(57)【要約】【課題】小型化が可能な振動発生器を提供する。【解決手段】振動発生器は、軸１０５を支点として回動可能な振動子１０９と、振動子１０９を回動させるための磁石１１３およびコイル１１１とを備える。振動子１０９の重心は、軸１０５から外れており、振動発生器は、電気信号をコイル１１１に供給することで、振動子１０９を軸１０５を支点として往復運動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を支点として回動可能な振動子と、
前記振動子を回動させるための磁石およびコイルとを備え、
前記振動子の重心は、前記軸から外れており、
電気信号を前記コイルに供給することで、前記振動子を前記軸を支点として往復運動させる、振動発生器。
【請求項２】
前記振動子は、アマチュアコアを含み、
前記アマチュアコアは１つである、請求項１に記載の振動発生器。
【請求項３】
前記振動子の往復運動により、前記振動子の衝撃を受けて吸収するダンパをさらに備えた、請求項１または２に記載の振動発生器。
【請求項４】
前記コイルに交番電流を供給する端子または交番電流発生器を備えた、請求項１から３のいずれか一項に記載の振動発生器。
【請求項５】
前記振動子の往復運動により振動する被振動体をさらに備え、
前記被振動体の共振周波数と、前記交番電流の周波数とを合わせることを特徴とする、請求項４に記載の振動発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動によって携帯電話や目覚ましなどの無音報知源として用いられる振動発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯電話や目覚ましなどの無音報知源として用いられる小形直流モータ（振動発生器の一種）が知られている。モータを振動源とするために、モータの軸に偏心錘が配置される。この錘により、モータ回転時の遠心力により振動を発生させることができる。
【０００３】
下記特許文献１には、一般的なＤＣモータで構成される４極６スロットの構成を、ロータの機械角で１８０度側の３スロットで構成する小型直流モータが開示されている。この小型直流モータにおいては、鉄心にコイルを巻回したアマチュア組立のスロットを６０度等分で片側に３スロット構成することで死点なく回転し、アンバランスを発生させる構成にし、振動を発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の特許文献１には、以下の様な問題がある。すなわち、回転体が回転することで振動を発生させる構成であるため、正常に回転させるためには、３相構造とする必要がある。これにより、最低３スロットが必要となる。更に、接点部においては、死点なく回転させるためには、一般的なＤＣモータで構成される４極６スロットのモータと同じく、６セグメントで構成された整流子が必要となる。
【０００６】
このため従来の振動発生器は、小型化に不向きであるという問題がある。また、振動発生器（モータ）の厚みや断面積としては、通常のモータと同じ厚みや断面積が必要であり、薄型化に適さない構成となっている。
【０００７】
この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、小型化が可能な振動発生器を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、振動発生器は、軸を支点として回動可能な振動子と、振動子を回動させるための磁石およびコイルとを備え、振動子の重心は、軸から外れており、振動発生器は、電気信号をコイルに供給することで、振動子を軸を支点として往復運動させる。
【０００９】
好ましくは振動子は、アマチュアコアを含み、アマチュアコアは１つである。
【００１０】
好ましくは振動発生器は、振動子の往復運動により、振動子の衝撃を受けて吸収するダンパをさらに備える。
【００１１】
好ましくは振動発生器は、コイルに交番電流を供給する端子または交番電流発生器を備える。
【００１２】
好ましくは振動発生器は、振動子の往復運動により振動する被振動体をさらに備え、被振動体の共振周波数と、交番電流の周波数とを合わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型化が可能な振動発生器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図である。
【図２】図１の振動発生器の内部構造を示す断面図である。
【図３】図１の振動発生器のブラシ１１７ａ，１１７ｂと整流子の電極１１５ａ，１１５ｂとの関係を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図である。
【図６】振動発生器を駆動するための電気回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図であり、図２は、図１の振動発生器の内部構造を示す断面図である。また図３は、図１の振動発生器のブラシ１１７ａ，１１７ｂと整流子の電極１１５ａ，１１５ｂとの関係を説明するための図である。図１では、振動発生器を軸に直交する方向から見ており、図２および図３では、振動発生器を軸方向から見ている。
【００１７】
図を参照して振動発生器は、ケース１０１と、軸受１０３，１２１と、軸受１０３，１２１により回動可能に支持される軸１０５と、スラストホルダー１０７と、軸１０５に取り付けられているアマチュアコア１０９と、アマチュアコア１０９に巻回されるコイル１１１と、コイル１１１との間で磁界を作用させることでアマチュアコア１０９を回動させる磁石１１３と、軸１０５に取り付けられる整流子１１５と、整流子１１５と接触することが可能なブラシ１１７ａ，１１７ｂと、ブラシ１１７ａ，１１７ｂのそれぞれに電気的に接続され、交番電流の供給を受ける給電端子１１９ａ，１１９ｂと、ケース１０１と共に振動発生器の外形を成す樹脂ハウジング１２３と、アマチュアコア１０９と衝突したときにその衝撃を受け吸収するダンパ１２５ａ，１２５ｂとを備えている。
【００１８】
給電端子１１９ａ，１１９ｂは、樹脂ハウジング１２３の内部を通り、振動発生器の外部と内部とを電気的に接続する。
【００１９】
整流子１１５は、図３に示されるように、軸１０５の軸周りに形成された２つの電極１１５ａ，１１５ｂを含んでいる。電極１１５ａ，１１５ｂのそれぞれは、コイル１１１の巻線の両端部に接続される。
【００２０】
スラストホルダー１０７は、軸１０５にアマチュアコア１０９を固定するとともに、軸１０５がケース１０１から軸方向に飛び出すことを防ぐストッパーの役目も兼ねている。また、アマチュアコア１０９は、全体を樹脂等によりコーティングされることでコイル１１１と絶縁されている。
【００２１】
スロットの腕部にコイル１１１が巻回されたアマチュアコア１０９は、軸１０５を支点とした振り子部分（振動子）を構成する。給電端子１１９ａ，１１９ｂ、ブラシ１１７ａ，１１７ｂ、および整流子１１５を介して、コイル１１１に交番電流を流すことにより交番磁界が発生する。これにより、振り子部分とギャップを介して配置された磁石１１３の磁界との間で、振り子部分は吸引と反発とを繰り返す。結果として、振り子部分の往復運動よって振動が発生する。
【００２２】
すなわち交番電流がコイル１１１の巻線を第１の方向に流れるときには、図２において、アマチュアコア１０９は時計回りに回動し、その左端部がダンパ１２５ａに衝突する。その後、交番電流がコイル１１１の巻線を第２の方向に流れるときには、図２において、アマチュアコア１０９は反時計回りに回動し、その右端部がダンパ１２５ｂに衝突する。このようなアマチュアコア１０９の移動とダンパへの衝突が繰り返されることで、振動が発生する。
【００２３】
なおコイル１１１に流す電流の波形は、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波のいずれであってもよい。
【００２４】
アマチュアコア１０９の重心は、軸１０５の位置から外れている。すなわち、図では、アマチュアコア１０９の重心は、軸１０５の位置より下に位置する。通常のモータであれば、アマチュアコアの重心は軸上に位置するが、本実施の形態によると、このように重心を偏心させることで、発生する振動を大きくすることができる。
【００２５】
図２に示されるように、磁石１１３の着磁は２極である。アマチュアコア１０９の回動可能な方向に沿って、磁石１１３のＮ極とＳ極とが分極されている。
【００２６】
本実施の形態においては、通常のモータのようにアマチュアコア１０９は回転せず、振り子のように往復運動をするだけである。このため整流子１１５の電極１１５ａ，１１５ｂは、２弧片で必要角度（移動範囲）のみに形成されていればよい。図３では各電極はそれぞれ、軸１０５の軸周り（１周３６０°）の１６０〜１７０°程度をカバーしているが、各電極が軸１０５の軸周りをカバーする角度は、アマチュアコア１０９の回動角以上であればよい。
【００２７】
本実施の形態における振り子型の構造を用いた振動発生器は、ＤＣモータのアマチュア組立に相当する回転体を振り子型の揺動体（振動子）としている。軸を支点としてアマチュアコア１０９を振り子のように往復運動させることで、アンバランスによる振動を発生させることができる。振動発生の要因は、アマチュアコア１０９の振り子運動によるものが主であるが、アマチュアコア１０９がダンパ１２５ａ，１２５ｂに衝突する衝撃も、振動発生の要因となる。ダンパ１２５ａ，１２５ｂの硬度は、振動が発生しやすいものとすることが望ましい。
【００２８】
さらに、コイル１１１に流す交番電流（駆動電流）の周波数を変化させることで、被振動体を共振させると、より大きな振動を発生させることができる。すなわち振動子の往復運動により振動する被振動体（例えばケース１０１、樹脂ハウジング１２３など）の共振周波数と、交番電流の周波数とを合わせるものである。
【００２９】
以上の構成により、振動発生器の構成部品を簡素化することができる。また、振動を発生させるために回転体を回転させる必要がないため、振動発生器の厚みをモータ構造のものと比較して７割程度とすることができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図である。
【００３１】
図４では特に給電端子１１９ａ，１１９ｂとコイル１１１との電気的な接続を行うための構成が示されている。図４では、振動発生器を軸が伸びる方向から見ている。
【００３２】
アマチュアコア１０９は一般的なモータのように回転しないので、ブラシや整流子が無くても振動発生器を構成することができる。
【００３３】
図４に示されるように、軸１０５には４つの電極２０３ａ，２０３ｂ，２０５ａ，２０５ｂを持つ連結基板２０１が接続される。電極２０３ａと電極２０５ａとが接続される。電極２０３ｂと電極２０５ｂとが接続される。電極２０３ａ，２０３ｂのそれぞれは、コイル１１１の巻線の両端に接続される。電極２０５ａ，２０５ｂのそれぞれは、配線２０７ａ，２０７ｂによって給電端子１１９ａ，１１９ｂのそれぞれに接続される。すなわち、振り子のように往復運動をするアマチュアコア１０９のコイル１１１と給電端子１１９ａ，１１９ｂとを結ぶ配線に撓みを設けて、その撓みにより往復運動をするアマチュアコア１０９の移動を容易に行うことができる。配線２０７ａ，２０７ｂは撚り線やフレキシブルリード線、網線など柔軟性のある材料で接続することで、断線や接触不良等に対する信頼性を高めることができる。
【００３４】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態における振動発生器の構造を示す断面図である。
【００３５】
図５は、図２と同様に、振動発生器を軸が伸びる方向から見たときの内部構造を示している。
【００３６】
本実施の形態においては図２の構造と比較して、ダンパ１２５ａ，１２５ｂが設けられていない。その部分の容積を小さくすることができるため、図５のケース１０１は、左右の上部の高さを、図１よりも低くすることが可能となっている。
【００３７】
［他の実施の形態］
磁石の形状やケースの形状は、上記の実施の形態に限定されず、任意の形状としてもよい。例えば、図２および図５における磁石１１３は、コーナー部（図における右下部および左下部）で厚く偏肉した形状であるが、このような偏肉のない磁石１１３としてもよい。その場合、フレーム１０１の底部は、図２および図５のようにフラットにせずに、Ｒ形状（下に凸となる断面が円弧形状）とすることも可能である。但し、底面にフラット部分を有すると、印刷基板等に振動発生器を取り付けやすいというメリットがある。
【００３８】
［回路構成］
図６は、上述の振動発生器を駆動するための電気的構成を示す図である。
【００３９】
図を参照して、振動発生器１００は交番電流発生器３００に接続される。交番電流発生器３００は、直流を交流に変換する装置であってもよいし、交流発電機などであってもよい。
【００４０】
上述のように、交番電流発生器３００が発生させる交番電流の周波数を、被振動体（ケースなど）の共振周波数と合わせることで、より大きな振動を生じさせることができる。
【００４１】
［実施の形態における効果］
以上のように、電気信号を供給することで振動を発生させる振動発生器は、回転軸を支点とした、振り子のような往復運動をする振動子を有する。このような構成により、振動発生器の薄型化が可能で、振動発生器を組み込んだセットの薄型化にも対応できる。具体的には、通常のモータの高さの７割程度の高さで振動発生器が構成できる。
【００４２】
振動子は、複数のアマチュアコアを備えていてもよいが、小型化を図るためには１つのアマチュアコアにコイルを巻回して構成することが望ましい。
【００４３】
コイルの巻線には交番電流が印加される。交番電流を使用することで、整流子を２セグメントで構成することができる。
【００４４】
さらに、モータケースなどの被振動体の共振周波数と交番電流の周波数とを合わせることが望ましい。被振動体と共振周波数を合わせることで、体感振動を大きくできるからである。
【００４５】
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  ケース
１０３，１２１  軸受
１０５  軸
１０７  スラストホルダー
１０９  アマチュアコア
１１１  コイル
１１３  磁石
１１５  整流子
１１５ａ，１１５ｂ  整流子の電極
１１７ａ，１１７ｂ  ブラシ
１１９ａ，１１９ｂ  給電端子
１２３  樹脂ハウジング
１２５ａ，１２５ｂ  ダンパ
【図１】
2013010074.tif 000003
【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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