振動アクチュエータ
【課題】シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを防止することができ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では、第１及び第２の錘部６，７に、シャフト２０に対して摺動可能な軸受２５，２６を設け、移動規制部３６，３７によって、第１及び第２の錘部６，７に対してマグネット４がシャフト２０の径方向に移動することを規制する。軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７との協働により、シャフト２０の径方向におけるマグネット４のがたつきを防止する。
【解決手段】振動アクチュエータ１では、第１及び第２の錘部６，７に、シャフト２０に対して摺動可能な軸受２５，２６を設け、移動規制部３６，３７によって、第１及び第２の錘部６，７に対してマグネット４がシャフト２０の径方向に移動することを規制する。軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７との協働により、シャフト２０の径方向におけるマグネット４のがたつきを防止する。
【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、下記特許文献１に記載されるように、円筒状の筐体内にシャフトが固定され、このシャフトに沿って可動子が振動する振動アクチュエータが知られている。この振動アクチュエータの可動子は、シャフト上に配設されたカップ状のヨークと、ヨークの外周底面に接着された錘と、ヨーク内に配置されたマグネットとからなり、これらのヨーク、錘、及びマグネットがシャフトと同軸状に設けられている。可動子は、軸線方向の両側でコイルばねによって保持される。カップ状のヨークとマグネットとの間には、マグネットを包囲するようにしてコイルボビン及び駆動コイルが配置されている。
【０００３】
上記のように構成された可動子は、振動の際、シャフトに沿って摺動する。さらに、シャフトの一部において径が縮小された段部を設けることにより、可動子のマグネットを段部から離間させ、段部にマグネットが接触することを防止している。これによって、可動子とシャフトとの間に生じる摩擦を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、上記の振動アクチュエータでは、ヨークに対するマグネットの固定方法については何ら開示されていない。そのため、ヨークに対するマグネットの固定が不十分な場合には、マグネットの位置がシャフトの径方向にずれることによって、マグネットがシャフトの径方向にがたつく虞がある。
【０００６】
本発明は、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを防止することができ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】
【０００７】
本発明に係る振動アクチュエータは、筒状の筐体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて筐体内に配置されたマグネットとの協働により、マグネットが筐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、振動軸線に沿って配置され、振動軸線方向における筐体の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、筐体内に配置され、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、錘部は、シャフトに沿って摺動可能な軸受部を有し、可動子には、錘部に対してマグネットがシャフトの径方向に移動することを規制する移動規制部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この振動アクチュエータによれば、マグネット及び錘部を有する可動子が、弾性部材からの付勢力を受けながら、シャフトの延在方向すなわち振動軸線方向に振動する。ここで、錘部は、シャフトに対して摺動可能な軸受部を有しており、マグネットとシャフトとの間には、所定の間隔を有することになる。そこでマグネットは、移動規制部により、軸受部を有する錘部に対してシャフトの径方向に移動することが規制されているので、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを、軸受部をもった錘部との協働により防止することができる。
【０００９】
また、可動子は、シャフトが貫通すると共に、マグネットと錘部との間に配置されたヨークを有し、移動規制部は、錘部とヨークとの凹凸嵌合およびヨークとマグネットとの凹凸嵌合によって、マグネットがシャフトの径方向に移動することを規制すると好適である。この場合、可動子を構成する部材同士の凹凸嵌合によって、マグネットの径方向への移動が規制されるので、錘部、ヨーク、マグネットの各接合端面の形状変更のみで良く、簡易な構成によりマグネットのがたつきを防止することができる。
【００１０】
また、ヨークは、シャフトの周囲に配置される第１の環状部と、第１の環状部の外周側に位置すると共に、第１の環状部に対して振動軸線方向にずれて配置される第２の環状部と、を有すると好適である。この場合、第１の環状部と第２の環状部とによって、振動軸線方向における凹凸形状が形成される。よって、このような凹凸形状を有するヨークの接合端面と、錘部およびマグネットのそれぞれの接合端面との凹凸嵌合により、マグネットの径方向への移動を確実に規制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを防止することができる。
【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実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の振動アクチュエータの斜視図である。
【図３】図１中の可動子の分解斜視図である。
【図４】図１中のマグネット付近を拡大して示す断面図である。
【図５】振動アクチュエータの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図６】振動アクチュエータの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図７】振動アクチュエータの第４実施形態を示す縦断面図である。
【図８】振動アクチュエータの第５実施形態を示す縦断面図である。
【図９】振動アクチュエータの第６実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】振動アクチュエータの第７実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】振動アクチュエータの第９実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】振動アクチュエータの第１０実施形態を示す斜視図である。
【図１４】可動子の他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、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１〜図３に示すように、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Ａ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Ａ方向においてマグネット４の両側に配置された第１及び第２の錘部６，７と、が収容されている。マグネット４と第１及び第２の錘部６，７との間には、磁性体からなる円環状のポールヨーク１４，１５がそれぞれ配置されている。このポールヨーク１４，１５は、コイル３、マグネット４及び第１の筺体１０と一緒になって磁気回路を効率良く形成するためのものである。
【００１５】
この振動アクチュエータ１では、マグネット４、第１及び第２の錘部６，７、及びポールヨーク１４，１５からなる可動子８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Ａ方向に沿ってリニアに振動する。
【００１６】
筺体２は、振動軸線Ａ方向において２分割されている。より具体的には、筺体２の第１の筺体１０は、筺体２の振動軸線Ａ方向の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Ａ方向に円筒状に延びた周壁１０ｂとによって、第１の錘部６、コイル３、マグネット４、及びポールヨーク１４，１５を収容している。筺体２の第２の筺体１１は、第１の筺体１０に振動軸線Ａ方向で対向して配置される。この第２の筺体１１は、筺体２の振動軸線Ａ方向の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Ａ方向に円筒状に延びた周壁１１ｂとによって、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、磁性体により形成されている。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内に挿入されてコイル３が巻かれる筒状部１２ａと、筒状部１２ａの振動軸線Ａ方向における両端に連設されたフランジ部１２ｂ，１２ｃと、肉厚のフランジ部１２ｂに連設されて筺体２から突出する端子台１２ｄと、を有している。筒状部１２ａは、振動軸線Ａ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の内周面に当接している。他方の肉厚のフランジ部１２ｂは、周壁１０ｂ，１１ｂの各端部の内周面に当接している。端子台１２ｄには、端子１３が固定され、端子１３にはコイル３の端部が絡げられている。
【００１８】
第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂの端部同志は、ボビン１２の端子台１２ｄ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、数箇所の溶接部により連結されている。
【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の端部は、溶接によって両端壁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Ａに沿って配置されると共に、振動軸線Ａ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。このシャフト２０は、前述したマグネット４、第１及び第２の錘部６，７、及びポールヨーク１４，１５からなる可動子８に貫通している。
【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Ａ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。
【００２１】
第１の錘部６は、ボビン１２の筒状部１２ａの一方の開口から挿入された胴部６ａと、第１の筺体１０の端壁１０ａ側で胴部６ａよりも拡径されたフランジ部６ｂと、を有している。第２の錘部７は、ボビン１２の筒状部１２ａの他方の開口から挿入された胴部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。ボビン１２のフランジ部１２ｂが肉厚に形成されてシャフト２０の延在方向の空間を占有する分、第２の錘部７のフランジ部７ｂは、第１の錘部６のフランジ部６ｂよりも延在方向における厚みが薄くなっている。錘部６，７にフランジ部６ｂ，７ｂが形成されることで、非常に小さな筺体２内にあっても、錘部６，７における重量の増大を図ることができる。
【００２２】
第１及び第２の錘部６，７の胴部６ａ，７ａには、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２３，２４が形成されている。また、第１及び第２の錘部６，７のフランジ部６ｂ，７ｂには、胴部６ａ，７ａのシャフト貫通孔２３，２４よりもさらに拡径された円柱形状のばね受入孔２７，２８が、シャフト貫通孔２３，２４に連通すると共にシャフト貫通孔２３，２４と同軸に形成されている。
【００２３】
ばね受入孔２７，２８内には、円筒状の軸受（軸受部）２５，２６が圧入されている。軸受２５，２６の外周面は、ばね受入孔２７，２８の周面に当接すると共に、軸受２５，２６の内周面は、シャフト２０に当接している。軸受２５，２６のマグネット４側の端面は、ばね受入孔２７，２８とシャフト貫通孔２３，２４との間に形成された円環状の段部３２，３３に当接している。軸受２５，２６は、第１及び第２の錘部６，７を支持しながら、シャフト２０に沿って摺動する。このように、第１及び第２の錘部６，７が上記の軸受２５，２６を有することにより、マグネット４及びポールヨーク１４，１５と、シャフト２０との間には、所定の間隔を有することになる。
【００２４】
さらに、第１の錘部６と端壁１０ａとの間には、ばね受入孔２７に挿入された第１の圧縮コイルばね３０が配置され、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の錘部７と端壁１１ａとの間には、ばね受入孔２８に挿入された第２の圧縮コイルばね３１が配置され、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。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。
【００２５】
第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の一端には、シャフト保持孔１６，１７の周囲に形成された前述の突起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に当たることなく確実に保持されている。一方、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の他端は、第１及び第２の錘部６，７のばね受入孔２７，２８内に挿入されると共に、上記の軸受２５，２６に圧接されている。
【００２６】
ここで、振動アクチュエータ１にあっては、可動子８のマグネット４は、第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することを規制されている。具体的には、円環状のポールヨーク１４は、シャフト２０の周囲に配置される第１の環状部１４ａと、第１の環状部１４ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１４ａに対して振動軸線Ａ方向で端壁１０ａ側にずれて配置される第２の環状部１４ｂとを有している。円環状のポールヨーク１５は、シャフト２０の周囲に配置される第１の環状部１５ａと、第１の環状部１５ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１５ａに対して振動軸線Ａ方向で端壁１１ａ側にずれて配置される第２の環状部１５ｂとを有している。
【００２７】
図４に示すように、第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとの間には、マグネット４側において、シャフト２０の径方向外方に面するリング状の段状面１４ｃ，１５ｃが形成される。第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとの間には、第１及び第２の錘部６，７側において、シャフト２０の径方向内方に面するリング状の段状面１４ｄ，１５ｄが形成される。このように、ポールヨーク１４，１５は、異径の環状部の境界で段付き形状をなしており、シャフト２０の延在方向において凹凸形状をなしている。ポールヨーク１４，１５としては、同一の部品が用いられており、部品の共有化が図られている。
【００２８】
マグネット４の両端には、段状面１４ｃ，１５ｃに当接すると共に、第２の環状部１４ｂ，１５ｂに当接する円環状の突出部４ｂ，４ｃが形成されている。また、第１の錘部６の胴部６ａには、段状面１４ｄに当接すると共に、第１の環状部１４ａに当接する円柱状の突出部６ｃが形成されている。第２の錘部７の胴部７ａには、段状面１５ｄに当接すると共に、第１の環状部１５ａに当接する円柱状の突出部７ｃが形成されている。
【００２９】
言い換えれば、図２に示すように、第１の錘部６とポールヨーク１４との間の接合端面Ｃ、ポールヨーク１４とマグネット４との間の接合端面Ｄ、第２の錘部７とポールヨーク１５との接合端面Ｅ、及びポールヨーク１５とマグネット４との接合端面Ｆは、それぞれ段付きの円環状に形成されている。
【００３０】
このようにして、ポールヨーク１４に対し、第１の錘部６及びマグネット４が凹凸嵌合されると共に、ポールヨーク１５に対し、第２の錘部７及びマグネット４が凹凸嵌合される。これらの凹凸嵌合により、マグネット４は、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することを規制される。ポールヨーク１４、突出部４ｂ、及び突出部６ｃによって、移動規制部３６が構成され、ポールヨーク１５、突出部４ｃ、及び突出部７ｃによって、移動規制部３７が構成されている（図２及び図３参照）。
【００３１】
上記構成により、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、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Ａ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。しかも、移動規制部３６，３７によって、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４が同軸上にセンタリングされており、マグネット４やポールヨーク１４，１５がシャフト２０の径方向にずれることが防止されている。よって、マグネット４やポールヨーク１４，１５のシャフト２０への接触が防止されている。さらに、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４を、接着剤を用いることなく互いに連結することができる。
【００３２】
なお、ここで、フランジ部７ｂのマグネット４側には、シャフト２０の延在方向に対して垂直に延びる円環状の端面７ｃが形成されており、この端面７ｃは、ボビン１２のフランジ部１２ｂにおける端壁１１ａ側の端面１２ｅに対向している。そして、フランジ部７ｂの端面７ｃから、マグネット４の突出部４ｂの表面までの長さは、フランジ部１２ｂの端面１２ｅからフランジ部１２ｃの端壁１０ａ側の端面１２ｆまでの長さに略等しくなっている。このような構成により、振動アクチュエータ１の組立時において、第２の筺体１１にシャフト２０を圧入し、このシャフト２０に第２の圧縮コイルばね３１、軸受２６、第２の錘部７、ポールヨーク１５、及びマグネット４を通して重ね合わせ、これらをボビン１２内に挿入しつつボビン１２を第２の筺体１１に取り付けると、マグネット４の突出部４ｂの表面がフランジ部１２ｃの開口から露出するため、その後ポールヨーク１４や第１の錘部６等を組み易くなる。
【００３３】
また、ボビン１２の筒状部１２ａに巻かれたコイル３は、振動軸線Ａ方向に多少離間して並設された第１のコイル３４と第２のコイル３５とからなっており、第１及び第２のコイル３４，３５は、周壁１０ｂに内接するようにして周壁１０ｂにより包囲されている。すなわち、第１及び第２のコイル３４，３５は、ボビン１２の筒状部１２ａと周壁１０ｂとによって囲まれた空間Ｂ内に配置されている。さらに、第１のコイル３４と第２のコイル３５には、巻かれる方向において、逆の向きの電流が流される。
【００３４】
以上のように構成された振動アクチュエータ１では、外部からリード線（図示せず）及び端子１３を介してコイル３に通電されると、コイル３４，３５によって磁界が形成され、マグネット４がこの磁界に吸引・反発して、可動子８が軸受２５，２６によって支持されながら、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振動軸線Ａ方向にリニアに振動する。これにより、振動アクチュエータ１が搭載された携帯電話などの機器類に振動を発生させる。
【００３５】
振動アクチュエータ１によれば、第１及び第２の錘部６，７は、シャフト２０に対して摺動可能な軸受２５，２６を有しているので、マグネット４とシャフト２０との間には、所定の間隔が形成される。マグネット４は、移動規制部３６，３７により、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することが規制されているので、シャフト２０の径方向におけるマグネット４のがたつきが、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７との協働により防止されている。従って、マグネット４とシャフト２０との間のクリアランスが確保され、マグネット４のシャフト２０への接触が確実に防止されている。
【００３６】
また、移動規制部３６，３７は、第１及び第２の錘部６，７とポールヨーク１４，１５との凹凸嵌合およびポールヨーク１４，１５とマグネット４との凹凸嵌合によって、マグネット４がシャフト２０の径方向に移動することを規制するので、可動子８を構成する部材同士の凹凸嵌合によって、マグネット４の径方向への移動が規制されている。よって、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、マグネット４の各接合端面（図２の各接合端面Ｃ〜Ｆ）の形状変更のみによって、簡易な構成によりマグネット４のがたつきが防止されている。
【００３７】
また、ポールヨーク１４，１５は、第１の環状部１４ａ，１５ａと、第１の環状部１４ａ，１５ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１４ａ，１５ａに対して振動軸線Ａ方向にずれて配置される第２の環状部１４ｂ，１５ｂと、を有することにより、第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとによって、振動軸線Ａ方向における凹凸形状が形成されている。そして、このような凹凸形状を有するポールヨーク１４，１５の接合端面と、第１及び第２の錘部６，７およびマグネット４のそれぞれの接合端面との凹凸嵌合により、マグネット４の径方向への移動が確実に規制されている。
【００３８】
さらに、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Ａ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。
【００３９】
また、振動軸線Ａ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、筺体２を構成する第１の筺体１０と第２の筺体１１との連結強度がアップする。従って、落下衝撃時に、筺体２が振動軸線Ａ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。
【００４０】
さらに、錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、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、錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４は、対向する圧縮コイルばね３０と圧縮コイルばね３１を採用することによって、振動軸線Ａ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、ポールヨーク１４，１５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。
【００４１】
また、振動軸線Ａ方向においてマグネット４の両側に配置された第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、軸受部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。
【００４２】
また、第１の筺体１０の周壁１０ｂが磁気回路を形成するためのヨーク板を兼ねているので、コイル３４，３５を包囲するヨーク板を別途用意する必要がなく、径方向における小型化が図られている。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、部品の共有化が図られている。
【００４３】
図５は、振動アクチュエータの第２実施形態を示す縦断面図である。図５に示す振動アクチュエータ１Ａが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第２の錘部７を有しておらず、第１の錘部６Ａが片側のみに配置された可動子８Ａを備えた点である。第２の圧縮コイルばね３１は、ポールヨーク１５を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ａによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４４】
図６は、振動アクチュエータの第３実施形態を示す縦断面図である。図６に示す振動アクチュエータ１Ｂが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第２の錘部７を有しておらず、軸受部５１ａが形成された第１の錘部５１が片側のみに配置されると共に、第１の錘部５１とマグネット４との間にカップ状のポールヨーク１４Ｂが設けられた可動子８Ｂを備えた点と、ボビン１２を有しておらず、コイル３に代えて、ポールヨーク１４Ｂとマグネット４との間に配置された空芯コイル３Ｂを備えた点と、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５０が形成された第２の筺体１１Ｂを備えた点である。この振動アクチュエータ１Ｂによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４５】
図７は、振動アクチュエータの第４実施形態を示す縦断面図である。図７に示す振動アクチュエータ１Ｃが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１に代えて、第１の板ばね３０Ｃ及び第２の板ばね３１Ｃを用いて第１及び第２の錘部６，７を支持した点である。各軸受２５，２６は、板ばね３０Ｃ，３１Ｃのばね受けとして利用されている。第１の板ばね３０Ｃ及び第２の板ばね３１Ｃは、同一形状を有し、円板に複数の円弧状スリットと中央開口とを抜き打ち加工することで、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。この振動アクチュエータ１Ｃによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４６】
図８は、振動アクチュエータの第５実施形態を示す縦断面図である。図８に示す振動アクチュエータ１Ｄが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の錘部６，７に代えて、軸受部６０ａ，７０ａが形成された第１及び第２の錘部６０，７０を有する可動子８Ｄを備えた点である。第１〜第４実施形態のような各軸受２５，２６は設けられておらず、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１が、第１及び第２の錘部６０，７０を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｄによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４７】
図９は、振動アクチュエータの第６実施形態を示す縦断面図である。図９に示す振動アクチュエータ１Ｅが図５に示した第２実施形態の振動アクチュエータ１Ａと違う点は、第１の錘部６Ａに代えて、軸受部６１ａが形成された第１の錘部６１を有する可動子８Ｅを備えた点である。軸受２５は設けられておらず、第１の圧縮コイルばね３０が、第１の錘部６１を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｅによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４８】
図１０は、振動アクチュエータの第７実施形態を示す縦断面図である。図１０に示す振動アクチュエータ１Ｆが図６に示した第３実施形態の振動アクチュエータ１Ｂと違う点は、第１の錘部５１に代えて、軸受部６２ａが形成された第１の錘部６２を有する可動子８Ｆを備えた点である。軸受２５は設けられておらず、第１の圧縮コイルばね３０が、第１の錘部６２を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｆによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４９】
図１１は、振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。図１１に示す振動アクチュエータ１Ｇが図７に示した第４実施形態の振動アクチュエータ１Ｃと違う点は、第１及び第２の錘部６，７に代えて、軸受部６３ａ，７３ａが形成された第１及び第２の錘部６３，７３を有する可動子８Ｇを備えた点である。各軸受２５，２６は設けられておらず、第１及び第２の板ばね３０Ｃ，３１Ｃが、第１及び第２の錘部６３，７３を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｇによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５０】
図１２は、振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。図１０に示す振動アクチュエータ１Ｈが図２に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、移動規制部３６，３７に代えて、凹凸形状がポールヨーク１４，１５とは逆になっているポールヨーク５４，５５を有する可動子８Ｈを備えた点である。ポールヨーク５４，５５では、第１の環状部５４ａ，５５ａに対して第２の環状部５４ｂ，５５ｂはマグネット４側にずれて配置されている。この変更に伴い、マグネット４１には、円柱状の突出部４１ｂ，４１ｃが形成されると共に、第１及び第２の錘部６４，７４には、円環状の突出部６４ｃ，７４ｃが形成されている。また、移動規制部３６，３７は、移動規制部５６，５７に変更されている。この振動アクチュエータ１Ｈによっても、マグネット４１のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５１】
図１３は、振動アクチュエータの第１０実施形態を示す斜視図である。図１３に示す振動アクチュエータ１Ｊが図２に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の筺体１０，１１に代えて、断面四角形の第１及び第２の筐体８０，８１からなる筐体２Ｊを備えた点と、第１及び第２のコイル３４，３５に代えて、断面四角形の第１及び第２のコイル部８２Ａ，８２Ｂからなるコイル８２を備えた点と、可動子８に代えて、断面四角形のマグネット８３、ポールヨーク８４，８５、及び第１及び第２の錘部８６，８７からなる可動子８Ｊを備えた点である。この変更に伴い、移動規制部３６，３７は、移動規制部６６，６７に変更されている。接合端面Ｃ〜Ｆは四角環状であれば、互いに周方向にずれることがない。なお断面形状は多角形であってもよい。また接合端面Ｃ〜Ｆも、円環状、四角を含む多角環状から適宜選択できる。この振動アクチュエータ１Ｊによっても、上記したマグネット８３のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。上記各実施形態では、ポールヨークが異径の環状部の境界で段付き形状をなす場合について説明したが、これに限られない。ヨークとマグネット、及び、ヨークと錘部は、他の形状をなす接合端面で凹凸嵌合されてもよい。例えば、図１４に示すように、ポールヨーク９４，９５のマグネット９０側の面（一方の面）に十字の凸部９４ａ，９５ａが形成されると共に、第１及び第２の錘部９６，９７側の面（他方の面）に十字の溝９４ｂ，９５ｂが形成されて、このポールヨーク９４，９５にマグネット９０及び第１及び第２の錘部９６，９７が凹凸嵌合されてなる可動子８Ｋであってもよい。この場合、マグネット９０の両側の面には、十字の凸部９４ａ，９５ａに接合する十字の溝９０ａ，９０ｂが形成される。第１及び第２の錘部９６，９７には、十字の溝９４ｂ，９５ｂに接合する十字の凸部９６ｃ，９７ｃが形成される。そして、マグネット９０の十字の溝９０ａを除く部分９０ｃ、ポールヨーク９４、及び第１の錘部９６の十字の凸部９６ｃによって、移動規制部７６が形成される。マグネット９０の十字の溝９０ｂを除く部分９０ｄ、ポールヨーク９５、及び第２の錘部９７の十字の凸部９７ｃによって、移動規制部７７が形成される。
【００５３】
また、上記各実施形態では、移動規制部が、錘部とヨークとの凹凸嵌合およびヨークとマグネットとの凹凸嵌合によってマグネットの移動を規制する場合について説明したが、これに限られない。例えば、錘部とヨーク、及び、ヨークとマグネットとの間の摩擦抵抗を大きくすることによって、摩擦係合によりマグネットの移動を規制することもできる。この場合、ヨークの表面の摩擦係数を増大させる処理を施してもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態では、錘部、ポールヨーク、及びマグネットが接着剤を用いずに連結される場合について説明したが、非接着に限られず、接着剤を用いてこれらを接合してもよい。
【００５５】
さらにまた、ポールヨークを用いることなく磁気回路を形成できる場合には、移動規制部は、錘部とマグネットとの凹凸嵌合や摩擦係合であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ａ〜１Ｈ，１Ｊ…振動アクチュエータ、２，２Ｊ…筺体、３、３Ｂ，３４、３５，８２，８２Ａ，８２Ｂ…コイル、４，４１，８３，９０…マグネット、６、６Ａ，７，５１，６０，６１，６２，６３，６４，７０，７３，７４，８６，８７，９６，９７…錘部、８，８Ａ〜８Ｈ，８Ｊ，８Ｋ…可動子、１０ａ、１１ａ…端壁、１４，１４Ｂ，１５，５４，５５，８４，８５，９４，９５…ポールヨーク、１４ａ，１５ａ，５４ａ，５５ａ…第１の環状部、１４ｂ，１５ｂ，５４ｂ，５５ｂ…第２の環状部、２０…シャフト、２５，２６…軸受（軸受部）、５１ａ，６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ，７０ａ，７３ａ…軸受部、３０，３１…圧縮コイルばね、３０Ｃ，３１Ｃ…板ばね、３６，３７，５６，５７，６６，６７，７６，７７…移動規制部、Ａ…振動軸線。
【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、下記特許文献１に記載されるように、円筒状の筐体内にシャフトが固定され、このシャフトに沿って可動子が振動する振動アクチュエータが知られている。この振動アクチュエータの可動子は、シャフト上に配設されたカップ状のヨークと、ヨークの外周底面に接着された錘と、ヨーク内に配置されたマグネットとからなり、これらのヨーク、錘、及びマグネットがシャフトと同軸状に設けられている。可動子は、軸線方向の両側でコイルばねによって保持される。カップ状のヨークとマグネットとの間には、マグネットを包囲するようにしてコイルボビン及び駆動コイルが配置されている。
【０００３】
上記のように構成された可動子は、振動の際、シャフトに沿って摺動する。さらに、シャフトの一部において径が縮小された段部を設けることにより、可動子のマグネットを段部から離間させ、段部にマグネットが接触することを防止している。これによって、可動子とシャフトとの間に生じる摩擦を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、上記の振動アクチュエータでは、ヨークに対するマグネットの固定方法については何ら開示されていない。そのため、ヨークに対するマグネットの固定が不十分な場合には、マグネットの位置がシャフトの径方向にずれることによって、マグネットがシャフトの径方向にがたつく虞がある。
【０００６】
本発明は、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを防止することができ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】
【０００７】
本発明に係る振動アクチュエータは、筒状の筐体内に配置されたコイルと、このコイルに包囲されて筐体内に配置されたマグネットとの協働により、マグネットが筐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、振動軸線に沿って配置され、振動軸線方向における筐体の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、筐体内に配置され、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、錘部は、シャフトに沿って摺動可能な軸受部を有し、可動子には、錘部に対してマグネットがシャフトの径方向に移動することを規制する移動規制部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この振動アクチュエータによれば、マグネット及び錘部を有する可動子が、弾性部材からの付勢力を受けながら、シャフトの延在方向すなわち振動軸線方向に振動する。ここで、錘部は、シャフトに対して摺動可能な軸受部を有しており、マグネットとシャフトとの間には、所定の間隔を有することになる。そこでマグネットは、移動規制部により、軸受部を有する錘部に対してシャフトの径方向に移動することが規制されているので、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを、軸受部をもった錘部との協働により防止することができる。
【０００９】
また、可動子は、シャフトが貫通すると共に、マグネットと錘部との間に配置されたヨークを有し、移動規制部は、錘部とヨークとの凹凸嵌合およびヨークとマグネットとの凹凸嵌合によって、マグネットがシャフトの径方向に移動することを規制すると好適である。この場合、可動子を構成する部材同士の凹凸嵌合によって、マグネットの径方向への移動が規制されるので、錘部、ヨーク、マグネットの各接合端面の形状変更のみで良く、簡易な構成によりマグネットのがたつきを防止することができる。
【００１０】
また、ヨークは、シャフトの周囲に配置される第１の環状部と、第１の環状部の外周側に位置すると共に、第１の環状部に対して振動軸線方向にずれて配置される第２の環状部と、を有すると好適である。この場合、第１の環状部と第２の環状部とによって、振動軸線方向における凹凸形状が形成される。よって、このような凹凸形状を有するヨークの接合端面と、錘部およびマグネットのそれぞれの接合端面との凹凸嵌合により、マグネットの径方向への移動を確実に規制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャフトの径方向におけるマグネットのがたつきを防止することができる。
【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実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の振動アクチュエータの斜視図である。
【図３】図１中の可動子の分解斜視図である。
【図４】図１中のマグネット付近を拡大して示す断面図である。
【図５】振動アクチュエータの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図６】振動アクチュエータの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図７】振動アクチュエータの第４実施形態を示す縦断面図である。
【図８】振動アクチュエータの第５実施形態を示す縦断面図である。
【図９】振動アクチュエータの第６実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】振動アクチュエータの第７実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】振動アクチュエータの第９実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】振動アクチュエータの第１０実施形態を示す斜視図である。
【図１４】可動子の他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、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１〜図３に示すように、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Ａ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Ａ方向においてマグネット４の両側に配置された第１及び第２の錘部６，７と、が収容されている。マグネット４と第１及び第２の錘部６，７との間には、磁性体からなる円環状のポールヨーク１４，１５がそれぞれ配置されている。このポールヨーク１４，１５は、コイル３、マグネット４及び第１の筺体１０と一緒になって磁気回路を効率良く形成するためのものである。
【００１５】
この振動アクチュエータ１では、マグネット４、第１及び第２の錘部６，７、及びポールヨーク１４，１５からなる可動子８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Ａ方向に沿ってリニアに振動する。
【００１６】
筺体２は、振動軸線Ａ方向において２分割されている。より具体的には、筺体２の第１の筺体１０は、筺体２の振動軸線Ａ方向の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Ａ方向に円筒状に延びた周壁１０ｂとによって、第１の錘部６、コイル３、マグネット４、及びポールヨーク１４，１５を収容している。筺体２の第２の筺体１１は、第１の筺体１０に振動軸線Ａ方向で対向して配置される。この第２の筺体１１は、筺体２の振動軸線Ａ方向の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Ａ方向に円筒状に延びた周壁１１ｂとによって、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、磁性体により形成されている。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内に挿入されてコイル３が巻かれる筒状部１２ａと、筒状部１２ａの振動軸線Ａ方向における両端に連設されたフランジ部１２ｂ，１２ｃと、肉厚のフランジ部１２ｂに連設されて筺体２から突出する端子台１２ｄと、を有している。筒状部１２ａは、振動軸線Ａ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の内周面に当接している。他方の肉厚のフランジ部１２ｂは、周壁１０ｂ，１１ｂの各端部の内周面に当接している。端子台１２ｄには、端子１３が固定され、端子１３にはコイル３の端部が絡げられている。
【００１８】
第１及び第２の筺体１０，１１の周壁１０ｂ，１１ｂの端部同志は、ボビン１２の端子台１２ｄ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、数箇所の溶接部により連結されている。
【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の端部は、溶接によって両端壁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Ａに沿って配置されると共に、振動軸線Ａ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。このシャフト２０は、前述したマグネット４、第１及び第２の錘部６，７、及びポールヨーク１４，１５からなる可動子８に貫通している。
【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Ａ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。
【００２１】
第１の錘部６は、ボビン１２の筒状部１２ａの一方の開口から挿入された胴部６ａと、第１の筺体１０の端壁１０ａ側で胴部６ａよりも拡径されたフランジ部６ｂと、を有している。第２の錘部７は、ボビン１２の筒状部１２ａの他方の開口から挿入された胴部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。ボビン１２のフランジ部１２ｂが肉厚に形成されてシャフト２０の延在方向の空間を占有する分、第２の錘部７のフランジ部７ｂは、第１の錘部６のフランジ部６ｂよりも延在方向における厚みが薄くなっている。錘部６，７にフランジ部６ｂ，７ｂが形成されることで、非常に小さな筺体２内にあっても、錘部６，７における重量の増大を図ることができる。
【００２２】
第１及び第２の錘部６，７の胴部６ａ，７ａには、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２３，２４が形成されている。また、第１及び第２の錘部６，７のフランジ部６ｂ，７ｂには、胴部６ａ，７ａのシャフト貫通孔２３，２４よりもさらに拡径された円柱形状のばね受入孔２７，２８が、シャフト貫通孔２３，２４に連通すると共にシャフト貫通孔２３，２４と同軸に形成されている。
【００２３】
ばね受入孔２７，２８内には、円筒状の軸受（軸受部）２５，２６が圧入されている。軸受２５，２６の外周面は、ばね受入孔２７，２８の周面に当接すると共に、軸受２５，２６の内周面は、シャフト２０に当接している。軸受２５，２６のマグネット４側の端面は、ばね受入孔２７，２８とシャフト貫通孔２３，２４との間に形成された円環状の段部３２，３３に当接している。軸受２５，２６は、第１及び第２の錘部６，７を支持しながら、シャフト２０に沿って摺動する。このように、第１及び第２の錘部６，７が上記の軸受２５，２６を有することにより、マグネット４及びポールヨーク１４，１５と、シャフト２０との間には、所定の間隔を有することになる。
【００２４】
さらに、第１の錘部６と端壁１０ａとの間には、ばね受入孔２７に挿入された第１の圧縮コイルばね３０が配置され、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の錘部７と端壁１１ａとの間には、ばね受入孔２８に挿入された第２の圧縮コイルばね３１が配置され、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。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。
【００２５】
第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の一端には、シャフト保持孔１６，１７の周囲に形成された前述の突起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に当たることなく確実に保持されている。一方、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１の他端は、第１及び第２の錘部６，７のばね受入孔２７，２８内に挿入されると共に、上記の軸受２５，２６に圧接されている。
【００２６】
ここで、振動アクチュエータ１にあっては、可動子８のマグネット４は、第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することを規制されている。具体的には、円環状のポールヨーク１４は、シャフト２０の周囲に配置される第１の環状部１４ａと、第１の環状部１４ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１４ａに対して振動軸線Ａ方向で端壁１０ａ側にずれて配置される第２の環状部１４ｂとを有している。円環状のポールヨーク１５は、シャフト２０の周囲に配置される第１の環状部１５ａと、第１の環状部１５ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１５ａに対して振動軸線Ａ方向で端壁１１ａ側にずれて配置される第２の環状部１５ｂとを有している。
【００２７】
図４に示すように、第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとの間には、マグネット４側において、シャフト２０の径方向外方に面するリング状の段状面１４ｃ，１５ｃが形成される。第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとの間には、第１及び第２の錘部６，７側において、シャフト２０の径方向内方に面するリング状の段状面１４ｄ，１５ｄが形成される。このように、ポールヨーク１４，１５は、異径の環状部の境界で段付き形状をなしており、シャフト２０の延在方向において凹凸形状をなしている。ポールヨーク１４，１５としては、同一の部品が用いられており、部品の共有化が図られている。
【００２８】
マグネット４の両端には、段状面１４ｃ，１５ｃに当接すると共に、第２の環状部１４ｂ，１５ｂに当接する円環状の突出部４ｂ，４ｃが形成されている。また、第１の錘部６の胴部６ａには、段状面１４ｄに当接すると共に、第１の環状部１４ａに当接する円柱状の突出部６ｃが形成されている。第２の錘部７の胴部７ａには、段状面１５ｄに当接すると共に、第１の環状部１５ａに当接する円柱状の突出部７ｃが形成されている。
【００２９】
言い換えれば、図２に示すように、第１の錘部６とポールヨーク１４との間の接合端面Ｃ、ポールヨーク１４とマグネット４との間の接合端面Ｄ、第２の錘部７とポールヨーク１５との接合端面Ｅ、及びポールヨーク１５とマグネット４との接合端面Ｆは、それぞれ段付きの円環状に形成されている。
【００３０】
このようにして、ポールヨーク１４に対し、第１の錘部６及びマグネット４が凹凸嵌合されると共に、ポールヨーク１５に対し、第２の錘部７及びマグネット４が凹凸嵌合される。これらの凹凸嵌合により、マグネット４は、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することを規制される。ポールヨーク１４、突出部４ｂ、及び突出部６ｃによって、移動規制部３６が構成され、ポールヨーク１５、突出部４ｃ、及び突出部７ｃによって、移動規制部３７が構成されている（図２及び図３参照）。
【００３１】
上記構成により、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、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Ａ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。しかも、移動規制部３６，３７によって、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４が同軸上にセンタリングされており、マグネット４やポールヨーク１４，１５がシャフト２０の径方向にずれることが防止されている。よって、マグネット４やポールヨーク１４，１５のシャフト２０への接触が防止されている。さらに、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４を、接着剤を用いることなく互いに連結することができる。
【００３２】
なお、ここで、フランジ部７ｂのマグネット４側には、シャフト２０の延在方向に対して垂直に延びる円環状の端面７ｃが形成されており、この端面７ｃは、ボビン１２のフランジ部１２ｂにおける端壁１１ａ側の端面１２ｅに対向している。そして、フランジ部７ｂの端面７ｃから、マグネット４の突出部４ｂの表面までの長さは、フランジ部１２ｂの端面１２ｅからフランジ部１２ｃの端壁１０ａ側の端面１２ｆまでの長さに略等しくなっている。このような構成により、振動アクチュエータ１の組立時において、第２の筺体１１にシャフト２０を圧入し、このシャフト２０に第２の圧縮コイルばね３１、軸受２６、第２の錘部７、ポールヨーク１５、及びマグネット４を通して重ね合わせ、これらをボビン１２内に挿入しつつボビン１２を第２の筺体１１に取り付けると、マグネット４の突出部４ｂの表面がフランジ部１２ｃの開口から露出するため、その後ポールヨーク１４や第１の錘部６等を組み易くなる。
【００３３】
また、ボビン１２の筒状部１２ａに巻かれたコイル３は、振動軸線Ａ方向に多少離間して並設された第１のコイル３４と第２のコイル３５とからなっており、第１及び第２のコイル３４，３５は、周壁１０ｂに内接するようにして周壁１０ｂにより包囲されている。すなわち、第１及び第２のコイル３４，３５は、ボビン１２の筒状部１２ａと周壁１０ｂとによって囲まれた空間Ｂ内に配置されている。さらに、第１のコイル３４と第２のコイル３５には、巻かれる方向において、逆の向きの電流が流される。
【００３４】
以上のように構成された振動アクチュエータ１では、外部からリード線（図示せず）及び端子１３を介してコイル３に通電されると、コイル３４，３５によって磁界が形成され、マグネット４がこの磁界に吸引・反発して、可動子８が軸受２５，２６によって支持されながら、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振動軸線Ａ方向にリニアに振動する。これにより、振動アクチュエータ１が搭載された携帯電話などの機器類に振動を発生させる。
【００３５】
振動アクチュエータ１によれば、第１及び第２の錘部６，７は、シャフト２０に対して摺動可能な軸受２５，２６を有しているので、マグネット４とシャフト２０との間には、所定の間隔が形成される。マグネット４は、移動規制部３６，３７により、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７に対してシャフト２０の径方向に移動することが規制されているので、シャフト２０の径方向におけるマグネット４のがたつきが、軸受２５，２６を有する第１及び第２の錘部６，７との協働により防止されている。従って、マグネット４とシャフト２０との間のクリアランスが確保され、マグネット４のシャフト２０への接触が確実に防止されている。
【００３６】
また、移動規制部３６，３７は、第１及び第２の錘部６，７とポールヨーク１４，１５との凹凸嵌合およびポールヨーク１４，１５とマグネット４との凹凸嵌合によって、マグネット４がシャフト２０の径方向に移動することを規制するので、可動子８を構成する部材同士の凹凸嵌合によって、マグネット４の径方向への移動が規制されている。よって、第１及び第２の錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、マグネット４の各接合端面（図２の各接合端面Ｃ〜Ｆ）の形状変更のみによって、簡易な構成によりマグネット４のがたつきが防止されている。
【００３７】
また、ポールヨーク１４，１５は、第１の環状部１４ａ，１５ａと、第１の環状部１４ａ，１５ａの外周側に位置すると共に、第１の環状部１４ａ，１５ａに対して振動軸線Ａ方向にずれて配置される第２の環状部１４ｂ，１５ｂと、を有することにより、第１の環状部１４ａ，１５ａと第２の環状部１４ｂ，１５ｂとによって、振動軸線Ａ方向における凹凸形状が形成されている。そして、このような凹凸形状を有するポールヨーク１４，１５の接合端面と、第１及び第２の錘部６，７およびマグネット４のそれぞれの接合端面との凹凸嵌合により、マグネット４の径方向への移動が確実に規制されている。
【００３８】
さらに、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Ａ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。
【００３９】
また、振動軸線Ａ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、筺体２を構成する第１の筺体１０と第２の筺体１１との連結強度がアップする。従って、落下衝撃時に、筺体２が振動軸線Ａ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。
【００４０】
さらに、錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、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、錘部６，７、ポールヨーク１４，１５、及びマグネット４は、対向する圧縮コイルばね３０と圧縮コイルばね３１を採用することによって、振動軸線Ａ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、ポールヨーク１４，１５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。
【００４１】
また、振動軸線Ａ方向においてマグネット４の両側に配置された第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、軸受部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。
【００４２】
また、第１の筺体１０の周壁１０ｂが磁気回路を形成するためのヨーク板を兼ねているので、コイル３４，３５を包囲するヨーク板を別途用意する必要がなく、径方向における小型化が図られている。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、部品の共有化が図られている。
【００４３】
図５は、振動アクチュエータの第２実施形態を示す縦断面図である。図５に示す振動アクチュエータ１Ａが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第２の錘部７を有しておらず、第１の錘部６Ａが片側のみに配置された可動子８Ａを備えた点である。第２の圧縮コイルばね３１は、ポールヨーク１５を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ａによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４４】
図６は、振動アクチュエータの第３実施形態を示す縦断面図である。図６に示す振動アクチュエータ１Ｂが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第２の錘部７を有しておらず、軸受部５１ａが形成された第１の錘部５１が片側のみに配置されると共に、第１の錘部５１とマグネット４との間にカップ状のポールヨーク１４Ｂが設けられた可動子８Ｂを備えた点と、ボビン１２を有しておらず、コイル３に代えて、ポールヨーク１４Ｂとマグネット４との間に配置された空芯コイル３Ｂを備えた点と、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５０が形成された第２の筺体１１Ｂを備えた点である。この振動アクチュエータ１Ｂによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４５】
図７は、振動アクチュエータの第４実施形態を示す縦断面図である。図７に示す振動アクチュエータ１Ｃが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１に代えて、第１の板ばね３０Ｃ及び第２の板ばね３１Ｃを用いて第１及び第２の錘部６，７を支持した点である。各軸受２５，２６は、板ばね３０Ｃ，３１Ｃのばね受けとして利用されている。第１の板ばね３０Ｃ及び第２の板ばね３１Ｃは、同一形状を有し、円板に複数の円弧状スリットと中央開口とを抜き打ち加工することで、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。この振動アクチュエータ１Ｃによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４６】
図８は、振動アクチュエータの第５実施形態を示す縦断面図である。図８に示す振動アクチュエータ１Ｄが図１に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の錘部６，７に代えて、軸受部６０ａ，７０ａが形成された第１及び第２の錘部６０，７０を有する可動子８Ｄを備えた点である。第１〜第４実施形態のような各軸受２５，２６は設けられておらず、第１及び第２の圧縮コイルばね３０，３１が、第１及び第２の錘部６０，７０を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｄによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４７】
図９は、振動アクチュエータの第６実施形態を示す縦断面図である。図９に示す振動アクチュエータ１Ｅが図５に示した第２実施形態の振動アクチュエータ１Ａと違う点は、第１の錘部６Ａに代えて、軸受部６１ａが形成された第１の錘部６１を有する可動子８Ｅを備えた点である。軸受２５は設けられておらず、第１の圧縮コイルばね３０が、第１の錘部６１を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｅによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４８】
図１０は、振動アクチュエータの第７実施形態を示す縦断面図である。図１０に示す振動アクチュエータ１Ｆが図６に示した第３実施形態の振動アクチュエータ１Ｂと違う点は、第１の錘部５１に代えて、軸受部６２ａが形成された第１の錘部６２を有する可動子８Ｆを備えた点である。軸受２５は設けられておらず、第１の圧縮コイルばね３０が、第１の錘部６２を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｆによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００４９】
図１１は、振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。図１１に示す振動アクチュエータ１Ｇが図７に示した第４実施形態の振動アクチュエータ１Ｃと違う点は、第１及び第２の錘部６，７に代えて、軸受部６３ａ，７３ａが形成された第１及び第２の錘部６３，７３を有する可動子８Ｇを備えた点である。各軸受２５，２６は設けられておらず、第１及び第２の板ばね３０Ｃ，３１Ｃが、第１及び第２の錘部６３，７３を直接付勢している。この振動アクチュエータ１Ｇによっても、上記したマグネット４のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５０】
図１２は、振動アクチュエータの第８実施形態を示す縦断面図である。図１０に示す振動アクチュエータ１Ｈが図２に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、移動規制部３６，３７に代えて、凹凸形状がポールヨーク１４，１５とは逆になっているポールヨーク５４，５５を有する可動子８Ｈを備えた点である。ポールヨーク５４，５５では、第１の環状部５４ａ，５５ａに対して第２の環状部５４ｂ，５５ｂはマグネット４側にずれて配置されている。この変更に伴い、マグネット４１には、円柱状の突出部４１ｂ，４１ｃが形成されると共に、第１及び第２の錘部６４，７４には、円環状の突出部６４ｃ，７４ｃが形成されている。また、移動規制部３６，３７は、移動規制部５６，５７に変更されている。この振動アクチュエータ１Ｈによっても、マグネット４１のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５１】
図１３は、振動アクチュエータの第１０実施形態を示す斜視図である。図１３に示す振動アクチュエータ１Ｊが図２に示した第１実施形態の振動アクチュエータ１と違う点は、第１及び第２の筺体１０，１１に代えて、断面四角形の第１及び第２の筐体８０，８１からなる筐体２Ｊを備えた点と、第１及び第２のコイル３４，３５に代えて、断面四角形の第１及び第２のコイル部８２Ａ，８２Ｂからなるコイル８２を備えた点と、可動子８に代えて、断面四角形のマグネット８３、ポールヨーク８４，８５、及び第１及び第２の錘部８６，８７からなる可動子８Ｊを備えた点である。この変更に伴い、移動規制部３６，３７は、移動規制部６６，６７に変更されている。接合端面Ｃ〜Ｆは四角環状であれば、互いに周方向にずれることがない。なお断面形状は多角形であってもよい。また接合端面Ｃ〜Ｆも、円環状、四角を含む多角環状から適宜選択できる。この振動アクチュエータ１Ｊによっても、上記したマグネット８３のがたつき防止効果等を得ることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。上記各実施形態では、ポールヨークが異径の環状部の境界で段付き形状をなす場合について説明したが、これに限られない。ヨークとマグネット、及び、ヨークと錘部は、他の形状をなす接合端面で凹凸嵌合されてもよい。例えば、図１４に示すように、ポールヨーク９４，９５のマグネット９０側の面（一方の面）に十字の凸部９４ａ，９５ａが形成されると共に、第１及び第２の錘部９６，９７側の面（他方の面）に十字の溝９４ｂ，９５ｂが形成されて、このポールヨーク９４，９５にマグネット９０及び第１及び第２の錘部９６，９７が凹凸嵌合されてなる可動子８Ｋであってもよい。この場合、マグネット９０の両側の面には、十字の凸部９４ａ，９５ａに接合する十字の溝９０ａ，９０ｂが形成される。第１及び第２の錘部９６，９７には、十字の溝９４ｂ，９５ｂに接合する十字の凸部９６ｃ，９７ｃが形成される。そして、マグネット９０の十字の溝９０ａを除く部分９０ｃ、ポールヨーク９４、及び第１の錘部９６の十字の凸部９６ｃによって、移動規制部７６が形成される。マグネット９０の十字の溝９０ｂを除く部分９０ｄ、ポールヨーク９５、及び第２の錘部９７の十字の凸部９７ｃによって、移動規制部７７が形成される。
【００５３】
また、上記各実施形態では、移動規制部が、錘部とヨークとの凹凸嵌合およびヨークとマグネットとの凹凸嵌合によってマグネットの移動を規制する場合について説明したが、これに限られない。例えば、錘部とヨーク、及び、ヨークとマグネットとの間の摩擦抵抗を大きくすることによって、摩擦係合によりマグネットの移動を規制することもできる。この場合、ヨークの表面の摩擦係数を増大させる処理を施してもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態では、錘部、ポールヨーク、及びマグネットが接着剤を用いずに連結される場合について説明したが、非接着に限られず、接着剤を用いてこれらを接合してもよい。
【００５５】
さらにまた、ポールヨークを用いることなく磁気回路を形成できる場合には、移動規制部は、錘部とマグネットとの凹凸嵌合や摩擦係合であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ａ〜１Ｈ，１Ｊ…振動アクチュエータ、２，２Ｊ…筺体、３、３Ｂ，３４、３５，８２，８２Ａ，８２Ｂ…コイル、４，４１，８３，９０…マグネット、６、６Ａ，７，５１，６０，６１，６２，６３，６４，７０，７３，７４，８６，８７，９６，９７…錘部、８，８Ａ〜８Ｈ，８Ｊ，８Ｋ…可動子、１０ａ、１１ａ…端壁、１４，１４Ｂ，１５，５４，５５，８４，８５，９４，９５…ポールヨーク、１４ａ，１５ａ，５４ａ，５５ａ…第１の環状部、１４ｂ，１５ｂ，５４ｂ，５５ｂ…第２の環状部、２０…シャフト、２５，２６…軸受（軸受部）、５１ａ，６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ａ，７０ａ，７３ａ…軸受部、３０，３１…圧縮コイルばね、３０Ｃ，３１Ｃ…板ばね、３６，３７，５６，５７，６６，６７，７６，７７…移動規制部、Ａ…振動軸線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の筐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筐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筐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、
前記振動軸線に沿って配置され、前記振動軸線方向における前記筐体の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、前記筐体内に配置され、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、
前記錘部は、前記シャフトに沿って摺動可能な軸受部を有し、
前記可動子には、前記錘部に対して前記マグネットが前記シャフトの径方向に移動することを規制する移動規制部が設けら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】
前記可動子は、前記シャフトが貫通すると共に、前記マグネットと前記錘部との間に配置されたヨークを有し、
前記移動規制部は、前記錘部と前記ヨークとの凹凸嵌合および前記ヨークと前記マグネットとの凹凸嵌合によって、前記マグネットが前記シャフトの径方向に移動することを規制する請求項１記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記ヨークは、前記シャフトの周囲に配置される第１の環状部と、前記第１の環状部の外周側に位置すると共に、前記第１の環状部に対して前記振動軸線方向にずれて配置される第２の環状部と、を有する請求項２記載の振動アクチュエータ。
【請求項１】
筒状の筐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筐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筐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、
前記振動軸線に沿って配置され、前記振動軸線方向における前記筐体の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、前記筐体内に配置され、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、
前記錘部は、前記シャフトに沿って摺動可能な軸受部を有し、
前記可動子には、前記錘部に対して前記マグネットが前記シャフトの径方向に移動することを規制する移動規制部が設けら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】
前記可動子は、前記シャフトが貫通すると共に、前記マグネットと前記錘部との間に配置されたヨークを有し、
前記移動規制部は、前記錘部と前記ヨークとの凹凸嵌合および前記ヨークと前記マグネットとの凹凸嵌合によって、前記マグネットが前記シャフトの径方向に移動することを規制する請求項１記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記ヨークは、前記シャフトの周囲に配置される第１の環状部と、前記第１の環状部の外周側に位置すると共に、前記第１の環状部に対して前記振動軸線方向にずれて配置される第２の環状部と、を有する請求項２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１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１３７１０（Ｐ２０１２−２１３７１０Ａ）
【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２０１１−８０５０６（Ｐ２０１１−８０５０６）
【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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