JP2010082498A - Vibration motor and portable terminal device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動を発生させる振動モータに関し、特に振動モータおよびそれを用いた携帯端末装置に関する。 The present invention relates to a vibration motor that generates vibration, and more particularly to a vibration motor and a portable terminal device using the vibration motor.
筐体の振動によって、ユーザに電話やEメールの着信を知らせる機能を有する携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)などの携帯端末が知られている。そのような携帯端末には、振動を発生させる小型のモータが組み込まれることがある。こうしたモータとしては、従来、コイルからの電磁力により振動する可動子を備えたモータとしてのアクチュエータが知られている(例えば、下記の特許文献1参照)。 Mobile terminals such as a mobile phone and a PDA (Personal Digital Assistant) having a function of notifying a user of an incoming call or e-mail by vibration of a housing are known. Such a portable terminal may incorporate a small motor that generates vibration. Conventionally known as such a motor is an actuator as a motor including a mover that vibrates due to electromagnetic force from a coil (see, for example, Patent Document 1 below).
特許文献1に開示されたモータは、円板状のマグネットからなる可動子と、可動子を取り囲むように配置されたコイルとを備え、コイルからの電磁力により可動子が上下方向(可動子の厚み方向)に直線移動する。
近年携帯端末の薄型化が進み、そのためそれに組み込まれるモータも薄くする必要がある。上述のモータでは、円板状の可動子が上下方向に移動するように構成されているので、その上下方向に可動子の移動空間を設ける必要があり、構造的にモータの薄型化を図ることが困難であるという問題点がある。 In recent years, mobile terminals have been made thinner, and it is therefore necessary to reduce the thickness of the motor incorporated therein. In the motor described above, the disk-shaped mover is configured to move in the vertical direction. Therefore, it is necessary to provide a moving space for the mover in the vertical direction, and the motor is structurally thinned. There is a problem that it is difficult.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は薄型化を図ることが可能な振動モータの提供にある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a vibration motor capable of being thinned.
本発明のある態様は、振動モータに関する。この振動モータは、互いに離間して配列されたコイルを有する基板と、基板の一方の面側において、コイルと対向する磁極面を有し、コイルの配列方向に沿ってコイル上を移動する可動部と、コイルの配列の両端部に設けられ、可動部を移動方向に付勢する弾性部材と、を備える。可動部は、磁極面が弾性部材側に側辺を有し、側辺の長さが、側辺に沿った磁極面の中心付近の幅よりも短い。 One embodiment of the present invention relates to a vibration motor. The vibration motor includes a substrate having coils arranged apart from each other, a magnetic pole surface facing the coil on one surface side of the substrate, and a movable portion that moves on the coil along the coil arrangement direction. And an elastic member that is provided at both ends of the coil array and biases the movable portion in the moving direction. In the movable part, the magnetic pole surface has a side on the elastic member side, and the length of the side is shorter than the width near the center of the magnetic pole surface along the side.
本発明の別の態様は、携帯端末装置である。この携帯端末装置は、上述の振動モータを備える。 Another aspect of the present invention is a mobile terminal device. This portable terminal device includes the above-described vibration motor.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、薄型化を図ることが可能な振動モータを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration motor which can achieve thickness reduction can be provided.
以下各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において本発明に係る各実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 In the following, the same or equivalent components and members shown in each drawing will be denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Moreover, in each drawing, a part of member which is not important when describing each embodiment which concerns on this invention is abbreviate | omitted and displayed.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る振動モータ100は、携帯電話などの携帯端末装置における振動発生用のモータに好適に用いられるリニア駆動型振動モータ(リニアモータ)である。振動モータ100では、可動部を構成する永久磁石が、コイルとの間に働く引きつけ合う磁力(以降磁気引力と略す)および遠ざけ合う磁力(以降磁気斥力と略す)によって往復移動を行う。これにより、振動モータ100が振動する。
(First embodiment)
The
図1は、第1の実施の形態に係る振動モータ100の上面図である。図1ではカバー70を取り外した状態を示す。図2は、図1のA−A線断面図である。以下では、図1および図2を使用しながら振動モータ100の構成を説明する。振動モータ100は、コイル12と総称される第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bを有する積層基板10と、可動部を構成する永久磁石20と、ガイド枠30と、第1の板バネ42および第2の板バネ44と、カバー70と、を備える。以下、積層基板10の面のうち永久磁石20が搭載されている面を上面とし、その反対側の面を下面とする。また、説明の便宜上、積層基板10の下面が地表を向いており、重力は下方向に働く場合について考える。
FIG. 1 is a top view of the
積層基板10は、第1絶縁樹脂層52と、コイル12が形成される配線層54と、第2絶縁樹脂層56とを上面側からこの順番に積層してなる基板である。第1絶縁樹脂層52および第2絶縁樹脂層56は、レジスト材料等によって形成される絶縁層である。配線層54は、第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bを含む。第1絶縁樹脂層52および第2絶縁樹脂層56は、配線層54に含まれる第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bを外部から絶縁する。
The laminated
第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bはどちらも平らな渦巻状のコイルであり、そのコイルの面が積層基板10の上面10aに対して平行となるように配列される。ここで、平行とは、互いに平行な状態だけでなく、永久磁石20が移動する際の妨げとならない程度に平行な状態からずれた状態を含んでいる。また、第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bは、永久磁石20の移動方向に沿って互いに離間して配列される。第1の平面コイル12aは、その渦巻の中心に当たる一端が第1接続配線62と接続され、渦巻の外側に当たる一端が第2接続配線64と接続される。第2の平面コイル12bは、その渦巻の中心に当たる一端が第4接続配線68と接続され、渦巻の外側に当たる一端が第3接続配線66と接続される。
Both the first
第1接続配線62および第4接続配線68は振動モータ100の駆動回路に適切な結線手段により接続される。第2接続配線64と第3接続配線66は共に入力端16に接続される。第1の平面コイル12aの渦巻の巻回の方向と、第2の平面コイル12bの渦巻の巻回の方向は異なるように形成される。このようなコイル12の構成では、入力端16から駆動電流を流すと、第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bには互いに逆方向の磁束が発生する。そして、それぞれのコイル12に発生する磁束の向きは、駆動電流の極性が反転すると反転する。その結果、駆動電流の極性の時間的変動に応じて、それぞれのコイル12によって発生される磁束の向きも時間的に変動する。
The first connection wiring 62 and the
永久磁石20は、フェライトやネオジウムなどの強磁性材料からなる薄板形状に形成されている。永久磁石20は、その厚み方向に着磁されており、積層基板10の上面10aと対向した磁極面20NがN極、磁極面20Nと反対側の磁極面20SがS極となっている。
磁極面20Nは、後述する第1の板バネ42側に直線状の第1側辺22を有し、後述する第2の板バネ44側に第1側辺22と平行で同じ長さの第2側辺24を有する。磁極面20Nは、第1側辺22の長さL1が、第1側辺22に沿った磁極面20Nの中心付近の幅L2よりも短くなるよう形成される。たとえば、磁極面20Nは、L1/L2が0.6程度となるように形成される。
なお、第1側辺22の長さと第2側辺24の長さとは異なっていてもよい。
The
The
Note that the length of the
永久磁石20は、側面として、磁極面20Nと第1側辺22を共有する平坦な第1側面20aと、磁極面20Nと第2側辺24を共有する平坦な第2側面20bと、を有する。また、永久磁石20は、側面として、第1側面20aと第2側面20bとの間に、コイル12の配列方向(矢印A1または矢印A2の方向)に沿った凸状の第1曲面20cおよび第2曲面20dを有する。第1曲面20cは永久磁石20の重心を挟んで第2曲面20dと反対側に位置する。こうした永久磁石20は、円板から2つの互いに平行な弦に沿って2つの部分を切り落とすことで容易に形成することができる。
永久磁石20は、コイル12のそれぞれとN極との間の磁力が引力と斥力との間で切り替わることによって積層基板10の上面10a側をコイル12の配列方向(矢印A1または矢印A2の方向)に沿って移動する。
The
The
ガイド枠30は、コイル12の配列および永久磁石20を囲むように積層基板10の上面10a上に設けられる。ガイド枠30は、一定の幅を持つ長方形の枠であり、アルミニウムやプラスチックなどの非磁性素材によって形成される。ガイド枠30の内周面30aの短手方向の長さは11mmであり、長手方向の長さは12.5mmである。
The
コイル12の配列の一端であるガイド枠30の一方の短辺側に第1の板バネ42が、コイル12の配列の他端である他方の短辺側に第2の板バネ44が設けられる。各板バネは、PET(PolyEthylene Terephthalate)などの非磁性材料からなる厚さ350μm、長さ10mm、幅1.2mmのバネである。第1の板バネ42の一端は、ガイド枠30の内周面30aの第1コーナーP1からガイド枠30の内部へ埋設される。第2の板バネ44の一端は、内周面30aの中心に対して第1コーナーP1と対称な第2コーナーP2からガイド枠30の内部へ埋設される。
A
第1の板バネ42の他端側は、永久磁石20の第1側面20aと接触するとともに、第2の板バネ44の他端側は、永久磁石20の第2側面20bと接触している。このようにすることで、各板バネは、それぞれ、第1コーナーP1または第2コーナーP2を支持点として撓み変形可能になり、永久磁石20を互いに他方の板バネ側に付勢する機能を有する。
The other end side of the
各板バネは、静止状態(コイル12に電流を流していない状態)においては永久磁石20をガイド枠30の長手方向略中央部に保持する。そして、積層基板10の上面10a上において永久磁石20が往復移動する際、第1の板バネ42および第2の板バネ44は交互に永久磁石20によって押される。これによりこれらの板バネからガイド枠30に圧力が伝達される。その結果、ガイド枠30およびそれを含む振動モータ100全体が振動する。
Each leaf spring holds the
また、永久磁石20が第1の板バネ42または第2の板バネ44のいずれか一方の側に寄り切ったとき、つまりその移動方向を切り替えるときでも、他方の板バネが永久磁石20に接するように設計される。さらにその際、積層基板10の上面10aと平行な方向であって、かつ第1側辺22に沿った方向において、第1の板バネ42と第1側面20aとが接触する位置は、第2の板バネ44と第2側面20bとが接触する位置と異なるように設計される。これにより、永久磁石20がその移動方向を切り替える際には、永久磁石20をその重心の周りで回転させようとするトルクがかかる。このトルクによって永久磁石20は、一旦止まった後再び逆方向に移動を始める前に、まず重心の周りで少量回転する。
Further, even when the
図3は、永久磁石20が第1の板バネ42側に寄り切ってその移動方向を切り替える際の振動モータ100の概略的な上面図である。図3ではカバー70を取り外した状態を示す。第1の板バネ42は、永久磁石20の第1側面20aの全面と接触し、永久磁石20を第2の板バネ44側へ付勢する。第2の板バネ44は、永久磁石20の第2側面20bと第1曲面20cとが共有する第1縁部P3と接触する。第1縁部P3は、永久磁石20の重心Gの移動線上からずれた位置にある。この第1縁部P3が作用点(支点)となり、第1縁部P3から永久磁石20の重心Gへ向かう方向とは異なる方向の力を永久磁石20に加える。この結果、永久磁石20には、永久磁石20をその重心Gの周りで回転させようとするトルクがかかる。このトルクによって永久磁石20は、第1の板バネ42側に寄り切って一旦止まった後第2の板バネ44側に移動を始める前に、まず重心Gの周りで少量回転する。
これにより、永久磁石20全体を回転させるので、永久磁石20全体を直線移動(平行移動)させる場合に比べ、静止摩擦力が働く期間が短くなり、より小さな力(エネルギー)で永久磁石20を移動させることができるようになる。
FIG. 3 is a schematic top view of the
As a result, the entire
ガイド枠30の上面30bにはカバー70が接着され、永久磁石20の飛び出しを防止する。
A
以上のように構成された振動モータ100の動作について説明する。振動モータ100の静止状態においては第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bには駆動電流は流れず、第1の板バネ42および第2の板バネ44によって挟持された永久磁石20は、ガイド枠30の長手方向略中央部に静止する。
The operation of the
振動モータ100を駆動する際は、入力端16から、所定の周波数でその極性が反転する駆動電流(交流電流)が供給される。これにより第1の平面コイル12aと第2の平面コイル12bには、そのコイル面に垂直な方向、つまり積層基板10の上面10aに垂直な方向に磁束が発生する。ここで第1の平面コイル12aに発生する磁束の向きは第2の平面コイル12bに発生する磁束の向きと逆である。
When driving the
入力端16から第1接続配線62および第4接続配線68に向けて駆動電流が流れる場合は、第1の平面コイル12aの上面はS極、第2の平面コイル12bの上面はN極となる。永久磁石20の積層基板10に対向する面はN極であるので、永久磁石20には第1の平面コイル12aによって磁気引力が、第2の平面コイル12bによって磁気斥力が加えられる。これにより、永久磁石20には、積層基板10の上面10a上を、コイル12の配列方向に沿って、第1の板バネ42を押す形で第1の平面コイル12a側へ移動せしめる力が働く。駆動電流の向きが反転した場合は、第1の平面コイル12aの上面はN極、第2の平面コイル12bの上面はS極となる。したがって、永久磁石20には、積層基板10の上面10a上を、コイル12の配列方向に沿って、第2の板バネ44を押す形で第2の平面コイル12b側へ移動せしめる力が働く。このようにして、駆動電流の反転とほぼ同じ周波数で永久磁石20がその周り、例えば積層基板10およびガイド枠30に対して往復移動する。永久磁石20の質量はその周りの質量に対して無視できないので、永久磁石20の往復移動に合わせて、その周りも振動する。
When a drive current flows from the
図1において、入力端16から第1接続配線62および第4接続配線68に向けて駆動電流が流れ、永久磁石20が矢印A1の向きに移動してガイド枠30の長手方向中央に差し掛かった状況を考える。永久磁石20には、磁極面20Nから出て積層基板10を貫く向きの磁場中でコイル12の電流線に働くローレンツ力の反作用力を足し合わせた力が推力として働く。たとえば、電流線T1−T2にはT1からT2に向かって電流が流れる。この場合、フレミングの左手の法則により電流線T1−T2には矢印A2の向きにローレンツ力が加わる。永久磁石20には、このローレンツ力の反作用力が加わる。この反作用力はローレンツ力と同じ大きさで向きが反対、つまり矢印A1の向きである。このような反作用力の合力が永久磁石20を矢印A1の向きに移動させる推力となる。
In FIG. 1, a driving current flows from the
ここで電流線T3−T4にはT4からT3に向かって電流が流れる。しかしながら永久磁石20の直下ではないので、永久磁石20が電流線T3−T4に及ぼすローレンツ力の大きさは、上述の電流線T1−T2に及ぼすローレンツ力の大きさに比べて小さい。
Here, current flows through the current lines T3 to T4 from T4 to T3. However, since it is not directly under the
図4は、比較例に係る振動モータ200の上面図である。図4ではカバー70を取り外した状態を示す。第1の実施の形態に係る振動モータ100と、比較例に係る振動モータ200との差異はその永久磁石の形状にある。比較例に係る振動モータ200の永久磁石220は、第1の実施の形態に係る永久磁石20の直径L2と同じ直径を有する円板形状に形成される。
FIG. 4 is a top view of the vibration motor 200 according to the comparative example. FIG. 4 shows a state where the
図4において、入力端16から第1接続配線62および第4接続配線68に向けて駆動電流が流れ、永久磁石220が矢印A1の向きに移動してガイド枠30の長手方向中央に差し掛かった状況を考える。この場合もやはり電流線T1−T2に働くローレンツ力の反作用力としての矢印A1の向きの力が永久磁石220に加わる。また、電流線T3−T4にはT4からT3に向かって電流が流れる。この場合、フレミングの左手の法則により電流線T3−T4には矢印A1の向きにローレンツ力が加わる。永久磁石220には、このローレンツ力の反作用力が加わる。この反作用力はローレンツ力と同じ大きさで向きが反対、つまり矢印A2の向きであり、永久磁石220の移動方向と反対向きである。したがって、第1の実施の形態に係る振動モータ100では、比較例に係る振動モータ200よりも強い推力が永久磁石に加わることが分かる。
In FIG. 4, a driving current flows from the
また、第1の実施の形態に係る振動モータ100の方が、比較例に係る振動モータ200よりも、永久磁石が移動方向に変位できる量である移動量が大きく、したがって後述する振動量が大きい。図5は、永久磁石の直径(mm)に対する振動量(m/s2)の変化のシミュレーション結果を示すグラフである。図5において、黒い丸は第1の実施の形態に係る振動モータ100のシミュレーション結果を示し、黒い四角は比較例に係る振動モータ200のシミュレーション結果を示す。
Further, the
振動量とは、
振動量=4π2mrf2/M√2
として定義される量であり、シミュレーションにより計算される。ここでmは永久磁石の質量、Mは振動モータが取り付けられる筐体(携帯電話)の質量、fは駆動電流の周波数、である。rはコイルの配列方向に沿った永久磁石の往復移動の振幅の半分である。シミュレーションでは、第1の実施の形態および比較例の両方について、fを150(Hz)、永久磁石の厚みを1.5(mm)とした。
What is vibration amount?
Vibration amount = 4π 2 mrf 2 / M√2
And is calculated by simulation. Here, m is the mass of the permanent magnet, M is the mass of the casing (mobile phone) to which the vibration motor is attached, and f is the frequency of the drive current. r is half the amplitude of the reciprocating movement of the permanent magnets along the coil arrangement direction. In the simulation, for both the first embodiment and the comparative example, f was 150 (Hz) and the thickness of the permanent magnet was 1.5 (mm).
シミュレーションでは、第1の実施の形態における磁石の直径とは長さL2であり、第1側面20aと第2側面20bとはそれぞれ、円形の永久磁石の端を径方向に1(mm)分切り落とすことによって形成されるとした。つまり磁石の直径L2が10(mm)であるとき、第1側面20aと第2側面20bとの間の距離は8(mm)であり、第1側辺22の長さL1は6(mm)であり、L1/L2は0.6である。
In the simulation, the diameter of the magnet in the first embodiment is the length L2, and each of the
図5から明らかなとおり、永久磁石の直径が同じ場合、第1の実施の形態に係る振動モータ100の方が比較例に係る振動モータ200よりも振動量が大きくなる。特に第1の実施の形態では永久磁石の直径が8〜10(mm)において振動量が大となっている。
As is clear from FIG. 5, when the permanent magnets have the same diameter, the
第1の実施の形態に係る振動モータ100では、例えば以下の効果を得ることができる。
In the
(1)永久磁石20はコイル12の配列方向(矢印A1または矢印A2の方向)に沿って積層基板10の上面10a側を移動する構成とされる。したがって、従来の縦振動型(基板面と垂直な方向への振動)のみの振動モータに比べて、積層基板10の上面10aと垂直な方向への永久磁石20の移動空間を設ける必要がないので、その方向の厚みを小さくするための設計の自由度を確保することができる。その結果、薄型化を図ることが可能な振動モータを提供することができる。
(1) The
(2)平らなコイル12が用いられ、そのコイル12の面が積層基板10の上面10aに対して平行となるように配置される。したがって、積層基板10を薄くすることができるので振動モータ100全体の薄型化に貢献する。
(2) A
(3)永久磁石20の磁極面20Nは、第1側辺22の長さL1が、第1側辺22に沿った磁極面20Nの中心付近の幅L2よりも短くなるよう形成される。これにより、第1の実施の形態に係る振動モータ100と比較例に係る振動モータ200との上述の比較により分かる通り、第1の実施の形態に係る振動モータ100ではより強い推力が永久磁石20に加わる。この結果、より効率的に永久磁石20を往復移動させることができる。また、永久磁石20の応答時間(永久磁石20が所定の振動量に達するまでの時間)を短縮することもできる。
(3) The
(4)永久磁石20の磁極面20Nは、第1側辺22の長さL1が、第1側辺22に沿った磁極面20Nの中心付近の幅L2よりも短くなるよう形成される。これにより、図5のシミュレーション結果から分かる通り、永久磁石の直径が同じ場合、第1の実施の形態に係る振動モータ100の方が比較例に係る振動モータ200よりも振動量が大きくなる。振動量とはその定義から、振動モータが搭載されている機器の振動の度合いを示すので、第1の実施の形態に係る振動モータ100はより効率的に振動を発生することができる。
特に永久磁石の直径が8〜10(mm)において効率的に振動を発生することができるので好ましい。
(4) The
In particular, it is preferable since the vibration can be efficiently generated when the diameter of the permanent magnet is 8 to 10 (mm).
(5)永久磁石20の往復移動において、その移動方向が切り替わる際には、永久磁石20と積層基板10の上面10aとの間で静止摩擦力が生じる。ここで永久磁石20が移動方向を切り替えて動き出すためには、積層基板10の上面10aとの間の静止摩擦力を越える力が加えられなければならない。そこで、第1の実施の形態に係る振動モータ100によれば、永久磁石20の移動方向が切り替わる際、永久磁石20の移動方向側の板バネは、永久磁石20の重心Gの移動線上からずれた位置で永久磁石20の平坦な側面と接触している。したがって、永久磁石20の往復移動においてその移動方向が切り替わる際には、永久磁石20はまずその重心の周りでの回転を始める。最初に回転を起こすために越えるべき静止摩擦力は、最初に平行移動を起こすために越えるべき静止摩擦力よりも小さいので、よりスムーズな永久磁石20の往復移動が実現できる。また、摩擦抵抗が減少することにより、振動モータ100の消費電力を低減できる。さらには、永久磁石20の応答時間(永久磁石20が所定の振動量に達するまでの時間)を短縮することもできる。
(5) In the reciprocating movement of the
(6)永久磁石20は、側面として、コイル12の配列方向(矢印A1または矢印A2の方向)に沿った凸状の第1曲面20cおよび第2曲面20dを有する。したがって、外力を受けて永久磁石20がその移動方向に対して左右に傾いた状態でガイド枠30と接触する場合でも、従来のように永久磁石20の角部分が接触して永久磁石20の移動を阻害する力が働くことはなく、永久磁石20をスムーズに安定して移動させることができる。これは、永久磁石20が左右に傾いた状態で接触しても、従来のように突き当たる角部分がないためである。これにより、永久磁石20の移動を阻害する力を打ち消す分の電流をコイルにさらに印加して永久磁石20の推力を増加させる必要がなくなり、消費電力を抑制することができる。
(6)
(7)第1側面20aと第2側面20bは平行となるように形成される。したがって、第1の板バネ42および第2の板バネ44から永久磁石20に加えられる力の対称性は高くなり、よりスムーズな永久磁石20の往復移動が実現できる。
(7) The
(8)コイル12に電流が供給された際に、第1の平面コイル12aと第2の平面コイル12bとでは互いに逆方向の磁束が生成されるように構成したことで、第1の平面コイル12aと永久磁石20との間、および、第2の平面コイル12bと永久磁石20との間に、容易に引力および斥力を加えることができる。
(8) When the current is supplied to the
(9)ガイド枠30は非磁性材料によって形成されるので、永久磁石20とガイド枠30との間に働く磁力は無視できるほど小さい。したがって、永久磁石20の移動はよりスムーズとなる。
(9) Since the
(10)第1の板バネ42および第2の板バネ44は非磁性材料によって形成されるので、永久磁石20と第1および第2の板バネ42、44との間に働く磁力は無視できるほど小さい。したがって、永久磁石20のよりスムーズな移動が実現される。
(10) Since the
(第2の実施の形態)
図6は、第2の実施の形態に係る携帯端末装置400を示す斜視図である。携帯端末装置400は、携帯電話やPDAなどの携帯端末であり、通信機能を有する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing a mobile
携帯端末装置400は、表示部402と、電源スイッチ404と、アンテナ406と、筐体408と、第1の実施の形態に係る振動モータ100と、を備える。これら以外の構成は、説明を明瞭にするために省略する。ユーザは電源スイッチ404をオンにして携帯端末装置400に電源を入れる。表示部402は、液晶パネルと、その上を覆うタッチパネルと、を含む。ユーザは、その液晶パネルに表示されるボタン等に対応するタッチパネルの部分を押し下げることで携帯端末装置400を操作する。アンテナ406は、無線信号を送受信する。振動モータ100は適切な固定手段により筐体408に固定される。
The mobile
図7は、携帯端末装置400の機能ブロック図である。携帯端末装置400は、駆動制御部412および通信部414を備える。駆動制御部412は、入力端16、第1接続配線62および第4接続配線68を介して振動モータ100に駆動電流を供給してその振動を制御する。また、駆動制御部412は、供給する駆動電流の極性を所定の周波数で変える。そして、この駆動制御部412により、振動モータ100は、タッチパネルの部分が押圧されたことを検知した場合や、電話やEメールを着信した際にマナーモードに設定されている場合などに振動する。
通信部414は、アンテナ406を介して無線信号を送受信し、外部との通信を制御する。
FIG. 7 is a functional block diagram of the mobile
The
以上のように構成された携帯端末装置400の動作について説明する。通信部414がアンテナ406を通じて、携帯端末装置400へのEメールの着信を知らせる無線信号を検知すると、通信部414は駆動制御部412へ振動を開始せしめる信号を発信する。駆動制御部412はその信号を受信すると、振動モータ100へ所定の周波数でその極性が反転する駆動電流を供給する。振動モータ100は第1の実施の形態の動作の項で述べた通りに振動する。振動モータ100は筐体408に固定されるので、振動モータ100の振動は筐体408に伝わり、筐体408が振動する。
The operation of the mobile
第2の実施の形態に係る携帯端末装置400によれば、以下の効果を得ることができる。
According to the mobile
(11)薄型化が可能な振動モータ100を振動源として搭載することで、振動モータ100が薄型化される分、装置全体の薄型化を図ることが可能になる。
(11) By mounting the
(12)消費電力が小さな振動モータ100を振動源として搭載することで、装置全体の低消費電力化を図ることが可能になる。
(12) By mounting the
以上、実施の形態に係る振動モータおよび携帯端末装置の構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The configuration and operation of the vibration motor and the mobile terminal device according to the embodiment have been described above. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective components, and such modifications are also within the scope of the present invention.
第1の実施の形態では、永久磁石20の一方の磁極面側に積層基板10が存在し、他方の磁極面側にカバー70が存在する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、カバー70の代わりに積層基板10と同様の構造のものを採用してもよい。このように構成することで、永久磁石20がその両磁極面側から駆動され、永久磁石20の駆動力が向上する。その結果、永久磁石20の応答時間を短縮することができる。
In the first embodiment, the case where the
第1の実施の形態による振動モータ100では、永久磁石20の表面全体を覆うように磁性流体を配置した構成としてもよい。この場合、磁性流体の潤滑作用によって、永久磁石20と積層基板10およびガイド枠30との間の摩擦を低減することができるので、永久磁石20をスムーズに移動させることができるとともに、摩擦抵抗による熱や音の発生を軽減することができる。なお、磁性流体は、たとえば、ナノメートルオーダーの鉄などの強磁性材料と、油などの溶媒とを混合することにより形成されている。
The
第1絶縁樹脂層52またはカバー70もしくはその両方の永久磁石20側の表面に、第1絶縁樹脂層52(またはカバー70)の表面が有する摩擦係数よりも低い摩擦係数を有する材料によって形成される低摩擦層が設けられてもよい。この場合、永久磁石20との間の摩擦抵抗を軽減することができるので、電気エネルギーを振動へ変換する効率が上昇する。さらに、永久磁石20の応答時間を短縮することもできる。上述の低摩擦層を構成する材料としては、炭素系材料であるダイヤモンドライクカーボン(DLC)やフラーレンなど、フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)など、ポリオレフィン樹脂であるポリエチレン、ポリプロピレンなど、チタン系材料であるチタン、窒化チタン、酸化チタンなど、が挙げられる。
The surface of the first insulating
第1の実施の形態では、ガイド枠30が永久磁石20およびコイル12を囲むように積層基板10の上面10a上に設けられる場合について説明したが、これに限られない。たとえば、ガイド枠30がコイル12全体を囲む必要はなく、ガイド枠30の下にもコイル12が設けられてもよい。
In the first embodiment, the case where the
第1の実施の形態では、積層基板10の配線層54として単層のコイル12を採用する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、コイル12として2層あるいは3層以上の積層コイルを採用してもよい。この場合、コイル12に発生する磁界を増強することができるので、永久磁石20の駆動力が向上する。その結果、永久磁石20の応答時間を短縮することができる。
In the first embodiment, the case where the single-
第1の実施の形態では、永久磁石20を用いる場合について説明したが、これに限られず、磁極を有する部材であればよい。また、永久磁石20の磁極を反転させた場合でも同様の議論が成立することは言うまでもない。また、永久磁石20は、1対のN極およびS極からなる極対を1つ有する場合について説明したが、これに限られず、極対をいくつ有してもよい。
In the first embodiment, the case of using the
第1の実施の形態では、積層基板10がコイルを2つ含む場合について説明したが、コイルの数はこれに限られない。
In the first embodiment, the case where the
第1の実施の形態では、振動モータ100の下面が地表を向いている場合について説明したが、これに限られず、振動モータ100の上面が地表を向いていてもよい。この場合、永久磁石20はカバー70の内側の面に接して往復移動する。
Although 1st Embodiment demonstrated the case where the lower surface of the
第1の実施の形態では、第2接続配線64と第3接続配線66は共に入力端16に接続され、第1の平面コイル12aの渦巻の巻回の方向と、第2の平面コイル12bの渦巻の巻回の方向が異なるように形成される場合について説明したが、これに限られず、例えば第1の平面コイル12aの一端と第2の平面コイル12bの一端が接続され、両コイルに共通する駆動電流を流すと両コイルが互いに異なる方向の磁束を発生する構成とされればよい。この場合、1つの駆動電流源によって同時に両方のコイルを駆動できるので、駆動回路の簡素化に貢献する。
In the first embodiment, both the
第1の実施の形態では、1つの駆動電流源が第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bのどちらにも駆動電流を供給する場合について説明したが、これに限られない。たとえば、第1の平面コイル12aおよび第2の平面コイル12bはそれぞれ別の駆動電流源を備えてもよい。この場合、両コイルは積層基板内に埋設されてしまっているのでその渦巻のピッチなどを変えることが困難な状況において、それぞれのコイルに流す駆動電流の量などを調節することにより、両コイル間の特性、例えば、インダクタンス、の違いを、振動モータの性能が上がるように簡易に補償することができる。
In the first embodiment, the case where one drive current source supplies drive current to both the first
10 積層基板、 12 コイル、 12a 第1の平面コイル、 12b 第2の平面コイル、 20 永久磁石、 30 ガイド枠、 42 第1の板バネ、 44 第2の板バネ、 70 カバー、 100 振動モータ、 200 振動モータ、 400 携帯端末装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基板の一方の面側において、前記コイルと対向する磁極面を有し、前記コイルの配列方向に沿って前記コイル上を移動する可動部と、
前記コイルの配列の両端部に設けられ、前記可動部を移動方向に付勢する弾性部材と、を備え、
前記可動部は、前記磁極面が前記弾性部材側に側辺を有し、前記側辺の長さが、前記側辺に沿った前記磁極面の中心付近の幅よりも短いことを特徴とする振動モータ。 A substrate having coils arranged spaced apart from each other;
A movable portion having a magnetic pole surface facing the coil on one surface side of the substrate and moving on the coil along the arrangement direction of the coil;
An elastic member that is provided at both ends of the coil arrangement and biases the movable part in the movement direction;
The movable part is characterized in that the magnetic pole surface has a side on the elastic member side, and the length of the side is shorter than the width near the center of the magnetic pole surface along the side. Vibration motor.
前記可動部は、前記ガイド面と対向する凸状の曲面を有し、前記凸状の曲面は、この凸状の曲面と前記ガイド面との間隔が前記可動部の移動方向において滑らかに変化するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動モータ。 A guide portion provided on the substrate and having a guide surface extending along an arrangement direction of the coils;
The movable part has a convex curved surface that faces the guide surface, and the convex curved surface has a smooth change in the distance between the convex curved surface and the guide surface in the moving direction of the movable part. The vibration motor according to claim 1, wherein the vibration motor is formed as described above.
前記可動部の移動方向が切り替わる際、前記可動部の移動方向側の前記弾性部材は、前記可動部の重心の移動線上からずれた位置で前記可動部の前記平坦側面と接触していることを特徴とする請求項1または2に記載の振動モータ。 The movable part has a flat side surface facing each of the elastic members at the both ends,
When the moving direction of the movable part is switched, the elastic member on the moving direction side of the movable part is in contact with the flat side surface of the movable part at a position shifted from the movement line of the center of gravity of the movable part. The vibration motor according to claim 1 or 2, characterized in that
前記振動モータを駆動し振動を発生せしめる駆動制御部と、を備えることを特徴とする携帯端末装置。 The vibration motor according to any one of claims 1 to 3,
And a drive control unit that drives the vibration motor to generate vibration.
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JP2008251340A JP2010082498A (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Vibration motor and portable terminal device using the same |
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---|---|---|---|---|
JP2013169544A (en) * | 2012-02-23 | 2013-09-02 | Nihon Densan Seimitsu Kk | Vibration generation apparatus |
WO2019021969A1 (en) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | アルプス電気株式会社 | Vibration generating device |
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2008
- 2008-09-29 JP JP2008251340A patent/JP2010082498A/en active Pending
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