(57)【要約】【課題】原価を低減でき、製品の信頼性を向上させることができ、振動量を向上させ、正常振動量により速やかに到達できる線形振動器を提供する。【解決手段】本発明の線形振動器 は、互いに結合されて所定の内部空間を提供する上部ケース及び下部ケースを含むケースと、下部ケースの上面に配置される基板と、ケースの内部両側端部にそれぞれ設置されて、基板と接続する第１コイル及び第２コイルと、ケース内部の少なくとも一面に一方が固定されるスプリングと、スプリングの他方に固定されて支持され、第１コイルと第２コイルとの間に位置して、第１コイル及び第２コイルとの作用によって上下方向に振動するマグネットと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに結合されて所定の内部空間を提供する上部ケース及び下部ケースを含むケースと、
前記下部ケースの上面に配置される基板と、
前記ケースの内部両側端部にそれぞれ設置されて、前記基板と接続する第１コイル及び第２コイルと、
前記ケース内部の少なくとも一面に一方が固定されるスプリングと、
前記スプリングの他方に固定されて支持され、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に位置して、前記第１コイル及び第２コイルとの作用によって上下方向に振動するマグネットと、
を含む線形振動器。
【請求項２】
前記下部ケースの両側面は、前記上部ケースに向かって伸びるように立てられ、立てられた部分に前記第１コイル及び第２コイルが支持される請求項１に記載の線形振動器。
【請求項３】
前記基板はＦＰＣＢであり、前記基板及び／又は前記ケースには、互いに結合される位置を案内する表示孔がそれぞれ形成される請求項１に記載の線形振動器。
【請求項４】
前記下部ケースには、その枠の少なくとも一部に前記上部ケースに向かって伸びるように立てられた支持部が形成されて、前記基板が前記下部ケースから離脱することを防止する請求項１に記載の線形振動器。
【請求項５】
前記下部ケースの一側面部は、その下端部が前記下部ケースの上面から上側へ一定距離隔てられて位置し、前記下部ケースの上面との間に所定間隔を提供して、前記基板は、前記所定間隔を介して挿入される請求項１ないし４の何れかに記載の線形振動器。
【請求項６】
前記スプリングは、
前記マグネットを固定する収容部と、
一端部は前記ケースの何れか一面に固定され、他端部は前記収容部に接続されて前記収容部を弾性的に支持する少なくとも２個のアーム（arm）と、
を含む請求項１ないし５の何れかに記載の線形振動器。
【請求項７】
前記マグネットには、磁性流体（Magnetic Fluid）が提供される請求項１ないし６の何れかに記載の線形振動器。
【請求項８】
前記コイルは、上下方向に巻線され、前記マグネットの中心は、前記コイルの中心と互いにずれて配置される請求項１ないし７の何れかに記載の線形振動器。
【請求項９】
前記マグネットの少なくとも一方には、マグネットより比重の大きいウェイトが固定される請求項１ないし８の何れかに記載の線形振動器。
【請求項１０】
前記スプリングは、前記基板に対向する前記上部ケースの下面に固定される請求項１ないし９の何れかに記載の線形振動器。
【請求項１１】
所定の内部空間を提供するケースと、
前記ケースの両側に固定されて外部電源が供給される第１コイル及び第２コイルと、
前記ケースに一方が結合されるスプリングと、
前記スプリングによって支持されて前記第１コイルと前記第２コイルとの間に置かれ、前記第１コイル及び第２コイルの作用によって上下方向に振動し、前記コイルの水平方向の中心と水平方向の中心とがずれる位置に置かれるマグネットと、を含む線形振動器。
【請求項１２】
前記マグネットは、上面側と下面側の極性が異なって着磁され、
前記コイルは、上下方向に巻線されるか、又は左右方向に巻線されている請求項１１に記載の線形振動器。
【請求項１３】
前記マグネットは、前記コイルに対向する右側面側と左側面側の極性が互いに異なって着磁され、
前記コイルは、上下方向に巻線されるか、又は左右方向に巻線されている請求項１１に記載の線形振動器。
【請求項１４】
前記マグネットは、前記第１コイル及び第２コイルの作用によって、一方向に運動した後、前記スプリングの弾性力によって他方向に運動して振動し、
前記マグネットは、前記コイルの中心を基準とするとき、前記一方向への移動距離が前記他方向への移動距離に比べて長い請求項１１に記載の線形振動器。
【請求項１５】
前記マグネットには、前記マグネットより比重の大きいウェイトがさらに備えられる請求項１１ないし１４の何れかに記載の線形振動器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線形振動器に関する。線形振動器は、所定の重量を有する振動子が線形に往復運動して振動を発生させる装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来の線形振動器は、通常、円形の外形を持つように提供される。その線形振動器には、円形ケースと、前記円形ケースの下面に固着されるコイルと、前記円形ケースの内部に収容される円形振動子と、前記円形振動子に固定されるマグネットと、前記振動子を前記円形ケースに対して支持するスプリングと、が含まれている。このような振動器の作用を説明すれば、まず前記コイルに電源が印加され、前記コイルを流れる電流によって、前記コイルと前記マグネットとの間から発生する電磁気力により前記振動子が上下に振動する。
【０００３】
しかしながら、上記のような円形の振動器は、通信機器を小型化するのに障害となる。詳細に説明すると、従来の円形振動器は、外形が円形で形成される。したがって、円形振動器を通信機器の内部に設置し、他の部品を通信機器の内部に設置したとき、従来の振動器の外面と前記他の部品の外面との間には活用できない空間が存在する。したがって、従来の円形振動器を使用する通信機器は、小型化に限界があり、円形振動器は、通信機器の小型化に限界を引き起こす。このような問題点を解消するために、円形振動器の外形を角形、例えば四角形の断面を有する六面体で形成することを考慮することができるが、これは角形のケースの内部に円形の部品、例えば、円形の振動子を配置し難いという短所を有する。
【０００４】
このような円形で提供される振動器による問題を解消するために、角形ケースと角形部品で構成された線形振動器も提示されたことがある。概略的に、従来の角形振動器は、ケースの両側端部に上下に積層される一対のマグネットを提供し、前記ケースの内部空間にはコイルを位置させ、そのコイルをスプリングによって前記ケースに支持させている。この状態で、前記コイルに電源が印加されると、コイルとマグネットとの間から発生する電磁気力によって、コイルが上下往復運動して振動が発生するようにする。
【０００５】
しかしながら、従来の線形振動器には、角形ケースの両側端部のそれぞれに一対のマグネットが積層されて、全体的に４つのマグネットが必要とされるため、高価なマグネットの数が多くなることから、線形振動器の原価が高くなって非経済的であるという短所がある。
【０００６】
そして、コイルが直接上下に振動する構造であるため、コイルに繰り返し荷重が加えられる。このような繰り返し荷重は、コイルに接続する引出し線にまで伝達されて、引出し線で断線が発生する恐れがある。これによって、製品の信頼性が低下するという短所がある。
【０００７】
そして、互いに交差する極性で上下に積層される一対のマグネットからコイルに接する磁束を減少させる作用を果たす。詳細には、何れか一つのマグネットから伸びてコイルに向かって水平になるべきの磁気力線が、他の一つのマグネットに向かって引かれて消滅するという問題点があることである。したがって、コイルに向ける水平方向の磁束密度が減少し、結局、コイルとマグネットとの間から発生する電磁気力が減少して、コイルによって発生する振動量が減少し、正常的な振動量に到達する時期が遅れるという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、原価を低減でき、製品の信頼性を向上させることができ、振動量を向上させ、正常振動量により速やかに到達できる線形振動器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る線形振動器は、互いに結合されて所定の内部空間を提供する上部ケース及び下部ケースを含むケースと、前記下部ケースの上面に配置される基板と、前記ケースの内部両側端部にそれぞれ設置されて、前記基板と接続する第１コイル及び第２コイルと、前記ケース内部の少なくとも一面に一方が固定されるスプリングと、前記スプリングの他方に固定されて支持され、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に位置して、前記第１コイル及び第２コイルとの作用によって上下方向に振動するマグネットと、を含む。
【００１０】
また、前記下部ケースの両側面は、前記上部ケースに向かって伸びるように立てられ、立てられた部分に前記第１コイル及び第２コイルが支持されることが好ましい。
【００１１】
また、前記基板はＦＰＣＢであり、前記基板及び／又は前記ケースには、互いに結合される位置を案内する表示孔がそれぞれ形成されることが好ましい。
【００１２】
また、前記下部ケースには、その枠の少なくとも一部に前記上部ケースに向かって伸びるように立てられた支持部が形成されて、前記基板が前記下部ケースから離脱することを防止することが好ましい。
【００１３】
また、前記下部ケースの一側面部は、その下端部が前記下部ケースの上面から上側へ一定距離隔てられて位置し、前記下部ケースの上面との間に所定間隔を提供して、前記基板は、前記所定間隔を介して挿入されることが好ましい。
【００１４】
また、前記スプリングは、前記マグネットを固定する収容部と、一端部は前記ケースの何れか一面に固定され、他端部は前記収容部に接続されて前記収容部を弾性的に支持する少なくとも２個のアーム（arm）と、を含むことが好ましい。
【００１５】
また、前記マグネットには、磁性流体（Magnetic Fluid）が提供されることが好ましい。
【００１６】
前記コイルは、上下方向に巻線され、前記マグネットの中心は、前記コイルの中心と互いにずれて配置されることが好ましい。
【００１７】
また、前記マグネットの少なくとも一方には、マグネットより比重の大きいウェイトが固定されることが好ましい。
【００１８】
また、前記スプリングは、前記基板に対向する前記上部ケースの下面に固定されることが好ましい。
【００１９】
また、上記の目的を達成すべく、本発明の線形振動器は、所定の内部空間を提供するケースと、前記ケースの両側に固定されて外部電源が供給される第１コイル及び第２コイルと、前記ケースに一方が結合されるスプリングと、前記スプリングによって支持されて前記第１コイルと前記第２コイルとの間に置かれ、前記第１コイル及び第２コイルの作用によって上下方向に振動し、前記コイルの水平方向の中心と水平方向の中心とがずれる位置に置かれるマグネットと、を含む。
【００２０】
また、前記マグネットは、上面側と下面側の極性が異なって着磁され、前記コイルは、上下方向に巻線されるか、又は左右方向に巻線されていることが好ましい。
【００２１】
また、前記マグネットは、前記コイルに対向する右側面側と左側面側の極性が互いに異なって着磁され、前記コイルは、上下方向に巻線されるか、又は左右方向に巻線されていることが好ましい。
【００２２】
また、前記マグネットは、前記第１コイル及び第２コイルの作用によって、一方向に運動した後、前記スプリングの弾性力によって他方向に運動して振動し、前記マグネットは、前記コイルの中心を基準とするとき、前記一方向への移動距離が前記他方向への移動距離に比べて長いことが好ましい。
【００２３】
また、前記マグネットには、前記マグネットより比重の大きいウェイトがさらに備えられることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、従来、多く使用されていた線形振動器の原価が低減されるという長所と、線形振動器の破損が防止されて動作信頼性が向上するという長所を得ることができる。また、振動量が増大して振動器の大きさを小さくすることができ、より速やかに正格振動量が到達できるという長所を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る線形振動器を詳細に説明する。
【００２６】
第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る線形振動器の斜視図であり、図２は、第１の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【００２７】
図１に示すように、内部に所定空間が形成された角形（square shaped）のケース１１０が設けられる。ケース１１０は、下面が開放された角形の上部ケース１１１と、上部ケース１１１に結合され、上面、前面及び後面が開放された角形の下部ケース１１５と、を有する。ここで、角形の意味は、通信機器などのような角のある被設物品の内部に容易に固着されるように、ほぼ六面体で提供されるという狭い意味で解釈できるが、円形に対する概念として、ケースの少なくとも何れかの外面が角のある形状に提供されるという広い意味で解釈することもできる。但し、六面体で提供されることが振動量の制御及び線形振動器の設置の便宜上好ましい。
【００２８】
下部ケース１１５の上面には、ＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）１２０が接着剤などによって固定されて配置される。前記ＦＰＣＢには、コイルに電流を印加する方向がパターンとして決定されている。そして、下部ケース１１５とＦＰＣＢ１２０には、相互間の結合位置を表示するか、又は相互間の位置を便利、かつ堅固に支持させる表示孔１１６、１２１が一つ以上対応するように形成される。そして、下部ケース１１５の両側端部において、前面側及び後面側には、支持部１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂが下部ケース１１５の下面に一体に形成される。支持部１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂは、ＦＰＣＢ１２０の枠部を支持して、ＦＰＣＢ１２０が下部ケース１１５の前面側及び後面側に離脱するのを防止する。
【００２９】
ＦＰＣＢ１２０は、下部ケース１１５の上面と一側面部１１５ａとの間に挿入されて、下部ケース１１５に上面に固定される。ＦＰＣＢ１２０を下部ケース１１５の上面と一側面部１１５ａとの間に挿入できるようにするために、下部ケース１１５の一側面部１１５ａの下端部は、下部ケース１１５の上面と所定の間隔を有する。好ましくは、前記一側面部１１５ａは、下部ケース１１５と同じ資材の板状部材からベンドされて提供され得る。例えば、支持部１１７ａからさらに折り曲げられて形成されることができる。
【００３０】
下部ケース１１５の両側面１１５ａ、１１５ｂには、第１コイル１３１及び第２コイル１３３が固定され、第１コイル１３１及び第２コイル１３３は、ＦＰＣＢ１２０と接続される。第１コイル１３１及び第２コイル１３３は巻線されて形成されるが、後述するマグネット１５０との作用によって発生する電磁気力を増加させるために、第１コイル１３１及び第２コイル１３３は、コア１３８を中央部に置いてコア１３８の外面に巻線されることが好ましい。そして、下部ケース１１５の一側面部１１５ａ及び他側面部１１５ｂには、コア１３８が挿入されて支持される支持孔１１９が形成される。前記支持孔１１９によってコイルの固着位置の指示及び位置固定に対する信頼性が増大され得る。但し、コア１３８を使用しない場合には、支持孔１１９がなくても良いが、提供されることがさらに好ましいことはもちろんである。
【００３１】
上部ケース１１１の下面には、第１アーム（arm）１４１、第２アーム１４４及び収容部１４７を有するスプリング１４０が結合される。
【００３２】
詳細には、第１アーム１４１は、上端部側が上部ケース１１１の下面において図面を基に左側に固定され、下端部側が上部ケース１１１の中央部側に位置する。第２アーム１４４は、上端部側が上部ケース１１１の下面において中央部側に固定され、下端部側が上部ケース１１１において図面を基に右側に位置する。これによって、第１アーム１４１及び第２アーム１４４は、上部ケース１１１の長さ方向に配置されて、それぞれ片持ち梁形態をなす。収容部１４７は、一側面と底面が開放されたケース形状に設けられ、一方は、第１アーム１４１の下端部側に接続するように形成され、他方は、第２アーム１４４の下端部側に接続するように形成される。前記収容部１４７に接続するアーム１４１、１４４の一部分は、上部ケース１１１に固定される方向の反対側であって自由に動く部分であるから、これをアームの自由端部側とも言える。
【００３３】
マグネット１５０は、収容部１４７と対応する角形で形成されて、収容部１４７に挿入されて固定され、第１コイル１３１と第２コイル１３３との間に位置する。そして、マグネット１５０の一側面及び他側面は、第１コイル１３１及び第２コイル１３３とそれぞれ対向する。これによって、第１コイル１３１及び第２コイル１３３に電流が印加されると、第１コイル１３１及び第２コイル１３３を流れる電流とマグネット１５０から発生する磁界との作用によって、マグネット１５０が上下に往復して振動が発生する。
【００３４】
上部ケース１１１の上面、第１アーム１４１及び第２アーム１４４には、相互間の結合位置を表示するか、又は相互間の位置を便利、かつ堅固に支持させる表示孔１１２、１４１ａ、１１３、１４４ａがそれぞれ対応するように形成される。
【００３５】
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態では、一つのみが提供されるマグネット１５０の上面及び下面側の極性が異に着磁され、第１コイル１３１及び第２コイル１３３は、図１に既に説明されたとおりに、上下方向に巻線されている。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態に係る線形振動器は、一つのマグネット１５０が使用されるから、材料費が低減されて線形振動器の原価が低減されるという長所がある。そして、マグネット１５０が振動して、第１コイル及び第２コイル１３１、１３３は自体的に振動せずに位置が固定されているから、第１コイル１３１及び第２コイル１３３が断線する恐れがなく、かつ、コイルの位置が固定的であるから、線形振動器の内部にコイルを設置する製造過程が単純になり、線形振動器の信頼性が向上するという長所がある。
【００３７】
ローレンツ力によれば、マグネットの周囲に形成される磁力線の成分の中で、コイルに向ける水平方向の磁力線のみが、マグネットを上下に動かす力を提供する。このような側面から見るとき、本発明の第１の実施の形態に係る線形振動器は、従来、一対のマグネットが積層されて使用されることとは異なり、一つのマグネット１５０が使用されるので、マグネット１５０による水平方向の磁束密度の減少が発生しないから、従来の線形振動器に比べて電磁気力が増加し、振動が強くなる。これによって、線形振動器の初期振動から正常振動に到達するまでの時間が短縮されることは勿論である。
【００３８】
マグネット１５０の上下振動によって、マグネット１５０の下面がＦＰＣＢ１２０にぶつかり得るが、この場合には、ＦＰＣＢ１２０が損傷すると同時に騒音が発生する。これを防止するために、マグネット１５０の底面の両端部側には、磁性流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｌｕｉｄ）１６０が置かれる。磁性流体とは、液体中に０．０１μｍ〜０．０２μｍの超微粒子磁性粉末をコロイド状に安定分散させた後、沈殿や凝集が生じないように界面活性剤を添加した流体である。磁性流体は、外部から磁界、重力、遠心力などが加えられても流体中の磁性粒子の濃度は一定に維持されるという特徴がある。
【００３９】
上記の第１の実施の形態において、前記ケースは、角形で、かつ一方向に伸びて提供され、一方向に伸びて提供される端部にコイルが置かれるものと説明されている。これは、コイルをケースの両端部の正確な位置に固着させ、機器の動作信頼性を確保し、通信機器などの形態に合せて線形振動器の固着位置を正確にし、かつ、振動量を増大させるための目的を有している。
【００４０】
図３〜図５は、本発明の第２〜第４の実施の形態に係る線形振動器の断面図であって、これについて説明する。但し、具体的な説明のない部分は、前記第１の実施の形態の説明を援用し、特徴的に変わる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４１】
第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【００４２】
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る線形振動器は、マグネット２５０の上面及び下面側の極性が異なって着磁され、第１コイル２３１及び第２コイル２３３が左右方向に巻線されている。
【００４３】
このとき、コア２３８の上端部側及び下端部側の上部ケース２１１に形成された支持孔２１４及びＦＰＣＢ２２０に形成された支持孔２２９にそれぞれ挿入されて支持される。
【００４４】
本実施の形態は、前記第１の実施の形態とは異なり、コイルが左右方向に巻線されているから、マグネットに影響を及ぼす磁気力線束が減少するという短所があり得る。しかしながら、それに対して、コイルがケースの伸び方向に対して横になっており、ケースの高さを下げることができるため、全体として線形振動器の高さをさらに低くすることができるという長所を得ることができる。もちろん、第１の実施の形態に提示される多数の他の長所もほとんどそのまま得ることができる
【００４５】
第３の実施の形態
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【００４６】
図４に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る線形振動器は、マグネット３５０の右側面側と左側面側の極性が異なって着磁され、第１コイル３３１及び第２コイル３３３は、上下方向に巻線される。そして、マグネット３５０は、２個設けられて積層される。
【００４７】
本実施の形態の場合には、マグネットが複数使用されるから、第１の実施の形態とは異なり原価の低減面において不利な点はあるが、その他の第１の実施の形態の長所はそのまま得ることができるという長所がある。また、本実施の形態の場合には、マグネットの極性を最大に有する端部がコイルと直接アライメントされているから、マグネットとコイルとの間の隣接部において磁束密度が最大になり、最大の電磁気力を得ることができるという長所がある。
【００４８】
第４の実施の形態
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【００４９】
図５に示すように、本発明の第４の実施の形態に係る線形振動器は、マグネット４５０の右側面側と左側面側の極性が異なって着磁され、第１コイル４３１及び第２コイル４３３は、左右方向に巻線される。そして、マグネット４５０は、２個設けられて積層される。このときには、第２の実施の形態と同様に、コア４３８の上端部側及び下端部側は、上部ケース４１１及びＦＰＣＢ４２０にそれぞれ挿入されて支持される。
【００５０】
本実施の形態の場合には、第３の実施の形態で提起された原価の低減問題と、第２の実施の形態で提起された磁気力線束の減少問題はあり得る。それに対し、線形振動器の高さを下げることができるという長所と最大の電磁気力を得ることができるという長所がある。
【００５１】
第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態は、他の部分は前記第１の実施の形態と同様なので、その説明を援用し、特徴的な部分についてのみさらに詳細に説明する。
【００５２】
図６は、第５の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【００５３】
図６に示すように、上部ケース５１１及び下部ケース５１５からなるケース５１０と、スプリング５４０と、コイル５３１、５３３と、コア５３８と、好ましくは、ＦＰＣＢに提供されて外部電源が印加される基板５２０は、第１の実施の形態と同様に提供される。
【００５４】
本実施の形態では、マグネット５５０の形状が特徴的に変わって、コイル５３１、５３３の中心とマグネット５５０の中心が上下方向に互いに一定距離隔てられて互いにずれることと、前記マグネット５５０の下側にウェイト５７０がさらに設置されることが特徴的に異なる。
【００５５】
このような構成は、一方向に電磁気力を発生させて振動を得る線形振動器において、振動体の振幅が所定以上増加して、振動体の中心がコイルの中心を基に所定以上下降又は所定以上上昇したとき、スプリングの弾性力によって振動体が運動しようという方向と反対方向に電磁気力が発生して、振動体の振動を干渉する現象が発生することを解消するためである。
【００５６】
図７は、第５の実施の形態に係る線形振動器の作動原理を示すための概略構成図であり、図８は、第５の実施の形態に係る線形振動器の振動区間及び振動区間での電磁気力を示したグラフである。
【００５７】
図７に示すように、マグネット５５０を垂直のＹ軸方向に振動させるために、マグネット５５０に作用する電磁気力がＹ軸方向に発生するようにする。このために、マグネット５５０をＹ軸方向に上面側がＳ極、下面側がＮ極になるように着磁する。そして、第１コイル５３１及び第２コイル５３３は、上下方向に巻線して、第１コイル５３１には、正方向に電流を印加し、第２コイル５３３には、逆方向に電流を印加する。すると、第１コイル５３１及び第２コイル５３３に電流を印加したとき、第１コイル５３１とマグネット５５０の作用によって発生する（＋）Ｙ軸方向の（＋）電磁気力及び第２コイル５３３とマグネット５５０の作用によって発生する（＋）Ｙ軸方向の（＋）電磁気力によって、マグネット５５０は（＋）Ｙ軸方向に上昇する。
【００５８】
以後、マグネット５５０が最大に上昇した瞬間に第１コイル５３１及び第２コイル５３３に印加された電流を遮断すると、スプリング５４０の弾性力によってマグネット５５０が（−）Ｙ軸方向に下降する。そして、マグネット５５０が（−）Ｙ軸方向に最大限下降した瞬間に第１コイル５３１及び第２コイル５３３に電流を印加すると、スプリング５４０の弾性力及び（＋）電磁気力によって、マグネット５５０が（＋）Ｙ軸方向に上昇する。このように第１コイル５３１及び第２コイル５３３に電流を印加し遮断することを繰り返すことによって、マグネット５５０を振動させる。
【００５９】
このようなマグネットの運動において、Ｙ軸方向のマグネット５５０の中心Ｏ３がＹ軸方向の第１コイル５３１及び第２コイル５３３の中心Ｏ４の近くに位置する場合には、（＋）Ｙ軸方向である（＋）電磁気力が形成される。しかしながら、マグネット５５０の中心Ｏ３が第１コイル５３１及び第２コイル５３３の中心Ｏ４から所定距離下降して一定水準に達すると、マグネット５５０から第１コイル５３１及び第２コイル５３３へ向かう磁気力線のＸ軸方向成分と第１コイル５３１及び第２コイル５３３を流れる電流のＺ方向成分による電磁気力が「０」になる地点が発生する。特に、この地点は、マグネットに加えられる電磁気力がなくて振動が発生しない地点であって、死点と名付けることができる。万一、外部電源がない状態で、前記死点の位置にマグネットが位置していると、外部から電源が印加されても振動が発生しない現象が発生できる。
【００６０】
以後、前記マグネット５５０がさらに下降すると、むしろマグネットには、（−）Ｙ軸方向の（−）電磁気力が形成される。言い換えれば、マグネット５５０の中心Ｏ３が所定以上下側に位置する場合には、マグネット５５０を（−）Ｙ軸方向に引く（−）電磁気力が作用するので、スプリング５４０の弾性力によってマグネット５５０が（＋）Ｙ軸方向に上昇しようとするとき、（−）電磁気力がマグネット１５０の上昇を干渉して、電源を無駄に消費するという現象が発生する。このような現象は、前記第１の実施の形態で発生することを容易に予測できる。
【００６１】
このような問題を防止するために、本実施の形態ではマグネット５５０がコイル５３１、５３３の中心Ｏ４を基に所定距離以上下降することを防止して、スプリング５４０の弾性力によってマグネット５５０が上昇するとき、第１コイル５３１とマグネット５５０及び第２コイル５３３とマグネット５５０によって発生する電磁気力がマグネット５５０の運動を干渉するのを防止するようにする。
【００６２】
以下では、本実施の形態でマグネットの過度な下降を防止することと関わる構成について詳細に説明する。
【００６３】
まず、電源が印加されない初期状態において、マグネット５５０のＹ軸方向の中心Ｏ３を第１コイル５３１及び第２コイル５３３のＹ軸方向の中心Ｏ４より上側に位置させて、マグネットの中心とコイルの中心とが水平方向に互いにずれるように設置する。このようになると、マグネットが下側に下降したとき、スプリング５４０の弾性力がより強く及ぼすので、下降する距離が根本的に短くなって、（−）電磁気力は発生しなくなる。すると、マグネット５５０の振動区間は、図８に示すように、（−）電磁気力が形成され始める、すなわち電磁気力が０になる「Ｌ」地点の下には運動しなくなる。したがって、マグネット５５０がスプリング５４０の弾性力によって上昇するとき、（−）電磁気力による干渉を受けない。これは、図８に提示される線図においてＬを通って下方へさらに伸びる線図があると、（−）電磁気力が発生できることから明確に理解できるであろう。すなわち、コイルの中心を基準とするとき、電磁気力によってマグネットが移動する一方向への移動距離が、スプリングの弾性力によってマグネットが移動する他方向への移動距離に比べて短くて対称にならないものと理解され得る。
【００６４】
また、マグネット５５０の中心がコイルの中心からずれて下側に生じる空間的な余裕には、ウェイト５７０を設置して、マグネットの自重を増加させることができる。このようにすることにより、さらに大きな振動量を引き出すことができる。
【００６５】
一方、図８は、それぞれのコイルを流れる電流とマグネットとの相互間に発生する電磁気力の合力を示すものであって、正確な一直線ではないが、実験によれば、これと類似の線形的な曲線を有することを確認することができる。
【００６６】
このような構成によって、マグネット５５０がスプリング５４０の弾性力によって上昇するＬ−Ｍ区間内では、第１コイル５３１及び第２コイル５３３に電流を印加することができる。したがって、設計値に該当するマグネット５５０の振幅を得ることができ、かつ、設計値の９０％に該当する振幅に到達するまで必要な立ち上がり時間（Rising Time）を減らすことができる。
【００６７】
本実施の形態によれば、マグネットの中心がコイルの中心を基に所定距離以上下降又は所定距離以上上昇できないので、スプリングの弾性力のみによってマグネットが運動するとき、これに干渉する電磁気力が発生しない。
【００６８】
また、マグネットの中心とコイルの中心とが互いにずれて、マグネットが上側へさらに移動しているから、初期状態でマグネットの初期位置が死点からさらに遠くなる。したがって、マグネットの中心が電磁気力が「０」になるコイルの地点、言い換えれば、死点の位置に置かれる恐れが顕著に減る。結局、本実施の形態の振動器には、初期に電流を印加したとき常に振動が発生する。
【００６９】
また、マグネット５５０には、マグネットより比重の高い金属製のウェイト５７０が別途にさらに結合され得るので、より大きな振動量を得ることができる。
【００７０】
第６の実施の形態
図９は、本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の断面図であって、大部分は第５の実施の形態と同様なので、その説明を援用し、差異点のみを具体的に説明する。
【００７１】
図９に示すように、本実施の形態の線形振動器は、マグネット６５０の上面側がＮ極、下面側がＳ極になるようにマグネット６５０を配置し、マグネット６５０を（−）Ｙ軸方向に引く（−）電磁気力が形成されるようにする。このとき、マグネット６５０のＹ軸方向の中心Ｏ５（図１０参照）は、第１コイル６３１及び第２コイル６３３のＹ軸方向の中心Ｏ６（図１０参照）より下側に位置する。そして、マグネット６５０とスプリング６４０との間にウェイト６７０を設置して、マグネット６５０が所定距離以上上昇することを防止する。
【００７２】
図１０は、本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の作動原理を示すための概略構成図であり、図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の振動区間及び振動区間での電磁気力を示したグラフである。
【００７３】
図１０及び図１１に示すように、初期状態で、第１コイル６３１及び第２コイル６３３に電流を印加すると、（−）電磁気力によってマグネット６５０が（−）Ｙ軸方向に下降する。マグネット６５０が最大に下降した瞬間に、第１コイル６３１及び第２コイル６３３に印加される電流を遮断すると、スプリング６４０の弾性力によってマグネット６５０が（＋）Ｙ軸方向に上昇する。そして、マグネット６５０が（＋）Ｙ軸方向に最大に上昇した瞬間、第１コイル６３１及び第２コイル６３３に電流を印加すると、スプリング６４０の弾性力及び（−）電磁気力によってマグネット６５０が（−）Ｙ軸方向に下降する。このように、第１コイル６３１及び第２コイル６３３に電流を印加し遮断することを繰り返してマグネット６５０を振動させる。
【００７４】
ここで、マグネット６５０が所定以上上昇して、マグネット６５０のＹ軸方向の中心Ｏ５が第１コイル６３１及び第２コイル６３３のＹ軸方向の中心Ｏ６を通って、「Ｒ」地点に到達すると、電磁気力は「０」になる。そして、マグネット６５０の中心が「Ｒ」地点よりさらに上側に位置すると、（＋）Ｙ軸方向の（＋）電磁気力が形成されて、（−）Ｙ軸方向に下降しようとするマグネット６５０を上昇させる力として作用できる。
【００７５】
ところが、本実施の形態では、マグネット６５０のＹ軸方向の中心Ｏ５は、コイルのＹ軸方向の中心Ｏ６より下側に置かれているため、マグネット６５０のＹ軸方向の中心Ｏ５が「Ｒ」地点の上側に位置できないから、（＋）電磁気力は発生しない。したがって、スプリング６４０によって、（−）Ｙ軸方向に下降するマグネット６５０は、電磁気力の干渉を受けなくなる。ひいては、マグネット６５０の中心と死点である「Ｒ」地点との距離が極めて遠くなっているから、初期状態でマグネット６５０の中心が死点に置かれる恐れもなく、外部電源が印加されたとき、マグネットが振動しない恐れもなくなるという長所がある。
【００７６】
前記第５の実施の形態と第６の実施の形態は、マグネットが上下方向に動ける距離を制限する構造をさらに備えるが、このような思想は、前記第３の実施の形態と同様に、コイルが上下方向に巻線されてマグネットの電磁気力が「０」の地点が発生する場合には、マグネットの配置状態とは関係なく、いかなる方式でも設置されることができる。なお、コイルの配置とは関係なく、電磁気力の変化によってマグネットの振動に邪魔になるいかなる場合にも、上記の思想が適用され得る。但し、コイルが上下方向に配置されることによって、マグネットの電磁気力が逆転される地点が発生する場合、さらに好ましく適用され得ることは事実である。
【００７７】
他の場合として、コイルの中心とマグネットの中心を一定距離隔てて、ウェイトがなくても線形振動器の動作は行われることができる。しかしながら、この場合にも、振動子による振動量を大きくするために、ウェイトなどのような一定質量を有する物品がさらに備えられることが好ましいことは当然である。
【００７８】
上記の各実施の形態は、何れか一つの実施の形態に含まれる技術的構成が他の実施の形態に含まれることにより、新しい実施の形態を提示することもできるが、そういう実施の形態も本願発明の思想に含まれると見なすべきである。
【００７９】
本発明に係る線形振動器は、通信機器に装着できるように角形で提供され、かつ、マグネットの数が一つ又は２つに減少するので、原価が低減される。また、マグネットが上下に振動するので、コイルが断線される恐れがないから、製品の信頼性が向上する。また、コイルの設置も便利になり、製作が便利になるという長所がある。
【００８０】
また、一つのマグネットのみが使用される場合には、マグネットの周囲に形成される磁力線の成分の中で、マグネットの振動力に影響を与える水平方向の磁力線の減少が発生しないので、電磁気力が向上し、正常的な振動量が至る時間が短くなるという長所を得ることができる。
【００８１】
また、ある実施の形態によれば、マグネットによる立ち上がり時間を減らす効果を得ることができ、振動子の質量を増大させて、大きな振動量を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る線形振動器の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る線形振動器の作動原理を示すための概略構成図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る線形振動器の振動区間及び振動区間での電磁気力を示したグラフである。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の作動原理を示すための概略構成図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る線形振動器の振動区間及び振動区間での電磁気力を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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