JPH0255563A - 単相ブラシレス振動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は盲人用の信号受信器において、所定の信号を伝
達する目的や、軽いパイブレークを人体等に与えること
ができマツサージ機果を期待するマツサージ機、または
ポケットベル（以下、ベジャと称する）に内蔵され、駆
動することて上記ページャ本体等の振動を介して人体に
振動を与えることで、当該ページャ等が作動しているこ
とを知らせる目的等に使用できる装置等に適した単相ブ
ラシレス振動モータに関する。

［従来技術とその問題点コ 振動を人体に伝える目的の装置としては、マツサージ機
、盲人用の信号受信器等積々のものが知られている。

本発明の単相ブラシレス振動モータは、上記装置に用い
て有用なものであるが７例えは、ベジャについて以下に
示すと、従来ては下記の欠点かあった。

昨今の情報化社会においてページャは　ビジネスマンに
多用され、その販売台数も増加している。

ここに、従来に見られる多くのページャは１発音器を内
蔵し、これを鳴らずように構成しているものが多いため
、場所を問わず大きな音を発して鳴り出し、その音は周
囲の人に迷惑をかけたり。

あるいはその音かページャを持つ人の精神面にも良くな
い影響を与えるに至っている。

このような現状下おいて、昨今では音を出す変わりにペ
ージャに振動を起こさせることにより。

電話の呼び出しを伝えることができるようにする試みが
なされている。

ページャに振動を起こさせる手段としては。

種々のものが考えられるが、小型のページャに振動を与
えるには、安価な小型直流モータが有望視されている。

特に直流モータは、安価であり、また小型でありながら
効率及びトルク特性も良好で、高速回転に適することか
ら尚更である。

ここに従来の、ページャ等に用いられている直流振動モ
ータ１としては１例えは第７図に示すようにカップ型コ
アレスモータ２の回転軸３に偏心錘を構成する旋回板４
を取り付けた構造となっている。

このようにカップ型コアレスモータ２の回転軸３に旋回
板４を取り付りて構成した直流振動モータ１をページャ
に内蔵し、これを駆動すればペシャが振動することにな
る。

従って、このような直流振動モータ１を有するページャ
を身に付けていれば、ページャが振動して、当該ページ
ャの振動で、電話の呼び出しがあったことを知ることが
できる。

このようなカップ型コアレスモータ２を用いた構成の直
流振動モータ１によると、当該カップ型コアレスモータ
２が非常に高価なため、形成される直流振動モータ１．
しいてはこのモータ１を用いたページャが非常に高価に
なる欠点を備えていた。

又、直流振動モータに用いる直流モータとしては２種々
のものを選択できるが、小型且つ安価に形成できるもの
としては第８図及び第９図に示す３相直流モータ５があ
る。

この直流モータ５は固定側となる円環状のステータヨー
ク６（モータ本体を構成している）の内面に１２０度の
開角幅に形成されたＮ極とＳの磁極を有する２極の界磁
７Ｎ、７Ｓを固定している。該界磁７Ｎ、７Ｓと径方向
の空隙を介して等間隔に放射方向に延びて形成された３
個のＴ字型突極８−１．８−２．８−３それぞれに電機
子コイル９−１．．９−２．９−３を巻装して形成した
３突極形ロ一タ電機子１０を回動自在に設（プでいる。

該ロータ電機子］０に３セグメントの整流子片１１−１
．１１−２．１．１−３からなる整流子１］を設け、該
整流子１１に１８０度の開角て配設されたそれぞれ直流
電源の正側端子、負側端子に接続された２つのブラシ１
．２−１．　１２−２を摺接して整流するように構成し
た３突極形の構造となっている。

尚、Ｔ字型突極８−１．８−２．８−３それぞれの周方
向の開角は、１０５度に形成し、１２０度のピッチで形
成したものとなっている。

このような構造の３相直流モータ５は、ｆ＃造も簡単て
安価に量産され、しかも効率も比較的は良好なため、従
来より比較的安価な装置に多用されている有用なもので
ある。

しかしなから、この直流モータ５の場合にも上記コアレ
スモータ２同様にフランと整流子を用いて整流を行って
いるため、寿命か短い欠点がある他１回転子を構成する
電機子の構成が複雑になる欠点かる。

一般にページャなとては、これに用いる直流モータの寿
命は、蒸捏必要てないか、ページャ以外の他の装置にあ
っては、長寿命か期待される場合か多々あり、これら多
くの装置にも適用できるようにリーるには、当該直流モ
ータとしては、フラシレスモークを用いるのが望ましい
。

尚、ページャの場合にあっては、従来の警報音を発生さ
せるものと異なり、振動で知らせる構造にした場合は、
かかるページャの振動は２人体に心地良い振動となり、
マッザーシ効果なとの精神的１人体的に好ましい効果を
期待てきるため、従来の音響を警報として与えるページ
ャと異なりスイッチを切らすに長時間作動させておくケ
ースも多々有り、更には、スイッチを切り換えて受信を
行わすにマツサージ等のハイフレータ効果を楽しむこと
も期待されている。

このような事情も手伝って、ページャ用の直流モータは
、益々長寿命化か期待されるようになってきた。

この意味でも、ページャ用の直流モータとしては、マグ
ネッ１〜か回転する構造のフラシレスモータにする事か
有利な場合も多々ある。

ここに、単に回転するな（プて良いようなブラシレスモ
＝りとしては、安価に形成できる単相ブラシレスモータ
とすることか望ましい。

しかしなから、単相ブラシレスモータは死点を持つため
に、他に適宜な自起動処理手段を用いな（つれば、自起
動できない欠点かある。

［発明の課題］ 本発明の課題は、かかるページャ用などに用いて有用な
長寿命化の期待てきる単相ブラシレス振動モータを得る
ことを課題に成されたものである。

特に本発明は、上記事情に基づいて成された単相ブラシ
レス振動モータで、マクネットロタを回転子として用い
ると共に、固定子の構造共に簡単にすることで、そのモ
ータを非常に構造が簡単で、特別構成の厄介な自起動処
理手段を設（プる事無く、マグネットロータを最も望ま
しい位置に迅速且つ確実に移動させて自起動できるよう
にすると共に、大きな振動力が得られるようにし２更に
小型且つ安価に量産できるページャその他多くの装置に
用いるのに適した単相ブラシレス振動モータを得ること
を課題に成されたものである。

［発明の課題達成手段］ かかる本発明の課題は、Ｎ極、ｓｉｉの磁極を２ｎ（ｎ
は１以上の整数）個有するマクネットロタを偏心振動し
て回転するように回動自在に支持し、該マグネットロー
タと空隙を介して対向する磁性体からなるモータケース
側にコアレス構造の電機子コイルを同相位置に１以−ト
装置して形成したコアレスステータ電機子を設り、該ス
テータ電機子側に１個の位置検知素子を設け、無通電時
に自起動できる位置に上記マグネットロータを磁気的に
吸引して停止位置させるための第１の永久磁石を上記モ
ータケース側に設り、該第１の永久磁石を上記電機子コ
イルの発生１〜ルクに寄与する導体部の側面部からマグ
ネットロータの回転方向と反対方向に２分の］磁極の幅
だ＋−１進んだ範囲の間の位置若しくは該位置と同相位
置に１以上配置し、無通電時において上記第１の永久磁
石によって上記マグネジ１〜ロータが自起動できる位置
に位置するように磁気的に上記マグネジ１〜ロータを反
発させるために第１の永久磁石と反対の磁極の第２の永
久磁石を上記第１の永久磁石の上記マグネットロータへ
の磁気的吸引力よりも弱くなる位置に配設することによ
って達成できる。

［発明の実施例］ ［発明の第１実施例］ 第１図は本発明の第１実施例としての単相ブラシレス振
動モータ１４の縦断面図、第２図は第１図の単相ブラシ
レスモータ１４の横断面図、第３図ははステータ電機子
１６を構成する空心型の電機子コイル１７の斜視図、第
４図はマグネットロータ１８を持つ回転子１９の斜視図
、第５図はマグネットロータ１８と電機子コイル１７と
の展開図である。

以下第１図乃至第５図を参照して説明すると。

本発明の第１実施例の直径７ｍｍ〜］　Ｏｍｍ程度の単
相ブラシレス振動モータ１４は、磁性体からなる円筒型
モータケース１５くステータヨークを構成する）の内面
には、軸方向の発生トルクに寄与する導体部１７ａと１
７ｂの開角が１８０度に形成された第３図に示すような
１個の空心型の横断面Ｃ型のコアレス構造の電機子コイ
ル１７が固定されてコアレスステータ電機子１０を形成
している。

電機子コイル１７の回転軸３と平行な電機子コイル１７
の導体部１−７　ａ及び１７ｂは２発生トルクに寄与す
る導体部となっていて１回転軸３と直角な導体部１７ｃ
及び］、　７　ｄは１発生トルクに寄与しない導体部と
なっている。

ステータ電機子１６側の上記電機子コイル］７の導体部
１７ａまたは１７ｂと同相の位置となるモータケース１
５の下部に配設したプリント基板２１の上記マグネット
ロータ１８の磁束を検出てきる位置にポール素子やポー
ルＩＣ等の位置検知素子２０を一個配設している。

上記電機子コイル１７の端子は、上記プリント基板２１
に形成した図示しないプリントパターンに電気的に接続
され、該プリント基板２１に配設された図示しない駆動
回路（第５図に示す駆動回路２７）に電気的に接続され
ている。上記プリント基板２１に接続されたリード線２
３は、モータケース１５の下部に装着された下部キャッ
プ２２に設けた透孔を介して外部に引き出している。

該ステータ電機子１６と径方向の空隙を介してそれぞれ
１８０度の開角幅に着磁形成されたＮ極とＳｆｉの磁極
１．８Ｎ、１８Ｓを有する２極のマグネットロータ１８
を有する回転子１つをステータ電機子１６と相対的回転
をなすように２回転子１９に設けた回転軸３を上部キャ
ップ２８に取り付けた軸受２４と下部キャップ２２に取
り付けた軸受２５によって回動自在に設けている。

該回転子１９は、マグネットロータ１８が偏心振動して
回転するように回転軸３を回転子１つの中心からずらせ
た偏心した位置に取り付けている。

このように形成した単相ブラシレスモータ１４では、−
相分の図示しない駆動回路（第５図の駆動回路２７）と
、１個の位置検知素子２ＯＬがないため、この構造のま
までは、自起動することができない。

このため自起動できるようにするため、無通電時に自起
動できるモータケース１５の内面位置に上記マグネット
ロータ１８を磁気的に吸引停止させて自起動できる位置
に位置させるために、マグネットロータ１８の偏心量の
大きい当該マグネットロータ１８の磁極（この実施例で
はＮ極１８Ｎ）と磁気的に吸引するＳ極の永久磁石３０
を固定している。該Ｓ極の永久磁石３０は、マグネット
ロータ１８か望ましく自起動でき、起動時におけるロス
か少なく、最高効率の単相ブラシレス振動モータ１１１
を得るために、上記ステータ電機子１６を構成側る電機
子コイル１７の発生トルクに寄与する導体部１７ａ（ま
たは／及び１７ｂでも良い）のマグネットロータ１８の
回転方向く第２図において矢印Ａ方向）と反対側の側面
部からマグネットロータ１８の回転方向と反対方向に２
分の１磁極幅、即ち９０度の角度幅たけ矢印Ａ方向と反
対側に進んだ範囲の間のモータケース１５位置若しくは
該位置（望ましくは、上記導体部１７ａから４５度の角
度たり反矢印Ａ方向に進んだ位置）と同相位置く例えは
、第２図において点線囲い部２６で示すような位置が該
当する）に１以上形成している。

また本発明では、起動時に於いてマグネットロータ１８
のＮ極とＳ極の永久磁石３０とが磁気的に吸引しあって
いて、当該マクネットロ−タ１８自起動できる位置に停
止していることか望ましい。このことは、マグネットロ
ータ１８の回転中においても、このような状態に迅速に
なるようにすることか、係る単相ブラシレス振動モータ
１４を振動効率の高いものを形成する。

この為に、無通電時においてＳ極の永久磁石３０によっ
て」二記マクネッ１へロータ］８か自起動できる位置に
位置するように磁気的に上記マグネットロータ１８を反
発させるために上記Ｓ極の永久磁石３０と反対の磁極の
Ｎ極の永久磁石３］を上記Ｓ極の永久磁石３０の上記マ
クネットロタ１８のへ磁気的吸引力よりも弱くなる位置
に即ち、上記Ｓ極の永久磁石３０と１８０度対称なモー
タケース１５の内面位置に固定している。

係るＳ極の永久磁石３０があるために、無通電時（停止
時）及び回転中においては、磁気空隙を介してＳ極の永
久磁石３０とマグネッ１〜Ｉコータ１８のＮ極１．８　
Ｎとが磁気的に吸引し合うので。

更にはマグネットロータ１８のＳ極１８ＳとＳ極の永久
磁石３０か磁気的に反発するので、当該マグネットロー
タ１８の自起動並ひに回転続行が可能になる。また上記
Ｎ極の永久磁石３１かあるために、無通電時（停止時）
及び回転中においては、磁気空隙を介してＮ極の永久磁
石３］とマグネットロータ１８のＳ極１８Ｎとが磁気的
に反発し合うので、更にはマグネットロータ１８のＳ極
１−８　ＳとＮ極の永久磁石３１か磁気的に吸引するの
で、マグネットロータ１８の自起動を助（つると共に、
急速にマグネットロータ］８か回転続行できる位置に磁
気的に回転移動させることになる。

第５図を参照して、マグネットロータ１５と電機子コイ
ル１７との展開図を説明すると、全点線で描いた位置に
電機子コイル５はＳ極の永久磁石３０によって、無通電
時に磁気的に吸引位置させられて停止している状態を示
す。すなわち、起動時にはマグネットロータ］８は、電
機子コイル１７か点線に示ず状態の位置に停止している
。このときには９位置検知素子２０もマクネットロタ１
８の磁極（第５図においてはＮ極１８Ｎ）を検出してお
り、信号を出せる状態にあるので、この状態の時、駆動
回路２７を介して電機子コイル］７に通電すれは、フレ
ミングの左手の法則に従って回転トルクが発生できる状
態にある。

しかもタネットロータ１８は４５度回転した状態て、最
大起動トルクか得られる状態になるので、起動時におけ
るロスが少なく、効率の良い単相フラジし・ス振動モー
タ１１１を得ることかできる。尚、符号２９−１．．２
］−２は、それぞれ正側電源端子、負側電源端子を示す
。

したかって２位置検知素子２０からの信号に基づいて駆
動回路２７によって電機子コイル１７に通電すれは、マ
グネットロータ１８か矢印Ａ方向に回転し、当該ダネッ
トロータ］８か少し回転ずれは、実線で示す電機子コイ
ル１７とマグネットロータ１８との対応状態になるので
、このときに最大トルクが発生して回転を続行する。マ
グ岑ットロータ１８が回転していき、死点位置に対応し
た場合でも、マグネットロータ１８は偏心して振動回転
していることと、慣性により回転し続けることと、更に
は、Ｎ極の永久磁石３］の磁気的反発作用とＳ極の永久
磁石３０の磁気的な吸引力により、磁気的にマグネット
ロータ１８が反発・吸引されて死点位置を脱出し、直く
に位置検知素子２０がマグネットロータ１８の磁極を検
出して信号を出すことかてきる位置に回転するので、電
機子コイル］７には所定方向の通電か成され、マグネッ
トロータ１８は回転を続行し続ける。

尚、マグネットロータ１８は、永久磁石３１の磁気的な
反発力及び永久磁石３０の磁気的な吸引力が加味される
と共に、偏心して回転軸３に収り刊けられているため、
大きな偏心振動を行いながら回転する。この為、第７図
に示したと同じように回転軸３に偏心錘を構成する旋回
板４を取り付けておりは、その偏心振動も大きくなり、
従って、大きな振動か期待されている装置に最適な小型
の単相フラシレスモーク］４を得ることができる。

尚１本発明の場合の単相ブラシレス振動モータ］４にお
いては、大きな振動力を発生させることが可能ななめ、
第１図に示したように回転軸３をモータ１４本体から突
出させ、該突出した回転軸３にわざわざ旋回板４を取り
付Ｕなくても、マグネットロータ１８は大きく偏心振動
して回転するため、軸方向並びに回転方向に大きな振動
を発生するので、−第１図に示すように回転軸３を単相
ブラシレス振動モータ１４本体から突出させる必要が無
く、旋回板４をも不要にできるなめ当該単相ブラシレス
振動モータ］４を軸方向に小型に形成でき、且つ容易に
量産できる。

また回転軸３をモータ１４本体から突出させなくて良い
なめ、上記のようにその分だけ、軸方向に短く当該モー
タ１４を構成できるが、逆に短く形成できる分だり、当
該モータ１４を長く形成すれば、より大きなトルクが発
生し、従って、より大きな振動力を発生させることも可
能である。

［発明の第２実施例］ 第６図は１本発明の第２実施例を示す単相ブラシレスモ
ーフ振動１４″の横断面図である。

第１実施例に示した単相ブラシレスモータ１４ては１回
転子１つを構成するマグネットロータ１８の中心からす
らした位置に回転軸３を固定することて、偏心振動して
当該マグネットロータ１８が回転するようにしたか、こ
の第２実施例の単相ブラシレスモーフ１４′では、予め
、マグネットロータ１８°そのものの形状を一部削除し
て偏心して回転ｊるように構成したものとなっている。

このように構成したマグネットロータ］８°を用いてい
るため１回転軸３はマグネットロータ１８′の中心に位
置するように取り（＝ｊけて回転子１９′を構成してい
る。

ステータ電機子１６′は１発生トルクに寄与する導体部
の開角が１８０度の開角幅よりも若干狭く形成された２
個の空心型の電機子コイル１７″−１，１７’　−２を
互いに重ならないように隣接してモータケース１５′の
内面に配設し。

モータケース１５′の第１実施例で示した条件と同じ位
置にＳ極の永久磁石３０と、Ｎ極の永久磁石３１を配設
固定している。

この単相ブラシレスモーフ１４′の回転する原理につい
ては、上記単相ブラシレスモータ１４と同じなので、そ
の説明は省略する。

［発明のその他の実施例］ 上記実施例においては、マグネッ）・ロータを自起動さ
せるために永久磁石を用いて構成したが。

同様な目的を達成できる位置にレラクタンストルク発生
部材を形成して、これによる作用を加味するようにして
も良い。

又互いに反対の磁極を有する永久磁石を２個用いた例を
示したが、２個以上用いても良い。

更に又、上記実施例では１極又は２極のマグネットロー
タを示し、１個または２個の電機子コイルからなるコア
レスステータ電機子を用いた例を示したが、これに限定
されるものではなく２ｎ（ｎは１以上の整数）極のマグ
ネットロータとｍ（ｍは１以上の整数）個の電機子コイ
ルからなるコアレスステータ電機子を用いて構成しても
良い またマグネットロータは、Ｎ極、Ｓ極の磁極が一体形成
されたものを示したか、互いに分離されたセグメントか
らなるものであっても良いことは言うまでもない。

又電機子コイルも最適形状のものを示したが。

上記で示した電機子コイルに限定されるものでない。

［発明の効果］ 本発明は、マグネットロータを偏心振動するように回動
自在に支持し、且つ小さな２種類の永久磁石を適した位
置に配設Ｖるたけて、自起動できる単相ブラシレス振動
モータを小型且つ安価に量産製造することができる効果
がある。

しかも、この場合１回転軸に旋回板を固定すれば、更に
振動効果を増大させることができるが。

モータそのものが偏心振動する構造となっているので７
回転軸をモータ本体から突出させ、該突出した回転軸に
わされさ旋回板を取り付けなくても、マグネットロータ
は大きく偏心振動して回転するため、軸方白亜ひに回転
方向に大きな振動を発生ずる。従って２回転軸を単相ブ
ラシレス振動モータ本体から突出させる必要か無く、旋
回板をも不要にできるため当該穿相ブラシレス振動モー
タを軸方向に小型に形成でき、且−）容易に量産てきる
。

また回転軸をモータ本体から突出させなくて良いため、
上記のようにその分だ（１，軸Ｊｊ向に短く当該モータ
を構成てきるが、逆に短く形成できる分だ（１，当該モ
ータを長く形成すれは、より大きなトルクが発生し、従
って、より大きな振動力を発生させることも可能である
。

以」二のように本発明の単相ブラシレス振動モータは、
単に長井命であるな（プてなく、ページャ等の大きな振
動を期待される装置に用いて有用で充分な性能のものを
得ることかできる効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の単相］’ｉシレス振動モー
タの縦断面図、第２図は第１図のφ−相フラシレスモ−
夕の横断面図、第３図は電機子コイルの斜視図、第４図
は２極のマクイ・ットロータを持つ回転子の斜視図、第
５図は第４図のマクネット＋７−タと第４図の電機１′
−コイルとの展開図、第６図は本発明の第２実施例を示
す中、相ブラシレス振動モータの横断面図、第７図は従
来の直流振動モータの説明図、第８図は従来の３突極形
の３相直流モータの分解斜視図、第９図は直流振動モー
タのに部のフラシポルダ−キへ・ツブを外した状態にお
いて（但し、フラジは描いでいる〉」ユ面から見た場合
のモ面図である。 「符号の説明」 １　・・直流振動モータ、２・　　カップ型コアレスモ
ーク、３　・　回転軸、４・・　旋回板（偏心錘）、５
・　　３相直流モータ ６　　　スデータヨ−り、７Ｎ　　　Ｎ極の界磁、７Ｓ
　　・　Ｓ極の界磁 ８−１．８−２．８−３　　・　Ｔ字型突極９−１．９
−２．９−３・　　電機子コイル１０　・・３突極形ロ
一タ電機子、１１・流子、１１−１．１　］、−］２．
１１−３子片、１２−１．１２２　　・・フラジ１．４
，１４°　　・・単相フラシレスモーク１５・・・円筒
型モータケース １．６１．６’　　・・・ステータ電機子１７．１７’
−］、１７’　−２ ル　１８　１８’　　・・・マクネット口１９　１９’
　　・・・回転子、２０ 素子、２１・・・プリント基板 キャップ、２３　・・リート線 ２４．２５・・　軸受、２Ｇ・　・点線囲い部。 ２７・・　駆動回路、２８・　・上部キャップ２９−１
・・・正側電源端子、２９−２側電源端子、３０・　・
Ｓ極の永久磁石３１・　　Ｎ極の永久磁石。 負 ・整流 電機子＝１イ タ 位置検知 ２２−　・下部 整 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎ極，Ｓ極の磁極を２ｎ（ｎは１以上の整数）個
   有するマグネットロータを偏心振動して回転するように
   回動自在に支持し，該マグネットロータと空隙を介して
   対向する磁性体からなるモータケース側にコアレス構造
   の電機子コイルを同相位置に１以上配置して形成したコ
   アレスステータ電機子を設け，該ステータ電機子側に１
   個の位置検知素子を設け，無通電時に自起動できる位置
   に上記マグネットロータを磁気的に吸引して停止位置さ
   せるための第１の永久磁石を上記モータケース側に設け
   ，該第１の永久磁石を上記電機子コイルの発生トルクに
   寄与する導体部の側面部からマグネットロータの回転方
   向と反対方向に２分の１磁極の幅だけ進んだ範囲の間の
   位置若しくは該位置と同相位置に１以上配置し、無通電
   時において上記第１の永久磁石によって上記マグネット
   ロータが自起動できる位置に位置するように磁気的に上
   記マグネットロータを反発させるために第１の永久磁石
   と反対の磁極の第２の永久磁石を上記第１の永久磁石の
   上記マグネットロータのへ磁気的吸引力よりも弱くなる
   位置に配設してなる，単相ブラシレス振動モータ。
2. （２）上記マグネットロータは，偏心振動して回転する
   ような形状に形成してなる，特許請求の範囲第（１）項
   記載の単相ブラシレス振動モータ。
3. （３）上記マグネットロータは，偏心振動して回転する
   ように回転軸を偏心した位置に設けてなる，特許請求の
   範囲第（２）項記載の単相ブラシレス振動モータ。