JP3618950B2 - 偏心コアード振動モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小型無線通信装置（ページャ、携帯電話機）の無音報知源に用いて好適な偏心コアード振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より小型無線通信装置（ページャ、携帯電話機）の無音報知源に用いられる振動モータとしては、図８に示すように円筒状小型直流モータＭの回転出力軸Ｓにタングステン合金製の偏心ウエイトＷを配付け、回転時にこの偏心ウエイトによって発生する遠心力を利用して振動を得るようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記出力軸に偏心ウエイトを付加したものでは、セットメーカ側においては、この偏心ウエイトの旋回空間を配慮しなくてはならないし、回転時においては、偏心ウエイトがむき出しになっているので危険であり、且つ、偏心ウエイトに直接落下などの衝撃が加わると軸の変形がおきるおそれがある。特に図９に示すような偏平型モータにおいては、この偏心ウエイトも薄くしなくてはならないため、旋回時の危険性はさらに高く、偏心ウエイトＷＷを軸Ｓに取り付けする寸法が厚くとれず、落下などの衝撃などの他に偏心ウエイトを不用意に持って変形させてしまうおそれもあった。
【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５１０７１５５号）とし、偏平型モータでは偏心ウエイトを削除してロータ自体を偏心させて回転時に振動を得るようにした実願昭６３−１１８６８号（米国特許５０３６２３９号）を提案している。
【０００５】
これらのモータは出力軸、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。
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４−２８６９８７号（米国特許５３４１０５７号）に示すように、３突極型の鉄心をすべて片側（１８０度以内）に偏倚させたものを提案している。このような構成のものは比較的始動電圧が高くとれるものではよいが、ある程度コギングトルクがあるため、さらに改良が期待されている。
【０００６】
この発明の目的は、特願平４−２８６９８７号（米国特許５３４１０５７号）をさらに改良することにより、遠心力を発生させるための重心の移動量を大にしながらもコギングトルクを軽減して始動電圧を下げることができるようにするとともにコアードにしてコスト的にも有利な偏心コアード振動モータを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するには、遠心力を発生させるための重心の移動量を大にしながらもコギングトルクを軽減させるように構成する手段を採れば達成できる。このようにすると、始動が容易でしかも振動を大きくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態の一つとしては、請求項１に示すように、ケース（１）とブラケット（２）からなるハウジング（Ｈ）と、このハウジングに格納されＮ，Ｓ交互に着磁された６極の界磁磁極を有するマグネット（５）と、このマグネットに空隙を介して臨ませたロータ（Ｒ）と、このロータを支持する軸（Ｓ）と、前記ロータは３個の突極（３ａ、３ｂ、３ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）とこの突極の先端に一体の３個のブレード（３ａａ，３ｂｂ，３ｃｃ）を有する少なくとも１枚のコア（３、３３）で構成され、前記各突極に巻回した電機子コイル（６ａ、６ｂ、６ｃ）と、この電機子コイルに適切に電力を与えるために２個おきにショートした９個のセグメント（７ａ、７ｂ‥‥７ｉ）を有する印刷配線板からなるコミュテータ（７）を備えており、前記突極は平面からみて全体としての開角が１８０度以内になるように一側に偏って形成され、前記３個のブレードは、両側のブレードの全体としての開角が前記マグネットの４極＋Ｎ（Ｎは無着磁部）以内で、かつ前記両側のブレードの各々の中心が、対応する前記突極の中心と不一致であり、さらに、前記コミュテータに前記マグネットの磁極の奇数倍の開角で摺接させると共に、基端を前記ハウジングの一部に植設した一対のブラシ（９）を備えたものにするのがよい。
このようにすると、３個の突極は開角が１８０度以内に偏って形成してあるので、重心の移動量が大きく、各ブレードを全体として開角が前記マグネットの４極＋Ｎ（Ｎは無着磁部）以内になるように形成し、かつ突極とブレードの中心を不一致としたので、反トルクを発生させることなく、しかもマグネットの界磁磁極を６極と多くしたので、コギングトルクを軽減させることができ、始動が容易となる。
また、別の実施の形態としては、請求項２に示すように、前記ロータが回転中、前記ブレードは各々が前記６極の界磁磁極の対応する隣り合った二つの磁極に対向するよう配置される位置を有するものがよい。
このようにすると、コギングトルクを軽減させるとともに効率のよいきわめて薄い偏心コアード振動モータが得られる。
【０００９】
【実施例】
次に、この発明の第一の実施例として扁平な軸固定コアード型振動モータの構成を図１に示す要部断面図で説明する。
同図において、ハウジングＨは浅い皿状で中央に透孔１ａを配したケース１とこのケース１の開口縁に取り付けられたエンドブラケット２からなる。このようにしたハウジングＨの内部には、軸Ｓがエンドブラケット２の中央より立ち上げられたバーリング部２ａに圧入されることによって固着されている。
この軸Ｓには、１枚の珪素鋼板をプレス加工したコア３がコアカバー部分４ａを一体にした樹脂軸受４を介して回転自在に装着されている。このコア３に径方向空隙を介して磁界を与える浅い円筒状のマグネット５が前記ケース１の内側に設けられる。
前記コア３は図２にも示すように平面からみて全体として開角が１８０度以内に偏って形成した３個の突極３ａ、３ｂおよび３ｃと、これらの突極と一体に反トルクが発生しないように全体として開角が前記マグネットの４極＋Ｎ（Ｎは無着磁部）以内になるように形成した各ブレード３ａａ，３ｂｂおよび３ｃｃを有する。これらのブレードは切り込み３ｅ‥‥が形成されて互いに反対方向に折り返され、マグネット５の磁束を受けやすくしてある。したがって、このように構成した突極とブレードは中心が一致しないことになる。すなわち、偏って形成した突極で重心の移動量を稼ぎ、ブレードで電気的中性点を得ている。
そして、前記各突極３ａ、３ｂおよび３ｃに巻回された電機子コイル６ａ、６ｂおよび６ｃと、該電機子コイルに適切な電力を与えるために２個おきにショートした９個のセグメントパターン７ａ、７ｂ‥‥７ｉを有する印刷配線板からなる平板コミュテータ７を配することにより、扁平なコアードロータＲを構成している。この平板コミュテータ７には、フレキシブル基板からなるブラシベース８を介して基端がエンドブラケット２に植設された一対の軸方向摺接型平板ブラシ９、９が実質的に１８０度の開角で摺接されている。
図中、１０はコアードロータＲの上下動を規制するためのスラストワッシャである。
【００１０】
次に、このようなコアードモータのデルタ結線型にした場合の回転原理を図３において説明するが、その前に同図において結線関係を明確にすると、突極３ａに巻回された電機子コイル６ａの巻終わり端末はコミュテータ７のセグメント７ａに、巻はじめ端末は同セグメント７ｃに結線される。同セグメント７ｃにはさらに突極３ｂに巻回された電機子コイル６ｂの巻終わり端末が結線され、同コイルの巻はじめ端末はセグメント７ｅに結線される。同セグメント７ｅにはさらに突極３ｃに巻回された電機子コイル６ｃの巻終わり端末が結線され、巻はじめ端末は前記セグメント７ａと同電位のセグメント７ｇに結線されている。
いま、同図において磁極のニュートラル部に配された一対のブラシ９、９に電力を与えられた場合、コミュテータ７のセグメント７ｂを介して電機子コイル６ｂに矢印の向きに電流が流れ、突極３ｂのブレード３ｂｂはＳ極となる。したがって、この突極３ｂはマグネット５のＳ極より反発されるとともに右隣のＮ極に引き寄せられるのでＡ方向に移動する。突極３ｂの右隣の突極３ｃは電機子コイル６ｃに矢印の向きに電流が流れるのでブレード３ｃｃはＮ極となり、マグネット５のＮ極より反発されるとともにその右隣のＳ極に引き寄せられ、やはりＡ方向に移動する。電機子コイル６ｃに流れた電流はセグメント７ｇを介してセグメント７ａを通り、電機子コイル６ａによって突極３ａをＮ極にさせる。したがってこの突極３ａはマグネット５のＮ極より反発されるとともにその右隣のＳ極に引き寄せられる。このようにしてコアードロータＲは全体として反トルクを発生させることなくＡ方向に回転することになる。
図４はこのコアードロータＲが６０度回転した場合の位置を示している。この場合においても電流の向きは逆になるが、反トルクを発生させることなくＡ方向に回転することになる。
また、上記はデルタ結線型で説明したが、ブラシの位置などを変えることにより、スター結線にすることもできる。
【００１１】
図５は、上記実施例の変形構成例を示す要部平面図で、中央の突極３３ｂを外方に向かって末広にしたものである。
このようにすると、重心の移動量が大きくとれるとともに巻き線による空隙重量ロスを少なくできる。
【００１２】
図６は、この発明の第二の実施例の構成として２枚のコアを積層したものの要部断面図である。
すなわち、コア３３は２枚のケイ素鋼板からなり、内径部３ｎを互いに逆方向に折り返し、ここに焼結含油軸受４４を圧入することによって装着してなるもので、したがってこの焼結含油軸受４４を介して保持されることになる。
この場合、必要に応じて前記のようなブレード３ｂｂに切り込み３ｅを形成してコギングトルクを改善しても良い。また、この実施例の変形として前述のように樹脂軸受けにしても良い。
【００１３】
図７は、この発明の第三の実施例の構成として中央の突極３３３ｂを左右の突極３３３ａ、３３３ｃより分離できるようにした要部平面図である。
この場合、内径部３３３ｎは係止部３ｆを設けて遠心力によってはずれないようにしてある。
このようにすると、左右の突極３３３ａ，３３３ｃに電機子コイル６ａ、６ｃを巻き線するのが容易となり、中央の突極３３３ｂに電機子コイル６ｂを巻き線した後、組み付ければよいので、ブレード同士の間隔を巻き線しやすさなどに無関係に狭くできることになる。したがって、スロットレス構造に近づくので、コギングトルクを改善でき始動が簡単となる。
このような構成は上記実施例いずれにも採用できる。また、コアを１枚または２枚にしたもので説明したが、数十枚ラミネートした軸方向に長いものにも採用できるのはいうまでもない。
また、上記各実施例は軸固定型で説明したが、軸をロータに一体化した軸回転型にも応用できる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明は上記のようにロータは平面からみて開角が１８０度以内に偏って形成した３個の突極とこれらの突極に一体に平面からみて全体として開角が前記マグネットの４極＋Ｎ（Ｎは無着磁部）以内になるように形成した各ブレードを有する少なくとも１枚のコアを用いることにより、遠心力を発生させるための重心の移動量を大にしながらも電気的中性点を確保できるようにしてコギングトルクを軽減させる構成としたので、ロータ自体で大きな振動が得られ、コスト的にも有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の偏心コアード振動モータの第一の実施例の要部断面図である。
【図２】同実施例のコアの要部平面図である。
【図３】同実施例の動作説明図である。
【図４】同動作説明図よりロータが６０度回転した場合の動作説明図である。
【図５】同実施例の変形例の要部平面図である。
【図６】この発明の第二の実施例の要部断面図である。
【図７】この発明の第三の実施例の要部平面図である。
【図８】従来の振動モータの斜視図である。
【図９】従来の扁平型振動モータの側面図である
【符号の説明】
Ｈ ハウジング
１ ケース
２ エンドブラケット
Ｒ コアードロータ
３ コア
３ａ、３ｂ、３ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ 突極
３ａａ、３ｂｂ、３ｃｃ ブレード
４ 樹脂軸受
４ａコアカバー部
Ｓ 軸
５ 浅い円筒状マグネット
６ａ、６ｂ、６ｃ 電機子コイル
７ 印刷配線板からなる平板コミュテータ
８ ブラシベース
９ ブラシ

Claims (2)

1. ケース（１）とブラケット（２）からなるハウジング（Ｈ）と、このハウジングに格納されＮ，Ｓ交互に着磁された６極の界磁磁極を有するマグネット（５）と、このマグネットに空隙を介して臨ませたロータ（Ｒ）と、このロータを支持する軸（Ｓ）と、前記ロータは３個の突極（３ａ、３ｂ、３ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）とこの突極の先端に一体の３個のブレード（３ａａ，３ｂｂ，３ｃｃ）を有する少なくとも１枚のコア（３、３３）で構成され、前記各突極に巻回した電機子コイル（６ａ、６ｂ、６ｃ）と、この電機子コイルに適切に電力を与えるために２個おきにショートした９個のセグメント（７ａ、７ｂ‥‥７ｉ）を有する印刷配線板からなるコミュテータ（７）を備えており、前記突極は平面からみて全体としての開角が１８０度以内になるように一側に偏って形成され、前記３個のブレードは、両側のブレードの全体としての開角が前記マグネットの４極＋Ｎ（Ｎは無着磁部）以内で、かつ前記両側のブレードの各々の中心が、対応する前記突極の中心と不一致であり、さらに、前記コミュテータに前記マグネットの磁極の奇数倍の開角で摺接させると共に、基端を前記ハウジングの一部に植設した一対のブラシ（９）を備えた偏心コアード振動モータ。
2. 前記ロータが回転中、前記ブレードは各々が前記６極の界磁磁極の対応する隣り合った二つの磁極に対向するよう配置される位置を有することを特徴とする請求項１記載の偏心コアード振動モータ。

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