JPWO2019026905A1 - 振動発生装置 - Google Patents

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Abstract

振動発生装置は、筐体と、筐体に収容された振動体と、前記振動体を互いに交差する第1の方向および第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の方向および前記第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、前記振動体において、前記第1の方向または前記第2の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数の第1の磁界発生手段と、前記筐体において、前記複数の第1の磁界発生手段の各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の第2の磁界発生手段と、を有し、前記筐体は、前記第1の方向および前記第2の方向と交差する、第3の方向に長手方向を有する。

Description

本発明は、振動発生装置に関する。
従来、携帯情報端末(例えば、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末等)、ゲーム機、自動車等の車両に搭載された情報表示装置等の電子機器において、各種着信(例えば、通話着信、メール着信、SNS着信)の通知や、ユーザ操作に対するフィードバックを、ユーザに触覚的に与えるための振動を発生させることが可能な振動発生装置が用いられている。
このような振動発生装置としては、例えば、筐体の内部に、弾性支持部によって支持された振動体と、永久磁石とを設け、振動体が備える電磁石に対して交流電流を供給することにより、電磁石の周囲に交番磁界を発生させて、当該電磁石と永久磁石との間で、引力および斥力を交互に生じさせることにより、振動体を縦方向および横方向(磁心に沿った方向とは直交する方向)に沿って振動させることが可能なものが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
特開2016−96677号公報
ところで、近年、振動発生装置が搭載される電子機器の小型化が顕著であり、これに伴って、振動発生装置の薄型化が求められている。しかしながら、上記特許文献1の振動発生装置では、縦方向のサイズを全体的に縮めてしまうと、電磁石が備えるコイルの縦幅が短くなってしまう。このため、上記特許文献1の振動発生装置では、電磁石の横方向への推力が弱まってしまい、横方向への十分な振動を得ることが困難になってしまう虞がある。このようなことから、複数の振動方向のいずれにおいても十分な振動を得ることが可能な、薄型の振動発生装置が求められている。
一実施形態の振動発生装置は、筐体と、筐体に収容された振動体と、前記振動体を互いに交差する第1の方向および第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の方向および前記第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、前記振動体において、前記第1の方向または前記第2の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数の第1の磁界発生手段と、前記筐体において、前記複数の第1の磁界発生手段の各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の第2の磁界発生手段と、を有し、前記筐体は、前記第1の方向および前記第2の方向と交差する、第3の方向に長手方向を有する。
一実施形態によれば、複数の振動方向のいずれにおいても十分な振動を得ることが可能な、薄型の振動発生装置を提供することができる。
第1実施形態に係る振動発生装置を示す斜視図である。 第1実施形態に係る振動発生装置(上側ケースおよびが取り外された状態)を示す斜視図である。 第1実施形態に係る振動発生装置の分解図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットを示す斜視図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの分解図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部を示す斜視図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(振動体ユニットを支持した状態)を示す斜視図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(下側ケースに組み込まれた状態)を示す平面図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える永久磁石の着磁状態を説明するための図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの動作を説明するための図である。 第1実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの動作を説明するための図である。 図1に示す振動発生装置のA−A断面図である。 第1実施形態に係る振動発生装置におけるFPCの支持構成を示す図である。 第2実施形態に係る振動発生装置を示す斜視図である。 第2実施形態に係る振動発生装置(上側ケースおよびが取り外された状態)を示す斜視図である。 第2実施形態に係る振動発生装置の分解図である。 第2実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットを示す斜視図である。 第2実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの分解図である。 第2実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部を示す斜視図である。 第2実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(振動体ユニットを支持した状態)を示す斜視図である。 第2実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(下側ケースに組み込まれた状態)を示す平面図である。 図13に示す振動発生装置のB−B断面図である。 第2実施形態に係る振動発生装置におけるFPCの支持構成を示す図である。 第3実施形態に係る振動発生装置を示す斜視図である。 第3実施形態に係る振動発生装置(上側ケースが取り外された状態)を示す斜視図である。 第3実施形態に係る振動発生装置の分解図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットを示す斜視図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの分解図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部を示す斜視図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(振動体ユニットを支持した状態)を示す斜視図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える弾性支持部(下側ケースに組み込まれた状態)を示す平面図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える永久磁石の着磁状態を説明するための図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの動作を説明するための図である。 第3実施形態に係る振動発生装置が備える振動体ユニットの動作を説明するための図である。
〔第1実施形態〕
以下、図面を参照して、第1実施形態について説明する。
(振動発生装置10の構成)
図1は、第1実施形態に係る振動発生装置10を示す斜視図である。図2は、第1実施形態に係る振動発生装置10(上側ケース112およびFPC160が取り外された状態)を示す斜視図である。図3は、第1実施形態に係る振動発生装置10の分解図である。なお、以降の説明では、便宜上、図中Z軸方向を縦方向または上下方向とし、図中X軸方向を、横方向または左右方向とし、図中Y軸方向を前後方向とする。
図1〜図3に示す振動発生装置10は、例えば、携帯情報端末(例えば、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末等)、ゲーム機、自動車等の車両に搭載された情報表示装置等の電子機器に搭載される装置である。この振動発生装置10は、例えば、各種着信(例えば、通話着信、メール着信、SNS着信)を通知するための振動や、ユーザ操作に対するフィードバックをユーザに触覚的に与えるための振動等を発生させるために用いられる。
振動発生装置10は、筐体110の内部に設けられている振動体ユニット130が、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に沿って振動するように構成されている。特に、本実施形態の振動発生装置10は、一般的な上下方向及び左右方向に沿って振動する振動発生装置と比較して、上下方向における薄型化が実現されたものとなっている。例えば、一般的な振動発生装置(例えば、特許文献1の振動発生装置)は、上下方向のサイズと左右方向のサイズとの比率が、概ね1:1となっている。一方、本実施形態の振動発生装置10は、上下方向のサイズと左右方向のサイズとの比率が、1:3程度となっている。さらに、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130において、左右方向(図中X軸方向)に2つの電磁石を並べて設けたことにより、上下方向における薄型化を実現しつつ、振動体ユニット130の十分な振動を得ることが可能となっている。
図1〜図3に示すように、振動発生装置10は、筐体110、振動体ユニット130、弾性支持部140、永久磁石151〜154、FPC(Flexible Printed Circuits:フレキシブルプリント基板)160、スペーサ171〜174を備えて構成されている。
筐体110は、金属板を加工することにより形成されており、概ね薄型の直方体をなす箱状の部材である。筐体110は、互いに分離可能な、下側ケース111および上側ケース112を有している。下側ケース111は、上部が開口された容器状の部材である。下側ケース111の内部には、その他の各構成部品(振動体ユニット130、弾性支持部140、永久磁石151〜154、FPC160、およびスペーサ171〜174)が組み込まれる。上側ケース112は、蓋状の部材であり、下側ケース111の上部開口に覆い被さることにより、下側ケース111の上部開口を閉塞する。図1に示すように、上側ケース112は、下側ケース111の上縁部に設けられた複数の爪部111Aの各々が内側に折り曲げられて、当該複数の爪部111Aによって上方から押さえつけられることにより、下側ケース111に固定される。
振動体ユニット130は、「振動体」の一例である。振動体ユニット130は、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130B(「磁気駆動部」を構成する「第1の磁界発生手段」の一例)を内部に有しており、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bによって磁界を発生させることにより、筐体110の内部において、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に沿って振動する部分である。
弾性支持部140は、筐体110の内部において、振動体ユニット130を支持するとともに、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に弾性変形することにより、振動体ユニット130による振動を可能とする部材である。
永久磁石151〜154は、「磁気駆動部」を構成する「第2の磁界発生手段」の一例である。永久磁石151,153は、筐体110の内部において、振動体ユニット130が備える磁心131,133の一方の端部(図中Y軸負側の端部)と対向するように、横方向に並べて設けられている。永久磁石152,154は、筐体110の内部において、振動体ユニット130が備える磁心131,133の他方の端部(図中Y軸正側の端部)と対向するように、横方向に並べて設けられている。
FPC160は、振動体ユニット130の第1の電磁石130A,第2の電磁石130Bが備えるコイル132,134に交流電流を供給するために、コイル132,134と外部回路(図示省略)とを接続する部材である。FPC160は、金属膜からなる配線をポリイミド等の樹脂材料により挟んだ構造を有するフィルム状の部材である。FPC160は、可撓性を有しているため、折り曲げることが可能である。図1に示すように、FPC160の外部回路側の端部は、筐体110の外部に露出しており、当該露出部分には、金属膜からなる2つの電極端子163,164が形成されている。
スペーサ171〜174は、永久磁石151〜154と、下側ケース111の側壁部との間の空間に配置され、当該空間を埋めるとともに、弾性支持部140が備える弾性腕部142a〜142dの各々の先端部を、下側ケース111の側壁部に対して押さえつけることにより、弾性腕部142a〜142dの各々の先端部を、下側ケース111の側壁部に対して固定する。
このように構成された振動発生装置10は、外部回路からFPC160を介して、コイル132,134に交流電流が供給されることにより、コイル132,134の周囲に交番磁界を発生させることができる。これにより、振動体ユニット130は、第1の電磁石130A,第2の電磁石130Bと、永久磁石151〜154との間に生じた引力および斥力により、当該振動体ユニット130を支持する弾性支持部140を弾性変形させつつ、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に沿って振動する。なお、振動体ユニット130および弾性支持部140の具体的な構成については、図4〜図8を用いて後述する。また、永久磁石151〜154の具体的な構成については、図9〜図10を用いて後述する。
(振動体ユニット130の構成)
図4は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える振動体ユニット130を示す斜視図である。図5は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える振動体ユニット130の分解図である。
図4および図5に示すように、振動体ユニット130は、磁心131、コイル132、磁心133、コイル134、錘135、ホルダ136、およびホルダ137を備えて構成されている。
磁心131およびコイル132は、第1の電磁石130Aを構成するものである。磁心131は、鉄等の強磁性体により形成されている、角柱状の部材である。コイル132は、磁心131に対して、電線が多重に巻かれることによって形成される。コイル132を形成する電線は、電気抵抗が比較的小さい素材を用いることが好ましく、例えば、絶縁体で被覆された銅線が好適に用いられる。コイル132を形成する電線は、FPC160(図1参照)に対して半田付け等によって接続される。第1の電磁石130Aは、FPC160を介して、外部回路からコイル132に電流が供給されることにより、当該第1の電磁石130Aの周囲に交番磁界を発生させる。これにより、第1の電磁石130Aは、磁心131の一端と磁心131の他端とが、互いに異なる磁極に磁化されつつ、磁心131の一端と磁心131の他端との各々が、N極とS極とに交互に磁化されることとなる。
磁心133およびコイル134は、第2の電磁石130Bを構成するものである。磁心133は、鉄等の強磁性体により形成されている、角柱状の部材である。コイル134は、磁心133に対して、電線が多重に巻かれることによって形成される。コイル134を形成する電線は、電気抵抗が比較的小さい素材を用いることが好ましく、例えば、絶縁体で被覆された銅線が好適に用いられる。コイル134を形成する電線は、FPC160(図1参照)に対して半田付け等によって接続される。第2の電磁石130Bは、FPC160を介して、外部回路からコイル134に電流が供給されることにより、当該第2の電磁石130Bの周囲に交番磁界を発生させる。これにより、第2の電磁石130Bは、磁心133の一端と磁心133の他端とが、互いに異なる磁極に磁化されつつ、磁心133の一端と磁心133の他端との各々が、N極とS極とに交互に磁化されることとなる。
錘135は、第1の電磁石130Aと第2の電磁石130Bとの間において、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bと平行に配置された、一定の重量を有する角柱状の部材である。例えば、錘135には、十分な重量を確保すべく、金属素材が用いられる。特に、錘135には、比較的比重が高い金属素材を用いることが好ましい。例えば、本実施形態では、錘135に、比較的比重が高い金属素材の好適な一例として、磁心131、133に用いられる鉄や、コイル132、134に用いられる銅よりも比重が高い、タングステンを用いている。
ホルダ136は、「保持部材」の一例である。ホルダ136は、磁心131、磁心133、および錘135の各々の一端(図中Y軸負側の端部)を保持する。具体的には、ホルダ136は、磁心保持部136a、磁心保持部136b、および錘保持部136cが形成されている。磁心保持部136aは、磁心131の一端を保持する部分である。磁心保持部136aは、磁心131と略同一幅を有する、磁心131の長手方向(図中Y軸方向)に沿って切り欠かれた溝状をなしている。磁心保持部136aは、上部が開口しているため、磁心131の一端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。磁心保持部136bは、磁心保持部136aと横方向(図中X軸方向)に並べて設けられており、磁心133の一端を保持する部分である。磁心保持部136bは、磁心133の一端と略同一幅を有する、磁心133の長手方向(図中Y軸方向)に沿って切り欠かれた溝状をなしている。磁心保持部136bは、上部が開口しているため、磁心133の一端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。錘保持部136cは、磁心保持部136aと磁心保持部136bとの間に設けられており、錘135の一端を保持する部分である。錘保持部136cは、錘135の一端と略同一幅を有する、上方から平面視したときに内側が開口したコの字状をなしている。錘保持部136cは、上部が開口しているため、錘135の一端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。ホルダ136の上面には、円柱状の3つの突起部が形成されている。このうち、磁心保持部136aと磁心保持部136bとの間において、横方向(図中X軸方向)に並べて設けられている突起部136d,136eは、FPC160のコイル132,134側の端部に形成された円形状の開口が嵌め込まれることにより、FPC160のコイル132,134側の端部を、所定の位置に位置決めしつつ、支持できるようになっている。
ホルダ137は、「保持部材」の一例である。ホルダ137は、磁心131、磁心133、および錘135の各々の他端(図中Y軸正側の端部)を保持する。具体的には、ホルダ137は、磁心保持部137a、磁心保持部137b、および錘保持部137cが形成されている。磁心保持部137aは、磁心131の他端を保持する部分である。磁心保持部137aは、磁心131と略同一幅を有する、磁心131の長手方向(図中Y軸方向)に沿って切り欠かれた溝状をなしている。磁心保持部137aは、上部が開口しているため、磁心131の他端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。磁心保持部137bは、磁心保持部137aと横方向(図中X軸方向)に並べて設けられており、磁心133の他端を保持する部分である。磁心保持部137bは、磁心133の他端と略同一幅を有する、磁心133の長手方向(図中Y軸方向)に沿って切り欠かれた溝状をなしている。磁心保持部137bは、上部が開口しているため、磁心133の他端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。錘保持部137cは、磁心保持部137aと磁心保持部137bとの間に設けられており、錘135の他端を保持する部分である。錘保持部137cは、錘135の他端と略同一幅を有する、上方から平面視したときに内側が開口したコの字状をなしている。錘保持部137cは、上部が開口しているため、錘135の他端を上方から容易に嵌め込むことが可能である。
なお、ホルダ136およびホルダ137は、互いに共通の部品を用いることが可能である。例えば、本実施形態の振動発生装置10は、ホルダ137として、ホルダ136と共通の部品を用いている。このため、本実施形態の振動発生装置10は、ホルダ136と同様に、ホルダ137に3つの突起部が設けられている。これにより、例えば、本実施形態の振動発生装置10は、FPC160をホルダ137側に設けて、FPC160のコイル132,134側の端部を、ホルダ137で支持することも可能である。
また、ホルダ136およびホルダ137は、絶縁性且つ非磁性の素材(例えば、樹脂)が用いられ得る。例えば、本実施形態では、ホルダ136およびホルダ137の素材として、ナイロン(ポリアミド樹脂)を用いている。なお、ホルダ136およびホルダ137に樹脂素材を用いることにより、ホルダ136における錘保持部136cの上縁部と、ホルダ137における錘保持部137cの上縁部とを、熱変形させることが可能となり、これにより、ホルダ136およびホルダ137から、錘135が抜け落ちないようにすることができる。
このように、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130において、2つの電磁石130A,130Bが横方向(図中X軸方向)に並べて設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット130の薄型化(電磁石の小型化)に伴う振動量の減少分を、2つの電磁石130A,130Bによって補うことができる。したがって、本実施形態の振動発生装置10によれば、振動体ユニット130の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット130の十分な振動を得ることができる。
また、本実施形態の振動発生装置10は、筐体110が、上下方向(第1の方向)および左右方向(第2の方向)と交差する前後方向(第3の方向)に長手方向を有する。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、電磁石130A,130Bを構成する磁心131,133を、振動方向(上下方向および左右方向)と交差する方向(前後方向)を長手方向とする、細長い棒状とすることができる。したがって、本実施形態の振動発生装置10によれば、コイル132,134における電線の巻き径を小さくすることができるため、当該電線の全長をコイル132,134の巻き数に対して比較的短くすることができ、よって、当該電線における電気抵抗を抑制することができる。
また、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130において、一定の重量を有する錘135が設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130の薄型化(すなわち、電磁石の小型化)に伴う重量の減少分を、錘135によって補うことが可能である。したがって、本実施形態の振動発生装置10によれば、振動体ユニット130の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット130の十分な振動を得ることができる。
特に、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130において、2つの電磁石130A,130Bが、互いに干渉することを避けるために、互いに離間して配置されている。そして、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130において、2つの電磁石130A,130Bの間のスペースに、錘135が配置されている。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130に錘135を配置するためのスペースを別途設ける必要が無く、よって、振動体ユニット130を大型化させることなく、振動体ユニット130の十分な振動を得ることができる。
また、本実施形態の振動発生装置10は、ホルダ136,136によって、磁心131、磁心133、および錘135の各々の両端を保持する構成を採用している。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、磁心131、磁心133、および錘135を、容易且つ確実に、互いに所定の間隔を有する状態に保つことができる。したがって、本実施形態の振動発生装置10によれば、振動体ユニット130の組み立て容易性を高めることができるとともに、振動体ユニット130の安定的な性能を得ることができる。
(弾性支持部140の構成)
図6は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える弾性支持部140を示す斜視図である。図7は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える弾性支持部140(振動体ユニット130を支持した状態)を示す斜視図である。図8は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える弾性支持部140(下側ケース111に組み込まれた状態)を示す平面図である。
図6および図7に示すように、弾性支持部140は、ばね性を有する金属板を所定の形状に加工することにより形成された部材である。弾性支持部140は、振動体保持部141、弾性腕部142、および弾性梁部143を有して構成されている。
振動体保持部141は、振動体ユニット130を保持する受け皿状の部分である。振動体保持部141は、上方から平面視したときに概ね長方形状をなしている。振動体保持部141は、底面部141a、第1の壁部141b、第2の壁部141c、第1の側壁部141d、および第2の側壁部141eを有して構成されている。
底面部141aは、左右方向(図中X軸方向)を短手方向とし、前後方向(図中Y軸方向)を長手方向とする長方形状をなす平面状の部分である。底面部141aには、当該底面部141aの外周縁部に沿って開口した、比較的大きな矩形状の開口部141fが形成されている。これにより、振動体保持部141は、長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する左右両方の底縁部の捻り剛性が適度に弱められ、当該底縁部が左右方向(図中X軸方向)における外側に捻れ易くなることで、弾性支持部140が上下方向(図中Z軸方向)に弾性変形し易くなるようにしている。その結果、本実施形態の振動発生装置10は、振動体保持部141によって保持される振動体ユニット130による、十分な振動が得られるようになっている。
第1の壁部141bは、底面部141aの一方の短辺部分(図中Y軸負側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第1の壁部141bは、矩形状の2つの開口(「固定部」の一例)が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図7に示すように、当該2つの開口に磁心131,磁心133の各々の一端(図中Y軸負側の端部)を貫通させた後に、当該2つの開口をかしめることにより、磁心131,磁心133の各々の一端を固定的に支持することができるようになっている。なお、図7に示すように、磁心131,磁心133の各々の一端は、ホルダ136によって保持されている。このため、第1の壁部141bは、磁心131,磁心133の各々の一端を保持することにより、磁心131,磁心133の各々の一端のみならず、ホルダ136および錘135の一端を、容易且つ確実に保持することができる。
第2の壁部141cは、底面部141aの他方の短辺部分(図中Y軸正側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第2の壁部141cは、矩形状の2つの開口(「固定部」の一例)が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図7に示すように、当該2つの開口に磁心131,磁心133の各々の他端(図中Y軸正側の端部)を貫通させた後に、当該2つの開口をかしめることにより、磁心131,磁心133の各々の他端を固定的に支持することができるようになっている。なお、図7に示すように、磁心131,磁心133の各々の他端は、ホルダ137によって保持されている。このため、第2の壁部141cは、磁心131,磁心133の各々の他端を保持することにより、磁心131,磁心133の各々の他端のみならず、ホルダ137および錘135の他端を、容易且つ確実に保持することができる。
第1の側壁部141dは、底面部141aの一方の長辺部分(図中X軸正側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第2の側壁部141eは、底面部141aの他方の長辺部分(図中X軸負側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。
弾性腕部142は、振動体保持部141の左右両外側において、振動体保持部141の長手方向(図中Y軸方向)に沿って直線状に延伸する、細長い板状の部分である。弾性腕部142は、いわゆる板バネとして機能する部分であり、当該弾性腕部142が横方向(図中X軸方向)に弾性変形することによって、振動体ユニット130の横方向(図中X軸方向)への振動を可能とする。具体的には、本実施形態では、弾性支持部140は、4本の弾性腕部142a,142b,142c,142dを有している。
弾性腕部142aは、「第1の弾性腕部」の一例である。弾性腕部142aは、第1の側壁部141dの外側において、第1の側壁部141dの一端側(図中Y軸負側)に向って、第1の側壁部141dに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部142aの末端部は、第1の側壁部141dの中心(図8に示す中心線CL上の位置)から一端側(図中Y軸負側)に離れた位置において、上方に湾曲した弾性梁部143aによって第1の側壁部141dの上縁部と繋がっている。
弾性腕部142bは、「第2の弾性腕部」の一例である。弾性腕部142bは、第1の側壁部141dの外側において、第1の側壁部141dの他端側(図中Y軸正側)に向って、第1の側壁部141dに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部142bの末端部は、第1の側壁部141dの中心(図8に示す中心線CL上の位置)から他端側(図中Y軸正側)に離れた位置において、上方に湾曲した弾性梁部143bによって第1の側壁部141dの上縁部と繋がっている。
弾性腕部142cは、「第3の弾性腕部」の一例である。弾性腕部142cは、第2の側壁部141eの外側において、第2の側壁部141eの一端側(図中Y軸負側)に向って、第2の側壁部141eに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部142cの末端部は、第2の側壁部141eの中心(図8に示す中心線CL上の位置)から一端側(図中Y軸負側)に離れた位置において、上方に湾曲した弾性梁部143cによって、第2の側壁部141eの上縁部と繋がっている。
弾性腕部142dは、「第4の弾性腕部」の一例である。弾性腕部142dは、第2の側壁部141eの外側において、第2の側壁部141eの他端側(図中Y軸正側)に向って、第2の側壁部141eに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部142dの末端部は、第2の側壁部141eの中心(図8に示す中心線CL上の位置)から他端側(図中Y軸正側)に離れた位置において、上方に湾曲した弾性梁部143dによって、第2の側壁部141eの上縁部と繋がっている。
このように構成された弾性支持部140は、主に弾性腕部142a〜142dの各々が横方向(図中X軸方向)に大きく撓むことにより、横方向(図中X軸方向)に弾性変形するようになっている。また、弾性支持部140は、主に弾性梁部143a〜143dの各々が縦方向(図中Z軸方向)に撓むこと、および、底面部141aに開口部141fを設けたことによる、振動体保持部141の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する左右両方の底縁部の捻り変形がおこることにより、縦方向(図中Z軸方向)に弾性変形するようになっている。ここで、弾性腕部142a〜142dの各々は、縦幅(図中Z軸方向の幅)が比較的短く、且つ、振動体保持部141の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部が十分な長さを有しており、すなわち、十分な弾性有効長を有しているため、横方向(図中X軸方向)に大きく撓むことができるようになっている。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、振動体ユニット130の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット130の横方向(図中X軸方向)への十分な振動を得ることができる。
また、図8に示すように、弾性腕部142a〜142dの各々は、振動体保持部141における長手方向(図中Y軸方向)の中心(中心線CL上の位置)よりも離れた位置で、弾性梁部143a〜143dによって振動体保持部141に接続される。すなわち、振動体保持部141の左右両方の側壁部において、中心線CLを間に挟んで、2つの弾性梁部が接続されており、かつ2つの弾性梁部は、中心線CLから適度に離れた位置に設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、中心線CLを回転軸として、振動体保持部141が回転してしまうことを防止することができる。また、本実施形態の振動発生装置10は、振動体保持部141の図中X軸方向、Y軸方向における中心を通る、Z軸と平行な軸AXを回転軸として、振動体保持部141がXY平面上で回転してしまうことを防止することができる。
また、図8に示すように、弾性腕部142a〜142dの各々は、その先端部が、外側にクランク状に折り曲げられることによって、振動体保持部141の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部(弾性有効部分)よりも外側に位置する平面部(「筐体固定部」の一例)が形成されており、当該平面部において、任意の固定手段(例えば、接着材、リベット、ネジ等)により、筐体110の下側ケース111の側壁部の内面に固定される。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、図8に示すように、弾性腕部142a〜142dの各々の直線部を、振動体保持部141の側壁部と下側ケース111の側壁部との間の略中央に位置させることができ、弾性腕部142a〜142dの各々において、左右両方向(図中X軸方向)への十分な振れ幅を確保できるようになっている。なお、本実施形態では、図8に示すように、弾性腕部142a〜142dの各々の上記平面部を、下側ケース111の側壁部の内面と、スペーサ171〜174との間に挟み込むことにより、下側ケース111の側壁部の内面に固定する構成を採用している。
(永久磁石151〜154の着磁状態)
図9は、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える永久磁石151,153の着磁状態を説明するための図である。ここで、永久磁石151,153を図中Y軸負側から平面視したときの、永久磁石151,153の着磁状態について説明する。
図9に示すように、永久磁石151は、図中Y軸負側から平面視したとき、左上の角から右下の角に至る対角線により2つの領域に分けられており、これら2つの領域が、互いに異なる極性となるように着磁されている。図9に示す例では、永久磁石151の左下側の領域である第1の磁化領域151aがS極に着磁されており、永久磁石151の右上側の領域である第2の磁化領域151bがN極に着磁されている。
同様に、永久磁石153は、図中Y軸負側から平面視したとき、左上の角から右下の角に至る対角線により2つの領域に分けられており、これら2つの領域が、互い異なる極性となるように着磁されている。図9に示す例では、永久磁石153の左下側の領域である第1の磁化領域153aがS極に着磁されており、永久磁石153の右上側の領域である第2の磁化領域153bがN極に着磁されている。
なお、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bを間に挟んで、永久磁石151,153と対向する永久磁石152,154は、永久磁石151,153と同様に、図中Y軸負側から平面視したとき、左上の角から右下の角に至る対角線により2つの領域(第1の磁化領域および第2の磁化領域)に分けられている。但し、永久磁石152,154は、永久磁石151,153とは反対に、左下側の領域である第1の磁化領域がN極に着磁されており、右上側の領域である第2の磁化領域がS極に着磁されている。
(振動体ユニット130の動作)
図10Aおよび図10Bは、第1実施形態に係る振動発生装置10が備える振動体ユニット130の動作を説明するための図である。
本実施形態の振動発生装置10では、第1の電磁石130Aを構成するコイル132に交流電流を流すことによって、第1の電磁石130Aの周囲に交番磁界を発生させ、磁心131の両端が互いに異なる極性となるように、磁心131の両端を磁化させる。
また、本実施形態の振動発生装置10では、第2の電磁石130Bを構成するコイル134に交流電流を流すことによって、第2の電磁石130Bの周囲に交番磁界を発生させ、磁心133の両端が互いに異なる極性となるように、磁心133の両端を磁化させる。
例えば、図10Aに示すように、磁心131,磁心133の各々の一端(図中Y軸負側の端部)がN極に磁化された場合、磁心131の一端には、永久磁石151の第1の磁化領域151a(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石151の第2の磁化領域151b(N極)と反発し合う斥力が生じる。
同時に、S極に磁化された磁心131の他端には、永久磁石152の第1の磁化領域(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石152の第2の磁化領域(S極)と反発し合う斥力が生じる。
また、磁心133の一端には、永久磁石153の第1の磁化領域153a(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石153の第2の磁化領域153b(N極)と反発し合う斥力が生じる。
同時に、S極に磁化された磁心133の他端には、永久磁石154の第1の磁化領域(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石154の第2の磁化領域(S極)と反発し合う斥力が生じる。
これにより、振動体ユニット130は、左方向(図中矢印D1方向)および下方向(図中矢印D2方向)へ移動する。このとき、振動体ユニット130の左方向への推力は、第1の電磁石130Aの左方向への推力と、第2の電磁石130Bの左方向への推力とが合算されたものとなる。また、振動体ユニット130の下方向への推力は、第1の電磁石130Aの下方向への推力と、第2の電磁石130Bの下方向への推力とが合算されたものとなる。これにより、振動体ユニット130は、弾性支持部140を弾性変形させつつ、所定の共振周波数で振動するための十分な推力が得られることとなる。
一方、図10Bに示すように、磁心131,磁心133の各々の一端(図中Y軸負側の端部)がS極に磁化された場合、磁心131の一端には、永久磁石151の第2の磁化領域151b(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石151の第1の磁化領域151a(S極)と反発し合う斥力が生じる。
同時に、N極に磁化された磁心131の他端には、永久磁石152の第2の磁化領域に引き付けられる引力と、永久磁石152の第1の磁化領域と反発し合う斥力が生じる。
また、磁心133の一端には、永久磁石153の第2の磁化領域153b(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石153の第1の磁化領域153a(S極)と反発し合う斥力が生じる。
同時に、N極に磁化された磁心133の他端には、当該磁心133の他端と対向する永久磁石154の第2の磁化領域(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石154の第1の磁化領域(N極)と反発し合う斥力が生じる。
これにより、振動体ユニット130は、右方向(図中矢印D3方向)および上方向(図中矢印D4方向)へ移動する。このとき、振動体ユニット130の右方向への推力は、第1の電磁石130Aの右方向への推力と、第2の電磁石130Bの右方向への推力とが合算されたものとなる。また、振動体ユニット130の上方向への推力は、第1の電磁石130Aの上方向への推力と、第2の電磁石130Bの上方向への推力とが合算されたものとなる。これにより、振動体ユニット130は、弾性支持部140を弾性変形させつつ、所定の共振周波数で振動するための十分な推力が得られることとなる。
このように、本実施形態の振動発生装置10においては、コイル132,134に電流を流す方向により、振動体ユニット130の移動方向が、左方向および下方向、または、右方向および上方向に決定される。従って、本実施形態の振動発生装置10において、コイル132,134に交流電流を供給することにより、図10Aに示すように、振動体ユニット130の、左方向(図中矢印D1方向)および下方向(図中矢印D2方向)へ移動と、図10Bに示すように、振動体ユニット130の、右方向(図中矢印D3方向)および上方向(図中矢印D4方向)へ移動とが、交互に繰り返される。これにより、振動体ユニット130は、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)へ振動することとなる。
ここで、振動体ユニット130は、弾性支持部140によって支持されており、第1の固有振動数により、横方向(図中X軸方向)に沿って振動し、第2の固有振動数により、縦方向(図中Z軸方向)に沿って振動する。第1の固有振動数は、第1の弾性係数および振動体ユニット130の質量に応じて定まるものである。第2の固有振動数は、第2の弾性係数および振動体ユニット130の質量に応じて定まるものである。第1の弾性係数および第2の弾性係数は、互いに異なる。このため、第1の固有振動数および第2の固有振動数は、互いに異なる。
すなわち、振動体ユニット130は、コイル132,134に供給する交流電流の周波数を外部回路から制御して、第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bの各々に発生させることにより、横方向(図中X軸方向)に沿って十分に振動することとなる。また、振動体ユニット130は、コイル132,134に供給する交流電流の周波数を外部回路から制御して、第2の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bの各々に発生させることにより、縦方向(図中Z軸方向)に沿って十分に振動することとなる。
なお、コイル132,134に交流電流を供給したときに、コイル132,134が互いに同じ方向に移動する(すなわち、磁心131,133の両端の磁極を互いに同じとする)ことが可能であれば、コイル132,134を互いに並列接続する構成(すなわち、コイル132を形成する電線の両端と、コイル134を形成する電線の両端とを、FPC160に接続する構成)を採用してもよく、コイル132,134を互いに直列接続する構成(すなわち、コイル132を形成する電線の一端と、コイル134を形成する電線の一端とを繋ぎ合わせ、コイル132を形成する電線の他端と、コイル134を形成する電線の他端とを、FPC160に接続する構成)を採用してもよい。また、コイル132の電線およびコイル134の電線は、互いに同一の巻き方向であってもよく、互いに異なる巻き方向であってもよい。
なお、コイル132,134に交流電流を供給したときに、コイル132,134が互いに同じ方向に移動することが可能であればよいので、永久磁石と電磁石との構成はこれに限られない。例えば、本実施形態においては、隣接する永久磁石151,153および永久磁石152,154はそれぞれ同じ磁化方向であるが、隣接する永久磁石で逆方向に磁化されるように配置し、磁心131,133の両端の磁極が互いに逆になるように構成することによっても、コイル132,134を互いに同じ方向に移動させることが可能である。
(FPC160の支持構成)
図11は、図1に示す振動発生装置10のA−A断面図である。図12は、第1実施形態に係る振動発生装置10におけるFPC160の支持構成を示す図である。
図11および図12に示すように、FPC160は、振動体ユニット130側から順に、第1の直線部160A、第1の折曲部160B、第2の直線部160C、第2の折曲部160D、および第3の直線部160Eを有して構成されている。
第1の直線部160Aは、ホルダ136の上面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。図12に示すように、第1の直線部160Aの上面には、コイル132,134と接続するための、金属膜からなる2つの電極端子161,162が形成されている。第1の直線部160A(電極端子161,162が形成されている部分)は、円形状の2つの開口部が形成されており、当該2つの開口部が、ホルダ136に形成された円柱状の136d,136eに嵌め込まれることにより、所定の位置に位置決めされた状態で、ホルダ136によって支持されるようになっている。
第1の折曲部160Bは、第1の直線部160Aの端部(図中X軸正側の端部)から上側に180°折り曲げられ、第2の直線部160Cに接続される部分である。すなわち、第1の折曲部160Bは、FPC160の振動体ユニット130から外部回路へと至る延伸方向を、横方向における一方の方向(図中X軸正方向)から、横方向における他方の方向(図中X軸負方向)へと折り返すための部分である。
第2の直線部160Cは、第1の直線部160Aの上方において、上側ケース112の裏面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。第2の直線部160Cは、筐体110の側壁部(下側ケース111におけるX軸負側の側壁部)に形成された開口部113まで延伸しており、FPC160の第2の直線部160C以降の部分(第2の直線部160Cおよび第3の直線部160E)は、当該開口部113から、筐体110への外部へと露出している。
第2の折曲部160Dは、筐体110の外部に露出した部分であり、第2の直線部160Cの端部(図中X軸負側の端部)から上側に180°折り曲げられ、第3の直線部160Eに接続される部分である。すなわち、第2の折曲部160Dは、FPC160の振動体ユニット130から外部回路へと至る延伸方向を、横方向における他方の方向(図中X軸負方向)から、横方向における一方の方向(図中X軸正方向)へと折り返すための部分である。
第3の直線部160Eは、筐体110の外部に露出した部分であり、上側ケース112の表面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。図12に示すように、第3の直線部160Eの上面には、外部回路と接続するための、金属膜からなる2つの電極端子163,164が形成されている。
このように、本実施形態の振動発生装置10は、ホルダ136によって、FPC160の振動体ユニット130側の端部を支持することができる。これにより、本実施形態の振動発生装置10は、筐体110の内部において、FPC160の振動体ユニット130側の端部を安定的に保持することができる。このため、本実施形態の振動発生装置10によれば、例えば、FPC160に対する半田付け作業の容易性を高めることができるとともに、FPC160における接続不良や断線等の不具合の発生を抑制することができる。
〔第2実施形態〕
以下、図面を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態で説明した振動発生装置10の変形例を説明する。以降の説明では、主に、第1実施形態の振動発生装置10からの変更点について説明する。なお、以降の説明において、第1実施形態の振動発生装置10と同様の構成部材については、第1実施形態と同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(振動発生装置20の構成)
図13は、第2実施形態に係る振動発生装置20を示す斜視図である。図14は、第2実施形態に係る振動発生装置20(上側ケース212およびFPC260が取り外された状態)を示す斜視図である。図15は、第2実施形態に係る振動発生装置20の分解図である。
図13〜図15に示すように、振動発生装置20は、筐体210、振動体ユニット230、弾性支持部240、永久磁石151〜154、およびFPC260を備えて構成されている。
筐体210は、互いに分離可能な、下側ケース211および上側ケース212を有している。図13に示すように、上側ケース212は、下側ケース211の上縁部に設けられた複数の爪部211Aの各々が内側に折り曲げられて、当該複数の爪部211Aによって上方から押さえつけられることにより、下側ケース211に固定される。第2実施形態の筐体210では、FPC260を当該筐体210の外部へ露出させるための開口部213が、上側ケース212の縁部に形成されている点で、第1実施形態の筐体110と異なる。
振動体ユニット230は、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bを内部に有しており、第1の電磁石130Aおよび第2の電磁石130Bによって磁界を発生させることにより、筐体210の内部において、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に沿って振動する部分である。第2実施形態の振動体ユニット230は、第1実施形態のホルダ136,137と形状が異なるホルダ236,237を備える点で、第1実施形態の振動体ユニット130と異なる。
弾性支持部240は、筐体210の内部において、振動体ユニット230を支持するとともに、上下方向(図中Z軸方向)および左右方向(図中X軸方向)に弾性変形することにより、振動体ユニット230による振動を可能とする部材である。第2実施形態の弾性支持部240は、第1実施形態の弾性腕部142と形状が異なる弾性腕部242を備える点で、第1実施形態の弾性支持部140と異なる。
永久磁石151,153は、筐体210の内部において、振動体ユニット230が備える磁心131,133の一方の端部(図中Y軸負側の端部)と対向するように、横方向に並べて設けられている。永久磁石152,154は、筐体210の内部において、振動体ユニット230が備える磁心131,133の他方の端部(図中Y軸正側の端部)と対向するように、横方向に並べて設けられている。
FPC260は、振動体ユニット230の第1の電磁石130A,第2の電磁石130Bが備えるコイル132,134に交流電流を供給するために、コイル132,134と外部回路(図示省略)とを接続する部材である。図13に示すように、FPC260の外部回路の端部は、筐体210の外部に露出しており、当該露出部分には、金属膜からなる2つの電極端子265,266が形成されている。
(振動体ユニット230の構成)
図16は、第2実施形態に係る振動発生装置20が備える振動体ユニット230を示す斜視図である。図17は、第2実施形態に係る振動発生装置20が備える振動体ユニット230の分解図である。
図16および図17に示すように、振動体ユニット230は、磁心131、コイル132、磁心133、コイル134、錘135、ホルダ236、およびホルダ237を備えて構成されている。すなわち、振動体ユニット230は、ホルダ136,137の代わりに、ホルダ236,237を備える点で、第1実施形態の振動体ユニット130と異なる。
ホルダ236は、磁心131の一端を保持する磁心保持部236a、磁心133の一端を保持する磁心保持部236b、および、錘135の一端を保持する錘保持部236cが形成されている。各保持部236a〜236cは、第1実施形態のホルダ136に形成されている各保持部136a〜136cと同様である。ホルダ236における磁心保持部236aと磁心保持部236bとの間には、平面部236Aおよび傾斜面236Bが形成されている。平面部236Aは、他の部分よりも高さ位置が低められている部分である。平面部236Aには、円柱状の1つの突起部236dが形成されている。突起部236dは、FPC260のコイル132,134側の端部に形成された円形状の開口が嵌め込まれることにより、FPC260のコイル132,134側の端部を、所定の位置に位置決めしつつ、支持できるようになっている。傾斜面236Bは、他の部分の高さ位置から平面部236Aの高さ位置に至るまで降下するように傾斜した部分である。傾斜面236Bは、FPC260を無理に折り曲げることなく、FPC260のコイル132,134側の端部を、平面部236Aに配置できるようにするために形成されている。
ホルダ237は、磁心131の他端を保持する磁心保持部237a、磁心133の他端を保持する磁心保持部237b、および、錘135の他端を保持する錘保持部237cが形成されている。各保持部237a〜237cは、第1実施形態のホルダ137に形成されている各保持部137a〜137cと同様である。
なお、ホルダ236およびホルダ237は、互いに共通の部品を用いることが可能である。例えば、本実施形態の振動発生装置20は、ホルダ237として、ホルダ236と共通の部品を用いている。このため、本実施形態の振動発生装置20は、ホルダ236と同様に、ホルダ237に1つの突起部が設けられている。これにより、例えば、本実施形態の振動発生装置20は、FPC260をホルダ237側に設けて、FPC260のコイル132,134側の端部を、ホルダ237で支持することも可能である。
(弾性支持部240の構成)
図18は、第2実施形態に係る振動発生装置20が備える弾性支持部240を示す斜視図である。図19は、第2実施形態に係る振動発生装置20が備える弾性支持部240(振動体ユニット230を支持した状態)を示す斜視図である。図20は、第2実施形態に係る振動発生装置20が備える弾性支持部240(下側ケース211に組み込まれた状態)を示す平面図である。
図18および図19に示すように、弾性支持部240は、振動体保持部241、弾性腕部242、および弾性梁部243を有して構成されている。
振動体保持部241は、振動体ユニット230を保持する受け皿状の部分である。振動体保持部241は、上方から平面視したときに概ね長方形状をなしている。振動体保持部241は、底面部241a、第1の壁部241b、第2の壁部241c、第1の側壁部241d、および第2の側壁部241eを有して構成されている。
底面部241aは、左右方向(図中X軸方向)を短手方向とし、前後方向(図中Y軸方向)を長手方向とする長方形状をなす平面状の部分である。底面部241aには、当該底面部241aの外周縁部に沿って開口した、比較的大きな矩形状の開口部241fが形成されている。これにより、振動体保持部241は、長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する左右両方の底縁部の捻り剛性が適度に弱められ、当該底縁部が左右方向(図中X軸方向)における外側に捻れ易くなることで、弾性支持部240が上下方向(図中Z軸方向)に弾性変形し易くなるようにしている。その結果、本実施形態の振動発生装置20は、振動体保持部241によって保持される振動体ユニット230による、十分な振動が得られるようになっている。
第1の壁部241bは、底面部241aの一方の短辺部分(図中Y軸負側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第1の壁部241bは、矩形状の2つの開口が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図19に示すように、当該2つの開口に磁心131,磁心133の各々の一端(図中Y軸負側の端部)を貫通させた後に、当該2つの開口をかしめることにより、磁心131,磁心133の各々の一端を固定的に支持することができるようになっている。
第2の壁部241cは、底面部241aの他方の短辺部分(図中Y軸正側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第2の壁部241cは、矩形状の2つの開口が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図19に示すように、当該2つの開口に磁心131,磁心133の各々の他端(図中Y軸正側の端部)を貫通させた後に、当該2つの開口をかしめることにより、磁心131,磁心133の各々の他端を固定的に支持することができるようになっている。
第1の側壁部241dは、底面部241aの一方の長辺部分(図中X軸正側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第2の側壁部241eは、底面部241aの他方の長辺部分(図中X軸負側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。
弾性腕部242は、振動体保持部241の左右両外側において、振動体保持部241の長手方向(図中Y軸方向)に沿って直線状に延伸する、細長い板状の部分である。弾性腕部242は、いわゆる板バネとして機能する部分であり、当該弾性腕部242が弾性変形することによって、振動体ユニット230の横方向(図中X軸方向)への振動を可能とする。具体的には、本実施形態では、弾性支持部240は、2本の弾性腕部242a,242bを有している。
弾性腕部242aは、「第5の弾性腕部」の一例である。弾性腕部242aは、第1の側壁部241dの外側において、第1の側壁部241dの一端(図中Y軸負側の端部)に近い位置から、第1の側壁部241dの他端(図中Y軸正側の端部)に近い位置まで、第1の側壁部241dに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部242aは、その中間部分において、その長手方向(図中Y軸方向)に並べて配置された弾性梁部243a,243bによって、第1の側壁部241dの上縁部と繋がっている。
弾性腕部242bは、「第6の弾性腕部」の一例である。弾性腕部242bは、第2の側壁部241eの外側において、第2の側壁部241eの一端(図中Y軸負側の端部)に近い位置から、第2の側壁部241eの他端(図中Y軸正側の端部)に近い位置まで、第2の側壁部241eに沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部242bは、その中間部分において、その長手方向(図中Y軸方向)に並べて配置された弾性梁部243c,弾性梁部243dによって、第2の側壁部241eの上縁部と繋がっている。
このように構成された弾性支持部240は、主に弾性腕部242a,242bの各々が大きく撓むことにより、横方向(図中X軸方向)に弾性変形するようになっている。また、弾性支持部240は、主に弾性梁部243a〜243dの各々が撓むこと、および、底面部241aに開口部241fを設けたことによる、振動体保持部241の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する左右両方の底縁部の捻り変形がおこることにより、縦方向(図中Z軸方向)に弾性変形するようになっている。ここで、弾性腕部242a,242bの各々は、縦幅(図中Z軸方向の幅)が比較的短く、且つ、振動体保持部241の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部が十分な長さを有しており、すなわち、十分な弾性有効長を有しているため、横方向(図中X軸方向)に大きく撓むことができるようになっている。これにより、本実施形態の振動発生装置20は、振動体ユニット230の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット230の横方向(図中X軸方向)への十分な振動を得ることができる。
また、図20に示すように、弾性腕部242aは、振動体保持部241における長手方向(図中Y軸方向)の中心(図20に示す中心線CL上の位置)を間に挟んで設けられた2つの弾性梁部243a,243bによって、振動体保持部241の第1の側壁部241dに接続される。同様に、弾性腕部242bは、振動体保持部241における長手方向(図中Y軸方向)の中心(図20に示す中心線CL上の位置)を間に挟んで設けられた2つの弾性梁部243c,243dによって、振動体保持部241の第2の側壁部241eに接続される。すなわち、振動体保持部241の左右両方の側壁部において、中心線CLを間に挟んで、2つの弾性梁部が接続されており、かつ2つの弾性梁部は、中心線CLから適度に離れた位置に設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置20は、中心線CLを回転軸として、振動体保持部241が回転してしまうことを防止することができる。また、本実施形態の振動発生装置20は、振動体保持部241の図中X軸方向、Y軸方向における中心を通る、Z軸と平行な軸AXを回転軸として、振動体保持部241がXY平面上で回転してしまうことを防止することができる。
また、図20に示すように、弾性腕部242a,242bの各々は、その両端部が、外側にクランク状に折り曲げられることによって、振動体保持部241の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部(弾性有効部分)よりも外側に位置する平面部(「筐体固定部」の一例)が形成されており、当該平面部において、任意の固定手段(例えば、接着材、リベット、ネジ等)により、筐体210の下側ケース211の側壁部の内面に固定される。これにより、本実施形態の振動発生装置20は、図20に示すように、弾性腕部242a,242bの各々の直線部を、振動体保持部241の側壁部と下側ケース211の側壁部との間の略中央に位置させることができ、弾性腕部242a,242bの各々において、左右両方向(図中X軸方向)への十分な振れ幅を確保できるようになっている。なお、本実施形態では、図21に示すように、弾性腕部242a,242bの各々の上記平面部を、下側ケース211の側壁部の内面と、下側ケース211の底面部の一部が上方に折り曲げられることによって形成された支持壁211Bとの間に挟み込むことにより、下側ケース211の側壁部の内面に固定する構成を採用している。
また、図20に示すように、弾性梁部243a〜243dは、上方から平面視したときに、X字状をなしている。すなわち、弾性梁部243a〜243dの各々は、振動体保持部241の側壁部から上方且つ斜めに延びる2本の柱部と、弾性腕部242から上方且つ斜めに延びる2本の柱部とが、頂部において交わる形状を有している。これにより、弾性梁部243a〜243dは、その強度が適度に高められており、捻じれが生じ難くなっている。このため、弾性梁部243a〜243dは、当該弾性梁部243a〜243dを回転軸として、振動体保持部241が回転してしまうことを抑制することができる。一方、弾性梁部243a〜243dの各々は、その頂部において、最も板幅(図中Y軸方向の幅)が狭くなっている。これにより、弾性梁部243a〜243dは、その頂部における弾性係数が適度に低められている。すなわち、弾性梁部243a〜243dは、その頂部において最も大きく弾性変形することで、振動体ユニット130を十分に振動させることができるようになっている。
(FPC260の支持構成)
図21は、図13に示す振動発生装置10のB−B断面図である。図22は、第2実施形態に係る振動発生装置20におけるFPC260の支持構成を示す図である。
図21および図22に示すように、FPC260は、振動体ユニット130側から順に、第1の直線部260A、第1の折曲部260B、第2の直線部260C、第2の折曲部260D、および第3の直線部260Eを有して構成されている。
第1の直線部260Aは、ホルダ236の上面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。図22に示すように、第1の直線部260Aの上面には、コイル132,134と接続するための、金属膜からなる4つの電極端子261〜264が形成されている。第1の直線部260Aは、円形状の開口部が形成されており、当該開口部が、ホルダ236の平面部236Aに形成された円柱状の突起部236dに嵌め込まれることにより、所定の位置に位置決めされた状態で、ホルダ236によって安定的に支持されるようになっている。
第1の折曲部260Bは、第1の直線部260Aの端部(図中X軸正側の端部)から下側に180°折り曲げられ、第2の直線部260Cに接続される部分である。すなわち、第1の折曲部260Bは、FPC260の振動体ユニット130から外部回路へと至る延伸方向を、横方向における一方の方向(図中X軸正方向)から、横方向における他方の方向(図中X軸負方向)へと折り返すための部分である。
第2の直線部260Cは、ホルダ236の下方において、下側ケース211の内底面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。
第2の折曲部260Dは、第2の直線部260Cの端部(図中X軸負側の端部)から上側に180°折り曲げられ、第3の直線部260Eに接続される部分である。すなわち、第2の折曲部260Dは、FPC260の振動体ユニット130から外部回路へと至る延伸方向を、横方向における他方の方向(図中X軸負方向)から、横方向における一方の方向(図中X軸正方向)へと折り返すための部分である。第2の折曲部260Dは、上側ケース212に形成された開口部213まで延伸しており、FPC260の第2の折曲部260D以降の部分(第3の直線部260E)は、当該開口部213から、筐体210への外部へと露出している。
第3の直線部260Eは、上側ケース212に形成された開口部213から筐体110の外部に露出した部分であり、上側ケース212の表面に沿って、横方向(図中X軸方向)に直線状に延伸する部分である。図22に示すように、第3の直線部260Eの上面には、外部回路と接続するための、金属膜からなる2つの電極端子265,266が形成されている。
図21および図22に示すように、ホルダ236の平面部236Aは、他の部分(磁心131を保持している部分)よりも高さ位置が低められている。また、ホルダ236には、他の部分(磁心131を保持している部分)から平面部236Aまで降下するように傾斜した傾斜面236Bが形成されている。これにより、本実施形態の振動発生装置20は、平面部236Aおよび傾斜面236Bに沿って、FPC260の第1の直線部260Aを配置することができる。その結果、本実施形態の振動発生装置20は、第1の直線部260Aの電極端子261〜264を、平面部236Aおよび傾斜面236Bの表面で安定的に支持することができる。また、本実施形態の振動発生装置20は、電極端子261〜264に対して半田付けがなされたときに、半田の厚み分が収まるスペースを、平面部236Aおよび傾斜面236B上に確保することができる。また、本実施形態の振動発生装置20は、第1の直線部260Aを無理に折り曲げることなく、第1の直線部260Aの端部を、平面部236Aに導くことができる。
〔第3実施形態〕
以下、図面を参照して、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、第1実施形態で説明した振動発生装置10の変形例を説明する。以降の説明では、主に、第1実施形態の振動発生装置10からの変更点について説明する。
(振動発生装置30の構成)
図23は、第3実施形態に係る振動発生装置30を示す斜視図である。図24は、第3実施形態に係る振動発生装置30(上側ケース312が取り外された状態)を示す斜視図である。図25は、第3実施形態に係る振動発生装置30の分解図である。
本実施形態の振動発生装置30は、筐体310の内部に設けられている振動体ユニット330が、左右方向(第1の方向、図中X軸方向)に沿って一方向に振動するように構成されている。振動発生装置30は、薄型且つ左右方向への十分な振動を得ることが可能であるという点では、第1実施形態の振動発生装置10と同様である。
図23〜図25に示すように、振動発生装置30は、筐体310、振動体ユニット330、弾性支持部340、および永久磁石351,352を備えて構成されている。
筐体310は、互いに分離可能な、下側ケース311および上側ケース312を有している。図23に示すように、下側ケース311における前後両方の短辺部分の上縁部には、内側且つ水平に直角に折り曲げられた爪部311Aが形成されている。爪部311Aは、先端部分が横長の長方形状を有している。爪部311Aは、下側ケース311の上部開口が上側ケース312によって閉じられた状態において、長方形状を有する先端部分が、上側ケース312に形成された開口312Bに嵌め込まれる。開口312Bは、爪部311Aの先端部分と略同サイズの長方形状を有している。これにより、下側ケース311に対して上側ケース312が所定の位置に位置決めされ、且つ、下側ケース311に対する上側ケース312の前後方向(図中Y軸方向)および左右方向(図中X軸方向)の移動は、爪部311Aの先端部分のせん断面によって係止されることとなる。
また、図23に示すように、上側ケース312の外周縁部における左右両方の長辺部分には、折り曲げられていない状態において外側且つ水平に突出した、複数(図23に示す例では3つ)の爪部312Aが形成されている。爪部312Aは、先端部分が横長の長方形状を有している。爪部312Aは、下側ケース311の上部開口が上側ケース312によって閉じられた状態において、下方に向って直角に折り曲げられることにより、長方形状を有する先端部分が、下側ケース311の側壁部に形成された開口311Bに嵌め込まれる。開口311Bは、爪部312Aの先端部分と略同サイズの長方形状を有している。これにより、下側ケース311に対する上側ケースの前後方向(図中Y軸方向)および上下方向(図中Z軸方向)の移動は、爪部312Aの先端部分のせん断面によって係止されることとなる。すなわち、下側ケース311に対して上側ケース312が確実に固定されることとなる。
また、図23に示すように、上側ケース312の外周縁部における前後両方の短辺部分には、外側且つ水平に突出した平板状のタブ312Cが形成されている。また、下側ケース311における前後両方の短辺部分の上縁部には、外側且つ水平に直角に折り曲げられた平板状のタブ311Cが形成されている。図23に示すように、下側ケース311の上部開口が上側ケース312によって閉じられた状態において、下側ケース311に形成されたタブ311C、および、上側ケース312に形成されたタブ312Cは、互いに重なり合う。この状態で、タブ311Cおよびタブ312Cは、筐体310を対象機器に固定するための固定部として機能する。例えば、当該固定部は、円形の開口が形成されている。これにより、例えば、当該開口内にネジ等の固定部材を貫通させることにより、筐体310を対象機器に固定することができる。当該固定部は、2枚の金属板(タブ311Cおよびタブ312C)の重ね合わせ構造を有することにより、強度が高められている。これにより、当該固定部は、振動発生装置30の振動等によって容易に変形してしまうことなく、筐体310を確実に固定することができるようになっている。また、タブ311Cおよびタブ312Cは、互いに重なり合った状態で、ネジ等の固定部材によって強固に締め付けられることにより、筐体310を対象機器に固定した際に、下側ケース311に対して、上側ケース312を強固に閉じた状態とすることができる。
振動体ユニット330は、第1の電磁石330Aおよび第2の電磁石330Bを内部に有しており、第1の電磁石330Aおよび第2の電磁石330Bによって磁界を発生させることにより、筐体310の内部において、左右方向(図中X軸方向)に沿って振動する部分である。
弾性支持部340は、筐体310の内部において、振動体ユニット330を支持するとともに、左右方向(図中X軸方向)に弾性変形することにより、振動体ユニット330による左右方向(図中X軸方向)に沿った振動を可能とする部材である。
永久磁石351は、筐体310の内部において、振動体ユニット330が備える磁心331,333の一方の端部(図中Y軸負側の端部)と対向するように、横方向(図中X軸方向)を長手方向として設けられている。永久磁石352は、筐体310の内部において、振動体ユニット330が備える磁心331,333の他方の端部(図中Y軸正側の端部)と対向するように、横方向(図中X軸方向)を長手方向として設けられている。
このように構成された振動発生装置30は、外部回路(図示省略)からFPC(図示省略)を介して、第1の電磁石330A,第2の電磁石330Bが備えるコイル332,334に交流電流が供給されることにより、コイル332,334の周囲に交番磁界を発生させることができる。これにより、振動体ユニット330は、第1の電磁石330A,第2の電磁石330Bと、永久磁石351,352との間に生じた引力および斥力により、当該振動体ユニット330を支持する弾性支持部340を弾性変形させつつ、左右方向(図中X軸方向)に沿って振動する。なお、振動体ユニット330および弾性支持部340の具体的な構成については、図26〜図30を用いて後述する。また、永久磁石351,352の具体的な構成については、図31,図32を用いて後述する。
(振動体ユニット330の構成)
図26は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える振動体ユニット330を示す斜視図である。図27は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える振動体ユニット330の分解図である。
図26および図27に示すように、振動体ユニット330は、磁心331、コイル332、磁心333、コイル334、錘335、およびフランジ336〜339を備えて構成されている。
磁心331およびコイル332は、第1の電磁石330Aを構成するものである。第1の電磁石330Aの構成は、第1実施形態で説明した第1の電磁石130Aと同様である。磁心333およびコイル334は、第2の電磁石330Bを構成するものである。第2の電磁石330Bの構成は、第1実施形態で説明した第2の電磁石130Bと同様である。磁心331,333,コイル332,334は、いずれも、振動体ユニット330の振動方向である横方向(第1の方向、図中X軸方向)と交差する、前後方向(第3の方向、図中Y軸方向)に延在する。
錘335は、第1の電磁石330Aと第2の電磁石330Bとの間において、第1の電磁石330Aおよび第2の電磁石330Bと平行に配置された、一定の重量を有する角柱状の部材である。本実施形態の錘335は、その両端部がフランジ336〜339によって挟持されるために、その長手方向(図中Y軸方向)において、磁心331,333と略同じ長さを有する。
フランジ336〜339は、例えば、絶縁性を有する素材からなる部材である。フランジ336は、矩形状に開口された磁心保持部336a内において、磁心331の一端(図中Y軸負側の端部)を保持する。フランジ337は、矩形状に開口された磁心保持部337a内において、磁心333の一端(図中Y軸負側の端部)を保持する。フランジ338は、矩形状に開口された磁心保持部338a内において、磁心331の他端(図中Y軸正側の端部)を保持する。フランジ339は、矩形状に開口された磁心保持部339a内において、磁心333の他端(図中Y軸正側の端部)を保持する。
フランジ336およびフランジ337は、それらの間において、錘335の一端(図中Y軸負側の端部)を挟持する。また、フランジ338およびフランジ339は、それらの間において、錘335の他端(図中Y軸正側の端部)を挟持する。
フランジ336〜339の各々の上面には、円柱状の2つの突起部が形成されている。各突起部は、コイル332,334を形成する電線の端部が巻きつけられることにより、当該端部をまとめて保持することが可能である。また、各突起部は、例えば、FPC(図示省略)に形成された円形状の開口部が嵌め込まれることにより、FPCを所定の位置に位置決めしつつ、当該FPCを保持することも可能である。
このように、本実施形態の振動発生装置30は、振動体ユニット330において、2つの電磁石330A,330Bが横方向(図中X軸方向)に並べて設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置30は、振動体ユニット330の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット330の薄型化(電磁石の小型化)に伴う振動量の減少分を、2つの電磁石330A,330Bによって補うことができる。したがって、本実施形態の振動発生装置30によれば、振動体ユニット330の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット330の横方向への十分な振動を得ることができる。
また、本実施形態の振動発生装置30は、振動体ユニット330において、一定の重量を有する錘335が設けられている。これにより、本実施形態の振動発生装置30は、振動体ユニット330の薄型化(すなわち、電磁石の小型化)に伴う重量の減少分を、錘335によって補うことが可能である。したがって、本実施形態の振動発生装置30によれば、振動体ユニット330の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット330の横方向への十分な振動を得ることができる。
(弾性支持部340の構成)
図28は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える弾性支持部340を示す斜視図である。図29は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える弾性支持部340(振動体ユニット330を支持した状態)を示す斜視図である。図30は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える弾性支持部340(下側ケース311に組み込まれた状態)を示す平面図である。
図28および図29に示すように、弾性支持部340は、振動体保持部341および弾性腕部342を有して構成されている。
振動体保持部341は、振動体ユニット330を保持する受け皿状の部分である。振動体保持部341は、上方から平面視したときに概ね長方形状をなしている。振動体保持部341は、底面部341a、第1の壁部341b、第2の壁部341c、第1の側壁部341d、および第2の側壁部341eを有して構成されている。
底面部341aは、左右方向(図中X軸方向)を短手方向とし、前後方向(図中Y軸方向)を長手方向とする長方形状をなす平面状の部分である。なお、本実施形態の振動体保持部341は、上下方向への弾性変形が不要であるため、底面部341aに開口が形成されていない点で、第1実施形態の振動体保持部141と異なる。
第1の壁部341bは、底面部341aの一方の短辺部分(図中Y軸負側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。本実施形態の振動発生装置30は、磁心331,333の各々の先端部分(図中Y軸負側の先端部分)が潰されていることにより、第1の壁部341bによって、当該先端部分と、フランジ336,337とが、固定的に支持されている。また、これにより、フランジ336,337によって、錘335の一端が挟持された状態が維持されている。具体的には、第1の壁部341bは、矩形状の2つの開口が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図29に示すように、当該2つの開口に磁心331,333の各々の先端部分(図中Y軸負側の先端部分)を貫通させた後に、当該先端部分を潰したり割り広げたりすることにより、当該先端部分を固定的に支持することができるようになっている。ここで、磁心331,333の各々の先端部分は、フランジ336,337によって保持されているため、第1の壁部341bは、磁心331,333の各々の先端部分を固定的に支持することにより、同時に、フランジ336,337を固定的に支持することができる。さらに、フランジ336,337は、錘335の一端を挟持しているため、第1の壁部341bは、フランジ336,337を固定的に支持することにより、フランジ336,337によって錘335の一端が挟持された状態を維持することができる。
第2の壁部341cは、底面部341aの他方の短辺部分(図中Y軸正側の短辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。本実施形態の振動発生装置30は、磁心331,333の各々の先端部分(図中Y軸正側の先端部分)が潰されていることにより、第2の壁部341cによって、当該先端部分と、フランジ338,339とが、固定的に支持されている。また、これにより、フランジ338,339によって、錘335の他端が挟持された状態が維持されている。具体的には、第2の壁部341cは、矩形状の2つの開口が横方向(図中X軸方向)に並べて形成されており、図19に示すように、当該2つの開口に磁心131,磁心133の各々の先端部分(図中Y軸正側の先端部分)を貫通させた後に、当該先端部分を潰したり割り広げたりすることにより、当該先端部分を固定的に支持することができるようになっている。また、磁心331,333の各々の先端部分は、フランジ338,339によって保持されているため、第2の壁部341cは、磁心331,333の各々の先端部分を固定的に支持することにより、同時に、フランジ338,339を固定的に支持することができる。さらに、フランジ338,339は、錘335の他端を挟持しているため、第2の壁部341cは、フランジ338,339を固定的に支持することにより、フランジ338,339によって錘335の他端が挟持された状態を維持することができる。
第1の側壁部341dは、底面部341aの一方の長辺部分(図中X軸正側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。第2の側壁部341eは、底面部341aの他方の長辺部分(図中X軸負側の長辺部分)において垂直に立設された壁状の部分である。
弾性腕部342は、振動体保持部341の左右両外側において、振動体保持部341の長手方向(図中Y軸方向)に沿って直線状に延伸する、細長い板状の部分である。弾性腕部342は、いわゆる板バネとして機能する部分であり、当該弾性腕部342が弾性変形することによって、振動体ユニット330の横方向(図中X軸方向)への振動を可能とする。本実施形態では、弾性支持部340は、4本の弾性腕部342a,342b,342c,342dを有している。
弾性腕部342aは、第1の側壁部341dの一端(図中Y軸負側の端部)から、底面部341aの一方の長辺部分(図中X軸正側の長辺部分)に沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部342bは、第1の側壁部341dの他端(図中Y軸正側の端部)から、底面部341aの一方の長辺部分(図中X軸正側の長辺部分)に沿って直線状に延伸する部分である。
弾性腕部342cは、第2の側壁部141eの一端(図中Y軸負側の端部)から、底面部341aの他方の長辺部分(図中X軸負側の長辺部分)に沿って直線状に延伸する部分である。弾性腕部342dは、第2の側壁部141eの他端(図中Y軸正側の端部)から、底面部341aの他方の長辺部分(図中X軸負側の長辺部分)に沿って直線状に延伸する部分である。
このように構成された弾性支持部340は、主に弾性腕部342a〜342dの各々が横方向(図中X軸方向)に大きく撓むことにより、横方向(図中X軸方向)に弾性変形するようになっている。ここで、弾性腕部342a〜342dの各々は、縦幅(図中Z軸方向の幅)が比較的短く、且つ、振動体保持部341の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部が十分な長さを有しており、すなわち、十分な弾性有効長を有しているため、横方向(図中X軸方向)に大きく撓むことができるようになっている。これにより、本実施形態の振動発生装置30は、振動体ユニット330の薄型化を実現しつつ、振動体ユニット330の横方向(図中X軸方向)への十分な振動を得ることができる。
また、図28〜図30に示すように、弾性腕部342a〜342dの各々は、その先端部が、外側にクランク状に折り曲げられることによって、振動体保持部341の長手方向(図中Y軸方向)に沿って延伸する直線部(弾性有効部分)よりも外側に位置する平面部(「筐体固定部」の一例)が形成されており、当該平面部において、任意の固定手段(例えば、接着材、リベット、ネジ等)により、筐体310の下側ケース311の側壁部の内面に固定される。これにより、本実施形態の振動発生装置30は、図30に示すように、弾性腕部342a〜342dの各々の直線部を、振動体保持部341と下側ケース311の側壁部との間の略中央に位置させることができ、弾性腕部342a〜342dの各々において、左右両方向(図中X軸方向)への十分な振れ幅を確保できるようになっている。なお、本実施形態では、弾性腕部342a〜342dの各々の外側へのばね力によって、弾性腕部342a〜342dの各々の上記平面部を、下側ケース311の側壁部の内面に押し当てることにより、弾性腕部342a〜342dの各々の上記平面部を、下側ケース311の側壁部の内面に固定する構成を採用している。
(永久磁石351の着磁状態)
図31は、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える永久磁石351の着磁状態を説明するための図である。ここでは、永久磁石351を図中Y軸負側から平面視したときの、永久磁石351の着磁状態について説明する。
図31に示すように、永久磁石351は、図中Y軸負側から平面視したとき、横方向(図中X軸方向)に並ぶ4つの領域に分けられており、各領域が、隣接する領域と異なる磁極に着磁されている。例えば、図31に示す例では、左から1番目の領域である第1の磁化領域351aがS極に着磁されており、左から2番目の領域である第2の磁化領域351bがN極に着磁されている。磁化領域351a,351bは、振動体ユニット330が備える磁心331の一方の端部(図中Y軸負側の端部)と対向する領域である。また、図31に示す例では、左から3番目の領域である第3の磁化領域351cがS極に着磁されており、左から4番目の領域である第4の磁化領域351dがN極に着磁されている。磁化領域351c,351dは、振動体ユニット330が備える磁心333の一方の端部(図中Y軸負側の端部)と対向する領域である。
なお、図示は省略するが、永久磁石351と対向して設けられている永久磁石352は、永久磁石351と同様に、図中Y軸負側から平面視したとき、横方向(図中X軸方向)に並ぶ4つの領域に分けられており、各領域が、隣接する領域と異なる磁極に着磁されている。但し、永久磁石352は、永久磁石351とは反対に、左から1番目の領域である第1の磁化領域がN極に着磁されており、左から2番目の領域である第2の磁化領域がS極に着磁されている。第1,第2の磁化領域は、振動体ユニット330が備える磁心331の他方の端部(図中Y軸正側の端部)と対向する領域である。また、永久磁石352は、左から3番目の領域である第3の磁化領域がN極に着磁されており、左から4番目の領域である第4の磁化領域がS極に着磁されている。第3,第4の磁化領域は、振動体ユニット330が備える磁心333の他方の端部(図中Y軸正側の端部)と対向する領域である。
なお、本実施形態の振動発生装置30は、2つの電磁石330A,330Bの前方および後方の各々に対し、4極に着磁された永久磁石を設けているが、その代わりに、2極に着磁された2つの永久磁石を用いるようにしてもよい。または、1極に着磁された4つの永久磁石を用いるようにしてもよい。
(振動体ユニット330の動作)
図32Aおよび図32Bは、第3実施形態に係る振動発生装置30が備える振動体ユニット330の動作を説明するための図である。
本実施形態の振動発生装置30では、第1の電磁石330Aを構成するコイル332に交流電流を流すことによって、第1の電磁石330Aの周囲に交番磁界を発生させ、磁心331の両端が互いに異なる極性となるように、磁心331の両端を磁化させる。
また、本実施形態の振動発生装置30では、第2の電磁石330Bを構成するコイル334に交流電流を流すことによって、第2の電磁石330Bの周囲に交番磁界を発生させ、磁心333の両端が互いに異なる極性となるように、磁心333の両端を磁化させる。
例えば、図32Aに示すように、磁心331,磁心333の各々の一端(図中Y軸負側の端部)がN極に磁化された場合、磁心331の一端には、永久磁石351の第1の磁化領域351a(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石351の第2の磁化領域351b(N極)と反発し合う斥力が生じる。同時に、S極に磁化された磁心331の他端には、永久磁石352の第1の磁化領域(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石352の第2の磁化領域(S極)と反発し合う斥力が生じる。
また、磁心333の一端には、永久磁石351の第3の磁化領域351c(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石351の第4の磁化領域351d(N極)と反発し合う斥力が生じる。同時に、S極に磁化された磁心333の他端には、永久磁石352の第3の磁化領域(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石352の第4の磁化領域(S極)と反発し合う斥力が生じる。
これにより、振動体ユニット330は、左方向(図中矢印D1方向)へ移動する。このとき、振動体ユニット330の左方向への推力は、第1の電磁石330Aの左方向への推力と、第2の電磁石330Bの左方向への推力とが合算されたものとなる。これにより、振動体ユニット330は、弾性支持部340を弾性変形させつつ、所定の共振周波数で振動するための十分な推力が得られることとなる。
一方、図32Bに示すように、磁心331,磁心333の各々の一端(図中Y軸負側の端部)がS極に磁化された場合、磁心331の一端には、永久磁石351の第2の磁化領域351b(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石351の第1の磁化領域351a(S極)と反発し合う斥力が生じる。同時に、N極に磁化された磁心331の他端には、永久磁石352の第2の磁化領域(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石352の第1の磁化領域(N極)と反発し合う斥力が生じる。
また、磁心333の一端には、永久磁石351の第4の磁化領域351d(N極)に引き付けられる引力と、永久磁石351の第3の磁化領域351c(S極)と反発し合う斥力が生じる。同時に、N極に磁化された磁心333の他端には、永久磁石352の第4の磁化領域(S極)に引き付けられる引力と、永久磁石352の第3の磁化領域(N極)と反発し合う斥力が生じる。
これにより、振動体ユニット330は、右方向(図中矢印D3方向)へ移動する。このとき、振動体ユニット330の右方向への推力は、第1の電磁石330Aの右方向への推力と、第2の電磁石330Bの右方向への推力とが合算されたものとなる。これにより、振動体ユニット330は、弾性支持部340を弾性変形させつつ、所定の共振周波数で振動するための十分な推力が得られることとなる。
このように、本実施形態の振動発生装置30においては、コイル332,334に電流を流す方向により、振動体ユニット330の移動方向が、左方向または右方向に決定される。従って、本実施形態の振動発生装置30において、コイル332,334に交流電流を供給することにより、図32Aに示すように、振動体ユニット330の、左方向(図中矢印D1方向)へ移動と、図32Bに示すように、振動体ユニット330の、右方向(図中矢印D3方向)へ移動とが、交互に繰り返される。これにより、振動体ユニット330は、左右方向(図中X軸方向)へ振動することとなる。
ここで、振動体ユニット330は、弾性支持部340によって支持されており、第1の固有振動数により、横方向(図中X軸方向)に沿って振動する。第1の固有振動数は、第1の弾性係数および振動体ユニット330の質量に応じて定まるものである。すなわち、振動体ユニット330は、コイル332,334に供給する交流電流の周波数を外部回路から制御して、第1の固有振動数と同じ周波数の交番磁界を、第1の電磁石330Aおよび第2の電磁石330Bの各々に発生させることにより、横方向(図中X軸方向)に沿って十分に振動することとなる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれら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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、弾性支持部が備える弾性腕部の構成(例えば、数、長さ等)は、上記第1〜第3実施形態で説明したものに限らない。また、例えば、弾性支持部が備える弾性梁部の構成(例えば、数、形状、幅、設置位置等)は、上記第1〜第3実施形態で説明したものに限らない。すなわち、弾性腕部および弾性梁部の構成は、振動発生装置の各種仕様(例えば、所望する共振周波数、筐体のサイズの制限等)に応じて、適宜変更され得るものである。また、弾性腕部の先端に設けられた筐体固定部は、上記第1、第2実施形態で説明した平面形状に限定されず、筐体との固定に都合のよい形状であればよく、例えば、筐体の取付位置の形状にあわせた折り曲げ形状や、筐体の取り付け面にあわせた曲面形状等であってもよい。
また、例えば、上記第1〜第3実施形態の振動発生装置10,20,30において、弾性支持部が備える保持部の底面部に、開口部を設けない構成としてもよい。すなわち、上記第1〜第3実施形態では、弾性支持部が特に上下方向に弾性変形し易くなるように、弾性支持部が備える保持部の底面部に開口部を設けているが、当該開口部を設けなくとも、所望の共振周波数による振動が得られるのであれば、当該開口部を設けなくともよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、振動体ユニット130,230,330において2つの電磁石を横方向に並べて設けるようにしているが、これに限らず、例えば、振動体ユニット130,230,330に3つ以上の電磁石を横方向に並べて設けるようにしてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、振動体ユニット130,230,330における2つの電磁石の間に、1つの錘を設けるようにしているが、これに限らない。例えば、振動体ユニット130,230,330において、2つ以上の錘を設けてもよく、2つの電磁石の間以外の場所に錘を設けるようにしてもよい。また、角柱状以外の形状の錘を設けるようにしてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、振動体ユニット130,230,330側に、「第1の磁界発生手段」として、複数の電磁石を設け、筐体110,210,310側に、「第2の磁界発生手段」として、複数の永久磁石を設けるようにしているが、これに限らない。すなわち、振動体ユニット130,230,330側に、「第1の磁界発生手段」として、複数の永久磁石を設け、筐体110,210,310側に、「第2の磁界発生手段」として、複数の電磁石を設けるようにしてもよい。
また、上記第1〜第3実施形態では、振動体保持部141,241,341が、振動体ユニット130,230,330を保持する構成としているが、これに限らず、振動体保持部141,241,341が、単に振動体ユニット130,230,330に固定されている構成としてもよい。
また、例えば、第3実施形態の振動発生装置30に設けることとした構成(例えば、タブによって形成される固定部、爪部によって筐体を係合する構成、フランジによって磁心の先端を保持する構成、等)を、第1,第2実施形態の振動発生装置10,20に設けるようにしてもよい。
本国際出願は、2017年8月3日に出願した日本国特許出願第2017−151068号、および、2017年10月13日に出願した日本国特許出願第2017−199862号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
10,20,30 振動発生装置
110,210 筐体
111,211 下側ケース
111A,211A 爪部
112,212 上側ケース
113,213 開口部
130,230 振動体ユニット(振動体)
130A 第1の電磁石(第1の磁界発生手段)
130B 第2の電磁石(第1の磁界発生手段)
131 磁心
132 コイル
133 磁心
134 コイル
135 錘
136,137,236,237 ホルダ
140,240 弾性支持部
141,241 振動体保持部
141a,241a 底面部
141b,241b 第1の壁部
141c,241c 第2の壁部
141d,241d 第1の側壁部
141e,241e 第2の側壁部
141f,241f 開口部
142,242 弾性腕部
142a 弾性腕部(第1の弾性腕部)
142b 弾性腕部(第2の弾性腕部)
142c 弾性腕部(第3の弾性腕部)
142d 弾性腕部(第4の弾性腕部)
242a 弾性腕部(第5の弾性腕部)
242b 弾性腕部(第6の弾性腕部)
143,243 弾性梁部
151〜154 永久磁石(第2の磁界発生手段)
160,260 FPC
161〜164,261〜266 電極端子
171〜174 スペーサ
310 筐体
311 下側ケース
312 上側ケース
311C,312C タブ(固定部)
330 振動体ユニット
330A 第1の電磁石
330B 第2の電磁石
331,333 磁心
332,334 コイル
335 錘
336〜339 フランジ
340 弾性支持部
351,352 永久磁石

Claims (9)

  1. 筐体と、
    筐体に収容された振動体と、
    前記振動体を互いに交差する第1の方向および第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の方向および前記第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、
    前記振動体において、前記第1の方向または前記第2の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数の第1の磁界発生手段と、
    前記筐体において、前記複数の第1の磁界発生手段の各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の第2の磁界発生手段と、
    を有し、
    前記筐体は、
    前記第1の方向および前記第2の方向と交差する、第3の方向に長手方向を有する
    ことを特徴とする振動発生装置。
  2. 筐体と、
    筐体に収容された振動体と、
    前記振動体を互いに交差する第1の方向および第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の方向および前記第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、
    前記振動体において、前記第1の方向または前記第2の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数の第1の磁界発生手段と、
    前記筐体において、前記複数の第1の磁界発生手段の各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の第2の磁界発生手段と、
    を有し、
    前記振動体は、前記複数の第1の磁界発生手段の間に、錘が設けられている
    ことを特徴とする振動発生装置。
  3. 前記振動体は、
    前記複数の第1の磁界発生手段の各々の端部と前記錘の端部とを、互いに所定の間隔を有する状態で保持する保持部材をさらに備える
    ことを特徴とする請求項2に記載の振動発生装置。
  4. 前記弾性支持部は、
    前記複数の第1の磁界発生手段の各々の端部と対向する位置に、前記複数の第1の磁界発生手段の各々の端部を固定する固定部を有する
    ことを特徴とする請求項3に記載の振動発生装置。
  5. 前記保持部材は、
    前記複数の第1の磁界発生手段の各々のコイルに電流を供給するためのフレキシブルプリント基板の、前記コイルに接続される側の端部を保持可能である
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の振動発生装置。
  6. 前記第1の磁界発生手段は、磁心およびコイルを有する電磁石であり、
    前記第2の磁界発生手段は、永久磁石である
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の振動発生装置。
  7. 筐体と、
    筐体に収容された振動体と、
    前記振動体を第1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、
    前記振動体において、前記第1の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数のコイルと、
    前記筐体において、前記複数のコイルの各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の磁石と、
    を有し、
    前記複数のコイルの各々は、前記第1の方向と交差する第3の方向に延在し、
    前記筐体は、
    前記第3の方向に長手方向を有する
    ことを特徴とする振動発生装置。
  8. 筐体と、
    筐体に収容された振動体と、
    前記振動体を第1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、
    前記振動体において、前記第1の方向に、所定の間隔を有して並べて配置された複数のコイルと、
    前記筐体において、前記複数のコイルの各々の両端部に対して対向して設けられた、複数の磁石と、
    を有し、
    前記複数のコイルの各々は、前記第1の方向と交差する第3の方向に延在し、
    前記振動体は、前記複数のコイルの間に、錘が設けられている
    ことを特徴とする振動発生装置。
  9. 前記筐体は、互いに分離可能な下側ケースおよび上側ケースを有しており、
    前記下側ケースおよび前記上側ケースの各々は、外側に突出した平板状のタブを有しており、
    前記下側ケースおよび前記上側ケースが互いに結合した状態において、前記下側ケースの前記タブと、前記上側ケースの前記タブとが、互いに重なり合って、前記筐体を対象機器に固定するための固定部を形成する
    ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の振動発生装置。
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