(57)【要約】【課題】スピーカーと振動モーターの両方の機能を低下させずに構造を簡素化すること。【解決手段】本装置は、ケース内に回転自在に支持された回転軸１と、ケース内で回転軸に偏心して固定され、回転軸１と共に回転して振動を発生させる錘２とを有する。さらに、ケース内で回転軸１に２つの異なる磁極部分を持つ永久磁石４が固定されており、これらは一方の磁極部分が他方の磁極部分に対して回転軸を中心に１８０度回転した位置に配置されている。永久磁石４に対向するように振動板３がケースに固定されている。永久磁石４と振動板３の間に複数のコイル５が位置し、これらは回転軸１を中心に等しい角度で位置するように振動板３上に固定されている。【選択図】図１
2012061384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカー機能を有する振動モーター装置であって、
ケースと、
前記ケース内に回転自在に支持された回転軸と、
前記ケース内で前記回転軸に偏心して固定され、前記回転軸と共に回転して振動を発生させる錘と、
前記ケース内で前記回転軸に固定された二つの異なる磁極部分を持つ永久磁石であって、一方の磁極部分が他方の磁極部分に対して前記回転軸を中心に１８０度回転した位置に配されている前記永久磁石と、
前記永久磁石に対向するように前記ケースに固定された振動板と、
前記永久磁石と前記振動板の間で、前記回転軸を中心に等しい角度で位置するように前記振動板上に固定された複数のコイルと、
を有する振動モーター装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動モーター装置において、
前記複数のコイルに同じ直流電流を時間をずらして印加することにより前記複数のコイルに順番に同一磁界を発生させることを繰り返す振動モーターモードと、前記複数のコイルのうちの任意の一つのコイルに音信号を印加するとともに残りのコイルに一定の電流を印加するスピーカーモードとを選択的に実施するコイル駆動回路をさらに備えることを特徴とする振動モーター装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の振動モーター装置において、
前記振動板が前記複数のコイルの一つずつに用意されていることを特徴とする振動モーター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカー機能を有する振動モーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの携帯機器では、その利用者に受信をスピーカーによる発音だけでなく振動を使って知らせられるように振動モーターが搭載されている。こうした携帯電話では振動モーターとスピーカーを別々の部品として構成すると近年の小型化と軽量化の指向に反することから、スピーカーと振動モーターの両方の機能を一つのパッケージに収めた小型部品が求められている。
【０００３】
例えば特許文献１，２等に開示された装置では、ケース内に環状の磁石が固定され、この磁石の内側に隙間を介して筒状の磁性体が固定され、その隙間にボイルコイルが挿入されており、そのボイスコイルは、周辺部がケースの周縁に固定された振動板に固定されている。さらに、ケース底面に固定された軸が筒状磁性体の内側に位置し、この軸を中心に、錘およびコイルを備えた回転子（偏心ローター）が回転自在に支持されている。ボイルコイルに高周波信号を印加すると振動板が振動して音圧を発生し、偏心ローターのコイルに直流電流を印加すると偏心ローターが軸を中心に回転して振動を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許3856429号公報（図１〜３参照）
【特許文献２】特開2002-177883号公報（図１、図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２等に開示された装置では次のような課題がある。
【０００６】
一つは、コイルと磁石がスピーカー用と振動モーター用のそれぞれに１組ずつ用意されているため、構造が複雑になり、省スペース化および軽量化の妨げとなっているということである。
【０００７】
さらには、狭い空間に、互いに影響し合う磁気部品を接近して詰め込んでいるため、モーターの回転に悪影響することである。
【０００８】
例えば特許文献２に記載の装置に備えられた界磁磁石は、スピーカー用の単磁極の環状磁石の外周に複数の異なる磁極を持つ振動モーター用の環状磁石を張り合わせた構造になっているため、互いに反発する磁極が密着している部分が在り、モーターの回転効率を妨げている。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、スピーカーと振動モーターの両方の機能を低下させずに構造を簡素化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、スピーカー機能を有する振動モーター装置に係るものである。その一つの態様は、ケースと、ケース内に回転自在に支持された回転軸と、ケース内で回転軸に偏心して固定され、回転軸と共に回転して振動を発生させる錘とを有する。この態様ではさらに、ケース内で回転軸に、２つの異なる磁極部分を持つ永久磁石が固定されており、これらは一方の磁極部分が他方の磁極部分に対して回転軸を中心に１８０度回転した位置に配されている。永久磁石に対向するように振動板がケースに固定されている。永久磁石と振動板の間に複数のコイルが位置し、これらは回転軸を中心に等しい角度で位置するように振動板上に固定されている。つまり本発明では、回転軸と供回りする永久磁石と、回転軸の周りに固定的に配置された複数のコイルとの組がスピーカー機能と振動モーター機能に共通する磁気部品として構成され、一つのケース内に収められている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スピーカーと振動モーターの夫々の構成要素であるコイルおよび磁石が両方に共通する部品として構成されているので、構成要素が少なく、構造が簡素化される。そのため、部品の小型化が可能であり、携帯機器の小型化につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるスピーカー機能付き振動モーター装置の構成概念を示す模式図。
【図２】図１の装置を回転軸に沿った方向から見た模式図。
【図３】図１の装置について振動モーターモードを実施する場合の各コイルの電流波形を示した図。
【図４】図１の装置についてスピーカーモードを実施する場合の各コイルの電流波形を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の構成概念を模式的に示したものである。本発明は、携帯機器に用いられている振動モーターとスピーカーの両方の機能を一つのパッケージ内に、互いに機能に悪影響を与えることなく簡素な構造で収めるため、両者をコイルを共通にして構成し、かつ、共通のコイルの電極に流す信号パターンにより音発生と振動発生を制御可能にすることにある。
【００１５】
そのため、携帯機器筐体に内蔵させる本発明の装置はカップ状ケース（不図示）を備え、このケース内に図１に示すような、軸受け等で回転自在に支持された回転軸１と、回転軸１に偏心して固定された錘２とが収容されている。回転軸１と共に錘２が回転して振動を発生させる。さらに、回転軸１の下端付近にケースの開口部（不図示）が存在しており、その開口部を塞ぐように振動板３が固定され、振動板３の振動により音圧を発生させる。振動板３は回転軸１と交差する面内に存在する。
【００１６】
この振動と音圧を発生させるため、ケース内の錘２と振動板３の間の回転軸１の周囲には永久磁石４とコイル５とが固定されている。具体的には、永久磁石４は２つの異なる磁極部分４Ａ、４Ｂを有し、両磁極部分の中間点が固定軸１に固定され、かつ、一方の磁極部分は他方の磁極部分に対して回転軸１を中心に１８０度回転させた位置（１８０度の回転対称な位置）に配されている。永久磁石４は上記磁極部分の位置関係を保って回転軸１と共に回転する。また、３つのコイル５が回転軸１を中心に１２０度の等角度で配置され、回転軸１の回転とは関連しないように振動板３上に固定されている。各コイル５は信号電流を入力するための電極６を備える。３つのコイル５は振動板３の外縁内に位置し、永久磁石４の各磁極部分はコイル５とほぼ同じ外径を有している。回転軸１から各コイル５の中心までの距離は、回転軸１から永久磁石４の各磁極部分の中心までの距離と同じにしてある。なお、図１では永久磁石４の２つの磁極部分４Ａ，４Ｂが別個に図示されているが、実際は２つの磁極部分４Ａ，４Ｂで一つの永久磁石４を構成している。
【００１７】
このような構成において、３つのコイル５に同じ直流電流を時間をずらして印加することにより、３つのコイル５に順番に同一磁界を発生させることができる。これを繰り返すことにより、時間経過に従って、回転軸１を中心とした円周方向に同一磁界の位置を移動させることができる。こうして各コイル位置に順次発生する同一磁界と永久磁石４の各磁極部分とが反発および引き合うことにより、永久磁石４に接続されている回転軸１および錘２が回転運動し、振動モーターとして機能する。
【００１８】
また、コイル５は回転しないように振動板３上に固定されており、音信号を重畳した交流電流を任意の一つのコイル５に流すことで、当該コイル５の磁界が永久磁石４の磁極部分と反発および引き合うため、振動板３が振動し、スピーカーとして機能する。
【００１９】
このように本願発明では、スピーカーと振動モーターの両方が同一の磁石とコイルを共有しているので、構造の簡素化を実現することが可能である。また、磁石とコイルの組が１組しかなく、周囲にこの磁界を弱める要素が少ないため、エネルギー的にも効率が良いという特徴を持つ。
【００２０】
具体例
振動モーターモードの動作を、図３の波形を使用して説明する。
【００２１】
図３は、図１の装置で振動モーターモードを実施する場合で、回転軸１を中心に円周上に配置した３つのコイル５（コイルＡ、コイルＢ、コイルＣ）に流す電流波形を示したものである。この図のように、一つの磁界（図３の場合、Ｎ極）が回転軸１の周りの各コイル５から順々に永久磁石４側に向けて発生するようなパターンで、３つのコイル５に電流を流す。これにより、永久磁石４の各磁極部分が追随して回転し、錘２も回転し、振動が発生する。
【００２２】
次にスピーカーモードの動作を、図２、図４を用いて説明する。図２は図１に示した装置を回転軸１に沿った方向から見た模式図である。また図４は、図１の装置でスピーカーモードを実施する場合で、回転軸１を中心に円周上に配置した３つのコイルに流す電流波形を示したものである。
【００２３】
図４に示すように、１つのコイルＣ（図２のコイル５Ｃ）のみに音声信号を流し、残り２つのコイルＡ、コイルＢ（図２のコイル５Ａ，５Ｂ）には一定の電流を流し続けることで、コイルＡおよびコイルＢはＮ極の磁界を発生する。これにより、図２に示すように、永久磁石４におけるＳ極の磁極部分４Ａはコイル５Ａおよびコイル５Ｂの中間に位置するため、Ｎ極の磁極部分４Ｂはコイル５Ｃの真上に位置するように固定される。つまり、回転軸１が回転して振動モーターとして機能することが防止される。コイル５Ｃの真上に一の磁極部分４Ｂが固定された状態が維持されるため、コイル５Ｃがボイルコイルとなり、コイル５Ｃへ入力された音声信号は良好に振動板３の振動へ変換される。
【００２４】
さらに、本装置は、上記のような振動モーターモードとスピーカーモードを外部入力により切換えることができ、振動モーターモードが設定されている場合は図３のような信号パターンの電流を３つのコイル５の電極６に印加し、スピーカーモードが設定されている場合は図４のように、携帯機器の内部メモリに記憶された着信メロディ等の音信号を１つのコイル５Ｃの電極６のみに印加し、残り２つのコイル５Ａ，５Ｂの電極６には一定の電流を印加するコイル駆動回路（不図示）を備えている。
【００２５】
以上に本発明の構成を図に基づいて示したが、本発明は図に例示した構成に限られず、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えばコイル５及び電極６の数は３つに限定されず、２つ以上あれば構成可能である。
【００２６】
また、振動板３について、すべてのコイル５に共通したものを使用するのではなく、それぞれのコイルごとに振動板を用意し、それぞれのコイルごとに異なる音声信号を流すことで、複数チャンネルのスピーカーとして機能させることも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１    回転軸
２    錘
３    振動板
４    永久磁石
４Ａ、４Ｂ    磁極部分
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ    コイル
６    電極
【図１】
2012061384.tif 000003
【図２】
2012061384.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012061384.tif 000006