(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176329
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】振動アクチュエータ及び電子機器
(51)【国際特許分類】
B06B 1/04 20060101AFI20221117BHJP
【ＦＩ】
B06B1/04 S
【審査請求】有
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022161159
(22)【出願日】2022-10-05
(62)【分割の表示】P 2018058074の分割
【原出願日】2018-03-26
(71)【出願人】
【識別番号】000006220
【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勇樹
(72)【発明者】
【氏名】関口 力
(72)【発明者】
【氏名】良井 優太
(72)【発明者】
【氏名】児玉 大輔
(72)【発明者】
【氏名】稲本 繁典
(57)【要約】
【課題】耐衝撃性を有するとともに、好適な体感振動を出力できる振動アクチュエータ及び電子機器を提供する。
【解決手段】コイル及びコイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体、コイル及びマグネットのうちの他方を有し且つ可動体を挿通する軸部を有する固定体、及び可動体を固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部を有し、給電されるコイルとマグネットの協働により、可動体が固定体に対して振動方向に振動する振動アクチュエータであって、可動体は、軸部が挿通され、軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、弾性支持部は、可動体を、可動体の非振動時及び振動時に、軸部に接触しないように支持する。
【選択図】図１
【解決手段】コイル及びコイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体、コイル及びマグネットのうちの他方を有し且つ可動体を挿通する軸部を有する固定体、及び可動体を固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部を有し、給電されるコイルとマグネットの協働により、可動体が固定体に対して振動方向に振動する振動アクチュエータであって、可動体は、軸部が挿通され、軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、弾性支持部は、可動体を、可動体の非振動時及び振動時に、軸部に接触しないように支持する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して、前記軸部が延びる方向に対応する振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記振動方向における前記可動体の全長にわたって前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記可動体が前記全長にわたって前記軸部に接触しないように、前記可動体を支持する、
ことを特徴とする振動アクチュエータ。
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して、前記軸部が延びる方向に対応する振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記振動方向における前記可動体の全長にわたって前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記可動体が前記全長にわたって前記軸部に接触しないように、前記可動体を支持する、
ことを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項2】
前記弾性支持部は、前記振動方向と交差する方向に延在して配置され、両端で前記固定体及び前記可動体に固定される板ばねである、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項3】
前記弾性支持部は、前記可動体の重心を挟むように前記振動方向で離れて配置され、且つそれぞれ前記振動方向と交差する方向に延在する複数の板ばねである、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項4】
前記弾性支持部である前記複数の板ばねは、同形状の渦巻型のばねであり、それぞれの渦巻きの向きが同一となる向きで、それぞれ外周側の一端が前記固定体に固定されるとともに、内周側の他端が前記可動体に固定されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項３に記載の振動アクチュエータ。
【請求項5】
前記可動体は、前記軸部が前記隙間を空けて挿通され前記振動方向で連設された、前記固定体の前記コイルの径方向内側に配置される前記マグネット、センターヨーク、及び錘部を有し、
前記センターヨークは、前記可動体の非振動時において前記コイルの内周面の振動方向における中央部に対向して位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
前記センターヨークは、前記可動体の非振動時において前記コイルの内周面の振動方向における中央部に対向して位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項6】
前記可動体が前記マグネットを有し、前記固定体が前記コイルを有し、
前記固定体の前記軸部は、非磁性材料にて構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
前記固定体の前記軸部は、非磁性材料にて構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項7】
前記可動体の貫通孔の内周面には外部からの衝撃により前記軸部と接触する接触部材が周方向に延在するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項8】
前記接触部材は、樹脂またはエラストマーで構成されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項７に記載の振動アクチュエータ。
【請求項9】
前記複数の板ばねのそれぞれの前記固定体での固定位置間における前記軸方向の長さは、前記複数の板ばねのそれぞれの前記可動体での固定位置間における前記軸方向の長さと異なる、
ことを特徴とする請求項３に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項３に記載の振動アクチュエータ。
【請求項10】
前記複数の板ばねのそれぞれの前記固定体での前記振動方向で離れる固定位置間の長さよりも、前記複数の板ばねのそれぞれの前記可動体での前記振動方向で離れる固定位置間の長さの方が長い、
ことを特徴とする請求項９に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項９に記載の振動アクチュエータ。
【請求項11】
前記固定体と前記可動体の間に、磁性流体が配設される、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項12】
前記磁性流体は、前記軸部と前記貫通孔との間、もしくは、前記マグネットの外径部と前記コイルの内径部との間に配置、またはその両方に配置されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項13】
前記弾性支持部は、前記固定体に、振動を減衰させる減衰部材を介して固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項14】
請求項１に記載の振動アクチュエータを実装した、
ことを特徴とする電子機器。
ことを特徴とする電子機器。
【請求項15】
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体を、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記軸部に接触しないように支持し、
前記固定体と前記可動体の間に、磁性流体が配設され、
前記磁性流体は、前記軸部と前記貫通孔との間、もしくは、前記マグネットの外径部と前記コイルの内径部との間に配置、またはその両方に配置されている、
ことを特徴とする振動アクチュエータ。
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体を、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記軸部に接触しないように支持し、
前記固定体と前記可動体の間に、磁性流体が配設され、
前記磁性流体は、前記軸部と前記貫通孔との間、もしくは、前記マグネットの外径部と前記コイルの内径部との間に配置、またはその両方に配置されている、
ことを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項16】
請求項１５に記載の振動アクチュエータを実装した、
ことを特徴とする電子機器。
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動アクチュエータ及びこれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、振動機能を有する電子機器には、振動発生源として振動アクチュエータが実装されている。電子機器は、振動アクチュエータを駆動してユーザに振動を伝達して体感させることにより、着信を通知したり、操作感や臨場感を向上したりすることができる。ここで、電子機器は、携帯型ゲーム端末、据置型ゲーム機のコントローラー（ゲームパッド）、携帯電話やスマートフォンなどの携帯通信端末、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、服や腕などに装着されるウェアラブル端末の携帯できる携帯機器を含む。
【0003】
携帯機器に実装される小型化可能な構造の振動アクチュエータとしては、例えば、特許文献１に示すように、ページャー等に用いられる振動アクチュエータが知られている。
【0004】
この振動アクチュエータは、一対の板状弾性体を相対向するようにして枠体に支持させ、一対の板状弾性体のうちの一方の渦巻型形状の板状弾性体における盛り上がった中央部分に、磁石を取り付けたヨークを固定して支持している。ヨークは磁石とともに磁界発生体を構成し、この磁界発生体の磁界内に、コイルが他方の板状弾性体に取り付けた状態で配置されている。このコイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流が切替えて付与されることにより一対の板状弾性体は選択的に共振されて振動を発生し、ヨークは枠体の中心線方向で振動する。
【0005】
この振動アクチュエータでは、ヨークと枠体の内周壁との距離よりも磁石とコイル及びヨークとコイル間の距離を大きくしている。これにより、外部から衝撃を受けた場合、先にヨークが枠体の内周壁に衝突させることによりヨークや磁石がコイルに接触することがなく、コイルの破損を防止している。
【0006】
しかしながら、実際には、磁石を有するヨークが枠体に衝突するので、ヨークを有する可動体を弾性支持する一対の板状弾性体は衝撃を受けて損傷する恐れがある。
【0007】
このため、特許文献１では、可動体が振動方向に摺動して移動するシャフトを固定体に設けることにより、外部から衝撃を受けても可動体であるヨークは、シャフトにより枠体の内周面に移動することがなく、枠体への衝突を防止する構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平１０－１１７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、可動体が摺動するシャフトを固定体に設けた従来の振動アクチュエータの構成では、シャフトにより可動体の動きを規制して耐衝撃性を高めることはできるものの、可動体は駆動時に軸部を摺動するため、摺動音が発生する恐れがある。
【0010】
振動音等のように、接触によるノイズ発生は、振動アクチュエータ自体の振動表現を低下させる、という問題があるため、可動体の可動により振動する振動アクチュエータは、振動ノイズを含まず振動表現力を高くした状態で出力し、ユーザに伝達して十分に振動を体感させる、つまり、好適な体感振動を出力することが望まれている。
【0011】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性を有するとともに、好適な体感振動を出力できる振動アクチュエータ及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の振動アクチュエータの一つの態様は、
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して、前記軸部が延びる方向に対応する振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記振動方向における前記可動体の全長にわたって前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記可動体が前記全長にわたって前記軸部に接触しないように、前記可動体を支持する構成を採る。
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して、前記軸部が延びる方向に対応する振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記振動方向における前記可動体の全長にわたって前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記可動体が前記全長にわたって前記軸部に接触しないように、前記可動体を支持する構成を採る。
【0013】
本発明の振動アクチュエータの一つの態様は、
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体を、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記軸部に接触しないように支持し、
前記固定体と前記可動体の間に、磁性流体が配設され、
前記磁性流体は、前記軸部と前記貫通孔との間、もしくは、前記マグネットの外径部と前記コイルの内径部との間に配置、またはその両方に配置されている構成を採る。
コイル及び前記コイルの径方内側に間隔をあけて配置されるマグネットのうちの一方を有する可動体と、
前記コイル及び前記マグネットのうちの他方を有し且つ前記可動体を挿通する軸部を有する固定体と、
給電される前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して振動方向に振動するように、前記可動体を前記固定体に対して可動自在に支持する弾性支持部と、を有し、
前記可動体は、前記軸部が挿通され、前記軸部の外周面との間に隙間が形成される貫通孔を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体を、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記軸部に接触しないように支持し、
前記固定体と前記可動体の間に、磁性流体が配設され、
前記磁性流体は、前記軸部と前記貫通孔との間、もしくは、前記マグネットの外径部と前記コイルの内径部との間に配置、またはその両方に配置されている構成を採る。
【0014】
本発明の電子機器の一つの態様は、
上記構成の振動アクチュエータを実装した構成を採る。
上記構成の振動アクチュエータを実装した構成を採る。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、耐衝撃性を有するとともに、好適な体感振動を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態に係る振動アクチュエータを示す縦断面図である。
【図2】同振動アクチュエータにおいて可動体を外した状態を示す平面側分解斜視図である。
【図3】同振動アクチュエータにおいて可動体を外した状態を示す底面側分解斜視図である。
【図4】同振動アクチュエータの全体分解斜視図である。
【図5】同振動アクチュエータの可動体と弾性支持部とを示す斜視図である。
【図6】弾性支持部と筐体の接合構造の変形例の説明に供する図である。
【図7】弾性支持部の固定位置の説明に供する一例を示す図である。
【図8】共振の説明に供する図である。
【図9】同振動アクチュエータの磁気回路構成を示す断面図である。
【図10】同振動アクチュエータを実装した電子機器の一例を示す図である。
【図11】同振動アクチュエータを実装した電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
［振動アクチュエータの全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る振動アクチュエータ１０を示す縦断面図であり、図２は、同振動アクチュエータ１０において可動体２０を外した状態を示す平面側分解斜視図であり、図３は、同振動アクチュエータ１０において可動体２０を外した状態を示す底面側分解斜視図である。また、図４は、同振動アクチュエータの全体分解斜視図であり、図５は、同振動アクチュエータ１０の可動体２０と弾性支持部６０とを示す斜視図である。なお、本実施の形態における「上」側、「下」側は、理解しやすくするために便宜上付与したものであり、振動アクチュエータ１０における可動体２０の振動方向の一方、他方を意味する。すなわち、振動アクチュエータ１０が電子機器（図１０及び図１１参照）に搭載される際には上下が逆になっても左右になっても構わない。
図１は、本発明の実施の形態に係る振動アクチュエータ１０を示す縦断面図であり、図２は、同振動アクチュエータ１０において可動体２０を外した状態を示す平面側分解斜視図であり、図３は、同振動アクチュエータ１０において可動体２０を外した状態を示す底面側分解斜視図である。また、図４は、同振動アクチュエータの全体分解斜視図であり、図５は、同振動アクチュエータ１０の可動体２０と弾性支持部６０とを示す斜視図である。なお、本実施の形態における「上」側、「下」側は、理解しやすくするために便宜上付与したものであり、振動アクチュエータ１０における可動体２０の振動方向の一方、他方を意味する。すなわち、振動アクチュエータ１０が電子機器（図１０及び図１１参照）に搭載される際には上下が逆になっても左右になっても構わない。
【0019】
図１～図４に示す振動アクチュエータ１０は、電子機器、具体的には、携帯型ゲーム端末（例えば、図１０のゲームコントローラＧＣ）、或いはスマートフォン等の携帯機器（例えば、図１１の携帯端末Ｍ）に振動発生源として実装され、携帯機器の振動機能を実現する。振動アクチュエータ１０は、例えば、ユーザに対して着信を通知したり、操作感や臨場感を与えたりする場合に駆動される。
【0020】
振動アクチュエータ１０は、マグネット８０を有する可動体２０と、弾性支持部６０と、コイル７０を有し、弾性支持部６０を介して可動体２０を往復動自在に支持する固定体４０と、を有する。
【0021】
振動アクチュエータ１０においてコイル７０とマグネット８０は、可動体２０を振動させる磁気回路を構成する。振動アクチュエータ１０は、電源供給部（例えば、図１０及び図１１に示す駆動制御部２０３）からコイル７０が通電されることで、コイル７０とマグネット８０とが協働して、可動体２０を固定体４０に対して振動方向に往復振動させる。
【0022】
本実施の形態の振動アクチュエータ１０は、可動体２０を、マグネット８０の着磁方向（シャフト５０軸の延在方向、或いはコイル７０の軸方向に相当）に往復振動させる。振動アクチュエータ１０では、可動体２０は、可動していない非振動時において、弾性支持部６０を介してシャフト（軸部）５０に接触せずに支持され、可動時においても、弾性支持部６０を介してシャフト５０に接触せずに支持される。振動アクチュエータ１０は、可動体２０を、非振動時及び振動時においてシャフト５０に接触しないように保持している。本実施の形態の振動アクチュエータ１０は、更に、固定体４０と可動体２０の間に配設される磁性流体Ｃ１、Ｃ２を備える。
【0023】
なお、本実施の形態の振動アクチュエータ１０は、コイル７０を固定体４０側に設け、マグネット８０を可動体２０側に設けて、マグネット８０側を可動させる所謂ムービングマグネット式の構成としているが、これに限らない。コイル７０を可動体２０に設けるとともにマグネット８０を固定体４０側に設けたムービングコイル式とした構成としてもよい。
【0024】
本実施の形態の振動アクチュエータ１０では、図５に示すように、弾性支持部６０は、可動体２０に、振動方向で離れて取りつけられた複数の板ばね（上側板ばね６２、下側板ばね６４）である。上側板ばね６２、下側板ばね６４についての詳細な説明は後述する。
【0025】
＜可動体２０＞
図１～図４に示す可動体２０は、固定体４０の上ケース４３及び下ケース４５との間で、弾性支持部６０により、中央部に形成された貫通孔２０ａに挿通されたシャフト５０（図１参照）に沿って、上ケース４３及び下ケース４５とが対向する方向で往復移動可能に支持される。
図１～図４に示す可動体２０は、固定体４０の上ケース４３及び下ケース４５との間で、弾性支持部６０により、中央部に形成された貫通孔２０ａに挿通されたシャフト５０（図１参照）に沿って、上ケース４３及び下ケース４５とが対向する方向で往復移動可能に支持される。
【0026】
可動体２０では、貫通孔２０ａは、振動方向、本実施の形態では上下方向に貫通して設けられている。貫通子２０ａには、固定体４０の上下ケース４３、４５間に架設されたシャフト５０が、シャフト５０の外周面と、貫通孔２０ａの内周面とが接触しないように挿通されている。
【0027】
本実施の形態では、可動体２０は、可動体コア２１、ブッシュ２４、マグネット８０、ブッシュ２５、センターヨーク２７、及び錘部２９を有する。可動体２０では、マグネット８０、センターヨーク２７、及び錘部２９は、シャフト５０が隙間Ｇを空けて挿通され振動方向で連設されている。本実施の形態の可動体２０では、可動体コア２１の平板部２１２と、センターヨーク２７とでマグネット８０を挟み、センターヨーク２７側に錘部２９が設けられている。これら可動体コア２１、ブッシュ２４、マグネット８０、ブッシュ２５、センターヨーク２７及び錘部２９のそれぞれ中央には開口部が設けられ、これら開口部が同軸上で連続して配置されることにより可動体２０の貫通孔２０ａを構成している。これら連続する可動体コア２１、ブッシュ２４、マグネット８０、ブッシュ２５、センターヨーク２７及び錘部２９の開口部に、シャフト５０が、貫通孔２０ａの内周面とシャフト５０の外周面との間に隙間Ｇが形成されるように移動自在に挿通されている。
【0028】
可動体コア２１には、マグネット８０が固定されている。可動体コア２１は、固定されたマグネット８０とともに、固定体４０側に固定されるコイル７０を、外周側及び上面側から覆うように配置される。可動体コア２１は、可動体２０の外周部分を構成している。
【0029】
可動体コア２１は、本実施の形態では、平板部２１２及びリング部２１４からなる有蓋筒状部を有する磁性体である。平板部２１２及びリング部２１４は、これらの内側に配置されるマグネット８０を囲むように配置されており、ヨークとして機能する。本実施の形態では、可動体コア２１は、マグネット８０の外周側に配置されるコイル７０も覆う位置に配置される。
【0030】
可動体コア２１は、磁性材料により構成されており、コイル７０、マグネット８０及びセンターヨーク２７とともに磁気回路を構成する。可動体コア２１は、可動体２０において、可動体２０の本体部分としての機能、磁気回路の一部としての機能、及びウェイトとしての機能を有する。
【0031】
可動体コア２１の平板部２１２は、円環板状体であり、中央にシャフト５０が挿通される開口部（貫通孔２０ａに相当）２１ａが形成されている。平板部２１２の下面（裏面）には、マグネット８０が固定されており、平板部２１２の外周部から下方に突出するようにリング部２１４が固定されている。
【0032】
平板部２１２の上面（表面）側には、上方に突出する筒状突部２１６が設けられている。筒状突部２１６の上端部にばね固定部２１ｂが形成されており、開口縁部に沿って周方向に延在する環状を有する。このばね固定部２１ｂに上側板ばね６２の内側のばね端部である内周部６０４が接合される。
【0033】
平板部２１２の下面には、開口縁部に凹状のざぐり部２１ｃが設けられている。このざぐり部２１ｃ内には、接触部材として機能するブッシュ２４が配置されている。
【0034】
ブッシュ２４は、ざぐり部２１ｃに圧入により嵌め込まれてもよい。接触部材としてのブッシュ２４は、可動体２０において、貫通孔２０ａに挿通されるシャフト５０が変位した際に接触する接触部として機能する。接触部材は、樹脂またはエラストマー等の低剛性材料により形成されており、シャフト５０が接触した際の衝撃力を緩和し、シャフト５０の破損を防ぐことができる。接触部材であるブッシュ２４は、本実施の形態では、錘部２９に組み込まれるブッシュ２５とともに円環状に形成され、可動体２０の非振動時では、シャフト５０が、その外周に隙間Ｇが形成された状態で、軸方向で移動自在に挿通されている。
【0035】
接触部材としてのブッシュ２４は、シャフト５０の外周面から隙間Ｇを空けて対向する内周面を有する。ブッシュ２４の内周面は、ブッシュ２５の内周面とともに、貫通孔２０ａを規定する可動体２０の内周面の一部である。
【0036】
リング部２１４は、筒状体であり、本実施の形態では、開口する下端部である開口縁部が、コイル７０の外周面側で、コイル７０の軸方向の中央部分近傍と離れて対向するように位置している。可動体コア２１は、マグネット８０の外周側及び上面側で、マグネット８０を覆うとともに、コイル７０の上側を覆う位置に配置されている。
【0037】
リング部２１４の開口縁部は、コイルホルダ４４内の内側底部４４２から所定の間隔を空けた位置で対向して配置されている。この所定の間隔により、可動体２０は、その振動方向での可動領域を確保できる。
【0038】
マグネット８０は、円筒状に形成され、振動方向、本実施の形態では、開口する２方向（シャフト５０の延在方向であり、コイル７０の軸方向に相当）に着磁されている。本実施の形態では、マグネット８０は、上側がＳ極であり下側がＮ極となるように形成されている。マグネット８０は、可動体コア２１の平板部２１２に、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤により固定される。
【0039】
マグネット８０は、コイル７０に対して、コイル７０の径方向内側で所定間隔を空けて位置するように配置される。ここで、「径方向」とは、コイル７０の軸に直交する方向である。この径方向における「所定間隔」は、マグネット８０及びコイル７０が着磁方向に互いに接触することなく移動可能な間隔であり、本実施の形態では、コイル７０の内側の内筒部４４３の厚みを含めたコイル７０側と、マグネット８０との間隔を意味している。
【0040】
図１に示すように、マグネット８０は、本実施の形態では、その下部の径方向外側にコイル７０の上部が対向するように配置されている。なお、マグネット８０は、コイル７０の内側で、コイル７０の軸の延在方向で２つの着磁面をそれぞれ向けて配置されるものであれば、円筒状以外の形状であってもよい。
【0041】
センターヨーク２７は、マグネット８０に密着して配置され、マグネット８０の磁束を集中させて、漏らすことなく効率良く流すためのものである。本実施の形態では、センターヨーク２７は、可動体２０の非振動時において、コイル７０の内側（径方向内側）で、コイル７０の軸方向（振動方向）の中央部分に対して、コイル７０の軸方向と直交する方向で、コイル７０に対向するように位置する。
【0042】
錘部２９は、可動体２０の振動出力を増加させるとともに、弾性支持部６０である下側板ばね６４を固定する。
【0043】
錘部２９は、本実施の形態では、円筒形状を有し、振動方向、つまり、シャフト５０に沿って、センターヨーク２７に接着等により連設される。錘部２９はセンターヨーク２７に、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤により固定される。
【0044】
錘部２９は、センターヨーク２７の下に、下側板ばね６４を固定するばね固定部と錘とを兼ねた部材として設けている。これにより、錘機能とばね固定機能をそれぞれ有する部材を組み立てる必要が無く、錘部２９を設けるだけで、下側板ばね６４を容易に組み付けることができ、組立性を高めることができる。また、錘部２９は、可動体２０の外周側に設けられていないため、可動体２０の外周側に位置するコイルの配置スペースを限定することがなく、電磁変換の効率は低下しない。よって、好適に可動体２０の重量を増加でき、高振動出力を実現できる。
【0045】
錘部２９は、磁性材料により構成されてもよいが、非磁性材料により構成されることが望ましい。錘部２９が非磁性材料であれば、上部のセンターヨーク２７からの磁束が、下方に流れることがなく、効率良くセンターヨーク２７の外周側に位置するコイル７０に通すことができる。
【0046】
錘部２９は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ、鋼板の比重は７．７０～７．９８）等の材料よりも比重の高い材料（例えば、比重が１６～１９程度）により形成されるのが好ましい。錘部２９の材料には、例えば、タングステンを適用できる。これにより、設計等において可動体２０の外形寸法が設定された場合でも、可動体２０の質量を比較的容易に増加させることができ、ユーザに対する十分な体感振動となる所望の振動出力を実現することができる。
【0047】
錘部２９のセンターヨーク２７側の面には開口縁部に形成される凹状のざぐり部２９ａが設けられている。このざぐり部２９ａ内には、接触部材としてブッシュ２４と同様に機能するブッシュ２５が配置されている。ブッシュ２５は、ざぐり部２９ａに圧入により嵌め込まれてもよい。また、錘部２９のセンターヨーク２７と反対側の面（下面）には開口部の周囲から突出してばね固定部２９ｂが設けられている。ばね固定部２９ｂには、弾性支持部６０の下側板ばね６４の内側のばね端部である内周部６０４が接合されている。ばね固定部２９ｂは、錘部２９本体の下面側に突出する筒状突部２９２の先端に形成されている。筒状突部２９２の突出長さにより、錘部２９の本体とばね固定部２９ｂとの間の段差が形成される。この段差は、ばね固定部２９ｂから径方向外側に延出する下側板ばね６４の弾性変形領域を形成する。
【0048】
上記構成において、本実施の形態では、ブッシュ２４の内周面は、ブッシュ２５の内周面とともに、シャフト５０の外周面から離れて、且つ、可動体コア２１、マグネット８０、センターヨーク２７及び錘部２９の内周面よりも、シャフト５０の外周面に近い位置に配設されている。これにより、可動体２０と、可動体２０の貫通孔２０ａ内のシャフト５０とが相対移動した場合に、貫通孔２０ａを規定する内周面と衝突するシャフト５０は、貫通孔２０ａの内周面の一部を構成するブッシュ２４、２５に接触することになる。よって、可動体コア２１、マグネット８０、センターヨーク２７及び錘部２９の固定体４０側と、シャフト５０との双方に対する衝撃を緩和し、特に、シャフト５０の破損を防止できる。
【0049】
また、ブッシュ２４、２５は、可動体コア２１のざぐり部２１ｃと、錘部２９のざぐり部２９ａの内部に埋め込まれているので、可動体コア２１とマグネット８０、センターヨーク２７と錘部２９のそれぞれは、互いに当接する環状の面で密着した状態で連設されている。
【0050】
また、ブッシュ２４、２５は、可動体コア２１とマグネット８０、センターヨーク２７と錘部２９のそれぞれの間に配置され軸方向に抜けることがない。
【0051】
【0052】
固定体４０は、可動体２０を囲む筐体４２を有し、シャフト５０は、筐体４２内に収容される可動体２０の貫通孔２０ａを挿通して筐体４２に固定されている。
【0053】
筐体４２は、本実施の形態では、中空の円柱体である。筐体４２は、コイル７０を保持するとともに可動体２０を囲む筒状のコイルホルダ４４と、シャフト５０の両端部が固定されるとともにコイルホルダ４４の両端の開口をそれぞれ閉塞する上ケース４３及び下ケース４５とを有する。
【0054】
コイル７０は、振動アクチュエータ１０において、軸方向（マグネット８０の着磁方向）を振動方向として、マグネット８０とともに、振動アクチュエータ１０の駆動源の発生に用いられる。コイル７０は、駆動時に通電され、マグネット８０とともにボイスコイルモーターを構成する。
【0055】
コイル７０の軸は、例えば、マグネット８０の軸方向（シャフト５０の延在方向）ともマグネット８０の軸と同軸上に配置される。
【0056】
コイル７０は、その振動方向の長さの中心位置が、センターヨーク２７の振動方向の長さの中心位置と略同じ高さ位置となるように配置されている。
【0057】
コイル７０の両端部は、電源供給部（例えば、図１０及び図１１に示す駆動制御部２０３）に接続される。例えば、コイル７０の両端部は、交流供給部に接続され、交流供給部からコイル７０に交流電源（交流電圧）が供給される。これにより、コイル７０はマグネットとの間に、互いの軸方向で互いに接離方向に移動可能な推力を発生できる。
【0058】
マグネット８０において平板部２１２側（本実施の形態では上側）がＳ極、センターヨーク２７側がＮ極となるように着磁されている場合、マグネット８０とセンターヨーク２７との接合部分及びセンターヨーク２７から放射されて平板部２１２側から入射する磁束が、形成される。したがって、マグネット８０及びセンターヨーク２７を囲むように配置されるコイル７０のどの部分に対しても、コイル７０の径方向の内側から外側に磁束が横切るので、コイル７０に通電したときに同じ方向（図９で示すＦ方向、或いは－Ｆ方向）にローレンツ力が作用する。
【0059】
シャフト５０は、可動体２０の貫通孔２０ａ内で変位して貫通孔２０ａの内周面、具体的には接触部材であるブッシュ２４、２５に接触した際の衝撃に耐えうる耐衝撃性を有している。
【0060】
シャフト５０の両端部は、シャフト５０自体が筐体４２の中心軸上に位置するように、上ケース４３及び下ケース４５のそれぞれに固定されている。また、シャフト５０は、非磁性材料を用いたシャフトであることが好ましい。シャフト５０を磁性体にて構成すると、マグネット８０と磁気吸引力が発生するため、組立時などにおいて、シャフト５０とマグネット８０とのクリアランスの維持が困難となる。シャフト５０を非磁性材料にて構成することにより、磁気吸引力の発生がなくなり、シャフト５０と可動体２０（具体的には貫通孔２０ａ）との間に好適な隙間（クリアランス）Ｇを維持できる。
【0061】
上ケース４３、下ケース４５及びコイルホルダ４４は、それぞれ耐衝撃性を有するＳＵＳ（ステンレス）等の金属材料で構成される。上ケース４３、下ケース４５及びコイルホルダ４４はそれぞれ同種の金属（例えば、ＳＵＳ（ステンレス）３０４）により構成されることが好ましい。
【0062】
コイルホルダ４４は、可動体２０を外周側から囲むとともに、コイル７０を、マグネット８０の外周側で囲むように保持する。
【0063】
具体的には、コイルホルダ４４では、図１及び図３に示すように両開口部で上ケース４３及び下ケース４５に閉塞される筒状の外筒部４４１の内周面からコイルホルダ４４の軸心側に張り出すように円環状の内側底部４４２が設けられている。内側底部４４２の内径部には、内筒部４４３が軸方向に沿って立ち上るように設けられている。
【0064】
内筒部４４３は、可動体２０の外周面と所定間隔を空けて対向して位置する筒状に形成される。ここで「所定間隔」とは、コイル７０に対するマグネット８０の移動を許容する間隔である。可動体２０は、内筒部４４３の内側で振動方向に振動する。内筒部４４３の外周面には、内側底部４４２上に配置されるコイル７０が外嵌されている。
【0065】
内筒部４４３と内側底部４４２とにより、コイル７０は、マグネット８０の外周側に間隔を空けて位置するように保持されている。言い換えれば、コイルホルダ４４は、コイル７０を、コイル７０の径方向内側にマグネット８０が所定間隔を空けて同一軸で位置するように保持する。
【0066】
コイルホルダ４４の開口端部、つまり、上下端部には、上ケース４３及び下ケース４５のそれぞれの開口部と嵌合する環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂが設けられている。
【0067】
上ケース４３及び下ケース４５は、それぞれ有底筒状に形成され、それぞれの底部４３１、４５１は、本実施の形態における振動アクチュエータ１０の天面、底面を構成する。なお、上ケース４３、下ケース４５は、絞り加工により金属板を凹状に成形されてもよい。
【0068】
上ケース４３の底部４３１及び下ケース４５の底部４５１は、円盤状体であり、それぞれの中央部に、互いに対向する開口部４３２、４５２が形成されている。これら開口部４３２、４５２には、シャフト５０の両端部がそれぞれ挿入されて固定されている。開口部４３２、４５２へのシャフト５０の両端部の固定は、それぞれ開口部４３２、４５２にシャフト５０を圧入することにより固定されてもよいし、接着或いは溶接により固定されてもよい。また、これら圧入、接着及び溶接を組み合わせることでシャフト５０が筐体４２に固定されてもよい。
【0069】
また、上ケース４３及び下ケース４５は、それぞれの周壁部に、それぞれの底部４３１、４５１から離れた位置で周方向に延在する環状の段差部４３３、４５３を有する（図１～図４参照）。この底部４３１、４５１から段差部４３３、４５３までの長さは、それぞれ、可動体２０の可動範囲を規定できる。
【0070】
段差部４３３、４５３は、コイルホルダ４４の環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂと嵌合する形状を有する。また、段差部４３３、４５３は、環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂとともに弾性支持部６０を固定している。この固定構造についての詳細は後述する。
【0071】
ダンパー４６、４７は、可動時に可動体２０が固定体４０に接触する際の衝撃を緩和する緩衝部材であるダンパー４６、４７は、上ケース４３及び可動体２０の間と、下ケース４５及び可動体２０の間にそれぞれ配置されており、筐体４２内において可動する可動体２０の最大振幅時に接触する。
【0072】
ダンパー４６、４７は、本実施の形態では、上ケース４３の底部４３１及び下ケース４５の底部４５１の内側の面にそれぞれ設けられている。ダンパー４６、４７は、例えば、スポンジ等で構成され、リング状に形成され、底部４３１、４５１における内側の面、つまり互いに対向する面において、それぞれの開口部４３２、４５２の周縁部に固定されている。
【0073】
ダンパー４６、４７は、振動アクチュエータ１０における可動体２０の可動振幅が大きくなった場合、または、外部より衝撃が加わった際に、可動体２０が上ケース４３、下ケース４５に接触することにより、異音が発生したり、衝撃により各部品が破損したりすることを防止できる。
【0074】
＜弾性支持部６０＞
弾性支持部６０は、可動体２０と固定体４０との双方に接続されており、可動体２０を固定体４０に対して可動自在に支持する。
弾性支持部６０は、可動体２０と固定体４０との双方に接続されており、可動体２０を固定体４０に対して可動自在に支持する。
【0075】
弾性支持部６０は、可動体２０を、可動体２０の可動体の非振動時及び振動時において、シャフト５０に接触しないように支持する。弾性支持部６０は、可動体２０を可動自在に弾性支持するものであれば、どのようなもので構成されてもよい。
【0076】
弾性支持部６０は、一つであってもよいし、２つ以上の複数有するものであってもよい。弾性支持部６０は、板状の弾性支持体であり、例えば、ステンレス鋼板の板金を加工して形成された複数の板ばねとしている。
【0077】
本実施の形態では、弾性支持部６０は、可動体２０を振動方向で離れる部位で挟持するように取りつけられる上側板ばね６２及び下側板ばね６４である。
【0078】
上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、板金加工により形成された薄い円盤状の渦巻型ばねである。渦巻型の上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、外側のばね端部である外周部６０２と内側のばね端部である内周部６０４とが円弧状のアーム６０６により接合された形状を有し、外周部６０２と内周部６０４とが、弾性支持部の軸方向に相対的に変位可能である。
【0079】
複数の上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、本実施の形態では、渦巻きの向きが同一となる向きで、それぞれ外周側の一端である外周部６０２が固定体４０に固定されるとともに、内周側の他端である内周部６０４が可動体２０に固定されている。
【0080】
渦巻き形状の板ばねを複数用いて、可動体２０において振動方向で離間する両端部にそれぞれ取り付けることで、固定体に対して可動体を弾性支持する場合、可動体２０の移動量が大きくなると、可動体は、僅かではあるが回転しながら並進方向（ここでは、振動方向に対して垂直な面上の方向）に移動する。複数の板ばねの渦の方向が反対向きであれば、複数の板ばねは、互いに座屈方向ないし引っ張り方向に動くことになり、円滑な動きが妨げられることになる。
【0081】
本実施の形態の上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、渦巻きの向きが同一となるように可動体２０に固定されているので、可動体２０の移動量が大きくなったとしても、円滑に動く、つまり、変形することができ、より大きな振幅となり、振動出力を高めることが可能となっている。
【0082】
上側板ばね６２及び下側板ばね６４では、外周部６０２が固定体４０に接合され、内周部６０４が可動体２０に接合される。
【0083】
具体的には、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、可動体２０の軸方向（振動方向）で離れる両端部（ばね固定部２１ｂ、２９ｂ）にそれぞれの内周部６０４が外嵌され、可動体２０に、外周部６０２側が径方向外側（放射方向）に張り出すように取り付けられる。上側板ばね６２及び下側板ばね６４の内周部６０４と、ばね固定部２１ｂ、２９ｂとは、溶接或いは接着等により接合されてもよい。
【0084】
また、上側板ばね６２及び下側板ばね６４の外周部６０２は、それぞれ径方向外側で、固定体４０に固定されている。
【0085】
上側板ばね６２の外周部６０２は、上ケース４３とコイルホルダ４４との嵌合部で接合され、下側板ばね６４の外周部６０２は、コイルホルダ４４と下ケース４５との嵌合部で接合されている。
【0086】
本実施の形態では、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、固定体４０に、振動を減衰させる減衰部材（例えば、環状リング４８ａ、４８ｂ）を介して固定されている。
【0087】
上側板ばね６２の外周部６０２は、上ケース４３の段差部４３３上に配置された弾性リング４８ａと環状嵌合部４４１ａとの間に配置され、段差部４３３と環状嵌合部４４１ａとで挟持された状態で固定されている。なお、弾性リング４８ａ、４８ｂを無くして、弾性支持部６０は、段差部４３３、４５３と環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂとの間で固定するようにしてもよい。
【0088】
弾性リング４８ａは、エラストマー、ゴム、樹脂、又は多孔質弾性体（例えば、スポンジ）などの軟質材料により形成され、可動体２０の可動時に弾性支持部６０である上側板ばね６２を介して段差部４３３側に伝達される振動を減衰する。
【0089】
なお、下側板ばね６４の外周部６０２の筐体４２への固定も、上側板ばね６２の固定構造と同様である。すなわち、下側板ばね６４の外周部６０２は、下ケース４５の段差部４５３上に配置された弾性リング４８ｂと環状嵌合部４４１ｂとの間に配置され、段差部４５３と環状嵌合部４４１ｂとで挟持された状態で固定されている。なお、弾性リング４８ｂは、弾性リング４８ａと同様のものであり、同様の機能を有しているので、説明は省略する。
【0090】
これら上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、それぞれ、段差部４３３、４５３上に弾性リング４８ａ、４８ｂを介して配置された状態で、上ケース４３及び下ケース４５に、コイルホルダ４４の環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂを嵌合して組み立てる際に、環状嵌合部４４１ａ、４４１ｂの先端部により、段差部４４３、４５３側に押し付けられて固定される。
【0091】
上側板ばね６２及び下側板ばね６４の外周部６０２と、筐体４２（上ケース４３、下ケース４５及びコイルホルダ４４）との接合は、接着剤が用いられてもよいし、溶接されてもよく、圧入により固定されてもよい。また、接着、圧入、溶接を適宜組み合わせた方法で、両者を接合して固定するようにしてもよい。
ここで、上側板ばね６２及び下側板ばね６４である弾性支持部と筐体４２とを減衰部材を介して接合する構造の変形例を図６に示す。
ここで、上側板ばね６２及び下側板ばね６４である弾性支持部と筐体４２とを減衰部材を介して接合する構造の変形例を図６に示す。
【0092】
図６は、弾性支持部と筐体の接合構造の変形例の説明に供する図である。具体的には、図６は、弾性支持部６０の一例としての上側板ばね６２と筐体４２との接合部分を示す部分拡大図である。図６に示す弾性支持部６０としての上側板ばね６２の外周部６０２は、筐体４２に対して、減衰部材９１、９２を介して固定されている。
【0093】
減衰部材９１、９２は弾性リング４８ａと同様の材料で形成されたリング状のものであり、外周部６０２を軸方向（振動方向）で挟んだ状態で、段差部４３３と環状嵌合部４４１ａと間に介設されている。
【0094】
本実施の形態の振動アクチュエータ１０では、可動体２０をバネ－マス系の振動モデルにおけるマス部を構成すると考えられるので、減衰部材９１、９２により共振の鋭さを抑制（図８参照）して、可動体２０の最大の移動量に生じるばらつきを低減できる。
【0095】
上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、可動体２０の重心を挟むように、可動体２０の上下端部（振動方向で離間する両端部であり、ばね固定部２１ｂ、２９ｂに相当）で可動体２０に固定されている。
【0096】
上側板ばね６２及び下側板ばね６４の配置について、例えば、可動体２０の重心の片側に配置してもよいが、この場合、可動体２０が釣り鐘状に固定されることとなり、振動方向と直交する横方向の力に対して撓み易くなる。よって、横方向にクリアランス（具体的には、コイルホルダ４４の外筒部４４１と、可動体コア２１のリング部２１４との間の隙間）を維持しようとすると、より大きなクリアランスを必要とする構造となり、設計自由度が大きく低下する。
【0097】
これに対し、振動アクチュエータ１０では、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、可動体２０の重心を挟むように可動体２０に固定されているので、振動アクチュエータ１０を傾けた際に、上側板ばね６２及び下側板ばね６４では、横方向のたわみが低減する。これにより、少ないクリアランスで可動体２０を保持しても、可動体２０を固定体４０に接触することなく駆動させることができ、可動体２０、固定体４０等の各部材の設計自由度が高くなる。たとえば、可動体の貫通孔２０ａを小さくでき、これにより、可動体２０の質量の増加を図ることができ、振動出力を大きくして好適な体感振動の出力を実現できる。
【0098】
また、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、それぞれ固定体４０側と可動体２０側とで、固定箇所の間隔が異なることが好ましい。すなわち、上側板ばね６２及び下側板ばね６４のそれぞれは、非振動時において荷重がかかった状態、つまり、予圧が付与された状態で、可動体２０を弾性支持するように設けられることが好ましい。
これにより、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、初期位置において、つまり、可動体２０の非振動時において、ばね定数が安定し、寸法のバラツキ等があっても予圧が付与されて安定した状態で上側板ばね６２及び下側板ばね６４は保持される。よって、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、可動時の最大変形の態様のバラツキが低減される。
これにより、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、初期位置において、つまり、可動体２０の非振動時において、ばね定数が安定し、寸法のバラツキ等があっても予圧が付与されて安定した状態で上側板ばね６２及び下側板ばね６４は保持される。よって、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、可動時の最大変形の態様のバラツキが低減される。
【0099】
具体的には、図７に示すように、本実施の形態では、上側板ばね６２及び下側板ばね６４は、固定体４０側の固定部分（段差部４３３、４５３を含む嵌合部分）に固定される外周部６０２間の長さＬ１よりも、内周部６０４に固定されるばね固定部２１ｂ、２９ｂ間の長さＬ２の方が長くなるように、それぞれ固定されている。
【0100】
また、上側板ばね６２及び下側板ばね６４の外周部６０２と、筐体４２（上ケース４３、下ケース４５及びコイルホルダ４４）との接合において、外周部６０２とコイルホルダ４４との間にも減衰部材を介装させて、弾性リング４８ａを含む減衰部材による、振動の減衰効果を更に向上させてもよい。
【0101】
［磁性流体Ｃ１、Ｃ２］
磁性流体は、固定体４０と可動体２０の間に配設され、弾性支持部６０（上側板ばね６２及び下側板ばね６４）による振動に減衰を発生させる。
磁性流体は、固定体４０と可動体２０の間であれば、どこに配設されてもよい。例えば、シャフト５０とマグネット８０の内径部との間、及び、マグネット８０の外径部とコイル７０の内径部の間、のうちの一方、又は双方に設けられる。
磁性流体は、固定体４０と可動体２０の間に配設され、弾性支持部６０（上側板ばね６２及び下側板ばね６４）による振動に減衰を発生させる。
磁性流体は、固定体４０と可動体２０の間であれば、どこに配設されてもよい。例えば、シャフト５０とマグネット８０の内径部との間、及び、マグネット８０の外径部とコイル７０の内径部の間、のうちの一方、又は双方に設けられる。
【0102】
本実施の形態では、磁性流体は、シャフト５０とマグネット８０の内径部（貫通孔２０ａの一部）との間（磁性流体Ｃ１で示す）、及び、マグネット８０の外径部とコイル７０の内径部（本実施の形態では内筒部４４３に相当）の間に設けられている。
【0103】
本実施の形態の振動アクチュエータ１０では、可動体２０は、バネ-マス系の振動モデルにおけるマス部に相当すると考えられるので、図８の曲線Ｒ１で示すように共振が鋭い場合、つまり、急峻なピークを有する場合、振動を減衰することにより、急峻なピークを抑制する。減衰した曲線をＲ２で示す。曲線Ｒ２で示すように、振動を減数することにより共振が急峻では無くなり、共振時の可動体２０の最大振幅値、最大移動量がばらつくことがなく、好適な安定した最大移動量による振動を出力できる。
【0104】
振動アクチュエータ１０では、図９に示す磁気回路が形成される。また、振動アクチュエータ１０において、コイル７０は、可動体２０のマグネット８０に連設されるセンターヨーク２７からの磁束に直交するように配置されている。したがって、図９に示すように通電が行われると、マグネット８０の磁界とコイル７０に流れる電流との相互作用により、フレミング左手の法則に従ってコイル７０に－Ｆ方向のローレンツ力が生じる。
【0105】
－Ｆ方向のローレンツ力の方向は、磁界の方向とコイル７０に流れる電流の方向に直交する方向（図９では固定体４０の下ケース４５の底部４５１側）である。コイル７０は固定体４０（コイルホルダ４４）に固定されているので、作用反作用の法則に則り、この－Ｆ方向のローレンツ力と反対の力が、マグネット８０を有する可動体２０にＦ方向の推力として発生する。これにより、マグネット８０を有する可動体２０側がＦ方向、つまり上ケース４３の底部４３１側に移動する。
【0106】
また、コイル７０の通電方向が逆方向に切り替わり、コイル７０に通電が行われると、逆向きのＦ方向のローレンツ力が生じる。このＦ方向のローレンツ力の発生により、作用反作用の法則に則り、このＦ方向のローレンツ力と反対の力が、可動体２０に推力（－Ｆ方向の推力）として発生し、可動体２０は、－Ｆ方向、つまり、固定体４０の下ケース４５の底部４５１側に移動する。
【0107】
振動アクチュエータ１０は、コイル７０及びシャフト５０を有する固定体４０と、コイル７０の軸方向（振動方向でありシャフト５０の延在方向）に磁化され、コイル７０の径方向内側に配置されるマグネット８０を有する可動体２０と、可動体２０を、振動方向に移動自在に弾性保持する弾性支持部６０（上側板ばね６２及び下側板ばね６４）と、を備える。また、可動体２０は、シャフト５０が挿通され、シャフト５０の外周面との間に隙間Ｇが形成される貫通孔２０ａを有し、弾性支持部６０は、可動体２０を、可動体２０の非振動時及び振動時にシャフト５０に接触しないように支持している。
【0108】
これにより、可動体２０は、固定体４０に対して、可動しない状態の非振動時と、可動中つまり振動状態時では、シャフト５０に接触しないように隙間Ｇを空けて支持されているので、可動体２０は可動中、つまり、振動中に、シャフト５０に接触、具体的には摺動する際のノイズが発生することがない。
【0109】
また、振動アクチュエータ１０を落下した場合等、振動アクチュエータ１０自体に衝撃が加わる場合にのみ、可動体２０は、可動体２０を挿通するシャフト５０に接触する。すなわち、衝撃がある場合にのみ、可動体２０とシャフト５０とは、貫通孔２０ａとシャフト５０の外周面との間の隙間Ｇの範囲で相対移動し、可動体２０は、シャフト５０に接触してその移動が規制される。このように、振動アクチュエータ１０によれば、従来の振動アクチュエータと異なり、振動アクチュエータに衝撃が加わることで可動体２０が変位して固定体４０（コイルホルダ４４の外筒部４４１）の内壁に接触し、衝撃を与えることがない。つまり、衝撃により、固定体４０の内壁が破損することがない。また、衝撃で弾性支持部６０（上側板ばね６２、下側板ばね６４）自体が変形することもなく、弾性支持部６０（上側板ばね６２、下側板ばね６４）の変形により生じる可動体２０の可動不能等の不具合を解消できる。
【0110】
また、振動アクチュエータ１０によれば、中央にシャフト５０を配置して、可動体２０の動きを規制し衝撃性を高める設計とした場合でも、駆動時の摺動音が発生することがなく、接触によるノイズ発生により振動表現力が低下する恐れがない。
【0111】
このように振動アクチュエータ１０によれば、耐衝撃性を有するとともに、振動表現力の高い好適な体感振動を出力できる。
【0112】
ここで、振動アクチュエータ１０は、電源供給部（例えば、図１０及び図１１に示す駆動制御部２０３）からコイル７０へ入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル７０の通電方向は周期的に切り替わり、可動体２０には、上ケース４３の底部４３１側のＦ方向の推力と下ケース４５の底部４５１側のＦ方向の推力が交互に作用する。これにより、可動体２０は、振動方向（コイル７０の径方向と直交する巻回軸方向、シャフト５０の延在方向或いは、マグネット８０の着磁方向）に、シャフト５０に接触すること無く振動する。
【0113】
以下に、振動アクチュエータ１０の駆動原理について簡単に説明する。本実施の形態の振動アクチュエータ１０では、可動体２０の質量をｍ［ｋｇ］、ばね（板ばね）のねじり方向のばね定数をＫｓｐとした場合、可動体２０は、固定体４０に対して、下式（１）によって算出される共振周波数ｆｒ［Ｈｚ］で振動する。
【0114】
【数1】
【0115】
可動体２０は、バネ－マス系の振動モデルにおけるマス部を構成すると考えられるので、コイル７０に可動体２０の共振周波数ｆｒに等しい周波数の交流波が入力されると、可動体２０は共振状態となる。すなわち、電源供給部からコイル７０に対して、可動体２０の共振周波数ｆｒと略等しい周波数の交流波を入力することにより、可動体２０を効率良く振動させることができる。
【0116】
振動アクチュエータ１０の駆動原理を示す運動方程式及び回路方程式を以下に示す。振動アクチュエータ１０は、下式（２）で示す運動方程式及び下式（３）で示す回路方程式に基づいて駆動する。
【0117】
【数2】
【0118】
【数3】
【0119】
すなわち、振動アクチュエータ１０における質量ｍ［ｋｇ］、変位ｘ（ｔ）［ｍ］、推力定数Ｋf［Ｎ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、ばね定数Ｋsp［Ｎ／ｍ］、減衰係数Ｄ［Ｎ／（ｍ／ｓ）］等は、式（２）を満たす範囲内で適宜変更できる。また、電圧ｅ（ｔ）［Ｖ］、抵抗Ｒ［Ω］、インダクタンスＬ［Ｈ］、逆起電力定数Ｋｅ［Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）］は、式（３）を満たす範囲内で適宜変更できる。
【0120】
このように、振動アクチュエータ１０では、可動体２０の質量ｍと板ばねである弾性支持部６０のばね定数Ｋｓｐにより決まる共振周波数ｆｒに対応する交流波によりコイル７０への通電を行った場合に、効率的に大きな振動出力を得ることができる。
【0121】
また、振動アクチュエータ１０は、式（２）、（３）を満たし、式（１）で示す共振周波数を用いた共振現象により駆動する。これにより、振動アクチュエータ１０では、定常状態において消費される電力は負荷トルクによる損失及び摩擦などによる損失だけとなり、低消費電力で駆動、つまり、可動体２０を低消費電力で直線往復振動させることができる。
【0122】
図１０及び図１１は、振動アクチュエータ１０の実装形態の一例を示す図である。図１０は、振動アクチュエータ１０をゲームコントローラＧＣに実装した例を示し、図１１は、振動アクチュエータ１０を携帯端末Ｍに実装した例を示す。
【0123】
ゲームコントローラＧＣは、例えば、無線通信によりゲーム機本体に接続され、ユーザが握ったり把持したりすることにより使用される。ゲームコントローラＧＣは、ここでは矩形板状を有し、ユーザが両手でゲームコントローラＧＣの左右側を掴み操作するものとしている。
【0124】
ゲームコントローラＧＣは、振動により、ゲーム機本体からの指令をユーザに通知する。なお、ゲームコントローラＧＣは、図示しないが、指令通知以外の機能、例えば、ゲーム機本体に対する入力操作部を備える。
【0125】
携帯端末Ｍは、例えば、携帯電話やスマートフォン等の携帯通信端末である。携帯端末Ｍは、振動により、外部の通信装置からの着信をユーザに通知するとともに、携帯端末Ｍの各機能（例えば、操作感や臨場感を与える機能）を実現する。
【0126】
図１０、図１１に示すように、ゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍは、それぞれ、通信部２０１、処理部２０２、駆動制御部２０３、及び駆動部としての振動アクチュエータ１０である振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを有する。なお、ゲームコントローラＧＣでは、複数の振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂが実装される。
【0127】
ゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍにおいて、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、例えば、端末の主面と振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの振動方向と直交する面、ここでは下ケース４５の底面が平行となるように実装される。端末の主面とは、ユーザの体表面に接触する面であり、本実施の形態では、ユーザの体表面に接触して振動を伝達する振動伝達面を意味する。
【0128】
具体的には、ゲームコントローラＧＣでは、操作するユーザの指先、指の腹、手の平等が接触する面、或いは、操作部が設けられた面と、振動方向が直交するように振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂが実装される。また、携帯端末Ｍの場合は、表示画面（タッチパネル面）と振動方向が直交するように振動アクチュエータ１０Ｃが実装される。これにより、ゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍの主面に対して垂直な方向の振動が、ユーザに伝達される。
【0129】
通信部２０１は、外部の通信装置と無線通信により接続され、通信装置からの信号を受信して処理部２０２に出力する。ゲームコントローラＧＣの場合、外部の通信装置は、情報通信端末としてのゲーム機本体であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信規格に従って通信が行われる。携帯端末Ｍの場合、外部の通信装置は、例えば基地局であり、移動体通信規格に従って通信が行われる。
【0130】
処理部２０２は、入力された信号を、変換回路部（図示省略）により振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを駆動するための駆動信号に変換して駆動制御部２０３に出力する。なお、携帯端末Ｍにおいては、処理部２０２は、通信部２０１から入力される信号の他、各種機能部（図示略、例えばタッチパネル等の操作部）から入力される信号に基づいて、駆動信号を生成する。
【0131】
駆動制御部２０３は、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに接続されており、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを駆動するための回路が実装されている。駆動制御部２０３は、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対して駆動信号を供給する。
【0132】
振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、駆動制御部２０３からの駆動信号に従って駆動する。具体的には、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおいて、可動体２０は、ゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍの主面に直交する方向に振動する。
【0133】
可動体２０は、振動する度に、上ケース４３の底部４３１又は下ケース４５の底部４５１にダンパー４６、４７を介して接触するので、可動体２０の振動に伴う上ケース４３の底部４３１又は下ケース４５の底部４５１への衝撃、つまり、筐体４２への衝撃が、ダイレクトにユーザに振動として伝達される。特に、ゲームコントローラＧＣでは、複数の振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂが実装されているため、入力される駆動信号に応じて、複数の振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂのうちの一方、または双方を同時に駆動させることができる。
【0134】
ゲームコントローラＧＣ又は携帯端末Ｍに接触するユーザの体表面には、体表面に垂直な方向の振動が伝達されるので、ユーザに対して十分な体感振動を与えることができる。ゲームコントローラＧＣでは、ユーザに対する体感振動を、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂのうちの一方、または双方で付与でき、少なくとも強弱の振動を選択的に付与するといった表現力の高い振動を付与できる。
【0135】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0136】
また、例えば、本発明に係る振動アクチュエータは、実施の形態で示したゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍ以外の携帯機器（例えば、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、携帯型ゲーム端末、ユーザが身につけて使用するウェアラブル端末）に適用する場合に好適である。また、本実施の形態の振動アクチュエータ１０は、上述した携帯機器の他、振動を必要とする美顔マッサージ器等の電動理美容器具にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【0137】
本発明に係る振動アクチュエータは、耐衝撃性を有するとともに、好適な体感振動を出力でき、ユーザに振動を付与するゲーム機端末或いは携帯端末等の電子機器に搭載されるものとして有用である。
【符号の説明】
【0138】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 振動アクチュエータ
２０ 可動体
２０ａ 貫通孔
２１ 可動体コア
２１ａ 開口部
２１ｂ、２９ｂ ばね固定部
２１ｃ、２９ａ ざぐり部
２４、２５ ブッシュ
２７ センターヨーク
２９ 錘部
２９２ 筒状突部
４０ 固定体
４２ 筐体
４３ 上ケース
４３１、４５１ 底部
４３３、４５３ 段差部
４４ コイルホルダ
４４１ 外筒部
４４１ａ、４４１ｂ 環状嵌合部
４４２ 内側底部
４４３ 内筒部
４５ 下ケース
４６、４７ ダンパー
４８ａ、４８ｂ 弾性リング（減衰部材）
５０ シャフト（軸部）
６０ 弾性支持部
６０２ 外周部
６０４ 内周部
６０６ アーム
６２ 上側板ばね（弾性支持部）
６４ 下側板ばね（弾性支持部）
７０ コイル
８０ マグネット
９１、９２ 減衰部材
２０１ 通信部
２０２ 処理部
２０３ 駆動制御部
２１２ 平板部
２１４ リング部
２０ 可動体
２０ａ 貫通孔
２１ 可動体コア
２１ａ 開口部
２１ｂ、２９ｂ ばね固定部
２１ｃ、２９ａ ざぐり部
２４、２５ ブッシュ
２７ センターヨーク
２９ 錘部
２９２ 筒状突部
４０ 固定体
４２ 筐体
４３ 上ケース
４３１、４５１ 底部
４３３、４５３ 段差部
４４ コイルホルダ
４４１ 外筒部
４４１ａ、４４１ｂ 環状嵌合部
４４２ 内側底部
４４３ 内筒部
４５ 下ケース
４６、４７ ダンパー
４８ａ、４８ｂ 弾性リング（減衰部材）
５０ シャフト（軸部）
６０ 弾性支持部
６０２ 外周部
６０４ 内周部
６０６ アーム
６２ 上側板ばね（弾性支持部）
６４ 下側板ばね（弾性支持部）
７０ コイル
８０ マグネット
９１、９２ 減衰部材
２０１ 通信部
２０２ 処理部
２０３ 駆動制御部
２１２ 平板部
２１４ リング部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】