(57)【要約】【課題】偏心ロータの回転に伴うアンバランスモーメントによるラジアル・アキシャル両方向の偏移量を確保し、より強振動のモータを提供する。【解決手段】磁性体からなる下ケース１０１上に磁極を交互に複数個備える界磁磁石が固定され、空隙を挟んで整流子と複数のコイルを偏心させてなる偏心ロータ１０４が、軸受を介してシャフト１０３ａに固定されており、磁性体からなる上ケース１０２をかぶせることで磁気経路を形成し、偏心ロータ１０４が回転することで振動を発生させる扁平型振動モータであって、シャフト１０３ａに弾性度が高い材料を用い、かつ偏心ロータ１０４の一部に磁性体１０６を配した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなる下ケース上に磁極を交互に複数個備える界磁磁石が固定され、空隙を挟んで整流子と複数のコイルを偏心させてなるロータが、軸受を介してシャフトに固定されており、磁性体からなる上ケースをかぶせることで磁気経路を形成し、前記ロータが回転することで振動を発生させる扁平型振動モータであって、
前記シャフトに弾性度が高い材料を用い、かつ前記ロータの一部に磁性体を配したことを特徴とする扁平型振動モータ。
【請求項２】
前記シャフトは、前記コイルに近い中央部付近の弾性度が高く、他方、当該シャフトの両端に近い部分は前記中央部付近に対して弾性度が低い軸材で構成であることを特徴とする請求項１に記載の扁平型振動モータ。
【請求項３】
前記シャフトは、螺旋形状の軸材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の扁平型振動モータ。
【請求項４】
前記シャフトは、両端部と中央部とで異なる軸径で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の扁平型振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器や家庭用ゲーム機等の娯楽機などに内蔵され、振動を発生させる扁平型振動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動を発生させる振動発生手段として、振動モータが用いられている。振動モータは大きく分けて２種類の構造が知られている。すなわち、円筒型のモータの先端にアンバランスな錘をつけ、その回転により振動を発生させている円筒型振動モータと、扁平型のコアレスモータであり、ロータ自体にアンバランスモーメントを設け、ロータの回転自体で振動を発生させる扁平型振動モータがある。
【０００３】
扁平型振動モータの基本構成を説明する。図８は、従来における扁平型振動モータの主要構成を分解して示す説明図である。この図８において、符号１は下ケース、符号２は界磁磁石、符号３はロータ、符号４はシャフト、符号５は軸受、符号６はコイル、符号７は上ケースである。図８では、磁性体からなるハウジング（上ケース７、下ケース１）の中心部に軸受（不図示）を設け、この軸受によりシャフト４が回転自在に支持されている。下ケース１の上に、Ｎ，Ｓの磁極を交互に複数個備える界磁磁石２が配置され、空隙を挟んで整流子（不図示）と偏心させた複数のコイル６を備えるロータ３が配置されている。上記ロータ３は、軸受５を介してシャフト４に固定されており、上ケース７を上からかぶせることで、上ケース７がヨークの役目も兼ねる構成のものであり、前記整流子に外部電力をブラシ（不図示）を通じて適切に通電することで、コイル６により形成される回転磁界と界磁磁界との吸引反発力によりシャフト４とロータ３よりなる回転子が回転すると共に、偏心させた複数のコイル６により、ロータ３のアンバランスモーメントを崩すことで、振動を発生させるものである。
【０００４】
このような構成の扁平型振動モータは、ロータの回転自体で振動を発生させているため、部品点数も少なくてよく、小型化しやすい傾向にある。よって、携帯機器等の小型機器によく使われているが、近年、携帯機器等のより一層の小型化・薄型化の要求に対応する一方で、振動量の確保が必要となってきている。そこで、偏心ロータの回転に伴う振動は剛性の高いシャフトを介してハウジングに伝える技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。また、シリンダ型のモータで軸に弾性材を用いるものが開示されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１０８０７８号公報
【特許文献２】特開平９−１０７６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記に示されるような特許文献１の技術にあっては、剛性が高いシャフトがゆえにアンバランスモーメントによる偏心、変形に伴う偏移量は小さな量とならざるを得ず、総じて振動量の増加は困難となっている。また、特許文献２の技術にあっては、落下による衝撃から軸の変形を防止することを主な目的とし、また、回転時は軸の振れ回り量が増加することで振動量の増加を期待しているが、これだけでは十分ではなく、より積極的に小型化・薄型化、かつ振動の確保を行う必要がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、偏心ロータの回転に伴うアンバランスモーメントによるラジアル・アキシャル両方向の偏移量を確保し、より強振動のモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、磁性体からなる下ケース上に磁極を交互に複数個備える界磁磁石が固定され、空隙を挟んで整流子と複数のコイルを偏心させてなるロータが、軸受を介してシャフトに固定されており、磁性体からなる上ケースをかぶせることで磁気経路を形成し、前記ロータが回転することで振動を発生させる扁平型振動モータであって、前記シャフトに弾性度が高い材料を用い、かつ前記ロータの一部に磁性体を配したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記シャフトは、前記コイルに近い中央部付近の弾性度が高く、他方、当該シャフトの両端に近い部分は前記中央部付近に対して弾性度が低い軸材で構成であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記シャフトは、螺旋形状の軸材で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１において、前記シャフトは、両端部と中央部とで異なる軸径で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる扁平型振動モータは、シャフトに弾性度が高い材料を用い、かつロータの一部に磁性体を配した構成とすることにより、シャフトの弾性量により振動に変化がでるので、ロータとシャフトの組合せを変更することで振動量に変化をつけることができ、小型ながら強振動の扁平型振動モータを得られる。よって、偏心ロータの回転に伴うアンバランスモーメントによるラジアル・アキシャル両方向の偏移量を確保し、より強振動のモータを提供するができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる扁平型振動モータの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、偏心ロータのシャフトを、弾性を有する材料で、あるいはシャフトを回転により偏移させるように構成することで、シャフトに可撓性をもたせ、偏心ロータの回転に伴うアンバランスモーメントによるラジアル（ｒａｄｉａｌ：回転方向）・アキシャル（ａｘｉａｌ：軸方向）両方向の偏移量を確保するものである。以下、具体的に説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、実施の形態１にかかる扁平型振動モータの基本構成を示す説明図であり、モータの停止状態を示している。この扁平型振動モータ１００は、磁性体よりなる下ケース１０１（ハウジング）、上ケース１０２（ハウジング）、下ケース１０１および上ケース１０２に端部がそれぞれ軸受（不図示）によって回転可能に支持されるシャフト１０３ａ、シャフト１０３に挿通し固着された回転自在であり、かつ整流子と偏心させた複数のコイルを有する偏心ロータ１０４、下ケース１０１（ハウジング）の上に、Ｎ，Ｓの磁極を交互に複数個備えるマグネット１０５を備える。また、この図１に示すように偏心ロータ１０４の一部には磁性体１０６を設けている。
【００１６】
この図１は、偏心ロータ１０４が回転していないときの偏心ロータ１０４の位置を示すものであるが、上記のように構成された扁平型振動モータ１００は、ブラシを通じて適切に通電することで偏心ロータ１０４はフレミングの法則に従い回転力を受け、さらに偏重心を持っているため、回転と同時に振動を発生させて回転する。
【００１７】
この実施の形態では、シャフト１０３に弾性度の高い材料を用いることを特徴としている。シャフト１０３ａに弾性度の高い材料を用いることにより、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、偏心ロータ１０４の回転にともないより荷重がかかる方向にシャフト１０３ａが変形する。同時に柔軟性の高いブラシ構成と偏心ロータ１０４内への磁性体１０６の配置により、磁性体１０６内に界磁磁界によって生じる渦電流が発生し、界磁磁界との反発により偏心ロータ１０４そのものが軸方向に変移する力を発生させるので、偏心ロータ１０４の回転中心はシャフト１０３ａの変形量だけ中心から偏移する。偏心ロータ１０４が変移する力によりシャフト１０３ａが変形するため、ロータの偏移量が増大し、径方向に加えて軸方向の振動量の増大に寄与する。この際、偏心ロータ１０４はシャフト１０３ａによる軸方向の偏移と磁性体１０６による径方向の偏移を組み合わせた動作を行なう。このように、径方向のみではなく軸方向にも振動を発生させることで、全体としてより大きな振動を発生させることができる。よって、確実な給電のためにブラシの柔軟性を持たせることが可能になる。
【００１８】
したがって、上記のように構成された扁平型振動モータ１００によれば、偏心ロータ１０４の軸方向の偏移量を発生させることができるので、径方向の振動量に加えて軸方向の振動量の増大に寄与する。また、偏心ロータ１０４の回転半径の増加により、回転に伴うアンバランスモーメントが大きくなり振動量の増大に寄与する。このように、シャフト１０３ａの弾性量により振動に変化がでるので、偏心ロータ１０４とシャフト１０３ａの組合せを変更することで振動量に変化をつけることができ、小型ながら強振動の扁平型振動モータを得ることができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態の扁平型振動モータの構成は、上述した図１の構成に対して、図３に示すように磁性体１０６を設けていない構成を例にとって説明する。すなわち、偏心ロータ１０４の一部に磁性体１０６を配した図１から磁性体１０６を削除した構成とする。よって、図３について同じ構成要素のものは同一符号を付し、ここでの重複説明は省略する。
【００２０】
この図３のように偏心ロータ１０４に磁性体１０６を設けず、シャフト１０３ａに弾性度の高い材料を用いて回転時にシャフト１０３に可撓性をもたせる構成による動作例を図４（Ａ），（Ｂ）に示す。シャフト１０３に弾性の高い材料を用いることで、偏心ロータ１０４の回転にともないより荷重がかかる方向にシャフト１０３が変形する。このように、まれに、磁性体１０６を取り付けない場合でも、偏心ロータ１０４の回転中心はシャフト１０３の変形量だけ中心から偏移するため、これにより見かけ上、偏心ロータ１０４は自身の半径よりも大きな回転半径で回転することになり、径方向の振動量の増大に寄与する。
【００２１】
つぎに、上述した扁平型振動モータ１００におけるシャフトが可撓性を有する構成例について説明する。
【００２２】
[シャフトの構成例１]
つぎに、シャフトが、コイルに近い中央部付近の弾性度が高く、他方、当該シャフトの両端に近い部分は中央部付近に対して弾性度が低い軸材で構成である例について説明する。図５は、この実施の形態にかかる扁平型振動モータ１００のシャフトの構成例１を示す説明図である。この図５に示すように、弾性度を有するシャフト１０３ｂは、両端部分が低弾性部位１０３ｂａで構成し、中央部分は高弾性部位１０３ｂｂで構成することで、シャフトの部位によって弾性度を変えている。すなわち、シャフト１０３ｂの中心部は弾性度を大きく、両端部は弾性度を小さくしてシャフト１０３ｂを構成する。これにより、回転時には偏心ロータ１０４（コイル）の振れ回りによる偏心量を確保しながらも、シャフトが固定部周辺で偏移が小さいため摩擦の増加や穴からの脱落を防止することができる。
【００２３】
この場合、シャフト１０３ｂの構成時にガラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊維、アラミド繊維などの高張力の弾性繊維を重合することで、構成したシャフトの弾性を向上させる。この際、シャフトの両端に近い部分は割合を少なく中心部に近い部分の割合を多くすることで弾性に違いを持たせる。さらに、シャフト１０３ｂを上記高張力の弾性繊維で構成することで全体に弾性のあるシャフト１０ｂを構成できる。
【００２４】
[シャフトの構成例２]
つぎに、シャフトが、螺旋形状の軸材で形成されている例について説明する。図６は、この実施の形態にかかる扁平型振動モータ１００のシャフトの構成例２を示す説明図である。この図６に示すように、シャフト１０３ｃを連続した細い板状もしくは線状の材料を螺旋状に重なるようにして構成する。このように構成したシャフト１０３ｃを扁平型振動モータ１００に用いることで弾性部材を用いた単体シャフトと同じ効果を出すことができる。また、この螺旋状を形成する材料に弾性材を用いることも可能である。
【００２５】
したがって、螺旋状のシャフト１０３ｃとすることで、その材料に意図的に高弾性材を使用しなくても、その構成上、弾性効果を得ることができるので、高弾性材のシャフトを用いたときと同じく、偏心ロータ１０４の径方向、軸方向に偏移を発生させることができ、かつシャフト１０３ｃの材料を弾性材に限らないので材料選択の自由度が向上する。
【００２６】
[シャフトの構成例３]
つぎに、シャフトが、両端部と中央部とで異なる軸径で形成されている例について説明する。図７は、この実施の形態にかかる扁平型振動モータ１００のシャフトの構成例３を示す説明図である。この図７に示すように、この例におけるシャフト１０３ｄは両端部分の外径に対して中央部分を外径を細くした、いわゆる、つつみ形状とする。すなわち、シャフト１０３ｄの径を両端に近い部分と中心付近で変化をつけることで回転時の屈曲変化に違いをつける。
【００２７】
なお、シャフト１０３ｄの形状を、両端に近い部分は割合を少なく中心部に近い部分の割合を多くすることで弾性に違いを持たせてもよい。さらに、シャフト１０３ｄを前述した高張力の弾性繊維で構成することで全体に弾性のあるシャフト１０３ｄを構成することができる。
【００２８】
一般にシャフトの固定部付近でシャフトが偏移によって大きく傾くと、シャフトの固定部でシャフトが大きな摩擦をもったり、シャフトが穴から外れやすいという影響も考えられるが、シャフトの部位によって外径をつつみ状にして弾性を変えているため、シャフト１０３ｄの中心部は偏移しやすく、両端部は径方向への偏移が小さいので、偏心量を確保しながらも、シャフト１０３ｄが固定部周辺での摩擦の増加や穴からの脱落を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかる扁平型振動モータは、携帯機器（携帯電話、腕時計など）や家庭用ゲーム機等の娯楽機などに有用であり、特に、より強振動を発生させる扁平型振動モータに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１にかかる扁平型振動モータの基本構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１にかかる扁平型振動モータの回転時の状態を示す説明図である。
【図３】実施の形態２にかかる扁平型振動モータの基本構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態２にかかる扁平型振動モータの回転時の状態を示す説明図である。
【図５】実施の形態にかかる扁平型振動モータのシャフトの構成例（１）を示す説明図である。
【図６】実施の形態にかかる扁平型振動モータのシャフトの構成例（２）を示す説明図である。
【図７】実施の形態にかかる扁平型振動モータのシャフトの構成例（３）を示す説明図である。
【図８】従来における扁平型振動モータの主要構成を分解して示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  扁平型振動モータ
１０１  下ケース
１０２  上ケース
１０３ａ，ｂ，ｃ，ｄ  シャフト
１０４  偏心ロータ
１０５  マグネット
１０６  磁性体
【図１】
2010166728.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010166728.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010166728.tif 000008
【図７】
2010166728.tif 000009
【図８】
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