JP4867031B2 - 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スピーカー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移動体通信機器には、着信を音声によって通知するための放音手段と、マナーモード等、振動によって使用者に着信を伝える振動発生手段とを備えた物がある。

このような移動体通信機器の部品構成に於いて、従来では振動を発生させる振動発生装置と、音声を再生するスピーカーとを別々の部品として搭載していたが、近年では磁気回路部分を共有することによって振動発生機能と音響再生機能とを一体に備えた多機能型振動アクチュエータが用いられている。

このような多機能型振動アクチュエータを、取り付けた携帯機器に関して、落下等の衝撃時に、多機能型振動アクチュエータ内の磁気回路部の破損を防ぐためのストッパ機構を設けた多機能型振動アクチュエータが、特許第３２９１４６８号（以下引用文献１として記す）に示され、出願、登録されている。

前記引用文献１では、それまでの多機能型振動アクチュエータと同じように、ダイアフラムに固定したボイスコイルと、ハウジング側の内部に弾性体を介して支持した磁気回路との間に働く相互の磁気力によって振幅駆動する構造を用いている。

従って、音響再生時は、ダイアフラムの共振周波数である１５０〜数十kHzの音響周波数をボイスコイルに入力することでダイアフラムのみを振動させて放音し、振動発生時は、磁気回路の共振周波数である１０〜１５０Hz程度の低周波数を駆動信号としてボイスコイルに入力し、磁気回路のみを振動させて体感振動を発生する。

このような従来の多機能型振動アクチュエータが有していた音響、振動発生機能に加えて、前述したように、引用文献１ではストッパを設けることで落下時での内部構造の破損を防止する構造を有している。

これは磁気回路の可動範囲に於いて、ボイスコイル側への衝撃に対してはハウジング内壁に設けた突部を、一方、カバー側への衝撃に関してはカバー中央付近に設けた突部を、それぞれ設けることで磁気回路の可動範囲を制限したもので、つまり磁気回路とボイスコイル等、比較的破損しやすい箇所との接触を防止したものである。

引用文献１では、ハウジング内壁突部とカバー側突部によって磁気回路の可動範囲を制限することが可能となり、落下等の衝撃を受けても磁気回路による内部構造の破損を防ぐことができる。

又、錘を磁気回路外周に付加した事によって振動発生時の振動量を上げ、使用者が感知するのに充分な振動を発生することを可能としている。

このように、引用文献１では、他の多機能型振動アクチュエータと比較した際、落下等の衝撃に関して利点を有しているが、引用文献１にはその構造上、カバー側の衝撃吸収に対して課題を有していた。

即ち、前述した引用文献１では、カバー中央部に設けた突部によって、カバー側への衝撃を受ける構造の為、カバー方向への衝撃を受けた際に、ハウジング開口部に設けたカバー、サスペンション、及び該サスペンションに支持された磁気回路が、ハウジングから外れる場合がある。

加えて、錘をヨークと別体にして構成している為に、組立工数が増え、結果として製造コストが増加してしまう。

このような課題に対して、特開２０００−３３３２８２（以下引用文献２として記す）が出願、公開されている。

引用文献２は、ハウジング内壁に対して、引用文献１で設けた突部を磁気回路の上下２箇所に設けたことを特徴としている。

前記引用文献２では、ハウジング内壁に突部を設けることで、引用文献１の様にカバーに負担をかけず、落下等の衝撃に対して内部構造の破損を防ぐことを可能としている。

また、ハウジング内壁に突部を設けた事によって、磁気回路の振動時に生じる、ハウジング内壁−磁気回路間に働く内部空気の流体抵抗を、突部に穴や切り欠きを設けることで抑制し、安定した振動特性を得ている。

更に、引用文献２では、ハウジング設けた突部によって磁気回路の可動範囲が制限される為、ハウジングに関して、ダイアフラムと反対側の開口部をカバーで塞ぐ必要が無くなり、工数の削減によって製造コストを低く抑える事が可能となる。

加えて、前記引用文献２では、錘とヨークとを一体に成形したことで部品点数を減らすと共に、衝撃時、錘がヨークから外れることの無い構成を用いており、少ない部品点数でありながら衝撃時等に多機能型振動アクチュエータ本体の損傷や、同アクチュエータ内部の破損を防いだ構造としている。

特許第３２９１４６８号 特開２０００−３３３２８２

しかしながら、前記引用文献２には、ハウジング内上下にストッパを設けている為に、ハウジングを上下に分割しなければならないという課題がある。

又、磁気回路駆動時に生じる流体抵抗を減らす為に、突部として設けたストッパ部分の形状を切り欠いた事で、結果としてストッパ部分の強度が低くなってしまう。

上記のような課題を解決するため、本発明は、落下等の衝撃を受けた際に、破損することが無く、簡単な構造で組立が容易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する。

前記課題を解決するため、請求項１では、厚さ方向に着磁された板状形状であるマグネットの片側表面に、同じく板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方側表面に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を有し、該磁気回路をサスペンションによって前記磁気回路を収める略円筒形状のハウジング内壁に支持し、前記ハウジングの一方の開口部を塞ぐように設けたダイアフラムに取り付けられたコイルを前記磁気空隙に配置し、該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、前記ハウジングの他方をカバーによって塞いだ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が円環状の内輪部と外輪部を支持部によって連結した構造を有しており、前記外輪部が、前記磁気回路外周を超えてハウジング中心方向に突出していることを特徴としている。

請求項２では、請求項１記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、前記カバーに段部を設け、一方の開口部を塞いだ略円筒形状を有しており、前記円筒形状を有するハウジングと該カバー段部との間に、内輪部によって前記磁気回路を支持した前記サスペンション外輪部を挟んで配置した事を特徴としている。

請求項３では、請求項１又は２に記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内輪部の内周側面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。

請求項４では、請求項１〜３記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、前記カバー又はハウジングに貫通孔を設けたことを特徴としている。

請求項５では、請求項１〜４記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、前記コイルを設けたダイアフラム外縁部を、前記ハウジングと、略円板形状の外縁部を有するグリルとの間に挟んで設けたことを特徴としている。

請求項６では、請求項１〜５に記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、磁気回路外形側面と、円筒形を有するハウジング又はカバー内壁側面との間隔が、ハウジング又はカバー内壁半径の０〜２．５％であることを特徴としている。

請求項１に記載の発明に依れば、ハウジング内壁に対して新たにストッパとなる突部を設ける事無く、磁気回路の可動範囲を制限する事が可能となる。

本発明では、従来の多機能型振動アクチュエータが、別体の部品によって行っていた磁気回路に関する可動範囲の制限と、ハウジング内への磁気回路の弾性支持とを、一つの部品によって行っており、具体的には、内輪部と外輪部とを有するサスペンションの外輪部を、ハウジングから突出して設ける事で、落下等の衝撃を受けた際に、外輪部に磁気回路外縁部が接触してボイスコイル等の破損を防ぐ構造となっている。

この為、ハウジング内に別途突部を設ける必要が無くなり、サスペンションの外輪部と内輪部を繋ぐ支持部に接触する事無く、磁気回路の可動範囲を制限することが可能となる。

又、ハウジングから突出するサスペンション外輪部の面積によって、ストッパの強度を変えることができる為、衝撃に対して必要な強度を容易に得ることができる。

請求項２に記載の発明に依れば、請求項１記載の発明が有する効果に加えて、カバーに段部を設け、該段部にサスペンション外輪部を固定したことで、カバー底部によって磁気回路のカバー側可動範囲が制限される為、磁気回路の可動範囲を制限する際に、ダイアフラム側のみ制限すれば良く、前述したサスペンション外輪部のみで磁気回路の可動範囲を制限することが可能となる。

又、請求項３に記載の発明に依れば、請求項１又は２に記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、サスペンションを磁性体で構成することで、装置全体の厚みを抑えた状態での磁気効率の向上という効果を得ることができる。

又、請求項４記載の発明に依れば、請求項１〜３記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、ハウジング又はカバーに貫通孔を設ける事で、音響特性を向上することが可能となる。

又、請求項５記載の発明に依れば、請求項１〜４記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、ダイアフラム外縁部をハウジングとグリルとの間に挟んで固定する事によって、ハウジング等に対するダイアフラムの固着強度を強化し、落下などの衝撃に際してもダイアフラム部分を保護することができる。

又、請求項６に記載の発明に依れば、請求項１〜３に記載の多機能型振動アクチュエータに於いて、ハウジング又はカバー内壁側面と磁気回路側面との間隙を、内壁半径に対して０〜２．５％の間に設定することで、磁気回路を挟んだ上下空間に於ける空気の移動量を制限し、ダンパとして使用することができる。

この構造を用いたことで、請求項６記載の多機能型振動アクチュエータでは、引用文献２記載の多機能型振動アクチュエータのように振動時の流動抵抗を少なくする必要が無くなり、ストッパの強度を落とすことなく、安定した振動特性を得ることが可能となる。

図１、図２及び図３に、本発明に於ける第１の実施例に関する側断面図と分解斜視図、及び実施例中に於いて用いるサスペンションの平面図を示す。

図１、図２及び図３から解るように、本実施例の多機能型振動アクチュエータは、ポールピース６、マグネット７、ヨーク８からなる磁気回路と、該磁気回路を内輪部Bによってカバー１に支持する磁性材料からなるサスペンション９、該サスペンション９をカバー１と挟んで固定するハウジング２、及び前記ハウジング２の上に固定されたダイアフラム４と該ダイアフラム４に固定されたボイスコイル５、そしてダイアフラム４の上に配置されたグリル３、更に前記ボイスコイル５と電気的に接続された端子１０から構成されている。

図1及び図２に於いて、本実施例の多機能型振動アクチュエータでは、カバー１に放音孔Hを設けて音響特性の向上という効果を得ると共に、図１において示した磁気回路とカバー１との間隙Gは対向しているカバー１の内壁側面半径に対して２．５％以下の寸法に設定しており、磁気回路下部側の空間Vに於ける空気の移動量を制限することで磁気回路駆動時に安定して駆動させることが可能となっている。

又、ヨーク８に関しては、錘と一体にした形状としており、部品点数を削減すると共に、落下等の衝撃時に、錘がヨークから脱落する等の不具合を起こさない構造となっている。

図１に於いて、本実施例ではカバー１に突出部Oを形成するようにサスペンション９を固定し、更にハウジング２によって外輪部Aをカバー１に固定している。

この為、本実施例記載の多機能型振動アクチュエータでは、落下等の衝撃を受けた際に、磁気回路がダイアフラム４、ボイスコイル５に接触する事を防ぐ事ができると共に、ハウジング２によってサスペンション外輪部Aを補強している為に、外輪部Aが過度の衝撃によって変形する事を防ぐという効果を得ている。

加えて、本実施例で用いるサスペンション９は磁性体から構成されており、同じく磁性体から構成されているヨーク８を介してポールピース６の側面との間に磁気空隙Mを構成し、磁気効率の向上を図っている。

更に、カバー１の開口部が一方にのみ設けられ、ダイアフラム４及びグリル３によって塞がれた構造の為、前記磁気回路の可動範囲を図４に示すように、サスペンション９の突出部Oと、カバー１底部との間で制限する事が可能となり、カバー１内部に新たな突部を設けることなく落下等の衝撃時に於ける部品の破損及び変形を防ぐことができる。

上記述べた利点に加えて、本実施例ではカバー１に取り付けたグリル３とハウジング２との間にダイアフラム４の外縁部を挟んで固定することで、ダイアフラム４の固着強度を向上という効果を得ている。

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、落下等の耐衝撃性に優れ、簡単な構造により組立が容易な多機能型振動アクチュエータを提供する事が可能となる。

本発明の実施例に於ける多機能型振動アクチュエータの側断面図 本発明の実施例に於ける多機能型振動アクチュエータの分解斜視図 本発明の実施例に於いて用いるサスペンションの平面図 本発明の実施例に於ける多機能型振動アクチュエータの磁気回路可動範囲

符号の説明

１ カバー
２ ハウジング
３ グリル
４ ダイアフラム
５ ボイスコイル
６ ポールピース
７ マグネット
８ ヨーク
９ サスペンション
１０ 端子

Claims (6)

1. 厚さ方向に着磁された板状形状であるマグネットの片側表面に、同じく板状の磁性体からなるポールピースを取り付け、他方側表面に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を有し、該磁気回路をサスペンションによって前記磁気回路を収める略円筒形状のハウジング内壁に支持し、前記ハウジングの一方の開口部を塞ぐように設けたダイアフラムに取り付けられたコイルを前記磁気空隙に配置し、該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、前記ハウジングの他方をカバーによって塞いだ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が円環状の内輪部と外輪部を支持部によって連結した構造を有しており、前記外輪部が、前記磁気回路外周を超えてハウジング中心方向に突出していると共に、前記外輪部−磁気回路間の磁気回路振動方向に於ける距離が、前記コイル−磁気回路間の同方向に於ける距離よりも短く構成されたことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ。
2. 前記カバーが段部を設け、一方の開口部を塞いだ略円筒形状を有しており、前記円筒形状を有するハウジングと該カバー段部との間に、内輪部によって前記磁気回路を支持した前記サスペンション外輪部を挟んで配置した事を特徴とする請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。
   
3. サスペンションを磁性体によって構成し、サスペンション内輪部の内周側面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請求項１又は２に記載の多機能型振動アクチュエータ。
   
4. 前記カバー又はハウジングに貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３記載の多機能型振動アクチュエータ。
   
5. 前記コイルを設けたダイアフラム外縁部を、前記ハウジングと、略円板形状の外縁部を有するグリルとの間に挟んで設けたことを特徴とする請求項１〜４記載の多機能型振動アクチュエータ。
   
6. 磁気回路外形側面と、円筒形を有するハウジング又はカバー内壁側面との間隔が、ハウジング又はカバー内壁半径の０〜２．５％であることを特徴とする請求項１〜５記載の多機能型振動アクチュエータ。