JP2002336783A - 振動アクチュエータ - Google Patents
振動アクチュエータInfo
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- JP2002336783A JP2002336783A JP2001147318A JP2001147318A JP2002336783A JP 2002336783 A JP2002336783 A JP 2002336783A JP 2001147318 A JP2001147318 A JP 2001147318A JP 2001147318 A JP2001147318 A JP 2001147318A JP 2002336783 A JP2002336783 A JP 2002336783A
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- JP
- Japan
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- coil
- vibration actuator
- magnetic circuit
- aluminum
- wire
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型軽量化でき、音圧出力が向上し、その
上、コイルの位置決め及び取り付けが容易で、コイルが
振動体からはがれにくい振動アクチュエータを提供す
る。 【解決手段】 永久磁石32を用いて構成された磁気回
路と、この磁気回路の空隙に配置したコイル36と、こ
のコイル36を取り付け、コイル36によって駆動力が
与えられる振動体35と、柔軟なばねからなるサスペン
ション34を介して、磁気回路を柔軟に支持する振動伝
達部38とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチ
ュエータにおいて、コイル36を絶縁銅被覆アルミニウ
ム線等からなるアルミニウム系電線とする。
上、コイルの位置決め及び取り付けが容易で、コイルが
振動体からはがれにくい振動アクチュエータを提供す
る。 【解決手段】 永久磁石32を用いて構成された磁気回
路と、この磁気回路の空隙に配置したコイル36と、こ
のコイル36を取り付け、コイル36によって駆動力が
与えられる振動体35と、柔軟なばねからなるサスペン
ション34を介して、磁気回路を柔軟に支持する振動伝
達部38とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチ
ュエータにおいて、コイル36を絶縁銅被覆アルミニウ
ム線等からなるアルミニウム系電線とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、呼び出し音、音
声、振動等を発生させる機能を有する振動アクチュエー
タに関するものである。
声、振動等を発生させる機能を有する振動アクチュエー
タに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の一例の振動アクチュエータの断面
図を図3に示す。図3に示すように、ヨーク101、永
久磁石102、プレート103で構成される磁気回路
は、振動伝達部108に固定した円弧状の螺旋形板ばね
のサスペンション104で柔軟に支持されており、サス
ペンション104は磁気回路のヨーク101の外周部お
よび振動伝達部108に固定されている。振動体105
に設けられたコイル固定部109は、凹形状となってお
り、接着剤等によりコイル106が固着され、コイル1
06は磁気回路の空隙に配されている。
図を図3に示す。図3に示すように、ヨーク101、永
久磁石102、プレート103で構成される磁気回路
は、振動伝達部108に固定した円弧状の螺旋形板ばね
のサスペンション104で柔軟に支持されており、サス
ペンション104は磁気回路のヨーク101の外周部お
よび振動伝達部108に固定されている。振動体105
に設けられたコイル固定部109は、凹形状となってお
り、接着剤等によりコイル106が固着され、コイル1
06は磁気回路の空隙に配されている。
【0003】振動体105は、サスペンション104と
同様、振動伝達部108に固定され、コイル106に駆
動電流を流すと磁気回路あるいはコイル106は軸方向
を上下に移動し、振動伝達部108は低周波においては
固定部、高周波においては弾性体と化して振動体105
の一部となって振動し、振動および音響の各モードで磁
気回路と振動体105は相互に干渉しながら動作を行い
外部に振動を伝えるような構造である。なお、107は
磁気回路の中心穴を貫通させて嵌入した中心軸である。
また、振動伝達部108には、ストッパー110が設け
られており、ストッパー110は振動アクチュエータに
過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体105が
衝突するのを防ぐ役割を持つ。
同様、振動伝達部108に固定され、コイル106に駆
動電流を流すと磁気回路あるいはコイル106は軸方向
を上下に移動し、振動伝達部108は低周波においては
固定部、高周波においては弾性体と化して振動体105
の一部となって振動し、振動および音響の各モードで磁
気回路と振動体105は相互に干渉しながら動作を行い
外部に振動を伝えるような構造である。なお、107は
磁気回路の中心穴を貫通させて嵌入した中心軸である。
また、振動伝達部108には、ストッパー110が設け
られており、ストッパー110は振動アクチュエータに
過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体105が
衝突するのを防ぐ役割を持つ。
【0004】ところで、従来の振動アクチュエータにお
いて、振動出力は磁気回路の振動によって発生するもの
であるから、磁気回路の振幅の分だけ磁気回路と振動体
の間の距離を確保しなければならない。また、磁気回路
を振動させる力は、コイルに流れる電流と磁気回路のギ
ャップを貫く磁束によって発生するローレンツ力による
ものであるから、コイルは磁気回路のギャップに配置さ
れなければならない。したがって、図3に示す従来例に
おいては、振動体から磁気回路ギャップまでの高さをも
つコイルを用いなければならない。
いて、振動出力は磁気回路の振動によって発生するもの
であるから、磁気回路の振幅の分だけ磁気回路と振動体
の間の距離を確保しなければならない。また、磁気回路
を振動させる力は、コイルに流れる電流と磁気回路のギ
ャップを貫く磁束によって発生するローレンツ力による
ものであるから、コイルは磁気回路のギャップに配置さ
れなければならない。したがって、図3に示す従来例に
おいては、振動体から磁気回路ギャップまでの高さをも
つコイルを用いなければならない。
【0005】他方、呼び出し音や音声という音の出力
は、振動体の振動によって発生するものである。したが
って、振動アクチュエータの音圧出力を上げるには、振
動体の軽量化が効果的である。また、コイルは、振動体
に固定されているので、振動体が振動する際には、コイ
ルも振動体と一体となって振動するため、振動アクチュ
エータの音圧出力を上げるには、振動体の軽量化も効果
的である。
は、振動体の振動によって発生するものである。したが
って、振動アクチュエータの音圧出力を上げるには、振
動体の軽量化が効果的である。また、コイルは、振動体
に固定されているので、振動体が振動する際には、コイ
ルも振動体と一体となって振動するため、振動アクチュ
エータの音圧出力を上げるには、振動体の軽量化も効果
的である。
【0006】しかしながら、図3に示す従来例において
は、振動体から磁気回路ギャップまでの高さをもつコイ
ルを用いなければならないという制約があるために、軽
量化が難しいという問題があった。
は、振動体から磁気回路ギャップまでの高さをもつコイ
ルを用いなければならないという制約があるために、軽
量化が難しいという問題があった。
【0007】そこで、図4の従来の振動アクチュエータ
の性能改善がなされている。従来の他の例の振動アクチ
ュエータの断面図を図4に示す。図4の振動アクチュエ
ータのヨーク201、永久磁石202、プレート20
3、サスペンション204、コイル206、中心軸20
7、振動伝達部208、コイル固定部209、ストッパ
ー210は、図6の振動アクチュエータのヨーク10
1、永久磁石102、プレート103、サスペンション
104、コイル106、中心軸107、振動伝達部10
8、コイル固定部109、ストッパー110と同様な構
成、機能を有する。振動体205に設けられたコイル固
定部209は、凸形状となっており、この凸部にコイル
206を固定することにより、コイルを小型軽量化する
ことができる。
の性能改善がなされている。従来の他の例の振動アクチ
ュエータの断面図を図4に示す。図4の振動アクチュエ
ータのヨーク201、永久磁石202、プレート20
3、サスペンション204、コイル206、中心軸20
7、振動伝達部208、コイル固定部209、ストッパ
ー210は、図6の振動アクチュエータのヨーク10
1、永久磁石102、プレート103、サスペンション
104、コイル106、中心軸107、振動伝達部10
8、コイル固定部109、ストッパー110と同様な構
成、機能を有する。振動体205に設けられたコイル固
定部209は、凸形状となっており、この凸部にコイル
206を固定することにより、コイルを小型軽量化する
ことができる。
【0008】しかしながら、コイル206を接着剤等で
振動体205へ固着するため、コイル206の位置決め
は困難であり、取り付け治具を用いても時間がかかると
いう問題があった。また、アクチュエータを小型化して
いくと、現状の成型の技術では凸形状のコイル固定部2
09におけるコイル206の固定位置を完全な平面にす
るのは難しいため、振動体205とコイル206が点接
触となりやすく、振動体205からコイル206がはが
れやすいという問題もあった。
振動体205へ固着するため、コイル206の位置決め
は困難であり、取り付け治具を用いても時間がかかると
いう問題があった。また、アクチュエータを小型化して
いくと、現状の成型の技術では凸形状のコイル固定部2
09におけるコイル206の固定位置を完全な平面にす
るのは難しいため、振動体205とコイル206が点接
触となりやすく、振動体205からコイル206がはが
れやすいという問題もあった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決し、小型軽量化でき、音圧出力が向上し、その
上、コイルの位置決め及び取り付けが容易で、コイルが
振動体からはがれにくい振動アクチュエータを提供する
ことにある。
を解決し、小型軽量化でき、音圧出力が向上し、その
上、コイルの位置決め及び取り付けが容易で、コイルが
振動体からはがれにくい振動アクチュエータを提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、永久磁石を用
いて構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置し
たコイルと、該コイルを取り付け、該コイルによって駆
動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペ
ンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動
伝達部とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチュ
エータにおいて、前記コイルは、アルミニウム系電線か
らなることを特徴とする振動アクチュエータである。
いて構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置し
たコイルと、該コイルを取り付け、該コイルによって駆
動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペ
ンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動
伝達部とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチュ
エータにおいて、前記コイルは、アルミニウム系電線か
らなることを特徴とする振動アクチュエータである。
【0011】また、本発明は、前記アルミニウム系電線
は、比重2.7〜2.8、導電率52〜62%のアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の芯線からなることを特徴
とする上記の振動アクチュエータである。
は、比重2.7〜2.8、導電率52〜62%のアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の芯線からなることを特徴
とする上記の振動アクチュエータである。
【0012】また、本発明は、前記アルミニウム系電線
は、アルミニウム線、絶縁アルミニウム線、銅被覆アル
ミニウム線、絶縁銅被覆アルミニウム線、金属(銅除
く)によるめっきアルミニウム線または金属(銅除く)
による絶縁めっきアルミニウム線であることを特徴とす
る上記の振動アクチュエータである。
は、アルミニウム線、絶縁アルミニウム線、銅被覆アル
ミニウム線、絶縁銅被覆アルミニウム線、金属(銅除
く)によるめっきアルミニウム線または金属(銅除く)
による絶縁めっきアルミニウム線であることを特徴とす
る上記の振動アクチュエータである。
【0013】即ち、本発明は、コイルを、アルミニウム
線、絶縁アルミニウム線、銅被覆アルミニウム線、絶縁
銅被覆アルミニウム線、銅以外の金属によるめっきアル
ミニウム線または銅以外の金属による絶縁めっきアルミ
ニウム線によって構成することを特徴とする振動アクチ
ュエータである。
線、絶縁アルミニウム線、銅被覆アルミニウム線、絶縁
銅被覆アルミニウム線、銅以外の金属によるめっきアル
ミニウム線または銅以外の金属による絶縁めっきアルミ
ニウム線によって構成することを特徴とする振動アクチ
ュエータである。
【0014】これにより、コイルを軽量化し、振動アク
チュエータの呼び出し音や音声等の音の出力を上昇させ
ることができる。
チュエータの呼び出し音や音声等の音の出力を上昇させ
ることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態をもと
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明の実施の形態の振動アクチ
ュエータの断面図である。本発明の実施の形態の振動ア
クチュエータは、図1に示すように、円盤状の永久磁石
32を挟み込むようにヨーク31とプレート33で磁気
回路が形成されており、内磁型構造である。ボルトやピ
ン等の形状をした中心軸37は、磁気回路の中心穴を貫
通させて嵌入しており、ヨーク31、永久磁石32、プ
レー卜33を同軸上に位置決めしている。サスペンショ
ン34は、1枚の円弧状の螺旋形板ばねで、磁気回路を
柔軟に支持しており、粘着剤、接着剤もしくは樹脂等の
弾性材もしくはかしめ等によりヨーク31の外周部に固
定され、もう一端は振動伝達部38に固定されている。
一方、コイル36は、凹形状をなすコイル固定部39を
形成した振動体35に固定され、必要に応じて接着剤等
により固着され、磁気回路の空隙に配置されている。
ュエータの断面図である。本発明の実施の形態の振動ア
クチュエータは、図1に示すように、円盤状の永久磁石
32を挟み込むようにヨーク31とプレート33で磁気
回路が形成されており、内磁型構造である。ボルトやピ
ン等の形状をした中心軸37は、磁気回路の中心穴を貫
通させて嵌入しており、ヨーク31、永久磁石32、プ
レー卜33を同軸上に位置決めしている。サスペンショ
ン34は、1枚の円弧状の螺旋形板ばねで、磁気回路を
柔軟に支持しており、粘着剤、接着剤もしくは樹脂等の
弾性材もしくはかしめ等によりヨーク31の外周部に固
定され、もう一端は振動伝達部38に固定されている。
一方、コイル36は、凹形状をなすコイル固定部39を
形成した振動体35に固定され、必要に応じて接着剤等
により固着され、磁気回路の空隙に配置されている。
【0017】また、振動伝達部38には、ストッパー4
0が設けられており、ストッパー40は振動アクチュエ
ータに過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体が
衝突するのを防ぐ役割を持つ。
0が設けられており、ストッパー40は振動アクチュエ
ータに過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体が
衝突するのを防ぐ役割を持つ。
【0018】磁気回路の構造は、図1の内滋型構造の他
に、外磁型もしくはラジアル構造いずれでもかまわな
い。また、磁気回路のヨーク31の先端部は、内磁型や
外滋型でも高磁束密度が発生しやすいように突起、凹凸
等の形状にしている。永久磁石32の磁極の向きは、ど
ちらを向いていてもかまわない。
に、外磁型もしくはラジアル構造いずれでもかまわな
い。また、磁気回路のヨーク31の先端部は、内磁型や
外滋型でも高磁束密度が発生しやすいように突起、凹凸
等の形状にしている。永久磁石32の磁極の向きは、ど
ちらを向いていてもかまわない。
【0019】サスペンション34は、振動伝達部38と
インサートモールド成形、溶着・接着等により一体化さ
れている。
インサートモールド成形、溶着・接着等により一体化さ
れている。
【0020】振動体35は、平面状、皿板状、曲面状、
コルゲーションもしくは各々を組み合わせた形状の任意
の板厚で、曲面状の場合には単一曲率もしくは異種曲率
の組み合わせにより、所定の音響特性が得られるように
している。また、振動体35の外周部は、振動体35の
振幅をより大きく得るために、必要に応じて粘着剤、接
着剤もしくは樹脂等の弾性材を介して振動伝達部38へ
固定されている。
コルゲーションもしくは各々を組み合わせた形状の任意
の板厚で、曲面状の場合には単一曲率もしくは異種曲率
の組み合わせにより、所定の音響特性が得られるように
している。また、振動体35の外周部は、振動体35の
振幅をより大きく得るために、必要に応じて粘着剤、接
着剤もしくは樹脂等の弾性材を介して振動伝達部38へ
固定されている。
【0021】コイルは、アルミニウム系電線からなり、
その芯線には、比重2.7〜2.8、導電率52〜62%
のアルミニウムまたはアルミニウム合金材が用いられ
る。アルミニウム合金材は、1%程度以下のSi、F
e、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Tiを少なくとも
1種含む。また、銅で被覆される場合は、被覆率20%
程度以下に被覆される。
その芯線には、比重2.7〜2.8、導電率52〜62%
のアルミニウムまたはアルミニウム合金材が用いられ
る。アルミニウム合金材は、1%程度以下のSi、F
e、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Tiを少なくとも
1種含む。また、銅で被覆される場合は、被覆率20%
程度以下に被覆される。
【0022】次に、図3の従来の一例の振動アクチュエ
ータと、図1の本発明の実施の形態の振動アクチュエー
タを作製し、音声出力の大きさを評価した結果を図2に
示す。図3の従来の一例の振動アクチュエータにおい
て、コイルはウレタン皮膜の銅線であり、図1の本発明
の振動アクチュエータにおいて、コイルは銅めっきアル
ミニウム線を用いた。それぞれのコイルの巻層数は、直
流インピーダンスが同じとなるように調整した。コイル
以外の各構成要素は共通である。
ータと、図1の本発明の実施の形態の振動アクチュエー
タを作製し、音声出力の大きさを評価した結果を図2に
示す。図3の従来の一例の振動アクチュエータにおい
て、コイルはウレタン皮膜の銅線であり、図1の本発明
の振動アクチュエータにおいて、コイルは銅めっきアル
ミニウム線を用いた。それぞれのコイルの巻層数は、直
流インピーダンスが同じとなるように調整した。コイル
以外の各構成要素は共通である。
【0023】図2から分かる通り、本発明の振動アクチ
ュエータは、従来の振動アクチュエータに比べて1kH
zから2kHzの平均で約4dBもの上昇が見られ、本
発明の振動アクチュエータが出力音圧特性向上において
非常に大きな効果があることが分かる。
ュエータは、従来の振動アクチュエータに比べて1kH
zから2kHzの平均で約4dBもの上昇が見られ、本
発明の振動アクチュエータが出力音圧特性向上において
非常に大きな効果があることが分かる。
【0024】また、図4の従来例のように、凸形状をな
す振動体コイル固定部を形成した振動体にコイルを固定
する方式においても、コイルを、アルミニウム線、絶縁
アルミニウム線、銅被覆アルミニウム線、絶縁銅被覆ア
ルミニウム線、銅以外の金属によるめっきアルミニウム
線または銅以外の金属による絶縁めっきアルミニウム線
によって構成することにより、呼び出し音や音声等の音
の出力の音圧を上昇させることができる。
す振動体コイル固定部を形成した振動体にコイルを固定
する方式においても、コイルを、アルミニウム線、絶縁
アルミニウム線、銅被覆アルミニウム線、絶縁銅被覆ア
ルミニウム線、銅以外の金属によるめっきアルミニウム
線または銅以外の金属による絶縁めっきアルミニウム線
によって構成することにより、呼び出し音や音声等の音
の出力の音圧を上昇させることができる。
【0025】
【発明の効果】本発明において、振動体に構成されたコ
イルをアルミニウム線、絶縁アルミニウム線、銅被覆ア
ルミニウム線、絶縁銅被覆アルミニウム線、銅以外の金
属によるめっきアルミニウム線または銅以外の金属によ
る絶縁めっきアルミニウム線によって構成することによ
り、コイルの軽量化を行い、呼び出し音や音声等の音の
出力の音圧を上昇させることができる。
イルをアルミニウム線、絶縁アルミニウム線、銅被覆ア
ルミニウム線、絶縁銅被覆アルミニウム線、銅以外の金
属によるめっきアルミニウム線または銅以外の金属によ
る絶縁めっきアルミニウム線によって構成することによ
り、コイルの軽量化を行い、呼び出し音や音声等の音の
出力の音圧を上昇させることができる。
【0026】また、本発明は、軽量小型コイルを振動体
の凸部の上に貼り付ける方式に比べ、コイルの位置決め
が容易であり、且つ接着強度を上げることができる。
の凸部の上に貼り付ける方式に比べ、コイルの位置決め
が容易であり、且つ接着強度を上げることができる。
【0027】以上述べたごとく、本発明は、振動アクチ
ュエータの出力特性、信頼性、生産性に多大な効果をも
たらすものである。
ュエータの出力特性、信頼性、生産性に多大な効果をも
たらすものである。
【図1】本発明の実施の形態の振動アクチュエータを示
す断面図。
す断面図。
【図2】本発明の実施の形態と従来の振動アクチュエー
タの出力特性を比較した図。
タの出力特性を比較した図。
【図3】従来の一例の振動アクチュエータを示す断面
図。
図。
【図4】従来の他の例の振動アクチュエータを示す断面
図。
図。
31,101,201 ヨーク 32,102,202 永久磁石 33,103,203 プレート 34,104,204 サスペンション 35,105,205 振動体 36,106,206 コイル 36a,106a,206a リード線引出し部 37,107,207 中心軸 38,108,208 振動伝達部 39,109,209 コイル固定部 40,110,210 ストッパー A 本発明の実施の形態の振動アクチュエータ B 従来の振動アクチュエータ
Claims (3)
- 【請求項1】 永久磁石を用いて構成された磁気回路
と、該磁気回路の空隙に配置したコイルと、該コイルを
取り付け、該コイルによって駆動力が与えられる振動板
と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記
磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた電気音
響変換器を有する振動アクチュエータにおいて、前記コ
イルは、アルミニウム系電線からなることを特徴とする
振動アクチュエータ。 - 【請求項2】 前記アルミニウム系電線は、比重2.7
〜2.8、導電率52〜62%のアルミニウムまたはア
ルミニウム合金の芯線からなることを特徴とする請求項
1記載の振動アクチュエータ。 - 【請求項3】 前記アルミニウム系電線は、アルミニウ
ム線、絶縁アルミニウム線、銅被覆アルミニウム線、絶
縁銅被覆アルミニウム線、金属(銅除く)によるめっき
アルミニウム線または金属(銅除く)による絶縁めっき
アルミニウム線であることを特徴とする請求項2記載の
振動アクチュエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001147318A JP2002336783A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 振動アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001147318A JP2002336783A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 振動アクチュエータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002336783A true JP2002336783A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=18992821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001147318A Pending JP2002336783A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 振動アクチュエータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002336783A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018151753A1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | Apple Inc. | Haptic actuator including flexure bearing having diverging arms each with a reduced size medial portion and related methods |
-
2001
- 2001-05-17 JP JP2001147318A patent/JP2002336783A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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