KR102240353B1

KR102240353B1 - 진동 장치, 진동 장치를 사용한 전자 기기 및 신체 장착품

Info

Publication number: KR102240353B1
Application number: KR1020140113133A
Authority: KR
Inventors: 주니치 타다; 히로키 나루시마; 요시타카 모리
Original assignee: 신시코 카기 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2021-04-14
Also published as: CN203813744U; US20150061462A1; US9901957B2; CN104426499A; JP5572844B1; CN104426499B; KR20150028195A; JP2015051381A

Abstract

[과제] 평면으로 볼 때의 소형화를 도모할 수 있는 진동 장치 및 진동 장치를 사용한 전자 기기를 제공한다.
[해결 수단] 축방향으로 왕복 비대칭으로 미세진동 하는 구동축(22)과, 구동축(22)의 일단에 연결되어 있고 구동축(22)에 상기 미세진동을 생기게 하는 미세진동 발생 부재(20)와, 구동축(22)이 축방향으로 미세진동 자유롭게 되도록 구동축(22) 또는 미세진동 발생 부재(20)의 적어도 일방을 지지하는 하우징(12)과, 구동축(22)의 상기 미세진동에 의해 구동축(22)의 축방향으로 이동 가능하게 구동축(22)과 결합하는 추 부재(24)를 구비하고, 추 부재(24)가 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위를 왕복 이동함으로써 하우징(12)에 진동을 발생시키는 진동 장치.

Description

진동 장치, 진동 장치를 사용한 전자 기기 및 신체 장착품{VIBRATION APPARATUS, ELECTRONIC DEVICE AND WEARABLE DEVICE USING THE VIBRATION APPARATUS}

본 발명은 터치패널 등의 입력 기기 등에 사용되는 진동 장치, 당해 진동 장치를 사용한 전자 기기 및 신체 장착품에 관한 것이다.

종래, 표시 장치에 터치패널 기능을 넣은 것이나 조작키를 사용한 입력 장치가 도입되었다. 이것들 중에는, 미리 진동 장치를 내장해 두고, 조작자가 손가락이나 펜으로 눌러 정보를 입력했을 때, 진동을 손가락이나 펜으로 되돌려서 확실하게 조작을 행했다고 하는 감촉을 조작자에게 주는 것이 있다. 이러한 진동 장치로서, 예를 들면, 특허문헌 1에서는 일단부를 대좌에 고정한 압전 액추에이터와, 압전 액추에이터의 타단부에 댐퍼를 사이에 두고 추를 갖도록 했다. 이것에 의해 진동 장치의 박형화를 실현할 수 있었다.

일본 특개 2011-245437호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 특허문헌 1의 진동 장치에서는, 확실히 두께는 얇게 할 수 있었지만, 소정의 진동을 얻기 위하여 수 십 mm라고 하는 길이의 추가 필요하여, 평면으로 보아 소형화하는 것은 곤란했다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 평면으로 보아 소형화를 도모할 수 있는 진동 장치, 당해 진동 장치를 사용한 전자 기기 및 신체 장착품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 제안하는 것은

축방향으로 왕복 비대칭으로 미세진동하는 구동축과,

상기 구동축의 일단에 연결되어 있고 상기 구동축에 상기 미세진동을 생기게 하는 미세진동 발생 부재와,

상기 구동축이 상기 축방향으로 미세진동 자유롭게 되도록 상기 구동축 또는 상기 미세진동 발생 부재의 적어도 일방을 지지하는 하우징과,

상기 구동축의 상기 미세진동에 의해 상기 구동축의 축방향으로 이동 가능하게 상기 구동축과 결합하는 추 부재를 구비하고,

상기 추 부재가 상기 구동축의 축방향으로 상기 구동축 위를 왕복 이동함으로써 상기 하우징에 진동을 발생시키는 진동 장치이다.

또한, 본 발명이 제안하는 것은 상기한 진동 장치를 구비한 전자 기기 혹은 신체 장착품이다.

이들 구성에 의해 소기의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 의하면 평면으로 보아 소형화를 도모할 수 있는 진동 장치, 당해 진동 장치를 사용한 전자 기기 및 신체 장착품을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1의 진동 장치의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1의 진동 장치의 하우징의 다른 형상 1을 도시하는 투시 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1의 진동 장치의 하우징의 다른 형상 2를 도시하는 투시 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 2의 진동 장치의 구성을 도시하는 종단면도이다.
도 5(a)∼(f)는 본 발명의 실시형태 2의 진동 장치의 하우징과 미세진동 발생 부재와의 형상 관계의 예를 도시하는 하방에서 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 3의 추 부재의 실시형태 1을 도시하는 평면도이다.
도 7(a)는 본 발명의 실시형태 3의 추 부재의 실시형태 2를 도시하는 일부를 생략한 종단면도, (b)는 그 지지부의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 3의 추 부재의 실시형태 3을 도시하는 일부를 생략한 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 4의 진동 장치의 구성을 도시하는 종단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에서 여러 가지로 변경 가능하다.

(실시형태 1)

본 발명의 실시형태 1에서의 진동 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도면에 있어서, 지면의 상방을 상, 하방을 하로 하여 설명한다.

도 1에 도시하는 진동 장치(10)는 표시 장치에 터치패널 기능을 넣은 전자 기기나 조작키를 사용한 입력 장치와 같은 전자 기기에 사용된다. 이들 전자 기기 본체 중에는, 미리 진동 장치(10)를 내장해 두고, 조작자가 손가락이나 펜으로 눌러서 정보를 입력했을 때, 진동을 손가락이나 펜에 되돌려서 확실하게 조작을 행했다고 하는 감촉을 조작자에게 주는 것이 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태 1의 진동 장치(10)는 구동축(22)과, 미세진동 발생 부재(20)와, 하우징(12)과, 추 부재(24)를 구비하고 있다.

구동축(22)은 축방향으로 미세진동 한다. 이 축방향의 미세진동은 왕복 비대칭의 미세진동이다.

또한, 본 발명에서, 왕복 비대칭의 미세진동이란 축방향의 일방 및 이것에 대향하는 타방을 향하는 축방향의 왕복운동에 있어서, 일방을 향하는 이동속도와, 타방을 향하는 이동속도가 상이한 미소 진폭의 진동을 말한다.

구동축(22)의 일단은 미세진동 발생 부재(20)에 연결되어 있다. 미세진동 발생 부재(20)가 구동축(22)에 대하여 전술한 축방향으로 왕복 비대칭인 미세진동을 발생시킨다.

하우징(12)은 구동축(22)이 축방향으로 미세진동 자유롭게 되도록 구동축(22)또는 미세진동 발생 부재(20)의 적어도 일방을 지지하는 것이다. 도시된 실시형태에서는, 하우징(12)은 구동축(22)이 축방향으로 미세 진동 자유롭게 되도록 구동축(22)을 지지하고 있다.

또한, 도 1의 실시형태에서는, 구동축(22)의 하단이 미세진동 발생 부재(20)에 연결되고, 미세진동 발생 부재(20)는 구동축(22)을 통해서만 하우징(12)에 지지되어 있는 구조로 되어 있다.

추 부재(24)는 구동축(22)의 왕복 비대칭의 미세진동에 의해 구동축(22)의 축방향으로 이동 가능하게 구동축(22)과 결합되어 있고, 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위를 왕복 이동한다.

추 부재(24)가 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위를 왕복 이동하여 무게중심이 왕복 이동함으로써 하우징(12)에 진동을 발생시키는 것이다.

하우징(12)은 진동을 전달하기 쉽도록 금속이나 합금 등의 재료로 형성할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 소정의 구동 전압을 미세진동 발생 부재(20)에 인가하면, 구동축(22)이 축방향으로 왕복 비대칭으로 미세진동 한다. 이 미세진동의 1 스트로크마다 추 부재(24)가 도 1 중에서 상승하는 방향 또는 하강하는 방향으로 미소이동한다. 이것을 고속으로 반복함으로써 추 부재(24)는 상승하는 방향 또는 하강하는 방향으로 고속도로 이동한다. 이렇게 하여, 추 부재(24)가 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위를 왕복 이동하여 무게중심이 왕복 이동함으로써 하우징(12)에 진동이 발생한다.

이 진동이 상기의 전자 기기 본체에 전달되고, 또한 조작자에게 전해짐으로써, 확실하게 조작을 행했다고 하는 감촉을 조작자에게 줄 수 있다.

즉, 추 부재를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있고, 평면으로 보아 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

진동 장치(10)는 평면으로 보아 가로세로 수 mm∼가로세로 1cm×수 mm 높이라고 하는 크기로 구성할 수 있다. 그리고, 추 부재(24)를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있다. 그 때문에 평면으로 볼 때의 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

이하, 본 실시형태 1의 진동 장치(10)의 구성을 상세하게 설명한다.

하우징의 상벽(12b)에는 관통구멍(12d)이 하벽(12c)에는 관통구멍(12e)이 형성되어 있다. 관통구멍(12d, 12e)에는 부시(28, 28)를 통하여 구동축(22)이 삽입된다.

그 때문에 관통구멍(12d, 12e)의 중심을 연결하는 선은 상벽(12b) 및 하벽(12c)과 수직하게 되도록 설치된다.

추 부재(24)를 이동시키는 구동 부재(14)는 미세진동 발생 부재(20)와 구동축(22)으로 구성된다.

미세진동 발생 부재(20)는 탄성 박판(18)과, 탄성 박판(18)의 적어도 일면에 배치한 신축 박판(16)을 구비하고 있는 박판으로 이루어진다. 신축 박판(16)에 구동 전압을 인가함으로써 신축 박판(16)이 신축하여 신축 박판(16)의 중앙부와 주연부가 탄성 박판(18)의 법선 방향으로 상대 변위함으로써 미세진동 발생 부재(20)가 밥그릇 모양으로 변형된다.

본 실시형태 1에서, 미세진동 발생 부재(20)는 신축 박판(16)을 탄성 박판(18)의 일면에 배치한 소위 유니몰프형으로 했다.

신축 박판(16)은 양면에 전극 재료를 부착시킨 압전 재료, 전왜 재료로 구성된다. 전극 재료로서는, 예를 들면, 구리나 구리 합금 등이 사용된다. 압전 재료, 전왜 재료로서는, 예를 들면, 타이타늄산 지르콘산납, 타이타늄산 바륨, 니오브산납 마그네슘 등이 있다. 신축 박판(16)은 원 형상이나 다각 형상으로 형성된다.

탄성 박판(18)은, 예를 들면, 구리나 구리 합금 등의 탄성 재료가 사용된다. 탄성 박판(18)은, 도 1에 도시하는 바와 같은 신축 박판(16)을 탄성 박판(18)의 편면에 설치하는 경우에는, 신축 박판(16)에 대응한 외형을 갖는 것이 바람직하지만, 대응시키지 않아도 상관 없다.

신축 박판(16)은 탄성 박판(18)에, 예를 들면, 도전성 접착제로 고착되고, 미세진동 발생 부재(20)의 양면의 각각에 신축 박판(16)에 전압을 인가하기 위한 배선이 설치된다. 배선은 구동 제어부(30)에 접속된다.

미세진동 발생 부재(20)가 박판이므로 진동 장치(10) 자체도 두께를 얇게 할 수 있다.

구동축(22)은 경량이고 강성이 높은, 예를 들면, 탄소계의 재료가 사용되고, 기둥 형상으로 형성된다.

구동축(22)은 그 일단이 미세진동 발생 부재(20)에 연결된다. 도시된 실시형태에서는, 구동축(22)의 축선 단부가 미세진동 발생 부재(20)의 중심축에 고정되어 있다. 고정하는 형태로서는, 예를 들면, 축 선단부의 선단면을 미세진동 발생 부재(20)의 표면에 접착제로 고정할 수 있다.

본 실시형태 1에서, 구동축(22)의 축선 단부는 축 중앙부와 동일한 굵기로 했지만, 축선 단부를 축 중앙부보다도 작은 직경으로 해도 된다.

또한, 구동축(22)의 축 선단부를 미세진동 발생 부재(20)에 고정하는 구조로 바꾸고, 미세진동 발생 부재(20)에 관통구멍을 설치하고, 축 선단부의 측면부를 고정하는 구성으로 해도 된다.

상기한 바와 같이, 구동축(22)은 부시(28)를 통하여 미세진동 자유롭게 하우징(12)에 지지된다.

부시(28)는 구동축(22)을 지지하기 위한 고무 등의 탄성 부재이며, 구동축(22)을 삽입통과하기 위한 중심 구멍을 가지고 있다.

관통구멍(12d)에 배치되는 부시(28)는 미세진동 발생 부재(20)에 고정한 측과 반대측의 구동축(22)의 선단부를 중심구멍의 내면에서 접착 고정한다.

한편, 관통구멍(12e)에 배치되는 부시(28)는 중심구멍의 내면에서 구동축(22)을 접착 고정하지 않고, 외측으로부터 가압 지지할 뿐이다.

이 구성에 의해, 구동축(22)은 축방향으로 미세진동 하지만, 그 미세진동에 의해 구동축(22) 자신이 추 부재(24)와 같이 긴 거리를 이동하지는 않는다.

추 부재(24)는 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위를 왕복 이동함으로써 하우징(12)에 진동을 발생시킨다. 추 부재(24)는 이렇게 하여 하우징(12)에 진동에너지를 주므로, 비교적 큰 질량을 갖는 것이 바람직하다.

그래서, 추 부재(24)에는, 예를 들면, 텅스텐 합금과 같은 밀도가 큰 재료가 사용된다. 하우징(12)에 의해 큰 진동에너지를 주고, 게다가 진동 장치(10)를 소형화하는데 밀도가 큰 재료가 바람직하기 때문이다.

추 부재(24)는 평면으로 보아 원 형상이나 다각 형상의 외형을 갖는다.

상기한 바와 같이, 추 부재(24)는 구동축(22)의 왕복 비대칭의 미세진동에 의해 구동축(22)의 축방향으로 이동 가능하게 구동축(22)과 결합되어 있다. 이 결합에는, 예를 들면, 마찰 결합에 의한 결합이 채용된다.

도시된 실시형태에서는, 추 부재(24)는 중앙에 구동축(22)이 삽입통과되는 관통구멍(24a)을 갖는다.

관통구멍(24a)과 구동축(22)의 간극은 열수축된 열수축성 수지(25)가 충전되고, 열수축성 수지(25)의 열수축력으로 추 부재(24)가 구동축(22)에 결합되어 있다. 이렇게 하여 추 부재(24)와 구동축(22)은 마찰 결합에 의해 결합되어 있다. 여기에서는, 열수축성 수지(25)의 열수축력이 구동축(22)을 외측으로부터 가압하는 마찰력으로 되어 있다.

관통구멍(24a)과 구동축(22)과의 간극에 충전되는 열수축성 수지(25)의 열수축력을 이용한 상기의 마찰 결합을 사용하면 구조가 간단하여, 부품수를 줄일 수 있다. 또한 구동축(22)의 주위 전체를 균일한 구조로 할 수 있으므로, 추 부재(24)의 중앙에 구동축(22)을 배치할 수 있어, 대칭된 형상으로 마무리할 수 있다.

구동 제어부(30)는 신축 박판(16)에 소정 파형의 구동 전압을 인가한다. 구동 전압 파형은 수십 kHz 정도의 주파수의 직사각형파, 톱니형상파, 상승 시간과 하강시간이 상이한 삼각파 등이다.

이렇게 하여 구동축(22)에 왕복 비대칭의 미세진동을 발생시키고, 추 부재(24)를 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22) 위에서 고속으로 미소 이동을 반복시켜, 하우징(12) 상벽(12b)이나, 하벽(12c)의 방향으로 이동시킨다.

다음에 본 실시형태 1의 진동 장치(10)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

우선, 탄성 박판(18)에 전극을 양면에 형성한 신축 박판(16)을 도전성 접착제 등으로 고착하여 미세진동 발생 부재(20)를 제조한다.

다음에 미세진동 발생 부재(20)에 구동축(22)을 고정하여 구동 부재(14)로 한다.

다음에 구동축(22)을 하우징(12)의 관통구멍(12e), 추 부재(24)의 관통구멍(24a), 하우징(12)의 관통구멍(12d)에 삽입통과하고, 부시(28)로 지지시킴과 아울러, 열수축성 수지(25)로 추 부재(24)를 구동축(22)에 마찰결합시킨다.

또한 미세진동 발생 부재(20)의 양면으로부터 배선을 설치하여 구동 제어부(30)와 접속한다.

다음에 본 실시형태 1의 진동 장치(10)의 동작에 대하여 설명한다.

구동 전압이 상승하면 신축 박판(16)은 두께 방향이 늘어나고, 면내 방향이 줄어들지만, 탄성 박판(18)은 그러한 신축은 하지 않는다. 그래서, 미세진동 발생 부재(20)는 중앙부가 상방으로 변위하고 주연부가 하방으로 변위하도록 변형된다.

미세진동 발생 부재(20)의 중앙부에 일단이 고정되어 있는 구동축(22)도 상방으로 이동하고, 구동축(22)에 결합되어 있는 추 부재(24)도 상방으로 이동한다.

구동 전압이 소정의 전압(Vd)에 달하면, 구동 전압은 급격하게 하강하고, 미세진동 발생 부재(20)의 변형도 급격하게 원래로 돌아간다.

그것에 따라 구동축(22)도 원래의 위치로 되돌아오는데, 추 부재(24)는 구동축(22)의 하방으로의 급격한 이동에는 추종할 수 없고, 그 위치에 머문다.

결과적으로 추 부재(24)는 조금 상방으로 이동한다.

구동축(22)의 이 왕복 비대칭의 축방향의 이동에 의해, 추 부재(24)는 1왕복당 상방으로 1∼수㎛ 이동한다.

상기한 바와 같이 이 동작을 수십kHz의 주파수로 반복한다.

또한 추 부재(24)를 하방으로 이동시킬 때는 구동축(22)의 왕복 비대칭의 축방향의 이동이 상하 반대로 되도록 구동 전압 파형을 바꾼다. 이렇게 하여, 추 부재(24)는 구동축(22)의 축방향으로 구동축(22)위를 왕복 이동한다.

이와 같이 본 실시형태 1의 진동 장치(10)는 추 부재(24)를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있고, 평면으로 볼 때의 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.

이 실시형태에서는, 상기한 바와 같이, 미세진동 발생 부재(20)는 구동축(22) 을 통해서만 하우징(12)에 지지되어 있다.

이 때문에 미세진동 발생 부재(20)의 미세진동이 하우징(12)과 같은 다른 부재에 흡수되지 않고 구동축(22)에 전달된다. 이것에 의해 구동축(22)의 미세진동량을 크게 할 수 있다.

또한, 실시형태 1에서의 하우징(12)은 한 장의 판을 구부려서 형성할 수 있다. 그 때, 관통구멍(12d, 12e)은 미리 설치해 두어도 되고, 하우징(12)의 형상을 형성한 후에 형성해도 된다. 그러나, 하우징(12)은 다른 형상으로 형성할 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 하우징(12)을 바닥부가 없는 상자형으로 형성하고, 하나의 측벽(12a)을 절개하고, 상벽(12b)과 평행하게 되도록 구부려서 하벽(12c)으로 해도 된다. 또한 별도 관통구멍(12d, 12e)을 설치한다.

이러한 형상으로 하면, 하우징(12)의 강성을 도 1을 사용하여 설명해 온 하우징(12)보다도 크게 할 수 있으므로, 진동 장치(10)로부터 전자 기기에 전달되는 진동을 크게 할 수 있다.

그 때, 파선으로 나타내는 바와 같이 불필요한 부분은 잘라내어 개구(12f)로 하는 것이 바람직하다. 진동 장치(10)를 경량으로 할 수 있음과 아울러 하우징(12) 내에 추 부재(24) 등의 부품을 용이하게 수용할 수 있으므로 조립하기 쉽다.

또한, 예를 들면, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하우징(12)을 도 2와 동일한 상자형으로 하고, 대향하는 측벽(12a)을 절개하고, 각각을 상벽(12b)과 평행하게 되도록 구부려서 하벽(12c)으로 해도 된다. 그 때, 각각의 하벽(12c)은 절개하기 전의 하단부끼리가 거의 맞부딪치도록 한다. 또한 각각의 하벽(12c)의 절개하기 전의 하단부를 절결해 두고 구부렸을 때에 관통구멍(12e)이 되도록 해도 된다. 관통구멍(12d)은 별도로 형성한다.

또한 도 2와 마찬가지로 개구(12f)를 설치하는 것이 바람직하다. 상자형을 제조할 때에 측벽(12a)의 단부를 절결해 두고, 구부리면 관통구멍(12e)도 동시에 생성되므로 제조가 용이하다.

(실시형태 2)

다음에 본 발명의 실시형태 2에서의 진동 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 실시형태 1과 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태 2의 진동 장치(10)에 있어서, 미세진동 발생 부재(20)는 주연부가 점으로 둘레 방향으로 동일한 간격으로 하우징(12)에 고정되어 있다.

하우징(12)은 바닥이 없는 상자형을 하고 있고, 상벽(12b)에 부시(28)를 배치하여 구동축(22)을 미세진동 자유롭게 지지하는 관통구멍(12d)이 형성되어 있다.

또한 측벽(12a)의 하단부(12g)는 외주측의 가장자리보다도 내주측의 가장자리쪽을 한층 상방에 설치하고, 미세진동 발생 부재(20)의 고정부(12h)로 했다.

미세진동 발생 부재(20)는 주연부(20a)를 하우징(12)의 고정부(12h)에 점(작은 면적)으로 고정했다.

본 실시형태 2에서는, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 하우징(12)이 하방향에서 보아 사각형으로 하고, 미세진동 발생 부재(20)는 하우징(12)의 고정부(12h)에 주연부(20a)의 4개소가 약간 실리는 것과 같은 원 형상으로 했다.

또한 도 4에 도시하는 바와 같이, 주연부(20a)는 탄성 박판(18)쪽을 신축 박판(16)보다도 외주측으로 튀어나오게 하여 형성하고, 탄성 박판(18)을 상측, 신축 박판(16)을 하측으로 하여 하우징(12)의 고정부(12h)에 부착했다.

이와 같이 신축 박판(16), 탄성 박판(18) 중, 하우징(12)의 고정부(12h)에 고정하는 쪽을 외측으로 튀어나오게 하여 주연부(20a)로 하고 상측에 배치함으로써, 전기 배선을 용이하게 할 수 있다.

미세진동 발생 부재(20)가 직접 하우징(12)에 고정되므로, 구동 부재(14)의 안정한 구동이 얻어진다. 또한 주연부(20a)의 전체가 아니라 점으로 고정되어 있으므로, 미세진동 발생 부재(20)가 발생하는 미세진동이 하우징(12)에 흡수되거나, 변형이 저해되거나 하는 양은 크지 않아, 구동 부재(14)의 구동 능력은 크다. 또한 실시형태 1보다도 무거운 추 부재(24)를 이동시킬 수 있다.

또한 도 4에 도시하는 바와 같이, 고정부(12h)의 단차를 미세진동 발생 부재(20)의 두께보다도 깊게 함으로써, 미세진동 발생 부재(20)는 하우징(12)의 하단부(12g)로부터 비어져 나오지 않고 하우징(12)에 둘러싸인다. 그래서, 진동 장치(10)의 조립 중, 조립 후에 미세진동 발생 부재(20)는 외부로부터의 힘에 의해 파괴되기 어렵다.

또한 미세진동 발생 부재(20)의 주연부(20a)에 가까운 영역의 질량이 크므로, 미세진동 발생 부재(20)가 발생하는 구동 능력을 크게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태 2의 진동 장치(10)의 하우징(12)과 미세진동 발생 부재(20)의 형상의 조합은 상기 이외에도 있다.

예를 들면, 도 5(b)는 도 5(a)와는 반대로 하우징(12)이 원형상, 미세진동 발생 부재(20)가 사각형이다.

도 5(c)는 하우징(12)도 미세진동 발생 부재(20)도 사각형이다. 이 경우, 미세진동 발생 부재(20)의 사각형의 코너부의 주연부(20a)가 하우징(12)의 사각형의 변부의 고정부(12h)에 올려 놓아진다.

도 5(d)는 하우징(12)이 8각형이고 미세진동 발생 부재(20)가 사각형이다.

이 형상은 도 5(c)의 사각형의 하우징(12)의 코너부가 모따기 된 형상이라고 생각해도 된다. 따라서, 하우징(12)은 8각형이 아니고 둥근 모서리 사각형으로 해도 된다.

도 5(e)는 도 5(d)의 미세진동 발생 부재(20)의 형상이 원 형상으로 한 것이다.

도 5(f)는 미세진동 발생 부재(20)가 원형상이나 사각형이 아니고, 육각 형상으로 한 것이다. 이러한 형상이어도 상관없다.

이와 같이 하우징(12)과 미세진동 발생 부재(20)의 형상은 다양한 형상을 조합할 수 있다.

또한 도 4에서는 도시하고 있지 않지만, 하우징(12)의 측벽(12a)에는 도 2나 도 3에서 나타낸 바와 같은 개구(12f)를 설치해도 된다.

또한 본 실시형태 2의 하우징(12)의 형상은 상자형으로 했지만, 실시형태 1 등과 마찬가지로 한 장의 판을 구부려서 형성해도 된다.

본 발명의 실시형태 2에 의하면, 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12) 내에서 추 부재(24)가 크게 진동한다. 이것에 의해 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12)에 큰 진동을 발생시킬 수 있다.

하우징(12)에 발생한 진동은 진동 장치(10)를 구비한 전자 기기 본체에 전달된다.

그래서, 추 부재(12)를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있고, 평면으로 볼 때의 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시형태 3)

실시형태 1, 2에서 설명한 추 부재(24)의 다른 실시형태에 대하여 도 6∼도 8을 참조하여 설명한다.

추 부재 이외에 대해서는 실시형태 1, 2에서 설명한 것과 동일하므로 설명을 생략한다.

(추 부재의 다른 실시형태 1)

도 6을 참조하여 본 발명의 실시형태 3에서의 추 부재의 실시형태 1에 대하여 설명한다.

도 6에 도시된 추 부재(24)는 구동축(22)에 대하여 이동 가능하게 결합되어 있는 환상의 지지부(40)와, 지지부(40)와는 별체로 구성된 환상의 추부(41)와, 지지부(40)와 추부(41)를 연결하는 제 1 스프링(42)으로 구성되어 있다. 즉, 지지부(40)와, 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향에서, 지지부(40)의 외측에, 지지부(40)와는 떨어져서, 별체로 형성되어 있는 추부(41)가 제 1 스프링(42)으로 연결되어 있다. 즉, 추부(41)는 구동축(22)과 함께 지지부(40)를 수용하는 관통구멍을 가지고 있고, 구동축(22)과 직교하는 방향으로 보아, 지지부(40)와 추부(41)는 겹쳐 있다.

환상의 지지부(40)의 구동축(22)에 대한 결합은 실시형태 1에서 설명한 것과 동일한 마찰 결합에 의한 것으로 할 수 있다. 지지부(40)는 중앙에 구동축(22)이 삽입통과하는 관통구멍을 구비하고 있고 이 관통구멍과 구동축(22)의 간극에, 열수축된 열수축성 수지(25)가 충전되어 있다. 열수축성 수지(25)의 열수축력으로 추 부재(24)의 지지부(40)가 구동축(22)에 결합되어 있다.

제 1 스프링(42)으로서는 판 스프링을 사용할 수 있다.

제 1 스프링(42)은 환상의 지지부(40)의 상측면에 고정되는 제 1 피고정부(43)와, 추부(41)에 고정되는 제 2 피고정부(44)와, 제 1 피고정부(43)와 제 2 피고정부(44)를 탄성적으로 연결하는 제 1 아암부(45)를 구비하고 있다.

도 11에 도시된 실시형태에서는, 제 1 아암부(45)는 아암부(45a), 아암부(45b), 아암부(45c)라고 하는 복수의 아암부로 구성되어 있다.

또한 도시된 실시형태에서는, 제 1 아암부(45)를 구성하는 복수의 아암부(45a, 45b, 45c)의 각각은 복수의 원주방향부(46a, 46b, 46c)와, 복수의 반경방향부(47a, 47b, 47c, 47d)를 구비하고 있다. 원주방향부(46a, 46b, 46c)는 구동축(22)을 중심으로 하여 원주방향으로 뻗어 있다. 반경방향부(47a)는 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향으로 뻗고, 제 2 피고정부(44)와, 최외측 둘레의 원주방향부(46a)를 연결하고 있다. 반경방향부(47b, 47c)는 복수의 원주방향부(46a, 46b, 46c) 중의 반경방향에서 이웃하는 원주방향부를 반경방향으로 연결하고 있다. 반경방향부(47d)는 반경방향으로 뻗고, 제 1 피고정부(43)와, 최내측 둘레의 원주방향부(46c)를 연결하고 있다.

지지부(40)는 구동축(22)의 왕복 비대칭의 미세진동에 의해 구동축(22)의 축방향으로 이동한다.

이때, 지지부(40)의 반경방향 외측에 지지부(40)와 떨어져서 존재하는 추부(41)는, 제 1 스프링(42)으로 지지부(40)와 연결되어 있음으로써, 도 1에서 상하방향으로 크게 진동한다. 이 추부(41)의 진동에 의해 하우징(12)에 진동을 발생시킬 수 있다.

도 6에 도시된 실시형태의 추 부재를 사용하면, 구동축(22)의 축방향으로의 왕복 비대칭의 미세진동에 의해 추부(41)를 크게 진동시킬 수 있다.

또한 추부(41)의 관통구멍 내에 지지부(40)는 수용되고, 구동축(22)의 축방향과 직교하는 방향으로 보아 지지부(40)와 추부(41)는 겹쳐 있으므로, 진동 장치(10)의 두께를 얇게 할 수 있다.

(추 부재의 다른 실시형태 2)

도 7을 참조하여 본 발명의 실시형태 3에서의 추 부재의 실시형태 2에 대하여 설명하는데, 도 6에 도시된 실시형태에서 설명한 구조·구성과 공통되는 개소에는 공통되는 부호를 기입하고 그 설명을 생략한다.

도 7(a)에 도시된 추 부재도 지지부(48)와, 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향으로, 지지부(48)의 외측에 지지부(48)와는 떨어져서, 별체로 형성되어 있는 추부(50)가 제 1 스프링(42)으로 연결되어 있는 것이다.

환상의 지지부(48)는 2개의 동일한 형상의 분할체(48a, 48b)를 맞추어 구성된다. 각 분할체(48a, 48b)의 구동축(22)에 대응하는 위치에는 구동축(22)을 수용하는 개구(48c, 48d)가 형성되어 있다. 구동축(22)을 사이에 끼고 분할체(48a, 48b)를 맞추었을 때에, 분할체(48a)의 맞춤면(48e)과, 분할체(48b)의 맞춤면(48f) 사이에는 간극이 생기도록 구성해 둔다. 그리고, 환상의 조임 수단(49)에 의해 외주측으로부터 조임으로써 환상의 지지부(48)는 구동축(22)에 대하여 마찰 결합된다.

지지부(48)는, 예를 들면, 스테인리스 등의 금속제로 형성된다. 이것에 의해, 지지부(48)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 구동축(22)과 지지부(48)의 접촉은 구동축(22)의 축방향을 따른 선접촉으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동축(22)과 지지부(48)의 안정한 마찰결합이 얻어진다.

환상의 지지부(48)의 외주에 장착되고, 지지부(48)를 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향에서 내측방향을 향하여 외주측에서 조이는 환상의 조임 수단(49)으로서는, 예를 들면, 코일스프링을 사용할 수 있다.

또한 분할체(48a)의 맞춤면(48e)과, 분할체(48b)의 맞춤면(48f) 사이에 열수축 수지를 도포, 경화하여 조여도 된다.

도 7(b)에서는 분할체(48a, 48b)는 동일 형상으로 했지만, 다른 형상으로 해도 된다. 또한 3개 이상의 분할체로 해도 된다. 예를 들면, 분할체(48a, 48b)의 구동축(22)과의 선접촉은 각각 2개소이지만, 일방의 선접촉은 1개소로 해도 된다. 또한, 구동축(22)과 지지부(48)는 선접촉이 아니고 면접촉이어도 상관없다.

제 1 스프링(42)으로서는 도 7의 실시형태에서 설명한 제 1 피고정부(43)와, 제 2 피고정부(44)와, 제 1 아암부(45)를 구비하고 있는 판 스프링을 사용할 수 있다.

도 7에 도시된 실시형태에서는, 지지부(48)의 축방향으로 하측에 제 1 피고정부(43)가 고정되어 있지만, 지지부(48)의 축방향으로 상측에 제 1 피고정부(43)를 고정해도 된다.

(추 부재의 다른 실시형태 3)

도 8을 참조하여 본 발명의 실시형태 3에서의 추 부재의 실시형태 3에 대하여 설명하지만, 도 6, 도 7에 도시된 실시형태에서 설명한 구조·구성과 공통되는 개소에는 공통되는 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

환상의 지지부(48)의 외주에 장착되고, 지지부(48)를 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향에서 내측 방향을 향하여 외주측에서 조이는 환상의 조임 수단으로서 코일스프링(52)을 사용하고 있다.

도 8에 도시된 실시형태에서는, 지지부(48)의 축방향으로 상측에 제 1 스프링(42)의 제 1 피고정부(43)가 고정되어 있다.

도 8에 도시된 실시형태에서는 추부(51)가 구동축(22)의 축방향으로 2개로 분할되어 있다. 그리고 분할된 추부(51a, 51b)에 의해, 제 1 스프링(42)의 제 2 피고정부(44)가 협지되어 있다.

추부(51a, 51b)에 의해 구성되고, 구동축(22)을 중심으로 하는 반경방향으로 지지부(48)의 외측에 지지부(48)와 떨어져서 존재하는 추부(51)는 추부(51a, 51b) 단독의 경우보다도 중량이 큰 것으로 된다.

그래서, 구동축(22)의 축방향으로의 왕복 비대칭의 미세 진동에 의해 추부(51)를 크게 진동시킬 수 있다.

본 발명의 실시형태 3에 의하면, 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12) 내에서 추 부재가 크게 진동한다. 이것에 의해 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12)에 큰 진동을 발생시킬 수 있다.

여기에서, 추 부재(12)를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있어, 평면으로 볼 때의 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시형태 4)

도 9를 참조하여 진동 장치(10)에 대한 다른 실시형태를 설명한다. 또한, 실시형태 1, 2와 동일한 구성을 갖는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

추 부재(24)는 실시형태 1, 2에서 설명한 추 부재(24)와 동일한 것을 사용할 수 있다.

실시형태 1, 2와 동일하게, 추 부재(24)가 구동축(22)의 왕복 비대칭의 미세진동에 의해 구동축(22)의 축방향으로 이동 가능하게 구동축(22)과 결합되어 있다. 그리고, 이 실시형태에서는, 추 부재(24)는 제 2 스프링(60)의 탄성력에 의해 구동축(22)의 축방향의 이동의 스트로크가 결정된다.

제 2 스프링(60)은 추 부재(24)에 고정되는 제 3 피고정부(61)와, 하우징(12)에 고정되는 제 4 피고정부(62)와, 제 3 피고정부(61)와 제 4 피고정부(62)를 연결하는 제 2 아암부(63)를 구비하고 있다.

제 3 피고정부(61), 제 4 피고정부(62)는 각각 실시형태 3에서 설명한 제 1 스프링(42)에서의 제 1 피고정부(43), 제 2 피고정부(44)에 대응하는 구조로 된다.

또한 제 2 스프링(60)에서의 제 2 아암부(63)의 구조·구성은 실시형태 3에서 설명한 제 1 스프링(42)의 제 1 아암부(45)와 동일한 구조로 할 수 있다.

도시된 실시형태에서는 제 2 스프링(60)을 구동축(22)의 축방향에서 상하에서 2개 채용하고 있다.

그래서, 제 2 스프링(60)의 제 3 피고정부(61)는 반경방향 내측의 추 부재(24)의 축방향 상측면과 하측면에 배치되게 되어 있다.

제 4 피고정부(62)는 반경방향에서 추 부재(24)의 외측에 위치하도록 하고, 하우징(12)의 측벽(12a)에 고정되는 구조로 하고 있다.

이러한 구조로 했으므로, 도시된 실시형태에서는, 제 2 스프링(60)이 진동할 때의 스트로크 확보를 위해, 추 부재(24)의 상하 양면에 각각 오목부(64)를 형성하고 있다.

본 발명의 실시형태 4에 의하면, 구동축(22)의 미세진동에 의해 추 부재(24)를 축방향 상방 또는 하방으로 이동시켜도, 추 부재(24)는 제 2 스프링(60)의 탄성 가압력과 구동 부재(14)의 구동력이 균형이 잡힌 점까지밖에 이동할 수 없다. 그 때문에 추 부재(24)는 하우징에 충돌하지 않는다. 그리고, 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12) 내에서 추 부재(24)가 크게 진동한다. 이것에 의해 진동 장치(10)를 구성하는 하우징(12)에 큰 진동을 발생시킬 수 있다.

그래서, 추 부재(12)를 크게 하지 않아도 큰 진동을 얻을 수 있어, 평면으로 볼 때의 진동 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명의 실시형태 3에서, 제 1 스프링(42)을 사용하여 지지부(40, 48)와 추부(41, 50, 51)를 연결했지만, 단순한 평판을 사용하여 연결해도 상관없다.

또한 지지부(48)을 복수의 분할체로 분할한 것을 채용했지만, 추 부재(24)의 지지부와 추부를 일체로 형성하고, 그것을 지지체(48)와 같이 복수로 분할하고, 구동축(22)을 내부에 끼우고 외주측에서 조여도 된다.

또한 상기한 본 발명의 실시형태 1∼4에서, 미세진동 발생 부재(20)는 유니몰프나 바이몰프형의 것을 사용했지만, 그것에 한정되는 것은 아니고, 소위 적층형의 것을 사용해도 된다. 작은 구동 전압으로 구동할 수 있으므로, 구동 제어부(30)를 저렴하게 할 수 있다.

또한 본 실시형태에서 설명해 온 진동 장치를 구비하는 전자 기기는 표시 장치에 터치패널 기능을 넣은 전자 기기나 조작키를 사용한 입력 장치로 한 전자 기기에 한하는 것이 아니다. 예를 들면, 터치패널에 입력하기 위한 터치펜에 내장해도 상관없고, 손목 시계에 내장해도 된다.

또한 전자 기기뿐만 아니라, 반지나 브로치, 반다나와 같은 신체 장착품에 넣어도 상관없다.

10 진동 장치
12 하우징
12a 측벽
12b 상벽
12c 하벽
12d, 12e 관통구멍
12f 개구
12g 하단부
12h 고정부
14 구동 부재
16 신축 박판
18 탄성 박판
20 미세진동 발생 부재
20a 주연부
22 구동축
24 추 부재
24a 관통구멍
25 열수축성 수지
28 부시
30 구동 제어부
40 지지부
41 추부
42 제 1 스프링
43 제 1 피고정부
44 제 2 피고정부
45 제 1 아암부
48 지지부
50 추부
49 조임 수단
52 코일스프링
51, 51a, 51b 추부
60 제 2 스프링
61 제 3 피고정부
62 제 4 피고정부
63 제 2 아암부

Claims

축방향으로 왕복 비대칭으로 미세진동 하는 구동축과,
상기 구동축의 일단에 연결되어 있고 상기 구동축에 상기 미세진동을 생기게 하는 미세진동 발생 부재와,
상기 구동축이 상기 축방향으로 미세진동 자유롭게 되도록 상기 구동축 또는 상기 미세진동 발생 부재의 적어도 일방을 지지하는 하우징과,
상기 구동축의 상기 미세진동에 의해 상기 구동축의 축방향으로 이동 가능하게 상기 구동축과 결합하는 추 부재를 구비하고,
상기 추 부재가 상기 구동축의 축방향으로 상기 구동축 위를 왕복 이동함으로써 상기 하우징에 진동을 발생시키는 진동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 추 부재는 상기 구동축과 결합하는 지지부와, 상기 지지부와는 별체로 구성된 추부와, 상기 지지부와 상기 추부를 연결하는 제 1 스프링을 구비하고,
상기 제 1 스프링은 상기 지지부에 고정되는 제 1 피고정부와 상기 추부에 고정되는 제 2 피고정부와 상기 제 1 피고정부와 상기 제 2 피고정부를 탄성적으로 연결하는 제 1 아암부를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 추부는 상기 구동축의 축방향으로 적어도 2개로 분할되고, 상기 제 2 피고정부는 당해 분할된 2개의 부품으로 협지되는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 아암부는 상기 구동축을 중심으로 하는 원주방향으로 뻗는 원주방향부와, 상기 구동축을 중심으로 하는 반경방향으로 뻗고, 상기 원주방향부에 연결되는 반경방향부를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 추부는 상기 구동축과 함께 상기 지지부를 수용하는 관통구멍을 갖고, 상기 구동축의 축방향과 직교하는 방향으로 보아 상기 지지부와 상기 추부는 겹쳐 있는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추 부재는 상기 구동축이 삽입통과하는 관통구멍을 갖고, 상기 관통구멍과 상기 구동축의 간극은 열수축된 열수축성 수지가 충전되어 상기 열수축성 수지의 열수축력으로 상기 추 부재가 상기 구동축에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 구동축과 결합하는 변형 가능한 환상 지지부와 상기 환상 지지부를 외주측에서 조이는 조임 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 추 부재에 고정되는 제 3 피고정부와, 상기 하우징에 고정되는 제 4 피고정부와, 상기 제 3 피고정부와 상기 제 4 피고정부를 연결하는 제 2 아암부를 갖는 제 2 스프링을 구비하고, 상기 추 부재는 상기 제 2 스프링의 탄성력에 의해 상기 하우징과는 비충돌인 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 미세진동 발생 부재는 상기 구동축을 통해서만 상기 하우징에 지지된 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 미세진동 발생 부재는 주연부가 점으로 둘레 방향으로 동일한 간격으로 상기 하우징에 고정된 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미세진동 발생 부재는 탄성 박판의 적어도 일면에 배치한 신축 박판에 구동 전압을 인가함으로써 상기 신축 박판이 신축하여 상기 신축 박판의 중앙부와 주연부가 상기 탄성 박판의 법선 방향으로 상대 변위하도록 변형하는 박판인 것을 특징으로 하는 진동 장치.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 진동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 8 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 진동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 신체 장착품.