JP2002336779A - 電磁型アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した振動及び良好な音が得られる電磁型
アクチュエータを提供する。 【解決手段】 低周波電流が印加される振動用コイル３
と、振動ユニット１０と、これらを収納し且つ振動用コ
イル３を支持するケース１３と、ケース１３を覆うダイ
ヤフラム２３と、ダイヤフラム２３に振動用コイル３と
同心円状に支持され且つ高周波電流が印加されるボイス
コイル５と、ケース１３に対して振動ユニット１０を上
下のスプリング１５、１７とを備え、振動ユニット１０
は、振動用コイル３とボイスコイル５との間にギャップ
を設けて配置されたマグネット７と、このマグネット７
が取り付けられたヨーク９とを備え、マグネット７のＮ
極とＳ極とが振動ユニット１０の振動方向に沿って位置
しており、振動用コイル３への低周波電流の印加により
振動ユニット１０が振動し、ボイスコイルへ５の高周波
電流の印加によりダイヤフラム２３が振動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やポケッ
トベル（登録商標）等に用いられ、信号着信時の呼び出
しを振動や音によって知らせるための電磁型アクチュエ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電磁型アクチュエータとして
は、ＷＯ９９／３９８４３に開示されているものが知ら
れている。この電磁型アクチュエータを図７に示す。図
７に示すように、電磁型アクチュエータ１００は、ケー
ス１０１内において、ヨーク１０３の溝部内にマグネッ
ト１０５を配置し、溝部内においてマグネット１０５と
ギャップを経て位置し且つダイヤフラム１０７に取り付
けられたコイル１０９を設けており、ヨーク１０３は、
筐体１０１の側面に平行に配置された上下の振動板１１
１、１１３によって支持されている。コイル１０９に低
周波電流を印加することにより、振動板１１１、１１２
の作用によってヨーク１０３が振動し、コイル１０９に
高周波電流を印加することにより、ダイヤフラム１０７
を振動させて高周波音を発生させる。また、ケース１０
１から内側径方向に向かって鍔１１５を配置し、ヨーク
１０３の振動方向を上下方向に規制している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の技術で
は、コイル１０９がダイヤフラム１０７に取り付けられ
ているので、低周波電流による駆動時にもダイヤフラム
１０７が振動してしまうこととなり、充分な振動出力が
得られないという課題がある。一方、充分な振動出力を
得るためにダイヤフラム１０７の剛性を制御すると、可
聴周波数帯域で固有振動するダイヤフラム１０７の周波
数帯域が制限されて、良好な音が得られないという課題
がある。

【０００４】また、振動方向規制のための鍔１１５がヨ
ーク１０３に接触すると、接触摩擦のために、安定な振
動を損なうという課題がある。

【０００５】そこで、本発明は、安定した振動及び良好
な音が得られる電磁型アクチュエータを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、低周波電流が印加される振動用コイルと、振動ユニ
ットと、これらを収納し且つ振動用コイルを支持するケ
ースと、ケースを覆うダイヤフラムと、ダイヤフラムに
振動用コイルと同心円状に支持され且つ高周波電流が印
加されるボイスコイルと、ケースに対して振動ユニット
を支持する弾性体とを備え、振動ユニットは、振動用コ
イルとボイスコイルとの間にギャップを設けて配置され
たマグネットと、このマグネットが取り付けられたヨー
クとを備え、マグネットのＮ極とＳ極とが振動ユニット
の振動方向に沿って位置しており、振動用コイルへの低
周波電流の印加により振動ユニットが振動し、ボイスコ
イルへの高周波電流の印加によりダイヤフラムが振動す
ることを特徴とする。

【０００７】この請求項１に記載の発明では、Ｎ極とＳ
極とが振動ユニットの振動方向に沿って位置しているマ
グネットは、振動用コイル側及びボイスコイル側に別個
に磁界を形成しており、振動用コイルに低周波電流（例
えば、１００〜１５０Ｈｚ）を印加すると、この低周波
電流と振動用コイル側の磁界との作用で、振動ユニット
が振動する（ヨークとマグネットとが一緒に振動する）
ことにより、電磁型アクチュエータから振動が発生す
る。同様に、ボイスコイルに高周波電流（例えば、９０
０〜８０００Ｈｚ）を印加すると、この高周波電流とボ
イスコイル側の磁界との作用で、ダイヤフラムが振動す
ることにより、電磁型アクチュエータから音が発生す
る。

【０００８】振動用コイルは、固定のケースに支持され
ており、このケースから弾性体を介して振動ユニットが
支持されているので、安定した振動を得ることができ
る。また、低周波電流を印加する振動用コイルと低周波
振動する振動ユニットとからなる振動系と、高周波電流
を印加するボイスコイルと高周波振動するダイヤフラム
とからなる振動系との両者を備えていることにより、そ
れぞれ独立して設計することができるので、それぞれの
効率を最大値まで高めることができ、充分な振動出力と
良好な音とを得ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、低周波電流が印
加される振動用コイルと、振動ユニットと、これらを収
納し且つ振動用コイルを支持するケースと、ケースを覆
うダイヤフラムと、ダイヤフラムに振動用コイルと同心
円状に支持され且つ高周波電流が印加されるボイスコイ
ルと、ケースに対して振動ユニットを支持する弾性体と
を備え、振動ユニットは、振動用コイルとボイスコイル
との間にギャップを設けて配置されたマグネットと、こ
のマグネットが取り付けられたヨークとを備え、マグネ
ットのＮ極とＳ極とがボイスコイルの径方向に沿って位
置しており、振動用コイルへの低周波電流の印加により
振動ユニットが振動し、ボイスコイルへの高周波電流の
印加によりダイヤフラムが振動することを特徴とする。

【００１０】この請求項２に記載の発明では、Ｎ極とＳ
極とがボイスコイルの径方向（振動ユニットの振動方向
に直交する方向）に沿って位置する振動ユニットのマグ
ネットは、振動用コイル及びボイスコイルの両方に亘っ
て磁界を形成し、振動用コイルに低周波電流を印加する
と、振動ユニットの振動で電磁型アクチュエータから振
動が発生し、ボイスコイルに高周波電流を印加すると、
ダイヤフラムの振動で電磁型アクチュエータから音が発
生することとなり、請求項１に記載の発明と同様な作用
効果を奏するとともに、Ｎ極及びＳ極の両極をコイルに
沿って対面させているので、Ｎ極及びＳ極の両極とコイ
ルとの対向面積が大きくなるので、振動ユニットが大き
く変位しても、コイルを横切る磁界の強さを一定に保つ
ことができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、低周波電流が印
加される振動用コイルと、振動ユニットと、これらを収
納し且つ振動用コイルを支持するケースと、ケースを覆
うダイヤフラムと、ダイヤフラムに振動用コイルと同心
円状に支持され且つ高周波電流が印加されるボイスコイ
ルと、ケースに対して振動ユニットを支持する弾性体と
を備え、振動ユニットは、振動用コイルとボイスコイル
との間にギャップを設けて配置されたマグネットと、こ
のマグネットを支持する支持体とを備え、マグネットの
Ｎ極とＳ極とがボイスコイルの径方向に沿って位置して
おり、振動用コイルへの低周波電流の印加により振動ユ
ニットが振動し、ボイスコイルへの高周波電流の印加に
よりダイヤフラムが振動することを特徴とする。

【００１２】この請求項３に記載の発明では、Ｎ極とＳ
極とがボイスコイルの径方向（振動ユニットの振動方向
に直交する方向）に沿って位置する振動ユニットのマグ
ネットは、振動用コイル及びボイスコイルの両方に亘っ
て磁界を形成し、振動用コイルに低周波電流を印加する
と、振動ユニットが振動して（支持体とマグネットとが
一緒に振動して）電磁型アクチュエータから振動が発生
し、ボイスコイルに高周波電流を印加すると、ダイヤフ
ラムが振動することで電磁型アクチュエータから音が発
生することとなり、請求項２に記載の発明と同様な作用
効果を奏する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれかに記載の発明において、弾性体は、振動方向
におけるケースと振動ユニットとの間に介在しているこ
とを特徴とする。

【００１４】この請求項４に記載の発明では、請求項１
乃至３のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏す
るとともに、ボイスコイルの径方向に弾性体を設けた場
合には、振動ユニットを充分に振動させるために弾性体
を長くする必要があるため、ボイスコイルの径方向にお
いて振動ユニットとケースとの間隙を大きくとる必要が
あり、ケース内のデッドスペースが大きくなって、電磁
アクチュエータが大型になってしまう。これに対し、弾
性体を振動ユニットの振動方向に設けることにより、デ
ッドスペース部分を振動ユニットで占めて質量を大きく
することができるので、振動方向の振動ユニットとケー
スとの間隙を大きくしなくても、振動ユニットを充分に
振動させることができるとともに、ボイスコイルの径方
向の振動ユニットとケースとの間隙を少なくできるの
で、ケース内の省スペース化が図れ、電磁アクチュエー
タを小型にできる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
のいずれかに記載の発明において、振動ユニットを振動
方向にスライド可能に支持するシャフトを設けたことを
特徴とする。

【００１６】この請求項５に記載の発明では、請求項１
乃至４のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏す
るとともに、振動ユニットを振動方向にスライド可能に
支持するシャフトを設けることにより、電磁型アクチュ
エータに対する外部からの衝撃、例えば、落下時の衝撃
があっても、振動ユニットの位置がボイスコイルの径方
向にずれるのを防止でき、耐衝撃性が向上する。また、
電磁型アクチュエータがどのような方向に置かれていて
も、振動ユニットを軸方向に滑らかにスライドさせるの
で、更に安定した振動が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発
明に係る電磁型アクチュエータを示す断面図であり、図
２は、図１の電磁型アクチュエータの分解斜視図であ
り、図３は、電磁型アクチュエータを形態電話内に装着
する例を示す断面図である。図１に示す電磁型アクチュ
エータ１は、携帯電話を通して着信した情報を振動又は
音により、携帯者に知らせるものである。

【００１８】電磁型アクチュエータ１は、低周波電流が
印加される振動用コイル３と、マグネット７と磁性体の
ヨーク９とプレート３１とで構成される振動ユニット１
０と、振動ユニット１０のヨーク９を支持するシャフト
１１と、これらを収納するケース１３と、ケース１３の
円周端面上に周囲を固定された振動板であるダイヤフラ
ム２３と、ダイヤフラム２３のリング状の突起部２３ａ
上に固定されて高周波電流が印加されるボイスコイル５
と、ケース１３に対して振動ユニット１０のヨーク９を
支持する上スプリング１５及び下スプリング１７とを備
えており、振動用コイル３に低周波電流を印加すること
により、振動ユニット１０がシャフト１１の軸線方向
（図１中上下方向）に振動し、ボイスコイル５に高周波
電流を印加することにより、ダイヤフラム２３が振動し
て発音するようになっている。尚、本明細書において
は、上及び下の文言を便宜上使用するが、これは上下方
向を特定するものではない。

【００１９】ケース１３は、筒状の枠体１９と、シャフ
ト１１を挿通する挿通孔２１ａが形成されたカバー２１
とを備えている。枠体１９の内周側には上スプリング１
５を受ける受け部１９ａが設けられており、カバー２１
には変動する空気内圧を逃がす複数の孔２１ｂが設けら
れている。

【００２０】カバー２１の上には、下スプリング１７
と、ヨーク９と、上スプリング１５とがこの順に配置さ
れており、上スプリング１５が枠体１９の受け部１９ａ
とヨーク９との間に介在し、下スプリング１７がカバー
２１とヨーク９との間に介在している。尚、上下のスプ
リング１５、１７のばね係数と振動ユニット１０の質量
とからなる振動系の共振周波数は、振動用コイル３に印
加する低周波電流の周波数と一致させている。

【００２１】本実施の形態では、上スプリング１５の上
部を受け部１９ａに、上スプリング１５の下部をヨーク
９に接着固定し、下スプリング１７の上部をヨーク９
に、下スプリング１７の下部をカバー２１に接着固定し
ており、振動ユニット１０をケース１３に対して円周方
向に位置決めしている。また、上及び下スプリング１
５、１７をヨーク９の上下に設けていることにより、ヨ
ーク９と枠体１９との間隙を小さくできるので、ケース
１３内の省スペース化が図れ、電磁アクチュエータ１を
小型にできる。

【００２２】ダイヤフラム２３は、ポリエチレン等の高
分子化合物の薄膜を円板形状に成形したものであり、枠
体１９の上面円周部に接着固定している。また、広い周
波数帯域内で平坦な固有振動特性を得るために、複数の
コーン状の成形が施されており、ボイスコイル５を接着
する部分は、リング状に突起させて突起部２３ａとして
成形している。この突起部２３ａは、ヨーク９とマグネ
ット７との間のギャップに向けて突出させており、振動
ユニット１０が上下方向に振動したとき、振動コイル５
がダイヤフラム２３に衝突することを回避するために設
けている。尚、小型な電磁型アクチュエータ１では、ダ
イヤフラム２３の固有基本（最低）周波数は、１ｋＨｚ
付近の高周波となるので、ボイスコイル５に印加する電
流を高周波電流と呼んでいる。

【００２３】ヨーク９には、外周壁部２５と、シャフト
１１を挿通する挿通孔２７ａが形成された中央突起部２
７と、中央突起部２７と外周壁部２５との間に形成され
た溝部２９とが設けられている。ヨーク９は、中央突起
部２７の挿通孔２７ａに挿通されるシャフト１１によ
り、シャフト１１の軸線方向にスライド可能になってい
る。尚、シャフト１１の表面は、ポリテトラフルオロエ
チレン加工を施しており、ヨーク９がシャフト１１に対
して軸線方向に円滑にスライド可能としている。

【００２４】ヨーク９をスライド可能に支持するシャフ
ト１１を設けることにより、電磁型アクチュエータ１を
落としたとき等、電磁型アクチュエータ１に対して外部
から衝撃が加えられた場合であっても、ヨーク９の位置
が、中央突起部２７又は外周壁部２５に向けて（図１中
左右方向に向けて）ずれるのを防止でき、耐衝撃性が向
上するとともに、振動ユニット１０の振動方向を軸線方
向に規制する。

【００２５】ヨーク９の溝部２９には、マグネット７
と、磁性体で構成されたプレート３１とがこの順で配置
されている。ヨーク９の溝部２９の底面には凹部２９ａ
が形成され、プレート３１には、係合溝３１ａが形成さ
れており、マグネット７は、凹部２９ａに位置決めされ
るとともに、プレート３１の係合溝３１ａに係合してい
る。このプレート３１の円環幅は、マグネット７の円環
幅より大きくしており、マグネット７による磁路Ａ、Ｂ
上の磁気ギャップを形成している。

【００２６】このプレート３１とヨーク９の中央突起部
２７との間に、ギャップを設けてボイスコイル５が配置
され、プレート３１とヨーク９の外周壁部２５との間
に、ギャップを設けて振動用コイル３が配置されてお
り、これら振動用コイル３とボイスコイル５とは同心円
状に設けられている。尚、本実施の形態では、振動用コ
イル３及びボイスコイル５は、携帯電話内に設けられた
複数の端子のうち、２つ或いは４つの端子に接続される
ことにより、電流を印加されるようになっている。

【００２７】図３に示すように、電磁型アクチュエータ
１は、携帯電話内部で上下円周端面をそれぞれプラスチ
ック等の材質による円環状の座２を介して、基板４と筐
体６とで挟んで固定する。基板４には通気孔４ａを、筐
体６には音響放射孔６ａを設けて、圧縮振動する内部空
気の逃げ口を備えるとともに、電磁型アクチュエータ１
の枠体１９を携帯電話に固定する。

【００２８】本実施の形態では、振動用コイル３及びボ
イスコイル５の間にギャップを設けて配置されたマグネ
ット７のプレート３１側にはＮ極があり、マグネット７
のヨーク９側にはＳ極があり、マグネット７のＮ極とＳ
極とが、シャフト１１の軸線方向（振動ユニット１０の
振動方向）に位置しており、振動用コイル３側に磁路Ａ
を形成し、ボイスコイル５側に磁路Ｂを形成している。
尚、ヨーク９とプレート３１は低磁気抵抗の磁性体であ
る。

【００２９】次に、上述した構成に基づき、本実施の形
態の作用を説明する。電磁型アクチュエータ１を組み立
てるには、ヨーク９の溝部２９の凹部２９ａにマグネッ
ト７を位置決めし、このマグネット７の上にプレート３
１を取り付けて振動ユニット１０を組み立てる。次い
で、ヨーク９の外周壁部２５の上面及び下面にそれぞれ
上スプリング１５と下スプリング１７とを固着（接着）
する。引き続き、振動用コイル３を枠体１９に固着する
とともに、振動ユニット１０に固着された上スプリング
１５を枠体１９の受け部１９ａの上底面に固着する。

【００３０】そして、ヨーク９の挿通孔２７ａ及びカバ
ー２１の挿通孔２１ａにシャフト１１を挿通させて固着
するとともに、振動ユニット１０に固着された下スプリ
ング１７をカバー２１に固着しながら、カバー２１を枠
体１９に固着する。尚、振動用コイル３のリード線は枠
体１９の上面に沿って、ボイスコイル５のリード線はダ
イヤフラム２３の下面に沿って枠体１９の端子部８と接
続する。

【００３１】この電磁型アクチュエータ１において、振
動用コイル３に、携帯電話内の回路から、低周波電流
（体感周波数として例えば、１００〜１５０Ｈｚの単一
周波数）が印加されると、この低周波電流と振動用コイ
ル３側の磁路Ａ上のギャップの磁界との作用で、振動ユ
ニット１０が、シャフト７の軸線方向に振動する。振動
ユニット１０が振動すると、枠体１９を固定している携
帯電話が振動して携帯者に着信信号などの情報を伝達す
る。

【００３２】尚、本実施の形態では、振動ユニット１０
の質量と上下のスプリング１５、１７からなる振動系の
共振周波数は、供給される低周波電流の周波数と一致さ
せて、電磁エネルギーから運動エネルギーへの伝達を効
率化している。ヨーク９は、振動ユニット１０の質量を
増加させる役割を担い、プレート３１は磁路Ａ、Ｂ上で
磁気ギャップを形成している。

【００３３】また、ボイスコイル５に、高周波電流（可
聴周波数として例えば、９００〜８０００Ｈｚの広帯域
周波数）が印加されると、この高周波電流と磁路Ｂ上の
ギャップの磁界との作用で、ダイヤフラム２３が高周波
帯域の振動を起こす。このダイヤフラム２３は、ポリエ
チレン等の薄膜材質をコーン状に成形した振動板なの
で、ボイスコイル５を介した高周波数帯域の駆動力に対
して、忠実な音響放射を行う。ダイヤフラム２３が振動
すると、枠体１９を固定している携帯電話の筐体６の音
響放射孔６ａを通して、高周波音が携帯者に着信信号等
の情報を伝達する。

【００３４】本実施の形態では、枠体１９に固着した振
動用コイル３と磁路Ａ上のギャップの磁界の電磁力によ
って振動ユニット１０を振動させる。即ち、ダイヤフラ
ム２３の振動と無関係（独立）に振動系が形成されてい
るので、ダイヤフラム２３自体の複雑な振動の影響を受
けることなく、安定した振動出力を得ることができる。

【００３５】ここで、携帯電話がどのような向きに置か
れても、振動ユニット１０は、上下方向（軸線方向）の
一方向に移動させねばならず、外的要因によって横方向
の衝撃が加わっても、振動ユニット１０を軸線方向に振
動させねばならないが、本実施の形態では、表面にポリ
テトラフルオロエチレン加工を施したシャフト１１を振
動ユニット１０の中心に挿通させているので、安定した
滑り摩擦で振動方向を軸線方向の一方向に規制すること
ことができる。従って、図７の従来例に示すケース１０
１に鍔１１５を設ける場合のように、鍔１１５とヨーク
１０３が接触して、滑らかな振動を阻害する不都合な現
象は生じない。

【００３６】また、低周波電流を印加する振動用コイル
３と低周波振動する振動ユニット１０とからなる振動系
と、高周波電流を印加するボイスコイル５と高周波振動
するダイヤフラム２３とからなる振動系の２つの振動系
を形成しているので、低周波振動用の振動用コイル３
と、高周波帯域音響系用のボイスコイル３とそれぞれ独
立して設計することができ、それぞれの負荷特性に整合
させた電流駆動回路を設計することによって、振動出力
効率と音響放射効率とをそれぞれ最大値まで高めること
ができる。

【００３７】また、振動出力効率と音響放射効率とを最
大値まで高める必要がなく、適宜な範囲に収まるように
１個の電流駆動回路と振動用コイル３とボイスコイル５
とを設計すれば、振動用コイル３とボイスコイル５とを
直列又は並列に接続して、２つの入力端子を持つ電磁型
アクチュエータ１を構成することもできる。即ち、携帯
電話内の駆動回路との接続方法において、自由度を高め
ることができる。尚、リング状の枠体１９は、その一部
を端子部８として外側に突出させ、携帯電話の電流駆動
回路との接続に供している。

【００３８】次に、他の実施の形態を説明するが、その
説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の
符号を付することにより、その説明を省略する。

【００３９】図４は、第２実施の形態に係る電磁型アク
チュエータを示す断面図である。第２実施の形態では、
図４に示すように、ケース１３は、収納体３７と、収納
体３７に取り付けられる上カバー１２とを備えており、
上カバー１２の下部には収納体３７の外周部上にダイヤ
フラム２３を固着している。収納体３７の中央部には、
収納溝部３９が形成され且つ複数の孔１４が設けられて
おり、同様に、上カバー２１にも複数の孔１６が設けら
れている。

【００４０】収納溝部３９の底面の略中央には、磁性体
であるシャフト１１が取りつけられている。シャフト１
１には、マグネット７が取り付けられた非磁性体の支持
体３３が取り付けられ、支持体３３はシャフト１１の軸
線方向にスライド可能になっており、マグネット７と支
持体３３とで振動ユニット１０を構成している。収納溝
部３９の底面には、マグネット７を支持体３３に向けて
付勢する下スプリング１７が配置されている。また、支
持体３３の上方に位置して、支持体３３を下スプリング
１７に向けて押さえる押さえ部材３５が、シャフト１１
に取り付けられている。

【００４１】本実施の形態では、マグネット７とシャフ
ト１１との間に、ギャップを設けて振動用コイル３が配
置され、マグネット７と収納溝部３９の側壁部３９ａと
の間に、ギャップを設けてボイスコイル５が配置されて
いる。また、マグネット７のシャフト１１側にはＮ極が
あり、マグネット７の側壁部３９ａ側にはＳ極があり、
マグネット７のＮ極とＳ極とが、図中左右方向、即ち、
ボイスコイル５の径方向（振動ユニット１０の振動方向
に直交する方向）に位置しており、振動用コイル３及び
ボイスコイル５にわたって磁路Ｃを形成している。

【００４２】この第２実施の形態では、振動用コイル３
に低周波電流が印加されると、この低周波電流と磁路Ｃ
上の内側のギャップ（シャフト１１とマグネット７との
間）の磁界との作用で、振動ユニット１０が、シャフト
７の軸線方向（図３中上下方向）に振動することによ
り、電磁型アクチュエータ１から振動が発生し、ボイス
コイル５に高周波電流が印加されると、この高周波電流
と磁路Ｃ上の外側のギャップ（マグネット７と収納溝部
３９の側壁部３９ａとの間）の磁界との作用で、ダイヤ
フラム２３が振動して、電磁型アクチュエータ１から音
が発生する。

【００４３】図５は、第３実施の形態に係る電磁型アク
チュエータを示す断面図である。第３実施の形態では、
図５に示すように、ケース１３の収納溝部３９の底面か
ら、上カバー１２に向けて突出する中央突出部４１を形
成し、この中央突出部４１とマグネット７との間に、ギ
ャップを設けてボイスコイル５を配置し、マグネット７
と収納溝部３９の側壁部３９ａとの間に、ギャップを設
けて振動用コイル３を配置している。

【００４４】また、収納溝部３９には、ボイスコイル５
の径方向に（収納溝部３９の底面と平行に）上支持板４
３が設けられ、この上支持板４３とマグネット７との間
には、上スプリング１５が介在し、マグネット７と収納
溝部３９の底面との間には、下スプリング１７が介在し
ている。このマグネット７のＮ極及びＳ極の位置は、第
２実施の形態と同様であり、振動用コイル３及びボイス
コイル５にわたって磁路Ｃを形成している。

【００４５】この第３実施の形態では、振動用コイル３
に低周波電流が印加されると、低周波電流と磁路Ｃ上の
外側のギャップの磁界との作用で、上及び下スプリング
１５、１７に挟持されているマグネット７が、中央突出
部４１の軸線方向（図４中上下方向）に振動することに
より、電磁型アクチュエータ１から振動が発生し、ボイ
スコイル５に、高周波電流が印加されると、この高周波
電流と磁路Ｃ上の内側のギャップとの磁界との作用で、
ダイヤフラム２３が振動することにより電磁型アクチュ
エータ１から音が発生する。

【００４６】図６は、第４実施の形態に係る電磁型アク
チュエータを示す断面図である。第４実施の形態では、
図６に示すように、ケース１３内にヨーク９とマグネッ
ト７とプレート３１とで構成される振動ユニット１０が
設けられており、ヨーク９には、外周壁部２５と、溝部
２９とが形成され、この溝部２９の底面上には、マグネ
ット７とプレート３１とがこの順で配置されている。ケ
ース１３の上面円周部には、コイル４５を装着したダイ
ヤフラム２３が接着されている。

【００４７】振動ユニット１０は、上スプリング１５と
下スプリング１７とによって、上下方向で支持されてケ
ース１３内に収納されており、シャフト１１によりスラ
イド可能に支持されている。シャフト１１は、溝部２９
の底面に形成された挿通孔２９ａと、マグネット７に形
成された挿通孔７ａと、プレート３１に形成された挿通
孔３１ａとに挿通している。このシャフト１１には、振
動ユニット１０に間隔をあけて上ストッパ１１ａ及び下
ストッパ１１ｂが設けられており、振動ユニット１０の
上下方向の移動を規制している。

【００４８】また、マグネット７と外周壁部２５との間
には、ギャップを設けて低周波電流又は／及び高周波電
流が印加されるコイル４５が配置されており、コイル４
５は、上述の実施の形態における振動用コイル及びボイ
スコイルを兼ねている。本実施の形態では、マグネット
７のダイヤフラム２３側にはＳ極があり、カバー２１側
にはＮ極があり、マグネット７のＮ極とＳ極とが、シャ
フト１１の軸線方向に位置しており、磁路Ｄを形成して
いる。

【００４９】この第４実施の形態では、振動ユニット１
０と上下のスプリング１５、１７とからなる振動系は、
低周波で共振し、ダイヤフラム２３の固有振動数は高周
波広帯域で共振振動する。従って、コイル４５に低周波
電流が印加されると、低周波電流と磁路Ｄ上のギャップ
の磁界との作用によって、振動ユニット１０がシャフト
１１の軸線方向に振動することにより、電磁型アクチュ
エータ１から振動が発生し、コイル４５に、高周波電流
が印加されると、同じ電磁力によってダイヤフラム２３
が振動することにより、電磁型アクチュエータ１から音
が発生する。

【００５０】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、第１実施の形態において、上下
のスプリング１５、１７は、それぞれの上下面を受け部
１９ａ、ヨーク９の上下面及びカバー２１に接着した
が、上下のスプリング１５、１７を接着しないで、押し
つけ支持により振動ユニット１０を支持する場合には、
押しつけ部の滑りによって、低周波振動系の共振周波数
を低下させることができる。

【００５１】また、第１実施の形態において、枠体１９
をカバー２１の全部又は一部と一体化する構造とすれ
ば、この一体化構造体の支持のもとに、上下のスプリン
グ１５、１７及びシャフト１１を設けることができ、固
定させるべき構造体を堅固にすることができる。

【００５２】また、第１実施の形態において、上下方向
に磁極を持つマグネット７とプレート３１の磁石部分
を、図４及び図５に示すような径方向にＮ極とＳ極とを
持つマグネット７に置き換えても良い。これによって、
磁気ギャップにおけるマグネットとコイル３、５との対
向面積を大きくすることができる。

【００５３】また、第１、第２、及び第４実施の形態に
おいて、シャフト１１をケース１３と一体化して、部品
点数の低減を図っても良い。

【００５４】本実施の形態では、電磁型アクチュエータ
１を携帯電話に用いたが、これに限定されず、例えば、
ポケットベル、ページャに用いても同様な作用効果を得
る。

【００５５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、振動用コイ
ルは、固定のケースに支持されており、このケースから
弾性体を介して振動ユニットが支持されているので、安
定した振動を得ることができる。また、低周波電流を印
加する振動用コイルと低周波振動する振動ユニットとか
らなる振動系と、高周波電流を印加するボイスコイルと
高周波振動するダイヤフラムとからなる振動系との両者
を備えていることにより、それぞれ独立して設計するこ
とができるので、それぞれの効率を最大値まで高めるこ
とができ、充分な振動出力と良好な音とを得ることがで
きる。

【００５６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、電磁力を付与
する磁気ギャップの対向面積が大きくなるので、振動ユ
ニットが大きく変位しても、コイルを横切る磁界の強さ
を一定に保つことができる。

【００５７】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明と同様な効果を奏する。

【００５８】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏するととも
に、弾性体を振動ユニットの振動方向に設けることによ
り、振動方向の振動ユニットとケースとの間隙を大きく
しなくても、支持体を充分に振動させることができると
ともに、ボイスコイルの径方向の振動ユニットとケース
との間隙を少なくできるので、ケース内の省スペース化
が図れ、電磁アクチュエータを小型にできる。

【００５９】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
４のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏するととも
に、振動ユニットを振動方向にスライド可能に支持する
シャフトを設けることにより、耐衝撃性が向上するとと
もに、電磁型アクチュエータがどのような方向に置かれ
ていても、振動ユニットを軸方向に滑らかにスライドさ
せるので、更に安定した振動が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁型アクチュエータを示す断面
図である。

【図２】図１の電磁型アクチュエータの分解斜視図であ
る。

【図３】図１の電磁型アクチュエータを携帯電話内に装
着したときの断面図である。

【図４】第２実施の形態に係る電磁型アクチュエータを
示す断面図である。

【図５】第３実施の形態に係る電磁型アクチュエータを
示す断面図である。

【図６】第４実施の形態に係る電磁型アクチュエータを
示す断面図である。

【図７】従来に係る電磁型アクチュエータを示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 電磁型アクチュエータ ３ 振動用コイル ５ ボイスコイル ７ マグネット ９ ヨーク １０ 振動ユニット １１ シャフト １３ ケース １５ 上スプリング（弾性体） １７ 下スプリング（弾性体） ２３ ダイヤフラム ３３ 支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｒ 9/10 Ｈ０４Ｒ 9/10 (72)発明者 藤井 誠 神奈川県大和市下鶴間3854番地の１ テク ノプラザ大和 株式会社シコー技研内 Ｆターム(参考） 5D012 BA03 BB02 CA09 DA03 GA04 5D017 AA11 5D107 AA07 AA14 BB08 CC08 CC10 DD12 FF09 5H633 BB02 GG03 GG06 GG09 GG13 HH02 HH07 JA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低周波電流が印加される振動用コイル
   と、振動ユニットと、これらを収納し且つ振動用コイル
   を支持するケースと、ケースを覆うダイヤフラムと、ダ
   イヤフラムに振動用コイルと同心円状に支持され且つ高
   周波電流が印加されるボイスコイルと、ケースに対して
   振動ユニットを支持する弾性体とを備え、振動ユニット
   は、振動用コイルとボイスコイルとの間にギャップを設
   けて配置されたマグネットと、このマグネットが取り付
   けられたヨークとを備え、 マグネットのＮ極とＳ極とが振動ユニットの振動方向に
   沿って位置しており、振動用コイルへの低周波電流の印
   加により振動ユニットが振動し、ボイスコイルへの高周
   波電流の印加によりダイヤフラムが振動することを特徴
   とする電磁型アクチュエータ。
2. 【請求項２】 低周波電流が印加される振動用コイル
   と、振動ユニットと、これらを収納し且つ振動用コイル
   を支持するケースと、ケースを覆うダイヤフラムと、ダ
   イヤフラムに振動用コイルと同心円状に支持され且つ高
   周波電流が印加されるボイスコイルと、ケースに対して
   振動ユニットを支持する弾性体とを備え、振動ユニット
   は、振動用コイルとボイスコイルとの間にギャップを設
   けて配置されたマグネットと、このマグネットが取り付
   けられたヨークとを備え、 マグネットのＮ極とＳ極とがボイスコイルの径方向に沿
   って位置しており、振動用コイルへの低周波電流の印加
   により振動ユニットが振動し、ボイスコイルへの高周波
   電流の印加によりダイヤフラムが振動することを特徴と
   する電磁型アクチュエータ。
3. 【請求項３】 低周波電流が印加される振動用コイル
   と、振動ユニットと、これらを収納し且つ振動用コイル
   を支持するケースと、ケースを覆うダイヤフラムと、ダ
   イヤフラムに振動用コイルと同心円状に支持され且つ高
   周波電流が印加されるボイスコイルと、ケースに対して
   振動ユニットを支持する弾性体とを備え、振動ユニット
   は、振動用コイルとボイスコイルとの間にギャップを設
   けて配置されたマグネットと、このマグネットを支持す
   る支持体とを備え、 マグネットのＮ極とＳ極とがボイスコイルの径方向に沿
   って位置しており、振動用コイルへの低周波電流の印加
   により振動ユニットが振動し、ボイスコイルへの高周波
   電流の印加によりダイヤフラムが振動することを特徴と
   する電磁型アクチュエータ。
4. 【請求項４】 弾性体は、振動方向におけるケースと振
   動ユニットとの間に介在していることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載の電磁型アクチュエータ。
5. 【請求項５】 振動ユニットを振動方向にスライド可能
   に支持するシャフトを設けたことを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれかに記載の電磁型アクチュエータ。