JP2020121240A - 振動モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】振動モータにおいて、振動モータ動作時に伸縮するコイルスプリングから発生するノイズを低減させること。【解決手段】振動モータ1は、固定体2と、線材3を螺旋状に巻いたコイルスプリング4と、コイルスプリング4を介して固定体2に支持される振動体5と、振動体5をコイルスプリング4の軸線方向Lに振動させる磁気駆動機構6と、コイルスプリング4に取り付けられるダンパー部材7を有する。コイルスプリング4は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ1が一定である螺旋部41、および、仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ2が螺旋部41より小さい第1座巻部42Aおよび第2座巻部42Bを備える。ダンパー部材7は、第1座巻部42Aと、第1座巻部42Aに対して軸線方向Lで隣り合う1周目の螺旋部41Aとの間に配置される。【選択図】図1
Description
本発明は、振動モータに関する。
従来から、各種機器を使用するユーザに触覚によるフィードバックを与えるため、機器を振動させる振動モータが使用される。例えば、タッチパネルを備えた携帯機器は、タッチ面を振動させる振動モータを備える。特許文献1には、スマートフォン等の機器に搭載される振動モータが開示されている。
特許文献1の振動モータは、静止部および可動体(振動体)を備える。静止部は、円筒状の筐体と、筐体の両端に固定される蓋部と、筐体の内部に配置される円筒状のコイルを備える。可動体は、筐体の中央において軸線方向に延びるシャフトと、シャフトに固定される錘および磁石を備える。磁石は、コイルの内周側に配置される。シャフトの両端は、蓋部の中央に設けられた軸受部によって支持される。
筐体の一端に固定される蓋部と磁石との間、および、筐体の他端に固定される蓋部と錘との間には、それぞれ、巻きバネ(コイルスプリング)が配置される。従って、可動体は、巻きバネによって軸線方向の両側から弾性的に支持される。
特許文献1の振動モータは、コイルへの通電によって可動体が軸線方向に振動する際、巻きバネ(コイルスプリング)が軸線方向に弾性変形する。コイルへの通電を停止すると、可動体は、軸線方向の一方側の巻きバネの弾性力と他方側の巻きバネの弾性力が釣り合う中立位置に復帰する。このような構造において、巻きバネが軸線方向に縮む際に、らせん状に巻かれた線材同士が軸線方向に衝突してノイズが発生するという問題がある。
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、振動モータにおいて、振動モータ動作時に伸縮するコイルスプリングから発生するノイズを低減させることにある。
本発明の例示的な振動モータは、固定体と、線材を螺旋状に巻いたコイルスプリングと、前記コイルスプリングを介して前記固定体に支持される振動体と、前記振動体を前記コイルスプリングの軸線方向に振動させる磁気駆動機構と、前記コイルスプリングに取り付けられるダンパー部材と、を有し、前記コイルスプリングは、前記軸線方向に対して垂直な仮想面に対する前記線材の周方向の傾斜角度が一定である螺旋部、および、前記仮想面に対する前記線材の周方向の傾斜角度が前記螺旋部より小さい座巻部を備え、前記ダンパー部材は、前記座巻部と、前記座巻部に対して前記軸線方向で隣り合う1周目の螺旋部との間に配置されることを特徴とする。
例示的な本発明の振動モータによれば、コイルスプリングが縮んだ際に線材同士が接触することを制限できる。従って、振動モータ駆動時にコイルスプリングから発生するノイ
ズを低減させることができる。
ズを低減させることができる。
以下、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。
<振動モータの構成>
図1は、本発明の実施形態に係る振動モータ1の断面図である。図1に示すように、振動モータ1は、固定体2と、線材3を螺旋状に巻いたコイルスプリング4と、コイルスプリング4を介して固定体2に支持される振動体5と、振動体5をコイルスプリング4の軸線方向Lに振動させる磁気駆動機構6と、コイルスプリング4に取り付けられるダンパー部材7を備える。本明細書において、軸線方向Lの一方側をL1、他方側をL2とする。コイルスプリング4は、振動体5のL1側およびL2側に1つずつ配置される。振動体5は、コイルスプリング4により、軸線方向Lに振動可能に支持される。振動体5が停止しているとき、振動体5は、L1側のコイルスプリング4の弾性力とL2側のコイルスプリング4の弾性力が釣り合った中立位置(図1に示す位置)に位置する。
図1は、本発明の実施形態に係る振動モータ1の断面図である。図1に示すように、振動モータ1は、固定体2と、線材3を螺旋状に巻いたコイルスプリング4と、コイルスプリング4を介して固定体2に支持される振動体5と、振動体5をコイルスプリング4の軸線方向Lに振動させる磁気駆動機構6と、コイルスプリング4に取り付けられるダンパー部材7を備える。本明細書において、軸線方向Lの一方側をL1、他方側をL2とする。コイルスプリング4は、振動体5のL1側およびL2側に1つずつ配置される。振動体5は、コイルスプリング4により、軸線方向Lに振動可能に支持される。振動体5が停止しているとき、振動体5は、L1側のコイルスプリング4の弾性力とL2側のコイルスプリング4の弾性力が釣り合った中立位置(図1に示す位置)に位置する。
磁気駆動機構6は、磁石61およびコイル62を備える。本実施形態では、固定体2がコイル62を備え、振動体5が磁石61を備える。磁気駆動機構6は、コイル62への通電により磁界を発生させ、ローレンツ力によりコイル62に対して磁石61を軸線方向Lに相対移動させる。これにより、コイル62を備えた固定体2に対して、磁石61を備えた振動体5を相対移動させて、振動体5を振動させる。振動モータ1は、コイル62への通電パターンを制御することにより、振動体5の振動数を制御する。
タッチパネルを備えた機器に振動モータ1を搭載する場合、タッチパネルの裏面に固定体2を固定する。これにより、固定体2を介して振動体5の振動がタッチパネルに伝達されるため、タッチパネルを操作するユーザに触覚によるフィードバックを与えることができる。
<固定体>
図1に示すように、固定体2は、筐体10と、コイルボビン20と、軸受部材8A、8Bを備える。コイルボビン20には、コイル62が巻かれている。筐体10は、軸線方向Lに延びる筒状のケース11と、ケース11のL1側の端部に固定される第1カバー12Aと、ケース11のL2側の端部に固定される第2カバー12Bを備える。
図1に示すように、固定体2は、筐体10と、コイルボビン20と、軸受部材8A、8Bを備える。コイルボビン20には、コイル62が巻かれている。筐体10は、軸線方向Lに延びる筒状のケース11と、ケース11のL1側の端部に固定される第1カバー12Aと、ケース11のL2側の端部に固定される第2カバー12Bを備える。
第1カバー12Aは、ケース11のL1側の端部の内側に配置される基部13Aと、基部13Aの中央からL1側へ突出する軸部14を備える。第1カバー12Aの基部13Aは、L1側へ凹んだ凹部15を備える。第1カバー12Aは、凹部15の底部中央に設けられた軸受保持部16と、軸部14を軸線方向Lに貫通する軸孔17と、軸受保持部16を囲む環状溝18を備える。環状溝18は、L1側へ凹んでいる。環状溝18には、振動体5をL1側から支持するコイルスプリング4が配置される。環状溝18の溝幅は、コイルスプリング4に固定されるダンパー部材7を収容可能な幅である。コイルスプリング4のL2側の端部は、第1カバー12Aの凹部15内へ延びており、振動体5に接触している。
第2カバー12Bは、基部13Bおよび軸部14と、凹部15と、軸受保持部16と、軸孔17と、環状溝18を備える。第2カバー12Bは、基部13Bの外周端部の形状が第1カバー12Aの基部13Aと異なることを除き、第1カバー12Aと同一形状である。従って、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。第2カバー12Bの環状溝18には、振動体5をL2側から支持するコイルスプリング4が配置される。コイルスプリング4のL1側の端部は、第2カバー12Bの凹部15内へ延びており、振動体5に接触している。
コイルボビン20は、外周面にコイル62が巻かれる筒状の胴部21と、胴部21のL1側の端部に設けられた第1フランジ部22A、および、第1フランジ部22Aの外周縁からL1側へ延びる第1筒部23Aと、胴部21のL2側の端部に設けられた第2フランジ部22B、および、第2フランジ部22Bの外周縁からL2側へ延びる第2筒部23Bを備える。第1筒部23Aの外周面には、コイル62への給電用のFPC(図示省略)を配置するための配線用凹部24が設けられている。
コイルボビン20は、ケース11の軸線方向Lの中央に配置され、ケース11の内周面に固定される。コイルボビン20の第1筒部23Aに対し、第1カバー12Aの凹部15がL1側から対向する。また、コイルボビン20の第2筒部23Bに対し、第2カバー12Bの凹部15がL2側から対向する。固定体2の内部には、第1カバー12Aの凹部15から第2カバー12Bの凹部15までの範囲に、軸線方向Lに延びる振動体配置空間Sが設けられている。
<振動体>
振動体5は、軸線方向Lに延びるシャフト51と、シャフト51に固定される磁石部52を備える。磁石部52は、固定体2の内部の振動体配置空間Sに配置される。磁石部52からL1側へ突出するシャフト51の端部は、第1カバー12Aの軸受保持部16に配置される軸受部材8Aに支持され、磁石部52からL2側へ突出するシャフト51の端部は、第2カバー12Bの軸受保持部16に配置される軸受部材8Bに支持される。シャフト51のL1側の端部は、軸受部材8Aから第1カバー12Aの軸孔17内へ突出する。また、シャフト51のL2側の端部は、軸受部材8Bから第2カバー12Bの軸孔17内へ突出する。
振動体5は、軸線方向Lに延びるシャフト51と、シャフト51に固定される磁石部52を備える。磁石部52は、固定体2の内部の振動体配置空間Sに配置される。磁石部52からL1側へ突出するシャフト51の端部は、第1カバー12Aの軸受保持部16に配置される軸受部材8Aに支持され、磁石部52からL2側へ突出するシャフト51の端部は、第2カバー12Bの軸受保持部16に配置される軸受部材8Bに支持される。シャフト51のL1側の端部は、軸受部材8Aから第1カバー12Aの軸孔17内へ突出する。また、シャフト51のL2側の端部は、軸受部材8Bから第2カバー12Bの軸孔17内へ突出する。
磁石部52は、シャフト51の軸線方向Lの中央に固定される。磁石部52は、磁性部材からなるポールピース53と、ポールピース53を軸線方向Lの両側から挟む2個の磁石61A、61Bと、L1側の磁石61Aに対してL1側から接触するバックヨーク54Aと、L2側の磁石61Bに対してL2側から接触するバックヨーク54Bを備える。バックヨーク54A、54Bは、軸線方向Lと直交する方向の寸法が磁石61A、61Bより大きい。本実施形態では、磁気駆動機構6の磁石61として、磁石61A、61Bの2部材を備える。
ポールピース53および磁石61A、61Bは、コイルボビン20の胴部21の内側に配置される。L1側の磁石61Aは胴部21から第1筒部23Aの内周側へ突出しており、L1側のバックヨーク54Aは、第1筒部23Aの内側に配置される。また、L2側の磁石61Bは胴部21から第2筒部23Bの内周側へ突出しており、L2側のバックヨーク54Bは、第2筒部23Bの内側に配置される。
振動体5が軸線方向Lに振動する際、L1側のバックヨーク54Aは、第1筒部23Aの内部空間と、第1カバー12Aの凹部15との間を移動する。また、L2側のバックヨーク54Bは、第2筒部23Bの内部空間と、第2カバー12Bの凹部15との間を移動する。バックヨーク54AのL1側の面、および、バックヨーク54BのL2側の面には
、それぞれ、環状溝55が設けられている。バックヨーク54Aの環状溝55は、第1カバー12Aの環状溝18と対向しており、第1カバー12Aの環状溝18からL2側へ突出するコイルスプリング4の端部と接触する。また、バックヨーク54Bの環状溝55は、第2カバー12Bの環状溝18と対向しており、第2カバー12Bの環状溝18からL1側へ突出するコイルスプリング4の端部と接触する。
、それぞれ、環状溝55が設けられている。バックヨーク54Aの環状溝55は、第1カバー12Aの環状溝18と対向しており、第1カバー12Aの環状溝18からL2側へ突出するコイルスプリング4の端部と接触する。また、バックヨーク54Bの環状溝55は、第2カバー12Bの環状溝18と対向しており、第2カバー12Bの環状溝18からL1側へ突出するコイルスプリング4の端部と接触する。
<コイルスプリング>
図2は、ダンパー部材7を取り付けたコイルスプリング4の平面図および側面図である。図3は、ダンパー部材7を取り付けたコイルスプリング4の斜視図である。コイルスプリング4は線材3を螺旋状に巻いた部材であり、軸線方向Lに延びている。図2に示すように、コイルスプリング4は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ1が一定である螺旋部41、および、仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ2が螺旋部41より小さい座巻部42を備える。
図2は、ダンパー部材7を取り付けたコイルスプリング4の平面図および側面図である。図3は、ダンパー部材7を取り付けたコイルスプリング4の斜視図である。コイルスプリング4は線材3を螺旋状に巻いた部材であり、軸線方向Lに延びている。図2に示すように、コイルスプリング4は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ1が一定である螺旋部41、および、仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度θ2が螺旋部41より小さい座巻部42を備える。
コイルスプリング4は、座巻部42を2箇所に備える。2か所の座巻部42は、コイルスプリング4の軸線方向Lの一方端に設けられた第1座巻部42A、および、コイルスプリング4の軸線方向Lの他方端に設けられた第2座巻部42Bである。各座巻部42(第1座巻部42A、第2座巻部42B)は、それぞれ、線材3の端部30を備える。各座巻部42は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の傾斜角度θ2が線材3の端部30において最も小さく、線材3の端部30からの周方向の距離が増大するのに従って傾斜角度θ2が増大する。
本実施形態では、各座巻部42(第1座巻部42Aおよび第2座巻部42B)は、それぞれ、線材3を一周分巻いた部分である。なお、各座巻部42は、線材3を1周分よりも少ない角度範囲にわたって巻いた部分であってもよいし、1周分よりも多い角度範囲にわたって巻いた部分であってもよい。例えば、各座巻部42は、線材3を半周分巻いた部分であってもよいし、線材3を3/4周巻いた部分であってもよい。また、各座巻部42は、線材3の傾斜角度θ2が一定の部分を備えていてもよい。例えば、線材3の端部30から所定の角度範囲にわたって、仮想面Vに対する線材3の傾斜角度θ2が0°であってもよい。
螺旋部41は、第1座巻部42Aと軸線方向Lで隣り合う1周目の螺旋部41A、および、第2座巻部42Bと軸線方向Lで隣り合う最終周目の螺旋部41Bを備える。螺旋部41は、線材3を一定の傾斜角度θ1で巻いた部分であるため、螺旋部41の範囲内では、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔Hが一定である。これに対し、第1座巻部42Aおよび第2座巻部42Bは、いずれも、線材3の傾斜角度θ2が、θ2<θ1の条件式を満たしている。従って、第1座巻部42Aと一周目の螺旋部41Aとの間では、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔H1が、螺旋部41における線材3の間隔Hより小さい。同様に、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間では、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔H2が、螺旋部41における線材3の間隔Hより小さい。
<ダンパー部材>
コイルスプリング4には、振動モータ1のノイズ抑制を目的として、ダンパー部材7が取り付けられている。ダンパー部材7は、軸線方向Lで隣り合う線材3の間に配置される。ダンパー部材7は、コイルスプリング4の軸線方向Lの一方端寄りの第1位置P1、および、コイルスプリング4の軸線方向Lの他方端寄りの第2位置P2の2箇所に配置される。図2に示すように、第1位置P1は、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間の位置であり、線材3の端部30を基準とした回転角度R1が90°より大きい角度位置である。また、第2位置P2は、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間の位置であり、線材3の端部30を基準とした回転角度R2が90°の角度位置である。第
1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の周方向に離間した位置である。本実施形態では、第1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の径方向において反対側の位置である。
コイルスプリング4には、振動モータ1のノイズ抑制を目的として、ダンパー部材7が取り付けられている。ダンパー部材7は、軸線方向Lで隣り合う線材3の間に配置される。ダンパー部材7は、コイルスプリング4の軸線方向Lの一方端寄りの第1位置P1、および、コイルスプリング4の軸線方向Lの他方端寄りの第2位置P2の2箇所に配置される。図2に示すように、第1位置P1は、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間の位置であり、線材3の端部30を基準とした回転角度R1が90°より大きい角度位置である。また、第2位置P2は、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間の位置であり、線材3の端部30を基準とした回転角度R2が90°の角度位置である。第
1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の周方向に離間した位置である。本実施形態では、第1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の径方向において反対側の位置である。
ダンパー部材7は、第1位置P1および第2位置P2において、それぞれ、座巻部42の線材3と螺旋部41の線材3との隙間に配置される。従って、振動体5が振動してコイルスプリング4が軸線方向Lに縮む際、第1位置P1および第2位置P2において、軸線方向Lで隣り合う線材3同士の接触がダンパー部材7によって制限される。ダンパー部材7が配置される第1位置P1および第2位置P2は、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔H1、H2が、螺旋部41における線材3の間隔Hより小さい位置である。つまり、第1位置P1および第2位置P2は、コイルスプリング4が軸線方向Lに縮む際、螺旋部41の線材3同士が軸線方向Lに接触するよりも先に、軸線方向Lで隣り合う線材3同士が接触する位置である。
従って、第1位置P1および第2位置P2にダンパー部材7を配置しておけば、第1位置P1および第2位置P2よりも螺旋部41側において線材3同士が接触してノイズを発生させるよりも先に、第1位置P1および第2位置P2よりも線材3の端部30側において、線材3同士の接触によってノイズが発生することを制限できる。よって、コイルスプリング4が軸線方向Lに縮む際に、線材3同士が接触することにより発生するノイズを抑制できる。
ダンパー部材7は、軸線方向Lの厚さtが一定の部材である。ダンパー部材7の軸線方向Lの厚さtが薄ければ、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔が小さい箇所にダンパー部材7を配置することができる。例えば、第2位置P2は、線材3の端部30を基準とした回転角度R2が90°の位置である。このような位置であれば、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔が小さい。軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔が小さい位置にダンパー部材7を配置すれば、線材3同士の接触を制限でき、且つ、コイルスプリング4の軸線方向Lの変位の制限を少なくすることができる。従って、ダンパー部材7によってノイズの低減を図ることができる構造でありながら、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。なお、本実施形態では、第1位置P1は、線材3の端部30を基準とした回転角度R1が90°より大きい位置であるものの、回転角度R1は90°に近い角度である。従って、ダンパー部材7によってノイズの低減を図ることができる構造でありながら、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。
ダンパー部材7は、減衰性のある弾性体であり、例えば、シリコンゴムからなる。このように、ダンパー部材7として弾性体を用いることにより、コイルスプリング4が軸線方向Lに伸縮する際、線材3同士の隙間の変化に応じてダンパー部材7が伸縮する。本実施形態では、ダンパー部材7の軸線方向Lの厚さtは、コイルスプリング4に荷重が加わっていない状態での、第1位置P1および第2位置P2における線材3同士の間隔H1、H2以上の寸法である。
コイルスプリング4は、振動体5が中立位置(図1に示す位置)で停止している状態では自由長より縮んでおり、バックヨーク54A、54Bに対してコイルスプリング4の座巻部42(第2座巻部42B)が押し付けられている。この状態において、ダンパー部材7は、軸線方向Lで隣り合う線材3同士の隙間にわずかに圧縮された状態で配置されている。このため、ダンパー部材7は、第1位置P1および第2位置P2において、螺旋部41側の線材3と、座巻部42側の線材3の両方に接触している。
コイルスプリング4は、振動体5の振動により、軸線方向Lに縮んだ圧縮状態、および、軸線方向Lに伸びた伸長状態に変化する。ダンパー部材7は、コイルスプリング4が伸
長状態であるときに座巻部42と螺旋部41との両方に接触している。すなわち、コイルスプリング4が伸長状態であるとき、コイルスプリング4の軸線方向Lの一方端側において、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aの両方にダンパー部材7が接触している。また、コイルスプリング4の軸線方向Lの他方端側において、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bの両方にダンパー部材7が接触している。
長状態であるときに座巻部42と螺旋部41との両方に接触している。すなわち、コイルスプリング4が伸長状態であるとき、コイルスプリング4の軸線方向Lの一方端側において、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aの両方にダンパー部材7が接触している。また、コイルスプリング4の軸線方向Lの他方端側において、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bの両方にダンパー部材7が接触している。
このような状態を実現するためには、ダンパー部材7の厚さtを、振動体5の振動時にコイルスプリング4が最も伸長した伸長状態に変化したときでも、螺旋部41側の線材3と、座巻部42側の線材3の両方にダンパー部材7が接触した状態を保つことが可能な寸法にすればよい。これにより、振動体5が振動する際、ダンパー部材7が線材3から離れることがないので、ダンパー部材7と線材3とが衝突することによって発生するノイズを抑制できる。
また、ダンパー部材7は、減衰性のある弾性体である。従って、振動体5の振動時に変形して振動エネルギーを吸収する。従って、振動体5の振動の減衰を早めることができるため、振動体5の停止性を高めることができる。
ダンパー部材7は、接着剤9によって線材3に固定される。接着剤9は、弾性接着剤であり、例えば、エラストマー系の接着剤である。接着剤9は、座巻部42の線材3とダンパー部材7との間に配置され、螺旋部41の線材3とダンパー部材7との間には配置されない。従って、ダンパー部材7は、座巻部42の線材3に固定されているが、螺旋部41の線材3には固定されていない。従って、コイルスプリング4の伸縮時に接着剤9に加わる応力が少ないので、線材3からダンパー部材7が外れにくい。
図2に示すように、ダンパー部材7は、軸線方向Lから見て長方形である。ダンパー部材7の長手方向W1は、ダンパー部材7が取り付けられる位置(第1位置P1、第2位置P2)における線材3の接線方向と一致する。また、長手方向W1と直交する幅方向W2は、第1位置P1、第2位置P2におけるコイルスプリング4の径方向と一致する。コイルスプリング4の径方向におけるダンパー部材7の幅Wは、線材3の直径Dより大きい。また、ダンパー部材7の長手方向W1の中央部分は、ダンパー部材7と軸線方向Lに重なる線材3に対して、コイルスプリング4の内周側および外周側へ同一寸法ずつはみ出している。すなわち、ダンパー部材7は、長手方向W1の中央部分におけるコイルスプリング4の外周側へのはみ出し寸法d1と、コイルスプリング4の内周側へのはみ出し寸法d2とが、d1=d2の条件式を満たすように配置されている。
なお、ダンパー部材7は、軸線方向Lから見た形状が図2に示す形状と異なっていてもよい。例えば、円形や楕円形であってもよいし、正方形を含む各種の多角形であってもよい。また、ダンパー部材7を円弧状とし、湾曲状の線材3に沿ってダンパー部材7を配置してもよい。いずれの形状においても、ダンパー部材7の少なくとも一部が、ダンパー部材7と軸線方向Lに重なる線材3に対して、コイルスプリング4の内周側および外周側へ同一寸法ずつはみ出していることが好ましい。
<本実施形態の主な作用効果>
以上のように、本実施形態の振動モータ1は、固定体2と、線材3を螺旋状に巻いたコイルスプリング4と、コイルスプリング4を介して固定体2に支持される振動体5と、振動体5をコイルスプリング4の軸線方向Lに振動させる磁気駆動機構6と、コイルスプリング4に取り付けられるダンパー部材7と、を有する。コイルスプリング4は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度が一定である螺旋部41、および、仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度が螺旋部41より小さい座巻部42(第1座巻部42A、第2座巻部42B)を備える。ダンパー部材7は、第1座巻部42
Aと、第1座巻部42Aに対して軸線方向Lで隣り合う1周目の螺旋部41Aとの間に配置される。また、ダンパー部材7は、第2座巻部42Bと、第2座巻部42Bに対して軸線方向Lで隣り合う最終周目の螺旋部41Bとの間に配置される。
以上のように、本実施形態の振動モータ1は、固定体2と、線材3を螺旋状に巻いたコイルスプリング4と、コイルスプリング4を介して固定体2に支持される振動体5と、振動体5をコイルスプリング4の軸線方向Lに振動させる磁気駆動機構6と、コイルスプリング4に取り付けられるダンパー部材7と、を有する。コイルスプリング4は、軸線方向Lに対して垂直な仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度が一定である螺旋部41、および、仮想面Vに対する線材3の周方向の傾斜角度が螺旋部41より小さい座巻部42(第1座巻部42A、第2座巻部42B)を備える。ダンパー部材7は、第1座巻部42
Aと、第1座巻部42Aに対して軸線方向Lで隣り合う1周目の螺旋部41Aとの間に配置される。また、ダンパー部材7は、第2座巻部42Bと、第2座巻部42Bに対して軸線方向Lで隣り合う最終周目の螺旋部41Bとの間に配置される。
本実施形態では、このように、コイルスプリング4において軸線方向Lで隣り合う線材3同士の間隔が狭い位置にダンパー部材7が配置されている。従って、振動体5が振動する際に、コイルスプリング4の線材3同士が接触することを制限できる。よって、振動モータ動作中のノイズを抑制できる。また、ダンパー部材7の変形により振動エネルギーを吸収できるため、振動減衰性を高めることができる。よって、振動体5の振動の減衰を早めることができ、振動停止性を向上させることができる。
本実施形態では、コイルスプリング4の径方向におけるダンパー部材7の幅Wが線材3の径(直径D)より大きい。従って、軸線方向Lから見て線材3からコイルスプリング4の外周側および内周側にはみ出すようにダンパー部材7を配置できる。従って、ダンパー部材7によって線材3を安定した状態で支持できるため、ダンパー部材7が外れにくい。
本実施形態では、ダンパー部材7の長手方向W1の中央部分は、ダンパー部材7と軸線方向Lに重なる線材3に対して、コイルスプリング4の内周側および外周側へ同一寸法ずつはみ出している。このように、ダンパー部材7の少なくとも一部が、線材3からコイルスプリング4の内周側および外周側へ均等にはみ出していれば、ダンパー部材7によって線材3を安定した状態で支持できる。従って、ダンパー部材7がコイルスプリング4から外れにくい。
本実施形態では、ダンパー部材7は、弾性接着剤である接着剤9によりコイルスプリング4に固定される。接着剤9が弾性を備えていれば、ダンパー部材7だけでなく、接着剤9も弾性変形する。従って、ダンパー部材7が線材3から外れにくいので、耐久性が向上する。また、接着剤9は減衰性を有するので、接着剤9の変形により、振動減衰性を高めることができる。従って、振動停止性を向上させることができる。
本実施形態では、ダンパー部材7は、座巻部42に固定され、螺旋部41には固定されない。座巻部42にダンパー部材7を固定すれば、固定作業時に固定箇所が動きにくいので、固定作業が容易である。また、座巻部42に固定され、螺旋部41には固定されないので、振動時に接着剤9に加わる応力が少ない。従って、ダンパー部材7が外れにくく、耐久性が高い。加えて、コイルスプリング4が伸縮する際のダンパー部材7の軸線方向の移動量が少ない。従って、振動静止性を向上させることができる。
本実施形態では、コイルスプリング4は、振動体5の振動により、軸線方向Lに縮んだ圧縮状態、および、圧縮状態よりも軸線方向Lに伸びた伸長状態に変化し、ダンパー部材7は、コイルスプリング4が伸長状態であるときに、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの両方に接触し、且つ、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bの両方に接触している。従って、振動モータ1の動作中にコイルスプリング4が最も伸びたときでも、ダンパー部材7が螺旋部41(1周目の螺旋部41A、最終周目の螺旋部41B)の線材3と接触した状態が保たれるので、振動中に螺旋部41(1周目の螺旋部41A、最終周目の螺旋部41B)とダンパー部材7とが衝突することによるノイズが発生しない。従って、振動モータ動作中のノイズを抑制できる。
本実施形態では、ダンパー部材7は、第2座巻部42Bにおける線材3の周方向の端部30を基準として90°回転した角度位置である第2位置P2に配置される。線材3の端部30に近い位置であれば、軸線方向Lで隣り合う線材3の間隔が狭いので、線材3同士の接触を制限しつつ、コイルスプリング4の軸線方向Lの変位の制限を少なくすることが
できる。従って、ダンパー部材7によってノイズの低減を図ることができる構造でありながら、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。
できる。従って、ダンパー部材7によってノイズの低減を図ることができる構造でありながら、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。
本実施形態において、ダンパー部材7を配置する位置を、線材3の端部30を基準として所定角度回転した角度位置とするにあたって、90°以内の所定角度回転した位置とすることが好ましい。このような位置は、線材3同士の間隔が小さい。従って、線材3同士の接触を制限してノイズ抑制効果を高めることができ、且つ、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。
本実施形態では、コイルスプリング4は、軸線方向Lの一方側の端部に設けられた座巻部42である第1座巻部42A、および、軸線方向Lの他方側の端部に設けられた座巻部42である第2座巻部42Bを備え、ダンパー部材7は、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間の第1位置P1、および、第2座巻部42Bに対して軸線方向Lで隣り合う最終周目の螺旋部41Bと第2座巻部42Bとの間の第2位置P2に配置される。このように、コイルスプリング4の軸線方向Lの両端にそれぞれ座巻部42(第1座巻部42A、第2座巻部42B)が設けられている場合には、軸線方向Lの両端に、それぞれ、線材3同士の隙間が狭い箇所(第1位置P1、第2位置P2)が存在する。従って、これらの2箇所の両方にダンパー部材7を取り付けることにより、振動モータ動作時に線材3同士が接触することによるノイズを抑制できる。
また、本実施形態では、第1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の周方向に離間した位置である。このように、2つのダンパー部材7を取り付ける場合に、2つのダンパー部材7を周方向に離間した位置に配置すれば、コイルスプリング4全体としての、軸線方向Lの変位の制限を少なくすることができる。従って、コイルスプリング4の弾性力が損なわれにくい。
本実施形態では、第1位置P1と第2位置P2は、コイルスプリング4の径方向において反対側の位置である。このように、2つのダンパー部材7を、周方向において最も離れた位置に配置することにより、コイルスプリング4全体としての、軸線方向Lの変位の制限をより少なくすることができる。従って、コイルスプリング4の弾性力がより損なわれにくい。
<変形例>
上記形態では、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間、および、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間に、それぞれ、ダンパー部材7が1つずつ配置されているが、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間において、周方向に離間した複数位置に、ダンパー部材7を配置してもよい。同様に、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間においても、周方向に離間した複数位置に、ダンパー部材7を配置してもよい。このように、ダンパー部材7の数を増やすことにより、振動減衰性を高めることができる。従って、振動停止性を高めることができる。また、ダンパー部材7の数が複数であれば、一部のダンパー部材7がコイルスプリング4から脱落することがあっても、残っているダンパー部材7が1つでもあれば、ノイズ抑制効果を得ることができる。
上記形態では、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間、および、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間に、それぞれ、ダンパー部材7が1つずつ配置されているが、第1座巻部42Aと1周目の螺旋部41Aとの間において、周方向に離間した複数位置に、ダンパー部材7を配置してもよい。同様に、第2座巻部42Bと最終周目の螺旋部41Bとの間においても、周方向に離間した複数位置に、ダンパー部材7を配置してもよい。このように、ダンパー部材7の数を増やすことにより、振動減衰性を高めることができる。従って、振動停止性を高めることができる。また、ダンパー部材7の数が複数であれば、一部のダンパー部材7がコイルスプリング4から脱落することがあっても、残っているダンパー部材7が1つでもあれば、ノイズ抑制効果を得ることができる。
1…振動モータ、2…固定体、3…線材、4…コイルスプリング、5…振動体、6…磁気駆動機構、7…ダンパー部材、8A、8B…軸受部材、9…接着剤、10…筐体、11…ケース、12A…第1カバー、12B…第2カバー、13A,13B…基部、14…軸部、15…凹部、16…軸受保持部、17…軸孔、18…環状溝、20…コイルボビン、21…胴部、22A…第1フランジ部、22B…第2フランジ部、23A…第1筒部、23B…第2筒部、24…配線用凹部、30…線材の端部、41…螺旋部、41A…1周目の
螺旋部、41B…最終周目の螺旋部、42…座巻部、42A…第1座巻部、42B…第2座巻部、51…シャフト、52…磁石部、53…ポールピース、54A、54B…バックヨーク、55…環状溝、61、61A、61B…磁石、62…コイル、D…線材の直径、d1…外周側へのはみ出し寸法、d2…内周側へのはみ出し寸法、H、H1、H2…軸線方向で隣り合う線材の間隔、L…軸線方向、P1…第1位置、P2…第2位置、R1、R2…線材の端部を基準とした回転角度、S…振動体配置空間、V…軸線方向に対して垂直な仮想面、W…ダンパー部材の幅、W1…長手方向、W2…幅方向、θ1、θ2…線材の傾斜角度
螺旋部、41B…最終周目の螺旋部、42…座巻部、42A…第1座巻部、42B…第2座巻部、51…シャフト、52…磁石部、53…ポールピース、54A、54B…バックヨーク、55…環状溝、61、61A、61B…磁石、62…コイル、D…線材の直径、d1…外周側へのはみ出し寸法、d2…内周側へのはみ出し寸法、H、H1、H2…軸線方向で隣り合う線材の間隔、L…軸線方向、P1…第1位置、P2…第2位置、R1、R2…線材の端部を基準とした回転角度、S…振動体配置空間、V…軸線方向に対して垂直な仮想面、W…ダンパー部材の幅、W1…長手方向、W2…幅方向、θ1、θ2…線材の傾斜角度
Claims (10)
- 固定体と、
線材を螺旋状に巻いたコイルスプリングと、
前記コイルスプリングを介して前記固定体に支持される振動体と、
前記振動体を前記コイルスプリングの軸線方向に振動させる磁気駆動機構と、
前記コイルスプリングに取り付けられるダンパー部材と、を有し、
前記コイルスプリングは、前記軸線方向に対して垂直な仮想面に対する前記線材の周方向の傾斜角度が一定である螺旋部、および、前記仮想面に対する前記線材の周方向の傾斜角度が前記螺旋部より小さい座巻部を備え、
前記ダンパー部材は、前記座巻部と、前記座巻部に対して前記軸線方向で隣り合う1周目の螺旋部との間に配置されることを特徴とする振動モータ。 - 前記コイルスプリングの径方向における前記ダンパー部材の幅が前記線材の径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の振動モータ。
- 前記ダンパー部材の少なくとも一部は、前記ダンパー部材と前記軸線方向に重なる前記線材に対して、前記コイルスプリングの内周側および外周側へ同一寸法ずつはみ出していることを特徴とする請求項2に記載の振動モータ。
- 前記ダンパー部材は、弾性接着剤により前記コイルスプリングに固定されることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の振動モータ。
- 前記ダンパー部材は、前記座巻部に固定されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の振動モータ。
- 前記コイルスプリングは、前記振動体の振動により、前記軸線方向に縮んだ圧縮状態、および、前記軸線方向に伸びた伸長状態に変化し、
前記ダンパー部材は、前記コイルスプリングが前記伸長状態であるときに前記座巻部と前記1周目の螺旋部との両方に接触していることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の振動モータ。 - 前記ダンパー部材は、前記座巻部における前記線材の周方向の端部を基準として90°以内の所定角度回転した角度位置に配置されることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の振動モータ。
- 前記ダンパー部材は、前記座巻部と前記1周目の螺旋部との間において、周方向に離間した複数位置に配置されることを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の振動モータ。
- 前記コイルスプリングは、前記軸線方向の一方側の端部に設けられた前記座巻部である第1座巻部、および、前記軸線方向の他方側の端部に設けられた前記座巻部である第2座巻部を備え、
前記ダンパー部材は、前記第1座巻部と前記1周目の螺旋部との間の第1位置、および、前記第2座巻部に対して前記軸線方向で隣り合う最終周目の螺旋部と前記第2座巻部との間の第2位置に配置され、
前記第1位置と前記第2位置は、前記コイルスプリングの周方向に離間した位置であることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の振動モータ。 - 前記第1位置と前記第2位置は、前記コイルスプリングの径方向において反対側の位置
であることを特徴とする請求項9に記載の振動モータ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019013154A JP2020121240A (ja) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | 振動モータ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11699943B2 (en) | 2020-07-10 | 2023-07-11 | Nidec Corporation | Vibration motor with elastic member and tactile device |
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2019
- 2019-01-29 JP JP2019013154A patent/JP2020121240A/ja active Pending
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2020
- 2020-01-15 CN CN202020082030.2U patent/CN211377858U/zh not_active Expired - Fee Related
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