JP2009213952A - 振動発生装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機等の薄型形態機器に搭載可能で、消費電力が小さく、小型且つ薄型、高品質、低価格の横振動方式の振動発生装置を提供する。
【解決手段】扁平なケース体と、ヨーク体にコイルを巻き回した固定子ブロックと、永久磁石にオモリを一体化した可動子ブロックとよりなり、ケース体の内部に固定子ブロックと可動子ブロックとを並べて配置し、可動子ブロックはケース体に弾性支持部材を介して揺動可能に固定されている振動発生装置であって、固定子ブロックの磁極部と可動子ブロックの永久磁石の磁極とを対向させて配置されており、可動子ブロックが静止している状態における永久磁石の両端と、該両端に対応する固定子ブロックの２個の端磁極部のそれぞれの内端との可動子ブロックの移動方向における位置がほぼ一致すること。
【選択図】図１３

Description

本発明は携帯電話機等の薄型携帯機器に搭載可能な振動発生装置に関する。

従来より携帯電話機等の薄型携帯機器には、着信を呼出音で知らせこと以外に、電車内や会議中などのように音の発生が規制されている場所では振動で知らせるための振動発生装置を備えている。

そして従来の振動発生装置としては、モータの回転軸に偏心した回転オモリを取り付け、この回転オモリをモータによって回転させることで、回転オモリの偏心による振動によって着信を知らせていた。しかしこのような構造の振動発生装置は、筒状のモータ形状や回転オモリの形状から全体が円筒形状となって薄型化に適さない問題があり、また駆動方式が偏心オモリの回転であるため、回転軸に過酷な応力がかかり耐久性や信頼性にも問題があった。

上記円筒形状の振動発生装置に比べて薄型化が可能な横振動方式の振動発生装置が提案されている。（例えば、特許文献１の図２、図１１参照。）以下特許文献１に示された横振動方式の振動発生装置について説明する。端子付基台をベースとして、その上にヨークに巻線を巻回した固定子ブロックを固定し、この固定子ブロックの上に永久磁石にオモリを一体化した可動子ブロックを配置し、この可動子ブロックは前記端子付基台に対して弾性支持部材を介して揺動可能に固定されている。

上記構成を有する振動発生装置の動作は、固定子ブロックのコイルに所定の周波数を有する駆動信号を印加することにより、ヨークに発生する交互磁極と可動子ブロックの永久磁石との間に発生する磁気駆動力によって揺動可能な可動子ブロックが横振動を行い、可動子ブロックに一体化されたオモリによって振動を発生するものである。

特開２００２−１４３７７０号公報

しかしながら、従来技術における横振動方式の振動発生装置は、端子付基台に対して固定子ブロックと可動子ブロックとを縦方向に積み上げる構成となっているため、振動発生装置としての高さが大きくなり、これを組み込む携帯機器の薄型化を阻害するという問題があった。

また、従来の振動発生装置においては、揺動可能な可動子ブロックが振動していない状態において、可動子ブロックの永久磁石と固定子ブロックの磁極部との位置関係から、永久磁石の磁極部に対する磁気的吸引力が大きく、固定子ブロックのコイルに通電した際の可動子ブロックの振幅量が小さくなる。このため、可動子ブロックに所望の振幅量を得ようとする場合、コイルに流す電流値を大きくする必要があり、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。また、コイルの巻数も大きくする必要があり小型化の実現が難しいという問題があった。

（発明の目的）
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、組み込む携帯機器の薄型化を可能にするとともに、可動子ブロックにおける永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を小さくすることにより、可動子部分を動きやすくして、可動子ブロックの振幅量を大きくし、消費電力が小さく、小型の横振動方式の振動発生装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明における振動発生装置は、第１のケースと第２のケースよりなる扁平なケース体と、ヨーク体にコイルを巻き回した駆動体ユニットを構成する固定子ブロックと、永久磁石にオモリを一体化した可動子ブロックとよりなり、前記ケース体を構成する第１のケースの内部に前記固定子ブロックと可動子ブロックとを並べて配置し、かつ前記固定子ブロックは第１のケースに固定され、また前記可動子ブロックは第１のケースに弾性支持部材を介して揺動可能に固定されている振動発生装置であって、前記固定子ブロックはその両端に位置する２個の端磁極部と中央に位置する中央磁極部とを有し、前記可動子ブロックの永久磁石は前記中央磁極部に対応する位置付近を境界として極性の異なる二つの磁性領域を有し、前記固定子ブロックと前記可動子ブロックとは固定子ブロックの磁極部と可動子ブロックの永久磁石の磁極とを対向させて配置されており、前記可動子ブロックが静止している状態における前記永久磁石の両端と、該両端に対応する前記固定子ブロックの２個の端磁極部のそれぞれの内端との前記可動子ブロックの移動方向における位置がほぼ一致することを特徴とする。

前記可動子ブロックは前記永久磁石の極性の異なる二つの磁性領域の境界付近に非着磁領域または着磁が小さい弱着磁領域を有することを特徴とする。

前記可動子ブロックは２個の棒状永久磁石を直列に接続した長方形の永久磁石を有することを特徴とする。

前記可動子ブロックは永久磁石と磁性体と高比重材料よりなるオモリとを平面的に一体化して構成したことを特徴とする。

前記可動子ブロックは1個の支持板に永久磁石と磁性体と高比重材料よりなるオモリとが平面的に固着されていることを特徴とする。

前記可動子ブロックはその両端を２個の弾性支持部材を介して第１のケースに固定されていることを特徴とする。

前記２個の弾性支持部材は第１のケースの側壁に一端が固定されたバネ体であることを特徴とする。

前記バネ体は第１のケースの抜き加工時に、第１のケースの側壁より延在して形成された細長い金属板を、屈曲して形成したバネ体であることを特徴とする。

前記バネ体は、第１のケースの側壁部と前記可動子ブロック端部に、屈曲して形成された金属製のバネ体をそれぞれ固着して形成されていることを特徴とする。

前記固定子ブロックは前記中央磁極部と前記２個の端磁極部とのそれぞれの間に設ける２個の巻線部を有し、該２個の巻線部に巻き回された２個のコイルは、その巻き方向が互いに逆巻きであることを特徴とする。

（作用）
本発明の振動発生装置は、扁平なケース体の内部に固定子ブロックと可動子ブロックとを並べて配置することによって薄型構成となり、組み込む携帯機器の薄型化が達成できる。また、可動子ブロックを永久磁石と磁性体と高比重材料よりなるオモリとを平面的に一体化して構成することにより、磁性体によって磁気回路の効率を高めることができる。また、オモリの一部として高価な高比重材料より安価な磁性材料を用いることによって、可動子ブロックの廉価を可能としている。また、バネ体をケースと一緒に構成することができるため、部品点数が削減されるとともに、ケース体に対するバネ体の平行度の管理が容易にできるため、組み立て性がよくなり、且つ信頼性が向上する。

また、可動子ブロックが静止している状態において、永久磁石の両端と、該両端に対応する固定子ブロックの２個の端磁極部のそれぞれの内端との可動子ブロックの移動方向における位置をほぼ一致させることによって、可動子ブロックにおける永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を小さくして、可動子ブロックを動きやすくし、可動子ブロックの振幅量を大きくすることが出来る。さらに、永久磁石の極性の異なる二つの磁性領域の境界付近に非着磁領域または着磁が小さい弱着磁領域を設けることによって永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を小さくして可動子ブロックの振幅量を大きくすることが出来る。この結果、コイルに流す電流値を小さくすることが可能となり、消費電力を低減することが出来る。また、コイルの巻数を少なくすることが可能となり、小型化を実現することができる。また、永久磁石の極性の異なる二つの磁性領域の境界付近に設ける非着磁領域または着磁が小さい弱着磁領域の大きさを調節して、可動子ブロックの静止している状態における永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を制御することができる。これにより可動子ブロックの振動の振幅量を所望の値に調節することが可能となる。

以上のように本発明の振動発生装置は薄型構成となり、組み込む携帯機器の薄型化が達成できるとともに、磁気回路の効率を高めると同時に可動子ブロックの廉価を可能としている。さらに、可動子ブロックにおける永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を小さくして、可動子ブロックを動きやすくし、可動子ブロックの振幅量を大きくすることが出来る。この結果、コイルに流す電流値を小さくすることが可能となり、消費電力を低減するとともに小型化を実現することができる。

以下、本発明の実施形態における振動発生装置ついて図に基づいて詳細に説明する。図１から図４は振動発生装置を示す図、図５は第１のケース（以降下ケースと記す）を示す図、図６は第２のケース（以降上ケースと記す）を示す図、図７は固定子ブロックを構成するコイル体の斜視図、 図８、図９、図１０は、固定子ブロックを示す図、図１１、図１２は可動子ブロックを示す図、図１３はコイル体と永久磁石との位置関係の例を示す図、図１４は永久磁石の他の例を示す図、図１５、図１６は振動発生装置の駆動動作を説明するための固定子ブロックと可動子ブロックの斜視図、図１７は可動子ブロックの他の例を示す斜視図、図１８は可動子ブロックの永久磁石の他の例を示し、２個の棒状永久磁石を直列に固着した長方形の永久磁石を示す斜視図である。
図である。

図１は振動発生装置を示す図で、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す振動発生装置の上ケースを外した状態を示す斜視図である。図１に示すように、振動発生装置１は、下ケース２、上ケース３により構成される扁平なケース体の内部に後述する振動発生装置の本体部分が収納され、その一端から外部回路との接続を行うためのＦＰＣ５（フレキシブル・プリンテッド・サーキット）が引き出されている。なお、ケースの上面の設けられたピン６ａ、６ｂは後述する固定子ブロックをケースに固定しているピンである。また、下ケース２及び上ケース３には係合固定するためのスナップフィット用の窓９ａ及び爪９ｂが設けられている。

図２は図１に示す振動発生装置１の上ケース３を取り外し振動発生装置１の本体部分が見えるようにした平面図である。図２に示すように下ケース２の長辺部２ａの方向に対して固定子ブロック１０と可動子ブロック２０とが並べて配置されている。そして固定子ブロック１０は２本のピン６ａ、６ｂによって下ケース２と上ケース３に固定されており、可動子ブロック２０は下ケース２の短辺部２ｂ近傍の側壁（実施形態では長辺部２ａの側壁）に一端が固定されている２個のバネ体（弾性支持部材）４ａ、４ｂに固着されることによって、下ケース２に揺動可能に固定されている。またＦＰＣ５は固定子ブロック１０に固定された状態で下ケース２の角部から外側に延出している。

図３は図２に示す振動発生装置１のＡ−Ａ断面図であり、下ケース２に対する可動子ブロック２０の固定状態を示している。すなわち、下ケース２の両側の短辺部２ｂの中間位置から延在した２個のバネ体４ａ、４ｂに可動子ブロック２０の支持板２５が固着されることによって、可動子ブロック２０は下ケース２の中間位置に浮かんだ状態でバネ支持されている。この結果可動子ブロック２０は下ケース２内において長辺部２ａに沿った方向に振動することができる。なお、１点鎖線で示したのは上ケース３である。

図４は図２に示す振動発生装置１のＢ−Ｂ断面図であり、下ケース２に対する固定子ブロック１０の固定状態を示している。すなわち、下ケース２の一方の長辺部２ａ側に固定子ブロック１０を構成するヨーク体１２がピン６ａによって固定され、このヨーク体１２に対向する位置に可動子ブロック２０が配置されている。そしてヨーク体１２にはＦＰＣ５が接着されていて、下ケース２の長辺部２ａに沿って外側に引き出されている。

図５は下ケースを示す図で、図５（ａ）は下ケース２の金属板材を抜き加工した、成形加工前の状態を示す展開図、図５（ｂ）は立ち曲げ形成された下ケースの斜視図である。図５（ａ）に示す下ケース２の展開図の点線で示す部分は、成形加工によって立ち曲げを行うことにより図５（ｂ）に示すように底面部２ｃ、長辺部２ａ、短辺部２ｂを形成する。また図５（ａ）に示すように、一方の長辺部２ａから延在して形成された２本の細長い金属板はバネ体４ａ、４ｂとなる部分であり、点線で示す部分からの曲げ加工をおこなって下ケース２のケース部分の成形を行った後に、図５（ｂ）に示す形状に曲げ加工を行ってケース内の長辺部２ａの側壁から短辺部２ｂ近傍にバネ体４ａ、４ｂを形成する。従って２本の細長い金属板の長さはバネ体４ａ、４ｂを形成するために必要な長さである。また、図示は省略したが図２の構成において、バネ体４ａ、４ｂの長辺部２ａの側壁からの曲げ出し位置の近傍を、図３に示すように下ケース２に被せた上ケース３の長辺部３ａの側壁に接触させて溶接し、この溶接する位置を調整してバネ体４ａ、４ｂのバネ力を調整することができる。さらに、底面部２ｃに設けられた２個の穴２ｄは図４に示すピン６ａを固定する穴である。なお下ケースの長辺部２ａ、短編部２ｂの側壁には上ケース３と係合固定するためのスナップフィット用の窓９ａが設けられている。

図６は上ケースを示す図で、図６（ａ）は上ケース３の金属板材を抜き加工した、成形加工前の状態を示す展開図、図６（ｂ）は立ち曲げ形成された上ケースの斜視図である。図６（ａ）における上ケース３の点線で示す部分は、成形加工によって立ち曲げを行うことにより図６（ｂ）に示すように上面部３ｃ、長辺部３ａ、短辺部３ｂを形成する。また上面部３ｃに設けられた２個の穴３ｄは図４に示すピン６ａを固定する穴である。なお上ケース３の長辺部３ａ、短編部３ｂの側壁には、下ケース２と係合固定するためのスナップフィット用の爪９ｂが設けられている。

図７は固定子ブロック１０を構成するヨーク体１２とコイル体１１を示し、図７（ａ）はヨーク体１２の斜視図、図７（ｂ）はコイル体１１の斜視図である。図７（ａ）に示すように、ヨーク体１２にはその両端に位置する端磁極部１２ｃ、１２ｅと端磁極部１２ｃ、１２ｅの中央付近に位置する中央磁極部１２ｄとの３個の磁極部が設けられ、両端の端磁極部１２ｃ、１２ｅには固定用の穴１２ｆ、１２ｇが設けられている。また、一方の端磁極部１２ｃと中央磁極部１２ｄとの間、及び他方の端磁極部１２ｅと中央磁極部１２ｄとの間には、それぞれ巻線部１２ａ、１２ｂが設けられている。また、図７（ｂ）に示すように、ヨーク体１２の２個の巻線部１２ａ、１２ｂに、２個のコイル１３、１４が巻き回されてコイル体１１が構成されている。コイル１３とコイル１４とは巻方向が逆巻きで、巻数が同数となるコイルとなっている。なお、本実施形態においては２個のコイル１３、１４は１本のコイルワイヤーによって巻き回されており、ヨーク体１２の巻線部１２ａに所定の巻方向と所定の巻数でコイル１３を形成した後に、コイルワイヤーを中央磁極部１２ｄの外面を通過させて巻線部１２ｂに誘引し、コイル１３と巻方向が逆巻きで、巻数が同数となるコイル１４を形成している。なお、コイル１３、１４の巻数は同数に限定されるものではなく、必要に応じて異なる巻数としても良い。

図８は固定子ブロック１０を構成するコイル体１１とＦＰＣ５の斜視図である。ＦＰＣ５にはコイル体１１を固定する上面側には、コイル端末１５ａ、１５ｂの引出線を導電接着するための２個の接続電極５ａ、５ｂと外部接続用の外部接続電極５ｃ、５ｄが設けられ、図示は省略したが、ＦＰＣ５の裏面側に設けられた接続配線によって接続電極５ａ、５ｂと外部接続電極５ｃ、５ｄとが接続されている。

図９は固定子ブロック１０の側面図、図１０は上面図である。図９、図１０に示すごとくＦＰＣ５の上面側にコイル体１１を両面接着シート等により固定し、コイル１３、１４のコイル端末の引出線を２個の接続電極５ａ、５ｂに半田付けしている。この結果コイル１３、１４のコイル端末の引出線は外部接続電極５ｃ、５ｄに電気的に接続される。そしてコイル体１１とＦＰＣ５が一体化された固定子ブロック１０が完成する。

図１１は可動子ブロック２０の分解斜視図、図１２は可動子ブロック２０の完成体と固定子ブロックのコイル体１１とを示す斜視図である。図１１及び図１２に示すように永久磁石２１は固定子ブロックのコイル体１１の中央磁極部１２ｄに対応する位置付近を境界２１ｃとして極性の異なる二つの磁性領域２２、２３を有する長方形の永久磁石であり、４つの磁極２２ｎ、２２ｓ、２３ｎ、２３ｓを有する。永久磁石２１の一方の磁性領域２２の磁極２２ｎ、２２ｓ及び他方の磁性領域２３の磁極２３ｎ、２３ｓは、それぞれ固定子ブロックのコイル体１１と対峙した面方向で、永久磁石２１の長手方向に対して垂直方向に着磁されている。そしてオモリ２４は永久磁石２１及び磁性体２６と略等しい厚さを有し、永久磁石２１、磁性体２６を収納する収納凹部２４ａを有する。また、図１２に示すように、オモリ２４の収納凹部２４ａに永久磁石２１及び磁性体２６を収納固着して一体化したブロックを、支持板２５に固着して可動子ブロック２０が完成する。

上記可動子ブロック２０の構成条件としては、駆動力を大きくするために磁気特性に優れ、且つ振動出力を大きくするためには重量が大きいことが必要である。この条件を満足させるために、本実施形態においては各構成要素の材料として、永久磁石２１の材料は、磁気特性に優れ且つ比重が７．４と比較的大きいネオジューム焼結合金を使用し、またオモリ２４の材料は、高比重材料である比重１５〜１８のタングステン合金を使用し、さらに磁性体２６の材料は、これも比重が７．８５と比較的大きいＳＰＣＣ（軟鉄材、軟綱材）を用いている。上記の如く、本実施形態における可動子ブロック２０は、磁性材料である、永久磁石２１及び磁性体２６に比較的比重の大きい材料を使用することによって、全体の重量をあまり減ずることなく、高価な高比重材料であるタングステン合金の使用量を削減して可動子ブロック２０の廉価を図っている。

次に、固定子ブロック１０と可動子ブロック２０との位置関係について説明する。図１３は固定子ブロックのコイル体１１と可動子ブロック２０との位置関係の例を示す図である。図１３に示すようにコイル体１１と可動子ブロック２０とは、コイル体１１の端磁極部１２ｃ、１２ｅ及び中央磁極部１２ｄと可動子ブロック２０の永久磁石２１の磁極とを対向させて配置されている。さらに、可動子ブロック２０が静止している状態における永久磁石２１の両端２１ａ、２１ｂと、この永久磁石２１の両端２１ａ、２１ｂに対応するコイル体１１の両端に位置する２個の端磁極部１２ｃ、１２ｅのそれぞれの内端１６、１７との可動子ブロック２０の移動方向における位置がほぼ一致するようになっている。この永久磁石２１の両端２１ａ、２１ｂとコイル体１１の端磁極部１２ｃ、１２ｅのそれぞれの内端１６、１７との位置関係は、一致していることが好ましいが、互いの間に隙間または重畳する領域があっても、その領域の大きさが極めて僅かであれば同様の効果が得られるため差し支えない。

この結果、可動子ブロック２０が静止している状態において、永久磁石２１と端磁極部１２ｃ、１２ｅとが重畳する領域がなくなるか、または極僅かとすることにより、永久磁石２１のコイル体１１の端磁極部１２ｃ、１２ｅに対する磁気的吸引力を小さくすることが出来る。これによって可動子ブロックが動き易くなり、可動子ブロック２０の振幅量を大きくすることが可能となり、コイルに流す電流値を小さくすることが出来るとともに消費電力を低減することが出来る。また、コイルの巻数を少なくすることも可能となり、装置の小型化を実現することができる。さらに、永久磁石２１の両端の外側にオモリ２４を配置することが可能となり可動子ブロック２０の重量を大きくして、駆動力を大きくすることができる。この結果、磁気特性に優れ、且つ振動出力の大きい横振動方式の振動発生装置を実現することができる。

図１４は永久磁石の他の例を示す図である。図１４に示すように、永久磁石４１は固定子ブロックのコイル体１１の中央磁極部１２ｄに対応する位置付近を境界４１ｃとして異なる極性を有する二つの磁性領域４２、４３を有する長方形の永久磁石であり、この二つの磁性領域４２と磁性領域４３との境界４１ｃの付近に非着磁領域４５を設けたものである。なお、可動子ブロックが静止している状態における永久磁石４１の両端４１ａ、４１ｂと、この永久磁石４１の両端４１ａ、４１ｂに対応するコイル体１１の両端に位置する２個の端磁極部１２ｃ、１２ｅのそれぞれの内端１６、１７との可動子ブロックの移動方向における位置がほぼ一致するようになっている点は、前述の図１３に示した永久磁石２１の場合と同様である。この非着磁領域４５を設けることにより可動子ブロックの静止している状態における永久磁石４１の固定子ブロック１１の中央磁極部１２ｄに対する磁気的吸引力を小さくすることができ、前述の図１３に示す永久磁石２１の例に比較して可動子ブロック２０がより動き易くなり、振幅量をより大きくすることが出来る。

また、この非着磁領域４５の大きさｄを調節することによって、可動子ブロックの静止している状態における永久磁石４１の固定子ブロック１１の中央磁極部１２ｄに対する磁気的吸引力を制御することができる。この結果、可動子ブロックの振動の振幅量を調節することが出来る。なお、非着磁領域４５は、着磁が小さい弱着磁領域としても良く、同様の効果を得ることができる。

次に固定子ブロック１０と可動子ブロック２０とによる横振動方式の振動発生装置１の動作を説明する。図１５及び図１６は振動発生装置１の駆動動作を示す固定子ブロック１０と可動子ブロック２０の斜視図であり、図１５と図１６とはコイル１３、１４に流れる電流が逆向きになった状態を示している。図１５と図１６において図２に示すごとく下ケース２の中に組み込まれた固定子ブロック１０と可動子ブロック２０とは所定の間隔を保って対向配置されており、コイル１３と永久磁石２１の異なる極性を有する磁性領域２２、２３とによる第１磁気回路Ｌ１と、コイル１４と永久磁石の異なる極性を有する磁性領域２２、２３とによる第２磁気回路Ｌ２とが構成されている。

そしてコイル１３の端末１５ａに接続された端子Ｔ１（外部接続端子５ｃに接続されている）とコイル１４の端末１５ｂに接続された端子Ｔ２（外部接続端子５ｄに接続されている）とに駆動信号が供給されていない状態においては、固定子ブロック１０の各磁極部と可動子ブロック２０における永久磁石２１の各磁極との間には保持力が働いている。上記静止状態での保持力の発生における、固定子ブロック１０の各磁極部と可動子ブロック２０における永久磁石２１の各磁極との関係は、磁性領域２２の磁極２２ｓとヨーク体１２の端磁極部１２ｃ、中央磁極部１２ｄ及び磁性領域２３の磁極２３ｎとヨーク体１２の中央磁極部１２ｄ、端磁極部１２ｅとの間で吸引力が働いている。

上記の静止状態から図１５に示す如く端子Ｔ１にプラス（＋）電圧、端子Ｔ２にマイナス（−）電圧を供給すると、前述の如くコイル１３とコイル１４とは逆方向に巻かれているので、各コイルに流れる電流は矢印で示す如く、コイル１３にＰ１方向の電流が流れ、コイル１４には逆向きのＰ２方向の電流が流れる。このコイル１３の電流によって端磁極部１２ｃにはＮ極、中央磁極部１２ｄにはＳ極が発生し、磁性領域２２、２３と磁性体２６との間に第１磁気回路Ｌ１が構成され、この第１磁気回路Ｌ１の磁気駆動力によって固定子ブロック１０と可動子ブロック２０との間には矢印Ｆ１方向の駆動力が発生し、図２に示すバネ体４ａ、４ｂによって揺動可能に保持された可動子ブロック２０が矢印Ｆ１方向に駆動力を受けて移動する。

次に端子Ｔ１とＴ２との供給電圧を反転させ、図１６に示す如く端子Ｔ１にマイナス（−）電圧、端子Ｔ２にプラス（＋）電圧を供給すると、前述の如くコイル１３とコイル１４とは逆方向に巻かれているので、各コイルに流れる電流は矢印で示す如く、コイル１３にＰ２方向の電流が流れ、コイル１４には逆向きのＰ１方向の電流が流れる。このコイル１４の電流によって端磁極部１２ｅにはＳ極、中央磁極部１２ｄにはＮ極が発生し、磁性領域２２、２３と磁性体２６との間に第２磁気回路Ｌ２が構成され、この第２磁気回路Ｌ２の磁気駆動力によって固定子ブロック１０と可動子ブロック２０との間には矢印Ｆ２方向の駆動力が発生し、図２に示すバネ体４ａ、４ｂによって揺動可能に保持された可動子ブロック２０が矢印Ｆ２方向に駆動力を受けて移動する。

上記の如く端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に供給電圧を印加する駆動信号を、一定周期で極性が反転する交互駆動電圧（正弦波または矩形波等）とすることによって、可動子ブロック２０は交互駆動電圧の周期で振動することになる。そして可動子ブロック２０の振動は、下ケース２と上ケース３によって構成されるケース体を介して外部に伝えられる。

図１７は可動子ブロックの他の例を示す斜視図である。図１７の可動子ブロックの斜視図は、前述の図１２の可動子ブロックの斜視図に対応するものであり、同一の構成要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。図１７に示す可動子ブロック３０の構成が図１２に示す可動子ブロック２０の構成と異なるところはオモリ３４と磁性材３６の構成である。すなわち可動子ブロック２０のオモリ２４と磁性体２６とが略長方形の一体構成となっているのに対し、可動子ブロック３０のオモリ３４は２体構成となっており、また磁性体３６は幅広の矩形形状となって２体構成のオモリ３４の間に配置されているものである。すなわち可動子ブロック３０の構成は、可動子ブロック２０の構成に比べて、オモリ３４の容積を大きくすることによって、可動子ブロック３０の質量を増加させて共振周波数の調整を図ることにより、触感の変化を得るものである。なお、可動子ブロック３０と固定子ブロックのコイル体１１との位置関係については、前述の図１３に示した例と同様であり説明は省略する。

図１８は、永久磁石の他の例を示し、永久磁石を２個の棒状永久磁石で構成した例を示す斜視図である。図１８に示すように永久磁石５１は固定子ブロックのコイル体１１の中央磁極部１２ｄに対応する位置付近を境界５１ｃとして異なる極性を有する２個の棒状永久磁石５２、５３を直列に固着した長方形の永久磁石であり、４つの磁極５２ｎ、５２ｓ、５３ｎ、５３ｓを有する。永久磁石５１の一方の棒状永久磁石５２の磁極５２ｎ、５２ｓ及び他方の棒状永久磁石５３の磁極５３ｎ、５３ｓは、それぞれ固定子ブロックのコイル体１１と対峙した面方向で、永久磁石５１の長手方向に対して垂直方向に着磁されている。また、可動子ブロックが静止している状態における永久磁石５１の両端５１ａ、５１ｂと、この永久磁石５１の両端５１ａ、５１ｂに対応するコイル体１１の両端に位置する２個の端磁極部１２ｃ、１２ｅのそれぞれの内端１６、１７との可動子ブロックの移動方向における位置がほぼ一致するようになっている点は、前述の図１３に示した永久磁石２１の場合と同様である。さらに、前述の図１４に示す永久磁石４１と同様に２個の棒状永久磁石５２と棒状永久磁石５３との境界５１ｃの付近に非着磁領域または弱着磁領域を設けても良い。さらに、２個の棒状永久磁石間に空隙を設けることで非着磁領域の幅を変化対応させても良い。

このように本例の永久磁石５１は異なる極性を有する２個の棒状永久磁石５２、５３を用いた点が、前述の異なる極性を有する二つの磁性領域を有する永久磁石２１、４１と異なる点であり、その他の点は同様であるため説明は省略するが、可動子ブロックに永久磁石５１を用いた場合も永久磁石２１、４１を用いた場合と同様の効果を得ることが出来る。なお、永久磁石として極端に細長い形状が要求される場合には、前述の永久磁石２１、４１に対して、本例の異なる極性を有する２個の棒状永久磁石５２、５３を直列に固着した永久磁石５１の方が製造が平易となり好ましい。

なお、本実施形態においては、可動子ブロックを支持するバネ体を下ケースの抜き加工時に、下ケースの側壁に一体的に形成する例で説明したが、この例に限定されるものではなく、例えば屈曲して形成された金属製のバネ体を下ケースの側壁部と可動子ブロックの端部に、それぞれ固着して形成しても良い。

以上のように本発明の振動発生装置においては、固定子ブロックは２個の巻線部を挟んで３個の磁極部が直列に接続された形状を有し、また前記可動子ブロックは永久磁石と磁性材と高比重材料とを平面的に一体化した構成を有し、固定子ブロックと可動子ブロックとを平面的に並べて配置することによって、厚みを薄くすることができ、図１に示すような扁平型のケース体に収納することができる。

また、可動子ブロックが静止している状態における永久磁石の両端と、この永久磁石の両端に対応するコイル体の両端に位置する２個の端磁極部のそれぞれの内端との可動子ブロックの移動方向における位置をほぼ一致させることによって可動子ブロックの振幅量を大きくすることが出来る。さらに、永久磁石を構成する異なる極性を有する二つの磁性領域の境界付近に非着磁領域または着磁が小さい弱着磁領域を設けたことによって可動子ブロックの振幅量をより大きくすることが出来る。この結果、消費電力を低減することが出来るとともに小型化を実現することができる。なお、非着磁領域または弱着磁領域の大きさを調節して、可動子ブロックの静止している状態における永久磁石の固定子ブロックの磁極部に対する磁気的吸引力を制御することができる。この結果、可動子ブロックの振動の振幅量を調節することが出来る。また、永久磁石を２個の棒状永久磁石で構成した場合も同様の効果を得ることが出来る。

また、可動子ブロックを揺動可能に支持するバネ体を、板金加工によるケース体の側壁部に一体的に構成することによって、別部材によるバネ体を必要とせず、またバネ体の形状加工及びケース体に対する位置出しが容易で振動発生装置のコストダウンに大きく貢献するものである。さらに図２の構成においてバネ体４ａ、４ｂの一部を上ケース３の長辺部に溶接する位置を調整してバネ体のバネ力を可変することができるため、曲げ加工によって形成したバネ体のバネ力のバラツキを修正することが可能となり、品質の安定した振動発生装置を量産することができる。

さらに、本発明の振動発生装置は従来の振動発生装置に比べて著しく薄型に構成することができるため、携帯電話機のような薄型の携帯機器の呼び出し振動装置として利用出来るだけでなく、タッチパネル型入力装置の入力確認を振動で知らせる等の用途にも適用できる。

本発明の実施形態における振動発生装置を示す図で、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す振動発生装置の上ケースを外した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における振動発生装置の上ケースを外した状態を示す平面図である。 図２に示す振動発生装置のＡ−Ａ断面図である。 図２に示す振動発生装置のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態における下ケースを示す図で、図５（ａ）は展開図、図５（ｂ）は斜視図である。 本発明の実施形態における上ケースを示す図で、図６（ａ）は展開図、図６（ｂ）は斜視図である。 本発明の実施形態における固定子ブロックを構成するヨーク体とコイル体を示し、図７（ａ）はヨーク体の斜視図、図７（ｂ）はコイル体の斜視図である。 本発明の実施形態における固定子ブロックを構成するコイル体とＦＰＣの斜視図である。 本発明の実施形態における固定子ブロックの側面図である。 本発明の実施形態における固定子ブロックの上面図である。 本発明の実施形態における可動子ブロックの分解斜視図である。 本発明の実施形態における可動子ブロックと固定子ブロックの斜視図である。 本発明の実施形態におけるコイル体と永久磁石との位置関係を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるコイル体と永久磁石との位置関係の他の例を示す平面図である。 本発明の実施形態における振動発生装置の駆動動作を示すコイル体と可動子ブロックの主要部の斜視図である。 本発明の実施形態における振動発生装置の駆動動作を示すコイル体と可動子ブロックの主要部の斜視図である。 本発明の実施形態における可動子ブロックの他の例を示す斜視図である。 本発明の実施形態における永久磁石の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 振動発生装置
２ 下ケース
２ａ 長辺部
２ｂ 短辺部
２ｃ 底面部
２ｄ 穴
３ 上ケース
３ａ 長辺部
３ｂ 短辺部
３ｃ 上面部
３ｄ 穴
４ａ、４ｂ バネ体
５ ＦＰＣ
６ａ、６ｂ ピン
９ａ スナップフィット用の窓
９ｂ スナップフィット用の爪
１０ 固定子ブロック
１１ コイル体
１２ ヨーク体
１２ａ、１２ｂ 巻線部
１２ｃ、１２ｅ 端磁極部
１２ｄ 中央磁極部
１２ｆ、１２ｇ
１３、１４ コイル
１５ａ コイルワイヤーの一端
１５ｂ コイルワイヤーの他端
１６、１７ 端磁極部の内端
２０、３０ 可動子ブロック
２１、４１ 永久磁石
２１ａ、２１ｂ、４１ａ、４１ｂ 永久磁石の端部
２１ｃ、４１ｃ 二つの磁性領域の境界
２２、２３、４２、４３ 磁性領域
２４、３４ オモリ
２５ 支持板
２６、３６ 磁性体
４５ 非着磁領域
５１ 永久磁石
５１ａ、５１ｂ 永久磁石の端部
５１ｃ ２個の棒状永久磁石の境界
５２、５３ 棒状永久磁石

Claims (10)

1. 第１のケースと第２のケースよりなる扁平なケース体と、ヨーク体にコイルを巻き回した駆動体ユニットを構成する固定子ブロックと、永久磁石にオモリを一体化した可動子ブロックとよりなり、前記ケース体を構成する第１のケースの内部に前記固定子ブロックと可動子ブロックとを並べて配置し、かつ前記固定子ブロックは第１のケースに固定され、また前記可動子ブロックは第１のケースに弾性支持部材を介して揺動可能に固定されている振動発生装置であって、前記固定子ブロックはその両端に位置する２個の端磁極部と中央に位置する中央磁極部とを有し、前記可動子ブロックの永久磁石は前記中央磁極部に対応する位置付近を境界として極性の異なる二つの磁性領域を有し、前記固定子ブロックと前記可動子ブロックとは固定子ブロックの磁極部と可動子ブロックの永久磁石の磁極とを対向させて配置されており、前記可動子ブロックが静止している状態における前記永久磁石の両端と、該両端に対応する前記固定子ブロックの２個の端磁極部のそれぞれの内端との前記可動子ブロックの移動方向における位置がほぼ一致することを特徴とする振動発生装置。
2. 前記可動子ブロックは前記永久磁石の極性の異なる二つの磁性領域の境界付近に非着磁領域または着磁が小さい弱着磁領域を有することを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記可動子ブロックは２個の棒状永久磁石を直列に接続した長方形の永久磁石を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動発生装置。
4. 前記可動子ブロックは永久磁石と磁性体と高比重材料よりなるオモリとを平面的に一体化して構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動発生装置。
5. 前記可動子ブロックは１個の支持板に永久磁石と磁性体と高比重材料のオモリとが平面的に固着されている請求項１から４のいずれか１項に記載の振動発生装置。
6. 前記可動子ブロックはその両端を２個の弾性支持部材を介して第１のケースに固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の振動発生装置。
7. 前記２個の弾性支持部材は第１のケースの側壁に一端が固定されたバネ体であることを特徴とする請求項６に記載の振動発生装置。
8. 前記バネ体は第１のケースの抜き加工時に、第１のケースの側壁より延在して形成された細長い金属板を、屈曲して形成したバネ体であることを特徴とする請求項７に記載の振動発生装置。
9. 前記バネ体は、第１のケースの側壁部と前記可動子ブロック端部に、屈曲して形成された金属製のバネ体をそれぞれ固着して形成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。
10. 前記固定子ブロックは前記中央磁極部と前記２個の端磁極部とのそれぞれの間に設ける２個の巻線部を有し、該２個の巻線部に巻き回された２個のコイルは、その巻き方向が互いに逆巻き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。

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