專利名稱：振動發(fā)生裝置及使用該振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以裝載于手機(jī)、游戲機(jī)、及游戲機(jī)的控制器等小型電子設(shè)備的振動發(fā)生裝置及裝載有該振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備，尤其涉及適于小型化、能夠以較小的能量高效率地發(fā)生振動的振動發(fā)生裝置及裝載有該振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖11是表示以往的振動發(fā)生裝置的截面圖。該振動發(fā)生裝置在箱盒1內(nèi)設(shè)置有支撐臺2，在該支撐臺2的上面固定著由板簧所構(gòu)成的振動部件3的一端。振動部件3的固定于支撐臺2的上面的部分是支撐部位3a，支撐部位3a以外的部分是可以沿圖示上下方向擺動的振動部件3b。在振動部件3b的頭端部，設(shè)置有由鐵或鎢所構(gòu)成的錘4與由硬磁性材料所構(gòu)成的磁鐵5的疊層體6。
在磁鐵5的下方以固定于箱盒1的狀態(tài)設(shè)置有在與磁鐵5的磁力線相交叉的方向上盤卷的線圈7。
線圈7中流過電流時，如圖12所示，由電磁力而使磁鐵5向圖示下方或上方移動，停止電流的供給時，由彈力使振動部件3的振動部件3b回到原來的位置。
通過使流過線圈7的電流為矩形波或正弦波等具有一定周期的交流信號8，能夠使振動部件3與疊層體6以一定的周期振動。
這里，使振動部件3及疊層體6的固有振動與交流信號8的周期相吻合，則能夠進(jìn)行高效率的振動。但是，為了使交流信號8的周期與振動部件3及疊層體6的固有振動的周期相吻合，控制交流信號8時，存在有控制電路復(fù)雜，消耗電力大的問題。
專利文獻(xiàn)1的圖1所示的激勵器，具有位置檢測線圈23與驅(qū)動線圈22同芯盤卷而成的線圈21所構(gòu)成的定子，以及在與該定子對面的位置設(shè)置有永久磁鐵31的動子10，動子10安裝于板簧11的頭端部。驅(qū)動線圈22中流過電流時，動子10向箭頭方向移動，位置檢測線圈23中所發(fā)生的電動勢減少。由圖4所示的比較器44將位置檢測線圈23中所發(fā)生的電動勢的電壓與驅(qū)動線圈22中的電壓進(jìn)行比較，所述電動勢到某一值以下時向驅(qū)動線圈22供給電流。這樣，由板簧11的回復(fù)力能夠使動子10回到原來的位置。
根據(jù)這樣的專利文獻(xiàn)1所述的激勵器，板簧11與動子10容易以共振頻率振動。
專利文獻(xiàn)1特開平3-156269號公報(第四頁，圖1、圖4)。
專利文獻(xiàn)1所述的激勵器，通過在動子10上檢測出與驅(qū)動線圈22一起安裝的位置檢測線圈23中所發(fā)生的電動勢的降低，而控制向驅(qū)動線圈22供給的電流。
這樣的控制方法，是由位置檢測線圈23與永久磁鐵31的位置關(guān)系，以及從永久磁鐵31所發(fā)出的磁場的磁通密度，來左右向驅(qū)動線圈22供給電流的時刻的方法，有向驅(qū)動線圈22供給電流的時刻對于每一個制品容易產(chǎn)生偏差的問題。所以，板簧11與動子10的振動容易偏離共振頻率。
而且，由于在驅(qū)動線圈22以外也需要位置檢測線圈23，所以難以實現(xiàn)裝置的小型化。
還有，由于在彈性支撐部件的先端設(shè)置有具有線圈或磁鐵的可動部的懸臂式振動發(fā)生裝置，彈性支撐部件3是由板簧所構(gòu)成，所以在對可動部6施加上下方向的力時，彈性支撐部件3會產(chǎn)生如圖10所示的彎曲。這樣，彈性支撐部件3的變形量，會在頭端部3c處最大，向著接近固定端3a處而逐漸變小，例如，在彈性支撐部件3與可動部6的結(jié)合部9的變形量x1，比彈性支撐部件3的在結(jié)合部9與固定部3a之間區(qū)域10的變形量x2要大。
所以，振動時彈性支撐部件3的變形量在頭端部3c處最大，可動部6的重心C的變形量比頭端部3c小。這樣由于振動時可動部6傾斜變動，所以可動部6的上下方向的振動空間必須擴(kuò)大，對小型化構(gòu)成妨礙。
而且，為了盡量擴(kuò)大可動部6的變形量，彈性支撐部件3的從固定端3a到頭端部3c的長度距離必須增大，這也妨礙振動發(fā)生裝置的小型化。
而且，在振動開始前，可動部6的重心C與線圈7的盤卷中心7a在垂直方向上重合(圖9)。但是，振動開始后，可動部6的重心C與線圈7的盤卷中心7a在垂直方向上不再重合(圖10)。所以，可動部6的重心C，和由磁鐵5所發(fā)生的磁場與流過線圈7的電流的相互作用而發(fā)生的電磁力的中心也變動，能量的損失增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往的問題而提出的，其目的在于提供一種能夠容易、正確地控制振動部件的往復(fù)運動的振動頻率，且能夠容易小型化的振動發(fā)生裝置及使用該振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備。
本發(fā)明是一種振動發(fā)生裝置，具有基部為固定部、頂部為結(jié)合部的彈性支撐部件，和結(jié)合于所述彈性支撐部件的所述結(jié)合部的規(guī)定質(zhì)量的可動部；所述彈性支撐部件固定所述固定部而被懸臂支撐，并且在所述固定部的端部即固定端與所述結(jié)合部的端部即結(jié)合端之間可以撓曲變形，設(shè)置有給予所述可動部以振動驅(qū)動力的驅(qū)動裝置，其特征在于所述可動部的重心與所述振動驅(qū)動力對于所述可動部的作用中心，雙方都位于所述彈性支撐部件的所述固定端與所述結(jié)合端之間。
在本發(fā)明中，所述彈性支撐部件振動時，由于以所述結(jié)合端為支點的所述可動部的旋轉(zhuǎn)力矩與以所述固定端為支點的所述彈性支撐部件的撓曲的力矩相互抵消，所以能夠減輕所述彈性支撐部件的彎曲，維持所述彈性支撐部件為接近平面的狀態(tài)下振動。其結(jié)果是，由于接近所述固定端處的所述可動部的振動變形量增大，所以能夠減小所述彈性支撐部件的從固定端到頭端部的長度尺寸，使振動發(fā)生裝置易于小型化。
而且，由于能夠增大振動時的所述可動部的重心的振動變形量，所以振動發(fā)生裝置的所述可動部的振動方向的尺寸也易于小型化。
還有，希望作用于所述可動部的重力與所述振動驅(qū)動力的合力所作用的作用點，與所述結(jié)合端及所述固定端的中心點，位于在振動方向上延長的同一直線上。
由此，能夠使所述可動部直進(jìn)運動，可以增大所述可動部的重心的振動變形量。
特別是，希望所述可動部的重心，與所述結(jié)合端及所述固定端的中心點，位于在振動方向上延長的同一直線上。
而且，在本發(fā)明中，希望所述可動部的重心，與給予所述可動部的所述振動驅(qū)動力的作用中心，均位于在振動方向上延長的同一直線上，這樣就能夠高效率地振動所述可動部。
還有，在本發(fā)明中，希望所述彈性支撐部件在所述結(jié)合端的部分折彎，在所述可動部上沒有所述振動驅(qū)動力作用時，所述彈性支撐部件的所述固定部與結(jié)合部相互平行。
特別是，希望所述彈性支撐部件的所述結(jié)合部固定于所述可動部的表面，所述結(jié)合部與所述表面平行。
而且，本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，設(shè)置有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置，在從外部輸入信號時，所述振動發(fā)生裝置振動，從而使框體振動。
本發(fā)明是一種振動發(fā)生裝置，具有基部被固定而以懸臂狀態(tài)被支撐的彈性支撐部件，和結(jié)合于所述彈性支撐部件的規(guī)定質(zhì)量的可動部；并設(shè)置有磁驅(qū)動裝置，該磁驅(qū)動裝置具有在所述可動部與固定側(cè)中的一方設(shè)置的磁鐵、及在另一方設(shè)置的線圈，其特征在于設(shè)置有與所述可動部的往復(fù)運動同步而切換連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)的開關(guān)，并設(shè)置有在該開關(guān)從非連接狀態(tài)向連接狀態(tài)切換、或從連接狀態(tài)向非連接狀態(tài)切換時，向所述磁驅(qū)動裝置的所述線圈進(jìn)行規(guī)定時間通電的電流供給電路。
在本發(fā)明中，利用所述開關(guān)，按照與所述可動部的往復(fù)運動同步的方式，以一定的時間驅(qū)動所述磁驅(qū)動裝置。就是說，在本發(fā)明中，不是周期性地驅(qū)動所述磁驅(qū)動裝置，所述可動部與該驅(qū)動周期相吻合而往復(fù)運動，而是與以共振頻率往復(fù)運動的所述可動部的周期相吻合，控制所述磁驅(qū)動裝置。
所以，本發(fā)明的振動發(fā)生部件能夠容易地使所述振動部件以共振頻率振動，能夠以少的能量高效率地發(fā)生振動。
而且，通過使用所述開關(guān)，裝置的小型化也容易。
而且，希望所述開關(guān)是由所述可動部的往復(fù)移動力而切換非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)的開關(guān)。
所述可動部通過一定的位置，再次回到該位置為止的時間(振動的周期T)為一定。所以，由所述可動部的往復(fù)移動力切換開關(guān)的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)，就能夠與所述可動部的周期相吻合，正確地控制所述磁驅(qū)動裝置。
例如，在所述可動部為非振動的中立位置時，所述開關(guān)維持非連接狀態(tài)或連接狀態(tài)，在所述可動部從中立位置向任意方向移動時，所述開關(guān)進(jìn)行切換。
所述電源供給電路，例如是具有蓄電裝置，以及有源元件的電路，其中有源元件在所述開關(guān)從非連接狀態(tài)向連接狀態(tài)切換，或從連接狀態(tài)向非連接狀態(tài)切換時，由所述蓄電裝置的放電電流而切換向線圈的通電。
而且，希望設(shè)置有在所述可動部為非振動的中立位置時，通過給予起動電流使所述蓄電裝置放電，向線圈通電的另一有源元件。
而且，本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于在框體內(nèi)設(shè)置有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置，在從外部輸入信號時，所述振動發(fā)生裝置振動，從而使框體振動。
本發(fā)明的電子設(shè)備容易實現(xiàn)低耗電化、小型化。
在本發(fā)明中，通過與所述可動部的往復(fù)運動同步切換連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)的開關(guān)，能夠驅(qū)動所述磁驅(qū)動裝置，與所述可動部的往復(fù)運動同步。就是說，與以共振頻率往復(fù)運動的所述可動部的周期吻合，控制所述磁驅(qū)動裝置。
所以，本發(fā)明的振動發(fā)生部件能夠容易地使所述振動部件以共振頻率振動，能夠以小的能量高效率地發(fā)生振動。而且，通過使用所述開關(guān)，容易實現(xiàn)裝置的小型化。
而且，框體內(nèi)具有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的本發(fā)明的電子設(shè)備，容易實現(xiàn)低耗電化、小型化。


圖1是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第一實施方式的截面圖。
圖2是從圖示Y方向所看到的圖1所示的振動發(fā)生裝置的截面圖。
圖3是表示圖1所示的振動發(fā)生裝置的振動部件及可動部上升，開關(guān)成為非連接狀態(tài)的截面圖。
圖4是表示脈沖發(fā)生電路的一例的電路圖。
圖5是圖4所示的脈沖發(fā)生電路的時刻圖。
圖6是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第二實施方式的截面圖。
圖7是從圖示Y方向所看到的圖6所示的振動發(fā)生裝置的截面圖。
圖8是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第三實施方式的截面圖。
圖9是表示圖8所示的振動發(fā)生裝置的振動部件及可動部下降，開關(guān)成為非連接狀態(tài)的截面圖。
圖10是表示裝載有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的手機(jī)終端的外觀的立體圖。
圖11是表示以往的振動發(fā)生裝置的截面圖。
圖12是表示圖11所示的振動發(fā)生裝置的振動部件及可動部上升狀態(tài)的截面圖。
圖中11、31-框體，12-振動部件，13、33-可動部，14-結(jié)合部，15、35-線圈，16、36-磁鐵，17、37-軛鐵，19-開關(guān)，23-脈沖發(fā)生電路，24-輸入部，C-重心。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第一實施方式的截面圖。圖2是從圖示Y方向所看到的圖1所示的振動發(fā)生裝置的截面圖。
框體11的頂板11a上安裝有板簧(彈性部件)所形成的彈性支撐部件12。彈性支撐部件12的一方端部是固定部12a，彈性支撐部件12的固定部12a固定于所述頂板11a上而被懸臂支撐。該固定部12a的端部是固定端12c。彈性支撐部件12的頂部為結(jié)合部14。彈性支撐部件12在結(jié)合端14a的部分將上述結(jié)合部14折曲，該結(jié)合部14粘結(jié)固定于可動部13的表面13b。
所以，彈性支撐部件12的所述固定端12c成為懸臂側(cè)的端部，固定端12c與結(jié)合端14a之間的部分是撓曲變形部12d。
可動部13夾持所述結(jié)合端14a，向固定部12a一側(cè)及與固定部12a相反一側(cè)的雙向延伸，質(zhì)量也夾持結(jié)合端14a，分布于圖1的左右雙方。但是，可動部13的質(zhì)量分布，從結(jié)合端14a向圖示左側(cè)的部分比圖示右側(cè)的部分多，可動部13的重心C位于固定端12c與結(jié)合端14a之間的區(qū)域M。
還有，如圖1所示，在振動驅(qū)動力不作用于可動部13的平衡狀態(tài)時，彈性支撐部件12的固定部12a與結(jié)合部14相互平行，結(jié)合部14與可動部13的表面13b平行。
在可動部13的下面，固定有重物18與線圈15。重物18由鐵或鎢所構(gòu)成。線圈15是由漆包線等包覆導(dǎo)線纏繞成圓筒狀而形成，在本實施例中，以從可動部13的重心C的垂直線(圖1中點劃線所示)作為纏繞中心。
在框體11中，沿框體11的側(cè)壁11b、11b設(shè)置有由硬磁性材料構(gòu)成的磁鐵16、16?？蝮w11的側(cè)壁11b、11b及底部11c由磁性材料構(gòu)成。磁鐵16按照與框體11的側(cè)壁11b相接的端面16a和與線圈15對向的端面16b構(gòu)成相反的磁極的方式進(jìn)行磁化。磁鐵16與線圈15構(gòu)成給予可動部13以振動驅(qū)動力的驅(qū)動裝置。
而且，在框體11的底部11c上，設(shè)置有與磁鐵16、16相對面的軛鐵部件17。軛鐵部件17也由磁性材料構(gòu)成。
如圖2所示，在本實施方式中，端面16b是N極，端面16a是S極。在這種情況下，磁鐵16所發(fā)生的磁通，形成從磁鐵16向軛鐵部件17，經(jīng)過軛鐵部件17、框體11的底部11c、側(cè)壁11b，而到達(dá)磁鐵16的S極的磁路。
圖1及圖2是表示未對線圈15通電的狀態(tài)。此時，線圈15位于軛鐵部件17與磁鐵16之間，磁鐵16所發(fā)生的所述磁通，垂直地橫穿線圈15到達(dá)軛鐵部件17。
在圖1及圖2所示的狀態(tài)下，給予線圈15以圖2所示方向的電流時，由磁通與電流而在Z方向發(fā)生電磁力F，對可動部13給予向Z方向驅(qū)動的力。
在可動部13的側(cè)方，設(shè)置著具有第一接點19a與第二接點19b的機(jī)械式開關(guān)19。第一接點19a固定在臺座20上，通過配線21與線圈15的一側(cè)端部相連接。第二接點19b通過配線22連接于脈沖發(fā)生電路(電流供給電路)23。脈沖發(fā)生電路23與線圈15的另一側(cè)端部相連接。
在圖1所示的狀態(tài)下，第一接點19a與第二接點19b接觸，開關(guān)19為接通狀態(tài)。
在脈沖發(fā)生電路23中，連接有向振動發(fā)生裝置輸入指示振動開始信號的輸入部24。在開關(guān)19為接通狀態(tài)時，從輸入部24輸入信號，則與脈沖發(fā)生電路23發(fā)生的脈沖電壓同步，而在線圈15中流過電流。此時，給予線圈15以圖2所示方向的電流時，由磁通與電流而在Z方向發(fā)生電磁力F，可動部13向Z方向移動。
在圖1所示的振動發(fā)生裝置中，可動部13上形成缺口部13a，開關(guān)19的第二接點19b的頂部19b1插入缺口部13a內(nèi)?？蓜硬?3向圖示Z方向移動時，第二接點19b向圖示Z方向推壓，維持開關(guān)19的連接狀態(tài)。
與脈沖發(fā)生電路23發(fā)生的脈沖電壓的電壓變化同步，線圈15中不流過電流時，電磁力F不起作用。電磁力F不起作用時，可動部13由彈性支撐部件12的彈力推動而振動，可動部13向與圖示Z方向相反的方向移動，開關(guān)19的第一接點19a與第二接點19b成為圖3所示的非連接狀態(tài)。開關(guān)19為非連接狀態(tài)時，脈沖發(fā)生電路23中發(fā)生脈沖電壓。線圈15中與該脈沖電壓同步流過電流，在Z方向發(fā)生電磁力F(參照圖2)，可動部13再次向Z方向移動。與脈沖發(fā)生電路23中發(fā)生的脈沖電壓的電壓變化同步，線圈15中不流過電流時，電磁力F不起作用，可動部13向與圖示Z方向相反的方向移動，開關(guān)19成為非連接狀態(tài)。
通過重復(fù)這些一連串的動作，從振動發(fā)生裝置發(fā)生一定周期的振動。
這樣，開關(guān)19由可動部13的往復(fù)移動力而切換非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)。在本實施方式中，在可動部為非振動的中立位置時，所述開關(guān)維持連接狀態(tài)，在所述可動部從中立位置向圖示上方移動時，所述開關(guān)進(jìn)行切換。所以，開關(guān)19的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)的切換與可動部13的往復(fù)移動同步。而且，在本實施方式中，開關(guān)19直接檢測出可動部13的位置，切換連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)。
可動部13通過一定的位置，再次回到該位置的時間(振動的周期T)是由彈性支撐部件12的彈簧常數(shù)與可動部13及彈性支撐部件的質(zhì)量所決定的定值。還有，可動部13的振動頻率(振動周期T的倒數(shù))是共振頻率。
所以，由可動部13的往復(fù)移動力而切換開關(guān)19的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)，就能夠與可動部13周期T相吻合，正確地控制驅(qū)動裝置。
就是說，在本實施方式中，不是周期性地驅(qū)動線圈15，可動部13與該驅(qū)動周期相吻合而往復(fù)運動，而是與以共振頻率往復(fù)運動的可動部13的周期相吻合，向線圈15供給電流。
所以，本實施方式的振動發(fā)生裝置容易以共振頻率振動彈性支撐部件12及可動部13，能夠以少的能量高效率地發(fā)生振動。而且，通過使用接觸/非接觸切換型的機(jī)械式開關(guān)，能夠使開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡化，裝置的小型化也容易。
圖4表示了脈沖發(fā)生電路(電流供給電路)23的一例。該脈沖發(fā)生電路23具有連接于線圈15的有源元件即晶體管Tr2及晶體管Tr1，以及在開關(guān)19從連接狀態(tài)切換到非連接狀態(tài)時向晶體管Tr1的基極供給驅(qū)動信號(放電電流)的蓄電裝置30。
而且，在蓄電裝置30及晶體管Tr2的下游連接有晶體管Tr3。該晶體管Tr3是為了在可動部13為不振動的中立位置時，通過給予起動電流而使蓄電裝置30放電的另一有源元件。在本實施方式中，從輸入部24向晶體管Tr3的基極供給起動電流時，蓄電裝置30放電。
圖4所示的電路圖的A點、B點、C點、及D點中的電壓時間圖示于圖5。
在可動部13為不振動的中立位置，從輸入部供給起動電流之前的狀態(tài)下，晶體管Tr3的基極電壓A為“低”，晶體管Tr3為OFF狀態(tài)。在該狀態(tài)下，在開關(guān)19為接通狀態(tài)時，蓄電裝置30的C1為充電狀態(tài)。
在從輸入部24供給起動電流、晶體管Tr3的基極電壓A成為“高”、晶體管Tr3為ON狀態(tài)時，D點的電位下降，電容器C1中存儲的電荷放電，流過放電電流。來自電容器C1的放電電流流過R1及電阻R2，由電阻2的電壓下降使C點的電位上升。C點的電位達(dá)到晶體管Tr1的臨界電位以上時，晶體管Tr1與晶體管Tr2成為ON狀態(tài)，線圈15中流過電流，圖1所示的可動部13從平衡點向下方移動。
在電容器C1中存儲的電荷放電后，電容器C1通過二極管D而充電，電阻R1及電阻R2中沒有電流流過，C點的電位下降。C點的電壓根據(jù)由電容器C1的電容與電阻R2的電阻值所規(guī)定的時間常數(shù)而減少。
在C點的電位減少到晶體管Tr1的臨界電位以下時，晶體管Tr1與晶體管Tr2成為OFF狀態(tài)，線圈15中不流過電流，可動部13由彈性力而向上方向移動。
可動部13向上方向移動時，開關(guān)19為OFF，B點及D點的電位下降，電容器C1中存儲的電荷放電，流過放電電流。該放電電流流過電阻R1及電阻R2，C點的電位上升，晶體管Tr1與晶體管Tr2成為ON狀態(tài)，線圈15中流過電流。線圈15中流過電流時，可動部13向下方向移動，開關(guān)19成為ON。開關(guān)19為ON時，電容器C1通過二極管D而充電。
電容器C1中存儲的電荷放電終了，或電容器C1充電時，電阻R1及R2中電流消失，C電的電位下降，晶體管Tr1與晶體管Tr2成為OFF狀態(tài)，線圈15中電流消失，可動部13到達(dá)振動的最下點之后由彈力向上方向移動?？蓜硬?3向上方向移動時，開關(guān)19為OFF。
這樣，基于可動部的彈力的振動與在驅(qū)動線圈中流過電流的驅(qū)動電路的動作同步。
還有，還可以與圖4所示的電路相反，具有在開關(guān)19從非連接狀態(tài)切換到連接狀態(tài)時，向晶體管Tr1的基極供給驅(qū)動信號(放電電流)的蓄電裝置30。
還有，圖1～圖3所示的振動發(fā)生裝置的開關(guān)19，在可動部13為中立位置時維持連接狀態(tài)，但也可以與此相反，設(shè)置為在可動部13為中立位置時維持非連接狀態(tài)，在可動部13移動時切換為連接狀態(tài)的開關(guān)。
就是說，在本發(fā)明中，設(shè)置有隨可動部13的移動而切換連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)的開關(guān)，與該開關(guān)的連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)的切換同步，向線圈15供給一定時間的電流即可。而且，在本實施方式中，作用于線圈15的電磁力F的中心，是彈性支撐部件12的結(jié)合端14a與彈性支撐部件12的固定端12c之間的區(qū)域。所以，振動驅(qū)動力對于可動部13的作用中心就位于結(jié)合端14a與固定端12c之間的區(qū)域M。而且，可動部13的重心C也位于結(jié)合端14a與固定端12c之間的區(qū)域M。
在本實施方式中，首先，如圖1及圖2所示，在振動驅(qū)動力不作用于可動部13時，彈性支撐部件12的固定端12c與結(jié)合端14a平行，且向與重力方向(振動方向)垂直的方向延伸。所以，可動部13也為水平位置。
在本實施方式中，彈性支撐部件12振動時，以結(jié)合端14a為支點的可動部13的旋轉(zhuǎn)力矩，與以固定端12c為支點的彈性支撐部件12的彎曲力矩相互抵消。
所以，彈性支撐部件12的彎曲減小，能夠在維持彈性支撐部件12接近平面的狀態(tài)下振動。其結(jié)果是，由于接近固定端12c處的可動部13的振動變形量增大，所以能夠減小彈性支撐部件12自固定端12c到頭端部12b的長度尺寸，容易實現(xiàn)振動發(fā)生裝置的小型化。
而且，能夠增大可動部13的重心C振動變形量，容易實現(xiàn)振動發(fā)生裝置的可動部13的振動方向(與圖示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化。
而且，由于可動部13的質(zhì)量分布在結(jié)合端14a的圖示左側(cè)部分多于右側(cè)部分，所以能夠使可動部13的體積增大，使可動部13的質(zhì)量增大。
而且，在本實施方式中，可動部13的重心C、結(jié)合端14a與固定端12c的中心點C1，都位于在重力方向(圖示Z方向；振動方向)上延伸的同一直線上。
由此，使可動部13保持水平位置的同時而振動，能夠使該重心C直進(jìn)運動，可以增大可動部13的重心C的振動變形量。
而且，在本實施方式中，可動部13的重心C與給予可動部13電磁力(振動驅(qū)動力)F的作用中心，均位于在重力方向(振動方向)上延伸的同一直線上，能夠高效率地振動可動部13。
還有，作為本發(fā)明，使作用于線圈15的電磁力F的作用中心與可動部13的重心C，位于結(jié)合端14a與固定端12c之間即可。而且，如果使作用于可動部13的重力與電磁力(振動驅(qū)動力)F的合力的作用點，與結(jié)合端14a和固定端12c的中心點C1，都位于在重力方向(振動方向)上延伸的同一直線上，就能夠使可動部13保持水平位置的同時而振動，使其重心C直進(jìn)運動。
圖6是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第二實施方式的截面圖。圖7是從圖示Y方向所看到的圖6所示的振動發(fā)生裝置的截面圖。
本實施方式與圖1及圖2所示的第一實施方式的不同點在于，在連接于彈性支撐部件12的頭端部12b一側(cè)的可動部33上設(shè)置有由硬磁性材料構(gòu)成的磁鐵36、36，在框體31一側(cè)固定有線圈35。
與圖1及圖2所示的振動發(fā)生裝置同樣，在框體31的頂板31a上安裝有由板簧(彈性部件)所形成的彈性支撐部件12。彈性支撐部件12的一方的端部是固定部12a，彈性支撐部件12的所述固定部12a固定于所述頂板31a而被懸臂支撐。該固定部12a的端部是固定端12c。彈性支撐部件12的頂部為結(jié)合部14。彈性支撐部件12在結(jié)合端14a的部分將所述結(jié)合部14折曲，該結(jié)合部14粘結(jié)固定于可動部33的表面33b。
在可動部33的下面，設(shè)置有重物38，由硬磁性材料構(gòu)成的磁鐵36、36，以及與磁鐵36、36相對面的軛鐵部件37。重物18由鐵或鎢所形成。軛鐵部件37由磁性材料所形成。
在框體31側(cè)，固定有線圈35。線圈35是由漆包線等包覆導(dǎo)線纏繞成圓筒狀而形成的空心線圈，在本實施例中，以從可動部33的重心C的垂直線(圖6中點劃線所示)作為纏繞中心。磁鐵36與線圈35構(gòu)成給予可動部33以振動驅(qū)動力的本發(fā)明的驅(qū)動裝置。
磁鐵36按照與框體31的側(cè)壁31b相接的端面36a和與線圈35對向的端面36b構(gòu)成相反的磁極的方式磁化。
還有，在本實施方式中，框體31的側(cè)壁31b、31b及底部31c也由磁性材料所形成。
而且，如圖7所示，在本實施方式中，端面36b是N極，端面36a是S極。在這種情況下，磁鐵36所發(fā)生的磁通，形成從磁鐵36向軛鐵部件37，經(jīng)過軛鐵部件37、框體31的底部31c、側(cè)壁31b，而到達(dá)磁鐵36的S極的磁路。
圖6及圖7是表示未對線圈35通電的狀態(tài)。此時，線圈35位于軛鐵部件37與磁鐵36之間，磁鐵36所發(fā)生的所述磁通，垂直地橫穿線圈35到達(dá)軛鐵部件37。
在圖6及圖7所示的狀態(tài)下，給予線圈35以圖7所示方向的電流時，在Z方向發(fā)生磁通與電流所產(chǎn)生的電磁力F，對可動部33給予向Z方向的振動驅(qū)動力。
本實施方式的振動發(fā)生裝置與圖1及圖2所示的振動發(fā)生裝置同樣，容易以共振頻率振動彈性支撐部件12及可動部33，能夠以少的能量高效率地發(fā)生振動。而且，通過使用接觸/非接觸切換型的機(jī)械式開關(guān)，能夠使開關(guān)19的結(jié)構(gòu)簡化，裝置的小型化也容易。
在本實施方式中，在振動驅(qū)動力不作用于可動部33時，彈性支撐部件12的固定端12c與結(jié)合端14a平行，且向與重力方向(振動方向)垂直的方向延伸。所以，可動部33也為水平位置。
而且，彈性支撐部件12振動時，以結(jié)合端14a為支點的可動部13的旋轉(zhuǎn)力矩，與以固定端12c為支點的彈性支撐部件12的彎曲力矩可以相互抵消。
所以，彈性支撐部件12的彎曲減小，能夠在維持彈性支撐部件12接近平面的狀態(tài)下振動。其結(jié)果是，由于接近固定端12c處的可動部33的振動變形量增大，所以能夠減小彈性支撐部件12自固定端12c到結(jié)合端14的長度尺寸，容易實現(xiàn)振動發(fā)生裝置的小型化。
而且，能夠增大可動部33的重心C振動變形量，容易實現(xiàn)振動發(fā)生裝置的可動部33的振動方向(與圖示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化。
而且，由于可動部33的質(zhì)量分布在結(jié)合端14a的圖示左側(cè)部分多于右側(cè)部分，所以能夠使可動部33的體積增大，使可動部33的質(zhì)量增大。
而且，在本實施方式中，可動部33的重心C、結(jié)合端14a與固定端12c的中心點C1，都位于在重力方向(圖示Z方向；振動方向)上延伸的同一直線上。
由此，使可動部33保持水平位置的同時而振動，能夠使該重心C直進(jìn)運動，增大可動部33的重心C的振動變形量。
而且，在本實施方式中，可動部33的重心C與給予可動部33的電磁力(振動驅(qū)動力)F的作用中心，均位于在重力方向(振動方向)上延伸的同一直線上，能夠高效率地振動可動部33。
而且，在本發(fā)明中，還可以不設(shè)置開關(guān)19與脈沖發(fā)生電路23，而是通過對線圈15或線圈35供給具有矩形波或正弦波等一定周期的交流信號，使彈性支撐部件12及可動部13或可動部33以一定的周期振動。
在這種情況下，使彈性支撐部件12及可動部13或可動部33以共振頻率是困難的。但是，能夠使接近彈性支撐部件12的固定端12c處的可動部13或可動部33振動變形量增大，減小彈性支撐部件12自固定端12c到結(jié)合端14a的長度尺寸，具有容易使振動發(fā)生裝置小型化的效果，而且，還具有能夠增大可動部13或可動部33的重心C的振動變形量，容易實現(xiàn)振動發(fā)生裝置的可動部33的振動方向(與圖示Z方向平行或反向平行)上的尺寸的小型化的效果。
圖8是表示本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的第三實施方式的截面圖。
在本發(fā)明中，可動部13、33的重心C及可動部33中所述驅(qū)動力的作用中心，并非一定要位于彈性支撐部件12的結(jié)合端14a與固定端12a之間的區(qū)域M。
圖8所示的振動發(fā)生裝置，在框體41內(nèi)設(shè)置支撐臺42，在該支撐臺42的上面固定有由板簧所形成的振動支撐部件43的固定端43a，固定端43a以外的部分能夠在圖示的上下方向擺動。在振動支撐部件43的先端43b上，設(shè)置有由鐵或鎢等形成的錘44與由硬磁性材料形成的磁鐵45所構(gòu)成的可動部46。
在磁鐵45的下方以固定于框體41的狀態(tài)設(shè)置有在與磁鐵45的磁力線交叉的方向上盤卷的線圈47。線圈47由漆包線等包覆導(dǎo)線纏繞成圓筒狀而形成。
在可動部46的側(cè)方，設(shè)置著具有第一接點51a與第二接點51b的機(jī)械式開關(guān)51。第一接點51a固定在臺座52上，通過配線53與線圈47的一端部相連接。第二接點51b通過配線54連接于脈沖發(fā)生電路(電流供給電路)23。脈沖發(fā)生電路23與線圈47的另一端部相連接。脈沖發(fā)生電路(電流供給電路)23及輸入部24與圖1、圖6中所示的脈沖發(fā)生電路(電流供給電路)23及輸入部24是同樣的。
在圖1所示的狀態(tài)下，第一接點51a第二接點51b接觸，開關(guān)51為連接狀態(tài)。
在脈沖發(fā)生電路23中，連接有向振動發(fā)生裝置輸入指示振動開始的信號的輸入部24。開關(guān)51為連接狀態(tài)時，從輸入部24輸入信號時，從脈沖發(fā)生電路23向線圈47流過電流，可動部46向上方移動。
在圖8所示的振動發(fā)生裝置中，可動部46上形成缺口部46a，開關(guān)51的第二接點51b的頂部51b1插入所述缺口部46a內(nèi)。
可動部46向圖示上方向移動后，與脈沖發(fā)生電路23發(fā)生的脈沖電壓的電壓變化同步，線圈47中不流過電流時，電磁力不起作用。電磁力不起作用時，可動部46由振動部件43的彈力推動而振動，如圖9所示，第二接點51b向圖示下方向推壓，可動部46到達(dá)規(guī)定的位置時，開關(guān)51成為非連接狀態(tài)。
開關(guān)51為非連接狀態(tài)時，開始從脈沖發(fā)生電路23向線圈47供給電流，電磁力起作用，可動部46向圖示上方向移動。
通過重復(fù)這些一連串的動作，從振動發(fā)生裝置發(fā)生一定周期的振動。
這樣，在本實施方式中，也能夠與可動部46的往復(fù)移動同步而切換開關(guān)51的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)。
可動部46通過一定的位置，再次回到該位置為止的時間(振動的周期T)是由振動支撐部件43的彈簧常數(shù)與可動部46及振動支撐部件的質(zhì)量所決定的定值。還有，可動部46的振動頻率(振動周期T的倒數(shù))是共振頻率。
所以，由可動部46的往復(fù)移動力而切換開關(guān)的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)，就能夠與可動部46周期T相吻合，正確地控制驅(qū)動裝置。就是說，在本實施方式中，也能夠與以共振頻率往復(fù)運動的可動部46的周期相吻合，向線圈47供給電流。
所以，本實施方式的振動發(fā)生裝置容易以共振頻率振動振動支撐部件43及可動部46，能夠以少的能量高效率地發(fā)生振動。而且，通過使用接觸/非接觸切換型的機(jī)械式開關(guān)，能夠使開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡化，裝置的小型化也容易。
而且，在圖1、圖2、圖6、圖7、圖8中所示的振動發(fā)生裝置組裝到手機(jī)終端等電子設(shè)備的框體內(nèi)，接受電波等外部信號輸入時，能夠使振動發(fā)生部件振動，使框體振動。
圖10是表示裝載有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的手機(jī)終端的外觀的立體圖。
如圖10所示，本實施方式的手機(jī)終端60，具有連接第一殼體61a與第二殼體61b，使其能夠以軸63為支點進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的殼(框體)61。在第一殼體61a內(nèi)設(shè)置有配列多個按鈕式鍵輸入部62a的操作部62，而且在第二殼體61b內(nèi)設(shè)置有由液晶面板形成的顯示部64。在手機(jī)終端60中，操作部62的面與顯示部64的面相對，二者折疊而成為非使用狀態(tài)(由點劃線表示第二殼體61b)，第一殼體61a與第二殼體61b張開到大致180度的角度時為使用狀態(tài)。
向手機(jī)終端60發(fā)送的電波信號，由天線65接收后進(jìn)行信號處理，從圖1或圖6所示的輸入部24向脈沖發(fā)生電路23輸入輸入信號。而且，振動發(fā)生裝置66基于上述的振動發(fā)生裝置的動作原理而振動，手機(jī)終端60的框體61振動，向手機(jī)終端60的使用者通知手機(jī)接收到信號的情況。
由于本發(fā)明的振動發(fā)生裝置是以彈性支撐部件與可動部的共振頻率而振動，所以組裝有本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備，能夠發(fā)生啟動快、細(xì)小的振動。
而且，本發(fā)明的振動發(fā)生裝置，與使用在旋轉(zhuǎn)軸上安裝砝碼的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的振動發(fā)生裝置及作為以往技術(shù)所說明的振動發(fā)生裝置相比，由于能夠以小的能量高效率地發(fā)生振動，容易小型化，所以能夠促進(jìn)電子設(shè)備的低耗電化、小型化。
還有，作為使用本發(fā)明的振動發(fā)生裝置的電子設(shè)備的例子，除了手機(jī)之外，還有與游戲的進(jìn)行狀態(tài)相吻合而發(fā)生振動的游戲用控制器等。
以上闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，還可以進(jìn)行各種變更。
例如，在上述實施方式中，對可動部13及可動部33的振動方向與重力方向為同一方向的情況進(jìn)行了說明，但在改變振動發(fā)生裝置的方向而使用時，也可以可動部13及可動部33的振動方向與重力方向不同。
還有，上述實施例僅是例舉，不構(gòu)成對本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種振動發(fā)生裝置，具有基部為固定部、頂部為結(jié)合部的彈性支撐部件，和結(jié)合于所述彈性支撐部件的所述結(jié)合部的規(guī)定質(zhì)量的可動部；所述彈性支撐部件固定所述固定部而被懸臂支撐，并且在所述固定部的端部即固定端與所述結(jié)合部的端部即結(jié)合端之間可以撓曲變形，設(shè)置有給予所述可動部以振動驅(qū)動力的驅(qū)動裝置，其特征在于所述可動部的重心與所述振動驅(qū)動力對于所述可動部的作用中心，雙方都位于所述彈性支撐部件的所述固定端與所述結(jié)合端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于作用于所述可動部的重力和所述振動驅(qū)動力的合力所作用的作用點，與所述結(jié)合端和所述固定端的中心點，位于在振動方向延伸的同一直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述可動部的重心與所述結(jié)合端和所述固定端的中心點，位于在振動方向延伸的同一直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述可動部的重心與給予所述可動部以所述振動驅(qū)動力的作用中心，均位于在振動方向延伸的同一直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述彈性支撐部件在所述結(jié)合端的部分折曲，在所述可動部上沒有作用所述振動驅(qū)動力時，所述彈性支撐部件的所述固定部與所述結(jié)合部相互平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述彈性支撐部件的所述結(jié)合部固定于所述可動部的表面，所述結(jié)合部與所述表面平行。
7.一種電子設(shè)備，其特征在于設(shè)置有權(quán)利要求1所述的振動發(fā)生裝置，在從外部輸入信號時，所述振動發(fā)生裝置振動，從而使框體振動。
8.一種振動發(fā)生裝置，具有基部被固定而以懸臂狀態(tài)被支撐的彈性支撐部件，和結(jié)合于所述彈性支撐部件的規(guī)定質(zhì)量的可動部；并設(shè)置有磁驅(qū)動裝置，該磁驅(qū)動裝置具有在所述可動部與固定側(cè)中的一方設(shè)置的磁鐵、及在另一方設(shè)置的線圈，其特征在于設(shè)置有與所述可動部的往復(fù)運動同步而切換連接狀態(tài)與非連接狀態(tài)的開關(guān)，并設(shè)置有在該開關(guān)從非連接狀態(tài)向連接狀態(tài)切換、或從連接狀態(tài)向非連接狀態(tài)切換時，向所述磁驅(qū)動裝置的所述線圈進(jìn)行規(guī)定時間通電的電流供給電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述開關(guān)是由所述可動部的往復(fù)移動力而切換非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)的開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于在所述可動部為非振動的中立位置時，所述開關(guān)維持非連接狀態(tài)或連接狀態(tài)，在可動部從所述中立位置向任意方向移動時，所述開關(guān)進(jìn)行切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于所述電源供給電路具有蓄電裝置以及有源元件，其中有源元件在所述開關(guān)從非連接狀態(tài)向連接狀態(tài)切換、或從連接狀態(tài)向非連接狀態(tài)切換時，通過所述蓄電裝置的放電電流而切換向線圈的通電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動發(fā)生裝置，其特征在于設(shè)置有另一有源元件，在所述可動部為非振動的中立位置時，通過給予起動電流而使所述蓄電裝置放電，向線圈通電。
13.一種電子設(shè)備，其特征在于設(shè)置有權(quán)利要求8所述的振動發(fā)生裝置，在從外部輸入信號時，所述振動發(fā)生裝置振動，從而使框體振動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小型且效率高的振動發(fā)生裝置。在可動部(13)的側(cè)方設(shè)置著機(jī)械式開關(guān)(19)。直接檢測出以共振頻率往復(fù)運動的可動部(13)的位置，切換開關(guān)的非連接狀態(tài)與連接狀態(tài)，向線圈(15)供給電流。能夠容易地使振動部件(12)及可動部(13)以共振頻率振動，用較少的能量高效率地發(fā)生振動。而且，通過使用接觸/非接觸切換型的機(jī)械式開關(guān)，能夠使開關(guān)(19)的結(jié)構(gòu)簡化，裝置的小型化也容易。
文檔編號H02K33/18GK1601875SQ200410079180
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
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