JP5930388B2 - 振動発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動発生装置に関し、さらに詳しくは、振動体がコイル及びマグネットの相互作用によってスラスト方向に振動する振動発生装置に関する。

携帯電話等の携帯端末は、その使用者に着信を知らせために、振動発生装置を内蔵している。こうした振動発生装置は、いくつかの構成のものがある。その一つの構成は、振動体がコイル及びマグネットが形成する磁界の相互作用によってスラスト方向に振動されるものである。こうした振動発生装置は、これまでにも種々のものが提案されている。

特許文献１に提案された振動発生装置は、重り及び永久磁石で構成される加振重量と、この加振重量を保持するばねと、共振周波数の近傍で加振重量を連続して往復運動させる駆動コイルと、駆動コイルに電気信号を供給する手段と、加振重量の振動をばねを介して外部に伝達する手段と、を備えている。この振動発生装置は、振動体として機能する加振重量を、スラスト方向の両側からばねで保持している。

特許文献２に提案された振動発生装置は、内部空間を区画するケースと、ケースの下部に配設され、電流を印加して磁場を誘導するコイルが設置されたブラケットと、ヨーク、このヨークの中空部に収容されるマグネット及びヨークの外側に結合された重量体を含む振動子と、ケースの上部に結合され、振動子を支持するスプリング部材と、を備えている。そして、多数の凹部が重量体の外側に形成され、かつ、回転部材がこの凹部に挿入されている。この回転部材は、ケースの側壁と接触した状態で回転する。この振動発生装置の振動子の振れは、重量体に設けられた回転部材がケースの側面を転がりながら振動子をケースの側面に沿って移動することによって防止される。

特開平９−１１７７２１号公報 特開２０１１−２５２２１号公報

しかしながら、特許文献１に提案された振動発生装置は、ばねを設置する領域が振動体のスラスト方向の両側に必要である。そのため、この振動発生装置は、振動体として機能する加振重量の振動のストロークが小さく、十分な振動を発生させることができない。また、ばねを両側に設ける構造は、振動発生装置の小型化の妨げにもなる。こうした加振重量のスラスト方向の両側にばねを設ける構造は、組み立てが困難である。また、一般に、振動発生装置の内部に粘性流体を充填することが、加振重量を短時間で静止させる方法として利用される。しかし、振動発生装置の内部に粘性流体を充填する方法は、振動発生装置の外殻をなすハウジングの気密性を高くしなければ、粘性流体が漏れ出すことを防止できない。

特許文献２に提案された振動発生装置は、回転部材を円滑にケースの側面に沿って回転させることが必要となる。そのため、重量体の凹部、回転部材及びケースの側面は、高い精度の加工が要求される。こうした高い精度の加工は、コストダウンの妨げになる。

本発明は、こうした問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、低コストであり、装置の小型化を阻害せずに振動体の振れを防止するとともに、短時間で振動体を静止させることができる振動発生装置を提供することにある。

本発明に係る振動発生装置は、磁界を発生するコイルと、マグネット及びウエイトが設けられ、かつ、該マグネットの磁界及び前記コイルが発生する磁界の相互作用によってスラスト方向に振動される振動体と、前記振動体をスラスト方向の片側で支持するばねと、前記振動体を貫いてスラスト方向に延び、該振動体をスラスト方向に摺動させるシャフトと、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、振動体がスラスト方向の片側からのみばねで支持されるので、振動体のストロークを大きくすることができる。振動体をスラスト方向に摺動させるシャフトを備えているので、振動体がラジアル方向に振れることを防止することができ、振動体を円滑にスラスト方向に振動させることができる。また、シャフトが振動体のラジアル方向の振れを防止するので、振動体とコイルとの接触を防止でき、コイルの断線や振動体に取り付けられたマグネットの損傷を防止することができる。また、シャフトを設け、かつ、振動体をスラスト方向の片側からのみばねで支持する構造は、組立の容易化を図ることができる。

本発明に係る振動発生装置において、前記振動体は、スラスト方向に延びる摺動穴が形成された軸受けを備え、前記シャフトが前記摺動穴に通されていることを特徴とする。

この発明によれば、軸受けがシャフトに沿って摺動することによって振動体をスラスト方向に振動させるので、振動体を円滑にスラスト方向に振動させることができる。

本発明に係る振動発生装置において、前記シャフトが金属で形成され、前記軸受けが金属、セラミック又は樹脂で形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、シャフトと軸受けとの間に発生する摩擦を小さくすることができるので、振動体を円滑に振動させることができる。また、小さな摩擦が、シャフトと軸受けとの間に発生するので、振動している振動体を短時間で静止させることができる。

本発明に係る振動発生装置において、前記振動体は、前記コイルよりもラジアル方向の内側に配置され、前記マグネットは、前記振動体の外周部に取り付けられ、前記コイルと前記マグネットとが対向していることを特徴とする。

この発明によれば、コイルの半径を大きくし、周方向の長さを長くすることができるので、コイルの体積を大きくすることができる。また、コイルの半径を大きくし、周方向の長さを長くすることによって、コイルよりもラジアル方向の内側の領域を広く形成することができる。そのため、振動体のラジアル方向の寸法を大きくすることができる。ラジアル方向の寸法が大きな振動体の外周部に取り付けられるマグネットは、体積が大きくなるので、マグネットの性能を低く抑えることができる。そのため、振動体が振動する際に発生するコキング力を小さくすることができる。

本発明によれば、振動体がスラスト方向の片側からのみばねで支持されるので、振動体のストロークを大きくすることができる。そのため、装置の小型化を阻害することがない。振動体がスラスト方向の片側のみでばねによって支持されるので、組立作業を容易に行える。また、シャフトが振動体の振れを防止するので、振動体を円滑に振動させることができるとともに、振動体とコイルとの接触を防止でき、コイルの断線や振動体に取り付けられたマグネットの損傷を防止することができる。また、振動体がシャフトを摺動するので、短時間で振動体の振動を静止させることができる。

本発明の第１実施形態に係る振動発生装置の内部構造を示す縦断面図である。 図１に示す振動発生装置の分解斜視図である。 接続部の概略を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る振動発生装置の内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動発生装置の内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る振動発生装置の内部構造を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る振動発生装置の内部構造を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態（以下、「本願の実施形態」ともいう。）について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。

［基本構成］
本発明に係る振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、磁界を発生するコイル２０，２２１，２２２，３２０，４２０と、マグネット６０，２６０，３６０，４６０及びウエイト５０，２５０，３５０，４５０が設けられ、かつ、マグネット６０，２６０，３６０，４６０の磁界及びコイル２０，２２１，２２２，３２０，４２０が発生する磁界の相互作用によってスラスト方向に振動される振動体４０，２４０，３４０，４４０と、振動体４０，２４０，３４０，４４０をスラスト方向の片側で支持するばね８０，４８０と、振動体４０，２４０，３４０，４４０を貫いてスラスト方向に延び、振動体をスラスト方向に摺動させるシャフト７０，４７０と、を備えている。また、振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、ヨーク３０，１３０，２３０，３３０，３３１，４３０，４３５を備えている。

本発明に係る振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅによれば、振動体４０，２４０，３４０，４４０が、スラスト方向の片側からのみばね８０，４８０で支持されるので、振動体４０，２４０，３４０，４４０のストロークを大きくすることができる。振動体４０，２４０，３４０，４４０がスラスト方向の片側のみでばね８０，４８０によって支持されるので、組立作業を容易に行える。また、シャフト７０，４７０が振動体４０，２４０，３４０，４４０の振れを防止するので、振動体４０，２４０，３４０，４４０を円滑に振動させることができるとともに、振動体４０，２４０，３４０，４４０とコイル２０，２２１，２２２，３２０，４２０との接触を防止でき、コイル２０，２２１，２２２，３２０，４２０の断線や振動体４０，２４０，３４０，４４０に取り付けられたマグネット６０，２６０，３６０，４６０の損傷を防止することができる。また、振動体４０，２４０，３４０，４４０がシャフト７０，４７０を摺動するので、短時間で振動体４０，２４０，３４０，４４０の振動を静止させることができる。

こうした振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、マグネット６０，２６０，３６０を備えた振動体４０，２４０，３４０がコイル２０，２２１，２２２，３２０よりもラジアル方向の内側に配置された内磁構造の振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと、スピーカの構造に類似する形態の振動発生装置１Ｅと、に分けることができる。内磁構造の振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、ヨーク３０，１３０がコイル２０側に設けられた振動発生装置１Ａ，１Ｂと、ヨーク２３０，３３０，３３１がマグネット２６０，３６０側に設けられた振動発生装置１Ｃ，１Ｄと、に分けることができる。

ヨーク３０，１３０がコイル２０側に設けられた振動発生装置１Ａ，１Ｂは、さらに、２つの形態のヨーク３０，１３０に区分けすることができる。一つのヨーク３０は、コイル２０の内側を覆う内周壁３１と、内周壁３１のスラスト方向の両端の位置でケース１２の周壁面１３に向けて延びる一対の端面部３２，３３とから形成されたものである。もう一つのヨーク１３０は、コイル２０の内周面を覆う内周壁１３１と、コイル２０の外周面を覆う外周壁１３４と、ケースの天面側でコイル２０の天面側を覆う上端面部１３２と、エンドプレート側でコイル２０のエンドプレート側を覆う下端面部１３３とから構成されたものである。

ヨーク２３０，３３０，３３１がマグネット２６０，３６０側に設けられた振動発生装置１Ｃ，１Ｄは、スラスト方向にコイル２２１，２２２を並べて配置した振動発生装置１Ｃと、マグネット３６０をスラスト方向に並べて配置した振動発生装置１Ｄとに分けることができる。

以下、振動発生装置の各構成を実施形態ごとに詳細に説明する。なお、「スラスト方向」とは、振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅの高さ方向であり、「ラジアル方向」とは、振動発生装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅの半径方向である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る振動発生装置１Ａの各構成について図１及び図２を参照して詳細に説明する。なお、図１の符号Ｒで示した振動発生装置１Ａの半径方向は、ラジアル方向であり、図１の符号Ｓで示した振動発生装置１Ａの高さ方向はスラスト方向である。

振動発生装置１Ａは、外殻をなすハウジング１０を備えている。このハウジング１０は、振動発生装置１Ａの底面をなすエンドプレート１１と、エンドプレート１１に被せるケース１２とから構成されている。ケース１２は、振動発生装置１Ａの周囲を囲む円環状の周壁面１３と、上部を覆う天面１４とが一体に形成されている。このケース１２は、磁性体で形成されている。

ハウジング１０の内部には、磁界を発生させる円環状のコイル２０と、コイル２０の内周面側に配置され、コイル２０と共に磁界の電磁力を増幅するためのヨーク３０と、コイル２０よりもラジアル方向の内側に配された振動体４０と、振動発生装置１Ａのラジアル方向の中心に設けられたシャフト７０と、振動体４０をスラスト方向に支持するばね８０とが設けられている。

コイル２０は、ケース１２の周壁面１３との間に微少な隙間を空けて周壁面１３の内側に配置されている。このコイル２０は、素線が巻き付けられて円環状に形成されたもので、コイル２０よりも内側に設けられた振動体４０の周囲を囲んでいる。コイル２０は厚さが薄く形成されているとともに、スラスト方向の寸法がケース１２のスラスト方法の寸法よりも若干小さめに形成されている。

ヨーク３０は、コイル２０と共に磁界の電磁力を増幅させている。このヨーク３０は薄板の磁性体によって、円環状に形成されている。ヨーク３０は、コイル２０の内側を覆う内周壁３１と、内周壁３１のスラスト方向の両端の位置でケース１２の周壁面１３に向けて延びる一対の端面部３２，３３とから形成されている。一対の端面部３２，３３のうち、ケース１２の天面１４側で内周壁３１の端部から周壁面１３に向けて延びるものが上端面部３２であり、エンドプレート１１側で内周壁３１の端部から周壁面１３に向けて延びるものが下端面部３３である。上端面部３２の先端と下端面部３３の先端とは、ケース１２の周壁面１３に突き当てられている。また、開口部３５が、内周壁３１のスラスト方向の中央に形成されている。この開口部３５は、ヨーク３０の全周にわたって形成されている。こうしたヨーク３０は、上端面部３２と下端面部３３とがエンドプレート１１及びケース１２の天面１４によって挟み込まれている。ヨーク３０は、エンドプレート１１及び天面１４に挟み込まれることによって、一定の位置に固定される。

こうしたケース１２、コイル２０及びヨーク３０の構造は、ヨーク３０及びケース１２の周壁面１３をコイル２０が発生する磁界で磁化させている。そのため、ケース１２の周壁面１３も磁気回路として機能する。また、ヨーク３０を薄い板状の磁性体で形成することができる。その結果、ヨーク３０よりもラジアル方向の内側の領域を広く形成することができる。

シャフト７０は、ハウジング１０のラジアル方向の中心に設けられていて、シャフト７０の軸方向がスラスト方向に延びている。シャフト７０の軸方向の一端はエンドプレート１１に取り付けられ、他端はケース１２の天面１４に取り付けられている。このシャフト７０は、例えば、金属で形成されている。こうしたシャフト７０は、振動体４０がスラスト方向に振動する際に、振動体４０がラジアル方向に振れることを防止する。

振動体４０は、ウエイト５０と、このウエイト５０の外周部に取り付けられたマグネット６０と、ウエイト５０のラジアル方向の中心に取り付けられた軸受け６５と、を備えている。この振動体４０は、コイル２０が発生する磁界と、マグネット６０が発生する磁界との相互作用によってスラスト方向に振動する。

ウエイト５０は、円盤状に形成され、かつ、一定の厚さに形成されている。ウエイト５０の厚さは、ヨーク３０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。なお、このウエイト５０は、振動発生装置１Ａが使用される携帯端末等の機種等に応じ、所望の重さに形成される。

マグネット６０は円環状に形成されており、ウエイト５０の外周部に嵌め込まれている。マグネット６０のスラスト方向の寸法は、ヨーク３０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。そのため、コイル２０及びヨーク３０は、振動体４０が最大振幅の位置に移動した場合にも、振動体４０に推力を適切に与えている。

このマグネット６０の外周面は、全周にわたってヨーク３０の内周壁３１に対向している。そして、マグネット６０の外周面とヨーク３０の内周壁３１との間隔は、全周にわたって一定に形成されている。マグネット６０の外周面は、ヨーク３０を間に挟んでコイル２０の内周面とも全周にわたり一定の間隔を空けて対向している。このように、振動発生装置１Ａは、磁気回路が内磁構造となっている。

軸受け６５は、ウエイト５０のラジアル方向の中心に形成された取付穴５１の内部に嵌め込まれている。取付穴５１は、ウエイト５０の厚さ方向を貫通して形成されている。取付穴５１に嵌め込まれた軸受け６５は、円筒状に形成されており、ラジアル方向の中心にスラスト方向に延びる摺動穴６６が形成されている。シャフト７０は、この摺動穴６６の内側に通される。

摺動穴６６の内周面は、振動体４０がスラスト方向に振動する際に、シャフト７０の外周面をスラスト方向に摺動する。そのため、軸受け６５は、シャフト７０に対する摩擦が小さいことが必要である。また、シャフト７０の外周部に軸受け６５が設けられる構造は、振動している振動体４０を短時間で静止させる機能も備えることが必要である。そのため、軸受け６５は、金属、セラミック又は樹脂等で形成される。また、シャフト７０と摺動穴６６との嵌合がきつすぎると、軸受け６５がシャフト７０に沿って円滑に摺動することができない。これに対し、シャフト７０と摺動穴６６との嵌合が緩すぎると、シャフト７０が振動体４０を水平に維持することができず、振動体４０がラジアル方向に振れながらスラスト方向に振動する。そのため、軸受け６５に形成された摺動穴の内径とシャフト７０の外径とは、振動体４０が円滑振動することができるように、適切な寸法にそれぞれ形成される。

こうした振動体４０は、エンドプレート１１に取り付けられたばね８０によってスラスト方向に支持される。

ばね８０は、板状のばね材が螺旋状に巻かれたもので、外形が円錐台状に形成された竹の子ばねである。このばね８０は、ラジアル方向の外側から中心側に向かうにつれて巻き付けの半径が漸次小さくなるとともに、中心側がスラスト方向に突出している。ばね８０は、ラジアル方向の外側がエンドプレート１１に固着され、中心側が振動体４０に取り付けられている。

ばね８０の精度は、振動体４０がラジアル方向に振れないように振動させるための重要な要素である。そのため、高い精度のばね８０を使用することが、振動体４０の振れを防止するために、一般に行われる。しかし、振動発生装置１Ａは、上述したように、シャフト７０を備えており、振動体４０がこのシャフト７０に沿って摺動する。そのため、振動体４０は、高い精度のばねを用いなくても、ラジアル方向に振れることなくスラスト方向に円滑に振動する。このように、シャフト７０を備える構造は、精度の低いばねを選定することができ、コストを低くすることができる。

振動体４０がばね８０によって支持されると、振動体４０は、スラスト方向に振動される振幅の中心に位置される。また、振動体４０がばね８０によって支持されると、マグネット６０のスラスト方向の中央は、ヨーク３０に形成された開口部３５の位置に一致される。

振動体４０の支持構造は、このばね８０によってエンドプレート１１側のみから支持される片持ち構造である。こうした片持ち構造は、スラスト方向の振動体４０よりもケース１２側の領域を広く形成することができる。そのため、片持ち構造は、振動発生装置１Ａのスラスト方向の寸法を大きくしないで、振動体４０の振幅ストロークを大きくすることができる。また、片持ち構造は、両持ち構造と比較すると組立が容易である。

こうした振動発生装置１Ａは、図３に示すように、接続部９０をハウジング１０の外側に備えている。接続部９０は、コイル２０から延びる２本のリード線２１と、電源から延びる配線１００とをはんだ付けして接続する部位である。接続部９０は、ＦＰＣ９１（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）と、ＦＰＣ９１を覆うカバー９３とを備えている。ＦＰＣ９１は回路基板であり、厚さが１２μｍから５０μｍのフィルム状の絶縁体と、この絶縁体の上に形成された接着層と、この接着層の上に形成された、厚さが１２μｍから５０μｍ程度の導体箔とから形成されている。このＦＰＣ９１は、はんだ付け部９２を備えており、ＦＰＣ９１の表面は、絶縁体がはんだ付け部９２以外の領域に被せられている。なお、図３は、説明を容易にするため、はんだ付け部９２のみを記載している。

コイル２０のリード線２１は、ケース１２の内外を貫通する穴を通されて、ＦＰＣ９１まで延ばされている。コイル２０から延びる２本のリード線２１と、コイル２０に電流を流す電源から延びる配線１００とは、このＦＰＣ９１のはんだ付け部９２で接続される。

以上の構成を備えた振動発生装置１Ａは、コイル２０に電流が流されると、コイル２０及びヨーク３０に磁界を発生させる。コイル２０及びヨーク３０が発生する磁界と、振動体４０が備えるマグネット６０の磁界とは、振動体４０をスラスト方向に移動する力を振動体４０に作用させる。振動体４０は、ばね８０によってスラスト方向に支持されているので、磁界から受ける力とばね８０から受ける力によってスラスト方向に振動される。振動体４０がスラスト方向に振動するとき、シャフト７０が振動体４０のラジアル方向の振れを防止するので、振動体４０は、スラスト方向に円滑に振動する。

なお、振動体４０が共振すると、振動発生装置１Ａは、使用者に着信を効果的に報知することができる。そのため、振動発生装置１Ａは、振動体４０が共振するように構成することが好ましい。コイル２０に流す電流値、振動発生装置１Ａに組み込むウエイト５０の重さ、ウエイト５０に嵌め込むマグネット６０の磁力及びばね８０のばね定数は、振動体４０が適切に共振するように、予め設定される。

振動体４０が、コイル２０及びヨーク３０並びにマグネット６０によって発生される磁界によってスラスト方向に振動されると、振動体４０に取り付けられたマグネット６０は、コキング力によってコイルの一定の位置に引き寄せられようとする。コキング力は、マグネット６０の性能が高い場合に顕著に現れる。このため、低い性能のマグネットを使用することが、コキング力を抑制するためには有効である。

振動発生装置１Ａの磁気回路は、上述したように、内磁構造になっている。こうした内磁構造は、ヨーク３０よりもラジアル方向の内側の領域を広くすることができる。そのため、内磁構造は、振動体４０のラジアル方向の寸法を大きくすることができる。ラジアル方向の寸法が大きな振動体４０は、その外周部に取り付けられるマグネット６０の体積が大きくなる。体積の大きなマグネット６０は、形成される磁界の範囲が広い。そのため、体積の大きなマグネット６０は、その性能が低い場合でもコキング力を抑制するとともに、振動体６０を十分に振動させることができる。また、こうした内磁構造は、体積の大きなコイル２０を用いることができるので、この点からも性能が低いマグネット６０を使用することができる。

コイル２０に流されていた電流が遮断されると、振動体４０に作用していたスラスト方向の力がなくなり、振動体４０は、静止する。振動体４０が備える軸受け６５はシャフト７０の外周面を摺動しているので、軸受け６５とシャフト７０との間に発生する摩擦が、振動体４０を短時間で静止させる。

なお、振動発生装置１Ａが内蔵された携帯端末の使用者は、携帯端末を落下させてしまうことがある。こうした場合でも、シャフト７０は、振動体４０がラジアル方向に振れることを防止する。そのため、携帯端末を落下させた場合でも、振動体４０がヨーク３０に衝突することがなく、ヨーク３０がコイル２０に干渉することがない。その結果、コイル２０の断線やマグネット６０の損傷が防止される。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る振動発生装置１Ｂの各構成について図４を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態に係る振動発生装置１Ｂは、ヨーク１３０の構成のみが第１実施形態に係る振動発生装置１Ａと異なり、他の構成が第１実施形態に係る振動発生装置１Ａと同様である。そのため、第１実施形態に係る振動発生装置１Ａと同様の構成については、同一の符号を付して概要のみを説明し、異なる構成のみを詳細に説明する。また、図４の符号Ｒで示した振動発生装置１Ｂの半径方向は、ラジアル方向であり、図４の符号Ｓで示した振動発生装置１Ｂの高さ方向はスラスト方向である。

振動発生装置１Ｂは、エンドプレート１１及びケース１２からなるハウジング１０を備えている。ケース１２は、周囲を囲む円環状の周壁面１３と、上部を覆う天面１４とが一体に形成されたものである。このケース１２は、非磁性体で形成されている。

ハウジング１０の内部には、磁界を発生させる円環状のコイル２０と、コイル２０の内周面、外周面、上端部及び下端部を覆い、コイル２０と共に磁界の電磁力を増幅するためのヨーク１３０と、コイル２０よりもラジアル方向の内側に配された振動体４０と、振動発生装置１Ｂのラジアル方向の中心に設けられたシャフト７０と、振動体４０をスラスト方向に支持するばね８０とが設けられている。

コイル２０は、円環状に形成されていて、ケース１２の周壁面１３との間に微少な隙間を空けて周壁面１３の内側に配置されている。コイル２０は、厚さが薄く形成されているとともに、スラスト方向の寸法がケース１２のスラスト方法の寸法よりも若干小さめに形成されている。

ヨーク１３０は、薄板の磁性体で形成されており、コイル２０と共に磁界の電磁力を増幅させている。ヨーク１３０は外形が円環状に形成されている。このヨーク１３０は、コイル２０の内周面を覆う内周壁１３１と、コイル２０の外周面を覆う外周壁１３４と、ケースの天面側でコイル２０の天面側を覆う上端面部１３２と、エンドプレート側でコイル２０のエンドプレート側を覆う下端面部１３３とから構成されている。また、内周壁１３１のラジアル方向の内側と外側とを連通する開口部１３５が、内周壁１３１のスラスト方向の中央に形成されている。この開口部１３５は、ヨーク１３０の全周にわたって形成されている。こうしたヨーク１３０は、上端面部１３２と下端面部１３３とがエンドプレート１１と天面１４とによって挟み込まれている。ヨーク１３０は、エンドプレート１１及び天面１４によって挟み込まれることによって、一定の位置に固定される。

コイル２０及びヨーク１３０が上記したように構成されているので、ヨーク１３０は、薄い板状の磁性体でコンパクトに形成されている。

シャフト７０は、ラジアル方向の中心に設けられており、シャフト７０の軸方向がスラスト方向に延びている。このシャフト７０は、振動体４０がスラスト方向に振動する際に、振動体４０がラジアル方向に振れることを防止する。

振動体４０は、ウエイト５０と、このウエイト５０の外周部に配置されたマグネット６０と、ウエイト５０のラジアル方向の中心部に取り付けられた軸受け６５とを備えている。ウエイト５０は、円盤状に形成され、かつ、一定の厚さに形成されている。マグネット６０は円環状に形成されていて、ウエイト５０の外周部に嵌め込まれている。このマグネット６０のスラスト方向の寸法は、ヨーク１３０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。取付穴５１は、ウエイト５０のラジアル方向の中心に形成されていて、軸受け６５がこの取付穴５１の内部に嵌め込まれている。摺動穴６６は、軸受け６５のラジアル方向の中心に摺動方向に延びるようにして形成されている。シャフト７０は、この摺動穴６６に通される。

ばね８０は、板状のばね材が螺旋状に巻かれたもので、外形が円錐台状に形成された竹の子ばねである。このばね８０は、ラジアル方向の外側がエンドプレート１１に固着され、中心側が振動体４０に取り付けられている。振動体４０の支持構造は、このばね８０によってエンドプレート１１側のみから支持される片持ち構造となっている。

振動体４０がばね８０によって支持されると、振動体４０は、スラスト方向に振動される振幅の中心に位置される。また、振動体４０がばね８０によって支持されると、マグネット６０のスラスト方向の中央は、ヨーク１３０に形成された開口部１３５の位置に一致される。

接続部９０は、振動発生装置１Ｂのハウジング１０の外側に設けられている（図３参照）。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る振動発生装置１Ｃの各構成について図５を参照して詳細に説明する。なお、第３実施形態に係る振動発生装置１Ｃと第１実施形態に係る振動発生装置１Ａとの構成が同じものについては、図面に同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる構成のみを詳細に説明する。図５の符号Ｒで示した振動発生装置１Ｃの半径方向は、ラジアル方向であり、図５の符号Ｓで示した振動発生装置１Ｃの高さ方向はスラスト方向である。

振動発生装置１Ｃは、エンドプレート１１と、エンドプレート１１に被せるケース１２とから構成されたハウジング１０を備えている。ケース１２は、周囲を囲む円環状の周壁面１３と、上部を覆う天面１４とが一体に形成されたものである。

ハウジング１０の内部には、磁界を発生させる円環状の２つのコイル２２１，２２２と、コイル２２１，２２２よりもラジアル方向の内側に配された振動体２４０と、振動発生装置１Ｃのラジアル方向の中心に設けられたシャフト７０と、振動体２４０をスラスト方向に支持するばね８０とが設けられている。

２つのコイル２２１，２２２は、素線が巻き付けられて円環状にそれぞれ形成されている。２つのコイル２２１，２２２は、スラスト方向に並べられ配置されている。各コイル２２１，２２２の外周面は、ケース１２の周壁面１３に密接している。ケース１２側に配置されているコイル２２１とエンドプレート１１側に配置されているコイル２２２とは、素線が相互に逆方向に巻き付けられている。これら２つのコイル２２１，２２２は、内側に設けられた振動体２４０の周囲を囲んでいる。

シャフト７０は、ハウジング１０のラジアル方向の中心に設けられていて、シャフト７０の軸方向がスラスト方向に延びている。シャフト７０の軸方向の一端はエンドプレート１１に取り付けられ、他端はケース１２の天面１４に取り付けられている。このシャフト７０は、振動体２４０がスラスト方向に振動する際に、振動体２４０がラジアル方向に振れることを防止する。

振動体２４０は、ウエイト２５０と、このウエイト２５０の外周部に取り付けられたマグネット２６０と、ウエイト２５０のラジアル方向の中心に取り付けられた軸受け２６５と、を備えている。また、マグネット２６０の磁力を収束させる一対のヨーク２３０，２３０が、ウエイト２５０の外周部に設けられている。一対のヨーク２３０，２３０は、マグネット２６０のスラスト方向の両側に設けられている。この振動体２４０は、コイル２２１，２２２が発生する磁界と、マグネット２６０が発生する磁界との相互作用によってスラスト方向に振動する。

ウエイト２５０は、円盤状に形成され、かつ、一定の厚さに形成されている。ウエイト２５０の厚さは、コイル２２１，２２２のスラスト方向の寸法を合計した寸法よりも小さく形成されている。このウエイト２５０は、振動発生装置１Ｃが使用される携帯端末等の機種等に応じ、所望の重さに形成される。

マグネット２６０は円環状に形成されている。このマグネット２６０のスラスト方向の寸法は、ウエイト２５０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。マグネット２６０は、ウエイト２５０の外周部でウエイト２５０のスラスト方向の中央にはめ込まれている。こうしたマグネット２６０の外周面は、コイル２２１，２２２の内周面に対向している。マグネット２６０とコイル２２１，２２２との間隔は、全周にわたって一定に形成されている。

一対のヨーク２３０，２３０は、磁性体によって円環状にそれぞれ形成されている。各ヨーク２３０，２３０のラジアル方向の寸法は、マグネット２６０の厚さの寸法と同じ又は略同じに形成されている。そのため、ヨーク２３０，２３０の外周部とマグネット２６０の外周面とは、同じ又は略同じ位置に配置される。また、一対のヨーク２３０，２３０のスラスト方向の寸法と、マグネット２６０のスラスト方向の寸法とを合計した寸法は、ウエイト２５０のスラスト方向の寸法と同じ又は略同じである。

振動発生装置１Ｃの磁気回路は、マグネット２６０及びヨーク２３０，２３０がコイル２２１，２２２よりもラジアル方向の内側に配置されている内磁構造となっている。

ウエイト２５０のスラスト方向の寸法は、コイル２２１，２２２のスラスト方向の寸法を合計した寸法よりも小さく形成される。また、マグネット２６０のスラスト方向の寸法は、ウエイト２５０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。その結果、マグネット２６０のスラスト方向の寸法は、コイル２２１，２２２のスラスト方向の寸法を合計した寸法よりも小さい。このように、マグネット２６０のスラスト方向の寸法が、コイル２２１，２２２のスラスト方向の寸法を合計した寸法よりも小さいと、振動体２４０が、最大振幅の位置に移動した場合にも、コイル２２１，２２２は、振動体２４０に対して推力を適切に与えることができる。

取付穴２５１は、ウエイト２５０のラジアル方向の中心でウエイト２５０を貫通して形成されている。軸受け２６５は、この取付穴２５１の内部に嵌め込まれる。軸受け２６５は、円筒状をなし、ラジアル方向の中心にスラスト方向に延びる摺動穴２６６が形成されている。シャフト７０は、この摺動穴２６６の内側に通される。

ばね８０は、板状のばね材が螺旋状に巻かれたもので、外形が円錐台状に形成された竹の子ばねである。ばね８０は、ラジアル方向の外側がエンドプレート１１に固着され、中心側が振動体２４０に取り付けられている。振動体２４０の支持構造は、このばね８０によってエンドプレート１１側のみから支持される片持ち構造となっている。

振動体２４０がばね８０によって支持されると、振動体２４０は、スラスト方向に振動される振幅の中心に位置される。また、振動体２４０がばね８０によって支持されると、マグネット２６０のスラスト方向の中央が、２つのコイル２２１，２２２の境目の位置に一致される。

接続部９０は、振動発生装置１Ｃのハウジング１０の外側に設けられている（図３参照）。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る振動発生装置１Ｄの各構成について図６を参照して詳細に説明する。なお、第４実施形態に係る振動発生装置１Ｄと第１実施形態に係る振動発生装置１Ａとの構成が同じものについては、図面に同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる構成のみを詳細に説明する。図６の符号Ｒで示した振動発生装置１Ｄの半径方向は、ラジアル方向であり、図６の符号Ｓで示した振動発生装置１Ｄの高さ方向はスラスト方向である。

振動発生装置１Ｄは、エンドプレート１１と、エンドプレート１１に被せるケース１２とから構成されたハウジング１０を備えている。ケース１２は、周囲を囲む円環状の周壁面１３と、上部を覆う天面１４とが一体に形成されたものである。

ハウジング１０の内部には、磁界を発生させる円環状のコイル３２０と、コイル３２０よりもラジアル方向の内側に配された振動体３４０と、振動発生装置１Ｄのラジアル方向の中心に設けられたシャフト７０と、振動体３４０をスラスト方向に支持するばね８０とが設けられている。

コイル３２０は、素線が円環状に巻かれて形成されたものである。このコイル３２０のスラスト方向の寸法は、振動体３４０のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。コイル３２０のラジアル方向の寸法は、スラスト方向の寸法と同じに形成されるか又はスラスト方向の寸法よりも若干小さく形成されている。コイル３２０は、外周面がケース１２の周壁面１３に密着されることによって、ケース１２のスラスト方向の中央の位置に配されている。

シャフト７０は、ラジアル方向の中心に設けられており、シャフト７０の軸方向がスラスト方向に延びている。このシャフト７０は、振動体３４０がスラスト方向に振動する際に、振動体３４０がラジアル方向に振れることを防止している。

振動体３４０は、ウエイト３５０と、このウエイト３５０の外周部に取り付けられた２つのマグネット３６０，３６０と、ウエイト３５０のラジアル方向の中心に取り付けられた軸受け３６５と、を備えている。また、マグネット３６０，３６０の磁力を収束させる３つヨーク３３０，３３０，３３１が、ウエイト３５０の外周部に設けられている。この振動体３４０は、コイル３２０が発生する磁界と、マグネット３６０，３６０が発生する磁界との相互作用によってスラスト方向に振動する。

ウエイト３５０は、円盤状に形成され、かつ、一定の厚さに形成されている。ウエイト３５０の厚さは、コイル３２０のスラスト方向の寸法よりも大きく形成されている。このウエイト３５０は、振動発生装置１Ｄが使用される携帯端末等の機種等に応じ、所望の重さに形成される。

２つのマグネット３６０，３６０は円環状にそれぞれ形成されている。２つのマグネット３６０，３６０は、スラスト方向に並べて配置されて、ウエイト３５０の外周部に嵌め込まれている。こうしたマグネット３６０，３６０の外周面は、コイル３２０の内周面にそれぞれ対向している。マグネット３６０，３６０とコイル３２０との間隔は、全周にわたって一定に形成される。このように、振動発生装置１Ｄの磁気回路は、マグネット３６０，３６０がコイル３２０よりもラジアル方向の内側に配置されている内磁構造となっている。

３つのヨーク３３０，３３０，３３１は、磁性体によって円環状にそれぞれ形成されている。３つのヨーク３３０，３３０，３３１のうち１つのヨーク３３１は厚く形成され、他の２つのヨーク３３０，３３０は平坦に形成されている。厚く形成されたヨーク３３１は、２つのマグネット３６０，３６０の間に嵌め込まれている。平坦に形成された２つのヨーク３３０，３３０は、一方のヨーク３３０がウエイト３５０のケース１２側の端面の位置でウエイト３５０の外周部に嵌め込まれ、他方のヨーク３３０がウエイト３５０のエンドプレート１１側の端面の位置でウエイト３５０の外周部に嵌め込まれている。すなわち、ヨーク３３０，３３０，３３１とマグネット３６０，３６０は、ケース１２側から、ヨーク３３０、マグネット３６０、ヨーク３３１、マグネット３６０、ヨーク３３０の順に配置されている。こうした３つのヨーク３３０，３３０，３３１及び２つのマグネット３６０，３６０のスラスト方向の寸法の合計は、ウエイト３５０のスラスト方向の寸法と同じ又は略同じに形成されている。

軸受け３６５は、ウエイト３５０のラジアル方向の中心に形成された取付穴３５１の内部に嵌め込まれている。なお、取付穴３５１は、ウエイト３５０をラジアル方向に貫通して形成されている。軸受け３６５は、円筒状に形成されており、ラジアル方向の中心に、スラスト方向に延びる摺動穴３６６が形成されている。シャフト７０は、この摺動穴３６６の内側に通される。この軸受け３６５は、金属、セラミック又は樹脂等で形成される。

ばね８０は、板状のばね材が螺旋状に巻かれたもので、外形が円錐台状に形成された竹の子ばねである。このばね８０は、ラジアル方向の外側がエンドプレート１１に固着され、中心側が振動体３４０に取り付けられている。振動体３４０の支持構造は、このばね８０によってエンドプレート１１側のみから支持される片持ち構造となっている。

振動体３４０がばね８０によって支持されると、振動体３４０は、スラスト方向に振動される振幅の中心に位置される。また、振動体３４０がばね８０によって支持されると、振動体３４０のスラスト方向の中心とコイル３２０のスラスト方向の中心とが対向される。すなわち、マグネット３６０，３６０の間に配置されたヨーク３３１が、コイル３２０のスラスト方向の中心と対向する。

接続部９０は、振動発生装置１Ｄのハウジング１０の外側に設けられている（図３参照）。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る振動発生装置１Ｅの各構成について図７を参照して詳細に説明する。なお、図７の符号Ｒで示した振動発生装置１Ｅの半径方向は、ラジアル方向であり、図７の符号Ｓで示した振動発生装置１Ｅの高さ方向は、スラスト方向である。

振動発生装置１Ｅは、外殻をなすハウジング４１０を備えている。このハウジング４１０は、エンドプレート４１１と、エンドプレート４１１に被せるケース４１２とから構成されている。ケース４１２は、振動発生装置１Ｅの周囲を囲む円環状の周壁面４１３と、上部を覆う天面４１４とが一体に形成されている。

振動発生装置１Ｅは、内部構造がスピーカの構造に類似しており、ハウジング４１０の内部には、磁界を発生させる円環状のコイル４２０と、ウエイト４５０、マグネット４６０及びマグネット４６０の磁力を収束させるための二つのヨーク４３０，４３５を備えた振動体４４０と、振動発生装置１Ｅのラジアル方向の中心に設けられたシャフト４７０と、振動体４４０をスラスト方向に支持するばね４８０とが設けられている。

コイル４２０は、素線が円環状に巻かれて形成されており、その半径がケース４１２の半径の１／３〜１／４に形成され、かつ、その軸方向の長さがケース４１２の高さの約１／２程度に形成されている。このコイル４２０は、軸方向の一端がエンドプレート４１１の表面に固着され、当該振動発生装置１Ｅの中心部分を囲むようにして配置されている。

シャフト４７０は、ハウジング４１０のラジアル方向の中心に設けられていて、シャフト４７０の軸方向がスラスト方向に延びている。シャフト４７０の軸方向の一端はエンドプレート４１１に取り付けられ、他端はケース４１２の天面４１４に取り付けられている。このシャフト４７０は、振動体４４０がスラスト方向に振動する際に、振動体４４０がラジアル方向に振れることを防止する。

振動体４４０は、ドーナツ状のウエイト４５０と、このウエイト４５０の内側に取り付けられたアウターヨーク４３０と、アウターヨーク４３０の中心に取り付けられた軸受け４６５と、軸受け４６５の外周部に取り付けられたマグネット４６０と、軸受け４６５の外周部、かつ、マグネット４６０の下側に取り付けられたインナーヨーク４３５とを備えている。この振動体４４０は、コイル４２０が発生する磁界と、マグネット４６０が発生する磁界との相互作用によってスラスト方向に振動する。

ドーナツ状のウエイト４５０は、一定の厚さに形成されている。このウエイト４５０の下面は、外周部及び内周部が斜めに切り落とされるようにして面取加工がそれぞれされている。なお、このウエイト４５０は、振動発生装置１Ｅが使用される携帯端末等の機種等に応じ、所望の重さに形成される。

アウターヨーク４３０は、円形に形成された上面４３１と、上面４３１からエンドプレート４１１側に伸びる側周面４３２とが一体に形成されたものである。このアウターヨーク４３０は、側周面４３２の外周部がウエイト４５０の内周部に嵌め込まれることによってウエイト４５０に固着され、ラジアル方向の中心が振動発生装置１Ｅの中心に一致されている。また、上面４３１を貫通する穴４３３が、上面４３１の中心に形成されており、シャフト４７０がこの穴４３３に通されている。なお、アウターヨーク４３０の上面４３１は、ウエイト４５０のケース４１２側に向けられた面よりもケース４１２の天面４１４側に突出している。

軸受け４６５は、円筒状に形成されており、ラジアル方向の中心にスラスト方向に延びる摺動穴４６６が形成されている。この軸受け４６５は、ラジアル方向の中心が振動発生装置１Ｅの中心に一致され、軸方向の一端がアウターヨーク４３０の上面４３１の裏側に固着されている。シャフト４７０は、軸受け４６５の摺動穴４６６の内側に通される。摺動穴４６６の内周面は、振動体４４０がスラスト方向に振動する際に、シャフト４７０の外周面をスラスト方向に摺動する。また、振動している振動体４４０は、軸受け４６５とシャフト４７０との間に生じる摩擦によって短時間で静止される。そのため、軸受け４６５は、金属、セラミック又は樹脂等で形成され、シャフト４７０は、金属等で形成される。また、シャフト４７０と摺動穴４６６との嵌合がきつすぎると、軸受け４６５がシャフト４７０に沿って円滑に摺動することができない。これに対し、シャフト４７０と摺動穴４６６との嵌合が緩すぎると、シャフト４７０が振動体４４０を水平に維持することができず、振動体４４０がラジアル方向に振れながらスラスト方向に振動する。そのため、軸受け４６５に形成された摺動穴４６６の内径とシャフト４７０の外径とは、振動体４４０が円滑振動することができるように、適切な寸法にそれぞれ形成される。

マグネット４６０は円環状に形成されている。マグネット４６０は、軸受け４６５の外周部に嵌め込まれ、かつ、軸方向の一端がアウターヨーク４３０の上面４３１の裏側に固着されている。このマグネット４６０とアウターヨーク４３０の側周面４３２との間は空間になっている。コイル４２０は、マグネット４６０と側周面４３２との間に形成された空間の位置に配置される。また、マグネット４６０のスラスト方向の寸法は、軸受け４６５のスラスト方向の寸法よりも小さく形成されている。マグネット４６０よりもエンドプレート４１１側の部位は、インナーヨーク４３５が取り付けられる部位である。

インナーヨーク４３５は、ドーナツ状に形成されている。このインナーヨーク４３５は、厚さ方向の一方の端面がマグネット４６０のエンドプレート側に向けられた端面に突き当てられ、内周部が軸受け４６５の外周部に嵌め込まれて固着されている。インナーヨーク４３５の外周面は、一定の間隔を空けてコイル４２０の内周面と対向している。

アウターヨーク４３０は、上面４３１がマグネット４６０に接触され、かつ、側周面４３２がコイル４２０の外側でコイル４２０と一定の間隔を空けて配置される。また、インナーヨーク４３５は、一方の端面がマグネット４６０と接触され、かつ、外周面がコイル４２０の内周面と一定の間隔を空けて配置される。こうしたアウターヨーク４３０及びインナーヨーク４３５の配置は、マグネット４６０の磁力を収束させる。

こうした振動体４４０は、ケース４１２の天面４１４に取り付けられたばね４８０によってスラスト方向に支持される。

ばね４８０は、板状のばね材が螺旋状に巻かれたもので、外形が円錐台状に形成された竹の子ばねである。このばね４８０は、ラジアル方向の外側から中心側に向かうにつれて巻き付けの半径が漸次小さくなるとともに、中心側がスラスト方向に突出している。ばね４８０は、ラジアル方向の外側がケース４１２の天面４１４に固着され、中心側がアウターヨーク４３０の上面４３１に取り付けられている。

振動体４４０の支持構造は、このばね４８０によってケース４１２側のみから支持される片持ち構造となっている。こうした片持ち構造は、スラスト方向の振動体４４０よりもエンドプレート側の領域を広く形成することができる。そのため、片持ち構造は、振動発生装置１Ｅのスラスト方向の寸法を大きくしないで、振動体４４０の振幅ストロークを大きくすることができる。

振動体４４０がばね４８０によって支持されると、振動体４４０は、スラスト方向に振動される振幅の中心に位置される。

こうした振動発生装置１Ｅは、図７に示すように、接続部４９０を備えている。この接続部４９０は、コイル４２０から延びるリード線（不図示）と、電源から延びる配線（不図示）とをはんだ付けして接続する部位である。接続部４９０は、板状に形成されたＦＰＣ４９１で構成されたもので、エンドプレート４１１の表面に取り付けられている。接続部４９０は、ハウジング４１０の内部に配置されている部位４９２とケース４１２の周壁面４１３から外側に張り出した部位４９３とから構成されている。コイル４２０は、ハウジング４１０の内部に配置された部位４９２に形成された円形の穴の内部を通されている。コイル４２０のリード線と電源の配線とは、周壁面４１３から外側に張り出した部位４９３ではんだ付けされる。なお、接続部４９０は、カバー（不図示）を備えており、このカバーが周壁面４１３から外側に張り出した部位４９３を覆っている。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 振動発生装置
１０，４１０ ハウジング
１１，４１１ エンドプレート
１２，４１２ ケース
１３，４１３ 周壁面
１４，４１４ 天面
２０，２２１，２２２，３２０，４２０ コイル
２１ リード線
３０，１３０，２３０、３３０，３３１ ヨーク
４３０ アウターヨーク
４３１ 上面
４３２ 側周面
４３３ 穴
４３５ インナーヨーク
３１，１３１ 内周壁
３２，１３２ 上端面部
３５，１３５ 開口部
３３，１３３ 下端面部
１３４ 外周壁
４０，２４０，３４０，４４０ 振動体
５０，２５０，３５０，４５０ ウエイト
５１，２５１，３５１ 取付穴
６０，２６０，３６０，４６０ マグネット
６５，２６５，３６５，４６５ 軸受け
６６，２６６、３６６，４６６ 摺動穴
７０，４７０ シャフト
８０，４８０ ばね
９０，４９０ 接続部
４９２ ハウジングの内部に配置されている部位
４９３ 周壁面から外側に張り出した部位
９１，４９１ ＦＰＣ
９２ はんだ付け部
９３ カバー
１００ 配線

Claims (4)

1. 磁界を発生するコイルと、
   マグネット及びウエイトが設けられ、かつ、該マグネットの磁界及び前記コイルが発生する磁界の相互作用によってスラスト方向に振動される振動体と、
   前記振動体をスラスト方向の片側で支持するラジアル方向の外側から中心側に向かうにつれて巻き付けの半径が漸次小さくなるとともに中心側がスラスト方向に突出している外形が円錐台状のばねと、
   前記振動体を貫いてスラスト方向に延び、該振動体をスラスト方向に摺動させるシャフトと、を備えていることを特徴とする振動発生装置。
   
2. 前記振動体は、スラスト方向に延びる摺動穴が形成された軸受けを備え、
   前記シャフトが前記摺動穴に通されている、請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記シャフトが金属で形成され、前記軸受けが金属、セラミック又は樹脂で形成されている、請求項２に記載の振動発生装置。
4. 前記振動体は、前記コイルよりもラジアル方向の内側に配置され、
   前記マグネットは、前記振動体の外周部に取り付けられ、
   前記コイルと前記マグネットとが対向している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動発生装置。

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