JP2017079579A - リニア振動モーター - Google Patents

Abstract

【課題】動作が安定である且つ製品の性能がより優れたリニア振動モーターの提供。【解決手段】リニア振動モーター２は、振動子２１と、スプリング２３と、弾性部品２５と、収容空間を有するケーシング２７とを備える。前記スプリング２３は、前記振動子２１の両側に対称設置され、その一端が前記振動子２１に接続され、他端が前記ケーシング２７に接続される。前記弾性部品２５が前記振動子２１に接続される。前記弾性部品２５、前記振動子２１及び前記スプリング２３が共に前記ケーシング２７の収容空間に収容されている。振動子２１が弾性部品２５によってケーシング２７内に弾性支持されている。２つの予圧縮されたスプリングを装着することにより負の剛性が付与され、Ｘ方向の剛性値が増加したときに、対応してＹＺ方向の剛性値も伴って増加し、振動子の安定性が向上する。【選択図】図２

Description

本発明は、振動モーターの技術分野に関し、特に携帯型の消耗性電子製品に用いられるリニア振動モーターに関する。

電子技術の発展に伴い、携帯型の消耗性電子製品、例えば、携帯電話、携帯ゲーム機、ナビゲーション装置又は携帯型マルチメディア娯楽設備などは、ますます人々に好まれるようになる。これらの電子製品では、例えば携帯電話の着信提示、情報提示、ナビ提示、及びゲーム機の振動フィードバックなどのようなシステムフィードバックとして、通常に振動モーターが用いられている。振動モーターの幅広い応用とは、その性能及び使用寿命に対する要求が益々高くなることを意味している。

従来、応用広く且つ性能が良好な振動モーターは、扁平状のリニア振動モーターであり、図１に示されるように、前記リニア振動モーター１は、収容空間を有するケーシング１１と、前記ケーシング１１に接続されている弾性力支持件１３と、前記弾性力支持件１３によって収容空間に掛けられカウンタウエイト１５１と永久磁石体１５３とからなる振動子１５と、前記永久磁石体１５３に相対するコイルとを備え、前記コイルが前記ケーシング１１に収容され、且つ前記コイルと前記永久磁石体１５３とが相対して間隔を置いて設置されると共に前記永久磁石体１５３と前記ケーシング１１の底壁との間に位置している。前記弾性力支持件１３の端部は、前記ケーシング１１に固定され、前記振動子１５が動作するときに水平方向に沿って往復移動するように前記振動子１５を支持するためのものである。

しかし、前記リニア振動モーター１には、以下の問題が存在する。前記弾性力支持件１３によってＸ方向の剛性が提供されながら、ＹＺ方向の支持も提供される。ＹＺ方向の剛性値とＸ方向の剛性値とが特定の比例値となることは、上記の設計に次第である。Ｘ方向の剛性が比較的小さいときに、ＹＺ方向の剛性も比較的小さく、動作が不安定となるため、前記リニア振動モーター１の性能に影響を与える。

従って、前記欠点を解消するために、新たなリニア振動モーターを提供する必要がある。

上記従来のリニア振動モーターにおいて存在している動作の不安定によるその性能が良くない技術的課題の解決のために、本発明は、動作が安定である且つ製品の性能がより優れたリニア振動モーターを提供する。

本発明はリニア振動モーターを提供する。弾性部品と、前記弾性部品に接続される振動子と、前記弾性部品及び前記振動子を収容するケーシングとを備え、前記弾性部品によって前記振動子が前記ケーシング内に片持ちで支持され、
前記弾性部品は、前記振動子に接続される固定部と、前記ケーシングに接合される接合部と、前記固定部と前記接合部とを連結する屈曲部とを備え、
前記リニア振動モーターは、さらに、前記振動子の両側に対称的に設置される予圧縮されたスプリングを備え、前記スプリングは一端が前記振動子に接続され、他端が前記ケーシングに接続され、前記スプリングの予圧縮方向は、前記振動子の振動方向に直交している。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記振動子は、対称的に設置される凹溝を備え、前記凹溝に前記スプリングが収容される。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記振動子は、カウンタウエイトを備え、前記カウンタウエイトは、接続ブロックと、前記接続ブロックの両端から逆方向に延出している第１のカウンタウエイト及び第２のカウンタウエイトとを備え、前記第１のカウンタウエイトと前記第２のカウンタウエイトとが対称的に設置されるとともに、前記接続ブロックと共に対称的な前記凹溝を形成する。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記振動子は、さらに前記第１のカウンタウエイト又は前記第２のカウンタウエイトを貫通した貫通孔を備え、前記貫通孔内に永久磁石体が取り付けられる。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記振動子と前記ケーシングとの間に設置されるコイルをさらに備え、前記コイルが前記ケーシング上に固定され、前記コイルと前記永久磁石体とが相対して間隔を置いて設置される。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記振動子は、極片をさらに備え、前記極片が前記カウンタウエイトにおける前記コイルから離れた側の表面を被覆する。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記接合部は、前記振動子に面する第１の表面と、前記第１の表面に相対する第２の表面とを備え、前記第２の表面が前記ケーシングに接続される。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記固定部は、前記振動子に接続される第３の表面と、前記第３の表面に相対する第４の表面とを備え、前記第４の表面が前記ケーシングに面する。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記弾性部品は、ストッパーをさらに備え、前記ストッパーは、それぞれ前記第１の表面と前記第４の表面に設けられる。

本発明に係る前記リニア振動モーターにおいて、前記スプリングはコイルスプリングである。

従来技術と比較すると、本発明に係る前記リニア振動モーターが有する有益な効果は、以下の通りである。２つの予圧縮されたスプリングを装着することにより負の剛性が付与され、振動子の周波数に対する要求を確保するために、弾性部品のＸ方向の剛性値を増加させる必要がある。つまり、性能が変わらないように、弾性部品のＸ方向の剛性値を増加させる必要がある。ＹＺ方向の剛性値とＸ方向の剛性値とが特定の比例値となることは、弾性部品の設計に次第である。従って、Ｘ方向の剛性値が増加したときに、対応してＹＺ方向の剛性値も伴って増加し、振動子の安定性が向上した。

本発明の実施例における技術考案をより明確に説明するために、以下は実施例の説明に必要な図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明に使用される図面は、本発明の幾つかの実施例に過ぎなく、当業者によっては、進歩性の労働を実施しないことを前提にして、これらの図面からその他の図面を想到することができる。
従来技術におけるリニア振動モーターの一実施例の内部構造の平面図である。 本発明に係るリニア振動モーターの好適な実施例の分解斜視模式図である。 図２に示すリニア振動モーターの組み立て後の内部構造の平面図である。 図３に示すリニア振動モーターの断面図である。

以下、本発明の実施例における図面を参照しながら本発明の実施例における技術考案について明確に完全に説明する。もちろん、以下に説明する実施例は本発明の一部の実施例に過ぎなく、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が、進歩性の労働を実施しないことを前提として得られた全ての他の実施例は、全て本発明の請求の範囲に含まれる。

図２と図３に示すように、図２は、本発明に係るリニア振動モーターの好適な実施例の分解斜視模式図であり、図３は、図２に示すリニア振動モーターの組み立て後の内部構造の平面図であり、図４は、図３に示すリニア振動モーターの内部構造の断面図である。前記リニア振動モーター２は、振動子２１と、スプリング２３と、弾性部品２５と、収容空間を有するケーシング２７とを備える。前記スプリング２３は、前記振動子２１の両側に対称設置され、その一端が前記振動子２１に接続され、他端が前記ケーシング２７に接続される。前記弾性部品２５が前記振動子２１に接続される。前記弾性部品２５、前記振動子２１及び前記スプリング２３が共に前記ケーシング２７の収容空間に収容されている。振動子２１が弾性部品２５によってケーシング２７内に弾性支持されている。

前記ケーシング２７は、一端が開放し且つ収容空間を有するケーシング本体２７１と、前記ケーシング本体２７１の開放端をカバーするための蓋板２７３とを備え、前記弾性部品２５、前記振動子２１及び前記スプリング２３が前記ケーシング２７の収容空間に収容されている。前記蓋板２７３は取り外し可能な蓋板であり、前記ケーシング本体２７１と組み合わせて、前記リニア振動モーター２の内部の各部品をコンパクトに設計し、取り外しやすくする。

前記振動子２１は、カウンタウエイト２１１と、永久磁石体２１３と、極片２１７とを備える。前記永久磁石体２１３が前記カウンタウエイト２１１を貫通して設置され、前記コイル２１５と前記永久磁石体２１３とが相対して間隔を置いて設置されると共に前記カウンタウエイト２１１と前記ケーシング本体２７１との間に位置し、且つ、コイル２１５がケーシング２７１の内壁に固定され、前記極片２１７が前記カウンタウエイト２１１における前記コイル２１５から離れた側の表面を被覆する。

前記カウンタウエイト２１１は、接続ブロック２１１１と、前記接続ブロック２１１１の両端から逆方向に延出している第１のカウンタウエイト２１１３及び第２のカウンタウエイト２１１５とを備え、前記第１のカウンタウエイト２１１３と前記第２のカウンタウエイト２１１５とは対称的に設置されるとともに、前記接続ブロック２１１１と共に対称的な凹溝２１１７を形成する。前記凹溝２１１７は、前記スプリング２３をそれぞれ対応して収容する。

前記第１のカウンタウエイト２１１３は、貫通して設けられる貫通孔２１１３１を備え、前記貫通孔２１１３１は、間隔を置いて並列に設けられる。前記永久磁石体２１３は、二枚であり、それぞれ前記貫通孔２１１３１に収容され、且つ前記永久磁石体２１３の端面と前記カウンタウエイト２１１の端面とが同一の平面にある。勿論、本実施例において、前記貫通孔２１１３１が前記第１のカウンタウエイト２１１３に貫通して設けられるが、その他の場合、前記貫通孔２１１３１は、前記第２のカウンタウエイト２１１５に貫通して設けられてもよい。前記第２のカウンタウエイト２１１５は、前記第１のカウンタウエイト２１１３と構成が同様であるが、両者の相違は、前記貫通孔２１１３１が設けられるか否かことにある。

前記コイル２１５が前記永久磁石体２１３と相対して間隔を置いて設置され、前記コイル２１５は、扁平状のコイルであり、前記永久磁石体２１３と前記ケーシング本体２７１との間に位置しており、且つケーシング本体２７１の内壁に固定され、前記永久磁石体２１３が前記コイル２１５に相対する磁極の極化方向は逆である。

前記極片２１７は、平板状であり、前記カウンタウエイト２１１における前記コイル２１５から離れた側の表面を被覆して設置されると共に、前記カウンタウエイト２１１と前記蓋板２７３との間に位置する。前記極片２１７は、前記永久磁石体２１３からの磁気漏れを防止するものであり、これによってより優れた電磁誘導効果を得られる。

前記スプリング２３は、ペアとして対称設置されるコイルスプリングであり、且つ前記コイルスプリングは、プリ圧縮処理が実施されて所定の予圧力が含まれ、前記凹溝２１１７内に対称的に取り付けられる。前記スプリング２３は一端が前記振動子２１に接続され、他端が前記ケーシング本体２７１に接続されている。前記スプリング２３が前記振動子２１の振動方向と直交している。図２〜４に示す実施例において、一対のスプリング２３が設置され、プリ圧縮された単一スプリング２３は、それぞれ対応する凹溝２１１７に収容され、２つのスプリング２３の中心線が同一の直線上にあり、且つ前記振動子２１の振動方向と直交している。前記スプリング２３は、レーザスポット溶接の方法によって、一端が前記振動子２１に溶接され、他端が前記ケーシング本体２７１に溶接され、即ち、スプリング２３は一端が凹溝２１１７の内壁に固定され、他端がケーシング本体２７１に溶接固定される。

本発明の好適な実施例において、スプリング２３の数量は、一対に制限されるのではなく、２対若しくは複数対であってもい。２対と複数対のスプリングの場合、同一側のスプリングの間のショックを回避するように、各前記スプリング２３は、それぞれ単独の凹溝２１１７内に対応して取り付けられてもよく、又は、同一側の複数のスプリングは所定のピッチで並列して同一の凹溝２１１７内に取り付けられてもよい。

前記弾性部品２５の数量は、２つであり、その２つの弾性部品２５は構成が同様で、それぞれ前記カウンタウエイト２１１のＸ方向の両端部に設置され、前記振動子２１が前記ケーシング本体２７１の収容空間に片持ちで支持されるためである。前記弾性部品２５は、前記振動子２１に接続される固定部２５１と、ケーシング２７１に接合される接合部２５５と、接合部２５５と固定部２５１を連結する屈曲部２５３とを備え、屈曲部２５３は、前記固定部２５１に沿って屈曲延在し、且つ接合部２５５と当接しているため、各弾性部品２５は、概ね振動子２１に向かって開放Ｕ字状の構成となっている。弾性部品２５にはさらに複数のストッパー２５７が設けられる。

前記固定部２５１は、前記振動子２１と連結される第３の表面と、前記第３の表面に相対する第４の表面とを備え、前記第４の表面は、前記ケーシング本体２７１に面する。前記接合部２５５は、前記振動子２１に面する第１の表面と、前記第１の表面に相対する第２の表面とを備え、前記第２の表面が前記ケーシング本体２７１に接続される。好ましくは、前記弾性部品２５の接合部２５５と前記ケーシング本体２７１とがレーザスポット溶接の方法で溶接される。具体的には、前記弾性部品２５の接合部２５５の第２の表面がレーザスポット溶接の方法で前記ケーシング本体２７１に溶接される。前記弾性部品２５の固定部２５１の第３の表面がレーザスポット溶接の方法で前記第１のカウンタウエイト２１１３に溶接される。前記ストッパー２５７がそれぞれ前記第１の表面と前記第４の表面に設けられる。前記ストッパー２５７の形状は方形、円形及び他の適宜な形状のうちのいずれかである。

本発明に係る前記リニア振動モーター２によって動作安定性を実現する原理は、以下の通りである。

前記カウンタウエイト２１１の相対する両側には２つの前記コイルスプリング２３が装着され、前記コイルスプリング２３は、圧縮処理が実施されて所定の予圧量が含まれ、即ち、バランス位置にある前記コイルスプリング２３は、予圧力を有してる。

前記振動子２１がＸ方向に沿って振動するときに、前記コイルスプリング２３の予圧力は、Ｘ方向及びＹ方向において所定の成分の力があり、前記コイルスプリング２３のＹ方向の成分の力が相互に相殺されるが、Ｘ方向の成分の力が同方向に重ね合わせる。このとき、前記Ｕ型の弾性部品２５によるＸ方向の回復力と前記コイルスプリング２３のＸ方向の成分の力とは力の方向が逆であり、即ち、動作中に、前記コイルスプリング２３によるＸ方向の成分力と前記Ｕ型の弾性部品２５の回復力とは力の方向が逆であり、つまり、前記コイルスプリング２３によってＸ方向の負の剛性−Ｋ１が付与された。

本発明に係る前記リニア振動モーター２のメリットは、以下の通りである。

前記コイルスプリング２３によるＸ方向の負の剛性が−Ｋ１であり、前記Ｕ型の弾性部品２５によるＸ方向の正の剛性が＋Ｋ２であり、前記振動子２１のＸ方向の剛性がＫである。従って、前記振動子２１の剛性がＫ＝（−Ｋ１）＋（＋Ｋ２）＜＋Ｋ２である。

前記振動子２１の質量や周波数が一定となるように要求される場合、スプリングシステムの剛性値が変化なし一定であることが要求される。つまり、そのとき、前記Ｕ型の弾性部品２５のＸ方向の剛性値を増加させないと、負の剛性の前記コイルスプリング２３による剛性値の低下の分を打ち消すことができない。つまり、性能が変わらないように、前記Ｕ型の弾性部品２５のＸ方向の＋Ｋ２値を増加させることが必要である。

ＹＺ方向の剛性値とＸ方向の剛性値とが特定の比例値となることは、前記Ｕ型の弾性部品２５の設計に次第である。従って、Ｘ方向の剛性値が増加したときに、相応するＹＺ方向の剛性値も伴って増加する。従って、前記振動子２１の安定性が向上した。つまり、負の剛性−Ｋ１を増加させるという前記コイルスプリング２３の設計では、性能が変わらないことを確保できるために、前記Ｕ型の弾性部品２５の剛性値を増加させる必要があり、対応してＹＺ方向の剛性値が増加され、動作の安定性が向上した。

本発明に係る前記リニア振動モーター２が有する有益な効果は、以下の通りである。対称的に設置された予圧縮されたスプリングを装着することにより負の剛性が付与され、振動子の周波数に対する要求を確保するために、弾性部品のＸ方向の剛性値を増加させる必要がある。つまり、性能が変わらないように、弾性部品のＸ方向の剛性値を増加させる必要がある。ＹＺ方向の剛性値とＸ方向の剛性値とが特定の比例値となることは、弾性部品の設計に次第である。従って、Ｘ方向の剛性値が増加したときに、対応してＹＺ方向の剛性値も伴って増加し、振動子の安定性が向上した。

上述説明したのは、本発明の実施形態に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。本発明の明細書及び図面の内容に基づいて為さる等価構成又は等価フロー変換、あるいは他の関連技術分野へ直接又は間接な応用は、全て同様に本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. 弾性部品と、前記弾性部品に接続される振動子と、前記弾性部品及び前記振動子を収容するケーシングとを備え、前記弾性部品によって前記振動子が前記ケーシングに片持ちで支持され、
   前記弾性部品は、前記振動子に接続される固定部と、前記ケーシングに接合される接合部と、前記固定部と前記接合部とを連結する屈曲部とを備えるリニア振動モーターであって、
   前記リニア振動モーターは、さらに、前記振動子の両側に対称的に設置される予圧縮されたスプリングを備え、前記スプリングは一端が前記振動子に接続され、他端が 前記ケーシングに接続され、前記スプリングの予圧縮方向は、前記振動子の振動方向に直交していることを特徴とするリニア振動モーター。
2. 前記振動子は、対称的に設置される凹溝を備え、前記凹溝に前記スプリングが収容されることを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モーター。
3. 前記振動子は、カウンタウエイトを備え、前記カウンタウエイトは、接続ブロックと、前記接続ブロックの両端から逆方向に延出している第１のカウンタウエイト及び第２のカウンタウエイトとを備え、前記第１のカウンタウエイトと前記第２のカウンタウエイトとが対称的に設置されるとともに、前記接続ブロックと共に対称的な前記凹溝を形成することを特徴とする請求項２に記載のリニア振動モーター。
4. 前記振動子は、さらに前記第１のカウンタウエイト又は前記第２のカウンタウエイトを貫通した貫通孔を備え、前記貫通孔に永久磁石体が取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のリニア振動モーター。
5. 前記振動子と前記ケーシングとの間に設置されるコイルをさらに備え、前記コイルが前記ケーシングに固定され、前記コイルと前記永久磁石体とが相対して間隔を置いて設置されることを特徴とする請求項４に記載のリニア振動モーター。
6. 前記振動子は、極片をさらに備え、前記極片が前記カウンタウエイトにおける前記コイルから離れた側の表面を被覆することを特徴とする請求項５に記載のリニア振動モーター。
7. 前記接合部は、前記振動子に面する第１の表面と、前記第１の表面に相対する第２の表面とを備え、前記第２の表面が前記ケーシングに接続されることを特徴とする請求項２に記載のリニア振動モーター。
8. 前記固定部は、前記振動子に接続される第３の表面と、前記第３の表面に相対する第４の表面とを備え、前記第４の表面が前記ケーシングに面することを特徴とする請求項７に記載のリニア振動モーター。
9. 前記弾性部品は、ストッパーをさらに備え、前記ストッパーは、それぞれ前記第１の表面と前記第４の表面に設けられることを特徴とする請求項８に記載のリニア振動モーター。
10. 前記スプリングはコイルスプリングであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のリニア振動モーター。