JPH09330813A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動アクチュエータを、簡易な構造で性能向
上させつつ小型化することを可能とする。 【解決手段】 一個の駆動コイル１２への通電方向を周
期的に変えることによって、環状永久磁石１５及び１６
からの磁束との相互作用により、駆動コイル１２の巻回
中心軸方向に可動鉄心２３を往復移動させ、可動鉄心２
３を振動させるための駆動コイル１２を一体のみとする
ことによって、性能向上のために駆動コイルの巻数を増
やしても装置全体の大型化が最小限に押えられるように
構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動コイルと永久
磁石との相互作用によって可動鉄心を振動させる振動ア
クチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話等において、微振動を起
こすための振動アクチュエータが広く用いられつつあ
る。この振動アクチュエータとしては、従来、例えば特
公平４−２３４０３号記載の装置が提案されている。こ
の装置においては、ケース１内の略中央部分に環状の永
久磁石２が固定されているとともに、この環状永久磁石
２を挟んだ軸方向両側に、一対の環状駆動コイル３，４
が配置されている。上記環状永久磁石２からは、軸方向
両側に向かって磁束６，７が対称的に発せられていると
ともに、これら環状永久磁石２による磁束６，７に重畳
されるようにして、前記駆動コイル３，４による磁束８
が形成されている。また、上記環状永久磁石２及び一対
の環状駆動コイル３，４の中心側の空間内には、可動鉄
心５が軸方向に往復移動自在に配置されている。

【０００３】そして、前記駆動コイル３，４への通電方
向を周期的に変えることによって、当該駆動コイル３，
４による磁束８の方向が軸方向反対側に交互に変化さ
れ、この磁束８と、前記環状永久磁石２による磁束６，
７との相互作用も交互に反対方向に切り替えられること
となる。その結果、可動鉄心２が軸方向に往復移動して
振動を生じさせるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上述したよう
な振動アクチュエータの振動性能を向上させるために
は、駆動コイル３，４のコイル巻数を増やして大型化
し、それにより駆動電流を増やして発生磁束を増大させ
ることによって電磁力を大きくすることが考えられる。
しかしながら、上述した従来構造による振動アクチュエ
ータでは、駆動コイル３，４が２体設けられているた
め、一つの駆動コイルが大型化すれば２体の駆動コイル
分だけ装置全体はさらに大型化してしまい、近年の小型
化の要請に反する。

【０００５】なお、上述した公報記載の装置には、１つ
の駆動コイルを用いた場合も示されてはいるが、このも
のでは、１つの駆動コイルによって片側方向のみの駆動
力を得ているに過ぎず、反対方向の戻り力はバネ力によ
って得ていることから、駆動バランスが悪くなっている
とともに、片方側への移動時にのみ振動が生じることと
なって駆動効率が悪いという問題がある。

【０００６】そこで本発明は、簡易な構造で振動特性に
優れ、しかも小型化を図ることができるようにした振動
アクチュエータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明にかかる振動アクチュエータは、所定の軸方向に
往復移動するように保持された可動鉄心と、この可動鉄
心の外周側を環状に取り囲むように配置された一体の駆
動コイルと、上記駆動コイルの軸方向両側に配置され、
当該駆動コイルを挟んで軸方向両側に略対称的な磁界を
形成する一対の永久磁石と、を備えているとともに、上
記可動鉄心は、駆動コイルへの通電方向を周期的に変え
たときに、前記永久磁石による対称的な磁界を択一的に
取り込んで当該可動鉄心を往復移動させる磁極面を有し
ている。

【０００８】このような手段によれば、一体の駆動コイ
ルによって可動鉄心が両方向に駆動され、性能向上のた
めに駆動コイルの巻数を増やしても、装置全体の大型化
は最小限に抑えられるようになっている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる振動アクチ
ュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１に示されている本発明の一実施形態で
は、まず、中空円筒状の鉄製ケース１１内に、環状の駆
動コイル１２が取り付けられている。この環状駆動コイ
ル１２は、横断面略コ字状の樹脂材からなるボビン１３
の胴部に対して環状に巻回されたものであって、上記鉄
製ケース１１の中心軸Ｏの延在方向（図示左右方向）に
おいて略中央部分に同心状に配置されている。この駆動
コイル１２に対しては、図示を省略した外部電源からリ
ード線１４を通して所定の駆動電流が供給されるように
なっている。

【００１１】また、上記環状駆動コイル１２の軸方向
（図示左右方向）の両側には、当該駆動コイル１２を挟
むようにして、一対の環状永久磁石１５及び１６が配置
されている。これらの各環状永久磁石１５及び１６は、
上記軸Ｏの方向に着磁されており、上記環状駆動コイル
１２を軸方向に挟んで両側に略対称的な磁界を形成する
ように構成されている。

【００１２】さらに、これら一対の環状永久磁石１５及
び１６の各々には、当該環状永久磁石１５及び１６の軸
方向両側に対して、２枚の環状ヨーク板１７，１８及び
２０，２１が接触するように配置されている。すなわ
ち、２枚の環状ヨーク板１７，１８及び２０，２１を一
組としたものが、各々の環状永久磁石１５及び１６にそ
れぞれ付設されている。

【００１３】そして、これら２枚の環状ヨーク板１７，
１８及び２０，２１のうち、軸方向外側の環状ヨーク板
１８及び２１が、前記環状永久磁石１５及び１６の外径
よりも小さな外径を有するように形成されている。これ
は、環状永久磁石１５及び１６による磁束が、軸方向外
側の環状ヨーク板１８及び２１を通して外方に漏れない
ようにするためである。

【００１４】また、前記駆動コイル１２及び環状永久磁
石１５，１６の内周面側には、非磁性部材からなる中空
スリーブ２２が装着されており、この中空スリーブ２２
内に、上記軸Ｏの同軸上に沿って滑動する可動鉄心２３
が往復移動自在に装着されている。

【００１５】上記可動鉄心２３は、軸方向両側から中空
スリーブ２２内に対称的に挿入された一対の円筒状滑動
片２３ａ，２３ｂからなり、これら一対の円筒状滑動片
２３ａ，２３ｂどうしが軸方向において対面する部分、
すなわち可動鉄心２３の軸方向中央部分の外周には、中
空円筒状の中間磁極部２３ｃが圧入により装着されてい
るとともに、この中間磁極部２３ｃを軸方向両側から挟
むようにして一対の非磁性カラー２３ｄ，２３ｅが、各
円筒状滑動片２３ａ，２３ｂの外周にそれぞれ圧入によ
り装着されている。

【００１６】さらに、上記各円筒状滑動片２３ａ，２３
ｂの軸方向外端部分には、半径方向外方に向かってフラ
ンジ状に延出するようにして端部磁極部２３ｆ，２３ｇ
が一体的に形成されている。これらの各端部磁極部２３
ｆ，２３ｇは、前述した一対の非磁性カラー２３ｄ，２
３ｅを軸方向両側から中間磁極部２３ｃを介在して挟み
込むように設けられている。

【００１７】そして、上述した端部磁極部２３ｆ，２３
ｇ及び中間磁極部２３ｃの半径方向外周面は、可動鉄心
２３の磁極面を構成するものであって、前記一組の環状
ヨーク板１７，１８及び２０，２１の内周面に対して半
径方向中心側から対向するように配置されている。より
具体的には、上記可動鉄心２３の磁極面を形成する端部
磁極部２３ｆ，２３ｇ及び中間磁極部２３ｃの各外周面
は、可動鉄心２３の往復移動に伴い、各々の環状永久磁
石１５及び１６に付設された一組の環状ヨーク板１７，
１８及び２０，２１のいずれか一方側に対向するように
設けられている。

【００１８】すなわち、環状永久磁石１５の磁束と同方
向になるように駆動コイル１２に通電すると、可動鉄心
２３は、図示した中立位置から図示右方向に移動する
が、このとき、図示右側の円筒状滑動片２３ａの端部磁
極部２３ｆ及び中間磁極部２３ｃが図示右側の２枚の環
状ヨーク板１８，１７にそれぞれ対向し、かつ図示左側
の円筒状滑動片２３ｂの端部磁極部２３ｇ及び中間磁極
部２３ｃが図示左側の２枚の環状ヨーク板２１，２０と
対向しない位置関係になされている。一方、これとは反
対に、環状永久磁石１６の磁束と同方向になるように駆
動コイル１２に通電すると、可動鉄心２３は、図示した
中立位置から図示左方向に可動鉄心２３が移動するが、
このとき、図示左側の円筒状滑動片２３ｂの端部磁極部
２３ｇ及び中間磁極部２３ｃが図示左側の２枚の環状ヨ
ーク板２１，２０にそれぞれ対向し、かつ図示右側の円
筒状滑動片２３ａの端部磁極部２３ｆ及び中間磁極部２
３ｃが図示右側の２枚の環状ヨーク板１８，１７と対向
しない位置関係になされている。

【００１９】このように本実施形態にかかる振動アクチ
ュエータは、一個の駆動コイル１２への通電方向を周期
的に変えることによって、環状永久磁石１５及び１６か
らの磁束との相互作用により、駆動コイル１２の巻回中
心軸方向に可動鉄心２３を往復移動させる構成になされ
ている。

【００２０】そして、このような実施形態にかかる振動
アクチュエータによれば、可動鉄心２３を振動させるた
めの駆動コイル１２が一体しか設けられていないため、
性能向上のために駆動コイル１２の巻数を増やしたとし
ても、装置全体の大型化が最小限に押えられるようにな
っている。すなわち、従来のように２体の駆動コイルを
大型化した場合に比して、装置全体の大型化は極めて小
さく抑えられる。

【００２１】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００２２】例えば、上述した実施形態にかかる装置の
可動鉄心２３に対して、所定方向の移動力を付与するコ
イルバネ等の弾性体を連結する構成とすることも可能で
ある。この場合には、駆動コイル１２への通電によって
可動鉄心２３の移動が行なわれた後のコイル電流の遮断
時に、上記弾性体の付勢力によって可動鉄心２３が中立
位置に復帰されることとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、可動鉄心を
振動させるための駆動コイルを一体のみとし、性能向上
のために駆動コイルの巻数を増やしても装置全体の大型
化が最小限に押えられるように構成したものであるか
ら、簡易な構造で性能を向上させつつ小型化を図ること
ができ、振動アクチュエータの有用性を高めることがで
きる。

【００２４】また、上述したように本発明では、駆動コ
イルを一体のみしか用いないため、コイル端子の半田付
け作業や回路構成が簡素化されるとともに、断線等のお
それが低減されることとなり、その結果、装置の生産性
及び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる振動アクチュエー
タの構造を表した縦断面説明図である。

【図２】従来の振動アクチュエータの構造を表した縦断
面説明図である。

【符号の説明】

１２ 環状駆動コイル １５，１６ 環状永久磁石 １７，１８ 一組２枚の環状ヨーク板 ２０，２１ 一組２枚の環状ヨーク板 ２３ 可動鉄心 ２３ａ，２３ｂ 円筒状滑動片 ２３ｃ 中間磁極部 ２３ｄ，２３ｅ 非磁性カラー ２３ｆ，２３ｇ 端部磁極部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の軸方向に往復移動するように保持
   された可動鉄心と、この可動鉄心の外周側を環状に取り
   囲むように配置された一体の駆動コイルと、上記駆動コ
   イルの軸方向両側に配置され、当該駆動コイルを挟んで
   軸方向両側に略対称的な磁界を形成する一対の永久磁石
   と、を備えているとともに、 上記可動鉄心は、駆動コイルへの通電方向を周期的に変
   えたときに、前記永久磁石による対称的な磁界を択一的
   に取り込んで当該可動鉄心を往復移動させる磁極面を有
   していることを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の一対の永久磁石の各々
   が、可動鉄心の外周を取り囲むように環状に形成されて
   いるとともに、 当該環状永久磁石の軸方向両側に２枚の環状ヨーク板が
   接触するように配置され、 上記２枚の環状ヨーク板の一組が、前記各々の環状永久
   磁石にそれぞれ付設されていることを特徴とする振動ア
   クチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の一組の環状ヨーク板の内
   周面に対して、半径方向内側から対向するように可動鉄
   心の磁極面が配置されたものであって、 上記磁極面は、可動鉄心の往復移動に伴い、各々の環状
   永久磁石に付設された一組の環状ヨーク板のいずれか一
   方側に対向し、かつ他方側には非対向となるように設け
   られていることを特徴とする振動アクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項２記載の２枚の環状ヨーク板のう
   ち、軸方向において外側の環状ヨーク板が、環状永久磁
   石の外径よりも小さな外径を有するように形成されてい
   ることを特徴とする振動アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の可動鉄心は、当該可動鉄
   心の軸方向中央部分に配置された中間磁極部と、この中
   間磁極部を軸方向の両側から挟むように配置された一対
   の非磁性カラーと、これら一対の非磁性カラーを軸方向
   両側から前記中間磁極部を介在させつつ挟み込む一対の
   端部磁極部と、を備えていることを特徴とする振動アク
   チュエータ。