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技術 振動モータ

出願人 日本電産コパル株式会社
発明者 山田裕貴佐野良行森敬
出願日 2018年1月29日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2018-012678
公開日 2019年8月8日 (1年2ヶ月経過) 公開番号 2019-134509
状態 未査定
技術分野 機械的振動の発生装置 往復動・振動型電動機
主要キーワード 横方向他方 横方向一方 通常稼働状態 押し縮めた ウェアラブル機器 横方向両端 横方向両側 ダンパー部材
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

ノイズを低減する事を可能となる振動モータを提供する。

解決手段

コイル部Lを有する静止部Sと、前記静止部に対して、横方向に振動可能に支持される振動体5と、前記静止部と前記振動体との間に位置する弾性部材6、7と、を備え、前記コイル部は、前記振動体の内側に配置され、前記コイル部の横方向一方側端部にダンパー部材59A、59Bが固定され、前記振動体の通常稼働状態で前記振動体は前記ダンパー部材と接触する、振動モータ100。

概要

背景

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。ここで、特許文献1には、次のようなハプティックアクチュエータが開示される。

特許文献1のハプティックアクチュエータは、磁石コイルにより発生する電磁気力を利用して振動動作を行う。当該ハプティックアクチュエータは、ケースと、固定部材と、振動体と、弾性部材と、を有する。ケースは、ベースと、ベースの上部に結合される蓋とで構成される。固定部材は、ケースに固定装着される。固定部材は、ベースの上部に固定装着される軸部材と、当該軸部材に巻回されるコイルと、からなる。振動体は、固定部材を中心に左右方向に振動する。弾性部材は、数回折曲げられて振動体が初期位置を維持するように振動体を弾性支持する。

弾性部材が折り曲げられて形成された皺状空間には、挿入部材挿入配置される。電磁気力が除去された後、弾性部材の弾性力により振動体が左右に振動するとき、挿入部材は、弾性部材の弾性力に対抗して振動体のフォーリンタイムを減少させる。

概要

ノイズを低減する事を可能となる振動モータを提供する。コイル部Lを有する静止部Sと、前記静止部に対して、横方向に振動可能に支持される振動体5と、前記静止部と前記振動体との間に位置する弾性部材6、7と、を備え、前記コイル部は、前記振動体の内側に配置され、前記コイル部の横方向一方側端部にダンパー部材59A、59Bが固定され、前記振動体の通常稼働状態で前記振動体は前記ダンパー部材と接触する、振動モータ100。

目的

本発明は、ノイズを低減することが可能となる振動モータを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

コイル部を有する静止部と、前記静止部に対して、横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、前記コイル部は、前記振動体の内側に配置され、前記コイル部の横方向一方側端部にダンパー部材が固定され、前記振動体の通常稼働状態で前記振動体は前記ダンパー部材と接触する、振動モータ

請求項2

前記ダンパー部材は、横方向一方側に配置される外側層と、横方向他方側に配置される内側層と、を有し、前記外側層は、前記内側層よりも硬い、請求項1に記載の振動モータ。

請求項3

前記コイル部は、コアと、前記コアに対して巻回される巻線部と、を有し、前記ダンパー部材は、前記コアの横方向端部に固定される、請求項1または請求項2に記載の振動モータ。

請求項4

前記静止部は、前記振動体、前記弾性部材、前記コイル部および前記ダンパー部材を内部に収容する筐体を有し、前記筐体は、前記ダンパー部材と上下方向に対向する貫通孔を有する、請求項1からい請求項3のいずれか1項に記載の振動モータ。

請求項5

請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の振動モータを有する触覚デバイス

技術分野

0001

本発明は、振動モータに関する。

背景技術

0002

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。ここで、特許文献1には、次のようなハプティックアクチュエータが開示される。

0003

特許文献1のハプティックアクチュエータは、磁石コイルにより発生する電磁気力を利用して振動動作を行う。当該ハプティックアクチュエータは、ケースと、固定部材と、振動体と、弾性部材と、を有する。ケースは、ベースと、ベースの上部に結合される蓋とで構成される。固定部材は、ケースに固定装着される。固定部材は、ベースの上部に固定装着される軸部材と、当該軸部材に巻回されるコイルと、からなる。振動体は、固定部材を中心に左右方向に振動する。弾性部材は、数回折曲げられて振動体が初期位置を維持するように振動体を弾性支持する。

0004

弾性部材が折り曲げられて形成された皺状空間には、挿入部材挿入配置される。電磁気力が除去された後、弾性部材の弾性力により振動体が左右に振動するとき、挿入部材は、弾性部材の弾性力に対抗して振動体のフォーリンタイムを減少させる。

先行技術

0005

特開2017−47415号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上記特許文献1では、振動体と固定部材との間に空隙が存在するため、振動体の振動が不安定となり易く、ノイズ(音)が発生する虞があるという問題があった。

0007

上記問題点に鑑み、本発明は、ノイズを低減することが可能となる振動モータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明の例示的な振動モータは、コイル部を有する静止部と、
前記静止部に対して、横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、
前記コイル部は、前記振動体の内側に配置され、
前記コイル部の横方向一方側端部にダンパー部材が固定され、
前記振動体の通常稼働状態で前記振動体は前記ダンパー部材と接触する構成としている。

発明の効果

0009

例示的な本発明の振動モータによれば、ノイズを低減することが可能となる。

図面の簡単な説明

0010

図1は、本発明の一実施形態に係る振動モータの上方から視た全体斜視図である。
図2は、振動モータのカバーを外した状態の分解斜視図である。
図3は、振動モータの詳細に分解した分解斜視図である。
図4は、振動モータのカバーを外した状態を示す上方から視た平面図である。
図5は、ダンパー部材の有する特性の一例を示すグラフである。
図6は、振動モータを上方から視た平面図である。
図7は、本発明の一実施形態に係る触覚デバイスを示す概略図である。

実施例

0011

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。なお、以下の図面において、振動体が振動する方向である横方向をX方向で表す。具体的に、横方向一方側をX1方向、横方向他方側をX2方向で表す。また、横方向に対して、直交する方向である縦方向をY方向として表す。具体的に、縦方向一方側をY1方向、縦方向他方側をY2方向として表す。また、横方向および縦方向に直交する方向である上下方向(高さ方向)をZ方向として表す。具体的に、上側をZ1方向、下側をZ2方向として表す。但し、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。

0012

<1.振動モータの全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る振動モータ100の上方から視た全体斜視図である。図2は、振動モータ100のカバー12を外した状態の分解斜視図である。図3は、振動モータ100の詳細に分解した分解斜視図である。

0013

振動モータ100は、大きく分けると、静止部Sと、振動体5と、一対の弾性部材6、7と、を備える。静止部Sは、筐体1と、基板2と、コイル部Lと、を有する。

0014

筐体1は、ベースプレート11と、カバー12と、を含む。ベースプレート11は、横方向に延びる板状部材であり、基台部11Aと、基台部11Aの横方向一方側端部から横方向一方側へ突出する突出基台部11Bと、を有する。カバー12は、上方に位置する天面部121と、天面部121の四辺からそれぞれ下方へ延びる側面部を有する。当該側面部には、互いに横方向に対向する側面部12A、12Bが含まれる。カバー12は、ベースプレート11に上方から取り付けられる。筐体1は、基板2、コイル部L、振動体5、および弾性部材6、7を内部に収容する。

0015

基板2は、ベースプレート11の上面に固定され、FPC(フレキシブルプリント基板)により構成される。なお、基板2は、リジッド基板でもよい。基板2は、横方向に延び、基部201と、基部201の横方向一方側端部から横方向一方側へ突出する突出部202と、を有する。突出部202の横方向一方側端部が突出基台部11B上に配置される。突出部202の当該端部には、端子21A、21Bが設けられる。

0016

コイル部Lは、コア3と、巻線部4と、を含む。コア3は、薄板を上下方向に積層して構成されて横方向に延びる芯部3Aと、芯部3Aの横方向両端に嵌合されて固定される板部3Bと、を有する。巻線部4は、板部3Bに横方向両側から挟まれ、芯部3Aの周り導線を巻き回して構成される。板部3Bは、ベースプレート11の上面に固定される。これにより、コイル部Lは、ベースプレート11上に固定される。

0017

巻線部4の一方の引出線は端子21Aと導通し、他方の引出線は端子21Bに導通する。これにより、振動モータ100の外部から端子21A、21Bに電圧印加することで、巻線部4に電流を流して、コイル部Lを駆動させることができる。巻線部4に流す電流を制御することで、コイル部Lは、横方向一方側にN極、横方向他方側にS極を発生する状態と、横方向一方側にS極、横方向他方側にN極を発生する状態と、を切替える。すなわち、コイル部Lは、横方向の磁束を発生する。

0018

振動体5は、第1プレート52と、第2プレート53と、第1磁石部M1と、第2磁石部M2と、第1磁性片57Aと、第2磁性片57Bと、第1おもり部58Aと、第2おもり部58Bと、を有する。

0019

第1プレート52は、横方向から視てL字形状を有し、縦方向に延びる片部521と、片部521の縦方向一方側端から下方へ延びる片部522と、を有する。第2プレート53は、横方向から視てL字形状を有し、縦方向に延びる片部531と、片部531の縦方向他方側端から下方へ延びる片部532と、を有する。第1プレート52と第2プレート53は、縦方向に対向して配置される。

0020

横方向に延びる第1磁石部M1は、第1磁石54Aと、第2磁石55Aと、第3磁石56Aと、を含んで構成され、第1プレート52に固定される。横方向に延びる第2磁石部M2は、第1磁石54Bと、第2磁石55Bと、第3磁石56Bと、を含んで構成され、第2プレート53に固定される。第1磁石部M1と第2磁石部M2は、コイル部Lを縦方向両側から挟むよう配置される。第1おもり部58Aと第2おもり部58Bは、第1磁石部M1および第2磁石部M2を横方向両側から挟むように配置される。第1おもり部58Aと第2おもり部58Bともに第1プレート52および第2プレート53に固定される。

0021

第1磁性片57Aは、横方向一方側の面を第1おもり部58Aに固定され、第1磁石部54Aと第1磁石部54Bにより縦方向両側から挟まれる。第2磁性片57Bは、横方向他方側の面を第2おもり部58Bに固定され、第2磁石部55Aと第2磁石部55Bにより縦方向両側から挟まれる。

0022

第1磁石54Aおよび第2磁石55Aは、互いに逆の横方向における磁束の方向を有する。第3磁石56Aは、縦方向に磁束の方向を有する。このような第1磁石部M1のハルバッハ配列構造により、磁束をコイル部L側に集中させることができる。なお、第1磁性片57Aおよび第2磁性片57Bを用いることにより、磁束の漏れを抑制することができる。

0023

第1磁石54Bおよび第2磁石55Bは、互いに逆の横方向における磁束の方向を有する。第3磁石56Bは、縦方向に磁束の方向を有し、その方向は第3磁石56Aと逆である。このような第2磁石部M2のハルバッハ配列構造により、磁束をコイル部L側に集中させることができる。なお、第1磁性片57Aおよび第2磁性片57Bを用いることにより、磁束の漏れを抑制することができる。

0024

弾性部材6は、複数の平板部61と、複数の連結部62Aと、複数の連結部62Bと、を有する。本実施形態では一例として平板部61は6個設けられ、平板部61は横方向に並んで配置される。すなわち、横方向に隣接する平板部61同士は、それぞれ横方向に対向する。平板部61は、振動体5の静止状態図2の状態)で縦方向に延びる形状である。なお、振動体5の静止状態とは、コイル部Lに通電されておらず、振動体5が振動していない非稼働状態を示す。

0025

横方向に隣接する平板部61の縦方向一方側端部同士は、連結部62Aにより連結される。横方向に隣接する平板部61の縦方向他方側端部同士は、連結部62Bにより連結される。連結部62Aは、縦方向一方側に屈曲する。連結部62Bは、縦方向他方側に屈曲する。平板部61は、横方向に進むにつれて、連結部62A、62Bにより交互に連結される。すなわち、本実施形態の例では、連結部62Aは、縦方向一方側において3個横方向に並んで配置され、連結部62Bは、縦方向他方側において2個横方向に並んで配置される。

0026

平板部61のうち横方向他方側端に位置する第1平板部611が第1おもり部58Aに固定され、平板部61のうち横方向一方側端に位置する第2平板部612がケース12の側面部12Aの内壁に固定される。

0027

弾性部材7も弾性部材6と同様の構成を有し、弾性部材7は、平板部71と、連結部72Aと、連結部72Bと、を有する。平板部71のうち横方向一方側端に位置する第1平板部711が第2おもり部58Bに固定され、平板部71のうち横方向他方側端に位置する第2平板部712がケース12の側面部12Bの内壁に固定される。

0028

これにより、弾性部材6は、カバー12の側面部12Aと振動体5との間に位置し、弾性部材7は、カバー12の側面部12Bと振動体5との間に位置する。そして、振動体5は、カバー12(筐体1)に対して弾性部材6,7により横方向に振動可能に支持される。

0029

<2.ダンパー部材の構成について>
振動モータ100において、静止部Sは、第1ダンパー部材59Aと第2ダンパー部材59Bをさらに有する。図4は、振動モータ100のカバー12を外した状態を示す上方から視た平面図である。

0030

第1ダンパー部材59Aは、コイル部Lのコア3が有する横方向一方側の板部3Bに固定される。第1ダンパー部材59Aは、例えば両面テープにより板部3Bの横方向一方側の面に貼り付けられて固定される。

0031

第2ダンパー部材59Bは、コイル部Lのコア3が有する横方向他方側の板部3Bに固定される。第2ダンパー部材59Bは、例えば両面テープにより板部3Bの横方向他方側の面に貼り付けられて固定される。

0032

図4に示すように、コイル部Lに電流が供給されずに振動体5が静止する非稼働状態において、第1ダンパー部材59Aの横方向一方側の面は、第1磁性片57Aに接触し、第2ダンパー部材59Bの横方向他方側の面は、第2磁性片57Bに接触する。従って、コイル部Lに電流が供給されて振動体5が振動する通常稼働時に、第1ダンパー部材59Aは第1磁性片57Aに接触し、第2ダンパー部材59Bは第2磁性片57Bに接触する。これにより、振動体5の振動が安定化し、振動モータ100より発生するノイズを低減できる。

0033

なお、通常稼働時にダンパー部材が振動体5に接触可能であれば、非稼働状態において必ずしもダンパー部材は振動体5と接触しなくてもよい。また、磁性片は必須ではなく、通常稼働時にダンパー部材がおもり部に接触してもよい。

0034

また、第1ダンパー部材59Aは、2層構造であり、横方向一方側に配置される外側層591と、横方向他方側に配置される内側層592と、を有する。第2ダンパー部材59Bも、2層構造であり、横方向他方側に配置される外側層591と、横方向一方側に配置される内側層592と、を有する。

0035

外側層591は、内側層592よりも硬い。このような2層構造のダンパー部材は、図5に一例を示すような特性を有する。図5において、横軸は振動体5の変位量を示し、縦軸はダンパー部材の硬さを示す。変位量がゼロから振動体5が変位してダンパー部材を押し縮めると、まずは内側層592の作用によって、なだらかな傾きで変位量に対して硬さが増加する。そして、変位量の閾値であるThに変位が達し、それよりさらに変位すると、外側層591の作用により急な傾きで変位量に対して硬さが増加する。

0036

これにより、通常稼働時に振動体5がダンパー部材を押し縮めた後、逆方向に変位するときに、硬い外側層592を起点とすることができ、振動体5の振動を安定化できる。また、振動モータ100を落下させた落下衝撃時には、振動体5の変位を規制することができる。

0037

また、コイル部Lにコア3を設けないで空芯のコイルとして構成し、巻線部にダンパー部材を固定することも可能である。但し、ダンパー部材にかかる負荷によって巻線部に影響が生じるので、図4に示すようにコア3にダンパー部材59A,59Bを固定したほうが、巻線部4を保護することができる。これにより、磁気特性への影響を抑えることができる。

0038

<3.ダンパー部材の組み付けについて>
図6は、振動モータ100を上方から視た平面図であり、図4においてカバー12を取り付けた状態を示す。

0039

図6に示すように、カバー12の天面部121には、横方向に並んで配置される第1貫通孔121Aと第2貫通孔121Bを有する。第1貫通孔121Aおよび第2貫通孔121Bは、それぞれ天面部121を上下方向に貫通する。

0040

第1貫通孔121Aは、第1ダンパー部材59Aの上方に位置し、第1ダンパー部材59Aと上下方向に対向する。第2貫通孔121Bは、第2ダンパー部材59Bの上方に位置し、第2ダンパー部材59Bと上下方向に対向する。

0041

これにより、振動モータ100の組み立て時には、弾性部材6,7および振動体5を筐体1内部に組み付けた状態で、筐体1外部から第1貫通孔121A、第2貫通孔121Bをそれぞれ介して各ダンパー部材59A,59Bを組み付けることができる。先にダンパー部材を組み付けた場合は、他の部材の組み付け時にダンパー部材が変形する虞があるが、このように貫通孔121A,121Bを使用して組み付けることで、ダンパー部材の変形を抑制しつつ、ダンパー部材を容易に組み付けることができる。

0042

<4.触覚デバイス>
図7に示す通り、振動モータ100は、例えば、触覚デバイス200に搭載可能である。触覚デバイス200は、振動モータ100の振動によって、触覚デバイス200を操作する人に触覚的刺激を与えるものである。触覚デバイス200としては、例えば、スマートフォンを含む携帯電話タブレットゲーム機器、および、ウェアラブル端末を採用できる。

0043

本実施形態の触覚デバイス200は、振動モータ100と、振動モータ100が実装される基板110と、制御部120と、を有している。振動モータ100は、基板110に対して電気的および機械的に接続されている。制御部120は、基板110を介して振動モータ100に駆動電流を出力する。振動モータ100は、制御部120からの駆動信号に応じて振動する。触覚デバイス200は、振動モータ100の振動によって、触覚デバイス200を操作する人に対して触覚的な刺激を与えるように振動する。

0044

<5.本実施形態による作用効果
このように本実施形態に係る振動モータ100は、コイル部Lを有する静止部Sと、前記静止部Sに対して、横方向に振動可能に支持される振動体5と、前記静止部Sと前記振動体5との間に位置する弾性部材6と、を備える。前記コイル部Lは、前記振動体5の内側に配置される。前記コイル部Lの横方向一方側端部にダンパー部材59Aが固定される。前記振動体5の通常稼働状態で前記振動体5は前記ダンパー部材59Aと接触する。

0045

このような構成によれば、通常稼働時に振動体5がダンパー部材59Aと接触することで、振動体5の振動が安定化し、ノイズを低減することができる。

0046

また、前記ダンパー部材59Aは、横方向一方側に配置される外側層591と、横方向他方側に配置される内側層592と、を有し、前記外側層591は、前記内側層592よりも硬い。

0047

これにより、通常稼働時に振動体5がダンパー部材59Aを押し縮めた後、逆方向に変位するときに、硬い外側層591を起点とすることができるので、振動体5の振動を安定化できる。また、落下衝撃時に振動体5の変位を規制することができる。

0048

また、前記コイル部Lは、コア3と、前記コア3に対して巻回される巻線部4と、を有し、前記ダンパー部材59Aは、前記コア3の横方向端部に固定される。

0049

これにより、ダンパー部材を巻線部に固定する構成に比べ、巻線部4を保護することができる。

0050

また、前記静止部Sは、前記振動体5、前記弾性部材6、前記コイル部Lおよび前記ダンパー部材59Aを内部に収容する筐体1を有し、前記筐体1は、前記ダンパー部材59Aと上下方向に対向する貫通孔121Aを有する。

0051

これにより、振動モータ100の組み立て時には、弾性部材6および振動体5を筐体1内部に組み付けた状態で、筐体1外部から貫通孔121Aを介してダンパー部材59Aを組み付けることができる。従って、ダンパー部材59Aの変形を抑制しつつ、ダンパー部材59Aの組み付けを容易に行うことができる。

0052

また、本実施形態に係る触覚デバイス200は、上記いずれかの構成とした振動モータ100を有する。

0053

これにより、ノイズを抑制した触覚デバイス200とすることができる。

0054

<6.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。

0055

本発明は、例えばスマートフォン、ウェアラブル機器などに備えられる振動モータに利用することができる。

0056

100・・・振動モータ、S・・・静止部、1・・・筐体、11・・・ベースプレート、12・・・カバー、12A、12B・・・側面部、121・・・天面部、121A、121B・・・貫通孔、2・・・基板、L・・・コイル部、3・・・コア、3A・・・芯部、3B・・・板部、4・・・巻線部、5・・・振動体、52・・・第1プレート、53・・・第2プレート、M1・・・第1磁石部、M2・・・第2磁石部、54A、54B・・・第1磁石、55A、55B・・・第2磁石、56A、56B・・・第3磁石、57A・・・第1磁性片、57B・・・第2磁性片、58A・・・第1おもり部、58B・・・第2おもり部、59A・・・第1ダンパー部材、59B・・・第2ダンパー部材、591・・・外側層、592・・・内側層、6、7・・・弾性部材、61、71・・・平板部、62A、62B、72A、72B・・・連結部、611、711・・・第1平板部、612、712・・・第2平板部、110・・・基板、120・・・制御部、200・・・触覚デバイス

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