JP2004104906A - ２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体とその搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振幅が大に取れ、振幅のピークの加速度がゼロとなる点を回避し、破損の問題がなく、衝撃性の問題がないようにし、しかも振動ストロークが十分に確保できるようにする。
【解決手段】筒型ケース（１）の短手方向内面に対向して格納されると共に通電時対向する面が同極の磁界を発生させるようにした２個の励磁コイル（２Ａ、２Ｂ）、この励磁コイル間に配されて通電時に前記励磁コイル間を往復動し、可動方向に着磁されたマグネットを有する可動磁極体を両端で支持する弾性体（５、６）、前記筒型ケースの端部に配された印刷配線板（７）、この印刷配線板に配された駆動回路部材（７ａ）を介して前記励磁コイルに電力を与える給電端子（７Ａ、７Ｂ）とを備えた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、移動体通信装置の無音報知手段等に用いられる駆動回路内蔵型筒型振動体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年移動体通信技術が益々発展し、移動体装置の軽量薄型化に拍車がかけられている。最近では移動体通信装置は発音による報知手段の騒音の問題より振動によるサイレントコール手段が多用されるようになってきた。
この振動発生手段としては、円筒型直流モータの出力軸に偏心ウエイトを取り付けたものか、もしくはロータ自体を偏心させた扁平型コアレス振動モータが用いられている。モータを用いるのは振幅が比較的大きくとれ、遠心力を利用するだけで効率もよいためである。
また、報知手段として振動モータの他に最近では特開２００１−３４７２２５（たとえば特許文献１参照）に開示されたように、長手方向でＵ型形状に形成したばね材の先端にマグネットとウエイトを配し、励磁コイルの中に前記マグネットを出し入れすることによって短手方向に振動を得るようにしたものが知られるようになってきた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４７２２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のものは、振動ストロークが少なく、振幅が大きく取れない問題があり、片持ち式の板ばね型のため金属疲労の問題が包含され、落下などの衝撃に弱い問題があり、このようなものは一般的には、振幅のピークに振動加速度がゼロになってしまう問題もある。
そこで、この発明は、前述の欠点を励磁コイルの構成と可動磁極体及びこれらを格納する角筒型ケースに工夫を凝らして解決したもので、振幅が大に取れ、振幅のピークの加速度がゼロとなる点を回避し、破損の問題はなく、衝撃性の問題がないようにし、しかも振動ストロークが十分に確保できるようにするのを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するには、請求項１に記載の発明のように、短手方向と長手方向を有するハウジングと、このハウジングの短手方向内面に対向して格納されると共に通電時対向する面が同極の磁界を発生させるようにした２個の励磁コイルと、この励磁コイル間に配され、通電時に前記励磁コイル間を往復動するもので、可動方向に着磁されたマグネットを少なくとも一部の構成部材とする可動磁極体と、この可動磁極体を支持する弾性体と、前記ハウジングの端部に配された印刷配線板と、この印刷配線板に配された駆動回路部材と、この駆動回路部材を介して前記励磁コイルに電力を与える給電端子とを備えたもので達成できる。
このようにすれば、２個の励磁コイルに所定の電気信号を通電することによりこれらの励磁コイルは筒型ソレノイドを構成し、同極を対向させているので反発磁界が発生し、この磁界の方向に応じてマグネットを備えた可動磁極体を励磁コイル間で往復振動させる。このとき、弾性体は圧縮伸張しながらも可動磁極体を保持でき、マグネットを備えた可動磁極体は隔離されているので、リフローハンダ方式の固定手段に対応でき、駆動回路を収納効率よく内蔵したので長手方向の寸法を押さえ込むことができる。
具体的な解決手段は、請求項２に記載の発明のように、前記可動磁極体は前記マグネットに配された比重７以上のウエイトを有し、前記ハウジングは前記励磁コイルの内径となる位置に前記可動磁極体の端部が出入りする凹所が設けられたのがよい。
このようにすれば、振幅が大にでき、比重７以上のウエイトによって振動加速度を大にできる。
また、請求項３に記載の発明のように、前記印刷配線板は少なくとも一部が前記ハウジングの短手方向に立設されているものがよい。
このようにすれば、長手方向の寸法をさらに短くできる。
請求項４に記載の発明のように、前記励磁コイルは印刷配線で形成され、その端末が前記印刷配線板に連結されたものでも達成できる。
このようにすれば、励磁コイルの分だけ可働磁極体の厚みを増せる。
請求項５に記載の発明のように、　前記弾性体はスポンジ状クッション部材で形成され、前記可動磁極体の一部を常時両端で支架し、前記筒型励磁コイルに電力を印可したとき可動磁極体を最大振幅にならない前に受け止めるように構成したものがよい。
このようにすれば、可動磁極体とスポンジ状弾性体間の打撃音が皆無となり、往復振動時に振幅のピークである加速度がゼロになる点を規制でき、構造も簡単となる。
また弾性体として別の構成は、請求項６に記載の発明のように、前記弾性体は少なくとも一部が前記ハウジングの長手方向両端に延設されたばね性金属体であって前記筒型励磁コイルに電力を印可したとき可動磁極体を最大振幅にならない前に受け止めるように構成したものがよい。
このようにすれば、板ばね状弾性体であっても金属疲労は軽減され、可動磁極体の往復振動時に振幅のピークである加速度がゼロになる点を規制できる。
【０００６】
この発明の別の課題の解決は請求項７に記載の発明のように、前記ハウジングは少なくとも一面が平面となっていてこの平面を印刷配線板に載置し、前記ブラケットに配された給電端子を印刷配線板の所定のパターンに半田結線させることを特徴とするもので達成できる。
このようにすれば、容易に印刷配線板に搭載でき、マグネットを備えた可動磁極体は隔離されているので、リフローハンダが対応できる。
そして、この発明の更なる別の課題の解決は請求項８に記載の発明のように、前記給電端子は板ばね型で構成し、この板ばね型給電端子を介して機器側から電力を供給するように構成したものでもよい。
このようにすると、機器側では他の電子部材をリフローした後、別に半田付けしなくても組み込み接続ができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体の第１の実施の形態を示す横断面図である。
図２は、図１の筒型振動体一部を削除した斜視図である。
図３は、図１の変形例の部分断面図である。
図４は同第２の実施の形態を示す断面図である。
図５は同第３の実施の形態を示す部品図である。
図６は筒型ケースの変形例の搭載構造を説明する要部断面図である。
図７は筒型ケースの別の変形例の搭載構造を説明する要部断面図である。
【０００８】
次にこの発明の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体の構成を図面に示す各実施の形態及び変形例に基づいて説明する。
図１は第１の実施の形態を示すもので、すなわち、１はサイズが５ｍｍ角で長さが１２ｍｍ程度の耐熱性樹脂からなるハウジングを構成する角筒型ケースで、ハウジングの一部を構成する蓋体が除去された状態を示している。この角筒型ケースの内側には、多層ソレノイド型励磁コイル２Ａ、２Ｂが対向して格納されている。前記角筒型ケース１は、部分的に前記多層ソレノイド型励磁コイル２Ａ、２Ｂの内径部の位置で後述の可動磁極体の端部が可動時に入り込むように薄くなった凹所１ａが形成されており、これらの励磁コイル２Ａ、２Ｂには、内外面を保護する塗料３が塗布され、通電時に反発磁界が発生するように互いに逆相となるように結線されている。これらの励磁コイル２Ａ、２Ｂの中間には、可動磁極体４が両端で弾性体としてスポンジ状クッション部材５，６を介して格納されており、このスポンジ状クッション部材５、６は、可動時の打撃音を防ぐために常時可動磁極体の両端に接触させている。なお、前記凹所は、励磁コイル２Ａ、２Ｂの全体が入り込むものに形成してもよい。
前記可動磁極体４は可動方向に着磁された希土類マグネット４ａとこの希土類マグネット４ａを覆うように一体成形された樹脂製ウエイト４ｂからなる。
ここで、樹脂製ウエイト４ｂは、タングステン合金からなるブロックもしくは粉末をポリアミド樹脂に含ませたもので、全体の比重として５〜１３程度のものが用いられ、骨幹４ｃで補強されるようにして重量を得るために両側に延ばされている。
前記角筒型ケース１は、これらの部材を格納した後、図２に示すように、その開口部に駆動回路部材７ａを載置した印刷配線板７がガイド溝１ｂを介してはめ込まれることによって短手方向に立設されている。ここでは、図２はハウジングの一部である蓋体と前記可動磁極体が判りやすいように削除されている。前記印刷配線板７はやや厚く形成されてエンドブラケットを兼ねている。
前記駆動回路部材７ａを介して前記励磁コイル２に電力を供給する一対の給電端子７Ａ、７Ｂは前記角筒型ケース１に部分的に骨幹となるように一体化されて前記印刷配線板７に接続され、長手方向に突き出されている。
ここで、図示しないが蓋体の一部でこの印刷配線板の外方を覆うようにして前記給電端子を押さえ付けてもよい。この給電端子７Ａ、７Ｂには前記励磁コイルの端末が、前記印刷配線板７の所定のパターンを介して結線される。このようにした角筒型振動体は平らな底面をアクリル系粘着剤などの接着剤を介して移動体通信装置側の印刷配線板Ｉに載置され、前記給電端子７Ａ、７Ｂが所定の給電パターンに半田接続される。図中、１ｃは、角筒型ケース１から長手方向に一体に突き出されたダミー端子で、部分的に前記角筒型ケースを補強のために内部で骨幹となるように一体成形されている。
したがって、各端子は短手方向に突き出ないようになっているので、占有面積が犠牲にならない。
このように構成すれば、励磁コイル２に例えば１５０ヘルツの交番電流を印可すると、可動磁極体４は、励磁コイル２に発生する磁界の方向に応じてによって励磁コイル間を往復動するので、外部に１５０ヘルツの振動を発生させる。
なお、ここで、前記可動磁極体４は、往復動するときそれぞれのピークで加速度がゼロになってしまうが、これを避けるために前記弾性体の圧縮力をコントロールして可動磁極体の可動範囲を規制させるようにしてある。
【０００９】
図３は、駆動回路部材として多くの電子部品が必要な場合の構成を示したもので、すなわち、印刷配線板７７はフレキシブル基板で構成し、ＩＣのようなメイン部品を立設した部分に、チップ部品のような容積をあまり必要としないものを筒型ケースの底部に添設した部分にそれぞれ植設した構成である。この場合、このような印刷配線板７７の保護のために前記筒型ケース材の一部を立ち上げてエンドブラケット１１として蓋体の一部と共に前記筒型ケース１の印刷配線板７７を保護している。ここでは給電端子は７Ｃ、７Ｄは、エンドブラケットに一体成形されて前記フレキシブル基板からなる印刷配線板７７と接続され蓋体から上方に突き出したばね接点で構成している。
【００１０】
図４は、この発明の第２の実施の形態として励磁コイルの形態を変形させたもので、すなわち、励磁コイル２２Ａ、２２Ｂを印刷配線で形成したもので、前記のように駆動回路部材載置用印刷配線板７８はフレキシブル基板で構成し、両端を延在させてこの延在部分に前記励磁コイル２２Ａ、２２Ｂを印刷配線で形成したもので、破線の部分で折り曲げて前記のようなハウジングに格納して供用されるようになっている。
【００１１】
図５は、弾性体を金属ばねで構成した実施の形態を示すもので、すなわち、可動磁極体４を薄いパーマロイ板で長さを稼ぐために波形にフォーミングした弾性体５５、５６で両端を支持したもので、この場合、底部から保持片１ｄを立ち上げて弾性体５５を受けるようになっている。その他の構成部材は、図１と同様なため同一符号を付してその説明を省略する。
なお、ここで、前記可動磁極体４は、往復動するときそれぞれのピークで加速度がゼロになってしまうが、これを避けるために前記励磁コイル内にスポンジ状クッション部材５、６を配して前記可動磁極体４を受け止め、圧縮力をコントロールして前記可動磁極体４の可動範囲を規制させるようにしてあるが、前記クッション部材５、６と前記弾性体の５５、５６の強度を適度にコントロールすることによって同様な機能を発揮させることもできる。
【００１２】
図６は、振動モードを機器側の印刷配線板に対して上下方向となるように角筒型ケースの側面を載置した構成を示し、側方の開口部分は各部材を格納後蓋体で閉じられるようになっている。
【００１３】
今までの実施の形態の振動モードは１方向、図において上下あるいは左右方向であったが、図７に示すように筒型ケースの形状を変えることによって上下及び水平方向の振動成分を発生させることもできる。すなわち、内蔵させた可動ウエイト４が斜めになるように例えば８角形の筒型ケース１１を採用し、水平に対して斜めの対向する位置に特殊形状に巻回した励磁コイル２２２Ａ、２２２Ｂを配し、これらの励磁コイル２２２Ａ、２２２Ｂ間に前述と同様な可動磁極体４を配したものである。
図中，１１ａは、前記８角形の筒型ケース１１から突き出された取り付け用脚部で筒型ケース１１より側方に出ないようになっている。
このようにすると、可動磁極体の往復振動は上下と水平の両方に振動成分が生ずることになる。
なお、ここでは鼓動磁極体を構成するウエイト４ｂｂは、比重１５程度の銅タングステン合金からなるもので中央にマグネット４ａを坦持させている。
【００１４】
なお、上記はいずれも角筒型ケースと同形状のブラケットからなるものを示したが、印刷配線板に載置できるような平面があれば、角筒型に限定されない。例えば断面が蒲鉾型にしたものでもよく、円筒型で別に取り付け部材を備えたものでもよい。
また、弾性体はスポンジ状クッション部材と金属ばねの組み合わせでもよく、さらに弾性体としてクッション部材や圧縮コイルばね以外のものを用いることもできる。
そして、前記各実施の形態におけるウエイトは比重１７程度のタングステン焼結合金をマグネットの固着させたものにすることもできる。
前述のスポンジ状弾性体に代わりコイルばねにすることも考えられる。
【００１５】
この発明はその技術的思想、特徴から逸脱することなく、さらに他のいろいろな実施の形態をとることができる。そのため、前述の実施の形態は単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。この発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には拘束されない。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、特に請求項１に記載した発明によれば、２個の励磁コイルに所定の電気信号を通電することによりこれらの励磁コイルは薄い筒型ソレノイドを構成し、同極を対向させているので反発磁界が発生し、この磁界の方向に応じてマグネットを備えた可動ウエイトを励磁コイル間で往復振動させる。このとき、弾性体は圧縮伸張しながらも可動ウエイトを保持でき、マグネットを備えた可動ウエイトはハウジングから隔離されているので、リフローハンダが対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２個の励磁コイルを有する筒型振動体の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の一部を削除した斜視図である。
【図３】図１の変形例の部分断面図である。
【図４】同第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】同第３の実施の形態を示す部品図である。
【図６】筒型ケースの変形例の搭載構造を説明する要部断面図である。
【図７】筒型ケースの別の変形例の搭載構造を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
１、１１　筒型ケース
２、２２　励磁コイル
４　可動磁極体
５、６、弾性体としてのクッション部材
５５、５６　弾性体
７、７７　印刷配線板
７Ａ、７Ｂ　給電端子

Claims (8)

1. 短手方向と長手方向を有するハウジングと、このハウジングの短手方向内面に対向して格納されると共に通電時対向する面が同極の磁界を発生させるようにした２個の励磁コイルと、この励磁コイル間に配され、通電時に前記励磁コイル間を往復動するもので、可動方向に着磁されたマグネットを少なくとも一部の構成部材とする可動磁極体と、この可動磁極体を支持する弾性体と、前記ハウジングの端部に配された印刷配線板と、この印刷配線板に配された駆動回路部材と、この駆動回路部材を介して前記励磁コイルに電力を与える給電端子とを備えたことを特徴とする２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
2. 前記可動磁極体は比重７以上のウエイトを有し、前記ハウジングは前記励磁コイルの少なくとも内径となる位置に前記可動磁極体の端部が出入りする凹所が設けられた請求項１に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
3. 前記印刷配線板は少なくとも一部が前記ケースの短手方向に立設されている請求項１に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
4. 前記励磁コイルは印刷配線で形成され、その端末が前記印刷配線板に連結された請求項１に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
5. 前記弾性体はスポンジ状クッション部材で形成され、前記可動磁極体の一部を常時両端で支架し、前記励磁コイルに電力を印可したとき可動磁極体を最大振幅にならない前に受け止めるように構成した請求項１に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
6. 前記弾性体は少なくとも一部が前記ハウジングの長手方向両端に延設されたばね性金属体であって前記筒型励磁コイルに電力を印可したとき可動磁極体を最大振幅にならない前に受け止めるように構成した請求項１に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体。
7. 前記ハウジングは少なくとも一面が平面となっていてこの平面を機器側の印刷配線板に載置し、前記給電端子を機器側の印刷配線板の所定のパターンに半田結線させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体の搭載構造。
8. 前記給電端子は板ばね型で構成し、この板ばね型給電端子を介して機器側から電力を供給するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の２個の励磁コイルを有する駆動回路内蔵型筒型振動体の搭載構造。

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