JPH10174361A

JPH10174361A - 偏平コアレス振動モータ

Info

Publication number: JPH10174361A
Application number: JP33658496A
Authority: JP
Inventors: Koji Furuya; 屋興二古
Original assignee: SYMTEC KK
Current assignee: SYMTEC KK
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】２個のコイルで起動死点のない偏平コアレス
振動モータを提供すること。【解決手段】ロータ（５４）には２個の偏平コイル
（４９ａ、４９ｂ）が設けられ、それらの偏平コイル
（４９ａ、４９ｂ）は全体的に扇形状でロータの外周に
位置する外周部分（ａ）と、ロータの内側に位置する内
周部分（ｂ）と、それらの外周部分および内周部分を結
ぶ両側の半径部分（ｃ、ｄ）とで構成され、それらの偏
平コイル（４９ａ、４９ｂ）の半径部分（ｃ、ｄ）はロ
ータの中心を通る直線上に位置し、かつ両側の半径部分
（ｃ、ｄ）の成す角度（θ１）は６５度ないし８０度で
あり、また互いの偏平コイルの半径部分（ｃ、ｄ）のな
す角度（θ２）は５５度ないし６５度で位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏平コアレス振動モ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の携帯電話、ポケットベル等の小型
携帯用通信機器の大幅な普及で、その公共の場所での使
用が着信音ノイズ公害として大きな社会的問題となりつ
つある。

【０００３】又その様な機器が同時に着信信号音を受け
ると、どの携帯機器に掛かってきたか判断が付きにく
い。この様な不具合を取り除く為に、着信信号として音
の替わりに振動を利用することが多くなってきた。この
様な振動は携帯機器に振動モータを備えつける事によっ
て行われている。従来この様な携帯機器に使用されてい
る振動モータの振動発生方法は二通りある。その第一は
モータの回転体であるロータ軸に偏心重量を付加して、
その結果生じる偏心した遠心力を利用する方法である。
第二の方法は、その回転部であるロータ自身を偏心させ
て振動力を発生させる方法である。第一の方法を用い偏
心モータを円筒型振動モータといい、第二の方法を使用
しているモータを偏平コアレス振動モータという。

【０００４】偏平コアレス振動モータは例えば特開平６
−２０５５６５号公報に開示されるごとく、ロータ部の
コイルとして三個、又はそれ以上を必要とする。使用コ
イル数が多いため、部品点数が多く、組立てが面倒であ
るという欠点を有している。図７は従来の偏平コアレス
振動モータに使用されているロータの平面図を示してい
る。このロータ６０には三個のコイル６１ａ、６１ｂ、
６１ｃ及ぴシャフト６２が合成樹脂部材６３により一体
化されて、半円形状のロータ６０を形成している。この
ようにロータ６０の三個のコイル６１ａ、６１ｂ、６１
ｃは角度的にほぼ１８０度内に配置してあり、従って隣
同志のコイルの角度ピッチは約６０度である。かかるモ
ータの回転部であるロー夕の重心の位置並びに重量はコ
イルの形状とこれを一体化モールドする樹脂の比重によ
って決定される。その偏心重量や偏心量を増やす為に錘
等を付加する事が一般的に行われるが、三個のコイルが
近接して配置されている為、錘を設置する場所がない。
これを実現する為にはロータの厚みを増やさなければな
らない。

【０００５】一般に直流モータの設計における最大の課
題は、ある位置にロータが静止すると次に起動させよう
としても回転を始めない点すなわち回転起動時の死点を
なくす事である。本発明において最小のコイル数でこの
回転起動時の死点がなくなっているので、本発明の理解
を深めるために、この起動死点について図８に示す直流
モータＭの基本構成図を用いて詳細に説明する。一般に
直流モータＭは一対のマグネット１、一個のコイル２、
一対の２極コンミユテータ３、それに対応する一対のブ
ラシ４から構成されている。このモータＭに生じる回転
力はフレミングの左手の法則にしたがって図９のごとく
なる。この図から判る如く、コイル２が垂直位置、即ち
図９の９０度の位置にくると、回転力はゼロとなり、コ
イルがたまたまこの位置に静止した場合はいかに電圧を
上げても始動しない。この点のことを直流モータの起動
死点と呼び、図９では９０度と２７０度の２点が対応し
ている。この問題を解決する通常の方法は図１０に示す
ように２個（又はそれ以上）のロータのコイル２ａ、２
ｂを等分に配置する事である。図１０に示す２個コイル
２ａ、２ｂのロータを持った直流モータの回転力を図１
１に示す。この図の符号１０、１１で示す通り、一方の
コイル２ａの回転力がゼロになった時点では他方のコイ
ル２ｂの回転力が最大となるので、２個のコイル２ａ、
２ｂを合わせた総合回転力はどの位置でもゼロにはなら
ず、起動死点は存在しない。

【０００６】現在一般に使用されている偏平コアレス振
動モータに於いても同様の議諭が成立する。例えば前記
の特開平６−２０５５６５号公報に開示される如く、こ
れら振動モータでは三個又はそれ以上のコイルをロータ
上に装備する事によって起動死点の無いように設計され
ている。図１２はこの様な偏平コアレス振動モータの作
動原理を説明する為の模式図である。図１２には４極の
マグネット６と、ロータ２０上の３個のコイル７と、同
じく６極のコンミュテータ８が示されている。この場
合、ブラシの接点９はマグネットのＮ極とＳ極との間に
設置され、回転しながら接触するコンミユテータ８を通
してコイル７にそれぞれ直流電流を供給するようになっ
ている。図１２では振動モータの原理を説明する為、本
来円心形状を持つマグネットと、扇型形状を持つロータ
とコイルとを直線上に表してある。コンミュテータ８は
２個飛びおきに接続されている。即ち図１２に示すコン
ミュテータ８の第１番と第４番、第２番と第５番、第３
番と第６番が接続配線されている。図１２ではロータ２
０が０度の位置から１５度ずつ回転した時のマグネット
６との相対位置を示している。したがって、コイル巾が
マグネット巾より狭い場合、コイル７がマグネット６の
Ｎ又はＳ極の中に完全に入る位置では、フレミングの左
手の法則からして、コイルの放射状部分に左右同等の相
反する力が生じ回転力はゼロとなる。図１２の設計例で
はコイル７を三個使用する事によって、コイルがこの様
な起動死点に位置する時は電源が切れる様に、コンミュ
テータ８とブラシ９の相対位置、並びにコイル７の結線
を施してある。例えばコイル７の１番目は回転角度がお
およそ１５度から４５度の間は起動死点にあるため、電
流は流れていない様に設計されており、一方この位置で
はコイル７の２番目と３番目に電流が流れ、有効な回転
力を誘起している。更にコイル７の２番目は回転角度が
おおよそ４５度から７５度まで起動死点にあるが同じく
電流は切られており、替わりにコイル７の１番目と３番
目に電流が流されている。コイル７の３番目に関しても
同様で回転角度がおおよそ７５度から１０５度にあって
起動死点にあり、電流は切られている。このように図１
２の様にマグネット６、コイル７、コンミュテータ８、
ブラシ９、及びその結線を適正配置する事によって回転
力が生じうるコイル７のうちに符号１、２、３の中２個
のみに電流を流して起動死点が無いように設計されてい
る。

【０００７】そこで、図１２において、２番目のコイル
を除去して、２個コイル付きのロータ２０とした場合を
考えてみる。この場合が図１３に示されており、図１３
に於いて、回転角度が１５度付近ではブラシ９はコンミ
ュテータ８の２と３に接触し電流を供給しているが、こ
れに接続されているのはコイル７の第３番目のコイルの
みで、そのコイルはマグネット６のＳ極の内部に位置し
ている為、回転力を生じない。この様な起動死点は１０
５度付近にも存在し、その他に同図には示されていない
が、９０度置きにこの様な起動死点が存在する。即ち図
示の例では一回転３６０゜中に合計４箇所起動死点が存
在する事が判る。この様に従来使われている偏平コアレ
ス振動モータのコイルの数をただ一個除去して二個コイ
ルの振動モー夕を構成することはできない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、２個のコイ
ルで起動死点のない偏平コアレス振動モータを提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、全体的
に円形平板状のケーシングを備え、そのケーシングの中
には中心のシャフトに扇形のロータが回転自在に取付け
られ、そのロータには複数の偏平コイルが設けられ、さ
らにそのロータ上には同心状に取付けられた６等分割し
た平板状のコンミュテータが設けられ、そのロータに対
してＮ．Ｓ極を合計で４つ有するリング状マグネットが
前記コンミュテータの外側に位置して上記偏平コイルに
相対して設けられ、かつ前記コンミュテータと摺動する
ブラシが設けられている偏平コアレス振動モータにおい
て、前記ロータには２個の偏平コイルが設けられ、それ
らの偏平コイルは全体的に扇形状でロータの外周に位置
する外周部分と、ロータの内側に位置する内周部分と、
それらの外周部分および内周部分を結ぶ両側の半径部分
とで構成され、それらの偏平コイルの半径部分はロータ
の中心を通る直線上に位置し、かつ両側の半径部分の成
す角度は６５度ないし８０度であり、また互いの偏平コ
イルの半径部分の成す角度は５５度ないし６５度であ
る。

【００１０】また本発明によれば、全体的に円形平板状
のケーシングを備え、そのケーシングの中には中心のシ
ャフトに扇形のロータが回転自在に取付けられ、そのロ
ータには複数の偏平コイルが設けられ、さらにそのロー
タ上には同心状に取付けられた９等分割した平板状のコ
ンミュテータが設けられ、そのロータに対してＮ．Ｓ極
を合計で６つ有するリング状マグネットが前記コンミュ
テータの外側に位置して設けられ、かつ前記コンミシュ
テータと摺動するブラシが設けられている偏平コアレス
振動モータにおいて、前記ロータには２個の偏平コイル
が設けられ、それらの偏平コイルは全体的に扇形状でロ
ータの外周に位置する外周部分と、ロータの内側に位置
する内周部分と、それらの外周部分と内周部分とを結ぶ
両側の半径部分とで構成され、それらの偏平コイルの半
径部分はロータの中心を通る直線上に位置し、かつ両側
の半径部分の成す角度は４５度ないし６０度であり、互
いの偏平コイルの半径部分の成す角度は３５度ないし４
５度である。

【００１１】さらに本発明によれば、２個の偏平コイル
の中間に比重の重い錘を取付けてある。

【００１２】前述のように、マグネットのＮ又はＳの極
の巾よりコイルの扇角すなわちコイルの両半径部分のな
す角度が小さい場合、コイルがマグネットの極の中に完
全に入った位置に来ると、そのコイルに電流が加えても
回転力は生じない。更に二個のコイルの間隔が小さいと
起動死点が存在する。したがって上記の構成によりコイ
ルの扇角を大きくすると共に、コイルの間隔を大きく取
ることに依って起動死点がなくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１４】図１、図２および図３は本発明の第１実施
例を示し、図において、ケース４１は平面円形の上側部
分４１ａと、この上側部分４ｌａの外周部から下方に延
びている円筒形状のスカート部４１ｂとによって形成さ
れている。このケース４１に底部ケース４２が嵌合さ
れ、全体的に円形平板状のケーシング４０を構成してい
る。底部ケース４２にリング状の４極のＮ．Ｓを持つ希
土類平板マグネット４３が装着されており、図２におい
て符号４３ａ、４３ｃはＮ極を、そして４３ｂ、４３ｄ
はＳ極を示している。平板マグネット４３の空部４３ｅ
にブラシベース４４、ブラシターミナル板４５、該ブラ
シターミナル板４５に接続したブラシ４６、シャフト４
７が設けられている。ロータ５４はシャフト４７、コイ
ル４９ａ、４９ｂ（総称して符号４９を用いる）、平板
コンミユテータ５０、このシャフト４７、コイル４９を
一体化する合成樹脂製部材５１から構成されている。前
記シャフト４７は扇型のロータ５４の丁度、要の位置に
配されている。コイル４９の端末は平板コンミユテータ
５０に結線され、この平板コンミュテータ５０には前記
ブラシ４６が弾性的に接触させてある。前記シャフト４
７を支持する為に含油軸受５２ａ、５２ｂ、スライダ５
３ａ、５３ｂが設けられている。

【００１５】図３はこの偏平コアレス振動モータのロー
タ５４の平面図である。ロータ５４には二個のコイル４
９ａ、４９ｂ、シャフト４７が合成樹脂部材５１で一体
化されている。このロータ５４にコンミュテータ５０が
接着剤で取り付けられている。図示の通り、それらの
コイル４９ａ、４９ｂはいずれもロータ５４の外周付近
に位置している外周部分ａとシャフト４７の付近の内周
部分ｂと、両側の半径部分ｃ、ｄとよりなっている。こ
れらの半径部分ｃ、ｄはいずれもシャフト４７から半径
方向に延びる線上に位置している。そして半径部分ｃ、
ｄのなす角θ１は６５度ないし８０度であり、隣接する
コイルの半径部分ｄ、ｃの成す角度θ２は５５度ないし
６５度である。図示の例ではθ１＝７０度、θ２＝６０
度で示している。

【００１６】次に図４を参照して本発明を実施した偏平
コアレス振動モータが起動死点を有しない理由を説明す
る。この図は前述した図１２と同様に示しており、ロー
タ５４が回転した時のマグネット４３との相対位置を１
５度毎に示してある。二個のコイル４９ａ、４９ｂの一
端同志をコンミュテータ５０の第２番目の端子に接続
し、他の端をコンミュテータの第１番目と第３番目の端
子に接続する。４極マグネット４３の各極の角度は９０
度であるのに対してコイル４９のそれぞれの扇角度θ１
は７０度とし、二個のコイルのなす角度θ２は６０度に
配置してある。図４の一番上はロータ５４の位置を０度
とし、これを基準に該ロータ５４を１５度ずつ回転させ
た図を順次その下に示してある。それぞれのロータ回転
角度においてコイル４９ａ、４９ｂに生じる回転力を図
５（ａ）、（ｂ）に示す。ロー夕５４に生じる総合回転
力はこれらの和であり、それを図５（ｃ）に示す。図か
ら明らかなように二個のコイルしか使用しなくても、本
発明によればコイルのマグネット、ブラシに対して好適
に配置する事によって回転起動死点を持たない。すなわ
ちコイル４９ａとコイル４９ｂとが互いに起動死点を補
完している。

【００１７】本発明では、マグネットが４極でその各極
の扇角度が９０度の場合は、コイルの扇角度をそれより
１０度から２５度少ない角度、即ち６５度〜８０度とす
る。二個のコイルの間隔は５５度〜６５度となす。もし
マグネットに６極のものを使用した場合はＮ．Ｓの各極
の扇角度は６０度となるので、それに使用される二個コ
イルの扇角度はそれより度少ない角度、即ち４５度〜６
０度が最適である。この場合の二個のコイルの間隔は３
５度〜４５度となる。

【００１８】図６は本発明の別の実施例を示し、隣接す
る２つのコイル４９ａ、４９ｂの間のスペース５１に偏
心重量すなわち比重の重い材料例えば鉛の錘６０を合成
樹脂のロータ５４に埋込んで取付けた例である。この錘
６０は接着その他の方法で取付ることができる。その他
の構成は図１と同様であるので、説明は省略する。

【００１９】なお、寸法の一例を示すと、ロータ５４の
半径は８．５ｍｍ、直径３．０ｍｍの錘５０はシャフト
４７から６．０ｍｍの位置に埋設されている。このよう
にすると偏心力は３０ないし４０％増加する。

【００２０】以上はいずれもマグネット４３が４枚の
Ｎ．Ｓを有する場合について説明したが、マグネット４
３が６枚のＮ．Ｓを有する場合の平板コンミュテータ５
０が９等分割された場合には請求項２に記載の構成を具
備すればよい。この場合も前記実施例と同様に作動す
る。

【００２１】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、二個の偏
平コイルで起動死点のない偏平コアレス振動モータを得
ることができるので、部品点数や材料が少なく、組立作
業が簡単化し省力化ができる。また偏平コイルの間隔が
広くなるので、大きい偏心重量すなわち錘を取付けるこ
とが可能となり振動力を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した偏平コアレス振動モータを示
す断面図。

【図２】図１に実施されるマグネットの平面図。

【図３】図１の偏平コアレス振動モータに使用したロー
タの平面図。

【図４】図１に示す偏平コアレス振動モータのロータ、
コンミュテータ、マグネット、ブラシの接点の相対位置
を示す模式図。

【図５】図１に示す偏平コアレス振動モータの各コイル
に生じる回転力及びロータに生じる総合回転力と回転角
度との関係を示し、（ａ）は第１のコイルの回転力を、
（ｂ）は第２の回転力を、そして（ｃ）は総合回転力を
示している。

【図６】本発明による偏平コアレス振動モータに実施す
る別のロータを示す平面図。

【図７】従来の偏平コアレス振動モータを示すロータの
平面図。

【図８】最も基本的な直流モータを説明するための概念
図。

【図９】図８に示す直流モータに生じる回転力と角度と
の関係を示す図。

【図１０】２コイルを持つ直流モータを説明するための
概念図。

【図１１】図１０に示す直流モータに生じる回転力と角
度との関係を示す図。

【図１２】従来の３コイルを持つ偏平コアレス振動モー
タのロータ、コンミュテータ、マグネット、ブラシの接
点の相対位置を示す模式図。

【図１３】図１２に示す３コイルを持つ偏平コアレス振
動モータのうち、真中のコイルを除いた場合のロータ、
コンミュテータ、マグネット、ブラシの接点の相対位置
を示す模式図。

【符号の説明】

４０・・・円形平板状のケーシング４１・・・ケース４１ａ・・・上側部分４１ｂ・・・スカート部４２・・・底部ケース４３・・・マグネット４３ａ、４３ｃ・・・Ｎ極４３ｂ、４３ｄ・・・Ｓ極４３ｅ・・・空部４４・・・ブラシベース４５・・・ブラシターミナル板４６・・・ブラシ４７・・・シャフト４９、４９ａ、４９ｂ・・・コイル５０・・・コンミュテータ５１・・・合成樹脂部材５２ａ、５２ｂ・・・軸受５３ａ、５３ｂ・・・スライダ５４・・・ロータ６０・・・錘ａ・・・外周部分ｂ・・・内周部分ｃ、ｄ・・・半径部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体的に円形平板状のケーシングを備
え、そのケーシングの中には中心のシャフトに扇形のロ
ータが回転自在に取付けられ、そのロータには複数の偏
平コイルが設けられ、さらにそのロータ上には同心状に
取付けられた６等分割した平板状のコンミュテータが設
けられ、そのロータに対してＮ．Ｓ極を合計で４つ有す
るリング状マグネットが前記コンミュテータの外側に位
置して上記偏平コイルに相対して設けられ、かつ前記コ
ンミュテータと摺動するブラシが設けられている偏平コ
アレス振動モータにおいて、前記ロータには２個の偏平
コイルが設けられ、それらの偏平コイルは全体的に扇形
状でロータの外周に位置する外周部分と、ロータの内側
に位置する内周部分と、それらの外周部分および内周部
分を結ぶ両側の半径部分とで構成され、それらの偏平コ
イルの半径部分はロータの中心を通る直線上に位置し、
かつ両側の半径部分の成す角度は６５度ないし８０度で
あり、また互いの偏平コイルの半径部分の成す角度は５
５度ないし６５度であることを特徴とする偏平コアレス
振動モータ。
【請求項２】全体的に円形平板状のケーシングを備
え、そのケーシングの中には中心のシャフトに扇形のロ
ータが回転自在に取付けられ、そのロータには複数の偏
平コイルが設けられ、さらにそのロータ上には同心状に
取付けられた９等分割した平板状のコンミュテータが設
けられ、そのロータに対してＮ．Ｓ極を合計で６つ有す
るリング状マグネットが前記コンミュテータの外側に位
置して設けられ、かつ前記コンミシュテータと摺動する
ブラシが設けられている偏平コアレス振動モータにおい
て、前記ロータには２個の偏平コイルが設けられ、それ
らの偏平コイルは全体的に扇形状でロータの外周に位置
する外周部分と、ロータの内側に位置する内周部分と、
それらの外周部分と内周部分とを結ぶ両側の半径部分と
で構成され、それらの偏平コイルの半径部分はロータの
中心を通る直線上に位置し、かつ両側の半径部分の成す
角度は４５度ないし６０度であり、互いの偏平コイルの
半径部分の成す角度は３５度ないし４５度であることを
特徴とする偏平コアレス振動モータ。
【請求項３】２個の偏平コイルの中間に比重の重い錘
を取付けた請求項１又は請求項２に記載の偏平コアアレ
ス振動モータ。