CN111344936A - 振动产生装置 - Google Patents
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Abstract
振动产生装置具有:壳体;第一振动体及第二振动体,在第一方向上排列地容纳于壳体;弹性支承部,将第一振动体及第二振动体支承为能够沿着第一方向及与第一方向交叉的第二方向振动;以及磁驱动部,具有设置于第一振动体的第一磁产生构件和设置于壳体的第二磁产生构件,沿着第一方向及第二方向使用磁力来驱动第一振动体,弹性支承部具有:第一弹性体,将第一振动体以能够向第一方向及第二方向移动的方式连结于所述壳体;第二弹性体,将第一振动体与第二振动体连结;以及第三弹性体,将第二振动体以能够向第一方向及第二方向移动的方式连结于壳体。
Description
技术领域
本发明涉及振动产生装置。
背景技术
以往,在便携信息终端(例如智能手机、便携电话机、平板终端等)、游戏机、汽车等车辆中搭载的信息显示装置等电子设备中,使用了能够产生用于在触觉上向用户提供各种信息接收(例如,通话信息接收、邮件信息接收、SNS信息接收)的通知、针对用户操作的反馈的振动的振动产生装置。
作为这样的振动产生装置,例如在下述专利文献1中公开了一种振动产生装置,该振动产生装置构成为通过弹性支承部以能够振动的方式支承由电磁铁构成的振动体,振动体通过第一共振频率在上下方向上振动,振动体通过第二共振频率在左右方向上振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-96677号公报
发明内容
发明解决的技术问题
但是,近年来,振动产生装置的用途多样化,例如在VR(Virtual Reality)对应的游戏机等中,作为用于能够再现出现实感高的触觉的触觉提示单元,而使用振动产生装置。伴随于此,要求通过振动产生装置能够再现多种多样的振动。
作为用于再现出现实感高的触觉的一个方法,考虑将共振频率互不相同的多个振动组合的方法。在该情况下,通过使振动产生装置能够产生更多的共振频率的振动,从而能够使振动的组合更多样化,因此能够更多样地再现出现实感高的触觉。
然而,在现有的振动产生装置中,共振频率的数量比较少(例如,在上述专利文献1的振动产生装置中为两个),因此难以更多样地再现出现实感高的触觉。因为该情况,需要能够产生基于更多的共振频率的振动的振动产生装置。
用于解决技术问题的手段
一个实施方式的振动产生装置具有:壳体;第一振动体及第二振动体,在第一方向上排列地容纳于所述壳体;弹性支承部,将所述第一振动体及所述第二振动体支承为能够沿着所述第一方向及与所述第一方向交叉的第二方向振动;以及磁驱动部,具有设置于所述第一振动体的第一磁产生构件和设置于所述壳体的第二磁产生构件,沿着所述第一方向及所述第二方向使用磁力来驱动所述第一振动体,所述弹性支承部具有:第一弹性体,将所述第一振动体以能够向所述第一方向及所述第二方向移动的方式连结于所述壳体;第二弹性体,将所述第一振动体与所述第二振动体连结;以及第三弹性体,将所述第二振动体以能够向所述第一方向及所述第二方向移动的方式连结于所述壳体。
发明效果
根据一个实施方式,能够提供能够产生基于更多的共振频率的振动的振动产生装置。
附图说明
图1是表示一个实施方式的振动产生装置的立体图。
图2是表示一个实施方式的振动产生装置(卸下了上侧壳体的状态)的俯视图。
图3是一个实施方式的振动产生装置的分解图。
图4是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的振动单元的立体图。
图5是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的振动单元的主视图。
图6是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的振动单元的侧视图。
图7是一个实施方式的振动产生装置所具备的振动单元的分解图。
图8是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的弹性支承部的立体图。
图9是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的弹性支承部的俯视图。
图10是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的弹性支承部的主视图。
图11是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的弹性支承部的侧视图。
图12是一个实施方式的振动产生装置的局部放大图。
图13是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的永磁铁的磁化状态的图。
图14A是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图14B是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图15是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图16是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图17是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图18是用于说明一个实施方式的振动产生装置所具备的振动体的动作的图。
图19是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的振动产生装置的振动特性的曲线图。
图20是表示一个实施方式的振动产生装置所具备的振动单元的变形例的主视图。
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式进行说明。
(振动产生装置10的构成)
图1是表示一个实施方式的振动产生装置10的立体图。图2是表示一个实施方式的振动产生装置10(上侧壳体112及FPC160被卸下的状态)的俯视图。图3是一个实施方式的振动产生装置10的分解图。另外,在以下的说明中,为了方便,以图中Z轴方向为纵向或上下方向,以图中X轴方向为横向或左右方向,以图中Y轴方向为前后方向。
图1~图3所示的振动产生装置10例如是搭载于便携信息终端(例如智能手机、便携电话机、平板终端等)、游戏机、在汽车等车辆中搭载的信息显示装置等电子设备的装置。该振动产生装置10例如用于产生用于通知各种信息接收(例如,通话信息接收、邮件信息接收、SNS信息接收)的振动、用于在触觉上向用户提供针对用户操作的反馈的振动等。
振动产生装置10构成为,在壳体110的内部设置的振动体130沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)进行振动。特别地,本实施方式的振动产生装置10与现有的振动产生装置相比,实现了基于更多的共振频率的振动。具体而言,本实施方式的振动产生装置10采用了在壳体110的内部将振动体130及配重135在左右方向上排列设置,并通过弹性支承部140支承振动体130及配重135的构成,通过使振动体130及配重135分别在上下方向及左右方向上振动,从而能够得到基于多个(四个以上)共振频率的振动。
如图1~图3所示,振动产生装置10构成为,具备壳体110、振动单元120、永磁铁151、152及FPC(Flexible Printed Circuits:柔性印刷基板)160。
壳体110通过对金属板进行加工而形成,是大致呈长方体的箱状的部件。壳体110具有能够相互分离的下侧壳体111和上侧壳体112。下侧壳体111是上部开口的容器状的部件。在下侧壳体111的内部组装有其他的各构成部件(振动单元120、永磁铁151、152及FPC160)。上侧壳体112是盖状的部件,覆盖下侧壳体111的上部开口,由此封堵下侧壳体111的上部开口。
如图1所示,在上侧壳体112的外周缘部形成有在未折弯的状态下向外侧且水平地突出的多个(在图1所示的例子中为合计6个)平板状的爪部112A。爪部112A的前端部分具有横长的长方形状,大致呈T字状。在下侧壳体111的上部开口被上侧壳体112关闭的状态下,爪部112A被向下方弯折成直角,由此具有长方形状的前端部分嵌入到在下侧壳体111的侧壁部形成的、与爪部112A大致相同形状及大致相同尺寸的开口111B。由此,上侧壳体相对于下侧壳体111的上下方向(图中Z轴方向)、左右方向(图中X轴方向)及前后方向(图中Y轴方向)的移动被爪部112A的剪切面卡止。即,上侧壳体112可靠地固定于下侧壳体111。
振动单元120是在壳体110的内部产生振动的单元。振动单元120构成为具备振动体130、配重135及弹性支承部140。
振动体130为“第一振动体”的一个例子。振动体130具有构成棱柱状的电磁铁的磁芯131及线圈132(构成“磁驱动部”的“第一磁产生构件”的一个例子),该振动体130为通过利用该电磁铁使周围产生交变磁场,从而在壳体110的内部沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)主动地振动的部分。
配重135是“第二振动体”的一个例子。配重135是具有一定的重量的棱柱状的部件,是在壳体110的内部伴随着振动体130的振动而沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)进行追随性振动的部分。
弹性支承部140在壳体110的内部将振动体130及配重135相互平行地支承,并且在上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)弹性变形,由此能够实现由振动体130及配重135进行的沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)的振动。
永磁铁151、152是构成“磁驱动部”的“第二磁产生构件”的一个例子。永磁铁151、152是为了在壳体110的内部、与振动体130之间产生引力及斥力而设置的。永磁铁151以与振动体130所具备的磁芯131的一个端部(图中Y轴负侧的端部)对置的方式设置。永磁铁152以与振动体130所具备的磁芯131的另一个端部(图中Y轴正侧的端部)对置的方式设置。
FPC160是能够从外部对线圈132通电的“通电构件”的一个例子。FPC160是为了对振动体130所具备的线圈132供给交流电流而将线圈132与外部电路(省略图示)连接的部件。FPC160是具有由聚酰亚胺等树脂材料夹着由金属膜构成的布线的构造的薄膜状的部件。FPC160具有挠性,因此能够弯折或挠曲。FPC160除了其外部电路侧的端部以外,配置在壳体110的内部。另一方面,FPC160的外部电路侧的端部从形成于壳体110(下侧壳体111与上侧壳体112之间)的开口部110A露出到壳体110的外部。在该露出部分形成有用于与外部电路电连接的、由金属膜构成的电极端子。
这样构成的振动产生装置10通过从外部电路(省略图示)经由FPC160向振动体130所具备的线圈132供给交流电流,能够在线圈132的周围产生交变磁场。由此,振动体130通过在振动体130与永磁铁151、152之间产生的引力及斥力,使支承该振动体130的弹性支承部140弹性变形,并且沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)主动地振动。另外,配重135使支承该配重135的弹性支承部140弹性变形,并且伴随着振动体130的振动而沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)追随地振动。振动产生装置10通过这样的振动体130的振动和配重135的振动所引起的复合振动,能够实现基于多个(四个以上)共振频率的振动。另外,关于振动单元120的具体构成,使用图4~图7在后面叙述。另外,关于弹性支承部140的具体构成,使用图8~图11在后面叙述。另外,关于永磁铁151、152的具体构成,使用图13和图14在后面叙述。另外,关于振动单元120的具体动作,使用图15~图18在后面叙述。
(振动单元120的构成)
图4是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的立体图。图5是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的主视图。图6是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的侧视图。图7是一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的分解图。
如图4~图7所示,振动单元120构成为具备磁芯131、线圈132、凸缘133、凸缘134、配重135及弹性支承部140。磁芯131、线圈132及配重135均为在与振动体130的振动方向即横向(第一方向、图中X轴方向)交叉的前后方向(第二方向、图中Y轴方向)上延伸的部件。
磁芯131和线圈132构成振动体130。磁芯131是由铁等强磁性体形成的棱柱状的部件。线圈132通过对磁芯131多重卷绕电线而形成。形成线圈132的电线优选使用电阻比较小的材料,例如,优选使用被绝缘体包覆的铜线。形成线圈132的电线通过焊接等与FPC160连接。
振动体130经由FPC160从外部电路向线圈132供给电流,从而在该振动体130的周围产生交变磁场。由此,振动体130的磁芯131的一端和磁芯131的另一端被磁化为互不相同的磁极,并且磁芯131的一端和磁芯131的另一端分别交替地磁化为N极和S极。
配重135是与振动体130平行地配置的、具有一定的重量的棱柱状的部件。例如,为了确保足够的重量,在配重135中使用金属材料。特别地,配重135优选使用比重较高的金属材料。例如,在本实施方式中,作为比重比较高的金属材料的优选的一个例子,在配重135中使用比磁芯131中使用的铁、线圈132中使用的铜的比重高的钨。本实施方式的配重135的两端部与振动体130的磁心131同样地被弹性支承部140保持,因此在其长度方向(图中Y轴方向)上具有与磁心131大致相同的长度。
凸缘133、134例如是由具有绝缘性的材料构成的部件。凸缘133在以矩形状开口的磁芯保持部336a内保持磁芯131的一端(图中Y轴负侧的端部)。凸缘134在以矩形状开口的磁芯保持部337a内保持磁芯131的另一端(图中Y轴正侧的端部)。
在凸缘133、134各自的上表面形成有圆柱状的两个突起部。各突起部供形成线圈132的电线的端部卷绕,由此能够将该端部集中保持。另外,各突起部例如嵌入形成于FPC160的圆形状的开口部,由此还能够将FPC160定位于规定的位置,并且稳定地保持该FPC。
弹性支承部140是通过将具有弹性的金属板加工成规定的形状而形成的部件。弹性支承部140将振动体130(磁芯131被凸缘133、134保持着的状态)及配重135相互平行地支承,并且在上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)上进行弹性变形,由此能够实现由振动体130及配重135引起的沿着上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)的振动。
这样,本实施方式的振动产生装置10采用如下构成,即,在振动单元120中,在左右方向上排列设置振动体130及配重135,并通过弹性支承部140支承振动体130及配重135。由此,本实施方式的振动产生装置10,通过基于振动体130的主动性的振动和配重135的追随性的振动的复合振动,由此能够实现基于多个(四个以上)共振频率的振动。
(弹性支承部140的构成)
图8是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的弹性支承部140的立体图。图9是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的弹性支承部140的俯视图。图10是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的弹性支承部140的主视图。图11是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的弹性支承部140的侧视图。
如图8~图11所示,弹性支承部140构成为具有第一保持部141、第二保持部142、第一弹簧部143、第二弹簧部144及第三弹簧部145。另外,弹性支承部140包括上述各构成部141~145,并由一张金属板一体地形成。
第一保持部141是保持振动体130的托盘状的部分。第一保持部141在从上方俯视时呈大致长方形状。第一保持部141具有第一壁部141a和第二壁部141b。第一壁部141a是在第一保持部141的一个短边部分(图中Y轴负侧的短边部分)垂直立设的壁状的部分,且是在矩形的开口内保持构成振动体130的磁芯131的一端的部分。第二壁部141b是在第一保持部141的另一个短边部分(图中Y轴正侧的短边部分)垂直立设的壁状的部分,且是在矩形的开口内保持构成振动体130的磁芯131的另一端的部分。另外,第一壁部141a和第二壁部141b例如通过将磁芯131的两端部扩大或将矩形状的开口铆接,从而能够固定地保持磁芯131的两端部。
第二保持部142是保持配重135的托盘状的部分。从上方俯视时,第二保持部142呈大致长方形状。第二保持部142具有第一壁部142a、第二壁部142b。第一壁部142a是在第二保持部142的一个短边部分(图中Y轴负侧的短边部分)垂直立设的壁状的部分,且是在矩形的开口内保持配重135的一端的部分。第二壁部142b是在第二保持部142的另一个短边部分(图中Y轴正侧的短边部分)垂直立设的壁状的部分,且是在矩形的开口内保持配重135的另一端的部分。另外,第一壁部142a及第二壁部142b例如通过将配重135的两端部扩大或将矩形状的开口铆接,从而能够固定地保持配重135的两端部。
第一弹簧部143是“第一弹性体”的一个例子。第一弹簧部143设置于第一保持部141的左右方向上的外侧(图中X轴正侧),是通过沿着前后方向(图中Y轴方向)的弯折线将与第一保持部141的外侧(图中X轴正侧)的长边部分连接的金属板在上下方向(图中Z轴方向)上折弯多次而形成的部分。如图10所示,第一弹簧部143具有在从前方或后方观察时两个峰部143a、143b在横向(图中X轴方向)相连的形状的弯折构造。第一弹簧部143是作为所谓的板簧发挥功能的部分,通过该第一弹簧部143弹性变形,能够实现振动体130的向上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)的振动。
第二弹簧部144是“第二弹性体”的一个例子。第二弹簧部144设置于第一保持部141与第二保持部142之间,是通过沿着前后方向(图中Y轴方向)的弯折线将与第一保持部141的内侧(图中X轴负侧)的长边部分及第二保持部142的内侧(图中X轴正侧)的长边部分相连的金属板、在上下方向(图中Z轴方向)上多次弯折而形成的板簧状的部分。如图10所示,从前方或后方正面观察时,第二弹簧部144具有两个峰部144a、144b在横向(图中X轴方向)相连的形状的弯折构造。第二弹簧部144是作为所谓的板簧发挥功能的部分,通过该第二弹簧部144弹性变形,能够实现伴随振动体130的振动的、配重135的向上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)的振动。
第三弹簧部145是“第三弹性体”的一个例子。第三弹簧部145设置于第二保持部142的左右方向上的外侧(图中X轴负侧),是通过沿着前后方向(图中Y轴方向)的弯折线将与第二保持部142的外侧(图中X轴负侧)的长边部分连接的金属板在上下方向(图中Z轴方向)上多次折弯而形成的板簧状的部分。如图10所示,第三弹簧部145具有在从前方或后方观察时两个峰部145a、145b沿横向(图中X轴方向)相连的形状的弯折构造。第三弹簧部145是作为所谓的板簧发挥功能的部分,通过该第三弹簧部145弹性变形,能够实现配重135的向上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)的振动。
在此,由于上述各弹簧部143~145具有弯折构造,因此具有在与弯折线正交的方向(图中X轴方向及Z轴方向)上容易变形但在沿着弯折线的方向(图中Y轴方向)上难以变形的特性。因此,上述各弹簧部143~145通过伸缩而在左右方向(图中X轴方向)上弹性变形,通过挠曲而在上下方向(图中Z轴方向)上弹性变形,但前后方向(图中Y轴方向)上的弹性变形被抑制。
例如,在振动体130在上下方向上大幅振动的情况下,主要是第一弹簧部143和第二弹簧部144在上下方向上大幅挠曲。另外,例如,在振动体130在左右方向上大幅振动的情况下,主要是第一弹簧部143和第二弹簧部144在左右方向上大幅伸缩。
另外,例如,在配重135在上下方向上大幅振动的情况下,主要是第二弹簧部144和第三弹簧部145在上下方向上大幅挠曲。另外,例如,在配重135在左右方向上大幅振动的情况下,主要是第二弹簧部144和第三弹簧部145在左右方向上大幅伸缩。
另外,由于上述各弹簧部143~145具有弯折构造,因此与由挠曲引起的向上下方向(图中Z轴方向)的弹性变形相比,由伸缩引起的向左右方向(图中X轴方向)的弹性变形更容易变形。因此,例如,在将上述各弹簧部143~145的左右方向(图中X轴方向)上的弹性系数作为第一弹性系数,并将上述各弹簧部143~145的上下方向(图中Z轴方向)上的弹性系数作为第二弹性系数的情况下,第一弹性系数和第二弹性系数为互不相同的值。
另外,如图8~图11所示,在构成上述各弹簧部143~145的各平面部(即,构成各峰部的斜面的各平面部)形成有开口部。各开口部通过模拟等决定其形状及尺寸,以得到作为目标的弹性系数。例如,在构成第一弹簧部143的平面部形成有尺寸比较小的梯形状的开口部。另外,在构成第二弹簧部144的平面部形成有比较中性的尺寸的梯形状的开口部。另外,在构成第三弹簧部145的平面部形成有尺寸比较大的梯形状的开口部。由此,各弹簧部143~145的弹性系数互不相同。具体而言,第一弹簧部143的弹性系数比第二弹簧部144的弹性系数高,第二弹簧部144的弹性系数比第三弹簧部145的弹性系数高。这是由于,振动体130主动地振动,与此相对,重物135追随地振动,因此,为了获得配重135的充分的振动量,对于与保持重物135的第二保持部142连接的弹簧部144、145,将开口部取得比较大,从而容易弹性变形。通过这样调整开口部的大小,不用通过板厚或材料来调整弹性系数就能够将各弹簧部143~145一体形成于弹性支承部140,实现制造成本的削减、品质的稳定化。另外,通过调整各弹簧部143~145的前后方向(图中Y轴方向)的长度也能够调整弹性系数,但若前后方向的长度变小,则成为振动体130的向前后方向的振动变大的倾向。与此相对,通过调整开口部的大小,能够不减小前后方向的长度而抑制向前后方向的振动的状态下调整弹性系数。因此,可以说各弹簧部143~145更优选使用通过开口部调整弹性系数的方法。
另外,如图8~图11所示,构成上述各弹簧部143~145的各平面部(即,构成各峰部的斜面的各平面部)具有以上边为短边、下边为长边的梯形状的平面形状。作为具有这样的形状的一个优点,可列举能够避免与FPC160的干涉这一点。关于这一点,参照图12进行说明。图12是一个实施方式的振动产生装置10的局部放大图。如图12所示,FPC160具有折回部160A,该折回部160A是朝向外部电路侧、且其延伸的方向从第一方向(图中X轴负方向)向第二方向(图中X轴正方向)折回的部分,该折回部160A向比振动体130靠内侧的空间(图中X轴负侧的空间、即振动体130与配重135之间的空间)伸出。在比振动体130靠内侧的空间设置有第二弹簧部144,但该第二弹簧部144(峰部144b)具有梯形状的平面形状(即,随着朝向上边而逐渐向中央侧被切开的平面形状)。因此,第二弹簧部144能够通过该被切开的部分而避免与折回部160A的干涉,并且能够在上下方向及左右方向上弹性变形。由此,本实施方式的振动产生装置10能够抑制伴随振动体130及配重135的振动的、FPC160的损伤。特别地,在本实施方式中,第二弹簧部144将振动体130与配重135连结,与其他弹簧部相比,容易在上下方向上弹性变形,因此,避免由将其平面形状设为梯形状而引起的与折回部160A的干涉的效果更加显著。
此外,位于弹性支承部140的左右两方的最外侧存在的平面部在其前后方向(图中Y轴方向)上的两端部具有垂直的平面部,该平面部通过任意的固定构件(例如,粘接材料、铆钉、螺钉、铆接等)固定于壳体110(下侧壳体111)的侧壁部的内表面。由此,弹性支承部140在将振动体130及配重135保持为能够振动的状态下被固定于壳体110内。
(永磁铁151的磁化状态)
图13是用于说明一个实施方式的振动产生装置10所具备的永磁铁151的磁化状态的图。在此,对从图中Y轴负侧俯视永磁铁151时的永磁铁151的磁化状态进行说明。
如图13所示,在从图中Y轴负侧俯视时,永磁铁151通过从左上角到右下角的对角线被分为两个区域,这两个区域被磁化为相互不同的极性。在图13所示的例子中,作为永磁铁151的左下侧的区域的第一磁化区域151a被磁化为S极,作为永磁铁151的右上侧的区域的第二磁化区域151b被磁化为N极。
另外,虽然省略了图示,但与永磁铁151以中间夹着振动体130的方式对置的永磁铁152,与永磁铁151同样地、在从图中Y轴负侧俯视时,通过从左上角到右下角的对角线被分为两个区域(第一磁化区域及第二磁化区域)。但是,永磁铁152与永磁铁151相反地,左下侧的区域即第一磁化区域被磁化为N极,右上侧的区域即第二磁化区域被磁化为S极。
(振动体130的动作)
图14A及图14B是用于说明一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动体130的动作的图。
在本实施方式的振动产生装置10中,通过使交流电流流过构成振动体130的线圈132,从而在振动体130的周围产生交变磁场,以使磁芯131的两端成为互不相同的极性的方式,使磁芯131的两端磁化。
例如,如图14A所示,在磁芯131的一端(图中Y轴负侧的端部)被磁化为N极的情况下,在磁芯131的一端产生被永磁铁151的第一磁化区域151a(S极)吸引的引力和与永磁铁151的第二磁化区域151b(N极)互相排斥的斥力。同时,在被磁化为S极的磁芯131的另一端,产生被永磁铁152的第一磁化区域(N极)吸引的引力和与永磁铁152的第二磁化区域(S极)互相排斥的斥力。由此,振动体130一边使弹性支承部140弹性变形,一边向左方向(图中箭头D1方向)及下方向(图中箭头D2方向)移动。
另一方面,如图14B所示,在磁芯131的一端(图中Y轴负侧的端部)被磁化为S极的情况下,在磁芯131的一端产生被永磁铁151的第二磁化区域151b(N极)吸引的引力和与永磁铁151的第一磁化区域151a(S极)互相排斥的斥力。同时,在被磁化为N极的磁芯131的另一端,产生被永磁铁152的第二磁化区域吸引的引力和与永磁铁152的第一磁化区域互相排斥的斥力。由此,振动体130一边使弹性支承部140弹性变形,一边向右方向(图中箭头D3方向)及上方(图中箭头D4方向)移动。
这样,在本实施方式的振动产生装置10中,根据使电流流过线圈132的方向,振动体130的移动方向被决定为左方向及下方向、或者右方向及上方向。因此,在本实施方式的振动产生装置10中,通过向线圈132供给交流电流,如图14A所示那样振动体130向左方向(图中箭头D1方向)及下方向(图中箭头D2方向)移动、与如图14B所示那样振动体130向右方向(图中箭头D3方向)及向上方向(图中箭头D4方向)移动被交替地重复。由此,振动体130向上下方向(图中Z轴方向)及左右方向(图中X轴方向)主动地振动。
(振动单元120的动作)
图15~18是用于说明一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的动作的动作的图。另外,在图15~图18中,实线箭头表示比较大的振动,虚线箭头表示比较小的振动。
图15是例示振动产生装置10所具有的第一共振频率下的振动单元120的动作的动作的图。如图15所示,在以第一共振频率驱动振动体130的情况下,振动体130及配重135以彼此大致相同的程度在上下方向(图中Z轴方向)上大幅振动,由此,通过基于这些振动的复合振动,作为振动产生装置10整体,能够得到向上下方向(图中Z轴方向)的较大的振动。
图16是例示振动产生装置10所具有的第二共振频率下的振动单元120的动作的动作的图。如图16所示,在以第二共振频率驱动振动体130的情况下,振动体130及配重135以彼此大致相同的程度在左右方向(图中X轴方向)上大幅振动,由此,通过基于这些振动的复合振动,作为振动产生装置10整体,能够得到向左右方向(图中X轴方向)的较大的振动。
图17是例示振动产生装置10所具有的第三共振频率下的振动单元120的动作的动作的图。如图17所示,在以第三共振频率驱动振动体130的情况下,振动体130在上下方向(图中Z轴方向)上大幅振动,另一方面,配重135在上下方向(图中Z轴方向)上较小地振动,从而通过基于这些振动的复合振动,作为振动产生装置10整体,能够得到向上下方向(图中Z轴方向)的较大的振动。
图18是例示振动产生装置10所具有的第四共振频率下的振动单元120的动作的动作的图。如图18所示,在以第四共振频率驱动振动体130的情况下,振动体130在左右方向(图中X轴方向)上大幅振动,另一方面,配重135在左右方向(图中X轴方向)上较小地振动,从而通过基于这些振动的复合振动,作为振动产生装置10整体,能够得到向左右方向(图中X轴方向)的较大的振动。
此外,第一共振频率~第四共振频率由振动体130及配重135的质量、弹性支承部140的材质及板厚、弹性支承部140所具有的各弹簧部143~145的弹性系数等决定。因此,本实施方式的振动产生装置10通过借助模拟等来调整这些参数中的至少任意一个,从而能够将第一共振频率~第四共振频率设为目标频率或者调整振动的强弱。即,本实施方式的振动产生装置10通过进行这样的共振频率的调整,能够应用于各种用途。
(振动产生装置10的振动特性)
图19是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动产生装置10的振动特性的曲线图。图19所示的振动特性是发明人们使用实施方式的振动产生装置10实施模拟等试验而实际确认的。在图19所示的曲线图中,横轴表示频率,纵轴表示振动的加速度。另外,在图19所示的曲线图中,实线表示向上下方向的振动,虚线表示向左右方向的振动。如图19所示,在该试验中发明者们确认了:通过振动产生装置10,在对生物体而言更容易感觉到的1kHz以下的频带中,能够产生基于相互不同的至少四个共振频率(第一共振频率~第四共振频率)的振动。另外,在该试验中,作为振动体130及配重135,使用具有彼此大致相同的质量的部件。
以上,对本发明的一个实施方式进行了详述,但本发明并不限定于这些实施方式,能够在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形或变更。
例如,弹性支承部所具备的各弹簧部的构成(例如,弯折次数、平面形状、开口部的形状、尺寸、有无等)不限于在上述实施方式中说明的构成。即,各弹簧部的构成能够根据振动产生装置的各种规格(例如,期望的共振频率、壳体的尺寸的限制等)而适当变更。
另外,例如,在上述实施方式中,在振动体130侧设置线圈132作为“第一磁产生构件”,在壳体110侧设置永磁铁151、152作为“第二磁产生构件”,但不限于此。即,也可以在振动体130侧设置永磁铁作为“第一磁场产生构件”,在壳体110侧设置线圈作为“第二磁场产生构件”。
另外,例如,在上述实施方式中,作为“第一振动体”,设置第一磁产生构件及第二磁产生构件,作为“第二振动体”,设置配重135,但作为“第二振动体”,也可以代替配重135而设置具有与第一磁产生构件及第二磁产生构件相同的构成的第三磁产生构件及第四磁产生构件。由此,能够使“第一振动体”及“第二振动体”双方主动地振动,因此“第二振动体”更大地振动,能够使振动单元120以与上述的第一共振频率~第四共振频率不同的共振频率振动。
另外,例如,在上述实施方式中,在振动单元上排列设置两个振动体,并利用弹性体将各振动体之间连结,但并不限定于此,例如,也可以如图20所例示的那样,在振动单元上排列设置三个振动体,并利用弹性体将各振动体之间连结。由此,能够实现以比上述实施方式更多的共振频率进行振动的振动产生装置。另外,也可以在振动单元上设置四个以上的振动体。
(振动单元120的构成的变形例)
图20是表示一个实施方式的振动产生装置10所具备的振动单元120的变形例的主视图。
图20所示的振动单元120A与振动单元120的不同点在于,还设置有配重136作为“第三振动体”。由此,振动单元120A构成为,在左右方向(图中X轴方向)上,以振动体130为中心,在其两外侧排列配置有配重135、136。
伴随于此,弹性支承部140在第一弹簧部143的外侧(图中X轴正侧)追加设置有保持配重136的第三保持部146和第四弹簧部147(“第四弹性体”)。第三保持部146具有与第二保持部142相同的构成。第四弹簧部147具有与第三弹簧部145相同的构成。另外,第一弹簧部143变更为与第二弹簧部144相同的构成。
根据该变形例,例如,在使振动体130在上下方向(图中Z轴方向)上振动时,配重135、136追随于此而在上下方向上振动,通过基于这三个振动体中的一个或多个组合的复合振动,作为振动产生装置10整体,在三个以上的共振频率下得到向上下方向的较大的振动。
另外,例如,在使振动体130在左右方向(图中X轴方向)上振动时,配重135、136追随于此而在左右方向上振动,通过基于这三个振动体中的一个或多个组合的复合振动,作为振动产生装置10整体,在三个以上的共振频率下得到向左右方向的较大的振动。
本国际申请基于在2017年11月20日申请的日本专利申请第2017-223134号主张优先权,并将该申请的全部内容引用到本专利申请中。
符号说明
10振动产生装置
110壳体
111下侧壳体
112上侧壳体
120振动单元
130振动体(第一振动体)
131磁芯
132线圈(第一磁产生构件)
133、134凸缘
135配重(第二振动体)
140弹性支承部
141第一保持部
142第二保持部
143第一弹簧部(第一弹性体)
144第二弹簧部(第二弹性体)
145第三弹簧部(第三弹性体)
151、152永磁铁(第二磁产生构件)
160FPC
Claims (11)
1.一种振动产生装置,其特征在于,具备:
壳体;
第一振动体及第二振动体,在第一方向上排列地容纳于所述壳体;
弹性支承部,将所述第一振动体及所述第二振动体支承为能够沿着所述第一方向及与所述第一方向交叉的第二方向振动;以及
磁驱动部,具有设置于所述第一振动体的第一磁产生构件及设置于所述壳体的第二磁产生构件,并沿着所述第一方向及所述第二方向使用磁力来驱动所述第一振动体,
所述弹性支承部具有:
第一弹性体,将所述第一振动体以能够向所述第一方向及所述第二方向移动的方式连结于所述壳体;
第二弹性体,将所述第一振动体与所述第二振动体连结;以及
第三弹性体,将所述第二振动体以能够向所述第一方向及所述第二方向移动的方式连结于所述壳体。
2.根据权利要求1所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一弹性体、所述第二弹性体及所述第三弹性体分别是具有弯折构造的板簧。
3.根据权利要求2所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一弹性体、所述第二弹性体及所述第三弹性体分别在构成所述板簧的平面部具有开口部。
4.根据权利要求3所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一弹性体、所述第二弹性体及所述第三弹性体分别通过具有所述开口部而弹性系数互不相同。
5.根据权利要求4所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一弹性体的弹性系数比所述第二弹性体的弹性系数高,
所述第二弹性体的弹性系数比所述第三弹性体的弹性系数高。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的振动产生装置,其特征在于,
所述弹性支承部,
包括所述第一弹性体、所述第二弹性体及所述第三弹性体,由一张金属板一体地形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一磁产生构件是线圈及磁铁中的一方,
所述第二磁产生构件是所述线圈及所述磁铁中的另一方。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的振动产生装置,其特征在于,
所述第一振动体及所述第二振动体具有彼此大致相同的质量。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的振动产生装置,其特征在于,还具备:
第三振动体,与所述第一振动体及所述第二振动体一起在所述第一方向上排列地容纳于所述壳体,
所述弹性支承部,将所述第一振动体、所述第二振动体及所述第三振动体支承为能够沿着所述第一方向及所述第二方向振动。
10.一种振动产生装置,其特征在于,具备:
壳体;
第一振动体及第二振动体,在第一方向上排列地容纳于所述壳体;
弹性支承部,将所述第一振动体及所述第二振动体支承为能够沿着所述第一方向及与所述第一方向交叉的第二方向振动;以及
磁驱动部,具有设置于所述第一振动体的第一磁产生构件及设置于所述壳体的第二磁产生构件,并沿着所述第一方向及所述第二方向使用磁力来驱动所述第一振动体,
构成为具有所述第一振动体、所述第二振动体及所述弹性支承部的振动单元,关于所述第一方向及所述第二方向分别具有多个共振频率。
11.根据权利要求10所述的振动产生装置,其特征在于,
所述振动单元具有:
所述第一振动体及所述第二振动体以彼此大致相同的程度在所述第一方向上振动的第一共振频率,
所述第一振动体及所述第二振动体以彼此大致相同的程度在所述第二方向上振动的第二共振频率,
所述第一振动体比所述第二振动体更大地在所述第一方向上振动的第三共振频率,以及
所述第一振动体比所述第二振动体更大地在所述第二方向上振动的第四共振频率。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200626 |