JPH1014193A

JPH1014193A - 報知用振動発生装置

Info

Publication number: JPH1014193A
Application number: JP15651896A
Authority: JP
Inventors: Shunei Hamaguchi; 俊英浜口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】薄形化及び小型化が可能で、且つ不要な打音
が発生しない報知用振動発生装置を提供する。【解決手段】本発明の報知用振動発生装置は、複数の
または多極着磁された永久磁石10a、10bが取り付けら
れ、磁気回路中に磁気ギャップ12が形成され、バネ体３
によって移動可能に支持された磁気回路部１と、該磁気
ギャップ12内において、磁束と交差するように配置され
たコイル20を具え、固定部材６に固定されるコイル部２
と、該コイル20に接続され、電流値が周期的に変動する
振動電流をコイル20に通電する振動電流生成回路４とに
より構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、ページ
ャー等の携帯用通信機器、或いは腕時計、玩具等の小型
機器に内蔵する報知用振動発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用通信機器等の小型機器は、着信を
知らせる、所定の時刻を知らせる等のための報知手段が
配備され、通常、音による報知手段が使用されている。
しかしながら、音による報知手段は、使用者の周囲の人
々に迷惑をかけることになる。従って、近年、振動によ
る報知手段を内蔵した小型機器が増加している。小型機
器は、携帯性の利点から、より小型化、薄形化が要求さ
れている。そのため、小型機器に内蔵される報知用振動
発生装置等の各種装置も、より小型化、薄形化せねばな
らない。従来の振動発生装置としては、図６のような、
回転軸(81)に偏心おもり(82)を配備した円筒型直流モー
タ(80)が、最も多く使用されている。しかしながら、前
記モータ(80)は、ロータ及びステータを具える必要上、
構造が複雑であり、さらなる小型化及び薄形化が困難で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記問題点を克服した
振動発生装置としては、例えば、特開平４−３６３０に
記載のページャ用振動発生装置がある。この振動発生装
置(９)は、図７のように、支持板(90)及び振動板(91)の
一端どうしが、連結部材(92)を介して、間隔を有するよ
うに対向して配備され、支持板(90)及び振動板(91)のそ
れぞれの先端近くに、一方にはコイル(93)、他方には磁
石(94)が対向して配備され、コイル(93)の端子(95)(95)
が、コイル(93)への通電を入切する手段（図示せず）に
接続されたものである。この振動発生装置(９)は、電流
を流すと、コイル(93)と磁石(94)が吸引接着し、電流を
切ると、振動板(91)の復元力によりコイル(93)と磁石(9
4)が離れて、元の位置に戻る。これを繰り返すことによ
り、振動が発生する。

【０００４】しかしながら、この振動発生装置(９)で
は、コイル(93)と磁石(94)が接触する際に衝撃力が加わ
るため、コイル(93)または磁石(94)が破損する虞れがあ
る。これを回避するには、コイル(93)と磁石(94)の間に
緩衝材等を配備すればよいが、部品点数及び組立工数が
増加する結果となる。また、この振動発生装置(９)は、
コイル(93)と磁石(94)の吸引接着時に、磁石(94)がコイ
ル(93)に加える衝撃を支持板(90)を介してシャーシに伝
達し、コイル(93)と磁石(94)の離間時に、振動板(91)が
シャーシを直接殴打することによって振動を伝達すると
している。しかしながら、この方法では、衝突による打
音が発生し、振動のみによって使用者に報知することを
目的とする報知用振動発生装置の趣旨に反する。

【０００５】

【発明の目的】上記振動発生装置(９)の問題点は、固定
されたコイル(93)と振動する磁石(94)が衝突すること、
及び、振動板(91)とシャーシが衝突することに起因す
る。従って、本発明は、振動部分が固定部分と接触する
ことなく振動できる報知用振動発生装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明の報知用振動発生装
置は、複数のまたは多極着磁された永久磁石が取り付け
られ、磁気回路中に磁気ギャップが形成され、バネ体に
よって移動可能に支持された磁気回路部と、該磁気ギャ
ップ内において、磁束と交差するように配置されたコイ
ルを具え、固定部材に固定されるコイル部と、該コイル
に接続され、電流値が周期的に変動する振動電流をコイ
ルに通電する振動電流生成回路とにより構成される。

【０００７】

【作用】上記のように構成された報知用振動発生装置に
対して、コイルに通電すると、磁気回路部及びコイル部
には、磁界及び電流の向きに直交する方向で互いに逆向
きの電磁力が働く。従って、振動電流生成回路によっ
て、電流値が周期的に変動する振動電流がコイルに通電
されると、該電磁力が振動し、磁気回路部は、バネ体に
よって移動可能に支持されているから、振動する電磁力
によって強制振動が起こる。その結果、コイル部に働
き、振動する電磁力と、磁気回路部の振動によってバネ
体に働き、振動する復元力が、固定部材に伝達され、機
器を振動させることになる。

【０００８】

【発明の効果】上記作用から、本発明の報知用振動発生
装置は、バネ体及び磁気回路部がコイル部と接触するこ
となく機器に振動を伝達でき、従って、不要な打音が発
生することがない。さらに、衝突による衝撃を吸収する
ための緩衝材が不要であるため、部品点数及び組立工数
を増やすことがない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に沿って詳述する。（実施形態１）本発明の第１実施形態は、図１のよう
に、シャーシ等の固定部材(６)に支持部材(５)が固定さ
れ、該支持部材(５)には、コイル部(２)と、磁気回路部
(１)を移動可能に支持するバネ体(３)とが配備される。
支持部材(５)は、平板状部材の一端にコイル部(２)を突
設し、他端部に突出片(50)を上方へ突出するように形成
される。コイル部(２)には、孔または凹部が形成されて
おり、該孔または凹部には、予めその形状に適合するよ
うに形成されたコイル(20)が配備される。コイルの端子
(21)(21)は、振動電流生成回路(４)（図１には示さず）
に接続される。なお、支持部材(５)、コイル(20)を除く
コイル部(２)、及び突出片(50)は、樹脂等で一体成形さ
れることが望ましい。バネ体(３)は、本実施形態では、
板バネ(30)を使用する。板バネ(30)は、水平横方向（図
１（ａ）に示されるａ方向及びｂ方向）に移動可能とな
るように、一端が支持部材(５)の突出片(50)に埋め込ま
れ、他端に磁気回路部(１)が配備される。磁気回路部
(１)は、本実施形態では、磁界を生成する２個の永久磁
石(10a)(10b)と、磁気回路を構成する磁性部材(11)とか
らなる。磁性部材(11)は、板バネ(30)の他端に固着さ
れ、コイル部(２)の上面、下面及び端面を覆うようにコ
の字状に形成される。２個の永久磁石(10a)(10b)は、本
実施形態では、共に単極、すなわちそれぞれが１対のＮ
極及びＳ極を有し、それぞれ異なる磁極面を磁性部材(1
1)の内面に着磁し、コイル(20)における、磁気回路部
(１)の移動可能な方向に直交する部分(20a)(20b)に対向
して配備される。なお、磁性部材(11)は、鉄等の高透磁
率材料から形成されることが望ましい。

【００１０】上記のように報知用振動発生装置を構成す
ると、コイル部(２)は、磁気回路部(１)の磁気ギャップ
(12)内に配備されることになり、コイル(20)における磁
気回路部(１)の移動可能な方向に直交する部分(20a)(20
b)には、図３（ａ）及び（ｂ）のように、それぞれがコ
イル(20)のなす面に垂直で反対向きの磁界が形成され
る。このとき、振動電流生成回路(４)が、コイル(20)に
対して上から見て反時計回りの電流を流すと、図３
（ａ）のように、コイル部(２)には図のａ方向に電磁力
が働き、磁気回路部(１)には図のｂ方向に電磁力が働
く。また、振動電流生成回路(４)が、コイル(20)に対し
て上から見て時計回りの電流を流すと、図３（ｂ）のよ
うに、コイル部(２)には図のｂ方向に電磁力が働き、磁
気回路部(１)には図のａ方向に電磁力が働く。従って、
振動電流生成回路(４)によって、電流値が周期的に変動
する振動電流がコイル(20)に通電されると、磁気回路部
(１)及びコイル部(２)に働く電磁力が振動する。磁気回
路部(１)は、板バネ(30)によって移動可能に支持されて
いるから、該振動する電磁力によって強制振動が起こ
る。その結果、コイル部(２)に働き、振動する電磁力
と、磁気回路部(１)の振動によって板バネ(30)に働き、
振動する復元力が、支持部材(５)を介して固定部材(６)
に伝達され、機器を振動させることができる。

【００１１】前記作用から、本実施形態の報知用振動発
生装置は、簡単な構成で振動を発生させることができ、
機器の小型化に適している。また、本実施形態の報知用
振動発生装置は、板バネ(30)及び磁気回路部(１)がコイ
ル部(２)と接触することなく機器に振動を伝達でき、従
って、不要な打音が発生することがない。さらに、衝突
による衝撃を吸収するための緩衝材が不要であるため、
部品点数及び組立工数を増やすことがない。なお、振動
電流生成回路(４)がコイル(20)に振動電流を通電するに
は、例えば、機器に頻繁に使用されるデジタル信号を利
用して、図２のように、コイル(20)の一方の端子(21a)
には、繰返し周期τのデジタルパルス列を印加し、他方
の端子(21b)には、繰返し周期がτで、位相が前記パル
ス列から半波長分ずらしたデジタルパルス列を印加すれ
ばよい。

【００１２】この運動は、板バネ(30)及び磁気回路部
(１)からなる、いわゆるバネ−質量振動系に対して、電
磁力が周期的な外力として働いている強制振動とみなす
ことができる。よって、図４のように、コイル(20)に印
加する電圧の周波数１／τを、板バネ(30)のバネ係数ｋ
と、板バネ(30)及び磁気回路部(１)の質量ｍとから決定
されるこの振動系の１次固有振動数ｆ₀＝（１／２π）
（ｋ／ｍ）^1/2に略一致させると、共鳴現象が起こり、
磁気回路部(１)は、コイル(20)への同じ印加電圧で最大
の振幅を得ることができ、磁気回路部(１)の振幅に略比
例する板バネ(30)の復元力も、コイル(20)への同じ印加
電圧で最も大きくなる。従って、磁気回路部(１)を効率
よく振動させることができ、その結果、機器を効率よく
振動させることができる。また、磁気回路部(１)は、水
平横方向に振動するから、磁気回路部(１)の振幅が大き
くなっても、機器の薄形化には影響を与えない。

【００１３】（実施形態２）図５は、本発明の第２実施
形態を示したものである。本実施形態は、第１実施形態
と比べて、磁気回路部(１)が固定部材(６)に固定され、
コイル部(２)が２枚の板バネ(30a)(30b)によって移動可
能に支持される構成となっている。板バネ(30a)(30b)の
一端は、固定部材(６)に配備された支持部材(5c)に埋め
込まれる。また、磁気回路部(１)に配備される永久磁石
(10)は、２極着磁された永久磁石(10c)が使用される。
なお、コイル部(２)に配備されるコイル(20)は、第１実
施形態と同様に、磁気回路部(１)の磁気ギャップ(12)内
で、磁束と交差するように配備される。本実施形態にお
いて、磁気ギャップ(12)内に発生する磁界及びコイル(2
0)の配置は、第１実施形態とさほど変わらないことか
ら、振動電流生成回路(４)によって振動電流をコイル(2
0)に通電すると、磁気回路部(１)及びコイル部(２)に
は、第１実施形態と同様に、振動する電磁力が働くこと
になる。従って、２枚の板バネ(30a)(30b)によって移動
可能に支持されているコイル部(２)には、該振動する電
磁力によって強制振動が起こる。その結果、磁気回路部
(１)に働き、振動する電磁力が固定部材(６)に伝達さ
れ、コイル部(２)の強制振動によって板バネ(30a)(30b)
に働き、振動する復元力が、支持部材(5c)を介して固定
部材(６)に伝達されて、第１実施形態と同様に、機器を
振動させることができる。

【００１４】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、
本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の
範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であるこ
とは勿論である。例えば、上記実施形態では、振動電流
生成回路(４)がコイル(20)に印加する電圧を、図２のよ
うな、デジタルパルスとした。しかしながら、ある振動
体を強制振動させるには、該振動体に周期的に変動する
外力を加えればよく、従って、正弦波、三角波等、任意
の周期的に変化する波形が利用でき、さらに、交流のよ
うに、１周期の間の平均電圧がゼロである必要もない。
なお、外力として加える電磁力の大きさは、コイル(20)
に流す電流に比例することから、電流値を周期的に変動
させるべきであるが、通常は、上記実施形態のように、
周期的に変動する電圧をコイル(20)に印加することによ
って、電流を周期的に変動させている。また、上記実施
形態では、バネ体(３)として板バネ(30)を利用したが、
これをコイルバネ等、復元力が働く任意のバネ体(３)に
代えて、振動体（第１実施形態では磁気回路部(１)、第
２実施形態ではコイル部(２)である。）の振動方向に復
元力が働くように配置することもできる。その際、必ず
しも支持部材(５)に取り付ける必要はなく、直接、固定
部材(６)に取り付けることもできる。さらに、第１実施
形態では、単極である２個の永久磁石(10a)(10b)が磁極
の向きを違えて配列され、第２実施形態では、これを一
体に構成した２極着磁の永久磁石(10c)を用いたことか
ら、コイル(20)に通電すると磁気ギャップ(12)に垂直な
一方向に電磁力が働きさえすれば、磁石の個数、磁極の
数、または配置を任意に選択できることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る図であり、（ａ）
は斜視図、（ｂ）は側面図、且つ（ｃ）はＡ−Ａ断面図
である。

【図２】第１実施形態におけるコイルに印加する電圧を
示すタイミングチャートである。

【図３】第１実施形態における動作を示す図１（ｃ）の
要部拡大図であり、（ａ）はコイルの一方向に電流を流
したときを示し、（ｂ）はその反対方向に電流を流した
ときを示す。

【図４】第１実施形態において、印加する電圧の周波数
に対する磁気回路部の振幅特性を示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施形態に係る図であり、（ａ）
は斜視図、（ｂ）は側面図、且つ（ｃ）はＢ−Ｂ断面図
である。

【図６】従来の振動発生装置を示す斜視図である。

【図７】従来の他の振動発生装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

(１) 磁気回路部 (２) コイル部 (３) バネ体 (４) 振動電流生成回路 (６) 固定部材 (10) 永久磁石 (12) 磁気ギャップ (20) コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のまたは多極着磁された永久磁石(1
0a)(10b)を具え、磁気回路中に磁気ギャップ(12)を形成
し、バネ体(３)によって移動可能に支持された磁気回路
部(１)と、該磁気ギャップ(12)内において、磁束と交差
するように配置されたコイル(20)を具え、固定部材(６)
に固定されるコイル部(２)と、該コイル(20)に接続さ
れ、電流値が周期的に変動する振動電流をコイル(20)に
通電する振動電流生成回路(４)とからなる報知用振動発
生装置。
【請求項２】複数のまたは多極着磁された永久磁石(1
0a)(10b)を具えて磁気ギャップ(12)を有する磁気回路を
形成し、固定部材(６)に固定される磁気回路部(１)と、
該磁気ギャップ(12)内において、磁束に交差して配置さ
れたコイル(20)を具え、バネ体(３)によって、磁気ギャ
ップ(12)中の磁束と略直交し且つコイル(20)を含む面内
にて移動可能に支持されたコイル部(２)と、該コイル(2
0)に接続され、電流値が周期的に変動する振動電流をコ
イル(20)に通電する振動電流生成回路(４)とからなる報
知用振動発生装置。
【請求項３】振動電流生成回路(４)がコイル(20)に通
電する電流の周波数は、バネ体(３)のバネ係数ｋと、バ
ネ体(３)、並びに、磁気回路部(１)及びコイル部(２)の
中の移動可能な方の質量とによって決まる振動系の１次
固有振動数ｆ₀に略一致させることを特徴とする、請求
項１または請求項２に記載の報知用振動発生装置。