WO2001094035A1 - Vibreur et telephones cellulaires utilisant ce dernier - Google Patents

Vibreur et telephones cellulaires utilisant ce dernier Download PDF

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WO2001094035A1
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vibration
vibration generator
power supply
supply terminal
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Koichi Kobayashi
Shigemichi Sakata
Minoru Suzuki
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Iwaki Electronics Co Ltd
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Iwaki Electronics Co Ltd
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    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
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    • B06B1/045Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/13Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using electromagnetic driving means

Definitions

  • Patent application title Vibration generator and mobile phone using the same
  • the present invention relates to a vibration generating device which can be suitably used for a mobile phone, a pager (bocket), or a game machine.
  • a vibration generating device which can be suitably used for a mobile phone, a pager (bocket), or a game machine.
  • a vibration generating device has been used as a vibration notifying unit for notifying a call using a mobile phone, a pager, or the like.
  • This type of vibration generator has a structure in which an eccentric load is attached to the output shaft of a small motor, the center of gravity of which moves as the motor rotates, and which generates vibration.
  • a pendulum type structure in which a permanent magnet is vibrated by the attraction action of a drive coil (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-36630) is known.
  • vibration generating devices are mounted inside a case of a mobile phone or a pocket pel by an adhesive means such as a double-sided adhesive tape.
  • the adhesive tape is easily peeled off due to the deterioration of the adhesive force due to a temperature change, vibration, etc., and therefore, the bonded portion is always pressed from the opposite side. There is a need.
  • the vibration generator is casing, one of the case surfaces is adhered with adhesive tape, and an elastic material such as rubber or sponge is interposed between the opposing case surface and the case of mobile phone, etc.
  • a mounting structure in which the adhesive portion is constantly pressed by force can be considered.
  • the casing is mainly used for holding the elastic material, the angled casing is of little practical value, and the cost efficiency is low for the increased number of parts.
  • there is a disadvantage that the mounting operation of interposing the elastic material between the cases is complicated and workability is poor.
  • a spring steel plate is often used as a diaphragm.
  • Spring steel sheet has excellent spring properties and low magnetic resistance, so it is a suitable material for obtaining efficient vibration force. However, it is inferior in solder wettability, so it can be downsized and cost-effective. Therefore, when the diaphragm is directly attached to the board, workability problems due to poor solderability and reliability of the joint portion against vibration become a problem.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an efficient vibration generator that is small in size and can obtain a sufficient vibration force. Another object of the present invention is to provide a vibration generator which is excellent in assemblability and mountability and has high reliability against vibration.
  • Still another object of the present invention is to provide a small, inexpensive, and highly reliable mobile phone using the above-described vibration generator.
  • the vibration generating device is a vibration generating device comprising a permanent magnet and an electromagnetic coil which are arranged to face each other with a predetermined gap via a panel member having one end fixed.
  • the panel member is formed of a U-shaped panel panel. A vibration generating device characterized in that the substantial length of the oscillating portion is increased.
  • the panel member is processed into a U-shape to increase the substantial length of the swaying portion, so that the resonance frequency of the swaying portion is reduced and the selectivity of the resonance point can be increased. You can gain power.
  • one end of the panel may be directly soldered on the printed circuit board of the drive circuit or fixed by an adhesive or the like.
  • Such a method of fixing the panel panel has a simple structure, and the circuit components can be efficiently arranged by utilizing the extra space, so that the size can be further reduced and the bonding between the panel panel and the printed circuit board can be achieved. The strength can be secured sufficiently.
  • the vibration generation unit includes a circuit board.
  • a vibrating portion is formed of a U-shaped plate panel, and a permanent magnet and an electromagnetic coil that are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween through the plate panel, and that the vibration generating portion is located at the top. It is characterized by having a panel-like power supply terminal provided so as to be pressed more.
  • a configuration may be employed in which a weight is fixed to a tip of the vibrating portion.
  • a weight is fixed to a tip of the vibrating portion.
  • the plate panel is formed by combining a yoke plate made of an iron-based material. it can. In this configuration, by integrating the yoke plate and the leaf spring, it is possible to obtain a composite panel member having spring characteristics and shock characteristics (low magnetic resistance), and each of them is engaged with each other. Because of the structure, no special members are required for integration. Further, as another modified example, an adhesive device such as an adhesive tape, and a mounting structure to a mounting device by pressing the power supply terminal can be used.
  • the power supply terminal comes into contact with a substrate terminal (pad) of a mounting device (an electronic device such as a mobile phone or a pager) to supply power to the vibration generator side.
  • a substrate terminal pad
  • a mounting device an electronic device such as a mobile phone or a pager
  • the pressing force of the elastic power supply terminal (lead pin) always acts on this adhesive part, so that peeling of the adhesive tape due to temperature change, vibration, etc. is prevented, The reliability of the mounting is ensured.
  • the material of the plate panel and the power supply terminal is phosphor bronze. Phosphor bronze is easy to attach because it has good solderability and the panel panel and the connection part of the power supply terminal can be directly soldered to the circuit board. Also, sufficient joint strength against vibration can be ensured.
  • the permanent magnet may be fixed to the panel by press-fitting.
  • the structure of the fixation is extremely simplified, and the attachment is reliable and strong.
  • the permanent magnet may be press-fitted into the panel panel, and the press-fitted portion may be bonded with an adhesive. As a result, the permanent magnet can be mounted more reliably and firmly.
  • the weight may be sandwiched between the plate panel and the yoke plate to have a fastening structure.
  • This configuration does not require any special member for attaching the weight, and has a structure in which the weight is sandwiched from above and below (in the vibration direction), so that the attachment is highly reliable.
  • the weight may be sandwiched between the plate panel and the yoke plate, and the sandwiched portion may be bonded with an adhesive. With this configuration, the reliability of weight attachment can be further improved.
  • the power supply terminal can be fixed to the circuit board by soldering. In this configuration, electric power from the attached equipment can be supplied directly to the circuit board, and no cumbersome wiring is required. Also, since the terminal material is phosphor bronze, it can be easily fixed by soldering. I can wear it.
  • the power supply terminal may be configured to have an insulating terminal block provided with a rib for preventing falling. In this configuration, when the power supply terminal is mounted on the circuit board, the mounting is stable because the ribs contact the head of the mounted component to support the power supply terminal.
  • the present invention also provides a mobile phone including the vibration generator having the above configuration.
  • the vibration generator of the present invention is small, inexpensive, and has high mounting reliability, so it is most suitable for vibration notification of mobile phones, and contributes sufficiently to miniaturization, low cost, and improved reliability of mobile phones. You can do it. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a basic structure of a vibration generator in a vibration generator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing a configuration of a vibration generating device according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view
  • FIG. 2B is a partially broken side view.
  • FIG. 3 is a perspective view of an essential part showing a method of fixing a panel panel used in the vibration generator of the present invention.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing the structure of a vibration generator according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side view.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the structure of the panel of the vibration generator shown in FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 5A is a plan view and
  • FIG. 5B is a side view.
  • FIG. 6A and 6B are views showing the structure of the yoke plate, FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a side view.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a use mode of the vibration generator of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a vibration generating unit 1 constituting a part of the vibration generating device of the present invention uses a plate panel obtained by processing an elastic long plate into a U-shape, and a lower end of the U-shaped plate panel 2.
  • an exciting coil 4 is fixed by floating so as to be opposed to the permanent magnet 3 with a predetermined gap.
  • the lower part A is fixed to the vibrator and others.
  • the arrangement of the permanent magnet 3 and the exciting coil 4 may be reversed so as to float and fix the permanent magnet 3 as in another embodiment described later.
  • a weight 8 (a pendulum) is attached to the tip of the panel panel 2 adjacent to the exciting coil 4.
  • the panel member 2 constituting the vibration generating section 1 into a U-shape rather than a flat plate as in the conventional case, the substantial length of the run-out section from the fixed surface A to the weight 8 is obtained using a narrow space. Can be made sufficiently long, and as a result, the resonance frequency of the swing portion decreases, and the selectivity of the resonance point can be increased. This makes it possible to obtain an efficient vibration force despite its small size.
  • FIG. 2A and 2B show a vibration generator 20 using the vibration generator 1 shown in FIG.
  • the U-shaped panel panel 2 has a weight 8 and a permanent magnet 3 floating on its movable part.
  • an electromagnetic coil 4 is disposed at a lower portion facing the floating fixed permanent magnet 3.
  • a yoke plate 10 is provided around or at a part of the permanent magnet 3 so as to improve the magnetic effect of the permanent magnet 3 and obtain a larger vibration force. If a very large vibration force is not required depending on the use, the yoke plate 10 can be omitted.
  • the printed circuit board 6 on which the drive circuit 5 of the electromagnetic coil 4 is mounted has the electromagnetic coil 4 mounted and fixed on the left end, and the fixed end of the U-shaped panel panel 2 is located near the center of the board.
  • a large number of circuit components fixed to the portion A and using the U-shaped lower space of the panel panel 2 to form an oscillation circuit, a current drive circuit, etc. (not shown) necessary for the drive circuit 5 has been implemented.
  • the panel panel 2 is provided with two projections 7 formed on a fixing portion thereof, and these projections are formed on predetermined through holes 11 1 and 11 on the printed circuit board 6. Since it can be fixed by inserting and soldering, the mounting structure is extremely simple and the positioning of the panel 2 can be easily performed. Also, the bonding strength with the printed circuit board 6 can be sufficiently ensured.
  • these members constituting the vibration generator 1 and the drive circuit 5 are housed in the rectangular parallelepiped casing 12 to constitute the vibration generator 14 of this embodiment.
  • the left upper surface of the casing 12 is open to form an open portion 13, and a part of the weight 8 can protrude from the open portion 13 when vibrating.
  • the casing 12 has a size of 5 ⁇ 5 ⁇ 16 mm.
  • the vibration generator 14 is directly mounted on a motherboard such as a mobile phone, the casing 12 is not always necessary, and the drive circuit 5 is also shown in FIGS. 2A and 2B. There is no need to place them in position.
  • the driving circuit 5 when a vibration command signal of a mobile phone, a pager, a game machine, or another small wireless device is input to the vibration generating device 14, the driving circuit 5 generates the vibration.
  • the square current corresponding to the resonance frequency determined by the total inertial weight of the part 1, that is, the weight 8, the yoke plate 10, the permanent magnet 3, and the elastic strength of the plate panel 2, excites the exciting coil 4 with a sine wave current. Then, an attractive force and a repulsive force are continuously generated between the exciting coil 4 and the permanent magnet 3, and the permanent magnet 3 and the weight 8 vibrate up and down. Then, the weight 8 resonates at the resonance point or near the resonance point, and efficiently converts the applied current into a large vibration energy.
  • the U-shaped leaf spring 2 is used to lower the resonance frequency of vibration to a suitable value and to set the selectivity of the resonance point higher. A sufficient vibration force can be obtained.
  • the vibration generator since a panel panel processed into a U-shape is used as a panel member constituting the vibration generation unit, the resonance frequency of the vibration unit is reduced, and the vibration at the resonance point is reduced. Since the vibrating operation can be performed, a large vibrating force can be obtained efficiently with relatively little power supply. Also, the vibration generator composed of permanent magnets and excitation coils has a simpler structure than conventional motor-driven vibration generators, and can be reduced in size and cost.
  • the mounting structure of the panel will be simplified and the size of the panel will be further reduced. Type can be realized.
  • the bonding strength with the printed circuit board can be sufficiently secured, reliability is improved.
  • the weight is fixed to the tip of the panel panel, the driving energy of the coil can be efficiently converted into vibration, so that a large vibration force can be obtained effectively.
  • a part of the vibrating weight can be projected from this open portion. The size of the sing can be made as small as possible, and in recent years it is extremely suitable for portable telephones, etc., which have been remarkably reduced in size and weight.
  • reference numeral 22 denotes a U-shaped panel made of phosphor bronze, and a weight 28 and a permanent magnet 23 are floatingly fixed to the driving end thereof.
  • An electromagnetic coil 24 (air-core coil) is provided in the lower part opposite to.
  • a yoke plate 29 is engaged so as to overlap with the leaf spring 22.
  • the yoke plate 29 is a member constituting the magnetic circuit of the permanent magnet 23, and is considered to improve magnetic efficiency by using an iron-based material having a small magnetic resistance so that efficient vibration can be obtained. Have been.
  • the vibration panel 21, the yoke plate 29, the permanent magnet 23, the electromagnetic coil 24, the weight 28, and the like constitute a vibration generator of the vibration generator 21.
  • a rectangular cutout portion 36 is formed on the upper surface of the U-shape so that the central portion is widened in a circular arc shape.
  • the top surface of the columnar permanent magnet 23 is press-fitted into the wide portion 36a. Further, after the press-fitting, the press-fitted portion may be further bonded with an adhesive. This state is shown by a virtual line (two-dot chain line) in FIG.
  • the left end of the panel panel 22 is bent slightly obliquely downward to form a pressing piece 38a.
  • a stepped portion 37 is formed at the right end of the plate-like body, and the left side portion is bent down almost at a right angle.
  • the pinch pieces 38b are formed with the ends raised, and the bent-down portions 40 are formed with opposing ear portions 39, 39 at a predetermined angle.
  • the permanent magnet 23 is pressed into the punched portion 36 of the panel panel 22 (further, the press-fitted portion is bonded with an adhesive. Then, insert each end of the work board 29 (that is, the left bent part 40 and the right step part 37) into the gap so that the flat part is inserted. What is necessary is just to overlap on the upper side of the panel board 22.
  • the base 28 a of the weight 28 is composed of a pressing piece 38 a of the panel panel 22 and a pressing piece 38 b of the pressing plate 29. Between the upper and lower sides (vibration direction).
  • the sandwiching portion 41 is pushed up and down, so that the yoke plate 29 is provided with the top surface of the permanent magnet 23 exposed from the cutout portion 36 of the plate spring 22 as a fulcrum.
  • the right end of is displaced upward, and the step portion 37 is strongly pressed against the inside of the panel panel 22.
  • an adhesive may be used for the sandwiched portion in order to further increase the sandwiching strength of the weight 28 by the sandwiching portion 41.
  • the ears 39 of the yoke plate 29 are arranged so as to partially surround the periphery of the permanent magnet 23, thereby improving the magnetic efficiency of the permanent magnet 23. A larger vibration force can be obtained.
  • reference numeral 26 denotes a circuit board that controls driving of the electromagnetic coil 24.
  • the circuit board 26 includes a large number of circuit components 25 (for example, a drive circuit) using the U-shaped lower space of the leaf spring 22 in addition to the electromagnetic coil 24 and the panel panel 22. (IC parts) are mounted.
  • the electromagnetic coil 24 is fixed with an adhesive or the like, and the panel panel 22 is provided with through holes 35, 35 on the circuit board 26, as shown in FIG. Is fixed by soldering. Since the material of the leaf spring 22 is phosphor bronze, the solderability is good and the bonding strength with the circuit board 26 can be sufficiently secured.
  • a power supply terminal 30 having an insulative terminal block 31 made of synthetic resin or the like is provided at the base end of the circuit board 26 at the right end.
  • This power supply terminal 30 is connected to the circuit board 2
  • the power required for 6 is received from the mounting equipment via two lead pins 3 4, 3 4 consisting of a thin plate made of phosphor bronze extending diagonally upward from the top of the terminal block 3 1, and the terminal block 3 1 Are fixed to the circuit board by soldering the connection terminals 33 protruding from the bottom of the circuit board. As in the case of the plate panel 2, soldering is performed through holes (not shown). However, since the material is phosphor bronze, the solderability is good and the bonding strength can be sufficiently secured.
  • a triangular prism-shaped rib 32 protrudes from the body of the terminal block 31 toward the inside of the board, and when the power supply terminal 30 is mounted on the circuit board 2, the rib 3 2 The bottom of the abutment makes contact with the head of the circuit component 25 to stabilize the mounting and to reliably prevent it from falling due to vibration.
  • the power supply terminal 30 is also used as a fixing means when mounted on a mobile phone described below.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which the vibration generator 21 having the above configuration is mounted on a mobile phone.
  • a positioning frame 51 is provided inside a case on one side of a mobile phone (not shown), and a vibration generator 21 is mounted in this frame.
  • the substrate 50 (mother board) of the mobile phone disposed on the facing case surface there are formed power supply pads 52, 52 facing the lead bins 34, 34 of the power supply terminal 30. Have been.
  • the case of the mobile phone is opened, the back side of the vibration generator 21 (that is, the back side of the circuit board 26) is adhered to the case frame 51 with the double-sided adhesive tape 42, and then the case is removed.
  • the power supply pads 52, 52 abut against the contacts 34a, 34a at the tip of the lead pin, and the press contact force causes the lead pin 34 to be positioned radially below the upper surface of the leaf spring 22 at two locations. Press with. Since this pressing force acts on the bonding portion on the opposite side, peeling of the double-sided adhesive tape 42 due to temperature, vibration, or the like is prevented.
  • the contacts 34a, 34a of the lead pins 34 are always in contact with the power supply pads 52, 52 of the substrate 50 at a predetermined pressure and do not separate even when vibrating, the power supply always operates normally. Is performed.
  • the fixing and mounting structure is provided by the bonding means using the double-sided adhesive tape 42 and the pressing force of the power supply terminal 30 also serving as the power supply, a simple structure is provided. Despite the structure, the reliability of mounting on mobile phones is extremely high Obviously, the elastic member for obtaining the casing and pressing force of the vibration generator described in the related art is not required at all, so that it can greatly contribute to cost reduction.
  • the plate panel and the yoke plate As described above, according to the present invention, particularly according to the second embodiment, the plate panel and the yoke plate
  • the structure is simplified by minimizing the opening for attaching members, such as mounting or attaching weights or permanent magnets, etc., assembly is easy, and miniaturization and cost reduction can be achieved.
  • phosphor bronze is used for the panel panel and the power supply terminal, it can be fixed by soldering, facilitating assembly and obtaining high reliability with respect to vibration resistance.
  • the vibration generator of the present invention since it has an adhesive means such as an adhesive tape and a fixing / mounting structure by the pressing force of the power supply terminal that also serves as power supply, the mounting reliability to the mounting equipment is extremely high despite its simple structure. Also, no elastic member is required for obtaining the casing and pressing force of the vibration generator, which greatly contributes to cost reduction. Therefore, if the vibration generator of the present invention is used for a mobile phone, it can greatly contribute to the miniaturization, low cost, and high reliability of the mobile phone.

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Description

明 細 振動発生装置およびそれを用いた携帯電話機
技術分野
本発明は、 携帯電話機、 ページャ一 (ボケットペル) 、'或いはゲーム機等に好 適に使用できる振動発生装置に関するものである。 景技術
従来より、 携帯電話機やポケットベル等で呼び出しを知らせる振動告知手段と して振動発生装置が使用されている。 この種の振動発生装置として、 小型モー夕 の出力軸に偏心負荷を取り付け、 モ一夕の回転によりその重心が移動して振動を 発生する構造のものや、 平板状の振動板に浮固定された永久磁石を駆動コイルの 吸着作用により振動させる振り子型構造のもの (例えば特閧平 4一 3 6 3 0号な ど) が公知である。
近年に於ける機器の小型化傾向の中で、 上記何れかのタイプの振動発生装置に おいても、 小型でありながら、 且つ充分が振動が得られる高効率の振動発生装置 の需要が高まっている。
そして、 通常、 これら振動発生装置は、 両面粘着テープ等の接着手段により携 帯電話機やポケットペル等のケース内側に実装されている。
ところで、 前記モー夕型振動発生装置では、 高振動、 高エネルギー振動を得る には偏心付加の偏心重量や動作容量のアツプが必須であり、 これが駆動モータの 大型化やコストアップに繋がることから、 小型化、 低価格化の障害となっていた 。 また、 最近の携帯電話機は、 重量、 容積共に極限まで小型 ·軽量化が進んでき ており、 上記特開平 4一 3 6 3 0号公報に開示した構造の場合、 そのまま単純に 小型にするだけでは振動告知機能として充分な振動力を得ることは甚だ困難であ つた。
更に、 実装に関して、 上記のような接着手段によるケース内への実装構造では 、 温度変化による粘着力の劣化や振動等によって粘着テープが剥がれ易く、 この ため接着部分を常に反対側から押圧しておく必要がある。
この場合、 振動発生器をケーシングし、 一方のケース面を粘着テープで接着す ると共に、 対向ケース面と携帯電話機等のケースとの間にゴムやスポンジ等の弾 性材を介在し、 その反発力により接着部分を常時押圧しておくといった実装構造 が考えられる。 ところが、 ケーシングを主として弾性材の押さえ用として使用す るのでは折角のケ一シングも実用価値が少なく、 部品点数が増える割にはコスト 効率が悪い。 且つ、 ケース間に弾性材を介装する実装作業も煩雑で作業性が悪い という欠点が有る。
また、 前記した振り子型構造の振動発生器では、 振動板としてスプリング鋼板 が使用される場合が多い。
スプリング鋼板は優れたバネ性を有し、 且つ磁気抵抗が小さいことから効率的 な振動力を得るには好適材料であるが、 反面、 半田のぬれ性に劣るため、 小型化 、 低価格化のため振動板を直接基板に取り付けるような場合には、 半田付け性の 悪さによる作業性の問題や振動に対する接合部分の信頼性が問題となる。
このように、 従来では、 振動発生器の組立性および携帯電話等への実装性の面 でコストゃ信頼性に係わる問題を残していた。 発明の開示
本発明は、 上記問題に鑑みて成されたもので、 小型でありながら充分な振動力 が得られる効率的な振動発生装置を提供することを目的とするものである。 本発明の別の目的は、 組立性や実装性に優れ、 振動に対して高い信頼性を有す る振動発生器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、 上記の振動発生装置を用いた小型で安価、 且つ信頼 性の高い携帯電話機を提供することである。
本発明の第 1の実施例による振動発生装置は、 一端を固定したパネ部材を介し 、 所定の空隙をもって対向配置された永久磁石と電磁コイルとで構成される振動 発生部と、 当該振動発生部を駆動して振動力を得る駆動回路と、 これらを収納す るケ一シングを備えてなる振動発生装置において、 上記パネ部材を U字形状の板 パネで構成し、 振れ部の実質長を長くしたことを特徴とする振動発生装置である o
この構成により、 パネ部材を U字状に加工して振れ部の実質長を長くすること のより、 振れ部の共振周波数が低下し、 共振点の選択度をより高くできるから、 効率よく大きな振動力を得ることができる。
また、 上記第 1実施例の振動発生装置の変形例として、 前記板パネの一端が前 記駆動回路のプリント基板上に直接半田付け、 または接着剤などにより固着され てなる構成とすることができる。 かような板パネの固着方法は、 構造が簡単で、 且つ、 回路部品は余ったスペースを利用して効率よく配置できるから、 更なる小 型化が図れると共に、 板パネとプリント基板との接合強度も充分確保出来る。 また、 上記第 1実施例の振動発生装置の更に別の変形例として、 前記板パネの 先端に錘を固定した構成とすることができる。 この構成により、 励磁コイルの駆 動エネルギーを効率よく振動に変換できるようになる。
更に、 別の変形例において、 上記板パネの先端部が金背巣する上記ケ一シング の部分を開放させた構成とすることができる。 この構成により、 振動する錘の一 部はケ一シングの開放部分より突出させることで、 その分ケーシングのサイズを 小型にできる。
更に、 本発明の第 2の実施例において、 振動発生部と当該振動発生部を駆動し て振動力を得る駆動回路とを備えた振動発生器において、 前記振動発生部は、 一 端を回路基板に固着し、 振動部分が U字形を成す板パネと、 当該板パネを介し、 所定の空隙を保持して対向配置された永久磁石と電磁コイルとで構成され、 且つ 、 当該振動発生部を上部より押圧するように付設したパネ性の有る電力供給端子 を有することを特徴としている。
また、 上記第 2の実施例において、 前記振動部分の先端に錘を固着して成る構 成とすることができる。 この構成では、 構造は簡略、 且つコンパクトであるから 、 組立は容易で振動に対する信頼性も高い。
また、 前記板パネに鉄系材料より成るヨーク板を組み合わせて形成することが できる。 この構成では、 ヨーク板と板バネを一体化することにより、 バネ性とョ —クの特性 (低磁気抵抗) を備えた複合パネ部材とすることができ、 且つ、 各々 が相互に係着する構造であるから、 一体化のための特別な部材を必要としない。 また、 別の変形例として、 粘着テープ等の接着手段と、 前記電力供給端子の押 圧による取り付け機器への実装構造とすることができる。
ここで、 前記電力供給端子は、 取り付け機器 (携帯電話機やポケベル等の電子 機器) の基板端子 (パッド) に接触して振動発生器側に電力を供給するものであ る。 本構成では、 粘着テープを用いて取り付け装置へ実装すると、 弾性を有する 電力供給端子 (リードピン) の押圧力が常時この接着部に作用するため温度変化 や振動等による粘着テープの剥がれが防止され、 実装の信頼性が確保される。 更に、 別の変形例としては、 前記板パネおよび前記電力供給端子の材質がリン 青銅であることを特徴としている。 リン青銅は半田付け性が良好で板パネや電力 供給端子の接続部分を直接回路基板に半田付けできるため、 取り付けは容易であ る。 また、 振動に対して十分な接合強度も確保できる。
また、 更に別の変形例としては、 前記永久磁石が圧入により前記板パネに固着 される構成とすることができる。 本構成では、 固着の構造は極めて簡略化され、 且つ、 取り付けは確実,強固である。
更に、 上記構成において、 前記永久磁石が前記板パネに圧入されると共に、 圧 入箇所が接着剤にて接着される構成とすることもできる。 これにより永久磁石の 取り付けをより確実 ·強固にできる。
また、 前記錘は、 前記板パネと前記ヨーク板にて挟着され留構成とすることが できる。 この構成では、 錘を取り付けるための特別な部材を一切必要とせず、 且 つ、 上下 (振動方向) より挟み込む構造であるから、 取り付けの信頼性は高い。 更に、 前記錘は、 前記板パネと前記ヨーク板にて挟着されると共に、 挟着部分 が接着剤にて接着される構成とすることができる。 この構成では、 錘取り付けの 信頼性をより向上することができる。
また、 前記電力供給端子が半田付けにより前記回路基板に固着できる。 この構 成では、 取り付け機器からの電力を直接回路基板に供給できるため、 面倒な配線 は不要である。 また、 端子の材料がリン青銅であるため、 半田付けにて容易に固 着できる。
更に、 前記電力供給端子は、 倒れ防止用のリブを設けた絶縁性の端子台を有す る構成とすることができる。 この構成では、 回路基板に電力供給端子を実装する と、 リブが実装部品の頭部に当接して電力供給端子を支持するから、 取り付けが 安定する。
また、 本発明は、 上記構成の振動発生装置を備えて成る携帯電話機を提供する ものでもある。
本発明の振動発生器は、 小型、 安価で、 且つ、 実装信頼性は高いから、 携帯電 話機の振動告知用として最適であり、 携帯電話機の小型化、 低価格化、 信頼性向 上に十分寄与できるものである。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の好ましい実施例による振動発生装置における振動発生部の基 本構造を示す外観斜視図である。
図 2 A及び図 2 Bは、 本発明の好適な実施例による振動発生装置の構成を示す 図であり、 図 2 Aは平面図、 図 2 Bは一部破断の側面図である。
図 3は、 本発明の振動発生装置に用いる板パネの固定方法を示す要部斜視図で ある。
図 4 A及び図 4 Bは本発明の別の実施例による振動発生装置の構造を示す図で あり、 図 4 Aは平面図、 図 4 Bは側面図である。
図 5 A及び図 5 Bは、 図 4 A, Bに示す振動発生装置の板パネの構造を示す図 で、 図 5 Aは平面図、 図 5 Bは側面図である。
図 6 A及び図 6 Bはヨーク板の構造を示す図で、 図 6 Aは平面図、 図 6 Bは側 面図である。
図 7は図 4の振動発生器の使用態様を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明の好適な実施例による振動発生装置について説明 する。 第 1実施例
図 1乃至図 3において、 本発明の振動発生装置の一部を構成する振動発生部 1 は、 弾性長板を U字状に加工した板パネを用い、 この U字状の板パネ 2の下端部 に永久磁石 3を取り付けると共に、 この永久磁石 3と所定の空隙をもって対向す るよう U字形板パネ 2の他端側に励磁コィル 4を浮固定して構成されており、 前 記永久磁石 3の下側 A部は被振動他に固定される。 尚、 上記構成で、 永久磁石 3 と励磁コイル 4の配置を上下入れ替えて後述する別の実施例のように永久磁石 3 を浮固定する構造にすることもできる。 また、 この実施例では、 励磁コイル 4に 隣接する板パネ 2の先端部に錘 8 (振り子) を取り付けてある。
このように、 振動発生部 1を構成するパネ部材 2を従来の様な平板状ではなく 、 U字形とすることにより、 狭いスペースを用いて固定面 Aから錘 8に到る振れ 部の実質長を充分長くすることができ、 その結果、 振れ部の共振周波数が低下し 、 共振点の選択度をより高くできる。 これにより、 小型でありながら、 効率のよ い振動力を得ることが可能となる。
図 2 Aと図 2 Bにおいて、 図 1に示した振動発生部 1を使用した振動発生装置 2 0を示している。 U字形の板パネ 2は、 その可動部に錘 8と永久磁石 3が浮固 定されている。 この図示例では、 図 1に示した振動発生部 1の構造とは相違し、 浮固定された永久磁石 3に対向する下方部に電磁コイル 4が配置されている。 ま た、 この永久磁石 3の周囲、 又はその一部に永久磁石 3の磁気効果を向上させて より大きな振動力が得られるよう、 ヨーク板 1 0が配設されている。 尚、 用途に より、 さほど大きな振動力を必要としない場合は、 このヨーク板 1 0を省略すえ ることも可能である。
上記電磁コィル 4の駆動回路 5が搭載されるプリント基板 6は、 その左端に上 記電磁コイル 4が載置 ·固定されていると共に、 前記 U字形板パネ 2の固定端部 が基板中央寄りの A部分に固定されており、 この板パネ 2の U字形の下側スぺ一 スを利用して駆動回路 5に必要な図示しない発振回路や電流駆動回路等を構成す · る多数の回路部品が実装されている。
ここで、 図 3に示すように、 板パネ 2は、 その固定部に形成した 2個の突起 7 , 7を備え、 この突起をプリント基板 6上の所定のスルーホール 1 1 , 1 1に揷 入して半田付けすることにより固定できるから、 取り付け構造は極めて簡単であ り、 且つ、 板パネ 2の位置決めも容易に行える。 また、 プリント基板 6との接合 強度も充分確保できるものである。
以上、 振動発生部 1および駆動回路 5を構成するこれらの部材が直方体状のケ —シング 1 2に収納されて、 この実施例の振動発生装置 1 4が構成されている。 このケ一シング 1 2の左上面部は開放されて開放部 1 3を形成しており、 振動時 にこの開放部 1 3より錘 8の一部が突出できるようになつている。
因みに、 ケ一シング 1 2は、 5 X 5 X 1 6 mmといったサイズである。 但し、 本振動発生装置 1 4を携帯電話機などのマザ一ボード上に直接実装する場合、 ケ —シング 1 2は必ずしも必要ではなく、 また、 駆動回路 5も図 2 A、 図 2 Bに示 した位置に配置する必要はない。
本発明の上記構成では、 携帯電話機やページャ一、 或いはゲーム機、 或いはそ 他の小型無線機等の振動の命令信号がこの振動発生装置 1 4に入力されると、 駆 動回路 5は振動発生部 1、 即ち錘 8、 ヨーク板 1 0、 永久磁石 3などによる総合 的な慣性重量と板パネ 2の弾性強度で決まる共振周波数に相当する方形電流は正 弦波電流にて励磁コイル 4を励磁し、'励磁コイル 4と永久磁石 3との間に吸引力 と反発力を連続的に発生させ、 永久磁石 3と錘 8を上下に振動させる。 すると、 錘 8は、 共振点または共振点付近で共振し、 印加電流を効率良く大きな振動エネ ルギ一に変換する。 既述したように、 この構成では、 U字形の板バネ 2を用いて 振動の共振周波数を好適値に低下し、 共振点の選択度をより高く設定してあるた め、 小型であっても充分な振動力を得ることができる。
以上の通り、 上記の実施例による振動発生装置では、 振動発生部を構成するパ ネ部材として U字形に加工された板パネを使用したので、 振れ部の共振周波数が 低下し、 共振点での振動動作が可能となるため、 比較的少ない供給電力で効率良 く大きな振動力を得ることができる。 また、 永久磁石と励磁コイルで構成される 振動発生装置は、 従来のモー夕駆動型振動発生装置に比べて構造が簡単で、 小型 化 ·低コスト化が可能となる。
また、 板パネの固定端を駆動回路のプリント基板上に半田付けや接着剤などに より直接固定する構造とすれば、 板パネの取り付け構造が簡単になり、 更なる小 型化が実現できる。 また、 プリント基板との接合強度も充分確保できるので、 信 頼性が向上する。
更に、 板パネの先端部に錘を固定した構造とすれば、 コイルの駆動エネルギー を効率良く振動に変換できるため、 大きな振動力を効果的に得ることができる。 また、 板パネの先端部が近接するケ一シングの部分を開放した構成とすること で '(請求項 4 ) 、 振動する錘の一部はこの開放部分より突出させることができる ので、 ケ一シングのサイズを極力小型化でき、 近年、 小型化■軽量化が著しい携 帯電話機などに極めて好適である。
第 2実施例
次に、 本発明の第 2の実施例を図 4乃至図 7を参照して説明する。
図 4 A , 4 Bにおいて、 符号 2 2はリン青銅製の U字形板パネで、 その搌動端 部に錘 2 8と永久磁石 2 3が浮遊固定されており、 更に、 この永久磁石 2 3に対 向する下方部に電磁コイル 2 4 (空芯コイル) が配設されている。 また、 前記板 バネ 2 2に重ね合わさるようにヨーク板 2 9が係着されている。 このヨーク板 2 9は、 前記永久磁石 2 3の磁気回路を構成する部材で、 磁気抵抗の小さい鉄系材 料を使用することにより磁気効率を向上し、 効率的な振動が得られるように考慮 されている。
これら板パネ 2 2、 ヨーク板 2 9、 永久磁石 2 3、 電磁コイル 2 4、 錘 2 8等 により振動発生器 2 1の振動発生部が構成されている。
ここで、 前記板パネ 2 2においては、 図 5 A, 5 Bに示すように、 U字形の上 面に中央部分を円弧状に幅広に空けた矩形状の抜き部 3 6が形成されており、 組 立に際しては、 この幅広部 3 6 aに円柱形永久磁石 2 3の頂面部分が圧入される 。 また、 圧入後、 さらに圧入箇所が接着剤により接着される場合もある。 この状 態を図 2中の仮想線 (二点鎖線) で示してある。 尚、 この板パネ 2 2の左端が幾 分斜め下方に曲成されて挟圧片 3 8 aが形成されている。
一方、 前記ヨーク板 2 9においては、 図 6 A, 6 Bに示すように、 板状体の右 端に段部 3 7が形成されると共に、 左側部分をほぼ直角に曲げ下ろすと共に、 そ の端部を起こして挟圧片 3 8 bが形成され、 更に、 曲げ下ろし部 4 0には、 相対 向する耳部 3 9, 3 9が所定の角度で形成されている。 上記構成の板パネ 2 2とョ一ク板 2 9を組み合わせて一体化するには、 板パネ 2 2の抜き部 3 6に永久磁石 2 3を圧入すると共に (更に圧入箇所を接着剤にて 接着しても良い) 、 その隙間からョ一ク板 2 9の各端部 (即ち、 左側の曲げ下ろ し部 4 0と右側の段部 3 7 ) を填め込むように挿入し、 扁平部をパネ板 2 2の上 側に重ね合わせれば良い。
このように、 板バネ 2 2とヨーク板 2 9を組み合わせることにより、 リン青銅 によるパネ性と鉄系材による高磁気特性を備えた複合パネ部材を構成することが でき、 簡略化された構造で大きな振動を得ることができる。
そして、 図 4 A, 4 Bに示すように、 錘 2 8の基部 2 8 aが板パネ 2 2の挟圧 片 3 8 aとョ一ク板 2 9の挟圧片 3 8 bとで構成される挟持部 4 1に上下 (振動 方向) より挟み込まれて固定される。
また、 錘 2 8が挟み込まれると挟持部 4 1が上下に押し広げられるため、 板バ ネ 2 2の抜き部 3 6より露出している永久磁石 2 3の頂面部を支点としてヨーク 板 2 9の右端が上方へ変位し、 その段部 3 7が板パネ 2 2の内側に強く圧接する 。 この圧接力を持って板パネ 2 2とヨーク板 2 9はしつかりと一体化される。 ま た、 挟持部 4 1による錘 2 8の挟着強度をより向上するために挟着部分に接着剤 を使用しても良い。
尚、 この状態では、 ヨーク板 2 9の耳部 3 9が永久磁石 2 3の周辺を一部囲む ように配設されることになり、 れにより永久磁石 2 3の磁気効率が向上し、 よ り大きな振動力を得ることができる。
次に、 符号 2 6は電磁コイル 2 4を駆動を制御する回路基板である。 この回路 基板 2 6には、 電磁コイル 2 4や板パネ 2 2の他、 板バネ 2 2の U字形の下側ス ペースを利用して駆動回路を構成する多数の回路部品 2 5 (例えば、 I C部品) が実装されている。 電磁コイル 2 4は接着剤等で固着され、 板パネ 2 2は、 図 7 に示すように、 その固定端部の突起 2 7, 2 7を回路基板 2 6上のスルーホール 3 5 , 3 5に半田付けして固定される。 尚、 板バネ 2 2の材質はリン青銅である から、 半田付け性は良好で、 回路基板 2 6との接合強度も十分確保できる。 また、 回路基板 2 6の右端部に基端部に合成樹脂等の絶縁性の端子台 3 1を有 する電力供給端子 3 0が配設されている。 この電力供給端子 3 0は、 回路基板 2 6に必要な電力を端子台 3 1の頂部より斜め上方に延びたリン青銅製の薄板より 成る 2本のリードピン 3 4 , 3 4を介して取り付け機器側から受けるもので、 端 子台 3 1の底部より突出した接続端子 3 3 , 3 3の半田付けにより回路基板に固 定されている。 尚、 前記板パネ 2の場合と同様に、 半田付けは図示しないスルー ホールに成されるが、 材質がリン青銅であるから半田付け性は良好で、 接合強度 は十分確保できる。
また、 この端子台 3 1の胴部に基板内側に向けて三角柱状のリブ 3 2がー体成 形により突設されており、 回路基板 2に電力供給端子 3 0を実装すると、 リブ 3 2の底部が回路部品 2 5の頭部に当接して取り付けを安定させ、 振動による倒れ を確実に防止する。 本発明では、 この電力供給端子 3 0を以下に述べる携帯電話 機へ実装する際の固定手段としても利用している。
図 7は上記構成の振動発生器 2 1を携帯電話機に実装する場合の態様を示して いる。 図示のように、 携帯電話機 (図示せず) の片側のケース内側には位置決め 用の枠 5 1が設けてあり、 この枠内に振動発生器 2 1が実装されるようになって いる。 一方、 対向ケース面に配設された携帯電話機の基板 5 0 (マザ一ボード) には、 電力供給端子 3 0のリ一ドビン 3 4, 3 4に対向する給電パヅド 5 2 , 5 2が形成されている。
上記構成では、 携帯電話機のケースを開けて、 ケースの枠 5 1内に振動発生器 2 1の裏側 (即ち、 回路基板 2 6の裏面) を両面粘着テープ 4 2で接着した後、 ケースをすれば、 リードピン先端部の接点 3 4 a, 3 4 aに給電パッド 5 2 , 5 2が当接し、 その圧接力によりリードピン 3 4が橈んで下方に位置する板バネ 2 2の上面部を 2箇所で押圧する。 この押圧力が反対側の接着部に作用するため、 温度や振動等による両面粘着テープ 4 2の剥がれが防止される。
尚、 リードピン 3 4の接点 3 4 a, 3 4 aは常時基板 5 0の給電パッド 5 2 , 5 2と所定の圧力で接触しており、 振動時も離れることはないから、 常時正常な 給電が行われる。
このように、 本発明の上記第 2実施例では、 両面粘着テープ 4 2による接着手 段と、 給電を兼ねる電力供給端子 3 0の押圧力とによる固着 ·実装構造を備えて いるので、 簡単な構造でありながら携帯電話機への実装信頼性は極めて高いもの となる。 また、 従来技術で述べた振動発生器のケ一シングゃ、 押圧力を得るため の弾性部材は一切不要であるからコスト低減に大きく貢献できる。
以上説明したように、 本発明、 特に第 2実施例によれば、 板パネとヨーク板の
-体化、 或いは錘や永久磁石の取り付け等のように、 部材取り付けのための部口 を極力無くして構造を簡略化したので、 組立が容易となり小型化、 低コスト化が 図れる。 また、 板パネや電力供給端子にリン青銅を用いたので、 半田付けによる 固着を可能とし、 組立を容易とすると共に、 耐振動に対しても高い信頼性が得ら れるようになる。
また、 粘着テープ等の接着手段と、 給電を兼ねる電力供給端子の押圧力による 固着 ·実装構造を備えたので、 簡単な構造でありながら取り付け機器への実装信 頼性は極めて高いものとなる。 また、 振動発生器のケ一シングゃ押圧力を得るた めの弾性部材は一切不要であるからコスト低減に大きく貢献するものである。 従って、 本発明の振動発生器を携帯電話機に使用すれば、 携帯電話機の小型化 および低価格化、 高信頼性に大きく寄与できるものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 一端を固定したパネ部材 (2) を介し、 所定の空隙をもって対向配置された 永久磁石 (3) と電磁コイル (4) とで構成される振動発生部 (1) と、 当該振 動発生部 (1) を駆動して振動力を得る駆動回路 (5) と、 これらを収納するケ —シング (12) を備えてなる振動発生装置 (14) であって、
上記パネ部材 (2) を U字形状の板パネで構成し、 振れ部の実質長を長くした ことを特徴とする振動発生装置。
2. 前記板パネ (2) の一端が前記駆動回路 (5) のプリント基板 (6) 上に直 接半田付けまたは接着剤により固着されてなることを特徴とする請求項 1に記載 の振動発生装置。
3. 前記板パネ (2) の先端部に錘 (8) が固定されてなることを特徴とする請 求項 1に記載の振動発生装置。
4. 前記板パネ (2) の先端部が近接する前記ケ一シング (12) の部分を開放 して開放部 (13) を形成した請求瑣 1に記載の振動発生装置。
5. 振動発生部 (21) と当該振動発生部を駆動して振動力を得る駆動回路 (2 5) とを備えた振動発生装置 20において、
前記振動発生部は、 一端を回路基板 (26) に固着し、 振動部分が U字形を成 す板パネ (22) と、 当該板パネ (22) を介し、 所定の空隙を保持して対向配 置された永久磁石 (23) と電磁コイル (24) とで構成され、 且つ、 当該振動 発生部を上部より押圧するように付設したパネ性の有る電力供給端子 (30) を 有することを特徴とする振動発生装置。
6. 前記振動部分の先端に錘 (28) を固着して成ることを特徴とする請求項 5 に記載の振動発生装置。
7. 前記板パネ (22) に鉄系材料より成るヨーク板 (29) を組み合わせて成 ることを特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
8. 粘着テープ等の接着手段 (42) と、 前記電力供給端子 (30) の押圧によ る取り付け機器への実装構造を有することを特徴とする請求項 5に記載の搌動発
9. 前記板パネ (22) および前記電力供給端子 (30) の材質がリン青銅であ ることを特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
10. 前記永久磁石 (23) が圧入により前記板パネ (22) に固着されることを 特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
11. 前記永久磁石 (23) が前記板パネ (22) に圧入されると共に、 圧入箇所 が接着剤にて接着されることを特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
12. 前記錘 (28) は、 前記板パネ (22) と前記ヨーク板 (29) にて挟着さ れて成ることを特徴とする請求項 6'に記載の振動発生装置。
13. 前記錘 (28) は、 前記板パネ 22と前記ヨーク板 (29) にて挟着される と共に、 挟着部分が接着剤にて接着されることを特徴とする請求項 6に記載の振
14. 前記電力供給端子 (30) が半田付けにより前記回路基板 (26) に固着さ れることを特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
15. 前記電力供給端子 (30) は、 倒れ防止用のリブ (32) を設けた絶縁性の 端子台 (31) を有することを特徴とする請求項 5に記載の振動発生装置。
16. 振動発生装置を備えてなる携帯電話機であって、 上記振動発生装置は請求項 1又は 5に記載の振動発生装置であることを特徴とする携帯電話機。
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