JP6313276B2 - 振動モーター - Google Patents

Description

本開示はモーターに関し、特に多数の電子製品に適用される振動モーターに関する。

電子技術の発展に伴い、例えば携帯電話、携帯型ゲーム機、ナビ、または携帯型マルチメディア娯楽用機器などの携帯型の消費性電子製品がますます人々から好まれるようになる。これらの電子製品には、例えば携帯電話の着信提示（報知）、情報提示（報知）、ナビゲーション提示（報知）、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、振動モーターが通常に用いられている。このような幅広い応用には、振動モーターの高性能、長寿命、小型化が要求される。

従来、携帯型の消費性電子製品に用いられている振動モーターは、通常、ケーシングと、ケーシングと組み立てることで収納空間を形成するベースと、この収納空間内に固定されるように格納された単一の振動系と、が含まれる。

しかしながら、１つの振動系には１つの固有共振周波数しか備えられていないため、このような従来構造の振動モーターも１つの共振周波数しか有さない。このような振動モーターを適用した端末において２つの共振周波数を実現しようとすれば、２つの振動モーターを使用しなければならない。これでは、必然的に、振動モーターの占用空間が大幅に増加し、端末の小型化に不利になる。

そのため、上記の問題を解決する新規な振動モーターを提供する必要がある。

本願で開示する発明は、上記したような、単一振動系の振動モーターでは１つの共振周波数のみを備えているため、複数の共振周波数で振動する振動モーターを実現することができないという技術的問題を解決することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願で開示する振動モーターは、格納空間を有するケーシングと、少なくとも１つの永久磁石を含み、前記ケーシング内において弾性的に支持されている第１の振動系と、前記永久磁石と間隔を置くように対向して設けられている少なくとも１つの磁力発生部材とを含み、前記ケーシング内において弾性的に支持されている第２の振動系と、を備える振動モーターにおいて、前記磁力発生部材が発生する磁場と前記永久磁石とが相互に作用して、前記第１の振動系および前記第２の振動系を前記ケーシング内で振動させるように駆動することを特徴とする。

好ましくは、前記第１の振動系の固有共振周波数と、前記第２の振動系の固有共振周波数とが異なる。

好ましくは、前記第１の振動系は、前記永久磁石を格納するための格納ホールが設けられている第１のカウンターウェイトを含み、前記格納ホールは、前記第１の振動系の振動方向に垂直な方向に沿って前記第１のカウンターウェイトを貫通している。

好ましくは、前記永久磁石は、互いに間隔を置くように順に設けられた第１の永久磁石、第２の永久磁石、および、第３の永久磁石を含み、前記格納ホールは、前記第１の永久磁石、前記第２の永久磁石、および、前記第３の永久磁石をそれぞれ格納する第１の格納ホール、第２の格納ホール、および、第３の格納ホールを含む。

好ましくは、前記第２の振動系は、前記磁力発生部材を格納するための格納スロットが設けられている第２のカウンターウェイトを含み、前記格納スロットは、前記第１の振動系の振動方向に垂直な方向に沿って窪んでいる。

好ましくは、前記第１の振動系は、一端が前記ケーシングに固定され他端が前記第１のカウンターウェイトに固定される第１の弾性体をさらに含み、前記第２の振動系は、一端が前記ケーシングに固定され他端が前記第２のカウンターウェイトに固定される第２の弾性体をさらに含む。

好ましくは、前記第１のカウンターウェイトは、前記第２の振動系から離れた上面をさらに含み、前記第１の振動系は、前記上面に貼り付けられた透磁プレートをさらに含む。

好ましくは、前記磁力発生部材は、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石に対向する第１の磁力発生部材と、前記第２の永久磁石および前記第３の永久磁石に対向する第２の磁力発生部材とを含む。

好ましくは、前記磁力発生部材は扁平状のコイルである。

好ましくは、前記ケーシングは、下ケーシングと、前記下ケーシングと組み立てることで格納空間を形成する上ケーシングとを含む。

本願で開示する振動モーターによれば、第１の振動系および第２の振動系を設けることにより二重共振系を構成するため、１つの振動モーターを用いたものであるにもかかわらず２つの共振周波数を有している。これによって、振動モーターの適用は広くなる。

実施の形態にかかる振動モーターを分解した斜視図である。 図１に示す振動モーターが実装された後の断面図である。 図１に示す振動モーターの上ケーシングおよび透磁プレートを分離した斜視図である。

以下、図面および実施形態を参照しながら、本願で開示する発明について詳細に説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態で説明する振動モーター１は、格納空間１００を有するケーシング１０と、この格納空間１００内に格納され、少なくとも１つの永久磁石１１０を含む第１の振動系１１と、同じく格納空間１００内に格納され、少なくとも１つの磁力発生部材１２０を含む第２の振動系１２と、を含み、磁力発生部材１２と永久磁石１１０とは間隔を置いて対向設置されており、磁力発生部材１２０が発生する磁場と、永久磁石１１０との相互作用により、第１の振動系１１および第２の振動系１２をケーシング１０内で振動させるように駆動する。

第１の振動系１１は、ケーシング１０内において弾性的に支持されており、第２の振動系１２は、ケーシング１０内において弾性的に支持されている。第２の振動系１２の磁力発生部材１２０が発生する磁場と、第１の振動系１１の永久磁石１１０とが相互作用して引力または斥力を発生させる。これにより、第１の振動系１１および第２の振動系１２は水平方向に沿って振動する。

本実施形態にかかる振動モーターでは、磁力発生部材１２０は、動かないように固定されたものではなく、ケーシング１０内に片持ちで設けられている。したがって、振動モーター１内の第１の振動系１１および第２の振動系１２は、協働するようになっている。第１の振動系１１は、１つの固有共振周波数を有し、第２の振動系１２は、もう１つの固有共振周波数を有する。

なお、この２つの振動系の固有共振周波数が同様である場合、第１の振動系１１および第２の振動系１２のいずれも最大の振幅となるが、この２つの振動系の振動方向が逆であるため、外部へ出力される振動が相殺し、振動モーター１の外部への振動出力がほぼ無くなるか、全くゼロになってしまう。このため、本実施形態にかかる振動モーターでは、この２つの固有共振周波数が異なることが好ましい。これにより、振動モーター１は、２つの共振周波数を有することになり、振動モーター１の外部への振動出力が無くなることもない。

磁力発生部材１２０と永久磁石１１０との間の力が作用力および反力であるため、第１の振動系１１および第２の振動系１２の振動は常に逆方向になる。これにより、この２つの振動系による相乗振動の強度は、いずれかの振動系の単独での振動強度に比べて若干弱いが、振動モーター１が受信した駆動信号の周波数が第１の振動系１１または第２の振動系１２の固有共振周波数であるときには、振動モーター１の振動感が最も強くなる。

このことから分かるように、１つの共振周波数のみを備える従来の振動モーターに対し、本実施形態にかかる振動モーター１は、２つの周波数の両方において強い振動感が得られ、振動モーター１の応用の範囲を広くすることができる。

本実施形態にかかる振動モーター１は、受信した駆動信号の周波数が第１の振動系１１の固有共振周波数に等しい場合には、第１の振動系１１の振幅が最大になり、受信した駆動信号の周波数が第２の振動系１２の固有共振周波数に等しい場合には、第２の振動系１２の振幅が最大になる。仮に、第１の振動系１１が第１の固有共振周波数を有し、第２の振動系１２が第２の固有共振周波数を有し、且つ、第１の固有共振周波数と第２の固有共振周波数との間に或る程度の差が存在すると仮定するとき、振動モーター１が受信した駆動信号の周波数が第２の固有共振周波数に等しい場合には、第１の振動系１１がほぼ静止状態となり、一方、振動モーター１が受信した駆動信号の周波数が第１の固有共振周波数に等しい場合には、第２の振動系１２がほぼ静止状態となる。これは、異なる固有共振周波数を有する２つの振動モーターを集積した構成に相当するが、本実施形態にかかる振動モーターでは、両者が同一の永久磁石および磁力発生部材を共用しているため、振動モーターの占用空間を削減したことになる。

第１の振動系１１は、第１のカウンターウェイト１１１を含み、第１のカウンターウェイト１１１には、永久磁石１１０を格納するための格納ホール１１２が設けられている。

格納ホール１１２は、第１の振動系１１の振動方向Ｘ−Ｘに垂直な方向に沿って第１のカウンターウェイト１１１を貫通している。永久磁石１１０は、互いに間隔を置くように順に配列した第１の永久磁石１１００、第２の永久磁石１１０１、および、第３の永久磁石１１０２を含む。

格納ホール１１２は、第１の永久磁石１１００、第２の永久磁石１１０１、および、第３の永久磁石１１０２をそれぞれ格納する第１の格納ホール１１２０、第２の格納ホール１１２１、および、第３の格納ホール１１２２を含む。

第１のカウンターウェイト１１１は、第２の振動系１２から離れた上面１１１０をさらに含む。第１の振動系１１は、第１の永久磁石１１００、第２の永久磁石１１０１、および、第３の永久磁石１１０２を覆うように該上面１１１０に貼り付けられた透磁プレート１１３を含む。

第２の振動系１２は、第２のカウンターウェイト１２１を含み、第２のカウンターウェイト１２１には、磁力発生部材１２０を格納するための格納スロット１２２が設けられる。

格納スロット１２２は、第１の振動系１１の振動方向に垂直な方向に沿って窪んでいる。

磁力発生部材１２０は、第１の永久磁石１１００および第２の永久磁石１１０１に対向する第１の磁力発生部材１２００と、第２の永久磁石１１０１および第３の永久磁石１１０２に対向する第２の磁力発生部材１２０１とを含む。

第１の磁力発生部材１２００および第２の磁力発生部材１２０１は、共に同一の格納スロット１２２内に設置されている。本実施形態にかかる振動モータでは、磁力発生部材１２０が扁平状のコイルであることが好ましい。磁力発生部材１２０は、給電されると、永久磁石１１０と相互に作用する磁場が発生する。

第１の振動系１１は、さらに２つの第１の弾性体１１４を含む。第１の弾性体１１４は、一端がケーシング１０に固定され、他端が第１のカウンターウェイト１１１に固定される。

第２の振動系１２は、さらに２つの第２の弾性体１２３を含む。第２の弾性体１２３は、一端がケーシング１０に固定され、他端が第２のカウンターウェイト１２１に固定される。

第１の弾性部材１１４および第２の弾性部材１２３は、本実施形態にかかる振動モーターではＵ字型バネを用いたものを示したが、その具体的な形状は、Ｕ字型のバネには限定されず、Ｖ字型のバネやスパイラルバネなどであってもよい。第１の弾性部材１１４および第２の弾性部材１２３は、第１の振動系１１および第２の振動系１２がケーシング１０の格納空間１００内に片持ちで設けられるように第１の振動系１１および第２の振動系１２を弾性的に支持すると共に、弾性回復性を付与するものであればよい。

第１の弾性部材１１４および第２の弾性部材１２３と、ケーシング１０、第１の振動系１１および第２の振動系１２との結合強度を向上させるために、第１の弾性部材１１４および第２の弾性部材１２３と、ケーシング１０、第１の振動系１１および第２の振動系１２との間の溶接位置には、図３に示すようにさらに溶接片１３が設けられている。

ケーシング１０は、下ケーシング１０１と、下ケーシング１０１と組み立てることで格納空間１００を形成する上ケーシング１０２とを含む。

第１の弾性体１１４は、一端が上ケーシング１０２に固定され、他端が第１のカウンターウェイト１１１に固定される。第２の弾性体１２３は、一端が上ケーシング１０２に固定され、他端が第２のカウンターウェイト１２１に固定される。

下ケーシング１０１は、本実施形態の振動モーターでは、パネル状であることが好ましい。上ケーシング１０２は、本実施形態にかかる振動モーターでは、キャップ型であることが好ましい。

本願で開示する振動モーター１によれば、第１の振動系１１および第２の振動系１２を設けることにより二重共振系を構成するため、１つの振動モーター１に２つの共振周波数を有している。これにより、振動モーター１の適用は広くなる。

なお、上述した構成は、単に本願で開示する発明の好ましい実施形態にすぎず、当業者にとって、本願で開示する発明の進歩性の構想を逸脱しない限り、適宜の改善を行うことができることは言うまでもない。これら改善された発明も、本願で開示する発明の登録請求の範囲に含まれる。

Claims (9)

1. 格納空間を有するケーシングと、
   少なくとも１つの永久磁石を含み、前記ケーシング内において弾性的に支持されている第１の振動系と、
   前記永久磁石と間隔を置くように対向して設けられている少なくとも１つの磁力発生部材を含み、前記ケーシング内において弾性的に支持されている第２の振動系と、を備える振動モーターにおいて、
   前記磁力発生部材は前記ケーシング内に片持ちで設けられ、
   前記磁力発生部材が発生する磁場と前記永久磁石とが相互に作用して、前記第１の振動系および前記第２の振動系を前記ケーシング内で振動させるように駆動し、
   前記ケーシングは、下ケーシングと、前記下ケーシングと組み立てることで格納空間を形成する上ケーシングとを含み、
   振動方向に垂直な方向である前記上ケーシングと前記下ケーシングとの積層方向における前記第１の振動系の投影は、少なくとも一部が前記第２の振動系に重なることを特徴とする、振動モーター。
2. 前記第１の振動系の固有共振周波数と、前記第２の振動系の固有共振周波数とが異なる、請求項１に記載の振動モーター。
3. 前記第１の振動系は、前記永久磁石を格納するための格納ホールが設けられている第１のカウンターウェイトを含み、
   前記格納ホールは、前記第１の振動系の振動方向に垂直な方向に沿って前記第１のカウンターウェイトを貫通している、請求項１または２に記載の振動モーター。
4. 前記永久磁石は、互いに間隔を置くように順に設けられた第１の永久磁石、第２の永久磁石、および、第３の永久磁石を含み、
   前記格納ホールは、前記第１の永久磁石、前記第２の永久磁石、および、前記第３の永久磁石をそれぞれ格納する第１の格納ホール、第２の格納ホール、および、第３の格納ホールを含む、請求項３に記載の振動モーター。
5. 前記第２の振動系は、前記磁力発生部材を格納するための格納スロットが設けられている第２のカウンターウェイトを含み、
   前記格納スロットは、前記第１の振動系の振動方向に垂直な方向に沿って窪んでいる、請求項３に記載の振動モーター。
6. 前記第１の振動系は、一端が前記ケーシングに固定され他端が前記第１のカウンターウェイトに固定される第１の弾性体をさらに含み、
   前記第２の振動系は、一端が前記ケーシングに固定され他端が前記第２のカウンターウェイトに固定される第２の弾性体をさらに含む、請求項５に記載の振動モーター。
7. 前記第１のカウンターウェイトは、前記第２の振動系から離れた上面をさらに含み、
   前記第１の振動系は、前記上面に貼り付けられた透磁プレートをさらに含む、請求項３に記載の振動モーター。
8. 前記磁力発生部材は、
   前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石に対向する第１の磁力発生部材と、
   前記第２の永久磁石および前記第３の永久磁石に対向する第２の磁力発生部材とを含む、請求項４に記載の振動モーター。
9. 前記磁力発生部材は扁平状のコイルである、請求項１〜８のいずれかに記載の振動モーター。
   

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