JP2010110094A - リニアモータおよびそれを備えた携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図ることが可能なリニアモータを提供する。
【解決手段】このリニアモータ１００は、互いに離間して配列された扁平形状の渦巻状の電流線１４を（一対の平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂ）有する固定部１０と、電流線１４と対向する磁極面（表面２０ｂ）を有し、電流線１４の表面（配列方向）に沿って電流線１４上を移動可能に設けられた可動部２０と、可動部２０の往復移動の際に、可動部２０を移動方向に付勢する板バネ３０と、を備える。そして、板バネ３０は、電流線１４の配列の両端部において、可動部２０の側面２０ａと対面して配置され、可動部２０の両側から可動部２０を挟持している。こうした板バネ３０の幅Ｈ２は、可動部２０の厚さＨ１の０．５倍〜１倍の範囲である。
【選択図】図２

Description

本発明は、リニアモータおよびそれを備えた携帯機器に関する。

従来、コイルからの電磁力により振動する可動部を備えた振動モータとしてのアクチュエータが知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。

上記特許文献１に開示された振動モータは、円板状のマグネットからなる可動部と、可動部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部が上下方向（可動部の厚み方向）に直線移動する。

また、上記特許文献２に開示された振動装置では、永久磁石と、永久磁石に対向するように配置された振動子と、振動子に連結されるとともに筒状に形成された可動コイルとを備える。そして、可動コイルは、振動子の移動方向に延びる棒状のガイドレールに対して直交する方向にコイルの巻き面が配置されるとともに、ガイドレールに沿った方向に振動子とともに振動するように構成されている。
特開２００６−６８６８８号公報 特開２００４−１７４３０９号公報

上記特許文献１の振動モータでは、円板状の可動部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部の移動空間を設ける必要があり、構造的に振動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。

上記特許文献２の振動装置では、可動コイルの移動方向（ガイドレールに沿った方向）に対して直交する方向に筒状の可動コイルの巻き面が配置されることになる。このため、可動コイルの巻き面の高さ方向の長さが大きくなるので、装置全体の薄型化を図ることが困難であるという問題がある。

この発明は、薄型化を図ることが可能な振動モータ（リニアモータ）を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるリニアモータは、渦巻状の電流線を有する基板と、渦巻状の電流線と対向する磁極面を有し、渦巻状の電流線の表面に沿って渦巻状の電流線上を移動可能に設けられた可動部と、可動部を往復移動させる移動手段と、渦巻状の電流線の両端部に設けられ、可動部の往復移動の際に、可動部を移動方向に付勢する板バネ部と、を備え、板バネ部が可動部と接触する部分において、板バネ部の可動部の磁極方向の寸法が、可動部の磁極方向の寸法の０．５倍〜１倍の範囲であることを特徴とする。

この発明の第２の局面による携帯機器は、上記第１の局面によるリニアモータを備えることを特徴とする。

この発明の第１の局面によるリニアモータでは、上記の構成により、薄型化を図ること
を可能にしながら、所定の振動量に達するまでの応答時間（起動時間）を短くすることができる。

この発明の第２の局面による携帯機器では、上記のリニアモータを備えることにより、携帯機器の薄型化および振動の応答時間の短縮を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるリニアモータの構造を示した平面図である。図２および図３は、図１に示した第１実施形態によるリニアモータの構造を説明するための図である。

本発明の第１実施形態によるリニアモータ１００（リニア駆動型振動モータ）は、図１に示すように、収納部１０ａが設けられた固定部１０と、収納部１０ａに配置された可動部２０および板バネ３０とを備えている。なお、可動部２０は本発明の「可動部」の一例である。

固定部１０は、図２に示すように、枠体１１と、プリント基板１２、１３とを含み、被振動体５０上に設けられている。枠体１１は、平面的に見て、実質的に矩形形状に形成されているとともに、固定部１０の収納部１０ａを構成する矩形形状の開口部を有している。枠体１１の下面側（矢印Ｚ２方向側）には、収納部１０ａを下側から塞ぐようにプリント基板１２が配置され、枠体１１の上面側（矢印Ｚ１方向側）には、収納部１０ａを上側から塞ぐようにプリント基板１３が配置されている。プリント基板１２、１３は、平面的に見て、実質的に矩形形状（長方形形状）に形成された平板状に構成され、枠体１１とは実質的に同じ外形寸法を有している。ここで、枠体１１の外形寸法は１４ｍｍ（図１に示すＸ方向）×１４ｍｍ（図１に示すＹ方向）であり、その開口部の寸法は１３．５ｍｍ（Ｘ方向）×１０．５ｍｍ（Ｙ方向）である。なお、プリント基板１３は本発明の「基板」およびＸ方向は本発明の「移動方向」の一例である。

プリント基板１３の下面には、図２および図３に示すように、電流線１４により構成され、電磁石として機能する一対の平面コイル１４ａ、１４ｂが形成されている。平面コイル１４ａ、１４ｂは、可動部２０の移動方向である矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に隣接するように配列されている。平面コイル１４ａは、図３に示すように、下面側（矢印Ｚ２方向側）から見て、電流線１４が内側から外側に向かって反時計回りに渦巻状に巻回されることにより形成されている。平面コイル１４ｂは、下面側から見て、電流線１４が内側から外側に向かって時計回りに渦巻状に巻回されることにより形成されている。すなわち、平面コイル１４ａ、１４ｂは、巻き方向が互いに反対方向となっている。また、平面コイル１４ａ、１４ｂは、平面コイル１４ａの電流線１４の外側端部と平面コイル１４ｂの電流線１４の外側端部とが直列に接続されており、駆動電流が供給された際に、互いに逆方向の磁界を形成する。また、平面コイル１４ａの電流線１４の内側端部および平面コイル１４ｂの電流線１４の内側端部は、それぞれ、後述する制御部１５に接続されている。なお、電流線１４は本発明の「電流線」の一例である。

プリント基板１３の上面上には、図１および図２に示すように、リニアモータ１００を制御するための制御ＩＣからなる制御部１５が設けられている。制御部１５は、平面コイル１４ａ、１４ｂに交流電流（駆動電流）を供給する機能を有しており、矢印Ａ方向（図３参照）の駆動電流と矢印Ａ方向とは反対方向の駆動電流とを、所定の周波数で交互に供給する。なお、制御部１５は本発明の「移動手段」の一例である。

こうした制御部１５を、プリント基板１３の上面上に設けたことで、電流線１４の配線長が短くなり、制御部１５から電流線１４に流す電流を増加させることができる。このため、電流線１４により発生する電磁力が増大し、その結果、可動部２０の駆動力を増大させることができるとともに、可動部２０の応答時間を短縮することができる。

可動部２０は、図２に示すように、平面的に見て円形形状に形成された平板状の永久磁石（フェライトやネオジウムなどの強磁性材料からなる磁石）により構成されている。こうした永久磁石には、たとえば、直径が１０ｍｍで、厚さＨ１が１．４ｍｍのものが採用される。そして、可動部２０は、永久磁石の厚さ方向に着磁され、可動部２０のプリント基板１３側（矢印Ｚ１方向側）の表面２０ｂはＮ極、可動部２０のプリント基板１２側（矢印Ｚ２方向側）の表面２０ｃはＳ極に着磁されている。可動部２０は、プリント基板１２の上面上に載置されているとともに、平面的に見て、収納部１０ａの略中央に位置するように一対の板バネ３０により側面２０ａが支持されている。そして、可動部２０は、一対の板バネ３０に支持された状態で、収納部１０ａの内部でプリント基板１２、１３に対して矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に直線移動する。なお、板バネ３０は本発明の「板バネ部」および可動部２０の厚さＨ１は本発明の「可動部の磁極方向の寸法」の一例である。

一対の板バネ３０は、図１および図２に示すように、それぞれ、収納部１０ａ内において可動部２０の矢印Ｘ１方向側および矢印Ｘ２方向側に配置されている。こうした板バネ３０には、たとえば、ＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの非磁性材料からなり、長さが１０ｍｍで、幅Ｈ２が１．２ｍｍで、厚さが０．３５ｍｍのものが採用される。そして、一対の板バネ３０の一方端部は、収納部１０ａの互いに対角に位置する角部で枠体１１に取り付けられている。また、一対の板バネ３０は、それぞれ、枠体１１への取り付け部を支持点として撓み変形可能に構成されており、可動部２０を互いに他方の板バネ３０側に付勢する機能を有している。つまり、可動部２０は、収納部１０ａ内において一対の板バネ３０の付勢力により往復移動可能に保持されている。なお、板バネ３０の幅Ｈ２は本発明の「板バネ部の可動部の磁極方向の寸法」の一例である。

図４および図５は、リニアモータ１００の動作を説明するための断面図である。

まず、図３に示すように、制御部１５から平面コイル１４ａ、１４ｂに矢印Ａ方向の駆動電流が所定の期間供給される。このとき、図４に示すように、渦巻状の平面コイル１４ａの中央部近傍には、アンペールの右ねじの法則に従って、下側がＳ極で上側がＮ極になるような磁界が形成される。その一方、渦巻状の平面コイル１４ｂの中央部近傍には、アンペールの右ねじの法則に従って、下側がＮ極で上側がＳ極になるような磁界が形成される。これにより、可動部２０は、平面コイル１４ａから引力を受けるとともに、平面コイル１４ｂから斥力を受けるので、枠体１１の内壁１１ａ側（矢印Ｘ１方向）に移動される。この結果、可動部２０の移動方向の板バネ３０（左側の板バネ）が可動部２０によって押され、可動部２０の運動エネルギーがこの板バネ３０の位置エネルギーに変換される。

制御部１５から平面コイル１４ａ、１４ｂに矢印Ａ方向（図３参照）とは反対方向の駆動電流が所定の期間供給されると、図５に示すように、渦巻状の平面コイル１４ａの中央部近傍には、アンペールの右ねじの法則に従って、下側がＮ極で上側がＳ極になるような磁界が形成される。その一方、渦巻状の平面コイル１４ｂの中央部近傍には、アンペールの右ねじの法則に従って、下側がＳ極で上側がＮ極になるような磁界が形成される。これにより、可動部２０は、電流線１４ａから斥力を受けるとともに、電流線１４ｂから引力を受けるので、枠体１１の内壁１１ｂ側（矢印Ｘ２方向）に移動される。この結果、可動
部２０の移動方向の板バネ３０（右側の板バネ）が可動部２０によって押され、可動部２０の運動エネルギーがこの板バネ３０の位置エネルギーに変換される。

制御部１５から平面コイル１４ａ、１４ｂに矢印Ａ方向の駆動電流と矢印Ａ方向とは反対方向の駆動電流とが交互に供給されることにより、上記のように、可動部２０は、矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向に交互に移動される。すなわち、駆動電流が流れる方向を切り替えることにより、可動部２０を往復移動させている。こうした往復移動の際、可動部２０の運動エネルギーがすべて板バネ３０の位置エネルギーに変化されたタイミングで駆動電流の流れる方向（電磁力の方向）を切り替えて、板バネ３０の位置エネルギーと電磁力（引力および斥力）の方向を一致させ、エネルギー損失が少ない共振状態で往復移動させている。この結果、リニアモータ１００は所定の振動量で振動する。なお、「振動量」とは、リニアモータが取り付けられた物体（たとえば、携帯電話）の加速度、または加速度を重力加速度（９．８ｍ／ｓ^２）で割った値である。

ここで、リニアモータ１００について、可動部２０の磁極方向の寸法（可動部２０の厚さ）と、板バネ３０が可動部２０と接触する部分の寸法（板バネ３０の可動部２０の磁極方向の寸法）との関係について説明する。図６は、板バネが可動部と接触する部分の寸法を変化させたリニアモータの構造を説明するための断面図である。図６（Ａ）は、第１実施形態に対応した実施例のリニアモータであり、板バネ３０は、長さが１０ｍｍで、幅Ｈ２が１．２ｍｍで、厚さが０．３５ｍｍである。これに対して、図６（Ｂ）は、板バネ３０ａとして、幅Ｈ４が１．６ｍｍのものを採用した比較例１のリニアモータである。また、図６（Ｃ）は、板バネ３０ｂとして、幅Ｈ６が０．４ｍｍのものを採用した比較例２のリニアモータである。なお、可動部２０を構成する永久磁石は、すべて同じ寸法であり、直径が１０ｍｍで、厚さＨ１が１．４ｍｍである。

図６に示すように、各形態の一対の板バネは、可動部２０の側面２０ａと対面して配置され、可動部２０の両側面で可動部２０を挟持している。可動部２０の薄型化を図るには、一般に可動部２０を構成する永久磁石の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、永久磁石を薄くすると磁石自体の磁力が減少するので、可動部が平面コイル１４ａ、１４ｂに生じる磁界との間で駆動するだけの推力を生じさせることが困難となる。このため、可動部２０を構成する永久磁石の薄型化には一定の限界があった。一方、板バネは、ＰＥＴなどの非磁性材料で構成されるため、限界まで薄型化した永久磁石の厚みよりも容易に小さく加工することができる。

こうした状況を踏まえると、図６（Ｂ）に示すように、板バネ３０ａの幅Ｈ４が可動部２０の厚さＨ１よりも大きい比較例１の場合（幅Ｈ４／厚さＨ１＝１．１倍）には、リニアモータ全体の厚みＨ５は板バネ３０ａの厚さが支配的となり、可動部２０を限界まで薄型化してもその効果を享受することができない。したがって、リニアモータの薄型化には、板バネの幅を可動部（永久磁石）の厚さよりも小さくすることが好ましい。

一方、図６（Ｃ）に示すように、板バネ３０ｂの幅Ｈ６が可動部２０の厚さＨ１よりも小さい比較例２の場合（幅Ｈ６／厚さＨ１＝０．３倍）には、リニアモータ全体の厚さＨ３は可動部２０の厚さＨ１が支配的となり、可動部２０の薄型化の効果をそのまま反映させることができる。しかしながら、板バネ３０ｂの幅Ｈ６が可動部２０の厚さＨ１の半分（０．５倍）よりも小さくなると板バネ３０ｂを枠体１１に設置する位置によっては、図６（Ｃ）に示すように、矢印で示される可動部２０の重心Ｇの移動線上から板バネ３０ｂ（板バネ３０ｂの可動部２０の側面２０ａを支持する面）がずれることになる。これにより、可動部２０の移動の際、可動部２０にはその移動方向（前方部分）の板バネ３０ｂが支点となって回転しようとする力（可動部２０の後方部分が持ち上がる力）が作用する。このため、このような状態での可動部２０の往復移動では、回転しようとする力の分だけ
可動部２０の運動エネルギーが損失するので、可動部２０の移動方向への推力が低下し、所定の振動量に達するまでの応答時間の増加につながる。したがって、板バネの幅は可動部の厚さの半分以上（０．５倍以上）とすることが好ましい。

これに対して、図６（Ａ）に示すように、板バネ３０の幅Ｈ２が可動部２０の厚さＨ１よりも小さく、且つ、板バネ３０の幅Ｈ２が可動部２０の厚さＨ１の半分以上である実施例の場合（幅Ｈ２／厚さＨ１＝０．９倍）には、まず比較例２と同様、リニアモータ全体の厚さＨ３は可動部２０の厚さＨ１が支配的となり、可動部２０の薄型化の効果をそのまま反映させることができる。これに加え、矢印で示される可動部２０の重心Ｇの移動線上に板バネ３０（板バネ３０の可動部２０の側面２０ａを支持する面）が位置しているので、可動部２０には比較例２のような回転しようとする力は作用せず、可動部２０の運動エネルギーはそのまま板バネ３０の位置エネルギーに変換される。したがって、実施例では、可動部２０の移動方向への推力の低下を生じることがなく、動作時により大きな振動を与えることができるので、所定の振動量に達するまでの応答時間の短縮を図ることができる。

特に、実施例のように、板バネ３０の幅を可動部２０の厚さの０．５倍〜１倍の範囲であれば、製造バラつきなどでプリント基板１２（図２参照）上に板バネ３０が設置されたとしても、可動部２０の重心Ｇの移動線上に板バネ３０（板バネ３０の可動部２０の側面２０ａを支持する面）が位置することになるので、上述のリニアモータ１００を再現よく安定して提供することができる。

本発明の第１実施形態によるリニアモータ１００では、以下の効果を享受することができる。

（１）横振動型（Ｘ方向への振動）のリニアモータ１００を構成することにより、縦振動型（Ｚ方向への振動）のリニアモータに比べて、薄型化が図りやすい。すなわち、本実施形態では、プリント基板１３に扁平状の電流線１４（平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂ）を配置するとともに、電流線１４と対向する磁極面を有し、平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂの配列方向に沿って直線移動するように振動する可動部２０を設けた。これによって、従来のように可動部２０の上下方向（Ｚ方向）への移動空間を設ける必要がなくなり、Ｚ方向の厚みを小さくするための設計の自由度を確保できる。また、電流線１４を可動部２０の移動方向に沿って扁平状になるように渦巻状に形成した。これによって、コイルの巻き面が可動部の移動方向に対して直交する方向に配置される場合に比べて、コイルの巻き面による高さ方向（上下方向）への領域を設ける必要はなくなり、Ｚ方向の厚みを小さくすることができる。これらの結果、薄型化を図ることが可能なリニアモータを提供することができる。

（２）板バネ３０の幅Ｈ２を可動部２０の厚さＨ１の０．５倍〜１倍の範囲としたことで、可動部２０の重心Ｇの移動線上に板バネ３０（板バネ３０の可動部２０の側面２０ａを支持する面）が確実に位置するようになるので、可動部２０に板バネ３０を支点として回転しようとする力（可動部２０の後方部分が持ち上がる力）が抑制され、可動部２０の運動エネルギーを振動へ変換する効率が向上する。したがって、動作時により大きな振動を与えることができるので、可動部２０の応答時間（可動部２０が所定の振動量に達するまでの時間）を短縮することができる。

（３）電流線１４に電流が印加された際に、平面コイル１４ａと平面コイル１４ｂとでは互いに逆方向の磁界が形成されるように構成したことで、平面コイル１４ａと可動部２０との間、および、平面コイル１４ｂと可動部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。

（４）可動部２０が円板形状であり、可動部２０は枠体１１の内側面と対向する凸状の曲面を有するので、外力を受けて位置ずれした場合であっても、可動部２０と枠体１１の内側面との接触部分は線接触となり、矩形形状の可動部（直方体形状からなる薄板可動部）を採用した場合のように平面同士の面接触とはならない。そのため、接触時の摩擦抵抗が矩形形状の可動部を採用した場合に比べて小さく、消費電力の増加を抑制することができる。

（５）板バネ３０を用いたことで、コイルバネ（細長い金属線を螺旋状に巻いたもの）を用いる場合に比べて、バネ自体を永久磁石（可動部２０）の厚さよりも容易に小さく形成することが可能になり、リニアモータ１００の薄型化を低コストで実現することができる。

（６）電流線１４（平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂ）の表面に対向するように可動部２０の磁極面を配置したことで、可動部２０を構成する永久磁石から発生する磁力線（磁力線が生じる磁極面）と、電流線１４に電流を流すことにより発生する磁束線（磁束線が生じるコイル面）とが平行になる。これに対して、上記特許文献２に記載の構成では、永久磁石からの磁力線と電流線１４（平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂ）からの磁束線とは直交する。したがって、リニアモータ１００における構成は、上記特許文献２に記載の構成に比べて、磁力線と磁束線とが重なる量が大きいので、その分、可動部２０を移動させる際の駆動力を大きくすることができる。

（第２実施形態）
図７および図８は、それぞれ、リニアモータ１００を用いた携帯機器の一例を説明するための図である。なお、図８は、図７のリニアモータ１００を含む部分の一断面である。

リニアモータ１００は、図７および図８に示すように、携帯電話３００などに用いることが可能である。携帯電話３００は、リニアモータ１００と、ＣＰＵ３１０（図８参照）と、表示部３２０とを備えている。リニアモータ１００は、携帯電話３００の表示部３２０が配置された側とは反対側の面に配置されている。表示部３２０は、タッチパネル方式のパネルにより構成され、表示部３２０に表示されたボタン部３２０ａを押圧することにより携帯電話３００を操作するように構成されている。そして、リニアモータ１００は、表示部３２０に表示されたボタン部３２０ａが押圧されたことを検知した場合や、電話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ようにＣＰＵ３１０で制御される。なお、携帯電話３００は、本発明の「携帯機器」の一例である。

本発明のリニアモータ１００を備える携帯電話３００では、以下の効果を得ることができる。

（７）上記のリニアモータ１００を搭載することによって、リニアモータ１００が薄型化される分、携帯電話の薄型化を図ることが可能になる。

（８）上記のリニアモータ１００を搭載することによって、携帯電話３００の薄型化が可能で、携帯電話３００が所定の振動量に達するまでの応答時間（起動時間）を短くすることができる。

（９）上記のリニアモータ１００を搭載することによって、携帯電話３００の薄型化が可能で、リニアモータ１００の消費電力の増加が抑制される分、携帯電話３００の消費電力を低減することができる。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態によるリニアモータの構造を示した斜視図である。図１１〜図１４は、図１０に示した第３実施形態によるリニアモータの構造を説明するための図である。

本発明の第３実施形態によるリニアモータ２００は、図１０および図１１に示すように、収納部１１０ａが設けられた枠体１１０と、収納部１１０ａに配置された可動部１２０と、可動部１２０を支持する一対の板バネ１３０とを備えている。なお、可動部１２０は本発明の「可動部」および板バネ１３０は本発明の「板バネ部」の一例である。

枠体１１０は、平面的に見て、矢印Ｘ１およびＸ２方向に延びる第１側壁部１１０ｂと矢印Ｙ１およびＹ２方向に延びる第２側壁部１１０ｄとにより実質的に矩形形状（正方形形状）に形成されているとともに、枠体１１０の収納部１１０ａは、上下方向（矢印Ｚ１およびＺ２方向）に貫通する矩形形状の開口部からなる。また、枠体１１０には、収納部１１０ａの上方向側（矢印Ｚ１方向側）の開口部を塞ぐようにプリント基板１４０が配置されているとともに、下方向側（矢印Ｚ２方向側）の開口部を塞ぐように底板１５０が配置されている。また、枠体１１０、プリント基板１４０、及び底板１５０は、ガラスエポキシ樹脂により形成されている。なお、プリント基板１４０は、本発明の「基板」の一例である。

可動部１２０は、図１１に示すように、平面的に見て角部が面取りされた矩形形状（長方形状）に形成されているとともに、平板状の永久磁石（フェライトやネオジウムなどの強磁性材料からなる磁石）により構成されている。可動部１２０は、矢印Ｘ１およびＸ２方向に沿って約８ｍｍの長さを有するとともに、矢印Ｙ１およびＹ２方向に沿って約１０ｍｍの長さを有する。また、可動部１２０は、平面的に見て、枠体１１０の収納部１１０ａの略中央に位置するように一対の板バネ１３０により側面が支持されている。また、図１２に示すように、可動部１２０は、収納部１１０ａの高さよりも低い高さ（小さい厚み）を有している。

可動部１２０は、図１２に示すように、第１磁石１２１および第２磁石１２２からなる２つの永久磁石により構成されている。具体的には、可動部１２０の中心線Ｃ３−Ｃ３近傍（図１１参照）を境界として矢印Ｘ１方向側に第１磁石１２１が配置されるとともに、矢印Ｚ２方向側に第２磁石１２２が配置されるように構成されている。第１磁石１２１のプリント基板１４０に対向する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面１２１ａが設けられている。また、第２磁石１２２のプリント基板１４０に対向する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面１２２ａが設けられている。なお、Ｎ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａは、本発明の「磁極面」の一例である。

第１磁石１２１の底板１５０に対向する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面１２１ｂが設けられている。同様に、第２磁石１２２の底板１５０に対向する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面１２２ｂが設けられている。

また、第１磁石１２１と第２磁石１２２とは、プリント基板１４０側の表面において、Ｎ極面１２１ａとＳ極面１２２ａとが隣接するとともに、底板１５０側の表面において、Ｓ極面１２１ｂとＮ極面１２２ｂとが隣接するように配置されている。そして、第１磁石１２１と第２磁石１２２とは、それぞれ、互いに隣接するＮ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａ間による引力と、Ｓ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂ間による引力とにより密着した状態で保持されているとともに、接着剤などにより互いに固定されている。

以上により、可動部１２０は、一対の板バネ１３０に支持された状態で、収納部１１０
ａの内部においてプリント基板１４０に対して平行な矢印Ｘ１およびＸ２方向に直線移動する。ここで、平行とは、互いに平行な状態だけでなく、可動部１２０が直線移動する際の妨げにならない程度に平行な状態からずれた状態（所定の角度傾斜した状態）を含んでいる。また、このとき、第１側壁部１１０ｂ（図１１参照）は、可動部１２０が矢印Ｘ１およびＸ２方向に移動する際のガイドとしての機能を有する。

一対の板バネ１３０は、図１０および図１１に示すように、それぞれ、枠体１１０の第２側壁部１１０ｄの内側面に配置されている。具体的には、一対の板バネ１３０は、それぞれ、枠体１１０に固定される固定部１３０ａと、撓み部１３０ｂと、可動部１２０の支持部１３０ｃとにより構成されている。固定部１３０ａは、矢印Ｙ１およびＹ２方向に沿って延びるように形成されているとともに、枠体１１０の第２側壁部１１０ｄに接着剤などにより固定されている。また、撓み部１３０ｂは、固定部１３０ａとの境界部分から支持部１３０ｃまでの間に複数回（２回）折り曲げられることによって、一対の板バネ１３０の支持部１３０ｃの軌跡が中心線Ｃ４−Ｃ４上を矢印Ｘ１およびＸ２方向に沿って直線的に移動するように撓み可能に構成されており、可動部１２０を互いに他方側の板バネ１３０に付勢する機能を有している。また、各板バネ１３０の支持部１３０ｃは、それぞれ、枠部１１０の収納部１１０ａの中心線Ｃ４−Ｃ４上近傍において可動部１２０を挟むようにして支持するように構成されている。なお、板バネ１３０と可動部１２０は、第１実施形態と同程度の寸法のものが採用され、板バネ１３０の幅と可動部１２０の厚さの関係は、第１実施形態と同じ０．５倍〜１倍の範囲に設定されている。

第１磁石１２１および第２磁石１２２における底板１５０に対向する側の表面には、鉄板などからなるヨーク１６０ａが設けられている。また、プリント基板１４０の可動部１２０と対向する側とは反対側の表面にも、同様に、鉄板などからなるヨーク１６０ｂが設けられている。ヨーク１６０ａおよび１６０ｂは、装置本体から外部へ磁気が漏れるのを抑制するための磁気シールドとしての機能を有する。

プリント基板１４０の内部には、図１２〜図１４に示すように、２層配線構造からなる扁平形状の平面コイル１４１および１４２が配置されている。平面コイル１４１および１４２は、それぞれ、平面的に見て、矩形形状の輪郭を有するとともに、内側から外側に向かってＸＹ面（矢印Ｘ１（Ｘ２）方向と矢印Ｙ１（Ｙ２）方向とにより形成される面）方向に広がるように渦巻状に形成されている。なお、平面コイル１４１および１４２は、それぞれ、本発明の「電流線」の一例である。

平面コイル１４１および１４２は、１本の電流線１４３により互いに電気的に直列接続されている。具体的には、平面コイル１４１を構成する第１層目電流線１４３ａは、図１３に示すように、外側から内側に向かって反時計回りに渦巻状に巻回されている。平面コイル１４１の第１層目電流線１４３ａの外側の端部は、プリント基板１４０上に設けられた電極パッド１７０ａに接続されている。

平面コイル１４２を構成する第２層目電流線１４３ｂは、図１４に示すように。内側から外側に向かって反時計回りに渦巻状に巻回されている。平面コイル１４２の第２層目電流線１４３ｂの外側の端部は、プリント基板１４０上に設けられた電極パッド１７０ｂに接続されている。そして、平面コイル１４１を構成する第１層目電流線１４３ａの内側の端部と、平面コイル１４２を構成する第２層目電流線１４３ｂの内側の端部とが、それぞれの中心部分近傍においてプリント基板１４０に設けられたコンタクトホールを介して互いに接続されている。なお、ヨーク１６０ｂには、プリント基板１４０上の電極パッド１７０ａおよび１７０ｂに対応する位置にそれぞれ開口部１６０ｃおよび１６０ｄが設けられており、ヨーク１６０ｂと、電極パッド１７０ａおよび１７０ｂとは接触していない。

図１３に示すように、平面コイル１４１は、それぞれ、矢印Ｙ１およびＹ２方向に延びる第１部分１４１ａおよび１４１ｂと、矢印Ｘ１およびＸ２方向に延びる第２部分１４１ｃおよび１４１ｄとを有している。第２部分１４１ｃおよび１４１ｄを構成する電流線１４３ａの幅Ｗ２が、平面コイル１４１の第１部分１４１ａおよび１４１ｂを構成する電流線１４３ａの幅Ｗ１よりも小さくなるように形成されている。これにより、第２部分１４１ｃおよび１４１ｄを構成する電流線１４３ａのピッチ（隣接する電流線１４３ａの中心間の距離）Ｌ４が、第１部分１４１ａおよび１４１ｂを構成する電流線１４３ａのピッチＬ３よりも小さくなる。その結果、第１部分１４１ａおよび１４１ｂに流れる電流により発生する磁場の磁束の大きさが、第２部分１４１ｃおよび１４１ｄに流れる電流により発生する磁場の磁束の大きさよりも大きくなる。

また、平面的に見て、第２部分１４１ｃおよび１４１ｄの少なくとも一部は、それぞれ、枠体１１０の第１側壁部１１０ｂに重なるように配置されている。つまり、平面コイル１４１の配置領域は、平面的に見て、可動部１２０よりも大きく、可動部１２０全体を覆っている。

図１４に示すように、平面コイル１４２も、平面コイル１４１と同様の構成であり、矢印Ｙ１およびＹ２方向に延びるとともに幅Ｗ１を有する第１部分１４２ａおよび１４２ｂと、矢印Ｘ１およびＸ２方向に延びるとともに幅Ｗ２を有する第２部分１４２ｃおよび１４２ｄとを有している。また、平面的に見て、第２部分１４２ｃおよび１４２ｄの一部は、それぞれ、枠体１１０の第１側壁部１１０ｂに重なるように配置されている。

以上により、平面コイル１４１および１４２に駆動電流が供給された際には、第１部分１４１ａ（１４２ａ）と第１部分１４１ｂ（１４２ｂ）とにおいて電流方向は相反する方向となる。そして、第１部分１４１ａ（１４２ａ）、および、第１部分１４１ｂ（１４２ｂ）による電磁力が、可動部１２０を移動させるための駆動力となる。

次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の第３実施形態によるリニアモータ２００の動作を説明する。

まず、電極パッド１７０ａおよび１７０ｂを介して、電流線１４３に駆動電流が供給される。これにより、図１５に示すように、可動部１２０のＮ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａ間において発生する矢印Ｚ１およびＺ２方向の磁界（図１５の破線矢印を参照）と直交する方向（図１２および図１４の矢印Ｙ１およびＹ２方向）の電流が平面コイル１４１の第１部分１４１ａおよび１４１ｂと、平面コイル１４２の第１部分１４２ａおよび１４２ｂに流れる。そして、平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ａ（１４２ａ）を流れる電流が寄与するローレンツ力が第１磁石１２１のＮ極面１２１ａに矢印Ｘ２方向に働く。同時に、平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ｂ（１４２ｂ）を流れる電流が寄与するローレンツ力が第２磁石１２２のＳ極面１２２ａに矢印Ｘ２方向に働く。以上により、可動部１２０が矢印Ｘ２方向に直線移動される。

そして、所定時間後、図１６に示すように、図１５に示す状態とは反対方向の駆動電流を供給することによって、上記と同様の作用により、可動部１２０が矢印Ｘ１方向に直線移動される。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部１２０は、矢印Ｘ１方向と矢印Ｘ２方向とに交互に直線移動されて共振運動される。この際、第１磁石１２１のＳ極面１２１ｂと第２磁石のＮ極面１２２ｂとの間に発生する磁束は、ヨーク１６０ａに吸収されてヨーク１６０ａ内を選択的に通過するので、底板１５０を貫いて外側にまで及ぶようには発生しない。また、第１磁石１２１のＮ極面１２１ａと第２磁石１２２のＳ極面１２２ａとの間に発生する磁束は、プリント基板１４０を貫いた場合にヨーク１６０ｂに吸収されてヨーク１６０ｂ内を選択的に通過するので、
ヨーク１６０ｂの外側にまで及ぶようには発生しない。

また、このとき、可動部１２０には、平面コイル１４１（１４２）において互いに対向する第２部分１４１ｃ（１４２ｃ）および１４１ｄ（１４２ｄ）から発生する電磁力により、それぞれ、矢印Ｙ１およびＹ２方向に沿った中心に向かう方向の力、または、中心から矢印Ｙ１およびＹ２方向に沿った外側に引っ張る方向の力が加えられている。

本発明の第３実施形態によるリニアモータ２００では、上記（２）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。

（１０）横振動型（Ｙ方向への振動）のリニアモータ２００を構成することにより、縦振動型（Ｚ方向への振動）のリニアモータに比べて、薄型化が図りやすい。すなわち、本実施形態では、平面コイル１４１および１４２の表面に沿った方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）に沿って移動可能な可動部１２０を設けた。これによって、上記特許文献１のように上下方向（Ｚ方向）に厚みが大きいコイルを用いて上下方向に可動部を直線移動させる場合に比べて、可動部の移動範囲（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。また、平面コイル１４１および１４２を可動部１２０の移動方向に沿って扁平状になるように渦巻状に形成した。これによって、上記特許文献２のようにコイルの巻き面が可動部の移動方向に対して直交する方向に配置される場合に比べて、コイルの巻き面による高さ方向（上下方向）への領域を設ける必要はなくなり、上下方向の厚みを小さくすることができる。これらの結果、薄型化を実現しやすいリニアモータ２００を提供できる。

（１１）可動部１２０を往復移動させる際、一対板バネ１３０が可動部１２０を支持した状態で移動するので、可動部１２０と板バネ１３０とが互いに離れて、再度接触することにより発生する騒音が確実に防止される。この結果、リニアモータ２００の動作時の静音化を図ることができる。

（１２）平面コイル１４１（１４２）に対向する側の表面に互いに異なる極性のＮ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａを含む可動部１２０を備え、Ｎ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａにそれぞれ対応する位置に、互いに電流の流れる方向が反対である平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ａおよび１４１ｂ（１４２ａおよび１４２ｂ）を配置した。これにより、平面コイル１４１（１４２）に電流が流れた際に発生する電磁力によりＮ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａに加わる力が同じ方向になるので、その方向に可動部１２０を移動させることができる。すなわち、１つの渦巻状の平面コイルによりリニアモータを構成することができるので、その分、装置を小型化（小面積化）することが可能になる。なお、コイルに対向する側の永久磁石の極性が１種類のみからなる場合では、可動部を一方方向および他方方向に移動させるために両側にそれぞれコイルを配置する必要があるため、装置の小型化（小面積化）には一定の限界がある。

（１３）平面コイル１４１（１４２）の表面に対向するように、可動部１２０のＮ磁極面１２１ａおよびＳ磁極面１２２ａが配置されるように構成した。これにより、可動部１２０側から発生する磁力線（磁力線が生じる磁極面）と、平面コイル１４１（１４２）に電流を流すことにより発生する磁束線（磁束線が生じるコイル面）とが平行になる。これに対して、上記特許文献２に記載の構成では、磁石からの磁力線とコイルからの磁束線とは直交する。したがって、上記特許文献２に記載の構成に比べてリニアモータ２００における構成は、磁力線と磁束線とが重なる量が大きいので、その分、可動部１２０を移動させる際の駆動力を大きくすることができる。

（１４）可動部１２０の平面コイル１４１（１４２）と対向する面とは反対側の面にお
いて、Ｎ極面１２１ａに対応する位置にＳ極面１２１ｂを設けるとともに、Ｓ極面１２２ａに対応する位置にＮ極面１２２ｂを設けた。これによって、可動部１２０のＮ極面１２１ａ、Ｓ極面１２２ａ、Ｓ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂは、互いに、可動部１２０の移動方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）および厚み方向（矢印Ｚ１およびＺ２方向）において異なる磁極が隣接するように配置される。したがって、それぞれの磁極面の間において発生する磁束の長さが小さくなるので、その分、リニアモータ２００の外部に磁束が漏れるのを抑制することができる。その結果、リニアモータ２００を種々の装置内に配置した場合に、リニアモータ２００からの磁束漏れに起因して装置の動作不良が発生するのを抑制することができる。

（１５）可動部１２０のＳ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂの表面に磁気シールドとしての機能を有するヨーク１６０ａを設けることによって、Ｓ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂ間に発生する磁束がリニアモータ２００の底板１５０側から外部に漏れるのを確実に抑制することができる。また、プリント基板１４０の表面にもヨーク１６０ｂを配置することによって、Ｎ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａ間において、平面コイル１４１および１４２を貫きつつ、ヨーク１６０ｂ内を通過するようにして磁束が発生する。したがって、Ｎ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａ間に発生する磁束がプリント基板１４０側から外部に漏れるのを確実に抑制することができる。以上により、リニアモータ２００からの外部への磁束漏れを容易に抑制することができる。

（１６）可動部１２０を両側から支持する一対の板バネ１３０を、可動部１２０との支持部１３０ｃが可動部１２０の移動方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）に沿って撓むように折り曲げられた形状に設けることによって、板バネ１３０は、支持部１３０ｃの軌跡が矢印Ｘ１およびＸ２方向に沿って直線的に移動する。これによって、支持部１３０ｃが矢印Ｘ１およびＸ２方向に沿って直線的に移動しながら可動部１２０を支持するので、可動部１２０が移動する際に支持部１３０ｃと可動部１２０との接触部分にずれが発生するのを抑制することができる。その結果、可動部１２０が移動しながら回転するのを抑制することができるので、リニアモータ２００を安定して動作させることができる。

（１７）可動部１２０を角部が面取りされた矩形形状にすることによって、面取りしない場合に比べて、可動部２０が移動する際に、枠部１１０の第１側壁部１１０ｂとの間に引っかかりが生じるのを抑制することができる。したがって、こうした引っかかりに起因して可動部１２０が回転するのをより確実に抑制することができる。

（１８）平面コイル１４１（１４２）に、可動部１２０が移動する方向と交差する方向（矢印Ｙ１およびＹ２方向）に延びる第１部分１４１ａ、１４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）と、可動部１２０が移動する方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）に延びる第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）とを設けた。そして、第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）の隣接する電流線１４３ａ（１４３ｂ）のピッチＬ２が、第１部分１４１ａ、１４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）の隣接する電流線１４３ａ（１４３ｂ）のピッチＬ１よりも小さくなるように構成した。

これにより、第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）のピッチＬ２が小さくなった分、第１部分１４１ａ、１４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）の矢印Ｙ１方向および矢印Ｙ２方向の長さが長くなるので、可動部１２０を移動するための電磁力を増大させることができるとともに、可動部１２０の応答時間を短縮することができる。

（１９）第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）の電流線１４３ａ（１４３ｂ）の幅Ｗ２を小さくすることにより、第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）の隣接する電流線１４３ａ（１４３ｂ）間のピッチＬ２が、第１部分１４１ａ、１
４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）の隣接する電流線１４３ａ（１４３ｂ）間のピッチＬ１よりも小さくなるように構成した。これによって、第１部分１４１ａ、１４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）の電流線１４３ａ（１４３ｂ）の幅Ｗ１が大きい分、電流線１４３ａ（１４３ｂ）の抵抗を小さくすることができるので、電流線１４３ａ（１４３ｂ）を流れる電流量を大きくすることができる。その結果、可動部１２０の駆動力を増大させることができる。

（２０）平面的に見て、平面コイル１４１（１４２）の第２部分１４１ｃ（１４２ｃ）および１４１ｄ（１４２ｄ）の一部を第１側壁部１１０ｂに重なるように配置した。これによって、可動部１２０に矢印Ｙ１およびＹ２方向の力が作用する領域を小さくすることができるので、可動部１２０が矢印Ｘ１およびＸ２方向に直線移動する際に、矢印Ｙ１およびＹ２方向の力に起因して直線状の移動経路からずれるのを抑制することができる。その結果、リニアモータ２００を安定して動作させることができる。また、第２部分１４１ｃ、１４１ｄ（１４２ｃ、１４２ｄ）の一部が枠体１１０の第１側壁部１１０ｂに重なる分、可動部１２０を移動させるための電磁力の発生に寄与する第１部分１４１ａ、１４１ｂ（１４２ａ、１４２ｂ）の長さをより大きくすることができるので、可動部１２０の駆動力を増大させることができる。

（２１）Ｎ極面１２１ａと対向する平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ａ（１４２ａ）に流れる電流の方向と、Ｓ極面１２２ａと対向する平面１４１（１４２）の第１部分１４１ｂ（１４２ｂ）に流れる電流の方向とは、略反対の方向である。これにより、Ｎ極面１２１ａと対向する平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ａ（１４２ａ）と、Ｓ極面１２２ａと対向する平面コイル１４１（１４２）の第１部分１４１ｂ（１４２ｂ）とには、同じ方向の力が働くので、容易に可動部１２０を駆動することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記第１実施形態では、一対の平面コイル（平面コイル１４ａおよび平面コイル１４ｂ）により可動部２０を往復移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３つ以上の平面コイルを並べた状態で可動部２０を往復移動させるようにしてもよい。

上記第１実施形態では、プリント基板１３の下面に電流線１４を配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、プリント基板１３の下面および上面の両面に電流線を積層配置するようにしてもよい。この場合には、電流線から発生する磁界を増強することができるので、可動部２０の駆動力が向上し、可動部２０の応答時間をさらに短縮することができる。

上記第１実施形態では、プリント基板１３側に電流線１４を配置する例を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、プリント基板１２側にも電流線を配置するようにしてもよい。この場合には、可動部２０がその両磁極面側から駆動されるので、可動部２０の駆動力が向上し、可動部２０の応答時間をさらに短縮することができる。

上記第１実施形態では、制御部１５から電流線１４（平面コイル１４ａ、１４ｂ）に駆動電流（交流電流）を供給する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、外部（携帯電話側）から直接電流線１４に駆動電流を供給するようにしてもよい。この場合には、制御部１５が不要となり、部品点数が削除されるので、リニアモータの低コスト化
を図ることができる。

上記第１実施形態では、可動部２０を支持する板バネ３０として、ＰＥＴなどの非磁性材料を採用した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ＳＵＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ）などの磁性材料を採用してもよい。この場合、可動部２０を構成する永久磁石と磁性材料との間に作用する磁気により可動部２０の位置ずれ（可動部２０の後方部分が持ち上がる現象など）を抑制することができる。

上記第１実施形態では、可動部２０を支持する板バネ３０として一定の幅Ｈ２を有するバネを採用した例を示したが、本発明はこれに限らず、板バネ３０の幅Ｈ２は一定でなくてもよい。たとえば、板バネ３０が可動部２０の側面２０ａと接触する部分において、板バネ３０の幅Ｈ２が可動部２０の厚さＨ１の０．５倍〜１倍の範囲であればよく、これ以外の部分は、板バネの幅が可動部２０の厚さの０．５倍未満であってもよい。また、上記した０．５倍〜１倍の範囲であれば、板バネ３０が可動部２０の側面２０ａと接触する部分の幅は他の部分の幅よりも細くてもよい。

上記第１実施形態では、可動部２０を一対の板バネ３０により支持する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、片側を２つの板バネ（計４つの板バネ）により支持するようにしてもよい。このように構成すれば、可動部２０の移動に伴って力の作用点が変動する一対の板バネ３０とは異なり、４つの板バネでは、バネに対する力の作用点が変動しないので、バネの弾性係数を一定として容易に反力の計算を行うことができる。

上記第１実施形態では、可動部２０の一例として、平面的に見て、円形形状の可動部を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図９に示すように、平面的に見て、円形形状の両端を切り落とした形状（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した形状）の可動部５２０を用いてもよい。この場合には、上述の各効果に加え、円形形状の可動部を用いた場合に比べて、切り落とした部分だけ可動部５２０の移動量（移動範囲）が拡がるので、その分、可動部５２０がさらに加速されるようになり、リニアモータの振動量が増加する。

上記第１実施形態において、プリント基板１２の可動部２０と対向する側（上面側）の表面に対して、プリント基板１２を構成する一般的なエポキシ樹脂よりも摩擦係数の小さい低摩擦層を形成してもよい。こうした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。このような構成とした場合には、可動部２０と固定部１０（プリント基板１２）との間の摩擦抵抗がさらに低減されるために、可動部２０の応答時間をさらに短縮することができる。

上記第１実施形態において、可動部２０はその表面全体を覆うように磁性流体を配置した構成であってもよい。この場合、磁性流体の潤滑作用によって、可動部２０とプリント基板１２および枠体１１との間の摩擦を低減することができるので、可動部２０をスムースに移動させることができる。その結果、可動部の応答時間をさらに短縮することができる。また、可動部２０と板バネ３０との間に磁性流体が介在することで、可動部２０を往復移動する際に、磁性流体が可動部２０の緩衝部材として機能し、リニアモータ１００の動作時の清音化を図ることができる。なお、磁性流体としては、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る。

上記第３実施形態では、角部が面取りされた矩形形状の可動部を採用した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、平面的に見て、円形形状の両端が切り落とされたような形状の可動部を採用してもよい。この場合には、円形形状の可動部を用いる場合に比べて、切り落とした部分の範囲だけ可動部の移動量（移動範囲）が広がるので、その分、可動部を加速させる範囲を広げることができる。したがって、リニアモータの振動量を増加させることができる。

上記第３実施形態では、可動部１２０を、Ｎ極面１２１ａ、Ｓ極面１２２ａ、Ｓ極面１２１ｂ、及びＮ極面１２２ｂにより構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、可動部１２０をＮ極面１２１ａおよびＳ極面１２２ａのみから構成し、Ｓ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂは設けないようにしてもよい。つまり、平面コイル１４１および１４２に対向する面に沿って、互いに異なる磁性に着磁された磁極面が設けられていればよい。

上記第３実施形態では、可動部１２０を第１磁石１２１と第２磁石１２２とを隣接させるように設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、第１磁石１２１と第２磁石１２２との間に、たとえば、タングステンなどの錘を配置してもよい。この場合、錘を配置した分、可動部１２０をより安定して動作させることができる。また、このとき、可動部１２０の容積を変えずに錘を配置することにより、錘を配置していない場合に比べて同じ容積のまま可動部１２０の重量を増加させることができる。これにより、可動部１２０の振動量を容易に増加させることがきでる。

上記第３実施形態では、ヨーク１６０ａを、可動部１２０のＳ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂの表面上に設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、ヨーク１６０ａを、Ｓ極面１２１ｂおよびＮ極面１２２ｂの表面から側面の部分にまで延びるように配置してもよい。この場合、可動部１２０の側面方向（図１２の矢印Ｘ１およびＸ２方向）の磁束漏れを確実に抑制することができる。

上記第３実施形態では、弾性部材の一例として２つの板バネ１３０により可動部１２０を移動可能に支持する例を示したが、本発明はこれに限らず、コイルバネまたはゴム部材などの板バネ以外の弾性部材であってもよい。また、３つ以上の板バネにより可動部を支持してもよい。

上記第３実施形態では、一対の板バネ１３９の支持部１３０ｃにより可動部１２０を挟むように支持する例を示したが、本発明はこれに限らず、板バネ１３０の支持部１３０ｃと可動部１２０との接触部分を接着してもよい。なお、可動部が円形に近い形状であるほど接着した方が好ましい。

上記第３実施形態では、可動部１２０を直接板バネ１３０により支持する例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、可動部１２０の表面に磁性流体を配置した状態で板バネ１３０により支持してもよい。この場合、磁性流体を配置した分、可動部１２０と第１側壁部１１０ｂとの間の摩擦力、および、可動部１２０と底板１５０との間の摩擦力がそれぞれ低減されるので、可動部１２０の応答時間を短縮することができる。また、可動部１２０と板バネ１３０との間に磁性流体が介在することで、可動部１２０を往復移動する際に、磁性流体が可動部１２０の緩衝部材として機能し、リニアモータ２００の動作時の清音化を図ることができる。

上記第２実施形態では、第１実施形態のリニアモータ１００を採用した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第３実施形態のリニアモータ２００を採用してもよい。この場合にも同様の効果を享受することができる。

本発明の第１実施形態によるリニアモータの構造を示した平面図である。 図１の６００−６００線に沿った断面図である。 図１に示した第１実施形態によるリニアモータの構造を説明するための平面図である。 本発明の第１実施形態によるリニアモータの動作を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態によるリニアモータの動作を説明するための断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）板バネが可動部と接触する部分の寸法を変化させたリニアモータの構造を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態による携帯機器の構造を示した平面図である。 本発明の第２実施形態による携帯機器の構造を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例を説明するための平面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの構造を示した斜視図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの平面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの断面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの平面コイルの第１層を示した平面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの平面コイルの第２層を示した平面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの動作を説明するための断面図である。 本発明の第３実施形態によるリニアモータの動作を説明するための断面図である。

符号の説明

１０ 固定部
１０ａ 収納部
１１ 枠体
１１ａ、１１ｂ 内壁
１２、１３ プリント基板
１４ 電流線
１４ａ、１４ｂ 平面コイル
２０ 可動部
２０ａ 側面
２０ｂ、２０ｃ 表面
３０ 板バネ
５０ 被振動体
１００ リニアモータ
Ｈ１ 可動部の厚さ
Ｈ２ 板バネの幅

Claims (5)

1. 渦巻状の電流線を有する基板と、
   前記渦巻状の電流線と対向する磁極面を有し、前記渦巻状の電流線の表面に沿って前記渦巻状の電流線上を移動可能に設けられた可動部と、
   前記可動部を往復移動させる移動手段と、
   前記渦巻状の電流線の両端部に設けられ、前記可動部の往復移動の際に、前記可動部を移動方向に付勢する板バネ部と、
   を備え、
   前記板バネ部が前記可動部と接触する部分において、前記板バネ部の前記可動部の磁極方向の寸法が、前記可動部の磁極方向の寸法の０．５倍〜１倍の範囲であることを特徴とするリニアモータ。
2. 前記渦巻状の電流線は、渦巻状の１つのコイルを含み、
   前記可動部は、前記渦巻状の１つのコイルにより形成される磁界に基づいて移動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
3. 前記渦巻状の電流線は、前記可動部の移動方向に沿って互いに離間して配列された一対の平面コイルを含み、
   前記一対の平面コイルは電流が印加された際に、互いに逆方向の磁界を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
4. 前記可動部はその表面に配置された磁性流体を有し、
   前記板バネ部は前記磁性流体を介して前記可動部を支持していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリニアモータ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のリニアモータを備えた、携帯機器。

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