(57)【要約】【課題】回転軸の両端に振動用の重りを取り付けた振動モータにおいて、整流子の部分における回転軸の振れを抑えることができる構成を提供する。【解決手段】回転軸５の両端に取り付けられた起振用重り３ａ、３ｂにおいて、整流子４の側の起振用重り３ａの回転モーメントを起振用重り３ｂに比較して大きく設定する。これにより、相対的に重量物であるアマチュア２の影響で、整流子４の部分の振動が大きくなる状態が緩和され、整流子４と図示しないステータ側のブラシ給電機構との接触が不安定となる現象が抑えられる。【選択図】図２
2012090475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、
前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、
前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りと、
アマチュアと、
整流子と
を備え、
一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、
Ｒａ×Ｗａ≠Ｒｂ×ＷｂおよびＬａ≠Ｌｂ
の少なくとも一方が成立していることを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、
前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、
前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りと
を備え、
一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、
Ｒａ×Ｗａ≠Ｒｂ×Ｗｂ、Ｌａ＝Ｌｂ
であることを特徴とする振動モータ。
【請求項３】
アマチュアと、
整流子と
を備え、
前記一方の起振用重りは、前記アマチュアよりも前記整流子に近い側に位置し、
Ｒａ×Ｗａ＞Ｒｂ×Ｗｂであることを特徴とする請求項２に記載の振動モータ。
【請求項４】
回転時に生じる振動が、前記整流子の部分で最小となるように前記Ｒａ、Ｗａ、Ｒｂ、Ｗｂの値が選択されていることを特徴とする請求項３に記載の振動モータ。
【請求項５】
モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、
前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、
前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りと
を備え、
一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、
Ｒａ×Ｗａ＝Ｒｂ×Ｗｂ、Ｌａ≠Ｌｂ
であることを特徴とする振動モータ。
【請求項６】
アマチュアと、
整流子と
を備え、
前記一方の起振用重りは、前記アマチュアよりも前記整流子に近い側に位置し、
Ｒａ＝Ｒｂ、Ｗａ＝Ｗｂであり、
Ｌａ＞Ｌｂであることを特徴とする請求項５に記載の振動モータ。
【請求項７】
回転時に生じる振動が、前記整流子の部分で最小となるように前記ＬａとＬｂの値が選択されていることを特徴とする請求項６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、重りの構造に特徴のある振動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動を発生する振動モータが知られている。振動モータは、例えば携帯通信機器やゲ−ム機器に用いられる。この種の振動モータとして、モータの両側に突出した回転軸の両端に、２つの重りを取り付けた構造のものが提案されている。例えば、特許文献１には、２方向に突出した回転軸の両端部に軸回りの重量分布が偏った重りを装着し、この２つの重りの重量分布の偏りの方向を互いに異ならせた構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３６９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような、回転軸の両端に重りを配置した場合、回転時に回転軸がスリコギ運動をするように動き、回転軸の軸方向の位置が安定しなくなる現象が見られる。振動モータとして、整流子を備えた直流モータ構造を採用した場合、上記の回転軸の軸方向の位置が安定しない状態が発生すると、整流子とブラシの相対位置が不安定になり、その接触状態が不安定になる。この結果、流れる電流の波形が安定しなくなり、ノイズの発生や効率の低下が生じる。特にアマチュア（回転子）は鉄心となるロータコアにコイルが巻かれているので相対的に重く、その存在が整流子の部分における振動の要因となる。また、アマチュア側に重量分布が偏ることで、振動時にアマチュア側の軸受に大きな負担がかかり、アマチュア側の軸受の磨耗が激しいという問題も生じる。このような背景において、本発明は、回転軸の両端に振動用の重りを取り付けた振動モータにおいて、整流子の部分における回転軸の軸方向の振れを抑えることができる構成を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りと、アマチュアと、整流子とを備え、一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、Ｒａ×Ｗａ≠Ｒｂ×ＷｂおよびＬａ≠Ｌｂの少なくとも一方が成立していることを特徴とする振動モータである。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りのトルクバランスおよび位置バランスの少なくとも一方が調整されることで、回転時に生じるスリコギ運動の中心（スリコギ運動の支点となる位置）を調整することが可能となる。例えば、アマチュアと整流子を備えた構造において、アマチュアは相対的に重量物であるので、仮に２つの起振用重りのトルクバランスおよび位置バランスが確保されていると、アマチュアが配置された側に平衡位置が偏り、整流子の部分の振動が大きくなる。しかしながら、２つの起振用重りのトルクバランスを意図的に崩し、スリコギ運動の中心が整流子の部分にくるようにすることで、整流子の部分の振動を抑えることができる。また、請求項１に記載の発明によれば、アマチュア側に偏った振動の状態が是正され、スリコギ運動状の振動を回転軸の両端に分散されることが可能となるので、回転軸の片側が激しく振動し、それにより片側の軸受に負担が集中する現象を抑えることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りとを備え、一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、Ｒａ×Ｗａ≠Ｒｂ×Ｗｂ、Ｌａ＝Ｌｂであることを特徴とする振動モータである。請求項２に記載の発明によれば、２つの起振用重りの軸回りのトルクバランスを崩すことで、スリコギ運動の中心となる位置を調整している。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、アマチュアと、整流子とを備え、前記一方の起振用重りは、前記アマチュアよりも前記整流子に近い側に位置し、Ｒａ×Ｗａ＞Ｒｂ×Ｗｂであることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、アマチュア側から見て整流子側の起振用重りの回転軸回りのモーメントを他方の起振用重りに比較して大きくすることで、重量物であるアマチュアの影響による整流子の振動を抑えることができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、回転時に生じる振動が、前記整流子の部分で最小となるように前記Ｒａ、Ｗａ、Ｒｂ、Ｗｂの値が選択されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、モータケーシングから２方向に突出した回転軸と、前記回転軸を前記モータケーシングの前後の端面に回転自在な状態で保持させる第１の軸受および第２の軸受と、前記回転軸の両端に取り付けられた２つの起振用重りとを備え、一方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲａ、その質量をＷａとし、他方の起振用重りの重心から前記回転軸の軸中心までの距離をＲｂ、その質量をＷｂとし、前記一方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの前記回転軸の軸方向における距離をＬａ、前記他方の起振用重りの重心から前記第１の軸受および前記第２の軸受の近い方までの回転軸の軸方向における距離をＬｂとしたとき、Ｒａ×Ｗａ＝Ｒｂ×Ｗｂ、Ｌａ≠Ｌｂであることを特徴とする振動モータである。請求項５に記載の発明によれば、２つの起振用重りの軸受からの距離を変えることで、スリコギ運動の振動の中心となる位置を調整している。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、アマチュアと、整流子とを備え、前記一方の起振用重りは、前記アマチュアよりも前記整流子に近い側に位置し、Ｒａ＝Ｒｂ、Ｗａ＝Ｗｂであり、Ｌａ＞Ｌｂであることを特徴とする。請求項６に記載の発明によれば、２つの起振用重りの軸受からの距離を変えることで、スリコギ運動の振動の中心となる位置を整流子の位置に近づけ、整流子の部分の振動を抑えた構造が実現可能となる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、回転時に生じる振動が、前記整流子の部分で最小となるように前記ＬａとＬｂの値が選択されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転軸の両端に振動用の重りを取り付けた振動モータにおいて、整流子の部分における回転軸の振れを抑えることができる構成が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１の振動モータの外観を示す斜視図である。
【図２】実施形態１の振動モータを軸方向で切断した断面図である。
【図３】実施形態２の振動モータを軸方向で切断した断面図である。
【図４】実施形態３の振動モータを軸方向で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）第１の実施形態
（構成）
図１には、振動モータ１の外観が示されている。図２には、図１に示す振動モータ１を軸方向に沿って切断した断面の構造が示されている。振動モータ１は、６極構造のアマチュア（回転子）２を備えている。アマチュア２は、回転軸５に固定されている。アマチュア２は、回転軸５を中心として放射状に６個の突極２ａが延在し、そこにロータコイル２ｂが巻かれた構造を有している。アマチュア２の構造は、通常の直流モータと同じである。回転軸５には、アマチュア２に巻かれたロータコイル２ｂに励磁電流を供給するための整流子４が固定されている。整流子４は、ステータ側のブラシ給電機構(図示せず)に接触する。整流子４および図示しないブラシ給電機構の部分の構造は、通常のブラシ付き直流モータと同じである。
【００１６】
回転軸５は、軸受６ａおよび６ｂにより、振動モータ１のケーシング９に回転自在な状態で取り付けられている。ケーシング９は略角筒形状を有し、その内側にアマチュア２と整流子４が収められている。ケーシング９内面のアマチュア２に対向する部分には、ステータ側のマグネット１０(４極)が取り付けられている。符号７は、ケーシング９内部におけるアマチュア２および整流子４の位置を決める円筒形状のワッシャ(スペーサ)であり、符号８は、ワッシャ７と軸受６ａとの間に介装されたスラストワッシャである。
【００１７】
回転軸５は、ケーシング９から２方向に突出しており、その突出した両端のそれぞれに起振用重り３ａ、３ｂが取り付けられている。起振用重り３ａと３ｂは、軸方向から見て、軸回りの重量分布が偏った構造を有している。また、図示する構造では、起振用重り３ａと３ｂの重量分布が偏った方向が同じ方向となるように、各起振用重りの回転角度位置が決められている。なお、重量が偏る方向を同じする構成に限定されず、回転角で見て０°〜１８０°の範囲で２つの起振用重りの偏心方向をずらした関係とすることが可能である。
【００１８】
図２に示すように、振動モータ１のアマチュア２側の起振用重り３ｂの重心位置から回転軸５の軸中心までの距離をＲｂ、起振用重り３ｂの質量をＷｂとし、整流子４側の起振用重り３ａの重心位置から回転軸５の軸中心までの距離をＲａ、起振用重り３ａの質量をＷａとしたとき、整流子４側の起振用重り３ａの質量Ｗａは、起振用重り３ｂの質量Ｗｂよりも大きくなる関係とされている。起振用重り３ａ、３ｂは、同じ材質（例えば、タングステン合金）からなり、形状を変えることで両者の質量（重量）を変えている。回転軸５の軸中心５ａから起振用重り３ａの重心までの距離Ｒａと、回転軸５の軸中心５ｂから起振用重り３ｂの重心までの距離Ｒｂは、同じ距離となるようにされている。また、起振用重り３ａの重心の位置と軸受６ａまでの回転軸方向での距離Ｌａ１と、起振用重り３ｂの重心の位置と軸受６ｂまでの回転軸方向での距離Ｌｂ１とは、同じ距離となるようにされている。つまり、Ｗａ＞Ｗｂ、Ｒａ＝Ｒｂ、Ｌａ１＝Ｌｂ１、Ｒａ×Ｗａ＞Ｒｂ×Ｗｂで示される関係が成立する設定とされている。
【００１９】
また、起振用重り３ａ、３ｂから見たアマチュア２の位置は、これら２つの起振用重りの間の中央ではなく、起振用重り３ａよりも起振用重り３ｂの側に近い位置とされ、整流子４の位置は、起振用重り３ｂよりも起振用重り３ａの側に近い位置とされている。
【００２０】
（作用）
以下、振動モータ１が回転している状態を考える。この場合、起振用重り３ａの回転モーメントが起振用重り３ｂの回転モーメントよりも大きいので、２つの起振用重りに着目した場合、起振用重り３ａの側の軸をより振れて振動させる力（第１の力）が作用する。他方で、重量物であるアマチュア２が起振用重り３ｂの側に片寄っているので、アマチュア２の重量に起因して、図の左側の軸部分をより振ろうとする力（第２の力）が作用する。結果として、第１の力と第２の力がバランスし、そのバランスした位置が整流子４の付近となり、整流子４の付近における回転軸５の振動が抑えられる。
【００２１】
こうすることで、整流子４の部分における軸がぶれて回転する現象が抑えられ、整流子４と図示しないブラシ給電機構との接触が不安定になる問題が軽減される。また、回転軸５両端の振れ具合が均一化されるので、アマチュア２の側の軸受６ｂに大きな負担がかかる状態が緩和され、アマチュア２の側の軸受６ｂの磨耗が激しくなる問題が緩和される。
【００２２】
（２）第２の実施形態
図２に示す構造において、Ｗａ＜Ｗｂ、Ｒａ＝Ｒｂ、Ｌａ１＝Ｌｂ１、Ｒａ×Ｗａ＜Ｒｂ×Ｗｂを満足する構成も可能である。この場合、起振用重り３ｂの側において、積極的に軸がぶれた状態で回転する。このため、アマチュア２の部分の回転時における回転軸５のぶれは、Ｗａ＝Ｗｂ、Ｒａ×Ｗａ＝Ｒｂ×Ｗｂとした場合に比較して相対的に小さくでき、整流子４と図示しないブラシ給電機構との接触が不安定になる問題が軽減される。
【００２３】
（３）第３の実施形態
図３には、他の実施形態の振動モータ２０が示されている。なお、図１と同じ符号の部分は、以下の説明で特に断らない限り、図１に関連して説明したものと同じである。振動モータ２０では、両端の起振用重り３ａ、３ｂを同じ形状および同じ寸法とし、その比重を異ならせている。この起振用重りの比重を異ならせることで、起振用重り３ａを起振用重り３ｂより重くし（Ｗａ＞Ｗｂ）、第１の実施形態の場合と同様の条件を得ている。なお、起振用重り３ｂを起振用重り３ａより重くすることで、第２の実施形態と同様な作用が得られる構成も可能である。
【００２４】
（４）第４の実施形態
図４には、他の実施形態の振動モータ３０が示されている。なお、図１と同じ符号の部分は、以下の説明で特に断らない限り、図１に関連して説明したものと同じである。振動モータ３０は、同じ形状で同じ重量の起振用重り３ａと３ｂを回転軸５の両端に備えている。そして、Ｌａ２＞Ｌｂ２とすることで、回転時に起振用重り３ａがよりぶれ易いようにしている。こうすることで、図２の構成と同様の作用が得られるようにされている。
【００２５】
（その他）
図２に示す構成において、起振用重り３ａの重さＷａを起振用重り３ｂの重さＷｂより重くし（Ｗａ＞Ｗｂ）、更にＬａ１＞Ｌｂ１として、整流子４の部分の振動を抑える構造とすることも可能である。この場合、Ｒａ×Ｗａ≠Ｒｂ×Ｗｂ、Ｌａ＞Ｌｂが満足されることになる。
【００２６】
本発明を利用した振動モータは、携帯電話等の携帯電子機器やゲーム機器、その他振動を生じる必要がある用途に利用することができる。本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、振動モータに利用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…振動モータ
２…アマチュア
２ａ…突極
２ｂ…ロータコイル
３ａ、３ｂ…起振用重り
４…整流子
５ａ、５ｂ…回転軸の軸中心
６ａ、６ｂ…軸受
７…ワッシャ(スペーサ)
８…スラストワッシャ
９…ケーシング
１０…マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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