JPS63290153A - 振動型軸方向空隙型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野コ 本発明は盲人用の信号受信器において、所定の信号を伝
達する目的や、軽いバイブレータを人体等に与えること
ができマツサージ効果あるいは軽い振動を必要とするマ
ツサージ装置、またはポケットベル等に内蔵され、駆動
することで上記ポケットベル等に振動を与え、その振動
を人体等に与えることで、当該ポケットベル等が作動し
ていることを知らせる目的等に使用できる装置等、振動
を起こさせることができる振動型軸方向空隙型（直流）
電動機に関し、特に電機子コイルが２相分しか無く、こ
の２相分の電機子コイルを３相構造に構成した電動機に
用いてより有用なものである。

［従来技術とその問題点］ 振動を人体に伝える目的の装置としては、マツサージ機
、盲人用の信号受信器等種々のものが知られている。

本発明の振動型軸方向空隙型電動機は、上記装置に用い
て有用なものであるが１例えば、ボッテトベルについて
以下に示すと、従来では下記の欠点があった。

昨今の情報化社会においてポケットベルは、ビジネスマ
ンに多用され、その販売台数も増加している。

ここに、ポケットベルは、場所を問わず大きな音を発し
て鳴りだし、その音は周囲の人に迷惑をかけたり、ある
いはその音はポケットベルを持つ人の精神面にも良くな
い影響を与えるに至っている。

このような現状下おいて、昨今では音を出す変わりにポ
ケットベルに振動を起こさせることにより、電話の呼び
出しを伝えることができるようにする試みがなされてい
る。

ポケットベルに振動を起こさせる手段としては２種々の
ものが考えられるが、小型のポケットベルに振動を与え
るには、安価な小型直流モータが有望視されている。特
に直流モータは、安価であり、また小型でありながら効
率良好で、高速回転に適することから尚更である。

ここに従来の、ポケットベル５等に用いられている軸方
向空隙型電動機４としては９例えば第１０図及び第１１
図に示すように偏平な軸方向空隙型電動機１の回転軸２
に旋回板３を取り付けた構造となっている。

このように軸方向空隙型電動機１の回転軸２に旋回板３
を取り付けて構成した振動型軸方向空隙型電動機４をポ
ケットベル５に内蔵し、これを駆動すればポケットベル
５が振動することになる。

第１２図は、軸方向に偏平な振動型軸方向空隙型電動機
４に用いた軸方向空隙型電動機１の縦断面図で、６，７
は磁性体でできたモータケーシングで、モータケーシン
グ６．７はステータヨークを兼ねている。

モータケーシング６．７の中心部には軸受８゜９が装着
され、該軸受８，９によって回転子を構成するコアレス
偏平電機子１０の回転軸２が回動自在に支持されている
。

コアレス偏平電機子１０は１例えば、効率良好な３相の
軸方向空隙型直流電動機１とするために、第１３図に示
すように３個の空心型の電機子コイル１２−１．１２−
２．１２−３を１２０度の等間隔ピッチで互いに重なら
ないようにその外周部をプラスチック２３でモールドし
て一体化して円板状に形成している。

電機子コイル１２−１．　　・・・、１２−３は。

半径方向の有効導体部１２ａ、１２ａ’が発生トルクに
寄与し１周方向の導体部１２ｂ、１２ｃは発生トルクに
寄与しないもあとなっている。

また各電機子コイル１２−１．　　・・・、１２−３は
、効率良好な電動機１を形成するために、有効導体部１
２ａと１２ａ°との開角を、後記にて第１５図で示す界
磁マグネット１４（４極となっている）の−磁極の幅と
等しい幅、すなわち９０度の扇枠状のもの−に形成して
いる。

コアレス偏平電機子１０の下面部には２回転軸２と同心
状に整流子片１１−１．　　・・・、１１’６群から成
る整流子１１が設けられている。整流子１１については
、後記する。

整流子１１と同心状に、コアレス偏平電機子１０の下面
には、第１４図に示すようにプリント配電板１３が配設
され、電機子コイル１２−１゜・・・、１２−３と整流
子１１がプリント配電板１３を介して究極的に第１７図
乃至第２０図に示すように電気的な結線がなされている
。第１７図及び第１８図の場合は、Ｙ型結線で、第１９
図及び第２０図の場合は、Δ結線となっている。

コアレス偏平電機子１０と軸方向の空隙３７を介して対
向するモータハウジング７面には、第１５図に示すよう
にＮ極、Ｓ極の磁極を交互に９０度の開角で有するフラ
ットな円環状の界磁マグネット（界磁）１４が固定され
ている。

界磁マグネット１４の内面には、プラスチックで形成さ
れた円環状のブラシホルダ１５によって支持された２個
のブラシ１６．１７が第１６図に示すように９０度の開
角で摺接している。

コアレス偏平電機子１０は、第１３図、第１４図、第１
７図乃至第２０図から明らかなように３個の電機子コイ
ル１２−１．　　・・・、１２−３を１２０度のピッチ
で配設し、第１５図に示す４＆のフラットで円環状をな
している界磁マグネット１４と第１６図に示すように軸
方向の空隙３７を介して面対向している。界磁マグネッ
ト１４は。

第１５図から明らかなように、９０度の開角幅でＮ極、
Ｓ極の磁極が交互に４極に着磁されたものとなっている
。

第１７図は界磁マグネット１４とＹ型結線した場合にお
けるコアレス電機子コイル１２−１．　　・・・、１２
−３との展開図で、第１８図は、３個の電機子コイル１
２−１．　　・・・、１２−３群と６個の整流子片１１
−１．　　・・・、１１−６群からなる整流子１１とを
Ｙ型結線した場合の結線図で、第１９図は界磁マグネッ
ト１４とΔ結線した場合におけるコアレス偏平電機子１
０との展開図を示し、第２０図は３個の電機子コイル１
２−１、・・・、１２−３と６個の整流子片１１−１、
・・・、１１−６からなる整流子１１とをΔ結線した場
合の結線図を示す。

第１７図及び第１８図を参照して、を晶子コイル１２−
１．　　・・・、１２−３は、それぞれの−方の有効導
体部１２ａの端子を整流子片１１−１．１１−３．１１
−５に接続し、他方の端子はそれぞれ共通接続し、整流
子片１１−１と１１−４を、１１−２と１１−５を、１
１−３と１１−６を電気的に結線している。

第１７図を参照して、ブラシ１６と１７及び電機子コイ
ル１２−１．　　・・・、１２−３は、整流子片１１−
１．　　・・・、１１−６が６０度のピッチで等間隔に
形成しているので、上記電機子コイル１２−１．　　・
・・、１２−３に電気角で１８０度ずつ正逆方向の電流
を流すことができるように当該２個のブラシ１６．１７
を互いに電気角で１８０度（機械角９０度）をずらして
摺動接触させている。

ブラシ１６．１７は、それぞれ図示しない駆動回路の正
側電源端子１８．負側電源端子１９に接続している。

第１９図及び第２０図は、Δ結線を示すもので、電機子
コイル１２−１．　　・・・、１２−３の一方の有効導
体部１２ｂの端子は、それぞれ整流子片１１−１．１１
−３．１１−５に接続し、他方の端子は、それぞれ整流
子片１１−２．１１−４．１１−６に接続している。

また電機子コイル１２−１の他方の有効導体部１２ｂと
電機子コイル１２−３の一方の有効導体部１２ａとを電
気的に結線し、電機子コイル１２−２の一方の有効導体
部１２ａと電機子コイル１２−３の他方の有効導体部１
２ｂとを電気的に結線し、電機子コイル１２−１の一方
の有効導体部１２ａと電機子コイル１２−２の他方の有
効導体部１２ｂとを電気的に結線している。

従って、ブラシ１６．１７及び整流子１１を介して電機
子コイル１２−１．　　・・・、１２−３群に通電する
と、ブラシ１６．１７と接触摺動しつつ、整流子１１が
回転すると１例えば、第１７図及び第１９図の状態では
、電機子コイル１２−２．１２−３に矢印方向の電流を
流すことができ、記号ｆの大きさの回転トルクを得て、
矢印Ｆ方向に電機子コイル１２−１．　　・・・、１２
−３群からなるコアレス偏平電機子１０を回転させるこ
とになる。

従って、このような振動型軸方向空隙型電動機４を有す
るポケットベル５を身に付けていれば。

ポケットベル５が振動して、当該ポケットベル５の振動
で、萼話の呼び出しがあったことを知ることができる。

上記ポケットベル５に採用されている軸方向空隙型電動
機１は、確かに有用なものであるが、これを単に、旋回
板３を取り付けてポケットベル５用に用いるとなると１
回転軸２に旋回板３を取り付けなければならないことか
ら、量産面において優れず、ポケットベル５を高価にす
る欠点があるほか、また旋回板３があるため、当該電動
機１が軸方向に長くなり、ポケットベル５のより一層の
小型化・かつコストダウン化に支障があるものとなって
いた。

［発明の課題］ 本発明は、従来の欠点を解消するためになされたもので
１回転軸に旋回板を取り付けることなく振動するポケッ
トベル等に適する振動型軸方向空隙型電動機を安価且つ
軸方向に厚みが薄く小型軽量に構成できるようにするこ
とを課題としてなされたものである。

［発明の課題達成手段］ かかる発明の課題は、Ｎ、Ｓの磁極を交互に複数個有す
るフラットな界磁マグネットを固定子として備え、該界
磁マグネットと軸方向の空隙を介して面対向し且つ回動
自在に支持されたコアレス電機子コイル群を等間隔に有
する円板状に形成されたシアレス偏平電機子を備えた軸
方向空隙型電動機において、上記コアレス偏平電機子が
回転した場合において、当該コアレス偏平電機子が偏心
且つ振動して回転するように上記コアレス偏平電機子の
所定箇所の電機子コイルを１以上削除して上記コアレス
偏平電機子を平面において円板状を形成しないように変
形形成してなる振動型軸方向空隙型電動機を提供するこ
とによって達成できる。

その他の目的は以下の説明で明らかにする。

［発明の第１実施例］ 第１図乃至第６図を参照して１本発明の第１実施例とし
ての振動型軸方向空隙型電動機について説明する。

第１図は、軸方向に偏平な振動型軸方向空隙型電動機２
０の縦断面図で、第１２図と同一部材には、同一符号を
用いて、その説明を省略する。第２図は、第１図のもの
を具体化した振動型軸方向空隙型電動機２０の分解斜視
図で、第１図及び第２図に示す振動型軸方向空隙型電動
機２０と、第１０図乃至第１２図の振動型軸方向空隙型
電動機４とが異なるのは、主に電動機２０では旋回板３
を不要にできる点と、この構造の電動機２０では、旋回
板３を取り付ける必要が無いことから。

回転軸２°を電動機２０の上方に突出させなくて良いの
で、その分だけ軸方向に短い振動型軸方向空隙型（直流
）電動機２０を形成できること及び電機子コイル１２−
３がなく且つ電機子コイル１２−３のプラスチックモー
ルド部をも削除してコアレス偏平電機子２１そのものが
平面において円板状を形成しないように変形形成して偏
心する形状に構成しているので、コアレス偏平電機子２
１が軽くなると共に偏心振動し易くなる等の点において
、電動機２０の外観上において差異が見られる。その他
については、以下に詳細に説明していく。

この電動機２０では、軸受８．９によって、コアレス偏
平電機子２１が回動自在に支持されているが、このコア
レス偏平電機子２１が上記コアレス偏平電機子１０と異
なるのは、主にコアレス偏平電機子１０の電機子コイル
１２−３の１個分をそのまま削除して、電機子コイル１
２−３が存在していた部分を切欠部にしている点と回転
軸２゜が電動機２０の上方に突出させなくても済むため
１回転軸２よりも長さが短くなっている点である。

尚、このままでも良いが１本発明の第１実施例では、こ
のコアレス偏平電機子２１を比重が軽いプラスチック２
３等によってモールドされた電機子コイル１２−１と１
２−２との間の部分に、比重の重い非磁性体１例えば鉛
、タングステン等で形成した偏心用金属錘２４を設けて
いる。

尚、この偏心用金属錘２４をコアレス偏平電機子２１に
配設するに当たっては、電機子コイル１２−１．１２−
２をプラスチック２３で平板状にモールドする際に同時
に一体化するのが好ましい。ここで、プラスチック２３
は、電機子コイル１２−１．１２−２よりも比重が軽い
材質のものを選択することが好ましく、また偏心用金属
錘２４は、電機子コイル１２−１．１２−２よりも比重
の重い金属１例えばタングステンを用いると好ましい結
果が得られる。

尚、第２図において、符号２５．２６は、それぞれ正側
電源端子１８．負側電源端子１９に接続されたリード線
を示す。

このように形成したコアレス偏平電機子２１を有する振
動型軸方向空隙型電動機２０によれば。

電機子コイル１２−１．１２−２が鋼材であるなめ、偏
心用錘として機能するほか、偏心用金属錘２４がある為
、当該電動機２０を駆動すると、コアレス爛平電機子２
１は、（［心しながら回転するので、軸方向並びに回転
方向に振動を発生するので、この電動機２０を内蔵した
ポケットベル５が振動することになる。

この電動機２０においては、上記電動機１同様に６個の
整流子片１１−１．　　・・・、１１−６からなる整流
子１１及び２個のブラシ１６．１７があり、ブラシ１６
．１７の配設については上記電動機１の場合と同じであ
るが、整流子１１については、第３図乃至第６図に示す
ように電気的結線を行っている。

第３図及び第４図は、Δ結線の場合を示し、電機子コイ
ル１２−１．１２−２の一方の有効導体部１２ａは、そ
れぞれ整流子片１１−１．１１−３に接続し、他方の有
効導体部１２ｂは、それぞれ整流子片１１−２．１１−
４に接続している。

整流子片１１−３と１１−６を、１１−４と１１−１を
、１１−５と１１−２を電気的に結線している。

このように、Δ結線の場合には、電機子コイル１２−３
を省くだけで、従来（第１９図及び第２０図の場合）と
ほとんど同じ電気的結線方法で足りるが、Ｙ型結線の場
合には、そのままでは駄目で、第５図及び第６図に示す
ように工夫する必要がある。

以下にその場合のＹ型結線について説明していく。

第５図及び第６図は、Ｙ型結線の場合を示し。

整流子片１１−１．　　・・・、１１−６群からなる整
流子１１とブラシ１６．１７との対応関係は。

上記実施例と同じであるが、電機子コイル１２−１．１
２−２は次のように電気的結線がされている。

電機子コイル１２−１．１２−２の一方の有効導体部１
２ａは、それぞれ整流子片１１−１゜１１−３に接続さ
れている。また電機子コイル１２−１と１２−２の他方
の有効導体部１２ｂは、互いに共通接続している。

整流子片１１−１と１１−４を、１１−２と１１−５を
、１１−３と１１−６とを電気的に結線している。

電機子コイル１１−１と１１−２との他方の有効導体部
１２ｂ同士の接続点３６を整流子片１１−２に接続して
ショートさせている。

このように電気的なショートを行っている点が、上記Δ
結線の場合と異なっている。

このようにショートしないと、Ｙ型結線の場合には１回
転トルクが発生しない点が出てきて、滑らかな回転が行
えなくなるためである。

［本発明の第２実施例］ にも、上記偏心用金属錘２４同様の偏心用金属錘２７．
２８を埋設してなるコアレス偏平電機子３０を有する振
動型軸方向空隙型電動機２９の分解斜視図を示す。

この実施例の電動機２９によると、電機子３０に２個の
錘２７．２８を配設したため、コアレス偏平電機子２１
よりも大きな振動が得られるように思われるが、実際に
はそのようにならない。

その理由は、電機子コイル１２−１．１２−２も偏心用
錘として作用するためであるが、電機子コイル１２−１
．１２−２が電機子３０の１８０度の範囲以上に渡って
位置するため、錘２７と２８とで回転バランスがとれて
しまうことによる。

従って、電機子コイル１２−１．１２−２．錘２４．２
７，２８．プラスチック２３の材質の選定並びに配設を
設計時により工夫する必要がある。

尚、プラスチック２３としては１例えば９発砲プラスチ
ック、海面金属を用いても良い、このようなことは、他
の実施例においても同様である。

［発明の第３実施例］ 第８図は９本発明の第３実施例の下面斜視図を示すもの
で、第７図のコアレス偏平電機子３０において、電機子
コイル１２−２の枠内空胴部から偏心用金属錘２８を除
去したコアレス偏平電機子３１となっている。

このコアレス偏平電機子３１によると、コアレス偏平電
機子２１．３０よりも振動効率の良い結果が得られてい
る。

［発明の第４実施例］ 第９図は本発明の第４実施例のコアレス偏平電機子３２
の下面斜視図を示し、このコアレス偏平電機子３２は、
第８図のコアレス偏平電機子３１から偏心用金属錘２４
．２７を除去し、該除去した部分をもプラスチック２３
で埋設してなる、［本発明の効果］ 本発明は、従来公知の軸方向空隙型電動機を僅かに改良
するだけで、盲人信号伝達用、バイブレータ用、ポケッ
トベル用等に有効に機能でき、しかも、従来に於いてポ
ケットベルに採用されている振動型軸方向空隙型電動機
に比較して、軸方向に厚みを薄く形成できる利点がある
。このため上記装置に採用すれば、当該装置を小型且つ
安価に製作できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の振動型軸方向空隙型電動機
の縦縦断面図、第２図は同分解下面斜視図、第３図及び
第４図は電機子コイル群をΔ結線する場合の説明図、第
５図及び第６図は電機子コイル群をＹ型結線する場合の
説明図、第７図は同第２実施例の下面分解斜視図、第８
図は同第３実施例を示すコアレス偏平電機子の下面斜視
図、第９図は同第４実施例を示すコアレス偏平電機子の
下面斜視図、第１０図は従来の振動型軸方向空隙型電動
機を用いたポケットベルの説明図、第１１図は旋回板を
用いた振動型軸方向空隙型電動機の説明図、第１２図は
同軸方向空隙型電動機の縦縦断面図、第１３図は同軸方
向空隙型電動機のコアレス偏平電機子の上面斜視図、第
１４図は同コアレス偏平電機子の下面図、第１５図は同
軸方向空隙型電動機に用いた一例としての界磁マグネッ
トの平面図、第１６図は整流子とブラシとの関係の説明
図、第１７図及び第１８図は電機子コイル群と整流子片
群をΔ結線した場合の説明図、第１９図及び第２０図は
電機子コイル群と整流子片群をＹ型結線した場合の説明
図である。 ［符号の説明コ ト・・軸方向空隙型電動機、２．２’　　・・・回転軸
、３・・・旋回板、４・・・振動型軸方向空隙型電動機
、５・・・ポケットベル。 ６．７・・・モータケーシング、８．９・・・軸受、１
０．１０’　　・・・コアレス偏平電機子。 １１・・・整流子。 １１−１．　　・・・、１１−６・・・整流子片。 １２−１．　　・・・、１２−３．１２’　−１゜１２
°−２・・・電機子コイル、１２ａ。 １２ａ′　・・・有効導体部。 １２ｂ、１２ｃ・・・発生トルクに寄与しない導体部、
１３・・・プリント配電板、１４・・・界磁マグネット
、１５・・・ブラシホルダ。 １６．１７・・・ブラシ、１８・・・正側電源端子、１
９・・・負側電源端子、２０・・・振動型軸方向空隙型
電動機、２１・・・コアレス偏平電機子、２３・・・プ
ラスチック、２４・・・偏心用金属錘、２５．２６・・
・リード線。 ２７．２８・・・偏心用金属錘、２９・・・コアレス偏
平電機子、３０・・・振動型軸方向空隙型電動機、３１
．・・・、３２・・・コアレス偏平電機子、３６・・・
接続点、３７・・・空隙。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎ、Ｓの磁極を交互に複数個有するフラットな界
   磁マグネットを固定子として備え、該界磁マグネットと
   軸方向の空隙を介して面対向し且つ回動自在に支持され
   たコアレス電機子コイル群を等間隔に有する円板状に形
   成されたコアレス偏平電機子を備えた軸方向空隙型電動
   機において、上記コアレス偏平電機子が回転した場合に
   おいて、当該コアレス偏平電機子が偏心且つ振動して回
   転するように上記コアレス偏平電機子の所定箇所の電機
   子コイルを１以上削除し上記コアレス偏平電機子が平面
   において円板状を形成しないように変形形成してなる、
   振動型軸方向空隙型電動機。
2. （２）Ｎ、Ｓの磁極を交互に４個有するフラットな界磁
   マグネットを固定子として備え、該界磁マグネットと軸
   方向の空隙を介して面対向し且つ回動自在に支持された
   ３個のコアレス電機子コイル群を等間隔に有するコアレ
   ス偏平電機子を備えた軸方向空隙型電動機において、上
   記コアレス偏平電機子が回転した場合において、当該コ
   アレス偏平電機子が偏心且つ振動して回転するように上
   記コアレス偏平電機子の所定箇所のコアレス電機子コイ
   ルを１個削除して２個の電機子コイルにて上記コアレス
   偏平電機子を構成してなる、特許請求の範囲第（１）項
   記載の振動型軸方向空隙型電動機。
3. （３）上記コアレス電機子は、３ｎ（ｎは１以上の整数
   ）個の整流子片を有する整流子と、この整流子に界磁マ
   グネットの一磁極の幅のｍ（ｍは１以上の奇数）倍の開
   角で配設された２個の正側電源端子、負側電源端子に接
   続されたブラシを備えてなる特許請求の範囲第（２）項
   記載の振動型軸方向空隙型電動機。
4. （４）上記コアレス偏平電機子は、６個の整流子片を有
   し、この６個の整流子片と上記２個の電機子コイルとは
   Ｙ型状結線され、残りの削除した電機子コイルの端子が
   接続されるべき整流子片と上記２個の電機子コイルのそ
   れぞれの一端を共通接続した接続点とをショートしてな
   る、特許請求の範囲第（３）項記載の振動型軸方向空隙
   型電動機。
5. （５）上記複数個の電機子コイルの少なくとも１個の電
   機子コイルの中には、錘が入れられて、プラスチック等
   により一体化してコアレス偏平電機子を形成してなる、
   特許請求の範囲第（１）項乃至第（６）項いずれかに記
   載の振動型軸方向空隙型電動機。
6. （６）上記電機子コイルが２個ある場合には、そのうち
   の何れか１個のみの電機子コイルの中に錘を配設してな
   る、特許請求の範囲第（５）項記載の振動型軸方向空隙
   型電動機。
7. （７）上記電機子コイルが２個ある場合には、そのうち
   の何れか１個のみの電機子コイルの中に錘を入れ、少な
   くともその電機子コイルの一方の外側に鍾を配設してな
   る、特許請求の範囲第（６）項記載の振動型軸方向空隙
   型電動機。
8. （８）上記錘は電機子コイルの比重よりも重い材質で形
   成され、コアレス電機子コイル群は上記電機子コイルよ
   り比重の軽い材質を用いて円板状に形成してなる、特許
   請求の範囲第（１）項乃至第（７）項いずれかに記載の
   振動型軸方向空隙型電動機。
9. （９）上記比重の軽い材質は、プラスチックであり、該
   プラスチックのモールドにより電機子コイル群を平板状
   に形成してなる、特許請求の範囲第（８）項記載の振動
   型軸方向空隙型電動機。