JP2005269496A - 多機能型振動アクチュエータ及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 工数やコストの削減を図りながら落下等の衝撃による特性変動を防止し且つ振動の周波数特性を平坦にする。
【解決手段】 ハウジング１の開口端１ｂとカバー６との間に、磁気回路部２に固着されたサスペンション３の外縁部３ａと、弾性変形可能な環状部材７とを挟み込み、この環状部材７の弾性力でハウジング１の開口端１ｂに対しサスペンション３の外縁部３ａを移動不能に圧接させることにより、接着剤や型成形や溶着等の固着手段を用いずにハウジング１とサスペンション３が固定されると共に、ハウジング１の外から衝撃を与えても、環状部材７が圧縮変形して衝撃が吸収され、振動の周波数特性が平均化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話や小型情報通信端末等の携帯端末機器に搭載され、一つのデバイスで、着信を音響或いは振動によって使用者に知らせる多機能型振動アクチュエータ、及び、その組立方法に関する。
詳しくは、ハウジング内に、磁気回路部と、この磁気回路部を支持するサスペンションと、該磁気回路部に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムに設けられて磁気回路部の磁気空隙部に挿入されるボイスコイルとを収容し、前記ハウジングの開口端をカバーで覆った多機能型振動アクチュエータ及び組立方法に関する。

従来、この種の多機能型振動アクチュエータとして、サスペンションの外縁に等間隔で設けられた複数の突片を、ハウジング（筐体）の枠内に設けた切欠段部に嵌め込んで接着することにより、ハウジングに対しサスペンションの外縁が固定され、そしてボイスコイルに音声信号の信号電流を流すと、ダイアフラムが振動して着信音、メロディー音、音声、音楽等の音を発し、振動周波数の信号を流すと、磁気回路とサスペンションとを含む機械振動系が振動し、この振動がハウジングを経てこの多機能型振動アクチュエータを搭載した携帯端末機器全体に伝わるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、サスペンションがハウジング（振動伝達部）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ものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１９１０９２号公報（第２−４頁、図８−１１） 特開２００２−２１９４１３号公報（第３頁、図１）

しかし乍ら、このような従来の多機能型振動アクチュエータでは、ハウジングとサスペンションとの固定が接着剤を用いた接着又はインサートモールド成形によって行われているため、落下等の衝撃が作用すると、固定箇所に緩みが発生してしまい、少なからずスペンションによる振動特性が変動してしまうという問題があった。
更に、接着剤を用いた接着の場合には、工数が増えてしまうことと接着剤の管理が難しいという問題があった。
また型成形の場合には金型構造が複雑になり金型能力が課題となり生産性が悪く、溶着の場合にも溶接設備が必要になってコストが高くなるという問題があった。

本発明のうち請求項１記載の発明は、工数やコストの削減を図りながら落下等の衝撃による特性変動を防止し且つ振動の周波数特性を平坦にすることを目的としたものである。
請求項２、３記載の発明は、組立を容易にして製造コストの低減を図ることを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、ハウジングの開口端とそれを覆うカバーとの間に、磁気回路部に固着されたサスペンションの外縁部と、弾性変形可能な環状部材とを挟み込んで、ハウジングの開口端に対しサスペンションの外縁部を移動不能に圧接させたことを特徴とするものである。
ここで言う弾性変形可能な環状部材とは、Ｏリング等を言う。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、上記ハウジングとカバーとの接合部分に、相互の接近より嵌合係止する係止手段を設けた構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、カバーに弾性変形可能な環状部材を載せてから、磁気回路部に固着されたサスペンションの外縁部を積み重ね、その上から予めダイアフラム及びボイスコイルが取り付けられたハウジングを下ろして互いに接近させることにより、これらハウジングとカバーとの接合部分に設けた係止手段を嵌合係止させて全ての部品を一体的に組み付けたことを特徴とするものである。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ハウジングの開口端とカバーとの間に、磁気回路部に固着されたサスペンションの外縁部と、弾性変形可能な環状部材とを挟み込み、この環状部材の弾性力でハウジングの開口端に対しサスペンションの外縁部を移動不能に圧接させることにより、接着剤や型成形や溶着等の固着手段を用いずにハウジングとサスペンションが固定されると共に、ハウジングの外から衝撃を与えても、環状部材が圧縮変形して衝撃が吸収され、振動の周波数特性が平均化される。
従って、工数やコストの削減を図りながら落下等の衝撃による特性変動を防止し且つ振動の周波数特性を平坦にできる。
更に、環状部材のサイズや硬さを変えることで、サスペンションへの圧接力が変化して振動の共振周波数を調整できる。
また、環状部材の弾性変形によって緩衝作用を有するため、接着等の固定に比べて振動特性を向上できる。

請求項２、３の発明は、カバーに環状部材を載せてから、磁気回路部に固着されたサスペンションの外縁部を積み重ね、その上から予めダイアフラム及びボイスコイルが取り付けられたハウジングを下ろして互いに接近させることにより、係止手段が嵌合係止して、これら全ての部品が一体的に組み付けられる。
従って、組立を容易にして製造コストの低減を図ることができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の多機能型振動アクチュエータＡは、図１〜図５に示す如く、円筒状のハウジング１内に、磁気回路部２と、この磁気回路部２を弾性的に支持するサスペンション３と、該磁気回路部２に対向配置されるダイアフラム４と、このダイアフラム４に固着されて磁気回路部２の環状の磁気空隙部２ａに挿入されるボイスコイル５とを備え、このボイスコイル５に音声信号を入力すると、ダイアフラム４が微振動して着信音、メロディー音、音声、音楽等の音を発し、又、振動周波数１２０〜１６０Hzの信号電流が流れると、磁気回路部２とサスペンション３とを含む重量のある機械振動系が大きく振動するようになっている。

ハウジング１は、磁気回路部２を収容する円筒状の筐体であり、その一方（図面では上方）の開口端１ａには、ダイアフラム４の外周部４ａが接着剤等で固着され、他方（図面では下方）の開口端１ｂには、底面カバー６が着脱可能に装着されることで覆っている。

これらハウジング１の他方開口端１ｂとカバー６との間には、覆磁気回路部２に固着されたサスペンション３の外縁部３ａと、弾性変形可能な環状部材７とを挟み込んで、ハウジング１の他方開口端１ｂに対しサスペンション３の外縁部３ａを圧接させ固定している。

この環状部材７とは、例えば合成ゴム等の弾性材料で成形されたＯリングであり、図１、図３及び図５に示す如く、サスペンション３の外縁部３ａと対向してカバー６の底部外周沿いに配置される。
更に環状部材７として、形状や上下厚さ方向のサイズが異なるものや硬さの異なるものを夫々複数種類用意し、これらの中から状況に合わせて選択することが好ましい。

そして、これらハウジング１とカバー６との接合部分には、相互の接近より嵌合係止する係止手段８を設ける。
本実施例の場合には図３及び図５に示す如く、有底円筒状のカバー６の側周壁６ａとハウジング１の下部周側壁１ｃとを互いに嵌合する構造に形成し、これらの嵌合面に前記係止手段８として係止凸部８ａと係止凹部８ｂを夫々周方向へ等間隔毎に複数個ずつ形成している。

図示例では、ハウジング１の下部周側壁１ｃの外径とカバー６の側周壁６ａの内径とを略同じにして嵌合させると共に、ハウジング１の下部周側壁１ｃの外面に係止凸部８ａを突設し、これと対向するカバー６の側周壁６ａの内面に係止凹部８ｂを貫通開穿しているが、前記嵌合構造及び係止手段８の形状は図示したものに限定されず、同様な機能があれば係止凸部８ａと係止凹部８ｂを逆に配置したり、他の構造や形状でも良い。

サスペンション３は、リング状の板バネであり、その中央に後述する磁気回路部２と嵌合する中心孔３ｂと、この中心孔３ｂを囲んで磁気回路部２に当接する円環部３ｃと、この円環部３ｃと前記外縁部３ａとを連絡して撓み変形するアーム３ｄとが形成され、該円環部３ｃを磁気回路部２にレーザー溶着又は接着等で一体的に固定すると共に、外縁部３ａをハウジング１の他方開口端１ｂに固定することにより、ダイアフラム４と対向する位置で磁気回路部２を弾性的に支持している。

本実施例の場合には図４及び図５に示す如く、円環部３ｃの複数箇所に、予めレーザー溶着用のレーザーが通る貫通孔３ｅを夫々等間隔毎に複数個ずつ開穿しておき、これら複数の貫通孔３ｅの中から、搭載するサスペンション３の特性や磁気回路部２の重量に対応する貫通孔３ｅを選択し、これに向けレーザー照射位置を変えてレーザー溶着することにより、このレーザー溶着位置からハウジング１の他方開口端１ｂに固定されるサスペンション３の外縁部３ａ、即ち振動中心位置までの長さを変えて、該サスペンション３による振動を所望の周波数を精度良く合わせている。

ダイアフラム４は、例えばポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンフタレートのプラスチックフイルム等の弾性材料で適宜厚さの平面円形状に形成された振動板であり、その外周縁近くをハウジング１の内周面沿いに折り曲げて円環状の立ち上がり部４ｂを屈曲形成し、この立ち上がり部４ｂからハウジング１の一方開口端１ａの平坦面と平行に延びる外周部４ａが屈曲形成される。

更に、ダイアフラム４の半径略中間位置には、円環状の取り付け部４ｃを形成し、その裏面にボイスコイル５の端面を接着剤等で固着して磁気回路部２の環状の磁気空隙部２ａに挿入させ、このコイル取り付け部４ｃを挟んで中心側及び外周側には、外方へ突出する同心円状の曲面部４ｄ，４ｅを夫々屈曲形成している。

ボイスコイル５は円筒状に巻回されて、図２に示す如く、そのリード線５ａを接着剤などにより前記ダイアフラム４の裏面にその振動に悪影響がないように貼り付け、このリード線５ａの先端を前記ハウジング１の外側に設けられた端子台１ｄへ向けて導き出すと共に、この端子台１ｄに設けられた端子金具１ｅにハンダ又はボンディング等で電気的に接合させている。

そして、上記磁気回路部２は、ヨーク９と、円盤状のマグネット１０と、円盤状のポールピース１１とを同心軸上に重ねて構成されている。

ヨーク９は、磁性材で有底円筒状に形成されており、その外周面９ａが上記ハウジング１の内周面に対して微小間隙（例えば０．０５〜０．２mm）を隔てて位置するように形成されると共に、ハウジング１の内周面に形成された環状段部１ｆと対向する突き当たり面９ｂを形成し、磁気回路部２の振動の際に両者が当接して磁気回路部２の外部衝撃による移動を制限するようになっている。

更に本実施例の場合には、ヨーク９の下面にサスペンション３の中心孔３ｂと嵌合する凸部９ｃを設け、この凸部９ｃの周囲に形成された凹部９ｄに、サスペンション３の円環部３ｃが当接してレーザー溶着等で一体的に固定されている。
なお、必要に応じて底部中央には、マグネット１０を位置決めするために、該マグネット１０の直径と略同径の座ぐり部（図示せず）を凹設しても良い。

ポールピース１１は、マグネット１０の直径と略同径又はそれより大径な円盤状に形成されており、必要に応じて底面には、マグネット１０を位置決めするために、該マグネット１０の直径と略同径の座ぐり部（図示せず）を凹設しても良い。これと前記ヨーク９の座ぐり部とでマグネット１０を挟み込むことにより、マグネット１０の径方向の位置ずれを規制すれば更に好ましい。

次に、斯かる多機能型振動アクチュエータＡの組立方法を手順に従って説明する。
図３に示す如く、先ずハウジング１にダイアフラム４とボイスコイル５を一体的に取り付け、磁気回路部２のヨーク９にサスペンション３をレーザー溶着で磁気回路部２全体と一体化させ、有底円筒状のカバー６の中に環状部材７を入れ、その側周壁６ａに沿って載せる。

そして、この環状部材７の上に、磁気回路部２と一体化されたサスペンション３の外縁部３ａを積み重ね、その上からダイアフラム４及びボイスコイル５が取り付けられたハウジング１を下ろして、その他方開口端１ｂと前記カバー６との間に、サスペンション３の外縁部３ａと環状部材７を挟み込む。

それにより、ハウジング１の下部周側壁１ｃとカバー６の側周壁６ａが互いに接近して嵌合すると同時に、これら両者に設けた係止手段８の係止凸部６ａと係止凹部６ｂとが嵌合係止されて、全ての部品であるハウジング１と磁気回路部２とサスペンション３とダイアフラム４とボイスコイル５とカバー６と環状部材７とが一体的に組み付けられ、組み付けが完成する。

従って、接着剤や型成形や溶着等の固着手段を用いずにハウジング１とサスペンション３を固定できると共に、ハウジング１の外から衝撃を与えても、環状部材７が圧縮変形して衝撃が吸収され、振動の周波数特性が平均化される。
その結果、工数やコストの削減を図りながら落下等の衝撃による特性変動を防止し且つ振動の周波数特性を平坦にできる。
更に環状部材７のサイズや硬さを変えることで、サスペンション３の外縁部３ａに対する圧接力が変化し、それにより振動の共振周波数を調整できる。

尚、前示実施例で述べたハウジング１、磁気回路部２、サスペンション３、ダイアフラム４、ボイスコイル５、カバー６及び環状部材７の構造及び形状は図示したものに限定されず、上述した機能と同様な機能があれば、他の構造及び形状であっても良い。

本発明の一実施例を示す多機能型振動アクチュエータの縦断正面図である。 同縮小平面図である。 組立手順に従って分解した状態を示す縦断正面図である。 磁気回路部にサスペンションを固着した状態を示す縮小底面図である。 分解斜視図である。

符号の説明

１ ハウジング １ｂ 開口端（他方開口端）
２ 磁気回路部 ２ａ 磁気空隙部
３ サスペンション ３ａ 外縁部
４ ダイアフラム ５ ボイスコイル
６ カバー ７ 環状部材
８ 係止手段

Claims (3)

1. ハウジング（１）内に、磁気回路部（２）と、この磁気回路部（２）を支持するサスペンション（３）と、該磁気回路部（２）に対向配置されるダイアフラム（４）と、このダイアフラム（４）に設けられて磁気回路部（２）の磁気空隙部（２ａ）に挿入されるボイスコイル（５）とを収容し、前記ハウジング（１）の開口端（１ｂ）をカバー（６）で覆った多機能型振動アクチュエータにおいて、
   上記ハウジング（１）の開口端（１ｂ）とそれを覆うカバー（６）との間に、磁気回路部（２）に固着されたサスペンション（３）の外縁部（３ａ）と、弾性変形可能な環状部材（７）とを挟み込んで、ハウジング（１）の開口端（１ｂ）に対しサスペンション（３）の外縁部（３ａ）を移動不能に圧接させたことを特徴とする多機能型振動アクチュエータ。
2. 上記ハウジング（１）とカバー（６）との接合部分に、相互の接近より嵌合係止する係止手段（８）を設けたことを特徴とする請求項１記載の多機能型振動アクチュエータ。
3. ハウジング（１）内に、磁気回路部（２）と、この磁気回路部（２）を支持するサスペンション（３）と、該磁気回路部（２）に対向配置されるダイアフラム（４）と、このダイアフラム（４）に設けられて磁気回路部（２）の磁気空隙部（２ａ）に挿入されるボイスコイル（５）とを収容し、前記ハウジング（１）の開口端（１ｂ）をカバー（６）で覆った多機能型振動アクチュエータの組立方法において、
   上記カバー（６）に弾性変形可能な環状部材（７）を載せてから、磁気回路部（２）に固着されたサスペンション（３）の外縁部（３ａ）を積み重ね、その上から予めダイアフラム（４）及びボイスコイル（５）が取り付けられたハウジング（１）を下ろして互いに接近させることにより、これらハウジング（１）とカバー（６）との接合部分に設けた係止手段（８）を嵌合係止させて全ての部品を一体的に組み付けたことを特徴とする多機能型振動アクチュエータの組立方法。

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