特許 6882883 磁気治療用扁平モーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6882883

(24)【登録日】2021年5月11日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】磁気治療用扁平モーター

(51)【国際特許分類】

   H02K 23/54 20060101AFI20210524BHJP

   H02K 5/02 20060101ALI20210524BHJP

   A61N 2/12 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   H02K23/54

   H02K5/02

   A61N2/12

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-242950(P2016-242950)

(22)【出願日】2016年12月15日

(65)【公開番号】特開2018-98956(P2018-98956A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】301000398

【氏名又は名称】平塚 靖宣

(74)【代理人】

【識別番号】100076255

【弁理士】

【氏名又は名称】古澤 俊明

(72)【発明者】

【氏名】平塚 靖宣

【審査官】 末續 礼子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−１２９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−０９０６９３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１６５８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ２３／５４

Ａ６１Ｎ ２／１２

Ｈ０２Ｋ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円板状の磁性体ケースと、
この磁性体ケースに絶縁薄板を介在して一体に設けた静磁束が発生するマグネットからなるステーターと、
このステーターの中心位置となるように前記磁性体ケースに立設した軸体と、
この軸体の外周に回転自在に設けられ、前記磁性体ケースの上の前記絶縁薄板の導電パターンに設けたブラシと接離する整流子を有する回転筒部と、
この回転筒部に、前記ステーターと上下に対向して隙間をもって設けられ、電機子コイルからなり回転により交番磁界の動磁束が発生するローターと、
これらステーターとローターとを被覆して全体をコイン型とするように前記磁性体ケースに取り付けられ、磁束密度の変化でうず電流が生じる非磁性金属からなる非磁性体ケースと、
前記電機子コイルに前記ブラシと前記整流子を介して接続される直流電源と、
からなり、
前記ステーターを構成する前記マグネットは、所定の円周角度毎に上下交互にＮ極とＳ極に磁化されて組み合わされた内周に前記ブラシを逃げる孔を有する扁平なドーナツ型からなり、
前記ステーターの磁束の作用により回転する前記電機子コイルに発生した動磁束と、この動磁束と前記うず電流とに影響されて前記マグネットの静磁束から変化した動磁束とを前記非磁性体ケースを透過して患部に放射するようにした
ことを特徴とする磁気治療用扁平モーター。

【請求項2】

前記磁性体ケースは、外周縁の一部に突出してリード線引出し部を一体に設け、このリード線引出し部を設けた前記ステータ側の面に、前記絶縁薄板を嵌め込む嵌め込み溝が前記リード線引出し部から中心部に形成され、前記嵌め込み溝に位置決め突起を形成し、前記絶縁薄板に軸逃げ孔と位置決め孔を形成し、前記嵌め込み溝に前記絶縁薄板を嵌合して前記軸逃げ孔に前記軸体を嵌合するとともに、前記位置決め孔に前記位置決め突起を嵌合したとき、前記導電パターンを前記磁性体ケースと同一面としたことを特徴とする請求項１記載の磁気治療用扁平モーター。

【請求項3】

前記非磁性体ケースを形成する非磁性金属は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気治療用扁平モーター。

【請求項4】

前記ローターに、マッサージ器としての振動発生用の偏心ウェイトを連結してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載の磁気治療用扁平モーター。

【請求項5】

磁気治療用扁平モーターと略同形の前記直流電源としてのコイン型電池を横方向又は縦方向に具備したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の磁気治療用扁平モーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流モーターからの漏洩磁気を利用したコイン型の磁気治療用扁平モーターに関するものである。

【背景技術】

【0002】

コインタイプ振動モーターが知られている（特許文献１）。
図７に示すように、ブラケット４６の上部中央にシャフト４２が立設され、前記ブラケット４６の上面に、シャフト４２と離隔され、前記シャフト４２の外側周を囲むドーナッツ状のマグネット４５が設置される。前記マグネット４５間の空間には、曲げ部を備えたブラシ４８が、上側の整流子基板４９と接触する。
また、前記整流子基板４９は、回転子４１の背面に備えられ、前記回転子４１は、マグネット４５の上側に位置し、軸受４３に支持され、シャフト４２を中心として回転し、前記整流子基板４９が位置する回転子４１の上面には巻線コイル４４が分離形成され、これらの間で偏心力を作用させるための重量体５０が設置される。

【0003】

また、一般的に、コインタイプ振動モーターのブラケット４６の上面に形成された下部の印刷回路基板４７と電源を連結するため、リードワイヤを用いる。
最後に、前記ブラケット４６の上部は、ケース４０と結合され、相互の間に空間部を形成する。

【0004】

上記コインタイプ振動モーターの動作について説明する。
振動モーターに外部電源が加えられれば、前記ブラシ４８と整流子基板４９を介して、偏心された回転子４１内に配置された巻線コイル４４に電流が流れることになり、マグネット４５とケース４０とでなされた界磁との相互作用により、前記重量体５０により偏心された回転子４１が、軸受４３を挟み前記シャフト４２の周囲を回転することにより、振動が誘発される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−２８５００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載のコインタイプ振動モーターは、移動端末機等のサイレントモーターとして使用されている。このモーターは、小型で、磁気を発生するものであるから、本発明者は、この種の扁平なコイン型のモーターを磁気治療器として有効利用することに思い至った。
しかし、このコインタイプ振動モーターは、振動を発生する重量体を効率的に回転させるために、前記ケースは、磁性体からなり、マグネットの全周囲を包囲し、磁束を集中させるためのヨークとして機能しているので、大気中に漏洩する磁束は、極めて少ない。
したがって、このコインタイプ振動モーターは、磁気治療器としては、そのまま転用することができないという問題があった。
本発明は、静磁場として機能するマグネットと、動磁場として機能する電機子コイルを有するコインタイプのモーターを磁気治療器として利用することができる磁気治療用扁平モーター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】

【0007】

本発明の磁気治療用扁平モーターは、
円板状の磁性体ケース１８と、
この磁性体ケース１８に絶縁薄板２２を介在して一体に設けた静磁束が発生するマグネット１０ａからなるステーター１０と、
このステーター１０の中心位置となるように前記磁性体ケース１８に立設した軸体１３と、
この軸体１３の外周に回転自在に設けられ、前記磁性体ケース１８の上の前記絶縁薄板２２の導電パターン１９に設けたブラシ１６と接離する整流子１５を有する回転筒部１４と、
この回転筒部１４に、前記ステーター１０と上下に対向して隙間をもって設けられ、電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃからなり回転により動磁束が発生するローター１１と、
これらステーター１０とローター１１とを被覆して全体をコイン型とするように前記磁性体ケース１８に取り付けられ、磁束密度の変化でうず電流が生じる非磁性金属からなる非磁性体ケース１２と、
前記電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに前記ブラシ１６と前記整流子１５を介して接続される直流電源２９と、
からなり、
前記ステーター１０を構成する前記マグネット１０ａは、所定の円周角度毎に上下交互にＮ極とＳ極に磁化されて組み合わされた内周に前記ブラシ１６を逃げる孔を有する扁平なドーナツ型からなり、
前記ステーター１０の磁束の作用により回転する前記電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに発生した動磁束と、この動磁束と前記うず電流とに影響されて前記マグネット１０ａの静磁束から変化した動磁束とを前記非磁性体ケース１２を透過して患部に放射するようにした
ことを特徴とする.。

【0008】

前記磁性体ケース１８は、外周縁の一部に突出してリード線引出し部２３を一体に設け、このリード線引出し部２３を設けた前記ステータ側の面に、前記絶縁薄板２２を嵌め込む嵌め込み溝２５が前記リード線引出し部２３から中心部に形成され、前記嵌め込み溝２５に位置決め突起３０を形成し、前記絶縁薄板２２に軸逃げ孔３２と位置決め孔３１を形成し、前記嵌め込み溝２５に前記絶縁薄板２２を嵌合して前記軸逃げ孔３２に前記軸体１３を嵌合するとともに、前記位置決め孔３１に前記位置決め突起３０を嵌合したとき、前記導電パターン１９を前記磁性体ケース１８と同一面とした
ことを特徴とする。

【0009】

前記非磁性体ケース１２を形成する非磁性性金属は、アルミニウムからなることを特徴とする。

【0010】

前記ローター１１に、マッサージ器としての振動発生用の偏心ウェイトを連結してなることを特徴とする。

【0011】

磁気治療用扁平モーター９と略同形の前記直流電源としてのコイン型電池２９を横方向又は縦方向に具備したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

請求項１記載の発明によれば、
円板状の磁性体ケースと、
この磁性体ケースに絶縁薄板を介在して一体に設けた静磁束が発生するマグネットからなるステーターと、
このステーターの中心位置となるように前記磁性体ケースに立設した軸体と、
この軸体の外周に回転自在に設けられ、前記磁性体ケースの上の前記絶縁薄板の導電パターンに設けたブラシと接離する整流子を有する回転筒部と、
この回転筒部に、前記ステーターと上下に対向して隙間をもって設けられ、電機子コイルからなり回転により交番磁界の動磁束が発生するローターと、
これらステーターとローターとを被覆して全体をコイン型とするように前記磁性体ケースに取り付けられ、磁束密度の変化でうず電流が生じる非磁性金属からなる非磁性体ケースと、
前記電機子コイルに前記ブラシと前記整流子を介して接続される直流電源と、
からなり、
前記ステーターを構成する前記マグネットは、所定の円周角度毎に上下交互にＮ極とＳ極に磁化されて組み合わされた内周に前記ブラシを逃げる孔を有する扁平なドーナツ型からなり、
前記ステーターの磁束の作用により回転する前記電機子コイルに発生した動磁束と、この動磁束と前記うず電流とに影響されて前記マグネットの静磁束から変化した動磁束とを前記非磁性体ケースを透過して患部に放射するようにしたので、次の効果を有する。
（１）外形がコイン型で扁平であり、どのような患部にも貼着が容易で、磁気治療器として有効である。
（２）電機子コイルで発生する交番磁界がマグネットによる前記静磁束に影響して静磁束が強められたり、弱めたりする時間的に変化する動磁束となって大気に放出される。したがって、この動磁束が、血液中のイオンの流れを活発にして血液の流れをよくする。さらに、重量のあるマグネットを固定し、軽量の電機子コイルを回転するので、電池の消費量が少なく、長時間の使用が可能となる。
（３）本発明による磁気治療用扁平モーターは、マグネットがステーターとなる磁石固定型であり、モーターの近くに磁性体があってマグネットで磁性体を引き付けてモーターとしての機能が損なわれることがあっても磁気治療器として十分な効果が得られる。
（４）前記非磁性体ケースは、非磁性の導電性金属からなるので、うず電流が生じて、磁束の変化をより複雑にすることができる。

【0013】

請求項２記載の発明によれば、
前記磁性体ケースは、外周縁の一部に突出してリード線引出し部を一体に設け、このリード線引出し部を設けた前記ステータ側の面に、前記絶縁薄板を嵌め込む嵌め込み溝が前記リード線引出し部から中心部に形成され、前記嵌め込み溝に位置決め突起を形成し、前記絶縁薄板に軸逃げ孔と位置決め孔を形成し、前記嵌め込み溝に前記絶縁薄板を嵌合して前記軸逃げ孔に前記軸体を嵌合するとともに、前記位置決め孔に前記位置決め突起を嵌合したとき、前記導電パターンを前記磁性体ケースと同一面とした扱いやすく、患部に複数個を貼り付けることができる。

【0014】

請求項３記載の発明によれば、
前記非磁性体ケースを形成する非磁性金属は、アルミニウムからなるので、大気に放出される磁束量が多くなり、磁気治療用として好適である。また、非磁性の導電性金属からなるときは、うず電流が生じて、磁束の変化をより複雑にすることができる。

【0015】

請求項４記載の発明によれば、
前記ローターに、マッサージ器としての振動発生用の偏心ウェイトを連結してなるので、血液中のイオンの流れを活発にして血液の流れをよくするだけでなく、打撃によるマッサージ効果を付加することができる。

【0016】

請求項５記載の発明によれば、
磁気治療用扁平モーターと略同形の前記直流電源としてのコイン型電池を横方向又は縦方向に具備したので、磁気治療用扁平モーターに略同形のコイン型電池を組み合わせても小型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の磁気治療用扁平モーターの実施例１を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図2】本発明の磁気治療用扁平モーターを構成するローターの平面図である。

【図3】本発明の磁気治療用扁平モーターを構成するステーター（マグネット）と、表面に導電パターンを形成した絶縁薄板と、磁性体ケース（ヨーク）の分解斜視図である。

【図4】本発明の磁気治療用扁平モーターに電池を横方向に一体に並べて配置した例を示す平面図である。

【図5】図４に示した本発明の磁気治療用扁平モーターを患部に貼着した断面図である。

【図6】本発明の磁気治療用扁平モーターに電池を縦方向に一体に重ねて配置し、患部に貼着した例を示す平面図である。

【図7】従来のコインタイプ振動モーターの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明による磁気治療用扁平モーターは、磁性体ケース１８に設けたドーナツ状で扁平なマグネットからなるステーター１０と、このステーター１０の中心位置となるように前記磁性体ケース１８に立設した軸体１３と、この軸体１３の外周に回転自在に設けられ、前記磁性体ケース１８の上の絶縁薄板２２の導電パターンに設けたブラシ１６と接離する整流子１５を有する回転筒部１４と、この回転筒部１４に、前記ステーター１０と隙間をもって設けられた電機子コイルからなるローター１１と、これらステーター１０とローター１１とを被覆して全体をコイン型とするように前記磁性体ケース１８に取り付けられた非磁性体ケース１２とで構成される。

【0019】

前記磁性体ケース１８に非磁性体ケース１２を被せた全体の形状が直径５〜３０ｍｍ、高さ１．５〜１５ｍｍ、より好ましくは、直径８〜２０ｍｍ、高さ２〜８ｍｍの範囲のコイン型とする。
前記非磁性体ケースは、プラスチック又は非磁性の導電性金属で構成する。
前記磁性体ケース１８には、絶縁薄板２２に導電パターン１９とブラシ１９を設ける。

【0020】

前記ローター１１に、マッサージ器としての振動発生用の偏心ウェイトを連結してもよい。
磁気治療用扁平モーター９と略同形のコイン型電池２９を横方向又は縦方向に具備せしめることができる。

【実施例1】

【0021】

本発明による磁気治療用扁平モーターの実施例１を図１〜図３に基づき説明する。
１０は、ステーターで、このステーター１０は、図３に示すように、ドーナツ型のマグネット１０ａが磁性体ケース（ヨーク）１８の上に絶縁薄板（フレキシブル板）２２を介在して一体に設けられている。
前記磁性体ケース１８は、直径約１２．０ｍｍ、厚さ約０．２５ｍｍで、外周縁の一部に突出してリード線引出し部２３を一体に設け、また、表面には、深さ０．１ｍｍ程度の浅い嵌め込み溝２５が前記リード線引出し部２３から中心部に形成されている。前記嵌め込み溝２５の中心部には、軸受１７により軸体１３が設けられている。この軸体１３は、回転してもしなくてもよい。
前記絶縁薄板２２は、厚さ約０．１ｍｍの薄くて、かつフレキシブルな円形の絶縁板からなり、表面の両縁部に沿って２個のリード線２０と導電パターン１９が形成され、前記２個のリード線２０は、導線引出し部３３から外部に引き出される。この２個の導電パターン１９には、それぞれ導電性のブラシ１６が図３に示すように、９０度の位相角をもって設けられている。この絶縁薄板２２を前記嵌め込み溝２５に嵌め込むと、位置決め孔３１に、前記磁性体ケース１８の位置決め突起３０が嵌合し、軸逃げ孔３２に、前記軸受１７が遊嵌し、導電パターン１９は、前記磁性体ケース１８と同一面となる。
前記マグネット１０ａは、厚さ約０．９ｍｍ×外周直径約１０．６ｍｍで、内周に前記ブラシ１６を逃げるだけの孔を有するドーナツ型で、一側面がＮ極、他側面がＳ極であり、かつＮ極とＳ極が円周方向に９０度ずつ交互に組み合わされている。９０度に限らず、１８０度ずつであってもよい。

【0022】

１１は、ローターで、このローター１１は、図１及び図２に示すように、位相角１２０度の間隔で３個の電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを非磁性体のコイル支持部材２１にて樹脂モールドにより、厚さ約０．９ｍｍ×直径約１１．２ｍｍに形成したものである。前記コイル支持部材２１の中央部下面には、円形凹部３４を設け、さらにこの円形凹部３４の中心部には、前記軸体１３に嵌合する回転筒部１４が設けられている。この回転筒部１４は、軸体１３の外周で回転するものであってもよいが、軸体１３と一体に回転するものであってもよい。
この回転筒部１４の外周には、軸方向に６つに分割された整流子１５が設けられ、この整流子１５の上端部には、配線板２８を介して前記３個の電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに接続され、また、整流子１５の下端部では、前記２個のブラシ１６に摺動自在に接触している。

【0023】

１２は、厚さが約０．２５ｍｍのプラスチック、アルミニウムその他の非磁性体ケースで、この非磁性体ケース１２は、上面が閉じ、下面が開口した直径が約１２．０ｍｍの円形筒状をなしている。

【0024】

前記磁性体ケース１８の上の軸体１３にローター１１の回転筒部１４を嵌合すると、軸受１７と回転筒部１４の下端が密着し、ステーター１０とローター１１との隙間が約０．２５ｍｍとなる。さらに軸体１３にワッシャ３５を介して非磁性体ケース１２を被せると、ローター１１と非磁性体ケース１２の下面との隙間が約０．２５ｍｍとなり、磁気治療用扁平モーター９の全体の高さが約２．８ｍｍで、直径が約１２．０ｍｍとなる。

【0025】

以上のように構成された磁気治療用扁平モーター９は、図４に示すように、この扁平モーター９と略同一形状のコイン型の電池２９を横方向に並べてリード線２０で接続し、全体を非磁性体の薄いカバー３８で被覆することで、縦×横×高さ＝１５×３０×４ｍｍ程度の磁気治療器が得られる。
また、図６に示すように、この扁平モーター９と略同一形状のコイン型の電池２９を縦方向に重ねてリード線２０で接続し、全体を非磁性体の薄いカバー３８で被覆することで、縦×横×高さ＝１５×１５×１０ｍｍ程度の磁気治療器が得られる。

【0026】

この磁気治療用扁平モーターを患部２４に接触して貼着する。貼着するには、両面粘着シート３６を使用したり、磁気治療用扁平モーターの上から絆創膏などの片面粘着テープ３７で止めたりすることができる。
これらの磁気治療用扁平モーター９を患部２４に貼り付けてもまだリード線２０から電源を供給していない状態では、電機子コイル１４に電流が流れないので、マグネットからなるステーター１０からの静磁束のみが発生し、患部２４のこり部分に磁気を与えて、血行を促進し、こりをやわらげる。
ここで、スイッチを閉じ、電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃからなるローター１１に電流を流すと、ステーター１０とローター１１は、位相角が異なるので、ローター１１が回転する。

【0027】

ここで、ローター１１は、振動モーターと異なり、偏心ウェイトなどの重量体を回転する必要がないので、小さなトルクでローター１１は回転する。ローター１１に電流が流れることで、ローター１１の電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに動磁束が発生する。この電機子コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電流は、ローター１１の回転により正逆反転して交番電流となるので、動磁束の方向も交番磁界となる。このローター１１で発生する交番磁界が前記静磁束に影響して静磁束が強められたり、弱めたりする時間的に変化する磁束となって大気に放出される。ちなみに、家庭用磁気治療器としては、１２０〜１５０ミリテスラ程度の磁場であることが望ましい。
したがって、この磁束が、血液中のイオンの流れを活発にして血液の流れをよくする。また、本発明のコインタイプ振動モーターは、コイン型で扁平であるから、患部２４に両面粘着シート３６や片面粘着テープ３７等で患部２４に密着することにより、磁気治療用扁平モーターの磁気を有効に利用できる。また、必要に応じて複数個所に密着して使用することもできる。

【0028】

前記実施例では、電機子コイルの数を３個としたが、これに限られるものではなく、１個、２個、４個、それ以上であってもよい。
前記実施例では、全体の形状を直径が約１２．０ｍｍで、高さが約２．８ｍｍとしたが、これに限られるものではなく、直径が約８〜３０ｍｍで、高さが約２〜５ｍｍの範囲か、それ以外でもよく、適宜設定できる。

【0029】

前記実施例では、非磁性体ケース１２は、プラスチック又はアルミニウムからなるものとしたが、磁束が通過する非磁性体であれば、銅、ニッケル、ステンレススチール、セラミックスなどの非磁性金属であってもよい。この中で非磁性金属とすることにより、うず電流が生じて、磁束の変化をより複雑にすることができる。

【0030】

前記実施例では、磁性体ケース１８がヨークとして機能するが、非磁性体ケース１２は、ヨークとしての機能を持たせないので、モーターとしてのトルクが減少することになるが、ローター１１が回転し、磁場を変化させる機能を有するものであればよい。
前記実施例では、ローター１１に偏心ウェイトなどの重量体を有しない構造としたが、非磁性体ケース１２には、モーターとしてのトルクが減少することになるとしても、ローター１１に設けた軽い偏心ウェイトを設けて振動を発生する程度の機能を有する構成とすることにより、磁気治療に加えて振動によるこりを和らげるマッサージ器としての効果を付加することができる。

【0031】

本発明による磁気治療用扁平モーター９は、マグネットがステーターとなる磁石固定型であり、モーターの近くに磁性体があってマグネットで磁性体を引き付けてモーターとしての機能が損なわれることがあっても磁気治療器として十分な効果が得られる。

【符号の説明】

【0032】

１０…ステーター、１１…ローター、１２…非磁性体ケース、１３…軸体、１４…回転筒部、１５…整流子、１６…ブラシ、１７…軸受、１８…ヨーク、１９…導電パターン、２０…リード線、２１…コイル支持部材、２２…絶縁薄板、２３…リード線引出し部、２４…患部、２５…嵌め込み溝、２９…電池、３０…位置決め突起、３１…位置決め孔、３２…軸逃げ孔、３３…導線引出し部、３４…円形凹部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】