(57)【要約】【課題】簡単な構成で起振力の強い振動アクチュエータを構成できるとともに、振動を携帯電話等に伝えやすい振動アクチュエータを提供することである。【解決手段】マグネット７を有する可動部２と、可動部２を水平方向に往復運動させる空芯コイル５・６とを備える振動アクチュエータ１において、可動部２を支持する帯板状弾性体３・４を備えることを特徴とする振動アクチュエータ１である。この振動アクチュエータ１は振動方向が水平方向であるため、振動を携帯電話等に伝えやすい。また、帯板状弾性体３・４によって可動部２を支持しているため、可動部２が厚み方向に運動するのを規制できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットを有する可動部と、前記可動部を往復運動させる空芯コイルとを備える振動アクチュエータにおいて、
前記可動部を支持する帯板状弾性体を備えることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
マグネットを有する可動部と、前記可動部を水平方向に往復運動させる空芯コイルとを備える振動アクチュエータにおいて、
前記可動部を支持する帯板状弾性体を備え、
該帯板状弾性体の一方端側が前記可動部に固定されていると共に、該帯板状弾性体の他端側が前記振動アクチュエータのハウジングの内壁に固定されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記帯板状弾性体は、前記可動部の両端にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記可動部は、前記空芯コイルの中空部に収容されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】
前記マグネットは、前記空芯コイルの中心軸方向に着磁されており、前記可動部が前記中心軸方向に振動することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項６】
前記マグネットは、１個であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項７】
前記空芯コイルは、２個配置されており、互いに逆向きの電流が流れるように結線されていることを特徴とする請求項６記載の振動アクチュエータ。
【請求項８】
前記可動部は、ポールピース又は／及びヨークを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項９】
前記可動部は、ポールピースの両側に２個のマグネットの同極を互いに対向配置して形成された反発磁気回路部を備え、
前記空芯コイルが１個であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記可動部は、ヨークを有することを特徴とする請求項９記載の振動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記可動部は、重り部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項１２】
前記振動アクチュエータが偏平に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の振動アクチュエータを備えた携帯端末機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や小型情報通信端末等の携帯端末機器に搭載され、着信を振動によって使用者に知らせる振動アクチュエータに関し、特に、磁気回路部の重量とバネ定数で決定される共振周波数付近で振動させる振動アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から外周の４面を磁性ヨークで囲み、その対向する２面にコイルである巻線を施した内部に永久磁石とスプリングをボビン内に入れて、ボビンを固定するために磁性ヨークに溝をつけた、コイルにパルス波の交番電流を通すことにより振動を発生する振動アクチュエータが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、非磁性材からなる外周に段付きの凹部を設けた筒体ケースの前記凹部に形成した駆動コイルと、駆動コイルの内径に筒体ケースの長軸方向に着磁した永久磁石と一体に重りを取り付けた可動部と、可動部の両端面にロアスプリングばねとアッパースプリングばねを介し筒体ケース両端のロアヨークとアッパーヨークにより封止遊嵌固定した筒体と、低周波振回路とを一体に固定したバイブレータが知られている（特許文献２）。
【０００４】
また、振動により機器の使用者に信号を与える振動装置において、マグネットの移動を検知し、マグネットとばねの共振点でマグネットを駆動する事により、駆動エネルギーが小さく、また無接点化できる、長寿命な駆動装置が知られている（特許文献３）。
【０００５】
また、筒内で往復運動可能な可動永久磁石、筒の両端に設けられる固定永久磁石、筒に巻回されるコイルを有する振動部と、この振動部の周囲を覆い、外部への磁気漏れを防止するシールド板とからなる振動発生器が知られている（特許文献４及び特許文献５）。
【０００６】
また、円筒状の筐体の両端に固定永久磁石を設けるとともに、筐体の内空部内に、可動永久磁石を収容する一方、筐体の外周にパルス電源によって通電され、磁気を発生する駆動コイルを設け、この駆動コイルの発生磁気と固定永久磁石及び可動永久磁石の磁束の変化により、永久磁石可動子に駆動力が与えられ、内空部内で可動永久磁石を往復移動させる振動発生器が知られている（特許文献６）。
【０００７】
【特許文献１】
実開平５−２８４６４号公報（要約及び第１図参照）
【０００８】
【特許文献２】
実開平５−６０１５８号公報（要約及び第１図参照）
【０００９】
【特許文献３】
特開平１０−１７４４０８号公報（要約及び第１図参照）
【００１０】
【特許文献４】
特開平１１−１８３９５号公報（要約及び第３図参照）
【００１１】
【特許文献５】
特開平１１−１８３９６号公報（要約及び第３図参照）
【００１２】
【特許文献６】
特開平１１−１６８８６９号公報（要約、第３図、第１０図、第２９図参照）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の振動アクチュエータ等（特許文献１乃至特許文献３）は、永久磁石がスプリングによって支持されているため、永久磁石がその往復運動方向に対して垂直方向にも振動してしまい、その結果として携帯電話等に振動が伝わりにくいという問題点がある。また、従来の振動発生器等（特許文献４乃至特許文献６）は、可動永久磁石がガイドに沿って往復運動し、可動永久磁石がスプリングによって支持されていないため、可動永久磁石の往復運動による振動が携帯電話等に伝わりにくいという問題点がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成で磁気回路部の往復運動による振動が携帯電話等に伝わりやすい振動アクチュエータを提供することである。
【００１５】
請求項１記載の発明は、マグネットを有する可動部と、前記可動部を横方向に往復運動させる空芯コイルとを備える振動アクチュエータにおいて、前記可動部を支持する帯板状弾性体を備えることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００１６】
このように、本発明に係る振動アクチュエータは、帯板状弾性体によって可動部を支持しているため、可動部の往復運動に際し、可動部が厚み方向に運動するのを規制できる。
【００１７】
帯板状弾性体には、非磁性の金属製の帯板状ばねが含まれ、銅合金製の帯板状ばねやステンレス製の帯板状ばねが好ましい。
【００１８】
請求項２記載の発明は、マグネットを有する可動部と、前記可動部を水平方向に往復運動させる空芯コイルとを備える振動アクチュエータにおいて、前記可動部を支持する帯板状弾性体を備え、該帯板状弾性体の一方端側が前記可動部に固定されていると共に、該帯板状弾性体の他端側が前記振動アクチュエータのハウジングの内壁に固定されていることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００１９】
このように、本発明に係る振動アクチュエータは、帯板状弾性体の一方端側を可動部に固定すると共に、帯板状弾性体の他端側を振動アクチュエータのハウジングの内壁に固定することによって、可動部を支持しているため、可動部の往復運動に際し、可動部が厚み方向へ運動するのを規制できる。
【００２０】
ここで、可動部を水平方向に往復運動させるのは、小型化・薄型化の要請から一定の寸法内で設計される振動アクチュエータの起振力を最大限に大きくするためである。この起振力を大きくするための方法として、可動部の重量を大きくすることと可動部の振幅を大きくとることが考えられる。しかしながら、可動部を厚み方向に大きくすると、振動アクチュエータの厚みが大きくなり、薄型化の要請に対応できない。また、可動部を厚み方向に振動させると、厚み方向の振幅を大きくとることができない。そこで、本発明に係る振動アクチュエータでは、可動部を水平方向に振動させる方式を採用し、水平方向に振幅を大きくとれる構成に設計した。
【００２１】
水平方向は、振動アクチュエータを携帯電話等の携帯端末機器に搭載した状態で携帯端末機器の基板面又は設置面に対して水平な方向又は振動アクチュエータの長手方向を意味し、厚み方向は、振動アクチュエータを携帯電話等の携帯端末機器に搭載した状態で携帯端末機器の基板面又は設置面に対して垂直な方向又は振動アクチュエータの厚み方向を意味する。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成に加えて、前記帯板状弾性体が、前記可動部の両端にそれぞれ設けられていることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記可動部が、前記空芯コイルの中空部に収容されていることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００２４】
このように、可動部を空芯コイルの中空部に収容する構成を採用することによって振動アクチュエータの小型化を図ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記マグネットが、前記空芯コイルの中心軸方向に着磁されており、前記可動部が前記中心軸方向に振動することを特徴とする振動アクチュエータである。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記マグネットが、１個であることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００２７】
マグネットが１個であるため振動アクチュエータの材料コストを抑えることができる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明の構成に加えて、前記空芯コイルが、２個配置されており、互いに逆向きの電流が流れるように結線されていることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００２９】
空芯コイルを２個配置することによって可動部の起振力を大きくすることができる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記可動部が、ポールピース又は／及びヨークを有することを特徴とする振動アクチュエータである。
【００３１】
可動部にポールピース又は／及びヨークを設けることによって、磁束の漏れを少なくすることができる。また、可動部の重量を大きくすることができる。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記可動部が、ポールピースの両側に２個のマグネットの同極を互いに対向配置して形成された反発磁気回路部を備え、前記空芯コイルが１個であることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００３３】
可動部が２個のマグネットを有するため、振動アクチュエータの起振力が大きくなる。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の構成に加えて、前記可動部が、ヨークを有することを特徴とする振動アクチュエータである。
【００３５】
可動部にヨークを設けることによって、磁束の漏れを少なくすることができる。また、可動部の重量を大きくすることができる。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記可動部が、重り部を有することを特徴とする振動アクチュエータである。
【００３７】
重り部を設けることによって可動部の重量を大きくすることができる。
【００３８】
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の前記振動アクチュエータが偏平型に形成されていることを特徴とする振動アクチュエータである。
【００３９】
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の振動アクチュエータを備えた携帯端末機器である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
第１実施形態に係る振動アクチュエータ１は、図１に示すように、可動部２と、帯板状弾性体３・４と、空芯コイル５・６とを備え、可動部２を矢印Ｘ方向に振動させるようになっている。
【００４１】
可動部２は、１個のマグネット７と、２個のポールピース８・９とを有し、磁気回路を構成している。マグネット７は、矩形状に形成されており、矢印Ｘ方向に着磁されている。ポールピース８・９は、略Ｌ字状に形成されており、マグネット７のＮ極側とＳ極側にそれぞれ固定されている。このポールピース８・９が略Ｌ字状に形成されているのは、可動部２の振動時にポールピース８・９の端部が帯板状弾性体３・４と干渉しあわないようにするためである。また、このポールピース８・９は、可動部２の重量を増すための重り部としても機能する。
【００４２】
帯板状弾性体３・４は、非磁性の金属製帯板状ばねで形成されており、可動部２を往復運動可能に支持している。この帯板状弾性体３・４は、図１及び図２に示すように、一方端側が可動部２に固定されており、他端側がハウジング１０に固定されている。この帯板状弾性体３・４は、屈曲部３ａ・４ａでハウジング１０の方に向かって折れ曲がっているため、可動部２の振動時に帯板状弾性体３・４とポールピース８・９が互いに干渉しあわないようになっている。この帯板状弾性体３・４とポールピース８・９との間の空間は、可動部２の振動に必要なスペースとなり、この空間を大きくとると、可動部２の振幅を大きくすることができる。また、図２に示すように、帯板状弾性体３の腕部３ｂは、湾曲している。このように、腕部３ｂを湾曲させて撓ませることによって、帯板状弾性体３・４は可動部２を振動させやすくなっている。また、この撓みによって、帯板状弾性体３・４は可動部２の変位量を大きくとれるようになっている。
【００４３】
空芯コイル５・６は、図３に示すように、ハウジング１０に設けられた受け溝１０ａ・１０ｂに嵌め込まれて固定されている。この空芯コイル５・６は、矩形の筒状に巻き回されており、中空部に可動部２を収容するようになっている。また、この空芯コイル５・６は、互いに逆向きの電流が流れるように結線されている。
【００４４】
ハウジング１０には、帯板状弾性体３・４を固定する溝１０ｃ・１０ｄが設けられている。また、溝１０ｃ・１０ｄの内側には、端子１１・１２を固定する溝１０ｅ・１０ｆが設けられている。端子１１・１２は、空芯コイル５・６のリード線６ａ〜６ｄと接続されている。ハウジング１０内に可動部２と空芯コイル５・６と端子１１・１２を配置した後、ハウジング１０の開放端に上蓋１３を嵌め合わせる。
【００４５】
振動アクチュエータ１の外観は、図４に示すように、偏平型の矩形状に形成される。図１は、Ａ−Ａ方向の断面であり、図２は、Ｂ−Ｂ方向の断面である。また、矢印Ｃ方向は厚み方向である。
【００４６】
次に、本実施形態に係る振動アクチュエータ１の動作を図５に基づいて説明する。マグネット７から発生する磁束はポールピース９を伝わり矢印Ｙに示すようにポールピース８へ収束する。正弦波又は矩形波の交番電流を空芯コイル５・６に流すと、空芯コイル５・６に磁界が発生する。例えば、空芯コイル６に紙面に対して上向きの電流を流し、空芯コイル５に紙面に対して下向きの電流を流すと、可動部２にフレミングの左手の法則による力が働くため、可動部２は矢印Ｘ１方向に運動する。そして、可動部２は帯板状弾性体３・４の戻り力によって元の位置に復帰する。次に、空芯コイル６に紙面に対して下向きの電流を流し、空芯コイル５に紙面に対して上向きの電流を流すと、可動部２にフレミングの左手の法則による力が働き、可動部２は矢印Ｘ２方向に運動する。このように、空芯コイル５・６に流す電流の向きを交互に変えることによって可動部２が往復運動するため、振動が発生する。
【００４７】
次に、第２実施形態に係る振動アクチュエータ２１について説明する。なお、第１実施形態に係る振動アクチュエータ１と共通する部分の説明は省略し異なる点について説明する。
【００４８】
可動部２２は、図６に示すように、２個のマグネット２３・２４と、１個のポールピース２５と、ヨーク２６・２７を有し、反発磁気回路を構成している。マグネット２３・２４は、矩形状に形成されており、矢印Ｘ方向に着磁されている。また、マグネット２３・２４は、ポールピース２５の両側にそれぞれＮ極が向かい合うように固定されている。なお、マグネット２３・２４は、同極が対向するように配置されていればよいため、Ｓ極が対向配置されていてもよい。ヨーク２６・２７は、略Ｌ字状に形成されており、マグネット２３・２４のＳ極側にそれぞれ固定されている。このヨーク２６・２７が略Ｌ字状に形成されているのは、可動部２２の振動時にヨーク２６・２７の端部が帯板状弾性体２８・２９と干渉しあわないようにするためである。また、このヨーク２６・２７は、可動部２２の重量を増すための重り部としても機能する。
【００４９】
帯板状弾性体２８・２９は、図６乃至図８に示すように、第１実施形態に係る振動アクチュエータ１の帯板状弾性体３・４と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５０】
空芯コイル３０は、図８に示すように、ハウジング３１に設けられた受け溝３１ａに嵌め込まれて固定されている。この空芯コイル３０は、矩形の筒状に巻き回しされており、中空部に可動部２２を収容するようになっている。
【００５１】
ハウジング３１には、帯板状弾性体２８・２９を固定する溝３１ｂ・３１ｃが設けられている。また、溝３１ｂ・３１ｃの内側には、端子３２・３３が設けられている。端子３２・３３は、空芯コイル３０のリード線３０ａと接続されている。ハウジング３１内に可動部２２と空芯コイル３０と端子３１・３２を配置した後、ハウジング３１の開放端に上蓋３４を嵌め合わせる。
【００５２】
振動アクチュエータ２１の外観は、図９に示すように、偏平型の矩形状に形成される。図６は、Ａ−Ａ方向の断面であり、図７は、Ｂ−Ｂ方向の断面である。また、矢印Ｃ方向は厚み方向である。
【００５３】
次に、第２実施形態に係る振動アクチュエータ２１の動作を図１０に基づいて説明する。マグネット２３・２４から発生する磁束はポールピース２５を伝わり矢印Ｙに示すように空芯コイル３０へ向かいマグネット２３・２４のＳ極に収束する。正弦波又は矩形波の交番電流を空芯コイル３０に流すと、空芯コイル３０に磁界が発生する。例えば、空芯コイル３０に紙面に対して上向きの電流を流すと、可動部２２にフレミングの左手の法則による力が働くため、可動部２は矢印Ｘ１方向に運動する。そして、可動部２２は帯板状弾性体２８・２９の戻り力によって元の位置に復帰する。次に、空芯コイル３０に紙面に対して下向きの電流を流すと、可動部２２にフレミングの左手の法則による力が働き、可動部２２は矢印Ｘ２方向に運動する。このように、空芯コイル３０に流す電流の向きを交互に変えることによって可動部２が往復運動するため、振動が発生する。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係る振動アクチュエータによれば、帯板状弾性体によって可動部を支持することにより、簡単な構成で起振力の強い振動アクチュエータを構成できるという効果を奏する。また、振動方向が水平方向であるため、振動を携帯電話等に伝えやすいという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る振動アクチュエータのＡ−Ａ断面図（図４参照）である。
【図２】第１実施形態に係る振動アクチュエータのＢ−Ｂ断面図（図９参照）である。
【図３】第１実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る振動アクチュエータの外観図である。
【図５】第１実施形態に係る振動アクチュエータの動作を説明する概念図である。
【図６】第２実施形態に係る振動アクチュエータのＡ−Ａ断面図（図９参照）である。
【図７】第２実施形態に係る振動アクチュエータのＢ−Ｂ断面図（図９参照）である。
【図８】第２実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る振動アクチュエータの外観図である。
【図１０】第２実施形態に係る振動アクチュエータの動作を説明する概念図である。
【符号の説明】
１、２１  振動アクチュエータ
２、２２  可動部
３、４、２８、２９  帯板状弾性体
３ａ、４ａ  屈曲部
３ｂ  腕部
５、６、３０  空芯コイル
７、２３、２４  マグネット
８、９、２５  ポールピース
１０、３１  ハウジング
１０ａ、１０ｂ、３１ａ  溝
１０ｃ〜１０ｆ  溝
１１、１２、３２、３３  端子
１３、３４  上蓋
【図１】
2004305865.tif 000003
【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】
2004305865.tif 000008
【図７】
2004305865.tif 000009
【図８】
2004305865.tif 000010
【図９】
2004305865.tif 000011
【図１０】
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