JP4355242B2 - 多機能型振動アクチュエータ及び携帯端末機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話や小型情報通信端末等の携帯端末機器に搭載され、一つのデバイスで、着信を音響或いは振動によって使用者に知らせる多機能型振動アクチュエータ、及び、それを搭載した携帯端末機器に関する。
詳しくは、ハウジング内に、磁気回路部と、この磁気回路部に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムに固着されて磁気回路部の磁気空隙部に挿入されるボイスコイルと、該磁気回路部を支持するサスペンションとを備え、前記ダイアフラムの外周縁をハウジングの開口端に固着して覆った多機能型振動アクチュエータに関する。

従来、この種の多機能型振動アクチュエータとして、ダイアフラムの外周端をハウジングの開口端に形成された段差部に突き当てた状態で両者を相互に固着すると共に、このダイアフラムに中心側に形成された円環状取り付け部の裏面に、ボイスコイルを片面で接合支持して磁気回路部の磁気空隙部に挿入させ、このボイスコイルのリード線をダイアフラムの裏面に貼り付けて、その先端をハウジングの外側に設けられた端子金具（給電端子）と電気的に接合させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
そして、ダイアフラムに接合されたボイスコイルに音声信号を流すと、ダイアフラムが振動して着信音、メロディー音、音声、音楽等の音を発し、振動周波数の信号を流すと、磁気回路とサスペンションとを含む機械振動系が振動し、この振動がハウジングを経てこの多機能型振動アクチュエータを搭載した携帯端末機器全体に伝わるようになっている。

特開２００２−１９１０９２号公報（第２−４頁、図２−３、図６）

この種の多機能型振動アクチュエータでは最近、小型化が進んでいる反面、小径でも大口径と同様の仕様が要求されており、従来の技術を用いて固定すると、必要な音響特性を出すことが非常に困難なため、ダイアフラムの固定にも工夫が必要になってきている。
その具体例を挙げれば、従来のダイアフラムの固定には以下のような問題点があった。
１．ダイアフラムにコルゲーションを付けて最低共振周波数（ｆｏ：エフゼロ）を低下させることが考えらるが、この場合には、ダイアフラムの振動に伴って振幅が大きくなるため、ダイアフラムの内面に貼り付けたボイスコイルのリード線が断線し易くなって耐久性に劣る。
２．ダイアフラムの外周端をハウジングの段差部に突き当てた状態で固着するため、ダイアフラム全体の半径が小さくなり、必要な音響特性を出すことが困難である。
３．必要に応じて、例えば音漏れを防止するためにスポンジ等のガスケットをダイアフラムとハウジングの開口端との間に挟み込むことが考えられるが、従来のハウジングの開口端には段差部があるため、ガスケット等を容易に貼り付けることができない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、最低共振周波数の低下と、コイルリードの断線防止を同時に図りながら、音響特性を改善し、且つ音漏れ防止等の対策が容易な多機能型振動アクチュエータ及び携帯端末機器を提供することである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、ダイアフラムの外周縁近くをハウジングの内周面沿いに折り曲げてその開口端へ向け延びる立ち上がり部を屈曲形成し、この立ち上がり部からハウジングの開口端に形成された平坦面に沿って外方へ延びる延長部を屈曲形成し、これらハウジングの平坦面とダイアフラムの延長部とを平行に対向させて相互に固着したことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の多機能型振動アクチュエータを内蔵し、呼び出し信号の受信信号によって、前記ダイアフラム及び、磁気回路部とサスペンションとを含む機械振動系のどちらか一方か或いは両方を振動させ、この機械振動系の振動がハウジングを経て機器全体に伝わり、上記呼び出し信号のリセットによって、ダイアフラム及び機械振動系の振動を停止させることを特徴とする携帯端末機器である。

本発明は、ダイアフラムの外周近くを約９０〜１１０°に折り曲げて、ハウジングの内周面沿いにその開放端へ向け延びる立ち上がり部を形成することで、この立ち上がり部がコルゲーションとなって最低共振周波数（ｆｏ：エフゼロ）を低下させることが可能となる。
これと同時に、立ち上がり部を支点とした振幅は、コルゲーションと異なって大きくないため、大きく振幅をさせてもボイスコイルのコイルリードが断線し難くなる。その結果、耐久力が向上する。
更に、この立ち上がり部からハウジングの開口端に形成された平坦面に沿って、外方へ延びる延長部を形成することで、振動板全体の半径が拡大して音響特性を改善できる。
またハウジングの平坦面とダイアフラムの延長部とを平行に対向させることで、必要に応じ、例えば音漏れを防止するためにスポンジ等のガスケットを容易に貼り付けることができ、音漏れ防止等の対策を容易に行える。

本発明の多機能型振動アクチュエータＡは、図１及び図４に示す如く、円筒状のハウジング１内に、磁気回路部２と、この磁気回路部２に対向配置されるダイアフラム３と、このダイアフラム３に固着されて磁気回路部２の環状の磁気空隙部２ａに挿入されるボイスコイル４と、該磁気回路部２を弾性的に支持するサスペンション５とを備え、ボイスコイル４に音声信号を入力すると、ダイアフラム３が微振動して着信音、メロディー音、音声音楽等の音を発し、又、振動周波数１２０〜１６０Hzの信号電流が流れると、磁気回路部２とサスペンション５とを含む重量のある機械振動系が大きく振動するようになっている。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１〜図３に示す如く、ダイアフラム３の半径略中間位置に平坦な円環状取り付け部３ａを部分的に形成すると共に、このダイアフラム３の外周縁近くをハウジング１の内周面１ａ沿いにそれと平行に折り曲げて該ハウジング１の開口端へ向け延びる円環状の立ち上がり部３ｂを屈曲形成し、この立ち上がり部３ｂからハウジング１の開口端に形成された平坦面１ｂに沿って外方へ延びる延長部３ｃを屈曲形成し、これらハウジング１の平坦面１ｂとダイアフラム３の延長部３ｃとを平行に対向させて相互に固着したものである。

このダイアフラム３は、例えばポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンフタレートのプラスチックフイルム等の弾性材料で適宜厚さの円形状に形成された振動板であり、その半径略中間位置に形成された円環状取り付け部３ａの裏面に、前記ボイスコイル４の開口端を接着剤等で固着することにより、ボイスコイル４が磁気回路部２の環状の磁気空隙部２ａに挿入され、更に前記コイル取り付け部３ａを挟んで中心側及び外周側には、同心円状の曲面部３ｄ，３ｅが夫々屈曲形成される。

ボイスコイル４は円筒状に巻回されて、図２に示す如く、そのリード線４ａを接着剤などによりダイアフラム３の裏面にその振動に悪影響がないように貼り付け、このリード線４ａの先端をハウジング１の外側に設けられた端子台１ｃへ向けて導き出すと共に、この端子台１ｃに設けられた端子金具６にハンダ又はボンディング等で電気的に接合させている。

ハウジング１は、上記磁気回路部２を収容する円筒状の筐体であり、その一方の開口端には、上記ダイアフラム３の延長部３ｃを接着剤等で固着する平坦面１ｂが形成され、他方の開口端１ｄには、有底円筒状の底部カバー７を着脱可能に装着して覆っている。
更に、ハウジング１の内周面１ａには、磁気回路部２の振動時に当接する環状段部１ｅが設けられ、この内周面１ａに続く他方開口端１ｄには、サスペンション５の外端部５ｃを支持するための固定手段が設けられる。

サスペンション５は、リング状の板バネであり、その中央に後述する磁気回路部２と嵌合する中心孔５ａと、この中心孔５ａを囲んで磁気回路部２に当接する円環部５ｂと、この円環部５ｂと外端部５ｃとを連絡して撓み変形するアーム５ｄとが形成され、該円環部５ｂを磁気回路部２に接着又はレーザー溶着等で一体的に固定すると共に、外端部５を前記固定手段でハウジング１の他方開口端１ｄに固定することにより、上記ダイアフラム３と対向する位置で磁気回路部２を支持している。

本実施例の場合には、前記サスペンション５の外端部５ｃを移動不能に支持するための固定手段として、このサスペンション５の外端部５ｃが円環状に形成され、その上面を前記ハウジング１の他方開口端１ｄに当接させると共に、該円環状外端部５ｃの下面と、ハウジング１の他方開口端１ｄを覆う底部カバー７との間に、例えばＯリングなどの環状弾性体８を挟み込むことにより、ハウジング１とサスペンション５の外端部５ｃが固定されている。

そして、上記磁気回路部２は、ヨーク９と、円盤状のマグネット１０と、円盤状のポールピース１１とを同心軸上に重ねて構成されている。

前記ヨーク９は、磁性材で有底円筒状に形成されており、その外周面９ａが上記ハウジング１の内周面１ａに対して微小間隙（例えば０．０５〜０．２mm）を隔てて位置するように形成されると共に、上記ハウジング１の内周面１ａに形成された環状段部１ｅと対向する突き当たり面９ｂを形成し、磁気回路部２の振動の際にハウジング１の環状段部１ｅと当接して、磁気回路部２の外部衝撃による移動を制限するようになっている。

更に本実施例の場合には、ヨーク９の下面にサスペンション５の中心孔５ａと嵌合する凸部９ｃを設け、この凸部９ｃの周囲に形成された凹部９ｄに、サスペンション５の円環部５ｂが当接して接着又はレーザー溶着等で一体的に固定されている。
なお、必要に応じて底部中央には、マグネット１０を位置決めするために、該マグネット１０の直径と略同径の座ぐり部（図示せず）を凹設しても良い。

前記ポールピース１１は、前記マグネット１０の直径と略同径又はそれより大径な円盤状に形成されており、必要に応じて底面には、マグネット１０を位置決めするために、該マグネット１０の直径と略同径の座ぐり部（図示せず）を凹設しても良い。これと前記ヨーク９の座ぐり部とでマグネット１０を挟み込むことにより、マグネット１０の径方向の位置ずれを規制すれば更に好ましい。

次に、斯かる多機能型振動アクチュエータＡの作動について説明する。
先ず、音声信号の信号電流が端子金具６からリード線４ａを介してボイスコイル４に印加されると、ボイスコイル４と、磁気回路部２のヨーク９、マグネット１０及びポールピース１１との間に電磁力が働いて互いに磁気的吸引と反発を繰り返し、フレミングの左手の法則に従って振動を始める。
それに伴って、ボイスコイル４を固着したダイアフラム３の曲面部３ｄ，３ｅが、立ち上がり部３ｂの下端部分３ｂ′を支点として振動する。

このダイアフラム３の微振動で着信音、メロディー音、音声音楽等の音を発生するが、サスペンション５の方は固有振動数が異なるためにほとんど振動しない。

これら音声信号の発生時におけるダイアフラム３の振動は、この立ち上がり部３ｂが、通常のコルゲーションとなって最低共振周波数（ｆｏ：エフゼロ）を低下させることが可能となる。
これと同時に、立ち上がり部３ｂの下端部分３ｂ′を支点とした振幅は、通常のコルゲーションと異なって大きくないため、大きな振幅をさせてもダイアフラム３に沿って配線されたボイスコイル４からのリード線４ａの断線が発生し難くなる。
更に、この立ち上がり部３ｂから外方へ延びる延長部３ｃによって振動板全体の半径が実質的に拡大するから、音響特性を改善できる。

一方、ボイスコイル４に印加される信号が振動周波数（例えば周波数１２０〜１６０Hz）であると、ダイアフラム３は振動し難くなり、音が小さくなる。これと反対にサスペンション５で支持された磁気回路部２の振動が大きくなる。

これら磁気回路部２とサスペンション５とで構成される機械振動系の大きな振動は、その全体質量により振動エネルギーが大きくなるため、発生した振動がハウジング１を介して多機能型振動アクチュエータＡを搭載した携帯端末機器全体（図示せず）に伝わり、使用者に着信を知らせる。このようにして、１つの発音体構造が発音と振動の２通りの動作をする。

この実施例２は、図４に示す如く、前記ダイアフラム３の半径略中間位置に断面コの字形の円環状取り付け部３ａを部分的に形成して、その平坦部分にボイスコイル４が固着されると共に、このダイアフラム３の外周縁近くをハウジング１の内周面１ａ沿いにそれと傾斜状に折り曲げて該ハウジング１の開口端へ向け延びる円環状の立ち上がり部３ｂを屈曲形成し、この立ち上がり部３ｂからハウジング１の開口端に形成された平坦面１ｂに沿って外方へ延びる延長部３ｃを屈曲形成した構成が、前記図１〜図３に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１〜図３に示した実施例１と同じものである。

従って、図４に示す実施例２も、前記図１〜図３に示した実施例１と同様な作用効果が得られる。

また、この実施例２では、サスペンション５の外端部５ｃを支持するための固定手段として、特開２００２−１９１０９２号公報に開示される如く、このサスペンション５の外端部５ｃに周方向へ等間隔毎に突片（図示せず）が設けられ、これらの突片をハウジング１の内周面１ａに形成された切欠段部（図示せず）に嵌め込んで接着することにより、ハウジング１にサスペンション５を介して磁気回路部２が吊り下げた状態で弾性的に支持されている。

尚、上記ダイアフラム３の形状は図示したものに限定されず、少なくとも立ち上がり部３ｂと延長部３ｃを有していれば、それ以外は他の形状でも良い。
更に、上記ハウジング１、磁気回路部２、ボイスコイル４及びサスペンション５の構造及び形状も図示したものに限定されず、上述した機能と同様な機能があれば、他の構造及び形状であっても良い。

本発明の一実施例を示す多機能型振動アクチュエータの縦断正面図である。 同縮小平面図である。 分解斜視図である。 本発明の他の実施例を示す多機能型振動アクチュエータの縦断正面図である。

符号の説明

Ａ 多機能型振動アクチュエータ １ ハウジング
１ａ 内周面 １ｂ 平坦面
２ 磁気回路部 ２ａ 磁気空隙部
３ ダイアフラム ３ｂ 立ち上がり部
３ｃ 延長部 ４ ボイスコイル
５ サスペンション

Claims (2)

1. ハウジング（１）内に、磁気回路部（２）と、この磁気回路部（２）に対向配置されるダイアフラム（３）と、このダイアフラム（３）に固着されて磁気回路部（２）の磁気空隙部（２ａ）に挿入されるボイスコイル（４）と、該磁気回路部（２）を支持するサスペンション（５）とを備え、前記ダイアフラム（３）の外周縁をハウジング（１）の開口端に固着して覆った多機能型振動アクチュエータにおいて、
   上記ダイアフラム（３）の外周縁近くをハウジング（１）の内周面（１ａ）沿いに折り曲げてその開口端へ向け延びる立ち上がり部（３ｂ）を屈曲形成し、この立ち上がり部（３ｂ）からハウジング（１）の開口端に形成された平坦面（１ｂ）に沿って外方へ延びる延長部（３ｃ）を屈曲形成し、これらハウジング（１）の平坦面（１ｂ）とダイアフラム（３）の延長部（３ｃ）とを平行に対向させて相互に固着したことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の多機能型振動アクチュエータ（Ａ）を内蔵し、呼び出し信号の受信信号によって、前記ダイアフラム（３）及び、磁気回路部（２）とサスペンション（５）とを含む機械振動系のどちらか一方か或いは両方を振動させ、この機械振動系の振動がハウジング（１）を経て機器全体に伝わり、上記呼び出し信号のリセットによって、ダイアフラム（３）及び機械振動系の振動を停止させることを特徴とする携帯端末機器。

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