JP6799240B2

JP6799240B2 - リニア振動モータ

Info

Publication number: JP6799240B2
Application number: JP2017057656A
Authority: JP
Inventors: 守正吉江
Original assignee: ブイテックインターナショナル株式会社
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: JP2018160999A

Description

本発明は、可動子を磁気駆動して直線的に振動させ、その振動を出力するリニア振動モータに関する。

上述の如きリニア振動モータは、例えば携帯型端末装置等のユーザに着信や操作入力等を振動で知らせるためにその携帯型端末装置等に搭載されており、かかるリニア振動モータとしては従来、例えば特許文献１〜４により開示されたものが知られている。

特許文献１記載のリニア振動モータは、円盤状の固定体２と、固定体２内に収容された可動体（可動子）６と、固定体２と可動体６とに接続されて固定体２に対し可動体６を軸線方向に移動可能に支持するバネ部材（機械式スプリング）８と、可動体６を軸線方向に駆動する磁気駆動機構５とを備えるとともに、固定体２と可動体６との間に配置されたゲル状ダンパー部材９を備えることにより、バネ部材を可動体に接続した場合でも可動体の共振を効果的に抑制できるようにしている。

特許文献２記載のリニア振動モータ（リニアアクチュエータ）は、直方体状のハウジング２２０と、ハウジング２２０内に配置されてハウジング２２０の長手方向両端部に接続された軸３２０と、軸３２０に移動可能に係合された質量（可動子）３１０，３３０と、軸３２０の一部を取り巻いて質量３１０，３３０がハウジング２２０に接触するのを防止するスプリング（機械式スプリング）５１０と、軸３２０と質量３１０，３３０との少なくとも一部を囲繞して質量３１０，３３０が第１の位置から第２の位置に移動するようにその質量に駆動力を及ぼす電磁構体３００とを備え、その質量３１０，３３０の第１の位置から第２の位置への動きで触覚出力を発生させることにより、比較的小型の構成で質量を二方向に動かすことができるようにしている。

特許文献３記載のリニア振動モータ（リニアアクチュエータ）は、軸方向にＮ極およびＳ極が着磁される少なくとも一つの永久磁石３ａ，３ｂ，３ｃを有する棒状の可動子４と、可動子４を囲む第１のコイル１ａおよび第２のコイル１ｂが軸線方向に配列される筒状の固定子２とを備え、第１のコイル１ａに発生する推力と第２のコイル１ｂに発生する推力の位相がずれるように第１および第２のコイル１ａ，１ｂに位相を異ならせた交流を流し、かつ第１および第２のコイル１ａ，１ｂの軸線方向の中心を結んだコイル中心間ピッチと可動子４の磁極間ピッチとを一致させることにより、機械式スプリングを利用せずに可動子を往復動させるようにしている。

特許文献４記載のリニア振動モータは、収容空間を有する直方体状のハウジング１０と、各々その収容空間に収容されてハウジング１０に固定された第１の磁石１１および第２の磁石１３と、ハウジング１０内に浮遊されるとともにクランプウェイト１２０と第３の磁石１２１と駆動磁石１２２と第４の磁石１２３とを有し第３の磁石１２１の磁極が第１の磁石１１の隣接する磁極と対向する一方で第４の磁石１２３の磁極が第２の磁石１３の隣接する磁極と対向する振動器ユニット（可動子）１２とを、それら第１の磁石１１と振動器ユニット１２と第２の磁石１３とが振動器ユニット１２の振動方向に沿って１つずつ並ぶ配置で備え、さらに、磁的案内溝を持つ案内溝部品と、少なくとも部分的にその磁的案内溝に包まれて浮遊する磁的案内レールを持つ案内レール部品とを含み、振動器ユニット１２をハウジング１０内に浮遊させるとともにその振動方向に沿って動かす係合構体１５，１６と、その収容空間に収容され、駆動磁石１２２に対し隙間を開けられてその駆動磁石１２２を囲む駆動コイル１４とを備えることにより、機械式スプリングを使用せずに振動器ユニットを浮遊させるようにしている。

ＷＯ２０１５／１４１６４８Ａ１ＵＳ２０１６／１７２９５３Ａ１ＷＯ２０１０／１１９７８８Ａ１ＵＳ２０１６／２２６３５９Ａ１

しかしながら、特許文献１および特許文献２記載の振動モータは、何れも可動子を機械式スプリングによって位置決めしていることから、組み立ての際に機械式スプリングの変形等の不具合が発生しやすく、組み立ての難易度が非常に高いという課題があり、また製品完成後の耐衝撃性が低く、特性変化や故障等の原因となるという課題もあった。

一方、特許文献３および特許文献４記載の振動モータは、何れも可動子を位置決めする機械式スプリングは用いていないものの、代わりに可動子の移動方向に延在させて電磁回路を配置していることから、ハウジングを小型化するのが困難であるという課題があった。

それゆえこの発明は、可動子を磁気駆動して直線的に振動させ、その振動を出力する振動モータにおいて、上記課題を有利に解決し、部品の取り扱いおよび組み立てが容易で耐衝撃性が高く、しかも磁気回路を強化し易いため省電力で小型化が容易なリニア振動モータを提供することを目的とする。

この発明のリニア振動モータは、
筒状のコイルと、前記コイルの外側に位置する磁性体ヨーク突起部とを有する固定子と、
前記コイルを貫通するように前記固定子に対して固定される支持軸と、
前記コイルを間に挟んで前記磁性体ヨーク突起部と対向するように位置する永久磁石からなる可動子マグネットを有して前記支持軸にその支持軸の軸線方向へ移動自在に支持される可動子と、
を備え、
前記固定子は、前記コイルを収容するとともに、そのコイルの外周面に向けて内向する前記磁性体ヨーク突起部を形成されている円盤状のハウジングを有し、
前記支持軸は、前記ハウジングの中心部にてそのハウジングの軸線方向に延在する配置でそのハウジングに固定されており、
前記可動子マグネットと、前記磁性体ヨーク突起部とが磁気スプリングを構成し、
前記磁気スプリングが、前記可動子マグネットと前記磁性体ヨーク突起部との間で前記コイルを貫通する磁束により、磁気吸引力を生じさせて前記可動子を前記支持軸上の所定位置に浮遊状態で位置決めするように付勢するとともに、前記コイルに通電により発生して前記コイルを貫通する磁束を前記支持軸の軸線方向への前記可動子の駆動に寄与する方向に強めることを特徴としている。

この発明のリニア振動モータにあっては、固定子の筒状のコイルを貫通するようにその固定子に対して固定される支持軸にその軸線方向へ移動可能に支持された可動子が、コイルを間に挟んで固定子の磁性体ヨーク突起部と対向するように可動子マグネットを位置させ、その可動子マグネットとそれに対向する磁性体ヨーク突起部とが磁気スプリングを構成し、その磁気スプリングが、可動子マグネットと磁性体ヨーク突起部との間でコイルを貫通する磁束により、磁気吸引力を生じさせて、可動子が支持軸上でその軸線方向へ移動しても引き戻して可動子を支持軸上の所定位置に浮遊状態で位置決めするように付勢し、加えて、コイルに通電により発生してコイルを貫通する磁束を支持軸の軸線方向への可動子の駆動に寄与する方向に強め、その磁気スプリングの引き戻し作用下でコイルがその強められた磁束により、可動子を支持軸の軸線方向へ一方向または往復方向に駆動して移動させる。

従って、この発明のリニア振動モータによれば、機械式スプリングを使用しないため部品の取り扱いおよび組み立てを容易に行い得るとともに耐衝撃性を高くすることができ、また、磁気スプリングが磁気回路を強化するのでエネルギー効率を高めて省電力化でき、しかも磁気スプリングの引き戻し作用が可動子の移動方向に働くため、電磁回路を可動子の移動方向に延在させる必要がなく、可動子を駆動する磁気回路と磁気スプリングとを個別に設ける必要もないので、固定子を容易に小型化することができる。

なお、この発明のリニア振動モータにおいては、前記コイルは、前記磁気スプリングで付勢する前記可動子の質量の固有振動数に略一致する周期で通電されて、前記可動子を共振状態で往復振動させるものであると好ましい。このようにすれば、一般に直線的特性を持つとともにこの発明ではコイルを貫通する磁束を強める磁気スプリングを用いて共振振動系を構成するので、可動子の最大振幅の往復運動を容易かつ効率的に得ることができる。

また、この発明のリニア振動モータにおいては、前記可動子マグネットと前記磁性体ヨーク突起部との少なくとも一方は、他方と対向する部分に先細りのテーパー形状を有していると好ましい。このようにすれば、磁気スプリングが、可動子の駆動に寄与する方向にコイルを貫通する磁束をより集束させて強めることができる。また、可動子を所定位置に精度よく位置決めすることができる。

また、この発明のリニア振動モータにおいては、前記コイルは、円弧状部分と直線状部分とを持つ輪郭形状を有していると好ましい。このようにすれば、固定子の外周輪郭形状を円形にしつつ、コイルの直線状部分の外側に磁性体ヨーク突起部を配置できるので、固定子を容易に小型化することができ、また、可動子マグネットおよび固定子マグネットの、コイルの直線状部分に対向する部分を直線形状にできるので、安定した磁気回路を形成することができる。

さらに、この発明のリニア振動モータにおいては、前記可動子マグネットは、前記可動子の、前記磁性体ヨーク突起部に向かうにつれて幅が狭まるインバース形状の嵌合部に嵌合していると好ましい。このようにすれば、可動子の組み立てを容易に行い得るとともに可動子の耐衝撃性を高めることができる。

さらに、この発明のリニア振動モータにおいては、前記固定子は、前記コイルを収容するとともに、そのコイルの外周面に向けて内向する前記磁性体ヨーク突起部を形成されている円盤状のハウジングを有し、前記支持軸は、前記ハウジングの中心部にてそのハウジングの軸線方向に延在する配置でそのハウジングに固定されている。これにより、固定子マグネットを省略して固定子を簡易に構成し得るとともに、固定子ひいてはリニア振動モータ全体を容易に小型化することができる。

この発明のリニア振動モータの参考形態の外観を上側から見た状態で示す斜視図である。上記参考形態のリニア振動モータの構成を上側から見た状態で示す分解斜視図である。上記参考形態のリニア振動モータの構成を下側から見た状態で示す分解斜視図である。（ａ）は、上記参考形態のリニア振動モータの可動子を示す斜視図、（ｂ）は、その可動子を固定子のブラケット、基板および固定子マグネットとシャフトとともに示す斜視図、（ｃ）は、その可動子を固定子のブラケット、基板、固定子マグネットおよびコイルとシャフトとともに示す斜視図である。（ａ）は、上記参考形態のリニア振動モータを示す平面図、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。（ａ）は、この発明のリニア振動モータの一実施形態のハウジングを構成するケースを示す斜視図、（ｂ）は、その実施形態のリニア振動モータの可動子の可動子マグネットを示す斜視図、（ｃ）は、その実施形態のリニア振動モータの固定子のブラケットを示す斜視図、（ｄ）は、そのブラケットを可動子の可動子マグネットとともに示す斜視図である。上記実施形態のリニア振動モータを図５（ｃ）と同様の断面位置で示す断面図である。

以下に、この発明のリニア振動モータの参考形態および実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のリニア振動モータの参考形態の外観を上側から見た状態で示す斜視図、図２は、上記参考形態のリニア振動モータの構成を上側から見た状態で示す分解斜視図、そして図３は、上記参考形態のリニア振動モータの構成を下側から見た状態で示す分解斜視図である。

また、図４（ａ）は、上記参考形態のリニア振動モータの可動子を示す斜視図、図４（ｂ）は、その可動子を固定子のブラケット、基板および固定子マグネットとシャフトとともに示す斜視図、図４（ｃ）は、その可動子を固定子のブラケット、基板、固定子マグネットおよびコイルとシャフトとともに示す斜視図、そして図５（ａ）は、上記参考形態のリニア振動モータを示す平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

この参考形態のリニア振動モータは、図１に示すように、全体として概略円盤状をなすとともに、固定子を構成する円盤状のハウジング１を備えている。このハウジング１は、図２および図３に示すように、短い円筒形状をなすとともに軸線方向の一端部に平面部を有する浅い円形容器状のケース２と、そのケース２の他端部である開口端部を閉止する円板状のブラケット３とを有しており、ケース２およびブラケット３は、鋼鈑やステンレス等で形成されている。

この参考形態のリニア振動モータはまた、図２および図３に示すように、ハウジング１の中心部にてそのハウジング１の軸線方向に延在する配置でそのハウジング１に固定される支持軸としてのシャフト４を備えており、このシャフト４は、高強度ステンレス等で形成されている。ケース２の平面部の内側の中央部にはシャフト４と嵌合する凹部２ａが形成され、ケース２の開口端部にはブラケット３と嵌合する切り欠き２ｂが形成されている。ブラケット３の中央部にはシャフト４と嵌合する凹部３ａが形成され、ブラケット３の外周縁部にはケース２の開口端部と嵌合する切り欠き３ｂが形成されている。

ケース２とブラケット３とは互いに嵌合されて溶接等により互いに固定されており、シャフト４はその両端部をケース２およびブラケット３にそれぞれ嵌合、圧入あるいは溶接等により固定されている。なお、図示例では、シャフト４の下端部はブラケット３の中央部の凹部３ａに圧入された上で溶接され、シャフト４の上端部はケース２の平面部の中央部の凹部２ａに嵌合されている。

この参考形態のリニア振動モータはさらに、図２および図３に示すように、これも各々固定子を構成する薄板状の基板５と筒状のコイル６とそのコイル６の外側に位置する複数個、図示例では２個の固定子マグネット７とを備えている。

基板５は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等で形成されており、円板状部およびその外周縁から突出する矩形の突出部を持つ絶縁樹脂層５ａと、その絶縁樹脂層５ａに積層されるとともに電源端子部（長方形部分）５ｃからコイル接続部（略半円形部分）５ｄに至る電気回路を２本形成する銅箔５ｂとを有している。銅箔５ｂの、電源端子部５ｃおよびコイル接続部５ｄ以外の部分は、絶縁樹脂層５ａにより外部に対して電気的に絶縁されている。なお、図示例では、基板５は２枚の絶縁樹脂層５ａの間に銅箔５ｂを挟んだ構造となっており、銅箔５ｂの２つの電源端子部５ｃと２つのコイル接続部５ｄとは、絶縁樹脂層５ａの突出部と円板状部とにそれぞれ形成された開口から外部に露出している。基板５は、両面テープ８等でブラケット３に固定されている。

コイル６は、マグネットワイヤ等で巻線されて、２つの直線状部分６ａと２つの円弧状部分６ｂとを有する小判型断面の略円筒状に形成されており、シャフト４がコイル６内をコイル軸線に沿って貫通するとともにコイル６の軸線方向一端部が基板５に密接する配置にて、接着剤等で基板５に固定されている。コイル６の図示しない２本の端線は基板５の２箇所のコイル接続部５ｄに、半田付けや溶接等によりそれぞれ電気的に接続されている。

２個の固定子マグネット７は各々、ネオジム磁石等からなり、シャフト４の半径方向（後述する可動子マグネット１０と対向する方向）に着磁されている。各固定子マグネット７は、図４および図５に示すように、コイル６の外側にてコイル６の直線状部分６ａに密接する位置で、ケース２またはブラケット３に接着等により固定されている。なお、図示例では、各固定子マグネット７は、図示しない接着剤によりケース２の内周面に固定されている。

この参考形態のリニア振動モータはさらに、図２および図３に示すように、各々可動子を構成する分銅９と２個の可動子マグネット１０と軸受１１とを備えており、各固定子マグネット７の、コイル６の直線状部分６ａを間に挟んで可動子マグネット１０と対向する部分の面積は、各可動子マグネット１０の、コイル６の直線状部分６ａ間に挟んで固定子マグネット７と対向する部分の面積と略同等となっている。

分銅９は、タングステン合金などの高比重材料で略円板状に形成されている。分銅９の中央部には軸受１１を圧入等により固定する中央孔９ａが形成されており、分銅９の外周縁部の互いに直径方向に対抗する位置には可動子マグネット１０を固定する嵌合部としての嵌合溝９ｂが形成されている。可動子マグネット１０を固定する嵌合溝９ｂは、固定子マグネット７と対向する方向である半径方向外方への可動子マグネット１０の抜け落ちを防止するためにテーパー形状により、固定子マグネット７に向かうにつれて開口幅が狭まるインバース（アリ溝）形状とされている。

２個の可動子マグネット１０は各々、ネオジム磁石等からなり、シャフト４の半径方向（固定子マグネット７と対向する方向）に着磁されている。各可動子マグネット１０は、分銅９の外周縁部の嵌合溝９ｂと同様のテーパー形状を有する。このテーパー形状により、固定子マグネット７との間の磁束が固定子マグネット７に向かって集束するように、固定子マグネット７近傍の可動子マグネット１０の面積がより小さくなっている。各可動子マグネット１０は、分銅９の嵌合溝９ｂ内に接着等により固定されている。

軸受１１は、鉄・銅系の含油軸受材料等で略円筒状に形成され、分銅９の中央孔９ａ内に圧入等により固定されている。軸受１１の中央部の孔にはシャフト４がその軸線方向に摺動自在に挿入されている。

かかる参考形態のリニア振動モータを組み立てる際には、図４（ａ）に示すように、分銅９に軸受１１を圧入するとともに可動子マグネット１０を接着して可動子Ｍを構成する。その一方、ケース２に固定子マグネット７を接着して固定子Ｓ１を構成し、また図４（ｂ）に示すように、ブラケット３にシャフト４を圧入および溶接するとともに基板５を両面テープ８で接着し、次いで図４（ｃ）に示すように、その基板５にコイル６を接着するとともにコイル６の端線を接続して固定子Ｓ２を構成し、次いで、固定子Ｓ２のシャフト４に上記可動子Ｍを挿入した後、固定子Ｓ２のブラケット３と固定子Ｓ１のケース２とを嵌合させるとともに溶接して、リニア振動モータを組み上げる。

この参考形態のリニア振動モータにあっては、コイル６の非通電時の可動子Ｍは、図５（ｃ）に仮想線で示す如き磁束による、可動子マグネット１０と固定子マグネット７との間の磁気吸引力により、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、シャフト４の軸線方向および周方向ともに最も安定する、可動子マグネット１０と固定子マグネット７とがコイル６を間に挟んで対向する位置に浮遊状態で停止して位置決めされ、外力等によって上記磁気吸引力の安定位置からシャフト４の軸線方向に可動子Ｍが移動した場合は、上記磁気吸引力の安定位置に戻ろうとする付勢力（引き戻し力）が可動子Ｍに働くので、可動子マグネット１０と固定子マグネット７とが磁気スプリングとして機能する。また、シャフト４の周方向に可動子Ｍが回転しようとした場合には、上記磁気吸引力の安定位置に戻ろうとする付勢力が可動子Ｍの回転を抑制する。

そしてこの状態から基板５の各電源端子部５ｃ間へ電圧を印加して、可動子マグネット１０と固定子マグネット７との間に配置されたコイル６に通電すると、フレミングの左手の法則により、可動子Ｍはシャフト４の軸線方向に駆動されて、可動子マグネット１０と固定子マグネット７との間の磁気吸引力による磁気スプリングの付勢力（引き戻し力）と釣り合う位置まで移動する。ここで、コイル６に印加する電圧を、例えば交互に極性が反転する正弦波や矩形波にすると、可動子Ｍはシャフト４の軸線方向に往復運動をする。特に、印加電圧波形の周波数を、上記磁気スプリングで支持する可動子Ｍの質量の固有振動数と略一致させれば、共振により最大振幅の往復運動を得ることができる。

また、例えばコイル６への印加電圧の極性を変えない場合でも、断続的に電圧を印加することでシャフト４の軸線方向の一方向へ可動子Ｍを駆動し、コイル６の非通電時に上記磁気スプリングの磁気吸引力（引き戻し力）によって可動子Ｍを安定位置に戻す、という操作を繰り返して、可動子Ｍを往復運動させることもできる。

図６（ａ）は、この発明のリニア振動モータの一実施形態のハウジングを構成するケースを示す斜視図、図６（ｂ）は、その実施形態のリニア振動モータの可動子の可動子マグネットを示す斜視図、図６（ｃ）は、その実施形態のリニア振動モータの固定子のブラケットを示す斜視図、図６（ｄ）は、そのブラケットを可動子の可動子マグネットとともに示す斜視図であり、図７は、上記実施形態のリニア振動モータを図５（ｃ）と同様の断面位置で示す断面図である。

この実施形態のリニア振動モータは、先の参考形態のリニア振動モータにおける固定子マグネット７を省略し、代わりにブラケット３に磁性体ヨーク突起部３ｃをブラケット３と一体で設けるとともに、可動子マグネット１０の、磁性体ヨーク突起部３ｃの先端部と対向する端部に、シャフト４の軸線方向に傾斜するテーパーを設けており、磁性体ヨーク突起部３ｃは、例えばブラケット３の外周縁部から互いに対抗する直径方向に凸設した２箇所の矩形凸部をそれぞれ上向きに折曲した後に中間部で内向きに折曲することで形成することができる。なお、ケース２には、ブラケット３との嵌合時に磁性体ヨーク突起部３ｃとの干渉を避けるために逃げ部２ｃを設けている。

固定子の磁性体ヨーク突起部３ｃの先端面と、可動子マグネット１０の、シャフト４の軸線方向に先細りの傾斜する先端部の先端面とは、互いに略同等の面積となっており、これにより、先の参考形態におけると同様の磁束集束効果を生じて磁気スプリングの機能を奏する。

従って、これら参考形態および実施形態のリニア振動モータによれば、機械式スプリングを使用しないため部品の取り扱いおよび組み立てを容易に行い得るとともに耐衝撃性を高くすることができ、また、磁気スプリングが磁気回路を強化するのでエネルギー効率を高めて省電力化でき、しかも磁気スプリングの引き戻し作用が可動子Ｍの移動方向に働くため、電磁回路を可動子の移動方向に延在させる必要がなく、可動子を駆動する磁気回路と磁気スプリングとを個別に設ける必要もないので、固定子を容易に小型化することができる。

さらに、これら参考形態および実施形態のリニア振動モータによれば、可動子マグネット１０が固定子マグネット７と対向する部分に、また磁性体ヨーク突起部３ｃと可動子マグネット１０とがそれぞれ相手と対向する部分に、先細りのテーパー形状を有しているので、磁気スプリングが、可動子Ｍの駆動に寄与する方向にコイル６を貫通する磁束をより
集束させて強めることができ、また、可動子を所定位置に精度よく位置決めすることができる。

さらに、これら参考形態および実施形態のリニア振動モータによれば、コイル６は、円弧状部分６ｂと直線状部分６ａとを持つ輪郭形状を有していることから、固定子を構成するハウジング１の外周輪郭形状を円形にしつつ、コイル６の直線状部分６ａの外側に固定子マグネット７または磁性体ヨーク突起部３ｃを配置できるので、ハウジング１を容易に小型化することができ、また、可動子マグネット１０および固定子マグネット７の、コイル６の直線状部分６ａに対向する部分を直線形状にできるので、安定した磁気回路を形成することができる。

さらに、これら参考形態および実施形態のリニア振動モータによれば、可動子マグネット１０は、可動子Ｍの分銅９の、固定子マグネット７または磁性体ヨーク突起部３ｃに向かうにつれて幅が狭まるインバース形状の嵌合溝９ｂに嵌合しているので、可動子Ｍの組み立てを容易に行い得るとともに可動子Ｍの耐衝撃性を高めることができる。

さらに、参考形態のリニア振動モータによれば、固定子は、コイル６と固定子マグネット７とを収容する円盤状のハウジング１を有し、シャフト４は、ハウジング１の中心部にてそのハウジング１の軸線方向に延在する配置でそのハウジング１に固定されているので、ハウジング１ひいてはリニア振動モータ全体を容易に小型化することができる。

この一方、実施形態のリニア振動モータによれば、固定子は、コイル６を収容するとともに、そのコイル６の外周面に向けて内向する磁性体ヨーク突起部３ｃを形成されている円盤状のハウジング１を有し、シャフト４は、ハウジング１の中心部にてそのハウジング１の軸線方向に延在する配置でそのハウジング１に固定されているので、固定子マグネット７を省略して固定子を簡易に構成し得るとともに、ハウジング１ひいてはリニア振動モータ全体を容易に小型化することができる。

以上、図示の実施形態に基づき説明したが、この発明のリニア振動モータは上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、磁性体ヨーク突起部３ｃおよび可動子マグネット１０は各２個でなく３個以上の複数であっても良い。そしてその場合に、コイル６の直線状部分６ａは各２箇所でなく磁性体ヨーク突起部３ｃおよび可動子マグネット１０と同数の、３箇所以上の複数であっても良い。

また、可動子マグネット１０と磁性体ヨーク突起部３ｃとの間の、磁束を集中させるためのテーパー形状は、可動子マグネット１０のみに設ける必要はなく、可動子マグネット１０と磁性体ヨーク突起部３ｃとの両方に設けても良く、磁性体ヨーク突起部３ｃにのみ設けても良い。

また、上記テーパー形状は、シャフト４の円周方向のみに設ける必要はなく、シャフト４の円周方向とシャフト４の軸線方向との両方に設けても良く、シャフト４の軸線方向のみに設けても良い。そして磁性体ヨーク突起部３ｃは、ブラケット３に一体で設けずに、同様にしてケース２に一体で設けても良く、あるいは別途磁性体材料で形成したものをケース２またはブラケット３に固定して設けてもよい。

かくして本発明のリニア振動モータによれば、機械式スプリングを使用しないため部品の取り扱いおよび組み立てを容易に行い得るとともに耐衝撃性を高くすることができ、また、磁気スプリングが磁気回路を強化するのでエネルギー効率を高めて省電力化でき、しかも磁気スプリングの引き戻し作用が可動子の移動方向に働くため、電磁回路を可動子の移動方向に延在させる必要がなく、可動子を駆動する磁気回路と磁気スプリングとを個別に設ける必要もないので、固定子を容易に小型化することができる。

１ハウジング
２ケース
２ａ，３ａ凹部
２ｂ，３ｂ切り欠き
２ｃ逃げ部
３ブラケット
３ｃ磁性体ヨーク突起部
４シャフト
５基板
５ａ絶縁樹脂層
５ｂ銅箔
５ｃ電源端子部
５ｄコイル接続部
６コイル
６ａ直線状部分
６ｂ円弧状部分
７固定子マグネット
８両面テープ
９分銅
９ａ中央孔
９ｂ嵌合溝
１０可動子マグネット
１１軸受
Ｍ可動子
Ｓ１，Ｓ２固定子

Claims

筒状のコイルと、前記コイルの外側に位置する磁性体ヨーク突起部とを有する固定子と、
前記コイルを貫通するように前記固定子に対して固定される支持軸と、
前記コイルを間に挟んで前記磁性体ヨーク突起部と対向するように位置する永久磁石からなる可動子マグネットを有して前記支持軸にその支持軸の軸線方向へ移動自在に支持される可動子と、
を備え、
前記固定子は、前記コイルを収容するとともに、そのコイルの外周面に向けて内向する前記磁性体ヨーク突起部を形成されている円盤状のハウジングを有し、
前記支持軸は、前記ハウジングの中心部にてそのハウジングの軸線方向に延在する配置でそのハウジングに固定されており、
前記可動子マグネットと、前記磁性体ヨーク突起部とが磁気スプリングを構成し、
前記磁気スプリングが、前記可動子マグネットと前記磁性体ヨーク突起部との間で前記コイルを貫通する磁束により、磁気吸引力を生じさせて前記可動子を前記支持軸上の所定位置に浮遊状態で位置決めするように付勢するとともに、前記コイルに通電により発生して前記コイルを貫通する磁束を前記支持軸の軸線方向への前記可動子の駆動に寄与する方向に強めることを特徴とするリニア振動モータ。
前記コイルは、前記磁気スプリングで付勢する前記可動子の質量の固有振動数に略一致する周期で通電されて、前記可動子を共振状態で往復振動させることを特徴とする、請求項１記載のリニア振動モータ。
前記可動子マグネットと前記磁性体ヨーク突起部との少なくとも一方は、他方と対向する部分に先細りのテーパー形状を有していることを特徴とする、請求項１または２記載のリニア振動モータ。
前記コイルは、円弧状部分と直線状部分とを持つ輪郭形状を有していることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載のリニア振動モータ。
前記可動子マグネットは、前記可動子の、前記磁性体ヨーク突起部に向かうにつれて幅が狭まるインバース形状の嵌合部に嵌合していることを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項記載のリニア振動モータ。