JP2017108595A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動体の振動等による弾性部材の破断を抑制することのできる振動モータを提供する。【解決手段】筐体およびコイルを有する静止部と、磁石を含み、静止部に対して、第１方向に振動可能に支持される振動体と、静止部と振動体との間に位置する弾性部材５０と、を備える。弾性部材５０は、振動体または静止部に固定される固定面Ｓ１を有する肉厚部５０１と、肉厚部よりも第１方向の厚みが薄い肉薄部５０３と、第１方向に直交する第２方向において、肉厚部５０１と肉薄部５０３との間に配置される接続部５０２と、を有し、接続部５０２の厚みは、肉厚部５０１よりも薄く、肉薄部５０３よりも厚い。【選択図】図２

Description

本発明は、振動モータに関する。

従来、スマートフォン等の各種機器には、触覚フィードバックを発生させる振動モータが備えられる。振動モータは、磁石を含む振動体と、筐体に固定されたコイルを備える。振動モータを駆動させる場合、磁石とコイルとの間において磁界が発生し、振動体が振動する。

上述の振動モータは、振動体を一方向に振動可能に支持する板ばね部を有する。従来、板ばね部の端部は、溶接によって振動体の側面に固定されていた。しかしながら、このような構成であると、振動モータが連続して稼働する場合、または落下した場合に、板ばね部の溶接部に応力が集中し、溶接部が破断する虞があった。

そこで、例えば特許文献１の振動モータでは、板ばね部を振動体に固定するとともに、板ばね部に補強板を固定する構成としている。これにより、板ばね部の変形の支点を従来の溶接部から、補強板と板ばね部との境界部へシフトさせ、溶接部での応力集中を抑制することができる。

中国特許出願公開第１０２３４０２２９号公報

しかしながら、上記特許文献１では、補強板と板ばね部との境界部においては、厚みが急激に変化することで、板ばね部は急激に剛性が弱くなる。また、境界部には応力が集中する。従って、振動モータの振動等によって板ばね部が境界部において破断する虞がある。

上記状況に鑑み、本発明は、振動体の振動等による弾性部材の破断を抑制することのできる振動モータを提供することを目的とする。

本発明の例示的な振動モータは、筐体およびコイルを有する静止部と、磁石を含み、前記静止部に対して、第１方向に振動可能に支持される振動体と、前記静止部と前記振動体との間に位置する弾性部材と、を備え、前記弾性部材は、前記振動体または前記静止部に固定される固定面を有する肉厚部と、前記肉厚部よりも第１方向の厚みが薄い肉薄部と、第１方向に直交する第２方向において、前記肉厚部と前記肉薄部との間に配置される接続部と、を有し、前記接続部の厚みは、前記肉厚部よりも薄く、前記肉薄部よりも厚い構成としている。

本発明の例示的な振動モータによれば、振動体の振動等による弾性部材の破断を抑制することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る振動モータの分解斜視図である。 図２は、弾性部材の振動体に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。 図３は、溶接による第２方向の位置に対する梁部の硬さ分布の一例を示す図である。 図４は、弾性部材のカバーに固定される箇所を含めた一部拡大斜視図である。 図５は、第２実施形態に係る弾性部材の振動体に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。 図６は、第３実施形態に係る弾性部材の振動体に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。 図７は、第４実施形態に係る弾性部材の振動体に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。

＜１．第１実施形態＞
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る振動モータの分解斜視図である。

なお、図１において、左右方向を第１方向として、Ｘ方向で表す。また、第１方向に対して、直交する方向である上下方向をＹ方向として表す。例えば、図１において紙面上側が上下方向（Ｙ方向）における上側となる。また、第１方向および上下方向に直交する第２方向をＺ方向として表す。以下、他の図面についても同様のことが当てはまる。ただし、この方向の定義により、本発明に係る振動モータの向きを限定する意図はない。

＜１．１ 全体構成＞
本実施形態に係る振動モータ１００は、ベースプレート１１、基板２１、コイル３１、振動体４０、弾性部材５０、弾性部材５１、およびカバー１２を備える。振動モータ１００は、ベースプレート１１とカバー１２とを含む筐体を備える。

基板２１は、リジッド基板またはフレキシブル基板等で構成され、ベースプレート１１の上面に固定される。コイル３１は、基板２１の上面に取付けられる。コイル３１は、例えば接着剤により接着される。なお、コイル３１は基板２１に接着以外の方法により固定されてもよい。

静止部は、上記筐体、基板２１、およびコイル３１によって構成される。つまり、振動モータ１００は、筐体およびコイル３１を有する静止部を備える。

振動体４０は、複数の磁石４１、４２と、直方体状のおもり４３とを有する。この実施形態において、磁石４１、４２の数は２つである。おもり４３は、直方体状であり、空洞部４３１を有する。空洞部４３１は、おもり４３を軸方向に貫通する。空洞部４３１は、第１方向に２つ配列される。磁石４１、４２は、各空洞部４３１内部に収容される。これにより、磁石４１、４２は、おもり４３によって保持される。磁石４１、４２は、コイル３１に対して上側に配置される。なお、空洞４３１はおもり４３を軸方向に貫通してなくともよく、磁石４１、４２を収容可能な凹部であってもよい。

弾性部材５０は、板ばね部５１１と、補強板５１２と、補強板５１３とを有する。板ばね部５１１は、梁部５１１Ａ、梁部５１１Ｂおよび連結部５１１Ｃを有する。平板状の梁部５１１Ａと平板状の梁部５１１Ｂは、第１方向において対向する。連結部５１１Ｃは、梁部５１１Ａの端部と梁部５１１Ｂの端部とを連結する。

梁部５１１Ａの連結部５１１Ｃと反対側の端部と、梁部５１１Ｂの連結部５１１Ｃと反対側の端部とは、互いに第１方向において近づくように折れ曲がる。梁部５１１Ａの当該端部は、おもり４３の第２方向に延びる側面に固定されるとともに、補強板５１２にも固定される。また、梁部５１１Ｂの当該端部は、カバー１２の内壁面に固定されるとともに、補強板５１３にも固定される。すなわち、弾性部材５０の一端側がおもり４３に固定されると共に、他端側はカバー１２の内壁面に固定される。つまり、弾性部材５０は、静止部と振動体４０との間に位置する。なお、弾性部材５０のより詳細な構成については後述する。

弾性部材５１は、弾性部材５０と同様の構造である。弾性部材５１の一端側は、おもり４３の第２方向に延びる側面に固定される。弾性部材５１の一端側は、弾性部材５０が固定される箇所と対角に位置する。弾性部材５１の他端側は、カバー１２の内壁面に固定される。これにより、振動体４０は、静止部に対して、第１方向（Ｘ方向）に振動可能に弾性部材５０、５１によって支持される。カバー１２とベースプレート１１とで構成される内部空間に、基板２１の一部、コイル３１、振動体４０、および弾性部材５０、５１が収容される。

このような構成において、振動モータ１００では、コイル３１に基板２１における配線を介した通電が行われる。コイル３１に電流が流れると、コイル３１に発生する磁界と磁石４１、４２が形成する磁界との相互作用によって、振動体４０は第１方向に往復振動する。

＜１．２ 弾性部材の詳細構成＞
次に、弾性部材５０の構成について詳述する。図２は、弾性部材５０の振動体４０に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。

弾性部材５０は、肉厚部５０１と、接続部５０２と、肉薄部５０３とを有する。板ばね部５１１における梁部５１１Ａの端部は、振動体４０におけるおもり４３の第２方向に延びる側面に固定される固定面Ｓ１を有する。梁部５１１Ａの端部は、第１方向において固定面Ｓ１と反対側の面に、補強板５１２が固定される。肉厚部５０１は、固定面Ｓ１を有する梁部５１１Ａの端部と、補強板５１２とから成る。すなわち、肉厚部５０１は、振動体４０に固定される固定面Ｓ１を有する。

肉薄部５０３は、肉厚部５０１よりも第１方向の厚みが薄い。肉薄部５０３は、梁部５１１Ａと同一部材である。接続部５０２は、第２方向において、肉厚部５０１と肉薄部５０３との間に配置される。

接続部５０２は、接着剤５１４と、梁部５１１Ａの一部分とから成る。当該梁部５１１Ａの一部分は、第２方向において、肉薄部５０３を構成する梁部５１１Ａの一部と、肉厚部５０１を構成する梁部５１１Ａの端部との間に配置される。接着剤５１４は、梁部５１１Ａの上記一部分上に塗布され、補強板５１２の第１方向に延びる側面に付着する。

接続部５０２には、接着剤５１４の塗布により、界面が形成される。これにより、接続部５０２の第１方向の厚みは、肉厚部５０１よりも薄く、肉薄部５０３よりも厚い。従来のように、弾性部材が肉厚部から肉薄部に厚みが急激に薄くなる構成であると、肉厚部と肉薄部との境界部に応力が集中し、弾性部材が破断する虞があった。これに対し、本実施形態では、接続部５０２が設けられることにより、肉厚部５０１から肉薄部５０３にかけて応力を分散させることができる。従って、振動体４０の通常振動時または振動モータ１００の落下時などに、弾性部材５０の振動体４０に固定される側の箇所での破断を抑制することができる。

本実施形態では、接続部５０２は、肉厚部５０１から肉薄部５０３側へ向かうに連れて第１方向の厚みが薄くなる。そのため、肉厚部５０１と接続部５０２との境界部にかかる応力をより分散させることができる。なお、接着剤５１４を塗布したときに接着剤５１４が補強板５１２と梁部５１１１Ａとの隙間に侵入する場合は、補強板５１２の固定強度を高めることができる。

次に、板ばね部５１１、補強板５１２、および振動体４０の固定方法について述べる。まず、梁部５１１Ａの端部と補強板５１２の各上面にかかるようレーザスポットを照射し、スポット溶接を行う。これにより、梁部５１１Ａの内部と補強板５１２の内部とが溶融し、表面における１次溶接痕Ｗ１と内部の溶融部分（不図示）とから成る、溶接部が形成される。当該溶接部により、補強板５１２は梁部５１１Ａに固定される。

次に、梁部５１１Ａの一端部とおもり４３の各上面にかかるようレーザスポットを照射し、スポット溶接を行う。これにより、梁部５１１Ａの内部とおもり４３の内部が溶融し、表面における２次溶接痕Ｗ２と内部の溶融部分（不図示）とから成る、溶接部が形成される。当該溶接部により、梁部５１１Ａはおもり４３に固定される。

これにより、補強板５１２と板ばね部５１１と振動体４０とに亘って、溶接部が形成される。すなわち、振動体４０と肉厚部５０１に、溶接部が位置する。溶接による固定により、固定強度を高めることができる。

補強板５１２、梁部５１１Ａ、およびおもり４３の各上面のみでなく、各下面にもレーザスポットを照射してスポット溶接を行うことが望ましい。なお、補強板５１２、梁部５１１Ａ、およびおもり４３の各上面にかかるようレーザスポットを照射することで溶接を行ってもよい。これにより、上述のように１次と２次に溶接工程を分けるのではなく、一度に補強板５１２、梁部５１１Ａ、および振動体４０を固定することができ、振動モータ１００の組立の工数削減が可能となる。

ここで、図３は、溶接による第２方向の位置に対する梁部５１１Ａの硬さＨＤの分布の一例を示す図である。図３に示すように、弾性部材５０は、２次溶接痕Ｗ２と第２方向に隣接する第１領域Ｒ１を有する。すなわち、第１領域Ｒ１は、溶接部と第２方向に隣接する。

接続部５０２は、第１方向において、第１領域Ｒ１と対向する。これにより、梁部５１１Ａにおける溶接部付近の硬さＨＤが高くなる部分に接続部５０２を重ねることで、硬さＨＤが高いことにより破断し易い梁部５１１Ａの箇所を補強でき、応力集中を分散させることができる。そのため、弾性部材５０の破断をより抑制できる。

第１領域Ｒ１は、楕円形である２次溶接痕Ｗ２の長径と同じ長径を有する楕円形の領域であってもよい。なお、第１領域Ｒ１は、溶接痕が円形であれば、溶接痕の直径と同じ直径を有する円形であり、溶接痕が矩形であれば、溶接痕の一辺と同じ長さの一辺を有する矩形であってもよい。

図４は、弾性部材５０のカバー１２に固定される箇所を含めた一部拡大斜視図である。弾性部材５０のカバー１２に固定される側の構成は、上述した振動体４０に固定される側の構成とほぼ同様であるため、一部の説明を省略する。

板ばね部５１１に含まれる梁部５１１Ｂの端部は、カバー１２に固定される固定面Ｓ２を有する。梁部５１１Ｂの当該端部は、第１方向において、固定面Ｓ２と反対側の面に、補強板５１３が固定される。肉厚部５０４は、梁部５１１Ｂの上記端部と、補強板５１３とから成る。

梁部５１１Ｂと同一部材である肉薄部５０６は、肉厚部５０４よりも第１方向の厚みが薄い。接続部５０５は、第２方向において、肉厚部５０６と肉薄部５０４との間に配置される。接続部５０５は、塗布された接着剤５０５と、梁部５１１Ｂの一部分とから成る。接続部５０５の第１方向における厚みは、肉厚部５０４よりも薄く、肉薄部５０６よりも厚い。接続部５０５が設けられることにより、肉厚部５０４から肉薄部５０６にかけて応力を分散させることができる。従って、振動体４０の通常振動時または振動モータ１００の落下時などに、弾性部材５０のカバー１２に固定される側の箇所での破断を抑制することができる。

梁部５１１Ｂに対して補強板５１３は、スポット溶接により固定され、梁部５１１Ｂおよび補強板５１３の各上面にかけて１次溶接痕Ｗ３が形成される。また、カバー１２の内壁面に対して梁部５１１Ｂは、スポット溶接により固定され、梁部５１１Ｂの上面からカバー１２の内壁面にかけて２次溶接痕（不図示）が形成される。これにより、補強板５１３と板ばね部５１１と静止部とに亘って溶接部が形成される。すなわち、静止部と肉厚部５０４には、溶接部が位置する。なお、カバー１２、梁部５１１Ｂ、および補強板５１３にかけてレーザスポットを照射し、一度にスポット溶接を行ってもよい。

図３を用いて先述したのと同様に、接続部５０５は、第１方向において、溶接部と第２方向に隣接する第１領域と対向する。これにより、溶接によって梁部５１１Ｂの硬さが高くなった箇所に接続部５０５を配置することができ、弾性部材５０の破断をより抑制することができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る弾性部材５２の振動体４０に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。

弾性部材５２は、肉厚部５０１１、接続部５０２１、および肉薄部５０３１を有する。肉厚部５０１１は、固定面Ｓ１を有する梁部５１１Ａの端部と、補強板５１２１の一部とから成る。接続部５０２１は、梁部５１１Ａの一部と、補強板５１２１の一部とから成る。すなわち、補強板５１２１によって肉厚部５０１１のみならず接続部５０２１も構成することとなる。また、接続部 ５０２１の第１方向における厚みは、第２方向に向かうにつれて徐々に大きくなる。接続部５０２１の肉厚部５０１１と接続する部位における第１方向の厚みは、肉厚部５０１１の第１方向の厚みと、同じである。接続部５０２１の上面は、好ましくは肉厚部５０１１の上面と、同一平面上にある。

これにより、第１実施形態のように接続部を構成するのに接着剤を塗布する必要が無くなり、本実施形態に係る振動モータにおける組立工数および部品点数を削減することができる。

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る弾性部材５３の振動体４０に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。

弾性部材５３は、肉厚部５０１２、接続部５０２２、および肉薄部５０３２を有する。肉厚部５０１２は、固定面Ｓ１を有する梁部５１１１Ａの端部と、補強板５１２とから成る。接続部５０２２は、梁部５１１１Ａと同一部材で構成される。接続部５０２２の第２方向側の側面は、補強板５１２の第２方向側の側面に当たる。これにより、補強板５１２は、梁部５１１１Ａに対して、第２方向に位置決めされる。補強板５１２は、接続部５０２２を含む梁部５１１１Ａに、接着や溶接などにより固定される。接続部５０２２の上面は、好ましくは肉厚部５０１２の上面と、同一平面上にある 。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、接続部を構成するのに接着剤を塗布する必要が無くなり、本実施形態に係る振動モータにおける組立工数および部品点数を削減することができる。

＜４．第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態に係る弾性部材５４の振動体４０に固定される箇所を示す一部拡大斜視図である。

弾性部材５４は、肉厚部５０１３、接続部５０２３、および肉薄部５０３３を有する。本実施形態では、第３実施形態と同様に、接続部５０２３は、梁部５１１２Ａと同一部材で構成される。第３実施形態では接続部５０２２は、肉厚部５０１２から肉薄部５０３２に向かうに連れて厚みが薄くなる。それに対して、本実施形態では、接続部５０２３は、第１方向の厚みが一定である。言い換えると、弾性部材５４は、肉厚部５０１３、接続部５０２３、および肉薄部５０３３からなる段差形状を有する。接続部５０２３の第２方向側の側面は、補強板５１２の第２方向側の側面に当たる。これにより、補強板５１２は、梁部５１１２Ａに対して、第２方向に位置決めされる。このような構成であっても、接続部５０２３において応力を分散させることができる。

なお、このような厚みが一定の接続部を、例えば補強板の一部と梁部の一部から構成してもよい。

＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。

本実施形態では、肉厚部および肉薄部は、同一部材で構成される。梁部の連結部と反対側の端部は、第１方向において固定面に近づくように折り返される。当該端部は、梁部の第１方向において固定面と反対側の面に、固定される。すなわち、肉厚部は、梁部の固定面が設けられる部分と、梁部の折り返された端部とで構成される。固定面が設けられる部分と、梁部の折り返された端部とは、第１方向において対向する。言い換えると、肉厚部は、梁部のみで構成される。接続部は、このように形成される肉厚部と肉薄部との間に接着剤の塗布等によって構成される。なお、固定面が設けられる部分と、梁部の折り返された端部とは、第１方向において、接触してもよい。

これにより、肉厚部を構成するのに、補強板が配置される必要が無くなり、本実施形態に係る振動モータにおける組立工数および部品点数を削減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

例えば、板ばね部と、補強板と、振動体または静止部の固定方法は、溶接に限らず、接着剤による接着でもよい。おもりの形状は、直方体に限られず、円柱などの柱状や筒状などであってもよい。空洞部を構成する内側面の形状は、おもりの外形に対応する形状であることが望ましい。

本発明は、例えばスマートフォンやゲームパッドなどの電子機器に備えられる振動モータに利用することができる。

１００・・・振動モータ、１１・・・ベースプレート、１２・・・カバー、２１・・・基板、３１・・・コイル、４０・・・振動体、４１、４２・・・磁石、４３・・・おもり、４３１・・・空洞部、５０、５１、５２、５３、５４・・・弾性部材、５０１、５０４、５０１１、５０１２、５０１３・・・肉厚部、５０２、５０５、５０２１、５０２２、５０２３・・・接続部、５０３、５０６、５０３１、５０３２，５０３３・・・肉薄部、５１１・・・板ばね部、５１１Ａ、５１１Ｂ、５１１１Ａ、５１１２Ａ・・・梁部、５１１Ｃ・・・連結部、５１２、５１３、５１２１・・・補強板、５１４、５１５・・・接着剤、Ｗ１、Ｗ３・・・１次溶接痕、Ｗ２・・・２次溶接痕、Ｓ１、Ｓ２・・・固定面、Ｒ１・・・第１領域

Claims (8)

1. 筐体およびコイルを有する静止部と、
   磁石を含み、前記静止部に対して、第１方向に振動可能に支持される振動体と、
   前記静止部と前記振動体との間に位置する弾性部材と、を備え、
   前記弾性部材は、
   前記振動体または前記静止部に固定される固定面を有する肉厚部と、
   前記肉厚部よりも第１方向の厚みが薄い肉薄部と、
   第１方向に直交する第２方向において、前記肉厚部と前記肉薄部との間に配置される接続部と、を有し、
   前記接続部の厚みは、前記肉厚部よりも薄く、前記肉薄部よりも厚いことを特徴とする振動モータ。
2. 前記弾性部材は、前記固定面を有する板ばね部と、補強板と、を有し、
   前記肉厚部は、前記板ばね部の少なくとも一部と、前記補強板と、から成り、
   前記板ばね部は、第１方向において前記固定面と反対側の面に、前記補強板が固定されることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
3. 前記振動体と前記肉厚部、または、前記静止部と前記肉厚部には、溶接部が位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動モータ。
4. 前記補強板と前記板ばね部と前記振動体とに亘って、または、前記補強板と前記板ばね部と前記静止部とに亘って溶接部を有することを特徴とする請求項２に記載の振動モータ。
5. 前記弾性部材は、前記溶接部と第２方向に隣接する第１領域を有し、
   前記接続部は、第１方向において、前記第１領域と対向することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の振動モータ。
6. 前記接続部は、前記肉薄部側に向かうに連れて厚みが薄くなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の振動モータ。
7. 前記接続部は、接着剤を有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の振動モータ。
8. 前記弾性部材は、板ばね部を有し、
   前記接続部は、前記板ばね部と同一部材であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の振動モータ。

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