KR20190109540A - 진동 발생 장치 및 전자 기기 - Google Patents

진동 발생 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR20190109540A
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다카시 오기하라
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알프스 알파인 가부시키가이샤
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Abstract

박스체와, 상기 박스체 내에 장착된 자석과, 상기 박스체 내에 있어서 진동하는 코일을 가지는 진동체와, 상기 박스체 내에 있어서, 상기 진동체를 보지하고, 상기 박스체에 접속된 탄성 지지 부재와, 일방이 상기 코일의 전선과 접속되며, 타방이 상기 박스체의 밖으로 나와 있는 가요성을 가지는 배선 부재를 가지며, 상기 박스체에는, 상기 배선 부재가 통과하는 개구부가 마련되어 있으며, 상기 박스체 내에 있어서, 상기 배선 부재는, 지지부에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.

Description

진동 발생 장치 및 전자 기기
본 발명은, 진동 발생 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
휴대 정보 단말이나 게임기 등의 전자 기기에는, 휴대 정보 단말에서의 착신을 알리기 위한 진동이나, 게임기에서의 촉각 피드백용의 진동 등에 이용되는 진동을 발생시키는 진동 발생 장치가 이용되고 있는 경우가 있다.
이러한 용도에 사용되는 진동 발생 장치로서는, 예를 들면, 박스체의 내부에 영구 자석과 전자석이 설치되어 있으며, 전자석에 교류 전류를 흘리는 것에 의해, 번갈아 극성이 변화되는 자계(磁界)를 발생시켜서, 영구 자석과 전자석의 사이에서, 인력 및 척력을 번갈아 발생시킴으로써 진동을 발생시키는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
일본국 공개특허 특개2016-96677호 공보
그런데, 상기한 바와 같이 진동 발생 장치에서는, 전자석은 박스체 내부에 설치되어 있기 때문에, 박스체 밖에 마련된 교류 전류를 발생시키는 구동 회로와 전기적으로 접속할 필요가 있다. 이처럼 박스체의 외부와 박스체의 내부의 전자석을 전기적으로 접속하는 것으로서, 유연성이 있는 FPC(Flexible Printed Circuits : 플렉시블 프린트 기판) 등이 이용되고 있지만, 진동 발생 장치의 내부에 있어서, FPC끼리가 접촉하고 있는 경우나, FPC가 진동 발생 장치를 형성하고 있는 부재와 접촉하고 있는 경우가 있다. 이 때문에, 진동 발생 장치에 있어서 통상보다도 큰 진동을 장시간 발생시키거나, 설계 시의 수명을 크게 넘겨 진동을 계속하여 발생시키면, FPC가 마찰로 깎여, FPC를 형성하고 있는 배선이 노출되거나, 단선되거나 할 가능성이 있다. 이처럼, 배선이 노출되거나, 단선되거나 하면, 진동을 발생시킬 수 없어지는 경우가 있기 때문에, 진동 발생 장치의 장수명화의 제약이 되고 있었다.
이 때문에, FPC 등이 이용되고 있는 진동 발생 장치에 있어서, 더 장수명이며, 신뢰성의 높은 것이 요구되고 있었다.
본 실시형태의 일관점에 의하면, 박스체와, 상기 박스체 내에 장착된 자석과, 상기 박스체 내에 있어서 진동하는 코일을 가지는 진동체와, 상기 박스체 내에 있어서, 상기 진동체를 보지(保持)하고, 상기 박스체에 접속된 탄성 지지 부재와, 일방이 상기 코일의 전선과 접속되며, 타방이 상기 박스체의 밖으로 나와 있는 가요성을 가지는 배선 부재를 가지며, 상기 박스체에는, 상기 배선 부재가 통과하는 개구부가 마련되어 있으며, 상기 박스체 내에 있어서, 상기 배선 부재는, 지지부에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
개시의 진동 발생 장치에 의하면, FPC 등이 이용되고 있는 진동 발생 장치에 있어서, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 사시도
도 2는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 분해 사시도
도 3은 본 실시형태에 있어서의 진동체의 사시도
도 4는 본 실시형태에 있어서의 탄성 지지 부재의 사시도
도 5는 본 실시형태에 있어서의 탄성 지지 부재의 정면도
도 6은 본 실시형태에 있어서의 탄성 지지 부재에 진동체가 들어간 상태의 사시도
도 7은 본 실시형태에 있어서의 탄성 지지 부재에 진동체가 들어간 상태의 정면도
도 8은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 내부의 모습을 나타내는 사시도
도 9는 본 실시형태에 있어서의 영구 자석의 설명도
도 10a는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 동작의 설명도(1)
도 10b는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 동작의 설명도(2)
도 11a는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 동작의 설명도(3)
도 11b는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 동작의 설명도(4)
도 12a는 FPC를 지지하는 지지부가 마련되어 있지 않은 진동 발생 장치의 설명도(1)
도 12b는 FPC를 지지하는 지지부가 마련되어 있지 않은 진동 발생 장치의 설명도(2)
도 13a는 본 실시형태에 있어서의 요크의 설명도(1)
도 13b는 본 실시형태에 있어서의 요크의 설명도(2)
도 14는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(1)
도 15는 본 실시형태에 있어서의 FPC의 설명도
도 16은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(2)
도 17은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(3)
도 18은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(4)
도 19는 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(5)
도 20은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(6)
도 21은 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 설명도(7)
도 22는 본 실시형태에 있어서의 전자 기기의 설명도
실시하기 위한 형태에 대해서, 이하에 설명한다. 또한, 동일한 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 또한, 본원에 있어서는, X1-X2 방향, Y1-Y2 방향, Z1-Z2 방향을 서로 직교하는 방향으로 한다. 또한, X1-X2 방향 및 Y1-Y2 방향을 포함하는 면을 XY면이라고 기재하고, Y1-Y2 방향 및 Z1-Z2 방향을 포함하는 면을 YZ면이라고 기재하고, Z1-Z2 방향 및 X1-X2 방향을 포함하는 면을 ZX면이라고 기재한다.
본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치는, 휴대 정보 단말이나 게임기 등의 전자 기기나, 자동차 등의 조작 패널 등 유저에게 진동에 의해 정보를 전달하는 장치에 탑재되는 것이며, 진동 발생 장치가 발생시키는 진동은, 예를 들면, 유저의 조작에 대한 피드백이나, 휴대 정보 단말에서의 착신을 알리기 위한 진동이나, 게임기에서의 촉각 피드백용의 진동 등에 이용된다.
본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 박스체 본체부(10), 덮개부(20), 진동체(30), 탄성 지지 부재(40), 영구 자석(51,52), 요크(61,62) 등을 가지고 있다. 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 박스체는, 박스체 본체부(10)와 덮개부(20)에 의해 형성되어 있다.
박스체 본체부(10)는, 금속판을 가공하는 것에 의해 형성되어 있으며, 대략 직방체의 상자형의 형상의 것이며, 바닥면과, 바닥면의 주위의 4개의 측면에 의해 형성되어 있으며, 개구되어 있는 부분으로부터, 진동 발생 장치를 형성하기 위한 부재가 들어간다. 박스체 본체부(10)는, Y1-Y2 방향이 긴 길이 방향, X1-X2가 짧은 길이 방향이 되는 대략 장방형의 형상으로 형성되어 있으며, 4개의 측면은, 바닥면의 긴 길이 방향, 즉, Y1-Y2 방향에 따른 대향하는 2개의 긴 길이 방향의 측면과, 짧은 길이 방향, 즉, X1-X2 방향에 따른 대향하는 2개의 짧은 길이 방향의 측면에 의해 형성되어 있다.
덮개부(20)는, 금속판을 가공하는 것에 의해 형성된 대략 장방형의 판상의 부재이며, 덮개부(20)에 의해, 박스체 본체부(10)의 개구되어 있는 부분을 덮을 수 있게 형성되어 있다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 진동체(30)는, 전자석이며, 자심(磁心)(31)과, 자심(31)의 주위에 전선을 감는 것에 의해 형성된 코일(32), 플랜지(33 및 34) 등에 의해 형성되어 있다. 자심(31)은, 철 등의 강(强)자성체에 의해 형성되어 있으며, 각기둥 형상의 것이다. 코일(32)은, 자심(31)의 긴 길이 방향, 즉, Y1-Y2 방향에 대하여, 대략 직각으로 전선을 감는 것에 의해 형성되어 있다. 플랜지(33 및 34)는, 자심(31)의 긴 길이 방향의 양단 근방에 각각 장착되어 있다. 플랜지(33)의 상면측, 즉, Z1 방향의 측에는, 3개의 돌기부(33a,33b,33c)가 마련되어 있으며, 이 중, 돌기부(33a)와 돌기부(33c)는, 단자로서 이용되는 것이며, 도면에는 도시되어 있지는 않지만, 코일(32)을 형성하고 있는 전선의 양단의 부분이 각각 얽혀 있다.
이처럼 전선이 얽힌 돌기부(33a 및 33c)에는, 도시는 하지 않았지만, FPC(70)의 일방의 측의 전극 단자가 접속되어 있다. 또한, FPC(70)의 타방의 측에는 도시 생략의 외부 회로가 접속되어 있으며, FPC(70)를 개재하여 도시 생략의 외부 회로로부터, 코일(32)에 전류가 공급된다. 따라서, FPC(70)는, 일방의 측은 코일(32)을 형성하고 있는 전선의 끝의 부분이 얽힌 돌기부(33a 및 33c)와 납땜 등에 의해 접속되어 있으며, 타방의 측은 박스체의 외측이 되는 덮개부(20)의 표면에 장착되어 있으며, 일방의 측과 타방의 측의 사이의 부분이, 박스체 본체부(10)와 덮개부(20)의 사이의 간극을 통과하고 있다. 따라서, FPC(70)의 타방의 측의 전극 단자가, 도시 생략의 외부 회로에 접속된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, FPC(70)를 이용했을 경우에 대해서 설명하지만, 가요성을 가지는 배선 부재이면 되며, 예를 들면, FPC 대신에 플랫케이블 등을 이용해도 된다.
도 4 및 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 탄성 지지 부재(40)는, 스프링성을 가진 금속판을 소정의 형상으로 가공하는 것에 의해 형성되어 있으며, 진동체(30)가 들어가는 보지부(41)와, 보지부(41)의 양측에 마련된 스프링부(42)에 의해 형성되어 있다. 도 4는, 탄성 지지 부재(40)의 사시도이며, 도 5는, 정면도이다.
스프링부(42)는, 판 스프링이며, X1-X2 방향으로 길게 형성된 금속판을, Y1-Y2 방향을 따라 복수회 절곡하는 것에 의해 형성되어 있다. 2개의 스프링부(42) 중, 일방의 스프링부(42)는, 보지부(41)로부터, X1 방향의 측에 형성되어 있으며, 타방의 스프링부(42)는, 보지부(41)로부터, X2 방향의 측에 형성되어 있다.
구체적으로는, 스프링부(42)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 3개의 절곡부(43a,43b,43c)와, 2개의 평탄부(44a,44b)와, 접속부(45)를 가지고 있다. 각각의 절곡부(43a,43b,43c)는, Y1-Y2 방향을 따라 절곡된 부분이며, 평탄부(44a)는, 절곡부(43a)와 절곡부(43b)의 사이에 형성되어 있으며, 평탄부(44b)는, 절곡부(43b)와 절곡부(43c)의 사이에 형성되어 있다. 평탄부(44a 및 44b)는, X1 방향의 측 또는 X2 방향의 측에서 본 형상이 대략 장방형이 되도록 형성되어 있다.
도 4 및 도 5에 나타내지는 탄성 지지 부재(40)와 같은 절곡 구조의 판스프링은, 접은 부분과 직교하는 방향, 즉, X1-X2 방향 및 Z1-Z2 방향으로는, 변형하기 쉽지만, 접은 부분을 따른 방향, 즉, Y1-Y2 방향으로는, 변형하기 어렵다고 하는 특징을 가지고 있다. 따라서, 탄성 지지 부재(40)는, 신축에 의해 X1-X2 방향으로 탄성 변형하고, 휨에 의해 Z1-Z2 방향으로 탄성 변형하지만, Y1-Y2 방향에 있어서의 변형은 억제된다.
또한, 탄성 지지 부재(40)와 같은 절곡 구조의 판스프링에서는, 일반적으로, 휨에 의한 Z1-Z2 방향보다도, 신축에 의한 X1-X2 방향쪽이 탄성 변형하기 쉽다. 이 때문에, 탄성 지지 부재(40)의 X1-X2 방향에 있어서의 탄성 계수를 제 1 탄성 계수라고 하고, 탄성 지지 부재(40)의 Z1-Z2 방향에 있어서의 탄성 계수를 제 2 탄성 계수라고 하면, 제 1 탄성 계수와 제 2 탄성 계수는 다른 값이 된다.
또한, 탄성 지지 부재(40)에 있어서의 일방의 스프링부(42)의 X1 방향의 측의 끝에는, 접속부(45)가 형성되어 있으며, 타방의 스프링부(42)의 X2 방향의 측의 끝에는, 접속부(45)가 형성되어 있다. 따라서, 절곡부(43c)는 평탄부(44b)와 접속부(45)의 사이가 된다. 탄성 지지 부재(40)의 접속부(45)의 긴 길이 방향의 양단, 즉, Y1 방향의 끝과 Y2 방향의 끝에는, 각각 접속 클로부(45a)가 마련되어 있으며, 이 접속 클로부(45a)를 박스체 본체부(10)의 짧은 길이 방향의 측면의 내측에 접속함으로써, 박스체 본체부(10)의 내부에 탄성 지지 부재(40)를 장착할 수 있다. 따라서, 탄성 지지 부재(40)는, 박스체 본체부(10)에 대하여, X1-X2 방향, 및, Z1-Z2 방향으로 탄성 변형 가능한 상태로, 박스체 본체부(10)에 접속되어 있다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 진동체(30)는, 탄성 지지 부재(40)에 있어서의 보지부(41)에 들어가 보지되어 있다. 이처럼 진동체(30)가 탄성 지지 부재(40)의 보지부(41)에 들어간 것은, 제 1 탄성 계수 및 진동체(30)의 질량으로부터 정해지는 제 1 고유 진동수에 의해 X1-X2 방향으로 진동하고, 제 2 탄성 계수 및 진동체(30)의 질량으로부터 정해지는 제 2 고유 진동수에 의해 Z1-Z2 방향으로 진동한다. 제 1 탄성 계수와 제 2 탄성 계수는 다른 값이기 때문에, 제 1 고유 진동수와 제 2 고유 진동수도 다른 값이 된다.
전자석에 의해 형성되어 있는 진동체(30)는, 코일(32)에 전류를 흘림으로써, 자계가 발생하고, Y1-Y2 방향에 따른 자속(磁束)이 발생하기 때문에, 자심(31)의 긴 길이 방향의 양측에서는 다른 극성으로 자화(磁化)된다. 즉, 자심(31)의 Y1 방향의 측과 Y2 방향의 측에서는, 자화되는 극성이 다르게 되어 있다. 이 때문에, 코일(32)에 교류의 전류를 흘리면, 발생하는 자계는, 전류 방향의 변화에 대응하여 자계의 방향이 변화되는 교번 자계가 된다. 따라서, 자심(31)의 Y1 방향의 측이 S극이 되고 Y2 방향이 N극이 되는 상태와, 자심(31)의 Y1 방향의 측이 N극이 되고 Y2 방향이 S극이 되는 상태가 번갈아 반복된다. 진동체(30)에 교번 자계를 발생시키는 타이밍이나 교번 자계의 주파수는, 코일(32)에 접속되어 있는 도시 생략의 외부 회로에 의해 제어되고 있다.
또한, 영구 자석(51,52)은, 대략 사각의 판상으로 형성되어 있다. 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 영구 자석(51,52)은, 박스체 본체부(10) 내에 있어서, 진동체(30)의 긴 길이 방향, 즉, Y1-Y2 방향의 연장선 상에, 각각 설치되어 있다. 구체적으로는, 박스체 본체부(10) 내에 있어서, 진동체(30)의 자심(31)의 Y1-Y2 방향의 연장선 상에, 각각 설치되어 있으며, 진동체(30)의 자심(31)의 Y1 방향의 연장선 상에 영구 자석(51)이 설치되어 있으며, Y2 방향의 연장선 상에 영구 자석(52)이 설치되어 있다. 영구 자석(51 및 52)은, 가장 넓은 대략 사각형의 면이 자화면으로 되어 있으며, 영구 자석(51)의 자화면과 진동체(30)의 자심(31)의 Y1 방향의 단면이 대향하고 있으며, 영구 자석(52)의 자화면과 진동체(30)의 자심(31)의 Y2 방향의 단면이 대향하고 있다. 또한, 도 8은, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치에 있어서, 덮개부(20) 및 FPC(70)를 제거한 상태의 사시도이며, 진동 발생 장치의 내부의 모습을 나타내고 있다.
도 9에 나타나 있는 바와 같이, 영구 자석(51 및 52)은, 좌측 상측의 각으로부터 우측 하측의 각을 향하는 파선에 의해 나타내지는 대각선에 의해 2개의 영역으로 나눠져 있으며, 서로의 영역이 다른 극성이 되도록 착자(着磁)되어 있다.
본원에 있어서는, 영구 자석(51)의 좌측 하측의 영역, 즉, X1 방향 및 Z2 방향측의 영역을 제 1 자화 영역(51a)이라고 하고, 영구 자석(51)의 우측 상측의 영역, 즉, X2 방향 및 Z1 방향측의 영역을 제 2 자화 영역(5lb)이라고 하여 설명한다. 영구 자석(51)에서는, 제 1 자화 영역(51a)이 S극이 되고, 제 2 자화 영역(5lb)이 N극이 되도록 착자되어 있다. 영구 자석(52)에 대해서도, 마찬가지이지만 극성이 다르게 되어 있다. 즉, 도시는 하지 않았지만, 영구 자석(52)은, 제 1 자화 영역과 제 2 자화 영역이 마련되어 있으며, 제 1 자화 영역이 N극이 되고, 제 2 자화 영역이 S극이 되도록 착자되어 있다.
박스체 본체부(10) 내에 있어서, 영구 자석(51)보다도 밖의 Y1 방향의 측에는, 영구 자석(51)으로부터 발생하고 있는 자속을 진동체(30)의 측으로 향하게 하기 위하여, 철 등의 강자성체에 의해 형성된 요크(61)가 마련되어 있으며, 영구 자석(52)보다도 밖의 Y2 방향의 측에는, 영구 자석(52)으로부터 발생하고 있는 자속을 진동체(30)의 측으로 향하게 하기 위하여, 철 등의 강자성체에 의해 형성된 요크(62)가 마련되어 있다.
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치의 동작에 대해서, 도 10a로부터 도 11b에 의거하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치에서는, 전자석에 의해 형성되어 있는 진동체(30)의 코일(32)에 교류 전류를 흘림으로써 교번 자계를 발생시켜, 자심(31)의 긴 길이 방향, 즉, Y1-Y2 방향의 양단이 다른 극성이 되도록 자화시킨다. 영구 자석(51)과 영구 자석(52)은 진동체(30)를 사이에 두고 대향하여 배치되어 있으며, 영구 자석(51)의 제 1 자화 영역(51a)과 영구 자석(52)의 제 1 자화 영역은 대향하고 있으며, 영구 자석(51)의 제 2 자화 영역(5lb)과 영구 자석(52)의 제 2 자화 영역은 대향하고 있다. 따라서, 대향하고 있는 영구 자석(51)의 제 1 자화 영역(51a)과 영구 자석(52)의 제 1 자화 영역은 다른 극성으로 착자되어 있으며, 대향하고 있는 영구 자석(51)의 제 2 자화 영역(5lb)과 영구 자석(52)의 제 2 자화 영역은 다른 극성으로 착자되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 도 10a에 나타나 있는 바와 같이, 진동체(30)의 자심(31)의 Y1 방향측의 끝이 N극으로 자화되었을 경우에는, 자심(31)의 Y1 방향측의 끝은, 영구 자석(51)의 제 1 자화 영역(51a)으로 끌어 당겨지는 인력과, 제 2 자화 영역(5lb)과 서로 반발하는 척력이 발생한다. 이 때, 도시는 하지 않았지만, 진동체(30)의 자심(31)의 Y2 방향측의 끝은 S극으로 자화되기 때문에, 자심(31)의 Y2 방향측의 끝은, 영구 자석(52)의 제 1 자화 영역으로 끌어 당겨지는 인력과, 제 2 자화 영역과 서로 반발하는 척력이 발생한다. 이에 의해, 진동체(30)는, 파선 화살표로 나타나 있는 바와 같이 X1 방향이나 Z2 방향을 향하여 움직인다.
또한, 도 10b에 나타나 있는 바와 같이, 진동체(30)의 자심(31)의 Y1 방향측의 끝이 S극으로 자화되었을 경우에는, 자심(31)의 Y1 방향측의 끝은, 영구 자석(51)의 제 1 자화 영역(51a)과 서로 반발하는 척력과, 제 2 자화 영역(5lb)으로 끌어 당겨지는 인력이 발생한다. 이 때, 도시는 하지 않았지만, 진동체(30)의 자심(31)의 Y2 방향측의 끝은 N극으로 자화되기 때문에, 자심(31)의 Y2 방향측의 끝은, 영구 자석(51)의 제 1 자화 영역과 서로 반발하는 척력과, 제 2 자화 영역으로 끌어 당겨지는 인력이 발생한다. 이에 의해, 진동체(30)는, 파선 화살표로 나타나 있는 바와 같이 X2 방향이나 Z1 방향을 향하여 움직인다.
따라서, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치에 있어서는, 전자석에 의해 형성된 진동체(30)의 코일(32)에 교류 전류를 흘리는 것에 의해, 교번 자계가 발생하고, 이에 수반하여, 영구 자석과의 사이에서 인력 및 척력이 발생하여, 진동체(30)는, X1 방향 또는 Z2 방향을 향하는 움직임과, X2 방향 또는 Z1 방향을 향하는 움직임이 반복되어, 진동이 발생한다.
그런데, 진동체(30)는, 상기 서술한 바와 같이 탄성 지지 부재(40)에 의해 지지되어 있으며, 제 1 탄성 계수 및 진동체(30)의 질량에 대응하여 정해지는 제 1 고유 진동수에 의해 X1-X2 방향을 따라 진동하고, 제 2 탄성 계수 및 진동체(30)의 질량에 대응하여 정해지는 제 2 고유 진동수에 의해 Z1-Z2 방향을 따라 진동한다.
전자석에 의해 형성된 진동체(30)에 제 1 고유 진동수와 같은 주파수의 교번 자계를 발생시켰을 경우에는, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 진동체(30)는, X1-X2 방향에 있어서 진동하기 쉬우며, Z1-Z2 방향에 있어서는 진동하기 어려워진다. 따라서, 진동체(30)는, X1-X2 방향을 따라 진동한다. 또한, 전자석에 의해 형성된 진동체(30)에 제 2 고유 진동수와 같은 주파수의 교번 자계를 발생시켰을 경우에는, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 진동체(30)는, Z1-Z2 방향에 있어서 진동하기 쉬우며, X1-X2 방향에 있어서는 진동하기 어려워진다. 따라서, 진동체(30)는, Z1-Z2 방향을 따라 진동한다.
이처럼, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치는, 진동체(30)의 코일(32)에 흐르는 교류 전류의 주파수를 변화시킴으로써, X1-X2 방향에 있어서의 진동과 Z1-Z2 방향에 있어서의 진동으로 진동의 방향을 바꿀 수 있다.
또한, 진동 발생 장치의 박스체 내에 설치되어 있는 진동체(30)는, 박스체의 밖의 도시 생략의 외부 회로와 FPC(70)에 의해 접속되어 있다. FPC(70)는 금속에 의해 형성된 배선을 폴리이미드 등의 수지 재료에 의해 사이에 둔 구조의 것이고, 유연성이 있어 변형시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 진동 발생 장치의 박스체 내에 있어서 FPC끼리가 접촉하고 있으면, 접촉하고 있는 FPC(70)끼리가 서로 마찰되어, FPC(70)를 형성하고 있는 배선이 노출되거나, 배선이 단선되거나 할 경우가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 바와 같이 요크(61)에 FPC(70)를 지지하기 위한 지지부가 마련되어 있다.
구체적으로, 지지부가 마련되어 있지 않은 요크가 이용되고 있는 진동 발생 장치와 비교하면서 설명한다. 도 12a는, 지지부가 마련되어 있지 않은 요크(961)의 사시도이며, 도 12b는, 이 요크(961)가 이용되고 있는 진동 발생 장치의 주요부의 단면도이다. FPC(70)는 유연성이 있기 때문에, 지지부가 마련되어 있지 않은 요크(961)가 이용되고 있는 진동 발생 장치의 경우, 도 12b에 나타내는 바와 같이, FPC(70)는, 박스체 내부에서는, 절곡된 상태로 휘어 있으며, 일점쇄선 12A로 둘러싸여져 있는 부분에 나타나 있는 바와 같이, FPC(70)끼리가 접촉하고 있는 경우나, 도시는 하지 않았지만, 박스체나 박스체 내부의 다른 부재와 접촉하고 있는 경우가 있다.
이처럼, FPC(70)끼리가 접촉하고 있으면, 진동 발생 장치에 있어서 통상보다도 큰 진동을 장시간 발생시키거나, 설계 시의 수명을 크게 넘어 진동을 계속하여 발생시켰을 경우, FPC(70)끼리가 접촉하고 있는 부분이 마찰되어, FPC(70)의 표면이 깎여, 배선이 노출되는 경우나, 더욱 배선이 깎여, 배선이 단선되어버리는 경우가 있다. 특히, 상기 서술한 바와 같이, X1-X2 방향과, Z1-Z2 방향의 2개의 방향으로 진동 가능한 진동 발생 장치에 있어서는, 움직임이 복잡하여, FPC(70)끼리의 접촉에 힘이 가해진 상태로 마찰되는 경우가 있으며, 이러한 경우에는, 특히 현저하게 되는 것으로 추찰된다.
이에 비하여 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치는, 도 13a, 도 13b에 나타나 있는 바와 같이, 요크(61)에, FPC(70)를 지지하기 위한 지지부(63)가 마련되어 있다. 이에 의해, 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 지지부(63)에 의해 FPC(70)가 지지되기 때문에, FPC(70)끼리가 접촉하는 것을 막고 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치에 있어서 진동을 발생시켜도, FPC(70)끼리가 접촉하고 있지 않기 때문에, FPC(70)끼리가 마찰되는 일은 없어, FPC(70)의 배선이 노출되거나, 배선이 단선되거나 할 일은 없다. 따라서, 진동 발생 장치에 있어서의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 더 길게 할 수 있다. FPC(70)를 지지하기 위한 지지부는, 요크(61) 이외, 예를 들면, 박스체 본체부(10)나 덮개부(20)에 마련하는 것도 가능하지만, 요크(61)는, 영구 자석(51)에 의해 발생시킨 자속을 진동체(30)를 향하게 하는 기능을 가지는 것이며, 자기 저항을 낮게 하기 위해, 박스체 본체부(10)나 덮개부(20)보다도 두텁게 형성되어 있으며, 강도가 높다. 따라서, FPC(70)를 지지하기 위한 지지부는 요크(61)에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 14는 모식도로서, 덮개부(20)의 하면(Z2 방향을 향한 면)과 FPC(70)는 접착되지 않기 때문에, 덮개부(20)의 하면과 FPC(70)의 사이에는 근소한 간극이 생긴다. 덮개부(20)에 따르도록 되접어 꺾어진 FPC(70)가, 지지부(63)에 의해 지지되어서 FPC(70)의 탄성에 의해 덮개부(20)의 하면에 가압되어 있기 때문에, 지지부가 박스체 본체부(10)에 마련되는 것 보다도, 박스체 본체부(10)의 개구부(11)로부터 이격하여 요크(61)에 마련되는 쪽이 FPC(70)의 탄성에 의해 보다 효과적으로 덮개부(20)로 가압할 수 있으며, FPC(70)끼리가 마찰될 가능성을 보다 낮게하는 것이 가능하게 된다.
보다 상세하게 본 실시형태에 대해서 설명한다. 도 15는 FPC(70)의 전체의 구조를 나타내는 도이다. FPC(70)는, 일방의 측의 단자 영역(71)에는, 전극 단자(71a,7lb)가 마련되어 있으며, 타방의 측의 단자 영역(72)에는, 전극 단자(72a,72b)가 마련되어 있다. 전극 단자(71a)와 전극 단자(72a)는, 배선(73a)에 의해 접속되어 있으며, 전극 단자(7lb)와 전극 단자(72b)는, 배선(73b)에 의해 접속되어 있다. FPC(70)에서는, 도전성을 가지는 금속에 의해 형성된 배선(73a) 및 배선(73b)은, 폴리이미드 등의 수지 재료에 의해 끼워져 있기 때문에 표면은 노출되어 있지 않지만, 전극 단자(71a,7lb) 및 전극 단자(72a,72b)는, 전기적으로 접속을 하기 위해서 노출되어 있다.
FPC(70)의 일방의 측의 단자 영역(71)과 타방의 측의 단자 영역(72)의 사이에는, 요크(61)의 지지부(63)에 의해 지지되는 제 1 피지지부(74) 및 제 2 피지지부(75)가 마련되어 있다. 제 1 피지지부(74)와 제 2 피지지부(75)는, 배선(73a) 및 배선(73b)의 양측에 형성되어 있다. 즉, 제 1 피지지부(74)와 제 2 피지지부(75)에는, 배선(73a) 및 배선(73b)은 형성되어 있지는 않으며, 배선(73a) 및 배선(73b)은, 제 1 피지지부(74)와 제 2 피지지부(75)의 사이를 통과하고 있다. 또한, 제 2 피지지부(75)가 형성되어 있는 측의 제 2 피지지부(75)의 근방에는, FPC(70)의 일부를 컷아웃한 컷아웃부(76)가 마련되어 있다. 이 컷아웃부(76)는, 배선(73b)과 제 2 피지지부(75)의 사이에 형성되어 있다.
도시는 되어 있지 않지만, FPC(70)의 일방의 측의 단자 영역(71)에 마련되어 있는 전극 단자(71a,7lb)는, 박스체의 내부에 있어서 코일(32)을 형성하고 있는 전선의 끝이 얽힌 플랜지(33)의 돌기부(33a 및 33c)와 납땜 등에 의해 접속되어 있다. 또한, FPC(70)의 타방의 측의 단자 영역(72)는 박스체의 밖으로 나와 있으며, 덮개부(20)의 외측의 면에는, FPC(70)의 전극 단자(72a,72b)가 마련되어 있는 면과는 반대측의 면이, 도시 생략의 양면 테이프에 의해 붙여져 있다. 따라서, FPC(70)의 타방의 측의 단자 영역(72)의 전극 단자(72a,72b)는, 덮개부(20)의 외측에서 노출되어 있다.
다음으로, 요크(61)에 대해서, 도 13a, 도 13b에 의거하여 설명한다. 요크(61)에는, Y2 방향을 향해서 연장되는 지지부(63)가 형성되어 있다. 요크(61)의 지지부(63)의 Z1 방향의 측의 끝, 즉, 덮개부(20)의 내측과 대향하는 측의 끝에는, 제 1 접촉 지지부(64) 및 제 2 접촉 지지부(65)가 마련되어 있으며, 제 1 접촉 지지부(64)와 제 2 접촉 지지부(65)의 사이에는, Z1 방향으로 돌출한 볼록부(66)와, Z2 방향으로 오목한 오목부(67)가 마련되어 있다. 즉, 요크(61)의 지지부(63)의 Z1 방향의 측의 끝에는, Y2로부터 Y1을 향하여, 제 1 접촉 지지부(64), 오목부(67), 볼록부(66), 제 2 접촉 지지부(65)의 순서대로 형성되어 있다.
다음으로 도 16으로부터 도 18에 의거하여, 지지부(63)에 의한 FPC(70)의 지지에 대해서 설명한다. 또한, 도 16 및 도 17은 다른 방향에서 본 사시도이며, 도 18은, 측면측에서 본 도이다. 본 실시형태에 있어서는, 도 16으로부터 도 18에 나타나 있는 바와 같이, 요크(61)의 지지부(63)에 마련된 제 1 접촉 지지부(64)에 의해, FPC(70)의 제 1 피지지부(74)가 접촉되어 지지되어 있으며, 제 2 접촉 지지부(65)에 의해, FPC(70)의 제 2 피지지부(75)가 접촉되어 지지되어 있다. 또한, 도 18 등에서는, 편의상, 요크(61)의 제 1 접촉 지지부(64)와 FPC(70)의 제 1 피지지부(74)가 떨어져 있으며, 요크(61)의 제 2 접촉 지지부(65)와 FPC(70)의 제 2 피지지부(75)가 떨어져 있는 상태가 나타나 있지만, FPC(70)는 가요성을 가지고 있어 변형하기 쉬우며 휘기 때문에, 실제로는 접촉하고 있는 경우가 많다.
따라서, 도 19에 나타나 있는 바와 같이, 요크(61)의 제 1 접촉 지지부(64)는, FPC(70)의 제 1 피지지부(74)를 덮개부(20)를 향하는 측으로 지지하고 있으며, 요크(61)의 제 2 접촉 지지부(65)는, FPC(70)의 제 2 피지지부(75)를 덮개부(20)를 향하는 측으로 지지하고 있다. 이 때문에, FPC(70)의 제 1 피지지부(74)는, 요크(61)의 제 1 접촉 지지부(64)와 덮개부(20)의 내측의 사이에 위치하고 있으며, FPC(70)의 제 2 피지지부(75)는, 요크(61)의 제 2 접촉 지지부(65)와 덮개부(20)의 내측의 사이에 위치하고 있다.
본 실시형태에 있어서는, FPC(70)의 제 1 피지지부(74) 및 제 2 피지지부(75)에는, 배선(73a 및 73b)이 형성되어 있지 않기 때문에, 가령, 요크(61)의 제 1 접촉 지지부(64) 및 제 2 접촉 지지부(65)와 접촉하고 있는 FPC(70)의 제 1 피지지부(74) 및 제 2 피지지부(75)가 마찰로 깎였다고 하여도, FPC(70)의 배선(73a 및 73b)이 노출되거나, 단선되거나 할 일은 없다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 요크(61)의 지지부(63)의 오목부(67)는, FPC(70)의 배선(73a 및 73b)이 형성되어 있는 영역에 대응하여 형성되어 있다. 이는, 요크(61)의 지지부(63)와, FPC(70)의 배선(73a 및 73b)이 형성되어 있는 영역의 접촉을 피하기 위해서이다. FPC(70)의 배선(73a 및 73b)이 형성되어 있는 영역과 요크(61)의 지지부(63)가 접촉하고 있지 않으면, 진동 발생 장치를 진동시켰다고 하여도, 요크(61)의 지지부(63)에 의해, FPC(70)의 배선(73a 및 73b)이 형성되어 있는 영역이 마찰로, 깎이는 일은 없다. 또한, FPC(70)는, 요크(61)의 볼록부(66)가 FPC(70)의 컷아웃부(76) 내에 들어가도록 설치되어 있다. 이에 의해, Y1-Y2 방향에 있어서의 FPC(70)의 움직임이 규제된다.
본 실시형태에 있어서는, 도 20 및 도 21에 나타나 있는 바와 같이, 박스체 본체부(10)와 덮개부(20)의 사이, 구체적으로는, 박스체 본체부(10)에 있어서 덮개부(20)가 접속되는 측에, 개구부(11)가 마련되어 있으며, FPC(70)는, 이 개구부(11)를 통과하여 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, FPC(70)가, 박스체 본체부(10)와 접촉하는 것을 피하기 위해서, 개구부(11)는, 요크(61)의 지지부(63)의 오목부(67)의 폭보다도 넓은 폭으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 개구부(11)는, 박스체 본체부(10)의 긴 길이 방향의 측면의 Z1 방향의 측에 형성되어 있으며, 요크(61)의 지지부(63)의 오목부(67)의 Y1-Y2 방향에 있어서의 폭보다도 넓은 폭으로 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치(100)는, 예를 들면, 도 22에 나타내지는 게임기의 컨트롤러 등의 전자 기기에 이용된다. 이러한 게임기의 컨트롤러 등의 전자 기기에서는, 본 실시형태에 있어서의 진동 발생 장치(100)는, 필요한 전자부품 등과 함께 게임기의 컨트롤러 등의 전자 기기의 내부에 설치되어 있으며, 게임기의 컨트롤러 등의 전자 기기의 외측에는, 조작을 행하기 위한 조작부(111,112,113)가 마련되어 있다.
이상, 실시형태에 대해서 상세히 설명했지만, 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 범위 내에 있어서, 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들면, 코일(32)에 흘리는 전류를, 교류 전류가 아닌, 소정의 타이밍에서 직류 전류의 온·오프를 전환하는 것에 의한 직사각형의 펄스파로 할 수도 있다. 이 경우에도, 제 1 고유 진동수, 제 2 고유 진동수에 대응한 주파수에서 펄스 전류를 흘리는 것에 의해, X1-X2 방향, 또는 Z1-Z2 방향을 따라 진동시키는 것이 가능하다.
또한, 본 국제출원은, 2017년 3월 2일에 출원한 일본국 특허출원 제2017-039613호에 의거하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 출원의 전체 내용은 본 국제출원에 원용한다.
10 박스체 본체부
20 덮개부
30 진동체
31 자심
32 코일
33 플랜지
33a,33b,33c 돌기부
34 플랜지
40 탄성 지지 부재
51 영구 자석
52 영구 자석
61 요크
62 요크
63 지지부
64 제 1 접촉 지지부
65 제 2 접촉 지지부
66 볼록부
67 오목부
70 FPC
71 일방의 측의 단자 영역
71a,7lb 전극 단자
72 타방의 측의 단자 영역
72a,72b 전극 단자
73a,73b 배선
74 제 1 피지지부
75 제 2 피지지부
76 컷아웃부
100 진동 발생 장치

Claims (9)

  1. 박스체와,
    상기 박스체 내에 장착된 자석과,
    상기 박스체 내에 있어서 진동하는 코일을 가지는 진동체와,
    상기 박스체 내에 있어서, 상기 진동체를 보지하고, 상기 박스체에 접속된 탄성 지지 부재와,
    일방이 상기 코일의 전선과 접속되며, 타방이 상기 박스체의 밖으로 나와 있는 가요성을 가지는 배선 부재를 가지며,
    상기 박스체에는, 상기 배선 부재가 통과하는 개구부가 마련되어 있으며,
    상기 박스체 내에 있어서, 상기 배선 부재는, 지지부에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석의 자속을 통과시키는 요크를 가지며,
    상기 지지부는 상기 요크에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배선 부재는, 플렉시블 프린트 기판인 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 배선이 형성되어 있는 영역을 제외하는 영역에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 기판을 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부에는, 상기 플렉시블 프린트 기판과 접촉하는 제 1 접촉 지지부와 제 2 접촉 지지부가 마련되어 있으며,
    상기 플렉시블 프린트 기판의 배선의 양측에는, 제 1 피지지부와 제 2 피지지부가 마련되어 있으며,
    상기 제 1 접촉 지지부에 의해, 상기 플렉시블 프린트 기판의 제 1 피지지부가 접촉하여 지지되어 있으며,
    상기 제 2 접촉 지지부에 의해, 상기 플렉시블 프린트 기판의 제 2 피지지부가 접촉하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지부에 있어서 상기 제 1 접촉 지지부와 상기 제 2 접촉 지지부의 사이에는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 배선이 형성되어 있는 영역에 대응하는 오목부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 박스체에 마련된 개구부의 폭은, 상기 오목부의 폭보다도 넓은 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부에는, 상기 제 1 접촉 지지부 및 상기 제 2 접촉 지지부가 마련되어 있는 측에, 볼록부가 마련되어 있으며,
    상기 플렉시블 프린트 기판에는, 상기 볼록부에 대응하는 컷아웃부가 마련되어 있으며,
    상기 볼록부는 상기 컷아웃부에 들어가 있는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 기재된 것을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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