JPH11168869A

JPH11168869A - 振動発生器

Info

Publication number: JPH11168869A
Application number: JP28031897A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nakasaki; 秀雄中崎; Nobutaka Nakamura; 信孝中村; Masayuki Mori; 昌之毛利; Takafumi Yamamoto; 隆文山本; Taisuke Ueda; 泰介上田; Kazunari Matsuoka; 和成松岡
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】低消費電力、小型、長寿命、安価な振動発生
器を得る。【解決手段】円筒状の筐体１の両端に固定永久磁石
３、４を設けるとともに、筐体１の内空部２内に、可動
永久磁石５を収納する一方、筐体１の外周にパルス電源
７によって通電され、磁気を発生する駆動コイル６を設
け、この駆動コイル６の発生磁気と固定永久磁石３、４
及び可動永久磁石５の磁束の変化により、永久磁石可動
子５に駆動力が与えられ、内空部２内で可動永久磁石５
を往復移動させる。つまり振動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ポケットベルや
携帯電話等に用いる振動呼び出し装置用の振動発生器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、普及しているポケットベルや携帯
電話等では、呼のあったことを所有者に知らせるのに、
音声を用いると近隣に迷惑がかかるので、振動発生器を
用いて呼を知らせるものが増えている。これらの機器に
用いられる振動発生器としては、可動永久磁石を用いた
ものがいくらか提案されている。この種の振動発生器
は、例えば図４０に示すように、非磁性材からなる外周
に段付きの凹部を設けた筐体ケース４１の前記凹部に形
成した駆動コイル４２と、駆動コイル４２の内径に筐体
ケース４１の長軸方向に着磁した永久磁石４７と一体に
重り４６を取付けた可動部と、可動部の両端面にロアス
プリングばね４８とアッパースプリングばね４５を介
し、筐体ケース４１両端のロアヨーク４４とアッパーヨ
ーク４３により封止遊嵌固定した筐体４３と、低周波発
振回路４０とを一体に固定して構成され、駆動コイル４
４に低周波電流を流すことにより振動を発生するもので
ある（実開平５−２８４６４号、実開平５−６０１５８
号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の振動発
生器では、可動子である永久磁石を筒体ケース内で振動
させるために、スプリングを用い、このスプリングと永
久磁石との接触による反発力を利用しているが、スプリ
ングでは追跡周波数に限界があるし、筒体ケースの長さ
がスプリングの巻数分による筒方向の長さ分を振動範囲
にプラスして必要とするので、小型化の制約となる上、
スプリングの疲労特性から長寿命化にも限界があるとい
う問題があった。

【０００４】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、高い周波数まで振動が可能であり、小型
化、長寿命化を実現し得る振動発生器を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の振動発生器
は、筐体に形成された通路内を移動可能な永久磁石と、
前記通路の周囲に巻回され、パルス信号の通電により前
記可動永久磁石に対し、駆動力を与えるコイルと、前記
通路の少なくとも一方側に設けられ前記可動永久磁石の
近接に対し磁気的な反発力を与える磁気的反発手段と、
を備えている。

【０００６】この振動発生器では、コイルにパルス通電
する度に、このコイルの磁界により移動可能な永久磁石
に駆動力が与えられ、この駆動力により、コイル下の筐
体内を永久磁石が移動する。また、右あるいは左への移
動の進行で、磁気的反発手段の磁気力により永久磁石は
移動方向と反対方向に反発を受ける。コイルがＯＮまた
はＯＦＦされる毎に、永久磁石の位置により、永久磁石
に加えられる力の方向が決まり、結果としてコイルのＯ
Ｎ／ＯＦＦに応じ、永久磁石が筐体内を往復運動する。
つまり振動する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の第１の
実施形態振動発生器の外観斜視図、図２は同振動発生器
を部分的に切欠いて示す内部構造図、図３は同振動発生
器の断面図である。この実施形態振動発生器は、内空部
２を有する円筒状の筒体である筐体１と、筐体１の内空
部２の一方端に固着される固定永久磁石３と、内空部２
の他方端に固着される固定永久磁石４と、内空部２のこ
れら固定永久磁石３、４間で移動可能に収納される可動
永久磁石５と、筐体１の外周に巻回される駆動コイル６
と、所定の周期でパルス信号を発生するパルス電源７
と、このパルス電源７からのパルス信号を印加して駆動
コイル６に通電するための端子８とを備えている。固定
永久磁石３と固定永久磁石４は、それぞれ異なる磁力の
大きさのものを用いており、ここでは永久磁石３の磁力
を大きくしている。このように、磁力を異ならせておく
ことにより、可動永久磁石５が駆動コイル６の非通電時
に、一方側に位置するため初期動作がスムーズとなる。

【０００８】筐体１は、駆動コイル６を巻回する外周部
１ｃと、駆動コイル６を巻回しない外周部１ａ、１ｂと
を有し、外周部１ｃは外周部１ａ、１ｂよりも径が小さ
く設定されている。このようにすることによって、駆動
コイル６を外周部１ｃに巻回した状態で、外周面を外周
部１ａ、１ｂとほぼ同じとすることができ、外径の小さ
い小型の振動発生器を得ることができる。なお、外周部
１ａは外周部１ｂより軸方向で短く形成され、外周部１
ａと１ｂの間に外周部１ｃが形成されている。

【０００９】また、筐体１は、内空部２の径に対し、固
定永久磁石３及び固定永久磁石４を固着する筐体１の両
端の内径を大きく設定し、固定永久磁石３、４の位置決
めを行うとともに、固定永久磁石３、４の径を大きくし
て長さを小さくしている。このようにすることにより、
結果として長さの小さい振動発生器を得ることができ
る。

【００１０】次に、上記実施形態振動発生器の動作原理
を図４〜図８を用いて説明する。この振動発生器におい
て、コイル６にパルス通電されず、コイル６がＯＦＦの
時、可動永久磁石５は、この可動永久磁石５の磁束と、
その両極に対抗するように配置された固定永久磁石３、
４の磁束が釣り合うところに位置する〔図４の及び図
６の〕。

【００１１】図６、図７、図８において、横軸はコイル
ＯＦＦで磁束の釣り合う位置からの距離を、縦軸に可動
永久磁石５が受ける力を示している。また、グラフＡは
コイル６の磁界から可動永久磁石５が受ける力を、グラ
フＢはコイルＯＦＦにて固定永久磁石３、４の磁界から
可動永久磁石５が受ける力を、グラフＣはコイルＯＮで
コイル磁界と固定永久磁石磁界からの可動永久磁石５が
受ける力を示している。

【００１２】（１）図４ので示す位置に可動永久磁石
５が存在する時に、コイル６にパルス通電され、コイル
６がＯＮすると、コイル６内に発生した磁束により、磁
束のバランスが崩れ、可動永久磁石５は図４ので示す
位置で右側に力を受け、磁束の釣り合う位置〔図４の
及び図６の〕まで運動エネルギーを与えられ移動す
る。

【００１３】（２）その後、可動永久磁石５は運動エネ
ルギーＳ₁を消費するまで移動する〔図１の、図６の
〕。可動永久磁石５の持っている運動エネルギーＳ₁
は図６のに戻ろうとする位置エネルギーＳ₂と筐体１
を動かす（振動）エネルギーに使用される。（３）この図６の位置でコイル６の通電がＯＦＦする
と、再び磁束の釣り合いの位置は図７のに戻り、これ
により可動永久磁石５はＳ₂より大きい位置エネルギー
Ｓ₃を与えられ、図７の〔図５の〕まで移動する。

【００１４】（４）その後、エネルギーＳ₃を消費する
図７の〔図５の〕位置まで可動永久磁石５は移動す
る。この時、可動永久磁石５の持っていたエネルギーＳ
₃は図７のに戻ろうとする位置エネルギーＳ₄と筐体
１を動かすエネルギーに使用される。（５）この図７ので、コイルがＯＮすると、磁束の釣
り合いの位置は図８のに移り、これにより可動永久磁
石５はＳ₄より大きなエネルギーＳ₅を与えられ、図８
の〔図５の〕まで移動する。

【００１５】（６）その後、エネルギーＳ₅を消費する
図８の〔図５の〕まで可動永久磁石５は移動する。
この時、可動永久磁石５の持っていたエネルギーＳ
₅は、図８のに戻ろうとする位置エネルギーＳ₆と筐
体１を動かすエネルギーに使用される。以後、上記（３）から（６）を繰り返すことにより、可
動永久磁石５のエネルギーが増大されながら往復運動を
繰り返し、それに伴い筐体１を動かすエネルギーも増大
する。このエネルギーはある点で飽和し、安定な振動を
行う。このようにして可動永久磁石５は筐体１内で振動
する。

【００１６】図９は、この発明の第２の実施形態振動発
生器の外観斜視図、図１０は同実施形態振動発生器を部
分的に切欠いて示す内部構造図、図１１は同実施形態振
動発生器の断面図である。この実施形態振動発生器は、
内空部２を有する円筒状の筒体である筐体１と、筐体１
の内空部２の一方端に固着される固定永久磁石３と、内
空部２の他方端に固着される固定永久磁石４と、内空部
２のこれら固定永久磁石３、４間で移動可能に収納され
る永久磁石可動子５と、筐体１の外周に巻回される駆動
コイル６と、所定の周期でパルス信号を発生するパルス
電源７と、このパルス電源７からのパルス信号を印加し
て駆動コイル６に通電するための端子８とを備えてい
る。この点で、実施形態１のものと同様である。この第
２の実施形態振動発生器が、第１の実施形態のものと相
違する点は、永久磁石可動子５が２個の永久磁石５ａ、
５ｂと、これらを結合して一体的に形成する非磁性の接
合部材５ｃとから構成されていることである。なお、筐
体１は内径は同一であり、外周は駆動コイル６を巻回し
た部分で外径が大きくなっているが、これについては第
１の実施形態と同様にしてもよい。

【００１７】この実施形態振動発生器において、図１１
に示す位置に永久磁石可動子５が存在するとする。ここ
でパルス電源７よりパルス信号が駆動コイル６に通電さ
れると、駆動コイル６の左側がＮ極、右側がＳ極とな
る。通電前に固定永久磁石４によって反発されて右側に
移動しつつある永久磁石可動子５は、永久磁石５ｂのＳ
極が電磁コイル６のＮ極によって吸引され、さらに右方
に移動する。パルス電源７のパルス信号による通電がす
ぐにＯＦＦとなるので、吸引された永久磁石可動子５は
そのまま右方に移動する。しかし、固定永久磁石３に近
接すると、そのＮ極と永久磁石５ａのＮ極が反発し合
い、その反発力で永久磁石可動子５は、今度は左方に移
動する。反発力により、永久磁石可動子５の永久磁石５
ａのＳ極が駆動コイル６の左端に接近した時点で、駆動
コイル６にパルス通電を行う。これによりすでに駆動コ
イル６のＮ極と、永久磁石５ａのＳ極が吸引し合い、こ
の吸引力により永久磁石可動子５は、さらに右方に移動
しようとする。すぐに駆動コイルの通電がＯＦＦするの
で、永久磁石可動子５は駆動コイル６の磁気力の影響を
受けず、そのまま左方に移動する。しかし、永久磁石５
ｂのＮ極が固定永久磁石４のＮ極に近接すると、両者の
反発により、今度は永久磁石可動子５が再び右方向に移
動する。このようにして、永久磁石可動子５の中空２内
での往復、つまり振動が維持される。この第２の実施形
態振動発生器によれば、永久磁石可動子５の左右両方向
への移動が駆動コイル６のパルス通電によって助長され
る。

【００１８】図１２は、この発明の第３の実施形態振動
発生器の筐体を示す図である。振動発生器としての基本
構成は、第１の実施形態のものと同じである。この実施
形態振動発生器の特徴は、筐体１の形状をドーナッツ状
の筐体の一部を用いた側面視、円弧状としたことであ
る。これにより、図において左右方向のみならず、上下
方向も振動域とすることができる。

【００１９】図１３は、この発明の第４の実施形態振動
発生器を示す図である。この実施形態振動発生器の特徴
は、第１の実施形態振動発生器の固定永久磁石の代わり
にコイルを用いたことである。図１３において、筐体１
の両端部に、第２のコイル１３と、第３のコイル１４を
設けている。筐体１の中空２内に可動永久磁石５を備
え、筐体１の外周にパルス発生器７によって通電され、
励磁されるコイル６を備える点で、第１の実施形態のも
のと変わるところはない。携帯電話器に付設されている
場合で、電話の呼出しがあると、直流電源１０より、第
２、第３のコイル１３、１４に連続的に通電され、その
間、第２のコイル１３は固定永久磁石３と、第３のコイ
ル１４は固定永久磁石４と同様の機能を果たす。振動作
用は第１の実施形態のものと同様と考えてよい。

【００２０】上記した各実施形態振動発生器で、コイル
６に印加するパルス信号は、図１４に示すように、０
〔Ｖ〕からＥ₁〔Ｖ〕の電圧である。しかし、この駆動
信号波形では、０→Ｅ₁〔Ｖ〕に相当するだげの磁束φ
₁がコイル６に発生し、その磁束φ₁が外部に漏れてし
まう。その結果、この振動発生器を搭載した携帯端末器
などが磁気カードの近くに置かれた場合などには、磁気
カードの磁気情報を破壊してしまうおそれがある。その
対策として、図１５に示すように、筐体１の外周全体を
シールド１５で覆うことが考えられる。この場合、大き
な磁束をシールドするために、厚みの大きいシールド板
とする必要があり、結果として振動発生器が大きくなっ
てしまう。これでは、振動発生器を搭載する携帯端末器
がどんどん小型化され、振動発生器もそれに応じて小型
化が要請されていることと相反することになる。

【００２１】そこで、この発明の第５の実施形態振動発
生器として、上記各実施形態振動発生器の駆動コイルに
印加するパルス電圧を、図１４に示すものに代えて図１
６に示すように、０→Ｅ₁〔Ｖ〕の波形と同一振動量を
得るために−１／２Ｅ₁→１／２Ｅ₁の交番電圧とすれ
ばよい。この場合、コイル６から発生する磁束量は０→
Ｅ₁〔Ｖ〕の場合に比し、１／２となる。それに応じて
シールド板１５の厚みも薄く形成でき、振動発生器の小
型化が実現できる。

【００２２】この振動発生器において、コイル６に、図
１６に示すような交番電圧を加えた時の動作原理を説明
する。コイル６ＯＦＦの時、可動永久磁石５は、可動永
久磁石５の磁束と、その両極に対抗するように配置され
た固定永久磁石３、４の磁束が釣り合うところに位置す
る（図１７の及び図１９の）。（１）コイル６に＋１／２Ｅの電圧を印加すると、コイ
ル内に発生した磁束により磁束のバランスが崩れ、可動
永久磁石５は図１７ので示す矢印の側に力を受け、磁
束の釣り合う位置（図１９の）まで運動エネルギーＳ
１を与えられ、移動する。

【００２３】（２）その後、可動永久磁石５はＳ１を消
費するまで移動する（図１７の及び図１９の）。可
動永久磁石５の持っていた運動エネルギーＳ１は、図１
９のに戻ろうとする位置エネルギーＳ２と、筐体１を
動かすエネルギーに使用される。（３）この図１９の位置でコイルに−１／２Ｅの電圧
を印加すると、磁束の釣り合いの位置は図２０のにな
り、これにより可動永久磁石５はＳ２より大きなＳ３の
位置エネルギーを与えられ、図２０のに向かって移動
する。

【００２４】（４）図２０ので、再びコイルに＋１／
２Ｅの電圧を印加すると、可動永久磁石５はＳ３を消費
する位置まで移動する。持っていたエネルギーＳ３
は、図１９のに戻ろうとする位置エネルギーＳ４と、
筐体１を動かすエネルギーに使用される。（５）この図２０ので、コイルに−１／２Ｅの電圧を
印加すると、再び磁束の釣り合いの位置は図２１のに
移り、これにより可動永久磁石５はＳ４より大きなＳ５
のエネルギーを与えられ、移動する。

【００２５】（６）図２１ので、再びコイル６に＋１
／２Ｅの電圧を印加すると、可動永久磁石５はＳ５を消
費する位置まで移動する。持っていたエネルギーＳ５
は、図２１のに戻ろうとする位置エネルギーＳ６と、
筐体１を動かすエネルギーに使用される。以後（３）から（６）を繰り返すことにより、可動永久
磁石５のエネルギーが増大されながら往復運動を繰り返
し、それに伴い筐体１を動かすエネルギーも増大する。
このようにして可動永久磁石５は筐体１内で振動する。

【００２６】図２２は、この発明の第６の実施形態振動
発生器の要部断面図、図２３は同側面部、図２４は同端
面部を示す図である。この振動発生器は、内部に通路２
を有する円筒状の筒体（スプール）１と、スプール１の
通路２内を移動可能な可動永久磁石５と、スプール１の
周囲に設けられ、パルス信号の通電により可動永久磁石
５の一方の磁極側（ここではＮ極側）に吸引力を与える
磁界を発生させると共に、他方の磁極側（ここではＳ極
側）に反発力を与える磁界を発生させる磁界発生手段と
してのコイル６ａ、６ｂと、通路２の両端側に設けら
れ、可動永久磁石５の近接に対し反発力を与える反発手
段としての固定永久磁石３、４と、通路２とスプール１
の外部とを連通する通気孔２１、２２とを備える。

【００２７】可動永久磁石５は、円柱状を呈し、図面の
左側がＮ極、右側がＳ極になっている。通路２の両端側
には、即ちスプール１の両端には、それぞれ固定永久磁
石保持板３ａ、４ａが通路２の両端開口を塞ぐように取
付けられ、保持板３ａ、４ａに円板状の固定永久磁石
３、４がそれぞれ可動永久磁石５に対向するように固定
されている。固定永久磁石３は左側がＳ極、右側がＮ極
で、固定永久磁石４は左側がＳ極、右側がＮ極であり、
可動永久磁石５と固定永久磁石３、４とは、それぞれ高
いに反発し合うように磁極が設定されている。勿論、磁
極は図示の例とは反対でも構わない。

【００２８】コイル６ａ、６ｂは、スプール１の中央を
挟んでそれぞれ両側のボビン相当部分に巻回され、巻付
方向が互いに逆方向になっており、直列に接続されてい
る。コイル６ａ、６ｂは、スプール１の中央部分に形成
された貫通孔２０に挿通された一対のコイル端子２３に
接続され、コイル端子２３を通じてパルス信号がコイル
６ａ、６ｂに通電される。ここでは、コイル６ａ、６ｂ
に通電した場合、コイル６ｂの左側にはＮ極の磁界が、
右側にはＳ極の磁界が発生し、コイル６ａの左側にはＳ
極の磁界が、右側にはＮ極の磁界が発生し、可動永久磁
石５のＮ極側に吸引力が、Ｓ極側に反発力が与えられる
ようになっている。

【００２９】通気孔２１、２２は、通路２の両端側に設
けられ、スプール１の外周面（側周面）からスプール１
の外部に開口する。この実施形態では、スプール１は、
固定永久磁石３、４の近傍に、通路２の径より大きい径
の通気用通路２ａ、２ｂを有し、通気孔２１、２２は通
気用通路２ａ、２ｂに設けられている。又、通気孔２
１、２２は、等角度（９０°）間隔を置いてそれぞれ４
つ設けられている。従って、通路２は、その両端側にお
いて、通気用通路２ａ、２ｂ及び通気孔２１、２２を通
じてスプール１の外部に連通する。

【００３０】次に、上記のように構成したこの実施形態
振動発生器の動作について図２５〜図２８を参照して説
明する。図２５〜図２８において、スイッチ３０は、パ
ルス信号のＯＮ／ＯＦＦを等価的に示すものであり、ス
イッチ３０がＯＮのときは、パルス信号を通電している
ことを示す。なお、パルス信号は、例えば図１４に示す
ようなものであり、０〜Ｅ₁〔Ｖ〕でＯＮ期間とＯＦＦ
期間の同じ信号である。

【００３１】スイッチ３０は、通常は図２５に示すよう
にＯＦＦとなっており、図２２に示す可動永久磁石５と
固定永久磁石３、４の磁極の関係から、可動永久磁石５
は通路２のほぼ中央に位置する。ここで、図２６のよう
にスイッチ３０がＯＮとなると、前記したようにコイル
６ｂの左側にＮ極、右側にＳ極の磁界が、コイル６ａの
左側にＳ極、右側にＮ極の磁界が発生し、それにより、
磁石３、４、５の磁束方向は下段の矢印方向になり、コ
イル６ａ、６ｂの磁束方向は上段の矢印方向となる。磁
束方向が同方向の場合は吸引力が、逆方向の場合は反発
力が作用するので、結果的に可動永久磁石５は、図２７
のように図面の左側に移動する。可動永久磁石５が固定
永久磁石４に接近した時点で、スイッチ３０がＯＦＦと
なる。

【００３２】可動永久磁石５と固定永久磁石４は互いに
Ｎ極同士が対面するので、可動永久磁石５が固定永久磁
石４に接近すると、今度は図２８のように反発力で可動
永久磁石５は右側に移動する。そして、可動永久磁石５
が固定永久磁石３に接近すると、可動永久磁石５と固定
永久磁石３は互いにＳ極同士が対面するので、反発力に
より可動永久磁石５は左側に移動する。可動永久磁石５
が通路２のほぼ中央付近に達した時点で、再度スイッチ
３０がＯＮとなり、前記したように可動永久磁石５は左
側へ加速される。このような可動永久磁石５の運動が繰
り返されることで、振動が増幅・発生し、振動発生器全
体が振動することになる。

【００３３】一方、可動永久磁石５が往復運動すると
き、空気は通路２とスプール１の外部との間を通気孔２
１、２２を通じて出入するので、可動永久磁石５は空気
抵抗を受け難くスムーズに移動する。つまり、可動永久
磁石５が左側に移動するときは、可動永久磁石５を挟ん
で通路２の左側が正圧に、右側が負圧になろうとする
が、通路２の左側の空気は通気孔２１を通じてスプール
１の外部に流出し、通路２の右側には通気孔２２を通じ
てスプール１の外部から空気が流入する。可動永久磁石
５が右側に移動するときは、その逆の作用が生じる。

【００３４】特に、通気孔２１、２２が通路２の両端側
に設けられているので、例えば一端側にのみ設ける場合
に比べて、可動永久磁石５は往路・復路で空気抵抗をよ
り受け難くなり、可動永久磁石５に対する磁気効率が一
層向上する。又、通気孔２１、２２は通路２の径より大
きい径の通気用通路２ａ、２ｂに設けられているので、
例えば通路２の径より小さい径の通気用通路の場合に比
べて、流体力学的に空気の出入が効率良く行われる。

【００３５】上記実施形態振動発生器の動作原理は、コ
イルに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦによる可動永久磁石が
受ける力の変化からも説明できる。コイルが１個の場合
は、図４〜図８につき、説明した通りである。１個のコ
イルを使用する場合では、コイル磁界から可動永久磁石
５が受ける力は、図６の特性Ａに示すようになり、可動
永久磁石５の力の受けるピークは振幅の左端ａに位置し
ており、そのため振幅の小さい時のコイルのＯＮ／ＯＦ
Ｆによるエネルギーの増大が少ない（例：Ｓ₁）。ま
た、振幅路の右側で振幅が大きくなるほどコイル磁界か
ら可動永久磁石５が受ける力は少なくなり、コイルのＯ
Ｎ／ＯＦＦによるエネルギーの増大の幅が少なくなる。
さらに、コイル磁界と可動磁石の磁界の釣合い位置、図
６のｃを振幅が越えると、コイル磁界は可動永久磁石５
の駆動を妨げる方向に力を働かせ、さらに効率を悪くす
るおそれがある。

【００３６】これに対し、図２９（図２２と同様）のよ
うに、隣り合うコイル６ａ、６ｂの磁束が対向するよう
に、２個のコイル６ａ、６ｂを巻付けると、それによ
り、可動永久磁石５の両極面の磁束を利用することがで
き、両極の力が合成されることにより、常に大きな力を
得ることができる。また、コイルの磁界から可動永久磁
石５が受ける力の大きな振幅路のみを活用することで、
コイル磁界と可動磁石磁界とが釣り合う位置を無くし、
効率良く可動永久磁石５を駆動することができる。図３
０に、上記図２９の如く、２個のコイル６ａ、６ｂを巻
回して、同時に通電した場合のコイル磁束により可動永
久磁石５が受ける力の例を示す。

【００３７】図３１はこの発明の第７の実施形態振動発
生器の要部断面図を、図３２に同側面図を、図３２に同
端面図を示す。但し、同じ要素には同一符号を付してあ
る。この振動発生器では、通気孔２１、２２の形態が異
なる以外は、上記図２２に示すものと同じ構造である。
即ち、通気孔２１、２２は、スプール１の外周面から開
口するのではなく、固定永久磁石保持板３ａ、４ａから
スプール１の外部に開口している。ここでの通気孔２
１、２２は、図３３に示すように等角度間隔で形成され
たスリット状を呈する。永久磁石可動子５の往復運動に
伴う空気の出入作用は、前記第６の実施形態の場合と同
等である。

【００３８】図３４はこの発明の第８の実施形態振動発
生器の要部断面図を示す図、図３５に同側面図、図３６
に同端面図を示す。この振動発生器も、通気孔２１、２
２の形態が異なるだけである。通気孔２１、２２は、ス
プール１の外周面から開口しているが、図２３のような
円形ではなく、開口面積が広い四角形である。空気の出
入作用は、前記と同等である。

【００３９】上記した駆動コイルに２個のコイルを用い
る第６、第７、第８の各実施形態振動発生器で、コイル
４、５に印加するパルス信号は、図１４に示すように、
０〔Ｖ〕からＥ₁〔Ｖ〕の電圧である。しかし、この駆
動信号波形では、駆動コイルに１個のコイルを用いた場
合と同様の理由で、磁束の外部への漏れが大となり、磁
気カードの磁気情報を破壊してしまうおそれがある。そ
の対策として、やはり図３７に示すように、筐体１の外
周全体をシールド１５で覆うことが考えられる。この場
合、大きな磁束をシールドするために、厚みの大きいシ
ールド板とする必要があり、結果として振動発生器が大
きくなってしまう。これでは、振動発生器を搭載する携
帯端末器がどんどん小型化され、振動発生器もそれに応
じて小型化が要請されていることと相反することにな
る。

【００４０】そこで、第６、第７及び第８の各実施形態
振動発生器に印加するパルス電圧も図１６に示すよう
に、０→Ｅ₁〔Ｖ〕の波形と同一振動量を得るために−
１／２Ｅ₁→１／２Ｅ₁の交番電圧とすればよい（第９
の実施形態）。この場合、コイル６ａ、６ｂから発生す
る磁束量は０→Ｅ₁〔Ｖ〕の場合に比し、１／２とな
る。それに応じてシールド板１５の厚みも薄く形成で
き、振動発生器の小型化が実現できる。

【００４１】この振動発生器において、コイル６ａ、６
ｂに、図１６に示す信号が＋１／２Ｖ→−１／２Ｖ→＋
１／２Ｖ→に変化して印加されると、可動永久磁石５
は、図３８の→→→で示すように位置変化し、
通路２内で往復運動し、そのエネルギーの一部が筐体に
伝わり、つまり振動する。また、各実施形態における駆
動コイルへのパルス信号の印加は、携帯電話等の場合、
呼があったことに基づいて信号を受けると、なされるこ
とになる。

【００４２】なお、上記各実施形態で駆動コイルに与え
るパルス信号は、図１４に示すように、デュティ１：１
のものであり、一定の周波数の信号である。上記の各振
動発生器において周波数を高くすれば、振動エネルギー
は高くなるが、人間の体感振動量との関係から１３０Ｈ
Ｚ程度で最大の振動が得られるようになる。また、これ
らの振動発生器では、最大連続応答周波数と最大自起動
周波数を持つ。最大連続応答周波数とは、いわゆる最大
の振動量を得る時の駆動電圧パルスの周波数である。こ
の振動発生器では１３０Ｈｚ程度である。この周波数を
越える、もしくは急激に周波数を上昇させると、脱調が
起き、振動量が急激に下がる。最大自起動周波数とは、
その周波数で急に駆動し始めても脱調の起きない周波数
のことである。当然、最大連続応答周波数の振動量より
も低い振動しか得ることができない。この振動発生器で
は、１１０ＨＺ程度である。

【００４３】振動発生器を携帯電話器に使用する場合、
いきなり最大連続応答周波数で振動させると、大きな振
動を急に受けると所持者に刺激が強すぎるし、また急に
最大連続応答周波数で立上らせると、脱調を起こすおそ
れもある。そこで、第１０の実施形態振動発生器とし
て、駆動コイル６に印加するパルス信号の周波数を図３
９に示すように、スタート時の５パルスは１０５ＨＺ
で、次の５パルスは１２０ＨＺで、さらに次の５パルス
は１２５ＨＺで、最後に１３０ＨＺの連続発振にして順
次、段階的に周波数を上げてゆく。振動発生において、
周波数段階変化１０５ＨＺ、……、１３０ＨＺの１サイ
クルは０．５ｓｅｃであり、０．５ｓｅｃのＯＦＦの
後、次のサイクルが続く。

【００４４】この振動発生器では、振動開始時には振動
が弱く、徐々に強くなってゆくので、所持者にソフトな
振動を与えるので、刺激が強烈でないし、振動も最大自
起動周波数より周波数を上げてゆくので、最大連続応答
周波数としても脱調を生ずることがない。

【００４５】

【発明の効果】この発明によれば、筐体内に永久磁石を
収納する一方、筐体内の少なくとも一方端に磁気的な反
発手段を備え、かつ筐体外周に設けられるパルス通電の
駆動コイルを設け、駆動コイルと永久磁石には吸引、反
発力と、磁気的な反発手段による反発力により振動させ
るものであるから、電力消費が少なく、小型で安価に製
造し得、かつ移動可能な永久磁石と磁気的反発手段は非
接触なので、長寿命の振動発生器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態振動発生器の外観斜
視図である。

【図２】第１の実施形態振動発生器を部分的に切欠いて
示す内部構造図である。

【図３】第１の実施形態振動発生器の断面図である。

【図４】第１の実施形態振動発生器の動作原理を説明す
るための可動永久磁石の位置を示す図である。

【図５】第１の実施形態振動発生器の動作原理を説明す
るための可動永久磁石の位置を示す図である。

【図６】第１の実施形態振動発生器の動作原理を説明す
るためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永久
磁石の受ける力を示す図である。

【図７】第１の実施形態振動発生器の動作原理を説明す
るためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永久
磁石の受ける力を示す図である。

【図８】第１の実施形態振動発生器の動作原理を説明す
るためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永久
磁石の受ける力を示す図である。

【図９】この発明の第２の実施形態振動発生器の外観斜
視図である。

【図１０】第２の実施形態振動発生器を部分的に切欠い
て示す内部構造図である。

【図１１】第２の実施形態振動発生器の断面図である。

【図１２】この発明の第３の実施形態振動発生器の要部
を示す図である。

【図１３】この発明の第４の実施形態振動発生器の概略
構成を示す図である。

【図１４】上記各実施形態振動発生器のコイルへの印加
波形を示す図である。

【図１５】シールド板を備えた振動発生器の断面図であ
る。

【図１６】この発明の第５の実施形態振動発生器を説明
するためのコイルへの印加波形を示す図である。

【図１７】第５の実施形態振動発生器の動作原理を説明
するための可動永久磁石の位置を示す図である。

【図１８】第５の実施形態振動発生器の動作原理を説明
するための可動永久磁石の位置を示す図である。

【図１９】第５の実施形態振動発生器の動作原理を説明
するためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永
久磁石の受ける力を示す図である。

【図２０】第５の実施形態振動発生器の動作原理を説明
するためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永
久磁石の受ける力を示す図である。

【図２１】第５の実施形態振動発生器の動作原理を説明
するためのコイル磁界と固定永久磁石の磁界から可動永
久磁石の受ける力を示す図である。

【図２２】この発明の第６の実施形態に係る振動発生器
の要部断面図である。

【図２３】第６の実施形態振動発生器の側面図である。

【図２４】第６の実施形態振動発生器の端面図である。

【図２５】第６の実施形態振動発生器の動作（スイッチ
ＯＦＦの通常の状態）を説明するための要部断面図であ
る。

【図２６】第６の実施形態振動発生器の動作（スイッチ
ＯＮのときの磁束の方向）を説明するための要部断面図
である。

【図２７】第６の実施形態振動発生器の動作（スイッチ
ＯＮのときの可動永久磁石の移動）を説明するための要
部断面図である。

【図２８】第６の実施形態振動発生器の動作（スイッチ
ＯＦＦのときの可動永久磁石の移動）を説明するための
要部断面図である。

【図２９】駆動コイルを２個使用した場合の振動発生器
の断面図である。

【図３０】同振動発生器の動作原理を説明するためのコ
イル磁界と固定永久磁石から可動永久磁石の受ける力を
示す図である。

【図３１】この発明の第７の実施形態振動発生器の要部
断面図である。

【図３２】第７の実施形態振動発生器の側面図である。

【図３３】第７の実施形態振動発生器の端面図である。

【図３４】この発明の第８の実施形態振動発生器の要部
断面図である。

【図３５】第８の実施形態振動発生器の側面図である。

【図３６】第８の実施形態振動発生器の端面図である。

【図３７】シールド板を備えた振動発生器の断面図であ
る。

【図３８】この発明の第９の実施形態振動発生器の動作
を説明する図である。

【図３９】この発明の第９の実施形態振動発生器を説明
するための波形図である。

【図４０】従来の振動発生器を示す断面図である。

【符号の説明】

１筐体２内空部３、４固定永久磁石５可動永久磁石６駆動コイル７パルス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平9−270268 (32)優先日平９(1997)10月３日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (72)発明者山本隆文熊本県山鹿市大字杉1110番地オムロン熊本株式会社内 (72)発明者上田泰介京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者松岡和成京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体に形成された通路内を移動可能な永久
磁石と、前記通路の周囲に巻回され、パルス信号の通電により前
記永久磁石に対し、駆動力を与えるコイルと、前記通路の少なくとも一方側に設けられ前記永久磁石の
近接に対し磁気的な反発力を与える磁気的反発手段と、を備えたことを特徴とする振動発生器。
【請求項２】前記コイルは、パルス信号の通電により前
記永久磁石に、順方向及び逆方向の磁界を与える少なく
とも２つのコイルからなることを特徴とする請求項１記
載の振動発生器。
【請求項３】前記磁気的反発手段は、筐体の一方側に配
置された永久磁石であることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の振動発生器。
【請求項４】前記磁気的反発手段は、永久磁石であり、
前記移動可能な永久磁石の両側に配置され、それぞれ異
なる磁力を有することを特徴とする請求項１または請求
項２記載の振動発生器。
【請求項５】前記筐体は、内径が筒中央部より、筒端で
大となるように構成され、筒端内に筒中央部の内径より
外径が大きな磁気的反発手段として永久磁石を装着した
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の振動発
生器。
【請求項６】前記磁気的反発手段は、筐体の一端外部に
設けられた前記駆動力を与えるコイルと異なる他のコイ
ルであることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の振動発生器。
【請求項７】前記駆動力を与えるコイルと異なる他のコ
イルは、外部からの要請信号に応じてＯＮすることを特
徴とする請求項４記載の振動発生器。
【請求項８】前記筐体は側面視円弧状のものであること
を特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６または請求項７記載の振動発生
器。
【請求項９】前記コイルに駆動力を与えるパルス信号
は、正負交互に極性が変化する交番信号であることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請
求項５、請求項６、請求項７または請求項８記載の振動
発生器。
【請求項１０】前記移動可能な永久磁石は、２つの永久
磁石が軸方向に非磁性材を介して接合されたものである
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８または
請求項９記載の振動発生器。
【請求項１１】前記筐体の通路と筐体外部とを連通する
通気孔を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、
請求項８、請求項９または請求項１０記載の振動発生
器。
【請求項１２】前記通気孔は、前記通路の両端側にそれ
ぞれ設けられていることを特徴とする請求項１１記載の
振動発生器。
【請求項１３】前記筐体は、前記磁気的反発手段の近傍
に、移動可能な永久磁石の通路径より大きい径の通気用
通路を有し、前記通気孔は、その通気用通路に設けられ
ていることを特徴とする請求項１０記載の振動発生器。
【請求項１４】前記コイルに駆動力を与えるパルス信号
は、周波数が動作時間の経過とともに段階的に高くなる
ように切り替えられることを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求
項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、
請求項１２または請求項１３記載の振動発生器。