(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータのうちの、一方に永久磁石を備え、他方に電磁石により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備え、
前記複数の磁極は、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接し且つ同じ極性に励磁される複数の磁極を備えた２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上の磁極群Ｇからなるとともに、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接する磁極群Ｇどうし（但し、磁極群Ｇの数が２つの場合は、当該２つの磁極群Ｇどうし）は、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成され、
前記各磁極群Ｇが備える複数の磁極の磁界の強さを、下記（a），（b）の条件にしたがいロータ回転方向又は反ロータ回転方向に向かって磁極毎に順次大きくしたことを特徴とする直流モータ。
（a）ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される磁極を備える場合はロータ回転方向
（b）ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される磁極を備える場合は反ロータ回転方向
【請求項２】
ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される複数の磁極を備えることを特徴とする請求項１に記載の直流モータ。
【請求項３】
ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される複数の磁極を備えることを特徴とする請求項１に記載の直流モータ。
【請求項４】
磁極を構成する電磁石が電機子コイルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の直流モータ。
【請求項５】
磁極を構成する電磁石がクローポールを備えた電磁石であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の直流モータ。
【請求項６】
２つの磁極群Ｇを有し、該２つの磁極群Ｇは２〜４個で且つ同数の磁極を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の直流モータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の直流モータにおいて、ロータが偏心ウエイトを備え又は偏心構造を有することを特徴とする直流振動モータ。
【請求項８】
ロータが永久磁石を備え、ステータが電機子コイルにより構成される複数の磁極を備えたインナーロータ型の直流モータであって、
ステータを構成する扁平型のケース内にその軸心に沿って配置された固定シャフトと、前記ケース内において前記固定シャフトに回転自在に軸支された扁平状のロータと、該ロータの一方の面と対面した状態で前記ケース内側に固定された複数の電機子コイルとを有することを特徴とする請求項７に記載の直流振動モータ。
【請求項９】
ロータが永久磁石を備え、ステータが電機子コイルにより構成される複数の磁極を備えたインナーロータ型の直流モータであって、
ステータを構成する扁平型のケース内にその軸心に沿って配置された固定シャフトと、前記ケース内において前記固定シャフトに回転自在に軸支された扁平状のロータと、該ロータの外周面と対面した状態で前記ケース内側に固定された複数の電機子コイルとを有することを特徴とする請求項７に記載の直流振動モータ。
【請求項１０】
ロータは、永久磁石を備えた円盤状のロータ本体と、該ロータ本体に対してその盤面の一部と重合するように連結された偏心ウエイトとを有することを特徴とする請求項８又は９に記載の直流振動モータ。
【請求項１１】
ロータは円盤状に構成され、該円盤の一方の半円領域内に永久磁石を有し、他方の半円領域内に偏心ウエイトを有することを特徴とする請求項８又は９に記載の直流振動モータ。
【請求項１２】
ロータの主要部が偏心構造を有する永久磁石からなることを特徴とする請求項８又は９に記載の直流振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種小型装置の駆動源として好適な直流モータ及びこれを利用した振動モータに関するものであり、特にブラシレスモータとしても適用できる全く新たな原理で駆動するモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話に内蔵される無音呼び出し用振動発生装置などとして、振動式のマイクロモータ（振動モータ）が用いられている。また、このような振動モータ以外にも、マイクロモータは医療機器（例えば、内視鏡先端部のレンズ駆動機構や胎空内診断治療装置の駆動機構）をはじめとする様々な最先端装置類の駆動源として用いられ、今後その利用分野は益々拡大するものと考えられる。
従来、振動モータや汎用型マイクロモータとしては、主にブラシ付きモータが用いられてきた。しかし、ブラシ付きモータは低コストで製造できる利点がある反面、ブラシの摺動接点の摩耗（機械摩耗、電蝕摩耗）が激しいため、寿命が短いという欠点がある。また、モータの小型化を指向した扁平型の振動モータが知られているが（例えば、特許文献１）は、この扁平型の振動モータはブラシの摺動接点の周速が大きいため、摺動接点の摩耗が特に激しい。
【０００３】
一方、ブラシレスモータやステッピングモータ等のような摺動接点のないモータは長寿命であるが、特に製造コストの面で問題がある。すなわち、従来のブラシレスモータは、磁極や回転モードの制御を行うための複雑なドライバ回路を必要とするため、ブラシ付きモータに較べて製造コストが非常に高くなる。また、ステッピングモータはマグネットやステータ構造が複雑であるため、これも製造コストが非常に高く、しかも小型化が難しいという問題がある。
このような問題に対して、複雑なドライバ回路を用いることなく、パルス駆動で起動するブラシレスモータも提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−２０５５６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７４４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献２に示されるようなブラシレスモータは、特殊で複雑な構造のロータやステータを用いる必要があるため、やはり製造コストが高く、小型化も難しいという欠点がある。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、複雑な制御回路等を必要とせず、しかも簡易な構造で低コストに製造することができ、且つ長寿命であって小型化・薄型化も可能な直流モータ及び直流振動モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、ロータやステータを特許文献２のような複雑な構造にすることなく、しかも単純な制御回路により円滑に駆動させることが可能なブラシレスモータの構造について鋭意検討を行い、その結果、ステータ側の磁極を構成すべくマグネットロータを囲んで間隔的に配置される複数の電磁石（電機子コイル等）に、コイル線径や巻数の調整によって磁界の強弱をもたせ、隣接する複数の電磁石間で磁界の勾配をつけることにより、マグネットロータに一方向へのトルクを与えるという着想を得た。そして、このような着想に基づき検討を進めた結果、マグネットロータを囲んで間隔的に配置される複数の磁極（電磁石により構成される磁極）を２つの磁極群に分け、各磁極群が備える複数の磁極の磁界の強さを、上記磁界の勾配が生じるようにロータ回転方向に向かって磁極毎に順次大きくした構造とした上で、２つの磁極群を異なる極性に励磁し且つその極性を適時繰り返し反転させることにより、マグネットロータが一方向に極めて円滑に回転することが判明した。このような駆動原理のモータは、上記のようにロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される複数の磁極を備えるタイプのモータ（ブラシレスモータ）だけでなく、ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される複数の磁極を備えるタイプのモータ（ブラシ付きモータ）としても実現することができる。
【０００６】
本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、従来のように複雑な制御回路或いは複雑な構造のロータ・ステータを用いることなく、電磁石で構成される２系統の磁極群の極性を繰り返し反転させるだけの極く単純な制御手段により円滑に駆動する、全く新規なタイプの直流モータである。
すなわち、本発明の直流モータ及び直流振動モータは、以下のような特徴を有する。
【０００７】
［1］ロータとステータのうちの、一方に永久磁石を備え、他方に電磁石により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備え、
前記複数の磁極は、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接し且つ同じ極性に励磁される複数の磁極を備えた２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上の磁極群Ｇからなるとともに、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接する磁極群Ｇどうし（但し、磁極群Ｇの数が２つの場合は、当該２つの磁極群Ｇどうし）は、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成され、
前記各磁極群Ｇが備える複数の磁極の磁界の強さを、下記（a），（b）の条件にしたがいロータ回転方向又は反ロータ回転方向に向かって磁極毎に順次大きくしたことを特徴とする直流モータ。
（a）ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される磁極を備える場合はロータ回転方向
（b）ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される磁極を備える場合は反ロータ回転方向
【０００８】
［2］上記［1］の直流モータにおいて、ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される複数の磁極を備えることを特徴とする直流モータ。
［3］上記［1］の直流モータにおいて、ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される複数の磁極を備えることを特徴とする直流モータ。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの直流モータにおいて、磁極を構成する電磁石が電機子コイルであることを特徴とする直流モータ。
［5］上記［1］〜［3］のいずれかの直流モータにおいて、磁極を構成する電磁石がクローポールを備えた電磁石であることを特徴とする直流モータ。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの直流モータにおいて、２つの磁極群Ｇを有し、該２つの磁極群Ｇは２〜４個で且つ同数の磁極を備えていることを特徴とする直流モータ。
【０００９】
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの直流モータにおいて、ロータが偏心ウエイトを備え又は偏心構造を有することを特徴とする直流振動モータ。
［8］上記［7］の直流振動モータにおいて、ロータが永久磁石を備え、ステータが電機子コイルにより構成される複数の磁極を備えたインナーロータ型の直流モータであって、
ステータを構成する扁平型のケース内にその軸心に沿って配置された固定シャフトと、前記ケース内において前記固定シャフトに回転自在に軸支された扁平状のロータと、該ロータの一方の面と対面した状態で前記ケース内側に固定された複数の電機子コイルとを有することを特徴とする直流振動モータ。
【００１０】
［9］上記［7］の直流振動モータにおいて、ロータが永久磁石を備え、ステータが電機子コイルにより構成される複数の磁極を備えたインナーロータ型の直流モータであって、
ステータを構成する扁平型のケース内にその軸心に沿って配置された固定シャフトと、前記ケース内において前記固定シャフトに回転自在に軸支された扁平状のロータと、該ロータの外周面と対面した状態で前記ケース内側に固定された複数の電機子コイルとを有することを特徴とする直流振動モータ。
【００１１】
［10］上記［8］又は［9］の直流振動モータにおいて、ロータは、永久磁石を備えた円盤状のロータ本体と、該ロータ本体に対してその盤面の一部と重合するように連結された偏心ウエイトとを有することを特徴とする直流振動モータ。
［11］上記［8］又は［9］の直流振動モータにおいて、ロータは円盤状に構成され、該円盤の一方の半円領域内に永久磁石を有し、他方の半円領域内に偏心ウエイトを有することを特徴とする直流振動モータ。
［12］上記［8］又は［9］の直流振動モータにおいて、ロータの主要部が偏心構造を有する永久磁石からなることを特徴とする直流振動モータ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の直流モータ及び直流振動モータは、２系統の磁極群Ｇの極性を適時繰り返し反転させるだけで駆動するため、複雑な制御回路が全く不要であり、しかもモータの構造自体も、コイル線径や巻数等を変えることで磁界の強さを調整した複数の磁極を配置するだけでよいため、非常に低コストに製造することができる。
また、ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される複数の磁極を備える構造とすることによりブラシレスモータとすることができ、このようなモータはブラシレスであることに加えて、上記のように簡易な構造であるため、長寿命で且つ小型化・薄型化が容易であり、従来のブラシレスモータ及びブラシレス振動モータでは難しかった厚さ３ｍｍ以下のサイズも容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の直流モータは、ロータとステータのうちの、一方に永久磁石を備え、他方に電磁石により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備える。前記複数の磁極は、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接し且つ同じ極性に励磁される複数の磁極を備えた２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上の磁極群Ｇからなるとともに、ロータ回転軸心回りの周方向で隣接する磁極群Ｇどうし（但し、磁極群Ｇの数が２つの場合は、当該２つの磁極群Ｇどうし）は、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成される。そして、前記各磁極群Ｇが備える複数の磁極の磁界の強さは、下記（a），（b）の条件にしたがいロータ回転方向又は反ロータ回転方向に向かって磁極毎に順次大きくなるように構成される。
（a）ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される磁極を備える場合はロータ回転方向
（b）ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される磁極を備える場合は反ロータ回転方向
【００１４】
このような本発明の直流モータは、(ｉ)ロータが永久磁石を備え、ステータが電磁石により構成される複数の磁極を備えるタイプ、(ii)ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される複数の磁極を備えるタイプ、のいずれのタイプのモータとしてもよいが、実質的に、（ｉ）のタイプはブラシレスモータ、(ii)のタイプはブラシ付きモータとなる。また、上記(ｉ),(ii)のタイプともに、インナーロータ型、アウターロータ型のいずれの形式のモータとしてもよい。
また、磁極を構成する電磁石としては、電機子コイルが一般的であるが、クローポールを備えた電磁石を用いてもよい。
【００１５】
図１は、本発明の直流モータのうち、上記(ｉ)のタイプのインナーロータ型ブラシレスモータの一実施形態を模式的（原理的）に示したもので、１は永久磁石を備えたロータ、３はステータ（モータカバー）であり、このステータ３は、電機子コイル（電磁石）により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータ１にトルクを付与する複数の磁極２（２ａ１〜２ａ３，２ｂ１〜２ｂ３）をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備えている。
【００１６】
前記ロータ１は所謂マグネットロータであり、本実施形態では円盤状で且つ略全体が永久磁石で構成されているが、これに限定されるものではなく、任意の形状のものでよい。本実施形態では、２つの略半円形の永久磁石５を接続して円盤状のロータ本体が構成され、この永久磁石５により、後述する磁極群Ｇの数と同じ２つの磁極４Ａ（Ｓ極）、４Ｂ（Ｎ極）が構成されている。
なお、本発明の直流モータでは、永久磁石５により少なくとも１つの磁極が構成され、電磁石により構成される磁極２との相互作用でロータ１にトルクが付与されればよく、したがって、磁極４Ａ（Ｓ極）、４Ｂ（Ｎ極）のいずれか１つを設けるだけでもよい。
【００１７】
前記電機子コイルにより構成される複数の磁極２は、ロータ１を囲むように、周方向で間隔をおいてステータ３側に配されている。これら複数の磁極２は、周方向で隣接した３つの磁極２ａ１〜２ａ３からなる磁極群Ｇ１と、同じく３つの磁極２ｂ１〜２ｂ３からなる磁極群Ｇ２で構成されている。これら各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ａ１〜２ａ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｂ１〜２ｂ３）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうし（＝周方向で隣接する磁極群どうし）では、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１〜２ａ３がＮ極に励磁される場合には、磁極Ｇ２の磁極２ｂ１〜２ｂ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１〜２ａ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｂ１〜２ｂ３はＮ極に励磁される。磁極群Ｇ１，Ｇ２の磁極が以上のような条件で励磁されるよう、磁極を構成する電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００１８】
各磁極群Ｇ１，Ｇ２が備える複数の磁極２ａ１〜２ａ３，２ｂ１〜２ｂ３の磁界の強さは、図中矢印で示すロータ回転方向（図中、反時計回り方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されている。すなわち、磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、磁極２ａ１＜磁極２ａ２＜磁極２ａ３、磁極２ｂ１＜磁極２ｂ２＜磁極２ｂ３となっており、図１中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
ここで、磁極２を構成する電機子コイル（電磁石）の磁界の強さ（磁束）は、コイルの線径、巻数、ヨークの有無や大きさなどの１つ以上を調整することにより、任意に設定することができる。
【００１９】
本発明の直流モータでは、各磁極群Ｇは２つ以上の磁極２（電磁石）で構成されればよく、その数は任意である。
図２は、磁極群Ｇ１，Ｇ２がそれぞれ２つの磁極（磁極２ａ１，２ａ２、磁極２ｂ１，２ｂ２）を備えた直流モータ（図１と同じく、上記(ｉ)のタイプのインナーロータ型モータ）の一実施形態を模式的に示したものである。この実施形態においても、図１と同様、各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ａ１，２ａ２、磁極群Ｇ２については磁極２ｂ１，２ｂ２）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうしでは、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１，２ａ２がＮ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｂ１，２ｂ２はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１，２ａ２がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｂ１，２ｂ２はＮ極に励磁される。また、各磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、図中矢印で示すロータ回転方向（図中、反時計回り方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されており、磁界の強さは、磁極２ａ１＜磁極２ａ２、磁極２ｂ１＜磁極２ｂ２となっている。図２中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
なお、その他の構成は図１の実施形態と同様である。
【００２０】
本発明の直流モータでは、磁極群Ｇの数は２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上とすることができる。図３は、４つの磁極群Ｇ１〜Ｇ４を備えた直流モータ（図１と同じく、上記(ｉ)のタイプのインナーロータ型モータ）の一実施形態を模式的に示したもので、各磁極群Ｇ１〜Ｇ４はそれぞれ３つの磁極２ａ１〜２ａ３、２ｂ１〜２ｂ３、２ｃ１〜２ｃ３、２ｄ１〜２ｄ３で構成されている。この実施形態においても、図１と同様、各磁極群Ｇ１〜Ｇ４では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ａ１〜２ａ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｂ１〜２ｂ３、磁極群Ｇ３については磁極２ｃ１〜２ｃ３、磁極群Ｇ４については磁極２ｄ１〜２ｄ３、）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、周方向で隣接する磁極群Ｇどうしでは、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１，Ｇ３と磁極群Ｇ２，Ｇ４は異なる極性に励磁され、磁極群Ｇ１，Ｇ３の磁極２ａ１〜２ａ３、２ｃ１〜２ｃ３がＮ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２，Ｇ４の磁極２ｂ１〜２ｂ３、２ｄ１〜２ｄ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１，Ｇ３の磁極２ａ１〜２ａ３、２ｃ１〜２ｃ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２，Ｇ４の磁極２ｂ１〜２ｂ３、２ｄ１〜２ｄ３はＮ極に励磁される。
【００２１】
また、各磁極群Ｇ１〜Ｇ４が備える複数の磁極２ａ１〜２ａ３、２ｂ１〜２ｂ３、２ｃ１〜２ｃ３、２ｄ１〜２ｄ３の磁界の強さも、図中矢印で示すロータ回転方向（図中、反時計回り方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されており、磁界の強さは、磁極２ａ１＜磁極２ａ２＜磁極２ａ３、磁極２ｂ１＜磁極２ｂ２＜磁極２ｂ３、磁極２ｃ１＜磁極２ｃ２＜磁極２ｃ３、磁極２ｄ１＜磁極２ｄ２＜磁極２ｄ３となっている。図３中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
図３の実施形態のロータ１も所謂マグネットロータであり、４つの略四半円形の永久磁石５を接続して円盤状のロータ本体が構成され、これらの永久磁石５により、磁極群Ｇの数と同じ４つの磁極４Ａ（Ｓ極）、４Ｂ（Ｎ極）、４Ｃ（Ｓ極）、４Ｄ（Ｎ極）が構成されている。なお、この実施形態においても、磁極４Ａ〜４Ｄのうちのいずれか１つ或いは２〜３つを設けるだけでもよい。
【００２２】
以上のように本発明の直流モータでは、磁極群Ｇは２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上の任意の数とすることができ、また、磁極群Ｇが備える磁極数も２つ以上の任意の数とすることができるが、モータの構造の簡易化、製造の容易性・製造コスト、モータの円滑な駆動性などの面から、特に合理的な構造としては、２つの磁極群Ｇ１，Ｇ２を有し、且つこれら磁極群Ｇ１，Ｇ２は、２〜４個で且つ同数の磁極２（電磁石）を備えた構造が好ましい。
ここで、本発明の直流モータでは、磁極群Ｇを構成する磁極数が磁極群毎に異なることを妨げず、また、複数の磁極２は必ずしも等間隔に配置される必要もないが、モータの円滑な駆動を確保するという観点からは、各磁極群Ｇは上記のように同数の磁極２を備え、且つ複数の磁極２は等間隔に配置されることが好ましい。
【００２３】
本発明の直流モータでは、永久磁石５やこれにより構成される磁極４の形態に特別な制限はない。図４（Ａ）〜（Ｆ）は、２つの磁極群Ｇ１，Ｇ２を有する図１、図２のタイプの直流モータのロータに適用される永久磁石５及びこれにより構成される磁極４の形態例を示しており（各図中の斜線部分が永久磁石５を示す）、これらのいずれの形態でもよい。
磁極群Ｇの数に対する磁極４の数も任意であり、基本的には少なくとも１つの磁極４（Ｎ極又はＳ極）があればよいが、磁極群Ｇの極性の切り換えの簡便性等の面からは、磁極群Ｇと磁極４は同数であることが好ましい。すなわち、２つの磁極群Ｇ１，Ｇ２を有する場合には、図１，図２に示すようにＮ極とＳ極の２つの磁極４を設け、また、４つの磁極群Ｇ１〜Ｇ４を有する場合には、図３に示すように周方向でＮ極とＳ極を交互に配することで、４つの磁極４を設けることが好ましい。
【００２４】
また、図１〜図３に模式的に示した実施形態では、複数の磁極２はロータ自体を囲むように配置されているが、複数の磁極２は、ロータ１にトルクを与える磁極を形成できるように配置されればよく、複数の磁極がロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて配置されればよい。したがって、複数の磁極２をロータ１の回転軸心を囲むように配置してもよく、この場合は、複数の磁極２（電機子コイル）はロータ１の一方の回転面と対面（対向）した状態に配置されることになる。
【００２５】
図５は、本発明の直流モータのうち、さきに述べた(ｉ)のタイプのアウターロータ型ブラシレスモータの一実施形態を模式的（原理的）に示したもので、１xは永久磁石を備えたロータ（モータカバー）、３xはこのロータ１xの内側に配置されるステータである。このステータ３xは、電機子コイル（電磁石）により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極２（２ｅ，２ｆ）をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備えている。
前記ロータ１xの内側には、周方向に所定の長さを有する永久磁石５が固定され、１つの磁極４（本実施形態ではＮ極）が構成されている。
【００２６】
前記電機子コイルにより構成される磁極２（２ｅ，２ｆ）は、ステータの周方向（ロータ回転軸心回りの周方向）で間隔をおいて設けられている。これら複数の磁極２は、図１の実施形態と同様に、周方向で隣接した３つの磁極２ｅ１〜２ｅ３からなる磁極群Ｇ１と、同じく３つの磁極２ｆ１〜２ｆ３からなる磁極群Ｇ２で構成されている。これら各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ｅ１〜２ｅ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｆ１〜２ｆ３）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうし（＝周方向で隣接する磁極群どうし）では、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ｅ１〜２ｅ３がＮ極に励磁される場合には、磁極Ｇ２の磁極２ｆ１〜２ｆ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ｅ１〜２ｅ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｆ１〜２ｆ３はＮ極に励磁される。磁極群Ｇ１，Ｇ２の磁極が以上のような条件で励磁されるよう、磁極を構成する電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００２７】
各磁極群Ｇ１，Ｇ２が備える複数の磁極２ｅ１〜２ｅ３，２ｆ１〜２ｆ３の磁界の強さは、図中矢印で示すロータ回転方向（図中、反時計回り方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されている。すなわち、磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、磁極２ｅ１＜磁極２ｅ２＜磁極２ｅ３、磁極２ｆ１＜磁極２ｆ２＜磁極２ｆ３となっており、図５中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
【００２８】
次に、さきに述べた(ii)のタイプの直流モータ、すなわち、ステータが永久磁石を備え、ロータが電磁石により構成される複数の磁極を備えるタイプの直流モータについて説明する。
図６は、上記(ii)のタイプのインナーロータ型ブラシ付きモータの一実施形態を模式的に示したもので、３yは永久磁石を備えたステータ（モータカバー）、１yはこのステータ３yの内側に配置されるロータである。このロータ１xは、電機子コイル（電磁石）により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極２（２ｇ，２ｈ）をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備えている。
前記ステータ３yの内側には、周方向に所定の長さを有する永久磁石５が固定され、１つの磁極４（本実施形態ではＮ極）が構成されている。
【００２９】
前記電機子コイルにより構成される磁極２（２ｇ，２ｈ）は、ロータの周方向（ロータ回転軸心回りの周方向）で間隔をおいて設けられている。これら複数の磁極２は、図１の実施形態と同様に、周方向で隣接した３つの磁極２ｇ１〜２ｇ３からなる磁極群Ｇ１と、同じく３つの磁極２ｈ１〜２ｈ３からなる磁極群Ｇ２で構成されている。これら各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ｇ１〜２ｇ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｈ１〜２ｈ３）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうし（＝周方向で隣接する磁極群どうし）では、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ｇ１〜２ｇ３がＮ極に励磁される場合には、磁極Ｇ２の磁極２ｈ１〜２ｈ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ｇ１〜２ｇ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｈ１〜２ｈ３はＮ極に励磁される。磁極群Ｇ１，Ｇ２の磁極が以上のような条件で励磁されるよう、磁極を構成する電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００３０】
各磁極群Ｇ１，Ｇ２が備える複数の磁極２ｇ１〜２ｇ３，２ｈ１〜２ｈ３の磁界の強さは、反ロータ回転方向（図中、矢印方向がロータ回転方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されている。すなわち、磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、磁極２ｇ１＜磁極２ｇ２＜磁極２ｇ３、磁極２ｈ１＜磁極２ｈ２＜磁極２ｈ３となっており、図６中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
【００３１】
図７は、上記(ii)のタイプのアウターロータ型ブラシ付きモータの一実施形態を模式的に示したもので、１zはロータ（モータカバー）、３zはこのロータ１zの内側に配置される永久磁石を備えたステータである。前記ロータ１zは、電機子コイル（電磁石）により構成される磁極であって、前記永久磁石との相互作用によりロータにトルクを付与する複数の磁極２（２ｉ，２ｊ）をロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて備えている。
前記ステータ３zは、２つの略半円形の永久磁石５を接続して円盤状のステータ本体が構成され、この永久磁石５により２つの磁極４Ａ（Ｓ極）、４Ｂ（Ｎ極）が構成されている。
【００３２】
前記電機子コイルにより構成される磁極２（２ｉ，２ｊ）は、ロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて設けられている。これら複数の磁極２は、図１の実施形態と同様に、周方向で隣接した３つの磁極２ｉ１〜２ｉ３からなる磁極群Ｇ１と、同じく３つの磁極２ｊ１〜２ｊ３からなる磁極群Ｇ２で構成されている。これら各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ｉ１〜２ｉ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｊ１〜２ｊ３）が同じ極性に励磁されるよう構成され、また、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうし（＝周方向で隣接する磁極群どうし）では、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ｉ１〜２ｉ３がＮ極に励磁される場合には、磁極Ｇ２の磁極２ｊ１〜２ｊ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ｉ１〜２ｉ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｊ１〜２ｊ３はＮ極に励磁される。磁極群Ｇ１，Ｇ２の磁極が以上のような条件で励磁されるよう、磁極を構成する電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００３３】
各磁極群Ｇ１，Ｇ２が備える複数の磁極２ｉ１〜２ｉ３，２ｊ１〜２ｊ３の磁界の強さは、反ロータ回転方向（図中、矢印方向がロータ回転方向）に向かって磁極毎に順次大きくなるように設定されている。すなわち、磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、磁極２ｉ１＜磁極２ｉ２＜磁極２ｉ３、磁極２ｊ１＜磁極２ｊ２＜磁極２ｊ３となっており、図７中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
【００３４】
以上述べたような(ｉ)のタイプのアウターロータ型ブラシレスモータ（図５）や
(ii)のタイプのインナーロータ型ブラシ付きモータ（図６）及びアウターロータ型ブラシ付きモータ（図７）についても、図１〜図３に示すインナーロータ型ブラシレスモータに関して述べた以下のような条件が当てはまる。
(イ) 磁極２を構成する電磁石の磁界の強さ（磁束）は、コイルの線径、巻数、ヨークの有無や大きさなどの１つ以上を調整することにより、任意に設定することができる。
【００３５】
(ロ) 磁極群Ｇは２ｎ個（但し、ｎは１以上の整数）以上の任意の数とすることができる。また、各磁極群Ｇは２つ以上の磁極２（電磁石）で構成されればよく、その数も任意である。但し、特に合理的な構造としては、２つの磁極群Ｇ１，Ｇ２を有し、且つこれら磁極群Ｇ１，Ｇ２は、２〜４個で且つ同数の磁極２（電磁石）を備えた構造が好ましい。
(ハ) 磁極群Ｇを構成する磁極数は磁極群毎に異なることを妨げず、また、複数の磁極２は必ずしも等間隔に配置される必要もない。但し、モータの円滑な駆動を確保するという観点からは、各磁極群Ｇは上記のように同数の磁極２を備え、且つ複数の磁極２は等間隔に配置されることが好ましい。
【００３６】
(ニ) 永久磁石５やこれにより構成される磁極４は、電磁石により構成される磁極２との相互作用でロータ１にトルクが付与できればよく、その構成は任意である。磁極群Ｇの数に対する磁極４の数も任意であり、基本的には少なくとも１つの磁極４（Ｎ極又はＳ極）があればよいが、磁極群Ｇの極性の切り換えの簡便性等の面からは、磁極群Ｇと磁極４は同数であることが好ましい。すなわち、２つの磁極群Ｇ１，Ｇ２を有する場合にはＮ極とＳ極の２つの磁極４を設け、また、４つの磁極群Ｇ１〜Ｇ４を有する場合には、周方向でＮ極とＳ極を交互に配することで、４つの磁極４を設けることが好ましい。
(ホ) 複数の磁極２は、ロータ１にトルクを与える磁極を形成できるように配置されればよく、複数の磁極２がロータ回転軸心回りの周方向で間隔をおいて配置されればよい。したがって、複数の磁極２をロータ１の回転軸心を囲むように配置してもよく、この場合は、複数の磁極２はロータ１の一方の回転面と対面（対向）した状態に配置されることになる。
【００３７】
以上説明した直流モータは、磁極を構成する電磁石が電機子コイルからなるものであるが、電磁石はクローポール構造のものでもよい。このようなクローポール構造の電磁石を備えた直流モータもブラシレスモータとなる。
図８〜図１１は、磁極２を構成する電磁石がクローポール構造からなる直流モータの一実施形態を示しており、図８は全体斜視図、図９は側面図、図１０は図９のＡ−Ａ′線に沿う断面図、図１１はクローポールを断面した状態で示す斜視図である。このモータは、ステータ３ａが、各々複数のクローポール１７（誘導子）を有する２つのブロック１６Ａ，１６Ｂで構成されている。このうちブロック１６Ａは、周方向において隣接して半円筒状に並んだ複数（本実施形態では３つ）のクローポール１７ａ１〜１７ａ３（クローポール群）と、これらのクローポールを励磁するためのコイル１８Ａと、クローポール１７ａ１〜１７ａ３およびコイル１８Ａをそれらの一端側（クローポールの基端部側）で保持する基体部１９Ａとを備えている。また、ブロック１６Ｂも、周方向において隣接して半円筒状に並んだ複数（本実施形態では３つ）のクローポール１７ｂ１〜１７ｂ３（クローポール群）と、これらクローポールを励磁するためのコイル１８Ｂと、クローポール１７ｂ１〜１７ｂ３およびコイル１８Ｂをそれらの一端側（クローポールの基端部側）で保持する基体部１９Ｂとを備えている。そして、両ブロック１６Ａ，１６Ｂは、互いのクローポール群を円筒状に組み合わせた状態でステータ３aを構成している。このステータ３ａの内部には、図１と同様の永久磁石を備えたロータ１aが配置されている。
【００３８】
前記クローポール１７ａ１〜１７ａ３、クローポール１７ｂ１〜１７ｂ３は、電磁石としての磁極２ａ１〜２ａ３、磁極２ｂ１〜２ｂ３を構成するものであり、周方向で隣接して並んだクローポール１７ａ１〜１７ａ３が磁極群Ｇ１を、また、クローポール１７ｂ１〜１７ｂ３が磁極群Ｇ２をそれぞれ構成している。
前記クローポール１７ａ１〜１７ａ３（磁極２ａ１〜２ａ３）と、クローポール１７ｂ１〜１７ｂ３（磁極２ｂ１〜２ｂ３）は、ロータ回転方向（図中、反時計回り方向）に向かって断面積（＝周方向長さ）がクローポール毎に順次大きくなるように、すなわち磁界の強さが磁極毎に順次大きくなるように構成されている。したがって、磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、図１の実施形態と同様に、磁極２ａ１＜磁極２ａ２＜磁極２ａ３、磁極２ｂ１＜磁極２ｂ２＜磁極２ｂ３となっており、図１０中では磁極の磁界の強さを大＝Ｈ：Ｌ、中＝Ｈ：Ｍ、小＝Ｈ：Ｓで示している。
【００３９】
クローポール１７ａ１〜１７ａ３とクローポール１７ｂ１〜１７ｂ３は、それぞれ１つコイル１８Ａ，１８Ｂで励磁されるため、これら各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している全磁極（すなわち、磁極群Ｇ１については磁極２ａ１〜２ａ３、磁極群Ｇ２については磁極２ｂ１〜２ｂ３）が同じ極性に励磁される。また、コイル１８Ａ，１８Ｂのコイル結線等の選択により、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうし（＝周方向で隣接する磁極群どうし）では、磁極が異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１〜２ａ３がＮ極に励磁される場合には、磁極Ｇ２の磁極２ｂ１〜２ｂ３はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１〜２ａ３がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の磁極２ｂ１〜２ｂ３はＮ極に励磁される。
【００４０】
前記ロータ１aは所謂マグネットロータであり、図１の実施形態と同様、円盤状で且つ略全体が永久磁石で構成されている。すなわち、２つの略半円形の永久磁石５を接続して円盤状のロータ本体が構成され、この永久磁石５により、磁極群Ｇの数と同じ２つの磁極４Ａ（Ｓ極）、４Ｂ（Ｎ極）が構成されている。
なお、以上のような電磁石がクローポール構造を有する直流モータについても、上記（イ）〜（ホ）として記載した条件がそのまま当てはまる。
さらに、クローポール１７を備えたステータ３の外側に、図５に示すような永久磁石を備えるロータを有する、アウターロータ型モータとすることもできる。
【００４１】
本発明のブラシレスモータに用いる制御回路（ドライバ回路）としては、ロータ１が［３６０／磁極群Ｇの数］°に相当する角度（図１，図２の実施形態の場合には１８０°、図３の実施形態の場合には９０°）を回転する毎に各磁極群Ｇに流れる電流の向きを反転させる機能を有するスイッチ回路を用いるだけでよい。このような制御回路は、例えば、携帯電話機などの適用対象機器に備えられている回路を利用してもよい。また、このような制御回路を用いる以外に、例えば、各電機子コイルに、異なる極性を生じさせる２組のコイルを備えさせ、これら２組のコイルの切り替えにより、磁極２の極性を切り替えるような方式を採用してもよい。
また、ブラシ付きのモータの場合には、ロータ１が［３６０／磁極群Ｇの数］°に相当する角度（図１，図２の実施形態の場合には１８０°、図３の実施形態の場合には９０°）を回転する毎に各磁極群Ｇに流れる電流の向きを反転させるようなブラシと整流子を用いればよい。
【００４２】
次に、本発明の直流モータの駆動原理を、図１に示す実施形態のものを例に、図１２（Ａ）〜（Ｅ）に基づいて説明する。
図１２（Ａ）では、磁極群Ｇ１の磁極２ａ１〜２ａ３（電機子コイル）はＮ極に、磁極群Ｇ２の磁極２ｂ１〜２ｂ３（電機子コイル）はＳ極にそれぞれ励磁され、ロータ１（永久磁石）のＳ極の中心が、Ｎ極に励磁された磁極のなかで最も磁界の強い磁極２ａ３の位置に、また、ロータ１（永久磁石）のＮ極の中心が、Ｓ極に励磁された磁極のなかで最も磁界の強い磁極２ｂ３の位置に、それぞれ固定された状態にある。この状態から、図１２（Ｂ）に示すように、磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性を切り替え（反転させる）、磁極２ａ１〜２ａ３をＳ極に、磁極２ｂ１〜２ｂ３をＮ極にそれぞれ励磁すると、磁極２ａ３（Ｓ極）とロータ１のＳ極間、磁極２ｂ３（Ｎ極）とロータ１のＮ極間にそれぞれ反発力が生じ、一方、磁極２ｂ１（Ｎ極）とロータ１のＳ極間、磁極２ａ１（Ｓ極）とロータ１のＮ極間にそれぞれ吸引力が生じるため、ロータ１に図中反時計回り方向でのトルクが与えられ、ロータ１が回転する。
【００４３】
さらに、各磁極群Ｇ１，Ｇ２での磁極の磁界の強さは、ロータ回転方向において磁極２ａ１＜磁極２ａ２＜磁極２ａ３、磁極２ｂ１＜磁極２ｂ２＜磁極２ｂ３であり、磁界に勾配がつけられているので、図１２（Ｃ）に示されるように、ロータ１のＳ極とＮ極は、磁界がより強い磁極側に順次吸引される（磁極２ｂ１→磁極２ｂ２→磁極２ｂ３、磁極２ａ１→磁極２ａ２→磁極２ａ３）ことでロータ１は回転し、図１２（Ｄ）に示されるように、ロータ１のＳ極の中心が、Ｎ極に励磁された磁極のなかで最も磁界の強い磁極２ｂ３の位置で、また、ロータ１のＮ極の中心が、Ｓ極に励磁された磁極のなかで最も磁界の強い磁極２ａ３の位置で、それぞれ固定される。この時点で、図１２（Ｅ）に示すように、再び磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性を切り替え（反転させる）、磁極２ａ１〜２ａ３をＮ極に、磁極２ｂ１〜２ｂ３をＳ極にそれぞれ励磁すると、磁極２ｂ３（Ｓ極）とロータ１のＳ極間、磁極２ａ３（Ｎ極）とロータ１のＮ極間にそれぞれ反発力が生じ、一方、磁極２ａ１（Ｎ極）とロータ１のＳ極間、磁極２ｂ１（Ｓ極）とロータ１のＮ極間にそれぞれ吸引力が生じるため、引き続きロータ１にトルクが与えられ、ロータ１は回転を続ける。
【００４４】
以上のように本発明の直流モータは、各磁極群Ｇが備える複数の磁極２の磁界の強さを、磁界の勾配が生じるようにロータ回転方向（又は反ロータ回転方向）に向かって磁極２毎に順次大きくした構造とした上で、ロータ１が所定角度回転（図１２の場合には１８０°回転）する毎に、２系統の磁極群Ｇの極性をＳ極とＮ極の間で交互に切り替える（反転させる）ことだけで、ロータ１が回転し続ける。ここで、磁極群Ｇの極性の反転は、ロータ１が［３６０／磁極群数］°の角度を回転する毎に行われる。
【００４５】
なお、図１２の説明では、ロータ１のＮ極とＳ極が各々、励磁された磁極との間の反発力・吸引力でトルクを付与されると述べたが、例えば、図４（Ｂ）〜（Ｄ）に示すようなロータ１（但し、図４（Ｂ）〜（Ｄ）に示す永久磁石はＮ極・Ｓ極の位置が逆でもよい）の場合には、実質的にロータ１のＮ極とＳ極のいずれか一方だけが、励磁された磁極との間の反発力・吸引力でトルクを付与されることになる。その場合でも、ロータ１は何ら問題なく回転する。
【００４６】
また、図５〜図７、図８〜図１１に示す直流モータについても、基本的に上記と同じ駆動原理でロータが回転する。すなわち、図５に示すアウターロータ型ブラシレスモータでは、ステータ３xの磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性をロータ１xが１８０°回転する毎にＳ極とＮ極の間で交互に切り替える（反転させる）ことにより、また、図６に示すインナーロータ型ブラシ付きモータでは、ロータ１yの磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性をロータ１yが１８０°回転する毎にＳ極とＮ極の間で交互に切り替える（反転させる）ことにより、また、図７に示すアウターロータ型ブラシ付きモータでは、ロータ１zの磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性をロータ１zが１８０°回転する毎にＳ極とＮ極の間で交互に切り替える（反転させる）ことにより、さらに、図８〜図１１に示すクローポール構造の電磁石を有する直流モータでは、クローポール１７で構成されるステータ３a
の磁極群Ｇ１，Ｇ２の極性をロータ１aが１８０°回転する毎にＳ極とＮ極の間で交互に切り替える（反転させる）ことにより、それぞれ図１２に示した場合と同様の駆動原理でロータが回転する。
【００４７】
次に、本発明の直流振動モータについて説明する。
本発明の直流振動モータの実施形態は、例えば、図１〜図３、図５〜図７、図８〜図１１に示すような各実施形態のロータ１に偏心ウエイト（分銅）を備えさせたものである。また、他の実施形態としては、ロータ１の回転中心自体を偏心させたもの、或いはこのような回転中心を偏心させたロータ１にさらに偏心ウエイト（分銅）を備えさせたもの、などであってもよい。
【００４８】
図１３及び図１４は本発明の直流振動モータ（ブラシレスモータ）の一実施形態を示すもので、図１３は縦断面図、図１４は図１３のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
図において、３０は、ステータ３を構成する円盤形状の扁平型ケース（モータカバー）であり、このケース３０はケース本体３１（容器部）と蓋体３２とから構成されている。
１０は、前記ケース３０内にその軸心に沿って配置され、両端がケース３０に固定された固定シャフトである。
【００４９】
１は、前記ケース３０内において固定シャフト１０に回転自在に軸支された扁平状のロータであり、この実施形態では、永久磁石を備えた円盤状のロータ本体１５と、このロータ本体１５に対してその盤面の一部と重合するように連結された偏心ウエイト７（分銅）とから構成されている。具体的には、ロータ１は、円盤状（又はリング状）の永久磁石５及びこれを保持する保持体６（保持金具）からなる円盤状のロータ本体１５と、このロータ本体１５に対してその円盤面の半円部分と重合するように連結・固定された半円盤状の偏心ウエイト７とを備えており、ロータ本体１５中心のメタル軸受８を介して、前記固定シャフト１０に回転自在に軸支されている。
【００５０】
２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２は、ステータ側（ケース側）の磁極（図２の磁極２ａ１，２ａ２，２ｂ１，２ｂ２）を構成してロータ１にトルクを与えるための電機子コイルであり、これら電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２は、ロータ１の回転軸心（固定シャフト１０）を囲むようにして、ロータ本体１５の一方の回転面と対面（対向）した状態でケース３０（蓋体３２）内側に固定されている。
【００５１】
本実施形態の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２の配置形態は、図２に示したものと同じであり、電機子コイル２０ａ１，２０ａ２により構成される磁極（＝図２の磁極２ａ１，２ａ２）が磁極群Ｇ１を、電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２により構成される磁極（＝図２の磁極２ｂ１，２ｂ２）が磁極群Ｇ２を、各々構成している。したがって、各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している２つの電機子コイル（すなわち、磁極群Ｇ１については電機子コイル２０ａ１，２０ａ２、磁極群Ｇ２については電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２）が同じ極性に励磁されるよう構成されるとともに、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうしでは、電機子コイルが異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２がＮ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２はＮ極に励磁される。したがって、磁極群Ｇ１，Ｇ２の電機子コイルが以上のような条件で励磁されるよう、電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００５２】
また、各磁極群Ｇ１，Ｇ２での電機子コイルの磁界の強さは、ロータ回転方向に向かって電機子コイル毎に順次大きくなるように設定されており、磁界の強さは、電機子コイル２０ａ１＜電機子コイル２０ａ２、電機子コイル２０ｂ１＜電機子コイル２０ｂ２となっている。このような電機子コイルの磁界の強さ（磁束）の調整は、コイルの線径及び／又は巻数などを変えることによりなされる。
その他図面において、９はコイルヨーク、１１はライナーである。また、振動効果を高めるために、通常、偏心ウエイト７には高密度合金が用いられる。
【００５３】
図１５及び図１６は本発明の直流振動モータ（ブラシレスモータ）の他の実施形態を示すもので、図１５は縦断面図、図１６は図１５のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
この実施形態では、ロータ１を円盤状に構成するとともに、この円盤の一方の半円領域内に永久磁石５を有し、他方の半円領域内に偏心ウエイト７を有するようにしたものである。具体的には、ロータ１は、半円盤状（又は半リング状）の永久磁石５と、同じく半円盤状（又は半リング状）の偏心ウエイト７と、これら永久磁石５と偏心ウエイト７を円盤形状（又はリング形状）に合体させて保持する保持体６（保持金具）とから構成され、円盤中心のメタル軸受８を介して、固定シャフト１０に回転自在に軸支されている。
【００５４】
この実施形態では、図１３及び図１４の実施形態における偏心ウエイト７の厚み分を削減できるため、図１３及び図１４の実施形態に較べてモータの厚みを薄くすることができる。
なお、電機子コイルの構造や配置を含めたその他の構成については、図１３及び図１４の実施形態と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
図１７及び図１８は本発明の直流振動モータ（ブラシレスモータ）の他の実施形態を示すもので、図１７は縦断面図、図１８は図１７のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
この実施形態では、図１５及び図１６の実施形態と同様に、ロータ１を円盤状に構成するとともに、この円盤の一方の半円領域内に永久磁石５を有し、他方の半円領域内に偏心ウエイト７を有するようにしたものであるが、電機子コイルについては、ロータ１の外周面と対面（対向）した状態でケース３０内側に固定したものである。具体的には、ロータ１は、円盤状（又はリング状）の保持体１２（保持金具）と、この保持体１２の半円部分の外側に固着された半リング状の永久磁石５と、前記保持体１２の他の半円部分の外側に固着された半リング状の偏心ウエイト７とから構成され、保持体１２中心のメタル軸受８を介して、固定シャフト１０に回転自在に軸支されている。
【００５６】
また、電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２については、ロータ自体を囲むようにして、ロータ１の外周面と対面（対向）した状態でケース３０内側に固定されている。
本実施形態の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２の配置形態も、図２に示したものと同じであり、電機子コイル２０ａ１，２０ａ２により構成される磁極（＝図２の磁極２ａ１，２ａ２）が磁極群Ｇ１を、電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２により構成される磁極（＝図２の磁極２ｂ１，２ｂ２）が磁極群Ｇ２を、各々構成している。したがって、各磁極群Ｇ１，Ｇ２では、それぞれを構成している２つの電機子コイル（すなわち、磁極群Ｇ１については電機子コイル２０ａ１，２０ａ２、磁極群Ｇ２については電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２）が同じ極性に励磁されるよう構成されるとともに、磁極群Ｇ１，Ｇ２どうしでは、電機子コイルが異なる極性に励磁されるよう構成されている。すなわち、磁極群Ｇ１の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２がＮ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２はＳ極に励磁され、逆に、磁極群Ｇ１の電機子コイル２０ａ１，２０ａ２がＳ極に励磁される場合には、磁極群Ｇ２の電機子コイル２０ｂ１，２０ｂ２はＮ極に励磁される。したがって、磁極群Ｇ１，Ｇ２の電機子コイルが以上のような条件で励磁されるよう、電機子コイルのコイル結線等が選択される。
【００５７】
また、各磁極群Ｇ１，Ｇ２での電機子コイルの磁界の強さは、ロータ回転方向に向かって電機子コイル毎に順次大きくなるように設定されており、磁界の強さは、電機子コイル２０ａ１＜電機子コイル２０ａ２、電機子コイル２０ｂ１＜電機子コイル２０ｂ２となっている。このような電機子コイルの磁界の強さ（磁束）の調整は、コイルの線径及び／又は巻数などを変えることによりなされる。
この実施形態では、図１３及び図１４の実施形態における偏心ウエイトの厚み分と電機子コイルの厚み分を削減できるため、図１５及び図１６の実施形態よりもさらにモータの厚みを薄くすることができる。
【００５８】
なお、その他の構成については、図１３及び図１４、図１５及び図１６の実施形態と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
以上説明した図１３〜図１８の各実施形態では、ケース３０に固定された固定シャフト１０に対してロータ１を回転自在に軸支させたものであるが、例えば、ケース３０にシャフトを回転自在に支持させ、このシャフトにロータ１を固定するような構造としてもよい。また、ロータ１の構造についても、ロータ１の回転中心を偏心させ、これにさらに偏心ウエイトを備えさせるようにしてもよい。
【００５９】
図１９〜図２１は本発明の直流振動モータ（ブラシレスモータ）の他の実施形態を示すもので、図１９は縦断面図、図２０は図１９のＡ−Ａ′線に沿う断面図、図２１は永久磁石を示す説明図である。
この実施形態では、図１７及び図１８の実施形態と同様に、電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２を、ロータ自体を囲むようにしてケース３０内側に固定したものであるが、ロータ１が、円盤状（又はリング状）の保持体１２（保持金具）と、この保持体１２の外周に固着されたＣ字状（乃至半リング状）の永久磁石５とから構成されている。すなわち、このロータ１は永久磁石５が偏心ウエイトを兼ねたものであり、このような構造の直流振動モータでも、図１３〜図１７に示すものと同様の振動効果を得ることができる。図２１（ａ）は永久磁石５の平面図、図２１（ｂ）は同じく側面図であるが、この永久磁石５の磁極は、Ｃ字状の両端がそれぞれＮ極、Ｓ極となり、したがって、図２１（ａ）の中心線ｐを境界として、一方の側がＮ極、他方の側がＳ極となる。この偏心ウエイトを兼ねるＣ字状の永久磁石５は、ロール回転中心からの角距離αを２００〜２５０°、より好ましくは２１０〜２４０°、特に好ましくは２２０〜２３０°程度とすることが、モータの駆動性能、振動性能の面から望ましい。
【００６０】
また、図２２は、図１９及び図２０の実施形態のモータをはじめとする本発明の直流振動モータに適用可能な永久磁石の他の実施形態を示すもので、図２２（ａ）は平面図、図２２（ｂ）は側面図である。この永久磁石５は、厚さ方向にＮ極、Ｓ極を有する２つの弧状の永久磁石５０ａ，５０ｂの端部どうしを、表裏面でＮ極、Ｓ極が逆向きになるように連結してＣ字状の永久磁石５を構成したものである。
また、図２３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の直流振動モータに適用可能な永久磁石（マグネットロータ）の他の実施形態例を示すもので、図２３（Ａ）は周方向にＮ極、Ｓ極を有する半円形状の永久磁石５で偏心型のロータ１を構成したものである。また、図２３（Ｂ）は径方向にＮ極、Ｓ極を有する半円形状の永久磁石５で偏心型のロータ１を構成したものである。
【００６１】
次に、本発明の直流モータを振動モータとしてではなく、一般の回転駆動源として用いる場合（汎用型モータ）の実施形態について説明する。この場合の直流モータは、回転自在なモータシャフト（出力軸）を備え、このモータシャフトにロータが固定される。
図２４及び図２５は、本発明の直流モータ（ブラシレスモータ）を汎用型モータとして用いる場合の一実施形態を示すもので、図２４は縦断面図、図２５は図２４のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
この実施形態では、モータシャフト１３が、円盤形状の扁平型ケース３０の軸心に沿って配置され、メタル軸受１４ａ，１４ｂを介してケース３０に回転自在に支持されている。
【００６２】
ロータ１は、円盤状（又はリング状）の保持体１２（保持金具）と、この保持体１２の外側に固着されたリング状の永久磁石５とから構成され、保持体１２中心を介して前記モータシャフト１３に固定されている。
また、電機子コイル２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２については、図１７及び図１８に示す実施形態と同様に、ロータ全体を囲むようにして、ロータ１の外周面と対面（対向）した状態でケース３０内側に固定されている。
なお、その他の構成については、図１７及び図１８に示す実施形態と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
このような本発明の直流モータは、ロータ１とモータシャフト１３が一体に回転し、回転出力がモータシャフト１３から取り出される。
【００６３】
［実施例］
図１３及び図１４に示すような電機子コイルの配置構造を有する直流モータ（アキシャルコイル配置タイプのブラシレスモータ）と、図１７及び図１８に示すような電機子コイルの配置構造を有する直流モータ（ラジアルコイル配置タイプのブラシレスモータ）について、それぞれ偏心ウエイトを有するものと偏心ウエイトを有しないもの（いずれも直径１０ｍｍφ、厚さ３．５ｍｍ）を試作し、駆動性能を評価した。その結果を、表１に示す。
【００６４】
【表１】
0004814574.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の直流モータの一実施形態（インナーロータ型のブラシレスモータ）を模式的に示す説明図
【図２】本発明の直流モータの他の実施形態（インナーロータ型のブラシレスモータ）を模式的に示す説明図
【図３】本発明の直流モータの他の実施形態（インナーロータ型のブラシレスモータ）を模式的に示す説明図
【図４】本発明の直流モータを構成するロータに設けられる永久磁石の形態例を示す説明図
【図５】本発明の直流モータの他の実施形態（アウターロータ型のブラシレスモータ）を模式的に示す説明図
【図６】本発明の直流モータの他の実施形態（インナーロータ型のブラシ付きモータ）を模式的に示す説明図
【図７】本発明の直流モータの他の実施形態（アウターロータ型のブラシ付きモータ）を模式的に示す説明図
【図８】本発明の直流モータの他の実施形態（クローポール構造の電磁石を有するブラシレスモータ）を示す全体斜視図
【図９】図８に示す直流モータの側面図
【図１０】図９のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図１１】図８に示す直流モータのクローポールを断面した状態で示す斜視図
【図１２】本発明の直流モータの駆動原理を示す説明図
【図１３】本発明の直流振動モータの一実施形態を示す縦断面図
【図１４】図１３のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図１５】本発明の直流振動モータの他の実施形態を示す縦断面図
【図１６】図１５のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図１７】本発明の直流振動モータの他の実施形態を示す縦断面図
【図１８】図１７のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図１９】本発明の直流振動モータの他の実施形態を示す縦断面図
【図２０】図１９のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図２１】図１９の直流振動モータの永久磁石を部分的に示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図２２】本発明の直流振動モータに適用可能な永久磁石の他の実施形態を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図２３】本発明の直流振動モータに適用可能な永久磁石（マグネットロータ）の他の実施形態例を示す説明図
【図２４】本発明の直流モータを汎用型モータとして用いる場合の一実施形態を示す縦断面図
【図２５】図２４のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【符号の説明】
【００６６】
１，１a，１x，１y，１z  ロータ
２ａ１，２ａ２，２ａ３  磁極
２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３  磁極
２ｃ１，２ｃ２，２ｃ３  磁極
２ｄ１，２ｄ２，２ｄ３  磁極
３，３a, ３x，３y，３z  ステータ
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ  磁極
５，５０ａ，５０ｂ  永久磁石
６  保持体
７  偏心ウエイト
８  メタル軸受
９  コイルヨーク
１０  固定シャフト
１１  ライナー
１２  保持体
１３  モータシャフト
１４ａ，１４ｂ  メタル軸受
１５  ロータ本体
１６Ａ，１６Ｂ  ブロック
１７ａ１，１７ａ２，１７ａ３  クローポール
１７ｂ１，１７ｂ２，１７ｂ３  クローポール
１８Ａ，１８Ｂ  コイル
１９Ａ，１９Ｂ  基体部
２０ａ１，２０ａ２  電機子コイル
２０ｂ１，２０ｂ２  電機子コイル
３０  ケース
３１  ケース本体
３２  蓋体
１００  ロータ回転中心
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４  磁極群
【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】
0004814574.tif 000009
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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