振動発生装置及び電子機器

【課題】幅広い振動状態を再現すること。
【解決手段】所定の回転軸Ｃを中心に回転可能に設けられた回転子ＳＦと、前記回転子ＳＦを回転駆動する駆動部ＡＣＴと、前記回転子ＳＦと一体的に回転するように、かつ、前記回転子ＳＦと一体化された状態での重心位置が前記回転軸Ｃ上から外れるように、前記回転子ＳＦに設けられた偏心部ＵＢと、前記偏心部ＵＢの回転軌道上の空間を囲う保護部ＣＯＶとを備え、前記偏心部ＵＢは、前記回転子ＳＦから離れる方向に向けて中心角が１８０°未満で広がるように形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発生装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末などの電子機器として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１に示すような電子機器においては、ユーザに振動を検知させる構成が用いられる場合がある。このような振動を発生させる振動発生装置として、例えば振動モーターが知られている。振動モーターとしては、例えば円筒型の回転子の先端に錘をつけ、モーターをその回転により振動を発生させている構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８６０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の振動モーターでは、高周波数の振動を発生させることは可能であっても、低周波数の振動を発生させることが困難であった。このため、幅広い振動状態を再現することが困難であった。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明は、幅広い振動状態を再現することが可能な振動発生装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様に従えば、所定の回転軸を中心に回転可能に設けられた回転子と、前記回転子を回転駆動する駆動部と、前記回転子と一体的に回転するように、かつ、前記回転子と一体化された状態での重心位置が前記回転軸上から外れるように、前記回転子に設けられた偏心部と、前記偏心部の回転軌道上の空間を囲う保護部とを備え、前記偏心部は、前記回転子から離れる方向に向けて中心角が１８０°未満で広がるように形成されている振動発生装置が提供される。
【０００７】
本発明の第二の態様に従えば、本発明の第一の態様に従う振動発生装置が搭載されている電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の態様によれば、幅広い振動状態を再現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る振動発生装置の構成を示す断面図。
【図２】本実施形態に係る振動発生装置の構成を示す斜視図。
【図３】本実施形態に係る電子機器の構成を示す斜視図。
【図４】本発明に係る振動発生装置の他の構成を示す断面図。
【図５】本発明に係る振動発生装置の駆動部に対する比較例を示す図。
【図６】本発明に係る振動発生装置の駆動部の他の構成を示す図。
【図７】本発明に係る振動発生装置の駆動部の動作例を示す図。
【図８】本発明に係る振動発生装置の駆動部の動作例を示す図。
【図９】本発明の実施の形態に係る振動発生装置の他の構成を示す図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る振動発生装置の他の構成を示す図。
【図１１】本発明に係る振動発生装置の駆動部の他の構成を示す図。
【図１２】本発明の実施の形態に係る振動発生装置の他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
［振動発生装置］
図１は、本実施形態に係る振動発生装置ＶＢの構成を示す断面図である。図２は、振動発生装置ＶＢの構成を示す斜視図である。
図１及び図２に示すように、振動発生装置ＶＢは、回転子ＳＦ、駆動部ＡＣＴ、偏心部ＵＢ及び保護部ＣＯＶを有している。また、振動発生装置ＶＢは、駆動部ＡＣＴの動作を制御する不図示の制御装置を有している。
【００１１】
回転子ＳＦは、対象物ＯＢＪに回転可能に取り付けられている。回転子ＳＦは、例えば円柱状に形成されている。回転子ＳＦは、中心軸Ｃを回転軸として周方向に回転可能に設けられている。回転子ＳＦは、対象物ＯＢＪに設けられる不図示の支持部によって回転可能に支持されている。この場合、回転子ＳＦは、支持部を介して対象物に振動を伝達させる構成となる。
【００１２】
駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦを回転させるアクチュエータである。駆動部ＡＣＴとしては、例えばモーターなどが用いられている。駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦの回転方向及び回転角度、回転速度などを調整可能である。駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦの回転モードを切り替え可能である。回転モードとして、例えば回転子ＳＦを一方向に回転させる第一モードや、所定の回動角度の範囲で往復方向に回動させる第二モードなどが挙げられる。駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦを例えば１秒で１回転となる速度で回転させることができる。
【００１３】
偏心部ＵＢは、回転子ＳＦの外周に取り付けられている。偏心部ＵＢは、回転子ＳＦと一体的に回転可能に設けられている。偏心部ＵＢは、回転子ＳＦと一体化された状態における重心位置が回転子ＳＦの中心軸Ｃからずれた位置に移動するように設けられている。偏心部ＵＢは、回転子ＳＦから離れる方向に広がる形状（図１及び図２では例えば扇形）に形成されている。このため、回転子ＳＦと偏心部ＵＢとで形成される剛体の重心位置が中心軸Ｃに対してより大きくずれるように形成されている。なお、偏心部ＵＢが回転子ＳＦから離れる方向に中心角が１８０°未満で広がる形状であることが好ましい。
【００１４】
保護部ＣＯＶは、偏心部ＵＢの回転軌道上の空間ＯＲを囲うように設けられている。保護部ＣＯＶは、例えばトレイ状に形成されており、偏心部ＵＢの回転軌道上の空間ＯＲに沿って円形に形成されている。保護部ＣＯＶは、不図示の接着剤や固定部材などを介して対象物ＯＢＪに取り付けられている。
【００１５】
上記のように構成された振動発生装置ＶＢは、駆動部ＡＣＴによって回転子ＳＦを回転させることにより、回転子ＳＦと偏心部ＵＢとが一体的に回転する。回転子ＳＦと偏心部ＵＢとが一体化された剛体は、重心位置が中心軸Ｃから外れた位置に設けられているため、当該回転は偏心回転となる。このため、回転子ＳＦを支持する支持部を介して、偏心回転による振動が対象物ＯＢＪに伝達されることになる。
【００１６】
駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦの回転モードとして上記の第一モードと第二モードとを切り替えることにより、振動の伝達方向を調整することができる。また、駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦの回転速度を速くすることにより、高周波の振動を発生させることができる。また、駆動部ＡＣＴは、回転子ＳＦの回転速度を遅くすることにより、低周波の振動を発生させることができる。このように、振動の伝達方向を調整したり、振動の周波数を調整したりすることにより、幅広い振動を再現することができる。
【００１７】
以上のように、本実施形態によれば、回転軸Ｃを中心に回転可能に設けられた回転子ＳＦと、当該回転子ＳＦを回転駆動する駆動部ＡＣＴと、回転子ＳＦと一体的に回転するように、かつ、回転子ＳＦと一体化された状態での重心位置が回転軸Ｃから外れるように回転子ＳＦに設けられた偏心部ＵＢとを備えることとしたので、幅広い範囲の周波数の振動を発生させることができる。
【００１８】
［電子機器］
次に、上記実施形態の振動発生装置ＶＢを搭載した電子機器である携帯情報端末ＥＱＰについて説明する。
図３は、本実施形態に係る携帯情報端末ＥＱＰの構成を示す斜視図である。
図３に示すように、携帯情報端末ＥＱＰは、筐体ＦＬ、表示部ＤＰ、操作部ＳＤ及び制御装置ＣＯＮＴを有している。
【００１９】
筐体ＦＬは、例えば矩形の板状に形成されており、表示部ＤＰ及び操作部ＳＤを保持する。
表示部ＤＰは、筐体ＦＬのうち板面に設けられている。筐体ＦＬのうち当該表示部ＤＰが設けられる面を、以下表示面Ｆｅと表記する。表示部ＤＰは、例えば液晶装置や有機ＥＬ装置などを有する表示パネルＰＮを有している。表示パネルＰＮが設けられる表示領域には、例えばタッチパネルＴＰが設けられている。
【００２０】
操作部ＳＤは、筐体ＦＬのうち表示面Ｆｅを囲む４辺に相当する４つの側面Ｆａ〜Ｆｄに設けられている。操作部ＳＤは、側面Ｆａに設けられた側部検出部ＳＤ１、側面Ｆｂに設けられた側部検出部ＳＤ２、側面Ｆｃに設けられた側部検出部ＳＤ３及び側面Ｆｄに設けられた側部検出部ＳＤ４を有している。操作部ＳＤは、側部検出部ＳＤ１〜ＳＤ４において外部からの（例えばユーザの）接触の有無及び接触位置を検出する。
【００２１】
振動発生装置ＶＢは、例えば筐体ＦＬの中央部のうち表示面Ｆｅの裏面側に配置されている。振動発生装置ＶＢの駆動部の動作は、例えば制御装置ＣＯＮＴによって制御されるようになっている。この構成により、幅広い振動を実現可能な携帯情報端末ＥＱＰを得ることができる。
【００２２】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、偏心部ＵＢが、回転子ＳＦから離れる方向に広がる扇形に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図４に示すように、Ｔ字状に形成された構成であっても構わない。
【００２３】
図４に示す構成においては、偏心部ＵＢは、重量位置調整部１０１及び連結部１０２を有している。連結部１０２は、回転方向の寸法が重量位置調整部１０１よりも小さくなっている。この構成によれば、回転子ＳＦと偏心部ＵＢとが一体化された剛体の重心位置は、回転子ＳＦの中心軸Ｃから大きく外れることとなる。このため、振動を効率的に発生させることができる構成となる。
【００２４】
また、上記実施形態においては、対象物ＯＢＪ（あるいは筐体ＦＬ）に対して振動を発生させる手段として、振動発生装置ＶＢを用いる構成を説明したが、これに限られることは無く、従来用いられた振動モーターを併用する構成であっても構わない。この構成により、例えば高周波の振動については振動モーターを用いて発生させ、低周波の振動については振動発生装置ＶＢを用いて発生させる、というように機能を分担させることができる。これにより、振動発生装置ＶＢの負担を軽減することができる。
【００２５】
また、上記実施形態においては、偏心部ＵＢの回転軌道上の空間ＯＲを囲う保護部ＣＯＶが設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば保護部ＣＯＶが設けられない構成であっても構わない。また、保護部ＣＯＶの形状については、円形に限られることは無く、楕円形や三角形や四角形、他の多角形、他の形状であっても勿論構わない。
【００２６】
また、上記実施形態においては、駆動部ＡＣＴが回転子ＳＦを往復回転させる第一モードと、回転子ＳＦを一方向に回転させる第二モードとを切り替え可能である構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば駆動部ＡＣＴが往復回転のみを行わせる構成であっても構わないし、一方向への回転のみを行わせる構成であっても構わない。
【００２７】
また、駆動部ＡＣＴの構成として、いわゆるブラシレスモーターと呼ばれるモーターを採用しても構わない。
ブラシレスモーターとは、一般に知られるブラシモーターのブラシ及び整流子の働きを半導体及びその制御回路で置き換えた構成を有するモーターである。以下、ブラシレスモーターの構成を、ブラシモーターの構成と比較しつつ説明する。
【００２８】
図５は、ブラシモーター２００の構成を示す図である。
図５に示すように、ブラシモーター２００は、コイル２０１、整流子２０２ａ及び２０２ｂ、ブラシ２０３ａ及び２０３ｂ、磁界発生部２０４及び電源２０５を有している。ここでは、磁界発生部２０４によってコイル２０１に対して図中左向きの磁界が発生している場合を例に挙げて説明する。
【００２９】
電源２０５によって右側のブラシ２０３ａから整流子２０２ａ、コイル２０１、整流子２０２ｂ及びブラシ２０３ｂへ向けた方向に直流電流を流すと、フレミングの法則により、コイル２０１が時計回りに回転を始める。このままコイル２０１が回転すると、整流子２０２ａに接するブラシがブラシ２０３ａからブラシ２０３ｂへ切り替わる。同様に、整流子２０２ｂに接するブラシがブラシ２０３ｂからブラシ２０３ａに切り替わる。
【００３０】
このため、コイル２０１を流れる電流の方向が切り替わり、結果としてコイル２０１は同じ方向に回転を続ける。このような構成を採用するブラシモーター２００においては、ブラシ２０３ａ及び２０３ｂと整流子２０２ａ及び２０２ｂとの間の物理的接触が繰り返されるため、磨耗が発生し、性能が低下しやすい。
【００３１】
このように、ブラシモーター２００では、ブラシ２０３ａ及び２０３ｂと整流子２０２ａ及び２０２ｂとを用いてコイル２０１に流す直流電流の切り替えを行うものである。これに対して、ブラシレスモーターは、コイルに流す直流電流の切り替えを、トランジスタのオン・オフを切り替えることによって電子的に行うモーターである。
【００３２】
図６は、ブラシレスモーターの構成例を示す図である。
図６に示すように、ブラシレスモーター３００は、回転子３０１と、磁極部３０２と、鉄心３０３と、コイル３０４と、電極３０５と、回路部３０６とを有している。回転子３０１は、平面視で円形に形成されており、磁極部３０２と一体的に設けられている。磁極部３０２は、回転子３０１の中心を通る直線上の両端にそれぞれＮ極及びＳ極を有している。磁極部３０２のＮ極及びＳ極は、鉄心３０３を挟んで配置されている。
【００３３】
鉄心３０３は、回転子３０１の中心から１２０°ずつ空けて径方向に延在する３つの分岐部３０３Ｕ、３０３Ｖ及び３０３Ｗを有している。コイル３０４は、鉄心３０３の３つの分岐部３０３Ｕ、３０３Ｖ及び３０３Ｗのそれぞれに巻かれたコイル部３０４Ｕ、３０４Ｖ及びコイル部３０４Ｗを有している。電極３０５は、コイル部３０４Ｕに接続された電極３０５Ｕと、コイル部３０４Ｖに接続された電極３０５Ｖと、コイル部３０４Ｗに接続された電極３０５Ｗとを有している。
【００３４】
回路部３０６は、電極３０５Ｕ、３０５Ｖ及び３０５Ｗに接続されている。回路部３０６には、コイル３０４に直流電流を供給する直流電源（不図示）と、コイル部３０４Ｕ、３０４Ｖ及び３０４Ｗのそれぞれと直流電源との接続のオン・オフを切り替えるトランジスタ（不図示）とが設けられている。
【００３５】
図６に示す構成において、回路部３０６（直流電源の正極）から電極３０５Ｗ、コイル部３０４Ｗ、コイル部３０４Ｕ、電極３０５Ｕを経て回路部３０６（直流電源の負極）へ至る回路に直流電流を流す場合、図７に示すように、鉄心３０３の分岐部３０３Ｕ及び３０３ＷにＳ極が発生し、分岐部３０３ＶにＮ極が発生する。
【００３６】
このため、鉄心部３０３には、分岐部３０３Ｕと分岐部３０３Ｗとの間の位置にＳ極が形成され、分岐部３０３ＶにＮ極が形成された状態となる。したがって、磁極部３０２のＮ極は鉄心部３０３に形成されたＳ極の位置に移動すると共に、磁極部３０２のＳ極は鉄心部３０３の分岐部３０３Ｖの位置に移動する。この移動により、回転子３０１が図中反時計回りに回転する。
【００３７】
次に、図７に示す状態において、回路部３０６（直流電源の正極）から電極３０５Ｗ、コイル部３０４Ｗ、コイル部３０４Ｖ、電極３０５Ｖを経て回路部３０６（直流電源の負極）へ至る回路に直流電流を流す場合、図７に示すように、鉄心３０３の分岐部３０３Ｖ及び３０３ＷにＳ極が発生し、分岐部３０３ＵにＮ極が発生する。
【００３８】
このため、鉄心部３０３には、分岐部３０３Ｖと分岐部３０３Ｗとの間の位置にＳ極が形成され、分岐部３０３ＵにＮ極が形成された状態となる。したがって、磁極部３０２のＮ極は鉄心部３０３に形成されたＳ極の位置に移動すると共に、磁極部３０２のＳ極は鉄心部３０３の分岐部３０３Ｕの位置に移動する。この移動により、回転子３０１が更に図中反時計回りに回転する。
【００３９】
以下、同様に、回路部３０６（直流電源の正極）から電極３０５Ｖ、コイル部３０４Ｖ、コイル部３０４Ｕ、電極３０５Ｕを経て回路部３０６（直流電源の負極）へ至る回路に直流電流を流すと、鉄心３０３の分岐部３０３Ｖ及び３０３ＵにＳ極が発生し、分岐部３０３ＷにＮ極が発生する。
【００４０】
このため、鉄心部３０３には、分岐部３０３Ｖと分岐部３０３Ｕとの間の位置にＳ極が形成され、分岐部３０３ＷにＮ極が形成された状態となる。したがって、磁極部３０２のＮ極は鉄心部３０３に形成されたＳ極の位置に移動すると共に、磁極部３０２のＳ極は鉄心部３０３の分岐部３０３Ｗの位置に移動する。この移動により、回転子３０１が更に図中反時計回りに回転する。
【００４１】
このように、コイル部３０４Ｕ、３０４Ｖ及び３０４Ｗのいずれに電流を流すかを切り替えて鉄心３０３に発生させるＮ極及びＳ極の位置を段階的にずらしていくことにより、磁極部３０２及び回転子３０１を反時計回り回転させることができる。なお、鉄心３０３に発生させるＮ極及びＳ極の位置を上記説明とは逆方向にずらしていくことで、回転子３０１を時計回り（上記説明とは逆回り）に回転させることも可能である。
【００４２】
図９及び図１０は、上記のように構成されたブラシレスモーター３００を駆動部（ＡＣＴ）として用いた振動発生装置ＶＢの構成を示す図である。図９及び図１０に示すように、ここでは、ブラシレスモーター３００のコイル３０４は、固定子３１０に固定されており、回転子３０１には偏心部ＵＢが固定されている。このため、回転子３０１が回転することで、偏心部ＵＢも回転するようになっている。
【００４３】
また、上記説明においては、駆動部ＡＣＴとして外転型のブラシレスモーター３００を用いた構成を例に挙げて説明したが、図１１に示す内転型のブラシレスモーター４００を駆動部ＡＣＴとして用いる構成であっても構わない。
【００４４】
図１１に示すように、ブラシレスモーター４００は、回転子４０１と、磁極部４０２と、鉄心４０３と、コイル４０４と、電極４０５と、回路部４０６とを有している。回転子４０１は、円柱状に形成されており、磁極部４０２と一体的に設けられている。磁極部４０２は、回転子４０１の周囲を囲んで配置されており、回転子４０１の中心を通る直線上の両端にそれぞれＮ極及びＳ極を有している。
【００４５】
鉄心４０３は、回転子４０１の中心から１２０°ずつ空けて径方向に延在する３つの突出部４０３Ｕ、４０３Ｖ及び４０３Ｗを有している。コイル４０４は、鉄心４０３の３つの突出部４０３Ｕ、４０３Ｖ及び４０３Ｗのそれぞれに巻かれたコイル部４０４Ｕ、４０４Ｖ及びコイル部４０４Ｗを有している。電極４０５は、コイル部４０４Ｕに接続された電極４０５Ｕと、コイル部４０４Ｖに接続された電極４０５Ｖと、コイル部４０４Ｗに接続された電極４０５Ｗとを有している。
【００４６】
回路部４０６は、電極４０５Ｕ、４０５Ｖ及び４０５Ｗに接続されている。回路部４０６には、コイル４０４に直流電流を供給する直流電源（不図示）と、コイル部４０４Ｕ、４０４Ｖ及び４０４Ｗのそれぞれと直流電源との接続のオン・オフを切り替えるトランジスタ（不図示）とが設けられている。
【００４７】
図１２は、上記のように構成されたブラシレスモーター４００を駆動部（ＡＣＴ）として用いた振動発生装置ＶＢの構成を示す図である。図１２に示すように、ブラシレスモーター４００の回転子４０１は、回転子ＳＦに連結されている。このため、回転子４０１が回転することで、回転子ＳＦが回転するようになっている。なお、偏心部ＵＢは、重量位置調整部１０１及び連結部１０２を有している。回転子ＳＦの回転は、連結部１０２を介して回転力が重量位置調整部１０１に伝達されることになる。
【符号の説明】
【００４８】
ＶＢ…振動発生装置ＳＦ…回転子ＡＣＴ…駆動部ＵＢ…偏心部Ｃ…中心軸ＯＲ…空間ＣＯＶ…保護部ＯＢＪ…対象物Ｃ…回転軸ＥＱＰ…携帯情報端末ＦＬ…筐体ＤＰ…表示部ＳＤ…操作部ＣＯＮＴ…制御装置３００、４００…ブラシレスモーター

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸を中心に回転可能に設けられた回転子と、
前記回転子を回転駆動する駆動部と、
前記回転子と一体的に回転するように、かつ、前記回転子と一体化された状態での重心位置が前記回転軸上から外れるように、前記回転子に設けられた偏心部と、
前記偏心部の回転軌道上の空間を囲う保護部と
を備え、
前記偏心部は、前記回転子から離れる方向に向けて中心角が１８０°未満で広がるように形成されている振動発生装置。
【請求項２】
前記偏心部は、Ｔ字状に形成されている
請求項１に記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記回転子を往復回転させる第一モードと、前記回転子を一方向に回転させる第二モードとを切り替え可能である
請求項１又は請求項２に記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記駆動部として、ブラシレスモーターが用いられる
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の振動発生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の振動発生装置が搭載されている電子機器。

【図１】