特許 7542045 アクチュエータ及び振動発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】アクチュエータ及び振動発生装置

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/04 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

B06B1/04 S

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022178975

(22)【出願日】2022-11-08

(65)【公開番号】P2024068479

(43)【公開日】2024-05-20

【審査請求日】2024-05-28

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000112565

【氏名又は名称】フォスター電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】永井 信一郎

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 義一

【審査官】稲葉 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１４６２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０７６８９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０６Ｂ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底壁部を有すると共に前記底壁部とは反対側が開放された取付部材と、
前記取付部材の内側に配置されていると共に前記取付部材に固定されたコイルと、
前記コイルと対向して配置されているマグネットを有し、通電が前記コイルへなされていない状態で原点位置に位置し、一方向への通電が前記コイルへなされることで前記底壁部側へ変位し、他方向への通電が前記コイルへなされることで前記底壁部とは反対側へ変位する可動子と、を備え、
前記可動子は、前記底壁部とは反対側へ変位する際、前記取付部材から飛び出すように変位可能なアクチュエータ。

【請求項2】

前記可動子の前記底壁部とは反対側への変位量は、前記底壁部側への変位量より多い
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

一部において前記取付部材に固定され、他の一部において前記可動子に固定された弾性支持体の前記底壁部側への変位可能量は、前記可動子と前記底壁部との間の距離より大きい
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記コイルに通電がなされた際、前記可動子の初動は、前記底壁部側に変位するように構成されている
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

一部において前記取付部材に固定され、他の一部において前記可動子に固定された弾性支持体には、開口部が形成されている
請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のアクチュエータと、
前記可動子の前記原点位置から前記底壁部とは反対側への最大変位量が、前記可動子の前記原点位置から前記底壁部側への最大変位量よりも多くなるように、前記コイルへの通電方向を制御する制御部と、
を備えた振動発生装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記可動子の初動において、前記底壁部側に変位させるように前記コイルへの通電方向を制御する
請求項６に記載の振動発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクチュエータ及び振動発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、コイルを備えた取付部材と、弾性支持体を介して取付部材に支持されている可動子と、を備えたアクチュエータが開示されている。この文献に記載されたコイルには、ケーブルを介して通電がなされるようになっている。そして、ケーブルを介してコイルへの通電が切り替えられることで、可動子が取付部材に対して繰り返し変位する（振動する）ようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２０／１８４４３９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、可動子が取付部材に対して繰り返し変位する構成のアクチュエータ及び当該アクチュエータを含んで構成された振動発生装置では、アクチュエータの体格を小さくし、かつ、可動子の振幅を大きくすることができることが望ましい。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、アクチュエータの体格を小さくし、かつ、可動子の振幅を大きくすることができるアクチュエータ及び振動発生装置を得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様のアクチュエータは、底壁部を有すると共に前記底壁部とは反対側が開放された取付部材と、前記取付部材の内側に配置されていると共に前記取付部材に固定されたコイルと、前記コイルと対向して配置されているマグネットを有し、通電が前記コイルへなされていない状態で原点位置に位置し、一方向への通電が前記コイルへなされることで前記底壁部側へ変位し、他方向への通電が前記コイルへなされることで前記底壁部とは反対側へ変位する可動子と、を備え、前記可動子は、前記底壁部とは反対側へ変位する際、前記取付部材から飛び出すように変位可能となっている。

【0007】

第１の態様のアクチュエータによれば、可動子が取付部材に対して底壁部側及び底壁部とは反対側へ繰り返し変位する。ここで、可動子は、底壁部とは反対側へ変位する際、取付部材から飛び出すように変位可能となっている。これにより、アクチュエータの体格を小さくし、かつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【0008】

第２の態様のアクチュエータは、第１の態様のアクチュエータにおいて、前記可動子の前記底壁部とは反対側への変位量は、前記底壁部側への変位量より多い。

【0009】

第２の態様のアクチュエータによれば、可動子の底壁部とは反対側への変位量が、底壁部側への変位量より多くなっている。これにより、可動子が取付部材の底壁部に接触することを抑制しつつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【0010】

第３の態様のアクチュエータは、第１の態様又は第２態様のアクチュエータにおいて、一部において前記取付部材に固定され、他の一部において前記可動子に固定された弾性支持体の前記底壁部側への変位可能量は、前記可動子と前記底壁部との間の距離より大きい。

【0011】

第３の態様のアクチュエータによれば、弾性支持体の底壁部側への変位可能量は、可動子と底壁部との間の距離より大きくなっていることで、可動子は、底壁部より反対側へ、可動子と底壁部の間の距離より、大きく振幅させることができる。そのため、可動子が取付部材の底壁部に接触することを抑制しつつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【0012】

第４の態様のアクチュエータは、第１の態様から第３態様のいずれか１つのアクチュエータにおいて、前記コイルに通電がなされた際、前記可動子は、初動において、前記底壁部側に変位するように構成されている。

【0013】

第４の態様のアクチュエータによれば、コイルに通電がなされた際、可動子は、初動において、底壁部側に変位するように構成されていることで、可動子の振動が増幅して減衰する短い振動を発生させる場合において、可動子の最大変位は、底壁部とは反対側に発現することになる。そのため、可動子が取付部材の底壁部に接触することを抑制しつつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【0014】

第５の態様のアクチュエータは、第１の態様から第４態様のいずれか１つのアクチュエータにおいて、一部において前記取付部材に固定され、他の一部において前記可動子に固定された弾性支持体には、開口部が形成されている。

【0015】

第５の態様のアクチュエータによれば、当該アクチュエータ内の熱を弾性支持体に形成された開口部を通じて放熱することができる。

【0016】

第６の態様の振動発生装置は、第１の態様から第５の態様のいずれか１つのアクチュエータと、前記可動子の前記原点位置から前記底壁部とは反対側への最大変位量が、前記可動子の前記原点位置から前記底壁部側への最大変位量よりも多くなるように、前記コイルへの通電方向を制御する制御部と、を備えている。

【0017】

第６の態様の振動発生装置によれば、制御部は、可動子の原点位置から底壁部とは反対側への最大変位量が、可動子の原点位置から底壁部側への最大変位量よりも多くなるように、コイルへの通電方向を制御する。これにより、可動子が取付部材の底壁部に接触することを抑制しつつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【0018】

第７の態様の振動発生装置は、第６の態様の振動発生装置において、前記制御部は、前記可動子の初動を、前記底壁部側に変位させるように前記コイルへの通電方向を制御する。

【0019】

第７の態様の振動発生装置によれば、制御部は、可動子の初動において、底壁部側に変位させるようにコイルへの通電方向を制御する。これにより、可動子の振動が増幅して減衰する短い振動を発生させる場合において、可動子の最大変位は、底壁部とは反対側に発現することになる。そのため、可動子が取付部材の底壁部に接触することを抑制しつつ、可動子の振幅を大きくすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るアクチュエータ及び振動発生装置は、アクチュエータの体格を小さくし、かつ、可動子の振幅を大きくすることができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】アクチュエータを示す斜視図である。

【図2】アクチュエータを分解して示す分解斜視図である。

【図3】アクチュエータをＸ方向及びＺ方向に沿って切断した断面を示す断面図である。

【図4】コイルが固定された状態の取付部材等を示す斜視図である。

【図5】コイルが固定された状態の取付部材等を示す平面図である。

【図6】コイルが固定された状態の取付部材等を示す断面図であり、第１連通孔及び第２連通孔と対応する部分においてＸ方向及びＹ方向に沿って切断した断面を示している。

【図7】取付部材等を示す断面斜視図であり、第１連通孔及び第２連通孔と対応する部分においてＸ方向及びＹ方向に沿って切断した断面を示している。

【図8】制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図9】制御部を模式的に示すブロック図である。

【図10】制御部の制御を示すフローチャートである。

【図11】コイル間印加電圧と時間の関係を示すグラフである。

【図12】可動子と取付部材との位置関係を模式的に示す図である。

【図13】コイル間印加電圧と時間の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１～図９を用いて、本発明の実施形態に係る振動発生装置１００について説明する。図１に示されるように、振動発生装置１００は、アクチュエータ１０と、アクチュエータ１０を制御する制御部１０２と、を含んで構成されている。先ず、アクチュエータ１０について説明し、次に制御部１０２について説明することにする。なお、図中に示す矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向及び矢印Ｚ方向は、アクチュエータ１０の各方向を示している。以下の説明では、各図に示す＋Ｚ方向を上方向といい、－Ｚ方向を下方向という。但し、これはアクチュエータを基準にした方向概念であり、アクチュエータの取付姿勢を限定するものではない。また、Ｚ方向に平行な軸であって、後述する可動子１４の重心を通る軸を可動子１４の重心軸ＡＸという。そして、Ｘ方向において可動子１４の重心軸ＡＸに近づく方向をＸ方向内側、離れる方向をＸ方向外側といい、Ｙ方向において可動子１４の重心軸ＡＸに近づく方向をＹ方向内側、離れる方向をＹ方向外側という。また、＋Ｘ方向をＸ方向一方側、－Ｘ方向をＸ方向他方側、＋Ｙ方向をＹ方向一方側、－Ｙ方向をＹ方向他方側、＋Ｚ方向をＺ方向一方側、－Ｚ方向をＺ方向他方側という。

【0023】

図１に示されるように、本実施形態のアクチュエータ１０は、一例としてタッチパネルとして構成された液晶パネル等の表示部や各種のコントローラ等の振動対象部１０４（図９参照）に取り付けられることにより、当該表示部やコントローラ等の振動対象部１０４を振動させるアクチュエータである。このアクチュエータ１０への通電を制御することにより、タッチパネルやコントローラ等に触れる使用者の指に対して様々な触感を与えることが可能となっている。

【0024】

図１及び図２に示されるように、アクチュエータ１０は、タブレット端末の表示部等の取付対象物に取り付けられる取付部材１２と、取付部材１２に固定されたコイル２４と、取付部材１２に対して変位する可動子１４と、取付部材１２に対して可動子１４を弾性的に支持する弾性支持体１６と、を備えている。また、アクチュエータ１０は、弾性支持体１６の振動を減衰する２つの緩衝材１８と、弾性支持体１６に取り付けられると共に緩衝材１８における一方側の面を覆う２つのカバー部材２０と、を備えている。さらに、図４に示されるように、アクチュエータ１０は、コイル２４に通電を行うための一対のターミナル２８及び一対のケーブル８０を備えている。

【0025】

（取付部材１２の構成）
図１～図６に示されるように、取付部材１２は、箱状に形成されたフレーム本体２２と、取付用接着シート２６と、を備えている。なお、取付部材１２は、箱状に形成されたものに限定されない。

【0026】

フレーム本体２２は、一例として樹脂材料を用いて形成され、Ｚ方向一方側が開放された箱状に形成されている。なお、フレーム本体２２は、樹脂材料に限定されるものではない。このフレーム本体２２は、Ｚ方向を厚み方向とすると共にＺ方向から見てＸ方向を長手方向とし、かつＹ方向を短手方向とする長方形状に形成された底壁部３０を備えている。図２及び図４に示されるように、底壁部３０におけるＸ方向及びＹ方向の中心部には、Ｚ方向に貫通する円形の開口３２が形成されている。

【0027】

また、フレーム本体２２は、底壁部３０におけるＸ方向一方側及び他方側の端部からＺ方向一方側へ向けてそれぞれ立ち上がる一対の第１側壁部３６と、底壁部３０におけるＹ方向一方側及び他方側の端部からＺ方向一方側へ向けてそれぞれ立ち上がる一対の第２側壁部３８と、を備えている。

【0028】

図２に示されるように、一対の第１側壁部３６のＺ方向一方側の端面におけるＹ方向一方側及び他方側の端部は、それぞれ台座部４０となっている。ここで、図４～図７に示されるように、本実施形態の取付部材１２では、金属製のフレーム２３がフレーム本体２２にインサート成形等により固定されている。この金属製のフレーム２３の大部分はフレーム本体２２に内包されている。また、金属製のフレーム２３の一部分は、それぞれの台座部４０におけるＺ方向一方側の端面において露出している。

【0029】

また、フレーム本体２２は、一方の第１側壁部３６におけるＹ方向の中央部から他方の第１側壁部３６側へ向けて突出する中央突出部４４を備えている。さらに、フレーム本体２２は、他方の第１側壁部３６におけるＹ方向の中央部から一方の第１側壁部３６側へ向けて突出する中央突出部４４を備えている。ここで、一方の中央突出部４４におけるＺ方向一方側の端面及び一方の第１側壁部３６のＺ方向一方側の端面におけるＹ方向中央部分は、後述する一方の緩衝材１８が貼り付けられる緩衝材貼付面４６となっている。また、他方の中央突出部４４におけるＺ方向一方側の端面及び他方の第１側壁部３６のＺ方向一方側の端面におけるＹ方向中央部分は、後述する他方の緩衝材１８が貼り付けられる緩衝材貼付面４６となっている。また、フレーム本体２２は、一方（Ｘ方向一方側）の第１側壁部３６におけるＹ方向の中央部からフレーム本体の外側（Ｘ方向一方側）へ向けて突出する中央外側突出部４５を備えている。

【0030】

（コイル２４の構成）
図２～図６に示されるように、コイル２４は、導電性の電線がＺ方向を軸方向として環状に巻回されることで形成されている。図３に示されるように、本実施形態では、環状に形成されたボビン２５のまわりに導電性の電線が巻回されることで、コイル２４がボビン２５のまわりに形成されている。コイル２４は、ボビン２５を介してフレーム本体２２の底壁部３０に支持されている。なお、図３においては、断面のハッチングの図示を省略している。

【0031】

（取付用接着シート２６の構成）
図１及び図２に示されるように、取付用接着シート２６は、アクチュエータ１０を取付対象物に取り付けるための部材である。取付用接着シート２６は、両面が接着面とされた接着シートである。取付用接着シート２６は、フレーム本体２２の底壁部３０の下面側に接着される。なお、取付用接着シート２６には、フレーム本体２２の底壁部３０に形成された開口３２に対応する円形の開口２６Ａが形成されている。

【0032】

（可動子１４の構成）
可動子１４は、ヨーク５０と、マグネット５２と、ポールピース５４と、を含んで構成されている。

【0033】

ヨーク５０は、軟磁性体の材料を用いて形成されている。このヨーク５０は、Ｚ方向を厚み方向とする円板状に形成された天壁部５０Ａと、天壁部５０Ａの外側周縁から下方向に延びる周壁部５０Ｂと、を備えている。

【0034】

マグネット５２は、Ｚ方向を軸方向とする円板状に形成されている。このマグネット５２は、ヨーク５０の周壁部５０Ｂの内側に配置された状態で当該ヨーク５０の天壁部５０Ａの下面側に固定される。

【0035】

ポールピース５４は、軟磁性体の材料を用いて形成されている。このポールピース５４は、Ｚ方向を軸方向とする円板状に形成されており、マグネット５２の下面側に固定される。

【0036】

以上説明した可動子１４には、ヨーク５０、マグネット５２及びポールピース５４によって磁気回路が形成されている。マグネット５２及びポールピース５４と、ヨーク５０の周壁部５０Ｂとの間には、空間が形成され、この空間にコイル２４が配置される。

【0037】

（弾性支持体１６の構成）
図１及び図２に示されるように、弾性支持体１６は、一例として板状（平面状）に形成された金属板を用いて形成されている。この弾性支持体１６の自由状態(外力が作用していない状態)での形状は、当該弾性支持体１６の全体がＺ方向と直交する方向に沿う板状に形成されている。

【0038】

弾性支持体１６は、一部において取付部材１２に固定され、他の一部において可動子１４に固定される。弾性支持体１６において取付部材１２に固定される部分と可動子１４に固定される部分との間の部分は変形部６０となっており、この変形部６０は可動子１４が変位（振動）する際に変形する部分となっている。詳述すると、弾性支持体１６は、取付部材１２に固定される４つの取付部材側被固定部５６と、可動子１４に固定される可動子側被固定部５８と、取付部材側被固定部５６と可動子側被固定部５８との間を繋ぐ４つの変形部６０と、から構成される。本実施形態では、取付部材側被固定部５６に対する可動子側被固定部５８の底壁部３０側への変位可能量が、可動子１４と底壁部３０との間の距離より大きくなるように、変形部６０の寸法等が設定されている。

【0039】

４つの取付部材側被固定部５６は、Ｚ方向から見てフレーム本体２２の４つの台座部４０と対応する矩形状に形成されている。この４つの取付部材側被固定部５６は、台座部４０において露出している金属製のフレーム２３（図４参照）の一部にそれぞれ溶接等により固定されている。

【0040】

可動子側被固定部５８は、Ｚ方向から見て可動子１４の一部を構成するヨーク５０の天壁部５０Ａよりも小径とされた円形状に形成されている。この可動子側被固定部５８は、ヨーク５０の天壁部５０Ａに溶接等により固定されている。

【0041】

また、弾性支持体１６における可動子側被固定部５８と変形部６０との間には、開口部６１が形成されている。これにより、アクチュエータ１０の内部の熱を開口部６１を通じて放熱することが可能となっている。

【0042】

（緩衝材１８の構成）
図２に示されるように、緩衝材１８は、粘弾性を有する素材を用いて板状に形成されており、Ｚ方向を厚み方向とすると共にＺ方向から見て矩形状に形成されている。緩衝材１８におけるＺ方向他方側の面（下面）は、他の部材と接着可能な接着面となっている。また、緩衝材１８におけるＺ方向一方側の面（上面）は、他の部材と接着可能な接着面となっている。

【0043】

そして、一方の緩衝材１８の下面側の接着面は、フレーム本体２２の一方の緩衝材貼付面４６に貼り付けられる。これにより、一方の緩衝材１８が、フレーム本体２２の一方の緩衝材貼付面４６に取り付けられる。これと同様に、他方の緩衝材１８の下面側の接着面は、フレーム本体２２の他方の緩衝材貼付面４６に貼り付けられる。これにより、他方の緩衝材１８が、フレーム本体２２の他方の緩衝材貼付面４６に取り付けられる。

【0044】

ここで、弾性支持体１６がフレーム本体２２に取り付けられた状態では、一方の緩衝材１８の上面側の接着面が、弾性支持体１６の変形部６０の一部の下面側に貼り付けられる。これと同様に、弾性支持体１６がフレーム本体２２に取り付けられた状態では、他方の緩衝材１８の上面側の接着面が、弾性支持体１６の変形部６０の一部の下面側に貼り付けられる。

【0045】

（カバー部材２０の構成）
カバー部材２０は、粘弾性を有する素材を用いて板状に形成されており、Ｚ方向を厚み方向とすると共にＺ方向から見て矩形状に形成されている。

【0046】

カバー部材２０におけるＺ方向他方側の面（下面）は、他の部材と接着可能な接着面となっている。なお、カバー部材２０におけるＺ方向一方側の面（上面）は接着面とはなっていない。一方のカバー部材２０の下面側の接着面は、一方の緩衝材１８の上面側の接着面及び弾性支持体１６の変形部６０の一部の上面側に貼り付けられる。これと同様に、他方のカバー部材２０の下面側の接着面は、他方の緩衝材１８の上面側の接着面及び弾性支持体１６の変形部６０の一部の上面側に貼り付けられる。

【0047】

（ターミナル２８の構成）
図７に示されるように、一対のターミナル２８は、定められた形状に切断された導電性の金属板が折り曲げられること等により形成されている。ここで、一対のターミナル２８の一方及び他方をそれぞれ第１ターミナル２８Ｔ１及び第２ターミナル２８Ｔ２と呼ぶことにする。

【0048】

第１ターミナル２８Ｔ１は、フレーム本体２２の底壁部３０におけるＹ方向一方側においてＸ方向の中間部からＸ方向一方側の第１側壁部３６側へ向けて延びるケーブル接合部２８Ａを備えている。また、第１ターミナル２８Ｔ１は、ケーブル接合部２８ＡのＸ方向他方側の端部からＺ方向一方側へ向けて立ち上がっていると共にＹ方向他方側へ向けて延びるコイル端末接合部２８Ｂを備えている。また、第２ターミナル２８Ｔ２は、フレーム本体２２の底壁部３０におけるＹ方向他方側においてＸ方向の中間部からＸ方向一方側の第１側壁部３６側へ向けて延びるケーブル接合部２８Ａを備えている。また、第２ターミナル２８Ｔ２は、ケーブル接合部２８ＡのＸ方向他方側の端部からＺ方向一方側へ向けて立ち上がっていると共にＹ方向一方側へ向けて延びるコイル端末接合部２８Ｂを備えている。第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａ及び第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａは、フレーム本体２２の底壁部３０に固定されている。また、第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａ及び第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａには、後述する一対のケーブル８０（図６参照）の端部がそれぞれはんだ付けで接合されるようになっている。さらに、第１ターミナル２８Ｔ１のコイル端末接合部２８Ｂ及び第２ターミナル２８Ｔ２のコイル端末接合部２８Ｂには、前述のコイル２４（図６参照）の一方側の端末及び他方側の端末がそれぞれ接合されるようになっている。

【0049】

（フレーム本体２２の細部の構成）
次に、フレーム本体２２において後述する一対のケーブル８０が配索される部分の構成について説明する。

【0050】

図６及び図７に示されるように、フレーム本体２２におけるＸ方向一方側の第１側壁部３６におけるＹ方向の中央部、中央突出部４４及び中央外側突出部４５は、一対のケーブル８０が挿入されるケーブル挿入部８２となっている。このケーブル挿入部８２には、フレーム本体２２の内部と外部とを連通する第１連通孔８４Ｈ１及び第２連通孔８４Ｈ２が形成されている。第１連通孔８４Ｈ１及び第２連通孔８４Ｈ２は、Ｙ方向に並んで配置されている。なお、第１連通孔８４Ｈ１は第２連通孔８４Ｈ２に対してＹ方向一方側に配置されている。

【0051】

図６及び図７に示されるように、ケーブル挿入部８２において第１連通孔８４Ｈ１と第２連通孔８４Ｈ２とをＹ方向に隔てている部分は、第１隔壁部８６となっている。この第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａの形状は、Ｚ方向から見てＹ方向の両端部が湾曲した形状となっている。これに加えて、第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａは、ケーブル挿入部８２におけるＸ方向他方側の端面８２Ａに対してＸ方向一方側に位置している。また、第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａは、後述する一対のケーブル８０において第１ターミナル２８Ｔ１及び第２ターミナル２８Ｔ２にはんだ付けで固定されている部分に対してＸ方向一方側に位置している。

【0052】

フレーム本体２２は、底壁部３０からＺ方向一方側へ突出する第２隔壁部８８を備えている。この第２隔壁部８８は、フレーム本体２２の内部において可動子１４が配置されている側と第１連通孔８４Ｈ１に挿入されたケーブル８０と第２連通孔８４Ｈ２に挿入されたケーブル８０との交差部分９０が配置されている側とをＸ方向に隔てる部分として機能する。詳述すると、第２隔壁部８８は、Ｘ方向を厚み方向としてＹ方向及びＺ方向に延在する舌片状に形成されている。また、第２隔壁部８８は、Ｙ方向の中央部に配置されていると共にケーブル挿入部８２とＸ方向に対向して配置されている。

【0053】

フレーム本体２２は、底壁部３０からＺ方向一方側へ突出する一対の位置決め部９２を備えている。一対の位置決め部９２は、フレーム本体２２の内部において一対のケーブル８０の位置決めを行う部分として機能する。詳述すると、一方の位置決め部９２は、第２隔壁部８８に対してＹ方向一方側かつ第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａに対してＹ方向他方側に配置されている。また、他方の位置決め部９２は、第２隔壁部８８に対してＹ方向他方側かつ第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａに対してＹ方向一方側に配置されている。また、一対の位置決め部９２のＺ方向一方側の端部はＺ方向他方側の端部に対してＸ方向一方側に突出している。

【0054】

（ケーブル８０の構成）
図６に示されるように、一対のケーブル８０は、一例として銅線等の導電性の部材が絶縁性を有する被覆部材に覆われた構成となっている。なお、一対のケーブル８０において第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａ及び第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａにそれぞれはんだ付けで接合される部分をはんだ接合部８０Ａと呼ぶことにする。はんだ接合部８０Ａにおいては、被覆部材が除去されている。ここで、一対のケーブル８０の一方及び他方をそれぞれ第１ケーブル８０Ｃ１及び第２ケーブル８０Ｃ２と呼ぶことにする。

【0055】

図６に示されるように、第１ケーブル８０Ｃ１は、ケーブル挿入部８２に形成された第１連通孔８４Ｈ１からフレーム本体２２の内部に挿入される。第１ケーブル８０Ｃ１においてフレーム本体２２の内部に配置されている部分８０Ｂは、第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａに沿ってＹ方向他方側へ向けて曲げられて配索されている。また、第１ケーブル８０Ｃ１の一部は、Ｙ方向他方側の位置決め部９２に対してＸ方向一方側に配置された状態で当該位置決め部９２に当接している。これにより、第１ケーブル８０Ｃ１のはんだ接合部８０Ａが第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａ上に位置している状態が保たれるようになっている。また、第１ケーブル８０Ｃ１のはんだ接合部８０Ａは第２ターミナル２８Ｔ２のケーブル接合部２８Ａに図示しないはんだを介して接合（固定）されている。

【0056】

第２ケーブル８０Ｃ２は、ケーブル挿入部８２に形成された第２連通孔８４Ｈ２からフレーム本体２２の内部に挿入される。第２ケーブル８０Ｃ２においてフレーム本体２２の内部に配置されている部分８０Ｂは、第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａに沿ってＹ方向一方側へ向けて曲げられて配索されている。また、第２ケーブル８０Ｃ２の一部は、Ｙ方向一方側の位置決め部９２に対してＸ方向一方側に配置された状態で当該位置決め部９２に当接している。これにより、第２ケーブル８０Ｃ２のはんだ接合部８０Ａが第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａ上に位置している状態が保たれるようになっている。また、第２ケーブル８０Ｃ２のはんだ接合部８０Ａは第１ターミナル２８Ｔ１のケーブル接合部２８Ａに図示しないはんだを介して接合（固定）されている。

【0057】

第１ケーブル８０Ｃ１においてフレーム本体２２の内部に配置されている部分８０Ｂ及び第２ケーブル８０Ｃ２においてフレーム本体２２の内部に配置されている部分８０Ｂは、Ｚ方向一方側から見て第１隔壁部８６におけるフレーム本体２２の内部側の端部８６Ａと隣接する領域において交差している。なお、Ｚ方向一方側から見て第１ケーブル８０Ｃ１と第２ケーブル８０Ｃ２とが交差している部分を交差部分９０と呼ぶことにする。第１ケーブル８０Ｃ１と第２ケーブル８０Ｃ２との交差部分９０においては、第２ケーブル８０Ｃ２が第１ケーブル８０Ｃ１に対してＺ方向一方側に配置されている。

【0058】

第１ケーブル８０Ｃ１においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃ及び第２ケーブル８０Ｃ２においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃは、フレーム本体２２からＸ方向一方側へ引き出された状態となっている。第１ケーブル８０Ｃ１においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃ及び第２ケーブル８０Ｃ２においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃは、互いに螺旋状に捩じられている。これにより、第１ケーブル８０Ｃ１においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃ及び第２ケーブル８０Ｃ２においてフレーム本体２２の外側に配置される部分８０Ｃが互いに離間し難くなっている。

【0059】

（制御部１０２の構成）
図８に示されるように、制御部１０２は、入力された交流電流の電流方向を調節してコイル２４へ通電させる電流方向調節部１０３として機能する。図９に示されるように、制御部１０２は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）１０６、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０８、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１０、ストレージ１１２及び外部の装置との通信を行う入出力インタフェース(Ｉ／Ｆ)１１４を有しており、これらがバス１１６を介して相互に通信可能に接続された構成になっている。

【0060】

入出力インタフェース１１４には、アクチュエータ１０及び液晶パネル等の表示部や各種のコントローラ等の振動対象部１０４が電気的に接続されている。ＣＰＵ１０６は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行してアクチュエータ１０の振動を制御する。詳述すると、ＣＰＵ１０６は、振動対象部１０４からの信号に基づいてＲＯＭ１０８やストレージ１１２から制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ１１０を作業領域として制御プログラムを実行して、アクチュエータ１０の振動を制御する。これにより、アクチュエータ１０の振動が制御されて、当該アクチュエータ１０が取り付けられた振動対象部１０４の振動が制御される。

【0061】

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

【0062】

図１～図６に示されるように、以上説明したアクチュエータ１０では、可動子１４が弾性支持体１６に支持されており、コイル２４に通電していない状態では、可動子１４が図１に示す原点位置にある。本実施形態のアクチュエータ１０では、コイル２４がフレーム本体２２に固定され、マグネット５２等が可動子１４に設けられた構成となっている。そのため、第１ケーブル８０Ｃ１及び第２ケーブル８０Ｃ２並びに第１ターミナル２８Ｔ１及び第２ターミナル２８Ｔ２を介してコイル２４に通電することにより、可動子１４には、コイル２４から発生する力の反力としての推力が発生する。そして、コイル２４に交流等を通電させることにより、可動子１４が重心軸ＡＸに沿って上下方向に振動する。なお、通電方向とは、コイル２４に流れる電流の向きのことである。

【0063】

ここで、コイル２４間に印加される電圧をコイル間印加電圧Ｖ_Ｃと呼ぶことにする。また、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がプラスの値となっている状態では、一方向への通電がコイル２４へなされるようになっている。これに対して、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がマイナスの値となっている状態では、他方向への通電がコイル２４へなされるようになっている。なお、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がプラスの値となっている状態とは、第２ターミナル２８Ｔ２の電位が第１ターミナル２８Ｔ１の電位よりも高くなっている状態のことである。また、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がマイナスの値となっている状態とは、第１ターミナル２８Ｔ１の電位が第２ターミナル２８Ｔ２の電位よりも高くなっている状態のことである。

【0064】

コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がプラスの値となっていることにより、一方向への通電がコイル２４へなされると、可動子１４にはＺ方向一方側への推力が発生する。このとき、可動子１４は、取付部材２２から飛び出すように変位する。言い換えると、可動子１４は、可動子１４の振動方向において、取付部材２２の底壁部３０とは反対側の端部を超えて変位する。また、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃの値がマイナスの値となっていることにより、他方向への通電がコイル２４へなされると、可動子１４にはＺ方向他方側への推力が発生する。

【0065】

そして、例えば、使用者が振動対象部１０４を操作することにより、当該使用者が振動対象部１０４に触れたことが制御部１０２によって検出されると、図１０に示されるように、制御部１０２は、ステップＳ１で交流電流を取得する。次に、制御部１０２は、ステップＳ２においてステップＳ１で取得した交流電流の向きを調整し、ステップＳ３においてコイル２４に電力を供給する。すなわち、制御部１０２は、図１１において「Input」で示されるようにコイル間印加電圧Ｖ_Ｃ（図１１におけるInput Voltage）をコイル２４間に印加して、コイル２４への通電を開始する。

【0066】

なお、図１１における「Displacement［mm］」は、可動子１４の原点位置Ｓからの変位量であり、プラスの値は底壁部３０とは反対側への変位量を示しており、マイナスの値は底壁部３０側への変位量を示している。ここで、制御部１０２は、コイル２４への通電を開始する際に、図１１において「逆」で示された波形でコイル２４間に電圧を印加することで、コイル２４への一方向への通電から開始する。これにより、可動子１４には、Ｚ方向一方側への推力が最初に発生するようになっている。なお、図１１において、「正」及び「逆」で示された波形は、時間の経過とともに増幅してから減衰するサイン波となっている。ここで、本実施形態で想定している可動子１４の振動は、振動対象部１０４に短い振動（例えば、２パルスの振動）を生じさせるような振動である。

【0067】

図１１において、「正」及び「逆」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加する場合においては、可動子１４が動き出した直後の１パルス目における可動子１４の変位量は少なく、徐々に可動子１４の変位量が多くなる。その後、徐々に可動子１４の変位量が少なくなる。この徐々に可動子１４の変位量が多くなる立ち上がり部分の最大変位量は、図１１において「正」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加する場合と図１１において「逆」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加する場合とで異なる。すなわち、図１１において、「逆」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加する場合は、この徐々に可動子１４の変位量が多くなる立ち上がり部分の最大変位量となる部分は、可動子１４が底壁部３０とは反対側に変位した際に発現する。一方、図１１において「正」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加する場合は、この徐々に可動子１４の変位量が多くなる立ち上がり部分の最大変位量となる部分は、可動子１４が底壁部３０側に変位した際に発現する。

【0068】

そこで、本実施形態では、この徐々に可動子１４の変位量が多くなる立ち上がり部分の最大変位量となる部分が、可動子１４が底壁部３０とは反対側に変位した際に形成されるように、制御部１０２が、コイル２４への電流の向きを制御して、「逆」で示された波形のコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加して、可動子１４と底壁部３０との干渉を抑制している。

【0069】

言い換えると、電流方向調整部１０３は、可動子１４の最大変位が、底壁部３０とは反対側になるように、コイル２４への電流の向きを制御している。制御部１０２は、可動子１４の原点位置から底壁部３０とは反対側への最大変位量が、可動子１４の原点位置から底壁部３０側への最大変位量よりも多くなるように、コイル２４への通電方向を制御する。制御部１０２は、可動子１４の初動を、底壁部３０側に変位させるようにコイル２４への通電方向を制御する。すなわち、コイル２４に通電がなされた際、可動子１４は、初動において、底壁部３０側に変位するように構成されている。

【0070】

すなわち、図１２に示されるように、本実施形態では、可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０側（Ｚ方向他方側）への変位量Ｄ１が定められた変位量Ｄ２未満となるように、制御部１０２がコイル２４への通電を制御している。なお、定められた変位量Ｄ２とは、可動子１４が原点位置Ｓから底壁部３０側へ変位した際に、可動子１４が底壁部３０に接触し始める変位量のことである。

【0071】

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１０及び制御部１０２を有する振動発生装置１００においては、可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０側への変位量Ｄ１が定められた変位量Ｄ２未満となるように、制御部１０２がコイル２４への通電を制御する。これにより、可動子１４が取付部材１２（フレーム本体２２の底壁部３０）に接触することを抑制できる。

【0072】

また、本実施形態では、制御部１０２が、図１１に示された波形の周波数となるようにコイル間印加電圧Ｖ_Ｃをコイル２４間に印加した場合に、可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０とは反対側（Ｚ方向一方側）への変位量Ｄ３が可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０側への変位量Ｄ１よりも多くなるようになっている。これは、制御部１０２がコイル２４への通電を開始する際に一方向への通電から開始することにより実現している。これにより、本実施形態では、可動子１４のＺ方向への変位量を確保しつつ、可動子１４が取付部材１２に接触することを抑制することができる。また、本実施形態では、一方向への通電をコイル２４へする際にコイル２４に印加する電圧の絶対値の最大値Ｖ_Ｃ１と他方向への通電をコイル２４へする際にコイル２４に印加する電圧の絶対値の最大値Ｖ_Ｃ１とが同じ値であっても、可動子１４が取付部材１２に接触することを抑制できる。

【0073】

なお、本実施形態では、一方向への通電をコイル２４へする際にコイル２４に印加する電圧の絶対値の最大値Ｖ_Ｃ１と他方向への通電をコイル２４へする際にコイル２４に印加する電圧の絶対値の最大値Ｖ_Ｃ１とが同じ値となるようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、コイル２４に印加する電圧の絶対値を可変にしてもよい。

【0074】

また、本実施形態では、制御部１０２がコイル２４への通電を開始する際に一方向への通電から開始するようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部１０２がコイル２４への通電を開始する際に他方向への通電から開始するようにしてもよい。

【0075】

また、本実施形態では、可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０とは反対側（Ｚ方向一方側）への変位量Ｄ３が可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０側への変位量Ｄ１よりも多くなるようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０とは反対側（Ｚ方向一方側）への変位量Ｄ３と可動子１４の原点位置Ｓから底壁部３０側への変位量Ｄ１とが同じ変位量となるようにしてもよい。

【0076】

また、本実施形態では、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃがサイン波となるようにした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１３に示されるように、コイル間印加電圧Ｖ_Ｃがパルス波となるようにしてもよい。

【0077】

また、本実施形態では、弾性支持体１６は、金属板を用いて形成されている例を示した。しかし、弾性支持体は、金属製に限定されるものではなく、樹脂製（エラストマーも含む）あっても、布製であってもよい。また、弾性支持体は、板状に限定されるものではない。

【0078】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0079】

１０ アクチュエータ
１２ 取付部材
１４ 可動子
１６ 弾性支持体
２４ コイル
３０ 底壁部
５２ マグネット
６１ 開口部
１００ 振動発生装置
１０２ 制御部
Ｓ 原点位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】