JP2004266889A - 振動発生装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動発生装置の一層の小型化及び薄型化、従って、振動発生装置を使用する電子機器の一層の小型化及び薄型化を図ることを課題とする。
【解決手段】ロータ１１０と該ロータを回転可能に支持するステータ１２０を有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置１００であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸１２４に回転可能に外嵌される軸受スリーブ１６０と、マグネット１７０と、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイト１８０を備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板１２１と、蓋板１２２と、上記マグネットと対向して配置されたコイル１４０とを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転される。
【選択図】 図８
【解決手段】ロータ１１０と該ロータを回転可能に支持するステータ１２０を有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置１００であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸１２４に回転可能に外嵌される軸受スリーブ１６０と、マグネット１７０と、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイト１８０を備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板１２１と、蓋板１２２と、上記マグネットと対向して配置されたコイル１４０とを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転される。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な振動発生装置及び電子機器に関する。詳しくは、安価で小型の振動発生装置及び電子機器を提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動発生装置が使用される電子機器がある。一例として携帯電話を挙げることができ、携帯電話においては、いわゆるマナーモード時には振動を発生することにより着信を使用者に知らせることができるような構造を有している。
【０００３】
このような携帯電話の中には、振動を発生する振動アクチュエータとしての振動発生装置が内蔵されている。
【０００４】
図１３は、従来の振動発生装置の一例１を示しており、この振動発生装置１はブラシ付きモータ２の出力軸３に錘（ウエイト）４を出力軸３に対して偏心状態で固定して構成される。
【０００５】
そして、この振動発生装置１にあっては、モータ２の作動による出力軸３の回転に伴いウエイト４が偏心して回転することによって発生する回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すようになっている。
【０００６】
ところが、このような振動発生装置１では次のような問題がある。
【０００７】
ブラシ付きモータ２を用いると、いわゆるスリットショートによる回転不良などをゼロにすることができないために、振動発生動作の信頼性に乏しいという問題がある。
【０００８】
また、モータ本体は、例えば、直径３．５ｍｍまでに小さくすることはできるが、所望する大きさの振動エネルギーを得るためには回転数を上げる必要があり、それに伴い消費電力が上昇しすぎるという問題がある。消費電力の上昇は、携帯電話のような携帯機器にあっては、電池寿命などの観点から好ましいものではない。
【０００９】
モータ本体の直径を小さくして、モータ直径の内側においてウエイト４を配置しようとすると、回転アンバランスエネルギー発生用のウエイト４の偏心量を大きく取れなくなってしまい、振動成分が少なくなってしまう。
【００１０】
ウエイト４の偏心量を大きくするためには、出力軸３に対してゴムリングなどを外嵌し該ゴムリングにウエイト４を取り付けるなどしてウエイト４の偏心量を稼いだり、振動成分を増幅したりすることが必要になり、結果的に振動発生装置１の薄型化や小型化が困難になっている。しかも、部品点数が多くなるために、コストダウンが図りにくく、また、部品点数の増大が振動発生動作の信頼性を低下させるという問題もある。
【００１１】
そこで、出願人は、特願２００２−１８６５５５号特許出願において、ロータマグネットとステータコイルとを平面的に対向させて配置した平面対向型モータのロータの偏心位置にウエイトを設けて構成した振動発生装置を提案した。
【００１２】
上記特許出願において示した振動発生装置にあっては、ロータとステータを平面的に対向させたので、薄型化及び小型化が可能であり、また、ロータの直径を大きく取ることができるため、ウエイトの偏心量を大きく取ることができて、ウエイトの質量の割に大きな回転アンバンランスエネルギーを得ることができ、そのために、小さな消費電力で大きな振動を得ることができる。また、ブラシレスであるため、、いわゆるスリットショートによる回転不良が生じることが無く、信頼性の高い装置となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許出願において示した振動発生装置にあっては、ロータを構成する各部材、すなわち、シャフト、ロータヨーク、ロータマグネット、リング及びウエイトが全て個別の部品として形成された後、シャフトにリングを固定し、該リングにロータヨークを固定し、ロータヨークにロータマグネット及びウエイトを固定するというように組み立てるように構成されている。そのため、組み立て工数がかかりコストアップの原因になると共に、ロータを構成する各部材に組立のための相互結合部分を形成する必要があり、ロータ自体の小型化及び薄型化（シャフトの軸方向における大きさの小型化）に限界がある。
【００１４】
また、ステータにロータのシャフトを回転自在に支持するための軸受装置を設ける必要があり、この軸受装置の厚み（軸方向の大きさ）が必要な分、薄型化が制限される。
【００１５】
そこで、本発明は、振動発生装置の一層の小型化及び薄型化を図ること、従って、振動発生装置を使用する電子機器の一層の小型化及び薄型化を図ることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明振動発生装置は、上記した課題を解決するために、ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、そして、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されるようにしたものである。
【００１７】
従って、ロータの構造が単純化される。
【００１８】
また、本発明電子機器は、振動発生装置を備え、該振動発生装置のロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、そして、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されるようにしたものである。
【００１９】
従って、振動発生装置においてロータの構造が単純化される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明振動発生装置及び電子機器の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１及び図２は本発明に係る振動発生装置を有する電子機器の一例としての携帯電話１０を示す。
【００２２】
携帯電話１０は、例えば、周波数域が０．８〜１．５（ＧＨｚ）のデジタル方式の携帯電話であり、筐体１１、アンテナ１２、表示部１３、操作部１４、マイク１５、スピーカ１６等を有している。
【００２３】
図１に示すように、操作部１４は、通話ボタン１４ａ、通話の切断ボタン１４ｂ、テンキー１４ｃ、１４ｃ、・・・等の各種操作部材を有している。表示部１３には、例えば、液晶表示装置が用いられ、通話先の電話番号、電話帳の内容、インターネット通信によるウェブサイト画面、送信メールの作成画面、受信メールの内容等の各種の表示が為されるようになっている。
【００２４】
筐体１１は、図１に示すフロント部１１ａと図２に示すリヤ部１１ｂを有しており、リヤ部１１ｂ側には、バッテリ１７を着脱可能に取り付けるることができる。アンテナ１２は筐体１１に対して出し入れ可能に取り付けられている。
【００２５】
筐体１１の内部には、振動発生装置１００が内蔵されている。この振動発生装置１００は、たとえば携帯電話１０において、着信があった場合に振動を発生して、使用者に対して着信を振動で知らせる機能を有している。
【００２６】
なお、本発明にかかる電子機器として、上記した携帯電話１０はほんの一例にすぎず、携帯電話以外の電子機器にも本発明に係る振動発生装置を使用して本発明電子機器とすることができる。また、振動発生装置が振動によって果たす機能も、上記した携帯電話１０における着信告知機能に限るものではなく、その他の機能を果たすために使用することができる。
【００２７】
図３乃至図９に本発明振動発生装置の第１の実施の形態を示す。
【００２８】
振動発生装置１００は、ロータ１１０と該ロータ１１０を回転可能に支持するステータ１２０を有する。図３に示すように、ステータ１２０の主たる構成要素であるステータヨーク１２１を底板として、該ステータヨーク１２１と該ステータヨーク１２１の上方を覆う蓋板１２２とによってケース１３０が形成され、該ケース１３０内にロータ１１０が回転可能に配置される。
【００２９】
ステータヨーク１２１は、透磁性材料、例えば、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などにより形成されていて、磁路を閉じる部材である。また、蓋板１２２も透磁性材料で形成されているが、この第１の実施の形態においては、蓋板１２２は無くても良く、また、蓋板１２２を設ける場合でも、透磁性材料で形成する必要はない。
【００３０】
図４に示すように、ステータヨーク１２１は、ほぼ正方形状に形成された板部材であり、ステータヨーク１２１の四隅からはカシメ部１２３、１２３、・・・が立設されており、また、ステータヨーク１２１の中心部には円柱状をした固定軸１２４が立設されている。
【００３１】
蓋板１２２は、図４に示すように、軸方向長さ（高さ）が短い（低い）円筒状の囲繞部１２５の下端部外縁から４つの角部１２６、１２６、・・・が正方形の４隅を為すように突出した形状をしており、４つの角部１２６、１２６、・・・の側面にはそれぞれ切欠１２６ａ、１２６ａ、・・・が形成されている。そして、上記角部１２６、１２６、・・・の切欠１２６ａ、１２６ａ、・・・にステータヨーク１２の対応する位置に設けられた上記カシメ部１２３、１２３、・・・が嵌め込まれ、且つ、カシメ部１２３、１２３、・・・のほぼ上半部１２３ａ、１２３ａ、・・・を角部１２６、１２６、・・・の上面に沿うように機械的にカシメる（図３参照）ことにより、図３に示すように、ステータヨーク１２１と蓋板１２２とによってロータ１１０及びステータ１２０を構成するステータヨーク１２１以外の部材を収容するケース１３０が形成される。
【００３２】
ステータ１２０は、上記したステータヨーク１２１の他、、コイル１４０、回路基板１５０及び回路基板１５０上に搭載された複数個の電子部品１５１乃至１５４を有している。
【００３３】
コイル１４０は、この第１の実施の形態においては、いわゆるフレキシブルプリント配線板の形態を有している。コイル１４０は、図６及び図７に示すように、複数個の巻線部分１４１、１４１、・・・をフレキシブルな絶縁基板１４２上に形成してなる。これらの巻線部分１４１は、例えば、ほぼ扇形形状に形成されており、図６及び図７に示す例では６つの巻線部分１４１、１４１、・・・が中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿って配列されている。これらの巻線部分１４１、１４１、・・・は回路基板１５０に形成された図示しない配線パターン部を介して後述する駆動回路に接続されている。そして、巻線部分１４１は、例えば、ポリイミドのような絶縁材により覆われることで外部に対して電気的に絶縁されている。
【００３４】
コイル１４０の絶縁基板１４２には、図６及び図７に示すように、電子部品１５１、１５２、１５３、１５４を避けるために切欠１４２ａ、１４２ａ、・・・が形成されている。また、絶縁基板１４２の中心部には上記固定軸１２４及びロータ１１０の後述する軸受スリーブを挿通するための挿通孔１４２ｂが形成されている。
【００３５】
電子部品１５１乃至１５４の図示しない電極は回路基板１５０の図示しない導体パターンに対して直接はんだを用いて電気的に接続される。このように電子部品１５１乃至１５４をコイル１４０の存在に関わらずコイル１４０を避けるようにして配置することができるので、振動発生装置１００の厚み、すなわち、中心軸ＣＬ方向における大きさの小型化および薄型化を図ることができる。
【００３６】
ステータ１２０の回路基板１５０はステータヨーク１２１の内面、すなわち、上面に、例えば、接着剤により固定されている。また、コイル１４０は回路基板１５０の上面に、例えば、接着剤により固定されている。回路基板１５０の中心部には上記固定軸１２４及びロータ１１０の後述する軸受スリーブを挿通するための挿通孔１５５が形成されている。
【００３７】
なお、コイル１４０と回路基板１５０は、共にフレキシブルプリント配線板として構成することもできるし、コイル１４０のみをフレキシブルプリント配線板として構成し、回路基板１５０はリジッドな、すなわち硬い基板、たとえばガラスエポキシ基板のようなものとして構成することもできる。
【００３８】
上記コイル１４０は、フレキシブルプリント配線板を複数枚積層することにより、巻線部分１４１を複層化（例えば、４層化）することにより、ロータ１１０を回転させる際のトルク定数の増大を図りつつ、ステータ１２０の薄型化、ひいては、振動発生装置１００の薄型化を図ることができる。なお、コイル１４０への通電方法及び駆動回路については後述する。
【００３９】
上記のように構成されたステータ１２０に対して回転可能にロータ１１０が配置される。
【００４０】
ロータ１１０は軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とウエイト１８０とロータヨーク１９０が一体に形成されて成る。
【００４１】
軸受スリーブ１６０は樹脂成形品として形成され、ほぼ円筒状をした主部１６１と外周縁部に位置した周縁結合部１６２とが図示しない中間部を介して一体に形成されている。主部１６１の中心を貫通して形成された中心孔１６１ａの内径はステータ１２０の固定軸１２４の外径より僅かに大きく形成されている。この軸受スリーブ１６０は摩擦係数の小さい材料で形成されるのが好ましい。例えば、カーボンファイバー若しくはカーボンビーズが混入されたＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）やＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）によって形成されることが好ましい。なお、軸受スリーブ１６０をここに例示した材料以外の材料で形成しても構わないことは勿論である。
【００４２】
ロータマグネット１７０はドーナツ状もしくはリング状に形成され、例えば、ネオジ系またはサマコバ系の焼結材を用いてＳ極とＮ極が多極着磁されて形成されている。そして、ロータマグネット１７０の内周面１７１が軸受スリーブ１６０の主部１６１の上端寄りの位置に形成された大径部１６３の外周面に突き合わせた状態で一体成形されている。
【００４３】
ロータヨーク１９０は透磁性材料、例えば、、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などによりドーナツ状若しくはリング状に形成されていて、その内周縁１９１が軸受スリーブ１６０の主部の上端部に形成された溝１６４に嵌合した状態で一体成形されている。
【００４４】
ウエイト１８０は円弧状に形成され、ロータマグネット１７０及びロータヨーク１９０の外周部にほぼ半周に亘って位置されている。具体的には、軸受スリーブ１６０の周縁結合部１６２がロータマグネット１７０、ロータヨーク１９０及びウエイト１８０の３者と一体成形されている。このウエイト１８０はロータ１１０がステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸ＣＬを中心として連続回転する際に回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すためのものであり、例えば、タングステン等の比重の大きい材質により形成されている。
【００４５】
以上に記載したように、ロータ１１０は、軸受スリーブ１６０、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０が一体に形成されて成る。詳しくは、軸受スリーブ１６０を射出成形する際に、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０を軸受スリーブ１６０成形用金型の所定の位置にインサート（挿入）しておき、その状態で軸受スリーブ１６０の材料樹脂を金型内に射出する、いわゆるインサート成形法によって、軸受スリーブ１６０、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０が一体に形成されるものである。
【００４６】
上記したように、ロータ１１０は、それを構成する部材が一体に成形されるので、１個の部品として提供され、振動発生装置１００の組立前の部品管理や運搬等のハンドリングが簡素化される。また、軸受スリーブ１６０の材料樹脂によって各所要部材が一体化されるので、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０に相互結合のための結合部を設ける必要が無く、形状が単純化して、歩留まりの向上によるコストの低減を図ることができ、また、小型化及び薄型化が可能になると共に、信頼性が向上する。
【００４７】
上記したロータ１１０は、軸受スリーブ１６０がステータ１２０の固定軸１２４に回転可能に外嵌される。そして、ステータヨーク１２１とロータマグネット１７０との間に働く吸着力によって、ロータ１１０はステータヨーク１２１、すなわち、底板の方に引き付けられ、軸受スリーブ１６０の下端面１６５がコイル１４０の挿通孔１４２ｂ及び回路基板１５０の挿通孔１５５を挿通して底板（ステータヨーク）１２１に当接した状態となる。
【００４８】
図９に示すように、コイル１４０の巻線部分１４１、１４１、・・・は、回路基板１５０に設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相用の取出電極１５６、１５６、１５６に接続されており、これら取出電極１５６、１５６、１５６は、例えば、図示しないフレキシブル配線板を介して駆動回路２００に接続されている。
【００４９】
駆動回路２００は、外付けの電子部品である電子部品１５１、１５２、１５３、１５４を有している。電子部品１５１は、駆動クロック発信回路２１０、駆動ＳＷ判定回路２１１、プリドライバ２１２、出力回路２１３、逆起電力検出アンプ２１４、前値保持部２１５、停止判定部２１６、起動時間生成回路および起動速度選択回路２１７などを有している。
【００５０】
出力回路２１３は、コイル１４０の各巻線部分１４１、１４１、・・・に対して上記取出電極１５６、１５６、１５６を介して電気的に接続されている。
【００５１】
駆動回路２００において、駆動クロック発信回路２１０の発信するクロックに基づいて、駆動ＳＷ判定回路（駆動スイッチングパルス判定回路）２１１が、プリドライバ２１２に対して出力回路２１３の切り換え信号を供給する。これにより、プリドライバ２１２は駆動スイッチング信号を増幅して出力回路２１３に与えて、出力回路２１３はコイル１４０に対して適切な３相全波駆動により通電する。これにより、ロータ１１０のロータマグネット１７０が発生する磁界と、コイル１４０の各巻線部分１４１、１４１、・・・が発生する磁界との相互作用により、ロータ１１０はステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸ＣＬを中心として回転する。
【００５２】
コイル１４０の一部の巻線部分１４１から得られる逆起電力が、逆起電力検出アンプ２１４により検出され、該検出された逆起電力と、前値保持部２１５に予め保持されている前の値の逆起電力とを、停止判定部２１６により比較する。これによって、起動時間生成回路２１７は、ロータ１１０の回転時間を生成し、起動速度を選択する。
【００５３】
外付けの電子部品１５２、１５３は抵抗素子であり、例えば、ロータ１１０の定格回転数を決めるための電流を作ったり、加速電流を作ったりする役割を果たす。
【００５４】
外付けの電子部品１５４はコンデンサであるが、このコンデンサは加速電流に基づき、加速するための時定数を決めるための役割を果たす。
【００５５】
上記振動発生装置１００にあっては、ロータ１１０が、それを構成する各部材が軸受スリーブ１６０の材料樹脂によって一体化されるように成形されることによって形成されるので、ロータ１１０の小型化と薄型化が図れ、ひいては、振動発生装置１００の小型化と薄型化が可能になる。また、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００５６】
また、、ロータ１１０の軸受スリーブ１６０が底板（ステータヨーク）１２１に直接当接した状態で回転されるので、この点でも、振動発生装置の薄型化が促進される。
【００５７】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００５８】
なお、上記ロータ１１０において、ロータヨーク１９０は必須ではなく、ロータ１１０は、軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とウエイト１８０によって構成されればよい。また、少なくとも、軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とが一体成形されれば、ロータ１１０の構造の単純化、小型化、薄型化等に関しそれなりの効果をもたらすものである。
【００５９】
図１０は本発明振動発生装置の第２の実施の形態３００を示すものである。この振動発生装置３００において、ステータ１２０は上記第１の実施の形態におけるステータ１２０と同様であり、ロータ３１０が上記第１の実施の形態におけるロータ１１０と異なる。従って、第１の実施の形態におけるものと異なるロータ３１０について詳細に説明し、ステータ１２０については詳細な説明を省略する。
【００６０】
ロータ３１０は軸受スリーブ３２０とロータマグネット３３０とウエイト３４０とロータヨーク３５０が一体に形成されて成る。
【００６１】
軸受スリーブ３２０は樹脂成形品として形成され、ほぼ円筒状をした主部３２１と外周縁部に位置した周縁結合部３２２とが図示しない中間部を介して一体に形成されている。主部３２１の中心を貫通して形成された中心孔３２１ａの内径はステータ１２０の固定軸１２４の外径より僅かに大きく形成されている。この軸受スリーブ３２０は摩擦係数の小さい材料で形成されるのが好ましい。例えば、カーボンファイバー若しくはカーボンビーズが混入されたＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）やＬＣＰによって形成されることが好ましい。勿論、ここに例示した材料以外の材料で形成しても構わない。
【００６２】
ロータマグネット３３０はドーナツ状もしくはリング状に形成され、例えば、ネオジ系またはサマコバ系の焼結材を用いてＳ極とＮ極が多極着磁されて形成されている。そして、ロータマグネット３３０の内周面３３１が軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端寄りの位置に形成された大径部３２３の外周面に突き合わせた状態で一体成形されている。
【００６３】
ロータヨーク３５０は透磁性材料、例えば、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などによりドーナツ状若しくはリング状に形成されていて、その内周縁３５１が軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端部に形成された溝３２４に嵌合した状態で一体成形されている。そして、このロータヨーク３５０には適宜の位置に複数の開口３５２、３５２、・・・（図１０には２個のみ示してある）が形成されている。
【００６４】
ウエイト３４０は円弧状に形成され、ロータマグネット３３０及びロータヨーク３５０の外周部にほぼ半周に亘って位置されている。具体的には、軸受スリーブ３２０の周縁結合部３２２がロータマグネット３３０、ロータヨーク３５０及びウエイト３４０の３者と一体成形されている。このウエイト３４０はロータ３１０がステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸を中心として連続回転する際に回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すためのものであり、例えば、タングステン等の比重の大きい材質により形成されている。
【００６５】
以上に記載したように、ロータ３１０は、軸受スリーブ３２０、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０が一体に形成されて成る。詳しくは、軸受スリーブ３２０の射出成形を行う際に、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０を軸受スリーブ３２０成形用金型の所定の位置にインサート（挿入）しておき、その状態で軸受スリーブ３２０の材料樹脂を金型内に射出することによって、軸受スリーブ３２０、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０が一体に形成されるものである。
【００６６】
上記したロータ３１０は、軸受スリーブ３２０がステータ１２０の固定軸１２４に回転可能に外嵌される。そして、蓋板１２２とロータマグネット３３０との間に働く吸着力によって、ロータ３１０は蓋板１２２の方に引き付けられ、軸受スリーブ３２０の上端面３２５が蓋板１２２に当接した状態となる。もちろん、吸着力は、ロータマグネット３３０と底板（ステータヨーク）１２１との間でも働くが、ロータヨーク３５０には複数の開口３５２、３５２、・・・が形成されているため、該開口３５２、３５２、・・・からの漏れ磁束が多くなり、それによって、ロータマグネット３３０と蓋板１２２との間の吸着力の方が勝り、ロータ３１０は蓋板１２２の方へと引き付けられる。なお、ロータヨーク３５０に開口３５２、３５２、・・・を形成する替わりに、ロータヨーク３５０の厚さを薄くして、ロータマグネット３３０から蓋板１２２の方へと多くの磁束が漏れるようにしても、ロータ３１０を蓋板１２２の方へと引き付けることができるし、あるいは、ロータヨーク３５０を設けないで、ロータマグネット３３０が蓋板１２２に対して剥き出しの状態になるようにして、ロータ３１０が蓋板１２２の方へ引き付けられるようにしても良い。
【００６７】
この第２の実施の形態に係る振動発生装置においても、ロータ３１０の小型化と薄型化が図れ、ひいては、振動発生装置３００の小型化と薄型化が可能になる。また、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００６８】
なお、少なくとも、ロータマグネット３３０と軸受スリーブ３２０とが一体に成形されれば、ロータ３１０の構造の単純化、ロータ３１０の小型化及び薄型化等に関し、それなりの効果がもたらされる。
【００６９】
また、ロータ３１０の軸受スリーブ３２０が蓋板１２２に直接当接した状態で回転されるので、この点でも、振動発生装置の薄型化が促進される。
【００７０】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００７１】
図１１は第２の実施の形態における軸受スリーブの変形例３２０Ａを示すものであり、この軸受スリーブ３２０Ａは上記軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端が閉じられた形状をしており、該上端面３２５Ａが半球状に形成されている。
【００７２】
従って、この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａは蓋板１２２の下面とほぼ点で接触し、ロータ３１０の回転時の摩擦抵抗が小さくなり、ロータ３１０の良好な回転が得られる。
【００７３】
図１２は第２の実施の形態の別の変形例を示すものである。この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａと蓋板１２２の下面との間に、蓋板１２２の下面に取り付けられたスラスト受３６０が介在される。
【００７４】
従って、この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａと蓋板１２２との間の摩擦抵抗がさらに小さくなり、よって、ロータ３１０のさらなる良好な回転が得られる。
【００７５】
なお、上記した各実施の形態及び変形例に示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明振動発生装置は、ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されることを特徴とする。
【００７７】
従って、本発明振動発生装置にあっては、ロータを構成する各部材の形状が単純になると共にロータ自体の構造が単純になり、ロータ自体の小型化及び薄型化が可能になる。また、ロータのスリーブをステータの固定軸に外嵌した状態でスリーブを底板又は蓋板と接触した状態で回転させる構造であるので、ステータ側の軸受構造が単純化され、これによって、振動発生装置全体の小型化及び薄型化が可能になる。
【００７８】
また、、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００７９】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００８０】
本発明電子機器は、ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置を備えた電子機器であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されることを特徴とする。
【００８１】
従って、本発明電子機器にあっては、振動発生装置を小型化及び薄型化することができるので、電子機器の小型化及び薄型化が可能になる。
【００８２】
また、振動発生装置の部品点数が少なく、コストを低減することができるので、電子機器のコストの低減に寄与する。
【００８３】
さらに、振動発生装置は、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力であるので、信頼性の高い振動モードを得ることができると共に、バッテリー駆動の電子機器にあっては、バッテリーの有効使用時間を長くすることができる。
【００８４】
請求項２及び請求項１０に記載した発明にあっては、上記ウエイトが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されているので、ロータの形状の一層の単純化を図ることができる。
【００８５】
請求項３、請求項４、請求項１１及び請求項１２に記載した発明にあっては、上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されているので、マグネットの磁束の有効利用が図れると共に、ロータの形状の単純化を図ることができる。
【００８６】
請求項５及び請求項１３に記載された発明にあっては、上記軸受スリーブと底板又は蓋板との接触が点接触であるので、ロータの良好な回転が得られる。
【００８７】
請求項６及び請求項１４に記載した発明にあっては、上記蓋板を磁性材料で形成し、上記軸受スリーブの上端面をほぼ球面に形成し、上記蓋板と上記マグネットとの間に働く吸着力によって軸受スリーブの上端面を蓋板に点接触させたので、ロータの良好な回転を得るための軸受スリーブと蓋板との間の点接触状態を容易に得ることができる。
【００８８】
請求項７及び請求項１５に記載した発明にあっては、上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークに開口が形成されているので、ロータを蓋板側に引きつける構成を容易に得ることができる。
【００８９】
請求項８及び請求項１６に記載した発明にあっては、上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークの厚さを薄くしてマグネットの磁束の上方への漏れ量を多くしたので、ロータを蓋板側に引きつける構成を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２と共に本発明電子機器の実施の形態を示すものであり、本図は正面図である。
【図２】背面図である。
【図３】図４乃至図９と共に本発明振動発生装置の第１の実施の形態を示すものであり、本図は概略斜視図である。
【図４】ケースを分解して示す斜視図である。
【図５】蓋板を除去して示す平面図である。
【図６】要部の概略分解斜視図である。
【図７】コイルの巻線部分の形状を示す概略平面図である。
【図８】全体の縦断面図である。
【図９】駆動回路を示すブロック図である。
【図１０】本発明振動発生装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１１】第２の実施の形態の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】第２の実施の形態の別の変形例を示す縦断面図である。
【図１３】従来の振動発生装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０…携帯電話（電子機器）、１００…振動発生装置、１１０…ロータ、１２０…ステータ、１２１…ステータヨーク（底板）、１２２…蓋板、１２４…固定軸、１４０…コイル、１６０…軸受スリーブ、１７０…ロータマグネット（マグネット）、１８０…ウエイト、１９０…ロータヨーク、３００…振動発生装置、３１０…ロータ、３２０…軸受スリーブ、３３０…ロータマグネット（マグネット）、３４０…ウエイト、３５０…ロータヨーク、３５２…開口、３２０Ａ…軸受スリーブ、３２５Ａ…上端面（球面）
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な振動発生装置及び電子機器に関する。詳しくは、安価で小型の振動発生装置及び電子機器を提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動発生装置が使用される電子機器がある。一例として携帯電話を挙げることができ、携帯電話においては、いわゆるマナーモード時には振動を発生することにより着信を使用者に知らせることができるような構造を有している。
【０００３】
このような携帯電話の中には、振動を発生する振動アクチュエータとしての振動発生装置が内蔵されている。
【０００４】
図１３は、従来の振動発生装置の一例１を示しており、この振動発生装置１はブラシ付きモータ２の出力軸３に錘（ウエイト）４を出力軸３に対して偏心状態で固定して構成される。
【０００５】
そして、この振動発生装置１にあっては、モータ２の作動による出力軸３の回転に伴いウエイト４が偏心して回転することによって発生する回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すようになっている。
【０００６】
ところが、このような振動発生装置１では次のような問題がある。
【０００７】
ブラシ付きモータ２を用いると、いわゆるスリットショートによる回転不良などをゼロにすることができないために、振動発生動作の信頼性に乏しいという問題がある。
【０００８】
また、モータ本体は、例えば、直径３．５ｍｍまでに小さくすることはできるが、所望する大きさの振動エネルギーを得るためには回転数を上げる必要があり、それに伴い消費電力が上昇しすぎるという問題がある。消費電力の上昇は、携帯電話のような携帯機器にあっては、電池寿命などの観点から好ましいものではない。
【０００９】
モータ本体の直径を小さくして、モータ直径の内側においてウエイト４を配置しようとすると、回転アンバランスエネルギー発生用のウエイト４の偏心量を大きく取れなくなってしまい、振動成分が少なくなってしまう。
【００１０】
ウエイト４の偏心量を大きくするためには、出力軸３に対してゴムリングなどを外嵌し該ゴムリングにウエイト４を取り付けるなどしてウエイト４の偏心量を稼いだり、振動成分を増幅したりすることが必要になり、結果的に振動発生装置１の薄型化や小型化が困難になっている。しかも、部品点数が多くなるために、コストダウンが図りにくく、また、部品点数の増大が振動発生動作の信頼性を低下させるという問題もある。
【００１１】
そこで、出願人は、特願２００２−１８６５５５号特許出願において、ロータマグネットとステータコイルとを平面的に対向させて配置した平面対向型モータのロータの偏心位置にウエイトを設けて構成した振動発生装置を提案した。
【００１２】
上記特許出願において示した振動発生装置にあっては、ロータとステータを平面的に対向させたので、薄型化及び小型化が可能であり、また、ロータの直径を大きく取ることができるため、ウエイトの偏心量を大きく取ることができて、ウエイトの質量の割に大きな回転アンバンランスエネルギーを得ることができ、そのために、小さな消費電力で大きな振動を得ることができる。また、ブラシレスであるため、、いわゆるスリットショートによる回転不良が生じることが無く、信頼性の高い装置となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許出願において示した振動発生装置にあっては、ロータを構成する各部材、すなわち、シャフト、ロータヨーク、ロータマグネット、リング及びウエイトが全て個別の部品として形成された後、シャフトにリングを固定し、該リングにロータヨークを固定し、ロータヨークにロータマグネット及びウエイトを固定するというように組み立てるように構成されている。そのため、組み立て工数がかかりコストアップの原因になると共に、ロータを構成する各部材に組立のための相互結合部分を形成する必要があり、ロータ自体の小型化及び薄型化（シャフトの軸方向における大きさの小型化）に限界がある。
【００１４】
また、ステータにロータのシャフトを回転自在に支持するための軸受装置を設ける必要があり、この軸受装置の厚み（軸方向の大きさ）が必要な分、薄型化が制限される。
【００１５】
そこで、本発明は、振動発生装置の一層の小型化及び薄型化を図ること、従って、振動発生装置を使用する電子機器の一層の小型化及び薄型化を図ることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明振動発生装置は、上記した課題を解決するために、ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、そして、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されるようにしたものである。
【００１７】
従って、ロータの構造が単純化される。
【００１８】
また、本発明電子機器は、振動発生装置を備え、該振動発生装置のロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、そして、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されるようにしたものである。
【００１９】
従って、振動発生装置においてロータの構造が単純化される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明振動発生装置及び電子機器の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１及び図２は本発明に係る振動発生装置を有する電子機器の一例としての携帯電話１０を示す。
【００２２】
携帯電話１０は、例えば、周波数域が０．８〜１．５（ＧＨｚ）のデジタル方式の携帯電話であり、筐体１１、アンテナ１２、表示部１３、操作部１４、マイク１５、スピーカ１６等を有している。
【００２３】
図１に示すように、操作部１４は、通話ボタン１４ａ、通話の切断ボタン１４ｂ、テンキー１４ｃ、１４ｃ、・・・等の各種操作部材を有している。表示部１３には、例えば、液晶表示装置が用いられ、通話先の電話番号、電話帳の内容、インターネット通信によるウェブサイト画面、送信メールの作成画面、受信メールの内容等の各種の表示が為されるようになっている。
【００２４】
筐体１１は、図１に示すフロント部１１ａと図２に示すリヤ部１１ｂを有しており、リヤ部１１ｂ側には、バッテリ１７を着脱可能に取り付けるることができる。アンテナ１２は筐体１１に対して出し入れ可能に取り付けられている。
【００２５】
筐体１１の内部には、振動発生装置１００が内蔵されている。この振動発生装置１００は、たとえば携帯電話１０において、着信があった場合に振動を発生して、使用者に対して着信を振動で知らせる機能を有している。
【００２６】
なお、本発明にかかる電子機器として、上記した携帯電話１０はほんの一例にすぎず、携帯電話以外の電子機器にも本発明に係る振動発生装置を使用して本発明電子機器とすることができる。また、振動発生装置が振動によって果たす機能も、上記した携帯電話１０における着信告知機能に限るものではなく、その他の機能を果たすために使用することができる。
【００２７】
図３乃至図９に本発明振動発生装置の第１の実施の形態を示す。
【００２８】
振動発生装置１００は、ロータ１１０と該ロータ１１０を回転可能に支持するステータ１２０を有する。図３に示すように、ステータ１２０の主たる構成要素であるステータヨーク１２１を底板として、該ステータヨーク１２１と該ステータヨーク１２１の上方を覆う蓋板１２２とによってケース１３０が形成され、該ケース１３０内にロータ１１０が回転可能に配置される。
【００２９】
ステータヨーク１２１は、透磁性材料、例えば、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などにより形成されていて、磁路を閉じる部材である。また、蓋板１２２も透磁性材料で形成されているが、この第１の実施の形態においては、蓋板１２２は無くても良く、また、蓋板１２２を設ける場合でも、透磁性材料で形成する必要はない。
【００３０】
図４に示すように、ステータヨーク１２１は、ほぼ正方形状に形成された板部材であり、ステータヨーク１２１の四隅からはカシメ部１２３、１２３、・・・が立設されており、また、ステータヨーク１２１の中心部には円柱状をした固定軸１２４が立設されている。
【００３１】
蓋板１２２は、図４に示すように、軸方向長さ（高さ）が短い（低い）円筒状の囲繞部１２５の下端部外縁から４つの角部１２６、１２６、・・・が正方形の４隅を為すように突出した形状をしており、４つの角部１２６、１２６、・・・の側面にはそれぞれ切欠１２６ａ、１２６ａ、・・・が形成されている。そして、上記角部１２６、１２６、・・・の切欠１２６ａ、１２６ａ、・・・にステータヨーク１２の対応する位置に設けられた上記カシメ部１２３、１２３、・・・が嵌め込まれ、且つ、カシメ部１２３、１２３、・・・のほぼ上半部１２３ａ、１２３ａ、・・・を角部１２６、１２６、・・・の上面に沿うように機械的にカシメる（図３参照）ことにより、図３に示すように、ステータヨーク１２１と蓋板１２２とによってロータ１１０及びステータ１２０を構成するステータヨーク１２１以外の部材を収容するケース１３０が形成される。
【００３２】
ステータ１２０は、上記したステータヨーク１２１の他、、コイル１４０、回路基板１５０及び回路基板１５０上に搭載された複数個の電子部品１５１乃至１５４を有している。
【００３３】
コイル１４０は、この第１の実施の形態においては、いわゆるフレキシブルプリント配線板の形態を有している。コイル１４０は、図６及び図７に示すように、複数個の巻線部分１４１、１４１、・・・をフレキシブルな絶縁基板１４２上に形成してなる。これらの巻線部分１４１は、例えば、ほぼ扇形形状に形成されており、図６及び図７に示す例では６つの巻線部分１４１、１４１、・・・が中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿って配列されている。これらの巻線部分１４１、１４１、・・・は回路基板１５０に形成された図示しない配線パターン部を介して後述する駆動回路に接続されている。そして、巻線部分１４１は、例えば、ポリイミドのような絶縁材により覆われることで外部に対して電気的に絶縁されている。
【００３４】
コイル１４０の絶縁基板１４２には、図６及び図７に示すように、電子部品１５１、１５２、１５３、１５４を避けるために切欠１４２ａ、１４２ａ、・・・が形成されている。また、絶縁基板１４２の中心部には上記固定軸１２４及びロータ１１０の後述する軸受スリーブを挿通するための挿通孔１４２ｂが形成されている。
【００３５】
電子部品１５１乃至１５４の図示しない電極は回路基板１５０の図示しない導体パターンに対して直接はんだを用いて電気的に接続される。このように電子部品１５１乃至１５４をコイル１４０の存在に関わらずコイル１４０を避けるようにして配置することができるので、振動発生装置１００の厚み、すなわち、中心軸ＣＬ方向における大きさの小型化および薄型化を図ることができる。
【００３６】
ステータ１２０の回路基板１５０はステータヨーク１２１の内面、すなわち、上面に、例えば、接着剤により固定されている。また、コイル１４０は回路基板１５０の上面に、例えば、接着剤により固定されている。回路基板１５０の中心部には上記固定軸１２４及びロータ１１０の後述する軸受スリーブを挿通するための挿通孔１５５が形成されている。
【００３７】
なお、コイル１４０と回路基板１５０は、共にフレキシブルプリント配線板として構成することもできるし、コイル１４０のみをフレキシブルプリント配線板として構成し、回路基板１５０はリジッドな、すなわち硬い基板、たとえばガラスエポキシ基板のようなものとして構成することもできる。
【００３８】
上記コイル１４０は、フレキシブルプリント配線板を複数枚積層することにより、巻線部分１４１を複層化（例えば、４層化）することにより、ロータ１１０を回転させる際のトルク定数の増大を図りつつ、ステータ１２０の薄型化、ひいては、振動発生装置１００の薄型化を図ることができる。なお、コイル１４０への通電方法及び駆動回路については後述する。
【００３９】
上記のように構成されたステータ１２０に対して回転可能にロータ１１０が配置される。
【００４０】
ロータ１１０は軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とウエイト１８０とロータヨーク１９０が一体に形成されて成る。
【００４１】
軸受スリーブ１６０は樹脂成形品として形成され、ほぼ円筒状をした主部１６１と外周縁部に位置した周縁結合部１６２とが図示しない中間部を介して一体に形成されている。主部１６１の中心を貫通して形成された中心孔１６１ａの内径はステータ１２０の固定軸１２４の外径より僅かに大きく形成されている。この軸受スリーブ１６０は摩擦係数の小さい材料で形成されるのが好ましい。例えば、カーボンファイバー若しくはカーボンビーズが混入されたＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）やＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）によって形成されることが好ましい。なお、軸受スリーブ１６０をここに例示した材料以外の材料で形成しても構わないことは勿論である。
【００４２】
ロータマグネット１７０はドーナツ状もしくはリング状に形成され、例えば、ネオジ系またはサマコバ系の焼結材を用いてＳ極とＮ極が多極着磁されて形成されている。そして、ロータマグネット１７０の内周面１７１が軸受スリーブ１６０の主部１６１の上端寄りの位置に形成された大径部１６３の外周面に突き合わせた状態で一体成形されている。
【００４３】
ロータヨーク１９０は透磁性材料、例えば、、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などによりドーナツ状若しくはリング状に形成されていて、その内周縁１９１が軸受スリーブ１６０の主部の上端部に形成された溝１６４に嵌合した状態で一体成形されている。
【００４４】
ウエイト１８０は円弧状に形成され、ロータマグネット１７０及びロータヨーク１９０の外周部にほぼ半周に亘って位置されている。具体的には、軸受スリーブ１６０の周縁結合部１６２がロータマグネット１７０、ロータヨーク１９０及びウエイト１８０の３者と一体成形されている。このウエイト１８０はロータ１１０がステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸ＣＬを中心として連続回転する際に回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すためのものであり、例えば、タングステン等の比重の大きい材質により形成されている。
【００４５】
以上に記載したように、ロータ１１０は、軸受スリーブ１６０、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０が一体に形成されて成る。詳しくは、軸受スリーブ１６０を射出成形する際に、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０を軸受スリーブ１６０成形用金型の所定の位置にインサート（挿入）しておき、その状態で軸受スリーブ１６０の材料樹脂を金型内に射出する、いわゆるインサート成形法によって、軸受スリーブ１６０、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０が一体に形成されるものである。
【００４６】
上記したように、ロータ１１０は、それを構成する部材が一体に成形されるので、１個の部品として提供され、振動発生装置１００の組立前の部品管理や運搬等のハンドリングが簡素化される。また、軸受スリーブ１６０の材料樹脂によって各所要部材が一体化されるので、ロータマグネット１７０、ウエイト１８０及びロータヨーク１９０に相互結合のための結合部を設ける必要が無く、形状が単純化して、歩留まりの向上によるコストの低減を図ることができ、また、小型化及び薄型化が可能になると共に、信頼性が向上する。
【００４７】
上記したロータ１１０は、軸受スリーブ１６０がステータ１２０の固定軸１２４に回転可能に外嵌される。そして、ステータヨーク１２１とロータマグネット１７０との間に働く吸着力によって、ロータ１１０はステータヨーク１２１、すなわち、底板の方に引き付けられ、軸受スリーブ１６０の下端面１６５がコイル１４０の挿通孔１４２ｂ及び回路基板１５０の挿通孔１５５を挿通して底板（ステータヨーク）１２１に当接した状態となる。
【００４８】
図９に示すように、コイル１４０の巻線部分１４１、１４１、・・・は、回路基板１５０に設けられたＵ相、Ｖ相、Ｗ相用の取出電極１５６、１５６、１５６に接続されており、これら取出電極１５６、１５６、１５６は、例えば、図示しないフレキシブル配線板を介して駆動回路２００に接続されている。
【００４９】
駆動回路２００は、外付けの電子部品である電子部品１５１、１５２、１５３、１５４を有している。電子部品１５１は、駆動クロック発信回路２１０、駆動ＳＷ判定回路２１１、プリドライバ２１２、出力回路２１３、逆起電力検出アンプ２１４、前値保持部２１５、停止判定部２１６、起動時間生成回路および起動速度選択回路２１７などを有している。
【００５０】
出力回路２１３は、コイル１４０の各巻線部分１４１、１４１、・・・に対して上記取出電極１５６、１５６、１５６を介して電気的に接続されている。
【００５１】
駆動回路２００において、駆動クロック発信回路２１０の発信するクロックに基づいて、駆動ＳＷ判定回路（駆動スイッチングパルス判定回路）２１１が、プリドライバ２１２に対して出力回路２１３の切り換え信号を供給する。これにより、プリドライバ２１２は駆動スイッチング信号を増幅して出力回路２１３に与えて、出力回路２１３はコイル１４０に対して適切な３相全波駆動により通電する。これにより、ロータ１１０のロータマグネット１７０が発生する磁界と、コイル１４０の各巻線部分１４１、１４１、・・・が発生する磁界との相互作用により、ロータ１１０はステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸ＣＬを中心として回転する。
【００５２】
コイル１４０の一部の巻線部分１４１から得られる逆起電力が、逆起電力検出アンプ２１４により検出され、該検出された逆起電力と、前値保持部２１５に予め保持されている前の値の逆起電力とを、停止判定部２１６により比較する。これによって、起動時間生成回路２１７は、ロータ１１０の回転時間を生成し、起動速度を選択する。
【００５３】
外付けの電子部品１５２、１５３は抵抗素子であり、例えば、ロータ１１０の定格回転数を決めるための電流を作ったり、加速電流を作ったりする役割を果たす。
【００５４】
外付けの電子部品１５４はコンデンサであるが、このコンデンサは加速電流に基づき、加速するための時定数を決めるための役割を果たす。
【００５５】
上記振動発生装置１００にあっては、ロータ１１０が、それを構成する各部材が軸受スリーブ１６０の材料樹脂によって一体化されるように成形されることによって形成されるので、ロータ１１０の小型化と薄型化が図れ、ひいては、振動発生装置１００の小型化と薄型化が可能になる。また、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００５６】
また、、ロータ１１０の軸受スリーブ１６０が底板（ステータヨーク）１２１に直接当接した状態で回転されるので、この点でも、振動発生装置の薄型化が促進される。
【００５７】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００５８】
なお、上記ロータ１１０において、ロータヨーク１９０は必須ではなく、ロータ１１０は、軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とウエイト１８０によって構成されればよい。また、少なくとも、軸受スリーブ１６０とロータマグネット１７０とが一体成形されれば、ロータ１１０の構造の単純化、小型化、薄型化等に関しそれなりの効果をもたらすものである。
【００５９】
図１０は本発明振動発生装置の第２の実施の形態３００を示すものである。この振動発生装置３００において、ステータ１２０は上記第１の実施の形態におけるステータ１２０と同様であり、ロータ３１０が上記第１の実施の形態におけるロータ１１０と異なる。従って、第１の実施の形態におけるものと異なるロータ３１０について詳細に説明し、ステータ１２０については詳細な説明を省略する。
【００６０】
ロータ３１０は軸受スリーブ３２０とロータマグネット３３０とウエイト３４０とロータヨーク３５０が一体に形成されて成る。
【００６１】
軸受スリーブ３２０は樹脂成形品として形成され、ほぼ円筒状をした主部３２１と外周縁部に位置した周縁結合部３２２とが図示しない中間部を介して一体に形成されている。主部３２１の中心を貫通して形成された中心孔３２１ａの内径はステータ１２０の固定軸１２４の外径より僅かに大きく形成されている。この軸受スリーブ３２０は摩擦係数の小さい材料で形成されるのが好ましい。例えば、カーボンファイバー若しくはカーボンビーズが混入されたＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）やＬＣＰによって形成されることが好ましい。勿論、ここに例示した材料以外の材料で形成しても構わない。
【００６２】
ロータマグネット３３０はドーナツ状もしくはリング状に形成され、例えば、ネオジ系またはサマコバ系の焼結材を用いてＳ極とＮ極が多極着磁されて形成されている。そして、ロータマグネット３３０の内周面３３１が軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端寄りの位置に形成された大径部３２３の外周面に突き合わせた状態で一体成形されている。
【００６３】
ロータヨーク３５０は透磁性材料、例えば、鉄、磁性を有するステンレス鋼や珪素鋼板などによりドーナツ状若しくはリング状に形成されていて、その内周縁３５１が軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端部に形成された溝３２４に嵌合した状態で一体成形されている。そして、このロータヨーク３５０には適宜の位置に複数の開口３５２、３５２、・・・（図１０には２個のみ示してある）が形成されている。
【００６４】
ウエイト３４０は円弧状に形成され、ロータマグネット３３０及びロータヨーク３５０の外周部にほぼ半周に亘って位置されている。具体的には、軸受スリーブ３２０の周縁結合部３２２がロータマグネット３３０、ロータヨーク３５０及びウエイト３４０の３者と一体成形されている。このウエイト３４０はロータ３１０がステータ１２０に対して固定軸１２４の中心軸を中心として連続回転する際に回転アンバランスエネルギーを振動成分として取り出すためのものであり、例えば、タングステン等の比重の大きい材質により形成されている。
【００６５】
以上に記載したように、ロータ３１０は、軸受スリーブ３２０、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０が一体に形成されて成る。詳しくは、軸受スリーブ３２０の射出成形を行う際に、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０を軸受スリーブ３２０成形用金型の所定の位置にインサート（挿入）しておき、その状態で軸受スリーブ３２０の材料樹脂を金型内に射出することによって、軸受スリーブ３２０、ロータマグネット３３０、ウエイト３４０及びロータヨーク３５０が一体に形成されるものである。
【００６６】
上記したロータ３１０は、軸受スリーブ３２０がステータ１２０の固定軸１２４に回転可能に外嵌される。そして、蓋板１２２とロータマグネット３３０との間に働く吸着力によって、ロータ３１０は蓋板１２２の方に引き付けられ、軸受スリーブ３２０の上端面３２５が蓋板１２２に当接した状態となる。もちろん、吸着力は、ロータマグネット３３０と底板（ステータヨーク）１２１との間でも働くが、ロータヨーク３５０には複数の開口３５２、３５２、・・・が形成されているため、該開口３５２、３５２、・・・からの漏れ磁束が多くなり、それによって、ロータマグネット３３０と蓋板１２２との間の吸着力の方が勝り、ロータ３１０は蓋板１２２の方へと引き付けられる。なお、ロータヨーク３５０に開口３５２、３５２、・・・を形成する替わりに、ロータヨーク３５０の厚さを薄くして、ロータマグネット３３０から蓋板１２２の方へと多くの磁束が漏れるようにしても、ロータ３１０を蓋板１２２の方へと引き付けることができるし、あるいは、ロータヨーク３５０を設けないで、ロータマグネット３３０が蓋板１２２に対して剥き出しの状態になるようにして、ロータ３１０が蓋板１２２の方へ引き付けられるようにしても良い。
【００６７】
この第２の実施の形態に係る振動発生装置においても、ロータ３１０の小型化と薄型化が図れ、ひいては、振動発生装置３００の小型化と薄型化が可能になる。また、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００６８】
なお、少なくとも、ロータマグネット３３０と軸受スリーブ３２０とが一体に成形されれば、ロータ３１０の構造の単純化、ロータ３１０の小型化及び薄型化等に関し、それなりの効果がもたらされる。
【００６９】
また、ロータ３１０の軸受スリーブ３２０が蓋板１２２に直接当接した状態で回転されるので、この点でも、振動発生装置の薄型化が促進される。
【００７０】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００７１】
図１１は第２の実施の形態における軸受スリーブの変形例３２０Ａを示すものであり、この軸受スリーブ３２０Ａは上記軸受スリーブ３２０の主部３２１の上端が閉じられた形状をしており、該上端面３２５Ａが半球状に形成されている。
【００７２】
従って、この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａは蓋板１２２の下面とほぼ点で接触し、ロータ３１０の回転時の摩擦抵抗が小さくなり、ロータ３１０の良好な回転が得られる。
【００７３】
図１２は第２の実施の形態の別の変形例を示すものである。この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａと蓋板１２２の下面との間に、蓋板１２２の下面に取り付けられたスラスト受３６０が介在される。
【００７４】
従って、この変形例にあっては、軸受スリーブ３２０Ａの上端面３２５Ａと蓋板１２２との間の摩擦抵抗がさらに小さくなり、よって、ロータ３１０のさらなる良好な回転が得られる。
【００７５】
なお、上記した各実施の形態及び変形例に示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００７６】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明振動発生装置は、ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されることを特徴とする。
【００７７】
従って、本発明振動発生装置にあっては、ロータを構成する各部材の形状が単純になると共にロータ自体の構造が単純になり、ロータ自体の小型化及び薄型化が可能になる。また、ロータのスリーブをステータの固定軸に外嵌した状態でスリーブを底板又は蓋板と接触した状態で回転させる構造であるので、ステータ側の軸受構造が単純化され、これによって、振動発生装置全体の小型化及び薄型化が可能になる。
【００７８】
また、、部品点数が少なくなるので、コストの低減を図ることができる。
【００７９】
さらに、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力である。
【００８０】
本発明電子機器は、ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置を備えた電子機器であって、上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転されることを特徴とする。
【００８１】
従って、本発明電子機器にあっては、振動発生装置を小型化及び薄型化することができるので、電子機器の小型化及び薄型化が可能になる。
【００８２】
また、振動発生装置の部品点数が少なく、コストを低減することができるので、電子機器のコストの低減に寄与する。
【００８３】
さらに、振動発生装置は、ブラシレスであるため、信頼性に優れ、安定した動作が可能であると共に、低消費電力であるので、信頼性の高い振動モードを得ることができると共に、バッテリー駆動の電子機器にあっては、バッテリーの有効使用時間を長くすることができる。
【００８４】
請求項２及び請求項１０に記載した発明にあっては、上記ウエイトが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されているので、ロータの形状の一層の単純化を図ることができる。
【００８５】
請求項３、請求項４、請求項１１及び請求項１２に記載した発明にあっては、上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されているので、マグネットの磁束の有効利用が図れると共に、ロータの形状の単純化を図ることができる。
【００８６】
請求項５及び請求項１３に記載された発明にあっては、上記軸受スリーブと底板又は蓋板との接触が点接触であるので、ロータの良好な回転が得られる。
【００８７】
請求項６及び請求項１４に記載した発明にあっては、上記蓋板を磁性材料で形成し、上記軸受スリーブの上端面をほぼ球面に形成し、上記蓋板と上記マグネットとの間に働く吸着力によって軸受スリーブの上端面を蓋板に点接触させたので、ロータの良好な回転を得るための軸受スリーブと蓋板との間の点接触状態を容易に得ることができる。
【００８８】
請求項７及び請求項１５に記載した発明にあっては、上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークに開口が形成されているので、ロータを蓋板側に引きつける構成を容易に得ることができる。
【００８９】
請求項８及び請求項１６に記載した発明にあっては、上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークの厚さを薄くしてマグネットの磁束の上方への漏れ量を多くしたので、ロータを蓋板側に引きつける構成を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２と共に本発明電子機器の実施の形態を示すものであり、本図は正面図である。
【図２】背面図である。
【図３】図４乃至図９と共に本発明振動発生装置の第１の実施の形態を示すものであり、本図は概略斜視図である。
【図４】ケースを分解して示す斜視図である。
【図５】蓋板を除去して示す平面図である。
【図６】要部の概略分解斜視図である。
【図７】コイルの巻線部分の形状を示す概略平面図である。
【図８】全体の縦断面図である。
【図９】駆動回路を示すブロック図である。
【図１０】本発明振動発生装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１１】第２の実施の形態の変形例を示す縦断面図である。
【図１２】第２の実施の形態の別の変形例を示す縦断面図である。
【図１３】従来の振動発生装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０…携帯電話（電子機器）、１００…振動発生装置、１１０…ロータ、１２０…ステータ、１２１…ステータヨーク（底板）、１２２…蓋板、１２４…固定軸、１４０…コイル、１６０…軸受スリーブ、１７０…ロータマグネット（マグネット）、１８０…ウエイト、１９０…ロータヨーク、３００…振動発生装置、３１０…ロータ、３２０…軸受スリーブ、３３０…ロータマグネット（マグネット）、３４０…ウエイト、３５０…ロータヨーク、３５２…開口、３２０Ａ…軸受スリーブ、３２５Ａ…上端面（球面）
Claims (16)
- ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置であって、
上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、
上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、
上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転される
ことを特徴とする振動発生装置。 - 上記ウエイトが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。 - 上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。 - 上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項２に記載の振動発生装置。 - 上記軸受スリーブと底板又は蓋板との接触が点接触である
ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。 - 上記蓋板を磁性材料で形成し、
上記軸受スリーブの上端面をほぼ球面に形成し、
上記蓋板と上記マグネットとの間に働く吸着力によって軸受スリーブの上端面を蓋板に点接触させた
ことを特徴とする請求項５に記載の振動発生装置。 - 上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークに開口が形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の振動発生装置。 - 上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークの厚さを薄くしてマグネットの磁束の上方への漏れ量を多くした
ことを特徴とする請求項６に記載の振動発生装置。 - ロータと該ロータを回転可能に支持するステータを有し、上記ロータを回転させることにより振動を発生する振動発生装置を備えた電子機器であって、
上記ロータは、樹脂成形品から成りステータに立設された固定軸に回転可能に外嵌される軸受スリーブと、マグネットと、上記軸受スリーブに対し偏心状態で位置するウエイトを備えると共に、軸受スリーブとマグネットとが軸受スリーブの材料樹脂によって一体化されて形成され、
上記ステータは、上記固定軸の他、底板と、蓋板と、上記マグネットと対向して配置されたコイルとを備え、
上記コイルに通電されることによって、上記ロータが回転され、上記マグネットと底板又は蓋板との間に働く吸着力によって上記軸受スリーブは底板又は蓋板と接触した状態で回転される
ことを特徴とする電子機器。 - 上記ウエイトが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。 - 上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。 - 上記ロータにロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。 - 上記軸受スリーブと底板又は蓋板との接触が点接触である
ことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。 - 上記蓋板を磁性材料で形成し、
上記軸受スリーブの上端面をほぼ球面に形成し、
上記蓋板と上記マグネットとの間に働く吸着力によって軸受スリーブの上端面を蓋板に点接触させた
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。 - 上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークに開口が形成されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の電子機器。 - 上記ロータにマグネットの上側に位置するロータヨークが設けられ、該ロータヨークが上記軸受スリーブの材料樹脂によって軸受スリーブと一体化されていると共に、ロータヨークの厚さを薄くしてマグネットの磁束の上方への漏れ量を多くした
ことを特徴とする請求項１４に記載の電子機器。
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