CN103457405A - 振动产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种振动产生装置，其在输入操作时迅速产生体感振动。该振动产生装置至少包括：旋转部（40）、砝码（31）以及电磁铁（22），所述旋转部（40）能够旋转，所述砝码（31）用于使该旋转部（40）产生振动，所述电磁铁（22）用于使砝码移动至使旋转部（40）产生振动的位置。电磁铁（22）构成为利用对电磁铁（22）发送输入信号而产生的电磁力使砝码（31）移动，从而解决了上述课题。旋转部（40）、砝码（31）以及电磁铁（22）按照该顺序在轴向以非一体的方式分离配置。在发送输入信号之后，使砝码（31）向旋转部（40）移动的电磁力比对砝码（31）向电磁铁（22）施力的施力构件（34）的作用力大。

Description

振动产生装置

技术领域

本发明涉及一种振动产生装置。本发明进一步涉及一种通过使砝码移动从而打破旋转部的重量平衡从而产生振动的振动产生装置。

背景技术

平板电脑或者手写板等平板设备，在其表面具有通过手指或者笔接触从而产生各种功能的触摸面板等输入构件。并且，游戏机或者导航系统也具有同样的输入构件。像这样的平板或者导航系统等显示装置具有通过上述输入构件而产生声音或者振动的、传达操作者进行了输入这一情况的传达构件。

在该传达构件中，例如作为在手机来电时产生振动的振动产生装置提出了多种振动产生装置。在专利文献1中，提出了在小型马达的旋转轴附加偏心锤的振动产生装置。并且，在专利文献2中，提出了通过使产生旋转振动的砝码以支柱为中心升降以及正反向旋转从而对使用者施加强烈的体感振动的振动产生装置。由于所述专利文献1和专利文献2中记载的振动产生装置主要装配于手机，因此通过来电时的信号而动作从而产生振动。

并且，在专利文献3中，提出了这样的技术：共用在情景模式设定时使来电时产生振动的振动马达与数码相机的变焦距镜头的驱动马达，从而减少部件个数。在该技术中，在未来电时，使以止转的状态能够移动地安装于马达轴的偏心锤与变焦距镜头低速驱动机构离合连接，从而成为振动不明显的转矩传递模式。然而，该技术中，在来电时，成为这样的振动模式：通过来电时的通电使偏心锤从其与变焦距镜头低速驱动机构之间的离合连接解除，借助连续施加的通电使马达高速旋转，从而使偏心锤随马达的高速旋转而产生预定的振动。

专利文献1：日本特开2003-333773号公报

专利文献2：日本特开2000-50566号公报

专利文献3：日本特开2006-304498号公报

然而，专利文献1和专利文献2记载的技术中，由于在有来电之后使振动马达旋转从而进行驱动，因此存在在产生振动之前容易产生时间滞后的问题。并且，在专利文献3记载的技术中，也是通过来电时的通电来解除砝码的离合连接，并且通过其后施加的通电使马达高速旋转从而产生振动，因此存在在产生振动之前也容易产生时间滞后的问题。

在如平板电脑、手写板、游戏机、导航系统等显示装置中，与手机的来电不同，对其表面的输入操作连续地进行。因此，如专利文献1至3中那样在输入来电信号之后使马达驱动的技术中，存在产生功能应答延迟或者产生体感应答延迟的问题。

发明内容

本发明是用于解决上述问题的发明，其目的是提供一种在输入操作时迅速产生体感振动的振动产生装置。

用于解决上述问题的本发明所涉及的振动产生装置至少具有：能够旋转的旋转部；用于使该旋转部产生振动的砝码；以及用于使砝码移动至使旋转部产生振动的位置的电磁铁，其特征在于，电磁铁借助对该电磁铁发送输入信号而产生的电磁力使砝码移动，从而在所述旋转部产生偏心负荷。

根据本发明，由向电磁铁发送输入信号而产生的电磁力使砝码移动至使旋转部产生振动的位置，因此能够通过移动的砝码的作用使旋转部产生振动。因此，即使在旋转部始终旋转的情况下，也能够在对电磁铁发送输入信号从而砝码移动的瞬间产生振动。若将本发明所涉及的振动产生装置装配于平板电脑、手写板、游戏机以及导航系统等显示装置，则通过在对显示面进行输入操作时发送输入信号，旋转中的旋转部的振动在瞬间产生，因此能够在输入操作时迅速产生体感振动。

本发明所涉及的振动产生装置大致可以分为第一实施方式和第二实施方式。

本发明的振动产生装置的第一实施方式中的旋转部、砝码以及电磁铁以该顺序沿轴向非一体地分离配置。砝码被施力构件朝向电磁铁施力，被发送了输入信号的电磁铁通过比施力构件的作用力更强的电磁力来使砝码朝向旋转部移动，从而使砝码吸附于旋转部。另外，“非一体”是指砝码以及电磁铁各自都不是一直跟随旋转部的旋转或者停止的意思。

在本发明中，在发送输入信号后使砝码移动至旋转部的电磁力，比对砝码朝向电磁铁施力的施力构件的作用力强，因此砝码在发送输入信号之前被朝向电磁铁施力，在发送输入信号之后离开电磁铁而移动至旋转部。移动至旋转的旋转部的砝码打破旋转部的重量平衡，从而偏心负荷产生作用而在瞬间产生振动。

在本发明的第一实施方式的振动产生装置中，砝码具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在电磁铁、砝码以及旋转部产生磁路。该磁性部以在径向夹着该非磁性部的方式构成。

根据本发明，由于构成砝码的磁性部在径向夹着非磁性部，因此夹着非磁性部的磁性部成为磁路的一部分并与电磁铁和旋转部一起形成磁路。因此，通过发送输入信号，借助该磁路的作用，砝码克服作用力而吸附于旋转部，从而打破旋转部的重量平衡而在瞬间产生振动。

在本发明的第一实施方式的振动产生装置中，砝码具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在电磁铁、砝码以及旋转部产生磁路。该磁性部以配置在比该非磁性部靠径向内侧的位置的方式构成。

在本发明中，由于砝码具有非磁性部和配置在比该非磁性部靠径向内侧的位置的磁性部，因此能够减少部件个数。随着部件个数的减少，能够减少组装工时。因此，能够降低产品自身的成本以及制造成本。另外，由于砝码由非磁性部和配置在比该非磁性部靠径向内侧的位置的磁性部构成，因此能够减少重量从而使砝码移动的应答特性提高。

本发明的第二实施方式的振动产生装置的电磁铁和砝码沿径向配置，砝码具有可动砝码和固定砝码，所述可动砝码能够沿径向移动，所述固定砝码相对于旋转部的中心配置于可动砝码的相反侧的位置。被发送了输入信号的电磁铁构成为产生电磁力，该电磁力克服伴随砝码的旋转产生的离心力使砝码朝向径向内侧移动。

在本发明中，在被发送输入信号之前，可动砝码由于旋转的旋转部的离心力而移动到径向外侧，在发送输入信号之后，可动砝码由于电磁力而向径向内侧移动。通过可动砝码向径向内侧移动，打破旋转的旋转部的重量平衡，作用有偏心负荷而在瞬间产生振动。

在本发明的第二实施方式的振动产生装置中，可动砝码具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在电磁铁以及可动砝码产生磁路，该磁性部以配置于可动砝码的中央的方式构成。

在本发明中，由于构成可动砝码的磁性部配置在中央，因此，该磁性部成为磁路的一部分并与电磁铁一起形成磁路。因此，通过发送输入信号，可动砝码通过该磁路的作用而克服离心力朝向径向内侧移动，打破旋转部的重量平衡而在瞬间产生振动。

在本发明的振动产生装置中，能够通过向电磁铁发送输入信号而产生的电磁力使砝码移动，并通过移动的砝码的作用使旋转部产生振动。因此，即使在旋转部始终旋转的情况下，也能够在向电磁铁发送输入信号而使砝码移动的瞬间产生振动。如果把这样的本发明所涉及的振动产生装置装配于平板电脑、手写板、游戏机以及导航系统等显示装置，通过在对显示面进行输入操作时发送输入信号，旋转中的旋转部的振动在瞬间产生，因此能够在输入操作时迅速产生体感振动。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的第一样态的振动产生装置的内部结构的纵向剖视图。

图2是图1所示的振动产生装置的分解立体图。

图3是振动产生装置的外观立体图。

图4是砝码所吸附的旋转部的分解立体图。

图5是砝码机构部的分解立体图。

图6是对砝码施加电磁力的电磁铁的分解立体图。

图7是分别表示砝码被朝向电磁铁施力的形态（A）以及砝码吸附于旋转部的形态（B）的局部剖视图。

图8是表示本发明的第一实施方式的第二样态的振动产生装置的内部结构的纵向剖视图。

图9是图8的振动产生装置所具有的砝码机构部的分解立体图。

图10是分别表示砝码被朝向电磁铁施力的形态（A）以及砝码吸附于旋转部的形态（B）的局部剖视图。

图11是表示本发明的第二实施方式的振动产生装置的内部结构的纵向剖视图。

图12是图11的振动产生装置的分解立体图。

图13是分别表示可动砝码被离心力朝向径向外侧施力的形态（A）、以及可动砝码移动到了径向内侧的形态（B）的局部剖视图。

图14是表示通过模拟求加速度时的砝码的配置的说明图。

标号说明

1、1A、1B、1C…振动产生装置

10…安装板

20…磁路形成机构部

21、171…壳体

21a、171a…顶面

21b、171b…外壁面

21c…内壁面

22、120…电磁铁

22a、50、121、150…线圈

22b、122…轭

23、36…衬套

24、35、81、172、181…轴承

25…隔板

30、30b…砝码机构部

31、31b、130…砝码

32、32a、32b…磁性部

33…非磁性部

34…施力构件（双叉弹簧）

34a…安装部

34b…支承部

34c、42a…孔

131…可动砝码

132…固定砝码

40、140…旋转部

42、142…转子壳体

42b…周壁面

43、143…磁铁

45、145…轴

51、151…线圈构成体

60、160…基板

61、161…本体部

62、162…连接部

70、170…基底板（底面）

80、180…机壳

123、124…磁路形成部

125、126…内周部

W…垫片

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明的技术范围不只限定于以下的记载或者附图。

基本结构

如图1、图8以及图11所示，本发明的振动产生装置1（1A，1B，1C）至少包括：能够旋转的旋转部40、140；用于使旋转部40、140产生振动的砝码31、31b、130；以及用于使砝码31、31b、130移动至使旋转部40、140产生振动的位置的电磁铁22、120。该振动产生装置1构成为：电磁铁22、120利用将输入信号发送到该电磁铁22、120而产生的电磁力F1、F3使砝码31、31b、130移动，从而在旋转部40、140产生偏心负荷。

在振动产生装置1中，由于对电磁铁22、120发送输入信号而产生的电磁力F1、F3使砝码31、31b、130移动至使旋转的旋转部40、140产生振动的位置，因此通过移动后的砝码31、31b、130的作用能够使旋转部40、140产生振动。因此，即使在旋转部40一直旋转的情况下，也能够在对电磁铁22、120发送输入信号、砝码31、31b、130移动的瞬间产生振动。

本发明的振动产生装置1能够大致分为：图1至图10中说明的第一实施方式的振动产生装置1A、1B；和图11至图14中说明的第二实施方式的振动产生装置1C。并且，能够例举图1至图7中所示的第一样态的振动产生装置1A和图8至图10中所示的第二样态的振动产生装置1B作为第一实施方式的振动产生装置1A、1B。

如图1至图10所示，第一实施方式的振动产生装置1A、1B的旋转部40、砝码31、31b以及电磁铁22以该顺序在轴向以非一体方式分离配置，且振动产生装置1A、1B具有将砝码31、31b朝向电磁铁22施力的施力构件34（参照图5以及图9）。被发送了输入信号的电磁铁22通过比施力构件34的作用力F2强的电磁力F1，使砝码31、31b朝向旋转部40移动，使砝码31、31b吸附于旋转部40。由此，在被发送输入信号之前砝码31、31b被朝向电磁铁22施力，在被发送输入信号之后砝码31、31b离开电磁铁22而朝向旋转部40移动。移动至旋转的旋转部40的砝码31、31b打破旋转部40的重量平衡，并通过偏心负荷而在瞬间产生振动。另外，“非一体”是指砝码31、31b以及电磁铁22各自都不是一直跟随旋转部40的旋转或者停止的意思。

如图11至图14所示，第二实施方式的振动产生装置1C的电磁铁120和砝码130沿径向配置。并且，电磁铁120、砝码130以及旋转部140以电磁铁120和砝码130各自都不是一直跟随旋转部140的旋转或者停止的方式沿轴向配置。砝码130具有能够沿径向移动的可动砝码131和固定在径向的恒定位置的固定砝码132。在发送输入信号前，可动砝码131通过离心力F4移动到径向外侧，并相对于中心与固定砝码132对称配置。电磁铁120以在被发送输入信号之后只使可动砝码131朝向径向内侧移动的方式构成。由此，在发送输入信号之前，可动砝码131通过旋转的旋转部140的离心力F4朝向径向外侧移动，在发送输入信号之后，可动砝码131通过电磁力F3朝向径向内侧移动。通过可动砝码131移动到径向内侧，打破旋转的旋转部140的重量平衡而在瞬间产生振动。

以下，按照顺序说明各实施方式。另外，各实施方式中的“径向”（用符号R表示）指的是振动产生装置1A、1B、1C的半径方向，“轴向”（用符号S表示）指的是振动产生装置1A、1B、1C的高度方向。

第一实施方式

第一样态

本发明的第一实施方式的第一样态的振动产生装置1A具有上述振动产生装置1的基本结构。并且，如图1至图7所示，旋转部40、砝码31以及电磁铁22以该顺序在轴向以非一体的方式分离配置，振动产生装置1A具有在发送输入信号前对砝码31朝向电磁铁22施力的施力构件34（参照图5）。施力构件34的作用力F2构成为比在发送输入信号后使砝码31朝向旋转部40移动的电磁力F1弱。由此，砝码31在发送输入信号之前被朝向电磁铁22施力，在发送输入信号之后离开电磁铁22朝向旋转部40移动。移动至旋转的旋转部40的砝码31打破旋转部40的重量平衡而在瞬间产生振动。另外，“非一体”是指砝码31以及电磁铁22各自都不是一直跟随旋转部40的旋转或者停止的意思。

对本发明的第一实施方式的振动产生装置1A的各结构进一步进行详细说明。

如图1至图3所示，第一实施方式的振动产生装置1A的外形形成为圆筒状，且具有构成底面的基底板70、覆盖基底板70的壳体21以及配置在壳体21上的安装板10。

基底板70为圆盘状的平板。壳体21在径向中央形成空间并由圆环状的顶面21a、包围振动产生装置1A的周围的外壁面21b、以及与顶面21a的内周缘连接的沿轴向延伸的内壁面21c形成。内壁面21c的轴向尺寸形成为外壁面21b的轴向尺寸的大约二分之一，且在内壁面21c的下端和基底板70之间形成有空间。安装板10为用于将该振动产生装置安装于显示装置的部件，其形成为圆盘状。

振动产生装置1A的各结构配置于这些基底板70、壳体21以及安装板10的内部。振动产生装置1A的结构能够大致分为：旋转部40、线圈50、基板60、砝码机构部30、以及磁路形成机构部20，所述线圈50和基板60发挥使该旋转部40旋转的驱动部的作用，所述砝码机构部30具有吸附于旋转部40或者离开旋转部40的砝码31，所述磁路形成机构部20形成用于使砝码31吸附于旋转部40或者离开旋转部40的磁路M。

作为驱动部发挥作用的基板60安装于基底板70的上表面。并且，作为驱动部发挥作用的线圈50安装于基板60的上表面。

基板60具有配置在壳体21的内侧的呈圆盘状的本体部61和从壳体21的外壁面21b向径向外侧突出的连接部62。如图2所示，线圈50通过将呈扇形形成的多个线圈构成体51排列成圆形而构成。各线圈构成体51通过将裸线沿扇形的轮廓卷绕而形成。

如图1以及图4所示，旋转部40具有转子壳体42和安装于转子壳体42的磁铁43。旋转部40固定于在振动产生装置1A的中心沿轴向延伸的轴45，并构成为以轴45为中心与轴45一体旋转。

转子壳体42形成为圆盘状且在中心形成有孔42a。轴45穿过转子壳体42的孔42a。转子壳体42在该孔42a的位置固定于轴45的外周。并且，转子壳体42的外周缘形成有朝向下侧弯折而形成的周壁部42b。

磁铁43呈圆环状。该磁铁43以外周缘嵌入于转子壳体42的周壁部42b的内侧的方式安装于转子壳体42的里侧。并且，在磁铁43的中心形成的圆形的空间以比轴45的外径大的方式形成，且在磁铁43的内周缘与轴45的外周之间形成恒定的间隔。因此，磁铁43在旋转部40的径向位于相对外侧的位置。在旋转部40的这样的结构下，在旋转部40伴随轴45的旋转而旋转时，惯性力较大。

轴45的轴向一端侧被安装于基底板70的机壳80支承的同时，另一端侧通过嵌入于壳体21的内壁面21c的内侧的衬套23支承为能够自由旋转。安装于轴45的旋转部40以转子壳体42以及磁铁43与线圈50隔开恒定的间隙的方式水平地配置在线圈50的上侧。基板60、线圈50、转子壳体42以及磁铁43配置于在基底板70与壳体21的内壁面21c的下端之间形成的空间中。

机壳80被插入至在基底板70的中心形成的孔中从而安装于基底板70。固定于基底板70的机壳80的位于基底板70的内部的部分插入到在基板60形成的孔以及线圈50的中央。在机壳80中心具有沿轴向延伸的贯通孔，在贯通孔的内部安装有金属制的轴承81。该轴承81呈圆筒状，且在中心形成有供轴45穿过的孔。轴45穿过轴承81的内部的孔，并将轴45的轴向一端侧支承为能够自由旋转。

衬套23为在中心形成有孔的平坦的圆筒状的部件。衬套23的外周面嵌入在壳体21的内壁面21c的内侧，并覆盖内壁面21c的内侧区域。并且，金属制的轴承24嵌入衬套23的中心。该轴承24为在中心形成有孔的圆筒状的部件。轴承24的上部突出到比衬套23的上表面靠上侧的位置且上部插入在安装板10的中心形成的孔中（参照图1）。轴45被插入在轴承24形成的孔中并被轴承24支承为相对于衬套23能够自由旋转。

如图1所示，砝码机构部30设置在比旋转部40靠轴向上侧的位置。如图5所示，砝码机构部30具有：吸附于旋转部40或者离开旋转40的砝码31；和对砝码31向离开旋转部40的方向施力的施力构件34。

砝码31的外形呈圆弧状并具有由一个部件形成的非磁性部33和由两个部件形成的磁性部32a、32b。磁性部32a配置在比非磁性部33靠径向外侧的位置，磁性部32b配置在比非磁性部33靠径向内侧的位置。

施力构件34为由薄弹簧钢形成的双叉弹簧。施力构件34具有呈圆环状的安装部34a、从安装部34a分出两股并朝向径向外侧延伸的支承部34b、34b。砝码31的一个磁性部32a、非磁性部33、另一个磁性部32b从径向外侧顺次配置于支承部34b、34b的末端。安装于支承部34b、34b的磁性部32a、非磁性部33以及磁性部32b的与构成旋转部40的转子壳体42对置的面、和转子壳体42的上表面平行。

安装部34a为经金属制的轴承35安装于轴45的部分。在安装部34a的中心具有孔34c，施力构件34与轴承35通过将轴承35嵌入安装部34a的孔34c而形成为一体。安装部34a安装于轴承35的轴向下部（参照图1）。并且，衬套36套在轴承35的外周。另外，虽然以双叉弹簧为例说明了施力构件34，但是施力构件34只要是能够对砝码施力，则不限定为双叉弹簧，可以使用各种形状的弹簧。

如图1所示，这样的砝码机构部30在轴承24与轴承35之间夹有垫片W地安装于轴45。并且，砝码机构部30在轴承35与转子壳体42之间也夹有垫片W地安装于轴45。当砝码机构部30的安装部34a安装于轴45，则安装于支承部34b、34b的末端的砝码31配置于壳体21的外壁面21b与内壁面21c之间。此时，设置于轴承35与转子壳体42之间的垫片W使得在旋转部40与砝码31之间形成间隙。

如图6所示，磁路形成机构部20具有壳体21、由线圈22a和轭22b形成的电磁铁22、以及隔板25。线圈22a通过将裸线（铜线）卷绕为圆环状而形成，轭22b以包围线圈22a的周围的方式配置。该电磁铁22容纳于由壳体21的外壁面21b、顶面21a、内壁面21c以及隔板25包围的区域。隔板25为呈圆环状且嵌入壳体21的外壁面21b与内壁面21c之间的部件。该隔板25防止电磁铁22沿轴向移动。

该磁路形成机构部20使在壳体21的内壁面21c、顶面21a、外壁面21b、砝码机构部30以及旋转部40形成磁路M。

具备以上结构的振动产生装置1A将旋转部40、砝码31以及电磁铁22以该顺序沿轴向非一体地分离配置。另外，“非一体”是指砝码31以及电磁铁22各自都不是一直跟随旋转部40的旋转或者停止的意思。并且，安装有该振动产生装置1A的显示装置的电源接通时，旋转部40受到线圈50所产生的磁场的影响而旋转。该旋转部40在显示装置的电源接通期间始终旋转。

如图7的（A）所示，在对电磁铁22发送输入信号之前，砝码31被施力构件34朝向电磁铁22侧施力。因此，砝码31与旋转部40分离。并且，通过隔板25防止电磁铁22与砝码31接触。

如图7的（B）所示，当从该状态对电磁铁22发送输入信号，则在外壳21的内壁面21c、顶面21a、外壁面21b、砝码31以及旋转部40的转子壳体42形成磁路M。由于砝码31构成为以磁性部32a、32b在径向夹着非磁性部33，因此夹着非磁性部33的磁性部32a、32b成为磁路M一部分并且与电磁铁22和旋转部40一起构成磁路M。

在外壁面21b、转子壳体42、磁性部32a、32b以及内壁面21c形成的磁路M具体以以下的方式形成。

外壁面21b的内部的磁路M以在外壁面21b与磁性部32a靠近的部分呈直角弯折的方式从外壁面21b朝向磁性部32a。磁路M在外壁面21b与磁性部32a之间的位置，以桥接外壁面21b与磁性部32a的方式形成。磁性部32a的内部的磁路M以连接与外壁面21b对置的面、和磁性部32a与转子壳体42接触的面的方式形成，且在与转子壳体42接触的面与转子壳体42连通。转子壳体42的内部的磁路M从转子壳体42的外侧穿过比非磁性部33靠下侧的位置形成至转子壳体42与磁性部32b接触的部分。磁路M在转子壳体42与磁性部32b接触的部分，以从转子壳体42朝向磁性部32b弯折的方式形成。并且，磁路M在磁性部32b与内壁面21c对置的部分，以桥接磁性部32b和内壁面21c的方式形成。

在发送输入信号后，使砝码31移动至旋转部40的电磁力F1比施力构件34的作用力F2强，因此当形成磁路M，则砝码31克服施力构件34的作用力F2而被朝向旋转部40吸引。被朝向旋转部40吸引的砝码31瞬间吸附于构成旋转部40的转子壳体42的上表面。由于砝码31瞬间吸附于转子壳体42的上表面，因此即使在旋转部40旋转的情况下，砝码31也与旋转部40一体地绕轴45旋转。其结果是，砝码31打破旋转部40的重量平衡，偏心负荷力瞬间作用于旋转部40，从而旋转部40成为振动源。

若切断对电磁铁22发送的输入信号，则形成的磁路M消失。当磁路M消失，则砝码31与旋转部40之间的吸附力也消失。因此，砝码机构部30通过施力构件34的作用力F2离开旋转部40的转子壳体42。因此，偏心负荷不作用于旋转部40，形成为即使旋转部40旋转也不产生振动的状态。

接下来，对振动产生装置产生的振动的模拟结果进行说明。

当模拟使用重量为73g的马达、砝码31的重量为18g、从轴45所配置的中心至砝码31的重心的距离为1.94mm时，在转速为6000rpm、7000rpm以及8000rpm的情况下，求得加速度的数值大小。产生的加速度的目标值为大于等于15G。

模拟的结果是：转速为6000rpm时获得的加速度为13.36G，转速为7000rmp时获得的加速度为18.56G，转速为8000rmp时获得的加速度为24.24G。

第二样态

第一实施方式的第二样态的振动产生装置1B的基本结构与第一样态的振动产生装置1A大致相同。振动产生装置1B与振动产生装置1A的不同点在于，构成振动产生装置1B的砝码31b不具有外侧的磁性部。因此，对第二样态的振动产生装置1B与第一样态的振动产生装置1A相同的结构标记相同的符号并只作简要说明，只对第二样态的振动产生装置1B的结构与第一样态的振动产生装置1A的结构的不同点进行详细说明。

如图8及图9所示，第二样态的振动产生装置1B的外形呈圆筒状，且具有：构成底面的圆盘状的基底板70、覆盖基底板70的壳体21以及配置在壳体21上的圆盘状的安装板10。并且，振动产生装置1B在基底板70、壳体21以及安装板10的内部还具有：旋转部40、线圈50、基板60、砝码机构部30b以及磁路形成机构部20，所述线圈50以及基板60使该旋转部40旋转，所述砝码机构部30b具有吸附于或者离开旋转部40的砝码31b，所述磁路形成机构部20具有形成磁路M的电磁铁22。旋转部40、砝码31b以及电磁铁22以该顺序在轴向非一体地分离配置。另外，“非一体”的意思与振动产生装置1A的情况相同，是指砝码31b以及电磁铁22各自都不是一直跟随旋转部40的旋转或者停止的意思。

如图8及图9所示，砝码机构部30b配置在比旋转部40靠轴向上侧的位置。该砝码机构部30b具有砝码31b和施力构件34，所述砝码31b吸附于或者离开旋转部40，所述施力构件34对砝码31b朝向远离旋转部40的方向施力。砝码31b的外形呈圆弧状并只由非磁性部33和配置在比非磁性部33靠径向内侧的位置的磁性部32两个部件构成。

施力构件34具有圆环状的安装部34a和从安装部34a分出两股并朝向径向外侧延伸的支承部34b、34b。砝码31b的非磁性部33、磁性部32从径向外侧按顺序安装于支承部34b、34b的末端。安装于支承部34b、34b的磁性部32以及非磁性部33的与构成旋转部40的转子壳体42对置的面和转子壳体42的上表面平行。

施力构件34与轴承35通过将轴承35嵌入安装板34a的孔34c而形成为一体。并且，衬套36套在轴承35的外周。另外，施力构件34若能够对砝码施力，则不限定为双叉弹簧，可以使用各种形状的弹簧。

第二样态的振动产生装置1B的砝码31b只具有非磁性部33和配置在非磁性部33内侧的一个磁性部32，能够使用比第一样态的振动产生装置1A少的部件个数完成产品。因此，能够降低产品自身的成本。并且，随着部件个数的减少，组装工时也减少。因此，制造成本也能够减少。

如图8及图9所示，这样的砝码机构部30b在轴承24与轴承35之间，以及在轴承35与转子壳体42之间夹着垫片W地安装于轴45。

振动产生装置1B的磁路形成机构部20与振动产生装置1A的磁路形成机构部20同样具有壳体21、由线圈22a和轭22b形成的电磁铁22、以及隔板25（参照图6）。该磁路形成机构部20使在壳体21的内壁面21c、顶面21a、外壁面21b、砝码机构部30b以及旋转部40形成磁路M。

如图10的（A）所示，具有上述结构的振动产生装置1B在对电磁铁22发送输入信号之前，砝码31b被施力构件34朝向电磁铁22侧施力。因此，砝码31与旋转部40分离。并且，通过隔板25防止电磁铁22与砝码31b接触。这一点与振动产生装置1A的作用相同。

如图10（B）所示，当从该状态对电磁铁22发送输入信号，则在壳体21的内壁面21c、顶面21a、外壁面21b、砝码31b以及旋转部40的转子壳体42形成磁路M。另外，由于砝码31b的磁性部32配置在比非磁性部33靠径向内侧的位置，因此磁性部32成为磁路M的一部分，并与电磁铁22和旋转部40一起形成磁路M。

在外壁面21b、转子壳体42、磁性部32以及内壁面21c形成的磁路M具体以以下方式形成。

外壁面21b的内部的磁路M在外壁面21b与转子壳体42靠近的部分以呈直角弯折的方式从外壁面21b朝向磁性部32。磁路M在外壁面21b与转子壳体42之间的位置，以桥接外壁面21b与转子壳体42的方式形成。转子壳体42的内部的磁路M从转子壳体42的外侧穿过比非磁性部33靠下侧的位置形成至转子壳体42与磁性部32接触的部分。磁路M在转子壳体42与磁性部32接触的部分以从转子壳体42朝向磁性部32弯折的方式形成。并且，磁路M在磁性部32与内壁面21c对置的部分以桥接磁性部32和内壁面21c的方式形成。

由于在发送输入信号之后使砝码31b向旋转部40移动的电磁力F1比施力构件34的作用力F2强，因此当形成磁路M，则砝码31b克服施力构件34的作用力F2而被朝向旋转部40吸引。被朝向旋转部40吸引的砝码31b瞬间吸附于构成旋转部40的转子壳体42的上表面。由于砝码31b瞬间吸附于转子壳体42的上表面，因此即使在旋转部40旋转的状态下，砝码31b也与旋转部40成为一体地绕轴45旋转。因此，砝码31b打破旋转部40的重量平衡，使偏心负荷力瞬间作用于旋转部40，旋转部40成为振动源。

当切断对电磁铁22发送的输入信号，则形成的磁路M消失。当磁路M消失，则砝码31b与旋转部40之间的吸附力也消失。因此，砝码机构部30b由于施力构件34的作用力F2而与旋转部40的转子壳体42分离。因此，偏心负荷不作用于旋转部40，形成为即使旋转部40旋转也不产生振动的状态。

另外，即使在砝码31b由非磁性部33和配置在比该非磁性部33靠径向内侧的位置的磁性部32构成的情况下，也能够将砝码31b完全没问题地吸引到旋转部40的转子壳体42。当砝码31b以这样的方式构成时，由于砝码31b被轻量化，因此能够缩短从图10的（A）的状态使砝码31b移动至旋转部40而成为图10的（B）的状态所需要的时间。同样地，能够缩短使砝码31b从图10的（B）的状态离开旋转部40而成为图10的（A）的状态所需要的时间。如此一来，随着砝码31b的轻量化，提高了移动的应答特性。

如上述说明的砝码31b的非磁性部33的径向尺寸形成为使得在壳体21的外壁面21b与构成旋转部40的转子壳体42的周缘之间形成较大间隙。但是也可以使砝码31b的非磁性部33的径向尺寸形成为使得在壳体21的外壁面21b与构成旋转部40的转子壳体42的周缘之间形成微小间隙。例如，也可以将非磁性部33的径向尺寸形成为使得非磁性部33的外周缘配置在与振动产生装置1A所具有的砝码31的磁性部32a的外周缘的位置相同或者大致相同的位置。在这样形成了非磁性部33的径向尺寸时，由于砝码31b的重量增加，因此能够获得振动量增加这样的效果。

第二实施方式

参照图11至图14对本发明的第二实施方式的振动产生装置1C的各结构进行详细说明。

如图11至图14所示，在第二实施方式中，电磁铁120与砝码130沿径向配置。并且，电磁铁120、砝码130以及旋转部140以电磁铁120以及砝码130各自一直跟随旋转部140的旋转或者停止的方式沿轴向配置。砝码130具有可动砝码131和固定砝码132，所述可动砝码131在发送输入信号之前能够通过离心力F4移动到径向外侧，所述固定砝码132与可动砝码131对称配置。电磁铁120以在发送输入信号之后只使可动砝码131朝向径向内侧移动的方式构成。由此，在发送输入信号之前，借助旋转的旋转部140的离心力F4，可动砝码131移动到径向外侧，在发送输入信号之后，借助电磁力F3，可动砝码131朝向径向内侧移动。通过可动砝码131朝向径向内侧移动，打破了旋转的旋转部140的重量平衡而在瞬间产生振动。

以下，详细说明第二实施方式的振动产生装置的各结构。

如图11以及图12所示，第二实施方式的振动产生装置1C的外形呈圆筒状，且具有构成底面的基底板170和覆盖基底板170的壳体171。

基底板170为圆盘状的平板。壳体171通过圆形的顶面171a和包围振动产生装置1C的周围的外壁面171b形成。

振动产生装置1C的各结构配置在这样的基底板170以及壳体171的内部。振动产生装置1C的结构可以分为：旋转部140；作为使旋转部140旋转的驱动部发挥作用的线圈150以及基板160；伴随旋转部140的旋转而施加偏心负荷的砝码130；构成使砝码130移动的磁路M的电磁铁120。

作为驱动部发挥作用的基板160安装于基底板170的上表面。并且，作为驱动部发挥作用的线圈150安装于基板160的上表面。

基板160具有圆盘状的本体部161和连接部162，所述圆盘状的本体部161配置在壳体171的内侧，所述连接部162从壳体171的外壁面171b朝向径向外侧突出。线圈150通过将呈扇状的多个线圈构成体151呈圆形排列而构成。各线圈构成体151通过将裸线（铜线）沿扇状的轮廓卷绕而形成。

旋转部140具有转子壳体142和安装于转子壳体142的磁铁143。旋转部140在振动产生装置1C的中心固定于沿轴向延伸的轴145，并构成为以轴145为中心与轴145一体旋转。

转子壳体142呈圆盘状。轴145穿过转子壳体142的中心，从而轴145和转子壳体142构成为一体。

磁铁143呈圆环状形成。该磁铁143安装于转子壳体142的里侧。在磁铁143的中心形成的圆形的空间以比轴145的外径大的方式形成，且在磁铁143的内周缘与轴145的外周之间形成恒定的间隔。

轴145的轴向一端侧被安装于基底板170的机壳180支承，并且另一端侧被安装于壳体171的顶面171a的轴承172支承为能够自由旋转。

机壳180被插入至在基底板170的中心形成的孔中从而安装于基底板170。固定于基底板170的机壳180的位于基底板170的内部的部分插入到在基板160形成的孔以及线圈150的中央。并且，机壳180在中心具有沿轴向延伸的贯通孔，在贯通孔的内部安装有金属制的轴承181。轴145穿过该轴承181的内部的孔，且该轴承181将轴145的轴向的一端侧支承为能够自由旋转。

安装于壳体171的顶面171a的轴承172为金属制成并安装于顶面171a的中心。该轴承172为在中心形成有孔的平坦的圆筒状的部件。轴145穿过在轴承172形成的孔并被轴承172支承为相对于壳体171能够自由旋转。

电磁铁120具有线圈121和轭122。线圈121通过将裸线（铜线）卷绕为圆环状而形成。该线圈121在比旋转部140靠上侧的位置沿壳体171的外壁面171b的内侧配置。轭122配置在比线圈121靠径向内侧的位置。该轭122的外形呈圆环状，该轭122在外周部的位置保持线圈121。轭122在轴向上部和轴向下部形成朝向径向内侧突出的磁路形成部123、124。各磁路形成部123、124的内端分别形成有朝向彼此地弯折形成的内周部125、126。在各内周部125、126的末端彼此之间形成有空间。该电磁铁120使得在轭122以及砝码130形成磁路M。

砝码130在形成于内周部125、126的末端彼此之间的空间的位置沿电磁铁120的径向配置。砝码130以与轴145一体旋转的方式构成。砝码130具有可动砝码131和固定砝码132，所述可动砝码131能够沿径向移动，所述固定砝码132配置在相对于轴145与可动砝码131相反的一侧的位置。

固定砝码132与轴145在径向隔着固定距离配置。如图11及图13所示，固定砝码132所在的径向位置与轭122的磁路形成部123、124相同。

可动砝码131以能够在轭122的磁路形成部123、124所在的位置与比磁路形成部123、124靠内侧的位置之间沿径向移动的方式构成。该可动砝码131具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用于通过发送输入信号而在电磁铁120以及可动砝码131形成磁路M，该磁性部以设置在可动砝码131的中央的方式构成。由此，磁性部成为磁路M的一部分，并与电磁铁120一起形成磁路M。因此，通过发送输入信号，借助该磁路M的作用，可动砝码131克服离心力F4而朝向径向内侧移动，从而打破旋转部140的重量平衡，施加偏心负荷而在瞬间产生振动。

具有以上结构的振动产生装置1C，当将安装该振动产生装置1C的显示装置通电时，旋转部140受到线圈150产生的磁场的影响而旋转。并且，伴随旋转部140的旋转砝码130也旋转。旋转部140以及砝码130在显示装置通电期间一直旋转。

如图13的（A）所示，在对电磁铁120发送输入信号之前，可动砝码131借助离心力而位于轭122的磁路形成部123、124所配置的部位。在对电磁铁120发送输入信号之前，可动砝码131与固定砝码132相对于轴145对称配置。因此，砝码130保持平衡地旋转。

从如图13的（B）所示，当从该状态对电磁铁120发送输入信号，则在轭122以及可动砝码131形成磁路M。可动砝码131的夹着非磁性部的磁性部成为磁路M的一部分并与电磁铁120一起构成磁路M。由于在发送输入信号之后使可动砝码131朝向径向内侧移动的电磁力F3比作用于可动砝码131的离心力F4强，因此当形成磁路M时，可动砝码131克服离心力而在瞬间朝向径向内侧移动。因此，即使在旋转部140旋转的状态下，砝码130也会打破重量平衡，施加偏心负荷力而在瞬间产生振动。

当切断向电磁铁120发送的输入信号，则形成的磁路M消失，当磁路M消失，则可动砝码131由于离心力F4而移动到径向外侧。其结果是，可动砝码131与固定砝码132相对于轴145再次对称配置。当可动砝码131与固定砝码132相对于轴145对称配置，则成为不作用有偏心负荷的状态，从而不产生振动。

接下来，对振动产生装置所产生的振动的模拟结果进行说明。

如图14所示，模拟求得了在可动砝码131和固定砝码132距离中心7.5mm的位置处，使可动砝码131从保持平衡的位置朝向中心侧移动5mm时产生的加速度。当可动砝码131以及固定砝码132的重量为4.44g，从中心至各砝码的重心的距离为10.94mm，转速为628.3rad/s时，作用于砝码的离心力为2.0kgf（19.6N（其中，1kgf＝9.8N。））。产生的加速度的目标值为15G以上。

该模拟的结果是加速度为大于目标值15G的15.8G。

如上述说明，若将本发明的振动产生装置1A、1B、1C装配于平板电脑、手写板、游戏机、导航系统等显示装置的话，则通过发送在对显示面进行输入操作时发送的输入信号，旋转中的旋转部40、140的振动在瞬间产生，因此能够在输入操作时迅速产生体感振动。另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，以始终旋转的旋转部40、140为例进行了说明，但是旋转部40、140的旋转也可以适当停止。

Claims (6)

1.一种振动产生装置，所述振动产生装置至少具有：

旋转部，其能够旋转；

砝码，其用于使该旋转部产生振动；以及

电磁铁，其用于使所述砝码移动至使所述旋转部产生振动的位置，其特征在于，

所述电磁铁借助对所述电磁铁发送输入信号而产生的电磁力使所述砝码移动，从而在所述旋转部产生偏心负荷。

2.根据权利要求1所述的振动产生装置，

所述旋转部、所述砝码以及所述电磁铁按该顺序在轴向以非一体的方式分离配置，

所述砝码被施力构件朝向所述电磁铁施力，

被发送了输入信号的所述电磁铁通过比所述施力构件的作用力更强的电磁力来使所述砝码朝向所述旋转部移动，使所述砝码吸附于所述旋转部。

3.根据权利要求2所述的振动产生装置，

所述砝码具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在所述电磁铁、所述砝码以及所述旋转部产生磁路，

所述磁性部以在径向夹着所述非磁性部的方式构成。

4.根据权利要求2所述的振动产生装置，

所述砝码具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在所述电磁铁、所述砝码以及所述旋转部产生磁路，

所述磁性部配置在比所述非磁性部靠径向内侧的位置。

5.根据权利要求1所述的振动产生装置，

所述电磁铁和所述砝码沿径向配置，

所述砝码包括可动砝码和固定砝码，其中所述可动砝码能够沿径向移动，所述固定砝码相对于所述旋转部的中心配置于所述可动砝码的相反侧的位置，

被发送了输入信号的所述电磁铁产生电磁力，该电磁力克服伴随所述砝码的旋转而产生的离心力使所述可动砝码朝向径向内侧移动。

6.根据权利要求5所述的振动产生装置，

所述可动砝码具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用于通过输入信号的发送而在所述电磁铁以及所述可动砝码产生磁路，所述可动砝码以所述磁性部配置在所述可动砝码的中央的方式构成。

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