JP2019187161A - Micro linear transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は振動子分野に係わり、具体的には、振動子および支持部材からなり、固有振動数を有するマイクロリニア振動子に関する。 The present invention relates to the field of vibrators, and more specifically, to a micro linear vibrator that includes a vibrator and a support member and has a natural frequency.
触覚フィードバックに使用される従来のマイクロ振動子は、主に直流モータが駆動する偏心回転によって生じた振動によって実現する。しかし、直流モータはブラシを介して方向を変換するため、その寿命はブラシに制限され、200時間を超えることは難しい。 A conventional micro vibrator used for tactile feedback is realized mainly by vibration generated by eccentric rotation driven by a DC motor. However, since the direct current motor changes its direction through the brush, its life is limited to the brush and it is difficult to exceed 200 hours.
マイクロブラシレスモーター振動子はその寿命の問題を解決したが、始動時間が長く、応答速度が遅く且つフィードバック遅延が存在するため、その応用が制限される。 Microbrushless motor vibrators have solved their lifetime problem, but their application is limited due to long start-up time, slow response speed and feedback delay.
本発明の目的は、触覚フィードバックを提供するように、ゲームコンソールのハンドルまたは他のハンドヘルド装置に使用可能なマイクロリニア振動子を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a micro linear transducer that can be used in a game console handle or other handheld device to provide tactile feedback.
本発明のマイクロリニア振動子は、基板、磁石、接続部材および支持部材を備える。 The micro linear vibrator of the present invention includes a substrate, a magnet, a connection member, and a support member.
基板の一面は、ステータを構成するように、コイルに接続されてコイルの一端を基板に固定する。 One surface of the substrate is connected to the coil so as to form a stator, and fixes one end of the coil to the substrate.
磁石は、コイルの上方に設置され、コイルの磁力および磁石の磁力により互いに吸引又は反発し、磁石の一面はシールドに接続され、シールドは磁石が生成する磁力を遮断し、シールドの一面には凹部を備え、凹部はシールドの外部を囲む。 The magnet is installed above the coil, and is attracted or repelled by the magnetic force of the coil and the magnetic force of the magnet, one side of the magnet is connected to the shield, the shield blocks the magnetic force generated by the magnet, and the one side of the shield is recessed. And the recess surrounds the outside of the shield.
接続部材の一面はシールドに接続されて磁石およびシールドを接続部材の内部に収容し、接続部材の内部には、少なくとも一つのウェイトを備え、少なくとも一つのウェイトはシールドと接続部材との間に設置される。 One side of the connecting member is connected to the shield to accommodate the magnet and the shield inside the connecting member, and the connecting member has at least one weight, and at least one weight is installed between the shield and the connecting member Is done.
支持部材の一面は、基板に接続されて、コイル、磁石、シールド、接続部材およびウェイトを支持部材と基板との間に収容し、支持部材と接続部材との間には、バネ板および少なくとも一つの緩衝部材が設置され、バネ板の一端は支持部材に接続され、他端は接続部材に接続され、緩衝部材の一端は支持部材に接続され、緩衝部材の他端は接続部材に接続される。 One surface of the support member is connected to the substrate, and accommodates a coil, a magnet, a shield, a connection member, and a weight between the support member and the substrate. Between the support member and the connection member, a spring plate and at least one of the support members are accommodated. One buffer member is installed, one end of the spring plate is connected to the support member, the other end is connected to the connection member, one end of the buffer member is connected to the support member, and the other end of the buffer member is connected to the connection member .
より好ましくは、コイルは基板に溶接される。 More preferably, the coil is welded to the substrate.
より好ましくは、基板はプリント基板である。 More preferably, the substrate is a printed circuit board.
より好ましくは、磁石、シールド、ウェイトおよび接続部材は下から上の順次でリベット留めされて振動子を構成する。 More preferably, the magnet, the shield, the weight, and the connection member are riveted sequentially from the bottom to the top to constitute the vibrator.
より好ましくは、マイクロリニア振動子は、上部カバーをさらに備え、上部カバーは下部カバーに接続されて前記構造を上部カバーと下部カバーとの間に収容する。 More preferably, the micro linear vibrator further includes an upper cover, and the upper cover is connected to the lower cover to accommodate the structure between the upper cover and the lower cover.
より好ましくは、接続部材と基板との間には少なくとも一つの振動緩衝部材をさらに備える。 More preferably, at least one vibration damping member is further provided between the connection member and the substrate.
本発明の有利な効果: Advantageous effects of the present invention:
本発明がリニアモータ(ブラシレス)の原理を使用することにより、使用寿命の問題を解決すると同時に、共振技術を使用することにより、クイックスタートを実現し、良い応答速度を得るため、応答遅延の問題を解決する。 The present invention solves the problem of the service life by using the principle of the linear motor (brushless), and at the same time, by using the resonance technology, it realizes a quick start and obtains a good response speed. To solve.
本発明の内容および達成できる作用効果をより容易に理解するために、例示的な実施例および添付図面を参照しながらより詳細に説明する。 In order to more easily understand the content of the present invention and the effects that can be achieved, the present invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments and the accompanying drawings.
図1から図4を参照して本発明を説明する。図1から図4のそれぞれは本発明の立体図、構造概略図、分解図および振動状態を示す概略図である。図面に示されるように、本発明は基板11、磁石20、接続部材30および支持部材60を備えるマイクロリニア振動子を提供する。基板11の一面は、ステータ10を構成するように、コイル12に接続され、コイル12の一端が基板11に固定される。より好ましくは、コイル12は基板11に溶接される。
The present invention will be described with reference to FIGS. Each of FIG. 1 to FIG. 4 is a three-dimensional view, a schematic structure diagram, an exploded view, and a schematic diagram showing a vibration state of the present invention. As shown in the drawings, the present invention provides a micro linear vibrator including a
磁石20は、コイル12の上方に設置され、コイル12の磁力および磁石20の磁力により、磁石20とコイル12は互いに吸引又は反発する。磁石20の一面はシールド21に接続され、シールド21は磁石20が生成する磁力を遮断する。シールド21の一面(接続部材30側の面)の周縁には凹部211が備えられる。凹部211はシールド21の外部を囲む。即ち、凹部211はシールド21の接続部材30側の面の周縁に、接続部材30と振動方向(上下方向)で接触する面を囲むように、備えられる。
The
接続部材30の内部の一面はシールド21に接続され、磁石20およびシールド21が接続部材30の内部に収容される。接続部材30の内部には、少なくとも一つのウェイト40が備えられ、ウェイト40はシールド21と接続部材30との間に設置される。磁石20、シールド21、ウェイト40および接続部材30が下から上の順次でリベット留めされて、振動子50が構成される。
One surface inside the
支持部材60の一面の端部が、基板11に接続されて、コイル12、磁石20、シールド21、接続部材30およびウェイト40が支持部材60と基板11との間に収容される。支持部材60と接続部材30との間に、バネ板70および少なくとも一つの緩衝部材80が設置される。バネ板70の一端は支持部材60に接続され、バネ板70の他端は接続部材30に接続される。緩衝部材80の一端は支持部材60に接続され、緩衝部材80の他端は接続部材30に接続される。振緩衝部材80は例えば綿や発泡樹脂、ゴムなどで実現される。
One end of the
本発明のマイクロリニア振動子は、上部カバー90および下部カバー91をさらに備えていてもよい。上部カバー90は下部カバー91に接続されて、前記構造、即ちステータ10、振動子50、支持部材60、バネ板70および緩衝部材80を上部カバー90と下部カバー91との間に収容する。
The micro linear vibrator of the present invention may further include an
より好ましくは、基板11はプリント基板(PCBまたはPWB)である。
More preferably, the
振動子50および支持部件60は固有振動数を有する機械振動ユニットを構成する。本発明における固有振動数の範囲は、50Hz〜250Hzである。コイル12は、磁石20およびシールド21からなる磁場の中にあり、コイル12に通電すると、発生するアンペア力が磁石20を吸引または反発して振動子50を運動させる。コイル12に矩形波パルス直流電流で通電し、その電源パルスの周波数が機械振動ユニットの固有振動数と一致すると、共振振動が発生し、機械振動ユニットの振動が外部に伝導する場合、触覚フィードバックの効果を達成する。コイル12には、単方向型矩形波パルス直流電流および双方向型正負矩形波パルス直流電流を通電することができ、そのうち、コイル12に双方向型正負矩形波パルス直流電流で通電する時は、単方向型矩形波パルス直流電流で通電する時よりも強い振動が得られる。
The
そして、振動子50が振動する場合に、その振動力はバネ板70に伝導し、バネ板70の一端に接続される支持部材60は相対的にバネ板と連動して振動する。また、振動子50が振動し、その振動力が過大となる場合、緩衝部材80が振動子50の振動力を有効に緩衝することができ、支持部材60の振動力を振動子50が生成する振動力よりも小さくする。ウェイト40は振動子50の重量を増加させることができ、振動子50が生成する振動力を有効に平均化することができる。即ち、振動子50の重量が重い場合に、振動子50が生成する振動力は相対的に小さい。振動子50の重量が軽い場合に、振動子50が生成する振動力は相対的に大きい。
When the
また、シールド21の外部(接続部材30側の面)には凹部211が設置され、この凹部211を設置することによって、本発明のマイクロリニア振動子の使用寿命を有効に延長することができる。コイル12に電流が通過することにより、磁石20を吸引または反発して運動する時、磁石20とシールド21を共に連動させて運動する。シールド21は接続部材30に接続されるため、シールド21が磁石20と連動する場合に、接続部材30は相対的に運動するが、磁石20の振動数がより大きく、且つシールド21と接続部材30とが一体成形ではないため、シールド21が振動する時に接続部材30の内部(シールド21側の面)に常に衝撃を与える。時間が経過すると、振動子50は容易に損傷される。凹部211を設置することによって、シールド21と接続部材30との間の衝撃面積(シールド21と接続部材30とが振動方向で接触する面積)を減少させることができ、本発明のマイクロリニア振動子の使用寿命を延長することができる。
Moreover, the
図5を参照して本発明の他の態様を説明する。図5は本発明の振動緩衝部材の実施図である。図面に示されるように、接続部材30と基板11との間には少なくとも一つの振動緩衝部材81が設置されることができる。振動緩衝部材81を介して、振動子50が生成する振動をさらに緩衝し、振動子50の振動による下方向の力を有効に緩衝し、且つ振動子50が生成した振動力を平均化することによって、振動力が過大となる状況を避けることができる。振動緩衝部材81は例えば綿や発泡樹脂、ゴムなどで実現される。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an embodiment of the vibration damping member of the present invention. As shown in the drawing, at least one
本発明の説明において理解されるべきは、用語「上方」、「下方」、「上下方向」、「内部」、「外部」などの指示する方向または位置関係が図面に基づいて指示する方向または位置関係であり、言及された装置または部材が特定の向きを有し、または特定の配向で構成され若しくは操作されなければならないことを示唆し又は示すことはなく、単に本発明を容易に説明しおよび説明を簡略化するためのものであって、決して本発明の限定として解釈されるべきものではない。 It should be understood in the description of the present invention that the directions or positions indicated by the terms “upward”, “downward”, “vertical direction”, “internal”, “external”, etc. indicate based on the drawings. It does not imply or indicate that the apparatus or member referred to has a particular orientation or must be constructed or manipulated in a particular orientation, merely to explain the invention and It is intended to simplify the description and should not be construed as limiting the invention in any way.
また、上記の説明は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の範囲を限定するものと解釈するものではない。したがって、本発明の範囲および明細書によって同等な範囲内のすべての変更及び修正は、いずれも本発明の請求の範囲で扱うものとする。 Moreover, the above description is merely a preferred embodiment of the present invention, and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, all changes and modifications within the scope equivalent to the scope of the present invention and the specification are intended to be covered by the claims of the present invention.
10:ステータ
11:基板
12:コイル
20:磁石
21:シールド
211:凹部
30:接続部材
40:ウェイト
50:振動子
60:支持部材
70:ばね板
80:緩衝部材
81:振動緩衝部材
90:上部カバー
91:下部カバー
10: Stator 11: Substrate 12: Coil 20: Magnet 21: Shield 211: Recess 30: Connection member 40: Weight 50: Vibrator 60: Support member 70: Spring plate 80: Buffer member 81: Vibration buffer member 90: Upper cover 91: Lower cover
Claims (6)
前記基板の一面は、ステータを構成するように、コイルに接続され、前記コイルの一端が前記基板に固定され、
前記磁石は、前記コイルの上方に設置され、前記コイルの磁力および前記磁石の磁力により互いに吸引又は反発し、前記磁石の一面はシールドに接続され、前記シールドは前記磁石が生成する磁力を遮断し、前記シールドの一面には凹部が備えられ、前記凹部は前記シールドの外部を囲み、
前記接続部材の一面は前記シールドに接続されて前記磁石および前記シールドを前記接続部材の内部に収容し、前記接続部材の内部には、少なくとも一つのウェイトを備え、前記少なくとも一つのウェイトは前記シールドと前記接続部材との間に設置され、
前記支持部材の一面は、前記基板に接続されて、前記コイル、前記磁石、前記シールド、前記接続部材および前記ウェイトを前記支持部材と前記基板との間に収容し、前記支持部材と前記接続部材との間に、バネ板および少なくとも一つの緩衝部材が設置され、前記バネ板の一端は前記支持部材に接続され、他端は前記接続部材に接続され、前記緩衝部材の一端は前記支持部材に接続され、前記緩衝部材の他端は前記接続部材に接続されることを特徴とする、マイクロリニア振動子。 A micro linear vibrator comprising a substrate, a magnet, a connection member and a support member,
One surface of the substrate is connected to a coil so as to constitute a stator, and one end of the coil is fixed to the substrate,
The magnet is installed above the coil and attracted or repels each other by the magnetic force of the coil and the magnetic force of the magnet, one surface of the magnet is connected to a shield, and the shield blocks the magnetic force generated by the magnet. The one surface of the shield is provided with a recess, and the recess surrounds the outside of the shield,
One surface of the connection member is connected to the shield to accommodate the magnet and the shield in the connection member, and the connection member includes at least one weight, and the at least one weight is the shield. And the connecting member,
One surface of the support member is connected to the substrate, and the coil, the magnet, the shield, the connection member, and the weight are accommodated between the support member and the substrate, and the support member and the connection member A spring plate and at least one buffer member are installed, one end of the spring plate is connected to the support member, the other end is connected to the connection member, and one end of the buffer member is connected to the support member The micro linear vibrator is connected, and the other end of the buffer member is connected to the connection member.
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