(57)【要約】【課題】リニア振動モータの薄型化を可能にすること、シャフトに沿って可動子を振動させる場合にも可動子のシャフト回りの回転振動を抑えて異音の発生を抑止すること。【解決手段】リニア振動モータは、枠体と、枠体に一軸方向に沿って振動自在に弾性支持される可動子と、枠体と可動子の一方に固定されるマグネットと他方に固定されるコイルとを備え、コイルへの駆動信号の通電で可動子を一軸方向に往復振動させる駆動源と、一軸方向に沿った可動子の振動をガイドするシャフトと、シャフトを摺動自在に軸支する軸受とを備え、シャフトと軸受は、少なくとも両者の摺接部分において、一軸方向に垂直な断面が非円形形状である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、
前記枠体に一軸方向に沿って振動自在に弾性支持される可動子と、
前記枠体と前記可動子の一方に固定されるマグネットと他方に固定されるコイルとを備え、該コイルへの駆動信号の通電で前記可動子を前記一軸方向に往復振動させる駆動源と、
前記一軸方向に沿った前記可動子の振動をガイドするシャフトと、
前記シャフトを摺動自在に軸支する軸受とを備え、
前記シャフトと前記軸受は、少なくとも両者の摺接部分において、前記一軸方向に垂直な断面が非円形形状であることを特徴とするリニア振動モータ。
【請求項２】
前記シャフトは前記可動子に固定され、前記軸受は前記枠体に支持されること特徴とする請求項１記載のリニア振動モータ。
【請求項３】
前記可動子は、前記一軸方向に垂直な断面が薄厚断面形状を有す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項に記載されたリニア振動モータを備えた電子機器。
【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おり、携帯者が身につけて持ち運ぶウエアラブル電子機器においては、不可欠な装置になっている。また、振動モータは、タッチパネルなどのヒューマン・インターフェイ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注目されている。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一軸方向に往復振動させるものである。このような従来のリニア振動モータにおいて、振動方向に沿ったシャフトを配置し、可動子の振動方向両側にコイルバネを配置して、可動子をシャフトでガイドしながら振動させるものが知られている（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２０１６−１３５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来のリニア振動モータは、シャフトでガイドしながら可動子を振動させることで、往復振動の安定した直進性が得られ、また、落下衝撃時にもシャフトが可動子を保持するので損傷しにくい利点がある。しかしながら、可動子が円柱状に形成されており、その中心軸に沿ってシャフトを貫通させているので、リニア振動モータの厚さを薄厚にするには構造的に限界がある。
【０００６】
これに対して、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ことから、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。
【０００７】
このような薄型化の要求に対応可能なリニア振動モータの構造として、可動子の形状を薄厚状（例えば、扁平な矩形断面形状）にすることが検討されている。しかしながら、このような薄厚状の可動子をシャフトに沿って振動させる場合には、可動子がシャフトの回りに回転振動すると、可動子のシャフトから遠い側部が可動子を囲む枠体などに繰り返し衝突して異音を発生し易くなる問題がある。
【０００８】
このような事情に対処することが、本発明の課題である。すなわち、リニア振動モータの薄型化を可能にすること、シャフトに沿って可動子を振動させる場合にも可動子のシャフト回りの回転振動を抑えて異音の発生を抑止すること、などが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、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。
【００１０】
枠体と、前記枠体に一軸方向に沿って振動自在に弾性支持される可動子と、前記枠体と前記可動子の一方に固定されるマグネットと他方に固定されるコイルとを備え、該コイルへの駆動信号の通電で前記可動子を前記一軸方向に往復振動させる駆動源と、前記一軸方向に沿った前記可動子の振動をガイドするシャフトと、前記シャフトを摺動自在に軸支する軸受とを備え、前記シャフトと前記軸受は、少なくとも両者の摺接部分において、前記一軸方向に垂直な断面が非円形形状であることを特徴とするリニア振動モータ。
【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した説明図である。
【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した説明図（断面図）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シャフトと軸受を示した説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るリニア振動モータを搭載した携帯電子機器（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】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。図１及び図２は、本発明の一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。各図におけるＸ方向が振動方向（一軸方向）を示しており、Ｙ方向が幅方向、Ｚ方向が厚さ（高さ）方向を示している。
【００１３】
リニア振動モータ１は、枠体２と、マグネット４と錘部７を備え、枠体２に一軸方向に沿って振動自在に弾性支持される可動子１０と、枠体２に固定され、駆動信号の通電で可動子１０を一軸方向に往復振動させるコイル３と、一軸方向に沿った可動子１０の振動をガイドするシャフト８と、シャフト８を摺動自在に軸支する軸受９とを備えている。
【００１４】
なお、図示の例は、マグネット４とコイル３とで構成される駆動源（電磁アクチュエータ）は、マグネット４が可動子１０に固定され、コイル３が枠体（固定子）２に固定されるムービングマグネット方式の例を示しているが、これとは逆に、コイル３が可動子１０に固定されマグネット４が枠体２に固定されるムービングコイル方式であってもよい。
【００１５】
また、図示の例は、シャフト８が可動子１０に固定され、軸受９が枠体２に支持されている例を示しているが、これとは逆に、軸受９が可動子１０に固定され、シャフト９が枠体２に固定されるものであってもよい。
【００１６】
以下、図示の例について詳細に説明する。
枠体２は、各部を収容することができる枠構成を有していればよいが、図示の例では、矩形状の底面２Ａの周辺に立設される側壁２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを備えている。また、枠体２は、枠体２内の収容物を覆う蓋板２Ｑを必要に応じて備えている。蓋板２Ｑは側壁２Ｂ〜２Ｅの上端面に取り付けられる矩形板状に形成される。枠体２は、金属板を加工（プレス加工など）することで形成することができる。図示の例では、枠体２は、幅方向（図示Ｙ方向）の寸法に対して、厚さ方向（図示Ｚ方向）の寸法を小さく、振動方向（図示Ｘ方向）の寸法を大きくした薄厚状の略直方体形状（箱形形状）になっている。
【００１７】
枠体２に固定されたコイル３は、磁極の向きをＸ方向に向けたマグネット４の回りに、Ｙ，Ｚ方向に沿って電線を巻いたものであり、その上面と下面の一方又は両方、更には必要に応じて側面を、枠体２の内面に固定している。コイル３の枠体２への固定は、枠体２に直接固定してもよいし、コイル３をコイルボビンに巻いてコイルボビンを枠体２に固定してもよい。
【００１８】
可動子１０におけるマグネット４は、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿った極性を有する偏平矩形状のマグネット片４Ａ，４Ｂ，４Ｃを互いに同極が向き合うように複数配置して、スペーサ４Ｄ，４Ｅを間に挟んで結合したものである。マグネット４の側面には補強部材５が固着されており、これによってマグネット４の剛性を高めている。
【００１９】
可動子１０は、図示の例では、錘部７がマグネット４の一軸方向（図示Ｘ方向）両端部に連結されている。錘部７は、比重の高い金属材料（例えば、タングステン）などによって構成することができ、図示の例では、マグネット４の厚さよりも大きいＺ方向高さを有すると共にマグネット４の幅より大きいＹ方向の幅を有する矩形断面形状を有している。錘部７は、連結部材１１を介してマグネット４に連結されている。
【００２０】
シャフト８は、図１及び図２に示した例では、可動子１０に固定され、枠体２に固定された軸受９に摺動自在に軸支されている。この例では、シャフト８は、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿って分割して配置されており、その一端側が錘部７に固定され、他端側が互いに逆向きに突出して自由端を形成している。シャフト８は、可動子１０の重心軸と同軸に配置されており、可動子１０の振動を一軸方向に沿って案内している。尚、シャフト８は、一軸方向に沿っていればよく、その中心軸が平行に並べて設けられていてもよい。
【００２１】
錘部７は、シャフト８を支持するためのシャフト支持部７Ｂを備えている。シャフト支持部７Ｂは、錘部７の端部７Ａから一軸方向に沿って凹んだ部分であり、このシャフト支持部７Ｂに一端側が支持されたシャフト８は、枠体２の底面２Ａに支持部２Ｓを介して取り付けられた軸受９に、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿って摺動自在に支持されている。この際、錘部７のシャフト支持部７Ｂは、軸受９を収容するだけの幅を備えており、このシャフト支持部７Ｂ内に軸受９が入り込むことで、可動子１０の大きな振幅を確保している。
【００２２】
可動子１０を枠体２に弾性支持する弾性部材６は、一軸方向に沿ったシャフト８とは非同軸に配置され、コイル３とマグネット４とによって生じる駆動力に反発する弾性力を、可動子１０に付与している。図示の例では、弾性部材６として一軸方向（Ｘ方向）に沿って延び縮みするコイルバネを用いており、片側２個の弾性部材６を錘部７と枠体２の側壁２Ｂ，２Ｃの間に介在させている。図示の例では、弾性部材６はシャフト８と平行に配置されている。そして、弾性部材６の一端は枠体２の側壁２Ｂ，２Ｃに設けた支持突起２Ｐに係止されており、弾性部材６の他端は錘部７の端部７Ａに設けた支持突起に係止されている。
【００２３】
リニア振動モータ１は、枠体２に固定されたコイル３と可動子１０の一部であるマグネット４によって駆動源が構成されており、枠体２に固定されたコイル３に、枠体２に設けた信号入力部２Ａ１から駆動信号を通電することで、マグネット４に一軸方向（図示Ｘ方向）に沿ったローレンツ力（駆動力）が作用する。コイル３に通電される駆動信号は、例えば、弾性部材６の弾性係数と可動子１０の質量によって決まる共振周波数（固有振動数）の交番電流であり、この駆動信号によって発生する駆動力と弾性部材６の弾性反発力によって、可動子１０は一軸方向に往復振動する。
【００２４】
このようなリニア振動モータ１において、シャフト８と軸受９は、図３に示すように、少なくとも両者の摺接部分において、一軸方向（図示Ｘ方向）に垂直な断面が非円形形状になっている。図示の例では、シャフト８には、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿った平面部８ａが形成されており、軸受９においてもシャフト８の平面部８ａに摺接する平面部９ａが形成されている。
【００２５】
このようなシャフト８と軸受９を備えるリニア振動モータ１によると、可動子１０の一軸回りの回転が、シャフト８と軸受９の非円形形状によって抑止される。このため、可動子１０の一軸方向に垂直な断面が図示のような薄厚断面形状であっても、可動子１０の振動中に可動子１０の側部が枠体２に繰り返し当たるような不具合を回避することができる。これにより、リニア振動モータ１は、可動子１０を薄厚断面形状にして薄型化に対応しながら、可動子１０の振動中の異音発生を抑えて、静音な動作性能を得ることができる。
【００２６】
なお、シャフト８と軸受９の断面形状は、図３に示した例に限定されるものではない。可動子１０がシャフト８の回りに回転しない形状であれば、どのような形状であっても良い。
【００２７】
シャフト８と軸受９の摺接部分には潤滑材が塗布される。図３に示すようにシャフト８と軸受９の下方に平面部８ａ，９ａを設けることで、平面部８ａ，９ａの比較的広い面積で潤滑材の溜まりを受けることができる。これによって、円形断面の場合と比較して、潤滑材の摩擦低減効果を高めることができ、より円滑に可動子１０を振動させることができる。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１は、シャフト８によって可動子１０を軸支持して振動させることで、安定した振動を得ることができると共に落下衝撃時の耐損傷性を高めることができる。そして、シャフト８と軸受９の一軸方向に垂直な断面を、少なくとも両者の摺接部分において非円形形状にすることで、可動子１０の一軸回りの回転或いは揺動を抑止することができる。これによって、耐損傷性が高く、動作時の静音性が得られ、且つ薄型化に対応したリニア振動モータを提供することができる。
【００２９】
図４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。
【００３０】
また、実施形態で示したリニア振動モータ１は、厚さを抑えた直方体形状の枠体２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。また、リニア振動モータ１は、耐衝撃強度が高く、耐久性も高いので、高寿命且つ故障し難い携帯情報端末１００を得ることができる。
【００３１】
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】
【００３２】
１：リニア振動モータ，
２：枠体，２Ａ：底面，２Ａ１：信号入力部，
２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ：側壁，２Ｓ：支持部，
２Ｐ：支持突起，２Ｑ：蓋板，３：コイル，４：マグネット，
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ：マグネット片，４Ｄ，４Ｅ：スペーサ，
５：補強部材，６：弾性部材，
７：錘部，７Ａ：端部，７Ａ１：支持突起，７Ｂ：シャフト支持部，７Ｃ：孔，
８：シャフト，９：軸受，８ａ，９ａ：平面部，１０：可動子，
１１：連結部材，１００：携帯情報端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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