JP2000301064A - 振動生成装置 - Google Patents

振動生成装置

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JP2000301064A
JP2000301064A JP2000072466A JP2000072466A JP2000301064A JP 2000301064 A JP2000301064 A JP 2000301064A JP 2000072466 A JP2000072466 A JP 2000072466A JP 2000072466 A JP2000072466 A JP 2000072466A JP 2000301064 A JP2000301064 A JP 2000301064A
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JP
Japan
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rotor
stator
vibration
communication device
signal
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JP2000072466A
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English (en)
Inventor
Paavo Niemitalo
ニエミタロ パーボ
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Nokia Oyj
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H02K7/061—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses
    • H02K7/063—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses integrally combined with motor parts, e.g. motors with eccentric rotors

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電力で、薄くて軽い構造を有しかつ強力な
振動を発生する振動生成装置を提供する。 【解決手段】 偏心して位置する重心と平らな外形とを
有する永久磁化されたローターを有する振動機構であ
る。この磁化されたローターは、多数の巻線を有し電気
的に整流されたステータに磁気的に結合される。該振動
機構は、通信装置のハウジングの中にコンパクトに納め
られるように組み立てられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野および従来の技術】今日の個人
用通信装置の多くは呼またはメッセージが入ってくると
き、無音表示を用いる。インジケータは一般に、入り信
号に応答して当該器具が伝える振動である。その振動が
気付かれないことのないように、振動は充分に強くなけ
ればならない。そのような合図を作るために、物体が偏
心して取り付けられた回転シャフトを有する電動モータ
ーが構成される。該シャフトが回転するとき、その平衡
していない物体は、モーターの速度およびトルク、並び
にローターの離心率および物体に比例する振動を発生さ
せる。これらの装置は可動性の、携帯式器具に用いられ
るので、充電と次の充電との間の期間を長くするため
に、電力は非常に貴重である。さらに、重量は重要な要
素である。効率が良くて強い振動信号を与えようとする
従来の試みでは、ブラシ型整流子を伴う巻線を有する無
鉄（ｉｒｏｎｌｅｓｓ）ローターを用いた。偏心物体が
該ローターに加えて該シャフトに取り付けられる。ブラ
シ整流子を使うと、ある条件下では、望ましくない通信
妨害を引き起こす電気火花を発生させる可能性があっ
た。外付け偏心物体を使うと、振動要素のサイズを大き
くすると共に、取り付け困難という問題を生じさせる。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低電
力のもとで、強い振動合図を発生させる低高さ（ｌｏｗ
ｐｒｏｆｉｌｅ）形で軽量の振動モーターの設計を提案
することである。本発明のモーターは、通信器具のカバ
ーに一体化され、また容易に制御可能である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】振動機構が、該機構の主
構造を形成するマルチコイル・ステータに基づいて構成
される。該ステータは薄い円筒状またはパンケーキ形状
からなる。ローターが該ステータに回転可能に取り付け
られ、それは好ましくは１８０°以下の薄い扇形のディ
スクからなる。該ローターおよび偏心物体は結合されて
一体型ユニットを成し、該ユニットは強磁性材料で構成
され、少なくとも２つの対向磁極を持って永久磁化され
ている。該ローターは該ステータに好都合にぴったり重
なる形状を有して、流線型振動機構を与え、それは該器
具のハウジング内に成型されたコンパートメントの中に
内蔵されることができる。該振動機構は該ハウジング
の、該通信装置の重心から最も遠い端部に配置される。
モーター・ドライバーは該器具のＡＳＩＣに組み込ま
れ、ステータ・コイルに対してパルスを発生させる。ス
テータ・コイルが付勢されると、ローターの極が交互
に、斥けられ引きつけられて、回転し始め、その回転は
自己支持（ｓｅｌｆ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）となる。
回転は、ユーザーに合図をするための振動を引き起こ
す。
【０００４】次に図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】ハウジング２を有する通信器具１
が図１に示されている。ハウジング２は、その内部に形
作られた適当な内部コンパートメントを有する成形プラ
スチックで構成されている。器具１はセルラー電話機、
ポケットベル（登録商標）あるいはその他類似の装置で
あって良い。耳に聞こえる音やブザー無しで、入り呼ま
たはメッセージに対してユーザーに注意を促す手段を設
けるのが望ましい。振動機構３は、ユーザーに感じられ
て、通信器具１が何らかの目的で作動させられているこ
とを示す物理的信号を発生させる。
【０００６】図２〜５に最も良く示されているように、
本発明の振動機構３はステータ４とローター５とからな
っている。ステータ４は、ステータ４の平面から外側に
延在するポスト２３に巻かれた巻線６〜１１を含む平ら
なディスク状エレメントである。巻線６〜１１は、図６
に示されているように、コントローラ２１の出力に接続
されている。ステータ４は、ハウジング２の内部に一体
に成形されたコンパートメント１３内に設けられてい
る。機構３により発生する振動の効果を強めるために、
コンパートメント１３は、ハウジング内において装置１
の重心Ｇから最大距離を置く位置に置かれている。円筒
状ボア（ｂｏｒｅ）１４がステータ４の軸１７に沿って
形成されていて、その外端１５が閉じられている。ロー
ターを軸１７の周りに回転できるように受け入れるため
にベアリング１６がボア１４内に設けられている。
【０００７】ローター５は、ディスク１８とシャフト１
９とからなり、シャフト１９は、このシャフト１９に対
して横向きに延在するディスク１８と一体に結合されて
いる。シャフト１９のサイズは、ベアリング１６の中に
填って、その中で回転するように設定されている。図８
に示されているように、回転ディスク１８は北極（Ｎ）
および南極（Ｓ）を持って永久磁化された磁性材料から
なっている。ディスク１８は、約１８０°以下の薄い円
筒形扇形状をなすように形成されている。ローターは、
ステータとコンパクトに組み立てられるように薄い高さ
を有するように形成されるのが望ましい。使用される材
料の重さに依存して、約１２ｍｍの直径と約３ｍｍの厚
さとを有するディスク状扇形が有効である。利用できる
スペースに依存して、ローターの重心は回転軸１７から
数ｍｍの距離を置いて良い。ローターの総重量が１〜３
グラムであれば、はっきりと気付ける信号が得られる。
【０００８】ローター５は完全な円筒形ディスクではな
いので、ディスク１８の重心２０はローター５の回転軸
に対して偏心している。ローター５が回転するとき、こ
の不均衡が機構３に振動力を発生させて、ユーザーに合
図する物理的感覚を生じさせる。この様にして、従来技
術の振動発生装置では別々であったローターおよび偏心
物体が、本発明ではこれらが結合されて一体のエレメン
トとなっている。
【０００９】図５に示されているように、ステータ４お
よびローター５が共に協働する平らなディスク形状を持
っているので、振動機構３の組立体はハウジング２のコ
ンパートメント１３にコンパクトに納まる。振動機構３
のために独立の囲いは不要である。ローター５は、ロー
ター５とステータ４との入れ子状態を向上させるために
半円筒状の凹部２２を有する。この構成は、ローター・
シャフト１９をステータのボア１４の中に充分に支持し
ながら、永久磁化したローター５をステータ巻線の磁極
と密接に磁気結合させることを可能にする。
【００１０】この目的のために使われた従来のモーター
では、ローターのスペースについての制約条件のため
に、巻線には制限が加えられた。その結果として、約
３．６ボルトを超える電圧を利用することができなかっ
た。最近のバッテリーは３．６〜６ボルトの範囲の電圧
を供給する。永久磁化されたローター５およびステータ
に設けられた巻線６〜１１を用いる本発明の振動システ
ムは、巻線の数を増やすことを可能にする。そのため
に、本発明の装置は効率が良くなり、より高い電圧の使
用が可能となる。例えば、本発明の１実施態様は、直径
０．０５ｍｍの線を１磁極あたりに１００〜２００巻で
使用する。そのために、必要な永久磁石のサイズおよび
電力消費量は減少する。
【００１１】その動作時は、ステータ巻線６〜１１が付
勢されて、磁化されたローター５に対向する回転磁極が
形成される。この結果ローターは周知の原理に従って回
転する。コントローラ２１は、器具１のための集積回路
の一部分として構成され、入り呼またはその他の信号に
応答して振動駆動信号Ｖｔを作るように設計される。信
号Ｖｔは、ローター５の回転を開始させる設定値を有す
る、パルス変調された信号列である。ローター５が回転
するときステータとローターの磁場の相互作用により巻
線に逆ｅｍｆが生じる。この逆ｅｍｆが入力信号に加え
られて、ローターの回転を維持するのに役立つ（図
７）。周知の態様で巻線６〜１１への信号を分配するこ
とによって整流が達成される。この種のモーターの性能
は、電力消費量を更に減少させる。
【００１２】
【発明の効果】この様に、駆動される永久磁石偏心物体
ローターを電気的に整流されるステータと結合させて、
サイズおよび重量を減少させつつ性能を向上させること
のできる通信装置用の振動モーターが構成される。この
構成は、マイクロプロセッサ制御を容易にすると共に電
力消費量を減少させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のローターの平面、正面および側面を示
す図である。
【図２】本発明のステータの平面図である。
【図３】本発明のステータの側断面図である。
【図４】本発明の振動組立体の平面図である。
【図５】本発明の振動組立体の側断面図である。
【図６】本発明の振動器のためのコントローラのブロッ
ク図である。
【図７】本発明のステータへの逆ｅｍｆを含む入力電圧
のグラフである。
【図８】本発明のローターの一連の図である。
【符号の説明】
１…通信器具 ２…ハウジング ３…振動機構 ４…ステータ ５…ローター ６〜１１…巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｈ０２Ｋ 29/00 Ｚ Ｈ０２Ｐ 6/08 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３７１Ｚ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信器具において、入力される通信を示
    す合図をユーザーに与えるための振動を発生させる振動
    生成装置であって、この装置は、 振動発生器を収容するコンパートメントが内部に形成さ
    れているハウジングと、 該通信器具のハウジングに設けられ、軸の周りに回転可
    能にローターを受け入れる手段を有するステータと、 該ステータに周囲方向に間隔を置いて取り付けられ、電
    圧に接続する手段を各々が有する複数の巻線と、 該ステータ上で回転するように設けられたローターであ
    って、永久磁化材料で作られており、さらに該ステータ
    ・コイルと磁気的に結合するように形成されており、完
    全な円筒形には至らない実質的に平らなディスクの形状
    をなすように作られて、その重心が該回転軸に対して偏
    心しているローターと、 永久磁石の該ローターに回転を与えるため、電圧源に接
    続されて一連の駆動パルスを電気的整流により該ステー
    タ巻線に順に供給するように構成されているコントロー
    ラとを備え、 該ステータおよびローターはコンパクトな作動関係をも
    って組み立てられ、該コンパートメント内に納められて
    いることを特徴とする振動生成装置。
  2. 【請求項２】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項１に記載の装置であっ
    て、前記ローターは１８０°あるいはそれ未満を囲むデ
    ィスクであって扇形形状に形成されていることを特徴と
    する振動生成装置。
  3. 【請求項３】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項２に記載の装置であっ
    て、前記ステータとの密接な機械的および磁気的協働を
    可能にする凹部が該ローターに形成されていることを特
    徴とする振動生成装置。
  4. 【請求項４】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項１に記載の装置であっ
    て、前記巻線は少なくとも１００巻の線を含むことを特
    徴とする振動生成装置。
  5. 【請求項５】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項１に記載の装置であっ
    て、前記コントローラは、該通信器具のための集積回路
    制御システムの一部として形成されていることを特徴と
    する振動生成装置。
  6. 【請求項６】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項１に記載の装置であっ
    て、前記電圧源は３．６ボルト以上の電圧値を有するこ
    とを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 前記通信器具において、ユーザーに合図
    を与える振動を発生させる請求項１に記載の装置であっ
    て、前記振動発生器を収容するための前記コンパートメ
    ントは、前記ハウジングの、該通信器具の重心から最も
    遠い形成可能な位置に形成されることを特徴とする振動
    生成装置。
JP2000072466A 1999-03-10 2000-03-10 振動生成装置 Pending JP2000301064A (ja)

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US09/266081 1999-03-10
US09/266,081 US6996228B1 (en) 1999-03-10 1999-03-10 Motor for generating vibrational signal

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EP (1) EP1035633A1 (ja)
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