JPH04355653A - Vibration actuator for portable apparatus - Google Patents
Vibration actuator for portable apparatusInfo
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- JPH04355653A JPH04355653A JP3156270A JP15627091A JPH04355653A JP H04355653 A JPH04355653 A JP H04355653A JP 3156270 A JP3156270 A JP 3156270A JP 15627091 A JP15627091 A JP 15627091A JP H04355653 A JPH04355653 A JP H04355653A
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- coil
- wiring board
- printed wiring
- vibration actuator
- spring member
- Prior art date
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、携帯機器、たとえばカ
ード型ページャー、腕時計、携帯電話、あるいは盲人用
信号受信機等の情報伝達装置において、振動アクチュエ
ータから発生する振動を人体に伝えることによりある種
の情報を携帯機器の携帯者に伝達する携帯機器用振動ア
クチュエータに関するものである。以下、本明細書では
、振動を人体に伝達することによりある種の情報を伝達
する機器を単に「情報伝達装置」と記載する。[Industrial Field of Application] The present invention is an information transmission device such as a card-type pager, a wristwatch, a mobile phone, or a signal receiver for the blind, by transmitting vibrations generated from a vibration actuator to the human body. The present invention relates to a vibration actuator for a mobile device that transmits information on the type of information to a person carrying the mobile device. Hereinafter, in this specification, a device that transmits certain types of information by transmitting vibrations to the human body will be simply referred to as an "information transmission device."
【0002】0002
【従来の技術】振動モータを使用した情報伝達装置は、
振動のみによってある種の情報を周囲の者に迷惑をかけ
ずに伝達できるため、近年、ポケットベルに変わるペー
ジャー、腕時計、携帯電話、あるいは盲人用信号受信機
等に使用されるようになってきた。従来例における振動
モータは、円筒型モータのモータシャフトの先端にたと
えば、半月状の分銅を取り付け、モータを高速回転させ
て振動を得ていた。このような円筒型モータは、カード
型の携帯用情報伝達装置として薄型にすることが困難で
あるため、偏平型振動モータが開発されている。たとえ
ば、図5は従来例における情報伝達装置に使用する偏平
型ブラシレスモータの断面概略図である。図5において
、ステータヨーク基板51上には、複数のステータコイ
ル52、たとえば3相6コイル、を形成したプリント配
線板51′が載置されていると共に、その中心部に軸受
53が装着されている。また、ステータヨーク基板51
は、磁性体からなるモータ・ケースを兼ねており、図示
上部の部分において、モータ・ケースは、省略されてい
る。軸受53には、シャフト54が回転自在に挿入され
ている。当該シャフト54には、ロータブッシュ55を
介して板状のロータマグネット57が固定されている。
当該ロータマグネット57は、所望数の磁極、たとえば
8極に着磁され、前記ステータコイル52と対向してい
る。このような構成の偏平型ブラシレスモータは、ロー
タマグネット57の位置を検出して、ステータコイル5
2に回転磁界を順次発生させる図示されていない制御回
路により、ロータマグネット57に回転力を発生させて
いる。上記のような偏平型ブラシレスモータを使用して
回転振動装置を得る場合には、上記モータの回転軸にた
とえば、タングステン等の比重の高い偏心した分銅を取
り付けて振動を発生させている。また、このような偏平
型ブラシレスモータのステータヨーク基板51の一部に
図示されていない突設された磁気吸引部を設けると、こ
の磁気吸引部では、ロータマグネット57の吸引力が変
わることを利用して、ロータの回転に振動を与える。[Prior Art] An information transmission device using a vibration motor is
Because it is possible to transmit certain types of information using only vibration without disturbing those around you, in recent years it has come to be used in pagers, wristwatches, mobile phones, and signal receivers for the blind. . In conventional vibration motors, a half-moon-shaped weight, for example, is attached to the tip of a motor shaft of a cylindrical motor, and the motor is rotated at high speed to obtain vibration. Since it is difficult to make such a cylindrical motor thin as a card-type portable information transmission device, a flat vibration motor has been developed. For example, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a flat brushless motor used in a conventional information transmission device. In FIG. 5, a printed wiring board 51' on which a plurality of stator coils 52, for example, 3-phase 6 coils are formed, is mounted on a stator yoke substrate 51, and a bearing 53 is mounted at the center of the printed wiring board 51'. There is. In addition, the stator yoke substrate 51
also serves as a motor case made of a magnetic material, and the motor case is omitted in the upper part of the figure. A shaft 54 is rotatably inserted into the bearing 53. A plate-shaped rotor magnet 57 is fixed to the shaft 54 via a rotor bush 55. The rotor magnet 57 is magnetized to have a desired number of magnetic poles, for example eight poles, and faces the stator coil 52 . A flat type brushless motor having such a configuration detects the position of the rotor magnet 57 and moves the stator coil 5
A control circuit (not shown) that sequentially generates a rotating magnetic field at the rotor magnet 57 causes the rotor magnet 57 to generate rotational force. When a rotary vibration device is obtained using a flat brushless motor as described above, an eccentric weight having a high specific gravity such as tungsten is attached to the rotating shaft of the motor to generate vibrations. Furthermore, if a protruding magnetic attraction section (not shown) is provided on a part of the stator yoke substrate 51 of such a flat type brushless motor, this magnetic attraction section can take advantage of the change in the attraction force of the rotor magnet 57. to give vibration to the rotation of the rotor.
【0003】図6は電気かみそりに使用する振動源の従
来例が示されている。図6において、断面コ字状のヨー
ク61は、その内面に一対の永久磁石62、62′が固
着されて可動子63を構成している。ステータ64は、
一対のコイル65、65′を互いに逆方向に且つ略平面
状に巻回しておく。そして、上記コイル65、65′は
、前記一対の永久磁石62、62′の磁界によって電磁
力を発生するように配置されている。一対のバネ66、
66′は、その一端で可動子63の両端に振動し易いよ
うに取り付けられ、他端でステータ64と共に固定ビス
69、69′によって図示されていない基板に固定され
ている。位置検出器67は、コイル65、65′の中央
部の空所に配置され、コイル65、65′と一体に固定
されている。また、位置検出器67は、可動子63に設
けられた摺動子68によって加圧されると、この加圧に
よって抵抗値が変化してコイル65、65′の位置を検
出する。FIG. 6 shows a conventional example of a vibration source used in an electric shaver. In FIG. 6, a pair of permanent magnets 62 and 62' are fixed to the inner surface of a yoke 61 having a U-shaped cross section to constitute a movable element 63. The stator 64 is
A pair of coils 65 and 65' are wound in opposite directions and approximately in a planar shape. The coils 65, 65' are arranged so as to generate electromagnetic force by the magnetic field of the pair of permanent magnets 62, 62'. a pair of springs 66;
66' is attached at one end to both ends of the movable element 63 so that it can easily vibrate, and at the other end is fixed to a substrate (not shown) together with the stator 64 by fixing screws 69, 69'. The position detector 67 is arranged in a hollow space in the center of the coils 65, 65', and is fixed integrally with the coils 65, 65'. Furthermore, when the position detector 67 is pressurized by the slider 68 provided on the movable element 63, the resistance value changes due to this pressurization, and the position of the coils 65, 65' is detected.
【0004】図7は図6に示す振動源の駆動回路である
。図6に示す位置に位置検出器67と摺動子68とがあ
る場合、位置検出器67は、摺動子68に加圧されて、
低い抵抗値を示す。可動子63が点線または実線矢印の
示す方向に移動すると、位置検出器67は、摺動子68
によって加圧されなくなり、高い抵抗値を示す。図6に
示す状態において、位置検出器67は、摺動子68によ
って加圧されており、抵抗値が低い。その結果、トラン
ジスタ71のベースはLレベルになり、フリップ・フロ
ップ74のT端子の入力およびQ端子の出力がHレベル
となる。また、フリップ・フロップ74のQ′端子の出
力がLレベルになるため、AND回路75の出力はHレ
ベルとなって、トランジスタ72をONさせる。したが
って、コイル65には電流が流れる。一方、フリップ・
フロップ74のQ′端子の出力は、Lレベルであるため
、トランジスタ73をOFFにして、コイル65′には
電流が流れない。そして、コイル65に流れる電流と永
久磁石62、62′の磁界とにより、可動子63には電
磁力が働き、図6の点線矢印の方向に動く。この力によ
って、摺動子68は、前記位置検出器67から外れて位
置検出器67を加圧しなくなる。この結果、位置検出器
67の抵抗値は高くなり、トランジスタ71のベース電
位が高くなり、トランジスタ71はONして、フリップ
・フロップ74のT端子の入力および、AND回路75
の入力をLレベルとする。したがって、トランジスタ7
2には電流が流れない。この時、フリップ・フロップ7
4のQ′端子の出力は、Hレベルとなり、AND回路7
6を通りトランジスタ73をONしてコイル65′に電
流を流す。コイル65と65′とは、逆方向に巻回され
ているため、コイル65′に電流が流れた場合、コイル
65′を流れる電流と永久磁石62とによって可動子6
3に働く電磁力は前記と反対方向になる。したがって、
摺動子68の移動により、位置検出器67の抵抗が変化
して、コイル65、65′に接続されているトランジス
タ72、73は、交互にON/OFFする毎に、コイル
65、65′に流れる電流を切り換え、可動子63の往
復運動を継続させる。FIG. 7 shows a drive circuit for the vibration source shown in FIG. When the position detector 67 and the slider 68 are in the position shown in FIG. 6, the position detector 67 is pressurized by the slider 68,
Shows low resistance value. When the mover 63 moves in the direction indicated by the dotted line or the solid arrow, the position detector 67 moves the slider 68
It is no longer pressurized and exhibits a high resistance value. In the state shown in FIG. 6, the position detector 67 is pressurized by the slider 68 and has a low resistance value. As a result, the base of the transistor 71 goes to L level, and the input to the T terminal and the output to the Q terminal of flip-flop 74 go to H level. Further, since the output of the Q' terminal of the flip-flop 74 becomes L level, the output of the AND circuit 75 becomes H level, turning on the transistor 72. Therefore, current flows through the coil 65. On the other hand, flip
Since the output of the Q' terminal of the flop 74 is at L level, the transistor 73 is turned off and no current flows through the coil 65'. An electromagnetic force acts on the movable element 63 due to the current flowing through the coil 65 and the magnetic field of the permanent magnets 62, 62', and the movable element 63 moves in the direction of the dotted arrow in FIG. This force causes the slider 68 to separate from the position detector 67 and no longer pressurize the position detector 67. As a result, the resistance value of the position detector 67 becomes high, the base potential of the transistor 71 becomes high, the transistor 71 is turned on, and the input of the T terminal of the flip-flop 74 and the AND circuit 75 are turned on.
The input is set to L level. Therefore, transistor 7
No current flows through 2. At this time, flip-flop 7
The output of the Q' terminal of 4 becomes H level, and the AND circuit 7
6, transistor 73 is turned on, and current flows through coil 65'. Since the coils 65 and 65' are wound in opposite directions, when current flows through the coil 65', the current flowing through the coil 65' and the permanent magnet 62 cause the mover 6 to
The electromagnetic force acting on 3 is in the opposite direction to the above. therefore,
As the slider 68 moves, the resistance of the position detector 67 changes, and the transistors 72 and 73 connected to the coils 65 and 65' turn on and off alternately. The flowing current is switched to continue the reciprocating motion of the movable element 63.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】円筒型モータまたは偏
平型モータを使用した振動源は、そのシャフトに取り付
けたアンバランスな質量をもった分銅を高速回転させて
いるため、モータを駆動する電池容量が大きく、携帯機
器用の振動源として、小型かつ薄型に製作できなかった
。また、上記のモータは、振動回転によりシャフト等の
回転部分で磨耗するため寿命が短く、分銅に高価なタン
グステン等を使用するため、高価な振動源となった。
また、上記振動モータで、ブラシや整流子がある場合、
これらによる摺動音、軸受への衝撃音、あるいは機械的
騒音が大きいという問題を有した。さらに、上記問題の
一部を解決した偏平型モータは、コアレスにしたため、
トルク発生効率が悪く、消費電流が多い。また、図6に
示すような振動源の場合、電気かみそりのように大きい
振動を得るにはよい。しかし、情報伝達装置を携帯して
いる者に対して単純な情報を伝達するだけの振動源とし
ては、消費電流が多く、小型に製作することは不可能で
あった。さらに、上記振動源にはコイル、永久磁石、お
よびバネがそれぞれ一対必要であり、駆動回路にもトラ
ンジスタおよびAND回路がそれぞれ一対必要である。
そのため、構造が簡単で、安価な振動源を得ることはで
きなかった。従来例における回転振動部あるいは往復振
動部には、コイルと永久磁石との間にエアギャップがあ
り、さらに、永久磁石を備えた振動部とこれを覆うケー
スとの間にもエアギャップが存在する。そのため、振動
源の厚さを薄型にするためには限度があった。[Problems to be Solved by the Invention] Vibration sources using cylindrical motors or flat motors rotate a weight with an unbalanced mass attached to the shaft at high speed, so the battery capacity to drive the motor is limited. The vibration source was large and could not be made small and thin enough to be used as a vibration source for mobile devices. Furthermore, the above-mentioned motor has a short lifespan because rotating parts such as the shaft are worn out due to vibrational rotation, and the weight is made of expensive tungsten or the like, making it an expensive source of vibration. Also, if the above vibration motor has a brush or commutator,
These have caused problems such as large sliding noises, impact noises to bearings, and mechanical noises. Furthermore, the flat motor that solved some of the above problems is coreless, so
Torque generation efficiency is poor and current consumption is high. Further, in the case of a vibration source as shown in FIG. 6, it is good for obtaining large vibrations like an electric shaver. However, as a vibration source that simply transmits information to a person carrying an information transmission device, it consumes a large amount of current, and it has been impossible to manufacture it in a small size. Further, the vibration source requires a pair of coils, a permanent magnet, and a spring, and a drive circuit also requires a pair of transistors and an AND circuit. Therefore, it has not been possible to obtain an inexpensive vibration source with a simple structure. In the conventional rotary vibrating section or reciprocating vibrating section, there is an air gap between the coil and the permanent magnet, and there is also an air gap between the vibrating section equipped with the permanent magnet and the case that covers it. . Therefore, there is a limit to how thin the vibration source can be made.
【0006】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、たとえば、リチュウム電池の消費電流(数
10mA)で済むと共に、その厚さ(2mm)に見合う
薄型の携帯機器用振動アクチュエータを提供することを
目的とする。また、本発明は、構造および駆動回路が簡
単な携帯機器用振動アクチュエータを提供することを目
的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. For example, a vibration actuator for a portable device that requires only the current consumption of a lithium battery (several 10 mA) and is thin enough to match the thickness (2 mm) of the lithium battery. The purpose is to provide Another object of the present invention is to provide a vibration actuator for portable equipment that has a simple structure and drive circuit.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の携帯機器用振動アクチュエータは、同芯的
に巻回された駆動コイルおよび位置検出コイルから構成
されたコイルを設けた印刷配線板と、当該印刷配線板が
同じ平面内において往復運動を行えるようにその一端を
片持ち梁として支持するバネ部材と、前記コイルの一面
にギャップをもって対向するように配置された永久磁石
を形成したバックヨークを兼ねるケースと、上記コイル
の他面にギャップをもって対向するように配置されたス
テータヨークを形成したステータ基板とから構成される
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a vibration actuator for a portable device according to the present invention is provided with a vibration actuator for a portable device having a coil including a drive coil and a position detection coil wound concentrically. A wiring board, a spring member that supports one end of the printed wiring board as a cantilever so that the printed wiring board can reciprocate within the same plane, and a permanent magnet arranged to face one side of the coil with a gap therebetween. The stator substrate is composed of a case that also serves as a back yoke, and a stator substrate on which a stator yoke is formed so as to face the other side of the coil with a gap therebetween.
【0008】本発明の携帯機器用振動アクチュエータに
おけるバネ部材は、前記印刷配線板に設けられたコイル
とバネ支持部に設けられた端子とを電気的に接続するリ
ード線を兼ねるように構成される。[0008] The spring member in the vibration actuator for portable equipment of the present invention is configured to also serve as a lead wire for electrically connecting the coil provided on the printed wiring board and the terminal provided on the spring support portion. .
【0009】本発明の携帯機器用振動アクチュエータに
おけるコイルは、印刷配線板上に印刷されるように構成
される。The coil in the vibration actuator for portable equipment of the present invention is configured to be printed on a printed wiring board.
【0010】本発明の携帯機器用振動アクチュエータに
おける駆動回路は、駆動コイルに印加された電圧および
位置検出コイルに発生した電圧をそれぞれ比較するコン
パレータと、当該コンパレータの出力によって駆動コイ
ルに印加する電圧をON/OFFするスイッチ手段とか
ら構成される。The drive circuit in the vibration actuator for portable equipment of the present invention includes a comparator that compares the voltage applied to the drive coil and the voltage generated in the position detection coil, and a voltage applied to the drive coil based on the output of the comparator. It consists of a switch means for turning on and off.
【0011】本発明の携帯機器用振動アクチュエータに
おける印刷配線板の往復運動の周期は、印刷配線板の質
量とバネ部材のバネ定数とによって決定されるように構
成される。The period of the reciprocating motion of the printed wiring board in the vibration actuator for portable equipment of the present invention is determined by the mass of the printed wiring board and the spring constant of the spring member.
【0012】0012
【作 用】駆動コイルおよび位置検出コイルは、
たとえば、同芯的に巻回された空芯コイルを印刷配線板
上に設けるか、あるいは印刷して形成される。 そし
て、この印刷配線板は、その一端がバネ部材からなる片
持ち梁によって支持される。また、上記コイルに印加す
る電圧は、上記バネ部材をリード線として利用すること
ができる。すなわち、バネ部材の一方は、印刷配線板上
のコイルに、他方はバネ支持部に設けられた端子にそれ
ぞれ接続されている。そして、永久磁石が形成されてい
るバックヨークを兼ねるケースの中に、前記印刷配線板
およびバネ部材等を収納した後、ステータヨークが形成
されているステータ基板で前記ケースの開口部に蓋をす
る。この時、コイルと永久磁石およびコイルとステータ
ヨークとの間にエアギャップが介在している。このよう
な状態において、駆動コイルに電流が流れると、コイル
を流れる電流と永久磁石とによって、コイルに電磁力を
発生させ、コイルが設けられている印刷配線板は、バネ
部材の他方を支点としてその同一平面内で移動する。そ
して、駆動コイルに電流が流れなくなった後、印刷配線
板は、バネ部材の力によって元の位置に復元する。すな
わち、駆動コイルに流れる電流のON/OFFによって
、前記印刷配線板は、その同一平面内で連続して往復運
動を繰り返す。そして、この往復運動の周期は、前記印
刷配線板および印刷配線板に取り付けられているコイル
や駆動回路の回路部品等の質量とバネ部材のバネ定数と
による共振状態で決められる。バネ定数は、バネ部材の
形状、たとえば、断面が丸あるいは角状にしたり、ある
いは材質によって変えられる。駆動コイルに電流を流す
と、前述のごとく印刷配線板が移動し、位置検出コイル
に発生する起電力が減少し、この電圧をコンパレータに
入力する。コンパレータの他方の入力には、駆動コイル
にかかる電圧が帰還されている。このときのコンパレー
タの出力は、駆動コイルと電源との間に設けられたスイ
ッチがOFFとなるように働く。駆動コイルに電流が流
れなくなると、印刷配線板は、バネ部材の復元力により
元の位置に戻り、最初の状態となる。これを繰り返して
往復運動を行う。印刷配線板は、上記のようにコイルに
電流が流れている間、同一平面内で移動する力を受ける
。そして、コイルに電流が流れなくなると、バネ部材の
力だけで元の位置に戻るので、消費電流は少なく、制御
回路が簡単である。振動アクチュエータとした場合の構
造は、ステータヨークおよびバックヨークがケースを兼
ねているため、従来、ケースと振動アクチュエータとの
間にあったエアギャップの分、厚さを薄型にできる。以
上のように、本発明の携帯機器用振動アクチュエータは
、構造が簡単で、しかもリチウム電池を使用できる程度
の消費電流であると共に、リチウム電池と略同じ厚さに
することができる。また、効率良く印刷配線板の往復運
動を行わせるために、支持しているバネ部材は、印刷配
線板とバネ部材との質量、およびバネ部材の材質とその
断面積とを適当に選択することによって共振させるよう
にしている。[Operation] The drive coil and position detection coil are
For example, it is formed by providing or printing concentrically wound air-core coils on a printed wiring board. This printed wiring board is supported at one end by a cantilever made of a spring member. Further, the voltage applied to the coil can be applied using the spring member as a lead wire. That is, one of the spring members is connected to a coil on the printed wiring board, and the other is connected to a terminal provided on the spring support. After storing the printed wiring board, spring member, etc. in a case that also serves as a back yoke and has a permanent magnet formed thereon, the opening of the case is covered with a stator board that has a stator yoke formed therein. . At this time, an air gap exists between the coil and the permanent magnet and between the coil and the stator yoke. In such a state, when a current flows through the drive coil, the current flowing through the coil and the permanent magnet generate an electromagnetic force in the coil, and the printed wiring board on which the coil is installed uses the other spring member as a fulcrum. Move within that same plane. Then, after the current stops flowing through the drive coil, the printed wiring board is restored to its original position by the force of the spring member. That is, by turning ON/OFF the current flowing through the drive coil, the printed wiring board continuously repeats reciprocating motion within the same plane. The period of this reciprocating motion is determined by the resonance state caused by the mass of the printed wiring board, the coils attached to the printed wiring board, circuit components of the drive circuit, etc., and the spring constant of the spring member. The spring constant can be changed depending on the shape of the spring member, for example, whether the cross section is round or square, or depending on the material. When current is applied to the drive coil, the printed wiring board moves as described above, the electromotive force generated in the position detection coil decreases, and this voltage is input to the comparator. The voltage applied to the drive coil is fed back to the other input of the comparator. The output of the comparator at this time acts to turn off the switch provided between the drive coil and the power source. When current no longer flows through the drive coil, the printed wiring board returns to its original position due to the restoring force of the spring member, returning to its initial state. Repeat this to perform a reciprocating motion. The printed wiring board is subjected to a force that moves it in the same plane while current is flowing through the coil as described above. When current no longer flows through the coil, it returns to its original position only by the force of the spring member, so current consumption is small and the control circuit is simple. In the structure of a vibration actuator, the stator yoke and back yoke also serve as the case, so the thickness can be reduced by the air gap that conventionally existed between the case and the vibration actuator. As described above, the vibration actuator for a portable device of the present invention has a simple structure, consumes enough current to use a lithium battery, and can have approximately the same thickness as a lithium battery. Furthermore, in order to efficiently reciprocate the printed wiring board, the supporting spring member should be appropriately selected in terms of the mass of the printed wiring board and the spring member, as well as the material and cross-sectional area of the spring member. I am trying to make it resonate by.
【0013】[0013]
【実 施 例】図1ないし図4を参照しつつ本発明
の一実施例を説明する。図1は本発明におけるバックヨ
ークを兼ねたケースの一実施例斜視図である。図2は本
発明におけるコイルを実装した印刷配線板の一実施例を
示す。図3は本発明におけるステータ基板の一実施例を
示す。図4は本発明における振動アクチュエータの駆動
回路の一実施例を説明する図である。図1において、永
久磁石11は、たとえばネオジウム−鉄−ボロン系永久
磁石で、たとえば鉄からなるケース12の内面における
後述のコイル21と対応する位置に形成されている。ま
た、ケース12は、鉄から構成されているため、後述の
駆動コイル22に対してバックヨークを兼ねることがで
きる。図2において、コイル21は、駆動コイル22と
位置検出コイル23とから構成され、同芯的でしかも空
芯に巻回されている。駆動コイル22と位置検出コイル
23とは、同一平面または重ねるようにすることもでき
る。また、このようにして巻回されているコイル21は
、たとえば、印刷配線板25上に形成された溝等に埋め
込まれている。また、上記コイル21は、印刷配線板2
5上に印刷して形成することもできる。コイル21は、
印刷により形成されると、印刷配線板25上に形成した
駆動回路41とリード線によって接続することなく、印
刷配線板25の図示されていない配線パターンによって
それぞれ接続できる。印刷配線板25の一端には、たと
えば、ステンレスまたは燐青銅等からなるバネ部材26
の一方が取り付けられており、バネ部材26の他方はバ
ネ支持部27に固定されている。したがって、印刷配線
板25は、バネ支持部27を支点として、印刷配線板2
5と同一平面内を移動できる可動子20となる。また、
バネ部材26は、印刷配線板25の支持だけでなく、電
気的接続用とすることができる。この場合、バネ部材2
6は、図2に示すごとく、2本を一組にして一方をバネ
支持部27に形成されている端子28、29に接続され
、他方を図示されていない配線パターンを介してコイル
21に接続されている。また、電気的な接続を行う場合
、バネ部材26は、電気の良導体からなることはいうま
でもないことである。図3において、ステータ基板31
は、前記印刷配線板25およびバネ部材26等をケース
12に収容した後に、ケース12の開口部側を閉塞する
蓋に相当するものである。ステータ基板31には、前記
コイル21と対応する位置にたとえば、鉄からなるステ
ータヨーク32が形成されている。また、ステータ基板
31のたとえば、両端に給電端子33および34が設け
られている。ステータ基板31における接続端子37、
38は、前記バネ部材26に接続されている端子28お
よび29と対応する位置に設けられると共に、前記給電
端子33、34と配線パターン35、36によって電気
的に接続されている。図2に示すコイル21、駆動回路
24、バネ部材26、およびバネ支持部27等をケース
12に収容して、ステータ基板31でケース12の開口
部を閉塞した際に、前記コイル21と対向する永久磁石
11およびステータヨーク32の間に僅かなエアギャッ
プが存在する。そのため、印刷配線板25は、ケース1
2内でバネ支持部27を支点として図2に示す白抜き矢
印方向に移動することができる。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a case that also serves as a back yoke in the present invention. FIG. 2 shows an embodiment of a printed wiring board on which a coil according to the present invention is mounted. FIG. 3 shows an embodiment of the stator substrate according to the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a vibration actuator drive circuit according to the present invention. In FIG. 1, a permanent magnet 11 is, for example, a neodymium-iron-boron permanent magnet, and is formed at a position corresponding to a coil 21, which will be described later, on the inner surface of a case 12 made of, for example, iron. Further, since the case 12 is made of iron, it can also serve as a back yoke for the drive coil 22, which will be described later. In FIG. 2, the coil 21 is composed of a drive coil 22 and a position detection coil 23, which are wound concentrically and air-core. The drive coil 22 and the position detection coil 23 can also be arranged on the same plane or overlapping each other. Further, the coil 21 wound in this manner is embedded in, for example, a groove formed on the printed wiring board 25. Further, the coil 21 is connected to the printed wiring board 2
It can also be formed by printing on 5. The coil 21 is
If they are formed by printing, they can be connected to the drive circuit 41 formed on the printed wiring board 25 by a wiring pattern (not shown) on the printed wiring board 25, without having to be connected to the drive circuit 41 by a lead wire. A spring member 26 made of, for example, stainless steel or phosphor bronze is provided at one end of the printed wiring board 25.
One side of the spring member 26 is attached, and the other side of the spring member 26 is fixed to a spring support part 27. Therefore, the printed wiring board 25 supports the printed wiring board 25 with the spring support part 27 as a fulcrum.
The movable element 20 is movable within the same plane as the movable element 5. Also,
The spring member 26 can be used not only for supporting the printed wiring board 25 but also for electrical connection. In this case, the spring member 2
As shown in FIG. 2, 6 is a set of two wires, one of which is connected to terminals 28 and 29 formed on the spring support 27, and the other connected to the coil 21 via a wiring pattern not shown. has been done. Further, when electrical connection is made, it goes without saying that the spring member 26 is made of a good electrical conductor. In FIG. 3, stator board 31
corresponds to a lid that closes the opening side of the case 12 after the printed wiring board 25, the spring member 26, etc. are housed in the case 12. A stator yoke 32 made of, for example, iron is formed on the stator substrate 31 at a position corresponding to the coil 21 . Furthermore, power supply terminals 33 and 34 are provided at both ends of the stator board 31, for example. Connection terminal 37 on stator board 31,
38 is provided at a position corresponding to the terminals 28 and 29 connected to the spring member 26, and is electrically connected to the power supply terminals 33 and 34 by wiring patterns 35 and 36. When the coil 21, drive circuit 24, spring member 26, spring support section 27, etc. shown in FIG. A slight air gap exists between the permanent magnets 11 and the stator yoke 32. Therefore, the printed wiring board 25 is
2, it can move in the direction of the white arrow shown in FIG. 2 using the spring support part 27 as a fulcrum.
【0014】次に、図4にしたがって振動アクチュエー
タの駆動回路41を説明する。図4において、駆動回路
41は、可動子20に振動を与える駆動コイル22と、
可動子20の位置を検出する位置検出コイル23と、駆
動コイル22に電源42、たとえばリチウム電池、を接
続するトランジスタ43と、位置検出コイル23に発生
する起電力を一方の端子に、駆動コイル22の電圧を帰
還抵抗Rfと抵抗Raとを介して他方の端子にそれぞれ
入力するたとえば、差動増幅器からなるコンパレータ4
4と、コンパレータ44の出力を前記トランジスタ43
のベースに加えるベース抵抗Rbと、駆動コイル22に
電流を供給する電源スイッチ45とから構成されている
。電源スイッチ45により電源42が投入されると、電
流は駆動コイル22に流れる。駆動コイル22に流れる
電流と永久磁石11による磁界とによって、可動子20
には電磁力が働き、可動子20は、バネ支持部27を支
点として同一平面内を移動する。可動子20が移動する
と、可動子20に形成されているコイル21と永久磁石
11との相対位置がずれる。そのため、位置検出コイル
23に発生する起電力が減少し、この電圧がコンパレー
タ44の一方の端子に入力する。コンパレータ44の他
方の端子に入力する電圧は、駆動コイル22にかかる電
圧が帰還抵抗Rfによって帰還されている。このときの
コンパレータ44の出力電圧は、駆動コイル22と電源
42との間にあるトランジスタ43がOFFになるよう
に働く。この結果、駆動コイル22に電流が流れなくな
ると、コイル21は、バネ部材26の復元力により元の
位置に戻り、最初の状態となる。これを繰り返して往復
運動が行われる。Next, the vibration actuator drive circuit 41 will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, the drive circuit 41 includes a drive coil 22 that vibrates the movable element 20,
A position detection coil 23 that detects the position of the mover 20; a transistor 43 that connects a power source 42, such as a lithium battery, to the drive coil 22; For example, a comparator 4 consisting of a differential amplifier inputs the voltage of
4, and the output of the comparator 44 is connected to the transistor 43.
, and a power switch 45 that supplies current to the drive coil 22. When the power source 42 is turned on by the power switch 45, current flows through the drive coil 22. The mover 20 is caused by the current flowing through the drive coil 22 and the magnetic field generated by the permanent magnet 11.
An electromagnetic force acts on the movable element 20, and the movable element 20 moves within the same plane using the spring support part 27 as a fulcrum. When the movable element 20 moves, the relative positions of the coil 21 formed on the movable element 20 and the permanent magnet 11 shift. Therefore, the electromotive force generated in the position detection coil 23 decreases, and this voltage is input to one terminal of the comparator 44. The voltage input to the other terminal of the comparator 44 is the voltage applied to the drive coil 22 that is fed back by the feedback resistor Rf. The output voltage of the comparator 44 at this time acts so that the transistor 43 located between the drive coil 22 and the power supply 42 is turned off. As a result, when current no longer flows through the drive coil 22, the coil 21 returns to its original position due to the restoring force of the spring member 26, returning to its initial state. This is repeated to perform reciprocating motion.
【0015】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、
特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがな
ければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たと
えば、バネ部材の形状は、図2に示す以外に断面を変形
することができ、コイルと同一平面方向に移動できるも
のであれば、どのようなものでも良い。また、バネ部材
および永久磁石の材質は、実施例に記載されたもの以外
に如何なるものをも採用することができる。また、駆動
回路においても同様に実施例に限定されず、同等な機能
を有する回路部品に変えることが可能である。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments. and,
Various design changes can be made without departing from the scope of the invention as set forth in the claims. For example, the spring member may have any shape other than that shown in FIG. 2 as long as the cross section can be deformed and the spring member can move in the same plane as the coil. Furthermore, any material other than those described in the embodiments can be used for the spring member and the permanent magnet. Similarly, the drive circuit is not limited to the embodiment, and can be replaced with circuit components having equivalent functions.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、機械的摩擦部分がなく
、機械的損失はバネ部材のみであるため、構造が簡単で
、低騒音、長寿命の携帯機器用振動アクチュエータを提
供できる。また、可動子が往復運動の一方向に移動する
時のみ電流を流し、復元する時、リード線を兼ねるバネ
部材の力を利用しているため、消費電流が少なく、可動
子および駆動回路を簡単にする。さらに、コイルは、同
一平面内で空芯に巻回された場合、携帯機器用振動アク
チュエータの厚さを薄型に製造できると共に、鉄損と永
久磁石を拘束する磁気吸引とがないので、バネ部材のバ
ネ圧が少なくて済む。本発明によれば、印刷配線板にコ
イルを印刷したり、あるいは印刷配線板の配線パターン
を利用してコイル、駆動回路、バネ部材との接続、ある
いは接続端子と給電端子等の接続ができるので、携帯機
器用振動アクチュエータの製造が簡単である。According to the present invention, since there is no mechanical friction part and the mechanical loss is only caused by the spring member, it is possible to provide a vibration actuator for portable equipment with a simple structure, low noise, and long life. In addition, current is applied only when the mover moves in one direction during reciprocating motion, and when restoring, the force of the spring member that also serves as a lead wire is used, so current consumption is low and the mover and drive circuit can be easily assembled. Make it. Furthermore, when the coil is wound around an air core in the same plane, the thickness of the vibration actuator for mobile devices can be reduced, and since there is no iron loss and no magnetic attraction that restrains the permanent magnet, the coil can be used as a spring member. The spring pressure can be reduced. According to the present invention, it is possible to print a coil on a printed wiring board or use the wiring pattern of the printed wiring board to connect a coil, a drive circuit, a spring member, or connect a connecting terminal to a power supply terminal, etc. , it is easy to manufacture vibration actuators for mobile devices.
【図1】 本発明におけるバックヨークを兼ねたケー
スの一実施例斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a case that also serves as a back yoke in the present invention.
【図2】 本発明におけるコイルを実装した印刷配線
板の一実施例を示す。FIG. 2 shows an embodiment of a printed wiring board on which a coil according to the present invention is mounted.
【図3】 本発明におけるステータ基板の一実施例を
示す。FIG. 3 shows an embodiment of a stator substrate in the present invention.
【図4】 本発明における振動アクチュエータの駆動
回路の一実施例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a vibration actuator drive circuit according to the present invention.
【図5】 従来例における情報伝達装置に使用する偏
平型ブラシレスモータの断面概略図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a flat brushless motor used in a conventional information transmission device.
【図6】 電気かみそりに使用する振動源の従来例が
示されている。FIG. 6 shows a conventional example of a vibration source used in an electric shaver.
【図7】 図6に示す振動源の駆動回路である。FIG. 7 is a drive circuit for the vibration source shown in FIG. 6.
11 永久磁石 12 ケース(バックヨーク) 20 可動子 21 コイル 22 駆動コイル 23 位置検出コイル 24 駆動回路 25 印刷配線板 26 バネ部材 27 バネ支持部 28、29 端子 31 ステータ基板 32 ステータヨーク 33、34 給電端子 35、36 配線パターン 37、38 接続端子 41 駆動回路 42 電源 43 トランジスタ 44 コンパレータ 45 電源スイッチ 11 Permanent magnet 12 Case (back yoke) 20 Mover 21 Coil 22 Drive coil 23 Position detection coil 24 Drive circuit 25 Printed wiring board 26 Spring member 27 Spring support part 28, 29 terminal 31 Stator board 32 Stator yoke 33, 34 Power supply terminal 35, 36 Wiring pattern 37, 38 Connection terminal 41 Drive circuit 42 Power supply 43 Transistor 44 Comparator 45 Power switch
Claims (5)
よび位置検出コイル23から構成されたコイル21を設
けた印刷配線板25と、当該印刷配線板25が同じ平面
内において往復運動を行えるようにその一端を片持ち梁
として支持するバネ部材26と、前記コイル21の一面
にギャップをもって対向するように配置された永久磁石
11を形成したバックヨークを兼ねるケース12と、上
記コイル21の他面にギャップをもって対向するように
配置されたステータヨーク32を形成したステータ基板
31と、を備えていることを特徴とする携帯機器用振動
アクチュエータ。1. A printed wiring board 25 provided with a coil 21 composed of a drive coil 22 and a position detection coil 23 wound concentrically, and the printed wiring board 25 capable of reciprocating within the same plane. A spring member 26 that supports one end as a cantilever beam, a case 12 that also serves as a back yoke and a permanent magnet 11 that is arranged to face one side of the coil 21 with a gap, and a case 12 that also serves as a back yoke; A vibration actuator for a portable device, comprising: a stator substrate 31 on which a stator yoke 32 is formed so as to face each other with a gap between the surfaces thereof.
25に設けられたコイル21とバネ支持部27に設けら
れた端子28、29とを電気的に接続するリード線を兼
ねていることを特徴とする請求項1の携帯機器用振動ア
クチュエータ。2. The spring member 26 also serves as a lead wire that electrically connects the coil 21 provided on the printed wiring board 25 and the terminals 28 and 29 provided on the spring support portion 27. The vibration actuator for portable equipment according to claim 1.
に印刷されていることを特徴とする請求項1の携帯機器
用振動アクチュエータ。3. The vibration actuator for a portable device according to claim 1, wherein the coil 21 is printed on a printed wiring board 25.
び位置検出コイル23に発生した電圧をそれぞれ比較す
るコンパレータ44と、当該コンパレータ44の出力に
よって駆動コイル22に印加する電圧をON/OFFす
るスイッチ手段43と、からなる印刷配線板25の駆動
回路41を備えたことを特徴とする請求項1の携帯機器
用振動アクチュエータ。4. A comparator 44 for comparing the voltage applied to the drive coil 22 and the voltage generated in the position detection coil 23, and a switch means for turning on/off the voltage applied to the drive coil 22 based on the output of the comparator 44. 4. The vibration actuator for a portable device according to claim 1, further comprising a drive circuit (41) for a printed wiring board (25) consisting of: (43).
は、印刷配線板25の質量とバネ部材26のバネ定数と
によって決定されることを特徴とする請求項1の携帯機
器用振動アクチュエータ。5. The vibration actuator for a portable device according to claim 1, wherein the period of the reciprocating motion of the printed wiring board 25 is determined by the mass of the printed wiring board 25 and the spring constant of the spring member 26.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156270A JPH0767266B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Vibration actuator for thin information transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156270A JPH0767266B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Vibration actuator for thin information transmission device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355653A true JPH04355653A (en) | 1992-12-09 |
| JPH0767266B2 JPH0767266B2 (en) | 1995-07-19 |
Family
ID=15624146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156270A Expired - Lifetime JPH0767266B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Vibration actuator for thin information transmission device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767266B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015057041A (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | ビュルケルト ヴェルケ ゲーエムベーハーBuerkert Werke GmbH | Electrodynamic actuator |
Citations (4)
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| JPS61482U (en) * | 1984-06-06 | 1986-01-06 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | actuator |
| JPH0232748A (en) * | 1988-07-21 | 1990-02-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Rotary actuator |
| JPH0342079A (en) * | 1989-07-06 | 1991-02-22 | Seiko Electronic Components Ltd | Exciting module |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3156270A patent/JPH0767266B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2015057041A (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | ビュルケルト ヴェルケ ゲーエムベーハーBuerkert Werke GmbH | Electrodynamic actuator |
| US10396646B2 (en) | 2013-09-12 | 2019-08-27 | Buerkert Werke Gmbh | Micro value comprising an electrodynamic actuator having stationary magnet arrangement and a moveable air-core coil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0767266B2 (en) | 1995-07-19 |
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