JPH05500022A - 振動を提供する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電磁気共鳴バイブレータ 産業上の利用可能性 本発明は、一般に電磁気バイブレータの分野に関し、特に従来のバイブレータ・ モータと同程度の触覚を提供するが、より少ない電力およびスペースで動作する 選択呼出受信機の電磁気共鳴バイブレータ・モータに関する。

背景技術 ページャを含む選択呼出受信機は、一般に音響報知信号を発することによってメ ツセージを利用する者に報知する。しかし、その音響信号では様々な場面で好ま しくない場合が生じ、従ってそのような場合には無音報知信号を与えるバイブレ ータが用いられている。

バイブレータ・モータは当該技術分野でよく知られたものであり、一般に円筒形 のハウジングから構成され、そのハウジングは外部に不均衡におもりを取付けた 縦軸に沿って回転するシャフトを有する。バイブレータ・モータは受信したメツ セージを利用する者に確実に報知するけれども、従来のバイブレータ・モータに は信頼性に問題があり、それは不釣り合いなおもりを使用して振動を発生する機 構に原因がある。

図１は従来のバイブレータ・モータの一般例である。図１において、従来のバイ ブレータ・モータ１００は円筒形のボディ１０２、縦軸に沿う回転するシャフト １０４および不釣り合いに取付けられ回転するおもり１０６から構成される。円 筒形のボディ１０２はモータ・ブラケット１１０によってプリント配線基板１０ ８上に保持される。おもり１０６はバイブレータ・モータ１００のシャフト１０ ４が突出した部分に取付けられる。動作時にあっては、モータ１００に電源から 電力を供給し、シャフト１０４とおもり１０６とを回転させ、その結果モータ１ ００は振動を発生し、選択呼出受信機は振動する。

受信機の小型化に伴い、バイブレータ・モータは無音報知ページャの中で最も大 きな部品となってきた。従ってバイブレータ・モータのサイズを減少させること なしに、無音報知ページャのサイズを著しく減少させることは不可能である。し かし振動のレベルを減少させないことは重要である。サイズの小型化を無意味に 従来のバイブレータ・モータに付随する上述の問題を解決するために、電磁気共 鳴パイブレークは報知する信号を発生するための周波数制御要素として用いられ ており、また与えられた信号に応答する周波数応答デバイスとしても用いられて いる。そのようなデバイスは自然共鳴周波数を有するリード（ｒ　ｅ　ｅ　ｄ） 等の振動手段を含んでおり、それらの間で結合する磁気構造と共に自然共鳴周波 数でリードを振動させる。電磁気共鳴バイブレータとして、横向きのまたは回転 運動するために接極子（ａｒｍａｔｕｒｅ）が配置されたものも提案されている 。そのようなデバイスに対する磁気構造は接極子を励磁する第１コイル、および 振動に応答して信号を取り出す第２コイルを有し、その信号は振動手段の共鳴周 波数にのみ結合する。そのデバイスは外部からの衝撃または振動の影響から重要 な部品を分離しなければならない。たとえばページャが落下しまたは衝撃が与え られた場合に、あたかも信号が受信されたかのようにリードが振動して応答すべ きではない。

これら従来のよく知られたデバイスは不安定であり、従ってその系は共鳴せず、 それらの復元力は不均衡なものであり、必要以上の大きな電力を消費していた。

その結果、受信したメツセージを利用する者に報知する選択呼出受信機における 改良されたバイブレータが望まれている。

発明の開示 従って、本発明は改良された無音報知機能を有する改良された選択呼出受信機を 提供することを目的とする。

本発明の上述および他の目的を達成するために、以下に示す振動を与える装置が 提供される。その装置は、ハウジング、ハウジングに結合して交互に電磁場を供 給する電磁デバイス、前記電磁場と結合して前記電磁場に応答し第１　（上）お よび第２　（下）方向に交互に運動する磁気デバイス、および前記磁気デバイス と前記ハウジングとに結合して前記第１および第２方向以外におけるモードを調 整する構造から構成され、前記構造はそれらの間に一体となって配置される少な くとも１つのスプリングを有するダイヤフラムから成る。

図面の説明 図１はプリント配線基板に結合する従来のバイブレータの斜視図である。

図２は本発明の好適実施例であるダイヤフラムの平面図である。

図３は本発明の好適実施例である図２の７−７断面図である。

図４は振動する際のダイヤフラムの側面図である。

発明を実施するための最良の形態 図２は好適実施例であるダイヤフラム２を示し、そのダイヤフラム２は、湾曲し て実質的に平坦であってダイヤフラム内に一体となって配置されるスプリング５ ０，５２，５４．５６を含むボディ４．エツチングされた表面４２．および開孔 ４４から構成される。ダイヤフラム２は単独の金属片から成り、以下に示す好適 実施例の配置を成すために化学的にエツチングされる。各々のスプリング５０， ５２，５４．５６はそれぞれ２つの部材の組６と８．１０と１２．１４と１６お よび１８と２０から構成される装プリング５０，５２，５４．５６は、円形の開 孔２２，２４，２６，２８および湾曲し７′：開孔３０，３２，３４．３６によ ってそれぞれが形成される。放物型の開孔３８，４０は搭載する際の都合によっ て形成されているが、他の形状を使用することも可能である。

好適実施例であるダイヤフラム２は、スプリング５０，５２゜５４．５６と共に 国際（Ｉｎｔｅｒｎａｔ　１ｏｎａｌ）ニッケル鋼９０２から成り、一般に０． ００３インチ（０’、　０７６ｍｍ）以下の膜厚に化学的にエツチングされる。

この物質は一定のモジュール・アロイ（ｍｏｄｕｌｅ　ａ、１１ｏｙ）であり、 周波数変化および衝撃力の変化から生ずる温度を減少させる。ダイヤフラム２に 特有のデザインは、部材６，８，１０，１２，１４．．１６゜１８．２０の曲げ 弾性による線形弾性率を与える。周波数の調整は、好適には適切なエツチング、 トリミングおよびグラインドする工程によってスプリング５０，５２，５４．５ ６の内径を変更することにより達成される。このリングの形状は、部材６，８゜ １０．１２，１４，１６，１８．２０のエツチングを０．００１５イ〕／チ（０ 、０３８ｍ、ｍ）まで、好適実施例で使用する物質の最大疲労ストレス・レベル である３０，０００ｐｓ　ｉ　（２０６゜８ＭＰａ＞を越えることなく伸張させ ることを可能にする。なお、この形状および寸法は本発明の精神から逸脱するこ となく変化させることが可能である。

図３ではディスク・バイブレータ５８内にダイヤフラム２が配置されている。そ の好適実施例にあっては、ダイヤフラム２は２つの磁気を遮蔽するカップ（ｃｕ ｐ）６２と６６との間でクランプされる。２つの駆動磁石９０．９２はそれぞれ ダイヤフラム２の表面８８．９８に隣接し、２つの磁石８４．８６はそれぞれ磁 石９０．９２を駆動させるために隣接する。カップ６２．６６の内側には２つの コイル７６．７８　（図示されてはいない電力源によって励磁される）が配置さ れ、磁石８４．８６の各々を取り囲み、カバー６０．７０によってそれらを遮蔽 する。交流電圧をフィル７６．７８に印加することによって、磁石８４．８６は 交互に引き付は合い反発し合い、ダイヤフラム２の自然共鳴周波数でダイヤフラ ム２の中央部を振動させる。パッド８０．８２はそれぞれカバー６０．７０と繋 がっており、磁石８０．８２がカバー６０．７０と接触することを防止する。共 鳴周波数では比較的小さな電力消費で最大の振幅および衝撃力が得られる。これ はスプリング５０，５２，５４．５６内の張力によって生ずる復元力によるもの であり、スプリング５０，５２，５４．５６の各々の部材６，８，１０，１２， １４，１６，１８．２０は０．００１５インチ（０，０３８ｍｍ）に伸張されて いる。ダイヤフラム２の外辺部によって復元力は釣り合いを保ち、ダイヤフラム ２は磁気を遮蔽するカップ６２．６６の間でクランプされる。（釣り合っていな い）駆動力は軸９−９方向であり、釣り合った復元力の１０％であり、軸５−５ ．７−７方向の成分を有する。従ってこの系は、選択呼出受信機を各々のサイク ルで駆動させるために蓄えられたエネルギの約１０％を使用し、系のバッテリ寿 命を増加させることとなる。

ダイヤフラム２を有するディスク・バイブレータ５８は、好適実施例にあっては ０．３０インチ（７，６２ｒｎｍ）の厚さであり、従来の円筒形のバイブレータ ・モータ１００より平坦化することを可能にする。従来のモータ１００は一般に 選択呼出受信機の厚さを決定するものであり、設計の観点からは好ましくないも のであった。選択呼出受信機は平坦化、方形化する傾向にあり、そのためにはデ ィスク・バイブレータ５８は不可欠なものとなる。

ディスク・バイブレータ５８の他の利点は、好適実施例において２００Ｈｚで動 作することであり、円筒形のモータ１００では機構的な理由から６０ないし８０ Ｈｚまたは３６００ないし４８００回転／回転側限されていた。６０ないし８０ Ｈｚではモータ１００は、２００Ｈｚでダイヤフラム２を用いるディスク・バイ ブレータ５８によって生ずる触覚と同じ大きさの触覚を与えるためには、５．６ 倍の衝撃を必要とする。従ってディスク・バイブレータ５８は、６０ないし８０ Ｈｚでモータ１００が与える触覚と同じ大きさの触覚を２００Ｈｚで供給するこ とが可能である。

ディスク・パイブレーク５８は、使用者に対して１つの方向に刺激を発するけれ ども、モータ１００はあらゆる方向に刺激を発する。従ってモータ１００によっ て発せられる刺激の多くは感じ取られることなく散逸してしまう。同じ大きさの 触覚はディスク・バイブレータ５８を使用することによっても得られるが、従来 のモータ１００を使用する場合よりも少ない電力およびスペースで足りる。ディ スク・バイブレータ５８の形状が従来のモータ１００に比べてより小さくてすむ ことは、従来のモータ１００が釣り合っていないおもり１０６を使用していたの に対して、磁石９０゜９２は釣り合っていることによる。従来のモータにおける 形状は、そのシャフト１０４と釣り合っていないおもり１０６との相互関係に依 存する。従ってディスク・バイブレータ５８の更なる利点は同程度の衝撃力を与 える際に従来のモータ１００よりも小型化することが可能であり、これは系が共 鳴するという性質による。

図４においてダイヤフラム２Ａは、磁石９０．９２から成る塊１１２Ａと供にデ ィスク・バイブレータ５８内で静止位置にある状態を示す。ダイヤフラム２Ａ、 ２Ｂ、２Ｃは１１４Ａ、１１４Ｂで示される境界に堅く支持されている。ディス ク・バイブレータ５８はその共鳴周波数で振動し始め、ダイヤフラム２Ａおよび 塊１１２Ａは軸９−９に沿って静止位置から動き出し、ダイヤフラム２Ｂおよび 塊１１２Ｂで示される最大振幅に達する。弾性力は９−９軸方向にスプリング５ ０，５２，５４．５６によって与えられる。ダイヤフラム２Ｂおよび塊１１２Ｂ は、その後ダイヤフラム２Ｃおよび塊１１２Ｃによって示される反対側の端に向 かって動き始めるであろう。ダイヤフラム２はビン７２．７４によって境界に束 縛されているので、バイブレータは従来のモータ１００に比べて誤動作すること なくより大きな衝撃に対抗することが可能であり、その従来のモータ１００は回 転するシャフトおよび釣り合っていないおもりを使用している。従ってディスク ・バイブレータ５８は作動させようとする信号に対しては敏感であり、物理的な 衝撃に対しては比較的鈍感である。

本発明における復元力および弾性力の特有の性質は、それが軸５−５および７− ７（図２）の平面から生ずることであり、９〜９軸方向の動作モードにおいては 両者の位相は９０度ずれている。さらに、その力はカップ６２．６４であるダイ ヤフラム２の支持構造の外径によって等しく釣り合っている。

ディスク・バイブレータ５８は軸９−９において線形弾性率を与え、これは軸９ −９方向の動作モードの間、軸５−５および７−７　（図２）の平面内にあるダ イヤフラム２の張力によるスプリング５０，５２，５４．５６の外径の曲げ弾性 によるものである。

このことは、たわみおよび駆動信号の振幅に依存しない周波数応答を可能にする 。ディスク・バイブレータ５８はまたページャの質量にも依存しない周波数応答 を提供する。

さらにディスク・バイブレータ５８は軸９−９に沿う１つの自由度における周波 数応答を提供し、他の５つの主な自由度は動作モードより１オクターブ高いまた は軸９−９方向のモードの２倍高い最小値となる。このことは９−９軸に沿うダ イヤフラム２Ｂ。

２Ｃで示される位置と、残り全てのモードとのモード・カップリングによるエネ ルギ損失を防ぐ。

−ＰＲＩＯＲＡＲＴ　− ＦＩｏ、１ 牟 中 ＦＩｏ−２ 国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．振動を提供する装置であって： ハウジング； 前記ハウジングと結合して交互に電磁場をかける電磁手段；前記電磁場と結合し 、前記電磁場に応答して第１および第２方向に交互に運動する磁気手段；および 前記磁気手段と前記ハウジングとに結合し、前記第１および第２方向以外におけ るモードを調整する構造手段；から構成されることを特徴とする振動を提供する 装置。
2. ２．前記構造手段は、その間に一体となって配置される少なくとも１つのスプリ ングを有するダイヤフラムから構成されることを特徴とする請求項１記載の装置 。
3. ３．前記ダイヤフラムは、実質的に円形であることを特徴とする請求項１記載の 装置。
4. ４．前記ダイヤフラムは、前記ハウジングによってその周囲が支持されているこ とを特徴とする請求項１記載の装置。
5. ５．前記スプリングは、少なくとも１つの湾曲した実質的に平坦なビームから構 成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. ６．第１自由度および他の５つの主要な自由度を有し、前記５つの主要な自由度 は、前記主要な第１自由度の周波数モードよりも十分に大きい周波数モードを有 する振動を与える装置。
7. ７．実質的に平坦なダイヤフラム，前記実質的に平坦なダイヤフラムを支持する 支持手段，前記支持手段に結合して前記実質的に平坦なダイヤフラムから隔てら れる少なくとも１つの永久磁石，および前記少なくとも１つの永久磁石の近くに 配置される少なくとも１つのコイルから構成されることを特徴とする振動を与え る装置。
8. ８．前記実質的に平坦なダイヤフラムは、少なくとも１つの湾曲した平坦なスプ リングから構成されることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. ９．前記支持手段は、前記平坦なダイヤフラムを実質的に平坦に支持する２枚の 板手段から構成されることを特徴とする請求項７記載の装置。
10. １０．前記永久磁石は前記平坦なダイヤフラムの中央部に実質的に結合されるこ とを特徴とする請求項７記載の装置。
11. １１．前記実質的に平坦なダイヤフラムは、その厚さよりも実質的に幅の広い矩 形の断面を有することを特徴とする請求項７記載の装置。
12. １２．前記湾曲した平坦なスプリングは少なくとも１つの湾曲した実質的に平坦 なビームから構成されることを特徴とする請求項８記載の実質的に平坦なダイヤ フラム。