JP4036080B2

JP4036080B2 - Vibration motor and electronic apparatus having the vibration motor

Info

Publication number: JP4036080B2
Application number: JP2002326911A
Authority: JP
Inventors: 忠弘水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP2004160303A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータにて重量アンバランスな回転体を回転させて振動を生じさせる振動モータに関する。
【０００２】
【背景技術】
一般に、重心が回転軸からはずれた偏心ウエイトを回転させることにより振動を生じさせる振動モータが知られている。例えば、第１従来技術の振動モータとして、コイルモータの回転子に対して振動発生用偏心ウエイトを固定した振動モータが知られている（例えば、特許文献１）。
また、第２従来技術の振動モータとして、扁平コアレスモータを利用した振動モータが知られている。この振動モータは、扇形の偏心ロータと、この偏心ロータに設けられた電機子コイルと、偏心ロータに磁束を供給する磁石とを備えて構成される（例えば、特許文献２）。
また、第３従来技術の振動モータとして、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、電磁石からなる固定子と、永久磁石を有するとともにばね支持されている可動子と、可動子の速度を検出するセンサと、センサでの検出結果に応じて電磁石のコイルへの供給電流を制御する制御手段とを備えて構成される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７９１８号公報
【特許文献２】
特開２０００−９２８０４号公報
【特許文献３】
特開平０８−３３１８２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の第１ないし第３従来技術のいずれにおいても、振動モータを一定限度以上に小型化、薄型化することができないという問題がある。
例えば、第１従来技術においては、厚み方向にコイルモータの回転子、磁石、コイル等を有する。また、第２従来技術においては、厚み方向に偏心ロータ、コイル、磁石を有する。このように、厚み方向に相当数の構成部品を有するので、薄型化することには一定の限度がある。
また、第３従来技術においても、電磁石を有するため、電磁石のコイルの厚みよりも薄くすることは困難である。
【０００５】
さらに、上記従来技術のいずれにおいても、振動モータが磁石を有しているという問題がある。このように磁石を有する振動モータを例えば電子機器等に組み込んだ場合、振動モータの周囲の部材が着磁される可能性がある。すると、この着磁された部材が電子機器の動作に影響を及ぼすという問題が生じる。あるいは、着磁を防止する方策を別個にとる必要があるという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、従来の問題を解消し、小型化、薄型化できる振動モータを提供し、この振動モータを有し小型化される電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の振動モータは、略円板状の固定体と、前記固定体を円環状に囲む円環側壁部を有するとともに前記固定体を中心として回転自在に配設された略リング状の回転体と、前記固定体に配設され、前記回転体に当接部が当接して前記回転体を回転させる圧電アクチュエータと、を備え、前記回転体の前記円環側壁部において、その下側ではボールベアリングにより前記回転体が前記固定体に対して回転自在に保持されており、その上側では前記圧電アクチュエータの前記当接部が前記円環側壁部の内周面に当接しており、前記圧電アクチュエータは、前記円環側壁部に囲まれた平面位置に配置されており、前記回転体には、前記回転体の重心を回転軸から偏心させる重量アンバランス手段が設けられていることを特徴とする。
また本発明の振動モータは、前記円環側壁部の高さは、前記固定体と圧電アクチュエータとの厚さの合算より大きいことを特徴とする。
さらに本発明の振動モータは、前記圧電アクチュエータには、前記回転体に対する前記当接部の当接力を調節する当接力調節手段が備えられていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、圧電素子に交流電圧を印加すると圧電素子に振動が励振され、この圧電素子の振動により回転体が回転される。このとき、回転体には重量アンバランス手段が設けられ、回転体の重心が回転体の回転軸から偏心されている。よって、このような偏心した回転体の回転によって、振動を得ることができる。
振動体としては、圧電素子の振動を利用する圧電アクチュエータが例示される。このような振動体の厚みは、概ね扁平状の圧電素子が有する厚み程度とすることができ、非常に薄く、例えば１ｍｍ前後さらには１ｍｍ以下の薄さに形成される。よって、この薄型化される振動体によって回転体を回転させる振動モータは、従来の振動モータに比べて格段に薄く構成される。振動モータが薄型化されれば、この振動モータを電子機器に組み込むことも容易である。
【０００９】
振動体は、交流電圧で励振される圧電素子の伸縮振動を利用するので、その構成は例えば圧電素子を貼り合わせたような簡便な構成である。よって、薄型化に加えてなお小型化も容易であり、さらに、組立工程も簡略化される。従来は、回転体を回転させるのに磁石を要する構成であったが、本願構成では圧電素子の振動を得るのに磁石を必要としない。よって、この振動モータを電子機器に組み込んでも周囲の部材を着磁することがない。その結果、精密な電子機器に対しても振動モータを組み込むことができる。
【００１０】
振動体は、交流電圧印加により圧電素子に励振される一定の振動を利用している。よって、交流電圧の印加により振動体には一定の駆動が維持されるので回転体を常に一定の速度で正常に回転させることが可能であり、また、起動時においても瞬時に回転体を回転させることができる。例えばコイルモータに見られるコギングトルクやトルクリップル等の不正常な駆動が生じないことから、本発明の振動モータは、回転体を一定速度で回転させて一定の振動を得ることができる。また、コイルモータなどで偏心した回転体を回転させる場合には、起動時に回転体が回りにくい事態も起こりうるが、本発明の振動モータでは振動体が回転体に直接当接しているので、起動時でも速やかに回転体を回転させることができる。特に、回転体の偏心が大きくて回転体を回転させるのに高トルクが必要な場合であっても、速やかに回転体を回転させることができる。そして、ユーザにとっては起動時の振動を最も大きく感じることから、起動時に速やかに回転体を回転させることができればユーザーに大きな振動を体感させることができる。さらには、大きな振動を体感させることができるので、回転体の回転数を多少小さくしてもユーザーに与える振動の効果は変わることがなく、回転体の回転数を小さくすることにより、回転体と振動体と当接部の磨耗を低減させ、耐用年数を長くすることができる。
【００１１】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して前記振動体との接触部分を除く部分に取付けられた重量付加体であることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、回転体に重量付加体が取付けられることにより、回転体の重心が回転軸上から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。
回転体に対して重量付加体を別体として設けることにより、回転体と重量付加体との材質をそれぞれ適宜設定することができる。例えば、回転体は、重量は軽くするように密度の小さい材質にて形成して、重量付加体は、重量を重くするように密度の高い材質例えばタングステン等の金属にて形成することができる。あるいは、回転体は振動体に対する接触でもより磨耗しない材質例えばステンレスにて形成することができる。
重量付加体が取付けられる位置を変更すると、同じ重さの重量付加体であっても偏心の大きさを変えることができる。例えば、回転体の回転軸から遠い側、すなわち、回転体の周縁側に重量付加体を取付けると偏心を大きくして、同じ重さの振動モータであってもより大きな振動を生じさせる振動モータとすることができる。
また、回転体が回転しにくい場合には、重量付加体の位置を変えたり、重量付加体を交換するなどにより、回転体の回転を調整することもできる。
なお、重量付加体の形状は特に限定されるものではなく、例えば、回転体の回転面上の一部を覆う形状でもよい。
【００１３】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体に対して一体形成された重量部であることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、回転体に重量部が形成されることにより、回転体の重心が回転軸上から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。
回転体に対して重量部を一体成形することにより、製造工程が簡略化され、製造コストを低減させることができる。また、重量付加体を別体として回転体に取付ける場合に比べて、重量付加体が回転体から外れるような故障が生じることはない。重量付加体を回転体に取付けると取付け誤差により回転体の偏心量に違いが生じることも考えられるが、回転体に重量部が一体成形されていれば同形状の回転体を安定して製造することができるので、回転体の回転によって得られる振動を一定にすることができる。
なお、回転体のうち重量部を形成する位置は限定されず、回転体の重心を回転軸上から偏心させる位置であればよい。例えば、回転体の回転軸から遠い側、すなわち、回転体の周縁側に重量部を形成すると偏心を大きくして、同じ重さの振動モータであってもより大きな振動を生じさせる振動モータとすることができる。
【００１５】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体の一部の密度よりも高い密度を有し前記回転体に密度分布の偏りを形成する高密度部分であることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、回転体の密度分布の偏りによって回転体の重心が回転軸から偏心される。すると、偏心した回転体の回転により振動を得ることができる。密度分布の違いで偏心を生じさせるので、回転体に重量付加体等を設ける必要がなく、回転体を小型にすることができる。その結果、振動モータをより小型化、薄型化することができる。
なお、回転体の密度分布は、樹脂で形成された回転体の一部に密度が大きい金属粉末例えばタングステン粉末を混入させることによって形成されることが例示される。すると、樹脂のみで形成された一部に対して金属粉末が混入された他の部分が高密度部分となり、重心の偏心が生じる。また、樹脂成形の際に金属粉末を加えるだけなので簡便である。
あるいは、密度の小さい材質で回転体の一部を形成し、密度の大きい材質で回転体の他の部分を形成して、この両者を張り合わせることにより、回転体の密度分布の偏りを形成してもよい。すると、常に同じ密度の偏りを形成することができるので、回転体の回転によって得られる振動を一定とすることができる。
【００１７】
本発明では、前記重量アンバランス手段は、前記回転体内に形成された穴であることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、回転体内に穴が形成されることにより、この穴の部分が他の部分に比べて軽量になる。すると、回転体の重心を偏心させることができる。穴によって回転体の偏心を得るので、回転体に重量付加体などを付加する必要がなく、回転体を小型化することができる。その結果、振動モータを小型化、薄型化することができる。また、回転体は一体成形できるので、製造工程が簡略化され、製造コストを低減することができる。
【００１９】
本発明では、前記回転体は、前記振動体を円環状に囲む円環側壁部を有し、前記振動体は、前記円環側壁部の内周面に当接されることが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、振動体が、回転体の内側に入る構成であるので、振動モータの大きさは回転体の大きさとすることができる。その結果、振動モータを小型化することができる。
【００２１】
本発明では、前記振動体は、略扁平形状の補強板と、前記補強板の少なくとも一面に設けられた略扁平形状の前記圧電素子とを備えて構成され、前記振動体は、前記補強板と前記圧電素子との積層方向を前記回転体の回転軸方向と平行にして配置されていることが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、振動体は積層方向に最も薄い構成となる。さらに、回転体に重心の偏心をもたせるためには、回転体を回転軸に対して交差する方向に長さを有する形状として回転軸に対し重量アンバランスをもたせることが好ましい。よって、回転体は回転軸方向に最も薄いので、振動体の積層方向を回転体の回転軸方向と平行にすると、振動モータとして最も薄い配置とすることができる。
【００２３】
本発明の電子機器は、前述の記載のいずれかの振動モータを有することを特徴とする。
【００２４】
このような構成によれば、小型化、薄型化された振動モータを有する電子機器とすることができる。この振動モータは、小型、薄型であるので電子機器に容易に組み込むことができ、また、電子機器を大型化することがない。さらに、この振動モータは、磁石を有していないので、電子機器の部材が着磁される心配がない。
このような電子機器としては、例えば、携帯電話機のような移動体通信器で、通話相手から発呼された場合に振動モータによる振動により呼出合図を発するものや、時計であって予め設定された時間になると振動モータを振動させてアラーム合図とするものなどが例示される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考となる参考形態および本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
（第１参考形態）
図１に振動モータの第１参考形態を示す。図２は、図１の断面図である。
この振動モータ１は、振動体としての圧電アクチュエータ２と、この圧電アクチュエータ２に押圧接触されて回転する回転体３Ａとを備えて構成され、この圧電アクチュエータ２および回転体３Ａが固定された基面４（図２参照）の上に配設されている。
【００２６】
圧電アクチュエータ２は、略矩形扁平形状に形成された補強板２１と、２枚の略矩形扁平形状の圧電素子２２とを備え、図２に示されるように、補強板２１の表裏両面に圧電素子２２が設けられて構成されている。
補強板２１は、ステンレスその他の金属材料により形成され、一長辺と一短辺が交わる一頂点に形成され回転体３Ａに当接される当接部２１１と、当接部２１１とは対角位置に形成された凸部２１２とを備えている。当接部２１１は、その先端部分が緩やかな曲面に成形されている。
【００２７】
圧電アクチュエータ２は、補強板２１の長手方向略中央から一体的に突設された当接力調整部２３を備えている。
当接力調整部２３は、補強板２１の長手方向に対して垂直に形成されるとともに途中に穿設された孔２３２を有する支持部２３１と、支持部２３１の一端から直角に回転体３Ａとは反対方向へ屈曲する横梁部２３５と、横梁部２３５の他端から支持部２３１に平行でかつ反対方向へ屈曲した係合部２３６とを備えて構成されている。基面４には、垂直に突出した取付けダボ４１が形成されている。この取付けダボ４１には、支持部２３１の孔２３２を貫通して位置決め螺子２３３が螺合される。この位置決め螺子２３３の頭部と取付けダボ４１との間に支持部２３１が挟持されて固定されることにより、圧電アクチュエータ２の位置決めが行われる。また、係合部２３６は、基面４に垂直固定されたピン４２と係合されている。このピン４２の位置を変更すると、位置決め螺子２３３を中心として圧電アクチュエータ２が回動され、当接部２１１と回転体３Ａとの当接力が調整される。当接部２１１と回転体３Ａとの当接力が最適な状態で、位置決め螺子２３３の天面に設けられた凹状の溝２３４にドライバ等を係合させて位置決め螺子２３３を締め付けると、圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとが良好な接触を保った状態で固定される。
【００２８】
圧電素子２２の表面には、ニッケルメッキ層や金メッキ層などにより形成された電極２２１が設けられている。電極２２１は、補強板２１の表裏両面の圧電素子２２にそれぞれ設けられている。電極２２１には図示しないリード線が接続され、このリード線は図示しない駆動制御回路に接続されている。駆動制御回路からは電極に対しリード線を介して圧電素子２２の振動を励振する駆動電圧が印加される。この駆動電圧の周波数は、圧電素子２２の長手方向の共振周波数に設定されることが望ましい。この長手方向の共振周波数の駆動電圧が圧電素子２２に印加されると、圧電素子２２に縦方向振動が励振される。このとき同時に、当接部２１１と凸部２１２との非対称性に起因して屈曲振動が励振される。すると、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動する。当接部２１１が回転体３Ａに押圧接触した状態で当接部２１１が楕円軌道運動を行うと、回転体３Ａが回転される。
【００２９】
補強板２１および圧電素子２２の厚みは、それぞれ１ｍｍ以下であり、この補強板２１と２枚の圧電素子２２とを積層した圧電アクチュエータ２としての厚みは１ｍｍ前後さらには１ｍｍ以下の薄さである。
なお、補強板２１と圧電素子２２との積層方向は、基面４に対して垂直方向である。
【００３０】
回転体３Ａは、基面４に回転可能に軸受けされた回転軸３１と、この回転軸３１から外周方向にフランジ状に突設された円板形状のロータ部３２と、回転体３Ａの重心を偏心させる重量アンバランス手段としての重量付加体３３とを備えて構成されている。
ロータ部３２の外周端面には、断面円弧状の凹条部３２１が形成され、この凹条部３２１に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接される。
【００３１】
ロータ部３２の回転面上には、重量付加体３３が設けられている。重量付加体３３は、略板状であり、半径がロータ部３２の半径よりも大きい略半円形状である。重量付加体３３は、重量付加体３３の直径に相当する略直線状の端部をロータ部３２の直径に重ねてロータ部３２の直径を境に半分を覆うようにロータ部３２の回転面上に密着して設けられている。重量付加体３３の直径に相当する端部の中心部３３１には、全体の半円形とは反対側に膨出した小半円３３２が形成され、この中心部３３１で回転軸３１に嵌合している。ロータ部３２が回転される際には、重量付加体３３とロータ部３２とは一体になって回転する。
【００３２】
このように、ロータ部３２の一部に対して重量付加体３３が付加されることにより、回転体３Ａの重心は、回転軸上から重量付加体３３が付加された方向に偏心される。この重心が偏心された回転体３Ａが回転すると、重心が回転軸を周回することとなり振動が生じる。
【００３３】
ロータ部３２の材質および重量付加体３３の材質は、特に限定されるものではないが、ロータ部３２は圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗せずかつ比重の小さい材質例えばステンレス等で形成されることが例示される。また、重量付加体３３は、比重の大きい材質例えばタングステン等の金属で形成されることが例示される。
ロータ部３２および重量付加体３３の厚みはそれぞれ１ｍｍ前後であり、ロータ部３２と重量付加体３３とを重ねた回転体３Ａとしての厚みは数ｍｍ程度の薄さである。さらには、ロータ部３２および重量付加体３３の厚みをそれぞれ１ｍｍ以下とし、回転体３Ａの厚みを１ｍｍ程度に形成することも可能である。
なお、ロータ部３２の回転面は基面４に対して平行であり、これは、圧電アクチュエータ２の補強板２１と圧電素子２２との積層方向と同方向である。
【００３４】
このような構成による振動モータ１において、圧電アクチュエータ２に駆動電圧を印加して圧電素子２２の振動を励振する。すると、当接部２１１の楕円軌道運動によりロータ部３２が回転される。ロータ部３２が回転されると、回転体３Ａとしてロータ部３２と重量付加体３３とが一体となって回転される。このとき、回転体３Ａの重心は回転軸３１から偏心されているので、重心が回転軸３１を周回し振動が生じる。
【００３５】
このような第１参考形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）回転体３Ａには重量付加体３３が設けられることにより、回転体３Ａの重心が回転軸３１から偏心される。このとき、重量付加体３３は、ロータ部３２とは別体として形成されるので、ロータ部３２および重量付加体３３の材質をそれぞれ最適に選択することができる。例えば、ロータ部３２を比重が小さくかつ耐摩耗性を有する材質で形成し、一方、重量付加体３３を比重の大きい材質で形成すれば、回転体３Ａの偏心をより大きくすることができる。また、ロータ部３２に対して重量付加体３３を設ける位置を変えることにより、同じ重さの重量付加体３３であっても偏心の大きさを変えることができる。
【００３６】
（２）回転体３Ａを回転させる駆動源として圧電アクチュエータ２を利用している。圧電アクチュエータ２は、補強板２１に対して２枚の圧電素子２２を張り合わせるだけの簡便な構成である。よって、従来の駆動源であるコイルモータ等に比べて小型化される。また、厚み方向の部品点数が少ないことに加えて、さらに、構成要素である補強板２１および圧電素子２２自体の厚みが薄いので、圧電アクチュエータ２は非常に薄型化される。よって、振動モータ１としての厚みを非常に薄くすることができる。その結果、この振動モータ１を電子機器に組み込むことが容易であり、また、電子機器を大型化する必要がない。
【００３７】
（３）圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとは重ならず、さらに、補強板２１と圧電素子２２との積層方向と回転体３Ａの回転軸方向とが略平行方向に配置されている。圧電アクチュエータ２自体が薄くて、回転体３Ａ自体も薄い上にさらに、両者が重ならずに両者の薄い方向を揃えて配置されることにより、振動モータ１として最も薄い構成とすることができる。
【００３８】
（４）圧電アクチュエータ２と回転体３Ａとで構成されているので、この振動モータ１は、コイルモータ等が有する磁石を必要としない。よって、この振動モータ１を電子機器等に組み込んだ場合であっても周囲の部材が着磁される恐れがない。
【００３９】
（第２参考形態）
次に、振動モータの第２参考形態について説明する。この第２参考形態の基本的構成は、第１参考形態と同様であるが、第２参考形態の特徴は、回転体３Ｂに重量アンバランス手段としての重量部３５が一体成形されている点にある。
図３に第２参考形態の断面図を示す。圧電アクチュエータ２が支持部２３１で支持され、回転体３Ｂの外周に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接している点などは第１参考形態と同様である。
回転体３Ｂは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４に対して、この円板部３４の略半円部分に重なる形で重量部３５が一体的に形成されている。重量部３５の形状は、第１参考形態の重量付加体３３と同形状である。このような構成により、回転体３Ｂの重心が回転軸３１から偏心される。
【００４０】
このような構成からなる第２参考形態によれば、上記参考形態の効果（２）から（４）に加えて、次の効果を奏することができる。
（５）回転体３Ｂの円板部３４と重量部３５とが一体成形されているので、製造工程が簡略化され、製造コストを低減することができる。重量付加体３３（第１参考形態）を付加する場合に比べて、加工誤差が生じにくいので、回転により一定の振動を生じる回転体３Ｂとすることができる。
【００４１】
（第３参考形態）
次に、振動モータの第３参考形態について説明する。この第３参考形態の基本的構成は、第１参考形態と同様であるが、第３参考形態の特徴は、回転体に重量アンバランス手段として高密度部分が形成されている点である。
図４に第３参考形態を示す。圧電アクチュエータ２が支持部２３１で支持され、回転体３Ｃの外周に圧電アクチュエータ２の当接部２１１が当接している点などは第１参考形態と同様である。
【００４２】
回転体３Ｃは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４と、この円板部３４の外周をリング状に囲んで設けられたリム部３６とを備えて構成されている。
円板部３４は、合成樹脂で成形され、この合成樹脂に合成樹脂よりも比重の大きい材質、例えばタングステン等の金属粉末３４１が部分的に混入されて形成されている。金属粉末３４１は、円板部３４の直径を境に片方側にのみ混入され、中心から外周部に行くに従って濃度が高くなるように混入されている。このような構成により、円板部３４の密度分布に偏りが生じ、合成樹脂のみで形成された一部３４２に対して金属粉末３４１が混入された他の部分３４３が高密度部分となる。その結果、回転体３Ｃの重心が回転軸３１から偏心される。
【００４３】
リム部３６は、圧電アクチュエータ２の当接部２１１との摩擦によって磨耗しない程度の耐摩耗性を有する金属例えばステンレス等で形成されている。また、リム部３６の外周端部には、断面円弧状の凹条部３６１が設けられている。
【００４４】
以上、このような第３参考形態によれば、上記参考形態の効果（２）から（４）に加えて、次の効果を奏することができる。
（６）回転体３Ｃの円板部３４に密度分布の偏りを形成することによって回転体３Ｃの重心を回転軸３１から偏心させている。よって、重量付加体３３（第１参考形態）や重量部３５（第２参考形態）等を設ける構成に比べて、回転体３Ｃを小型で薄型のものとできる。
（７）円板部３４は合成樹脂に金属粉末３４１を混入するだけであるので成形が容易である。
（８）回転体３Ｃが合成樹脂のみで形成された場合には、圧電アクチュエータ２との当接によりすぐに磨耗してしまう恐れがある。しかし、リム部３６を設けることにより圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗することがなく、回転体３Ｃと圧電アクチュエータ２とを常に一定の当接力で当接させることができる。
【００４５】
（第４参考形態）
次に、振動モータの第４参考形態について説明する。
第４参考形態の基本的構成は第３参考形態と同様であるが、第４参考形態が特徴とするところは、回転体３Ｄに重量アンバランス手段として穴３４４が設けられている点である。
図５に第４参考形態を示す。回転体３Ｄは、回転軸３１からフランジ状に突設された円板部３４と、この円板部３４の外周をリング状に囲んで設けられたリム部３６とを備えて構成されている。
円板部３４は、タングステン合金で成形され、このタングステン合金の一部に穴３４４が形成されている。穴３４４は、円板部３４の直径を境に一方側で円板部３４の外縁部を除いた位置に、回転面上方に向かって開口した略半円形の凹状に形成されている。このような構成により、回転体３Ｄの重心が回転軸３１から偏心される。リム部３６については、第３参考形態と同様である。
【００４６】
このような構成からなる第４参考形態によれば、上記参考形態の効果（２）から（４）、および（８）に加えて、次の効果を奏することができる。
（９）回転体３Ｄの円板部３４に穴３４４を形成することによって回転体３Ｄの重心を回転軸３１から偏心させている。よって、重量付加体３３（第１参考形態）や重量部３５（第２参考形態）等を設ける構成に比べて、回転体３Ｄを小型で薄型のものとできる。（１０）合成樹脂に金属粉末３４１を混入させる場合には金属粉末３４１の分散度によって回転体の偏心度に違いが生じる恐れもあるが、回転体３Ｄの円板部３４に穴３４４を形成する場合には常に一定の偏心度の回転体３Ｄを製造することができる。
【００４７】
（第１実施形態）
次に、本発明の振動モータの第１実施形態について説明する。図６に第１実施形態の平面図を示す。図７に図６中VII-VII線における断面図を示す。
この振動モータ１は、略円板状の固定体５と、この固定体５を円環状に囲むとともに固定体５を中心として回転自在に設けられた回転体３Ｅと、固定体５に配設され回転体３Ｅに当接して回転体３Ｅを回転させる圧電アクチュエータ２とを備えて構成されている。
【００４８】
固定体５は、略円板状であって、外縁部には上面側の角を面取りする形でテーパ５１が設けられている。固定体５の外縁部の上面側には外縁に沿ったリング状の押さえ板５２が設けられている。押さえ板５２の外縁の下面側には固定体５のテーパ５１とともに固定側Ｖ溝５３を形成する傾斜部５２１が設けられている。
【００４９】
回転体３Ｅは、固定体５を円環状に囲む円環側壁部３７を有する略リング状の部材である。円環側壁部３７のうち下面側には、固定体５のテーパ５１と押さえ板５２の傾斜部５２１とで形成された固定側Ｖ溝５３に対向する回転側Ｖ溝３７１が円環状に形成されている。この固定側Ｖ溝５３と回転側Ｖ溝３７１との間にはボール５４が介装されたボールベアリングが設けられている。このボール５４は、固定体５の周方向に所定間隔で数個例えば７個程度設けられている。なお、固定体５と押さえ板５２との間には平板で環状のボール保持部５５が挟持され、このボール保持部５５の外周の所定位置には、ボール５４と同数の切欠き（不図示）が設けられている。この切欠き部分にボール５４が保持され、ボール５４が固定体５の外周で所定位置を保つ。
【００５０】
回転体３Ｅの円環側壁部３７において回転側Ｖ溝３７１の上側には、断面円弧状の凹条部３７２が形成され、圧電アクチュエータ２の当接部２１１がこの凹条部３７２に当接される。
なお、円環側壁部３７の高さは、圧電アクチュエータ２の厚みと固定体５の厚みを足したものよりはわずかに高いものであるが、その高さは数ｍｍ程度、あるいは１ｍｍ以下である。
【００５１】
また、回転体３Ｅは、固定体５を中心として外周方向に見たとき、肉薄の方向と肉厚の方向とを有している。すなわち、回転体３Ｅの回転中心から回転体３Ｅの外周の一点までに至る距離と、回転中心から外周の他点までに至る距離とが異なっている。このように、回転中心に対して円形ではなく略楕円形状の外周を有する異形に形成されることにより、回転体３Ｅの重心を回転中心から偏心させる重量アンバランス手段が構成されている。
【００５２】
圧電アクチュエータ２は、固定体５に配設され、回転体３Ｅの円環側壁部３７にて囲まれている。
圧電アクチュエータ２の構成は、上記参考形態と基本的に同様であり、補強板２１に対して圧電素子２２が表裏両面から張り合わされている。
また、圧電素子２２の表面には電極Ａないし電極Ｅが形成されている。この電極は、圧電素子２２の幅方向中央部の電極Ａと、この電極Ａの両端に位置し長手方向略中央で分割された４つの電極Ｂ、電極Ｃ、電極Ｄ、電極Ｅとを備えて構成されている。この電極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、補強板２１の表裏両面の圧電素子２２にそれぞれ設けられている。電極のうち中央の電極Ａと、互いに対角に位置する電極、例えば電極Ｂと電極Ｅとには図示しないリード線が接続され、このリード線は図示しない駆動制御回路に接続されている。駆動制御回路からは電極Ａ、Ｂ、Ｅに対しリード線を介して圧電素子２２の振動を励振する駆動電圧が印加される。この駆動電圧の印加により、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動し、当接部２１１が回転体３Ｅに押圧接触した状態で当接部２１１が楕円軌道運動を行うと、回転体３Ｅが回転される。
【００５３】
本実施形態においては、圧電アクチュエータ２の当接部２１１が補強板２１の幅方向の略中央部分に設けられている。また、圧電アクチュエータ２には、回転体３Ｅに対する当接部２１１の当接力を調節する当接力調整手段２５が設けられている。
当接力調整手段２５は、圧電アクチュエータ２を支持するとともに固定体５に対してスライド自在に設けられたスライダ２５１と、スライダ２５１と固定体５とをスライド移動させるスライド機構２５３とを備えて構成されている。
【００５４】
圧電アクチュエータ２には、補強板２１の長手方向略中央から突設され孔２４１が穿設された腕部２４が設けられている。スライダ２５１は圧電アクチュエータ２の下面と固定体５の上面との間に設けられている。螺子２４２が腕部２４の孔２４１に嵌挿されてスライダ２５１に螺合されて、圧電アクチュエータ２がスライダ２５１に対して一体的に固定されている。
スライド機構２５３は、スライダ２５１の固定体５に対向する面から固定体５に向かって突設された係合ピン２５２と、固定体５に設けられ圧電アクチュエータ２の長手方向に長径を有する略楕円形状で係合ピン２５２が係合される係合孔２５４と、当接部２１１の反対方向から当接部２１１の方向に向かってスライダ２５１を付勢するばね２５５と、ばね２５５に対して当接ピン２５６を介してばね２５５の付勢力を調節する頭部が偏心された偏心ピン２５７とを備えて構成されている。
【００５５】
このような当接力調整手段２５において、偏心ピン２５７を回転させて偏心ピン２５７の頭部にて当接ピン２５６を押す力を調整する。すると、ばね２５５の長さが変化さればね２５５の付勢力が調整される。このばね２５５の付勢力の調整により、スライダ２５１が係合孔２５４の長径方向に移動される。その結果、当接部２１１が回転体３Ｅに対して近接あるいは離間方向に移動され、当接部２１１と回転体３Ｅとの当接力が変化される。
【００５６】
このような構成において、圧電素子２２に駆動電圧を印加して圧電素子２２に振動を励振すると、当接部２１１が楕円軌道を描いて運動される。この当接部２１１の運動により回転体３Ｅが回転されると振動が生じる。
【００５７】
このような第１実施形態によれば、上記参考形態の効果（２）（３）（４）（に加えて、次の効果を奏することができる。
（１１）圧電アクチュエータ２が、回転体３Ｅの内側に設けられているので、振動モータ１自身の大きさは回転体３Ｅの大きさとなる。すると、回転体３Ｅの外側から圧電アクチュエータ２を当接させる構成に比べると、小型化される。
（１２）回転体３Ｅは、回転中心に対して外周の一点までの距離と外周の他点までの距離が異なる略楕円形状の異形に形成されることにより、重心が偏心されている。これは、重量付加体３３（第１参考形態）や重量部３５（第２参考形態）を設けたり、金属粉末３４１（第３参考形態）を混入させることに比べて簡便であり、製造工程が簡略化され、製造コストが低減される。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、本発明の振動モータ１の第２実施形態について説明する。図８に第２実施形態の平面図を示す。図９に図８中IX-IX線における断面図を示す。第２実施形態の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、第２実施形態の特徴とするところは、回転体３Ｆに重量アンバランス手段としての重量付加体３９が設けられている点である。
【００５９】
回転体３Ｆは、固定体５および圧電アクチュエータ２を囲み重心が回転中心に位置する円環状のロータ部３８と、ロータ部３８の外周面に付加され重心を回転中心から偏心させる重量アンバランス手段としての重量付加体３９とを備えて構成されている。
重量付加体３９は、円環を直径で分割した略半分の形状であって、ロータ部３８の外周端部のうち略半円部分に対して外側から設けられている。重量付加体３９の外周端部には外側に向かって開口した凹状の穴部３９１が所定間隔をもって数個所例えば３箇所設けられている。この穴部３９１には、螺子３９２が挿入されロータ部３８と重量付加体３９が螺子止めされている。このように重量付加体３９が設けられることにより、回転体３Ｆの重心が回転中心から偏心されている。
【００６０】
なお、ロータ部３８の材質および重量付加体３９の材質は、特に限定されるものではないが、ロータ部３８は圧電アクチュエータ２との当接でも磨耗せずかつ比重の小さい材質例えばステンレス等で形成されることが例示される。また、重量付加体３９は、比重の大きい材質例えばタングステン等の金属で形成されることが例示される。
また、ロータ部３８および重量付加体３９の厚みは同じで１ｍｍ前後である。
【００６１】
このような構成からなる第２実施形態によれば、上記参考形態および第１実施形態の効果（１）から（４）、（１１）に加えて、次の効果を奏することができる。
（１３）重量付加体３９が、ロータ部３８に対して螺子３９２により取付けられているので、重量付加体３９を重量の異なるものに交換することができる。あるいは、重量付加体３９を取り外して振動が生じないただのモータとして利用することもできる。
【００６２】
尚、本発明の振動モータは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、圧電アクチュエータ２の構成は、上記実施形態に限られるものではなく、回転体を回転させるものであればよい。圧電素子２２および補強板２１の形状や当接部２１１の位置などは適宜設定されればよい。また、当接部２１１が楕円軌道を描く場合について説明したが、当接部２１１を直線的に運動させて回転体の直径方向に対し角度を有する方向から回転体の外周面をつつくようにして回転体を回転させてもよい。この場合、圧電素子の電極の構成や駆動電圧の周波数などは適宜設定されればよい。また、振動体としては、超音波モータも含まれる。
【００６３】
第１参考形態において、重量付加体３３の形状や付加の位置は上記参考形態に限られず、種種の形態で付加位置も異なるものであってもよい。例えば、第１参考形態の重量付加体３３に比べて中心角が小さい扇形であってもよく、また、単に円板、三角、四角など種種の形状であってもよい。付加位置はロータ部の回転面の上面であってもよくまたは回転面の下面であってもよく、回転軸に対して嵌合せずに回転面に対して貼着されていてもよい。あるいは、回転体の回転面から間隔を有して回転軸に対して重量付加体３３を取付けてもよい。重量付加体３３は、ロータ部に対してねじでねじ止めされてもよく、あるいは、ロータ部３２および重量付加体３３の一方に雄ねじを設け、ロータ部３２および重量付加体３３の他方に雌ねじを設けて互いを螺合してもよい。
【００６４】
第２参考形態において、重量部３５の形状および重量部３５が形成される位置は上記参考形態に限られない。円板部３４の回転面上側でもよく回転面下側でもよい。
第３参考形態において、円板部３４の密度分布の偏りを形成する際しては、合成樹脂で形成された円板部３４に混入するのは、金属粉末３４１に限られず、比重の大きいものであればよい。また、円板部３４の一部と他の部分とをそれぞれ別個に比重の異なる材質を用いて形成した後、この両者を張り合わせることで密度分布の偏りを形成してもよい。
【００６５】
第４参考形態において、円板部３４に形成される穴３４４の形状および位置は上記参考形態に限られない。穴３４４は半円形のほか、円形、三角、四角などでもよい。また、穴３４４が形成される位置は円板部３４の回転面上面でも回転面下面でもよい。また、穴３４４は、円板部３４を貫通して形成されていてもよい。
円板部３４は合成樹脂により形成されてもよい。すると、回転体３Ｄの円板部３４を合成樹脂で成形する際に穴３４４を形成するのみであるので、例えば金属粉末３４１（第３参考形態）を混入させるような場合と比べて、製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
【００６６】
第１実施形態において、回転体３Ｅの形状は、上記実施形態に限られず、回転中心から偏心した重心をもつ形状であればよい。当接力調整手段２５は上記実施形態に限られず、当接部２１１と回転体３Ｅとの当接力を調整できるものであればよい。また、回転中心から外周の一点への距離と回転中心から外周の他点への距離とが異なる形状に回転体を形成してこの回転体の外周面に圧電アクチュエータを当接させてもよい。この場合、回転体の回転とともに回転体の回転中心と圧電アクチュエータとの距離を変化させるスライド機構を圧電アクチュエータに設けて、回転体の外周面に対して圧電アクチュエータが常に当接する構成とすることが望ましい。
【００６７】
第２実施形態において、重量付加体３９の形状は上記実施形態に限られず、中心角が１８０度よりも小さいものであってもよい。あるいは、重量付加体３９を付加する位置は、ロータ部３８の外周端面に限られず、ロータ部３８の上面側あるいは下面側であってもよい。また、重量付加体３９はロータ部３８に対して螺子止めされる他、ロータ部３８に対して貼り付けられてもよい。
【００６８】
振動モータ１は、各種電子機器に組み込まれてもよい。例えば、携帯電話機などの移動体通信機や、時計などに組み込まれてもよい。本発明の振動モータ１は、小型かつ薄型であるので、電子機器に組み込むことが容易であり、また電子機器を大型化することもない。また、この振動モータ１は、磁石を有していないので、電子機器に組み込んだ際でも、電子機器内の部材を着磁する恐れがない。
【００６９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の振動モータによれば、小型化、薄型化できるという優れた効果を奏し、この振動モータを有する電子機器を小型化できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動モータの第１参考形態を示す図である。
【図２】前記第１参考形態の断面図を示す図である。
【図３】振動モータの第２参考形態を示す図である。
【図４】振動モータの第３参考形態を示す図である。
【図５】振動モータの第４参考形態を示す図である。
【図６】本発明の振動モータの第１実施形態を示す図である。
【図７】前記第１実施形態において、図６中VII-VII線における断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図９】前記第２実施形態において、図８中IX-IX線における断面図である。
【符号の説明】
１…振動モータ、２…圧電アクチュエータ（振動体）、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ…回転体、２１…補強板、２２…圧電素子、３１…回転軸、３２…ロータ部、３３…重量付加体（重量アンバランス手段）、３４…円板部、３５…重量部（重量アンバランス手段）、３７…円環側壁部、３８…ロータ部、３９…重量付加体（重量アンバランス手段）、２１１…当接部、３４１…金属粉末、３４４…穴（重量アンバランス手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration motor that generates vibration by rotating a weight unbalanced rotating body with a piezoelectric actuator.
[0002]
[Background]
In general, a vibration motor that generates vibration by rotating an eccentric weight whose center of gravity deviates from a rotation axis is known. For example, a vibration motor in which an eccentric weight for generating vibration is fixed to a rotor of a coil motor is known as a first conventional vibration motor (for example, Patent Document 1).
Moreover, a vibration motor using a flat coreless motor is known as a vibration motor of the second prior art. The vibration motor includes a fan-shaped eccentric rotor, an armature coil provided on the eccentric rotor, and a magnet that supplies magnetic flux to the eccentric rotor (for example, Patent Document 2).
Further, a linear vibration motor is known as a vibration motor of the third prior art. This linear vibration motor includes a stator made of an electromagnet, a mover having a permanent magnet and supported by a spring, a sensor for detecting the speed of the mover, and applying a coil to the electromagnet according to the detection result of the sensor. And a control means for controlling the supply current.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-17918 A
[Patent Document 2]
JP 2000-92804 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 08-331826
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, any of the first to third prior arts has a problem that the vibration motor cannot be reduced in size and thickness beyond a certain limit.
For example, the first prior art has a rotor of a coil motor, a magnet, a coil and the like in the thickness direction. Moreover, in the 2nd prior art, it has an eccentric rotor, a coil, and a magnet in the thickness direction. Thus, since it has a considerable number of components in the thickness direction, there is a certain limit to making it thinner.
Also, in the third prior art, since it has an electromagnet, it is difficult to make it thinner than the thickness of the coil of the electromagnet.
[0005]
Furthermore, in any of the above prior arts, there is a problem that the vibration motor has a magnet. When a vibration motor having a magnet is incorporated in an electronic device or the like as described above, members around the vibration motor may be magnetized. Then, there arises a problem that the magnetized member affects the operation of the electronic device. Alternatively, there arises a problem that it is necessary to separately take measures for preventing magnetization.
[0006]
An object of the present invention is to provide a vibration motor that can solve the conventional problems and can be reduced in size and thickness, and provide an electronic device that includes the vibration motor and is reduced in size.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The vibration motor according to the present invention includes a substantially disc-shaped fixed body and a ring-shaped rotating body that has an annular side wall that surrounds the fixed body in an annular shape and is rotatably disposed around the fixed body. And a piezoelectric actuator that is disposed on the fixed body and abuts against the rotating body to rotate the rotating body, the ball on the lower side of the annular side wall of the rotating body The rotating body is rotatably held by the bearing with respect to the fixed body, and the contact portion of the piezoelectric actuator is in contact with the inner peripheral surface of the annular side wall portion on the upper side, and the piezoelectric actuator Is arranged at a planar position surrounded by the annular side wall, and the rotating body is provided with weight unbalance means for decentering the center of gravity of the rotating body from the rotation axis. .
In the vibration motor of the present invention, the height of the annular side wall portion is larger than the sum of the thicknesses of the fixed body and the piezoelectric actuator.
Furthermore, in the vibration motor of the present invention, the piezoelectric actuator is provided with a contact force adjusting means for adjusting a contact force of the contact portion with respect to the rotating body.
[0008]
According to such a configuration, when an AC voltage is applied to the piezoelectric element, vibration is excited in the piezoelectric element, and the rotating body is rotated by the vibration of the piezoelectric element. At this time, the rotating body is provided with weight unbalance means, and the center of gravity of the rotating body is eccentric from the rotating shaft of the rotating body. Therefore, vibration can be obtained by the rotation of the eccentric rotating body.
Examples of the vibrating body include a piezoelectric actuator that utilizes vibration of a piezoelectric element. The thickness of such a vibrating body can be about the thickness of a generally flat piezoelectric element, and is very thin, for example, about 1 mm, or even 1 mm or less. Therefore, the vibration motor that rotates the rotating body with the thinned vibration body is much thinner than the conventional vibration motor. If the vibration motor is thinned, it is easy to incorporate this vibration motor into an electronic device.
[0009]
Since the vibrating body uses the expansion and contraction vibration of the piezoelectric element excited by the AC voltage, the structure is a simple structure such as bonding the piezoelectric elements. Therefore, in addition to thinning, the size can be easily reduced, and the assembly process can be simplified. Conventionally, the configuration requires a magnet to rotate the rotating body, but the configuration of the present application does not require a magnet to obtain vibration of the piezoelectric element. Therefore, even if this vibration motor is incorporated in an electronic device, surrounding members are not magnetized. As a result, the vibration motor can be incorporated into a precise electronic device.
[0010]
The vibrating body uses a constant vibration excited on the piezoelectric element by applying an alternating voltage. Therefore, since the constant driving of the vibrating body is maintained by the application of the AC voltage, the rotating body can always be rotated normally at a constant speed, and the rotating body can be instantaneously rotated even at startup. be able to. For example, since abnormal driving such as cogging torque and torque ripple found in a coil motor does not occur, the vibration motor of the present invention can obtain a constant vibration by rotating a rotating body at a constant speed. In addition, when rotating an eccentric rotating body such as a coil motor, it may be difficult for the rotating body to rotate during startup. However, in the vibration motor of the present invention, the vibrating body is in direct contact with the rotating body. Even at times, the rotating body can be quickly rotated. In particular, even when the eccentricity of the rotating body is large and high torque is required to rotate the rotating body, the rotating body can be quickly rotated. Since the user feels the largest vibration at the time of activation, if the rotating body can be quickly rotated at the time of activation, the user can feel a large vibration. Furthermore, since a large vibration can be experienced, the effect of vibration given to the user does not change even if the number of rotations of the rotating body is slightly reduced, and by reducing the number of rotations of the rotating body, The wear of the vibrating body and the contact portion can be reduced, and the service life can be extended.
[0011]
In this invention, it is preferable that the said weight imbalance means is a weight addition body attached to the part except the contact part with the said vibrating body with respect to the said rotary body.
[0012]
According to such a configuration, by attaching the weight addition body to the rotating body, the center of gravity of the rotating body is eccentric from the rotation axis. Then, vibration can be obtained by the rotation of the eccentric rotating body.
By providing the weight addition body separately from the rotation body, the materials of the rotation body and the weight addition body can be appropriately set. For example, the rotating body can be made of a material with a low density so as to reduce the weight, and the weight addition body can be formed of a material with a high density such as a metal such as tungsten so as to increase the weight. Alternatively, the rotator can be formed of a material that is not worn even by contact with the vibrating body, such as stainless steel.
If the position where the weight addition body is attached is changed, the eccentricity can be changed even if the weight addition body has the same weight. For example, a vibration motor that increases the eccentricity when a weight-added body is attached to the side farther from the rotation axis of the rotating body, that is, the peripheral side of the rotating body, and generates a greater vibration even with a vibration motor of the same weight. can do.
When the rotating body is difficult to rotate, the rotation of the rotating body can be adjusted by changing the position of the weight adding body or replacing the weight adding body.
In addition, the shape of a weight addition body is not specifically limited, For example, the shape which covers a part on the rotating surface of a rotary body may be sufficient.
[0013]
In this invention, it is preferable that the said weight imbalance means is a weight part integrally formed with respect to the said rotary body.
[0014]
According to such a configuration, the weight portion is formed on the rotating body, whereby the center of gravity of the rotating body is eccentric from the rotation axis. Then, vibration can be obtained by the rotation of the eccentric rotating body.
By integrally forming the weight part with respect to the rotating body, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Further, as compared with the case where the weight addition body is attached to the rotating body as a separate body, there is no problem that the weight addition body is detached from the rotating body. If the weight addition body is attached to the rotator, it may be possible that the eccentric amount of the rotator is different due to an attachment error. However, if the weight part is integrally formed with the rotator, the same-shaped rotator is stably manufactured. Therefore, the vibration obtained by the rotation of the rotating body can be made constant.
In addition, the position which forms a weight part among rotary bodies is not limited, What is necessary is just the position which decenters the gravity center of a rotary body from a rotating shaft. For example, if a weight part is formed on the side farther from the rotation axis of the rotator, that is, on the peripheral side of the rotator, the eccentricity is increased, and even a vibration motor having the same weight generates a greater vibration. be able to.
[0015]
In this invention, it is preferable that the said weight imbalance means is a high-density part which has a density higher than the density of a part of said rotary body, and forms the deviation of density distribution in the said rotary body.
[0016]
According to such a configuration, the center of gravity of the rotating body is eccentric from the rotation axis due to the uneven density distribution of the rotating body. Then, vibration can be obtained by the rotation of the eccentric rotating body. Since the eccentricity is caused by the difference in density distribution, it is not necessary to provide a weight addition body or the like in the rotating body, and the rotating body can be reduced in size. As a result, the vibration motor can be made smaller and thinner.
In addition, the density distribution of the rotating body is exemplified by being formed by mixing a metal powder having a high density, for example, tungsten powder, into a part of the rotating body formed of resin. Then, the other part where the metal powder is mixed into a part formed only with the resin becomes a high density part, and the eccentricity of the center of gravity occurs. Moreover, it is simple because only metal powder is added during resin molding.
Alternatively, by forming a part of the rotating body with a material having a low density, forming another part of the rotating body with a material having a high density, and pasting them together, an uneven density distribution of the rotating body is formed. May be. Then, since the bias of the same density can always be formed, the vibration obtained by the rotation of the rotating body can be made constant.
[0017]
In the present invention, the weight imbalance means is preferably a hole formed in the rotating body.
[0018]
According to such a configuration, the hole is formed in the rotating body, so that the portion of the hole is lighter than other portions. Then, the center of gravity of the rotating body can be decentered. Since the eccentricity of the rotating body is obtained by the hole, it is not necessary to add a weight addition body or the like to the rotating body, and the rotating body can be reduced in size. As a result, the vibration motor can be reduced in size and thickness. Further, since the rotating body can be integrally formed, the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost can be reduced.
[0019]
In the present invention, it is preferable that the rotating body has an annular side wall portion surrounding the vibrating body in an annular shape, and the vibrating body is in contact with an inner peripheral surface of the annular side wall portion.
[0020]
According to such a configuration, since the vibrating body is configured to enter the inside of the rotating body, the size of the vibration motor can be the size of the rotating body. As a result, the vibration motor can be reduced in size.
[0021]
In the present invention, the vibrating body includes a substantially flat reinforcing plate and the substantially flat piezoelectric element provided on at least one surface of the reinforcing plate, and the vibrating body includes the reinforcing plate and the reinforcing plate. It is preferable that the stacking direction with the piezoelectric element is arranged in parallel with the rotation axis direction of the rotating body.
[0022]
According to such a configuration, the vibrating body is the thinnest configuration in the stacking direction. Furthermore, in order to give the rotating body an eccentricity of the center of gravity, it is preferable to give the rotating body a shape having a length in a direction intersecting the rotating shaft so as to give a weight imbalance to the rotating shaft. Therefore, the rotating body is thinnest in the rotation axis direction. Therefore, when the stacking direction of the vibrating bodies is parallel to the rotation axis direction of the rotating bodies, the thinnest arrangement as a vibration motor can be achieved.
[0023]
An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the vibration motors described above.
[0024]
According to such a structure, it can be set as the electronic device which has a vibration motor reduced in size and thickness. Since this vibration motor is small and thin, it can be easily incorporated into an electronic device, and the electronic device is not enlarged. Furthermore, since this vibration motor does not have a magnet, there is no fear that the members of the electronic device are magnetized.
As such an electronic device, for example, a mobile communication device such as a mobile phone that issues a call signal by vibration of a vibration motor when called from a call partner, or a watch that is preset For example, an alarm signal may be generated by vibrating the vibration motor at the time.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference embodiments for reference of the present invention and embodiments of the present invention will be described below together with illustrated examples.
(First reference form)
FIG. 1 shows a first reference embodiment of a vibration motor. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
The vibration motor 1 includes a piezoelectric actuator 2 as a vibrating body and a rotating body 3A that rotates by being pressed against the piezoelectric actuator 2, and a base surface on which the piezoelectric actuator 2 and the rotating body 3A are fixed. 4 (see FIG. 2).
[0026]
The piezoelectric actuator 2 includes a reinforcing plate 21 formed in a substantially rectangular flat shape and two substantially rectangular flat-shaped piezoelectric elements 22, and the piezoelectric elements on both the front and back surfaces of the reinforcing plate 21 as shown in FIG. 2. 22 is provided.
The reinforcing plate 21 is formed of stainless steel or other metal material, and is formed at one vertex where one long side and one short side intersect, and the abutting portion 211 that abuts against the rotating body 3A, and the abutting portion 211 are diagonal. And a convex portion 212 formed at the position. The abutting portion 211 has a tip portion formed into a gently curved surface.
[0027]
The piezoelectric actuator 2 includes an abutting force adjusting portion 23 that protrudes integrally from a substantially longitudinal center of the reinforcing plate 21.
The contact force adjusting portion 23 is formed perpendicularly to the longitudinal direction of the reinforcing plate 21 and has a support portion 231 having a hole 232 drilled in the middle thereof, and the rotating body 3A at a right angle from one end of the support portion 231. A transverse beam portion 235 that is bent in the opposite direction and an engagement portion 236 that is parallel to the support portion 231 and bent in the opposite direction from the other end of the transverse beam portion 235 are configured. A mounting dowel 41 projecting vertically is formed on the base surface 4. A positioning screw 233 is screwed into the attachment dowel 41 through the hole 232 of the support portion 231. The piezoelectric actuator 2 is positioned by sandwiching and fixing the support portion 231 between the head of the positioning screw 233 and the mounting dowel 41. The engaging portion 236 is engaged with a pin 42 that is vertically fixed to the base surface 4. When the position of the pin 42 is changed, the piezoelectric actuator 2 is rotated around the positioning screw 233, and the contact force between the contact portion 211 and the rotating body 3A is adjusted. When the contact force between the contact portion 211 and the rotating body 3 A is optimal, the piezoelectric actuator 2 is tightened by engaging a driver or the like with the concave groove 234 provided on the top surface of the positioning screw 233 to tighten the positioning screw 233. And the rotating body 3A are fixed in a state in which they are in good contact.
[0028]
An electrode 221 formed of a nickel plating layer, a gold plating layer, or the like is provided on the surface of the piezoelectric element 22. The electrodes 221 are respectively provided on the piezoelectric elements 22 on both the front and back surfaces of the reinforcing plate 21. A lead wire (not shown) is connected to the electrode 221, and this lead wire is connected to a drive control circuit (not shown). From the drive control circuit, a drive voltage for exciting the vibration of the piezoelectric element 22 is applied to the electrodes via the lead wires. The frequency of the drive voltage is preferably set to the resonance frequency in the longitudinal direction of the piezoelectric element 22. When a driving voltage having a resonance frequency in the longitudinal direction is applied to the piezoelectric element 22, longitudinal vibration is excited in the piezoelectric element 22. At the same time, flexural vibration is excited due to the asymmetry between the contact portion 211 and the convex portion 212. Then, the contact part 211 moves along an elliptical orbit. When the contact portion 211 performs an elliptical orbital motion in a state where the contact portion 211 is in press contact with the rotating body 3A, the rotating body 3A is rotated.
[0029]
The thicknesses of the reinforcing plate 21 and the piezoelectric element 22 are each 1 mm or less, and the thickness as the piezoelectric actuator 2 in which the reinforcing plate 21 and the two piezoelectric elements 22 are laminated is about 1 mm and further 1 mm or less. .
The lamination direction of the reinforcing plate 21 and the piezoelectric element 22 is a direction perpendicular to the base surface 4.
[0030]
The rotating body 3A includes a rotating shaft 31 rotatably supported on the base surface 4, a disk-shaped rotor portion 32 protruding in a flange shape from the rotating shaft 31 in an outer peripheral direction, and the center of gravity of the rotating body 3A. A weight addition body 33 as a weight imbalance means for eccentricity is provided.
On the outer peripheral end surface of the rotor portion 32, a concave strip portion 321 having an arcuate cross section is formed, and the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2 is in contact with the concave strip portion 321.
[0031]
A weight addition body 33 is provided on the rotating surface of the rotor portion 32. The weight addition body 33 is substantially plate-shaped and has a substantially semicircular shape with a radius larger than the radius of the rotor portion 32. The weight addition body 33 is arranged on the rotation surface of the rotor section 32 so that a substantially linear end corresponding to the diameter of the weight addition body 33 is overlapped with the diameter of the rotor section 32 and half is covered with the diameter of the rotor section 32 as a boundary. It is provided in close contact with. A small semicircle 332 bulging to the opposite side of the entire semicircular shape is formed at the center portion 331 corresponding to the diameter of the weight addition body 33, and the center portion 331 is fitted to the rotating shaft 31. Yes. When the rotor part 32 is rotated, the weight addition body 33 and the rotor part 32 rotate together.
[0032]
Thus, by adding the weight addition body 33 to a part of the rotor portion 32, the center of gravity of the rotating body 3A is decentered in the direction in which the weight addition body 33 is added from the rotation axis. When the rotating body 3A having the eccentric center of gravity rotates, the center of gravity circulates around the rotation shaft, and vibration is generated.
[0033]
The material of the rotor section 32 and the material of the weight addition body 33 are not particularly limited, but the rotor section 32 is formed of a material that does not wear even when contacting the piezoelectric actuator 2 and has a low specific gravity, such as stainless steel. Is exemplified. Further, the weight addition body 33 is exemplified by a material having a large specific gravity, for example, a metal such as tungsten.
The thickness of the rotor part 32 and the weight addition body 33 is about 1 mm, respectively, and the thickness of the rotating body 3A in which the rotor part 32 and the weight addition body 33 are overlapped is as thin as several millimeters. Furthermore, the thickness of the rotor part 32 and the weight addition body 33 can be set to 1 mm or less, respectively, and the thickness of the rotating body 3A can be formed to about 1 mm.
The rotating surface of the rotor portion 32 is parallel to the base surface 4, which is the same direction as the stacking direction of the reinforcing plate 21 and the piezoelectric element 22 of the piezoelectric actuator 2.
[0034]
In the vibration motor 1 having such a configuration, a drive voltage is applied to the piezoelectric actuator 2 to excite the vibration of the piezoelectric element 22. Then, the rotor part 32 is rotated by the elliptical orbital movement of the contact part 211. When the rotor part 32 is rotated, the rotor part 32 and the weight addition body 33 are rotated together as the rotating body 3A. At this time, since the center of gravity of the rotating body 3A is eccentric from the rotation shaft 31, the center of gravity circulates around the rotation shaft 31 and vibration is generated.
[0035]
According to such a first reference embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The weight addition body 33 is provided on the rotating body 3 A, whereby the center of gravity of the rotating body 3 A is eccentric from the rotation shaft 31. At this time, since the weight addition body 33 is formed as a separate body from the rotor section 32, the materials of the rotor section 32 and the weight addition body 33 can be selected optimally. For example, if the rotor part 32 is formed of a material having a small specific gravity and wear resistance, and the weight addition body 33 is formed of a material having a large specific gravity, the eccentricity of the rotating body 3A can be further increased. Further, by changing the position where the weight addition body 33 is provided with respect to the rotor portion 32, the magnitude of the eccentricity can be changed even with the weight addition body 33 having the same weight.
[0036]
(2) The piezoelectric actuator 2 is used as a drive source for rotating the rotating body 3A. The piezoelectric actuator 2 has a simple configuration in which only two piezoelectric elements 22 are bonded to the reinforcing plate 21. Therefore, the size is reduced as compared with a coil motor or the like which is a conventional drive source. Further, in addition to the small number of parts in the thickness direction, the thickness of the reinforcing plate 21 and the piezoelectric element 22 itself, which are constituent elements, is thin, so that the piezoelectric actuator 2 can be made very thin. Therefore, the thickness as the vibration motor 1 can be made very thin. As a result, it is easy to incorporate the vibration motor 1 into an electronic device, and it is not necessary to increase the size of the electronic device.
[0037]
(3) The piezoelectric actuator 2 and the rotating body 3A do not overlap with each other, and the stacking direction of the reinforcing plate 21 and the piezoelectric element 22 and the rotation axis direction of the rotating body 3A are arranged in a substantially parallel direction. Since the piezoelectric actuator 2 itself is thin and the rotating body 3A itself is thin, and the two are not overlapped but are aligned in the thin direction of both, the vibration motor 1 can be the thinnest.
[0038]
(4) Since the piezoelectric motor 2 and the rotating body 3A are used, the vibration motor 1 does not require a magnet included in a coil motor or the like. Therefore, even if this vibration motor 1 is incorporated in an electronic device or the like, there is no possibility that surrounding members are magnetized.
[0039]
(Second reference form)
Next, a second reference embodiment of the vibration motor will be described. The basic configuration of the second reference embodiment is the same as that of the first reference embodiment, but the feature of the second reference embodiment is that a weight portion 35 as weight unbalance means is integrally formed with the rotating body 3B. is there.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the second reference embodiment. The point that the piezoelectric actuator 2 is supported by the support portion 231 and the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2 is in contact with the outer periphery of the rotating body 3B is the same as in the first reference embodiment.
In the rotating body 3B, a weight portion 35 is integrally formed so as to overlap a substantially semicircular portion of the disc portion 34 with respect to the disc portion 34 protruding from the rotating shaft 31 in a flange shape. The shape of the weight part 35 is the same shape as the weight addition body 33 of the first reference embodiment. With such a configuration, the center of gravity of the rotating body 3 B is eccentric from the rotating shaft 31.
[0040]
According to the 2nd reference form which consists of such composition, in addition to effects (2) to (4) of the above-mentioned reference form, the following effects can be produced.
(5) Since the disk part 34 and the weight part 35 of the rotating body 3B are integrally formed, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Compared with the case where the weight addition body 33 (first reference form) is added, since a processing error is less likely to occur, the rotation body 3B can generate a constant vibration by rotation.
[0041]
(3rd reference form)
Next, a third reference embodiment of the vibration motor will be described. The basic configuration of the third reference embodiment is the same as that of the first reference embodiment, but the feature of the third reference embodiment is that a high-density portion is formed on the rotating body as weight unbalance means.
FIG. 4 shows a third reference form. The point that the piezoelectric actuator 2 is supported by the support portion 231 and the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2 is in contact with the outer periphery of the rotating body 3C is the same as in the first embodiment.
[0042]
The rotating body 3 C includes a disk portion 34 that protrudes in a flange shape from the rotating shaft 31, and a rim portion 36 that is provided so as to surround the outer periphery of the disk portion 34 in a ring shape.
The disc portion 34 is formed of a synthetic resin, and is formed by partially mixing a material having a specific gravity greater than that of the synthetic resin, for example, a metal powder 341 such as tungsten. The metal powder 341 is mixed only on one side with the diameter of the disk portion 34 as a boundary, and is mixed so that the concentration increases from the center toward the outer peripheral portion. With such a configuration, the density distribution of the disk portion 34 is biased, and the other portion 343 in which the metal powder 341 is mixed with the portion 342 formed only of the synthetic resin becomes a high-density portion. As a result, the center of gravity of the rotating body 3C is decentered from the rotating shaft 31.
[0043]
The rim portion 36 is formed of a metal having a wear resistance that is not worn by friction with the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2, such as stainless steel. Further, a concave strip 361 having an arc cross section is provided at the outer peripheral end of the rim portion 36.
[0044]
As mentioned above, according to such 3rd reference form, in addition to the effect (2) to (4) of the said reference form, there can exist the following effect.
(6) The center of gravity of the rotating body 3C is decentered from the rotating shaft 31 by forming an uneven density distribution in the disk portion 34 of the rotating body 3C. Therefore, the rotating body 3C can be made smaller and thinner than the configuration in which the weight addition body 33 (first reference embodiment), the weight portion 35 (second reference embodiment), and the like are provided.
(7) Since the disc part 34 only mixes the metal powder 341 in a synthetic resin, it is easy to mold.
(8) When the rotating body 3 C is made of only synthetic resin, there is a possibility that the rotating body 3 C will be worn out immediately by contact with the piezoelectric actuator 2. However, by providing the rim portion 36, the rotating body 3 C and the piezoelectric actuator 2 can always be brought into contact with a constant contact force without being worn even in contact with the piezoelectric actuator 2.
[0045]
(4th reference form)
Next, a fourth reference embodiment of the vibration motor will be described.
The basic configuration of the fourth reference embodiment is the same as that of the third reference embodiment, but the fourth reference embodiment is characterized in that a hole 344 is provided as a weight unbalance means in the rotating body 3D.
FIG. 5 shows a fourth reference embodiment. The rotating body 3D is configured to include a disc portion 34 that projects from the rotating shaft 31 in a flange shape, and a rim portion 36 that surrounds the outer periphery of the disc portion 34 in a ring shape.
The disc portion 34 is formed of a tungsten alloy, and a hole 344 is formed in a part of the tungsten alloy. The hole 344 is formed in a substantially semicircular concave shape opened toward the upper side of the rotation surface at a position excluding the outer edge of the disk part 34 on one side with respect to the diameter of the disk part 34. With such a configuration, the center of gravity of the rotating body 3 D is eccentric from the rotation shaft 31. The rim portion 36 is the same as that in the third reference embodiment.
[0046]
According to the 4th reference form which consists of such composition, in addition to effects (2) to (4) and (8) of the above-mentioned reference form, the following effects can be produced.
(9) The center of gravity of the rotating body 3D is decentered from the rotating shaft 31 by forming a hole 344 in the disc portion 34 of the rotating body 3D. Therefore, the rotating body 3D can be made smaller and thinner than the configuration in which the weight addition body 33 (first reference embodiment), the weight portion 35 (second reference embodiment), and the like are provided. (10) When the metal powder 341 is mixed in the synthetic resin, the eccentricity of the rotating body may vary depending on the degree of dispersion of the metal powder 341. However, the hole 344 is formed in the disk portion 34 of the rotating body 3D. In some cases, a rotating body 3D having a constant eccentricity can be manufactured.
[0047]
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the vibration motor of the present invention will be described. FIG. 6 shows a plan view of the first embodiment. FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
The vibration motor 1 is provided on a substantially disk-shaped fixed body 5, a rotating body 3 E that surrounds the fixed body 5 in an annular shape and is rotatable about the fixed body 5, and the fixed body 5. The piezoelectric actuator 2 is configured to contact the rotating body 3E and rotate the rotating body 3E.
[0048]
The fixed body 5 has a substantially disc shape, and a taper 51 is provided on the outer edge portion so as to chamfer the corner on the upper surface side. On the upper surface side of the outer edge portion of the fixed body 5, a ring-shaped pressing plate 52 is provided along the outer edge. On the lower surface side of the outer edge of the pressing plate 52, an inclined portion 521 that forms a fixed-side V groove 53 together with the taper 51 of the fixed body 5 is provided.
[0049]
The rotating body 3E is a substantially ring-shaped member having an annular side wall portion 37 surrounding the fixed body 5 in an annular shape. On the lower surface side of the annular side wall portion 37, a rotation-side V groove 371 facing the fixed side V groove 53 formed by the taper 51 of the fixed body 5 and the inclined portion 521 of the pressing plate 52 is formed in an annular shape. ing. Between the fixed side V groove 53 and the rotation side V groove 371, a ball bearing with a ball 54 interposed is provided. Several, for example, seven balls 54 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the fixed body 5. An annular ball holding portion 55 is sandwiched between the fixed body 5 and the pressing plate 52, and the same number of notches (not shown) as the balls 54 are provided at predetermined positions on the outer periphery of the ball holding portion 55. Is provided. The ball 54 is held in the notch, and the ball 54 maintains a predetermined position on the outer periphery of the fixed body 5.
[0050]
On the annular side wall portion 37 of the rotating body 3E, a concave ridge portion 372 having an arc cross section is formed on the upper side of the rotation side V-groove 371, and the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2 is in contact with the concave portion 372. The
The height of the annular side wall portion 37 is slightly higher than the sum of the thickness of the piezoelectric actuator 2 and the thickness of the fixed body 5, but the height is about several millimeters or 1 mm or less. .
[0051]
The rotating body 3E has a thin direction and a thick direction when viewed in the outer peripheral direction with the fixed body 5 as the center. That is, the distance from the rotation center of the rotating body 3E to one point on the outer periphery of the rotating body 3E is different from the distance from the rotation center to another point on the outer periphery. In this way, a weight imbalance means for decentering the center of gravity of the rotating body 3E from the center of rotation is formed by forming it in a deformed shape having a substantially elliptical outer periphery rather than a circle with respect to the center of rotation.
[0052]
The piezoelectric actuator 2 is disposed on the fixed body 5 and is surrounded by an annular side wall 37 of the rotating body 3E.
The configuration of the piezoelectric actuator 2 is basically the same as that of the reference embodiment described above, and the piezoelectric element 22 is bonded to the reinforcing plate 21 from both the front and back surfaces.
Electrodes A to E are formed on the surface of the piezoelectric element 22. This electrode includes an electrode A at the center in the width direction of the piezoelectric element 22 and four electrodes B, an electrode C, an electrode D, and an electrode E that are located at both ends of the electrode A and are divided at approximately the center in the longitudinal direction. It is configured. The electrodes A, B, C, D, and E are provided on the piezoelectric elements 22 on both the front and back surfaces of the reinforcing plate 21, respectively. Among the electrodes, a lead electrode (not shown) is connected to the center electrode A and electrodes diagonally located, for example, the electrode B and the electrode E, and this lead wire is connected to a drive control circuit (not shown). A drive voltage for exciting the vibration of the piezoelectric element 22 is applied to the electrodes A, B, and E via lead wires from the drive control circuit. By applying the drive voltage, when the abutting portion 211 moves in an elliptical orbit and the abutting portion 211 performs an elliptical orbital motion in a state where the abutting portion 211 is pressed against the rotating body 3E, the rotating body 3E is moved. It is rotated.
[0053]
In the present embodiment, the contact portion 211 of the piezoelectric actuator 2 is provided at a substantially central portion in the width direction of the reinforcing plate 21. Further, the piezoelectric actuator 2 is provided with a contact force adjusting means 25 for adjusting the contact force of the contact portion 211 with respect to the rotating body 3E.
The contact force adjusting means 25 includes a slider 251 that supports the piezoelectric actuator 2 and is slidable with respect to the fixed body 5, and a slide mechanism 253 that slides the slider 251 and the fixed body 5. ing.
[0054]
The piezoelectric actuator 2 is provided with an arm portion 24 that protrudes from the longitudinal center of the reinforcing plate 21 and has a hole 241. The slider 251 is provided between the lower surface of the piezoelectric actuator 2 and the upper surface of the fixed body 5. The screw 242 is inserted into the hole 241 of the arm portion 24 and screwed into the slider 251 so that the piezoelectric actuator 2 is integrally fixed to the slider 251.
The slide mechanism 253 includes an engagement pin 252 protruding from the surface of the slider 251 facing the fixed body 5 toward the fixed body 5, and a substantially oval having a major axis in the longitudinal direction of the piezoelectric actuator 2 provided on the fixed body 5. The engagement hole 254 with which the engagement pin 252 is engaged in shape, the spring 255 that urges the slider 251 from the opposite direction of the contact portion 211 toward the contact portion 211, and the spring 255 An eccentric pin 257 having an eccentric head for adjusting the biasing force of the spring 255 via the contact pin 256 is provided.
[0055]
In such a contact force adjusting means 25, the eccentric pin 257 is rotated to adjust the force for pressing the contact pin 256 at the head of the eccentric pin 257. Then, the length of the spring 255 is changed, and the urging force of the spring 255 is adjusted. By adjusting the urging force of the spring 255, the slider 251 is moved in the major axis direction of the engagement hole 254. As a result, the contact part 211 is moved in the proximity or separation direction with respect to the rotating body 3E, and the contact force between the contact part 211 and the rotating body 3E is changed.
[0056]
In such a configuration, when a driving voltage is applied to the piezoelectric element 22 and vibration is excited in the piezoelectric element 22, the contact portion 211 is moved along an elliptical orbit. When the rotating body 3E is rotated by the movement of the contact portion 211, vibration is generated.
[0057]
According to such 1st Embodiment, in addition to the effect (2) (3) (4) () of the said reference form, there can exist the following effect.
(11) Since the piezoelectric actuator 2 is provided inside the rotating body 3E, the size of the vibration motor 1 itself is the size of the rotating body 3E. Then, the size is reduced as compared with the configuration in which the piezoelectric actuator 2 is brought into contact with the outside of the rotating body 3E.
(12) The center of gravity of the rotating body 3E is eccentric because the rotating body 3E is formed in a substantially elliptical shape having a distance to one point on the outer circumference and a distance to the other point on the outer circumference with respect to the rotation center. This is simpler than providing the weight addition body 33 (first reference form) and the weight part 35 (second reference form) or mixing the metal powder 341 (third reference form). Simplified and reduced manufacturing costs.
[0058]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the vibration motor 1 of the present invention will be described. FIG. 8 shows a plan view of the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the feature of the second embodiment is that a rotating body 3F is provided with a weight addition body 39 as weight unbalance means. Is a point.
[0059]
The rotating body 3F surrounds the fixed body 5 and the piezoelectric actuator 2 and has an annular rotor portion 38 whose center of gravity is located at the center of rotation, and weight unbalance means that is added to the outer peripheral surface of the rotor portion 38 and decenters the center of gravity from the center of rotation. The weight addition body 39 is provided.
The weight addition body 39 has a substantially half shape obtained by dividing an annular ring by a diameter, and is provided from the outside with respect to a substantially semicircular portion of the outer peripheral end portion of the rotor portion 38. At the outer peripheral end portion of the weight addition body 39, several concave holes 391 that open toward the outside are provided, for example, at three locations with a predetermined interval. A screw 392 is inserted into the hole portion 391, and the rotor portion 38 and the weight addition body 39 are screwed. By providing the weight addition body 39 in this way, the center of gravity of the rotating body 3F is eccentric from the center of rotation.
[0060]
The material of the rotor part 38 and the material of the weight addition body 39 are not particularly limited, but the rotor part 38 is made of a material having a small specific gravity, such as stainless steel, which does not wear even when contacting the piezoelectric actuator 2. Is exemplified. The weight addition body 39 is exemplified by being formed of a material having a large specific gravity, for example, a metal such as tungsten.
Moreover, the thickness of the rotor part 38 and the weight addition body 39 is the same, and is about 1 mm.
[0061]
According to 2nd Embodiment which consists of such a structure, in addition to the effect (1) to (4) and (11) of the said reference form and 1st Embodiment, there can exist the following effect.
(13) Since the weight addition body 39 is attached to the rotor portion 38 by the screw 392, the weight addition body 39 can be replaced with one having a different weight. Alternatively, the weight addition body 39 can be removed and used as a simple motor that does not generate vibration.
[0062]
The vibration motor of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the configuration of the piezoelectric actuator 2 is not limited to the above-described embodiment, and may be anything that rotates a rotating body. The shape of the piezoelectric element 22 and the reinforcing plate 21, the position of the contact portion 211, and the like may be set as appropriate. Further, the case where the contact portion 211 draws an elliptical trajectory has been described, but the contact portion 211 is moved linearly so that the outer peripheral surface of the rotating body is picked from a direction having an angle with respect to the diameter direction of the rotating body. The rotating body may be rotated. In this case, the configuration of the electrodes of the piezoelectric element, the frequency of the driving voltage, and the like may be set as appropriate. Moreover, an ultrasonic motor is also contained as a vibrating body.
[0063]
In the first reference form, the shape and the addition position of the weight addition body 33 are not limited to the above reference form, and the addition position may be different in various forms. For example, a fan shape having a smaller central angle than the weight addition body 33 of the first reference form may be used, or various shapes such as a disk, a triangle, and a square may be used. The additional position may be the upper surface of the rotating surface of the rotor part or the lower surface of the rotating surface, and may be attached to the rotating surface without fitting with the rotating shaft. Or you may attach the weight addition body 33 with respect to a rotating shaft at intervals from the rotating surface of a rotary body. The weight addition body 33 may be screwed to the rotor portion with a screw, or a male screw is provided on one of the rotor portion 32 and the weight addition body 33 and a female screw is provided on the other side of the rotor portion 32 and the weight addition body 33. It may be provided and screwed together.
[0064]
In the second reference form, the shape of the weight part 35 and the position where the weight part 35 is formed are not limited to the above reference form. The upper side of the rotating surface of the disc part 34 may be sufficient, and the lower side of the rotating surface may be sufficient.
In the third reference embodiment, when forming the uneven density distribution of the disc portion 34, the disc portion 34 made of synthetic resin is not limited to the metal powder 341 but has a large specific gravity. If it is. Moreover, after forming part of the disc part 34 and another part separately using the material from which specific gravity differs, you may form the bias | inclination of density distribution by bonding both together.
[0065]
In 4th reference form, the shape and position of the hole 344 formed in the disc part 34 are not restricted to the said reference form. The hole 344 may be semicircular, circular, triangular, square or the like. Further, the position where the hole 344 is formed may be the upper surface or the lower surface of the rotating surface of the disc portion 34. Further, the hole 344 may be formed through the disc portion 34.
The disc part 34 may be formed of a synthetic resin. Then, since only the hole 344 is formed when the disc part 34 of the rotating body 3D is formed of a synthetic resin, for example, the manufacturing process is compared with a case where the metal powder 341 (third reference embodiment) is mixed. Can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
[0066]
In the first embodiment, the shape of the rotating body 3E is not limited to the above embodiment, and may be any shape having a center of gravity that is eccentric from the center of rotation. The contact force adjusting means 25 is not limited to the above-described embodiment, and may be any device that can adjust the contact force between the contact portion 211 and the rotating body 3E. Alternatively, the rotating body may be formed in a shape in which the distance from the rotation center to one point on the outer periphery and the distance from the rotation center to another point on the outer periphery are different, and the piezoelectric actuator may be brought into contact with the outer peripheral surface of the rotating body. In this case, the piezoelectric actuator may be provided with a slide mechanism that changes the distance between the rotation center of the rotating body and the piezoelectric actuator as the rotating body rotates, so that the piezoelectric actuator always contacts the outer peripheral surface of the rotating body. desirable.
[0067]
In 2nd Embodiment, the shape of the weight addition body 39 is not restricted to the said embodiment, A center angle may be smaller than 180 degree | times. Alternatively, the position where the weight addition body 39 is added is not limited to the outer peripheral end surface of the rotor portion 38, and may be the upper surface side or the lower surface side of the rotor portion 38. Further, the weight addition body 39 may be affixed to the rotor portion 38 in addition to being screwed to the rotor portion 38.
[0068]
The vibration motor 1 may be incorporated in various electronic devices. For example, it may be incorporated in a mobile communication device such as a mobile phone or a watch. Since the vibration motor 1 of the present invention is small and thin, it can be easily incorporated into an electronic device and does not increase the size of the electronic device. Moreover, since this vibration motor 1 does not have a magnet, there is no possibility of magnetizing members in the electronic device even when the vibration motor 1 is incorporated in the electronic device.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the vibration motor of the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that it can be reduced in size and thickness, and an excellent effect that an electronic device having the vibration motor can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first reference embodiment of a vibration motor.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first reference embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a second reference embodiment of the vibration motor.
FIG. 4 is a diagram showing a third reference embodiment of the vibration motor.
FIG. 5 is a diagram showing a fourth reference embodiment of the vibration motor.
FIG. 6 is a diagram illustrating a first embodiment of a vibration motor according to the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6 in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 8 in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration motor, 2 ... Piezoelectric actuator (vibrating body), 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F ... Rotating body, 21 ... Reinforcing plate, 22 ... Piezoelectric element, 31 ... Rotating shaft, 32 ... Rotor part, 33 ... weight addition body (weight unbalance means), 34 ... disc part, 35 ... weight part (weight unbalance means), 37 ... annular side wall part, 38 ... rotor part, 39 ... weight addition body (weight unbalance means) , 211 ... contact portion, 341 ... metal powder, 344 ... hole (weight unbalance means)

Claims

A substantially disk-shaped fixed body;
A substantially ring-shaped rotating body that has an annular side wall surrounding the fixed body in an annular shape and that is rotatably arranged around the fixed body;
A piezoelectric actuator disposed on the fixed body and having a contact portion in contact with the rotating body to rotate the rotating body;
In the annular side wall portion of the rotating body, the rotating body is rotatably held with respect to the fixed body by a ball bearing on the lower side, and the contact portion of the piezoelectric actuator is on the upper side of the rotating body. Abutting the inner peripheral surface of the annular side wall,
The piezoelectric actuator is disposed at a planar position surrounded by the annular side wall,
The rotary motor is provided with weight unbalance means for decentering the center of gravity of the rotary body from the rotation axis.

In claim 1,
The vibration motor according to claim 1, wherein a height of the annular side wall portion is larger than a sum of thicknesses of the fixed body and the piezoelectric actuator.

In any one of Claims 1-2.
The vibration motor, wherein the piezoelectric actuator is provided with a contact force adjusting means for adjusting a contact force of the contact portion with respect to the rotating body.

An electronic apparatus comprising the vibration motor according to claim 1.