JP2004202356A

JP2004202356A - 振動発生器

Info

Publication number: JP2004202356A
Application number: JP2002374096A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kawachi; 隆宏河内
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】より単純な構造で電流を制御し、部品点数を減らした振動発生器を提供する。
【解決手段】振動発生器は、磁気回路２と、磁気回路２によって形成される磁界中に配置されたコイル３と、コイル３に接続された電気回路４とを有し、磁気回路２の磁界と電気回路４を通じてコイル３に印加される電流とによって発生する電磁力を用いて磁気回路２とコイル３の間に振動を生じさせるものであって、電気回路４は、磁気回路２とコイル３の間の振動を利用して開閉するスイッチ９を有している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路によって形成される磁界とコイルに流れる電流とによって発生する電磁力を利用して振動させる振動発生器に係り、特に、そのコイルに電流を供給する電気回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動発生器は、携帯電話機やゲーム機に内蔵され、バイブレーション機能を発揮するために使用されており、薄型および小型化に対応できることが要求されていた。この種の振動発生器として、磁気回路によって形成される磁界と、コイルに流れる電流とによって発生する電磁力を利用したものが知られている。
【０００３】
この振動発生器の基本的な原理は、磁気回路によって形成される磁界中にコイルを配置し、コイルに交流やパルス波の電流を流すことで、磁気回路とコイルとの間に生じる電磁力を変化させて振動させるというものである。
【０００４】
正負に電圧が反転する交流の電流を使用した場合は、電磁力の向きも反転するので、そのまま振動することができる。ところが、オン、オフを繰り返すパルス波の電流を使用した場合は、電磁力もオン、オフを繰り返すため、電磁力がオフとなった時に両者の位置関係を原点に戻す復元力が必要となる。このため、磁気回路やコイルをバネによって支持して復元力を与えている。このバネは、このバネのばね定数と可動部材の質量とによって決定される共振周波数で電磁力を与えることで振動エネルギーをバネに蓄積することができ、より大きな振動を発生させることができるので、交流を使用した場合であっても採用されることがある。
【０００５】
特許文献１の図１および２には、バネによって支持されたコイルの内側に円柱状の永久磁石を配置し、外側に永久磁石と合体したヨークを延在させて配置した構成の振動発生器が開示されている。また、特許文献２の第１図および第２図には、コイルの外側に永久磁石を配置し、バネによって支持されたコイルの内側に永久磁石と合体したヨークを延在させて配置した構成の振動発生器が開示されている。これらの振動発生器では、コイルを可動部材としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３４０８１１号公報（段落００１６、図１、図２）
【特許文献２】
実公平７−３０１３４号公報（４欄３−５行、第１図、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような振動発生器においては、携帯電話機やゲーム機の直流電源から供給される直流電流を交流またはパルス波に変換してコイルに印加しなければならなかった。また、振動の周波数は、コイルに印加される電流の周波数に依存するため、交流またはパルス波の周波数も変調する必要があった。
【０００８】
このため、従来の振動発生器は、コイルに電流を供給する電源からコイルに至るまでの電気回路において、トランジスタを利用した制御回路を内蔵して、電流の制御を行っていた。
【０００９】
本発明は、より単純な構造で電流を制御し、部品点数を減らした振動発生器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明の振動発生器は、磁気回路と、前記磁気回路によって形成される磁界中に配置されたコイルと、前記コイルに接続された電気回路とを有し、前記磁気回路の磁界と前記電気回路を通じて前記コイルに印加される電流とによって発生する電磁力を用いて前記磁気回路と前記コイルの間に振動を生じさせるものであって、前記電気回路が、前記磁気回路とコイルの間の振動を利用して開閉するスイッチを有することを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用したことにより、トランジスタを利用した制御回路を使用しなくても、電気回路のスイッチを開閉することによって、コイルにオン、オフを繰り返すパルス波の電流を供給することができる。このため、部品点数が減るので、製造費および製造時間を節約できコストダウンできる。
【００１２】
また、本発明の振動発生器は、前記スイッチが、前記磁気回路の磁界によって発生する磁力で移動する可動接点と固定接点とからなることを特徴とする。
【００１３】
このような構成を採用したことにより、磁気回路の動きに連動して可動接点も動き、スイッチの開閉を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の振動発生器は、前記スイッチが、前記磁気回路または前記コイルのいずれかに連結され、前記磁気回路とコイルの間の振動に連動して移動する可動接点と固定接点とからなることを特徴とする。
【００１５】
このような構成を採用したことにより、磁気回路またはコイルの動きに連動して可動接点も動き、スイッチの開閉を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１７】
図１および図２は、本発明の振動発生器１の一実施態様の概略断面図であり、図３および図４は、他の振動発生器１の概略断面図である。振動発生器１は、磁気回路２と、コイル３と、電気回路４とを有している。
【００１８】
磁気回路２は、磁石５を構成要素としている。更に、磁気回路２には、効果的な磁界を形成させるため、ヨーク６、７を磁石５の両極またはいずれか一方に合体させてもよい。
【００１９】
ヨーク６、７は、磁石５から出る磁束を誘導するので、両極のヨークが最も近接した箇所において磁束密度を高くでき、強い磁界を任意の場所に形成することができる。図においては、カップ状のヨーク６を採用し、ヨーク６の側壁の先端とヨーク７との間に強い磁界が形成されるように設計している。
【００２０】
コイル３は、磁気回路２によって形成される磁界中に配置されるが、なるべく磁界が強い箇所に配置したほうが電磁力が大きくなるので好ましい。図においては、ヨーク６の側壁の先端とヨーク７との間にコイル３を配置している。
【００２１】
電気回路４は、電源８とコイル３を接続するものであり、途中に電流の開閉を行うスイッチ９を有している。
【００２２】
スイッチ９がコイル３に流れる電流を開閉することによって、コイル３にはオン、オフを繰り返すパルス波の電流を供給することができる。スイッチ９の開閉は、磁気回路２とコイル３の間の振動を利用しており、磁気回路２とコイル３の間の位置関係の変化に連動して移動する可動接点１０と固定接点１１とを有している。
【００２３】
スイッチ９の作用についてより詳細に説明すると、可動接点１０と固定接点１１とが接触した初期状態（スイッチ９は閉状態）において、電源８からコイル３に電流が印加されると、磁気回路２とコイル３の間に電磁力が発生し、両者の位置関係が変化する。可動接点１０はこの変化に連動して固定接点１１との接触を解除する（スイッチ９が開状態となる）。すると、コイル３には電流が印加されないので、磁気回路２とコイル３の間の電磁力は消滅し、何らかの復元力により磁気回路２とコイル３の位置関係は初期状態へ変化する。可動接点１０は、この変化にも連動するため、再び固定接点１１と接触してコイル３には電流が印加されるようになる（スイッチ９が閉状態となる）。この繰り返しによって、コイル３にはオン、オフを繰り返すパルス波の電流が供給されることになる。
【００２４】
可動接点１０の構成としては、可動接点１０に磁性体を使用して磁気回路２の磁界によって発生する磁力で移動させる構成や、磁気回路２またはコイル３のいずれか可動する方（可動部材）に連結して、可動部材の動きを追随させる構成等がある。
【００２５】
図１および図２においては、可動接点１０は、磁性体である鉄製のコイルバネを使用して、磁気回路２から漏洩する磁場による磁力で移動させている。更に、磁気回路２のヨーク６の側壁に可動接点１０が見えるような窓１２を設けて、可動接点１０により大きな磁場をかけることは好ましい。図１および図２において、窓１２は、ヨーク６の可動接点１０側の側壁を低くして、可動接点１０が見えるように構成している。
【００２６】
可動接点１０をコイルバネで構成したのは、可動接点１０が磁気回路２の振動に従って振動させることで、コイルバネ自体の弾性力によって、可動接点１０も振動することとなり、磁力が弱くてもスイッチの開閉を確実に行うことができるためである。磁力で移動する可動接点１０としては、磁性体であればよく、コイルバネに限定されるものではない。他の弾性体（例えば板バネ）であっても、弾性体でなくても可動部を有する導電体であってもよい。
【００２７】
図３および図４においては、可動接点１０は、可動部材である磁気回路２のヨーク７の側壁から外方に延在した部分の先端に取り付けられており、磁気回路２が上下すると移動する。
【００２８】
磁気回路２とコイル３の位置関係を初期状態へ回復させる復元力としては、可動部材の質量による重力を利用することもできるが、より積極的にゴム、バネ等の弾性体を使用する方が好ましい。特に、バネとして板バネを採用すると、薄型化に好ましい。
【００２９】
図１および図２においては、コイル３を図示しない手段により固定して、磁気回路２を振動させる構成とし、可動部材である磁気回路２を板バネ１３によって支持して復元力を与えている。
【００３０】
この振動発生器１の動作を説明すると、まず、電気回路４からコイル３に電流が流れると、磁気回路２には上向きの電磁力が発生し、コイル３から遠ざかる方向に移動する。同時に、磁性体である鉄製のコイルバネの可動接点１０も、磁気回路２から漏洩する磁場による磁力で上方向に引っ張られるため、固定接点１１との接触が解除されて、コイル３に電流が流れなくなる。
【００３１】
次に、磁気回路２に加えられていた上向きの電磁力が無くなるため、磁気回路２は板バネ１３の力によって元の位置まで移動する。同時に、磁性体である鉄製のコイルバネの可動接点１０も、磁気回路２から漏洩する磁場による磁力で元の位置まで移動して、再び固定接点１１と接触してコイル３には電流が印加される。
【００３２】
そして、再び磁気回路２は、電磁力によってコイル３から遠ざかる方向に移動するのである。
【００３３】
図３および図４においては、コイル３を図示しない手段により固定して、磁気回路２を振動させる構成とし、可動部材である磁気回路２をコイルバネ１４によって支持して復元力を与えている。図３および図４の振動発生器１においては、磁気回路ではなくコイルを可動部材としてもよい。この場合、可動部材であるコイルに可動接点を連結する。
【００３４】
この振動発生器１の動作を説明すると、まず、電気回路４からコイル３に電流が流れると、磁気回路２には上向きの電磁力が発生し、コイル３から遠ざかる方向に移動する。同時に、磁気回路２に取り付けられた可動接点１０も上方向に移動するため、固定接点１１との接触が解除されてコイル３に電流が流れなくなる。
【００３５】
次に、磁気回路２に加えられていた上向きの電磁力が無くなるため、磁気回路２はコイルバネ１４の力によって元の位置まで移動する。同時に、磁気回路２に取り付けられた可動接点１０も、元の位置まで移動して、再び固定接点１１と接触してコイル３には電流が印加される。
【００３６】
そして、再び磁気回路２は、電磁力によってコイル３から遠ざかる方向に移動するのである。このような構成において、パルス波の周波数は、電流の大きさや構成部材が同じであれば、復元力の強さで容易に制御することができ、板バネ１３やコイルバネ１４の弾性力を強くすれば、高い周波数で振動させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の振動発生器は、トランジスタを利用した制御回路を使用しなくても、電気回路のスイッチを開閉することによって、コイルにオン、オフを繰り返すパルス波の電流を供給することができる。このため、部品点数が減るので、製造費および製造時間を節約できコストダウンできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の振動発生器の概略断面図
【図２】本発明の振動発生器の概略断面図
【図３】本発明の振動発生器の概略断面図
【図４】本発明の振動発生器の概略断面図
【符号の説明】
１振動発生器
２磁気回路
３コイル
４電気回路
５磁石
６、７ヨーク
８電源
９スイッチ
１０可動接点
１１固定接点
１２窓
１３板バネ
１４コイルバネ

Claims

磁気回路と、前記磁気回路によって形成される磁界中に配置されたコイルと、前記コイルに接続された電気回路とを有し、前記磁気回路の磁界と前記電気回路を通じて前記コイルに印加される電流とによって発生する電磁力を用いて前記磁気回路と前記コイルの間に振動を生じさせる振動発生器であって、前記電気回路は、前記磁気回路とコイルの間の振動を利用して開閉するスイッチを有することを特徴とする振動発生器。
請求項１において、前記スイッチは、前記磁気回路の磁界によって発生する磁力で移動する可動接点と固定接点とからなることを特徴とする振動発生器。
請求項１において、前記スイッチは、前記磁気回路または前記コイルのいずれかに連結され、前記磁気回路とコイルの間の振動に連動して移動する可動接点と固定接点とからなることを特徴とする振動発生器。