JP2010082498A - Vibration motor and portable terminal device using the same - Google Patents

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英明 宮本
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration motor capable of attaining a thin profile. <P>SOLUTION: The vibration motor 100 includes a multilayer substrate 10, a permanent magnet 20, a guide frame 30, a first plate spring 42 and a second plate spring 44. In the multilayer substrate 10, there are formed a first planar coil 12a and a second planar coil 12b which are arranged with a space therebetween. The permanent magnet 20 is provided with a magnetic pole surface facing the coil 12 and moves along the coil 12 arrangement direction on the upper face 10a side of the multilayer substrate 10. The first and second plate springs 42, 44 are arranged on both the end sections of the coil 12 arrangement and urge the permanent magnet 20 in the moving direction. The magnetic pole surface of the permanent magnet 20 has a first side 22 on the first plate spring 42 end and a second side 24 on the second plate spring 44 end. The length L1 of the first side 22 is shorter than that of the width L2 near the center of the magnetic pole surface along the first side 22. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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。
特開2006−68688号公報
The motor disclosed in Patent Document 1 includes a mover made of a disk-shaped magnet and a coil arranged so as to surround the mover, and the mover is moved in the vertical direction by the electromagnetic force from the coil. Move linearly in the thickness direction).
JP 2006-68688 A

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 vibration motor 100 according to the first embodiment is a linear drive vibration motor (linear motor) that is preferably used as a vibration generating motor in a mobile terminal device such as a mobile phone. In the vibration motor 100, the permanent magnets constituting the movable part reciprocate by an attracting magnetic force (hereinafter abbreviated as magnetic attraction) and a moving away magnetic force (hereinafter abbreviated as magnetic repulsive force) acting between the coils. Thereby, the vibration motor 100 vibrates.

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 vibration motor 100 according to the first embodiment. FIG. 1 shows a state where the cover 70 is removed. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Below, the structure of the vibration motor 100 is demonstrated, using FIG. 1 and FIG. The vibration motor 100 includes a laminated substrate 10 having a first planar coil 12a and a second planar coil 12b collectively referred to as a coil 12, a permanent magnet 20 constituting a movable portion, a guide frame 30, and a first plate. A spring 42 and a second plate spring 44 and a cover 70 are provided. Hereinafter, of the surfaces of the laminated substrate 10, the surface on which the permanent magnet 20 is mounted is referred to as the upper surface, and the opposite surface is referred to as the lower surface. Further, for convenience of explanation, consider a case where the lower surface of the laminated substrate 10 faces the ground surface and gravity works downward.

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 substrate 10 is a substrate obtained by laminating a first insulating resin layer 52, a wiring layer 54 on which the coil 12 is formed, and a second insulating resin layer 56 in this order from the upper surface side. The first insulating resin layer 52 and the second insulating resin layer 56 are insulating layers formed of a resist material or the like. The wiring layer 54 includes a first planar coil 12a and a second planar coil 12b. The first insulating resin layer 52 and the second insulating resin layer 56 insulate the first planar coil 12a and the second planar coil 12b included in the wiring layer 54 from the outside.

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 planar coil 12 a and the second planar coil 12 b are flat spiral coils, and are arranged so that the surfaces of the coils are parallel to the upper surface 10 a of the multilayer substrate 10. Here, the term “parallel” includes not only the state of being parallel to each other but also the state of being deviated from the state of being parallel to such an extent that the permanent magnet 20 does not hinder the movement. Further, the first planar coil 12 a and the second planar coil 12 b are arranged apart from each other along the moving direction of the permanent magnet 20. One end of the first planar coil 12 a that contacts the center of the spiral is connected to the first connection wiring 62, and one end that contacts the outside of the spiral is connected to the second connection wiring 64. One end of the second planar coil 12 b that contacts the center of the spiral is connected to the fourth connection wiring 68, and one end that contacts the outside of the spiral is connected to the third connection wiring 66.

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 fourth connection wiring 68 are connected to the drive circuit of the vibration motor 100 by appropriate connection means. Both the second connection wiring 64 and the third connection wiring 66 are connected to the input end 16. The direction of the spiral winding of the first planar coil 12a is different from the direction of the spiral winding of the second planar coil 12b. In such a configuration of the coil 12, when a drive current is passed from the input end 16, magnetic fluxes in opposite directions are generated in the first planar coil 12a and the second planar coil 12b. The direction of the magnetic flux generated in each coil 12 is reversed when the polarity of the drive current is reversed. As a result, the direction of the magnetic flux generated by each coil 12 also varies with time in accordance with the temporal variation of the polarity of the drive current.

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 permanent magnet 20 is formed in a thin plate shape made of a ferromagnetic material such as ferrite or neodymium. The permanent magnet 20 is magnetized in the thickness direction, and the magnetic pole surface 20N facing the upper surface 10a of the multilayer substrate 10 has an N pole, and the magnetic pole surface 20S opposite to the magnetic pole surface 20N has an S pole.
The magnetic pole surface 20N has a linear first side 22 on the first plate spring 42 side described later, and is parallel to the first side 22 on the second plate spring 44 side described below and has the same length. It has two side edges 24. The magnetic pole surface 20N is formed such that the length L1 of the first side 22 is shorter than the width L2 near the center of the magnetic surface 20N along the first side 22. For example, the magnetic pole surface 20N is formed so that L1 / L2 is about 0.6.
Note that the length of the first side 22 and the length of the second side 24 may be different.

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 permanent magnet 20 has, as side surfaces, a flat first side surface 20a sharing the magnetic pole surface 20N and the first side 22 and a flat second side surface 20b sharing the magnetic pole surface 20N and the second side 24. . Further, the permanent magnet 20 has, as side surfaces, a convex first curved surface 20c and a first curved surface 20c between the first side surface 20a and the second side surface 20b along the arrangement direction of the coils 12 (the direction of the arrow A1 or the arrow A2). It has two curved surfaces 20d. The first curved surface 20c is located on the opposite side of the second curved surface 20d with the center of gravity of the permanent magnet 20 in between. Such a permanent magnet 20 can be easily formed by cutting off two parts from a disk along two mutually parallel strings.
The permanent magnet 20 is configured so that the upper surface 10a side of the laminated substrate 10 is arranged in the arrangement direction of the coils 12 (the direction of the arrow A1 or the arrow A2) when the magnetic force between each of the coils 12 and the N pole is switched between attractive force and repulsive force. Move along.

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 guide frame 30 is provided on the upper surface 10 a of the multilayer substrate 10 so as to surround the array of the coils 12 and the permanent magnet 20. The guide frame 30 is a rectangular frame having a certain width, and is formed of a nonmagnetic material such as aluminum or plastic. The length of the inner peripheral surface 30a of the guide frame 30 in the short direction is 11 mm, and the length in the long direction is 12.5 mm.

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 first leaf spring 42 is provided on one short side of the guide frame 30 that is one end of the arrangement of the coils 12, and a second leaf spring 44 is provided on the other short side that is the other end of the arrangement of the coils 12. . Each leaf spring is a spring having a thickness of 350 μm, a length of 10 mm, and a width of 1.2 mm made of a non-magnetic material such as PET (PolyEthylene Terephthalate). One end of the first leaf spring 42 is embedded in the guide frame 30 from the first corner P1 of the inner peripheral surface 30a of the guide frame 30. One end of the second leaf spring 44 is embedded in the guide frame 30 from a second corner P2 that is symmetrical to the first corner P1 with respect to the center of the inner peripheral surface 30a.

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 first leaf spring 42 is in contact with the first side surface 20 a of the permanent magnet 20, and the other end side of the second leaf spring 44 is in contact with the second side surface 20 b of the permanent magnet 20. . By doing so, each leaf spring can be bent and deformed with the first corner P1 or the second corner P2 as a supporting point, and has a function of biasing the permanent magnets 20 toward the other leaf spring. .

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 permanent magnet 20 at a substantially central portion in the longitudinal direction of the guide frame 30 in a stationary state (a state where no current is passed through the coil 12). Then, when the permanent magnet 20 reciprocates on the upper surface 10 a of the multilayer substrate 10, the first leaf spring 42 and the second leaf spring 44 are alternately pressed by the permanent magnet 20. As a result, pressure is transmitted from these leaf springs to the guide frame 30. As a result, the guide frame 30 and the entire vibration motor 100 including the guide frame 30 vibrate.

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 permanent magnet 20 approaches one of the first leaf spring 42 and the second leaf spring 44, that is, when the movement direction is switched, the other leaf spring is in contact with the permanent magnet 20. Designed to. Further, at that time, the position where the first leaf spring 42 and the first side face 20a are in contact with each other in the direction parallel to the upper surface 10a of the multilayer substrate 10 and along the first side 22 is the second position. The leaf spring 44 and the second side surface 20b are designed to be different from the contact position. Thereby, when the permanent magnet 20 switches its moving direction, a torque is applied to rotate the permanent magnet 20 around its center of gravity. With this torque, the permanent magnet 20 first rotates a small amount around the center of gravity before it once stops and starts moving in the opposite direction again.

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 vibration motor 100 when the permanent magnet 20 approaches the first leaf spring 42 and switches its moving direction. FIG. 3 shows a state where the cover 70 is removed. The first leaf spring 42 contacts the entire surface of the first side surface 20a of the permanent magnet 20 and biases the permanent magnet 20 toward the second leaf spring 44 side. The second leaf spring 44 is in contact with the first edge P3 shared by the second side surface 20b of the permanent magnet 20 and the first curved surface 20c. The first edge P3 is at a position shifted from the movement line of the center of gravity G of the permanent magnet 20. The first edge P3 serves as an action point (fulcrum), and a force in a direction different from the direction from the first edge P3 toward the center of gravity G of the permanent magnet 20 is applied to the permanent magnet 20. As a result, a torque is applied to the permanent magnet 20 so as to rotate the permanent magnet 20 around its center of gravity G. Due to this torque, the permanent magnet 20 first rotates around the center of gravity G a little before it starts to move toward the second leaf spring 44 after it has stopped close to the first leaf spring 42 side.
As a result, the entire permanent magnet 20 is rotated, so that the period in which the static frictional force is applied is shorter than when the entire permanent magnet 20 is moved linearly (parallel movement), and the permanent magnet 20 is moved with a smaller force (energy). To be able to.

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 cover 70 is bonded to the upper surface 30b of the guide frame 30 to prevent the permanent magnet 20 from popping out.

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 vibration motor 100 configured as described above will be described. When the vibration motor 100 is stationary, no driving current flows through the first planar coil 12a and the second planar coil 12b, and the permanent magnet 20 sandwiched between the first leaf spring 42 and the second leaf spring 44 is The guide frame 30 is stationary at a substantially central portion in the longitudinal direction.

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 vibration motor 100, a drive current (AC current) whose polarity is inverted at a predetermined frequency is supplied from the input terminal 16. Thereby, magnetic flux is generated in the first planar coil 12a and the second planar coil 12b in a direction perpendicular to the coil surfaces, that is, a direction perpendicular to the upper surface 10a of the multilayer substrate 10. Here, the direction of the magnetic flux generated in the first planar coil 12a is opposite to the direction of the magnetic flux generated in the second planar coil 12b.

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 input end 16 toward the first connection wiring 62 and the fourth connection wiring 68, the upper surface of the first planar coil 12a is the S pole and the upper surface of the second planar coil 12b is the N pole. . Since the surface of the permanent magnet 20 facing the laminated substrate 10 is an N pole, a magnetic attractive force is applied to the permanent magnet 20 by the first planar coil 12a and a magnetic repulsive force is applied by the second planar coil 12b. As a result, the permanent magnet 20 has a force to move the upper surface 10a of the multilayer substrate 10 toward the first planar coil 12a by pushing the first leaf spring 42 along the arrangement direction of the coils 12. . When the direction of the drive current is reversed, the upper surface of the first planar coil 12a is an N pole, and the upper surface of the second planar coil 12b is an S pole. Accordingly, the permanent magnet 20 has a force that moves the upper surface 10a of the laminated substrate 10 toward the second planar coil 12b side by pushing the second leaf spring 44 along the arrangement direction of the coils 12. In this way, the permanent magnet 20 reciprocates around it, for example, with respect to the laminated substrate 10 and the guide frame 30 at substantially the same frequency as the reversal of the drive current. Since the mass of the permanent magnet 20 is not negligible with respect to the mass around it, the circumference of the permanent magnet 20 vibrates in accordance with the reciprocating movement of the permanent magnet 20.

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 input end 16 toward the first connection wiring 62 and the fourth connection wiring 68, and the permanent magnet 20 moves in the direction of the arrow A1 and reaches the center in the longitudinal direction of the guide frame 30. think of. A force obtained by adding the reaction force of the Lorentz force acting on the current line of the coil 12 in the magnetic field in the direction of coming out of the magnetic pole surface 20N and penetrating the laminated substrate 10 acts on the permanent magnet 20 as a thrust. For example, a current flows through the current line T1-T2 from T1 to T2. In this case, Lorentz force is applied to the current line T1-T2 in the direction of the arrow A2 according to Fleming's left-hand rule. The reaction force of the Lorentz force is applied to the permanent magnet 20. This reaction force has the same magnitude as the Lorentz force and has the opposite direction, that is, the direction of the arrow A1. The resultant force of the reaction force becomes a thrust for moving the permanent magnet 20 in the direction of the arrow A1.

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 permanent magnet 20, the magnitude of the Lorentz force exerted on the current line T3-T4 by the permanent magnet 20 is smaller than the magnitude of the Lorentz force exerted on the current line T1-T2.

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 cover 70 is removed. The difference between the vibration motor 100 according to the first embodiment and the vibration motor 200 according to the comparative example is in the shape of the permanent magnet. The permanent magnet 220 of the vibration motor 200 according to the comparative example is formed in a disk shape having the same diameter as the diameter L2 of the permanent magnet 20 according to the first embodiment.

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 input end 16 toward the first connection wiring 62 and the fourth connection wiring 68, and the permanent magnet 220 moves in the direction of the arrow A1 and reaches the center in the longitudinal direction of the guide frame 30. think of. Also in this case, a force in the direction of arrow A1 is applied to the permanent magnet 220 as a reaction force of the Lorentz force acting on the current line T1-T2. In addition, a current flows through the current lines T3 to T4 from T4 to T3. In this case, Lorentz force is applied to the current line T3-T4 in the direction of the arrow A1 according to Fleming's left-hand rule. A reaction force of this Lorentz force is applied to the permanent magnet 220. This reaction force has the same magnitude as the Lorentz force and has the opposite direction, that is, the direction of the arrow A2, and is opposite to the moving direction of the permanent magnet 220. Therefore, in the vibration motor 100 according to the first embodiment, it can be seen that a stronger thrust is applied to the permanent magnet than the vibration motor 200 according to the comparative example.

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/s)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 vibration motor 100 according to the first embodiment has a larger amount of movement, which is the amount by which the permanent magnet can be displaced in the movement direction, than the vibration motor 200 according to the comparative example. . FIG. 5 is a graph showing a simulation result of a change in vibration amount (m / s 2 ) with respect to the diameter (mm) of the permanent magnet. In FIG. 5, black circles show the simulation results of the vibration motor 100 according to the first embodiment, and black squares show the simulation results of the vibration motor 200 according to the comparative example.

振動量とは、
振動量=4πmrf/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 first side surface 20a and the second side surface 20b cuts off the end of the circular permanent magnet by 1 (mm) in the radial direction. It was supposed to be formed. That is, when the diameter L2 of the magnet is 10 (mm), the distance between the first side surface 20a and the second side surface 20b is 8 (mm), and the length L1 of the first side 22 is 6 (mm). L1 / L2 is 0.6.

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 vibration motor 100 according to the first embodiment has a larger vibration amount than the vibration motor 200 according to the comparative example. In particular, in the first embodiment, the vibration amount is large when the diameter of the permanent magnet is 8 to 10 (mm).

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 vibration motor 100 according to the first embodiment, for example, the following effects can be obtained.

(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 permanent magnet 20 is configured to move on the upper surface 10a side of the multilayer substrate 10 along the arrangement direction of the coils 12 (the direction of the arrow A1 or the arrow A2). Therefore, it is not necessary to provide a space for moving the permanent magnet 20 in the direction perpendicular to the upper surface 10a of the multilayer substrate 10 as compared with the conventional vibration motor of only the vertical vibration type (vibration in the direction perpendicular to the substrate surface). The degree of freedom in design for reducing the thickness in that direction can be ensured. As a result, a vibration motor that can be reduced in thickness can be provided.

(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 flat coil 12 is used, and the surface of the coil 12 is arranged so as to be parallel to the upper surface 10 a of the laminated substrate 10. Therefore, since the laminated substrate 10 can be made thin, it contributes to the thinning of the vibration motor 100 as a whole.

(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 magnetic pole surface 20N of the permanent magnet 20 is formed such that the length L1 of the first side 22 is shorter than the width L2 near the center of the magnetic pole 20N along the first side 22. Thereby, as understood from the above comparison between the vibration motor 100 according to the first embodiment and the vibration motor 200 according to the comparative example, the vibration motor 100 according to the first embodiment has a stronger thrust than the permanent magnet 20. To join. As a result, the permanent magnet 20 can be reciprocated more efficiently. Moreover, the response time of the permanent magnet 20 (time until the permanent magnet 20 reaches a predetermined vibration amount) can be shortened.

(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 magnetic pole surface 20N of the permanent magnet 20 is formed such that the length L1 of the first side 22 is shorter than the width L2 near the center of the magnetic pole 20N along the first side 22. As a result, as can be seen from the simulation result of FIG. 5, when the diameter of the permanent magnet is the same, the vibration motor 100 according to the first embodiment has a larger vibration amount than the vibration motor 200 according to the comparative example. Since the vibration amount indicates the degree of vibration of the device on which the vibration motor is mounted, the vibration motor 100 according to the first embodiment can generate vibration more efficiently.
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 permanent magnet 20, when the moving direction is switched, a static frictional force is generated between the permanent magnet 20 and the upper surface 10 a of the laminated substrate 10. Here, in order for the permanent magnet 20 to start moving by switching the moving direction, a force exceeding the static friction force with the upper surface 10a of the laminated substrate 10 must be applied. Therefore, according to the vibration motor 100 according to the first embodiment, when the movement direction of the permanent magnet 20 is switched, the leaf spring on the movement direction side of the permanent magnet 20 is displaced from the movement line of the center of gravity G of the permanent magnet 20. In contact with the flat side surface of the permanent magnet 20. Therefore, when the direction of movement of the permanent magnet 20 is switched in the reciprocating movement, the permanent magnet 20 first starts rotating around its center of gravity. Since the static friction force that should be exceeded to cause rotation first is smaller than the static friction force that must be exceeded to cause parallel movement first, smoother reciprocation of the permanent magnet 20 can be realized. Moreover, the power consumption of the vibration motor 100 can be reduced by reducing the frictional resistance. Furthermore, the response time of the permanent magnet 20 (time until the permanent magnet 20 reaches a predetermined vibration amount) can be shortened.

(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) Permanent magnet 20 has convex first curved surface 20c and second curved surface 20d along the arrangement direction of coils 12 (the direction of arrow A1 or arrow A2) as side surfaces. Therefore, even when the permanent magnet 20 is in contact with the guide frame 30 in a state where the permanent magnet 20 is tilted to the left and right with respect to the moving direction due to an external force, the corner portions of the permanent magnet 20 come into contact with each other as in the conventional case. Thus, the permanent magnet 20 can be moved smoothly and stably. This is because, even if the permanent magnet 20 contacts in a state of being tilted to the left and right, there is no corner portion that hits as in the conventional case. As a result, it is not necessary to increase the thrust of the permanent magnet 20 by further applying a current for canceling the force that hinders the movement of the permanent magnet 20 to the coil, and the power consumption can be suppressed.

(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 first side surface 20a and the second side surface 20b are formed in parallel. Therefore, the symmetry of the force applied to the permanent magnet 20 from the first plate spring 42 and the second plate spring 44 is increased, and a smoother reciprocation of the permanent magnet 20 can be realized.

(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 coil 12, the first planar coil 12a and the second planar coil 12b are configured so that magnetic fluxes in opposite directions are generated in the first planar coil. Attraction and repulsion can be easily applied between 12a and the permanent magnet 20, and between the second planar coil 12b and the permanent magnet 20.

(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 guide frame 30 is formed of a nonmagnetic material, the magnetic force acting between the permanent magnet 20 and the guide frame 30 is negligibly small. Therefore, the movement of the permanent magnet 20 becomes smoother.

(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 first leaf spring 42 and the second leaf spring 44 are made of a nonmagnetic material, the magnetic force acting between the permanent magnet 20 and the first and second leaf springs 42 and 44 can be ignored. Small enough. Therefore, smoother movement of the permanent magnet 20 is realized.

(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 terminal device 400 according to the second embodiment. The mobile terminal device 400 is a mobile terminal such as a mobile phone or a PDA, and has a communication function.

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 terminal device 400 includes a display unit 402, a power switch 404, an antenna 406, a housing 408, and the vibration motor 100 according to the first embodiment. Other configurations are omitted for the sake of clarity. The user turns on the power switch 404 to turn on the mobile terminal device 400. The display unit 402 includes a liquid crystal panel and a touch panel that covers the liquid crystal panel. The user operates the portable terminal device 400 by pressing down a part of the touch panel corresponding to a button or the like displayed on the liquid crystal panel. The antenna 406 transmits and receives radio signals. The vibration motor 100 is fixed to the housing 408 by appropriate fixing means.

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 terminal device 400. The mobile terminal device 400 includes a drive control unit 412 and a communication unit 414. The drive control unit 412 supplies a drive current to the vibration motor 100 via the input end 16, the first connection wiring 62, and the fourth connection wiring 68 to control the vibration. Further, the drive control unit 412 changes the polarity of the drive current to be supplied at a predetermined frequency. The drive control unit 412 causes the vibration motor 100 to vibrate when it is detected that the touch panel portion is pressed or when the manner mode is set when a call or e-mail is received.
The communication unit 414 transmits and receives radio signals via the antenna 406 and controls communication with the outside.

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 terminal device 400 configured as described above will be described. When the communication unit 414 detects a radio signal notifying the arrival of an e-mail to the mobile terminal device 400 via the antenna 406, the communication unit 414 transmits a signal for starting vibration to the drive control unit 412. When the drive control unit 412 receives the signal, the drive control unit 412 supplies the vibration motor 100 with a drive current whose polarity is inverted at a predetermined frequency. The vibration motor 100 vibrates as described in the operation section of the first embodiment. Since the vibration motor 100 is fixed to the housing 408, the vibration of the vibration motor 100 is transmitted to the housing 408, and the housing 408 vibrates.

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 terminal device 400 according to the second embodiment, the following effects can be obtained.

(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 vibration motor 100 that can be thinned as a vibration source, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus as the vibration motor 100 is thinned.

(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 vibration motor 100 with low power consumption as a vibration source, it is possible to reduce the power consumption of the entire apparatus.

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 laminated substrate 10 is present on one magnetic pole surface side of the permanent magnet 20 and the cover 70 is present on the other magnetic pole surface side is described, but the present invention is not limited to this. For example, a structure similar to that of the laminated substrate 10 may be employed instead of the cover 70. By comprising in this way, the permanent magnet 20 is driven from the both magnetic pole surface side, and the driving force of the permanent magnet 20 improves. As a result, the response time of the permanent magnet 20 can be shortened.

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 vibration motor 100 according to the first embodiment may have a configuration in which a magnetic fluid is disposed so as to cover the entire surface of the permanent magnet 20. In this case, since the friction between the permanent magnet 20 and the laminated substrate 10 and the guide frame 30 can be reduced by the lubricating action of the magnetic fluid, the permanent magnet 20 can be smoothly moved and the frictional resistance can be used. Generation of heat and sound can be reduced. The magnetic fluid is formed, for example, by mixing a ferromagnetic material such as nanometer-order iron and a solvent such as oil.

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 resin layer 52 and / or the cover 70 or both thereof on the permanent magnet 20 side is formed of a material having a friction coefficient lower than the friction coefficient of the surface of the first insulating resin layer 52 (or the cover 70). A low friction layer may be provided. In this case, since the frictional resistance with the permanent magnet 20 can be reduced, the efficiency of converting electric energy into vibration increases. Furthermore, the response time of the permanent magnet 20 can be shortened. As the material constituting the low friction layer, diamond-like carbon (DLC) and fullerene which are carbon-based materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymers which are fluororesins (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, and titanium materials such as titanium, titanium nitride, and titanium oxide.

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 guide frame 30 is provided on the upper surface 10a of the multilayer substrate 10 so as to surround the permanent magnet 20 and the coil 12 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the guide frame 30 does not have to surround the entire coil 12, and the coil 12 may be provided under the guide frame 30.

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-layer coil 12 is employed as the wiring layer 54 of the multilayer substrate 10 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a laminated coil having two layers or three or more layers may be adopted as the coil 12. In this case, since the magnetic field generated in the coil 12 can be enhanced, the driving force of the permanent magnet 20 is improved. As a result, the response time of the permanent magnet 20 can be shortened.

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 permanent magnet 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and any member having a magnetic pole may be used. It goes without saying that the same argument holds even when the magnetic poles of the permanent magnet 20 are reversed. Moreover, although the permanent magnet 20 demonstrated the case where it had one pole pair which consists of a pair of N pole and S pole, it is not restricted to this, You may have how many pole pairs.

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 multilayer substrate 10 includes two coils has been described, but the number of coils is not limited thereto.

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 vibration motor 100 was facing the ground surface, it is not restricted to this, The upper surface of the vibration motor 100 may face the ground surface. In this case, the permanent magnet 20 reciprocates in contact with the inner surface of the cover 70.

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 second connection wiring 64 and the third connection wiring 66 are connected to the input end 16, and the direction of the spiral of the first planar coil 12a and the second planar coil 12b The case where the spirals are formed in different directions has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, one end of the first planar coil 12a and one end of the second planar coil 12b are connected and common to both coils. When a driving current is applied, both coils may be configured to generate magnetic fluxes in different directions. In this case, both coils can be driven simultaneously by one drive current source, which contributes to simplification of the drive circuit.

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 planar coil 12a and the second planar coil 12b has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the first planar coil 12a and the second planar coil 12b may be provided with different drive current sources. In this case, since both coils are embedded in the laminated substrate, it is difficult to change the pitch of the spirals. The difference in characteristics, for example, inductance, can be easily compensated so that the performance of the vibration motor is improved.

第1の実施の形態に係る振動モータの上面図である。It is a top view of the vibration motor according to the first embodiment. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 永久磁石が第1の板バネ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の概略的な上面図である。It is a schematic top view of a vibration motor when a permanent magnet moves closer to the first leaf spring side and switches its moving direction. 比較例に係る振動モータの上面図である。It is a top view of the vibration motor which concerns on a comparative example. 磁石の直径(mm)に対する振動量(m/s)の変化のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the change of the vibration amount (m / s < 2 >) with respect to the diameter (mm) of a magnet. 第2の実施の形態に係る携帯端末装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the portable terminal device which concerns on 2nd Embodiment. 図6の携帯端末装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the portable terminal device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 10 Laminated board, 12 Coil, 12a 1st plane coil, 12b 2nd plane coil, 20 Permanent magnet, 30 Guide frame, 42 1st leaf | plate spring, 44 2nd leaf | plate spring, 70 Cover, 100 Vibration motor, 200 Vibration motor, 400 Portable terminal device.

Claims (4)

互いに離間して配列されたコイルを有する基板と、
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.
前記基板上に設けられ、前記コイルの配列方向に沿って延びるガイド面を有するガイド部をさらに備え、
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.
前記可動部は、前記両端部の前記弾性部材のそれぞれに対向する平坦側面を有し、
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
請求項1から3のいずれか1項に記載の振動モータと、
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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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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