(57)【要約】【課題】起動性を向上させた振動モータを提供する。【解決手段】  振動モータ１は、ロータ３０とマグネット１１とがケースＣ内に収容されており、整流子３１を備えている。そして、この振動モータ１は、コイル３３の内側でフレーム３２に埋設されると共に、起動を補助する第１の磁性体３７と、コイルの外側でフレーム３２に埋設されると共に、ロータの静止時にロータ３０を起動可能位置で静止させるための静止位置を規制する第２の磁性体３５とを備え、マグネット１１は、ロータの回転軸線Ｒ周りに略９０°毎にＮ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとの境界Ｂ１〜Ｂ４を有し、整流子３１は、ロータ３０の回転軸線周りに等間隔で環状に配置されると共に、フレームに固定される４つの整流子片３１ａ〜３１ｄを有しており、第１の磁性体３７は、ロータ３０の回転軸線周りに第２の磁性体３５から略９０°ずらして配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームにコイルが埋設された扁平形状のロータと、四極に着磁された環状のマグネットとがケース内に収容され、整流子を備えた振動モータにおいて、
前記コイルの内側で前記フレームに埋設されると共に、起動を補助する第１の磁性体と、
前記コイルの外側で前記フレームに埋設されると共に、前記ロータの静止時に前記ロータを起動可能位置で静止させるための静止位置を規制する第２の磁性体とを備え、
前記マグネットは、前記ロータの回転軸線周りに略９０°毎にＮ極とＳ極との境界を有し、
前記整流子は、前記ロータの回転軸線周りに等間隔で環状に配置されると共に、前記フレームに固定される４つの整流子片を有しており、
前記第１の磁性体は、前記ロータの回転軸線周りに前記第２の磁性体から略９０°ずらして配置されていることを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記ロータの前記フレームには、前記第２の磁性体と前記コイルとの間に錘が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種携帯通信機器（例えば、携帯電話機）等に内蔵し、振動発生源として利用するための振動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機には、着信を知らせるための振動の発生源として振動モータが内蔵されている。近年、携帯電話機の小型化に伴い、振動モータの小型化も図られており、単相で扁平型のものが多く使われるようになってきている。このような単相で扁平型の振動モータとしては、特許文献１記載のものがある。特許文献１記載の振動モータでは、略円筒状のケース内に、コイルがフレームに埋設された扁平なロータと、Ｎ極とＳ極とが交互に配置された環状なマグネットとが収容されている。そして、ロータは、ケース内面に固定されたマグネットの上方で回転可能に配置されており、コイルに電流が流れることでロータが回転し、ケースが振動するようになっている。
【特許文献１】特開平１０―３３６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、単層モータでは、ロータを一方向に回すために、コイルに流れる電流の向きをマグネットの磁性の変化に応じて反転させている。この電流方向の切り替えは、コイルに電気的に接続された整流子によって行われることから、電流の切り替え位置でロータが停止すると、次に起動する時にコイルへ通電できない場合がある。そこで、上記公報に記載の振動モータのロータには、ロータの静止位置を起動開始位置にするための磁性体ピンが設けられている。しかしながら、磁性体ピンとマグネットとの間には磁気吸引力が生じているため、起動開始時には逆にロータが起動しにくいという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、起動性を向上させた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】
上記課題を解決するために、本発明に係る振動モータは、フレームにコイルが埋設された扁平形状のロータと、四極に着磁された環状のマグネットとがケース内に収容され、整流子を備えた振動モータにおいて、コイルの内側でフレームに埋設されると共に、起動を補助する第１の磁性体と、コイルの外側でフレームに埋設されると共に、ロータの静止時にロータを起動可能位置で静止させるための静止位置を規制する第２の磁性体とを備え、マグネットは、ロータの回転軸線周りに略９０°毎にＮ極とＳ極との境界を有し、整流子は、ロータの回転軸線周りに等間隔で環状に配置されると共に、フレームに固定される４つの整流子片を有しており、第１の磁性体は、ロータの回転軸線周りに第２の磁性体から略９０°ずらして配置されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成では、第２の磁性体がフレームに埋設されていることで、振動モータの停止時において、ロータは、マグネットのＳ極とＮ極との境界上に第２の磁性体が位置するように停止する。このとき、ロータは、ブラシが整流子片に接触しており、コイルに確実に通電できる起動可能位置に停止することになる。従って、次に振動モータを起動する際、確実に振動モータを起動できる。また、第１の磁性体は、ロータの回転軸線周りに第２の磁性体から略９０°ずれており、マグネットは、ロータの回転軸線周りに略９０°毎にＮ極とＳ極との境界を有する。そのため、第２の磁性体がＳ極とＮ極との境界上に位置すると、第１の磁性体もＳ極とＮ極との境界上に位置する。
【０００７】
従って、第１の磁性体は、コイルに電流が流れていない場合には、第２の磁性体と同様にロータの静止位置を規制することになる。また、コイルへの通電開始時においては、コイルの内側に配置された第１の磁性体がコア（鉄心）として機能することになり、ロータは、コイルに流れる電流とマグネットとによって生じる起動力に加えて、第１の磁性体による補助的な起動力も受ける。よって、第２の磁性体と第１の磁性体とによって振動モータの起動性が向上させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る振動モータが有するロータのフレームには、第２の磁性体とコイルとの間に錘が設けられていることが好ましい。この錘によってロータの偏心量が大きくなるので、振動量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る振動モータによれば、振動モータをスムーズに起動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る振動モータの好適な実施形態について説明する。
【００１１】
図１〜図４に示すように、振動モータ１は、円板状をなす金属製ベース板１０と金属製の円筒状カバー２０とからなる略円筒形のケースＣを有し、ケースＣ内には、扁平のロータ３０が収容されている。振動モータ１は、単相モータであって、直径約１５ｍｍ、高さ約３ｍｍと小型化が図られており、携帯電話などに内蔵され振動発生源として利用される。
【００１２】
ベース板１０上には、ロータ３０の回転軸線Ｒを中心として環状のマグネット１１が接着固定されている。マグネット１１は、四極に着磁されており、Ｎ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとが交互に配置されている。よって、マグネット１１は、回転軸線Ｒ周りに略９０°毎にＮ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとの境界Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を有する。
【００１３】
また、ベース板１０の中央には、ロータ３０を回転可能に支持する支軸１２がボス部１３を介して固定されている。そして、ボス部１３を包囲するように、ベース板１０上にはフレキシブル基板１４が配置されている。フレキシブル基板１４は、絶縁基板１４ａ内に一対の端子１４ｂ，１４ｃが埋め込まれたものであり、図示しない外部電源と接続するために、フレキシブル基板１４の一部は、ベース板１０の周壁１０ａに形成された切欠部から外側に突出している。
【００１４】
この突出部分には、一対の端子１４ｂ，１４ｃの一端が基板１４ａから露出しており、外部電源と電気的に接続される。また、一対の端子１４ｂ，１４ｃの他端は、ボス部１３の周囲に配置された一対のブラシ１５ａ，１５ｂの基端と半田によってそれぞれ接合されている。これにより、一対のブラシ１５ａ，１５ｂに外部電源から電力を供給することができる。また、ブラシ１５ａ，１５ｂの自由端は、ロータ３０の整流子３１に対し確実に摺動接触させるために、フレキシブル基板１４側からロータ３０に向かって突出する。ブラシ１５ａの自由端は、Ｎ極１１ａとＳ極１１ｂの境界Ｂ１近傍に位置し、ブラシ１５ｂの自由端は、Ｓ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界Ｂ２近傍に位置する。
【００１５】
ロータ３０は、樹脂からなる半円板形状のフレーム３２を有し、フレーム３２には、コイル３３が一体的に埋設されていると共に、略円筒状の軸受３４が埋設されている。この軸受３４を介してロータ３０は支軸１２に回転可能に支持されている。
【００１６】
振動モータ１では、ロータ３０が回転しやすいように、軸受３４とボス部１３との間にはスペーサ４１が設けられている。また、ロータ３０がケースＣ内に収容される際、支軸１２の軸線方向にロータ３０がガタつかないように、軸受３４の上部には鍔部４２が固定されている。
【００１７】
更に、フレーム３２には、軸受３４の周囲において、整流子３１が設けられている。整流子３１は、図３に示すように、ロータ３０の回転軸線Ｒ周りに等間隔で環状に配置された４つの略扇状の整流子片３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを有する。隣接する整流子片３１ａ〜３１ｄ間には、整流子片３１ａ〜３１ｄがブラシ１５ａ，１５ｂを介して短絡しないように、絶縁材料からなる中間パッド３１ｅが設けられている。
【００１８】
整流子３１において、４つの整流子片３１ａ〜３１ｄのうち整流子片３１ａと整流子片３１ｃとが電気的に接続され、整流子片３１ｂと整流子片３１ｄとが電気的に接続されている。また、整流子片３１ａとコイル３３の一端とが接続され、整流子片３１ｄとコイル３３の他端とが接続されている。よって、整流子片３１ａ〜３１ｄにブラシ１５ａ，１５ｂが摺動接触することによってコイル３３に電流が流れる。
【００１９】
コイル３３は、略扇状であって、ロータ３０の径方向に沿ったコイル３３の中心線Ｌ１に対してほぼ線対称となっている。また、コイル３３は、その開き角α１が各整流子片３１ａ〜３１ｄの開き角α２と同様に約９０°であると共に、中心線Ｌ１が整流子片３１ａの中心線とほぼ一致してマグネット１１と対面するように配置されている。
【００２０】
上記構成により、端子１４ｂ，１４ｃ、一対のブラシ１５ａ，１５ｂ及び整流子３１を通してコイル３３に電流が流れると、マグネット１１と対面するコイル３３にはトルクが生じる結果、コイル３３と一緒にロータ３０が回転する。そして、ロータ３０が回転した際に、マグネット１１の磁極の変化に応じて整流子３１によってコイル３３に流れる電流の向きが反転する結果、ロータ３０は一方向に回転する。
【００２１】
ところで、整流子片３１ａ〜３１ｄ間に設けられた中間パッド３１ｅ上にブラシ１５ａ，１５ｂが位置すると、コイル３３に電流が流れずトルクが生じない領域としてのデッドポイントが生じる。
【００２２】
そこで、フレーム３２には、ロータ３０の停止時にデッドポイントでロータ３０が静止しないようにロータ３０の静止位置を規制するための、鉄やニッケルからなる磁性体ピン（第２の磁性体）３５がコイル３３の外側で埋設されている。磁性体ピン３５は、図４に示すように、コイル３３の中心線Ｌ１からロータ３０の回転軸線Ｒ周りに約１１２．５度（９０度＋２２．５度）ずれた位置に配置され、磁性体ピン３５の長手方向が、周方向に対する接線方向とほぼ一致するようにフレーム３２に埋設されている。ここで、磁性体ピン３５のコイル３３からのずれ角は、ロータ３０の径方向に沿った磁性体ピン３５の中心線Ｌ２と、コイル３３の中心線Ｌ１とのなす角度である。
【００２３】
ロータ３０の停止時（すなわち非通電時）において、磁性体ピン３５には、マグネット１１によって磁性が誘起されて磁性体ピン３５とマグネット１１との間に磁気吸引力が生じる。その結果、ロータ３０は、例えば、Ｓ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界Ｂ２上に磁性体ピン３５が位置するように停止する。このように、ロータ３０の静止位置が磁性体ピン３５によって規制されることによって、ロータ３０は、ブラシ１５ａ，１５ｂが整流子片３１ａ〜３１ｄ上に位置する起動可能位置に停止することになる。
【００２４】
また、振動モータ１では、ロータ３０の起動を補助する力を発生させるため、板状の起動補助用磁性体（第１の磁性体）３７を有する。鉄からなる磁性体３７は、コイル３３の内側において、磁性体ピン３５からロータ３０の回転軸線Ｒ周りに約９０°ずれた位置に埋設されている。
【００２５】
前述したようにマグネット１１の磁極の境界Ｂ１〜Ｂ４は、回転軸線Ｒ周りに約９０°毎に配置されているため、磁性体ピン３５がＳ極１１ｂとＮ極１１ｃとの境界Ｂ２上にある場合、磁性体３７は、図５に示すように、Ｎ極１１ａとＳ極１１ｂの境界Ｂ１上に位置する。よって、振動モータ１の停止状態では、磁性体３７には周方向の両端部にＳ極及びＮ極が誘起され、磁性体３７はロータ３０の静止位置を規制する。
【００２６】
一方、図６に示すように、振動モータ１の起動時において、コイル３３に時計回りに電流を流すと、磁性体３７がコイル３３内に配置されていることから、下側（マグネット１１側）にＮ極が生じ上側にＳ極が生じる。このように、垂直方向に磁極が生じており、磁性体３７がＮ極１１ａとＳ極１１ｂとの境界Ｂ１上に位置することから、ロータ３０には、コイル３３とマグネット１１とによる起動力に加えて、磁性体３７とマグネット１１とによる補助的な起動力が加わる。その結果として、磁性体ピン３５によって位置が規制されていたロータ３０がよりスムーズに回転し始める。そして、ロータ３０は、ケースＣ内に支軸１２に対して偏心状態で配置されているので、ロータ３０の回転によってケースＣが振動を開始する。
【００２７】
このケースＣの振動をより大きくするために、図１〜図４に示すように、フレーム３２には、磁性体ピン３５とコイル３３との間に円板状で非磁性な錘３９が埋設されている。この錘３９によって、ロータ３０の重心位置がズレて偏心量が大きくなる結果、振動を大きくすることができている。
【００２８】
振動モータ１では、前述したように、磁性体ピン（第２の磁性体）３５によってロータ３０を起動可能位置で静止させるため、次に起動するときには、振動モータ１を確実に起動できる。そして、磁性体ピン３５から約９０°ずれた位置に磁性体（第１の磁性体）３７が埋設されているので、振動モータ１の停止時において、磁性体３７はＮ極１１ａ，１１ｃとＳ極１１ｂ，１１ｄとの境界Ｂ１〜Ｂ４上に位置することになる。コイル３３内に配置された磁性体３７はコア（鉄心）として機能することから、振動モータ１の起動時において、磁性体３７に誘起される磁極とマグネット１１とによって、ロータ３０は、力を受け、結果として、起動が補助されることになる。
【００２９】
従って、振動モータ１では、フレーム３２や錘３９の自重、及び、ブラシ１５ａ，１５ｂと整流子３１との摩擦などに打ち勝ってロータ３０を起動可能位置に静止させるために、磁性体ピン３５を設けた場合でも、ロータ３０を容易に始動させることが可能である。その結果、より重い錘３９などを利用することができ、振動モータ１の振動量の増大を図ることができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、磁性体ピン３５は、コイル３３の中心線Ｌ１に対して周方向で約９０°ずれた位置から更に２２．５°ずれた位置に配置されているが、磁性体ピン３５の位置はこの場合に限定されない。磁性体ピン３５は、中心線Ｌ１から周方向で９０°、１８０°、２７０°以外の角度だけずれた位置に配置されていればよい。また、磁性体３７は、鉄からなるとしたが、他の磁性を有するものからなっていてもよい。
【００３１】
また、図４に示すように、磁性体３７は、ロータ３０の径方向に沿った磁性体３７の中心線Ｌ３と中心線Ｌ２との間のなす角度が約９０°となるように配置しているが、磁性体３７は、中心線Ｌ２から約９０°ずれた位置にその一部が掛かるように配置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る振動モータの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示された振動モータの縦断面図である。
【図３】図１に示された振動モータの一部をなすロータの底面図である。
【図４】図１に示された振動モータの平面図である
【図５】静止時における振動モータの断面図である。
【図６】起動開始時における振動モータの断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…振動モータ、１１…マグネット、１１ａ，１１ｃ…Ｎ極、１１ｂ，１１ｄ…Ｓ極、３０…ロータ、３１…整流子、３１ａ〜３１ｄ…整流子片、３２…フレーム、３３…コイル、３５…磁性体ピン（第２の磁性体）、３７…磁性体（第１の磁性体）、３９…錘、Ｂ１〜Ｂ４…Ｎ極とＳ極との境界、Ｃ…ケース、Ｒ…回転軸線。
【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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