振動產生裝置製造方法

2023-08-08 23:51:11 1

振動產生裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種振動產生裝置，其在輸入操作時迅速產生體感振動。該振動產生裝置至少包括：旋轉部（40）、砝碼（31）以及電磁鐵（22），所述旋轉部（40）能夠旋轉，所述砝碼（31）用於使該旋轉部（40）產生振動，所述電磁鐵（22）用於使砝碼移動至使旋轉部（40）產生振動的位置。電磁鐵（22）構成為利用對電磁鐵（22）發送輸入信號而產生的電磁力使砝碼（31）移動，從而解決了上述課題。旋轉部（40）、砝碼（31）以及電磁鐵（22）按照該順序在軸向以非一體的方式分離配置。在發送輸入信號之後，使砝碼（31）向旋轉部（40）移動的電磁力比對砝碼（31）向電磁鐵（22）施力的施力構件（34）的作用力大。
【專利說明】振動產生裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種振動產生裝置。本發明進一步涉及一種通過使砝碼移動從而打破旋轉部的重量平衡從而產生振動的振動產生裝置。
【背景技術】
[0002]平板電腦或者手寫板等平板設備，在其表面具有通過手指或者筆接觸從而產生各種功能的觸摸面板等輸入構件。並且，遊戲機或者導航系統也具有同樣的輸入構件。像這樣的平板或者導航系統等顯示裝置具有通過上述輸入構件而產生聲音或者振動的、傳達操作者進行了輸入這一情況的傳達構件。
[0003]在該傳達構件中，例如作為在手機來電時產生振動的振動產生裝置提出了多種振動產生裝置。在專利文獻I中，提出了在小型馬達的旋轉軸附加偏心錘的振動產生裝置。並且，在專利文獻2中，提出了通過使產生旋轉振動的砝碼以支柱為中心升降以及正反向旋轉從而對使用者施加強烈的體感振動的振動產生裝置。由於所述專利文獻I和專利文獻2中記載的振動產生裝置主要裝配於手機，因此通過來電時的信號而動作從而產生振動。
[0004]並且，在專利文獻3中，提出了這樣的技術:共用在情景模式設定時使來電時產生振動的振動馬達與數位相機的變焦距鏡頭的驅動馬達，從而減少部件個數。在該技術中，在未來電時，使以止轉的狀態能夠移動地安裝於馬達軸的偏心錘與變焦距鏡頭低速驅動機構離合連接，從而成為振動不明顯的轉矩傳遞模式。然而，該技術中，在來電時，成為這樣的振動模式:通過來電時的通電使偏心錘從其與變焦距鏡頭低速驅動機構之間的離合連接解除，藉助連續施加的通電使馬達高速旋轉，從而使偏心錘隨馬達的高速旋轉而產生預定的振動。
[0005]專利文獻1:日本特開2003-333773號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2000-50566號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2006-304498號公報
[0008]然而，專利文獻I和專利文獻2記載的技術中，由於在有來電之後使振動馬達旋轉從而進行驅動，因此存在在產生振動之前容易產生時間滯後的問題。並且，在專利文獻3記載的技術中，也是通過來電時的通電來解除砝碼的離合連接，並且通過其後施加的通電使馬達高速旋轉從而產生振動，因此存在在產生振動之前也容易產生時間滯後的問題。
[0009]在如平板電腦、手寫板、遊戲機、導航系統等顯示裝置中，與手機的來電不同，對其表面的輸入操作連續地進行。因此，如專利文獻I至3中那樣在輸入來電信號之後使馬達驅動的技術中，存在產生功能應答延遲或者產生體感應答延遲的問題。

【發明內容】

[0010]本發明是用於解決上述問題的發明，其目的是提供一種在輸入操作時迅速產生體感振動的振動產生裝置。
[0011]用於解決上述問題的本發明所涉及的振動產生裝置至少具有:能夠旋轉的旋轉部；用於使該旋轉部產生振動的砝碼；以及用於使砝碼移動至使旋轉部產生振動的位置的電磁鐵，其特徵在於，電磁鐵藉助對該電磁鐵發送輸入信號而產生的電磁力使破碼移動，從而在所述旋轉部產生偏心負荷。
[0012]根據本發明，由向電磁鐵發送輸入信號而產生的電磁力使破碼移動至使旋轉部產生振動的位置，因此能夠通過移動的砝碼的作用使旋轉部產生振動。因此，即使在旋轉部始終旋轉的情況下，也能夠在對電磁鐵發送輸入信號從而破碼移動的瞬間產生振動。若將本發明所涉及的振動產生裝置裝配於平板電腦、手寫板、遊戲機以及導航系統等顯示裝置，則通過在對顯示面進行輸入操作時發送輸入信號，旋轉中的旋轉部的振動在瞬間產生，因此能夠在輸入操作時迅速產生體感振動。
[0013]本發明所涉及的振動產生裝置大致可以分為第一實施方式和第二實施方式。
[0014]本發明的振動產生裝置的第一實施方式中的旋轉部、砝碼以及電磁鐵以該順序沿軸向非一體地分離配置。破碼被施力構件朝向電磁鐵施力，被發送了輸入信號的電磁鐵通過比施力構件的作用力更強的電磁力來使砝碼朝向旋轉部移動，從而使砝碼吸附於旋轉部。另外，「非一體」是指砝碼以及電磁鐵各自都不是一直跟隨旋轉部的旋轉或者停止的意思。
[0015]在本發明中，在發送輸入信號後使砝碼移動至旋轉部的電磁力，比對砝碼朝向電磁鐵施力的施力構件的作用力強，因此砝碼在發送輸入信號之前被朝向電磁鐵施力，在發送輸入信號之後離開電磁鐵而移動至旋轉部。移動至旋轉的旋轉部的砝碼打破旋轉部的重量平衡，從而偏心負荷產生作用而在瞬間產生振動。
[0016]在本發明的第一實施方式的振動產生裝置中，砝碼具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在電磁鐵、砝碼以及旋轉部產生磁路。該磁性部以在徑向夾著該非磁性部的方式構成。
[0017]根據本發明，由於構成砝碼的磁性部在徑向夾著非磁性部，因此夾著非磁性部的磁性部成為磁路的一部分並與電磁鐵和旋轉部一起形成磁路。因此，通過發送輸入信號，藉助該磁路的作用，砝碼克服作用力而吸附於旋轉部，從而打破旋轉部的重量平衡而在瞬間產生振動。
[0018]在本發明的第一實施方式的振動產生裝置中，砝碼具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在電磁鐵、砝碼以及旋轉部產生磁路。該磁性部以配置在比該非磁性部靠徑向內側的位置的方式構成。
[0019]在本發明中，由於砝碼具有非磁性部和配置在比該非磁性部靠徑向內側的位置的磁性部，因此能夠減少部件個數。隨著部件個數的減少，能夠減少組裝工時。因此，能夠降低產品自身的成本以及製造成本。另外，由於砝碼由非磁性部和配置在比該非磁性部靠徑向內側的位置的磁性部構成，因此能夠減少重量從而使砝碼移動的應答特性提高。
[0020]本發明的第二實施方式的振動產生裝置的電磁鐵和砝碼沿徑向配置，砝碼具有可動砝碼和固定砝碼，所述可動砝碼能夠沿徑向移動，所述固定砝碼相對於旋轉部的中心配置於可動破碼的相反側的位置。被發送了輸入信號的電磁鐵構成為產生電磁力，該電磁力克服伴隨砝碼的旋轉產生的離心力使砝碼朝向徑向內側移動。
[0021 ] 在本發明中，在被發送輸入信號之前，可動砝碼由於旋轉的旋轉部的離心力而移動到徑向外側，在發送輸入信號之後，可動砝碼由於電磁力而向徑向內側移動。通過可動砝碼向徑向內側移動，打破旋轉的旋轉部的重量平衡，作用有偏心負荷而在瞬間產生振動。
[0022]在本發明的第二實施方式的振動產生裝置中，可動砝碼具有磁性部以及非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在電磁鐵以及可動砝碼產生磁路，該磁性部以配置於可動砝碼的中央的方式構成。
[0023]在本發明中，由於構成可動砝碼的磁性部配置在中央，因此，該磁性部成為磁路的一部分並與電磁鐵一起形成磁路。因此，通過發送輸入信號，可動砝碼通過該磁路的作用而克服離心力朝向徑向內側移動，打破旋轉部的重量平衡而在瞬間產生振動。
[0024]在本發明的振動產生裝置中，能夠通過向電磁鐵發送輸入信號而產生的電磁力使砝碼移動，並通過移動的砝碼的作用使旋轉部產生振動。因此，即使在旋轉部始終旋轉的情況下，也能夠在向電磁鐵發送輸入信號而使砝碼移動的瞬間產生振動。如果把這樣的本發明所涉及的振動產生裝置裝配於平板電腦、手寫板、遊戲機以及導航系統等顯示裝置，通過在對顯示面進行輸入操作時發送輸入信號，旋轉中的旋轉部的振動在瞬間產生，因此能夠在輸入操作時迅速產生體感振動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發明的第一實施方式的第一樣態的振動產生裝置的內部結構的縱向剖視圖。
[0026]圖2是圖1所示的振動產生裝置的分解立體圖。
[0027]圖3是振動產生裝置的外觀立體圖。
[0028]圖4是砝碼所吸附的旋轉部的分解立體圖。
[0029]圖5是砝碼機構部的分解立體圖。
[0030]圖6是對砝碼施加電 磁力的電磁鐵的分解立體圖。
[0031]圖7是分別表示砝碼被朝向電磁鐵施力的形態(A)以及砝碼吸附於旋轉部的形態(B)的局部剖視圖。
[0032]圖8是表示本發明的第一實施方式的第二樣態的振動產生裝置的內部結構的縱向剖視圖。
[0033]圖9是圖8的振動產生裝置所具有的砝碼機構部的分解立體圖。
[0034]圖10是分別表示砝碼被朝向電磁鐵施力的形態(A)以及砝碼吸附於旋轉部的形態(B)的局部剖視圖。
[0035]圖11是表示本發明的第二實施方式的振動產生裝置的內部結構的縱向剖視圖。
[0036]圖12是圖11的振動產生裝置的分解立體圖。
[0037]圖13是分別表示可動砝碼被離心力朝向徑向外側施力的形態(A)、以及可動砝碼移動到了徑向內側的形態(B)的局部剖視圖。
[0038]圖14是表示通過模擬求加速度時的砝碼的配置的說明圖。
[0039]標號說明
[0040]1、1A、1B、1C…振動產生裝置
[0041]10…安裝板
[0042]20…磁路形成機構部
[0043]21、171 …殼體[0044]21a、171a …頂面
[0045]21b、171b …外壁面
[0046]21c…內壁面
[0047]22、120…電磁鐵
[0048]22a、50、121、150 …線圈
[0049]22b、122 …軛
[0050]23、36 …襯套
[0051]24、35、81、172、181 …軸承
[0052]25…隔板
[0053]30、30b…砝碼機構部
[0054]31、31b、130 …砝碼
[0055]32、32a、32b …磁性部
[0056]33…非磁性部
[0057]34…施力構件(雙叉彈簧)
[0058]34a…安裝部
[0059]34b…支承部
[0060]34c、42a …孔
[0061]131…可動砝碼
[0062]132…固定砝碼
[0063]40、140…旋轉部
[0064]42、142…轉子殼體
[0065]42b…周壁面
[0066]43、143 …磁鐵
[0067]45、145 …軸
[0068]51、151…線圈構成體
[0069]60、160 …基板
[0070]61、161...本體部
[0071]肋、I62…連接部
[0072]70、170…基底板(底面)
[0073]80、180 …機殼
[0074]123、124…磁路形成部
[0075]125、126...內周部
[0076]W…墊片
【具體實施方式】
[0077]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，本發明的技術範圍不只限定於以下的記載或者附圖。
[0078]基本結構
[0079]如圖1、圖8以及圖11所示，本發明的振動產生裝置I (1A，1B，1C)至少包括:能夠旋轉的旋轉部40、140 ;用於使旋轉部40、140產生振動的砝碼31、31b、130 ;以及用於使砝碼31、31b、130移動至使旋轉部40、140產生振動的位置的電磁鐵22、120。該振動產生裝置I構成為:電磁鐵22、120利用將輸入信號發送到該電磁鐵22、120而產生的電磁力Fl、F3使砝碼31、31b、130移動，從而在旋轉部40、140產生偏心負荷。
[0080]在振動產生裝置I中，由於對電磁鐵22、120發送輸入信號而產生的電磁力F1、F3使砝碼31、31b、130移動至使旋轉的旋轉部40、140產生振動的位置，因此通過移動後的砝碼31、31b、130的作用能夠使旋轉部40、140產生振動。因此，即使在旋轉部40—直旋轉的情況下，也能夠在對電磁鐵22、120發送輸入信號、砝碼31、31b、130移動的瞬間產生振動。
[0081]本發明的振動產生裝置I能夠大致分為:圖1至圖10中說明的第一實施方式的振動產生裝置1A、1B ;和圖11至圖14中說明的第二實施方式的振動產生裝置1C。並且，能夠例舉圖1至圖7中所示的第一樣態的振動產生裝置IA和圖8至圖10中所示的第二樣態的振動產生裝置IB作為第一實施方式的振動產生裝置1A、1B。
[0082]如圖1至圖10所示，第一實施方式的振動產生裝置1A、1B的旋轉部40、砝碼31、31b以及電磁鐵22以該順序在軸向以非一體方式分離配置，且振動產生裝置1A、1B具有將石去碼31、31b朝向電磁鐵22施力的施力構件34 (參照圖5以及圖9)。被發送了輸入信號的電磁鐵22通過比施力構件34的作用力F2強的電磁力F1，使砝碼31、31b朝向旋轉部40移動，使破碼31、31b吸附於旋轉部40。由此,在被發送輸入信號之前破碼31、31b被朝向電磁鐵22施力,在被發送輸入信號之後破碼31、31b離開電磁鐵22而朝向旋轉部40移動。移動至旋轉的旋轉部40的砝碼31、31b打破旋轉部40的重量平衡，並通過偏心負荷而在瞬間產生振動。另外，「非一體」是指砝碼31、31b以及電磁鐵22各自都不是一直跟隨旋轉部40的旋轉或者停止的意思。
[0083]如圖11至圖14所示，第二實施方式的振動產生裝置IC的電磁鐵120和砝碼130沿徑向配置。並且，電磁鐵120、砝碼130以及旋轉部140以電磁鐵120和砝碼130各自都不是一直跟隨旋轉部140的旋轉或者停止的方式沿軸向配置。砝碼130具有能夠沿徑向移動的可動砝碼131和固定在徑向的恆定位置的固定砝碼132。在發送輸入信號前，可動砝碼131通過離心力F4移動到徑向外側，並相對於中心與固定砝碼132對稱配置。電磁鐵120以在被發送輸入信號之後只使可動砝碼131朝向徑向內側移動的方式構成。由此，在發送輸入信號之前，可動砝碼131通過旋轉的旋轉部140的離心力F4朝向徑向外側移動，在發送輸入信號之後，可動破碼131通過電磁力F3朝向徑向內側移動。通過可動破碼131移動到徑向內側，打破旋轉的旋轉部140的重量平衡而在瞬間產生振動。
[0084]以下，按照順序說明各實施方式。另外，各實施方式中的「徑向」(用符號R表示)指的是振動產生裝置1A、1B、1C的半徑方向，「軸向」(用符號S表示)指的是振動產生裝置IAUBUC的高度方向。
[0085]第一實施方式
[0086]第一樣態
[0087]本發明的第一實施方式的第一樣態的振動產生裝置IA具有上述振動產生裝置I的基本結構。並且，如圖1至圖7所示，旋轉部40、砝碼31以及電磁鐵22以該順序在軸向以非一體的方式分離配置，振動產生裝置IA具有在發送輸入信號前對砝碼31朝向電磁鐵
22施力的施力構件34 (參照圖5)。施力構件34的作用力F2構成為比在發送輸入信號後使石去碼31朝向旋轉部40移動的電磁力Fl弱。由此,破碼31在發送輸入信號之前被朝向電磁鐵22施力,在發送輸入信號之後離開電磁鐵22朝向旋轉部40移動。移動至旋轉的旋轉部40的砝碼31打破旋轉部40的重量平衡而在瞬間產生振動。另外，「非一體」是指砝碼31以及電磁鐵22各自都不是一直跟隨旋轉部40的旋轉或者停止的意思。
[0088]對本發明的第一實施方式的振動產生裝置IA的各結構進一步進行詳細說明。
[0089]如圖1至圖3所示，第一實施方式的振動產生裝置IA的外形形成為圓筒狀，且具有構成底面的基底板70、覆蓋基底板70的殼體21以及配置在殼體21上的安裝板10。
[0090]基底板70為圓盤狀的平板。殼體21在徑向中央形成空間並由圓環狀的頂面21a、包圍振動產生裝置IA的周圍的外壁面21b、以及與頂面21a的內周緣連接的沿軸向延伸的內壁面21c形成。內壁面21c的軸向尺寸形成為外壁面21b的軸向尺寸的大約二分之一，且在內壁面21c的下端和基底板70之間形成有空間。安裝板10為用於將該振動產生裝置安裝於顯示裝置的部件，其形成為圓盤狀。
[0091]振動產生裝置IA的各結構配置於這些基底板70、殼體21以及安裝板10的內部。振動產生裝置IA的結構能夠大致分為:旋轉部40、線圈50、基板60、砝碼機構部30、以及磁路形成機構部20，所述線圈50和基板60發揮使該旋轉部40旋轉的驅動部的作用，所述砝碼機構部30具有吸附於旋轉部40或者離開旋轉部40的砝碼31，所述磁路形成機構部20形成用於使砝碼31吸附於旋轉部40或者離開旋轉部40的磁路M。
[0092]作為驅動部發揮作用的基板60安裝於基底板70的上表面。並且，作為驅動部發揮作用的線圈50安裝於基板60的上表面。
[0093]基板60具有配置在殼體21的內側的呈圓盤狀的本體部61和從殼體21的外壁面21b向徑向外側突出的連接部62。如圖2所示，線圈50通過將呈扇形形成的多個線圈構成體51排列成圓形而構成。各線圈構成體51通過將裸線沿扇形的輪廓卷繞而形成。
[0094]如圖1以及圖4所示，旋轉部40具有轉子殼體42和安裝於轉子殼體42的磁鐵43。旋轉部40固定於在振動產生裝置IA的中心沿軸向延伸的軸45，並構成為以軸45為中心與軸45 —體旋轉。
[0095]轉子殼體42形成為圓盤狀且在中心形成有孔42a。軸45穿過轉子殼體42的孔42a。轉子殼體42在該孔42a的位置固定於軸45的外周。並且，轉子殼體42的外周緣形成有朝向下側彎折而形成的周壁部42b。
[0096]磁鐵43呈圓環狀。該磁鐵43以外周緣嵌入於轉子殼體42的周壁部42b的內側的方式安裝於轉子殼體42的裡側。並且，在磁鐵43的中心形成的圓形的空間以比軸45的外徑大的方式形成，且在磁鐵43的內周緣與軸45的外周之間形成恆定的間隔。因此，磁鐵43在旋轉部40的徑向位於相對外側的位置。在旋轉部40的這樣的結構下，在旋轉部40伴隨軸45的旋轉而旋轉時,慣性力較大。
[0097]軸45的軸向一端側被安裝於基底板70的機殼80支承的同時,另一端側通過嵌入於殼體21的內壁面21c的內側的襯套23支承為能夠自由旋轉。安裝於軸45的旋轉部40以轉子殼體42以及磁鐵43與線圈50隔開恆定的間隙的方式水平地配置在線圈50的上側。基板60、線圈50、轉子殼體42以及磁鐵43配置於在基底板70與殼體21的內壁面21c的下端之間形成的空間中。
[0098]機殼80被插入至在基底板70的中心形成的孔中從而安裝於基底板70。固定於基底板70的機殼80的位於基底板70的內部的部分插入到在基板60形成的孔以及線圈50的中央。在機殼80中心具有沿軸向延伸的貫通孔，在貫通孔的內部安裝有金屬制的軸承81。該軸承81呈圓筒狀，且在中心形成有供軸45穿過的孔。軸45穿過軸承81的內部的孔，並將軸45的軸向一端側支承為能夠自由旋轉。
[0099]襯套23為在中心形成有孔的平坦的圓筒狀的部件。襯套23的外周面嵌入在殼體21的內壁面21c的內側，並覆蓋內壁面21c的內側區域。並且,金屬制的軸承24嵌入襯套23的中心。該軸承24為在中心形成有孔的圓筒狀的部件。軸承24的上部突出到比襯套23的上表面靠上側的位置且上部插入在安裝板10的中心形成的孔中(參照圖1)。軸45被插入在軸承24形成的孔中並被軸承24支承為相對於襯套23能夠自由旋轉。
[0100]如圖1所示，砝碼機構部30設置在比旋轉部40靠軸向上側的位置。如圖5所示，砝碼機構部30具有:吸附於旋轉部40或者離開旋轉40的砝碼31 ;和對砝碼31向離開旋轉部40的方向施力的施力構件34。
[0101]砝碼31的外形呈圓弧狀並具有由一個部件形成的非磁性部33和由兩個部件形成的磁性部32a、32b。磁性部32a配置在比非磁性部33靠徑向外側的位置，磁性部32b配置在比非磁性部33靠徑向內側的位置。
[0102]施力構件34為由薄彈簧鋼形成的雙叉彈簧。施力構件34具有呈圓環狀的安裝部34a、從安裝部34a分出兩股並朝向徑向外側延伸的支承部34b、34b。砝碼31的一個磁性部32a、非磁性部33、另一個磁性部32b從徑向外側順次配置於支承部34b、34b的末端。安裝於支承部34b、34b的磁性部32a、非磁性部33以及磁性部32b的與構成旋轉部40的轉子殼體42對置的面、和轉子殼體42的上表面平行。
[0103]安裝部34a為經金屬制的軸承35安裝於軸45的部分。在安裝部34a的中心具有孔34c，施力構件34與軸承35通過將軸承35嵌入安裝部34a的孔34c而形成為一體。安裝部34a安裝於軸承35的軸向下部(參照圖1)。並且，襯套36套在軸承35的外周。另外，雖然以雙叉彈簧為例說明了施力構件34，但是施力構件34隻要是能夠對砝碼施力，則不限定為雙叉彈簧，可以使用各種形狀的彈簧。
[0104]如圖1所示，這樣的砝碼機構部30在軸承24與軸承35之間夾有墊片W地安裝於軸45。並且，砝碼機構部30在軸承35與轉子殼體42之間也夾有墊片W地安裝於軸45。當砝碼機構部30的安裝部34a安裝於軸45，則安裝於支承部34b、34b的末端的砝碼31配置於殼體21的外壁面21b與內壁面21c之間。此時，設置於軸承35與轉子殼體42之間的墊片W使得在旋轉部40與砝碼31之間形成間隙。
[0105]如圖6所示，磁路形成機構部20具有殼體21、由線圈22a和軛22b形成的電磁鐵22、以及隔板25。線圈22a通過將裸線(銅線)卷繞為圓環狀而形成，軛22b以包圍線圈22a的周圍的方式配置。該電磁鐵22容納於由殼體21的外壁面21b、頂面21a、內壁面21c以及隔板25包圍的區域。隔板25為呈圓環狀且嵌入殼體21的外壁面21b與內壁面21c之間的部件。該隔板25防止電磁鐵22沿軸向移動。
[0106]該磁路形成機構部20使在殼體21的內壁面21c、頂面21a、外壁面21b、砝碼機構部30以及旋轉部40形成磁路M。
[0107]具備以上結構的振動產生裝置IA將旋轉部40、砝碼31以及電磁鐵22以該順序沿軸向非一體地分離配置。另外，「非一體」是指砝碼31以及電磁鐵22各自都不是一直跟隨旋轉部40的旋轉或者停止的意思。並且，安裝有該振動產生裝置IA的顯示裝置的電源接通時，旋轉部40受到線圈50所產生的磁場的影響而旋轉。該旋轉部40在顯示裝置的電源接通期間始終旋轉。
[0108]如圖7的(A)所示，在對電磁鐵22發送輸入信號之前，砝碼31被施力構件34朝向電磁鐵22側施力。因此，砝碼31與旋轉部40分離。並且，通過隔板25防止電磁鐵22與砝碼31接觸。
[0109]如圖7的(B)所示，當從該狀態對電磁鐵22發送輸入信號，則在外殼21的內壁面21c、頂面21a、外壁面21b、砝碼31以及旋轉部40的轉子殼體42形成磁路M。由於砝碼31構成為以磁性部32a、32b在徑向夾著非磁性部33，因此夾著非磁性部33的磁性部32a、32b成為磁路M —部分並且與電磁鐵22和旋轉部40 —起構成磁路M。
[0110]在外壁面21b、轉子殼體42、磁性部32a、32b以及內壁面21c形成的磁路M具體以以下的方式形成。
[0111]外壁面21b的內部的磁路M以在外壁面21b與磁性部32a靠近的部分呈直角彎折的方式從外壁面21b朝向磁性部32a。磁路M在外壁面21b與磁性部32a之間的位置，以橋接外壁面21b與磁性部32a的方式形成。磁性部32a的內部的磁路M以連接與外壁面21b對置的面、和磁性部32a與轉子殼體42接觸的面的方式形成，且在與轉子殼體42接觸的面與轉子殼體42連通。轉子殼體42的內部的磁路M從轉子殼體42的外側穿過比非磁性部33靠下側的位置形成至轉子殼體42與磁性部32b接觸的部分。磁路M在轉子殼體42與磁性部32b接觸的部分，以從轉子殼體42朝向磁性部32b彎折的方式形成。並且，磁路M在磁性部32b與內壁面21c對置的部分，以橋接磁性部32b和內壁面21c的方式形成。
[0112]在發送輸入信號後，使砝碼31移動至旋轉部40的電磁力Fl比施力構件34的作用力F2強，因此當形成磁路M，則砝碼31克服施力構件34的作用力F2而被朝向旋轉部40吸引。被朝向旋轉部40吸引的砝碼31瞬間吸附於構成旋轉部40的轉子殼體42的上表面。由於砝碼31瞬間吸附於轉子殼體42的上表面，因此即使在旋轉部40旋轉的情況下，砝碼31也與旋轉部40 —體地繞軸45旋轉。其結果是，砝碼31打破旋轉部40的重量平衡，偏心負荷力瞬間作用於旋轉部40，從而旋轉部40成為振動源。
[0113]若切斷對電磁鐵22發送的輸入信號，則形成的磁路M消失。當磁路M消失，則砝碼31與旋轉部40之間的吸附力也消失。因此，砝碼機構部30通過施力構件34的作用力F2離開旋轉部40的轉子殼體42。因此，偏心負荷不作用於旋轉部40，形成為即使旋轉部40旋轉也不產生振動的狀態。
[0114]接下來，對振動產生裝置產生的振動的模擬結果進行說明。
[0115]當模擬使用重量為73g的馬達、砝碼31的重量為18g、從軸45所配置的中心至砝碼31的重心的距離為1.94mm時，在轉速為6000rpm、7000rpm以及8000rpm的情況下，求得加速度的數值大小。產生的加速度的目標值為大於等於15G。
[0116]模擬的結果是:轉速為6000rpm時獲得的加速度為13.36G，轉速為7000rmp時獲得的加速度為18.56G，轉速為8000rmp時獲得的加速度為24.24G。
[0117]第二樣態
[0118]第一實施方式的第二樣態的振動產生裝置IB的基本結構與第一樣態的振動產生裝置IA大致相同。振動產生裝置IB與振動產生裝置IA的不同點在於，構成振動產生裝置IB的砝碼31b不具有外側的磁性部。因此，對第二樣態的振動產生裝置IB與第一樣態的振動產生裝置IA相同的結構標記相同的符號並只作簡要說明，只對第二樣態的振動產生裝置IB的結構與第一樣態的振動產生裝置IA的結構的不同點進行詳細說明。
[0119]如圖8及圖9所示，第二樣態的振動產生裝置IB的外形呈圓筒狀，且具有:構成底面的圓盤狀的基底板70、覆蓋基底板70的殼體21以及配置在殼體21上的圓盤狀的安裝板10。並且，振動產生裝置IB在基底板70、殼體21以及安裝板10的內部還具有:旋轉部40、線圈50、基板60、砝碼機構部30b以及磁路形成機構部20，所述線圈50以及基板60使該旋轉部40旋轉，所述砝碼機構部30b具有吸附於或者離開旋轉部40的砝碼31b，所述磁路形成機構部20具有形成磁路M的電磁鐵22。旋轉部40、砝碼31b以及電磁鐵22以該順序在軸向非一體地分離配置。另外，「非一體」的意思與振動產生裝置IA的情況相同，是指砝碼31b以及電磁鐵22各自都不是一直跟隨旋轉部40的旋轉或者停止的意思。
[0120]如圖8及圖9所示，砝碼機構部30b配置在比旋轉部40靠軸向上側的位置。該砝碼機構部30b具有砝碼31b和施力構件34，所述砝碼31b吸附於或者離開旋轉部40，所述施力構件34對破碼31b朝向遠離旋轉部40的方向施力。破碼31b的外形呈圓弧狀並只由非磁性部33和配置在比非磁性部33靠徑向內側的位置的磁性部32兩個部件構成。
[0121]施力構件34具有圓環狀的安裝部34a和從安裝部34a分出兩股並朝向徑向外側延伸的支承部34b、34b。砝碼31b的非磁性部33、磁性部32從徑向外側按順序安裝於支承部34b、34b的末端。安裝於支承部34b、34b的磁性部32以及非磁性部33的與構成旋轉部40的轉子殼體42對置的面和轉子殼體42的上表面平行。
[0122]施力構件34與軸承35通過將軸承35嵌入安裝板34a的孔34c而形成為一體。並且，襯套36套在軸承35的外周。另外，施力構件34若能夠對砝碼施力，則不限定為雙叉彈簧，可以使用各種形狀的彈簧。
[0123]第二樣態的振動產生裝置IB的砝碼31b只具有非磁性部33和配置在非磁性部33內側的一個磁性部32，能夠使用比第一樣態的振動產生裝置IA少的部件個數完成產品。因此，能夠降低產品自身的成本。並且，隨著部件個數的減少，組裝工時也減少。因此，製造成本也能夠減少。
[0124]如圖8及圖9所示，這樣的砝碼機構部30b在軸承24與軸承35之間，以及在軸承35與轉子殼體42之間夾著墊片W地安裝於軸45。
[0125]振動產生裝置IB的磁路形成機構部20與振動產生裝置IA的磁路形成機構部20同樣具有殼體21、由線圈22a和軛22b形成的電磁鐵22、以及隔板25 (參照圖6)。該磁路形成機構部20使在殼體21的內壁面21c、頂面21a、外壁面21b、砝碼機構部30b以及旋轉部40形成磁路M。
[0126]如圖10的(A)所示，具有上述結構的振動產生裝置IB在對電磁鐵22發送輸入信號之前，砝碼31b被施力構件34朝向電磁鐵22側施力。因此，砝碼31與旋轉部40分離。並且，通過隔板25防止電磁鐵22與砝碼31b接觸。這一點與振動產生裝置IA的作用相同。
[0127]如圖10 (B)所示，當從該狀態對電磁鐵22發送輸入信號，則在殼體21的內壁面21c、頂面21a、外壁面21b、砝碼31b以及旋轉部40的轉子殼體42形成磁路M。另外，由於砝碼31b的磁性部32配置在比非磁性部33靠徑向內側的位置，因此磁性部32成為磁路M的一部分，並與電磁鐵22和旋轉部40 —起形成磁路M。[0128]在外壁面21b、轉子殼體42、磁性部32以及內壁面21c形成的磁路M具體以以下方式形成。
[0129]外壁面21b的內部的磁路M在外壁面21b與轉子殼體42靠近的部分以呈直角彎折的方式從外壁面21b朝向磁性部32。磁路M在外壁面21b與轉子殼體42之間的位置，以橋接外壁面21b與轉子殼體42的方式形成。轉子殼體42的內部的磁路M從轉子殼體42的外側穿過比非磁性部33靠下側的位置形成至轉子殼體42與磁性部32接觸的部分。磁路M在轉子殼體42與磁性部32接觸的部分以從轉子殼體42朝向磁性部32彎折的方式形成。並且，磁路M在磁性部32與內壁面21c對置的部分以橋接磁性部32和內壁面21c的方式形成。
[0130]由於在發送輸入信號之後使破碼31b向旋轉部40移動的電磁力Fl比施力構件34的作用力F2強，因此當形成磁路M,則砝碼31b克服施力構件34的作用力F2而被朝向旋轉部40吸引。被朝向旋轉部40吸引的砝碼31b瞬間吸附於構成旋轉部40的轉子殼體42的上表面。由於砝碼31b瞬間吸附於轉子殼體42的上表面，因此即使在旋轉部40旋轉的狀態下，砝碼31b也與旋轉部40成為一體地繞軸45旋轉。因此，砝碼31b打破旋轉部40的重量平衡，使偏心負荷力瞬間作用於旋轉部40，旋轉部40成為振動源。
[0131]當切斷對電磁鐵22發送的輸入信號，則形成的磁路M消失。當磁路M消失，則砝碼31b與旋轉部40之間的吸附力也消失。因此，砝碼機構部30b由於施力構件34的作用力F2而與旋轉部40的轉子殼體42分離。因此，偏心負荷不作用於旋轉部40，形成為即使旋轉部40旋轉也不產生振動的狀態。
[0132]另外，即使在砝碼31b由非磁性部33和配置在比該非磁性部33靠徑向內側的位置的磁性部32構成的情況下，也能夠將砝碼31b完全沒問題地吸引到旋轉部40的轉子殼體42。當砝碼31b以這樣的方式構成時，由於砝碼31b被輕量化，因此能夠縮短從圖10的(A)的狀態使砝碼31b移動至旋轉部40而成為圖10的(B)的狀態所需要的時間。同樣地，能夠縮短使砝碼31b從圖10的(B)的狀態離開旋轉部40而成為圖10的(A)的狀態所需要的時間。如此一來，隨著砝碼31b的輕量化，提高了移動的應答特性。
[0133]如上述說明的砝碼31b的非磁性部33的徑向尺寸形成為使得在殼體21的外壁面21b與構成旋轉部40的轉子殼體42的周緣之間形成較大間隙。但是也可以使砝碼31b的非磁性部33的徑向尺寸形成為使得在殼體21的外壁面21b與構成旋轉部40的轉子殼體42的周緣之間形成微小間隙。例如，也可以將非磁性部33的徑向尺寸形成為使得非磁性部33的外周緣配置在與振動產生裝置IA所具有的砝碼31的磁性部32a的外周緣的位置相同或者大致相同的位置。在這樣形成了非磁性部33的徑向尺寸時，由於砝碼31b的重量增加，因此能夠獲得振動量增加這樣的效果。
[0134]第二實施方式
[0135]參照圖11至圖14對本發明的第二實施方式的振動產生裝置IC的各結構進行詳細說明。
[0136]如圖11至圖14所示，在第二實施方式中，電磁鐵120與砝碼130沿徑向配置。並且，電磁鐵120、砝碼130以及旋轉部140以電磁鐵120以及砝碼130各自一直跟隨旋轉部140的旋轉或者停止的方式沿軸向配置。砝碼130具有可動砝碼131和固定砝碼132，所述可動砝碼131在發送輸入信號之前能夠通過離心力F4移動到徑向外側，所述固定砝碼132與可動砝碼131對稱配置。電磁鐵120以在發送輸入信號之後只使可動砝碼131朝向徑向內側移動的方式構成。由此，在發送輸入信號之前，藉助旋轉的旋轉部140的離心力F4，可動砝碼131移動到徑向外側，在發送輸入信號之後，藉助電磁力F3，可動砝碼131朝向徑向內側移動。通過可動砝碼131朝向徑向內側移動，打破了旋轉的旋轉部140的重量平衡而在瞬間產生振動。
[0137]以下，詳細說明第二實施方式的振動產生裝置的各結構。
[0138]如圖11以及圖12所示，第二實施方式的振動產生裝置IC的外形呈圓筒狀，且具有構成底面的基底板170和覆蓋基底板170的殼體171。
[0139]基底板170為圓盤狀的平板。殼體171通過圓形的頂面171a和包圍振動產生裝置IC的周圍的外壁面171b形成。
[0140]振動產生裝置IC的各結構配置在這樣的基底板170以及殼體171的內部。振動產生裝置IC的結構可以分為:旋轉部140 ;作為使旋轉部140旋轉的驅動部發揮作用的線圈150以及基板160 ;伴隨旋轉部140的旋轉而施加偏心負荷的砝碼130 ;構成使砝碼130移動的磁路M的電磁鐵120。
[0141]作為驅動部發揮作用的基板160安裝於基底板170的上表面。並且，作為驅動部發揮作用的線圈150安裝於基板160的上表面。
[0142]基板160具有圓盤狀的本體部161和連接部162，所述圓盤狀的本體部161配置在殼體171的內側，所述連接部162從殼體171的外壁面171b朝向徑向外側突出。線圈150通過將呈扇狀的多個線圈構成體151呈圓形排列而構成。各線圈構成體151通過將裸線(銅線)沿扇狀的輪廓卷繞而形成。
[0143]旋轉部140具有轉子殼體142和安裝於轉子殼體142的磁鐵143。旋轉部140在振動產生裝置IC的中心固定於沿軸向延伸的軸145，並構成為以軸145為中心與軸145 —體旋轉。
[0144]轉子殼體142呈圓盤狀。軸145穿過轉子殼體142的中心，從而軸145和轉子殼體142構成為一體。
[0145]磁鐵143呈圓環狀形成。該磁鐵143安裝於轉子殼體142的裡側。在磁鐵143的中心形成的圓形的空間以比軸145的外徑大的方式形成，且在磁鐵143的內周緣與軸145的外周之間形成恆定的間隔。
[0146]軸145的軸向一端側被安裝於基底板170的機殼180支承，並且另一端側被安裝於殼體171的頂面171a的軸承172支承為能夠自由旋轉。
[0147]機殼180被插入至在基底板170的中心形成的孔中從而安裝於基底板170。固定於基底板170的機殼180的位於基底板170的內部的部分插入到在基板160形成的孔以及線圈150的中央。並且，機殼180在中心具有沿軸向延伸的貫通孔，在貫通孔的內部安裝有金屬制的軸承181。軸145穿過該軸承181的內部的孔，且該軸承181將軸145的軸向的一端側支承為能夠自由旋轉。
[0148]安裝於殼體171的頂面171a的軸承172為金屬製成並安裝於頂面171a的中心。該軸承172為在中心形成有孔的平坦的圓筒狀的部件。軸145穿過在軸承172形成的孔並被軸承172支承為相對於殼體171能夠自由旋轉。
[0149]電磁鐵120具有線圈121和軛122。線圈121通過將裸線(銅線)卷繞為圓環狀而形成。該線圈121在比旋轉部140靠上側的位置沿殼體171的外壁面171b的內側配置。軛122配置在比線圈121靠徑向內側的位置。該軛122的外形呈圓環狀，該軛122在外周部的位置保持線圈121。軛122在軸向上部和軸向下部形成朝向徑向內側突出的磁路形成部123、124。各磁路形成部123、124的內端分別形成有朝向彼此地彎折形成的內周部125、126。在各內周部125、126的末端彼此之間形成有空間。該電磁鐵120使得在軛122以及砝碼130形成磁路M。
[0150]砝碼130在形成於內周部125、126的末端彼此之間的空間的位置沿電磁鐵120的徑向配置。砝碼130以與軸145 —體旋轉的方式構成。砝碼130具有可動砝碼131和固定砝碼132，所述可動砝碼131能夠沿徑向移動，所述固定砝碼132配置在相對於軸145與可動砝碼131相反的一側的位置。
[0151]固定砝碼132與軸145在徑向隔著固定距離配置。如圖11及圖13所示，固定砝碼132所在的徑向位置與軛122的磁路形成部123、124相同。
[0152]可動砝碼131以能夠在軛122的磁路形成部123、124所在的位置與比磁路形成部123、124靠內側的位置之間沿徑向移動的方式構成。該可動砝碼131具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用於通過發送輸入信號而在電磁鐵120以及可動砝碼131形成磁路M，該磁性部以設置在可動砝碼131的中央的方式構成。由此，磁性部成為磁路M的一部分，並與電磁鐵120 —起形成磁路M。因此，通過發送輸入信號，藉助該磁路M的作用，可動砝碼131克服離心力F4而朝向徑向內側移動，從而打破旋轉部140的重量平衡，施加偏心負荷而在瞬間產生振動。
[0153]具有以上結構的振動產生裝置1C，當將安裝該振動產生裝置IC的顯示裝置通電時，旋轉部140受到線圈150產生的磁場的影響而旋轉。並且，伴隨旋轉部140的旋轉砝碼130也旋轉。旋轉部140以及砝碼130在顯示裝置通電期間一直旋轉。
[0154]如圖13的(A)所示，在對電磁鐵120發送輸入信號之前，可動砝碼131藉助離心力而位於軛122的磁路形成部123、124所配置的部位。在對電磁鐵120發送輸入信號之前，可動砝碼131與固定砝碼132相對於軸145對稱配置。因此，砝碼130保持平衡地旋轉。
[0155]從如圖13的(B)所示，當從該狀態對電磁鐵120發送輸入信號，則在軛122以及可動砝碼131形成磁路M。可動砝碼131的夾著非磁性部的磁性部成為磁路M的一部分並與電磁鐵120 —起構成磁路M。由於在發送輸入信號之後使可動破碼131朝向徑向內側移動的電磁力F3比作用於可動砝碼131的離心力F4強，因此當形成磁路M時，可動砝碼131克服離心力而在瞬間朝向徑向內側移動。因此，即使在旋轉部140旋轉的狀態下，砝碼130也會打破重量平衡，施加偏心負荷力而在瞬間產生振動。
[0156]當切斷向電磁鐵120發送的輸入信號，則形成的磁路M消失，當磁路M消失，則可動砝碼131由於離心力F4而移動到徑向外側。其結果是，可動砝碼131與固定砝碼132相對於軸145再次對稱配置。當可動砝碼131與固定砝碼132相對於軸145對稱配置，則成為不作用有偏心負荷的狀態，從而不產生振動。
[0157]接下來，對振動產生裝置所產生的振動的模擬結果進行說明。
[0158]如圖14所示，模擬求得了在可動砝碼131和固定砝碼132距離中心7.5mm的位置處，使可動砝碼131從保持平衡的位置朝向中心側移動5_時產生的加速度。當可動砝碼131以及固定砝碼132的重量為4.44g，從中心至各砝碼的重心的距離為10.94mm，轉速為628.3rad/s時，作用於砝碼的離心力為2.0kgf (19.6N (其中，Ikgf = 9.8N。))。產生的加速度的目標值為15G以上。
[0159]該模擬的結果是加速度為大於目標值15G的15.8G。
[0160]如上述說明，若將本發明的振動產生裝置1A、1B、1C裝配於平板電腦、手寫板、遊戲機、導航系統等顯示裝置的話，則通過發送在對顯示面進行輸入操作時發送的輸入信號，旋轉中的旋轉部40、140的振動在瞬間產生，因此能夠在輸入操作時迅速產生體感振動。另夕卜，在第一實施方式以及第二實施方式中，以始終旋轉的旋轉部40、140為例進行了說明，但是旋轉部40、140的旋轉也可以適當停止。
【權利要求】
1.一種振動產生裝置，所述振動產生裝置至少具有: 旋轉部，其能夠旋轉； 砝碼，其用於使該旋轉部產生振動；以及 電磁鐵，其用於使所述砝碼移動至使所述旋轉部產生振動的位置，其特徵在於， 所述電磁鐵藉助對所述電磁鐵發送輸入信號而產生的電磁力使所述破碼移動，從而在所述旋轉部產生偏心負荷。
2.根據權利要求1所述的振動產生裝置， 所述旋轉部、所述砝碼以及所述電磁鐵按該順序在軸向以非一體的方式分離配置， 所述砝碼被施力構件朝向所述電磁鐵施力， 被發送了輸入信號的所述電磁鐵通過比所述施力構件的作用力更強的電磁力來使所述砝碼朝向所述旋轉部移動，使所述砝碼吸附於所述旋轉部。
3.根據權利要求2所述的振動產生裝置， 所述砝碼具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在所述電磁鐵、所述砝碼以及所述旋轉部產生磁路， 所述磁性部以在徑向夾著所述非磁性部的方式構成。
4.根據權利要求2所述的振動產生裝置， 所述砝碼具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在所述電磁鐵、所述砝碼以及所述旋轉部產生磁路， 所述磁性部配置在比所述非磁性部靠徑向內側的位置。
5.根據權利要求1所述的振動產生裝置， 所述電磁鐵和所述砝碼沿徑向配置， 所述砝碼包括可動砝碼和固定砝碼，其中所述可動砝碼能夠沿徑向移動，所述固定砝碼相對於所述旋轉部的中心配置於所述可動砝碼的相反側的位置， 被發送了輸入信號的所述電磁鐵產生電磁力，該電磁力克服伴隨所述破碼的旋轉而產生的離心力使所述可動砝碼朝向徑向內側移動。
6.根據權利要求5所述的振動產生裝置， 所述可動砝碼具有磁性部和非磁性部，所述磁性部用於通過輸入信號的發送而在所述電磁鐵以及所述可動砝碼產生磁路，所述可動砝碼以所述磁性部配置在所述可動砝碼的中央的方式構成。
【文檔編號】H02K7/065GK103457405SQ201310187288
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月20日 優先權日:2012年5月31日
【發明者】青井孝幸 申請人:日本電產精密株式會社