特許 6479557 リニア振動モータ

(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】6479557

(24)【登録日】2019年2月15日

(45)【発行日】2019年3月6日

(54)【発明の名称】リニア振動モータ

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/04 20060101AFI20190225BHJP

   H02K 33/16 20060101ALI20190225BHJP

【ＦＩ】

   B06B1/04 S

   H02K33/16 A

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-90929(P2015-90929)

(22)【出願日】2015年4月28日

(65)【公開番号】特開2016-203126(P2016-203126A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2017年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片田 好紀

【審査官】 上野 力

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３０３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１１７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９７７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７８１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００９９６００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０６Ｂ １／０４

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動子と、
前記可動子を往復振動自在に支持する枠体と、
前記枠体に対して固定され前記可動子を駆動する駆動部材と、
前記枠体と前記可動子との間に設けられ、前記可動子の往復振動によって弾性変形する弾性部材と、
前記可動子に対して、前記可動子の振動方向に交差する方向に与圧を加える与圧部材とを備え、
前記可動子は、前記振動方向に交差する方向の幅が前記振動方向に交差する方向の厚さ以上の方形状であり、
前記与圧部材は、前記可動子の幅に沿った面と前記枠体との間に配置された板バネであることを特徴とするリニア振動モータ。

【請求項2】

前記可動子には、前記幅方向の両端部に前記板バネ上を摺動する摺動部が設けられ、前記板バネ上には、前記摺動部が摺動する平面状の被摺動部が設けられることを特徴とする請求項１記載のリニア振動モータ。

【請求項3】

前記板バネは、前記枠体の底面に設置される平板状の設置部と、該設置部から屈折して前記可動子を弾性的に保持する与圧部とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のリニア振動モータ。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のリニア振動モータを備えた携帯電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力信号によって往復振動を発生させるリニア振動モータに関する。

【背景技術】

【0002】

振動モータ（或いは振動アクチュエータ）は、携帯電子機器に内蔵され、着信やアラームなどの信号発生を振動によって携帯者に伝える装置として広く普及している。また、振動モータは、タッチパネルなどのヒューマン・インターフェースにおけるハプティクス（皮膚感覚フィードバック）を実現する装置として、近年注目されている。

【0003】

振動モータは、各種の形態が開発されている中で、可動子の直線的な往復振動によって比較的大きな振動を発生させることができるリニア振動モータが知られている。従来のリニア振動モータは、可動子側に錘とマグネットを設け、固定子側に設けたコイルに通電することでマグネットに作用するローレンツ力が駆動力となり、振動方向に沿って弾性支持される可動子を往復振動させるものである（下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−９７７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

携帯電子機器の小型化・薄型化に伴い、それに装備される振動モータには一層の小型化・薄型化の要求がなされている。特に、スマートフォンなどのフラットパネル表示部を備える電子機器においては、表示面と直交する厚さ方向の機器内スペースが限られているので、そこに配備される振動モータには薄型化の高い要求がある。

【0006】

リニア振動モータの薄型化を実現する際に、マグネット体積を十分に確保して所望の駆動力を得ると共に錘の重量を十分に確保して所望の慣性力を得ようとすると、マグネットと錘を備える可動子を扁平状にして、マグネットの体積と錘の重量を確保しながら薄厚化を図ることになる。この場合、仮に、直線的な振動軸周りに可動子が回転すると、扁平状の可動子は、回転によって側部が周囲の枠体に衝突しやすい形状になっているので、衝突による異音が発生するなどして安定した動作が得られない。このため、従来技術は、２本のガイドシャフトを設けて可動子の振動軸周りの回転を抑え、安定した直線振動を実現している。しかしながら、２本のガイドシャフトを設けると、２本のガイドシャフトの平行を確保する必要があり、組み付けに高い精度が求められるので、生産性の向上が困難になる問題があった。

【0007】

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、リニア振動モータの薄型化を可能にすること、可動子を扁平状にした場合にも、可動子が振動軸周りに回転して異音が発生するのを抑止すること、高精度の部品を用いること無く安定した振動を得ること、高い生産性を得ること、などが本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような目的を達成するために、本発明によるリニア振動モータは、以下の構成を具備するものである。
可動子と、前記可動子を往復振動自在に支持する枠体と、前記枠体に対して固定され前記可動子を駆動する駆動部材と、前記枠体と前記可動子との間に設けられ、前記可動子の往復振動によって弾性変形する弾性部材と、前記可動子に対して、前記可動子の振動方向に交差する方向に与圧を加える与圧部材とを備え、前記可動子は、前記振動方向に交差する方向の幅が前記振動方向に交差する方向の厚さ以上の方形状であり、前記与圧部材は、前記可動子の幅に沿った面と前記枠体との間に配置された板バネであることを特徴とするリニア振動モータ。

【発明の効果】

【0009】

このような特徴を有する本発明のリニア振動モータは、可動子に対して振動方向に交差する方向に与圧を加える与圧部材を備えているので、薄型化に対応するために可動子を扁平状にした場合にも、可動子が振動軸周りに回転して異音を発するのを抑止することができる。また、可動子を２軸で支持する必要が無いので、高精度の部品を用いること無く安定した振動を得ることができ、高い生産性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るリニア振動モータの分解斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るリニア振動モータの組み立て状態図（（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図）である。

【図3】与圧部材の一例を示す斜視図である。

【図4】与圧部材の一例を示す説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が側面図）である。

【図5】本発明の実施形態に係るリニア振動モータを備えた携帯電子機器（携帯情報端末）を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１は、可動子２、枠体３、駆動部材４、弾性部材５、与圧部材６を備えている。図において、Ｘ方向が可動子２の振動方向、Ｙ方向が可動子２の振動方向に交差する幅方向、Ｚ方向が可動子２の振動方向に交差する厚さ方向を示している。

【0012】

可動子２は、マグネットを備え必要に応じてヨークを備えた磁極部材２０と、錘２１を備えている。可動子２は、図示Ｘ方向に沿って往復振動自在に枠体３に支持されている。可動子２は、図示の例では、Ｘ方向の中央にＸ方向に延設された断面方形状の磁極部材２０が配置され、そのＸ方向両端に断面方形状の錘２１がそれぞれ接続されている。

【0013】

可動子２は、磁極部材２０と錘２１の両方の形状が、図示Ｘ方向に交差する方向（図示Ｙ方向）の幅が、図示Ｘ方向に交差する方向（図示Ｚ方向）の厚さ以上の方形状、具体的には、Ｙ方向の幅がＺ方向の厚さより大きい扁平形状になっており、このような形状を備えることで、リニア振動モータ１の薄型化を実現している。

【0014】

磁極部材２０としては、例えば、Ｘ方向に沿って着磁されたマグネットを互いに同磁極が向かい合うように複数配列し、そのマグネットの配列の間にヨークを配置したものなどで構成することができる。

【0015】

枠体３は、可動子２を往復振動自在に支持するものであればよいが、図示の例では、幅方向（Ｙ方向）が厚さ方向（Ｚ方向）以上の方形状に構成され、底面３０Ａと一対の側壁３０Ｂと一対の正面壁３０Ｃを備えるケース枠３０と、ケース枠３０を被う蓋枠３１を備えている。蓋枠３１には、後述する駆動部材４（コイル４０）への通電を行うための入力端子部３１Ａが設けられている。

【0016】

Ｘ方向に沿った可動子２と枠体３との間には、弾性部材５が設けられている。弾性部材５は、可動子２のＸ方向に沿った往復振動によって弾性変形するものであり、図示の例では、Ｘ方向に沿った軸を有する圧縮コイルバネ５０が片側２個ずつ計４個配備されている。圧縮コイルバネ５０は、枠体３の正面壁３０Ｃの内側に設けられるバネ保持部３３に一端が保持され、他端が可動子２における錘２１の端部に保持されている。

【0017】

可動子２を往復振動自在に支持する構成としては、各種の構成が実施可能であるが、図示の例では、可動子２に、Ｘ方向に沿って延びるガイドシャフト７が一対取り付けられており、このガイドシャフト７を摺動自在に支持する軸受３２が、枠体３（ケース枠３０）の底面３０Ａに取り付けられている。これに限らず、ガイドシャフトの両端を枠体３の正面壁３０Ｃで支持して、そのガイドシャフトに沿って可動子２を摺動させる構造や、ガイドシャフトを設けること無く、枠体３の摺動面に沿って可動子を摺動させるものなどであってもよい。

【0018】

駆動部材４は、可動子２が備える被駆動部材（磁極部材２０）と協働して可動子２を図示Ｘ方向に沿って往復振動させる駆動力を発生させる部材であり、図示の例では、可動子２における磁極部材２０の周囲に巻き回され、枠体３に対して固定されるコイル４０によって構成されている。図示の例では、磁極部材２０におけるヨークの周囲に枠体３に固定されたコイル４０が配備されている。コイル４０に、錘２１の重量と弾性部材５の弾性係数で決まる共振周波数の交流駆動信号を通電することで、可動子２を往復振動させることができる。枠体３に固定される駆動部材４と可動子２に装備される被駆動部材は、コイルとマグネットを用いて、可動子２をＸ方向に往復振動させるように、適宜の構成を選択することができる。

【0019】

与圧部材６は、枠体３において往復振動自在に支持された可動子２に対して、振動方向に交差する方向に与圧を加える部材である。与圧部材６は、可動子２の幅に沿った面と枠体３との間に配置された板バネ６０によって構成することができる。与圧部材６は、これに限らず、捻りコイルバネなどで構成することもできる。

【0020】

図２及び図３に示すように、与圧部材６の一形態である板バネ６０は、枠体３の底面３０Ａに沿って配置される板状部材であり、平板状の設置部６１と設置部６１から屈折して、片持ち状に傾斜して立ち上がる与圧部６２とを備えている。図示の例では、与圧部６２が可動子２の振動方向（Ｘ方向）に沿って一対設けられ、与圧部６２を除いた部分に設置部６１が設けられている。

【0021】

与圧部６２は、板バネを形成する高弾性の板状部材から部分的に切り出されて屈折加工された部分であり、図示Ｘ方向に交差する方向に延びるアーム部分６２Ａと一対のアーム部分６２Ａの先端を連結する連結部分６２Ｂとを備えており、アーム部分６２Ａが枠体３の底面３０Ａに沿って設置される設置部６１に対して所定の角度で傾斜するように屈折加工されている。

【0022】

与圧部材６となる板バネ６０は、図２（ｂ）に示すように、枠体３（ケース枠３０）の底面３０Ａと可動子２との間に配置され、与圧部６２が可動子２の錘２１を弾性的に保持している。これにより、与圧部６２における連結部分（先端部分）６２Ｂが可動子２の錘２１における幅方向端部に当接することになり、可動子２は、与圧部６２の傾斜によって、ガイドシャフト７周りに所定角度回転した状態で弾性的に保持されて、振動方向に交差する方向に与圧が加えられた状態になる。

【0023】

可動子２は、錘２１における幅方向両端部に摺動部２１Ａとなる凸部を備えている。摺動部２１Ａは、接触抵抗が低くなるように少ない接触面積で与圧部材６上の被摺動部６０Ａに接触している。被摺動部６０Ａは、図示Ｘ方向に沿って形成された平坦部分であり、この被摺動部６０Ａ上を摺動することで、可動子２は少ない接触抵抗で振動することができる。図示の例では、摺動部２１Ａを錘２１における幅方向両端部に設けているが、これに限らず、摺動部２１Ａを錘２１の厚さ方向両端部に設けても良い。その場合には、それに対応して被摺動部を設けると良い。

【0024】

このようなリニア振動モータ１の可動子２は、可動子２の振動方向に交差する方向に（図示の例では、ガイドシャフト７に沿った一軸周りに）与圧が加えられた状態で、ガイドシャフト７に沿って往復振動する。これにより、可動子２は、加えられる与圧によって、ガイドシャフト７周りの回転が抑止された状態で振動することができ、振動動作中に可動子２に回転を起こさせる力が加わったとしても、可動子２は与圧部材６が加える与圧によって安定した振動状態を維持することができ、可動子２が回転して異音を発生したり、可動子２のがたつきにより不安定な振動が生じることを抑止できる。

【0025】

図５は、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１を装備した電子機器の一例として、携帯情報端末１００を示している。安定した振動が得られ薄型化や幅方向のコンパクト化が可能なリニア振動モータ１を備える携帯情報端末１００は、通信機能における着信やアラーム機能などの動作開始・終了時を異音が発生しにくい安定した振動で使用者に伝えることができる。また、リニア振動モータ１の薄型化・幅方向のコンパクト化によって高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯情報端末１００を得ることができる。更に、リニア振動モータ１は、厚さを抑えた直方体形状の枠体３内に各部を収容したコンパクト形状であるから、薄型化された携帯情報端末１００の内部にスペース効率よく装備することができる。

【0026】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0027】

１：リニア振動モータ，
２：可動子，２０：磁極部材（マグネットとヨーク），
２１：錘，２１Ａ：摺動部，
３：枠体，３０：ケース枠，３０Ａ：底面，３０Ｂ：側壁，３０Ｃ：正面壁，
３１：蓋枠，３１Ａ:入力端子部，３２：軸受，３３：バネ保持部，
４：駆動部材，４０：コイル，
５：弾性部材，５０：圧縮コイルバネ，
６：与圧部材，６０：板バネ，６０Ａ：被摺動部，
６１：設置部，６２：与圧部，６２Ａ：アーム部分，６２Ｂ：連結部分，
７：ガイドシャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】