TW202019063A - 振動產生裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可產生更多由共振頻率引起之振動的振動產生裝置。 本發明之振動產生裝置具備：殼體；第1振動體及第2振動體，其等沿第1方向並排地收納於殼體；彈性支持部，其將第1振動體及第2振動體可沿第1方向及與第1方向交叉之第2方向振動地支持；及磁性驅動部，其具有設置於第1振動體之第1磁性產生機構、與設置於殼體之第2磁性產生機構，且使用磁力沿第1方向及第2方向驅動第1振動體；彈性支持部具有：第1彈性體，其將第1振動體可朝第1方向及第2方向移動地對殼體連結；第2彈性體，其連結第1振動體與第2振動體；及第3彈性體，其將第2振動體可朝第1方向及第2方向移動地對殼體連結。

Description

振動產生裝置
本發明係關於一種振動產生裝置。
先前，於可攜式資訊終端(例如智慧型手機、行動電話、平板終端等)、遊戲機、搭載於汽車等車輛之資訊顯示裝置等電子機器中，使用振動產生裝置，該振動產生裝置可產生振動以通知各種傳入(例如來電、郵件傳入、SNS(Social Networking Services：社交網路服務)傳入)、或在觸覺上向使用者提供對使用者操作之反饋。
作為此種振動產生裝置，例如於下述專利文獻1揭示有如下構成之振動產生裝置：由彈性支持部可振動地支持由電磁鐵構成之振動體，且振動體根據第1共振頻率沿上下方向振動，振動體根據第2共振頻率沿左右方向振動。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-96677號公報
[發明所欲解決之問題]
然而近年來，振動產生裝置之用途多樣化，例如於對應VR(Virtual Reality：虛擬實境)之遊戲機等中，作為用以可再現實境之高觸覺之觸覺提示機構，使用振動產生裝置。伴隨於此，尋求可藉由振動產生裝置再現多樣之振動。
作為用以再現實境之高觸覺之一個方法，考慮組合共振頻率互不相同之複數個振動之方法。於該情形時，可藉由使振動產生裝置能產生更多共振頻率之振動，而使振動之組合更多樣化，因而可更多樣地再現實境之高觸覺。
然而，於先前之振動產生裝置中，由於共振頻率之數量相對較少(例如，於上述專利文獻1之振動產生裝置中為2個)，故難以更多樣地再現實境之高觸覺。基於此種情況，尋求可產生更多共振頻率引起之振動之振動產生裝置。 [解決問題之技術手段]
一實施形態之振動產生裝置具備：殼體；第1振動體及第2振動體，其等沿第1方向並排地收納於上述殼體；彈性支持部，其將上述第1振動體及上述第2振動體可沿上述第1方向及與上述第1方向交叉之第2方向振動地支持；及磁性驅動部，其具有設置於上述第1振動體之第1磁性產生機構、與設置於上述殼體之第2磁性產生機構，且使用磁力沿上述第1方向及上述第2方向驅動上述第1振動體；上述彈性支持部具有：第1彈性體，其將上述第1振動體可朝上述第1方向及上述第2方向移動地對上述殼體連結；第2彈性體，其連結上述第1振動體與上述第2振動體；及第3彈性體，其將上述第2振動體可朝上述第1方向及上述第2方向移動地對上述殼體連結。 [發明之效果]
根據一實施形態，可提供一種能產生更多共振頻率引起之振動之振動產生裝置。
以下，參照圖式對一實施形態進行說明。
(振動產生裝置10之構成) 圖1係顯示一實施形態之振動產生裝置10之立體圖。圖2係顯示一實施形態之振動產生裝置10(上側盒體112及FPC160被拆除之狀態)之俯視圖。圖3係一實施形態之振動產生裝置10之分解圖。另，於以下之說明中，為了方便起見，將圖中Z軸方向設為縱向或上下方向，將圖中X軸方向設為橫向或左右方向，將圖中Y軸方向設為前後方向。
圖1～圖3所示之振動產生裝置10為例如可攜式資訊終端(例如智慧型手機、行動電話、平板終端等)、遊戲機、搭載於汽車等車輛之資訊顯示裝置等電子機器所搭載之裝置。該振動產生裝置10用於產生例如用以通知各種傳入(例如來電、來郵件、SNS傳入)之振動、或在觸覺上向使用者提供對使用者操作之反饋的振動等。
振動產生裝置10構成為設置於殼體110內部之振動體130沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)振動。尤其，本實施形態之振動產生裝置10與先前之振動產生裝置相比，實現了更多共振頻率引起之振動。具體而言，本實施形態之振動產生裝置10採用將振動體130及錘135沿左右方向並排地設置於殼體110之內部，並由彈性支持部140支持各者之構成，且可藉由使振動體130及錘135各者沿上下方向及左右方向振動，而獲得複數個(4個以上)共振頻率引起之振動。
如圖1～圖3所示，振動產生裝置10構成為具備：殼體110、振動單元120、永久磁鐵151、152、及FPC(Flexible Printed Circuits：可撓性印刷基板)160。
殼體110藉由加工金屬板而形成，且為呈大致長方體之箱狀構件。殼體110具有可相互分離之下側盒體111及上側盒體112。下側盒體111為上部開口之容器狀構件。於下側盒體111之內部組入有其他之各構成零件(振動單元120、永久磁鐵151、152、及FPC160)。上側盒體112為蓋狀之構件，且藉由覆蓋下側盒體111之上部開口而將下側盒體111之上部開口封閉。
如圖1所示，於上側盒體112之外周緣部，形成有在未彎折狀態下朝外側且水平突出之複數個(圖1所示之例中合計為6個)平板狀之爪部112A。爪部112A之前端部分具有橫向較長之長方形狀，且呈大致T字狀。在由上側盒體112將下側盒體111之上部開口封閉之狀態下，爪部112A藉由朝下方以直角彎折而將具有長方形狀之前端部分嵌入至形成於下側盒體111側壁部之與爪部112A大致同形狀及大致同尺寸的開口111B。藉此，利用爪部112A之剪切面卡止上側盒體相對於下側盒體111在上下方向(圖中Z軸方向)、左右方向(圖中X軸方向)、及前後方向(圖中Y軸方向)之移動。即，可相對於下側盒體111確實地固定上側盒體112。
振動單元120為於殼體110內部產生振動之單元。振動單元120構成為具備：振動體130、錘135、及彈性支持部140。
振動體130為「第1振動體」之一例。振動體130具有構成角柱狀之電磁鐵之磁心131及線圈132(構成「磁性驅動部」之「第1磁性產生機構」之一例)，且為藉由該電磁鐵於周圍產生交變磁場而於殼體110之內部沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)主動振動的部分。
錘135為「第2振動體」之一例。錘135為具有一定重量之角柱狀之構件，且為在殼體110之內部，隨著振動體130之振動，而沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)追隨振動的部分。
彈性支持部140為如下之構件：在殼體110之內部，相互平行地支持振動體130及錘135，且藉由沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)彈性變形，而可產生藉由振動體130及錘135所致之沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)之振動。
永久磁鐵151、152為構成「磁性驅動部」之「第2磁性產生機構」之一例。永久磁鐵151、152係為了在殼體110之內部與振動體130之間產生引力及斥力而設置者。永久磁鐵151以與振動體130所具備之磁心131之一端部(圖中Y軸負側之端部)對向之方式設置。永久磁鐵152以與振動體130所具備之磁心131之另一端部(圖中Y軸正側之端部)對向之方式設置。
FPC160為可對線圈132自外部通電之「通電機構」之一例。FPC160係為了將交流電流供給至振動體130所具備之線圈132而連接線圈132與外部電路(省略圖示)之構件。FPC160為具有由聚醯亞胺等樹脂材料夾入由金屬膜構成之配線之構造的薄膜狀構件。由於FPC160具有可撓性，故可彎折或撓曲。FPC160除了其外部電路側之端部外，皆配置於殼體110之內部。另一方面，FPC160之外部電路側之端部自形成於殼體110(下側盒體111與上側盒體112之間)之開口部110A露出於殼體110之外部。於該露出部分，形成有用以電性連接於外部電路之由金屬膜構成之電極端子。
如此構成之振動產生裝置10可自外部電路(省略圖示)經由FPC160將交流電流供給至振動體130所具備之線圈132，藉此使線圈132之周圍產生交變磁場。藉此，振動體130藉由振動體130與永久磁鐵151、152間產生之引力及斥力，使支持該振動體130之彈性支持部140彈性變形，並沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)主動地振動。又，錘135使支持該錘135之彈性支持部140彈性變形，並且伴隨振動體130之振動，沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)追隨振動。藉由此種振動體130之振動與錘135之振動形成之耦合振動，振動產生裝置10可實現由複數個(4個以上)共振頻率引起之振動。另，關於振動單元120之具體構成使用圖4～圖7稍後敘述。又，關於彈性支持部140之具體構成使用圖8～圖11稍後敘述。又，關於永久磁鐵151、152之具體構成使用圖13、圖14稍後敘述。又，關於振動單元120之具體動作使用圖15～圖18稍後敘述。
(振動單元120之構成) 圖4係顯示一實施形態之振動產生裝置10所具備之振動單元120之立體圖。圖5係顯示一實施形態之振動產生裝置10所具備之振動單元120之前視圖。圖6係顯示一實施形態之振動產生裝置10所具備之振動單元120之側視圖。圖7係顯示一實施形態之振動產生裝置10所具備之振動單元120之分解圖。
如圖4～圖7所示，振動單元120構成為具備磁心131、線圈132、凸緣133、凸緣134、錘135、及彈性支持部140。磁心131、線圈132、及錘135皆為沿與振動體130之振動方向即橫向(第1方向，圖中X軸方向)交叉之前後方向(第2方向，圖中Y軸方向)延伸的構件。
磁心131及線圈132為構成振動體130者。磁心131為藉由鐵等強磁性體形成之角柱狀構件。線圈132藉由對磁心131多重地捲繞電線而形成。形成線圈132之電線較佳使用電阻相對較小之素材，較佳使用例如由絕緣體被覆之銅線。形成線圈132之電線藉由焊接等對FPC160連接。
振動體130藉由經由FPC160自外部電路將電流供給至線圈132，而於該振動體130之周圍產生交變磁場。藉此，振動體130之磁心131之一端與磁心131之另一端被磁化成互不相同之磁極，且磁心131之一端與磁心131之另一端各者被交替地磁化成N極與S極。
錘135為與振動體130平行配置之具有一定重量的角柱狀構件。例如，為了確保足夠之重量而對錘135使用金屬素材。尤其較佳為對錘135使用比重相對較高之金屬素材。例如，於本實施形態中，作為比重相對較高之金屬素材之較佳一例，對錘135使用比重高於磁心131所用之鐵、或線圈132所用之銅的鎢。本實施形態之錘135係為了與振動體130之磁心131同樣地由彈性支持部140保持其兩端部，而於其長邊方向(圖中Y軸方向)上具有與磁心131大致相同之長度。
凸緣133、134為例如包含具有絕緣性之素材之構件。凸緣133於以矩形狀開口之磁心保持部336a內，保持磁心131之一端(圖中Y軸負側之端部)。凸緣134於以矩形狀開口之磁心保持部337a內，保持磁心131之另一端(圖中Y軸正側之端部)。
於凸緣133、134各者之上表面形成有圓柱狀之2個突起部。各突起部可藉由纏繞形成線圈132之電線之端部而統一保持該等端部。又，各突起部亦可藉由例如供形成於FPC160之圓形狀之開口部嵌入，而將FPC160定位至特定位置，且穩定地保持該FPC。
彈性支持部140為藉由將具有彈性之金屬板加工成特定形狀而形成之構件。彈性支持部140可藉由相互平行地支持振動體130(由凸緣133、134保持磁心131之狀態)及錘135，且沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)彈性變形，而實現振動體130及錘135沿上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)之振動。
如此，本實施形態之振動產生裝置10採用於振動單元120中，沿左右方向並排地設置振動體130及錘135，並由彈性支持部140支持各者之構成。藉此，本實施形態之振動產生裝置10可藉由振動體130之主動振動與錘135之追隨振動形成之耦合振動，而實現複數個(4個以上)共振頻率引起之振動。
(彈性支持部140之構成) 圖8係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之彈性支持部140之立體圖。圖9係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之彈性支持部140之俯視圖。圖10係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之彈性支持部140之前視圖。圖11係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之彈性支持部140之側視圖。
如圖8～圖11所示，彈性支持部140構成為具有：第1保持部141、第2保持部142、第1彈簧部143、第2彈簧部144、及第3彈簧部145。另，彈性支持部140包含該等各構成部141～145，且由一片金屬板一體形成。
第1保持部141為保持振動體130之承托皿狀之部分。於自上方俯視觀察時，第1保持部141呈大致長方形狀。第1保持部141具有第1壁部141a、與第2壁部141b。第1壁部141a為於第1保持部141之一短邊部分(圖中Y軸負側之短邊部分)垂直立設之壁狀部分，且為於矩形狀之開口內，保持構成振動體130之磁心131之一端的部分。第2壁部141b為於第1保持部141之另一短邊部分(圖中Y軸正側之短邊部分)垂直立設之壁狀部分，且為於矩形狀之開口內，保持構成振動體130之磁心131之另一端的部分。另，第1壁部141a及第2壁部141b可藉由例如展開磁心131之兩端部，或鉚接矩形狀之開口，而固定地保持磁心131之兩端部。
第2保持部142為保持錘135之承托皿狀之部分。於自上方俯視觀察時，第2保持部142呈大致長方形狀。第2保持部142具有第1壁部142a、與第2壁部142b。第1壁部142a為於第2保持部142之一短邊部分(圖中Y軸負側之短邊部分)垂直立設之壁狀部分，且為於矩形狀之開口內，保持錘135之一端的部分。第2壁部142b為於第2保持部142之另一短邊部分(圖中Y軸正側之短邊部分)垂直立設之壁狀部分，且為於矩形狀之開口內，保持錘135之另一端的部分。另，第1壁部142a及第2壁部142b可藉由例如展開錘135之兩端部，或鉚接矩形狀之開口而固定地保持錘135之兩端部。
第1彈簧部143為「第1彈性體」之一例。第1彈簧部143設置於第1保持部141之左右方向之外側(圖中X軸正側)，且為藉由根據沿前後方向(圖中Y軸方向)之折線，將與第1保持部141外側(圖中X軸正側)之長邊部分相連之金屬板沿上下方向(圖中Z軸方向)彎折複數次而形成的部分。如圖10所示，於自前方或後方正面觀察時，第1彈簧部143具有2個山部143a、143b在橫向(圖中X軸方向)上相連之形狀的彎折構造。第1彈簧部143為作為所謂之板簧發揮功能之部分，且可藉由該第1彈簧部143彈性變形而實現振動體130朝上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)之振動。
第2彈簧部144為「第2彈性體」之一例。第2彈簧部144設置於第1保持部141與第2保持部142之間，且為藉由根據沿前後方向(圖中Y軸方向)之折線，將與第1保持部141內側(圖中X軸負側)之長邊部分、及第2保持部142內側(圖中X軸正側)之長邊部分相連之金屬板沿上下方向(圖中Z軸方向)彎折複數次而形成的板簧狀部分。如圖10所示，於自前方或後方正面觀察時，第2彈簧部144具有2個山部144a、144b在橫向(圖中X軸方向)上相連之形狀的彎折構造。第2彈簧部144為作為所謂之板簧發揮功能之部分，且可藉由該第2彈簧部144彈性變形而實現伴隨振動體130之振動之錘135朝上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)的振動。
第3彈簧部145為「第3彈性體」之一例。第3彈簧部145設置於第2保持部142之左右方向之外側(圖中X軸負側)，且為藉由根據沿前後方向(圖中Y軸方向)之折線，將與第2保持部142之外側(圖中X軸負側)之長邊部分相連之金屬板沿上下方向(圖中Z軸方向)彎折複數次而形成的板簧狀部分。如圖10所示，於自前方或後方正面觀察時，第3彈簧部145具有2個山部145a、145b在橫向(圖中X軸方向)上相連之形狀的彎折構造。第3彈簧部145為作為所謂之板簧發揮功能之部分，且可藉由該第3彈簧部145彈性變形而實現錘135朝上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)之振動。
此處，由於上述各彈簧部143～145具有彎折構造，故具有在與折線正交之方向(圖中X軸方向及Z軸方向)上容易變形，但於沿折線之方向(圖中Y軸方向)上不易變形之特性。因此，上述各彈簧部143～145藉由伸縮而沿左右方向(圖中X軸方向)彈性變形，藉由撓曲而沿上下方向(圖中Z軸方向)彈性變形，但前後方向(圖中Y軸方向)之彈性變形受到抑制。
例如，於振動體130沿上下方向大幅振動之情形時，第1彈簧部143及第2彈簧部144主要沿上下方向大幅撓曲。又，例如，於振動體130沿左右方向大幅振動之情形時，第1彈簧部143及第2彈簧部144主要沿左右方向大幅伸縮。
又，例如，於錘135沿上下方向大幅振動之情形時，第2彈簧部144及第3彈簧部145主要沿上下方向大幅撓曲。又，例如，於錘135沿左右方向大幅振動之情形時，第2彈簧部144及第3彈簧部145主要沿左右方向大幅伸縮。
又，由於上述各彈簧部143～145具有彎折構造，故較因撓曲引起之朝上下方向(圖中Z軸方向)之彈性變形，因伸縮引起之朝左右方向(圖中X軸方向)之彈性變形更容易變形。因此，例如於將上述各彈簧部143～145在左右方向(圖中X軸方向)上之彈性係數設為第1彈性係數，將上述各彈簧部143～145在上下方向(圖中Z軸方向)上之彈性係數設為第2彈性係數之情形時，第1彈性係數與第2彈性係數為互不相同之值。
又，如圖8～圖11所示，於構成上述各彈簧部143～145之各平面部(即，構成各山部之斜面之各平面部)形成有開口部。各開口部以可藉由模擬等獲得目標之彈性係數之方式決定其形狀及尺寸。例如，於構成第1彈簧部143之平面部，形成有尺寸相對較小之梯形狀之開口部。又，於構成第2彈簧部144之平面部，形成有尺寸相對中等之梯形狀之開口部。又，於構成第3彈簧部145之平面部，形成有尺寸相對較大之梯形狀之開口部。藉此，各彈簧部143～145成為彈性係數互不相同者。具體而言，第1彈簧部143之彈性係數高於第2彈簧部144之彈性係數，第2彈簧部144之彈性係數高於第3彈簧部145之彈性係數。其理由在於：振動體130為主動振動者，相對於此，錘135為追隨振動者，因而為了獲得錘135之足夠之振動量，藉由對與保持錘135之第2保持部142連接之彈簧部144、145，將開口部設為相對較大，而易於其等彈性變形之故。藉由如此調整開口部之大小，無需藉由板厚或素材來調整彈性係數，而是將各彈簧部143～145一體形成於彈性支持部140，而可謀求製造成本之削減、品質之穩定化。又，雖然亦可藉由調整各彈簧部143～145之前後方向(圖中Y軸方向)之長度來調整彈性係數，但若前後方向之長度減小，振動體130朝前後方向之振動會有增大之傾向。相對於此，藉由調整開口部之大小，無需減小前後方向之長度，即可抑制朝前後方向之振動並調整彈性係數。因此，可認為各彈簧部143～145更佳使用藉由開口部調整彈性係數之方法。
又，如圖8～圖11所示，構成上述各彈簧部143～145之各平面部(即，構成各山部之斜面之各平面部)具有以上邊為短邊、以下邊為長邊之梯形狀的平面形狀。作為具有此種形狀之一個優點，舉出可避免與FPC160之干涉之點。關於該點，參照圖12進行說明。圖12係一實施形態之振動產生裝置10之局部放大圖。如圖12所示，FPC160具有朝向外部電路側、且延伸之方向自第1方向(圖中X軸負方向)朝第2方向(圖中X軸正方向)折返之部分即折返部160A，該折返部160A朝較振動體130更內側之空間(圖中X軸負側之空間，即振動體130與錘135間之空間)突出。於較振動體130更內側之空間設置有第2彈簧部144，但該第2彈簧部144(山部144b)具有梯形狀之平面形狀(即，隨著朝向上邊逐漸向中央側被削去之平面形狀)。因此，第2彈簧部144藉由該被削去之部分而避免與折返部160A干涉，且可沿上下方向及左右方向彈性變形。藉此，本實施形態之振動產生裝置10可抑制伴隨振動體130及錘135之振動引起之FPC160之損傷。尤其，於本實施形態中，第2彈簧部144為連結振動體130與錘135者，與其他彈簧部相比，更易沿上下方向彈性變形，故將其平面形狀設為梯形狀所帶來之避免與折返部160A干涉之效果更為顯著。
另，彈性支持部140中位於左右兩方最外側之平面部，在其前後方向(圖中Y軸方向)上之兩端部具有垂直之平面部，該平面部藉由任意之固定機構(例如接著材、鉚釘、螺絲、鉚接等)固定於殼體110(下側盒體111)之側壁部內表面。藉此，彈性支持部140以可振動地保持振動體130及錘135之狀態固定於殼體110內。
(永久磁鐵151之磁化狀態) 圖13係用以說明一實施形態之振動產生裝置10所具備之永久磁鐵151之磁化狀態的圖。此處，對自圖中Y軸負側俯視永久磁鐵151時之永久磁鐵151之磁化狀態進行說明。
如圖13所示，於自圖中Y軸負側俯視時，永久磁鐵151由左上角至右下角之對角線分成2個區域，該等2個區域以成為互不相同之極性之方式經磁化。於圖13所示之例中，永久磁鐵151之左下側區域即第1磁化區域151a經磁化為S極，永久磁鐵151之右上側區域即第2磁化區域151b經磁化為N極。
另，雖省略圖示，但將振動體130夾於其間且與永久磁鐵151對向之永久磁鐵152與永久磁鐵151同樣，於自圖中Y軸負側俯視時，被左上角至右下角之對角線分成2個區域(第1磁化區域及第2磁化區域)。然而，永久磁鐵152與永久磁鐵151相反，左下側區域即第1磁化區域被磁化為N極，右上側區域即第2磁化區域被磁化為S極。
(振動體130之動作) 圖14係用以說明一實施形態之振動產生裝置10具備之振動體130之動作的圖。
於本實施形態之振動產生裝置10中，藉由於構成振動體130之線圈132流通交流電流，而使振動體130之周圍產生交變磁場，並以磁心131之兩端成互不相同之極性之方式使磁心131之兩端磁化。
例如，如圖14(a)所示，於將磁心131之一端(圖中Y軸負側之端部)磁化成N極之情形時，於磁心131之一端產生被永久磁鐵151之第1磁化區域151a(S極)吸引之引力、及與永久磁鐵151之第2磁化區域151b(N極)相互排斥之斥力。同時，於被磁化成S極之磁心131之另一端，產生被永久磁鐵152之第1磁化區域(N極)吸引之引力、及與永久磁鐵152之第2磁化區域(S極)相互排斥之斥力。藉此，振動體130使彈性支持部140彈性變形，且朝左方向(圖中箭頭D1方向)及下方向(圖中箭頭D2方向)移動。
另一方面，如圖14(b)所示，於磁心131之一端(圖中Y軸負側之端部)被磁化成S極之情形時，於磁心131之一端產生被永久磁鐵151之第2磁化區域151b(N極)吸引之引力、及與永久磁鐵151之第1磁化區域151a(S極)相互排斥之斥力。同時，於被磁化成N極之磁心131之另一端，產生被永久磁鐵152之第2磁化區域吸引之引力、及與永久磁鐵152之第1磁化區域相互排斥之斥力。藉此，振動體130使彈性支持部140彈性變形，且朝右方向(圖中箭頭D3方向)及上方向(圖中箭頭D4方向)移動。
如此，於本實施形態之振動產生裝置10中，根據於線圈132流通電流之方向，而將振動體130之移動方向定為左方向及下方向、或右方向及上方向。因此，於本實施形態之振動產生裝置10中，藉由向線圈132供給交流電流，使得圖14(a)所示之振動體130朝左方向(圖中箭頭D1方向)及下方向(圖中箭頭D2方向)的移動、與圖14(b)所示之振動體130朝右方向(圖中箭頭D3方向)及上方向(圖中箭頭D4方向)的移動交替重複。藉此，振動體130朝上下方向(圖中Z軸方向)及左右方向(圖中X軸方向)主動振動。
(振動單元120之動作) 圖15～18係用以說明一實施形態之振動產生裝置10具備之振動單元120之動作之動作的圖。另，於圖15～圖18中，實線箭頭表示相對較大之振動，虛線箭頭表示相對較小之振動。
圖15係例示振動產生裝置10具有之振動單元120在第1共振頻率下之動作之動作者。如圖15所示，於以第1共振頻率驅動振動體130之情形時，振動體130及錘135彼此大致相同程度地沿上下方向(圖中Z軸方向)大幅振動，藉由該等振動形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可獲得朝上下方向(圖中Z軸方向)之大幅振動。
圖16係例示振動產生裝置10具有之振動單元120在第2共振頻率下之動作之動作者。如圖16所示，於以第2共振頻率驅動振動體130之情形時，振動體130及錘135彼此大致相同程度地沿左右方向(圖中X軸方向)大幅振動，藉由該等振動形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可獲得朝左右方向(圖中X軸方向)之大幅振動。
圖17係例示振動產生裝置10具有之振動單元120在第3共振頻率下之動作之動作者。如圖17所示，於以第3共振頻率驅動振動體130之情形時，振動體130沿上下方向(圖中Z軸方向)大幅振動，另一方面，錘135沿上下方向(圖中Z軸方向)小幅振動，藉由該等振動形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可獲得朝上下方向(圖中Z軸方向)之大幅振動。
圖18係例示振動產生裝置10具有之振動單元120在第4共振頻率下之動作之動作者。如圖18所示，於以第4共振頻率驅動振動體130之情形時，振動體130沿左右方向(圖中X軸方向)大幅振動，另一方面，錘135沿左右方向(圖中X軸方向)小幅振動，藉由該等振動形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可獲得朝左右方向(圖中X軸方向)之大幅振動。
另，第1～第4共振頻率為由振動體130及錘135之質量、彈性支持部140之材質及板厚、彈性支持部140具有之各彈簧部143～145之彈性係數等決定者。因此，本實施形態之振動產生裝置10可藉由以模擬等調整該等參數之至少任一者而將第1～第4共振頻率設為目標頻率，或調整振動之強弱。即，本實施形態之振動產生裝置10可藉由進行此種共振頻率之調整，而應用於各種用途。
(振動產生裝置10之振動特性) 圖19係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之振動產生裝置10之振動特性的圖表。圖19所示之振動特性為發明者等人藉由使用實施形態之振動產生裝置10，實施模擬等試驗而實際確認者。於圖19所示之圖表中，橫軸表示頻率，縱軸表示振動之加速度。又，於圖19所示之圖表中，實線表示朝上下方向之振動，虛線表示朝左右方向之振動。如圖19所示，於該試驗中，發明者等人確認到可藉由振動產生裝置10，在更易於生物體感受到之1 kHz以下之頻帶，產生互不相同之至少4個共振頻率(第1～第4共振頻率)引起之振動。另，於該試驗中，作為振動體130及錘135使用彼此具有大致相同之質量者。
以上，對本發明之一實施形態詳細地進行了敘述，但本發明並非限定於該等實施形態者，於申請專利範圍所記載之本發明之主旨之範圍內，可有各種變化或變更。
例如，彈性支持部具備之各彈簧部之構成(例如，彎折次數、平面形狀、開口部之形狀、尺寸、有無等)不限定於上述實施形態中說明者。即，各彈簧部之構成可根據振動產生裝置之各種規格(例如期望之共振頻率、殼體之尺寸限制等)而適當變更。
又，例如，於上述實施形態中，於振動體130側設置線圈132作為「第1磁性產生機構」，於殼體110側設置永久磁鐵151、152作為「第2磁性產生機構」，但不限定於此。即，亦可於振動體130側設置永久磁鐵作為「第1磁場產生機構」，在殼體110側設置線圈作為「第2磁場產生機構」。
又，例如，於上述實施形態中，設置第1及第2磁性產生機構作為「第1振動體」，設置錘135作為「第2振動體」，但亦可代替錘135而設置具有與第1及第2磁性產生機構同樣構成之第3及第4磁性產生機構作為「第2振動體」。藉此，由於可使「第1振動體」及「第2振動體」兩者主動振動，故「第2振動體」更大幅地振動，而可使振動單元120以與上述之第1～第4共振頻率不同之共振頻率振動。
又，例如，於上述實施形態中，於振動單元並排地設置2個振動體，並以彈性體連結各振動體間，但不限定於此，例如，亦可如圖20所例示，於振動單元並排地設置3個振動體，並以彈性體連結各振動體間。藉此，可實現以多於上述實施形態之共振頻率振動之振動產生裝置。另，又可於振動單元設置4個以上之振動體。
(振動單元120之構成之變化例) 圖20係顯示一實施形態之振動產生裝置10具備之振動單元120之變化例的前視圖。
圖20所示之振動單元120A與振動單元120之不同點在於進而設置錘136作為「第3振動體」。藉此，振動單元120A構成為在左右方向(圖中X軸方向)上，以振動體130為中心，於其兩外側並排地配置錘135、136。
伴隨於此，彈性支持部140將保持錘136之第3保持部146、與第4彈簧部147(「第4彈性體」)追加設置於第1彈簧部143之外側(圖中X軸正側)。第3保持部146具有與第2保持部142同樣之構成。第4彈簧部147具有與第3彈簧部145同樣之構成。又，第1彈簧部143變更成與第2彈簧部144同樣之構成。
根據該變化例，例如，於使振動體130沿上下方向(圖中Z軸方向)振動時，錘135、136追隨於此而沿上下方向振動，藉由該等3個振動體中之一個或複數個之組合形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可在3個以上之共振頻率下獲得朝上下方向之大幅振動。
又，例如，於使振動體130沿左右方向(圖中X軸方向)振動時，錘135、136追隨於此而沿左右方向振動，藉由該等3個振動體中之一個或複數個之組合形成之耦合振動，作為振動產生裝置10整體，可在3個以上之共振頻率下獲得朝左右方向之大幅振動。
10:振動產生裝置 110:殼體 110A:開口部 111:下側盒體 111B:開口 112:上側盒體 112A:爪部 120:振動單元 120A:振動單元 130:振動體(第1振動體) 131:磁心 132:線圈(第1磁性產生機構) 133:凸緣 134:凸緣 135:錘(第2振動體) 136:錘(第3振動體) 140:彈性支持部 141:第1保持部 141a:第1壁部 141b:第2壁部 142:第2保持部 142a:第1壁部 142b:第2壁部 143:第1彈簧部(第1彈性體) 143a:山部 143b:山部 144:第2彈簧部(第2彈性體) 144a:山部 144b:山部 145:第3彈簧部(第3彈性體) 145a:山部 145b:山部 146:第3保持部 147:第4彈簧部(第4彈性體) 151:永久磁鐵(第2磁性產生機構) 151a:第1磁化區域 151b:第2磁化區域 152:永久磁鐵(第2磁性產生機構) 160:FPC 160A:折返部 336a:磁心保持部 337a:磁心保持部 D1:箭頭 D2:箭頭 D3:箭頭 D4:箭頭 X:方向 Y:方向 Z:方向
圖1係顯示一實施形態之振動產生裝置之立體圖。 圖2係顯示一實施形態之振動產生裝置(上側盒體被拆除之狀態)之俯視圖。 圖3係一實施形態之振動產生裝置之分解圖。 圖4係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動單元之立體圖。 圖5係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動單元之前視圖。 圖6係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動單元之側視圖。 圖7係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動單元之分解圖。 圖8係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之彈性支持部之立體圖。 圖9係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之彈性支持部之俯視圖。 圖10係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之彈性支持部之前視圖。 圖11係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之彈性支持部之側視圖。 圖12係一實施形態之振動產生裝置局部放大圖。 圖13係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之永久磁鐵之磁化狀態的圖。 圖14(a)、(b)係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之振動體之動作的圖。 圖15係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之振動體之動作的圖。 圖16係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之振動體之動作的圖。 圖17係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之振動體之動作的圖。 圖18係用以說明一實施形態之振動產生裝置具備之振動體之動作的圖。 圖19係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動產生裝置之振動特性之圖表。 圖20係顯示一實施形態之振動產生裝置具備之振動單元之變化例的前視圖。
10:振動產生裝置
111:下側盒體
111B:開口
112:上側盒體
112A:爪部
160:FPC
X:方向
Y:方向
Z:方向

Claims (11)

  1. 一種振動產生裝置，其特徵在於具備： 殼體； 第1振動體及第2振動體，其等沿第1方向並排地收納於上述殼體； 彈性支持部，其將上述第1振動體及上述第2振動體可沿上述第1方向及與上述第1方向交叉之第2方向振動地支持；及 磁性驅動部，其具有設置於上述第1振動體之第1磁性產生機構、與設置於上述殼體之第2磁性產生機構，且使用磁力沿上述第1方向及上述第2方向驅動上述第1振動體；且 上述彈性支持部具有： 第1彈性體，其將上述第1振動體可朝上述第1方向及上述第2方向移動地對上述殼體連結； 第2彈性體，其連結上述第1振動體與上述第2振動體；及 第3彈性體，其將上述第2振動體可朝上述第1方向及上述第2方向移動地對上述殼體連結。
  2. 如請求項1之振動產生裝置，其中 上述第1彈性體、上述第2彈性體、及上述第3彈性體各者為具有彎折構造之板簧。
  3. 如請求項2之振動產生裝置，其中 上述第1彈性體、上述第2彈性體、及上述第3彈性體各者在構成上述板簧之平面部具有開口部。
  4. 如請求項3之振動產生裝置，其中 上述第1彈性體、上述第2彈性體、及上述第3彈性體各者因具有上述開口部故而彈性係數互不相同。
  5. 如請求項4之振動產生裝置，其中 上述第1彈性體之彈性係數高於上述第2彈性體之彈性係數； 上述第2彈性體之彈性係數高於上述第3彈性體之彈性係數。
  6. 如請求項2至5中任一項之振動產生裝置，其中 上述彈性支持部包含上述第1彈性體、上述第2彈性體、及上述第3彈性體，且由一片金屬板一體形成。
  7. 如請求項1至5中任一項之振動產生裝置，其中 上述第1磁性產生機構為線圈及磁鐵之一者； 上述第2磁性產生機構為上述線圈及上述磁鐵之另一者。
  8. 如請求項1至5中任一項之振動產生裝置，其中 上述第1振動體及上述第2振動體具有彼此大致相同之質量。
  9. 如請求項1至5中任一項之振動產生裝置，其進而具備： 第3振動體，其與上述第1振動體及上述第2振動體一起沿上述第1方向並排地收納於上述殼體；且 上述彈性支持部將上述第1振動體、上述第2振動體、及上述第3振動體可沿上述第1方向及上述第2方向振動地支持。
  10. 一種振動產生裝置，其特徵在於具備： 殼體； 第1振動體及第2振動體，其等沿第1方向並排地收納於上述殼體； 彈性支持部，其將上述第1振動體及上述第2振動體可沿上述第1方向及與上述第1方向交叉之第2方向振動地支持；及 磁性驅動部，其具有設置於上述第1振動體之第1磁性產生機構、與設置於上述殼體之第2磁性產生機構，且使用磁力沿上述第1方向及上述第2方向驅動上述第1振動體；且 構成為具有上述第1振動體、上述第2振動體、及上述彈性支持部之振動單元在上述第1方向及上述第2方向之各方向上，具有複數個共振頻率。
  11. 如請求項10之振動產生裝置，其中 上述振動單元具有： 第1共振頻率，其使上述第1振動體及上述第2振動體彼此大致相同程度地沿上述第1方向振動； 第2共振頻率，其使上述第1振動體及上述第2振動體彼此大致相同程度地沿上述第2方向振動； 第3共振頻率，其使上述第1振動體較上述第2振動體更大幅度地沿上述第1方向振動；及 第4共振頻率，其使上述第1振動體較上述第2振動體更大幅度地沿上述第2方向振動。
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