JP4803361B2 - 薄型形状の多機能型振動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話や小型携帯電子機器等に搭載され、単体で振動発生機能と放音機能とを有する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携帯電子機器においては、音声やアラーム等の放音機能だけでなく、マナーモード機能として体感振動を発生するものが一般的となっており、前記携帯電子機器内に設けた電気音響変換器と、振動発生装置とによって、音響と振動を個別に出力している。

このような小型の電気音響変換器の中にはダイナミック型構造を用いた物があり、代表的な物として、特開平１０−１４５８９１（以下引用文献１と記す）が出願され、公開されている。

前記引用文献１では、ダイアフラムに設けたコイルへの入力信号によって、ダイアフラムを振動させる構造となっており、皿状の断面形状を有するハウジング内に、板厚方向に着磁したマグネットと磁性体からなるポールピースとからなる磁気回路部を設け、該磁気回路部とコイルとの間に働く相互の磁力によって、コイルが揺動され、ダイアフラムが振動する。

引用文献１では、端子板をヨーク外側に配置することによって、従来の小型ダイナミックスピーカよりも薄く、かつ配線を容易にした構造を特徴としている。

又、不織布からなるダンパーを通気孔に取り付けた構造となっており、筐体内外の空気の移動を制限し、またダイアフラムの微振動を抑制するという効果を得ている。

加えて、前記ダンパーを取り付ける際に、ハウジング（引用文献１ではフレームと表記）と端子板との間に挟んで取り付けている為、端子板とハウジングとの間にダンパーが挟持されており、複数の通気口に対して均一な特性を得ることができる。

更に引用文献１の実施例中に於いて、フレーム外に端子を突出して設けた端子板を示しており、基板取り付け時に位置決めが容易な構造となっている。

しかしながら、引用文献１記載の電気音響変換器では、その構造上、振動を発生する機能はなく、別途振動発生装置を設ける必要があるという課題があった。

この課題に対して、単体で音響と振動の両方の出力を兼ね備える多機能型振動アクチュエータが、特開２００２―２３９４５９（以下引用文献２と記す）として出願され、公開されている。

この引用文献２では、ヨーク、マグネット、ポールピースからなる磁気回路部をサスペンションによってハウジング内壁に支持しており、音響発生時はコイルを設けたダイアフラム側が、振動発生時は磁気回路部側がそれぞれ振動する構造となっている。

上記引用文献２では、一対の組み合わせ構造を用いたことで、音響発生時のコイルへの入力信号と、振動発生時のコイルへの入力信号とを、同じコイルへ入力する共振周波数を使い分ける制御方法によって実現している。

この為、引用文献２では、振動と音響の両方を出力できると共に、入力する周波数によって振動と音響再生を使い分けることで、音響再生と振動発生とを同時に行うことが可能となる。

又、引用文献２では、駆動時に高い磁気効率で駆動することができる箇所への配置を容易に行えるように、コイルをボビンに巻回してダイアフラムに固定しており、製造時の組立を容易にしながら、高い磁気効率で駆動できる箇所にコイルを配置することができる。

更に、ダイアフラム上に於いて、コイルの固定位置を凹構造としており、組立時に於けるコイルの位置決めを容易にすると共に、落下等の衝撃に対して、コイルがダイアフラムから外れるのを防止するという効果を得ている。

加えて、振動時にヨークを重量体として機能させる構造となっている為に、ヨークに対して別途分銅を設ける必要が無く、組立の容易化と製造コストの削減ができる。

上記挙げた利点の他に、引用文献２はその実施例中で、ヨークに傾斜部を設けて、駆動時に於けるサスペンション逃げ部を形成しており、装置全体の厚さを抑えることを可能としている。

以上述べた利点を備えたことで、引用文献２では、高い磁気効率で駆動させることができ、落下等の衝撃に際しても、コイルが脱落することの無い多機能型振動アクチュエータを得ている。

特開平１０−１４５８９１ 特開２００２−２３９４５９

しかしながら、近年、上述した引用文献の多機能型振動アクチュエータに関して、搭載する携帯機器の小型化に伴い、更なる薄型化が要求されており、上記従来技術ではその構造上、更なる薄型化が困難であるという課題がある。

即ち、引用文献１記載の電気音響変換器では、薄型かつ小型に構成できる反面、別途設ける振動発生装置の取り付けスペースを確保する必要があり、結果として引用文献２に代表される多機能型振動アクチュエータよりも大きい取り付け面積を必要とする為、搭載する携帯電子機器の小型化が困難であった。

又、引用文献２記載の多機能型振動アクチュエータでは、ヨークを重量体として使用する構造となっている為に、薄型化した際に、振動量が低下してしまい、振動量が得られにくいという問題を抱えていた。

上記のような課題を解決するため、本発明は、簡単な構造により薄型化が容易で、振動量が十分に得られる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。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、厚さ方向に着磁された板状形状を有するマグネットの片側表面に板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方表面に板状の磁性体からなるヨークを取り付けることによって、前記ポールピース端部と前記ヨークとの間に磁気空隙を形成した磁気回路部を有し、該磁気回路部をサスペンションによって前記磁気回路を収めるハウジング内壁に支持し、かつ該磁気空隙に配置し、ダイアフラムに取り付けられたコイルへ交流電流を入力することによって前記磁気回路又はダイアフラムを振動させる多機能型振動アクチュエータに於いて、
前記サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内周側面端部が磁気空隙の一端を構成するように、前記サスペンションを前記磁気回路縁部上に設置したことを特徴としている。

また請求項２では、厚さ方向に着磁された板状形状を有するマグネットの片側表面に板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方表面に板状の磁性体からなるヨークを取り付けることによって、前記ポールピース端部と前記ヨークとの間に磁気空隙を形成した磁気回路部を有し、該磁気回路部をサスペンションによって前記磁気回路を収めるハウジング内壁に支持し、かつ該磁気空隙に配置し、ダイアフラムに取り付けられたコイルへ交流電流を入力することによって前記磁気回路又はダイアフラムを振動させる多機能型振動アクチュエータに於いて、
前記サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内周側面端部が磁気空隙の一端を構成するように、前記サスペンションを前記磁気回路縁部上に設置し、前記ハウジング内周に段部設けて前記サスペンション外周表面を段部で支持し、前記段部とサスペンションを貫通して放音孔を設けたことを特徴としている。

また請求項３では、請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、磁気回路部に重量体を取り付けたことを特徴としている。

また請求項４では、請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、磁気回路部側面と円筒形を有するハウジング内壁との間隔が、ハウジング内壁半径の０〜２．５％であることを特徴としている。

請求項１記載の発明に依れば、薄型化に際して、サスペンション内側端部を磁気空隙の片端として使用することで、磁気効率を維持し、消費電力を低く抑えながら良好な振動特性を得ることが可能となる。

本発明の多機能型振動アクチュエータでは、サスペンションを磁性体によって構成し、更にその内周側壁を磁気空隙として使用することで、ヨーク形状の簡略化という効果を得ている。この為、ヨークの厚さを更に薄く構成して、ハウジング内部に於いて振動発生時に駆動する磁気回路部の駆動スペースを確保することができる。

また請求項２記載の発明に依れば、ハウジング段部にサスペンション外縁部を固定し、該ハウジングとサスペンションを貫通して放音孔を設けることで、サスペンションに磁気回路、支持部、放音孔としての機能を付加している。

さらに請求項３記載の発明に依れば、請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータの磁気回路部に於いて、別途分銅を設けることで薄型化した際の振動量を維持することができる。

さらに請求項４記載の発明に依れば、請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータに於ける磁気回路部側壁とハウジング内壁との間隔を、ハウジング内壁半径の０を超えて２．５％以下に設定することで、該磁気回路部を挟んだ上下空間に於ける空気の移動量を制限し、駆動時に上下間の空気をダンパーとして機能させることが可能となる。

以下に図１を用いて本発明における一例を示す実施形態を説明する。

図１は本発明に於ける第１の実施例に関する側断面図である。

図１に示すように、本実施例に於ける多機能型振動アクチュエータは、ハウジング１、該ハウジング１の段部受け面1bに、外周縁部を取り付けて、ハウジング１の貫通した放音孔Hと同位置に放音孔ｈを設けたサスペンション７、該サスペンション７の内縁部に設けたヨーク６、該ヨーク６中心付近に設け、振動方向に着磁されたマグネット５、該マグネット５の上部に取り付けられ、前記サスペンション７の内縁側面との間に磁気空隙ｍを形成するポールピース４、及び中心部に取り付けたコイル３が、前記磁気空隙ｍに位置するように前記サスペンション７の外縁部に取り付けられたダイアフラム２、そして前記ヨーク６の下部に取り付けたリング状の分銅８から構成されている。

図１に於いて、ポールピース４、ヨーク６、サスペンション７は磁性体から成り、マグネット５の磁束を磁気空隙ｍに集中させるように構成されている。この構成を用いたことにより、本実施例の多機能型振動アクチュエータは薄型でありながら高い磁気効率を得ることができる。

又、ハウジング１とサスペンション７を貫通して、放音孔H,ｈを設けることで、音響特性を調整し、スピーカ特性を向上させることを可能にしている。

本実施例の多機能型振動アクチュエータでは、ハウジング１を一体に成形した事によって部品点数を減らし、製造コストの削減という効果を得ている。

加えて、サスペンション７によって支持されたヨーク６、マグネット５、ポールピース４、分銅８で構成された磁気回路部側面とハウジング１内壁との間隙ｇを、ハウジング１の内壁半径の０〜２．５％以下に設定することによって、磁気回路部駆動時に磁気回路部を挟んだ上下空間に於ける空気の移動量を制限し、安定した振動特性を得ることができる。実際の寸法設定では、ハウジング内壁半径によって最適値が変化し、半径が小さくなるにつれて間隙の最適値は０％に近づくが、半径が大きくなった場合でも２．５％を超えるとエアーダンパーとしての効果が十分に得られない。

本実施例では、コイル３にダイアフラム２の共振周波数付近の電圧又は電流を印加することで放音機能を発生し、また前記磁気回路部の共振周波数付近の電圧又は電流を印加することで振動機能を発生する構造としている。この為、音響再生と振動発生機能を同時に使用することが可能となっている。

又、磁気回路部に関して分銅８を別体として設けた構造の為、振動特性の調整が容易になっている。

以上述べたように、本実施例に於いて示した多機能型振動アクチュエータを用いることで、簡単な構造により薄型化が容易となり、分銅を取り付けることにより振動量の低下を抑え、十分な振動量を発生する多機能型振動アクチュエータとすることができる。

本発明の実施例に於ける側断面図

符号の説明

１ ハウジング
１b 受け面
２ ダイアフラム
３ コイル
４ ポールピース
５ マグネット
６ ヨーク
７ サスペンション
８ 分銅
H、ｈ 放音孔
ｍ 磁気空隙
ｇ 間隙

Claims (4)

1. 厚さ方向に着磁された板状形状を有するマグネットの片側表面に板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方表面に板状の磁性体からなるヨークを取り付けることによって、前記ポールピース端部と前記ヨークとの間に磁気空隙を形成した磁気回路部を有し、該磁気回路部をサスペンションによって前記磁気回路を収めるハウジング内壁に支持し、かつ該磁気空隙に配置し、ダイアフラムに取り付けられたコイルへ交流電流を入力することによって前記磁気回路又はダイアフラムを振動させる多機能型振動アクチュエータに於いて、
   前記サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内周側面端部が磁気空隙の一端を構成するように、前記サスペンションを前記磁気回路縁部上に設置したことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ。
   
2. 厚さ方向に着磁された板状形状を有するマグネットの片側表面に板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方表面に板状の磁性体からなるヨークを取り付けることによって、前記ポールピース端部と前記ヨークとの間に磁気空隙を形成した磁気回路部を有し、該磁気回路部をサスペンションによって前記磁気回路を収めるハウジング内壁に支持し、かつ該磁気空隙に配置し、ダイアフラムに取り付けられたコイルへ交流電流を入力することによって前記磁気回路又はダイアフラムを振動させる多機能型振動アクチュエータに於いて、
   前記サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内周側面端部が磁気空隙の一端を構成するように、前記サスペンションを前記磁気回路縁部上に設置し、前記ハウジング内周に段部を設けて、前記サスペンション外周表面を段部で支持し、前記段部とサスペンションを貫通して放音孔を設けたことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ。
   
3. 磁気回路部に重量体を取り付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータ。
4. 磁気回路部側面と円筒形を有するハウジング内壁との間隔が、ハウジング内壁半径の０〜２．５％であることを特徴とする請求項１又は２記載の多機能型振動アクチュエータ。