【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動発生装置に関するもので、より具体的には、携帯電話機等の情報端末やゲーム機器などポータブル用途の機器に備えて、質量体を動かして打ち当てする打撃により振動を得るような基本構成の改良に関する。
【０００２】
【発明の背景】
近時、携帯電話機，ＰＤＡ（ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のポータブル機器は、いわゆる情報端末として利用が盛んである。その携帯電話機等では、公共マナーなどの要求から振動を発生して着信を知らせる振動機能（マナーモード）を持たせている。また、ＰＤＡ等にも信号報知のために振動の発生機能を持たせている。しかし、振動による報知では、これを感じる人間の触覚が残念ながら鈍感であるために弱い振動には反応できず、一方、感知のために振動を強めることは高出力の振動発生器を用いることになり、電力消費が増し、ポータブル機器としての小型化，軽量化を阻む問題がある。
【０００３】
振動発生器としては、例えば振動モータがよく知られており、回転軸の重量アンバランスにより振動を発生する構成である。また、例えば特開平１０−１６４８０９，特開平１１−１８３９６，特開平１１−１６８８６９などの公報に示されているように、筒体の周囲にコイルを配置し、永久磁石による質量体を当該筒体内で往復運動させることにより所定方向で振動を発生するタイプの振動発生器も提案されている。
【０００４】
しかし、何れにしても従来の振動発生器は、本質的には電気量を運動量に変換するエネルギ変換装置であって、小型化すると出力が小さくなり大きな振動力は得られない。よって、携帯者が感知し得る出力レベルの振動を発現させるのは容易ではないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、シンプルな構成，構造で小型化に有利性があり、振動力を大きく得ることができ、携帯電話機などポータブル用途の機器に適用が好ましい振動発生装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る振動発生装置では、永久磁石と、通電により磁場を発生するコイルと、当該コイル及び前記永久磁石を同軸に装着する筒体とを備えて、前記強磁性体は前記コイルに近接して配置するとともに、これら両者の少なくとも一方は前記筒体の長手で移動可能とし、この移動可能とした可動子を他方の固定側と接近する初期位置に戻す戻し手段を設け、前記可動子を磁場の作用力により動かしてストローク端部の衝突対象に打ち当てるように構成した。
【０００７】
好ましくは、前記可動子にバネ等の弾性部材を連係して前記戻し手段とし、当該弾性部材の付勢力により前記初期位置の状態を保持するようにすることができる。また、前記可動子が接触する周面の少なくとも一方の面に、４フッ化エチレン等の摩擦係数が小さくてすべりの良い樹脂をコーティングするとよい。
【０００８】
さらに、前記可動子，前記衝突対象の少なくとも一方の打ち当たり面を、凸面にするとよい。また、前記永久磁石は、強磁性体を端面に固着した複合体にすることもできる。さらに、前記可動子は、すべり特性が良好なテフロン（登録商標）樹脂等のすべりの良い合成樹脂部材から形成した支持体に前記永久磁石を固着した複合体にする。
【０００９】
前記支持体の端面に穴部を設けて、当該穴部に前記強磁性体を埋め込み装着するとよい。さらに、前記穴部に埋め込み装着する前記強磁性体を、前記永久磁石と同一極性に磁化した硬磁性体とするとなお良い。
【００１０】
さらにまた、前記コイルに一方極性の通電を断続的に行うことができる。また、前記コイルを複数配列してそれぞれ磁場の強さを適宜に設定し、前記可動子の移動方向で磁場の強さに勾配を与える。さらにまた、前記コイルは前記可動子の移動方向で巻線数を適宜に変更し、当該移動方向で磁場の強さに勾配を与えるようにすることもできる。
【００１１】
また、前記永久磁石に、それとは別の永久磁石及び或いは強磁性体を付設し、それら永久磁石，強磁性体は磁束が前記コイルの電流と直交する向きに設けて前記磁場の作用力に増補するローレンツ力が発生する構成とすることもできる。また、前記コイルを複数配列して、前記ローレンツ力の発生に係る構成を特定段のコイルに独立させるとよい。
【００１２】
また、前記戻し手段は前記可動子をストローク端部の衝突対象に押し当てた状態に接触させ、前記可動子を、磁場の作用力により動かして引き離し、続いて当該磁場の作用力をオフすることで前記戻し手段の作用力により前記衝突対象に打ち当てる。また、逆方向に通電を加えても良い。
【００１３】
また、前記打ち当て動作では、前記コイルへの通電を逆向きに加えるようにすることもできる。また、前記筒体は、前記コイルを巻線するボビンにより構成することができる。
【００１４】
従って本発明では、永久磁石とコイルとの何れか一方が可動子となり、その可動子を磁場の作用力により動かして衝突対象に打ち当てるので、その打撃により振動を得ることができる。この場合、可動子をストローク空間で直線動作させる構成なので、シンプルな構成，構造となる。そして、その可動子を単に打ち当てることで振動を得るものなので、運動量を振動力に変換するプロセスが単純であり、このため損失が少ない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において、振動発生装置１は、永久磁石２と、通電により磁場を発生するコイル３と、当該コイル３及び永久磁石２を同軸に装着する筒体４とを備えている。そして、永久磁石２を筒体４の長手方向に移動可能とし、その永久磁石２（可動子）を磁場の作用力により動かして、ストローク端部の衝突板５に打ち当てる構成となっている。
【００１６】
筒体４は、円筒形状に形成してあって、一方の端面に封止板４０を一体に有し、他方の端面に衝突板５を固着するようになっている。コイル３は、円筒形状のボビン３０に巻線し、このボビン３０を封止板４０側に装着する。筒体４の内径は、ボビン３０から衝突板５に至る部分を当該ボビン３０の内径に一致させてあり、封止板４０と衝突板５との間にストローク空間Ｓを形成している。
【００１７】
永久磁石２は円柱形状に形成してあり、外径をボビン３０の内径よりやや小さくして、嵌め合わせている。さらに、この永久磁石２をコイル３の内側（ストローク空間Ｓ）に移動可能に配置する。従って、永久磁石２はストローク空間Ｓにおいて移動が自在な可動子ｍとなる。
【００１８】
そして、可動子ｍには引っ張り力を発現する引っ張りバネ６を連係する。引っ張りバネ６は他端を封止板４０側に連結してあって、その付勢力により可動子ｍをコイル３に接近する初期位置に戻し、この初期位置の状態を保持する。
【００１９】
可動子ｍである永久磁石２には、その表面に４フッ化エチレン等の樹脂をコーティングし、摩擦係数を低減させてすべり性を良好にする構成を採る。これは可動子ｍが接触する周面の少なくとも一方の面にコーティングすればよい。従って、ボビン３０の内面及びこれに連なる筒体４の内面に、すべり性のための樹脂をコーティングするようにしてもよいし、或いは接触する表面，内面のそれら両方にコーティングしてもよい。
【００２０】
コイル３には、一方極性の通電を断続的に行う。この通電は、当該コイル３の磁場Ｂ３が永久磁石２の磁場Ｂ２と逆向きになる極性に行い、両者による磁場の作用力は反発力になる。もちろんこの通電では、引っ張りバネ６の引っ張り力よりも十分に大きな反発力を発現し得る電流値に設定する。従って、その反発力によって可動子ｍは衝突板５に向けて動き、ストローク端部の衝突板５に打ち当たり、この打撃により振動が生じることになる。そして、通電をオフすると磁場の反発力は消滅するので、引っ張りバネ６の引っ張り力により可動子ｍが引き戻されてもとの初期位置に位置する。
【００２１】
すなわち、打撃動作には、コイル３に対して一方極性の通電を断続的に行うものであり、連続的な打撃により強い振動が得られる。この場合、コイル通電を断続的に行うので、駆動回路を簡素化することができ、電力消費を大幅に低減できる。
【００２２】
また、打撃動作では、例えばパルス信号をコイル３に対して単発的に加えてもよいし、パルス信号の信号数や断続時間等の信号パターンを適宜設定することもできる。これにより、単発的或いは間隙的に振動させることができ、振動にパターンを設定することもできる。
【００２３】
振動パターンとしては、例えば携帯電話への適用では、着信時に２秒に１回の振動，衝撃を５回繰り返す設定にしたり、駆動電圧を可変にして振動のレベルを変えるような設定にするなど、様々な設定とすることができる。また、振動パターンの応用として、予め何種類かの振動パターンを設定しておき、メモリ登録してある電話番号との対応から着信相手を特定するといった適用も行える。
【００２４】
また、可動子ｍとした永久磁石２は、硬磁性体（永久磁石）を含む部材であればよく、他の部材を混合した成形体にしてよい。従って、厚さを増すことや高比重材料を用いること等により、重量を重く設定することができ、重量物を打撃，衝突させることで大きな振動力が得られる。
【００２５】
さらに、本発明に係る振動発生装置は、いわゆる電磁石，永久磁石を筒体４に配置して直線動作を行うものなので、シンプルな構成，構造であり、このため小型化が容易に行える。
【００２６】
さらにまた、打ち当たり部分に消音部材を配置する構成を採ることもよい。つまり、可動子ｍ，衝突板５の一方あるは両方の打ち当たり面に、ゴムや発泡材或いは樹脂等から形成した消音部材を取り付け、打撃，衝撃に伴う打音を低減するようにも構成できる。これにより、携帯電話機等へ適用する際に、不要な動作音を低減できて好ましい。
【００２７】
すなわち本実施の形態では、可動子ｍをストローク空間Ｓで直線動作させる構成なので、シンプルな構成，構造となって小型化に有利性がある。そして、その可動子ｍを単に打ち当てることで振動を得るため、運動量を振動力に変換するプロセスが単純であり、このため損失が少なく、振動力を大きく得ることができる。従って、携帯電話機などポータブル用途の機器に好ましく適用できる。
【００２８】
なお、衝突対象である衝突板５は、必ずしも当該振動発生装置１に備える必要はなく、適用機器側が有する部材を利用する構成でもよい。例えば携帯電話機のケースに対して可動子ｍを打ち当てる構成にすることができ、大きな振動力を直接に得られてコスト面で有利性がある。また、筒体４は円筒形状に限ることはなく、例えば四角形状など適宜に設定すればよい。
【００２９】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対し、永久磁石２とコイル３との位置関係を変更するとともに、コイル３への通電の極性を反転させており、磁場の作用力が吸引力となる設定にしている。なお、第１の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
ここでは永久磁石２の端面に、強磁性体７を固着して複合体に構成する。強磁性体７は略円錐形状に形成し、その広面側を永久磁石２に固着する。そして、強磁性体７側を当該可動子ｍの打ち当て面にするもので、従って打ち当たり面が凸面になる。そして、コイル３を巻線したボビン３０は衝突板５側に装着し、可動子ｍの初期位置を、ボビン３０の他方側（封止板４０側）にする。
【００３１】
コイル３への通電は、極性を反転させるので、この通電は当該コイル３の磁場Ｂ３が永久磁石２の磁場Ｂ２と同一向きになり、両者による磁場の作用力は吸引力になる。もちろんこの通電では、引っ張りバネ６の引っ張り力よりも十分に大きな吸引力を発現し得る電流値に設定する。従って、その吸引力によって可動子ｍは衝突板５に向けて動き、ストローク端部の衝突板５に打ち当たり、この打撃により振動が生じることになる。そして、通電をオフすると磁場の吸引力は消滅するので、引っ張りバネ６の引っ張り力により可動子ｍが引き戻されてもとの初期位置に位置する。このように、磁場の作用力としては、吸引力，反発力の何れでも利用でき、適宜に構成することができる。
【００３２】
また、可動子ｍは、永久磁石２に強磁性体７を固着した複合体になるので、当該複合体について磁気回路の面から見ると磁場としての効率が改善する。このため、打撃動作における磁場の作用力を増すことができ、その結果、振動力を大きく得ることができる。
【００３３】
この場合、打ち当たり面を凸面にしているので打撃を小さい領域に集中でき、打ち当て動作を確実に行える。このため、確実な打撃により振動を安定に得ることができる。また、打ち当たり面を凸面にすることは当該部分の寸法公差を緩和でき、コスト面で有利性がある。なお、打ち当たり凸面の形状は適宜に設定すればよく、例えば半球形状にすることもできる。
【００３４】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示している。この第３の実施の形態では、コイル３を可動子ｍとする構成に変更するとともに、コイル３への通電では磁場の作用力が反発力となる設定にしている。なお、上記した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３５】
ここでは、円柱形状の永久磁石２を筒体４の封止板４０側に固着して、その外周にボビン３０を嵌め合わせる構成としていて、コイル３（ボビン３０）が、筒体４の内周面及び永久磁石２の外周面に対して接触し、当該筒体４の内側（ストローク空間Ｓ）において移動が自在な可動子ｍになる。そして、可動子ｍを引っ張りバネ６により封止板４０側に連結してあって、その付勢力により可動子ｍを永久磁石２に接近する初期位置に戻し、この初期位置の状態を保持する構成を採る。
【００３６】
コイル３への一方極性の通電は当該コイル３の磁場Ｂ３が永久磁石２の磁場Ｂ２と逆向きになる極性に行い、両者による磁場の作用力は反発力になる。従って、その反発力によって可動子ｍは衝突板５に向けて動き、ストローク端部の衝突板５に打ち当たり、この打撃により振動が生じることになる。そして、通電をオフすると磁場の反発力は消滅するので、引っ張りバネ６の引っ張り力により可動子ｍが引き戻されてもとの初期位置に位置する。このように、衝突板５に打ち当てる可動子ｍとしては、コイル３，永久磁石２の何れでも利用でき、適宜に構成することができる。
【００３７】
図４は、本発明の第４の実施の形態を示している。この第４の実施の形態では、コイル３を可動子ｍとする構成に変更するとともに、コイル３への通電では極性を反転させていて、磁場の作用力が吸引力となる設定にしている。なお、上記した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
ここでは、筒体４の軸心に永久磁石２を配置することは第３の実施の形態と同様であるが、封止板４０側から円柱形状の中央軸４１を延長させて設けていて、その中央軸４１の端面に永久磁石２を固着して、これらの外周にボビン３０を嵌め合わせる構成としている。そして、コイル３（ボビン３０）が、当該筒体４の内側（ストローク空間Ｓ）において移動が自在な可動子ｍになり、引っ張りバネ６の付勢力により永久磁石２に接近する初期位置の状態を保持する。
【００３９】
コイル３への一方極性の通電は当該コイル３の磁場Ｂ３が永久磁石２の磁場Ｂ２と同一向きになる極性に行い、両者による磁場の作用力は吸引力になる。従って、その吸引力と引っ張りバネ６とにより可動子ｍの打ち当て打撃を連続的に行うことができ、強い振動が得られる。このように、コイル３を可動子ｍとする構成でも磁場の作用力としては、吸引力，反発力の何れも利用でき、適宜に構成することができる。
【００４０】
図５は、本発明の第５の実施の形態を示している。この第５の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に永久磁石２を可動子ｍとする構成である。そして、磁場の作用力が反発力となる設定であるが、永久磁石２は円柱形状の支持体８に固着している。なお、上記した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
支持体８は、円柱の一方端にフランジ板８０を一体に有するとともに、その円柱の他方の端面に穴部８１を設けた形状からなり、係る形状は、４フッ化エチレン樹脂であるテフロン（登録商標）等のすべり特性の良好な合成樹脂部材を用いて一体成形することにより形成する。さらに、他方の端面に設けた穴部８１に、前述した強磁性体７を埋め込んで装着する。そして、永久磁石２を穴部８１側に固着して複合体が形成される。この複合体が、可動子ｍとなる。なお、合成樹脂部材は、静摩擦係数と動摩擦係数の差がほとんどない部材であるとより好ましい。
【００４２】
コイル３は筒体４の略中央部分に配置し、支持体８のフランジ板８０とボビン３０との間に、反発力を発現する圧縮バネ９を連係して、その付勢力により当該フランジ板８０を封止板４０側に押し当てる。
【００４３】
コイル３への一方極性の通電は当該コイル３の磁場Ｂ３が永久磁石２の磁場Ｂ２と逆向きになる極性に行い、両者による磁場の作用力は反発力になる。従って、その反発力と圧縮バネ９とにより可動子ｍの打ち当て打撃を連続的に行うことができ、強い振動が得られる。
【００４４】
この場合、可動子ｍは全長の大部分が支持体８となり、その支持体８をすべり特性が良好な部材から形成するので、すべり動く可動子ｍは外周の摩擦が相対的に低減する。このため、打撃動作において摩擦損失をより小さく抑えることができ、打撃動作が安定化するので振動力を大きく得ることができる。
【００４５】
また、穴部８１には強磁性体７を埋め込み装着するので、永久磁石２としての磁気回路の効率を改善でき、打撃動作における磁場の作用力を増すことができ、振動力を大きく得ることができる。
【００４６】
ところで、穴部８１には、永久磁石２と同一極性に磁化した永久磁石を埋め込み装着する構成を採ることもできる。係る構成を採ると、磁場を強くすることになり、その磁場を強める増補部分が表面に露出しないので、すべり性の面で有利性がある。
【００４７】
図６は、本発明の第６の実施の形態を示している。この第６の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に永久磁石２を可動子ｍとするとともに、磁場の作用力が反発力となる設定であるが、コイル３を複数の構成に変更した点で相違する。なお、上記した他の実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４８】
コイル３は、３つのコイル３１，３２，３３を直列に配列して形成し、これらのコイル３１，３２，３３は巻数の変更により磁場の強さを適宜に設定する構成であり、可動子ｍの移動方向で磁場の強さに勾配を与える。すなわち、初期位置にある可動子ｍに接近する側に磁場の最大点をシフトする設定を採り、衝突板５側に巻数の多いコイル３１を配置し、封止板４０側へ向かって順次に巻数が低減する配置とする。
【００４９】
このように、コイル３の磁場の強さ（Ｂ３）には可動子ｍの移動方向で勾配を与えるので、磁場の作用力の最大点を制御できる。ここでは、初期位置にある可動子ｍに接近する側に磁場の最大点をシフトする設定なので、磁場の作用力（反発力）を大きく得ることができ、可動子ｍの衝突速度を上げることができる。このため、打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００５０】
コイル３の磁場の強さに勾配を与える構成は、上記した第６の実施の形態に限ることはなく、図７（ａ），（ｂ）に示すようにも構成できる。すなわち、図７（ａ）は、本発明の第７の実施の形態の要部を示しており、この第７の実施の形態では、コイル３は、第６の実施の形態の中央コイル３２を外して２つのコイル３１，３３をボビン３０の両端に配列する構成を採る。
【００５１】
また、図７（ｂ）は本発明の第８の実施の形態を示し、この第８の実施の形態では、コイル３は可動子ｍの移動方向で巻線数を適宜に変更して、当該移動方向で磁場の強さに勾配を与える構成にする。すなわち、初期位置にある可動子ｍに接近する側に磁場の最大点をシフトする設定を採り、巻線の分布は衝突板５側の巻線数を多くし、封止板４０側へ向かって順次巻線数が低減する配置としている。
【００５２】
従って、第７，第８の実施の形態の何れの場合でも、コイル３の磁場の強さは可動子ｍの移動方向で勾配を与えることができ、磁場の作用力の最大点を制御できる。
【００５３】
＊＊測定結果
本発明の効果を確認するため第８の実施の形態について作用力を測定した。このとき比較例として巻線の分布を均一にした通常コイルに置き換えたものを用意し、同一条件で作用力及び衝突速度を測定した。図８に示すグラフ図は、通常コイルによる比較例の測定値との相対値で示しており、比較例の測定値は点線で示し、第８の実施の形態の測定値は実線で示す。
【００５４】
その結果、作用力の最大値は通常コイルを１００とすると、第８の実施の形態のコイルは２６５になり、このとき可動子ｍの衝突速度は通常コイルを１００とすると第８の実施の形態のコイルは１３７が得られた。
【００５５】
従って、磁場の作用力を大きく得ることができ、可動子ｍの衝突速度を上げることができることを確認できた。ここに、打撃を強く行えて強い振動を発生できることは明らかである。
【００５６】
図９は、本発明の第９の実施の形態を示している。この第９の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に永久磁石２を可動子ｍとする構成であり磁場の作用力が吸引力となる設定であるが、可動子ｍの構成変更によりローレンツ力を得るようにしている。なお、同図には可動子の部分だけを示すが、他の部分は前述した他の実施の形態と同様でありその説明を省略する。
【００５７】
ここでは、環状に形成した永久磁石１０の環内に、強磁性体７を埋設して複合体１１とし、この複合体１１を永久磁石２の打ち当て側端面に固着して可動子ｍとする構成を採る。つまり、永久磁石１０を環状にするので、それら永久磁石１０，強磁性体７は磁束がコイル３の電流と直交する向きになり、このためコイル３に通電を行うと当該部分でローレンツ力が発生し、これは磁場の作用力に増補する向きに生じる。
【００５８】
このように、ローレンツ力が磁場の作用力に増補する向きに発生するので、磁場の作用力（吸引力）を大きく得ることができ、可動子ｍの衝突速度を上げることができる。このため、打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００５９】
ローレンツ力を磁場の作用力に増補する向きに得る構成は、第９の実施の形態の構成に限ることはなく、例えば図１０，図１１に示すような構成もとることができる。
【００６０】
図１０は、本発明の第１０の実施の形態を示し、この第１０の実施の形態では、２つのコイル３，３を配列して、衝突板５側のコイル３内に複合体１１が位置する設定にする。すなわち、ローレンツ力の発生に係る構成を特定段のコイル３に独立させる構成を採る。この図の例は、永久磁石２の磁場を逆向きにして磁場の作用力が反発力となる設定であるが、ローレンツ力が磁場の作用力に増補する向きに発生し、このため打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００６１】
図１１は、本発明の第１１の実施の形態を示し、この第１１の実施の形態では、複合体１１ではなく強磁性体７だけを永久磁石２に固着する構成を採り、他の部分は第１０の実施の形態と同様である。すなわち、ローレンツ力の発生に係る強磁性体７を衝突板５側のコイル３内に独立させる構成を採り、この場合もローレンツ力が磁場の作用力に増補する向きに発生し、打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００６２】
＊＊測定結果
本発明の効果を確認するため第９の実施の形態について作用力を測定した。このとき比較例として複合体１１を単なる磁性材料からなる磁性体に置き換えたものを用意し、同一条件で作用力及び衝突速度を測定した。
【００６３】
その結果、作用力の最大値は比較例を１００とすると第９の実施の形態では１２３になり、このとき可動子ｍの衝突速度は比較例を１００とすると第９の実施の形態では１１７が得られた。
【００６４】
従って、磁場の作用力を大きく得ることができ、可動子ｍの衝突速度を上げることができることを確認できた。ここに、打撃を強く行えて強い振動を発生できることは明らかである。
【００６５】
図１２は、本発明の第１２の実施の形態を示している。この第１２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に永久磁石２を可動子ｍとする構成であるが、可動子ｍを打ち当てる作用力を変更している。
【００６６】
また、筒体を用いない構成に変更しており、コイル３を巻線したボビン３０の長手をストローク空間Ｓとする構成を採る。つまり、ボビン３０の一方の端面に支持板５０を固着するとともに、支持板５０には衝突対象になる筒体５１を固着し、可動子ｍを引っ張りバネ６により支持板５０側に連結してあって、その付勢力により可動子ｍをストローク端部の筒体５１に押し当たり状態に接触させ、この初期状態の位置を保持する。
【００６７】
そして、打撃動作には、コイル３に通電して磁場の作用力により可動子ｍを動かして筒体５１から引き離し（図１２（ｂ））、続いてコイル３への通電をオフし、このとき引っ張りバネ６の引っ張り力により可動子ｍが引き戻されて衝突対象（筒体５１）に打ち当たる（図１２（ａ））。
【００６８】
すなわち、コイル３に対して一方極性の通電を断続的に行うが、通電をオフしたタイミングで打撃する動作となり、この場合でも連続的な打撃により強い振動が得られる。
【００６９】
また、コイル３への通電を変更してもよい。つまり、打ち当て動作ではコイル３への通電をオフするのではなく、逆向きに加えることもよい。この場合、打撃力には引っ張りバネ６の引っ張り力に磁場の作用力が加わり、さらに強い振動が得られる。
【００７０】
上記した各実施の形態によれば、可動子にバネ等を連係して戻し手段とすることにより、可動子を初期位置に戻すことができ、コイルへの通電が一方極性の通電でよくなり、構成が簡略化する。
【００７１】
また、可動子の接触面について４フッ化エチレン等の樹脂をコーティングすることで、摩擦を低減できてすべり性を良好にでき、振動力を大きく得ることができる。
【００７２】
可動子の打ち当たり面を凸面にすることでは、打撃を小さい領域に集中でき、打ち当て動作を確実に行えて振動力を安定に得ることができる。また、永久磁石の端面に強磁性体を固着することでは、磁気回路の効率を改善でき、打撃動作における磁場の作用力を増すことができ、振動力を大きく得ることができる。
【００７３】
可動子の構成を、すべり特性が良好な支持体に永久磁石を固着した複合体にすることでは、可動子は全長の大部分が支持体となり、すべり動く可動子は外周の摩擦が相対的に低減するので、摩擦損失をより小さくでき、打撃動作が安定化する。
【００７４】
支持体の穴部に磁性体を埋め込み装着することでは、強磁性体としての磁気回路の効率を改善でき、打撃動作における磁場の作用力を増すことができ、振動力を大きく得ることができる。
【００７５】
支持体の穴部に、永久磁石と同一極性に磁化した硬磁性体を埋め込み装着することでは、これは磁場を強くすることになり、その磁場を強める増補部分が表面に露出しないので、すべり性の面で有利性がある。
【００７６】
コイルに一方極性の通電を断続的に行うことでは、駆動回路を簡素化することができ、電力消費も大幅に低減できる。
【００７７】
コイルの配列や巻線の設定により磁場の強さに勾配を与えることでは、磁場の作用力の最大点を制御でき、磁場の最大点を適正にシフトする設定により磁場の作用力を大きく得ることができ、可動子の衝突速度を上げることができる。このため、打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００７８】
ローレンツ力が発生する構成にすることでは、ローレンツ力を磁場の作用力に増補する向きに発生させるので、磁場の作用力を大きく得ることができ、可動子の衝突速度を上げることができる。このため、打撃を強く行えて強い振動を発生できる。
【００７９】
可動子の打ち当て動作を戻し手段の作用力で行う構成では、その打ち当て動作においてコイルへの通電を逆向きに加えることにより、さらに強い振動が得られる。
コイルを巻線するボビンを筒体にすることでは、構成が簡略化し、コスト面で有利性がある。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る振動発生装置では、永久磁石とコイルとの何れか一方が可動子となり、その可動子を磁場の作用力により動かして衝突対象に打ち当てるので、その打撃により振動を得ることができ、可動子をストローク空間で直線動作させる構成なので、シンプルな構成，構造となって小型化に有利性がある。そして、その可動子を単に打ち当てることで振動を得るものなので、運動量を振動力に変換するプロセスが単純であり、このため損失が少なく、振動力を大きく得ることができる。従って、携帯電話機などポータブル用途の機器に好ましく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図２】第２の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図３】第３の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図４】第４の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図５】第５の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図６】第６の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図７】（ａ）は第７の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。（ｂ）は第８の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図８】作用力の測定結果を示すグラフ図である。
【図９】第９の実施の形態を示す可動子の部分の断面図である。
【図１０】第１０の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図１１】第１１の実施の形態を示す振動発生装置の断面図である。
【図１２】第１２の実施の形態を示し振動発生装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 振動発生装置
２ 永久磁石
３，３１，３２，３３ コイル
４，５１ 筒体
５ 衝突板
６ 引っ張りバネ
７ 強磁性体
８ 支持体
９ 圧縮バネ
１０ 永久磁石
１１ 複合体
３０ ボビン
４０ 封止板
４１ 中央軸
５０ 支持板
８０ フランジ板
８１ 穴部
Ｂ２，Ｂ３ 磁場
ｍ 可動子
Ｓ ストローク空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration generating device, and more specifically, to provide a device for portable use such as an information terminal such as a mobile phone or a game device to obtain a vibration by hitting by moving a mass body. It relates to improvement of the basic configuration.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Recently, portable devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) have been widely used as so-called information terminals. The mobile phone or the like has a vibration function (manner mode) for generating a vibration from a request of public manners or the like and notifying an incoming call. Also, a PDA or the like has a function of generating vibration for signal notification. However, in the notification by vibration, the human tactile sensation that feels this is unfortunately insensitive, so it can not respond to weak vibration.On the other hand, to increase the vibration for sensing, it is necessary to use a high-power vibration generator Therefore, there is a problem that power consumption increases, and miniaturization and weight reduction as a portable device are prevented.
[0003]
As a vibration generator, for example, a vibration motor is well known, and has a configuration in which vibration is generated due to weight imbalance of a rotating shaft. Further, as shown in, for example, JP-A-10-164809, JP-A-11-18396, and JP-A-11-168869, a coil is arranged around a cylinder, and a mass body made of a permanent magnet is attached to the cylinder. There has also been proposed a vibration generator of a type that generates vibration in a predetermined direction by reciprocating.
[0004]
However, in any case, the conventional vibration generator is essentially an energy conversion device that converts an electric quantity into a momentum. If the size is reduced, the output becomes small and a large vibration force cannot be obtained. Therefore, there is a problem that it is not easy to make the output level of vibration that can be sensed by the wearer.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the above-mentioned problems, to have a simple configuration and structure, which is advantageous for miniaturization, and to obtain a large vibration force. It is an object of the present invention to provide a vibration generator which can be applied to portable equipment such as a mobile phone.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vibration generating device according to the present invention includes a permanent magnet, a coil that generates a magnetic field when energized, and a cylinder that coaxially mounts the coil and the permanent magnet. The ferromagnetic material is arranged close to the coil, and at least one of the two is movable in the longitudinal direction of the cylindrical body, and the movable element that has been movable is returned to an initial position close to the other fixed side. Means are provided so that the mover is moved by the action of the magnetic field to strike the collision object at the stroke end.
[0007]
Preferably, an elastic member such as a spring is linked to the movable element as the return means, and the state of the initial position can be maintained by the urging force of the elastic member. Further, at least one of the peripheral surfaces with which the mover comes into contact may be coated with a resin having a small coefficient of friction and a good slip such as ethylene tetrafluoride.
[0008]
Furthermore, it is preferable that at least one of the hitting surfaces of the movable element and the collision target is a convex surface. Further, the permanent magnet may be a composite in which a ferromagnetic material is fixed to an end face. Further, the movable element is a composite in which the permanent magnet is fixed to a support formed of a synthetic resin member having good slip characteristics such as Teflon (registered trademark) resin or the like.
[0009]
It is preferable that a hole is provided in an end surface of the support, and the ferromagnetic material is embedded and mounted in the hole. Further, it is more preferable that the ferromagnetic material embedded and mounted in the hole is a hard magnetic material magnetized to the same polarity as the permanent magnet.
[0010]
Still further, it is possible to intermittently supply a current of one polarity to the coil. Also, a plurality of the coils are arranged, the strength of the magnetic field is appropriately set, and a gradient is given to the strength of the magnetic field in the moving direction of the mover. Furthermore, the number of windings of the coil may be appropriately changed in the moving direction of the mover, and a gradient may be given to the strength of the magnetic field in the moving direction.
[0011]
Further, another permanent magnet and / or ferromagnetic material is attached to the permanent magnet, and the permanent magnet and the ferromagnetic material are provided in a direction in which the magnetic flux is orthogonal to the current of the coil to augment the acting force of the magnetic field. It is also possible to adopt a configuration in which a Lorentz force is generated. Further, it is preferable that a plurality of the coils are arranged, and a configuration related to the generation of the Lorentz force is made independent of a coil of a specific stage.
[0012]
Further, the return means may contact the movable element in a state where the movable element is pressed against a collision target at a stroke end, move the movable element by the action force of the magnetic field, and separate the movable element, and then turn off the action force of the magnetic field. And hits the collision object by the action force of the return means. In addition, energization may be applied in the opposite direction.
[0013]
In the hitting operation, the power supply to the coil may be applied in a reverse direction. Further, the cylindrical body may be constituted by a bobbin for winding the coil.
[0014]
Therefore, in the present invention, one of the permanent magnet and the coil becomes a mover, and the mover is moved by the force of the magnetic field to strike the collision object, so that vibration can be obtained by the impact. In this case, since the mover moves linearly in the stroke space, the structure and structure are simple. Since the vibration is obtained by simply hitting the mover, the process of converting the momentum into the vibration force is simple, and therefore the loss is small.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the vibration generating device 1 includes a permanent magnet 2, a coil 3 that generates a magnetic field when energized, and a cylinder 4 on which the coil 3 and the permanent magnet 2 are coaxially mounted. Then, the permanent magnet 2 is made movable in the longitudinal direction of the cylindrical body 4, and the permanent magnet 2 (movable element) is moved by the action force of the magnetic field to strike the collision plate 5 at the stroke end.
[0016]
The cylindrical body 4 is formed in a cylindrical shape, has a sealing plate 40 integrally on one end face, and the collision plate 5 is fixed to the other end face. The coil 3 is wound around a cylindrical bobbin 30, and the bobbin 30 is mounted on the sealing plate 40 side. The inner diameter of the cylindrical body 4 is set such that a portion from the bobbin 30 to the collision plate 5 matches the inner diameter of the bobbin 30, and forms a stroke space S between the sealing plate 40 and the collision plate 5.
[0017]
The permanent magnet 2 is formed in a cylindrical shape, and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the bobbin 30 and is fitted. Further, the permanent magnet 2 is movably disposed inside the coil 3 (stroke space S). Therefore, the permanent magnet 2 becomes a movable element m that can move freely in the stroke space S.
[0018]
Further, a tension spring 6 that expresses a tension force is linked to the mover m. The other end of the tension spring 6 is connected to the sealing plate 40 side, and the urging force returns the mover m to the initial position approaching the coil 3 and maintains the state of this initial position.
[0019]
The permanent magnet 2 as the mover m is coated with a resin such as ethylene tetrafluoride on its surface to reduce the coefficient of friction and improve the slipperiness. This may be performed by coating at least one of the peripheral surfaces with which the mover m contacts. Therefore, the inner surface of the bobbin 30 and the inner surface of the cylindrical body 4 connected to the bobbin 30 may be coated with a resin for slipperiness, or both the contacting surface and the inner surface may be coated.
[0020]
The coil 3 is energized with one polarity intermittently. This energization is performed so that the magnetic field B3 of the coil 3 becomes opposite to the magnetic field B2 of the permanent magnet 2, and the acting force of the magnetic field by both becomes a repulsive force. Of course, in this energization, the current value is set such that a repulsion force sufficiently larger than the tension force of the tension spring 6 can be developed. Accordingly, the mover m moves toward the collision plate 5 due to the repulsive force, and hits the collision plate 5 at the stroke end, and the impact generates vibration. When the energization is turned off, the repulsive force of the magnetic field disappears, so that the movable element m is located at the original initial position when the movable element m is pulled back by the tensile force of the extension spring 6.
[0021]
In other words, in the striking operation, one-polarity energization of the coil 3 is intermittently performed, and strong vibration is obtained by continuous striking. In this case, since the coil is energized intermittently, the drive circuit can be simplified, and the power consumption can be greatly reduced.
[0022]
In the striking operation, for example, a pulse signal may be applied to the coil 3 only once, or a signal pattern such as the number of pulse signals or the intermittent time may be appropriately set. As a result, the vibration can be spontaneously or intermittently generated, and a pattern can be set for the vibration.
[0023]
As the vibration pattern, for example, in the case of application to a mobile phone, it is set to repeat vibration and shock once every two seconds and five times at the time of an incoming call, or to change the driving voltage to change the vibration level. Various settings can be made. Further, as an application of the vibration pattern, it is also possible to set several kinds of vibration patterns in advance, and to specify a called party based on correspondence with a telephone number registered in a memory.
[0024]
Further, the permanent magnet 2 serving as the mover m may be a member including a hard magnetic material (permanent magnet), and may be a molded body in which other members are mixed. Therefore, the weight can be set heavy by increasing the thickness or using a material having a high specific gravity, and a large vibration force can be obtained by hitting and colliding a heavy object.
[0025]
Further, the vibration generating device according to the present invention has a simple configuration and structure because a so-called electromagnet and a permanent magnet are arranged in the cylinder 4 to perform a linear operation, so that the size can be easily reduced.
[0026]
Furthermore, it is also possible to adopt a configuration in which a muffling member is arranged at the hitting portion. That is, a sound-absorbing member made of rubber, foam material, resin, or the like is attached to one or both of the hitting surfaces of the mover m and the collision plate 5 so as to reduce a hitting sound caused by a hit or an impact. . This is preferable because unnecessary operation noise can be reduced when applied to a mobile phone or the like.
[0027]
That is, in the present embodiment, since the mover m is operated linearly in the stroke space S, it has a simple configuration and structure, which is advantageous for miniaturization. Then, since the vibration is obtained by simply hitting the mover m, the process of converting the momentum into the vibration force is simple, so that the loss is small and the vibration force can be increased. Therefore, it can be preferably applied to portable equipment such as a mobile phone.
[0028]
In addition, the collision plate 5 to be a collision target does not necessarily need to be provided in the vibration generating device 1 and may be configured to use a member included in the applied device. For example, it is possible to adopt a configuration in which the mover m is hit against the case of a mobile phone, and a large vibration force can be directly obtained, which is advantageous in cost. Further, the cylindrical body 4 is not limited to a cylindrical shape, and may be appropriately set to, for example, a square shape.
[0029]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in that the positional relationship between the permanent magnet 2 and the coil 3 is changed, and the polarity of the current supplied to the coil 3 is reversed. Is set to be a suction force. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0030]
Here, the ferromagnetic material 7 is fixed to the end face of the permanent magnet 2 to form a composite. The ferromagnetic material 7 is formed in a substantially conical shape, and its wide surface side is fixed to the permanent magnet 2. Then, the ferromagnetic body 7 side is used as a strike surface of the mover m, so that the strike surface becomes a convex surface. Then, the bobbin 30 on which the coil 3 is wound is mounted on the collision plate 5 side, and the initial position of the mover m is set to the other side of the bobbin 30 (the sealing plate 40 side).
[0031]
Since the energization of the coil 3 reverses the polarity, this energization causes the magnetic field B3 of the coil 3 to be in the same direction as the magnetic field B2 of the permanent magnet 2, and the acting force of the magnetic field by both becomes an attractive force. Of course, in this energization, the current value is set to a value capable of expressing a suction force sufficiently larger than the tension force of the tension spring 6. Accordingly, the mover m moves toward the collision plate 5 by the suction force and hits the collision plate 5 at the end of the stroke, so that the impact generates vibration. When the energization is turned off, the attractive force of the magnetic field disappears, so that the movable element m is located at the initial position when the movable element m is pulled back by the tensile force of the extension spring 6. As described above, any one of the attractive force and the repulsive force can be used as the acting force of the magnetic field, and it can be appropriately configured.
[0032]
Further, since the mover m is a composite in which the ferromagnetic material 7 is fixed to the permanent magnet 2, the efficiency of the composite as a magnetic field is improved when viewed from the magnetic circuit. Therefore, the acting force of the magnetic field in the striking operation can be increased, and as a result, a large vibration force can be obtained.
[0033]
In this case, since the hitting surface is made convex, the hitting can be concentrated on a small area, and the hitting operation can be performed reliably. For this reason, vibration can be stably obtained by reliable impact. In addition, making the hitting surface a convex surface can reduce the dimensional tolerance of the portion, and is advantageous in cost. The shape of the hitting convex surface may be appropriately set, and may be, for example, a hemispherical shape.
[0034]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the configuration is changed to a configuration in which the coil 3 is the mover m, and when the coil 3 is energized, the acting force of the magnetic field becomes a repulsive force. The same components as those in the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0035]
Here, the cylindrical permanent magnet 2 is fixed to the side of the sealing plate 40 of the cylindrical body 4, and the bobbin 30 is fitted on the outer periphery thereof. The coil 3 (bobbin 30) is The movable member m comes into contact with the surface and the outer peripheral surface of the permanent magnet 2 and can move freely inside the cylinder 4 (stroke space S). Then, the movable element m is connected to the sealing plate 40 side by the tension spring 6, and the movable element m is returned to the initial position approaching the permanent magnet 2 by the urging force, and the state of this initial position is maintained. Take.
[0036]
The one-polarity energization of the coil 3 is performed so that the magnetic field B3 of the coil 3 becomes opposite to the magnetic field B2 of the permanent magnet 2, and the acting force of the magnetic field by both becomes a repulsive force. Accordingly, the mover m moves toward the collision plate 5 due to the repulsive force, and hits the collision plate 5 at the stroke end, and the impact generates vibration. When the energization is turned off, the repulsive force of the magnetic field disappears, so that the movable element m is located at the original initial position when the movable element m is pulled back by the tensile force of the extension spring 6. As described above, any of the coil 3 and the permanent magnet 2 can be used as the mover m to strike the collision plate 5 and can be appropriately configured.
[0037]
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the configuration is changed to a configuration in which the coil 3 is used as the mover m, and the polarity is reversed when the coil 3 is energized, so that the action force of the magnetic field becomes an attractive force. The same components as those in the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0038]
Here, the arrangement of the permanent magnet 2 at the axis of the cylindrical body 4 is the same as that of the third embodiment, except that a cylindrical central shaft 41 is provided extending from the sealing plate 40 side. The permanent magnet 2 is fixed to the end surface of the central shaft 41, and the bobbin 30 is fitted around the permanent magnet 2. Then, the coil 3 (bobbin 30) becomes a movable element m that is movable inside the cylinder body 4 (stroke space S), and the state of the initial position where the coil 3 (bobbin 30) approaches the permanent magnet 2 by the urging force of the tension spring 6 is changed. Hold.
[0039]
Energization of the coil 3 with one polarity is performed so that the magnetic field B3 of the coil 3 becomes the same direction as the magnetic field B2 of the permanent magnet 2, and the action force of the magnetic field by both becomes an attractive force. Therefore, the movable member m can be continuously hit and hit by the suction force and the extension spring 6, and a strong vibration can be obtained. As described above, even in the configuration in which the coil 3 is the mover m, any of the attractive force and the repulsive force can be used as the acting force of the magnetic field, and the structure can be appropriately configured.
[0040]
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment has a configuration in which the permanent magnet 2 is used as the mover m, as in the first embodiment. Then, the permanent magnet 2 is fixed to the columnar support 8 although the action of the magnetic field is set to be a repulsive force. The same components as those in the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0041]
The support body 8 has a shape in which a flange plate 80 is integrally formed at one end of a cylinder and a hole 81 is provided at the other end surface of the cylinder. The shape is Teflon (registered trademark) which is a tetrafluoroethylene resin. It is formed by integrally molding using a synthetic resin member having good sliding properties such as trademark. Further, the above-described ferromagnetic material 7 is embedded and mounted in the hole 81 provided on the other end surface. Then, the permanent magnet 2 is fixed to the hole 81 side to form a composite. This complex becomes the mover m. It is more preferable that the synthetic resin member has almost no difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient.
[0042]
The coil 3 is disposed at a substantially central portion of the cylindrical body 4, and a compression spring 9 that develops a repulsive force is linked between the flange plate 80 of the support 8 and the bobbin 30. Is pressed against the sealing plate 40 side.
[0043]
The one-polarity energization of the coil 3 is performed so that the magnetic field B3 of the coil 3 becomes opposite to the magnetic field B2 of the permanent magnet 2, and the acting force of the magnetic field by both becomes a repulsive force. Accordingly, the movable member m can be continuously hit and hit by the repulsive force and the compression spring 9, and strong vibration can be obtained.
[0044]
In this case, most of the entire length of the mover m becomes the support 8, and the support 8 is formed of a member having good sliding characteristics. Therefore, the sliding outer mover m has a relatively reduced outer peripheral friction. For this reason, the frictional loss in the striking operation can be further reduced, and the striking operation is stabilized, so that a large vibration force can be obtained.
[0045]
Further, since the ferromagnetic material 7 is embedded and mounted in the hole 81, the efficiency of the magnetic circuit as the permanent magnet 2 can be improved, the acting force of the magnetic field in the hitting operation can be increased, and a large vibration force can be obtained. it can.
[0046]
Incidentally, a configuration in which a permanent magnet magnetized to the same polarity as that of the permanent magnet 2 is embedded and mounted in the hole 81 may be adopted. With such a configuration, the magnetic field is strengthened, and the augmented portion for strengthening the magnetic field is not exposed on the surface, which is advantageous in terms of slipperiness.
[0047]
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, as in the first embodiment, the permanent magnet 2 is used as the mover m, and the action force of the magnetic field is set to a repulsive force. The difference is in the changed points. The same components as those in the other embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0048]
The coil 3 is formed by arranging three coils 31, 32, and 33 in series, and the coils 31, 32, and 33 are configured to appropriately set the strength of the magnetic field by changing the number of turns. A gradient is given to the strength of the magnetic field in the moving direction. That is, a setting is adopted in which the maximum point of the magnetic field is shifted to the side approaching the mover m at the initial position, the coil 31 having a large number of turns is arranged on the collision plate 5 side, and the number of turns is sequentially increased toward the sealing plate 40 side Is reduced.
[0049]
As described above, the gradient (B3) of the magnetic field of the coil 3 is given a gradient in the moving direction of the mover m, so that the maximum point of the acting force of the magnetic field can be controlled. In this case, since the maximum point of the magnetic field is shifted to the side approaching the mover m at the initial position, the acting force (repulsion) of the magnetic field can be increased, and the collision speed of the mover m can be increased. it can. For this reason, a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0050]
The configuration for giving a gradient to the strength of the magnetic field of the coil 3 is not limited to the above-described sixth embodiment, but may be configured as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). That is, FIG. 7A shows a main part of the seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, the coil 3 is different from the central coil 32 of the sixth embodiment. A configuration is adopted in which the two coils 31, 33 are removed and arranged at both ends of the bobbin 30.
[0051]
FIG. 7B shows an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment, the number of windings of the coil 3 is appropriately changed in the moving direction of the mover m, and The configuration is such that a gradient is given to the strength of the magnetic field in the moving direction. That is, a setting is adopted in which the maximum point of the magnetic field is shifted to the side approaching the mover m at the initial position, and the distribution of the windings is increased by increasing the number of windings on the collision plate 5 side and toward the sealing plate 40 side. The arrangement is such that the number of windings is sequentially reduced.
[0052]
Therefore, in any of the seventh and eighth embodiments, the strength of the magnetic field of the coil 3 can give a gradient in the moving direction of the mover m, and the maximum point of the acting force of the magnetic field can be controlled.
[0053]
**Measurement result
In order to confirm the effect of the present invention, the acting force was measured for the eighth embodiment. At this time, as a comparative example, a coil replaced with a normal coil having a uniform winding distribution was prepared, and the acting force and the collision speed were measured under the same conditions. The graph shown in FIG. 8 shows a relative value with respect to the measured value of the comparative example using a normal coil, the measured value of the comparative example is indicated by a dotted line, and the measured value of the eighth embodiment is indicated by a solid line.
[0054]
As a result, assuming that the maximum value of the acting force is 100 for the normal coil, the coil of the eighth embodiment is 265. At this time, the collision speed of the mover m is 100 for the normal coil. As a result, 137 were obtained.
[0055]
Therefore, it was confirmed that the acting force of the magnetic field could be increased and the collision speed of the mover m could be increased. Here, it is clear that a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0056]
FIG. 9 shows a ninth embodiment of the present invention. In the ninth embodiment, similar to the second embodiment, the permanent magnet 2 is used as the mover m, and the action force of the magnetic field is set to the attractive force. To obtain Lorentz force. Although only the mover portion is shown in the figure, the other portions are the same as in the other embodiments described above, and description thereof will be omitted.
[0057]
Here, the ferromagnetic material 7 is embedded in the ring of the annularly formed permanent magnet 10 to form a composite 11, and the composite 11 is fixed to the end face of the permanent magnet 2 on the striking side to form a mover m. Take the configuration. That is, since the permanent magnet 10 is formed in a ring shape, the magnetic flux of the permanent magnet 10 and the ferromagnetic material 7 is orthogonal to the current of the coil 3. However, this occurs in a direction that augments the acting force of the magnetic field.
[0058]
As described above, since the Lorentz force is generated in a direction that augments the action force of the magnetic field, the action force (attraction force) of the magnetic field can be increased, and the collision speed of the mover m can be increased. For this reason, a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0059]
The configuration for obtaining the Lorentz force in a direction that augments the acting force of the magnetic field is not limited to the configuration of the ninth embodiment, but may be a configuration as shown in FIGS. 10 and 11, for example.
[0060]
FIG. 10 shows a tenth embodiment of the present invention. In the tenth embodiment, two coils 3 and 3 are arranged, and the complex 11 is positioned in the coil 3 on the side of the collision plate 5. Set to That is, a configuration is employed in which the configuration relating to the generation of the Lorentz force is made independent of the coil 3 of the specific stage. In the example of this figure, the magnetic field of the permanent magnet 2 is reversed so that the acting force of the magnetic field becomes a repulsive force. However, the Lorentz force occurs in a direction that augments the acting force of the magnetic field. It can generate strong vibration.
[0061]
FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the present invention. In the eleventh embodiment, a configuration is adopted in which only the ferromagnetic material 7 is fixed to the permanent magnet 2 instead of the composite 11, and the other parts are This is the same as the tenth embodiment. That is, a configuration is adopted in which the ferromagnetic material 7 relating to the generation of the Lorentz force is made independent in the coil 3 on the side of the collision plate 5, and also in this case, the Lorentz force is generated in a direction to increase the acting force of the magnetic field, and the impact can be strongly performed Can generate strong vibrations.
[0062]
**Measurement result
In order to confirm the effects of the present invention, the acting force was measured for the ninth embodiment. At this time, as a comparative example, a composite in which the composite 11 was replaced with a magnetic substance made of a simple magnetic material was prepared, and the acting force and the collision velocity were measured under the same conditions.
[0063]
As a result, the maximum value of the acting force is 123 in the ninth embodiment when the comparative example is 100, and the collision speed of the mover m is 117 in the ninth embodiment when the comparative example is 100. Obtained.
[0064]
Therefore, it was confirmed that the acting force of the magnetic field could be increased and the collision speed of the mover m could be increased. Here, it is clear that a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0065]
FIG. 12 shows a twelfth embodiment of the present invention. The twelfth embodiment has a configuration in which the permanent magnet 2 is used as the movable element m as in the first embodiment, but the action force for hitting the movable element m is changed.
[0066]
In addition, the configuration is changed to a configuration that does not use a cylindrical body, and a configuration is adopted in which the length of the bobbin 30 on which the coil 3 is wound is set as the stroke space S. That is, the support plate 50 is fixed to one end surface of the bobbin 30, the cylinder 51 to be collided is fixed to the support plate 50, and the movable element m is connected to the support plate 50 side by the extension spring 6 to form a support. Then, the movable member m is brought into contact with the cylinder 51 at the end of the stroke by the urging force to come into contact with the cylinder 51, and the initial position is maintained.
[0067]
In the hitting operation, the coil 3 is energized to move the mover m by the action force of the magnetic field to separate it from the cylinder 51 (FIG. 12 (b)), and then the energization to the coil 3 is turned off. The movable element m is pulled back by the tensile force of the extension spring 6 and hits the collision target (the cylindrical body 51) (FIG. 12A).
[0068]
That is, one-polarity energization of the coil 3 is intermittently performed, but the operation is performed at the timing when the energization is turned off. Even in this case, strong vibration is obtained by continuous impact.
[0069]
The energization of the coil 3 may be changed. That is, in the striking operation, the energization to the coil 3 may be applied in the opposite direction instead of being turned off. In this case, the force of the magnetic field is added to the impact force of the extension spring 6 as the impact force, and a stronger vibration is obtained.
[0070]
According to each of the above-described embodiments, the movable element can be returned to the initial position by linking the movable element with a spring or the like as the return means, and the energization to the coil can be performed by energization of one polarity, The configuration is simplified.
[0071]
In addition, by coating a resin such as ethylene tetrafluoride on the contact surface of the mover, friction can be reduced, slipperiness can be improved, and a large vibration force can be obtained.
[0072]
By making the hitting surface of the mover a convex surface, the hitting can be concentrated on a small area, the hitting operation can be performed reliably, and the vibration force can be stably obtained. Further, by fixing the ferromagnetic material to the end face of the permanent magnet, the efficiency of the magnetic circuit can be improved, the acting force of the magnetic field in the striking operation can be increased, and a large vibration force can be obtained.
[0073]
By making the mover a composite with a permanent magnet fixed to a support with good sliding characteristics, the mover becomes a support for most of its entire length, and the sliding movable Since it is reduced, the friction loss can be made smaller and the striking operation is stabilized.
[0074]
By embedding and mounting a magnetic material in the hole of the support, the efficiency of the magnetic circuit as a ferromagnetic material can be improved, the acting force of the magnetic field in the hitting operation can be increased, and a large vibration force can be obtained.
[0075]
By embedding and mounting a hard magnetic material magnetized to the same polarity as the permanent magnet in the hole of the support, this will increase the magnetic field, and the augmented part that strengthens the magnetic field will not be exposed on the surface, so slipperiness There is an advantage in terms of.
[0076]
By intermittently applying one-polarity to the coil, the drive circuit can be simplified and power consumption can be significantly reduced.
[0077]
By giving a gradient to the strength of the magnetic field by setting the coil arrangement and windings, it is possible to control the maximum point of the magnetic field acting force, and to obtain a large magnetic field acting force by setting to appropriately shift the maximum point of the magnetic field. The collision speed of the mover can be increased. For this reason, a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0078]
With the configuration in which the Lorentz force is generated, the Lorentz force is generated in a direction to augment the acting force of the magnetic field, so that the acting force of the magnetic field can be increased and the collision speed of the mover can be increased. For this reason, a strong impact can be generated and a strong vibration can be generated.
[0079]
In a configuration in which the moving operation of the mover is performed by the acting force of the return means, a stronger vibration can be obtained by applying a current to the coil in the reverse direction in the moving operation.
By using a cylindrical bobbin for winding the coil, the configuration is simplified and there is an advantage in cost.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, in the vibration generator according to the present invention, one of the permanent magnet and the coil becomes a mover, and the mover is moved by the action force of the magnetic field to strike the collision object. Since the mover is configured to move linearly in the stroke space, it has a simple structure and structure, which is advantageous for miniaturization. Since the vibration is obtained by simply hitting the mover, the process of converting the momentum into the vibration force is simple, so that the loss is small and the vibration force can be increased. Therefore, it can be preferably applied to portable equipment such as a mobile phone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a third embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a vibration generator according to a sixth embodiment.
FIG. 7A is a cross-sectional view of a vibration generator according to a seventh embodiment. (B) is sectional drawing of the vibration generator which shows 8th Embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a measurement result of an acting force.
FIG. 9 is a sectional view of a portion of a mover showing a ninth embodiment;
FIG. 10 is a sectional view of a vibration generator according to a tenth embodiment.
FIG. 11 is a sectional view of a vibration generator according to an eleventh embodiment.
FIG. 12 is a sectional view of a vibration generator according to a twelfth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Vibration generator
2 permanent magnet
3,31,32,33 coil
4,51 cylinder
5 Impact plate
6 Extension spring
7 Ferromagnet
8 Support
9 Compression spring
10 permanent magnet
11 Complex
30 bobbins
40 sealing plate
41 Central axis
50 Support plate
80 flange plate
81 hole
B2, B3 magnetic field
m mover
S stroke space
