JP2018019458A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動モータ全体の厚みを増やさずとも、振動モータの応答性を改善することのできる振動モータの提供。【解決手段】筐体１２およびコイル３１を有する静止部と、おもり４２と磁石４１を含み、静止部に対して、一方向に振動可能に支持される振動体４０と、静止部と振動体４０との間に位置する弾性部材５０と、振動体４０に対して一方向に直交する上下方向における上側に配置される天板部５４と、を備え、磁石４１は、コイル３１に対して上側に配置され、天板部５５は、磁石４１と上下方向に対向し、磁石４１は、上下方向において互いに逆の磁力の方向を有する一組の第１磁石４１１、４１２と、第１磁石４１１、４１２に挟まれて一方向に磁力の方向を有する第２磁石４１３と、を含む、振動モータ１００。【選択図】図１

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、振動モータが備えられる。従来の振動モータの一例は、特許文献１に開示される。

特許文献１の振動モータは、２つの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。特許文献１の振動モータは、天板部をさらに備える。天板部は、振動体に対して、振動体が振動する一方向に直交する上下方向における上側に配置され、磁石と対向する。天板部は、２つの磁石間の磁束の漏れを抑制するバックヨークとして機能する。

中国実用新案出願公告第２０２４３５２２５号公報

近年、触覚を通じて情報を伝達する技術であるハプティック技術が向上している。これにより、振動モータは、従前からの無音通知のためのバイブレーション機能を有するだけでなく、触覚フィードバック等のために細かい振動を伝えることのできる機能が要求される。

触覚フィードバック等には高応答性が求められるため、振動モータの急峻な立ち上がり、および停止が必要となる。磁石の磁力を強めることで振動モータの立ち上がりおよび停止のスピードを改善させることはできる。しかしながら、特許文献１の振動モータにおいて、仮に大きな磁石を用いて磁力を強めたとしても、天板部の厚みを増やさない限り、２つの磁石間の磁路を確保することができない。天板部の厚みを増やすと、振動モータ全体の厚みを増やすこととなり、振動モータの薄型化を妨げることとなる。

上記状況に鑑み、本発明は、振動モータ全体の厚みを増やさずとも、振動モータの応答性を改善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、
おもりと磁石を含み、前記静止部に対して、一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、
前記振動体に対して一方向に直交する上下方向における上側に配置される天板部と、を備え、
前記磁石は、前記コイルに対して上側に配置され、
前記天板部は、前記磁石と上下方向に対向し、
前記磁石は、上下方向において互いに逆の磁力の方向を有する一組の第１磁石と、前記第１磁石に挟まれて一方向に磁力の方向を有する第２磁石と、を含む、構成としている。

例示的な本発明の振動モータによれば、天板部の厚みを増やさずとも、磁路を確保することができ、磁石の磁力を高めることができる。従って、振動モータ全体の厚みを増やさずとも、振動モータの応答性を改善することができる。

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、磁石を第２方向に視た場合の磁極の構成を示す図である。 図３Ａは、比較例に係る振動モータの立ち上がり、および停止の一例を示すグラフである。 図３Ｂは、第１実施形態に係る振動モータの立ち上がり、および停止の一例を示すグラフである。 図４は、変形例に係る磁石を第２方向に視た場合の磁極の構成を示す図である。 図５Ａは、比較例に係る振動モータの製造工程における、弾性部材のカバー部およびおもりへの固定を示す平面図である。 図５Ｂは、第１実施形態に係る振動モータの製造工程における、弾性部材のカバー部およびおもりへの固定を示す平面図である。 図６は、磁石をおもりに固定する工程の一例を示す図である。 図７は、磁石をおもりに固定する工程の別の一例を示す図である。 図８は、天板部の変形例を有する弾性部材の斜視図である。 図９は、本発明の第２実施形態に係る振動モータの分解斜視図である。 図１０は、第２実施形態において弾性部材をおもりおよびカバー部に固定した構成を下側から視た平面図である。 図１１は、ベース部側の構成を上側から視た平面図である。 図１２Ａは、図１０におけるＡ−Ａ線で振動モータを切断した場合の一部断面図である。 図１２Ｂは、図１０におけるＢ−Ｂ線で振動モータを切断した場合の一部断面図である。 図１３は、本発明の第２実施形態の変形例に係る、おもり、弾性部材、およびカバー部からなる構成を下側から視た平面図である。

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。

＜１．第１実施形態＞
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（一方向）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、この方向の定義は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係および方向を示すものではない。

＜１−１．振動モータの全体構成＞
本実施形態に係る振動モータ１００は、ベース部１１、基板２１、コイル３１、振動体４０、弾性部材５０、弾性部材６０、およびカバー部１２を備える。振動モータ１００は、ベース部１１とカバー部１２とを含む筐体を備える。カバー部１２は、第１側面部１２１と、第２側面部１２２と、第３側面部１２３と、第４側面部１２４と、を有する。第２側面部１２２は、第１方向に延びる第１側面部１２１と対向する。第４側面部１２４は、第２方向に延びる第３側面部１２３と対向する。

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、ベース部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。

ベース部１１は、第１方向に延びる第１辺部１１１に切欠き部１１Ａ、１１Ｂを有し、第１辺部１１１に対向する第２辺部１１２に切欠き部１１Ｃ、１１Ｄを有する。カバー部１２の第１側面部１２１は、下方向に突出する突出部１２Ａ、１２Ｂを有する。カバー部１２の第２側面部１２２は、突出部１２Ａ、１２Ｂと同様に下方向に突出する２つの突出部（不図示）を有する。突出部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ切欠き部１１Ａ、１１Ｂに嵌る。第２側面部１２２の突出部（不図示）は、それぞれ切欠き部１１Ｃ、１１Ｄに嵌る。これにより、振動モータ１００の製造時において、カバー部１２のベース部１１に対する第２方向の位置決めを行うことができる。

ベース部１１は、第１起立部１１Ｅと第２起立部１１Ｆを有する。第１起立部１１Ｅと第２起立部１１Ｆは、第１方向において配列され、各々切り起こし加工によって形成される。第１起立部１１Ｅは、基板２１の有する貫通孔２１Ａを通して起立する。カバー部１２の第３側面部１２３の内壁面は第１起立部１１Ｅに接触し、第４側面部１２４の内壁面は第２起立部１１Ｆに接触する。これにより、振動モータ１００の製造時において、カバー部１２のベース部１１に対する第１方向の位置決めを行うことができる。

ケース部１２をベース部１１に取付けた状態で、基板２１の第１方向における一端部はカバー部１２の外部にはみ出す。

振動体４０は、磁石４１とおもり４２を含む。磁石４１は、第１磁石４１１、４１２と、第２磁石４１３と、を含む。おもり４２は、空洞部４２１を有する。おもり４２は、例えば、タングステン合金によって形成される。空洞部４２１は、おもり４２を上下方向に貫通する。磁石４１は、空洞部４２１内部に収容される。磁石４１は、コイル３１に対して上側に配置される。なお、空洞部４２１はおもり４２を上下方向に貫通していなくともよく、磁石４１を収容可能な凹部であってもよい。

弾性部材５０は、第１固定部５１と、第２固定部５２と、板ばね部５３と、天板部５４と、平板部５５と、第１接続部５６と、第２接続部５７を有し、これらの各構成要素部は同一部材として形成される。板ばね部５３は、第１梁部５３１、第２梁部５３２、および連結部５３３を有する。平板状の第１梁部５３１は、平板状の第２梁部５３２と第１方向において対向する。連結部５３３は、第１梁部５３１の端部と第２梁部５３２の端部とを連結する。第２梁部５３２の連結部５３３側でない端部には、第２固定部５２の端部が接続される。第２固定部５２は、途中で第１方向に折れ曲がる。第２固定部５２は、おもり４２の第１方向に延びる側面に固定される。すなわち、第２梁部５３２は、第２固定部５２を介して振動体４０に固定される。

第１梁部５３１の連結部５３３と反対側の端部には、第１固定部５１が接続される。第１固定部５１は、カバー部１２の第３側面部１２３の内壁面に固定される。すなわち、第１梁部５３１は、第１固定部５１を介して筐体に接続される。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。

天板部５４は、第２固定部５２における板ばね部５３側ではない端部と第１接続部５６によって接続される。第１接続部５６は、折り曲げによって第２固定部５２から順に上方向、第２方向に延びる形状に構成される。第１接続部５６は、天板部５４の第１方向に延びる一辺の一端部に接続される。天板部５４は、振動体４０に対して、上下方向における上側に配置される。天板部５４は、磁石４１と上下方向に対向する。

平板部５５は、第２固定部５２における板ばね部５３側ではない端部と第２接続部５７によって接続される。第２接続部５７は、折り曲げによって、第２固定部５２から第１方向に離れる方向に向かってから第２固定部５２に近づく形状に構成される。これにより、第２接続部５７に接続される平板部５５は、第２固定部５２と第２方向に対向する。

弾性部材６０は、弾性部材５０と同様の構造である。弾性部材６０の一端側は、おもり４２の第１方向に延びる側面に固定される。弾性部材６０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６０の他端側は、カバー部１２の第４側面部１２４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（一方向）に振動可能に弾性部材５０、６０によって支持される。カバー部１２とベース部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、６０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．磁石の構成について＞
上述した通り、磁石４１は、第１磁石４１１、４１２と、第２磁石４１３と、を含んで構成される。すなわち、磁石４１は、３つの磁石から構成される。

図２は、磁石４１を第２方向に視た場合の磁極の構成を示す図である。第１磁石４１１と第２磁石４１２は、第１方向に配列される。第２磁石４１３は、第１磁石４１１と第１磁石４１２によって挟まれて配置される。

第１磁石４１１においては、上下方向における上側の磁極がＳ極となり、下側の磁極がＮ極となる。第１磁石４１２においては、上側の磁極がＮ極となり、下側の磁極がＳ極となる。すなわち、一組の第１磁石４１１、４１２は、上下方向において互いに逆の磁力の方向を有する。

第２磁石４１３においては、第１磁石４１１側の磁極がＮ極となり、第１磁石４１２側の磁極がＳ極となる。すなわち、第２磁石４１３は、第１磁石４１１、４１２に挟まれて第１方向（一方向）に磁力の方向を有する。

このように、磁石４１は、第１磁石４１１、４１２および第２磁石４１３によって、所謂ハルバッハ配列構造を有している。第１磁石４１１、４１２は、振動体４０を駆動する機能を有する。第２磁石４１３は、磁路を確保する補助的な機能を有する。第１磁石４１１、４１２の第１方向における幅Ｗ１は同じ幅である。幅Ｗ１は、第２磁石４１３の第１方向における幅Ｗ２よりも大きい。補助的な第２磁石４１３の幅は、第１磁石４１１、４１２の幅よりも小さくしている。

このようなハルバッハ配列構造によって、磁石４１の大きさを大きくした場合に、天板部５４の厚みを増やさなくとも、磁路を確保することができ、磁力を強めることができる。これにより、振動モータ１００の立ち上がり、および停止のスピードを高めることができ、応答性を改善できる。

図３Ａは、本実施形態との比較に用いる比較例に係る振動モータの立ち上がり、および停止の一例を示すグラフである。比較例に係る振動モータでは、特許文献１に開示された振動モータのように、振動体は２つの磁石を含み、天板は磁石の上側に配置される。一方、図３Ｂは、本実施形態に係る振動モータ１００の立ち上がり、および停止の一例を示すグラフである。

ここで、比較例および本実施形態に係る振動モータをそれぞれ、鉄板で構成されて四隅をワイヤにより支持することで宙づりとした治具上に固定し、その状態で振動モータを稼働させた場合の上記治具の振動量を測定した。図３Ａおよび図３Ｂともに、横軸は時間軸、縦軸は上記治具の振動量を示す。図３Ａおよび図３Ｂともに、０．１秒経過時点でコイルの駆動を開始し、０．６５秒経過時点でコイルの駆動を停止した場合の挙動を示す。

本実施形態に係る図３Ｂは、比較例に係る図３Ａと比較して、振動体の振動量がゼロからピークまで立ち上がるスピードが速くなる。また、図３Ｂは、図３Ａと比較して、振動体の振動量がピークからゼロまで立ち下がる停止のスピードが速くなる。このように、本実施形態では、振動モータ１００の薄型化を図りつつ、応答性を高めることができるので、特に触覚フィードバック等に適した構成となる。

また、本実施形態では、第２磁石４１３を設けるスペースを確保するため、おもり４２を削る必要がある。しかしながら、第２磁石４１３をおもり４２に収納することで、振動体４０の重量の減少量を抑制できる。

なお、磁石は、上記磁石４１のように３つの磁石から構成されることに限らず、５つ以上の奇数個の磁石から構成されてもよい。例えば、図４は、５つの磁石から構成した磁石４１’の磁極構成を示す図である。図４は、図２に対応する図である。

図４に示す磁石４１’は、第１磁石４１１’、４１２’、４１３’と、第２磁石４１４’、４１５’を含んで構成される。第１磁石４１１’ 、４１２’、４１３’は、第１方向に配列される。第１磁石４１１’ 、４１２’、４１３’のうち隣り合う磁石同士は、上下方向において互いに逆の磁力を有する。第２磁石４１４’は、第１磁石４１１’と第１磁石４１２’に挟まれる。第２磁石４１５’は、第１磁石４１２’と第１磁石４１３’に挟まれる。第２磁石４１４’、４１５’は、各々第１方向に磁力の方向を有する。

すなわち、第１方向に配列される第１磁石４１１’ 、４１２’、４１３’の個数は、３個である。また、第２磁石４１４’は、隣り合う第１磁石４１１’ 、４１２’によって挟まれ、第２磁石４１５’は、隣り合う第１磁石４１２’ 、４１３’によって挟まれる。

このような磁石４１’によっても、ハルバッハ配列構造を有することで、天板部の厚みを増やさなくとも、補助的な第２磁石４１４’、４１５’によって磁路を確保することができる。なお、磁石４１’は第１磁石を３個有するので、第１磁石の個数より１個少ない２個のコイルが必要となる。また、第１磁石は、４個以上の個数であってもよい。

＜１−３．振動モータの製造工程について＞
ここで、振動モータ１００の製造工程について述べる。まず、弾性部材を筐体および振動体に固定する工程について説明する。

図５Ａは、本実施形態との比較に用いる比較例に係る振動モータの製造工程における、弾性部材５００、６００のカバー部１２０およびおもり４２０への固定を示す図である。図５Ａは、下側から視た平面図である。

図５Ａでは、天板部５４０は、弾性部材５００、６００と別部材であり、おもり４２０の上側に配置される。天板部５４０は、おもり４２０に溶接等により固定される。おもり４２０がカバー部１２０内に収容された状態で、弾性部材５００、６００の一端部は、カバー部１２０の第１方向に対向する各側面部の内壁面にそれぞれ溶接により固定される。弾性部材５００、６００の他端部は、おもり４２０の第１方向に対向する各側面にそれぞれ溶接により固定される。

図５Ａの上段では、カバー部１２０の第１方向における幅が所定幅であることにより、弾性部材５００、６００を固定した初期状態において、弾性部材５００、６００には弾性力がほぼかからない。ケース部１２０は、ロット間等で、第１方向の全長が寸法公差内でばらつく可能性がある。このようなバラツキによって、図５Ａの下段は、上段の場合よりもケース部１２０の第１方向の全長が若干長くなる。

図５Ａの下段の場合、上段に対応する破線で示す状態から弾性部材５００、６００を弾性変形させて、弾性部材５００、６００の一端部をカバー部１２０の内壁面に固定する必要がある。従って、振動モータの初期状態において、弾性部材５００、６００に無理な力がかかり、さらに振動モータが稼働すると、弾性部材５００、６００に大きな力がかかることとなり、弾性部材５００、６００が破断する虞がある。なお、カバー部１２０のバラツキによって第１方向の全長が若干短くなる場合もあり、この場合でも振動モータの初期状態および稼働状態において弾性部材５００、６００に無理な力がかかってしまう。

一方、図５Ｂは、本実施形態に係る振動モータ１００の製造工程における、弾性部材５０、６０のカバー部１２およびおもり４２への固定を示す図である。図５Ｂは、下側から視た平面図であり、概略的に示している。

天板部５４は、第２固定部５２に接続され、弾性部材５０と同一部材である。弾性部材６０の天板部も同様である。これにより、図５Ｂの上段および下段に示すように、カバー部１２の第１方向の全長が寸法公差内でばらついた場合でも、弾性部材５０、６０の第１方向における位置調整を行うことで、弾性部材５０、６０の第１固定部をカバー部１２の各内壁面に溶接により固定すると共に、弾性部材５０、６０の第２固定部をおもり４２の各側面に溶接部Ｗ１により固定することができる。溶接部Ｗ１は、下側からの溶接によって形成される。従って、ケース部１２の全長に依らず、振動モータ１００の初期状態において、弾性部材５０、６０に無理な力がかかることを抑制し、弾性部材５０、６０の破断を抑制することができる。

また、弾性部材５０は、第２固定部５２に接続され、第２固定部５２と第２方向に対向する平板部５５を有する。弾性部材６０も同様の平板部を有する。溶接を行う箇所には或る程度の厚みが必要であるが、弾性部材５０、６０が上記平板部を有する構成により、別部材である板材等を用いずとも厚みを確保して溶接を行うことができる。従って、効率的な溶接が可能となる。また、上記平板部は、折り曲げ加工によって容易に形成することができる。

次に、磁石４１をおもり４２に固定する工程について説明する。図６は、磁石４１をおもり４２に固定する工程の一例を示す図である。図６は、第２方向から視た図であり、概略的な断面図である。なお、図６は、弾性部材５０の天板部５４についての固定を示した図であるが、弾性部材６０の天板部は天板部５４と第２方向において配列されており（図１）、弾性部材６０の天板部についての固定も図６と同様である。

天板部５４は、第１磁石４１１、４１２と上下方向において対向する貫通孔５４１、５４２を有する。貫通孔５４１、５４２は、第１方向において配列される。

おもり４２に弾性部材５０を固定した状態において、まず、図６の上段に示すように、貫通孔５４１の下側の周囲に接着剤Ａ１を塗布すると共に、貫通孔５４２の下側の周囲に接着剤Ａ２を塗布する。接着剤Ａ１、Ａ２は、おもり４２の空洞部４２１内に配置される。接着剤Ａ１、Ａ２は、例えば嫌気性の接着剤である。

次に、図６の中段に示すように、第１磁石４１１を貫通孔５４１の下側を封じるように空洞部４２１内に挿入する。これにより、接着剤Ａ１によって第１磁石４１１と天板部５４は固定され、接着剤Ａ１の一部は貫通孔５４１内に流れて貯まる。同様に、第１磁石４１２を貫通孔５４２の下側を封じるように空洞部４２１内に挿入する。これにより、接着剤Ａ２によって第１磁石４１２と天板部５４は固定され、接着剤Ａ２の一部は貫通孔５４２内に流れて貯まる。そして、第１磁石４１１と第１磁石４１２で挟まれる空間内に接着剤Ａ３を流し込む。接着剤Ａ３は、例えば嫌気性の接着剤である。

次に、図６の下段に示すように、第１磁石４１１と第１磁石４１２で挟まれる空間内に第２磁石４１３を嵌め込む。これにより、第２磁石４１３は、接着剤Ａ３によって天板部５４に固定される。

図７は、磁石４１をおもり４２に固定する工程の別の一例を示す図である。図７に示す工程では、上段に示すように、おもり４２に弾性部材５０を固定した状態において、第１磁石４１１、４１２を空洞部４２１内に挿入する。

そして、上側から貫通孔５４１内に接着剤Ａ４を挿入する。これにより、接着剤Ａ４によって第１磁石４１１は天板部５４に固定される。同様に、上側から貫通孔５４２内に接着剤Ａ５を挿入する。これにより、接着剤Ａ５によって第１磁石４１２は天板部５４に固定される。

そして、第１磁石４１１と第１磁石４１２で挟まれる空間内に接着剤Ａ３を流し込み、接着剤Ａ３によって第２磁石４１３を天板部５４に固定する工程（図７の下段）は、図６と同様である。

＜１−４．天板部の変形例＞
なお、以下のような天板部の変形例を実施することも可能である。図８は、天板部の変形例を有する弾性部材の斜視図を示す。図８に示す弾性部材５０’は、天板部５４’を有する。図８に示す弾性部材６０’は、天板部６４’を有する。すなわち、天板部５４’は弾性部材５０’と同一部材であり、天板部６４’は弾性部材６０’と同一部材である。

天板部５４’、６４’ともに、第１方向よりも第２方向において延びる。但し、第１方向に配列される天板部５４’と天板部６４’との間に隙間が生じるので、天板部の下側に配置される第１磁石（不図示）間の磁束が上記隙間から漏れることが起こりうる。

そこで、先述した実施形態では、弾性部材５０の天板部５４、弾性部材６０の天板部ともに、第２方向よりも第１方向に延びる形状としている。これにより、第１磁石４１１、４１２の上側を１枚の天板部で覆うことになるので、磁束が漏れることを抑制できる。

＜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９は、本発明の第２実施形態に係る振動モータの分解斜視図である。

図９に示す振動モータ２００は、ベース部７１と、カバー部７２と、基板７３と、コイル７４と、振動体８０と、緩衝部材８５１、８５２と、天板部９０と、弾性部材９１、９２と、補強板９５〜９８と、を備える。

ベース部７１および基板７３は、第１方向（Ｘ方向）に延びる。基板７３は、ベース部７１上に配置される。コイル７４は、基板７３上に配置される。ベース部７１とカバー部７２から筐体が構成される。上記筐体、基板７３、およびコイル７４から静止部が構成される。すなわち、振動モータ２００は、筐体およびコイル７４を有する静止部を備える。

振動体８０は、磁石８１とおもり８２を含む。おもり８２は、例えばタングステン合金によって形成される。おもり８２は、第１おもり部８２１と、第２おもり部８２２、８２３と、を有する。第２おもり部８２２、８２３は、第１おもり部８２１の一方向における両端にそれぞれ連接して設けられる。第１おもり部８２１は、上下方向に貫通する空洞部８２１Ａを有する。磁石８１は、第１磁石８１１と、第１磁石８１２と、第２磁石８１３と、を含む。磁石８１は、空洞部８２１Ａ内に収容される。磁石８１は、コイル７４に対して上側に配置される。

緩衝部材８５１、８５２は、例えば発泡ゴム（ゴムスポンジ）から形成される。緩衝部材８５１、８５２は、おもり８２の第１方向における両端側面部に固定される。

天板部９０は、弾性部材９１、９２とは別部材である。天板部９０は、磁石８１と上下方向に対向し、バックヨークとして機能する。天板部９０は、おもり８２の上面に例えば溶接または接着によって固定される。

ここで、図１０を用いて、弾性部材９１、９２と、おもり８２および筐体を固定する構造について詳述する。図１０は、弾性部材９１、９２をおもり８２およびカバー部７２に固定した構成を下側から視た平面図である。

弾性部材９１は、第１固定部９１１と、第２固定部９１２と、連結部９１３と、を有する。弾性部材９２は、第１固定部９２１と、第２固定部９２２と、連結部９２３と、を有する。

おもり８２は、壁面部８２Ａ〜８２Ｄを有する。壁面部８２Ｂは、第１方向に延びる壁面部８２Ａに対向する。壁面部８２Ｃ、８２Ｄは、それぞれ壁面部８２Ａと壁面部８２Ｂとを接続する。

第１固定部９１１は、壁面部８２Ａの第１方向における一方側端部に対向するカバー部７２の壁面に固定される。壁面部８２Ｂの第１方向における一方側端部には角部を含めて欠落した切欠き部Ｃ１が形成される。第２固定部９１２は、切欠き部Ｃ１に固定される。連結部９１３は、第１固定部９１１と第２固定部９１２とを連結し、壁面部８２Ｃの第１方向一端側に位置する。

第１固定部９２１は、壁面部８２Ｂの第１方向における一方側端部に対向するカバー部７２の壁面に固定される。第１固定部９１１、９２１の固定箇所は、対角に位置する。壁面部８２Ａの第１方向における一方側端部には角部を含めて欠落した切欠き部Ｃ２が形成される。切欠き部Ｃ１、Ｃ２は、対角に位置する。第２固定部９２２は、切欠き部Ｃ２に固定される。連結部９２３は、第１固定部９２１と第２固定部９２２とを連結し、壁面部８２Ｄの第１方向一端側に位置する。すなわち、静止部と振動体８０との間に、弾性部材９１、９２は位置する。

このように、第２固定部９１２を切欠き部Ｃ１に固定し、第２固定部９２２を切欠き部Ｃ２に固定する構成とすることで、おもり８２の重量をなるべく減少させずに、第２方向におけるカバー部７２の幅を小さくできる。従って、振動モータ２００の小型化を図れる。

上記のような弾性部材９１、９２のカバー部７２およびおもり８２への固定構造により、振動体８０は、静止部に対して第１方向に振動可能に支持される。コイル７４に電流が流れると、コイル７４に発生する磁界と磁石８１が形成する磁界との相互作用によって、振動体８０は第１方向に往復振動する。

第１磁石８１１、８１２、および第２磁石８１３の構成は、先述した図２で示した磁石の構成と同様であり、ハルバッハ配列構造が採用される。すなわち、一組の第１磁石８１１、８１２は、上下方向において互いに逆の磁力の方向を有する。第２磁石８１３は、第１磁石８１１、８１２に挟まれて、第１方向に磁力の方向を有する。

これにより、磁石８１を大きくした場合に、天板部９０の厚みを増やさずとも、磁路を確保することができ、磁力を高めることができる。従って、振動モータ２００の立ち上がり、および停止のスピードを高めることができ、応答性を改善できる。

なお、第１実施形態と同様に、ハルバッハ配列構造を有する磁石８１を構成する磁石の個数は３個に限らず、５個以上の奇数としてもよい。その場合、コイルに必要な個数は、第１磁石の個数より１個だけ少ない個数となる。

さらに、図１０の構成について説明すると、補強板９５は、第２固定部９１２に固定される。これにより、補強板９５は、切欠き部Ｃ１内に配置されるので、第２方向におけるカバー部７２の幅を大きくすることなく、第２固定部９１２を補強できる。同様に、補強板９７は、第２固定部９２２に固定され、切欠き部Ｃ２内に配置される。おもり８２、第２固定部９１２、および補強板９５の固定は、下側からの溶接によって溶接部Ｗ１が形成されることで行われる。おもり８２、第２固定部９２２、および補強板９７の固定も同様である。なお、第２固定部と補強板のおもり８２への固定は、上記に限らず、第２方向における一方側からの溶接により行うことも可能である。

補強板９６は、第１固定部９１１に固定される。壁面部８２Ａの第１方向における切欠き部Ｃ２と反対側の端部には、角部を含めて欠落した切欠き部Ｃ３が形成される。補強板９６は、切欠き部Ｃ３内に配置される。補強板９６は、第１固定部９１１を補強する機能とともに、振動モータ２００の落下時におもり８２が第１方向に移動しすぎて弾性部材９１が破断しないようにおもり８２を位置規制する機能を有する。

同様に、補強板９８は、第１固定部９２１に固定される。壁面部８２Ｂの第１方向における切欠き部Ｃ１と反対側の端部には、角部を含めて欠落した切欠き部Ｃ４が形成される。補強板９８は、切欠き部Ｃ４内に配置される。補強板９８は、第１固定部９２１を補強する機能とともに、振動モータ２００の落下時におもり８２が第１方向に移動しすぎて弾性部材９２が破断しないようにおもり８２を位置規制する機能を有する。

なお、カバー部７２に対する第１固定部と補強板の固定は、第２方向における一方側からの溶接によって行われる。

次に、緩衝部材８５１、８５２に関する構成について述べる。緩衝部材８５１は、連結部９１３と壁面部８２Ｃとの間に配置される。緩衝部材８５２は、連結部９２３と壁面部８２Ｄとの間に配置される。これにより、コイル７４への通電を停止したときに、振動体８０の振動減衰を有効に行うことができる。緩衝部材を設けると、設けない場合に比べて、コイル７４の通電停止から振動体８０の振動振幅がゼロになるまでの時間を大きく短縮できる。

壁面部８２Ｃには切欠き部Ｃ５が形成され、壁面部８２Ｄには切欠き部Ｃ６が形成される。切欠き部Ｃ５、Ｃ６は、上下方向において貫通するが、例えば上端部で貫通しない構成も可能である。そして、緩衝部材８５１、８５２の一部は、それぞれ切欠き部Ｃ５、Ｃ６内に配置される。これにより、緩衝部材８５１、８５２が外れることを抑止することができる。

図１１は、ベース部７１側の構成を上側から視た平面図である。ベース部７１は、第１プレート部７１１と、第２プレート部７１２と、を有する。第２プレート部７１２は、第１プレート部７１１の第１方向における一端部から第１方向に突出して設けられる。

基板７３は、基台部７３１と、引出し部７３２と、幅広部７３３と、２本の引出し線７３４と、を有する。基台部７３１は、コイル７４が載置される。引出し部７３２は、基台部７３１から第１方向に延びる。幅広部７３３は、引出し部７３２の第１方向における一端部に接続される。幅広部７３３は、第２方向の幅が引出し部７３２よりも広い。引出し線７３４は、幅広部７３３から引き出される。

基台部７３１と引出し部７３２は、第１プレート部７１上に配置される。幅広部７３３は、第２プレート部７１２上に配置される。引出し部７３２と幅広部７３３の境界は、第１プレート部７１の第１方向における一端側外縁上に配置される。ベース部７１は、上側に起立する立ち上り部７１３を有する。立ち上がり部７１３は、第１プレート部７１と別部材であり、引出し部７３２と幅広部７３３の境界において第１プレート部７１上に固定される。この固定は、例えば溶接によって行われる。

立ち上がり部７１３は、第１方向に貫通する貫通孔を有する。引出し部７３２は、上記貫通孔を通る。これにより、引出し部７３２が立ち上がり部７１３によって上側に持ち上がることを規制され、引出し部７３２が振動体８０に接触して断線することを抑制できる。

なお、引出し部７３２が幅を維持して幅広部７３３の箇所まで延びた構成である場合は、立ち上がり部７１３を切り起こし加工によって形成しても、引出し部７３２を立ち上がり部７１３に通すことが可能である。

立ち上がり部７１３に対応して、カバー部７２の第１方向における一端側の側面には切欠き部７２１が形成される（図９）。切欠き部７２１で立ち上がり部７１３を上側から覆うように、カバー部７２は、第１プレート部７１に取付けられる。これにより、カバー部７２と第１プレート部７１によって囲まれる空間内部に、基台部７３１、引出し部７３２、コイル７４、振動体８０、緩衝部材８５１、８５２、天板部９０、弾性部材９１、９２、補強板９５〜９８が収容される。

すなわち、引出し部７３２は、基台部７３１から第１方向に筐体の外部に向かって延び、幅広部７３３および引出し線７３４は筐体の外部に配置される。なお、引出し部は、基台部７３１から第２方向において延びるよう引き出されてもよい。

コイル７４は、引出し線７４１、７４２を有する。引出し線７４１、７４２は、コイル７４の内側において基台部７３１の各電極に半田付け等によって接続される。これにより、引き回しによって引出し線７４１、７４２が振動体８０に接触して断線することを抑制できる。引出し線７３４とコイル７４は電気的に接続され、外部より引出し線７３４を介してコイル７４に電圧を印加することができる。

さらに、コイル７４の内側には、接着剤が流し込まれて硬化することにより、接着部Ａ１０が設けられる。これにより、引出し線７４１、７４２が上側に持ち上がって振動体８０に接触して断線することを抑制できる。

図１２Ａは、図１０におけるＡ−Ａ線で振動モータ２００を切断した場合の一部断面図を示す。図１２Ｂは、図１０におけるＢ−Ｂ線で振動モータ２００を切断した場合の一部断面図を示す。

おもり８２において、第１おもり部８２１の第１方向における両端に隣接して第２おもり部８２２、８２３が配置される。第２おもり部８２２、８２３は、第１おもり部８２１の下面より下側まで垂下する。第２おもり部８２２、８２３の下部は、コイル７４と第１方向において対向する。これにより、振動モータ２００の落下等によって第２おもり部８２２、８２３が下側に移動しても、第１おもり部８２１がコイル７４に接触するより先に第２おもり部８２２、８２３がベース部７１に接触する。従って、第１おもり部８２１と接触してコイル７４が破損することを抑制できる。

第２おもり部８２２の下部には、第１方向に延びる溝部８２２Ａが形成される。溝部８２２Ａは、引出し部７３２を収容する。これにより、振動モータ２００の落下等によっておもり８２が下側に移動した場合でも、おもり８２が引出し部７３２に接触することを抑制できる。

また、ベース部７１から第１おもり部８２１の下面までの高さをＨＡ、ベース部７１から溝部８２２Ａまでの高さをＨＢ、ベース部７１からコイル７４の上面までの高さをＨＬ、ベース部７１から基板７３の上面までの高さをＨＰとする。すると、本実施形態では、ＨＡ＞ＨＬ＞ＨＢ＞ＨＰの関係を満たすこととしている。ＨＡ＞ＨＢ＞ＨＬの関係を満たすようにすることも可能ではあるが、先の関係を満たすことにより、ＨＢをなるべく小さくできる。すなわち、溝部８２２Ａの深さを抑えることができ、おもり８２の重量を確保することができる。

上記関係に加えて、本実施形態では、ベース部７１から第２おもり部８２２の下面までの高さをＨＣとすると、ＨＰ≧ＨＣの関係を満たすこととしている。これにより、ＨＣをなるべく小さくし、第２おもり部８２２の垂下する量を増やすことができる。すなわち、おもり８２の重量を確保することができる。

図１３は、本発明の第２実施形態の変形例に係る振動モータにおける、おもり、弾性部材、およびカバー部からなる構成を下側から視た平面図である。図１３は、先述した図１０に対応する図である。

図１３に示す変形例においては、先述した第２実施形態の図１０と比べて、弾性部材９１、９２のおもり８２への固定方法が異なっている。ここでは、弾性部材９１の第２固定部９１２は、おもり８２の切欠き部Ｃ１に固定され、弾性部材９２の第２固定部９２２は、おもり８２の切欠き部Ｃ４に固定される。切欠き部Ｃ１とＣ４は第１方向において配列されるので、第２固定部９１２、９２２の固定箇所は第１方向において配列される。そして、補強板９５は、切欠き部Ｃ１内において第２固定部９１２に固定され、補強板９７は、切欠き部Ｃ４内において第２固定部９２２に固定される。このような構成によっても、おもり８２の重量をなるべく確保しつつ、カバー部７２の第２方向における幅を小さくすることができる。

また、弾性部材９１の第１固定部９１１は、切欠き部Ｃ１と第２方向において対向する切欠き部Ｃ３と対向するカバー部７２の壁面に固定される。補強板９６は、切欠き部Ｃ３内において第１固定部９１１に固定される。弾性部材９２の第１固定部９２１は、切欠き部Ｃ４と第２方向において対向する切欠き部Ｃ２と対向するカバー部７２の壁面に固定される。補強板９８は、切欠き部Ｃ２内において第１固定部９２１に固定される。すなわち、第１固定部９１１、９２１のカバー部７２に対する固定箇所は、第１方向において配列される。補強板９６、９８は、おもり８２の第１方向における移動を規制し、おもり８２が移動しすぎることによって弾性部材９１、９２が破断することを抑制できる。

＜３．その他＞

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、上記第１実施形態と上記第２実施形態は、適宜、構成を組み合わせて実施することも可能である。例えば、第２実施形態におけるおもりの第１おもり部と第２おもり部からなる構成を、第１実施形態におけるおもりの構成に適用することが可能である。また、第２実施形態におけるベース部、基板、およびコイルの構成を、第１実施形態に適用することも可能である。

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

１００、２００・・・振動モータ、１１・・・ベース部、１２・・・カバー部、２１・・・基板、３１・・・コイル、４０・・・振動体、４１・・・磁石、４１１・・・第１磁石、４１２・・・第１磁石、４１３・・・第２磁石、４２・・・おもり、５０・・・弾性部材、５１・・・第１固定部、５２・・・第２固定部、５３・・・板ばね部、５４・・・天板部、５５・・・平板部、５６・・・第１接続部、５７・・・第２接続部、６０・・・弾性部材、７１・・・ベース部、７１１・・・第１プレート部、７１２・・・第２プレート部、７１３・・・立ち上がり部、７２・・・カバー部、７３・・・基板、７３１・・・基台部、７３２・・・引出し部、７３３・・・幅広部、７３４・・・引出し線、７４・・・コイル、８０・・・振動体、８１・・・磁石、８１１・・・第１磁石、８１２・・・第１磁石、８１３・・・第２磁石、８２・・・おもり、８２１・・・第１おもり部、８２２、８２３・・・第２おもり部、８５１、８５２・・・緩衝部材、９０・・・天板部、９１・・・弾性部材、９１１・・・第１固定部、９１２・・・第２固定部、９１３・・・連結部、９２・・・弾性部材、９２１・・・第１固定部、９２２・・・第２固定部、９２３・・・連結部、９５〜９８・・・補強板、Ｗ１・・・溶接部、Ａ１〜Ａ３・・・接着剤、Ａ１０・・・接着部、Ｃ１〜Ｃ６・・・切欠き部

Claims (19)

1. 筐体およびコイルを有する静止部と、
   おもりと磁石を含み、前記静止部に対して、一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、
   前記振動体に対して一方向に直交する上下方向における上側に配置される天板部と、を備え、
   前記磁石は、前記コイルに対して上側に配置され、
   前記天板部は、前記磁石と上下方向に対向し、
   前記磁石は、上下方向において互いに逆の磁力の方向を有する一組の第１磁石と、前記第１磁石に挟まれて一方向に磁力の方向を有する第２磁石と、を含む、
   ことを特徴とする振動モータ。
2. 前記弾性部材は、前記おもりの側面に固定される固定部を有し、
   前記天板部は、前記固定部に接続され、前記弾性部材と同一部材であることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ。
3. 前記弾性部材は、前記固定部に接続され、前記固定部と一方向および上下方向に直交する方向に対向する平板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。
4. 前記天板部は、一方向および上下方向に直交する方向よりも一方向において延びることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の振動モータ。
5. 前記天板部は、前記第１磁石と上下方向において対向する位置に貫通孔を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の振動モータ。
6. 前記第１磁石の一方向における幅は、前記第２磁石の一方向における幅よりも大きい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. 前記おもりは、前記コイルより上側に配置される第１おもり部と、前記第１おもり部の下面よりも下側まで垂下する第２おもり部と、を有し、
   前記第２おもり部は、前記コイルと一方向において対向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. 前記静止部は、基板をさらに有し、
   前記基板は、前記コイルが配置される基台部と、前記基台部から一方向に前記筐体の外側に向かって延びる引出し部と、を有し、
   前記第２おもり部は、一方向に延びて前記引き出し部を収容する溝部を有することを特徴とする請求項７に記載の振動モータ。
9. 前記筐体は、ベース部を有し、
   前記基板は、前記ベース部上に配置され、
   前記ベース部から前記第１おもり部の下面までの高さをＨＡ、前記ベース部から前記溝部までの高さをＨＢ、前記ベース部から前記コイルの上面までの高さをＨＬ、前記ベース部から前記基板の上面までの高さをＨＰとして、ＨＡ＞ＨＬ＞ＨＢ＞ＨＰの関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の振動モータ。
10. 前記ベース部からの前記第２おもり部の下面までの高さをＨＣとすると、ＨＰ≧ＨＣの関係を満たすことを特徴とする請求項９に記載の振動モータ。
11. 前記筐体は、基板を有し、
    前記コイルは、前記基板上に配置され、
    前記コイルの引き出し線は、前記コイルの内側において前記基板に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の振動モータ。
12. 前記コイルの内側に接着部が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の振動モータ。
13. 前記弾性部材は、第１固定部と、第２固定部と、連結部と、を有し、
    前記おもりは、一方向に延びる第１壁面部と、前記第１壁面部に対向する第２壁面部と、前記第１壁面部と前記第２壁面部とを接続する第３壁面部と、を有し、
    前記第２壁面部の一方向における一方側端部には角部を含めて欠落した第１切欠き部が形成され、
    前記第１固定部は、前記第１壁面部の一方向における一方側端部に対向する前記筐体の壁面に固定され、
    前記第２固定部は、前記第１切欠き部に固定され、
    前記連結部は、前記第１固定部と前記第２固定部とを連結し、前記第３壁面部の一方向一端側に位置することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の振動モータ。
14. 前記第２固定部に固定される第１補強板をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の振動モータ。
15. 前記第１固定部に固定される第２補強板をさらに有し、
    前記第１壁面部の一方向における一方側端部には角部を含めて欠落した第２切欠き部が形成され、
    前記第２補強板は、前記第２切欠き部内に配置されることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の振動モータ。
16. 緩衝部材をさらに有し、
    前記緩衝部材は、前記連結部と前記第３壁面部との間に配置されることを特徴とする請求項１３〜請求項１５のいずれか１項に記載の振動モータ。
17. 前記第３壁面部には第３切欠き部が形成され、
    前記緩衝部材の一部は、前記第３切欠き部内に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の振動モータ。
18. 前記静止部は、基板を有し、
    前記筐体は、ベース部を有し、
    前記基板は、前記ベース部上に配置され、
    前記基板は、前記コイルが配置される基台部と、前記基台部から一方向に前記筐体の外部に向かって延びる引出し部と、を有し、
    前記ベース部は、上側に起立する立ち上がり部を有し、
    前記立ち上がり部は、一方向に貫通する貫通孔を有し、
    前記引出し部は前記貫通孔を通ることを特徴とする請求項１請求項１７のいずれか１項に記載の振動モータ。
19. 一方向に配列される前記第１磁石の個数は、３個以上であり、
    前記第２磁石は、隣接する前記第１磁石によって挟まれることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の振動モータ。

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