JPH10108443A - ペイジャー用振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペイジャー用振動アクチュエータとして印加
駆動電力に対する振動レベルの発生効率を上げ、小径で
音声とともに大きな振動を発生させる。 【解決手段】ボイスコイル型の電気音響変換器のコイル
も磁気回路も衝突振動として運動させるため、コイルは
磁気回路に支持した柔らかいダンパで、磁気回路はゴム
等の柔らかい構造物で支持し、コイルと磁気回路の反作
用で交互に衝突振動を発生させ、大きな振動レベルを引
き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電話機等に
内装され、信号着信時の呼び出しを音声だけでなく、振
動によっても知らしめるために利用するものであり、特
に小型で軽量にする目的で用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】従来のペイジャー用振動アクチュエータ
は、ペイジャー用振動モーターや振動発生アクチュエー
タとも称せられ、小型で薄く、低消費電力で振動を発生
でき、安価であることが必要である。しかし振動発生の
みを目的とするために、当然ながら音声で呼び出しをし
たり、会話音を発することができない。従って、着信情
報や音声発生のために少なくとも２個以上の装置部品が
必要になる。

【０００３】また多く使用されているペイジャー用振動
アクチュエータは、比較的大きい質量を回転させるため
に起動電力消費が大きい。さらに回転させる構成のため
に部品点数が多くなったり、信頼性や精度管理に問題が
ある。直流電流を用いる理由で電流切り替え用の刷子を
持つため、回転に際して動作不良を起こすこともあり、
また大きな電磁ノイズが発生する。

【０００４】図８は従来最も普通に使用されているペイ
ジャー用振動モータを示すものである。円筒形のコアレ
スロータで構成された駆動モータ２２で駆動されるシャ
フト２３を介してカウンタウェイト２４が回転し、振れ
回り振動を発生させる。駆動モータ２２は曲面形状の永
久磁石、および円筒形状のコアレスロータで形成され、
また回転駆動力を得るには複数の磁極を形成する必要が
あり、細い径の駆動モータ２２を実現するためには精度
管理や製作コストで限界がある。さらに、振動モードの
方向が全方向的であるため、コアレスロータに印加した
駆動電流が外部への振動エネルギー伝搬として有効に利
用することにも限界がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のペイジャー用振
動アクチュエータでは振動を発生させることはできる
が、音声を発生させることができず、外部振動エネルギ
ーに変換する効率が必ずしも良くない。また起動電力を
必ずしも小さくできず、外形寸法を小さくするにはかな
り無理がある。低コストにするにも限界があり、また回
転動作不良も起きやすいものもあったり、コアを有する
ものは特に大きな電磁ノイズを発生する。

【０００６】本発明は振動と音声を発生させることがで
き、駆動電流を有効に振動エネルギーに変換できるペイ
ジャー用振動アクチュエータを得ることを目的とし、低
いコストで作りやすく、小型で扁平化しやすく、動作不
良や電磁ノイズの少ないペイジャー用振動アクチュエー
タを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のペイジャー用振動アクチュエータにおいて
は、従来は音声発生に使用されるムービングコイル型の
電気音響変換器の上下に振動する振動体を、近接して固
定した部分に衝突させ外部に振動を発生させる。

【０００８】また、振動して衝突する円環状衝突部を円
環状平坦部で形成して、ムービングコイル型のコイルの
径とほぼ同じ大きさにし、振動体の衝突を構造強度の強
い部分で分散させる。

【０００９】円環状平坦部から薄く幅狭の板状樹脂で、
複数本のスパイラル状のダンパを形成し、他端をプレー
トの孔に固定して全体の外径を小さくしてもよい。

【００１０】円環状衝突部の円環状平坦部にドーム状に
成形した振動体を接着し、数百Ｈｚ以上の周波数の駆動
電流による振動で音声を発生できる構成にする。

【００１１】円環状平坦部が衝突する振動体の上下の固
定した部分に弾性材を接着し、衝突する際の音のレベル
を低減させる。あるいは上側の弾性材は円環状平坦部に
接着してもよい。

【００１２】磁石、ヨークとプレートで構成される磁気
回路を上下に柔軟な構成物で固定した部分である衝突カ
バーに支持する。

【００１３】この構成物を薄いゴムで形成し、下の一端
で衝突するヨーク周辺の平坦な部分を支え、上の他端を
固定した部分である衝突カバーに接着し、両端を複数の
薄いゴムで支持することによって磁気回路全体を衝突カ
バーから離したり、衝突させる。

【００１４】ヨーク周辺の平坦な部分を挟む薄いゴムの
一端と他端を円環状に形成し、ヨークの位置支持を確実
にすると同時に、ヨークが上下に柔軟に動き易くする。

【００１５】また衝突カバーに接着された薄いゴムの一
端とヨーク周辺の平坦な部分の間に弾性材を設け、衝突
カバー側かヨーク側に接着する。

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例をもと
に図面を参照して説明する。図１は本発明によるペイジ
ャー用振動アクチュエータの実施例を示すもので、音声
を発生するムービングコイル型の電気音響変換器の駆動
原理を用いている。振動体９は衝突部の円環状平坦部８
に接着され、ダンパ６は円環状平坦部８と一体化して形
成される。

【００１６】ダンパ６は振動体９およびコイル５の中心
位置を支持し、上下方向に柔らかく変位できる構成が用
いられダンパ支持部７で支持される。ダンパ支持部７は
例えば段差を有する円筒状の構成で、プレート２の中心
の孔に固定される。

【００１７】磁気回路は、柱状で厚さ方向に着磁された
永久磁石である磁石１の片方の磁極に、中心に孔を有す
る円板状の磁性材のプレート２を接着し、他方の磁極に
は成形加工された磁性材のヨーク３を接着して構成され
る。ヨーク３とプレート２の間にはコイル５やボビン４
が上下に動く円環状のギャップが形成され、磁束密度の
大きい空間になる。

【００１８】比較的に低い周波数で駆動される場合は、
円環状平坦部８はコイル５による変位が大きくなるため
弾性材１０を介して衝突による不要音の発生を低くして
衝突カバー１２に衝突する。衝突カバー１２に衝突する
円環状平坦部８は構造的に丈夫で平均的に衝突する。衝
突で生じた振動は外部に伝搬していく。プレート２の上
の弾性材１１も衝突時の不要音を低下させる。

【００１９】着信信号を振動で知らせる場合には、数百
ヘルツ以下の低い周波数で駆動し、円環状平坦部８と衝
突カバー１２との衝突振動を外部に伝える。この時の振
動方向は上下方向のみで、効率的に振動エネルギーを外
部に取り出すことができる。低い周波数での振動の振幅
を大きくし、駆動力を減殺させないために、ダンパ６は
上下方向に大きいコンプライアンスを有する柔軟な構成
にする必要がある。

【００２０】さらに外部に発生させる振動を大きくする
ため、ヨーク３を含む磁気回路を衝突カバー１２に衝突
させることが有効になる。そのためにはヨーク３を含む
磁気回路がある程度変位できるように柔軟に支持する必
要がある。図１の実施例では、支持ゴム１３で磁気回路
のヨーク３の周辺の平坦な部分を支持する。上の薄いゴ
ムの一端１４で衝突カバー１２に接着し、下の薄いゴム
の他端１５でヨーク３の周辺の平坦な部分であるヨーク
頂部１６の下を覆う。上下の薄いゴムの両端は複数の独
立した幅のあまり大きくない支持ゴム１３で連結する。
支持ゴム１３と前記上下の薄い両端のゴムは一体成形で
構成するのが適当である。

【００２１】図２はコイル５に電流が流され、弾性材１
０を介して衝突カバー１２に衝突した状態を示す。低い
周波数で駆動されるため、円環状平坦部８の衝突部は弾
性材１０を押さえる時間が持続する。この反作用とし
て、ヨーク３を含む磁気回路が衝突カバー１２から離れ
る。コイル５に流される電流が急速に弱くなったり、ゼ
ロになったり、極性が変わると、この反作用が急速に弱
くなったり、ゼロになったり、反転する。

【００２２】図４は方形波の駆動電流の例を示す。電流
レベルがＡの場合、図２で示すコイル５に衝突カバー１
２への衝突方向の力が持続し、レベルＡが持続する間コ
イル５が衝突後ほぼ弾性材１０を押さえ続けることにな
る。この反作用として、ヨーク３を含む磁気回路が支持
ゴム１３の張力に反して衝突カバー１２から遠ざかる。
電流レベルがゼロになりコイル５が弾性材１０から離れ
るとほぼ同時に、ヨーク頂部１６が弾性材を兼ねる上の
薄いゴムの一端１４を介して衝突カバー１２に衝突し、
外部に振動を発生させる。衝突音の緩和のために上の薄
いゴムの一端１４とヨーク頂部１６の間に他の弾性材を
附加してもよい。

【００２３】以上の結果、コイル５による衝突の際の振
動発生にヨーク３を含む磁気回路の衝突の際の振動発生
が加わり、本発明による改良以前のペイジャー用振動ア
クチュエータである図７で示されるようなヨーク３を支
持部２１で衝突カバー１２に固定され、コイル５のみに
よる衝突振動のものに較べると外部に伝搬する振動レベ
ルが大きいものになる。

【００２４】図３は本発明の実施例のヨーク３を含む磁
気回路を柔軟に支持する構成を上下ほぼ逆にしてみた斜
視図である。上下の両端の薄いゴム１４と１５はヨーク
３の周辺の平坦な部分であるヨーク頂部１６を挟み、複
数の独立した支持ゴム１３で上下の両端の薄いゴム１４
と１５を連結する。薄いゴムの一端１４は衝突カバーの
固定した部分に接着されるため、磁気回路のヨーク頂部
１６が動くと支持ゴム１３に張力が加わり、ヨーク３の
周辺に円環状に設けられた薄いゴムの他端１５の支持ゴ
ム１３に近い部分ほど大きく外周方向に変位し、結果、
支持ゴム１３が大きく伸びたと等価のものになる。薄い
ゴムの他端１５の複数の支持ゴムから中間の位置にヨー
ク頂部１６と接着すると位置決めに効果がある。

【００２５】本発明の効果を大きくするため、振動体９
を省いたアクチュエータの一部切り欠き斜視図の図５で
示すように、スパイラル形状のダンパ６は長く薄くして
上下方向の変位には大きく柔らかく対応できるようにす
る。また幅狭でも１ｍｍ以上にして幅方向の剛性を大き
く、複数のダンパ６で支持される円環状平坦部８やコイ
ル５の中心からのずれを小さいものにしてコイル５やヨ
ーク３をほぼ自由に上下に変位させるようにするとよ
い。スリット１７はコイル３からの電極線を引き出すた
めのものであり、電極線の端子はスリット１７の近傍の
ヨーク３の周辺側面に設けた端子板に固定すると磁気回
路全体の厚さが小さくなる。電極線がヨーク３と電気的
に短絡させないため、ヨーク３の少なくともスリット１
７や内壁面に絶縁保護膜を形成すると信頼性が向上す
る。

【００２６】外部から落下等で強い加速度が加わった場
合、磁気回路全体に大きな加速度が加わり、支持ゴム１
３やダンパ６に対する負担が厳しいものになる。この対
策として図示してないが、ヨーク頂部の外周部に近接し
て衝突カバー１２から垂直に立てた支柱を設けると有効
である。

【００２７】本発明の他の実施例を図６の断面図で示
す。これもヨーク３を含む磁気回路の衝突時のエネルギ
ーを振動として有効に取りだす方法を示すものである。
磁気回路のヨーク頂部１６を支持する上の薄いゴムの一
端１４を衝突カバー１２に接着固定する場合、薄いゴム
の延長した一端１９を附加して衝突カバー１２に接着す
ることによって繰り返し振動に対する接着信頼性を向上
させる。またヨーク頂部１６が上の薄いゴムの一端１４
または衝突カバー１２に衝突する際の不要音の発生を抑
制するために発泡材等の弾性材２０を介在させるとよ
い。

【００２８】本発明を有効にするために不要音の抑制が
必要であるが、ヨーク３を含む磁気回路を振動させた場
合、磁気回路と支持ゴム１３等で決まる共振周波数に相
当する駆動電流で振動を発生させた場合、ヨーク３を含
む磁気回路が大きく変位し、支持ゴム１３の張力の不均
一さや磁気回路が置かれる向きによる荷重の不均一によ
り、磁気回路全体が衝突カバーに対し一様な垂直方向の
変位をせず、ローリング運動が生じる。結果、コイル５
とのこすれや衝突によって比較的大きいレベルの不要音
が発生することになる。この共振周波数は磁気回路の質
量が１０グラムほどであると６０ヘルツから８０ヘルツ
である。駆動電流の周波数を磁気回路の共振周波数から
５ヘルツ以上ずらすとこの不要音の発生をなくすことが
できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】コイルは上下方向に柔らかく動きやすいの
は当然ながら、ヨーク等の磁気回路も比較的小さい変位
ならば上下方向に動くことは可能になる。コイルからの
反作用としてのエネルギーを磁気回路を支えるゴム等の
弾性エネルギーとして蓄積して解放時に衝突の振動に変
換するため、コイルの衝突による振動と加算して外部へ
の振動伝搬を大きいものにすることができる。

【００３１】また、コイルもヨークも上下方向のみに動
き、比較的に薄くてしなりやすい樹脂板に衝突し振動エ
ネルギーを効果的に伝搬させることができ、振動エネル
ギーを有効に取りだすことができる。また、起動電力も
比較的小さいため、電力消費を少なくすることができ
る。

【００３２】衝突エネルギーが大きいわりには衝突音を
小さくできる。理由は、衝突部に弾性材を設けることに
よるが、特に発泡ウレタン等の発泡樹脂を使用する効果
が大きい。従来のペイジャー用振動モータが比較的高い
周波数成分を含む摺動音を発生し、振動レベルを大きく
するほど大きくなるが、本発明では、高い周波数成分は
少なく、音のレベルも振動レベルに必ずしも比例して大
きくなるわけでなく、抑えることが可能である。

【００３３】また、ダンパが内側に配置された本発明の
場合、駆動コイルの径が大きく、駆動力が大きいわりに
は外径寸法を小さくすることができる。また、厚さは６
ｍｍほどで、振動発生と音声発生の機能を兼用している
場合の厚さとしては許容できる可能性が高い。

【００３４】さらに、組立作業や精度管理が簡単にな
り、従来あったような回転する部分がないため、刷子や
軸受け部分がなく、全体の部品数が少なくて済む。また
電気接点の位置によって回転起動しないような欠点はな
い。また当然ながら電気接点の切り換えがないため電磁
ノイズは発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のペイジャー用振動アクチュエータの断
面図である。

【図２】図１の実施例の駆動時の断面図である。

【図３】図１の振動アクチュエータを逆にした斜視図。

【図４】駆動電流の例を示す図。

【図５】本発明に使用するアクチュエータの一部切り欠
け斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例の断面図である。

【図７】本発明の改良前の実施例の断面図である。

【図８】従来の円筒形のペイジャー用振動モータの斜視
図である。

【符号の説明】

１ 磁石 ２ プレート ３ ヨーク ４ ボビン ５ コイル ６ ダンパ ７ ダンパ支持部 ８ 円環状平坦部 ９ 振動体 １０、１１、２０ 弾性材 １２ 衝突カバー １３ 支持ゴム １４、１５ ゴムの端部 １６ ヨーク頂部 １７ スリット １８ 孔 １９ ゴムの延長端 ２１ 支持部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石とコイルで磁気回路を形成し、
   上下に可動な振動体からなる電気音響変換器において、
   低周波電気信号入力で前記振動体と一体に動く部分を固
   定した部分に衝突させ、また永久磁石、ヨークおよびプ
   レートからなるコイル以外の磁気回路を上下に柔軟な構
   造物で支持し固定した部分に衝突させることにより外部
   に振動を発生させるに際し、前記柔軟な構造物を前記ヨ
   ークの衝突する周辺の平坦な部分を上下に薄いゴムで挟
   み、前記上下の薄いゴムの間を複数箇所ゴムで連続支持
   する構造物にしたことを特徴とするペイジャー用振動ア
   クチュエータ。
2. 【請求項２】 前記上下の薄いゴムを円環状にしたこと
   を特徴とする請求項１記載のペイジャー用振動アクチュ
   エータ。
3. 【請求項３】 前記ヨークの衝突する周辺の平坦部分と
   上の薄いゴムの間に弾性材を設けたことを特徴とする請
   求項１、２記載のペイジャー用振動アクチュエータ。