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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationseinheit und einen Vibrationsgenerator, insbesondere auf eine Vibrationseinheit, die für einen Vibrationsgenerator verwendet wird, der den Vibrator durch eine stromdurchflossene Spule bewegt, um Vibrationen zu erzeugen, und auf einen Vibrationsgenerator.
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Stand der Technik:
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Als Vibrationsgenerator, der einen Vibrator zur Erzeugung von Vibrationen bewegt, werden verschiedenartige Vibrationsgeneratoren verwendet, die eine Anordnung haben, in der ein Vibrator mit einem Magneten über einen Federteil in einem Chassis gelagert wird. Dieser Vibrationsgenerator ist mit einer Spule versehen, die unter dem Magneten dem Magneten gegenüberliegend angeordnet ist. Bei der Bestromung der Spule bewegt der Vibrator sich unter Verformung der Feder.
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JP-A-2014-140785 offenbart einen Vibrationsgenerator mit einer Halter zum Halten eines Vibrators, wobei der Halter über einen elastischen Körper mit einem Armteil als Federteil einteilig angeformt ist. Bei diesem Vibrationsgenerator ist an einem aus dem elastischen Körper gebildeten Bauteil ein Schlitz vorgesehen, in dem der Vorsprung eines Rückschlusses (Back Yoke) eingefügt ist, wodurch die beiden Bauteile miteinander verbunden sind.
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Aufgabe der Erfindung:
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Die in
JP-A-2014-140785 offenbarte Anordnung, in der in dem Schlitz eines aus einem elastischen Körper gebildeten Bauteils der Vorsprung des Rückschlusses eingefügt ist, wodurch die beiden Bauteile miteinander verbunden sind, hat den Nachteil, dass durch die wiederholten Vibrationen des Vibrators die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen ermüdet. Schreitet die Ermüdung der Verbindung weiter fort, wird der Befestigungszustand zwischen den beiden Bauteilen verändert, so dass nachteilig
- – sich die Charakteristik des Vibrationsgenerators ändert,
- – das aus dem elastischen Körper gebildete Bauteil bricht und
- – der Vibrationsgenerator beschädigt wird.
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Diese Nachteile treten auch für den Fall ein, dass der Rückschluss und das aus dem elastischen Körper gebildete Bauteil einteilig ausgebildet sind.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Probleme zu lösen, wobei ein Vibrationseinheit mit elastischem Element und ein Vibrationsgenerator bereitgestellt werden, welche eine hohe Haltbarkeit aufweisen.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe:
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Zur Erfüllung des oben genannten Ziels umfasst die vorliegende Erfindung eine Vibrationseinheit, die an einem Gehäuse eines Vibrationsgenerators befestigt wird. Die Vibrationseinheit umfasst einen Vibrator, der einen Magneten und einen an dem oder auf dem Magneten angeordneten Rückschluss aufweist, sowie ein elastisches Element. Das elastische Element weist ein Vibrator-Montageelement, das am Vibrator befestigt wird, ein Gehäuse-Montageelement, das am Gehäuse befestigt wird, und einen Arm, der das Vibrator-Montageelement und das Gehäuse-Montageelement miteinander verbindet und das Vibrator-Montageelement in Bezug auf Gehäuse-Montageelement zumindest in horizontaler Richtung auslenkbar lagert auf. Der Rückschluss weist einen Flachabschnitt, der an oder auf dem Magneten angeordnet ist, und eine Halterung, die vom Flachabschnitt hin zu einem Rahmen gebogen ist, auf, und wobei das Vibrator-Montageelement gehalten ist und von der Halterung umgriffen ist.
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An der Halterung ist bevorzugt mindestens eine Öffnung gebildet. Das Vibrator-Montageelement weist einen Vorsprung auf, wobei der Vorsprung in die Öffnung eingreift.
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Die Halterung umfasst bevorzugt einen ersten Teil und eine Seitenfläche und einen zweiten Teil, wobei der zweite Teil vom Endabschnitt der Seitenfläche hin zum Inneren des Vibrators gebogen ist. Der Magnet ist am ersten Teil angeordnet. An dem einen des ersten Teils und des zweiten Teils sind eine erste Öffnung sowie an dem anderen eine zweite Öffnung umfasst. Das Vibrator-Montageelement umfasst einen ersten Vorsprung, der in die erste Öffnung eingreift, und einen zweiten Vorsprung, der in die zweite Öffnung eingreift.
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Der erste Vorsprung ist bevorzugt näher zu dem Seitenende der Halterung angeordnet als der zweite Vorsprung.
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Die erste Öffnung weist bevorzugt eine Form auf, die sich nach außen des Rückschlusses breiter ausdehnt als die Form, deren Abmessung gleich wie dasjenige des ersten Vorsprungs ist, wobei zur Montage des Vibrator-Montageelementes am Vibrator in dem Zustand, in dem der erste Vorsprung in die erste Öffnung eingreift, das Vibrator-Montageelement drehbar ist.
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Das elastische Bauteil ist bevorzugt ein elastisches Formteil, das derart ausgebildet ist, dass die Gehäuse-Montageelement, der Arm und die Vibrator-Montageelement miteinander verbunden sind.
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Das Vibrator-Montageelement weist bevorzugt zwei Stellen auf, an denen jeweils ein besagter Arm verbunden ist und an den beiden Armen jeweils ein besagtes Gehäuse-Montageelement verbunden ist.
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Bevorzugt sind zwei besagte elastische Elemente vorgesehen, jeweils eine besagte Halterung an zwei Stellen des Rückschlusses, d. h. an einem Seitenabschnitt und dem anderen dazu gegenüberliegenden Seitenabschnitt, angeordnet ist und an den beiden Halterungen jeweils ein besagtes Vibrator-Montageelement der beiden elastischen Elemente montiert ist.
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Ferner ist bevorzugt, am Außenumfang des Magneten ein Gewicht vorzusehen. Das Vibrator-Montageelement ist zwischen dem Seitenabschnitt des Gewichts und einem Teil der Halterung geklemmt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vibrationsgenerator ein Gehäuse, die oben angegebene Vibrationseinheit, wobei der Vibrator am Gehäuse befestigt ist und in Bezug auf das Gehäuse auslenkbar hält, und eine Spule, durch die Strom zur Änderung einer Position und/oder einer Stellung des Vibrators in Bezug auf das Gehäuse fließen kann.
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Wirkungen der Erfindung:
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Vibrator-Montageelement in dem Zustand, in dem die Vorsprünge in den Öffnungen eingreifen, an der Halterung des Rückschlusses befestigt. Daher können eine Vibrationseinheit und ein Vibrationsgenerator bereitgestellt werden, welche eine hohe Haltbarkeit aufweisen.
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Kurze Erläuterung der Zeichnungen:
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1: eine Schrägansicht eines Vibrationsgenerators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2: eine Draufsicht des Vibrationsgenerators,
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3: eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 2,
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4: eine Schrägansicht einer Vibrationseinheit,
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5: eine Unteransicht der Vibrationseinheit,
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6: eine Unteransicht eines Rückschlusses,
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7: eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 6,
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8: eine Schrägansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente an dem Rückschluss,
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9: eine Schnittansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Bauteile an dem Rückschluss,
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10: eine Schrägansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente.
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11: eine Schnittansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente, und
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12: eine Schnittansicht für ein Beispiel eines Rückschlusses des Vibrationsgenerators gemäß einer Variante der vorliegenden Ausführungsform.
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Ausführungsform der Erfindung:
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Im Folgenden wird ein Vibrationsgenerator unter Verwendung einer Vibrationseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Der Vibrationsgenerator weist eine Anordnung auf, in der ein Vibrator, der einen Magneten hält, an einem Gehäuse in Bezug auf das Gehäuse auslenkbar gelagert ist. Eine Spule ist in der Nähe des Vibrators angeordnet. Durch die stromdurchflossene Spule werden die Position und/oder die Stellung des Vibrators in Bezug auf das Gehäuse im Magnetfeld des Magneten geändert. Der Vibrationsgenerator ist ein sogenannter linearer Vibrationsgenerator, der eine Vibrationskraft dadurch erzeugt, dass er den Vibrator gemäß der Bestromung der Spule hin und her bewegt.
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Ausführungsbeispiel(e):
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1 ist eine Schrägansicht eines Vibrationsgenerators 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht des Vibrationsgenerators 1. 3 ist eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 2.
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In 1 ist eine (in 3 gezeigte) Bodenplatte 30 nicht dargestellt. In 2 ist eine Vibrationseinheit 5 mit einer Strich-Doppelpunkt-Linie dargestellt, damit die Bauteilanordnung der Vibrationseinheit 5 im Vibrationsgenerator 1 leichter verständlich ist.
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In Bezug auf den Vibrationsgenerator 1 wird in der nachfolgenden Beschreibung jeweils die X-Achsrichtung eines Koordinatensystems in 1 als Querrichtung (die positive Richtung der X-Achse ist nach rechts vom Koordinatenursprung aus gesehen), die Y-Achsrichtung als Richtung nach vorne bzw. nach hinten (die positive Richtung der Y-Achse ist nach hinten vom Ursprung aus gesehen) und die Z-Achsrichtung (Richtung senkrecht zur XY-Ebene in 2) als Richtung (die positive Richtung der Z-Achse ist nach oben vom Ursprung aus gesehen) bezeichnet.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Vibrationsgenerator 1 im Wesentlichen ein Substrat 10, einen Rahmen 20, eine (in 3 gezeigte) Bodenplatte 30, eine Spule 40 und eine Vibrationseinheit 5. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Vibrationseinheit 5 zwei elastische Bauteile 50 (50a, 50b) und einen Vibrator 80. Die beiden elastischen Bauteile 50 umfassen insgesamt vier Gehäuse-Montageelemente 51 (51a, 51b, 51c, 51d), insgesamt vier Arme 53 (53a, 53b, 53c, 53d) und insgesamt zwei Vibrator-Montageelemente 55 (55a, 55b). An den beiden Vibrator-Montageelementen 55 ist der Vibrator 80 befestigt. Wie in 3 gezeigt, ist der Vibrator 80 aus einem Magneten 60, einem Rückschluss 70 und einem Gewicht 81 gebildet. An dem Rückschluss 70 ist das Masseteil befestigt, das den Magneten 60 und das Gewicht 81 enthält.
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Der Vibrationsgenerator 1 ist als Ganzes in einer dünnen im Wesentlichen Quaderform ausgebildet, deren vertikale Abmessung relativ klein ist. Der Vibrationsgenerator 1 ist ein kleiner Gegenstand und hat z. B. Außenabmessungen von nur ca. 10 bis 20 Millimeter in Querrichtung sowie in Richtung nach vorne bzw. hinten. Der Vibrationsgenerator 1 hat ein kastenförmiges Gehäuse, bei dem die Seitenflächen auf den linken, rechten, vorderen und hinteren Seiten, sowie eine obere Fläche aus dem Rahmen 20 ausgebildet sind, und die Bodenfläche mit der Bodenplatte 30 abgedeckt ist.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Rahmen 20 aus einem nichtmagnetischen Metall ausgebildet. Der Rückschluss 70 ist aus weichmagnetischem Material, wie z. B. Eisen, ausgebildet. Der Rahmen 20 kann auch aus Kunstharz od. dgl. ausgebildet sein.
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Das Substrat 10 ist z. B. eine flexible Leiterplatte (FPC). Die flexible Leiterplatte ist auf der Bodenplatte 30 zwischen der Spule 40 und der Bodenplatte 30 geklemmt angeordnet. An dem Substrat 10 sind Anschlüsse vorgesehen, die mit der Spule 40 verbunden werden bzw. das Substrat 10 mit einem Netzteil od. dgl. verbinden. Der Bereich des Substrats 10, an dem die Anschlüsse zur Verbindung mit dem Netzteil od. dgl. angeordnet sind, ist vom Gehäuse (Rahmen 20, Bodenplatte 30) nach außen abgeleitet.
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Die Bodenplatte 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat die Form einer ebenen Platte. Die Bodenplatte 30 ist in einem bodenseitigen Teil des Rahmens 20 eingefügt und am Rahmen 20 befestigt. Die Bodenplatte 30 ist aus einem nichtmagnetischen Material, wie z. B. nichtmagnetischem rostfreierem Stahl, ausgebildet. Da der Vibrationsgenerator 1 von dem Rahmen 20 und der Bodenplatte 30 umgeben ist, wird die Handhabung des Vibrationsgenerators 1 erleichtert, wobei die Haltbarkeit des Vibrationsgenerators 1 erhöht wird. Die Bodenplatte 30 kann auch aus Kunstharz ausgebildet sein.
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In einer Draufsicht sind an den jeweiligen vier Ecken der Bodenplatte 30 Noppen 21 (21a, 21b, 21c, 21d) angeordnet. Jede der vier Noppen 21 ist ein zylinderförmiger Stift. Jede Noppe 21 ist so angeordnet, dass seine Längsrichtung nach oben bzw. unten ist, d. h., im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Vibrators 80 steht. Die Länge der Noppen 21 ist im Wesentlichen gleich wie die innere Höhe des von dem Rahmen 20 und der Bodenplatte 30 umgebenen Gehäuses. Jede Noppe 21 ist aus Metall, wie z. B. Eisen, ausgebildet. Das Material ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Noppen 21 können auch z. B. aus Kunstharz geformt werden. Ferner können die Noppen 21 auch an der Seite des Rahmens 20 befestigt werden.
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Der Rahmen 20 hat als Ganzes eine Quaderform, deren Bodenteil offen ist. Der Rahmen bildet das Gehäuse. In einer Draufsicht sind die Ecken (Bereiche zwischen den Seiten) des Rahmens 20 über einen dazwischenliegenden abgerundeten Bereich miteinander verbunden. Wie in 3 gezeigt, ist der Rahmen 20 so angeordnet, dass er die obere Fläche der Bodenplatte 30 von oben abdeckt, und an der Bodenplatte 30 montiert wird.
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Die Spule 40 ist als Ganzes eine elliptische, plattenförmige Luftspule, die z. B. durch Wicklung einer elektrischen Leitung gebildet ist. D. h., die Spule 40 ist eine dünne Spule, bei der die Abmessung in Richtung einer Wicklungsachse kleiner ist als diejenige senkrecht zur Richtung der Wicklungsachse. Die Spule 40 kann durch Schneiden einer gewickelten Metallfolie in Scheiben bzw. durch Stapeln von Blattspulen gebildet sein. Die Spule 40 kann in einer Draufsicht eine runde oder eine polygonale Form haben, wie z. B. eine Viereckform.
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Wie in 3 gezeigt, ist die Spule 40 auf der oberen Fläche des Substrats 10 so angeordnet, dass die Wicklungsachse vertikal ausgerichtet ist. Die Spule 40 ist in einer Draufsicht in einem mittleren Bereich des Vibrationsgenerators 1 dem Vibrator 80 gegenüberliegend angeordnet. Die Spule 40 und die Bodenplatte 30 sind elektrisch voneinander isoliert. Zwei Wicklungsenden der Spule 40 sind mit den Anschlüssen auf der oberen Fläche des Substrats 10 verbunden.
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4 ist eine Schrägansicht der Vibrationseinheit 5. 5 ist eine Unteransicht der Vibrationseinheit 5.
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Wie in 4 gezeigt, weist die Vibrationseinheit 50 eine Anordnung auf, in der der Vibrator 80 die beiden elastischen Bauteile 50 durch Halterungen 75 (75a, 75b), die jeweils an den beiden, rechten und linken Enden des Rückschlusses 70 vorgesehen sind, hält.
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Der Vibrator 80 umfasst den Magneten 60, den Rückschluss 70 und das Gewicht 81. Der Magnet 60 hat eine zur horizontalen Ebene parallele Plattenform. Das Gewicht 81 ist so gebildet, dass es die Seiten des Magneten 60 umgibt. Wie in 3 gezeigt, ist ein aus dem Magneten 60 und dem Gewicht 81 gebildetes Masseteil mit der oberen Fläche des Masseteils an einen Flachabschnitt 71 des Rückschlusses 70 positioniert und befestigt. Der Flachabschnitt 71 ist an oder auf dem Magneten angeordnet.
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Das Masseteil ist an dem Rückschluss 70 dadurch festgehalten, dass der Magnet 60 mittels magnetischer Anziehungskraft an dem Rückschluss 70 anhaftet. Das Gewicht 81 und der Magnet 60 sind z. B. durch Schweißen od. dgl. aneinander befestigt. Das Gewicht 81 kann auch an den Rückschluss 70 geklebt sein.
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Die elastischen Bauteile 50 sind jeweils ein Formteil z. B. aus einem elastischen Körper. Als elastisches Material kann z. B. Kunststoff wie hitzebeständiger Fluorkautschuk oder Silikonkautschuk verwendet werden. Die elastischen Elemente 50 sind aus solch einem Kautschuk ausgebildet, wodurch die Hitzebeständigkeit des Vibrationsgenerators 1 erhöht werden kann. Das elastische Element 50 ist eine einstückige aus Kunststoff geformte Komponente. Das elastische Material ist nicht darauf beschränkt, sondern verschiedenartige Materialien wie Metalle mit einem federartigen Verhalten können als elastisches Material verwendet werden. Ein Beispiel für ein metallisches Material ist Phosphorbronze. Das elastische Element 50 ist eine einstückige aus dem metallischen Material geformte Komponente.
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In den elastischen Bauteile 50 sind jeweils die Gehäuse-Montageelemente 51, die Arme 53 und die Vibrator-Montageelement 55 miteinander einteilig verbunden. Das elastische Element 50 ist ein mittels eines elastischen Materials einteilig gebildetes Formteil aus Kunstharz. D. h., die 51, die Arme 53 und das Vibrator-Montageelement 55 bilden jeweils einen Teil des elastischen Elements 50. Konkret gesagt, weist das rechte elastische Element 50a die Gehäuse-Montageelemente 51a, 51b, die Vibrator-Montageelementen 55a und die Arme 53a, 53b auf. Das linke elastische Element 50b weist die Gehäuse-Montageelemente 51c, 51d, das Vibrator-Montageelement 55b und die Arme 53c, 53d auf.
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Die Gehäuse-Montageelemente 51a, 51b, 51c und 51d sind Teile des elastischen Elements 50, das mit dem Rahmen verbunden ist, wobei der Rahmen 20 als Gehäuse dient. Die Arme 53a, 53b, 53c und 53d sind Teile des elastischen Elements 50. Das elastische Element 50 stützt den Vibrator 80 entlang einer dem Vibrator zugewandten Seite des Rahmens 20 vibrierbar. Die Arme 53a, 53b, 53c und 53d stützen den Vibrator 80 zumindest in horizontaler Richtung in Bezug auf den Rahmen 20. Die Vibrator-Montageelemente 55a, 55b sind Teile des elastischen Elements 50, das mit dem Vibrator 80 verbunden ist.
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Mit der Vibrator-Montageelement 55a sind die beiden Gehäuse-Montageelemente 51a, 51b über die beiden Arme 53a, 53b verbunden. Mit dem Vibrator-Montageelement 55b sind die beiden Gehäuse-Montageelemente 51c, 51d über die beiden Arme 53c, 53d verbunden. Jeder Arm 53 ist so gebildet, dass seine Längsrichtung nach vorne bzw. hinten ist. D. h., die Arme 53a, 53b sind jeweils zwischen dem Vibrator-Montageelement 55a, das das rechte Ende des Vibrators 80 hält, und den Gehäuse-Montageelementen 51a, 51b angeordnet. Andererseits sind die Arme 53c, 53d jeweils zwischen dem Vibrator-Montageelement 55b, das das linke Ende des Vibrators 80 hält, und den Gehäuse-Montageelementen 51c, 51d angeordnet. Jeder Arm 53 ist mit seinem dem Vibrator 80 zugewandten Bereich mit den Vibrator-Montageelementen 55a, 55b verbunden. In 5 sind die Arme 53 und die Gehäuse-Montageelemente 51 jeweils nach oben und nach unten von den Vibrator-Montageelementen 55a, 55b paarweise angeordnet.
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Die Vibrationseinheit 5 ist auf der Bodenplatte 30 so angeordnet, dass in den Gehäuse-Montageelementen 51 jeweils die Noppen 21 eingefügt sind. Konkret gesagt, sind die Gehäuse-Montageelemente 51 den jeweiligen Noppen 21 zugeordnet. An den jeweiligen Gehäuse-Montageelementen 51 sind Öffnungen 52 (52a, 52b, 52c, 52d) vorgesehen. Die Öffnungen 52 haben z. B. eine Zylinderform.
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Wie in 1 gezeigt, werden die Gehäuse-Montageelemente 51 an der Bodenplatte 30 so befestigt, dass die Noppen 21 in die Öffnungen 52 eingreifen. Die Gehäuse 51 sind bei Montage der Vibrationseinheit 50 an der Bodenplatte 30 so ausgebildet, dass ein Teil der Außenumfangsfläche der Gehäuse-Montageelementen 51 sich entlang der Innenumfangsfläche des Rahmens 20 erstreckt und mit der Innenumfangsfläche in Berührung steht. Dadurch werden die Gehäuse-Fixierungen 51 sicher gehalten, so dass sich ihre Position bzw. Stellung in Bezug auf den Rahmen 20 und die Bodenfläche 30 nicht ändert.
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Die hauptsächliche Bewegungsrichtung des Vibrators 80 ist in horizontale Richtung, insbesondere nach rechts bzw. links. D. h., jeder Arm 53 ist so geformt, dass dieser sich leicht nach rechts bzw. links biegen lässt, und lagert die Vibrator-Montageelement 55 zumindest in horizontaler Richtung auslenkbar zu den Gehäuse-Montageelemente 51.
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An jedem Arm 53 sind zwei abgezweigte Teile vorgesehen, die zur Vibrator-Montageelement 55 hin, in Draufsicht v-förmig, zusammenlaufen. Daher kann die bei Verformung der Anne 53 an den Armen 53 auftretende Spannungskonzentration gedämpft werden, so dass eine Verlängerung der Lebensdauer des Vibrationsgenerators 1 ermöglicht wird. Die Form der Arme 53 ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist bei der Vibrationseinheit 5 im Normalzustand (in dem z. B. die Vibrationseinheit 5 nicht an dem Rahmen 20 fixiert ist) eine Entfernung zwischen den Gehäuse-Montageelementen 51a und 51b kleiner als diejenige zwischen den Mittelachsen der Noppen 21a und 21b. Des Weiteren ist im Normalzustand eine Entfernung zwischen den Gehäuse-Montageelementen 51c und 51d kleiner als diejenige zwischen den Mittelachsen der Noppen 21c und 21d. Wird die Vibrationseinheit 5 an dem Rahmen 20 fixiert, wird jeder Arm 53 daher gegenüber seinem Normalzustand geringfügig in Längsrichtung ausgedehnt. D. h., bei Montage der Vibrationseinheit 5 an dem Rahmen 20 ist jeder Arm 53 von seinem Normalzustand elastisch verformt und ausgedehnt. Der Dehnungsgrad liegt z. B. bei dem Abstand zwischen den Gehäuse-Montageelementen 51 bei dem ca. 1,2-fachen bis 1,5-fachen des Abstands im Normalzustand, wobei der Dehnungsgrad jedoch nicht auf diese Werte beschränkt ist. Die Entfernung zwischen den Gehäuse-Montageelementen 51a und 51d bzw. zwischen den Gehäuse-Montageelementen 51b und 51c kann auch so ausgelegt werden, dass sie kleiner als diejenige zwischen den Mittelachsen der zugeordneten Noppen 21 ist.
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Auf diese Weise ist die Vibrationseinheit 5 an dem Rahmen 20 im Zustand, in dem jeder Arm 53 von seinem Normalzustand gedehnt ist, fixiert, so dass eine Spannung aufgrund der Rückstellkraft der vier Arme 53 erzeugt in der Vibrationseinheit 5 wirkt. Da die Vektoren der Rückstellkräfte unterschiedlich sind, ist der Vibrationsgenerator 1 ist in einem spielfreien Zustand stabilisiert. Wenn daher Ströme durch die Spule 40 fließen, kann der Vibrationsgenerator 1 durch die Auslenkung des Vibrators 80 sofort Vibrationen erzeugen, wodurch das Ansprechverhalten für die Vibrationserzeugung erhöht wird. Mit anderen Worten, die Spule 40 ist derart ausgebildet, dass durch Stromfluss Änderungen einer Position und/oder einer Stellung des Vibrators in Bezug auf das Gehäuse (Rahmen 20 und Bodenplatte 30) bewirkt werden können.
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6 ist eine Unteransicht des Rückschlusses 70. 7 ist eine Schnittansicht längs einer Linie A-A in 6. 8 ist eine Schrägansicht zur Erläuterung der Montagestruktur der elastischen Elemente 50 an dem Rückschluss 70.
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Wie in 7 gezeigt, weist der Rückschluss 70 die Halterungen 75 (75a, 75b) auf, die von dem Flachabschnitt 71, an dem das Masseteil (Gewicht 81 und Magnet 60) angeordnet ist, gebogen sind. Die Halterungen 75 sind vom Flachabschnitt 71 hin zum Rahmen 20, d. h. die Halterungen 75 sind die Teile, die teilweise von dem Flachabschnitt 71 gebogen und sich hin zum Rahmen 20 verlaufen. Jede Halterung 75 weist eine vom Flachabschnitt 71 nach unten gebogene Form auf, die eine Seitenfläche des Rückschlusses 70, in dem das Masseteil angeordnet ist, bildet. Konkret gesagt, umfasst jede Halterung 75 einen aus dem Flachabschnitt 71, an dem das Masseteil angeordnet ist, gebildeten Teil (ein Beispiel des ersten Teils; nachfolgend nur als Flachabschnitt 71 bezeichnet), Seitenabschnitte 76 und Umfaltabschnitte (ein Beispiel des zweiten Teils) 77. Die Seitenabschnitte 76 sind an den rechten und linken Enden des Flachabschnittes 71 nach unten etwa rechtwinklig gebogen und bilden die rechten und linken Seitenflächen des Rückschlusses 70. Die Umfaltabschnitte 77 sind an den unteren Enden der Seitenabschnitte 76 nach innen des Rückschlusses 70 etwa rechtwinklig gebogen und sind von dem unteren Ende der Seitenabschnitte 76 hin zum Inneren des Vibrators (80) gebogen. In anderen Worten, sind die Umfaltabschnitte 77 an den Enden der Abschnitte, die von dem Flachabschnitt 71 nach unten gebogen sind, in Richtung zu der Seite, an der das Masseteil angeordnet ist, umgebogen. Der Flachabschnitt 71, die Seitenabschnitte 76 und die Umfaltabschnitte 77 sind so ausgebildet, dass die Vibrator-Montageelementen 55 des elastischen Elements 50 von oben und unten so eingeklemmt gehalten werden, dass die Vibrator-Montageelementen 55 von drei Seiten her, d. h. von der oberen Fläche, von den äußeren Seitenflächen und von der Bodenfläche, umschlossen werden. Mit anderen Worten, der Flachabschnitt 71, die Seitenfläche 76 und der Umfaltabschnitt 77 umgreifen Teile des Vibrator-Montageelements 55. Beispielweise umfassen die Teile die äußeren Umfangsseiten des Vibrator-Montageelements 55.
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An den Halterungen 75 sind jeweils eine erste Öffnung 78 und eine zweite Öffnung 79 gebildet. Die erste Öffnung 78 ist am Umfaltabschnitt 77 und die zweite Öffnung 79 ist am Flachabschnitt 71 jeweils gebildet. Die beiden Öffnungen 78, 79 sind an den Halterungen 75a, 75b symmetrisch gebildet. D. h., die Halterungen 75a, 75b sind symmetrisch geformt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Öffnung 78 an einer äußeren Position als die Position der zweiten Öffnung 79 angeordnet, so dass, wie später erläutert, die Positionen der Öffnungen 78, 79 jeweils den Positionen der Vorsprünge 58, 59 der Vibrator-Montageelemente 55 entsprechen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Öffnung 78 eine Form auf, die sich nach außen des Rückschlusses 70 breiter ausdehnt als die Form (die kleinste Form, in die der erste Vorsprung 58 eingreifen kann), deren Abmessung gleich dem des ersten Vorsprungs 58 ist. Der Vorsprung 58, wie später erläutert, ist in dem Vibrator-Montageelement 55 gebildet. Wie in 7 gezeigt, weist die erste Öffnung 78 eine Form auf, bei der ein Teil des Seitenabschnittes 76 ausgenommen ist. In anderen Worten, ist die erste Öffnung 78 von dem Umfaltabschnitt 77 bis zu dem Seitenabschnitt 76 ausgedehnt.
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Wie in 8 gezeigt, sind in dem Vibrator-Montageelement 55 jedes elastischen Elements 50 der erste Vorsprung 58, der in die erste Öffnung 78 eingreift, und der zweite Vorsprung 59, der in die zweite Öffnung 79 eingreift, gebildet. Der erste Vorsprung 58 ist so ausgebildet, dass er von der Bodenfläche des Vibrator-Montageelements 55 nach unten hervorragt. Der zweite Vorsprung 59 ist so ausgebildet, dass er von der oberen Fläche des Vibrator-Montageelements 55 nach oben hervorragt. Der erste Vorsprung 58 ist an einer äußeren Position (die näher zu dem Seitenende der Halterung 75 ist) der Vibrationseinheit 5 als die Position des zweiten Vorsprungs 59 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils insbesondere der erste Vorsprung 58 näher an der äußeren Seitenfläche des Vibrator-Montageelements 55 und der zweite Vorsprung 59 näher an der inneren Seitenfläche des Vibrator-Montageelements 55 positioniert.
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Die Abmessung des ersten Vorsprungs 58 nach vorne bzw. hinten ist im Wesentlichen gleich oder etwas kleiner als diejenige der ersten Öffnung 78 nach vorne bzw. hinten. Die Abmessung des zweiten Vorsprungs 59 nach vorne bzw. hinten und nach rechts bzw. links ist im Wesentlichen gleich oder etwas kleiner als diejenige der zweiten Öffnung 79 nach vorne bzw. hinten und nach rechts bzw. links.
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Die Vibrator-Montageelement 55 ist an der Halterung 75 so befestigt, dass die Vorsprünge 58, 59 jeweils in die Öffnungen 78, 79 eingreifen.
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9 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente 50 an dem Rückschluss 70. 10 ist eine Schrägansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente 50. 11 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Montagevorgangs der elastischen Elemente 50.
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Die Abbildungen in 9 und 11 zeigen jeweils denselben Schnitt wie in 2 dargestellt.
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Wie in 9 gezeigt, wird die Vibrator-Montageelement 55 jedes elastischen Elements 50 in dem Zustand, in dem es so geneigt ist, dass die untere Seite in seitlicher Richtung gerichtet ist, in die Innenseite der Halterung 75 eingesteckt (Schritt S11). Das Vibrator-Montageelement 55 wird so eingedrückt, dass sein erster Vorsprung 58 in die erste Öffnung 78 eingreift. Dabei wird das elastische Element 50 entsprechend elastisch verformt.
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Anschließend wird in dem Zustand, in dem der erste Vorsprung 58 in der ersten Öffnung 78 eingegriffen ist, das Vibrator-Montageelement 55 so gedreht, dass, wie in 9 mit einem Pfeil gezeigt, der obere Teil der Vibrator-Montageelement 55 nach oben verschoben wird (Schritt S11 zu Schritt S12). Dabei wird das elastische Element 50 entsprechend elastisch verformt. Wie oben erläutert, ist die erste Öffnung 78 von dem Umfaltabschnitt 77 zu dem Seitenabschnitt 76 der Halterung 75 ausgedehnt, wodurch das Vibrator-Montageelement 55 gedreht werden kann, indem der erste Vorsprung 58 in die erste Öffnung 78 eingeführt wird. Dieser Schritt kann daher leicht durchgeführt werden. Dabei wird z. B. der erste Vorsprung 58 in dem Zustand, in dem er in die erste Öffnung 78 eingreift, von außen nach innen des Rückschlusses 70 verschoben.
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Das Vibrator-Montageelement 55 wird so gedreht, dass sein oberer Teil nach oben verschoben wird, so dass der zweite Vorsprung 59 in die zweite Öffnung 79 eingreift (Schritt S13). Dadurch wird der Zustand erzielt, dass der erste Vorsprung 58 in der ersten Öffnung 78 und der zweite Vorsprung 59 in der zweiten Öffnung 79 jeweils eingegriffen sind. In diesem Zustand ist die elastische Verformung der Vibrator-Montageelement 55 im Wesentlichen zu Normalzustand zurückgekehrt (es ist auch möglich, wenn der mit der Innenfläche der Halterung 75 in Berührung stehende Teil zu ihrem Normalzustand geringfügig elastisch verformt ist). Das Vibrator-Montageelement 55 wird daher durch die Halterung 75 von oben und unten eingeklemmt gehalten. Unter Eingriff der beiden Vorsprünge 58, 59 in die beiden Öffnungen 78, 79 ist das Vibrator-Montageelement 55 an der Halterung 75 befestigt, wodurch das elastische Element 50 nach vorne bzw. hinten zu dem Rückschluss 70 positioniert ist.
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In dem Zustand, in dem das Vibrator-Montageelement 55 durch die Halterung 75 gehalten ist, werden das Gewicht 81 und der Magnet 60 auf den Flachabschnitt 71 angeordnet, wie in 10 gezeigt ist.
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Wie in 11 gezeigt, ist in dem an der Halterung 75 befestigten Zustand die Entfernung D1 zwischen den inneren Seitenflächen der Vibrator-Montageelementen 55a und 55b etwas kleiner als die Breite D2 zwischen den rechten und linken Enden des Gewichts 81 (Schritt S14). Dadurch werden die rechten und linken Seitendenden des Gewichts 81 mit den inneren Seitenflächen der jeweiligen Vibrator-Montageelement 55 in Berührung gebracht, wenn das Gewicht 81 und der Magnet 60 auf den Flachabschnitt 71 angeordnet werden, wobei jede Vibrator-Montageelement 55 an den Seitenabschnitt 76 angedrückt wird. Daher wird das Vibrator-Montageelement 55 zwischen dem Seiten des Gewichts 81 und der Innenfläche des Seitenabschnitts 76 der Halterung 75 eingeklemmt und positioniert.
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Wie oben erläutert, sind die elastischen Elemente 50 der Vibrationseinheit 5 in der im Rückschluss 70 gebildeten Halterung 75 eingegriffen und mit dem Rückschluss 70 verbunden. Bei Vibration des Vibrators 80 erfolgt daher keine Bewegung der verformten Teile der elastischen Elemente 50, so dass eine lokale Ermüdung der elastischen Elemente 50 nur schwer auftritt. Daher kann die Haltbarkeit der Vibrationseinheit 5 und des Vibrationsgenerators 1 erhöht werden.
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Die elastischen Elemente 50 können am Rückschluss 70 dadurch leicht montiert werden, dass die Vorsprünge 58, 59 in den Öffnungen 78, 79 eingegriffen sind und damit die Positionierung erfolgt. Da der erste Vorsprung 58 in Bezug auf den zweiten Vorsprung 59 nach außen versetzt ist, wird eine leichtere Montage der Vibrationseinheit 5 ermöglicht. Insbesondere sind jeweils der erste Vorsprung 58 näher an der äußeren Seitenfläche des Vibrator-Montageelements 55 und der zweite Vorsprung 59 näher an der inneren Seitenfläche des Vibrator-Montageelements 55 positioniert, so dass die zum Eingriff der Vorsprünge 58, 59 in die Öffnungen 78, 79 erforderliche elastische Verformung verringert wird und somit die Montage leichter realisiert werden kann.
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Die elastischen Elemente 50 werden durch das am Rückschluss 70 befestigte Masseteil in Querrichtung positioniert. Daher wird der Zustand, dass die elastischen Elemente 50 sicher gehalten sind, so dass sie von den Halterungen 75 nicht herausfallen, beibehalten, so dass die Zuverlässigkeit der Vibrationseinheit 5 und des Vibrationsgenerators 1 erhöht werden kann. Des Weiteren werden die elastischen Elemente 50 auf diese Weise durch die Halterungen 75 gehalten, wodurch eine relativ einfache Form der Halterungen 75, in der das Vibrator-Montageelement 55 lediglich von drei Seiten umgeben sind, erzielt wird. Daher kann der Rückschluss 70 leicht hergestellt werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, zwischen dem Vibrator-Montageelement 55 und dem Masseteil ein Bauelement (einen Teil der Halterung, ein anderes Bauelement o. dgl.) anzuordnen, um das Vibrator-Montageelement 55 an der Halterung 75 zu befestigen, so dass die Abmessung des Vibrationsgenerators 1 in Querrichtung und somit der Vibrationsgenerator 1 verkleinert werden kann, indem der Raum zur Anordnung des Masseteils gewährleistet wird.
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Die erste Öffnung 78 ist so ausgebildet, dass sie nach außen ausgedehnt ist und ein Teil des Seitenabschnitts 76 ausgenommen wird, so dass, wie oben erläutert, die Montage der Vibrationseinheit 5 leicht durchgeführt werden kann und ferner die Biegeverarbeitung von dem Seitenabschnitt 76 bis zum Umfaltabschnitt 77 leicht realisiert werden kann.
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Die rechten und linken elastischen Elemente 50a, 50b weisen dieselbe Form auf. Die elastischen Elemente 50 können daher mit geringen Kosten hergestellt werden.
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Erläuterung von Varianten der Ausführungsform:
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Die Form der Halterung des Rückschlusses ist nicht auf die vorstehende Form beschränkt. Des Weiteren muss z. B. der Seitenabschnitt 76 des Rückschlusses nicht unbedingt flach, sondern kann auch gekrümmt sein. Die Form der Öffnungen 78, 79 ist auch nicht auf die vorstehende Form beschränkt.
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Es ist auch möglich, dass eine einzige Öffnung bzw. drei oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind, in die die Vorsprünge des Vibrator-Montageelements eingreifen. D. h., die Anzahl und die Form der Vorsprünge und Öffnungen können entsprechend verändert werden, so dass in dem Zustand, in dem die Vorsprünge in den Öffnungen eingegriffen sind, die Vibrator-Montageelement durch die Halterung gehalten wird.
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12 ist eine Schnittansicht eines Beispiels vom Rückschluss 370 des Vibrationsgenerators 1 gemäß einer Variante der vorliegenden Ausführungsform.
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Der Schnitt in 12 entspricht dem in 7 dargestellten Schnitt. Wie in 12 gezeigt, sind die inneren Enden von dem Umfaltabschnitt 77b der Halterung 75 des Rückschlusses 370 weiter nach oben gebogen. Auf diese Weise umfasst der Umfaltabschnitt 77b das nach oben gebogene Teil, wodurch in dem Zustand, in dem die Vibrator-Montageelemente 55 an der Halterung 75 befestigt ist, die Vibrator-Montageelemente 55 in Querrichtung positioniert werden können. Daher ist es nicht unbedingt erforderlich, die Vibrator-Montageelemente 55 durch das Masseteil an den Seitenabschnitt 76 anzudrücken, so dass die Form und die Struktur des Masseteils entsprechend eingestellt werden können.
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Sonstiges:
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Der Vibrationsgenerator kann durch eine geeignete Kombination der einzelnen Merkmale der vorstehenden Ausführungsform bzw. deren Varianten ausgelegt werden. Z. B. ist es möglich, die flexible Leiterplatte durch ein doppelseitiges Substrat, wie z. B. ein Glasepoxidsubstrat, zu ersetzen. Dabei kann das doppelseitige Substrat als ein Teil des Gehäuses ausgebildet werden. Durch Verwendung dieses doppelseitigen Substrats können die Herstellungskosten des Vibrationsgenerators reduziert werden.
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Der Rahmen muss nicht mit einer oberen Fläche bzw. einer Bodenfläche versehen sein und kann nur den Umfang der Vibrationseinheit 5 in der Draufsicht umgeben.
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Die Leiterplatte wird ggf. nicht benötigt. Die Bodenplatte muss die Bodenfläche des Rahmens nicht vollständig abdecken, sondern kann in einem Bereich der Bodenfläche des Rahmens angeordnet sein. Es ist möglich, eine Mehrzahl von Spulen bzw. von Magneten anzuordnen. Die Position von Spulen und die Anordnung von Magnetpolen usw. können entsprechend so eingestellt werden, dass der Vibrationsgenerator betrieben werden kann.
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Die Anzahl von Chassis-Montageelement bzw. von Arm kann jeweils zwei oder mehr betragen. Als Bauelement, das dem elastischen Elementen gemäß der vorstehenden Ausführungsform entspricht, kann nicht nur ein einteilig angeformter Körper, sondern auch ein Körper, in dem mehrere Bauelemente zusammengebaut sind, verwendet werden.
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Die Anzahl von Halterung, die das elastische Element und die Vibrator-Montageelement hält, kann eins bzw. drei oder mehr betragen.
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Die Vibrationseinheit kann an der Bodenplatte angeordnet sein.
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Das Gewicht kann im mittleren Bereich des Magneten od. dgl. angeordnet sein. Das Gewicht kann in einem Bereich des Magneten angeordnet sein, durch den die Krafterzeugung zur Bewegung des Vibrators nicht im Wesentlichen beeinflusst wird. Dadurch kann der Vibrationsgenerator ausgelegt werden, bei dem eine Verkleinerung des Vibrators ermöglicht wird und eine große Vibrationskraft erzeugt werden kann. Das Gewicht wird ggf. nicht benötigt.
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Der Vibrationsgenerator, der einen Vibrator antreiben kann, kann dadurch ausgebildet sein, dass die Spule am Hauptsubstrat eines Geräts, das eine Vibration od. dgl. benutzt, befestigt ist und an dem Hauptsubstrat, an dem die Spule bereits montiert ist, das Gehäuse befestigt wird, an dem die Vibrationseinheit befestigt ist. Mit anderen Worten, kann der Vibrationsgenerator auch dadurch ausgebildet sein, dass die auf dem Substrat eines anderen Geräts montierte Spule benutzt wird. Dabei kann die Vibrationseinheit unmittelbar an dem einem Gehäuse entsprechenden Substrat des anderen Geräts befestigt und verwendet werden.
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Die Struktur der Vibrationseinheit ist nicht auf den oben angegebenen Vibrator für den Vibrationsgenerator beschränkt, sondern kann weitgehend angewendet werden. D. h., die Vibrationseinheit ist so ausgelegt, dass ein Vibrator, der mit einem Magneten versehen ist, mittels des Arms gegenüber einem Teil, das vom Rahmen gehalten wird, ausgelenkt werden kann. Diese Vibrationseinheit kann für einen durch Magnetismus angetriebenen Aktor, für ein Gerät, das entsprechend den Vibrator in einer vorgegebenen Richtung auslenkt, und für andere verschiedene Geräte verwendet werden, wobei der Vibrator als bewegliches Element eingesetzt wird. Auch für ein vom Vibrationsgenerator verschiedenes Gerät ist die Vibrationseinheit in der oben angegebenen Weise ausgelegt, wodurch der gleiche Effekt wie der vorstehende Effekt erzielt werden kann.
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Der Vibrationsgenerator ist nicht auf die oben als Beispiel angeführte kleine Bauform beschränkt. Es ist auch möglich, einen größeren Vibrationsgenerator auszubilden, dessen Grundstruktur gleich ist. Auch für diesen Fall kann der gleiche Effekt wie der vorstehende Effekt erzielt werden.
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Es ist zu verstehen, dass die vorstehende Ausführungsform beispielshaft im Hinblick auf alle Punkte ist, jedoch nicht begrenzend ist. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern durch die Patentansprüche definiert, und beinhaltet alle Modifikationen in der Bedeutung und des Umfangs äquivalent zu Patentansprüchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vibrationsgenerator
- 5
- Vibrationseinheit
- 10
- Substrat
- 20
- Rahmen (ein Beispiel des Gehäuses)
- 30
- Bodenplatte (ein Beispiel des Gehäuses)
- 40
- Spule
- 50 (50a, 50b)
- Elastisches Element
- 51 (51a, 51b, 51c, 51d)
- Gehäuse-Montageelement
- 53 (53a, 53b, 53c, 53d)
- Arm
- 55 (55a, 55b)
- Vibrator-Montageelement
- 58
- Erster Vorsprung
- 59
- Zweiter Vorsprung
- 60
- Magnet
- 70
- Rückschluss
- 71
- Flachabschnitt (ein Beispiel des ersten Teils)
- 75
- Halterung
- 76
- Seitenabschnitt
- 77, 77b
- Umfaltabschnitt (ein Beispiel des zweiten Teils)
- 78
- Erste Öffnung
- 79
- Zweite Öffnung
- 80
- Vibrator
- 81
- Gewicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2014-140785 A [0003, 0004]
