JPH09261918A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用上、充分な量の振動を得ることが可能な
振動モータを得る。 【解決手段】 ケース１及びケース１の開口部を覆う底
板２とからなるケーシング３、複数の磁極を有する駆動
マグネット４、ケーシング３内で回転自在となるように
支持されると共に駆動マグネット４に対向する電機子６
を有する偏心ロータ５を備え、偏心ロータ５が回転する
ことにより振動が発生する振動モータ。電機子６は、３
本以上の突極６ａと各々の突極６ａに巻回されたコイル
７とを有し、隣接する突極６ａ間のうち少なくとも１つ
の間隔が他の突極間の間隔よりも大きくなっている。電
機子６の突極６ａは、突出方向外側のリブ６ｂの幅が突
出方向内側のリブ６ｂの幅よりも広くなっている。ま
た、電機子６は、最も大きな突極６ａ間の開き角度が１
８０゜以上となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば簡易型携帯
電話（ＰＨＳ）等に適用可能な振動モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話あるいは簡易型携帯電話（ＰＨ
Ｓ）等において、個別呼び出し信号を受信したことを報
知するための手段の一つとして、回転により振動を発生
させる振動モータが用いられることがある。モータの回
転により振動を発生させるためには、モータの出力軸
に、重心が偏った偏心板を設ければよいが、薄型化を図
ると共に消費電流を小さくするために、複数の駆動コイ
ルをロータの片側に偏位させて配置したものが提案され
ている。実開平２−３３５７３号公報記載のものはその
例で、図５及び図６にこれを示す。

【０００３】図５及び図６において、振動モータは、カ
ップ状のケース３６と、ケース３６の開放端に被せられ
た端板３１と、上記ケース３６と端板３１の中心孔に圧
入固定された含油軸受３２、３５と、この含油軸受３
２、３５に通され含油軸受３２、３５によって回転自在
に支持された回転軸３３と、回転軸３３の外周に一体に
取り付けられたボス３４と、このボス３４の外周側に樹
脂により一体成形されたロータホルダー２１と、このロ
ータホルダー２１に埋め込まれた３個の駆動コイル２３
と、ロータホルダー２１の下面側に設けられた平面整流
子３８と、平面整流子３８と摺接するブラシ３７と、端
板３１の内面側に上記駆動コイル２３に対向させて固定
された扁平なリング状のマグネット３９とを有してな
る。

【０００４】上記３個の駆動コイル２３はロータホルダ
ー２１に回転軸３３から偏って配置され、ロータ３０が
回転駆動されると、ロータ３０の重量のアンバランスに
より振動が発生するようになっている。整流子３８とブ
ラシ３７を介して各駆動コイル２３に通電し、また、ロ
ータ３０の回転位置に応じて各駆動コイル２３への通電
を切り替えることによりロータ３０を連続的に回転駆動
することができる。ロータ３０が回転駆動されると、上
記のように振動が発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の振動モータ
によれば、ロータのフレーム部であるロータホルダー２
１は、３個の駆動コイル２３を樹脂モールドすることに
よって形成されている。このため、重量が小さく、ま
た、アンバランス量も小さいため、さほど大きな振動を
得ることができなかった。このような重量が小さなロー
タで実用に足りる振動を得ようとする場合は、ロータを
高速回転させなければならない。しかし、ロータを高速
に回転させると、整流子３８とブラシ３７の接触部分の
摩擦量が大きくなって、モータの寿命が短くなるという
問題点を有していた。

【０００６】また、駆動コイル２３とマグネット３９が
一定の間隙をおいて向かい合う対面構造タイプの振動モ
ータでは、回転トルクが小さいため、磁束密度の大きい
マグネット、例えば、希土類のマグネットを使用して充
分な回転トルクを得なければならない。しかし、希土類
などのように磁束密度の大きなマグネットは、高価であ
るため、このようなマグネットを用いることにより、コ
ストの高騰を招いている。

【０００７】ロータの重量を大きくすれば、高速回転さ
せなくても大きな振動を得ることができるため、ロータ
ホルダー２１の母材である樹脂に比重の高い物質を混ぜ
て重量を大きくするようなものも構想されているが、比
重の高い物質を混ぜても、母材が樹脂であるため、得ら
れる重量には限度があった。

【０００８】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、低速回転でも、また、
マグネットの特性や体積を落としても、実用上、充分な
量の振動を得ることが可能な振動モータを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
カップ状のケース及び該ケースの開口部を覆う底板とか
らなるケーシング、ケースの内周面に装着された複数の
磁極を有する駆動マグネット、ケーシング内で回転自在
となるように支持されると共に駆動マグネットに対向す
る電機子を有する偏心ロータを備え、偏心ロータが回転
することにより振動が発生する振動モータであって、電
機子が、３本以上の突極と各々の突極に巻回されたコイ
ルとを有し、隣接する突極間のうち少なくとも１つの間
隔が他の突極間の間隔よりも大きくなっていることを特
徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、電機子の突極が、
突出方向外側のリブの幅が突出方向内側のリブの幅より
も広いことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、電機子が３本の突
極を有し、最も大きな突極間の開き角度が１８０゜以上
であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる振動モータ
の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図
１（ａ）（ｂ）において、底板２の中央には円筒状のボ
ス部２ａが設けられておりこのボス部の内周面には、軸
受１３が取り付けられている。また、底板２の外縁部に
はカップ状のケース１が取り付けられている。ケース１
は中央に円筒状のボス部１ａを有しており、ボス部１ａ
の内周面には軸受１４が取り付けられている。また、ケ
ース１の周壁の内面にはリング状の駆動マグネット４が
取り付けられている。このようなケース１及び底板２か
らケーシング３が構成されている。また、底板２に取り
付けられた軸受１３と、ケース１に取り付けられた軸受
１４には回転軸９が嵌められており、回転軸９はケーシ
ング３に対して回転自在となっている。

【００１３】ケーシング３の内部空間内に位置する回転
軸９の底板２側の外周面には、金属製の偏心ウエイト１
０が取り付けられている。偏心ウエイト１０は、例えば
重量の大きい、銅、タングステン、及び、銅とタングス
テンの混合物等から扇状に構成されている。回転軸９と
共に偏心ウエイト１０が回転駆動することにより、充分
な振動量が得られるようになっている。なお、偏心ウエ
イトの中心角は１８０゜以内であることが望ましい。

【００１４】また、ケーシング３の内部空間の回転軸９
の外周面で、かつ、偏心ウエイト１０の底板２とは反対
側の面側には、電機子６が取り付けられている。電機子
６は磁性板を複数枚積層することによって構成されてい
る。また、電機子６は、図１（ａ）に示すように、回転
軸９を中心として駆動マグネット４側に突出した３個の
突極６ａ、６ａ’、６ａ”を有している。突極６ａ、６
ａ’、６ａ”は電機子６の基部から突出したリブ６ｂ
と、リブ６ｂの先端に形成された傘部とから構成されて
いる。３個の突極６ａ、６ａ’、６ａ”は、均等な開き
角度で配置されるのではなく、偏った配置となってい
る。なお、ここでいう開き角度は、各突極の中心線と隣
り合う突極の中心線とが成す角度のことをいう。

【００１５】電機子６の突極６ａ、６ａ’、６ａ”の配
置を詳細に説明すると、互いに隣接する突極６ａと突極
６ａ’の開き角度と、互いに隣接する突極６ａ’と突極
６ａ”の開き角度は、等しく、しかも、９０゜以下とな
るように配置されている。しかし、互いに隣接する突極
６ａと突極６ａ”の開き角度は、突極６ａと突極６ａ’
や、突極６ａ’と突極６ａ”の開き角度よりも大きく、
１８０゜以上となるように配置されている。

【００１６】なお、各突極６ａ、６ａ’、６ａ”は一定
の間隙をおいて駆動マグネット４の内周面と向かい合っ
ている。また、突極６ａ、６ａ’、６ａ”のそれぞれの
リブ６ｂにはコイル７が巻回されている。さらに、突極
６ａ、６ａ’、６ａ”は何れも同形状で、リブ６ｂの突
出方向外側、即ち、傘部側の幅と、基部側の幅を比較し
てみると、傘部側の幅が広く、しかも、傘部側から基部
側にかけて幅が徐々に狭くなるような形状となってい
る。

【００１７】さらに、電機子６の基部には整流子８が設
けられている。整流子８は、回転軸９の外周に均一な間
隔で形成された扇型の６つのセグメント８ａからなり、
各セグメント８ａにはリブ６ｂに巻回されたコイル７の
一端が接続されている。また、６つのセグメント８ａの
うちの特定のセグメント８ａは、ケーシング３に取り付
けられた図示しないブラシと摺接している。したがっ
て、ブラシ、ブラシと当接するセグメント８ａを介して
コイルに通電すると、駆動マグネット４によって突極８
は付勢され、回転軸９、ウェイト１０、電機子６とから
なる偏心ロータ５が駆動される。また、偏心ロータ５が
駆動されることにより、図示しないブラシと摺接するセ
グメント８ａは順次切り換えられ、偏心ロータ５が連続
回転される。

【００１８】なお、突極６ａと突極６ａ’との開き角
度、および突極６ａ’と突極６ａ”との開き角度がとも
に６０゜の場合は、６つのセグメントが設けられ、それ
らの開き角度がともに８０゜の場合には、９つのセグメ
ントが設けられる。

【００１９】電機子６は、突極６ａ、６ａ’、６ａ”が
均等な開き角度で配置されるのではなく偏った配置とな
っている。このため、偏心ロータ５が連続回転される
と、この偏心ロータ５のアンバランスにより振動を発す
ることができる。

【００２０】以上のような構成の振動モータによれば、
空芯コイルを使用し、しかも、空芯コイルと駆動マグネ
ットが面対向した面対向タイプではなく、電機子６を有
し、しかも、電機子６は、突極６ａ、６ａ’、６ａ”の
突極間隔（開き角度）のうち少なくとも１つの間隔が他
の突極間の間隔よりも大きくなるよう偏って配置され、
かつ、突極６ａ、６ａ’、６ａ”が駆動マグネット４と
周対向したタイプであるため、回転時に大きなトルクを
得ることができ、低速回転でも十分に大きな振動を得る
ことができる。したがって、整流子８のセグメント８ａ
とブラシの摩擦量を減少させて振動モータの寿命を延命
することができる。

【００２１】さらに、電機子を構成する磁性板の積層枚
数を増やすことにより、モータ特性をアップさせること
ができる。また、磁性板の積層枚数を増やすことによ
り、偏心ロータ５の重量が増大することとなるため、さ
らにアンバランス量を増加させ、大きな振動を得ること
ができる。さらに、偏心ロータ５には偏心ウエイト１０
が取り付けられているため、この偏心ウエイト１０によ
る重量の増加によって、アンバランス量を増大させ、大
きな振動を得ることができる。

【００２２】さらに、突極６ａ、６ａ’、６ａ”は何れ
も同形状で、リブ６ｂの傘部側の幅と基部側の幅を比較
してみると、傘部側の幅の方が広く、しかも、傘部側か
ら基部側にかけて徐々に狭くなるような形状となってい
る。このため、リブ６ｂの集磁作用が向上し、振動モー
タのパワーを向上させることができる。これは、振動モ
ータが小型の場合に有効である。

【００２３】このような、傘部側の幅が基部側の幅より
も広くなったリブと、ストレートな形状のリブとで、集
磁作用を比較してみた。図２にこの比較した例を示す。
言うまでもないが、図２（ａ）が傘部側の幅が基部側の
幅よりも広くなったリブ６ｂ、図２（ｂ）がストレート
な形状のリブ６ｂ’である。図２（ａ）の方は、駆動マ
グネット側に位置する傘部側の幅が広く、このため、磁
束Ｍの通り道である磁路が大きくなり、駆動マグネット
から多くの磁束Ｍを集めることができる。これに対し図
２（ｂ）では、図２（ａ）に比べて傘部側のリブの寸法
が小さいため、磁路が小さく多くの磁束を集めることが
できない。このことからも、前述した効果を裏付けるこ
とができる。

【００２４】さらに、電機子６のリブ６ｂを傘部側の幅
の方が広く、しかも、傘部側から基部側にかけて徐々に
狭くなるような形状としたため、コイル７の巻線抵抗を
向上させることができる。このため、コイル７の電流値
を下げながら、しかも、モータの特性を向上させること
ができる。

【００２５】なお、電機子のリブにコイルを巻き回す場
合、コイルが放出される巻線機のノズルと、コイルが巻
回されるリブのなす角θは、小さい方、即ち、平行に近
い方が、コイルをきれいに巻き回すことができる。ここ
で、上記振動モータに使用される電機子６のリブ６ｂの
場合、リブ６ｂの傘部側の幅が基部側の幅よりも広くな
っていることから、図３（ａ）に示すように、ノズル１
１とリブのなす角θ１は小さくなっている。このため、
リブ６ｂに対してコイル７を巻線する際に、ノズル１１
から放出されるコイル７が、突極と突極の間のスロット
の奧まで入りやすく、この結果、均等に近い状態でコイ
ル７を巻き回すことができ、モータの特性を向上させる
ことができる。これに対して、図３（ｂ）に示すよう
に、ストレートな形状のリブ６ｂ’では、ノズル１１と
リブ６ｂ’のなす角θ２が、図３（ａ）よりも大きくな
ってしまうため、均等な巻回しができない。リブ６ｂ’
の外周側にコイル７が集まりすぎて外太り形状となって
しまう。

【００２６】また、上記振動モータは、電機子６を有
し、しかも、電機子６の突極６ａ、６ａ’、６ａ”が駆
動マグネットと対向する周対向型モータであるため、電
機子６とマグネットの間に吸引及び反作用が発生する。
さらに上記振動モータは周対向型であるため、電機子６
のスロット数と駆動マグネット４の磁極数の違いによっ
てコギングトルクが発生する。通常のモータでは、コギ
ングトルクは、モータ特性に悪影響を及ぼしてしまう。
しかし、振動モータの場合は、コギングトルクによって
生ずる脈動が、偏心ロータ５の回転によって生ずる振動
エネルギーの要素に付加されるため、さらに振動を大き
くすることができる。

【００２７】さらに、電機子６を使用し、振動モータを
周対向型のモータとすることにより、駆動マグネット４
に強力でしかも高価な希土類系のマグネットを使用しな
くても、安価なマグネットで充分な振動を得ることがで
きるため、コストの低減に寄与することができる。ま
た、強力な希土類のマグネットを駆動マグネット４に使
用した場合は、駆動マグネット４のサイズを小さくして
も、充分な特性が得られるため、モータサイズの薄型化
や小型化に寄与することができる。

【００２８】なお、図１（ｃ）に示すように、電機子６
を構成する複数の磁性板のうち、偏心ウエイト１０側の
一枚の外周側先端部分を折り曲げると共に、底板２側に
突出させ、この突出した部分の内面が、偏心ウエイトの
外周面と一定の間隙をおいて向かい合うようにしてもよ
い。この折り曲げられ、かつ、突出させた部分がウエイ
ト１０となり、振動モータのアンバランス量を増加させ
ることができる。

【００２９】なお、上記振動モータは、３スロット、４
極、６セグメントであったが、これに限られるものでは
ない。電機子が３本以上の突極を有し隣接する突極間の
うち少なくとも１つの間隔が他の突極間の間隔よりも大
きくなっている、電機子の突極の突出方向外側のリブの
幅が突出方向内側のリブの幅よりも広くなっている電機
子は、３本の突極を有し最も大きな突極間の開き角度が
１８０゜以上となっている等の条件を満たしていれば、
どのような構成でもよい。例えば、図４に示すように、
振動モータを、電機子６のスロット数が３、駆動マグネ
ット４の磁極数が６極、整流子８のセグメントの数が９
というように構成してもよい。

【００３０】さらに、上記実施の形態は、軸受によって
支持された図示しない回転軸が電機子６と共に回転する
軸回転タイプであった。しかし、これに限られたもので
はない。図示しないが、ステータであるケーシングに取
り付けられた固定軸に対して軸受を有する電機子が回転
駆動できるように構成された、いわゆる、すべり軸受タ
イプの振動モータにも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、振動モータはロータを
なす電機子を備え、しかも、電機子は３本以上の突極と
各々の突極に巻回されたコイルとを有し、隣接する突極
間のうち少なくとも１つの間隔が他の突極間の間隔より
も大きくなっているため、電機子の形状は突極が偏った
位置に設けられた形状となるため、ロータのアンバラン
ス量を大きくし、低速回転でも充分な振動を得て、寿命
の延命化を図ることができる。さらに、電機子を用いる
ことにより、マグネットの特性や体積を落としても、充
分な振動が得られるため、振動モータの薄型化や小型
化、及び、低コスト化に貢献することが可能となる。

【００３２】また、電機子の突極を、突出方向外側のリ
ブの幅を突出方向内側のリブの幅よりも広くすることに
より、電機子とコイルの重量が増大するため、アンバラ
ンス量を大きくし、大きな振動を得ることができる。さ
らに、突出方向外側のリブの幅が突出方向内側のリブの
幅よりも広くなることにより、磁束の磁路を大きく確保
できるため振動モータのパワーを向上させることが可能
となるし、しかも、コイルの巻線抵抗が向上するためモ
ータ特性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる振動モータの実施の形態を示す
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は変形例の断
面図。

【図２】リブの集磁作用を、本発明にかかる振動モータ
に適用される電機子のリブと、通常のモータに適用され
る電機子のリブとで比較して示す図。

【図３】コイルの巻回しを、本発明にかかる振動モータ
に適用される電機子のリブと、通常のモータに適用され
る電機子のリブとで比較して示す図。

【図４】本発明にかかる振動モータの別の実施の形態を
示す平面図。

【図５】従来の振動モータに適用される偏心フレームの
例を示す平面図。

【図６】従来の振動モータの例を示す断面図。

【符号の説明】

１ ケース ２ 底板 ３ ケーシング ４ 駆動マグネット ５ 偏心ロータ ６ 電機子 ６ａ 突極 ６ｂ リブ ７ コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カップ状のケース及び該ケースの開口部
   を覆う底板とからなるケーシング、上記ケースの内周面
   に装着された複数の磁極を有する駆動マグネット、上記
   ケーシング内で回転自在となるように支持されると共に
   上記駆動マグネットに対向する電機子を有する偏心ロー
   タを備え、上記偏心ロータが回転することにより振動が
   発生する振動モータであって、 上記電機子は、３本以上の突極と各々の突極に巻回され
   たコイルとを有し、隣接する突極間のうち少なくとも１
   つの間隔が他の突極間の間隔よりも大きくなっているこ
   とを特徴とする振動モータ。
2. 【請求項２】 上記電機子の突極は、突出方向外側のリ
   ブの幅が突出方向内側のリブの幅よりも広いことを特徴
   とする請求項１記載の振動モータ。
3. 【請求項３】 上記電機子は、３本の突極を有し、最も
   大きな突極間の開き角度が１８０゜以上であることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の振動モータ。