(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に支持され回転駆動される第１シャフトと、該第１シャフトに偏心して回転結合される第１のウエイトとを有する第１の回転体と、
前記第１の回転体に所定の減速比又は増速比で回転結合される第２シャフトと、該第２シャフトに偏心して回転結合される第２のウエイトとを有する第２の回転体とを備えるバイブレータ装置であって、
第１の内歯車を有し、前記第１シャフトと同心に前記筐体に固定される静止体と、
外周に外歯車が形成され、回転中の前記第１のウエイトに内周の一部が押し付けられ、前記外歯車の一部が前記第１の内歯車の一部に噛み合う第１の円筒体と、
を更に備える、ことを特徴とするバイブレータ装置。
【請求項２】
前記減速比又は増速比が、１０：１以上である、請求項１に記載のバイブレータ装置。
【請求項３】
前記第２の回転体は、前記第１の内歯車の歯数と異なる歯数を有し、前記第１の内歯車と同心に配設され、前記外歯車に噛み合う第２の内歯車を有する第２の円筒体を含み、該第２の円筒体に、前記第２シャフト及び第２のウエイトが支持される、請求項１又は２に記載のバイブレータ装置。
【請求項４】
前記第１の内歯車の歯数が、前記第２の内歯車の歯数よりも１〜３大きいか又は小さい、請求項３に記載のバイブレータ装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一に記載のバイブレータ装置を備える携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイブレータ装置及び携帯端末装置に関し、更に詳しくは、ウエイトを回転させて振動を発生させるバイブレータ装置、及びそれを備えた携帯端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等に代表される携帯端末装置には、着信音発生装置に加えて、例えばバイブレータ装置が設けられている。バイブレータ装置が振動を発生させることで、着信等があった旨をユーザに通知できる。バイブレータ装置による着信通知は、例えば電車や公共施設等、着信音発生装置による着信通知が相応しくない場所で着信等を受ける際に利用される。
【０００３】
特許文献１には、バイブレータ装置を備えた折畳み式の携帯端末装置が記載されている。このバイブレータ装置は、駆動源（モータ）の回転軸に偏心して回転結合されるウエイトを有し、回転軸の回転に伴いウエイトを回転させることで、筐体に振動を与える。
【０００４】
上記バイブレータ装置は、上部筐体と下部筐体とを回転可能に結合するヒンジの内部に組み込まれている。振動を与えるためのウエイトは、クラッチ機構を介して、筐体を回動させるための筐体回動機構に接続されている。携帯端末装置では、筐体回動機構との接続が解除された状態で、モータの回転軸の回転に伴いウエイトが回転して振動を発生する。一方、ウエイトがクラッチ機構を介して筐体回動機構に接続されると、バイブレータ装置としては機能しなくなり、クラッチ機構を介してモータの回転軸の回転が筐体回動機構に伝達され、上部筐体と下部筐体との開閉動作を補助する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、携帯端末装置は、ユーザの鞄の中や着衣のポケット等に置かれているような使用条件下では、バイブレータ装置で発生した振動がユーザに伝わり難く、着信等があった旨をユーザに通知できない。本発明者は、この対策として、モータの周波数を低周波数から高周波数に徐々に変化させることを検討した。この場合には、モータの回転軸の回転数が徐々に大きくなり、ウエイトの回転数が大きくなる。しかし、ウエイトの回転数を変化させても、低周波数では振動自体が小さく、上記使用条件下ではユーザへの通知が困難となる。そのため、低周波数でありながら、十分な振動を発生させるには、別の振動源及びウエイトを用意し、別の駆動源の回転軸に、質量の異なる別のウエイトを偏心して回転結合する必要がある。
【０００７】
しかし、携帯端末装置では筐体の薄型化が進められており、バイブレータ装置を実装するための空間（実装体積）には制限があり、別の駆動源及びウエイトを更に実装させることは困難であった。このため、バイブレータ装置では、モータの周波数を固定して、筐体に振動を発生させているのが現状であり、上記使用条件下でのユーザへの通知は困難であった。なお、筐体が固有振動数を有することは容易に推測できるが、筐体に発生する振動はバイブレータ装置の配置や構造等によっても変化するので、バイブレータ装置による振動を筐体の固有振動数に一致させることは容易ではない。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、バイブレータ装置のモータを、筐体回動機構の駆動源と兼用させることで筐体の大型化を回避するものである。しかし、特許文献１の技術は、１つのウエイトを回転させて筐体に１つの振動周波数で振動を与えるものに過ぎず、上記使用条件下でのユーザへの通知は困難となる。
【０００９】
本発明は、筐体に複数の振動周波数で振動を与えることができるバイブレータ装置及びそれを備えた携帯端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、筐体に支持され回転駆動される第１シャフトと、該第１シャフトに偏心して回転結合される第１のウエイトとを有する第１の回転体と、
前記第１の回転体に所定の減速比又は増速比で回転結合される第２シャフトと、該第２シャフトに偏心して回転結合される第２のウエイトとを有する第２の回転体とを備えるバイブレータ装置であって、
第１の内歯車を有し、前記第１シャフトと同心に前記筐体に固定される静止体と、
外周に外歯車が形成され、回転中の前記第１のウエイトに内周の一部が押し付けられ、前記外歯車の一部が前記第１の内歯車の一部に噛み合う第１の円筒体と、
を更に備える、ことを特徴とするバイブレータ装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、上述したバイブレータ装置を備える携帯端末装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のバイブレータ装置及び携帯端末装置では、筐体に複数の振動周波数で振動を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るバイブレータ装置の構成を示す図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１に示すバイブレータ装置のＡ−Ａ断面図、及びＢ方向から見た側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のバイブレータ装置は、最小構成として、第１の回転体と第２の回転体とを備える。第１の回転体は、第１シャフトと第１のウエイトとを有する。第１シャフトは、筐体に支持され回転駆動される。第１のウエイトは、第１シャフトに偏心して回転結合される。第２の回転体は、第２シャフトと第２のウエイトとを有する。第２シャフトは、第１の回転体に所定の減速比又は増速比で回転結合される。第２のウエイトは、第２シャフトに偏心して回転結合される。
【００１５】
上記バイブレータ装置では、第１シャフトが回転駆動されると、この回転に伴って第１のウエイトが偏心して回転するので、所定の振動周波数による振動を筐体に与える。また、第２シャフトが、第１シャフトの回転速度に比べて減速（又は増速）されて回転すると、この減速（又は増速）された回転に伴って第２のウエイトが偏心して回転する。このため、所定の振動周波数より低い（又は高い）振動周波数による振動を筐体に与える。従って、筐体に複数の振動周波数で振動を与えることができる。また、第２シャフトは、第１シャフト及び第１のウエイトを有する第１の回転体に回転結合されているので、第１シャフトを回転駆動する１つの駆動源の回転力は、第２シャフトにも伝達される。このため、１つの駆動源により、第１のウエイトの回転に伴う振動周波数による振動と、第２のウエイトの回転に伴う振動周波数による振動とを同時に発生させることができる。
【００１６】
本発明の携帯端末装置は、最小構成として、上述したバイブレータ装置を備える。この携帯端末装置では、バイブレータ装置が、上述したように１つの駆動源で異なる振動周波数による振動を筐体に与えることができるので、別の駆動源が不要となる。このため、上部筐体や下部筐体の薄型化等に伴い実装体積が小さい場合であっても、バイブレータ装置を実装できる。また、異なる振動周波数による振動を同時に発生できるバイブレータ装置を実装することで、ユーザの鞄の中や着衣のポケットの中に携帯端末装置が置かれているような使用条件下でも、複数の振動周波数で振動を伝達するので、バイブレータ装置の振動をより確実にユーザに伝えることができる。
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバイブレータ装置の構成を示す図である。図２（ａ）は、図１に示すバイブレータ装置のＡ−Ａ断面図である。図２（ｂ）は、バイブレータ装置を図１に示すＢ方向から見た側面図である。バイブレータ装置１０は、例えば筐体に複数の振動周波数で振動を与える装置である。以下、筐体とは、バイブレータ装置１０の駆動源（振動動力源）であるモータ１１のケーシングが固定された筐体を想定する。
【００１８】
バイブレータ装置１０は、モータ１１と、第１の回転体２０と、第２の回転体３０と、減速機構４０とを備える。第１の回転体２０と第２の回転体３０とは、減速機構４０によって回転結合される。第１の回転体２０は、モータ１１の回転軸（モータ軸）２１と、ギアドライブ２２とを備える。モータ軸２１は、筐体に支持され、モータ１１により回転駆動される第１シャフトである。ギアドライブ２２は、モータ軸２１に偏心して回転結合される第１のウエイトであり、さらに、減速機構４０の一部としても機能する。
【００１９】
第２の回転体３０は、低速回転軸３１と、ウエイト３２と、低速回転ギア３３とを有する。低速回転軸３１は、第１の回転体２０に減速機構４０を介して所定の減速比で回転結合される第２シャフトである。ウエイト３２は、低速回転軸３１に偏心して回転結合される第２のウエイトである。低速回転ギア３３は、低速回転軸３１とウエイト３２とを支持しており、また、減速機構４０の一部としても機能する。なお、低速回転ギア３３は、図示のように、低速回転軸３１と一体に形成されている。以下、減速機構４０について説明する。
【００２０】
減速機構４０は、いわゆるハーモニックドライブ（ハーモニック・ドライブ・システムズ社の登録商標）の原理を応用したものであって、例えば、上記ギアドライブ２２及び低速回転ギア３３に加えて、固定ギア４１と、伝達ギア４２とを備える。
【００２１】
固定ギア４１は、モータ軸２１と同心に筐体に固定される静止体である。固定ギア４１は、図示のように円筒形状を有しており、径の小さな領域の内周に第１の内歯車４１ａが形成されている。また、固定ギア４１の径の大きな領域の内周側には、円筒形状の低速回転ギア３３が隙間Ｃを介して保持されている。なお、固定ギア４１の端部には、図示しない蓋部材が取付けられており、低速回転ギア３３の脱落を防止している。
【００２２】
低速回転ギア３３は、円筒体（第２の円筒体）であって、内周に第２の内歯車３３ａが形成されている。第２の内歯車３３ａの歯数は、固定ギア４１に形成された第１の内歯車４１ａの歯数と異なっており、例えば、１〜３個大きいか又は小さくなっている。また、第２の内歯車３３ａは、第１の内歯車４１ａと同心に配設されている。
【００２３】
伝達ギア４２は、外周に外歯車４２ａが形成された円筒体（第１の円筒体）であって、外歯車４２ａが、固定ギア４１の第１の内歯車４１ａと低速回転ギア３３の第２の内歯車３３ａとの両方に対向するように配置されている。また、伝達ギア４２は、内周４２ｂの一部が回転中のギアドライブ２２の先端部で径方向外側に押し付けられると、外歯車４２ａの一部が、第１の内歯車４１ａの一部と第２の内歯車３３ａの一部とに噛み合う。なお、図中、領域Ｄが、ギアドライブ２２の先端部が伝達ギア４２の内周４２ｂの一部を押し付けている領域を示している。図１の破線の領域Ｅが、外歯車４２ａの一部と第１の内歯車４１ａの一部とが噛み合っている領域を示している。図１の破線の領域Ｆが、外歯車４２ａの一部と第２の内歯車３３ａの一部とが噛み合っている領域を示している。
【００２４】
また、固定ギア４１に形成された第１の内歯車４１ａの歯形の形状は、低速回転ギア３３に形成された第２の内歯車３３ａの歯形の形状と若干異なっている。このため、第１の内歯車４１ａと第２の内歯車３３ａとが、同じ基準円を有し、且つ歯数が異なっていても、伝達ギア４２の外歯車４２ａとそれぞれ噛み合うことができる。また、減速機構４０に含まれる上記ギアドライブ２２、低速回転ギア３３、固定ギア４１及び伝達ギア４２は、金属やプラスチック等の剛体材料で形成されており、いわゆるハーモニックドライブの構成部材に要求されるフレキシビリティが不要である。
【００２５】
次に、バイブレータ装置１０の動作について説明する。まず、モータ１１の駆動力（回転力）の発生に伴いモータ軸２１が回転する。モータ軸２１が回転すると、ギアドライブ２２が偏心して回転する。回転中のギアドライブ２２は、図２（ａ）中、Ｄ領域で示すように、先端部で伝達ギア４２の内周４２ｂの一部を径方向外側に押し付ける。伝達ギア４２は、径方向外側に押し付けられると、外歯車４２ａが、図１中、領域Ｅに示すように、対向する固定ギア４１の第１の内歯車４１ａと数個の歯で噛み合う。そして同時に、伝達ギア４２の外歯車４２ａは、図１中、領域Ｆに示すように、対向する低速回転ギア３３の第２の内歯車３３ａと数個の歯で噛み合う。
【００２６】
低速回転ギア３３に形成された第２の内歯車３３ａの歯数は、上記したように、固定ギア４１に形成された第１の内歯車４１ａの歯数と比べて１〜３個異なる。一例として、固定ギア４１に形成された第１の内歯車４１ａの歯数を３０個とし、低速回転ギア３３に形成された第２の内歯車３３ａの歯数を２９個とした場合について説明する。
【００２７】
モータ軸２１が図２（ａ）に示す位置から時計回りに１回転すると、ギアドライブ２２も時計回りに１回転する。ギアドライブ２２の回転に伴い、図１の領域Ｅで示す伝達ギア４２の外歯車４２ａと固定ギア４１の第１の内歯車４１ａとが噛み合う位置が、順次時計回りに移動する。なお、一般的には、伝達ギア４２の外歯車４２ａの歯数は、第１の内歯車４１ａの歯数よりも少ないものとする。
【００２８】
一方、図１及び図２（ａ）の領域Ｆで示す伝達ギア４２の外歯車４２ａと低速回転ギア３３の第２の内歯車３３ａとが噛み合う位置も、順次時計回りに移動する。しかし、第２の内歯車３３ａの歯数は、第１の内歯車４１ａの歯数よりも１個小さい。このため、ギアドライブ２２が１回転したとき、領域Ｆに示す両歯車３３ａ，４２ａの噛み合い位置は、図２（ａ）に示す位置から、第２の内歯車３３ａと第１の内歯車４１ａとの歯数差１つ分だけ時計方向へ移動した位置となる。つまり、モータ軸２１の１回転に対して、低速回転ギア３３は１／２９回転することになり、減速比が２９：１となる。
【００２９】
このため、低速回転ギア３３には、モータ軸２１が２９回転することで１回転するという低速回転が発生する。そして、低速回転ギア３３の低速回転に伴い、低速回転軸３１に偏心して回転結合されたウエイト３２が低速回転することで、筐体に低い振動周波数で振動を与える。
【００３０】
ギアドライブ２２には、低速回転ギア３３の１回転に対して、モータ軸２１に偏心して２９回転するという高速回転が発生する。さらに、伝達ギア４２も、ギアドライブ２２の先端部に押し付けられることで、モータ軸２１の回転に同期しながら偏心して回転している。よって、第１のウエイトであるギアドライブ２２だけでなく、伝達ギア４２も補助ウエイトとして機能し、ギアドライブ２２及び伝達ギア４２の偏心した高速回転により、筐体に高い振動周波数で振動を与える。
【００３１】
ここで、モータ軸２１の回転方向に対する低速回転ギア３３の回転方向は、第２の内歯車３３ａの歯数と、第１の内歯車４１ａの歯数との大小関係に基づく。上記したように、第２の内歯車３３ａの歯数（２９個）が、第１の内歯車４１ａの歯数（３０個）よりも小さい場合には、低速回転ギア３３の回転方向は、モータ軸２１の回転方向と一致して時計方向となる。一方、第２の内歯車３３ａの歯数が例えば３１個で、第１の内歯車４１ａの歯数３０個よりも大きい場合には、ギアドライブ２２が１回転したとき、領域Ｆに示す両歯車３３ａ，４２ａの噛み合い位置は、図２（ａ）に示す位置から、第２の内歯車３３ａと第１の内歯車４１ａとの歯数差１つ分だけ反時計方向へ移動した位置となる。つまり、低速回転ギア３３の回転方向は、モータ軸２１の回転方向に対して逆回転となる。
【００３２】
本実施形態のバイブレータ装置１０では、筐体に高周波振動と低周波振動とを同時に発生させることができる。このため、本バイブレータ装置１０を実装した携帯端末装置では、ユーザの鞄の中や着衣のポケットの中に置かれているような幅広い使用条件下で、ユーザに振動をより確実に伝えることができる。また、筐体に高周波振動と低周波振動とを同時に発生させるために、駆動源は１つのモータ１１だけで済むので、バイブレータ装置１０が大型になることもない。このため、携帯端末装置の上部筐体や下部筐体の薄型化等により実装体積が小さい場合であっても、バイブレータ装置１０を携帯端末装置に実装できる。
【００３３】
また、本実施形態では、高周波振動の大きさを、ギアドライブ２２及び伝達ギア４２の長さ（形状）や質量で調整でき、また、低周波振動の大きさを、ウエイト３２の形状や質量で調整できる。このため、バイブレータ装置１０を携帯端末装置に実装する際に、携帯端末装置の質量バランスやバイブレータ装置１０のモータ１１等の配置を考慮して、高周波振動及び低周波振動の大きさを適切な値に設定できる。
【００３４】
さらに、減速機構４０に含まれる各部材は、上記したように剛体材料から成る。このため、いわゆるハーモニックドライブを構成するウェーブジェネレータやフレクスプライン等の弾性変形する部材とは異なり、各種剛体材料を選択でき、製造コストも低減できる。
【００３５】
上記実施形態では、第１の回転体２０と第２の回転体３０とを減速機構４０によって回転結合して、第１のウエイトの回転に伴う高周波振動と、第２のウエイトの回転に伴う低周波振動とを同時に発生させたが、これに限定されない。一例として、減速機構４０の代わりに、第２シャフトである低速回転軸３１を所定の増速比で第１の回転体２０に回転結合する増速機構を配設してもよい。また、減速機構は、ハーモニック構造を採用することに限定されない。この場合でも、筐体に複数の振動周波数で振動を与えることができる。また、このような構成を採用したバイブレータ装置を携帯端末装置に実装してもよい。
【００３６】
上記実施形態では、減速比が２９：１の例を示したが、筐体に異なる振動周波数で振動を与え、ユーザに振動を確実に伝達できるのであれば、この比率に限定されない。なお、この比率は、第２の内歯車３３ａと第１の内歯車４１ａとの歯数差により、適宜変更できる。ここで、ユーザが異なる２つの振動数による振動を、１つの振動数の振動に比してより容易に感知するためには、減速比又は増速比が１０：１以上であることが好ましい。この比率より小さい場合には、２つの振動が干渉して単なるうなりを発生させるに過ぎず、ユーザに振動を伝えることが困難となると考えられる。
【００３７】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のバイブレータ装置及び携帯端末装置は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１０：バイブレータ装置
１１：モータ
２０：第１の回転体
２１：モータ軸（第１シャフト）
２２：ギアドライブ（第１のウエイト）
３０：第２の回転体
３１：低速回転軸（第２シャフト）
３２：ウエイト（第２のウエイト）
３３：低速回転ギア（第２の円筒体）
３３ａ：第２の内歯車
４０：減速機構
４１：固定ギア（静止体）
４１ａ：第１の内歯車
４２：伝達ギア（第１の円筒体）
４２ａ：外歯車
４２ｂ：内周
Ｃ：隙間
Ｄ：押し付け領域
Ｅ：第１の内歯車と外歯車との噛み合い領域
Ｆ：第２の内歯車と外歯車との噛み合い領域
【図１】
0005509751.tif 000002
【図２】
0005509751.tif 000003