(57)【要約】【課題】  振動機能を有する、振動モータ付スピーカーを提供することにある。【解決手段】  振動モータを有する振動モータ付スピーカーにおいて、該振動モータはロータ軸に偏心重りを固定した２極の永久磁石を有するロータとモータギャップを介して該２極の永久磁石と磁気結合する２極の扁平ステータと該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルからなるステップモータであって、該スピーカーは円形状の永久磁石とヨークとボイスコイルと該ヨークからなるスピーカーハウジングから構成される電磁型スピーカーである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動モータを有する振動モータ付スピーカーにおいて、該振動モータはロータ軸に偏心重りを固定した２極の永久磁石を有するロータとモータギャップ部を介して該２極の永久磁石と磁気結合する２極の扁平ステータと該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルから成るステップモータであって、該スピーカーは円板状の永久磁石とヨークとボイスコイルと該ヨークからなるスピーカーハウジングから構成される電磁型スピーカーであることを特徴とする振動モータ付スピーカー。
【請求項２】
前記スピーカーは円板状で、前記振動モータは前記駆動コイルを有する駆動コイル部を除いて円板状であり、該スピーカーと駆動コイル部を除く該振動モータは、該スピーカーの中心である円板状の永久磁石の中心と該振動モータの中心であるロータ軸の方向を一致させて、お互いに厚み方向に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の振動モータ付スピーカー。
【請求項３】
前記スピーカーのヨークの円形状の底辺部の中心には前記振動モータのロータ軸の軸受が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の振動モータ付スピーカー。
【請求項４】
前記振動モータの有する偏心重りの肉厚部は前記スピーカーの凹部のスペースに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の振動モータ付スピーカー。
【請求項５】
前記振動モータの駆動コイルに近接する、前記スピーカーハウジングの一部は非磁性部材で置き換えられていることを特徴とする請求項２に記載の振動モータ付スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動モータ付スピーカーに関し、詳しくは2極の扁平ステータと、2極の永久磁石から成るロータと、駆動コイルから成る振動モータを有する電磁型スピーカーの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電磁型の超小型スピーカーが携帯電話等の携帯電子機器の受話器あるいはメロディーの発生器において、音声を発生するためによく使われている。また、ロータ軸に偏心重りを取り付けた超小型ブラシ付直流モータが振動を発生する技術の主流となっている。一方、このような市場状況において、最近、部品点数を減らし、携帯電子機器の小型化や部品コストを削減するために、従来の電磁型の超小型スピーカーに振動機能を付加した振動機能付スピーカーなる多機能電子部品の提案が相次いでなられている。そこで、まず、多機能電子部品の従来の技術として前記振動アラーム機能付スピーカーを例にとって説明し、次に、本出願人発明の特許３２５８１２５号公報の単機能の振動ステップモータの従来の技術を説明する。
【０００３】
従来の振動機能付スピーカーは、例えば、特開２０００−３３４３７７号公報に開示されており、図５に従来の振動機能付スピーカーの断面図を示す。該従来の振動機能付スピーカー５０は、動電型スピーカー構造を有し、ハウジングを兼ねたヨーク５５と厚み方向に着磁された永久磁石５４とプレート５６から構成される磁気回路のギャップ部５５ａに配置され、ボビン５９上に巻き回された円筒形状のボイスコイル５３と、該ボビン５９が固定された振動体５１と、前記ヨーク５５に設けられ、前記ボイスコイル５３の気室５５ｄにつながる通気孔５５ｂと５５ｃを有しており、前記ボイスコイル５３に音声信号電圧を印加し、音声信号電流を供給することによって、ボイスコイル５３を駆動し、前記振動体５１を振動させることによって、音声を発生するスピーカーである。従来のスピーカーと異なる点は、前記振動体５１がヨーク５５に直接固定されるのではなく、ボビン５９に取り付けたダンパ５７を介してヨーク５５に固定されていることである。次に、振動を発生する方法を説明する。
【０００４】
つまり、前記ボイスコイル５３に音声信号電圧より低い周波数の振動信号電圧を印加し、振動信号電流を供給することによって、ボイスコイル５３は駆動され、該ボイスコイル５３のボビン５９上に設けられた円環状平坦部５８も駆動されて、ヨーク５５に固定されている衝突部５２に衝突し、振動機能付スピーカー５０は振動を発生する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３４３７７号公報
【特許文献２】特許３２５８１２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記の振動機能付スピーカー５０は、ボイスコイル５３を駆動する駆動力または振動力について原理的問題を有している。それは、以下に説明するようである。つまり、振動力は次の数１によって求められる。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
数１において、ボイスコイル５３の振動力Ｆは、該ボイスコイル５３のコイル素片Δｌに働く振動力ΔＦの該ボイスコイル５３の円周に沿った和で表され、コイル素片Δｌとこのコイル素片Δｌでのギャップ部５５ａの磁束密度Ｂのなす角は図５に示すように９０度で、磁束密度Ｂは該ボイスコイル５３の円周上で一定であるから、結局、前記ボイスコイル５３に働く振動力Ｆは、該ボイスコイル５３に供給される振動信号電流Ｉと前記ギャップ部５５ａのボイスコイル長ｌと該ギャップ部５５ａの磁束密度Ｂの積で表される。なお、数１で表される振動力は前記ボイスコイル５３を音声を発生させるために振動させ、振動機能付スピーカー５０をスピーカーとして動作させるために、該ボイスコイル５３に音声信号電圧を印加し、音声信号電流を供給する場合にも適用できる。
【０００９】
ここで、ボイスコイル５３の振動力Ｆを見積もってみる。振動信号電流Ｉとして、１００ｍＡ、ギャップ部５５ａのボイスコイル長ｌとして、２ｍ、ギャップ部７５ａの磁束密度Ｂとして、５０００Ｇ（Ｗｂ／ｍ２）とすると、Ｆは、０．１Ｎ（約１０gf）と見積もられる。一方、携帯電話等に使われている、従来のブラシ付直流モータが発生する振動力、つまり、ロータ軸に取り付けた偏心重りに働く遠心力は、一般的に、５０〜１００ｇｆであり、見積もりにおいて、振動力Ｆはブラシ付直流モータの振動力に比べ小さすぎるが、また、実際においても、振動機能付スピーカーの振動は振動として感じにくいという問題があった。ところで、振動力Ｆをブラシ付直流モータ並みにするには、振動信号電流Ｉとして、５００ｍＡ〜１Ａが必要であると見積もられるが、これでは消費電流が大きすぎて、携帯電子機器では使えないという問題があった。
【００１０】
次に、振動機能のみを有する単機能の振動ステップモータの従来の技術について説明する。
【００１１】
図３に従来の振動ステップモータの平面図（ａ）とＣ−Ｃ断面図（ｂ）を示す。従来の振動ステップモータ３０は、扁平ステータ３１と該扁平ステータ３１とギャップ部３１ａを介して磁気結合し、ディテントトルクによって静止する永久磁石３２ａから成るロータ３２と該扁平ステータ３１に磁気結合する、コイル巻心３３ａに巻き回されたコイル３３ｂから成る駆動コイル３３から構成され、ロータ軸３２ｂには偏心重り３４が取り付けられており、該振動ステップモータ３０を高速に回転させることによって振動を発生させることができる。高速回転時の消費電流は２０ｍＡほどで、約１００ｇｆの振動力が発生するので、消費電流、振動力ともに実用上十分である。なお、該振動ステップモータ３０を高速回転させる駆動方法は本出願人発明の特許３２５８１２５公報に詳しく説明されているのでその説明は省略する。
【００１２】
次に、前記振動ステップモータ３０のディテントトルクの発生方法を説明する。該振動ステップモータ３０は、前記扁平ステータ３１のロータ３２に対向するロータ穴部３１０の略半円形状の段差部３１ｂと３１ｃをお互いに該扁平ステータ３１のスリット部３１ｄと３１ｅ方向にずらせることにより、ディテントトルクを発生させ、図３の平面図（ａ）に示す、スリット部３１ｄと３１ｅ方向から約４５度の線分Ｍ３−Ｍ３方向に磁気安定点を有し、ロータ３２を永久磁石３２ａの磁極Ｎ、Ｓが線分Ｍ３―Ｍ３方向になるように静止させる。
【００１３】
同様に、図４に従来の他の振動ステップモータの平面図（ａ）とＤ−Ｄ断面図（ｂ）を示す。従来の他の振動ステップモータ４０では、ロータ３２に対向する扁平ステータ４１のロータ穴部４１０が図３に示す振動ステップモータ３０のロータ穴部３１０とだけ異なるので、ロータ穴部４１０のみを説明する。該ロータ穴部４１０は、図３に示す振動ステップモータ３０のロータ穴部３１０の略半円形状の段差部３１ｂと３１ｃに替わって、ノッチ４１ｂと４１ｃを有する真円形状をしており、振動ステップモータ４０は、振動ステップモータ３０の線分Ｍ３−Ｍ３方向とほぼ同方向の線分Ｍ４−Ｍ４方向に磁気安定点を有し、ロータ３２を永久磁石３２ａの磁極Ｎ、Ｓが線分Ｍ４―Ｍ４方向になるように静止させる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の従来の振動モータ機能付スピーカーの振動力と消費電流の問題を解決するために、本発明は以下の構成を有している。振動モータを有する振動モータ付スピーカーにおいて、該振動モータはロータ軸に偏心重りを固定した２極の永久磁石を有するロータとモータギャップを介して該２極の永久磁石と磁気結合する２極の扁平ステータと該２極の扁平ステータと磁気結合する駆動コイルからなるステップモータであって、該スピーカーは円板状の永久磁石とヨークとボイスコイルと該ヨークからなるスピーカーハウジングから構成される電磁型スピーカーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の振動モータ付スピーカーは、携帯電話等の携帯電子機器に使われている音声用のスピーカーと振動用のブラシ付直流モータと同程度の性能の振動モータを１個の振動モータ付スピーカーで実現できるので、特に、小型で低コストの携帯電子機器を提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
電磁スピーカーの中心である円板状の永久磁石の中心とコイル部を除く振動モータの中心であるロータ軸方向を一致させて、お互いに厚み方向に積層する構成が振動モータ付スピーカーの小型化と薄型化のための最良の形態であり、以下、振動モータ付スピーカーの本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳述する。
【実施例１】
【００１７】
図１に本発明の振動モータ付スピーカーの第１の実施例のＡ−Ａ断面図（ａ）と平面図（ｂ）を示す。本発明の振動モータ付スピーカー１０は円板状のスピーカー１１と、駆動コイル１２２を有する駆動コイル部１２２ａを除いて円板状の振動モータ１２を該スピーカー１１の中心である円板状の永久磁石１１０の中心と該振動モータ１２のロータ軸１２０ｂ方向を一致させて、お互いに厚み方向に積層することによって形成される。
【００１８】
前記スピーカー１１は円板状の永久磁石１１０と該永久磁石１１０の上面に貼り付けられたプレート１１１とギャップ部１１２ａを介して該永久磁石１１０と該プレート１１１と磁気回路を形成し、通気孔１１２cを有し、スピーカーハウジング１１５を兼ねるヨーク１１２からなり、該ギャップ部１１２ａには振動板１１４に貼り付けられたボイスコイル１１３が配置されており、該ボイスコイル１１３に音声信号電圧を印加することにより、該ボイスコイル１１３には音声信号電流が供給され、前記数１で表される駆動力が働き、振動板１１４が振動することによって音声を発生する。
【００１９】
一方、前記振動モータ１２は、扁平ステータ１２１と該扁平ステータ１２１とモータギャップ部１２１ａを介して磁気結合し、ディテントトルクによって静止するロータ用永久磁石１２０ａから成るロータ１２０と該扁平ステータ１２１に磁気結合する、コイル巻心１２２ａに巻き回されたコイル１２２ｂから成る駆動コイル１２２から構成され、ロータ軸１２０ｂには偏心重り１２３が取り付けられているステップモータである。
【００２０】
次に、前記振動モータ１２のディテントトルクの発生方法を説明する。該振動モータ１２は、前記扁平ステータ１２１のロータ１２０に対向するロータ穴部１２１ｂの略半円形状の段差部１２１ｃと１２１ｄをお互いに該扁平ステータ１２１のスリット部１２１ｅと１２１ｆ方向にずらせることにより、ディテントトルクを発生させ、図１の平面図（b）に示す、スリット部１２１ｅと１２１ｆ方向から約４５度の線分Ｍ１−Ｍ１方向に磁気安定点を有し、ロータ１２０をロータ用永久磁石１２０ａの磁極Ｎ、Ｓが線分Ｍ１―Ｍ１方向になるように静止させる。
【００２１】
前記ロータ軸１２０ｂの一方のロータ軸受１２０ｃは、前記スピーカー１１のヨーク１１２の円形状の底辺部１１２ｂの中心に設けられ、また、一方のロータ軸受１２０ｄは、前記スピーカー１１の通気孔１１２ｃに対応する通気孔１３ａを有するハウジング１３に設けられ、さらに、前記振動モータ１２の有する偏心重り１２３の偏心重り肉厚部１２３ａは前記スピーカー１１の凹部スペース１１５ａに配置されており、振動モータ付スピーカー１０は薄型化の構造となっている。
【００２２】
前記振動モータ１２を振動モータとして動作させるために高速で回転させる（１分間当たりの回転１００００ｒｐｍ程度）には、本出願人発明の特許３２５８１２５公報に開示されている技術を使うことができ、振動モータ付スピーカー１０に内臓した駆動回路基板（図省略）上の駆動ＩＣのＭＯＮ端子に印加する電圧をＨレベルにすると、振動モータ１２は起動し高速回転し、図３または図４に示す従来の振動ステップモータ３０または４０と同様に、高速回転時の消費電流が２０ｍＡほどで約１００ｇｆの振動力を発生できる。
【実施例２】
【００２３】
図２に本発明の振動モータ付スピーカーの第２の実施例のＢ−Ｂ断面図（ａ）と平面図（ｂ）を示す。本発明の振動モータ付スピーカー２０においては、図１に示す振動モータ付スピーカー１０と扁平ステータ２２１の構造が異なり、ロータ用永久磁石２２０ａをＭ２−Ｍ２方向に静止させるディテントトルクを発生するための扁平ステータ２２１のロータ穴部２２１ｂは２個のノッチ２２１ｃ、２２１ｄと２個の狭部２２１ｅ、２２１ｆからなっている。その他の構造と振動機能は振動モータ付スピーカー１０と同様であり、説明を省略する。
【実施例３】
【００２４】
図６に示す本発明の振動モータ付スピーカーの第３の実施例のＥ−Ｅ断面図（ａ）と平面図（ｂ）において、振動モータ付スピーカー６０は、図１の振動モータ付スピーカー１０と異なり、ヨーク６１２が兼ねるスピーカーハウジング６１５ａの振動モータ１２の駆動コイル１２２に近接する部分がスピーカーハウジング非磁性部６１５bで置き換えられており、振動モータ１２の磁気干渉よるスピーカー機能への影響を減少させる構造となっている。その他の構造と振動機能は振動モータ付スピーカー１０と同様であり、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上の詳細な説明により示されたように、本発明の振動モータ付スピーカーは、携帯電話等の携帯電子機器に使われている音声用のスピーカーと振動用のブラシ付直流モータに１個の振動モータ付スピーカーとして置き換わることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の振動モータ付スピーカーの第１の実施例の断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。（実施例１）
【図２】本発明の振動モータ付スピーカーの第２の実施例の断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。（実施例２）
【図３】従来の振動ステップモータの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】従来の他の振動ステップモータの平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図５】従来の振動機能付スピーカーの断面図である。
【図６】本発明の振動モータ付スピーカーの第３の実施例の断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。（実施例３）
【符号の説明】
【００２７】
１０、２０、６０  振動モータ付スピーカー
１１、６１  スピーカー
１２、２２  振動モータ
３２ａ、５４，１１０  永久磁石
５５、１１２、６１２  ヨーク
５３、１１３  ボイスコイル
１１４  振動板
３２、１２０、２２０  ロータ
１２０ａ、２２０ａ  ロータ用永久磁石
３３、１２２、２２２  駆動コイル
３４、１２３、２２３  偏心重り
【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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