JP2016097382A - 電磁駆動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットを可動子とする電磁駆動アクチュエータにおいて、マグネットと他の金属体とを接着剤を介して接合するに際して、接着強度のばらつきを無くして、安定した動作が可能な電磁駆動アクチュエータを高い歩留まりで生産する。
【解決手段】マグネット１１，１２，１３を備える可動子２とマグネット１１，１２，１３に駆動力を付与するコイル３とを備え、可動子２は、マグネット１１，１２，１３に接合されてマグネット１１，１２，１３と一体に動作する金属体（分銅２０）を備え、マグネット１１，１２，１３と金属体（分銅２０）は、双方がメッキ膜で被われると共にメッキ膜上に有機被膜が形成され、有機被膜上に塗布された接着剤を介して互いに接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属体が接合されたマグネットを備えた電磁駆動アクチュエータに関するものである。

電磁駆動アクチュエータは、コイルに電流を流すことでマグネットとコイル間に生じるローレンツ力を駆動力とするものであり、コイルを枠体に固定してマグネットを可動子として動作させるものが知られている。この際、可動子であるマグネットが様々な構成部材と一体に動作することで、各種機能のアクチュエータになる。

電磁駆動アクチュエータの一例として挙げることができる振動モータ（或いは振動アクチュエータ）は、通信機器の着信や各種電子機器のアラーム発信などによって振動を発生させ、通信機器の携帯者や各種電子機器に触れる操作者に対して振動によって信号入力の状況を伝えるものであり、携帯電話を含む携帯情報端末などの各種電子機器に装備されている。このような振動モータは、マグネットと分銅が一体に振動する可動子を備えている（下記特許文献１参照）。

また、電磁駆動アクチュエータの他の例としては、レンズ枠を光軸方向または光軸と交差する方向に駆動して、レンズの焦点調整や振れ補正を行うレンズ駆動装置がある。このようなレンズ駆動装置では、マグネットとレンズ枠が一体に動作する可動子を備えている（下記特許文献２参照）。

特開２０１４−１７６８４１号公報 特開２０１２−１１３２３６号公報

従来、電磁駆動アクチュエータにおいて、マグネットと一体に動作する構成部材は、組み立て時の作業性を考慮して、接着剤を介してマグネットと一体に接合されている。この際、この構成部材が金属体の場合には、腐食を考慮して接合前に金属体とマグネットの両方にメッキ処理がなされるので、表面に形成されたメッキ被膜の仕上がりにばらつきなどがあると、その影響で接着強度にばらつきが生じ易くなる問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、マグネットを可動子とする電磁駆動アクチュエータにおいて、マグネットと他の金属体とを接着剤を介して接合するに際して、接着強度のばらつきを無くして、安定した動作が可能な電磁駆動アクチュエータを高い歩留まりで生産することができること、などが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
マグネットを備える可動子と前記マグネットに駆動力を付与するコイルとを備え、前記可動子は、前記マグネットに接合されて当該マグネットと一体に動作する金属体を備え、前記マグネットと前記金属体は、双方がメッキ膜で被われると共に該メッキ膜上に有機被膜が形成され、該有機被膜上に塗布された接着剤を介して互いに接合されていることを特徴とする電磁駆動アクチュエータ。

このような特徴を有する本発明によると、マグネットを可動子とする電磁駆動アクチュエータにおいて、マグネットと他の金属体とを接着剤を介して接合するに際して、接着強度のばらつきを無くして、安定した動作が可能な電磁駆動アクチュエータを高い歩留まりで生産することができる。

本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータの一例である振動モータの内部構造を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータの一例である振動モータの内部構造を示した平面図である。 本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータの一例である振動モータの内部構造を示した分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータの一例である振動モータを備えた電子機器（携帯情報端末）を示した説明図である。

本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータは、マグネットを備える可動子とマグネットに駆動力を付与するコイルとを備える。また、可動子は、マグネットに接合されてマグネットと一体に動作する金属体を備える。そして、マグネットと金属体は、双方がメッキ膜で被われると共にメッキ膜上に有機被膜が形成され、有機被膜上に塗布された接着剤を介して互いに接合されている。

可動子となるマグネットは、ネオジウム磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などを用いることができる。磁石に接合される金属体は、電磁駆動アクチュエータの用途に応じて様々であり、振動モータの分銅としては、タングステン、鉄、タングステンと鉄の合金、タングステンと他の金属の合金などを材料とした粉末焼結体などを用いることができる。

マグネットと金属体の表面を被うメッキ膜は、両者の接合前に被膜される電気メッキや無電解メッキであり、電気ニッケルメッキ、無電解ニッケルメッキ、亜鉛メッキ、クロムメッキなどから選択することができる。またこれに限らず、銅メッキ、スズメッキ、金メッキ、銀メッキ、パラジウムメッキ、コバルトメッキなどであってもよく、また、合金メッキであってもよい。

メッキ膜上に形成される有機被膜は、例えば、有機酸、または有機酸を含む混合酸を溶媒に溶解させて被着した膜などを用いることができ、この際の有機酸は、脂肪酸、糖酸、アミノ酸、ヒドロキシ酸などから選択することができる。なお、有機被膜は、メッキ膜の表面を改質して接着剤による接着性を高めることができるものであれば前述した例に限らない。有機被膜上に塗布される接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤またはシリコーン樹脂系接着剤を用いることができる。また、これに限らず、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤など、金属相互を接着するのに適する全ての接着剤を用いることができる。

このような特徴を備えた電磁駆動アクチュエータによると、マグネットと一体に動作する金属体を、ばらつきの無い接着強度でマグネットと接合することができる。これによって、安定した動作が可能な電磁駆動アクチュエータを高い歩留まりで製造することが可能になる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電磁駆動アクチュエータの一例である振動モータを説明する。図１〜図３に示すように、振動モータ１は、可動子２、コイル３、枠体４、弾性部材５、ガイドシャフト６を備えており、可動子２を一軸方向（図示Ｘ軸方向）に沿って直線的に往復振動させて振動を発生する。

可動子２は、磁極部１０と分銅２０を備えている。図示の例では分銅２０を可動子２の一軸方向（図示Ｘ軸方向）両側に設けているが、これに限らず片側のみであってもよい。磁極部１０は、マグネット１１，１２，１３とヨーク１４，１５を備えている。ここでは、３つのマグネット１１，１２，１３と２つのヨーク１４，１５を備えているが、これに限らず、例えば２つのマグネットと１つのヨークによって磁極部１０を構成することもできる。

マグネット１１，１２，１３は、一軸方向（図示Ｘ軸方向）に沿った磁極の向きを有している。また、ヨーク１４は、一対のマグネット１１，１２の同極間に挟まれており、ヨーク１５は、一対のマグネット１２，１３の同極間に挟まれている。この磁極部１０は、その側面に補強板１６を固着することで、マグネット１１，１２，１３とヨーク１４，１５の連結を強化することができる。

コイル３（３Ａ，３Ｂ）は、磁極部１０のヨーク１４，１５を囲んで配置されている。ここでは２つのヨーク１４，１５に対応するように巻き方向が逆の２つのコイル３Ａ，３Ｂを配置しているが、ヨークが１つの場合には１つのコイルが配置される。

枠体４は、コイル３を保持する磁極枠部３０を備えている。磁極枠部３０は、可動子２の磁極部１０と共に、コイル３を横切る磁束を形成する磁気回路を構成している。これによって、磁極枠部３０に固定されたコイル３に電流を流すことで、可動子２の磁極部１０に一軸方向（図示Ｘ軸方向）に沿った駆動力が付与される。枠体４には、コイル３に駆動信号を入力する入力端子１８が設けられている。

磁極枠部３０は、コイル３を囲むように、上面部３１，下面部３２，側面部３３を備えている。図示の例では、上面部３１と下面部３２はＸ軸とＹ軸に沿った平面部を有しており、側面部３３は、Ｘ軸とＺ軸に沿った平面部を有している。

また、図示の例では、枠体４は、上枠体４０と下枠体４１を結合することで、内部に可動子２を収容する枠を形成している。上枠体４０は、前述した上面部３１と側面部３３を備えており、下枠体４１は、前述した下面部３２と、正面壁部４１Ａ，側壁部４１Ｂを備えている。

ガイドシャフト６は、枠体４内で一軸方向（図示Ｘ軸方向）に沿った可動子２の振動をガイドする軸部材である。図示の例では、ガイドシャフト６は、可動子２の重心軸に沿って、一端が分銅２０に固着され他端が分銅２０の外側に突出するように配置され、一対の分銅２０にそれぞれガイドシャフト６Ａ，６Ｂが装着されている。ガイドシャフト６（６Ａ，６Ｂ）の他端側は枠体４に設けられる軸受１７に摺動自在に支持されている。ここでは分銅２０に固着されるガイドシャフト６の例を示しているが、ガイドシャフト６は、例えば、可動子２をＸ軸方向に沿って貫通する一本の軸で構成することもできる。この場合は、ガイドシャフト６の両端が枠体４の正面壁部４１Ａに固定される。

図示のガイドシャフト６Ａ，６Ｂは、分銅２０にＸ軸方向に沿って形成される凹部２０Ａ内に固着されている。凹部２０Ａは、軸受１７が入り込むだけのＹ軸方向の幅を有しており、可動子２の振幅を許容するだけのＸ軸方向の深さを有している。また、分銅２０は、凹部２０Ａとは逆側に係合凹部２０Ｂを備えており、この係合凹部２０Ｂには、磁極部１０のマグネット１１，１３が係合されて固定されている。

弾性部材５は、枠体４内に配置されて、コイル３を流れる電流によって磁極部１０に付与される駆動力に反発する弾性力を可動子２に付与する。図示の弾性部材５は、分銅２０の一軸方向（Ｘ軸方向）端部と枠体４の正面壁部４１Ａとの間に配置され、可動子２の一軸方向の振動に対して圧縮される圧縮バネで構成されており、ガイドシャフト６Ａ，６Ｂを挟んで左右両側に４個配置されている。

このような振動モータ１において、可動子２は、一軸方向（図示Ｘ軸方向）に直交する幅（図示Ｙ軸方向の幅）が一軸方向（図示Ｘ軸方向）に直交する厚さ（図示Ｚ軸方向の厚さ）より大きい偏平形状を有している。すなわち、磁極部１０と分銅２０がそれぞれ、図示Ｙ方向の幅が図示Ｚ方向の厚さより大きい偏平形状を有している。また、この可動子２の偏平形状に対応して、枠体４の外形も図示Ｙ方向の幅が図示Ｚ方向の厚さより大きい偏平形状を有している。このように、可動子２及び枠体４を偏平形状にすることで、Ｚ軸方向の厚さを小さくした薄厚の振動モータ１を得ることができる。

マグネット１１，１２，１３とヨーク１４，１５は、その表面がメッキ膜（例えば、ニッケルメッキ）で被われている。また、分銅２０の表面も同様にメッキ膜（例えば、ニッケルメッキ）で被われている。

マグネット１１，１２とヨーク１４、マグネット１２，１３とヨーク１５、マグネット１１と一方の分銅２０、マグネット１３と他方の分銅２０は、それぞれ接着剤を介して接合されるが、その接合の前処理として、それらのメッキ膜の上に有機被膜が形成される。有機被膜は、例えば、有機酸または有機酸を含む混合酸を溶媒に溶解させた溶液を、マグネット１１，１２，１３とヨーク１４，１５と分銅２０のメッキ膜上に、塗布，浸漬などで被着させて形成する。

このように、マグネット１１，１２，１３とヨーク１４，１５と分銅２０のメッキ膜の上に有機被膜を形成した後に、接着剤を介して、これらの接合を行うことで、メッキ膜の表面を均一に改質することができ、接着強度のばらつきが少ない接合を行うことができる。これによって、可動子２の安定した振動が得られる振動モータ１を得ることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る振動モータ１を備えた電子機器の一例として、携帯情報端末１００を示している。安定した振動が得られ薄型化や幅方向のコンパクト化が可能な振動モータ１を備える携帯情報端末１００は、通信機能における着信やアラーム機能などの動作開始・終了時を異音が発生しにくい安定した振動で使用者に伝えることができる。また、振動モータ１の薄型化・幅方向のコンパクト化によって高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯情報端末１００を得ることができる。更に、振動モータ１は、厚さを抑えた直方体形状の枠体４内に各部を収容したコンパクト形状であるから、薄型化された携帯情報端末１００の内部にスペース効率よく装備することができる。

なお、前述した実施形態では、磁極部１０が一軸方向（図示Ｘ軸方向）に着磁されたマグネット１１，１２，１３を有し、コイル３が磁極部１０を囲んで配置されているが、磁極部がコイルを囲んで配置されていてもよく、また、磁極部が一軸方向に直交する方向（例えば、図示Ｚ軸方向）に着磁されたマグネットを有し、着磁方向でコイルが磁極部に対向するように配置されていてもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：振動モータ，２：可動子，３（３Ａ，３Ｂ）：コイル，４：枠体，
５：弾性部材，６（６Ａ，６Ｂ）：ガイドシャフト，
１０：磁極部，
１１，１２，１３：マグネット，
１４，１５：ヨーク，
１６：補強板，１７：軸受，１８：入力端子，
２０：分銅，２０Ａ：凹部，２０Ｂ：係合凹部，
３０：磁極枠部，３１：上面部，３２：下面部，３３：側面部，
４０：上枠体，４１：下枠体，４１Ａ：正面壁部，４１Ｂ：側壁部
１００：携帯情報端末

Claims (8)

1. マグネットを備える可動子と前記マグネットに駆動力を付与するコイルとを備え、
   前記可動子は、前記マグネットに接合されて当該マグネットと一体に動作する金属体を備え、
   前記マグネットと前記金属体は、双方がメッキ膜で被われると共に該メッキ膜上に有機被膜が形成され、該有機被膜上に塗布された接着剤を介して互いに接合されていることを特徴とする電磁駆動アクチュエータ。
2. 前記メッキ膜は、電気ニッケルメッキ、無電気ニッケルメッキ、亜鉛メッキ、クロムメッキから選択されることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動アクチュエータ。
3. 前記有機被膜は、有機酸、または有機酸を含む混合酸を溶媒に溶解させて被着した膜であることを特徴とする請求項１または２記載の電磁駆動アクチュエータ。
4. 前記有機酸は、脂肪酸、糖酸、アミノ酸、ヒドロキシ酸から選択されることを特徴とする請求項３記載の電磁駆動アクチュエータ。
5. 前記接着剤は、エポキシ樹脂系接着剤またはシリコーン樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁駆動アクチュエータ。
6. 前記金属体は分銅であり、前記可動子は振動する振動子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁駆動アクチュエータ。
7. マグネットを備えた磁極部と分銅を具備した可動子と、
   前記磁極部を囲んで前記可動子に一軸方向に沿った駆動力を付与するコイルと、
   前記コイルを保持する枠体と、
   前記枠体内に配置されて前記駆動力に反発する弾性力を前記可動子に付与する弾性部材と、
   前記枠体内で前記一軸方向に沿った前記可動子の振動をガイドするガイドシャフトとを備え、
   前記マグネットと前記分銅は、双方がメッキ膜で被われると共に該メッキ膜上に有機被膜が形成され、該有機被膜上に塗布された接着剤を介して互いに接合されていることを特徴とする電磁駆動アクチュエータ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載された電磁駆動アクチュエータを振動モータとして備えた携帯情報端末。

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