JP6396129B2 - リニア振動モータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号入力によって可動子を直線的に往復振動させて振動を発生させるリニア振動モータの製造方法に関するものである。

振動モータ（或いは振動アクチュエータ）は、通信機器の着信や各種電子機器のアラーム発信などによって振動を発生させ、通信機器の携帯者や各種電子機器に触れる操作者に対して振動によって信号入力の状況を伝えるものであり、携帯電話を含む携帯情報端末などの各種電子機器に装備されている。

各種の形態が開発される振動モータの中で、直線的な往復振動によって比較的大きな振動を発生させることができるリニア振動モータが知られている。このリニア振動モータは、枠体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されたマグネットとの協働により、マグネットが枠体内で振動軸線に沿ってリニアに振動するものであり、マグネットと一緒に振動軸線に沿って振動する錘を備えており、錘の端部と枠体の内面との間にコイルバネを配置することで、コイルとマグネットによる駆動力に対してコイルバネの弾性力が反発してマグネットと錘からなる可動子を枠体内で振動させている（下記特許文献１参照）。

特開２０１４−２８３４９号公報

従来のリニア振動モータは、枠体内に弾性部材（コイルバネ）を配置して、コイルとマグネットによって発生する駆動力と弾性部材（コイルバネ）の弾性力を共に同軸方向に作用させることでその軸方向に沿った直線的な振動を得ている。この際、弾性部材は枠体の内部に形成された突起部や錘の端部に形成された凹凸部によって位置決めがなされて配置されるが、予め箱形に形成された枠体内にマグネットと錘からなる可動子と弾性部材を組み込む従来技術では、最終的に弾性部材が適正な状態で枠体内に組み込まれているか否かを確認することができず、組立時により慎重な作業が要求され簡易な組立性が得られない問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、枠体にマグネットと錘からなる可動子と弾性部材を組み込むリニア振動モータにおいて、弾性部材の適正な組み付け状態を確認しながら組み付け作業を行うことができ、簡易な組立性を得ることが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるリニア振動モータの製造方法は、以下の構成を具備するものである。
マグネットと錘を備える可動子と、前記可動子を一軸方向に沿って摺動自在に支持する枠体と、前記枠体に固定され前記マグネットを前記一軸方向に沿って駆動するコイルと、前記マグネットに付与される駆動力に反発する弾性力を前記可動子に付与する弾性部材とを備え、前記枠体は、前記コイルが固定される底面部を有する底面板と、前記底面部に対面する上面部を有する上面板と、前記一軸方向に対向して前記弾性部材を支持する正面板とを備え、前記底面板は、前記底面部の側縁から屈折され、前記一軸方向に沿った中央部分に開放部が形成された部分側面部を有し、前記底面板における前記一軸方向の端縁に前記正面板が接合されるリニア振動モータの製造方法であって、前記底面部に前記コイルを固定する工程と、前記一軸方向の一端側に前記錘を接合した前記マグネットの他端側を前記コイルの開口に挿入し、前記マグネットの他端側に前記錘を接合する工程と、前記底面板における前記一軸方向の端縁に前記正面板を接合する工程と、前記錘の端部と前記正面板との間に前記弾性部材を設置する工程と、前記底面部に前記上面部を対面させて前記底面板と前記上面板とを接合する工程とを有することを特徴とするリニア振動モータの製造方法。

本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示した説明図（分解斜視図）である。 本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示した説明図（内部構成を示す平面図）である。 本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示した説明図（組み付け状態を示す斜視図）である。 本発明の実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示した説明図（組み立て完了状態を示す斜視図）である。 本発明の実施形態に係るリニア振動モータを装備した電子機器（携帯情報端末）を示した説明図である。

本発明の実施形態に係るリニア振動モータは、マグネットと錘を備える可動子と、可動子を一軸方向に沿って摺動自在に支持する枠体と、枠体に固定されマグネットを一軸方向に沿って駆動するコイルと、マグネットに付与される駆動力に反発する弾性力を可動子に付与する弾性部材とを備えている。ここで、枠体が可動子を揺動自在に支持する構造はどのような形態であってもよい。例えば、枠体内の一軸方向に一本又は複数本のシャフト或いはガイドを設けて、そのシャフト或いはガイドに沿って摺動自在に可動子を支持する形態や、シャフトやガイドを設けること無く、枠体内で可動子の動きを一軸方向に規制する形態などを採用することができる。

本発明の実施形態に係るリニア振動モータの枠体は、コイルが固定される底面部を有する底面板と、底面部に対面する上面部を有する上面板と、一軸方向に対向して弾性部材を支持する正面板とを備えており、底面板は、底面部の側縁から屈折され、一軸方向に沿った中央部分に開放部が形成された部分側面部を有している。

このような特徴を有するリニア振動モータは、枠体が底面板と上面板と正面板を備えることで、底面板の底面部にコイルを固定した状態で、底面板の端縁に正面板を接合し、開放された状態の底面板に対して可動子と弾性部材を組み付け、その後に底面板と上面板を接合するような組み立てが可能になる。これによって、最終的に弾性部材が適正に組み付けられていることを確認して底面板と上面板を接合することができ、簡易且つ正確な組み立てが可能になる。

また、可動子や弾性部材が組み付けられる底面板は、一軸方向に沿った中央部分に開放部が形成された部分側面部を有するので、底面部に固定されたコイルの開口にマグネットを挿入した状態で、開放部を利用して作業性良くマグネットと錘の接合作業を行うことができる。この際、コイルにマグネットを挿入した状態でマグネットと錘の接合を行うことができるので、錘の大きさや形態を比較的自由に選択することができ、大きな錘を用いてエネルギ消費の少ないリニア振動モータを実現することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する（以下、異なる図における同一符号は同一部位を示しており、各図における重複説明は省略する。）。図１〜図４は、本発明の一実施形態に係るリニア振動モータの全体構成を示している（図１は、分解斜視図、図２は内部構成を示す平面図、図３は組み付け状態を示す斜視図、図４は組立完了状態を示す斜視図）。各図におけるＸ方向が振動方向（一軸方向）を示しており、Ｙ方向が幅方向、Ｚ方向が厚さ（高さ）方向を示している。図示の例は、本発明の一実施形態であるが、本発明はこれに限定されるものではない。特に、可動子を枠体に摺動支持する構造は図示の例には限定されない。

リニア振動モータ１は、マグネット１１と錘１２を備える可動子１０と、可動子１０を一軸方向に沿って摺動自在に支持する枠体２と、枠体２に固定されマグネット１１を一軸方向に沿って駆動するコイル４と、マグネット１１に付与される駆動力に反発する弾性力を可動子１０に付与する弾性部材６とを備えている。

枠体２は、底面板２０と上面板２１と正面板２２を備えており、これらを互いに接合することで枠体２を形成している。底面板２０，上面板２１，正面板２２は、それぞれ金属板を加工（プレス加工など）することで形成することができる。より具体的には、コイル４に対して磁気回路を構成する底面板２０と上面板２１は、磁性体のステンレス鋼板などで形成することができ、磁気回路を構成しない一対の正面板２２は、非磁性体のステンレス鋼板などで形成することができる。

底面板２０は、コイル４が固定される底面部２０Ａとこの底面部２０Ａの側縁から屈折される部分側面部２０Ｂを有しており、また、この底面部２０Ａの側縁には一軸方向（振動方向である図示Ｘ方向）に沿った中央部分が開放される開放部２０Ｃが形成されている。上面板２１は、底面部２０Ａに対面する上面部２１Ａとこの上面部２１Ａの側縁から屈折される部分側面部２１Ｂを有している。正面板２２は、一軸方向（振動方向である図示Ｘ方向）に対向して一対設けられており、弾性部材６を支持する支持部２２Ａを有している。

ここで、図示の例は、底面板２０の底面部２０Ａと上面板２１の上面部２１Ａが、一軸方向（図示Ｘ方向）を長手方向とする矩形（長方形）状に形成されており、その長辺に沿って部分側面部２０Ｂ，２１Ｂが底面部２０Ａ或いは上面部２１Ａと略直交するように屈折形成されている。そして、正面板２２は、底面部２０Ａ，上面部２１Ａの短辺と部分側面部２０Ｂの高さに応じた外周縁を有する矩形状に形成されている。

上面板２１の部分側面部２１Ｂは、底面板２０の開放部２０Ｃを塞ぐように形成されており、部分側面部２１Ｂの下辺には、開放部２０Ｃにおける底面部２０Ａの側縁に形成された凹部２０Ｓに係合する凸部２０Ｐが形成されている。更に、正面板２２の上下縁には、上面板２１と底面板２０の端縁に形成された凹部２０Ｓに係合する凸部２０Ｐが形成されている。

このような枠体２に対して、底面部２０Ａにコイル４が固定され、枠体２に固定されたコイル４と可動子１０の一部であるマグネット１１によって駆動部が構成されている。固定されたコイル４に電流を流すことによってマグネット１１に作用するローレンツ力が一軸方向（図示Ｘ方向）に沿って可動子１０を振動させる駆動力になる。

マグネット１１は、図２に示すように、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿った極性を有する２つの偏平矩形状のマグネット片１１Ａ，１１Ｂを互いに同極が向き合うように配置して、スペーサヨーク１１Ｃを間に挟んで結合したものである。マグネット１１の側面には必要に応じて補強板１１Ｄが固着されており、これによってマグネット１１の剛性を高めている。

コイル４は、磁極の向きをＸ方向に向けたマグネット１１の回りにＹ，Ｚ方向に沿って電線を巻いたものである。コイル４の底面部２０Ａへの固定は、底面部２０Ａに直接固定してもよいし、コイル４をコイルボビンに巻いてコイルボビンを底面部２０Ａに固定してもよい。

可動子１０は、図示の例では、錘１２がマグネット１１の一軸方向（図示Ｘ方向）両端部に連結されている。錘１２は、比重の高い金属材料などによって構成することができ、図示の例では、マグネット１１の厚さよりも大きいＺ方向高さを有すると共にマグネット１１の幅より大きいＹ方向の幅を有する略直方体形状を有している。

可動子１０は、一軸方向（図示Ｘ方向）に沿って互いに逆向きに突出する一対の軸部５を備えている。軸部５は、可動子１０の一軸方向両端部から片持ち状に突出して設けられる。図示の例では、マグネット１１の一軸方向両端部に連結される各の錘１２の凹部１２Ｂ内から軸部５が突出しており、ここでは錘１２に設けた軸支持部１２Ｂ１に軸部５の一端側を挿入して固着している。

底面板２０の底面部２０Ａには、一対の軸部５をそれぞれ摺動自在に支持する軸受部３が取り付けられている。一対の軸部５を軸受部３が摺動自在に支持することで、可動子１０が枠体２に対して摺動自在に支持される。軸受部３は、軸受３Ａと軸受支持部材３Ｂによって構成され、軸受支持部材３Ｂが底面板２０の底面部２０Ａに取り付けられ、この軸受支持部材３Ｂの立ち上がり部に軸受３Ａが取り付けられる。底面部２０Ａには位置決め用に突出した位置決め突起２０Ａ１が設けられ、この位置決め突起２０Ａ１に軸受支持部材３Ｂが取り付けられる。

軸部５が突出する錘１２の凹部１２Ｂは、軸受部３が挿入可能な幅を有している。このような凹部１２Ｂを設けることで、可動子１０の大きな振幅を確保しながらリニア振動モータ１のＸ方向長さを短く抑えることができる。

弾性部材６は、一対の軸部５とは非同軸且つ平行に配置され、マグネット１１とコイル４によって生じる駆動力に反発する弾性力を可動子１０に付与している。図示の例では、弾性部材６として一軸方向（Ｘ方向）に沿って延び縮みする圧縮コイルバネを用いており、片側２個の弾性部材６を錘１２の端部１２Ａと正面板２２との間に配置している。錘１２の端部１２Ａには弾性部材６の一端側を支持する支持部（支持突起）１２Ａ１が設けられ、正面板２２の内面側には弾性部材６の他端側を支持する支持部（支持突起）２２Ａが設けられている。

このようなリニア振動モータ１の動作を説明する。非駆動時には、可動子１０は弾性部材６の弾性力が釣り合う振動中心位置で静止している。そして、コイル４に振動発生信号の電流入力がなされると、マグネット１１にＸ方向の駆動力が付与され、この駆動力と弾性部材６の弾性反発力によって可動子１０が一軸方向（図示Ｘ方向）に沿って往復振動する。

可動子１０における錘１２の表面には、底面部２０Ａと上面部２１Ａにそれぞれ摺動接触する摺動突起１２Ｄが必要に応じて設けられる。このような摺動突起１２Ｄを設けると、底面部２０Ａと上面部２１Ａの摺動接触箇所を樹脂材料などで形成することで、可動子１０の振動時における異音の発生などを抑制することができ安定した振動を得ることができる。この際、摺動接触箇所を錘１２の表面側に設け、摺動突起を底面部２０Ａと上面部２１Ａに設けてもよい。

このようなリニア振動モータ１の組み立て方法（製造方法）について説明する。各部の組み付けは、図３に示すように、底面板２０の底面部２０Ａが開放された状態でなされる。先ず、底面板２０の底面部２０Ａにコイル４を固定する。コイル４は接着剤などを介して底面部２０Ａに固定される。

そして、マグネット１１の一軸方向（図示Ｘ方向）一端側に軸部５を取り付けた状態の錘１２を予め接合しておき、マグネット１１の一軸方向他端側をコイル４の開口に挿入した後、マグネット１１の一軸方向他端側に軸部５を取り付けた状態の錘１２を接合する。マグネット１１と錘１２との接合は、錘１２の接合部１２Ｃにマグネット１１の端部を挿入して溶接などで接合する。この際、コイル４の開口にマグネット１１の一軸方向他端側を挿入した状態で行うマグネット１１と錘１２の接合は、開放部２０Ｃにて接合部１２Ｃを露出させた状態で接合作業を行うことができ、良好な作業性を得ることができる。

その後は、一対の軸部５のそれぞれに軸受部３の軸受３Ａを挿入し、軸受部３の軸受支持部材３Ｂを底面部２０Ａにおける位置決め突起２０Ａ１に係合して底面部２０Ａに固定する。その際、底面板２０の両正面側は開放されているので、軸受支持部材３Ｂを底面部２０Ａに固定する作業を簡易に行うことができる。

その後、底面板２０の正面側端縁（底面部２０Ａと部分側面部２０Ｂの正面側端縁）に一対の正面板２２を接合する。そして、一対の正面板２２と錘１２の端部１２Ａの間に４つの弾性部材６を配置し、弾性部材６の両端部を支持部１２Ａ１と支持部２２Ａにそれぞれ取り付ける。

この状態では未だ底面板２０は開放された状態になっているので、弾性部材６などの組み付け状態を確認することができる。そして、弾性部材６などの組み付け状態が適正な状態になっていることを確認した後、上面板２１の部分側面部２１Ｂが底面板２０の開放部２０Ｃを塞ぐように底面部２０Ａに上面部２１Ａを対面させて底面板２０上に上面板２１を被せ、底面板２０と上面板２１或いは正面板２２と上面板２１とをそれぞれ接合する。図４は、底面板２０，上面板２１，正面板２２が接合されて組み立てが完了した状態を示している。この状態では、底面板２０，上面板２１，正面板２２で形成される枠体２内に、可動子１０，軸受部３，コイル４，弾性部材６が収納されている。

なお、前述した実施形態は、底面板２０と正面板２２を別部材で形成した例を示しているが、底面板２０の一部として底面部２０Ａの正面側端縁から屈折して正面板（正面部）２２を形成してもよい。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１は、底面部２０Ａが開放された状態で底面部２０Ａ上にコイル４，可動子１０，軸受部３，弾性部材６などを組み付けて、これらの組付けが完了した後に底面板２０と上面板２１を接合して、枠体２内にコイル４，可動子１０，軸受部３，弾性部材６などを収納することができる。これにより、弾性部材６などの組み付け状態が適性であることを確認してから、底面板２０と上面板２１との接合を行うことができる。また、底面部２０Ａ上に各部を組み付ける作業時には、底面部２０Ａの側面側中央部分が開放部２０Ｃにて開放されており、また、正面板２２を接合するまでは底面部２０Ａの正面側が開放されているので、組み付け作業を作業性よく行うことができる。

図５は、本発明の実施形態に係るリニア振動モータ１を装備した電子機器の一例として、携帯情報端末１００を示している。安定した振動が得られ薄型化や幅方向のコンパクト化が可能なリニア振動モータ１を備える携帯情報端末１００は、通信機能における着信やアラーム機能などの動作開始・終了時を異音が発生しにくい安定した振動で使用者に伝えることができる。また、リニア振動モータ１の薄型化・幅方向のコンパクト化によって高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯情報端末１００を得ることができる。更に、リニア振動モータ１は、厚さを抑えた直方体形状の枠体２内に各部を収容したコンパクト形状であるから、薄型化された携帯情報端末１００の内部にスペース効率よく装備することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：リニア振動モータ，
１０：可動子，
１１：マグネット，１１Ａ，１１Ｂ：マグネット片，
１１Ｃ：スペーサヨーク，１１Ｄ：補強板，
１２：錘，１２Ａ：端部，１２Ａ１：支持部，
１２Ｂ：凹部，１２Ｂ１：軸支持部，
１２Ｃ：接合部，１２Ｄ：摺動突起，
２：枠体，
２０：底面板，２０Ａ：底面部，２０Ａ１：位置決め突起，
２０Ｂ：部分側面部，２０Ｃ：開放部，２０Ｓ，凹部，２０Ｐ：凸部，
２１：上面板，２１Ａ：上面部，２１Ｂ：部分側面部，
２２：正面板，２２Ａ：支持部，
３：軸受部，３Ａ：軸受，３Ｂ：軸受支持部材，
４：コイル，５：軸部，６：弾性部材，
１００：携帯情報端末

Claims (1)

1. マグネットと錘を備える可動子と、前記可動子を一軸方向に沿って摺動自在に支持する枠体と、前記枠体に固定され前記マグネットを前記一軸方向に沿って駆動するコイルと、前記マグネットに付与される駆動力に反発する弾性力を前記可動子に付与する弾性部材とを備え、前記枠体は、前記コイルが固定される底面部を有する底面板と、前記底面部に対面する上面部を有する上面板と、前記一軸方向に対向して前記弾性部材を支持する正面板とを備え、前記底面板は、前記底面部の側縁から屈折され、前記一軸方向に沿った中央部分に開放部が形成された部分側面部を有し、前記底面板における前記一軸方向の端縁に前記正面板が接合されるリニア振動モータの製造方法であって、
   前記底面部に前記コイルを固定する工程と、
   前記一軸方向の一端側に前記錘を接合した前記マグネットの他端側を前記コイルの開口に挿入し、前記マグネットの他端側に前記錘を接合する工程と、
   前記底面板における前記一軸方向の端縁に前記正面板を接合する工程と、
   前記錘の端部と前記正面板との間に前記弾性部材を設置する工程と、
   前記底面部に前記上面部を対面させて前記底面板と前記上面板とを接合する工程とを有することを特徴とするリニア振動モータの製造方法。

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