JP2018029482A - Oscillation generating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動発生装置に関し、特に、弾性支持部材を介して振動可能に筐体に支持された振動体を備えた振動発生装置に関する。 The present invention relates to a vibration generating device, and more particularly to a vibration generating device including a vibrating body supported by a casing so as to be vibrated via an elastic support member.
携帯情報端末やゲーム機等の電子機器に搭載され、携帯情報端末での着信を知らせるための振動や、ゲーム機での触覚フィードバック用の振動等に利用される振動を発生させる振動発生装置が実用化されている。 A vibration generator that is installed in electronic devices such as portable information terminals and game machines and that generates vibrations for notifying incoming calls on portable information terminals and vibrations for tactile feedback on game machines is practical. It has become.
このような用途に使用される従来の振動発生装置としては、例えば、特許文献1に開示されたものが有る。以下、従来の振動発生装置の構成について、図9を用いて説明する。図9は、従来の振動発生装置の構成を示す説明図であり、特許文献1に係る従来の振動発生装置101の構成を示している。尚、図9において、X方向とY方向とZ方向とは、それぞれ互いに直交する3つの方向を示している。
As a conventional vibration generator used for such an application, for example, there is one disclosed in
図9に示すように、特許文献1に係る従来の振動発生装置101は、筐体110と、筐体110に収容された振動体120と、振動体120を保持する支持体130と、振動体120と支持体130とを振動可能に支持する弾性支持部材133と、振動体120を磁力を用いて駆動する磁気駆動部140とを備えている。支持体130は、ばね性を有した金属板を折り曲げて形成された箱状の部材であり、振動体120を載置する支持底部131を有している。
As shown in FIG. 9, the
弾性支持部材133は、前述した金属板を折り曲げて支持体130と一体で形成された板ばねであり、第1の弾性変形部136と第2の弾性変形部137とを有している。第1の弾性変形部136は、X方向に沿って延出すると共に、折り目がZ方向に沿うように複数回折り曲げられた部分であり、X方向に伸縮するように弾性変形する。第2の弾性変形部137は、支持体130の支持底部131と第1の弾性変形部136の一方の端部とを繋ぐように延びる板状の部分であり、Z方向に撓むように弾性変形する。そして、弾性支持部材133は、第1の弾性変形部136と第2の弾性変形部137とによって、振動体120をX方向及びZ方向に沿って振動可能に支持している。
The
磁気駆動部140は、振動体120側に配設された電磁石と、筐体110側に配設された永久磁石とを有して構成される。電磁石は、振動体120側に配設された磁芯121と、磁性ヨーク122と、磁芯121の周囲に設けられたコイル141とで構成され、所定の方向に向かって交番磁界を発生させている。永久磁石は、Y方向に沿って振動体120と隣接するように筐体110側に配設された永久磁石142a及び永久磁石142bとである。そして、磁気駆動部140は、電磁石と永久磁石との間の磁力を利用して、振動体120をX方向及びZ方向に沿って駆動している。
The
そして、振動発生装置101は、弾性支持部材133が振動体120をX方向及びZ方向に沿って振動可能に支持し、磁気駆動部140が振動体120をX方向及びZ方向に沿って駆動することによって、X方向及びZ方向に沿った所望の振動を発生させている。
In the
特許文献1に係る従来の振動発生装置101では、第1の弾性変形部136は、X方向に沿って延出すると共に、折り目がZ方向に沿うように複数回折り曲げられた部分である。第1の弾性変形部136がこのような構造の場合、第1の弾性変形部136は、伸縮によってX方向に沿って弾性変形するだけでなく、撓みによってY方向にも弾性変形するようになる。そのため、永久磁石142aが振動体120を引き寄せる力と永久磁石142bが振動体120を引き寄せる力とのバランスがずれた場合には、振動体120が永久磁石142a側又は永久磁石142b側に引き寄せられて、Y方向に偏った位置で振動するようになる。その結果、振動体120の振動動作が不安定になり易くなるという課題が有った。
In the conventional vibration generating
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、振動体の振動動作を安定させることができる振動発生装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the situation of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a vibration generator that can stabilize the vibration operation of a vibrating body.
この課題を解決するために、請求項1に記載の振動発生装置は、筐体と、前記筐体に収容された振動体と、前記振動体を互いに直交する第1の方向及び第2の方向に沿って振動可能に支持する弾性支持部と、前記振動体を前記第1の方向及び前記第2の方向に沿って磁力を用いて駆動する磁気駆動部とを備え、前記磁気駆動部は、前記振動体側に配設された第1の磁界発生手段と、前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向における前記振動体の延長線上に位置するように、前記筐体側に配設された第2の磁界発生手段とからなる振動発生装置であって、前記弾性支持部は、折り目が前記第3の方向に沿うように折り曲げられた複数の折り曲げ部と、前記複数の折り曲げ部のうちの1つから他の1つに向かって延出する平坦部とが形成された板ばねからなることを特徴とする。
In order to solve this problem, the vibration generator according to
この構成の振動発生装置では、弾性支持部は、折り目が第1の方向及び第2の方向と直交する第3の方向に沿うように折り曲げられた複数の折り曲げ部と、複数の折り曲げ部のうちの1つから他の1つに向かって延出する平坦部とが形成された板ばねからなる。このような折り曲げ構造の板ばねは、折り目と直交する方向には弾性変形し易いが、折り目に沿った方向には変形し難いという特徴を有する。そのため、弾性支持部を第1の方向及び第2の方向に沿って弾性変形させ易くし、且つ、弾性支持部の第3の方向に沿った変形を抑制することができる。その結果、振動体が第3の方向に沿った移動を抑制することができ、振動体の第1の方向及び第2の方向に沿った振動動作を安定させることができる。 In the vibration generating device having this configuration, the elastic support portion includes a plurality of bent portions that are bent so that the fold line extends along a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and the plurality of bent portions. It consists of a leaf | plate spring in which the flat part extended toward one from the other was formed. A leaf spring having such a folding structure has a feature that it is easily deformed elastically in a direction perpendicular to the fold, but hardly deformed in a direction along the fold. Therefore, the elastic support portion can be easily elastically deformed along the first direction and the second direction, and deformation of the elastic support portion along the third direction can be suppressed. As a result, the vibration body can be prevented from moving along the third direction, and the vibration operation along the first direction and the second direction of the vibration body can be stabilized.
請求項2に記載の振動発生装置は、前記平坦部の外周部を避けた位置には、開口部が形成されていることを特徴とする。
The vibration generator according to
この構成の振動発生装置では、平坦部の外周部を避けた位置に開口部を形成することによって、弾性変形部が第3の方向に沿って変形し易くなるのを抑制しつつ、第1の方向及び第2の方向に沿って弾性変形し易くすることができる。そして、開口部の寸法を調節することによって、弾性変形部の第1の方向及び第2の方向に沿った弾性変形し易さを調節することができる。その結果、振動体の振動動作を安定させつつ、振動体を第1の方向及び第2の方向に沿って振動し易くし、且つ、振動体の振動し易さを調節することができるようになる。 In the vibration generating device having this configuration, the opening is formed at a position avoiding the outer peripheral portion of the flat portion, thereby suppressing the elastic deformation portion from being easily deformed along the third direction, and the first portion. It is possible to facilitate elastic deformation along the direction and the second direction. And the ease of elastic deformation along the 1st direction and 2nd direction of an elastic deformation part can be adjusted by adjusting the dimension of an opening part. As a result, the vibration body can be easily vibrated along the first direction and the second direction while the vibration operation of the vibration body is stabilized, and the ease of vibration of the vibration body can be adjusted. Become.
請求項3に記載の振動発生装置は、前記弾性支持部は、前記平坦部の前記折り目に沿った方向の寸法が、前記平坦部の延出方向に沿った寸法よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。 The vibration generating device according to claim 3, wherein the elastic support portion is formed such that a dimension of the flat portion along the fold is larger than a dimension along the extending direction of the flat portion. It is characterized by.
この構成の振動発生装置では、平坦部の折り目に沿った方向の寸法が、平坦部の延出方向に沿った寸法よりも大きくなるように、弾性変形部を形成することによって、弾性変形部の第3の方向に沿った変形を更に抑制することができ、振動体の振動動作を更に安定させることができる。 In the vibration generating device having this configuration, the elastic deformation portion is formed by forming the elastic deformation portion so that the dimension along the crease of the flat portion is larger than the dimension along the extending direction of the flat portion. Deformation along the third direction can be further suppressed, and the vibration operation of the vibrating body can be further stabilized.
請求項4に記載の振動発生装置は、前記弾性支持部は、前記第1の方向に対する第1の弾性係数と、前記第2の方向に対する前記第1の弾性係数とは異なる第2の弾性係数とを有し、前記磁気駆動部は、前記第1の弾性係数及び前記振動体の質量に対応した第1の固有振動数で、前記第1の方向に沿って前記振動体を駆動すると共に、前記第2の弾性係数及び前記振動体の質量に対応した第2の固有振動数で、前記第2の方向に沿って前記振動体を駆動することを特徴とする。 The vibration generator according to claim 4, wherein the elastic support portion has a first elastic coefficient different from the first elastic coefficient in the first direction and a second elastic coefficient different from the first elastic coefficient in the second direction. The magnetic drive unit drives the vibrating body along the first direction at a first natural frequency corresponding to the first elastic coefficient and the mass of the vibrating body; The vibrator is driven along the second direction at a second natural frequency corresponding to the second elastic coefficient and the mass of the vibrator.
この構成の振動発生装置では、磁気駆動部が、第1の弾性係数及び振動体の質量に対応した第1の固有振動数で振動体を駆動することによって、振動体を第1の方向に沿って振動し易くし、第2の方向に沿って振動し難くすることができる。また、磁気駆動部が、第2の弾性係数及び振動体の質量に対応した第2の固有振動数で振動体を駆動することによって、振動体を第2の方向に沿って振動し易くし、第1の方向に沿って振動し難くすることができる。その結果、振動体の振動動作を安定させつつ、振動体の第1の方向及び第2の方向に沿った所望の振動動作を実現することができる。 In the vibration generating device having this configuration, the magnetic driving unit drives the vibrating body at the first natural frequency corresponding to the first elastic coefficient and the mass of the vibrating body, thereby moving the vibrating body along the first direction. This makes it easy to vibrate and makes it difficult to vibrate along the second direction. Further, the magnetic drive unit drives the vibrating body at a second natural frequency corresponding to the second elastic coefficient and the mass of the vibrating body, thereby facilitating the vibrating body to vibrate along the second direction, It can be made difficult to vibrate along the first direction. As a result, it is possible to realize a desired vibration operation along the first direction and the second direction of the vibration body while stabilizing the vibration operation of the vibration body.
請求項5に記載の振動発生装置は、前記第1の磁界発生手段は、前記第3の方向に沿って交番磁界を発生させるように、前記振動体側に配設された電磁石であり、前記第2の磁界発生手段は、前記第3の方向に沿って前記電磁石と対向するように、前記筐体側に配設された永久磁石であり、前記永久磁石は、前記第1の方向と前記第2の方向とに沿って、それぞれ異なる磁極が並ぶように着磁されていることを特徴とする。 The vibration generating apparatus according to claim 5, wherein the first magnetic field generating means is an electromagnet disposed on the vibrating body side so as to generate an alternating magnetic field along the third direction. The second magnetic field generating means is a permanent magnet disposed on the housing side so as to face the electromagnet along the third direction, and the permanent magnet includes the first direction and the second direction. It is characterized in that it is magnetized so that different magnetic poles are arranged along the direction.
この構成の振動発生装置では、電磁石が発生させる交番磁界によって、電磁石を、永久磁石側の一方の磁極と吸引し合ったり反発し合ったりさせ、永久磁石側の他方の磁極と反発し合ったり吸引し合ったりさせることができる。そして、このような電磁石と永久磁石との間の磁力を利用することによって、振動体を第1の方向と第2の方向とに沿って容易に振動させることができるようになる。しかも、永久磁石と電磁石との間に磁力が働いても、弾性変形部の第3の方向に沿った変形が抑制されているので、振動体の振動動作を安定させることができる。そのため、このような振動発生装置は、電磁石と永久磁石との間の磁力を利用して振動体を駆動する場合に好適である。 In the vibration generating device of this configuration, the electromagnet is attracted or repelled by one magnetic pole on the permanent magnet side and repelled or attracted by the other magnetic pole on the permanent magnet side by the alternating magnetic field generated by the electromagnet. You can make them meet each other. Then, by utilizing the magnetic force between the electromagnet and the permanent magnet, the vibrating body can be easily vibrated along the first direction and the second direction. In addition, even if a magnetic force acts between the permanent magnet and the electromagnet, the deformation along the third direction of the elastic deformation portion is suppressed, so that the vibration operation of the vibrating body can be stabilized. Therefore, such a vibration generator is suitable for driving a vibrating body using a magnetic force between an electromagnet and a permanent magnet.
本発明によれば、振動体の振動動作を安定させることができる振動発生装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration generator which can stabilize the vibration operation | movement of a vibrating body can be provided.
以下、本発明の実施形態について図1ないし図7を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る振動発生装置の構成を示す第1の説明図である。図1(a)は、振動発生装置1の外観を示す斜視図であり、図1(b)は、振動発生装置1から蓋部12を取り外した状態の斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る振動発生装置の構成を示す第2の説明図であり、振動発生装置1の分解斜視図となっている。図3は、本発明の実施形態に係る振動体の構成を示す説明図であり、振動体20の斜視図となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a first explanatory diagram showing a configuration of a vibration generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a perspective view showing the appearance of the
図4は、本発明の実施形態に係る保持部と弾性支持部との構成を示す第1の説明図である。図4(a)は、保持部30と弾性支持部40との斜視図であり、図4(b)は、保持部30と弾性支持部40との正面図である。図5は、本発明の実施形態に係る保持部と弾性支持部との構成を示す第2の説明図である。図5(a)は、保持部30と弾性支持部40とを右から見た場合の側面図であり、図5(b)は、図4(b)のA1−A1断面に対応した断面図である。図6は、本発明の実施形態に係る永久磁石の構成を示す説明図である。図6(a)は、後側の永久磁石70の分解斜視図であり、図6(b)は,後側の永久磁石70の正面図である。
FIG. 4 is a first explanatory view showing the configuration of the holding portion and the elastic support portion according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A is a perspective view of the holding
図7は、本発明の実施形態に係る磁気駆動部の駆動方向を示す説明図であり、磁心61を前から見た場合の説明図となっている。図7(a)は、磁心61の前端部がN極に磁化された時の、前側の永久磁石70が磁心61の前端部に及ぼす磁力の方向を示し、図7(b)は、磁心61の前端部がS極に磁化された時の、前側の永久磁石70が磁心61の前端部に及ぼす磁力の方向を示している。図7において、実線の矢印は、磁心61に及ぼす磁力の方向である。
FIG. 7 is an explanatory view showing the drive direction of the magnetic drive unit according to the embodiment of the present invention, and is an explanatory view when the
図8は、本発明の実施形態に係る振動体の振動方向を示す説明図であり、振動体20と保持部30と弾性支持部40とを前から見た場合の説明図となっている。図8(a)は、電磁石60が第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を発生させた時の、振動体20の振動方向を示し、図8(b)は、電磁石60が第2の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を発生させた時の、振動体20の振動方向を示している。図8において、実線の矢印は、振動体20が振動し易くなる方向、すなわち振動体20の振動方向であり、点線の矢印は、振動体20が振動し難くなる方向である。
FIG. 8 is an explanatory view showing the vibration direction of the vibrating body according to the embodiment of the present invention, and is an explanatory view when the vibrating
尚、各図における方向は、X1を左、X2を右、Y1を前、Y2を後、Z1を上、Z2を下とする。そして、本実施形態では、左右方向が本発明における第1の方向となり、上下方向が本発明における第2の方向となり、前後方向が本発明における第3の方向となっている。 The directions in each figure are X1 on the left, X2 on the right, Y1 on the front, Y2 on the back, Z1 on the top, and Z2 on the bottom. In the present embodiment, the left-right direction is the first direction in the present invention, the up-down direction is the second direction in the present invention, and the front-rear direction is the third direction in the present invention.
まず、本発明の実施形態に係る振動発生装置の構成について、図1ないし図6を用いて説明する。本発明の実施形態に係る振動発生装置1は、携帯情報端末やゲーム機等の電子機器に搭載される振動発生装置である。振動発生装置1が発生させる振動は、例えば、携帯情報端末での着信を知らせるための振動や、ゲーム機での触覚フィードバック用の振動等に利用される。振動発生装置1は、図1及び図2に示すように、筐体10と、振動体20と、保持部30と、2つの弾性支持部40と、磁気駆動部50とを備えている。
First, the structure of the vibration generator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A
筐体10は、図1及び図2に示すように、本体部11と蓋部12とを組み合わせて構成される。本体部11は、金属板を加工してできた略直方体の箱状の部材であり、本体部11の上端部から下方に凹となる略直方体の凹部である収容部11aを有している。蓋部12は、金属板を加工してできた略長方形の板状の部材であり、本体部11の上端部に取り付けられて収容部11aを上から覆っている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
振動体20は、図3に示すように、筐体10の収容部11aに収容された略直方体の部材である。振動体20には、磁気駆動部50の一部となる電磁石60が配設されている。
As shown in FIG. 3, the vibrating
保持部30と弾性支持部40とは、ばね性を有した金属板を所定の形状に加工して一体で形成される。保持部30は、図4及び図5に示すように、略直方体の箱状の部分である。保持部30には、図1及び図2に示すように、振動体20の下部が収容されて保持される。
The holding
弾性支持部40は、図4及び図5に示すように、左右方向に延びる金属板を、折り目が前後方向に沿うように複数回折り曲げて形成された板ばねである。2つの弾性支持部40のうちの一方は保持部30の左端部から左側に延出し、他方は保持部30の右端部から右側に延出している。以下、保持部30の左端部から左側に延出する弾性支持部40を、左側の弾性支持部40と略称し、保持部30の右端部から右側に延出する弾性支持部40を、右側の弾性支持部40と略称する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、弾性支持部40は、図4及び図5に示すように、3つの折り曲げ部41と、2つの平坦部42と、取り付け部43とを有している。折り曲げ部41は、折り目に沿って折り曲げられた部分である。平坦部42は、3つの折り曲げ部41のうちの1つから他の1つに向かって延出する略長方形の部分であり、折り目の方向に沿った辺と、延出方向に沿った辺とを有している。そして、弾性支持部40は、平坦部42の折り目の方向に沿った寸法(以下、平坦部42の幅寸法と略称)が、平坦部42の延出方向に沿った寸法(以下、平坦部42の長さ寸法と略称)よりも大きくなるように形成されている。また、平坦部42の外周部を避けた位置には、略長方形の開口部42aが形成されている。
Moreover, the
尚、弾性支持部40のような折り曲げ構造の板ばねは、折り目と直交する方向(左右方向及び上下方向)には弾性変形し易いという特徴を有する。すなわち、このような板ばねは、伸縮によって左右方向に沿って弾性変形し、撓みによって上下方向に沿って弾性変形することができる。一方、このような板ばねは、折り目に沿った方向(前後方向)には変形し難いという特徴も有しているので、前後方向に沿った移動を抑制するための部材として好適である。
Note that a leaf spring having a folding structure such as the
また、このような折り曲げ構造の板ばねでは、通常、撓みによる上下方向に沿った弾性変形と比較して、伸縮による左右方向に沿った弾性変形の方が変形し易い。そのため、弾性支持部40の左右方向に対する弾性係数を第1の弾性係数とし、弾性支持部40の上下方向に対する弾性係数を第2の弾性係数とすると、第1の弾性係数と第2の弾性係数とは異なる値となる。
Further, in a leaf spring having such a bent structure, the elastic deformation along the left-right direction due to expansion and contraction is usually easier to deform than the elastic deformation along the up-down direction due to bending. Therefore, if the elastic coefficient of the
取り付け部43は、弾性支持部40の先端部に形成されている。取り付け部43の所定の位置には、係合用爪部43aが形成されている。そして、係合用爪部43aが筐体10の本体部11と係合することによって、弾性支持部40が筐体10に取り付けられる。そして、弾性支持部40は、左右方向及び上下方向に沿って弾性変形することによって、振動体20を左右方向及び上下方向に沿って振動可能に支持するようになる。
The
尚、振動体20は、弾性支持部40に支持されて、第1の弾性係数及び振動体20の質量に対応して決まる第1の固有振動数で左右方向に沿って振動し、第2の弾性係数及び振動体20の質量に対応して決まる第2の固有振動数で上下方向に沿って振動する。そして、第1の弾性係数と第2の弾性係数とが異なる値なので、第1の固有振動数と第2の固有振動数とも異なる値となる。
The vibrating
磁気駆動部50は、図2に示すように、振動体20側に配設された電磁石60(第1の磁界発生手段)と、筐体10側に配設された2つの永久磁石70(第2の磁界発生手段)とを有して構成される。電磁石60は、図3に示すように、磁心61と、ボビン62と、コイル63と、端子64とを有している。磁心61は、強磁性体でできた角柱状の部材であり、前後方向に沿って延びている。ボビン62は、絶縁体でできた筒状の部材であり、磁心61の外周部を覆っている。コイル63は、ボビン62の外周部に配線を巻き回して形成される。端子64は、図示しない配線用の部材を介してコイル63の両端部と図示しない外部回路とを接続している。
As shown in FIG. 2, the
電磁石60は、コイル63に交流の電流を流すことによって、前後方向に沿って磁界を発生させ、磁心61の前端部と後端部とを異なる磁極に磁化させている。そして、コイル63に流す電流を交流の電流とすることによって、電磁石60が発生させる磁界は、電流の向きの変化に対応して磁界の向きが変化する交番磁界となる。そして、磁心61の前端部がS極となっている時には後端部がN極となり、磁心61の前端部がN極となっている時には後端部がS極となる。電磁石60が交番磁界を発生させるタイミングや交番磁界の周波数は、前述した外部回路によって制御されている。
The
永久磁石70は、図2及び図6に示すように、略直方体の板状の磁石である。2つの永久磁石70は、振動体20の電磁石60が有する磁心61の前後方向における延長線上(以下、前後方向における振動体20の延長線上と略称)に位置するように、筐体10の前端部側と後端部側とにそれぞれ配設されている。また、永久磁石70には、図6に示すように、左右方向及び上下方向に沿った辺を有する略長方形の磁化面71が形成されている。そして、永久磁石70の磁化面71と電磁石60の磁心61とが前後に対向するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
また、永久磁石70には、磁化面71の左上から右下に向かって斜め方向に延びるスリット72が形成されている。そして、磁化面71は、スリット72によって2つの磁化領域73に分割され、2つの磁化領域73は、互いに異なる磁極となるように着磁されている。永久磁石70は、このようにして、左右方向と上下方向とに沿ってそれぞれ異なる磁極が並ぶように着磁されている。
In addition, the
以下、筐体10の前端部側に配設された永久磁石70を、前側の永久磁石70と略称し、筐体10の後端部側に配設された永久磁石70を、後側の永久磁石70と略称する。また、2つの磁化領域73のうち、左下側の領域を第1磁化領域73aとし、右上側の領域を第2磁化領域73bとする。そして、前側の永久磁石70では、第1磁化領域73aがS極となり、第2磁化領域73bがN極となるように着磁され、後側の永久磁石70では、第1磁化領域73aがN極となり、第2磁化領域73bがS極となるように着磁されているものとして説明を進める。
Hereinafter, the
また、永久磁石70には、永久磁石70が発生させた磁界を電磁石60側に向かわせるための、強磁性体でできた部材であるヨーク74が取り付けられている。振動発生装置1はこのような構成となっている。
Further, a
次に、振動発生装置1の動作について、図7及び図8を用いて説明する。磁気駆動部50は、前述したように、振動体20側に配設された電磁石60と、筐体10側に配設された2つの永久磁石70とを有している。そして、電磁石60は、コイル63に交流の電流を流すことによって交番磁界を発生させ、磁心61の前端部と後端部とを磁化させている。また、永久磁石70は、電磁石60と前後に対向するように筐体10側に配設されている。そして、永久磁石70の磁化面71には、互いに異なる磁極となるように着磁された第1磁化領域73aと第2磁化領域73bとが形成されている。
Next, operation | movement of the
そして、図7(a)に示すように、磁心61の前端部がN極に磁化された時には、磁心61の前端部が、前側の永久磁石70の第1磁化領域73aと吸引し合い、第2磁化領域73bと反発し合う。図示しないが、磁心61の前端部がN極に磁化された時には、磁心61の後端部はS極に磁化され、磁心61の後端部が、後側の永久磁石70の第1磁化領域73aと吸引し合い、第2磁化領域73bと反発し合う。その結果、振動体20には左方向及び下方向に向かって磁力が働く。
Then, as shown in FIG. 7A, when the front end portion of the
また、図7(b)に示すように、磁心61の前端部がS極に磁化された時には、磁心61の前端部が、前側の永久磁石70の第1磁化領域73aと反発し合い、第2磁化領域73bと吸引し合う。図示しないが、磁心61の前端部がS極に磁化された時には、磁心61の後端部はN極に磁化され、磁心61の後端部が、後側の永久磁石70の第1磁化領域73aと反発し合い、第2磁化領域73bと吸引し合う。その結果、振動体20には右方向及び上方向に向かって磁力が働く。
Further, as shown in FIG. 7B, when the front end portion of the
磁気駆動部50では、このように、電磁石60が発生させる磁界の向きが反転する度に、電磁石60の磁心61の前端部及び後端部が、永久磁石70の第1磁化領域73aと吸引し合ったり反発し合ったりし、第2磁化領域73bと反発し合ったり吸引し合ったりする。そして、磁気駆動部50は、このような電磁石60と永久磁石70との間の磁力を利用して、振動体20を左右方向及び上下方向に駆動している。
In the
一方、振動体20は、前述したように、弾性支持部40によって、左右方向及び上下方向に沿って振動可能に支持されている。そして、振動体20は、第1の弾性係数及び振動体20の質量に対応して決まる第1の固有振動数で左右方向に沿って振動し、第2の弾性係数及び振動体20の質量に対応して決まる第2の固有振動数で上下方向に沿って振動する。
On the other hand, as described above, the vibrating
そのため、図8(a)に示すように、電磁石60が第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を発生させた時には、振動体20は、左右方向に対して振動し易くなり、上下方向に対しては振動し難くなる。その結果、振動体20は、左右方向に沿って振動するようになる。また、図8(b)に示すように、電磁石60が第2の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を発生させた時には、振動体20は、上下方向に対して振動し易くなり、左右方向に対しては振動し難くなる。その結果、振動体20は、上下方向に沿って振動するようになる。
Therefore, as shown in FIG. 8A, when the
磁気駆動部50は、このような交番磁界の周波数と振動体20の振動し易さとの関係を利用して、第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界によって振動体20を左右方向に沿って振動させ、第2の固有振動数と同じ周波数の交番磁界によって振動体20を上下方向に沿って振動させている。以下、第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界によって振動体20を左右方向に沿って振動させることを、第1の固有振動数で振動体20を左右方向に駆動すると略称し、第2の固有振動数と同じ周波数の交番磁界によって振動体20を上下方向に沿って振動させることを、第2の固有振動数で振動体20を上下方向に駆動すると略称する。
The
次に、振動体20の振動動作を安定させる方法について説明する。弾性支持部40のような折り曲げ構造の板ばねは、前述したように、折り目と直交する方向には弾性変形し易いが、折り目に沿った方向には変形し難いという特徴を有する。そのため、本実施形態では、このような折り曲げ構造の板ばねの特徴を利用して、弾性支持部40の前後方向に沿った変形を抑制している。そして、それによって、振動体20が前後方向に沿った移動を抑制し、振動体20の左右方向及び上下方向に沿った振動動作を安定させている。
Next, a method for stabilizing the vibration operation of the vibrating
しかも、このような折り曲げ構造の板ばねでは、平坦部42の幅寸法が平坦部42の長さ寸法よりも大きい程、折り目に沿った方向に変形し難くなる。本実施形態では、このような折り曲げ構造の板ばねの特徴を利用して、平坦部42の幅寸法が平坦部42の長さ寸法よりも大きくなるように、弾性支持部40を形成し、それによって、弾性支持部40の前後方向に沿った変形を抑制し易くしている。
Moreover, in the leaf spring having such a folding structure, the
また、このような折り曲げ構造の板ばねでは、平坦部42の外周部は、弾性支持部40の折り目に沿った方向への変形し難さに大きく影響するが、平坦部42の外周部を避けた部分(中央部寄りの部分)の影響は、平坦部42の外周部の影響と比較して小さい。一方、平坦部42の外周部を避けた部分に開口部42aを形成することによって、平坦部42の折り目と直交する方向(左右方向及び上下方向)に対する機械強度を低下させ、弾性支持部40を折り目と直交する方向に弾性変形し易くすることができる。
Further, in the leaf spring having such a folding structure, the outer peripheral portion of the
本実施形態では、このような折り曲げ構造の板ばねの特徴を利用して、平坦部42の外周部を避けた位置に開口部42aを形成し、それによって、弾性支持部40が前後方向に沿って変形し易くなるのを抑制しつつ、左右方向及び上下方向に沿って弾性変形し易くしている。そして、開口部42aの寸法を調節することによって、弾性支持部40の左右方向及び上下方向に沿った弾性変形し易さを調節可能としている。
In the present embodiment, utilizing the feature of the leaf spring having such a bent structure, the
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の振動発生装置1では、弾性支持部40の弾性支持部40は、折り目が左右方向(第1の方向)及び上下方向(第2の方向)と直交する前後方向(第3の方向)に沿うように折り曲げられた複数の折り曲げ部41と、複数の折り曲げ部41のうちの1つから他の1つに向かって延出する略長方形の2つの平坦部42とが形成された板ばねである。このような折り曲げ構造の板ばねは、折り目と直交する方向には弾性変形し易いが、折り目に沿った方向には変形し難いという特徴を有する。そのため、弾性支持部40を左右方向及び上下方向に沿って弾性変形し易くし、且つ、弾性支持部40の前後方向に沿った変形を抑制することができる。その結果、電磁石60(第1の磁界発生手段)と永久磁石70(第2の磁界発生手段)との間の磁力によって振動体20に前後方向に沿った力が加わっても、振動体20の前後方向に沿った移動を抑制することができ、振動体20の左右方向及び上下方向に沿った振動動作を安定させることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described. In the
また、本実施形態の振動発生装置1では、平坦部42の外周部を避けた位置に開口部42aを形成することによって、弾性支持部40が前後方向に沿って変形し易くなるのを抑制しつつ、左右方向及び上下方向に沿って弾性変形し易くすることができる。そして、開口部42aの寸法を調節することによって、弾性支持部40の左右方向及び上下方向に沿った弾性変形し易さを調節することができる。その結果、振動体20の振動動作を安定させつつ、振動体20を左右方向及び上下方向に沿って振動し易くし、且つ、振動体20の振動し易さを調節することができるようになる。
Further, in the
また、本実施形態の振動発生装置1では、平坦部42の幅寸法(折り目に沿った方向の寸法)が、平坦部42の長さ寸法(延出方向に沿った寸法)よりも大きくなるように、弾性支持部40を形成することによって、弾性支持部40の前後方向に沿った変形を更に抑制することができ、振動体20の振動動作を更に安定させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の振動発生装置1では、磁気駆動部50が、第1の弾性係数及び振動体20の質量に対応した第1の固有振動数で振動体20を駆動することによって、振動体20を左右方向に沿って振動し易くし、上下方向に沿って振動し難くすることができる。また、磁気駆動部50が、第2の弾性係数及び振動体20の質量に対応した第2の固有振動数で振動体20を駆動することによって、振動体20を上下方向に沿って振動し易くし、左右方向に沿って振動し難くすることができる。その結果、振動体20の振動動作を安定させつつ、振動体20の左右方向及び上下方向に沿った所望の振動動作を実現することができる。
Further, in the
また、本実施形態の振動発生装置1では、電磁石60が発生させる交番磁界によって、電磁石60側の磁心61を、永久磁石70側の一方の磁極である第1磁化領域73aと吸引し合ったり反発し合ったりさせ、永久磁石70側の他方の磁極である第2磁化領域73bと反発し合ったり吸引し合ったりさせることができる。そして、このような電磁石60と永久磁石70との間の磁力を利用することによって、左右方向と上下方向とに沿って振動体20を容易に振動させることができるようになる。しかも、永久磁石70と電磁石60との間に磁力が働いても、弾性支持部40の前後方向に沿った変形が抑制されているので、振動体20の振動動作を安定させることができる。そのため、このような振動発生装置1は、電磁石60と永久磁石70との間の磁力を利用して振動体20を駆動する場合に好適である。
Further, in the
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to said embodiment, As long as it does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably.
例えば、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、振動発生装置1の構成を適宜変更しても構わない。例えば、2つの弾性支持部40を振動体20に直接取り付けても構わない。その場合、保持部30は不要となる。また、振動発生装置1は、前述した以外の部材を更に備えていても構わない。
For example, in the embodiment of the present invention, the configuration of the
また、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、筐体10や保持部30や弾性支持部40の材質や形状を適宜変更しても構わない。例えば、弾性支持部40である板ばねの折り曲げ回数は、前述した以外の回数であっても構わない。また、平坦部42の形状や開口部42aの形状は、前述した以外の形状であっても構わない。また、弾性支持部40を、保持部30とは別の部材を用いて形成し、その後、保持部30と組み合わせても構わない。
In the embodiment of the present invention, as long as a predetermined function can be realized, the material and shape of the
また、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、磁気駆動部50の構成を適宜変更しても構わない。例えば、永久磁石70は、筐体10の前端部側又は後端部側のどちらか一方に配設されていても構わない。また、左右方向と上下方向とに沿ってそれぞれ異なる磁極が並ぶのであれば、スリット72の形状は前述した以外の形状であっても構わない。また、左右方向と上下方向とに沿って、それぞれ異なる磁極となるように着磁された複数の永久磁石を並べて筐体10に配設しても構わない。
In the embodiment of the present invention, the configuration of the
また、本発明の実施形態において、所定の機能を実現できるのであれば、磁気駆動部50は、第1の固有振動数や第2の固有振動数以外の振動数で振動体20を駆動しても構わない。例えば、磁気駆動部50は、第1の固有振動数で振動体20を左右方向に沿って駆動し、第2の固有振動数で振動体20を上下方向に沿って駆動するだけでなく、第1の固有振動数と第2の固有振動数との中間の振動数で振動体20を斜め方向に沿って駆動しても構わない。
In the embodiment of the present invention, if a predetermined function can be realized, the
1 振動発生装置
10 筐体
11 本体部
11a 収容部
12 蓋部
20 振動体
30 保持部
40 弾性支持部
41 折り曲げ部
42 平坦部
42a 開口部
43 取り付け部
43a 係合用爪部
50 磁気駆動部
60 電磁石
61 磁心
62 ボビン
63 コイル
64 端子
70 永久磁石
71 磁化面
72 スリット
73 磁化領域
73a 第1磁化領域
73b 第2磁化領域
74 ヨーク
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記筐体に収容された振動体と、
前記振動体を互いに直交する第1の方向及び第2の方向に沿って振動可能に支持する弾性支持部と、
前記振動体を前記第1の方向及び前記第2の方向に沿って磁力を用いて駆動する磁気駆動部とを備え、
前記磁気駆動部は、
前記振動体側に配設された第1の磁界発生手段と、
前記第1の方向及び前記第2の方向と直交する第3の方向における前記振動体の延長線上に位置するように、前記筐体側に配設された第2の磁界発生手段とからなる振動発生装置であって、
前記弾性支持部は、
折り目が前記第3の方向に沿うように折り曲げられた複数の折り曲げ部と、
前記複数の折り曲げ部のうちの1つから他の1つに向かって延出する平坦部とが形成された板ばねからなることを特徴とする振動発生装置。 A housing,
A vibrator housed in the housing;
An elastic support portion that supports the vibrating body so as to vibrate along a first direction and a second direction orthogonal to each other;
A magnetic drive unit that drives the vibrating body using magnetic force along the first direction and the second direction;
The magnetic drive unit is
First magnetic field generating means disposed on the vibrating body side;
Vibration generation comprising second magnetic field generating means disposed on the housing side so as to be located on an extension line of the vibrating body in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction A device,
The elastic support portion is
A plurality of bent portions bent so that the fold line is along the third direction;
A vibration generator comprising a leaf spring formed with a flat portion extending from one of the plurality of bent portions toward the other one.
前記第1の方向に対する第1の弾性係数と、
前記第2の方向に対する前記第1の弾性係数とは異なる第2の弾性係数とを有し、
前記磁気駆動部は、
前記第1の弾性係数及び前記振動体の質量に対応した第1の固有振動数で、前記第1の方向に沿って前記振動体を駆動すると共に、
前記第2の弾性係数及び前記振動体の質量に対応した第2の固有振動数で、前記第2の方向に沿って前記振動体を駆動することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の振動発生装置。 The elastic support portion is
A first elastic modulus with respect to the first direction;
A second elastic modulus different from the first elastic modulus with respect to the second direction;
The magnetic drive unit is
Driving the vibrator along the first direction at a first natural frequency corresponding to the first elastic modulus and the mass of the vibrator;
4. The vibrator according to claim 1, wherein the vibrator is driven along the second direction at a second natural frequency corresponding to the second elastic coefficient and the mass of the vibrator. The vibration generator in any one.
前記第2の磁界発生手段は、前記第3の方向に沿って前記電磁石と対向するように、前記筐体側に配設された永久磁石であり、
前記永久磁石は、前記第1の方向と前記第2の方向とに沿って、それぞれ異なる磁極が並ぶように着磁されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の振動発生装置。 The first magnetic field generating means is an electromagnet disposed on the vibrating body side so as to generate an alternating magnetic field along the third direction;
The second magnetic field generating means is a permanent magnet disposed on the housing side so as to face the electromagnet along the third direction,
The said permanent magnet is magnetized so that a different magnetic pole may be located in a line along the said 1st direction and the said 2nd direction, The Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Vibration generator.
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