(57)【要約】【課題】サイズを大きくすることなくより大きな振動が得られるとともに、振動に伴う音が低減される加振器を提供する。【解決手段】加振器では、プレート状の振動体３を周方向から取り囲むように配置された環状のフレームに、振動体３の外周を取り囲む態様でコイル１３が巻かれている。振動体３は、プレート５とマグネット７，９とを備えている。マグネット７，９は、同極同士を対向させてプレート５を挟み込む態様で配設され、マグネット７には略扇型の切欠き１０が設けられている。コイル１３は、マグネット７，９によって形成される周方向に不均一な磁場中に位置する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の磁場を発生させるプレート状の振動体と、
前記振動体を周方向から取り囲むように配置され、前記所定の磁場中に位置するコイルと
前記コイルを保持する保持体と
を有し、
前記振動体は、前記所定の磁場として前記振動体の周方向において不均一な磁場を発生させる磁石体を備えた、加振器。
【請求項２】
前記振動体は、
所定のプレートと、
前記磁石体として、同極同士を対向させて前記プレートを挟み込む態様で配設された第１磁石体および第２磁石体と
を備えた、請求項１記載の加振器。
【請求項３】
前記第１磁石体は、前記プレートに対して前記第２磁石体とは非対称な形状とされた、請求項１または２に記載の加振器。
【請求項４】
前記第１磁石体には、前記第２磁石体とは対向する部分がない態様で、前記プレートを露出する切欠き部および開口部のいずれかが形成された、請求項３記載の加振器。
【請求項５】
前記第１磁石体には、厚み方向に所定の深さの凹部が形成された、請求項３記載の加振器。
【請求項６】
前記凹部は、前記第１磁石体における前記プレートが位置する側と反対側の面に形成された、請求項５記載の加振器。
【請求項７】
前記凹部は、前記第１磁石体における前記プレートが位置する側の面に形成された、請求項５または６に記載の加振器。
【請求項８】
前記振動体を前記保持体に振動可能に支持し、前記振動体と前記保持体との間を覆うように前記振動体の周方向に沿って形成されたダンパーを備え、
前記ダンパーには、前記ダンパーの内側の前記振動体が収容された前記空間と前記ダンパーの外側の空間とを連通する貫通穴が形成された、請求項１〜７のいずれかに記載の加振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加振器に関し、特に、磁石とコイルを備えた加振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話機や家庭用ゲーム機等では、振動を発生させる加振器を備えた機種が普及している。従来、この加振器として、モータの回転軸に偏心部材を取り付けた加振器が適用されていた。ところが、この種の加振器では、スイッチのオンオフに対する反応を速めることに限界があり、また、小型化にも限界があるという問題があった。
【０００３】
このような問題点を解消する加振器として、平板状の振動体を振動させる加振器が提案されている。図１７、図１８および図１９に示すように、この種の従来の加振器１０１では、環状のフレーム１１１の内側にダンパー１１５を介してプレート状の振動体１０３が取り付けられている。振動体１０３は、プレート１０５とマグネット１０７，１０８とを備えている。マグネット１０７はプレート１０５の一方の面に装着され、マグネット１０８はプレート１０５の他方の面に装着されている。
【０００４】
フレーム１１１には、外周に向かって開口した溝１１２が形成されている。溝１１２には、振動体１０３の外周を取り囲む態様でコイル１１３が巻かれている。その溝１１を覆うように、リング部材１１７が取り付けられている。この加振器１０１では、２つのマグネット１０７，１０８によって形成される磁場中にコイル１１３が位置することになり、そのコイル１１３に電流が流れることによって、振動体１０３が振動する。なお、このような振動体を備えた加振器を開示した文献の一つとして特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００５−８７８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯電話機等の軽量化に伴って、加振器にはさらなる小型化あるいは薄型化が求められている。一方で、加振器には、より大きな振動を生じさせることが求められている。しかしながら、振動を大きくしようとすれば、振動体のマグネットを大きくしたり、振動体の重量を増加させることになり、このことが加振器の小型化あるいは薄型化を図るのを阻害する要因の一つとなっていた。また、振動体の振動が大きくなると、それに伴って生じる音も大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、サイズを大きくすることなくより大きな振動が得られるとともに、振動に伴う音が低減される加振器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る加振器は、プレート状の振動体とコイルと保持体とを有している。プレート状の振動体は、所定の磁場を発生させる。コイルは、振動体を周方向から取り囲むように配置され、所定の磁場中に位置する。保持体はコイルを保持する。振動体は、所定の磁場として振動体の周方向において不均一な磁場を発生させる磁石体を備えている。
【０００８】
本発明に係る加振器によれば、振動体は、所定の磁場として振動体の周方向において不均一な磁場を発生させる磁石体を備え、コイルは、振動体を周方向から取り囲むように配置されてその磁場中に位置する。これにより、振動体は、磁場の強さに対応した周方向に不均一な振幅をもって振動し、周方向に均一な磁場が形成されている場合の振動体と比較して、磁石体を大きくしたり、振動体の重量を増加させることなく、振動体の振動量を増加させて体感振動を増大させることができる。
【０００９】
より具体的には、振動体は、所定のプレートと、磁石体として、同極同士を対向させてプレートを挟み込む態様で配設された第１磁石体および第２磁石体とを備えていることが好ましい。
【００１０】
周方向に不均一な磁場を形成するには、第１磁石体は、プレートに対して第２磁石体とは非対称な形状とされていることが好ましい。
【００１１】
また、第１磁石体には、第２磁石体とは対向する部分がない態様で、プレートを露出する切欠き部および開口部のいずれかが形成されていることが好ましい。
【００１２】
さらに、第１磁石体には、厚み方向に所定の深さの凹部が形成されていることが好ましい。
【００１３】
そのような凹部としては、第１磁石体におけるプレートが位置する側と反対側の面に形成されていることが好ましい。また、凹部は、第１磁石体におけるプレートが位置する側の面に形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、振動体を保持体に振動可能に支持し、振動体と保持体との間を覆うように振動体の周方向に沿って形成されたダンパーを備え、ダンパーには、ダンパーの内側の振動体が収容された空間とダンパーの外側の空間とを連通する貫通穴が形成されていることが好ましい。
【００１５】
この場合には、貫通穴が形成されていないダンパーと比較して、ダンパーの振動とともに空気も振動する領域が減少する。そのため、振動体の振動量が大きくなっても、空気の振動が抑えられて、空気の振動に伴って生じる音の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る加振器として、振動量の増大が図られる加振器について説明する。図１および図２に示すように、加振器１では、プレート状の振動体３を周方向から取り囲むように、環状のフレーム１１が配設されている。振動体３の一方の面側には、フレーム１１に対して振動体３を振動可能に支持するダンパー１５が取り付けられている。ダンパー１５は、たとえばゴムから形成されて、周方向に沿ってフレーム１１と振動体３との間を渡すように取り付けられている。振動体３の他方の面側には、振動体３を覆うようにフレーム１１にカバー１９が取り付けられている。カバー１９は、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ：Stainless Used Steel）から形成されている。
【００１７】
また、フレーム１１には、外周側に向かって開口した溝１２が形成されている。溝１２には、振動体３の外周を取り囲む態様でコイル１３が巻かれている。コイル１３の線径は、たとえば約０．０５ｍｍ程度とされ、直流抵抗（ＤＣＲ：Direct Current Resistance）は約７０Ω程度とされる。このコイル１３は、振動体３の２つのマグネット７，９によって形成される磁場中に位置する。後述するように、コイル１３に電流を流すことによって、振動体３が所定の振動をする。さらに、フレーム１１には、コイル１３が配設された溝１２を覆うように、リング部材１７が取り付けられている。リング部材１７は、たとえば鉄（Ｆｅ）から形成されている。
【００１８】
本加振器１の振動体３について、さらに詳しく説明する。図３に示すように、振動体３は、プレート５とマグネット７，９とを備えている。プレート５は、たとえば鉄（Ｆｅ）から形成されている。マグネット７とマグネット９とは、たとえばＳ極同士のように、同極同士を対向させてプレート５を挟み込む態様で、マグネット７はプレート５の一方の面に装着され、マグネット９はプレート５の他方の面に装着されている。
【００１９】
マグネット７，９として、たとえばネオジム磁石（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ）が適用される。そのマグネット７とマグネット９とは、プレート５に対して非対称な形状とされる。この場合、マグネット７には略扇型の切欠き１０が設けられて、マグネット９にはマグネット７と対向していない部分が存在する。マグネット７，９の厚さは、たとえば約０．４５ｍｍ程度とされ、マグネット９の直径は約１２．７ｍｍ程度とされる。
【００２０】
図４に示すように、プレート５に対して、マグネット７とマグネット９とを非対称な形状とすることで、マグネット７，９から振動体３の外周に向かって延びる磁力線のうち、マグネット９がマグネット７と対向していない部分から延びる磁力線３２の本数は、マグネット７とマグネット９とが互いに対向する部分から延びる磁力線３１の本数よりも少なくなる。こうして、振動体３の外周側には、周方向に不均一な磁場が形成されて、コイル１３はその不均一な磁場中に位置することになる。
【００２１】
次に、上述した加振器の動作について説明する。一般に、磁場中に配置されたコイルに電流を流すことによって、コイルには所定の向きと大きさの力（ローレンツ力）が作用する。図２に示すように、本加振器１では、コイル１３が配設されたフレーム１１に、マグネット７，９を備えた振動体３がダンパー１５を介して振動可能に取り付けられていることで、コイル１３に電流を流すと、力は振動体３に作用して、振動体３が振動することになる。
【００２２】
このとき、図５に示すように、マグネット７とマグネット９とが互いに対向する部分（領域Ａ）から延びる磁力線（矢印５２）の本数に対して、マグネット９がマグネット７と対向していない部分（領域Ｂ）から延びる磁力線（矢印６２）の本数が少ないために、コイル１３に電流（矢印４１）を流すことによって振動体３に作用する力のうち、領域Ｂに作用する力（矢印６３）は、領域Ａに作用する力（矢印５３）よりも小さくなる。一方、コイル１３に矢印４１とは反対の向きに電流を流すことによって、振動体３には、図５に示される矢印５３，６３とは反対の向きの力が作用することになる。
【００２３】
こうして、図６に示すように、電流の流す向きを時間的に変えることにより、振動体３では、相対的に大きい力が作用して部分は大きな振幅をもって振動し、相対的に小さい力が作用している部分は小さな振幅をもって振動する。これにより、振動体３をローリング状に振動させることができ、振動体３の振動量（加速度）を増加させて体感振動を増大させることができる。
【００２４】
上述した加振器１では、振動体３の外周側には周方向に不均一な磁場が形成されて、その磁場中にコイル１３が配置されている。これにより、振動体３は、磁場の強さ（磁力線の本数）に対応した周方向に不均一な振幅をもってローリング状に振動することになる。その結果、従来の加振器のように、周方向に均一な磁場が形成されている場合の振動体と比較して、マグネットを大きくしたり、振動体の重量を増加させることなく、振動体３の振動量（加速度）を増加させて体感振動を増大させることができる。換言すれば、従来のある大きさの加振器と同じ振動量を、その加振器よりも小さな加振器によって得ることができ、加振器の小型化を図ることができる。
【００２５】
変形例
上述した加振器では、周方向に不均一な磁場を形成するために、振動体３をなす１対のマグネット７，９のうち、一方のマグネット７に略扇型の切欠き１０を設けた場合を例に挙げて説明した。切欠きの形状としては、扇型に限られず、たとえば、図７および図８に示すように、略円形の切欠き１０を設けてもよく、振動体の外周側に周方向に不均一な磁場を形成することができれば、これらの形状に限られない。このように、マグネットに切欠きを設けることで、マグネットの重量バランスが崩れ、それによるローリングの発生により振動体の振動量を増加させて体感振動を増加させることができる。
【００２６】
また、切欠きの他に、図９および図１０に示すように、マグネット７の表面からプレート５を露出させない程度の凹部２１を形成するようにしてもよい。さらに、図１１および図１２に示すように、マグネット７の外周より内側の領域に開口部２２や凹部２１を形成するようにしてもよい。また、図１２および図１３に示すように、凹部としては、マグネットの表面に形成する他に、プレート５に対向する面に凹部２１を形成するようにしてもよい。
【００２７】
このように、プレート５に対して、マグネット７，９を非対称の形状にすることによって、振動体の外周に形成される磁場が周方向に不均一となって、磁場が周方向に均一な場合と比較して、振動体の振動量（加速度）を増加させて体感振動を増大させることができる。
【００２８】
さらに、振動体３の外周に形成される磁場を周方向に不均一にする手法としては、マグネット７，９の形状をプレート５に対して非対称とする他に、たとえば、周方向の磁力が不均一なマグネットを使用してもよい。
【００２９】
実施の形態２
本発明の実施の形態２として、消音が図られる加振器について説明する。振動体が振動することによって、振動体をフレームに支持するダンパーも振動して空気を振動させることになる。振動体の振動量の増大に伴って、この空気の振動も大きくなり、これが音の原因となる。図１４および図１５に示すように、本加振器１では、ダンパー１５の部分に略矩形状の貫通穴２３が複数形成されている。貫通穴２３のそれぞれは、ダンパー１５の周方向にほぼ等間隔に形成されている。なお、これ以外の構成については、前述した加振器（図１、図２参照）と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３０】
次に、上述した加振器１の動作について説明する。前述した加振器１と同様に、コイル１３に流す電流を時間的に変えることによって、振動体３では、相対的に大きい力が作用している部分は大きな振幅をもって振動し、相対的に小さい力が作用している部分は小さな振幅をもって振動する。この振動体３の振動に伴ってダンパー１５も振動する。このとき、ダンパー１５に貫通穴２３が形成されていることによって、ダンパー１５の振動とともに空気も振動する領域が減少する。これにより、振動体３の振動量が大きくなっても、空気の振動が抑えられて、空気の振動に伴って生じる音の発生が抑制されることになる。
【００３１】
上述した加振器１では、ダンパー１５に周方向に沿って貫通穴２３が形成されている。これにより、貫通穴が形成されていないダンパーと比較して、ダンパー１５の振動とともに空気も振動する領域が減少する。そのため、振動体３の振動量が大きくなっても、空気の振動が抑えられて、空気の振動に伴って生じる音の発生を抑制することができる。その結果、加振器１の消音を図ることができる。
【００３２】
なお、上述した加振器１では、ダンパー１５に形成する貫通穴２３として略矩形状の貫通穴２３を例に挙げて説明したが、貫通穴の形状としては、図１６に示すように、たとえば略菱形の貫通穴２３でもよく、空気の振動を抑制することができる貫通穴であれば、これらの形状に限られない。また、貫通穴のそれぞれを周方向に等間隔に形成した場合を例に挙げて説明したが、振動体の振幅に対応した所定の周方向位置に貫通穴を設けるようにしてもよい。
【００３３】
上述した各実施の形態に係る加振器１は、携帯電話機やゲーム機をはじめ、たとえば、視覚障害者のための音により信号を伝える接触センサ等へも適用することができ、ひいては、いわゆるハプティクス（触覚）技術へ幅広く適用することができる。
【００３４】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加振器の斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、加振器における振動体の斜視図である。
【図４】同実施の形態において、加振器の動作を説明するためのマグネットの磁力線の分布を示す断面図である。
【図５】同実施の形態において、加振器の動作を説明するための、電流の向き、磁場の強さとその向き、振動体に作用する力の大きさとその向きを示す斜視図である。
【図６】同実施の形態において、加振器における振動体の振動の様子を模式的に示す側面図である。
【図７】同実施の形態において、加振器における振動体の第１の変形例を示す斜視図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける振動体の部分断面図である。
【図９】同実施の形態において、加振器における振動体の第２の変形例を示す斜視図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示す断面線Ｘ−Ｘにおける振動体の部分断面図である。
【図１１】同実施の形態において、加振器における振動体の第３の変形例を示す斜視図である。
【図１２】同実施の形態において、加振器における振動体の第４の変形例を示す斜視図である。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示す断面線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩにおける振動体の部分断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る加振器の斜視図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】同実施の形態において、変形例に係る加振器の斜視図である。
【図１７】従来の加振器の斜視図である。
【図１８】図１７に示す断面線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける断面図である。
【図１９】図１７に示す加振器における振動体の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  加振器、３  振動体、５  プレート、７  マグネット、９  マグネット、１０  切欠き、１１  フレーム、１２  溝、１３  コイル、１５  ダンパー、１７  リング部材、１９  カバー、２１  凹部、２３  貫通穴、３１  磁力線、３２  磁力線、５１，５２，５３  矢印、６１，６２，６３  矢印。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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