JP2010029744A - 振動装置および携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動子をバネにより支持する構成とすることなく、装置本体を効果的に振動させることができる振動装置を提供する。
【解決手段】本発明の振動装置は、錘部材１０と、錘部材１０を、所定の振動方向に振動可能に収容する筺体（ベース３０、カバー８０等）と、錘部材１０の側面に、当該錘部材１０の中心に対して対称に配された磁石２０と、磁石２０に対向するよう筺体に配されたコイル５０と、磁石２０に対向するよう筺体に配された磁性部材６０とを備えている。磁性部材６０の前記振動方向の寸法は、磁石２０の前記振動方向の寸法以下に設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動装置に関し、特に、携帯電話機等の小型携帯端末に適用されて好適なものである。また、本発明は、このような振動装置を備えた携帯機器に関する。

一般に、携帯電話機には、振動装置が内蔵されている。たとえば、マナーモード設定時には、振動による呼び出しが行われる。従来、振動装置として種々のものが提案されている。たとえば、磁石とコイルによる電磁駆動力を利用して、可動子を振動させるようにした振動装置が特許文献１に記載されている。

特許文献１の振動装置は、永久磁石を有する可動子と、可動子に対して振動磁界を発生するコイルを有する固定子とを備えている。振動装置本体の内部において、可動子はバネによって支持されている。

コイルに電流を印加して可動子を振動させると、この振動が、コイルに生じる磁気による反力やバネに生じる反力などの作用によって振動装置本体に伝わる。これにより、振動装置本体が振動する。
特開２００４−２４２０９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の振動装置にあっては、バネの構造が複雑であり、歩留まりが低くなる惧れがある。これを回避するため、バネをなくする構造とすることも考えられる。しかし、こうすると、バネを介した振動の伝達がなくなるため、振動装置本体が振動しにくくなる。

本発明は、このような課題を解消するものであり、可動子をバネにより支持する構成とすることなく、装置本体を効果的に振動させることができる振動装置およびこのような振動装置を備えた携帯機器を提供することを目的とする。

本発明の振動装置は、可動子と、前記可動子を、所定の振動方向に振動可能に収容する筺体と、前記可動子の側面に、当該可動子の中心に対して対称に配された磁石と、前記磁石に対向するよう前記筺体に配されたコイルと、前記磁石に対向するよう前記筺体に配された磁性部材とを備え、前記磁性部材の前記振動方向の寸法を、前記磁石の前記振動方向の寸法以下に設定したことを特徴とする。

この構成によれば、磁石と磁性部材との間に働く磁力によって、可動子が、振動方向と垂直な面内方向に引かれ、この引力で吊られたような状態となる。このため、可動子の振動に伴い磁石が振動すると、磁石と磁性部材との間には、磁石の振動方向の中心（以下、単に「磁石の中心」という）と磁性部材の振動方向の中心（以下、単に「磁性部材の中心」という）とを一致させる、磁気によるバネ力（磁気バネ力）が生じる。可動子の振動時には、この磁気バネ力によって、磁石を磁性部材の中心へと引き戻す力が生じる。

このため、可動子が振動すると、磁気バネ力による反力が磁性部材に生じ、この反力によって筺体が加振される。したがって、可動子がバネによって支持されている場合と同様、可動子の振動を筺体に効果的に伝えることができるので、振動装置本体を効果的に振動させることができる。

さらに、本発明によれば、磁性部材の振動方向の寸法が、磁石の振動方向の寸法以下に設定されているため、磁気バネ力による磁石の引き戻し力を高めることができる。よって、筐体に対する加振効果を高めることができ、振動装置本体を効果的に振動させることができる。なお、以下の実施の形態には、このように磁性部材の振動方向の寸法を磁石の振動方向の寸法以下に設定することによる効果が、シミュレーション結果をもって検証されている。

本発明において、前記磁性部材は、たとえば、前記可動子が振幅の中間点に位置しているときに、前記磁性部材の前記振動方向の中心が、前記磁石の前記振動方向の中心と略一致するように、前記筺体に配することができる。

このように構成すると、交互に極性が反転した電流信号をコイルに印加することで、前記可動子は、電流信号により生じる電磁駆動力と磁性部材による磁気バネ力によって往復運動を繰り返す。こうして可動子が振動する。

また、前記磁性部材は、たとえば、前記可動子が振幅の頂点に位置しているときに、前記磁性部材の前記振動方向の中心が、前記磁石の前記振動方向の中心と略一致する、あるいは前記磁石の前記振動方向の中心よりも前記頂点側に位置するように、前記筺体に配することができる。

このように構成すると、可動子が前記頂点の位置にある状態から、前記頂点と反対の頂点方向に移動させる極性の電流信号を一定の間隔でコイルに印加することで、前記可動子は、電磁駆動力によって前記頂点と反対の頂点方向へ移動し、磁性部材による磁気バネ力によって元の位置に戻るという往復運動を繰り返す。こうして可動子が振動する。

さらに、本発明の振動装置は、前記筺体が、前記可動子が振動した時に当該可動子が当たる突起を備えているような構成とすることができる。

このように構成すると、振動時に可動子が突起に当たることによって、可動子の振動を筺体に伝えることができる。よって、振動装置本体をより効果的に振動させることができる。

さらに、本発明の振動装置は、前記筺体が、前記振動方向に垂直な方向への前記可動子の動きを規制することにより前記可動子を前記振動方向に振動可能に案内するガイド部を備え、前記磁性部材が、前記振動方向に垂直な面内方向に生じる磁力が均衡するように配されているような構成とすることができる。

このような構成とすれば、可動子は、ガイド部に案内されつつ振動する。このとき、可動子は、振動方向に垂直な何れかの方向にも偏ることなく安定して吊られた状態となるため、可動子とカイド部との間に生じる摩擦力を低減させることができる。よって、可動子を駆動するための電磁駆動力を小さくすることができ、コイルに印加する電流信号を小さくすることができる。

さらに、本発明の振動装置は、前記筺体が、前記振動方向に垂直な方向への前記可動子の動きを規制することにより前記可動子を前記振動方向に振動可能に案内するガイド部を備え、前記磁性部材が、前記振動方向に垂直な面内方向に生じる磁力が不均衡となるように配されているような構成とすることができる。

このような構成とすれば、可動子に作用する力に偏りが生じ、可動子とカイド部との間に適度な摩擦力が生じる。このため、振動装置の駆動を停止した時に、磁気バネ力の作用で継続される振動を速やかに鎮めることができる。

本発明の携帯機器は、上記特徴を有する振動装置を備えたことを特徴とする。上記振動装置を適用することにより、すぐれた振動効果を有する携帯機器を実現することが可能となる。

以上の通りであり、本発明の振動装置によれば、可動子をバネにより支持する構成とすることなく、振動装置本体を効果的に振動させることができる。

また、本発明の振動装置を携帯機器に適用することにより、すぐれた振動効果を有する携帯機器を実現することが可能となる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態の振動装置は、携帯電話機等、小型の機器に内蔵されるものであるため、非常に小型となっている。

図１は、振動装置の分解斜視図である。また、図２は、錘部材の構成を示す図であり、同図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ上面図および斜視図である。さらに、図３は、アセンブルされた振動装置の構成を示す図である。同図（ａ）は、カバー８０が取り付けられる前までアセンブルされた図であり、同図（ｂ）は、アセンブルが完成した図である。

１０は錘部材である。錘部材１０は、鉄等の比重の大きい材料からなり、平面視で八角形状を有する。錘部材１０の８つの側面は、錘部材１０の中心に対して対称となるように配置されている。これら８つの側面は、幅が広い４つの側面１０ａと幅が狭い４つの側面１０ｂからなる。側面１０ａと側面１０ｂは、錘部材１０において、交互に配されている。

錘部材１０における幅の広い４つの側面１０ａには凹所１１が形成されている。これら４つの凹所１１には、磁石２０が装着されている、これら４つの磁石２０は、片面にＮとＳが着磁された２極配置構造となっている。また、各磁石２０のサイズおよび磁気強度は互いに等しくなっている。

錘部材１０には、さらに、２本のシャフト７０、７１にそれぞれ係合する丸孔１２と長孔１３が形成されている（図２参照）。

３０はベースである。ベース３０は、上方に開口した薄型の四角いケースである。ベース３０の一側面には、２つの切欠部３１が形成されている。これら切欠部３１には、一対の電極端子４０が取り付けられている。

ベース３０の底部には、四隅の位置に４つのガイド体３２が突設されている。これらガイド体３２の先端部には、それぞれ凸部３２ａが形成されている。４つのガイド体３２に囲まれた空間が錘部材１０の収容空間Ｓとなる。ベース３０の底部表面には、さらに、３つの突起３３が形成されているとともに、シャフト７０、７１を挿入するための２つの挿入孔（図示せず）が形成されている。

５０はコイルである。コイル５０は、４つのガイド体３２の外周に巻回される。コイル５０は、第１のコイル５１と第２のコイル５２とからなる。第１のコイル５１と第２のコイル５２は、直列接続されているとともに、その巻き方向が逆にされている。このため、第１のコイル５１と第２のコイル５２は、電流が流れる方向が反対になる。コイル５０は電極端子４０に接続されており、電極端子４０を介してコイル５０に電流信号が印加される。

６０は磁性部材である。磁性部材６０は四角い枠状を有し、ベース３０の上部に装着され、コイル５０の外周（錘部材１０の外周）をほぼ全周に亘って取り囲む。磁性部材６０の幅と厚みは全領域において略均等となっている。

７０、７１はシャフトである。これらシャフト７０、７１は、それぞれ、断面が円形で、錘部材１０の丸孔１２および長孔１３の内径よりもやや小さい径を有している。なお、シャフト７０、７１は、磁性材料、非磁性材料のどちらで形成されても良い。

８０はカバーである。カバー８０は、下方に開口した薄型の四角いケースである。カバー８０の上面には、シャフト７０、７１が挿入される２つの挿入孔８１と、ガイド体３２の凸部３２ａが挿入される４つの挿入孔８２が形成されている。また、カバー８０の上面裏側には、３つの突起８３が形成されている。

アセンブル時には、コイル５０がガイド体３２の外周に配されるとともに、ベース３０の上部に磁性部材６０が装着される。

次に、２本のシャフト７０、７１が錘部材１０の丸孔１２および長孔１３に挿入され、シャフト７０、７１が挿入された錘部材１０が上方からベース３０の収容空間Ｓに収容される。このとき、錘部材１０を貫通したシャフト７０、７１の下端がベース３０の挿入孔（図示せず）に挿入され、固着される。この状態において、２つの磁石２０は、コイル５０に所定の隙間を有する状態で対向する。また、錘部材１０の４つの側面１０ｂが、ガイド体３２の側面に近接する。なお、ここまでアセンブルされた状態が図３（ａ）に示されている。

最後に、２つの挿入孔８１がシャフト７０、７１の上端に挿入され、４つの挿入孔８２が凸部３２ａに挿入されるようにして、カバー８０が上方から磁性部材６０に装着される。ベース３０、磁性部材６０およびカバー８０によって筺体が構成され、この筺体内に、錘部材１０が、２つのシャフト７０、７１に沿って変位可能な状態で収容される。こうして、図３（ｂ）に示すような状態でアセンブルが完了する。

図４は、振動装置の内部構造を示す図であり、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ´断面図である。

錘部材１０の４つの磁石２０は、磁性部材６０の各側面に対向している。これにより、錘部材１０は、４つの磁石２０と磁性部材６０の間に生じる磁力によって相反する２方向とこれに直交する２方向から引力を受け、これら４つの引力によって、外周方向にほぼ均等な間隔位置において吊られたような状態となっている。

また、磁性部材６０の高さＨ２(振動方向の寸法)は、磁石２０の高さＨ１（振動方向の寸法)に比べて小さくされている。具体的には、後述するシミュレーション結果に基づき、磁性部材の高さＨ２が、磁石２０の高さＨ１の６０％から８０％の範囲、望ましくは７０％の値となるように設定されている。

このため、磁石２０と磁性部材６０との間には、磁石２０の高さ方向（振動方向）の中心（以下、単に「磁石２０の中心」という）と磁性部材６０の高さ方向の中心Ｐ（以下、単に「磁性部材６０の中心」という）とが一致する状態に保持させるような磁気のバネ力（磁気バネ力）が生じる。これによって、磁石２０の中心が磁性部材６０の中心からずれると、磁性部材の中心側へ磁石を引き戻す力が生じる。

錘部材１０の振動ストロークＳＴは、突起３３と突起８３とによって規定される。磁性部材６０は、その中心Ｐが振動ストロークＳＴの中心に一致するように配されており、停止状態において、錘部材１０は、磁石２０と磁性部材６０との間の磁気バネ力によって振動ストロークＳＴの中心位置に保持される。この位置が、錘部材１０のホームポジションとなる。

錘部材１０がホームポジションにあるとき、磁石２０のＮ極は上側の第１のコイル５１に対向しており、磁石２０のＳ極は下側の第２のコイル５２に対向している。したがって、第１のコイル５１および第２のコイル５２に電流信号が印加されると、その印加方向に応じた電磁駆動力が磁石２０に作用し、錘部材１０が、電磁駆動力の作用方向に、シャフト７０、７１に沿って移動する。

なお、錘部材１０を鉄等の磁性材料とすれば、錘部材１０をバックヨークとして作用させることができるため、電気力を磁気力へ変換する効率を高めることができる。

図５は、振動装置を駆動するための駆動回路の構成を示す図である。振動装置１００のコイル５０は、ドライバ２０２と電気的に接続される。CＰＵ２０１からは、ドライバ２０２に対して制御信号が出力され、ドライバ２０２は、この制御信号に従ってコイル５０に電流信号を印加する。なお、振動装置が、たとえば、携帯電話機に搭載される場合には、携帯電話機のＣＰＵおよびドライバが、ＣＰＵ２０１およびドライバ２０２となる。なお、ドライバ２０２は、携帯電話機側ではなく振動装置１００側に設けることもできる。

図６は、振動装置の振動動作について説明するための図である。同図（ａ）は、コイルに印加する電流信号の一例を示す図である。また、同図（ｂ）〜（ｅ）は、同図（ａ）の電流信号を印加したときの錘部材の動きを示す図である。なお、同図（ｂ）、（ｄ）において、円に黒点のマークは、図面参照者に向かってくる方向に電流が流れることを示しており、円にバツのマークは、図面参照者から遠ざかる方向に電流が流れることを示している。

ドライバ２０２からは、たとえば、図６（ａ）に示すように、パルス状の電流信号（以下、「パルスＡ」という）と、このパルスＡと同様な波形であって極性が反転した電流信号（以下、「パルスＢ」という）が、一定のオフ期間を挟んで交互に出力される。そして、このような波形の電流信号がコイル５０に印加される。

錘部材１０がホームポジションにある状態から、パルスＡが印加されると、第１のコイル５１および第２のコイル５２に図６（ｂ）に示す方向の電流が流れる。これにより、磁石２０に上方向の推進力が作用し、錘部材１０は、ホームポジションから上方向に移動して突起８３に衝突する。

次に、パルスＡが停止すると、同図（ｃ）に示すように、磁石２０に働く引き戻し力（磁気バネ力）によって、錘部材１０は、ホームポジションへ移動する。

この後、パルスＢが印加されると、第１のコイル５１および第２のコイル５２に図６（ｄ）に示す方向の電流が流れる。これにより、磁石２０に下方向の推進力が作用し、錘部材１０は、ホームポジションから下方向に移動して突起３３に衝突する。

そして、パルスＢが停止すると、同図（ｅ）に示すように、磁石２０に働く引き戻し力（磁気バネ力）によって、錘部材１０は、ホームポジションへ移動する。

こうして、コイル５０に図６（ａ）の電流信号が印加されている間、同図（ｂ）から（ｄ）の動作が繰り返されることによって、錘部材１０が上下方向に振動する。

錘部材１０が振動すると、コイル５０が受ける電磁駆動力の反力や磁性部材６０が受ける磁気バネ力の反力が、これらコイル５０や磁性部材６０を介して筺体に作用し、これによって筺体が加振される。また、振動時に、錘部材１０が突起８３および突起３３に衝突することによって筺体が加振される。こうして、錘部材１０の振動が筺体へ伝達されて筺体が振動する。

さて、このような振動装置では、磁気バネ力（引き戻し力）が大きくなればその反力が大きくなるので、筺体へ振動がよく伝わるようになり、振動装置本体が良好に振動する。よって、このような振動装置では、できる限り大きな磁気バネ力（引き戻り力）が得られる構成とすることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、以下に説明するシミュレーション結果に基づいて磁性部材６０の高さを最適な範囲に設定することにより、大きな引き戻し力が得られるようにしている。

図７および図８は、磁性部材の高さを異ならせたときに、磁石に作用する引き戻し力がどのように変化するかをシミュレーションし、その結果を示した図である。

図７は、磁石の中心が磁性部材の中心から移動した距離(ずれ量)と引き戻し力との関係を示す図である。なお、シミュレーション条件は、以下のとおりである。
（１）磁石
・高さＨ１：１．４ｍｍ
・幅Ｗ１：４．０ｍｍ
・厚さＤ１：０．５ｍｍ
・表面磁束密度：１．４Ｔ（ステラ）
（２）磁性部材
・高さＨ２：可変（０．４ｍｍ〜１．６ｍｍの間で０．２ｍｍおきに設定）
・幅Ｗ２：４．０ｍｍ
・厚さＤ２：０．１５ｍｍ
・材質：鉄

図７のグラフに示されているように、移動距離が大きくなるほど、引き戻し力が大きくなる。また、同じ移動距離であっても、磁性部材の高さＨ２が異なることによって、引き戻し力が異なってくる。

図８は、上記シミュレーション結果を、磁性部材の高さＨ２と引き戻し力との関係に置換えた図である。横軸は磁性部材の高さＨ２、縦軸は磁石に作用する引き戻し力である。同図には、移動距離毎に４つの関係特性（グラフ）が示されている。

図８のグラフに示されているように、磁性部材の高さＨ２が磁石の高さＨ１と同じ１．４ｍｍ以下になると、磁石に作用する引き戻し力が急激に増加し始め、磁性部材の高さＨ２が１．０ｍｍ付近で最高となり、その後、磁性部材の高さＨ２が小さくなるに従って減少する。この傾向は、移動距離が異なっても同様に生じる。

このシミュレーション結果から、磁性部材の高さＨ２を約１．０ｍｍに設定することで、最大の引き戻し力を得ることができることが分かる。磁性部材の高さＨ２が１．０ｍｍのとき、磁石の高さＨ１に対する磁性部材の高さＨ２の割合は７０％程度となる。よって、磁石に対し最大の引き戻し力を作用させるには、磁性部材の高さＨ２を磁石の高さＨ１の約７０％に設定すれば良いことになる。

磁性部材の高さＨ２は、このように引き戻し力が最大値になるように設定されることが最も望ましい。しかし、かかる設定が困難な場合には、少なくとも磁石に作用する引き戻し力が最大値近傍となる範囲、たとえば、最大値の８０％を超えるような範囲に設定するのが望ましい。

図９は、図８の引き戻し力の大きさを、最大値で正規化したものである。図９（ａ）〜（ｄ）には、移動距離毎に、磁性部材の高さＨ２と引き戻し力との関係が示されている。各図の縦軸は、各グラフにおける引き戻し力の最大値を１００％としたときの割合（パーセンテージ）となっている。

同図（ａ）〜（ｄ）のグラフを観ると、磁性部材の高さＨ２が少なくとも０．８ｍｍから１．２ｍｍの範囲であれば、何れの移動距離においても、磁石に生じる引き戻し力が最大値の８０％を超える値となる。この範囲を磁石の高さＨ１に対する磁性部材の高さＨ２の割合で換算すると、約５７％〜約８５％となる。したがって、少なくとも磁性部材の高さＨ２が磁石の高さＨ１の６０％から８０％の範囲であれば、磁石に作用する引き戻し力が、最大値の８０％を超える値となる。よって、磁性部材の高さＨ２は、少なくとも磁石の高さの６０％から８０％の範囲に設定されることが望ましい。

図１０は、条件を変えてシミュレーションを行ったときのシミュレーション結果である。同図では、図９と同様、引き戻し力が最大値で正規化されている。

このシミュレーションでは、磁石の高さＨ１を１．８ｍｍ、厚さＤ１を０．６ｍｍとし、磁性部材の高さＨ２を、０．６ｍｍから２．１ｍｍの間で０．３ｍｍおきに変化させている。他の条件は、先のシミュレーション条件と同様である。

図１０（ａ）〜（ｄ）のグラフを観ると、引き戻し力は、磁性部材の高さＨ２が、約１．２ｍｍ、即ち磁石の高さＨ１の約７０％のときに最大となっている。よって、磁性部材の高さＨ２は、磁石の高さＨ１の７０％程度に設定することが望ましい。

また、磁性部材の高さＨ２が少なくとも０．８５ｍｍから１．４５ｍｍの範囲であれば、何れの移動距離においても、磁石に生じる引き戻し力が最大値の８０％を超える値となる。この範囲を磁石の高さＨ１に対する磁性部材の高さＨ２の割合で換算すると、約４８％〜約８１％となる。したがって、少なくとも磁性部材の高さＨ２が磁石の高さＨ１の５０％から８０％の範囲であれば、磁石に作用する引き戻し力が、最大値の８０％を超える値となる。よって、磁性部材の高さＨ２は、少なくとも磁石の高さＨ１の５０％から８０％の範囲に設定されることが望ましい。

これらシミュレーションの結果から、磁性部材の高さＨ２は、磁石の高さＨ１の約７０％、少なくとも磁石の高さＨ１の６０％から８０％の範囲に設定されることが望ましい。

本実施の形態では、これらシミュレーション結果に基づいて、上記の如く、磁性部材６０の高さＨ２が、磁石２０の高さＨ１の６０％から８０％の範囲、望ましくは７０％の値となるように設定されている。

なお、上記シミュレーションの条件では、磁性部材の幅Ｗ２が磁石の幅Ｗ１と同じとされているのに対し、本実施の形態では、磁性部材６０が環状に形成されているため、磁性部材６０の幅（側面の寸法）は、磁石２０の幅より大きくなっている。しかし、磁石２０に対向していない磁性部材６０の部分が磁石２０に及ぼす磁力の影響は小さいため、磁性部材６０の幅が磁石２０の幅より大きい場合であっても、磁性部材６０の幅と磁石２０の幅とが同じの場合とほぼ同等に扱うことができる。したがって、本実施の形態のように、磁性部材６０の幅が磁石２０の幅より大きい場合にも、上記シミュレーション結果を用いることができる。

以上、本実施の形態によれば、コイル５０が受ける反力だけでなく、磁性部材６０が受ける反力を利用することができるので、錘部材１０の振動を効果的に筺体（ベース３０、カバー８０等）に伝えることができる。したがって、振動装置本体を効果的に振動させることができる。

また、本実施の形態によれば、磁石２０の高さＨ１に対する磁性部材６０の高さＨ２の割合が適正な範囲に設定されるため、できる限り大きな磁気バネ力（引き戻し力）を錘部材１０に作用させることができ、結果、錘部材１０の振動をより効果的に筺体に伝えることができる。

さらに、本実施の形態によれば、振動時に錘部材１０が突起８３、３３に衝突するよう構成されているので、錘部材１０の振動を、これら突起８３、３３を通じて筺体に伝えることができる。よって、振動装置本体をより効果的に振動させることができる。

特に、本実施の形態のように、非常に小型の振動装置の場合には、錘部材１０も非常に小さくなり、どうしても軽量となるため、錘部材１０の振動をいかにして効率的に筺体に伝え、振動装置全体を強く振動させるかが大きな課題となる。この点、本実施の形態では、コイル５０への反力、磁性部材６０への反力、突起８３，３３への衝突力という多くの伝達力を用いて筺体へ振動を伝達させるような構成とされているので、小型の振動装置であっても強い振動を生じさせることが可能となる。

さらに、本実施の形態によれば、錘部材１０が、磁石２０と磁性部材６０の間に生じる４つの引力によって、外周方向にほぼ均等に吊られた状態となるよう構成されているので、錘部材１０とシャフト７０、７１との間に生じる摩擦力を低減させることができる。よって、錘部材１０を駆動するための電磁駆動力を小さくすることができ、コイル５０に印加する電流信号を小さくすることができる。

＜変更例１、２＞
図１１（ａ）は、変更例１に係る振動装置の構成を示す図である。変更例１の振動装置では、３つの磁石２０の外方を囲い、残り１つの磁石２０（図の右側）の外方を囲わないよう、平面視でほぼコ字状に形成された磁性部材６１が備えられている。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。

このような構成とした場合、磁石２０と磁性部材６１の間に生じる磁力が、片方のみに磁性部材６１が存在する方向において不均衡となり、錘部材１０は図示の矢印Ｑ方向に引かれることとなる。これにより、シャフト７０、７１が丸孔１２、長孔１３における磁性部材６１側の内面に押さえ付けられ、錘部材１０の振動時には、丸孔１２と長孔１３がそれぞれシャフト７０、７１に押し付けられながら、錘部材１０がシャフト７０、７１に沿って移動することとなる。

振動装置には、上述したような磁気バネ力が作用するため、コイル５０への電流信号を停止しても、この磁気バネ力の作用によって、錘部材１０が、しばらく振動しつづける。変更例１の構成とすれば、錘部材１０とシャフト７０、７１との間に適度な摩擦力が生じるため、上記実施の形態に比べて、少し大きな駆動力が必要となるものの、駆動を停止した時に、このような磁気バネ力による振動を速やかに鎮めることができる。

図１１（ｂ）は、変更例２に係る振動装置の構成を示す図である。変更例２の振動装置では、４つの磁性部材６２が各磁石２０に対向するように配されている。磁性部材６２の幅Ｗ２は、磁石２０の幅Ｗ１とほぼ同じにされている。磁性部材６２は、ベース３０の側面に形成された取付枠部３４にはめ込み固定されている。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。

上述したように、磁性部材６０の幅Ｗ２が磁石２０の幅Ｗ１より大きくなっても、磁気バネ力は、磁石２０の幅Ｗ２とほぼ同じときとあまり変わらない。そこで、変更例２の構成とすれば、磁気バネ力をあまり変えることなく、磁性部材６０の大きさを小さくできるので、磁性材料を削減することができ、材料コストを削減することができる。

＜変更例３＞
図１２は、変更例３に係る振動装置の構成を示す図である。変更例３の振動装置では、錘部材１０が突起３３に接触する位置がホームポジションとなるよう構成されている。このために、錘部材１０が突起３３との接触位置にあるときに、磁石２０の中心と磁性部材６０の中心とが一致するよう、磁性部材６０が配されている。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。

図１３は、変更例３に係る振動装置の振動動作について説明するための図である。同図（ａ）は、コイルに印加する電流信号の一例を示す図である。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）の電流信号を印加したときの錘部材の動きを示す図である。

ドライバ２０２からは、たとえば、図１３（ａ）に示すように、パルス状の電流信号（以下、「パルスＣ」という）が、一定のオフ期間を挟んで出力される。そして、このような波形の電流信号がコイル５０に印加される。

錘部材１０がホームポジションにある状態から、パルスＣが印加されると、第１のコイル５１および第２のコイル５２に図１３（ｂ）に示す方向の電流が流れる。これにより、磁石２０に上方向の推進力が作用し、錘部材１０は、ホームポジションから上方向に移動して突起８３に衝突する。

次に、パルスＣが停止すると、同図（ｃ）に示すように、磁石２０に働く引き戻し力（磁気バネ力）によって、錘部材１０は、ホームポジションへ戻る。この際、錘部材１０は突起３３に衝突する。

こうして、コイル５０に図１３（ａ）の電流信号が印加されている間、同図（ｂ）と同図（ｃ）の動作が繰り返されることによって、錘部材１０が上下方向に振動する。

このような構成とすれば、上記実施の形態に比べて、ドライバ２０２から出力される電流信号が単純な波形となるため、ドライバ２０２の構成を簡素化することができる。

なお、磁性部材６０の中心が、ホームポジションにある磁石２０の中心よりも少し下方（外側）となるような位置に、磁性部材６０を配することもできる。この場合、磁石２０がホームポジションにあるときにも、磁石２０に若干の引き戻し力が作用することになる。

＜変更例４＞
図１４は、変更例４に係る振動装置の分解斜視図である。また、図１５は、錘部材の構成を示す図であり、同図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ上面図および斜視図である。さらに、図１６は、アセンブルされた振動装置の構成を示す図である。同図（ａ）は、カバー８０が取り付けられる前までアセンブルされた図であり、同図（ｂ）は、アセンブルが完成した図である。

この変更例では、錘部材１０を振動（往復運動）させる際のガイド構造が、シャフト７０、７１と丸孔１２、長孔１３による構成ではなく、以下の通り、突条１４と溝３２ｂによる構成とされている。これら図１４から図１６に図示したその他の構成は、上記実施の形態と同様である。

すなわち、錘部材１０において、４つの幅の狭い側面１０ｂには、上下に延びる断面三角形状の突条１４がそれぞれ形成されている。一方、これら側面１０ｂに対向するガイド体３２の側面には、突条１４に係合する断面円弧状の溝３２ｂがそれぞれ形成されている。

図１６（ａ）に示すように、錘部材１０がベース３０に装着されると、突条１４が溝３２ｂ内に嵌まり込む。この状態で、錘部材１０が上下に移動すると、これに伴って突条１４が溝３２ｂ内を上下動する。このような構成とすれば、ガイド構造を容易に設けることができる。

＜その他＞
上記実施の形態では、磁性部材６０の高さＨ２を磁石２０の高さＨ１の６０％から８０％の範囲に設定するようにしているが、上記シミュレーション結果から明らかなように、磁性部材の高さＨ２が０．７ｍｍから１．４ｍｍ、即ち磁石の高さＨ１の５０％から１００％の範囲にあれば、それ以外の範囲に比べ、特出した引き戻し力を得ることができる。したがって、磁性部材６０の高さＨ２を、最低限、このような範囲に設定することもできる。

また、上記実施の形態では、磁石２０が片面１極の配置構造とされているが、これに限らず、磁石２０が片面１極の配置構造とされても良い。この場合、コイル５０も一方向のみに巻かれた１つのコイルとなる。

さらに、コイル５０へ印加される電流信号は、上記実施の形態や変更例３に示す波形のものに限られず、錘部材１０を振動させるような波形の電流信号であれば良い。

本実施の形態に係る振動装置は、携帯電話機など、携帯機器に適用することができる。図１７は、本実施の形態に係る振動装置を携帯電話機に適用した例を示す図である。同図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、携帯電話機の正面図、側面図を示している。

振動装置１００は、携帯電話機３００の内部に配されている。振動装置１００は、非常に小型であり、たとえば、その縦横の幅ａ、ｂが１ｃｍ弱とされ、その高さｃが５ｍｍ弱とされている。たとえば、携帯電話機３００がマナーモードに設定された状態において、電話などの着信があると振動装置１００が振動する。

本実施の形態に係る振動装置１００は、このように小型でありながら、高い振動効果を発揮することができるので、このような振動装置１００を、携帯電話機３００等、携帯機器に適用することにより、すぐれた振動効果を有する携帯機器を実現することが可能となる。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る振動装置の構成を示す図（分解斜視図） 実施の形態に係る錘部材の構成を示す図 実施の形態に係るアセンブルされた振動装置の構成を示す図 実施の形態に係る振動装置の内部構造を示す図 実施の形態に係る振動装置を駆動するための駆動回路の構成を示す図 実施の形態に係る振動装置の振動動作について説明するための図 磁石の中心が磁性部材の中心から移動した距離(ずれ量)と引き戻し力との関係を示す図（シミュレーション結果） 複数の移動距離における、磁性部材の高さと引き戻し力との関係を示す図（シミュレーション結果） 図８の引き戻し力の大きさを、最大の引き戻し力に対する引き戻し力の割合に正規化して移動距離ごとにグラフ化した図（シミュレーション結果） 条件を変えて行った他のシミュレーション結果を示す図 変更例１および変更例２に係る振動装置の構成を示す図 変更例３に係る振動装置の構成を示す図 変更例３に係る振動装置の振動動作について説明するための図 変更例４に係る振動装置の構成を示す図（分解斜視図） 変更例４に係る錘部材の構成を示す図 変更例４に係るアセンブルされた振動装置の構成を示す図 実施の形態に係る振動装置を携帯電話機に適用した例を示す図

符号の説明

１０ 錘部材（可動子）
２０ 磁石
３０ ベース（筺体）
３３ 突起
５０ コイル
６０、６１、６２ 磁性部材
７０、７１ シャフト（ガイド部）
８０ カバー（筺体）
８３ 突起

Claims (7)

1. 可動子と、
   前記可動子を、所定の振動方向に振動可能に収容する筺体と、
   前記可動子の側面に、当該可動子の中心に対して対称に配された磁石と、
   前記磁石に対向するよう前記筺体に配されたコイルと、
   前記磁石に対向するよう前記筺体に配された磁性部材と、
   を備え、
   前記磁性部材の前記振動方向の寸法を、前記磁石の前記振動方向の寸法以下に設定した
   ことを特徴とする振動装置。
2. 請求項１において、
   前記磁性部材は、前記可動子が振幅の中間点に位置しているときに、前記磁性部材の前記振動方向の中心が、前記磁石の前記振動方向の中心と略一致するように、前記筺体に配されている、
   ことを特徴とする振動装置。
3. 請求項１において、
   前記磁性部材は、前記可動子が振幅の頂点に位置しているときに、前記磁性部材の前記振動方向の中心が、前記磁石の前記振動方向の中心と略一致する、あるいは前記磁石の前記振動方向の中心よりも前記頂点側に位置するように、前記筺体に配されている、
   ことを特徴とする振動装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項において、前記筺体は、前記可動子が振動した時に当該可動子が当たる突起を備えている、
   ことを特徴とする振動装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一項において、
   前記磁性部材は、前記振動方向に垂直な面内方向に生じる磁力が均衡するように配されている、
   ことを特徴とする振動装置。
6. 請求項１ないし４の何れか一項において、
   前記筺体は、前記振動方向に垂直な方向への前記可動子の動きを規制することにより前記可動子を前記振動方向に振動可能に案内するガイド部を備え、
   前記磁性部材は、前記振動方向に垂直な面内方向に生じる磁力が不均衡となるように配されている、
   ことを特徴とする振動装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一項の振動装置を備えたことを特徴とする携帯機器。

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