JP3493593B2

JP3493593B2 - ペイジャー用振動アクチュエータ

Info

Publication number: JP3493593B2
Application number: JP12347396A
Authority: JP
Inventors: 英夫陶山
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: JPH09308209A

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
た小型、扁平化にも限界を有する。

【０００４】図１１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ーを示すものである。円筒形のコ
アレスロータで構成された駆動モータ４６で駆動される
シャフト４７を介してカウンタウェイト４８が回転し、
振れ回り振動を発生させる。駆動モータ４６は曲面形状
の永久磁石、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４６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】図１２は扁平形コアレスロータで構成され
た他の従来のペイジャー用振動モータ４９の内部を示す
斜視図である。回転軸５１に重心を偏心させた円板状の
巻線のコイル５０を設け、薄板状の磁石５２との間で回
転駆動力を発生させる。駆動電流は刷子５３から供給さ
れる。円筒型のものと異なり、カウンタウェイトのかわ
りに、重心を偏心させた巻線コイル５０を利用してい
る。回転の際に振動が発生する。２０ｍｍ以下の外径
で、数ｍｍ以下の扁平な形状にすることは難しい。そし
て、これも全方向的な振動モードをとるため、駆動電流
を振動エネルギーに有効利用できる限界もある。

【０００６】

【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。

【０００７】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。

【０００８】

【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。

【０００９】また、振動して衝突する部分を円環状の平
坦部に形成して、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。

【００１０】また、ボビンを支持し上下に可動変位する
コンプライアンスの大きいダンパと円環状平坦部を樹脂
の一体成形で構成し、振動体をそれに設ける。

【００１１】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、他端を樹脂で
固定する。

【００１２】さらに、上記のダンパをボビンの内側に設
け、ダンパの他端を段差を有する円筒状の樹脂で連続し
て一体成形した部分を、磁石の上のプレートの孔に固定
し、全体の外径を小さくする。

【００１３】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
で音声発生できる構成にする。

【００１４】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。この弾性材の材質と形状を発泡ウレタン
で円環状にするとよい。

【００１５】また、振動を有効に移動体通信装置のケー
スに伝搬させるため、振動体の円環状平坦部を前記ケー
スに直接衝突させる。

【００１６】さらに、移動体通信装置のケースの振動を
大きくするため、ペイジャー用振動アクチュエータを直
接に接着固定せず、弾性材を介して爪の形状の部材で複
数点で支持、あるいは接着固定する。

【００１７】振動体の振動を妨げず、組立てを容易にす
るため、磁気回路のヨークの２ケ所にスリット状の切り
欠けを形成し、コイルからの引出し電極線を通す構成に
する。

【００１８】他の形態として、円環状平坦部の外側に複
数本のスパイラル状の薄い板状樹脂のダンパを形成し、
他端を樹脂で固定する。またドーム状樹脂の振動体を円
環状平坦部の内側に設け、全体を一体成形で構成する。

【００１９】

【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１は円環状平坦部８に接着さ
れ、ダンパ７は円環状平坦部８とボビン９と樹脂の一体
成形で形成される。

【００２０】ダンパ７は振動体１およびボビン９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１０で支持される。ダンパ支持部
１０は段差を有する円筒状の構成で、プレート６の中心
の孔１３に固定される。

【００２１】また複数回導体細線を巻いた円筒状のコイ
ル３はボビン９の外周に形成される。ボビン９を有し、
円環状平坦部８と樹脂で一体して構成されることによ
り、構造的な強度を大きくすることができる。

【００２２】磁気回路は、柱状で厚さ方向に着磁された
永久磁石４の片方の磁極に、中心に孔１３を有する円板
状磁性体のプレート６を接着し、他方の磁極には成形加
工された磁性板のヨーク５を接着して構成される。ヨー
ク５とプレート６の間にはコイル３やボビン９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。

【００２３】振動体１は衝突カバー２からわずかに離れ
た位置にダンパ７で支持され、比較的に低い周波数で駆
動される場合は、振動体１の変位が大きくなるため衝突
カバー２に衝突する。衝突カバー２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。振動体１やダンパ７が低
い周波数で振動するときの空気の背圧を上げないため
に、磁気回路の中心には孔１３が設けられる。断面構造
は図２で示される。

【００２４】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２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。

【００２５】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７は上下方向に大き
いコンプライアンスを有する構成にする必要がある。

【００２６】図９は従来の構成のダンパ３６を使用した
ペイジャー用振動アクチュエータを示す。振動体３５、
ボビン３８やコイル３９を支持するダンパ３６は支持台
３７で固定される。従来のダンパ３６は波状形状に成形
し、フェノール樹脂などを含浸させて微少振動には比較
的に大きなコンプライアンスを有し、中心の位置ぎめが
できるようにしてある。

【００２７】振動体３５やボビン３８が大きく変動する
ようにコイル３９に流す電流で駆動しても、ダンパ３６
は大きい変位にはコンプライアンスは大きくないため、
弾性材４４や４５に衝突する際の速度が大きくなかった
り、あるいは衝突しないことも生じ、振動を大きく取れ
ない。

【００２８】従来のダンパ３６がコンプライアンスで限
界を有するのは、上下にダンパ３６が動く場合、ダンパ
３６の円周方向の張力が大きくなり、上下の移動に際し
て大きな反作用が生じることによる。

【００２９】図３は図１の振動体１を除いた構成の斜視
図を示すもので、ダンパ７は円環状平坦部８から内側に
連続してスパイラル状で複数の幅狭の薄い板状に形成さ
れ、ダンパ支持部１０に結合される。

【００３０】スパイラル形状のダンパ７は長くできるた
め、上下方向の変位には大きく、柔らかく対応でき、ま
た幅狭でも１ｍｍ以上であるため幅方向の剛性が大き
く、複数のダンパ７で支持される円環状平坦部８やボビ
ン９の中心からのずれを小さいものにすることができ
る。

【００３１】図１に示すように、ダンパ７を円環状平坦
部８の内側に形成すると、ダンパ７と振動体１を一体成
形で作ることは難しい。そのため、振動体１は別物とし
てドーム状のように成形し、円環状平坦部８に接着して
設ける必要がある。

【００３２】固い物体どうしが衝突する際に発生する衝
突音を大幅に低減するために、円環状平坦部が衝突する
固定した衝突カバー２や、プレート６の部分に、円環状
の弾性材１１、１２を接着する。この弾性材として発泡
ウレタンを使用すると、衝突音が非常に小さいものにな
る。厚さを１ｍｍの半分ほどにするためには、熱成形で
形成してもよい。

【００３３】衝突による振動を外部へ有効に伝搬させる
ため、図４の断面図で示すように、円環状平坦部８を弾
性材１１を介して移動体通信装置のケース１６に直接衝
突させるのが有効である。

【００３４】さらに、ケース１６の振動を大きくさせる
ために、ペイジャー用振動アクチュエータ全体をケース
１６に接着せず、ヨーク１４を弾性スペーサ１５を介し
てケース１６に直結する爪１７で支持するとよい。爪１
７の部分でヨーク１４を接着すると安定する。

【００３５】ケース１６に爪１７を一体成形で作るの
は、金型の困難さや、ケース１６に不用意に孔があくこ
とを嫌うことを考慮すると、爪１７のついた樹脂の部分
をケース１６の中にはめ込む構成にしてもよい。

【００３６】また、ヨーク１４とケース１６の間にはさ
む弾性スペーサ１５を、衝突時の衝突音を減少させる目
的の弾性材１１と連続的に同じものを利用してもよい。

【００３７】図５の断面図においても衝突時のエネルギ
ーを振動として有効に取りだす方法を示す。円環状平坦
部８の衝突する部分と、接着部２１との位置をずらすこ
とによって振動を大きく取ることができる。

【００３８】また、コイル３からの引出し電極線１９が
ボビン９の振動を妨げないようにするため、ヨーク１８
の側面部の反対方向の２ケ所に、ヨーク１８の底の近く
までスリット状のヨーク切り欠け部２０を設け、引出し
電極線１９を取りだす。引出し電極線１９は、ヨーク切
り欠け部２０に出るまでボビンの下で半周近く余裕をも
たせておくと、ボビンの振動に対し柔らかく対応でき
る。

【００３９】図６は本発明の他の実施例を示すもので、
ダンパ２７を円環状平坦部２８の外側に設けられる場合
のペイジャー用振動アクチュエータである。ダンパ２７
は外側でダンパ支持部２９に連結支持、固定される。

【００４０】ダンパ２７の内側に円環状平坦部２８、ボ
ビン３０さらに振動体２２が、外側にダンパ支持部２９
が、すべて樹脂の一体成形で形成することができる。こ
れが図１の場合と異なる利点である。欠点として、外径
が大きくなることがあり、また外径を小さくすることに
重点をおくと、スパイラル状のダンパ２７の長さを大き
くできる限界がある。

【００４１】図８は図６の衝突カバー３３を除いた斜視
図を示すもので、ダンパ２７やスリット３４やダンパ支
持部２９の幅が外径の大きさに加算される結果、図１の
本発明の先の実施例に較べ、外径がどうしても大きくな
ることが理解される。しかし、既に述べたように、コイ
ル２３を除くすべての振動する部分が樹脂の一体成形で
形成できる利点は大きい。

【００４２】

【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。

【００４３】振動体は上下方向に柔らかく動きやすく、
駆動力のほとんどを直接に運動エネルギーへ変換できる
ため、衝突時のエネルギーが大きい。また、上下方向の
みに動き、比較的に薄く、しない易い樹脂や金属板に衝
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。

【００４４】衝突エネルギーが大きい割には衝突音を小
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。

【００４５】さらに、ダンパ、ボビンや円環状平坦部を
樹脂などの一体成形で連続構造体として作ることがで
き、構造強度を上げることができるため、低コストにで
き、精度や信頼性を確保しやすい。

【００４６】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、駆動力が大きい割には
外径寸法を小さくすることができる。また、厚さは６ｍ
ｍ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。

【００４７】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。

【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一
部切り欠け斜視図である。

【図２】図１の実施例の断面図である。

【図３】図１の振動体を除去した場合の一部切り欠け斜
視図である。

【図４】本発明の他の実施例の断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の一部切り欠け斜視図であ
る。

【図７】図６の実施例の断面図である。

【図８】図６の衝突カバーを除去した場合の一部切り欠
け斜視図である。

【図９】従来のダンパを使用した場合の一部切り欠け斜
視図である。

【図１０】図９の実施例の断面図である。

【図１１】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。

【図１２】従来の扁平形のペイジャー用振動モータの内
部の斜視図である。

【符号の説明】

１、２２、３５振動体２、３３、４３衝突カバー３、２３、３９コイル４、２４、４０磁石５、１４、１８、２５、４２ヨーク６、２６、４１プレート７、２７、３６ダンパ８、２８円環状平坦部９、３０、３８ボビン１０、２９ダンパ支持部１１、１２、３１、３２、４４、４５弾性材１３孔１５弾性スペーサ１６ケース１７爪１９引出し電極線２０ヨーク切り欠け部２１接着部３４スリット３７支持台

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、
コイルを巻くボビンと、前記ボビンの上部で直交する円
環状平坦部と、前記円環状平坦部からスパイラル状に延
びた複数本の薄く幅狭の板状樹脂の他端を互いに樹脂で
固定してなるダンパとを樹脂の一体成形で構成し、低周
波電気信号入力で前記円環状平坦部を固定した部分に衝
突させることにより、外部に振動を発生させることを特
徴とするペイジャー用振動アクチュエータ。
【請求項２】ダンパを円環状平坦部の内側に構成し、ド
ーム状に成形した振動体を前記円環状平坦部に接着した
請求項１記載のペイジャー用振動アクチュエータ。
【請求項３】ダンパと連続して樹脂の一体成形で構成し
たダンパ支持部をプレートの中央の孔にはめ込み固定し
た請求項２記載のペイジャー用振動アクチュエータ。
【請求項４】ダンパを円環状平坦部の外側に、ドーム状
の振動体を円環状平坦部の内側に連続して樹脂の一体成
形で構成した請求項１記載のペイジャー用振動アクチュ
エータ。
【請求項５】円環状平坦部か衝突する固定した部分
に、弾性材を円環状に接着し、その材質として発泡ウレ
タンを使用した請求項１、２、３、及び４のいずれか１
に記載のペイジャー用振動アクチュエータ。
【請求項６】振動体から磁石とは反対側の衝突する固
定した部分に、移動体通信装置の樹脂のケースを直接に
用いた請求項１から５のいずれか１に記載のペイジャー
用振動アクチュエータ。
【請求項７】弾性材を介して複数個の樹脂の爪で支持さ
れた構成の請求項６記載のペイジャー用振動アクチュエ
ータ。
【請求項８】磁気回路のヨークにスリット状の切り欠
け部を２ヶ所設け、コイルからの引出し電極を通す構成
にした請求項１から７のいずれか１に記載のペイジャー
用振動アクチュエータ。