(57)【要約】  製造コストを低く抑えつつ、外形寸法の薄型化、振動量の向上が可能な振動モータを提供する。  本発明に係る振動モータ１は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石２と、回転軸７を有すると共に該回転軸７を中心に非点対称に偏在配置された中央突極４および該中央突極４の両側に所定角度θを開けて配置された一対の両側突極５、６からなる３個の突極に各々コイル８、９、１０を巻回した電機子鉄心３とを備える振動モータであって、界磁磁石２は電機子鉄心３の回転面内であって且つ電機子鉄心３の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、３個の突極は、中央突極４が一の界磁磁石に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６が他の界磁磁石に対して磁極中心がずれるように配置され、中央突極４と回転軸７を介して径方向の反対側の位置に重錘２１が設けられる。
2010029837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石と、回転軸を有すると共に該回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および該中央突極の両側に所定角度を開けて配置された一対の両側突極からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備える振動モータであって、
前記界磁磁石は、前記電機子鉄心の回転面内であって且つ該電機子鉄心の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、
前記３個の突極は、前記中央突極が前記界磁磁石の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、前記両側突極が前記界磁磁石の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置され、
前記中央突極と前記回転軸を介して径方向の反対側の位置に、重錘が設けられることを
特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記３個の突極はそれぞれ、コア本体と、
該コア本体の径方向先端部に連結固定される、該コア本体よりも周方向の寸法が大きいコアトップと、を備えること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項３】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の振動モータ。
【請求項４】
前記所定角度は８０°であること
を特徴とする請求項３記載の振動モータ。
【請求項５】
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉厚形状に形成され、または前記中央突極に遠い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉薄形状に形成されること
を特徴とする請求項３記載の振動モータ。
【請求項６】
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が周方向に相対的に長く形成され、前記中央突極に遠い位置の端部が周方向に相対的に短く形成されること
を特徴とする請求項３記載の振動モータ。
【請求項７】
前記界磁磁石の磁極は、８極の磁極であること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項８】
前記所定角度は１０５°であること
を特徴とする請求項７記載の振動モータ。
【請求項９】
径方向の寸法が１０ｍｍ以下で、且つ軸線方向の寸法が２．２ｍｍ以下であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項１０】
前記界磁磁石は、１極、２極、３極、もしくは４極のいずれかの磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケースに接着されて着磁方向が径方向である複数の磁極を有するリング状に形成されること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項１１】
前記重錘は、タングステンもしくはタングステン合金を用いて形成されること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項１２】
前記回転軸に回転自在に外嵌されるホルダが設けられ、
前記ホルダには、前記重錘および整流子取付基板が固定されると共に、該ホルダと該整流子取付基板との挟み込みによって前記電気子鉄心が固定され、
前記回転軸は、ケースおよび該ケースに被冠される蓋体に固定されること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項記載の振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動モータに関し、さらに詳細には、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機により構成される振動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やページャー等には充電池等の直流電源で駆動する振動モータが用いられている。当該振動モータは、いわゆる扁平型と円筒型とに大別されるが、例えば、扁平型の振動モータとしては、特開２００６−３２５３８４号公報（特許文献１）に示すように、偏心型ロータを有する無鉄心電動機による構成が提案されている。
当該特許文献１に記載の振動モータ１００は、図１２に示す通り、挿入孔１３１ａを有するボード１３１と、ボード１３１の上側で、多数のパターンコイルを有し、複数の層に積層されたパターンコイル層１３８と、ボード１３１の裏面上に形成され、パターンコイルに電気的に連結されて、パターンコイルの整数の倍数に形成される整流子１３３と、を含み、ボード１３１は挿入孔１３１ａに対して偏心する偏心型ロータ１０３を有する構成を備えて、振動を発生させるというものである。
一方、扁平型の振動モータの他の方式として、特開２００５−１８５０７８号公報（特許文献２）に示すように、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機による構成が提案されている。
当該特許文献２に記載の振動モータ２００は、図１３に示す通り、周方向に６極の磁極を着磁した界磁磁石２０２と、回転軸２０７を中心に非点対称に偏在配置された中央突極２０４および左右一対の両側突極２０５、２０６からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心２０３とを備え、中央突極２０４による励磁力を左右一対の両側突極２０５、２０６の励磁力よりも大きく構成し、かつ、起動時には中央突極２０４に界磁磁石２０２との対向磁極と同極の磁極を発生させて反発力により電機子鉄心２０３が回転付勢されるという構成を備えて、電機子鉄心２０３の質量とその不平衡によって振動を発生させるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２５３８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話機等のさらなる薄型化に伴い、携帯電話機等の振動発生源に用いられる振動モータにもより一層の薄型化・小型化が要請されている。加えて、振動モータの振動量向上および回転トルク向上も要請されている。ただし、それらの実現のために、製造コストが増加してしまってはならない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、製造コストを低く抑えつつ、外形寸法の薄型化・小型化が可能で、振動量・回転トルクの向上が可能な、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機により構成される振動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】
【０００５】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
この振動モータは、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石と、回転軸を有すると共に該回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および該中央突極の両側に所定角度を開けて配置された一対の両側突極からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備える振動モータであって、前記界磁磁石は、前記電機子鉄心の回転面内であって且つ該電機子鉄心の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、前記３個の突極は、前記中央突極が前記界磁磁石の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、前記両側突極が前記界磁磁石の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置され、前記中央突極と前記回転軸を介して径方向の反対側の位置に、重錘が設けられることを要件とする。【０００６】
発明の効果
本発明によれば、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機により構成される振動モータにおいて、薄型化、および振動量の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第一の実施形態に係る振動モータの例を示す概略図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに示す振動モータの電機子鉄心および重錘の構成を示す概略図である。
【図３】図３Ａ―図３Ｆは、図１Ａ及び図１Ｂに示す振動モータの回転動作を示す説明図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第二の実施形態に係る振動モータのコアトップの例を示す概略図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第二の実施形態に係る振動モータのコアトップの変形例を示す概略図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第二の実施形態に係る振動モータのコアトップの変形例を示す概略図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第三の実施形態に係る振動モータの例を示す概略図である。
【図８】図８Ａ―図８Ｆは、図７Ａ及び図７Ｂに示す振動モータの回転動作を示す説明図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第四の実施形態に係る振動モータの例を示す概略図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第五の実施形態に係る振動モータの例を示す概略図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の第六の実施形態に係る振動モータの例を示す概略図である。
【図１２】従来の実施形態に係る偏心型ロータを有する無鉄心電動機により構成される振動モータの一例を示す概略図である。
【図１３】従来の実施形態に係る３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機により構成される振動モータの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特許文献１記載の振動モータ１００に代表される偏心型ロータを有する無鉄心電動機は、特許文献２記載の振動モータ２００に代表される３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機と比較して、電動機基本構造の相違に起因して薄型化が困難であるという課題がある。具体的には、回転軸の軸線方向に界磁磁石、基板（整流子）、コイル、重錘を配設する構造のため、外形１０［ｍｍ］の例では、軸線方向の厚さが２．７［ｍｍ］程度が限界となっている。それにもかかわらず、偏心型ロータを有する無鉄心電動機は、特に携帯電話機用振動モータとして高い採用率を有している。その理由の一つは、同等の大きさの３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機と比較して発生可能な振動量が大きいというメリットを有しているためである。
しかしながら、携帯電話機等のさらなる薄型化に伴い、携帯電話機等の振動発生源に用いられる振動モータ１には、さらなる小型化、薄型化が要請されている。
従来、偏心型ロータを有する無鉄心電動機による振動モータにおいて、外径（径方向の寸法）が１０［ｍｍ］、厚さ（軸線方向の寸法）が２．７［ｍｍ］の外形寸法が実現されている。しかし、これを厚さ２．０［ｍｍ］程度まで薄型化しようとすると、構造上、界磁磁石およびコイルを薄くせざるを得ないため、回転トルクが減少する。また、重錘を薄くせざるを得ないため、振動量が減少する。さらに、界磁磁石が薄くなるとブラシの設置空間が確保できなくなるため、ブラシレスモータとせざるを得ない。ブラシレスモータは駆動回路が別に必要となるため、コストが増加してしまう。
これに対して、本実施形態に係る振動モータは、以下に説明する構成を備える３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機によって、従来の偏心型ロータを有する無鉄心電動機による外径１０［ｍｍ］、厚さ２．７［ｍｍ］の振動モータと同等性能、同等コストを維持しつつ、さらに薄型である外径１０［ｍｍ］、厚さ２．０［ｍｍ］の外形寸法の実現を可能とする。
まず、本発明の第一の実施形態に係る振動モータ１について説明する。これは、界磁磁石２が６極の磁極を有し、整流子１１が３相各３箇所に構成される直流モータの場合の実施形態である。
図１は、本実施形態に係る振動モータ１の概略図であって、図１Ａは断面図、図１Ｂは平面図である。
略皿状に形成されたケース２０の内周面には、周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した計６極の磁極を有する扁平なリング状（略円筒状）の界磁磁石２が配設される。
界磁磁石２への着磁は、正弦波着磁または台形着磁の何れかが施される。この界磁磁石２には、フェライト・ネオジム・鉄・ボロン等を主成分とした焼結磁石、ボンド磁石、あるいはプラスチックマグネット等が用いられる。なお、振動モータ１としてより大きな振動および回転トルクを得るためには、希土類元素を主成分とした焼結磁石を使用することが好適である。
上記のように本実施形態の界磁磁石２は周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された計６極の磁極からなるリング状である。しかし、現状において、外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の振動モータ１に対応する大きさで且つ着磁方向が径方向であるリング状の焼結磁石を一体形成することは不可能もしくは極めて困難である。
そこで、本実施形態においては、１極、２極、もしくは３極の磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケース２０に接着されて界磁磁石２が形成される。これにより、６極のリング状の界磁磁石２の実現が可能となる。
また、本実施形態における他の例として、ネオジムを用いるボンド磁石によって、界磁磁石２を形成することも可能である。ただし、ボンド磁石は、焼結磁石と比較して磁石強度（エネルギー積）が小さい点が課題となる。
この点に関して、従来の偏心型ロータを有する無鉄心電動機による振動モータにおいては、外径１０［ｍｍ］、厚さ２．７［ｍｍ］の外形寸法の振動モータに対応する大きさで且つリング状の焼結磁石を界磁磁石として用いることが可能となっている。これは、界磁磁石の着磁方向が軸線方向であるからである。
ここで、焼結磁石を用いた従来の振動モータと、ボンド磁石を用いた本実施形態の振動モータ１とにおける回転トルクを決定する要因の比較を表１に示す。ちなみに、両磁石の価格は同等である。
（表１）
2010029837.tif 000003
表１に示した、回転トルクを決定する上記要因を全て掛け合わせた数値同士を比較すると、
従来の振動モータ：本実施形態の振動モータ＝１：０．９３６
となる。上記は一つの例ではあるが、ボンド磁石を用いた場合であっても、表１に例示される本実施形態の振動モータ１は、表１に例示される従来の振動モータと同等の回転トルクの発生が可能であることが判る。すなわち、焼結磁石を用いて本実施形態の振動モータ１を構成すれば、さらなる回転トルクの向上、あるいは、小型化・薄型化を達成し得る。
次に、電機子鉄心３について説明する。界磁磁石２の径方向内方に、ケース２０および蓋体１７によって支持された回転軸７を中心に回転する電機子鉄心３が配設される。このように、界磁磁石２は、電機子鉄心３の回転面内であって且つ該電機子鉄心３の先端よりも径方向の外側位置に設けられる構成によって、例えば、特許文献１記載の振動モータ１００のように、コイルと界磁磁石とが回転軸の軸線方向に重なる構造と比較して、軸線方向の寸法、つまり厚さを薄くすることが可能となる。本実施形態では、後述の構成によって、振動量・回転トルクの向上が図られるため、従来の振動モータと同等性能を維持しつつ、厚さを２．０［ｍｍ］程度まで薄型化することが可能である。
また、電機子鉄心３は、図１、図２（図２Ａは断面図、図２Ｂは平面図）に示すように、中央突極４および当該中央突極４の左右に配置された一対の両側突極５、６からなる３個の突極を有し、回転軸７を中心として非点対称に偏在配置されている。ちなみに、界磁磁石２と各突極先端部との間の距離（対向ギャップ）は、同一寸法である。
この電機子鉄心３は、図１に示すように、中央突極４の中心と、左右一対の両側突極５、６の中心とのなす角度θが、θ＝８０［°］に設定されて配置される。当該角度は、３個の突極に関して、中央突極４が界磁磁石２の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６が界磁磁石２の他の磁極（ここでは前記一の磁極に両側で隣接する各磁極である）に対して磁極中心がずれるように配置されることとなり、停止位置によって起動不能となることを防止し、また電機子鉄心３を回転付勢するのに好適な角度である。
より詳しくは、界磁磁石２の磁極が６極であることから、電流の１周期が１２０［°］となる。また、電流はＵ、Ｖ、Ｗの３相であるので、３通りのタイミングがありそれぞれ位相が４０［°］ずれている必要がある。したがって、中央突極４が界磁磁石２の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６を４０［°］ずらすので、界磁磁石２の磁極間（Ｎ極とＳ極との極間）の位置から１０［°］ずらして両側突極５、６を配置する必要がある。ここで、両側突極５、６を中央突極４に対して左右対称に設けるとすれば、θ＝８０［°］もしくは１００［°］とすることが考えられる。ただし、磁場解析の結果、θ＝１００［°］では磁束の流れが不適であり、θ＝８０［°］が好適となる。
ここで、中央突極４、両側突極５、６の各突極は、コア本体４ａ、５ａ、６ａの径方向先端部に、それぞれコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂが連結固定されて形成される。なお、連結固定する方法は特に限定されず、一例として、レーザ溶接等によって固定される。
中央突極４のコア本体４ａおよび両側突極５、６のコア本体５ａ、６ａには、各々コイル８、９、１０が巻回される。なお、本実施形態では、コイル８、９、１０のコイル直径および巻数は同一としている。
一方、コアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂは、コア本体４ａ、５ａ、６ａよりも周方向の寸法および軸線方向の寸法が大きく形成される。一例として、図２に示すように、回転軸７を中心とする円弧を描く曲板状に形成される。これによって界磁磁石２との対向面を大きくすることが可能となる。その結果、有効磁束を大きくすることができ、モータ効率を向上させることが可能となる。
外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］程度の外形寸法の振動モータ１においては、コア本体４ａ、５ａ、６ａ相互間の隙間（スロット）、さらにはその入口となるコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂ相互間の隙間が、非常に狭くならざるを得ないため、仮に両者（コア本体およびコアトップ）が一体形成である場合には、コイル８、９、１０をいわゆる「整列密着巻」方式によって巻回（機械巻き）することは不可能もしくは極めて困難という課題がある。
これに対し、本実施形態では、一体形成されるコア本体４ａ、５ａ、６ａに対して、コアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂを別部材として構成することによって、コアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂが連結されていない状態でコア本体４ａ、５ａ、６ａにコイル８、９、１０をそれぞれ巻回することが可能となる。その結果、コイル８、９、１０を「整列密着巻」方式によってコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂに巻回することが可能となるため、振動モータ１の回転トルク向上が可能となる。その際、コイル８、９、１０の巻回を人手による「手巻き」ではなく、機械装置による「機械巻き」で実施可能となるため、製造コストの増加も抑制される。もちろん、コア本体４ａ、５ａ、６ａの一体形成もコスト増加の抑制に有効である。
ここで、本発明に特徴的な構成として、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に、重錘２１が設けられる（図１、図２参照）。重錘２１は、電機子鉄心３と一体に回転することによって、振動モータ１の振動を発生させる作用を生じる。すなわち、回転する電気子鉄心３の質量重心を、回転軸７に対して径方向に偏心させて振動作用を得るものである。
ここで、電気子鉄心３は質量重心が偏心しているため、そのままの状態でも、回転する際に振動が発生するが、仮に、中央突極４の径方向先端部に重錘２１を設ける構成とすれば、質量重心位置を回転軸７の中心から中央突極４の径方向先端部寄りにさらに偏心させることができるため、振動量を増加させる作用を得ることができる。しかし、中央突極４の先端部に重錘２１を設ける方法では、回転トルクを低下させずに、つまり、コイル８の巻数を減らさずに、大きな重錘２１を中央突極４の先端部に形成するには、寸法上の制約が厳しい。
これに対して、本実施形態では、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に重錘２１を設ける構成を採用する（図１等参照）。質量重心が回転軸７に対して中央突極４の径方向先端部寄りに偏心している電気子鉄心３において、重錘２１を中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に設けることは、通常、偏心状態を解消して、質量重心と回転中心とを一致させる、つまり、振動量を低下させる構成となる。しかし、本発明者の研究開発の結果、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に形成される空間部を最大限活用して重錘２１を設けることによって、重錘２１を中央突極４の先端部寄りに設ける構成と比較して、質量重心を回転中心（回転軸７）からより一層、径方向遠方へ偏心させることが可能な構造が案出された。その結果、従来の特許文献２記載の振動モータ２００、さらには、当該振動モータの中央突極先端部に重錘を設ける構成の振動モータ等と比較しても、より一層強力な振動量を発生させることが可能となる（詳細は後述）。
換言すれば、それらの従来の振動モータと同等の振動量を確保しつつ、それらよりも薄型化・小型化を達成することが可能となる。
また、振動量を最大化するためには、重錘２１を空間部内で最大化すると共に、より比重の大きな合金で形成することが好適である。
本実施形態では、重錘２１は、電機子鉄心３を構成する磁性材料よりも比重の大きな金属材料もしくは金属合金材料を用いて構成する。この構成によれば、電機子鉄心３の質量不平衡、すなわち、電機子鉄心３の質量重心と回転軸７との距離をより一層大きくすることができるため、電機子鉄心３の回転に伴って発生する振動量をより一層強力なものとすることが可能となる。
ここで、当該金属材料もしくは金属合金材料としては、例えば、タングステン、青銅、黄銅、モリブデン、もしくはそれらの合金を用いることが考えられるが、特に、比重が大きいタングステンもしくはタングステン合金により構成することが電機子鉄心３の質量不平衡を大きくする観点において好適である。
本実施形態は、上記振動量向上の効果を生じさせるにあたり、電機子鉄心３の軸方向厚さを厚くすることなく、つまり振動モータ１の厚さを厚くすることなく実現し、さらに、電機子鉄心３を径方向に拡径することなく、つまり振動モータ１の外径を大きくすることなく実現し、加えて、コイル巻回スペースを縮小することなく、つまりコイル励磁力を減少させることなく実現している点で非常に大きな効果を奏するものである。それらの相乗効果として、外形寸法の薄型化・小型化、および振動量・回転トルクの向上が可能な、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機により構成される振動モータを提供することが可能となる。
ここで、従来の振動モータと、本実施形態の振動モータ１とにおける振動量の比較を表２に示す。なお、モータ回転数が同じ場合には、片重り量を比較することによって、振動量を比較することができる。ここで、片重り量の計算は、重錘の形状をブロック化し、各ブロックの重量と重心を算出し、当該重量に回転軸から重心までの距離を掛け合わせて、
それらの総和として全体の片重り量を算出した。
（表２）
2010029837.tif 000004
上記表２から、厚さ２．０［ｍｍ］の振動モータを実現するにあたって、本実施形態に係る振動モータ１は、従来の偏心型ロータ無鉄心電動機をブラシレス化して厚さ２．０［ｍｍ］の振動モータを達成するよりも、大きな振動量を発生することが可能である点で有利である。なお、コスト面においても有利であることは前述の通りである。
次に、電気的な接続構造について説明する。電機子鉄心３には、回転軸７を中心として平面型の整流子１１が接続される。整流子１１には、絶縁板１２の一方面上にプリント配線によって形成された略台形状に形成された９個（Ｕ、Ｖ、Ｗの３相が各３個）のセグメント１３が円周上に整列配置されている。セグメント１３には端子部１４が形成され、所定の端子部１４に上述した３個のコイル８、９、１０の始端および終端が電気的に接続される。さらに、同相のセグメント１３同士は、図示しない配線によって電気的に接続されている。なお、整流子１１は扁平型に限定されず、円筒型の採用も考えられる。
整流子１１のセグメント１３には、１８０［°］の開角度で配設した一対のブラシ１８が摺接している。このブラシ１８は弾性を有する導電性金属板等によって形成される。ブラシ１８の基端は、蓋体１７に固定配置されている。この蓋体１７は、前述したケース２０に被冠される。また、ブラシ１８の基端は図示しない配線を介して直流電源に接続される。
次に、構成部材の固定構造について説明する。本実施形態では、図１、図２に示すように、ホルダ１９が設けられて、ホルダ１９に、電気子鉄心３、重錘２１、整流子付基板１６（整流子１１が表面に設けられた基板である）が、それぞれ固定される構造である。より具体的には、合成樹脂を用いて単体部品として製造されるホルダ１９に、電気子鉄心３（ここでは、一体に形成されたコア本体４ａ、５ａ、６ａ）を入れて、整流子付基板１６で挟み込み、ホルダ１９のピン状部１９ａを熱変形させてカシメることにより、それらを一体に固定する。次いで、電気子鉄心３（ここでは、コア本体４ａ、５ａ、６ａ）にコイル８、９、１０を巻回した後、コア本体４ａ、５ａ、６ａにコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂをレーザ溶接等で固定し、次いで、重錘２１をホルダ１９のピン状部１９ａにカシメて固定する。その後、コイル８、９、１０の始端および終端が、端子部１４にハンダ付けされる。このようにして、回転体が形成される。なお、上記カシメに代えて、もしくはカシメと共に、接着による固定を行ってもよい。
この構成により、例えば、図１３に示す従来の振動モータ２００のように、電気子鉄心３をホルダ１９にインサート成形する場合等に比べて、振動モータ１の製造が容易、且つ製造コストを低減させる効果が得られる。
なお、本実施形態では、ケース２０と蓋体１７とによって回転軸７を固定し、ホルダ１９が回転軸７の軸受を兼用する構造としている。これにより、専用の軸受を設ける必要がないためコストダウン効果が得られ、また、整流子１１の内径を小さくする効果も得られる。
以上の構成を有する振動モータ１は、電機子鉄心３の極数が少ないことから、数千〜１万数千［ｒｐｍ］の回転数が得られ、この回転により大きな振動が得られる。
ここで、一般的に、鉄心電動機は無鉄心電動機に比べて低コストで製造できるメリットがあるが、デメリットとしてトルクリップルが大きい。つまり、無鉄心電動機は回転トルクがほぼ一定であるが、鉄心電動機は平均起動トルクは大きくても、トルクリップルの底部では起動トルク（最低起動トルク）が小さくなってしまう。そのため、通常は各突極のコアトップの周方向幅を界磁磁石の磁極の周方向幅と同等長さもしくは小さく形成して対応している。
これに対して、本実施形態においてコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂの周方向幅を、界磁磁石２の磁極の周方向幅よりも５〜１５［°］大きく形成してもよい（不図示）。これにより、トルクリップルを小さくすることが可能となるため、平均起動トルクは多少減少するが、最低起動トルクを大きくすることが可能となる。
さらに、起動トルク向上の観点から、界磁磁石２の磁極の中心と中央突極４の磁気的中心との間に差を設けてもよい。例えば、一対の両側突極の磁気的中心を左右で異ならせることによって、両者の中心に差を設ける構成とすることも考えられる。より具体的には、一対の両側突極５、６の開角度を左右で非対称に形成することによって、両側突極５、６の磁気的中心を変位させることができる。
このように、両側突極の磁気的中心を左右で異ならせることにより、界磁磁石２の磁極の中心に対する中央突極４の磁気的中心が変位するため、大きな反発力が得られ、しかも、起動電流を小さくすることができる。
続いて、表３に本実施形態に係る振動モータ１が達成している性能の数値データの一例を示すことにより、その有効性を説明する。まず、従来の偏心型ロータを有する無鉄心電動機による振動モータと比較して、薄型化を達成したうえで、同等程度までの振動量を発生させている。この外形寸法の振動モータにおいて、０．７［ｍｍ］の薄型化は極めて顕著な効果といえる。換言すれば、同じ外形寸法であれば、より大きな振動量を発生させることができる。
一方、従来の３突極偏在電気子扁平型鉄心電動機による振動モータと比較して、薄型化を達成したうえで、振動量の向上を達成している。
なお、表中の数値は、本発明が達成し得る限界値を示すものではない。
（表３）
2010029837.tif 000005
一般に、外形（厚さ）を薄くする程、回転トルクおよび振動量が低下してしまうという課題があるが、上記の通り、本実施形態によればその課題の解決が可能である。
なお、振動モータ１が搭載される携帯電話等に組み込まれる小型半導体チップの高さ（厚さ）の最低厚さが２．３［ｍｍ］である場合に、振動モータ１の厚さを２．２［ｍｍ］まで大型化する構成としてもよい。これによれば、厚さが２．０［ｍｍ］である構成と比べて、さらに回転トルクを大きくすることができ、また重錘２１も大きく形成することができるため、振動量も大きくすることができるという効果が得られる（表３参照）。
続いて、本発明の第二の実施形態に係る振動モータ１について説明する。
本実施形態では、中央突極４の中心と、左右一対の両側突極５、６の中心とのなす角度θが、８０［°］＜θ＜９０［°］に設定されて配置される。このとき、図４（図４Ａは平面図、図４Ｂは正面図）で説明されるように、両側突極５、６のコアトップ５ｂ、６ｂは、前記中央突極に近い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉厚形状に形成される。なお、図４は両側突極５を例にとって図示したものであり、両側突極６はこれと対称形で考えればよい（図示省略）。
この構成によって、両側突極５、６の磁極中心が、それぞれの突極の中心線よりも周方向における中央突極４寄りとなる作用が生じる。すなわち、前述の第一の実施形態で説明した通りθ＝８０［°］が理想的であるが、８０［°］＜θ＜９０［°］に設定しつつ、両側突極５、６の磁極中心をθ＝８０［°］と等価の位置とすることができる。その上で、８０［°］＜θ＜９０［°］である構造は、θ＝８０［°］の場合と比較してスロットが広くなるため、コア本体４ａ、５ａ、６ａにコイル８、９、１０を巻回する作業を機械で容易に行えることとなり、作業性が向上して製造コストを低く抑えることが可能となる。
ここで、両側突極５、６のコアトップ５ｂ、６ｂの変形例を図５（図５Ａは平面図、図５Ｂは正面図）により説明する。中央突極４に遠い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉薄形状に形成しても上記と同様の効果が得られる。さらに別の変形例を図６（図６Ａは平面図、図６Ｂは正面図）により説明する。中央突極４に近い位置の端部を周方向に相対的に長く形成し、中央突極４に遠い位置の端部を周方向に相対的に短く形成しても、上記と同様の効果が得られる。もちろん、それらを同時に実施してもよい。
なお、図５、図６は両側突極５を例にとって図示したものであり、両側突極６はこれと対称形で考えればよい（図示省略）。
続いて、本発明の第三の実施形態に係る振動モータ１について説明する。これは、界磁磁石２が８極の磁極を有し、整流子１１が３相各４箇所に構成される直流モータの場合の実施形態である。図７は、本実施形態に係る振動モータ１の概略図であって、図７Ａは断面図、図７Ｂは平面図である。
本実施形態においても、以下に説明する構成を備えることによって、従来、実現されている外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．７［ｍｍ］の振動モータと比較して、さらに薄型である外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の実現を可能としている。
以下、前記第一の実施形態との相違点を中心として、本実施形態の説明をする。
本実施形態では、略皿状に形成されたケース２０の内周面には、周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した計８極の磁極を有する扁平なリング状（略円筒状）の界磁磁石２が配設される。
しかし、第一の実施形態と同様に、現状において、外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の振動モータ１に対応するリング状の焼結磁石を一体形成することは不可能もしくは極めて困難である。そこで、本実施形態においては、１極、２極、もしくは４極の磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケース２０に接着されて界磁磁石２が形成される。これにより、８極のリング状の界磁磁石２の実現が可能となる。
また、本実施形態における他の例として、ネオジムを用いるボンド磁石によって、界磁磁石２を形成することも可能である。
本実施形態では、電機子鉄心３は、図７Ｂに示すように、中央突極４の中心と、左右一対の両側突極５、６の中心とのなす角度θが、θ＝１０５［°］に設定されて配置される。当該角度は、３個の突極に関して、中央突極４が界磁磁石２の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６が界磁磁石２の他の磁極（ここでは前記一の磁極から二つ目の各磁極である）に対して磁極中心がずれるように配置されることとなり、停止位置によって起動不能となることを防止し、また電機子鉄心３を回転付勢するのに好適な角度である。
また、本実施形態においては、コア本体４ａ、５ａ、６ａ相互間の隙間（スロット）、さらにはその入口となるコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂ相互間の隙間は、前記第一の実施形態と比較して、大きく形成することが可能となる。
すなわち、コア本体４ａ、５ａ、６ａとコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂとを一体形成しても、コイル８、９、１０をいわゆる「整列密着巻」方式によって巻回（機械巻き）することが可能となる。このことは、電気子鉄心３（コイル８、９、１０の巻回前）をプレス等で一体に形成できることを意味し、生産性の向上および低コスト化が可能となる。
本実施形態においても、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に、重錘２１が設けられる（図７Ｂ参照）。重錘２１の作用は前記第一の実施形態と同様である。ただし、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に形成される空間部の大きさが、前記第一の実施形態よりも相対的に小さくなるため、重錘２１の大きさも相対的に小さくなる。
次に、電機子鉄心３には、回転軸７を中心として平面型の整流子１１が接続される。整流子１１には、絶縁板１２の一方面上にプリント配線によって形成された略台形状に形成された１２個（Ｕ、Ｖ、Ｗの３相が各４個）のセグメント１３が円周上に整列配置されている。セグメント１３には端子部１４が形成され、所定の端子部１４に上述した３個のコイル８、９、１０の始端および終端が電気的に接続される。なお、同相のセグメント１３同士は、図示しない配線によって電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、整流子１１のセグメント１３に摺接する一対のブラシ１８の開角度は、１３５［°］（狭角側）である。
続いて、本発明の第四の実施形態に係る振動モータ１について説明する。これは、界磁磁石２が４極の磁極を有し、整流子１１が３相各２箇所に構成される直流モータの場合の実施形態である。図９は、本実施形態に係る振動モータ１の概略図であって、図９Ａは断面図、図９Ｂは平面図である。
本実施形態においても、以下に説明する構成を備えることによって、従来、実現されている外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．７［ｍｍ］の振動モータと比較して、さらに薄型である外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の実現を可能としている。
以下、前記第一の実施形態との相違点を中心として、本実施形態の説明をする。
本実施形態では、略皿状に形成されたケース２０の内周面には、周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した計４極の磁極を有する扁平なリング状（略円筒状）の界磁磁石２が配設される。
しかし、第一の実施形態と同様に、現状において、外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の振動モータ１に対応するリング状の焼結磁石を一体形成することは不可能もしくは極めて困難である。そこで、本実施形態においては、１極、もしくは２極の磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケース２０に接着されて界磁磁石２が形成される。これにより、４極のリング状の界磁磁石２の実現が可能となる。
また、本実施形態における他の例として、ネオジムを用いるボンド磁石によって、界磁磁石２を形成することも可能である。
本実施形態では、電機子鉄心３は、図９Ｂに示すように、中央突極４の中心と、左右一対の両側突極５、６の中心とのなす角度θが、θ＝１０５［°］に設定されて配置される。当該角度は、３個の突極に関して、中央突極４が界磁磁石２の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６が界磁磁石２の他の磁極（ここでは前記一の磁極に両側で隣接する各磁極である）に対して磁極中心がずれるように配置されることとなり、停止位置によって起動不能となることを防止し、また電機子鉄心３を回転付勢するのに好適な角度である。
また、本実施形態においては、コア本体４ａ、５ａ、６ａ相互間の隙間（スロット）、さらにはその入口となるコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂ相互間の隙間は、前記第一の実施形態と比較して、大きく形成することが可能となる。
すなわち、コア本体４ａ、５ａ、６ａとコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂとを一体形成しても、コイル８、９、１０をいわゆる「整列密着巻」方式によって巻回（機械巻き）することが可能となる。このことは、電気子鉄心３（コイル８、９、１０の巻回前）をプレス等で一体に形成できることを意味し、生産性の向上および低コスト化が可能となる。
本実施形態においても、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に、重錘２１が設けられる（図９Ｂ参照）。重錘２１の作用は前記第一の実施形態と同様である。ただし、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に形成される空間部の大きさが、前記第一の実施形態よりも相対的に小さくなるため、重錘２１の大きさも相対的に小さくなる。
次に、電機子鉄心３には、回転軸７を中心として平面型の整流子１１が接続される。整流子１１には、絶縁板１２の一方面上にプリント配線によって形成された略台形状に形成された６個（Ｕ、Ｖ、Ｗの３相が各２個）のセグメント１３が円周上に整列配置されている。セグメント１３には端子部１４が形成され、所定の端子部１４に上述した３個のコイル８、９、１０の始端および終端が電気的に接続される。なお、同相のセグメント１３同士は、図示しない配線によって電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、整流子１１のセグメント１３に摺接する一対のブラシ１８の開角度は、９０［°］（狭角側）である。
続いて、本発明の第五の実施形態に係る振動モータ１を図１０Ａ及び図１０Ｂに示す（図１０Ａは断面図、図１０Ｂは平面図である）。本実施形態に係る振動モータ１は、上記の第四の実施形態に係る振動モータ１の変形例である。
特徴的な構成として、図１０Ｂに示されるように、左右一対の両側突極５、６の中心線５ｃ、６ｃが中央突極４の中心からθ＝１０５［°］の線に対して平行で且つ中央突極４寄りとなる配置である。
これによれば、第四の実施形態に係る振動モータ１と比較して、重錘２１を相対的に大きく形成することができる。
続いて、本発明の第６の実施形態に係る振動モータ１について説明する。これは、界磁磁石２が２極の磁極を有し、整流子１１が３相各１箇所に構成される直流モータの場合の実施形態である。図１１は、本実施形態に係る振動モータ１の概略図であって、図１１Ａは断面図、図１１Ｂは平面図である。
本実施形態においても、以下に説明する構成を備えることによって、従来、実現されている外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．７［ｍｍ］の振動モータと比較して、さらに薄型である外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の実現を可能としている。
以下、前記第一の実施形態との相違点を中心として、本実施形態の説明をする。
本実施形態では、略皿状に形成されたケース２０の内周面には、周方向にＮ極、Ｓ極を交互に着磁した計２極の磁極を有する扁平なリング状（略円筒状）の界磁磁石２が配設される。第一の実施形態と異なり、界磁磁石２が２極の場合には、外径が１０［ｍｍ］、厚さが２．０［ｍｍ］の外形寸法の振動モータ１に対応するリング状の焼結磁石を一体形成することが可能である。これは、リングの内側に着磁治具を入れて着磁をする必要がないためでる。
なお、本実施形態における他の例として、ネオジムを用いるボンド磁石によって、界磁磁石２を形成することも可能である。
本実施形態では、電機子鉄心３は、図１１Ｂに示すように、左右一対の両側突極５、６の中心線５ｃ、６ｃが中央突極４の中心からθ＝１１５［°］の線に対して平行で且つ中央突極４寄りとなる配置である。当該配置は、３個の突極に関して、中央突極４が界磁磁石２の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、両側突極５、６が界磁磁石２の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置されることとなり、停止位置によって起動不能となることを防止し、また電機子鉄心３を回転付勢するのに好適な角度である。
また、本実施形態においては、コア本体４ａ、５ａ、６ａ相互間の隙間（スロット）、さらにはその入口となるコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂ相互間の隙間は、前記第一の実施形態と比較して、大きく形成することが可能となる。
すなわち、コア本体４ａ、５ａ、６ａとコアトップ４ｂ、５ｂ、６ｂとを一体形成しても、コイル８、９、１０をいわゆる「整列密着巻」方式によって巻回（機械巻き）することが可能となる。このことは、電気子鉄心３（コイル８、９、１０の巻回前）をプレス等で一体に形成できることを意味し、生産性の向上および低コスト化が可能となる。
本実施形態においても、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に、重錘２１が設けられる（図１１Ｂ参照）。重錘２１の作用は前記第一の実施形態と同様である。ただし、中央突極４と回転軸７を挟んで径方向の反対側の位置に形成される空間部の大きさが、前記第一の実施形態よりも相対的に小さくなるため、重錘２１の大きさも相対的に小さくなる。
次に、電機子鉄心３には、回転軸７を中心として平面型の整流子１１が接続される。整流子１１には、絶縁板１２の一方面上にプリント配線によって形成された略台形状に形成された３個（Ｕ、Ｖ、Ｗの３相が各１個）のセグメント１３が円周上に整列配置されている。セグメント１３には端子部１４が形成され、所定の端子部１４に上述した３個のコイル８、９、１０の始端および終端が電気的に接続される。なお、同相のセグメント１３同士は、図示しない配線によって電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、整流子１１のセグメント１３に摺接する一対のブラシ１８の開角度は、１８０［°］である。
続いて、前記第一の実施形態に係る振動モータ１の回転動作を図３により説明する。
図３Ａのように中央突極４の周方向中心と、対向する磁極（ここでは図中最上部のＮ極）の周方向中心とが一致する位置を起点として説明をする。ちなみに、θ＝８０［°］である。
同図３Ａのように、振動モータ１が停止している状態（各コイル８、９、１０に通電されていない状態）から、各コイルに整流子１１を介して通電することによって、一方の両側突極５にはＳ極、他方の両側突極６にはＮ極が励磁される。ただし、この位置では、コイル８には通電されないため、中央突極４には磁極が励磁されない。これにより、一方の両側突極５に励磁されたＳ極が、界磁磁石２の近傍のＳ極と反発すると共に近傍のＮ極に吸引され、さらに、他方の両側突極６に励磁されたＮ極が、界磁磁石２の近傍のＮ極と反発すると共に近傍のＳ極に吸引されることにより、電機子鉄心３は矢印の時計方向に変位する。このようにして、振動モータ１が起動する。
なお、各図中における各ブラシ１８先端のハッチングした箇所が整流子１１との接触部
である。
起動直後の状態を図３Ｂに示す。同図は、電機子鉄心３が起点から５［°］回転した位置で図示している。このとき、中央突極４には磁極（Ｎ極）が励磁される。なお、両側突極５、６の磁極は変化しない。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
なお、太線矢印は回転力が相対的に大きく、細線矢印は回転力が相対的に小さいことを表す（以下の図においても同様）。
起点から電機子鉄心３が２０［°］回転した状態を図３Ｃに示す。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。一方の両側突極５に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。他方の両側突極６には磁極は励磁されない。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６には回転力が生じない。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
次いで、起点から電機子鉄心３が２０［°］回転した直後の状態を図３Ｄに示す（２５［°］の位置で図示）。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。一方の両側突極５に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。また、整流子１１（セグメント１３）によってコイル１０に通電する電流の方向が２０°回転する直前の方向から逆向きに切り替わって、他方の両側突極６がＳ極に励磁される。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
起点から電機子鉄心３が４０［°］回転した状態を図３Ｅに示す。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。一方の両側突極５には磁極は励磁されない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５には回転力が生じない。他方の両側突極６のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
次いで、起点から電機子鉄心３が４０［°］回転した直後の状態を図３Ｆに示す（４５［°］の位置で図示）。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。また、整流子１１（セグメント１３）によってコイル９に通電する電流の方向が４０［°］回転する直前の方向と逆向きに切り替わって、一方の両側突極５がＮ極に励磁される。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
以後、整流子１１の９個のセグメント１３によって２０［°］の回転角毎に各コイル８、９、１０への通電方向を適宜に切り替えることにより、電機子鉄心３の各突極は界磁磁石２の磁極に対して反発と吸引を繰り返して回転付勢される。そして、各コイル８、９、１０への通電を停止すると、各突極４、５、６の磁極が消磁して電機子鉄心３の回転が停止する。
なお、上記以外の位置を起点とする場合は、上記説明の途中位置における各突極の磁極と界磁磁石２との間で発生する回転力を起動力として考えればよい。
また、前記第二の実施形態に係る振動モータ１の回転動作についても、上記の第一の実施形態に係る振動モータ１の回転動作と同様にして考えればよい。
すなわち、中央突極４の中心と左右一対の両側突極５、６の中心とのなす角度θは８０［°］＜θ＜９０［°］となっているが、両側突極５、６に生ずる磁極中心がθ＝８０［°］と等価となるためである。
続いて、前記第三の実施形態に係る振動モータ１の回転動作を図８により説明する。
図８Ａのように中央突極４の周方向中心と、対向する磁極（ここでは図中最上部のＮ極）の周方向中心とが一致する位置を起点として説明をする。ちなみに、θ＝１０５［°］である。
同図８Ａのように、振動モータ１が停止している状態（各コイル８、９、１０に通電されていない状態）から、各コイルに整流子１１を介して通電することによって、中央突極４にはＮ極、一方の両側突極５にはＮ極が励磁される。ただし、この位置では、コイル１０には通電されないため、他方の両側突極６には磁極が励磁されない。これにより、一方の両側突極５に励磁されたＮ極が、界磁磁石２の近傍のＮ極と反発すると共に近傍のＳ極に吸引されることにより、電機子鉄心３は矢印の時計方向に変位する。このようにして、振動モータ１が起動する。なお、この位置では、中央突極４および他方の両側突極６には回転力（起動力）が生じない。
ここで、各図中における各ブラシ１８先端のハッチングした箇所が整流子１１との接触部である。
起動直後の状態を図８Ｂに示す。同図は、電機子鉄心３が起点から８［°］回転した位置で図示している。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）および一方の両側突極５に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。他方の両側突極６にはＮ極が励磁される。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。一方の両側突極５のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。このとき、他方の両側突極６のＮ極は回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けるため、電気子鉄心３の回転方向（ここでは時計方向）と逆方向（ここでは反時計方向）に回転力が生じる。ここで、各突極の位置に対応させて表示した矢印は、太線矢印は回転力が相対的に大きく、細線矢印は回転力が相対的に小さいことを表している（以下の図においても同様）。すなわち、相対的に大きい中央突極４の回転力（時計方向）と、相対的に小さい一方の両側突極５の回転力（時計方向）と、相対的に小さい他方の両側突極６の回転力（反時計方向）との総和によって、電機子鉄心３は時計方向に回転付勢されるため、時計方向への回転が継続する。ちなみに、回転力の差は、各コイル８、９、１０に流れる電流の差、対向する磁極との位置関係等に起因して生じるものである。
起点から電機子鉄心３が１５［°］回転した状態を図８Ｃに示す。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。一方の両側突極５には磁極は励磁されない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。このとき、一方の両側突極５および他方の両側突極６には回転力が生じない。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
次いで、起点から電機子鉄心３が１５［°］回転した直後の状態を図８Ｄに示す（２３［°］の位置で図示）。このとき、中央突極４に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。また、整流子１１（セグメント１３）によってコイル９に通電する電流の方向が１５［°］回転する直前の方向から逆向きに切り替わって、一方の両側突極５がＳ極に励磁される。これにより、中央突極４のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。
このとき、一方の両側突極５のＳ極は回転方向前方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けるため、電気子鉄心３の回転方向（ここでは時計方向）と逆方向（ここでは反時計方向）に回転力が生じる。しかし、相対的に小さい中央突極４の回転力（時計方向）と、相対的に大きい他方の両側突極６の回転力（時計方向）と、相対的に小さい一方の両側突極５の回転力（反時計方向）との総和によって、電機子鉄心３は時計方向に回転付勢されるため、時計方向への回転が継続する。
起点から電機子鉄心３が３０［°］回転した状態を図８Ｅに示す。このとき、中央突極４には磁極は励磁されない。一方の両側突極５に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。これにより、他方の両側突極６のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。このとき、中央突極４および他方の両側突極６には回転力が生じない。このようにして、電機子鉄心３はさらに時計方向への回転が継続する。
次いで、起点から電機子鉄心３が３０［°］回転した直後の状態を図８Ｆに示す（３８［°］の位置で図示）。このとき、一方の両側突極５に励磁される磁極（Ｓ極）は変化しない。他方の両側突極６に励磁される磁極（Ｎ極）は変化しない。また、整流子１１（セグメント１３）によってコイル８に通電する電流の方向が３０［°］回転する直前の方向と逆向きに切り替わって、中央突極４がＳ極に励磁される。これにより、一方の両側突極５のＳ極は回転方向後方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向前方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けて回転付勢される。他方の両側突極６のＮ極は回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による反発力を受け、回転方向前方にある界磁磁石２のＳ極による吸引力を受けて回転付勢される。
このとき、中央突極４のＳ極は回転方向前方の界磁磁石２のＳ極による反発力を受け、回転方向後方の界磁磁石２のＮ極による吸引力を受けるため、電気子鉄心３の回転方向（ここでは時計方向）と逆方向（ここでは反時計方向）に回転力が生じる。しかし、相対的に大きい一方の両側突極５の回転力（時計方向）と、相対的に小さい他方の両側突極６の回転力（時計方向）と、相対的に小さい中央突極４の回転力（反時計方向）との総和によって、電機子鉄心３は時計方向に回転付勢されるため、時計方向への回転が継続する。
以後、整流子１１の１２個のセグメント１３によって１５［°］の回転角毎に各コイル８、９、１０への通電方向を適宜に切り替えることにより、電機子鉄心３の各突極には界磁磁石２の磁極に対して反発力・吸引力が生じる。それらの総和を回転力として、電機子鉄心３は一定方向（ここでは時計方向）に回転付勢される。そして、各コイル８、９、１０への通電を停止すると、各突極４、５、６の磁極が消磁して電機子鉄心３の回転が停止する。
なお、上記以外の位置を起点とする場合は、上記説明の途中位置における各突極の磁極と界磁磁石２との間で発生する回転力を起動力として考えればよい。
以上、説明した通り、本発明に係る振動モータ１によれば、３突極偏在電気子を有する扁平型鉄心電動機を用いる構成において、コスト増加を抑制しつつ、外形寸法の薄型化・小型化を図ることが可能となり、また、振動量・回転トルクの向上が可能となる。
なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。特に、界磁磁石の磁極数は２極、４極、６極、８極に限定されず、１０極（整流子は３相各５箇所）、１２極（整流子は３相各６箇所）、・・・、のように適用可能である。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月2日(2010.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石と、回転軸を有すると共に該回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および該中央突極の両側に所定角度を開けて配置された一対の両側突極からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備える振動モータであって、
全体の外形寸法が、径方向が１０ｍｍ以下で、且つ軸線方向が２．２ｍｍ以下であり、
前記界磁磁石は、前記電機子鉄心の回転面内であって且つ該電機子鉄心の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、
前記３個の突極は、前記中央突極が前記界磁磁石の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、前記両側突極が前記界磁磁石の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置され、
前記電機子鉄心は、質量重心が前記回転軸に対して前記中央突極の径方向先端部寄りに位置する形状を有し、
前記電機子鉄心の質量重心の位置する方向と前記回転軸を介して径方向の反対方向の位置に、該電機子鉄心に連結される重錘が設けられること
を特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°であり、
前記３個の突極はそれぞれ、別部材として形成されるコア本体とコアトップとを有し、
前記コアトップは、前記コア本体よりも周方向の寸法が大きく形成され、コイルが巻回された状態の該コア本体の径方向先端部に連結固定されること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉厚形状に形成され、または前記中央突極に遠い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉薄形状に形成されることによって、前記各両側突極の磁極中心の位置が、前記所定角度が８０°である場合と等価の分布となる形状に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項６】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が周方向に相対的に長く形成され、前記中央突極に遠い位置の端部が周方向に相対的に短く形成されることによって、前記各両側突極の磁極中心の位置が、前記所定角度が８０°である場合と等価の分布となる形状に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項７】
前記界磁磁石の磁極は、８極の磁極であり、
前記所定角度は１０５°であること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記界磁磁石は、１極、２極、３極、もしくは４極のいずれかの磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケースに接着されて着磁方向が径方向である複数の磁極を有するリング状に形成されること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項１１】
前記重錘は、タングステンもしくはタングステン合金を用いて形成されること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項１２】
前記回転軸に回転自在に外嵌されるホルダが設けられ、
前記ホルダには、前記重錘および整流子取付基板が固定されると共に、該ホルダと該整流子取付基板との挟み込みによって前記電気子鉄心が固定され、
前記回転軸は、ケースおよび該ケースに被冠される蓋体に固定されること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項記載の振動モータ。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石と、回転軸を有すると共に該回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および該中央突極の両側に所定角度を開けて配置された一対の両側突極からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備える振動モータであって、
全体の外形寸法が、径方向が１０ｍｍ以下で、且つ軸線方向が２．２ｍｍ以下であり、
前記界磁磁石は、前記電機子鉄心の回転面内であって且つ該電機子鉄心の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、
前記３個の突極は、前記中央突極が前記界磁磁石の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、前記両側突極が前記界磁磁石の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置され、
前記中央突極および前記両側突極はそれぞれ、別部材として形成されるコア本体とコアトップとを有し、
前記コアトップは、前記コア本体よりも周方向の寸法が大きく形成され、コイルが巻回された状態の該コア本体の径方向先端部に連結固定され、
前記電機子鉄心は、質量重心が前記回転軸に対して前記中央突極の径方向先端部寄りに位置する形状を有し、
前記電機子鉄心の質量重心の位置する方向と前記回転軸を介して径方向の反対方向の位置に、該電機子鉄心に連結される重錘が設けられて、該重錘が連結された状態における該電機子鉄心の質量重心が該反対方向に偏心していること
を特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°であること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項３】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉厚形状に形成され、または前記中央突極に遠い位置の端部が径方向もしくは軸線方向に肉薄形状に形成されることによって、前記各両側突極の磁極中心の位置が、前記所定角度が８０°である場合と等価の分布となる形状に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項４】
前記界磁磁石の磁極は、６極の磁極であり、
前記所定角度は８０°より大きく９０°より小さく、
前記両側突極のコアトップは、前記中央突極に近い位置の端部が周方向に相対的に長く形成され、前記中央突極に遠い位置の端部が周方向に相対的に短く形成されることによって、前記各両側突極の磁極中心の位置が、前記所定角度が８０°である場合と等価の分布となる形状に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項５】
前記界磁磁石の磁極は、８極の磁極であり、
前記所定角度は１０５°であること
を特徴とする請求項１記載の振動モータ。
【請求項６】
前記界磁磁石は、１極、２極、３極、もしくは４極のいずれかの磁極を着磁した焼結磁石が、各々接着されてもしくはケースに接着されて着磁方向が径方向である複数の磁極を有するリング状に形成されること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項７】
前記重錘は、タングステンもしくはタングステン合金を用いて形成されること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の振動モータ。
【請求項８】
前記回転軸に回転自在に外嵌されるホルダが設けられ、
前記ホルダには、前記重錘および整流子取付基板が固定されると共に、該ホルダと該整流子取付基板との挟み込みによって前記電気子鉄心が固定され、
前記回転軸は、ケースおよび該ケースに被冠される蓋体に固定されること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の振動モータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
この振動モータは、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された偶数の磁極からなる界磁磁石と、回転軸を有すると共に該回転軸を中心に非点対称に偏在配置された中央突極および該中央突極の両側に所定角度を開けて配置された一対の両側突極からなる３個の突極に各々コイルを巻回した電機子鉄心とを備える振動モータであって、全体の外形寸法が、径方向が１０ｍｍ以下で、且つ軸線方向が２．２ｍｍ以下であり、前記界磁磁石は、前記電機子鉄心の回転面内であって且つ該電機子鉄心の先端よりも径方向の外側位置に設けられ、前記３個の突極は、前記中央突極が前記界磁磁石の一の磁極に対して磁極中心が一致するときに、前記両側突極が前記界磁磁石の他の磁極に対して磁極中心がずれるように配置され、前記中央突極および前記両側突極はそれぞれ、別部材として形成されるコア本体とコアトップとを有し、前記コアトップは、前記コア本体よりも周方向の寸法が大きく形成され、コイルが巻回された状態の該コア本体の径方向先端部に連結固定され、前記電機子鉄心は、質量重心が前記回転軸に対して前記中央突極の径方向先端部寄りに位置する形状を有し、前記電機子鉄心の質量重心の位置する方向と前記回転軸を介して径方向の反対方向の位置に、該電機子鉄心に連結される重錘が設けられて、該重錘が連結された状態における該電機子鉄心の質量重心が該反対方向に偏心していることを要件とする。
【国際調査報告】
2010029837.tif 000019
2010029837.tif 000020