JP5292535B2 - 多機能型振動アクチュエータ - Google Patents

Description

現在、携帯電話及びタッチパネル等の電子機器には、音響再生及び体感振動による使用者への報知手段を備えたものがあり、着信時及び操作時に於いて使用者に動作状況を知らせることを可能にしている。

上記機能を付加する手段としては、特開２００１−０１６６８６（以下特許文献１として記載）に代表される多機能型振動アクチュエータを搭載することによるものがあり、単一の部品で上記二つの機能を兼ね備えることを可能としている。

また、前記特許文献１ではハウジング内壁に凸部を設けて体感振動発生部に対するストッパとしており、落下時等に於けるボイスコイルとヨークとの接触によってボイスコイルが変形するのを防ぐ構造となっている。

上述した利点を有する一方で、前記特許文献１記載の多機能型振動アクチュエータにはその構造上、体感振動の発生時に往復運動する磁気回路部に回転方向の力がかかり、磁気回路部に対して横方向の揺れが発生してしまうという問題があった。

このような問題に対して、特開２００１−０９５０７６（以下特許文献２として記載）に記載の多機能型振動アクチュエータが出願されており、磁気回路部を支持するサスペンションとは別に、横揺れ防止用の支持部を取り付けることで上記問題を解決している。

特開２００１−０１６６８６ 特開２００１−０９５０７６

しかしながら近年、移動体通信機器の小型化に伴う部品搭載スペースの縮小が進み、上述した多機能型振動アクチュエータに対しても搭載効率の良い長手形状の構成が求められており、上述した多機能型振動アクチュエータはそのサスペンション構造から長手形状に構成した場合に振動量を維持する事が難しいという問題があった。

これはハウジング側に設けたストッパによってダイアフラムに設けることのできるボイスコイルの形状が制限される為で、ボイスコイル形状によってマグネット形状もまた制限されるので、長手形状に構成した際に多機能型振動アクチュエータの再生音圧と振動量とが低下してしまう。

また、ストッパを設けない構造とした場合、小型化によって近接しているボイスコイルとヨークとの接触によるボイスコイルの変形を防ぐことが難しくなる為、落下等の衝撃を受けた際に磁気回路部の動作が停止してしまう可能性がある。

以上述べた問題点に鑑み、本発明では耐衝撃性を維持しつつ従来の薄型構造と比較して体感振動発生時の振動量を向上することのできる長手形状の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。

前記目的のため、請求項１記載の発明では、ダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータに於いて、ハウジングの短手側内壁又は角部のみにストッパを設けたことを特徴としている。

上記構造を用いたことで、本発明の多機能型振動アクチュエータは前記ハウジング内に設けた磁気回路部の長手面側をハウジング内壁に近接して構成することができると共に、落下等の衝撃時に於けるボイスコイルと磁気回路部との接触を防ぐ事を可能としている。

上記効果に加えて、請求項１記載の発明では全体として音響再生時にボイスコイルを、体感振動発生時に磁気回路部をそれぞれ駆動源とするダイナミック構造を用いている。この為、可動鉄片型等の他構造と比較して体感振動発生時の振幅を大きく設定することが可能となっている。

また、請求項２に記載の発明では、磁気回路部を支持しているサスペンションを磁気回路部の底面全体に固定して構成したことを特徴としており、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、サスペンションの安定した固定による信頼性の向上という効果をも得ることができる。

また、磁気回路部の底面全体でサスペンションを固定する為、サスペンション側の固定部分も磁気回路部の底面と合致する平面形状となる。この為、サスペンション側の磁気回路部固定部分が重り部として機能する構造となり、体感振動発生時の振動量を向上させることが可能となる。

また、請求項３に記載の発明では前記磁気回路部を支持するサスペンションと前記ハウジングに取り付けるカバーとを、サスペンションを曲げ型の平面形状とすることで一体に構成しており、前記請求項１記載の効果に加えて部品点数の減少と構造的な低背化とを可能にしている。

上記効果に加えて、本発明の多機能型振動アクチュエータは全体として薄型の構成にすることが容易な為、上述した移動体通信機器の他に、タッチパネル用の触感デバイス等、多様な使用用途に用いることができる。

以下に、図１〜図１０を用いて、本発明における実施形態を示す。

図１に本発明の各実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの斜視図を示す。

図１から解るように、本実施例で用いる多機能型振動アクチュエータは長手形状の構成を用いている。この為、基盤取付時に於ける他部品との間隙を小さくして基盤取付時に於けるスペース効率の向上という効果を得る事ができた。

また、給電端子１０を両端に分けて配置したことで、端子部分の曲げ耐性を維持しつつ、端子構造の小型化ができた。また、音響再生を行うダイアフラムの上に配置したグリル１及びハウジング２側面に放音孔を設けたことで、音響再生時の音圧を向上することが可能となった。

図２に本発明の第一の実施例に於ける図１中Ａ−Ａ’断面での断面図を、図３に本発明の第一の実施例に於ける分解斜視図を、それぞれ示す。図２から解るように、本実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータはポールピース６とヨーク８によって形成した磁気空隙ｇにボイスコイル５を配置したダイナミック構造を用いている。

より具体的には、ボイスコイル５を設けたダイアフラム４によって音響再生部を、マグネット７、ポールピース６、ヨーク８によって磁気回路部をそれぞれ構成し、サスペンション９によって前記磁気回路部を支持し、カバー３によって前記磁気回路部底面を保護した構造となっている。

この為、ボイスコイル５に音響再生部の固有振動数付近の信号を入力することで音響再生を、磁気回路部の共振周波数付近の信号を入力することで振動発生をそれぞれ行うことが可能となった。

また、図３に示すように本実施例ではハウジング２の角部にのみ耐衝撃用のストッパｆを設け、ヨーク８に設けたストッパｆ’を対応させることで落下などの衝撃時、ボイスコイル５がヨーク８に接触するのを防いでいる。この為、幅方向の磁気空隙を維持しつつ、全体として小型の構成にすることが可能となった。

また、本実施例に於ける多機能型振動アクチュエータは磁気回路部の底面全体でサスペンション９に設けた重り部ｍを固定した構造となっている。この為、ヨーク８へのサスペンション９固着時、固着面積を広く取ることができると共に、磁気回路部の重量を増やすことで体感振動発生時の振動量を増やすことが可能となった。

上記効果に加えて、サスペンション９に関して対向した屈曲部分で重り部ｍを支持する構造としており、体感振動発生時、従来の多機能型振動アクチュエータの磁気回路部で生じていた回転方向の揺れ成分を短手方向に分散させる事ができた。

また、本実施例に記載の多機能型振動アクチュエータではカバー３によって前記磁気回路の底面側を塞いだ構造となっている。この為、底面側への落下衝撃にも耐えることができる構造となった。

また、同じ技術的見地から、図４に示すようにハウジング２の短手側内壁にのみストッパｆを設け、それに対応したストッパｆ’をヨーク８に設けたストッパ構造を用いることで、簡単な形状による生産性の向上という効果をも得ることができる。

図５、図６に本発明に於ける第二の実施例に於ける図１中Ａ−Ａ’での側断面図及び分解斜視図を、図７にカバー３の拡大図をそれぞれ示す。図５から解るように、本実施例も前記第一の実施例と同様に、角部にのみストッパｆ、ｆ’を設けたダイナミック構造となっている。

また、図６及び図７から解るように本実施例では前記第一の実施例でカバー３と別体に形成されていたサスペンション９を一体とした構造となっており、曲げ型の平面形状を有する折り畳み部を設けてサスペンションＳを形成している。この為、組立時の部品点数を減らすことができると共に、磁気回路部の振幅を増やすことで体感振動発生時の振動特性を向上させることが可能となった。

尚、同じ技術的見地から本実施例に記載の多機能型振動アクチュエータもまた前記第一の実施例で示した、短手側内壁にのみストッパｆを設け、それに対応してｆ’を設けた構造を用いることが可能となっており、上記実施例1に於いて用いた場合と同様の効果を得ることができる。

以上述べた各実施例の効果に加えて、本実施例に於いて示した多機能型振動アクチュエータは全体として薄型の構造とする事が可能となった為、従来技術に於いて述べた移動体通信機器の着信報知機能だけでは無く、タッチパネルに代表される触感デバイスのフィードバックとして用いることができた。

図８に本実施例に於いて用いたフィードバックの制御方法を、図９に図８の制御方法に於ける多機能型振動アクチュエータ駆動回路の構成を、そして図１０に従来の制御方法をそれぞれ示す。図８及び図１０から解るように、従来では振動アクチュエータ用と音響アクチュエータ用とで２系統の出力が必要であったＣＰＵからの出力を本実施例の制御方法では音響発生用の音響信号と振動発生用の振動信号を合成した一つの系統で入力することが可能となっている。

この為、従来技術に於いて別々に処理する必要があったタッチパネルの触感フィードバックを単一の部品によって行うことができると共に、回転軸に偏心分銅を設けた振動モータによって触感フィードバックを行っていた従来の触感機能付きタッチパネルと比較して立ち上がり特性の向上という効果を得ることができた。

尚、図９で示したフィルター回路に関して、制御対象となる多機能型振動アクチュエータが共振を利用する駆動構造の為、フィルター回路をローパスに指定することで振動だけの駆動が、ハイパスに指定することで音響だけの駆動がそれぞれ可能となった。

以上述べたように、本実施例に記載の多機能型振動アクチュエータを用いることで、耐衝撃性を維持しつつ体感振動発生時の振動量を従来の薄型振動アクチュエータよりも向上させることのできる多機能型振動アクチュエータを得ることができた。

本発明の実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの斜視図 本発明の第一の実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータのＡ−Ａ’での側断面図 本発明の第一の実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの分解斜視 本発明の第一の実施例に於いて用いることのできるストッパ構造 本発明の第二の実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータのＡ−Ａ’での側断面図 本発明の第二の実施例に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの分解斜視図 図６に示したカバー３の斜視図 本発明の実施例に於いて示したタッチパネルの触感フィードバック制御構造 図８に於いて示した駆動回路の構造 従来のタッチパネルで用いられてきた触感フィードバック制御構造

符号の説明

１ グリル
２ ハウジング
３ カバー
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 接点端子
ｆ ストッパ（ハウジング）
ｆ’ ストッパ（ヨーク）
ｇ 磁気空隙
ｍ 重り部
Ｓ サスペンション

Claims (3)

1. 筒型形状を有するハウジングの片側開口部にダイアフラムとボイスコイルとを備えた音響再生部を設け、
   前記ハウジングにサスペンションを介してマグネットを備えた磁気回路部を設け、
   前記ハウジングの他端開口部にカバーを設けたダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータであって、
   前記磁気回路部と接触可能に設けられたストッパが、前記ハウジングの短手側内壁又は角部のみに設けられており、前記磁気回路部が長方形の平面形状に形成されると共に、前記サスペンションによって、当該磁気回路底面を支持した多機能型振動アクチュエータ。
2. 前記磁気回路部を支持するサスペンションが、前記磁気回路部の底面全体に固定されている請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。
3. カバーが曲げ型の平面形状を有するサスペンションを構成している請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。

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