JP3493600B2

JP3493600B2 - 音声および低周波振動発生用振動アクチュエータ

Info

Publication number: JP3493600B2
Application number: JP2000104423A
Authority: JP
Inventors: 英夫陶山
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: JP2000325881A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電話機等に
内装され着信時の呼び出し或いは受話のための音声を発
する電気音響変換器に低周波の振動を出力できるように
して、振動によっても呼び出しを知らしめるために利用
する電気振動変換器、すなわち、音声および低周波振動
発生用振動アクチュエータであり、特に小型で軽量にす
る目的でペイジャー用振動アクチュエータとして用いる
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】従来のペイジャー用振動アクチュエータ
は、ペイジャー用振動モータや振動発生アクチュエータ
とも称せられ、小型で薄く、低消費電力で振動を発生で
き、安価であることが必要である。しかし振動発生のみ
を目的とするために、当然ながら音声で呼び出しをした
り、会話音を発することができない。従って、着信情報
や音声発生のために少なくとも２個以上の装置部品が必
要になる。また多く使用されているペイジャー用振動モ
ータは、比較的大きい質量を回転させるために起動電力
消費が大きい。さらに回転させる構成のために部品点数
が多くなったり、信頼性や精度管理に問題がある。直流
電流を用いる理由で電流切り替え用刷子を持つため、大
きな電磁ノイズを発生したり、回転に際して動作不良を
起こすこともあり、また小型、扁平化にも限界を有す
る。

【０００３】図２４は従来最も普通に使用されているペ
イジャー用振動モータを示すものである。円筒形のコア
レスロータで構成された駆動モータ１２１で駆動される
シャフト１２２を介してカウンタウェイト１２３が回転
し、振れ回り振動を発生させる。当然ながら振動以外の
音声を発生することはできない。駆動モータ１２１は曲
面形状の永久磁石、および円筒形状のコアレスロータで
形成され、また回転駆動力を得るには複数の磁極を形成
する必要があり、細い径の駆動モータ１２１を実現する
ためには精度管理や製作コストで限界がある。

【０００４】図２５は円筒形のペイジャー用振動モータ
の振動の状態を示すものである。駆動モータ１２１によ
る回転で、カウンタウェイト１２３は回転中心１２４の
周りで振れ回る。振動の方向はあらゆる方向に発生する
ため、ペイジャー用振動モータの固定の仕方によっては
有効に振動が外部に伝わらない方向もあり、また振れ回
りモーメントは駆動モータ１２１の回転スピードの２乗
に比例するため駆動力が必要で省電力化の限界がある。

【０００５】図２６は従来の扁平形のコアレスロータで
構成されたペイジャー用振動モータ１２５の内部を示す
斜視図である。回転軸１２８に重心を偏心させた円板状
の巻線コイル１２６を設け、薄板状の永久磁石１２７と
の間で回転駆動力を発生させる。駆動電流は刷子１２９
から供給される。円筒状のものと異なり、カウンタウェ
イトのかわりに、重心を偏心させた巻線コイル１２６を
利用して、回転の際に振動が発生する。当然ながら音声
を出すことはできない。また２０ｍｍ以下の外径で数ｍ
ｍ以下の扁平な形状にすることは難しい。

【０００６】図２７は扁平状のペイジャー用振動モータ
の最も有効な振動の状態を示したもので、振動中心軸１
３０に対して軸方向の回転状態がペイジャー用振動モー
タ本体の１３１、１３２、１３３で示される。この他に
軸方向の厚さ振動や、軸に直角方向の径の振動がある
が、この扁平形のペイジャー用振動モータの固定の仕方
によっては外部への振動発生にはあまり寄与しないこと
が多い。このことは巻線コイルに印加した駆動電流が外
部への振動エネルギーとして有効に利用されてないこと
を意味する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のペイジャー用振
動アクチュエータでは振動を発生させることはできる
が、音声を発生させることができなかった。また起動電
力を必ずしも小さくできず、外形寸法を小さくするには
かなり無理があり、また回転動作不良も起きやすいもの
もあったり、大きな電磁ノイズを発生する。

【０００８】本発明は振動と音声を発生させることがで
き、駆動電流を有効に振動エネルギーに変換できる音声
および低周波振動発生用振動アクチュエータ、特にペイ
ジャー用振動アクチュエータを得ることを目的とし、低
いコストで作りやすく、小型で扁平化しやすく、動作不
良の少ないペイジャー用振動アクチュエータを提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、永久磁石とヨークとで環状磁気ギャップ
を備えた磁気回路を構成し、該磁気ギャップにコイルを
配置し、該コイルに交流電気信号を流して該コイルと磁
気回路とに相対的な振動を行わせる電気振動変換器をカ
バーに取り付けてなる振動アクチュエータにおいて、前
記コイルを、前記カバーに取り付けるとともに前記磁気
回路へダンパーにより弾性的に支持させ、前記磁気回路
を前記カバーに柔軟な構成物にて柔軟に支持し、前記交
流電流が音声周波数より低周波の信号であるとき、前記
相対的な振動は前記カバーに伝達され、前記交流電流が
高周波である音声周波数のとき、前記相対的振動により
前記カバーが振動して音声を発することを特徴とする音
声および低周波振動発生用振動アクチュエータである。

【００１０】前記柔軟な構成物としては、前記カバーに
取り付けられた環状の軟らかい弾性材からなる係止部と
し、該係止部に前記磁気回路のヨーク頂部を係止する。

【００１１】この係止部としては、前記ヨークの周辺の
平坦な部分を上下に薄いゴムで挟み、前記上下の薄いゴ
ムの間を複数箇所ゴムで連続支持する構造物とすること
ができる。

【００１２】また、この上下の薄いゴムを円環状にする
ことがきる。

【００１３】前記柔軟な構成物の他の例としては、磁気
回路の外周に延在する管状ゴムであり、該磁気回路のヨ
ーク頂部を該管状ゴムを介して前記カバーの支持部に係
止させる。

【００１４】前記柔軟な構成物の更に他の例としては、
磁気回路の外周に延在する環状の発泡させた弾性材であ
り、該磁気回路のヨーク頂部を該環状の発泡させた弾性
材を介して前記カバーの支持部に係止せる。

【００１５】前記柔軟な構成物の別の例としては、磁気
回路の外周に延在する環状の蛇腹状のゴムであり、該磁
気回路のヨーク頂部を該環状の蛇腹状のゴムを介して前
記カバーの支持部に係止させる。

【００１６】前記柔軟な構成物のたの例としては、磁気
回路の外面を覆いながら前記カバーに固定された薄いゴ
ムとすることとができる。

【００１７】この場合、前記磁気回路のヨークの外径よ
り外に複数の爪状突起を有する円環状の樹脂成形材を前
記カバーに接着し、前記ヨークの底部を支持する前記薄
いゴムを前記爪状突起に掛ける。

【００１８】または、前記磁気回路のヨークの外径より
外に複数の爪状突起を有する円環状の樹脂成形材をカバ
ーに接着し、前記ヨークにスリットを設けるとともに、
該スリットからヨーク外部に突出したフックを有する円
環を前記磁気回路の底部に接着し、前記爪状突起と前記
フックにゴムを掛けて前記磁気回路を支持する。

【００１９】前記コイルに、その径と近似した径の円環
状平坦部を設け、該円環状平坦部を前記カバーに固着す
る構成を取ることができる。

【００２０】該円環状平坦部を固着する前記カバーの部
分は、放音用の穴を形成していない板部分とすることが
できる。

【００２１】前記ダンパーは、前記円環状平坦部の内側
に設けたスパイラル状のダンパとすることができる。

【００２２】このとき、この円環状平坦部とスパイラル
状のダンパを樹脂一体成形で形成することができる。

【００２３】前記円環状平坦部の内側のダンパは、傾斜
をつけて中央部を前記磁気回路上面から高く構成し、前
記磁気回路上面に接着した板の円状の孔にはめ込んで接
着固定できる。

【００２４】前記磁気回路と前記コイルとの間の相対的
な振動を起こさせるために前記コイルに印加される前記
交流電流は、前記コイルを前記カバーの方向へ駆動する
力が前記コイルに作用する際の極性を主体とした交流電
流とすると良い。

【００２５】また、前記交流電流は、方形波の立ち上が
りと立ち下がりの傾きを緩和した交流電流とすることが
できる。

【００２６】前記交流波形を得るため、方形波発信回路
の後に積分回路を設け、さらに電流駆動のための電圧電
流変換回路を接続する。

【００２７】磁気回路のヨークを複数の薄い磁性材の板
を重ねて加圧成形し、比較的深くて垂直な円周状の内壁
面を有するものにする。

【００２８】尚、前記した本発明による音声および低周
波振動発生用振動アクチュエータは、そのカバーを携帯
電話機の筐体とすることによって、ペイジャー用振動ア
クチュエータとして便利に用いることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電話機筐体をカバ
ーとしたペイジャー用振動アクチュエータとした実施の
形態を図面を参照して説明する。

【００３０】図１は本発明によるペイジャー用振動ア
クチュエータの実施例の１例を示すもので、音声を発生
するムービングコイル型の電気音響変換器の駆動原理を
用いている。振動体１とコイル３の中心位置と上下の位
置を支持するため、上下方向に比較的柔らかく変位でき
るダンパ７に接着される。ボビン９は上部で外側に直角
に曲げ成形することにより、振動体１とダンパ７との接
着を強固にでき、円環状平坦部８ができる。この円環状
平坦部８とカバー１２の突部２は接着剤や接着シートに
より直接に接着される。突部２はカバー１２と一体化さ
れ全体として固定した縁環状の突部を構成する。

【００３１】磁気回路は中央に孔１３の開いた柱状で厚
さ方向に着磁された永久磁石である磁石４の片方の磁極
に円板状磁性体のプレート６を接着し、他方の磁極には
成形加工された磁性板のヨーク５を接着して構成され
る。ヨーク５とプレート６の間にはコイル３やボビン９
が上下に動く円環状のギャップが形成され、磁束密度の
大きい空間になる。

【００３２】音声の場合は数百ヘルツから３キロヘルツ
と周波数が高く、比較的大きい駆動電流がコイル３に入
っても振動体１の変位量が比較的小さくて済み、接着層
の柔らかさによってはドーム状の振動体１が主体で、そ
れに接着された突部２と一体化されたカバー１２は従属
的にコイル３の駆動力に応じて上下に変位したり、ある
いは双方とも同じ振動の変位を駆動のコイル３の近傍で
行う。数１０ヘルツの低周波数で駆動する場合は、振動
体１等の変位は大きくなるべきだが、振動を突部２に生
じさせるのはコイル３による瞬時的な上方向の変位によ
るため、突部２と円環状平坦部８を直接に接着しても振
動発生を抑制することはない。

【００３３】突部２に接着層を介してこちゃくされる円
環状平坦部８は構造的に丈夫で平均的に振動する。この
振動はカバー１２を伝わり、さらに外部に伝搬してい
く。ヨーク５には孔１４が、カバー１２には複数の孔１
５が設けられるとよい。図１の本発明の実施例の断面図
は図２で示される。

【００３４】信号着信を知らせる音声や相手の会話音を
発生する場合は、振動体１とカバー１２の数百ヘルツか
ら３キロヘルツの振動で実現し、着信信号を振動で知ら
せる場合には、数１０ヘルツで振動体１を駆動し、直接
に接着した突部２との振動を外部に伝える。この時の振
動方向は上下方向のみで、効率的に振動エネルギーを外
部に取りだすことができる。突部２と円環状平坦部８を
接着剤や接着シートで直接に固着しているので、これら
両者がぶつかり合うことによる衝突音が発生することは
ない。

【００３５】さらに外部に発生させる振動を大きくする
ため、本発明の実施例の１例である断面図の図３で示す
ように、コイル２０以外のヨーク１８を含む磁気回路を
カバー２６に衝突させるか、磁気回路との反発力を有効
に生かしてコイル２０の円環状平坦部２３と突部との間
の押し合い力を大きくすることが有効になる。当然なが
ら、円環状平坦部２３はカバー２６と一体化された突部
２５と接着剤や接着シートで直接に接着されている。

【００３６】そのためにはヨーク１８を含む磁気回路が
ある程度変位できるように柔軟に支持される必要があ
る。図３の実施例では、支持ゴム２９で磁気回路のヨー
ク１８周辺のヨーク頂部２８の平坦な部分を支持する。
上の薄いゴムの一端３０でカバー２６に接着し、下の薄
いゴムの他端３１でヨーク頂部２８の下を覆う。上下の
薄いゴムの両端は円環状に構成し、複数の独立した幅の
あまり大きくない支持ゴム２９で連結する。支持ゴム２
９と前記上下両端の円環状の薄いゴムとは一体成形で作
るのが適当である。

【００３７】図６は、図３で示した本発明の実施例に用
いたアクチュエータのヨーク１８を含む磁気回路を柔軟
に支持する構成を上下ほぼ逆にして見た斜視図である。
ヨーク頂部２８を挟む円環状の薄いゴムの一端３０はカ
バーに接着され、円環状の薄いゴムの他端３１は支持ゴ
ム２９が伸びの力を受けると、支持ゴム２９に近い部分
ほど大きく外周方向に変位し、結果、支持ゴム２９が大
きく伸びたことと等価のものになる。円環状の薄いゴム
の他端３１の複数の支持ゴム２９から中間の位置にヨー
ク頂部２８と接着すると位置決めに効果がある。スリッ
ト３２からは電極線を取り出す。

【００３８】図５は、本発明の実施例図３で使用する磁
気回路やコイル２０を含む駆動部であるアクチュエータ
を示す。ボビン１９、コイル２０や円環状平坦部２３を
中心方向には固く上下方向には柔らかに変位できるよう
にダンパ２１で支え、磁気回路中央のダンパ支持部２２
で位置固定する。

【００３９】図４は本発明の実施例である図３のコイル
２０に駆動電流が流され、円環状平坦部２３が突部２５
を押さえて、その反作用で磁気回路が下に変位した状態
を示す。この時、ヨーク頂部２８を支持する支持ゴム２
９は伸び、ヨーク１８、磁石１６およびプレート１７か
らなる磁気回路は下に移動し、ヨーク頂部２８はカバー
２６からより離れた状態になる。この状態はコイル２０
の振動をカバー２６に伝えた状態を示す場合か、また
は、以下に述べるような駆動電流に極性を持たせた状態
の場合を示す。

【００４０】駆動電流に極性を持たせる場合、図３の磁
石１６と逆方向でカバー２６の方向に主として駆動する
力がコイル２０に生じるように、ほぼ片方の極性の交流
電流を用いることが有効である。この極性の向きは磁石
１６の着磁方向やコイル２０の巻き方によって電流の向
きで一義的に決まり、この電流の向きに合致する極性を
選択することになる。図７の破線の方形波電流３４はＢ
の値がＣの値より大きく、Ｂの方の極性を主としてい
る。実線の方形波電流３３はＡと零の間の片方の極性の
みになっている。

【００４１】駆動電流に極性がない場合、図３の実施例
でコイル２０にカバー２６の方向の駆動力を受ける電流
が流れた場合のみ、ヨーク１８を含む磁気回路が反対の
方向に変位して、図４で示すようなヨーク頂部２８がカ
バー２６から離れた状態になる。当然ながらコイル２０
と円環状平坦部２３は接着剤や接着シートで直接に突部
２５に接着されているため相互に離れることなく、ま
た、駆動交流電流が逆極性になった場合、その過程でヨ
ーク頂部２８はカバー２６に衝突することになる。この
時、衝突時の不要音の抑制が必要になる。

【００４２】駆動電流が図７の実線の方形波電流３３で
示すように片側のみの極性を有してある程度電流値Ａが
大きい場合、常時、図４のようにヨーク頂部２８はカバ
ー２６から離れた状態が維持される。例えば図７のＡの
値を２００ミリアンペアにした場合、図４で比較的柔ら
かい支持ゴム２９で支持すると、カバー２６からみてヨ
ーク１８を含む磁気回路が上向きでも下向きでも１ミリ
メートル余ほど浮いた状態を維持したまま数十ヘルツで
プラス、マイナス０．１ミリメートル程の振幅で振動す
る。

【００４３】この場合、ヨーク頂部２８はカバー２６に
衝突しないため、弾性材を全周あるいは一部に介しても
よいが、不要音の対策を必ずしもする必要がない。ま
た、またコイルと磁気回路の間の相対的振動は、コイル
２０と一体化した円環状平坦部２３から接着層を介して
突部２５からカバー２６に伝わることになる。図７の方
形波電流３３の立ち上がり時に、コイル２０はヨーク１
８を含む磁気回路との反作用が加算されて大きな変位を
突部２５に与えることになり振動発生レベルが大きくな
る。さらに駆動電流の極性が全部偏っていて最大ピーク
電流値が大きい方がコイル２０の駆動力および磁気回路
との反作用による相対的振動が大きく、またヨーク頂部
２８の衝突による不要音の対策に悩まされることが少な
くなる。

【００４４】図７の片方のみの極性の方形波電流３３の
ように、立ち上がりが急峻な駆動電流が図３の実施例の
コイル２０に印加された場合、急激な駆動力や磁気回路
からの反作用力による変化が起きるため、振動体２４等
の瞬時的な機械的変形ストレスが大きく、高い周波数成
分を多く含む衝突音とは異なる不要音がかなりのレベル
で発生する。この不要音の発生は、台形波の場合は傾斜
部を緩くするほど不要音が小さく、ＳＩＮ波や三角波で
はさらに低くなる。しかし傾斜を緩くし過ぎると振動レ
ベルも低いものになる。この現象は振動体２４のドーム
部の大部分を除いた振動体の場合でも、不要音のレベル
が少し下がるメリットがあるが、ほぼ同じ結果になっ
た。

【００４５】台形波も方形波の立ち上がりと立ち下がり
の傾斜を緩和した波形に類似するが、図８の破線の方形
波３５の場合は、積分回路に通すことにより、立ち上が
り曲線３６と立ち下がり曲線３７のように波形の傾斜を
緩和することができる。立ち上がり曲線３６の場合、飽
和レベルＡに達するまでの時間を１周期の６分の１以下
の曲線の傾斜にするだけで、高い周波数成分の不要音を
ほとんど問題ないレベルに抑えることができる。当然な
がら、立ち下がり曲線３７の形は立ち上がり曲線３６と
反転類似したものになる。ちなみに周波数が８０Ｈｚの
場合には、時定数１．５ミリ秒ほどで不要音が実用レベ
ルで無視できた。回路構成のブロック図は図９で示すよ
うに、方形波発信回路３８の後に積分回路３９と電圧電
流変換回路４０で構成すればよい。

【００４６】どの駆動電流の波形の場合でも、図３の実
施例のように、コイル２０と一体化した円環状平坦部２
３が接着層を介して直接に突部２５に接着されている場
合は、接着せずに円環状平坦部２３が突部２５から離れ
ることもある場合に比較して、振動時の不要な衝突音の
発生レベルはきわめて低い。当然のことであるが振動発
生レベルを低くすることはない。音声は数百ヘルツ近傍
の低域音に多少の低下があるが、カバー２６を比較的薄
くすることによって低い周波数の出力もでる。高い周波
数の音はむしろ高めに出る。その理由は、振動体２４だ
けでなく樹脂板のカバー２６の一部も追随して振動する
からである。

【００４７】上記の事例をより徹底する本発明の他の実
施例を示すと、図１０や図１１の断面図で示すように、
図１や図３の実施例で示された振動体１や振動体２４の
ドーム状の部分を除去し、また、カバー１２やカバー２
６にあった放音用の孔１５や孔２７をなくしてしまうこ
とになる。

【００４８】図１０において、振動体４１にはドーム状
の部分はない。しかし、ボビン４５、コイル４６や円環
状平坦部４４と一体となって構成され、上下の変位に柔
軟なダンパ４２で支持され、ダンパ支持部４３で位置固
定される。コイル４６に駆動電流が流され、円環状平坦
部４４と接着された突部４８を介してカバー４７が振動
することになり、数百から数キロヘルツの周波数の音声
の場合には比較的小さい変位で振動してもカバー４７は
比較的に大きな面積を持つために音のレベルはかなり大
きいものになる。低周波数による振動もヨーク１８を含
む磁気回路を柔軟に支持することにより大きくとれるこ
とは言うまでもない。カバー４７に複数の孔を設けず密
閉することによって、結果的に防水、防塵の役割を果た
すことにもなる。

【００４９】図１１は同じ目的の本発明の実施例を示す
ものであるが、樹脂などで成形されたカバー４９の突部
５０の近くに円環状の薄い部分５１を設けて変位をとり
やすくすることにより、音声の発生レベルをより大きい
ものにすることも可能である。薄い部分５１の径をさら
に大きいものにしても、より大きい音を発生することも
可能である。

【００５０】図１２で示すように、携帯電話に図１０で
示した本発明のペイジャー用振動アクチュエータを筐体
位置５２の内側に搭載した場合、筐体位置５２で大きく
振動することは当然ながら、筐体の設計や駆動周波数に
よっては近くの筐体位置５３よりも筐体位置５４や筐体
位置５５の方が振動レベルが大きい場合もある。ただ、
音を発する部分が筐体の一部に固定されず比較的広い筐
体表面から、さらに一つの面に限定されないため、音の
レベルも比較的大きく、さらには筐体位置５２の部分が
服等で密着されても、着信音声を聞き取ることが容易に
なる。音声マイクロフォンが内蔵される筐体位置５６で
は振動による音が大きく混入されない工夫としてマイク
ロフォンを筐体から弾性材で浮かせて設定するとよい。

【００５１】図１０と同じ目的の本発明の他の実施例を
図１３、図１４、図１５、図１６、図１７および図１８
の断面図で示す。振動や音声を発生させる構造の考え方
は同一である。振動するコイルをカバーに接着層を介し
て接着すること、さらに振動レベルを大きくするために
磁気回路を柔軟に支持する考え方が同じであることは言
うまでもない。

【００５２】図１３の実施例の断面図で、磁気回路の最
外周部のヨーク頂部５８の裏面平坦部に管状ゴム５９を
介して支持部６０で支持する。支持部６０自身はカバー
４７に固定されるため、ヨーク５７を含む磁気回路は上
下に比較的柔軟に変位できる。支持部６０は円環状にし
てカバー４７に接着するとよい。

【００５３】図１４はまた他の実施例の断面図で、やは
り磁気回路の最外周部のヨーク頂部５８の裏面平坦部に
蛇腹状に成形した蛇腹状ゴム６２で押さえ、ヨーク５７
の外周部と支持部６３で支持する。結果、ヨーク５７を
含む磁気回路は上下に柔軟に変位できる。

【００５４】図１５はまた他の実施例の断面図で、磁気
回路の最外周部のヨーク頂部５８の裏面平坦部に環状の
発泡させた弾性材６４を当て、支持部６３でヨーク５７
を含む磁気回路を柔軟に支持する。いずれの支持部もカ
バーを介して突部と一体化される。

【００５５】図１０と同じ目的であるが、実際の組み立
てや特性の不揃いを抑える構成にした本発明の実施例を
図１６、図１７および図１８の断面図で示す。図１６
で、複数の爪状突起７５を有する円環状の樹脂成形材７
４をカバー７８に接着する。この円環状の樹脂成形材７
４の内径近傍を突部として兼用し、コイル６７を有する
円環状平坦部７３を直接接着する。支持ゴム７６を複数
の爪状突起７５に掛け、ゴム底部７７でヨーク６８の底
部を支え、ヨーク６８、プレート６６や磁石６５からな
る磁気回路を上下に柔軟に動くように支持する。支持ゴ
ム７６は接着等で固定する必要がないため、組立が容易
で、特性の不揃いも小さいものになる。

【００５６】図１７では支持ゴム７９でヨーク８３の底
部を支持するかわりに、複数のフック８０に交互に掛け
て磁気回路を上下に柔軟に動くように支持する。フック
８０は円環８２と一体化されている。円環８２は磁石６
５とヨーク８３の間の底の部分に接着して固定され、フ
ック８０はスリット８１から突出させる。

【００５７】図１６、図１７の実施例でも磁気回路とコ
イル６７との中心決めにはプレート６６の中央部でダン
パ支持部７２が接着固定された上下に柔軟なダンパ７１
でなされることは変わりない。フック８０を使って支持
ゴム７９で支持することによってヨーク８３の底部にゴ
ムが必要なく、全体の厚さを少しでも薄くすることがで
きる。

【００５８】図１８は図１６とほぼ同じ構成であるが、
磁石をより有効に利用し、全体を少しでも薄くするため
のものである。爪状突起７５とヨーク８８の底部を支持
ゴム７６でもって磁気回路を柔軟に支持することは変わ
りないが、磁石８５の上のプレート８６は中央に孔が設
けてなく、その分磁石を有効に利用できる。また、ダン
パ９０に傾斜を持たせて中央が高いものにして、ダンパ
支持部９２をプレート８６に接着した孔あき板９３の中
央の孔にはめ込み接着固定することによって、中心位置
決めと同時に全体を薄くできる。そして、ヨーク頂部９
４がカバー７８と接着して一体化した円環状の樹脂成形
材７４とでまれに起きる衝突の緩和のために弾性材９５
を介してもよい。

【００５９】また、携帯電話等で本発明のペイジャー用
振動アクチュエータを使用した場合、落下などによる急
激な加速度変化が起きた場合、カバー７８と比較的質量
の大きい磁気回路に急激な位置変化が生じ、結果的にダ
ンパ７１等に大きな応力が加わり破壊に到ることもあり
うる。これを避けるため支持ゴム７６と７９がカバー７
８の垂直方向の、さらに重要であるが爪状突起７５が平
行方向の大きな加速度変化から保護する役割を果たすこ
とにもなる。

【００６０】図１９は図１６の実施例を上下を逆にして
見た斜視図である。磁気回路の一部であるヨーク６８の
底部を支持ゴム７６と連続したゴム底部７７で支え、支
持ゴム７６は円環状の樹脂成形材７４に設けられた爪状
突起７５に掛けて磁気回路全体を柔軟に支持する。この
際、コイルから引き出す電極線９６は弾性材９７で押さ
えて接着固定して端子９８に接続すると使用する場合に
便利である。

【００６１】図２０の本発明の他の実施例は、支持ゴム
７６を掛ける爪状突起７５を有する円環状の樹脂成形材
９９が、コイル１０３を接着した円環状平坦部１０２と
一体成形されて、接着剤や接着シートで直接にカバー７
８に接着されたものである。ダンパ１００も一体成形さ
れてもよい。この構成は部品点数が少ない。

【００６２】図２１は磁気回路を柔軟に支持して振動
を大きくする目的は同様であり、突部４８に円環状平坦
部１０８が直接に接着されることも同様であるが、磁気
回路を柔軟に支持する構成が異なる。すなわち、磁気回
路をカバーに柔軟に支持する柔軟な構成物を、コイルを
カバーに取付けるとともに磁気回路へ弾性的に支持させ
るためのダンパーに兼用させた構成を採用している。具
体的には、プレート１７の中央部でダンパ支持部１０７
を接着して固定し、ダンパ１０６のみで磁気回路を柔軟
に支持する。片方の極性の駆動電流を印加した場合、ヨ
ーク５７はカバー４７から変位の中心が離れた位置に移
動する。その変位量を極端に大きくせず、振動を柔軟に
するために、ダンパ１０６の内側を薄く、外側を厚めに
することが効果的である。

【００６３】すべての本発明の実施例において、例えば
図１ではダンパ７が、図３以下でダンパ２１、ダンパ４
２、ダンパ７１、ダンパ９０、ダンパ１００やダンパ１
０６が使用されていた。これらダンパの構造の目的はコ
イルと振動体の磁気回路に対する中心方向および上下方
向の位置決めであるが、さらに一層、上下方向に対する
変位の柔らかさを有しつつ、中心方向へ硬く支持するこ
とを目的としていた。

【００６４】アクチュエータ一部の斜視図である図５や
図２２で示すように、樹脂材料で成形し、幅が１ｍｍ程
と狭く、厚さにおいては０．２ｍｍ程の薄いダンパ２１
やダンパ７１を複数スパイラル状に設ける。その際に、
コイル２０やコイル６７の内側に設けることで全体の径
を小さくできる。さらに、図５のコイル２０や図２２の
コイル６７を接着などで固定する円環状平坦部２３、７
３とダンパ２１、７１を樹脂の一体成形で形成するとよ
い。図５のようにボビン１９を有する場合は、このボビ
ン１９もダンパ２１と一緒に成形するとよい。ダンパ２
１は磁石１６やプレート１７の孔でダンパ支持部２２で
位置決めされる。図２２でもダンパ７１はダンパ支持部
７２で位置固定される。

【００６５】なお、図２２で示すように、ヨーク１１０
を複数の薄い磁性材の板を重ね、また複数のスリット１
１２を設けて加圧成形することによりプレート６６に対
向する円周状の垂直の内壁面を精度良く深くすることが
容易になる。また、磁束を流すヨーク１１０の底部の大
部分と円環側面部の枚数を多くし、ヨーク頂部１１１は
枚数を少なくして成形することで磁気回路としての目的
を犠牲にせず、全体の重量を低減することができる。ま
たスリット１１２のひとつの近傍の凹部１１４から電極
線１１５を取りだすとよい。ヨーク頂部１１１の上に分
離して設けた弾性材１１３は衝突時の不要音の発生を抑
制するためのものである。

【００６６】ちなみに振動を大きくし衝突時の不要音の
発生を抑制するために、本発明のようにコイル等の振動
する部分を接着層を介しカバーの突部に直接に接着し、
磁気回路のヨークを柔軟に支持する方法と異なり、本発
明に到る過渡的段階の例を示す。図２１で示すように、
円環状平坦部２３を弾性材１１７に接着せず、また、磁
石１６、プレート１７やヨーク１８からなる磁気回路を
支持部１２０でカバー１１６に固定した場合、円環状平
坦部とカバーとの衝突による不要音の抑制に苦労する。
また特に、弾性材１１７の選定とその長期信頼性を維持
することに問題がある。そして、ヨーク１８を含む磁気
回路の変位が大きくできないので、柔軟な支持構造によ
る弾性エネルギーの蓄積によるコイル２０への反作用に
よる力が期待できず、結果、コイル２０と一体化した円
環状平坦部２３のカバー１１６への振動の伝達はあまり
大きくならないことを追記しておく。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６８】コイルを固定したボビンなどの円環状平坦
部を接着剤や接着シートで直接にカバーに接着している
ので、コイルと磁気回路の相対的な振動を直接カバーに
引き出すことができる。したがって、スピーカのコーン
に相当する振動板を設ける必要がなく、発音させること
ができる。また、コイルがカバーに取付けられているた
めに比較的容易にそれらの衝突による不要な衝突音を抑
制できる。

【００６９】さらにヨーク等の磁気回路が比較的容易に
上下方向に動くことができるように磁気回路をゴム等で
柔軟に支持することで、低周波の振動をゴム等に蓄積さ
せた弾性エネルギーがコイルに反作用として加わり、カ
バーに大きい振動を発生させることができる。

【００７０】さらに極性を持たせた駆動電流をコイルに
流すことによって、その反発力で柔軟に支持されたヨー
クや磁石等からなる磁気回路がカバーから離れた状態で
維持され、駆動電流の周波数と電流値によって決まった
振幅の運動をし、駆動電流立ち上がり時にその反作用力
をコイルに与えるためコイルの大きな変位力を介してカ
バーに大きい振動を生じさせることができる。

【００７１】結果、従来のペイジャー用振動モータに比
較しても大きい振動を発生させることができる。また振
動音に摺動に伴う高い周波数の振動を含まず、自由に選
択できる駆動電流の周波数は低く単一であるため、体感
で認識しやすい周波数を選択できる。ただし、共振周波
数近傍は避けた方が信頼性が高い。

【００７２】またこの駆動電流の時、磁気回路は殆どカ
バーなどに衝突しないため、衝突時に発生する不要音を
抑制するための弾性材の選定や厚みや材料信頼性確保で
苦労せず、弾性材を簡単に設けて外部からの加速度が大
きく変化した時や、非駆動時の対策を簡単するだけでよ
い。

【００７３】また、コイルと一体化した円環状平坦部を
接着層を介して突部に直接に接着すし、振動体を除去す
ることによって、立ち上がりの傾斜を少々急にしても不
要音の発生レベルをさほど上げずに相対的振動を大きく
することができる。

【００７４】以上の結果、本発明はコイルもヨークも上
下方向のみに動き、比較的に薄くてしなりやすい樹脂板
などのカバーに接着層を介して振動エネルギーを効果的
に伝搬させることができ、振動エネルギーを有効に取り
だすことができる。また、起動電力も比較的に小さいた
め、電力消費を少なくすることができる。

【００７５】また、当然ながら駆動電流は交流であり、
従来の直流電流駆動のペイジャー用振動モータのように
接点の切り換えを必要としないため電磁ノイズが発生し
ない。これは携帯電話にノイズフィルターを必要とせ
ず、また外部の機器に誤動作を誘発することがない。

【００７６】また、ダンパがコイル径の内側に配置され
た本発明の場合、駆動コイルの径が大きく、駆動力が大
きいわりには全体の外径寸法を小さくすることができ
る。また、厚さは振動発生と音声発声を兼用している場
合としては許容できる可能性が高い。

【００７７】また、音声を発生するために突部近傍に孔
を開ける必要が必ずしもないため、結果的に、防水や防
塵対応の機器設計が可能になる。

【００７８】さらに、組立作業や精度管理が簡単にな
り、従来あったような回転する部分がないため、刷子や
軸受け部分がなく、全体の部品数が少なくて済む。また
電気接点の位置によって回転起動しないような欠点はな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のペイジャー用振動アクチュエータの斜
視図である。

【図２】図１の実施例の断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の断面図である。

【図４】図３の実施例の電流駆動時の断面図である。

【図５】本発明に使用するアクチュエータの一部切り欠
け斜視図である。

【図６】図３の実施例を逆にした斜視図である。

【図７】本発明に使用する駆動電流の例を示す図であ
る。

【図８】本発明に使用する他の駆動電流の例を示す図で
ある。

【図９】図８で示した駆動電流を発生させる回路ブロッ
ク図である。

【図１０】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１１】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１２】本発明の品を内蔵した携帯電話の外観図であ
る。

【図１３】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１４】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１５】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１６】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１７】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１８】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１９】本発明の図１６や図１８の実施例を逆にした
斜視図である。

【図２０】本発明の他の実施例の断面図である。

【図２１】本発明の他の実施例の断面図である。

【図２２】本発明に使用するアクチュエータの一部切り
欠け斜視図である。

【図２３】本発明以前の１実施例の断面図である。

【図２４】従来の円筒型のペイジャー用振動モータの斜
視図である。

【図２５】図２４の従来例の振動状態の説明図である。

【図２６】従来の扁平型のペイジャー用振動モータの内
部の斜視図である。

【図２７】図２６の従来例の振動状態の説明図である。

【符号の説明】

１、２４、４１、７０、８９、９９、１０５振動体２、２５、４８、５０突部３、２０、４６、、６７、８７、１０３、１０９コイ
ル４、１６、６５、８５磁石５、１８、５７、５７、６８、８３、８８、１１０ヨ
ーク６、１７、６６、８６プレート７、２１、４２、７１、９０、１００、１０６ダンパ８、２３、４４、７３、９１、１０２、１０８円環状
平坦部９、１９、４５ボビン１０、６１、６４、９５、９７、１０４、１１３、１１
７、１１９弾性材１１支持枠１２、２６、４７、４９、７８、１１６カバー１３、１４、１５、２７、１１８孔２２、４３、７２、９２、１０１、１０７ダンパ支持
部２８、５８、６９、８４、９４、１０１、１１１ヨー
ク頂部２９、７６、７９支持ゴム３０ゴムの一端３１ゴムの他端３２、８１、１１２スリット３３、３４、３５方形波電流３６立ち上がり曲線３７立ち下がり曲線３８方形波発信回路３９積分回路４０電圧電流変換回路５１薄い部分５２、５３、５４、５５、５６筐体位置５９管状ゴム６０、６３、１２０支持部６２蛇腹状ゴム７４円環状の樹脂成形材７５爪状突起７７ゴム底部８０フック８２円環９３孔あき板９６、１１５電極線９８端子１１４凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B06B 1/04 H04R 1/00,9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】永久磁石とヨークとで環状磁気ギャップ
を備えた磁気回路を構成し、該磁気ギャップにコイルを
配置し、該コイルに交流電気信号を流して該コイルと磁
気回路とに相対的な振動を行わせる電気振動変換器をカ
バーに取り付けてなる振動アクチュエータにおいて、前
記コイルを、前記カバーに取付けるとともに前記磁気回
路へダンパーにより弾性的に支持させ、前記磁気回路を
前記カバーに柔軟な構成物にて柔軟に支持し、前記交流
電流が音声周波数より低周波の信号であるとき、前記相
対的な振動は前記カバーに伝達され、前記交流電流が高
周波である音声周波数のとき、前記相対的振動により前
記カバーが振動して音声を発することを特徴とする音声
および低周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項２】前記柔軟な構成物は、前記カバーに取り
付けられた環状の軟らかい弾性材からなる係止部であ
り、該係止部に前記磁気回路のヨーク頂部が係止されて
いることを特徴とする請求項１に記載の音声および低周
波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項３】前記係止部は、前記ヨークの周辺の平坦
な部分を上下に薄いゴムで挟み、前記上下の薄いゴムの
間を複数箇所ゴムで連続支持する構造物としたことを特
徴とする請求項２に記載の音声および低周波振動発生用
振動アクチュエータ。
【請求項４】前記上下の薄いゴムを円環状にしたこと
を特徴とする請求項３に記載の音声および低周波振動発
生用振動アクチュエータ。
【請求項５】前記柔軟な構成物は、磁気回路の外周に
延在する管状ゴムであり、該磁気回路のヨーク頂部が該
管状ゴムを介して前記カバーの支持部に係止されている
ことを特徴とする請求項１に記載の音声および低周波振
動発生用振動アクチュエータ。
【請求項６】前記柔軟な構成物は、磁気回路の外周に
延在する環状の発泡させた弾性材であり、該磁気回路の
ヨーク頂部が該環状の発泡させた弾性材を介して前記カ
バーの支持部に係止されていることを特徴とする請求項
１に記載の音声および低周波振動発生用振動アクチュエ
ータ。
【請求項７】前記柔軟な構成物は、磁気回路の外周に
延在する環状の蛇腹状のゴムであり、該磁気回路のヨー
ク頂部が該環状の蛇腹状のゴムを介して前記カバーの支
持部に係止されていることを特徴とする請求項１に記載
の音声および低周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項８】前記柔軟な構成物は、磁気回路の外面を
覆いながら前記カバーに固定された薄いゴムからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の音声および低周波振動
発生用振動アクチュエータ。
【請求項９】前記磁気回路のヨークの外径より外に複
数の爪状突起を有する円環状の樹脂成形材を前記カバー
に接着し、前記ヨークの底部を支持する前記薄いゴムを
前記爪状突起に掛けたことを特徴とする請求項８に記載
の音声および低周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項１０】前記磁気回路のヨークの外径より外に
複数の爪状突起を有する円環状の樹脂成形材をカバーに
接着し、前記ヨークにスリットを設けるとともに、該ス
リットからヨーク外部に突出したフックを有する円環を
前記磁気回路の底部に接着し、前記爪状突起と前記フッ
クにゴムを掛けて前記磁気回路を支持したことを特徴と
する請求項９に記載の音声および低周波振動発生用振動
アクチュエータ。
【請求項１１】前記コイルに、その径と近似した径の
円環状平坦部を設け、該円環状平坦部を前記カバーに固
着したことを特徴とする請求項１に記載の音声および低
周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項１２】前記、該円環状平坦部を固着する前記
カバーの部分は、放音用の穴を形成されてない板状部で
あることを特徴とする請求項１１に記載の音声および低
周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項１３】前記ダンパーは、前記円環状平坦部の
内側に設けたスパイラル状のダンパとしたことを特徴と
する請求項１１および１２のいずれか一つに記載の音声
および低周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項１４】前記円環状平坦部とスパイラル状のダ
ンパを樹脂の一体成形で形成したことを特徴とする請求
項１３に記載の音声および低周波振動発生用振動アクチ
ュエータ。
【請求項１５】前記円環状平坦部の内側のダンパに傾
斜をつけて中央部を前記磁気回路上面から高く構成し、
前記磁気回路上面に接着した板の円状の孔にはめ込んで
接着固定したことを特徴とする請求項１３または１４に
記載の音声および低周波振動発生用振動アクチュエー
タ。
【請求項１６】前記磁気回路と前記コイルとの間の相
対的な振動を起こさせるために前記コイルに印加される
前記交流電流は、前記コイルを前記カバーの方向へ駆動
する力が前記コイルに作用する際の極性を主体とした交
流電流であることを特徴とする請求項１に記載の音声お
よび低周波振動発生用振動アクチュエータ。
【請求項１７】方形波の立ち上がりと立ち下がりの傾
きを緩和した交流電流を印加することを特徴とする請求
項１６に記載の音声および低周波振動発生用振動アクチ
ュエータ。
【請求項１８】前記磁気回路のヨークを複数の薄い磁
性材の板で成形したことを特徴とする請求項１から１０
のいずれか一つに記載の音声および低周波振動発生用振
動アクチュエータ。