TWI769214B - 振動致動器、穿戴式終端及來電通知功能裝置 - Google Patents

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TWI769214B
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坂口和隆
北村泰隆
稻本繁典
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日商三美電機股份有限公司
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Abstract

一種可小型化且可以適當獲得體感振動之振動致動器。該振動致動器包括：固定體，具有線圈及磁鐵中之一方；可動體，具有線圈及磁鐵中之另一方；以及彈性體，相對於固定體可自由移動地支撐可動體，藉由被供電之線圈與磁鐵之配合，可動體相對於固定體在振動方向上往復移動。線圈及磁鐵被設置於固定體及可動體上，磁鐵在振動方向上可插拔地設置於線圈內，彈性體係板狀之彈性體，一端被固定在固定體上，另一端被固定在可動體上，並且以懸臂結構支撐可動體，以便可動體沿著振動方向可以往復擺動。

Description

振動致動器、穿戴式終端及來電通知功能裝置
本發明係有關一種振動致動器、穿戴式終端及來電通知功能裝置。
以往，作為用於向用戶通知行動電話等便攜式資訊終端之來電等之振動產生源，或者作為用於將觸控面板之操作觸感和遊戲機之控制器等遊戲設備中之遊戲之身臨其境之感傳遞至手指和肢體等之振動產生源，已知的有振動致動器(例如，參照專利文獻1~3)。
專利文獻1所示之振動致動器形成為平板狀，以圖謀小型化。專利文獻1之振動致動器具有平板形狀，其中由軸支撐之可動部藉由旋轉軸可自由滑動地支撐。
專利文獻2所示之振動致動器具有：包含殼體及線圈之定子；設置於殼體內之磁鐵；以及具有配重部之可動子，藉由線圈與磁鐵之配合，相對於旋轉軸可自由滑動之可動子相對於定子沿振動方向線性地振動。線圈捲繞在包含磁鐵之可動部之外側。
另外，專利文獻3為具有相對設置之扁平線圈、設置於扁平線圈上之扁平磁鐵之VCM(Voice Coil Motor)原理之致動器。
無論這些振動致動器中之哪一個，可動子可自由滑動地設置於旋轉軸上，並且藉由彈簧彈性地支撐，以便在振動方向上可以振動。將VCM 作為驅動原理之振動致動器中，通常磁吸引力對其磁路結構不起作用。因此，彈性保持可動部的主要是由金屬彈簧構成。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：特開第2015-095943號公報
專利文獻2：特開第2015-112013號公報
專利文獻3：特許第4875133號公報
近年來，認為這些振動致動器作為來電通知功能裝置等被安裝於穿戴式終端上，穿戴式終端係佩戴在用戶身上並使用的一種設備，例如，便攜式終端、或者手錶、戒指等。
在便攜式終端或者穿戴式終端等中的來電通知功能裝置中，為了產生能夠讓用戶獲得充分的身體感覺之振動，需要振動較大之裝置。
專利文獻1~3所示之習知之振動致動器係在平板狀之長方體狀之殼體內沿縱向驅動而容易產生大的振動之構造。
將這些安裝於穿戴式終端上且放置於身體表面等安裝表面上時，振動方向平行於安裝表面，在沿平行方向驅動可動體之振動致動器中，存在難以獲得體感振動之問題。
本發明的目的在於提供一種可以實現小型化且可以適當獲得體感振動之振動致動器、穿戴式終端及來電通知功能裝置。
本發明之一個形態之振動致動器，採用如下構造，其包括：固定體，具有線圈及磁鐵中之一方；可動體，具有該線圈及該磁鐵中之另一方； 以及彈性體，相對於該固定體可自由移動地支撐該可動體，藉由被供電之該線圈與該磁鐵之配合，該可動體相對於該固定體在振動方向上往復移動，該線圈及該磁鐵被設置於該固定體及該可動體上，該磁鐵在該振動方向上可插拔地設置於該線圈內，該彈性體係板狀之彈性體，一端被固定在該固定體上，另一端被固定在該可動體上，並且以懸臂結構支撐該可動體，以便該可動體沿著該振動方向可以往復擺動。
本發明之一個形態之穿戴式終端採用如下構造，安裝具有上述結構之振動致動器。另外，本發明之來電通知功能裝置採用如下構造，安裝具有上述結構之振動致動器。
根據本發明，可以實現小型化，且能夠實現組裝性及耐久性優異、適當振動之振動致動器。
10、10A、10B:固定體
11、11A、11B、240、340:殼體
12、12A、12B:基板
13、13A、13B:蓋體
14、14A:第一磁鐵架
15、15A:第二磁鐵架
21、21A:第一磁鐵(磁鐵)
22、22A:第二磁鐵(磁鐵)
25:磁鐵
30、30A、30B、300A、300B、300C、300D:可動體
30a、30aA、30aB:可動體之基端側部分
30b、30bA、30bB:可動體之前端側部分
31、31A、31B:主體部
32、32A:線圈支架
32B:軛
34、34A、34B:平衡塊
40、40A、40B:線圈
40a:線圈線
41:電源供給部
49:導線
50、50A、50B:板簧部(彈性體)
51、51A、51B:固定體固定部
53、53A、53B:臂部
55、55A、55B:可動體固定部
81、81A、81B:接觸部
100、100A、100B、230:振動致動器
122、122B:基板之一端部
131、131A、131B:頂板
200:穿戴式終端
210:通信裝置
220:處理裝置
225:驅動電路部
242:內周面
300:便攜式終端
411:電源供給部之一端部
412:電源供給部之另一端部
531、531A、531B:上升板部
533、533A、533B:彎曲板部
B:磁力線流
F、-F、F1、-F1、F2、-F2:箭頭方向
圖1係表示本發明實施形態1之振動致動器之結構之外觀圖；圖2係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖；圖3係同一振動致動器之分解立體圖；圖4係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖；圖5係表示同一振動致動器之磁路結構之圖；圖6係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖；圖7係表示本發明實施形態2之振動致動器之結構之外觀圖；圖8係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖；圖9係同一振動致動器之分解立體圖； 圖10係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖；圖11係表示同一振動致動器之磁路結構之圖；圖12係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖；圖13係表示本發明實施形態3之振動致動器之結構之外觀圖；圖14係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖；圖15係同一振動致動器之分解立體圖；圖16係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖；圖17係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖；圖18係示意性地表示本發明實施形態4之穿戴式終端之圖；圖19係示意性地表示作為本發明實施形態4之變形例之便攜式終端之圖。
在下文中，將參照附圖對本發明之實施形態進行詳細說明。
(實施形態1)
圖1係表示本發明實施形態1之振動致動器之結構之外觀圖，圖2係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖，圖3係同一振動致動器之分解立體圖。另外，圖4係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖，圖5係表示同一振動致動器之磁路結構之圖，圖6係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖。
圖1及圖2所示之振動致動器100具有外形為長方體形狀之殼體11，該殼體11由基板12與蓋體13構成。再者，雖然殼體11之形狀可以是任何尺寸，但是在本實施形態之振動致動器100中，高度、寬度、深度被設定為深度最長、高度最短。再者，殼體11可以不是長方體形狀，而是像立方體形狀等，只要是能夠收容可動體30且使其可移動的形狀，就可以是任何形狀。
振動致動器100具有包含殼體11之固定體10、在殼體11內相對於固定體10振動(另一端側以一端側為支點往復擺動)之可動體30、為板狀彈性體之板簧部50。在振動致動器100中，與基板12相對設置且一端部由板簧部50支撐之可動體30之另一端部成為自由端，相對於基板12在高度方向上往復振動。
具體而言，固定體10具有基板12、蓋體13、第一磁鐵架14、第二磁鐵架15、第一磁鐵21、以及第二磁鐵22，可動體30具有線圈40、主體部31(線圈支架32，平衡塊(weight)34)及接觸部81。
基板12形成為矩形形狀，在表面側間隔一定距離設置有可動體30，並且與蓋體13一同構成殼體11。
基板12連同後述之蓋體13係由具有導電性之板材料形成，並且用作電磁屏蔽。
第一磁鐵21經由第一磁鐵架14被固定到基板12上。
第一磁鐵架14將第一磁鐵21定位並固定在基板12上。在本實施形態中，第一磁鐵架14形成為圍繞第一磁鐵21之扁平之矩形框狀，第一磁鐵21設置於其內側。在本實施形態中，以第一磁鐵21位於可動體30之基端側部分30a之方式設置第一磁鐵架14。
雖然第一磁鐵架14可以由諸如金屬、樹脂等任何材料形成，但是為了不影響磁力線流，例如扭曲從磁鐵(特別是第一磁鐵21)之磁極出來之磁力線之分佈，以非磁性體為佳。本實施形態之第一磁鐵架14連同第二磁鐵架15係由非磁性不銹鋼製成。再者，由於第一磁鐵架14係非磁性體，所以在組裝振動致動器100時，第一磁鐵架14不會被第一磁鐵21及第二磁鐵22吸引，並且適當設置於既定位置上，從而使得振動致動器100易於組裝。
第一磁鐵21被固定到基板12上，以便磁化方向變成垂直方向。在本實施形態中，第一磁鐵21形成為矩形形狀，S極位於基板12側，N極位於上表面側。
第一磁鐵21與第二磁鐵22一起插入可動體30之線圈40內。
安裝蓋體13以覆蓋基板12，並且將可動體30收納在與基板12一起形成之殼體11內。殼體11收納可動體30使其可以自由移動。
可動體30可自由移動地設置於蓋體13之內側。在本實施形態中，蓋體13之頂板131與基板12相對設置且夾持可動體30。
藉由第二磁鐵架15定位之第二磁鐵22被固定到蓋體13之頂板131上。再者，頂板131中固定第二磁鐵22之部分與基板12中固定第一磁鐵21之部分作為軛(yoke)發揮作用。
以與第一磁鐵架14相同的方式形成第二磁鐵架15。在本實施形態中，第二磁鐵架15形成為圍繞第二磁鐵22之扁平之矩形框狀，第二磁鐵22設置於其內側。第二磁鐵架15與第一磁鐵架14相對設置。第二磁鐵架15將如同第一磁鐵21一樣形成之第二磁鐵22定位在與第一磁鐵21相對之位置上。
如圖4所示，第二磁鐵22設置於第一磁鐵21之正上方，以便與第一磁鐵21相對，並且磁化方向朝向不同之方向。
也就是說，第二磁鐵22被設置成以相同之磁極面向第一磁鐵21。
在本實施形態中，如圖4及圖5所示，設置成如下，第二磁鐵22之下表面係N極表面，並且與第一磁鐵21之N極之上表面之間設有間隙。第二磁鐵22以與線圈40之內周面分離之狀態插入可動體30之線圈40內。
在可動體30中，線圈40與主體部31在與第一磁鐵21及第二磁鐵22之磁化方向正交之方向(圖4中之前後方向)上並排接合。
線圈40與第一磁鐵21及第二磁鐵22一起產生磁力以電磁驅動可動體30。線圈40隔著既定間隔設置於第一磁鐵21及第二磁鐵22之外周側，以包圍彼此相對之第一磁鐵21之上表面及第二磁鐵22之下表面。
線圈40具有與第一磁鐵21及第二磁鐵22之外形相對應之形狀。在本實施形態中，線圈40對應第一磁鐵21及第二磁鐵22之外形而形成為正方形框架狀，並且設置成在與第一磁鐵21及第二磁鐵22之磁化方向正交之方向上纏繞在第一磁鐵21及第二磁鐵22之周圍。
也就是說，線圈40之捲繞軸與固定體10之第一磁鐵21及第二磁鐵22之磁化方向平行為佳。在本實施形態中，當線圈40沒有被驅動時，線圈40之捲繞軸與第一磁鐵21及第二磁鐵22之中心軸重疊，並且在寬度方向及深度方向上線圈40隔著既定間隔與第一磁鐵21及第二磁鐵22相對。在此所說的既定間隔是指線圈40相對於第一磁鐵21及第二磁鐵22在厚度方向上能夠移動之間隔，更具體而言，是指伴隨可動體30之擺動線圈40在厚度方向上可擺動之間隔。
電源供給部(圖未示)連接到從線圈40之線圈捲繞部向基端側引出之線圈線40a上。電源供給部連接到外部電源，並且向線圈40供應電力以產生磁力。
線圈40經由線圈支架32被安裝於可動體30之主體部31。
主體部31具有安裝了作為彈性體之板簧部50之一端部與作為自由端之另一端部。在本實施形態中，主體部31由線圈支架32與平衡塊34構成。
線圈支架32將作為板簧部50之另一端部之可動體固定部55固定在可動體30上並保持線圈40。
在本實施形態中，線圈支架32形成為矩形框狀，線圈40設置於框狀部之內側，線圈支架32固定在線圈40之外周面上。在本實施形態中，線 圈支架32藉由加工由不銹鋼材料製成之板金而形成。再者，只要能夠製造成形狀尺寸，線圈支架32可以由比重高之鎢等高比重(比重在16~19左右)材料形成。在這種情況下，可以藉由高比重來增加可動體之質量。
板簧部50被固定在線圈支架32之一側表面上，平衡塊34與其相鄰被固定在與板簧部50相反之另一側表面上。可動體30在可動體30之一端側具有線圈40，在另一端側具有平衡塊34。
平衡塊34係錘狀物，設置於由作為板狀彈性體之板簧部50支撐之可動體30上，從而增加可動體30之振動輸出。在本實施形態中，平衡塊34被安裝成使其從線圈支架32朝著與線圈之軸線正交之方向延伸，並且朝著與板簧部50向固定體10側延伸之方向相反之一側延伸。
再者，平衡塊34由高比重材料形成，例如，比重高於SECC等材料之鎢等。因此，想要增加在設計等方面外形尺寸已被設定之可動體30之質量的情況下，藉由比重在16~19左右之高比重材料形成平衡塊34時，其比重部分之質量可以包含在可動體之質量中，其結果，可以增加可動體30之振動輸出。
平衡塊34呈板狀之長方體狀，在本實施形態中，其形成為厚度與線圈支架32之高度相同。因此，線圈支架32與平衡塊34之各自之上端面與各自之下端面分別位於同一平面上。
在搖擺方向上，在此為相對於基板12之接觸/分離方向上，平衡塊34之前端部安裝有接觸部81。接觸部81在振動反向上分別與頂板131與基板12相對。
接觸部81係阻尼器(damper)(緩衝材料)，當可動體30擺動時，抵接基板12與蓋體13之頂板131。在此，接觸部81由彈性體(elastomer)、橡膠、樹脂、海綿等稱為多孔質彈性體之軟質材料形成。因此，在驅動可 動體30時，與基板12或頂板131接觸的情況下，能夠緩和接觸時之衝擊，並減少接觸音和振動噪音之產生，可以將接觸時之衝擊傳遞至殼體11。
板簧部50之一端被固定在固定體10上，另一端被固定在可動體30上，以懸臂結構支撐可動體30，使其在振動方向上往復擺動。板簧部50支撐可動體30，以便能夠在與殼體11之縱向交叉(在此為正交)之方向上擺動。在本實施形態中，板簧部50由板簧形成。板簧部50係藉由彎曲長板狀之板來形成，具有被固定到固定體10之固定體固定部51、彈性變形之臂部53、被固定到可動體30之可動體固定部55。
固定體固定部51藉由黏接或者焊接等被固定在基板12表面之一個端部側。臂部53具有從固定體固定部51向上延伸立起來之上升板部531與從上升板部531沿著基板12彎曲之彎曲板部533。在彎曲板部533上形成有從彎曲板部533之前端向基板12側垂下之可動體固定部55。可動體固定部55藉由黏接或者焊接等被固定在線圈支架32之一側表面並與其面接觸。
可動體30藉由該板簧部50以懸臂支撐狀態設置於殼體11之內部，並且在基板12與蓋體13之頂板131之間的中間位置上與它們幾乎平行。
〈振動致動器100之操作〉
外部電源經由向線圈40供電之電源供給部(圖未示)連接到線圈40。
在振動致動器100中，可動體30設置於固定體10之基板12與蓋體13之頂板131之間，可動體30在一端側藉由板簧部50被彈性支撐，以便能夠擺動。另外，第一磁鐵21及第二磁鐵22設置於可動體30之線圈40內，並且以相同極性之磁極面(圖5中的N極)彼此相對之方式被固定在基板12及頂板131上。
當線圈40從電源供給部供電而被勵磁時，可動體30在高度方向(短邊方向)上，即在接觸和分離基板12及頂板131之方向上往復振動，因此，可動體30之另一端部擺動。
例如，在振動致動器100中，獲得圖5所示之磁力線流B。在振動致動器100中，線圈40被設置成與來自第一磁鐵21及第二磁鐵22之磁力線垂直，當線圈40被供電時，電流流過線圈40，藉由在此產生之洛倫茲力，基於弗萊明左手定則在線圈40中產生推力F，可動體30沿F方向被驅動。因此，如圖6所示，由於可動體30藉由板簧部50被支撐在一端側，所以可動體30之另一端部，即平衡塊34側擺動而向F方向移動，並經由接觸部81接觸(具體為衝擊)蓋體13之頂板131。
另外，供給線圈40之電流切換為反方向(反轉圖5中電流之流動方向)時，線圈40在切換時返回到基準位置，藉由洛倫茲力，在線圈40中產生力-F，可動體30沿著與F方向相反之-F方向被驅動。由於可動體30被板簧部50支撐在一端側，所以可動體30之另一端部，即平衡塊34側擺動而向-F方向移動，並經由接觸部81衝擊基板12(由虛線表示之可動體30之狀態)。
在振動致動器100中，藉由從電源供給部向線圈40輸入交流波，線圈40被勵磁，從而對於固定體10側之第一磁鐵21及第二磁鐵22有效生成洛倫茲力。因此，可動體30之線圈40以成為驅動基準位置之位置(在此為線圈40之高度方向的中心位置與第一磁鐵21及第二磁鐵22以相同極性相對之磁極面之間的中間位置大致呈同一水平面之位置)為基準，獲得F方向與-F方向之推力。
因此，可動體30之線圈40沿著高度方向在F方向和-F方向上往復振動。也就是說，可動體30相對於固定體10在與基板12正交之方向上以圓弧 狀往復振動。該驅動原理如下所示。再者，本實施形態之振動致動器100之驅動原理藉由以下各實施形態之所有振動致動器來展現。
在本實施形態之振動致動器100中，可動體30之慣性力矩為J[Kgm2]m[Kg]、板簧部50之扭轉方向之彈簧常數為Ksp的情況下，可動體30相對於固定體10以共振頻率fr[Hz]振動，藉由下式(1)計算出共振頻率fr[Hz]。
Figure 107101339-A0305-02-0013-1
fr：共振頻率[Hz]
J：慣性力矩[Kgm2]
Ksp：彈簧常數[Nm/rad]
在本實施形態之振動致動器100中，電源供給部向線圈40供給與可動體30之共振頻率fr大致相等之頻率之交流電。因此，線圈40被勵磁，能夠有效驅動可動體30。
本振動致動器100之可動體30藉由板簧部50成為用由固定體10所支撐之彈簧類結構來支撐之狀態。因此，向線圈40供給與可動體30之共振頻率fr相等之頻率之交流電時，以高效率之共振狀態驅動可動體30。
表示振動致動器100之驅動原理之運動方程式及電路方程式如下所示。基於以下公式(2)所示之運動方程式及以下公式(3)所示之電路方程式來驅動振動致動器100。
Figure 107101339-A0305-02-0013-2
J：慣性力矩[Kgm2]
θ(t)：角度[rad]
Kt：扭力常數[Nm/A]
i(t)：電流[A]
Ksp：彈簧常數[Nm/rad]
D：衰減係數[Nm/(rad/s)]
Figure 107101339-A0305-02-0014-3
e(t)：電壓[V]
R：電阻[Ω]
L：電感[H]
Ke：反電動勢常數[V/(rad/s)]
即，振動致動器100中之慣性力矩J[Kgm2]、旋轉角度θ(t)[rad]、扭力常數Kt[Nm/A]、電流i(t)[A]、彈簧常數Ksp[Nm/rad]、衰減係數D[Nm/(rad/s)]等可以在滿足公式(2)之範圍內適當變更。另外，電壓e(t)[V]、電阻R[Ω]、電感L[H]、反電動勢常數Ke[V/(rad/s)]可以在滿足公式(3)之範圍內適當變更。
因此，以共振頻率fr驅動致動器100時，可以有效地獲得大的輸出，共振頻率fr藉由可動體30之慣性力矩J與板簧部(彈性體)50之彈簧常數Ksp來決定。
以往，利用板簧支撐可動體使其相對於固定體可擺動之結構中，板簧被安裝成從在可動體之振動方向上分離之兩端部之外緣向與平行於固定體之底面之振動方向正交之方向(相交方向)延伸。在該結構之情況下，為了使可動體穩定地擺動，至少設置成從兩端部之各端部向與振動方向正交之方向延伸，並且由固定體支撐。即，在習知之板簧支撐結構之振動致 動器中，支撐可動體使其相對於固定體可擺動之板簧在多處分別與固定體及可動體連接，因此，在結構上需要更多的板簧設計空間，難以實現致動器之小型化。另外，板簧結構變得複雜，使得難以有效地製造。
對此，在本實施形態之振動致動器100中，將可動體30固定在一個板簧部50之一端上，並且固定板簧部50之另一端，從而支撐可動體30使其可擺動，也就是說，可振動。因此，與習知之對於可動體及固定體在多處進行固定之結構相比，該結構簡單，設計簡化，並且可以節省空間，從而可實現振動致動器100本身之小型化。
另外，習知之振動致動器之安裝方向上受限於所佩戴之產品形狀與安裝空間。例如，用戶佩戴產品時，為了放置於用戶之皮膚上，在產品上安裝振動致動器時，就產品之佩戴感覺而言，盡可能降低相對於皮膚之實際安裝之振動致動器之高度。也就是說，藉由第一磁鐵21、第二磁鐵22及線圈40之協作來實現之對可動體30之激振方向亦受到產品安裝方向之限制。特別是，在短邊方向上可以產生振動之振動致動器中，對於作為安裝表面之皮膚而言，短邊方向成為垂直方向，由於彈簧之設計限制，在確保可動部質量與彈簧設計空間方面存在設計限制，使得難以實現高輸出化。
對於這一點，每當振動致動器100之可動體30擺動時，用接觸部81交替接觸(具體為衝擊)基板12與蓋體13之頂板131，使得振動致動器100之殼體11本身產生振動。
因此，振動致動器100可以經由殼體11讓用戶體驗到比實際對可動體30之激振力帶來之振動更大之振動。
因此，根據振動致動器100，即便是以激振方向作為短邊方向之振動致動器，亦具有如下優點，可以在垂直方向上相對於所佩戴之產品之安裝方向激振，從而付與成為安裝對象之皮膚適當之振動。
另外，在可動體30中，第一磁鐵21、第二磁鐵22以及線圈40設置於可動體30整體之基端側(接合板簧部50之端部側)部分30a(參照圖4)而且，平衡塊34設置於可動體30之前端側部分30b。也就是說，可動體30具有如下結構，用於產生可動體30之驅動扭矩之磁路設置於擺動支點側，錘狀物設置於擺動時位移範圍最大之可動體30之前端側。因此，與在可動體30之前端側設置第一磁鐵21、第二磁鐵22以及線圈40之結構相比，前端側之平衡塊34所佔的比例變大，增加了付與可動體30之旋轉矩(旋轉系統中之質量)，可以實現振動之高輸出化。
另外，在振動致動器100中，將線圈40設置於可動體30上，將第一磁鐵21及第二磁鐵22設置於固定體10上，藉由弗萊明左手定則產生之洛倫茲力來驅動可動體30。因此，即便振動致動器100之殼體11之外形尺寸受限，亦能夠以受限之尺寸在最小限度之空間內產生磁力。例如，將磁鐵設置於可動體側而形成的所謂的磁鐵可動結構中，設置線圈及捲繞有線圈之芯體時，有必要將線圈及芯體設置成包圍設置於可動體上的磁鐵，或者，有必要將其設置於磁鐵之可動體側上。無論如何設置線圈‧芯體，在外形受限制之殼體中，由於線圈‧芯體之設置空間變大，所以可動體所佔空間變小，可動體變輕，因此輸出有可能降低。
進一步，在習知之振動致動器中，可動體之振動伴隨與固定體之滑動，與之相比，可動體30振動時不會在固定體10之一部分上滑動，因此，振動時不會發生與固定體之摩擦阻力所致之推力衰減，可以獲得合適的振幅。
(實施形態2)
圖7係表示本發明實施形態2之振動致動器之結構之外觀圖，圖8係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖，圖9係同一振動致動器之分解立 體圖。另外，圖10係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖，圖11係表示同一振動致動器之磁路結構之圖，圖12係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖。
圖7及圖8所示之振動致動器100A具有外形為長方體形狀之殼體11A，該殼體11A由基板12A與蓋體13A構成。雖然殼體11A之形狀可以是任何尺寸，但是在本實施形態之振動致動器100A中，高度、寬度、深度被設定為深度最長、高度最短。再者，如同殼體11，殼體11A可以不是長方體形狀，而是像立方體形狀等，只要是能夠收容可動體30A且使其可移動的形狀，就可以是任何形狀。
振動致動器100A具有包含殼體11A之固定體10A、在殼體11A內相對於固定體10A振動(一端側往復擺動)之可動體30A、為板狀彈性體之板簧部50A。
再者，該振動致動器100A具有與實施形態1之振動致動器100相同之基本構造，與振動致動器100相比，主要是板簧部50A之形狀、阻尼器的形狀不同。因此，在下面的描述中，與振動致動器100之構成要素相同之構成要素將用相同之名稱、相同之附圖標記加上A來表示，並且適當省略其描述。
在振動致動器100A中，與基板12A相對設置且一端部由板簧部50A支撐之可動體30A之另一端部相對於基板12A在高度方向上往復振動。
具體而言，固定體10A具有基板12A、蓋體13A、第一磁鐵架14A、第二磁鐵架15A、第一磁鐵21A、以及第二磁鐵22A。可動體30A具有線圈40A、主體部31A(線圈支架32A，平衡塊34A)及接觸部81A，可動體30A被設置成經由設置於固定體10A與可動體30A之間的板簧部50A相對於固定體10A可自由擺動。
基板12A形成為矩形形狀，在表面側間隔一定距離設置有可動體30A，並且與蓋體13A一同構成中空之殼體11A。本實施形態之基板12A之一端部122從殼體11A突出到外部，並且在一端側設有在殼體11A內部連接到線圈40A之電源供給部41之另一端部。電源供給部41係向線圈40A供電之基板，由藉由暴露於殼體11A外部之另一端連接到外部電源之基板，例如，柔性電路板(FPC：Flexible printed circuits)等構成。
基板12A連同後述之蓋體13A係由板材料形成，用作電磁屏蔽。第一磁鐵21A經由第一磁鐵架14A被固定到基板12A上。
第一磁鐵架14A具有與致動器100之第一磁鐵架14相同之功能，將第一磁鐵21A定位並固定在基板12A上。在本實施形態中，第一磁鐵架14A形成為圍繞第一磁鐵21A之扁平之矩形框狀，第一磁鐵21A設置於其內側。在本實施形態中，以第一磁鐵21A位於可動體30A之基端側部分30aA之方式設置第一磁鐵架14A。像這樣構成之第一磁鐵21A如同實施形態1之致動器100之第一磁鐵21插入可動體30A之線圈40A內。
蓋體13A連同基板12A具有與實施形態1之蓋體13、基板12相同之功能。安裝蓋體13A以覆蓋基板12A，並且將可動體30A可自由移動地收納在與基板12A一起形成之殼體11A內。蓋體13A之頂板131A與基板12A相對設置且夾持可動體30A。
藉由第二磁鐵架15A定位之第二磁鐵22A被固定到蓋體13A之頂板131A上。再者，頂板131A中作為軛之功能與頂板131相同。
如同致動器100之第二磁鐵架15，第二磁鐵架15A將如同第一磁鐵21A一樣形成之第二磁鐵22A定位在與第一磁鐵21A相對之位置上。
如同致動器100之第二磁鐵22，如圖10及圖11所示，第二磁鐵22A設置於第一磁鐵21A之正上方，以便與第一磁鐵21A相對且磁化方向朝向不 同之方向，並且隔著間隙設置。也就是說，第二磁鐵22A被設置成以相同之磁極面向第一磁鐵21A。另外，在本實施形態中，第二磁鐵22A與第一磁鐵21A之間的相對部分以與線圈40A之內周面分離之狀態插入可動體30A之線圈40A內。
可動體30A與可動體30相比，主要是板簧部50A及板簧部50A之安裝結構、接觸部81A不同。即，在可動體30A中，線圈40A與主體部31A在與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之磁化方向正交之方向(圖10中之前後方向)上並排接合。
線圈40A與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A一起產生磁力以電磁驅動可動體30A。線圈40A隔著既定間隔設置於第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之外周側，以包圍彼此相對之第一磁鐵21A之上表面及第二磁鐵22A之下表面。
如同致動器100之線圈40，線圈40A具有與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之外形相對應之形狀，並且設置成在與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之磁化方向正交之方向上纏繞在第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之周圍。由於線圈40A與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之位置關係和實施形態1相同，所以在此不再贅述。
電源供給部41連接到線圈40A。線圈40A經由線圈支架32A被安裝於可動體30A之主體部31A。
電源供給部41係向線圈40A供電之基板。在此，電源供給部41為柔性電路板(Flexible printed circuits：FPC)。在本實施形態中，電源供給部41設置於可動體30A之基端側，以便柔性部分在板簧部50A之上方重疊。柔性部分之一側之一端部411在可動體30A側經由導線49連接到線圈40A。電源供給部41中柔性部分之另一側之另一端部412設置於基板12A之一端 部122上，並且在縱向上暴露於殼體11A外部。再者，電源供給部41可以安裝有驅動電路，並且將從外部連接之外部電源供應的電力供應到線圈40A以產生磁力。電源供給部41在柔性部分跟隨可動體30A之移動。
主體部31A具有安裝了作為彈性體之板簧部50A之一端部與作為自由端之另一端部。在本實施形態中，主體部31A由線圈支架32A與平衡塊34A構成。
線圈支架32A將作為板簧部50A之另一端部之可動體固定部55固定在可動體30A上並保持線圈40A。
在本實施形態中，線圈支架32A形成為矩形框狀，將線圈40A設置於框狀之內側，並且固定在線圈40A之外周面上。如本實施形態1之線圈支架32，線圈支架32A藉由加工由不銹鋼材料製成之板金而形成。再者，如同線圈支架32，只要能夠製造成形狀尺寸，線圈支架32A可以由比重高之鎢等高比重(比重在16~19左右)材料形成。在這種情況下，可以藉由高比重來增加可動體之質量。
在線圈支架32A中，板簧部50A之可動體固定部55被固定在其上端面表面上，平衡塊34A與其相鄰被固定在與導出板簧部50A之一側相反之另一側表面上。可動體30A在可動體30A之一端側具有線圈40A，在另一端側具有平衡塊34A。
如同平衡塊34，平衡塊34A係錘狀物，設置於由作為板狀彈性體之板簧部50A支撐之可動體30A上，從而增加可動體30A之振動輸出。在本實施形態中，平衡塊34A被安裝成使其從線圈支架32A朝著與線圈之軸線正交之方向延伸，並且朝著與板簧部50A向固定體10側延伸之方向相反之一側延伸。
再者，平衡塊34A由高比重材料形成，例如，比重高於SECC等材料之鎢等。因此，想要增加在設計等方面外形尺寸已被設定之可動體30A之質量的情況下，藉由比重在16~19左右之高比重材料形成平衡塊34A時，其比重部分之質量可以包含在可動體之質量中，其結果，可以增加可動體30A之振動輸出。
平衡塊34A呈板狀之長方體狀，在本實施形態中，其形成為厚度與線圈支架32A之高度相同。因此，線圈支架32A與平衡塊34A之各自之上端面與各自之下端面分別位於同一平面上。
平衡塊34A之前端部在擺動方向(在此為相對於基板12A及頂板131A之接觸/分離方向)之端面(前端部之上下表面)上安裝有與基板12A及頂板131A相對之接觸部81A。
接觸部81A係阻尼器，當可動體30A擺動時，抵接基板12A與蓋體13A之頂板131A。
板簧部50A由板狀彈性體形成，在本實施形態中，由板簧形成。板簧部50A形成為具有大致U字形之截面，使得固定到固定體10A之一端與固定到可動體30A之另一端彼此分開並且彼此相對。
在本實施形態中，板簧部50A係藉由將長尺板狀之板彎曲成U字形來形成，具有被固定到固定體10A之固定體固定部51A、彈性變形之臂部53A、被固定到可動體30A之可動體固定部55A。
如圖10所示，在蓋體13A內，固定體固定部51A藉由黏接或者焊接等被固定在基板12A表面之一個端部側。臂部53A具有從固定體固定部51A之致動器100A之基端側向上延伸立起來之上升板部531A與從上升板部531A向致動器100A之前端側彎曲而沿著基板12A延伸之彎曲板部533A。可動體固定部55A從彎曲板部533A之前端連續形成且與彎曲板部533A在同一 平面上。彎曲板部533A及可動體固定部55A中之至少一方面對固定體固定部51A。
可動體固定部55A形成為與線圈支架32A之形狀相對應之框狀，並且與固定體固定部51A相對設置。可動體固定部55A藉由黏接或者焊接等被固定在線圈支架32A之框狀之上端表面並與其面接觸。被固定在線圈支架32A上之線圈40A之內部被插入第二磁鐵22A，第二磁鐵22A從框狀之可動體固定部55A之內部冒出。
可動體30A藉由該板簧部50A以懸臂支撐狀態設置於殼體11A之內部，並且在基板12A與蓋體13A之頂板131A之間的中間位置上與它們幾乎平行。
即，在本實施形態之板簧部50A中，固定體固定部51A與彎曲板部533A及可動體固定部55A中的至少一方平行且相對設置。因此，將板簧部50A安裝於固定體10A時，就板簧部50A自身而言，無需確保在致動器100之縱向上即前後方向上之設置空間，且不會使驅動性能將低，致動器100A本身可以更加小型化。
像這樣，在本實施形態2之振動致動器100A中，可動體30A被設置於固定體10A之基板12A與蓋體13A之頂板131A之間，可動體30A在一端側藉由板簧部50A彈性支撐，以便能夠擺動。另外，第一磁鐵21A及第二磁鐵22A被設置於可動體30A之線圈40A內，並且以相同極性之磁極面(圖11中的N極)彼此相對之方式被固定在基板12A及頂板131A上。
〈振動致動器100A之操作〉
振動致動器100A具有與振動致動器100相同的磁路，並且如同振動致動器100被電磁驅動。
當線圈40A從電源供給部供電而被勵磁時，可動體30A在高度方向(短邊方向)上，即在接觸和分離基板12A之方向上往復振動，因此，可動體30A之另一端部擺動。
例如，在振動致動器100A中，獲得圖11所示之磁力線流B。在振動致動器100A中，線圈40A被設置成與來自第一磁鐵21A及第二磁鐵22A之磁力線垂直，當線圈40A被供電時，電流流過線圈40A，藉由在此產生之洛倫茲力，基於弗萊明左手定則在線圈40A中產生推力F，可動體30A沿F方向被驅動。因此，由於可動體30A藉由板簧部50A被支撐在一端側，所以如圖12中虛線所示之可動體300A，可動體30A之另一端部，即平衡塊34A側以一端側為支點擺動(在此向F1方向擺動)，可動體成為虛線300A所示之狀態，並經由接觸部81A接觸(具體為衝擊)蓋體13A之頂板131A。
另外，供給線圈40A之電流切換為反方向(反轉圖11中電流之流動方向)時，線圈40A在切換時返回到基準位置，藉由洛倫茲力，在線圈40A中產生力-F，驅動可動體30A沿與F1方向相反之-F1方向移動。由於可動體30A藉由板簧部50A被支撐在一端側，所以可動體30A之另一端部，即平衡塊34A側擺動(向-F1方向移動)，並經由接觸部81A衝擊基板12A(圖12中虛線所示之可動體300B之狀態)。
即，在振動致動器100A中，藉由從電源供給部41向線圈40A輸入交流波，線圈40A被勵磁，從而對於固定體10A側之第一磁鐵21A及第二磁鐵22A有效產生磁吸引力及排斥力。因此，可動體30A側之線圈40A以成為驅動基準位置之位置(在此為線圈40A之高度方向之中心位置與第一磁鐵21A及第二磁鐵22A以相同極性相對之磁極面之間的中間位置大致呈同一水平面之位置)為基準，獲得F方向與-F方向之推力(參照圖11)。線圈40A沿著高度方向在F方向和-F方向上往復振動，也就是說，可動體30A相對於 固定體10A在與基板12A正交之方向上以圓弧狀往復振動。該驅動原理如同實施形態1之致動器100，藉由上述等式(1)~(3)來實現，因此將省略其說明。
根據本實施形態，可以獲得與實施形態1之致動器100相同之效果。
特別是，在致動器100A中，將可動體30A固定在一個板簧部50A之一端上，並且固定板簧部50A之另一端，從而支撐可動體30A使其可擺動，也就是說，可振動。因此，與習知之對於可動體及固定體在多處進行固定之結構相比，該結構簡單，設計簡化，並且可以節省空間，從而可實現振動致動器100A本身之小型化。
另外，每當振動致動器100A之可動體30A擺動時，經由接觸部81A交替接觸(具體為衝擊)基板12A與蓋體13A之頂板131A，使得振動致動器100A之殼體11A本身產生振動。
因此，振動致動器100A可以經由殼體11A讓用戶體驗到比實際對可動體30A之激振力帶來之振動更大之振動。因此，根據振動致動器100A，即便是以激振方向作為短邊方向之振動致動器，亦具有如下優點，可以在垂直方向上相對於所佩戴之產品之安裝方向激振，從而付與成為安裝對象之皮膚適當之振動。
另外，在振動致動器100A中，亦如同振動致動器100，在可動體30A中，第一及第二磁鐵21A、22A與線圈40A被設置於可動體30A整體之基端側(接合板簧部50A之端部側)部分30aA(參照圖10)。再者，第一及第二磁鐵21A、22A與線圈40A構成作為電磁驅動部之磁路，用於產生可動體30A之驅動扭矩。平衡塊34A被設置於可動體30A之前端側部分30bA。因此，與在可動體30A之前端側設置第一磁鐵21A、第二磁鐵22A以及線圈40A 之結構相比，增加了付與可動體30A之旋轉矩(旋轉系統中之質量)，可以實現振動之高輸出化。
另外，如同振動致動器100，即便振動致動器100A之殼體11A之外形尺寸受限，亦能夠以受限之尺寸在最小限度之空間內產生磁力。另一方面，在可動體30A中，前端側之平衡塊34A所佔之比例增大，旋轉矩增加，所以能夠實現高輸出化。進一步，在振動時不會發生與固定體之摩擦阻力所致之推力衰減，可以獲得合適的振幅。
除此之外，在致動器100A中，板簧部50A形成為U字形。即，在板簧部50A中，相較於可動體固定部55A與固定體固定部51A之間的臂部53A，將固定體固定部51A設置於可動體固定部55A側，並固定在基板12A上。因此，與相較於臂部53A將固定體固定部51A設置於基端側之結構相比，能夠縮短基板12A、板簧部50A及可動體30A之振動發生系統之縱向長度。
(實施形態3)
圖13係表示本發明實施形態3之振動致動器之結構之外觀圖，圖14係表示從同一振動致動器中除去蓋體之狀態之立體圖，圖15係同一振動致動器之分解立體圖。另外，圖16係表示同一振動致動器之主要部分之結構之縱向截面圖，圖17係表示同一振動致動器中可動體之動作之縱向截面圖。
圖13~圖17所示之本實施形態3之致動器100B與致動器100、100A之基本結構之不同點在於，將線圈40B設置於固定體10B上，將磁鐵25設置於可動體30B上。
振動致動器100B具有與實施形態1之振動致動器100相同的基本構造，除了線圈40B及磁鐵25之安裝位置有所差異之外，與振動致動器100相比，主要是線圈40B、板簧部50B之形狀、阻尼器形狀不同。因此，在下面 的描述中，與振動致動器100之構成要素相同之構成要素將用相同之名稱、相同之附圖標記加上B來表示，並且適當省略其描述。
圖13及圖14所示之振動致動器100B具有外形為長方體形狀之殼體11B，該殼體11B由基板12B與蓋體13B構成。雖然殼體11B之形狀可以是任何尺寸，但是在本實施形態之振動致動器100B中，高度、寬度、深度被設定為深度最長、高度最短。再者，如同殼體11，殼體11B可以不是長方體形狀，而是像立方體形狀等，只要是能夠收容可動體30B且使其可移動的形狀，就可以是任何形狀。
振動致動器100B具有包含殼體11B之固定體10B、在殼體11B內相對於固定體10B振動(一端側往復擺動)之可動體30B、為板狀彈性體之板簧部50B。
如同振動致動器100、100A，在振動致動器100B中，與基板12B相對設置且其一端部由板簧部50B支撐之可動體30B之另一端部相對於基板12B在高度方向上往復振動。
固定體10B具有基板12B、蓋體13B及線圈40B。可動體30B具有磁鐵25、主體部31B(軛32B、平衡塊34B)及接觸部81B，並且經由設置於固定體10B與可動體30B之間的板簧部50B相對於固定體10B設置成可自由擺動。
基板12B形成為深度方向長之矩形形狀，在表面側間隔一定距離設置有可動體30B，並且與覆蓋可動體30B之蓋體13B一同構成中空之殼體11B。本實施形態之基板12B之一端部122B從殼體11B突出到外部，從線圈40B引出之線圈線40a可以在一端部122B上連接到圖未示之電源供給部，以便電源供給部向線圈40B供電。再者，如同致動器100，基板12B連同後述之蓋體13B係由具有導電性之板材料形成，並且用作電磁屏蔽。
在基板12B之表面上，線圈40B被固定在一個端部側，其捲繞方向相對於基板12B之表面朝向垂直方向。
線圈40B與磁鐵25一起產生磁力以電磁驅動可動體30B。線圈40B隔著既定間隔設置於磁鐵25之外周側，以包圍可動體30B側之磁鐵25之下部。如同致動器100之線圈40，線圈40B具有與磁鐵25之外形相對應之形狀，在此形成為角筒狀。
蓋體13B連同基板12B具有與實施形態1之致動器100之蓋體13、基板12相同之功能。安裝蓋體13B以覆蓋基板12B，並且將可動體30B可自由移動地收納在與基板12B一起形成之殼體11B內。蓋體13B之頂板131B與基板12B相對設置且夾持可動體30B。在此，頂板131B被設置成與基板12B平行。
可動體30B與可動體30相比，主要是板簧部50B及板簧部50B之安裝結構、接觸部81B不同，並且代替線圈具有磁鐵。即，可動體30B具有磁鐵25與主體部31B。
在主體部31B中，具有一端部之軛32B與構成自由端側之平衡塊34B相鄰設置，亦可以彼此黏接，軛32B之一端部安裝有作為彈性體之板簧部50B。軛32B、平衡塊34B與磁鐵25一起以在前後方向上相鄰之狀態與可動體固定部55B接合。
軛32B連同磁鐵25在可動體30B之一個端部側與可動體固定部55B接合。軛32B形成為矩形框狀，其開口方向朝向與基板12B相對之方向設置。軛32B之上端開口邊緣部被固定在作為板簧部50B之另一端部之可動體固定部55B上，並且下端開口邊緣部朝向基板12B側設置。軛32B被固定在可動體固定部55B，以便隔著既定間隔包圍設置於內部之磁鐵25。軛32B與磁鐵25周圍之間的既定間隔是在上下方向上，也就是在移動方向上線圈40B 能夠插入的間隔。具體而言，當可動體30B作弧形運動時，線圈40B能夠插入軛32B與磁鐵25之間且不與它們接觸之間隔。如圖16所示，軛32B之下端部在水平方向上隔著既定間隔與線圈40上端部之外周相對。再者，軛32B形成為厚度(振動方向之長度)與平衡塊34B相同。
磁鐵25為可插拔地設置於線圈40B內的裝置，在可動體30B中，經由可動體固定部55B設置於軛32B的內側。
磁鐵25之磁化方向被設置成與線圈40B之捲繞軸平行或相同為佳。
如同平衡塊34，平衡塊34B係錘狀物，設置於由作為板狀彈性體之板簧部50B支撐之可動體30B上，從而增加可動體30B之振動輸出。在本實施形態中，平衡塊34B被安裝於軛32B，以便在與線圈40B之捲繞軸正交之方向上並且沿著與板簧部50B朝向固定體10B側延伸之方向相反之一側延伸。
再者，平衡塊34B由高比重材料形成，例如，比重高於SECC等材料之鎢等。因此，想要增加在設計等方面外形尺寸已被設定之可動體30B之質量的情況下，藉由比重在16~19左右之高比重材料形成平衡塊34B時，其比重部分之質量可以包含在可動體之質量中，其結果，可以增加可動體30B之振動輸出。
平衡塊34B被焊接於可動體固定部55B之前端部(另一端部)。
如同致動器100及致動器100A，平衡塊34B之前端部在搖擺方向(在此為相對於基板12B及頂板131B之接觸/分離方向)之端面(前端部之上下表面)上安裝有與基板12B及頂板131B相對之接觸部81B。
接觸部81B係阻尼器，當可動體30B擺動時，抵接基板12B與蓋體13B之頂板131B。由於接觸部81B之作用及效果與接觸部81、81A相同，所以將省略其描述。
板簧部50B由板狀彈性體形成，在本實施形態中，由板簧形成。
具體而言，板簧部50B係藉由彎曲長尺板狀之板來形成，具有被固定到固定體10B之固定體固定部51B、彈性變形之臂部53B、被固定到可動體30B之可動體固定部55B。
如圖15所示，在蓋體13B內，固定體固定部51B通過黏接或者焊接等被固定在基板12B表面之一個端部側。臂部53B具有從固定體固定部51B之致動器100B之基端側向上延伸立起來之上升板部531B與從上升板部531B向致動器100B之前端側彎曲而沿著基板12B延伸之彎曲板部533B。可動體固定部55B從彎曲板部533B之前端連續形成且與彎曲板部533B在同一平面上。
可動體固定部55B呈與軛32B之外形相對應之板狀。可動體固定部55B及彎曲板部533B中之至少一個面對固定體固定部51B。
可動體固定部55B藉由黏接或者焊接等被固定在軛32B之框狀之上端表面並與其面接觸，在軛32B之內側將磁鐵25固定在磁化方向之一端部(上端部)。
可動體30B藉由該板簧部50B以懸臂支撐狀態設置於殼體11B之內部，並且在基板12B與蓋體13B之頂板131B之間的中間位置上與它們幾乎平行。
即，在本實施形態之板簧部50B中，固定體固定部51B與彎曲板部533B及可動體固定部55B中的至少一個平行且相對設置。因此，將板簧部50B安裝於固定體10B時，就板簧部50B自身而言，無需確保在致動器100B之縱向上即前後方向上之設置空間，且不會使驅動性能將低，致動器100B本身可以更加小型化。
〈振動致動器100B之操作〉
振動致動器100B具有與振動致動器100相同的磁路，並且如同振動致動器100被電磁驅動。
當線圈40B從電源供給部供電而被勵磁時，可動體30B在高度方向(短邊方向)上，即在接觸和分離基板12B之方向上往復振動，因此，可動體30B之另一端部擺動。
例如，在振動致動器100B中，獲得圖16所示之磁力線流B2。在振動致動器100B中，線圈40B被設置成與來自磁鐵25之磁力線垂直，當線圈40B被供電時，電流流過線圈40B。藉由在此產生之洛倫茲力，基於弗萊明左手定則在線圈40A中產生之力的反作用力作為F方向之推力而作用於可動體30B之磁鐵25，可動體30B沿F方向被驅動。
由於可動體30B藉由板簧部50B被支撐在一端側，所以如圖17中虛線所示之可動體300C，可動體30B之平衡塊34B側之另一端部，即前端部，以一端側，即基端側為支點向F2方向擺動。因此，可動體30B之自由端側之前端部經由接觸部81B與蓋體13B之頂板131B衝擊(在圖17中，表示虛線所示之可動體300C經由接觸部81B與頂板131B衝擊之狀態，即接觸之狀態)。
另外，供給線圈40B之電流切換為反方向(反轉圖16中電流之流動方向)時，線圈40B在切換時返回到基準位置，藉由洛倫茲力，在線圈40B中產生之推力之反作用力作為推力-F作用於磁鐵25。因此，可動體30B沿與F2方向相反之-F2方向驅動。由於可動體30B藉由板簧部50B被支撐在一端側，所以可動體30B之另一端部，即平衡塊34B側擺動，向-F2方向移動，並經由接觸部81B衝擊基板12B(圖17中虛線所示之可動體300D之狀態)。
即，在振動致動器100B中，藉由從電源供給部向線圈40B輸入交流波，線圈40B被勵磁，從而對於可動體30B側之磁鐵25有效產生磁吸引力 及排斥力。因此，可動體30B側之磁鐵25以成為驅動基準位置之位置(在此為線圈40B之上表面位於磁鐵25之磁化方向之中間位置附近之位置)為基準，獲得F2方向與-F2方向之推力(參照圖16)。線圈40B沿著高度方向在F2方向、-F2方向上往復振動，也就是說，可動體30B相對於固定體10B在與基板12B正交之方向上以圓弧狀往復振動。該驅動原理如同實施形態1之致動器100，藉由上述等式(1)~(3)來實現，因此將省略其說明。
根據本實施形態，可以獲得與實施形態1之致動器100相同之效果。
特別是，在致動器100B中，將可動體30B固定在一個板簧部50B之一端上，並且固定板簧部50B之另一端，從而支撐可動體30B使其可擺動，也就是說，可振動。因此，與習知之對於可動體及固定體在多處進行固定之結構相比，該結構簡單，設計簡化，並且可以節省空間，從而可實現振動致動器100B本身之小型化。
另外，每當振動致動器100B之可動體30B擺動時，經由接觸部81B交替衝擊(接觸)基板12B與蓋體13B之頂板131B，使得振動致動器100B之殼體11B本身產生振動。
因此，振動致動器100B可以經由殼體11B讓用戶體驗到比實際對可動體30B之激振力帶來之振動更大之振動。因此，根據振動致動器100B，即便是以激振方向作為短邊方向之振動致動器，亦具有如下優點，可以在垂直方向上相對於所佩戴之產品之安裝方向激振，從而付與成為安裝對象之皮膚適當之振動。
另外，在振動致動器100B中，亦如同振動致動器100，磁鐵25、軛32B及線圈40B(作為電磁驅動部之磁路，用於產生可動體30B之驅動扭矩)被設置於可動體30B整體之基端側(接合板簧部50B之端部側)部分30aB(參照圖16)。另一方面，在可動體30B中，平衡塊34B設置於可動體30B之前 端側部分30bB。因此，與在可動體30B之前端側設置驅動可動體30B之電磁驅動部之結構相比，增加了付與可動體30B之旋轉矩(旋轉系統中之質量)，可以實現振動之高輸出化。
除此之外，在致動器100B中，板簧部50B形成為U字形。即，在板簧部50B中，相較於可動體固定部55B與固定體固定部51B之間的臂部53B，將固定體固定部51B設置於可動體固定部55B側，並固定在基板12B上。因此，與相較於臂部53B將固定體固定部51B設置於基端側之結構相比，能夠縮短基板12B、板簧部50B及可動體30B之振動發生系統之縱向長度。
進一步，在致動器100B中，將磁鐵25設置於可動體30B上，將線圈40B設置於固定體10B上，將電磁力或基於弗萊明左手定則之力的反作用力作為驅動源，使磁鐵25側可移動。因此，不需要以下這些，將線圈設置於可動體上使可動體移動時需要連接線圈與電源供給部。
(實施形態4)
圖18係示意性地表示本發明實施形態4之穿戴式終端200之主要部分之結構之圖。穿戴式終端200係用戶帶在身上使用的物品。在此，穿戴式終端200是作為所謂的穿戴式輸入設備來發揮作用，藉由振動向進行穿戴之用戶通知所連接之通信終端之來電通知。
圖18所示之穿戴式終端200具有通信裝置210、處理裝置220、作為驅動裝置之振動致動器230、以及殼體240。振動致動器230適用各實施形態1~3所示之振動致動器100、100A、100B中之任何一個。振動致動器230之底面接近或緊密接觸殼體240之內周面242設置。在穿戴式終端200上安裝各實施形態1~3所示之振動致動器100、100A、100B。
殼體240形成為環狀，在此，安裝在用戶之手指上。此時，使得振動致動器230之底面能夠與作為安裝部位之指腹部分重疊。因此，振動致動器230被安裝成與機械接受器密集之部位緊密接觸。
通信裝置210藉由無線通信連接至圖未示之行動電話、智慧型手機、便攜式遊戲機等無線通信終端，例如，接收來自無線通信終端之訊號並將其輸出至處理裝置220。在通信裝置210中，例如，來自無線通信終端之訊號是藉由例如藍牙(註冊商標)等通信方式接收之無線通信終端之來電信號等。在處理裝置220中，藉由轉換電路部(圖示省略)將輸入訊號轉換成振動致動器230之驅動訊號並輸出至驅動電路部225。驅動電路部225連接到振動致動器230(100、100A、100B)之電源供給部(線圈線40a之電力供給部41)，並且設有用於驅動振動致動器230之電路。藉由驅動電路部225向振動致動器230提供驅動訊號，以驅動振動致動器230。
因此，可動體30、30A、30B(參照圖1~圖17)振動使得穿戴式終端200產生振動。在穿戴式終端200之殼體240內，可動體30、30A、30B在與振動致動器230之底面(相當於基板12、12A、12B之底面)交叉之方向上，具體為與其正交之方向上往復振動。在振動致動器100、100A、100B中，每當可動體30、30A、30B振動時，接觸基板12、12A、12B(參照圖1~圖17)。因此，除了可動體30、30A、30B之振動之外，振動時對所接觸之基板12、12A、12B之衝擊作為振動經由底面更直接地傳遞到用戶之手指上。也就是說，相比振動致動器沿著指背振動之結構，可以給出垂直於所佩戴之手指等皮膚表面之振動，可以不改變外形形狀、不擴大振動裝置自身並以既定之大小來進一步增大用戶之體感振動。
此外，每當可動體30、30A、30B振動時，經由接觸部81、81A、81B與固定體10、10A、10B接觸。因此，可以產生大幅度之振動。另外， 由於可動體330、30A、30B往復擺動並與固定體10、10A、10B接觸，由此產生的振動量亦變得恆定，能夠供給振動輸出穩定之產品。
再者，亦可以將穿戴式終端200作為具有通信裝置210、處理裝置220、作為驅動裝置之振動致動器230之來電通知功能裝置。因此，來電功能裝置亦可以是藉由驅動振動致動器來通知用戶行動電話、智慧型手機、便攜式遊戲機等無線通信終端接到外部來電之構造。另外，除了將振動致動器230之振動作為來電訊號以外，亦可以將電子郵件等由外部設備傳送至資訊通信終端之訊號輸入對應之振動或者遊戲操作對應之振動作為體感振動來增加並賦予用戶。另外，可以在該穿戴式終端200上設置用於檢測穿戴式終端200之位置信息之加速度傳感器等位置檢測部，處理裝置220根據由位置檢測部檢測到之穿戴式終端200之位置信息使振動致動器230振動，與此同時處理裝置220經由通信裝置210將穿戴式終端200之位置信息發送到外部。因此，例如，將穿戴式終端200佩戴在用戶之手腕或手指上，僅僅藉由用戶移動手腕或手指以在空中描寫文字，根據該移動，即根據穿戴式終端200之位置，穿戴式終端200產生振動的同時可以向無線連接設備輸入基於檢測到之位置資訊所形成之文字和數字。此外，亦可以連接顯示器，在所連接之顯示裝置等顯示器上顯示來自外部之來電訊號，並且設置可以選擇顯示器所顯示的資訊之功能，經由處理裝置20對應選擇來驅動振動致動器230。
例如，如圖19所示，無論在便攜式終端300上安裝各實施形態1~3所示之振動致動器100、100A、100B中的哪一個致動器230，都可以達到同樣之效果。如同穿戴式終端200，便攜式終端300在殼體340內具有通信裝置210、處理裝置220、驅動電路部225、以及作為驅動裝置之振動致動器230。在便攜式終端300中，藉由讓振動致動器230振動，可以藉由驅動電路部225 使振動致動器230振動來通知用戶行動電話、智慧型手機、便攜式遊戲機等無線通信終端接到外部來電，除此之外，便攜式終端300之各功能之訊號由處理裝置220處理。
雖然在各實施形態1、2之振動致動器100、100A中，使用兩個磁鐵來構成(第1磁鐵21、21A及第2磁鐵22、22A)，但不限於此，亦可以僅使用以相同磁極相對設置之第1磁鐵21、21A及第2磁鐵22、22A中之一個來構成。
在各振動致動器100、100A、100B中，當殼體11、11A、11B不具有相當於頂板131、131A、131B之部位時，構成為如下，可動體30、30A、30B對於相當於基板12、12A、12B之部位在接觸和分離之方向上往復振動。
應該認為此次公開之實施形態在所有方面都是示例而非限制性的。本發明之範圍並不是由上述說明表示，而是由申請專利範圍來表示，旨在包含與申請專利範圍相同之含義以及範圍內之所有變更。以上，就本發明之實施形態進行了說明。再者，以上說明是對本發明較佳實施形態之例示，本發明之範圍並不限於此。也就是說，有關上述裝置之結構與各部件之形狀之描述僅僅是示例，顯而易見的是，在本發明之範圍內可以對這些示例進行各種修改及添加。
2017年1月13日申請之日本專利申請特願2017-004663中包含之說明書、圖示及摘要之公開內容全部引用至本申請中。
[產業上之利用可能性]
本發明之振動致動器可小型化，即便是小型化之扁平形狀，仍然具有組裝性及耐久性優異、適當振動之效果，作為來電通知功能裝置是有用的，藉由用戶之體感來告知能夠與資訊通信終端進行通信之穿戴式終端及行動電話等資訊通信終端之來電通知。
11:殼體
12:基板
13:蓋體
21:第一磁鐵(磁鐵)
22:第二磁鐵(磁鐵)
32:線圈支架
40:線圈
40a:線圈線
50:板簧部(彈性體)
100:振動致動器
131:頂板
B:磁力線流
F、-F:箭頭方向

Claims (8)

  1. 一種振動致動器，其包括：固定體，具有磁鐵；可動體，具有線圈支架、線圈及平衡塊，其中，藉由被供電之該線圈與該磁鐵之配合，該可動體相對於該固定體在振動方向上往復移動；以及彈性體，相對於該固定體可自由移動地支撐該可動體，該線圈設置於該線圈支架內側以保持該線圈的外周面，該彈性體被固定在該線圈支架的一側面上，該平衡塊被固定在該線圈支架之與該彈性體相對的另一側面上，該線圈及該磁鐵被設置於該固定體及該可動體上，該磁鐵在該振動方向上可插拔地設置於該線圈內，該彈性體的整個長度，被配置於與該振動方向交叉的方向上，且對於該線圈，該彈性體是被配置於在該平衡塊的反向側，該彈性體係板狀之彈性體，一端被固定在該固定體上，另一端被固定在該線圈支架上，並且以懸臂結構支撐該可動體，以便該可動體沿著該振動方向可以往復擺動，該平衡塊，一端為自由端，另一端固定在該線圈支架上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之振動致動器，其中，該固定體具有收納該可動體使其可以自由移動之殼體，該彈性體沿著該殼體之縱向被固定在該固定體與該可動體上，並且支撐該可動體使其可以在與該縱向交叉之方向上擺動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之振動致動器，其中，該殼體為長方體形狀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之振動致動器，其中，該彈性體形成為具有大致U字形之截面，使得該一端與該另一端彼此分開並且彼此相對。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之振動致動器，其中，該可動體具有在擺動時接觸該固定體並傳遞振動之接觸部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之振動致動器，其中，該接觸部係緩和接觸時之衝擊之緩衝材料。
  7. 一種穿戴式終端，安裝有如申請專利範圍第1項所述之振動致動器。
  8. 一種來電通知功能裝置，安裝有如申請專利範圍第1項所述之振動致動器。
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