JP2016046992A - 振動発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性が高い振動子を備えた振動発生器を提供する。【解決手段】 振動発生器は、振動子２０とコイル３０とフレーム１０とを備え、振動子２０は、弾性体２１とマグネット２４とマグネット２４を収容するマグネット収容部２３３を有する錘２３とホルダ２２とを有し、弾性体２１の一部によりフレーム１０に固定され、ホルダ２２は、弾性体２１が係合する第一の係合部２２１と、錘２３が係合する第二の係合部２２２を備え、第二の係合部２２２に係合された錘２３および／またはマグネット２４が、ホルダ２２の第一の係合部２２１に係合された弾性体２１を押圧することにより、ホルダ２２の第一の係合部２２１へ弾性体２１が保持される。【選択図】図４

Description

本発明は、振動発生器に関し、特に、コイルに電流を流して振動子を運動させることで振動を発生させる振動発生器に関する。

振動子を運動させて振動を発生させる振動発生器としては、マグネットを含む振動子を、バネ部を介して、筐体により支持した構造を有するものが種々用いられている。この種の振動発生器は、マグネットの下方にマグネットに対面するように配置されたコイルを備えている。振動子は、コイルが通電されて磁場が発生するのに伴って、バネ部を変形させながら運動する。

特許文献１には、４つの柱状体と、これらのそれぞれに連接した４つのアーム部と、１つの振動子保持部とを有するホルダによって、マグネット及びヨークで構成された振動子を保持した構造を有する振動発生器が開示されている。ホルダは、インサート成形によってマグネット及びヨークと共に、弾性材を用いて一体成形されている。弾性材としては、例えば、フッ素系やシリコン系のゴム等の樹脂が用いられている。

特開２０１３−１６３１７２号公報

ところで、上記の特許文献１に記載されているような振動発生器において、ヨークは、その耳部がホルダの保持部に設けられた張出部に埋入するようにして、ホルダに取り付けられている。このようなヨークの取付構造によって、振動子が保持部から脱落しにくくなるように構成されている。

しかしながら、ヨークは金属材で構成されており、ホルダは例えばフッ素系やシリコン系のゴム材で形成されているところ、このようなヨークの取付構造では、次のような問題がある。すなわち、一般的に、金属材とゴム材との異種材料によるインサート成形を行った場合、樹脂材料と金属材料との界面の接合強度（接合界面強度）が弱くなる。また、インサート成形により作製されたホルダは、高温放置、ヒートサイクル、ヒートショック等の熱負荷をかけられると、接合界面強度が弱くなる。ヨークに接合されたマグネットが磁気吸引力により吸引されることで振動子が往復運動を行うように構成された振動発生器において、ヨークとホルダとの接合界面強度が低下すると、ホルダのアーム部の弾性力に振動子がうまく追随しなくなる可能性がある。

本発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、信頼性が高い振動子を備えた振動発生器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、（１）本発明は、振動子とコイルとフレームとを備え、前記振動子は、弾性体とマグネットと前記マグネットを収容するマグネット収容部を有する錘とホルダとを有し、前記弾性体の一部により前記フレームに固定され、前記ホルダは、前記弾性体が係合する第一の係合部と、前記錘が係合する第二の係合部を備え、前記第二の係合部に係合された錘および／またはマグネットが、前記ホルダの第一の係合部に係合された弾性体を押圧することにより、前記ホルダの第一の係合部へ前記弾性体が保持される振動発生器を提供する。

（２）前記ホルダは軟磁性体である（１）に記載の振動発生器を提供する。
（３）前記振動子は、ヨークを備え、前記マグネットと前記ヨークとにより前記ホルダを挟持する（１）または（２）に記載の振動発生器を提供する。
（４）前記ホルダは、前記弾性体が係合する第一の係合部と、前記マグネット、錘及びヨークが係合する第二の係合部とを備え、前記第二の係合部に係合されたマグネット、錘及びヨークの一つもしくはその組み合わせが、前記ホルダの第一の係合部に係合された弾性体を押圧することにより、前記ホルダの第一の係合部へ前記弾性体が保持される（３）に記載の振動発生器を提供する。

（５）前記ホルダの第一の係合部は、コの字状の曲げ部により構成され、前記弾性体が、前記コの字状の曲げ部に係合する（１）乃至（４）のいずれかに記載の振動発生器を提供する。
（６）前記弾性体は、前記錘が係合する第三の係合部を備え、前記錘は前記弾性体と係合する第三の係合部を備え、前記弾性体と前記錘は前記第三の係合部で係合している（１）乃至（５）のいずれかに記載の振動発生器を提供する。

本発明によれば、信頼性が高い振動子を備えた振動発生器を提供することができる。

本発明の振動発生器を底板側から見た図である。 図１のＡ−Ａ断面である。 図１から底板と回路基板とコイルとを除いた図である。 本発明におけるホルダと弾性体と錘との組立構造を示す斜視図である。 本発明における振動子の組立構造を示す斜視図である。 図５の振動子をフレームに取付ける構造を示す斜視図である。 図５の振動子をフレームに取付けた構造を示す斜視図であり、図３の斜視図でもある。 変形例におけるホルダと弾性体と錘との組立構造を示す斜視図である。 変形例の振動子を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

図１は本発明の振動発生器を底板側から見た図である。図２は図１のＡ−Ａ断面である。図３は図１から底板と回路基板とコイルとを除いた図である。
図１〜図３に示すように、振動発生器１は、フレーム１０と振動子２０とコイル３０と回路基板４０と底板５０とで構成されている。振動子２０は、弾性体２１とホルダ２２と錘２３とマグネット２４とヨーク２５とで構成されており、この弾性体２１の一部によりフレーム１０に固定される。図２において、マグネット２４とコイル３０とは空隙を有して対面する位置にある。マグネット２４は図示左右方向に磁化されている。

回路基板４０を通じてコイル３０に電流を流すことにより、コイル３０を励磁してマグネット２４を吸引および反発させることで振動子２０が左または右に移動する。コイル３０への通電方向を変化させることで、振動子２０が左右への移動を繰り替えし、振動を発生する。

図４は、本発明におけるホルダと弾性体と錘との組立構造を示す斜視図である。図５は、本発明における振動子の組立構造を示す斜視図である。図６は、図５の振動子をフレームに取付ける構造を示す斜視図である。図７は、図５の振動子をフレームに取付けた構造を示す斜視図であり、図３の斜視図でもある。図４〜図６において、縦方向と横方向とは図３の姿勢での縦方向と横方向を示す。また、上方向と下方向とは図２の姿勢での上方向と下方向を示す。

弾性体２１は図４に示すように、縦方向に延在するアーム部２１１と、アーム部２１１の両端に形成されたフレーム１０への固定部２１２を有している。アーム部２１１にはホルダ２２と係合するための第一の係合部２１３を有している。弾性体２１の材質は、アーム部２１１が弾性機能を得られる材質であればよく、加硫ゴムを含む熱硬化性エラストマーや熱可塑性エラストマーから適宜選択することができるが、射出成形により容易に形成することが可能な熱可塑性エラストマーが好適である。

ホルダ２２は図４に示すように、弾性体２１を保持する弾性体保持部２２４として機能し、弾性体２１のアーム部２１１と係合する第一の係合部２２１と、錘２３と係合する第二の係合部２２２と、ヨーク２５を収容するヨーク収容部２２３とを備えている。ホルダ２２の第一の係合部２２１は、コの字状の曲げ部により構成され、弾性体２１が、コの字状の曲げ部に係合するよう構成されている。ホルダ２２の第二の係合部２２２は、マグネット２４及びヨーク２５も係合される。ホルダ２２の材質は、プレス加工が可能な金属板が好適であり、軟磁性体とすることでヨークの機能を持たせることが可能である。

錘２３は図４に示すように、略矩形状をしており、弾性体２１を押圧する弾性体押圧部２３１と、ホルダ２２と係合する第二の係合部２３２と、マグネット２４を収容するマグネット収容部２３３とを有している。マグネット２４は図５に示すように、平面視で矩形状をしており、磁極の方向が図３の左右方向になるように着磁されている。ヨーク２５は図５に示すように、矩形状をしている。

マグネット２４とヨーク２５とによりホルダ２２を挟持するよう構成されている。フレーム１０は図６に示すように、上方向が開放された箱型をしており、フレーム１０の内側には弾性体２１の固定部２１２を保持する振動子保持部１１を有している。

以下、図４乃至図７で示す組立て手順を説明する。
（１）ホルダ２２の第一の係合部２２１へ弾性体２１の第一の係合部２１３を係合するように組み付ける。弾性体２１の第一の係合部２１３の高さは、ホルダ２２の第一の係合部２２１の高さと略等しく形成されている。弾性体２１の第一の係合部２１３に位置する弾性体の幅（横方向厚さ）は、弾性体２１のアーム部２１１の幅（横方向厚さ）よりも薄く形成されている。また、弾性体２１の第一の係合部２１３の長さは、ホルダ２２の第一の係合部長さ２１３（図３における縦方向長さ）と略等しく形成されている。

（２）ホルダ２２へ弾性体２１を組み付けた後に、錘２３の第二の係合部（孔）２３２をホルダ２２の第二の係合部２２２に係合するとともに、錘２３の弾性体押圧部２３１を弾性体２１のアーム部２１１間に挿入する。このとき、弾性体２１のアーム部２１１間寸法（図３における横方向距離）は錘２３を挿入した際に押圧される寸法、即ち弾性体２１のアーム部２１１間寸法は錘２３の弾性体押圧部２３１幅寸法と等しいまたはそれよりも狭いことが好ましい。錘２３を組み付けることにより、弾性体２１はホルダ２２の第一の係合部２２１と錘２３との間に挟持されるとともに、錘２３は弾性体２１により挟持される。
（３）錘２３のマグネット収容部２３３にマグネット２４を挿入する。同時に、ホルダ２２のヨーク収容部２２３にヨーク２５を挿入する。マグネット２４とヨーク２５とはマグネット２４の磁界によりヨーク２５が吸着される。

（１）から（３）により本発明の振動子２０が形成される。ホルダ２２の第二の係合部２２２に係合された錘２３が、ホルダ２２の第一の係合部２２１に係合された弾性体２１を押圧することにより、ホルダ２２の第一の係合部２２１へ弾性体２１が保持され、固定される。なお、錘２３だけではなく、錘２３、マグネット２４及びヨーク２５のうちその一つもしくはその組み合わせにより、ホルダ２２の第一の係合部２２１に係合された弾性体２１を押圧するようにしてもよい。

（４）弾性体２１の固定部２１２の孔をフレーム１０の底面から立設する振動子保持部１１に挿入した後に、コイル３０と回路基板４０と底板５０とを取付けることにより、本発明の振動発生器１となる。

次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。
図８は、変形例におけるホルダと弾性体と錘との組立構造を示す斜視図である。図９は、変形例の振動子を示す斜視図である。図８に示すように、変形例では、弾性体５１と錘５３とを係合する第三の係合部５１３、５３２が、弾性体５１のアーム部５１１と錘５３の弾性体押圧部５３１に形成されている。

第三の係合部５１３として、弾性体５１のアーム部５１１に凸部が形成されている。また、第三の係合部５３２として、錘５３には凹部が形成されている。ホルダ２２の弾性体保持部２２４に弾性体５１のアーム部５１１を収容する。続いて、錘５３を弾性体５１間に挿入すると、錘５３の第三の係合部（凹部）５３２と弾性体５１の第三の係合部（凸部）５１３とが嵌合し、錘５３の縦方向位置が規制される。

上記実施形態では、マグネット２４とヨーク２５とをマグネット２４の磁界により固定しているが、ホルダ２２を軟磁性体とすることで、ヨーク２５を用いなくてもマグネット２４をマグネット２４の磁界によりホルダ２２に固定することが可能である。振動子２０、７０（弾性体２１の固定部２１２）とフレーム１０の振動子保持部１１との固定は、弾性体２１、５１のアーム部２１１、５１１が弾性機能を発揮できる固定方法であれば、上記実施形態に限定されない。

上記変形例において、弾性体５１の第三の係合部５１３の形状を、弾性体５１のアーム部５１１に凸部を形成し、錘５３の第三の係合部５３２の形状を錘５３に凹部を形成する例について説明したが、弾性体５１のアーム部５１１に凹部を形成し、錘５３に凸部を形成してもよい。
また、上記変形例によれば、弾性体５１のアーム部５１１に第一の係合部５１２を設けなくても良い。これにより弾性体５１のアーム部５１１の強度が増し、信頼性向上が図れる。

本実施形態によれば、弾性体２１とホルダ２２とを別体とし、弾性体２１をホルダ２２の第一の係合部２２１と錘２３とにより保持する構造としたため、熱負荷による樹脂材料（弾性体）とホルダ２２との接合界面強度劣化が発生しない信頼性の高い振動子を備えた振動発生器１を提供できる。また、上記実施形態によれば、弾性体２１、５１と錘２３、５３との位置合わせが容易であり、弾性体２１、５１とホルダ２２および錘２３、５３、マグネット２４、ヨーク２５の組立に対して、インサート成形・接着・溶接・溶着等の接合手段を用いることなく振動子２０、７０を安価に、容易な組立手段にて形成することが可能となる。さらに、質量の軽い樹脂部品（熱可塑性エラストマー）を弾性体２１、５１に使用し、錘２３とマグネット２４と弾性体２１、５１との接合にはホルダ２２を使用するため、振動子２０、７０の質量を大きくすることができ、振動子２０、７０の加速性能（振動性能）を高めた振動発生器１を提供できる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 振動発生器
１０ フレーム
２０、７０ 振動子
２１、５１ 弾性体
５１３ 第三の係合部（弾性体）
２２ ホルダ
２２１ 第一の係合部（ホルダ）
２２２ 第二の係合部（ホルダ）
２３ 錘
５３２ 第三の係合部（錘）
２４ マグネット
２５ ヨーク
３０ コイル
４０ 回路基板
５０ 底板

Claims (6)

1. 振動子とコイルとフレームとを備え、
   前記振動子は、弾性体とマグネットと前記マグネットを収容するマグネット収容部を有する錘とホルダとを有し、前記弾性体の一部により前記フレームに固定され、
   前記ホルダは、前記弾性体が係合する第一の係合部と、前記錘が係合する第二の係合部を備え、
   前記第二の係合部に係合された錘および／またはマグネットが、前記ホルダの第一の係合部に係合された弾性体を押圧することにより、前記ホルダの第一の係合部へ前記弾性体が保持されることを特徴とする振動発生器。
2. 前記ホルダは軟磁性体であることを特徴とする、請求項１に記載の振動発生器。
3. 前記振動子は、ヨークを備え、前記マグネットと前記ヨークとにより前記ホルダを挟持することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の振動発生器。
4. 前記ホルダは、前記弾性体が係合する第一の係合部と、前記マグネット、錘及びヨークが係合する第二の係合部とを備え、
   前記第二の係合部に係合されたマグネット、錘及びヨークの一つもしくはその組み合わせが、前記ホルダの第一の係合部に係合された弾性体を押圧することにより、前記ホルダの第一の係合部へ前記弾性体が保持されることを特徴とする請求項３に記載の振動発生器。
5. 前記ホルダの第一の係合部は、コの字状の曲げ部により構成され、前記弾性体が、前記コの字状の曲げ部に係合することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の振動発生器。
6. 前記弾性体は、前記錘が係合する第三の係合部を備え、前記錘は前記弾性体と係合する第三の係合部を備え、前記弾性体と前記錘は前記第三の係合部で係合していることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の振動発生器。

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