(57)【要約】【課題】小型・低背化された振動発生装置を提供する。【解決手段】振動発生装置１０は、ケース１１と、ケース１１内において遊動自在に収容された円板状の振動子１２と、振動子１２を駆動するための複数のコイル１３を備えている。ケース１１の内側の側壁１１ａの内周面には複数の電極対１４が配列されており、１つの電極対１４は上下２段の帯状電極１４ａ、１４ｂからなる。振動子１２は、径方向に着磁されたリング状の磁石１２ａを有している。複数のコイル１３は、ケース１１の側壁に沿って周期的に設けられており、各コイル１３は、側壁の径方向の磁界を発生させるように配置されている。コイル１３に電流を流し、ケース１１の内側をプラス極、外側をマイナス極とする磁界を発生させれば、振動子１２に対して引力を与えることができ、これと逆向きの磁界を発生させれば、振動子１２に対して斥力を与えることができる。【選択図】図１
2009050814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面が円形である側壁を有するケースと、
前記ケース内に収容された略円板状の振動子と、
前記側壁の前記内周面に沿って前記振動子を変位させる振動子駆動手段とを備えることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記振動子は、径方向に着磁された円形の外周形状を有する磁石を含み、
前記振動子駆動手段は、前記側壁に沿って周期的に設けられ、前記側壁の径方向に磁界を発生させる複数のコイルを含むことを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記磁石がリング状であり、前記振動子は、前記磁石の中空部に設けられたおもり部材をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記振動子駆動手段は、前記複数のコイルに対応して設けられ、前記側壁の内周面に配列された複数の電極対と、前記複数の電極対のいずれかを通じて前記コイルに電流を供給する電流供給手段をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の振動発生装置。
【請求項５】
前記電流供給手段は、前記振動子が接触した前記電極対に対して電流を供給することを特徴とする請求項４に記載の振動発生装置。
【請求項６】
前記振動子は、前記電極対のプラス電極に接触する第１の給電導体部と、前記電極対のマイナス電極に接触する第２の給電導体部とを備えることを特徴とする請求項５に記載の振動発生装置。
【請求項７】
各コイルの一端は、対応する電極対の一方の電極に接続されており、各コイルの他端は互いに短絡されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の振動発生装置。
【請求項８】
互いに隣接する第１及び第２の電極対のうち、第１の電極対の一方の電極と第２の電極対の他方の電極とが絶縁されており、第２の電極対の一方の電極と第１の電極対の他方の電極とが短絡されていることを特徴とする請求項７に記載の振動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発生装置に関し、特に、携帯電話機の着信通知に好適な振動発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の着信通知として振動発生装置（バイブレータ）が使用されている。従来の振動発生装置は、モーターの回転軸に偏芯ウェイトを装着し、偏芯ウェイトを回転させることによって振動を発生させている。
【０００３】
近年の電子部品の小型化要求に伴って、この種の振動発生装置にも小型化が要求されている。しかしながら、上記のような偏芯型の振動発生装置では、モーター部分の低背化が困難であることから、振動発生装置自体の低背化が困難である。これを解決する方法として、特許文献１には、円筒型のコイル内に磁石を配置し、コイルが発生する磁界によって当該磁石を上下方向に振動させ、上下ケースとの衝突によって振動を発生させるものである。
【特許文献１】特開２００６−７５７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の振動発生装置は、円筒型のコイルの上下方向に磁石を振動させるため、その分のスペースが必要になり、低背化という点においては未だ改善の余地がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、小型・低背化された振動発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の振動発生装置は、内周面が円形である側壁を有するケースと、ケース内に収容された略円板状の振動子と、側壁の内周面に沿って振動子を変位させる振動子駆動手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、振動子は、径方向に着磁された円形の外周形状を有する磁石を含み、振動子駆動手段は、側壁に沿って周期的に設けられ、側壁の径方向に磁界を発生させる複数のコイルを含むことが好ましい。特に、磁石がリング状であり、振動子は、磁石の中空部に設けられたおもり部材をさらに含むことが好ましい。これによれば、振動子の質量増加により振動を大きくすることができる。
【０００８】
本発明において、振動子駆動手段は、複数のコイルに対応して設けられ、側壁の内周面に配列された複数の電極対と、複数の電極対のいずれかを通じてコイルに電流を供給する電流供給手段をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
本発明においては、電流供給手段は、振動子が接触した電極対に対して電流を供給することが好ましい。この場合において、振動子は、電極対のプラス電極に接触する第１の給電導体部と、電極対のマイナス電極に接触する第２の給電導体部とを備えることが好ましい。これによれば、振動子の移動に合わせて駆動対象のコイルを自動的に切り替えることができるので、振動子に対して直流電流を供給すればよく、自律的な電流供給切り替え機構を実現することができる。
【００１０】
本発明において、各コイルの一端は、対応する電極対の一方の電極に接続されており、各コイルの他端は互いに短絡されていることが好ましい。さらに、互いに隣接する第１及び第２の電極対のうち、第１の電極対の一方の電極と第２の電極対の他方の電極とが絶縁されており、第２の電極対の一方の電極と第１の電極対の他方の電極とが短絡されていることが好ましい。これによれば、振動子の変位方向の前方に位置するコイルから振動子に対して引力となる磁界を発生させることができ、振動子の変位方向の後方に位置するコイルから振動子に対して斥力となる磁界を発生させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明によれば、モーターを用いることなく、小型・低背化された振動発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の好ましい実施の形態による振動発生装置１０の構成を示す略斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、この振動発生装置１０は、略円筒形状の側壁を有するケース１１と、ケース１１内において遊動自在に収容された円板状の振動子１２と、振動子１２を駆動するための複数のコイル１３を備えている。ケース１１の側壁は二重になっており、内側の側壁１１ａの内周面には複数の電極対１４が配列されている。１つの電極対１４は上下２段の帯状電極１４ａ、１４ｂからなり、周方向に沿って細長い形状を有している。
【００１５】
振動子１２はケース１１内において軸に固定されることなく遊動自在に収容されている。振動子１２は、径方向に着磁されたリング状の磁石１２ａと、磁石１２ａの中空部に埋め込まれたおもり部材１２ｂを有しており、リング状の磁石１２ａの内側はＳ極、外側はＮ極に着磁されている。おもり部材１２ｂには例えばタングステン鋼等の金属を用いることができる。ただし、振動子１２においておもり部材１２ｂは必須ではなく、円板の磁石のみで構成されていても構わない。
【００１６】
振動子１２はまた、複数のコイル１３のいずれかに対して選択的に電流を供給する電流供給手段としての役割を果たす。詳細は後述するが、振動子１２は、電極対１４に接触する給電導体部を有しており、振動子１２がいずれかの電極対１４に接触しているとき、この電極対を介して対応するコイル１３に電流を供給し、コイル１３を駆動するように構成されている。
【００１７】
複数のコイル１３は、ケース１１の側壁に沿って周期的に設けられており、特に、内側の側壁１１ａと外側の側壁１１ｂの間に設けられている。各コイル１３は、側壁の径方向の磁界を発生させるように配置されている。すべてのコイル１３に電流が供給されていなければ振動子１２が受ける力はなく、振動子１２は遊動状態である。しかし、コイル１３に電流を流し、ケース１１の内側をＳ極、外側をＮ極とする磁界を発生させれば、振動子１２に対して引力を与えることができ、これと逆向きの磁界を発生させれば、振動子１２に対して斥力を与えることができる。
【００１８】
図２は、振動発生装置１０の回路構成を部分的に示す模式図である。
【００１９】
図２に示すように、振動子１２の上半分は電極対１４のプラス電極１４ａに接触する第１の給電導体部１２ｃを構成しており、振動子１２の下半分は電極対１４のマイナス電極１４ｂに接触する第２の給電導体部１２ｄを構成しており、第１の給電導体部１２ｃと第２の給電導体部１２ｄは絶縁体１２ｅによって電気的に絶縁されている。第１及び第２の給電導体部１２ｃ、１２ｄにはブラシ１５が接触しており、このブラシ１５を介して電流が供給される。ブラシ１５の構造は特に限定されるものではないが、ケースの側壁１１ａに沿って回転移動する振動子１２がケース１１内のどこの位置にあったとしても常に安定的に接触している必要がある。
【００２０】
コイル１３は電極対１４と一対一の関係を有しており、各コイル１３の一端１３ａは対応する電極対のプラス電極１４ａに接続されている。また、各コイル１３の他端１３ｂは相互に接続されている。特に、各コイル１３は、対応するプラス電極１４ａの一方の端部（回転方向に対して後端部）に配置されていることが好ましい。なお、コイル１３及び電極対１４の実際の配置は、図１に示したように周回しているが、ここでは説明の便宜上直線的に示している。
【００２１】
振動子１２の変位方向を矢印Ｘ方向とし、振動子１２に先に接触する電極対を前方、後から接触する電極対を後方とするとき、互いに隣接する２つの電極対のうち、後方の電極対のマイナス電極１４ｂと前方の電極対のプラス電極１４ａは絶縁されているが、後方の電極対のプラス電極１４ａと前方の電極対のマイナス電極１４ｂは短絡している。つまり、１番目の電極対１４Aのマイナス電極１４ｂと２番目の電極対１４Bのプラス電極１４ａ、２番目の電極対１４Ｂのマイナス電極１４ｂと３番目の電極対１４Ｃのプラス電極１４ａ、３番目の電極対１４Ｃのマイナス電極１４ｂと４番目の電極対１４Ｄのプラス電極１４ａがそれぞれ短絡している。したがって、例えば、１番目の電極対１４Ａに電流が供給されると、まず１番目のコイル１３Ａに電流が流れ、さらに２番目のコイル１３Ｂにも電流が流れるので、２つのコイル１３Ａ、１３Ｂが同時駆動されることになる。
【００２２】
本実施形態においては、同時に駆動される２つのコイルのうち、一方のコイルが振動子１２に対して引力となる磁界を発生させ、他方のコイルが振動子１２に対して斥力となる磁界を発生させる。したがって、振動子１２を常に一方向に回転移動させることになる。
【００２３】
図３（ａ）及び（ｂ）は、振動発生装置１０の動作を説明するための模式図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、振動子１２の上下面に直流電圧Ｖｃｃを印加すると、電流Ｉは振動子１２の第１の給電導体部１２ｃ（図２参照）、ケース１１側の１番目の電極対１４Ａのプラス電極１４ａ、このプラス電極１４ａに接続された１番目のコイル１３Ａ、コイル１３Ａの後方に隣接する２番目のコイル１３Ｂ、コイル１３Ｂに接続された２番目の電極対１４Ｂのプラス電極１４ａ、１番目の電極対１４Ａのマイナス電極１４ｂ、振動子１２の第２の給電導体部１２ｄを通って流れる。この電流Ｉにより、１番目のコイル１３Ａはケース１１の内側をＮ極とする磁界を発生させ、２番目のコイル１３Ｂはケースの内側をＳ極とする磁界を発生させる。すなわち、１番目のコイル１３Ａとリング磁石１２ａとの間には斥力が発生し、２番目のコイル１３Ｂとリング磁石１２ａとの間には引力が発生する。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、振動子１２はこの引力と斥力によって矢印Ｘ方向に移動し、２番目の電極対１４Ｂに接触すると、コイルを流れる電流が変化する。つまり、振動子１２が２番目の電極対と接触することにより、電流Ｉは２番目の電極対１４Ｂのプラス電極１４ａ、このプラス電極１４ａに接続された２番目のコイル１３Ｂ、コイル１３Ｂの後方に隣接する３番目のコイル１３Ｃ、コイル１３Ｃに接続された３番目の電極対１４Ｃのプラス電極１４ａ、２番目の電極対１４Ｂのマイナス電極１４ｂを通って流れる。この電流Ｉにより、２番目のコイル１３Ｂはケース１１の内側をＮ極とする磁界を発生させ、３番目のコイル１３Ｃはケース１１の内側をＳ極とする磁界を発生させる。すなわち、２番目のコイル１３Ｂとリング磁石１２ａとの間には斥力が発生し、３番目のコイル１３Ｃとリング磁石１２ａとの間には引力が発生する。
【００２６】
こうして、振動子１２と接触する電極対１４が変わる度に駆動対象のコイルも順次変化し、振動子１２をＸ方向に移動させる力が常に作用するので、振動子１２を側壁の内周面に沿って回転移動させることができる。振動子１２の回転速度は、コイルからの引力及び斥力によって変わるので、振動子の変位速度を大きくしたい場合には直流電圧Ｖｃｃを大きくすればよい。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の振動発生装置１０によれば、振動子１２がケース１１の側壁１１ａの内周面に沿って回転するように構成されていることから、非常に薄型な振動発生装置を実現することができる。特に、本実施形態によれば、振動子１２自身の動きに合わせてコイル１３への通電も切り替わることから、通電のための複雑な切り替え制御を行う必要がない。したがって、非常にシンプルな振動発生装置を提供することができる。また、本実施形態の振動発生装置１０によれば、常に２つのコイルが選択され、振動子１２を一方向に送り出すための斥力と、引き寄せるための引力とが同時に与えられることから、振動子１２を円滑且つ確実に変位させることができる。
【００２８】
上記実施形態においては、ケース１１内の振動子１２は完全に遊動自在な状態であるが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ガイド部材よって制限されながら変位するものであってもよい。この場合、例えば、振動子１２に接触する必要のあるブラシ１５をガイド部材として使用することも可能である。
【００２９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態による振動発生装置２０の構成を示す略平面図である。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、この振動発生装置２０は、振動子１２の上下面に円形の溝１２ｆが形成されており、給電端子１７がこの溝１２ｆに嵌合している点を特徴としている。コイル１３や電極対１４の構成については上述の振動発生装置１０と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３１】
コイル１３に対する電流の供給によって振動子１２に対する引力及び斥力が発生すると、振動子１２は矢印Ｐ１方向に回転移動する。ここで図４（ｂ）に示すように、振動子１２は溝１２ｆに嵌合した給電端子１７によってその動きが制限されているので、給電端子１７の接触位置も矢印Ｐ２方向に移動する。このように、振動子１２の上下面に円形の溝１２ｆを形成し、この溝１２ｆに沿って給電位置を設定することにより、振動子１２軽油での給電を確実に行うことができる。また、振動子１２が遊動状態ではないため、振動子１２がケース１１の中央部に留まってしまうことがない。つまり、振動子１２がコイル１３による磁界の影響の弱い所に留まり、振動子１２を円滑に駆動することができないという不具合を防止することができる。
【００３２】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、常に２つのコイルが選択され、一方のコイルから振動子に対する斥力を発生させ、他方のコイルから引力を発生させ、これにより振動子１２を順次移動させているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、振動子１２に対して引力を発生させるコイルが常に１つだけ選択されるように構成してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態においては、振動子１２の移動によって振動子１２と電極対１４との接続が切り替わり、次いで駆動されるコイル１３が切り替わることにより、振動子１２が自律的に回転していくように構成されているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、駆動されるコイルを外部から順次切り替えることによって、振動子１２を変位させるようにしてもよい。この場合、ケース１１の内の側壁１１ａの内周面に形成された電極対１４は不要となり、振動子１２を電流供給手段として使用する必要もない。
【００３５】
さらに、電極対１４の形状やレイアウトについても上記実施形態のものに限定されず、コイル１３への電流供給方式に合わせて適宜形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施の形態による振動発生装置の構成を示す略斜視図である。
【図２】図２は、振動発生装置１０の回路構成を部分的に示す模式図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、振動発生装置１０の動作を説明するための模式図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態による振動発生装置２０の構成を示す略平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    振動発生装置
１１    ケース
１１ａ    ケースの内側の側壁
１１ｂ    ケースの外側の側壁
１２    振動子
１２ａ    磁石
１２ｂ    おもり部材
１２ｃ    第１の給電導体部
１２ｄ    第２の給電導体部
１２ｅ    絶縁体
１２ｆ  溝
１３、１３Ａ〜１３Ｄ    コイル
１３ａ    コイルの一端
１３ｂ    コイルの他端
１４、１４Ａ〜１４Ｄ    電極対
１４ａ    プラス電極
１４ｂ    マイナス電極
１５    ブラシ
１７    給電端子
【図１】
2009050814.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009050814.tif 000005
【図４】
2009050814.tif 000006