JP3748637B2 - 携帯機器用振動発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ぺージャー（ポケットベル）及び携帯可能な小型情報伝達装置に関し、より詳しくは、ぺージャー、携帯電話、及び人体に振動を伝えたり、音を鳴らしたりすることで情報を伝達する、信号受信及び発信の機能を持つその他携帯機器における振動発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動を発生する機能を持つこの種の小型情報伝達装置としては、取り分け普及率の高いぺージャーが代表的なものとして挙げられるので、以下においてぺージャーを中心に説明する。
【０００３】
ぺージャーは元来、電話による無線呼び出し信号を内部受信機が受信すると、呼び出し音を発生させて携帯者に電話の呼び出しがあったことを知らせていたが、音による呼び出しは周囲に迷惑をかけたり、連絡の必要性を他人に知られてしまうという問題点があった。その対策として、現在では音で知らせる以外に、振動を発生させて携帯者に知らせる機能が備えられており、発音と振動のいずれかの呼出信号を選択できるようになっている。 これらのぺージャーにおいて、身体に感じる程度の振動を発生させる振動装置としては、従来図１０に示すものが用いられている。図１０において、１７は円筒形コアレスモータ、１９は回転軸、１８はタングステン等の高比重合金より成る偏芯した分銅をそれぞれ示し、円筒形コアレスモータ１７の端面に突出した回転軸１９に分銅１８を取り付けて形成している。偏芯分銅１８は部分円運動して偏芯振動させるために半円状または扇板形状になっており、円筒形コアレスモータ１７に通電されると、偏芯分銅１８が回転し、２次的に振動を発生させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の振動発生装置は、ぺージャー等の携帯用機器の小型化の傾向に対して、以下のような課題を有する。
【０００５】
（１）円筒形コアレスモータに偏芯分銅を取り付けた構成では、回転軸に大きな負荷がかかるため、これ以上の小型化や長期使用の要請に十分応えきれない。
【０００６】
また、この構成では偏芯分銅が回転軸から抜けやすいという課題があり、品質管理に多大な時間を費やして組み立てを行う必要がある。
【０００７】
（２）従来の構成では、音を発生する小型スピーカーを別に必要とし、この小型スピーカと前記振動発生装置が別々に組み込まれており、小型化の際の省スペース化の障害となっている。
【０００８】
上記課題を解決するものとして、特願平７−２２８１３８号は、音による呼び出しと体感振動による呼び出しの双方が可能な構成の振動発生装置を提供しているが、以下に挙げるような課題を残している。
【０００９】
（１）振動発生装置の内部で体感振動が発生しているとき、時折不安定な自励振動により、振動しているヨーク部分が相対向している弾性体方向以外の方向にも動いて枠体に当たり、異音を発生することがある。
【００１０】
（２）振動発生装置を携帯機器に取付けたとき、携帯機器がどの様な向きになっても、振動するヨーク部分が滑らかに一方向に動かなければならないが、この点不十分である。
【００１１】
（３）振動発生装置に外から力が加わったとき、特に落下衝撃などが加わったとき等でも、振動するヨーク部分が同じく一方向に振動しなければならないが、この点不十分である。
【００１２】
従って本発明は、上記課題の解決を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成され、枠体の内周面に、前記ヨークの外周部と一定の間隔を設けて軟弾性体を配設するとともに、前記ヨークと前記軟弾性体との距離より、前記磁石と前記コイルとの距離および前記ヨークと前記コイルとの距離を大きくしたことを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１４】
上記発明によれば、コイル及び磁界発生体を内蔵させるというコンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができ、又、装置本体がどのような向きであっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨークが枠体内周面に配設した軟弾性体と接触することによって、異音の発生を防止することができるとともに、ヨークや磁石がコイルに衝突してコイルが破損するのを防止することができるという作用を有する。
【００１５】
又、本願の請求項２記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材がヨークの中心部を貫通するように配したガイドシャフトであることを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１７】
又、本願の請求項３記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材が、ヨークの外周部の上面及び下面をそれぞれ枠体に保持する１対の板状弾性支持体であることを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１９】
これら発明によれば、コイル及び磁界発生体を内蔵させるというコンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができ、又、ヨークの自励振動を防止し、装置本体がどのような向きであっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨークが枠体の中心線方向に振動し、枠体内周面と接触することを回避させることができ、異音の発生を防止することができるという作用を有する。
【００２０】
上記発明の具体的構成としては、一方の板状弾性体に中央部及び外周部が相手側の板状弾性体に向け突出するヨークを取り付け、前記ヨークの外周部内側に磁石を配置して第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体に筒型コイルを相手側の板状弾性体に向け突出するように取り付け、前記筒型コイルが前記磁石の内周側で前記ヨークの中央部の外周側に位置するように配置して第２の振動系を構成し、かつ第１の振動系を構成している板状弾性体を、頂面と前記頂面周囲の底面と、前記頂面及び前記底面とを接続する接続部とを有するハット状の金属弾性体にて形成すると好適である。
【００２１】
又、上記発明において、請求項４に記載のように、コイルを配置した板状弾性体に前記コイルの位置決め用環状溝を設けると好適であり、コイル設置用部材を別途必要とせずコイルを板状弾性体に位置決めかつ装着することができ、生産性及びコンパクト化の点において有利であるという作用を有する。
【００２２】
さらに、請求項５に記載のように、上記発明の携帯機器用振動発生装置をぺージャー等の携帯機器に内蔵すると好適であり、コンパクトかつ軽量でありながら呼出音及び体感振動の２種類の呼出信号を切替え自在に使用でき、携帯時の装置の向きや落下による衝撃等にかかわらず、異音を発しない携帯機器を実現することができるという作用を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜９を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の振動発生装置の第１の実施形態の断面図であり、図２はその分解斜視図である。１、２は銅板等の金属板よりなる板状弾性体、５はコイル、６は樹脂や金属等からなる枠体、７はヨーク３及び磁石４よりなる磁界発生体、８はゴム等からなる軟弾性体、９は底部カバーをそれぞれ示す。
【００２５】
枠体６の底面に、枠体６と底部カバー９との間に周囲が挟持されるように第１の板状弾性体１が設けられ、その板状弾性体１と相対向するように、枠体６の頂面に第２の板状弾性体２がその周囲において固着されている。
【００２６】
第１の板状弾性体１は平面からみて渦巻型形状、また、断面からみて中央が盛り上がった台形形状をしており、中央部１ａの中心に孔１ｂを有している。
【００２７】
板状弾性体１は上記のような構成により、中央部１ａが上下することによって、ヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７を振動させる。
【００２８】
板状弾性体１の中央部１ａに載置する形で、前記孔１ｂを利用して取り付けられているヨーク３は、純鉄やパーマロイ等の磁性材料からなり、円盤状の導体部３ａと、この導体部３ａから上方に突出する中央部３ｂと、導体部３ａの外周に位置して上方に突出する円環状の外周部３ｃとからなる。ヨーク３は底面に凸部３ｄを有しており、この凸部３ｄを板状弾性体１中央部１ａの孔１ｂに挿入して位置決めされる。
【００２９】
上記のように、ヨーク３底面の凸部３ｄが板状弾性体１中央部１ａの孔１ｂと嵌合するよう構成したことから、組み立て工程において生産性向上及びコスト低減を図ることができる。
【００３０】
ヨーク３の外周面３ｃの内周面には円環状の磁石４が導体部３ａと隙間を設けて固着され、Ｎ極側は外周部３ｃの内周面に接し、Ｓ極側はヨーク３の中央部３ｂの外周側に向け一定間隔を保持して設けられている。円環状の磁石４は、例えば希土類系磁石材料からなるものを用いると好適である。
【００３１】
枠体６の頂面に設置された板状弾性体２は、中央部２ａに位置決め用の環状溝２ｂを有し、その環状溝２ｂ内に保持される形でコイル５が下方に突出するように設置されている。コイル５は銅線の表面に樹脂を焼き付けたエナメル線を用いて、円筒形状で構成している。コイル５は前記磁石４の内周側で、前記ヨーク３の中央部３ｂの外周側に位置するように配置され、ヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７の磁界内に位置している。
【００３２】
上記のように板状弾性体２に前記位置決め用環状溝２ｂを設けることによって、コイル５と板状弾性体２の組立工程において生産性の向上を図ることができる。
【００３３】
コイル５の破損を防ぐため、磁石４とコイル５との距離Ｘ、及びヨーク３の中央部３ｂとコイル５との距離Ｙとはいずれも、軟弾性体８とヨーク３の外周部３ｃとの距離Ｚより大となるように設定している。
【００３４】
前記板状弾性体１とヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７とが第１の振動系を構成し、前記板状弾性体２とコイル５とが第２の振動系を構成している。発振回路を通じて電流をコイル５に通電すると、磁界発生体７と磁界内に配されたコイル５との相互磁気作用により両者が振動し、それぞれが取り付けられた板状弾性体１又は２を振動させる。
【００３５】
尚、磁界発生体７を設置した状態での第１の板状弾性体１の共振周波数は５０〜１５０Ｈｚに設定し、第２の板状弾性体２の共振周波数は２〜３ｋＨｚに設定している。発振回路を通じて例えば２５０Ｈｚ以下の所定値の周波数の電流をコイル５に通電すると、板状弾性体１が共振を行い身体に感じる振動を発生させ、６００Ｈｚ以上の所定値の周波数の電流をコイル５に通電すると板状弾性体２が共振を行って呼出音を発生させる。
【００３６】
上記のようにヨーク３と磁石４とで円環状の磁界発生体７を構成することにより、磁石をヨークの中心に配置する構成と比較して、漏れ磁束が少なく、磁気効率及びコンパクト化の点で有利である。また、磁界発生体７及びコイル５を円環状にすることにより、第１の振動系での質量のアンバランスによる不安定な振動を防止でき、さらに生産性の向上を図ることができる。
【００３７】
枠体６の内周面には、前記ヨーク３の外周部３ｃと一定の間隔を設けて配した円環状の軟弾性体８を設けている。この軟弾性体８によって、振動発生装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３の自励振動を吸収し、ヨーク３が枠体６内周面に接触することで起こる異音発生を抑えている。軟弾性体８はゴム系のシール材等を用いると好適である。
【００３８】
尚、軟弾性体８は上述したものに限らず、図６〜９に示すように様々な形状、構成とすることができる。図６に示すように、軟弾性体８を板状弾性体１、２のそれぞれに沿って配置し、その際軟弾性体８を、ヨーク３の上端、下端部それぞれと重複する重複部Ｗを有する長さに形成すれば、ヨーク３の振動を減衰させることなくヨーク３の振動を１方向に規制して、異音発生を防ぐことができる。
【００３９】
又、軟弾性体８は必ずしも円環状とする必要はなく、図７（ａ）、（ｂ）に示すような点状の突起や、図８（ａ）、（ｂ）に示すような鉛直方向に棒状の突起を円周上に断続して配する構成でもよい。上記のように断続的な突起を樹脂等で形成する構成にすれば、円環状のものに比べてヨーク３の振動の減衰が少なく、さらに製作しやすいという利点がある。
【００４０】
あるいは図９に示すように、軟弾性体８に自由端部８ａを設けた構成としてもよい。この場合、軟弾性体８は円環状であっても、又は円周上に断続的に設けたものであってもよい。自由端部８ａを設けることにより、ヨーク３の振動がより柔軟に吸収されるため振動を減衰することがなく、かつヨーク３の振動を１方向に規制することができる。
【００４１】
図３は本発明の振動発生装置の第２の実施形態を示す断面図である。枠体６内に、下端を底部カバー９に固定し、ヨーク３の中心部を貫通するように配したガイドシャフト１０を設けて、枠体６の中心線方向の振動を方向規制することにより、装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３を常に一方向に振動させることができ、枠体６内周面と接触することによって起こる異音発生を抑える構成となっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００４２】
図４は本発明の振動発生装置の第３の実施形態を示す断面図である。枠体６内に、ヨーク３の外周部３ｃの上面及び下面にそれぞれ左右１対の帯板状弾性支持体１１ａ、１１ｂを取り付け、ヨーク３を枠体６内周面との間に一定間隔を設けて保持し、枠体６の中心線方向の振動を方向規制することにより、装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３を常に一方向に振動させることができ、枠体６内周面と接触することによって起こる異音発生を抑える構成となっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００４３】
図５は前記コイル５に発振回路１６を通じて周波数の異なる電流を切替え可能に与える構成の一例を示している。図５において、５は円筒型コイル、１５は直流電源、１６はＣＰＵ１４、トランジスタ１３、抵抗器１２ａ、１２ｂ等で構成される発振回路である。
【００４４】
ＣＰＵ１４からトランジスタ１３には通電と通電停止を繰り返すパルス信号が与えられ、このパルス信号の周波数と同周波数の電流がコイル５に流れる。コイル５に通電されると、磁石４を備えたヨーク３とコイル５とが電磁力により振動し、この振動が第１の板状弾性体１及び第２の板状弾性体２に伝わり、二次的に第１の振動系又は第２の振動系が振動する。ＣＰＵ１４は前記パルス信号の周波数を、第１の振動系を共振させる第１の周波数と、第２の振動系を共振させる第２の周波数のいずれをも選択できるように構成されている。
【００４５】
ＣＰＵ１４が第１の周波数のパルス信号をトランジスタ１３に与え、例えば第１の振動系の共振周波数に合わせて１００Ｈｚの周波数でコイル５に通電すると、板状弾性体１を介して装置自体が前記共振周波数に同期して共振し、体感振動を発生する。これにより、無音で他人に迷惑をかけることなく携帯者の呼び出しを行うことができる。
【００４６】
他方、ＣＰＵ１４が第２の周波数のパルス信号をトランジスタ１３に与え、例えば第２の振動系の共振周波数に併せて２．７ｋＨｚの周波数でコイル５に通電すると、板状弾性体２を介して装置自体が前記共振周波数と同期して共振し、スピーカーとして作用するため呼出音を発生させることができる。
【００４７】
上記第１と第２の振動系それぞれに対する周波数の設定は、体感振動発生用には周波数を２５０Ｈｚ以下とし、呼出音発生用には周波数を６００Ｈｚ以上にすると好適である。これはＩＳＯ２２６（１９６１）の等ランドネス曲線に基き、周波数２５０Ｈｚ以下の振動は人間の耳には聴こえず、機械的振動のみ身体に伝えることができるからであり、又、周波数６００Ｈｚ以上の振動は低い音圧レベルにて人間の耳で聴くことができるからである。
【００４８】
このように１つの振動発生装置で２種類の呼出信号を発生させることができるため、前記した従来例と比較して、より小型で軽量、かつ振動の大きな振動発生装置を実現することが可能となる。
【００４９】
上記振動発生装置は、ぺージャーや腕時計等の携帯機器に組み込んで用いることができる。例えばぺージャーの携帯者が切替えスイッチで呼出音と体感振動のいずれか一方を選択できるように構成することができる。また、前記ＣＰＵ１４からの第１の周波数のパルス信号と第２の周波数のパルス信号とを一定時間毎に交互に発生させて、呼出音と体感振動の両方が交互に生じるように構成することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の携帯機器用振動発生装置は、コンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができる。
【００５１】
また、振動発生装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、磁界発生体が枠体内周面と接触することを防いだり、たとえ接触してもその衝撃を緩和したりすることができるため、異音の発生を防止することができる。
【００５２】
さらに本発明の振動発生装置をぺージャーや腕時計などの携帯機器に内蔵させることで、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号機能を備えると共に、異音の発生を防止することができる携帯機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】同分解斜視図。
【図３】本発明の携帯機器用振動発生装置の第２の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明の携帯機器用振動発生装置の第３の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明の携帯機器用振動発生装置の発振回路を示す概略図。
【図６】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示す断面図。
【図７】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図。
【図８】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図。
【図９】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示す断面図。
【図１０】従来のぺージャー用振動発生装置を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 板状弾性体
２ 板状弾性体
３ ヨーク
４ 磁石
５ コイル
６ 枠体
７ 磁界発生体
８ 軟弾性体
１０ ガイドシャフト
１１ 板状弾性支持体
１６ 発振回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ぺージャー（ポケットベル）及び携帯可能な小型情報伝達装置に関し、より詳しくは、ぺージャー、携帯電話、及び人体に振動を伝えたり、音を鳴らしたりすることで情報を伝達する、信号受信及び発信の機能を持つその他携帯機器における振動発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動を発生する機能を持つこの種の小型情報伝達装置としては、取り分け普及率の高いぺージャーが代表的なものとして挙げられるので、以下においてぺージャーを中心に説明する。
【０００３】
ぺージャーは元来、電話による無線呼び出し信号を内部受信機が受信すると、呼び出し音を発生させて携帯者に電話の呼び出しがあったことを知らせていたが、音による呼び出しは周囲に迷惑をかけたり、連絡の必要性を他人に知られてしまうという問題点があった。その対策として、現在では音で知らせる以外に、振動を発生させて携帯者に知らせる機能が備えられており、発音と振動のいずれかの呼出信号を選択できるようになっている。 これらのぺージャーにおいて、身体に感じる程度の振動を発生させる振動装置としては、従来図１０に示すものが用いられている。図１０において、１７は円筒形コアレスモータ、１９は回転軸、１８はタングステン等の高比重合金より成る偏芯した分銅をそれぞれ示し、円筒形コアレスモータ１７の端面に突出した回転軸１９に分銅１８を取り付けて形成している。偏芯分銅１８は部分円運動して偏芯振動させるために半円状または扇板形状になっており、円筒形コアレスモータ１７に通電されると、偏芯分銅１８が回転し、２次的に振動を発生させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の振動発生装置は、ぺージャー等の携帯用機器の小型化の傾向に対して、以下のような課題を有する。
【０００５】
（１）円筒形コアレスモータに偏芯分銅を取り付けた構成では、回転軸に大きな負荷がかかるため、これ以上の小型化や長期使用の要請に十分応えきれない。
【０００６】
また、この構成では偏芯分銅が回転軸から抜けやすいという課題があり、品質管理に多大な時間を費やして組み立てを行う必要がある。
【０００７】
（２）従来の構成では、音を発生する小型スピーカーを別に必要とし、この小型スピーカと前記振動発生装置が別々に組み込まれており、小型化の際の省スペース化の障害となっている。
【０００８】
上記課題を解決するものとして、特願平７−２２８１３８号は、音による呼び出しと体感振動による呼び出しの双方が可能な構成の振動発生装置を提供しているが、以下に挙げるような課題を残している。
【０００９】
（１）振動発生装置の内部で体感振動が発生しているとき、時折不安定な自励振動により、振動しているヨーク部分が相対向している弾性体方向以外の方向にも動いて枠体に当たり、異音を発生することがある。
【００１０】
（２）振動発生装置を携帯機器に取付けたとき、携帯機器がどの様な向きになっても、振動するヨーク部分が滑らかに一方向に動かなければならないが、この点不十分である。
【００１１】
（３）振動発生装置に外から力が加わったとき、特に落下衝撃などが加わったとき等でも、振動するヨーク部分が同じく一方向に振動しなければならないが、この点不十分である。
【００１２】
従って本発明は、上記課題の解決を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成され、枠体の内周面に、前記ヨークの外周部と一定の間隔を設けて軟弾性体を配設するとともに、前記ヨークと前記軟弾性体との距離より、前記磁石と前記コイルとの距離および前記ヨークと前記コイルとの距離を大きくしたことを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１４】
上記発明によれば、コイル及び磁界発生体を内蔵させるというコンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができ、又、装置本体がどのような向きであっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨークが枠体内周面に配設した軟弾性体と接触することによって、異音の発生を防止することができるとともに、ヨークや磁石がコイルに衝突してコイルが破損するのを防止することができるという作用を有する。
【００１５】
又、本願の請求項２記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材がヨークの中心部を貫通するように配したガイドシャフトであることを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１７】
又、本願の請求項３記載の発明は、１対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材が、ヨークの外周部の上面及び下面をそれぞれ枠体に保持する１対の板状弾性支持体であることを特徴とする携帯機器用振動発生装置に係るものである。
【００１９】
これら発明によれば、コイル及び磁界発生体を内蔵させるというコンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができ、又、ヨークの自励振動を防止し、装置本体がどのような向きであっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨークが枠体の中心線方向に振動し、枠体内周面と接触することを回避させることができ、異音の発生を防止することができるという作用を有する。
【００２０】
上記発明の具体的構成としては、一方の板状弾性体に中央部及び外周部が相手側の板状弾性体に向け突出するヨークを取り付け、前記ヨークの外周部内側に磁石を配置して第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体に筒型コイルを相手側の板状弾性体に向け突出するように取り付け、前記筒型コイルが前記磁石の内周側で前記ヨークの中央部の外周側に位置するように配置して第２の振動系を構成し、かつ第１の振動系を構成している板状弾性体を、頂面と前記頂面周囲の底面と、前記頂面及び前記底面とを接続する接続部とを有するハット状の金属弾性体にて形成すると好適である。
【００２１】
又、上記発明において、請求項４に記載のように、コイルを配置した板状弾性体に前記コイルの位置決め用環状溝を設けると好適であり、コイル設置用部材を別途必要とせずコイルを板状弾性体に位置決めかつ装着することができ、生産性及びコンパクト化の点において有利であるという作用を有する。
【００２２】
さらに、請求項５に記載のように、上記発明の携帯機器用振動発生装置をぺージャー等の携帯機器に内蔵すると好適であり、コンパクトかつ軽量でありながら呼出音及び体感振動の２種類の呼出信号を切替え自在に使用でき、携帯時の装置の向きや落下による衝撃等にかかわらず、異音を発しない携帯機器を実現することができるという作用を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜９を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明の振動発生装置の第１の実施形態の断面図であり、図２はその分解斜視図である。１、２は銅板等の金属板よりなる板状弾性体、５はコイル、６は樹脂や金属等からなる枠体、７はヨーク３及び磁石４よりなる磁界発生体、８はゴム等からなる軟弾性体、９は底部カバーをそれぞれ示す。
【００２５】
枠体６の底面に、枠体６と底部カバー９との間に周囲が挟持されるように第１の板状弾性体１が設けられ、その板状弾性体１と相対向するように、枠体６の頂面に第２の板状弾性体２がその周囲において固着されている。
【００２６】
第１の板状弾性体１は平面からみて渦巻型形状、また、断面からみて中央が盛り上がった台形形状をしており、中央部１ａの中心に孔１ｂを有している。
【００２７】
板状弾性体１は上記のような構成により、中央部１ａが上下することによって、ヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７を振動させる。
【００２８】
板状弾性体１の中央部１ａに載置する形で、前記孔１ｂを利用して取り付けられているヨーク３は、純鉄やパーマロイ等の磁性材料からなり、円盤状の導体部３ａと、この導体部３ａから上方に突出する中央部３ｂと、導体部３ａの外周に位置して上方に突出する円環状の外周部３ｃとからなる。ヨーク３は底面に凸部３ｄを有しており、この凸部３ｄを板状弾性体１中央部１ａの孔１ｂに挿入して位置決めされる。
【００２９】
上記のように、ヨーク３底面の凸部３ｄが板状弾性体１中央部１ａの孔１ｂと嵌合するよう構成したことから、組み立て工程において生産性向上及びコスト低減を図ることができる。
【００３０】
ヨーク３の外周面３ｃの内周面には円環状の磁石４が導体部３ａと隙間を設けて固着され、Ｎ極側は外周部３ｃの内周面に接し、Ｓ極側はヨーク３の中央部３ｂの外周側に向け一定間隔を保持して設けられている。円環状の磁石４は、例えば希土類系磁石材料からなるものを用いると好適である。
【００３１】
枠体６の頂面に設置された板状弾性体２は、中央部２ａに位置決め用の環状溝２ｂを有し、その環状溝２ｂ内に保持される形でコイル５が下方に突出するように設置されている。コイル５は銅線の表面に樹脂を焼き付けたエナメル線を用いて、円筒形状で構成している。コイル５は前記磁石４の内周側で、前記ヨーク３の中央部３ｂの外周側に位置するように配置され、ヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７の磁界内に位置している。
【００３２】
上記のように板状弾性体２に前記位置決め用環状溝２ｂを設けることによって、コイル５と板状弾性体２の組立工程において生産性の向上を図ることができる。
【００３３】
コイル５の破損を防ぐため、磁石４とコイル５との距離Ｘ、及びヨーク３の中央部３ｂとコイル５との距離Ｙとはいずれも、軟弾性体８とヨーク３の外周部３ｃとの距離Ｚより大となるように設定している。
【００３４】
前記板状弾性体１とヨーク３及び磁石４からなる磁界発生体７とが第１の振動系を構成し、前記板状弾性体２とコイル５とが第２の振動系を構成している。発振回路を通じて電流をコイル５に通電すると、磁界発生体７と磁界内に配されたコイル５との相互磁気作用により両者が振動し、それぞれが取り付けられた板状弾性体１又は２を振動させる。
【００３５】
尚、磁界発生体７を設置した状態での第１の板状弾性体１の共振周波数は５０〜１５０Ｈｚに設定し、第２の板状弾性体２の共振周波数は２〜３ｋＨｚに設定している。発振回路を通じて例えば２５０Ｈｚ以下の所定値の周波数の電流をコイル５に通電すると、板状弾性体１が共振を行い身体に感じる振動を発生させ、６００Ｈｚ以上の所定値の周波数の電流をコイル５に通電すると板状弾性体２が共振を行って呼出音を発生させる。
【００３６】
上記のようにヨーク３と磁石４とで円環状の磁界発生体７を構成することにより、磁石をヨークの中心に配置する構成と比較して、漏れ磁束が少なく、磁気効率及びコンパクト化の点で有利である。また、磁界発生体７及びコイル５を円環状にすることにより、第１の振動系での質量のアンバランスによる不安定な振動を防止でき、さらに生産性の向上を図ることができる。
【００３７】
枠体６の内周面には、前記ヨーク３の外周部３ｃと一定の間隔を設けて配した円環状の軟弾性体８を設けている。この軟弾性体８によって、振動発生装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３の自励振動を吸収し、ヨーク３が枠体６内周面に接触することで起こる異音発生を抑えている。軟弾性体８はゴム系のシール材等を用いると好適である。
【００３８】
尚、軟弾性体８は上述したものに限らず、図６〜９に示すように様々な形状、構成とすることができる。図６に示すように、軟弾性体８を板状弾性体１、２のそれぞれに沿って配置し、その際軟弾性体８を、ヨーク３の上端、下端部それぞれと重複する重複部Ｗを有する長さに形成すれば、ヨーク３の振動を減衰させることなくヨーク３の振動を１方向に規制して、異音発生を防ぐことができる。
【００３９】
又、軟弾性体８は必ずしも円環状とする必要はなく、図７（ａ）、（ｂ）に示すような点状の突起や、図８（ａ）、（ｂ）に示すような鉛直方向に棒状の突起を円周上に断続して配する構成でもよい。上記のように断続的な突起を樹脂等で形成する構成にすれば、円環状のものに比べてヨーク３の振動の減衰が少なく、さらに製作しやすいという利点がある。
【００４０】
あるいは図９に示すように、軟弾性体８に自由端部８ａを設けた構成としてもよい。この場合、軟弾性体８は円環状であっても、又は円周上に断続的に設けたものであってもよい。自由端部８ａを設けることにより、ヨーク３の振動がより柔軟に吸収されるため振動を減衰することがなく、かつヨーク３の振動を１方向に規制することができる。
【００４１】
図３は本発明の振動発生装置の第２の実施形態を示す断面図である。枠体６内に、下端を底部カバー９に固定し、ヨーク３の中心部を貫通するように配したガイドシャフト１０を設けて、枠体６の中心線方向の振動を方向規制することにより、装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３を常に一方向に振動させることができ、枠体６内周面と接触することによって起こる異音発生を抑える構成となっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００４２】
図４は本発明の振動発生装置の第３の実施形態を示す断面図である。枠体６内に、ヨーク３の外周部３ｃの上面及び下面にそれぞれ左右１対の帯板状弾性支持体１１ａ、１１ｂを取り付け、ヨーク３を枠体６内周面との間に一定間隔を設けて保持し、枠体６の中心線方向の振動を方向規制することにより、装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、ヨーク３を常に一方向に振動させることができ、枠体６内周面と接触することによって起こる異音発生を抑える構成となっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００４３】
図５は前記コイル５に発振回路１６を通じて周波数の異なる電流を切替え可能に与える構成の一例を示している。図５において、５は円筒型コイル、１５は直流電源、１６はＣＰＵ１４、トランジスタ１３、抵抗器１２ａ、１２ｂ等で構成される発振回路である。
【００４４】
ＣＰＵ１４からトランジスタ１３には通電と通電停止を繰り返すパルス信号が与えられ、このパルス信号の周波数と同周波数の電流がコイル５に流れる。コイル５に通電されると、磁石４を備えたヨーク３とコイル５とが電磁力により振動し、この振動が第１の板状弾性体１及び第２の板状弾性体２に伝わり、二次的に第１の振動系又は第２の振動系が振動する。ＣＰＵ１４は前記パルス信号の周波数を、第１の振動系を共振させる第１の周波数と、第２の振動系を共振させる第２の周波数のいずれをも選択できるように構成されている。
【００４５】
ＣＰＵ１４が第１の周波数のパルス信号をトランジスタ１３に与え、例えば第１の振動系の共振周波数に合わせて１００Ｈｚの周波数でコイル５に通電すると、板状弾性体１を介して装置自体が前記共振周波数に同期して共振し、体感振動を発生する。これにより、無音で他人に迷惑をかけることなく携帯者の呼び出しを行うことができる。
【００４６】
他方、ＣＰＵ１４が第２の周波数のパルス信号をトランジスタ１３に与え、例えば第２の振動系の共振周波数に併せて２．７ｋＨｚの周波数でコイル５に通電すると、板状弾性体２を介して装置自体が前記共振周波数と同期して共振し、スピーカーとして作用するため呼出音を発生させることができる。
【００４７】
上記第１と第２の振動系それぞれに対する周波数の設定は、体感振動発生用には周波数を２５０Ｈｚ以下とし、呼出音発生用には周波数を６００Ｈｚ以上にすると好適である。これはＩＳＯ２２６（１９６１）の等ランドネス曲線に基き、周波数２５０Ｈｚ以下の振動は人間の耳には聴こえず、機械的振動のみ身体に伝えることができるからであり、又、周波数６００Ｈｚ以上の振動は低い音圧レベルにて人間の耳で聴くことができるからである。
【００４８】
このように１つの振動発生装置で２種類の呼出信号を発生させることができるため、前記した従来例と比較して、より小型で軽量、かつ振動の大きな振動発生装置を実現することが可能となる。
【００４９】
上記振動発生装置は、ぺージャーや腕時計等の携帯機器に組み込んで用いることができる。例えばぺージャーの携帯者が切替えスイッチで呼出音と体感振動のいずれか一方を選択できるように構成することができる。また、前記ＣＰＵ１４からの第１の周波数のパルス信号と第２の周波数のパルス信号とを一定時間毎に交互に発生させて、呼出音と体感振動の両方が交互に生じるように構成することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の携帯機器用振動発生装置は、コンパクトかつ軽量な構造でありながら、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号を使い分け自在に発生させることができる。
【００５１】
また、振動発生装置本体がどのような向きになっても、あるいは落下衝撃等が加わっても、磁界発生体が枠体内周面と接触することを防いだり、たとえ接触してもその衝撃を緩和したりすることができるため、異音の発生を防止することができる。
【００５２】
さらに本発明の振動発生装置をぺージャーや腕時計などの携帯機器に内蔵させることで、呼出音と体感振動という２種類の呼出信号機能を備えると共に、異音の発生を防止することができる携帯機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】同分解斜視図。
【図３】本発明の携帯機器用振動発生装置の第２の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明の携帯機器用振動発生装置の第３の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明の携帯機器用振動発生装置の発振回路を示す概略図。
【図６】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示す断面図。
【図７】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図。
【図８】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図。
【図９】本発明の携帯機器用振動発生装置の第１の実施形態の変形例を示す断面図。
【図１０】従来のぺージャー用振動発生装置を示す斜視図。
【符号の説明】
１ 板状弾性体
２ 板状弾性体
３ ヨーク
４ 磁石
５ コイル
６ 枠体
７ 磁界発生体
８ 軟弾性体
１０ ガイドシャフト
１１ 板状弾性支持体
１６ 発振回路
Claims (5)
- １対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成され、枠体の内周面に、前記ヨークの外周部と一定の間隔を設けて軟弾性体を配設するとともに、前記ヨークと前記軟弾性体との距離より、前記磁石と前記コイルとの距離および前記ヨークと前記コイルとの距離を大きくしたことを特徴とする携帯機器用振動発生装置。
- １対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材がヨークの中心部を貫通するように配したガイドシャフトであることを特徴とする携帯機器用振動発生装置。
- １対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一方の板状弾性体にはヨーク及び磁石を有する磁界発生体を取り付けて第１の振動系を構成し、他方の板状弾性体にはコイルを取り付けて第２の振動系を構成し、前記コイルを前記磁界発生体の磁界内に配し、前記コイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を切り替え可能に与え、第１の振動系又は第２の振動系を選択的に共振させて、それぞれの共振周波数の振動を発生させるよう構成し、かつ前記第１の振動系を構成している板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように構成されると共に、前記板状弾性体が枠体の中心線方向に振動するように規制する方向規制部材を備え、かつこの方向規制部材が、ヨークの外周部の上面及び下面をそれぞれ枠体に保持する１対の板状弾性支持体であることを特徴とする携帯機器用振動発生装置。
- コイルを配置した板状弾性体に前記コイルの位置決め用環状溝を設けて、この環状溝を利用して前記コイルを保持した請求項１、２又は３記載の携帯機器用振動発生装置。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯機器用振動発生装置を内蔵した携帯機器。
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