JP5544530B2

JP5544530B2 - 振動モーター

Info

Publication number: JP5544530B2
Application number: JP2008312680A
Authority: JP
Inventors: 千曉西川; 素行岡田
Original assignee: FINETECH CO. LTD.
Current assignee: FINETECH CO. LTD.
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: JP2010119279A

Description

本発明は、使用者に着信を知らせるための通信機器用振動モーターに関し、とくにブラシレス構造に関する。

小型の無線電話呼び出し装置や携帯電話などに利用される偏平型モータとして、例えば図４に示すような偏平型の振動発生装置が知られている（特許文献特開平６−２０５５６５）。この振動発生装置は、ケース７の底部に固定された平板状の円形の永久磁石３と、このマグネット３と面対向するように配置された回転自在のコイル６と、このコイル６のかなめに配されたシャフト１とで構成されている。前記コイル６は３個のコイル６ａ、６ｂ、６ｃを逆扇形になるように配置し、樹脂フレームと一体成形したものである。また、電機子４はコイル６ａ、６ｂ、６ｃと一緒に回転する整流子１１を備えており、この整流子１１がケース７の下部から延びた２本の電極ブラシ１０に接触することで３個のコイル６ａ、６ｂ、６ｃの極性が交互に切り替わり、そのたびにマグネット３との間で引合力と反発力が発生するために回転し続ける。特に、振動発生装置として用いる場合には、回転体体を大きく偏心させることで、回転体が大きな遠心力を持って回転するため、装置全体に強い振動が発生することなる。

特開平６−２０５５６５号公報

課題を解決しようとする課題

しかしながら、上述したように、回転体は、極性が交互に切り替わるコイル６ａ、６ｂ、６ｃとマグネット３との間の引合力と反発力の繰り返しよって回転力が発生することから、少なくとも３個のコイル６ａ、６ｂ、６ｃが必要となる。即ち、図５に示したように、回転中心角が略９０度の１個コイル６で回転体を構成した場合、回転体が停止した時にＮ，Ｓ極を４等分したマグネット３の一つの極性内に入ってしまうと、次に回転体を始動させようとした時に、回転体の回転方向が定まらずスムーズに始動しない事態が発生してしまうからである。これは、コイル６の巻幅に相当するマグネット３上の領域Ｚ内にコイル６の両側部６ｄ、６ｅが留まっている場合に見られる現象である（特許文献２特開平１０−３３６９８３）。

特開平１０−３３６９８３号公報

さらに、このような従来技術に係る振動モーターにおいて、前記ブラシ１０は、整流子１１に不安定に接触する。従って、上述のブラシ１０と整流子１１との間の不安定な接触により、スパークやノイズ現象を生じ、このような現象により、ブラシ１０が破断して駆動しなくなる不具合を起こすことが知られている。このために、ブラシの構造、使用する材質について、種々の改善が試みられている。（特許文献３特開２００３−８８０４１）。しかしながら、１００，０００回程度でブラシが破損し、使用できなくなるなどの不具合があった。

特開２００３−８８０４１号公報

課題を解決するための手段

本発明の主な目的は、回転体への給電するブラシをなくすとともに、始動させる際に回転が確実にかつスムーズに行い、長寿命の安定した振動をするような構造を提供することである。

上記目的の実現のために、回転体を回転可能な軸支された円盤のうえに着磁した平板状の磁石とした。さらに、回転体を回転させるために、回転体と並行してコイルを２個、互いに１８０°の位置になるように配置した。

ブラシレスモーターでは回転体の位置を検知し、停止したのちに次に起動方向を決めるために、ケースに固定されたコイルの中間に１個のホールセンサを配置する必要がある。

また、上記の構造だけでは回転体の停止位置によっては、次に電源が「入」となっても瞬時に起動し得ない場所が存在する。所謂デッドポイントである。すなわち図２で示される位置に停止した場合である。

上記課題を解決するために、ケースに固定され、１８０°の位置に配置された２個のコイルと、回転可能に軸支された回転板の上に着磁された平板状の磁石であって、前記回転板を６等分してＮ極とＳ極とを交互に配列した磁石と、前記２個のコイルの中間に配置されたホールセンサと、前記ホールセンサから角度１５０°の位置に配置された対をなさない磁性体であって、角度１５０°を中心として長手方向が回転板の周方向に沿って延びた磁性体と、前記回転板の最外径位置に取り付けられた半円リング形の錘とを有するブラシレス振動モーターを提供する。これにより、電源を「切」として回転体を停止させた時に、回転体上の永久磁石が起動可能位置にくるようになる。

永久磁石を固定した樹脂製回転体の重心が回転軸と同一では強い振動をうることができない。本発明では、回転体の外周部に半円リング形のウエイトを装着することにより、強い振動を得ることができる。

発明の効果

本発明によると、ブラシを使用しないため従来のような摩耗、劣化による不具合がないだけでなく、回転体とコイルがどのような位置で電源が「切」となっても、起動が可能な位置で回転体が停止するので、次に電源が「入」となっても瞬時に安定して起動することができる。また、回転の重心がずれている回転体であるので、強い振動をうることができる。

発明の実施形態

以下に図面に基づいて本発明に係る振動モーターの構造を説明する。

図１は本発明の実施形態の振動モーターの一例を示す断面図である。

本実施の形態の振動モーターはその構成要素が上部ケース７及び下部ケース７によって形成された空間に収容されている。下部ケーシング７には、その内側に、回路基板９を介して平板状のコイル６が固定されている。

回路基板上９に固定されたコイル６は各々１８０°の位置に２個配置されている。このコイル６を外部の電源から交互にＮおよびＳとすることで回転体の駆動を行わしめる。

なお、図１には、シャフト１がケース７を貫通するように図示したが、シャフト１がケース７を貫通せず、シャフト１の端部が露出しないように構成してもよい。

回転体は円盤状の樹脂板４となし、軸に固定されている。さらにこの回転板４上には永久磁石３が固定されている。

また、永久磁石３を固定する回転体である樹脂４は、非対称構造で、回転体の重心をずらす構造となっている。これにより、強い振動を発生させている。

図２は、本発明の実施の形態の回転体と永久磁石３、駆動のためのコイル６、ホールセンサ５、の構成を示す裏面図である。回転体４うえの永久磁石５は複数極に分割して着磁されている。本実施の形態では、円板を６等分してＮ極とＳ極を交互に配列した３極着磁の磁石を示すが、他の極数（例えば、８極等）に着磁された磁石を用いてもよい。永久磁石３の数は多いほどよいが、ケースに固定されるコイルの大きさなどで決められる。望ましくは３個以上８個以下である。

この状態で回転体４が停止している場合は、永久磁石３の大部分がコイル６の一つのＳ極上に重なっており、一方対極の永久磁石３の大部分は一つのＮ極上に重なっている。この状態では偏平モータに電源を供給しても回転体４は回転できない。このような状態で回転体３が停止することは、ごく稀に起きる現象ではなく、頻繁に起きる現象である。

図３は、本発明の実施の形態の回転体４と永久磁石３、駆動のためのコイル６、ホールセンサ５そしてデッドポイントをなくすための磁性体８の構成を示す裏面図である。

本図ではケース７側に固定されたコイル６の間にホールセンサ５を配置し、デッドポイントをなくすための磁性体８を１５０°の位置に配置せしめる。これにより図２の位置で回転体４が停止しても、回転体４上の永久磁石３はコイルの脇にある磁性体８の影響で必ず図３で示した位置とはずれた位置で停止し、次回の電源を「入」としても何ら支障なく起動する。

さらには携帯機器では静置した状態で使用することはないので、電源が「切」の状態では回転体４の位置は自由に回転でき、図２のような状態で停止してしまうことは度々発生する。このような場合、本発明のように、磁性体８をコイル間６に設置することにより、回転体４は緩やかに固定されるため、回転体４がデッドポイントに突入することはない。また、強い衝撃で図３の位置から回転体４がずれたとしても再び図３の位置へと復帰するので、起動しないという現象は発生しない。

また回転体４は重心を軸からずらせた構造でないと振動が発生しない。このため、永久磁石３を固定する回転体４の外周には半円リング状のウエイトが付いている。

このように本実施形態に係るブラシレス振動モーターは設計・製造・組み立てが容易で高い耐久性を有し、しかもデッドポイントがないため、匡体がどのような位置、角度においても確実に動作するものである。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の位置例で、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、回転体の重心をずらせるための樹脂円盤の形状は図示した構造に限定されることなく適宜変更可能である。このように、本発明は様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態にかかるブラシレス振動モーターを構成を示す断面図である本発明のデッドポイントが発生するための永久磁石回転体とコイルの関係を示す図である本発明の好適な実施の形態にかかるブラシレス振動モーターを構成を示す図である従来技術に係る振動モーターを示す図である従来技術に係る振動モーターを示す図である

符号の説明

１シャフト
２ウエイト
３永久磁石
４回転板
５ホールセンサ
６コイル
７ケース
８磁性体
９回路基板

Claims

ケースに固定され、１８０°の位置に配置された２個のコイルと、
回転可能に軸支された回転板の上に着磁された平板状の磁石であって、前記回転板を６等分してＮ極とＳ極とを交互に配列した磁石と、
前記２個のコイルの中間に配置されたホールセンサと、
前記ホールセンサから角度１５０°の前記コイル外の位置に配置された対をなさない磁性体であって、角度１５０°を中心として長手方向が前記回転板の周方向に沿って延びた磁性体と、
前記回転板の最外径位置に取り付けられた半円リング形の錘とを有するブラシレス振動モーター。