(57)【要約】【課題】  部品点数を削減するとともに、製造時の手間を省くことにより製造コストを低減することを可能とし、小型化、軽量化という要請にも応える。【解決手段】  Ｎ極とＳ極が交互に略等しい開角で配された板状のマグネット１０と、該マグネット１０に対向して回転可能に配設された電機子２０とを備える。電機子２０は、枠状のプレート２１に導電性ワイヤ２４ａを巻回してなる空芯コイル２４を備え、空芯コイル２４は、導電性ワイヤ２４ａの巻始め側または巻終わり側の少なくとも一方に、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃが少なくとも１ターン以上巻回されている。また、空芯コイル２４を１個のみ設けて電機子２０を構成することが好ましい。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極が交互に略等しい開角で配された板状のマグネットと、該マグネットに対向して回転可能に配設された電機子とを備えた扁平モータであって、
前記電機子は、枠状のプレートに導電性ワイヤを巻回してなる空芯コイルを備えており、
前記空芯コイルは、前記導電性ワイヤの巻始め側または巻終わり側の少なくとも一方に、磁性体ワイヤが少なくとも１ターン以上巻回されていることを特徴とする扁平モータ。
【請求項２】
前記電機子は、空芯コイルが１個のみ設けられていることを特徴とする請求項１記載の扁平モータ。
【請求項３】
前記磁性体ワイヤの巻回数は、非整数倍ターンであることを特徴とする請求項１または２記載の扁平モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話の振動発生装置として用いられる扁平モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話の振動発生装置には扁平モータが用いられているが、近年、携帯電話の小型化がさらに進んだため、扁平モータも小型化、軽量化する必要が生じている。一般的に、扁平モータの電機子は複数のコイル部を備えて構成されているが、扁平モータを小型化、軽量化しようとした場合には、電機子を構成するコイル部の数を少なくすることが有効である。
【０００３】
ところが、例えば図３に示すように、Ｎ極とＳ極が交互に９０°の開角で磁化された磁極を有するリング状のマグネット１１０を用いるとともに、回転中心角が９０°の１個の空芯コイル１２４を備えて電機子１２０を構成した場合、電機子１２０がＮ極、Ｓ極を４等分したマグネット１１０の１つの磁性領域内（図３に示す例ではＳ極領域内）で停止してしまうと、次に電機子１２０を始動させようとしても、電機子１２０の回転方向が定まらず円滑に始動できなかったり、電機子１２０がマグネット１１０上でロックしてしまう場合があった。
【０００４】
このような不都合に対処するため、Ｎ極とＳ極が交互に略等しい開角で配された板状のマグネットと、該マグネットに対向して回転可能に配設された電機子とを備え、該電機子に磁性体を設けた扁平モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この扁平モータは、始動時において電機子を円滑に回転開始させるようにしたものであり、電機子に磁性体を設けることにより、電機子の回転を停止させた際に磁性体をマグネットのＮ極とＳ極との境に位置させて、コイルが起動可能な位置となるようにしたものである。
【０００６】
【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】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載された扁平モータは、電機子を構成するプレートに対して磁性体である鉄ピン等を取り付ける必要があり、部品点数が増加するだけではなく、磁性体の取り付け作業に手間がかかり、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、部品点数を削減するとともに、製造時の手間を省くことにより製造コストを低減することが可能であり、小型化、軽量化という要請にも応えることができる扁平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】
【０００９】
本発明の扁平モータは、前述した目的を達成するため、Ｎ極とＳ極が交互に略等しい開角で配された板状のマグネットと、該マグネットに対向して回転可能に配設された電機子とを備えた扁平モータであって、
前記電機子は、枠状のプレートに導電性ワイヤを巻回してなる空芯コイルを備えており、
前記空芯コイルは、前記導電性ワイヤの巻始め側または巻終わり側の少なくとも一方に、磁性体ワイヤが少なくとも１ターン以上巻回されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の扁平モータは、前記構成に加えて、電気子の空芯コイルを１個のみ設けることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の扁平モータは、前記構成に加えて、磁性体ワイヤの巻回数を非整数倍ターンとすることが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の扁平モータによれば、枠状のプレートに対して導電性ワイヤを巻回するとともに、磁性体ワイヤを少なくとも１ターン以上巻回して空芯コイルを形成している。
【００１３】
マグネットは、Ｎ極とＳ極が交互に隣り合っており、Ｎ極とＳ極との間には磁力線が発生している。この磁力線は、Ｎ極とＳ極の境界上で略水平となる。したがって、電機子の回転を停止させた際に、磁性体ワイヤを巻回した空芯コイルがＮ極とＳ極の境界上で略水平となった磁力線に沿うようにして停止する（図２参照）。
【００１４】
このように、導電性ワイヤおよび磁性体ワイヤからなる空芯コイルがマグネットのＮ極とＳ極との境に位置するので、次回の始動を円滑なものとすることができる。
【００１５】
また、電気子の空芯コイルを形成するための巻線を行う際に、導電性ワイヤの巻始め側または巻終わり側の少なくとも一方に磁性体ワイヤを巻回するだけでよいので、巻線の開始時あるいは終了時の少なくとも一方でワイヤの線種を変更することにより、従来の巻線工程を大幅に変更することなく扁平モータを製造することができる。
【００１６】
このため、部品点数が削減されるとともに、製造工程を省力化することにより、製造コストを低減可能な小型かつ軽量な扁平モータとすることができる。
【００１７】
また、電機子の空芯コイルを１個のみとすることにより、さらに部品点数が削減されて軽量化を図ることができるとともに、製造工程も省力化される。
【００１８】
また、磁性体ワイヤの巻回数を１ターンとした場合には、磁性体ワイヤに対してマグネットのＮ極およびＳ極からほぼ同程度の磁力が働く。したがって、磁性体ワイヤが両極に引っ張られ、あるいは両極と反発してバランスし、空芯コイルがＮ極とＳ極との境界上の中間位置に停止する。
【００１９】
ここで、磁性体ワイヤの巻回数を非整数倍ターンとすることにより、空芯コイルをＮ極あるいはＳ極のいずれかに偏った位置で停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明の扁平モータの実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る扁平モータの主要部を示す平面図である。
【００２１】
本発明の実施形態に係る扁平モータは、図１に示すように、Ｎ極とＳ極が交互に約９０°の開角で配された板状のマグネット１０を備えており、このマグネット１０に対向して電機子２０が回転可能に配設されている。なお、本実施形態においては、マグネット１０はリング状となっている。
【００２２】
電機子２０は、略１／４円形の扇状をなした枠状のプレート２１と、扇のかなめ部分に位置する回転支持部２２とからなり、回転支持部２２の中心部分には回転中心となる軸孔２３が開設されている。
【００２３】
このプレート２１の内周側に、導電性ワイヤ２４ａを巻回することにより空芯コイル２４が形成される。導電性ワイヤ２４ａとしては、例えば銅線を用いることができる。
【００２４】
さらに、プレート２１には、導電性ワイヤ２４ａの巻始め側（外周側）あるいは巻終わり側（内周側）のいずれか一方に、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃが約１ターン巻回されている。磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃとしては、例えば鉄線を用いることができる。
【００２５】
なお、図１に示すように、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃを、導電性ワイヤ２４ａの巻始め側（外周側）および巻終わり側（内周側）の双方に巻回することも可能であるが、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃを巻回する位置は、扁平モータの大きさ、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃの太さあるいは長さ等に応じて、導電性ワイヤ２４ａの巻始め側（外周側）あるいは巻終わり側（内周側）のいずれか一方のみとすることが、作業性を向上させるうえで好ましい。
【００２６】
また、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃの巻回数は約１ターンとなっているが、１ターン以上であれば、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃの太さあるいは長さ等に応じて適宜変更することができ、例えば１．２ターン、１．５ターン、２ターン等とすることができる。なお、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃの巻回数を約１ターン以上とするのは、巻線機により磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃを巻回する際の作業を容易に行うことができるようにするためである。
【００２７】
空芯コイル２４を作成するための巻線作業では、巻線機を用いて、まず巻始め部分において磁性体ワイヤ２４ｂを約１ターン巻回し、導電性ワイヤ２４ａに線種を変更した後、導電性ワイヤ２４ａを適宜回数だけ巻回する。そして、再び磁性体ワイヤ２４ｃに線種を変更し、巻終わり部分において磁性体ワイヤ２４ｃを約１ターン巻回すればよい。
【００２８】
なお、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃは、巻始め部分あるいは巻終わり部分の少なくとも一方に巻回されていればよい。
【００２９】
電機子２０の回転支持部２２には、約９０°毎に分割された整流子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが設けられている。整流子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、対角線方向に相対向した２対（整流子２５ａ，２５ｃと整流子２５ｂ，２５ｄ）に分割されており、各対毎に共通に電気接続されている。そして、一方の対となる整流子２５ａ，２５ｃには内側の巻線端部が接続されており、他の方の対となる整流子２５ｂ，２５ｄには外側の巻先端部が接続されている。
【００３０】
また、本実施形態の扁平モータを携帯電話等の振動発生装置として使用する場合には、空芯コイル２４の空芯部分に錘（図示せず）を配設することにより、空芯コイル２４の遠心力を増加させて、発生する振動を増大させることが好ましい。
【００３１】
マグネット１０上には、一対の電極ブラシ２６ａ，２６ｂが配設されており、各電極ブラシ２６ａ，２６ｂの先端部には、回転する整流子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの先端部が摺動して接触するようになっている。また、一方の電極ブラシ２６ａには電源のプラス側が接続されており、他方の電極ブラシ２６ｂには電源のマイナス側が接続されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る扁平モータの回転動作について説明する。
【００３３】
なお、扁平モータの回転開始時において、電機子２０は図１に示す位置に停止しているものとする。
【００３４】
電源がオンとなると、電極ブラシ２６ａの先端部が整流子２５ａに接触するとともに、電極ブラシ２６ｂの先端部が整流子２５ｄに接触する。したがって、整流子２５ａおよびこれと対になる整流子２５ｃがプラス側となるとともに、整流子２５ｂおよびこれと対になる整流子２５ｄがマイナス側となって導電性ワイヤ２４ａに電流が流れ、空芯コイル２４に磁界が発生する。このとき、空芯コイル２４のマグネット１０と向き合う側に発生した磁界がＮ極であるとすると、空芯コイル２４の左側に位置するマグネット１０のＮ極とは反発し、空芯コイル２４の右側に位置するマグネット１０のＳ極とは引き合うこととなる。このため、電機子２０は図１において右回り（時計回り方向）に回転する。
【００３５】
電機子２０がさらに回転すると、電極ブラシ２６ａが隣り合う整流子２５ａ，２５ｄの隙間に位置し、電極ブラシ２６ｂが隣り合う整流子２５ｃ，２５ｄの隙間に位置することとなり、導電性ワイヤ２４ａに電流が流れなくなり、空芯コイル２４の磁界が消滅する。しかし、電機子２０は慣性力により右回り（時計回り方向）の回転を継続する。
【００３６】
電機子２０がさらに回転すると、電極ブラシ２６ａの先端部が整流子２５ｄに接触するとともに、電極ブラシ２６ｂの先端部が整流子２６ｃに接触する。したがって、整流子２５ｄおよびこれと対になる整流子２５ｂがプラス側となるとともに、整流子２５ｃおよびこれと対になる整流子２５ａがマイナス側となって導電性ワイヤ２４ａに電流が流れ、空芯コイル２４に磁界が発生する。そして、空芯コイル２４の左側に位置するマグネット１０のＳ極とは反発し、空芯コイル２４の右側に位置するマグネット１０のＮ極とは引き合うこととなる。このため、電機子２０は右回り（時計回り方向）の回転を継続する。
【００３７】
このようにして、電極ブラシ２６ａ，２６ｂから整流子２５ａ，２５ｃおよび整流子２５ｂ，２５ｄに供給される電極が順次反転するため、電機子２０は回転し続けることとなる。
【００３８】
そして、電極ブラシ２６ａ，２６ｂに供給されていた電源がオフとなると、空芯コイル２４に磁界が発生しなくなり、電機子２０の回転が停止する。この際、空芯コイル２４には、導電性ワイヤ２４ａの巻始め部分あるいは巻終わり部分に磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃが約１ターン巻回されているため、空芯コイル２４の径方向の略中心がマグネット１０のＮ極とＳ極との境に位置するようにして電機子２０が停止する。
【００３９】
すなわち、図２に模式的に示すように、Ｎ極とＳ極が交互に隣り合うようにマグネット１０を配設すると、Ｎ極とＳ極との間には磁力線が発生し、この磁力線は、Ｎ極とＳ極の境界上で略水平となる。したがって、電機子２０の回転を停止させた際に、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃを巻回した空芯コイル２４がＮ極とＳ極の境界上で略水平となった磁力線に沿うようにして停止する。
【００４０】
本実施形態では、導電性ワイヤ２４ａの巻始め部分あるいは巻終わり部分に、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃが約１ターン巻回されているため、空芯コイル２４の径方向の略中心がマグネット１０のＮ極とＳ極との境に位置するようにして電機子２０が停止するが、電機子２０の停止位置は、磁性体ワイヤ２４ｂ，２４ｃの巻回数（例えば、１．２ターン、１．５ターン等）に応じて、左右いずれかにずらすことが可能である。
【００４１】
このように、電機子２０は、常にマグネット１０のＮ極とＳ極との境に位置するようにして停止するため、扁平モータの始動時において電機子２０の回転開始が円滑なものとなる。
【００４２】
また、電機子２０を逆方向に回転させる場合には、電極ブラシ２６ａ，２６ｂに供給される電源の極性を逆にするか、あるいは導電性ワイヤ２４ａの巻回方向を逆向きとすればよい。
【００４３】
なお、図１には本実施形態に係る扁平モータの主要部のみを図示し、その他の構成部分については詳細に図示していないが、その他の構成部分は周知の一般的な扁平モータと略同様の構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る扁平モータの主要部を示す平面図
【図２】マグネットと電機子の停止位置との関係を示す模式図
【図３】従来の扁平モータの主要部を示す平面図
【符号の説明】
【００４５】
１０  マグネット
２０  電機子
２１  プレート
２２  回転支持部
２３  軸孔
２４  空芯コイル
２４ａ  導電性ワイヤ
２４ｂ  巻始め側の磁性体ワイヤ
２４ｃ  巻終わり側の磁性体ワイヤ
２５ａ〜２５ｃ  整流子
２６ａ，２６ｂ  電極ブラシ
１１０  マグネット
１２０  電機子
１２４  空芯コイル
【図１】
2005192320.tif 000003
【図２】
2005192320.tif 000004
【図３】
2005192320.tif 000005