(57)【要約】複数の通気穴１０ｃをハウジング１に設けると共に、ヨーク２０の外周面をハウジング１の内側面に近接させてクリアランスＧ２を形成し、そのクリアランスの寸法を、ハウジング内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内に収まるように設定し、空気の移動量をクリアランスＧ２で制限することによって、所望の加速度が得られる周波数帯域幅を拡大する。
2004023843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップとして作用する隙間をポールピースの周側面とマグネット，ヨークプレートの各内面との間に隔てて設け、更に、前記ポールピースを板面中央に有する円板状のヨークと、ヨークプレートと、リング状のマグネットとを一体に取り付けて形成した外磁型の磁気回路部を備えると共に、ボイスコイルを面上に取り付けたダイヤフラムと、磁気回路部を固定支持する支持部から外形形状に沿って伸びる複数のバネアームを有するサスペンションと、両端を開口とする略筒形状のハウジングと、カバーとを備え、
各バネアームをアーム端でハウジングの側面に取り付けて磁気回路部をサスペンションでハウジングの内部に支持し、ボイスコイルを磁気ギャップの内部に配置し、且つ、ダイヤフラムを外周縁でハウジングの開口縁に取り付けてハウジングの片方開口をダイヤフラムで覆い、一方、カバーを外周縁でハウジングのもう一方の開口縁に取り付けてハウジングの他方開口をカバーで覆い、電気信号をボイスコイルに印加すると、磁気回路部がバネアームの撓りによってハウジングの内部で振動する多機能型振動アクチュエータ装置において、
前記ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、前記磁気回路部の外周面を前記ハウジングの内側面に近接させて磁気回路部を組み付け、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、前記磁気回路部の外周面と前記ハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量を前記クリアランスで制限することによって、前記磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大したことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項２】
前記ヨークプレートはリング部を備えると共に、更に、前記リング部の外周面には、前記ハウジングと前記サスペンションとの取付個所に重ならないように、前記バネアームの本数に応じて張出し鍔部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項３】
貫通孔を前記磁気回路部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項４】
磁気ギャップとして作用する隙間をポールピースの周側面とマグネット，ヨークプレートの各内面との間に隔てて設け、更に、前記ポールピースを板面中央に有する円板状のヨークと、ヨークプレートと、リング状のマグネットとを一体に取り付けて形成した外磁型の磁気回路部を備えると共に、ボイスコイルを面上に取り付けたダイヤフラムと、磁気回路部を固定支持する支持部から外形形状に沿って伸びる複数のバネアームを有するサスペンションと、両端を開口とする略筒形状のハウジングと、カバーとを備え、
各バネアームをアーム端でハウジングの側面に取り付けて磁気回路部をサスペンションでハウジングの内部に支持し、ボイスコイルを磁気ギャップの内部に配置し、且つ、ダイヤフラムを外周縁でハウジングの開口縁に取り付けてハウジングの片方開口をダイヤフラムで覆い、一方、カバーを外周縁でハウジングのもう一方の開口縁に取り付けてハウジングの他方開口をカバーで覆い、電気信号をボイスコイルに印加すると、磁気回路部がバネアームの撓りによってハウジングの内部で振動する多機能型振動アクチュエータ装置において、
前記ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、上記磁気回路部の外周にリングを嵌め合わせて備え、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、前記リングの外周面と前記ハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量を前記クリアランスで制限することによって、前記磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大したことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項５】
磁気ギャップとして作用する隙間を形成するようにポールピースとヨークとをマグネットに一体に固定して取り付けた内磁型の磁気回路部を備えると共に、ボイスコイルを面上に取り付けたダイヤフラムと、磁気回路部を固定支持する支持部から外形形状に沿って伸びる複数のバネアームを有するサスペンションと、両端を開口とする略筒形状のハウジングと、カバーとを備え、
各バネアームをアーム端でハウジングの側面に取り付けて磁気回路部をサスペンションでハウジングの内部に支持し、ボイスコイルを磁気ギャップの内部に配置し、且つ、ダイヤフラムを外周縁でハウジングの開口縁に取り付けてハウジングの片方開口をダイヤフラムで覆い、一方、カバーを外周縁でハウジングのもう一方の開口縁に取り付けてハウジングの他方開口をカバーで覆い、電気信号をボイスコイルに印加すると、磁気回路部がバネアームの撓りによってハウジングの内部で振動する多機能型振動アクチュエータ装置において、
前記ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、前記磁気回路部の外周面を前記ハウジングの内側面に近接させて磁気回路部を組み付け、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、前記磁気回路部の外周面と前記ハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量を前記クリアランスで制限することによって、前記磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大したことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項６】
磁路を形成する磁気回路部と、
前記磁気回路部を支持するサスペンションと、
前記磁気回路部に対向配置されるダイヤフラムと、
前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、
前記磁気回路部を収容するハウジングとを備え、
前記磁気回路部は、該磁気回路部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、
前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項７】
磁路を形成する磁気回路部と該磁気回路部の径方向に張り出す
張り出し部とを備える可動部と、
前記可動部を支持するサスペンションと、
前記可動部に対向配置されるダイヤフラムと、
前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、
前記可動部を収容するハウジングとを備え、
前記可動部は、該可動部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、
前記クリアランスが前記０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている多機能型振動アクチュエータ装置。
【請求項８】
磁路を形成する磁気回路部と、
前記磁気回路部を支持するサスペンションと、
前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、
前記磁気回路部を収容するハウジングとを備え、
前記磁気回路部は、該磁気回路部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、
前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている振動アクチュエータ装置。
【請求項９】
磁路を形成する磁気回路部と該磁気回路部の径方向に張り出す
張り出し部とを備える可動部と、
前記可動部を支持するサスペンションと、
前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、
前記可動部を収容するハウジングとを備え、
前記可動部は、該可動部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、
前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている振動アクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、携帯端末機器に搭載される着信報知用装置に関するものである。特に、体感振動の発生機能と共に、着信音等の発生機能を備える多機能型振動アクチュエータ装置に係り、主に、体感振動特性を改良した多機能型振動アクチュエータ装置に関するものである。
【背景技術】  一般に、体感振動の発生と着信音の発生とを１つの装置で行える多機能型振動アクチュエータ装置（以下、必要に応じて単に「装置」という。）は、携帯電話に代表される携帯用端末機器の着信報知手段として既に知られている。
このような多機能型振動アクチュエータ装置は、図２４で示すような内磁型のものを例示すると、両端を開口とする略筒形状のハウジング１と、磁気ギャップとして作用する隙間Ｇ１を形成するようにポールピース２ａとヨーク２ｂとをマグネット２ｃに取り付けて形成された磁気回路部２と、ボイスコイル３を面上に取り付けたダイヤフラム４と、磁気回路部２を支持するサスペンション５，５’とを備えて構成されている。
そのうちで、ダイヤフラム４はボイスコイル３を磁気ギャップＧ１の内部に配置すると共に、外周縁をハウジング１の片方の開口内に固着することにより、ハウジング１の片方開口を覆うよう取り付けられる。一方、ハウジング１の更に他方の開口は外周縁をハウジング１の開口内に嵌め合わせるリング状のカバー６で覆われる。ボイスコイル３は、ダイヤフラム４からハウジング１の外部に引き出すリード線でハウジング１の外側に取り付けた端子金具７ａ（７ｂ）と電気的に接続されている。
サスペンション５（５’）としては、図２５で示す（両者同形で、一つのサスペンションのみ図示）ように磁気回路部を固定支持する支持部５ａと、ハウジング１の内部に取り付けられる外環部５ｂと、支持部５ａの外形形状（図示の場合、円周形状）に沿って等間隔（図示の場合、１２０°等間隔）毎に同一方向に伸びて支持部５ａと外環部５ｂとを繋ぐ三つのバネアーム５ｃ〜５ｅとから形成したものが備え付けられている（例えば、特許文献１参照）。
各サスペンション５，５’は、外環部５ｂをハウジング１の内側に嵌め込むことから磁気回路部２を支持部５ａで保持するよう取り付けられている。より詳しくは、スペーサリング８ａ，８ｂを各サスペンション５，５’の支持部５ａ並びに外環部５ｂの間に介在させて、ヨーク２ｂの外周に嵌め合わせる支持部５ａをストッパリング９で固定すると共に、外環部５ｂを前記カバー６で固定することにより、磁気回路部２をバネアーム５ｃ〜５ｅの撓りで振動可能に支持するよう組み付けられている。
この多機能型振動アクチュエータ装置が前記携帯端末機器に搭載され、他者からの通話信号を着信すると、低周波数帯域の電気信号がボイスコイル３に印加され、磁気ギャップＧ１付近の電磁的作用により、磁気回路部２が振動し、その振動が外部へと伝搬され、伝搬された振動が体感振動として端末機器の使用者に報知され、使用者に着信が報知される。一方、着信により高周波数帯域の電気信号がボイスコイル３に印加された場合は、同じく磁気ギャップＧ１付近の電磁的作用により、ダイヤフラム４が振動し、その振動で着信音等の音響を発生することにより、使用者に着信が報知される。
従来の多機能型振動アクチュエータ装置では、バネアーム５ｃ〜５ｅの撓りを許容する大きなクリアランスＧ２’をハウジング１の内側面とヨーク２ｂの外周面との間に保つ構造であった。従って、装置内部の空気は磁気回路部２の振動に伴って、前記Ｇ２’を通って装置内部を自由に移動するため、磁気回路部２の振動特性が内部空気によって抵抗を受けることは余りない。このため、磁気回路部２の振動動作は共振周波数で急峻に立ち上り、且つ、所望の振動加速度が得られる周波数帯域幅が狭い体感振動特性を描くことになる。
例えば、図２６で示すように体感振動に必要な加速度をＡ０［Ｇ］以上と設定した場合、その加速度が得られる周波数帯域幅は周波数範囲ｆａ［Ｈｚ］と狭いものとなる。また、最大加速度Ａ１［Ｇ］がｆ１［Ｈｚ］付近で得られ、ここが最大体感振動量の発生点、即ち，共振点であるが、周波数がｆ１［Ｈｚ］以上に移動した途端に、加速度は急激に落ち込み、ｆ３［Ｈｚ］以上になると、Ａ０［Ｇ］以下となって必要な加速度が得られなくなる。
一方、ｆ１［Ｈｚ］以下の周波数帯域では、加速度の落ち込みは比較的急激でないものの、それでも落ち込みは見られ、ｆ４［Ｈｚ］以下でＡ０［Ｇ］以下となる。よって、共振点から僅かに周波数が変化しても、体感振動量が急激に落ち込むものになる。
このため、製造に起因して装置毎の振動特性にバラつきが存在したり、装置を搭載した端末機器の使用環境が変化した場合には、共振点が定め難くなると共に、前記の通り所望の振動加速度が得られる周波数帯域幅は狭いため、共振点がその帯域幅から外れ易くなる。
また、その多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器の外装ケースを叩くと、振動が多機能型振動アクチュエータ装置の内部に伝わり、磁気回路部が振動する。従来の多機能型振動アクチュエータ装置では、磁気回路部が上述した構造からサスペンションで支持されているため、外装ケースを通して計測した磁気回路部の振動特性は、図２７で示すような曲線を描く。図２７の縦軸は磁気回路部の振動の振幅を示し、横軸は時間の経過を示している。
その振動特性によると、多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器が着信待ち、即ち，多機能型振動アクチュエータ装置が動作していないときに前記外装ケースから振動が装置に伝わると、磁気回路部が長時間振動して空気を震わし、その空気震動が「ビーン」と弦を弾いたような異音を発生させる。
【特許文献１】          特開２００２−１２１５号公報
【発明の開示】
本発明者等は、鋭意開発の結果、磁気回路部の振動特性の安定性改善の上で、装置の内部空気をダンパとして使用することが有効であることを突き止めた。この下に、本発明の主たる目的は、ハウジングの内側面と磁気回路部の外周面との間に保つクリアランスの大きさを調節することによって、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気の移動を制限し、振動特性の安定性と利便性の向上を図れるよう構成するところにある。
更に、携帯用端末機器は、製造者毎に性能や仕様が異なるのが一般的であり、その端末機器に搭載される個々の部品も、製造者毎の要求に応じて性能や仕様に違いを付けることがある。よって、本発明の付随する目的は、ハウジングの内側面と磁気回路部の外周面との間に保つクリアランスの大きさを調節することにより、装置の内部空気の移動を調節，制限し、製造者毎の要求に応じた体感振動特性を容易に実現可能に構成するところにある。
また、ハウジングの内側面と磁気回路の外周面との間に保つクリアランスの調節，制限と共に、更に他の方法により、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間と、磁気回路部とカバーとから形成される空間との二空間の空気移動を調節，制限することにより、振動特性の安定性と利便性を図れるよう構成することを目的とする。
更に、本発明の別の目的は、多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器が着信待ち状態にあるときに、携帯端末機器の外装ケースを叩くことによって磁気回路部が振動して、「ビーン」という弦を弾くような異音の発生を低減可能に構成するところにある。
上述した目的以外の課題や具体的な特徴部分は、本発明の実施の形態に基づいて記述する説明中で明らかになるであろう。
本発明の請求の範囲第１に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、外磁型の磁気回路部を備えるもので、ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、ヨーク、ヨークプレート、及びマグネットからなる磁気回路部の外周面をハウジングの内側面に近接させて磁気回路部を組み付け、ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、磁気回路部の外周面とハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量をクリアランスで制限することによって、磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大するよう構成されている。
本発明の請求の範囲第２に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、リング部を備えると共に、更に、リング部の外周面に、ハウジングとサスペンションとの取付箇所に重ならないように、バネアームの本数に応じて張出し鍔部が設けられるヨークプレートを備えて構成されている。
本発明の請求の範囲第３に係る多機能型振動アクチュエータ装置ば、貫通孔を磁気回路部に設けることにより構成されている。
本発明の請求項４に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、ヨーク、ヨークプレート、及びマグネットからなる磁気回路部の外周にリングを嵌め合わせて備え、ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、リングの外周面とハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量をクリアランスで制限することによって、磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大するよう構成されている。
本発明の請求の範囲第５に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、内磁型の磁気回路部を備えるもので、ハウジング，カバー，ダイヤフラムのうちのいずれか１つの部品に通気穴を設けると共に、ヨーク、ヨークプレート、及びマグネットからなる磁気回路部の外周面をハウジングの内側面に近接させて磁気回路部を組み付け、ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内で、磁気回路部の外周面とハウジングの内側面との間にクリアランスを形成し、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量をクリアランスで制限することによって、磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大するよう構成されている。
本発明の請求の範囲第６に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、磁路を形成する磁気回路部と、前記磁気回路部を支持するサスペンションと、前記磁気回路部に対向配置されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、前記磁気回路部を収容するハウジングとを備え、前記磁気回路部は、該磁気回路部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている。
本発明の請求の範囲第７に係る多機能型振動アクチュエータ装置は、磁路を形成する磁気回路部と該磁気回路部の径方向に張り出す張り出し部とを備える可動部と、前記可動部を支持するサスペンションと、前記可動部に対向配置されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、前記可動部を収容するハウジングとを備え、前記可動部は、該可動部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、前記クリアランスが前記０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている。
本発明の請求の範囲第８に係る振動アクチュエータ装置は、磁路を形成する磁気回路部と、前記磁気回路部を支持するサスペンションと、前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、前記磁気回路部を収容するハウジングとを備え、前記磁気回路部は、該磁気回路部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている。
本発明の請求の範囲第９に係る振動アクチュエータ装置は、磁路を形成する磁気回路部と該磁気回路部の径方向に張り出す張り出し部とを備える可動部と、前記可動部を支持するサスペンションと、前記磁気回路部に形成された磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、前記可動部を収容するハウジングとを備え、前記可動部は、該可動部の外側面が前記ハウジングの内側面に対して空気の移動量を制限するクリアランスを隔てて配置され、前記クリアランスが０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下に形成されている。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置の各構成部品を示す展開斜視図である。
図２は、図１の多機能型振動アクチュエータ装置に組み付けられる磁気回路部を示す断面図である。
図３は、図１の多機能型振動アクチュエータ装置に組み付けられるサスペンション並びにヨークプレートを示す展開斜視図である。
図４は、図３のサスペンション並びにヨークプレートを組み付けて示す斜視図である。
図５は、図４の組み立て状態におけるサスペンションのバネアームの撓り状態を示す側面図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図７は、図６の多機能型振動アクチュエータ装置を磁気回路部の上死点状態で示す動作説明図である。
図８は、図６の多機能型振動アクチュエータ装置を磁気回路部の下死点状態で示す動作説明図である。
図９は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置と従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置との振動特性を示す特性グラフである。
図１０は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置のクリアランスと振動特性との関係を示す特性グラフである。
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図１２は、図１１の多機能型振動アクチュエータ装置に組み付けられるヨーク，マグネット並びにリングを示す展開斜視図である。
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図１４は、図１３のヨークに設ける貫通孔の数に応じた多機能型振動アクチュエータの振動特性の変化を示す特性グラフである。
図１５は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置と従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置とを搭載した携帯端末機器の外装ケースを通して計測された磁気回路部の振動特性を示す曲線図である。
図１６は、本発明のその他の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図１７は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置に備えられるカバーの変形例を示す断面図である。
図１８は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置に備えられるサスペンションの取付構造に関する別の変形例を示す断面図である。
図１９は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置に備えられるサスペンションの取付構造の更に別の変形例と磁気回路部に関する一つの変形例を示す断面図である。
図２０は、図１９の磁気回路部にリングを嵌合してなる変形例を示す断面図である。
図２１は、図１９の多機能型振動アクチュエータ装置に備えられる磁気回路部に関する更に別の変形例を示す断面図である。
図２２は、本発明に係る内磁型の多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図２３は、図２２の多機能型振動アクチュエータ装置に組み付けられるヨークを示す展開斜視図である。
図２４は、従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図２５は、従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置に組み付けられる一例のサスペンションを示す平面図である。
図２６は、従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置の振動特性を示す特性グラフである。
図２７は、従来例に係る多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器の外装ケースを通して計測された磁気回路部の振動特性を示す曲線図である。
図２８は、本発明に係る多機能型振動アクチュエータ装置の立ち上がり特性を説明する図である。
図２９は、本発明に係るダブルサスペンションタイプの多機能型振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
図３０は、本発明に係る振動アクチュエータ装置を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図示の実施の形態は、主に、外磁型の多機能型振動アクチュエータ装置を構成する。その構成中、従来のアクチュエータと共通の構成部品については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。なお、便宜上、装置全体として、ダイヤフラムの装備側を「上」とし、カバーの装備側を「下」として説明する。
＜装置全体の基本構造＞
図１〜図５は、本発明に係る外磁型の多機能型振動アクチュエータ装置全体の基本構造を示すものである。その基本構造は、図１で示すように円板部２０ｂの板面中央にポールピース２０ａを有するヨーク２０と、リング状のマグネット２１と、略リング状のヨークプレート２２とを一体に取り付けて形成される外磁型の磁気回路部２を備えてなるものである。この他、装置全体として、両端を開口とする略筒形のハウジング１と、ボイスコイル３を面上に取り付けたダイヤフラム４と、一つのサスペンション５と、カバー６とを備えている。
磁気回路部２は、図２で示すようにポールピース２０ａを、マグネット２１及びヨークプレート２２の各内径内に配置し、磁気ギャップとして作用する隙間Ｇ１を、ポールピース２０ａの周側面と、マグネット２１及びヨークプレート２２の各内面との間に隔てて設け、マグネット２１を中間に介在させてヨーク２０とヨークプレート２２とを三部品一体に取り付けることにより外磁型に形成されている。
サスペンション５としては、図３で示すように磁気回路部を固定支持する支持部５０を円環状に形成すると共に、その支持部５０の円周形状に沿って１２０°等間隔毎の付け根部５１ａ〜５１ｃから同一方向に伸びる三つのバネアーム５２ａ〜５２ｃを有する。更に、各バネアーム５２ａ〜５２ｃの端部には、前記ハウジング１との取付個所である固定片５３ａ〜５３ｃが形成される。
ヨークプレート２２は、図３で示すようにリング部２２ａを主体とし、前記支持部５０を保持するための止め輪２２ｂが内径縁に沿って設けられる。更に、そのリング部２２ａの外周面に、マグネット２１からの磁束を前記磁気ギャップＧ１に有効に導くために、張出し鍔部２２ｃ〜２２ｅが前記バネアームの本数に応じて三つ１２０°等間隔毎に設けられている。
その張出し鍔部２２ｃ〜２２ｅの配置位置と周方向の長さは、磁気回路部２が上側に振動し上死点に達したときに、固定片５３ａ〜５３ｃと接触しないよう、予め固定片５３ａ〜５３ｃと重ならないように設定されている。更に、張出し鍔部２２ｃ〜２２ｅの上部面は、磁気回路部２が上側に振動する際にバネアーム５２ａ〜５２ｃとの接触を回避するところから、付け根部５１ａ〜５１ｃより固定片５３ａ〜５３ｃに向かって傾斜するテーパ部２２ｆ〜２２ｈで面取りされている。
サスペンション５は、図４で示すように磁気回路部の支持部５０をヨークプレート２２の止め輪２２ｂに嵌め合せてリング部２２ａの面上にあてがい、付け根部５１ａ〜５１ｃを張出し鍔部２２ｃ〜２２ｅの非テーパ面上に配置し、バネアーム５２ａ〜５２ｃをテーパ部２２ｆ〜２２ｈの上側に配置し、固定片５３ａ〜５３ｃを張出し鍔部２２ｃ〜２２ｅの端面近くに配置することによりヨークプレート２２に組付け固定される。
その構成により、図５で示すようにバネアーム５２ａ〜５２ｃは、テーパ部２２ｆ〜２２ｈの上側で撓り偏倚することを許容されるため、ヨークプレート２２を備えて形成される磁気回路部を上死点に至るまで大きく振動させられるよう磁気回路部に対して組み付けられる。
サスペンション５は、バネアーム５２ａ〜５２ｃを固定片５３ａ〜５３ｃでハウジング１の側面に取り付けて磁気回路部２をハウジング１の内部に支持する。ダイヤフラム４は、ボイスコイル３を磁気ギャップＧ１の内部に配置すると共に、外周縁をハウジング１の開口縁に取り付けてハウジング１の片方開口を覆う。カバー６は、外周縁をハウジング１のもう一方の開口縁に嵌め合せてハウジング１の他方開口を覆うよう組み付けられている。
＜実施の形態の総括＞
このような基本構造の下に、図示実施の形態としては、通気穴をハウジングに設けると共に、クリアランスを磁気回路部の外周面とハウジングの内側面との間に形成する第１の形態と、磁気回路部外周面の張出量を変えてクリアランスを形成する第２の形態と、ハウジングに設ける通気穴に加えて貫通穴を磁気回路部に設ける第３の形態とが挙げられている。
そのいずれの実施の形態においても、クリアランスの寸法は、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５パーセント以下の寸法範囲内に収まるように、又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に設定される。これにより、磁気回路部の振動を狭いクリアランスで許容すると共に、ダイヤフラムと磁気回路部とから形成される空間の内部空気と、磁気回路部とカバーとから形成される空間の内部空気との移動量を制限することによって、磁気回路部の振動を得る周波数帯域幅を拡大するよう構成される。
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、図１並びに図６で示すように複数の通気穴１０ａ〜１０ｃがハウジング１の側面に設けられている。また、ヨーク２０の円板部２０ｂの外周面をハウジング１の内側面に近接させることにより、クリアランスＧ２がヨークの外周面とハウジングの内側面との間に形成される。これにより、ダイヤフラム４と磁気回路部２とから形成される空間Ｓ１の内部空気と、磁気回路部２とカバー６とから形成される空間Ｓ２の内部空気との相互の移動量を制限する。
この実施の形態では、サスペンション５のバネアーム５２ａ〜５２ｃと数的に合わせて三つの通気穴（図１の符号１０ａ〜１０ｃ参照）をハウジング１の側面に設け、その通気穴を兼用し、バネアームの固定片（図１の符号５３ａ〜５３ｃ参照）を各通気穴に接着固定することにより（図６の符号１０ｃと５３ｃ参照）、サスペンション５がハウジングの内部に取り付けられている。また、ダイヤフラム４，カバー６としては気密構造のものが備え付けられている。
このように構成する多機能型振動アクチュエータ装置に、１００Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下、好ましくは１２０〜１６０Ｈｚの電気信号をボイスコイル３に印加すると、図７並びに図８で示すように磁気ギャップＧ１近傍におけるボイスコイル３と磁気回路部２との電磁的作用により、クリアランスＧ２を保ちながら、磁気回路部２は前記バネアーム５２ａ〜５２ｃの撓りによって前記ハウジング１内部で上下に振動する。その磁気回路部２が上下に振動すると、この動きが装置の内部空気、即ち、ダイヤフラム４と磁気回路部２とで形成される空間Ｓ１の内部空気と、磁気回路部２とカバー６とで形成される空間Ｓ２の内部空気に伝搬し、それらの空気も上下に流動する。
空気を流体とみなした場合、二つの空間Ｓ１，Ｓ２で上下流動した空気はクリアランスＧ２を通って空間Ｓ１と空間Ｓ２とを行き来しようとする。このとき、クリアランスＧ２はヨーク３の外周面をハウジング１の内側面と可能な限りに近接されることでその寸法が、ハウジング１の内側半径Ｒの０％を超えて２．５パーセント以下の寸法範囲又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法範囲に収まるように狭く形成されているから、上下に流動している空間Ｓ１，Ｓ２の内部空気は、その流動運動に起因した空気圧を微小なクリアランスＧ２に加えることになる。この空気圧が加えられた微小なクリアランスＧ２を空気が通ることは困難となるため、結果的に、空間Ｓ１，Ｓ２の空気が相互の空間を移動しようとする量は制限される。
その移動量が制限された空気は、夫々の空間Ｓ１，Ｓ２に留まろうとするから、結果的に留まった空気が磁気回路部２の上下の振動の動きを受け止めるダンパとして機能する。よって、磁気回路部２の上下振動の振幅が制御されるので、図９の実線で示すように周波数の変化量に対する加速度の変化量が少なく、緩やかな山なりの振動特性が得られる。この振動特性は、次のような種々の効果を奏する。
第１に、体感振動に必要となる加速度をより幅広い周波数帯域幅で得られる。図２４で示すと同様に、体感振動に必要な加速度をＡ０［Ｇ］以上と設定した場合、その加速度が得られる周波数帯域幅は、従来のものが図９の一点鎖線で示すように周波数範囲ｆａ［Ｈｚ］であるのに対し、本発明のものは図９の実線で示すように範囲ｆｂ［Ｈｚ］となって明らかに拡大する。従って、共振点が帯域幅から外れ難くなるので、共振点が定め易くなる。よって、所望の振動加速度が得られ易くなり、体感振動特性の安定性並びに利便性の向上が図れる。
第２に、体感振動量の落ち込みが少なくなる。本発明のものでは、図９の実線で示すようにｆ２［Ｈｚ］付近で最大加速度Ａ２［Ｇ］が得られる。Ａ１［Ｇ］＞Ａ２［Ｇ］となるので最大加速度は減少するものの、一方で、従来のものに比べ、周波数の変化幅に対する加速度の落ち込みを緩やかにすることができる。
よって、製造に起因して多機能型振動アクチュエータ毎の共振点がずれて体感振動特性にバラツキが発生したり、多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した端末機器の使用環境が変化して共振点がずれたとしても、体感振動量の急激な落ち込みが防止されると共に、必要な体感振動量（図９ではＡ０［Ｇ］以上）が得られなくなる事態も防げる。
第１の実施の形態では、装置の内部空気をダンパとして使うことから、空気の流出を制限する一方で、通気穴１０ａ〜１０ｃをハウジング１の側面に設けるため、ダイヤフラム４の振動時には空間Ｓ１の内部空気が、通気穴１０ａ〜１０ｃから装置外部へ出て、空間Ｓ１の過度な空気膨張を防げる。よって低域音発生の際のダイヤフラムの振動特性に悪影響を与えることを防げる。
以上のように音と体感振動の両方を１つで発生する装置においては、通気穴１０ａ〜１０ｃを設けることは音響特性を犠牲にすることなく、体感振動特性の安定性と利便性の向上を図る上で、非常に有効な手段となる。
＜第２の実施の形態＞
携帯端末機器に搭載される個々の部品は、携帯端末機器の製造者ごとの要求に応じて、性能や仕様に違いをつけることもある。このため、求められる体感振動特性も様々なので、理想的な体感振動特性というのも一律に決まらない。この場合に、携帯端末機器に搭載される多機能型振動アクチュエータ装置においては、第１の実施の形態で述べたようにクリアランスＧ２を小さくすれば小さくする程良いとは言えず、様々な要求に応じて装置の内部構造を微妙に変更する必要がある。
その要求を満たすため、第２の実施の形態では、ヨーク２０の面方向の大きさ（円板部２０ｂの径方向）を要求に応じて変更する。具体的には、空間の内部空気がダンパとして機能する範囲内で、即ち、クリアランスの寸法を、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５パーセント以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に収まるように形成し、ハウジング１の内側面に対する円板部２０ｂの径寸法を変更するようにヨークを作り分ける。これにより、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動を調節，制限することから、磁気回路部の上下振動に加わる空気のダンパ作用を調節する。
そのクリアランスＧ２の大きさを拡大することによって、図１０で模式的に示すように加速度を高めることが可能となる。一方、クリアランスＧ２の大きさを縮小することによって、加速度の落ち込みを緩やかにして周波数帯域幅を拡大することが可能となる。
なお、図１０で示す振動特性は、いずれも同一の電気信号をボイスコイルに印加した状態で、クリアランスの大きさを変化させたものであるが、電気信号の電力値を大きくすれば、加速度を高めることが可能である。従って、所望の振動量と、印加する電気信号の大きさとのバランスを取ることによって共振の鋭さを調整し、振動特性を要求に合う設定に設計することが可能となる。
上述したように、ヨーク２０の大きさを要求毎に変更して作り分けることは、製造コストや製造に要する時間と手間が掛かる。そこで、より容易に組み立てられると共に、製造コスト並びに時間と手間を抑えてクリアランスＧ２を変更するため、図１１並びに図１２で示すようにヨーク２０の外周面にリング１１を嵌め合わせるとよい。詳しくは、クリアランスを予め大きめとなるように円板部２０ｂの径寸法を小型に製造し、更に、前記径方向と平行な方向（リング１１の面方向）に大きさが異なるリングを数パターン用意する。
そのリング１１を、ヨーク２０の円板部２０ｂの外形面に嵌合するだけで、磁気回路部２の外周面とハウジング１の内側面とのクリアランスＧ２の大きさを自在に変更することが可能となる。このリング１１の大きさは、リング１１の嵌合されたヨーク２０からなる磁気回路部が上下に振動したとき、リング１１の外周面がハウジング１の内側面と触れない範囲で変更する。また、所定の空気制動がハウジング１との内径との間で掛かるように、リング１１の厚み寸法ｔはマグネット２１の外径面まで亘るように設定する。
これにより、ヨーク２０の大きさは一定に設定できるので、ヨーク２０を作り分ける必要がなくなる。また、リング１１の内周サイズはヨーク２０の外形サイズと同一であるので変更する必要がなく、変更が要するのはリング１１の外周サイズのみなので、製造コスト並びに時間と手間を抑えながら、電気信号と調整を取りつつ、共振の鋭さや加速度の落ち込み及び周波数帯域幅を自在に変化させることが可能となる。
そのリング１１は、樹脂などの非磁性材料で弾性変形しない材質のものが好ましい。これは、弾性変形するリングがヨークに嵌合されていると、外部衝撃が加わってリングの外周面がハウジングの内側面に接触した時、弾性変形して押し潰され、その分だけ更にヨークが変位し、最終的に磁気回路部の変位量が大きくなるを防ぐためである。径方向の変位量が大きくなると、ヨークに固定されているサスペンションが捩れて変形を起こし、元の形状に戻らなくなり、破損を起こすことが考えられる。
また、ハウジング１の内側面にリングを固定して、リングの内径面と円板部２０ｂとの間でクリアランスを形成するような構造に変形してもよい。この場合、リング内径面の寸法を変更して前記クリアランスを変更することになる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施の形態は、上述した通気穴１０ａ〜１０ｃ並びにクリアランスＧ２と共に、図１３で示すように貫通孔１２ａ〜１２ｃをヨーク２０に設けることによって体感振動の特性を設定変更するよう構成するものである。この貫通孔１２ａ〜１２ｃは、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動量を調整、制限するため、ヨーク２０を刳り貫いて設けられている。
その貫通孔を設けるには、図示の形態のようにポールピース２０ａ、円板部２０ｂの双方の他、ポールピース２０ａまたは円板部２０ｂのどちらかに分けて穿孔位置を選択できる。数は、磁気回路部の重量バランスを保つ必要から、一つ若しくは二つ、或いは周方向の定間隔毎に三つまたは六つ程度と変更することにより設けるのが望ましい。
ボイスコイルに印加する電気信号の電力値の大きさを一定にすれば、図１４で示すように貫通孔を設けない場合（実線参照）、貫通孔を一つ設けた場合（破線参照）、二つ設けた場合（一点鎖線参照）、三つ設けた場合（二点鎖線参照）、四つ設けた場合（三点鎖線参照）のように、設ける数に応じて夫々異なる振動特性が実現可能となる。
図１４で示すように、振動加速度は貫通孔の孔数を増やすことによって増加する。これは孔が増え、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動が容易になるに従い、空間Ｓ１の内部空気による空気圧が減少し、ダンパとしての機能が弱まるためである。従って、共振の鋭さや加速度の落ち込み及び周波数帯域幅は孔数に応じて変化させることが可能となる。これと共に、ボイスコイルに印加する電気信号の電力値を大きくしても、加速度は大きくできるので、電気信号の大きさとバランスを取って、孔数を設定することが望ましい。
この第３の実施の形態は、前記クリアランスＧ２によるダンパー作用が働く範囲において、貫通孔の孔数を変更して体感振動特性の変更を実現するものである。従って、ヨークの大きさを変更して作り分けたり、第２の実施の形態のときのリングのような新たな付属部品を作成する必要がないため、体感振動特性の安定性と利便性の向上に加え、第２の実施の形態に比べ、振動特性を更に容易に変更可能になると共に、製造コスト並びに時間と手間を抑えて変更することが可能となる。
＜異音低減の原理＞
上述したように多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器の外装ケースを叩くと、その振動が多機能型振動アクチュエータ内部に伝わり、磁気回路部が振動し、空気を震わすことから「ビーン」と弦を弾いたような異音が発生するが、上述したいずれの実施の形態においても、装置の内部空気が磁気回路部の振動を受け止めるダンパとして機能するため、磁気回路部の振動は抑制されて早く収束する。
第１の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を携帯端末機器に搭載し、その外装ケースを通して計測した振動特性は、図１５の実線で示す通りである。この曲線により、一点鎖線で示す従来の振動特性に比べ、早く零に収束することが判る。従って、携帯端末機器の使用者が耳で聴いた時の残響感が大幅に減少される。このことから、異音が低減されて使用者に聴覚される。
また、本発明に係る多機能型振動アクチュエータは、図２８に示すように、振動の立ち上がり特性も改善される。即ち、点線で示すように、制動無しの場合（従来のように、クリアランスＧ２の空気の移動量を制限していない場合）、定常状態の加速度を振動限界レベルに近い値に設定すると、加速度が定常状態になるまでに振動限界レベルを越えてしまうため、異音が発生してしまう。これに対して、制動有りの場合（本発明のように、クリアランスＧ２の空気の移動量を制限している場合）、実線で示すように、立ち上がり特性が安定する。また、振幅の減衰が早くなるため、加速度が振動限界レベルを超えない。このため、異音の発生を防止できる。
＜その他の実施の形態＞
上述した実施の形態では、通気穴１０ａ〜１０ｃをハウジング１の側面に設ける第１，第２の形態、該通気穴１０ａ〜１０ｃと共に、貫通孔１２ａ〜１２ｃをヨーク２０に設ける第３の形態を説明した。これに代えて、図１６並びに図１７で示すように複数個の通気穴１３ａ，１３ｂ…をカバー６に設け、無孔のハウジング１を備えて多機能型振動アクチュエータ装置を構成してもよい。また、振動特性を変更しない範囲で、通気穴をダイヤフラムに設け（図示せず）ても構成できる。
＜変形例＞
上述した実施の形態においては、サスペンション５のバネアーム５２ａ〜５２ｃを固定片５３ａ〜５３ｃでハウジング１の通気穴１０ａ〜１０ｃに接着固定する場合に基づいて説明したが、それに代えて、図１８で示すようにハウジング１の内側面に段部を設け、そこに前記固定片５３ａ〜５３ｃを接着固定してハウジング１の内部にサスペンション５及び磁気回路部２を取り付ける構成に変形可能である。
また、図１９で示すようにサスペンション５をバネアーム５２ｃ（一つのみ図示）でハウジング１と一体にインサート成形することによりサスペンション５をハウジング１の内部に取り付けてもよい。このような構造とすることにより、サスペンション５の取付強度が増し、その取付強度の増加に伴い、磁気回路部２が堅固にハウジング１内部に支持されるため、磁気回路部２の共振周波数がバラつかずに安定性を確保でき、前記各実施例よりも好ましい。
図１９で示す変形例では、マグネット２１が振動時の上死点でハウジング１の内周縁に当る虞れを無くすため、ヨーク２０の外径よりも一回り小さく形成したマグネット２１を備えるものである。この場合で、リング１１をヨーク２０の外周面に嵌め合わすときには、図２０で示すように、マグネット２１の外周面まで亘る厚み寸法ｔを有するリング１１’を備え付けると、ダンパー作用の働き具合の面から見て好ましい。また、クリアランスＧ２の寸法を、ハウジング１の内側半径の０％を超えて２．５パーセント以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に設定可能な場合には、図２１で示すようにヨーク２０とマグネット２１とを同じ外径のものにしてもよい。
上述した各実施の形態は、外磁型の磁気回路部を備える多機能型振動アクチュエータ装置に基づいて説明したが、図２２で示すように磁気ギャップとして作用する隙間Ｇ１を設けるようにポールピース２ａとヨーク２ｂとをマグネット２ｃに取り付けて形成した内磁型の磁気回路部２を備える多機能型振動アクチュエータ装置を構成する場合にも適用できる。そのクリアランスＧ２については、ヨーク２ｂの外周面をハウジング１の内側面に近接させることから、ハウジング１の内側半径の０％を超えて２．５パーセント以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に設定すればよい。
その内磁型の磁気回路部２を形成する場合、ヨーク２ｂには、図２３で示すように、体感振動の発生に際してサスペンションのバネアームが撓った時、そのバネアームと接触しないように凹形状の逃げ部２００ａ〜２００ｃがサスペンションのバネアームと対向する外周寄りの段部面２０１に設けられている。この段部面２０１は、サスペンションのリング部をあてがい固定する外端面２０２から段下げされて設けられている。また、サスペンションのリング部と嵌合する外径を有する止め輪２０３が外端面２０２から立ち上げて設けられている。
それに加えて、凹状の逃げ部２０４ａ〜２０４ｃが外周縁を切り欠くことにより逃げ部２００ａ〜２００ｃの更なる外周側に設けられている。これは、ハウジングの内側面を凹状に窪ませて、サスペンションのバネアームを固定片で止着する段部を設ける場合に、段部の張出し縁と接触しないよう逃げとしてヨーク２ｂの外周縁に設けられている。その逃げ部２０４ａ〜２０４ｃの更に外側が、ヨーク２の外形を形成する外周面２０５として形成されている。
なお、本実施形態では、可動部は、磁気回路部２を構成するポールピース２ａとヨーク２ｂとマグネット２ｃと、ヨーク２ｂの径方向に一体的に形成された張り出し部２０６とで構成されている。
以上、本明細書中で用いた用語及び表現は単に説明のために用いたものに過ぎず、本発明の内容を何ら限定するものではない。従って、上記の実施形態では、サスペンションが一つの場合を例に説明したが、図２９に示す多機能型振動アクチュエータのように、サスペンション５、５′が２つあるタイプにも適用可能である。即ち、図２９に示す多機能型振動アクチュエータの場合には、ヨーク２ｂの側面をハウジング内面に接近させることにより、空気の移動量を制限するクリアランスＧ２を形成できる。
また、上記の実施形態では、外磁型の多機能型振動アクチュエータと内磁型の多機能型振動アクチュエータとを例に説明したが、本発明はこれらのタイプに限定されるものではない。従って、図示しないが、ラジアル配向型の多機能型振動アクチュエータにも適用可能である。即ち、ラジアル配向型の多機能振動アクチュエータの可動部又は磁気回路部の側面をハウジングの内面に対して接近させることにより、空気の移動量を制限するクリアランスを形成できる。また、磁気回路部や可動部の構造は、上記の実施形態で説明した構造に限定されるものではない。
さらに、上記の実施形態では、ハウジングの両端面が開放されており、ダイヤフラムと反対側の開放端に、カバーが設けられているタイプを例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ハウジングが有底筒状に形成されているものであってもよい。
また、上記の実施形態では、着信音等の発生機能を備える多機能型振動アクチュエータを例に説明したが、本発明は、この多機能型振動アクチュエータに限定されず、図３０に示す振動アクチュエータにも適用できる。
以上のように、仮に、本明細書中に限定的な用語や表現を用いたとしても、そのことにより、上述した本発明の形態と均等なものやその一部を排除する意図はない。このため、権利が要求されている本発明の範囲内で種々の変更が加えられる。
【産業上の利用可能性】  以上の如く、本発明の請求の範囲１並びに５に係る多機能型振動アクチュエータ装置に依れば、装置の内部空気をダンパとして使用し、そのダンパ作用を利用して磁気回路部の上下の振動の動きを受け止めることによって、着信報知に必要な体感振動量を得る周波数帯域幅を拡大することが可能となる。このため、体感振動に必要となる加速度をより幅広い周波数帯域幅で得られるので、共振点が帯域幅から外れ難くなり共振点を定め易くなる。よって、所望の振動加速度が得られ易くなり、体感振動特性の安定性並びに利便性の向上が図れる。
それに加えて、周波数の変化幅に対する加速度の落ち込みを緩やかにすることが可能となる。これにより、製造に起因して装置毎の共振点がずれて体感振動特性にバラつきが発生したり、多機能型振動アクチュエータ装置を搭載した携帯端末機器の使用環境が変化して共振点がずれたとしても、体感振動量の急激な落ち込みを防止でき、必要な体感振動量が得られなくなるという事態の発生も防げる。
また、上述したように装置の内部空気をダンパとして使用し、そのダンパ作用で磁気回路部の上下の振動の動きを受け止めることによって、携帯端末機の着信待ち状態における異音を低減することが可能である。更に、磁気回路部の径方向の大きさを変更することにより、携帯端末機器の製造者ごとの要求に応じて体感振動特性を変更することが可能となる。
本発明の請求項３に係る多機能型振動アクチュエータ装置に依れば、磁気回路部に貫通孔を設けて磁気回路部の振動特性を変更することにより、更に容易に装置を要求ごとに組み立てられると共に、製造コスト並びに時間と手間を抑えて、体感振動特性を変更することが可能となる。
本発明の請求項４に係る多機能型振動アクチュエータ装置に依れば、磁気回路部の外周面に、その外形形状と一致するリングを嵌合し、リングの面方向の大きさによってリングの外形面とハウジングの内側側面とのクリアランスを調節することから、より容易に多機能型振動アクチュエータ装置を要求に応じて組み立てられると共に、製造コスト並びに時間と手間を抑えて、共振の鋭さや加速度の落ち込み及び周波数帯域幅を自在に変化させることが可能となる。
また、請求の範囲６乃至９に係る多機能型振動アクチュエータ又は振動アクチュエータは、その内部の空気がクリアランスを通過する際の空気抵抗を利用して磁気回路部又は可動部に制動をかけるものである。また、クリアランスを０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下にすることにより、空気抵抗が生じるため、多機能型振動アクチュエータ又は振動アクチュエータの立ち上がり特性と立ち下がり特性がスムーズになり、振動の制御が容易になる。また、着信報知に必要な体感振動量を得る周波数帯域幅を拡大することが可能となる。このため、体感振動に必要となる加速度をより幅広い周波数帯域幅で得られるので、共振点が帯域幅から外れ難くなり共振点を定め易くなる。よって、所望の振動加速度が得られ易くなり、体感振動特性の安定性並びに利便性の向上が図れる。
【符号の説明】
１                      ハウジング
２                      磁気回路部
２０                    ヨーク
２０ａ                  ポールピース
２０ｂ                  円板部
２１                    マグネット
２２                    ヨークプレート
３                      ボイスコイル
４                      ダイヤフラム
５                      サスペンション
５２ａ〜５２ｃ          サスペンションのバネアーム
６                      カバー
Ｇ１                    磁気ギャップ
Ｇ２                    クリアランス
Ｓ１，Ｓ２              装置内の空間
１０ａ〜１０ｃ        ハウジングに設ける通気穴
１１                  ヨークに嵌め合わすリング
１２ａ〜１２ｃ        磁気回路部に設ける貫通孔
１３ａ，１３ｂ        カバーに設ける通気穴
【図１】
2004023843.tif 000003
【図２】
2004023843.tif 000004
【図３】
2004023843.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004023843.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004023843.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004023843.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2004023843.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2004023843.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2004023843.tif 000027
【図２６】
2004023843.tif 000028
【図２７】
2004023843.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2004023843.tif 000031
【図３０】
2004023843.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月2日(2004.7.2)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ウジングの内部に取り付けられている。また、ダイヤフラム４，カバー６としては気密構造のものが備え付けられている。
このように構成する多機能型振動アクチュエータ装置に、１００Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下、好ましくは１２０〜１６０Ｈｚの電気信号をボイスコイル３に印加すると、図７並びに図８で示すように磁気ギャップＧ１近傍におけるボイスコイル３と磁気回路部２との電磁的作用により、クリアランスＧ２を保ちながら、磁気回路部２は前記バネアーム５２ａ〜５２ｃの撓りによって前記ハウジング１内部で上下に振動する。その磁気回路部２が上下に振動すると、この動きが装置の内部空気、即ち、ダイヤフラム４と磁気回路部２とで形成される空間Ｓ１の内部空気と、磁気回路部２とカバー６とで形成される空間Ｓ２の内部空気に伝搬し、それらの空気も上下に流動する。
空気を流体とみなした場合、二つの空間Ｓ１，Ｓ２で上下流動した空気はクリアランスＧ２を通って空間Ｓ１と空間Ｓ２とを行き来しようとする。このとき、クリアランスＧ２はヨーク３の外周面をハウジング１の内側面と可能な限りに近接されることでその寸法が、ハウジング１の内側半径Ｒの０％を超えて２．５％以下の寸法範囲又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法範囲に収まるように狭く形成されているから、上下に流動している空間Ｓ１，Ｓ２の内部空気は、その流動運動に起因した空気圧を微小なクリアランスＧ２に加えることになる。この空気圧が加えられた微小なクリアランスＧ２を空気が通ることは困難となるため、結果的に、空間Ｓ１，Ｓ２の空気が相互の空間を移動しようとする量は制限される。
その移動量が制限された空気は、夫々の空間Ｓ１，Ｓ２に留まろうとするから、結果的に留まった空気が磁気回路部２の上下の振動の動きを受け止めるダンパとして機能する。よって、磁気回路部２の上下振動の振幅が制御されるので、図９の実線で示すように周波数の変化量に対する加速度の変化量が少なく、緩やかな山なりの振動特性が得


【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
られる。この振動特性は、次のような種々の効果を奏する。
第１に、体感振動に必要となる加速度をより幅広い周波数帯域幅で得られる。体感振動に必要な加速度をＡ０［Ｇ］以上と設定した場合、その加速度が得られる周波数帯域幅は、図２４で示す従来のものが図９の一点鎖線で示すように周波数範囲ｆａ［Ｈｚ］であるのに対し、本発明のものは図９の実線で示すように範囲ｆｂ［Ｈｚ］となって明らかに拡大する。従って、共振点が帯域幅から外れ難くなるので、共振点が定め易くなる。よって、所望の振動加速度が得られ易くなり、体感振動特性の安定性並びに利便性の向上が図れる。
第２に、体感振動量の落ち込みが少なくなる。本発明のものでは、図９の実線で示すようにｆ２［Ｈｚ］付近で最大加速度Ａ２［Ｇ］が得られる。Ａ１［Ｇ］＞Ａ２［Ｇ］となるので最大加速度は減少するものの、一方で、従来のものに比べ、周波数の変化幅に対する加速度の落ち込みを緩やかにすることができる。
よって、製造に起因して多機能型振動アクチュエータ毎の共振点がずれて体感振動特性にバラツキが発生したり、多機能型振動アクチュエータ装量を搭載した端末機器の使用環境が変化して共振点がずれたとしても、体感振動量の急激な落ち込みが防止されると共に、必要な体感振動量（図９ではＡ０［Ｇ］以上）が得られなくなる事態も防げる。
第１の実施の形態では、装置の内部空気をダンパとして使うことから、空気の流出を制限する一方で、通気穴１０ａ〜１０ｃをハウジング１の側面に設けるため、ダイヤフラム４の振動時には空間Ｓ１の内部空気が、通気穴１０ａ〜１０ｃから装置外部へ出て、空間Ｓ１の過度な空気膨張を防げる。よって低域音発生の際のダイヤフラムの振動特性に悪影響を与えることを防げる。
以上のように音と体感振動の両方を１つで発生する装置においては、通気穴１０ａ〜１０ｃを設けることは音響特性を犠牲にすることなく、体感振動特性の安定性と利便性の向上を図る上で、非常に有効


【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
な手段となる。
＜第２の実施の形態＞
携帯端末機器に搭載される個々の部品は、携帯端末機器の製造者ごとの要求に応じて、性能や仕様に違いをつけることもある。このため、求められる体感振動特性も様々なので、理想的な体感振動特性というのも一律に決まらない。この場合に、携帯端末機器に搭載される多機能型振動アクチュエータ装置においては、第１の実施の形態で述べたようにクリアランスＧ２を小さくすれば小さくする程良いとは言えず、様々な要求に応じて装置の内部構造を微妙に変更する必要がある。
その要求を満たすため、第２の実施の形態では、ヨーク２０の面方向の大きさ（円板部２０ｂの径方向）を要求に応じて変更する。具体的には、空間の内部空気がダンパとして機能する範囲内で、即ち、クリアランスの寸法を、前記ハウジングの内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に収まるように形成し、ハウジング１の内側面に対する円板部２０ｂの径寸法を変更するようにヨークを作り分ける。これにより、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動を調節，制限することから、磁気回路部の上下振動に加わる空気のダンパ作用を調節する。
そのクリアランスＧ２の大きさを拡大することによって、図１０で模式的に示すように加速度を高めることが可能となる。一方、クリアランスＧ２の大きさを縮小することによって、加速度の落ち込みを緩やかにして周波数帯域幅を拡大することが可能となる。
なお、図１０で示す振動特性は、いずれも同一の電気信号をボイスコイルに印加した状態で、クリアランスの大きさを変化させたものであるが、電気信号の電力値を大きくすれば、加速度を高めることが可能である。従って、所望の振動量と、印加する電気信号の大きさとのバランスを取ることによって共振の鋭さを調整し、振動特性を要求に合う設定に設計することが可能となる。


【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ンが捩れて変形を起こし、元の形状に戻らなくなり、破損を起こすことが考えられる。
また、ハウジング１の内側面にリングを固定して、リングの内径面と円板部２０ｂとの間でクリアランスを形成するような構造に変形してもよい。この場合、リング内径面の寸法を変更して前記クリアランスを変更することになる。
＜第３の実施形態＞
第３の実施の形態は、上述した通気穴１０ａ〜１０ｃ並びにクリアランスＧ２と共に、図１３で示すように貫通孔１２ａ〜１２ｃをヨーク２０に設けることによって体感振動の特性を設定変更するよう構成するものである。この貫通孔１２ａ〜１２ｃは、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動量を調整、制限するため、ヨーク２０を刳り貫いて設けられている。
その貫通孔を設けるには、図示の形態のようにポールピース２０ａ，円板部２０ｂの双方の他、ポールピース２０ａまたは円板部２０ｂのどちらかに分けて穿孔位置を選択できる。数は、磁気回路部の重量バランスを保つ必要から、一つ若しくは二つ、或いは周方向の定間隔毎に三つまたは六つ程度と変更することにより設けるのが望ましい。
ボイスコイルに印加する電気信号の電力値の大きさを一定にすれば、図１４で示すように貫通孔を設けない場合（実線参照）、貫通孔を一つ設けた場合（破線参照）、二つ設けた場合（一点鎖線参照）、三つ設けた場合（二点鎖線参照）、四つ設けた場合（三点鎖線参照）のように、設ける数に応じて夫々異なる振動特性が実現可能となる。
図１４で示すように、振動加速度は貫通孔の孔数及び面積を増やすことによって増加する。これは孔が増え、空間Ｓ１，Ｓ２相互の内部空気の移動が容易になるに従い、空間Ｓ１の内部空気による空気圧が減少し、ダンパとしての機能が弱まるためである。従って、共振の鋭さや加速度の落ち込み及び周波数帯域幅は孔数及び面積に応じて変化させることが可能となる。これと共に、ボイスコイルに印加する電気信号の電力値を


【手続補正００５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
大きくしても、加速度は大きくできるので、電気信号の大きさとバランスを取って、孔数及び面積を設定することが望ましい。
この第３の実施の形態は、前記クリアランスＧ２によるダンパー作用が働く範囲において、貫通孔の孔数及び面積を変更して体感振動特性の変更を実現するものである。従って、ヨークの大きさを変更して作り分けたり、第２の実施の形態のときのリングのような新たな付属部品を作成する必要がないため、体感振動特性の安定性と利便性の向上に加え、第２の実施の形態に比べ、振動特性を更に容易に変更可能になると共に、製造コスト並びに時間と手間を抑えて変更することが可能となる。
＜異音低減の原理＞
上述したように多機能型振動アクチェエータ装置を搭載した携帯端末機器の外装ケースを叩くと、その振動が多機能型振動アクチュエータ内部に伝わり、磁気回路部が振動し、空気を震わすことから「ビーン」と弦を弾いたような異音が発生するが、上述したいずれの実施の形態においても、装置の内部空気が磁気回路部の振動を受け止めるダンパとして機能するため、磁気回路部の振動は抑制されて早く収束する。
第１の実施の形態に係る多機能型振動アクチュエータ装置を携帯端末機器に搭載し、その外装ケースを通して計測した振動特性は、図１５の実線で示す通りである。この曲線により、一点鎖線で示す従来の振動特性に比べ、早く零に収束することが判る。従って、携帯端末機器の使用者が耳で聴いた時の残響感が大幅に減少される。このことから、異音が低減されて使用者に聴覚される。
また、本発明に係る多機能型振動アクチュエータは、図２８に示すように、振動の立ち上がり特性も改善される。即ち、点線で示すように、制動無しの場合（従来のように、クリアランスＧ２の空気の移動量を制限していない場合）、定常状態の加速度を振動限界レベルに近い値に設定すると、加速度が定常状態になるまでに振動限界レベルを越えてしまうため、異音が発生してしまう。これに対して、制動有り


【手続補正００６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
で、リング１１をヨーク２０の外周面に嵌め合わすときには、図２０で示すように、マグネット２１の外周面まで亘る厚み寸法ｔを有するリング１１’を備え付けると、ダンパー作用の働き具合の面から見て好ましい。また、クリアランスＧ２の寸法を、ハウジング１の内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に設定可能な場合には、図２１で示すようにヨーク２０とマグネット２１とを同じ外径のものにしてもよい。
上述した各実施の形態は、外磁型の磁気回路部を備える多機能型振動アクチュエータ装置に基づいて説明したが、図２２で示すように磁気ギャップとして作用する隙間Ｇ１を設けるようにポールピース２ａとヨーク２ｂとをマグネット２ｃに取り付けて形成した内磁型の磁気回路部２を備える多機能型振動アクチュエータ装置を構成する場合にも適用できる。そのクリアランスＧ２については、ヨーク２ｂの外周面をハウジング１の内側面に近接させることから、ハウジング１の内側半径の０％を超えて２．５％以下の寸法範囲内又は０ｍｍを超えて０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の寸法に設定すればよい。
その内磁型の磁気回路部２を形成する場合、ヨーク２ｂには、図２３で示すように、体感振動の発生に際してサスペンションのバネアームが撓った時、そのバネアームと接触しないように凹形状の逃げ部２００ａ〜２００ｃがサスペンションのバネアームと対向する外周寄りの段部面２０１に設けられている。この段部面２０１は、サスペンションのリング部をあてがい固定する外端面２０２から段下げされて設けられている。また、サスペンションのリング部と嵌合する外径を有する止め輪２０３が外端面２０２から立ち上げて設けられている。
それに加えて、凹状の逃げ部２０４ａ〜２０４ｃが外周縁を切り欠くことにより逃げ部２００ａ〜２００ｃの更なる外周側に設けられ




【国際調査報告】
2004023843.tif 000033
2004023843.tif 000034
2004023843.tif 000035