JP3406374B2 - 偏心電機子鉄心を備えた小型振動モータ - Google Patents

偏心電機子鉄心を備えた小型振動モータ

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JP3406374B2 JP11391394A JP11391394A JP3406374B2 JP 3406374 B2 JP3406374 B2 JP 3406374B2 JP 11391394 A JP11391394 A JP 11391394A JP 11391394 A JP11391394 A JP 11391394A JP 3406374 B2 JP3406374 B2 JP 3406374B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ページャ(商品名ポ
ケットベル)のサイレントコール手段として用いられる
小型振動モータに係わり、特に偏心分銅などを不要にし
た偏心電機子鉄心を備えた小型振動モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ページャ等のサイレントコー
ル手段として図5に示すように円筒コアレス直流モータ
Mの出力軸Sにタングステン合金製の偏心ウエイトWを
配し、回転時にこの偏心ウエイトWの遠心力の差を利用
して振動を発生させるようにしたものが知られている。
【0003】ところが、上記従来の出力軸Sに偏心ウエ
イトWを付加するものでは、ページャなどの機器側にお
いて、この偏心ウエイトWの旋回空間を配慮しなくては
ならないなど、設計的な制約があり、高価なタングステ
ン合金を使用するためコスト的にも問題があった。
【0004】このため、本出願人は先に出力軸をなくし
て内蔵するロータ自体を偏心させた円筒コアレス型振動
モータを特願平2−309070号(米国特許5107
155号)として提案している。
【0005】同モータは、出力軸、偏心ウエイトがない
ので、設計的な制約を受けず、使い勝手がよいし、旋回
時の危険性がないなど、市場に好評をもって迎えられて
いるが、反面、円筒コアレス巻線タイプのため、加工工
数が増加してしまう問題が包合されている。
【0006】円筒コアレス巻線タイプに代わる有鉄心型
でロータ自体を振動させるために、本出願人は先に特願
平2−294482号に示すように、3突極型の鉄心の
うち一突極を削除したものを提案している。
【0007】しかしながら、上記のような2突極型鉄心
タイプのものでは、マッサージャのように比較的大型の
出力のあるモータの場合には好適だが、コギングトルク
が大となって起動電圧がかなり高くなってしまい、ポケ
ットベルのような低電圧を使用するポータブル機器には
不向きである。
【0008】このコギングトルクを防ぎ、起動電圧を高
くしなくてすむ構造として図5に示すように突極の歯
(ティース)をほぼ等分にし、巻線用腕の部分を不等分
にして、全体的に中心から重心を移動させるような手段
も考えられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、コギン
グトルクを防ぐ構造のものでは、残念ながら重心の移動
がわずかであるので、回転時における遠心力の差も少な
く、外部へ発生する振動量が少ない。この振動量の少な
い分を高回転でカバーしようとすると振動周波数が高く
なって人体に不快な感覚を与えてしまい、補助的な偏心
ウエイトを内臓させる必要がある。
【0010】しかも、突極が不等分となっているので、
長手方向の細長い電機子鉄心にするため軸を鉄心の中心
孔にそのまま圧入していくとコアの積厚が多くなるにし
たがい軸にかかる圧力が大となって軸を曲げやすい。特
に最近の超細型円筒モータにおいて軸径が0.8ミリ以
下にせざるを得ないのでこの問題が大きくクローズアッ
プされている。この軸の曲がりを防ぐにはコアの突極の
相互の位置を少しづつ変えて応力を分散させてしまう手
段もあるが突極が等分割型でないとできない。
【0011】
【発明の目的】この発明の第1の目的は、偏心ウエイト
を削除し、電機子鉄心のみで、振動を得ることができる
ようにすることにあり、特に重心の移動量を大にする構
造を提供することにある。
【0012】この発明の第2の目的は、変形突極型鉄心
ながらも、すなわち、突極の相互の位置を変えることな
く、軸の曲がりを防ぐことにある。
【0013】この発明の第3の目的は、コギングトルク
を低減させ、したがって低電圧で十分起動できるように
することにある。
【0014】この発明の第4の目的は、軸と偏心電機子
鉄心を巻線保護部を含め強固に一体化することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】基本的な課題は請求項1
に示す発明のように、N、S交互にほぼ等しい開角で磁
化された2n(nは2以上の偶数)個の磁極からなる界
磁磁石(1)と、この界磁磁石の磁路となるケーシング
(2)と、前記界磁磁石の磁束を受ける複数個の突極
(3a、3b、3c)を片側に偏倚させた偏心電機子鉄
心(3、33)と、この偏心電機子鉄心を支承する軸
と、前記電機子鉄心に巻回された電機子コイル(4)
と、この電機子コイルの端末が結線された複数個の整流
子片からなる整流子(7)と、この整流子に摺接するブ
ラシ(9)を備えたものであって、前記偏心電機子鉄心
の軸支承部(3d、33d)の反重心側に軸に達する切
り欠き(3e,33e)を軸方向に連通するように設け
ることで達成できる。
【0016】別の課題は請求項2に示す発明のように前
記切り欠き部の開角は軸径より小にし、軸は軸支承部に
圧入で固定されるようにして達成できる。
【0017】さらに、これらは請求項3に示す発明のよ
うに、前記偏心電機子鉄心は前記切り欠き(3e、33
e)を連通するようにして両端に巻線保護部(40a、
40b)を形成させた樹脂カバー(40)で前記切り欠
きを含めて一体化することにより前記軸承部(3d、3
3d)を覆うようにして前記軸(5)に固定させたもの
でも達成できる。
【0018】
【作用】上記基本的な課題達成手段によれば、突極の全
部が片側に偏倚させて、反重心側に軸に達する切り欠き
を設けてあるので重心の移動量が大となる。しかも界磁
磁石を4極以上にしたのでコギングトルクが低減され、
低電圧起動ができる。切り欠きによって圧入時などに応
力が逃げるので軸の曲がりが出ない。
【0019】上記別の課題達成手段によれば、偏心電機
子鉄心は切り欠きがあっても軸からはずれるおそれがな
い。
【0020】上記他の課題達成手段によれば、切り欠き
を通して容易に樹脂が流れるので、偏心電機子鉄心は両
端の巻線保護部を含めて一体に樹脂成型できる。
【0021】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実
施例の構成を説明する。図1は本発明の特徴を示す小型
振動モータの要部横断面図であり、図2は同縦断面図で
ある。図において、1は希土類プラスチック製のリング
状界磁磁石でN、S交互に4極等分に磁化されている。
2はこの界磁磁石1を保持すると共に磁路となる錫メッ
キ鋼板製のケーシングである。3は本願の特徴を示す偏
心電機子鉄心で、6等分の突極のうち片側の3個の突極
を削除し、残りの3個の突極3a、3bおよび3cで偏
心電機子鉄心を構成している。
【0022】そして3個の突極3a、3bおよび3cの
反対側の軸支承部3d(すなわち、反重心側)に軸5に
達する切り欠き3eを設けたことを特徴としている。こ
の切り欠き3eの幅は軸よりわずかに小にすることによ
り遠心力や衝撃で軸5から偏心電機子鉄心3がはずれな
いようになっている。軸5は軸孔3eに圧入により取り
付けられる。
【0023】40は前記切り欠き3eを連通して両端に
保護部40a、40bを形成させた樹脂カバーで、偏心
電機子鉄心3を含めて軸5に一体化されている。
【0024】そして3個の突極3a、3bおよび3cに
は樹脂カバー40を介して電機子コイル4の各相の巻線
4a,4bおよび4cが巻回されている。前記電機子鉄
心を積層して支承させている軸5は、一端を外方に突き
出さないように前記ケーシング2に、他端をこのケーシ
ング2の開口部に嵌着したブラケット6にそれぞれ軸受
け2a、6aを介して回転自在に支承されている。
【0025】7は平板型整流子で図3に示すように6個
の等分に分割した整流子片7a、7b,7c,7d,7
eおよび7fを有し対向する整流子片間7a−7d,7
b−7eおよび7c−7fをショートする電極パターン
8a、8bおよび8cが印刷されている。
【0026】9は基端を前記ブラケット6にターミナル
10を介して植設させた一対の正、負のブラシを示し、
図3に示すように整流子7に、界磁磁石1の幅の開角
(この場合90゜)で先端を摺接させている。
【0027】次に図3により本発明の実施例の回転原理
の動作を説明する。図3の電機子コイルはスター結線方
式である。いま、ブラシ9の正負のブラシ片9a、9b
に所要の電源(図示せず)により直流電圧を印可する
と、まず電機子コイル、鉄心および整流子からなるロー
タが(0゜)の位置においては、電機子コイルの巻線4
b,4cに矢印の向きに流れ、突極3b,3cがそれぞ
れN,Sに磁化され、突極3bは界磁磁石のS1極に吸
引されると共にN1極より反発され、矢印Aの向きにト
ルクが発生する。突極3cはS極に磁化されているの
で、界磁磁石のN2極に吸引されると共にS1極より反
発されるため、やはり矢印Aの向きにトルクが発生す
る。
【0028】回転が進んで(60゜)の位置になった場
合も、同様に矢印Aの方向にトルクが発生して回転する
が、その他の位置においても回転を妨げる反トルクは発
生しない。したがって、電源が供給されているかぎりサ
イクリックに切り替わって回転を持続していくことにな
る。
【0029】なお、特に図示しないがデルタ方式結線の
電機子コイルであってもよい。また、各突極の歯(ティ
ース)の形状、幅について設計的に最良と思われるもの
が設定されることはいうまでもない。
【0030】上記実施例では突極の数を3個からなるも
ので、界磁磁石の磁極数を4極からなるものを例示した
が、これに限定されるものでなく、加工工数とのバラン
スの上にたって必要に応じて各極数を増加することも可
能である。
【0031】また、上記実施例では、切り欠き3eを連
通して一体化した樹脂カバー40からなるものを示した
が鉄心と、巻線が絶縁されるものなら鉄心のみコーティ
ングするものとし、樹脂カバーを削除してもよい。
【0032】さらにまた上記切り欠き3dは幅を軸径よ
り小にしたものを示したが樹脂カバー40で一体化され
るものであれば図4に示すように軸支承部33dに扇型
に拡開した切り欠き33eにしてもよい。この場合、よ
り大きな重心の移動量がとれる利点がある。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明による小型振動
モータは、電機子鉄心の突極の全部を片側に偏倚しさら
に反重心側に軸に達する切り欠きを設けたので、重心の
移動量が大となり、振幅の大きな振動が得られ、界磁磁
石を4極以上で構成したので、コギングトルクが比較的
少なく、起動電圧が高くならない利点がある。この切り
欠き3e,33eにより突極の相互位置を変えなくても
応力が分散されるので軸5の曲がりが出なくなる。しか
も、高価な銅タングステン合金製の偏心ウエイトを使用
しないので、コスト的に有利となり、ページャ機器側に
おいては、この偏心ウエイトの旋回空間を配慮する必要
がなくなるなど使い勝手がすぐれたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏心電機子鉄心を備えた小型振動モー
タの一実施例の要部横断面図である。
【図2】同モータの縦断面図である。
【図3】同モータの回転原理説明図である。
【図4】本発明の同モータの他の実施例の要部横断面図
である。
【図5】従来の小型振動モータの斜視図である。
【図6】従来の偏心電機子鉄心を備えた小型振動モータ
の要部横断面図である。
【符号の説明】
1 界磁磁石 2 ケーシング 2a 軸受け 3 電機子鉄心 3a 突極 3b 突極 3c 突極 3d 軸支承部 33d 軸支承部 3e 切り欠き 33e 切り欠き 4 電機子コイル 5 軸 6 ブラケット 6a 軸受け 7 平板型整流子 9 ブラシ 10 ターミナル 40 カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−183240(JP,A) 特開 平4−168950(JP,A) 特開 平6−30544(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 7/065,23/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N、S交互にほぼ等しい開角で磁化され
    た2n(nは2以上の偶数)個の磁極からなる界磁磁石
    (1)と、この界磁磁石の磁路となるケーシング(2)
    と、前記界磁磁石の磁束を受ける複数個の突極(3a、
    3b、3c)を片側に偏倚させた偏心電機子鉄心(3、
    33)と、この偏心電機子鉄心を支承する軸と、前記電
    機子鉄心に巻回された電機子コイル(4)と、この電機
    子コイルの端末が結線された複数個の整流子片からなる
    整流子(7)と、この整流子に摺接するブラシ(9)を
    備えたものであって、前記偏心電機子鉄心の軸支承部
    (3d、33d)の反重心側に軸に達する切り欠き(3
    e,33e)を軸方向に連通するように設けたことを特
    徴とする偏心電機子鉄心を備えた小型振動モータ。
  2. 【請求項2】 前記切り欠き(3e)の開角は軸径より
    小にし、軸(5)は軸支承部(3d)に圧入で固定され
    ている請求項1に記載の偏心電機子鉄心を備えた小型振
    動モータ。
  3. 【請求項3】 前記偏心電機子鉄心は前記切り欠き(3
    e、33e)を連通するようにして両端に巻線保護部
    (40a、40b)を形成させた樹脂カバー(40)で
    前記切り欠きを含めて一体化することにより前記軸承部
    (3d、33d)を覆うようにして前記軸(5)に固定
    させた請求項1または2記載の偏心電機子鉄心を備えた
    小型振動モータ。
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KR20030026818A (ko) * 2002-03-28 2003-04-03 홍종우 편심 코어를 이용한 진동모터
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