JP7062412B2 - 電子機器および振動発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器および振動発生装置に関するものである。

従来、携帯電話等の電子機器には、着信や様々な情報等をユーザーに伝達する手段として振動が用いられている。この振動を発生するために振動発生装置（振動モータ）が使用されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の振動発生装置は、ロータと、ロータの回転を支持するステータと、これらロータおよびステータを収納するカバーとを備える。ロータは、ステータが有するシャフトに外挿されている。ロータは、ロータの重心を偏心させる偏心錘を有している。カバーは、その内面をシャフトの一端に当接させた状態でロータ及びステータを少なくとも軸方向の一方側および径方向の外側から覆っている。

特許第５９２１７４３号公報

ところで、近年では、振動発生装置を備える電子機器において、ロータが回転している様子をユーザーに視認させるという要望がある。しかしながら、特許文献１の振動発生装置では、カバーによりロータを覆っているため、ロータが回転している様子をユーザーに視認させることができない。また、ロータを覆うカバーを取り除くと、ロータがシャフトから抜け落ちる可能性がある。

そこで本発明は、振動発生装置のロータの脱落を防止しつつロータをユーザーに視認させることができる電子機器および振動発生装置を提供するものである。

本発明の電子機器は、ブラシレスモータであって、コイルおよびシャフトを備えるステータ、並びに前記シャフトに外挿されて前記シャフトに回転可能に支持され、前記コイルに吸引する磁石、および前記シャフトの中心軸線からずれた位置に重心を有する重錘を持つロータを有する振動発生装置と、前記シャフトの軸方向において前記ロータを挟んで前記コイルとは反対側に配置されるとともに、前記ロータを前記軸方向における前記コイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成された覆い部と、を備え、前記開口部の開口縁のうち少なくとも一部には、前記軸方向から見て前記ロータと重なる重なり部が形成されており、前記開口部は、前記軸方向から見て前記中心軸線を囲うように形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、覆い部には、ロータをシャフトの軸方向におけるコイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成されているので、開口部を通じてロータが外部から視認可能となる。しかも、開口部の開口縁には、軸方向から見てロータと重なる重なり部が形成されているので、軸方向に沿ってコイルから離間するようなロータの移動を規制できる。これにより、ロータがシャフトから抜け落ちることを防止できる。したがって、電子機器は、振動発生装置のロータの脱落を防止しつつロータをユーザーに視認させることができる。

上記の電子機器において、前記重なり部は、前記軸方向において前記ロータから離間している、ことが望ましい。

本発明では、振動発生装置がブラシレスモータであり、ステータとロータとの間に吸引力が発生するので、重なり部を軸方向においてロータから離間させることで、ロータの回転時にロータが重なり部に摺動することを防止できる。したがって、電子機器は、ロータの回転時における摺動音の発生を防止できる。また、ロータおよび重なり部の摩耗による電子機器の故障を防止できる。

上記の電子機器において、時計であって、前記覆い部は、文字板である、ことが望ましい。

本発明によれば、時計の文字板を用いてロータの脱落を防止できるので、振動発生装置を備える時計において、ロータの脱落を防止するための部品を新たに設ける必要がない。したがって、部品点数の増加を抑制できる。

本発明の振動発生装置は、コイルおよびシャフトを備えるステータ、並びに前記シャフトに外挿されて前記シャフトに回転可能に支持され、前記コイルに吸引する磁石、および前記シャフトの中心軸線からずれた位置に重心を有する重錘を持つロータを有するブラシレスモータと、前記シャフトの軸方向において前記ロータを挟んで前記コイルとは反対側に配置されるとともに、前記ロータを前記軸方向における前記コイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成された覆い部と、を備え、前記開口部の開口縁のうち少なくとも一部には、前記軸方向から見て前記ロータと重なる重なり部が形成されており、前記開口部は、前記軸方向から見て前記中心軸線を囲うように形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、覆い部には、ロータをシャフトの軸方向におけるコイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成されているので、開口部を通じてロータが外部から視認可能となる。しかも、開口部の開口縁には、軸方向から見てロータと重なる重なり部が形成されているので、軸方向に沿ったロータの移動を規制できる。これにより、ロータがシャフトから抜け落ちることを防止できる。したがって、振動発生装置は、ロータの脱落を防止しつつロータをユーザーに視認させることができる。

上記の振動発生装置において、前記重なり部は、前記軸方向において前記ロータから離間している、ことが望ましい。

本発明によれば、ステータおよびロータはブラシレスモータを構成しており、ステータとロータとの間に吸引力が発生するので、重なり部を軸方向においてロータから離間させることで、ロータの回転時にロータが重なり部に摺動することを防止できる。したがって、振動発生装置は、ロータの回転時における摺動音の発生を防止できる。また、ロータおよび重なり部の摩耗による振動発生装置の故障を防止できる。

上記の振動発生装置において、前記ロータを収容するケースを備え、前記覆い部は、前記ケースの一部である、ことが望ましい。

本発明によれば、ロータを収容するケースに開口部を形成することで、ロータを外部から視認可能とすることができるとともに、ケースを用いてロータの脱落を防止できる。したがって、ロータを収容するケースを備える振動発生装置において、ロータをユーザーに視認させることが可能となるとともに、ロータの脱落を防止するための部品を新たに設けることなくケースによりロータの脱落を防止できる。

本発明によれば、振動発生装置のロータの脱落を防止しつつロータをユーザーに視認させることができる。

第１の実施形態の時計の平面図である。 第１の実施形態の時計の内部構造を示す断面図である。 第２の実施形態の時計の内部構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の時計１（電子機器）について説明する。
図１は、第１の実施形態の時計の平面図である。
図１に示すように、時計１は、腕時計型のアナログ式電子時計である。時計１は、時計本体１１と、時計本体１１に取り付けられたバンド１２と、を備える。

時計本体１１は、時計ケース１３と、時計ケース１３内に設けられたムーブメント（不図示）、振動発生装置２および文字板１６（覆い部）と、を備える。時計ケース１３は、胴１４、ガラス１５および裏蓋（不図示）を備える。ガラス１５と文字板１６との間には、複数の針８（時針、分針および秒針）が配置されている。なお、本実施形態では、裏蓋に対してガラス１５が位置する側を表側と定義するとともに、その反対側を裏側と定義して説明する。ムーブメントは、駆動ユニット及びバッテリ等を備え、複数の針８の駆動を制御する。

図２は、第１の実施形態の時計の内部構造を示す断面図である。
図２に示すように、振動発生装置２は、ブラシレスモータである。振動発生装置２は、ステータ３と、ロータ４と、を備える。

ステータ３は、ベース部３１と、シャフト３２と、コイル３３と、駆動部３４と、を備える。
ベース部３１は、時計ケース１３（図１参照）内に配置された回路基板等に取り付けられている。ベース部３１は、平板状に形成されている。ベース部３１の中央部には、シャフト支持孔３７が形成されている。

シャフト３２は、ベース部３１のシャフト支持孔３７に挿通され、ベース部３１に対して回転不能に固定されている。シャフト３２は、ベース部３１の第１主面３１ａからベース部３１の第１主面３１ａの法線方向に沿って延びている。シャフト３２の延びる方向は、時計１における表裏方向と一致している。シャフト３２は、時計１における表側に向かって延びている。なお、以下の説明では、シャフト３２の中心軸線Ｃ方向を軸方向と称するとともに符号Ｚを付し、軸方向Ｚに直交して中心軸線Ｃから放射状に延びる方向を径方向と称するとともに符号Ｒを付す。また、中心軸線Ｃ回りの周方向を単に周方向と称する。

コイル３３は、ベース部３１の第１主面３１ａ上において、シャフト３２の周囲に設けられている。
駆動部３４は、ベース部３１の第１主面３１ａ上に設けられている。駆動部３４は、外部電源に接続されている。駆動部３４は、コイル３３に電気的に接続されている。駆動部３４は、図示しないホール素子を有し、そのホール素子によりロータ４に設けられた後述する磁石４３の極性を検知し、検知した極性に応じて外部電源から供給された電流を制御してコイル３３に供給する。

ロータ４は、ステータ３のシャフト３２に外挿されて回転可能に支持された回転体である。ロータ４は、軸受４１と、バックヨーク４２と、磁石４３と、重錘４４と、を備える。

軸受４１は、例えば含油軸受等のすべり軸受である。軸受４１は、円筒状に形成されている。軸受４１は、ステータ３のシャフト３２に外挿され、シャフト３２に相対回転可能に設けられている。軸受４１とベース部３１との間には、摺動リング６が介在している。摺動リング６は、円環状に形成されている。摺動リング６の外径は、軸受４１における摺動リング６に対向する端面の外径以下に設定されている。摺動リング６は、シャフト３２に挿通されている。摺動リング６は、軸受４１の回転を滑らかにする部材である。具体的に摺動リング６は、ポリアセタールやナイロン等の滑り性を有する樹脂材料単体、または前記樹脂に例えばポリテトラフルオロエチレンや超高分子ポリエチレン等の固体潤滑剤が添加された材料により形成されている。

バックヨーク４２は、環状に形成されたヨーク本体４５と、ヨーク本体４５の内周縁から延びる嵌合筒部４６と、ヨーク本体４５の外周縁から延びる取付部４７と、を備え、これらが一体形成されている。ヨーク本体４５は、軸方向Ｚに直交する円環板状に形成され、シャフト３２の中心軸線Ｃと同軸に配置されている。ヨーク本体４５は、軸方向Ｚにおいて軸受４１を挟んでステータ３のベース部３１とは反対側に配置されている。嵌合筒部４６は、ヨーク本体４５の内周縁から軸方向Ｚにおけるステータ３のベース部３１側に向かって延びている。嵌合筒部４６は、円筒状に形成されている。嵌合筒部４６内には、軸方向Ｚにおける軸受４１の端部が嵌合されている。取付部４７は、ヨーク本体４５の外周縁の一部から径方向Ｒの外側に向かって延びている。取付部４７は、重錘４４の形状に対応して形成され、中心角が約１８０°の扇状に形成されている（図１参照）。

磁石４３は、バックヨーク４２のヨーク本体４５におけるステータ３のベース部３１に対向する主面上に設けられている。磁石４３は、径方向Ｒにおいてステータ３のコイル３３と同じ位置に配置されている。

重錘４４は、バックヨーク４２の取付部４７におけるステータ３のベース部３１に対向する主面４７ａ上に設けられている。重錘４４は、磁石４３よりも径方向Ｒの外側に設けられている。重錘４４は、中心軸線Ｃを中心とする扇状に形成されている。重錘４４は、軸方向Ｚから見た中心角が例えば約１８０°となるように形成されている。これにより重錘４４は、中心軸線Ｃからずれた位置に重心を有する。重錘４４の軸方向Ｚにおける寸法は、磁石４３の軸方向Ｚにおける寸法と略一致している。重錘４４の材質としては、比重の高い金属であるタングステンが使用されている。重錘４４は、取付部４７に対し、例えば接着剤や溶接等により固定されている。

振動発生装置２では、ステータ３のコイル３３に電流が供給されると、コイル３３に磁力が発生する。ロータ４の磁石４３は、コイル３３に発生した磁力と磁石４３の磁力との相互作用により、コイル３３に吸引および反発する。これにより、ロータ４は、ステータ３に対して中心軸線Ｃを中心にして回転する。その結果、ロータ４には、重錘４４の遠心力が作用して振動が発生する。

文字板１６は、軸方向Ｚにおいてロータ４を挟んでステータ３のコイル３３とは反対側に配置されている。図１に示すように、文字板１６は、外部からガラス１５を介して視認可能となっており、ムーブメント（不図示）および振動発生装置２を覆っている。文字板１６には、時刻を表示するための数字等が明示されている。

図１および図２に示すように、文字板１６には、開口部１８が形成されている。開口部１８は、ロータ４を軸方向Ｚにおけるステータ３のコイル３３とは反対側に向けて露出させる。開口部１８は、軸方向Ｚから見て、中心軸線Ｃを囲うように形成されている。開口部１８は、軸方向Ｚから見て中心軸線Ｃを中心とする円形状に形成されている。開口部１８の内径は、ロータ４の最大半径の２倍よりも小さい。図示の例では、開口部１８の内径は、バックヨーク４２のヨーク本体４５の半径の２倍よりも大きく、取付部４７の半径の２倍よりも小さい。これにより、開口部１８の開口縁１８ａには、軸方向Ｚから見てロータ４と重なる重なり部１９が形成されている。重なり部１９は、軸方向Ｚから見て、ロータ４の回転位置によらず、少なくとも一部がロータ４と重なるように設けられている（図１参照）。本実施形態では、重なり部１９は、円環状に形成されている。重なり部１９は、軸方向Ｚにおいてロータ４から離間している。

このように、本実施形態によれば、文字板１６には、ロータ４を軸方向Ｚにおけるコイル３３とは反対側に向けて露出させる開口部１８が形成されているので、開口部１８を通じてロータ４を外部から視認可能となる。しかも、開口部１８の開口縁１８ａには、軸方向から見てロータ４と重なる重なり部１９が形成されているので、軸方向Ｚに沿ってコイル３３から離間するようなロータ４の移動を規制できる。これにより、ロータ４がシャフト３２から抜け落ちることを防止できる。したがって、時計１は、振動発生装置２のロータ４の脱落を防止しつつロータ４をユーザーに視認させることができる。

しかも、開口部１８は、軸方向Ｚから見て、中心軸線Ｃを囲うように形成されている。このため、軸方向Ｚから見てシャフト３２と重なる位置に重なり部が形成される構成と比較して、ロータ４をより広い面積で視認させることできる。

さらに、振動発生装置２は、ブラシレスモータなので、ステータ３とロータ４との間に吸引力が発生する。このため、コイル３３から離間する方向へのロータ４の移動を常時規制する必要はなく、軸方向Ｚにおけるコイル３３とは反対側からロータ４に常時接触してロータ４の抜け落ちを規制する部材をシャフト３２に設ける必要がない。したがって、ブラシ付モータ等、ロータに常時接触してロータの抜け落ちを規制する部材がシャフトに設けられた振動発生装置と比較して、部品点数を削減することができる。

また、重なり部１９は、軸方向Ｚにおいてロータ４から離間している。本実施形態では、振動発生装置２がブラシレスモータであり、ステータ３とロータ４との間に吸引力が発生するので、重なり部１９を軸方向Ｚにおいてロータ４から離間させることで、ロータ４の回転時にロータ４が重なり部１９に摺動することを防止できる。したがって、ロータ４の回転時における摺動音の発生を防止できる。また、ロータ４および重なり部１９の摩耗による時計１の故障を防止できる。

そして、本実施形態では、時計１の文字板１６を用いてロータ４の脱落を防止できるので、振動発生装置を備える時計において、ロータ４の脱落を防止するための部品を新たに設ける必要がない。したがって、部品点数の増加を抑制できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の振動発生装置１０２について説明する。
図３は、第２の実施形態の時計の内部構造を示す断面図である。
図３に示すように、振動発生装置１０２は、ステータ３およびロータ４を有するブラシレスモータ１０５と、ケース１０６と、を備える。ブラシレスモータ１０５は、第１の実施形態の振動発生装置２と同様に形成されている。ケース１０６は、ロータ４を収容する。ケース１０６は、ステータ３のベース部３１とカバー１２０とにより形成されている。

カバー１２０は、ロータ４を径方向Ｒの外側、および軸方向Ｚにおけるステータ３のベース部３１とは反対側から覆うように設けられている。具体的に、カバー１２０は、ロータ４を径方向Ｒの外側から覆う側壁１２１と、ロータ４を軸方向Ｚにおけるステータ３のベース部３１とは反対側から覆う天壁１２２と、を備える箱状に形成されている。

天壁１２２には、開口部１２３が形成されている。開口部１２３は、ロータ４を軸方向Ｚにおけるステータ３のコイル３３とは反対側に向けて露出させる。開口部１２３は、軸方向Ｚから見て、中心軸線Ｃを囲うように形成されている。開口部１２３は、軸方向Ｚから見て中心軸線Ｃを中心とする円形状に形成されている。開口部１２３の内径は、ロータ４の最大半径の２倍よりも小さい。図示の例では、開口部１２３の内径は、バックヨーク４２のヨーク本体４５の半径の２倍よりも大きく、取付部４７の半径の２倍よりも小さい。これにより、開口部１２３の開口縁１２３ａには、軸方向Ｚから見てロータ４と重なる重なり部１２４が形成されている。重なり部１２４は、軸方向Ｚから見て、ロータ４の回転位置によらず、少なくとも一部がロータ４と重なるように設けられている。本実施形態では、重なり部１２４は、円環状に形成されている。重なり部１２４は、軸方向Ｚにおいてロータ４から離間している。

このように、本実施形態によれば、カバー１２０の天壁１２２には、ロータ４を軸方向Ｚにおけるコイル３３とは反対側に向けて露出させる開口部１２３が形成されているので、開口部１２３を通じてロータ４を外部から視認可能となる。しかも、開口部１２３の開口縁１２３ａには、軸方向から見てロータ４と重なる重なり部１２４が形成されているので、軸方向Ｚに沿ってコイル３３から離間するようなロータ４の移動を規制できる。これにより、ロータ４がシャフト３２から抜け落ちることを防止できる。したがって、振動発生装置１０２は、ロータ４の脱落を防止しつつロータ４をユーザーに視認させることができる。

しかも、開口部１２３は、軸方向Ｚから見て、中心軸線Ｃを囲うように形成されている。このため、軸方向Ｚから見てシャフト３２と重なる位置に重なり部が形成される構成と比較して、ロータ４をより広い面積で視認させることできる。

さらに、振動発生装置１０２は、ブラシレスモータなので、ステータ３とロータ４との間に吸引力が発生する。このため、コイル３３から離間する方向へのロータ４の移動を常時規制する必要はなく、軸方向Ｚにおけるコイル３３とは反対側からロータ４に常時接触してロータ４の抜け落ちを規制する部材をシャフト３２に設ける必要がない。したがって、ブラシ付モータ等、ロータに常時接触してロータの抜け落ちを規制する部材がシャフトに設けられた振動発生装置と比較して、部品点数を削減することができる。

また、重なり部１２４は、軸方向Ｚにおいてロータ４から離間している。本実施形態では、ステータ３およびロータ４はブラシレスモータ１０５を構成しており、ステータ３とロータ４との間に吸引力が発生するので、重なり部１２４を軸方向Ｚにおいてロータ４から離間させることで、ロータ４の回転時にロータ４が重なり部１２４に摺動することを防止できる。したがって、ロータ４の回転時における摺動音の発生を防止できる。また、ロータ４および重なり部１２４の摩耗による振動発生装置１０２の故障を防止できる。

また、本実施形態では、ロータ４を収容するケース１０６（カバー１２０）に開口部１２３を形成することで、ロータ４を外部から視認可能とすることができるとともに、ケース１０６を用いてロータ４の脱落を防止できる。したがって、ロータ４を収容するケース１０６を備える振動発生装置１０２において、ロータ４をユーザーに視認させることが可能となるとともに、ロータ４の脱落を防止するための部品を新たに設けることなくケース１０６によりロータ４の脱落を防止できる。

なお、第２の実施形態の振動発生装置１０２を第１の実施形態の振動発生装置２に代えて、時計１に搭載してもよい。これにより、第１の実施形態の時計１と同様の作用効果を奏することができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、振動発生装置を備える電子機器として、時計を例に挙げて説明したが、これに限定されず、電子機器はスマートフォンやタブレットＰＣ等、振動による通知機能を有する機器であればよい。

また、上記実施形態では、開口部１８，１２３の開口縁１８ａ，１２３ａの全体が重なり部１９，１２４であり、重なり部１９，１２４は円環状に形成されているが、これに限定されない。重なり部は、ロータ４がシャフト３２から抜け落ちることを防止できればよく、軸方向Ｚから見てロータ４の回転位置によらず少なくとも一部がロータ４と重なるように設けられていればよい。すなわち、例えば、重なり部は周方向における一部に形成されていてもよい。

また、ロータのバックヨークおよび重錘の形状は、上記実施形態の形状に限定されるものではない。重錘は、ロータの重心を中心軸線Ｃに対してずらすように形成されていればよい。例えば、重錘は、バックヨークを挟んで磁石とは反対側に設けられていてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、上述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１…時計（電子機器） ２，１０２…振動発生装置 ３…ステータ ４…ロータ １６…文字板（覆い部） １８，１２３…開口部 １８ａ，１２３ａ…開口縁 １９，１２４…重なり部 ３２…シャフト ３３…コイル ４３…磁石 ４４…重錘 １０５…ブラシレスモータ １０６…ケース

Claims (6)

1. ブラシレスモータであって、コイルおよびシャフトを備えるステータ、並びに前記シャフトに外挿されて前記シャフトに回転可能に支持され、前記コイルに吸引する磁石、および前記シャフトの中心軸線からずれた位置に重心を有する重錘を持つロータを有する振動発生装置と、
   前記シャフトの軸方向において前記ロータを挟んで前記コイルとは反対側に配置されるとともに、前記ロータを前記軸方向における前記コイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成された覆い部と、
   を備え、
   前記開口部の開口縁のうち少なくとも一部には、前記軸方向から見て前記ロータと重なる重なり部が形成されており、
   前記開口部は、前記軸方向から見て前記中心軸線を囲うように形成されている、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記重なり部は、前記軸方向において前記ロータから離間している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 時計であって、
   前記覆い部は、文字板である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
4. コイルおよびシャフトを備えるステータ、並びに前記シャフトに外挿されて前記シャフトに回転可能に支持され、前記コイルに吸引する磁石、および前記シャフトの中心軸線からずれた位置に重心を有する重錘を持つロータを有するブラシレスモータと、
   前記シャフトの軸方向において前記ロータを挟んで前記コイルとは反対側に配置されるとともに、前記ロータを前記軸方向における前記コイルとは反対側に向けて露出させる開口部が形成された覆い部と、
   を備え、
   前記開口部の開口縁のうち少なくとも一部には、前記軸方向から見て前記ロータと重なる重なり部が形成されており、
   前記開口部は、前記軸方向から見て前記中心軸線を囲うように形成されている、
   ことを特徴とする振動発生装置。
5. 前記重なり部は、前記軸方向において前記ロータから離間している、
   ことを特徴とする請求項４に記載の振動発生装置。
6. 前記ロータを収容するケースを備え、
   前記覆い部は、前記ケースの一部である、
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動発生装置。

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