(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に空間を有し、内側に溝が設けられたケースと、
前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板と、
前記振動板の底面に固定されたボイスコイルと、
垂直に着磁されたマグネットと、
前記マグネットに取り付けられ、磁気回路を形成するアッパープレートと、
前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨークと、
前記ヨークと共に振動体を構成するウェイトと、
前記ケースの溝に固定されて、複数の弾性支持部が円周方向に延在する螺旋状の板ばねと、
前記ケース内に設けられ、磁界内に形成された磁束を用いて振動を発生する振動発生用コイルとを備え、
前記弾性支持部には、板ばねの円周外側が半径方向に折り曲げられ、該折り曲げられた部位及び隣接する左右両端における形状が緩やかに形成されている折り曲げ部が設けられていることを特徴とする多機能アクチュエータ。
【請求項２】
前記板ばねは上下一対存在し、少なくともそのいずれか１つに折り曲げ部が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の多機能アクチュエータ。
【請求項３】
前記板ばねは、１つ存在することを特徴とする、請求項１記載の多機能アクチュエータ。
【請求項４】
前記板ばねの折り曲げ部が複数設けられていることを特徴とする、請求項１記載の多機能アクチュエータ。
【請求項５】
内面に空間を設けたケースと、
前記ケース内に設けられたコイルと、
マグネットと、
前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨークと、
前記ケースに固定されて、複数の弾性支持部が円周方向に延在する少なくとも１つの螺旋状の板ばねと、を備え、
前記弾性支持部には、板ばねの円周外側が半径方向に折り曲げられ、該折り曲げられた部位及び隣接する左右両端における形状が緩やかに形成されている折り曲げ部が設けられていることを特徴とする多機能アクチュエータ。
【請求項６】
内面に空間を設けたケースと、
前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板と、
前記振動板の底面に固定されたコイルと、
マグネットと、
前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨークと、
前記ケースに固定されて、複数の弾性支持部が円周方向に延在する少なくとも１つの螺旋状の板ばねと、を備え、
前記弾性支持部には、板ばねの円周外側が半径方向に折り曲げられ、該折り曲げられた部位及び隣接する左右両端における形状が緩やかに形成されている折り曲げ部が設けられていることを特徴とする多機能アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
一般に、多機能アクチュエータは、電気及び電子的に受信される音声信号、または予め入力されたベルまたはメロディーを、人が聞くことができる音として出力するか、または振動信号を着信信号に出力する機能をする。かかる多機能アクチュエータの機能は、最近、携帯電話、ポケベル等の移動通信手段に利用されてきたが、常に携帯し、また混雑した場所で使用する場合もあるため、使用者が意図せずに落としたり、若しくは固い相対物と衝突する等の衝撃が加わったりする。それにより、内部の構造物等の変形を引き起こす恐れがある。
【０００２】
従って、かかる予想外の衝撃に対しても耐えられる構造を備えた多機能アクチュエータの必要性が増大している。
【０００３】
最近、携帯電話等の移動通信手段に使用される一般の多機能アクチュエータは、図１に示すような構造であり、内面に空間を有し、内側に溝が設けられたケース８と、前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板１と、前記振動板の下端に固定されたボイスコイル２と、垂直に着磁されたマグネット４と、前記マグネットに取り付けられ、磁界を形成する上部ヨーク３及び下部ヨーク５と、振動体を構成するウェイト６と、前記ケース内に固定される少なくとも１つの板ばね７，９と、前記ケース８内のグリル１１の上面に設けられ、磁界内に形成された磁束を用いて振動を発生する振動発生用コイル１０とからなる。
【０００４】
しかしながら、これらの相互間の位置及び組合せ状態が外部から加わる衝撃や外乱により変形されると、前記多機能アクチュエータは、その機能を遂行することが不可能になる。
【０００５】
従って、携帯電話、ポケベル等の移動通信端末機に使用される部品にあっては、事前に一定の高さから製品を様々な角度及び方向に落下させる実験を行うが、前記多機能アクチュエータにあってもかかる実験が伴う。
【０００６】
上記実験は、対象となる製品である多機能アクチュエータを所定の高さから衝撃を加えるために治具を使用するが、製品の上面、下面及び側面を落下面にしてそれぞれ数回ずつ繰り返し落下する。この際、この落下面に対向する非落下面は、製品に通常の衝撃が与えられるほどの硬質の鉄板を使用する。
【０００７】
上記のような実験により、落下前後の製品の状態をチェックしてみたとき、従来の一般の多機能アクチュエータの場合、大部分の変形は、主に側面落下時にケース８と板ばね７，９との間で発生するが、これは、前記板ばねの円周方向に沿って回転モーメントＭが発生するためである。図２は、かかる回転モーメントを示す図である。
【０００８】
図３は、一般の板ばねの形態を示す図であって、前記板ばねは、ケースの内側に設けられた溝に固定され保持されるが、このとき、ウェイトを保持する役割を果たし、また前記ウェイトの質量と共に系の固有振動数を決める役割をし、入力される加振周波数に応じる音響及び振動の発生に影響を及ぼす。
【０００９】
即ち、系の固有振動数を決めるのに重要な役割をする質量ｍとばね常数ｋの値が変化しないようにすることが求められている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述のような従来の問題点を解決するためのものであって、前記多機能アクチュエータの内部で振動質量の位置を固定し、前記質量が振動をするとき、質量と共に系の固有振動数を決める因子である弾性係数を有する板ばねの特性が変化することを防止することにその目的がある。
【００１１】
従って、前記板ばねの変形が防止可能な構造を提供することで、移動通信端末機に使用されるアクチュエータの信頼性の低下を防止し、振動特性を向上しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために、本発明に係る多機能アクチュエータは、内面に空間を有し、内側に溝が設けられたケースと、前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板と、前記振動板の底面に固定されたボイスコイルと、垂直に着磁されたマグネットと、前記マグネットに取り付けられ、磁気回路を形成するアッパープレートと、前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨークと、前記ヨークと共に振動体を構成するウェイトと、前記ケースの溝に固定されて、複数の弾性支持部が円周方向に延在する螺旋状の板ばねと、前記ケース内に設けられ、磁界内に形成された磁束を用いて振動を発生する振動発生用コイルとを備え、前記弾性支持部には折り曲げ部が設けられている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る第１実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図４に示すように、本発明に係る多機能アクチュエータは、内面に空間を有し、内側に溝が設けられたケース１０８と、前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板１０１と、前記振動板の下端に固定されたボイスコイル１０２と、垂直に着磁されたマグネット１０４と、前記マグネットに取り付けられ、磁界を形成する上部ヨーク１０３及び下部ヨーク１０５と、振動体を構成するウェイト１０６と、前記ケース内に固定され、折り曲げ部が設けられた板ばね１０７、１０９、及び前記ケース１０８内に設けられ、磁界内に形成された磁束を用いて振動を発生する振動発生用コイル１１０とからなる。
【００１５】
特に、本発明では、図５に示すように、前記板ばねの弾性部に折り曲げ部が設けられたことを好ましい実施形態と示しているが、これは、弾性力を主に発揮する部分に折り曲げを加えることにより、前記モーメントに耐えられるようにするためである。
【００１６】
また、本発明のばねは、円周方向に折り曲げ部が設けられたことを特徴としているが、これも同じく前記モーメントに効果的に耐えられるようにするためである。前記のようなばねの折り曲げ部は、少なくとも１つ設けることができるが、必要に応じては、前記ばねの円周方向に沿って複数設けることも可能である。
【００１７】
図５は、前記ばねの折り曲げ部が１つ存在する場合を示し、図６は、前記ばねの折り曲げ部が２つ存在する場合を示す。
【００１８】
図４は、本発明に係る第１実施形態として、前記板ばねが上下一対存在する多機能アクチュエータを示し、図７は、本発明の第２実施形態として、前記板ばねが１つ存在する多機能アクチュエータを示しているが、この場合、前記板ばねにおける折り曲げ部は、いずれも図５または図６に示すような構造を示している。即ち、前記ばねの円周面の外側に弾性力を発揮する部分（本発明では、これを弾性部と称し、ばねの脚ともいう）に円周方向に前記折り曲げ部を１つ、または複数を設ける。
【００１９】
以下、図４を参照して、本発明の第１実施形態についての動作を詳細に説明する。
【００２０】
通常、外部よりリード線（図示せず）を通じて上部ヨーク１０３、垂直に着磁されるマグネット１０４、及び下部ヨーク１０５とからなる磁界内のボイスコイル１０２に高周波の交流電流が印加されると、電磁気力が発生し、発生した電磁気力によりボイスコイル１０２が上下運動し、このとき、ボイスコイル１０２の一端が取り付けられた振動板１０１が微細に振動しながら音響が発生する。
【００２１】
また、ケース１０８の下部のグリル１１１の上面に位置する振動発生用コイル１１０に低周波交流電流を印加すると、前記マグネット１０４及びヨーク１０３、１０５からなる磁界から漏洩する磁束により引力及び斥力が発生し、ウェイト１０６を含む振動質量が振動し、かかる振動は、上下にそれぞれ連結されている板ばね１０７、１０９を介してケース１０８に伝わる。
【００２２】
前記のような多機能アクチュエータにおいて、質量とばね常数の影響を受ける振動特性が、急に加わった外部の衝撃や圧力によって変化しないようにするために、本発明の実施形態は、前記板ばね面に折り曲げ部が設けられているが、これにより、円周方向の回転モーメントＭが発生してもこれに抵抗することができ、前記板ばねは、落下時の衝撃にも耐えることができる。
【００２３】
上述のように、前記板ばねの外側の弾性部に存在する折り曲げ部の作用により弾性力が発揮されることで、ばねの回転モーメントＭによる変形が防止されるが、これは、次のような一般のカンチレバーの単純モデリングによる実験を通じて更に明確にわかる。
【００２４】
本発明のアクチュエータにおける回転モーメントは、ばね端部に外力Ｐとして作用し、分解すると、水平成分の水平力Ｐｘと垂直力Ｐｙで表すことができるため、これをモデリングすると、図８及び図９のように示すことができる。
【００２５】
図８は、従来構造の板ばねをモデリングしたものであって、外力Ｐが作用したとき、前記ばねが、垂直力Ｐｙに対しては弾性力を発揮するが、水平力Ｐｘにより変形されやすい特性を有する。それに対し、図９のように、ばねに折り曲げ部を設ける場合には、外力Ｐが作用したとき、ばねが、垂直力Ｐｙに対してはもとより、水平力Ｐｘに対しても弾性力を発揮し、復元力が増加することにより、変形防止が可能になるのである。
【００２６】
本発明において、前記折り曲げ部の形状は、様々な形態で実現可能である。例えば、前記折り曲げ部が、図９のｘ軸及びｙ軸が形成する平面上で示す形状が、図１０に示したような波状のsin関数であるか、図１１に示したような尖り状の折り曲げ部を示すように具現可能である。
【００２７】
また、前記折り曲げ部は、スパイラル状の板ばねの円周外側が半径方向に折り曲げられ、該折り曲げられた部位及び隣接する左右両端における形状が緩やかに形成されるか、または緩やかでない直線形態で示されることを特徴とする図１２及び図１３のような形状であってもよい。図１２は、前記折り曲げ部の形状が緩やかに形成されることを示し、図１３は、前記折り曲げ部の形状が直線形態になることを示している。
【００２８】
折り曲げ部の形状は、上述の如く、同一平面上に形成される曲げによるベンディング部のみならず、様々な形態で実現可能であるが、まるでメビウスの帯のように、上部に向かうばね面が前記弾性部を境にして捩じれることにより、前記面の向かう方向が変化するように形成されるツイスト部を備えたばねの具現も可能である。特に、ツイスト部による場合、図９に示すｚ方向への力も吸収することができるより安定したばねの役割を期待することができる。
【００２９】
図１４は、本発明に係るツイスト部の折り曲げ部を示す。
【００３０】
以下、本発明のばねが適用される様々な形態の多機能アクチュエータについて説明する。
【００３１】
本発明の第３実施形態による多機能アクチュエータは、内面に空間を備えたケースと、前記ケース内に設けられたコイルと、マグネットと、前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨークと、前記ケースに固定され、折り曲げ部が設けられた少なくとも１つの板ばねとからなることを特徴とする。
【００３２】
図１５は、かかる構成を示す断面図であって、本発明の第３実施形態を添付した図面を参照して、その構成及び動作を説明する。
【００３３】
通常、外部よりリード線（図示せず）を通じて上部ヨーク３０３と、着磁されるマグネット３０４と、下部ヨーク３０５とからなる磁界内のコイル３０２に高周波の交流電流が印加されると、電磁気力が発生し、該発生する電磁気力により前記コイル３０２が上下運動し、このとき、前記コイル３０２が微細に振動しながら音響が発生する。
【００３４】
また、低周波交流電流が印加されると、前記マグネット３０４、上部ヨーク３０３及び下部ヨーク３０５とからなる磁界において前記コイル３０２が振動し、かかる振動が、連結されている板ばね３０７を介して保持体３０１に伝わる。
【００３５】
前記のような多機能アクチュエータにおいて、質量とばね常数の影響を受ける振動特性が、急に加わった外部の衝撃や圧力によって変化しないようにするために、本発明の実施形態は、前記板ばね面に折り曲げ部が設けられているが、これにより、円周方向の回転モーメントＭが発生してもこれに抵抗することができ、前記板ばねは、落下時の衝撃にも耐えることができる。
【００３６】
本発明に係る第３実施形態における前記折り曲げ部は、板ばねの外側の弾性部に存在し、前記折り曲げ部の作用により弾性力が発揮されることにより、ばねの回転モーメントＭによる変形が防止されるが、これは、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同一である。
【００３７】
また、前記板ばねの折り曲げ部を、円周方向に様々な形態で具現することができるが、これも第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【００３８】
従って、前記板ばねの折り曲げ部は、曲げによるベンディング部である場合とねじりによるツイスト部で具現可能である。
【００３９】
前記板ばねの折り曲げ部がベンディング部である場合、前記ベンディング部を、その形状が波状または尖り状に実施可能であり、これは、第１実施形態及び第２実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【００４０】
更に、前記板ばねのベンディング部の形状を、板ばねの円周外側が半径方向に折り曲げられ、該折り曲げられた部位及び隣接する左右両端における形状が緩やかに形成するか、直線形態に具現可能であることも第１実施形態及び第２実施形態と同一であるため、重複する説明を省略する。
【００４１】
本発明の第４実施形態に係る多機能アクチュエータは、内面に空間を備えたケースと、前記ケースの上端部に外側端部が固定される音響発生用振動板と、前記振動板の底面に固定されたコイルと、マグネットと、前記マグネットと共に磁気回路を形成するヨーク、及び前記ケースに固定され、折り曲げ部が設けられた少なくとも１つの板ばねとからなることを特徴とする。
【００４２】
図１６は、かかる本発明の第４実施形態を示している。
【００４３】
添付した図面を参照しながら、第４実施形態の動作を説明する。
【００４４】
通常、外部よりリード線（図示せず）を通じて上部ヨーク４０３と、着磁されるマグネット４０４と、下部ヨーク４０５とからなる磁界内のコイル４０２に高周波の交流電流が印加されると、電磁気力が発生し、該発生した電磁気力により前記コイル４０２が上下運動し、このとき、前記コイル４０２の一端が取り付けられた振動板４０１が微細に振動しながら音響が発生する。
【００４５】
また、前記コイル４０２に低周波交流電流が印加されると、前記マグネット４０４と、上部ヨーク４０３と、下部ヨーク４０５とからなる磁界から漏洩する磁束により引力及び斥力が発生してウェイト４０６を含む振動質量が振動し、かかる振動が、上下にそれぞれ連結されている板ばね４０７，４０９を介してケース４０８に伝わる。
【００４６】
上記のような多機能アクチュエータにおいて、質量とばね常数との影響を受ける振動特性が、急に加わった外部の衝撃や圧力によって変化しないようにするために、本発明の実施形態は、前記板ばね面に折り曲げ部を設け、これにより、円周方向の回転モーメントＭが発生してもこれに抵抗することができ、前記板ばねは、落下時の衝撃にも耐えることができるという点、及び前記板ばねの外側の弾性部に存在する折り曲げ部の作用により弾性力が発揮されることにより、ばねの回転モーメントＭによる変形が防止されるという点、並びに前記板ばねの折り曲げ部が様々な形態で実施可能であるという点は、前述した実施形態と同一であるため、ここでは重複する説明を省略している。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、多機能アクチュエータに、外部からの急な衝撃や圧力に対し内部の板ばねの信頼性の低下を防止し、振動特性を維持することができる構造を提供することにより、移動通信端末機に使用されるアクチュエータの信頼性が向上する。
【００４８】
以上、特定の実施形態に関連して本発明を図示及び説明したが、本発明の主要特徴である多機能アクチュエータは、本発明の実施形態に直接的に図示及び記載されていないとしても、特許請求の範囲により示された発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で様々な改良及び変更が可能であるということは、当業者であれば自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術に係る多機能アクチュエータの一例を示す断面図である。
【図２】  一般のアクチュエータの落下方向に応じて作用するモーメントを示す図である。
【図３】  一般的な板ばねを示す図である。
【図４】  本発明の第１実施形態を示す多機能アクチュエータの断面図である。
【図５】  本発明に係る板ばねを示す斜視図である。
【図６】  本発明に係る板ばねを示す斜視図である。
【図７】  本発明の第２実施形態を示す多機能アクチュエータの断面図である。
【図８】  板ばねに作用する外力をモデリングした概念図である。
【図９】  板ばねに作用する外力をモデリングした概念図である。
【図１０】  本発明に係る板ばねの波状の折り曲げ部を示す図である。
【図１１】  本発明に係る板ばねの尖り状の折り曲げ部を示す図である。
【図１２】  本発明に係る板ばねの弾性部における円周外側が折り曲げられた形状の折り曲げ部を示す図である。
【図１３】  本発明に係る板ばねの弾性部における円周外側が折り曲げられた形状の折り曲げ部を示す図である。
【図１４】  本発明に係る板ばねのねじりによるツイスト部を示す図である。
【図１５】  本発明の第３実施形態を示す多機能アクチュエータの断面図である。
【図１６】  本発明の第４実施形態を示す多機能アクチュエータの断面図である。
【符号の説明】
１０１  振動板
１０２  ボイスコイル
１０３  上部ヨーク
１０４  マグネット
１０５  下部ヨーク
１０６  ウェイト
１０７  上板ばね
１０８  ケース
１０９  下板ばね
１１０  振動発生用コイル
１１１  グリル
【図１】
0003866593.tif 000002
【図２】
0003866593.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003866593.tif 000011
【図１１】
0003866593.tif 000012
【図１２】
0003866593.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003866593.tif 000016
【図１６】
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