JP2020185516A - Vibration generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動発生装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration generator.
携帯電話、ゲーム機等の携帯型の電子機器においては、振動により利用者に電話の着信を知らせたりゲームの展開に応じた感触を与えたりするため振動発生装置が搭載されているものがある。このような振動発生装置は、携帯型の電子機器に用いられるため、小型化が求められている。例えば、このような振動発生装置としては、永久磁石が入れられた分銅の左右にバネを設け、マグネットに対向する位置にコイルを設置し、このコイルに電流を流すことにより、左右のバネの間に挟まれた分銅を振動させることにより、振動を発生させる振動発生装置が開示されている(例えば、特許文献1)。 Some portable electronic devices such as mobile phones and game machines are equipped with a vibration generator in order to notify the user of an incoming call by vibration or to give a feeling according to the development of the game. Since such a vibration generator is used in a portable electronic device, miniaturization is required. For example, as such a vibration generator, springs are provided on the left and right sides of a weight containing a permanent magnet, a coil is installed at a position facing the magnet, and a current is passed through the coil to allow a current to flow between the left and right springs. A vibration generator that generates vibration by vibrating a weight sandwiched between the two is disclosed (for example, Patent Document 1).
上記のような振動発生装置においては、小型であって、振動の強い振動発生装置が求められている。 In the vibration generator as described above, there is a demand for a vibration generator that is small in size and has strong vibration.
本実施の形態の一観点によれば、ケースと、マグネットと、前記マグネットの上側に設けられた上側ヨークと、前記マグネットの下側に設けられた下側ヨークと、により形成された振動体と、前記上側ヨークと前記マグネットとの間に設けられた前記ケースに固定されたコイルと、を有し、前記コイルに交流電流を流すことにより、前記振動体が振動する振動発生装置において、前記上側ヨークまたは前記下側ヨークには凹部が設けられており、前記凹部の底面には前記マグネットが取り付けられており、前記下側ヨークと前記上側ヨークは、前記振動体の振動方向に長く形成された延設領域において接合されていることを特徴とする。 According to one aspect of the present embodiment, a vibrating body formed by a case, a magnet, an upper yoke provided on the upper side of the magnet, and a lower yoke provided on the lower side of the magnet. In a vibration generator that has a coil fixed to the case provided between the upper yoke and the magnet and causes the vibrating body to vibrate by passing an AC current through the coil, the upper side. A recess is provided in the yoke or the lower yoke, the magnet is attached to the bottom surface of the recess, and the lower yoke and the upper yoke are formed long in the vibration direction of the vibrating body. It is characterized in that it is joined in the extension area.
開示の振動発生装置によれば、小型であって、強い振動を得ることができる。 According to the disclosed vibration generator, it is possible to obtain strong vibration with a small size.
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。尚、本願においては、X1−X2方向、Y1−Y2方向、Z1−Z2方向を相互に直交する方向とする。また、X1−X2方向及びY1−Y2方向を含む面をXY面と記載し、Y1−Y2方向及びZ1−Z2方向を含む面をYZ面と記載し、Z1−Z2方向及びX1−X2方向を含む面をZX面と記載する。 The embodiment for carrying out will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the present application, the X1-X2 direction, the Y1-Y2 direction, and the Z1-Z2 direction are orthogonal to each other. Further, the surface including the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction is described as the XY surface, the surface including the Y1-Y2 direction and the Z1-Z2 direction is described as the YZ surface, and the Z1-Z2 direction and the X1-X2 direction are described as the YZ surface. The including surface is referred to as a ZX surface.
本実施の形態における振動発生装置について、図1及び図2に基づき説明する。図1は、本実施の形態における振動発生装置の斜視図であり、図2は、分解斜視図である。本実施の形態における振動発生装置は、カバー10、上側ヨーク20、コイル30、ブラケット40、マグネット50、下側ヨーク60、弾性部材70、ハウジング80等を有している。尚、本実施の形態においては、カバー10、ブラケット40、弾性部材70、ハウジング80は、非磁性のステンレスにより形成されており、上側ヨーク20及び下側ヨーク60は、Fe等を含む磁性材料により形成されている。
The vibration generator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view of the vibration generator according to the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view. The vibration generator in the present embodiment includes a
本実施の形態における振動発生装置は、図1に示されるように、外観は略直方体の形状で形成されており、XY面に平行な面の面積が一番広くなっている。この振動発生装置は、例えば、面積が一番広い面のX1−X2方向(長手方向)の長さが15mm、Y1−Y2方向(短手方向)の長さが10mmであり、Z1−Z2方向(高さ方向)の高さが3mmとなるように形成されており小型である。 As shown in FIG. 1, the vibration generator according to the present embodiment is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape in appearance, and the area of the plane parallel to the XY plane is the widest. In this vibration generator, for example, the surface having the largest area has a length of 15 mm in the X1-X2 direction (longitudinal direction), a length of 10 mm in the Y1-Y2 direction (short direction), and a length of 10 mm in the Z1-Z2 direction. It is compact because it is formed so that the height (in the height direction) is 3 mm.
ハウジング80とカバー10により、本実施の形態における振動発生装置の筐体部分が形成される。図3及び図4に示されるように、ハウジング80は略長方形の枠状に形成されており、Z1−Z2方向に貫通している開口部81が形成されており、Z2側のY2側には、XY面と平行な底板部82が形成されている。また、ハウジング80のY1側及びY2側には、中央部分にブラケット支持部83が設けられている。
The
ハウジング80の内部には、弾性部材70、下側ヨーク60、マグネット50、ブラケット40、コイル30、上側ヨーク20が入れられており、上側となるZ1側よりカバー10が被せられている。本願においては、ハウジング80、または、カバー10とハウジング80により形成される筐体部分をケースと記載する場合がある。
An
図5に示されるように、コイル30は、Y1−Y2方向に長くなるように巻かれており、電流を流すための端子31及び32を有している。コイル30は、ブラケット40のZ1側の面40aに載せられた状態で固定されており、ブラケット40のY1側及びY2側には、ハウジング80と接続するためのハウジング取付部41がZ2方向に延びるように形成されている。尚、ブラケット40は、非磁性ステンレス等の金属板を打ち抜き折り曲げることにより形成されている。
As shown in FIG. 5, the
図6に示されるように、上側ヨーク20は、X1−X2方向が長手方向、Y1−Y2方向が短手方向となる長方形の平板状に形成されている。下側ヨーク60は、X1−X2方向が長手方向となっており、Z2方向に凹んだ凹部61が設けられている。下側ヨーク60の凹部61の底面61aのX1側の端及びX2側の端にはZ1方向に延びる側面61bが形成されており、更に、双方の側面61bよりも外側のX1方向及びX2方向側には、X1方向及びX2方向に延びる接続部62が形成されている。マグネット50は、Z1側の面では、X1側がS極、X2側がN極となっており、Z2側の面では、X1側がN極、X2側がS極となっている。
As shown in FIG. 6, the
尚、本実施の形態における振動発生装置の振動体を組み立てる際には、下側ヨーク60の凹部61の底面61aにマグネット50を接合し、更に、下側ヨーク60の接続部62と上側ヨーク20とを接合する。本実施の形態においては、マグネット50を囲む下側ヨーク60と上側ヨーク20が別部材であるため、組み立てがしやすい。
When assembling the vibrating body of the vibration generator according to the present embodiment, the
図7及び図8に示されるように、マグネット50のZ2側の面は、下側ヨーク60の凹部61の底面61aに接合されており、下側ヨーク60のX1側及びX2側の接続部62のZ1側の面は、上側ヨーク20の接続部21と接合されている。また、下側ヨーク60の凹部61により形成される下側ヨーク60と上側ヨーク20とに囲まれた領域の内部には、マグネット50よりもZ1側に、ブラケット40に固定されたコイル30が設置されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the Z2 side surface of the
ブラケット40は、ブラケット40に設けられたハウジング取付部41をハウジング80に設けられたブラケット支持部83の開口部に入れることにより取り付けられている。従って、上側ヨーク20、マグネット50及び下側ヨーク60により振動体が形成されるが、この振動体と、ブラケット40及びコイル30とは接続されてはいない。
The
図9に示されるように、弾性部材70は、ハウジング接続部71、振動体支持部72、スプリング部73を有している。ハウジング接続部71は、Z2側の面がハウジング80の底板部82のZ1側の面に接続されることにより固定される。また、振動体支持部72のZ1側の面には、上側ヨーク20、マグネット50及び下側ヨーク60により形成された振動体のZ2側が接合され固定されている。スプリング部73は、ハウジング接続部71と振動体支持部72との間に設けられている。
As shown in FIG. 9, the
弾性部材70は、最初に、非磁性ステンレスの金属板、例えば、厚さが0.1mmの非磁性ステンレスの金属板を打ち抜き加工することにより、図10に示されるような打ち抜かれた状態の金属板を形成する。この後、打ち抜かれた状態の金属板を折り曲げることにより、図9に示されるような弾性部材70を形成することができる。スプリング部73は、図10に示される打ち抜かれた状態の金属板のX1側及びX2側の両側をY1−Y2方向に平行な折り曲げ線70a(折り曲げ線70aは、図9に示す)で、Z1方向に向かって略垂直に折り曲げることにより形成される。従って、弾性部材70においては、ハウジング接続部71と振動体支持部72とは、同一面となっている。
The
弾性部材70を形成するための金属板には、打ち抜き加工により溝74が形成されており、溝74の第1の溝領域74aにより、ハウジング接続部71と振動体支持部72とが分離されている。溝74の第1の溝領域74aは、X1−X2方向に長く形成されており、折り曲げ線70aの延びる方向であるY1−Y2方向と直交している。これにより、溝74の第1の溝領域74aのY2側にハウジング接続部71が形成され、Y1側に振動体支持部72が形成される。
A
また、スプリング部73は、YZ面に略平行に形成されており、Y1−Y2方向に沿って長く形成された溝74の第2の溝領域74bを形成することにより、所望の弾性を得ることができる。スプリング部73は、ハウジング接続部71と接続されており、ハウジング接続部71よりZ1方向に延びる第1の領域73a、第1の領域73aよりY1方向に長く延びる第2の領域73b、第2の領域73bよりZ2方向に延びる第3の領域73c、第3の領域73cと振動体支持部72とを接続し、一部がY1−Y2方向に延びる第4の領域73dを有している。第2の領域73bと第4の領域73d等とはY1−Y2方向に長い溝74の第2の溝領域74bにより分離されており、第2の領域73bはY1−Y2方向に長く形成されており、この部分が特にバネとして機能する。従って、スプリング部73の第2の領域73bは、折り曲げ線70aと平行な方向に長く形成されている。
Further, the
尚、金属板を折り曲げ加工してバネ等の弾性部材を形成する際には、180°に近い角度で折り曲げ加工することは製造上困難であり、また、折り曲げられた部分の強度は低くなるため、振動させた際に破断等しやすい。このため、本実施の形態においては、製造が容易であり、強度の低下を防ぐため、約90°で折り曲げ加工することにより弾性部材70を形成している。これにより、振動発生装置の製造がしやすく、また、信頼性を向上させることができる。
When a metal plate is bent to form an elastic member such as a spring, it is difficult to manufacture the metal plate at an angle close to 180 °, and the strength of the bent portion is low. , It is easy to break when vibrated. Therefore, in the present embodiment, the
また、振動体支持部72には、振動体が接合されるが、この振動体のX1側及びX2側には、振動体支持部72の一部をZ1方向に略垂直に折り曲げることにより形成された折り曲げ部75が設けられている。折り曲げ部75は、振動体支持部72に振動体を接合する際の位置合わせの目印として用いてもよく、また、振動体のX1側及びX2側を支持するための支持部として用いてもよい。
Further, a vibrating body is joined to the vibrating
次に、本実施の形態における振動発生装置の振動について説明する。図11は、本実施の形態における振動発生装置の上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体と、下側ヨーク60と上側ヨーク20とに囲まれた空間の内部に設置されたコイル30及びブラケット40とを示す。マグネット50の磁界により、図11の破線矢印で示されるような磁力線が発生している。尚、図12は、本実施の形態における振動発生装置の正面図である。
Next, the vibration of the vibration generator according to the present embodiment will be described. FIG. 11 is installed inside a space surrounded by a vibrating body formed by an
具体的には、マグネット50のX1側では、Z2側のN極から、下側ヨーク60及び上側ヨーク20の内部、上側ヨーク20とマグネット50のX1側のS極との間の空間をとおり、マグネット50のX1側のS極に入る。また、マグネット50のX2側では、Z1側のN極から、マグネット50のX2側のN極と上側ヨーク20の間の空間、上側ヨーク20及び下側ヨーク60の内部をとおり、マグネット50のX2側のS極に入る。また、マグネット50のZ1側では、マグネット50のZ1側のN極からS極に入る磁力線、マグネット50のZ2側では、マグネット50のZ2側のN極からS極に入る磁力線も存在している。
Specifically, on the X1 side of the
従って、上側ヨーク20と下側ヨーク60に囲まれた領域においては、上側ヨーク20とマグネット50の間の空間に磁力線が集中し、磁界が強くなっており、コイル30はこの空間に設置されている。本実施の形態においては、コイル30の端子31と端子32との間に交流電流を流すことにより、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体をX1−X2方向に振動させることができる。
Therefore, in the region surrounded by the
例えば、コイル30の端子31が正、端子32が負となるように電流を流すと、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体がX2方向に向けて動く。また、コイル30の端子31が負、端子32が正となるように電流を流すと、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体がX1方向に向けて動く。従って、コイル30の端子31及び端子32を正と負とが交互になるように電流を流すことにより、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体をX1−X2方向に振動させることができる。尚、コイル30が取り付けられているブラケット40は、ハウジング80に接続されており、振動体とは分離されているため、コイル30及びブラケット40は振動することはない。
For example, when a current is applied so that the terminal 31 of the
ところで、振動体は、重ければ重い程強い振動を得ることができる。このため、下側ヨーク60の接続部62及び下側ヨーク60の接続部62の接続される上側ヨーク20の接続部21のX1−X2方向における長さを長くすることにより、振動体を重くしている。本願においては、下側ヨーク60の接続部62と、この接続部62の接続される上側ヨーク20の接続部21とを合わせて延設領域63と記載する場合がある。本実施の形態においては、延設領域63におけるX1−X2方向の長さLは約1.3mmであり、両側に設けられた延設領域63の分だけ、振動体が重くなる。尚、上側ヨーク20の厚さは0.3mmであり、下側ヨーク60の厚さは0.5mmである。よって、上側ヨーク20よりも、下側ヨーク60の方が厚い。
By the way, the heavier the vibrating body, the stronger the vibration can be obtained. Therefore, the vibrating body is made heavy by increasing the length of the connecting
本実施の形態においては、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体の重さは1.03gである。また、この振動体を固有振動数となる99Hzで振動させた場合、X1−X2方向において、±1.2mm、全体で2.4mmのストローク長が得られ、強い振動を得ることができる。図13は、本実施の形態における振動発生装置を振動させて、振動体の位置が変位した状態を示す。図13に示されるように、弾性部材70のスプリング部73の第2の領域73bが大きく変形し、この部分が主な弾性領域となりバネとしての機能を果たしている。
In the present embodiment, the weight of the vibrating body formed by the
上側ヨーク20及び下側ヨーク60により形成される延設領域63は、振動方向であって、下側ヨーク60の凹部61よりも外側に設けられていることが好ましい。本実施の形態においては、振動方向はX1−X2方向であるが、振動方向に直交するY1−Y2方向は、コイル30を支持しているブラケット40がハウジング80と接続されている。このため、十分な質量の延設領域を設けることはできない。また、Z1−Z2方向では、振動発生装置の高さが高くなり、小型化の要求を満たすことができない。よって、延設領域63は、振動方向であるX1−X2方向に設けられている。
The
本実施の形態における振動発生装置により得られる効果について、構成を簡略化した図に基づき説明する。図14は、本実施の形態における振動発生装置の構成を簡略化して模式的に示したものである。図14に示されるように、上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成された振動体とハウジング80との間には、弾性部材70が設けられており、マグネット50と上側ヨーク20との間には、コイル30が取り付けられている。上側ヨーク20と下側ヨーク60との接続部により延設領域63が形成されている。
The effect obtained by the vibration generator in the present embodiment will be described with reference to a simplified diagram. FIG. 14 is a simplified schematic diagram of the configuration of the vibration generator according to the present embodiment. As shown in FIG. 14, an
図15は、延設領域が設けられていない構成の振動発生装置である。この振動発生装置では、振動体は、マグネット50、上側ヨーク920及び下側ヨーク960により形成されており、図14に示されるような延設領域は設けられてはいない。よって、図15に示される振動発生装置のマグネット50、上側ヨーク920及び下側ヨーク960により形成される振動体よりも、図14に示される本実施の形態における上側ヨーク20、マグネット50、下側ヨーク60により形成される振動体の方が重い。このため、本実施の形態における振動発生装置は、図15に示される振動発生装置よりも強い振動を得ることができる。
FIG. 15 is a vibration generator having a configuration in which an extension region is not provided. In this vibration generator, the vibrating body is formed by a
(変形例)
次に、本実施の形態における変形例について、図16に基づき説明する。本変形例は、下側ヨーク160の延設領域162を下側ヨーク160の凹部161側に設けた構造のものである。この場合であっても、振動方向であるX1−X2方向に延設領域162を長くすることができる。しかしながら、下側ヨーク160の凹部161の内部には、コイル30等が存在しているため、延設領域162の長さを長くすることには限界がある。このため、図14や図1〜図13に示されるものの方がより好ましい。
(Modification example)
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the embodiments are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
10 カバー
20 上側ヨーク
21 接続部
30 コイル
31、32 端子
40 ブラケット
41 ハウジング取付部
50 マグネット
60 下側ヨーク
61 凹部
61a 底面
61b 側面
62 接続部
63 延設領域
70 弾性部材
70a 折り曲げ線
71 ハウジング接続部
72 振動体支持部
73 スプリング部
73a 第1の領域
73b 第2の領域
73c 第3の領域
73d 第4の領域
74 溝
74a 第1の溝領域
74b 第2の溝領域
75 折り曲げ部
80 ハウジング
81 開口部
82 底板部
83 ブラケット支持部
10
Claims (4)
マグネットと、前記マグネットの上側に設けられた上側ヨークと、前記マグネットの下側に設けられた下側ヨークと、により形成された振動体と、
前記上側ヨークと前記マグネットとの間に設けられた前記ケースに固定されたコイルと、
を有し、前記コイルに交流電流を流すことにより、前記振動体が振動する振動発生装置において、
前記上側ヨークまたは前記下側ヨークには凹部が設けられており、前記凹部の底面には前記マグネットが取り付けられており、
前記下側ヨークと前記上側ヨークは、前記振動体の振動方向に長く形成された延設領域において接合されていることを特徴とする振動発生装置。 With the case
A vibrating body formed by a magnet, an upper yoke provided on the upper side of the magnet, and a lower yoke provided on the lower side of the magnet.
A coil fixed to the case provided between the upper yoke and the magnet,
In a vibration generator in which the vibrating body vibrates by passing an alternating current through the coil.
The upper yoke or the lower yoke is provided with a recess, and the magnet is attached to the bottom surface of the recess.
A vibration generator characterized in that the lower yoke and the upper yoke are joined in an extension region formed long in the vibration direction of the vibrating body.
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