(57)【要約】【課題】角形形状の枠状サスペンションを用いた構造で振動特性を安定化すると共に、入力信号周波数の増減時に於ける振動波形を揃え、共振周波数の変動を改善することが可能な多機能型振動アクチュエータを提供する。【解決手段】  角形形状の枠状サスペンションに於ける全ての角部について、延長部と円弧とを連結したＪ字型構造を用いることで枠状サスペンションのバネ特性を改善し、体感振動発生時に於ける振動波形及び共振周波数の変動を低減することが可能な多機能型振動アクチュエータを提供することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイスコイルを設けたダイアフラムによって構成された音響再生部と、
マグネットを有し、角形形状の枠状サスペンションを介して支持される磁気回路部と、をハウジングに設け、前記音響再生部と磁気回路部との間に働く相互の磁気力によって音響再生と体感振動の発生とを行う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、
前記枠状サスペンションの全ての角部を、
磁気回路部またはハウジング側に設けた固定部から伸びている延長部と、当該延長部に接続した円弧によって構成するＪ字型構造とした多機能型振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記角部が折り曲げられている請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記枠状サスペンションのアーム部が折り曲げられている請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイスコイルを設けたダイアフラムをハウジングに取り付けることで音響再生部を構成し、枠型形状のサスペンションによってマグネットとヨークとを有する磁気回路部を前記ハウジング内に支持することで、前記ボイスコイルを前記磁気回路部が形成する磁気空隙に配置したダイナミック構造の多機能型振動アクチュエータに関する。
【０００２】
現在、携帯電話に代表される移動体通信機器には、音によって使用者に着信を報知する音響再生機能に加え、体感振動によって使用者に着信を報知する振動発生機能が搭載されている。これら二つの機能を単一のデバイスによって付与することができる部品として、特許４５２０５４７号（以下引用文献１として記載）に記載されたような多機能型振動アクチュエータが用いられている。引用文献１記載の多機能型振動アクチュエータでは、角形のハウジングに対して平面形状を円形とした磁気回路部を搭載した構造となっており、搭載される移動体通信機器の筐体に於いて安定した振動特性を維持しつつ、携帯電話等の筐体実装時に於けるスペース効率を向上させることを可能としている。
【０００３】
また、特許５００７４１３号（以下引用文献２として記載）記載の多機能型振動アクチュエータでは、マグネットを有する角形の磁気回路部について、二回回転対称形状の枠状サスペンションを介してハウジング内壁に支持している。この為、対向する角部同士が対になって歪みを吸収する構造となり、磁気回路部を含めて角形とした事による磁気回路部の容積増加という効果を付与しつつ、磁気回路部の挙動を安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４５２０５４７号
【特許文献２】特許５００７４１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した利点を有している一方で、引用文献１記載の多機能型振動アクチュエータはその構造上、引用文献２に記載の多機能型振動アクチュエータと比較して磁気回路部の容積が制限されてしまう。この為、放射状のアーム配置としたサスペンションを用いたことで振動特性の安定化を可能にしている一方で、体感振動発生時の振動量という点で引用文献２に記載の多機能型振動アクチュエータに劣るという課題を有していた。また、引用文献２に記載の多機能型振動アクチュエータでは挙動の安定化が可能となる一方で、後述する枠状サスペンションのバネ特性から、駆動信号の入力レベルによって共振周波数が変動するという課題を有している。加えて、同様の理由から、入力信号周波数を大きくしていった際に於ける磁気回路部の振動波形と、入力信号周波数を小さくしていった際に於ける磁気回路部の振動波形とが異なって出力されるという課題をも有している。
【０００６】
上記課題を解決するために本願記載の多機能型振動アクチュエータは、枠状サスペンションを用いた構造で振動特性を安定化すると共に、前記入力信号周波数の増減時に於ける振動波形を揃え、共振周波数の変動を改善することが可能な多機能型振動アクチュエータの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的のために本発明に於ける第１の態様では、角形の平面形状を有する枠状サスペンションによって前記磁気回路部を支持する多機能型振動アクチュエータに於いて、枠状サスペンション角部にＪ字型構造を設けたことをその技術的特徴としている。より具体的には、磁気回路部を支持する角形の枠状サスペンションの平面形状について、全ての角部が、連結するアーム部と固定部から伸びた延長部とを円弧によって繋げたＪ字型構造を突出させて構成されていることを特徴としている。また、当該延長部について、当該アーム部と平行配置される部位を含んだ平面形状によって構成している。
【０００８】
また、本発明第２の態様では、前記第１の態様に記載した枠状サスペンションについて、Ｊ字型構造の角部を折り曲げた事を技術的特徴としている。より具体的には、前記直線上の延長部を残してＪ字型の角部を折り曲げた構造を特徴としている。
【０００９】
また、本発明第３の態様では、前記第１の態様に記載した枠状サスペンションについて、アーム部が折り曲げられている形状とした事を技術的特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上述した構造を用いたことで本発明第１の態様記載の多機能型振動アクチュエータは、入力信号周波数の増減時に於ける振動波形を揃えることを可能としている。より具体的には、駆動信号の入力レベルによって生じていた共振周波数の変動を低減することができる。また、入力信号周波数を大きくしていった際に於ける磁気回路部部の振動波形と、入力信号周波数を小さくしていった際に於ける磁気回路部の振動波形とが異なる振動特性を示すという課題についても、同構造による信号波形への対称性付与という効果によって改善することが可能となる。
【００１１】
ここで、表１に本発明の枠状サスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータに於ける、入力信号レベル毎の振動特性Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及び、従来の枠状サスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータに於ける入力信号レベル毎の振動特性Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’を、表２に同多機能型振動アクチュエータに於ける入力信号の周波数を上げていった場合と下げていった場合での振動特性Ｆ４、Ｆ５及び、Ｆ４’、Ｆ５’を示す。
【００１２】
【表１】
2014127883.tif 000003
【００１３】
【表２】
2014127883.tif 000004
【００１４】
一般に、引用文献２記載のサスペンションに代表される従来の多機能型振動アクチュエータ用枠状サスペンションは、その形状から変位と荷重の関係が一定の割合で増加せず、変位量が大きくなるに従ってサスペンションが硬くなり、荷重の増加する割合が大きくなるというバネ特性を有している。この為、ボイスコイルに駆動信号を入力することで枠状サスペンションに加振力を作用させる場合、当該枠状サスペンションの弾性力によって生じる応答振幅もまた一定の割合では増加しない。即ち、従来の枠状サスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータに於いて、各周波数毎の加速度を結んだ振動特性は表１に示す頂点が偏った背骨曲線Ｆ１’、Ｆ２’及びＦ３’を示すこととなる。
【００１５】
表１から解るように、前述した構造上の課題によって従来の枠状サスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータでは、加振力となる前記入力レベルの増減によって各波形の頂点である共振周波数が変動するという特性上の課題が発生する。加えて、前記応答振幅について加振力の周波数を上げる場合Ｆ４’と下げる場合Ｆ５’との共振周波数及び応答値が表２中の様に異なって出力されてしまう。
【００１６】
本態様記載の枠状サスペンションでは前記構造上の課題を、Ｊ字型構造を突出させた角部によって枠状サスペンションのバネ特性を改善することで解決している。即ち、本態様で用いる枠状サスペンションでは、サスペンション角部が吸収する歪み量を増やし、前記荷重の増加する割合を低減することによって枠状サスペンションのバネ特性を通常の線形バネに近づけ、前記背骨曲線を示していた表１及び表２中Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’及びＦ５’の振動特性について、同表１及び表２に示す対称性のある振動特性Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４及びＦ５へと改善している。従って、本態様記載の構造を用いることで前記特性上の課題を解決し、先に述べた共振周波数の変動低減及び信号入力の簡略化、回路部品としての信頼性向上といった当該対称性に起因する効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明第２の態様記載の構造を用いることで、前記歪み量を吸収することによって生じる応力を、枠状サスペンションが支持する磁気回路部の振動方向とは別の方向に逃がすことが可能となる。この為、前記第１の態様記載の枠状サスペンション角部にて吸収された歪み量による振動特性への影響を抑え、応力を磁気回路部の振動方向とは別の方向に逃がすことで前記対称性を強め、共振周波数の変動を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明第３の態様記載の構造を用いることで、前記歪み量をサスペンション角部だけではなく、サスペンションアーム部でも吸収することが可能となる。この為、Ｊ字型構造を突出させた角部及びアーム部の両方で、前記枠状サスペンションのバネ特性を線形バネに近づけることが可能となる。
【００１９】
以上述べたように、本願請求項記載の構造を用いることによって枠状サスペンションを用いた構造で振動特性を安定化すると共に、前記入力信号周波数の増減時に於ける振動波形を揃え、共振周波数の変動を改善することが可能な多機能型振動アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に於いて用いる多機能型振動アクチュエータの斜視図
【図２】本発明の実施形態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３】図１に於いて示した多機能型振動アクチュエータのＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’に於ける側断面図
【図４】本発明の実施形態に於ける駆動部の斜視図
【図５】本発明の実施形態及び従来例に於いて用いる枠状サスペンションの平面図
【図６】本発明の実施形態に於いて用いる枠状サスペンション変更例の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、図１、図２、図３、図４、図５及び図６を用いて、本発明に於ける最良の実施形態を示す。尚、図中の記号及び部品番号について、同じ部品として機能するものには共通の記号又は番号を付与している。
【００２２】
図１に本発明の実施形態に於ける多機能型振動アクチュエータの全体斜視図を、図２に分解斜視図を、図３に図１に於いて示した多機能型振動アクチュエータのＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’に於ける側断面図を、図４に本発明の実施形態に於ける駆動部の斜視図を、図５に本発明の実施形態及び従来例に於いて用いる枠状サスペンションの平面図を、そして図６に本発明の実施形態に於いて用いる枠状サスペンション変更例の斜視図をそれぞれ示す。
【００２３】
図１、図２及び図３から解るように、本発明の実施形態に於いて用いる多機能型振動アクチュエータは、センターキャップ２、ダイアフラム３、ボイスコイル４からなる音響再生部をハウジング５の上部に固定し、ポールピース７、マグネット８、ヨーク１０及び分銅９からなる磁気回路部を枠状サスペンション６及び弾性部材１１を介してハウジング５の内壁に支持すると共に、音響再生部の上側にグリル１を、ハウジング５の下側にカバー１２及び接点端子１３をそれぞれ取りつけた構造となっている。この様な構造を用いることで本実施形態記載の多機能型振動アクチュエータではハウジング５、音響再生部及び磁気回路部に加え、サスペンション形状も含めて角形の形状に構成している。この為、携帯電話等の筐体実装時に於けるスペース効率を向上しつつ、磁気回路部を含めて角形とした事による磁気回路部の容積増加という効果を得ることができた。
【００２４】
また、図２及び図３から解るように、本実施形態では枠状サスペンション６及び弾性部材１１を介してハウジング内壁に支持された磁気回路部について、磁性体からなるポールピース７及びヨーク１０によってマグネット８を挟むことでマグネット８の発生する磁束を集中させた磁気空隙ｇに、音響再生部のボイスコイル４を配置したダイナミック構造を用いている。この為、ボイスコイル４への入力信号周波数を音響再生部側の共振周波数付近に設定することで音響再生部を、磁気回路部側の共振周波数付近に設定することで磁気回路部を、それぞれ振動させ、音響再生部の振動による音響再生機能と、磁気回路部の振動による体感振動発生機能とを入力信号の周波数によって制御することが可能となった。尚、共振周波数を用いる為、音響再生用と体感振動発生用との入力信号を合成し、単一の信号とすることによって当該二つの機能を同時に用いることができる。加えて、磁束の集中する磁気空隙ｇにボイスコイル４を設けることによって駆動時の磁気効率を向上させている為、損失の少ない状態で前記音響及び体感振動の発生が可能となっている。
【００２５】
上記基本構造の技術的特徴及びそれによって得られる効果に加えて、図４及び図５を用いて本発明によって付与される技術的特徴及び効果を説明する。図４に示す音響再生部を外した状態での駆動部斜視図及び、図５に示す従来の枠状サスペンション６’との比較図から解るように、本実施形態では枠状サスペンションに於ける全ての角部について、アーム部ｍと同方向に伸ばされた延長部ｅを設けたＪ字型構造を用いている。
【００２６】
この様な構造を用いたことで本実施形態記載の多機能型振動アクチュエータに於ける振動特性は、従来の枠状サスペンションを用いた構造が有する振動特性に対称性を付与し、入力レベルによって生じていた共振周波数の変動を低減することができた。これは、前記全角部に延長部を設けてＪ字構造としたことによる効果となっている。即ち、全角部のＪ字構造によって枠状サスペンションの角部で吸収することのできる歪み量を増加し、枠状サスペンション全体のバネ特性を線形バネのバネ特性に近づける事で、通常の線形バネと同様に対称形状を示すバネ特性を得ている。この為、本実施形態の多機能型振動アクチュエータでは前述した基本構造による効果を損なうことなく、体感振動の発生に必要な駆動信号の周波数設定等を容易に行うことができる。
【００２７】
また、前記バネ特性によって従来の枠状サスペンションを用いた構造が有していた、駆動信号の入力時、入力信号周波数の増減方向によって共振周波数及び最大振幅が変化するという課題を解決することができた。より具体的には、駆動信号入力時に於いて、目的とする入力信号周波数へ近づける方向によって異なる振動波形を示すという課題を解決し、入力信号周波数の変動による振動量の変化を低減することで、安定した体感振動の発生が可能となった。
【００２８】
また、図４から解るように、本実施形態では磁気回路部と枠状サスペンションとの間に弾性部材１１を挟んだ支持構造を用いている。この為、前記枠状サスペンションの形状による効果に加えて、枠状サスペンション６と弾性部材１１とを一組にした磁気回路部の支持構造としてのバネ特性に於いて吸収する歪み量を増やし、前記振動特性の対称性及びそれによる効果を支持構造によっても付与することができた。
【００２９】
ここで、図６に上述した本発明と同じ技術的見地に基づく枠状サスペンションの変更例Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３を示す。本変更例のうち、Ｓ１及びＳ２では、前記Ｊ字型構造とした角部を折り曲げたことを技術的特徴としている。この様な構造を用いたことで枠状サスペンション変更例Ｓ１及びＳ２は、前記角部で吸収する歪み量の増加に加えて、当該歪み量の吸収によって生じる角部内の応力を磁気回路部の振動方向とは別の方向に逃がす事が可能となる。この為、本変更例記載の枠状サスペンションを用いることで、前記角部内の応力による振動特性への影響を抑え、上述した本発明の効果に加えて、更なるバネ特性の改善及び振動特性の対称性向上という効果を得ることができる。また、折り曲げ方向を隣接する角部とは異なった方向とすることで、本変更例記載の枠状サスペンションはＳ１に示すような２回回転対象形状となる。この為、引用文献２と同様に磁気回路部の挙動安定化を可能にしつつ、上記述べた本発明による効果を付与することが可能となる。
【００３０】
また、上記Ｓ１及びＳ２とは異なり、Ｓ３ではアーム部ｍを折り曲げた構造としている。この為、前記角部のJ字型構造に加えて、アーム部ｍの折り曲げによっても枠状サスペンションが吸収する歪み量を増加し、バネ特性を改善することができる。尚、Ｓ３もまた前記Ｓ１と同様に２回回転対象形状とすることが可能であり、Ｓ３を用いることで吸収する撓み量の増加と挙動の安定化という２つの効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記変更例記載の構造は相互に組み合わせて用いる事ができる。この為、上記変更例だけではなく、前記角部とアーム部の両方を折り曲げた構造とすることも可能となっている。
【００３２】
以上述べたように、本願請求項記載の構造を用いることによって枠状サスペンションを用いた構造で振動特性を安定化すると共に、前記入力信号周波数の増減時に於ける振動波形を揃え、共振周波数の変動を改善することが可能な多機能型振動アクチュエータを提供することができた。
【符号の説明】
【００３３】
１  グリル
２  センターキャップ
３  ダイアフラム
４  ボイスコイル
５  ハウジング
６  枠状サスペンション
６’従来の枠状サスペンション
７  ポールピース
８  マグネット
９  分銅
１０  ヨーク
１１  弾性部材
１２  カバー
１３  接点端子
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５  本発明の多機能型振動アクチュエータに於ける振動特性
Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’、Ｆ５’  従来の枠状サスペンションを用いた多機能型振動アクチュエータに於ける振動特性
ｇ  磁気空隙
ｅ   延長部
ｐ  固定部
ｒ  円弧部
ｍ  アーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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