JP3495009B2 - 振動発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動発生器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば移動体通信機器の端末であ
る携帯電話機などの携帯機器には、着信を呼出音で知ら
せる代りに、携帯機器そのもの又は携帯機器の附属品内
に振動発生器を収納しておき、この振動発生器を振動さ
せることで人体に着信を感知させるものがある。

【０００３】そしてこの種の従来の振動発生器として
は、モータの回転軸に回転体を取り付け、その際回転体
の重心を回転軸とは異なる位置となるようにし、回転体
を回転することで振動を発生させる構造のものがあっ
た。

【０００４】しかしながらこのような構造の振動発生器
は、回転体を回転する際の回転軸のブレを振動として利
用する方法なので、モータの回転軸の軸受部分が過酷な
力を受け、その耐久性や信頼性を阻害するという問題な
どがあった。

【０００５】そこで本願出願人は、先の出願（特開２０
００−１５６９６４）において、図１７に示すように、
永久磁石１３６の両端面に可動子ヨーク１３４，１３５
を取り付けると共にその上部に錘１３８を取り付けてな
る可動子１３０と、固定子ヨーク１１３に設けた中央ヨ
ーク１１５にコイル１４０を巻き付けてなる固定子１１
０と、固定子１１０に対して可動子１３０を揺動自在に
軸支してなるコイルバネ１５０，１５０とを具備し、固
定子ヨーク１１３をコイル１４０で励磁することで可動
子１３０を所定の振動数で振動するように構成した振動
発生器１００を提案している。

【０００６】ところで上記従来の振動発生器１００にお
いては可動子１３０の共振振動周波数に合った周波数の
電流を流す必要があるが、上記構造の振動発生器１００
は可動子の共振振動周波数帯域が狭く、また組立のバラ
ツキや部品の精度誤差などによってこの共振振動周波数
自体がばらつくので、このばらつく共振振動周波数に合
わせて一々供給する電流の周波数も調整しなければなら
ず、その調整作業が煩雑であった。

【０００７】一方固定子１１０はその底面である取付面
１１７が図示しない被取付部材に取り付けられて被取付
部材を振動するが、この従来例の場合、可動子１３０の
振動方向は固定子１１０の取付面１１７に対して水平方
向なので、取付面１１７に対して垂直方向への振動加速
度が小さい。しかしながら取付面１１７に対して垂直方
向への振動は、人体等に振動を伝達して感知させるのに
水平方向への振動よりも効果的であり、従って前記従来
例においては効果的な振動が被取付部材に伝達できてい
ないという欠点もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、可動子の共振振動
周波数帯域を容易に広くすることができ、それによって
供給する電流の周波数を一々調整する必要がない振動発
生器を提供することにある。

【０００９】また本発明の他の目的は、可動子の振動方
向以外の方向への振動加速度も効果的に発生させること
ができる振動発生器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかる振動発生器は、永久磁石を取り付けて
なる可動子と、可動子の端面に対して所定の隙間を介し
て対向する端面を有し、取り付けたコイルに電流を流し
て励磁することで前記可動子との間に磁路を形成する固
定子と、線材の一端を可動子側に他端を固定子側に取り
付けることで可動子を略直線状に振動可能に支持する一
対の弾性支持部材とを具備し、前記一対の弾性支持部材
による可動子の固定子からの各々の支持高さを異ならせ
たことを特徴とする。

【００１１】また本発明にかかる振動発生器は、前記一
対の弾性支持部材を構成する線材の各々の線径を異なら
せたことを特徴とする。

【００１２】

【００１３】また本発明は、前記永久磁石の一方の磁極
面を、固定子に取り付けた前記コイルの外周側面に対向
するように設置することで、永久磁石の磁極面から出る
磁束がコイルの外周側面を通してコイル内に入射した後
にコイルによる固定子の磁化方向を向くように導かれる
磁路を形成したことを特徴とする。

【００１４】また本発明は、前記弾性支持部材を、線材
の中間に線材を巻き回してなるコイル部を設けると共に
その両側をアーム部として一方のアーム部の端部を可動
子側に他方のアーム部の端部を固定子側に取り付けるこ
とで可動子を前記コイルによる固定子の磁化方向に向け
て振動可能に支持するコイルバネによって構成したこと
を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の参考例にか
かる振動発生器１の斜視図、図２（ａ）は正面図、図２
（ｂ）は側面図、図３は分解斜視図である。これらの図
に示すように振動発生器１は、固定子１０の上部に可動
子５０を２つの弾性支持部材８０，８０によって支持し
て構成されている。以下各構成部品について説明する。

【００１６】図３に示すように固定子１０は、端子付き
基台部２０上にコア付きコイル３０と２枚の弾性体４
０，４０とを取り付けて構成されている。端子付き基台
部２０は図４に示す２枚の金属製の端子板２３，２３の
周囲に図３に示すように板状の合成樹脂材からなる基台
本体２１をモールドして構成されており、両端子板２
３，２３の中央に設けた接続部２３１，２３１を基台本
体２１の上面左右中央に露出させ、一方図５に示すよう
に両端子２３，２３の端子部２３３，２３３の面を基台
本体２１の下面に露出させている。基台本体２１の上面
には、その左右両側に弾性体載置部２１１，２１１が設
けられ、また両者の間には前記コア付きコイル３０を収
納する凹状の収納部２１３が設けられ、また基台本体２
１の両側辺２１５，２１５近傍のそれぞれ上面中央には
小穴からなるバネ端固定部２１７，２１７が２つずつ設
けられ、また両側辺２１５，２１５近傍のバネ端固定部
２１７，２１７を設けた部分の両側にはそれぞれバネ係
止部２１９，２１９が設けられている。

【００１７】コア付きコイル３０は略棒状のコイルコア
３１の周囲にコイル３３を巻き回すとともに、コイルコ
ア３１の両端からそれぞれコイル端部３５，３５を引き
出して構成されている。ここでコイルコア３１は鉄の焼
結体を略四角柱状に形成するとともに、図９に示すよう
にその両端の端面３７，３７を下記する可動子ヨーク５
１の端面５３，５３の傾斜角度と略同一の傾斜角度とな
るようなテーパ面としてこの端面５３，５３と平行にな
るようにしている。

【００１８】弾性体４０は薄いゴム板製であり、前記端
子付き基台部２０の弾性体載置部２１１，２１１上にそ
れぞれ載置できる形状に形成されており、その上面の両
側部近傍をコイル載置部４０１，４０１としている。

【００１９】そして固定子１０の組立は、端子付き基台
部２０の収納部２１３内にコア付きコイル３０を収納し
て接着材などにより固定し、両端のコイル端部３５，３
５を端子付き基台部２０の上面に露出する接続部２３
１，２３１にそれぞれ低融点金属や導電性接着材や溶接
等の各種固定手段によって接続・固定し、一方端子付き
基台部２０の弾性体載置部２１１，２１１にそれぞれ弾
性体４０，４０を載置することによって行なう。この固
定子１０は、両端子２３，２３の端子部２３３，２３３
の面を基台本体２１の下面に露出することで、この振動
発生器１を取り付けようとする基板上の回路パターンに
直接低融点金属をリフロー等によって取り付けることが
できる面実装タイプに構成されている。

【００２０】次に図１乃至図３に示すように弾性支持部
材８０，８０は、何れも一本の線材を折り曲げることに
よって構成されたいわゆるダブルトーション型のコイル
バネであり、略一回転半ほど巻き回した２つのコイル部
８１，８１のそれぞれ両側から２本ずつのほぼ平行なア
ーム部８３，８３とアーム部８５，８５とを突出し、一
方の方向に延ばしたアーム部８３，８３間は端部（以下
「連結部」と呼ぶ）８２によって連結し、他方のアーム
部８５，８５は先端を下方向に折り曲げて端部（以下
「係止端部」と呼ぶ）８７，８７として構成している。
そして本参考例においては、前記一対の弾性支持部材８
０，８０を構成するそれぞれのコイルバネの線径を少し
異ならせ、一方の線径を０．２３ｍｍ、他方の線径を
０．２６ｍｍとしている。

【００２１】図６は可動子５０の分解斜視図である。同
図に示すように可動子５０は、前記コイルコア３１と同
等の材質からなる可動子ヨーク５１に、錘６０と永久磁
石７０と高透磁率部材（以下「センターヨーク」と呼
ぶ）７５とを取り付けて構成されている。

【００２２】可動子ヨーク５１は略四角柱状（棒状）で
あってその両端に固定子１０側に向かって延びる腕部５
２，５２を設け、全体として略「コ」字状に形成され、
腕部５２，５２の内側面を前記コイルコア３１の端面３
７，３７と所定の隙間を介して対向するテーパ面状の端
面５３，５３とし、また腕５２，５２の両外側側面に前
記弾性支持部材８０，８０の連結部８２，８２を係止す
るＬ字状に折れ曲がる切り欠きからなる係止部５５，５
５を設けて構成されている。

【００２３】錘６０はこの錘６０部分に磁路を形成しな
いようにするため非磁性体材料（例えばナイロン等の成
形樹脂中にタングステン等の非磁性重金属の粉末を含有
してなる成形型物）によって構成されている。ここで図
７は図６に示す錘６０のＡ−Ａ断面図である。図６，図
７に示すように、錘６０の中央には永久磁石７０を嵌合
する収納部６１が設けられ、収納部６１の上部には凹状
に凹んで前記可動子ヨーク５１の下面と側面に嵌合する
寸法形状の嵌合部６３が設けられている。即ち嵌合部６
３はその幅が可動子ヨーク５１の幅とほぼ同一で、また
錘６０の振動方向の長さは可動子ヨーク５１の両腕５
２，５２の根元部分ａ，ａ間の幅寸法とほぼ同一に形成
されており、この錘６０の嵌合部６３の部分を可動子ヨ
ーク５１の両腕５２，５２の間の部分に取り付けた際、
錘６０が可動子ヨーク５１に正しく位置決めされるよう
に構成されている。また錘６０の下面４隅には切り欠き
６５が設けられている。切り欠き６５は可動子５０が振
動した際に前記弾性支持部材８０，８０のコイル部８１
がこの錘６０に衝突しないようにするためのものであ
る。また図７に示すように収納部６１の幅（可動子５０
の振動方向に直角な方向の幅ｋ）を、嵌合部６３の幅よ
りも少し大きく形成して段部６８を設けることにより、
永久磁石７０と略同一寸法の幅としている。また収納部
６１の高さ寸法は永久磁石７０の厚み寸法とほぼ同一に
形成されている。

【００２４】次に永久磁石７０は四角形状の板部材であ
り、その上下面をＳＮ磁極として構成している。なお永
久磁石７０の面の縦横方向の寸法は、コイル３３上面の
縦横方向の寸法とほぼ同一寸法に形成され、コイル３３
の上面をちょうど覆う寸法形状に形成されている。

【００２５】次にセンターヨーク７５は薄い四角形状の
板部材であって可動子５０の振動方向の長さ寸法Ｌ１を
永久磁石７０の同方向の長さ寸法と同一とし、可動子５
０の振動方向に垂直な方向の長さ寸法Ｌ２を錘６０の同
方向の長さ寸法と同一に形成している。このセンターヨ
ーク７５は、これに磁束を集めるため高透磁率部材で構
成され、例えば純鉄やパーマロイ等が使用される。

【００２６】そして可動子５０の組立は、可動子ヨーク
５１の下面中央に、錘６０の嵌合部６３を嵌合した状態
で、永久磁石７０を錘６０の収納部６１に挿入し、その
下にセンターヨーク７５を取り付けることで行なわれ
る。図８は組み立てたときの前記図７と同一部分の断面
図である。永久磁石７０はその強力な磁力によって可動
子ヨーク５１に吸着し、永久磁石７０が錘６０の段部６
８に係合することで錘６０も可動子ヨーク５１に固定さ
れる。またセンターヨーク７５も強力な磁力によって永
久磁石７０に吸着・固定される。従ってこれら各部材を
別途接着材などによって固定する必要はなく（接着材等
を用いても良いが）、単に組み合わせるだけでその製造
ができる。また錘６０はその嵌合部６３によって可動子
ヨーク５１に対して位置決めが行なわれ、永久磁石７０
は収納部６１によって位置決めされ、さらにセンターヨ
ーク７５はその面の中央が永久磁石７０の面の中央に一
致するように吸着するので、その位置決めが図れ、従っ
て各部材は特別に位置決めの注意をしなくても、組み合
わせるだけで自動的に各部材間の位置決めができる。

【００２７】次に振動発生器１を組み立てるには図３に
おいて、コア付きコイル３０と弾性体４０，４０を取り
付けた固定子１０のバネ端固定部２１７，２１７に、弾
性支持部材８０，８０の係止端部８７，８７を挿入し、
同時に弾性支持部材８０，８０の各アーム部８５を固定
子１０のバネ係止部２１９に係止する。このように弾性
支持部材８０，８０の係止端部８７，８７とアーム部８
５を固定することで、コイル部８１，８１は弾性体４０
のコイル載置部４０１，４０１上に少し弾圧された状態
で当接し、これによって弾性支持部材８０，８０は３点
で確実に支持される。そして弾性支持部材８０，８０の
連結部８２，８２を可動子５０の係止部５５，５５に挿
入・係止することで、図１，図２に示す振動発生器１が
完成する。

【００２８】図９は振動発生器１の固定子１０と可動子
５０の位置関係を示す図である。同図に示すように固定
子１０の両端面３７，３７は可動子５０の両端面５３，
５３に対して所定の隙間２８，２８（左右両方の隙間寸
法は同一）を介してそれぞれ対向面が平行となるように
構成されている。可動子５０は弾性支持部材８０，８０
によってコイル３３による固定子１０の磁化方向（即ち
図９の左右方向）に向けて振動自在に支持されている。
このとき永久磁石７０のセンターヨーク７５を取り付け
た側の磁極面は、コイル３３の外周側面に対向するよう
に隙間２７を介して設置され、この対向面は平行となる
ように構成されている。

【００２９】以上のように構成された振動発生器１の磁
路は、永久磁石７０のセンターヨーク７５を取り付けた
側の磁極面からコイル３３の外周側面を通してコイルコ
ア３１内に入り、コイルコア３１内においてコイル３３
による固定子１０の磁化方向（ＮＳ磁極方向、即ち両端
面３７，３７方向）を向くように導かれ、さらにコイル
コア３１の両端面３７，３７から隙間２８，２８を通っ
て可動子５０の両端面５３，５３に入り可動子ヨーク５
１の中央から永久磁石７０の他方の磁極面に再び戻るよ
うに形成される。

【００３０】そしてこの振動発生器１は図示しない回路
基板上に載置され、回路基板上に設けた回路パターン
（端子パターン）に、前記端子付き基台部２０の端子部
２３３を当接して低融点金属等で電気的・機械的に接続
固定する。そして図示しない回路基板側からコイル３３
に所定の電流を流すと、可動子５０が左右に単振動を開
始する。以下その動作原理を説明する。

【００３１】ここでまず図１２は可動子５０の左右への
変位ｘ（ｍｍ）と、可動子５０に働く左右方向への推力
Ｆ（Ｎ）との関係を示す図である。なおこの推力Ｆはプ
ラスは図９の右方向への力、マイナスは左方向への力を
示している。また変位ｘはプラスは図９の右方向の変
位、マイナスは図９の左方向への変位を示している。な
おこの参考例では隙間２８，２８の寸法（水平方向）は
それぞれ１．５ｍｍである。

【００３２】そして円形の点はコイル３３に電流を流さ
ない永久磁石７０の磁力と弾性支持部材８０，８０によ
る弾発力との合力の状態を示し、三角の点はコイル３３
にＮＩ＝＋１００（ＡＴ）の電流を流した場合の電磁力
に前記永久磁石７０の磁力と弾性支持部材８０，８０に
よる弾発力とを合計した合力の状態を示し、四角の点は
コイル３３にＮＩ＝−１００（ＡＴ）の電流を流した場
合の電磁力に前記永久磁石７０の磁力と弾性支持部材８
０，８０による弾発力とを合計した合力の状態を示して
いる。

【００３３】同図に示すように、何れの状態において
も、可動子５０に印加される推力は略直線状であり、こ
れは可動子５０を単振動させるのに好適な状態であるこ
とを示している。このような推力となるのは以下の理由
による。

【００３４】即ち図１３の線ａに示すように、弾性支持
部材８０，８０のみによる推力は、変位量が増せば増す
ほど直線的に可動子５０を中立位置に戻そうとする力と
なる。一方図１３の線ｂに示すように、永久磁石７０の
みによる推力は弾性支持部材８０，８０の推力と反対方
向の推力であるが、変位量が小さい場合はほとんど働か
ず、変位量が増えて左右何れかの隙間２８，２８が小さ
くなると小さくなった方に向けて急激に増加する。従っ
て両者の推力を合わせれば、図１２の円形の点に示すよ
うな略直線状の推力になるのである。なお永久磁石７０
のみによる推力が図１３の線ｂに示すようになるのは、
可動子５０の両端面５３，５３は何れもＳ極となってい
るので可動子５０が中立位置にある場合は左右何れにも
吸引されないからである。但し何れかの端面５３，５３
が固定子１０の何れかの端面３７，３７に接近した場合
は、その端面に吸着しようとする推力が指数関数的に増
加していく。このように永久磁石７０のみによる推力は
中立点近傍では小さいので、弾性支持部材８０，８０の
弾発力をそれほど大きくしなくても、コイル３３に電流
を流さないときに可動子５０を中立位置に保持したまま
の状態にしておくことが容易に行える。

【００３５】そしてコイル３３にＮＩ＝＋１００（Ａ
Ｔ）の電流を流して固定子１０の左右の端面３７，３７
にＮＳ磁極を励磁した場合は、図１２に示すように永久
磁石７０と弾性支持部材８０，８０による推力をそのま
ま所定の幅で上方向にほぼ平行移動した状態の推力にな
る。即ち何れの変位位置においても前記永久磁石７０と
弾性支持部材８０，８０による推力よりもほぼ一定の変
位量だけ大きい推力となる。ＮＩ＝−１００ＡＴの電流
を流した場合はこれとは逆に下方向に略平行移動する。

【００３６】これは以下の理由による。即ちコイル３３
に電流を流すことで図１４に示すように固定子１０の両
端面３７，３７にＮＳ磁極が発生すると、左側の端面３
７，５３間には斥力、右側の端面３７，５３間には吸引
力が働き、従って可動子５０には左方向に向かう推力が
働く。一方可動子５０が左方向に移動していくと、右側
の端面３７，５３間に働く吸引力は増加するが、左側の
端面３７，５３間に働く斥力は減少する。従って全体と
して可動子５０を左方向に移動しようとする推力は何れ
の位置においてもほぼ一定となる。

【００３７】また本参考例においては、さらに別の推力
が働いている。即ち図１４に示すように永久磁石７０の
センターヨーク７５を取り付けた側の磁極面からの磁束
Ｇはコイル３３の外周側面を通してコイル３３内に入っ
てコイルコア３１においてコイル３３のＮＳ磁極方向に
向くように導かれる。従ってコイル３３に電流が流れる
と、図１５（図１５はコイル３３を図１４に示す右側か
ら見た状態を示している。なお図１４に示すようにコイ
ル３３によってＮＳ磁極が形成されるときは図１５に示
す方向に電流が流れる。）に示すようにフレミングの法
則によって、コイル３３の上辺３３１には紙面手前側
（即ち図１４では右方向）の推力が働き、コイル３３の
左右両辺３３３，３３５には推力が働かず、下辺３３７
には紙面奥側（即ち図１４では左方向）の推力が働く
が、コイル３３上辺３３１を通る磁束に比べてコイル３
３下辺３３７を通る磁束の方が非常に少ないので、結局
このコイル３３には図１４の右方向へ向かう推力が働
く。固定子１０は固定されているので、反作用によって
可動子５０に左方向へ向かう推力が働く。従って前記コ
イル３３の電磁力による推力の他にこのフレミングの法
則による推力が同じ方向に加わるので、可動子５０を駆
動しようとする全体の推力が増大するのである。コイル
３３に逆方向の電流が流れた場合は、フレミングの法則
による推力も逆方向となる。なおこの参考例の場合、永
久磁石７０のコイル３３の外周側面に対向する側の磁極
面に高透磁率材料からなるセンターヨーク７５を取りつ
けたので、該磁極面に集中して磁束を集めることがで
き、これをコイル３３の外周側面を通してその内部に効
果的に導くことができる。従って前記フレミングの法則
による推力が増大する。

【００３８】次にこの振動発生器１の駆動方法を説明す
る。図９に示すようにコイル３３に電流を流していない
ときは、弾性支持部材８０，８０が可動子５０を中立位
置に維持する。次にコイル３３に電流（ＮＩ＝−１００
ＡＴ）を供給するとコイルコア３１の両端面３７，３７
に図１４に示すようにＮＳ磁極が励磁され、可動子５０
の右側端面５３が対向する端面３７方向（左方向）に向
けて引き付けられていく。これは図１２において四角の
点が変位ｘ＝０ｍｍにおいてマイナスの推力になってい
るからである。そして可動子５０の右側端面５３が対向
する端面３７に接近したときに、コイル３３に供給する
電流の方向を反転（ＮＩ＝＋１００ＡＴ）すると、図１
２において三角の点の推力になり、これは可動子５０を
逆方向（右方向）に引っ張る推力なので、可動子５０は
逆方向に移動を始める。

【００３９】そして前記電流の反転を可動子５０の振動
周波数（共振振動周波数）に合わせて繰り返し行うこと
で、可動子３０の両端面５３，５３が固定子１０の端面
３７，３７に当接する寸前で可動子５０を反転移動させ
（つまり端面３７，３７と端面５３，５３とは常に当接
しない）、可動子５０の振動を繰り返すことができる。

【００４０】この参考例においては、可動子５０を左右
一対の弾性支持部材８０，８０で支持しているので、可
動子５０の動きを左右方向へのほぼ平行移動にすること
ができ、固定子１０の端面３７，３７に対する可動子５
０の端面５３，５３の動きをほぼ平行移動にすることが
でき、またセンターヨーク７５と固定子１０との隙間２
７もほぼ一定のままとなり、従って磁気回路を乱さない
構造で、安定した振動が確保できる。

【００４１】なおコイル３３に電流を流して一度可動子
５０を何れかの端面３７，３７に引き寄せておき、その
後電流の供給を停止したままとすることで可動子５０を
所定の共振周波数で振動させ、この振動が減衰してきた
らまたコイル３０に電流を流して可動子５０の振幅を大
きくした後に再び電流を停止するという操作を繰り返す
ようにしても良い。またそれ以外のタイミングでパルス
状に電流を供給しても良い。このように構成すれば省電
力化が図れる。

【００４２】ところで上述のように本参考例においては
一対の弾性支持部材８０，８０を構成するそれぞれのコ
イルバネの線径を異ならせているが、これは可動子５０
の共振振動周波数の帯域を広げるためである。即ち例え
ば一対の弾性支持部材８０，８０を構成するそれぞれの
コイルバネの線径を同一の０．２３ｍｍとした場合は、
図１６（ａ）の曲線ａに示すように、共振振動周波数の
帯域幅は非常に狭くなる。このことは一対の弾性支持部
材８０，８０を構成するそれぞれのコイルバネの線径を
同一の０．２６ｍｍとした場合を示す図１６（ａ）の曲
線ｂの場合でも同様である。一方本参考例のように一方
の弾性支持部材８０のコイルバネの線径を０．２３ｍｍ
とし、他方の弾性支持部材８０のコイルバネの線径を
０．２６ｍｍとした場合は、図１６（ｂ）の曲線ｃに示
すように、２つの曲線ａ，ｂにまたがるような曲線とな
り、可動子５０の共振振動周波数の帯域幅はかなり広く
なる。従って組立のバラツキや部品の精度誤差などによ
って多少共振振動周波数がばらついても、予め設定され
た共振振動周波数は広い帯域幅の中に含まれ、コイル３
３に供給する電流の周波数を予め設定された共振振動周
波数に合わせた周波数としておくだけで良く、一々電流
の周波数を調整する必要もなくなる。

【００４３】なお上記参考例に用いる一対の弾性支持部
材８０，８０はその形状が同一なので、組立の際にその
取り付けを間違える恐れがある。そこで例えば一方の線
径が０．２６ｍｍの弾性支持部材８０には光沢のあるニ
ッケルメッキを施し、他方の線径が０．２３ｍｍの弾性
支持部材８０には光沢のないニッケルメッキを施してお
けば、組立の際に両者の取り付けを間違えることはなく
なるので好適である。

【００４４】一方本参考例では可動子５０の両側に固定
子側に向かって延びる腕部５２，５２を設け、腕部５
２，５２の内側面を固定子１０の両端面３７，３７とそ
れぞれ所定の隙間を介して対向する端面５３，５３とし
たので、その形状から可動子５０の重心を低く安定した
左右対称の形状にでき、振動が安定する。

【００４５】ここで図１０は弾性支持部材８０の端子付
き基台部２０への固定構造を示す図である。同図に示す
ように弾性支持部材８０は、係止端部８７の部分とアー
ム部８５のバネ係止部２１９によって係止されている部
分とコイル部８１が弾性体４０に弾接している部分の３
点で支持されているので、その固定は確実である。また
弾性支持部材８０のアーム部８３側端部は、図１０に示
す矢印Ｂ方向に揺動して点線ａの位置まで揺動するが、
本参考例においてはコイル部８１を弾性体４０によって
支持しているので、コイル部８１が弾性体４０を押して
少し矢印Ｃ方向に押し下げられ、これによってアーム部
８３側端部はさらに揺動量を増し、点線ｂの位置まで移
動可能になり、これによって可動子５０の揺動ストロー
クが増大してさらに効果的な振動が行なえる。

【００４６】また本参考例においては永久磁石７０の下
面にセンターヨーク７５を取り付け、しかも図８に示す
ように永久磁石７０の幅よりもセンターヨーク７５の幅
を大きくしているが、これは以下の理由による。即ちこ
の参考例のように永久磁石７０の厚みが薄いと、図１１
（ａ）に示すように磁束が遠くまで届かず、外周を最短
距離で回るものが多くなって固定子１０のコイルコア３
１に入射せず、無駄になるものが増える。また永久磁石
７０の各辺７０ａ〜７０ｄの内、対向する辺７０ａ，７
０ｃの部分を越えて通過する磁力線はコイルコア３１に
入射するものは少なく、可動子５０の振動には寄与しな
い。そこで図１１（ｂ）に示すようにセンターヨーク７
５を設けることでＮＳ磁極間の最短距離を長くし、これ
によってコイルコア３１に入射する磁力線の数を増し、
また永久磁石７０の幅よりもセンターヨーク７５の幅を
大きくして辺７０ｂ，７０ｄの部分を越えて通過しよう
とする磁力線の数を減らして辺７０ａ，７０ｃの部分を
越えて通過しようとする磁力線の数を増やすことでコイ
ルコア３１に入射する磁力線の数を増し、これらによっ
て更に効果的に永久磁石７０の磁力線を可動子５０の振
動に利用できるようにしたのである。

【００４７】また上記参考例において図９に示すように
固定子１０の両端面３７，３７と可動子５０の両端面５
３，５３を、両者の面が平行であって且つ固定子１０側
に向かって広がるような傾斜のテーパ面にしたのは以下
の理由による。即ち磁束は隙間２８，２８の最短距離部
分を流れる性質がある。同時に磁気飽和を避けるために
磁束密度は小さくする必要がある。そこで対向する両端
面を平行にすることで隙間２８内を均一に磁束が通るよ
うにし、同時に傾斜面にすることで面の大面積化を図
り、これらによって磁気飽和を避けて良好な振動が担保
できるようにしたのである。また固定子１０側に向かっ
て広がるような傾斜のテーパ面にしたのは、このように
構成することで可動子５０には図９に示す矢印Ｅ方向、
即ち可動子５０を振動させる方向の力の他に、矢印Ｆ方
向、即ち可動子５０を固定子１０側に引き寄せる力が働
くことになる。この振動発生器１はこれを取り付けた機
器を落とすなどによって強い衝撃が加わった場合、重い
可動子５０が弾性支持部材８０，８０から外れてしまう
恐れがあるが、上述のように可動子５０に常に固定子１
０側に引っ張る磁力を作用させておくと、例え強い衝撃
が印加されても可動子５０が弾性支持部材８０，８０か
ら外れる恐れはなくなる。このため前述のようにテーパ
面を設けたのである。

【００４８】また上記参考例においては、永久磁石を可
動子ヨークの固定子に対向する側の面に取り付け、さら
に可動子ヨークの永久磁石を囲む位置に錘を取り付けた
ので、可動子の上面に錘を取り付ける場合に比べて振動
発生器全体の小型化・薄型化を図ることができる。

【００４９】また上記参考例においては、永久磁石の一
方の磁極面を固定子側に対向させたので、可動子を１個
の永久磁石でバランス良く構成できる。

【００５０】次に図１８は本願発明の実施形態にかかる
振動発生器１−２を示す側面図である。同図に示す振動
発生器１−２において前記参考例にかかる振動発生器１
と相違する点は、一対の弾性支持部材８０−１，８０−
２による可動子５０の固定子１０からの各々の支持高さ
を異ならせた点である。即ち両弾性支持部材８０−１，
８０−２のコイル部８１からの高さＬ−１，Ｌ−２を異
ならせている。なおこの実施形態においては両弾性支持
部材８０−１，８０−２の線径は同一にしている。

【００５１】以上のように構成することにより、可動子
５０は固定子１０の端子付き基台部２０を取り付ける図
示しない被取付部材への取付面（底面）２５に対して水
平方向への直線運動だけではなくなり、水平方向への直
線運動と回転方向への揺動運動を組み合わせた振動にな
る。従って取付面２５から被取付部材へ伝達される振動
には、取付面２５に水平な振動の他に、垂直方向への振
動も加わり、これによって効果的な振動加速度が被取付
部材に伝達できるようになる。

【００５２】ここで図１９は可動子５０の振動周波数と
振動加速度の関係を示す図であり、縦軸として図１９
（ａ）は水平方向への振動加速度、図１９（ｂ）は垂直
方向への振動加速度をとったものである。そして図１９
（ａ）の曲線ｅと図１９（ｂ）の曲線ｇとは前記振動発
生器１−２のように両弾性支持部材８０−１，８０−２
（線径は同一）による振動発生器支持高さを変えたもの
であり、図１９（ａ）の曲線ｆと図１９（ｂ）の曲線ｈ
とは両弾性支持部材８０−１，８０−２（線径は同一）
による振動発生器支持高さを同一にしたものを示してい
る。

【００５３】そして図１９（ａ）からわかるように、た
とえ両弾性支持部材８０−１，８０−２による振動発生
器支持高さを変えたとしても、水平方向への振動加速度
は、振動発生器支持高さを同一にしたものとほとんど同
じ強さが得られ、一方図１９（ｂ）からわかるように、
垂直方向への振動加速度は、振動発生器支持高さを同一
にしたものよりもかなり大きい強さのものが得られてい
る。つまりたとえ可動子５０を傾けた状態で振動させて
も、水平方向への振動加速度を維持したまま、垂直方向
への振動加速度を大きく増加させることができ、効果的
な振動加速度が被取付部材に伝達できるようになる。

【００５４】上記振動発生器１−２の場合、両弾性支持
部材８０−１，８０−２の線径を同一にしたが、図１に
示す振動発生器１のようにさらに両弾性支持部材８０−
１，８０−２の線径を異ならせても良い。その場合、図
２０（ａ），（ｂ）に示すように、水平方向への可動子
５０の共振振動周波数の帯域は前記図１６で説明したの
と同様に曲線ｃで示すようにかなり広くなる。同時に図
２０（ｃ），（ｄ）に示すように、垂直方向への可動子
５０の共振振動周波数の帯域も前記図１６で説明したの
と同様に両弾性支持部材８０−１，８０−２の線径を同
一にする場合（曲線ｊ，ｋ）に比べて曲線ｉで示すよう
にかなり広くなる。従って、両弾性支持部材８０−１，
８０−２の線径を異ならせ、同時に両弾性支持部材８０
−１，８０−２による可動子５０の支持高さを異ならせ
るようにすれば、垂直方向の振動加速度を大きくできる
と同時に水平及び垂直方向への共振振動周波数帯域を広
くすることができる。

【００５５】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。

【００５６】即ち固定子１０や可動子５０や弾性支持部
材８０等の各部材を構成する部品の形状・構造・材質は
種々の変形が可能である。例えば本発明にかかる弾性支
持部材を適用するのは図１７に示す振動発生器１００の
コイルバネ（弾性支持部材）１５０，１５０であっても
よい。また錘６０と永久磁石７０の形状は、永久磁石７
０を錘６０の収納部６１に収納して可動子ヨーク５１の
下面に吸着した際に永久磁石７０の可動子ヨーク５１に
対する取付位置が錘６０によって位置決めされるような
関係となる形状であれば、どのような形状構造であって
も良い。さらに錘６０に設ける嵌合部６３の形状構造も
可動子ヨーク５１に位置決めされるものであれば可動子
ヨーク５１の形状・構造に合わせてどのような形状・構
造であっても良い。また本発明にかかる振動発生器は、
携帯機器に用いることに限定されるものではなく、振動
を発生させたいものであればどのようなものにでも適用
できることは言うまでもない。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 一対の弾性支持
部材による可動子の固定子からの各々の支持高さを異な
らせたので、可動子の振動方向以外の方向への振動加速
度を大きくでき、人体等の被取付部材に対して効果的な
振動を伝達できる。

【００５８】 さらに 一対の弾性支持部材を構成する線
材の線径を異ならせたので、可動子の共振振動周波数帯
域を容易に広くすることができ、従って組立のバラツキ
や部品の精度誤差などによって多少可動子の共振振動周
波数がばらついても、予め設定された共振振動周波数は
広い帯域幅の中に含まれ、コイルに供給する電流を予め
設定された共振振動周波数に合わせた周波数としておく
だけで良くなり、一々電流の周波数を調整する必要もな
くなる。

【００５９】 永久磁石の一方の磁極面をコイルの外周
側面に対向するように設置することで、永久磁石の磁極
面から出る磁束がコイルの外周側面を通ってコイル内に
入射した後にコイルによる固定子の磁化方向を向くよう
に導かれる磁路を形成したので、コイルに電流を流した
ときにコイルの電磁力による推力の他にフレミングの法
則による推力が加わり、可動子を駆動する全体の推力が
増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例にかかる振動発生器１を示す斜
視図である。

【図２】図２（ａ）は振動発生器１の正面図、図２
（ｂ）は側面図である。

【図３】振動発生器１の分解斜視図である。

【図４】端子板２３，２３の斜視図である。

【図５】端子付き基台部２０を裏面側から見た斜視図で
ある。

【図６】可動子５０の分解斜視図である。

【図７】図６に示す錘６０のＡ−Ａ断面図である。

【図８】可動子５０の図７と同一部分の断面図である。

【図９】固定子１０と可動子５０の位置関係を示す図で
ある。

【図１０】弾性支持部材８０の固定構造を示す図であ
る。

【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は永久磁石７０へのセ
ンターヨーク７５の取付理由説明図である。

【図１２】可動子５０の変位と可動子５０に働く推力と
の関係を示す図である。

【図１３】永久磁石７０による推力及び弾性支持部材８
０，８０による推力と変位との関係を示す図である。

【図１４】可動子５０に働く力の関係を示す図である。

【図１５】フレミングの法則によってコイル３３に働く
力の関係を示す図である。

【図１６】可動子の振動周波数と振動加速度の関係を示
す図であり、図１６（ａ），（ｂ）はそれぞれ一対の弾
性支持部材８０，８０の線径を同一にした場合と異なら
せた場合を示した図である。

【図１７】従来の振動発生器１００を示す斜視図であ
る。

【図１８】本願発明の一実施形態にかかる振動発生器１
−２を示す側面図である。

【図１９】両弾性支持部材８０−１，８０−２の可動子
支持高さが同一の場合と異なる場合の可動子５０の振動
周波数と振動加速度の関係を示す図である。

【図２０】両弾性支持部材８０−１，８０−２の線径を
同一にした場合と異ならせた場合の可動子５０の振動周
波数と振動加速度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 振動発生器 １０ 固定子 ２０ 端子付き基台部 ２１ 基台本体 ２１７ バネ端固定部 ２１９ バネ係止部 ２３ 端子板 ２８ 隙間 ３０ コア付きコイル ３１ コイルコア ３３ コイル ３７ 端面 ４０ 弾性体 ５０ 可動子 ５１ 可動子ヨーク ５２ 腕部 ５３ 端面 ６０ 錘 ７０ 永久磁石 ７５ 高透磁率部材（センターヨーク） ８０ 弾性支持部材 ８１ コイル部 ８２ 端部（連結部） ８３，８５ アーム部 ８７ 端部（係止端部） １−２ 振動発生器 ８０−１，８０−２ 弾性支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松廣 勝仁 神奈川県川崎市中原区苅宿335番地 帝 国通信工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 治雄 神奈川県川崎市中原区苅宿335番地 帝 国通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開2000−156964（ＪＰ，Ａ) 特開2002−143770（ＪＰ，Ａ) 特開2002−153817（ＪＰ，Ａ) 特開2002−153818（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−60158（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3135880（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B06B 1/04,1/14 H02K 33/18 H04M 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石を取り付けてなる可動子と、 可動子の端面に対して所定の隙間を介して対向する端面
   を有し、取り付けたコイルに電流を流して励磁すること
   で前記可動子との間に磁路を形成する固定子と、 線材の一端を可動子側に他端を固定子側に取り付けるこ
   とで可動子を略直線状に振動可能に支持する一対の弾性
   支持部材とを具備し、前記一対の弾性支持部材による可動子の固定子からの各
   々の支持高さを異ならせたことを特徴とする振動発生
   器。
2. 【請求項２】 前記一対の弾性支持部材を構成する線材
   の各々の線径を異ならせたことを特徴とする請求項１に
   記載の振動発生器。
3. 【請求項３】 前記永久磁石の一方の磁極面を、固定子
   に取り付けた前記コイルの外周側面に対向するように設
   置することで、永久磁石の磁極面から出る磁束がコイル
   の外周側面を通してコイル内に入射した後にコイルによ
   る固定子の磁化方向を向くように導かれる磁路を形成し
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の振動発生器。
4. 【請求項４】 前記弾性支持部材は、線材の中間に線材
   を巻き回してなるコイル部を設けると共にその両側をア
   ーム部として一方のアーム部の端部を可動子側に他方の
   アーム部の端部を固定子側に取り付けることで可動子を
   前記コイルによる固定子の磁化方向に向けて振動可能に
   支持するコイルバネによって構成されていることを特徴
   とする請求項１又は２又は３記載の振動発生器。