CN1221325C - 振动发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种振动发生器,其包括安装永久磁铁而成的可动件,具有经由规定间隙对着可动件端面的端面,并使电流流过所安装的线圈来励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子,以及通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够大体上直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,而构成前述一对弹性支撑构件的线材的各个线径不同。由于预先设定的共振振动频率可落在宽频带中,提供给到线圈的电流取为符合预先设定的共振振动频率的频率就可以了,没有必要一一调整电流的频率。
Description
技术领域
本发明涉及可以容易地加宽可动件的共振振动频率带宽的振动发生器。
背景技术
历来,例如在作为移动通信机终端的便携式电话机等便携式机器上代替以呼叫声告知收到信息,有在便携式机器本身或便携式机器的附属品内装入振动发生器,通过使此一振动发生器振动使人体感知收到信息者。
而且作为这种现有的振动发生器,有在电动机的旋转轴上安装旋转体,使此时旋转体的重心成为与旋转轴不同的位置,通过使旋转体旋转而发生振动的结构者。
可是这类结构的振动发生器是把使旋转体旋转之际旋转轴的振摆作为振动来利用的方法,所以电动机旋转轴的轴承部分承受过大的力,存在着妨碍其耐久性或可靠性这样的问题等。
因此本申请的申请人在先前的申请(特开2000-156964)中提出了如图17中所示,备有在永久磁铁136的两端面上安装可动件轭铁134、135并在其上部安装重锤138而成的可动件130,在设在定子轭铁113上的中央轭铁115上缠绕线圈140而成的定子110,相对于定子110摆动自如地轴支承可动件130而成的螺圈弹簧150、150,从而构成为通过用线圈140给定子轭铁113励磁而使可动件130以规定的频率振动的振动发生器100。
可是虽然在上述现有的振动发生器100中有必要流过符合可动件130的共振振动频率的频率的电流,但是上述结构的振动发生器100可动件的共振振动频率带宽较窄,此外由于组装的离散或零件的精度误差等而使此一共振振动频率本身离散,所以符合这些离散的共振振动频率而一一供给的电流的频率也不得不调整,该调整作业是繁杂的。
另一方面虽然定子110其底面即安装面117安装在未画出的承装构件上而使承装构件振动,但是由于在此一现有例的场合可动件130的振动方向对定子110的安装面117为水平方向,所以沿对于安装面117垂直方向的振动加速度很小。可是沿对于安装面117垂直方向的振动在传递振动使人体等感知方面比沿水平方向的振动更有效,因而在前述现有例中存在着有效的振动不能传递到承装构件这样的缺点。
进而在上述现有的振动发生器100中,在把线圈140的两端连接到在电路基板上形成的端子连接图形的场合,不仅连接作业繁杂,而且必须与其他面安装型电子部件的由低熔点金属的回流进行的连接作业在不同的工序里安装,进而除了线圈140的连接外振动发生器100本身对电路基板的固定也是必要的,出于这些理由存在着其安装作业无法实现高效化,此外也无法实现振动发生器100设置空间的小型化这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作成的,其目的在于提供一种可以很容易地加宽可动件的共振振动频率带宽,借此没有必要一一调整供给电流的频率的振动发生器。
此外本发明的另一个目的在于提供一种可以使沿可动件的振动方向以外的方向的振动加速度也有效地发生的振动发生器。
此外本发明的另一个目的在于提供一种对电路基板的电气上和机械上安装容易,还可以实现在设置面积方面可节省空间的振动发生器。
为了解决上述问题,根据本发明的振动发生器的特征在于,备有:安装永久磁铁而成的可动件;具有经由规定间隙对着可动件端面的端面,并使电流流过所安装的线圈来励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子;以及通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够大体上直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,构成前述一对弹性支撑构件的线材的各个线径不同。
此外根据本发明的振动发生器的特征在于,备有:安装永久磁铁而成的可动件;具有经由规定间隙对着可动件端面的端面,并使电流流过所安装的线圈来励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子;以及通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够大体上直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,由前述一对弹性支撑构件产生的可动件离定子的各个支撑高度不同。
此外根据本发明的振动发生器的其特征在于,备有:安装永久磁铁而成的可动件;具有经由规定间隙对着可动件端面的端面,并使电流流过所安装的线圈来励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子;以及通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够大体上直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,构成前述一对弹性支撑构件的线材的各个线径不同,并且由前述一对弹性支撑构件产生的可动件离定子的各个支撑高度不同。
此外本发明的特征在于,其中把前述永久磁铁一方的磁极面设置成对着安装在定子上的前述线圈的外周侧面,借此形成从永久磁铁的磁极面发出的磁通穿过线圈的外周侧面入射到线圈内之后被引向由线圈产生的定子的磁化方向的磁路。
此外本发明的特征在于,其中前述弹性支撑构件由设有在线材的中间卷绕线材而成的螺圈部并且以其两侧作为臂部把一方臂部的端部安装在可动件一侧而把另一方臂部的端部安装在定子一侧,借此能够沿由前述线圈产生的定子的磁化方向振动地支撑可动件的螺圈弹簧构成。
此外根据本发明的振动发生器的特征在于,备有:安装永久磁铁而成的可动件;具有经由规定间隙对着可动件端面的端面,并使电流流过所安装的线圈来励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的线圈铁心;以露出其端子部的状态把端子板***合成树脂中成形的并且安装前述带线圈的线圈铁心而把其线圈端部连接到端子板的带端子基台部;以及把一端安装在可动件一侧而把另一端安装在带端子基台部一侧,借此能够沿由前述线圈产生的定子的磁化方向振动地支撑可动件的弹性支撑构件。
此外本发明的特征在于,其中把前述永久磁铁一方的磁极面设置成对着安装在线圈铁心上的前述线圈的外周侧面,借此形成从永久磁铁的磁极面发出的磁通穿过线圈的外周侧面入射到线圈内之后被引向由线圈产生的线圈铁心的磁化方向的磁路。
此外本发明的特征在于,其中前述带端子基台部的下表面为平面形,使前述端子部在该平面上平面状地露出,进而使连接前述线圈的线圈端部的端子板的线圈连接部在前述基台部的上表面上露出。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的振动发生器1的透视图。
图2(a)是振动发生器1的主视图,图2(b)是侧视图。
图3是振动发生器1的分解透视图。
图4是端子板23、23的透视图。
图5是从背面侧观看带端子基台部20的透视图。
图6是可动件50的分解透视图。
图7是图6中所示的重锤60的A-A剖视图。
图8是可动件50的与图7同一部分的剖视图。
图9是表示定子10和可动件50的位置关系的图。
图10是表示弹性支撑构件80的固定结构的图。
图11(a)、(b)是中央轭铁75向永久磁铁70安装理由说明图。
图12是表示可动件50的位移与作用在可动件50上的推力的关系的图。
图13是表示永久磁铁70产生的推力和弹性支撑构件80、80产生的推力与位移的关系的图。
图14是表示作用在可动件50上的力的关系的图。
图15是按弗来明定律表示作用在线圈33上的力的关系的图。
图16是表示可动件的振动频率与振动加速度的关系的图,图16(a)、(b)分别是表示一对弹性支撑构件80、80的线径相同的场合和不同的场合的图。
图17是表示现有的振动发生器100的透视图。
图18是表示根据本申请的其他发明的一个实施例的振动发生器1-2的侧视图。
图19是表示两个弹性支撑构件80-1、80-2的可动件支撑高度相同的场合和不同的场合的可动件50的振动频率与振动加速度的关系的图。
图20是表示把两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径取为相同的场合和不同的场合的可动件50的振动频率与振动加速度的关系的图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的振动发生器1的透视图,图2(a)是主视图,图2(b)是侧视图,图3是分解透视图。如这些图中所示振动发生器1用两个弹性支撑构件80、80把可动件50支撑在定子10的上部而构成。下面就各构成零件进行说明。
如图3中所示定子10把带铁心线圈30和两个弹性体40、40安装在带端子基台部20上而构成。带端子基台部20如图3中所示把板状的由合成树脂材料制成的基台主体21模塑在图4中所示的两片金属制的端子板23、23周围(也就是把端子板23、23***基台主体21成形)而构成,此时使设在两个端子板23、23中央的线圈连接部231、231在基台主体21上表面左右中央露出,另一方面如图5中所示使两个端子板23、23的端子部233、233的表面在基台主体21的下表面露出。在基台主体21的上表面上,在其左右两侧设置弹性体放置部211、211,此外在两者之间设置容纳前述带铁心线圈30的凹形的容纳部213,此外在基台主体21的两侧边(朝平行于可动件50振动方向的方向的两侧边)215、215附近各自的上表面中央各设置两个由小孔组成的弹簧端固定部217、217,此外在两侧边215、215附近设置弹簧端固定部217、217部分的两侧分别设有弹簧卡固部219、219。再者作为前述端子板23、23的材质最好是热传导差的金属材料,在本实施例中用不锈钢。
带铁心线圈30把线圈33卷绕在大体上棒状的线圈铁心31周围,并且从线圈铁心31两端分别引出线圈端部35、35而构成。这里线圈铁心31把铁的烧结体形成大体上四棱柱形,并且如图9中所示把其两端的端面37、37取为与下述可动件轭铁51的端面53、53的倾斜角度成为大体上相同的倾斜角度的斜面并与这些端面53、53平行。
弹性体40是薄橡胶板制的,分别形成能够放置在前述带端子基台部20的弹性体放置部211、211上的形状,把其上表面两侧部附近取为螺圈放置部401、401。
而且定子10的组装通过把带铁心线圈30收容在带端子基台部20的容纳部213内用粘接剂等固定,把两端的线圈端部35、35用低熔点金属或导电性粘接剂或焊接等各种固定手段分别连接·固定于在带端子基台部20上表面露出的线圈连接部231、231,另一方面分别把弹性体40、40配置在带端子基台部20的弹性体放置部211、211来进行。此一定子10的带端子基台部20如图5中所示在基台主体21的下表面露出两个端子板23、23的端子部233、233的表面,借此构成如图1中所示可以直接靠低熔点金属回流等安装在欲安装此一振动发生器1的电路基板P上的端子连接图形P1、P2上的面安装式。再者在一个端子板23上设置两个端子部233、233是为了可靠地进行与端子连接图形P1(或P2)的连接的缘故。
接着如图1至图3中所示弹性支撑构件80、80每一个都是通过折弯一根线材构成的所谓双扭型螺圈弹簧,从大体上卷绕一圈半的两个螺圈部81、81的各自两侧各伸出两根几乎平行的臂部83、83和臂部85、85,沿一方的方向伸出的臂部83、83间由端部(以下称为“连接部”)82连接,另一方的臂部85、85把前端向下折弯而作为端部(以下称为“卡固端部”)87、87而构成。而且在本发明中,构成前述一对弹性支撑构件80、80的各自的螺圈弹簧的线径稍有不同,一方的线径取为0.23mm,另一方的线径取为0.26mm。
图6是可动件50的分解透视图。如该图中所示可动件50把重锤60和永久磁铁70和高导磁率构件(以下称为“中央轭铁”)75安装在由与前述线圈铁心31同等的材质制成的可动件轭铁51上而构成。
可动件轭铁51为大体上四棱柱形(棒状),在其两端设置向定子10一侧延伸的腕部52、52,整个形成大体上“コ”字形,把腕部52、52的内侧面制成经由规定的间隙对着前述线圈铁心31的端面37、37的倾斜面形的端面53、53,此外在腕部52、52的两个外侧侧面上设置卡固前述弹性支撑构件80、80的连接部82、82的由弯成L字形的缺口组成的卡固部55、55而构成。
重锤60因为在此一重锤60部分不形成磁路故由非磁性材料(例如在尼龙等成形树脂中含有钨等非磁性重金属粉末而成的成形物)来构成。这里图7是图6中所示的重锤60的A-A剖视图,如图6、图7中所示,在重锤60的中央设置配合永久磁铁70的容纳部61,在容纳部61的上部设有凹形地凹入并与前述可动件轭铁51的下面和侧面配合的尺寸形状的配合部63。也就是说配合部63形成为其宽度与可动件轭铁51的宽度几乎相同,此外重锤60的振动方向的长度与可动件轭铁51的两腕52、52的根部a、a间的宽度尺寸几乎相同,构成为在把此一重锤60的配合部63部分安装在可动件轭铁51的两腕52、52之间部分中之际,重锤60正确地在可动件轭铁51中定位。此外在重锤60的下面四角设有缺口65。缺口65用来在可动件50振动之际使前述弹性支撑构件80、80的螺圈部81不碰撞此一重锤60。此外如图7中所示使容纳部61的宽度(可动件50的与振动方向成直角方向的宽度k)稍大于配合部63的宽度地形成而设置阶梯部68,借此取为与永久磁铁70大体上同一尺寸的宽度。此外容纳部61的高度尺寸形成为与永久磁铁70的厚度尺寸几乎相同。
接着永久磁铁70是四方形板构件,其上下面为NS磁极。再者永久磁铁70面的纵横方向的尺寸形成为与线圈33上表面的纵横方向的尺寸几乎同一尺寸,形成恰好覆盖线圈33上表面的尺寸形状。
接着中央轭铁75是薄的四方形板构件并把可动件50的振动方向的长度尺寸L1取为与永久磁铁70同一方向的长度尺寸相同,把垂直于可动件50振动方向的方向的长度尺寸L2与重锤60同一方向的长度尺寸相同地形成。此一中央轭铁75因为把磁通集中于其中故由高导磁率构件来构成,例如使用纯铁或玻莫合金等。
而且可动件50的组装通过在把重锤60的配合部63配合在可动件轭铁51的下面中央的状态下,把永久磁铁70***重锤60的容纳部61,在其下边安装中央轭铁75来进行。图8是组装后与前述图7同一部分的剖视图。永久磁铁70靠其强大的磁力吸附于可动件轭铁51,永久磁铁70配合在重锤60的阶梯部68,借此重锤60也固定于可动件轭铁51。此外中央轭铁75也靠强大的磁力吸附并固定于永久磁铁70。因而没有必要另外用粘接剂等来固定这些各构件(虽然也可以用粘接剂等),仅靠组装就能进行其制造。此外由于重锤60靠其配合部63来对可动件轭铁51进行定位,永久磁铁70靠容纳部61来定位,进而中央轭铁75吸附成其表面的中央与永久磁铁70面的中央相一致,所以实现其定位,因而即使不特别注意各构件的定位,也可以仅靠组装自动地进行各构件间的定位。
接着为要组装振动发生器1,在图3中把弹性支撑构件80、80的卡固端部87、87***安装了带铁心线圈30和弹性体40、40的定子10的弹簧端固定部217、217,同时把弹性支撑构件80、80的各臂部85卡固于定子10的弹簧卡固部219。通过这样固定弹性支撑构件80、80的卡固端部87、87与臂部85,螺圈部81、81以稍微弹压的状态接触于弹性体40的螺圈放置部401、401上,借此弹性支撑构件80、80被可靠地三点支撑。而且把弹性支撑构件80、80的连接部82、82***和卡固于可动件50的卡固部55、55,借此完成图1、图2中所示的振动发生器1。
图9是表示振动发生器1的定子10和可动件50的位置关系的图。如该图中所示,定子10的两个端面37、37经由规定间隙28、28(左右两方的间隙尺寸相同)分别与可动件50的两个端面53、53其对峙面平行地构成。可动件50靠弹性支撑构件80、80沿线圈33产生的定子10的磁化方向(也就是图9的左右方向)振动自如地支撑着。此时永久磁铁70安装了中央轭铁75一侧的磁极面,经由间隙对着线圈33的外周面配置,这些对峙面平行地构成。
以上这样构成的振动发生器1的磁路形成为从永久磁铁70安装了中央轭铁75一侧的磁极面穿过线圈33的外周侧面进入线圈铁心31内,在线圈铁心31内引向线圈33产生的定子10的磁化方向(NS磁极方向,也就是两端面37、37方向),进而从线圈铁心31的两端面37、37穿过间隙28、28进入可动件50的两端面53、53从可动件轭铁51的中央再次返回永久磁铁70另一方的磁极面。
而且此一振动发生器1如前所述放置在图1中所示的电路基板P上,使在前述带端子基台部20的下表面露出的端子部233接触于并靠低熔点金属的回流电气上和机械上连接固定于设在电路基板P上的端子连接图形P1、P2。也就是说如果用本发明,则仅靠一次连接工序中把振动发生器1连接到电路基板P上,就可以同时进行振动发生器1的机械固定和向线圈33的电气连接,而且由于固定所需要的电路基板P上的面仪是带端子基台部20下表面的面积,所以其设置所需的面积很小。而且如果从电路基板P一侧向线圈33流过规定电流,则可动件50开始左右单振动。下面说明其工作原理。
这里首先图12是表示可动件50向左右的位移x(mm)与作用在可动件50上的向左右方向的推力F(N)的关系的图。再者此一推力F为正表示向图9右方的力,为负表示向图9左方的力。此外位移x为正表示向图9右方的位移,为负表示向图9左方的位移。再者在本实施例中间隙28、28的尺寸(水平方向)分别为1.5mm。
而且圆形的点表示电流未流过线圈33时永久磁铁70的磁力与弹性支撑构件80、80产生的弹簧力的合力的状态,三角的点表示把前述永久磁铁70的磁力与弹性支撑构件80、80产生的弹簧力合计于使NI=+100(AT)的电流流过线圈33的场合的电磁力时的合力的状态,方形的点表示把前述永久磁铁70的磁力与弹性支撑构件80、80产生的弹簧力合计于使NI=-100(AT)的电流流过线圈33的场合的电磁力时的合力的状态。
如该图中所示,在任何状态下加在可动件50上的推力都大体上为直线状,这表示是适合于使可动件50单振动的状态。成为这样的推力出于以下理由。
也就是说如图13的线a所示,仅由弹性支撑构件80、80产生的推力随着位移量的增加而增加,成为线性地使可动件50返回中立位置的力。另一方面如图13的线b所示,仅由永久磁铁70产生的推力虽然是与弹性支撑构件80、80的推力相反方向的推力,但是在位移量小的场合几乎不作用,位移量增加时如果左右某个间隙28、28减小则向减小一方急剧增加。因而如果把两者的推力合成,则成为图12中圆形的点所示的大体上直线状的推力。再者仅由永久磁铁70产生的推力成为如图13的线b所示,是因为可动件50的两端面53、53无论哪个都成为S极所以在使可动件50处于中立位置的场合都不会被向左右任何一方吸引的缘故。但是在某个端面53、53接近于定子10的某个端面37、37的场合,向该端面吸引的推力按指数增加。由于像这样仅由永久磁铁70产生的推力在中立点附近很小,所以即使弹性支撑构件80、80的弹簧力不那么大,在电流未流过线圈33时把可动件50保持在中立位置不动的状态也很容易实现。
而且在NI=+100(AT)的电流流过线圈33并在定子10的左右端面37、37上励磁NS磁极的场合,如图12中所示成为把由永久磁铁70和弹性支撑构件80、80产生的推力原封不动地向上几乎平行移动规定幅度的状态的推力。也就是说在任何位移位置上都成为比由前述永久磁铁70和弹性支撑构件80、80产生的推力仅大几乎恒定位移量的推力。在使NI=-100(AT)的电流流过的场合与此相反大体上向下平行移动。
这是出于以下理由。也就是说如果通过使电流流过线圈33,如图14中所示,在定子10的两端面37、37上产生NS磁极,则左侧的端面37、53间作用着排斥力,右侧的端面37、53间作用着吸引力,因而在可动件50上作用着向左的推力。另一方面如果可动件50沿左方向移动,则虽然右侧的端面37、53间作用的吸引力增加,但是左侧的端面37、53间作用的排斥力减小。因而作为整体使可动件50沿左右方向移动的推力在任何位置上都几乎恒定。
此外在本发明中,还作用着其他推力。也就是说如图14中所示,来自永久磁铁70的安装了中央轭铁75一侧的磁极面的磁通G穿过线圈33的外周侧面进入线圈33内,且在线圈铁心31内引向线圈33的NS磁极方向。因而如果电流流过线圈33,则如图15(图15表示从图14中所示的右侧观看线圈33的状态。再者如图14中所示由线圈33形成NS磁极时电流沿图15中所示的方向流过。)中所示虽然按照弗来明定律在线圈33的上边331上作用着纸面眼前侧(也就是图14中右方)的推力,在线圈33的左右两边333、335上不作用推力,在下边337上作用着纸面深侧(也就是图14中左方)的推力,但是由于与穿过线圈33上边331的磁通相比,穿过线圈33下边337的磁通非常少,所以结果在此一线圈33上作用着指向图14的右方的推力。由于定子10固定着,所以因反作用而在可动件50上作用着指向左方的推力。因而由于除了前述线圈33的电磁力产生的推力外此一弗来明定律产生的推力加在同一方向,所以驱动可动件50的总推力增大。在反向电流流过线圈33的场合,弗来明定律产生的推力也反向。再者在本实施例的场合由于在永久磁铁70对着线圈33外周侧面一侧的磁极面上,安装了由高导磁率材料制成的中央轭铁75,所以可以把磁通集中于该磁极面,可以穿过线圈33的外周侧面将其有效地导入其内部。因而前述弗来明定律产生的推力增大。
下面说明此一振动发生器1的驱动方法。如图9中所示在电流未流过线圈33时,弹性支撑构件80、80把可动件50维持在中立位置。接着如果把电流(NI=-100AT)供给到线圈33则在线圈铁心31的两端面37、37上如图14中所示励磁NS磁极,可动件50的右侧端面53朝对峙的端面37方向(左方)被吸引。这是因为在图12中方形的点在位移x=0mm时为负推力的缘故。而且可动件50的右侧端面53接近对峙的端面37时,如果供给到线圈33的电流反向(NI=+100AT)则成为图12中三角的点的推力,由于这是反向(右方)牵引可动件50的推力,所以可动件50开始反向移动。
而且通过符合可动件50的振动频率(共振振动频率)地重复进行前述电流的翻转,在可动件50的两端面53、53即将接触于定子10的端面37、37之前使可动件50反向移动(也就是端面37、37与端面53、53总也不接触),可以重复可动件50的振动。
在本实施例中,由于用左右一对弹性支撑构件80、80来支撑可动件50,所以可以使可动件50沿左右方向几乎平行地移动,并且可以使可动件50的端面53、53相对定子10的端面37、37几乎平行地移动,此外中央轭铁75与定子10的间隙27也几乎恒定,因而可以以不干扰磁路的结构来确保稳定的振动。
再者也可以重复:使电流流过线圈33时把可动件50吸近某个端面37、37,然后停止电流的供给,借此使可动件50以规定的共振频率振动,在此一振动衰减时又使电流流过线圈33来加大可动件50的振幅之后再次停止电流这样的操作。此外也可以按除此之外的时序以脉冲形式供给电流。如果这样构成则可以实现节省电力。
可是如上所述,在本发明中构成一对弹性支撑构件80、80的各个螺圈弹簧的线径不同,这是因为加宽可动件50的共振振动频率带宽的缘故。也就是说例如在把构成一对弹性支撑构件80、80的各个螺圈弹簧的线径取为同一的0.23mm的场合,如图16(a)的曲线a所示,共振振动频率带宽非常窄。这一点在表示把构成一对弹性支撑构件80、80的各个螺圈弹簧线径取为同一的0.26mm的场合的图16(a)的曲线b的场合也是同样的。另一方面像本实施例这样在把一方的弹性支撑构件80的螺圈弹簧的线径取为0.23mm,把另一方的螺圈弹簧的线径取为0.26mm的场合,如图16(b)的曲线c所示,成为横跨两条曲线a、b的曲线,可动件50的共振振动频率的带宽变得相当宽。因而即使组装的离散或零件的精度误差使共振振动频率多少有些离散,预先设定的共振振动频率也可以落在宽频带中,就把供给到线圈33的电流的频率取为符合预先设定的共振振动频率的频率就可以了,没有必要一一调整电流的频率。
再者由于用于上述实施例的一对弹性支撑构件80、80其形状是相同的,所以存在着组装之际把两者的安装弄错的危险。因此最好是如果例如对一方的线径0.26mm的弹性支撑构件80施行有光泽的镀铬,对另一方的线径0.23mm的弹性支撑构件80施行没有光泽的镀铬,则组装之际就不会把两者的安装弄错。
另一方面在本实施例中由于在可动件50两侧设置向定子一侧延伸的腕部52、52,腕部52、52的内侧面制成分别经由规定的间隙对着定子10的两端面37、37的端面53、53,所以从其形状来说得到降低可动件50的重心的稳定的左右对称的形状,振动稳定。
这里图10是表示弹性支撑构件80向带端子基台部20的固定结构的图。由于如该图中所示弹性支撑构件80由卡固端部87部分和臂部85的靠弹簧卡固部219来卡固的部分和螺圈部81弹性接触弹性体40的部分三点支撑,所以其固定是可靠的。此外虽然弹性支撑构件80的臂部83一侧端部沿图10中所示的箭头B方向摆动并摆动到虚线a的位置,但是由于在本实施例中靠弹性体40来支撑螺圈部81,所以螺圈部81推压弹性体40稍微沿箭头C方向下推,借此臂部83一侧端部进一步增加摆动量,成为能够移动到虚线b的位置,借此可动件50的摆动行程增大而进行更加有效的振动。
此外在本实施例中在永久磁铁70的下表面上安装中央轭铁75,而且如图8中所示把中央轭铁75的宽度取为大于永久磁铁70的宽度,这是出于以下理由。也就是说如果像本实施例这样永久磁铁70的厚度较薄,则如图11(a)中所示磁通不能达到很远,往往以最短距离绕过外周而不能入射到定子10的线圈铁心31中,而增加浪费的成分。此外永久磁铁70的各边70a~70d当中跨越穿过对峙边70a、70c部分的磁力线入射到线圈铁心31的很少,对可动件50的振动没有贡献。因此如图11(b)中所示通过设置中央轭铁75来加长NS磁极间的最短距离,借此来增加入射到线圈铁心31中的磁力线数,此外使中央轭铁75的宽度大于永久磁铁70的宽度来减少跨越穿过边70b、70d部分的的磁力线数并增加跨越穿过边70a、70c部分的磁力线数,借此就可以更加有效地把永久磁铁70的磁力线用于可动件50的振动。
此外在上述实施例中如图9中所示把定子10的两端面37、37和可动件50的两端面53、53取为两者的表面平行而且向定子10一侧加宽倾斜的倾斜面,是出于以下理由。也就是说,磁通具有流过间隙28、28的最短距离部分的性质。同时为了避免磁饱和有必要减小磁通密度。因此通过使对峙的两端面平行使磁通均匀地通过间隙28内,同时通过取为倾斜面来加大表面的面积,借此就可以避免磁饱和而保证良好的振动。此外取为向定子10一侧加宽倾斜的倾斜面,通过这样构成在可动件50上除了图9中所示的箭头E方向,也就是使可动件50振动的方向的力之外,还作用着箭头F方向,也就是把可动件50向定子10拉近的力。虽然此一振动发生器1在因安装它的机器跌落等而被施加强冲击力的场合,存在着重的可动件50从弹性支撑构件80、80脱落的危险,但是如果如上所述可动件50上始终作用着向定子10一侧拉紧的磁力,则即使例如被施加强冲击也可以消除可动件50从弹性支撑构件80、80脱落的危险。因此如前所述设置倾斜面。
此外在上述实施例中由于把永久磁铁安装在可动件轭铁对着定子一侧的表面上,进而在可动件轭铁的围着永久磁铁的位置上安装重锤,所以与把重锤安装在可动件上表面的场合相比可以实现振动发生器总体的小型化、薄型化。
此外在上述实施例中由于使永久磁铁一方的磁极面对着定子一侧,所以用一个永久磁铁就可以平衡良好地构成可动件。
此外如果用本实施例,则由于在可动件两侧设置向定子侧延伸的腕部,把该腕部的内侧面取为分别经由规定间隙对着定子两端面的形状,所以从其形状来说得到可动件重心降低的稳定的左右对称的形状,振动稳定。
接着图18是是表示根据本申请的另一个发明的实施例的振动发生器1-2的侧视图。在该图中所示的振动发生器1-2中与根据前述实施例的振动发生器1不同之处在于,使因一对弹性支撑构件80-1、80-2的可动件50离定子10的各个支撑高度不同。也就是说,使离两个弹性支撑构件80-1、80-2的螺圈部81的高度L-1、L-2不同。再者在本实施例中两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径相同。
通过像以上这样构成,可动件50不仅相对于安装定子10的带端子基台部20的未画出的承装构件的安装面(底面)25沿水平方向直线运动,而且成为把沿水平方向的直线运动和沿旋转方向的摆动组合起来的振动。因而从安装面25向承装构件传递的振动中,除了沿安装面25水平振动之外,还加上沿垂直方向的振动,借此有效的振动加速度可以传递到承装构件。
这里图19是表示可动件50的振动频率与振动加速度的关系的图,作为纵轴图19(a)取为沿水平方向的振动加速度,图19(b)取为沿垂直方向的振动加速度。而且图19(a)的曲线e和图10(b)的曲线g是像前述振动发生器1-2那样两个弹性支撑构件80-1、80-2(线径相同)产生的振动发生器支撑高度变化者,图19(a)的曲线f和图19(b)的曲线h表示两个弹性支撑构件80-1、80-2(线径相同)产生的振动发生器支撑高度相同者。
而且从图19(a)可以看出,即使因两个弹性支撑构件80-1、80-2的振动发生器支撑高度变化,沿水平方向的振动加速度也可以得到与振动发生器支撑高度相同者几乎相同的强度,另一方面从图19(b)可以看出,沿垂直方向的振动加速度可以得到明显大于振动发生器支撑高度相同者的强度。也就是说即使在倾斜的状态下使可动件50振动,也可以在维持沿水平方向的振动加速度的状态下,大大增加沿垂直方向的振动加速度,有效的振动加速度可以传递到承装构件。
虽然在上述振动发生器1-2的场合,两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径相同,但是也可以像图1中所示的振动发生器1那样进而使两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径不同。在该场合,如图20(a)、(b)中所示沿水平方向的可动件50的共振振动频率的带宽也与前述在图16中所说明者同样如曲线c所示明显加宽。同时如图20(c)、(d)中所示沿垂直方向的可动件50的共振振动频率与前述在图16中所说明者同样与两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径相同的场合(曲线j、k)相比如曲线i所示明显加宽。因而,如果使两个弹性支撑构件80-1、80-2的线径不同,同时使两个弹性支撑构件80-1、80-2产生的可动件50的支撑高度不同,则沿垂直方向的振动加速度可以加大,同时沿水平方向和垂直方向的共振振动频率带宽可以加宽。
虽然以上说明了本发明的实施例,但是本发明不限于上述实施例,在权利要求书的范围以及说明书和附图中所述的技术构思的范围内种种变形是可能的。再者,即使是说明书和附图没有直接记载的某种形状或结构或材质,只要发挥本发明的作用·效果,就是在本发明的技术构思的范围内。
也就是说构成定子10的带端子基台部20或端子板23或线圈铁心31或线圈33或构成可动件50或弹性支撑构件80等各构件的零件的形状、结构、材质可以进行种种变形。例如运用根据本发明的弹性支撑构件者也可以是图17中所示的振动发生器100的螺圈弹簧(弹性支撑构件)150、150。此外,重锤60与永久磁铁70的形状只要是为在把永久磁铁70收容在重锤60的容纳部61中并吸附于可动件轭铁51的下表面之际相对永久磁铁70的可动件轭铁51的安装位置是靠重锤60来定位的关系的形状,可以是任何形状结构。进而,设在重锤60上的配合部63的形状结构只要是能定位于可动件轭铁51者也可以是符合可动件轭铁51的形状·结构的任何形状·结构。此外,根据本发明的振动发生器不限于用在便携式机器上,当然也可以用于希望发生振动的任何物件上。
像以上详细说明,根据本发明,有以下优良的效果。
①由于使构成一对弹性支撑构件的线材的线径不同,所以可以很容易地加宽可动件的共振振动频率带宽,因而即使因组装的离散或零件的精度误差等使可动件的共振振动频率多少有些离散,预先设定的共振振动频率也可以落在宽频带中,把供给到线圈的电流取为符合预先设定的共振振动频率的频率就可以了,没有必要一一调整电流的频率。
②由于对着线圈外周侧面设置永久磁铁的一方的磁极面,借此形成从永久磁铁的磁极面发出的磁通穿过线圈的外周侧面入射到线圈内之后引向线圈产生的定子的磁化方向的磁路,所以除了使电流流过线圈时线圈的电磁力产生的推力之外还加上弗来明定律产生的推力,驱动可动件的总推力增大。
③由于使因一对弹性支撑构件的可动件离定子的各个支撑高度不同,所以可以加大沿可动件的振动方向以外的方向的振动加速度,可以对人体等承装构件传递有效的振动。
④由于以露出其端子部的状态把端子板***合成树脂中成形,并且安装带线圈的线圈铁心使其线圈端部连接到端子板构成带端子基台部,所以可以把此一带端子基台部放在电路基板上并且通过低熔点金属的回流等与其他面安装型电子部件同时把带端子基台部的端子部容易地电气上·机械上连接到电路基板的端子连接图形上。
⑤由于振动发生器对电路基板的安装面积仅为带端子基台部的设置面积,所以可以实现振动发生器设置空间的小型化。
⑥由于在带端子基台部的表面上露出连接线圈的线圈端部的端子板的线圈连接部,所以带线圈的线圈铁心的安装容易进行。
Claims (8)
1.一种振动发生器,其特征在于,备有:
安装永久磁铁而成的可动件,
具有隔着规定间隙与可动件端面相对的端面,并使电流流过安装在定子上的线圈来进行励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子,以及
通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,
而构成前述一对弹性支撑构件的线材的各个线径不同。
2.一种振动发生器,其特征在于,备有:
安装永久磁铁而成的可动件,
具有隔着规定间隙与可动件端面相对的端面,并使电流流过安装在定子上的线圈来进行励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的定子,以及
通过把线材的一端安装在可动件一侧而把另一端安装在定子一侧,能够直线状振动地支撑可动件的一对弹性支撑构件,
由于前述一对弹性支撑构件而产生的可动件离定子的各个支撑高度不同。
3.如权利要求1所述的振动发生器,其特征在于:
由于前述一对弹性支撑构件而产生的可动件离定子的各个支撑高度不同。
4.如权利要求1或2或3所述的振动发生器,其特征在于,其中把前述永久磁铁一方的磁极面设置成对着安装在定子上的前述线圈的外周侧面,借此形成以下的磁路,即从永久磁铁的磁极面发出的磁通穿过线圈的外周侧面入射到线圈内之后被引向通过线圈而产生的定子的磁化方向的磁路。
5.如权利要求4所述的振动发生器,其特征在于,其中前述弹性支撑构件由以下这样的螺圈弹簧构成:设有在线材的中间卷绕线材而成的螺圈部,并且以其两侧作为臂部,把一方臂部的端部安装在可动件一侧,而把另一方臂部的端部安装在定子一侧,借此能够沿由前述线圈产生的定子的磁化方向振动地支撑可动件。
6.一种振动发生器,其特征在于,备有:
安装永久磁铁而成的可动件,
具有隔着规定间隙与可动件端面相对的端面,并使电流流过安装在线圈铁心上的线圈来进行励磁从而在与前述可动件之间形成磁路的线圈铁心,
在露出其端子部的状态下把端子板***合成树脂中成形,并且安装前述带线圈的线圈铁心,而把其线圈端部连接到端子板的带端子基台部,以及
把一端安装在可动件一侧,把另一端安装在带端子基台部一侧,借此能够沿由前述线圈产生的线圈铁心的磁化方向振动地支撑可动件的弹性支撑构件。
7.如权利要求6所述的振动发生器,其特征在于,其中把前述永久磁铁一方的磁极面设置成对着安装在线圈铁心上的前述线圈的外周侧面,借此形成以下的磁路,即从永久磁铁的磁极面发出的磁通穿过线圈的外周侧面入射到线圈内之后被引向通过线圈而产生的线圈铁心的磁化方向的磁路。
8.如权利要求6或7所述的振动发生器,其特征在于,其中前述带端子基台部的下表面为平面形,使前述端子部在该平面上平面状地露出,进而使与前述线圈的线圈端部连接的端子板的线圈连接部分在前述基台部的上表面上露出。
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---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20051005 |