１１と対面するように配置されている。分銅３５は、タングステンと鉄との合金からなる。このように、分銅３５は、比重の大きなタングステンを含んでいるので、ロータ３０が回転したときに、ケースＣの振動量をより大きくするために有効である。

また、分銅３５は、強磁性体としての鉄を含んでいるので、マグネット１１との間に磁気結合力が生じる。鉄を含有する分銅３５の磁界の強さは、ロータ３０の回転時には、その回転を妨げず、且つ、ロータ３０の停止時には、分銅３５がマグネット１１におけるＮ極１１ａ，１１ｃ及びＳ極１１ｂ，１１ｄのうち隣り合うＮ極とＳ極との境界上に位置する（図２参照）ように調整されている。すなわち、分銅３５は、振動発生源の他にロータ３０の停止時の位置を規制するためにも利用される。なお、分銅３５の磁界の強さは、分銅３５の大きさ及び形状に依存するが、鉄とタングステンとの混合比によって調整されており、分銅３５には、必要に応じてその他の材料が含まれていてもよい。

また、図２に示すように、分銅３５は、コイル３３と次のような位置関係を有するようにフレーム３２に埋設されている。すなわち、ロータ３０を上側（カバー２０側）から見た場合に、軸受３４の中心とコイル３３の中心とを通る線Ｌ１と、軸受３４の中心と分銅３５の中心とを通る線Ｌ２とのなす角βが約１１２．５度（９０度＋２２．５度）となるように、分銅３５は、フレーム３２に配置されている。

マグネット１１が４極からなる場合、機械的な角度での２２．５度は、電気角での４５度に相当する。したがって、ロータ３０は、デッドポイントでは停止せずに、分銅３５とマグネット１１との間に生じる磁気結合力によって分銅３５がＮ極とＳ極との間に位置する所まで引き寄せられて停止する。

このように、ロータ３０の停止（静止）時には、デッドポイントからずれてロータ３０が停止するので、始動時にコイル３３に電流が供給されると、確実に振動モータ１を振動させることができる。そのため、振動モータ１がロータ３０の停止位置に応じて振動を開始したり開始しなかったりする場合がなく、振動モータ１の動作が安定する。

また、上記のように、分銅３５は、停止（静止）時におけるロータ３０の位置を規制する機能と、ケースＣの振動を増大させる機能とを有しているので、従来のようにロータの位置を規制するための磁性体ピンを分銅とは別にロータに設ける場合に比べて、ロータ３０の構造が簡素化されている。

振動モータ１は、携帯電話機などに内蔵されて利用されるため小型化が望まれている。そして、上記のように構造が簡素化されることによって、ロータ３０が小型化しても、分銅３５の形状、大きさ及び材質の選択によって、振動モータ１の振動量を容易に調整できる。また、部品数も減少させることができているので、製造しやすく、製造コストの低減も図られる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。静止位置規制用の分銅３５の形状は、必ずしも略円柱状に限らない。例えば、略直方体状のものであってもよい。

また、コイル３３に対して分銅３５は、１１２．５度ずらして配置しているが、分銅３５の位置はこれに限定されない。例えば、マグネット１１の極数が４極の場合は、９０度の倍数に２２．５度を加えたものでもよい。また、マグネット１１の極数に応じてコイル３３に対する分銅３５の角度は変更されるのは言うまでもなく、コイル３３に対する分銅３５の位置は、始動時にコイル３３にトルクが生じる位置になるようになっていればよい。

更に、マグネット１１は、一体成形によって環状に作り出されているが、Ｎ極、Ｓ極に着磁した扇形のマグネットを複数個環状に配置したものでもよい。また、分銅３５は、鉄とタングステンとの合金からなるとしているが、ロータ３０の位置を規制できるような磁界の強さを有し、且つ、ケースＣの振動を増大可能なように比重が大きくできれば、他の材質からなっていてもよい。

本発明に係る振動モータの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示された振動モータの平面図である。 図２に示された振動モータのIII-III線に沿った断面図である。 図１に示された振動モータの一部をなすロータの底面図である。

符号の説明

１…振動モータ、１０…ベース板、１１…マグネット、１１ａ，１１ｃ…Ｎ極、１１ｂ，１１ｄ…Ｓ極、１２…支軸、１３…ボス部、１４…端子基板、１５ａ，１５ｂ…ブラシ、２０…カバー、３０…ロータ、３２…フレーム、３３…コイル、３４…軸受、３５…静止位置規制用分銅、Ｃ…ケース。

Claims (2)

1. ケースに固定されるマグネットと、前記マグネット上に回転可能に配置されるロータとを有し、前記ロータを回転させることによって前記ケースを振動させる振動モータにおいて、
   前記ロータの停止時に前記マグネットにおけるＮ極とＳ極との境界上に位置し且つ磁性体からなる静止位置規制用分銅が、前記ロータに埋設されていることを特徴とする振動モータ。
2. 前記分銅は、タングステンと鉄との合金であることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
   
   

Images