JP3167986B2 - フラットタイプ2相振動モータ - Google Patents
フラットタイプ2相振動モータInfo
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Description
り経済的な製作を提供しつつ、コイルに流れる鎖交磁束
量を増加させてトルクが増大させるようにするフラット
タイプ2相式振動モータに関するものである。
的に通信といい、こうした通信のための手段として主に
使用されている代表的なものが電話や郵便、ファクシミ
リである。
に値する発展をなしている分野が無線通信技術である。
段を必要としないために、いくら外振誤差があっても、
互いの直接的な通話や意思伝達を可能にするたいへん革
新的な技術分野であるといえる。
のが個人携帯通信装置であり、こうした個人携帯通信の
ための装備として主に使用されているのが携帯電話機又
はポケットベルである。
般の有線電話機を代替しつつ、最近では全世界的に使用
者が爆発的に増加しており、衛星を利用しながら、全世
界をひとつの通信領域圏に束ねることがきるようにな
り、まさに、通信革命を主導している。
達を文字のみでするために、携帯電話機に比べ、多少、
メッセージ伝達効率が落ちるが、装備の購入と維持費用
が相対的に低廉という利点があり、携帯電話機とともに
多くの使用量を維持している。
通信装置の装備が研究・開発されており、こうした通信
技術はコンピュータ分野とともに未来の先端産業として
注目を浴びている。
機能のなかのひとつが、音声又はメッセージを送った
り、受けたりする送受信機能であり、この他にも信号の
到着を知らせる着信機能である。
いるのはメロディやベルのような発音機能又は機器を振
動させる振動機能である。
るメロディやベル、又は振動を選択しておけば、着信
時、選択された機能が作動し、使用者は着信を感知する
ことができるのである。
は、まず、多くの人々が群がる公共の場で他人に騒音公
害の被害を与えないようにするための配慮、という意味
合いから提供されている。
の使用者が急増し、これに伴う騒音公害問題が社会問題
にまで発展しており、その弊害がたいへん深刻であるた
め、ついには、法的にまで制限する状況までなってい
る。
器内に別途に装着される振動モータによって振動するよ
うになるが、こうした振動モータの最も代表的なもの
が、図1に示す扁平型振動モータである。
ケース1が備えられ、下部ケース1の中央には、シャフ
ト1aが固定され、下部ケース1の上面には、下部基板
1bが付着され、下部基板1bの上面には中央の一定の
直径の部分が上下に貫通されて開口を形成し、N・S極
が交互に着磁された多極のマグネット2が付着され、マ
グネット2の貫通された中央の開口部には下端が下部基
板1bに付着され、上端にはマグネット2より高く位置
される2つのブラシ3が互いに異なる角度で備えられて
いる。
グ1cが結合され、ベアリング1cの外周面にはロータ
が設けられている。このロータは主として上部基板4
と、この上部基板4の上面に接合された複数個の巻線コ
イル5及び絶縁物6からなり、上部基板4は、特に円形
の平板を所定の角度で切断した扇形形状であり、ベアリ
ング1cには偏心支持される構造で結合されている。
cに支持される内側端部から等間隔に複数個のセグメン
トが形成された整流子7が付着され、整流子7のセグメ
ントには下部基板1bに一端が付着されたブラシ3の他
端部が接触されるように構成されている。
開放されるカップ形状の上部ケース8が結合され、下部
ケース1の上部に設けられる部品がカバーされるように
なるため、外部の干渉から内部を保護する。
bを介して入力される電源が一対のブラシ3を介して整
流子7に接続され、整流子7に入力される電流は、再び
上部基板4を介して巻線コイル5に伝達され、巻線コイ
ル5と下部ケース1とに付着させたマグネット2間の相
互作用によって電磁気力が発生し、シャフト1aを中心
にロータを偏心回転させて振動が発生されるようにす
る。
aを介して下部ケース1と上部ケース8とに伝達され、
ケースを通じて着信感知が可能になる。
すような3相駆動方式や、最近ではより構造を簡素化す
ることで、小型化を可能にする研究が多方面でなされて
おり、こうした研究の一環として提案されたものが単相
駆動モータと2相駆動モータである。
ルのみを形成し、このコイルと互いに対向するマグネッ
ト間の相互作用によってコイルが装着されている上部基
板4が偏心回動しつつ、振動が発生されるようにする。
こうした方式では、コイルがマグネットのあるひとつの
磁極の範囲内に位置するようになるとき、駆動力がゼロ
になり、トルクが発生しない不起動点を有するようにな
る。
提案されたのは、適切な位置に別途のコギング発生手段
が備えられるようにする技術である。しかし、モータ内
での空間的な制約と不起動点の正確な位置設定等に困難
を伴うため、現実に適用されることはほとんどない。
のコイルを3相から2相に減らす方式から出発し、種々
の提案がされている。こうした2相駆動方式として、最
近に知られた技術のなかのひとつが、図3に示される特
開平9−9596号公報に記載されている技術である。
術の最大の特徴は、第1,第2のu相電機子コイル5
a,5bと第1,2のv相電機子コイル5c,5dが互
いに電気角で2πの位相になるよう配置し、各u相電機
子コイル5a,5bと各v相電機子コイル5c,5d間
には互いに電気角がπ/2の位相で配置されるようにし
て、合計が4つの電機子コイルが回転子に偏心配置され
るようにしている点である。
電機子コイル5cは、π/2の位相角度を有し、軸方向
に互いに重なるように形成され、第2のu相電機子コイ
ル5bと第2のv相電機子コイル5dもπ/2の位相角
度を有し、軸方向に互いに重なるように形成され、同じ
位相を有するコイル同士は、電気角で2πの位相を有す
る構成である。
準にしたとき、順次的に第1のu相電機子コイル5aか
ら電気角でπ/2の角度には第1のv相電機子コイル5
cが配設され、この第1のv相電機子コイル5cから電
気角で3π/2の角度には、第2のu相電機子コイル5
bが配設され、第2のu相電機子コイル5bから電気角
でπ/2の角度には第2のv相電機子コイル5dが配設
される構成である。
に配設される第1のu相電機子コイル5aと第1のv相
電機子コイル5c、そして、第2のu相電機子コイル5
bと第2のv相電機子コイル5dは、互いに一部が重な
りつつ、上部には第1のv相電機子コイル5cと第2の
u相電機子コイル5bが位置し、下部には第1のu相電
機子コイル5aと第2のv相電機子コイル5dが位置さ
れるようにする。
2のv相電機子コイル5dは、互いに電気角で5π/2
の角度で位相差を有するようになり、これを機械角でみ
ると、150°になる。
の重なる構造が上部には第1,第2のu相電機子コイル
5a,5bが位置されるようし、下部には第1,第2の
v相電機子コイル5c,5dが位置されるようにする構
成も可能である。
ント数及びブラシの角度は、3相駆動モータと同一であ
るため、ほとんどの3相駆動モータがマグネットを6極
にし、整流子のセグメント又は磁極数と同一数として6
個になるようにし、ブラシは電気角でπとして形成され
るため、機械角では60°の角度幅を有するようにす
る。
個の電機子コイルが互いに上下に一部重なるようにし、
こうした一対の電機子コイルが両側に互いに対応するよ
うに形成され、特に、上部に備えられる電機子コイル間
は、電気角で3π/2の間隔で離隔され、4個のコイル
が配置されていることで、結局、モータは、2相に駆動
させる特性を有するようにする。
術の構造は、3相駆動モータで単純に一相のコイルを省
略し、u相電機子コイルとv相電機子コイルのみで構成
されるようにしつつ、これらu相電機子コイルとv相電
機子コイルは、電気角でπ/2の位相差を有し、同一の
位相を有する電機子コイル間は、電気角で2πの間隔に
離隔されるようにする構成であるため、互いに異なる位
相を有する電機子コイル間は、互いに一部が重なる積層
構造としての形成が不可避である。
イルのみを省略するようになる構成の特性上、駆動トル
クが低下するほかなく、モータに装着されるコイルの装
着空間には限界があるため、コイルの巻線数が小さくな
るだけでなく、コイルの形成作業にもたいへん難解な問
題が生じる。
うになる時には一側のセグメントにブラシが衝突しつ
つ、はねる現象が発生し、騒音が誘発されもする。この
ため、ブラシの湾曲部の半径を大きくする構造も提案さ
れたが、そのようにするとブラシに加えられるテンショ
ンの低下を招き、同時に非通電区間が生じるという問題
が生じる。
数を多くすることを可能にし、コイルに流れる鎖交磁束
量が増加されることで、駆動トルクをより増大させるこ
とにある。
に遂行させることにある。
起動点と非通電区間とが取り除かれることで、安定した
駆動性を保障することにある。
めに、本発明は、下部基板に備えられるステータマグネ
ットの極数を少なくとも2n極以上になるようにし、上
部基板に接合される電機子コイルは、上部基板において
電気角でπ/2の位相差を有する構造で設置され、整流
子のセグメントと接触される一対のブラシはπの電気角
で離隔されるようにすることで、上部基板に接合される
電機子コイルの数を減少させながら、不起動点の発生又
は非通電区間が取り除かれることを可能にする。本発明
の特徴とする第1の構成のフラットタイプ2相振動モー
タは、結合して容器を形成する上部ケースおよび下部ケ
ースと、下部ケースの上面に付着されている下部基板
と、この下部基板の上部に設けられている4極のステー
タマグネットと、下部ケースと上部ケースとの間に支持
されるシャフトと、このシャフトに偏心して支持され、
回転可能に結合されている上部基板と、上部基板に取付
けられ各コイルのピッチが機械角で90°であり、2個
のコイル間の中心角が機械角で135°であり、両コイ
ル間は電気角でπ/2の位相差を有する2個の電機子コ
イルと、上部基板の前記シャフトが結合される中心部を
中心としてその周囲に取付けられ、8個のセグメントか
らなる整流子と、下端は下部基板に取付けられ、上端は
整流子のセグメントに接触されるように構成され、電気
角で90°の間隔を有して配置されている一対のブラシ
とを備えていることを特徴とする。本発明の特徴とする
第2の構成のフラットタイプ2相振動モータは、結合し
て容器を形成する上部ケースおよび下部ケースと、下部
ケースの上面に取付けられている下部基板と、この下部
基板の上部に設けられている4極のステータマグネット
と、下部ケースと上部ケースとの間に支持されるシャフ
トと、シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合さ
れている上部基板と、上部基板に配置されている第1、
第2、第3、第4の4個の電機子コイルと、上部基板の
シャフトが結合される中心部を中心としてその周囲に取
付けられ、8個のセグメントからなる整流子と、下端は
下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメントに接
触されるように電気角で90°の間隔をもって配置され
ている一対のブラシとを具備し、第1、第2、第3、第
4の4個の電機子コイルはそれぞれ45°のピッチを有
し、45°の機械角で連続して配置され、第1の電機子
コイルと第3の電機子コイルは直列に接続されて同一位
相の電流を供給され、第2の電機子コイルと第4の電機
子コイルも直列に接続されて同一位相の電流を供給さ
れ、第1の電機子コイルと第2の電機子コイルに供給さ
れる電流は電気角でπ/2の位相差を有していることを
特徴とする。
するもので、特に、ステータマグネットの極数とアマチ
ュアコイルのピッチ及び互いに異なる位相を有するコイ
ル間の位相角、そして、整流子のセグメント数を適切に
調合することで、コイルを介した磁束量を増大させてト
ルクの効率が向上されるとともに、安定した2相平衡駆
動が可能となるようにする2相振動モータに関するもの
である。
定され、この下部基板の上部には、ステータマグネット
が取付けられ、下部ケースの中央にはシャフトが支持さ
れ、シャフトの上端には上部ケースが結合され、下部ケ
ースの上部に備えられる部品を外部から安定して保護し
ている。
が偏心されて結合されており、上部基板の上面にはアマ
チュアコイルが付着され、その底面には多数個のセグメ
ントとしての整流子を備えるとともに、下部基板及び整
流子のセグメント間は、一対のブラシによって連結され
るようにして、電気的信号が円滑に伝達されるようにす
る。
ネットを2n極(nは1以上の整数)以上に形成され、
このステータマグネットと相互作用するアマチュアコイ
ルは、互いに異なる位相を有する2相のコイルで備えら
れ、各コイルのピッチは、π/2〜πの電気角をなし、
互いに異なる位相を有するコイル間は、電気角でπ/2
の位相差を有するようにし、このとき、各コイルに電気
的に連結される整流子は、ステータマグネットの極数の
2倍の数であるセグメントとして形成されており、下部
基板と整流子間を連結するブラシは、πの電気角に離隔
される一対の構造に形成されるようにする点に主な特徴
がある。
トを2n個以上の極数、即ち、2極4極、6極、8極等
に形成されるようにしつつ、ステータマグネットの相互
に作用されるアマチュアコイルは、各コイルのピッチが
π/2〜πの電気角をなし、互いの位相を異ならしめる
コイル間には電気角でπ/2の位相差を有する2相の構
造が採用される。
い、1極に対する電気角と機械角が異なる特性を勘案し
てアマチュアコイルの各コイルピッチを電気角でπ/2
〜πの範囲で形成されるようにし、これら位相が異なる
コイル間には同一にπ/2の電気角に位相差を有するよ
うにすることで、2相半波駆動特性を有するようにす
る。
マチュアコイルの構成に従い、整流子の端子である各セ
グメントの個数がそれぞれ異なって形成され、その数
は、ステータマグネットの極数に2倍数に形成されるよ
うにする。従って、整流子のセグメントは、ステータマ
グネットが2極であるときは、4個のセグメントにな
り、4極であるときは8個のセグメントになり、6極で
あるときは12個のセグメントからなるように構成され
る。
トは、互いに電気角で、π/2の位相角を有するアマチ
ュアコイルに電気的に連結され、互いに異なる位相角を
有するアマチュアコイルとは整流子の回転方向に交互に
接続される。
イルとbコイルとするとき、整流子はaコイルの+端子
からbコイルの+端子、そして、aコイルの−端子とb
コイルの−端子の順に接続されるセグメントの構造にな
る。
シとし、こうしたブラシは、下部基板に下端が固定さ
れ、上端は整流子のセグメントと接触が可能に端部をセ
グメント側に湾曲するように形成される。こうしたブラ
シは、一対の入力端子及び出力端子を備えている。
明ではπの電気角として離隔させる。
合には、ひとつの極に該当する電気角πが機械角として
は180°になり、4極である場合にはひとつの極に該
当する電気角πが機械角としては90°であり、6極で
ある場合にはひとつの極に該当する電気角πが機械角と
して60°になり、8極である場合、ひとつの極に該当
する電気角πは機械角で45°になるため、結局一対の
ブラシの間隔は、電気角としては、同一のπでありなが
らも実際の機械角は、180°、90°、60°、45
°として各場合で異なる角度を示す。
特に、性能実験によって最も安定した駆動性を示したの
がステータマグネットを4極にした場合であったため、
これに従い本発明の好ましい実施形態を説明する。
形態1を図示したもので、実施形態1では、ステータマ
グネット20を4極にし、アマチュアコイル50は互い
に異なる位相を有する2つのコイル50a,50bとし
て形成される。これら各コイル50a,50bのピッチ
は、機械角で90°(電気角でπ)をなしつつ、各コイ
ル50a,50b間は、中心角が機械角で135°(電
気角として3π/2)に離隔されて形成されるようにす
る。
チと各コイル50a,50b間の中心角の距離を電気角
に変換すると、ピッチはπになり、位相角は電気角でπ
/2の位相差を有するようになる。
単純に電気角でπ/2としてのみすると、これを単純に
機械角に変えると場合、角度は45°になるため、上部
基板40でコイル50a,50bは、結局互いに異なる
位相を有する2個のコイル50a,50bが互いに重な
る現象が生じる。これは構造的にも製作が混乱するだけ
でなく、駆動効率を半減させる作用をするようになる。
0a,50b間を電気角としては、同一のπ/2である
が、一側のコイルを機械角で180°で反転させるよう
にすると、一側のコイルと同一の電気的特性を有する位
置になり、この位置で電気角でπ/2分、移動させる
と、互いに異なる位相を有するコイルが電気角として
は、π/2の位相を有する構成となる。
ル50a,50bの中心角における距離を測定すると、
機械角で135°になる。
マチュアコイル50を形成した構成で互いに異なる位相
を有する2個のコイル50a,50bと連結される整流
子70のセグメント71は、図5に示すように、ステー
タマグネット20の極数を2倍した数である8個として
形成されるようにし、こうしたセグメント71と接触さ
れる端子である一対のブラシ30は、機械角で90°
(電気角としてはπ)として離隔される形状で配置され
ている。
基板40が回転する方向に互いに異なる位相角を有する
コイル50a,50bの+端子と−端子とが順次的に交
互に連結され、図5で例示するように、アマチュアコイ
ル50の位相角が互いに異なる2個のコイル50a,5
0bをそれぞれaコイル50a,bコイル50bとした
とき、これらコイル50a,50bには、それぞれ入力
端及び出力端があるため、aコイル50aの入力端を+
aとし、その出力端を−aとし、bコイル50bの入力
端を+bとし、その出力端を−bとすると、セグメント
71は回転する方向に+a、+b、−a、−bの順に配
列される。
をもって形成させた状態でステータマグネット20及び
アマチュアコイル50間の相互作用によって上部基板4
0が回転するようになると、一対のブラシ30は、少な
くともaコイル50a又はbコイル50bのある一側又
は両コイル50a,50bに同時に電源を供給するよう
にしつつ、連続的な駆動が可能となる。
で、少なくとも一方のコイルの入力端及び出力端に電源
が供給さえされると、常に、ステータマグネット20と
の相互作用によって電磁気力を発生させつつ、連続的な
駆動性を有するようになるため、モータの安定された駆
動性を維持することができる。
ブラシ30は、セグメント71から次のセグメント71
に移動していくとき、セグメント間が分離されているた
め、この間をブラシ30が通過するときには、セグメン
ト71との接触が瞬間的に断絶する場合が発生する。
ト間の間隙に落ち、他側のセグメント71に接触される
ときには、セグメント71との衝突衝撃によってブラシ
30の接触端部がはねて、騒音を誘発させる問題が生じ
る。
いに異なる断層構造を形成している両側のセグメント7
1とそれらのセグメント71との間の所定の間隔で離隔
されたスロット部72とを通過するとき、瞬間的に両側
のセグメント71から同時にスロット部に落ちる瞬間に
発生する構造的問題である。
ブラシ30の湾曲されて突出している接触端部31のセ
グメント71に対する接触位置において、ブラシ30の
長手方向はスロット部72に対して直交する方向に配置
されており、接触端部31のブラシの幅方向に延在する
接触部分をスロット部72に対して傾斜させることによ
って、接触端部31がスロット部72を横切って移動す
るとき、少なくとも、スロット部72の一方の側のセグ
メント71と接触端部31が常に接触するように構成さ
れ、スロット部72を横切るとき両側のセグメント71
に同時に接触するように構成されることが好ましい。
ヨーク形状,すなわち中央の溝によって分離された2つ
の並列な部片を有するような形状に形成し、これらの両
部片にそれぞれ湾曲される接触端部31を形成し、これ
ら接触端部31は、それぞれスロット部72を両側で別
々のセグメント71と接触するようにブラシ30の長手
方向で離間した位置に形成され、それによって少なくと
も一側のセグメント71と常に接触状態を維持し、好ま
しくは両側のセグメント71に同時に接触するように構
成されている。
な構造をそのまま維持しながら、図8に示されるセグメ
ント71間のスロット部72を、セグメントの外側から
内側に向かってブラシの接触位置に相当する半径上の位
置まで延在する第1の直線状の部分と、セグメントの内
側から外側に向かってブラシの接触位置に相当する半径
上の位置まで延在する第2の直線状の部分と,第1の直
線状の部分と第2の直線状の部分の端部を連結している
第3の短いスロット部とによって構成し、ブラシの接触
端部31は第3の短いスロット部の両側のセグメントと
同時に接触することができる形状にしてスロット部を横
断するときにブラシの接続の中断を防止することもでき
る。
な構造をそのまま維持し、スロット部72を、図9に示
すように、セグメント71の半径方向に対して傾斜して
形成し、ブラシ30の湾曲された接触端部31の接触部
分の延在する方向に対して傾斜させるようにしてもよ
い。
ブラシ30を介して供給される電流は、aコイル50a
又はbコイル50b及び両コイル50a,50bに同時
に流れるようになり、ステータマグネット20との相互
作用による電磁気力が持続的に発生し、このとき発生す
る電磁気力によってシャフトに回転可能に支持される上
部基板40が回転するようになるため、上部基板40の
偏心回動による振動作用が安定して遂行される。
形態2では、ステータマグネット20を前述の実施形態
1と同一の4極に形成し、一方、電機子コイルは第1、
第2、第3、第4の4個コイルからなり、これらのコイ
ルは異なる位相を有する2相のコイル50a,50bを
2組配置して構成されている。すなわち、図10の左側
から第1のaコイル50a、第1のbコイル50b、第
2のaコイル50a、第2のbコイル50bが配置され
2つのaコイル50aは直列に接続され、また2つのb
コイル50bも直列に接続されている。
チは機械角で45°であり、これは電気角でπ/2であ
り、、連続するコイル50aと50bとの間の中心間の
機械角は45°で配列されるようにする。また、aコイ
ル50aとbコイル50bとに供給される電流の位相差
はπ/2である。
互いに反対になるよう巻かれて並んで配置されている。
2組、すなわち、4個の電機子コイルが並ぶように配列
されると、結局、互いに異なる位相を有するaコイル5
0aとbコイル50b間の位相差は、上述の実施形態1
と同じ位相差であるπ/2の電気角をなす。
で整流子70のセグメント71の数と一対のブラシ30
間の間隔は実施形態1と同一である。
ト71とブラシ30の接触端部31との間の安定した接
続が維持されるようにするために、図6又は図7のよう
に、ブラシ30の接触端部31形状を改善させるか、図
8又は図9のように、セグメント71間のスロット部7
2の形状を改善する構造によって通電が安定的に遂行さ
れるようにする。
けるトルク波形の特性を示したもので、このとき発生す
る2相のコイルであるaコイルとbコイルのトルク波形
は、実施形態1と実施形態2ですべて同一である。
加される電圧の波形を示すもので、モータの特性上、コ
イルに印加される電圧は、物理的なトルク発生を誘発す
るようになるため、結局、EaとEbとの波形は、トル
ク波形に対応している。
のトルク波形に照らし、両コイル間は電気角でπ/2の
位相差を有する構成であることと解することができ、こ
うした各コイルに流れるようになる電流は、図12のよ
うに、互いに交互に流れつつ、特に電流の流れがaコイ
ルからbコイルに、又はbコイルからaコイルに転換さ
れるときには各コイルに同時に電流が流れるようになる
瞬間が存在するようになる。したがって各コイルには電
流の通電がまったく断絶される期間が生じないで安定し
た通電性が維持される特性を有するようになる。
ルに電流が流れるようになりつつ、モータからは図13
に示すとおり、合成トルクが発生するようになるが、こ
れは、単相のモータで出力される合成トルクに比べ、駆
動トルクが安定的で、持続的に生成されることがわか
る。
換される時点で駆動力を喪失するようになる不起動点が
発生されるに対して、本発明では、こうした不起動点が
完全に除去され、常に安定した駆動性を示す特性を有す
るようになる。
接続構造を改善させることで、電流の流れが変換される
時点で電流供給が断絶される非通電区間の発生が除去さ
れるため、持続的で安定的な通電性を維持することがで
きるようになる。
2相駆動モータはコイルピッチが機械角で60°を維持
しなければならず、互いに異なる位相を有するコイルを
互いに一部が重なりつつ、上下に積層されることで、モ
ータの空間的な制約によってコイルの厚さが薄くなるほ
かない問題があるのに対し、本発明は、コイルピッチを
機械角で90°又は45°になるようにしながら、2個
のコイル又は4個のコイルが同一の平面上に並んで配置
されるようになるため、ひとつのコイルが有する厚さが
より厚くなるとともに、同一の位相を有するコイルのコ
イル巻線数がより増加され、コイルに流れる鎖交磁束量
を増加させるようになる、という利点がある。
動モータでのコイルは、各コイルのピッチが機械角で6
0°であり、こうした同一位相のコイルを2つで形成す
るようになるため、総120°を有する構成であるのに
比べ、本発明の構成では、実施形態1の場合、コイルの
ピッチが機械角で90°であり、厚さは従前と同一の空
間で形成されたとするとき、従前には上下に2個のコイ
ルが積層される構成であるのに反し、本実施形態ではひ
とつのコイルでのみ形成される。従って、機械角で90
°のピッチを有するコイルが2個であることと同一であ
るため、総180°のピッチを有する形状である。実施
形態2の場合、コイルのピッチは機械角で45°であ
り、厚さは実施形態1と同様の方法とするとき、機械角
45°のピッチを有するコイルが2つであることと同一
で、こうした同一の位相を有するコイルが2つであるた
め、結局、機械角で45°のピッチを有するコイルが4
個であることと同様になり、結果的に、総180°のピ
ッチを有する形状になる。
°に限定されていたが、本発明では、180°に拡大さ
せるようになる利点があるため、結果的に、同一位相を
有するコイルの巻線数がさらに多くなることがわかる。
そのため、コイルの鎖交磁束量が増加され、モータの駆
動トルクを増大させる効果がある。
造によっては、ひとつの位相コイルを除去することで、
不完全な不平衡駆動の特性を現すようになるのに反し、
本発明の2相駆動モータでは、より安定した2相平衡駆
動の特性を現すようになる、という利点がある。
互作用するステータマグネットの極数と、アマチュアコ
イルの各コイルピッチ及び各コイル間の位相差を一定に
設定することで、2相半波の駆動特性を現すようにしつ
つ、整流子のセグメント、又はマグネット極数に2倍数
に形成されるようにして、互いに異なる位相を有するコ
イルでの鎖交磁束量を増加させ、駆動トルクが向上され
るようにするとともに、外部からの電源を各コイルと連
結されるようにする整流子とブラシとの改善で非通電区
間が除去されるようにすることで、コイルに安定された
電源供給と、それによる安定され、持続的な駆動を提供
するようになる有用な効果がある。
図。
トの組立図。
図。
ットとの配置図。
との接触状態を示す配置図。
接触構造を図示した底面図。
接触構造を図示した底面図。
接触構造を図示した底面図。
接触構造を図示した底面図。
の接触構造を図示した底面図。
端部、40…上部基板、50…アマチュアコイル、50
a…コイル、50b…コイル、70…整流子、71…セ
グメント、72…スロット部。
Claims (10)
- 【請求項1】 結合して容器を形成する上部ケースおよ
び下部ケースと、 下部ケースの上面に付着されている下部基板と、 前記下部基板の上部に設けられている4極のステータマ
グネットと、 前記下部ケースと前記上部ケースとの間に支持されるシ
ャフトと、 前記シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合され
ている上部基板と、 前記上部基板に取付けられ、各コイルのピッチが機械角
で90°であり、2個のコイル間の中心角が機械角で1
35°であり、両コイル間は電気角でπ/2の位相差を
有する2個の電機子コイルと、 前記上部基板の前記シャフトが結合される中心部を中心
としてその周囲に取付けられ、8個のセグメントからな
る整流子と、 下端は下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメン
トに接触されるように構成され、電気角で90°の間隔
を有して配置されている一対のブラシとを備えているこ
とを特徴とするフラットタイプ2相振動モータ。 - 【請求項2】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、ブラシはその長手方向がブラシ
の接触位置において整流子のセグメント間を分離してい
るスロット部に対して直交するように配置され、前記ブ
ラシの接触端部がスロット部を横切って整流子のセグメ
ントに対して相対的に移動するとき接触端部の接触部分
がスロット部の両側の整流子のセグメントの少なくとも
1つに常に接触しているようにブラシの接触端部の条帯
の幅方向に延在する接触部分がスロット部の長手方向に
対して傾斜して設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の2相振動モータ。 - 【請求項3】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、ブラシはその長手方向がブラシ
の接触位置において整流子のセグメント間を分離してい
るスロット部に対して直交するように配置され、前記ブ
ラシの端部部分は縦方向の溝によって分離された2つの
並列した条片部分を備え、前記湾曲して突出している接
触端部はこれら2つの並列した条片部分に別々に設けら
れ、それらの接触端部の位置は、ブラシの接触端部がス
ロット部を横切って整流子のセグメントに対して相対的
に移動するときスロット部の両側の整流子のセグメント
の少なくとも1つに常に接触しているようにブラシの長
手方向において離間して設けられていることを特徴とす
る請求項1に記載の2相振動モータ。 - 【請求項4】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、前記整流子のセグメント間を分
離しているスロット部は、前記セグメントの外側から内
側に向かってブラシの接触位置に相当する半径上の位置
まで延在する第1の直線状部分と、前記セグメントの内
側から外側に向かってブラシの接触位置に相当する半径
上の位置まで延在する第2の直線状部分と,第1の直線
状部分と第2の直線状部分の端部を連結している第3の
短いスロット部とによって構成され、前記湾曲して突出
している接触端部は前記第3の短いスロット部の両側の
セグメントと同時に接触することができる形状を有して
いることを特徴とする請求項1に記載の2相振動モー
タ。 - 【請求項5】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、前記整流子のセグメント間を分
離しているスロット部は前記シャフトを中心とする円の
半径方向に対して傾斜した方向に形成され、前記ブラシ
の接触端部がスロット部を横切って整流子のセグメント
に対して相対的に移動するときスロット部の両側の整流
子のセグメントの少なくとも1つに常に接触しているよ
うにブラシの接触端部の条帯の幅方向に延在する接触部
分に対してスロット部の長手方向が傾斜していることを
特徴とすることを特徴とする請求項1に記載のフラット
タイプ2相振動モータ。 - 【請求項6】 結合して容器を形成する上部ケースおよ
び下部ケースと、 下部ケースの上面に取付けられている下部基板と、 前記下部基板の上部に設けられている4極のステータマ
グネットと、 前記下部ケースと前記上部ケースとの間に支持されるシ
ャフトと、 前記シャフトに偏心して支持され、回転可能に結合され
ている上部基板と、 前記上部基板に配置されている第1、第2、第3、第4
の4個の電機子コイルと、 前記上部基板の前記シャフトが結合される中心部を中心
としてその周囲に取付けられ、8個のセグメントからな
る整流子と、 下端は下部基板に取付けられ、上端は整流子のセグメン
トに接触されるように電気角で90°の間隔をもって配
置されている一対のブラシとを具備し、 前記第1、第2、第3、第4の4個の電機子コイルはそ
れぞれ機械角で45°のピッチを有し、45°の機械角
で順次並んで配置され、 第1の電機子コイルと第3の電機子コイルは直列に接続
されて同一位相の電流を供給され、 第2の電機子コイルと第4の電機子コイルも直列に接続
されて同一位相の電流を供給され、 第1の電機子コイルと第2の電機子コイルに供給される
電流は電気角でπ/2の位相差を有していることを特徴
とする フラットタイプ2相振動モータ。 - 【請求項7】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、ブラシはその長手方向がブラシ
の接触位置において整流子のセグメント間を分離してい
るスロット部に対して直交するように配置され、前記ブ
ラシの接触端部がスロット部を横切って整流子のセグメ
ントに対して相対的に移動するときスロット部の両側の
整流子のセグメントの少なくとも1つに常に接触してい
るようにブラシの接触端部の条帯の幅方向に延在する接
触部分がスロット部の長手方向に対して傾斜して設けら
れていることを特徴とする請求項6に記載の2相振動モ
ータ。 - 【請求項8】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、ブラシはその長手方向がブラシ
の接触位置において整流子のセグメント間を分離してい
るスロット部に対して直交するように配置され、前記ブ
ラシの端部部分は縦方向の溝によって分離された2つの
並列した条片部分を備え、前記湾曲して突出している接
触端部はこれら2つの並列した条片部分に別々に設けら
れ、それらの接触端部の位置は、ブラシの接触端部がス
ロット部を横切って整流子のセグメントに対して相対的
に移動するときスロット部の両側の整流子のセグメント
の少なくとも1つに常に接触しているようにブラシの長
手方向において離間して設けられていることを特徴とす
る請求項6に記載の2相振動モータ。 - 【請求項9】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出し
ている接触端部を有し、前記整流子のセグメント間を分
離しているスロット部は、前記セグメントの外側から内
側に向かってブラシの接触位置に相当する半径上の位置
まで延在する 第1の直線状部分と、前記セグメントの内
側から外側に向かってブラシの接触位置に相当する半径
上の位置まで延在する第2の直線状部分と,第1の直線
状部分と第2の直線状部分の端部を連結している第3の
短いスロット部とによって構成され、前記湾曲して突出
している接触端部は前記第3の短いスロット部の両側の
セグメントと同時に接触することができる形状を有して
いることを特徴とする請求項6に記載の2相振動モー
タ。 - 【請求項10】 前記ブラシは条帯状で、湾曲して突出
している接触端部を有し、前記整流子のセグメント間を
分離しているスロット部は前記シャフトを中心とする円
の半径方向に対して傾斜した方向に形成され、前記ブラ
シの接触端部がスロット部を横切って整流子のセグメン
トに対して相対的に移動するときスロット部の両側の整
流子のセグメントの少なくとも1つに常に接触している
ようにブラシの接触端部の条帯の幅方向に延在する接触
部分とスロット部の長手方向が傾斜していることを特徴
とする請求項6に記載の2相振動モータ。
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