JP2009033864A - 振動発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め精度の厳密な管理を不要にし、且つ、良好な作業性を確保しつつ、振動の共振周波数のＱ値を向上させる。
【解決手段】筐体１１のカバー１２内に円環状の板バネ１９を介して弾性支持された可動子１５と、該可動子１５を駆動するためのコイル１４とを備え、コイル１４への通電により可動子１５を振動させる振動発生装置１０において、板バネ１９の中間円弧部２３,２４,２５の端部又は中間部には弾性体３１〜３６が貼着若しくは塗着されている。この場合、弾性体３１〜３６は中間円弧部２３,２４,２５の根元部又は中間部とスリット２６,２７,２８を跨ぐように固着されている。
【選択図】図４

Description

本発明は振動発生装置に関するものであり、特に、携帯電話やＰＤＡ等の移動体通信機器及びゲーム機器等に組み込み、着信又は体感を振動によって使用者に報知する振動発生装置に関するものである。

従来の此種振動発生装置は、固定子である底部ケースとカバーを一体に結合した筺体と、該筺体の底部ケースに固定された駆動用のコイルと、前記筐体のカバーに振動可能に弾性支持された可動子とを備え、該可動子はマグネット及び可動部ヨークを一体的に結合して形成されている。

この振動発生装置によれば、前記コイルに通電することによって、該コイルに生じる電磁力と、前記可動子のマグネットに生ずる磁束により該可動子が上下に振動する。

図８に示すように、前記可動子１は、下面開口部を有する扁平な有底円筒状の第１可動部ヨーク１aと、該第１可動部ヨーク１a内面に固定されたマグネット１bと、該マグネット１bの下面に固着された第２可動部ヨーク１cより構成されている。更に、第１可動部ヨーク１a外周には円環状の板バネ２が固着され、該板バネ２の外周縁部は前記筐体の周側壁（図示せず）に固定されている。

また、図９に示すように、板バネ２は、内周リング部３と外周リング部４間に中間円弧部（振動変形部）５を複数有している。又、該中間円弧部５は板バネ２の円周方向に等間隔を有して配設されている。図示例では、各中間円弧部５の内周縁及び外周縁には略円弧状のスリット６が開穿され、該中間円弧部５の一端部及び他端部は夫々内周リング部３及び外周リング部４に一体に接続されている。

前述のように、可動子１に生じた振動は板バネ２を介して筺体に伝達されるが、この場合、該振動の共振周波数のＱ値を上げるために、例えば図１０に示すように、板バネ２と可動子１の間には弾性体８が介装（挟着）される（例えば、特許文献１，２参照）。
特許第３３７５２３３号公報 特開２００３−９４９５号公報

上記従来の振動発生装置は、前記振動の共振周波数のＱ値を改善するために、板バネと可動子の間に弾性体を介装させているが、該弾性体を板バネと可動子の間に介装させる作業が行い難いので、生産性が著しく低下する。又、該弾性体は、前記板バネの振動変形部（中間円弧部）の振動の振れを直接吸収除去することができないので、前記振動の共振周波数のＱ値の改善効果は小さい。

前記振動の共振周波数のＱ値の改善効果を高めるには、前記弾性体の厚さを大きくすることが考えられるが、この場合は、弾性体の使用量（塗着量）が増加する。又、弾性体の厚さに対応して、板バネと可動子の位置決め精度（組み付け精度を含む）を厳密に管理しなければならないという問題がある。

そこで、前記位置決め精度の厳密な管理を不要にし、且つ、良好な作業性を確保しつつ、振動の共振周波数のＱ値を向上させるために解決せられるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、底部ケースにカバーが一体に結合された筐体と、該筐体内に配設され、且つ、マグネット及び可動部ヨークから成る可動子と、該可動子と筐体の間に介装された環状の板バネと、前記底部ケースに固定された駆動用のコイルとを備え、該駆動用のコイルへの通電により前記可動子に生じた振動を前記板バネを介して前記筐体に伝達するように構成された振動発生装置において、前記板バネの振動変形部、或いは、前記可動子と前記筐体のカバーとの間に弾性体が固着され、該弾性体により前記振動の振れを吸収除去するように構成して成る振動発生装置を提供する。

この構成によれば、前記可動子に生じた振動は前記板バネを介して前記筐体に伝達される。その際、板バネの振動変形部、或いは、前記可動子と筐体のカバーとの間に弾性体が固着されているので、弾性体によって振動の振れが直接又は間接的に吸収除去される。その結果、振動の共振周波数のＱ値が改善され、その分だけ使用可能な動作周波数の有効帯域が広くなる。

請求項２記載の発明では、上記弾性体は上記板バネの振動変形部の表面、或いは、上記可動子若しくは上記筐体の表面に貼着又は塗着の手段により固着されている請求項１記載の振動発生装置を提供する。

この構成によれば、板バネに弾性体を固着するとき、弾性体は板バネの振動変形部などの表面に貼着若しくは塗着するだけで、振動変形部の所定位置に容易に固着される。

請求項３記載の発明は、上記板バネの振動変形部はスリットにより円弧形状に区画され、且つ、上記弾性体は該振動変形部の根元部及び/又は中間部に前記スリットを跨ぐように固着されている請求項１又は２記載の振動発生装置を提供する。

この構成によれば、弾性体は振動変形部の根元部及び/又は中間部においてスリットを跨ぐように固着されるので、該弾性体により振動変形部の根元部及び/又は中間部、即ち、筐体に振動が伝達される振動経路部において振動の振れが直接吸収除去される。

請求項４記載の発明は、上記弾性体は上記板バネの周方向において等間隔を有して複数固着されている請求項１，２又は３記載の振動発生装置を提供する。

この構成によれば、複数の弾性体は、板バネの周方向において等間隔を有して配設されているので、弾性体による振動の振れの吸収除去作用は、板バネの中心に対して回転対称な複数の箇所にて同時に行われる。

請求項１記載の発明は、可動子から筐体に伝達される振動の振れは、前記弾性体によって効果的に吸収除去できるので、振動の共振周波数のＱ値を大幅に改善でき、それに応じて振動として使用可能な動作周波数の有効帯域を拡大することができる。

又、板バネと可動子間に弾性体を介装した従来構造とは異なり、本発明の弾性体は、板バネの振動変形部の表面、あるいは、前記可動子の表面に簡単に取り付けることができ、板バネと可動子間の位置決め精度を厳密に管理する必要がなく、従来に比べて振動発生装置の生産性を向上させることができる。更に、弾性体は所定箇所に正確かつ容易に固着でき、振動発生装置の品質信頼性も向上させることができる。

請求項２記載の発明は、弾性体は板バネの振動変形部の表面に貼着若しくは塗着して容易に固着できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、弾性体の取り付け作業性が従来に比べて向上するメリットを有する。

請求項３記載の発明は、弾性体は振動変形部の根元部及び/又は中間部において振動の振れを効果的に吸収除去するので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、振動の共振周波数のＱ値を一層効率良く改善でき、振動発生装置として使用可能な動作周波数の有効帯域を更に拡大させることができる。

請求項４記載の発明は、弾性体による振動の振れの吸収除去作用は、板バネの中心に対して回転対称な複数の箇所にて行われるので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加えて、上記振動の共振周波数のＱ値の改善効果を板バネ全体に亘り一層均等かつ効率良く発揮させることができる。

本発明は、位置決め精度の厳密な管理を不要にし、且つ、良好な作業性を確保しつつ、振動の共振周波数のＱ値を向上させるという目的を達成するために、底部ケースにカバーが一体に結合された筐体と、該筐体内に配設され、且つ、マグネット及び可動部ヨークから成る可動子と、該可動子と筐体の間に介装された環状の板バネと、前記底部ケースに固定された駆動用のコイルとを備え、該駆動用のコイルへの通電により前記可動子に生じた振動を前記板バネを介して前記筐体に伝達するように構成された振動発生装置において、前記板バネの振動変形部、或いは、前記可動子と前記筐体のカバーとの間に弾性体が固着され、該弾性体により前記振動の振れを吸収除去することによって達成した。

以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図６に従って詳述する。図１は本発明の振動発生装置の斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は振動発生装置の可動子の縦断面図、図４は振動発生装置の板バネに弾性体を固着した実施態様例を示す平面図、図５は振動発生装置の振動特性を説明する波形図、図６は振動発生装置の板バネに弾性体を固着した他の実施態様例を示す平面図である。

尚、本実施例は、筐体内の可動子を円環状の板バネにより弾性支持すると共に、該板バネに円弧形状の振動変形部（中間円弧部）を形成し、該振動変形部の根元部又は中間部に弾性体を貼着若しくは塗着の手段で固着することにより、弾性体の固着作業性を向上させ、且つ、該振動変形部の振動抑制作用を増大させたものであるが、該振動変形部の大きさや個数などにより振動変形部の根元部及び中間部の双方に弾性体を固着することもできる。

図において、１１は振動発生装置１０の筐体であり、該筐体１１は、扁平な円筒状のカバー１２と円板状の底部ケース（固定子）１３とを互いに一体に結合して形成されている。該底部ケース１３の上面中央には、図２に示すように、円筒状の駆動用のコイル１４が固定され、該コイル１４には図示しないリード線が接続されている。

前記筐体１１内には可動子１５が収納され、該可動子１５は、図３に示すように、下面開口部を有する扁平な有底円筒状の第１可動部ヨーク（上部ヨーク）１６と、該第１可動部ヨーク１６上部の裏面内側に固定された円板状のマグネット１７と、該マグネット１７の下面に固着された円板状の第２可動部ヨーク（下部ヨーク）１８とより構成されている。

更に、第１可動部ヨーク１６下部の外周段差部には円環状の板バネ１９が固着されている。又、該板バネ１９の外周部は、筐体１１の側壁に固着されている。又、第１可動部ヨーク１６の内周面と前記マグネット１７及び第２可動部ヨーク１８の外周面との間にはリング状の空間Sが形成され、該空間Sに前記コイル１４の上部が装入されている。

又、前記円環状の板バネ１９の径方向中間部には、中間円弧部（振動変形部）２３,２４,２５が３個のスリット２６,２７,２８により形成されている。即ち、図４に示すように、中間円弧部２３,２４,２５は、板バネ１９の内周リング部２１と外周リング部２２との間に３個形成され、該中間円弧部２３,２４,２５は板バネ１９の円周方向に等間隔（１２０度）を有して配設されている。

各スリット２６,２７,２８の平面形状は、内周リング部２１の外縁部に沿って延びる内周円弧部２６a,２７a,２８ａと、外周リング部２２の内縁部に沿って延びる外周円弧部２６b,２７b,２８bと、該外周円弧部２６b,２７b,２８bと内周円弧部２６a,２７a,２８ａを連通させる中央連通部２６c,２７c,２８cとから成る。

図示例では、３個の各中間円弧部２３,２４,２５の内周縁及び外周縁と、前記内周リング部２１及び外周リング部２２とは、スリット２６,２７,２８の内周円弧部２６a,２７a,２８a及び外周円弧部２６b,２７b,２８bによって夫々分離区分されている。

さらに、各中間円弧部２３,２４,２５の一端部（以下「内周側根元部２３a,２４a,２５ａ」という。）は、各スリット２６,２７,２８の内周円弧部２６a,２７a,２８aに一体に接続されている。又、前記中間円弧部２３,２４,２５の他端部（以下「外周側根元部２３b,２４b,２５b」という。）は、各スリット２６,２７,２８の外周円弧部２６b,２７b,２８bに一体に接続されている。

従って、各中間円弧部２３,２４,２５は両持ち構造に形成され、前記内周側根元部２３a,２４a,２５ａ及び外周側根元部２３b,２４b,２５bを支点として、板バネ１９の厚さ方向に振動できるように構成されている。上記振動発生装置１０では、通電によりコイル１４に発生する電磁力と、前記マグネット１５より発生する磁束とによって、可動子１５に上下方向の振動が発生する。そして、該可動子１５に発生した振動は、板バネ１９を介して筐体１１のカバー１２に伝達される。

次に、本実施例の特徴部分について説明する。図４に示すように、板バネ１９における振動変形部両端の複数個所、たとえば６箇所には弾性体３１〜３６が塗着若しくは貼着の手段により固着されている。該弾性体３１〜３６は軟質の合成樹脂、例えばエポキシ系合成樹脂又はゴム等の軟質の弾性材料から形成されている。

図４に示す実施例では、３つの弾性体３１,３２,３３は、各内周側根元部２３a,２４a,２５ａにおいて、前記スリット２６,２７,２８の一端部を跨ぐように取り付けられている。依って、３つの弾性体３１,３２,３３は、板バネ１９の内周方向に沿って１２０度の等間隔（回転対称）を有して配置されている。

又、３つの弾性体３４,３５,３６は、各外周側根元部２３b,２４b,２５bにおいて、前記スリット２６,２７,２８の他端部を跨ぐように取り付けられている。依って、３つの弾性体３４,３５,３６も上記同様に、板バネ１９の外周方向に沿って１２０度間隔（回転対称）を有して配置されている。

本実施例によれば、振動発生装置１０の駆動時、前記可動子１５に生じた振動は、板バネ１９の中間円弧部２３,２４,２５を介して前記筐体１１に伝達される。この振動伝達時、前記中間円弧部２３,２４,２５の内周側根元部２３a,２４a,２５ａに固着した弾性体３１,３２,３３によって、該内周側根元部２３a,２４a,２５ａを伝わる振動の振れが直接吸収除去される。同様に、前記中間円弧部２３,２４,２５の外周側根元部２３b,２４b,２５bに固着した弾性体３４,３５,３６によって、該外周側根元部２３b,２４b,２５bを伝わる振動の振れが直接吸収除去される。

このように、前記中間円弧部２３,２４,２５の内周側根元部２３a,２４a,２５ａ及び外周側根元部２３b,２４b,２５bにおいて、弾性体３１,３２,３３及び弾性体３４,３５,３６によって前記振動の振れを直接吸収除去できるので、該振動の共振周波数のＱ値が改善され、動作周波数として使用可能な有効帯域が大幅に拡大する。

図５は周波数fと振動出力Pの関係を示す振動特性の波形を示し、（a）は、板バネに弾性体を固着していない従来例の型振動発生装置の波形Sであり、（b）は、板バネに弾性体を固着した本発明の振動発生装置の波形Ｂである。

同図に示すように、従来例の振動特性の波形Sは、正規の共振周波数ｆ_０前後において急峻な傾きを有するため、振動出力が適正値（合格値）P_０をクリアするためには、周波数の有効帯域は幅Aの範囲内に収まる必要がある。

そのため、振動発生装置の組み付け部品の加工誤差（組み付け誤差）などに起因して、コイルに印加される電圧波形の周波数が、同図に示す共振周波数ｆ_０から左方又は右方へ値A/２だけシフトした場合は、振動出力が適正値P_０以下に低下するので、当該製品は不合格品と判断される。

これに対して、本発明の振動特性の波形Tは、正規の共振周波数ｆ_０前後において緩やかな傾きを有するので、前記適正値P_０をクリアするための周波数の有効帯域は、従来の幅Aよりも広い幅Bの範囲内に収まればよい。

そのため、前記部品の加工誤差などに因ってコイルの印加電圧の周波数が、共振周波数ｆ_０から左方又は右方へ値A/２だけシフトしても、振動出力は適正値P_０以上に維持されるので、当該製品は合格品と判断される。

要するに、本発明は、上記板バネ１９の所定箇所に弾性体３１〜３６を固着したことにより、振動発生装置１０の動作周波数として使用可能な有効帯域が拡大する。その結果、振動発生装置１０の組み付け部品の加工誤差（組み付け誤差を含む）の許容範囲が従来に比べて広くなるので、該加工誤差を従来のように厳密に管理する必要がなく、振動発生装置１０の生産性が大幅に向上する。

又、弾性体３１〜３６を板バネ１９に固着する際、該弾性体３１〜３６は板バネ１９の表面に外側から塗着若しくは貼着するだけ良い。従って、板バネ１９に弾性体３１〜３６を容易迅速に固着でき、弾性体３１〜３６の固着時に於ける作業性が著しく向上する。

加えて、弾性体３１〜３６は、前記内周側根元部２３a,２４a,２５ａ及び外周側根元部２３b,２４b,２５bの所定位置に正確に固着できるので、弾性体３１〜３６の固着位置の精度が向上し、製品としての品質信頼性が飛躍的に高くなる。

更に、６個の弾性体３１〜３６は、板バネ１９の円周方向に沿って等間隔おきに配置されている。依って、弾性体３１〜３６による振動振れの吸収除去作用は、板バネ１９の中心に対して回転対称な６箇所にて同時に行われるので、上記共振周波数のＱ値の改善効果が板バネ１９全体に亘り一層均等に発揮される。

上記図４の構成例では、弾性体３１〜３６の固着箇所は、中間円弧部２３,２４,２５の内周側根元部２３a,２４a,２５ａ及び外周側根元部２３b,２４b,２５bとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、各中間円弧部２３,２４,２５の長さ方向における中央部、或いは、該中央部近傍の中間部でも良い。

図６は、各中間円弧部２３,２４,２５の長さ方向中間部に弾性体３７,３８,３９を塗着若しくは貼着にて固着した実施態様例を示す。このように構成しても、上記図４に示した実施例と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の他の実施例を図７に示す。上記図１乃至図６に示した実施例と同一の部品等にはこれと同一符号を付してその説明を省略するものとする。本実施例は、筐体１１のカバー１２と可動子１５の間に弾性体４０を塗着若しくは貼着にて固着したことを特徴とする。

このように構成しても、上記実施例と同様な作用効果を奏することができる。即ち、可動子１５に発生した振動の一部は、弾性体４０を介して筐体１１のカバー１２に伝達されるが、その際、該振動の振れは弾性体４０によって吸収除去される。その結果、振動の共振周波数のＱ値が著しく改善され、それに応じて動作周波数の有効帯域が拡大する。又、弾性体４０は、可動子１５の上面又はカバー１２の下面に簡単に固着できるので、弾性体４０を固着する際の作業性も大幅に向上する。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為ことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施例を示し、振動発生装置の斜視図。 図１の分解斜視図。 図１の振動発生装置の可動子の縦断面図。 図１の振動発生装置の板バネに弾性体を固着した他の配置例を示す平面図である。 振動発生装置の振動特性の波形図を示し、（a）は従来例の振動特性の波形図、（a）は本発明の振動特性の波形図。 図１の振動発生装置の板バネに弾性体を固着した他の配置例を示す平面図である。 本発明の他の実施例を示し、振動発生装置の斜視図。 従来例の振動発生装置の縦断面図。 従来例の振動発生装置の板バネの平面図。 従来例の振動発生装置の可動子、筐体及び板バネの連結部における構成例を説明する断面図。

符号の説明

１０ 振動発生装置
１１ 筐体
１２ カバー
１３ 底部ケース
１４ 駆動用のコイル
１５ 可動子
１６ 第１可動部ヨーク（上部ヨーク）
１７ マグネット
１８ 第２可動部ヨーク（下部ヨーク）
１９ 板バネ（振動板）
２１ 内周リング部
２２ 外周リング部
２３,２４,２５ 中間円弧部（振動変形部）
２３a,２４a,２５ａ 内周側根元部
２３b,２４b,２５b 外周側根元部
２６,２７,２８ スリット
２６a,２７a,２８ａ 内周円弧部
２６b,２７b,２８b 外周円弧部
２６c,２７c,２８c 中央連通部
３１〜４０ 弾性体

Claims (4)

1. 底部ケースにカバーが一体に結合された筐体と、該筐体内に配設され、且つ、マグネット及び可動部ヨークから成る可動子と、該可動子と筐体の間に介装された環状の板バネと、前記底部ケースに固定された駆動用のコイルとを備え、該駆動用のコイルへの通電により前記可動子に生じた振動を前記板バネを介して前記筐体に伝達するように構成された振動発生装置において、
   前記板バネの振動変形部、或いは、前記可動子と前記筐体のカバーとの間に弾性体が固着され、該弾性体により前記振動の振れを吸収除去するように構成したことを特徴とする振動発生装置。
2. 上記弾性体は上記板バネの振動変形部の表面、或いは、上記可動子若しくは上記筐体の表面に貼着又は塗着の手段により固着されていることを特徴とする請求項１記載の振動発生装置。
3. 上記板バネの振動変形部はスリットにより円弧形状に区画され、且つ、上記弾性体は該振動変形部の根元部及び/又は中間部に前記スリットを跨ぐように固着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動発生装置。
4. 上記弾性体は上記板バネの周方向において等間隔を有して複数固着されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の振動発生装置。

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