KR20200138043A - 진동 액추에이터 및 전자기기 - Google Patents

Abstract

(과제)
저비용이며 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 내충격성을 가지고, 높은 출력으로 적합한 체감 진동을 발생시키는 것.
(해결 수단)
고정체의 코일과, 가동체의 마그넷의 협동에 의해, 가동체가 고정체에 대하여, 코일의 직경 방향 내측에서 직경 방향과 직교하는 진동 방향으로 왕복 이동한다. 고정체는 마그넷을 직경 방향 외측에서 둘러싸도록 배치되고, 또한 직경 방향 외측에 배치되는 코일을 유지하는 코일 유지부를 가진다. 코일 유지부는 코일의 직경 방향 내측에서, 마그넷으로부터 간격을 두고 배치되고, 코일과 가동체의 접촉을 저해하는 코일 보호벽부를 가지고, 탄성지지부는 가동체를 진동 방향에서 끼우도록 고정체와 가동체 사이에 각각 가설된 복수의 판스프링이며, 가동체의 비진동시 및 진동시에, 코일 유지부에 접촉하지 않도록, 가동체를 진동 방향에서 이동이 자유롭게 지지한다.

Description

진동 액추에이터 및 전자기기{VIBRATION ACTUATORS AND ELECTRONICS}

본 발명은 진동 액추에이터 및 이것을 구비하는 전자기기에 관한 것이다.

종래, 진동 기능을 가지는 전자기기에는 진동 발생원으로서 진동 액추에이터가 실장되어 있다. 전자기기는 진동 액추에이터를 구동하여 유저에게 진동을 전달하여 체감시킴으로써, 착신을 통지하거나, 조작감이나 임장감을 향상시키거나 할 수 있다. 여기서, 전자기기는 휴대형 게임 단말, 거치형 게임기의 컨트롤러(게임 패드), 휴대전화나 스마트폰 등의 휴대 통신 단말, 태블릿 PC 등의 휴대 정보 단말, 옷이나 팔 등에 장착되는 웨어러블 단말의 휴대 가능한 휴대 기기를 포함한다.

휴대 기기에 실장되는 소형화 가능한 구조의 진동 액추에이터로서는 예를 들면 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이 페이저 등에 사용되는 진동 액추에이터가 알려져 있다.

이 진동 액추에이터는 한 쌍의 판형상 탄성체를 서로 대향하도록 하여 원통형상의 프레임체의 개구 가장자리부에서 각각 지지시키고 있다. 덧붙여서, 이 진동 액추에이터는 한 쌍의 판형상 탄성체 중 일방의 소용돌이형 형상의 판형상 탄성체에 있어서의 솟아오른 중앙 부분에 자석을 부착한 요크를 고정하고, 요크를 프레임체 내에서 지지하고 있다.

요크는 자석과 함께 자계발생체를 구성하고, 이 자계발생체의 자계 내에 코일이 타방의 판형상 탄성체에 부착된 상태에서 배치되어 있다. 코일은 구리선의 표면에 수지를 구워붙인 에나멜선을 사용하여 원통형상체로 구성되고, 소위, 자기융착선을 사용한 공심 코일이며, 배치 스페이스는 작게 되어 있다. 이 코일에 발진회로를 통하여 주파수가 상이한 전류가 바뀌어 부여됨으로써 한 쌍의 판형상 탄성체는 선택적으로 공진되어 진동을 발생시키고, 요크는 프레임체 내에서 프레임체의 중심선 방향에서 진동한다.

이 진동 액추에이터에서는 요크와 프레임체의 내주벽과의 거리보다 자석과 코일 및 요크와 코일 사이의 거리를 크게 하고 있다. 이것에 의해 외부로부터 충격을 받은 경우, 먼저 요크가 프레임체의 내주벽에 충돌됨으로써 요크나 자석이 코일에 접촉하는 일이 없고, 코일의 파손을 방지하고 있다.

그러나, 실제로는 자석을 가지는 요크가 프레임체에 충돌하므로, 요크를 가지는 가동체를 탄성 지지하는 한 쌍의 판형상 탄성체는 충격을 받아 손상될 우려가 있다.

이 때문에, 특허문헌 1에서는, 제2 실시형태로서, 가동체가 진동 방향으로 슬라이딩하여 이동하는 샤프트를 고정체에 설치함으로써, 외부로부터 충격을 받아도 가동체인 요크는 샤프트에 의해 프레임체의 내주면으로 이동하는 일이 없어, 프레임체로의 충돌을 방지하는 구성도 개시되어 있다.

일본 특허 제3748637호 공보

그러나, 가동체가 슬라이딩하는 샤프트를 고정체에 설치한 종래의 진동 액추에이터의 구성에서는, 샤프트에 의해 가동체의 움직임을 규제하여 내충격성을 높일 수는 있지만, 가동체가 구동시에 샤프트를 슬라이딩하여, 슬라이딩음이 발생할 우려가 있다.

진동음 등과 같이, 접촉에 의한 노이즈의 발생은 진동 액추에이터 자체의 진동 표현력을 저하시킨다는 문제가 있다. 이 때문에, 가동체의 구동에 의해 진동체로서 진동하는 진동 액추에이터는 진동 노이즈를 최대한 포함시키지 않고 진동 표현력이 높고, 유저에 대하여 충분히 체감시킬 수 있는 적합한 체감 진동을 출력하는 것이 요망되고 있다. 또 공심 코일을 사용한 종래와 비교하여, 저비용인 것이 바람직하다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 저비용이며 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 내충격성을 가지고, 높은 출력으로 적합한 체감 진동을 발생시키는 진동 액추에이터 및 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 진동 액추에이터의 하나의 태양은

코일을 포함하는 고정체와,

상기 코일의 직경 방향 내측에서 상기 코일의 직경 방향과 직교하는 진동 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 마그넷을 포함하는 가동체와,

상기 가동체를 상기 고정체에 대하여 이동이 자유롭게 지지하는 탄성지지부

를 가지고, 급전되는 상기 코일과 상기 마그넷의 협동에 의해, 상기 가동체가 상기 고정체에 대하여 진동하는 진동 액추에이터로서,

상기 고정체는 상기 마그넷을 직경 방향 외측에서 둘러싸도록 배치되고, 또한 상기 직경 방향 외측에 배치되는 상기 코일을 유지하는 보빈형상의 코일 유지부를 가지고,

상기 코일 유지부는 상기 코일의 상기 직경 방향 내측에서, 상기 마그넷으로부터 간격을 두고 배치되고, 상기 코일과 상기 마그넷을 포함하는 상기 가동체와의 접촉을 저해하는 코일 보호벽부를 가지고,

상기 탄성지지부는 상기 가동체를 상기 진동 방향에서 끼우도록 상기 고정체와 상기 가동체 사이에 가설된 적어도 2개 이상의 판스프링을 가지고,

상기 판스프링은 상기 가동체의 비진동시 및 진동시에, 상기 가동체가 상기 코일 유지부에 접촉하지 않도록, 상기 가동체를 진동 방향에서 이동이 자유롭게 지지하는 구성을 채용한다.

본 발명의 전자기기의 하나의 태양은

상기 구성의 진동 액추에이터를 실장한 구성을 채용한다.

본 발명에 의하면, 저비용이며 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 내충격성을 가지고, 높은 출력으로 적합한 체감 진동을 발생시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 진동 액추에이터를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 동 진동 액추에이터의 종단면도이다.
도 3은 동 진동 액추에이터에 있어서 케이스를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 탄성지지부가 고정된 가동체를 나타내는 사시도이다.
도 5는 가동체 및 탄성지지부의 분해 사시도이다.
도 6은 감쇠부를 구비한 탄성지지부의 평면도이다.
도 7은 감쇠부를 구비한 탄성지지부의 부분 단면도이다.
도 8은 전자 실드부를 분리한 코일 조립체를 나타내는 도면이다.
도 9는 코일 조립체의 분해도이다.
도 10은 케이스 본체의 바닥면측 사시도이다.
도 11은 덮개부를 이면측으로부터 본 도면이다.
도 12는 동 진동 액추에이터의 자기회로 구성을 나타낸 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 코일과 마그넷의 상대적인 이동 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 코일과 마그넷의 상대적인 이동 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 단자연결부를 가지는 코일 보빈부를 나타내는 사시도이다.
도 16은 코일 보빈부를 단자연결부측으로부터 본 측면도이다.
도 17은 도 16의 A-A선 시시 단면도이다.
도 18은 도 16의 X부분의 확대도이다.
도 19는 단자연결부를 가지는 권선인출부의 설명에 제공하는 코일 조립체와 케이스의 관계를 나타내는 분해 사시도이다.
도 20은 코일 조립체에 있어서의 코일 보빈과 전자 실드부의 접촉 부분을 나타내는 단면도이다.
도 21은 도 3에 나타내는 코일 조립체의 평면도이다.
도 22는 도 3에 나타내는 코일 조립체를 단자연결부측으로부터 본 사시도이다.
도 23은 도 3에 나타내는 코일 조립체를 단자연결부측으로부터 본 측면도이다.
도 24는 코일 조립체의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 25는 코일 조립체의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 26은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 진동 액추에이터를 절결측으로부터 본 외관 사시도이다.
도 27은 단자연결부에 케이블을 접속한 상태의 진동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 28은 도 27에 나타내는 단자연결부와 케이블의 접속 부분의 확대도이다.
도 29는 케이스 돌기부의 단면도이다.
도 30은 케이스 돌기부의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 31은 케이블 단부를 나타내는 도면이다.
도 32는 케이블 단부의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 33은 도 22의 단자연결부와 케이블의 접속 부분의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 34는 진동 액추에이터의 조립 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 35는 동 진동 액추에이터를 실장한 전자기기의 일례를 나타내는 도면이다.
도 36은 동 진동 액추에이터를 실장한 전자기기의 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[진동 액추에이터의 전체 구성]

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 진동 액추에이터를 나타내는 외관 사시도이며, 도 2는 동 진동 액추에이터의 종단면도이며, 도 3은 동 진동 액추에이터에 있어서 케이스를 분리한 상태를 나타내는 사시도이다. 또 도 4는 탄성지지부가 고정된 가동체를 나타내는 사시도이며, 도 5는 가동체 및 탄성지지부의 분해 사시도이다. 도 6은 감쇠부를 구비한 탄성지지부의 평면도이며, 도 7은 감쇠부를 구비한 탄성지지부의 부분 단면도이다. 또 도 8은 전자 실드부를 분리한 코일 조립체를 나타내는 도면이며, 도 9는 동 코일 조립체의 분해도이다. 또한 본 실시형태 에 있어서의 「상」측, 「하」측은 이해하기 쉽게 하기 위해서 편의상 부여한 것이며, 진동 액추에이터에 있어서의 가동체의 진동 방향의 일방, 타방을 의미한다. 즉, 진동 액추에이터가 전자기기(도 35 및 도 36 참조)에 탑재될 때는 상하가 반대가 되어도 좌우가 되어도 상관없다.

본 실시형태 1에 따른 진동 액추에이터(1)는 휴대형 게임 단말 기기(예를 들면 도 35에 나타내는 게임 컨트롤러(GC)) 등의 전자기기에 진동 발생원으로서 실장되어, 전자기기의 진동 기능을 실현한다. 이 전자기기로서는 스마트폰 등의 휴대 기기(예를 들면 도 36에 나타내는 휴대 단말(M))도 포함한다. 진동 액추에이터(1)는 휴대형 게임 단말 기기 또는 휴대 기기 등의 각 기기에 실장되고, 구동함으로써 진동하여, 유저에 대하여 착신을 통지하거나, 조작감이나 임장감을 주거나 한다.

본 실시형태의 진동 액추에이터(1)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 중공의 케이스(10) 내에 가동체(20)를 케이스(10)의 축방향(상하 방향)을 진동 방향으로 하여 상하단면 사이에서 진동 가능하게 수용하고 있다. 케이스(10) 내부의 가동체(20)가 가동함으로써, 진동 액추에이터(1) 자체가 진동체로서 기능한다.

진동 액추에이터(1)는 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)를 가지는 가동체(20)와, 코일(61, 62)을 가지는 고정체(50)와, 가동체(20)를 고정체(50)에 대하여 왕복 운동이 자유롭게 지지시키는 판형상의 탄성지지부(81, 82)를 가진다.

진동 액추에이터(1)에 있어서 코일(61, 62), 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)는 가동체(20)를 진동시키는 자기회로를 구성한다. 진동 액추에이터(1)는 전원공급부(예를 들면 도 35 및 도 36에 나타내는 구동제어부(203))로부터 코일(61, 62)이 통전됨으로써, 코일(61, 62)과 마그넷(30)이 협동하여, 케이스(10) 내에서 가동체(20)가 진동 방향으로 왕복 이동한다.

본 실시형태의 진동 액추에이터(1)에서는 가동체(20)는 코일 보빈부(52)에 유지된 코일(61, 62)의 내측에서, 가동체(20)와의 사이에 배치되는 보빈 본체부(코일 보호벽부)(522)에 의해, 코일(61, 62)의 축방향 즉 진동 방향에서 왕복 이동한다. 코일(61, 62)의 축방향은 가동체(20)의 진동 방향이며, 마그넷(30)의 착자 방향이며, 코일 보빈부(52)의 축방향이기도 하다.

가동체(20)는 가동하고 있지 않은 비진동시에 있어서, 탄성지지부(81, 82)를 개재시켜, 진동 방향의 길이의 중심이 코일 보빈부(52)의 진동 방향의 길이의 중심과 가동체(20)의 축방향과 직교하는 방향에서 소정 간격을 두고 대향하도록 배치된다. 이 때, 가동체(20)는 코일 보빈부(52)의 보빈 본체부(522)에 접촉하지 않도록, 코일(61, 62) 사이에서 균형이 맞는 위치에 위치하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)에 있어서의 진동 방향의 길이의 중심이 상하로 이간하는 코일(61, 62) 사이의 진동 방향의 길이의 중심과 진동 방향과 직교하는 방향에서 대향하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한 보빈 본체부(522)와 가동체(20) 사이에 자성 유체가 개재하도록 해도 된다.

진동 액추에이터(1)는 본 실시형태에서는 도 3에 나타내는 바와 같이 케이스 본체(11) 및 덮개부(12)를 가지는 케이스(10) 내에 코일(61, 62), 코일 보빈부(52), 가동체(20) 및 탄성지지부(81, 82)를 가지는 구동 유닛(13)을 설치함으로써 구성된다.

<가동체(20)>

가동체(20)는 고정체(50)의 통형상의 코일 보빈부(52)의 내측에서, 상하단부에서 접속된 탄성지지부(81, 82)에 의해, 보빈 본체부(522)의 내주면(522a)을 따라 왕복 이동 가능하게 지지된다. 바꾸어 말하면, 가동체(20)는 진동 액추에이터(1) 내에 있어서, 덮개부(12)와 바닥부(114)가 대향하는 방향으로 왕복 이동 가능하게 지지되어 있다. 가동체(20)는 도 3에 나타내는 구동 유닛(13)에 설치된다.

가동체(20)는 도 2, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 마그넷(30), 가동체 코어(41, 42) 및 스프링 멈춤부(22, 24), 고정핀(26, 28)을 가진다. 본 실시형태에서는 마그넷(30)을 중심으로 진동 방향의 양측(도면에서는 상하 방향)을 향하여 각각 가동체 코어(41, 42), 스프링 멈춤부(22, 24)가 연결설치되어 있다. 가동체(20)에서는 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)의 외주면(20a)이 보빈 본체부(522)의 내주면(522a)의 내측에서 소정 간격을 두고 대향되어 있다.

가동체(20)가 진동 방향으로 이동할 때는 외주면(20a)이 내주면(522a)을 따라 접촉하지 않고 왕복 이동한다.

마그넷(30)은 진동 방향으로 착자된다. 마그넷(30)은 본 실시형태에서는 원반형상으로 형성되고, 진동 방향에서 이간하는 표리면(30a, 30b)이 각각 상이한 극성을 가지고 있다. 마그넷(30)의 표리면(30a, 30b)은 코일(61, 62)의 축의 연장 방향에서 이간하는 2개의 착자면이다.

마그넷(30)은 코일(61, 62)(상세는 후술한다)에 대하여, 코일(61, 62)의 직경 방향 내측에서 간격을 두고 위치하도록 배치된다. 여기서, 「직경 방향」이란 코일(61, 62)의 축에 직교하는 방향이며, 진동 방향과 직교하는 방향이기도 하다. 이 직경 방향에 있어서의 「간격」은 보빈 본체부(522)를 포함하는 코일(61, 62)과 마그넷(30) 사이의 간격이며, 가동체(20)의 진동 방향으로 서로 접촉하지 않고 이동 가능한 간격으로 한다. 즉, 본 실시형태에서는 「간격」이란 보빈 본체부(522)와 마그넷(30) 사이의 소정 간격을 의미하고 있다.

마그넷(30)은 본 실시형태에서는 직경 방향 외측에서 보빈 본체부(522)의 중심과 대향하도록 배치되어 있다. 또한 마그넷(30)은 코일(61, 62)의 내측에서 코일(61, 62)의 축의 연장 방향으로 2개의 착자면을 각각 향하게 하여 배치되는 것이면, 통형상, 판형상 등과 같이 원반형상 이외의 형상이어도 된다. 또 마그넷(30)의 축방향의 중심이 가동체(20)의 축방향의 중심과 일치하는 것이 바람직하다.

마그넷(30)의 표리면(30a, 30b)에는 각각 가동체 코어(41, 42)가 설치되어 있다.

가동체 코어(41, 42)는 자성체이며, 요크로서 기능하고, 마그넷(30), 코일(61, 62)과 함께 자기회로를 구성한다. 가동체 코어(41, 42)는 마그넷(30)의 자속을 집중시켜, 누설시키지 않고 효율적으로 흘려, 마그넷(30)과 코일(61, 62) 사이에 흐르는 자속을 효과적으로 분포시킨다.

또 가동체 코어(41, 42)는 자기회로의 일부로서의 기능 외에, 가동체(20)에 있어서, 가동체(20)의 본체 부분으로서의 기능, 스프링 멈춤부(22, 24)를 고정하는 기능 및 웨이트로서의 기능을 가진다.

가동체 코어(41, 42)는 본 실시형태에서는 마그넷(30)과 동일 표면 형상을 가지는 원환평판형상으로 형성되어 있다. 가동체 코어(41, 42)는 외주면이 마그넷의 외주면과 동일 평면이 되도록 마그넷(30)에 고정되고, 마그넷의 외주면과 함께 가동체(20)의 외주면(20a)을 구성한다.

가동체 코어(41, 42)는 본 실시형태에서는 마찬가지로 형성된 동일한 부재이며, 본 실시형태에서는 마그넷(30)을 중심으로 마그넷(30)을 끼우도록 마그넷의 상하에 대칭으로 설치되어 있다. 또한 가동체 코어(41, 42)는 마그넷(30)에 흡인됨과 아울러, 예를 들면 에폭시 수지 등의 열경화형 접착제 혹은 혐기성 접착제에 의해 마그넷(30)에 고정된다.

가동체 코어(41, 42)의 각각의 중앙부에는 상하의 스프링 멈춤부(22, 24)가 끼워맞춰지는 끼워맞춤구(411, 421)가 설치되어 있다. 끼워맞춤구(411, 421)는 상하의 스프링 멈춤부(22, 24)의 각각의 축, 즉, 탄성지지부(81, 82)의 중심축이 가동체(20)의 중심축 상에 위치하도록 설치되어 있다. 끼워맞춤구(411, 421)는 삽입되는 스프링 멈춤부(22, 24)를 그 축 상에서 정확하게 고정하기 위해서 3점 또는 4점에서 접촉하여 상하의 스프링 멈춤부(22, 24)를 가동체(20)의 축 상에 위치하도록 지지하고 있다. 끼워맞춤구(411, 421)는 가동체 코어(41, 42)에 있어서의 개구 정도를 조정하여, 가동체(20)의 무게를 조정하고, 적합한 진동 출력을 설정할 수 있다.

본 실시형태에서는 가동체 코어(41, 42)는 가동체(20)의 비진동시에 있어서, 코일(61, 62)의 내측(직경 방향 내측)에서, 코일(61, 62)의 축방향과 직교하는 방향에서 코일(61, 62)의 각각에 대향하도록 위치한다.

가동체 코어(41, 42)는 마그넷(30)과 함께 가동체측 자기회로를 구성한다. 본 실시형태에서는 마그넷(30)의 상측의 가동체 코어(41)의 상면의 높이 위치가, 상측의 코일(61)의 높이 방향(상하 방향)의 중심의 위치와 대향하는 것이 바람직하다. 덧붙여서, 마그넷(30)의 하측의 가동체 코어(42)의 하면의 높이 위치가, 하측의 코일(62)의 높이 방향(상하 방향)의 중심의 위치와 대향하는 것이 바람직하다.

스프링 멈춤부(22, 24)는 가동체측 자기회로를 탄성지지부(81, 82)에 고정하는 기능을 가짐과 아울러, 가동체(20)의 웨이트로서의 기능을 가진다. 스프링 멈춤부(22, 24)는 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)를 끼우도록 대칭으로 설치되고, 가동체(20)의 진동 출력을 증가시키고 있다.

스프링 멈춤부(22, 24)는 본 실시형태에서는 가동체(20)의 중심축을 따라 배치되는 축형상체이며, 가동체 코어(41, 42)와 탄성지지부(81, 82) 사이에 개재 설치된다.

스프링 멈춤부(22, 24)는 본 실시형태에서는 동일 형상으로 형성되고, 접합부(222, 242)와 스프링 고정부(224, 244)를 가진다. 이들 접합부(222, 242)와 스프링 고정부(224, 244)가 각각 진동 방향(구체적으로는 상하 방향)으로 연결설치되어 있다.

스프링 멈춤부(22, 24)는 관통하는 관통공을 가지고 있다. 또한 스프링 멈춤부(22, 24)는 관통공 내에 추를 추가하여 중량조정부로서 기능시켜도 된다. 관통공 내에 추를 추가함으로써 가동체(20)를 무겁게 하여, 가동체(20)의 진동 출력을 크게 할 수 있다.

접합부(222, 242)는 각각 가동체 코어(41, 42)에 접합한다. 구체적으로는 접합부(222, 242)는 일단부측을 가동체 코어(41, 42)의 끼워맞춤구(411, 421)에 각각 삽입하여 내측 끼움되어 있다. 본 실시형태에서는 스프링 멈춤부(22, 24)는 가동체 코어(41, 42)에 압입에 의해 고정되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 에폭시 수지 등의 열경화형 접착제나 혐기성 접착제를 사용한 접착에 의해 고정되어도 된다.

상측의 스프링 고정부(224)는 가동체(20)의 진동 방향의 일방의 단부, 즉 가동체(20)의 상측의 단부를 구성하고, 탄성지지부(81)인 상측 판스프링의 내경측의 단부인 내주부(802)에 접합되어 있다. 한편, 하측의 스프링 고정부(244)는 가동체(20)의 진동 방향의 타방의 단부, 즉 가동체(20)의 하측의 단부를 구성하고, 탄성지지부(82)인 하측 판스프링의 내경측의 단부인 내주부(802)에 접합되어 있다.

스프링 고정부(224, 244)는 각각 접합부(222, 242)로부터 상하로 돌출되도록 설치되고, 그 선단에서, 고정핀(26, 28)을 개재시켜 탄성지지부(81, 82)의 내주부(802, 802)에 각각 접합되어 있다.

고정핀(26, 28)은 탄성지지부(81, 82)와 가동체(20)를 가동체(20)의 진동에 의해 빠지지 않도록 강고하게 고정한다.

고정핀(26, 28)은 본 실시형태에서는 동일 형상으로 형성되어 있고, 각각, 스프링 고정부(224, 244)에 압입 가능한 축형상의 핀 본체(262, 282)와, 핀 본체(262, 282)의 일단측의 가장자리부에 설치된 플랜지(264, 284)를 가진다.

구체적으로는 고정핀(26, 28)의 각각의 핀 본체(262, 282)는 탄성지지부(81, 82)의 각각의 내주부(802)를 스프링 고정부(224, 244)에 겹친 상태에서, 내주부(802)의 개구를 통하여 스프링 고정부(224, 244)의 관통공에 압입하여 고정된다. 이것에 의해 플랜지(264, 284)는 스프링 고정부(224, 244)로 탄성지지부(81, 82)의 내주부(802)를 협지하여 강고하게 접합한다. 또한 탄성지지부(81, 82)의 내주부(802)와 스프링 고정부(224, 244)는 용접, 접착, 또는 코킹 등에 의해, 또한 용접, 접착, 또는 코킹을 조합하여 접합되어도 된다.

스프링 멈춤부(22, 24)가 가동체(20)에 있어서 가동체측 자기회로에 대하여 진동 방향에서 이간하는 양단부(상하단부)에 배치되어 있는 것에 의해, 가동체(20)에 있어서의 추는 가동체 자기회로의 외주측에 배치되어 있지 않다. 이것에 의해 가동체측 자기회로의 외주측, 즉 가동체(20)의 외주측에서 대향하여 위치하는 코일(61, 62)의 배치 스페이스를 제한하는 일이 없고, 즉 가동체 자기회로와 코일(61, 62)과의 거리를 이간시키는 일이 없어, 전자 변환의 효율은 저하되지 않는다. 따라서, 적합하게 가동체(20)의 중량을 증가시킬 수 있고, 고진동 출력을 실현할 수 있다.

또 스프링 멈춤부(22, 24)는 추 기능과 스프링 고정 기능을 가지기 때문에, 각각의 기능을 가지는 부재를 각각 조립할 필요가 없다. 스프링 멈춤부(22, 24)를 가동체측 자기회로에 설치하는 것만으로, 추와 함께 탄성지지부(81, 82)인 상측 판스프링, 하측 판스프링을 가동체(20)에 대하여 용이하게 조립할 수 있어, 조립성을 높일 수 있다.

또한 스프링 멈춤부(22, 24)는 자성 재료에 의해 구성되어도 되지만, 비자성 재료에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 스프링 멈춤부(22, 24)가 비자성 재료이면, 가동체 코어(41)로부터의 자속이 상방으로 흐르는 일이 없음과 아울러, 가동체 코어(42)로부터의 자속이 하방으로 흐르는 일이 없어, 효율적으로 가동체 코어(41, 42)의 외주측에 위치하는 코일(61, 62)측으로 흘릴 수 있다.

또 스프링 멈춤부(22, 24)는 규소 강판(강판의 비중은 7.70~7.98) 등의 재료보다 비중이 높은 재료(예를 들면 비중이 16~19정도)에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 스프링 멈춤부(22, 24)의 재료에는 예를 들면 텅스텐을 적용할 수 있다. 이것에 의해, 설계 등에 있어서 가동체(20)의 외형 치수가 설정된 경우에도, 가동체(20)의 질량을 비교적 용이하게 증가시킬 수 있고, 유저에 대한 충분한 체감 진동이 되는 소망하는 진동 출력을 실현할 수 있다.

<고정체(50)>

고정체(50)는 코일(61, 62)을 유지함과 아울러, 코일(61, 62)의 직경 방향 내측에서, 가동체(20)를 탄성지지부(81, 82)를 개재시켜 진동 방향(코일축방향, 가동체(20)의 축방향)으로 이동이 자유롭게 지지한다.

고정체(50)는 케이스(10), 코일(61, 62), 코일 보빈부(52) 및 전자 실드부(58)를 가진다.

코일 보빈부(52)는 외주면에 권회되는 코일(61, 62)을 유지하고, 내주면(522a)으로 마그넷(30)을 둘러싸고, 마그넷(30)을 가지는 가동체(20)의 이동을 안내한다.

코일 보빈부(52)는 페놀 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트(poly butylene terephtalate;PBT) 등의 수지에 의해 형성된 통형상체이다. 코일 보빈부(52)는 본 실시형태에서는 난연성이 높은 베이크라이트 등의 페놀 수지를 포함하는 소재로 구성된다.

코일 보빈부(52)가 페놀 수지를 포함하는 소재로 구성됨으로써, 난연성이 높아지고, 유지하는 코일(61, 62)에 전류가 흘렀을 때 줄열에 의해 발열해도, 구동시의 안전성의 향상을 도모할 수 있다. 또 치수 정밀도가 높아지고, 코일(61, 62)의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 진동 특성의 불균일을 저감할 수 있다.

코일 보빈부(52)는 통형상의 보빈 본체부(522)와, 보빈 본체부(522)의 외주로부터 방사 방향으로 돌출되는 플랜지부(526~528)와, 단자연결부(코일 결선부)(53)와, 가동 범위 형성부(54)와, 연락 홈부(55)를 가진다.

코일 보빈부(52)에서는 플랜지부(526~528) 사이(코일 부착부(52b, 52c))에 코일(61, 62)이 권회된다. 이 코일(61, 62)은 코일 보빈부(52)의 단자인출부(90) 및 위치 결정 걸어맞춤부(529)를 개재시켜 위치 결정되는 전자 실드부(58)에 의해 덮인다. 또한 단자연결부(코일 결선부)(53)는 편의상 단자연결부(코일 결선부)(53-1, 53-2)로 도시하여 설명하는 일도 있다.

보빈 본체부(522)의 내주면(522a)은 가동체(20)의 외주면과 소정 간격을 두고 대향하여 배치되어 있다. 이 소정 간격은 가동체(20)가 진동 방향으로 이동할 때, 내주면(522a)과 접촉하지 않고 진동 방향인 축방향으로 이동 가능한 간격이다. 보빈 본체부(522)는 마그넷(30)과 코일(61, 62)의 접촉을 저해하도록 구성되고, 가동체(20)는 내주면(522a)을 따라 접촉하지 않고 왕복 이동 가능하다.

보빈 본체부(522)는 내측에 배치되는 가동체(20)의 구동시에 있어서의 코일(61, 62)로의 충돌을 보호하는 보호벽부로서 기능하고 있다. 보빈 본체부(522)의 두께는 이동하는 가동체(20)가 접촉해도, 외주측의 코일(61, 62)에 전혀 영향을 주지 않는 강도를 가지는 두께이다.

보빈 본체부(522)의 외주측에는 가동체(20)의 가동체 코어(41, 42)의 외주면(마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)의 외주면)을 둘러싸도록 코일(61, 62)이 코일축방향으로 늘어서서 배치되어 있다.

구체적으로는 보빈 본체부(522)의 외주면에는 플랜지부(526~528)와 함께, 외주측에 직경 방향 외측으로 개구하는 오목형상의 코일 부착부(52b, 52c)(도 2 및 도 9 참조)가 설치되어 있다.

코일 부착부(52b, 52c)는 플랜지부(526~528)에 의해 구분되도록 설치되어 있다. 코일 부착부(52b, 52c)에는 코일(61, 62)이 플랜지부(527, 528)의 사이에서, 플랜지부(중앙벽부, 이하, 「중앙 플랜지부」라고도 한다)(526)를 진동 방향에서 끼우도록 권회되어 있다.

중앙 플랜지부(526)는 환형상으로 설치되고, 원형상의 외주부를 가진다.

중앙 플랜지부(526)의 외주부의 일부에는 코일의 권선을 끌어오고, 또한 코일의 단말 상태를 처리하는 기능을 가지는 인회부(引回部)(9)가 설치되어 있다.

인회부(9)는 단자연결부(53)가 설치된 단자인출부(90)와, 코일(61, 62)을 연락하는 코일의 권선이 배선되는 연락 홈부(55)를 포함한다.

단자연결부(53)는 도 8, 도 9, 도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이 코일(61, 62)의 코일의 권선을 연결하여, 외부 기기와 접속하는 커넥터 결선부로서 기능한다. 단자연결부(53)는 코일(61, 62)과 외부 기기(예를 들면 구동제어부 등의 전원공급부)를 접속하고, 코일(61, 62)에 전력이 공급된다.

단자연결부(53)는 보빈 본체부(522)의 외주 부분에 돌출설치된 도전성을 가지는 부재이며, 본 실시형태에서는 봉형상체이다. 단자연결부(53)는 본 실시형태에서는 코일 보빈부(52)의 외주부, 구체적으로는 진동 방향의 중심에 배치되는 중앙의 플랜지부(526)의 외주면에 기단부를 압입함으로써 설치되어 있다.

단자연결부(53)는 진동 액추에이터(1)에 있어서 진동 방향의 중앙부의 플랜지부(526)의 외주면으로부터 돌출되는 단자인출부(90)에 설치되어 있다.

단자인출부(90)는 단자연결부(53)를 개재시켜 코일(61, 62)을 형성하는 코일의 권선의 단부를 진동 액추에이터(1)의 외부로 인출한다.

단자인출부(90)는 중앙 플랜지부(526)의 외주면으로부터 돌출됨으로써 플랜지부(526)에 있어서 직경 방향의 소정의 길이와, 진동 방향의 두께와, 둘레 방향의 폭을 가지고, 단자연결부(53)의 압입 자리를 확보하고 있다. 이것에 의해 단자인출부(90)는 단자연결부(53)를 강고하게 유지할 수 있고, 단자연결부(53)를 코일 보빈부(52)에 조립할 때 안정적으로 고정시킬 수 있다.

본 실시형태에서는 단자인출부(90)는 도 17에 나타내는 바와 같이 중앙 플랜지부(526)의 외경(R)보다 바깥쪽으로 돌출된다. 이 바깥쪽으로 돌출되는 부분에 단자연결부(53)가 바깥쪽으로 돌출설치되어 있다.

단자인출부(90)와 함께 단자연결부(53)가 외경(R)보다 외측으로 돌출된다. 이것에 의해 단자연결부(53)가 조립 후에 코일 보빈부(52)를 둘러싸도록 배치되는 전자 실드부(58)에 접촉하는 것을 막을 수 있다. 또한 전자 실드부(58)에 대한 상세는 후술한다. 또 본 실시형태에서는 단자인출부(90)는 전자 실드부(58)의 개구부(582)에 끼워맞춰진다. 이것에 의해 단자인출부(90)는 전자 실드부(58)의 회전 방지로서 기능한다.

단자인출부(90)는 중앙 플랜지부(526)에 있어서 연락 홈부(55)에 근접(여기서는 인접)하여 설치되어 있다.

연락 홈부(55)에는 코일(61, 62)을 연결하는 코일의 권선이 삽입통과된다. 본 실시형태의 연락 홈부(55)에서는 코일(61) 및 코일(62)을 형성하는 코일의 권선의 감는 방향이 연락 홈부(55)의 상하에서 역방향이 되도록 반전된다.

연락 홈부(55)는 중앙 플랜지부(526)의 외주부에서 직경 방향 바깥쪽으로 개구하고, 또한 진동 방향으로 관통하는 절결형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는 연결 홈부(55)는 적어도 홈형상의 바닥을 형성하는 바닥벽부(55a)와, 바닥벽부(55a)에 있어서 단자연결부(53)로부터 먼 측벽부(일측벽부)(55b)를 가지고, 바닥벽부(55a)와 먼 측벽부(55b)에 의해 절결형상으로 형성된 부위를 가진다. 절결 부위는 코일(61) 또는 코일(62) 중 일방을 권회하여 배치한 후에, 권회 방향을 반대로 하여 타방을 권회하여 배치할 때, 권선이 빠지지 않도록 권선을 거는 기능을 가진다. 본 실시형태의 연결 홈부(55)는 바닥벽부(55a)를 바닥면으로 하여 둘레 방향에서 이간하는 양단에서 양 측벽부가 세워져 설치된 평면시 U자형상으로 형성되어 있다.

연락 홈부(55)에서는 도 17에 나타내는 바와 같이 단자연결부(53)로부터 먼 측벽부(55b)는 평면시로 먼 측벽부(55b)와 바닥벽부(55a)의 접합부를 통과하는 중앙 플랜지부(526)의 외경(R)의 외주면의 법선(n)에 대하여 단자연결부(53)측에서 예각이 되도록 위치하도록 형성되어 있다. 이것에 의해 연락 홈부(55)에서는 단자연결부(53)로부터 먼 측벽부(55b)와 바닥벽부(55a)로 이루는 각도(α)는 법선(n)보다 단자연결부(53)측에서 예각을 형성하도록 설치되어 있다.

따라서, 코일의 권선을 코일 부착부(52b, 52c)에 상하 반전 방향에서 감아 코일(61, 62)을 배치할 때, 코일의 권선은 연락 홈부(55)로부터 빠지지 않도록 확실하게 연락 홈부(55)에 걸어맞춰지고, 소망하는 코일 부착부(52b, 52c)에 적합하게 안내된다. 따라서, 코일 보빈부(52)로의 코일(61, 62)의 조립을 용이하게 행할 수 있다.

또 인회부(9)는 중앙 플랜지부(526)에 있어서, 코일의 권선을 단자연결부(53)로부터 코일 보빈부(52)의 코일 권회 부분(코일 부착부(52b, 52c)의 일방)에 있어서의 첫번째 감는 위치(예를 들면 각부)에 안내하는 코일 안내부(92)를 가진다.

코일 안내부(92)는 중앙 플랜지부(526)의 상하면(진동 방향에서 이간하는 면)의 적어도 일방의 면에 설치되어 있다. 코일 안내부(92)는 본 실시형태에서는 중앙 플랜지부(526)에 있어서 단자인출부(90) 및 연락 홈부(55)에 대하여 둘레 방향 양측에서 인접하는 부위에 각각 형성되어 있다.

코일 안내부(92)는 중앙 플랜지부(526)의 상하면의 단차에 의해 형성되는 경사부(93)에 의해, 코일 부착부(52b, 52c)에 있어서 중앙 플랜지부(526)와 보빈 본체부(522)의 외주면과의 접합부와, 단자연결부(53)를 연락한다.

도 18은 코일 안내부(92) 중, 코일 부착부(52c)에 있어서 코일 부착부(52c)와 단자연결부(53-1) 사이를 안내하는 코일 안내부(92-1)를 나타낸다. 단차(Y)는 코일 부착부(52c)에 있어서 코일 본체부(522)의 외주면과의 접합 위치와 대략 동일한 높이 위치인 중앙 플랜지부(526)의 높이 레벨(중앙 플랜지부(526)의 상면의 높이 레벨)과, 이것보다 낮고 단자연결부(53)에 근접하는 높이 레벨 위치와의 단차이다.

경사부(93)는 단차(Y)에 의해, 중앙 플랜지부(526)의 상면과, 단자연결부(53)에 근접하는 높이 레벨 위치의 면 사이의 단차면을 가진다. 이 단차면은 단자연결부(53)에 근접하는 높이 레벨 위치의 면으로부터 일어서도록 배치되고, 단자연결부(53)의 기단측으로부터 둘레 방향으로 연장되면서, 코일 부착부(52b, 52c)의 바닥면측을 향하여 경사진다.

도 18에서는 코일 안내부(92-1)는 예를 들면 코일의 권선을 단자연결부(53-1)에 연결한 후, 경사부(93)에 의해, 코일의 권선을 코일 보빈부(52)의 코일 부착부(52c)측으로 인입하도록 안내한다. 이것에 의해 단자연결부(53-1)로부터 코일 부착부(52c)에 직접 인입하는 경우와 비교하여, 첫번째 감는 권선의 위치를 안정시켜, 적합하게 코일(62)을 배치할 수 있다.

코일 안내부(93)는 단자연결부(53)로부터의 코일의 권선을 코일 부착부(52b, 52c)에 권회할 때, 코일 부착부(52b, 52c)에 있어서의 첫번째 감는 권선의 위치를 안정시킬 수 있고, 공정에서의 불량이 억제된다.

이것에 의해 단자연결부(53)에 대한 권선의 연결, 상하의 코일 형성, 및 최후의 단자연결부(53)에 대한 연결의 각 공정을 일련의 흐름으로 행하여 진동 액추에이터(1)를 조립할 수 있다. 이것에 의해 코일 형성 공정 등을 용이하게 자동화할 수 있고, 효율적인 조립 구조를 가지는 진동 액추에이터를 실현할 수 있다.

플랜지부(527, 528)는 보빈 본체부(522)의 축방향(본 실시형태에서는 진동 방향이며, 상하 방향이기도 하다)에서 이간하는 양단부에 설치되고, 코일 보빈부(52)의 상하단부를 구성한다. 플랜지부(527, 528)(합쳐서 「양단 플랜지부」라고도 하고, 각각을 「단 플랜지부」라고도 한다)는 각각 보빈 본체부(522)의 외주로부터 진동 방향의 양단부로 방사 방향으로 내뻗어 설치되어 있다. 양단 플랜지부(527, 528)는 도 16 및 도 20에 나타내는 바와 같이 중앙 플랜지부(526)의 외주부(526a)와 동일 직경 부분(527b, 528b)을 가지고, 이들 동일 직경 부분에서 전자 실드부(58)의 내주면에 맞닿는다.

코일 보빈부(52)에서는 중앙 플랜지부(526)의 외주부(526a)와, 플랜지부(527, 528)의 동일 직경 부분(527b, 528b)에 의해, 직경 방향으로 개구하고, 전자 실드부(58)가 끼워지는 오목형상부를 형성하고 있다. 이 오목형상부에 전자 실드부(58)가 배치됨으로써, 전자 실드부(58)는 코일(61, 62)을 둘러싸는 위치에 위치 결정된다. 또 전자 실드부(58)는 외주부(526a)와, 플랜지부(527, 528)의 동일 직경 부분(527b, 528b)에 맞닿음으로써, 코일 보빈부(52)에 안정적으로 고정되고, 전자 실드부(58)의 높이 치수(진동 방향의 길이)가 커지는 경우에도 안정적으로 고정시킬 수 있다.

플랜지부(527, 528)는 플랜지부(526)로부터 이간하는 방향측의 단부(본 실시형태에서는 상하단부)에서 탄성지지부(81, 82)가 고정된다.

가동 범위 형성부(54)는 코일 보빈부(52)의 상하단부에 설치되고, 케이스(10) 내에 코일 보빈부(52)를 수용했을 때, 케이스(10)의 덮개부(12) 및 바닥부(114)와, 가동체(20)와의 사이의 진동 범위를 형성한다.

가동 범위 형성부(54)는 플랜지부(527, 528)의 각각으로부터 진동 방향(상하 방향)으로 돌출설치된 돌출형상 변부이다. 가동 범위 형성부(54)는 플랜지부(527, 528)의 원환형상의 상하의 개구 단면(각각 「상단면, 하단면」이라고도 한다)(527a, 528a)에 있어서, 소정 간격을 두고 설치되어 있다. 상단면(527a)은 일방측의 개구 단면이며, 하단면(528a)은 타방측의 개구 단면을 의미하고 있다.

플랜지부(527)는 진동 방향으로 돌출되는 돌기형상의 가동 범위 형성부(54)를 가지고, 가동 범위 형성부(54)를 개재시켜 덮개부(12)를 받는 천면 받이부를 가진다. 플랜지부(528)는 진동 방향으로 돌출되는 돌기형상의 가동 범위 형성부(54)를 가지고, 가동 범위 형성부(54)를 개재시켜 바닥부(114)를 받는 바닥면 받이부를 가진다.

또 가동 범위 형성부(54)는 도 21에 나타내는 바와 같이 탄성지지부(81, 82)에 설치된 위치 결정 홈(808)에 끼워맞춰져, 탄성지지부(81, 82)의 직경 방향의 위치 결정을 행한다. 가동 범위 형성부(54)는 둘레 방향의 길이와 소정의 두께를 가지고, 이것에 대응하여 위치 결정 홈(808)도 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 가동 범위 형성부(54)는 위치 결정 홈(808)에 끼워맞춰짐으로써, 탄성지지부(81, 82)의 직경 방향 및 둘레 방향의 이동을 규제하여, 탄성지지부(81, 82)의 위치 결정을 행하고 있다.

돌기형상의 가동 범위 형성부(54)를 위치 결정 홈(808)에 끼워맞춤으로써 탄성지지부(81, 82)의 코일 보빈부(52)에 대한 위치 내기를 행하기 위해서, 구동 유닛(13)의 각 개체에서의 탄성지지부(81, 82)의 위치를 일률적으로 설정하여, 코일 보빈부(52)에 대한 탄성지지부(81, 82)의 안정적인 위치 내기를 행할 수 있다. 이것에 의해 탄성지지부(81, 82)는 회전 방향으로의 이동이 규제되고, 제품으로서, 탄성지지부(81, 82)의 불균일을 억제하여, 안정적인 특성을 실현할 수 있다.

또 가동 범위 형성부(54)는 코일 보빈부(52)의 축을 중심으로 등간격으로 사이를 두고 설치되어 있다. 가동 범위 형성부(54)는 본 실시형태에서는 코일 보빈부(52)의 축을 중심으로 등간격을 두고 3개소 설치되어 있다.

또 3개소의 가동 범위 형성부(54)에서, 탄성지지부(81, 82)의 각각을 받음으로써, 코일 보빈부(52) 내로의 가동체(20)의 삽입시의 걸림이나 마찰을 저감하고, 조립성 좋게, 가동체(20) 및 코일 보빈부(52)의 위치 내기를 용이하게 행할 수 있다.

코일 보빈부(52)는 케이스(10)에 상하단부의 가동 범위 형성부(54)를 덮개부(12)의 가장자리부와 바닥부(114)의 가장자리부에 맞닿게 한 상태에서 수용되고, 바닥부(114)의 가장자리부에 고정된다.

플랜지부(527, 528)는 본 실시형태에서는 전자 실드부(58)에 걸어맞춰져, 전자 실드부(58)를 코일(61, 62)을 둘러싸는 위치에 위치시키는 위치 결정 걸어맞춤부(529)를 가진다.

위치 결정 걸어맞춤부(529)는 전자 실드부(58)의 피걸어맞춤부(589)와 걸어맞춰진다. 위치 결정 걸어맞춤부(529)는 본 실시형태에서는 각각의 플랜지부(527, 528)의 외주부에 있어서 중앙 플랜지부(526)측으로 개구하는 오목형상의 홈이며, 볼록형상의 피걸어맞춤부(589)와 걸어맞춰진다.

이와 같이, 플랜지부(527, 528)의 외주부, 즉 코일 보빈부(52)의 외경부에 전자 실드부 위치 내기용의 위치 결정 걸어맞춤부(529)가 설치되어 있다. 위치 결정 걸어맞춤부(529)와 피걸어맞춤부(589)의 걸어맞춤에 의해, 코일 보빈부(52)에 권회되는 코일(61, 62)에 대하여 전자 실드부(58)를 어긋나지 않게 배치하여, 안정적인 자기 특성을 얻을 수 있다. 또 단자인출부(90)와 개구부(582)의 걸어맞춤으로만 전자 실드부(58)를 위치 결정하여 코일 보빈부(52)에 조립하는 경우와 비교하여, 단자인출부(90)에서만 조립시에 하중이 가해져 변형하는 일이 없다.

이와 같이 단자인출부(90)에 가해지는 하중에 의해, 단자인출부(90)의 단자연결부(53)가 변형하는 일이 없고, 단자연결부(53)의 변형을 억제하여, 진동 액추에이터를 안정적으로 제조할 수 있다. 또한 플랜지부(526~528)의 동일 외경의 외주면에 접착부를 설치하고, 접착부를 개재시켜, 각 플랜지부(526~528)에 전자 실드부(58)를 고착해도 된다. 이것에 의해 안정적인 진동 특성을 실현할 수 있다.

<코일>

코일(61, 62)은 진동 액추에이터(1)에 있어서 코일(61, 62)의 축방향(마그넷(30)의 착자 방향)을 진동 방향으로 하여, 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)와 함께, 진동 액추에이터(1)의 구동원의 발생에 사용된다. 코일(61, 62)은 구동시(진동시)에 통전되어, 마그넷(30)과 함께 보이스 코일 모터를 구성한다.

코일 부착부(52b, 52c)에는 코일(61, 62)이 배치되고, 코일(61, 62)은 본 실시형태에서는 가동체 코어(41, 42)에 대하여 진동 방향과 직교하는 방향에서 대향하는 위치에 배치되어 있다.

코일(61, 62)은 코일 보빈부(52)에 코일축방향(진동 방향)의 길이의 중심 위치가 가동체(20)의 진동 방향의 길이의 중심 위치(마그넷(30)의 진동 방향의 중심 위치)와 진동 방향에서 대략 동일한 위치(동일한 위치도 포함한다)가 되도록 유지되어 있다. 또한 본 실시형태의 코일(61, 62)은 서로 역방향으로 권회되어 구성되고, 통전시에 역방향으로 전류가 흐르도록 구성되어 있다.

코일(61, 62)의 각각의 단부는 플랜지부(526)의 단자연결부(53)에 연결되어 접속되어 있다. 코일(61, 62)은 단자연결부(53)를 개재시켜 전원공급부(예를 들면 도 35 및 도 36에 나타내는 구동제어부(203))에 접속된다. 예를 들면 코일(61, 62)의 각각의 단부는 단자연결부(53)를 개재시켜 교류공급부에 접속되고, 교류공급부로부터 코일(61, 62)에 교류전원(교류전압)이 공급된다. 이것에 의해 코일(61, 62)은 마그넷과의 사이에, 서로의 축방향에서 서로 접리 방향으로 이동 가능한 추력을 발생시킬 수 있다.

코일(61, 62)은 본 실시형태에서는 도 8 및 도 16에 나타내는 바와 같이 우선 단자연결부(53-1)에 코일의 권선의 일단부를 연결하여 접속된다. 일단부가 단자연결부(53-1)에 접속된 권선의 타단부측은 코일 안내부(92-1)에 의해(화살표(D1)), 코일 부착부(52c)에 있어서 첫번째 감김이 형성되는 위치로 안내된다. 이 첫번째 감는 위치에서 권선은 반시계 회전(화살표(D2))으로 권회되어 첫번째 감김을 형성하고, 순차적으로 반시계 회전으로 권회(화살표(D2~D3)로 나타낸다)가 반복된다. 이것에 의해 코일(62)이 코일 부착부(52c)에 배치된다.

이어서, 코일(62)의 타단부측의 권선은 연락 홈부(55)를 통과하여(화살표(D4)로 나타낸다), 연락 홈부(55) 내에서 권회 방향을 역방향(화살표(D5) 참조)으로 하여 코일 안내부(92-2)에 의해 코일 부착부(52b)의 첫번째 감는 위치로 안내된다. 권선은 코일 부착부(52b)에서는 코일 부착부(52c)와는 역방향에서 권회되고, 여기서는 시계 회전으로 권회(화살표(D6~D7)로 나타낸다)된다. 권선을 순차적으로 시계 회전으로 권회함으로써, 코일(61)이 코일 부착부(52b)에 배치된다. 또한 본 실시형태에서는 코일(61, 62)을 1개의 권선에 의해 구성했지만, 이것에 한정되지 않고, 별체의 코일(61, 62)을 사용하여 구성해도 된다. 이 구성에서는 별체가 된 코일끼리가 동일한 방향에서 권선을 권회하여 구성되어 있는 경우, 구동시에는 각각 상이한 방향 전류를 공급한다.

코일(61, 62)의 코일축은 코일 보빈부(52)의 축, 또는 마그넷(30)의 축과 동축 상에 배치되는 것이 바람직하다.

코일(61, 62)은 코일 보빈부(52)의 외측으로부터 코일 부착부(52b, 52c)에 코일선을 감음으로써 원통형상으로 형성되어 있다. 이 구성에 의해, 코일(61, 62)을 가지는 코일 보빈부(52)는 코일(61, 62)의 원통형상체를 각각 유지하기 때문에, 코일을 자기 융착선을 사용하지 않고 조립할 수 있다. 즉, 코일로서 공심 코일을 사용할 필요가 없으므로, 코일(61, 62) 자체의 저비용화, 나아가서는 진동 액추에이터 전체를 저비용화할 수 있다.

또 코일(61, 62)은 케이스(10)의 내측에서 외주면이 전자 실드부(58)에 의해 둘러싸여, 코일 부착부(52b, 52c) 내에서 밀봉되고, 코일 부착부(52b, 52c) 내에서 접착 등에 의해 고정된다. 본 실시형태에서는 코일(61, 62)은 보빈 본체부(522), 플랜지부(526~528)의 모두에 접착에 의해 고정된다. 따라서, 코일(61, 62)은 코일 보빈부(52)와의 접합 강도를 크게 할 수 있고, 큰 충격이 가해지는 경우에도, 가동체가 코일과 직접 접촉하는 구성과 비교하여, 코일(61, 62)이 파손되는 일이 없다.

<전자 실드부(58)>

전자 실드부(58)는 코일 보빈부(52)의 외주면을 둘러싸고, 코일(61, 62)을 직경 방향 외측에서 덮는 위치에 배치되는 통형상의 자성체이다. 전자 실드부(58)는 코일(61, 62)과 함께 고정체측 자기회로를 구성하고, 가동체측 자기회로, 즉 마그넷(30) 및 가동체 코어(41, 42)와 함께 구성하는 자기회로에 있어서, 진동 액추에이터(1)의 외부로의 누설 자속을 방지한다.

전자 실드부(58)는 전자 실드부(58)의 진동 방향의 길이의 중심을 내측에 배치되는 마그넷(30)의 진동 방향의 중심과 동일한 높이가 되는 위치가 되도록 배치되어 있다. 이 전자 실드부(58)의 실드 효과에 의해, 진동 액추에이터의 외측으로의 누설 자속의 저감을 도모할 수 있다.

또 전자 실드부(58)는 자기회로에 있어서 추력 상수를 크게 하여 전자 변환 효율을 높일 수 있다. 전자 실드부(58)는 마그넷(30)의 자기 흡인력을 이용하여, 마그넷(30)과 함께 자기 스프링으로서의 기능을 가지고, 탄성지지부(81, 82)를 기계 스프링으로 했을 때의 응력을 저하시킬 수 있고, 탄성지지부(81, 82)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

전자 실드부(58)에는 단자연결부(53)가 삽입통과되는 개구부(582)가 설치되어 있다. 개구부(582)는 도 22 및 도 23에 나타내는 바와 같이 단자인출부(90)에 끼워맞춰지고, 코일 보빈부(52)에 대한 전자 실드부(58)의 둘레 방향으로의 회전 방지로서 기능한다.

개구부(582)는 본 실시형태에서는 전자 실드부(58) 본체의 중앙부에 상하 방향보다 둘레 방향으로 긴 형상으로 형성되어 있다. 이것에 의해 개구부(582)의 상하에 전자 실드부(58)가 존재하기 때문에, 밸런스 좋게 자기회로에 있어서의 자기흡인력의 언밸런스나 누설 자속도 최소한으로 억제할 수 있다.

또한 이 개구부(582)는 본 실시형태에서는 전자 실드부(58)에 있어서 상하 방향(진동 방향)의 중앙부에 설치되는 구성으로 했지만, 수용하는 코일 보빈부(52)의 단자연결부(53)를 외부로 돌출시키는 구성이면 어떻게 설치되어도 된다.

예를 들면 도 24 및 도 25에 나타내는 구동 유닛(13A)은 구동 유닛(13)의 구성에 있어서 전자 실드부(58A)의 구성만 상이하다.

구동 유닛(13A)의 전자 실드부(58A)는 개구부(582A)를 통형상의 전자 실드부(58A)의 일방의 개구부측을 절결한 형상으로 설치되어 있다.

즉, 전자 실드부(58A)의 개구부(582A)는 통형상의 전자 실드부(58A)에 있어서, 전자 실드부(58A)를 관통함과 아울러, 편측의 개구 가장자리부에서 개구하도록 형성되어 있다. 이와 같이, 전자 실드부(58A)에 있어서, 개구부(582)를 편측으로 개구하도록 형성하면, 전자 실드부(58A)를 편측의 개구부측으로부터 코일 보빈부(52A)에 대하여 축방향으로 외장시켜 조립할 수 있다. 이것에 의해 코일 보빈부(52A)로의 전자 실드부(58A)의 조립을 용이하게 행할 수 있다. 특히, 진동 액추에이터를 소형화, 박형화한 경우에도 전자 실드부(58A)에 개구부를 설치하는 것이 가능하게 되어, 조립성의 향상을 도모할 수 있다.

또 전자 실드부(58)에 있어서 축방향 양측에서 개구하는 개구 가장자리부에는 볼록형상으로 형성되고, 위치 결정 걸어맞춤부(529)와 걸어맞춰지는 피걸어맞춤부(589)가 설치되어 있다.

피걸어맞춤부(589)는 위치 결정 걸어맞춤부(529)와 대응하는 위치에 설치되어 있다. 피걸어맞춤부(589)가 위치 결정 걸어맞춤부(529)와 걸어맞춰짐으로써, 전자 실드부(58)는 코일 보빈부(52)에 대하여 둘레 방향 및 상하 방향으로의 이동이 규제되어, 코일(61, 62)을 둘러싸는 위치에 위치 결정된 상태가 된다.

<탄성지지부(81, 82)>

탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)를 고정체(50)에 대하여 진동 방향으로 왕복 이동이 자유롭게 지지한다.

탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)의 진동 방향에서, 가동체(20)를 끼우고, 또한 가동체(20)와 고정체(50)의 쌍방에 진동 방향과 교차하도록 가설되어 있다. 탄성지지부(81, 82)는 본 실시형태에서는 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이 가동체(20)에 있어서 진동 방향에서 이간하는 양단부(상하단부)에서 서로 이간하여 배치되고, 고정체(50)와 접속된다. 본 실시형태에서는 탄성지지부(81, 82)는 각각 진동 방향과 직교하는 방향에서 서로 대향하여 배치되어 있다.

탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)의 축방향(진동 방향)에서 멀어지는 양단부(스프링 고정부(224, 244))에 각각의 내주부(802)가 끼워맞춰지고, 가동체(20)에 외주고정부(806)측이 직경 방향 외측(방사 방향)으로 내뻗도록 부착된다.

탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)를 가동체(20)의 비진동시 및 진동시에 있어서 고정체(50)에 접촉하지 않도록 지지한다. 또한 탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)의 구동(진동)시에 있어서 가동체(20)의 보빈 본체부(522)의 내주면(522a)에 접촉해도, 자기회로, 구체적으로는 코일(61, 62)이 손상되는 일은 없다. 탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)를 가동이 자유롭게 탄성지지하는 것이면, 어떠한 것으로 구성되어도 된다. 탄성지지부(81, 82)는 본 실시형태에서는 동일한 구성을 가지는 동일 부재이다.

탄성지지부(81, 82)는 각각 평판형상의 복수의 판스프링이다. 가동체(20)는 복수의 탄성지지부(81, 82)를 3개 이상의 판스프링으로 해도 된다. 이들 복수의 판스프링은 진동 방향과 직교하는 방향을 따라 부착된다.

판스프링인 탄성지지부(81, 82)는 내측의 스프링 단부인 환형상의 내주부(802)와, 외측의 스프링 단부인 외주고정부(806)가 탄성 변형하는 평면시 원호형상의 변형 아암(804)에 의해 접합된 형상을 가진다. 변형 아암(804)과 외주고정부(806)로 탄성지지부(81, 82)의 각각의 외주부(807)를 구성한다. 변형 아암(804)의 변형에 의해, 내주부(802)와 외주고정부(806)가 축방향에서 상대적으로 변위한다.

탄성지지부(81, 82)는 외주고정부(806)가 고정체(50)에 접합되고, 내주부(802)가 가동체(20)에 접합된다.

탄성지지부(81, 82)로서의 판스프링은 본 실시형태에서는 스테인레스 강판을 사용하여 판금 가공에 의해 형성되어 있고, 보다 구체적으로는 얇은 평판원반형상의 소용돌이형 스프링으로 하고 있다. 탄성지지부(81, 82)는 평판형상이므로, 원추형상의 스프링과 비교하여, 위치 정밀도의 향상, 즉 가공 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

복수의 탄성지지부(81, 82)는 본 실시형태에서는 소용돌이의 방향이 동일하게 되는 방향에서, 각각 외주측의 일단인 외주고정부(806)가 고정체(50)에 고정됨과 아울러, 내주측의 타단인 내주부(802)가 가동체(20)에 고정되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는 복수의 탄성지지부(81, 82)로서, 소용돌이형상의 판스프링을 복수 사용하여, 가동체(20)에 있어서 진동 방향에서 이간하는 양단부에 각각 부착하고, 고정체(50)에 대하여 가동체(20)를 탄성지지하고 있다. 이것에 의해 가동체(20)의 이동량이 커지면, 가동체는 약간이지만 회전하면서 병진 방향(여기서는 진동 방향에 대하여 수직인 면 상의 방향)으로 이동한다. 복수의 판스프링의 소용돌이의 방향이 반대 방향이면, 복수의 판스프링은 서로 좌굴 방향 내지 인장 방향으로 움직이게 되고, 원활한 움직임이 방해되게 된다.

본 실시형태의 탄성지지부(81, 82)는 소용돌이의 방향이 동일하게 되도록 가동체(20)에 고정되어 있으므로, 가동체(20)의 이동량이 커졌다고 해도, 원활하게 움직이고, 즉 변형할 수 있고, 보다 큰 진폭이 되어, 진동 출력을 높이는 것이 가능하다.

단, 소망하는 가동체(20)의 진동 범위에 따라서는 복수의 탄성지지부(81, 82)의 소용돌이 방향을 서로 반대 방향으로 하는 설계여도 된다.

판형상의 탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)에 대하여 탄성지지부(81, 82)의 각각의 내주부(802)를 가동체(20)의 진동 방향의 단부를 구성하는 스프링 고정부(224, 244)에 겹쳐 배치되어 있다. 탄성지지부(81, 82)의 내주부(802)가 상기 서술한 바와 같이 고정핀(26, 28)의 플랜지(264, 284)와 스프링 고정부(224, 244)로 협지됨으로써 고정되어 있다.

한편, 상측의 탄성지지부(81)의 외주고정부(806)는 직경 방향 외측에서 코일 보빈부(52)의 상단부에 고정되어 있다. 구체적으로는 탄성지지부(81)의 외주고정부(806)는 코일 보빈부(52)의 상단부를 형성하는 상측의 플랜지부(527)의 환형상의 상단면(527a)에 있어서, 가동 범위 형성부(54)를 피한 부위에 고정된다.

탄성지지부(81)의 외주고정부(806)는 케이스(10) 내에 있어서 플랜지부(527)의 환형상의 상단면(527a)과 덮개부(12)의 압압부(128)에 협지되어 고정된다. 또한 상단면(527a)은 상측(일방측)의 플랜지부(527)의 상측(일방측)에 있어서, 가동 범위 형성부(54)를 피한 부분의 상측(일방측)의 단면이다.

또 하측의 탄성지지부(82)의 외주고정부(806)는 직경 방향 외측에서 코일 보빈부(52)의 하단부에 고정되어 있다. 구체적으로는 탄성지지부(82)의 외주고정부(806)는 코일 보빈부(52)의 하단부를 형성하는 하측의 플랜지부(528)의 환형상의 하단면(528a)에 있어서, 가동 범위 형성부(54)를 피한 부위에 고정된다.

탄성지지부(82)의 외주고정부(806)는 케이스(10) 내에 있어서, 플랜지부(528)의 환형상의 하단면(528a)과, 바닥부(114)의 둘레가장자리부에 설치된 단차부(118)에 협지되어 고정된다.

이와 같이 탄성지지부(81, 82)는 코일 보빈부(52)의 상하의 개구 가장자리부의 개구 단면(527a, 528a)과, 케이스(10)의 덮개부(12) 및 바닥부(114)에 의해, 진동 방향과 직교하는 방향으로 배치된 상태에서 협지되어 있다. 또 코일(61, 62)이 권회된 코일 보빈부(52) 내에 가동체(20)를 수용하고, 가동체(20)의 상하단부에 탄성지지부(81, 82)의 내주부(802)를 고정함과 아울러, 코일 보빈부(52)의 상단부에 탄성지지부(81, 82)의 외주고정부(806)를 고정한다. 이것에 의해 코일(61, 62)과 가동체(20)의 위치 관계가 규정된 구동 유닛(13)으로서 구성되어, 케이스(10) 내에 배치하기 쉬워진다.

탄성지지부(81, 82)는 본 실시형태에서는 변형 아암(804) 또는 변형 아암(804)과 외주고정부(806)에, 탄성지지부(81)에 있어서 발생하는 진동을 감쇠시키는 감쇠 수단으로서의 감쇠부(댐퍼)(72)가 부착되어 있다. 감쇠 수단은 탄성지지부(81)에 있어서, 공진봉을 억제하고, 또한 광범위에 걸친 안정적인 진동을 발생시킨다.

본 실시형태의 감쇠부(72)는 예를 들면 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 단면 T형형상의 엘라스토머이며, 판형상의 플랜지(722)와, 플랜지(722)의 중앙부로부터 돌출되어 설치된 압입부(724)를 가진다.

감쇠부(72)는 압입부(724)를 탄성지지부(81(82))의 일방의 면측으로부터 스프링 부분 사이, 구체적으로는 외주고정부(806)와 변형 아암(804) 사이에 삽입하여, 플랜지(722)를 스프링 부분 사이에 걸쳐 위치시키고 있다. 부착부(73)는 열경화 수지 또는 탄성지지부(81(82))에 고착하지 않는 접착제 등이며, 탄성지지부(81(82))의 이면측에서, 압입부(724)가 스프링 부분 사이로부터 빠지지 않도록 하는 형상으로 압입부(724)에 고정되어 있다. 또한 도 2, 도 12~도 14, 도 20, 도 34에서는 감쇠부(72)는 압입부(724)를 개재시켜 탄성지지부(81(82))를 양면측으로부터 협지한 상태에서 고정되는 하나의 부재처럼 도시되어 있다. 감쇠부(72)는 감쇠 기능을 가지는 재료로 구성되어 있으면, 엘라스토머가 아니어도 되고, 열경화 수지 또는 접착재 등으로 형성되어 있어도 된다. 감쇠부(72)는 판형상의 플랜지와, 이 플랜지와 마찬가지의 기능을 가지는 부재에 압입부로 접합된 별개 부재로, 탄성지지부(81(82))를 양면측으로부터 끼워넣는 형상이면, 어떻게 구성되어도 된다.

이 구성에 의해, 감쇠부(72)는 탄성지지부(81(82))에 있어서의 날카로운 스프링 공진을 감쇠시켜, 공진주파수 부근에서의 진동이 현저하게 커짐으로써 주파수에 의한 진동의 차가 크게 되는 것을 방지한다. 이것에 의해 가동체(20)는 소성변형하기 전에, 공진봉을 억제하고, 덮개부(12) 및 바닥부(114)에 접촉하는 일 없이, 광범위에 걸쳐 안정적인 진동을 발생시킬 수 있고, 접촉에 의해 이음이 생기는 일이 없다. 감쇠부(72)는 탄성지지부(81(82))에 있어서의 날카로운 진동의 발생을 방지하는 것이면, 어떤 형상, 재료 등으로 형성되어도 된다.

<케이스(10)>

도 10은 케이스 본체의 바닥면측 사시도이며, 도 11은 덮개부를 이면측으로부터 본 도면이다. 케이스(10)는 도 1, 도 3, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이 둘레벽부(112) 및 바닥부(114)를 가지는 바닥이 있는 통형상의 케이스 본체(11)와, 케이스 본체(11)의 개구부(115)를 폐색하는 덮개부(12)를 가진다.

덮개부(12) 및 바닥부(114)는 본 실시형태에 있어서의 진동 액추에이터(1)의 천면부(122), 하면부(바닥부(114))를 구성하고, 구동 유닛(13)의 가동체(20)에 가동체(20)의 진동 방향에서 소정 간격을 두고 대향하여 배치된다. 덮개부(12)는 천면부(122)의 외주의 일부로부터 수하하여 설치되고, 케이스 본체(11)의 절결(102)에 걸어맞춰지는 수하부(124)를 가진다.

덮개부(12) 및 바닥부(114)는 각각 가동체(20)의 가동 범위를 억제한다. 덮개부(12) 및 바닥부(114)는 가동체(20)의 하드 스톱(가동 범위 한정)이 되는 가동 범위 억제부로서의 기능을 가진다.

구체적으로는 덮개부(12) 및 바닥부(114)는 가동 범위 형성부(54)에 의해 형성되는 가동 범위를 규제한다. 즉, 덮개부(12) 및 바닥부(114)는 덮개부(12) 및 바닥부(114)로부터 구동 유닛(13)(코일 보빈부(52))의 상하단부의 가장자리부(상하의 플랜지부(527, 528)의 개구 단면(527a, 528a))까지의 길이를 규제한다. 이것에 의해 케이스(10)의 중공은 가동체(20)가 이동하는 공간인 가동체 공간을 형성하고 있다.

이와 같이, 가동체 공간은 탄성지지부(81, 82)가 소성변형하지 않는 범위의 길이로 규정되어 있다. 따라서, 가동체(20)에 가동 범위를 넘는 힘이 가해지는 경우에도, 탄성지지부(81, 82)는 소성변형하지 않고, 고정체(50)(덮개부(12) 및 바닥부(114)의 적어도 일방)에 접촉하므로, 탄성지지부(81, 82)가 파손되지 않고, 신뢰성을 높일 수 있다.

또 덮개부(12) 및 바닥부(114)는 각각 통기공(126, 116)이 관통하여 설치되어 있다. 통기공(126, 116)은 각각 케이스(10) 내에 있어서 가동체(20)의 왕복 진동에 의해 형성되는 압축공기를 외부로 방출한다.

도 26은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 진동 액추에이터(1)를 절결측으로부터 본 외관 사시도이다. 또 도 27은 단자연결부(53)에 케이블(W)을 접속한 상태의 진동 액추에이터의 외관 사시도이며, 도 28은 도 27에 나타내는 단자연결부(53)와 케이블(W)의 접속 부분의 확대도이다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 케이스(10)의 절결(102)에는 코일 보빈부(52)의 단자인출부(90)와, 수하부(124)가 배치되고, 이들 단자인출부(90)와 수하부(124)에 의해 폐색된다.

이것에 의해 케이스(10)의 절결(102)로부터 단자연결부(53)이 바깥쪽으로 돌출된 상태에서 배열설치되고, 단자연결부(53)를 개재시켜 외부 기기와의 접속을 용이하게 하고 있다.

또 케이스(10)의 외주면에는 배선 고정용의 돌기부(119)가 설치되어 있다. 배선 고정용의 돌기부(119)는 도 27 및 도 28에 나타내는 바와 같이 단자연결부(53)에 접속되는 케이블(W)을 걸어맞춤 가능하게 구성되어, 케이블(W)을 걸어맞추어 유지한다. 이것에 의해 돌기부(119)에서 고정된 케이블(W)은 그 단부(Wa)를 단자연결부(53)에 정밀도 좋게 도통시키도록 접속할 수 있다.

돌기부(119)는 단자인출부(90)가 끼워맞춰지는 개구부(582)의 근방에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 단자연결부(53) 근방에서 케이블(W)을 유지할 수 있고, 케이블(W)을 단자연결부(53)에 접속할 때의 작업을 용이하게 행할 수 있다.

돌기부(119)는 도 29에 나타내는 바와 같이 케이스(10)의 외주면으로부터 돌출되는 돌출편(1192)과, 돌출편(1192)의 선단으로부터 돌출편(1192)에 대하여 교차하는 방향, 여기서는 수직으로 돌출되는 수직편(1194)을 가진다. 돌출편(1192)과 수직편(1194)은 외주면과 함께 배선 가능한 홈(1190)을 구성하고, 이 홈(1190) 내에 케이블(W)을 내측에서 끼움으로써 걸어맞추어 케이블(W)을 고정한다.

본 실시형태에서는 돌기부(119)는 돌출편(1192)의 선단으로부터 수직편(1194)이 단면 T자형상으로 접속되어 형성되어 있다. 이것에 의해 돌기부(119)는 돌출편(1192)을 끼우고 2개의 홈(1190)을 가진다. 따라서, 케이블(W)의 2개의 배선을 홈(1190)에 각각 내측 끼움하여 유지할 수 있고, 공정의 안정화 및 배선 자체의 유지도 용이하게 행할 수 있다.

또한 돌기부(119)는 케이블(W)의 단부(Wa)를 단자연결부(53)에 정밀도 좋게 도통시키도록 접속할 수 있도록 케이블(W)을 유지할 수 있으면 된다. 예를 들면 도 30에 나타내는 배선 고정용의 돌기부(119A)는 케이스(10)의 외주면으로부터 돌출되는 돌출편(1196)의 선단에 돌출편(1196)에 대하여 수직으로 접합되고, 돌출편(1196)과 함께 단면 L자형상을 이루는 수직편(1198)을 가지는 구성으로 해도 된다.

돌기부(119A)에서는 돌출편(1196)과, 외주면과, 수직편(1198)으로 홈(1190A)이 형성되어 있다. 돌기부(119A)는 이 홈(1190A)에서 케이블(W)의 배선을 2개 합쳐 유지할 수 있고, T자형상의 돌기부(119)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

케이블(W)의 단부(Wa)는 단자연결부(53)에 용이하게 접속 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

도 31은 케이블(W)의 단부(Wa)를 나타낸다.

본 실시형태에서는 케이블(W)의 단부(Wa)는 핀형상의 단자연결부(53)에 용이하게 걸어맞춤 가능한 형상을 가지고, U자형상으로 형성되어 있다. 또 도 32에 나타내는 바와 같이 케이블(W)의 단부(Wa1)는 일부 절결한 링형상으로 형성되어도 된다.

이와 같은 형상을 가지는 단부(Wa)는 단자연결부(53)에 걸어 유지시킬 수 있고, 걸림 상태, 즉 위치 결정한 상태에서 납땜을 행할 수 있다. 따라서, 단부(Wa)를 단자연결부(53)에 안정적인 상태에서 확실하게 도통 상태로 고정할 수 있고, 도통 공정도 용이하게 행할 수 있다.

<진동 액추에이터(1)의 동작>

진동 액추에이터(1)의 동작에 대해서, 마그넷(30)에 있어서 착자 방향의 일방측(본 실시형태에서는 상측)의 표면(30a)측이 N극, 착자 방향의 타방측(본 실시형태에서는 하측)의 이면(30b)측이 S극이 되도록 착자되어 있는 경우를 일례로 설명한다.

진동 액추에이터(1)에서는 가동체(20)는 스프링-매스계의 진동 모델에 있어서의 매스부에 상당한다고 생각되므로, 공진이 날카로운(급준한 피크를 가지는) 경우, 진동을 감쇠시킴으로써, 급준한 피크를 억제한다. 진동을 감쇠시킴으로써 공진이 급준하지 않게 되고, 공진시의 가동체(20)의 최대 진폭값, 최대 이동량이 불균일하게 되는 일이 없어, 적합한 안정적인 최대 이동량에 의한 진동이 출력된다.

진동 액추에이터(1)에서는 도 12에 나타내는 자기회로가 형성된다. 또 진동 액추에이터(1)에 있어서, 코일(61, 62)은 코일축이 마그넷(30)을 진동 방향에서 끼우는 가동체 코어(41, 42)의 자속에 직교하도록 배치되어 있다.

구체적으로는 마그넷(30)의 표면(30a)측으로부터 출사하고, 가동체 코어(41)로부터 코일(61)측으로 방사되어, 전자 실드부(58)를 통과하고, 코일(62)을 개재시켜 마그넷(30)의 하측의 가동체 코어(42)로부터 마그넷(30)으로 입사하는 자속의 흐름(mf)이 형성된다.

따라서, 도 12에 나타내는 바와 같이 통전이 행해지면, 마그넷(30)의 자계와 코일(61, 62)에 흐르는 전류의 상호작용에 의해, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 코일(61, 62)에 -f방향의 로렌츠 힘이 생긴다.

-f방향의 로렌츠 힘은 자계의 방향과 코일(61, 62)에 흐르는 전류의 방향에 직교하는 방향이다. 코일(61, 62)은 고정체(50)(코일 보빈부(52))에 고정되어 있으므로, 작용 반작용의 법칙에 준하여, 이 -f방향의 로렌츠 힘과 반대의 힘이 마그넷(30)을 가지는 가동체(20)에 F방향의 추력으로서 발생한다. 이것에 의해 마그넷(30)을 가지는 가동체(20)측이 F방향, 즉 덮개부(12)(덮개부(12)의 천면부(122))측으로 이동한다(도 13 참조).

또 코일(61, 62)의 통전 방향이 역방향으로 바뀌고, 코일(61, 62)에 통전이 행해지면, 역방향의 F방향의 로렌츠 힘이 생긴다. 이 F방향의 로렌츠 힘의 발생에 의해, 작용 반작용의 법칙에 준하여, 이 F방향의 로렌츠 힘과 반대의 힘이 가동체(20)에 추력(-F방향의 추력)으로서 발생하고, 가동체(20)는 -F방향, 즉 고정체(50)의 바닥부(114)측으로 이동한다(도 14 참조).

진동 액추에이터(1)에서는 통전하고 있지 않은 경우의 비구동시(비진동시)에 있어서는, 마그넷(30)과 전자 실드부(58) 사이에 자기흡인력이 각각 작용하여 자기 스프링으로서 기능한다. 이 마그넷(30)과 전자 실드부(58) 사이에 발생하는 자기흡인력과, 탄성지지부(81, 82)의 원래의 형상으로 되돌아가고자 하는 복원력에 의해, 가동체(20)는 원래의 위치로 되돌아간다.

진동 액추에이터(1)는 코일(61, 62)을 가지는 고정체(50)와, 코일(61, 62)의 직경 방향 내측에 배치되고, 또한 코일(61, 62)의 축방향으로 자화된 마그넷(30)을 가지는 가동체(20)를 구비한다. 덧붙여서, 진동 액추에이터(1)는 가동체(20)를 코일축방향인 진동 방향으로 이동이 자유롭게 탄성 유지하는 평판형상의 탄성지지부(81, 82)를 구비한다.

또 코일(61, 62)은 코일 보빈부(52)의 보빈 본체부(522)의 외주에 배치되고, 보빈 본체부(522)의 내주측에 간격을 두고 가동체(20)의 외주면(20a)이 배치되며, 코일(61, 62)은 외주면이 전자 실드부(58)에 의해 둘러싸여 있다.

탄성지지부(81, 82)는 가동체(20)를 가동체(20)의 비진동시 및 진동시에 접촉하지 않도록 보빈 본체부(522)의 내주면(522a)으로부터 소정의 간격을 두고 지지한다.

또 코일(61, 62)은 보빈 본체부(522)의 외주에 배치되는, 즉 코일(61, 62)이 보빈 본체부(522)의 외주에 감기는 구성이므로, 공심 코일을 사용한 경우와 비교하여, 저비용화를 도모할 수 있다. 또한 진동 액추에이터(1)에서는 케이스(10) 내에 구동 유닛(13)을 수용하는 구조이며, 케이스(10)의 둘레벽부(112)의 외주면을 매끄러운 면으로 구성할 수 있다. 이것에 의해 진동 액추에이터(1)를 전자기기에 부착할 때, 부착 개소와의 사이에 개재시키는 스폰지 등의 완충재의 첩부를 확실하고 용이하게 행할 수 있다.

코일(61, 62)은 케이스(10) 내에 배치되는 코일 유지부인 코일 보빈부(52)의 외주측에 배치되어 있다. 따라서, 코일(61, 62)이 코일 유지부의 내주측에 배치되는 구성에 있어서, 조립시의, 외부 기기와 접속하기 위해서 코일선의 단부를 외측으로 끌어내는 작업을 행할 필요가 없다.

또 진동 액추에이터(1)는 케이스(10) 내에 구동 유닛(13)을 배치함으로써 구성되어 있으므로, 높은 치수정밀도가 필요한 탄성지지부(81, 82)의 고정은 코일 보빈부(52)에 조립함으로써 행할 수 있다. 이것에 의해 탄성지지부(81, 82)의 고정을 포함하는 가동체(20)의 배치는 코일 보빈부(52)를 기준으로 하여 결정시킬 수 있고, 제품으로서의 진동 발생 방향의 정밀도를 높일 수 있다. 구체적으로는 예를 들면 수지 등에 의해 하나의 부품으로서 형성되는 코일 보빈부(52)의 치수정밀도를 높이는 것만으로, 코일(61, 62)과, 탄성지지부(81, 82)를 개재시켜 부착되는 가동체(20)(마그넷(30))를 정확한 위치 관계로 위치시키는 것을 용이하게 행할 수 있다.

또 케이스(10) 내에 배치되는 코일 보빈부(52)에, 전자 실드부(58)가 코일(61, 62)을 둘러싸도록 부착됨으로써, 케이스(10)에 있어서의 둘레벽부(112)의 외주면은 면정밀도가 좋은 수지가 되어 매끄러운 면이 된다. 이것에 의해 완충재를 부착하는 부재, 예를 들면 양면 테이프의 접합 상태가 양호하게 되어, 접합 강도를 높일 수 있다.

또 코일 보빈부(52)에는 단자연결부(53)가 바깥쪽으로 돌출되어 설치되어 있으므로, 코일의 코일선의 연결과 납땜이 용이하게 되고, 외부 기기와 코일(61, 62)과의 접속을 용이하게 할 수 있다.

또 케이스(10)는 바닥이 있는 통형상, 즉 컵형상의 케이스 본체(11)와 덮개부(12)로 형성되어 있다. 이것에 의해 둘레벽부(112)와 바닥부(114)를 별체로 한 구성보다, 부품점수를 줄이고, 조립성의 향상을 도모할 수 있음과 아울러, 내충격성이 향상된다.

또 덮개부(12)는 컵형상의 케이스 본체(11)의 개구부(115)에 용착함으로써 고정되어 있다. 덮개부(12)는 도 34에 나타내는 바와 같이 케이스 본체(11) 내에, 탄성지지부(81, 82)를 개재시켜 가동체(20)가 부착된 코일 보빈부(52)를 수용한 후, 개구부(115)를 폐색하도록, 케이스 본체(11)의 개구부(115)에 끼워맞춰진다. 그리고, 덮개부(12)의 주위에서 덮개부(12) 상으로 뻗는 개구부(115)의 개구단(115a)이 코킹되어 굴곡됨으로써, 덮개부(12)는 케이스 본체(11)에 고정된다.

또 이들 돌기부(119, 119A)는 케이블(W)을 접착 고정하는 것이 바람직하다.

예를 들면 도 33에 나타내는 바와 같이 돌기부(119)에서는 단부(Wa)가 단자연결부(53)에 접속된 상태에서 케이블(W)이 접착제에 의해 고정된다. 도 33에 나타내는 영역(R1)은 접착제가 도포된 접착 영역을 나타낸다.

돌기부(119)에서 케이블(W)을 접착함으로써, 케이블(W)에 외력이 가해지는 경우에도 케이블(W)이 단자연결부(53)로부터 빠지는 일이 없어져, 단선 등의 문제의 리스크를 억제할 수 있다.

또 접착 고정과 비교하여, 고정 강도가 향상되어 내충격성을 높일 수 있다. 또한 공정도 도포 공정부터 경화 공정으로 복잡화하는 일이 없어, 공정도 단순하며 택트 시간의 저감화를 도모할 수 있다.

또 진동 액추에이터(1)에 있어서, 가동체(20)는 고정체(50)에 대하여 가동하지 않는 상태인 비진동시와, 가동하고 있는 상태 즉 진동시에서는 보빈 본체부(522)와의 사이에 간극을 두고 지지된다. 이것에 의해 가동체(20)는 가동중 즉 진동중에 고정체(50)로의 접촉이 발생하는 일이 없다.

또 진동 액추에이터(1)를 낙하시킨 경우 등, 진동 액추에이터(1) 자체에 충격이 가해지는 경우에만, 가동체(20)는 보빈 본체부(522)의 내주면(522a)에 접촉한다. 즉, 충격이 있는 경우에만, 가동체(20)와 보빈 본체부(522)는 가동체(20)의 외주면(20a)과 보빈 본체부(522)의 내주면(522a) 사이의 범위에서 상대 이동하여, 가동체(20)는 코일(61, 62)에 접촉하는 일이 없다.

이와 같이, 진동 액추에이터(1)에 의하면, 종래의 진동 액추에이터와 상이하게, 진동 액추에이터에 충격이 가해짐으로써 가동체(20)가 변위하여 고정체의 내벽에 접촉하여 충격을 주는 일이 없다. 즉, 충격에 의해 고정체(50)의 코일(61, 62)이 파손되는 일이 없다. 또 충격으로 탄성지지부(81, 82) 자체가 변형하는 일도 없어, 탄성지지부(81, 82)의 변형에 의해 생기는 가동체(20)의 가동 불능 등의 문제를 해소할 수 있다.

이와 같이 진동 액추에이터(1)에 의하면, 내충격성을 가짐과 아울러, 진동 표현력이 높은 적합한 체감 진동을 출력할 수 있다.

진동 액추에이터(1)는 전원공급부(예를 들면 도 35 및 도 36에 나타내는 구동제어부(203))로부터 코일(61, 62)에 입력되는 교류파에 의해 구동된다. 즉, 코일(61, 62)의 통전 방향은 주기적으로 바뀌고, 가동체(20)에는 덮개부(12)의 천면부(122)측의 F방향의 추력과 바닥부(114)측의 -F방향의 추력이 교대로 작용한다. 이것에 의해 가동체(20)는 진동 방향(코일(61, 62)의 직경 방향과 직교하는 코일(61, 62)의 권회축방향, 또는 마그넷(30)의 착자 방향)으로 진동한다.

이하에 진동 액추에이터(1)의 구동 원리에 대해서 간단하게 설명한다. 본 실시형태의 진동 액추에이터(1)에서는 가동체(20)의 질량을 m[kg], 스프링(스프링인 탄성지지부(81, 82))의 스프링 상수를 K_sp로 한 경우, 가동체(20)는 고정체(50)에 대하여, 하식(1)에 의해 산출되는 공진주파수 F_r[Hz]로 진동한다.

[수 1]

가동체(20)는 스프링-매스계의 진동 모델에 있어서의 매스부를 구성한다고 생각되므로, 코일(61, 62)에 가동체(20)의 공진주파수 F_r와 동일한 주파수의 교류파가 입력되면, 가동체(20)는 공진 상태가 된다. 즉, 전원공급부로부터 코일(61, 62)에 대하여 가동체(20)의 공진주파수 F_r와 대략 동일한 주파수의 교류파를 입력함으로써, 가동체(20)를 효율적으로 진동시킬 수 있다.

진동 액추에이터(1)의 구동 원리를 나타내는 운동방정식 및 회로방정식을 이하에 나타낸다. 진동 액추에이터(1)는 하식(2)으로 표시되는 운동방정식 및 하식(3)으로 표시되는 회로방정식에 기초하여 구동한다.

[수 2]

m: 질량[kg]

x(t): 변위[m]

k_f:추력 상수[N/A]

i(t): 전류[A]

K_sp: 스프링 상수[N/M]

D: 감쇠 계수[N/(m/s)]

[수 3]

e(t): 전압[V]

R: 저항 [Ω]

L: 인덕턴스 [H]

K_e: 역기전력 상수 [V/(rad/s)]

즉, 진동 액추에이터(1)에 있어서의 질량 m[kg], 변위 x(t)[m], 추력 상수 K_f[N/A], 전류 i(t)[A], 스프링 상수 K_sp[N/m], 감쇠 계수 D[N/(m/s)] 등은 식(2)을 만족하는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다. 또 전압 e(t)[V], 저항 R[Ω], 인덕턴스 L[H], 역기전력 상수 K_e[V/(rad/s)]는 식(3)을 만족하는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

이와 같이, 진동 액추에이터(1)에서는 가동체(20)의 질량 m과 판스프링인 탄성지지부(81, 82)의 스프링 상수 K_sp에 의해 정해지는 공진주파수 F_r에 대응하는 교류파에 의해 코일(61, 62)로의 통전을 행한 경우에, 효율적으로 큰 진동 출력을 얻을 수 있다.

또 진동 액추에이터(1)는 식(2), (3)을 만족하고, 식(1)으로 표시하는 공진주파수를 사용한 공진 현상에 의해 구동한다. 이것에 의해 진동 액추에이터(1)에서는 정상 상태에 있어서 소비되는 전력은 감쇠부(72)에 의한 손실만이 되고, 저소비 전력으로 구동, 즉 가동체(20)를 저소비 전력으로 직선 왕복 진동시킬 수 있다. 또 감쇠 계수 D를 크게 함으로써, 고대역에 걸쳐 진동을 발생시킬 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 가동체(20)의 상하(진동 방향)에 판형상의 탄성지지부(81, 82)를 배치하고 있으므로, 가동체(20)를 상하 방향으로 안정적으로 구동함과 동시에, 마그넷(30)의 상하의 탄성지지부(81, 82)로부터 효율적으로 코일(61, 62)의 자속을 분포시킬 수 있다. 이것에 의해 진동 액추에이터(1)로서, 고출력의 진동을 실현할 수 있다.

또 고정체(50)는 코일(61, 62)의 유지 기능, 가동체(20)에 대한 코일(61, 62)의 보호 기능을 겸한 코일 보빈부(52)를 가진다. 이것에 의해 고정체(50)가 충격을 받은 경우에도 그 충격을 견딤과 아울러, 탄성지지부(81, 82)에 변형 등의 데미지를 주지 않는다. 또 코일(61, 62)에 대해서는 수지제의 보빈 본체부(522)를 통하여 충격이 전해지기 때문에, 데미지를 억제할 수 있고, 신뢰성이 높은 진동 액추에이터(1)로 되어 있다.

이와 같이, 진동 액추에이터(1)에 의하면, 저비용이며 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 내충격성을 가지고, 높은 출력으로 적합한 체감 진동을 발생시킬 수 있다.

(전자기기)

도 35 및 도 36은 진동 액추에이터(1)의 실장 형태의 일례를 나타내는 도면이다. 도 35는 진동 액추에이터(1)를 게임 컨트롤러(GC)에 실장한 예를 나타내고, 도 36은 진동 액추에이터(1)를 휴대 단말(M)에 실장한 예를 나타낸다.

게임 컨트롤러(GC)는 예를 들면 무선 통신에 의해 게임기 본체에 접속되고, 유저가 쥐거나 파지하거나 함으로써 사용된다. 게임 컨트롤러(GC)는 여기서는 직사각형판형상을 가지고, 유저가 양손으로 게임 컨트롤러(GC)의 좌우측을 잡고 조작하는 것으로 하고 있다.

게임 컨트롤러(GC)는 진동에 의해 게임기 본체로부터의 지령을 유저에게 통지한다. 또한 게임 컨트롤러(GC)는 도시하지 않지만, 지령 통지 이외의 기능, 예를 들면 게임기 본체에 대한 입력 조작부를 구비한다.

휴대 단말(M)은 예를 들면 휴대전화나 스마트폰 등의 휴대 통신 단말이다. 휴대 단말(M)은 진동에 의해 외부의 통신 장치로부터의 착신을 유저에게 통지함과 아울러, 휴대 단말(M)의 각 기능(예를 들면 조작감이나 임장감을 부여하는 기능)을 실현한다.

도 35 및 도 36에 나타내는 바와 같이, 게임 컨트롤러(GC) 및 휴대 단말(M)은 각각 통신부(201), 처리부(202), 구동제어부(203) 및 구동부로서의 진동 액추에이터(1)인 진동 액추에이터(204, 205, 206)를 가진다. 또한 게임 컨트롤러(GC)에서는 복수의 진동 액추에이터(204, 205)가 실장된다.

게임 컨트롤러(GC) 및 휴대 단말(M)에 있어서, 진동 액추에이터(204, 205, 206)는 예를 들면 단말의 주면과 진동 액추에이터(204, 205, 206)의 진동 방향과 직교하는 면, 여기서는 바닥부(114)의 바닥면이 평행이 되도록 실장되는 것이 바람직하다. 단말의 주면이란 유저의 체표면에 접촉하는 면이며, 본 실시형태에서는 유저의 체표면에 접촉하여 진동을 전달하는 진동 전달면을 의미한다. 또한 단말의 주면과, 진동 액추에이터(204, 205, 206)의 바닥부(114)의 바닥면이 직교하도록 배치되어도 된다.

구체적으로는 게임 컨트롤러(GC)에서는 조작하는 유저의 손끝, 손가락 안쪽, 손바닥 등이 접촉하는 면 또는 조작부가 설치된 면과 진동 방향이 직교하도록 진동 액추에이터(204, 205)가 실장된다. 또 휴대 단말(M)의 경우는 표시 화면(터치패널면)과 진동 방향이 직교하도록 진동 액추에이터(206)가 실장된다. 이것에 의해 게임 컨트롤러(GC) 및 휴대 단말(M)의 주면에 대하여 수직인 방향의 진동이 유저에게 전달된다.

통신부(201)는 외부의 통신 장치와 무선 통신에 의해 접속되고, 통신 장치로부터의 신호를 수신하여 처리부(202)에 출력한다. 게임 컨트롤러(GC)의 경우, 외부의 통신 장치는 정보 통신 단말로서의 게임기 본체이며, Bluetooth(등록상표) 등의 근거리 무선 통신 규격에 따라 통신이 행해진다. 휴대 단말(M)의 경우, 외부의 통신 장치는 예를 들면 기지국이며, 이동체 통신 규격에 따라 통신이 행해진다.

처리부(202)는 입력된 신호를 변환회로부(도시하지 않음)에 의해 진동 액추에이터(204, 205, 206)를 구동하기 위한 구동 신호로 변환하여 구동제어부(203)에 출력한다. 또한 휴대 단말(M)에 있어서는 처리부(202)는 통신부(201)로부터 입력되는 신호 외에 각종 기능부(도시하지 않음, 예를 들면 터치패널 등의 조작부)로부터 입력되는 신호에 기초하여 구동 신호를 생성한다.

구동제어부(203)는 진동 액추에이터(204, 205, 206)에 접속되어 있고, 진동 액추에이터(204, 205, 206)를 구동하기 위한 회로가 실장되어 있다. 구동제어부(203)는 진동 액추에이터(204, 205, 206)에 대해 구동 신호를 공급한다.

진동 액추에이터(204, 205, 206)는 구동제어부(203)로부터의 구동 신호에 따라 구동한다. 구체적으로는 진동 액추에이터(204, 205, 206)에 있어서, 가동체(20)는 게임 컨트롤러(GC) 및 휴대 단말(M)의 주면에 직교하는 방향으로 진동한다.

가동체(20)는 진동할 때마다, 덮개부(12)의 천면부(122) 또는 바닥부(114)에 댐퍼를 개재시켜 접촉하도록 해도 된다. 이 경우, 가동체(20)의 진동에 따른 덮개부(12)의 천면부(122) 또는 바닥부(114)로의 충격, 즉 케이싱으로의 충격이 다이렉트로 유저에게 진동으로서 전달된다. 특히, 게임 컨트롤러(GC)에서는 복수의 진동 액추에이터(204, 205)가 실장되어 있기 때문에, 입력되는 구동 신호에 따라, 복수의 진동 액추에이터(204, 205) 중 한쪽 또는 양쪽을 동시에 구동시킬 수 있다.

게임 컨트롤러(GC) 또는 휴대 단말(M)에 접촉하는 유저의 체표면에는 체표면에 수직인 방향의 진동이 전달되므로, 유저에 대하여 충분한 체감 진동을 부여할 수 있다. 게임 컨트롤러(GC)에서는 유저에 대한 체감 진동을 진동 액추에이터(204, 205) 중 한쪽 또는 양쪽에서 부여할 수 있어, 적어도 강약의 진동을 선택적으로 부여하는 것과 같은 표현력이 높은 진동을 부여할 수 있다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명했는데, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 가능하다.

또 본 발명에 따른 진동 액추에이터는 게임 컨트롤러(GC) 및 휴대 단말(M) 이외의 휴대 기기(예를 들면 태블릿 PC 등의 휴대 정보 단말, 휴대형 게임 단말, 유저가 착용하여 사용하는 웨어러블 단말)에 적용하는 경우에 적합하다. 또 본 실시형태의 진동 액추에이터(1)는 상기 서술한 휴대 기기 외에, 진동을 필요로 하는 얼굴 미용 마사지기 등의 전동 이미용 기구에도 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 진동 액추에이터는 저비용이며 소형화를 실현할 수 있음과 아울러, 내충격성을 가지고, 높은 출력으로 적합한 체감 진동을 유저에게 부여할 수 있어, 게임기 단말 또는 휴대 단말 등의 전자기기에 탑재되는 것으로서 유용하다.

1…진동 액추에이터
9…인회부
10…케이스
11…케이스 본체
12…덮개부
13, 13A…구동 유닛
20…가동체
20a…외주면
30…마그넷
30a…표면
30b…이면
41, 42…가동체 코어
50…고정체
52, 52A…코일 보빈부(코일 유지부)
52b, 52c…코일 부착부
53, 53-1, 53-2…단자연결부(코일 결선부)
54…가동 범위 형성부(돌기)
55…연락 홈부(홈부)
58, 58A…전자 실드부
61…코일(제1 코일)
62…코일(제2 코일)
72…감쇠부
73…부착부
81, 82…탄성지지부
90…단자인출부
92, 92-1, 92-2…코일 안내부
93…경사부
112…둘레벽부
114…바닥부
115…개구부
116, 126…통기공
118…단차부
119, 119A…돌기부
122…천면부
124…수하부
128…압압부
201…통신부
202…처리부
203…구동제어부
204, 205, 206…진동 액추에이터
222, 242…접합부
224, 244…스프링 고정부
522…보빈 본체부(코일 보호벽부)
522a…내주면
526…중앙 플랜지부(중앙벽부)
526a…외주부
527, 528…플랜지부
527a…상단면
528a…하단면
529…위치 결정 걸어맞춤부
589…피걸어맞춤부
802…내주부
804…변형 아암
806…외주고정부
807…외주부
808…위치 결정 홈
1192, 1196…돌출편
1194, 1198…수직편

Claims (28)

1. 코일을 포함하는 고정체와,
   상기 코일의 직경 방향 내측에서 상기 코일의 직경 방향과 직교하는 진동 방향으로 상대 이동 가능하게 배치되는 마그넷을 포함하는 가동체와,
   상기 가동체를 상기 고정체에 대하여 이동이 자유롭게 지지하는 탄성지지부
   를 가지고, 급전되는 상기 코일과 상기 마그넷의 협동에 의해, 상기 가동체가 상기 고정체에 대하여 진동하는 진동 액추에이터로서,
   상기 고정체는 상기 마그넷을 직경 방향 외측에서 둘러싸도록 배치되고, 또한 상기 직경 방향 외측에 배치되는 상기 코일을 유지하는 보빈형상의 코일 유지부를 가지고,
   상기 코일 유지부는 상기 코일의 상기 직경 방향 내측에서, 상기 마그넷으로부터 간격을 두고 배치되고, 상기 코일과 상기 마그넷을 포함하는 상기 가동체와의 접촉을 저해하는 코일 보호벽부를 가지고,
   상기 탄성지지부는 상기 가동체를 상기 진동 방향에서 끼우도록 상기 고정체와 상기 가동체 사이에 가설된 적어도 2개 이상의 판스프링을 가지고,
   상기 판스프링은 상기 가동체의 비진동시 및 진동시에, 상기 가동체가 상기 코일 유지부에 접촉하지 않도록, 상기 가동체를 진동 방향에서 이동이 자유롭게 지지하는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정체는 상기 코일 유지부를 수용하는 케이스를 구비하고,
   상기 탄성지지부는 상기 코일 유지부에 고정되고,
   상기 코일 유지부는 상기 탄성지지부를 개재시켜 상기 코일의 직경 방향 내측에 상기 가동체를 상기 진동 방향으로 이동이 자유롭게 수용하고, 상기 케이스 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 코일 유지부는 페놀 수지를 포함하는 소재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 코일의 직경 방향 외측에, 상기 코일을 둘러싸도록 배치되고, 자성체로 이루어지는 전자 실드부를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전자 실드부는 상기 마그넷과 함께 자기 스프링의 기능을 가지는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 코일의 외주에, 상기 코일을 둘러싸도록 배치되고, 자성체로 이루어지는 전자 실드부가 설치되고,
   상기 전자 실드부는 상기 케이스와 상기 코일 유지부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
7. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코일 유지부에는 상기 코일이 접속되는 코일 결선부가 돌출되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스는 바닥이 있는 통형상의 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 개구를 폐색하는 덮개부를 가지고,
   상기 케이스 본체의 바닥부와, 상기 덮개부가 상기 가동체의 진동 방향에서 대향 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 케이스 본체와 상기 덮개부는 용착에 의해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
   진동 액추에이터.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 코일 유지부는 진동 방향의 중앙부에 직경 방향으로 내뻗는 플랜지형상의 중앙벽부를 가지고, 상기 코일을 구성하는 제1 코일과 제2 코일을 상기 중앙벽부를 진동 방향에서 끼우도록 배열하여 유지하고,
    상기 중앙벽부는
    상기 코일 결선부와,
    상기 중앙벽부의 외주부에서 직경 방향 바깥쪽으로 개구하여 설치되고, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일을 연락하는 코일선이 배선되는 홈부
    를 가지는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 마그넷은 상기 진동 방향에서 단극착자되어 구성되고,
    상기 제1 코일 및 제2 코일을 형성하는 상기 코일의 권선은 상기 홈부에 있어서 감는 방향이 역방향으로 반전되는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 홈부는 상기 홈부의 바닥부를 구성하는 바닥벽부와, 상기 바닥벽부에 있어서 상기 코일 결선부로부터 먼 측의 단부로부터 상기 직경 방향 바깥쪽으로 뻗는 일측벽부를 가지고,
    상기 바닥벽부와 상기 일측벽부는 상기 일측벽부와 상기 바닥벽부의 접합부를 통과하는 상기 중앙벽부의 외경의 법선보다 상기 코일 결선부측에서 예각을 형성하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 코일 결선부는 상기 중앙벽부의 외경보다 바깥쪽으로 돌출설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 코일의 직경 방향 외측에, 상기 코일을 둘러싸도록 배치되고, 자성체로 이루어지는 통형상의 전자 실드부를 추가로 가지고,
    상기 전자 실드부는 중앙에 상기 코일 결선부가 삽입통과되는 개구부를 가지는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 전자 실드부는 상기 코일을 유지하는 코일 유지부를 둘러싸는 통형상체이며,
    상기 전자 실드부의 상기 개구부는 편측의 개구 가장자리부에서 개구되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 중앙벽부는 상기 코일의 권선을 상기 코일 결선부로부터 상기 코일 유지부의 코일 권회 부분에 있어서의 첫번째 감는 위치로 안내하는 코일 안내부를 가지는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
17. 제 10 항에 있어서, 상기 고정체는 상기 코일 유지부를 수용하는 케이스를 구비하고,
    상기 탄성지지부는 상기 코일 유지부에 고정되고,
    상기 코일 유지부는 상기 탄성지지부를 개재시켜 상기 코일의 직경 방향 내측에 상기 가동체를 상기 진동 방향으로 이동이 자유롭게 수용하고, 또한 상기 케이스 내에 배치되고,
    상기 케이스의 외주면에는 배선 고정용의 돌기부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 돌기부는 상기 케이스의 외주면으로부터 돌출되는 돌출편과, 돌출편의 선단으로부터 돌출편에 대하여 수직으로 돌출되는 수직편을 가지고, 상기 돌출편과 상기 수직편은 상기 외주면과 함께 배선 가능한 홈을 구성하는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 돌기부에는 상기 배선으로서의 케이블이 접착 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
20. 제 10 항에 있어서, U자형상 내지 링상 형상의 단부를 가지는 케이블을 구비하고,
    상기 케이블은 상기 코일 결선부에 상기 단부를 걸어맞추어 땜납에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
21. 제 10 항에 있어서, 상기 코일의 직경 방향 외측에, 상기 코일을 둘러싸도록 배치되고, 자성체로 이루어지는 전자 실드부를 추가로 가지고,
    상기 코일 유지부는 진동 방향의 양단부에 방사 방향으로 내뻗는 양단 플랜지부를 가지고,
    상기 중앙벽부는 상기 전자 실드부에 맞닿도록 양단 플랜지부와 동일직경부를 가지는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 양단 플랜지부는 각각 진동 방향으로 돌출되는 돌기를 가지고, 상기 돌기를 개재시켜 상기 코일 유지부를 수용하는 케이스의 바닥면 및 천면을 각각 받는 받이부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 돌기는 상기 양단 플랜지부에 있어서, 상기 코일 유지부의 축을 중심으로 등간격으로 사이를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 돌기는 상기 코일 유지부의 축을 중심으로 등간격을 두고 3개소 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 돌기는 상기 판스프링에 설치된 위치 결정 홈에 끼워맞추어, 상기 판스프링의 직경 방향의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
26. 제 14 항에 있어서, 상기 코일 유지부의 외주에는, 상기 전자 실드부와 걸어맞추고, 당해 전자 실드부를 위치 결정하는 위치 결정용의 함몰부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
27. 제 14 항에 있어서, 상기 코일 유지부는 상기 전자 실드부에 접착 고정되어 있는 것을 특징으로 하는
    진동 액추에이터.
28. 제 1 항, 제 2 항, 제 6항, 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 진동 액추에이터를 실장한 것을 특징으로 하는
    전자기기.

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