Warning: copy(htaccessbak): failed to open stream: No such file or directory in /home/jtokkyo/public_html/header.php on line 10
電磁型アクチュエータ並びにその取付構造 - 特開2008−272759 | j-tokkyo
トップ :: B 処理操作 運輸 :: B06 機械的振動の発生または伝達一般

【発明の名称】 電磁型アクチュエータ並びにその取付構造
【発明者】 【氏名】京野 恒夫

【氏名】吉成 赫夫

【氏名】上田 稔

【要約】 【課題】

【解決手段】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電流が印加されるコイルと、磁気ギャップを磁気ヨークとの間に隔て磁気回路を磁極間に形成するマグネットと、高周波電流の印加に伴う磁気作用で振動するダイヤフラムと、低周波電流の印加に伴う磁気作用で振動する振動板とを備え、コイルを磁気ギャップの間に配置させて各部を筐体の内部に収容する電磁型アクチュエータ電磁型アクチュエータを携帯用電子機器の内部に装備する電磁型アクチュエータの取付構造において、
弾性パッキンを機器用ケースの内側面と電磁型アクチュエータの筐体との間に挟み込むのに加え、電磁型アクチュエータの筐体と電磁型アクチュエータの取付基板との間にも挾込み介装させて、電磁型アクチュエータを携帯用電子機器の内部に装備したことを特徴とする電磁型アクチュエータの取付構造。
【請求項2】
請求項1に記載の電磁型アクチュエータの取付構造において、弾性パッキンを筐体の底部に一体に嵌込み装着させて、電磁型アクチュエータの筐体と取付基板との間に挾込み介装したことを特徴とする電磁型アクチュエータの取付構造。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、信号着信時の呼び出しをブザー音,音声,振動によって知らせる呼び出し報知手段とし、ページャーや電話機等の携帯用電子機器に内装される電磁型アクチュエータ並びにその取付構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ページャーや電話機等の携帯用電子機器においては、会議中等のアラーム音を送出することがはばかられる場所で着信を知らせるのに適するよう、ブザーの他に、バイブレータを有する呼び出し報知装置を内装するものがある。これは予めアラーム音の出力モードを振動モードに切り替えておけば、呼び出しを受けた時にアラーム音を出力する代わりに、バイブレータの駆動に伴う振動によって呼び出しを感知させることができる。
【0003】
従来、このようなバイブレータとしては偏心分銅等を回転軸に備えた小型モータが用いられ、それはモータを電池駆動させて回転軸を回転させることにより振動を発生するよう構成されている。
【0004】
ページャーや電話機等の携帯用電子機器の小型化,軽量化が要望される中で、モータの更なる小型化が進められてきたが、このバイブレータと共にブザーを有する呼び出し報知装置では装置全体を小型化するのに限界がある。また、電池駆動により振動量が一定であるため、振動の伝わる強さの感じが個人差によって相違するという欠点もある。
【0005】
これを解決するため、本発明者らは米国特許5,528,697号の小型モータを使用しないスピーカ型の電磁型アクチュエータを開発した。
【0006】
その電磁型アクチュエータは、振動呼び出し,ブザー呼び出しまたは音声呼び出し振動モードの選択機能とスピーカ機能とを一台で兼用できる画期的なもので、所定の周波数電流をコイルに印加させてマグネットの磁界とコイルに印加する電流との作用により、低周波では振動板から振動を発生し、高周波ではダイヤフラムから共鳴音を発生できるよう構成されている。また、振動量と周波数をコントロールできるため、振動量を個人の好きなレベルに調整設定することができる。
【0007】
【特許文献1】US5528697
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、携帯用電子機器の汎用化に伴って、電磁型アクチュエータにおいては磁束の外部漏れを抑えしかも小型でも良好な周波数特性を有することが求められている。また、電磁型アクチュエータを内装する携帯用電子機器という使用環境の中で、使用者が落としても壊れないような高い耐衝撃性のものが求められている。更には、低コスト化を図るため、部品点数の削減や組立の容易性が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、電流が印加されるコイルと、磁気ギャップを磁気ヨークとの間に隔て磁気回路を磁極間に形成するマグネットと、高周波電流の印加に伴う磁気作用で振動するダイヤフラムと、低周波電流の印加に伴う磁気作用で振動する振動板とを備え、コイルを磁気ギャップの内に配置させて各部を筐体の内部に収容するという小型化できて簡易な構成を有する電磁型アクチュエータの取付構造を改良するものである。
本発明の一つの目的は、電磁型アクチュエータの取付構造からも周波数特性,耐衝撃性を更に向上させることを目的とし、この発明は電磁型アクチュエータの筐体と携帯用電子機器の収容ケースとの間に加え、弾性パッキンを電磁型アクチュエータの筐体と取付基板との間にも備えて構成するものである。
【0010】
本発明の請求項1に記載の発明は、電流が印加されるコイルと、磁気ギャップを磁気ヨークとの間に隔て磁気回路を磁極間に形成するマグネットと、高周波電流の印加に伴う磁気作用で振動するダイヤフラムと、低周波電流の印加に伴う磁気作用で振動する振動板とを備え、コイルを磁気ギャップの間に配置させて各部を筐体の内部に収容する電磁型アクチュエータ電磁型アクチュエータを携帯用電子機器の内部に装備する電磁型アクチュエータの取付構造において、
弾性パッキンを機器用ケースの内側面と電磁型アクチュエータの筐体との間に挟み込むのに加え、電磁型アクチュエータの筐体と電磁型アクチュエータの取付基板との間にも挾込み介装させて、電磁型アクチュエータを携帯用電子機器の内部に装備したことを特徴とする電磁型アクチュエータの取付構造である。
【0011】
更に、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電磁型アクチュエータの取付構造において、弾性パッキンを筐体の底部に一体に嵌込み装着させて、電磁型アクチュエータの筐体と取付基板との間に挾込み介装したことを特徴とする電磁型アクチュエータの取付構造である。
【発明の効果】
【0012】
本発明記載の電磁型アクチュエータの取付構造に依れば、弾性パッキンを備えない電磁型アクチュエータの取付構造による周波数特性に対し、800〜3KHzレベルの周波数特性を安定よく得られたところから、小型で簡略な構造でも周波数特性をより向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図面を参照して本発明を詳細に説明すると、本発明に係る電磁型アクチュエータは図1で示すように高周波電流の印加により共鳴音を発生する第1の振動体1と、低周波電流の印加により振動を発生する第2の振動体2と、これら第1並びに第2の振動体を1,2を収容する筐体3とを少なくとも必要な組立部品として備えることにより構成されている。
【0014】
第1の振動体1は、図2で示すように高周波または低周波電流が択一的に印加される輪環状に巻回形成されたボイスコイル10(以下、単に「コイル」という。)と、このコイル10を担持する薄板状のダイヤフラム11とから構成されている。
【0015】
ダイヤフラム11は、ポリエーテルイミド(PEI)等の樹脂材料から薄板状の円板形に成形されている。そのダイヤフラム11には、凸部11aが所定の突出高さでコイル10を固定可能な円環状の端面を有するよう板面より突出させて同心円上に設けられている。これに加えて、ダイヤフラム11の板面には振動部11bと筐体3に対する組付け固定に要する外周縁部11cとを区画するよう円環状を呈するリブ11dが外周寄り板面で同心円上に設けられている。コイル10は、ダイヤフラム11の板面に設けられた凸部11aに取付け固定することによりダイヤフラム11で担持されている。
【0016】
この第1の振動体1の構成により、まずはコイル10を担持する別のサポート部材が必要とされないため、部品点数を削減できると共に、コイル10を容易に装備することができる。また、ダイヤフラム11はコイル10が振動部11aの板面より突出する凸部11aに取付け固定されているため、その振動部11bがコイルの装備による影響を受けないで周波数特性を良好に保つことができる。
【0017】
第2の振動体2は、図3で示すように磁気回路を形成するマグネット20と、このマグネット20を保持する磁気ヨーク21と、その磁気ヨーク21を担持する薄板状の振動板22とから構成されている。
【0018】
マグネット20としては、ラジアル配向型のものが備え付けられている。このラジアル配向型のマグネット20はN極,S極を内周側,外周側に分けて着磁し、磁気回路が磁極間に放射状に生ずるようリング状に形成されている。そのマグネット20は、磁気ヨーク21の内側に嵌め込んでN極,S極を第1並びに第2の振動体1,2と平行に位置させるよう磁気ヨーク21と一体に組み立てられている。また、このマグネット20は磁気ヨーク21に対する嵌込みを容易に行えるよう4等分程度の複数個に分割形成されている。
【0019】
磁気ヨーク21は外周壁部21aを有する受け皿状のものでなり、内側中央にはポールピース部21bが立ち上げ形成されている。このポールピース部21bは、磁気ギャップG(第1図参照)をマグネット20の内周との間に隔てるようマグネット20の内周よりも径の小さい立上がり部として設けられている。
【0020】
振動板22はスプリング性のある金属薄板を打抜き成形したもので、磁気ヨーク21を取付固定する中央板部22aと、筐体3に対する組付け固定に要する外周縁部22bと、その両者間を連結する複数本の湾曲アーム部22cとからスプリング性に富む構造に形成されている。
【0021】
この第2の振動体2においてはラジアル配向型のマグネット20を備えるため、そのマグネット20の磁力とコイル10が発生する磁力との吸引,反発作用で振動するダイヤフラム11並びに振動板22の振動方向に対する磁束の外部漏れを抑えることができる。また、第1の振動体1の構成と同様に、磁気ヨーク21を担持する別のサポート部材が必要とされないため、部品点数を削減できると共に、マグネット20並びに磁気ヨーク21を容易に組み付けることができる。
【0022】
なお、磁気ヨーク21の内部にはコイル10が磁気ギャップGの奥まで入り込める空間を確保するべく、スペーサ24がマグネット20との間に介在させて組み付けられている。
【0023】
その第2の振動体2においては、上述した振動板22の他に、振動板22と同様な中央板部23aと、筐体3に対する組付け固定に要する外周縁部23bと、この両者間を連結する複数本の湾曲アーム部23cとから形成された別の振動板23が備え付けられている。その振動板23の中央穴23dは、コイル10を磁気ギャップGの内部に配置できるようコイル11の外径よりも大きく開口されている。
【0024】
この第2の振動体2は2つの振動板23を備えることによりダブルサスペンス構造体となり、磁気シールド性が更に向上し、磁束の外部漏洩をより効果的に抑えることができる。また、耐振性が向上するため、初期振動特性を良好に保つことができる。
【0025】
各振動板22,23は、加工後の時効硬化処理の不要な銅とチタンとの合金またはステンレス材のいずれかから形成するとよい。これらの材質の振動板ではスプリング部材としての硬度/ヤング率が高まるため、共振周波数を上げられて大きな振動量を発生することができる。なお、これらの振動板22,23には筐体3の内部に位置決め固定するため、複数個の切欠22d,23eが外周縁部22b,23bの定間隔に設けられている。
【0026】
筐体3は、図4で示すように第1並びに第2の振動体1,2を内部に収容する筐体本体30と、その筐体本体30の上部側を覆う蓋板31と、筐体本体30の底部側を覆う薄板状の底板32から円盤状のハウジング体として形成されている。
【0027】
筐体本体30は、ポリエーテルイミド(PEI)等の樹脂材料から円形の枠状に形成されている。その内周面にはダイヤフラム11の外周縁部11cと共に、蓋板31を受ける段部30aが設けられている。また、段部30の下側には上述した振動板22,23の切欠22d,23eが嵌り合う突起30b(図4中、一つのみ図示)が設けられている。この他に、筐体本体30には空気抜き穴30cが側壁に設けられ、コイル10との電気的接続されるフレキシ基板の導出用として切欠30dが上部縁に設けられている。蓋板31は円板状のものでなり、その板面には放音孔31a,31b…が複数個点在させて設けられている。この蓋板31は、磁気シールド板として機能するよう磁性の金属材料で形成するとよい。
【0028】
底板32は筐体30の一部を兼ねて、ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエーテルイミド(PEI)またはポリイミド(PI)のいずれかの樹脂材料から薄板状の振動板として機能するよう形成されている。その厚みは50mμ以上,100mμ以下に形成するとよい。
【0029】
この底板32を備えると、電磁型アクチュエータとして三つの振動体を装備することになり、第1並びに第2の振動体1,2を含めて周波数特性がより向上する。また、板面には少なくとも一つのリブ32a,32bを同心円上に設けるとよく、そのリブ32a,32bで底板32による周波数特性を効率よく向上させることができる。
【0030】
その筐体30には、ゴム系のエラストマー等で形成された弾性部材33が備えられている。この弾性部材33は筐体本体30の内側に嵌り合う円筒状の外周壁部33aと、外周壁部33aより内方に突出する凸部33bとから形成されている。その弾性部材33の凸部33bは円周方向に連続した凸条として形成し、または3或いは4等分程度の複数個に分割形成することができる。この弾性部材33の上部縁にも、筐体本体30の突起30bと嵌り合う切欠33cが設けられている。
【0031】
その弾性部材33の他に、筐体3には第2の振動体2の振動板22と筐体3の底板32との間に振動空間を確保するスペーサリング34が備えられている。
【0032】
この筐体3の各部中で、弾性部材33は図1で示すように振動板22の外周縁部22bを下端面で受けてスペーサリング34とで挟み込むことにより第2の振動体2を支持すると共に、振動板23の外周縁部23bを上端面で押えて筐体本体30の段部30bとの間で挟み込むものとして備え付けられる。
【0033】
その弾性部材33を筐体3の内部に備えることにより、使用者が電磁型アクチュエータを内装する携帯用電子機器を落としても、衝撃力が第2の振動体2に直接伝わるのを弾性部材33で緩衝することができる。また、凸部33bが磁気ヨーク11の外周近傍に隣接位置するため、第2の振動体2が衝撃に伴って横振れしようとしても、凸部33bがストッパーとして磁気ヨーク11の外周面に当たることから、振動板22,23が捩れ曲がるのを防げる。このため、電磁型アクチュエータが壊れないよう高い耐衝撃性を付与することができる。
【0034】
上述した各部からアクチュエータ全体を組み立てるには、図5で示すように筐体本体30をベースに、コイル10が予め取り付けられたダイヤフラム11,蓋板31の順で段部30aで受けるよう筐体本体30の上部側から上開口縁の内側に嵌め込めばよい。また、コイル10の端末はダイヤフラム11の振動を許容する十分な長さを保って、ダイヤフラム11の外周縁より外方に突出装着するフレキシ基板4と電気的に予め接続固定するようにできる。
【0035】
一方、筐体本体30の下部側からは切欠23eを筐体本体30の突起30bと位置合わせさせて第2の振動体2の上振動板23を嵌め込み、また、それと同様に切欠30dを筐体本体30の突起30bと位置合わせさせて弾性部材33を筐体本体30の内側に嵌め込んで、第2の振動体2の上振動板2を外周縁部23bで押込み支持するよう組み付ける。次いで、スペーサ24,マグネット20を保持した磁気ヨーク21を下振動板22の板面に予め取り付けて下振動板22を筐体本体30の内側に嵌め込み、この下振動板22を外周縁部22bで弾性部材33の下端面との間で押えるスペーサリング34を嵌め込み、更に、底板32を筐体本体30を下開口縁の内側に嵌め込めばよい。
【0036】
このアクチュエータの組立状態では、図1で示すように第1の振動体1と第2の振動体2とが相対すると共に、コイル10が上振動板23の中央穴23dよりマグネット20の内周と磁気ヨーク21のポールピース部21bとの間に隔てた磁気ギャップGの内部で上下に吸引,反発可能に位置するよう構成されている。
【0037】
この電磁型アクチュエータでは所定の周波数をコイル10に印加すると、マグネット20の磁界とコイル10の印加電流との磁気作用から、低周波では振動板22,23から振動を発生し、高周波ではダイヤフラムを振動させて共鳴音を発生できる。また、振動量と周波数とをコントロールすることができるため、振動量を個人の好きなレベルに調整することもできる。
【0038】
この電磁型アクチュエータを携帯用の電子機器に装備する場合、通常は機器用ケースの内側面で放音孔を取り囲むよう位置合わせさせてリング状の弾性パッキンを電磁型アクチュエータの筐体との間に挟み込んで電磁型アクチュエータを機器用ケースの内部に取付固定することが行われている。
【0039】
本発明に係る電磁型アクチュエータの取付構造においては、図6で示すように放音孔Eを取り囲むよう位置合わせさせてリング状の弾性パッキン5を機器用ケースCの内側面と電磁型アクチュエータAの筐体3との間に挟み込むと共に、電磁型アクチュエータAを機器用ケースCの内部に収容固定する取付基板6の板面と電磁型アクチュエータAの筐体3との間にも弾性パッキン7を介装させることにより、電磁型アクチュエータAが機器用ケースCの内部に収容固定するよう構成されている。
【0040】
その弾性パッキン5,7としては、発泡ウレタン等の樹脂材料から形成したものを用いることができる。このうち、取付基板5の板面との間に介装させる弾性パッキン7は図7で示すような円枠状の外周壁部7aと、その外周壁部7aの内方に延在する弾性基部7bとからなるものを備え付けることができる。
【0041】
その弾性パッキン7は、図6で示すように外周壁部7aを筐体本体30の底部外側に嵌め合わせて電磁型アクチュエータAに一体に備え付け、弾性基部7bを取付基板6の板面にあてがって取付基板6に設けられた複数の掛止め爪6a,6bで挟込み支持することにより、弾性基部7bを取付基板6の板面と電磁型アクチュエータAの筐体3との間に介装させて電磁型アクチュエータAを機器用ケースCの内部に収容固定するようにできる。
【0042】
なお、この電磁型アクチュエータAの底部側においては図6で示すように抜き穴6cを取付基板6の板面に設け、また、図7で示すように外周壁部7aに亘る切欠部7cを弾性基部7bに設けることにより空気流通を図ることができる。
【0043】
この電磁型アクチュエータの取付構造では、図8で示すように弾性パッキンを備えない電磁型アクチュエータの取付構造による周波数特性に対し、図9で示すように800〜3KHzレベルの周波数特性を安定よく得られたところから、小型で簡略な構造でも周波数特性をより向上できるよう構成することができる。
【0044】
以上、本明細書中で使用した用語及び表現は単に説明のためにのみ用いたのに過ぎないものであり、本発明の内容を何ら限定するものではない。仮に、限定的な用語及び表現を用いたからといって、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、権利が請求されている本発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明は、信号着信時の呼び出しをブザー音,音声,振動によって知らせる呼び出し報知手段とし、ページャーや電話機等の携帯用電子機器に内装される電磁型アクチュエータの取付構造に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】図1は、本発明に係る電磁型アクチュエータの組立構造を示す側断面図である。
【図2】図2は、本発明に係る電磁型アクチュエータの構成部品である第1の振動体を展開させて示す斜視図である。
【図3】図3は、本発明に係る電磁型アクチュエータの構成部品である第2の振動体を展開させて示す斜視図である。
【図4】図4は、本発明に係る電磁型アクチュエータの構成部品である筐体を展開させて示す斜視図である。
【図5】図5は、本発明に係る電磁型アクチュエータの組立手順を示す説明図である。
【図6】図6は、本発明に係る電磁型アクチュエータの取付構造を機器用ケース並びに取付基板の部分断面で示す説明図である。
【図7】図7は、図6の電磁型アクチュエータの取付構造で用いられる弾性パッキンを示す斜視図である。
【図8】図8は、図7の弾性パッキンを備えない電磁型アクチュエータの取付構造による周波数特性を示すグラフである。
【図9】図9は、図7の電磁型アクチュエータの取付構造から得られる周波数特性を示すグラフである。
【出願人】 【識別番号】000240477
【氏名又は名称】並木精密宝石株式会社
【出願日】 平成20年6月2日(2008.6.2)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−272759(P2008−272759A)
【公開日】 平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願番号】 特願2008−144821(P2008−144821)