JP7109948B2 - 振動発生装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、振動発生装置及び電子機器に関する。

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。このような振動を発生するために、各種電子機器においては、例えば、振動発生装置（振動モータ）が使用されている。

そして、近年、スマートフォン（携帯電話）やタブレット等の電子情報機器においては、例えば、電話やメールの着信時やアラームの報知手段の他に、ディスプレイ上、又は各ボタンをタッチした際に、その確認として、振動発生装置からの振動が用いられている。また、ゲーム機等においては、様々な触覚をユーザーに与えることを目的として、振動発生装置による振動が用いられている。このように、振動で様々な情報を与えることは、様々な電子機器で広がりをみせている。

上記のような振動を発生する振動発生装置としては、例えば、回転型のモータの回転軸に偏心重りを固定した振動モータが古くから使用されている。このような、モータを利用した振動発生装置としては、大きく分けて、回転軸線方向に長く且つ小径とされた円筒状のモータを使用したものと、コイン型（扁平状）のモータを使用したものの二つのタイプが挙げられる。

また、コイン型（扁平状）のモータを使用した振動発生装置としては、例えば、ブラシによって給電するブラシ付きモータを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、コイン型のモータを使用した振動発生装置としては、上記の他に、ホール素子によってロータの回転位置を検出し、駆動信号の極性を変えながら駆動するブラシレスタイプのモータを用いたものが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特表２００８－５２０１８０号公報 特開２０１５－１９９００８号公報

ところで、従来から、振動発生装置に対しては、従来から以下の（１）～（４）に示すような点について改善が要求されていた。
（１）消費電流の低減
（２）駆動時（特に、間欠駆動時の起動・停止時）のノイズ低減
（３）寿命の向上
（４）低温環境における安定動作

従来の振動発生装置において、上記の（１）～（４）に示した点の改善が難しかった要因として、振動モータの軸受の特性が挙げられる。即ち、従来の振動モータの軸受には、一般的に、焼結金属にオイルを染み込ませてなる含油メタル軸受が用いられているが、この含油メタル軸受はトルク損失が大きいため、消費電力が増大するという問題がある。また、含油メタル軸受は、回転時に、焼結金属に保持されているオイルが表面に染み出すことで潤滑を行うが、特に、モータの起動・停止時は表面に染み出したオイルの量が少なく、金属製の軸受とシャフトが擦れあってノイズが発生するという問題がある。また、低温での動作、特に起動時においては、表面にオイルが染み出しにくいため、動作が不安定になったり、所望の特性が得られなかったりするおそれがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命である振動発生装置、及び、それが用いられた電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の振動発生装置は、回転軸線回りに回転可能に設けられ、少なくとも、前記回転軸線に対して偏心した重心を有する重錘と、内輪と外輪とを有したボールベアリングからなる軸受部とを備えたロータと、前記軸受部の前記内輪に形成された貫通孔に挿通され、前記ロータを回転可能に支持するシャフトと、前記重錘よりも径方向の内側に配置され、前記ロータの軸方向の移動を規制する規制部と、前記シャフトの一端側に固定され、前記ロータと対向する面に前記規制部が設けられ、且つ、前記ロータの少なくとも一部を露出させるように配置される円板状部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ロータの軸受部にボールベアリングを用いることで、従来のような含油メタル軸受を用いた場合に比べて回転時の摺動が滑らかなので、消費電力を低減できるとともにノイズも低減され、また、寿命特性も向上する。さらに、オイルの低温特性による影響が小さいため、低温環境下においても安定した動作が可能になる。
また、ロータの軸方向の移動を規制する規制部を備えることで、ロータに衝撃が加えられた際でも、ロータがシャフトから外れるのを防止できるとともに、ボールベアリングからなる軸受部を構成する内輪及び外輪やボールに圧痕が生じるのを防止できる。
また、シャフトの一端側に固定され、ロータと対向する面に規制部が設けられ、且つ、前記ロータの少なくとも一部を露出させるように配置された円板状部材が設けられていることで、ケースを備えていない構成であっても、上記同様、ロータの軸方向の移動を規制し、ロータがシャフトから抜けるのを防止できる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記軸受部が、前記内輪の外面の少なくとも一部が、前記軸方向における他端側から一端側に向かうに従って外径が漸次縮小していることが好ましい。

本発明によれば、軸受部に備えられる内輪の外径が漸次縮小していることにより、例えば、衝撃等によってロータが軸方向の一端側に動いた場合でも、軸受部を構成する内輪はボールと離れる方向には拘束されないので、内輪及び外輪とボールとの間に衝撃力が生じて各部材に圧痕等が生じるのを回避することが可能になる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記軸受部は、前記内輪の内面の少なくとも一部に、前記軸方向で内径が一定であるストレート領域を含むことがより好ましい。

本発明によれば、軸受部に備えられる内輪の内面にストレート領域が含まれることで、軸受部とシャフトとが確実に組み付けられ、安定した動作が可能になる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記軸受部は、前記外輪の内面の少なくとも一部が、前記軸方向における一端側から他端側に向かうに従って内径が漸次拡大していることがより好ましい。

本発明によれば、軸受部に備えられる外輪の内径が他端側に向かって漸次拡大していることにより、軸受部を含むロータを組み立てる際、まず、内輪側にボールを組み付け、その後、ボールを間に保持しながら外輪を組み付けることができるので、製造時の作業性及び生産性が向上する。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記軸受部は、前記外輪の内面の少なくとも一部に、前記軸方向で内径が一定であるストレート領域を含むことがより好ましい。

本発明によれば、軸受部に備えられる外輪の内面にストレート領域が含まれることで、上記のような、ロータを組み立てる際の作業性及び生産性が、より顕著に向上する。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記軸受部は、前記内輪又は前記外輪の少なくとも一方が樹脂材料からなる構成であってもよい。

本発明によれば、軸受部を構成する内輪又は外輪が樹脂材料からなることで、材料コストを低減することができるとともに、金属からなるボールとの摺動性が向上するので、消費電流を低減することができ、さらに、ノイズも低減することが可能になる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記シャフトが、前記軸受部に対して一体に形成されている構成であってもよい。

本発明によれば、シャフトが、軸受部、即ち、内輪と一体に形成されていることにより、より安定した動作が可能になる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、さらに、前記軸受部を、前記軸方向における他端側から支持する位置決め部材を備えることが好ましい。

本発明によれば、軸受部を他端側から支持する位置決め部材を備えることにより、ロータとステータ及びコイルとが干渉するのを防止できる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記ロータが、前記重錘が取り付けられたバックヨークを備え、前記規制部の一部が、前記バックヨークと前記軸方向で対向する構成であってもよい。

本発明によれば、規制部の一部がバックヨークと軸方向で対向していることで、ロータが軸方向に移動した際に、バックヨークが規制部に直接接触する。これにより、ロータの軸方向の移動を効果的に規制できるので、ロータがシャフトから抜けるのを確実に防止できる。

また、本発明の振動発生装置は、上記構成において、前記重錘が、前記シャフトの他端側を基準にしたときに、前記ロータにおける最も高い位置に設けられていることが好ましい。

本発明によれば、重錘がロータの最も高い位置に設けられていることで、重錘の設置可能範囲が広がるので、重錘を大きくすることが可能になる。これにより、回転するロータに作用する重錘の遠心力が大きくなるので、発生する振動を増大させることが可能になる。

本発明の電子機器は、上記の何れかの振動発生装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記の何れかの振動発生装置を備えるものなので、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命なものとなる。

また、本発明の電子機器は、上記構成において、外部から視認可能な視認部と、前記視認部に設けられている開口部と、を備え、前記ロータが、前記開口部内に配置された構成であることが好ましい。

本発明によれば、上記構成を備えることにより、ロータが回転している状態をユーザーに認識させることが可能になる。これにより、ユーザーに対して振動を利用して情報を伝達するとともに、視覚を利用して情報を伝達することも可能になるので、ユーザーに対する情報の伝達機能を向上させることができる。

本発明の振動発生装置によれば、上記構成を備えることにより、消費電力を低減できるとともにノイズも低減され、寿命特性も向上し、さらに、低温環境下においても安定した動作が可能になる。また、ロータに衝撃が加えられた際でも、ロータがシャフトから外れるのを防止できるとともに、ボールベアリングからなる軸受部を構成する内輪及び外輪やボールに圧痕が生じるのを防止できる。

また、本発明の電子機器によれば、上記の本発明に係る振動発生装置を備えたものなので、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命なものとなる。

本発明の第１の実施形態である振動発生装置が備えられた電子機器を模式的に説明する図であり、電子機器の一例として時計を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態である振動発生装置を模式的に説明する断面図である。 本発明の第２の実施形態である振動発生装置を模式的に説明する断面図である。 本発明の第３の実施形態である振動発生装置を模式的に説明する断面図である。

以下、本発明の振動発生装置及び電子機器の実施形態を挙げ、その各構成について図１～図４を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、本発明の振動発生装置及び電子機器の特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

［第１の実施形態］
以下に、本発明の第１の実施形態について詳述する。

（電子機器）
図１は、第１の実施形態の時計（電子機器）１の平面図である。
図１に示すように、本実施形態の時計１は、腕時計型のアナログ式電子時計である。この時計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、ケース１３と、ケース１３の表面に設けられたガラス１４と、ガラス１４の内側に設けられた文字板１５（視認部）と、ケース１３内に設けられた時計用の部品と、を備える。文字板１５は、外部からガラス１４を介して視認可能となっている。文字板１５には、時刻を表示するための数字等が明示されている。また、文字板１５上には、複数の針１６（時針、分針および秒針）が回転可能に配置されている。さらに、文字板１５には、孔１７（開口部）が設けられている。

ケース１３内には、時計用の部品として、図視略のムーブメント、及び、詳細を後述する本実施形態の振動発生装置２が収容されている。ムーブメントは、図視略の駆動ユニット及びバッテリ等を備え、複数の針１６の駆動を制御する。本実施形態の振動発生装置２は、図示例においては孔１７内に配置されている。

本実施形態の電子機器である時計１は、上記構成を備えることにより、例えば、アラーム等の報知手段として振動を発生させ、ユーザーに対して振動を利用して情報を伝達することができる。

また、本実施形態の時計１は、必要に応じて、後述するロータ（図２中の符号３等を参照）が回転している状態をユーザーに認識させることが可能になる。図示例では、振動発生装置２に備えられるロータ３が、文字板１５の孔１７内に配置されるように構成されている。これにより、ユーザーに対して振動を利用して情報を伝達するとともに、視覚を利用して情報を伝達することも可能になるので、ユーザーに対する情報の伝達機能を向上させることができる。また、上記のように、孔１７を介して振動発生装置２の内部機構の一部を視認できる構成とした場合には、時計１の意匠性をより高めることができる。

なお、本実施形態の時計１は、上記構成には限定されず、例えば、ケース１３や文字板１５を透明な部材で形成して、内部構造を視認できるように構成されていてもよい。

また、本実施形態の時計（電子機器）１によれば、詳細については後述するが、本実施形態の振動発生装置２を備えるものなので、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命なものとなる。

（振動発生装置）
図２は、第１の実施形態の振動発生装置２を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、振動発生装置２は、ブラシレスの振動発生装置（ＢＬＤＣモータ：ブラシレス直流モータ）である。

本実施形態の振動発生装置２は、ロータ３と、ステータ４と、規制部５と、を備え、概略構成されている。より詳細には、振動発生装置２は、回転軸線Ｃ回りに回転可能に設けられ、少なくとも、回転軸線Ｃに対して偏心した重心を有する重錘３４と、内輪３１Ａと外輪３１Ｂとを有したボールベアリングからなる軸受部３１とを備えたロータ３と、軸受部３１の内輪３１Ａに形成された貫通孔３１ｃに挿通され、ロータ３を回転可能に支持するシャフト４１と、重錘３４よりも径方向Ｒの内側に配置され、ロータ３の軸方向Ｚの移動を規制する規制部５と、を備える。

なお、以下の説明においては、ロータ３の回転軸線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に直交して回転軸線Ｃから放射状に延びる方向（すなわちロータ３の径方向）を径方向と称するとともに符号Ｒを付す。また、回転軸線Ｃ周りの周方向を単に周方向と称する。

ロータ３は、軸受部３１と、バックヨーク３２と、磁石３３と、重錘３４と、を備えて構成される。ロータ３は、図２に示すように、ケース７内に収容されている。

軸受部３１は、図２中に示すようなボールベアリングからなるものであり、内輪３１Ａ、外輪３１Ｂ、ボール（転動体）３１Ｃ及び図視略のリテーナ（ボール保持器）とから構成される。図示例においては、上述したように、内輪３１Ａの貫通孔３１ｃにシャフト４１が挿通されている。また、軸受部３１は、外輪３１Ｂが、例えば、接着や溶着、あるいは嵌合等の手段により、バックヨーク３２の一方の面に固定されている。

軸受部３１を構成するボールベアリングは、回転時の摩擦を軽減しながら、ラジアル方向の荷重及びアキシャル方向の荷重を支持する。より具体的には、軌道輪となる内輪３１Ａと外輪３１Ｂとで複数のボール３１Ｃを囲み、このボール３１Ｃを介して加重を伝達する。また、図示例では、内輪３１Ａの貫通孔３１ｃにシャフト４１が挿通されるとともに、外輪３１Ｂがバックヨーク３２に固定されている。即ち、軸受部３１は、内輪３１Ａの内面３１ｂがシャフト４１に接し、内輪３１Ａの外面３１ａと外輪３１Ｂの内面３１ｅとでボール３１Ｃを囲むとともに、外輪３１Ｂの外面３１ｄは、詳細を後述する磁石３３と接している。そして、ロータ３の回転時は、外輪３１Ｂの回転に伴ってボール３１Ｃが自転することで、低摩擦での軸受支持が可能になる。

軸受部３１は、内輪３１Ａの内面３１ｂの少なくとも一部に、軸方向Ｚで内径が一定であるストレート領域を含むことがより好ましい。図２に示す例においては、内輪３１Ａの内面３１ｂ全体がストレート領域とされている。このように、軸受部３１に備えられる内輪３１Ａの内面３１ｂにストレート領域が含まれることで、軸受部３１とシャフト４１とが確実に組み付けられ、安定した動作が可能になる。

軸受部３１は、内輪３１Ａ又は外輪３１Ｂの少なくとも一方が樹脂材料からなるものであってもよい。このように、軸受部３１を構成する内輪３１Ａ又は外輪３１Ｂの何れか一方、あるいは両方が樹脂材料からなることで、軸受部３１の材料コストを低減できる。これとともに、金属からなるボール３１Ｃと内輪３１Ａ及び外輪３１Ｂとの摺動性が向上するので、消費電流を低減することができ、さらに、ノイズも低減することが可能になる。

なお、ボール３１Ｃの材質は、金属材料が一般的ではあるが、例えば、セラミックスや樹脂製のボールを採用してもよい。

バックヨーク３２は、環状に形成されたヨーク本体３５と、ヨーク本体３５の内周縁近傍の接合部３６と、ヨーク本体３５の外周縁から延びる取付部３７と、を備え、これらが一体形成されている。ヨーク本体３５は、軸方向Ｚに直交する円環板状に形成され、回転軸線Ｃと同軸に配置されている。ヨーク本体３５は、軸受部３１よりも軸方向Ｚにおける一端側に配置されている。接合部３６は、ヨーク本体３５の内周縁近傍に設けられた板状の領域である。接合部３６には、軸方向Ｚにおける他方側に向く主面３７ａ上に、軸受部３１の外輪３１Ｂが接合固定されている。取付部３７は、ヨーク本体３５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３７は、重錘３４の形状に対応して形成され、例えば、中心角が約１８０°の扇状に形成される。

磁石３３は、バックヨーク３２のヨーク本体３５における軸方向Ｚの他方側に向く主面上に設けられている。磁石３３としては、ブラシレス直流モータ等において従来から用いられている材料を何ら制限無く用いることができる。

重錘３４は、バックヨーク３２の取付部３７における軸方向Ｚの他方側に向く主面３７ａ上に、磁石３３よりも径方向Ｒの外側に配置されている。図２においては詳細な図示を省略しているが、重錘３４は、回転軸線Ｃを中心とする扇状に形成され、例えば、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３４の重心は、回転軸線Ｃに対して偏心した状態とされている。一方、重錘３４の軸方向Ｚにおける寸法は、磁石３３の軸方向Ｚにおける寸法と概略一致している。
重錘３４の材質としては、特に限定されないが、例えば、比重の高い金属であるタングステン等を用いることができる。
また、重錘３４は、取付部３７の主面３７ａに対し、例えば接着剤や溶接等によって接合固定されている。

ステータ４は、シャフト４１と、ベース部４２（支持板）と、コイル４３と、駆動部４４と、を備える。
シャフト４１は、回転軸線Ｃと同軸に配置されている。シャフト４１は、上述したように、軸受部３１の貫通孔３１Ｃに挿通され、軸受部３１に対して組み付けられている。これによりシャフト４１は、ボールベアリングからなる軸受部３１を介して、ロータ３全体を回転可能に支持している。シャフト４１は、軸方向Ｚの一方側の第１端部４１ａ（一端）と、軸方向Ｚの他方側の第２端部４１ｂ（他端）と、を備えている。また、図示例のシャフト４１は、第１端部４１ａが、詳細を後述するケース７に備えられる上板部７１の内面側から入り込むように構成されている。

ベース部４２は、軸方向Ｚにおいて、磁石３３を挟んで、バックヨーク３２に備えられるヨーク本体３５の反対側に配置されている。ベース部４２は、例えば、ケース７内の底板部７２上に取り付けられる。また、ベース部４２は、例えば、軸方向Ｚに直交するように円板状に形成される。

ベース部４２の平面視中央部には、シャフト支持孔４７が形成されている。このシャフト支持孔４７は、回転軸線Ｃと同軸に形成されている。また、シャフト支持孔４７には、シャフト４１における軸方向Ｚの他方側の第１端部４１ａが相対回転不能に挿通されている。

コイル４３は、ベース部４２において、ロータ３の磁石３３と対向する領域の主面４２ａ上に設けられている。
駆動部４４は、ベース部４２の主面４２ａ上に設けられている。駆動部４４は、図視略の外部電源に接続されているとともに、コイル４３に対して電気的に接続されている。また、駆動部４４は、図示略のホール素子を有し、このホール素子によってロータ３に設けられた磁石３３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ながらコイル４３に供給する。コイル４３に電流が供給されると、コイル４３に磁力が発生する。そして、コイル４３に発生した磁力と、磁石３３の磁力との相互作用によりロータ３が回転軸線Ｃを中心にして回転する。この回転により、ロータ３に重錘３４の遠心力が作用し、振動が発生する。

規制部５は、ロータ３の軸方向Ｚの移動を規制する。図２に例示する例では、規制部５は、ケース７における上板部７１の内面側に設けられている。また、図示例における規制部５は、ロータ３の重錘３４よりも径方向Ｒの内側に配置されている。本実施形態では、規制部５の少なくとも一部がバックヨーク３２と軸方向Ｚで対向するので、ロータ３が軸方向Ｚに移動した際に、規制部５がバックヨーク３２に直接接触し、ロータ３の軸方向Ｚにおける一方側（ステータ４とは反対側）への移動を規制する。これにより、ロータ３がシャフト４１から抜け落ちるのを確実に防止できるとともに、軸受部３１を構成する内輪３１Ａ、外輪３１Ｂ及びボール３１Ｃに圧痕等が生じるのを防止できる。

規制部５の材料としては、特に限定されず、従来公知の樹脂材料、例えば、摺動性に優れるポリアミド樹脂やポリアセタール樹脂を用いることが好ましい。

位置決め部材６は、軸受部５を、軸方向Ｚにおける他端側（シャフト４の第２端部４１ｂ側）から支持し、ロータ３の軸方向Ｚにおける位置決めを行う。図示例の位置決め部材６は、リング状の部材からなり、中央の貫通孔にシャフト４１が挿通される。

本実施形態で説明する例のようなブラシレス直流モータにおいては、磁石３３とコイル４３とが引き合う力が常時作用する。従って、振動発生装置２においては、ロータ３（磁石３３）とステータ４（コイル４３）とが干渉するのを防止するため、軸受部３１が軸方向Ｚにおいて、所定の位置を越えて一端側に移動しないよう、軸受部３１（ロータ３）の位置決めを行う必要がある。
本実施形態においては、上記のように、軸受部３１を他端側から支持する位置決め部材６を備えることにより、磁石３３とコイル４３との干渉、即ち、ロータ３とステータ４との干渉を防止できる。従って、ロータ３とステータ４との間で摺動摩擦による損失が生じるのを防止することが可能になる。

位置決め部材６の材料としては、特に限定されず、例えば、機械的特性や耐熱性等を勘案しながら、従来からこの分野で用いられている樹脂材料等を採用することができる。

また、第２の実施形態において詳細を説明するが、例えば、軸受部３１に備えられる内輪３１Ａと、位置決め部材６とを一体化した構成を採用することも可能である。

ケース７は、本実施形態の振動発生装置２の主要構成部品を収容する筐体であり、有底筒状に形成されて上板部７１を有する上蓋部７Ａと、底板部７２とからなる。ケース７の材質としては、特に限定されず、従来からこの分野で用いられている金属材料又は樹脂材料を何ら制限無く用いることができる。

ケース７の底板部７２は、例えば、本実施形態の振動発生装置２が備えられる、図１に示す時計（電子機器）１内に配置された図視略の回路基板等に取り付けられる。

上記構成を備える本実施形態の振動発生装置２によれば、ロータ３の軸受部３１に上記構成のボールベアリングを用いることで、従来のような含油メタル軸受を用いた場合に比べて回転時の摺動が滑らかなので、消費電力を低減できるとともにノイズも低減され、また、寿命特性も向上する。さらに、オイルの低温特性による影響が無いため、低温環境下においても安定した動作が可能になる。

さらに、本実施形態の振動発生装置２によれば、ロータ３の軸方向Ｚの移動を規制する規制部５を備えることで、例えば、ロータ３に衝撃が加えられた際でも、ロータ３がシャフト４１から外れるのを防止でき、また、軸受部３１を構成する内輪３１Ａ及び外輪３１Ｂやボール３１Ｃに圧痕が生じることも防止できる。

なお、本実施形態においては、シャフト４１が軸受部３１に対して一体に形成されている構成を採用してもよい。即ち、シャフト４１が、軸受部３１を構成する内輪３１Ａと一体に形成されていてもよい。これにより、より安定した動作が可能になるともに、装置コストを低減することが可能になる。

また、本実施形態においては、詳細な図示を省略するが、規制部５が、ロータ３に設けられていてもよい。このような構成とした場合でも、上記同様、ロータ３の軸方向Ｚの移動を規制し、ロータ３がシャフト４１から抜けるのを防止できる。

また、本実施形態においては、ロータ３に備えられる重錘３４が、シャフト４１の第２端部（他端側）４１ｂを基準にしたときに、ロータ３における最も高い位置に設けられていることがより好ましい。このように、重錘３４がロータ３の最も高い位置に設けられていることで、重錘３４の設置可能範囲が広がるので、重錘３４を大きく構成することが可能になる。これにより、回転するロータ３に作用する重錘３４の遠心力が大きくなるので、発生する振動を増大させることが可能になる。

また、本実施形態の振動発生装置２は、例えば、ケース７の上板部７１に所定のサイズの孔を設けるか、あるいは、上板部を透明部材から構成してもよい。これにより、図１中に示す例のような時計１に組み込まれた状態において、径方向Ｒから見て、ロータ３の少なくとも一部が、文字板１５の孔１７から露出するように配置された構成とすることができる。

本実施形態の振動発生装置２を製造するにあたり、ロータ３とシャフト４１とを組み付ける際は、まず、ボールベアリングからなる軸受部３１を、接着又は嵌合等の方法でバックヨーク３２に固定してロータ３を組み立てる。そして、軸受部３１の内輪３１Ａに形成された貫通孔３１ｃにシャフト４１を挿通することで、ロータ３とシャフト４１とを組み付けることができる。

［第２の実施形態］
以下に、本発明の第２の実施形態の振動発生装置２００について詳述する。
なお、以下に説明する第２の実施形態の振動発生装置２００において、上述した第１の実施形態の振動発生装置２と同様の構成については、図中において同じ符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する場合がある。

図３は、第２の実施形態の振動発生装置２００を模式的に示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態の振動発生装置２００は、上述した第１の実施形態の振動発生装置２に対して、ロータ２０３に備えられる軸受部２３１が、内輪２３１Ａの外面２３１ａの少なくとも一部が、軸方向Ｚにおける他端側（シャフト４１の第１端部４１ａ側）から一端側（シャフト４１の第２端部４１ｂ側）に向かうに従って外径が漸次縮小している点で異なる。

また、図示例の振動発生装置２００においては、軸受部２３１の内輪２３１Ａが略円筒状に形成されており、この内輪２３１Ａが、シャフト４１を固定するベース部４２に当接する位置まで延在している。これにより、振動発生装置２００は、第１の実施形態の振動発生装置２に備えられているような位置決め部材６（図２を参照）が不要となる。即ち、本実施形態では、実質的に、軸受部を構成する内輪と位置決め部材とが一体化された構成とされている。

また、内輪２３１Ａの下端側には、外径の大きなフランジ状の押さえ部２３１ｆが形成されている。この押さえ部２３１ｆは、後述する軸受部２３１とシャフト４１とを組み付ける際に、治具による押圧に使用される部位である。

図３中に示すロータ２０３に備えられる軸受部２３１は、第１の実施形態で説明した軸受部３１と同様、軌道輪となる内輪２３１Ａと外輪２３１Ｂとで複数のボール２３１Ｃを囲み、このボール２３１Ｃを介して加重を伝達する。また、図示例では、内輪２３１Ａの貫通孔２３１ｃにシャフト４１が挿通されるとともに、外輪２３１Ｂがバックヨーク３２に固定されている。即ち、軸受部２３１は、内輪２３１Ａの内面２３１ｂがシャフト４１に接し、内輪２３１Ａの外面２３１ａと外輪２３１Ｂの内面２３１ｅとでボール２３１Ｃを囲むとともに、外輪２３１Ｂの外面２３１ｄは磁石３３と接している。

本実施形態の振動発生装置２００は、図３中に示すように、軸受部２３１に備えられる内輪２３１Ａの外径が漸次縮小していることにより、例えば、衝撃等によってロータが軸方向の一端側に動いた場合でも、軸受部２３１を構成する内輪２３１Ａはボール２３１Ｃと離れる方向には拘束されない。これにより、内輪２３１Ａ及び外輪２３１Ｂとボール２３１Ｃとの間に衝撃力が生じて各部材に圧痕等が生じるのを回避することが可能になる。また、軸受部２３１における内輪２３１Ａの高さを、軸方向外側に延在させていることにより、衝撃等によってロータが軸方向の一端側に動いた際に、ボール２３１Ｃが内輪２３１Ａから外れてロータが外れるのを防止できる。

本実施形態の振動発生装置２００を製造するにあたり、ロータ２０３とシャフト４１とを組み付ける際は、まず、シャフト４１に内輪２３１Ａを固定する。
また、外輪２３１Ｂをバックヨーク３２に固定し、この状態で、外輪２３１Ｂにボール２３１Ｃ及び図視略のリテーナを組み付けた状態する。この際、バックヨーク３２には、磁石３３及び重錘３４も取り付けた状態とする。
そして、バックヨーク３２に外輪２３１Ｂ、ボール２３１Ｃ及びリテーナ、並びに磁石３３及び重錘３４を取り付けた組立体を、シャフト４１に内輪２３１Ａを固定した組立体に組み付ける。この際、外輪２３１Ｂに配列支持された複数のボール２３１Ｃを、内輪２３１Ａに載せるように組み付ける。
以上により、ロータ２０３とシャフト４１とを組み付けることができる。

［第３の実施形態］
以下に、本発明の第３の実施形態の振動発生装置３００について詳述する。
なお、以下に説明する第３の振動発生装置３００において、上述した第１，２の実施形態の振動発生装置２，２００と同様の構成については、図中において同じ符号を付与するとともに、その詳細な説明を省略する場合がある。

図４は、第３の実施形態の振動発生装置３００を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、本実施形態の振動発生装置３００は、上述した第２の実施形態の振動発生装置２００と同様、軸受部３３１が、内輪３３１Ａの外面３３１ａの少なくとも一部が、軸方向Ｚにおける他端側（シャフト４１の第１端部４１ａ側）から一端側（シャフト４１の第２端部４１ｂ側）に向かうに従って外径が漸次縮小している。

一方、本実施形態の振動発生装置３００は、軸受部３３１において、外輪３３１Ｂの内面３３１ｅの少なくとも一部が、軸方向Ｚにおける一端側から他端側に向かうに従って内径が漸次拡大している点で、第１，２の実施形態の振動発生装置２，２００とは異なる。図示例においては、外輪３３１Ｂの内面３３１ｅのうち、一端側の近傍を除く領域が、他端側に向かうに従って内径が漸次拡大するように形成されている。

さらに、本実施形態の振動発生装置３００は、シャフト４１の第１端部（一端側）４１ａに円板状部材（径方向に延在する部材）４５が固定されており、この円板状部材４５におけるロータ３０３と対向する面に規制部３０５が設けられている点で、第１，２の実施形態の振動発生装置２，２００とは異なる。即ち、本実施形態の振動発生装置３００は、外側を覆う筐体であるケースを備えていない点でも、第１，２の実施形態の振動発生装置２，２００とは異なる。なお、図４に示す例においては、ステータ４に備えられるベース部４２が、取付板３０７の表面に設置されている。

図４中に示すロータ３０３に備えられる軸受部３３１は、第１，２の実施形態で説明した軸受部３１，２３１と同様、軌道輪となる内輪３３１Ａと外輪３３１Ｂとで複数のボール３３１Ｃを囲み、このボール３３１Ｃを介して加重を伝達する。また、図示例では、内輪３３１Ａの貫通孔３３１ｃにシャフト４１が挿通されるとともに、外輪３３１Ｂがバックヨーク３２に固定されている。即ち、軸受部３３１は、内輪３３１Ａの内面３３１ｂがシャフト４１に接し、内輪３３１Ａの外面３３１ａと外輪３３１Ｂの内面３３１ｅとでボール３３１Ｃを狭持するとともに、外輪３３１Ｂの外面３３１ｄは磁石３３と接している。

本実施形態の振動発生装置３００によれば、軸受部３３１に備えられる外輪３３１Ｂの内径３３１ｅが他端側（シャフト４１の第２端部４１ｂ側）に向かって漸次拡大していることにより、軸受部３３１を含むロータ３０３を組み立てる際、まず、内輪３３１Ａ側に、図示略のリテーナで保持されたボール３３１Ｃを組み付け、その後、ボール３３１Ｃを間に保持しながら外輪３３１Ｂを組み付けることができるので、製造時の作業性及び生産性が向上する。

また、振動発生装置３００によれば、シャフト４１の第１端部４１ａ（一端側）に固定された円板状部材４５に規制部３０５が設けられていることで、ケースを備えていない構成であっても、上記同様、ロータ３０３の軸方向の移動を規制し、ロータ３０３がシャフト４１から抜けるのを防止できる。

また、本実施形態によれば、第１、２の実施形態の振動発生装置２，２００のようなケース７（図２を参照）を省略できるので、ケースが設けられていない分だけ、外形を小さくすることができる。また、本実施形態によれば、ケースの配置を省略することで、振動発生装置３００の大型化を抑制しつつ、磁石３３やコイル４３を大きくすることが可能になる。これにより、振動発生装置３００におけるブラシレス直流モータとしての高トルク化が可能になり、振動を強力且つ容易に発生させることが可能になる。さらに、本実施形態によれば、ケースの配置を省略することで部品コストを低減し、低コスト化を図ることも可能である。

また、本実施形態の振動発生装置３００によれば、ケースの配置を省略することで、上述したような時計１（図１を参照）等のような電子機器に適用した場合に、必要に応じてロータ３０３を文字板１５の孔１７から露出させる構成を採用することも可能である。これにより、ロータ３０３が回転している様子について、ロータ３０３の少なくとも一部をユーザーに視覚的に認識させることが可能になる。即ち、ユーザーに対して振動を利用して情報を伝達するとともに、視覚を利用して情報を伝達することも可能になるので、ユーザーに対する情報の伝達機能を顕著に向上させることが可能になる。さらに、時計１の文字板１５に形成された孔１７から振動発生装置３００の内部機構の一部を視認できる構成とした場合には、電子機器である時計の意匠性を高めることも可能になる。

本実施形態においては、軸受部３３１が、外輪３３１Ｂの内面３３１ｅの少なくとも一部に、軸方向Ｚで内側に向けて内径が暫時大きくなる領域を含むことが好ましく、図４に示す例のように、軸方向Ｚで内径が一定であるストレート領域を含むことがより好ましい。図示例においては、外輪３３１Ｂの内面３３１ｅにおける、軸方向Ｚで他端側（シャフト４１の第２端部４１ｂ側）がストレート領域とされている。このように、軸受部３３１に備えられる外輪３３１Ｂの内面３３１ｅに、内径が暫時大きくなる領域又はストレート領域が含まれることで、ロータ３０３を組み立てる際の作業性及び生産性が顕著に向上する。

本実施形態の振動発生装置３００を製造するにあたり、ロータ３０３とシャフト４１とを組み付ける際は、まず、シャフト４１に内輪３３１Ａを固定する。
また、外輪３３１Ｂをバックヨーク３２に固定し、さらに、バックヨーク３２に、磁石３３及び重錘３４も取り付けた状態とする。
次に、内輪３３１Ａに、図視略のリテーナで固定されたボール３３１Ｃを載せる。
そして、バックヨーク３２に、外輪３３１Ｂ、磁石３３及び重錘３４を取り付けた組立体を、シャフト４１に内輪３３１Ａ、ボール３３１Ｃ及びリテーナを組み付けた組立体に組み付ける。この際、内輪３３１Ａに配列支持された複数のボール２３１Ｃの列に、外輪３３１Ｂを載せるように組み付ける。
以上により、ロータ３０３とシャフト４１とを組み付けることができる。

［作用効果］
以上説明したように、本発明に係る振動発生装置２，２００，３００によれば、少なくとも、内輪３１Ａ（２３１Ａ，３３１Ａ）と外輪３１Ｂ（２３１Ｂ，３３１Ｂ）とを有したボールベアリングからなる軸受部３１（２３１，３３１）とを備えたロータ３（２０３，３０３）と、該ロータ３（２０３，３０３）の軸方向Ｚの移動を規制する規制部５（３０５）とを備えた構成を採用している。これにより、従来のような含油メタル軸受を用いた場合に比べて回転時の摺動が滑らかになるので、消費電力を低減できるとともにノイズも低減され、また、寿命特性も向上する。さらに、オイルの低温特性による影響が無いため、低温環境下においても安定した動作が可能になる。さらに、ロータ３（２０３，３０３）の軸方向Ｚの移動を規制する規制部５（３０５）を備えることで、例えば、ロータ３（２０３，３０３）に衝撃が加えられた場合であっても、ロータ３（２０３，３０３）がシャフト４１から外れるのを防止できるとともに、ボールベアリングからなる軸受部３１（２３１，３３１）を構成する内輪３１Ａ（２３１Ａ，３３１Ａ）及び外輪３１Ｂ（２３１Ｂ，３３１Ｂ）やボール３１Ｃ（２３１Ｃ，３３１Ｃ）に圧痕が生じることも防止できる。

また、本発明に係る電子機器である時計１によれば、上記の本発明に係る振動発生装置２，２００，３００を備えたものなので、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命なものとなる。

本発明の振動発生装置は、上述したように、消費電流が少なく且つ低ノイズであり、さらに、低温環境においても安定した動作が可能であるとともに高寿命であるものである。従って、本発明の振動発生装置は、例えば、スマートフォン（携帯電話）、スマートウォッチ、タブレット等の電子機器における報知手段や、ＶＲ用のヘッドマウントディスプレイ、携帯ゲーム機等において様々な触覚をユーザーに与える用途で非常に好適である。

１…時計（電子機器）
１５…文字板（視認部）
１７…孔（開口部）
２，２００，３００…振動発生装置
３，２０３，３０３…ロータ
３１，２３１，３３１…軸受部
３２…バックヨーク
３３…磁石
３４…重錘
４…ステータ
４１…シャフト
４１ａ…第１端部（一端側）
４１ｂ…第２端部（他端側）
４２…ベース部（支持板）
４３…コイル
４４…駆動部
４５…円板状部材（径方向に延在する部材）
５，３０５…規制部
６…位置決め部材
７…ケース
７Ａ…上蓋部
７１…上板部
７２…底板部
３０７…取付板
Ｃ…回転軸線
Ｒ…径方向
Ｚ…軸方向

Claims (12)

1. 回転軸線回りに回転可能に設けられ、少なくとも、前記回転軸線に対して偏心した重心を有する重錘と、内輪と外輪とを有したボールベアリングからなる軸受部とを備えたロータと、
   前記軸受部の前記内輪に形成された貫通孔に挿通され、前記ロータを回転可能に支持するシャフトと、
   前記重錘よりも径方向の内側に配置され、前記ロータの軸方向の移動を規制する規制部と、
   前記シャフトの一端側に固定され、前記ロータと対向する面に前記規制部が設けられ、且つ、前記ロータの少なくとも一部を露出させるように配置される円板状部材と、
   を備えることを特徴とする振動発生装置。
2. 前記軸受部は、前記内輪の外面の少なくとも一部が、前記軸方向における他端側から一端側に向かうに従って外径が漸次縮小し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. 前記軸受部は、前記内輪の内面の少なくとも一部に、前記軸方向で内径が一定であるストレート領域を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動発生装置。
4. 前記軸受部は、前記外輪の内面の少なくとも一部が、前記軸方向における一端側から他端側に向かうに従って内径が漸次拡大していることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の振動発生装置。
5. 前記軸受部は、前記外輪の内面の少なくとも一部に、前記軸方向で内径が一定であるストレート領域を含むことを特徴とする請求項４に記載の振動発生装置。
6. 前記軸受部は、前記内輪又は前記外輪の少なくとも一方が樹脂材料からなることを特徴とする請求項１～請求項５の何れか一項に記載の振動発生装置。
7. 前記シャフトが、前記軸受部に対して一体に形成されていることを特徴とする請求項１～請求項６の何れか一項に記載の振動発生装置。
8. さらに、前記軸受部を、前記軸方向における他端側から支持する位置決め部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
9. 前記ロータは、前記重錘が取り付けられたバックヨークを備え、
   前記規制部の一部が、前記バックヨークと前記軸方向で対向することを特徴とする請求項１～請求項８の何れか一項に記載の振動発生装置。
10. 前記重錘は、前記シャフトの他端側を基準にしたときに、前記ロータにおける最も高い位置に設けられていることを特徴とする請求項１～請求項９の何れか一項に記載の振動発生装置。
11. 請求項１～請求項１０の何れか一項に記載の振動発生装置を備えることを特徴とする電子機器。
12. 外部から視認可能な視認部と、
    前記視認部に設けられている開口部と、
    を備え、
    前記ロータが、前記開口部内に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。

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