JP2003236466A - 電磁型アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低周波振動中でも歪を生じないで発音させる
ことができる電磁型アクチュエータを提供する。 【解決手段】 マグネット７と、マグネット７に装着し
たポールピース９ａ，９ｂと、ポールピース９ａ，９ｂ
と対向するヨーク３１と、振動用コイル３を装着したコ
イル台１０と、コイル台１０と分銅１１を支える板バネ
１７ａ，１７ｂと、これらを収納するケース１３と、ケ
ース１３の片面を覆うカバー１４と、ボイスコイル５を
装着したダイヤフラム２３とを備え、板バネ１７ａ，１
７ｂは近接して配置した２枚の板バネが分銅１１の片面
だけを支持し、ポールピース９ａ，９ｂとヨーク３１が
対向するギャップ部に振動用コイル３とボイスコイル５
を配置し、振動用コイル３への低周波電流の印加により
分銅１１が振動し、ボイスコイル５への高周波電流の印
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３に示す。図
３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１１１，１１３
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、ヨーク１０３が振動している最中にコイル１０９に
高周波電流を印加すると、低周波振動のために高周波音
に歪が生じるという課題がある。

【０００４】そこで、本発明は、低周波振動中でも歪を
伴わずに高周波音を発生することができる小形な電磁型
アクチュエータを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、マグネットと、マグネットに装着したポールピース
と、ポールピースと対向するヨークと、振動用コイルを
装着したコイル台と、コイル台と分銅を支える板バネ
と、これらを収納するケースと、ケースの片面を覆うカ
バーと、ボイスコイルを装着したダイヤフラムとを備
え、板バネは近接して配置した２枚の板バネが分銅の片
面だけを支持し、ポールピースとヨークが対向するギャ
ップ部に振動用コイルとボイスコイルを配置し、振動用
コイルへの低周波電流の印加により分銅が振動し、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。

【０００６】この請求項１に記載の発明では、ボイスコ
イルが固定されたポールピースとヨークに挟まれたギャ
ップ部に位置していることにより、振動ユニットが振動
中でも、この振動の影響を受けずに発音することができ
るとともに、バネ定数の変動を抑えて分銅の質量を大き
くすることができるので、安定した大きな振動力を得る
ことができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、カバーとヨークの下部それぞれに扇型
の切り欠きを設け、勘合して組立てることを特徴とす
る。

【０００８】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、カバ
ーとヨークの下部とが勘合するので、寸法を小形にする
ことができる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２
のいずれかに記載の発明において、２枚の板バネを給電
端子として用いることを特徴とする。

【００１０】この請求項３に記載の発明では、請求項１
乃至２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、２枚の板バネが給電端子を兼用するので、
装置を小形にすることができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、コイル台は樹脂成形品であり、２枚の
板バネを絶縁することを特徴とする。

【００１２】この請求項４に記載の発明では、請求項３
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、端子
間を確実に絶縁することができる。

【００１３】

【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
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。

【００１４】電磁型アクチュエータ１は、マグネット７
と、ポールピース９ａ，９ｂと、振動用コイル３を搭載
したコイル台１０と、コイル台１０と分銅１１を支える
２枚の板バネ１７ａ，１７ｂと、磁性体のヨーク３１
と、これらを収容するケース１３と、ケース１３の片面
を覆うカバー１４と、ケース１３のもう一方の片面を覆
うダイヤフラム２３と、ダイヤフラム２３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とを備えてお
り、振動用コイル３およびボイスコイル５を、ポールピ
ース９ａ，９ｂとヨーク３１間のギャップ部に配置し、
振動用コイル３に低周波電流を印加することにより、分
銅１１が、図１中の上下方向に振動し、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。

【００１５】ケース１３は、樹脂成形品であり、側面底
部でカバー１４と勘合し、カバー１４の３個所の切り欠
き１４ａはヨーク３１の３個所の凸部３１ａと勘合す
る。カバー１４は変動する空気内圧を逃がす複数の孔１
４ｂを備えている。ケース１３は、上部にダイヤフラム
２３が固着され、内周部は円周方向３個所で２枚の板バ
ネ１７ａ，１７ｂを支持し、同時に、振動用コイル３と
ボイスコイル５に対する電流供給用の端子台１３ｃを備
えている。中央下部には、マグネット７およびポールピ
ース９ａ，９ｂを支持する支持台１５を装着している。

【００１６】磁性体のヨーク３１は、ポールピース９
ａ，９ｂと対向するギャップ部を構成し、マグネット７
の底面に至る磁路を形成している。コイル台１０は、円
周方向３個所で中心方向に伸びる腕部１０ａを持ち、腕
部１０ａはヨーク３１の３個所の切欠３１ｂを貫通して
先端のリング部に振動用コイル３が固着されている。

【００１７】樹脂成形品のコイル台１０の外周部上下に
は、それぞれ板バネ１７ａ，１７ｂの内周部が固着さ
れ、上側板バネ１７ａの内周部は更に分銅１１の底面に
固着されている。板バネ１７ａ，１７ｂは、それぞれ外
周部３個所に支持部１７ａ−ｓ，１７ｂ−ｓを備え、ケ
ース１３の内周部に樹脂部品のバネ押さえ４１とともに
固着されている。振動用コイル３に電磁力が作用する
と、分銅１１を載せたコイル台１０は上下方向に振動す
るので、切欠３１ｂには上下方向に振動振幅分のスペー
スを持たせているとともに、分銅１１の底部には、板バ
ネ１７ａとの衝突を避けるため、３個所の肉逃げ１１ａ
を設けている。

【００１８】両板バネ１７ａ，１７ｂのバネ定数と分銅
１１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。分銅１１は、タングステン等の高比重材の粉末を焼
結して成形する。

【００１９】本実施の形態では、２枚の板バネ１７ａ，
１７ｂを近接して（０．１〜０．２ｍｍ程度の隙間）配
置したので、１枚の板バネ当たりの応力値を低下させる
ことができ且つ、肉厚の異なる２枚の板バネを用いるこ
とによって細かなバネ定数の設定が可能となる。更に、
分銅１１の底面のみで支持したので、衝突を避ける肉逃
げ１１ａは片面だけで済み、分銅１１の質量を大きく保
つことができ且つ、横方向の衝撃に対するバネの変形も
軽減することができる。

【００２０】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、ケ
ース１３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振動特性を得るために、ボイスコ
イル５の接線方向に沿って複数の溝を設ける成形が外周
部に施されている。

【００２１】ボイスコイル５は、ダイヤフラム２３の下
面に接着されて、上側ポールピース９ａとヨーク３１で
挟まれたギャップ部に配置されており、高周波電流が印
加されると、ギャップ部の磁界の作用でボイスコイル５
に電磁力が働く。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、１ｋＨ
ｚ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。

【００２２】ボイスコイル５のリード線は、ダイヤフラ
ム２３の下面に接着されて外周方向に引出され、ケース
１３の上端面を経由して端子台１３ｃの上側で接続端子
４２に接続される。振動用コイル３の２本のリード線
は、腕部１０ａの２個所の溝を経由して、それぞれ板バ
ネ１７ａ，１７ｂの内周部に半田付する。両板バネの支
持部１７ａ−ｓ，１７ｂ−ｓの内１個所は端子部１７ａ
−ｓｏ，１７ｂ−ｓｏとして外周方向に突出させて端子
台１３ｃの下側に固着され、振動用接続端子として機能
する。ケース１３とコイル台１０は樹脂成形品なので、
振動用給電経路となる板バネ１７ａ，１７ｂ間は電気的
に絶縁される。

【００２３】マグネット７の上側（例えば、Ｎ極）は、
ポールピース９ａと接着し、下側（例えば、Ｓ極）は、
ポールピース９ｂと接着している。ギャップ部の上部に
はボイスコイル５を配置し、下部には振動用コイル３を
配置しているので、携帯電話内からそれぞれ、ボイスコ
イル５に高周波電流を供給して発音させ、振動用コイル
３には低周波電流を供給して振動させている。

【００２４】携帯電話内から、高周波電流と低周波電流
の両者が同時に印加された場合、ボイスコイル５は、固
定のポールピース９ａと固定のヨーク３１に挟まれたギ
ャップ部に位置しているので、低周波振動に無関係に発
音させることができる。

【００２５】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
てるには予め最初に、コイル台１０に振動用コイル３，
板バネ１７ｂ，１７ａおよび分銅１１を接着固定し、振
動コイル３のリード線を板バネ１７ｂ，１７ａに半田付
すると共に、マグネット７の上面にポールピース９ａ，
下面に９ｂを接着する。次いで、カバー１４の切り欠き
１４ａにヨーク３１の凸部３１ａを勘合させて、支持台
１５を載せてケース１３の下部に装置する。尚、切り欠
き１４ａと凸部３１ａの勘合により、円周方向の位置決
めを容易にしている。

【００２６】そして、コイル台１０の腕部１０ａを切欠
３１ｂに挿通させながら、板バネ１７ａ，１７ｂの支持
部１７ａ−ｓ，１７ｂ−ｓをケース１３の内周側面部に
バネ押さえ４１とともに接着固定する。引き続き、支持
台１５の上にポールピース９ｂを接着し、予めボイスコ
イル５を装着したダイヤフラム２３をケース１３の上面
円周部に接着し、最後にボイスコイル５のリード線を端
子台１３ｃの接続端子４２に接続する。

【００２７】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、１５０〜１７０Ｈｚの単一
周波数）が印加されると、この低周波電流と磁界との作
用で、振動ユニット１０が、図の上下方向に振動する。
振動ユニット１０が振動すると、ケース１３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。

【００２８】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およ
びボビン５ａ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、ケース１３を固定している携帯電話を通して、高周
波音が携帯者に着信信号等の情報を伝達する。

【００２９】本実施の形態では、ボイスコイル５は、固
定されたポールピース９ａとヨーク３１に挟まれたギャ
ップ部に位置しているので、高周波電流と低周波電流が
同時に印加された場合でも低周波振動に無関係に発音さ
せることができる。従って、図３の従来例に示す場合の
ように、低周波振動によって高周波音に歪が発生する不
都合な現象は生じない。

【００３０】また、本実施の形態では、２枚の板バネ１
７ａ，１７ｂを振動用コイルへの給電経路として機能さ
せたので、分銅１１の振動振幅に関係なく、信頼性の高
い給電を行うことができる。尚且つ、板バネ１７ａ，１
７ｂの最外周部を端子部１７ａ−ｓｏ，１７ｂ−ｓｏと
し、接続端子として機能させたので、信頼性向上ととも
に部品点数を削減することができる。

【００３１】更に、本実施の形態では、樹脂成形品であ
るコイル台１０が分銅１１と振動用コイル３を連結して
固着しているので、導電体である分銅１１と振動用コイ
ル３の間を絶縁し、両板バネ１７ａ，１７ｂ間も確実に
絶縁するとともに、振動用コイル３の全周を支持してい
るので、振動用コイル３に働く振動力をそのままコイル
台１０を経由して分銅１１に伝えることができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、振動の影響
による高周波音の歪が生じないと同時に安定した大きな
振動を得ることができる。

【００３３】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、装置の寸法を
小形にし且つ、円周方向の位置決めを容易にすることが
できる。

【００３４】請求項３に記載の発明では、請求項１乃至
２のずれかに記載の発明と同様な効果を奏するととも
に、信頼性の高い給電を行うことができ且つ、部品点数
を削減することができる。

【００３５】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、給電端子間を
確実に絶縁することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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】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 ９ａ，９ｂ ポールピース １０ コイル台 １１ 分銅 １３ ケース １４ カバー １７ａ，１７ｂ 板バネ ２３ ダイヤフラム ３１ ヨーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットと、マグネットに装着したポ
   ールピースと、ポールピースと対向するヨークと、振動
   用コイルを装着したコイル台と、コイル台と分銅を支え
   る板バネと、これらを収納するケースと、ケースの片面
   を覆うカバーと、ボイスコイルを装着したダイヤフラム
   とを備え、板バネは近接して配置した２枚の板バネが分
   銅の片面だけを支持し、ポールピースとヨークが対向す
   るギャップ部に振動用コイルとボイスコイルを配置し、 振動用コイルへの低周波電流の印加により分銅が振動
   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】 カバーとヨークの下部それぞれに扇型の
   切り欠きを設け、勘合して組立てることを特徴とする請
   求項１に記載の電磁型アクチュエータ。
3. 【請求項３】 ２枚の板バネを給電端子として用いるこ
   とを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の電磁
   型アクチュエータ。
4. 【請求項４】 コイル台は樹脂成形品であり、２枚の板
   バネ間を絶縁することを特徴とする請求項３に記載の電
   磁型アクチュエータ。