JP2010017622A - 振動発生装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て工程における可動子ブロックの位置決めが簡単で、且つ磁気空隙維持がし易い薄型の横振動方式の振動発生装置を提供する。
【解決手段】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、前記固定子ブロックと可動子ブロックとを収納する第１のケースと第２のケースよりなる扁平なケース体とを備え、前記可動子ブロックは前記第１のケースにコイルばねを介して揺動可能に固定され、前記固定子ブロックは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、前記固定子ブロックの磁極部と前記可動子ブロックの永久磁石の磁極とが対向する位置に配置され、且つ前記磁極部の厚さが前記永久磁石の厚さと略等しいまたは前記永久磁石の厚さより薄い値に設定されている。
【選択図】図２

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簡単に説明する。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（図２、図１１参照）

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、可動子ブロックを端子付基台に対して揺動可能に固定している弾性支持部材としては長板状の板ばねが用いられている。このため従来の振動発生装置は可動子ブロックを揺動可能に固定するために、高精度のばねの形状が要求され製造コストが高くなるという問題があった。また、可動子ブロックの駆動状態においも磁気空隙の確保は重要であり、可動子ブロックの駆動方向においても、磁気空隙を構成する可動子ブロックと固定子ブロックとの間隔を板ばねによって限定する必要があった。このため、板ばねの形状が狭い範囲に限定され設計の自由度が小さく製品のバリエーションが限定される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、組み立て工程における可動子ブロックの位置決めが簡単で、且つ磁気空隙が確実に得られる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、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、前記固定子ブロックと可動子ブロックとを収納する第１のケースと第２のケースよりなる扁平なケース体とを備え、前記可動子ブロックは前記第１のケースにコイルばねを介して揺動可能に固定され、前記固定子ブロックは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、前記固定子ブロックの磁極部と前記可動子ブロックの永久磁石の磁極とが対向する位置に配置され、且つ前記磁極部の厚さが前記永久磁石の厚さと略等しいまたは前記永久磁石の厚さより薄い値に設定されていることを特徴とする
。

また、前記固定子ブロックは前記磁極部の厚さ方向の中心位置が前記ケース体の内部空間における厚さ方向の中心位置と略一致する位置に配置されていることを特徴とする。

また、前記固定子ブロックは前記磁極部の上下面のそれぞれに配置された非磁性材料からなるスペーサを有することを特徴とする。

また、前記可動子ブロックはその両端を２個のコイルばねを介して第１のケースに固定されていることを特徴とする。
また、前記２個のコイルばねは第１のケースの側壁に一端が固定されていることを特徴とする。

また、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。

また、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定されていることを特徴とする。

また、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にオモリを一体化した形状を有し、前記固定子ブロックと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いることを特徴とする。

また、前記巻線部に巻き回された２個のコイルは、互いにその巻き方向が逆巻きであることを特徴とする。

（作用）
上記構成による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、弾性支持部材としてコイルばねを用いることにより、可動子ブロックの振動の立ち下がり時間を短くして、振動の切れを良くすることができる。
さらに、固定子ブロックの磁極部の厚さが永久磁石の厚さと略等しいまたは永久磁石の厚さより薄い値に設定されているため、組み立て工程における可動子ブロックの位置決めが簡単にできるとともに磁気空隙の確保が簡単に実現できる。

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。
さらに、固定子ブロックと可動子ブロックとによって形成される電磁的駆動部は、固定子ブロックと相対する可動子ブロックにおいて、支持板上に磁石を２個直列に配置すると共に、固定子ブロックの逆側に磁石と並置して磁性材を取付けることによって、駆動力の強化を行っている。

以上のように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と共に、弾性支持部材としてコイルばねを用いることにより、可動子ブロックの振動の立ち下がり時間を短くして、振動の切れを良くすることができる。
また、固定子ブロックの磁極部の厚さが永久磁石の厚さと略等しいまたは永久磁石の厚さより薄い値に設定されているため、組み立て工程における可動子ブロックの位置決めが簡単にできるとともに磁気空隙の確保が簡単に実現できる。さらに、固定子ブロックの磁極部の厚さ方向の中心位置をケース体の内部空間における厚さ方向の中心位置と略一致するように固定子ブロックをケース体の内部に配置することによって可動子ブロックの位置決めと磁気空隙の確保がより確実で簡単に実現できる。この結果、可動子ブロックの振幅が安定し、可動子ブロックが振動時において他の構成部品と接触することによって生ずる駆動不良を防止することができる。

また、可動子ブロックを永久磁石と磁性材料と高比重材料とを平面的に一体化して構成することにより、磁性材料によって磁気回路の効率を高めると同時に、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。

以下、本発明の実施形態における振動発生装置において図に基づいて詳細に説明する。図１から図６は振動発生装置を示す図、図７は第１のケース（以降下ケースと記す）を示す図、図８は第２のケース（以降上ケースと記す）を示す図、図９は固定子ブロックを構成するコイル体の斜視図、 図１０、図１１、図１２は固定子ブロックを示す図、図１３、図１４は可動子ブロックを示す図、図１５は固定子ブロックと可動子ブロックとの位置関係を示す図、図１６は固定子ブロックとケース体との位置関係を示す図、図１７、図１８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１９は可動子ブロックの他の例を示す図である。

図１は振動発生装置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。また、下ケース２及び上ケース３には、図示していないが係合固定するためのスナップフィット用の穴及び爪が設けられている。

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は下ケース２の長辺部２ａの側壁と、長辺部２ａの側壁と対向するように設ける第１の中間壁８ａ、８ｂと、第２の中間壁９ａ、９ｂとによって狭持され下ケース２に位置決めされて固定されている。また、可動子ブロック２０は下ケース２の長辺部２ａの側壁に設ける切欠部７ａ、７ｂに一端が固定されている２個のコイルバネ（弾性支持部材）４、６に固定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の部分拡大図、図４は図２に示す振動発生装置１のＡ−Ａ断面図、図５は図２に示す振動発生装置１のＢ−Ｂ断面図であり、いずれも下ケース２に対する可動子ブロック２０の固定状態を示している。図３、図４、図５に示すように、下ケース２の長辺部２ａの側壁に設ける切欠部７ａ、７ｂに２個のコイルバネ４、６の一端４ａ、６ａがそれぞれ挿入されて固定されている。また、２個のコイルバネ４、６の他端４ｂ、６ｂは、可動子ブロック２０の凹部２８ａ、２８ｂにそれぞれ挿入されて固定されている。このコイルばねの一端を固定する下ケースの長辺部の位置は、可動子ブロック２０が静止している状態において、コイルばねの長さ方向が下ケースの長辺部と略垂直となる位置とした。これによって、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６は図２に示す振動発生装置１のＣ−Ｃ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。図２に示すように固定子ブロック１０の長手方向の両端部は、下ケース２の短辺部２ｂから内側に向かって延びる第１の中間壁８ａ、８ｂのそれぞれの端部によって狭持され位置決め固定されている。また、図２、図６に示すように固定子ブロック１０の短手方向は、下ケース２の一方の長辺部２ａの側壁と、長辺部２ａと対向して設ける第２の中間壁９ａ、９ｂとによって狭持され位置決め固定されている。この固定子ブロック１０に対向する位置に可動子ブロック２０が配置されている。そして固定子ブロック１０には下ケース２の底面２ｃと対向する面側にＦＰＣ５が接着されていて、下ケース２の一方の短辺部２ｂに設ける窓２ｄから下ケース２の底面部２ｃに沿って下ケース２の外側に引き出されている。

図７は下ケースを示す図で、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図７に示すように、下ケース２はポリカーボネイト等の樹脂材料からなり成型加工によって形成されており、底面部２ｃ、長辺部２ａ、短辺部２ｂを有する箱状の形状である。また、一方の長辺部２ａの端部付近には、２本のコイルばねの一端を挿入固定するための切欠部７ａ、７ｂが設けられている。また、固定子ブロックを位置決め固定するために、下ケース２の短辺部２ｂから内側に向かって延びる第１の中間壁８ａ、８ｂと、底面部２ｃの中央付近から立ち上がり長辺部２ａの側壁と対向して設ける第２の中間壁９ａ、９ｂが設けられている。さらに、ＦＰＣを下ケースの外部に引き出すための窓２ｄが一方の短辺部２ｂの側壁に設けられている。なお、図示していないが下ケースの長辺部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穴が設けられている。

図８は上ケースを示す図で、図８（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８（ｂ）は立ち曲げ形成された上ケースの斜視図である。図８（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８（ｂ）に示すように上面部３ｃ、長辺部３ａ、短辺部３ｂを形成する。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（図示せず）が設けられている。

図９は固定子ブロック１０を構成するコイル体１１を示す斜視図で、図９（ａ）は、コイル体１１を構成するヨーク体１２と非磁性材料からなる上部スペーサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び下部スペーサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃとを示す分解斜視図、図９（ｂ）はヨーク体１２に上部スペーサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び下部スペーサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを固着して、コイル１３、１４を巻き回したコイル体１１を示す斜視図である。図９（ａ）に示すように、ヨーク体１２には２個の巻線部１２ａ、１２ｂを挟んで３個の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが設けられている。この巻線部１２ａ、１２ｂと磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅとは同じ厚さに形成されている。このためヨーク体１２は板材を所定の形状に打ち抜くことで形成でき安価なコストで製造することができる。また、磁極部１２ｃの上下面には非磁性材料からなる上部スペーサ１６ａ、下部スペーサ１７ａがそれぞれ固着される。同様に、磁極部１２ｄの上下面には非磁性材料からなる上部スペーサ１６ｂ、下部スペーサ１７ｂが固着され、磁極部１２ｅの上下面には非磁性材料からなる上部スペーサ１６ｃ、下部スペーサ１７ｃがそれぞれ固着される。この上部スペーサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び下部スペーサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、固定子ブロック１０をケース体内に配置するときの厚さ方向の位置決めをするために設けるものであるが、これについては、後述する。

さらに図９（ｂ）に示すように磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅに上部スペーサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及び下部スペーサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが固着されたヨーク体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。本実施形態においては２個のコイル１３、１４は連続した１本のコイルワイヤー１５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１０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１１は固定子ブロック１０の側面図、図１２は平面図である。図１１、図１２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１３は可動子ブロック２０の分解斜視図、図１４は可動子ブロック２０の完成体の斜視図である。図１３に示すように永久磁石２１は２個の棒状永久磁石２２、２３を直列に固着した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の一方の棒状永久磁石２２の磁極２２ｎ、２２ｓ及び他方の棒状永久磁石２３の磁極２３ｎ、２３ｓは、それぞれ前述の固定子ブロック１０（図１参照）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１４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。

支持板２５の長手方向の両端部は、それぞれ折り曲げ加工され、オモリ１４の端部と対向するように立ち上がる第１の折り曲げ部２５ａ、２５ｂが形成されている。また、オモリ１４の一端と第１の折り曲げ部２５ａとの間、及びオモリ１４の他端と第１の折り曲げ部２５ｂとの間に対応する位置で固定子ブロック１０と対向する側から立ち上がる第２の折り曲げ部２５ｃ、２５ｄが形成されている。この第１の折り曲げ部２５ａと第２の折り曲げ部２５ｃとオモリ１４の一端部とによって、凹部２８ａが形成され、第１の折り曲げ部２５ｂと第２の折り曲げ部２５ｄとオモリ１４の他端部とによって、凹部２８ｂが形成されている。この凹部２８ａ、２８ｂは前述のように２個のコイルばね４、６のそれぞれの他端を挿入して固定するために設けたものである。

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と比較的大きく、強磁性体である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の廉価をはかっている。

次に、固定子ブロック１０と可動子ブロック２０との位置関係及び固定子ブロック１０とケース体との厚さ方向の位置関係について説明する。図１５は固定子ブロックと可動子ブロックとの位置関係を示す概略図で、図１５（ａ）は主要部を示す平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）における矢印Ａの方向から見た側面図である。図１６は固定子ブロックとケース体との位置関係を示す断面図である。図１５に示すように、固定子ブロック１０の３個の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さａの値は、可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さｂの値と等しい値に設定されている。さらに、図１６に示すように、３個の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅのそれぞれの上下面に設ける非磁性材料からなる上部スペーサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの厚さｄの値、及び非磁性材料からなる下部スペーサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの厚さｅの値は、固定子ブロック１０をケース体に内に配置した際に、３個の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さ方向の中心位置Ｍと、ケース体の内部空間における厚さ方向の中心位置Ｎと略一致するように、その寸法が設定されている。

上記の固定子ブロック１０をケース１に配置した後に、可動子ブロック２０をコイルばね（図示せず）を介してケース１に収納すると、図１５（ｂ）に示すように固定子ブロック１０の３個の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さａの値と可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さｂの値と等しい値に設定されているため、磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと永久磁石２１との間に作用する磁力により、可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さ方向の中心位置Ｐが固定子ブロック１０の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さ方向の中心位置Ｍと略一致する位置に配置される。さらに、コイルばね（図示せず）のばね力の調整により、磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと永久磁石２１との平面方向の隙間である磁気空隙ｃが確保される。

以上のように、固定子ブロック１０の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さＭと、可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さＰとを略等しい値に設定することによって、組み立て工程における可動子ブロック２０の位置決めが簡単にできるとともに磁気空隙ｃの確保が簡単に実現できる。また、可動子ブロックの駆動状態においても磁気空隙が確保されるため、可動子ブロックの振幅が安定し、可動子ブロックが振動時において他の構成部品と接触することによって生ずる駆動不良を防止することができる。

なお、固定子ブロック１０の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さＭが可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さＰより薄い値に設定されている場合にも磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと永久磁石２１との間に作用する磁力により、可動子ブロック２０の永久磁石２１の厚さ方向の中心位置Ｐが固定子ブロック１０の磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さ方向の中心位置Ｍと略一致する位置に配置される。したがって、磁極部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの厚さＭと、永久磁石２１の厚さＰとが略等しい値に設定されている場合と同様の効果を得ることが出来る。

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１７及び図１８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１７と図１８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１７と図１８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２２、２３による第１磁気回路Ｌ１と、コイル１４と永久磁石２２、２３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、コイルバネの復元力が働いて静止している。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、永久磁石２２の磁極２２ｓとヨーク体１２の磁極部１２ｃ、１２ｄ及び永久磁石２３の磁極２３ｎとヨーク体１２の磁極部１２ｄ、１２ｅとの間で吸引力が働いている。

上記の静止状態から図１７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の電流によって磁極部１２ｃにはＮ極、磁極部１２ｄにはＳ極が発生し、永久磁石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。

つぎに端子Ｔ１とＴ２との供給電圧を反転させ、図１８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の電流によって磁極部１２ｅにはＳ極、磁極部１２ｄにはＮ極が発生し、永久磁石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１９は可動子ブロックの他の例を示す斜視図である。図１９の可動子ブロックの斜視図は、前述の図１４の可動子ブロックの斜視図に対応するものであり、同一要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。図１９に示す可動子ブロック３０の構成が図１４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と振動量の増大を可能とする。

以上のように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と共に、弾性支持部材としてコイルばねを用いることにより、可動子ブロックの振動の立ち下がり時間を短くして、振動の切れを良くすることができる。さらに、小型化が可能となると共に、ばね部の価格が安くなり装置のコストダウンが可能となる。さらに、コイルばねの共振周波数を幅広く調整することが可能となり機能、外観に優れた振動発生装置を実現することができる。

また、本発明の振動発生装置は組み立て工程における可動子ブロック２０の位置決めが簡単にできるとともに磁気空隙ｃの確保が簡単に実現できる。また、可動子ブロックの駆動状態においても磁気空隙が一定に保たれ、可動子ブロックの振幅が安定する。このため、可動子ブロックの駆動状態における磁気空隙を一定に保つためにばねの形状が制限されることがなくなり、ばね設計の自由度が広がり、磁気空隙維持がし易くなる。これによって、可動子ブロックが振動時において他の構成部品と接触することがなくなり、可動子ブロックの駆動不良を防止することができる。

なお、本実施形態においては、可動子ブロックを支持するコイルばねの一端を下ケースの側壁に設ける切欠部に固定し、コイルばねの他端を可動子ブロックの凹部に固定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、コイルばねの端部をピアノ線のような線状の部材を用いて吊す、細い樹脂の柱状部を設け、この柱状部にコイルばねの端部を固定する等、適宜、固定方法を選択することができる。

また、可動子ブロックを揺動可能に支持するコイルばねの一端を下ケースの長辺部に固定した例で説明したが、これに限定されるものではなく、下ケースの短辺部であっても差し支えない。また、可動子ブロックが静止状態において、コイルばねの一端を固定する下ケースの長辺部の位置を、コイルばねの長さ方向が下ケースの長辺部と略垂直となるように固定した例で示したが、これに限定されるものではなく、コイルばねの一端を長辺部に固定する位置についても必要に応じて適宜選択することができる。

また、本実施形態においては、非磁性材料からなるスペーサを固定子ブロックの磁極部の上下面に配置して例で説明したが、この例に限定されるものではなく、例えば、上ケース、下ケースにおける磁極部に対応する位置に非磁性材料からなるスペーサを配置しても良い。また、上下ケースが非磁性材料で形成される場合は、上下ケースにおける磁極部に対応する位置に、それぞれ凸状部を形成しても良い。

なお、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の部分拡大平面図で、コイルばねの両端の固定方法を示す図である。 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１のＢ−Ｂ断面図である。 図２に示す振動発生装置１のＣ−Ｃ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７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態における上ケースを示す図で、図８（ａ）は展開図、図８（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を示す斜視図で、図９（ａ）は、コイル体を構成するヨーク体と非磁性材料からなる上部スペーサ及び下部スペーサとを示す分解斜視図、図９（ｂ）はヨーク体に上部、下部スペーサを固着して、コイルを巻き回したコイル体を示す斜視図である。 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平面図である。 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と可動子ブロックとの位置関係を示し、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）における矢印Ａの方向から見た側面図である。 本発明の実施形態における固定子ブロックとケース体との厚さ方向の位置関係を示す断面図である。 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。

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 側壁の窓部
３ 上ケース
３ａ 長辺部
３ｂ 短辺部
３ｃ 上面部
４、６ コイルバネ
４ａ、６ａ コイルバネの一端
４ｂ、６ｂ コイルバネの他端
５ ＦＰＣ
７ａ、７ｂ 下ケースの切欠部
８ａ、８ｂ 下ケースの第１の中間壁
９ａ、９ｂ 下ケースの第２の中間壁
１０ 固定子ブロック
１１ コイル体
１２ ヨーク体
１２ａ、１２ｂ 巻線部
１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ 磁極部
１３、１４ コイル
１５ コイルワイヤー
１５ａ コイルワイヤーの一端
１５ｂ コイルワイヤーの他端
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 上部スペーサ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 下部スペーサ
２０、３０ 可動子ブロック
２１ 永久磁石
２２、２３ 棒状永久磁石
２４、３４ オモリ
２５ 支持板
２５ａ、２５ｂ 第１の折り曲げ部
２５ｃ、２５ｄ 第２の折り曲げ部
２６、３６ 磁性体
２８ａ、２８ｂ 可動子ブロックの凹部

Claims (9)

1. 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、前記固定子ブロックと可動子ブロックとを収納する第１のケースと第２のケースよりなる扁平なケース体とを備え、前記可動子ブロックは前記第１のケースにコイルばねを介して揺動可能に固定され、前記固定子ブロックは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、前記固定子ブロックの磁極部と前記可動子ブロックの永久磁石の磁極とが対向する位置に配置され、且つ前記磁極部の厚さが前記永久磁石の厚さと略等しいまたは前記永久磁石の厚さより薄い値に設定されていることを特徴とする振動発生装置。
2. 前記固定子ブロックは前記磁極部の厚さ方向の中心位置が前記ケース体の内部空間における厚さ方向の中心位置と略一致する位置に配置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。
3. 前記固定子ブロックは前記磁極部の上下面のそれぞれに配置された非磁性材料からなるスペーサ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その両端を２個のコイルばねを介して第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に記載の振動発生装置。
5. 前記２個のコイルばねは第１のケースの側壁に一端が固定されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の振動発生装置。
6. 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または請求項４に記載の振動発生装置。
7. 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定されている請求項１、４、６のいずれか１項に記載の振動発生装置。
8. 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にオモリを一体化した形状を有し、前記固定子ブロックと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いることを特徴とする請求項１、４、６、７のいずれか1項に記載の振動発生装置。
9. 前記巻線部に巻き回された２個のコイルは、互いにその巻き方向が逆巻きであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動発生装置。
   

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