CN117580651A - 振动传递装置、具有振动传递装置的警告通知装置、音频装置以及按摩装置 - Google Patents

振动传递装置、具有振动传递装置的警告通知装置、音频装置以及按摩装置 Download PDF

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CN117580651A
CN117580651A CN202280046154.7A CN202280046154A CN117580651A CN 117580651 A CN117580651 A CN 117580651A CN 202280046154 A CN202280046154 A CN 202280046154A CN 117580651 A CN117580651 A CN 117580651A
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石谷智也
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Abstract

振动传递装置具有:振动致动器,其将相对于固定体能够弹性振动地支承的可动体向该可动体的振动方向的一方向驱动并进行振动;收容部,其在内部收容振动致动器。收容部具有使可动体的至少一部分露出的开口部,以便使可动体与赋予振动的对象接触,振动传递装置具有通过开口部从可动体向收容部的外部突出的突出部。

Description

振动传递装置、具有振动传递装置的警告通知装置、音频装置 以及按摩装置
技术领域
本发明涉及向使用者传递振动的振动传递装置、具有振动传递装置的警告通知装置、音频装置以及按摩装置。
背景技术
已知有通过设置于座椅的振动传递装置向就座于座椅的使用者传递振动的装置(参照专利文献1)。例如,在专利文献1中,在车载用的座椅设置振动传递装置,在向就座于座椅的驾驶员传递警告等信息的情况下,通过振动传递装置传递振动。在专利文献1的振动传递装置中,使用在旋转轴装配有偏心配重的马达(以下,称为振动马达)来产生振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6578290号公报
发明内容
发明要解决的课题
振动马达通过使偏心配重旋转而使振动马达主体振动,在原理上,若不使偏心配重变重或不使旋转速度变快,则难以得到足以对使用者的触觉、肌肉等赋予刺激的较强的振动。另外,为了使阻碍偏心配重的旋转的物体(例如垃圾等)不侵入,振动马达大多收容于壳体的内部,因此,也难以直接传递在振动马达主体产生的振动。因此,基于振动马达的振动针对使用者的刺激弱,根据情况的不同,有时使用者未注意到振动。另外,振动马达为了得到最大振动量,需要足够的转速,达到其旋转速度为止需要花费时间,因此,响应性差,难以立即向使用者传递振动。这样,使用了振动马达的振动传递装置难以得到较强的振动,响应性也差,因此,期望能够立即赋予较强的振动的振动传递装置。
本发明的目的在于,提供一种能够立即赋予较强的振动的振动传递装置以及具有振动传递装置的装置。
用于解决课题的手段
本发明的振动传递装置具有:
振动致动器,其将对固定体能够弹性振动地支承的可动体向该可动体的振动方向的一方向驱动并进行振动;
收容部,其在内部收容所述振动致动器,
所述收容部具有使所述可动体的至少一部分露出的开口部,以便使所述可动体与赋予振动的对象接触。
本发明的警告通知装置具有上述的振动传递装置,通过所述振动传递装置向对象者赋予振动,向所述对象者通知警告。
本发明的音频装置具有上述的振动传递装置,通过所述振动传递装置向对象者赋予基于声源的振动。
本发明的按摩装置具有上述的振动传递装置,通过所述振动传递装置向对象者赋予振动来进行所述对象者的按摩。
发明效果
根据本发明,能够立即赋予较强的振动。
附图说明
图1是从斜上方侧观察本发明的实施方式的振动传递装置的立体图。
图2是表示从图1所示的振动传递装置卸下收容盖部以及收容基部的状态的侧视图。
图3是将图1所示的振动传递装置的主要结构分解的分解立体图,是从斜上方侧观察的图。
图4是将图1所示的振动传递装置的主要结构分解的分解立体图,是从斜下方侧观察的图。
图5是在图3所示的振动传递装置中,将一部分进一步分解的分解立体图,是从斜上方侧观察的图。
图6是在图4所示的振动传递装置中,将一部分进一步分解的分解立体图,是从斜下方侧观察的图。
图7是对图1所示的振动传递装置的内部的一部分进行说明的图。
图8是表示图1所示的振动传递装置的变形例(变形例1)的图。
图9是表示图1所示的振动传递装置的变形例(变形例2)的图。
图10是表示图1所示的振动传递装置的变形例(变形例3)的图。
图11是从斜上方侧观察图1所示的振动传递装置具有的电磁致动器的立体图。
图12是从斜下方侧观察图11所示的电磁致动器的立体图。
图13是图11所示的电磁致动器的A-A线箭头方向剖视图。
图14是图11所示的电磁致动器的分解立体图。
图15是表示图11所示的电磁致动器的磁路结构的图。
图16A及图16B是对图11所示的电磁致动器的动作进行说明的图。
图17是表示振动传递单元的一例(结构例1)的图。
图18是表示振动传递单元的其他一例(结构例2)的图。
图19是表示振动传递单元的其他一例(结构例3)的图。
图20是表示振动传递单元的其他一例(结构例4)的图。
图21是表示振动传递单元的其他一例(结构例5)的图。
图22是表示振动传递单元的装配例的图。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施方式进行详细说面。
在本实施方式中,使用正交坐标系(X,Y,Z)进行说明。在后述的图中也以共通的正交坐标系(X,Y,Z)表示。以下,振动传递装置100的宽度、进深、高度分别是X方向、Y方向、Z方向的长度,电磁致动器10的宽度、进深、高度也分别对应地设为X方向、Y方向、Z方向的长度。另外,Z方向正侧是对使用者(赋予振动的部位)赋予振动的方向,设为“上侧”,Z方向负侧是远离使用者的方向,设为“下侧”来进行说明。
[振动传递装置100]
参照图1~图7对本实施方式的振动传递装置100进行说明。
图1是表示振动传递装置100的立体图。图2是表示从振动传递装置100卸下收容盖部以及收容基部的状态的侧视图。图3是将振动传递装置100的主要结构分解的分解立体图,是从斜上方侧观察的图。图4是将振动传递装置100的主要结构分解的分解立体图,是从斜下方侧观察的图。图5是在图3所示的振动传递装置100中,将一部分进一步分解的分解立体图,是从斜上方侧观察的图。图6是在图4所示的振动传递装置100中,将一部分进一步分解的分解立体图,是从斜下方侧观察的图。图7是对振动传递装置100的内部的一部分进行说明的图。
图1~图7所示的振动传递装置100具有作为振动致动器的一例的电磁致动器10,是将根据输入的驱动信号由电磁致动器10产生的振动赋予并传递给对象物(例如,对象者)的装置。此外,关于驱动信号,参照图17~图21在后面进行叙述。
振动传递装置100例如设置于后述的图22所示的座椅400,对坐在座椅400的使用者(对象者)赋予振动。具有振动传递装置100的座椅400作为通过对使用者赋予振动来对使用者通知警告的警告通知装置和进行使用者的按摩的按摩装置发挥功能,另外,作为对使用者赋予基于声源的振动的音频装置发挥功能。
如图1~图4所示,振动传递装置100具有:电磁致动器10、收容盖部60、收容基部70以及传递部80。
收容盖部60和收容基部70是将电磁致动器10收容于内部的收容部。如以下说明的那样,电磁致动器10固定于收容基部70,收容盖部60以覆盖电磁致动器10的方式固定于收容基部70。另外,如以下说明的那样,传递部80安装于电磁致动器10的可动体40,构成为后述的突出部82的至少一部分通过收容盖部60的开口部62并向收容盖部60的外部突出。
(收容盖部60)
收容盖部60是在与收容基部70之间以覆盖的方式收容电磁致动器10的有盖筒体,作为一例,在从Z方向观察到的俯视图中形成为矩形状。收容盖部60的Z方向正侧成为朝向使用者配置的对置面61。在对置面61形成有贯通对置面61的开口部62,与传递部80的突出部82的数量对应,在此,作为一例,形成有2列×3个共计6个开口部62。
另外,如图4所示,在对置面61的内侧(电磁致动器10侧)的面即内表面61a设置有与后述的传递部80的可动面板81对置的冲击缓和部63(本发明中的限制部)。冲击缓和部63例如由弹性体构成的阻尼器形成。可动面板81与冲击缓和部63抵接,由此,抑制振动时的可动面板81向Z方向正侧的移动(飞出),并且缓和来自可动面板81的冲击。
另外,如图4所示,在收容盖部60中,在与收容基部70相接的底部64设置有嵌入螺母65。在此,作为一例,在底部64的四个角部64a分别配置有嵌入螺母65。通过将后述的螺钉77螺合于嵌入螺母65,从而将收容盖部60固定于收容基部70。
(收容基部70)
收容基部70具有固定电磁致动器10、收容盖部60的扁平形状的固定板71。在固定板71的内侧(电磁致动器10侧)的面即内表面71a,向Z方向正侧突出设置与后述的冲击缓和部86对置的突出设置部72。在此,作为一例,以通过两个突出设置部72与配置于可动面板81的四角部分的四个冲击缓和部86对应的方式,突出设置部72在内表面71a的两个部位形成为沿着X方向延伸设置的长方体形状。
另外,在固定板71的内表面71a设置有供后述的支承支柱11插入的插入部73。在此,作为一例,插入部73以与配置于后述的固定体30的四角部分的圆柱状的支承支柱11对应的方式配置于内表面71a的四个部位,形成为圆筒形状。
另外,在固定板71的内表面71a凹设有收容后述的铁芯组装体20的空间即凹部74。在此,作为一例,凹部74以与配置于固定体30的中央部分的矩形状的铁芯组装体20对应的方式配置于内表面71a的中央部分的一个部位,形成为矩形状。通过设置这样的凹部74,能够缩短振动传递装置100的Z方向上的长度(减薄厚度),实现低背化、薄型化。
另外,在凹部74的内侧设置有供与电磁致动器10连接的布线通过的贯通孔75。另外,在凹部74的周围设置有包围凹部74的肋76。通过在从固定板71的内表面71a凹设的凹部74的周围设置肋76,而提高固定板71的强度。
另外,虽然省略了符号的记载,但在固定板71形成有供作为卡止部件的螺钉77、螺钉78插通的插通孔。螺钉77插通于固定板71的插通孔,与嵌入螺母65螺合,从而将收容盖部60固定于收容基部70。另外,螺钉78插通于固定板71的插通孔,与支承支柱11螺合,从而将电磁致动器10的固定体30固定于收容基部70。
(传递部80)
传递部80是将收容于收容部(收容盖部60以及收容基部70)的内部的电磁致动器10的振动向外部传递的部分。
传递部80具有固定突出部82的扁平形状的可动面板81。为了振动传递装置100的低背化、薄型化,可动面板81优选为扁平形状,但只要能够固定突出部82且能够安装于后述的可动体40,则形状、材料、结构等可以是任意的。
在可动面板81的Z方向正侧的面即上表面81a,通过作为卡止部件的螺钉83安装有突出部82。在此,作为一例,突出部82以使突出部82的至少一部分通过收容盖部60的开口部62并向收容盖部60的外部突出的方式安装于上表面81a。另外,在此,作为一例,在上表面81a安装有2列×3个共计6个突出部82。
突出部82配置为在设置振动传递装置100时与使用者直接接触,或者隔着其他部件(缓冲材料、布料等赋予振动传递的材料)间接地接触。另外,突出部82优选在不赋予过度的力的范围内,与使用者的接触呈点接触或者接近点接触,以便能够对接触的使用者较强地传递振动(使赋予的力集中)。因此,突出部82构成为随着朝向其前端(Z方向正侧)而直径变细。通过如上述那样配置并构成突出部82,由此例如,即使就座于后述的座椅400的使用者的落座方式、姿势等变化,突出部82也能够与使用者的刺激赋予对象部位可靠地接触,能够向使用者可靠地传递振动。
突出部82的使用者侧(Z方向正侧)的前端部82a可以由与突出部82相同的材料构成,也可以根据使用目的而变更。例如,也可以在上述的警告通知装置的情况、按摩装置的情况、音频装置的情况下,变更构成前端部82a的材料,使向使用者传递的振动的强度适当。
例如,在警告通知装置的情况下,为了进行警告,优选强度强的振动,在按摩装置、音频装置的情况下,优选不过强、不过弱的适当强度的振动。作为突出部82、前端部82a的材料,可以使用金属等,但也能够使用轻量且硬度能够选择的材料,例如塑料、橡胶等。
这样,突出部82的形状、材料、结构等根据传递给使用者的振动的强度而适当变更。
可动面板81的Z方向负侧的面即下表面81b通过作为卡止部件的螺钉84经由间隔件85安装于电磁致动器10的可动体40。在此,如后述的图11等所示,在可动体40的面部固定部44的四角分别形成有面部固定孔42,螺钉84插通于面部固定孔42及间隔件85,与可动面板81的螺纹孔(省略符号)螺合。这样,通过将可动面板81固定于可动体40,可动面板81及突出部82与可动体40一体地振动。在本实施方式中,可动体40、可动面板81以及突出部82相当于本发明中的可动体。
在可动面板81的下表面81b设置有冲击缓和部86(本发明中的限制部)。在此,作为一例,冲击缓和部86配置于下表面81b的四角部分。具体而言,在下表面81b的Y方向一端侧(例如,图4中的左端侧),沿着X方向配置两个冲击缓和部86,另外,在其Y方向另一端侧(例如,图4中的右端侧),沿着X方向配置两个冲击缓和部86。
冲击缓和部86例如由弹性体构成的阻尼器形成。该冲击缓和部86与突出设置部72抵接,由此,抑制振动时的可动面板81向Z方向负侧的移动(压入),并且缓和来自可动面板81的冲击。
这样,通过冲击缓和部86和上述的冲击缓和部63来限制可动面板81的可动范围。例如,在装配振动传递装置100时,在错误地使振动传递装置100落下的情况下,若可动面板81的可动范围未被限制,则电磁致动器10的后述的弹性部50可能因落下时的冲击而塑性变形、破损。与此相对,在本实施方式中,在限制可动面板81的可动范围的同时缓和冲击,因此,能够防止弹性部50的塑性变形、破损。
另外,在来自可动面板81的冲击变强的情况下,若收容盖部60、收容基部70直接承受冲击,则收容盖部60、收容基部70可能破裂而破损。与此相对,在本实施方式中,由冲击缓和部63以及冲击缓和部86承受可动面板81的冲击,缓和冲击,因此,能够防止收容盖部60、收容基部70的破损。
关于电磁致动器10的结构及可动体40的振动在后面进行叙述,可动体40的振动方向为Z方向,这是朝向使用者配置的对置面61的面垂直方向。这样,将可动体40的振动方向设为对置面61的面垂直方向,因此,与不同于面垂直方向的情况相比,能够以较强的振动驱动可动面板81,即突出部82,能够向使用者传递较强的振动。因此,以使突出部82与使用者的身体的一部分接触的方式配置振动传递装置100,驱动电磁致动器10,使可动体40振动,由此,能够经由突出部82向使用者可靠地传递振动。
另外,在连续驱动电磁致动器10的情况下,构成电磁致动器10的后述的线圈22可能发热。即使在线圈22发热的情况下,在本实施方式中,由于电磁致动器10收容在收容部(收容盖部60以及收容基部70)的内部,因此,例如传递振动的对象的使用者、物体不会与线圈22接触。因此,能够抑制对使用者等的影响,确保安全性。
<振动传递装置100的变形例1>
在本实施方式中,如图7所示,振动传递装置100在可动面板81的Z方向正侧和负侧双方具有冲击缓和部(冲击缓和部63以及冲击缓和部86),但也可以是不具有冲击缓和部中的任一个或双方的结构。例如,如图8所示,振动传递装置100也可以是不具有冲击缓和部63以及冲击缓和部86双方的结构。另外,如后述的图9所示,振动传递装置100也可以是具有冲击缓和部86,但不具有冲击缓和部63的结构。
在图8所示的结构中,对置面61的内表面61a(本发明中的限制部)抑制振动时的可动面板81向Z方向正侧的移动(飞出)。另外,固定板71的突出设置部72(本发明中的限制部)抑制振动时的可动面板81向Z方向负侧的移动(压入)。该情况下,通过调整对置面61的厚度、突出设置部72的高度,能够抑制内表面61a、突出设置部72在可动面板81的Z方向上的移动。
在图9所示的结构中,对置面61的内表面61a、后述的凸缘部66(本发明中的限制部)与具有后述的凸缘部82b等的突出部82侧抵接,由此,抑制振动时的可动面板81向Z方向正侧的移动(飞出)。关于振动时的可动面板81向Z方向负侧的移动(压入),与图7所示的结构同样地,冲击缓和部86抑制移动,并且缓和来自可动面板81的冲击。该情况下,通过调整对置面61、凸缘部66的厚度,能够抑制内表面61a、凸缘部66在可动面板81的Z方向正侧的移动。
<振动传递装置100的变形例2>
在本实施方式中,传递部80(可动面板81)的突出部82与收容盖部60的开口部62之间存在间隙,但也可以在该间隙部分设置迷宫式构造。例如,如图9所示,在开口部62的边缘部分形成向Z方向负侧突出的凸缘部66,与凸缘部66的外周面对置,以包围凸缘部66的周围的方式配置,形成向Z方向正侧突出的凸缘部82b。
此外,在此,在突出部82的下部的外周部分设置有凸缘部82b,但也可以在可动面板81设置凸缘部。另外,在此,成为基于凸缘部66及凸缘部82b的单层的迷宫式构造,但也可以设置与凸缘部66及凸缘部82b同样的多个凸缘部,作为双层以上的迷宫式构造。
如图9所示,通过形成凸缘部66及凸缘部82b,在凸缘部66与凸缘部82b之间形成迷宫式构造。通过该迷宫式构造,能够使垃圾等异物不从开口部62侵入到收容盖部60的内部。由此,能够使电磁致动器10的动作稳定。
<振动传递装置100的变形例3>
如图9所示,也可以在开口部62与突出部82之间设置迷宫式构造,但如图10所示,也可以包含开口部62而设置从外侧覆盖收容盖部60的能够伸缩的保护罩67。通过用保护罩67覆盖收容盖部60,能够使垃圾等异物不从开口部62侵入到收容盖部60的内部。由此,能够使电磁致动器10的动作稳定。另外,保护罩67具有伸缩性,因此,能够在不阻碍突出部82的振动的情况下向使用者进行传递。
(电磁致动器10)
参照图11~图14对振动传递装置100具有的电磁致动器10进行说明。
图11是从斜上方侧观察振动传递装置100具有的电磁致动器10的立体图。图12是从斜下方侧观察电磁致动器10的立体图。图13是图11所示的电磁致动器10的A-A线箭头方向剖视图。图14是电磁致动器10的分解立体图。
电磁致动器10作为具有突出部82的可动面板81的振动产生源发挥功能(参照图2~图7),向振动传递装置100的使用者(例如,就座于后述的座椅400的使用者)传递与输入的驱动信号对应的振动。
电磁致动器10具有固定体30和可动体40,该可动体40固定有可动面板81,经由弹性部50以能够弹性振动的方式支承于固定体30。电磁致动器10向一方向驱动可动体40,通过产生作用力的弹性部50的作用力使可动体40向与一方向相反的方向移动,由此,使可动体40直线往复移动。
在此,向一方向驱动是指,在经由弹性部50以能够沿振动方向移动的方式支承于固定体30的可动体40中,通过对后述的线圈22进行励磁,从而向振动方向的一方向驱动可动体40。这样,当向振动方向的一方向驱动可动体40时,在该驱动后,通过弹性部50的作用力,使可动体40向与一方向相反的方向移动。通过反复进行这样的驱动,使可动体40振动。这样产生的可动体40的振动从向线圈22输入驱动信号到产生振动为止的响应性极快,例如,在想要通过传递振动而立即向使用者传递警告的情况下等极为有效。
固定体30具有在铁芯24卷绕线圈22而成的铁芯组装体20和基座部32,详情后述。另外,可动体40具有作为磁性体的磁轭41。弹性部50(50-1、50-2)对可动体40以能够相对于固定体30沿振动方向移动的方式进行弹性支承。
并且,电磁致动器10进行驱动,以便使由弹性部50以能够相对于固定体30移动的方式进行支承的可动体40向一方向移动。另外,可动体40向与一方向相反的方向的移动将通过弹性部50的作用力来进行。
具体而言,电磁致动器10通过铁芯组装体20使可动体40的磁轭41振动。更具体而言,通过由通电的线圈22以及通电的线圈22励磁的铁芯24的吸附力和基于弹性部50(50-1、50-2)的作用力,使可动体40振动。在本实施方式中,电磁致动器10通过电磁铁的作用进行驱动。
另外,电磁致动器10构成为以Z方向为厚度方向的扁平形状。电磁致动器10使可动体40以Z方向、即厚度方向为振动方向相对于固定体30振动。这样,在电磁致动器10中,使在电磁致动器10自身的厚度方向上分离配置的表面背面的部件(固定体30及可动体40)中的一个相对于另一个在Z方向上接近、分离。
在本实施方式中,电磁致动器10通过铁芯24的吸附力使可动体40向作为一方向的Z方向负侧移动,通过弹性部50(50-1、50-2)的作用力使可动体40向Z方向正侧移动。
在本实施方式的电磁致动器10中,可动体40在相对于可动体40的可动中心点对称的位置,由沿着与Z方向正交的方向配置为多个的弹性部50(50-1、50-2)弹性支承。
<固定体30>
如图13和图14所示,固定体30具有:铁芯组装体20,其具有线圈22和铁芯24;以及基座部32。
基座部32固定铁芯组装体20,经由弹性部50(50-1、50-2)对可动体40振动自如地支承。基座部32是扁平形状的部件,形成电磁致动器10的底面。基座部32具有以夹着铁芯组装体20的方式固定弹性部50(50-1、50-2)的一端部的安装部32a。安装部32a分别与铁芯组装体20隔开相同的间隔地配置。此外,该间隔是成为弹性部50(50-1、50-2)的变形区域的间隔。
如图14所示,安装部32a具有固定弹性部50(50-1、50-2)的固定孔321和用于将基座部32固定于收容基部70的固定板71(参照图3等)的固定孔322。固定孔322以夹着固定孔321的方式设置于安装部32a的两端部,如图2~图6所示,分别经由筒状的支承支柱11固定于固定板71。由此,基座部32相对于固定板71(参照图3等)整面稳定地固定。
在本实施方式中,基座部32构成为,对金属板进行加工,使作为安装部32a的一边部和另一边部位于夹着底面部32b在宽度方向(X方向)上分离的位置。在安装部32a间设置有凹状部,该凹状部具有高度比安装部32a低的底面部32b。凹状部内,即底面部32b的表面侧的空间确保弹性部50(50-1、50-2)的弹性变形区域,是用于确保由弹性部50(50-1、50-2)支承的可动体40的可动区域的空间。
底面部32b为矩形状,在其中央部形成有开口部36,铁芯组装体20位于该开口部36内。
铁芯组装体20以一部分插入开口部36内的状态被固定。具体而言,在开口部36内插入铁芯组装体20的下侧的线轴26的分割体26b以及线圈22的下侧部分,以在侧视图中使铁芯24位于底面部32b上的方式进行固定。
由此,与在底面部32b上安装铁芯组装体20的结构相比,Z方向的长度变短(厚度变薄)。另外,铁芯组装体20的一部分,在这里,底面侧的一部分以嵌入开口部36内的状态被固定,因此,铁芯组装体20以难以从底面部32b脱落的状态被牢固地固定。
开口部36是与铁芯组装体20的形状对应的形状。在本实施方式中,开口部36形成为正方形状。由此,使铁芯组装体20和可动体40配置于电磁致动器10的中央部,能够使电磁致动器10整体在俯视图中为大致正方形状。此外,开口部36也可以是矩形状(包含正方形状)。
铁芯组装体20通过与弹性部50(50-1、50-2)的协作,使可动体40的磁轭41振动(在Z方向上往复直线运动)。
在本实施方式中,铁芯组装体20形成为矩形板状,在矩形板状的长边方向(X方向)上分离的两边部分配置有磁极部242、244。
磁极部242、244在Z方向上隔开间隙G(参照图13),以与可动体40的被吸附面部46、47的下表面对置的方式接近配置。磁极部242、244的作为上表面的对置面(对置面部)20a、20b在可动体40的振动方向上与磁轭41的被吸附面部46、47的下表面对置。
铁芯组装体20通过在铁芯24的外周经由线轴26卷绕线圈22而构成。如图13以及图14所示,铁芯组装体20以使线圈22的卷绕轴朝向在基座部32中分离的安装部32a彼此对置的方向的方式固定于基座部32。在本实施方式中,铁芯组装体20配置于基座部32的中央部,具体而言,配置于底面部32b的中央部。
如图13所示,铁芯组装体20以使铁芯24与底面部32b平行地位于在底面上跨过开口部36的位置的方式固定于底面部32b。铁芯组装体20通过作为卡止部件的螺钉29,在使线圈22以及卷绕于线圈22的部位(铁芯主体241)位于基座部32的开口部36内的状态下被固定(参照图12~图14)。
具体而言,铁芯组装体20在相对于底面部32b将线圈22配置于开口部36内的状态下,通过使螺钉29通过固定孔28和底面部32b的卡止孔33进行紧固而被固定(参照图14)。铁芯组装体20和底面部32b通过在X方向上分离的开口部36的两边部和磁极部242、244,利用螺钉29夹着线圈22,成为在线圈22的轴心上的两个部位接合的状态。
线圈22是在电磁致动器10驱动时被通电而产生磁场的螺线管。线圈22与铁芯24及可动体40一起构成吸引可动体40并使其移动的磁路(电磁路)。通过从后述的驱动控制部110A~110E(参照图17~图21)向线圈22供给驱动信号,从而向线圈22供给电力,驱动电磁致动器10。
铁芯24具有卷绕有线圈22的铁芯主体241和设置于铁芯主体241的两端部并通过对线圈22进行通电而励磁的磁极部242、244。
铁芯24只要是具有通过线圈22的通电使得两端部成为磁极部242、244的长度的构造,则可以是任意的构造。例如,也可以形成为直线型(I型)的平板状,但本实施方式的铁芯24形成为俯视图H型的平板状。H型的铁芯与I型的铁芯相比,是与卷绕有线圈22的铁芯主体的宽度相比,在铁芯主体241的两端部使间隙侧面较长地在前后方向(Y方向)上扩大的形状。
因此,根据H型的铁芯,与I型的情况相比能够降低磁阻,实现磁路的效率的改善。另外,在磁极部242、244中,仅通过在从铁芯主体241伸出的部位之间嵌入线轴26,就能够进行线圈22的定位,不需要另外设置线轴26相对于铁芯24的定位部件。
铁芯24在卷绕有线圈22的板状的铁芯主体241的两端部分别向与线圈22的卷绕轴正交的方向突出地设置有磁极部242、244。
铁芯24是磁性体,例如由硅钢板、坡莫合金、铁氧体等形成。另外,铁芯24也可以由电磁不锈钢、烧结材料、MIM(金属注射成型)材料、层叠钢板、电镀锌钢板(SECC)等构成。
磁极部242、244分别从线圈22的两开口部内在Y方向上突出地设置。
磁极部242、244通过向线圈22的通电而被励磁,吸引在振动方向(Z方向)上分离的可动体40的磁轭41并进行移动。具体而言,磁极部242、244通过产生的磁通来吸附经由间隙G对置配置的可动体40的被吸附面部46、47。
磁极部242、244是沿Y方向延展的板状体,该Y方向是与沿X方向延展的铁芯主体241垂直的方向。由于磁极部242、244在Y方向上较长,因此,与形成于铁芯主体241的两端部的结构相比,与磁轭41对置的对置面20a、20b的面积大。
在磁极部242、244,在Y方向的中央部分形成有固定孔28,通过插入到固定孔28的螺钉29固定于基座部32。
线轴26被配置为包围铁芯24的铁芯主体241。线轴26例如由树脂材料形成。由此,由于能够确保与金属制的其他部件(例如,铁芯24)的电绝缘,因此,作为电路的可靠性提高。通过在树脂材料中使用高流动的树脂,成形性变好,能够在确保线轴26的强度的同时使壁厚变薄。
此外,线轴26以夹着铁芯主体241的方式组装分割体26a、26b,由此,形成为覆盖铁芯主体241的周围的筒状体。此外,在线轴26,在筒状体的两端部设置有凸缘,规定为线圈22位于铁芯主体241的外周上。
<可动体40>
可动体40被配置为在与振动方向(Z方向)正交的方向上隔开间隙G而与铁芯组装体20对置。可动体40被设置为相对于铁芯组装体20在振动方向上往复移动自如。
可动体40具有磁轭41,包含固定于磁轭41的弹性部50-1、50-2的可动体侧固定部54。
可动体40被配置为以经由弹性部50(50-1、50-2)而能够相对于底面部32b在接离方向(Z方向)上移动的方式,以大致平行的方式被分离地悬吊的状态(基准状态位置)。
磁轭41是由电磁不锈钢、烧结材料、MIM(金属注射成型)材料、层叠钢板、电镀锌钢板(SECC)等磁性体构成的板状体。在本实施方式中,磁轭41通过对SECC板进行加工而形成的。
磁轭41通过分别固定于在X方向上分离的被吸附面部46、47的弹性部50(50-1、50-2),以在振动方向(Z方向)上隔开间隙G(参照图13)而与铁芯组装体20对置的方式被悬吊设置。
磁轭41具有安装可动面板81的面部固定部44和与磁极部242、244对置配置的被吸附面部46、47。
在本实施方式中,磁轭41形成为由面部固定部44和被吸附面部46、47包围中央部的开口部48的矩形框状。
开口部48与线圈22对置。在本实施方式中,开口部48位于线圈22的正上方,开口部48的开口形状形成为在磁轭41向底面部32b侧移动时铁芯组装体20的线圈22部分能够插入的形状。通过将磁轭41设为具有开口部48的结构,由此,与没有开口部48的情况相比,能够减薄电磁致动器整体的厚度。
另外,使铁芯组装体20位于开口部48内,因此,与铁芯主体241的磁极部242、244和磁轭41的被吸附面部46、47的间隔(间隙G)相比,在线圈22附近不配置磁轭41。因此,能够抑制基于从线圈22泄漏的漏磁通引起的转换效率的降低,能够实现高输出。
面部固定部44具有固定可动面板81的固定面44a。固定面44a经由插入到面部固定孔42的作为卡止部件的螺钉84,在包围铁芯组装体20的位置固定可动面板81。
被吸附面部46、47被在铁芯组装体20中磁化的磁极部242、244吸引,并且固定弹性部50(50-1、50-2)。
弹性部50-1、50-2的可动体侧固定部54分别以层叠的状态固定于被吸附面部46、47。在被吸附面部46、47设置有切口部49,该切口部49在向底面部32b侧移动时避开铁芯组装体20的螺钉29的头部。
由此,即使可动体40向底面部32b侧移动,被吸附面部46、47接近磁极部242、244,也不会与将磁极部242、244固定于底面部32b的螺钉29接触,能够确保相应的Z方向的磁轭41的可动区域。
<弹性部50>
弹性部50(50-1、50-2)相对于固定体30可动自如地支承可动体40。弹性部50(50-1、50-2)能够弹性变形,构成为板状。弹性部50(50-1、50-2)只要是支承相对于固定体30向振动方向的一个方向驱动的可动体40的部件即可,可以不是板状,而是任意形状、材料的弹性体。
弹性部50(50-1、50-2)将可动体40的上表面在与固定体30的上表面相同的高度,或者比固定体30的上表面(在本实施方式中为铁芯组装体20的上表面)更靠下表面侧以成为相互平行的方式进行支承。此外,弹性部50-1、50-2具有相对于可动体40的中心对称的形状,在本实施方式中,是同样地形成的部件。
弹性部50以隔开间隙G与固定体30的铁芯24的磁极部242、244对置的方式大致平行地配置磁轭41。弹性部50将可动体40的下表面在相比于与铁芯组装体20的上表面的高度水平大致相同的水平更靠底面部32b侧的位置支承为沿振动方向移动自如。
在此,作为一例,弹性部50是具有固定体侧固定部52、可动体侧固定部54、连接固定体侧固定部52和可动体侧固定部54的蜿蜒形状弹性臂部56的板簧。
弹性部50在安装部32a的表面安装固定体侧固定部52,在磁轭41的被吸附面部46、47的表面安装可动体侧固定部54,使蜿蜒形状弹性臂部56与底面部32b平行地安装可动体40。
固定体侧固定部52与安装部32a面接触并通过螺钉57固定,可动体侧固定部54与被吸附面部46、47面接触并通过螺钉58固定。
蜿蜒形状弹性臂部56是具有蜿蜒形状部的臂部。蜿蜒形状弹性臂部56具有蜿蜒形状部,由此,在固定体侧固定部52与可动体侧固定部54之间且在与振动方向正交的面(在X方向以及Y方向上形成的面)上,确保了能够进行可动体40的振动所需的变形的长度。
在本实施方式中,蜿蜒形状弹性臂部56沿固定体侧固定部52与可动体侧固定部54的对置方向延伸并折回,分别与固定体侧固定部52和可动体侧固定部54接合的端部形成于在Y方向上错开的位置。蜿蜒形状弹性臂部56配置于相对于可动体40的中心点对称或线对称的位置。
由此,可动体40被具有蜿蜒形状的弹簧的蜿蜒形状弹性臂部56在两侧方支承,因此,能够进行弹性变形时的应力分散。即,弹性部50能够使可动体40相对于铁芯组装体20不倾斜地沿振动方向(Z方向)移动,能够实现振动状态的可靠性的提高。
弹性部50分别具有至少两个以上的蜿蜒形状弹性臂部56。由此,与蜿蜒形状弹性臂部56分别为一个的情况相比,弹性变形时的应力得以分散,能够实现可靠性的提高,并且对可动体40的支承的平衡变好,能够实现稳定性的改善。
作为弹性部50的板簧可以是非磁性和磁性中的任一种。另外,弹性部50的可动体侧固定部54被配置于在线圈22的卷绕轴方向上与铁芯24的两端部(磁极部242、244)对置的位置或其上侧,在线圈22被通电时,与铁芯24一起构成磁路。
在弹性部50为磁性体的情况下,可动体侧固定部54以层叠的状态固定于被吸附面部46、47的上侧。由此,能够增大与铁芯组装体的磁极部242、244对置的被吸附面部46、47的厚度H(参照图13)作为磁性体的厚度。弹性部50的厚度与磁轭41的厚度相同,因此,能够使与磁极部242、244对置的磁性体的部位的截面积为2倍。由此,与板簧为非磁性的情况相比,能够扩张磁路,缓和磁路中的磁饱和引起的特性的降低,实现输出提高。
此外,在电磁致动器10中,也可以设置检知使用者经由可动面板81及突出部82压入可动体40的压入量的检测部,根据该压入量和输入的驱动信号,产生振动。例如,作为检测压入量的检测部,也可以设置检测弹性部50的应变的传感器。
图15是表示电磁致动器10的磁路的图。此外,图15是以图11的A-A线切断的电磁致动器10的立体图,磁路的未图示的部分也具有与图示的部分同样的磁通的流动M。另外,图16是对电磁致动器10的动作进行说明的图,是示意性地表示基于磁路的可动体40的移动的剖视图。详细而言,图16A是通过弹性部50将可动体40保持在与铁芯组装体20分离的位置的状态的图,图16B是通过磁路的磁动势将可动体40向铁芯组装体20侧吸引而移动后的状态的图。
具体而言,当对线圈22通电时,铁芯24被励磁而产生磁场,铁芯24的两端部成为磁极。例如,如图15所示,在铁芯24中,磁极部242为N极,磁极部244为S极。于是,在铁芯组装体20与磁轭41之间形成磁通的流动M所示的磁路。该磁路中的磁通的流动M从磁极部242向对置的磁轭41的被吸附面部46流动,通过磁轭41的面部固定部44,从被吸附面部47到达与被吸附面部47对置的磁极部244。
在弹性部50为磁性体的情况下,弹性部50也为磁性体,因此,流过被吸附面部46的磁通(由磁通的流动M表示)通过磁轭41的被吸附面部46以及弹性部50-1的可动体侧固定部54。并且,磁通从被吸附面部46的两端经由面部固定部44到达被吸附面部47以及弹性部50-2的可动体侧固定部54的两端。
由此,根据电磁螺线管的原理,铁芯组装体20的磁极部242、244产生以吸附的方式吸引磁轭41的被吸附面部46、47的吸引力F。于是,磁轭41的被吸附面部46、47被铁芯组装体20的磁极部242、244双方吸引。此外,包含磁轭41的可动体40克服弹性部50的作用力而向F方向移动(参照图16A以及图16B)。
另外,若解除向线圈22的通电,则磁场消失,基于铁芯组装体20的可动体40的吸引力F消失,通过弹性部50的作用力,向原来的位置的方向移动(向-F方向移动)。
通过反复进行该动作,电磁致动器10使可动体40沿Z方向往复直线移动而产生振动方向(Z方向)的振动。
使可动体40往复直线移动,由此,固定在可动体40的可动面板81、突出部82也追随可动体40而沿Z方向位移。
在电磁致动器10中,具有卷绕有线圈22的铁芯24的铁芯组装体20固定于固定体30。铁芯组装体20被配置在由弹性部50以相对于固定体30沿Z方向可动自如的方式支承的可动体40的磁轭41的开口部48内。
由此,不需要为了产生磁力而沿Z方向驱动可动体40,而将分别设置于固定体30以及可动体40的部件在Z方向上重叠设置(例如,将线圈22与作为磁性体的磁轭41在Z方向上对置配置)。因此,作为电磁致动器10,能够减薄Z方向的厚度。另外,在不使用磁铁的情况下使可动体40直线往复移动,由此,能够对可动面板81以及突出部82赋予振动。
这样,在电磁致动器10中,支承构造简单,因此,设计简单,能够实现省空间化,能够实现电磁致动器10的薄型化。另外,由于不使用磁铁,因此,与使用磁铁的结构的振动装置(所谓的致动器)相比,能够实现成本的低廉化。
此外,上述的电磁致动器10是沿一方向驱动的结构的一例,只要是沿一方向驱动的结构,则电磁致动器10可以任意地构成。
另外,在电磁致动器10中,优选弹性部50在相对于可动体40的中心对称的位置被配置为多个,但也可以利用一个弹性部50相对于固定体30能够振动地支承可动体40。该情况下,成为在与可动体40的两端部中的至少一个端部对置的方向上,一个弹性部50相对于固定体30而对可动体40进行支承的结构。
另外,在电磁致动器10中,对于基座部32与弹性部50的固定以及弹性部50与可动体40的固定使用螺钉57、58。由此,能够将为了驱动可动体40而需要相对于固定体30以及可动体40牢固地固定的弹性部50以能够再加工的状态机械性地牢固固定。
此外,也可以使用铆钉来代替用于基座部32与弹性部50的固定以及弹性部50与可动体40的固定的螺钉57、58。铆钉由头部和没有螺纹部的主体部构成,插入到开设有孔的部件,将相反侧的端部铆接而使其塑性变形,由此,将开设有孔的部件彼此接合。铆接例如也可以使用冲压加工机、专用的工具等来进行。
(电磁致动器10的驱动原理)
对电磁致动器10的驱动原理进行简单说明。电磁致动器10通过供给的脉冲,根据下述的运动方程式(1)以及电路方程式(2)进行驱动。在本实施方式中,通过输入短脉冲来进行驱动,但也可以不使用短脉冲而以产生任意的振动的方式进行驱动。
此外,电磁致动器10中的可动体40根据数学式(1)、(2)进行往复运动。
[数学式1]
m:质量[kg]
x(t):位移[m]
Kf:推力常数[N/A]
i(t):电流[A]
Ksp:弹簧常数[N/m]
D:衰减系数[N/(m/s)]
[数学式2]
e(t):电压[V]
R:电阻[Ω]
L:电感[H]
Ke:反电动势常数[V/(rad/s)]
电磁致动器10中的质量m[Kg]、位移x(t)[m]、推力常数Kf[N/A]、电流i(t)[A]、弹簧常数Ksp[N/m]、衰减系数D[N/(m/s)]等能够在满足数学式(1)的范围内适当变更。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)]能够在满足数学式(2)的范围内适当变更。
这样,电磁致动器10由可动体40的质量m和作为弹性部50的金属弹簧(弹性体,在本实施方式中为板簧)的弹簧常数Ksp决定。
<振动传递单元的结构例1>
图17是对振动传递单元300A进行说明的图。图17所示的驱动控制部110A是对电磁致动器10进行驱动控制的驱动电路的一例。
振动传递单元300A具有:振动传递装置100(电磁致动器10)、驱动控制部110A以及信号生成部(Signal generation)120A。
驱动控制部110A具有:由MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor)构成的开关元件111、电阻R1、R2、SBD(Schottky Barrier Diodes:肖特基势垒二极管)。
与电源电压Vcc连接的信号生成部120A被连接于开关元件111的栅极。开关元件111是放电切换开关。开关元件111与电磁致动器10、SBD连接,并且与被从电源部Vact供给电压的电磁致动器10连接。
通过以上的结构,信号生成部120A作为对开关元件111施加电压脉冲的电压脉冲施加部发挥功能。被从信号生成部120A施加了电压脉冲的开关元件111作为向电磁致动器10供给电流脉冲的电流脉冲供给部发挥功能。该电流脉冲成为驱动电磁致动器10的驱动信号。因此,根据由信号生成部120A生成的电压脉冲,开关元件111能够生成电流脉冲并向电磁致动器10供给。
虽未图示,但振动传递单元300A也可以具有用于对电磁致动器10进行驱动控制的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等。
该情况下,CPU从ROM读出与处理内容对应的程序并在RAM中展开,与展开的程序协作,驱动控制部110A以及信号生成部120A对电磁致动器10进行驱动控制。例如,CPU参照储存于ROM、存储部(省略图示)的信号模式(例如,用于生成向电磁致动器10供给的电流脉冲的信号模式)等各种数据。此外,存储部例如也可以由非易失性的半导体存储器(所谓的闪存)等构成。
驱动控制部110A及信号生成部120A根据从ROM等读出的信号模式,生成电压脉冲、电流脉冲,将生成的电流脉冲向电磁致动器10(线圈22)供给,将可动体40向振动方向的一方向驱动。
通过向线圈22供给电流脉冲,可动体40克服弹性部50的作用力而向振动方向的一方向位移。在电流脉冲的供给过程中,可动体40向振动方向的一方向的位移持续。
并且,通过停止电流脉冲的供给,即,断开向线圈22的电流脉冲的输入,由此使可动体40向振动方向的一方向(Z方向)位移的力得以释放。电流脉冲的输入的断开意味着生成该电流脉冲的电压断开的定时。在电压断开的时间点,电流脉冲不是完全断开而是衰减的状态。
可动体40通过在拉入方向(Z方向负侧)的最大可位移位置处被蓄积的弹性部50的作用力,而向振动方向中的另一方向(Z方向正侧)移动并位移。经由向Z方向正侧移动的可动体40,向使用者传递较强的振动。
这样,驱动控制部110A根据信号模式,向线圈22供给一个以上的电流脉冲,调整向使用者传递的振动的强度、振动模式。例如,驱动控制部110A供给第一个电流脉冲(主驱动脉冲),通过之后供给的电流脉冲(副驱动脉冲),调整在第一个电流脉冲的供给停止后仍剩余并持续的振动等,调整可动体40的振动的强度、振动模式。
例如,作为副驱动脉冲,能够使用用于缩短基于主驱动脉冲的振动后的衰减的振动的衰减期间的制动脉冲、和用于使基于主驱动脉冲的振动后的振动的衰减期间持续的衰减追加脉冲等,来调整振动的强度、振动模式。
在本结构例的情况下,例如,如果将适于警告的通知的信号模式储存在ROM等中,则在需要对使用者进行警告的情况下,能够将较强的振动传递给使用者,可靠地对使用者传递警告。另外,若将适于按摩的信号模式,具体而言适于按摩的对象部位的信号模式储存在ROM等中,则能够选择适于对象部位的信号模式,进行适于使用者的症状的按摩。
<振动传递单元的结构例2>
图18是对振动传递单元300B进行说明的图。图18所示的驱动控制部110B是对电磁致动器10进行驱动控制的驱动电路的一例。
图18所示的振动传递单元300B具有:振动传递装置100(电磁致动器10)、信号输入部120B、以及夹设在信号输入部120B与电磁致动器10之间的驱动控制部110B。向信号输入部120B输入交流信号,例如来自音频声源的交流信号。
驱动控制部110B具有包含正向地被插入到信号输入部120B与电磁致动器10之间的整流二极管112的半波整流电路。
因此,作为半波整流电路发挥功能的驱动控制部110B对所输入的交流信号进行半波整流,并作为驱动信号被输入到电磁致动器10。如上所述,电磁致动器10通过使由弹性部50以能够弹性振动的方式支承的可动体40向一方向驱动,而使可动体40振动。因此,如果将半波整流后的驱动信号输入到电磁致动器10,则驱动控制部110B能够在电磁致动器10中产生与输入的交流信号的频率(周期)同步的振动。
这样,通过使用整流二极管112,能够以低成本产生与所输入的交流信号的频率同步的振动。在图18所示的半波整流电路中,整流二极管112被插入从信号输入部120B到电磁致动器10的正向上,因此,能够以简单的结构获得上述的效果。
<振动传递单元的结构例3>
图19是对振动传递单元300C进行说明的图。图19所示的驱动控制部110C为对电磁致动器10进行驱动控制的驱动电路的一例。
图19所示的振动传递单元300C具有:振动传递装置100(电磁致动器10)、信号输入部120B、以及夹设在信号输入部120B与电磁致动器10之间的驱动控制部110C。
驱动控制部110C具有包含整流二极管112和续流二极管113的半波整流保护电路。在驱动控制部110C中,在信号输入部120B与电磁致动器10之间正向插入整流二极管112。此外,在驱动控制部110C中,在电磁致动器10的端子间,与电磁致动器10并联地插入续流二极管113。
因此,作为半波整流保护电路发挥功能的驱动控制部110C对输入的交流信号进行半波整流,并作为驱动信号输入到电磁致动器10。由此,驱动控制部110C能够在电磁致动器10中产生与所输入的交流信号的频率同步的振动。
另外,续流二极管113作为整流二极管112的保护电路发挥功能。因此,即使在电磁致动器10内产生反电动势的情况下,也能够在不对整流二极管施加高电压的情况下保护整流二极管免受基于高电压施加的破损。
<振动传递单元的结构例4>
图20是对振动传递单元300D进行说明的图。图20所示的驱动控制部110D是对电磁致动器10进行驱动控制的驱动电路的一例。
图20所示的振动传递单元300D具有:振动传递装置100(电磁致动器10)、信号输入部120B、以及夹设在信号输入部120B与电磁致动器10之间的驱动控制部110D。
驱动控制部110D具有包含整流二极管112、续流二极管113和电阻114的半波整流保护电路。在驱动控制部110D中,在信号输入部120B与电磁致动器10之间沿正向插入整流二极管112。此外,在驱动控制部110C中,在电磁致动器10的端子间,在续流二极管113连接电阻114,与电磁致动器10并联地插入。
因此,作为半波整流保护电路发挥功能的驱动控制部110D对输入的交流信号进行半波整流,作为驱动信号被输入到电磁致动器10。由此,驱动控制部110D能够在电磁致动器10中产生与所输入的交流信号的频率同步的振动。另外,续流二极管113和电阻114作为整流二极管112的保护电路发挥功能。
根据驱动控制部110D,与仅通过续流二极管113来保护整流二极管112的保护电路不同,能够通过电阻114对电流平滑地流动的情况进行抑制。由此,能够产生明显的振动,能够防止针对交流信号的振动的再现性的恶化。另外,即使在电流始终流动的情况下,也能够利用电阻114防止因焦耳热而引起器件的温度上升。
另外,通过提高电阻114的电阻值,电磁致动器10的驱动电流的上升变得陡峭,电磁致动器10例如能够产生与音频声源的交流信号的输入对应的明显的振动。
<振动传递单元的结构例5>
图21是对振动传递单元300E进行说明的图。图21所示的驱动控制部110E为对电磁致动器10进行驱动控制的驱动电路的一例。
图21所示的振动传递单元300E具有:振动传递装置100(电磁致动器10)、信号输入部120B、以及夹设在信号输入部120B与电磁致动器10之间的驱动控制部110E。
驱动控制部110E具有:整流二极管112、115、电阻114、以及作为增幅部(运算增幅器)的运算放大器116。
在驱动控制部110E中,在信号输入部120B与电磁致动器10之间,沿正向插入有运算放大器116和与运算放大器116的输出侧连接的整流二极管112。另外,在驱动控制部110E中,在电磁致动器10的端子间与电磁致动器10并联地插入有电阻114。并且,连接在运算放大器116与整流二极管112之间的其他整流二极管115与电磁致动器10并联地插入。这样,驱动控制部110E由具有运算放大器116的运算放大器电路构成。
根据驱动控制部110E,由于使用运算放大器116,因此能够设为所谓的理想二极管,能够防止使用了整流二极管112的结构中的正向压降。即,即使输入的交流信号是微小电压成分,也能够将其再现,即,生成与微小电压成分对应的驱动信号,并向电磁致动器10供给。由此,驱动控制部110E能够在电磁致动器10中产生与输入的交流信号的频率同步的振动。
根据以上说明的振动传递单元300A~300E,通过高效的驱动,即使是小型的产品也能够实现输出增加。即,使用电磁致动器10,能够实现低成本化以及薄型化,并且将较强的振动立即传递给使用者。
另外,在上述的结构例2~5所示的振动传递单元300B~300E中,能够使用上述的突出部82将与输入的交流信号(例如,音频声源的交流信号)同步的振动传递给使用者。
另外,在上述的结构例2~5中,也可以根据输入的交流信号对从驱动控制部110B~110E输出的驱动信号进行增幅,输入到电磁致动器10。该情况下,例如,在驱动控制部110B~110E与电磁致动器10之间配置增幅电路。
另外,在上述的结构例2~5中,驱动控制部110B~110E也可以与电磁致动器10一体地安装。在使驱动控制部110B~110E与电磁致动器10分体的情况下,对驱动控制部110B~110E的电路设计施加负担,需要专用的电路结构。与此相对,在将驱动控制部110B~110E与电磁致动器10一体地安装的情况下,不需要作为其外部电路的驱动控制部110B~110E的电路设计、专用的电路结构。即,如果存在向信号输入部120B输入信号的电路(例如,输入声音的声源电路),则不需要其他电路。因此,例如能够将音频声源的交流信号直接输入到信号输入部120B,能够实现使用上的便利性的提高。
[振动传递单元的安装例]
图22是表示振动传递单元的安装例的图。在图22中,作为一例,表示使用图18所示的振动传递单元300B将与振动传递装置100同样地构成的振动传递装置100-1、100-2安装于座椅400的例子。此外,不限于图22所示的振动传递单元300B,也可以使用上述的振动传递单元300A、振动传递单元300C~300E。
另外,如上所述,座椅400也可以构成为警告通知装置、按摩装置,但在此,作为音频装置,具体而言,表示构成为游戏用的音频装置的例子。
座椅400具有振动传递单元300B,振动传递单元300B具有:振动传递装置100-1、100-2、驱动控制部110B以及信号输入部120B。在此,作为一例,振动传递装置100-1安装于座椅400的靠背部412内,振动传递装置100-2安装于座椅400的座部414内,但振动传递装置100的安装数量可以是一个,也可以是三个以上。
座椅400是在进行游戏时供使用者就座的座椅,信号输入部120B与游戏机主体连接。当根据游戏内容发出的声音(音乐、音响)的音频信号从游戏机主体输入到信号输入部120B时,驱动控制部110B对输入的音频信号进行半波整流,作为驱动信号输入到振动传递装置100-1、100-2。输入到振动传递装置100-1、100-2的驱动信号被输入到各个电磁致动器10,电磁致动器10分别产生与所输入的音频信号的频率(周期)同步的振动。
由此,座椅400能够向就座于该座椅400的使用者传递与根据游戏内容发出的声音对应的振动,能够给予游戏的操作感、临场感。这样,座椅400能够构成为体验游戏的体感模拟器用座椅、体验游戏发出的声音的听音用座椅。
在图22所示的结构中,座椅400经由该座椅表面部件向使用者传递振动。振动传递装置100-1、100-2也可以以它们的突出部82从靠背部412、座部414露出的方式安装于座椅400,该情况下,座椅400能够向使用者直接传递振动。
以上,对本发明的实施方式、变形例进行了说明。此外,以上的说明是本发明的优选实施方式的例证,本发明的范围并不限定于此。即,关于上述装置的结构、各部分的形状的说明是一例,在本发明的范围内能够对这些例子进行各种变更、追加是显而易见的。
例如,在本实施方式中,电磁致动器10的可动体40(可动面板81、突出部82)的驱动方向为Z方向,但不限于此。例如,在X方向或Y方向上,也能够得到上述的高效的驱动、振动的强化等效果。
2021年6月30日申请的日本特愿2021-109231的日本申请所包含的说明书、附图以及摘要的公开内容全部引用于本申请。
产业上的利用可能性
本发明的振动传递装置能够使用电磁致动器来实现低成本化和薄型化,能够高效地产生适于向使用者传递的振动的推力,例如适用于警告通知装置、音频装置、按摩装置等而有用。
附图标记说明
10 电磁致动器
11 支承支柱
20 铁芯组装体
20a、20b 对置面
22 线圈
24 铁芯
26 线轴
26a、26b 分割体
28 固定孔
29 螺钉
30 固定体
32 基座部
32a 安装部
32b 底面部
33 卡止孔
36 开口部
40 可动体
41 磁轭
42 面部固定孔
44 面部固定部
44a 固定面
46、47 被吸附面部
48 开口部
49 切口部
50、50-1、50-2 弹性部
52 固定体侧固定部
54 可动体侧固定部
56 蜿蜒形状弹性臂部
57、58 螺钉
60 收容盖部
61 对置面
61a 内表面
62 开口部
63 冲击缓和部
64 底部
64a 角部
65 嵌入螺母
66 凸缘部
67 保护罩
70 收容基部
71 固定板
71a 内表面
72 突出设置部
73 插入部
74 凹部
75 贯通孔
76 肋
77、78 螺钉
80 传递部
81 可动面板
81a 上表面
81b 下表面
82 突出部
82a 前端部
82b 凸缘部
83、84 螺钉
85 间隔件
86 冲击缓和部
100、100-1、100-2 振动传递装置
110A、110B、110C、110D、110E 驱动控制部
111 开关元件
112 整流二极管
113 续流二极管
114 电阻
115 整流二极管
116 运算放大器
120A 信号生成部
120B 信号输入部
241 铁芯主体
242 磁极部
244 磁极部
300A、300B、300C、300D、300E 振动传递单元
321、322 固定孔
400 座椅
412 靠背部
414 座部。

Claims (12)

1.一种振动传递装置,其特征在于,具有:
振动致动器,其将相对于固定体能够弹性振动地支承的可动体向该可动体的振动方向的一方向驱动并进行振动;
收容部,其将所述振动致动器收容于内部,
所述收容部具有使所述可动体的至少一部分露出的开口部,以便使所述可动体与赋予振动的对象接触。
2.根据权利要求1所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动传递装置具有:突出部,其通过所述开口部而从所述可动体向所述收容部的外部突出。
3.根据权利要求1或2所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动传递装置具有:限制部,其限制所述可动体的可动范围。
4.根据权利要求3所述的振动传递装置,其特征在于,
所述限制部具有:冲击缓和部,其在限制了所述可动体的情况下缓和基于所述可动体的冲击。
5.根据权利要求4所述的振动传递装置,其特征在于,
所述冲击缓和部是由弹性体构成的阻尼器。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动传递装置具有:迷宫式构造,其配置于所述开口部与所述可动体之间的间隙。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动传递装置具有:能够伸缩的罩,其从所述收容部的外侧覆盖所述开口部。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动致动器具有:
所述固定体,其具有线圈和卷绕有所述线圈的铁芯;
所述可动体,其具有由磁性体构成的磁轭,所述磁轭相对于所述铁芯的两端部在与所述线圈的卷绕轴相交的方向上对置地接近配置;
能够弹性变形的弹性部,其在与所述可动体的两端部中的至少一个端部对置的方向上,相对于所述固定体支承所述可动体。
9.根据权利要求8所述的振动传递装置,其特征在于,
所述振动传递装置具有:半波整流电路,其驱动所述振动致动器。
10.一种警告通知装置,其特征在于,
具有权利要求1~9中任一项所述的振动传递装置,
通过所述振动传递装置向对象者赋予振动,向所述对象者通知警告。
11.一种音频装置,其特征在于,
具有权利要求1~9中任一项所述的振动传递装置,
通过所述振动传递装置向对象者赋予基于声源的振动。
12.一种按摩装置,其特征在于,
具有权利要求1~9中任一项所述的振动传递装置,
通过所述振动传递装置向对象者赋予振动来进行所述对象者的按摩。
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