(57)【要約】【課題】薄型の構成で静かな駆動音と高い振動量を得る事が可能な振動アクチュエータを提供する。【解決手段】  梃子型の変位拡大機構を用いた駆動構造でサスペンションを斜め方向に配置した構成を用いたことで、駆動源である圧電素子の変位を最大限に拡大しつつ、サスペンションによって拡大した変位を振動方向の変位に変換する構造となり、薄型の構成でありながら圧電素子を駆動源としたことによる静かな駆動音と高い振動量を有する振動アクチュエータを得ることができた。【選択図】  図２
2010058086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行配置した２本の棒状梃子部の片側端部同士を支持部で連結してその連結部に支点を構成し、
前記梃子部の対向した側面同士を棒状の圧電素子で連結してその連結部に力点を構成し、
前記２本の棒状梃子部上に設けた力点から他端側に作用点を設け、
前記作用点同士を、分銅を設けた弾性部材からなるサスペンションによって連結した振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記サスペンションの梃子部に対する固定位置を、サスペンションの分銅取付部から互いに異なった距離に設定した請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記力点−作用点間の距離が、２つの棒状梃子部で異なっている請求項１及び２に記載の振動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
現在、携帯電話に代表される移動体通信機器及びタッチパネルを用いた各種入力機器には、体感振動によって使用者に着信又は動作を知らせる体感振動発生機能が搭載されている。
【０００２】
上記述べた体感振動発生機能に用いられる振動アクチュエータには大別して、マグネット又はコイルの発生する磁力を用いて分銅を振動させる構造のものと、圧電素子に代表される伸縮部材に共振周波数での信号入力を行って振動させる構造のものとがある。
【０００３】
近年では搭載する機器本体の薄型化が進んでおり、それと同時に搭載される振動アクチュエータにも更なる薄型化が要求されている。このような要求に対して、搭載する携帯電話の筐体を直接振動させる振動アクチュエータが実開平０５−３９６８５（以後特許文献１として記載）として出願後、公開されている。
【０００４】
また、特開平１０−２８５２５３（以後特許文献２として記載）に記載の構造では、圧電素子の振動を弾性材によって増幅することを可能としており、薄型の圧電素子を駆動源としながら使用者が感知することのできる振動を発生させている。
【０００５】
【特許文献１】実開平０５−３９６８５
【特許文献２】特開平１０−２８５２５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の振動アクチュエータはその構造上、搭載する機器の筐体を振動させる為に、振幅を大きく設定することが難しいという問題があった。
【０００７】
加えて、特許文献２に記載の振動アクチュエータでは片持ち梁の構造を用いている為、組み込んだ機器の筐体内に於ける搭載スペースを小さくすることが難しい。また、片持ち梁を連結した構造の為、振動発生時に衝突音が発生してしまうという問題をも有している。
【０００８】
上記述べた問題点に鑑み、本発明は薄型の構成で静かな駆動音と高い振動量を得る事が可能な振動アクチュエータを提供することを目標としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的のため、請求項１記載の発明では、圧電素子を挟んで構成した梃子型の変位拡大機構を用いて分銅を振動させる構造を用いている。この為、従来の圧電素子単体を振動させる振動アクチュエータよりも大きい振動量を得ることが出来る。
【００１０】
加えて、分銅を搭載した構造の為に、特許文献１に記載の振動アクチュエータよりも大きい振動量を得ることができ、機器全体の小型化と振動量の維持とを可能にしている。また、変位拡大機構を介した駆動構造の為、圧電素子への入力信号に矩形波を用いることができる。
【００１１】
上記述べた入力信号を用いることで、本発明では従来の振動アクチュエータが用いていた共振周波数での正弦波と比較してロスの少ない体感振動を得ることが可能となる。また、変位拡大機構を通して分銅を駆動させる為に、共振周波数以下での立ち上がり時間が入力１パルスで１００％となり、高い効率で駆動させることができる。
【００１２】
また、駆動信号に関して、パルス入力を用いることができる為、消費電力を低く抑えて体感振動を発生させることが可能となる。加えて、入力に対する時間遅れも少ない為、即応性のよい振動を発生することができる。
【００１３】
上記述べた利点に加えて、本発明の振動アクチュエータは分銅を設けたサスペンションの両端を作用点とする駆動構造を用いている。この為、駆動時に於ける分銅の振幅を制限し、振動アクチュエータ筐体と分銅との衝突を防いだ静かな駆動音での振動発生ができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載の振動アクチュエータに於いて、分銅取り付け位置からサスペンション端部までの距離を互いに異なる長さにした構造を用いている。上記構造を用いたことで、本発明の振動アクチュエータは平行配置した梃子部の片側のみを駆動させる駆動機構とすることが可能となる。
【００１５】
上記駆動機構を用いたことで、本発明に記載の振動アクチュエータは、変位拡大機構の片側梃子部のみを駆動させる構造とすることができ、もう一方の梃子部を固定することによって、変位拡大機構を振動アクチュエータ筐体に安定して保持することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、上記発明に於ける平行配置した梃子部上の力点−作用点間の距離を相互に異なった長さとすることで平行配置した梃子部に対してサスペンションが斜めに配置され、厚み方向の寸法を抑えてサスペンションの長さを大きく設定し、駆動源である変位拡大機構を薄型の構造で用いることができる。
【実施例】
【００１７】
以下に、図１〜図４を用いて、本発明に於ける最良の実施形態を示す。
【００１８】
図１に本実施例に於いて用いる振動アクチュエータの全体斜視図を、図２に駆動部の斜視図を、図３に全体の分解斜視図を、そして図４に動作時に於ける駆動部の平面図をそれぞれ示す。  
【００１９】
図１の全体斜視図から解るように、本実施例に記載の振動アクチュエータは角形形状の構造となっている。この為、移動体通信機器やタッチパネル等への振動アクチュエータ搭載時に、他の搭載部品と密集して配置することが可能となった。
【００２０】
また、梃子部２Ａ、２Ｂに梃子部側凹部ｃ（以下凹部ｃとして記載）を設けてサスペンション５を支持した構造を用いており、サスペンション５を低く支持したことによる全体的な薄型化と、凹部ｃ以外での梃子部２Ａ、２Ｂに於ける剛性の維持とを同時に行うことができた。
【００２１】
また、図２から解るように、本実施例に記載の振動アクチュエータは圧電素子４、支持部３、梃子部２Ａ、２Ｂからなる変位拡大機構の変位を、撓み部ｅを付加したサスペンション５によって厚み方向の振動に変える駆動構造となっている。より具体的には、支持部３の両端と梃子部２Ａ、２Ｂ端部との連結部ｆ１、ｆ２を支点、圧電素子４の両端部と梃子部２Ａ,２Ｂ側面との連結部ｇ１、ｇ２を力点、そしてサスペンション５の両端部と梃子部２Ａ、２Ｂとの連結部ｈ１、ｈ２を作用点とした構造を用いている。
【００２２】
上記駆動構造を用いたことで、本実施例に記載の振動アクチュエータは、共振周波数以下での入力信号に対する即応性を向上させることが可能になると共に、狭い内部構造に於ける振幅の確保という効果をも得ることができた。
【００２３】
また、分銅６に分銅側凹部ｄ（以下凹部ｄとして記載）を設けてサスペンション５を収納、固定した構造を用いた為、厚み寸法を確保することで振動発生時に於ける分銅６の重量を最大限確保しつつ、薄型の形状を維持することが可能となった。加えて、信号入力時の即応性が高い為、振動発生時に使用者が感知しやすい体感振動を発生することができた。
【００２４】
また、本実施例に記載の振動アクチュエータはサスペンション５をケース１Ｂの平面形状に対して斜めに配置した構造となっている。より具体的には、梃子部上の力点−作用点間の距離ｇ１−ｈ１とｇ２−ｈ２とを相互に異なった長さとしている。この為、振動発生時に梃子部２Ａのみを動かし、梃子部２Ｂをケース１Ｂに固定することで前記変位拡大機構をケース１Ｂに支持することができた。加えて、サスペンション長を大きく取ることで、分銅６の振幅を拡大するという効果も得ることが可能となった。
【００２５】
加えて、サスペンション５の両端を梃子部２Ａ、２Ｂにそれぞれ固定した構造となっており、分銅６の振幅を調整して駆動時に分銅６がカバー１Ａ及びケース１Ｂに衝突するのを防ぎ、静かな駆動音での体感振動発生が可能となっている。
【００２６】
また、本実施例では梃子部２Ａ、２Ｂを分銅６の両端に配置した構造とした。この為、分銅６の平面形状の面積を大きく設定し、先の凹部ｄと同様に分銅の重量を確保することで駆動時に発生する振動量を大きくすると共に、梃子部２Ａ、２Ｂの長さを大きく設定し、駆動源となる圧電素子４の変位を、限られた空間内で効率よく拡大することが可能となった。
【００２７】
また、図３から解るように、本実施例に記載の振動アクチュエータはサスペンション５の両端部に設けた支持部ｅの長さが互いに異なった構造を用いている。この為、梃子部２Ｂのみを動かす事によって駆動時に生じる振動の偏りを修正し、安定した振動特性で動作させることが可能となった。
【００２８】
また、本実施例と同じ技術的見地から、本実施例に於いて示した両梃子部２Ａ、２Ｂと支持部３とを一体成形によって構成することもでき、上記述べた効果に加えて駆動部の全体的な強度向上、部品点数の削減といった効果を付加することが可能となる。
【００２９】
また、図４に示した動作時の平面図から解るように、本実施例に記載の振動アクチュエータは梃子型の変位拡大機構を用いて圧電素子の変位を拡大する一方で、分銅取り付け位置からサスペンション端部までの距離を互いに異なった長さに設定して分銅片側の梃子部２Ａのみを動かす駆動構造を用いている。この為、二つある梃子部の内２Ａを振動発生用、他方を変位拡大機構の固定用とすることができた。
【００３０】
以上述べたように、本実施例に記載の構造を用いる事によって薄型の構成で静かな駆動音と高い振動量を得る事が可能な振動アクチュエータを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の最良の実施形態に於いて用いる振動アクチュエータの全体斜視図
【図２】本発明の最良の実施形態に於いて用いる振動アクチュエータ駆動部の斜視図
【図３】本発明の最良の実施形態に於いて用いる振動アクチュエータの分解斜視図
【図４】本発明の最良の実施形態に於いて用いる振動アクチュエータ駆動部の動作時平面図
【符号の説明】
【００３２】
１Ａ  カバー
１Ｂ  ケース
２Ａ、２Ｂ  梃子部
３  支持部
４  圧電素子
５  サスペンション
６  分銅
ｃ  梃子部側凹部
ｄ  分銅側凹部
ｅ  サスペンション支持部
ｆ１、ｆ２  支点
ｇ１、ｇ２  力点
ｈ１、ｈ２  作用点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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