(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一個の空心コイル（２、２１、３）を中心に対して偏在するように配置し、コミュテータ（６、１８）を添設した偏心ロータ（１、２０）と、この偏心ロータに磁界を供給するＮＳ交互に磁化された４極のマグネットと、前記偏心ロータに給電する一対のブラシ（７、１７）を備え、前記該空心コイルの少なくとも一部（２、２１）を両側の有効導体部がそれぞれマグネットのＮＳ極にかかるように磁性メッキ線で形成し、この磁性メッキ線の磁性とこれに対向して臨ませたマグネットの磁力を利用して前記偏心ロータを停止時に特定の位置にホールドしておくようにしたことを特徴とする位置停止手段を備えた扁平コアレス振動モータ。
【請求項２】
前記空心コイルは２個（２、２１、３）からなり、そのうち１個を磁性メッキ線（２、２１）で構成したことを特徴とする請求項１に記載の位置停止手段を備えた扁平コアレス振動モータ。
【請求項３】
前記マグネット（５、２３）の幅（外径と内径の差）は磁性メッキ線で構成した空心コイルの内孔の位置にほぼ重なるようになっており、前記偏心ロータ（１）は前記コミュテータのスリット（８）内に隣り合ったセグメント（６ａ‥‥）同士が前記ブラシでショートしないようにする突起（８ａ）が形成され、この突起の両側が凹所（８ｂ）になっており、さらに、ケース（１２）と前記マグネット（５）の空間（１４）に収まるように凸部（１５）が形成され、前記ケース（１２）とブラケット（９）に軸（１０）を介して回転自在に支持された請求項１又は２に記載の位置停止手段を備えた扁平コアレス振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体小型通信装置（ページャ、携帯電話機）の無音報知源やマッサージャの振動源として好適な扁平コアレス振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より扁平コアレス振動モータとして特開昭６３−２９０１５３号公報や実願昭６３−１１１８６８号に開示されたものがある。
これらは、いずれも図１０に示すように、ケース２４とブラケット２５からなるハウジング２６内に偏心させたロータ２７を配し、この偏心ロータ２７はロータホルダ２８、シャフト２９を介して前記ケース２４、ブラケット２５にそれぞれ配した含油軸受２９、３０で回転軸３１を回転自在に支承してなるような構造のものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような複数個、たとえば３個の電機子コイルを片側に偏在させたものは重心の移動量が大きく採れるので、市場において好評であるが、反面コイルが３個あるので、コスト面からは不利な点がでてくる。また、この３コイル型は実開平２−３３５７３号に開示されているように一回転中に全コイルがトルクに寄与するのは極めて短時間であって回転原理上から常時は２個のコイルに通電させるようになっている。また、特開昭６３−２９０１５３号に示すような２コイル型は両端のコイル辺が１８０°を越えてしまうので、重心の移動が少ない問題がある。
【０００４】
この発明の目的は、空心コイルの有効導体部がマグネットからの磁束を有効に拾えるように特定位置にロータをホールディングするとともに、重心の移動量を大にできる様に工夫して振動量を稼ぎ、コイル数やマグネットの有効断面積を減らしてコストを下げた扁平コアレス振動モータを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するには、請求項１に示すように少なくとも一個の空心コイル（２、２１、３）を中心に対して偏在するように配置し、コミュテータ（６、１８）を添設した偏心ロータ（１、２０）と、この偏心ロータに磁界を供給するＮＳ交互に磁化された４極のマグネットと、前記偏心ロータに給電する一対のブラシ（７、１７）を備え、前記該空心コイルの少なくとも一部（２、２１）を両側の有効導体部がそれぞれマグネットのＮＳ極にかかるように磁性メッキ線で形成し、この磁性メッキ線の磁性とこれに対向して臨ませたマグネットの磁力を利用して前記偏心ロータを停止時に特定の位置にホールドしておくようにすれば達成できる。
具体的には請求項２に示すように、前記空心コイルは２個（２、２１、３）からなり、そのうち１個を磁性メッキ線（２、２１）で構成したものにするのがよい。
そして、請求項３に示すように前記マグネット（５、２３）の幅（外径と内径の差）は磁性メッキ線で構成した空心コイルの内孔の位置にほぼ重なるようになっており、前記偏心ロータ（１）は前記コミュテータのスリット（８）内に隣り合ったセグメント（６ａ‥‥）同士が前記ブラシでショートしないようにする突起（８ａ）が形成され、この突起の両側が凹所（８ｂ）になっており、さらに、ケース（１２）と前記マグネット（５）の空間（１４）に収まるように凸部（１５）が形成され、前記ケース（１２）とブラケット（９）に軸（１０）を介して回転自在に支持されたものにするのがよい。
【０００６】
請求項１に示すようにすれば、空心コイルの一部を両側の有効導体部がそれぞれマグネットのＮＳ極にかかるように磁性メッキ線により偏心ロータは起動が容易にできる、すなわち、有効導体部がマグネットの磁力によって最大トルクの発生位置に停止できる特定の位置にホールドすることができることになる。
請求項２に示すようにすれば、トルクに寄与する有効導体部分が多くなるので、さらに、起動が容易にできる。
請求項３に示すようにすれば、突起によって隣り合ったセグメントがブラシによりショートするのを防止でき、マグネットの幅（外径と内径の差）は磁性メッキ線で構成した空心コイルの内径にほぼ一致している磁性メッキ線により偏心ロータは起動が容易にでき、凹所によってコミュテータの摩耗粉が集められるので、スリットショートが防げ、マグネットとケースとの空間を巧みに利用しているので偏心ロータ自体で振動量を大にできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１はこの発明のホールディングトルクを用いた扁平コアレス振動モータの第１の実施の形態を示す偏心ロータとマグネットの位置関係を示す要部平面図、図２は扁平コアレス振動モータの第１の実施の形態の側断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面を示す図でコミユテータを説明するための裏面図。図４は同モータの主要部材である平板型コミュテータとブラシを説明するための拡大要部断面図、図５はこの発明の第２の実施の形態の円筒型コミュテータとブラシを説明するための拡大要部断面図、図６・図７・図８は同モータの回転原理の説明図、図９はこの発明の第３の実施の形態を示す要部平面図、図１０は、従来の扁平振動モータを示す断面図である。
【０００８】
図１〜図５において、偏心ロータ１は２個の空心電機子コイル２および３を片側に偏らせて高密度高摺動性樹脂４で一体成形されている。（図１）ここでは２個の空心電機子コイルのうちの１個は、極めて薄いメッキの磁性メッキ線を巻回してなる空心電機子コイル２にしたものが用いられる。このような磁性メッキ線を巻回してなる空心電機子コイル２は大きな磁気吸着力をさけるため巻き軸を比較的大にして（コイル内透孔径を大にする。）他に比べて巻数を少なくしてある。このような偏心ロータ１に臨むマグネット５はドーナツ型円盤状となっていてＮ、Ｓ交互に４極等分着磁されている。このマグネット５の幅は、前記空心電機子コイル２のコイル内透孔の幅とほぼ一致し、マグネット５の外周位置は、前記空心電機子コイル２のコイル内透孔の外周側位置と一致し、マグネット５の内周位置は、前記空心電機子コイル２のコイル内透孔の外周側位置と一致するよう配置されている。すなわち、前記空心電機子コイル２のコイル内透孔は、前記マグネット５の外周と内径の位置に重なるように配置されている。
したがって、前記偏心ロータ１は磁性メッキされた空心電機子コイル２のリラクタンストルクにより、１回転中９０°毎に４回、図１に示すように空心電機子コイル２の中心がマグネット５のＮ極とＳ極の中間の位置に止まることになる。
【０００９】
このような偏心ロータ１の磁石側の面中心部には、図３で示すように同心状に４極の平板型コミュテータ６が一体成形することにより添設されている。
以下図３を用いて平板型コミュテータ６を説明すると、図３は図２のＡ−Ａ断面から見た裏面図である。この平板型コミュテータ６は各セグメント６ａ、６ｂ、６ｃそして６ｄを中心角略９０度ずつ印刷配線パターンで形成し、貴金属メッキされたものとなっている。７は摺接開角９０°に設定された貴金属薄板または貴金属メッキされた一対のブラシである。８は各セグメント間のスリットでブラシ７によってショートするのを防止するために０．７ミリ程度と比較的広く設定されている。
【００１０】
また、スリット８の中程には、角形の通孔８ａが開けられ成型時に前記高密度高摺動性樹脂４の通り道となる。高密度高摺動性樹脂４はこの角形の通孔８ａを通って供給され、図４に示すような両側を凹所８ｂにした突起８ｃが前記高密度高摺動性樹脂４で一体に設けられる。したがって、貴金属薄板ブラシ７がスリット８をまたいでも隣り合ったセグメント（例えば、６ａと６ｄ）同士はショートするおそれがなく、この突起８ｃがあるためスリット８部分で大きな段差もなくなり、偏心ロータ１はスムーズな回転が得られることになるので、リラクタンストルクを利用して特定の位置、すなわち、図１に示す位置（１回転中他の３カ所も同様）に止まることになり、次の起動が容易にできる。なお、前記凹所８ｂは回転方向が一定であれば片側だけでもよい。この凹所８ｂを設けるのは、前記高密度高摺動性樹脂４からなる突起８ｃがブラシの摺動により摩耗し、粉が舞い上がりセグメント６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄに乗りあがるのを防止するためである。
【００１１】
次に図５はこの発明の第２の実施の形態として円筒型のコミュテータとブラシとの関係を示す要部断面図である。
同図において１７は貴金属薄板または貴金属メッキされた一対の板条ブラシである。１８は円筒型のコミュテータで外周に、略９０度ずつ略４等分された各セグメント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄが印刷配線パターンで形成され、貴金属メッキされたものとなっている。１９は各セグメント間のスリットでブラシ１７によってショートするのを防止するために前述と同様に比較的広く設定されている。１９ｂは凹部、１９ｃは突起である。
【００１２】
このような偏心ロータ１を用いた扁平コアレス振動モータの構造は、図２に示すようなものとなる。すなわち、ブラケット９の中央に細手の軸１０を固定して前記偏心ロータ１を回転自在に支承している。細手の軸１０の先端はハウジング１１を構成するケース１２の透孔１２ａに摺動性ワッシャ１３を介して食い込ませることにより側方の衝撃に耐えられるようになっている。この偏心ロータ１の外周はマグネット５が小径であるのを利用してこのマグネット５の外径とケース１２の内周との間の空間１４に凸部１５を延在させ空隙を介して配されるようにしている。
このような偏心ロータ１は外周の凸部１５の方に重心が大きく移動するので、遠心力、すなわち振動量に寄与できることになる。図中１６は前記ブラシ７を植設して外方より給電するためのフレキシブル基板である。
【００１３】
次に図６〜図８において、このような扁平コアレス振動モータの回転原理を説明するが、その前に図６〜図８において結線関係について説明すると、偏心ロータ１の磁性メッキ線からなる空心電機子コイル２と通常の空心電機子コイル３は巻終わり同士が結線され、巻はじめはそれぞれコミュテータ６のセグメント６ａと６ｂにそれぞれ結線される。このコミュテータ６は対向するセグメント６ａと６ｃおよび６ｂと６ｄがそれぞれショートされ同電位となるように構成されている。
いま、磁性メッキ線からなる空心電機子コイル２のリラクタンストルクによって偏心ロータ１は図６の位置に止まっているが、この状態で通電すると、正負の一対のブラシ７ａ、７ｂを介して各コイルに矢印の向きに電流が流れ、フレミング左手の法則により、図６において右方向に力が発生して回転する。
コミュテータ６と偏心ロータ１の回転が９０゜進んで図７の位置になると、こんどは各コイル２、３に逆方向に電流が流れるが、これらのコイルに臨むマグネットの極も入れ替わってやはりフレミング左手の法則により、右方向に力が発生するので回転が持続する。そしてコミュテータ６と偏心ロータ１の回転がさらに９０゜進み図８の１８０゜の位置になると位置は違うが図６と同様な動作をすることになる。
【００１４】
なお、図６〜図８に判断されるように４５゜毎にブラシ７ａ、７ｂはコミュテータ６のスリット部分にきて突起８ｃに乗り上げて不導通となるが、回転時はロータの慣性によって、非通電時には磁性メッキ線からなる空心電機子コイル２のリラクタンストルクによってこのスリット部分に停止することはないため、問題となるものではない。
また、各コイルの形状、サイズなどは必ずしも同じにする必要はなく、コミュテータ６の各セグメントの開角やブラシ７ａ、７ｂの開角を完全に９０゜毎にする必要はなく、故意にわずかにずらすことにより非通電時間を短くすることも可能である。
【００１５】
上記の実施の形態は比較的パワーの必要な２コイル型で説明したが、パワーが必要でなければ、この発明の第３の実施の形態として図９に示すような１個のコイルからなるものでもよい。
図において、２０は偏心ロータで１個の空心電機子コイル２１を片側に偏らせて高密度高摺動性樹脂２２で一体成形されている。この空心電機子コイルは、第１の実施の形態で説明したものと同様に極めて薄いメッキの磁性メッキ線を巻回してなるものが用いられる。このような磁性メッキ線を巻回してなる空心電機子コイル２１は大きな磁気吸着力をさけるため巻き軸を比較的大にして他に比べて巻数を少なくしてある。また、マグネット２３も前述と同様にドーナツ型円盤状となっていてＮ、Ｓ交互に４極等分着磁されている。このマグネット２３の幅、すなわち外径と内径の差は前記磁性メッキされた空心電機子コイル２の有効導体の内径部分にほぼ一致している。したがって、前記偏心ロータ２０は磁性メッキされた空心電機子コイル２１のリラクタンストルクにより、１回転中９０°毎に４回図６〜図８に示すように空心電機子コイル２１の中心がマグネット２３のＮ極とＳ極の中間の位置に止まることになる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明は、上記のように請求項１に示す発明では、磁性メッキ線により偏心ロータは停止時特定の位置にホールドしているので、他のホールド部材が必要なく、したがって、空隙を広げるロスを避けることができ、両側の有効導体部がそれぞれマグネットのＮＳ極にかかるような磁性メッキ線によりフレミング左手の法則によって偏心ロータは起動が容易にできる、すなわち、有効導体部がマグネットの磁力によって最大トルクの発生位置に停止できる特定の位置にホールドすることができることになる。
起動が容易にでき、突起によって隣り合ったセグメント同士がスリット部分においてブラシでショートしないようにでき、凹所に樹脂などの摺動粉末が溜められ、セグメント面にでてしまう不具合が防げる。
請求項２に示す発明では、トルクに寄与する有効導体部分が多くなるので、さらに、起動が容易にできる。
請求項３に示す発明では、磁性メッキ線からなる空心コイルは、有効導体部がマグネットの磁力の最大トルクの発生位置に停止でき、突起によって隣り合ったセグメント同士がスリット部分においてブラシでショートしないようにでき、凹所に樹脂などの摺動粉末が溜められ、セグメント面にでてスリットショートの不具合が防げる。マグネットとケースとの空間を巧みに利用しているので偏心ロータ自体で振動量を大にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の扁平コアレス振動モータの第１の実施の形態を示す偏心ロータとマグネットの位置関係を示す要部平面図である。
【図２】扁平コアレス振動モータの第１の実施の形態の側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図でコミユテータを説明するための裏面図である。
【図４】同モータの主要部材である平板型コミュテータとブラシを説明するための拡大要部断面図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態の円筒型コミュテータとブラシを説明するための拡大要部断面図である。
【図６】この発明のモータの回転原理の説明図である。
【図７】この発明のモータの回転原理の説明図である。
【図８】この発明のモータの回転原理の説明図である。
【図９】この発明の第３の実施の形態を示す要部平面図である。
【図１０】従来の扁平振動モータを示す断面図である。
【符号の説明】
１，２０  偏心ロータ
２，２１  磁性メッキ線を巻回してなる空心電機子コイル
３  通常の空心電機子コイル
４，２２  高密度高摺動性樹脂
５，２３  マグネット
６，１８  コミュテータ
７，１７  ブラシ
８，１９  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003623889.tif 000010
【図１０】
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