TW202033283A - 振動致動器以及電子機器 - Google Patents

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TW202033283A TW108130754A TW108130754A TW202033283A TW 202033283 A TW202033283 A TW 202033283A TW 108130754 A TW108130754 A TW 108130754A TW 108130754 A TW108130754 A TW 108130754A TW 202033283 A TW202033283 A TW 202033283A
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高橋勇樹
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下村重幸
児玉大輔
良井優太
北村泰隆
稲本繁典
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日商美蓓亞三美股份有限公司
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Abstract

本發明之振動致動器具有：固定體，具有線圈；可動體，具有配置於線圈之徑方向內側之磁鐵；以及彈性支持部，將可動體支持成相對於固定體可動自如；且藉由被供電之線圈與磁鐵之協同作用，可動體相對於固定體進行振動；固定體具有以包圍可動體之方式配置且保持線圈之線圈保持部；線圈保持部於線圈之內徑側具有阻礙磁鐵與線圈接觸之線圈保護壁部；彈性支持部具有至少兩個以上之板彈簧，該板彈簧以於振動方向上夾著可動體的方式架設於線圈保持部與可動體之間；板彈簧係將可動體以於可動體之非振動時及振動時不與線圈保持部接觸的方式支持成於振動方向上移動自如。

Description

振動致動器以及電子機器
本發明係關於一種振動致動器及具備其之電子機器。
以前，在具有振動功能之電子機器中安裝有作為振動產生源之振動致動器。電子機器可藉由驅動振動致動器並將振動傳遞給使用者而使其親身感覺到振動，藉此通知來電或提升操作感及臨場感。此處，電子機器包括攜帶型遊戲終端、固定型遊戲機之控制器(遊戲手把(gamepad))、行動電話及智慧型手機(smart phone)等攜帶通訊終端、平板PC(tablet personal computer)等攜帶資訊終端、佩戴於衣服及手臂等可穿戴終端之可攜帶之攜帶機器。
作為安裝於攜帶機器之可小型化之構造的振動致動器，例如專利文獻1所示，用於呼叫器(pager)等之振動致動器已為人所知。
該振動致動器中，使一對板狀彈性體以相對向的方式分別於圓筒狀框體之開口緣部進行支持。然後將安裝有磁鐵之磁軛(yoke)固定於一對板狀彈性體中的一個螺旋形狀之板狀彈性體中的凸起之中央部分，且將磁軛支持於框體內。 磁軛與磁鐵一起構成磁場產生體，線圈以安裝於另一板狀彈性體之狀態配置於該磁場產生體之磁場內。通過振盪電路將頻率不同之電流切換地賦予至該線圈，藉此一對板狀彈性體被選擇性地共振而產生振動，磁軛於框體內在框體之中心線方向上振動。
該振動致動器中，磁鐵與線圈及磁軛與線圈間之距離設成大於磁軛與框體之內周壁之距離。藉此，當從外部受到衝擊時，磁軛先與框體之內周壁碰撞，藉此磁軛或磁鐵不與線圈接觸，防止線圈之破損。
然而，實際上因具有磁鐵之磁軛與框體發生碰撞，故將具有磁軛之可動體予以彈性支持的一對板狀彈性體有受到衝擊而受損之虞。
因此，在專利文獻1係揭示有如下構成作為第二實施形態：藉由於固定體設置供可動體於振動方向上滑動而移動之軸(shaft)。藉此，即便自外部受到衝擊，作為可動體之磁軛亦不會因軸而移動至框體之內周面，防止與框體碰撞。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本第3748637號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而，於將供可動體滑動之軸設置於固定體之習知的振動致動器之構成中，雖可藉由軸限制可動體之移動而提高耐衝擊性，但有可動體在驅動時於軸上滑動而產生滑動音之虞。
由接觸所引起之如振動音等雜音(noise)產生係使振動致動器自身之振幅降低之問題存在。藉此期望以下情形：作為振動體而振動的振動致動器藉由可動體之驅動而在沒有振動雜音地提高了振幅的狀態下進行輸出，且傳遞給使用者而讓使用者充分地親身感覺振動，也就是說期望輸出適當的振動。
本發明之目的係將提供一種具有耐衝擊性並且以高輸出產生適當的振動之振動致動器以及電子機器作為課題之一例。 [用以解決課題的手段]
本發明之振動致動器之一態樣採用下述構成：振動致動器係具有：固定體，具有線圈；可動體，具有磁鐵，該磁鐵能夠在與前述線圈之徑方向正交之振動方向上相對移動地被配置於前述徑方向內側；以及彈性支持部，將前述可動體支持成相對於前述固定體可動自如；且藉由被供電之前述線圈與前述磁鐵之協同作用，前述可動體相對於前述固定體進行振動；前述固定體具有以包圍前述可動體之方式配置且保持前述線圈之線圈保持部；前述線圈保持部具有線圈保護壁部，該線圈保護壁部與前述磁鐵隔開間隔地被配置於前述線圈之內徑側，且阻礙前述磁鐵與前述線圈之接觸；前述彈性支持部具有至少兩個以上之板彈簧，該板彈簧以於前述振動方向上夾著前述可動體的方式架設於前述線圈保持部與前述可動體之間；前述板彈簧係將前述可動體以於前述可動體之非振動時及振動時不與前述線圈保持部接觸的方式支持成於振動方向上移動自如。
本發明之電子機器之一態樣係採用安裝有上述構成之振動致動器之構成。
根據本發明，具有耐衝擊性並且以高輸出產生適當的振動。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行詳細說明。
(實施形態1) [振動致動器之整體構成] 圖1係表示本發明之實施形態1之振動致動器之外觀立體圖，圖2係表示本發明之實施形態1之振動致動器之縱剖視圖，圖3係該振動致動器之分解立體圖。而且，圖4係表示該振動致動器之可動體與彈性支持部之立體圖。另外，本實施形態中之「上」側、「下」側係為了易於理解且方便起見而賦予的方向，表示振動致動器10中之可動體20之振動方向之一方、另一方。亦即，當振動致動器10搭載於電子機器(參照圖16及圖17)時，上下既可顛倒也可當成左右。
圖1至圖4所示之振動致動器10係作為振動產生源而安裝於電子機器，具體而言，安裝於攜帶型遊戲終端機器(例如圖16所示之遊戲控制器GC)或者智慧型手機等攜帶機器(例如圖17所示之攜帶終端M)，實現各機器之振動功能。又，振動致動器10也可以具有藉由振動來產生聲音的功能。振動致動器10例如在對使用者通知來電或提供操作感及臨場感的情況下被驅動。
如圖1所示，本實施形態之振動致動器10係將可動體20(參照圖2)能夠在圓柱狀之軸方向上振動地收容於圓柱狀之固定體50內，當可動體20可動時，振動致動器10自身成為振動體。 如圖2至圖4所示，振動致動器10具有：具有磁鐵30及可動體芯41、42之可動體20，具有線圈61、62之固定體50，以及將可動體20支持成相對於固定體50往復移動自如之板狀彈性支持部81、82。
在振動致動器10中，線圈61、62、磁鐵30及可動體芯41、42構成使可動體20振動之磁路。在振動致動器10中，線圈61、62藉著電源供給部(例如圖16及圖17所示之驅動控制部203)的供電而通電，藉此線圈61、62與磁鐵30進行協同作用，可動體20相對於固定體50在振動方向上往復振動。
在本實施形態之振動致動器10中，於被保持在線圈保持部52之線圈61、62之內側，可動體20在線圈61、62之軸方向上往復移動，亦即在振動方向上往復移動。具體而言，可動體20能夠在被配置在線圈61、62與可動體20之間的內側本體部(線圈保護壁部)522的內側往復移動。內側本體部522係線圈保持部52的一部分，關於線圈保持部52之詳細係於後述。又，線圈61、62之軸方向為可動體20之振動方向，並且為磁鐵30之磁化方向或者也是線圈保持部52之軸方向。
在振動致動器10中，可動體20於不可動之非振動時，介隔彈性支持部81、82於固定體50(具體而言是線圈保持部52)之振動方向之長度中心且在與可動體20之軸方向正交之方向上，於固定體50(更具體而言是線圈保持部52的內側本體部522)的內側隔開預定間隔而配置。此時，理想的是可動體20為了不與線圈保持部52之內側本體部522接觸而位於與線圈61、62之間保持平衡的位置。具體而言，較佳為磁鐵30及可動體芯41、42中之振動方向之長度中心以與線圈61、62間之振動方向之長度中心在與振動方向正交之方向上對向的方式配置。
可動體20於可動時(振動時)係沿著內側本體部522之內周面522a在振動方向上往復移動。另外，也可於內側本體部522與可動體20之間介置磁性流體。
＜可動體20＞ 如圖2至圖4所示，可動體20係被支持成能夠於固定體50之筒狀的線圈保持部52之內側且藉由彈性支持部81、82而沿著內側本體部522之內周面522a往復移動。該能夠往復移動的方向係殼體(為了方便起見以下稱作「上殼體」)54及殼體(為了方便起見以下稱作「下殼體」)56對向的方向，其中該殼體54及該殼體56係堵塞線圈保持部52之開口。
可動體20具有磁鐵30、可動體芯41、42及彈簧止動部22、24。本實施形態中，以磁鐵30為中心朝向振動方向之兩側連續設置有可動體芯41、42、彈簧止動部22、24。可動體20中，磁鐵30及可動體芯41、42之外周面20a於內側本體部522之內周面522a之內側隔開預定間隔而對向。 當可動體20在振動方向上移動時，外周面20a沿著內周面522a不發生地往復移動。
磁鐵30係在線圈61、62的徑方向內側被配置成能夠在振動方向相對移動，其中該振動方向係與線圈61、62的徑方向正交的方向。磁鐵30以相對於線圈61、62在線圈61、62之徑方向內側隔開間隔定位的方式配置。此處，「徑方向」係指與線圈61、62之軸正交之方向，亦為與振動方向正交之方向。該徑方向上之「間隔」係包含內側本體部522之磁鐵30與線圈61、62之間之間隔，且為能夠於可動體20之振動方向上互不接觸地移動之間隔。在本實施形態中，線圈61、62與磁鐵30之間隔係指線圈61、62的內側本體部522與磁鐵30之間隔。
又，在本實施形態中，磁鐵30以在磁鐵30的徑方向外側與內側本體部522之中心對向之方式所配置。另外，磁鐵30只要於線圈61、62之內側使兩個磁化面於線圈61、62之軸之延伸方向上彼此面對地配置，則可為諸如筒狀、板狀等圓盤狀以外之形狀。
本實施形態中，磁鐵30為圓盤狀之磁鐵，軸方向為振動方向並且為磁化方向。理想的是磁鐵30之軸方向之中心與可動體20之軸方向之中心一致。
磁鐵30係於振動方向上被磁化，且在振動方向上分離之表面30a、背面30b分別具有不同之極性。
於磁鐵30之表面30a、背面30b係分別設置有可動體芯41、42。
可動體芯41、42為磁性體，與磁鐵30、線圈61、62一起構成磁路，且作為磁軛發揮功能。可動體芯41、42使磁鐵30之磁通量集中，高效率地流動而不會洩漏，且使在磁鐵30與線圈61、62間流動的磁通量有效地分布。
而且，可動體芯41、42除了具有作為磁路之一部分功能之外，亦具有在可動體20中作為可動體20之本體部分之功能及作為配重(weight)之功能。 本實施形態中，可動體芯41、42形成為圓環平板狀，且配置成外周面與磁鐵30之外周面為同一面，且與磁鐵30之外周面一起構成可動體20之外周面20a。
可動體芯41、42分別為積層芯，例如積層矽鋼板而成。可動體芯41、42於本實施形態中為相同地形成之相同構件，且以磁鐵30為中心對稱地設置。另外，可動體芯41、42被磁鐵30吸引，並且藉由例如環氧樹脂等熱固型黏接劑或厭氣性黏接劑來固定於磁鐵30。
形成於可動體芯41、42各自之中央部之開口部412、422係表示可動體20之軸位置，且被當作與彈簧止動部22、24之接合部來使用。 本實施形態中，於可動體20之非振動時，可動體芯41、42以與線圈61、62在與線圈61、62之軸方向正交之方向上對向的方式位於線圈61、62之內側(徑方向內側)。 另外，可動體芯41、42係與磁鐵30一起構成在磁路中的可動體側磁路部。
彈簧止動部22、24具有將可動體側磁路部固定於彈性支持部81、82之功能。而且，彈簧止動部22、24亦為砝碼部，具有作為可動體20之配重之功能，使可動體20之振動輸出增加。
本實施形態中，彈簧止動部22、24具有與可動體芯41、42接合之接合部222、242、砝碼本體部224、244、彈簧固定部226、246。
本實施形態中，彈簧止動部22、24分別在振動方向上連續設置接合部222、242、砝碼本體部224、244及彈簧固定部226、246，且形成為具有在振動方向上開口之貫通孔的圓筒形狀。另外，於該貫通孔內係能夠追加砝碼，藉此貫通孔係能夠與砝碼一起具有作為重量調整部的功能。藉由於貫通孔內追加砝碼以增重可動體20，可增大可動體20之振動輸出。
接合部222、242分別與可動體芯41、42接合。具體而言，接合部222、242分別插入且內嵌於可動體芯41、42之開口部412、422。接合部222、242係在開口部412、422內例如藉由使用環氧樹脂等熱固型黏接劑或厭氣性黏接劑之黏接來固定。 砝碼本體部224、244為外徑大於接合部222、242及彈簧固定部226、246之筒體，且質量亦大。
而且，砝碼本體部224、244設置於在可動體20之振動方向上分離之兩端部，且不設置於可動體20之外周側。藉此，砝碼本體部224、244不限定位於可動體20之外周側之線圈之配置空間，電磁轉換之效率不會降低。藉此，可適當地增加可動體20之重量，可實現高振動輸出。
彈簧固定部226於可動體20之振動方向之一端部，亦即於可動體20之上側之端部接合有作為上側板彈簧之內徑側之端部的內周部802(參照圖4)，該上側板彈簧係彈性支持部81。另一方面，彈簧固定部246於可動體之振動方向之另一端部，亦即於可動體20之下側之端部接合有作為下側板彈簧之內徑側之端部的內周部802(參照圖4)，該下側板彈簧係彈性支持部82。另外，關於彈性支持部81、82的詳細係於後述。
彈簧固定部226、246分別從砝碼本體部224、244往振動方向突出，在彈簧固定部226、246的前端分別接合於彈性支持部81、82之內周部802、802。藉此，成為彈性支持部81、82係被固定於從砝碼本體部224、244突出且相對於砝碼本體部224、244形成有階差之彈簧固定部226、246之前端的情形。藉由該階差，確保作為彈性支持部81、82往振動方向之彈性變形區域之間隙(clearance)，其中該彈性支持部81、82係從內周部802、802向外周方向外側延伸出去。
彈簧止動部22、24係可以成為用以將砝碼(配重)或彈簧予以固定的固定部。亦即，由於彈簧止動部22、24係分別具有砝碼(配重)功能與彈簧固定功能，故無須組裝具有各個功能之構件，其中該彈簧固定功能係將彈性支持部81、82予以固定的功能。只要將彈簧止動部22、24設置於可動體側磁路部，便可容易地將作為彈性支持部81、82之上側板彈簧及下側板彈簧組裝在具有砝碼功能與彈簧固定功能之狀態的可動體20，且可提高組裝性。
另外，雖彈簧止動部22、24可由磁性材料構成，但理想的是由非磁性材料構成。若彈簧止動部22、24為非磁性材料，則來自可動體芯41之磁通量不會向上方流動，並且來自可動體芯42之磁通量不會向下方流動，可有效率地流動至位於可動體芯41、42之外周側之線圈61、62側。
而且，彈簧止動部22、24較佳為由比重較矽鋼板(鋼板之比重為7.70至7.98)等材料高的材料(例如比重為16至19左右)所形成。在彈簧止動部22、24之材料中例如可應用鎢。藉此，即便在設計等等之中已設定好可動體20之外形尺寸的情形下，亦可相對容易地增加可動體20之質量，可實現為使用者提供充分體感振動之理想的振動輸出。
＜固定體50＞ 固定體50係於線圈61、62之內側介隔彈性支持部81、82將可動體20支持成在振動方向(與線圈軸方向、磁化方向相同的方向)上移動自如。 本實施形態中，固定體50除線圈61、62之外亦具有線圈保持部52、上殼體(也可稱作「第一殼體」)54、下殼體(也可稱作「第二殼體」)56及電磁屏蔽(electromagnetic shield)部58。
線圈保持部52係以包圍磁鐵30的方式將隔開預定間隔地配置之線圈61、62予以保持，並且引導可動體20之移動。 線圈保持部52係由樹脂等形成之筒狀體，具有配置於線圈61、62之徑方向內側且介設於線圈61、62與磁鐵30之間之內側本體部522。內側本體部522係於線圈61、62之內徑側與磁鐵30隔開間隔地配置。內側本體部522係阻礙磁鐵30與線圈61、62接觸。
線圈保持部52除了內側本體部522以外具有：同心之筒狀體的外側本體部524，係以分離地包圍之方式被配置於內側本體部522之外周側；以及中央圓環部526，係連結內側本體部522與外側本體部524。
外側本體部524係被配置成包圍被配置於內側本體部522之外周面之線圈61、62，外側本體部524之外周面係由筒狀的電磁屏蔽部58所覆蓋。外側本體部524中，於開口之兩端部(上下端部)與上殼體54、下殼體56一起夾持彈性支持部81、82之外周部806，且分別由上殼體54、下殼體56所封閉。分別用上殼體54、下殼體56將外側本體部524之兩端予以封閉，藉此構成中空的振動致動器之框體。
中央圓環部526呈圓盤狀，該圓盤狀係在軸方向(振動方向)之中心位置架設於內側本體部522與外側本體部524間。 亦即，外側本體部524、內側本體部522及中央圓環部526係在線圈保持部52中於軸方向之兩端側分別圓狀地開口之剖面凹狀之袋部(pocket)(線圈插入部)。中央圓環部526構成袋部之底部。線圈61、62以分別被收容之狀態被固定於該凹狀之袋部內。
內側本體部522為筒狀體，可動體20於內周側被配置成能夠在軸方向上往復移動，且線圈61、62以包圍內側本體部522的外周面之方式被配置成在軸方向(線圈軸方向)排列。 內側本體部522之內周面522a係與可動體20之外周面隔開預定間隔地對向配置。該預定間隔是當可動體20於振動方向上移動時能夠在作為振動方向的軸方向上移動而不與內周面522a接觸之間隔。可動體20係沿著內周面522a而不接觸地移動。
內側本體部522之厚度較佳為較外側本體部524之厚度還薄，是具有即便移動之可動體20接觸亦不會對外周側之線圈61、62有任何影響之強度的厚度。亦即，作為將線圈61、62予以保持之線圈保持部52之耐久性係主要藉由以下因素而確保：內側本體部522之徑方向的厚度、中央圓環部526之軸方向之長度及外側本體部524之徑方向之厚度。
另外，將藉由線圈保持部52被在軸方向上分離地保持之線圈61、62彼此連結的線圈線係被設置於線圈保持部52，且由使剖面凹狀之袋部(狹縫)(slit)間連通之引導槽(省略圖示)所引導。線圈61、62係將線圈保持部52之下部之線圈連接部521轉動而與外部連接。線圈連接部521位於下殼體56之突起564上。另外，引導槽係例如被設於中央圓環部526的外周部。
在線圈保持部52中，將線圈61、62插入至由內側本體部522、外側本體部524及中央圓環部526所形成且在軸方向之兩側開口之剖面凹狀之袋部(狹縫)並藉由黏接或密封而固定。本實施形態中，線圈61、62藉由黏接於所有內側本體部522、外側本體部524及中央圓環部526而固定。藉此，線圈61、62可增大與線圈保持部52之接合強度，即便被施加大的衝擊時，與可動體直接接觸線圈之構成相比，線圈61、62不會破損。
線圈61、62於振動致動器10中，將線圈61、62之軸方向(磁鐵30之磁化方向)設為振動方向，與磁鐵30及可動體芯41、42一起被用於產生振動致動器10之驅動源。線圈61、62在驅動時被通電，與磁鐵30一起構成音圈馬達(voice coil motor)。
本實施形態中，線圈61、62由自焊接線圈構成。藉此，當組裝到線圈保持部52時，由於可插入至作為狹縫的剖面凹狀之袋部而保持為圓筒狀，故線圈線不會展開，可謀求振動致動器10之組裝性之提高。
線圈61、62之線圈軸較佳為配置於與線圈保持部52之軸或磁鐵30之軸相同之軸上。
線圈61、62係以如下方式被保持於線圈保持部52：線圈軸方向(振動方向)之長度中心位置與可動體20之振動方向(具體而言是磁鐵30之振動方向)的長度之中心位置在振動方向上為大致相同位置(亦包含相同位置)。另外，本實施形態之線圈61、62構成為彼此向相反方向捲繞，且構成為通電時使電流在相反方向上流動。
線圈61、62之兩端部係連接於電源供給部(例如圖16及圖17所示之驅動控制部203)。例如，線圈61、62之兩端部係連接於交流供給部，從交流供給部向線圈61、62供給交流電源(交流電壓)。藉此，線圈61、62能夠產生以下推力：能夠與磁鐵之間在彼此之軸方向上在彼此接近或離開之方向移動。
於磁鐵30中以磁化方向之一側(本實施形態中為上側)之表面30a側為N極且以磁化方向之另一側(本實施形態中為下側)之背面30b側為S極的方式磁化之情形下，形成有從磁鐵30之表面30a側之可動體芯41所放射且射入至磁鐵30之背面30b側之可動體芯42的磁通量。具體而言，形成有如下之磁通量之流動：從磁鐵30之表面側射出，從磁鐵30之上側之可動體芯41向線圈61側放射，通過電磁屏蔽部58，經由線圈62從磁鐵30之下側之可動體芯42向磁鐵30射入。這樣，不管對線圈61、62的哪一個部分，磁通量都在徑方向穿過線圈61、62，其中該線圈61、62係被配置成包圍磁鐵30及可動體芯41、42。藉此，當對線圈61、62通電時，勞倫茲力(Lorentz force)沿磁化方向在相同方向(例如圖5所示之-F1方向)上作用。
上殼體54及下殼體56分別形成為有底筒狀，各自之底部541、561係構成本實施形態中之振動致動器10之頂面、底面。另外，上殼體54、下殼體56亦可藉由沖壓加工將金屬板成形為凹狀而成。
電磁屏蔽部58係以覆蓋線圈保持部52之外周的方式所配置之筒狀的磁性體。電磁屏蔽部58係具有作為電磁屏蔽的功能，防止磁通量向振動致動器10之外部洩漏。藉由該電磁屏蔽部58之電磁屏蔽效應，能夠謀求減少向振動致動器之外側洩漏之磁通量。 而且，由於電磁屏蔽部58亦與線圈61、62、磁鐵30、可動體芯41、42一起具有作為磁路的功能，故能夠增大推力常數而提高電磁轉換效率。電磁屏蔽部58係利用磁鐵30之磁吸引力而與磁鐵30一起具有作為磁性彈簧之功能。
於電磁屏蔽部58之內側，磁鐵30之振動方向之中心被配置成位於電磁屏蔽部58之振動方向之長度中心。藉此，如圖12所示，在非驅動時，磁吸引力F1分別作用於磁鐵30與電磁屏蔽部58之間。藉此，如圖13所示，即便可動體20在振動方向之一方移動太多，於磁鐵30與電磁屏蔽部58之間產生磁吸引力F2，可動體20係藉由推力F3之力而回到原位置。
整體的彈簧常數係除了作為彈性支持部81、82的板彈簧之彈簧常數外亦加上由磁鐵30及電磁屏蔽部58所構成之磁性彈簧之彈簧常數。藉此，可降低板彈簧之彈簧常數，結果，抑制了板彈簧之應力降低對壽命之不良影響，且可提高振動致動器10之可靠性。
上殼體54之底部541及下殼體56之底部561為圓盤狀體，於從各自之底部541、561之外周緣部立起之筒狀的周壁部542、562的內側係設置有環狀的階差部(參照圖2)，該階差部係在比開口緣部更靠近底部541、561的位置在周方向上延伸。 另外，在本實施形態中，周壁部542、562的外表面係被設成與電磁屏蔽部58的外表面同一面，其中該電磁屏蔽部58係包圍線圈61、62。藉此，振動致動器10係形成為具有平坦的外周面的大致圓柱狀(桶狀)，且是小而簡易的形狀，故能夠以圓柱狀之簡易的形狀構成該設置的空間。
上殼體54及下殼體56分別與線圈保持部52之兩開口端部於階差部嵌合，並且於開口端部夾持並固定彈性支持部81、82之外周部806。從該底部541、561至階差部為止之長度可分別規定可動體20之可動範圍。該可動體20之可動範圍係構成為：可動體20藉由彈性支持部81、82之變形於該可動範圍內進行振動。
介隔從底部541、561至固定有彈性支持部81、82之階差部為止之長度的可動體空間，固定體50之上殼體54及下殼體56具有成為硬停止(hard stop)(可動範圍限定)HS之可動範圍抑制機構的功能。亦即，可動體空間被規定為彈性支持部81、82不會塑性變形之範圍之長度。藉此，即便於超過可動範圍之力施加至可動體20之情形下，彈性支持部81、82亦不會塑性變形地與固定體50接觸，因此彈性支持部81、82不會破損，可提高可靠性。
＜彈性支持部81、82＞ 彈性支持部81、82係於可動體20之振動方向上夾著可動體20，且以與振動方向正交的方式架設於可動體20與固定體50之雙方，將可動體20相對於固定體50在振動方向上往復移動自如地予以支持。
本實施形態中，如圖2至圖4所示，彈性支持部81、82係與在可動體20中在振動方向分離的兩端部彼此分離而與固定體50連接。 在彈性支持部81、82中，分別與可動體20在軸方向(振動方向)分離的兩端部(彈簧固定部226、246)對應地嵌合有內周部802，以外周部806側往徑方向外側(放射方向)突出的方式安裝於可動體20。
彈性支持部81、82係將可動體20支持成在可動體20之非振動時及振動時不與固定體50接觸。另外，彈性支持部81、82即便在驅動時與可動體20之內側本體部522之內周面522a接觸，磁路亦不會損傷，具體而言線圈61、62亦不會損傷。只要彈性支持部81、82可動自如地彈性支持可動體20，則可為任何構成。
彈性支持部81、82可以是非磁性體也可以是磁性體(具體而言是強磁性體)。彈性支持部81、82若為非磁性體的板彈簧，則也可以用日本工業規格之SUS304、SUS316等不鏽鋼鋼板來構成。又，彈性支持部81、82若為磁性體，則能夠應用SUS301等不鏽鋼鋼板。
於彈性支持部81、82在振動致動器中被配置於不易受到可動體20中的磁路之磁場影響的位置之情形下，彈性支持部81、82的材料可以是非磁性材料也可以是磁性材料。又，於彈性支持部81、82被配置於容易受到可動體20中的磁路之磁場影響的位置之情形下，較佳為彈性支持部81、82的材料是非磁性材料且彈性支持部81、82設成非磁性體。 以作為彈性支持部81、82之材料而言，例如比起非磁性材料(例如SUS304、SUS316)，磁性材料(例如SUS301)耐久性高且價格便宜這點已廣為人知。
在本實施形態的振動致動器10中，由於在不易受到可動體20中的磁路之磁場影響的位置配置有彈性支持部81、82，故彈性支持部81、82的材料係使用例如SUS301等磁性材料(強磁性材料)。藉此，在本實施形態中比起使用了非磁性材料的情形，彈性支持部81、82係耐久性高且價格便宜，能夠以低成本實現耐久性優異的振動致動器10。
如圖4所示，彈性支持部81、82分別是平面狀之複數個板彈簧。可動體20可將複數個彈性支持部81、82設為三個以上之板彈簧。該等複數個板彈簧係沿著與振動方向正交之方向安裝。
作為板彈簧之彈性支持部81、82係具有下述形狀：作為內側之彈簧端部之環狀之內周部802與作為外側之彈簧端部之外周部806藉由彈性變形之圓弧狀的變形臂804而接合的形狀。藉由變形臂804之變形，內周部802與外周部806在軸方向上相對地位移。
彈性支持部81、82係外周部806與固定體50接合，內周部802與可動體20接合。 本實施形態中，作為彈性支持部81、82之板彈簧係使用不鏽鋼鋼板而藉由板金加工而形成，更具體而言是做成薄平板圓盤狀之螺旋型彈簧。因彈性支持部81、82為平板狀，故能夠謀求位置精度比圓錐狀之彈簧更提高，也就是加工精度之提高。
本實施形態中，複數個彈性支持部81、82係於螺旋之方向相同之方向固定外周部806於固定體50，並且固定內周部802於可動體20，其中該外周部806係外周側之一端，該內周部802係內周側之另一端。
這樣，在本實施形態中作為複數個彈性支持部81、82而言，使用複數個螺旋形狀之板彈簧，板彈簧分別被安裝於在可動體20中於振動方向分離之兩端部。藉此，在振動致動器10中，在相對於固定體50將可動體20予以彈性支持之情形下，若可動體20之移動量變大，則可動體20一邊稍微旋轉一邊在平移方向(此處是與振動方向垂直之面上的方向)上移動。若複數個板彈簧之漩渦方向為相反方向，則複數個板彈簧彼此向彎曲方向或拉伸方向移動，妨礙順暢之移動。
由於本實施形態之彈性支持部81、82以螺旋之方向相同的方式固定於可動體20，故即便可動體20之移動量變大，亦可順暢地移動，也就是能夠變形，能夠成為更大之振幅且提高振動輸出。
於可動體20中，彈性支持部81、82係在可動體20之振動方向(在本實施形態中為上下方向)分離之端部被固定於彈簧固定部226、246之前端，其中該彈簧固定部226、246係以在外周部分形成階差的方式從砝碼本體部224、244突出。由於彈性支持部81、82係被配置成從彈簧固定部226、246的前端向正交於振動方向的方向延伸，故藉由階差而確保彈性變形區域。藉此，能夠以低成本製作彈性支持部，且可提高使用彈性支持部之振動致動器自身之可靠性。
本實施形態中，彈性支持部81、82與可動體20係分別經由固定銷26、28而牢固地接合，俾使不會因可動體20之振動而脫落。 圖2至圖4所示之固定銷26、28分別於圓筒狀的銷本體262、282之一端側之開口緣部具有凸緣(flange)264、284，其中該銷本體262、282係能夠壓入至彈簧固定部226、246。
圖5A、圖5B係表示彈性支持部81、82與可動體20之結合狀態。 如圖5A所示，當將板狀彈性支持部81、82固定於可動體20時，將彈性支持部81、82各自之內周部802重疊於構成可動體20之振動方向之端部的彈簧固定部226、246。接下來，將固定銷26、28各自之銷本體262、282經由板狀的彈性支持部81、82之內周部802、802之開口壓入至在彈簧固定部226、246開口之貫通孔。
藉此，如圖5B所示，凸緣264、284係與彈簧固定部226、246夾持彈性支持部81、82之內周部802，而彈性支持部81、82被牢固地接合於彈簧固定部226、246。
即便於可動體20往復移動時對彈簧固定部226、246施加大的力，亦不會脫落。而且，比起例如僅藉由黏接進行固定之情形更能夠耐受重複之振動。
而且，彈性支持部81、82之內周部802與彈簧固定部226、246係可藉由焊接、黏接或填隙等來接合，進一步地可組合焊接、黏接或填隙而接合。
圖6A、圖6B係表示彈性支持部81、82與可動體20之結合狀態之變形例。 圖6A、圖6B所示之可動體20與可動體20之構成相比，與彈簧止動部22、24同樣地構成之彈簧止動部22A、24A的彈簧固定部226、246具有從在振動方向側開口之貫通孔之周圍突出之筒狀的填隙部228、248。 如圖6A所示，填隙部228、248係被插入至彈性支持部81、82之內周部802之開口內。筒狀的填隙部228、248之外周理想的是具有內嵌於彈性支持部81、82之內周部802之徑。而且，填隙部228、248從將內周部802予以載置之面算起的突出長較彈性支持部81、82之厚度還長。
如圖6A所示，將內周部802、802插入至填隙部228、248，壓碎填隙部228、248等而進行填隙，藉此彈性支持部81、82與彈簧固定部226、246牢固地接合。該構成與使用圖5所示之固定銷26、28之構成相比，能減少零件個數，能減少組裝步驟數，製作變得容易。而且，彈性支持部81、82與彈簧固定部226、246之接合也可藉由填隙接合以及焊接或黏接來進行。
另一方面，如上面以圖2所述，彈性支持部81之外周部806係於徑方向外側，藉由上殼體54之周壁部542中的開口部之內周側部分(內周側的階差部)與線圈保持部52中之外側本體部524之開口端所夾持而被固定於固定體50。 如圖2所示，彈性支持部82之外周部806係於徑方向外側，藉由線圈保持部52中之外側本體部524之開口端與下殼體56之周壁部562中的開口部內側之階差部所夾持而被固定於固定體50。
這樣，藉由線圈保持部52之外側本體部524之上下的開口端與嵌合而封閉該等開口端之上殼體54、下殼體56，彈性支持部81、82係以被配置在與振動方向正交之方向之狀態下被夾持。
本實施形態中，彈性支持部81、82係於變形臂804或於變形臂804與外周部806安裝有作為衰減機構的衰減部(阻尼器(damper))72，該衰減機構係使在彈性支持部81、82中產生之振動衰減。衰減機構係在彈性支持部81、82中抑制共振峰，且使遍及廣範圍的穩定振動產生。
圖7係具備了衰減部之彈性支持部81之俯視圖，圖8係具備了衰減部72之彈性支持部之部分剖視圖。另外，雖然彈性支持部82亦具備衰減部72，但因與彈性支持部81同樣地構成，故省略說明。
如圖7及圖8所示，本實施形態之衰減部72係剖面H形之彈性體(elastomer)等彈性構件，係將平行地對向配置之一對凸緣722之中央部彼此利用肋(rib)(壓入部)724連結而成。衰減部72係藉由將彈性體插入至作為板彈簧之彈性支持部81之橋接(bridge)部分，在本實施形態中為插入至外周部806與變形臂804之間而與雙方接觸且配置。衰減部72未固接在彈性支持部81地安裝有複數個。
作為衰減機構之衰減部72係使彈性支持部81中之急遽之彈簧共振衰減，防止因在共振頻率附近之振動變得非常大而由頻率所引起之振動的差增大。藉此，可動體20係以塑性變形前不與底部541、561接觸的方式振動，不會因接觸產生異音。 衰減部72只要防止彈性支持部81(82)中產生急遽之振動，則可由任何形狀、材料等所形成。
圖9及圖10係具備作為變形例之衰減部72A之彈性支持部之俯視圖及部分剖視圖。 圖9及圖10所示之衰減部72A為剖面T形之彈性體，且具有板狀之凸緣722及從凸緣722之中央部突出而設置之壓入部724A。
衰減部72A係將壓入部724A從彈性支持部81之一面側插入至彈簧部分間，具體而言是插入至外周部806與變形臂804之間，使凸緣722架設而位於彈簧部分間。安裝部73為熱固樹脂或不固接於彈性支持部81之黏接劑等，且於彈性支持部81之背面側以壓入部724A不會從彈簧部分間脫落之形狀被固定於壓入部724A。 根據該構成，衰減部72A可使零件成本較剖面H形之衰減部72還低，能夠實現與衰減部72同等之衰減功效、抑制共振峰、使遍及廣範圍的穩定振動產生。
亦即，由於在振動致動器10中可動體20被認為相當於彈簧－質量系統之振動模型中的質量部，因此於共振急遽(具有陡峭的波峰)的情形下，藉由衰減振動來抑制陡峭的波峰。藉由減少振動而共振不再尖銳，共振時之可動體20之最大振幅值、最大移動量不會不均，輸出適當的穩定之最大移動量之振動。
在振動致動器10中形成有圖11所示之磁路。而且，在振動致動器10中，線圈61、62以線圈軸與可動體芯41、42它們之磁通量正交的方式被配置，其中該可動體芯41、42係在振動方向上夾著磁鐵30。因此，當如圖11所示對線圈61、62進行通電時，藉由磁鐵30之磁場與線圈61、62中流動之電流之相互作用，根據弗萊明(Fleming)左手定則，在線圈61、62產生-f方向之勞倫茲力。
-f方向之勞倫茲力係磁場方向與流動於線圈61、62之電流方向正交的方向。由於線圈61、62係被固定於固定體50(線圈保持部52)，因此根據作用及反作用定律，於具有磁鐵30之可動體20中產生與該-f方向之勞倫茲力相反之力，以作為F方向之推力。藉此，具有磁鐵30之可動體20側係向F方向，也就是向上殼體54之底部541側移動。
而且，當線圈61、62之通電方向切換到相反方向且對線圈61、62進行通電時，產生反向之F方向之勞倫茲力。藉由該F方向之勞倫茲力的產生，根據作用及反作用定律，於可動體20中產生與該F方向之勞倫茲力相反之力以作為推力(-F方向之推力)，可動體20係向-F方向，也就是向固定體50之下殼體56之底部561側移動。
振動致動器10係具備：固定體50，係具有線圈61、62；可動體20，係具有磁鐵30，該磁鐵30係在線圈61、62之軸方向被磁化且被配置於線圈61、62之徑方向內側；以及平板狀的彈性支持部81、82，係將可動體20在振動方向移動自如地彈性保持。
而且，於可動體20之外周面30a與線圈61、62之間設置有內側本體部522，彈性支持部81、82係將可動體20支持成於可動體20之非振動時及振動時不發生接觸。
藉此，可動體20係於不可動狀態之非振動時與可動中亦即振動時，與內側本體部522之間隔開間隙地被支持於固定體50，因此可動體20在可動中不會與固定體50發生接觸，也就是在振動中不會與固定體50發生接觸。
而且，僅於振動致動器10掉落的情形下等振動致動器10自身受到衝擊的情形下，可動體20才與內側本體部522接觸。亦即，可動體20與內側本體部522係僅於有衝擊的情形下在可動體20之外周面20a和內側本體部522之內周面522a之間的範圍相對移動，可動體20係與內側本體部522接觸而限制內側本體部522之移動。
這樣，根據振動致動器10，與以前之振動致動器不同，對振動致動器10施加衝擊，藉此可動體20位移而與固定體之內壁接觸且不給予衝擊。也就是說，固定體50之線圈61、62不會因衝擊而破損。而且，隨著衝擊，可動體20的移動因內側本體部522而被限制，彈性支持部81、82自身亦不會因衝擊而變形，可消除因彈性支持部81、82之變形而產生之可動體20不可動等故障。又，由於振動致動器10是不使可動體20在軸滑動地使可動體20往復移動的構造，故在可動體20移動時當然不會產生與軸的滑動音。
這樣，根據振動致動器10，能夠具有耐衝擊性並且輸出振動表現力高之適當的體感振動。
此處，振動致動器10係藉由從電源供給部(例如圖16及圖17所示之驅動控制部203)向線圈61、62輸入之交流波所驅動。也就是說，線圈61、62之通電方向被週期地切換，且上殼體54之底部541側之F方向之推力及下殼體56之底部561側之-F方向之推力交替地作用於可動體20。藉此，可動體20係於振動方向(與線圈61、62之徑方向正交之捲繞軸方向或磁鐵30之磁化方向)上振動。
以下簡單說明振動致動器10之驅動原理。本實施形態之振動致動器10中，當可動體20之質量設為m[kg]，彈簧(作為彈簧之彈性支持部81、82)之彈簧常數設為Ksp 時，可動體20係以由下式(1)所算出之共振頻率fr [Hz]相對於固定體50振動。
Figure 02_image001
由於可動體20係被認為構成彈簧－質量系統之振動模型中的質量部，因此當與可動體20之共振頻率fr 相等之頻率的交流波輸入至線圈61、62時，可動體20成為共振狀態。亦即，從電源供給部對線圈61、62輸入與可動體20之共振頻率fr 大致相等之頻率的交流波，藉此可使可動體20效率佳地振動。
以下示出了表示振動致動器10之驅動原理之運動方程式及電路方程式。振動致動器10係基於由下式(2)所示之運動方程式及下式(3)所示之電路方程式而驅動。
Figure 02_image003
m：質量[kg] x(t)：位移[m] kf：推力常數[N/A] i(t)：電流[A] Ksp：彈簧常數[N/m] D：衰減係數[N/(m/s)]
Figure 02_image005
e(t)：電壓[V] R：電阻[Ω] L：電感(inductance)[H] Ke：反電動勢常數[V/(rad/s)]
亦即，振動致動器10中之質量m[kg]、位移x(t)[m]、推力常數Kf [N/A]、電流i(t)[A]、彈簧常數Ksp [N/m]、衰減係數D[N/(m/s)]等可於滿足式(2)之範圍內適當變更。而且，電壓e(t)[V]、電阻R[Ω]、電感L[H]、反電動勢常數Ke [V/(rad/s)]可於滿足式(3)之範圍內適當變更。
這樣，在振動致動器10中，當藉由與共振頻率fr 對應之交流波對線圈61、62進行通電時，可有效率地獲得大的振動輸出，其中該共振頻率fr 係由可動體20之質量m及作為板彈簧之彈性支持部81、82之彈簧常數Ksp 所決定。
而且，振動致動器10係滿足式(2)、(3)且藉由使用了式(1)所示之共振頻率的共振現象而驅動。藉此，在振動致動器10中，於穩定狀態下所消耗之功率僅僅是衰減部72所引起的損耗，且能夠以低能量消耗驅動，也就是說能夠以低能量消耗使可動體20直線往復振動。
根據本實施形態，由於將板狀的彈性支持部81、82配置於可動體20之上下方(振動方向)，因此能夠與在上下方向穩定驅動可動體20同時地從磁鐵30之上下的彈性支持部81、82使線圈61、62之磁通量有效率地分佈。藉此，以作為振動馬達而言，能夠實現高輸出之振動。
而且，固定體50係具有線圈保持部52，該線圈保持部52係兼具線圈61、62之保持功能與線圈61、62對可動體20之保護功能。藉此，即便於振動致動器10受到衝擊時，固定體50亦可耐受該衝擊，並且不會給彈性支持部81、82帶來變形等損傷。此外，由於衝擊也經由樹脂製之內側本體部522而傳遞至線圈61、62，故可抑制損傷，成為可靠性高之振動致動器10。
(實施形態2) 圖14係表示本發明之實施形態2之振動致動器之縱剖視圖，圖15係本發明之實施形態2之振動致動器之分解立體圖。
圖14及圖15所示之振動致動器10A係與對應於圖1至圖13所示之實施形態1之振動致動器10具有相同的基本構成，僅變更振動致動器10之構成中的線圈保持部52A。振動致動器10A與振動致動器10相同之構成係具有相同之作用功效。以下，對相同之構成要素附上相同之符號，且省略重複之說明。 亦即，圖14及圖15所示之振動致動器10A係將可動體20A能夠在圓柱狀之軸方向振動地收容於圓柱狀之固定體50A內。當可動體20A可動時，振動致動器10A自身成為振動體。
振動致動器10A係具有：可動體20A，係具有磁鐵30及可動體芯41、42；固定體50A，係具有線圈61、62；以及板狀的彈性支持部81、82，係將可動體20A支持成相對於固定體50A往復活動自如。 振動致動器10A係在筒狀的線圈保持部52A中使線圈61、62保持在線圈保持部52A之外周側，其中該線圈保持部52A係以包圍磁鐵30之外周的方式所配置。
線圈保持部52A係呈筒狀，於外周側具有凹狀的線圈安裝部522A，該線圈安裝部522A係在徑方向外方開口且將線圈61、62配置。線圈安裝部522A係由從筒狀部之外表面向軸方向隔開間隔地突出之肋528A、528A、526A所形成。被配置於線圈安裝部522A內之線圈61、62係由包圍線圈保持部52A之外周面之電磁屏蔽部58所包圍，且於密封狀態下由黏接等固定於線圈安裝部內。另外，由於線圈安裝部522A係於線圈保持部52A之外周形成為在周方向延伸而往徑方向外方開口之凹狀，因此亦具有作為能夠從徑方向外方插入線圈61、62之線圈插入部的功能。
線圈61、62係將線圈線從線圈保持部52A之外側捲繞，且被捲繞配置於線圈保持部52A。藉此，為了維持圓筒狀的線圈61、62，能夠不使用自焊接線地組裝，能夠實現與實施形態1相同之作用功效，並且能夠實現線圈61、62自身之低成本化，進一步地能夠將振動致動器10A整體低成本化。
(電子機器例) 圖16及圖17係表示振動致動器10、10A之安裝形態之一例。圖16係示出將振動致動器10安裝於遊戲控制器GC之例，圖17係示出將振動致動器10安裝於攜帶終端M之例。
遊戲控制器GC例如藉由無線通訊而連接到遊戲機本體，藉由使用者握住或抓住而使用。此處遊戲控制器GC係具有矩形板狀，且使用者用兩手抓住遊戲控制器GC之左右側而進行操作。
遊戲控制器GC係藉由振動將來自遊戲機本體之指令通知給使用者。另外，雖未圖示，但遊戲控制器GC係具備指令通知以外之功能，例如具備針對遊戲機本體之輸入操作部。
攜帶終端M例如為行動電話或智慧型手機等攜帶通訊終端。攜帶終端M係藉由振動將來自外部之通訊裝置之來電對使用者進行通知，並且實現攜帶終端M之各功能(例如賦予操作感或臨場感的功能)。
如圖16及圖17所示，遊戲控制器GC及攜帶終端M係分別具有通訊部201、處理部202、驅動控制部203及作為驅動部之屬於振動致動器10的振動致動器10B、10C、10D。另外，在遊戲控制器GC中係安裝有複數個振動致動器10B、10C。
在遊戲控制器GC及攜帶終端M中，振動致動器10B、10C、10D係例如以終端之主面與正交於振動致動器10B、10C、10D之振動方向的面為平行的方式所安裝，在此是以終端之主面與下殼體56之底面為平行的方式所安裝。終端之主面係與使用者之體表面接觸之面，在本實施形態中係指與使用者之體表面接觸而傳遞振動之振動傳遞面。
具體而言，在遊戲控制器GC中，以振動方向與進行操作之使用者之指尖、指腹、手掌等接觸之面正交的方式安裝振動致動器10B、10C，或者以振動方向與設置有操作部之面正交之方式安裝振動致動器10B、10C。而且，於攜帶終端M之情形時，以振動方向與顯示畫面(觸碰面板(touch panel)面)正交之方式安裝振動致動器10D。藉此，與遊戲控制器GC及攜帶終端M之主面垂直之方向的振動被傳遞給使用者。
通訊部201係藉由無線通訊而與外部之通訊裝置連接，接收來自通訊裝置之訊號並輸出至處理部202。於遊戲控制器GC之情形時，外部之通訊裝置係作為資訊通訊終端之遊戲機本體，根據Bluetooth(註冊商標)等近距離無線通訊標準進行通訊。於攜帶終端M之情形時，外部之通訊裝置例如為基地台(base station)，根據移動體通訊標準進行通訊。
處理部202將所輸入之訊號藉由轉換電路部(省略圖示)轉換為用以驅動振動致動器10B、10C、10D之驅動訊號並輸出至驅動控制部203。另外，在攜帶終端M中，處理部202除了基於從通訊部201所輸入之訊號之外亦基於從各種功能部(圖示省略，例如觸碰面板等操作部)所輸入之訊號來生成驅動訊號。
驅動控制部203係連接於振動致動器10B、10C、10D，安裝有用以驅動振動致動器10B、10C、10D之電路。驅動控制部203對振動致動器10B、10C、10D供給驅動訊號。
振動致動器10B、10C、10D係遵循來自驅動控制部203之驅動訊號而驅動。具體而言，在振動致動器10B、10C、10D中，可動體20係在與遊戲控制器GC及攜帶終端M之主面正交之方向上振動。
可動體20可在每次振動時經由阻尼器而與上殼體54之底部541或下殼體56之底部561接觸。在此情形下，伴隨著可動體20之振動的對上殼體54之底部541或下殼體56之底部561之衝擊，亦即對框體之衝擊係作為振動而直接傳給使用者。特別是，由於在遊戲控制器GC中係安裝有複數個振動致動器10B、10C，因此能夠因應所輸入之驅動訊號而同時地驅動複數個振動致動器10B、10C中之一個或兩個。
因為與遊戲控制器GC或攜帶終端M接觸之使用者之體表面係傳遞有與體表面垂直之方向的振動，因此能夠給予使用者充分的體感振動。在遊戲控制器GC中，能夠利用振動致動器10B、10C中之一個或兩個來賦予針對使用者的體感振動，至少能夠賦予像選擇性地賦予強弱之振動之表現力高的振動。
以上，基於實施形態具體說明了由本發明者完成之發明，但本發明不限定於上述實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內進行變更。
而且，例如，本發明之振動致動器10、10A係適合應用於實施形態中表示之遊戲控制器GC及攜帶終端M以外的攜帶機器(例如平板PC等攜帶資訊終端、攜帶型遊戲終端、使用者可佩戴使用的可穿戴終端)。又，本發明之振動致動器10、10A也可以當成激發器(exciter)使用，該激發器是以振動來發出聲音的振動裝置。激發器例如是具有以下功能的振動喇叭(speaker)：不使用圓錐振動板(cone)地使振動面與對象物接觸來發出聲音的功能。又，本發明之振動致動器10、10A也可以當成藉由發出聲音來抵消而降低例如道路雜音(road noise)之外部的雜音之激發器來使用。又，本發明之振動致動器10、10A也可以當成振動產生器來使用。而且，本實施形態之振動致動器10、10A除了上述攜帶機器之外，亦可用於需要振動之面部按摩器等電動美髮美容儀器。
將在2018年8月28日提出申請的日本申請案之日本特願2018-159790所包含的說明書、圖式及摘要的揭示內容全部援引至本案。 (產業可利用性)
本發明之振動致動器係具有耐衝擊性並且可輸出適當的體感振動，且作為搭載於以下的電子機器之構件是有用的：對使用者賦予振動之遊戲機終端、作為發出聲音之振動裝置的激發器或攜帶終端等。
10、10A、10B、10C、10D:振動致動器 20、20A:可動體 20a:外周面 22、22A、24、24A:彈簧止動部 26、28:固定銷 30:磁鐵 30a:表面 30b:背面 41、42:可動體芯(磁軛) 50、50A:固定體 52、52A:線圈保持部 54:上殼體 56:下殼體 58:電磁屏蔽部 61、62:線圈 72、72A:衰減部 73:安裝部 81、82:彈性支持部 201:通訊部 202:處理部 203:驅動控制部 222、242:接合部 224、244:砝碼本體部 226、246:彈簧固定部 228、248:填隙部 262、282:銷本體 264、284:凸緣 412、422:開口部 521:線圈連接部 522:內側本體部(線圈保護壁部) 522A:線圈安裝部 522a:內周面 524:外側本體部 526:中央圓環部 526A、528A:肋 541、561:底部 542、562:周壁部 564:突起 722:凸緣 724:肋(壓入部) 724A:壓入部 802:內周部 804:變形臂 806:外周部 F、-f:方向 F1、F2:磁吸引力 F3:推力 GC:遊戲控制器 HS:硬停止(可動範圍限定) M:攜帶終端
圖1係表示本發明之實施形態1之振動致動器之外觀立體圖。 圖2係表示本發明之實施形態1之振動致動器之縱剖視圖。 圖3係該振動致動器之分解立體圖。 圖4係表示該振動致動器之可動體與彈性支持部之立體圖。 圖5A、圖5B係表示彈性支持部與可動體之結合狀態之圖。 圖6A、圖6B係表示彈性支持部與可動體之結合狀態之變形例之圖。 圖7係具備衰減部之彈性支持部之俯視圖。 圖8係具備衰減部之彈性支持部之部分剖視圖。 圖9係具備作為變形例之衰減部之彈性支持部之俯視圖。 圖10係具備作為變形例之衰減部之彈性支持部之部分剖視圖。 圖11係示意性表示該振動致動器之磁路構成之圖。 圖12係示意性表示線圈與磁鐵之平衡之位置之圖。 圖13係示意性表示線圈與磁鐵之相對移動狀態之圖。 圖14係表示本發明之實施形態2之振動致動器之縱剖視圖。 圖15係本發明之實施形態2之振動致動器之分解立體圖。 圖16係表示安裝有該振動致動器之電子機器之一例之圖。 圖17係表示安裝有該振動致動器之電子機器之一例之圖。
10:振動致動器
20:可動體
20a:外周面
22、24:彈簧止動部
26、28:固定銷
30:磁鐵
30a:表面
30b:背面
41、42:可動體芯(磁軛)
50:固定體
52:線圈保持部
54:上殼體
56:下殼體
58:電磁屏蔽部
61、62:線圈
72:衰減部
81、82:彈性支持部
222、242:接合部
224、244:砝碼本體部
226、246:彈簧固定部
262、282:銷本體
264、284:凸緣
521:線圈連接部
522:內側本體部(線圈保護壁部)
522a:內周面
524:外側本體部
526:中央圓環部
541、561:底部
542、562:周壁部
564:突起
722:凸緣
724:肋(壓入部)
802:內周部
804:變形臂
806:外周部
HS:硬停止(可動範圍限定)

Claims (14)

  1. 一種振動致動器，具有： 固定體，具有線圈； 可動體，具有磁鐵，前述磁鐵能夠在與前述線圈之徑方向正交之振動方向上相對移動地被配置於前述徑方向內側；以及 彈性支持部，將前述可動體支持成相對於前述固定體可動自如； 藉由被供電之前述線圈與前述磁鐵之協同作用，前述可動體相對於前述固定體進行振動； 前述固定體具有以包圍前述可動體之方式配置且保持前述線圈之線圈保持部； 前述線圈保持部具有線圈保護壁部，前述線圈保護壁部與前述磁鐵隔開間隔地被配置於前述線圈之內徑側，且阻礙前述磁鐵與前述線圈之接觸； 前述彈性支持部具有至少兩個以上之板彈簧，前述板彈簧以於前述振動方向上夾著前述可動體的方式架設於前述線圈保持部與前述可動體之間； 前述板彈簧係將前述可動體以於前述可動體之非振動時及振動時不與前述線圈保持部接觸的方式支持成於振動方向上移動自如。
  2. 如請求項1所記載之振動致動器，其中前述可動體於前述磁鐵具有分別固定於前述可動體之振動方向上之磁軛； 前述線圈以包圍前述磁鐵及兩個前述磁軛之方式沿前述振動方向設置複數個。
  3. 如請求項1或2所記載之振動致動器，其中前述彈性支持部係平面狀之板彈簧，且分別安裝於在前述可動體中向在振動方向上分離之兩端部突出之突部。
  4. 如請求項1或2所記載之振動致動器，其中前述線圈保持部具有插入部，前述插入部供前述線圈插入，且藉由前述線圈保護壁部自前述磁鐵側覆蓋前述線圈。
  5. 如請求項1所記載之振動致動器，其中前述線圈由自焊接線圈構成。
  6. 如請求項1所記載之振動致動器，其中前述線圈係配置於前述線圈保護壁部之外徑側且被捲繞在前述線圈保護壁部。
  7. 如請求項1所記載之振動致動器，其中於前述固定體係具有抑制前述可動體可動時之可動範圍的可動範圍抑制部。
  8. 如請求項1所記載之振動致動器，其中前述固定體係具有由覆蓋前述線圈保持部之外周之磁性體所構成的電磁屏蔽部。
  9. 如請求項8所記載之振動致動器，其中前述電磁屏蔽部係與前述可動體之前述磁鐵一起具有磁性彈簧之功能。
  10. 如請求項1所記載之振動致動器，其中前述彈性支持部與前述可動體係藉由具凸緣之銷所進行之壓入或填隙部所進行之填隙而固定。
  11. 如請求項1所記載之振動致動器，其中於前述彈性支持部係設置有使由彈性變形所引起之振動衰減之衰減部。
  12. 如請求項11所記載之振動致動器，其中前述衰減部係插入至前述彈性支持部之板彈簧之外周部與彈性臂之間且能夠夾持之剖面H形之彈性體。
  13. 如請求項11所記載之振動致動器，其中前述衰減部係插入至前述彈性支持部之板彈簧之外周部與彈性臂之間且能夠黏接之剖面T形之彈性體。
  14. 一種電子機器，安裝有如請求項1至13中任一項所記載之振動致動器。
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