振動アクチュエータ
【課題】本発明は、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である振動アクチュエータを提供する。
【解決手段】振動アクチュエータ１は、コイル３及びマグネット４はそれぞれ一個である。マグネット４の一端はコイル３の中空部Ｓから外に配置され、マグネット４の他端はコイル３の中空部Ｓ内に配置されている。マグネット４の一端には、シャフト２０が貫通する第１のポールピース２１が配置され、マグネット４の他端には、シャフト２０が貫通して第１のポールピース２１に対して振動軸線Ｌ方向でマグネット４を挟んで対峙する第２のポールピース２２が配置されている。筐体２は、マグネット４の振動予定領域Ｐに対応した部分が少なくとも磁性体により形成されている
【解決手段】振動アクチュエータ１は、コイル３及びマグネット４はそれぞれ一個である。マグネット４の一端はコイル３の中空部Ｓから外に配置され、マグネット４の他端はコイル３の中空部Ｓ内に配置されている。マグネット４の一端には、シャフト２０が貫通する第１のポールピース２１が配置され、マグネット４の他端には、シャフト２０が貫通して第１のポールピース２１に対して振動軸線Ｌ方向でマグネット４を挟んで対峙する第２のポールピース２２が配置されている。筐体２は、マグネット４の振動予定領域Ｐに対応した部分が少なくとも磁性体により形成されている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの携帯無線装置の着信を利用者に知らせるための振動発生源や、タッチパネルの操作感触や遊戯機の臨場感を指や手に伝えるための振動発生源などに利用される小型の振動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００３−２２０３６３号公報がある。この公報に記載された振動アクチュエータは、合成樹脂からなる円筒状のフレーム（筐体）と駆動コイルと可動子とで構成される。フレームの軸方向の一側端には、円筒状のコイルボビンにマグネットワイヤを巻回して形成された駆動コイルが片持ち状態で固定されている。可動子は、磁性材料からなるカップ状ヨークと、ヨーク内に収容されてヨークの底部の内側に一端が固定されたマグネットと、マグネットに対向してヨークの底部の外側に固定された錘と、ヨーク内に収容されてマグネットの他端に固定された磁性材料からなるポールピースと、からなる。この可動子には、フレームに両端が固定された軸（シャフト）が貫通する。可動子は、フレーム内で両側に配置されたコイルばねで挟むようにして付勢され、一方のコイルばねは、カップ状ヨークの開放端を付勢し、他方のコイルばねは錘を付勢している。また、円筒状に巻かれた駆動コイルは、径方向においてカップ状ヨークとマグネットとの間に配置されている。円筒状のフレーム（筐体）は、非磁性体であり、この場合の磁気回路は、マグネットとカップ状ヨークとポールピースとで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２０３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の振動アクチュエータでは、カップ状のヨークが利用され、径方向において、マグネットとカップ状のヨークとの間に駆動コイルが配置されるので、構造が複雑化し、組み立てが難しく、筐体の径を小さくするような小型化が難しいといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である振動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筒状の筺体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて筺体内に配置されたマグネットとの協働により、マグネットが筺体の振動軸線に沿ってリニアに振動する振動アクチュエータにおいて、
筺体の振動軸線に沿って配置され、筺体の振動軸線方向における両端に設けられた端壁に両端が固定されたシャフトと、
シャフトが貫通すると共に、シャフトの延在方向に移動自在なマグネットと、シャフトの延在方向でマグネットに隣接して筺体内に配置され、シャフトが貫通すると共に、マグネットと一体に移動自在な錘部と、を有する可動子と、
可動子と端壁との間に配置され、可動子を振動軸線方向に付勢する弾性部材と、を備え、
コイル及びマグネットはそれぞれ一個であり、
マグネットの一端はコイルの中空部から外に配置され、マグネットの他端はコイルの中空部内に配置され、
マグネットの一端には、シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、マグネットの他端には、シャフトが貫通して第１のポールピースに対して振動軸線方向でマグネットを挟んで対峙する第２のポールピースが配置され、
筐体は、マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この振動アクチュエータにおけるマグネット、ポールピース及び錘部には、シャフトが貫通し、このシャフトの両端は、筺体の振動軸線方向における両端の端壁にそれぞれ固定され、シャフトに案内されながら、マグネット、ポールピース及び錘部が一体となって振動する。固定されたシャフトを利用することで、錘部の重心の位置が振動軸線からずれることが防止され、安定した振動を確保できる。さらに、落下衝撃が生じた場合であっても錘部が筺体に衝突することが防止され、耐落下衝撃性を向上させることができる。また、コイル及びマグネットはそれぞれ一個であるので、小型化に適し、筐体内でのスペースを有効に利用することができ、その結果として、筐体内での錘部の大型化を可能にしている。しかも、マグネットの一端には、シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、マグネットの他端には、シャフトが貫通して第１のポールピースに対して振動軸線方向で対向する第２のポールピースが配置され、筐体は、マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成される。従って、従来のようにカップ状のヨークを利用する必要がないので、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【０００８】
また、第１のポールピースの周縁は、筐体に接近させられていると好適である。
第１のポールピースはコイルの中空部から外に配置されているので、大型化させ易く、その結果、第１のポールピースの周縁を筐体に接近させることができ、磁気回路の効率アップを図ることができる。
【０００９】
また、錘部は、振動軸線方向においてマグネットの両側に配置された第１の錘部と第２の錘部とからなり、弾性部材は、第１の錘部と筺体の一方の端壁との間に配置された第１の圧縮コイルばねと、第２の錘部と筺体の他方の端壁との間に配置された第２の圧縮コイルばねと、からなり、マグネットの一端と第１の錘部との間に第１のポールピースが配置され、マグネットの他端と第２の錘部との間に第２のポールピースが配置されていると好適である。
この場合、錘部、ポールピース、及びマグネットは、第１の圧縮コイルばねと第２の圧縮コイルばねとにより両側から付勢力を受けながら振動するので、安定した振動を確実かつ容易に得ることができる。さらに、錘部とポールピースとマグネットとは、対向する第１の圧縮コイルばねと第２の圧縮コイルばねを採用することによって、振動軸線方向で互いに圧着されて一体化されるので、接着剤を用いなくとも、各部品同志を連結させておくことができる。特に、錘部、マグネット、ポールピースにはシャフトが貫通しているので、接着剤がハミ出していると、接着剤とシャフトとが摺り合うことで摩擦抵抗を発生するが、本発明は、このような事態を回避させることができる。
【００１０】
また、錘部の端部は、振動軸線に沿ってばね受入凹部が形成され、錘部は、ばね受入凹部内に配置された軸受によりシャフトに対して支持され、ばね受入凹部内に挿入された弾性部材により軸受及び錘部が付勢されると好適である。
軸受の採用により、錘部がシャフトに接触することなく安定した振動が達成されるので、騒音の低減を図ることができる。さらに、ばね受入凹部内に軸受を配置させることで、軸受を錘部の重心位置に近づけることができ、これによっても、騒音の低減が可能になる。しかも、弾性部材をばね受入凹部内に挿入させることで、弾性部材の振動軸線方向における全長を長くすることができ、これによって、安定した弾性力を発揮させることができ、しかも接着剤を用いなくとも、軸受が錘部から外れ難いといった効果を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る振動アクチュエータの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示された振動アクチュエータの断面図である。
【図３】本発明に係る振動アクチュエータの第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る振動アクチュエータの第３の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る振動アクチュエータの第４の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る振動アクチュエータの第５の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る振動アクチュエータの第６の実施形態を示す断面図である。
【図８】（ａ）は板バネの平面図であり、（ｂ）は板バネの側面図である。
【図９】本発明に係る振動アクチュエータの第７の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る振動アクチュエータの第８の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る振動アクチュエータの第９の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る振動アクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、振動アクチュエータ１は、直径が約４．５ｍｍの円筒状の筺体２を有している。この筺体２内には、筺体２の振動軸線Ｌを中心に環状に巻かれたコイル３と、このコイル３に包囲された円筒状のマグネット４と、筺体２の振動軸線Ｌ方向においてマグネット４の両側に隣接して配置された第１及び第２の錘部６，７と、が収容されている。この振動アクチュエータ１では、可動子８を構成するマグネット４と第１及び第２の錘部６，７と後述する第1及び第２のポールピース２１，２２とが一体となって、コイル３とマグネット４との協働により、筺体２の振動軸線Ｌ方向に沿ってリニアに振動する。
【００１５】
筺体２は、振動軸線Ｌを分割する方向において第１の筐体１０と第２の筐体１１とで２分割されている。より具体的には、２分割された筺体２のうち第１の筺体１０は、筺体２の振動軸線Ｌ方向における一端に位置する円板状の端壁１０ａと、この端壁１０ａから振動軸線Ｌ方向に延びた円筒状の周壁１０ｂと、からなり、第１の錘部６、コイル３、第1及び第２のポールピース２１，２２及びマグネット４を収容している。
【００１６】
第２の筺体１１は、第１の筺体１０に振動軸線Ｌ方向で対向して配置されている。この第２の筺体１１は、筺体２の振動軸線Ｌ方向における他端に位置する円板状の端壁１１ａと、この端壁１１ａから振動軸線Ｌ方向に延びた円筒状の周壁１１ｂと、からなり、第２の錘部７を収容している。第１及び第２の筺体１０，１１は、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）などの磁性体により成形されている。そして、第１の筺体１０と第２の筺体１１との間から、樹脂製のボビン１２の一部をなす端子台１２ｄが露出している。
【００１７】
ボビン１２は、第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂよりも直径が小さく、周壁１０ｂ内に挿入されて周壁１０ｂの内面に隣接するようにコイル３が巻かれる筒状部１２ａと、筒状部１２ａの振動軸線Ｌ方向における両端に形成されたフランジ部１２ｂ，１２ｃと、肉厚のフランジ部１２ｂの外端部から周壁１１ｂに沿って延在する端子台１２ｄと、を有している。筒状部１２ａは、振動軸線Ｌ方向における筺体２の略中央に位置し、一方のフランジ部１２ｃは、第１の筺体１０の周壁１０ｂの内周面に当接し、他方のフランジ部１２ｂは、周壁１０ｂと周壁１１ｂとの間から露出し、周壁１１ｂの表面に沿って延在する端子台１２ｄには、リード線１４に半田付けされる端子１３が固定されている。
【００１８】
そして、第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂの開放側端部同志は、ボビン１２のフランジ部１２ｂが露出する部分を除く位置で互いに突き合わされており、数箇所の溶接部Ｄ１により接合されている（図１参照）。
【００１９】
両端壁１０ａ，１１ａのそれぞれにおける中心位置には、シャフト保持孔１６，１７が形成されており、これらのシャフト保持孔１６，１７の周囲には、バーリング加工によって、端壁１０ａ，１１ａから筺体２の内方に向けて突出する円環状の突起１８，１９が形成されている。そして、このシャフト保持孔１６，１７に、直径約０．６ｍｍの非磁性体からなるシャフト２０の両端が圧入されており、さらに、シャフト２０の両端部は、溶接部Ｄ２（図１参照）によって両端壁１０ａ，１１ａに固定されている。このようにして、シャフト２０は、筺体２の振動軸線Ｌに沿って配置されると共に、振動軸線Ｌ方向において第１の筺体１０と第２の筺体１１とを強固に連結している。そして、このシャフト２０は、前述した可動子８を貫通している。
【００２０】
可動子８についてより詳しく説明すると、マグネット４には、振動軸線Ｌ方向にＳ極とＮ極とが着磁されると共に、シャフト２０の外径よりも直径が若干大きいシャフト貫通孔４ａが形成されている。このマグネット４は、ボビン１２の筒状部１２ａ内に配置されている。さらに、マグネット４とその振動軸線Ｌ方向の両側に配置された第１及び第２の錘部６，７との間には、磁性体からなり振動軸線Ｌに直交する方向のみに延在する円形平板状の第１及び第２のポールピース２１，２２がそれぞれ配置されている。これらポールピース２１，２２は、コイル３とマグネット４と磁性体からなる第１の筺体１０との協働で磁気回路を構成している。この磁気回路は、シャフト２０が非磁性体であるので磁気効率がよい。
【００２１】
円柱状の第１の錘部６は、ボビン１２から振動軸線Ｌ方向で離間させられている。第２の錘部７は、ボビン１２の筒状部１２ａの中空部Ｓ内に挿入される胴部７ａと、第２の筺体１１の端壁１１ａ側で胴部７ａよりも拡径されたフランジ部７ｂと、を有している。そして、マグネット４の端部はボビン１２の筒状部１２ａから突出させられているので、第１の錘部６は、その全長に渡って、第１の筺体１０の内周面のギリギリまで大径化を図ることができる。これによって、非常に小さな筺体２内にあっても、第１の錘部６の大型化を可能にする。
【００２２】
第１及び第２の錘部６，７には、シャフト２０の外径よりも直径が大きいシャフト貫通孔２３，２４が形成されており、シャフト貫通孔２３，２４の途中には、シャフト２０が貫通する第１及び第２の軸受（焼結含油軸受）２５，２６が配置されている。また、第１及び第２の錘部６，７には、シャフト貫通孔２３，２４を途中から拡径して端面まで延びる円柱形状の第１及び第２のばね受入凹部２７，２８が形成されている。
【００２３】
第１のばね受入凹部２７内には、シャフト２０に対して第１の錘部６を支持するための第１の軸受２５が挿入されている。第１の軸受２５と端壁１０ａとの間には、第１のばね受入凹部２７内に挿入された第１の圧縮コイルばね３０が配置され、第１の圧縮コイルばね３０によって第１の軸受２５及び第１の錘部６が付勢されている。また、この第１の圧縮コイルばね３０内をシャフト２０が貫通する。第２のばね受入凹部２８内には、シャフト２０に対して第２の錘部７を支持するための第２の軸受２６が挿入されている。第２の軸受２６と端壁１１ａとの間には、第２のばね受入凹部２８内に挿入された第２の圧縮コイルばね３１が配置され、第２の圧縮コイルばね３１によって第２の軸受２６及び第２の錘部７が付勢されている。また、この第２の圧縮コイルばね３１内をシャフト２０が貫通する。
【００２４】
軸受２５，２６の採用により、錘部６，７がシャフト２０に接触することなく安定した振動が達成されるので、騒音の低減を図ることができる。さらに、ばね受入凹部２７，２８内に軸受を配置させることで、軸受２５，２６を錘部６，７の重心位置に近づけることができ、これによっても、騒音の低減が可能になる。しかも、圧縮コイルばね３０，３１をばね受入凹部内２７，２８に挿入させることで、圧縮コイルばね３０，３１の振動軸線Ｌ方向における全長を長くすることができ、これによって、安定した弾性力を発揮させることができ、しかも接着剤を用いなくとも、軸受２５，２６が錘部６，７から外れ難いといった効果を有する。
【００２５】
ここで、第１の圧縮コイルばね３０及び第２の圧縮コイルばね３１としては、同一の部品が用いられている。第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の一端側には、両端壁１０ａ，１１ａに形成された突起１８，１９が嵌入されており、これにより、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１がシャフト２０に当たることがない。一方、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の他端側は、第１及び第２の錘部６，７のばね受入凹部２７，２８内に挿入されると共に、ばね受入凹部２７，２８内の軸受２５，２６に当接され、各軸受２５，２６は、圧縮コイルばね３０，３１に付勢力により第１及び第２の錘部６，７に圧着させられている。
【００２６】
上記構成により、第１及び第２の錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、同軸上に配置された状態で第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１により振動軸線Ｌ方向に付勢され、この付勢力により、互いに圧着されて一体化されている。従って、第１及び第２の錘部６，７とポールピース２１，２２とマグネット４とを、接着剤を用いなくとも互いに連結することができる。なお、接着剤を用いても良い。これらの部品により構成された可動子８は、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１による付勢力を両側から受けつつ、軸受２５，２６を介してシャフト２０に沿って振動軸線Ｌ方向に移動自在になっている。
【００２７】
振動アクチュエータ１によれば、筺体２の各端壁１０ａ，１１ａにそれぞれの端が固定されたシャフト２０は、マグネット４、ポールピース２１，２２及び錘部６，７を貫通し、固定されたシャフト２０に案内されながら、マグネット４、ポールピース２１，２２及び錘部６，７が一体となって振動するので、錘部６，７の重心の位置が振動軸線Ｌからずれて暴れることが防止され、安定した振動を確保できる。さらに、落下衝撃が生じた場合であっても錘部６，７が筺体２に衝突することが防止され、耐落下衝撃性を向上させることができる。
【００２８】
また、振動軸線Ｌを分割する方向において筺体２は２分割されているので、シャフト２０の両端が筺体２の両端壁１０ａ，１１ａに固定されていると、シャフト２０が連結バーとして機能し、これにより、第１の筺体１０と第２の筺体１１との連結強度が向上する。従って、落下衝撃時に、筺体２が振動軸線Ｌ方向に分断されてしまって、筺体２から錘部６，７やマグネット４が飛び出してしまうような事態を回避させることができる。
【００２９】
さらに、錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１とにより両側から付勢力を受けながら振動するので、安定した振動を確実かつ容易に得ることができる。さらに、対向する第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１を採用することによって、錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、振動軸線Ｌ方向で互いに圧着されて一体化されるので、接着剤を用いなくとも、各部品同志を連結させておくことができる。特に、錘部６，７、マグネット４、ポールピース２１，２２にはシャフト２０が貫通しているので、接着剤がハミ出していると、接着剤とシャフト２０とが摺り合うことで摩擦抵抗を発生するが、振動アクチュエータ１では、このような事態を回避させることができる。
【００３０】
また、振動軸線Ｌ方向において、マグネット４の両側に第１の錘部６と第２の錘部７とを配置させているので、より一層安定した振動を確保することができる。さらに、第１及び第２の錘部６，７は、軸受２５，２６を介してシャフト２０に沿って移動させているので、シャフト２０に沿ったバランスの良い振動が得られる。
【００３１】
また、第１の筺体１０の周壁１０ｂが磁気回路の一部を担っているため、コイル３４，３５を包囲するようなカップ状のヨークを別途用意する必要がなく、径方向における小型化を図ることができる。そして、磁気回路が第１の筺体１０内で完結しているので、第１の筺体１０と第２の筺体１１との境界を磁気が通過することがなく、これによって、磁気損失の低減が図られている。さらにまた、第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１とは、同一の部品であるため、部品の共有化も図られている。
【００３２】
前述したように、コイル３及びマグネット４はそれぞれ一個であるので、小型化に適し、筐体２内でのスペースを有効に利用することができ、その結果として、筐体２内での錘部６，７の大型化を可能にしている。しかも、マグネット４の一端はコイル３の中空部Ｓから外に配置され、マグネット４の他端はコイル３の中空部Ｓ内に配置され、マグネット４の一端には、シャフト２０が貫通する円板状の第１のポールピース２１が配置され、マグネット４の他端には、シャフト２０が貫通して第１のポールピース２１に対して振動軸線Ｌ方向でマグネット４を挟んで平行に対峙する円板状の第２のポールピース２２が配置され、筐体２を磁性体により形成させている。従って、従来のようにカップ状のヨークを利用する必要がないので、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体２の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【００３３】
また、第１のポールピース２１はコイル３の中空部Ｓから外に配置されているので、第１のポールピース２１の周縁を筐体２に接近させるような大型化が可能であり、その結果、磁気回路の効率アップを図ることができる。
【００３４】
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
図３に示されるように、変形例としての振動アクチュエータ１Ａにおいて、筐体２Ａは、第１の筺体１０Ａと第２の筺体１１Ａとで振動軸線Ｌ方向で略２等分割されている。第１の筺体１０Ａの開放端と第２の筺体１１Ａの開放端とは、図示しないが突き合わされて、周方向で溶接により接合されており、磁気の通路は確保されている。この振動アクチュエータ１Ａの磁気回路は、磁性体からなる第１の筺体１０Ａと第２の筺体１１Ａとに依存しており、磁気損失の低減効果は図２の振動アクチュエータ１に劣るが、端子１３を筐体２Ａの中央に配置させることができる。なお、振動アクチュエータ１Ａの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３６】
図４に示されるように、他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｂにおいて、筐体２Ｂは、有底の円筒状をなして全長に渡って延在すると共に、磁性体により形成された筺体本体５０Ａと、筐体本体５０Ａの開口を閉鎖する樹脂製の蓋部５０Ｂと、によって構成されている。この蓋部５０Ｂには、第２の圧縮コイルばね３１の着座安定化を図るための凹部５０ａが形成されている。また、筐体本体５０Ａの内面には空芯コイル５１が固定されている。空芯コイル５１の利用によって、筐体２Ｂ内のスペースの拡大化又は筐体２Ｂの小径化すなわち小型化を可能にする。なお、振動アクチュエータ１Ｂの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３７】
図５に示されるように、更に他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｃにおいて、筐体２Ｃは、第１の筺体１０Ｃと第２の筺体１１Ｃとで振動軸線Ｌ方向で分割されている。第１の筺体１０Ｃの開放端と第２の筺体１１Ｃの開放端とは、図示しないが突き合わされて、周方向で溶接により接合されており、磁気の通路は確保されている。マグネット４の片側のみに錘部５２が配置され、円柱状の錘部５２は、筐体２Ｃ内で大型化が図られ、それに伴って、ばね受入凹部５３内の軸受５４も大型化されている。また、第２の圧縮コイルばね３１の端部は第２のポールピース２２に当接させられている。なお、振動アクチュエータ１Ｃの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３８】
図６に示されるように、更に他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｄにおいて、筐体２Ｄは、有底の円筒状をなして全長に渡って延在すると共に、磁性体により形成された筺体本体５５Ａと、筐体本体５５Ａの開口を閉鎖する樹脂製の蓋部５５Ｂと、によって構成されている。この蓋部５５Ｂには、第２の圧縮コイルばね３１の着座安定化を図るための凹部５５ａが形成され、この凹部５５ａはシャフト２０と同心の円柱状をなしている。蓋部５５Ｂには、空芯コイル５６の中空部Ｓに圧入される環状の凸部５７が形成され、空芯コイル５６は蓋部５５Ｂに接着剤により固定されている。なお、振動アクチュエータ１Ｄの他の構成は、振動アクチュエータ１Ｃと同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３９】
弾性部材として、圧縮コイルばねに限らず板バネであってもよい。例えば、図７に示されるように、振動アクチュエータ１Ｆにおいて、第１の板バネ６１及び第２の板バネ６２を利用して、第１の錘部６３及び第２の錘部６４を支持してもよい。第１及び第２の錘部６３，６４の端部に第１及び第２の軸受２５，２６が配置され、各軸受２５，２６は、板バネ６１，６２のばね受けとして利用されている。第１の板バネ６１と第２の板バネ６２は、同一形状を有し、図８に示されるように、円板に複数の円弧状スリット６０ａと中央開口６０ｂとを打ち抜き加工することで、円錐台形状のばねになっている。なお、円錐コイルばねの適用も可能である。
【００４０】
錘部６，７，５２がタングステンの場合は、表面が粗いことから摩擦抵抗が大きくなったり、孔径の寸法管理が難しくなったりするので、別途に軸受を利用することが好ましい。摩擦抵抗の大きくない材質の場合は、軸受を錘部６，７，５２に作り込むこともできる。例えば、図９に示されるように、振動アクチュエータ１Ｇにおいて、第１の錘部６６及び第２の錘部６７には、シャフト貫通孔６６ａ，６７ａの途中を縮径してなる軸受部６６ｂ，６７ｂが形成されている。また、図１０に示されるように、振動アクチュエータ１Ｈにおいて、第１の錘部６８及び第２の錘部６９には、シャフト貫通孔６８ａ，６９ａの端部を縮径してなる軸受部６８ｂ，６９ｂが形成され、各錘部６８，６９は、第１及び第２の板バネ６１，６２（図８参照）で付勢されている。
【００４１】
前述した筐体２，２Ａ〜２Ｄの断面形状は、円形、四角形、多角形のいずれであってもよい。例えば、図１１に示されるように、振動アクチュエータ１Ｉにおいて、断面四角形の筐体２Ｅ内には、断面四角形のコイル７０、マグネット７１、第１及び第２の錘部７２，７３及び四角形の板状をなす第１及び第２のポールピース７４，７５が収納されている。
【００４２】
シャフト２０は、磁性体であってもよい。
【００４３】
筐体２，２Ａ〜２Ｅは、磁気回路の一部を構成しているので、ポールピース２１，２２の肉厚を考慮したマグネット４，７１の振動予定領域Ｐ（図２参照）に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていればよく、必ずしも筐体全体が磁性体である必要はない。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ〜１Ｉ…振動アクチュエータ、２，２Ａ〜２Ｅ…筐体、３，５１，５６，７０…コイル、４，７１…マグネット、６，７，５２，６３，６４，６６，６７，６８，６９，７２，７３…錘部、８…可動子、１０ａ，１１ａ…筐体の端壁、２０…シャフト、２１，７４…第１のポールピース、２２，７５…第２のポールピース、２５，２６…軸受、２７，２８…ばね受入凹部、３０…第１の圧縮コイルばね(弾性部材)、３１…第２の圧縮コイルばね(弾性部材)、６１，６２…板バネ（弾性部材）Ｌ…振動軸線、Ｓ…コイルの中空部、Ｐ…振動予定領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの携帯無線装置の着信を利用者に知らせるための振動発生源や、タッチパネルの操作感触や遊戯機の臨場感を指や手に伝えるための振動発生源などに利用される小型の振動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００３−２２０３６３号公報がある。この公報に記載された振動アクチュエータは、合成樹脂からなる円筒状のフレーム（筐体）と駆動コイルと可動子とで構成される。フレームの軸方向の一側端には、円筒状のコイルボビンにマグネットワイヤを巻回して形成された駆動コイルが片持ち状態で固定されている。可動子は、磁性材料からなるカップ状ヨークと、ヨーク内に収容されてヨークの底部の内側に一端が固定されたマグネットと、マグネットに対向してヨークの底部の外側に固定された錘と、ヨーク内に収容されてマグネットの他端に固定された磁性材料からなるポールピースと、からなる。この可動子には、フレームに両端が固定された軸（シャフト）が貫通する。可動子は、フレーム内で両側に配置されたコイルばねで挟むようにして付勢され、一方のコイルばねは、カップ状ヨークの開放端を付勢し、他方のコイルばねは錘を付勢している。また、円筒状に巻かれた駆動コイルは、径方向においてカップ状ヨークとマグネットとの間に配置されている。円筒状のフレーム（筐体）は、非磁性体であり、この場合の磁気回路は、マグネットとカップ状ヨークとポールピースとで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２０３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の振動アクチュエータでは、カップ状のヨークが利用され、径方向において、マグネットとカップ状のヨークとの間に駆動コイルが配置されるので、構造が複雑化し、組み立てが難しく、筐体の径を小さくするような小型化が難しいといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である振動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筒状の筺体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて筺体内に配置されたマグネットとの協働により、マグネットが筺体の振動軸線に沿ってリニアに振動する振動アクチュエータにおいて、
筺体の振動軸線に沿って配置され、筺体の振動軸線方向における両端に設けられた端壁に両端が固定されたシャフトと、
シャフトが貫通すると共に、シャフトの延在方向に移動自在なマグネットと、シャフトの延在方向でマグネットに隣接して筺体内に配置され、シャフトが貫通すると共に、マグネットと一体に移動自在な錘部と、を有する可動子と、
可動子と端壁との間に配置され、可動子を振動軸線方向に付勢する弾性部材と、を備え、
コイル及びマグネットはそれぞれ一個であり、
マグネットの一端はコイルの中空部から外に配置され、マグネットの他端はコイルの中空部内に配置され、
マグネットの一端には、シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、マグネットの他端には、シャフトが貫通して第１のポールピースに対して振動軸線方向でマグネットを挟んで対峙する第２のポールピースが配置され、
筐体は、マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この振動アクチュエータにおけるマグネット、ポールピース及び錘部には、シャフトが貫通し、このシャフトの両端は、筺体の振動軸線方向における両端の端壁にそれぞれ固定され、シャフトに案内されながら、マグネット、ポールピース及び錘部が一体となって振動する。固定されたシャフトを利用することで、錘部の重心の位置が振動軸線からずれることが防止され、安定した振動を確保できる。さらに、落下衝撃が生じた場合であっても錘部が筺体に衝突することが防止され、耐落下衝撃性を向上させることができる。また、コイル及びマグネットはそれぞれ一個であるので、小型化に適し、筐体内でのスペースを有効に利用することができ、その結果として、筐体内での錘部の大型化を可能にしている。しかも、マグネットの一端には、シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、マグネットの他端には、シャフトが貫通して第１のポールピースに対して振動軸線方向で対向する第２のポールピースが配置され、筐体は、マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成される。従って、従来のようにカップ状のヨークを利用する必要がないので、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【０００８】
また、第１のポールピースの周縁は、筐体に接近させられていると好適である。
第１のポールピースはコイルの中空部から外に配置されているので、大型化させ易く、その結果、第１のポールピースの周縁を筐体に接近させることができ、磁気回路の効率アップを図ることができる。
【０００９】
また、錘部は、振動軸線方向においてマグネットの両側に配置された第１の錘部と第２の錘部とからなり、弾性部材は、第１の錘部と筺体の一方の端壁との間に配置された第１の圧縮コイルばねと、第２の錘部と筺体の他方の端壁との間に配置された第２の圧縮コイルばねと、からなり、マグネットの一端と第１の錘部との間に第１のポールピースが配置され、マグネットの他端と第２の錘部との間に第２のポールピースが配置されていると好適である。
この場合、錘部、ポールピース、及びマグネットは、第１の圧縮コイルばねと第２の圧縮コイルばねとにより両側から付勢力を受けながら振動するので、安定した振動を確実かつ容易に得ることができる。さらに、錘部とポールピースとマグネットとは、対向する第１の圧縮コイルばねと第２の圧縮コイルばねを採用することによって、振動軸線方向で互いに圧着されて一体化されるので、接着剤を用いなくとも、各部品同志を連結させておくことができる。特に、錘部、マグネット、ポールピースにはシャフトが貫通しているので、接着剤がハミ出していると、接着剤とシャフトとが摺り合うことで摩擦抵抗を発生するが、本発明は、このような事態を回避させることができる。
【００１０】
また、錘部の端部は、振動軸線に沿ってばね受入凹部が形成され、錘部は、ばね受入凹部内に配置された軸受によりシャフトに対して支持され、ばね受入凹部内に挿入された弾性部材により軸受及び錘部が付勢されると好適である。
軸受の採用により、錘部がシャフトに接触することなく安定した振動が達成されるので、騒音の低減を図ることができる。さらに、ばね受入凹部内に軸受を配置させることで、軸受を錘部の重心位置に近づけることができ、これによっても、騒音の低減が可能になる。しかも、弾性部材をばね受入凹部内に挿入させることで、弾性部材の振動軸線方向における全長を長くすることができ、これによって、安定した弾性力を発揮させることができ、しかも接着剤を用いなくとも、軸受が錘部から外れ難いといった効果を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る振動アクチュエータの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示された振動アクチュエータの断面図である。
【図３】本発明に係る振動アクチュエータの第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る振動アクチュエータの第３の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る振動アクチュエータの第４の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る振動アクチュエータの第５の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る振動アクチュエータの第６の実施形態を示す断面図である。
【図８】（ａ）は板バネの平面図であり、（ｂ）は板バネの側面図である。
【図９】本発明に係る振動アクチュエータの第７の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る振動アクチュエータの第８の実施形態を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る振動アクチュエータの第９の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る振動アクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、振動アクチュエータ１は、直径が約４．５ｍｍの円筒状の筺体２を有している。この筺体２内には、筺体２の振動軸線Ｌを中心に環状に巻かれたコイル３と、このコイル３に包囲された円筒状のマグネット４と、筺体２の振動軸線Ｌ方向においてマグネット４の両側に隣接して配置された第１及び第２の錘部６，７と、が収容されている。この振動アクチュエータ１では、可動子８を構成するマグネット４と第１及び第２の錘部６，７と後述する第1及び第２のポールピース２１，２２とが一体となって、コイル３とマグネット４との協働により、筺体２の振動軸線Ｌ方向に沿ってリニアに振動する。
【００１５】
筺体２は、振動軸線Ｌを分割する方向において第１の筐体１０と第２の筐体１１とで２分割されている。より具体的には、２分割された筺体２のうち第１の筺体１０は、筺体２の振動軸線Ｌ方向における一端に位置する円板状の端壁１０ａと、この端壁１０ａから振動軸線Ｌ方向に延びた円筒状の周壁１０ｂと、からなり、第１の錘部６、コイル３、第1及び第２のポールピース２１，２２及びマグネット４を収容している。
【００１６】
第２の筺体１１は、第１の筺体１０に振動軸線Ｌ方向で対向して配置されている。この第２の筺体１１は、筺体２の振動軸線Ｌ方向における他端に位置する円板状の端壁１１ａと、この端壁１１ａから振動軸線Ｌ方向に延びた円筒状の周壁１１ｂと、からなり、第２の錘部７を収容している。第１及び第２の筺体１０，１１は、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）などの磁性体により成形されている。そして、第１の筺体１０と第２の筺体１１との間から、樹脂製のボビン１２の一部をなす端子台１２ｄが露出している。
【００１７】
ボビン１２は、第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂよりも直径が小さく、周壁１０ｂ内に挿入されて周壁１０ｂの内面に隣接するようにコイル３が巻かれる筒状部１２ａと、筒状部１２ａの振動軸線Ｌ方向における両端に形成されたフランジ部１２ｂ，１２ｃと、肉厚のフランジ部１２ｂの外端部から周壁１１ｂに沿って延在する端子台１２ｄと、を有している。筒状部１２ａは、振動軸線Ｌ方向における筺体２の略中央に位置し、一方のフランジ部１２ｃは、第１の筺体１０の周壁１０ｂの内周面に当接し、他方のフランジ部１２ｂは、周壁１０ｂと周壁１１ｂとの間から露出し、周壁１１ｂの表面に沿って延在する端子台１２ｄには、リード線１４に半田付けされる端子１３が固定されている。
【００１８】
そして、第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂの開放側端部同志は、ボビン１２のフランジ部１２ｂが露出する部分を除く位置で互いに突き合わされており、数箇所の溶接部Ｄ１により接合されている（図１参照）。
【００１９】
両端壁１０ａ，１１ａのそれぞれにおける中心位置には、シャフト保持孔１６，１７が形成されており、これらのシャフト保持孔１６，１７の周囲には、バーリング加工によって、端壁１０ａ，１１ａから筺体２の内方に向けて突出する円環状の突起１８，１９が形成されている。そして、このシャフト保持孔１６，１７に、直径約０．６ｍｍの非磁性体からなるシャフト２０の両端が圧入されており、さらに、シャフト２０の両端部は、溶接部Ｄ２（図１参照）によって両端壁１０ａ，１１ａに固定されている。このようにして、シャフト２０は、筺体２の振動軸線Ｌに沿って配置されると共に、振動軸線Ｌ方向において第１の筺体１０と第２の筺体１１とを強固に連結している。そして、このシャフト２０は、前述した可動子８を貫通している。
【００２０】
可動子８についてより詳しく説明すると、マグネット４には、振動軸線Ｌ方向にＳ極とＮ極とが着磁されると共に、シャフト２０の外径よりも直径が若干大きいシャフト貫通孔４ａが形成されている。このマグネット４は、ボビン１２の筒状部１２ａ内に配置されている。さらに、マグネット４とその振動軸線Ｌ方向の両側に配置された第１及び第２の錘部６，７との間には、磁性体からなり振動軸線Ｌに直交する方向のみに延在する円形平板状の第１及び第２のポールピース２１，２２がそれぞれ配置されている。これらポールピース２１，２２は、コイル３とマグネット４と磁性体からなる第１の筺体１０との協働で磁気回路を構成している。この磁気回路は、シャフト２０が非磁性体であるので磁気効率がよい。
【００２１】
円柱状の第１の錘部６は、ボビン１２から振動軸線Ｌ方向で離間させられている。第２の錘部７は、ボビン１２の筒状部１２ａの中空部Ｓ内に挿入される胴部７ａと、第２の筺体１１の端壁１１ａ側で胴部７ａよりも拡径されたフランジ部７ｂと、を有している。そして、マグネット４の端部はボビン１２の筒状部１２ａから突出させられているので、第１の錘部６は、その全長に渡って、第１の筺体１０の内周面のギリギリまで大径化を図ることができる。これによって、非常に小さな筺体２内にあっても、第１の錘部６の大型化を可能にする。
【００２２】
第１及び第２の錘部６，７には、シャフト２０の外径よりも直径が大きいシャフト貫通孔２３，２４が形成されており、シャフト貫通孔２３，２４の途中には、シャフト２０が貫通する第１及び第２の軸受（焼結含油軸受）２５，２６が配置されている。また、第１及び第２の錘部６，７には、シャフト貫通孔２３，２４を途中から拡径して端面まで延びる円柱形状の第１及び第２のばね受入凹部２７，２８が形成されている。
【００２３】
第１のばね受入凹部２７内には、シャフト２０に対して第１の錘部６を支持するための第１の軸受２５が挿入されている。第１の軸受２５と端壁１０ａとの間には、第１のばね受入凹部２７内に挿入された第１の圧縮コイルばね３０が配置され、第１の圧縮コイルばね３０によって第１の軸受２５及び第１の錘部６が付勢されている。また、この第１の圧縮コイルばね３０内をシャフト２０が貫通する。第２のばね受入凹部２８内には、シャフト２０に対して第２の錘部７を支持するための第２の軸受２６が挿入されている。第２の軸受２６と端壁１１ａとの間には、第２のばね受入凹部２８内に挿入された第２の圧縮コイルばね３１が配置され、第２の圧縮コイルばね３１によって第２の軸受２６及び第２の錘部７が付勢されている。また、この第２の圧縮コイルばね３１内をシャフト２０が貫通する。
【００２４】
軸受２５，２６の採用により、錘部６，７がシャフト２０に接触することなく安定した振動が達成されるので、騒音の低減を図ることができる。さらに、ばね受入凹部２７，２８内に軸受を配置させることで、軸受２５，２６を錘部６，７の重心位置に近づけることができ、これによっても、騒音の低減が可能になる。しかも、圧縮コイルばね３０，３１をばね受入凹部内２７，２８に挿入させることで、圧縮コイルばね３０，３１の振動軸線Ｌ方向における全長を長くすることができ、これによって、安定した弾性力を発揮させることができ、しかも接着剤を用いなくとも、軸受２５，２６が錘部６，７から外れ難いといった効果を有する。
【００２５】
ここで、第１の圧縮コイルばね３０及び第２の圧縮コイルばね３１としては、同一の部品が用いられている。第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の一端側には、両端壁１０ａ，１１ａに形成された突起１８，１９が嵌入されており、これにより、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１がシャフト２０に当たることがない。一方、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の他端側は、第１及び第２の錘部６，７のばね受入凹部２７，２８内に挿入されると共に、ばね受入凹部２７，２８内の軸受２５，２６に当接され、各軸受２５，２６は、圧縮コイルばね３０，３１に付勢力により第１及び第２の錘部６，７に圧着させられている。
【００２６】
上記構成により、第１及び第２の錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、同軸上に配置された状態で第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１により振動軸線Ｌ方向に付勢され、この付勢力により、互いに圧着されて一体化されている。従って、第１及び第２の錘部６，７とポールピース２１，２２とマグネット４とを、接着剤を用いなくとも互いに連結することができる。なお、接着剤を用いても良い。これらの部品により構成された可動子８は、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１による付勢力を両側から受けつつ、軸受２５，２６を介してシャフト２０に沿って振動軸線Ｌ方向に移動自在になっている。
【００２７】
振動アクチュエータ１によれば、筺体２の各端壁１０ａ，１１ａにそれぞれの端が固定されたシャフト２０は、マグネット４、ポールピース２１，２２及び錘部６，７を貫通し、固定されたシャフト２０に案内されながら、マグネット４、ポールピース２１，２２及び錘部６，７が一体となって振動するので、錘部６，７の重心の位置が振動軸線Ｌからずれて暴れることが防止され、安定した振動を確保できる。さらに、落下衝撃が生じた場合であっても錘部６，７が筺体２に衝突することが防止され、耐落下衝撃性を向上させることができる。
【００２８】
また、振動軸線Ｌを分割する方向において筺体２は２分割されているので、シャフト２０の両端が筺体２の両端壁１０ａ，１１ａに固定されていると、シャフト２０が連結バーとして機能し、これにより、第１の筺体１０と第２の筺体１１との連結強度が向上する。従って、落下衝撃時に、筺体２が振動軸線Ｌ方向に分断されてしまって、筺体２から錘部６，７やマグネット４が飛び出してしまうような事態を回避させることができる。
【００２９】
さらに、錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１とにより両側から付勢力を受けながら振動するので、安定した振動を確実かつ容易に得ることができる。さらに、対向する第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１を採用することによって、錘部６，７、ポールピース２１，２２、及びマグネット４は、振動軸線Ｌ方向で互いに圧着されて一体化されるので、接着剤を用いなくとも、各部品同志を連結させておくことができる。特に、錘部６，７、マグネット４、ポールピース２１，２２にはシャフト２０が貫通しているので、接着剤がハミ出していると、接着剤とシャフト２０とが摺り合うことで摩擦抵抗を発生するが、振動アクチュエータ１では、このような事態を回避させることができる。
【００３０】
また、振動軸線Ｌ方向において、マグネット４の両側に第１の錘部６と第２の錘部７とを配置させているので、より一層安定した振動を確保することができる。さらに、第１及び第２の錘部６，７は、軸受２５，２６を介してシャフト２０に沿って移動させているので、シャフト２０に沿ったバランスの良い振動が得られる。
【００３１】
また、第１の筺体１０の周壁１０ｂが磁気回路の一部を担っているため、コイル３４，３５を包囲するようなカップ状のヨークを別途用意する必要がなく、径方向における小型化を図ることができる。そして、磁気回路が第１の筺体１０内で完結しているので、第１の筺体１０と第２の筺体１１との境界を磁気が通過することがなく、これによって、磁気損失の低減が図られている。さらにまた、第１の圧縮コイルばね３０と第２の圧縮コイルばね３１とは、同一の部品であるため、部品の共有化も図られている。
【００３２】
前述したように、コイル３及びマグネット４はそれぞれ一個であるので、小型化に適し、筐体２内でのスペースを有効に利用することができ、その結果として、筐体２内での錘部６，７の大型化を可能にしている。しかも、マグネット４の一端はコイル３の中空部Ｓから外に配置され、マグネット４の他端はコイル３の中空部Ｓ内に配置され、マグネット４の一端には、シャフト２０が貫通する円板状の第１のポールピース２１が配置され、マグネット４の他端には、シャフト２０が貫通して第１のポールピース２１に対して振動軸線Ｌ方向でマグネット４を挟んで平行に対峙する円板状の第２のポールピース２２が配置され、筐体２を磁性体により形成させている。従って、従来のようにカップ状のヨークを利用する必要がないので、構造が簡素化し、組み立てが容易で、筐体２の径を小さくするような小型化の促進が容易である。
【００３３】
また、第１のポールピース２１はコイル３の中空部Ｓから外に配置されているので、第１のポールピース２１の周縁を筐体２に接近させるような大型化が可能であり、その結果、磁気回路の効率アップを図ることができる。
【００３４】
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
図３に示されるように、変形例としての振動アクチュエータ１Ａにおいて、筐体２Ａは、第１の筺体１０Ａと第２の筺体１１Ａとで振動軸線Ｌ方向で略２等分割されている。第１の筺体１０Ａの開放端と第２の筺体１１Ａの開放端とは、図示しないが突き合わされて、周方向で溶接により接合されており、磁気の通路は確保されている。この振動アクチュエータ１Ａの磁気回路は、磁性体からなる第１の筺体１０Ａと第２の筺体１１Ａとに依存しており、磁気損失の低減効果は図２の振動アクチュエータ１に劣るが、端子１３を筐体２Ａの中央に配置させることができる。なお、振動アクチュエータ１Ａの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３６】
図４に示されるように、他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｂにおいて、筐体２Ｂは、有底の円筒状をなして全長に渡って延在すると共に、磁性体により形成された筺体本体５０Ａと、筐体本体５０Ａの開口を閉鎖する樹脂製の蓋部５０Ｂと、によって構成されている。この蓋部５０Ｂには、第２の圧縮コイルばね３１の着座安定化を図るための凹部５０ａが形成されている。また、筐体本体５０Ａの内面には空芯コイル５１が固定されている。空芯コイル５１の利用によって、筐体２Ｂ内のスペースの拡大化又は筐体２Ｂの小径化すなわち小型化を可能にする。なお、振動アクチュエータ１Ｂの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３７】
図５に示されるように、更に他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｃにおいて、筐体２Ｃは、第１の筺体１０Ｃと第２の筺体１１Ｃとで振動軸線Ｌ方向で分割されている。第１の筺体１０Ｃの開放端と第２の筺体１１Ｃの開放端とは、図示しないが突き合わされて、周方向で溶接により接合されており、磁気の通路は確保されている。マグネット４の片側のみに錘部５２が配置され、円柱状の錘部５２は、筐体２Ｃ内で大型化が図られ、それに伴って、ばね受入凹部５３内の軸受５４も大型化されている。また、第２の圧縮コイルばね３１の端部は第２のポールピース２２に当接させられている。なお、振動アクチュエータ１Ｃの他の構成は、振動アクチュエータ１と同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３８】
図６に示されるように、更に他の変形例としての振動アクチュエータ１Ｄにおいて、筐体２Ｄは、有底の円筒状をなして全長に渡って延在すると共に、磁性体により形成された筺体本体５５Ａと、筐体本体５５Ａの開口を閉鎖する樹脂製の蓋部５５Ｂと、によって構成されている。この蓋部５５Ｂには、第２の圧縮コイルばね３１の着座安定化を図るための凹部５５ａが形成され、この凹部５５ａはシャフト２０と同心の円柱状をなしている。蓋部５５Ｂには、空芯コイル５６の中空部Ｓに圧入される環状の凸部５７が形成され、空芯コイル５６は蓋部５５Ｂに接着剤により固定されている。なお、振動アクチュエータ１Ｄの他の構成は、振動アクチュエータ１Ｃと同等又は同一であり、同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３９】
弾性部材として、圧縮コイルばねに限らず板バネであってもよい。例えば、図７に示されるように、振動アクチュエータ１Ｆにおいて、第１の板バネ６１及び第２の板バネ６２を利用して、第１の錘部６３及び第２の錘部６４を支持してもよい。第１及び第２の錘部６３，６４の端部に第１及び第２の軸受２５，２６が配置され、各軸受２５，２６は、板バネ６１，６２のばね受けとして利用されている。第１の板バネ６１と第２の板バネ６２は、同一形状を有し、図８に示されるように、円板に複数の円弧状スリット６０ａと中央開口６０ｂとを打ち抜き加工することで、円錐台形状のばねになっている。なお、円錐コイルばねの適用も可能である。
【００４０】
錘部６，７，５２がタングステンの場合は、表面が粗いことから摩擦抵抗が大きくなったり、孔径の寸法管理が難しくなったりするので、別途に軸受を利用することが好ましい。摩擦抵抗の大きくない材質の場合は、軸受を錘部６，７，５２に作り込むこともできる。例えば、図９に示されるように、振動アクチュエータ１Ｇにおいて、第１の錘部６６及び第２の錘部６７には、シャフト貫通孔６６ａ，６７ａの途中を縮径してなる軸受部６６ｂ，６７ｂが形成されている。また、図１０に示されるように、振動アクチュエータ１Ｈにおいて、第１の錘部６８及び第２の錘部６９には、シャフト貫通孔６８ａ，６９ａの端部を縮径してなる軸受部６８ｂ，６９ｂが形成され、各錘部６８，６９は、第１及び第２の板バネ６１，６２（図８参照）で付勢されている。
【００４１】
前述した筐体２，２Ａ〜２Ｄの断面形状は、円形、四角形、多角形のいずれであってもよい。例えば、図１１に示されるように、振動アクチュエータ１Ｉにおいて、断面四角形の筐体２Ｅ内には、断面四角形のコイル７０、マグネット７１、第１及び第２の錘部７２，７３及び四角形の板状をなす第１及び第２のポールピース７４，７５が収納されている。
【００４２】
シャフト２０は、磁性体であってもよい。
【００４３】
筐体２，２Ａ〜２Ｅは、磁気回路の一部を構成しているので、ポールピース２１，２２の肉厚を考慮したマグネット４，７１の振動予定領域Ｐ（図２参照）に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていればよく、必ずしも筐体全体が磁性体である必要はない。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ〜１Ｉ…振動アクチュエータ、２，２Ａ〜２Ｅ…筐体、３，５１，５６，７０…コイル、４，７１…マグネット、６，７，５２，６３，６４，６６，６７，６８，６９，７２，７３…錘部、８…可動子、１０ａ，１１ａ…筐体の端壁、２０…シャフト、２１，７４…第１のポールピース、２２，７５…第２のポールピース、２５，２６…軸受、２７，２８…ばね受入凹部、３０…第１の圧縮コイルばね(弾性部材)、３１…第２の圧縮コイルばね(弾性部材)、６１，６２…板バネ（弾性部材）Ｌ…振動軸線、Ｓ…コイルの中空部、Ｐ…振動予定領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の筺体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて前記筺体内に配置されたマグネットとの協働により、前記マグネットが前記筺体の振動軸線に沿ってリニアに振動する振動アクチュエータにおいて、
前記筺体の前記振動軸線に沿って配置され、前記筺体の前記振動軸線方向における両端に設けられた端壁に両端が固定されたシャフトと、
前記シャフトが貫通すると共に、前記シャフトの延在方向に移動自在な前記マグネットと、前記シャフトの延在方向で前記マグネットに隣接して前記筺体内に配置され、前記シャフトが貫通すると共に、前記マグネットと一体に移動自在な錘部と、を有する可動子と、
前記可動子と前記端壁との間に配置され、前記可動子を前記振動軸線方向に付勢する弾性部材と、を備え、
前記コイル及び前記マグネットはそれぞれ一個であり、
前記マグネットの一端は前記コイルの中空部から外に配置され、前記マグネットの他端は前記コイルの前記中空部内に配置され、
前記マグネットの前記一端には、前記シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、前記マグネットの前記他端には、前記シャフトが貫通して前記第１のポールピースに対して前記振動軸線方向で前記マグネットを挟んで対峙する第２のポールピースが配置され、
前記筐体は、前記マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のポールピースの周縁は、前記筐体に接近させられてい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】
前記錘部は、前記振動軸線方向において前記マグネットの両側に配置された第１の錘部と第２の錘部とからなり、
前記弾性部材は、前記第１の錘部と前記筺体の一方の端壁との間に配置された第１の圧縮コイルばねと、前記第２の錘部と前記筺体の他方の端壁との間に配置された第２の圧縮コイルばねと、からなり、
前記マグネットの前記一端と前記第１の錘部との間に前記第１のポールピースが配置され、前記マグネットの前記他端と前記第２の錘部との間に前記第２のポールピースが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記錘部の端部は、前記振動軸線に沿ってばね受入凹部が形成され、前記錘部は、前記ばね受入凹部内に配置された軸受により前記シャフトに対して支持され、前記ばね受入凹部内に挿入された前記弾性部材により前記軸受及び前記錘部が付勢されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１】
筒状の筺体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて前記筺体内に配置されたマグネットとの協働により、前記マグネットが前記筺体の振動軸線に沿ってリニアに振動する振動アクチュエータにおいて、
前記筺体の前記振動軸線に沿って配置され、前記筺体の前記振動軸線方向における両端に設けられた端壁に両端が固定されたシャフトと、
前記シャフトが貫通すると共に、前記シャフトの延在方向に移動自在な前記マグネットと、前記シャフトの延在方向で前記マグネットに隣接して前記筺体内に配置され、前記シャフトが貫通すると共に、前記マグネットと一体に移動自在な錘部と、を有する可動子と、
前記可動子と前記端壁との間に配置され、前記可動子を前記振動軸線方向に付勢する弾性部材と、を備え、
前記コイル及び前記マグネットはそれぞれ一個であり、
前記マグネットの一端は前記コイルの中空部から外に配置され、前記マグネットの他端は前記コイルの前記中空部内に配置され、
前記マグネットの前記一端には、前記シャフトが貫通する第１のポールピースが配置され、前記マグネットの前記他端には、前記シャフトが貫通して前記第１のポールピースに対して前記振動軸線方向で前記マグネットを挟んで対峙する第２のポールピースが配置され、
前記筐体は、前記マグネットの振動予定領域に対応した部分が少なくとも磁性体により形成されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のポールピースの周縁は、前記筐体に接近させられてい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】
前記錘部は、前記振動軸線方向において前記マグネットの両側に配置された第１の錘部と第２の錘部とからなり、
前記弾性部材は、前記第１の錘部と前記筺体の一方の端壁との間に配置された第１の圧縮コイルばねと、前記第２の錘部と前記筺体の他方の端壁との間に配置された第２の圧縮コイルばねと、からなり、
前記マグネットの前記一端と前記第１の錘部との間に前記第１のポールピースが配置され、前記マグネットの前記他端と前記第２の錘部との間に前記第２のポールピースが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記錘部の端部は、前記振動軸線に沿ってばね受入凹部が形成され、前記錘部は、前記ばね受入凹部内に配置された軸受により前記シャフトに対して支持され、前記ばね受入凹部内に挿入された前記弾性部材により前記軸受及び前記錘部が付勢されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の振動アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１３６８３（Ｐ２０１２−２１３６８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９４３６（Ｐ２０１１−７９４３６）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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