JP4332024B2 - Vibration motor - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸を中心にして非点対称に偏在配置された電機子鉄心を有する振動モータに関するものである。 The present invention relates to a vibration motor having an armature core that is unevenly arranged in an astigmatism with a rotation axis as a center.
携帯電話機やページャー等には振動モータが用いられている。例えば、この種の振動モータとしては、特開平9−182366号公報(特許文献1)に示すように、電機子鉄心及びこれに巻回した巻線を回転軸の中心に関して非点対称に偏在配置することによって振動力を発生させる扁平型の振動モータが提案されている。 Vibration motors are used in mobile phones, pagers, and the like. For example, as this type of vibration motor, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 9-182366 (Patent Document 1), an armature iron core and a winding wound around the armature iron core are unevenly distributed asymptotically with respect to the center of the rotating shaft. There has been proposed a flat vibration motor that generates a vibration force by doing so.
図9は、この種の振動モータを示している。電機子鉄心20は、3個の突極21,22,23を有し、中央の突極22に対して、左右の突極21,23がほぼ85°の開角度をもって配置されている。この各突極には、各々コイル21a,22a,23aが巻回されている。電機子鉄心20の中心には回転軸24が挿通固着され、更に、電機子鉄心20の一方面には、回転軸24を中心として図示しない扁平型整流子が配設されている。また、電機子鉄心20の外周面に対向して6極に着磁を施した円筒状の界磁磁石25が配置されている。
FIG. 9 shows this type of vibration motor. The
上記扁平型整流子に図示しない一対のブラシを摺接させて各コイル21a、22a、23aに通電することにより、電機子鉄心20の各突極21、22、23が励磁され、界磁磁石25との磁気的作用によって電機子鉄心20が回転する。このとき、電機子鉄心20の3個の突極21、22、23が偏在配置されているので、回転軸を中心として質量が不平衡に構成されていることから、電機子鉄心20の回転に伴って強い振動を発生する。
A pair of brushes (not shown) are brought into sliding contact with the flat commutator to energize the
上記の如く構成された振動モータは、電機子鉄心20の3個の突極21,22,23が偏在配置されていることを除いては、一般に周知のモータと同様の電磁気理論によって回転駆動される。小型で強力な振動を得るためには、電機子鉄心20の質量とその不平衡(回転軸からの重心の距離)を大きくする必要がある。しかし、突極が少ないうえに偏在していることから、質量不平衡が寄与するコギング力が集中するために起動しない問題があった。この問題に対し、コイルに多くの電流を供給し起動力を強くすることにより若干の解決はできるものの、消費電力が大きくなり、特に携帯電話機等の省電力を要求される用途においては採用できない問題が残る。
The vibration motor configured as described above is generally driven to rotate according to the same electromagnetic theory as a known motor except that the three
そこで、本出願人は、省電力化が可能であり、しかも起動力を強くすることができる振動モータを提供するために、特開2003−9490号公報(特許文献2)において、上記中央の突極と上記界磁磁石との対向ギャップを、上記左右の突極との対向ギャップよりも狭く形成すると共に、上記中央の突極による励磁力を上記左右の補助突極の励磁力よりも大きく構成し、かつ、起動時には上記中央の突極に上記界磁磁石との対向磁極と同極の磁極を発生させて反発力により電機子鉄心を回転付勢するように構成した新たな振動モータを提案した。 In order to provide a vibration motor that can save power and increase the starting force, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-9490 (Patent Document 2). The opposing gap between the pole and the field magnet is formed narrower than the opposing gap between the left and right salient poles, and the excitation force due to the central salient pole is greater than the excitation force between the left and right auxiliary salient poles. In addition, a new vibration motor is proposed that is configured to generate a magnetic pole having the same polarity as the opposite magnetic pole to the field magnet at the central salient pole at the time of startup, and to urge the armature core to rotate by the repulsive force. did.
この特許文献2に示す振動モータによれば、中央の突極による励磁力を、左右の補助突極の励磁力よりも大きく構成して、中央突極による界磁磁石との反発力を大きくし、しかも、起動時には、中央突極に界磁磁石との対向磁極と同極の磁極を発生させて、大きな励磁力とした中央突極との反発力によって電機子鉄心を強力に起動すること可能となった。しかしながら、特に携帯電話機等の小型機器においては、さらなる省電力化が要求されるようになり、起動電流が小さく、しかも、駆動電流が小さい振動モータが必要となった。
本発明が解決しようとする課題は、起動トルクが大きく、振動力を大きくすると共に、起動電流や駆動電流を小さくすることができる振動モータを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vibration motor capable of increasing the starting torque, increasing the vibration force, and reducing the starting current and the driving current.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、周方向に6極の磁極を着磁した界磁磁石と、回転軸を有すると共に上記回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および左右一対の補助突極からなる3個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備え、上記中央突極と上記界磁磁石との対向ギャップを上記補助突極との対向ギャップよりも狭く形成すると共に、上記中央突極による励磁力を上記左右一対の補助突極の励磁力よりも大きく構成し、かつ、起動時には上記中央突極に上記界磁磁石との対向磁極と同極の磁極を発生させて反発力により電機子鉄心を回転付勢する振動モータであって、上記電機子鉄心は、複数枚の磁性金属板が積層され、上記補助突極は、少なくとも軸方向上下表面に配置される磁性金属板の上記界磁磁石との対向角度を異ならせたことを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
また、請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、上記電機子鉄心は、少なくとも軸方向上下表面に配置される磁性金属板を軸方向の屈曲させて上記界磁磁石に対向する鍔部が形成され、上記左右一対の補助突極における上記鍔部と補助突極の対向角度を上表面側と下表面側とで異ならせたことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the armature core is opposed to the field magnet by bending in the axial direction a magnetic metal plate disposed at least on the upper and lower surfaces in the axial direction. A gist is formed, and the gist is that the opposing angle of the gutter and the auxiliary salient pole in the pair of left and right auxiliary salient poles is different between the upper surface side and the lower surface side.
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1および2に記載の発明において、上記電機子鉄心は、左右の上記補助突極に形成される上記鍔部の上記対向角度を異ならせた同一の磁性金属板を上記鍔部が軸方向に各々突出するように2枚の磁性金属板を重合させたことを要旨とする。
Furthermore, the invention described in
さらにまた、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3に記載の発明において、上記電機子鉄心は、上記中央突極と、この中央突極の左右に配置される一対の補助突極の磁気中心との開角度を各々異ならせたことを要旨とする。
Furthermore, the invention according to
本発明によれば、複数枚の磁性金属板が積層された電機子鉄心の補助突極における磁性金属板の界磁磁石と対向する対向角度を異ならせることにより、補助突極の磁気中心が変位するために、補助突極による反作用が減少するので、停止状態から起動させるときの起動電流を小さくすることが可能となる。さらに、起動後に振動モータが回転する間も、磁気的反作用の減少によって駆動電流を減少させることが可能となる。 According to the present invention, the magnetic center of the auxiliary salient pole is displaced by changing the facing angle of the magnetic metal plate facing the field magnet in the auxiliary salient pole of the armature core laminated with a plurality of magnetic metal plates. Therefore, since the reaction caused by the auxiliary salient pole is reduced, it is possible to reduce the starting current when starting from the stopped state. Furthermore, it is possible to reduce the drive current by reducing the magnetic reaction even while the vibration motor rotates after startup.
また、請求項2に記載の発明によれば、複数枚の磁性金属板を積層した電機子鉄心に鍔部を形成して界磁磁石に対向させ、一対の補助突極と鍔部の上記界磁磁石との対向角度を軸方向で異ならせたので、主に界磁磁石と対向する広い面積の鍔部によって、補助突極の磁気中心を容易に変位させることができることから、起動電流および駆動電流を容易に減少させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, a collar is formed on the armature core in which a plurality of magnetic metal plates are laminated so as to be opposed to the field magnet, and a pair of auxiliary salient poles and the field of the collar are formed. Since the facing angle with the magnet is varied in the axial direction, the magnetic center of the auxiliary salient pole can be easily displaced by the large area of the collar facing the field magnet. The current can be easily reduced.
さらに、請求項3に記載の発明によれば、一対の補助突極のうち、界磁磁石との対向角度を異ならせた鍔部を有する同一形状の2枚の磁性金属板を重合させるので、同一形状の1種類の磁性金属板を製造することによって電機子鉄心を製造することができるので、製造コストを低減することが可能となる。
Furthermore, according to the invention described in
さらにまた、請求項4に記載の発明によれば、中央突極の磁気中心と補助突極の磁気中心との開角度を左右において各々異ならせることにより、中央突極の磁気中心を対向する界磁磁石の磁気中心とを変位させることによって、中央突極に対向磁極と同極の磁極を発生させて反発力により起動させるときに、電機子鉄心を変位した位置から回転付勢するので、小さな起動電流であっても円滑に起動させることができることから、起動電流を小さくすることが可能となる。
Furthermore, according to the invention described in
振動モータは、周方向に6極の磁極を着磁した界磁磁石と、回転軸を有すると共に上記回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および左右一対の補助突極からなる3個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備えている。上記中央突極と上記界磁磁石との対向ギャップは、上記補助突極との対向ギャップよりも狭く形成して、上記中央突極による励磁力を上記左右一対の補助突極の励磁力よりも大きく構成している。そして、起動時には、上記コイルに通電して上記中央突極に上記界磁磁石との対向磁極と同極の磁極を発生させることによって、上記中央突極が上記界磁磁石に対して磁気的に反発し、この反発力により電機子鉄心が回転付勢される。さらに、上記振動モータの上記電機子鉄心は、複数枚の磁性金属板を積層することによって構成され、上記電機子鉄心に配設された上記補助突極における上記界磁磁石との対向角度が、軸方向の上表面に配置される磁性金属板の対向角度と、軸方向の下表面に配置される磁性金属板の対向角度とを異ならせている。このように対向角度を異ならせることにより、上記補助突極の磁気中心を変位させ、上記界磁磁石と上記補助突極との間に生ずる磁気的な反作用を減少させて、停止状態から起動させるときの起動電流を小さくするようにしている。 The vibration motor includes a field magnet magnetized with six magnetic poles in the circumferential direction, a central salient pole and a pair of left and right auxiliary salient poles that have a rotation axis and are arranged in an asymmetry symmetrically about the rotation axis. And three armature cores each having a coil wound thereon. The opposing gap between the central salient pole and the field magnet is formed to be narrower than the opposing gap between the auxiliary salient pole, and the excitation force by the central salient pole is greater than the excitation force of the pair of left and right auxiliary salient poles. It is composed largely. At startup, the central salient pole is magnetically applied to the field magnet by energizing the coil and generating a magnetic pole having the same polarity as the opposite magnetic pole to the field magnet at the central salient pole. The armature core is urged to rotate by the repulsive force. Further, the armature core of the vibration motor is configured by laminating a plurality of magnetic metal plates, and an opposing angle with the field magnet in the auxiliary salient pole disposed in the armature core is The facing angle of the magnetic metal plate disposed on the upper surface in the axial direction is different from the facing angle of the magnetic metal plate disposed on the lower surface in the axial direction. By varying the facing angle in this way, the magnetic center of the auxiliary salient pole is displaced, the magnetic reaction generated between the field magnet and the auxiliary salient pole is reduced, and the system is started from a stopped state. When starting current is made small.
図1は、本発明にかかる振動モータを示す平面図である。略皿状に形成されたケース1の内周面には、周方向にN極、S極を交互に着磁した扁平な略円筒状の界磁磁石2が配設されている。界磁磁石2への着磁は、正弦波着磁または台形着磁の何れかが施される。この界磁磁石2は、フェライトやネオジ・鉄・ボロン等の希土類を主成分としたボンド磁石または焼結磁石が使用される。振動モータとしてより大きな振動を得るためには、希土類磁石を使用することが望ましい。
FIG. 1 is a plan view showing a vibration motor according to the present invention. A flat, substantially
この界磁磁石2の内方には、上記ケース1に配設された図示しない軸受に支持された回転軸7に固着された電機子鉄心3が配設されている。電機子鉄心3は、中央突極4および左右一対の補助突極5,6からなる3個の突極を有し、回転軸7を中心として非点対称に偏在配置されている。この電機子鉄心3は、本実施例において、2枚の磁性金属板を積層することによって構成されている。さらに、中央突極4および左右一対の補助突極5,6からなる3個の突極は、軸方向の上下の表面に配置する磁性金属板を、界磁磁石2と対向する対向面を軸方向に屈曲させることにより各々鍔部4b、5b、6bを形成している。この鍔部4b、5b、6bの形成によって界磁磁石2との対向面が大きくなり、有効磁束を大きくしている。
Inside the
左右一対の補助突極5,6は、図2に示すように、中央突極4を中心と、後述するリブ5a,6aの中心とをほぼ85°の開角度をもって配設されている。また、界磁磁石2と対向する中央突極4の対向面と界磁磁石2との対向ギャップG1は、左右一対の補助突極5,6との対向ギャップG2,G3よりも狭くなっている。
As shown in FIG. 2, the pair of left and right auxiliary
すなわち、電機子鉄心3は、中央突極4の対向面と、左右一対の補助突極5、6の対向面とがなす軌跡円を略楕円形に形成すると共に、界磁磁石2の中心と軌跡円の中心を回転軸7とほぼ一致させている。これにより、図2に示すように、中央突極4の対向ギャップ長G1を補助突極5,6の対向ギャップ長G2,G3よりも狭くしている。因みに、対向ギャップ長G2,G3は、対向ギャップ長G1の2倍以上に設定される。尚、左右一対の補助突極4,5の対向ギャップ長G2,G3はほぼ同じ寸法に設定することが望ましい。
That is, the
さらに、中央突極4におけるリブ4aの周方向の幅は、左右一対の補助突極5,6のリブ5a,6aにおける周方向の幅よりも大きく形成されている。そして、これら中央突極4のリブ4aおよび補助突極5、6のリブ5a,6aには、各々コイル8,9,10が巻回される。中央突極4のリブ4aに巻回されるコイル8の巻数は、補助突極5,6のリブ5a,6aに巻回されるコイル9,10の巻数よりも大きくなっている。
Further, the circumferential width of the rib 4 a in the central
このように、中央突極4のリブ4aの幅を補助突極5、6のリブ5a,6aの幅よりも大きく形成することにより、中央突極4を通過する磁束密度を増加することができる。また、中央突極4のリブ4aに巻回されるコイル8の巻数を大きくすることにより励磁力を増加することができる。
Thus, the magnetic flux density passing through the central
また、左右一対の補助突極5、6は、図1乃至図3に示すように、界磁磁石2と対向する対向面の対向角度が、軸方向上下で異なるように構成されている。すなわち、補助突極5における軸方向の上表面側の対向角度θ1は、軸方向の下表面側の対向角度θ2よりも小さくなっている。逆に、補助突極6における軸方向の上表面側の対向角度θ3は、軸方向の下表面側の対向角度θ4よりも小さくなっている。この実施例においては、後述するように、対向角度θ1と対向角度θ3、および、対向角度θ2と対向角度θ4は同じ角度に設定されている。このとき、左右一対の補助突極5、6に形成された鍔部5b、6bも同様の対向角度θ1、θ2、θ3およびθ4に設定されている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the pair of left and right auxiliary
上述した電機子鉄心3の図示上表面側の磁性金属板16は、一対の補助突極5、6における鍔部5b、6bを含めた界磁磁石2との対向角度が左右で異なるように形成されている。また、図示下表面側の磁性金属板17も同一形状に形成されている。そして、図4に示すように、鍔部4a、5b、6bを形成していない磁性金属板16、17の背面どうしを接合して重合させることにより、界磁磁石2と対向する対向角度θ1、θ2、θ3およびθ4が、軸方向上下で異なるように構成される。つまり、電機子鉄心3を製造するときには、予め1種類の磁性金属板16を製造した後、2枚の磁性金属板16、17を重合することによって上述した電機子鉄心3を容易に製造することができる。
The above-described
以上のように構成された電機子鉄心3には、回転軸7を中心として平面型の整流子11が配設されている。整流子11には、絶縁板12の一方面上にプリント配線によって形成された略台形状に形成された9個のセグメント13が円周上に整列配置されている。さらに、絶縁板12の一端にはプリント配線によって端子部14が形成され、この端子部14には、上述した3個のコイル8,9,10の始端および終端が電気的に接続される。また、端子部14と9個のセグメント13とは、図示しないプリント配線によって電気的に接続されている。
The
整流子11のセグメント13には、180°の開角度で配設した一対のブラシ15が摺接している。このブラシ15は弾性を有する導電性金属板によって形成され、先端部分は図1に示すように回転方向に向いている。また、先端部分は二叉状に分岐していて、この二叉状部が適宜の圧力によってセグメント13に摺接するようにしている。ブラシ15の基端は、図示しない蓋体に固定配置されている。この蓋体は、前述したケース1に被冠される。また、ブラシ15の基端はケース1に設けたコネクター或いはリード線を介して図示していない直流電源に接続される。
A pair of
次に、以上の構成からなる振動モータの回転について、図5によって説明する。図5(A)は、振動モータが停止している状態を示している。各コイル8,9,10に通電されていないことから、中央突極4および補助突極5、6は励磁されていない。このとき、界磁磁石2との対向ギャップが最も狭い中央突極4のほぼ中心が界磁磁石2の例えばN極の磁極中心に吸引されることにより安定し、電機子鉄心3が停止している。
Next, the rotation of the vibration motor configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a state where the vibration motor is stopped. Since the
その後、各コイル8,9,10に整流子11を介して通電し、中央突極4の対向面にはN極を励磁させると共に、一方の補助突極5にはN極、他方の補助突極6にはS極を励磁させる。中央突極4に励磁される磁極が界磁磁石2のN極と同極のため、両者は互いに反発しようとする。このとき、一方の補助突極5に励磁したN極が界磁磁石2の近傍のS極に吸引され、更に、他方の補助突極6に励磁したS極が界磁磁石2の近傍のN極に吸引されることにより、電機子鉄心3は矢示の反時計方向に変位する。これにより、中央突極4と界磁磁石2の反発力が作用して電機子鉄心3は矢示の反時計方向に回転を始め、振動モータが起動する。
Thereafter, each
前述のように、中央突極4のリブ4aの幅を補助突極5,6のリブ5a,6aの幅よりも大きく形成し、中央突極4を通過する磁束密度を増加させ、更に、中央突極4に巻回されるコイル8の巻数を補助突極5に巻回されるコイル9,10の巻数よりも大きくしているので、中央突極4の励磁力が大幅に増加している。このため、中央突極4と界磁磁石2との強力な反発力によって電機子鉄心3は反時計方向に付勢されるので容易に起動することができる。
As described above, the width of the rib 4a of the central
起動後、電機子鉄心3がほぼ40°回転すると、前記整流子11によって各コイル8,9,10に通電する電流の方向が切り替わり、電機子鉄心3は図5(B)に示す位置になる。即ち、中央突極4と一方の補助突極5に励磁される磁極は変化しないが、他方の補助突極6がN極に励磁される。これにより、中央突極4のN極は回転方向前方にある界磁磁石2のS極に吸引されることにより更に回転付勢され、一方の補助突極5のS極は界磁磁石2のS極による反発を受けて回転付勢され、電機子鉄心3は更に反時計方向への回転が継続する。
When the
電機子鉄心3が図5(C)に示す位置まで回転すると、中央突極4がS極に励磁されると共に、一方の補助突極5がS極、他方の補助突極6がN極に励磁され、図5(A)に示した磁極関係とは逆の磁極配置になる。これにより、中央突極4に励磁される磁極が界磁磁石2のS極と同極のため反発力を受け、一方の補助突極5に励磁したS極が回転方向前方の界磁磁石2のN極に吸引され、更に、他方の補助突極6に励磁したN極が回転方向前方の界磁磁石2のN極に吸引され、電機子鉄心3は更に反時計方向に回転付勢される。
When the
その後、図5(D)に示す位置まで電機子鉄心3が回転すると、中央突極4のS極は回転方向前方にある界磁磁石2のN極に吸引されることにより更に回転付勢され、一方の補助突極5のN極は界磁磁石2のN極による反発を受けて回転付勢され、電機子鉄心3は更に反時計方向への回転が継続する。以後、整流子11の9個のセグメント13によって40°の回転角毎に各コイル8,9,10への通電方向を適宜に切り替えることにより、電機子鉄心3の各突極は界磁磁石2の磁極に対して反発と吸引を繰り返して回転付勢される。そして、各コイル8,9,10への通電を停止すると、中央突極4の磁気的中心と界磁磁石2の磁極中心とが互いに吸引した状態で停止する。
After that, when the
以上の振動モータは、電機子鉄心3の極数が少ないことから、数千回転/分から1万数千回転/分の回転数が得られ、この回転により大きな振動が得られる。すなわち、界磁磁石2に対し、偏在した3個の突極として、中央突極4との対向ギャップを補助突極5,6との対向ギャップよりも狭く形成したので、電機子鉄心3の重心が一層中央突極4側に偏寄させることになり、この結果、強力な振動が得られる。
Since the above-described vibration motor has a small number of poles of the
また、中央突極4による励磁力を補助突極5,6の励磁力よりも大きくし、この中央突極4による界磁磁石2との反発力を中心として回転付勢するので、比較的小さな電流値であっても十分な起動力と回転付勢力が得られ、消費電力を抑制することが可能となる。更に、中央突極4を主体とした構成のためコギング力が大きくなるため、電磁気的にも振動が発生することから、更に強力な振動を得ることができる。
Further, the exciting force by the central
以上説明した振動モータは、電機子鉄心3の中央突極4と界磁磁石2とが磁気的に吸引した安定状態から起動する際に、主として中央突極4と界磁磁石2との磁気的反発力を利用し、補助的に補助突極5,6の界磁磁石2の磁極への吸引力を利用して電機子鉄心3の回転方向を定めると共に回転付勢させている。このように、中央突極4の幾何学的中心と界磁磁石2の磁気中心が一致して安定した状態から起動すると、両者がバランスするので回転付勢させるための反発力が弱くなり、起動トルクが不十分になることから、大きな起動電流が必要となる。
When the vibration motor described above starts from a stable state in which the central
そこで、起動トルクを大きくすると共に起動電流を小さくするために、上述した振動モータにおいては、界磁磁石2と対向する中央突極4の対向面の対向ギャップ長を中央突極4の周方向の左右において各々異ならせている。すなわち、図6に示すように、中央突極4の界磁磁石2との対向面は、回転軸の中心から同心円ではなく、図示右端側の対向ギャップ長G4よりも左端側の対向ギャップ長G5が狭くなるように設定している。これら対向ギャップ長G4、G5の差は、中央突極4の中心から寸法を14mmとしたとき0.1mm程度が好ましく、一般的には、中央突極の中心から寸法に対する対向ギャップ長の差を1.5%から0.5%に設定する。
Therefore, in order to increase the starting torque and reduce the starting current, in the vibration motor described above, the opposing gap length of the opposing surface of the central
このように構成することにより、電機子鉄心3が停止した状態では、界磁磁石2の磁極の中心位置(中心線C0で示す)に対して、中央突極4がほぼ幾何学的な中心位置(中心線C1で示す)で安定する。尚、上述した対向ギャップ長の差を大きくすると、中央突極4の短い対向ギャップ長側を界磁磁石2の磁極中心に引き寄せるように変移するため、反発力が小さくなってしまうため好ましくない。
With this configuration, when the
この状態から中央突極4に界磁磁石2との対向磁極と同極の磁極を発生させて励磁すると、中央突極4から発生した磁束は、狭い対向ギャップ長G5に偏って発生し、界磁磁石2の磁気的中心位置との差G6が生じる。この差G6によって中央突極4と界磁磁石2との間に大きな反発力が生じるので起動トルクが大きくなる。
From this state, when the central
本発明の振動モータにおいては、前述したように、電機子鉄心3の補助突極5、6は、軸方向上下表面に配置される磁性金属板16、17の界磁磁石2との対向角度を異ならせている。このために、補助突極5、6の磁気的中心が中央突極4から離間する方向に変位する。また、上述したように、中央突極4と界磁磁石2との磁気的中心位置には差G6が生じていることから、電機子鉄心3は、図7に示すように、やや反時計方向に変位した位置で停止している。すなわち、補助突極6の磁気的中心は、界磁磁石2のS極とN極のほぼ中間点に位置し、界磁磁石2からの磁気的影響が小さくなる。一方、補助突極5は、電機子鉄心3がやや反時計方向に変位していることから、従来の振動モータにおける位置とほぼ同位置となっている。
In the vibration motor of the present invention, as described above, the auxiliary
この状態から各コイル8,9,10に通電し、中央突極4の対向面にはN極を励磁させると共に、一方の補助突極5にはN極、他方の補助突極6にはS極を励磁させる。この結果、中央突極4に励磁されたN極と界磁磁石2のN極とが互いに反発し、さらに、一方の補助突極5に励磁したN極が界磁磁石2の近傍のS極に吸引されることによって振動モータが起動する。この状態では、他方の補助突極6の磁気的中心が界磁磁石2のほぼ中間点に位置しているので、ほぼ自由状態となり、界磁磁石2と補助突極6との間に生ずる磁気的な反作用が減少する。このように電機子鉄心3が反時計方向に回転を始めた後に、図5(B)に示すように、S極に励磁された他方の補助突極6が界磁磁石2のN極に近づく。このとき、補助突極6の磁気的中心が中央突極4から離間する方向に変位しているので、補助突極6の磁極と界磁磁石2のN極との距離が小さいことから磁気的吸引力が大きくなって回転トルクを大きくすると共に駆動電流が小さくなる。
From this state, the
図8は、界磁磁石と補助突極との対向ギャップを中央突極との対向ギャップよりも広くするための他の実施例を示している。即ち、中央突極4と左右一対の補助突極5,6からなる3個の突極の界磁磁石との対向面がなす半径r1からなる仮想の軌跡円をほぼ真円形にすると共に界磁磁石2の内面の半径r2よりも小さく形成し、軌跡円の中心O1を回転軸7の中心O0よりも中央突極4側に偏寄させている。このとき、界磁磁石2の中心は回転軸7の中心O0とほぼ一致させている。この実施例においても、左右一対の補助突極5、6の界磁磁石2と対向する対向面の対向角度を軸方向上下で異なるように構成されている。
FIG. 8 shows another embodiment for making the opposing gap between the field magnet and the auxiliary salient pole wider than the opposing gap with the central salient pole. That is, an imaginary trajectory circle having a radius r1 formed by opposing surfaces of the central
これにより、中央突極4が界磁磁石2に近づくことから、対向ギャップが小さくなり、補助突極5,6は界磁磁石2との対向ギャップがやや小さくなるものの、広い状態が保たれるので、中央突極4との対向ギャップよりも広くすることができる。このようにして偏在配置した3個の突極によって、回転軸を中心として質量が不平衡に構成されるので、電機子鉄心3の回転に伴って強い振動を発生することができる。また、補助突極6の磁気的中心が中央突極4から離間する方向に変位させたので、回転トルクを大きくすると共に駆動電流を小さくすることは、前述した実施例と同様である。
As a result, since the central
本発明による振動モータは、電機子鉄心3の各突極と界磁磁石2の磁極との反発力によって起動させると共に回転付勢力を得るようにしている。大きな起動トルクを得るためには、停止時において、界磁磁石2の磁極の中心と中央突極4の磁気的中心との間に差を設けることが必要となる。この実施例3は、一対の補助突極の磁気的中心を左右で異ならせることによって、両者の中心に差を設けようとするものである。すなわち、一対の補助突極5、6の開角度を左右で非対称に形成することによって、補助突極5、6の磁気的中心を変位させる。非対称にする手段としては、軸方向上下表面に配置される磁性金属板16、17の界磁磁石2との対向角度を各々変えることによって、実質的な開角度を非対称に形成することができる。
The vibration motor according to the present invention is activated by a repulsive force between the salient poles of the
このように、補助突極の磁気的中心を左右で異ならせることにより、界磁磁石2の磁極の中心に対する中央突極4の磁気的中心が変位し、前述したように、大きな反発力が得られ、しかも、起動電流を小さくすることができる。
In this way, by making the magnetic center of the auxiliary salient pole different on the left and right, the magnetic center of the central
なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。前述した実施例は、2枚の磁性金属板を重ね合わせるようにしたが、3枚以上の複数枚の磁性金属板を重ね合わせても良い。この場合、軸方向の上下表面の磁性金属板に鍔部を形成し、中間の磁性金属板は平坦に形成しても、鍔部を形成しなくても良い。また、補助突極を左右で異ならせるときに、複数枚の磁性金属板の半数で按分するようにして、重ね合わせても良い。さらに、前述の構成からなる振動モータは、特に扁平型として説明したが、扁平型に限らず、円筒型に適用してもよい。また、整流子については扁平型でなくても、円筒状の整流子であってもよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the present invention. In the embodiment described above, two magnetic metal plates are superposed, but a plurality of magnetic metal plates of three or more may be superposed. In this case, the flange portion may be formed on the magnetic metal plates on the upper and lower surfaces in the axial direction, and the intermediate magnetic metal plate may be formed flat or may not be formed. Further, when the auxiliary salient poles are different on the left and right, they may be overlaid so as to be divided by half of the plurality of magnetic metal plates. Furthermore, although the vibration motor having the above-described configuration has been described as a flat type, it is not limited to the flat type and may be applied to a cylindrical type. The commutator may not be a flat type but may be a cylindrical commutator.
本発明は、携帯電話機やページャー等に使用される、電機子鉄心を有する振動モータに適用可能である。 The present invention can be applied to a vibration motor having an armature core used for a mobile phone, a pager, or the like.
2 界磁磁石
3 電機子鉄心
4 中央突極
5,6 補助突極
4a、5b、6b 鍔部
7 回転軸
8,9,10 コイル
11 整流子
16、17 磁性金属板
θ1、θ2、θ3、θ4 対向角度
G1,G2,G3 対向ギャップ
G1,G2 対向ギャップ長
G6 差
2
Claims (4)
上記電機子鉄心は、複数枚の磁性金属板が積層され、
上記補助突極は、少なくとも軸方向上下表面に配置される磁性金属板の上記界磁磁石との対向角度を異ならせたことを特徴とする振動モータ。 Three field magnets having a magnetic pole magnetized with six magnetic poles in the circumferential direction, a central salient pole and a pair of left and right auxiliary salient poles that have a rotational axis and are unevenly distributed in astigmatism around the rotational axis An armature core in which a coil is wound around each salient pole, and the opposing gap between the central salient pole and the field magnet is formed narrower than the opposing gap between the auxiliary salient pole and the center salient pole. The excitation force is configured to be greater than the excitation force of the pair of left and right auxiliary salient poles, and at the time of start-up, a magnetic pole having the same polarity as the opposite magnetic pole to the field magnet is generated at the central salient pole, and the repulsive force causes the armature A vibration motor that urges the iron core to rotate,
The armature core is formed by laminating a plurality of magnetic metal plates,
The auxiliary salient pole is a vibration motor characterized in that the opposing angle of the magnetic metal plate disposed at least on the upper and lower surfaces in the axial direction with the field magnet is different.
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