JP2014049928A - 多機能型振動アクチュエータのストッパー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
枠型形状のサスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータが課題として有していたストッパ部の強度低下という課題を解決するため、枠型形状のサスペンションを用いた構造であってもボイスコイル−磁気回路部間の衝突を防ぎ、ストッパの強度向上が可能な多機能型振動アクチュエータを提供する。
【解決手段】
枠型形状のサスペンション固定部を前記磁気回路部側に対向させると共に、サスペンション固定部及び支持部によって振動量の維持と耐衝撃性の向上とを可能にする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ボイスコイルを設けたダイアフラムをハウジングに取り付けることで音響再生部を構成し、枠型形状のサスペンションによってマグネットとヨークとを有する磁気回路部を前記ハウジング内に支持することで、前記ボイスコイルを前記磁気回路部が形成する磁気空隙に配置したダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータに関する。

現在、携帯電話に代表される移動体通信機器には、着信報知機能として使用者に対し音響再生によって着信を知らせる他に、体感振動によって着信を知らせる機能が搭載されている。この様な音響再生と振動発生とを単一のデバイスによって出力可能な部品として、特許３６８０５６２（以下特許文献１として記載）に代表される、ダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータが用いられている。ここで、特許文献１記載の多機能型振動アクチュエータはサスペンションを含めた可動部用のストッパを用いており、その実施例中に於いて、角形のハウジングと円形の磁気回路部を記載している。また、特開２００９−０２７６７９（以下特許文献２として記載）ではサスペンションを枠型形状とした上でハウジング端面をストッパとして用いる構造が開示されており、前記効果に加えて磁気回路部重量による振動量の増加及び、内部に於けるボイスコイル−磁気回路部間の衝突防止といった利点を得ている。

特許３６８０５６２ 特開２００９−０２７６７９

上述した利点を有している一方で、特許文献１記載の多機能型振動アクチュエータはそのサスペンション構造上、磁気回路部振動時にラジアル方向の回転成分が発生する為、磁気回路部も含めて角形の構造とすることが難しいという課題を有している。また、特許文献２に記載の多機能型振動アクチュエータはその構造上、ハウジングで磁気回路部の衝撃を受け止める構成となっている。この為、一般的な樹脂製のハウジングと金属製の磁気回路部とを組み合わせた多機能型振動アクチュエータでは、前記磁気回路部の衝撃を受け止めたハウジングが変形する可能性があった。

上記課題を解決するために本願記載のアクチュエータは、枠型形状のサスペンションを用いた構造に於いて、ボイスコイル−磁気回路部間の衝突を防ぐ耐衝撃性を維持しつつ、ストッパ側の強度を向上させることが可能な多機能型振動アクチュエータを提供することを目的としている。

上記目的のために本発明に於ける第１の態様では、枠型形状のサスペンションを用いて磁気回路部を支持したダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータに於いて、ハウジング側のサスペンション固定部をストッパとして用いている。より具体的には、固着またはインサート成形といった固定方法によりハウジング側に固定されている金属製サスペンションの固定部について、一部をハウジング内壁方向に突出させてストッパ部を形成した構造とすることで、当該固定部と磁気回路部とを対向させ、サスペンションの固定部にストッパとしての機能を付与したことを技術的特徴としている。

また、本発明に於ける第２の態様では、前記固定部を前記サスペンションの本体と同様の枠型形状に構成したことを技術的特徴としている。

この様な構造を用いたことで本発明第１の態様記載の振動アクチュエータは、枠型形状のサスペンションを用いた構造に対して、落下等に於ける耐衝撃性を向上させることが可能となる。これは、磁気回路部を支持するサスペンションに磁気回路部−ボイスコイル間の衝突を防ぐストッパとしての機能を付与した事による効果で、サスペンションの一部をストッパとして用いる事で、磁気回路部との衝突によってストッパに変形を生じることなく、音響特性及び振動特性に合わせて磁気回路部を構成することができる。より具体的には、磁気回路部を支持する金属製の枠型サスペンションを用いて、磁気回路部の外周に沿ったアーム配置とすることで、金属製のサスペンション固定部をストッパとして用いる構造となり、耐衝撃性を向上させることが可能になる。

また、本発明第１の態様記載の構造では枠型サスペンションの固定部をストッパとして用いている。この為、磁気回路部に加わる振動成分について、特許文献１に記載された円形サスペンションの様なラジアル方向の回転成分を発生する構造とはならず、垂直方向成分のみで振動させる構造となる。この為、磁気回路部の形状について振動時のラジアル方向のクリアランスを最低限に抑えて磁気回路部を拡大し、重量を確保することが可能となっている。加えて、片側２箇所ずつとなる、枠型サスペンションの支持部に繋がった固定部をストッパとして用いたことで、支持部を挟んだ片側２箇所ずつ距離を離してストッパを設けた構造となる。この為、落下等の衝撃で磁気回路部が斜めに振動する場合でも、大きく動く磁気回路部外周の振動を複数箇所で抑えることによって内部部品間の接触を防止することができる。

また、本発明第２の態様記載の構造では、上記技術的特徴に加えて、枠型サスペンションの固定部も枠型形状としている。この為、前記ストッパとして機能した際に固定部が受ける応力を支持部全体で分散し、前記落下等に於ける衝突によって固定部が変形することを防ぐことが可能となる。加えて、固定部を枠型形状とすることで、固定部から突出させて構成するストッパ部の設置箇所及び形状について、要求特性に合わせた構成とすることができる。より具体的には、ストッパ部の設置箇所について、前記支持部周辺の他に追加でストッパ部を設ける等の構成とすることが可能となり、使用条件に合わせた耐衝撃性を付与することができる。

以上述べたように、本願記載の構造を用いることで、枠型形状のサスペンションを用いた構造であってもボイスコイル−磁気回路部間の衝突を防ぎ、ストッパ側の強度向上が可能な多機能型振動アクチュエータを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの全体斜視図 本発明の実施形態に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの分解斜視図 図１中、Ａ−Ａ’及びＢ−Ｂ’での側断面図 本発明の実施形態に於いて用いるサスペンションの平面図 図１に示す多機能型振動アクチュエータ駆動部の上側斜視図 図１に示す多機能型振動アクチュエータ駆動部の下側斜視図 本発明の実施形態に於いて用いるサスペンション変更例の斜視図 本発明の実施形態に於いて用いるサスペンション変更例の平面図

以下に、図１、図２、図３、図４、図５及び図６を用いて、本発明に於ける第１の実施形態を示す。尚、図中の記号及び部品番号について、各実施形態に於いて同じ部品として機能するものには共通の記号又は番号を付与している。

図１に本発明に於ける第１の実施例にて用いる多機能型振動アクチュエータの全体斜視図を、図２に分解斜視図を、図３に図１記載の多機能型振動アクチュエータ中心を通るＡ−Ａ’断面及び、ガイド部の中心を通るＢ−Ｂ’断面での側断面図を、図４に本実施形態にて用いる枠型サスペンションの平面図を、そして図５及び図６に駆動部の構成に関わる斜視図をそれぞれ示す。

図１、図２及び図３から解るように、本実施形態で用いる多機能型振動アクチュエータは、センターキャップ２、ダイアフラム３、ボイスコイル４からなる音響再生部をハウジング５開口部に固定すると共に、ハウジング５内に枠型形状のサスペンション６を介して取り付けたポールピース７、マグネット８、ヨーク１０及び分銅９からなる磁気回路部を設けた駆動構造を用いている。この様な駆動構造を用いたことで、本実施形態に於いて示す多機能型振動アクチュエータは、ボイスコイル４へ入力する信号の周波数を音響再生用の周波数帯域である音響再生部の振動周波数付近に設定し、音響再生部を駆動する音響再生機能と、体感振動発生用の周波数帯域である磁気回路部の振動周波数付近に設定し、磁気回路部を駆動する振動発生機能と、を得ることができる。また、前記磁気回路部について、曲げ加工によって角形形状に形成したヨーク１０内側にマグネット８及びポールピース７を設け、外側に分銅９を固定した構造としている。この為、マグネット８の発生する磁束を、共に磁性体からなるポールピース７とヨーク１０との間に集中させて磁気空隙を形成し、該磁気空隙にボイスコイル４を配置することで駆動時に於ける磁気効率を向上させることができた。

また、図２及び図３、図５から解るように、本実施形態記載の多機能型振動アクチュエータでは、図５に示すハウジング５内のガイド溝部ｗ上面、分銅９のガイド用凸部ｙ上側にサスペンション固定部ｓの一部をストッパ部ｐとして配置した構成を用いることで、サスペンション固定部ｓに耐衝撃用のストッパとしての機能を付与している。この為、落下等の衝撃を受けた際に於いてボイスコイル４−ヨーク１０間の衝突を防ぎ、音響再生部及び磁気回路部の構成部品について高い耐久性を備えることが可能となった。加えて、固定部にストッパとしての機能を付与することで、体感振動発生時に於ける磁気回路部の支点と同じ高さにストッパ部ｐを設ける構造となる為、磁気回路部の体積及び重量を確保しつつ、耐衝撃性を向上させることができた。また、支持部ｍを挟んでストッパ部ｐを配置した構成とすることで、落下等の衝撃によって磁気回路部が斜めに振動する場合でも、ガイド用凸部ｙを複数箇所で抑えて衝撃時の移動範囲を制限し、内部部品間の衝突を軽減することができる。

更に、図４及び図５から解るように本実施形態で用いるサスペンション６は、固定部ｓ−アーム部ｒ間の支持部ｍについて複数支持とした構造を用いている。この為、磁気回路部の振動を安定化させることが可能となった。より具体的には、単に支持部ｍの面積を拡大するのではなく、片側２点ずつの複数支持としたことで、支持部分の拡大による振動の安定化だけではなく、サスペンション６に発生する歪みを各２点間に挟まれた部分で逃がし、連結した支持部同士の変形を相互に作用させることで磁気回路部の挙動を安定させることができた。また、複数支持としたことで、支持部単体の幅を調整し、共振周波数であるｆ０等の振動特性を最適化する構造とすることができた。この様な構造を用いたことで、本実施形態記載の磁気回路部は、体感振動発生時に於いて、一対となる支持部同士の距離を調整することによる振動の安定化と、支持部単体の幅を調整することによる振動特性の最適化という効果を提供することが可能となっている。加えて、複数支持としたことによって各支持部に生じる疲労の分散という効果も得ることができる。

また、図２、図５及び図６から解るように、本実施形態ではハウジング５内壁にガイド用の溝部ｗを形成し、当該溝部ｗに対応した凸部ｙを分銅９に設けたガイド構造を有している。この為、落下等の衝撃時に於いて磁気回路部の移動方向を制限し、磁気回路部の周辺に配置された他部品との衝突を抑えることができた。また、ガイド用の溝部ｗをハウジング５内壁に用いた事で、ハウジング５の外形寸法を拡大することなくガイド用凸部ｙの重量を分銅９に付与する構造となり、体感振動発生時の振動量を増加することが可能となった。加えて、先に述べた様に、ガイドに対応した箇所のサスペンションインサート部をストッパ部ｐとして用いることで、ストッパ部ｐの強度を向上し、落下等の衝撃による変形や破損を防ぐことができた。

ここで、上記実施形態と同じ技術的見地に基づいたサスペンションの変更例として、固定部を環状の形状としたサスペンション構造を図７及び図８を用いて示す。図７及び図８から解るように、本変更例記載のサスペンション６’は４隅にストッパ部ｐを設けた構造となっている。この為、図４記載のサスペンション６が支持部ｍを中心とした振動の安定化を可能にした耐衝撃構造であるのに対して、本変更例記載のサスペンションは磁気回路部の外周に設けたストッパ部ｐを利用した耐衝撃構造となった。この様な構造を用いたことで本変更例記載のサスペンション６’は、ガイド用溝部ｗ及び凸部ｙによって可動方向を制限する代わりに、４隅に設けたストッパ部ｐを用いて磁気回路部が傾いた際のボイスコイル−磁気回路部間の衝突を防いでいる。より具体的には、４隅にストッパ部ｐを設けることによって落下等の衝撃時に於ける磁気回路部の可動範囲を４隅のストッパによって制限し、効率的に内部部品間の接触を防止することができる。更に、固定部ｓを環状の形状としたことで、４隅に設けたストッパ部ｐに加わる応力を固定部ｓ全体に伝達、分散することができた。加えて、本変更例記載のサスペンション６’は支持部ｍを長方形の平面形状とした構造を用いている。従って、先に述べた複数支持部による振動の安定化という効果を支持部の長方形形状によって得ると共に、磁気回路部の外形寸法を最大限確保することを可能にしている。

以上述べたように、本実施形態記載の構造を用いることで、枠型形状のサスペンションを用いた構造であってもボイスコイル−磁気回路部間の衝突を防ぎ、ストッパ側の強度向上が可能な多機能型振動アクチュエータを提供することができた。

１ グリル
２ センターキャップ
３ ダイアフラム
４ ボイスコイル
５ ハウジング
６ 枠型サスペンション
６’枠型サスペンション変更例
７ ポールピース
８ マグネット
９ 分銅
１０ ヨーク
１１ カバー
１２ 接点端子
ｇ 磁気空隙
ｍ 支持部
ｐ ストッパ部
ｒ アーム部
ｓ サスペンション固定部
ｗ ガイド用溝部
ｙ ガイド用凸部

Claims (2)

1. ボイスコイルを設けたダイアフラムからなる音響再生部と、
   マグネットを設けたヨークを有する磁気回路部とを備え、
   前記音響再生部を固定したハウジングに対して、枠型形状のサスペンションを介して前記磁気回路部を支持した多機能型振動アクチュエータであって、
   前記ハウジング側のサスペンション固定部を前記磁気回路部側に対向させた多機能型振動アクチュエータ。
   
2. 前記固定部を枠型形状に構成した請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。

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