(57)【要約】分銅と枠体との間に板バネを配置したリニア振動モータにおいて、振動ストロークに影響なく駆動力をできる限り高める。リニア振動モータ１は、枠体２と分銅３と板バネ４を備え、分銅３の貫通孔３Ｂ内に配備され振動方向に沿った貫通空間を挟んで取り付けられる分銅側駆動部材５と枠体２に支持されて貫通空間を貫通して配備される枠体側駆動部材６とを備え、板バネ４は、枠体２に取り付けられる枠体側着座部分４Ａと、分銅３の端面３Ａに取り付けられる分銅側着座部分４Ｂと、枠体側着座部分４Ａと分銅側着座部分４Ｂとの間で弾性変形する弾性変形部分４Ｃとを有し、分銅側駆動部材５を板バネ４の板厚の範囲で分銅３の端面３Ａから突出させて配備した。
2016194762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、
直線的な振動方向に交差する端面を有すると共に中央部に前記振動方向に沿った貫通孔を有する分銅と、
前記枠体と前記分銅の端面との間に取り付けられる板バネと、
前記貫通孔内に配備され前記振動方向に沿った貫通空間を挟んで取り付けられる分銅側駆動部材と、
前記枠体に支持されて前記貫通空間を貫通して配備される枠体側駆動部材とを備え、
前記分銅側駆動部材を前記板バネの板厚の範囲で前記分銅の端面から突出させて配備し、
前記分銅側駆動部材と前記枠体側駆動部材との間に生じる駆動力で前記分銅を前記振動方向に沿って振動させることを特徴とするリニア振動モータ。
【請求項２】
前記板バネは、前記枠体に取り付けられる枠体側着座部分と、前記分銅の端面に取り付けられる分銅側着座部分と、前記枠体側着座部分と前記分銅側着座部分との間で弾性変形する弾性変形部分とを有す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】
前記分銅側駆動部材と前記枠体側駆動部材の一方がコイルであり、他方がマグネットを備える磁極部材であ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】
前記板バネの分銅側着座部分は、前記分銅側駆動部材の突出部が収まる孔部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のリニア振動モータ。
【請求項５】
前記枠体側駆動部材は、前記振動方向に交差する一対の直線部分が前記振動方向に沿って並列されるコイルであり、
前記分銅側駆動部材は、前記コイルの直線部分を挟んで配置され、前記振動方向に交差する磁束を形成する一対のマグネットを前記一対の直線部分毎に備え、前記一対の直線部分毎に備える前記マグネットを連結するヨークを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載されたリニア振動モータ。
【請求項６】
前記コイルは、磁性体の芯材の周りに導線が巻き回されていることを特徴とする請求項３記載のリニア振動モータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された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、リニア振動モータに関するものである。
【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】
リニア振動モータは、各種形態の振動モータ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ものである。従来のリニア振動モータは、バネを介して、固定子となる枠体に可動子となる分銅を支持し、枠体と分銅の一方側にコイル、他方側にマグネットを装着し、コイルとマグネット間に作用する電磁駆動力の方向をバネの弾性方向と一致させ、コイルに分銅の重量とバネの弾性係数で決まる共振周波数の交流信号を通電することで、可動子を直線的に往復振動させている。【０００４】
このようなリニア振動モータは、十分な振動ストロークを確保した上で、その振動方向においても薄型化の要求があり、振動ストロークの外側に配置されるバネの縮み時の厚さを極力薄くすることが求められている。この要求に対応するために、下記特許文献１に記載されるように、板バネを用いたリニア振動モータが開発されている。この従来技術で用いられている板バネは、縮み時の板バネの厚さが板厚と等しくなるように、平面上の一枚板から着座部分と弾性変形部分を切り出して形成している。【０００５】
この従来技術は、分銅の中心部に振動方向に沿った孔を形成し、その孔内にマグネットを装着しており、分銅の振動方向と交差する端面と分銅を支持する枠体（ケース）との間に板バネを配置している。板バネは、一枚の板から、分銅側着座部分とケース側着座部分とその間を繋ぐ弾性変形部分が切り出され、分銅の端面に分銅側着座部分が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１７６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来技術は、分銅における振動方向に沿った孔内にマグネットが装着されており、板バネの分銅側着座部分がマグネット上に取り付けられているので、振動方向に沿ってマグネットのＮ・Ｓ極を離間させて駆動力を高めようとしても、分銅における振動方向の厚さによってその離間幅が制限されてしまう。これに対して、振動方向に沿ってマグネットのＮ・Ｓ極間距離を離すために分銅の厚さを大きくすると、限られた振動方向の振動可能スペース内で分銅の厚さが占める割合が大きくなるので、実質的な振動ストロークが小さくなる問題が生じる。また、分銅の振動方向に沿った厚さからマグネットのＮ・Ｓ端を突出させた場合には、マグネットの振動方向に沿った端面で振動ストロークが制限されるので、分銅の厚さを大きくした場合と同様に、実質的な振動ストロークが小さくなる問題が生じる。【０００８】
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、分銅と枠体との間に板バネを配置したリニア振動モータにおいて、振動ストロークに影響なく駆動力を高めること、が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
枠体と、直線的な振動方向に交差する端面を有すると共に中央部に前記振動方向に沿った貫通孔を有する分銅と、前記枠体と前記分銅の端面との間に取り付けられる板バネと、前記貫通孔内に配備され前記振動方向に沿った貫通空間を挟んで取り付けられる分銅側駆動部材と、前記枠体に支持されて前記貫通空間を貫通して配備される枠体側駆動部材とを備え、前記分銅側駆動部材を前記板バネの板厚の範囲で前記分銅の端面から突出させて配備し、前記分銅側駆動部材と前記枠体側駆動部材との間に生じる駆動力で前記分銅を前記振動方向に沿って振動させることを特徴とするリニア振動モータ。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有する本発明のリニア振動モータは、分銅側駆動部材を板バネの板厚の範囲で分銅の端面から突出させて配備したので、分銅の端面と枠体との間に板バネを配置したリニア振動モータにおいて、振動ストロークに影響なく駆動力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示す説明図（断面図）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全体構成を示す説明図（分解斜視図）である。
【図３】本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示す説明図（ケースを除いた平面図）である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るリニア振動モータの変形例を示す説明図（断面図）である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示す説明図（断面図）である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示す説明図（分解斜視図）である。
【図８】本発明の実施形態に係るリニア振動モータを備えた電子機器（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】
【００１２】
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は、本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示している。リニア振動モータ１は、枠体２、分銅３、板バネ４、分銅側駆動部材５、枠体側駆動部材６を備えている。このリニア振動モータ１は、枠体２と枠体側駆動部材６が固定子になり、分銅３と分銅側駆動部材５が振動子（可動子）になって、振動子が図示Ｚ方向に沿って直線的に往復振動する。以下の図においては、Ｚ方向を振動方向とし、互い直交して振動方向にも直交する２軸方向をＸ，Ｙ方向としている。
【００１３】
枠体２は、板バネ４を介して分銅３を振動自在に支持する部材であり、図１及び図２に示す例では、分銅３及び板バネ４の周囲を囲むケース２Ａと底板２Ｂを備えている。図１及び図２においては、円筒状のケース２Ａ内に分銅３の振動空間が形成され、ケース２Ａの振動方向に交差する内面２Ａ１に板バネ４を介して分銅３が支持されており、底板２Ｂの振動方向に交差する底面２Ｂ１に枠体側駆動部材６が支持されている。また、底面２Ｂ１には、振動時に分銅３が底面２Ｂ１に当たって異音を発生するのを防ぐ、クッション部材（ゴムなど）８が取り付けられている。
【００１４】
分銅３は、振動方向に交差する端面３Ａを有すると共に、中央に振動方向に沿った貫通孔３Ｂを有する。端面３Ａは、板バネ４の一部（分銅側着座部分４Ｂ）が取り付けられる被取り付け部になっている。貫通孔３Ｂ内は、分銅側駆動部材５が取り付けられる被取り付け部になっている。図１及び図２に示した例では、分銅３は、振動方向に沿って所定の厚さを有する円柱状の形態を備えているが、その形態は特に限定されない。
【００１５】
板バネ４は、枠体２と分銅３の端面３Ａとの間に取り付けられ、枠体２（ケース２Ａの内面２Ａ１）に取り付けられる枠体側着座部分４Ａと、分銅３の端面３Ａに取り付けられる分銅側着座部分４Ｂと、枠体側着座部分４Ａと分銅側着座部分４Ｂとの間で弾性変形する弾性変形部分４Ｃとを有する。板バネ４は一枚板で形成され、板バネ４が最も縮んだ状態では平板状になるように、枠体側着座部分４Ａ，分銅側着座部分４Ｂ，弾性変形部分４Ｃの各部分が平板状の一枚板から切り出されて形成されている。
【００１６】
分銅側駆動部材５は、分銅３の貫通孔３Ｂ内に配備され、振動方向に沿った貫通空間を挟んで取り付けられている。枠体側駆動部材６は、枠体２に支持されて、分銅３の貫通孔３Ｂにおける貫通空間を貫通した状態で配備されている。分銅側駆動部材５と枠体側駆動部材６は、両者間に生じる駆動力で分銅３を振動方向に沿って振動させる部材であり、例えば、分銅側駆動部材５と枠体側駆動部材６の一方がコイルであり、他方がマグネット５０を備える磁極部材である。
【００１７】
図１及び図２に示した例は、分銅側駆動部材５がマグネット５０とヨーク５１を備える磁極部材であって、枠体側駆動部材６がコイル６０であるが、その逆に、分銅側駆動部材５をコイルにして、枠体側駆動部材６をマグネットとヨークからなる磁極部材にすることもできる。その際、コイルとマグネットを備えた磁極部材との配置関係は、振動方向（図示Ｚ方向）に沿った駆動力が得られるように、コイルを流れる電流の方向とそれに交差する磁極部材の磁束の方向がそれぞれ振動方向に交差するように配置される。
【００１８】
図１及び図２に示した例では、コイル６０は、振動方向に交差する一対の直線部分６０Ａ，６０Ｂを備えており、その直線部分６０Ａ，６０Ｂが振動方向に沿って並列されるように、直線部分６０Ａが底面２Ｂ１に支持されている。即ち、コイル６０は、振動方向に沿った面内で電線が巻き回されている。底面２Ｂ１には、フレキシブル回路基板７が支持されており、コイル６０の電線端はフレキシブル回路基板７の端子７Ａ，７Ｂに接続されている。
【００１９】
分銅側駆動部材５におけるマグネット５０は、コイル６０の直線部分６０Ａを挟んで配置され、振動方向に交差する磁束を形成する一対のマグネット５０Ａ，５０Ｂと、コイル６０の直線部分６０Ｂを挟んで配置され、振動方向に交差する磁束を形成する一対のマグネット５０Ｃ，５０Ｄを有している。また、分銅側駆動部材５におけるヨーク５１は、一対の直線部分６０Ａ，６０Ｂ毎に配置される２つのマグネット５０Ａ，５０Ｃを連結するヨーク５１Ａと、一対の直線部分６０Ａ，６０Ｂ毎に配置される２つのマグネット５０Ｂ，５０Ｄを連結するヨーク５１Ｂとを備えている。
【００２０】
図３は、リニア振動モータ１のケース２Ａを除いた平面図であり、図４は、そのＸ−Ｘ断面図である。リニア振動モータ１は、分銅３の貫通孔３Ｂ内に配備される分銅側駆動部材５が、板バネ４の板厚ｔ分だけ分銅３の端面３Ａから突出して配備されている。図４においては、分銅側駆動部材５がマグネット５０とヨーク５１とを備える磁極部材であり、マグネット５０（５０Ａ）とヨーク５１の上部が分銅３の端面３Ａから上方に板バネ４の板厚ｔの範囲で突出している。図示の例では、分銅側駆動部材５の上端面は板バネ４の分銅側着座部分４Ｂの上面と面一になっているが、これに限らず、分銅側駆動部材５の上端面は、板バネ４の分銅側着座部分４Ｂの上面以下であってもよい。ここで、分銅側着座部分４Ｂには、分銅部材側駆動部材５の突出部が収まる孔部４Ｂ１が設けられている。
【００２１】
このようなリニア振動モータ１によると、分銅側駆動部材５と枠体側駆動部材６とで発生する駆動力により、分銅３を直線的な振動方向に沿って往復振動させることができる。図１〜図３に示した例では、コイル６０である枠体側駆動部材６に振動電流（分銅３の重量と板バネ４の弾性係数で決まる共振周波数の交流電流）を通電することで、分銅側駆動部材５が取り付けられた分銅３を振動方向に往復振動させることができる。
【００２２】
そして、このリニア振動モータ１は、分銅３の端面３Ａと分銅側駆動部材の上端面とを面一にしていた従来技術に比べて、分銅側駆動部材５の振動方向高さを板バネの板厚ｔ分だけ高くしているので、マグネット５０Ａ，５０Ｃ（５０Ｂ，５０Ｄ）の間隔を広げることができ、分銅３の振動時にコイル６０の直線部分６０Ａ，６０Ｂを横切る磁束を増大させて、駆動力を高めることができる。その際、分銅側駆動部材５の振動方向に沿った高さの増加分を板バネの板厚ｔ分に止めているので、分銅３の実質的な振動ストロークには何ら影響することなく、駆動力を高めることができる。
【００２３】
図５は、前述したリニア振動モータ１の変形例を示している。前述した説明と同一部位には同一符号を付して重複説明を省略する。この例では、枠体側駆動部材６であるコイル６０が、磁性体の芯材６０Ｐを備えており、芯材６０Ｐの周りに導線が巻き回されている。
【００２４】
このように、磁性体の芯材６０Ｐでコイル６０の空芯を埋めることで、マグネット５０Ａ〜５０Ｄを備える磁気回路は、コイル６０の片側に配置されているマグネット５０Ａとマグネット５０Ｃ間、或いはマグネット５０Ｂとマグネット５０Ｄ間を繋ぐ磁束を減らして、コイル６０の直線部分６０Ａ，６０Ｂを横切る磁束を増大させることができる。これによっても、分銅側駆動部材５に加わる駆動力を高めることができ、分銅３をフル振動させるための立ち上がり時間を短縮させることができる。
【００２５】
図６及び図７は、リニア振動モータ１の他の形態例を示している。前述した説明と同一部位には同一符号を付して重複説明を省略する。この例では、分銅側駆動部材５が、リング状のマグネット５０（５０Ｘ）と、その上面と下面に接続されるヨーク５１（５１Ｘ，５１Ｙ）とを備えている。ここでのマグネット５０（５０Ｘ）は、振動方向（図示Ｚ方向に着磁されている。また、枠体側駆動部材６が、底板２Ｂに支持されて振動方向に沿って立設されるポール６１にボビン６２を介して巻き回される一対のコイル６０Ｘ，６０Ｙを備えている。コイル６０Ｘとコイル６０Ｙは互いに逆回りに巻かれている。なお、図示の例では、ヨーク５１（５１Ｘ，５１Ｙ）を備える例を示しているが、ヨーク５１（５１Ｘ，５１Ｙ）を省略してもよい。
【００２６】
分銅３は、端面３Ａが底板２Ｂに対面しており、端面３Ａと底面２Ｂ１との間に板バネ４が配置されて、板バネ４の枠体側着座部分４Ａが底面２Ｂ１に取り付けられ、板バネ４の分銅側着座部分４Ｂが端面３Ａに取り付けられている。
【００２７】
そして、分銅３の貫通孔３Ｂに取り付けられる分銅側駆動部材５のヨーク５１（５１Ｙ）が、分銅３の端面３Ａから板バネ４の板厚の範囲で突出している。図示の例では、ヨーク５１（５１Ｙ）の下面と板バネ４の分銅側着座部分４Ｂの下面が面一になるようにヨーク５１（５１Ｙ）が突出しているが、それに限らず板バネ４の板厚の範囲であればよい。なお、ヨーク５１（５１Ｘ，５１Ｙ）を省略した場合には、マグネット５０（５０Ｘ）の下面と板バネ４の分銅側着座部分４Ｂの下面とが面一になるか、或いはそれ以下になるように、マグネット５０（５０Ｘ）の下面が分銅３の端面３Ａから突出することになる。
【００２８】
図６及び図７に示した例も、分銅側駆動部材５の振動方向に沿った磁極間隔を実質的に離間させることができ、コイル６０Ｘ，６０Ｙを通過する磁束を増やすことができるので、分銅３の振動方向に沿って振動させる駆動力を高めることができる。この際、分銅側駆動部材５の端面３Ａからの突出を板バネ４の板厚内に止めているので、分銅３の振動ストロークには影響すること無く、駆動力を高めることができる。
【００２９】
図８は、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１を装備した携帯電子機器の一例として、携帯情報端末１００を示している。薄型化が可能で薄厚の厚さ方向に沿って効果的に振動するコンパクト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・終了時を十分な駆動力による効果的な振動で使用者に伝えることができる。また、携帯情報端末１００は、リニア振動モータ１の薄型化によって高い携帯性或いはデザイン性を得ることができる。リニア振動モータ１は、薄型化された携帯情報端末１００の厚さ方向に沿って効果的な振動を与えることができるので、タッチパネル面を操作する操作者の指などに効果的に振動を与えて情報伝達することができる。
【００３０】
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】
【００３１】
１：リニア振動モータ，
２：枠体，２Ａ：ケース，２Ａ１：内面，２Ｂ：底板，２Ｂ１：底面，
３：分銅，３Ａ：端面，３Ｂ：貫通孔，４：板バネ，
４Ａ：枠体側着座部分，４Ｂ：分銅側着座部分，４Ｂ１：孔部，
４Ｃ：弾性変形部分，
５：分銅側駆動部材，５０（５０Ａ〜５０Ｄ，５０Ｘ）：マグネット，
５１（５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｘ，５１Ｙ）：ヨーク，
６：枠体側駆動部材，６０：コイル，
６０Ａ，６０Ｂ：直線部分，６０Ｐ：芯材，
６１：ポール，６２：ボビン，
７：フレキシブル回路基板，７Ａ，７Ｂ：端子，
８：クッション材
【図１】
2016194762.tif 000003
【図２】
2016194762.tif 000004
【図３】
2016194762.tif 000005
【図４】
2016194762.tif 000006
【図５】
2016194762.tif 000007
【図６】
2016194762.tif 000008
【図７】
2016194762.tif 000009
【図８】
2016194762.tif 000010
【国際調査報告】
2016194762.tif 000011
2016194762.tif 000012
2016194762.tif 000013
2016194762.tif 000014