CN1601875A - 振动发生装置及使用该振动发生装置的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型且效率高的振动发生装置。在可动部(13)的侧方设置着机械式开关(19)。直接检测出以共振频率往复运动的可动部(13)的位置,切换开关的非连接状态与连接状态,向线圈(15)供给电流。能够容易地使振动部件(12)及可动部(13)以共振频率振动,用较少的能量高效率地发生振动。而且,通过使用接触/非接触切换型的机械式开关,能够使开关(19)的结构简化,装置的小型化也容易。
Description
技术领域
本发明涉及可以装载于手机、游戏机、及游戏机的控制器等小型电子设备的振动发生装置及装载有该振动发生装置的电子设备,尤其涉及适于小型化、能够以较小的能量高效率地发生振动的振动发生装置及装载有该振动发生装置的电子设备。
背景技术
图11是表示以往的振动发生装置的截面图。该振动发生装置在箱盒1内设置有支撑台2,在该支撑台2的上面固定着由板簧所构成的振动部件3的一端。振动部件3的固定于支撑台2的上面的部分是支撑部位3a,支撑部位3a以外的部分是可以沿图示上下方向摆动的振动部件3b。在振动部件3b的头端部,设置有由铁或钨所构成的锤4与由硬磁性材料所构成的磁铁5的叠层体6。
在磁铁5的下方以固定于箱盒1的状态设置有在与磁铁5的磁力线相交叉的方向上盘卷的线圈7。
线圈7中流过电流时,如图12所示,由电磁力而使磁铁5向图示下方或上方移动,停止电流的供给时,由弹力使振动部件3的振动部件3b回到原来的位置。
通过使流过线圈7的电流为矩形波或正弦波等具有一定周期的交流信号8,能够使振动部件3与叠层体6以一定的周期振动。
这里,使振动部件3及叠层体6的固有振动与交流信号8的周期相吻合,则能够进行高效率的振动。但是,为了使交流信号8的周期与振动部件3及叠层体6的固有振动的周期相吻合,控制交流信号8时,存在有控制电路复杂,消耗电力大的问题。
专利文献1的图1所示的激励器,具有位置检测线圈23与驱动线圈22同芯盘卷而成的线圈21所构成的定子,以及在与该定子对面的位置设置有永久磁铁31的动子10,动子10安装于板簧11的头端部。驱动线圈22中流过电流时,动子10向箭头方向移动,位置检测线圈23中所发生的电动势减少。由图4所示的比较器44将位置检测线圈23中所发生的电动势的电压与驱动线圈22中的电压进行比较,所述电动势到某一值以下时向驱动线圈22供给电流。这样,由板簧11的回复力能够使动子10回到原来的位置。
根据这样的专利文献1所述的激励器,板簧11与动子10容易以共振频率振动。
专利文献1:特开平3-156269号公报(第四页,图1、图4)。
专利文献1所述的激励器,通过在动子10上检测出与驱动线圈22一起安装的位置检测线圈23中所发生的电动势的降低,而控制向驱动线圈22供给的电流。
这样的控制方法,是由位置检测线圈23与永久磁铁31的位置关系,以及从永久磁铁31所发出的磁场的磁通密度,来左右向驱动线圈22供给电流的时刻的方法,有向驱动线圈22供给电流的时刻对于每一个制品容易产生偏差的问题。所以,板簧11与动子10的振动容易偏离共振频率。
而且,由于在驱动线圈22以外也需要位置检测线圈23,所以难以实现装置的小型化。
还有,由于在弹性支撑部件的先端设置有具有线圈或磁铁的可动部的悬臂式振动发生装置,弹性支撑部件3是由板簧所构成,所以在对可动部6施加上下方向的力时,弹性支撑部件3会产生如图10所示的弯曲。这样,弹性支撑部件3的变形量,会在头端部3c处最大,向着接近固定端3a处而逐渐变小,例如,在弹性支撑部件3与可动部6的结合部9的变形量x1,比弹性支撑部件3的在结合部9与固定部3a之间区域10的变形量x2要大。
所以,振动时弹性支撑部件3的变形量在头端部3c处最大,可动部6的重心C的变形量比头端部3c小。这样由于振动时可动部6倾斜变动,所以可动部6的上下方向的振动空间必须扩大,对小型化构成妨碍。
而且,为了尽量扩大可动部6的变形量,弹性支撑部件3的从固定端3a到头端部3c的长度距离必须增大,这也妨碍振动发生装置的小型化。
而且,在振动开始前,可动部6的重心C与线圈7的盘卷中心7a在垂直方向上重合(图9)。但是,振动开始后,可动部6的重心C与线圈7的盘卷中心7a在垂直方向上不再重合(图10)。所以,可动部6的重心C,和由磁铁5所发生的磁场与流过线圈7的电流的相互作用而发生的电磁力的中心也变动,能量的损失增大。
发明内容
本发明是为了解决上述以往的问题而提出的,其目的在于提供一种能够容易、正确地控制振动部件的往复运动的振动频率,且能够容易小型化的振动发生装置及使用该振动发生装置的电子设备。
本发明是一种振动发生装置,具有基部为固定部、顶部为结合部的弹性支撑部件,和结合于所述弹性支撑部件的所述结合部的规定质量的可动部;所述弹性支撑部件固定所述固定部而被悬臂支撑,并且在所述固定部的端部即固定端与所述结合部的端部即结合端之间可以挠曲变形,设置有给予所述可动部以振动驱动力的驱动装置,其特征在于:所述可动部的重心与所述振动驱动力对于所述可动部的作用中心,双方都位于所述弹性支撑部件的所述固定端与所述结合端之间。
在本发明中,所述弹性支撑部件振动时,由于以所述结合端为支点的所述可动部的旋转力矩与以所述固定端为支点的所述弹性支撑部件的挠曲的力矩相互抵消,所以能够减轻所述弹性支撑部件的弯曲,维持所述弹性支撑部件为接近平面的状态下振动。其结果是,由于接近所述固定端处的所述可动部的振动变形量增大,所以能够减小所述弹性支撑部件的从固定端到头端部的长度尺寸,使振动发生装置易于小型化。
而且,由于能够增大振动时的所述可动部的重心的振动变形量,所以振动发生装置的所述可动部的振动方向的尺寸也易于小型化。
还有,希望作用于所述可动部的重力与所述振动驱动力的合力所作用的作用点,与所述结合端及所述固定端的中心点,位于在振动方向上延长的同一直线上。
由此,能够使所述可动部直进运动,可以增大所述可动部的重心的振动变形量。
特别是,希望所述可动部的重心,与所述结合端及所述固定端的中心点,位于在振动方向上延长的同一直线上。
而且,在本发明中,希望所述可动部的重心,与给予所述可动部的所述振动驱动力的作用中心,均位于在振动方向上延长的同一直线上,这样就能够高效率地振动所述可动部。
还有,在本发明中,希望所述弹性支撑部件在所述结合端的部分折弯,在所述可动部上没有所述振动驱动力作用时,所述弹性支撑部件的所述固定部与结合部相互平行。
特别是,希望所述弹性支撑部件的所述结合部固定于所述可动部的表面,所述结合部与所述表面平行。
而且,本发明的电子设备的特征在于,设置有本发明的振动发生装置,在从外部输入信号时,所述振动发生装置振动,从而使框体振动。
本发明是一种振动发生装置,具有基部被固定而以悬臂状态被支撑的弹性支撑部件,和结合于所述弹性支撑部件的规定质量的可动部;并设置有磁驱动装置,该磁驱动装置具有在所述可动部与固定侧中的一方设置的磁铁、及在另一方设置的线圈,其特征在于:设置有与所述可动部的往复运动同步而切换连接状态与非连接状态的开关,并设置有在该开关从非连接状态向连接状态切换、或从连接状态向非连接状态切换时,向所述磁驱动装置的所述线圈进行规定时间通电的电流供给电路。
在本发明中,利用所述开关,按照与所述可动部的往复运动同步的方式,以一定的时间驱动所述磁驱动装置。就是说,在本发明中,不是周期性地驱动所述磁驱动装置,所述可动部与该驱动周期相吻合而往复运动,而是与以共振频率往复运动的所述可动部的周期相吻合,控制所述磁驱动装置。
所以,本发明的振动发生部件能够容易地使所述振动部件以共振频率振动,能够以少的能量高效率地发生振动。
而且,通过使用所述开关,装置的小型化也容易。
而且,希望所述开关是由所述可动部的往复移动力而切换非连接状态与连接状态的开关。
所述可动部通过一定的位置,再次回到该位置为止的时间(振动的周期T)为一定。所以,由所述可动部的往复移动力切换开关的非连接状态与连接状态,就能够与所述可动部的周期相吻合,正确地控制所述磁驱动装置。
例如,在所述可动部为非振动的中立位置时,所述开关维持非连接状态或连接状态,在所述可动部从中立位置向任意方向移动时,所述开关进行切换。
所述电源供给电路,例如是具有蓄电装置,以及有源元件的电路,其中有源元件在所述开关从非连接状态向连接状态切换,或从连接状态向非连接状态切换时,由所述蓄电装置的放电电流而切换向线圈的通电。
而且,希望设置有在所述可动部为非振动的中立位置时,通过给予起动电流使所述蓄电装置放电,向线圈通电的另一有源元件。
而且,本发明的电子设备的特征在于:在框体内设置有本发明的振动发生装置,在从外部输入信号时,所述振动发生装置振动,从而使框体振动。
本发明的电子设备容易实现低耗电化、小型化。
在本发明中,通过与所述可动部的往复运动同步切换连接状态与非连接状态的开关,能够驱动所述磁驱动装置,与所述可动部的往复运动同步。就是说,与以共振频率往复运动的所述可动部的周期吻合,控制所述磁驱动装置。
所以,本发明的振动发生部件能够容易地使所述振动部件以共振频率振动,能够以小的能量高效率地发生振动。而且,通过使用所述开关,容易实现装置的小型化。
而且,框体内具有本发明的振动发生装置的本发明的电子设备,容易实现低耗电化、小型化。
附图说明
图1是表示本发明的振动发生装置的第一实施方式的截面图。
图2是从图示Y方向所看到的图1所示的振动发生装置的截面图。
图3是表示图1所示的振动发生装置的振动部件及可动部上升,开关成为非连接状态的截面图。
图4是表示脉冲发生电路的一例的电路图。
图5是图4所示的脉冲发生电路的时刻图。
图6是表示本发明的振动发生装置的第二实施方式的截面图。
图7是从图示Y方向所看到的图6所示的振动发生装置的截面图。
图8是表示本发明的振动发生装置的第三实施方式的截面图。
图9是表示图8所示的振动发生装置的振动部件及可动部下降,开关成为非连接状态的截面图。
图10是表示装载有本发明的振动发生装置的手机终端的外观的立体图。
图11是表示以往的振动发生装置的截面图。
图12是表示图11所示的振动发生装置的振动部件及可动部上升状态的截面图。
图中:11、31-框体,12-振动部件,13、33-可动部,14-结合部,15、35-线圈,16、36-磁铁,17、37-轭铁,19-开关,23-脉冲发生电路,24-输入部,C-重心。
具体实施方式
图1是表示本发明的振动发生装置的第一实施方式的截面图。图2是从图示Y方向所看到的图1所示的振动发生装置的截面图。
框体11的顶板11a上安装有板簧(弹性部件)所形成的弹性支撑部件12。弹性支撑部件12的一方端部是固定部12a,弹性支撑部件12的固定部12a固定于所述顶板11a上而被悬臂支撑。该固定部12a的端部是固定端12c。弹性支撑部件12的顶部为结合部14。弹性支撑部件12在结合端14a的部分将上述结合部14折曲,该结合部14粘结固定于可动部13的表面13b。
所以,弹性支撑部件12的所述固定端12c成为悬臂侧的端部,固定端12c与结合端14a之间的部分是挠曲变形部12d。
可动部13夹持所述结合端14a,向固定部12a一侧及与固定部12a相反一侧的双向延伸,质量也夹持结合端14a,分布于图1的左右双方。但是,可动部13的质量分布,从结合端14a向图示左侧的部分比图示右侧的部分多,可动部13的重心C位于固定端12c与结合端14a之间的区域M。
还有,如图1所示,在振动驱动力不作用于可动部13的平衡状态时,弹性支撑部件12的固定部12a与结合部14相互平行,结合部14与可动部13的表面13b平行。
在可动部13的下面,固定有重物18与线圈15。重物18由铁或钨所构成。线圈15是由漆包线等包覆导线缠绕成圆筒状而形成,在本实施例中,以从可动部13的重心C的垂直线(图1中点划线所示)作为缠绕中心。
在框体11中,沿框体11的侧壁11b、11b设置有由硬磁性材料构成的磁铁16、16。框体11的侧壁11b、11b及底部11c由磁性材料构成。磁铁16按照与框体11的侧壁11b相接的端面16a和与线圈15对向的端面16b构成相反的磁极的方式进行磁化。磁铁16与线圈15构成给予可动部13以振动驱动力的驱动装置。
而且,在框体11的底部11c上,设置有与磁铁16、16相对面的轭铁部件17。轭铁部件17也由磁性材料构成。
如图2所示,在本实施方式中,端面16b是N极,端面16a是S极。在这种情况下,磁铁16所发生的磁通,形成从磁铁16向轭铁部件17,经过轭铁部件17、框体11的底部11c、侧壁11b,而到达磁铁16的S极的磁路。
图1及图2是表示未对线圈15通电的状态。此时,线圈15位于轭铁部件17与磁铁16之间,磁铁16所发生的所述磁通,垂直地横穿线圈15到达轭铁部件17。
在图1及图2所示的状态下,给予线圈15以图2所示方向的电流时,由磁通与电流而在Z方向发生电磁力F,对可动部13给予向Z方向驱动的力。
在可动部13的侧方,设置着具有第一接点19a与第二接点19b的机械式开关19。第一接点19a固定在台座20上,通过配线21与线圈15的一侧端部相连接。第二接点19b通过配线22连接于脉冲发生电路(电流供给电路)23。脉冲发生电路23与线圈15的另一侧端部相连接。
在图1所示的状态下,第一接点19a与第二接点19b接触,开关19为接通状态。
在脉冲发生电路23中,连接有向振动发生装置输入指示振动开始信号的输入部24。在开关19为接通状态时,从输入部24输入信号,则与脉冲发生电路23发生的脉冲电压同步,而在线圈15中流过电流。此时,给予线圈15以图2所示方向的电流时,由磁通与电流而在Z方向发生电磁力F,可动部13向Z方向移动。
在图1所示的振动发生装置中,可动部13上形成缺口部13a,开关19的第二接点19b的顶部19b1插入缺口部13a内。可动部13向图示Z方向移动时,第二接点19b向图示Z方向推压,维持开关19的连接状态。
与脉冲发生电路23发生的脉冲电压的电压变化同步,线圈15中不流过电流时,电磁力F不起作用。电磁力F不起作用时,可动部13由弹性支撑部件12的弹力推动而振动,可动部13向与图示Z方向相反的方向移动,开关19的第一接点19a与第二接点19b成为图3所示的非连接状态。开关19为非连接状态时,脉冲发生电路23中发生脉冲电压。线圈15中与该脉冲电压同步流过电流,在Z方向发生电磁力F(参照图2),可动部13再次向Z方向移动。与脉冲发生电路23中发生的脉冲电压的电压变化同步,线圈15中不流过电流时,电磁力F不起作用,可动部13向与图示Z方向相反的方向移动,开关19成为非连接状态。
通过重复这些一连串的动作,从振动发生装置发生一定周期的振动。
这样,开关19由可动部13的往复移动力而切换非连接状态与连接状态。在本实施方式中,在可动部为非振动的中立位置时,所述开关维持连接状态,在所述可动部从中立位置向图示上方移动时,所述开关进行切换。所以,开关19的非连接状态与连接状态的切换与可动部13的往复移动同步。而且,在本实施方式中,开关19直接检测出可动部13的位置,切换连接状态与非连接状态。
可动部13通过一定的位置,再次回到该位置的时间(振动的周期T)是由弹性支撑部件12的弹簧常数与可动部13及弹性支撑部件的质量所决定的定值。还有,可动部13的振动频率(振动周期T的倒数)是共振频率。
所以,由可动部13的往复移动力而切换开关19的非连接状态与连接状态,就能够与可动部13周期T相吻合,正确地控制驱动装置。
就是说,在本实施方式中,不是周期性地驱动线圈15,可动部13与该驱动周期相吻合而往复运动,而是与以共振频率往复运动的可动部13的周期相吻合,向线圈15供给电流。
所以,本实施方式的振动发生装置容易以共振频率振动弹性支撑部件12及可动部13,能够以少的能量高效率地发生振动。而且,通过使用接触/非接触切换型的机械式开关,能够使开关的结构简化,装置的小型化也容易。
图4表示了脉冲发生电路(电流供给电路)23的一例。该脉冲发生电路23具有连接于线圈15的有源元件即晶体管Tr2及晶体管Tr1,以及在开关19从连接状态切换到非连接状态时向晶体管Tr1的基极供给驱动信号(放电电流)的蓄电装置30。
而且,在蓄电装置30及晶体管Tr2的下游连接有晶体管Tr3。该晶体管Tr3是为了在可动部13为不振动的中立位置时,通过给予起动电流而使蓄电装置30放电的另一有源元件。在本实施方式中,从输入部24向晶体管Tr3的基极供给起动电流时,蓄电装置30放电。
图4所示的电路图的A点、B点、C点、及D点中的电压时间图示于图5。
在可动部13为不振动的中立位置,从输入部供给起动电流之前的状态下,晶体管Tr3的基极电压A为“低”,晶体管Tr3为OFF状态。在该状态下,在开关19为接通状态时,蓄电装置30的C1为充电状态。
在从输入部24供给起动电流、晶体管Tr3的基极电压A成为“高”、晶体管Tr3为ON状态时,D点的电位下降,电容器C1中存储的电荷放电,流过放电电流。来自电容器C1的放电电流流过R1及电阻R2,由电阻2的电压下降使C点的电位上升。C点的电位达到晶体管Tr1的临界电位以上时,晶体管Tr1与晶体管Tr2成为ON状态,线圈15中流过电流,图1所示的可动部13从平衡点向下方移动。
在电容器C1中存储的电荷放电后,电容器C1通过二极管D而充电,电阻R1及电阻R2中没有电流流过,C点的电位下降。C点的电压根据由电容器C1的电容与电阻R2的电阻值所规定的时间常数而减少。
在C点的电位减少到晶体管Tr1的临界电位以下时,晶体管Tr1与晶体管Tr2成为OFF状态,线圈15中不流过电流,可动部13由弹性力而向上方向移动。
可动部13向上方向移动时,开关19为OFF,B点及D点的电位下降,电容器C1中存储的电荷放电,流过放电电流。该放电电流流过电阻R1及电阻R2,C点的电位上升,晶体管Tr1与晶体管Tr2成为ON状态,线圈15中流过电流。线圈15中流过电流时,可动部13向下方向移动,开关19成为ON。开关19为ON时,电容器C1通过二极管D而充电。
电容器C1中存储的电荷放电终了,或电容器C1充电时,电阻R1及R2中电流消失,C电的电位下降,晶体管Tr1与晶体管Tr2成为OFF状态,线圈15中电流消失,可动部13到达振动的最下点之后由弹力向上方向移动。可动部13向上方向移动时,开关19为OFF。
这样,基于可动部的弹力的振动与在驱动线圈中流过电流的驱动电路的动作同步。
还有,还可以与图4所示的电路相反,具有在开关19从非连接状态切换到连接状态时,向晶体管Tr1的基极供给驱动信号(放电电流)的蓄电装置30。
还有,图1~图3所示的振动发生装置的开关19,在可动部13为中立位置时维持连接状态,但也可以与此相反,设置为在可动部13为中立位置时维持非连接状态,在可动部13移动时切换为连接状态的开关。
就是说,在本发明中,设置有随可动部13的移动而切换连接状态与非连接状态的开关,与该开关的连接状态与非连接状态的切换同步,向线圈15供给一定时间的电流即可。而且,在本实施方式中,作用于线圈15的电磁力F的中心,是弹性支撑部件12的结合端14a与弹性支撑部件12的固定端12c之间的区域。所以,振动驱动力对于可动部13的作用中心就位于结合端14a与固定端12c之间的区域M。而且,可动部13的重心C也位于结合端14a与固定端12c之间的区域M。
在本实施方式中,首先,如图1及图2所示,在振动驱动力不作用于可动部13时,弹性支撑部件12的固定端12c与结合端14a平行,且向与重力方向(振动方向)垂直的方向延伸。所以,可动部13也为水平位置。
在本实施方式中,弹性支撑部件12振动时,以结合端14a为支点的可动部13的旋转力矩,与以固定端12c为支点的弹性支撑部件12的弯曲力矩相互抵消。
所以,弹性支撑部件12的弯曲减小,能够在维持弹性支撑部件12接近平面的状态下振动。其结果是,由于接近固定端12c处的可动部13的振动变形量增大,所以能够减小弹性支撑部件12自固定端12c到头端部12b的长度尺寸,容易实现振动发生装置的小型化。
而且,能够增大可动部13的重心C振动变形量,容易实现振动发生装置的可动部13的振动方向(与图示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化。
而且,由于可动部13的质量分布在结合端14a的图示左侧部分多于右侧部分,所以能够使可动部13的体积增大,使可动部13的质量增大。
而且,在本实施方式中,可动部13的重心C、结合端14a与固定端12c的中心点C1,都位于在重力方向(图示Z方向;振动方向)上延伸的同一直线上。
由此,使可动部13保持水平位置的同时而振动,能够使该重心C直进运动,可以增大可动部13的重心C的振动变形量。
而且,在本实施方式中,可动部13的重心C与给予可动部13电磁力(振动驱动力)F的作用中心,均位于在重力方向(振动方向)上延伸的同一直线上,能够高效率地振动可动部13。
还有,作为本发明,使作用于线圈15的电磁力F的作用中心与可动部13的重心C,位于结合端14a与固定端12c之间即可。而且,如果使作用于可动部13的重力与电磁力(振动驱动力)F的合力的作用点,与结合端14a和固定端12c的中心点C1,都位于在重力方向(振动方向)上延伸的同一直线上,就能够使可动部13保持水平位置的同时而振动,使其重心C直进运动。
图6是表示本发明的振动发生装置的第二实施方式的截面图。图7是从图示Y方向所看到的图6所示的振动发生装置的截面图。
本实施方式与图1及图2所示的第一实施方式的不同点在于,在连接于弹性支撑部件12的头端部12b一侧的可动部33上设置有由硬磁性材料构成的磁铁36、36,在框体31一侧固定有线圈35。
与图1及图2所示的振动发生装置同样,在框体31的顶板31a上安装有由板簧(弹性部件)所形成的弹性支撑部件12。弹性支撑部件12的一方的端部是固定部12a,弹性支撑部件12的所述固定部12a固定于所述顶板31a而被悬臂支撑。该固定部12a的端部是固定端12c。弹性支撑部件12的顶部为结合部14。弹性支撑部件12在结合端14a的部分将所述结合部14折曲,该结合部14粘结固定于可动部33的表面33b。
在可动部33的下面,设置有重物38,由硬磁性材料构成的磁铁36、36,以及与磁铁36、36相对面的轭铁部件37。重物18由铁或钨所形成。轭铁部件37由磁性材料所形成。
在框体31侧,固定有线圈35。线圈35是由漆包线等包覆导线缠绕成圆筒状而形成的空心线圈,在本实施例中,以从可动部33的重心C的垂直线(图6中点划线所示)作为缠绕中心。磁铁36与线圈35构成给予可动部33以振动驱动力的本发明的驱动装置。
磁铁36按照与框体31的侧壁31b相接的端面36a和与线圈35对向的端面36b构成相反的磁极的方式磁化。
还有,在本实施方式中,框体31的侧壁31b、31b及底部31c也由磁性材料所形成。
而且,如图7所示,在本实施方式中,端面36b是N极,端面36a是S极。在这种情况下,磁铁36所发生的磁通,形成从磁铁36向轭铁部件37,经过轭铁部件37、框体31的底部31c、侧壁31b,而到达磁铁36的S极的磁路。
图6及图7是表示未对线圈35通电的状态。此时,线圈35位于轭铁部件37与磁铁36之间,磁铁36所发生的所述磁通,垂直地横穿线圈35到达轭铁部件37。
在图6及图7所示的状态下,给予线圈35以图7所示方向的电流时,在Z方向发生磁通与电流所产生的电磁力F,对可动部33给予向Z方向的振动驱动力。
本实施方式的振动发生装置与图1及图2所示的振动发生装置同样,容易以共振频率振动弹性支撑部件12及可动部33,能够以少的能量高效率地发生振动。而且,通过使用接触/非接触切换型的机械式开关,能够使开关19的结构简化,装置的小型化也容易。
在本实施方式中,在振动驱动力不作用于可动部33时,弹性支撑部件12的固定端12c与结合端14a平行,且向与重力方向(振动方向)垂直的方向延伸。所以,可动部33也为水平位置。
而且,弹性支撑部件12振动时,以结合端14a为支点的可动部13的旋转力矩,与以固定端12c为支点的弹性支撑部件12的弯曲力矩可以相互抵消。
所以,弹性支撑部件12的弯曲减小,能够在维持弹性支撑部件12接近平面的状态下振动。其结果是,由于接近固定端12c处的可动部33的振动变形量增大,所以能够减小弹性支撑部件12自固定端12c到结合端14的长度尺寸,容易实现振动发生装置的小型化。
而且,能够增大可动部33的重心C振动变形量,容易实现振动发生装置的可动部33的振动方向(与图示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化。
而且,由于可动部33的质量分布在结合端14a的图示左侧部分多于右侧部分,所以能够使可动部33的体积增大,使可动部33的质量增大。
而且,在本实施方式中,可动部33的重心C、结合端14a与固定端12c的中心点C1,都位于在重力方向(图示Z方向;振动方向)上延伸的同一直线上。
由此,使可动部33保持水平位置的同时而振动,能够使该重心C直进运动,增大可动部33的重心C的振动变形量。
而且,在本实施方式中,可动部33的重心C与给予可动部33的电磁力(振动驱动力)F的作用中心,均位于在重力方向(振动方向)上延伸的同一直线上,能够高效率地振动可动部33。
而且,在本发明中,还可以不设置开关19与脉冲发生电路23,而是通过对线圈15或线圈35供给具有矩形波或正弦波等一定周期的交流信号,使弹性支撑部件12及可动部13或可动部33以一定的周期振动。
在这种情况下,使弹性支撑部件12及可动部13或可动部33以共振频率是困难的。但是,能够使接近弹性支撑部件12的固定端12c处的可动部13或可动部33振动变形量增大,减小弹性支撑部件12自固定端12c到结合端14a的长度尺寸,具有容易使振动发生装置小型化的效果,而且,还具有能够增大可动部13或可动部33的重心C的振动变形量,容易实现振动发生装置的可动部33的振动方向(与图示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化的效果。
图8是表示本发明的振动发生装置的第三实施方式的截面图。
在本发明中,可动部13、33的重心C及可动部33中所述驱动力的作用中心,并非一定要位于弹性支撑部件12的结合端14a与固定端12a之间的区域M。
图8所示的振动发生装置,在框体41内设置支撑台42,在该支撑台42的上面固定有由板簧所形成的振动支撑部件43的固定端43a,固定端43a以外的部分能够在图示的上下方向摆动。在振动支撑部件43的先端43b上,设置有由铁或钨等形成的锤44与由硬磁性材料形成的磁铁45所构成的可动部46。
在磁铁45的下方以固定于框体41的状态设置有在与磁铁45的磁力线交叉的方向上盘卷的线圈47。线圈47由漆包线等包覆导线缠绕成圆筒状而形成。
在可动部46的侧方,设置着具有第一接点51a与第二接点51b的机械式开关51。第一接点51a固定在台座52上,通过配线53与线圈47的一端部相连接。第二接点51b通过配线54连接于脉冲发生电路(电流供给电路)23。脉冲发生电路23与线圈47的另一端部相连接。脉冲发生电路(电流供给电路)23及输入部24与图1、图6中所示的脉冲发生电路(电流供给电路)23及输入部24是同样的。
在图1所示的状态下,第一接点51a第二接点51b接触,开关51为连接状态。
在脉冲发生电路23中,连接有向振动发生装置输入指示振动开始的信号的输入部24。开关51为连接状态时,从输入部24输入信号时,从脉冲发生电路23向线圈47流过电流,可动部46向上方移动。
在图8所示的振动发生装置中,可动部46上形成缺口部46a,开关51的第二接点51b的顶部51b1插入所述缺口部46a内。
可动部46向图示上方向移动后,与脉冲发生电路23发生的脉冲电压的电压变化同步,线圈47中不流过电流时,电磁力不起作用。电磁力不起作用时,可动部46由振动部件43的弹力推动而振动,如图9所示,第二接点51b向图示下方向推压,可动部46到达规定的位置时,开关51成为非连接状态。
开关51为非连接状态时,开始从脉冲发生电路23向线圈47供给电流,电磁力起作用,可动部46向图示上方向移动。
通过重复这些一连串的动作,从振动发生装置发生一定周期的振动。
这样,在本实施方式中,也能够与可动部46的往复移动同步而切换开关51的非连接状态与连接状态。
可动部46通过一定的位置,再次回到该位置为止的时间(振动的周期T)是由振动支撑部件43的弹簧常数与可动部46及振动支撑部件的质量所决定的定值。还有,可动部46的振动频率(振动周期T的倒数)是共振频率。
所以,由可动部46的往复移动力而切换开关的非连接状态与连接状态,就能够与可动部46周期T相吻合,正确地控制驱动装置。就是说,在本实施方式中,也能够与以共振频率往复运动的可动部46的周期相吻合,向线圈47供给电流。
所以,本实施方式的振动发生装置容易以共振频率振动振动支撑部件43及可动部46,能够以少的能量高效率地发生振动。而且,通过使用接触/非接触切换型的机械式开关,能够使开关的结构简化,装置的小型化也容易。
而且,在图1、图2、图6、图7、图8中所示的振动发生装置组装到手机终端等电子设备的框体内,接受电波等外部信号输入时,能够使振动发生部件振动,使框体振动。
图10是表示装载有本发明的振动发生装置的手机终端的外观的立体图。
如图10所示,本实施方式的手机终端60,具有连接第一壳体61a与第二壳体61b,使其能够以轴63为支点进行旋转的壳(框体)61。在第一壳体61a内设置有配列多个按钮式键输入部62a的操作部62,而且在第二壳体61b内设置有由液晶面板形成的显示部64。在手机终端60中,操作部62的面与显示部64的面相对,二者折叠而成为非使用状态(由点划线表示第二壳体61b),第一壳体61a与第二壳体61b张开到大致180度的角度时为使用状态。
向手机终端60发送的电波信号,由天线65接收后进行信号处理,从图1或图6所示的输入部24向脉冲发生电路23输入输入信号。而且,振动发生装置66基于上述的振动发生装置的动作原理而振动,手机终端60的框体61振动,向手机终端60的使用者通知手机接收到信号的情况。
由于本发明的振动发生装置是以弹性支撑部件与可动部的共振频率而振动,所以组装有本发明的振动发生装置的电子设备,能够发生启动快、细小的振动。
而且,本发明的振动发生装置,与使用在旋转轴上安装砝码的旋转马达的振动发生装置及作为以往技术所说明的振动发生装置相比,由于能够以小的能量高效率地发生振动,容易小型化,所以能够促进电子设备的低耗电化、小型化。
还有,作为使用本发明的振动发生装置的电子设备的例子,除了手机之外,还有与游戏的进行状态相吻合而发生振动的游戏用控制器等。
以上阐述了本发明的优选实施方式,在不脱离本发明范围的前提下,还可以进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,对可动部13及可动部33的振动方向与重力方向为同一方向的情况进行了说明,但在改变振动发生装置的方向而使用时,也可以可动部13及可动部33的振动方向与重力方向不同。
还有,上述实施例仅是例举,不构成对本发明的权利要求范围的限制。
Claims (13)
1.一种振动发生装置,具有基部为固定部、顶部为结合部的弹性支撑部件,和结合于所述弹性支撑部件的所述结合部的规定质量的可动部;所述弹性支撑部件固定所述固定部而被悬臂支撑,并且在所述固定部的端部即固定端与所述结合部的端部即结合端之间可以挠曲变形,设置有给予所述可动部以振动驱动力的驱动装置,其特征在于:所述可动部的重心与所述振动驱动力对于所述可动部的作用中心,双方都位于所述弹性支撑部件的所述固定端与所述结合端之间。
2.根据权利要求1所述的振动发生装置,其特征在于:作用于所述可动部的重力和所述振动驱动力的合力所作用的作用点,与所述结合端和所述固定端的中心点,位于在振动方向延伸的同一直线上。
3.根据权利要求1所述的振动发生装置,其特征在于:所述可动部的重心与所述结合端和所述固定端的中心点,位于在振动方向延伸的同一直线上。
4.根据权利要求2所述的振动发生装置,其特征在于:所述可动部的重心与给予所述可动部以所述振动驱动力的作用中心,均位于在振动方向延伸的同一直线上。
5.根据权利要求1所述的振动发生装置,其特征在于:所述弹性支撑部件在所述结合端的部分折曲,在所述可动部上没有作用所述振动驱动力时,所述弹性支撑部件的所述固定部与所述结合部相互平行。
6.根据权利要求5所述的振动发生装置,其特征在于:所述弹性支撑部件的所述结合部固定于所述可动部的表面,所述结合部与所述表面平行。
7.一种电子设备,其特征在于:设置有权利要求1所述的振动发生装置,在从外部输入信号时,所述振动发生装置振动,从而使框体振动。
8.一种振动发生装置,具有基部被固定而以悬臂状态被支撑的弹性支撑部件,和结合于所述弹性支撑部件的规定质量的可动部;并设置有磁驱动装置,该磁驱动装置具有在所述可动部与固定侧中的一方设置的磁铁、及在另一方设置的线圈,其特征在于:设置有与所述可动部的往复运动同步而切换连接状态与非连接状态的开关,并设置有在该开关从非连接状态向连接状态切换、或从连接状态向非连接状态切换时,向所述磁驱动装置的所述线圈进行规定时间通电的电流供给电路。
9.根据权利要求8所述的振动发生装置,其特征在于:所述开关是由所述可动部的往复移动力而切换非连接状态与连接状态的开关。
10.根据权利要求9所述的振动发生装置,其特征在于:在所述可动部为非振动的中立位置时,所述开关维持非连接状态或连接状态,在可动部从所述中立位置向任意方向移动时,所述开关进行切换。
11.根据权利要求8所述的振动发生装置,其特征在于:所述电源供给电路具有蓄电装置以及有源元件,其中有源元件在所述开关从非连接状态向连接状态切换、或从连接状态向非连接状态切换时,通过所述蓄电装置的放电电流而切换向线圈的通电。
12.根据权利要求11所述的振动发生装置,其特征在于:设置有另一有源元件,在所述可动部为非振动的中立位置时,通过给予起动电流而使所述蓄电装置放电,向线圈通电。
13.一种电子设备,其特征在于:设置有权利要求8所述的振动发生装置,在从外部输入信号时,所述振动发生装置振动,从而使框体振动。
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