CN109802548A - 振动驱动器以及便携设备 - Google Patents

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CN109802548A CN201811368008.8A CN201811368008A CN109802548A CN 109802548 A CN109802548 A CN 109802548A CN 201811368008 A CN201811368008 A CN 201811368008A CN 109802548 A CN109802548 A CN 109802548A
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坂口和隆
北村泰隆
下村重幸
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种振动驱动器以及便携设备，其能够不使尺寸大型化地向用户施加充分的体感振动。振动驱动器具备具有线圈以及磁铁的一方的可动体、具有线圈以及磁铁的另一方的固定体以及相对于固定体可自由移动地支撑可动体的弹性支撑部，通过线圈和磁铁的协动，可动体在振动方向上相对于上述固定体往复运动。磁铁以相对于线圈在径向内侧上离开的方式配置。弹性支撑部将一端固定于固定体，并将另一端固定于可动体，具有以悬臂形式支撑可动体的构造。线圈在被固定于树脂制的线圈支架状态下组装于可动体或固定体。

Description

振动驱动器以及便携设备
技术领域
本发明涉及振动驱动器以及便携设备。
背景技术
一直以来，在具有振动功能的便携设备中作为振动发生源安装振动驱动器。通过驱动振动驱动器并向用户传递振动，能够通知来电、提高操作感、临场感。在此，便携设备包括手机、智能手机等的便携通信终端、平板电脑PC等的便携信息终端、便携游戏机终端、放置型游戏机的控制器(游戏手柄)、安装于衣服、手腕等的穿戴式终端。
专利文献1～3所公开的振动驱动器具备具有线圈的固定体、具有磁铁的可动体，利用由线圈和磁铁构成的音圈电机的驱动力，通过使可动体往复运动，产生振动。该振动驱动器是可动体沿轴直线移动的直线驱动器，以振动方向与便携设备的主面平行的方式安装。在与便携设备接触的用户的体表面传递沿体表面的方向的振动。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2015-095943号公报
专利文献2：日本特开2015-112013号公报
专利文献3：日本专利第4875133号公报
在具备振动功能的便携设备中要求向用户施加充分的体感振动。可是，在专利文献1～3所公开的振动驱动器的情况下，由于是沿体表面的方向的振动，因此存在无法施加充分的体感振动的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够不会使尺寸大型化地向用户施加充分的体感振动的振动驱动器以及便携设备。
本发明的一方案的振动驱动器具备具有线圈以及磁铁的一方的可动体、具有上述线圈以及上述磁铁的另一方的固定体以及能使上述可动体相对于上述固定体自由移动地支撑上述可动体的弹性支撑部，通过上述线圈和上述磁铁的协动，上述可动体在振动方向上相对于上述固定体往复运动，
上述磁铁以相对于上述线圈在径向内侧上离开的方式配置，
上述弹性支撑部将一端固定于上述固定体，并将另一端固定于上述可动体，具有以悬臂形式支撑上述可动体的构造，
上述线圈在被固定于树脂制的线圈支架的状态下被组装于上述可动体或上述固定体。
本发明的一方案的便携设备安装上述振动驱动器。
本发明的效果如下。
根据本发明能够提供一种能够不会使尺寸大型化地向用户施加充分的体感振动的振动驱动器以及便携设备。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的振动驱动器的外观立体图。
图2是表示将振动驱动器的罩拆下的状态的立体图。
图3是振动驱动器的分解立体图。
图4是表示振动驱动器的主要部分结构的纵向剖视图。
图5A、图5B是表示线圈以及线圈支架的结构的立体图。
图6A～图6C是表示线圈以及线圈支架的结构的另一示例的立体图。
图7A～图7C是表示弹性支撑体与配重的连接工序的图。
图8A、图8B是表示磁铁的凹部的一例的立体图。
图9是表示振动驱动器的磁回路的图。
图10A～图10C是表示可动体的动作的纵向剖视图。
图11A、图11B是表示振动驱动器的安装方式的一例的图。
图中：1—振动驱动器，10—可动体，11—线圈，12—线圈支架，13—配重，14—铆钉(固定部件)，15—缓冲部件，16—弹性部件，20—固定体，21—磁铁，211—第一磁铁，212—第二磁铁，30—弹性支撑体，31—配重连接部，32—线圈支架收纳部，33—板簧部(弹性支撑部)，41—柔性印刷电路基板，W—穿戴式终端，M—便携终端。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一实施方式的振动驱动器1的外观立体图。图2是表示将振动驱动器1的罩24拆下之后的状态的立体图。图3是振动驱动器1的分解立体图。图4是表示振动驱动器1的主要部分结构的纵向剖视图。
在本实施方式中使用直角坐标系X、Y、Z进行说明。在后述的图中也使用共通的直角坐标系X、Y、Z表示。在以下，振动驱动器1的宽度、进深、高度分别是X方向、Y方向、Z方向的长度。另外，将Z方向的正侧作为“上侧”、将Z方向负侧作为“下侧”进行说明。
振动驱动器1作为振动发生源安装于智能手机等便携设备(参照图11A、图11B)，实现便携设备的振动功能。振动驱动器1例如在向用户通知来信息、赋予操作感、临场感的情况下进行驱动。振动驱动器1例如以便携设备的主面与XY面平行的方式安装。便携设备的主面是与用户接触的振动传递面，例如，在智能手机、平板电脑终端的情况下，触摸屏的面是主面。
如图1～图4所示，振动驱动器1具备可动体10、固定体20以及弹性支撑体30。可动体10以将一端侧作为支点另一端侧往复运动的方式，通过弹性支撑体30与固定体20连结。
可动体10是在驱动时进行振动(摆动)的部分。固定体20是通过弹性支撑体30支撑可动体10的部分。在本实施方式中，可动体10具备线圈11，固定体20具备磁铁21。即，在振动驱动器1中，采用可转线圈式的音圈电机(VCM：Voice Coil Motor)。并且，在振动驱动器1中，也能够适用可动体10具备磁铁21，固定体20具备线圈的可转线圈式的音圈电机。
弹性支撑体30具有配重连接部31、线圈支架收纳部32以及板簧部33。配重连接部31、线圈支架收纳部32以及板簧部33例如通过不锈钢板的钣金加工而一体地形成。并且，在驱动时板簧部33变形，配重连接部31以及线圈支架收纳部32与线圈11、配重13等一体地振动。即，配重连接部31以及线圈支架收纳部32构成可动体10的一部分。
并且，配重连接部31、线圈支架收纳部32以及板簧部33既可以分别由不同的部件形成，也可以相邻的两个一体地形成、剩余的一个由其他部件形成。
配重连接部31以及线圈支架收纳部32在整体上从Y方向观察具有下方敞开的U字形状。板簧部33从X方向观察具有侧方敞开的U字形状。
配重连接部31是连接配重13的部分。配重连接部31具有在上面以及侧面覆盖配重13的弹性体连接部131的形状。配重连接部31在上面具有供作为固定部件的铆钉14插通的铆钉孔(贯通孔)31a。配重连接部31通过铆钉14与配重13连接。关于配重13与弹性支撑体30的连接结构后述。
线圈支架收纳部32是收纳线圈支架12的部分。线圈支架收纳部32的上面被切割，形成用于收纳线圈支架12的开口32a。线圈支架13例如通过粘接固定在线圈支架收纳部32的内侧面。
板磁铁33是在驱动时变形的板状的部分。板簧部33的一端例如通过焊接或粘接固定在固定体20(底板23)。板簧部33的另一端连接于安装于线圈支架收纳部32的线圈11以及安装于配重连接部31的配重13。
可动体10的一端(在此，线圈支架收纳部32的板簧部33侧的端部)通过板簧部33与固定体20的底板23连结，另一端为自由端。可动体10在机箱内部在底板23与罩24的上面之间的中间位置上以与底板23、罩24大致平行地被悬臂支撑的状态下配置。即，弹性支撑体30具有可在振动方向(Z方向)自由移动地以悬臂支撑可动体10的结构。
可动体10具有线圈11、线圈支架12以及配重13。并且，如上述，在本实施方式中，弹性支撑体30的配重连接部31以及线圈支架收纳部32也构成可动体10的一部分。可动体10在非通电状态下为与底板23对置的状态，若在线圈11中通电，则在高度方向(Z方向)上以与底板23接近或离开的方式往复运动(参照图10B、图10C)。
线圈支架12是用于将线圈13连接于弹性支撑体30的连接部件。线圈支架12具有收纳线圈13的线圈收纳部12b以及捆绑部12a(参照图5A、图5B)。
在本实施方式中，线圈支架12由树脂材料形成。由此，由于能够确保与金属制的其他部件(例如，弹性支撑体30)的电绝缘，因此可靠性提高。另外，由于将线圈11在固定在线圈支架12上的状态下安装于弹性支撑体30，因此能抑制线圈11的变形、散乱，提高作业性以及安装性。
在树脂材料中例如液晶聚合物或聚苯硫醚树脂(PPS树脂)是合适的。作为线圈支架12的树脂材料，通过使用具有高流动性的液晶聚合物或PPS，能够确保线圈支架12的强度且使壁厚变薄，因此能够减少空间。因此，提高线圈11与磁铁21的设计自由度，能够实现振动驱动器1的振动输出的提高。另外，液晶聚合物以及PPS树脂由于耐热性以及机械强度优越，因此可靠性也提高。
线圈收纳部12b在本实施方式中形成为箱形状，在线圈收纳部12b的内面固定线圈11的外周面以及上端面。并且，在线圈收纳部12b的上面，为了插入磁铁21而形成开口12c(参照图5A、图5B)。
由于线圈收纳部12b具备箱形状，因此线圈11的安装位置稳定，由于安装精度提高，因此振动驱动器1的产品间的振动输出稳定。另外，由于线圈11的定位容易，因此作业性提高。而且，由于线圈11与磁铁21之间没有夹杂物，因此与使用后述的绕线管形状的线圈支架的情况相比，能够使线圈11与磁铁21接近，因此有益于增大振动驱动器1的振动输出。
捆绑部12a是用于将线圈11与柔性印刷电路基板41(以下，称为“FPC41”)电连接的连接部分。捆绑部12a以从线圈收纳部12b向外侧突出的方式形成。捆绑部12a例如通过钎焊连接于线圈11的两端部以及FPC41的配线。
通过线圈支架12具有捆绑部12a，由于钎焊在FPC41上的位置相同，因此作业性高，能进行稳定的制造。另外，由于线圈11的端部固定于捆绑部12a，因此能够抑制线圈11的散乱。
线圈11是驱动时通电的空芯线圈，与磁铁21一起构成音圈电机。线圈11通过将自身溶敷线缠绕进行溶敷而形成。线圈11通过线圈支架12安装于弹性支撑体30的线圈支架收纳部32。
在本实施方式中，线圈11具有与线圈支架12内周面的形状对应的形状(在此，大致为正方形形状)。由此，相对于线圈支架12能够容易地安装线圈11。具体的说，由于除去线圈11的四角的外周面平坦，因此例如通过粘接能够容易地将固定线圈11固定在线圈支架12的内周面。
在组装振动驱动器1的状态下，在线圈11的径向内侧隔着预定间隔配置磁铁21。此时，线圈11位于第一磁铁211与第二磁铁212的接合部分的周围。在此，“径向”是与线圈轴(Z向)正交的方向。另外，“预定间隔”是允许线圈11相对于第一磁铁211以及第二磁铁212的Z方向的移动(摆动)的间隔。
线圈11的两端分别被捆绑于线圈支架12的捆绑部12a。在线圈12中通过连接于捆绑部12a的FPC41进行通电。
并且，如图6A～图6C所示，在振动驱动器1中也可以适用使用具有筒部52d以及配置于筒部52d两端的凸缘部52b、52c的绕线管形状的线圈支架52，在筒部52d的外周面上缠绕线圈51的结构。在线圈支架52上，在一个凸缘部52b上配置捆绑部52a，在贯通孔52e中插通磁铁212。该情况下，由于缠绕的线圈51未偏离，因此耐冲击性提高。另外，由于不需要如本实施方式的线圈11适用自身溶敷线，因此能实现低成本化的同时，能够使工序自动化。
配重13是用于增加可动体10的振动输出的锭子。配重13在本实施方式中具备大致长方体形状，在弹性支撑体30的配重连接部31上沿配重连接部31的延伸方向连续设置。
配重13的弹性体连接部13a是连接弹性支撑体30的部分。弹性体连接部13a相比于从配重13的弹性支撑体30露出的部分形成得小弹性支撑体30的厚度量，在与弹性支撑体30连结时外面为同一面。配重连接部31具有供作为固定部件的铆钉14插通的贯通孔31a(以下，称为“铆钉孔31a”)。
配重13优选由比重比镀锌板(SECC、钢板比重为7.85)等材料高的材料(例如，比重16～19左右)形成。在配重13的材料中例如能够适用钨。由此，即使在设计等中设定了可动体10的外形尺寸的情况下，也能够比较容易地增加可动体10的质量，能够实现所期望的振动输出。
在配重13的上下面的前端部(与底板23或罩24碰撞的部分)配置缓冲部件15。缓冲部件15在可动器10振动时与底板23以及罩24接触(参照图10B、图10C)。缓冲部件15例如由弹性体、橡胶、树脂或多孔质弹性体(例如，海绵)等的软质材料形成。
由此，由于能缓和可动体10振动而与底板23或罩接触24时的冲击，因此能降低接触声响、振动噪音的产生、且向用户传递振动。另外，每次振动，可动体10通过缓冲部件15与底板23以及罩24交替地接触(具体的说，为碰撞)，因此振动输出增大。由此，用户能够感受到比实际由可动体10产生的振动输出大的振动输出。
如上所述，可动体10具有设置于自由端侧的配重13、连接配重13的配重连接部31。在本实施方式中，配重13相对于配重连接部31(弹性支撑体30)被作为固定部件的铆钉14固定。
具体的说，按照图7A～图7C所示的连接工序，连结配重13和弹性支撑体30。即，首先，如图7A所示，使配重13的弹性体连接部13a以铆钉孔(贯通孔)31a、13b重合的方式嵌入弹性支撑体30的配重连接部31。配重连接部13与弹性体连接部13a的接触面可以通过热固化型粘接剂进行粘接。
其次，从弹性支撑体30侧在铆钉孔(贯通孔)31a、13b中插入铆钉14，对铆钉14的前端部(与头部相反侧的端部)进行铆接。此时。例如通过适用高磁铁压接工序，能够美观地对铆接部件进行精加工。通过以上的工序连结弹性支撑体30和配重13(参照图7C)。
由于通过在固定部件上使用铆钉14机械地固定弹性支撑体30和配重13，因此能提高振动驱动器1的可靠性。另外，由于能够通过简单的设备、工序制造，因此能够实现工时以及制造成本的降低，提高生产性。
如本实施方式，在由以钨为主要成分的材料形成配重13、由不锈钢材料形成弹性支撑体30的情况下，由于两者的熔点不同(钨：3422℃，不锈钢材料：大约1400℃)，因此在由焊接进行的固定中需要宽大的面积，可能会降低设计的自由度。对此，在由铆接14进行的固定中，由于只要形成能够插入具有预定强度的铆钉的铆钉孔(贯通孔)13b、31a即可，因此设计上的自由度高。
铆钉14例如由铜类材料(铜或铜合金)或不锈钢材料形成。在用铜类材料形成铆钉14的情况下，由于材料容易伸长而容易对铆钉14的前端部进行铆接，因此作业性提高。另外，由于铜类材料强度高，因此可靠性也高。而且，铜类材料容易得到，能够实现低成本化。另外，由于铜类材料是非磁性，因此对磁回路没有影响，没有阻碍振动驱动器1的性能的可能性。另外，由于铜类材料与不锈钢材料比重高，因此适于增加可动体10的质量。另一方面，在用不锈钢材料形成铆钉14的情况下，由于与铜类材料相比固定部分的强度变高，因此可靠性提高。
固定体20具有磁铁21、磁铁支架22、底板23以及罩24。
底板23具有板状形状(在本实施方式中为矩形板状)，形成振动驱动器1的底面。罩24具有与底板23对应的箱形状(在本实施方式中为方箱形状)，形成振动驱动器1的上面以及侧面。通过在底板23上安装罩24形成振动驱动器1的机箱。振动驱动器1的外形以及尺寸未特别限制，在本实施方式中，呈在宽度(X方向)、深度(Y方向)、高度(Z方向)中、进深最长、高度最短的长方体形状。在由底板23与罩24形成的空间中收纳包括可动体10的结构要素。
底板23以及罩24优选由具有导电性的材料形成。由此，底板23以及罩24在作为电磁屏蔽件发挥功能的同时，还作为与磁铁21一起形成磁回路的磁轭发挥作用。
磁铁21由两个磁铁211、212构成。在磁铁211、212中，在组装振动驱动器1的状态下将位于上侧(罩24侧)的磁铁211称为第一磁铁211、将位于下侧(底板23侧)的磁铁212称为第二磁铁212。
第一磁铁211以及第二磁铁212具有大致相同的柱形状(在本实施方式中为长方体形状)，以着磁方向相反的方式接合。即，第一磁铁211以及第二磁铁212以相同磁极对置的方式配置，进行接合。在此，第一磁铁211以及第二磁铁212分别为以接合面侧为N极、罩24侧或底板23侧为S极的方式着磁的结构。并且，所谓“大致相同”是指第一磁铁211以及第二磁铁212的外形相同，但细节(例如，形成于接合面的凹部211a、212a(参照图8A、图8B))的结构可以不同的意思。
线圈11在组装振动驱动器1的状态下以高度位置与第一磁铁211与第二磁铁212的接合部分相同的方式配置。在第一磁铁211以及第二磁铁212中，在以接合面侧为N极、罩24侧或底板23侧为S极的方式进行着磁的情况下，形成从磁铁21的Z向中心部分(接合部分)发射、射入Z向两端部的磁通量。因此，即使相对于线圈11的哪个部分，磁通量都从内侧向外侧横穿，因此在向线圈11通电时在相同方向上作用有洛伦兹力。例如，如图10B所示，在向线圈11进行通电的情况下，在线圈11上作用有上方向的洛伦兹力，如图10C所示，在向线圈11进行通电的情况下，在线圈11上作用有下方向的洛伦兹力。
第一磁铁211与第二磁铁212例如通过粘接剂粘接。即，粘接层(符号省略)介于第一磁铁211与第二磁铁212之间。在粘接剂中能够适用如由紫外线固化性树脂、热固化性树脂或厌氧固化树脂构成的粘接剂。在紫外线固化型粘接剂(丙烯酸树脂类或环氧树脂类)的情况下，由于通过紫外线照射能够在短时间内固化，因此能够减少工时以及工序。另一方面，在热固化型粘接剂(环氧树脂类或丙烯酸树脂类)或厌氧固化型粘接剂(丙烯酸树脂类)的情况下能够提高粘接强度。
而且，环氧树脂类的热固化型粘接剂是合适的。在紫外线固化型粘接剂的情况下，由于难以向粘接层的中心部照射紫外线光，因此存在固化不充分的可能性。同样，在厌氧固化型粘接剂的情况下，由于磁铁21是小型的，与空气接触的部分小，因此存在固化不充分的可能性。相对于此，在环氧树脂类的热固化型粘接剂的情况下，由于能够通过加热牢固地固化，因此成为稳定的制造工序，制造性、可靠性提高。
在本实施方式中，第一磁铁211以及第二磁铁212在各自的接合面上具有凹部211a、212a。由此，凹部211a、212a成为树脂积存处而粘接面积扩大，粘接强度提高，因此改善了耐冲击性，可靠性提高。另外，由于降低了粘接剂的溢出，因此也能改善作业性。而且，作为用于判断第一磁铁211以及第二磁铁212的着磁方向的标记也能利用凹部211a、212a。
在通过粘接剂以着磁方向相反的方式粘接第一磁铁211以及第二磁铁212的情况下，若粘接剂的涂布量多则磁铁之间的间隙就会变大，影响振动特性，若粘接剂的涂布量少就不能得到充分的粘接强度，在振动时存在破损的可能性。在本实施方式中，通过在第一磁铁211以及第二磁铁212各自的接合面上设置凹部211a、212a，能解决这样的课题。
并且，第一磁铁211以及第二磁铁212中的至少一个具有凹部211a、212a即可，凹部211a、212a的形状可以不同。
凹部211a、212a的形状优选如十字形状(参照图8A)或直线形状(参照图8B)。在使凹部211a、212a为十字形状的情况下，由于粘接剂的积存量变多，因此能够有效地提高粘接强度。另一方面，在使凹部211a、212a为直线形状的情况下，由于容易加工、能够实现稳定的形状，因此能够抑制个体间的差别，能够提供稳定品质的磁铁21。
磁铁支架22是用于对磁铁21进行定位的部件，具有包围第二磁铁212的扁平的框架形状(在本实施方式中为矩形框架形状)。磁铁支架22例如由非磁性不锈钢形成。磁铁支架22优选可以由金属、树脂等那样的材料形成，但为了不会对从磁铁21(特别是第二磁铁212)放射的磁通量带来影响，优选是非磁性体。
第二磁铁212以及磁铁支架22例如通过环氧树脂等的热固化型粘接剂被固定于底板23的预定位置上。另外，第一磁铁211例如在可动体10中插通磁铁21并安装了罩24之后，通过从罩24的注入孔(省略符号)注入粘接剂而被固定于罩24的预定位置上。
连接于线圈支架12的捆绑部12a的FPC41沿弹性支撑体30的板簧部33延伸，并向罩24的外侧被拉出。FPC41的一端部被捆绑部12a和弹性支撑体30夹持。FPC41随着可动体10的振动而变形。
在本实施方式中，弹性部件16介于FPC41与弹性支撑体30之间。弹性部件16例如由弹性粘接剂或弹性粘接带形成。由此，由于FPC41与弹性支撑体30被弹性地固定，因此振动时的冲击被弹性部件16吸收。因此，在可动体10振动时，由于冲击而捆破坏绑部12a中的电连接。具体的说，由于能够防止产生线圈的断线、焊锡的裂缝、损伤，因此振动驱动器1的可靠性提高。
图9是表示振动驱动器1的磁回路的图。图10A～图10C是表示可动体10的动作的纵向剖视图。图10A～图10C分别表示非通电时的可动体10的状态(基准状态)、从上方观察在线圈11中顺时针通电时的可动体10的状态、从上方观察在线圈11中逆时针通电时的可动体10的状态。
在振动驱动器1中，可动体10在被弹性支撑体30的板簧部33支撑一端侧的状态下配置于固定体20的底板23与罩24之间。而且，磁铁21配置于可动体10的线圈11径向内侧、且第一磁铁211以及第二磁铁212互相使同极性的磁极面(在图9、图10A～图10C中为N极彼此)对置而接合。
可动体10通过线圈11经由FPC41从电源供给部(省略图示)通电，在Z方向即相对于底板23以及罩24接近离开的方向上往复运动。具体的说，可动体10的另一端部摆动。由此，将振动驱动器1的振动输出向具备振动驱动器1的便携设备的用户传递。
在振动驱动器1中，形成图9所示的磁回路。另外，在振动驱动器1中，线圈11以与来自第一磁铁211以及第二磁铁212的磁通量正交的方式配置。因此，如图10B所示若进行通电，则通过磁铁21的磁场与流经线圈11的电流的相互作用，按照弗莱明左手法则在线圈11中产生洛伦兹力F。洛伦兹力F的方向是正交于磁通量方向与流经线圈11的电流的方向的方向(在图10B中为Z向正侧)。该洛伦兹力F为推力，可动体10摆动。具体的说，可动体10由于一端部侧被弹性支撑体30(板簧部33)支撑，因此可动体10的另一端部、即配重13侧在Z向正侧摆动。并且，可动体10通过配置于配重13的前端部的缓冲部件15与罩24接触(具体的说，碰撞)。
另外，若线圈11的通电方向切换为反方向，如图10C所示那样进行通电，则产生反方向(Z向负侧)的洛伦兹力F。该洛伦兹力F为推力，可动体摆动。具体的说，可动体10的另一端部即配重13侧在Z向负侧摆动，通过配置于配重13的前端部的缓冲部件15与底板23接触(具体的说，碰撞)。
在振动驱动器1中，通过将板簧部33的一端固定于可动体10、将另一端固定于固定体20，可动体10可自由移动地被支撑。由此，由于支撑结构简单而设计变得简单，并且能够实现省空间化，能够实现振动驱动器1的小型化。
另外，在振动驱动器1中，线圈11以及磁铁21配置于可动体10的基端侧(板簧部33接合侧)，配重13配置于可动体10的前端侧。即，产生可动体10的驱动扭矩的磁回路配置于摆动支点侧，在摆动时位移范围最大的可动体10的前端侧配置配重13。由此，与将线圈11以及磁铁21配置于可动体10的前端侧的结构相比，能够增大前端侧的配重13所占有的比例，能够增大施加于可动体10的旋转力矩(旋转系统中的质量)，因此能够实现振动的高输出化。因此，由于振动驱动器1的低矮化而限制Z向的高度，也能够与可动体10的可动区域(振动量)受到限制的情况对应。
而且，相比较于可动体与固定体滑动的同时振动的振动驱动器，由于可动体10不会在固定体20的一部分上滑动地振动，因此在振动时不会产生由与固定体20的摩擦阻力而导致推力衰减，能够得到适当的振动。
在此，振动驱动器1被通过FPC41从电源供给部(省略图示)向线圈11输入的交流波驱动。即，线圈11的通电方向周期性地切换，Z向正侧的推力F与Z向负侧的推力-F交替地作用于可动体10。由此，可动体10的另一端侧在YZ面内圆弧状地振动。
以下，关于振动驱动器1的驱动原理简单地进行说明。在本实施方式的振动驱动器1中，在使可动体10的惯性力矩为J[kg·m2]、使板簧部33的扭转方向的弹簧常数为Ksp的情况下，可动体10相对于固定体20以由下式(1)计算出的共振频率fr[Hz]振动。
数1
fr：共振频率[Hz]
J：惯性力矩[kg·m2]
Ksp：弹簧常数[N·m/rad]
由于可动体10构成弹簧质量类的振动模型中的质量部，因此若向线圈11中输入与可动体10的共振频率fr相等的频率的交流波，则可动体10为共振状态。即，通过从电源供给部对线圈11输入与可动体10的共振频率fr大致相等的频率的交流波，能够使可动体10高效地振动。
在以下表示对振动驱动器1的驱动原理进行表示的运动方程式以及电路方程式。振动驱动器1基于下式(2)所表示的运动方程式以及下式(3)表示的电路方程式进行驱动。
数2
J：惯性力矩[kg·m2]
θ(t)：角度[rad]
Kt：力矩常数[N·m/A]
i(t)：电流[A]
Ksp：弹簧常数[N·m/rad]
D：衰减系数[N·m/(rad/s)]
数3
e(t)：电压[V]
R：电阻[Ω]
L：电感[H]
Ke：反电动势常数[V/(rad/s)]
即，振动驱动器1中的可动体10的惯性力矩J[kg·m2]、旋转角度θ(t)[rad]、力矩常数Kt[N·m/A]、电流i(t)[A]、弹簧常数Ksp[N·m/rad]、衰减系数D[N·m/(rad/s)]等在满足式(2)的范围内能够适当变更。另外，电压e(t)[V]、电阻R[Ω]、电感L[H]、反电动势常数Ke[V/(rad/s)]在满足式(3)的范围内能适当变更。
如此，在振动驱动器1中，在通过与由可动体10的惯性力矩J和板簧部33的弹簧常数Ksp确定的共振频率fr对应的交流波进行向线圈11的通电的情况下，能够有效得到大的振动。
图11A、图11B是表示振动驱动器1的实施方式的一例的图。图11A表示在穿戴式终端W上安装振动驱动器1的示例，图11B表示在便携终端M上安装振动驱动器1的示例。
穿戴式终端W是用户带在身上使用的装置。穿戴式终端W在这里具备环形形状，安装于用户的手指上。穿戴式终端W通过无线通信连接于信息通信终端(例如，手机)。穿戴式终端W通过振动向用户通知信息通信终端中的电话、短信信息。并且，穿戴式终端W可以具备来电通知以外的功能(例如，对于信息通信终端的输入操作)。
便携终端M例如是手机、智能手机等的便携通信终端。便携终端M通过振动向用户通知来自外部的通信装置的来电的同时，实现便携终端M的各项功能(例如，赋予操作感、临场感的功能)。
如图11A、图11B所示，穿戴式终端W以及便携终端M分别具有通信部101、处理部102、驱动控制部103以及驱动部104。在驱动部104中适用振动驱动器1。
在穿戴式终端W以及便携终端M中，以终端的主面与振动驱动器1的XY面平行的方式安装振动驱动器1。具体的说，在穿戴式终端W的情况下，以机箱内周面与XY面平行的方式安装振动驱动器1。另外，在便携终端M的情况下，以显示画面(触摸屏)与XY面平行的方式安装振动驱动器1。由此，将相对于成为振动传递面的穿戴式终端W以及便携终端M的主面垂直的方向的振动向用户传递。
通信部101通过无线通信与外部的通信装置连接，接收来自通信装置的信号并向处理部102输出。在穿戴式终端W的情况下，外部的通信装置例如是手机、智能手机、便携式游戏机终端等的信息通信终端，按照Bluetooth(注册商标)等的近距离无线通信规格进行通信。在便携终端W的情况下，外部的通信装置例如是基地台，按照移动体通信规格进行通信。
处理部102通过变换电路部(省略图示)将输入的信号转换为用于驱动驱动部104(振动驱动部1)的驱动信号并向驱动控制部103输出。并且，在便携终端M中，处理部102除了从通信部101输入的信号以外，还基于从各种功能部(省略图示，例如触摸屏等的操作部)输入的信号生成驱动信号。
驱动控制部103连接于驱动部104(振动驱动器1的FPC41)，安装用于驱动驱动部104的电路。驱动控制部103对驱动部104供给驱动信号。
驱动部104按照来自驱动控制部103的驱动信号进行驱动。具体的说，在适用于驱动部104中的振动驱动器1中，可动体10在正交于穿戴式终端W以及便携终端M的主面的方向上振动。可动体10每次振动均与底板23或罩24接触，因此伴随可动体10的振动的对底板23或罩23的冲击作为振动直接向用户传递。由于将与体表面垂直的方向的振动传递到与穿戴式终端W或便携终端M接触的用户的体表面，因此能够向用户施加充分的体感振动。
如此，本实施方式的振动驱动器1具备具有线圈11的可动体10、具有磁铁21的固定体20以及相对于固定体20可自由移动地支撑可动体10的板簧部33(弹性支撑部)，通过线圈11与磁铁21的协动，可动体10在振动反向上相对于固定体20往复运动。磁铁21相对于线圈11在径向内侧离开地配置。板簧部33在固定体20上固定一端的同时，在可动体10上固定另一端，具备以悬臂方式支撑可动体10的结构。线圈11在被固定于树脂制的线圈支架12的状态下组装在可动体10上。
根据振动驱动器1，不会使尺寸大型化，能够向用户赋予充分的体感振动。而且，通过在固定部件上由树脂材料形成线圈支架12，因此能够确保与金属制的其他部件(例如，弹性支撑体30)的电绝缘，可靠性提高。另外，由于在将线圈11固定于线圈支架12的状态下将线圈11安装于弹性支撑体30，因此能抑制线圈11的变形、散乱，作业性以及装配性提高。
以上，基于实施方式具体地说明由本发明者研究出的发明，但本发明并不限定于上述实施方式的内容，可在未脱离其宗旨的范围内变更。
例如，在实施方式中，作为固定配重与配重连接部的固定部件，关于适用作为不同部件的铆钉的示例进行说明，但并不限于此，可以将作为单片竖立设置于配重及配重连接部的一方的突起部作为固定部件而适用，将该突起部插通在配重以及配重连接部的另一个上设置的贯通孔中，通过对前端进行铆接而固定配重和配重连接部。
另外，本发明的振动驱动器例如适合于在本实施方式中表示的穿戴式终端W以及便携终端M以外的便携设备(例如，平板电脑PC等的便携信息终端、便携型游戏机终端、放置型游戏机的控制器(游戏手柄))的情况。
本次公开的实施方式是全部方面的示例，但应当认为不是限制的内容。本发明的范围不是上述说明而通过技术方案的范围表示，包括技术方案的范围与均等意思以及范围内的所有变更。

Claims (7)

1.一种振动驱动器，具备：具有线圈以及磁铁的一方的可动体；具有上述线圈以及上述磁铁的另一方的固定体；以及能使上述可动体相对于上述固定体移动自如地支撑上述可动体的弹性支撑部，通过上述线圈与上述磁铁的协作，上述可动体相对于上述固定体沿振动方向进行往复运动，该振动驱动器的特征在于，
上述磁铁以相对于上述线圈在径向内侧离开的方式配置，
上述弹性支撑部具有一端固定于上述固定体，并且另一端固定于上述可动体，且具有以悬臂形式支撑上述可动体的构造，
上述线圈在被固定于树脂制的线圈支架的状态下组装于上述可动体或上述固定体。
2.根据权利要求1所述的振动驱动器，其特征在于，
上述线圈支架由液晶聚合物或聚苯硫醚树脂形成。
3.根据权利要求1或2所述的振动驱动器，其特征在于，
上述线圈支架具有固定上述线圈的外周面以及至少一方的端面的箱形状。
4.根据权利要求1或2所述的振动驱动器，其特征在于，
上述线圈支架具有供上述线圈卷绕的绕线管形状。
5.根据权利要求1或2所述的振动驱动器，其特征在于，
上述线圈支架具有分别连接上述线圈的两端的捆绑部。
6.根据权利要求5所述的振动驱动器，其特征在于，
具备与上述捆绑部电连接的柔性印刷电路基板，
上述柔性印刷电路基板通过弹性部件固定于上述弹性支撑部。
7.一种便携设备，其特征在于，
安装权利要求1～6任一项所述的振动驱动器。
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