(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の要件を備えることを特徴とする扁平型振動モータ。
（イ）扁平な円筒状のケーシング内にはリング状の固定子が設けられ、該固定子は周方向に８等分されるとともにＮ極とＳ極とに交互に着磁されていること
（ロ）上記ケーシング内には略扇状形又は円形のロータが上記固定子に面対向するとともに回転自在に軸支され、該ロータにはコイル巻き角度が６０°に形成された第１、第２及び第３の３つの電機子コイルが配設されるとともに、第１の電機子コイルと第２の電機子コイルとは配置ピッチ１５０°で配置され、第２の電機子コイルと第３の電機子コイルとは配置ピッチ６０°で配置されていること
（ハ）上記ロータには周方向に１２個のコンミテータが並設されたコンミテータ基板が設けられ、第１、第４、第７、第１０のコンミテータは第１の導電体で、第２、第５、第８、第１１のコンミテータは第３の導電体で、第３、第６、第９、第１２のコンミテータは第２の導電体でそれぞれ短絡され、第１の導電体には第１の電機子コイルの巻き始めが、第２の導電体には第２の電機子コイルの巻き始めが、第３の導電体には第３の電機子コイルの巻き始めが結線され、第1、第２及び第３の電機子コイルの巻き終りは短絡されていること
（ニ）上記電機子コイルに電力を供給する１対のブラシは開角度１３５°で上記コンミテータに接触するように配置されていること
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話やポケットベル等で着信を振動で知らせる為に用いられる小型の扁平型振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の扁平型振動モータとしては、例えば、特開平６ー２０５５６５号公報に開示されている扁平鉄芯レス振動モータが知られている。この扁平鉄芯レス振動モータは、ケーシングの底部に固定されたマグネット部と、このマグネット部と面対向するように配置された回転自在の略扇状のロータと、このロータの要の部分に配されたシャフトとで構成され、ロータには３個の電機子コイルを略扇状に配設し、樹脂材で一体に成形したもので、ロータ自身を偏心させたことで、ロータの回転時に遠心力が働いて振動を発生させるように設計されているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の扁平型振動モータでは、外径が大きければコイル自体の重量がロータの一側に偏っているため、コイルが錘となってロータの回転時に振動を発生させることができるが、機器の形状が小型化されるに伴って扁平型振動モータの外径も小さくせざるをえず、外径が小さくなることにより、コイルも小さくなるためその重量も軽くなることから、ロータが回転しても充分な振動を発生することができなかった。
【０００４】
しかも、外径が小さくなることに反比例して発生する振動の大きさは、より大きな振動を求められているのが現状であり、小型でありながらより大きな振動を発生する扁平型振動モータの開発が望まれている。
【０００５】
本発明は上記問題点を解消し、小型化を図りながら大きな振動がえられ、しかも起動死点のない扁平型振動モータを提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る扁平型振動モータは、以下の要件を備えることを特徴とする。
（イ）扁平な円筒状のケーシング内にはリング状の固定子が設けられ、該固定子は周方向に８等分されるとともにＮ極とＳ極とに交互に着磁されていること
（ロ）上記ケーシング内には略扇状形又は円形のロータが上記固定子に面対向するとともに回転自在に軸支され、該ロータにはコイル巻き角度が６０°に形成された第１、第２及び第３の３つの電機子コイルが配設されるとともに、第１の電機子コイルと第２の電機子コイルとは配置ピッチ１５０°で配置され、第２の電機子コイルと第３の電機子コイルとは配置ピッチ６０°で配置されていること
（ハ）上記ロータには周方向に１２個のコンミテータが並設されたコンミテータ基板が設けられ、第１、第４、第７、第１０のコンミテータは第１の導電体で、第２、第５、第８、第１１のコンミテータは第３の導電体で、第３、第６、第９、第１２のコンミテータは第２の導電体でそれぞれ短絡され、第１の導電体には第１の電機子コイルの巻き始めが、第２の導電体には第２の電機子コイルの巻き始めが、第３の導電体には第３の電機子コイルの巻き始めが結線され、第1、第２及び第３の電機子コイルの巻き終りは短絡されていること
（ニ）上記電機子コイルに電力を供給する１対のブラシは開角度１３５°で上記コンミテータに接触するように配置されていること
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係る扁平型振動モータ（以下、モータという）の分解斜視図及び要部縦断面図を示し、このモータは、上端が塞がれた扁平で直径が１２ミリの小形の円筒状に形成されたケース１と、このケース１の下端側の開口部に嵌合する円板状のブラケット２とからなるケーシング３の内部に、リング状の固定子４と略扇状のロータ５とが配置されている。
【０００８】
ブラケット２にはリング状の固定子４と、ロータ５の下面に設けられた後述するコンミテータ１０に接触し、電機子コイル１１に電流を流す一対のブラシ１２ａ、１２ｂとが配置され、このブラシ１２ａ、１２ｂは、端部に図示しないリード線をハンダ付けして電源に接続できるように形成されたブラシベース１３上にハンダ付けされ、正極のブラシ１２ａと負極のブラシ１２ｂとは、図３に示すように、接触点ａ、ｂが開角度１３５°で上記コンミテータ１０に接触するように形成されている。
【０００９】
なお、上記固定子４は周方向に８等分されて、それぞれ拡開４５°の扇状に形成された８つの固定子４ａ〜４ｈからなり、各固定子はＮ極とＳ極とに交互に着磁され、磁極の境界に２つのブラシ１２ａ、１２ｂのコンミテータ１０に接触する接点部分が一致するようにブラケット２上に接着剤等の適宜手段で固定されている。
【００１０】
ロータ５は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の平面図、底面図、及び、平面図のＸーＸ’線断面図に示すように、ロータ５の要の部分に設けられた回転軸１６を挟んで拡開度６０°の略扇状の平板な第１、第２及び第３の３つの電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、上記第１の電機子コイル１１ａと第２の電機子コイル１１ｂとの間に配置された非磁性体の金属で略扇状に形成された平板な錘部材２１と回転軸１６とが、略扇状の板状のコンミテータ基板１４上に樹脂１５で固定され一体に形成されたもので、図１に及び図２に示すように、回転軸１６がケース１の中心に形成された開口部１７に嵌合するメタル１８と、ブラケット２の中心に形成された開口部１９に嵌合するメタル１８とでコンミテータ基板１４が固定子４に面対向するとともに、ケーシング３に回転自在に軸支されている。
【００１１】
そして、図５（ａ）（ｂ）は、第１の電機子コイル１１ａ、第２の電機子コイル１１ｂ、第３の電機子コイル１１ｃ及び錘部材２１が樹脂１５で固定される前のコンミテータ基板１４の平面図及び底面図を示し、このコンミテータ基板１４の表面には、第１の電機子コイル１１ａ、第２の電機子コイル１１ｂ、第３の電機子コイル１１ｃの始端をそれぞれハンダ付けする為の導電体であるプリント配線２０ａ、２０ｂ、２０ｃが形成され、第１の電機子コイル１１ａの始端が第１の導電体であるプリント配線２０ａの半田付け部２２に、第２の電機子コイル１１ｂの始端が第２の導電体であるプリント配線２０ｂの半田付け部２３に、第３の電機子コイル１１ｃの始端が第３の導電体であるプリント配線２０ｃの半田付け部２４にそれぞれ半田付けされるとともに、第１の電機子コイル１１ａ、第２の電機子コイル１１ｂ及び第３の電機子コイル１１ｃの終端が第４の導電体であるプリント配線２０ｄの半田付け部２５、２６、２７にそれぞれ半田付けされ短絡している。
【００１２】
さらに、図５（ｂ）に示すように、コンミテータ基板１４の裏面には１２個のコンミテータ１０ａ〜１０ｌが放射状に配設され、コンミテータ１０ａ、１０ｄ、１０ｇ、１０ｊはスルーホール３０ａ〜３０ｄを通してプリント配線２０ａに短絡され、コンミテータ１０ｂ、１０ｅ、１０ｈ、１０ｋはスルーホール３１ａ〜３１ｄを通してプリント配線２０ｃに短絡され、コンミテータ１０ｃ、１０ｆ、１０ｉ、１０ｌはリング状のプリント配線３２で短絡されスルーホール３３を通してプリント配線２０ｂに短絡され、コンミテータ１０ａ〜１０ｌと電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、第１〜第４の導電体２０ａ〜２０ｄとは、図６（ａ）の結線図に示すように結線されている。
【００１３】
なお、図６（ａ）において、符号３５は電気ノイズ防止用の抵抗である。また、図６（ｂ）は、ロータ５、コンミテータ１０ａ〜１０ｌ、固定子４ａ〜４ｈ及びブラシ１２ａ、１２ｂの接点ａ、ｂの相対位置を示す展開図を示している。
【００１４】
次に、図７〜図９を参照して、上述の扁平型振動モータの作動態様を説明するとともに起動死点のないことを説明する。
【００１５】
ブラシを介してコイルに電圧が印加されている間はコイルに流れる電流の方向と固定子の磁界とによってフレミングの法則によりコイルに一定方向に力が作用し、この作用が回転力となってロータが回転し、電圧が印加されないとコイルには電流が流れない為、固定子の磁界による力の作用を受けずロータの回転は停止することになるが、その停止位置は特定されることはない。
【００１６】
図７（ａ）はロータが０°の時の位置を示し、電流はブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｇ→コンミテータ１０ｄ→電機子コイル１１ａ→電機子コイル１１ｂ→コンミテータ１０ｉ→コンミテータ１０ｃ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるとともに、ブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｈ→コンミテータ１０ｋ→電機子コイル１１ｃ→電機子コイル１１ｂ→コンミテータ１０ｉ→コンミテータ１０ｃ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるので、フレミングの左手の法則により固定子４ｂと電機子コイル１１ａとの間に矢印Ａ１、固定子４ｄと電機子コイル１１ｂとの間に矢印Ａ２、固定子４ｅと電機子コイル１１ｂとの間に矢印Ａ３、固定子４ｅと電機子コイル１１ｃとの間に矢印Ａ４方向に４Ｆの回転力が発生し、ロータ５を起動させることができる。
【００１７】
また、図７（ｂ）はロータが１５°の時の位置を示し、電流はブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｇ→コンミテータ１０ｄ→電機子コイル１１ａ→電機子コイル１１ｂ→コンミテータ１０ｉ→コンミテータ１０ｃ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるとともに、電機子コイル１１ｃ→コンミテータ１０ｋ→コンミテータ１０ｂ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるので、固定子４ａ、４ｂと電機子コイル１１ａとの間に矢印Ｂ１、Ｂ２、固定子４ｄと電機子コイル１１ｂとの間に矢印Ｂ３、固定子４ｇと電機子コイル１１ｃとの間に矢印Ｂ４の方向に４Ｆの回転力が発生し、ロータ５を起動させることができる。
【００１８】
そして、図７（ｃ）はロータが３０°の時の位置を示し、電流はブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｇ→コンミテータ１０ｄ→電機子コイル１１ａ→電機子コイル１１ｃ→コンミテータ１０ｋ→コンミテータ１０ｂ→ブラシ１２ｂ順に矢印の方向に電流が流れるとともに、ブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｆ→電機子コイル１１ｂ→電機子コイル１１ｃ→コンミテータ１０ｋ→コンミテータ１０ｂ→ブラシ１２ｂ順に矢印の方向に電流が流れるので、固定子４ａと電機子コイル１１ａの間に矢印Ｃ１、固定子４ｆと電機子コイル１１ｂ、電機子コイル１１ｃの間に矢印Ｃ２、Ｃ３、固定子４ｇと電機子コイル１１ｃとの間に矢印Ｃ４の方向に４Ｆの回転力が発生し、ロータ５を起動させることができる。
【００１９】
さらに、図７（ｄ）はロータが４５°の時の位置を示し、電流はブラシ１２ａ→コンミテータ１０ｆ→コンミテータ１０ｉ→電機子コイル１１ｂ→電機子コイル１１ａ→コンミテータ１０ｄ→コンミテータ１０ａ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるとともに、電機子コイル１１ｂ→電機子コイル１１ｃ→コンミテータ１０ｋ→コンミテータ１０ｂ→ブラシ１２ｂの順に矢印の方向に流れるので、フレミングの左手の法則により固定子４ｆと電機子コイル１１ａとの間に矢印Ｄ１、固定子４ｅと電機子コイル１１ｂとの間に矢印Ｄ２、固定子４ｆと電機子コイル１１ｂ及び電機子コイル１１ｃとの間に矢印Ｄ３、Ｄ４の方向に４Ｆの回転力が発生し、ロータ５を起動させることができる。
【００２０】
同様に、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、ロータが６０°、７５°、９０°、１０５°、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、ロータが１２０°、１３５°、１５０°１６５°の位置にあっても同様にロータを起動させることができるし、図示しないが１６５°〜３６０°の何れの位置にあっても同様にロータ５を起動させることができる。
【００２１】
上述のように、ロータ５がどのような位置に停止してもブラシ１２ａ、１２ｂは必ずコンミテータ１０に接触しているので、ブラシを介して供給される電流は、固定子の磁界によって電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに常に同一方向に作用する力が一定のトルク（４Ｆ）で発生するように、電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに流れるので、ロータの停止位置を予め定めた位置に規制しなくても起動死点のないモータを実現することができる。
【００２２】
また、図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｄ）はロータがどの位置にあっても起動できることを説明するとともに、ロータが同一方向に継続して回転することを示し、ブラシに電圧が供給されている間は、電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃには固定子４に対し常に一定方向に一定のトルク（４Ｆ）が発生するように電流が流れるので回転を持続することができる。
【００２３】
開角度６０°の３つの電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを、電機子コイル１１ａ、１１ｂを配置角度１５０°、電機子コイル１１ｂ、１１ｃを配置角度６０°で配置し、各電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの巻き始めをそれぞれ対応する導電体２０ａ、２０ｂ、２０ｃに接続するとともにコンミテータ１０ａ、１０ｄ、１０ｇ、１０ｊを導電体２０ａに、コンミテータ１０ｂ、１０ｅ、１０ｈ、１０ｋを導電体２０ｃに、コンミテータ１０ｃ、１０ｆ、１０ｉ、１０ｌを導電体２０ｂにそれぞれ短絡するとともに。電機子コイル１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの終端が導電体２０ｄに短絡させ、電機ブラシ１２ａ、１２ｂを１３５°の開角度で配置したので、電機ブラシ１２ａ、１２ｂの接点ａ、ｂは常にコンミテータ１０に接触した状態にあり、しかも、固定子４の磁界によって電機子コイル
１１に常に同一方向に作用する力が一定のトルクで発生するように電流を流すことができるので、ロータ５の停止位置を予め定めるための機構を必要とすることなく、ロータ５がどのような位置にあってもロータ５を確実に一定方向に起動及び大きな回転力で回転させることができる。
【００２４】
なお、上述のモータではコンミテータ基板１４上に配置される電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを略扇状に形成したが、図１０に示すように、電機子コイル１１ａ′、１１ｂ′、１１ｃ′を略小判状に形成してもかまわない。なお、この場合のコンミテータ基板１４′は円板状に形成すればよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、モータへの電圧の供給を止めてロータが停止しても、電機ブラシは常にコンミテータに接触した状態にあり、しかも、固定子の磁界によって電機子コイルに常に同一方向に作用する力が一定のトルクで発生するように電機子コイルに電流を流すことができるので、ロータの停止位置を規制することなくロータを確実に一定方向に起動及び大きな回転力で回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る扁平型振動モータの分解斜視図
【図２】上記扁平型振動モータの要部縦断面図
【図３】ブラシの平面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）はロータの平面図、底面図、及び、平面図のＸーＸ’線断面図
【図５】（ａ）（ｂ）はコンミテータ基板の平面図及び底面図
【図６】（ａ）（ｂ）はロータの結線図と、ロータ、コンミテータ、固定子及びブラシ接点の相対位置を示すモータの展開模式図
【図７】（ａ）〜（ｄ）はロータが０°〜４５°におけるモータの回転原理を示す動作説明図
【図８】（ａ）〜（ｄ）はロータが６０°〜１０５°におけるモータの回転原理を示す動作説明図
【図９】（ａ）〜（ｄ）はロータが１２０°〜１６５°におけるモータの回転原理を示す動作説明図
【図１０】他の例の扁平型振動モータにおけるコンミテータ基板の平面図
【符号の説明】
３  ケーシング
４  固定子
５  ロータ
１０  コンミテータ
１１ａ  第１の電機子コイル
１１ｂ  第２の電機子コイル
１１ｃ  第３の電機子コイル
１２  ブラシ
１４  コンミテータ基板
２０ａ  第１の導電体（プリント配線）
２０ｂ  第２の導電体（プリント配線）
２０ｃ  第３の導電体（プリント配線）
２１  錘部材
【図１】
0003615117.tif 000002
【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】
0003615117.tif 000008
【図８】
0003615117.tif 000009
【図９】
0003615117.tif 000010
【図１０】
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