JP3165856B2 - 振動発生器 - Google Patents

振動発生器

Info

Publication number
JP3165856B2
JP3165856B2 JP35733796A JP35733796A JP3165856B2 JP 3165856 B2 JP3165856 B2 JP 3165856B2 JP 35733796 A JP35733796 A JP 35733796A JP 35733796 A JP35733796 A JP 35733796A JP 3165856 B2 JP3165856 B2 JP 3165856B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yoke
mover
face
vibration
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP35733796A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10180186A (ja
Inventor
弘之 脇若
久志 矢島
勝彦 春山
治雄 伊藤
Original Assignee
帝国通信工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 帝国通信工業株式会社 filed Critical 帝国通信工業株式会社
Priority to JP35733796A priority Critical patent/JP3165856B2/ja
Priority to US08/997,163 priority patent/US5909068A/en
Publication of JPH10180186A publication Critical patent/JPH10180186A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3165856B2 publication Critical patent/JP3165856B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

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
せる代わりに、携帯機器そのもの又は該携帯機器の付属
品内に振動発生器を収納しておいて、該振動発生器を振
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、図4に示すように、小型のペンシル型モータ80の
回転軸81に偏芯させた錘83を取り付け、この錘83
を回転させることによって振動を発生させる構造のもの
がある。
【0004】また上記振動発生器よりも実装密度を向上
させた振動発生器として、図5に示すように、リング状
に配設した永久磁石91の上に、3つのコイル97を軸
93に回転自在に取り付け、且つ該コイル97上に偏芯
させた錘98を取り付けて、前記コイル97を回転する
ことで振動を発生させる構造のものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記何れの振
動発生器もその振動発生方法は、モータの偏心回転によ
る回転軸のブレをケースに伝えて該ケースの共振動現象
を利用する方法なので、モータの回転軸の軸受部分が最
も過酷な力を受けてしまい、該振動発生器の耐久性及び
信頼性に大きな課題があった。
【0006】また振動を発生させている間はたえずモー
タを回転していなければならず、従ってたえず電流を流
し続けていなければならず、このため携帯機器の電源で
ある電池の消費量が大きくなってしまうという問題もあ
った。
【0007】またモータを小型化すればするほど振動エ
ネルギーが小さくなるので流す電流を大きくしなければ
ならなくなり、発熱の問題も発生している。
【0008】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、小型・薄型化が図れ、耐久性及び信頼
性が向上し、また低消費電力で機能させることができる
振動発生器を提供することにある。
【0009】
【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、バネの自由端(可動
端)に固定される可動子の単振動現象に着目し、以下の
ように構成した。即ち、コイルを巻き付けた電磁石のヨ
ークと、永久磁石を有する可動子と、前記可動子を支持
するバネとを具備し、前記ヨークは略E字状に構成さ
れ、該ヨークの中央に突出する中央ヨーク部分を挟んで
その両側の部分に該中央ヨーク部分と平行になるように
一対の板状又は棒状のバネのそれぞれの一端を固定する
とともに、該一対のバネの他方の可動端に前記可動子を
固定することで、これらヨークと可動子とバネを一体化
すると共に前記ヨークの閉磁路中に設けた空隙内に前記
可動子を該可動子の両端面がヨークの両端面との間にそ
れぞれ所定の隙間を形成し、且つ該可動子と中央ヨーク
部分の磁極端面との間に所定の空隙をもたせ、さらに可
動子のNS磁極の方向がバネの振動方向を向くように配
置し、前記可動子が前記空隙内にて振動する際、可動子
の端面に接近したヨークの端面の磁極を該可動子の端面
の磁極と同一磁極にすることで該可動子を反発して所定
の振動数で振動させるように構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1は本発明の参考例にかか
る振動発生器1を示す斜視図である。同図に示すように
この振動発生器1は略コ字型に構成されたヨーク10
と、ヨーク10の略中央部にその下端を固定してなる板
状バネ20と、該板状バネ20の上端の可動端に固定さ
れる可動子30とを具備している。
【0011】ここで前記ヨーク10は純鉄等の軟磁性体
からなり、その中央の1辺にコイル40を巻き付けるこ
とで電磁石を構成している。ヨーク10の両端は内向き
に突出することで、その両端面11,13を対向させて
いる。
【0012】つまりヨーク10とコイル40によって構
成される電磁石の閉磁路は略四角形状となり、また両端
面11,13間に可動子30を配設する空隙12が形成
される。
【0013】コイル40の両端は電流供給手段50に接
続されている。
【0014】板状バネ20は例えば燐青銅によって形成
されており、その下端がヨーク10に図示しないネジ止
め等の手段によって固定されている。
【0015】可動子30は2つの永久磁石35,36及
びヨーク10と同等の材質の可動部ヨーク34により形
成すると共に、その両端面31,33をそれぞれN,S
磁極とすることによって構成されており、その下面中央
に前記板状バネ20の可動端(上端辺)を固定し、これ
によって両端面31,33はそれぞれ前記ヨーク10の
両端面11,13に対して同一距離離間して配設されて
いる。
【0016】なお前記板状バネ20の弾発復元力は、コ
イル40に電流を流さないときに、永久磁石である可動
子30の何れかの端面31又は33が磁力でヨーク10
の何れかの端面11又は13に吸引されて撓んで吸着す
る程度の弾発復帰力に設定されている。
【0017】そして前記電流供給手段50によって前記
コイル40に所定の電流を流すと、前記可動子30が左
右に単振動を開始する。以下その動作原理について説明
する。
【0018】まずコイル40に電流を流さないときは、
可動子30の両端面31,33とヨーク10の端面1
1,13との吸着力の方が板状バネ20の弾発復元力よ
りも強いので、可動子30は何れかの方向に揺動して例
えば端面31と端面11とが吸着して静止している。
【0019】次に電流供給手段50からコイル40に電
流を供給して、その端面11にN磁極を、端面13にS
磁極を励磁させると、吸着していた両端面11,31は
いずれもN磁極になるので反発し、可動子30は該反発
力と前記板状バネ20の弾発復元力によって反対側に向
けて揺動する。
【0020】次に可動子30の揺動によって反対側の端
面33と端面13とが接近するが、該両端面33,13
は何れもS磁極なので再び反発される。
【0021】以上の動作が繰り返されるので可動子30
は両端面11,13間で振動を継続的に繰り返すことに
なる。
【0022】なお電流を切れば、可動子30はヨーク1
0の何れかの端面11又は13に吸着して振動は停止す
る。
【0023】ここで図3は可動子30の左右への変位x
〔mm〕と、該可動子30に働く力(推力)F〔N〕の関
係を示す図である。なお可動子30の両端面31,33
とヨーク10の両端面11,13との隙間はそれぞれ1
mmである。
【0024】同図において黒四角点は、板状バネ20に
よる可動子30への弾発復元力を示しており、変位に対
してその推力が比例している(フックの法則)。
【0025】一方黒三角点は、コイル40を励磁してい
ないときの可動子30の端面31,33とヨーク10の
端面11,13との吸着力を示しており、可動子30が
ヨーク10に接近すると、接近した側の端面間の吸着力
が急激に強くなることを示している(距離の2乗に反比
例)。
【0026】そして白円は前記弾発復元力と吸着力を合
計したもの、即ち可動子30に加わる全体の力を示した
ものである。
【0027】同図から分かるように、コイル40を励磁
していないときであって、端面31と11又は端面33
と13が吸着しているときは、板状バネ20の弾発復元
力よりも可動子30とヨーク10の吸着力の方が強いの
で、両者は吸着された状態を保持する。この吸着力は白
円の左右端に示されており、0.75〔N〕程度であ
る。
【0028】そしてコイル40がこの0.75〔N〕の
吸着力を解除するだけの励磁を行えば、前述のように振
動が始まるのである。
【0029】なお黒三角点で示す吸着力は、端面11,
31同士、又は端面13,33同士が接近した際に急激
に増大するが、それ以外のときは該吸着力は弱いので、
コイル40への電流は絶えず流しておく必要はなく、端
面11,31同士、又は端面13,33同士が接近した
際のみに電流を流すように構成しても良い。つまり電流
供給手段50から供給される電流をパルス状とすれば良
い。このように構成すれば更に省電力化が図れるばかり
か、可動子30の振動が減衰振動にならない。
【0030】ところで可動子30の振動周波数fは、板
状バネ20のバネ定数kと可動子30の質量mとによっ
て一義的に決定されるので、コイル40に流すパルス電
流の周波数は、可動子30の振動周波数fの2倍の周波
数(片方の端面11に近づいた時と、もう一方の端面1
3に近づいた時との2回)とすれば良いこととなる。
【0031】なお望みの振動周波数fは、可動子30の
質量が決められていても、板状バネ20の長さ及び厚さ
などを選定することで得られ、また逆に板状バネ20の
長さが決められていても、可動子30の質量及び板状バ
ネ20の厚みを選定することで得られ、従って振動発生
器1の小型化・薄型化への設計上の自由度は大きい。
【0032】以上説明したように本参考例は、可動子3
0がヨーク10に磁気吸着する力によって板状バネ20
に変位を与えることによりエネルギーの供給を行い、次
に磁気吸着した可動子30の磁性と同じ磁性をこの吸着
されたヨーク10の端面11又は13に生じさせて前記
磁気吸着力を解除し、板状バネ20の弾発復元力で振動
を始め、反対側でもヨーク10を励磁した磁気により反
発させ、その振動を継続させるようにしている。つまり
基本的な振動エネルギーは板バネ20への初期の変位か
ら生じる単振動であり、供給する電流は該単振動を継続
させる補助的なもの(ヨーク10と可動子30との磁気
的吸着を解除するのに必要な電流を流す)なので、その
消費電力を極めて小さくできる。電流供給を前述のよう
にパルス状にすればさらに省電力化が図れることは言う
までもない。
【0033】図2は本発明の一実施形態にかかる振動発
生器1−2を示す斜視図である。この振動発生器1−2
の場合は、略E字型に構成されたヨーク10−2と、ヨ
ーク10−2の中央に突出する中央ヨーク部分15−2
を挟んでその両側の部分に該中央ヨーク部分15−2と
平行になるようにその下端を固定してなる一対の板状ば
ね20−2,20−2と、両板状バネ20−2,20−
2の上端の可動端に固定される可動子30−2とを具備
している。
【0034】コイル40−2は中央ヨーク部分15−2
に巻き付けられている。またヨーク10−2の両端は内
向きに突出することで、その両端面11−2,13−2
を対向させており、その間に閉磁路の空隙12−2を設
けている。
【0035】一方可動子30−2は、純鉄などの軟磁性
体の両側に、一対の永久磁石を取り付けて構成されてい
る。両永久磁石はS磁極同士が内向きに、N磁極同士が
外向きになるように取り付けられている。
【0036】また可動子30−2と中央ヨーク部分15
−2の磁極端面15−2a間には所定の隙間が設けられ
ている。
【0037】そしてコイル40−2に電流を流さないと
きは、可動子30−2の両端面31−2,33−2とヨ
ーク10−2の両端面11−2,13−2との吸着力の
方が板状バネ20−2,20−2の弾発復元力よりも強
いので、可動子30−2は何れかの方向に揺動して何れ
かの端面同士、例えば端面11−2,31−2同士が吸
着して静止している。
【0038】次に電流供給手段50−2からコイル40
−2に電流を供給して、その端面11−2にN磁極を励
磁させる(このとき他方の端面13−2はN磁極にな
り、端面15−2aはS磁極になっている)と、吸着し
ていた両端面11−2,31−2は反発して、可動子3
0−2は該反発力と板状バネ20−2,20−2の弾発
復元力によって反対側に揺動する。
【0039】次に可動子30−2の揺動によって反対側
の端面33−2と端面13−2が接近するが、該両端面
33−2,13−2は何れもN磁極なので再び反発され
る。
【0040】以上の動作は繰り返されるので可動子30
−2は両端面11−2,13−2間で振動を継続的に繰
り返すこととなる。
【0041】なお電流を切れば、可動子30−2はヨー
ク10−2の何れかの端面11−2または13−2に吸
着して振動は停止する。
【0042】この実施形態にかかる可動子30−2は、
一対の平行な板状バネ20−2,20−2に固定されて
いるので略平行な振動を確保でき、これによって端面1
5−2aとの隙間を略一定に保ち、可動子30−2が振
動変位しても可動子30−2の軟磁性体部分の下面が絶
えず端面15−2aに対向するため磁気回路を乱さない
構造となっており、安定した振動が確保できる。
【0043】なお上記実施形態ではバネとして板状バネ
を用いたが、棒状バネを用いても良い。
【0044】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。
【0045】
【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。 構造が簡単で小型・薄型化が図れる。
【0046】バネの単振動を継続させるだけなので、
モータの偏心回転のように無理な力は加わらず、耐久性
と信頼性が向上する。
【0047】基本的な振動エネルギーはバネへの初期
の変位から生じる単振動であり、供給する電流は該単振
動を継続させる補助的なものなので、その消費電力を極
めて小さくできる。電流供給をパルス状にすればなおさ
らである。
【0048】振動数はバネ定数と可動子の質量によっ
て決定されるので、モータで見られるような入力電流に
よって振動数が変わるという現象は生じず、目的とする
振動数が容易に得られる。
【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】本発明の一実施形態にかかる振動発生器1−2
を示す斜視図である。
【図3】可動子30の左右への変位x〔mm〕と、可動子
30に働く力(推力)F〔N〕との関係を示す図であ
る。
【図4】従来例を示す図である。
【図5】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 振動発生器 10 ヨーク 11,13 端面 12 空隙 20 板状バネ 30 可動子 31,33 端面 40 コイル 50 電流供給手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−71168(JP,A) 特開 平8−98493(JP,A) 特開 昭50−124288(JP,A) 特開 平8−62530(JP,A) 特公 昭49−10203(JP,B1) 特公 昭40−1634(JP,B1) 実公 昭44−20788(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B06B 1/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイルを巻き付けた電磁石のヨークと、
    永久磁石を有する可動子と、前記可動子を支持するバネ
    とを具備し、前記ヨークは略E字状に構成され、該ヨークの中央に突
    出する中央ヨーク部分を挟んでその両側の部分に該中央
    ヨーク部分と平行になるように一対の板状又は棒状のバ
    ネのそれぞれの一端を固定するとともに、該一対のバネ
    の他方の可動端に前記可動子を固定することで、これら
    ヨークと可動子とバネを一体化すると共に前記ヨークの
    閉磁路中に設けた空隙内に前記可動子を該可動子の両端
    面がヨークの両端面との間にそれぞれ所定の隙間を形成
    し、且つ該可動子と中央ヨーク部分の磁極端面との間に
    所定の空隙をもたせ、さらに可動子のNS磁極の方向が
    バネの振動方向を向くように配置し、 前記可動子が前記空隙内にて振動する際、可動子の端面
    に接近したヨークの端面の磁極を該可動子の端面の磁極
    と同一磁極にすることで該可動子を反発して所定の振動
    数で振動させることを特徴とする振動発生器。
  2. 【請求項2】 前記バネは、コイルに電流を流さないと
    きに永久磁石の磁力によって撓んで可動子の何れかの端
    面がヨークの何れかの端面に吸着する弾発復帰力に設定
    されていることを特徴とする請求項1記載の振動発生
    器。
JP35733796A 1996-12-26 1996-12-26 振動発生器 Expired - Fee Related JP3165856B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35733796A JP3165856B2 (ja) 1996-12-26 1996-12-26 振動発生器
US08/997,163 US5909068A (en) 1996-12-26 1997-12-23 Vibration generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35733796A JP3165856B2 (ja) 1996-12-26 1996-12-26 振動発生器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10180186A JPH10180186A (ja) 1998-07-07
JP3165856B2 true JP3165856B2 (ja) 2001-05-14

Family

ID=18453611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35733796A Expired - Fee Related JP3165856B2 (ja) 1996-12-26 1996-12-26 振動発生器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5909068A (ja)
JP (1) JP3165856B2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240176B1 (en) * 1998-06-18 2001-05-29 Sony Electronics, Inc. Method to alert a phone operator by magnetic means of an incoming call
US6262500B1 (en) * 1999-10-05 2001-07-17 Teikoku Tsushin Kogyo Co., Ltd. Vibration generator
US6914351B2 (en) 2003-07-02 2005-07-05 Tiax Llc Linear electrical machine for electric power generation or motive drive
EP1659676A1 (fr) * 2004-11-17 2006-05-24 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Vibreur pour un objet portable
GB2429337B (en) * 2005-08-15 2009-10-14 Perpetuum Ltd An electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy
JP4984242B2 (ja) * 2007-01-30 2012-07-25 独立行政法人産業技術総合研究所 電磁コイルを利用した定常震源
US7498681B1 (en) * 2007-03-21 2009-03-03 Sandia Corporation Mechanical vibration to electrical energy converter
JP5344386B2 (ja) * 2008-05-16 2013-11-20 株式会社キャットアイ 振動発電機
WO2013084409A1 (ja) * 2011-12-09 2013-06-13 パナソニック株式会社 発電装置
US10170969B2 (en) * 2013-11-07 2019-01-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power generation device
US20160066396A1 (en) * 2014-09-01 2016-03-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless switch
US10608516B2 (en) * 2015-03-09 2020-03-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power generation device
CN105471218B (zh) * 2016-01-05 2018-03-02 吴建忠 按键发电结构
JPWO2021002242A1 (ja) * 2019-07-02 2021-01-07

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE838019C (de) * 1952-03-27 Compagnie pour la Fabrication des Compteurs et Materiel d'Usines ä Gaz, Montrouge, Seine (Frankreich) Elektromagnetischer Oszillograph
US1821181A (en) * 1929-03-06 1931-09-01 Gunn Ross Method and apparatus for transforming electrical energy
US3064096A (en) * 1957-10-30 1962-11-13 Siemens And Halske Ag Berlin A Contact alternator
US3559100A (en) * 1969-02-03 1971-01-26 Philamon Lab Inc Electromagnetically driven tuning fork
US3581129A (en) * 1970-06-05 1971-05-25 Messrs Gebruder Junghons Gmbh Tuning fork devices
US4170783A (en) * 1977-03-14 1979-10-09 Victor Company Of Japan, Ltd. Signal pickup device for reproducing an information signal recorded on a track of a rotary recording medium
US5263218A (en) * 1991-03-21 1993-11-23 Gemtech Vibrating toothbrush using a magnetic driver
JPH0560158A (ja) * 1991-08-30 1993-03-09 Suzuki Motor Corp 自動二輪車のデイスクブレーキカバー

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10180186A (ja) 1998-07-07
US5909068A (en) 1999-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3165856B2 (ja) 振動発生器
JP4315811B2 (ja) 動的磁石システム
CN110445345B (zh) 振动电机
JP2019201486A (ja) リニア振動モータ及び電子機器
CN111082630B (zh) 一种振动装置
JPH11168869A (ja) 振動発生器
KR100481564B1 (ko) 진동발생기
JPH11197601A (ja) 携帯電子機器
US11949310B2 (en) Vibration actuator with movable body with tip part of the core oscillating and a shaft part supporting the movable body on a side of a base
KR101793072B1 (ko) 수평 진동 디바이스
JP3494979B2 (ja) 振動発生器
JP3494981B2 (ja) 振動発生器
JP3548474B2 (ja) 振動発生器
JP3096771B2 (ja) 振動発生器
JP2004057958A (ja) 筒型振動体とその搭載構造
JP2002153816A (ja) 振動発生器
JPH10146035A (ja) 振動発生器の取付構造
JP3368419B2 (ja) 振動発生器
JP3494980B2 (ja) 振動発生器
US11843297B2 (en) Rotating vibration actuator with a weight and electronic apparatus
JPH0824787A (ja) 起振装置
WO2024122281A1 (ja) 振動体
JPH10164809A (ja) 振動発生器
JP2002165431A (ja) 振動発生器
JPH0570163U (ja) 直流ソレノイドバイブレーター

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees