JP2009195800A - 振動発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネット及びヨークからなる可動子を弾性支持するバネの取付誤差がバネのスパンの誤差とならないバネの取付構造を有し、製造の容易性、歩留まりを向上する。
【解決手段】本振動発生装置１はマグネット５及びヨーク４，７ａ，７ｂにより構成される可動子と、可動子を中心軸Ｃ方向に振動可能に弾性支持するエラストマー材の一体成型品によりなるバネ６とを備える。バネは、コイル３の径方向の外側に配置され、該径方向に延在する。該径方向の外端部６ａが２部品２，８により中心軸方向に挟み付けられて筐体２，８に対して固定され、該径方向の内端部６ｂがヨーク外周部を構成する２部品７ａ，７ｂにより中心軸方向に挟み付けられてヨーク外周部に固定される。外端部及び内端部は、外端部と内端部とを繋ぐ弾性変形部６ｃに対して、中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、振動発生装置に関する。

近時、携帯電話やＰＤＡなどの携帯端末、ゲーム用コントローラなど操作機器に振動発生装置が用いられている。
かかる用途の振動発生装置としては、特許文献１、２にも記載されるように、次のような構成、作用を有するものが利用されている。
すなわち、板バネにより支持されたマグネット及びヨークにより構成される第１可動子と、筐体に固定されたコイルにより構成される固定子、又はこの固定子に代え振動板に固定されたコイルにより構成される第２可動子とを備えて構成される。
そして、マグネットにより発生する磁力とコイルに流れる電流により発生する電磁力との作用により、第１可動子が振動を発生し、第２可動子が音響を発生する。

従来、この種の振動発生装置は、板バネと可動子とで構成される振動系の共振周波数とほぼ同一の周波数をコイルに通電して、前記振動系を共振させる方式が採用されている（特許文献３）。一般に、振動発生装置の周波数特性は、共振周波数をピークとした尖鋭な曲線により示され、共振周波数では大きな振動力を得ることが可能であるが、入力周波数が共振周波数から外れるにつれて得られる振動力は弱くなってしまうからである。

一方、特許文献１及び４に記載されるように、板バネを筐体（ケース）に固定する構造として、板バネの外端部をケース側の２部品で挟み付けて固定する構造がとられることがある。また、特許文献１及び４においては、板バネの中央部（内周部）をヨーク中央に重ねるようにして固定している。
近年、振動発生装置が搭載される機器の小型薄型化に伴い、振動発生装置自体の小型薄型化も望まれている。
特許第３３７５２３３号公報 特開２００３−９４９５号公報 特開平９−２０５７６３号公報 特開平１０−２２９５９６号公報

本発明者らの研究によると、振動発生装置の広帯域での駆動を可能とするために、強い振動力の広帯域化を推進するためには、マグネット及びヨークからなる可動子を支持するバネの減衰率を高くする必要がある。減衰率を高くするための一策としてバネにエラストマー材を適用し、材料及び寸法を選択することが有効である。
所望のバネ特性を得るためにバネを厚く形成する必要が生じる場合があるが、従来のようにヨークの中央に重ねて固定していては、薄型化について逆行してしまう。薄型を維持又は薄型化を推進するために、ヨーク外周部にバネの内端部を隣接させて固定することにより、ヨークの厚み範囲内にバネを配置することが有効となる。しかしその一方、大型化を避けるためにバネのスパンを短くする必要がある。
以上の事情により、バネを厚く短く形成する必要性が認められる。
一方、板バネの端部を２部品で挟み付けて固定する構造を採用する場合、挟み付ける位置に誤差が生じると、その誤差がそのままバネのスパンの誤差となり、製品ごとにバネの特性、従って振動特性が異なってしまうという問題がある。短いバネを選択していると、その問題は顕著となる。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、マグネット及びヨークからなる可動子を弾性支持するバネの取付誤差がバネのスパンの誤差とならないバネの取付構造を有し、製造の容易性、歩留まりを向上できる振動発生装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、中心軸方向の一端において振動板その他の部材に固定されたコイルと、前記コイルに対してその他端側から臨み前記中心軸方向に振動するマグネット及びヨークにより構成される可動子と、前記可動子を前記中心軸方向に振動可能に弾性支持するバネと、前記コイル、前記可動子及び前記バネを収める筐体とを備え、
前記ヨークの一部は前記コイルの径方向の外側に配置されるヨーク外周部を構成し、
前記バネは、前記コイルの径方向の外側に配置され、該径方向に延在し、該径方向の外端部が２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記筐体に対して固定され、該径方向の内端部が前記ヨーク外周部に固定され、
前記外端部は、前記外端部と前記内端部とを繋ぐ弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する振動発生装置である。

請求項２記載の発明は、中心軸方向の一端において振動板その他の部材に固定されたコイルと、前記コイルに対してその他端側から臨み前記中心軸方向に振動するマグネット及びヨークにより構成される可動子と、前記可動子を前記中心軸方向に振動可能に弾性支持するバネと、前記コイル、前記可動子及び前記バネを収める筐体とを備え、
前記ヨークの一部は前記コイルの径方向の外側に配置されるヨーク外周部を構成し、
前記バネは、前記コイルの径方向の外側に配置され、該径方向に延在し、該径方向の外端部が前記筐体に対して固定され、該径方向の内端部が前記ヨーク外周部を構成する２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記ヨーク外周部に固定され、
前記内端部は、前記外端部と前記内端部とを繋ぐ弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する記載の振動発生装置である。

請求項３記載の発明は、前記内端部が前記ヨーク外周部を構成する２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記ヨーク外周部に固定され、
前記内端部は、前記弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する請求項１に記載の振動発生装置である。

請求項４記載の発明は、前記外端部及び前記内端部は前記突部を含めてリング状に形成されてなる請求項３に記載の振動発生装置である。

請求項５記載の発明は、前記弾性変形部は、一周に亘って前記外端部と前記内端部との間に連続するリング状に形成されてなる請求項４に記載の振動発生装置である。

請求項６記載の発明は、前記バネがエラストマー材の一体成型品により構成されてなる請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の振動発生装置である。

本発明によれば、バネの固定端部を挟み付ける部品が突部に当接することにより弾性変形部から隔てられるので、可動子を弾性支持するバネを固定するための挟み付ける位置に誤差が生じても、その誤差がバネのスパンの誤差とならず、組立誤差に影響を受けない均一なバネの特性、従って均一な振動特性を容易に確保することができる。
したがって本発明によれば、マグネット及びヨークからなる可動子を弾性支持するバネの取付誤差がバネのスパンの誤差とならないバネの取付構造を有し、振動発生装置の製造の容易、歩留まりを向上できるという効果がある。

請求項１記載の発明によれば、筐体に対するバネの固定について上記効果を得ることができる。
請求項２記載の発明によれば、可動子に対するバネの固定について上記効果を得ることができる
請求項３記載の発明によれば、筐体に対するバネの固定について上記効果を得ることができるとともに、可動子に対するバネの固定について上記効果を得ることができる。
請求項４記載の発明によれば、一周に亘ってバネを挟み付けて固定することができ、バネの保持性を良好にできる。
請求項５記載の発明によれば、短くて強いバネを構成することができ、強い振動力の広帯域化や小型化に向いている。
請求項６記載の発明によれば、端部に突部を有したバネを容易に頑丈に構成することができ、精度の良い成形によってバネの均一化を図りやすい。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図１は、本発明の一実施形態に係る振動発生装置の斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る振動発生装置の分解斜視図である。図３(a)は、本発明の一実施形態に係る振動発生装置に用いられるバネの平面図、図３(b)は図(a)に示したＤ−Ｄ線についての断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る振動発生装置の垂直断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の振動発生装置１は、ベース筐体２と、コイル３と、センターヨーク４と、マグネット５と、バネ６と、第１アウターヨーク７ａと、第２アウターヨーク７ｂと、カバー筐体８とを備える。センターヨーク４と、マグネット５と、アウターヨーク７ａ，７ｂとで可動子が構成される。バネ６はエラストマー材の一体成型品により構成される。
コイル３は固定子に構成される。コイル３は、ベース筐体２の円形板部材２ａの中央に固定される。円形板部材２ａが振動板となるように、円形板部材２ａを筐体本体に対して可動支持しても良い。この場合、コイル３は前述した第２可動子となる。

図２及び図４に示すように、各部は円形に形成されているとともに、コイル３の中心軸Ｃを中心に同心状に配置される。中心軸Ｃに沿ってコイル３が固定される一端側を矢印Ａにより、他端側を矢印Ｂにより示した。
センターヨーク４と、マグネット５と、アウターヨーク７ａ，７ｂとからなる可動子は、コイル３に対してその他端側（Ｂ側）から臨むように配置される。バネ６は、かかる可動子を中心軸Ｃ方向に振動可能に弾性支持する。

センターヨーク４及びマグネット５は、コイル３の内径より小さく、かつ、互いに略同一径の円盤又は円柱状に形成されている。アウターヨーク７ａ，７ｂの中央部７ａ−１，７ｂ−１は、コイル３の外径より大きい円盤状に形成されている。マグネット５の一端側（Ａ側）と他端側（Ｂ側）とは反対磁極を構成する。マグネット５の一端側（Ａ側）にセンターヨーク４が接合する。マグネット５の他端側（Ｂ側）に第１アウターヨーク７ａの中央部７ａ−１が接合する。第１アウターヨーク７ａの中央部７ａ−１の他端側（Ｂ側）に第２アウターヨーク７ｂの中央部７ｂ−１が接合する。

ヨーク外周部は、第１アウターヨーク７ａの周壁部７ａ−２及びフランジ部７ａ−３と、第２アウターヨーク７ｂの外周部７ｂ−２とにより構成される。
第１アウターヨーク７ａは、周壁部７ａ−２の一端側（Ａ側）にフランジ部７ａ−３の内周縁が結合し、周壁部７ａ−２の他端側（Ｂ側）に中央部７ａ−１の外周縁が結合した構造である。
第２アウターヨーク７ｂは、全体的に円盤状に形成されており、説明の便宜上周壁部７ａ−２の外径範囲内までを中央部７ｂ−１とし、周壁部７ａ−２より外方へ突出する部分を外周部７ｂ−２とする。
センターヨーク４は、コイル３の径方向の内側に配置される。一方、ヨーク外周部７ａ−２，３，７ｂ−２はコイル３の径方向の外側に配置される。

バネ６は、コイル３の径方向の外側に配置され、該径方向に延在する。
ベース筐体２は周壁部２ｂを有する。カバー筐体８は天板部８ａと周壁部８ｂとを有する。カバー筐体８の周壁部８ｂはベース筐体２の周壁部２ｂの外径と略同一の内径を有しベース筐体２の周壁部２ｂの外側に嵌められる。カバー筐体８の周壁部８ｂの他端側（Ｂ側）に、カバー筐体８の天板部８ａの外周縁が結合する。カバー筐体８の天板部８ａは、第２アウターヨーク７ｂの外径より大きい内径の中央開口を有し、かかる中央開口内に第２アウターヨーク７ｂを配して、第２アウターヨーク７ｂと径方向に間隔を隔てて外側に配置される。

図３に示すように、バネ６は、外端部６ａ及び内端部６ｂがそれぞれリング状に形成され径方向に間隔を隔てて配置されたリング状の板バネである。すなわち、外端部６ａの内径が内端部６ｂの外径より大きくされることによって、両者は径方向に間隔を隔てている。その間隔に、弾性変形部６ｃを配置し、弾性変形部６ｃで外端部６ａと内端部６ｂとを繋いでいる。弾性変形部６ｃは、一周に亘って外端部６ａと内端部６ｂとの間に連続するリング状に形成されている。すなわち、弾性変形部６ｃにはスパイラル溝などの欠落部が形成されていない。このようなバネ６によれば、外端部６ａと内端部６ｂとの距離が短い、コンパクトなリング状板バネを構成することができる。

外端部６ａは、弾性変形部６ｃに対して、中心軸Ｃに沿った双方向に突出形成された突部を有する。すなわち、かかる突部は、一端側（Ａ側）突出する突部及び他端側（Ｂ側）に突出する突部の双方を指す。
内端部６ｂは、弾性変形部６ｃに対して、中心軸Ｃに沿った双方向に突出形成された突部を有する。すなわち、かかる突部は、一端側（Ａ側）突出する突部及び他端側（Ｂ側）に突出する突部の双方を指す。

バネ６の外端部６ａが２部品、すなわち、本実施形態においてはベース筐体２とカバー筐体８とにより中心軸Ｃ方向に挟み付けられて筐体２，８に対して固定されている。図４に示すように、バネ６の外端部６ａがベース筐体２の円形板部材２ａと、カバー筐体８の天板部８ａとに挟まれて固定されている。バネ６の外端部６ａを挟み付ける部品２，８が外端部６ａの突部に当接することにより弾性変形部６ｃから隔てられる。
したがって、バネ６の外端部６ａと、ベース筐体２又はカバー筐体８との間に径方向についての位置ずれがあっても、バネ６の外端の支持状態が変わることがなく、バネの６のスパンに変化が生じない。
なお、外端部６ａの突部の突出高さは、本振動発生装置１の使用時の最大振幅においても、挟み付ける部品２，８が弾性変形部６ｃに接触しない高さに設計する。

バネ６の内端部６ｂがヨーク外周部を構成する２部品、すなわち、本実施形態においては第１アウターヨーク７ａと第２アウターヨーク７ｂとにより中心軸Ｃ方向に挟み付けられてヨーク外周部に固定されている。図４に示すように、バネ６の内端部６ｂが第１アウターヨーク７ａのフランジ部７ａ−３と、第２アウターヨーク７ｂの外周部７ｂ−２とに挟まれて固定されている。バネ６の内端部６ｂを挟み付ける部品７ａ，７ｂが内端部６ｂの突部に当接することにより弾性変形部６ｃから隔てられる。
したがって、バネ６の内端部６ｂと、第１アウターヨーク７ａ又は第２アウターヨーク７ｂとの間に径方向についての位置ずれがあっても、バネ６の内端の支持状態が変わることがなく、バネの６のスパンに変化が生じない。
なお、内端部６ｂの突部の突出高さは、本振動発生装置１の使用時の最大振幅においても、挟み付ける部品７ａ，７ｂが弾性変形部６ｃに接触しない高さに設計する。

本振動発生装置１は、以上説明した構成を有し、コイル３に駆動電力が入力されると、センターヨーク４、マグネット５及びアウターヨーク７ａ，７ｂからなる可動子が、中心軸Ｃ方向に振動する。

以上のような本実施形態の振動発生装置１によれば、可動子を弾性支持するバネを固定するための挟み付ける位置に誤差が生じても、その誤差がバネのスパンの誤差とならず、組立誤差に影響を受けない均一なバネの特性、従って均一な振動特性を容易に確保することができる。
したがって本実施形態の振動発生装置１によれば、マグネット及びヨークからなる可動子を弾性支持するバネの取付誤差がバネのスパンの誤差とならないバネの取付構造を有し、振動発生装置の製造の容易、歩留まりを向上できるという効果がある。
本実施形態の振動発生装置１によれば、筐体に対するバネの固定について上記効果を得ることができるとともに、可動子に対するバネの固定について上記効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る振動発生装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る振動発生装置の分解斜視図である。 (a)は、本発明の一実施形態に係る振動発生装置に用いられるバネの平面図、(b)は(a)に示したＤ−Ｄ線についての断面図である。 本発明の一実施形態に係る振動発生装置の垂直断面図である。

符号の説明

１ 振動発生装置
２ ベース筐体
２ａ 円形板部材
３ コイル
４ センターヨーク
５ マグネット
６ バネ
６ａ 外端部
６ｂ 内端部
６ｃ 弾性変形部
７ａ 第１アウターヨーク
７ｂ 第２アウターヨーク
８ カバー筐体
Ｃ 中心軸

Claims (6)

1. 中心軸方向の一端において振動板その他の部材に固定されたコイルと、前記コイルに対してその他端側から臨み前記中心軸方向に振動するマグネット及びヨークにより構成される可動子と、前記可動子を前記中心軸方向に振動可能に弾性支持するバネと、前記コイル、前記可動子及び前記バネを収める筐体とを備え、
   前記ヨークの一部は前記コイルの径方向の外側に配置されるヨーク外周部を構成し、
   前記バネは、前記コイルの径方向の外側に配置され、該径方向に延在し、該径方向の外端部が２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記筐体に対して固定され、該径方向の内端部が前記ヨーク外周部に固定され、
   前記外端部は、前記外端部と前記内端部とを繋ぐ弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する振動発生装置。
2. 中心軸方向の一端において振動板その他の部材に固定されたコイルと、前記コイルに対してその他端側から臨み前記中心軸方向に振動するマグネット及びヨークにより構成される可動子と、前記可動子を前記中心軸方向に振動可能に弾性支持するバネと、前記コイル、前記可動子及び前記バネを収める筐体とを備え、
   前記ヨークの一部は前記コイルの径方向の外側に配置されるヨーク外周部を構成し、
   前記バネは、前記コイルの径方向の外側に配置され、該径方向に延在し、該径方向の外端部が前記筐体に対して固定され、該径方向の内端部が前記ヨーク外周部を構成する２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記ヨーク外周部に固定され、
   前記内端部は、前記外端部と前記内端部とを繋ぐ弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する振動発生装置。
3. 前記内端部が前記ヨーク外周部を構成する２部品により前記中心軸方向に挟み付けられて前記ヨーク外周部に固定され、
   前記内端部は、前記弾性変形部に対して、前記中心軸に沿った双方向に突出形成された突部を有する請求項１に記載の振動発生装置。
4. 前記外端部及び前記内端部は前記突部を含めてリング状に形成されてなる請求項３に記載の振動発生装置。
5. 前記弾性変形部は、一周に亘って前記外端部と前記内端部との間に連続するリング状に形成されてなる請求項４に記載の振動発生装置。
6. 前記バネがエラストマー材の一体成型品により構成されてなる請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載の振動発生装置。

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