(57)【要約】【課題】従来の振動発生体では、携帯式の視覚補助器に適用しても十分な効果を奏するものではなかった。【解決手段】振動発生体１は、長さ方向に磁極を持つ直方体の磁石２に、輪状の弾性部材３をはめてから、コイル４の内側に軽く圧入して成っている。弾性部材３は、コイル４の内側で梁部３ａと梁部３ｂを形成して、磁石２を両持ち梁に支持する振動体を構成している。コイル４に電流を流すと中心軸の方向に磁気が発生し、磁石２の発生する磁気と直角に加わるので、両者の磁気が反発しあい、弾性部材３を変形しながら磁石２を回転させ、反動によってコイル４が回転する力が働らく。コイル４の電流が切られると、変形した弾性部材３がバネ作用で戻って、磁石２が元の位置に戻り、反動によってコイル４が戻る力が働らく。間欠的な電流によって以上の動作が繰り返され、間欠的に回転振動する振動発生ができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、磁極の方向がコイルの中心軸と直角に配置された磁石と、コイルの内側において両持ち梁に磁石を弾性支持する弾性部材からなる振動発生体。
【請求項２】
弾性部材を輪状にし、磁石の周囲にはめたことを特徴とする請求項１記載の振動発生体。
【請求項３】
弾性部材と磁石が収まる制限空間を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の振動発生体。
【請求項４】
制限空間に、磁石の中央部で磁石と対向し磁極の方向に直交する方向に延びている突起部を設けたことを特徴とする請求項３記載の振動発生体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、視覚障害者が使用する携帯式の視覚補助器などにおいて用いられる振動発生体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
視覚障害者は、白杖を使えば、路面の状況を把握しながら安全歩行できるが、上半身への障害物の把握ができないという問題があり、非接触で周囲を探知する視覚補助器が求められる。特許文献１には、赤外線センサで物体までの距離を計測し、計測した距離を、手元の振動体を振動させる間欠時間に変換して、感覚判断できる携帯式の視覚補助器が記載されている。ところが、これは、常に振動体に触れていなければならないという不便さがあり、視覚補助器の全体を振動させる技術が求められてきた。
【０００３】
携帯電話機などの携帯機器の全体を振動させる技術として、モータの軸に偏心させて重りをつけた振動モータで、携帯機器の全体を振動させて着信などを知らせる技術がある。ところが、これは、回転が立ち上がって安定するのに時間がかかるため、間欠時間で情報を伝達するには不向きであり、視覚補助器に適用することはできない。
【０００４】
また、特許文献２には、コイルによって磁石を振動させて、携帯機器の全体を振動させる振動発生体の技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６１−１４０３１号公報
【特許文献２】
特開平９−１７２７６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献２に記載されている振動発生体は、コイルと磁石を結ぶ弾性要素が複雑なので、必要な振動の強度を得るためには大型になる。そのため、動作が遅くなって広範囲な間欠時間の変化ができないとともに、機械強度を保つのが困難になるという問題があった。従って、特許文献２に記載された振動発生体を携帯式の視覚補助器に組み込んでも、満足できる性能の携帯式の視覚補助器は得られない。
【０００７】
本発明は、以上の従来例が持つ課題を解決するためになされたもので、視覚障害者が周囲を把握し歩行などを助ける携帯式の視覚補助器などに適用できる振動発生体を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明による振動発生体は、コイルと、磁極がコイルの中心軸と直角に配置された磁石と、コイルの内側に両持ち梁に磁石を弾性支持する弾性部材からなっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、この発明の振動発生体１の構造を示す分解斜視図である。ただし、図１（ａ）の下部には、組み立てられた状態の透過斜視図が示されている。
【００１０】
振動発生体１は、長手方向に磁極を持つ直方体の磁石２に、輪状の弾性部材３をはめてから、コイル４の貫通穴の内側に軽く圧入して成っている。図１において、矢印ａは、磁石の挿入方向を示す。もちろん、逆の側から挿入されてもよい。弾性部材３は、コイル４の内側で梁部３ａと梁部３ｂを形成して、磁石２を両持ち梁で支持する振動体を構成する。なお、図１には明示されていないが、コイル４には矢印ａを軸として銅線等で巻き線が施され、その中央にできる貫通穴に、弾性部材３がはめられた磁石２が挿入される。
【００１１】
磁石２として、例えば、機械強度が高く、磁気が強力なネオジウム磁石を使用することが好ましい。また、長手方向の長さが長い磁石２のほうが、回転モーメントを大きくできるのでよい。磁石２の角部は、弾性部材３の内周面に食い込んで密着できる。弾性部材３として、人肌程度の柔らかいゴム状物質、例えば、スチレン・エラストマが好適である。弾性部材３を磁石２に密着させるために、弾性部材３の内周長を磁石２の外周長よりわずかに短く設定しておく。弾性部材３は柔らかくて摩擦係数が大きいので、磁石２の周囲と、コイル４の内面に密着して、磁石２がコイル４から外れることはない。
【００１２】
次に、振動発性体１の動作を図１（ｂ）の透過斜視図を参照して説明する。コイル４に電流を流すと図１（ａ）に示す矢印ａの中心軸の方向に磁気が発生し、磁石２の発生する磁気と直角に交わるので、両者の磁気が反発しあい、図１（ｂ）に矢印で示すように、弾性部材３を変形しながら磁石２の中央を回転軸として磁石２を回転させ、反動によってコイル４の中央を回転軸としてコイル４が回転する力が働らく。コイル４の電流が切られると、変形した弾性部材３がバネ作用で戻って、磁石２が元の位置に戻り、反動によってコイル４が戻る力が働らく。間欠的な電流によって以上の動作が繰り返され、間欠的に回転振動する。振動させたい物体にコイル４の部分を接触させることによって、振動発生ができる。
【００１３】
弾性部材３を輪状にすることで、直方体の磁石２に楽に装着でき、密着して外れることも無く、梁部３ａと梁部３ｂの２つの梁を一度に形成できるという利点がある。磁石２の回転はコイル４の内側で対称的なので、コイル４からはみ出してしまうことはなく、軽く圧入するだけで収められるという利点がある。力を受けるのは柔らかい弾性部材３なので、応力が集中することによる破損がないという利点もある。
【００１４】
図２は、この発明の振動発生体１を使った視覚補助器５の全体構造図である。図２において、左側には、上から順に、正面図、上面図、縦断面図が示され、右側には、使用時の横断面図が示されている。図３（ａ）に図２における縦断面図における磁石２およびコイル４近傍の拡大図を示し、図３（ｂ）に図２における横断面図における磁石２およびコイル４近傍の拡大図を示す。プラスチックのボディ６に一体化して中央に突起６ｄが形成された格納部６ａが形成されている。格納部６ａは、振動発生体１を収め、コイル４の部分を、中央に突起７ａが形成されたプラスチックのカバー７で押さえてボディ６に固定する。格納部６ａとカバー７とで構成される内部空間には、弾性部材３をはめた磁石２が楽に回転できるだけのすきまを持たせている。突起６ｄと突起７ａは、磁石２と対向し磁極の方向に直交する方向に延びているので、回転の中心を決めるのに役立っている。
【００１５】
音響ホーン部６ｂと音響ホーン部６ｃも、ボディ６に一体化して形成される。音響ホーン部６ｂを介して外部に超音波を送出する超音波発音器８と、音響ホーン部６ｃを介して外部からの超音波を受ける超音波受音器９とを振動遮断材１０を介して固定し、超音波発音器８と超音波受音器９とを回路１１につなぐ。回路１１と振動発生体１は電池１２から電気の供給を受ける。ふた１３で、ボディ６の内部が保護される。
【００１６】
回路１１は、スイッチ１１ａと、距離計測部１１ｂと、振動駆動部１１ｃで構成される。超音波による距離計測の原理は、例えば、物体までの距離を音で知らせる障害物探知用の杖として実開昭６２−６４３２５号公報に記載されている原理を応用することができる。Ａ−Ｄ変換回路を内蔵したマイクロコンピュータを用い、距離計測部１１ｂとして、マイクロコンピュータ（第１のマイクロコンピュータ）が、超音波発音器８への電気出力と、受信信号のデジタル変換を行う。具体的には、第１のマイクロコンピュータは、電気出力により超音波発音器８に超音波を出力させてから、超音波の受信を示す受信信号を超音波受音器９から受けるまでの時間を計測し、計測時間を示すデジタル信号を出力する。計測時間は、超音波を反射した障害物までの距離に対応している。
【００１７】
なお、超音波発音器８に電気出力をした直後に抵抗負荷に切り変えると残饗振動を速く減衰できるので、距離測定を正確にできる。受信信号は、増幅と周波数フィルタと整流などを行うアナログ回路を通してから、デジタル変換される。
【００１８】
振動駆動部１１ｃとしてもマイクロコンピュータ（第２のマイクロコンピュータ）を使い、第１のマイクロコンピュータが出力する距離に応じたデジタル信号に応じて、例えば４００ｃｍの距離で１４０ｍｓ間隔、３０ｃｍの距離で２０ｍｓ間隔に変化する間欠電気信号を発生させ、ＭＯＳトランジスタを駆動して振動発生体１に電池１２から間欠的に電流を流す。近距離では、例えば間欠電気信号の発生を断続的にする。その結果、注意を喚起することができ、節電にも役立つ。
【００１９】
第１のマイクロコンピュータおよび第２のマイクロコンピュータを含む回路１１の電源は、電池１２からコイル４を通して供給される構成を採用している。従って、振動発生体１の電流を切った瞬間に、コイル４の電磁誘導作用によって高電圧を発生するので、その電圧を整流回路で直流に直し、回路１１の電源電圧に重なるので、エネルギー効率を高めることができる。
【００２０】
さらに、第２のマイクロコンピュータのプログラムの随所で使用されている待ち時間サブルーチン（次の制御タイミングが発生するまでの待ち時間を作成するためのサブルーチン、すなわち、本来の制御を行っていない待ち時間を形成するためのサブルーチン）に、電源電圧が規定値になるまで振動発生体１に１０μｓ程度の瞬間的な断続の電流を流すアルゴリズムを入れることで、定電圧の電源を得ることができ、電池１２の電圧が下がっても回路１１は安定な動作ができる。瞬間的な断続によって生じる振動は速く、かつ、可聴音より高いので、手に感じることはなく、音も気にならない。
【００２１】
次に、この発明の振動発生体１を使った視覚補助器５の使い方について説明する。図２に示すように視覚補助器５を手で軽く持ち、スイッチ１１ａを押して起動させる。前方の障害物までの距離に応じた間欠時間で振動発生体１に電流を流して、ボディ６を間欠的に回転振動させる。使用者は、回転振動を手の触覚で感じて、その間欠時間から障害物までの距離を把握できる。
【００２２】
縦横に振動するより、回転振動のほうが手に感じやすく、かつ、視覚補助器５のどこを持っても感じることができる。振動発生体１は視覚補助器５の中央に位置しているので、さらに感じを均等にできる。視覚補助器１の幅をなるべく狭くすることで、磁石２の回転モーメントをより大きく手で感じることができる。
【００２３】
弾性部材３が圧縮されると、つぶれるとともに横に拡がるが、コイル４の内面とともに、格納部６ａとカバー７で空間が制限されているので、弾性部材３が外れることを防止できる。さらに、収まりがよくなるので弾性部材３は輪状でなくてもよい。また、万一、弾性部材３が切れても、振動発生体１はずれないで機能できる。さらに、落下したり、強力な磁石を近づけたりして、磁石２が過剰に変位しても、弾性部材３が緩衝材になるため壊れず、強力な振動を安全に発生できるという利点がある。
【００２４】
また、コイル４の部分をしっかりと固定せず、わずかな隙間を持たせてカバー７で押さえるようにしてもよい。その場合、コイル４は、隙間を動く間には拘束されずに、大きく加速されて速度が上がってからカバー７やボディ６に衝突するので、鋭く大きな振動を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明による振動発生体は、コイルの内側に、輪状の弾性部材をはめた磁石を圧入する構成になっているので、小型で強力な振動を安全に発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の振動発生体１の構造を示す分解斜視図、（ｂ）は透過斜視図である。
【図２】この発明の振動発生体１を使った視覚補助器５の全体構造図である。
【図３】視覚補助器５の部分拡大図である。
【符号の説明】
１  振動発生体、２  磁石、３  弾性部材、３ａ  梁部、３ｂ  梁部、４  コイル、５  視覚補助器、６  ボディ、６ａ  格納部、６ｂ  音響ホーン部、６ｃ音響ホーン部、６ｄ  突起、７  カバー、７ａ  突起、８  超音波発音器、９超音波受音器、１０  振動遮断材、１１  回路、１１ａ  スイッチ、１１ｂ  距離計測部、１１ｃ  振動駆動部、１２  電池、１３  ふた。
【図１】
2004248693.tif 000003
【図２】
2004248693.tif 000004
【図３】
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