JP2013233009A - ボイスコイルモーター及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】動作信頼性の高いボイスコイルモーター及び電子機器を提供すること。
【解決手段】所定の磁気パターンが形成されたセンターポールと、筒状に形成され、前記センターポールに沿って配置され、前記センターポールの外周面を囲うヨークと、前記センターポールの前記外周面と前記ヨークの内周面との間に配置され、前記センターポールに沿って移動するコイルと、前記ヨークの両端のうち一方を閉塞する蓋部と、前記ヨークと前記蓋部とで閉塞される空間に配置され前記コイルを支持する第一部分と、前記第一部分に接続され前記蓋部を貫通して前記空間の外部に配置された第二部分とを有し、前記コイルと一体的に移動するコイル支持部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボイスコイルモーター及び電子機器に関する。

携帯電話や携帯情報端末などの電子機器として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１に示すような電子機器においては、ユーザに振動を検知させる構成が用いられる場合がある。このような振動を発生させる振動発生装置として、例えば振動モーターが知られている。振動モーターとしては、例えばボイスコイルモーターなどの磁気モーターを用いた構成が知られている。

特開２０１０−８６０８９号公報

このような構成において、従来のボイスコイルモーターにおいては、磁場がモーター外部に漏れやすい構成である。このため、当該漏れ出した磁場の影響により、機器内部の部品や外部機器の動作や磁気カードに影響を及ぼす可能性がある。

以上のような事情に鑑み、本発明は、動作信頼性の高いボイスコイルモーター及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に従えば、所定の磁気パターンが形成されたセンターポールと、筒状に形成され、前記センターポールに沿って配置され、前記センターポールの外周面を囲うヨークと、前記センターポールの前記外周面と前記ヨークの内周面との間に配置され、前記センターポールに沿って移動するコイルと、前記ヨークの両端のうち一方を閉塞する蓋部と、前記ヨークと前記蓋部とで閉塞される空間に配置され前記コイルを支持する第一部分と、前記第一部分に接続され前記蓋部を貫通して前記空間の外部に配置された第二部分とを有し、前記コイルと一体的に移動するコイル支持部とを備えるボイスコイルモーターが提供される。

本発明の第二の態様に従えば、電子回路を収容し、所定方向に振動する振動部が設けられた本体部と、前記振動部を介して前記本体部に接続され、前記振動部の振動によって前記本体部に対して相対的に振動する可動部とを備え、前記振動部として、本発明の第一の態様に従うボイスコイルモーターが用いられている電子機器が提供される。

本発明の態様によれば、動作信頼性の高いボイスコイルモーター及び電子機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器の構成を示す断面図。 本実施形態に係るボイスコイルモーターの構成を示す分解斜視図。 本実施形態に係るボイスコイルモーターの構成を示す斜視図。 本実施形態に係るボイスコイルモーターの構成を示す断面図。 本実施形態に係るボイスコイルモーターの振動を示す断面図。 本実施形態に係る電子機器の振動を示す断面図。 本発明の変形例に係る電子機器の構成を示す断面図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る電子機器１００の構成を示す斜視図である。
図１に示すように、電子機器１００は、矩形の板状に形成された本体部１０１と、当該本体部１０１に対して振動する可動部１０２とを有する。

図２は、図１におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。
図２に示すように、本体部１０１は、表示パネル１０、第一ベース部１１、第二ベース部１２、バッテリー１３、第一基板１４、ボトムカバー１５及びボイスコイルモーター１６を有している。本体部１０１は、これらの各構成要素が積層された状態で組み立てられている。

以下、本実施形態において、電子機器１００の構成を説明するに当たり、ＸＹＺ直交座標系を用いる。当該ＸＹＺ直交座標系において、本体部１０１の各構成要素の積層方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向に直交する平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面において直交する方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とする。

表示パネル１０は、Ｚ方向視で矩形に形成されている。表示パネル１０は、−Ｚ側の面が表示面１０ａとなっている。表示面１０ａには、静止画や動画などの画像が表示される。表示パネル１０としては、例えば液晶表示パネルや、有機ＥＬパネルなどが用いられる。表示パネル１０の表示面１０ａ上に、不図示のタッチパネル機構を設ける構成としても構わない。

第一ベース部１１は、表示パネル１０を保持する。第一ベース部１１は、Ｚ方向視で矩形の枠状に形成されている。第一ベース部１１は、表示パネル１０の側部及び表示面１０ａの周縁部を囲うように形成されている。第二ベース部１２は、第一ベース部１１の＋Ｚ側に配置されている。第二ベース部１２の一部は、第一ベース部１１に支持されている。

バッテリー１３は、外形が矩形の板状に形成されている。バッテリー１３は、電子機器１００の各部に電力を供給する。バッテリー１３は、不図示の配線を介して当該電子機器１００の各部に接続されている。バッテリー１３の＋Ｚ側の面１３ａは、平坦に形成されている。

第一基板１４は、バッテリー１３が配置されるスペースを空けるように配置されている。第一基板１４は、第二ベース部１２に支持されている。第一基板１４には、制御回路１４ａが形成されている。電子機器１００は、当該制御回路１４ａによって各部が電気的に制御される構成となっている。

ボトムカバー１５は、矩形板状に形成されている。ボトムカバー１５は、バッテリー１３及び第一基板１４の＋Ｚ側に配置され、当該バッテリー１３及び第一基板１４を被うように配置されている。ボトムカバー１５の中央部には、円形の開口部１５ａが形成されている。当該開口部１５ａには、バッテリー１３の＋Ｚ側の面１３ａが一部露出している。

ボイスコイルモーター１６は、センターポール３１、ヨーク３２、コイル３３、蓋部３４及びコイル支持部３５を有する。ボイスコイルモーター１６は、制御回路１４ａの制御に基づいてセンターポール３１がコイル３３をＺ方向に往復移動させることにより、コイル３３がＺ方向に振動する構成である。

可動部１０２は、筐体２６を有している。筐体２６は、本体部１０１の＋Ｚ側の面の一部を覆うように形成されている。筐体２６は、ボイスコイルモーター１６のコイル支持部３５に接続されている。したがって、筐体２６は、コイル３３及びコイル支持部３５と一体的にＺ方向に移動可能に設けられている。コイル３３がＺ方向に振動することにより、当該コイル３３の振動がコイル支持部３５を介して筐体２６に伝達され、筐体２６がＺ方向に振動するようになっている。

図３は、ボイスコイルモーター１６の構成を示す分解斜視図である。図４は、ボイスコイルモーター１６を組み立てた状態を示す斜視図である。図５は、ボイスコイルモーター１６の断面構成を示す図である。

図３〜図５に示すように、ヨーク３２は、例えば鉄などの磁性体を含む材料を用いて円筒状に形成されている。ヨーク３２は、軸方向の一方の端部（例えば、図中＋Ｚ側端部）は開口されており、軸方向の他方の端部（例えば、図中−Ｚ側端部）には底部３２ａが設けられている。

センターポール３１は、円柱状に形成されている。センターポール３１は、ヨーク３２の内部に収容されている。センターポール３１及びヨーク３２は、軸線方向がＺ方向に平行になるように配置されている。センターポール３１は、例えばヨーク３２の中央部に配置されている。センターポール３１は、外周面３１ｓがヨーク３２の内周面３２ｔとの間で一周に亘って隙間を空けるように配置されている。

センターポール３１は、それぞれ同径の円板状に形成された第一磁石３１ａ、第二磁石３１ｂ及び円板部材３１ｃを有する。センターポール３１は、軸方向において第一磁石３１ａと第二磁石３１ｂとで円板部材３１ｃを挟んだ構成を有している。第一磁石３１ａは、ヨーク３２の底部３２ａに接している。円板部材３１ｃは、ヨーク３２と同様に、例えば鉄などの磁性体を含む材料を用いて形成されている。したがって、円板部材３１ｃは、ヨークとしての機能を有している。

第一磁石３１ａは、軸方向の一方（例えば、図中上側）の端部がＮ極となっており、軸方向の他方（例えば、図中下側）の端部がＳ極となっている。第二磁石３１ｂは、軸方向の一方（例えば、図中上側）の端部がＳ極となっており、軸方向の他方（例えば、図中下側）の端部がＮ極となっている。したがって、第一磁石３１ａ及び第二磁石３１ｂは、円板部材３１ｃに接する方の端部がＮ極となっている。また、第一磁石３１ａは、ヨーク３２の底部３２ａに接する方の端部がＳ極となっている。したがって、円板部材３１ｃとヨーク３２との間においては、円板部材３１ｃがＮ極となっており、ヨーク３２がＳ極となっている。

コイル３３は、センターポール３１の外周面３１ｓとヨーク３２の内周面３２ｔとで挟まれた空間Ｋに配置されている。コイル３３は、例えば銅線などを用いて形成されている。

蓋部３４は、上記のヨーク３２と同様に例えば鉄などの磁性体を含む材料を用いて形成されている。蓋部３４は、第二磁石３１ｂに接触するように配置され、ヨーク３２との間で上記空間Ｋを閉塞する。したがって、蓋部３４を介して第二磁石３１ｂとヨーク３２とが接続される。このため、蓋部３４は、ヨークとしての機能を有している。蓋部３４は、表裏を貫通するように形成された開口部３４ａを有している。

コイル支持部３５は、コイル３３を固定して支持する。コイル支持部３５は、円筒状に形成されている。コイル支持部３５は、上記空間Ｋに挿入されコイル３３が巻かれた第一部分３５ａと、当該第一部分３５ａに接続され上記空間Ｋの外部に配置される第二部分３５ｂとを有する。コイル支持部３５は、例えばプラスチックなど非磁性体の材料を用いて形成されている。

第一部分３５ａ及び第二部分３５ｂは、互いに分離可能に接続されている。コイル支持部３５には、周方向に４つの開口部３５ｃが形成されている。コイル支持部３５の周方向において開口部３５ｃの間は、当該開口部３４ａを貫通する貫通部３５ｄとなっている。貫通部３５ｄが開口部３４ａに挿入された状態では、コイル支持部３５は、４つの開口部３５ｃのＺ方向の寸法分だけＺ方向に移動可能となる。

コイル支持部３５には、コイル３３と制御回路１４ａとを接続する接続配線３３ａが形成されている。接続配線３３ａは、開口部３４ａを貫通して蓋部３４の外側に引き回されている。接続配線３３ａは、蓋部３４の外側において制御回路１４ａに接続されている。当該制御回路１４ａからの電気信号によってコイル３３に電流が流れることで、コイル３３が軸方向の一方及び他方に移動する構成である。コイル支持部３５は、コイル３３と一体的に移動可能である。コイル支持部３５のうち＋Ｚ側の端部は、筐体２６に連結されている。筐体２６は、コイル支持部３５のＺ方向に移動に伴って一体的に移動可能である。

上記のように構成されたボイスコイルモーター１６において、制御回路１４ａからの電気信号によってコイル３３が図５に示す状態から例えば＋Ｚ方向に移動する場合には、図６に示すように、コイル支持部３５がコイル３３と一体的に＋Ｚ方向に移動する。コイル支持部３５は、４つの開口部３５ｃのＺ方向の寸法に応じた可動範囲で移動する。

コイル支持部３５の移動により、図７に示すように、当該コイル支持部３５に連結された筐体２６が＋Ｚ方向へ移動する。したがって、本体部１０１と可動部１０２との間が広がることになり、本体部１０１と可動部１０２との間で相対的な移動が行われたことになる。

以上のように、本実施形態によれば、所定の磁気パターンが形成されたセンターポール３１と、筒状に形成されセンターポール３１に沿って配置され、センターポール３１の外周面３１ｓを囲うヨーク３２と、センターポール３１の外周面３１ｓとヨーク３２の内周面３２ｔとの間に配置され、センターポール３１に沿って移動するコイル３３と、ヨーク３２の両端のうち一方を閉塞する蓋部３４と、ヨーク３２と蓋部３４とで閉塞される空間Ｋに配置されコイル３３を支持する第一部分３５ａと当該第一部分３５ａに接続され蓋部３４を貫通して空間Ｋの外部に配置された第二部分３５ｂとを有しコイル３３と一体的に移動するコイル支持部３５とを備えるので、蓋部３４によって空間Ｋを閉塞しつつ、コイル支持部３５を介してコイル３３の移動による振動を外部に直接的に伝達することができる。これにより、第一磁石３１ａ及び第二磁石３１ｂによって生じる磁場がボイスコイルモーター１６の外部に漏れ出すのを防ぐことができる。よって、動作信頼性の高いボイスコイルモーター１６及び電子機器１００を提供することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、コイル支持部３５がセンターポール３１に沿って移動する構成を例に挙げて説明したが、例えば図８に示すように、上記構成に加えて、コイル支持部３５のＺ方向への移動を案内するガイド部１３ｂが形成された構成であっても構わない。なお、ガイド部１３ｂは、電子機器１００の一部、例えば、ボイスコイルモーター１６が配置されるバッテリー１３上に設けられた構成とすることができる。これにより、コイル支持部３５をより高精度に振動させることができる。また、ガイド部１３ｂには貫通部１３が設けられており、磁束の低下が防止される構成となっている。

１６…ボイスコイルモーター ２６…筐体 ３１…センターポール ３２…ヨーク ３３…コイル ３４…蓋部 ３５…コイル支持部 ３５ａ…第一部分 ３５ｂ…第二部分 １００…電子機器

Claims (4)

1. 所定の磁気パターンが形成されたセンターポールと、
   筒状に形成され、前記センターポールに沿って配置され、前記センターポールの外周面を囲うヨークと、
   前記センターポールの前記外周面と前記ヨークの内周面との間に配置され、前記センターポールに沿って移動するコイルと、
   前記ヨークの両端のうち一方を閉塞する蓋部と、
   前記ヨークと前記蓋部とで閉塞される空間に配置され前記コイルを支持する第一部分と、前記第一部分に接続され前記蓋部を貫通して前記空間の外部に配置された第二部分とを有し、前記コイルと一体的に移動するコイル支持部と
   を備えるボイスコイルモーター。
2. 前記コイル支持部は、
   前記コイルに接続され、前記蓋部を貫通して前記第二部分に引き回される配線と、
   前記第二部分に設けられ、前記配線に接続される接続端子と
   を有する
   請求項１に記載のボイスコイルモーター。
3. 電子回路を収容し、所定方向に振動する振動部が設けられた本体部と、
   前記振動部を介して前記本体部に接続され、前記振動部の振動によって前記本体部に対して相対的に振動する可動部と
   を備え、
   前記振動部として、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のボイスコイルモーターが用いられている
   電子機器。
4. 前記本体部及び前記可動部のうち少なくとも一方には、前記ボイスコイルモーターに設けられた前記コイル支持部を案内するガイド部が設けられている
   請求項３に記載の電子機器。

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