(57)【要約】【課題】小型化、薄型化できる振動モータを提供する。【解決手段】交流電圧の印加により伸縮振動が励振される圧電素子２２を有する圧電アクチュエータ２と、圧電アクチュエータ２に押圧接触され圧電素子２２の伸縮振動にて回転される回転体３Ａとを備える。回転体３Ａには、回転体３Ａの重心を回転軸３１から偏心させる重量付加体３３が設けられている。重量アンバランスな回転体３Ａの回転により振動が生じる。【選択図】  図１
2004160303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧の印加により振動が励振される圧電素子を有する振動体と、
前記振動体に接触されて前記圧電素子の振動にて回転される回転体とを備え、
前記回転体には、前記回転体の重心を回転軸から偏心させる重量アンバランス手段が設けられていることを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動モータにおいて、
前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して前記振動体との接触部分を除く部分に取付けられた重量付加体であることを特徴とする振動モータ。
【請求項３】
請求項１に記載の振動モータにおいて、
前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して一体形成された重量部であることを特徴とする振動モータ。
【請求項４】
請求項１に記載の振動モータにおいて、
前記重量アンバランス手段は、前記回転体の一部の密度よりも高い密度を有し前記回転体に密度分布の偏りを形成する高密度部分であることを特徴とする振動モータ。
【請求項５】
請求項１に記載の振動モータにおいて、
前記重量アンバランス手段は、前記回転体内に形成された穴であることを特徴とする振動モータ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の振動モータにおいて、
前記振動体は、前記回転体の外周面に当接されることを特徴とした振動モータ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の振動モータにおいて、
前記回転体は、前記振動体を円環状に囲む円環側壁部を有し、
前記振動体は、前記円環側壁部の内周面に当接されることを特徴とする振動モータ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の振動モータにおいて、
前記振動体は、略扁平形状の補強板と、前記補強板の少なくとも一面に設けられた略扁平形状の前記圧電素子とを備えて構成され、
前記振動体は、前記補強板と前記圧電素子との積層方向を前記回転体の回転軸方向と平行にして配置されていることを特徴とする振動モータ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の振動モータを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動モータに関し、例えば、圧電アクチュエータにて重量アンバランスな回転体を回転させて振動を生じさせる振動モータに関する。
【０００２】
【背景技術】
一般に、重心が回転軸からはずれた偏心ウエイトを回転させることにより振動を生じさせる振動モータが知られている。例えば、第１従来技術の振動モータとして、コイルモータの回転子に対して振動発生用偏心ウエイトを固定した振動モータが知られている（例えば、特許文献１）。
また、第２従来技術の振動モータとして、扁平コアレスモータを利用した振動モータが知られている。この振動モータは、扇形の偏心ロータと、この偏心ロータに設けられた電機子コイルと、偏心ロータに磁束を供給する磁石とを備えて構成される（例えば、特許文献２）。
また、第３従来技術の振動モータとして、リニア振動モータが知られている。このリニア振動モータは、電磁石からなる固定子と、永久磁石を有するとともにばね支持されている可動子と、可動子の速度を検出するセンサと、センサでの検出結果に応じて電磁石のコイルへの供給電流を制御する制御手段とを備えて構成される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７９１８号公報
【特許文献２】
特開２０００−９２８０４号公報
【特許文献３】
特開平０８−３３１８２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の第１ないし第３従来技術のいずれにおいても、振動モータを一定限度以上に小型化、薄型化することができないという問題がある。
例えば、第１従来技術においては、厚み方向にコイルモータの回転子、磁石、コイル等を有する。また、第２従来技術においては、厚み方向に偏心ロータ、コイル、磁石を有する。このように、厚み方向に相当数の構成部品を有するので、薄型化することには一定の限度がある。
また、第３従来技術においても、電磁石を有するため、電磁石のコイルの厚みよりも薄くすることは困難である。
【０００５】
さらに、上記従来技術のいずれにおいても、振動モータが磁石を有しているという問題がある。このように磁石を有する振動モータを例えば電子機器等に組み込んだ場合、振動モータの周囲の部材が着磁される可能性がある。すると、この着磁された部材が電子機器の動作に影響を及ぼすという問題が生じる。あるいは、着磁を防止する方策を別個にとる必要があるという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、従来の問題を解消し、小型化、薄型化できる振動モータを提供し、この振動モータを有し小型化される電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の振動モータは、交流電圧の印加により振動が励振される圧電素子を有する振動体と、前記振動体に接触されて前記圧電素子の振動にて回転される回転体とを備え、前記回転体には、前記回転体の重心を回転軸から偏心させる重量アンバランス手段が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、圧電素子に交流電圧を印加すると圧電素子に振動が励振され、この圧電素子の振動により回転体が回転される。このとき、回転体には重量アンバランス手段が設けられ、回転体の重心が回転体の回転軸から偏心されている。よって、このような偏心した回転体の回転によって、振動を得ることができる。
振動体としては、圧電素子の振動を利用する圧電アクチュエータが例示される。このような振動体の厚みは、概ね扁平状の圧電素子が有する厚み程度とすることができ、非常に薄く、例えば１ｍｍ前後さらには１ｍｍ以下の薄さに形成される。よって、この薄型化される振動体によって回転体を回転させる振動モータは、従来の振動モータに比べて格段に薄く構成される。振動モータが薄型化されれば、この振動モータを電子機器に組み込むことも容易である。
【０００９】
振動体は、交流電圧で励振される圧電素子の伸縮振動を利用するので、その構成は例えば圧電素子を貼り合わせたような簡便な構成である。よって、薄型化に加えてなお小型化も容易であり、さらに、組立工程も簡略化される。従来は、回転体を回転させるのに磁石を要する構成であったが、本願構成では圧電素子の振動を得るのに磁石を必要としない。よって、この振動モータを電子機器に組み込んでも周囲の部材を着磁することがない。その結果、精密な電子機器に対しても振動モータを組み込むことができる。
【００１０】
振動体は、交流電圧印加により圧電素子に励振される一定の振動を利用している。よって、交流電圧の印加により振動体には一定の駆動が維持されるので回転体を常に一定の速度で正常に回転させることが可能であり、また、起動時においても瞬時に回転体を回転させることができる。例えばコイルモータに見られるコギングトルクやトルクリップル等の不正常な駆動が生じないことから、本発明の振動モータは、回転体を一定速度で回転させて一定の振動を得ることができる。また、コイルモータなどで偏心した回転体を回転させる場合には、起動時に回転体が回りにくい事態も起こりうるが、本発明の振動モータでは振動体が回転体に直接当接しているので、起動時でも速やかに回転体を回転させることができる。特に、回転体の偏心が大きくて回転体を回転させるのに高トルクが必要な場合であっても、速やかに回転体を回転させることができる。そして、ユーザにとっては起動時の振動を最も大きく感じることから、起動時に速やかに回転体を回転させることができればユーザーに大きな振動を体感させることができる。さらには、大きな振動を体感させることができるので、回転体の回転数を多少小さくしてもユーザーに与える振動の効果は変わることがなく、回転体の回転数を小さくすることにより、回転体と振動体と当接部の磨耗を低減させ、耐用年数を長くすることができる。
【００１１】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して前記振動体との接触部分を除く部分に取付けられた重量付加体であることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、回転体に重量付加体が取付けられることにより、回転体の重心が回転軸上から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。
回転体に対して重量付加体を別体として設けることにより、回転体と重量付加体との材質をそれぞれ適宜設定することができる。例えば、回転体は、重量は軽くするように密度の小さい材質にて形成して、重量付加体は、重量を重くするように密度の高い材質例えばタングステン等の金属にて形成することができる。あるいは、回転体は振動体に対する接触でもより磨耗しない材質例えばステンレスにて形成することができる。
重量付加体が取付けられる位置を変更すると、同じ重さの重量付加体であっても偏心の大きさを変えることができる。例えば、回転体の回転軸から遠い側、すなわち、回転体の周縁側に重量付加体を取付けると偏心を大きくして、同じ重さの振動モータであってもより大きな振動を生じさせる振動モータとすることができる。
また、回転体が回転しにくい場合には、重量付加体の位置を変えたり、重量付加体を交換するなどにより、回転体の回転を調整することもできる。
なお、重量付加体の形状は特に限定されるものではなく、例えば、回転体の回転面上の一部を覆う形状でもよく、あるいは、回転体の回転面上を覆う楕円形状であってもよい。
【００１３】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して一体形成された重量部であることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、回転体に重量部が形成されることにより、回転体の重心が回転軸上から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。
回転体に対して重量部を一体成形することにより、製造工程が簡略化され、製造コストを低減させることができる。また、重量付加体を別体として回転体に取付ける場合に比べて、重量付加体が回転体から外れるような故障が生じることはない。重量付加体を回転体に取付けると取付け誤差により回転体の偏心量に違いが生じることも考えられるが、回転体に重量部が一体成形されていれば同形状の回転体を安定して製造することができるので、回転体の回転によって得られる振動を一定にすることができる。
なお、回転体のうち重量部を形成する位置は限定されず、回転体の重心を回転軸上から偏心させる位置であればよい。例えば、回転体の回転軸から遠い側、すなわち、回転体の周縁側に重量部を形成すると偏心を大きくして、同じ重さの振動モータであってもより大きな振動を生じさせる振動モータとすることができる。
【００１５】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体の一部の密度よりも高い密度を有し前記回転体に密度分布の偏りを形成する高密度部分であることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、回転体の密度分布の偏りによって回転体の重心が回転軸から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。密度分布の違いで偏心を生じさせるので、回転体に重量付加体等を設ける必要がなく、回転体を小型にすることができる。その結果、振動モータをより小型化、薄型化することができる。
なお、回転体の密度分布は、樹脂で形成された回転体の一部に密度が大きい金属粉末例えばタングステン粉末を混入させることによって形成されることが例示される。すると、樹脂のみで形成された一部に対して金属粉末が混入された他の部分が高密度部分となり、重心の偏心が生じる。また、樹脂成形の際に金属粉末を加えるだけなので簡便である。
あるいは、密度の小さい材質で回転体の一部を形成し、密度の大きい材質で回転体の他の部分を形成して、この両者を張り合わせることにより、回転体の密度分布の偏りを形成してもよい。すると、常に同じ密度の偏りを形成することができるので、回転体の回転によって得られる振動を一定とすることができる。
【００１７】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体内に形成された穴であることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、回転体内に穴が形成されることにより、この穴の部分が他の部分に比べて軽量になる。すると、回転体の重心を偏心させることができる。穴によって回転体の偏心を得るので、回転体に重量付加体などを付加する必要がなく、回転体を小型化することができる。その結果、振動モータを小型化、薄型化することができる。また、回転体は一体成形できるので、製造工程が簡略化され、製造コストを低減することができる。
【００１９】
本発明では、前記振動体は、前記回転体の外周面に当接されることが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、回転体の外部で径方向に振動体が配置され、振動体が回転体の外周面に接触して回転体を回転させる。すると、振動体は回転体の回転面上には重ならない。
ここで、回転体に重心の偏心をもたせるためには、回転体を回転軸に対して交差する方向に長さを有する形状として回転軸に対し重量アンバランスをもたせることが好ましい。よって、回転体は回転軸方向に薄い形状に形成される。回転体および振動体が共に薄く、さらに、回転体の外周面に振動体が当接する構成とすれば、両者が重ならない構成であるので、振動モータが薄型化される。
【００２１】
本発明では、前記回転体は、前記振動体を円環状に囲む円環側壁部を有し、前記振動体は、前記円環側壁部の内周面に当接されることが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、振動体が、回転体の内側に入る構成であるので、振動モータの大きさは回転体の大きさとすることができる。その結果、振動モータを小型化することができる。
【００２３】
本発明では、前記振動体は、略扁平形状の補強板と、前記補強板の少なくとも一面に設けられた略扁平形状の前記圧電素子とを備えて構成され、前記振動体は、前記補強板と前記圧電素子との積層方向を前記回転体の回転軸方向と平行にして配置されていることが好ましい。
【００２４】
このような構成によれば、振動体は積層方向に最も薄い構成となる。さらに、回転体に重心の偏心をもたせるためには、回転体を回転軸に対して交差する方向に長さを有する形状として回転軸に対し重量アンバランスをもたせることが好ましい。よって、回転体は回転軸方向に最も薄いので、振動体の積層方向を回転体の回転軸方向と平行にすると、振動モータとして最も薄い配置とすることができる。
【００２５】
本発明の電子機器は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の振動モータを有することを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、小型化、薄型化された振動モータを有する電子機器とすることができる。この振動モータは、小型、薄型であるので電子機器に容易に組み込むことができ、また、電子機器を大型化することがない。さらに、この振動モータは、磁石を有していないので、電子機器の部材が着磁される心配がない。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機のような移動体通信器で、通話相手から発呼された場合に振動モータによる振動により呼出合図を発するものや、時計であって予め設定された時間になると振動モータを振動させてアラーム合図とするものなどが例示される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
（第１実施形態）
図１に本発明の振動モータの第１実施形態を示す。図２は、図１の断面図である。
この振動モータ１は、振動体としての圧電アクチュエータ２と、この圧電アクチュエータ２に押圧接触されて回転する回転体３Ａとを備えて構成され、この圧電アクチュエータ２および回転体３Ａが固定された基面４（図２参照）の上に配設されている。
【００２８】
圧電アクチュエータ２は、略矩形扁平形状に形成された補強板２１と、２枚の略矩形扁平形状の圧電素子２２とを備え、図２に示されるように、補強板２１の表裏両面に圧電素子２２が設けられて構成されている。
補強板２１は、ステンレスその他の金属材料により形成され、一長辺と一短辺が交わる一頂点に形成され回転体３Ａに当接される当接部２１１と、当接部２１１とは対角位置に形成された凸部２１２とを備えている。当接部２１１は、その先端部分が緩やかな曲面に成形されている。
【００２９】
圧電アクチュエータ２は、補強板２１の長手方向略中央から一体的に突設された当接力調整部２３を備えている。
当接力調整部２３は、補強板２１の長手方向に対して垂直に形成されるとともに途中に穿設された孔２３２を有する支持部２３１と、支持部２３１の一端から直角に回転体３Ａとは反対方向へ屈曲する横梁部２３５と、横梁部２３５の他端から支持部２３１に平行でかつ反対方向へ屈曲した係合部２３６とを備えて構成されている。基面４には、垂直に突出した取付けダボ４１が形成されている。この取付けダボ４１には、支持部２３１の孔２３２を貫通して位置決め螺子２３３が螺合される。この位置決め螺子２３３の頭部と取付けダボ４１との間に支持部２３１が挟持されて固定されることにより、圧電アクチュエータ２の位置決めが行われる。また、係合部２３６は、基面４に垂直固定されたピン４２と係合されている。このピン４２の位置を変更すると、位置決め螺子２３３を中心として圧電アクチュエータ２が回動され、当接部２１１と回転体３Ａとの当接力が調整される。当接部２１１と回転体３Ａとの当接力が最適な状態で、位置決め螺子２３３の天面に設けられた凹状の溝２３４にドライバ等を係合させて位置決め螺子２３３を締め付けると、圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとが良好な接触を保った状態で固定される。
【００３０】
圧電素子２２の表面には、ニッケルメッキ層や金メッキ層などにより形成された電極２２１が設けられている。電極２２１は、補強板２１の表裏両面の圧電素子２２にそれぞれ設けられている。電極２２１には図示しないリード線が接続され、このリード線は図示しない駆動制御回路に接続されている。駆動制御回路からは電極に対しリード線を介して圧電素子２２の振動を励振する駆動電圧が印加される。この駆動電圧の周波数は、圧電素子２２の長手方向の共振周波数に設定されることが望ましい。この長手方向の共振周波数の駆動電圧が圧電素子２２に印加されると、圧電素子２２に縦方向振動が励振される。このとき同時に、当接部２１１と凸部２１２との非対称性に起因して屈曲振動が励振される。すると、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動する。当接部２１１が回転体３Ａに押圧接触した状態で当接部２１１が楕円軌道運動を行うと、回転体３Ａが回転される。
【００３１】
補強板２１および圧電素子２２の厚みは、それぞれ１ｍｍ以下であり、この補強板２１と２枚の圧電素子２２とを積層した圧電アクチュエータ２としての厚みは１ｍｍ前後さらには１ｍｍ以下の薄さである。
なお、補強板２１と圧電素子２２との積層方向は、基面４に対して垂直方向である。
【００３２】
回転体３Ａは、基面４に回転可能に軸受けされた回転軸３１と、この回転軸３１から外周方向にフランジ状に突設された円板形状のロータ部３２と、回転体３Ａの重心を偏心させる重量アンバランス手段としての重量付加体３３とを備えて構成されている。
ロータ部３２の外周端面には、断面円弧状の凹条部３２１が形成され、この凹条部３２１に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接される。
【００３３】
ロータ部３２の回転面上には、重量付加体３３が設けられている。重量付加体３３は、略板状であり、半径がロータ部３２の半径よりも大きい略半円形状である。重量付加体３３は、重量付加体３３の直径に相当する略直線状の端部をロータ部３２の直径に重ねてロータ部３２の直径を境に半分を覆うようにロータ部３２の回転面上に密着して設けられている。重量付加体３３の直径に相当する端部の中心部３３１には、全体の半円形とは反対側に膨出した小半円３３２が形成され、この中心部３３１で回転軸３１に嵌合している。ロータ部３２が回転される際には、重量付加体３３とロータ部３２とは一体になって回転する。
【００３４】
このように、ロータ部３２の一部に対して重量付加体３３が付加されることにより、回転体３Ａの重心は、回転軸上から重量付加体３３が付加された方向に偏心される。この重心が偏心された回転体３Ａが回転すると、重心が回転軸を周回することとなり振動が生じる。
【００３５】
ロータ部３２の材質および重量付加体３３の材質は、特に限定されるものではないが、ロータ部３２は圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗せずかつ比重の小さい材質例えばステンレス等で形成されることが例示される。また、重量付加体３３は、比重の大きい材質例えばタングステン等の金属で形成されることが例示される。
ロータ部３２および重量付加体３３の厚みはそれぞれ１ｍｍ前後であり、ロータ部３２と重量付加体３３とを重ねた回転体３Ａとしての厚みは数ｍｍ程度の薄さである。さらには、ロータ部３２および重量付加体３３の厚みをそれぞれ１ｍｍ以下とし、回転体３Ａの厚みを１ｍｍ程度に形成することも可能である。
なお、ロータ部３２の回転面は基面４に対して平行であり、これは、圧電アクチュエータ２の補強板２１と圧電素子２２との積層方向と同方向である。
【００３６】
このような構成による振動モータ１において、圧電アクチュエータ２に駆動電圧を印加して圧電素子２２の振動を励振する。すると、当接部２１１の楕円軌道運動によりロータ部３２が回転される。ロータ部３２が回転されると、回転体３Ａとしてロータ部３２と重量付加体３３とが一体となって回転される。このとき、回転体３Ａの重心は回転軸３１から偏心されているので、重心が回転軸３１を周回し振動が生じる。
【００３７】
このような第１実施形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）回転体３Ａには重量付加体３３が設けられることにより、回転体３Ａの重心が回転軸３１から偏心される。このとき、重量付加体３３は、ロータ部３２とは別体として形成されるので、ロータ部３２および重量付加体３３の材質をそれぞれ最適に選択することができる。例えば、ロータ部３２を比重が小さくかつ耐摩耗性を有する材質で形成し、一方、重量付加体３３を比重の大きい材質で形成すれば、回転体３Ａの偏心をより大きくすることができる。また、ロータ部３２に対して重量付加体３３を設ける位置を変えることにより、同じ重さの重量付加体３３であっても偏心の大きさを変えることができる。
【００３８】
（２）回転体３Ａを回転させる駆動源として圧電アクチュエータ２を利用している。圧電アクチュエータ２は、補強板２１に対して２枚の圧電素子２２を張り合わせるだけの簡便な構成である。よって、従来の駆動源であるコイルモータ等に比べて小型化される。また、厚み方向の部品点数が少ないことに加えて、さらに、構成要素である補強板２１および圧電素子２２自体の厚みが薄いので、圧電アクチュエータ２は非常に薄型化される。よって、振動モータ１としての厚みを非常に薄くすることができる。その結果、この振動モータ１を電子機器に組み込むことが容易であり、また、電子機器を大型化する必要がない。
【００３９】
（３）圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとは重ならず、さらに、補強板２１と圧電素子２２との積層方向と回転体３Ａの回転軸方向とが略平行方向に配置されている。圧電アクチュエータ２自体が薄くて、回転体３Ａ自体も薄い上にさらに、両者が重ならずに両者の薄い方向を揃えて配置されることにより、振動モータ１として最も薄い構成とすることができる。
【００４０】
（４）圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとで構成されているので、この振動モータ１は、コイルモータ等が有する磁石を必要としない。よって、この振動モータ１を電子機器等に組み込んだ場合であっても周囲の部材が着磁される恐れがない。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の振動モータの第２実施形態について説明する。この第２実施形態の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、第２実施形態の特徴は、回転体３Ｂに重量アンバランス手段としての重量部３５が一体成形されている点にある。
図３に第２実施形態の断面図を示す。圧電アクチュエータ２が支持部２３１で支持され、回転体３Ｂの外周に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接している点などは第１実施形態と同様である。
回転体３Ｂは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４に対して、この円板部３４の略半円部分に重なる形で重量部３５が一体的に形成されている。重量部３５の形状は、第１実施形態の重量付加体３３と同形状である。このような構成により、回転体３Ｂの重心が回転軸３１から偏心される。
【００４２】
このような構成からなる第２実施形態によれば、上記実施形態の効果（２）から（４）に加えて、次の効果を奏することができる。
（５）回転体３Ｂの円板部３４と重量部３５とが一体成形されているので、製造工程が簡略化され、製造コストを低減することができる。重量付加体３３（第１実施形態）を付加する場合に比べて、加工誤差が生じにくいので、回転により一定の振動を生じる回転体３Ｂとすることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、本発明の振動モータの第３実施形態について説明する。この第３実施形態の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、第３実施形態の特徴は、回転体に重量アンバランス手段として高密度部分が形成されている点である。
図４に第３実施形態を示す。圧電アクチュエータ２が支持部２３１で支持され、回転体３Ｃの外周に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接している点などは第１実施形態と同様である。
【００４４】
回転体３Ｃは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４と、この円板部３４の外周をリング状に囲んで設けられたリム部３６とを備えて構成されている。
円板部３４は、合成樹脂で成形され、この合成樹脂に合成樹脂よりも比重の大きい材質、例えばタングステン等の金属粉末３４１が部分的に混入されて形成されている。金属粉末３４１は、円板部３４の直径を境に片方側にのみ混入され、中心から外周部に行くに従って濃度が高くなるように混入されている。このような構成により、円板部３４の密度分布に偏りが生じ、合成樹脂のみで形成された一部３４２に対して金属粉末３４１が混入された他の部分３４３が高密度部分となる。その結果、回転体３Ｃの重心が回転軸３１から偏心される。
【００４５】
リム部３６は、圧電アクチュエータ２の当接部２１１との摩擦によって磨耗しない程度の耐摩耗性を有する金属例えばステンレス等で形成されている。また、リム部３６の外周端部には、断面円弧状の凹条部３６１が設けられている。
【００４６】
以上、このような第３実施形態によれば、上記実施形態の効果（２）から（４）に加えて、次の効果を奏することができる。
（６）回転体３Ｃの円板部３４に密度分布の偏りを形成することによって回転体３Ｃの重心を回転軸３１から偏心させている。よって、重量付加体３３（第１実施形態）や重量部３５（第２実施形態）等を設ける構成に比べて、回転体３Ｃを小型で薄型のものとできる。
（７）円板部３４は合成樹脂に金属粉末３４１を混入するだけであるので成形が容易である。
（８）回転体３Ｃが合成樹脂のみで形成された場合には、圧電アクチュエータ２との当接によりすぐに磨耗してしまう恐れがある。しかし、リム部３６を設けることにより圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗することがなく、回転体３Ｃと圧電アクチュエータ２とを常に一定の当接力で当接させることができる。
【００４７】
（第４実施形態）
次に、本発明の振動モータの第４実施形態について説明する。
第４実施形態の基本的構成は第３実施形態と同様であるが、第４実施形態が特徴とするところは、回転体３Ｄに重量アンバランス手段として穴３４４が設けられている点である。
図５に第４実施形態を示す。回転体３Ｄは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４と、この円板部３４の外周をリング状に囲んで設けられたリム部３６とを備えて構成されている。
円板部３４は、タングステン合金で成形され、このタングステン合金の一部に穴３４４が形成されている。穴３４４は、円板部３４の直径を境に一方側で円板部３４の外縁部を除いた位置に、回転面上方に向かって開口した略半円形の凹状に形成されている。このような構成により、回転体３Ｄの重心が回転軸３１から偏心される。
リム部３６については、第３実施形態と同様である。
【００４８】
このような構成からなる第４実施形態によれば、上記実施形態の効果（２）から（４）、および（８）に加えて、次の効果を奏することができる。
（９）回転体３Ｄの円板部３４に穴３４４を形成することによって回転体３Ｄの重心を回転軸３１から偏心させている。よって、重量付加体３３（第１実施形態）や重量部３５（第２実施形態）等を設ける構成に比べて、回転体３Ｄを小型で薄型のものとできる。
（１０）合成樹脂に金属粉末３４１を混入させる場合には金属粉末３４１の分散度によって回転体の偏心度に違いが生じる恐れもあるが、回転体３Ｄの円板部３４に穴３４４を形成する場合には常に一定の偏心度の回転体３Ｄを製造することができる。
【００４９】
（第５実施形態）
次に、本発明の振動モータの第５実施形態について説明する。図６に第５実施形態の平面図を示す。図７に図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図を示す。
この振動モータ１は、略円板状の固定体５と、この固定体５を円環状に囲むとともに固定体５を中心として回転自在に設けられた回転体３Ｅと、固定体５に配設され回転体３Ｅに当接して回転体３Ｅを回転させる圧電アクチュエータ２とを備えて構成されている。
【００５０】
固定体５は、略円板状であって、外縁部には上面側の角を面取りする形でテーパ５１が設けられている。固定体５の外縁部の上面側には外縁に沿ったリング状の押さえ板５２が設けられている。押さえ板５２の外縁の下面側には固定体５のテーパ５１とともに固定側Ｖ溝５３を形成する傾斜部５２１が設けられている。
【００５１】
回転体３Ｅは、固定体５を円環状に囲む円環側壁部３７を有する略リング状の部材である。円環側壁部３７のうち下面側には、固定体５のテーパ５１と押さえ板５２の傾斜部５２１とで形成された固定側Ｖ溝５３に対向する回転側Ｖ溝３７１が円環状に形成されている。この固定側Ｖ溝５３と回転側Ｖ溝３７１との間にはボール５４が介装されたボールベアリングが設けられている。このボール５４は、固定体５の周方向に所定間隔で数個例えば７個程度設けられている。なお、固定体５と押さえ板５２との間には平板で環状のボール保持部５５が挟持され、このボール保持部５５の外周の所定位置には、ボール５４と同数の切欠き（不図示）が設けられている。この切欠き部分にボール５４が保持され、ボール５４が固定体５の外周で所定位置を保つ。
【００５２】
回転体３Ｅの円環側壁部３７において回転側Ｖ溝３７１の上側には、断面円弧状の凹条部３７２が形成され、圧電アクチュエータ２の当接部２１１がこの凹条部３７２に当接される。
なお、円環側壁部３７の高さは、圧電アクチュエータ２の厚みと固定体５の厚みを足したものよりはわずかに高いものであるが、その高さは数ｍｍ程度、あるいは１ｍｍ以下である。
【００５３】
また、回転体３Ｅは、固定体５を中心として外周方向に見たとき、肉薄の方向と肉厚の方向とを有している。すなわち、回転体３Ｅの回転中心から回転体３Ｅの外周の一点までに至る距離と、回転中心から外周の他点までに至る距離とが異なっている。このように、回転中心に対して円形ではなく略楕円形状の外周を有する異形に形成されることにより、回転体３Ｅの重心を回転中心から偏心させる重量アンバランス手段が構成されている。
【００５４】
圧電アクチュエータ２は、固定体５に配設され、回転体３Ｅの円環側壁部３７にて囲まれている。
圧電アクチュエータ２の構成は、上記実施形態と基本的に同様であり、補強板２１に対して圧電素子２２が表裏両面から張り合わされている。
また、圧電素子２２の表面には電極Ａないし電極Ｅが形成されている。この電極は、圧電素子２２の幅方向中央部の電極Ａと、この電極Ａの両端に位置し長手方向略中央で分割された４つの電極Ｂ、電極Ｃ、電極Ｄ、電極Ｅとを備えて構成されている。この電極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、補強板２１の表裏両面の圧電素子２２にそれぞれ設けられている。電極のうち中央の電極Ａと、互いに対角に位置する電極、例えば電極Ｂと電極Ｅとには図示しないリード線が接続され、このリード線は図示しない駆動制御回路に接続されている。駆動制御回路からは電極Ａ、Ｂ、Ｅに対しリード線を介して圧電素子２２の振動を励振する駆動電圧が印加される。この駆動電圧の印加により、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動し、当接部２１１が回転体３Ｅに押圧接触した状態で当接部２１１が楕円軌道運動を行うと、回転体３Ｅが回転される。
【００５５】
本実施形態においては、圧電アクチュエータ２の当接部２１１が補強板２１の幅方向の略中央部分に設けられている。また、圧電アクチュエータ２には、回転体３Ｅに対する当接部２１１の当接力を調節する当接力調整手段２５が設けられている。
当接力調整手段２５は、圧電アクチュエータ２を支持するとともに固定体５に対してスライド自在に設けられたスライダ２５１と、スライダ２５１と固定体５とをスライド移動させるスライド機構２５３とを備えて構成されている。
【００５６】
圧電アクチュエータ２には、補強板２１の長手方向略中央から突設され孔２４１が穿設された腕部２４が設けられている。スライダ２５１は圧電アクチュエータ２の下面と固定体５の上面との間に設けられている。螺子２４２が腕部２４の孔２４１に嵌挿されてスライダ２５１に螺合されて、圧電アクチュエータ２がスライダ２５１に対して一体的に固定されている。
スライド機構２５３は、スライダ２５１の固定体５に対向する面から固定体５に向かって突設された係合ピン２５２と、固定体５に設けられ圧電アクチュエータ２の長手方向に長径を有する略楕円形状で係合ピン２５２が係合される係合孔２５４と、当接部２１１の反対方向から当接部２１１の方向に向かってスライダ２５１を付勢するばね２５５と、ばね２５５に対して当接ピン２５６を介してばね２５５の付勢力を調節する頭部が偏心された偏心ピン２５７とを備えて構成されている。
【００５７】
このような当接力調整手段２５において、偏心ピン２５７を回転させて偏心ピン２５７の頭部にて当接ピン２５６を押す力を調整する。すると、ばね２５５の長さが変化さればね２５５の付勢力が調整される。このばね２５５の付勢力の調整により、スライダ２５１が係合孔２５４の長径方向に移動される。その結果、当接部２１１が回転体３Ｅに対して近接あるいは離間方向に移動され、当接部２１１と回転体３Ｅとの当接力が変化される。
【００５８】
このような構成において、圧電素子２２に駆動電圧を印加して圧電素子２２に振動を励振すると、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動される。この当接部２１１の運動により回転体３Ｅが回転されると振動が生じる。
【００５９】
このような第５実施形態によれば、上記実施形態の効果（２）（３）（４）（に加えて、次の効果を奏することができる。
（１１）圧電アクチュエータ２が、回転体３Ｅの内側に設けられているので、振動モータ１自身の大きさは回転体３Ｅの大きさとなる。すると、回転体３Ｅの外側から圧電アクチュエータ２を当接させる構成に比べると、小型化される。
（１２）回転体３Ｅは、回転中心に対して外周の一点までの距離と外周の他点までの距離が異なる略楕円形状の異形に形成されることにより、重心が偏心されている。これは、重量付加体３３（第１実施形態）や重量部３５（第２実施形態）を設けたり、金属粉末３４１（第３実施形態）を混入させることに比べて簡便であり、製造工程が簡略化され、製造コストが低減される。
【００６０】
（第６実施形態）
次に、本発明の振動モータ１の第６実施形態について説明する。図８に第６実施形態の平面図を示す。図９に図８中ＩＸ−ＩＸ線における断面図を示す。
第６実施形態の基本的構成は、第５実施形態と同様であるが、第６実施形態の特徴とするところは、回転体３Ｆに重量アンバランス手段としての重量付加体３９が設けられている点である。
【００６１】
回転体３Ｆは、固定体５および圧電アクチュエータ２を囲み重心が回転中心に位置する円環状のロータ部３８と、ロータ部３８の外周面に付加され重心を回転中心から偏心させる重量アンバランス手段としての重量付加体３９とを備えて構成されている。
重量付加体３９は、円環を直径で分割した略半分の形状であって、ロータ部３８の外周端部のうち略半円部分に対して外側から設けられている。重量付加体３９の外周端部には外側に向かって開口した凹状の穴部３９１が所定間隔をもって数個所例えば３箇所設けられている。この穴部３９１には、螺子３９２が挿入されロータ部３８と重量付加体３９が螺子止めされている。このように重量付加体３９が設けられることにより、回転体３Ｆの重心が回転中心から偏心されている。
【００６２】
なお、ロータ部３８の材質および重量付加体３９の材質は、特に限定されるものではないが、ロータ部３８は圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗せずかつ比重の小さい材質例えばステンレス等で形成されることが例示される。また、重量付加体３９は、比重の大きい材質例えばタングステン等の金属で形成されることが例示される。
また、ロータ部３８および重量付加体３９の厚みは同じで１ｍｍ前後である。
【００６３】
このような構成からなる第６実施形態によれば、上記実施形態の効果（１）から（４）、（１１）に加えて、次の効果を奏することができる。
（１３）重量付加体３９が、ロータ部３８に対して螺子３９２により取付けられているので、重量付加体３９を重量の異なるものに交換することができる。あるいは、重量付加体３９を取り外して振動が生じないただのモータとして利用することもできる。
【００６４】
尚、本発明の振動モータは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、圧電アクチュエータ２の構成は、上記実施形態に限られるものではなく、回転体を回転させるものであればよい。圧電素子２２および補強板２１の形状や当接部２１１の位置などは適宜設定されればよい。また、当接部２１１が楕円軌道を描く場合について説明したが、当接部２１１を直線的に運動させて回転体の直径方向に対し角度を有する方向から回転体の外周面をつつくようにして回転体を回転させてもよい。この場合、圧電素子の電極の構成や駆動電圧の周波数などは適宜設定されればよい。また、振動体としては、超音波モータも含まれる。
【００６５】
第１実施形態において、重量付加体３３の形状や付加の位置は上記実施形態に限られず、種種の形態で付加位置も異なるものであってもよい。例えば、第１実施形態の重量付加体３３に比べて中心角が小さい扇形であってもよく、また、単に円板、三角、四角など種種の形状であってもよい。付加位置はロータ部の回転面の上面であってもよくまたは回転面の下面であってもよく、回転軸に対して嵌合せずに回転面に対して貼着されていてもよい。あるいは、回転体の回転面から間隔を有して回転軸に対して重量付加体３３を取付けてもよい。重量付加体３３は、ロータ部に対してねじでねじ止めされてもよく、あるいは、ロータ部３２および重量付加体３３の一方に雄ねじを設け、ロータ部３２および重量付加体３３の他方に雌ねじを設けて互いを螺合してもよい。
【００６６】
第２実施形態において、重量部３５の形状および重量部３５が形成される位置は上記実施形態に限られない。円板部３４の回転面上側でもよく回転面下側でもよい。
第３実施形態において、円板部３４の密度分布の偏りを形成する際しては、合成樹脂で形成された円板部３４に混入するのは、金属粉末３４１に限られず、比重の大きいものであればよい。また、円板部３４の一部と他の部分とをそれぞれ別個に比重の異なる材質を用いて形成した後、この両者を張り合わせることで密度分布の偏りを形成してもよい。
【００６７】
第４実施形態において、円板部３４に形成される穴３４４の形状および位置は上記実施形態に限られない。穴３４４は半円形のほか、円形、三角、四角などでもよい。また、穴３４４が形成される位置は円板部３４の回転面上面でも回転面下面でもよい。また、穴３４４は、円板部３４を貫通して形成されていてもよい。円板部３４は合成樹脂により形成されてもよい。すると、回転体３Ｄの円板部３４を合成樹脂で成形する際に穴３４４を形成するのみであるので、例えば金属粉末３４１（第３実施形態）を混入させるような場合と比べて、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
【００６８】
第５実施形態において、回転体３Ｅの形状は、上記実施形態に限られず、回転中心から偏心した重心をもつ形状であればよい。当接力調整手段２５は上記実施形態に限られず、当接部２１１と回転体３Ｅとの当接力を調整できるものであればよい。また、回転中心から外周の一点への距離と回転中心から外周の他点への距離とが異なる形状に回転体を形成してこの回転体の外周面に圧電アクチュエータを当接させてもよい。この場合、回転体の回転とともに回転体の回転中心と圧電アクチュエータとの距離を変化させるスライド機構を圧電アクチュエータに設けて、回転体の外周面に対して圧電アクチュエータが常に当接する構成とすることが望ましい。
【００６９】
第６実施形態において、重量付加体３９の形状は上記実施形態に限られず、中心角が１８０度よりも小さいものであってもよい。あるいは、重量付加体３９を付加する位置は、ロータ部３８の外周端面に限られず、ロータ部３８の上面側あるいは下面側であってもよい。また、重量付加体３９はロータ部３８に対して螺子止めされる他、ロータ部３８に対して貼り付けられてもよい。
【００７０】
振動モータ１は、各種電子機器に組み込まれてもよい。例えば、携帯電話機などの移動体通信機や、時計などに組み込まれてもよい。本発明の振動モータ１は、小型かつ薄型であるので、電子機器に組み込むことが容易であり、また電子機器を大型化することもない。また、この振動モータ１は、磁石を有していないので、電子機器に組み込んだ際でも、電子機器内の部材を着磁する恐れがない。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の振動モータによれば、小型化、薄型化できるという優れた効果を奏し、この振動モータを有する電子機器を小型化できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振動モータの第１実施形態を示す図である。
【図２】前記第１実施形態の断面図を示す図である。
【図３】本発明の振動モータの第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明の振動モータの第３実施形態を示す図である。
【図５】本発明の振動モータの第４実施形態を示す図である。
【図６】本発明の振動モータの第５実施形態を示す図である。
【図７】前記第５実施形態において、図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態を示す図である。
【図９】前記第６実施形態において、図８中ＩＸ−ＩＸ線における断面図である。
【符号の説明】
１…振動モータ、２…圧電アクチュエータ（振動体）、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ…回転体、２１…補強板、２２…圧電素子、３１…回転軸、３２…ロータ部、３３…重量付加体（重量アンバランス手段）、３４…円板部、３５…重量部（重量アンバランス手段）、３７…円環側壁部、３８…ロータ部、３９…重量付加体（重量アンバランス手段）、２１１…当接部、３４１…金属粉末、３４４…穴（重量アンバランス手段）
【図１】
2004160303.tif 000003
【図２】
2004160303.tif 000004
【図３】
2004160303.tif 000005
【図４】
2004160303.tif 000006
【図５】
2004160303.tif 000007
【図６】
2004160303.tif 000008
【図７】
2004160303.tif 000009
【図８】
2004160303.tif 000010
【図９】
2004160303.tif 000011