特表 2023-520096 移動コイル及び移動磁石を有する直線振動アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-16

(54)【発明の名称】移動コイル及び移動磁石を有する直線振動アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/04 20060101AFI20230509BHJP

【ＦＩ】

B06B1/04 S

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022535157

(86)(22)【出願日】2019-12-11

(85)【翻訳文提出日】2022-08-08

(86)【国際出願番号】 EP2019084641

(87)【国際公開番号】W WO2021115585

(87)【国際公開日】2021-06-17

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518008769

【氏名又は名称】ロフェルト・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110002974

【氏名又は名称】弁理士法人Ｗｏｒｌｄ ＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】ベレーザッグ，アミール

(72)【発明者】

【氏名】ガーデリ，プーヤ

(72)【発明者】

【氏名】ダレッド，ハンナ

(72)【発明者】

【氏名】マズール，ジェームス

【テーマコード（参考）】

5D107

【Ｆターム（参考）】

5D107AA08

5D107BB08

5D107CC09

5D107CC10

5D107CC12

5D107DD03

5D107DD12

5D107FF07

5D107FF10

(57)【要約】

２つの異なる振動を生成するための振動アクチュエータであって、少なくとも３つの磁石（３２０）を含み、磁石（３２０）が同様の極性を互いに対向させた状態で配置される、第１の移動部分（２１０）と、少なくとも２つのコイル（４１０）を含み、コイル（４１０）が磁石（３２０）上にわたって巻回される、第２の移動部分（２２０）と、シャーシ（１６０）及び第１の移動部分（２１０）に取り付けられた一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）と、第２の移動部分（２２０）に取り付けられて更にシャーシ（１６０）に取り付けられる又は一対の第１の弾性部材（８００；１０００）の一部を形成する保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）とを備える振動アクチュエータが開示される。第２の移動部分（２２０）は管状構造体を形成し、第１の移動部分（２１０）は管状構造体内を摺動して自由な移動を可能にする。一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）及び保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）がシャーシ（１６０）に取り付けられる。コイル（４１０）に電流が通されると、コイルに電磁界が誘起され、第１の移動部分（２１０）と第２の移動部分（２２０）とに直線的な振動運動が生じ、２つの異なる振動が同時に引き起こされる。また、そのような振動アクチュエータの製造方法が開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータであって、
少なくとも３つの磁石（３２０）を含み、前記磁石（３２０）が同様の極性を互いに対向させた状態で配置される、第１の移動部分（２１０）と、
少なくとも２つのコイル（４１０）を含み、前記コイル（４１０）が前記磁石（３２０）上にわたって巻回される、第２の移動部分（２２０）と、
シャーシ（１６０）及び前記第１の移動部分（２１０）に取り付けられた一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）と、
前記第２の移動部分（２２０）に取り付けられて更に前記シャーシ（１６０）に取り付けられる又は前記一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００）の一部を形成する保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）と、
を備える振動アクチュエータ。

【請求項2】

前記一対の第１の弾性部材（２３０）は、一端が前記シャーシ（１６０）に取り付けられ、他端が前記第１の移動部分（２１０）に取り付けられ、
前記保持手段（２４０）は、一端が前記シャーシ（１６０）に取り付けられて他端が前記第２の移動部分（２２０）に取り付けられる一対の第２の弾性部材である、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項3】

前記一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）が第１の振動周波数を生成し、前記保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）が第２の振動周波数を生成し、前記第１の振動周波数が前記第２の振動周波数とは異なり、前記第１の移動部分（２１０）及び前記第２の移動部分（２２０）が前記長手方向軸に沿って両方向で振動する、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項4】

前記シャーシ（１６０）は、前記長手方向軸に沿った対角線上の両端に突出要素（１６２，１６４）を有し、前記突出要素は、溶接又はネジによる取り付けのいずれかによって前記一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）及び前記保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）を取り付ける手段を有する、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項5】

前記保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）は、少なくとも１つの弾性部材（２４０Ａ，２４０Ｂ）上に導電経路を重ね合わせることによって前記コイル（４１０）に電流を伝えるための装備を有し、前記重ね合わされた経路がフレキシブルプリント回路又は配線から形成される、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項6】

前記保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）は、導電経路として作用することによって前記コイル（４１０）に電流を伝えるための装備を有する、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項7】

前記第１の移動部分（２１０）がフレーム（３１０）と前記磁石（３２０）とを備え、前記磁石（３２２，３２４，３２６）が等しい横幅を有し、少なくとも２つの磁石（３２２，３２６）が等しい縦方向の長さを有する、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項8】

前記磁石（３２２，３２４，３２６）は、前記磁石（３２０）の交差部に埋め込まれた非磁性材料から形成されるスペーサを有する、請求項７に記載の振動アクチュエータ。

【請求項9】

前記フレーム（３１０）は、正方形又は長方形であるとともに、非強磁性材料から形成される、請求項７に記載の振動アクチュエータ。

【請求項10】

前記第１の移動部分（２１０）がフレーム（３１０）を備え、前記コイル（４１０）は、前記フレーム（３１０）上にわたる前記コイル（４１０）の自由な移動を可能にするべく縦方向の管状構造体を形成するようにフレーム（３１０）の周囲に横方向で巻き付けられる、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項11】

一対のコイル（４１２，４１４）である前記コイル（４１０）は、前記コイル（４１２，４１４）が電流を伝えて両方向で巻回されるように互いに取り付けられる、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項12】

一対のＵ字形構造体（４２０）を更に備え、各Ｕ字形構造体（４２０Ａ，４２０Ｂ）は、前記Ｕ字形構造体（４２０Ａ，４２０Ｂ）が互いに対向して整列されるように前記コイル（４１２，４１４）に取り付けられる、請求項１１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項13】

前記Ｕ字形構造体（４２０）及び前記コイル（４１０）は、前記第２の移動部分（２２０）及び前記第１の移動部分（２１０）の自由な移動を可能にするべくフレーム（３１０）上にわたって摺動する中空管状構造体を形成するように接続され、前記コイル（４１０）の数が前記磁石（３２０）の数よりも１つ少ない、請求項１２に記載の振動アクチュエータ。

【請求項14】

前記Ｕ字形構造体（４２０）は、前記開放面で閉じられて管状構造体を形成する、請求項１２に記載の振動アクチュエータ。

【請求項15】

前記一対の第１の弾性部材（２３０）は、２つの平坦な突出要素（６０２，６１０）を両方向に伴うＺ状形状を有するステンレス鋼から形成される、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項16】

前記一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００；１１１０）が穿孔される、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項17】

前記一対の第１の弾性部材（２３０）は、丸みを帯びた縁部で９０度折り曲げられた、互いに平行な前記２つの平坦な突出要素（６０２，６１０）を接続する長いストリップ（６０６）であり、前記突出要素（６０２）の一方が他方の突出要素（６１０）よりも実質的に大きく、前記突出要素（６０２，６１０）を接続する平坦なストリップは、前記長いストリップ（６０６）の中心に沿って対称的な横断窪みを有する、請求項１５に記載の振動アクチュエータ。

【請求項18】

前記一対の第２の弾性部材を備える前記保持手段（２４０）は、前記一対の第１の弾性部材（２３０）よりもＺ軸に沿って広いとともに、両方向に突出する２つの平坦な突出要素（７０２，７１０）を有するＺ状形状を伴うステンレス鋼から形成される、請求項２に記載の振動アクチュエータ。

【請求項19】

前記保持手段（２４０）は、前記２つの平坦な突出要素（７０２，７１０）を接続する長いストリップ（７０６）を含むとともに、前記長いストリップ（７０６）の中心に沿って対称的な横断窪みを有する、請求項１８に記載の振動アクチュエータ。

【請求項20】

前記保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）が穿孔される、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項21】

前記一対の第１の弾性部材（８００）のそれぞれは、
前記シャーシ（１６０）に取り付けられるベースプレート（８０２）と、
前記ベースプレート（８０２）から突出して前記第１の移動部分（２１０）に取り付けられる中間ストリップ（８０６）と、
を備え、
前記保持手段（８３０）は、前記ベースプレート（８０２）から突出して前記第２の移動部分（２２０）に取り付けられる一対の外側ストリップ（８０４Ａ，８０４Ｂ）を備える、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項22】

前記一対の第１の弾性部材（１０００）のそれぞれは、
前記シャーシ（１６０）に取り付けられるベースプレート（１００２）と、
前記ベースプレート（１００２）から突出して前記第１の移動部分（２１０）に取り付けられる第１の弾性部材（１００４）と、
を備え、
前記保持手段（１０３０）は、前記ベースプレート（１００２）から突出して前記第２の移動部分（２２０）に取り付けられる第２の弾性部材（１００６）を備える、請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項23】

振動アクチュエータを製造するための方法であって、
矩形フレーム（３１０）内で少なくとも３つの磁石（３２２，３２４，３２６）を組み立てることによって第１の移動部分（２１０）を組み立てるステップであって、同様の極性を伴う前記磁石（３２０）が互いに対向する、ステップと、
自己融着銅線の少なくとも２つのコイル（４１２，４１４）を前記矩形フレーム（３１０）の周囲に巻き付けることによって第２の移動部分（２２０）を組み立てるステップであって、前記コイル（４１０）の第１の端部が互いに取り付けられるとともに前記コイルの第２の端部が前記Ｕ字形構造体（４２０）に取り付けられるように前記少なくとも２つのコイル（４１２，４１４）が前記Ｕ字形構造体（４２０）に取り付けられ、前記Ｕ字形構造体（４２０）が互いに対角線上に対向して配置される、ステップと、
前記第１の移動部分（２１０）に一対の第１の弾性部材（２３０；８００；１０００，１１１０）を取り付けるステップと、
前記第２の移動部分（２２０）に保持手段（２４０；８３０；１０３０；１１２０）を取り付けるステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、様々な用途のための新規な振動アクチュエータ、例えば、複数の共振周波数を有する小型振動触覚アクチュエータに関する。より具体的には、新規な振動アクチュエータは、ビデオ、ゲーム、及び、音楽に関する没入体験、並びに、他の没入体験のための高精細度触覚出力をもたらす。

【背景技術】

【0002】

我々が伝統的に聴く音楽の大部分は、例えば複数の楽器又は音声の混合音楽信号など、幾つかの信号の付加によってもたらされる複雑な信号と見なされ得る。同じことは、混合音楽信号が存在し得るだけでなく、音響効果及び付加的な音声などの他の複雑な信号も存在し得る、ゲーム又はビデオコンテンツに関連付けられたオーディオ信号にも当てはまる。音、特にゲーム信号又はビデオ信号と関連する複雑な音楽又はオーディオを電子的に記録及び再生できることにより、更なる態様、すなわち、音が再生されるときに聴取者によって知覚される音波への電気信号の変換が重要になる。再生中の歪みの問題を低減するために、特許文献１は、２つの導電性部材と、エレクトレット及び導電性材料を含むとともに２つの導電性部材間に支持されるダイヤフラムと、前記ダイヤフラム及び２つの導電性部材に電気的に接続するための機構とを備える電気音響変換器を開示する。

【0003】

一方、音と振動との結合知覚は周知の現象である。音は、気体（空気伝播音）又は固体（構造体伝播音）などの圧縮性媒体を伝播する機械的波であり、この場合、音響エネルギーは、振動分子を介して伝達され、聴取者の蝸牛内で振動する有毛細胞によって受けられる。一方、振動は、接触面を介して知覚者の身体の小部分又は大部分を励起する機械的刺激である。音と振動との結合知覚は、人間の脳が耳を介してだけでなく骨格も介して音を受信するという事実に基づいている－コンサートホール又は教会での測定値は全身振動の存在を確認する。低周波数の身体知覚は、ライブ音楽、愉快であることが望まれる任意の音楽感覚又はビデオゲームと関連するオーディオ、或いは、映画の没入体験にとって特に重要である。

【0004】

したがって、高精細度触覚フィードバックを使用して、ビデオ、ゲーム、及び、音楽に関する没入体験、並びに、振動が連続的な可聴（又は視覚）信号に結合される他の没入体験を作り出すことができる。デバイスが連続的な高精細度触覚フィードバックを達成するための主な要件は以下の通りである。

【0005】

１．特に音楽に関して、広い周波数範囲、理想的には、この範囲にわたって良好な品質の振動を発生させることができるように２０～１０００Ｈｚの周波数範囲；

【0006】

２．効果的な加速のための重い移動質量；

【0007】

３．デバイスを携帯可能又は着用可能にするための小さい、特に平坦なサイズ；

【0008】

４．連続使用を可能にする高い電力効率；

【0009】

５．音響体験の妨害を回避するための無音振動；

【0010】

６．継続的な使用を可能にする安定した性能；

【0011】

７．手頃な価格のデバイスを提供するための費用効率の高い製造。

【0012】

振動触覚ボイスコイル又は移動磁石型アクチュエータは、通常、産業用途で使用されるとともに、２つの部分から成るボイスコイル又は移動磁石型アクチュエータを使用し、２つの部分のうちの一方が移動し、他方が固定されており、この場合、２つの部分は弾性アタッチメントによって相互接続される。振動は、可動永久磁石とそれを取り囲む固定コイルとの相互作用によって発生され、この場合、ラプラス力に起因して、コイルを通過する交流電流は、磁石の磁場と相互作用して、磁石上で方向が変化する機械的な力を発生する－これは、方向が変化する磁石の直線移動をもたらし、それにより、振動を引き起こす。しかしながら、標準的なリニア共振アクチュエータは、非常に狭い周波数範囲しか有していないため、音響体験の向上を含む多くの用途には適さない。

【0013】

特許文献２は、制御機器、電子機器、機械工具などにおける産業用途のためのそのような移動磁石型アクチュエータを開示する。アクチュエータの性能を向上させるために、固定部分は少なくとも３つのコイルを備え、移動部分は少なくとも２つの永久磁石を備え、２つの永久磁石は、磁石間の平面内に非常に集中した磁場が生み出されるため、磁束がより効果的に使用されるように同じ磁極が互いに対向した状態で配置される。磁石とコイルとを相互接続する弾性アタッチメントは、圧縮バネに存する。しかしながら、磁力線は、それらが周囲のコイルを通過した時点で失われて、元の磁石へと案内されず、その結果、潜在的な磁場の浪費がもたらされる。更に、全ての産業用バイブレータと同様に、このアクチュエータは雑音が多く、そのため、音響体験の向上を含む多くの用途、特に音楽には適さない。

【0014】

特許文献３は、同じ磁極が互いに対向するように配置された永久磁石を備える移動部分も有する産業用途向けの同様の移動磁石型アクチュエータを開示する－しかしながら、弾性アタッチメントが圧縮バネではなく弾性ダイヤフラムに存しており、その結果、磁力線の損失に起因して潜在的な磁場の損失がもたらされ、また、アクチュエータは雑音が多く、そのため、音響体験の向上を含む多くの用途、特に音楽にも適さない。

【0015】

特許文献４は、振動周波数をもたらすための振動発生デバイスを開示する。振動発生デバイスは、第１の振動子と第２の振動子とを備える。第１の振動子は、第１の振動をもたらすべく第１の弾性支持部材に配置される磁石とコイルとの対によって形成される。第２の振動子は、磁石によって形成される磁場内及びコイルによって発生される磁場内で自由に振動することができる。第２の振動子は、第２の振動子の振動を支持するための他の弾性部材を有する。しかしながら、第１の振動子のアセンブリは第２の振動子内に収容され、第１の弾性部材は、他の弾性部材のアセンブリ内で動作し、それにより、第１の振動子の振動を制限する。

【0016】

特許文献５は、ハウジング、ステータ、振動子、及び、弾性支持部材を伴う振動モータを開示する。振動子はマスブロック及び磁石を含む。ステータは、第１の固定基板を伴う第１のコイルと、第２の固定基板を伴う第２のコイルとを含む。第１及び第２のコイルは、マスブロックの両側に位置される。リニア振動モータは、振動フィードバックを実施しながら、磁場の損失を低減し、それにより、磁場をより効率的にする。しかしながら、リニア振動モータは、１つの共振周波数でのみ動作する。

【0017】

特許文献６は、必要な空間が少なく良好な応答性をもたらす他のタイプの振動モータを開示する。リニア振動モータは、一対の長い磁石の縦方向端部側に固定される錘付き可動子を含む。コイルは、一対の磁石の縦方向に長い形状を有するベースに固定される。コイルに電流を流すと、コイルが駆動して可動子を横方向に往復動させて振動を発生させる。しかしながら、振動モータは１つの共振周波数でのみ動作する。

【0018】

広帯域の周波数応答を向上させるための高精細な触覚出力の生成において効率的である振動アクチュエータが依然として必要とされている。更に、この振動アクチュエータは、前述した要件を満たすことによって、ビデオ、ゲーム、及び、音楽と関連するオーディオ用の没入型触覚体験を作り出すために従来技術の欠点を克服することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【特許文献1】米国特許第３，１１８，０２２号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第０ ５８０ １１７号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１４／０３４６９０１号明細書

【特許文献4】米国特許第２０１１０２６６８９２号明細書

【特許文献5】米国特許第２０１８０２７８１３７号明細書

【特許文献6】国際公開第２０１８０７９２５１号パンフレット

【発明の概要】

【0020】

２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータが開示される。振動アクチュエータは、フレーム（３１０）と１つ以上の磁石（３２０）とを備える第１の移動部分（２１０）を含む。本発明の好ましい実施では、同様の極性が互いに対向している状態で配置される３つの磁石（３２０）があり、すなわち、第１の磁石のＮ極が第２の磁石のＮ極と対向し、第２の磁石のＳ極が第３の磁石のＳ極と対向する。振動アクチュエータは、１つ以上のコイル（４１０）を有する第２の移動部分（２２０）を含む。好ましい実施態様では、２つのコイル（４１２，４１４）がある。代わりの実施において、小型振動アクチュエータは、１つの磁石（３２０）及び１つのコイル（４１０）のみを備える。コイル（４１０）は、エナメル銅線をボビン上にわたって巻回することによって形成される。コイル（４１０）は磁石（３２０）上にわたって巻回される。本明細書では、一対の第１の弾性部材（２３０）と総称される第１の弾性部材（２３０Ａ）及び第１の弾性部材（２３０Ｂ）が、一端をシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端を第１の移動部分（２１０）に取り付けられる。第２の弾性部材（２４０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ）を備える一対の第２の弾性部材の形態を成す保持手段（２４０）が、一端をシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端を第２の移動部分（２２０）に取り付けられる。保持手段（２４０）は、第２の移動部分（２２０）のための規制弾性部材として作用する。或いは、この実施の他の変形例では、保持手段（２４０）が一対の第１の弾性部材（２３０）の一部を形成する。第１の移動部分（２１０）は第１の振動周波数を生成し、第２の移動部分（２２０）は第２の振動周波数を生成する。第１の振動周波数は第２の振動周波数と異なる。第１の移動部分（２１０）及び第２の移動部分（２２０）は縦軸（Ｘ軸）に沿って両方向で振動する。

【0021】

振動アクチュエータのシャーシ（１６０）は、縦軸（Ｘ軸）に沿う対角線上の両端に、本明細書では突出要素（１６２，１６４）と称される突出要素（１６２）及び突出要素（１６４）を有する。突出要素（１６２，１６４）は、一対の第１の弾性部材（２３０）及び保持手段（２４０）を溶接する又はネジにより取り付けることによって一対の第１の弾性部材（２３０）及び保持手段（２４０）を取り付けるために利用される。

【0022】

シャーシ（１６０）は、コイル（４１０）に電流を伝えるための装備を有する突出要素（１６２，１６４）を有する。電流は一対の保持手段（２４０）によって伝えられる。他の変形例において、電流は、フレキシブルプリント回路である一対の保持手段（２４０）上の重ね合わされた導電経路によって伝えられる。

【0023】

第１の移動部分（２１０）は、フレーム（３１０）と、横方向（Ｙ軸）の幅（Ｗ）が等しい少なくとも３つの磁石（３２０）とを備える。更に、２つの側部磁石（３２２，３２６）は、縦方向（Ｘ軸）に沿う長さが等しいが、中央磁石（３２４）は、縦方向（Ｘ軸）に沿う長さがより大きい。他の変形例では、３つの磁石（３２２，３２４，３２６）が異なる長さを有することができる。また、各磁石（３２０）の幅（Ｗ）は異なることができる。本発明の一変形例では、複数の磁石が利用される場合、磁石（３２０）は、磁石（３２０）間にスペーサを有することができる。スペーサは非磁性材料とすることができる。フレーム（３１０）は、正方形又は長方形のいずれかであり、ステンレス鋼、真鍮、ニッケル、アルミニウム、銅、プラスチック、固化したポリマー又は何らかの他の非強磁性材料から形成される。

【0024】

第２の移動部分（２２０）は２つのコイル（４１２，４１４）を含む。コイル（４１２，４１４）は、第１の移動部分（２１０）上にわたるコイル（４１２，４１４）の自由な移動を可能にするために縦方向の管状構造体を形成するようにフレーム（３１０）の周囲に横方向で巻き付けられる。一対の第１の弾性部材（２３０）及び保持手段（２４０）は、バネのように作用して、第１の移動部分（２１０）及び第２の移動部分（２２０）の移動を規制する。第１の振動周波数は、一対の第１の弾性部材（２３０）の質量及び弾性定数に依存する。質量は、磁石の質量及びフレーム（３１０）の質量を含む。同様に、第２の振動周波数は、保持手段（２４０）の質量及び弾性定数に依存する。質量は、Ｕ字形構造体（４２０Ａ）及びＵ字形構造体（４２０Ｂ）を備える一対のＵ字形構造体（４２０）の質量と、コイル（４１０）の質量とを含む。

【0025】

コイル（４１０）は、一方のコイル（４１２）から他方のコイル（４１４）に電流が通って２つのコイル（４１２，４１４）が両方向で巻回されるように互いに取り付けられる。１つの変形例において、２つのコイル（４１０）は、別個ではなく、コイルの最初の半分が時計回り方向に巻回され且つコイルの他の半分が反時計回り方向に巻回されるように単一のコイルとして形成される。更に、一対のＵ字形構造体（４２０）もコイル（４１２，４１４）に取り付けられる。一対のＵ字形構造体（４２０）は、縦軸（Ｘ軸）に沿って矩形の管状構造体を形成するべく閉鎖面とは横軸（Ｙ軸）で反対側の開放面が互いに対向するように整列される。別の実施態様では、管状矩形構造体を形成するべく一対のＵ字形構造体（４２０）を一対の中空矩形構造体と置き換えることができる。管状矩形構造体は、直角台形管状構造体又は直角台形平行六面体管状構造体として製造されてもよい。第２の移動部分（２２０）は、Ｕ字形構造体（４２０Ａ）と、取り付けられたコイル（４１２）とによって形成され、コイル（４１２）はコイル（４１４）に取り付けられ、コイル（４１４）は、Ｕ字形構造体（４２０Ａ）の開放面とＵ字形構造体（４２０Ｂ）の開放面とが対角線上で互いに対向するようにＵ字形構造体（４２０Ｂ）に取り付けられる。アセンブリは、第２の移動部分（２２０）及び第１の移動部分（２１０）の自由な移動を可能にするためにフレーム（３１０）上 及び磁石（３２０）上にわたって自由に摺動する中空管状構造体を形成するように接続される。本実施態様の変形例では、一対のＵ字形構造体（４２０）を開放面で閉じることができる。第２の移動部分（２２０）に構造的強度を与えてコイル（４１０）を損傷から保護するべく金属又は非金属の平坦なストリップ又は金属の広いストリップを使用することによって開放面を部分的に又は完全に閉じることができる。

【0026】

一変形例では、コイル（４１０）及び磁石（３２０）が１つのみである場合、コイル（４１０）が両側のＵ字形構造体（４２０）に取り付けられる。

【0027】

第１の弾性部材２３０Ａは、丸みを帯びた直交する折り曲げ部によって２つの平坦な突出要素（６０２，６１０）を接続する長いストリップ（６０６）を備える。２つの平坦な突出要素（６０２，６１０）は、縦方向（Ｘ軸）に沿って互いに対して反対側に突出し、互いに平行である。突出要素（６０２）は、他方の突出要素（６１０）よりもＸ－Ｙ平面と直交する軸（Ｚ軸）に沿って実質的に広い。２つの突出要素（６０２，６１０）を接続する長いストリップ（６０６）は、横方向（Ｙ軸）で長いストリップ（６０６）の中心に沿って対称である窪み（６１２）を有する。第１の弾性部材（２３０Ａ）及び第１の弾性部材（２３０Ｂ）互いに同一である。一対の第１の弾性部材（２３０）は、ステンレス鋼から形成され、Ｚ状の形状を有する。代わりの実施では、一対の第１の弾性部材（２３０）が穿孔され得る。

【0028】

この実施では第２の弾性部材（２４０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ）である保持手段（２４０）は、Ｘ－Ｙ平面と直交する軸（Ｚ軸）に沿って一対の第１の弾性部材（２３０）よりも広い。一対の第２の弾性部材（２４０Ａ，２４０Ｂ）のそれぞれは、前述したように保持手段（２４０）として作用する。例えば、第２の弾性部材（２４０Ａ）は、丸みを帯びた直交する折り曲げ部によって２つの平坦な突出要素（７０２，７１０）を接続する長いストリップ（７０６）を備える。２つの平坦な突出要素（７０２，７１０）は、縦方向（Ｘ軸）に沿って互いに対して反対側に突出し、互いに平行である。２つの突出要素（７０２，７１０）を接続する長いストリップ（７０６）は、横方向（Ｙ軸）で長いストリップ（７０６）の中心に沿って対称である窪み（７１２）を有する。第２の弾性部材（２４０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ）は、形状、サイズ及び構造が同一である。第２の弾性部材（２４０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ）は、ステンレス鋼から形成され、Ｚ状の形状を有する。代わりの実施では、第２の弾性部材（２４０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ）が穿孔され得る。

【0029】

他の態様において、２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータは、フレーム（３１０）及び少なくとも３つの磁石（３２０）を含む第１の移動部分（２１０）を備える。３つの磁石（３２２，３２４，３２６）は、フレーム（３１０）に埋め込まれるとともに、同様の極性が互いに対向した状態で配置される。すなわち、Ｎ極及びＳ極がそれぞれ互いに対向する。第２の移動部分（２２０）は、１つ以上のコイル（４１０）と、少なくとも２つのＵ字形構造体（４２０）とを含む。１つ以上のコイル（４１０）は、磁石（３２０）上にわたって巻回され、Ｕ字形構造体（４２０）に取り付けられる。Ｕ字形構造体（４２０）の開放面を金属ストリップによって閉じることができる。代わりの実施において、Ｕ字形構造体（４２０）は、フレーム（３１０）上及び磁石（３２０）上にわたって自由に移動できる直方体構造体である。一対の第１の弾性部材（２３０）は、一端がシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端が第１の移動部分（２１０）に取り付けられる。更に、保持手段（２４０）は、一端がシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端が第２の移動部分（２２０）に取り付けられ、振動を生成するために少なくとも１つのコイル（４１０）を励磁するべく導線が保持手段（２４０）上に重ね合わされる。第１の移動部分（２１０）及び一対の第１の弾性部材（２３０）は、第１の振動周波数を生成する。第２の移動部分（２２０）及び保持手段（２４０）は、第２の振動周波数を生成する。第１の振動周波数及び第２の振動周波数は異なり、振動は縦軸（Ｘ軸）に沿う。保持手段（２４０）上に重ね合わされる導線は、ワイヤ、エナメル銅線、絶縁導体又はフレキシブルプリント回路である。他の態様において、一対の第２の弾性部材（２４０）は、コイル（４１０）に電流を伝えるための導電経路として作用する。

【0030】

本発明の他の態様において、第１の移動部分（２３０）及び第２の移動部分（２４０）の質量は、振動アクチュエータの共振周波数を決定する。更に、一対の第１の弾性部材（２３０）及び保持手段（２４０）の弾性定数は、振動アクチュエータの共振周波数を決定する。フレーム（３１０）、Ｕ字形構造体（４２０）、磁石（３２０）のための材料、一対の第１の弾性部材（２３０）及び保持手段（２４０）の弾性を適切に選択することによって、振動アクチュエータの２つの共振周波数を設計又は決定することができる。

【0031】

本発明の更に他の態様において、２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータは、第１の移動部分（２１０）と、第２の移動部分（２２０）と、一対の第１の弾性部材（８００）とを備える。第１の移動部分（２１０）は３つの磁石（３２０）を含む。３つの磁石（３２０）は、同様の極性が互いに対向した状態で配置される。第２の移動部分（２２０）は、磁石（３２０）家にわたって巻回される１つ以上のコイル（４１０）を含む。一対の第１の弾性部材（８００）は、第１の弾性部材（８００Ａ）と第１の弾性部材（８００Ｂ）とを備える。第１の弾性部材（８００Ａ）及び第１の弾性部材（８００Ｂ）は、ベースプレート（８０２）、中間ストリップ（８０６）、及び、保持手段（８３０）から形成される。保持手段（８３０）は外側ストリップ（８０４Ａ及び８０４Ｂ）を備え、外面（８１２Ａ及び８１２Ｂ）上に横方向窪みを有する外側ストリップ（８０４Ａ及び８０４Ｂ）は、上側プレート（８０８Ａ及び８０８Ｂ）へと終端するようにベースプレート（８０２）から等しい距離を隔てて直角に突出される。上側プレート（８０８Ａ及び８０８Ｂ）は、ベースプレート（８０２）と平行で且つ対向している。更に、上側プレート（８０８Ａ及び８０８Ｂ）は互いに別個で独立している。更に、第１の弾性部材（８００Ａ）及び第１の弾性部材（８００Ｂ）は中間ストリップ（８０６）を含み、中間ストリップは、外側ストリップ（８０４Ａ及び８０４Ｂ）間に位置して、ベースプレート（８０２）から僅かな距離だけ延在し、その後、ベースプレート（８０２）から直角に突出される。更に、中間ストリップ（８０６）は上側中間プレート（８１０）へと終端し、この場合、上側中間プレートは、ベースプレート（８０２）と平行であり、ベースプレート（８０２）とは反対方向に突出される。中間ストリップ（８０６）は、ベースプレート（８０２）に対して垂直な中心線に沿う横方向窪みを有する。上側中間プレート（８１０）は、外側ストリップ（８０４Ａ及び８０４Ｂ）とは別個である。ベースプレート（８０２）は、上側プレート（８０８Ａ）へと終端する外側ストリップ（８０４Ａ）と共に、また、ベースプレート（８０２）は、上側プレート（８０８Ｂ）へと終端する外側ストリップ（８０４Ｂ）と共に、２つのＺ状の形状を形成し、保持手段（８３０）として作用する。更に、ベースプレート（８０２）は、上側中間プレート（８１０）へと終端する中間ストリップ（８０６）と共に、第３のＺ状の形状を形成する。上側プレート（８０８Ａ及び８０８Ｂ）及び中間プレート（８１０）は、上側プレート（８０８Ａ及び８０８Ｂ）の下方で中間プレート（８１０）の自由振動を可能にするために、僅かな距離だけ離間される。第１の弾性部材（８００Ａ）及び第１の弾性部材（８００Ｂ）は、形状、サイズ及び構造が同一である。一対の第１の弾性部材（８００）のそれぞれの弾性部材に関し、上側中間プレート（８１０）は第１の移動部分（２１０）に取り付けられ、上側プレート（８０８Ａ）及び上側プレート（８０８Ｂ）は第２の移動部分（２２０）に取り付けられる。一対の第１の弾性部材（８００）のベースプレート（８０２）は、突出要素（１６２，１６４）を介してシャーシ（１６０）に取り付けられる。

【0032】

本発明の他の態様において、２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータ（１００）は、第１の移動部分（２１０）と、第２の移動部分（２２０）と、一対の第１の弾性部材（９００）とを備える。第１の移動部分（２１０）は３つの磁石（３２０）を備え、この場合、３つの磁石（３２２，３２４，３２６）は、同様の極性が互いに対向した状態で配置されるようになっている。第２の移動部分（２２０）は、磁石（３２０）上にわたって巻回される１つ以上のコイル（４１０）を含む。一対の第１の弾性部材（９００）は、第１の弾性部材（９００Ａ）及び第１の弾性部材（９００Ｂ）を備える。第１の弾性部材（９００Ａ）及び第１の弾性部材（９００Ｂ）は、中間ストリップ（９０８）、中央プレート（９０４）、上側プレート（９１０）、及び、上側プレート（９１０）から突出する保持手段（９３０）を備える。保持手段は、２つの突出する平坦なストリップ（９０６Ａ、９０６Ｂ）と、丸みを帯びた縁部（９２０）を伴うベースプレート（９０２Ａ，９０２Ｂ）とを含む。上側プレート（９１０）は、丸みを帯びた縁部（９２０）を伴う少なくとも２つの直交する独立して突出する平坦なストリップ（９０６Ａ、９０６Ｂ）を突出させ、２つの突出する平坦なストリップ（９０６Ａ、９０６Ｂ）はベースプレート（９０２Ａ，９０２Ｂ）へと終端し、ベースプレート（９０２Ａ，９０２Ｂ）は、上側プレート（９１０）と平行であり、上側プレート（９１０）に対して反対方向に突出される。更に、中間ストリップ（９０８）は、鋭角を成して上側プレート（９１０）から突出し、中央プレート（９０４）へと終端する。中央プレート（９０４）及び上側プレート（９１０）は、同じ方向に突出され、互いに平行である。第１の弾性部材（９００Ａ）及び第１の弾性部材（９００Ｂ）は、形状、大きさ及び構造が同一である。一対の第１弾性部材（９００）のそれぞれの弾性部材に関し、ベースプレート（９０２Ａ，９０２Ｂ）は突出要素（１６２，１６４）を介してシャーシ（１６０）に取り付けられ、上側プレート（９１０）は第２の移動部分（２２０）に取り付けられる。中央プレート（９０４）は第１の移動部分（２１０）に取り付けられる。

【0033】

本発明の他の態様において、２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータ（１００）は、第１の移動部分（２１０）と、第２の移動部分（２２０）と、一対の第１の弾性部材（１０００）とを備える。第１の移動部分（２１０）は３つの磁石（３２０）を備え、この場合、３つの磁石（３２２，３２４，３２６）は、同様の極性が互いに対向した状態で配置されるようになっている。第２の移動部分（２２０）は、磁石（３２０）上にわたって巻回される１つ以上のコイル（４１０）を含む。一対の第１弾性部材（１０００）は、第１の弾性部材（１０００Ａ）と、第１の弾性部材（１０００Ｂ）とを備える。第１の弾性部材（１０００Ａ）及び第１の弾性部材（１０００Ｂ）は、下側ベースプレート（１００２Ｂ）と、第１の突出した弾性部材（１００４）と、平坦な上側プレート（１００８）と、保持手段（１０３０）とを有する。保持手段（１０３０）は上側ベースプレート（１００２Ａ）を含み、上側ベースプレート（１００２Ａ）は、丸みを帯びた縁部を伴う第２の突出した弾性部材（１００６）を直角に突出させる。第２の突出した弾性部材（１００６）は、丸みを帯びた縁部で平坦な上側プレート（１０１０）へと終端する。

【0034】

下側ベースプレート（１００２Ｂ）は、折り曲げ部が丸みを帯びた縁部を有するように平坦な上側プレート（１００８）へと直角に終端する第１の突出した弾性部材（１００４）へと直角に曲げられる。上側ベースプレート（１００２Ａ）及び下側ベースプレート（１００２Ｂ）を備えるベースプレート（１００２）は、シャーシ（１６０）に取り付けられ又は取着される。第１の弾性部材（１０００Ａ）は、上側ベースプレート（１００８）によって第１の移動部分（２１０）に取り付けられる。保持手段（１０３０）は、平坦な上側プレート（１０１０）によって第２の移動部分（２２０）に取り付けられる。

【0035】

本発明の他の態様において、２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータ（１００）は、第１の移動部分（２１０）と、第２の移動部分（２２０）と、一対の第１の弾性部材（１１１０）とを備える。第１の移動部分（２１０）は３つの磁石（３２０）を備え、この場合、３つの磁石（３２２，３２４，３２６）は、同様の極性が互いに対向した状態で配置されるようになっている。第２の移動部分（２２０）は、磁石（３２０）上にわたって巻回される１つ以上のコイル（４１０）を含む。一対の第１の弾性部材（１１１０）は、第１の弾性部材（１１１０Ａ）と、第１の弾性部材（１１１０Ｂ）とを含む。第１の弾性部材（１１１０Ａ）及び第１の弾性部材（１１１０Ｂ）は、一端がシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端が第１の移動部分（２１０）に取り付けられる。更に、振動アクチュエータは、第２の弾性部材（１１２０Ａ）及び第２の弾性部材（１１２０Ｂ）を有する一対の第２の弾性部材の形態を成す保持手段（１１２０）も含む。保持手段（１１２０）として作用する第２弾性部材（１１２０Ａ）及び第２弾性部材（１１２０Ｂ）は、一端がシャーシ（１６０）に取り付けられ、他端が第２の移動部分（２２０）に取り付けられる。

【0036】

本発明の他の態様において、振動アクチュエータの製造方法は、少なくとも３つの磁石（３２２，３２４，３２６）を矩形フレーム（３１０）内に組み付けることによって第１の移動部分（２１０）を組み立てることを含む。複数の磁石（３２０）は同じ極性で互いに対向する。更に、方法は、自己融着銅線によって形成されたコイル（４１２，４１４）がその内部で第１の移動部分（２１０）の自由な移動を可能にするように自己融着銅線の少なくとも２つのコイル（４１０）をフレーム（３１０）の周囲に巻き付けることによって第２の移動部分（２２０）を組み立てることを含む。コイル（４１２，４１４）は、コイル（４２０）の第１の端部が互いに取り付けられるとともにコイルの第２の端部がＵ字形構造体（４１０）に取り付けられるようにＵ字形構造体（４２０）に取り付けられ、Ｕ字形構造体（４２０）は、Ｕ字形構造体がコイル（４１０）の中心の原点に対して回転対称であるように配置される。第１の弾性部材（２３０Ａ）の一端は第１の移動部分（２１０）に取り付けられ、第１の弾性部材（２３０Ａ）の他端はシャーシ（１６０）に取り付けられる。同様に、第１の弾性部材（２３０Ｂ）の一端は第１の移動部分（２１０）に取り付けられ、第１の弾性部材（２３０Ｂ）の他端はシャーシ（１６０）に取り付けられる。保持手段（２４０）は、第２の弾性部材（２４０Ａ）と第２の弾性部材（２４０Ｂ）とによって形成される。第２の弾性部材（２４０Ａ）は一端が第２の移動部分（２２０）に取り付けられ、他端がシャーシ（１６０）に取り付けられる。同様に、第２の弾性部材（２４０Ｂ）は一端が第２の移動部分（２２０）に取り付けられ、他端がシャーシ（１６０）に取り付けられる。振動アクチュエータの製造方法は、磁石（３２０）間に非磁性材料のスペーサを導入することを更に含む。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】振動アクチュエータの等角図を示す。

【図2】振動アクチュエータの分解等角図を示す。

【図3】振動アクチュエータの第１の移動部分を示す。

【図4A】振動アクチュエータの第２の移動部分を示す。

【図4B】Ｕ字形構造体の端部を接合する金属ストリップを伴う振動アクチュエータの第２の移動部分を示す。

【図4C】振動アクチュエータの第２の移動部分の変形例を示す。

【図4D】本発明の一実施形態におけるＵ字形構造体の端部を接合する金属ストリップを伴う振動アクチュエータの第２の移動部分を示す。

【図5A】振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図5B】振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図5C】振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図5D】スペーサを伴う振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図5E】スペーサを伴う振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図5F】スペーサを伴う振動アクチュエータの磁石及びコイルの異なる形態を示す。

【図6A】振動アクチュエータの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図6B】振動アクチュエータの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図6C】振動アクチュエータの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図7A】振動アクチュエータの第２の弾性部材を有する保持手段の異なる図を示す。

【図7B】振動アクチュエータの第２の弾性部材を有する保持手段の異なる図を示す。

【図7C】振動アクチュエータの第２の弾性部材を有する保持手段の異なる図を示す。

【図7D】振動アクチュエータの第２の弾性部材が重ねられた導電経路を有する保持手段を示す。

【図7E】振動アクチュエータの第２の弾性部材が重ねられた導電経路を有する保持手段を示す。

【図8A】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための振動アクチュエータの、保持手段を有する異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図8B】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための振動アクチュエータの、保持手段を有する異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図8C】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための振動アクチュエータの、保持手段を有する異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図8D】一対の異なる種類の第１の弾性部材を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。

【図9A】第１の移動部分を第２の移動部分に接続するとともに第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する他の異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図9B】第１の移動部分を第２の移動部分に接続するとともに第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する他の異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図9C】第１の移動部分を第２の移動部分に接続するとともに第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する他の異なるタイプの第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図9D】一対の他の異なるタイプの第１の弾性部材を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。

【図10A】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する、更に他の異なる第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図10B】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する、更に他の異なる第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図10C】第１の移動部分及び第２の移動部分を振動アクチュエータのシャーシに接続するための保持手段を有する、更に他の異なる第１の弾性部材の異なる図を示す。

【図10D】第２の移動部分を取り付けるための保持手段を有する一対の更に別の異なる第１の弾性部材を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。

【図11A】振動アクチュエータの一対の異なるタイプの第１の弾性部材及び一対の異なるタイプの第２の弾性部材を示す。

【図11B】本発明の他の変形例における一対の異なるタイプの第１の弾性部材及び一対の異なるタイプの第２の弾性部材を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。

【図12A】振動アクチュエータの第１の移動部分及び第２の移動部分と共に一対の異なるタイプの第１の弾性部材及び一対の異なるタイプの第２の弾性部材を取り付ける他の手段を示す。

【図12B】一対の異なるタイプの第１の弾性部材及び一対の異なるタイプの第２の弾性部材を第１の移動部分及び第２の移動部分と共に取り付ける他の手段を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。

【図13A】振動アクチュエータの第１移動部分及び第２移動部分の配置を示す。

【図13B】振動アクチュエータの第１移動部分及び第２移動部分の配置を示す。

【図14A】振動アクチュエータの横方向に沿う断面図である。

【図14B】振動アクチュエータの縦方向に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明は、広帯域の触覚フィードバックを与えるための振動アクチュエータに関するが、振動触覚フィードバックを与える様々な用途に使用することができる。触覚フィードバックにおける広い帯域幅、例えば４０～１２０Ｈｚの帯域幅は、現実世界の環境で見られる複数の複素周波数を再現するため、重要である。一般に、移動磁石振動アクチュエータ又は移動コイル振動アクチュエータが、１つの共振周波数、例えば１１０Ｈｚのみを有する。そのような振動アクチュエータは、１００～１２０Ｈｚのみの有用な帯域幅を有することができる。そのような振動アクチュエータは、この１００Ｈｚ～１２０Ｈｚの範囲外の周波数範囲、例えば６０Ｈｚ～８０Ｈｚを再現するために利用される場合、１１０Ｈｚの同調共振周波数から離れる効率の大幅な低下に起因して質の悪いユーザ体験を与える。効率の低下及び電力消費量の増大は、アクチュエータが組み込まれるデバイスの性能を低下させ得る。例えば、モバイルデバイスのバッテリ寿命が短くなり、医療用途では振動の質が著しく低下し、ヘッドセット、ゲーム機などのゲームデバイスの全体的な性能が低下する。現実世界の環境で見られる複素周波数の範囲と同様に、４０Ｈｚ～１２０Ｈｚの周波数範囲に適合することができるように、アクチュエータの有用で効率的な帯域幅を広げる技術的解決策が必要とされる。

【0039】

単一周波数振動アクチュエータに伴う上記の問題は、多重波数振動アクチュエータを使用して解決することができる。理想的なシナリオでは、単一周波数共振アクチュエータは周波数の範囲に等しく応答することができるべきであるが、周波数応答曲線の典型的な分布に起因して、振動アクチュエータは共振周波数でのみ効率的に応答する。共振周波数付近の他の周波数は大幅に減衰される。この問題は、広範囲の周波数に効率的に応答する多重共振周波数振動アクチュエータを有することによって解決される。小型デバイスに複数の共振周波数を組み込むことが技術的に困難であるため、単一共振周波数アクチュエータの問題を解決するために少なくとも２つの共振周波数を有することが有利である。新規な振動アクチュエータは、両方の共振周波数、例えば第１の共振周波数Ｈ（６０Ｈｚ）及び第２の共振周波数ｆ２（１００Ｈｚ）に効率的に応答する。２つの共振周波数が明確であって例えば６０Ｈｚ～１００Ｈｚの広帯域幅を可能にするようにバラバラに広がるとともに、依然として２つの周波数間で良好な応答を可能にするのに十分に近い場合には、それにより、全広帯域周波数範囲にわたって、例えば４０～１２０Ｈｚの周波数ごとに良好な性能が可能となる。革新的な振動アクチュエータは、最適な電流消費で広範囲の周波数を効率的に生成できるようにし、したがって、広帯域用途において振動アクチュエータの性能を高めることができる。

【0040】

新規な振動アクチュエータは、これらに限定されないがゲームパッド、携帯電話などのモバイルデバイス、タブレット、医療機器、自動車システム、及び他の用途分野など、触覚フィードバックを与える全てのデバイス及び用途において利用することができる。革新的な振動アクチュエータは、広帯域アクチュエータの性能及び能力が必要とされる全ての触覚デバイスの性能を高めるために使用することもできるが、これらのデバイスは、線形共振アクチュエータ（ＬＲＡ）又は偏心回転質量（ＥＲＭ）アクチュエータなどの単一周波数アクチュエータの使用によって制約されてきた。

【0041】

本発明及びその利点は、添付図面に示される例示の実施形態を参照することによって最もよく理解され、図面中、同様の番号は同様の部分を示す。しかしながら、本発明は、触覚出力を生成するための多数のデバイスで具現化されてもよく、本明細書中に記載される典型的な実施形態に限定されると解釈されるべきでない。以下、図を参照することによって本発明を例示するために典型的な実施形態を説明する。

【0042】

この出願において、「縦」という用語は、Ｘ軸に沿って考慮される、振動アクチュエータの移動部分の移動の直線方向を意味し、「横」とは、Ｙ軸に沿って考慮される、縦方向と直交する平面内の方向を意味し、「Ｘ－Ｙ平面と直交する」とは、Ｘ軸及びＹ軸の両方に直交するＺ軸を意味し、「対角線上の反対」とは、正方形又は長方形の構造体の２つの平行な辺の反対側の角を意味する。

【0043】

本発明は、２つの異なる共振周波数を有する独自の新規な振動アクチュエータを提供する。２つの異なる共振周波数は、第１の移動部分及び第２の移動部分のそれぞれが一対の弾性部材によって動けるように取り付けられた状態で第１の移動部分及び第２の移動部分によって生成される。

【0044】

図１は、振動アクチュエータ１００の等角図を示し、図２は、振動アクチュエータ１００の分解図を示す。本発明によれば、振動アクチュエータ１００は、図２に示されるように、第１の移動部分２１０と、第２の移動部分２２０と、一対の第１の弾性部材２３０（一対の第１の弾性部材２３０と総称される第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂ）と、第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂの形態を成すことができる保持手段２４０と、外側ケーシング１５０と、シャーシ１６０とを備える。

【0045】

シャーシ１６０は、長方形の形状であるが、異なる変形例では正方形、平行四辺形、又は、他の四辺多角形などの他の形状を有することができる。シャーシ１６０は、その長辺（縦方向）の対角線上の両端に突出要素１６２及び突出要素１６４を有する。突出要素１６２及び突出要素１６４は、図１に示されるように、長方形又は正方形の形状であり、シャーシ１６０のＸ－Ｙ平面と直交する（Ｚ軸）。突出要素１６２及び突出要素１６４は、一対の第１の弾性部材２３０と、第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂである保持手段２４０とを取り付けるために利用される。突出要素１６２及び突出要素１６４が一対の第１の弾性部材２３０及び保持手段２４０をネジで取り付けるために利用される場合、突出要素１６２及び突出要素１６４は穴を有する矩形ブロックである。外側ケーシング１５０及びシャーシ１６０は、好ましくは、ステンレス鋼、ニッケル、銅又は鉄などの金属から形成されるが、外側ケーシング１５０及びシャーシ１６０は、他の変形例では、振動アクチュエータ１００の重量を低減するためにプラスチック又は他のポリマーから形成することもできる。突出要素１６２及び突出要素１６４は、外側ケーシング１５０及びシャーシ１６０が第２の移動部分２２０の内側での第１の移動部分２１０の自由な移動及びシャーシ１６０の内側での第２の移動部分２２０の自由な移動を可能にするように、外側ケーシング１５０内に嵌合する。要するに、シャーシ１６０及び外側ケーシング１５０は、互いに強固に嵌合して、図１に示されるように、垂直方向（横方向）と比較して水平方向（縦方向）で実質的に長い直方体状の振動アクチュエータ１００を形成する。

【0046】

第１の移動部分２１０は、図３に示されるように、フレーム３１０と磁石３２０とを備える。第２の移動部分２２０は、コイル４１０と一対のＵ字形構造体４２０とを備える。Ｕ字形構造体４２０は、図４Ａに示されるように、Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂを備える。

【0047】

フレーム３１０は、長方形の外周又は中空長方形３０４を有する正方形の外周３０２を備える。本発明におけるフレームを説明するために、フレーム３１０は、長方形、すなわち、長方形外周３０２であると解釈される。この実施形態において、フレーム３１０は、長方形又は正方形のいずれかであるが、他の構造体形態では、平行四辺形、台形、他の四辺形などの他の形状も想定し得る。長方形外周３０２の縁部は、一対の第１の弾性部材２３０の第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂのいずれかに損傷を与えかねない鋭利な縁部を避けるために、丸みを帯び、面取りされ、又は、フィレット加工される。例えば、第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０のオーバードライブ装置により、フレーム３１０が第１の弾性部材２３０Ａ又は第１の弾性部材２３０Ｂのいずれかに誤って当たる場合がある。フレーム３１０内の中空長方形３０４は、磁石３２０を配置するために利用される丸みを帯びた角を有する。したがって、磁石３２０は、フレーム３１０と完全に嵌合するように丸みを帯びた縁部を有する。

【0048】

フレーム３１０は、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、真鍮、亜鉛、又は任意の他の非磁性材料などの任意の非磁性シートメタルをレーザ切断して折り曲げることによって構成される。他の変形例において、フレーム３１０は、プラスチックなどのポリマーから射出成形される又は任意の非磁性材料から鋳造され得る。フレーム３１０がプラスチック又は任意の他のポリマーを使用して構成される場合、フレーム３１０は、迅速な組み立てのために３Ｄプリンタを使用して印刷され得る。

【0049】

フレーム３１０の長方形外周３０２の長辺は、縦方向（シャーシ１６０の長辺と平行）に沿っており、一対の第１の弾性部材２３０を接合するための装備を有する。第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂの第１の端部は、長方形外周３０２の対角線上で対向する長辺に取り付けられる。第１の弾性部材２３０Ａの第２の端部は、シャーシ１６０の突出要素１６４に取り付けられる。同様に、第１の弾性部材２３０Ｂの第２の端部は、シャーシ１６０の突出要素１６２に取り付けられる。一対の第１の弾性部材２３０は、溶接、リベット、接着によって、ネジを用いて、又は機械的に嵌合して強い接合又は結合を形成する折り曲げ部を介して、長方形外周３０２に取り付けられ得る。

【0050】

磁石３２０は、本発明では第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６などの一連の磁石で構成されるが、他の変形例では、３つよりも多い磁石をフレーム３１０の内側に配置することができる。第１の磁石３２２、第２の磁石３２４及び第３の磁石３２６の４つの縁部はいずれも鋭利な縁部を避けるように丸みを帯びているが、幾つかの変形例において、鋭利な縁部は、他の既知の形状によって除去することもできる。例えば、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４及び第３の磁石３２６の縁部は、面取りされた縁部又はフィレット加工された縁部とすることができる。他の変形例では、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６が全て非正方形の縁部を有することができる。

【0051】

第１の磁石３２２及び第２の磁石３２４の極性は対称に配置され、すなわち、第１の磁石３２２のＮ極と第２の磁石３２４のＮ極とが互いに対向する。同様に、第２の磁石３２４及び第３の磁石３２６の極性は対称に配置され、すなわち、第２の磁石３２４のＳ極と第３の磁石３２６のＳ極とが互いに対向する。磁石３２０のこの配置は、同様の極が互いに対向する（Ｎ極がＮ極と対向する）第１の磁石３２２と第２の磁石３２４との交差部から径方向外側に移動する及び同様の極が互いに対向する（Ｓ極がＳ極と対向する）第２の磁石３２４と第３の磁石３２６との交差部で径方向内側に移動する強い磁場をもたらす。また、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４及び第３の磁石３２６は、幅（図３にＷで示す）が同じであるが、縦方向の（Ｘ軸に沿う）の長さが異なる。例えば、本実施態様では、第１の磁石３２２及び第３の磁石３２６の幅及び長さは等しいが、第２の磁石３２４は実質的により大きい長さを有する。異なる変形例において、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６は全て、フレーム３１０に応じて等しい又は等しくない幅及び長さを有することができる。更に、磁石３２０のサイズは、生成されるべき磁場の要件に応じて同じであっても異なっていてもよい。

【0052】

振動アクチュエータは、コイル４１０の内部に高い集中度の磁場を生成できるようにするべく同じ極性を伴って配置される磁石３２０を有する。この実施において、コイル４１０に生成される高集中磁場は、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６によって生成される磁場に起因する。高集中磁場は、同様の極が互いに対向するように配置される磁石３２０に起因する。第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６の結合は、磁石３２０の同様の極同士が反発するため、非常に困難となり得る。革新的なフレーム３１０は、磁石３２０、例えば、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６をフレーム３１０内に強固に保持するように設計される。Ｘ－Ｙ平面と直交する磁石３２０の２つの開放側は、最大磁束がコイル４１０を通過するようにフレーム３２０とコイル４１０との近接位置決めを可能にする。更に、磁石３２０は、単一の質量として作用し且つ磁石３２０をフレーム３２０内に固定するためにフレーム３１０内で互いに接着され得る。更に、フレーム３１０は、付加的な質量を第１の移動部分２１０に与える。フレーム３１０及び磁石３２０の質量を変えることにより、異なる共振周波数及び振動強度を達成することができる。

【0053】

先に論じたように、第２の移動部分２２０は、コイル４１０と一対のＵ字形構造体４２０とを備える。コイル４１０は任意の数のコイルとすることができるが、この実施形態では、コイル４１０は、図４Ａに示されるように第１コイル４１２及び第２コイル４１４を備える。コイル４１０の数は、単純な式ｎ－１によって決定され、ここで、ｎ＝ｌのときに磁石３２０及びコイル４１０が１つしかない特別な場合を除き、ｎは磁石３２０の数である。

【0054】

コイル４１０は、横方向（Ｙ軸）で長いボビンの周囲にエナメル銅線を巻回することによって構成される。更に、コイル４１０の長さは、第１の移動部分２１０が縦方向（Ｘ軸）で自由に移動できるようにフレーム３１０の長さよりも僅かに大きい。

【0055】

好ましい実施態様では、等しい数の巻線及び同じ寸法を有する第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４を備える２つのコイル４１０が存在するが、図５Ａ～図５Ｄに示されるような他の変形例では、コイル４１０の巻線及び寸法が等しくない異なる組み合わせが存在し得る。第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４は、第１のコイル４１２が一方向、例えば時計回りに巻回され且つ第２のコイル４１４が逆方向、例えば反時計回りに巻回されるように接続される。また、第１のコイル４１２の中心は、２つの磁石３２２，３２４のＮ極がＮ極と対向する状態で配置される第１の磁石３２２と第２の磁石３２４との交線と位置合わせされる。同様に、第２のコイル４１４の中心は、２つの磁石３２４，３２６のＳ極がＳ極と対向する状態で配置される第２の磁石３２４と第３の磁石３２６との交線と位置合わせされる。交流電流がコイル４１０を通過すると、交流電流は磁石３２０の磁場と相互作用してローレンツ力をもたらす。ローレンツ力は、縦方向（Ｘ軸）の振動運動をもたらすべく第１の半周期中に一方向で及び第２の半周期中に反対方向で生み出される。代わりの実施において、第１のコイル４１２の中心は、第１の磁石３２２と第２の磁石３２４とを接合する線と一致しなくてもよく、その付近又は周囲にある、すなわち、中心から外れて一致しない。他の実施において、第２のコイル４１４の中心は、第２の磁石３２４と第３の磁石３２６とを接合する線と一致しなくてもよく、その付近又は周囲にある、すなわち、中心から外れて一致しない。

【0056】

図４Ａ～図４Ｄを参照すると、異なるタイプのＵ字形構造体が示される。図４Ａは一対のＵ字形構造体４２０を示す。Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂは、形状、サイズ、及び構造が同一である。Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂは、Ｔ字形ベースプレート４２４と、２つの直角台形状プレート４２２、すなわち、直角台形状プレート４２２Ａ及び直角台形状プレート４２２Ｂ（直角台形状プレート４２２Ａ及び直角台形状プレート４２２Ｂを総称して直角台形状プレート４２２と称する）とを備える３つの異なるセクションによって形成される。直角台形状プレート４２２Ａ及び直角台形状プレート４２２Ｂは、大きさ及び寸法が同じである。好ましい実施態様では、直角台形状プレート４２２Ａ，４２２Ｂの幅（Ｗ）がフレーム３１０の幅以上である。直角台形状プレート４２２Ａは湾曲突起４３０Ａを有し、直角台形状プレート４２２Ｂは湾曲突起４３０Ｂを有する。直角台形状プレート４２２Ａ及び直角台形状ポート４２２Ｂから突出する２つの湾曲突起４３０Ａ，４３０Ｂは、Ｔ字形ベースプレート４２４に取り付けられて、開放面を伴うＵ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂを形成する。本明細書中のＵ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂの「開放面」とは、直角台形状プレート４２２Ａと直角台形状プレート４２２Ｂとの間に形成されてＴ字形ベースプレート４２４とは反対側にある中空空間を意味する。

【0057】

Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂは、非磁性シートメタルから切断及びその折り曲げによって製造される。或いは、Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂは、Ｔ字形ベースプレート４２４及び直角台形状プレート４２２Ａ，４２２Ｂを溶接することによって形成され得る。

【0058】

第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４は、接着剤によって又は結合材によって一端が互いに接合される。或いは、第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４は、コイル巻線の半分が一方向、すなわち、時計回りに巻回され且つ巻線の他の半分が他方向、すなわち、反時計回りに巻回されるように、単一のコイル４１０に組み込まれ得る。
コイル４１２，４１４の他端は、Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂと接着剤を用いて取り付けられ又は結合材料を使用して取り付けられる。Ｕ字形構造体４２０の開放面が互いに対角線上で対向するように、Ｕ字形構造体４２０Ａがコイル４１２に取り付けられ、Ｕ字形構造体４２０Ｂがコイル４１４に取り付けられる。結果として、コイル４１２、コイル４１４、Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０Ｂは、縦方向（Ｘ軸）に沿って筒状構造体をそれぞれ形成し、第１の移動部分２１０上にわたって自由に移動する第２の移動部分２２０を形成する。

【0059】

図４Ｂを参照すると、一対のＵ字形構造体４２０が僅かな変形を伴って示される。この実施において、Ｕ字形構造体４２０Ａ及びＵ字形構造体４２０ＢのＴ字形ベースプレート４２４及び直角台形状プレート４２２Ａ，４２２Ｂによって形成された平坦な側面は、金属ストリップ又はロッド４４０によって接合され、それにより、一端で矩形フレームが形成される。金属ストリップ又は金属ロッド４４０は、一対のＵ字形構造体４２０と同じ材料から形成される。金属ストリップ又は金属ロッド４４０は、一対のＵ字形構造体４２０に構造的強度及び安定性を与える。例えば、Ｕ字形構造体４２０Ａは、その開放面に金属ストリップ又は金属ロッド４４０Ａを有する。同様に、Ｕ字形構造体４２０Ｂは、その開放面に金属ストリップ又は金属ロッド４４０Ｂを有する。一実施形態において、一対のＵ字形構造体４２０の各Ｕ字形構造体は、直角台形状プレート４２２Ａ，４２２Ｂの開放面全体を接合することによって長方形又は管状の構造体に変換され得る。

【0060】

図４Ｃは、一対のＵ字形構造体４２０の他の変形例を示し、この場合、各Ｕ字形構造体は、３つの異なるセクション、すなわち、ベースプレート４２８であって、該ベースプレート４２８の面と直交する突出要素４２６を有するベースプレート４２８と、２つの直角台形状プレート４２２、すなわち、第１の直角台形状プレート４２２Ａ及び第２の直角台形状プレート４２２Ｂとを備える。第１の直角台形状プレート４２２Ａ及び第２の直角台形状プレート４２２Ｂは、大きさ及び寸法が同様であり、非磁性材料から形成される。第１の直角台形状プレート４２２Ａ及び第２の直角台形状プレート４２２Ｂは、アセンブリ全体が図４Ｃに示されるように開放面を伴うＵ字形構造体４２０Ａ又はＵ字形構造体４２０Ｂのように見える構造体を形成するように、両側でベースプレート４２８に接合される。Ｕ字形構造体４２０は、図４Ｃに示されるように非磁性シートメタルを切断して折り曲げることにより製造される。或いは、一対のＵ字形構造体４２０は、ベースプレート４２８を２つの別個の直角台形状プレート４２２Ａ，４２２Ｂに溶接することによって形成することもできる。好ましい実施において、一対のＵ字形構造体４２０の開放面は、横方向（Ｙ軸）でフレーム３１０を僅かに超えて延在する。Ｕ字形構造体４２０Ａはコイル４１２に取り付けられ、Ｕ字形構造体４２０Ｂはコイル４１４に取り付けられ、その場合、図４ Ｃに示されるように、それらのＵ字形構造体の開放面は、対角線上で互いに対向してフレーム３１０の縦側面（Ｘ軸方向）を実質的に覆うようになっている。突出要素４２６は、一対の第２の弾性部材２４０とＵ字形構造体４２０とを溶接するために用いられる。

【0061】

第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４は、接着剤又は結合材料によって互いに接合される。更に、第１の移動部分２１０上にわたって自由に移動する矩形の管状構造体を形成するように、第１のコイル４１２が接着剤又は結合材料によってＵ字形構造体４２０Ａに取り付けられ、第２のコイル４１４がＵ字形構造体４２０Ｂに取り付けられる。

【0062】

図４Ｄを参照すると、Ｕ字形構造体４２０を製造する他の変形例が示される。Ｕ字形構造体４２０Ｂは、第１の直角台形状プレート４２２Ａと第２の直角台形状プレート４２２Ｂとを接合する金属ストリップ又は金属ロッド４５０Ｂを有し、その場合、図４Ｄに示されるように金属ストリップ又は金属ロッド４５０Ｂはベースプレート４２８と平行であるようになっている。Ｕ字形構造体４２０ＡもＵ字形構造体４２０Ｂと同様の態様で製造される。

【0063】

図５Ａ～図５Ｆは、本発明の異なる変形例における磁石３２０及びコイル４１０の異なる配置を示す。これらの変形例は全て、異なる実施形態において振動アクチュエータ１００に実装され得る。

【0064】

図５Ａは、単一のコイル４１０を伴う２つの磁石３２０が設けられる形態を示し、この場合、コイル４１０の中心は磁石３２０の交線と位置合わせされる。

【0065】

図５Ｂは、３つの磁石３２０、すなわち、第１の磁石３２２、第２の磁石３２４、及び第３の磁石３２６と、２つのコイル４１０、すなわち、第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４とを伴う好ましい実施を示す。この実施形態において、コイル４１０のそれぞれの中心は、２つの隣り合う磁石３２０間の交線と一直線になる。他の変形例では、２つの隣り合う磁石３２０間の交線と第１のコイル４１２及び第２のコイル４１４の中心とが、数ミリメートル、例えば１ｍｍ～３ｍｍだけオフセットされる。

【0066】

図５Ｃは、４つの磁石３２０及び３つのコイル４１０における配置を示す。この配置では、コイル４１０が小さな隙間によって分離され、例えば、小さな隙間は１ ｍｍ～２ ｍｍとなり得る。或いは、コイル４１０は、Ｘ軸で細長く、それらの間に隙間なく互いに強固に接着され得る。

【0067】

図５Ｄは、磁石３２０間にスペーサが設けられた２つの磁石３２０の配置を示す。スペーサは、コイル４１０の中心がスペーサの中心と合わさるようにコイル４１０と位置合わせされる。スペーサは、磁性材料又は非磁性材料となり得る。

【0068】

図５Ｅは３つの磁石３２０の配置を示し、この場合、磁石３２０間にスペーサが設けられる。中間磁石の中心は、２つのコイル４１０が互いに接合される交線と位置合わせされる。或いは、２つのコイル４１０の交線は、中間磁石の中心線から数ミリメートルだけオフセットされ得る。スペーサは、磁性材料又は非磁性材料となり得る。

【0069】

図５Ｆは、４つの磁石３２０、スペーサ、及び２つのコイル４１０を伴う他の配置を示す。磁石３２０の２つの対がスペーサの両側に設けられる。２つのコイル４１０は、２つのコイル４１０がスペーサを覆うことなく磁石３２０を完全に覆うように、磁石３２０の２つの対の周囲に巻き付けられる。スペーサは、磁性材料又は非磁性材料となり得る。

【0070】

図６Ａは、第１の弾性部材２３０Ａの等角図を示す。図６Ｂ及び図６Ｃは、第１の弾性部材２３０Ａの側面図及び背面図を示す。一対の第１の弾性部材２３０は、第１の弾性部材２３０Ａと、第１の弾性部材２３０Ｂとを備える。第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂは、形状及び大きさが全く同様であるが、他の変形例では、互いに僅かに異なり得る。

【0071】

一対の第１の弾性部材２３０の構造に移ると、第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂは、丸みを帯びた縁部を伴う「Ｚ」形状の構造体を形成するために、５つの異なるセクション、すなわち、六角形ベースプレート６０２、第１の丸みを帯びた屈曲部６０４、長いストリップ６０６であって、横方向（Ｙ軸）で長いストリップ６０６の中心に沿って対称である窪み６１２を伴う長いストリップ６０６、第２の丸みを帯びた屈曲部６０８、及び、長方形上側プレート６１０を備える。

【0072】

長いストリップ６０６から突出する六角形ベースプレート６０２及び長方形上側プレート６１０は、それらが平行又は略平行であるように、縦方向（Ｘ軸）において反対方向にある。六角形ベースプレート６０２は長方形上側プレート６１０よりも比較的大きい。第１の弾性部材２３０Ａの六角形ベースプレート６０２は、シャーシ１６０の突出要素１６４に取り付けられる。同様に、第１の弾性部材２３０Ｂの六角形ベースプレート６０２は、シャーシ１６０の突出要素１６２に取り付けられる。同様に、第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂの上側プレート６１０は、フレーム３１０に対して対角線上の両側で取り付けられている。第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂは、上側プレート６１０と六角形ベースプレート６０２とが対角線上で互いに反対側にあって第１の移動部分２１０の移動を規制するバネとして作用するようにフレーム３１０及びシャーシ１６０の突出要素１６２及び突出要素１６４に取り付けられる。フレーム３１０及び磁石３２０の材料及び質量並びに第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂの弾性を変化させることによって、振動アクチュエータの第１の共振周波数を制御、変更又は設計することができる。第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂの完全なアセンブリは、弾性金属シートを切断して折り曲げることによって製造することができる。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。別の実施において、第１の弾性部材２３０Ａ及び第１の弾性部材２３０Ｂは、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0073】

図７Ａは、第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂの形態を成す保持手段２４０の等角図を示す。しかしながら、典型的な実施形態では、１つの弾性部材２４０Ａのみが示される。図７Ｂ及び図７Ｃは、第２の弾性部材２４０Ａの側面図及び背面図を示す。第２の弾性部材２４０Ａ及び第２弾性部材２４０Ｂは、形状、大きさ及び構造が類似している。第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂの形態を成す保持手段２４０は、図７Ａに示されるように、５つの部分、すなわち、長方形ベースプレート７０２、第１の丸みを帯びた屈曲部７０４、長いストリップ７０６、第２の丸みを帯びた屈曲部７０８、及び、長方形上側プレート７１０を備える。長いストリップ７０６は、横方向（Ｙ軸）で長いストリップ７０６の中心線に沿って対称である窪み７１２を有する。長いストリップ７０６は、一端が第１の丸みを帯びた屈曲部７０４を介して縦方向（Ｘ軸）で長方形ベースプレート７０２へと終端し且つ他端が丸みを帯びた屈曲部７０８により縦方向（Ｘ軸）で長方形上側プレート７１０へと終端する直交投影を有する。長方形ベースプレート７０２及び長方形上側プレート７１０は、長いストリップ７０６から反対方向に突出し、互いに平行又は略平行である。第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂの長方形上側プレート７１０は、一対のＵ字形構造体４２０の対角線上の両端部に取り付けられる。第２の弾性部材２４０Ａの長方形ベースプレート７０２は、シャーシ１６０の突出要素１６４に取り付けられる。同様に、第２の弾性部材２４０Ｂの長方形ベースプレート７０２は、シャーシ１６０の突出要素１６２に取り付けられる。第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂは、図７Ａに示されるように、弾性金属シートを切断して折り曲げて「Ｚ」字形の構造体を形成することにより製造される。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。他の実施において、第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂによって形成される保持手段２４０は、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0074】

図７Ｄ及び図７Ｅを参照すると、本発明の他の新規な態様が示される。第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂによって形成される保持手段２４０は、電流の良好な導電体である金属から形成される。更に、コイル４１０は一端がＵ字形構造体４２０に接合される。コイルは、電流を通すことによって励磁され、これは導電経路を必要とする。コイル４１０を励磁する新規な方法は、図７Ｄの第２の弾性部材２４０Ａについて示されるように、保持手段２４０を通る導電経路を設けることである。第１の配線７２０Ａが、長方形ベースプレート７０２に半田付け、溶接又は接着することによって第２の弾性部材２４０Ａに取り付けられる。第２ワイヤ７２０Ｂが、その後にコイル４１０の少なくとも一方に接続される終端点として作用するように、半田付け、溶接又は接着によって長方形上側プレート７１０に取り付けられる。

【0075】

図７Ｅを参照すると、配線の代わりに、フレキシブルプリント回路７３０が第２の弾性部材２４０Ａ上に重ね合わされ、第２の弾性部材２４０Ａは、電流を供給するべくコイル４１０の少なくとも一方へと終端する前に第２の弾性部材２４０Ａの表面に沿って移動する。典型的な実施では、配線７２０Ａ及び配線７２０Ｂ又はフレキシブルプリント回路７３０が第２の弾性部材２４０Ａ上に重ね合わされるが、他の実施では、配線７２０Ａ及び配線７２０Ｂ又はフレキシブルプリント回路７３０を重ね合わせるために第２の弾性部材２４０Ｂを利用することもできる。

【0076】

前述したように、第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０をシャーシ１６０に接続するためには、一対の第１の弾性部材２３０及び保持手段２４０が必要である。しかしながら、この実施では、図８Ｄに示されるように、一対の第１の弾性部材８００のみが必要である。図８Ｄは、一対の第１の弾性部材８００を伴う第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０を有する振動アクチュエータの等角図を示す。一対の第１の弾性部材８００は、第１の弾性部材８００Ａと、第１の弾性部材８００Ｂとを含む。図８Ａは、第１の弾性部材８００Ａの等角図を示す。図８Ｂ及び図８Ｃは、第１の弾性部材８００Ａの側面図及び背面図を与える。

【0077】

第１の弾性部材８００Ａは、ベースプレート８０２と、中間ストリップ８０６と、上側中間プレート８１０と、保持手段８３０とを備える。保持手段８３０は、２つの突出する外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂと、一対の上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂとを備える。保持手段８３０は、外側縁部において、一対の外側ストリップ、すなわち、外側ストリップ８０４Ａ及び外側ストリップ８０４Ｂの形態を成してベースプレート８０２から突出する。突出する外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂは、丸みを帯びた縁部８２０により横方向（Ｙ軸）でベースプレート８０２から直角に突出し、外面８１２Ａ，８１２Ｂに横方向（Ｙ軸）に沿う窪みを有するが、内面は直線状であって互いに平行である。更に、突出する外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂは、縦方向（Ｘ軸）で上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂへと終端する。上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは、折り曲げ部が丸みを帯びた縁部８２０を有するように２つの突出する外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂから直角に突出する。更に、２つの突出する外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂは、ベースプレート８０２と平行又は略平行であり、ベースプレート８０２及び上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは反対方向を向いている。更に、上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは、互いに別個で独立している。

【0078】

中間ストリップ８０６は、外側ストリップ８０４Ａ，８０４Ｂ間に位置しており、縦方向（Ｘ軸）でベースプレート８０２から２ｍｍ～３ｍｍなどの短い距離だけ延在し、その後、丸みを帯びた縁部８２０で折り曲げられてベースプレート８０２から横方向（Ｙ軸）に直角に突出する。最後に、中間ストリップ８０６は、縁部８２０の折り曲げ部が丸みを帯びるように、縦方向（Ｘ軸）で上側中間プレート８１０へと直角に終端する。要約すると、第１の弾性部材８００Ａの全ての折り曲げ部は、丸みを帯びた縁部８２０を有する。ベースプレート８０２及び上側中間プレート８１０は、反対方向に突出し、平行又は略平行である。中間ストリップ８０６は、その中心線に沿って横方向（Ｙ軸）で対称的な窪みを有する。上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂ及び中間プレート８１０は、上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂの下方で中間プレート８１０の自由振動を可能にするために、横方向（Ｙ軸）で僅かな距離だけ離間される。

【0079】

第１の弾性部材８００Ａ及び第１の弾性部材８００Ｂは、形状、大きさ及び構造が同一である。しかしながら、他の変形例において、第１の弾性部材８００Ａ及び第１の弾性部材８００Ｂは、形状、サイズ、及び構造が互いに異なっていてもよい。第１の弾性部材８００Ａ及び第１の弾性部材８００Ｂは、図８Ａに示されるように、弾性金属シートを切断して折り曲げて２つの独立したＺ状形状を形成することによって製造される。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。他の実施において、第１の弾性部材８００Ａ及び第１の弾性部材８００Ｂは、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0080】

図８Ｄは、２つの第１の弾性部材８００を用いた振動アクチュエータの等角図を示す。第１の弾性部材８００Ａのベースプレート８０２は、シャーシ１６０の突出要素１６２に溶接又は接着によって取り付けられ、上側中間プレート８１０は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続され、一方、保持手段８３０の上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ａに取り付けられる。第１の弾性部材８００Ｂのベースプレート８０２は、シャーシ１６０の突出要素１６４に溶接又は接着によって取り付けられ、上側中間プレート８１０は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続され、保持手段８３０の上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ｂに取り付けられる。

【0081】

図９Ｄは、本発明の他の実施形態における２つの異なる振動を与えるように構成される一対の弾性部材を伴う振動アクチュエータの等角図を示す。振動アクチュエータは、第１の移動部分２１０と、第２の移動部分２２０と、一対の第１の弾性部材９００とを含む。一対の第１の弾性部材９００は、第１弾性部材９００Ａと、第１弾性部材９００Ｂとを備える。図９Ａは、第１の弾性部材９００Ａの等角図を示す。図９Ｂ及び図９Ｃは、第１の弾性部材９００Ａの側面図及び正面図を与える。

【0082】

第１の弾性部材９００Ａは、中央プレート９０４と、中間ストリップ９０８と、保持手段９３０とを備える。保持手段９３０は、一対の外側に突出する平坦なストリップ９０６Ａ，９０６Ｂが吊り下げられた上側プレート９１０と、全ての直交する折り曲げ部に丸みを帯びた縁部９２０を伴うベースプレート９０２Ａ及びベースプレート９０２Ｂとを含む。

【0083】

ベースプレート９０２Ａ及びベースプレート９０２Ｂは、好ましくは長方形の形状であり、独立している。ベースプレート９０２Ａ及びベースプレート９０２Ｂは、横方向（Ｙ軸）で、２つの独立した平坦ストリップ、すなわち、平坦ストリップ９０６Ａ及び平坦ストリップ９０６Ｂへと直角に突出する。ベースプレート９０２Ａと平坦なストリップ９０６Ａとの間の折り曲げ部９２０は丸みを帯びている。同様に、ベースプレート９０２Ｂと平坦なストリップ９０６Ｂとの間の折り曲げ部９２０も丸みを帯びている。突出する平坦なストリップ、すなわち、平坦なストリップ９０６Ａ及び平坦なストリップ９０６Ｂの両方は、上側プレート９１０へと終端する。平坦なストリップ９０６Ａ及び平坦なストリップ９０６Ｂ並びに上側プレート９１０は、平坦なストリップ９０６Ａ，９０６Ｂと上側プレート９１０との間の折り曲げ部９２０が丸みを帯びるように配置される。更に、平坦なストリップ９０６Ａは、その外側に横方向（Ｙ軸）に沿って窪み９１２Ａを有し、平坦なストリップ９０６Ｂは、その外側に窪み９１２Ｂを有する。平坦なストリップ９０６Ａ，９０６Ｂの内側は、直線状で平行である。上側プレート９１０及び一対のベースプレート９０２Ａ，９０２Ｂは、互いに反対方向を向いており、上側プレート９１０と一対のベースプレート９０２Ａ，９０２Ｂとが平行又は略平行となるように位置合わせされる。

【0084】

中間ストリップ９０８は、平坦ストリップ９０６Ａと平坦ストリップ９０６Ｂとの間に位置し、中央プレート９０４へと終端するように上側プレート９１０に対してそれぞれ鋭角に突出する。上側プレート９１０と中間ストリップ９０８との間の折り曲げ部９２０は丸みを帯びており、同様に、丸みを帯びた折り曲げ部９２０が中央プレート９０４と中間ストリップ９０８との間に設けられる。更に、中央プレート９０４及び上側プレート９１０は、同じ方向を向き、中央プレート９０４及び上側プレート９１０が互いに平行又は略平行になるように位置合わせされる。中間ストリップ９０８は、その中心線に沿って横方向（Ｙ軸）に対称的な窪みを有する。上側プレート９１０上の中間ストリップ９０８及び平坦ストリップ９０６Ａ，９０６Ｂの終端点は、同一直線上にある。

【0085】

第１の弾性部材９００Ａ及び第１の弾性部材９００Ｂは、形状、大きさ及び構造が同一である。しかしながら、他の変形例において、第１の弾性部材９００Ａ及び第１の弾性部材９００Ｂは、形状、サイズ及び構造が互いに異なっていてもよい。第１の弾性部材９００Ａ又は第１の弾性部材９００Ｂは、弾性金属シートを切断して折り曲げることにより製造される。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。別の実施において、第１の弾性部材９００Ａ及び第１の弾性部材９００Ｂは、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0086】

図９Ｄは、一対の第１の弾性部材９００を用いた振動アクチュエータの等角図を示す。第１の弾性部材９００Ａの保持手段９３０のベースプレート９０２Ａ及びベースプレート９０２Ｂは、溶接又は接着によって突出要素１６２に取り付けられ、保持手段９３０の上側プレート９１０は、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ａに接続され、一方、中央プレート９０４は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続される。第１の弾性部材９００Ｂの保持手段９３０のベースプレート９０２Ａ及びベースプレート９０２Ｂは、溶接又は接着によって突出要素１６４に取り付けられ、保持手段９３０の上側プレート９１０は、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ｂに接続され、一方、中央プレート９０４は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続される。

【0087】

図１０Ｄは、本発明の他の実施形態における他のタイプの弾性部材の新規な対により２つの異なる振動を与える振動アクチュエータの等角図を示す。振動アクチュエータは、第１の移動部分２１０と、第２の移動部分２２０と、一対の第１の弾性部材１０００とを含む。一対の第１の弾性部材１０００は、第１の弾性部材１０００Ａと、第１の弾性部材１０００Ｂとを含む。図１０Ａは、第１の弾性部材１０００Ａの等角図を示す。図１０Ｂ及び図１０Ｃは、第１の弾性部材１０００Ａの側面図及び背面図を示す。

【0088】

第１の弾性部材１０００Ａの構成は、第１の弾性部材２３０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ａによって形成される保持手段２４０と同様であるが、第１の弾性部材１０００Ａは、下側ベース板１００２Ｂと、１つの突出弾性部材１００４と、平坦な上側プレート１００８と、保持手段１０３０とを形成するために一片の弾性金属を折り曲げることによって製造される。図１０Ａを参照すると、典型的な実施形態では、一対の第１の弾性部材１０００のうちの第１の弾性部材１０００Ａのみが示される。

【0089】

したがって、第１の弾性部材１０００Ａは、下側ベースプレート１００２Ｂと、第１の突出弾性部材１００４と、平坦な上側プレート１００８と、保持手段１０３０とを備える。保持手段１０３０は、上側ベースプレート１００２Ａと、第２の突出弾性部材１００６と、平坦な上側プレート１０１０とを含む。ベースプレート１００２は、第１の突出弾性部材１００４及び保持手段１０３０の第２の突出弾性部材１００６を突出させる。第１の突出弾性部材１００４は、第１の弾性部材２３０Ａの長いストリップ６０６と同様である。同様に、第２の突出弾性部材１００６は、前述したように、第２の弾性部材２４０Ａの長いストリップ７０６と同様である。

【0090】

上側ベースプレート１００２Ａによって形成される保持手段１０３０は、横方向（Ｙ軸）に沿って直角に第２の突出弾性部材１００６を突出させる。上側ベースプレート１００２Ａと第２の突出弾性部材１００６との間には、丸みを帯びた折り曲げ部が形成される。第２の突出弾性部材１００６は、中心線に沿って対称な横方向（Ｙ軸）に沿う窪みを有する。第２の突出弾性部材１００６は、丸みを帯びた縁部で平坦な上側プレート１０１０へと直角に終端する。上側ベースプレート１００２Ａ及び平坦な上側プレート１０１０は、平行又は略平行であり、縦方向（Ｘ軸）において互いに反対方向を向いている。

【0091】

下側ベースプレート１００２Ｂは、横方向（Ｙ軸）で直角に第１の突出弾性部材１００４へと突出する前に、上側ベースプレート１００２Ａの終端点から２ ｍｍ～３ ｍｍなどの小さい距離だけ延在する。第１の突出弾性部材１００４と下側ベースプレート１００２Ｂとの間には、丸みを帯びた折り曲げ部が形成される。第１の突出弾性部材１００４は、その中心線に沿って対称である横方向（Ｙ軸）に沿う窪みを有する。第１の突出弾性部材１００４は、折り曲げ部が丸みを帯びた縁部を有するように平坦な上側プレート１００８へと直角に終端する。下側ベースプレート部１００２Ｂ及び平坦な上側プレート部１００８は、平行又は略平行であり、縦方向（Ｘ軸方向）において互いに反対方向を向いている。下側ベースプレート１００２Ｂ、第１の突出弾性部材１００４、及び、平坦な上側プレート１００８は、１つのＺ状構造体を形成する。同様に、上側ベースプレート１００２Ａ、第２の突出弾性部材１００６、及び、平坦な上側プレート１０１０は、第２のＺ状構造体を形成する。２つのＺ状構造体は、互いに独立しており、縦方向（Ｘ軸）において、それらの間に数ミリメートル、例えば２ｍｍ～４ｍｍの距離を有する。また、平坦な上側プレート１０１０は、図１０Ｃに示されるように、平坦な上側プレート１００８に対してＸＹ平面と直交する軸（Ｚ軸）での幅が広くなっている。また、平坦な上側プレート１０１０は、横方向（Ｙ軸方向）で平坦な上側プレート１００８よりも１ｍｍ～2ｍｍ上方にある。

【0092】

第１の弾性部材１０００Ａ及び第１の弾性部材１０００Ｂは、形状、大きさ及び構造が同一である。しかしながら、他の変形例において、第１の弾性部材１０００Ａ及び第１の弾性部材１０００Ｂは、形状、サイズ、及び構造が互いに異なっていてもよい。第１の弾性部材１０００Ａ及び第１の弾性部材１０００Ｂは、弾性金属シートを切断して折り曲げることによって製造される。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。別の実施において、第１の弾性部材１０００Ａ及び第１の弾性部材１０００Ｂは、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0093】

図１０Ｄは、一対の第１の弾性部材１０００を用いた振動アクチュエータの等角図を示す。第１の弾性部材１００２Ａのベースプレート１００２は、溶接又は接着によって突出要素１６２に取り付けられ、保持手段１０３０の平坦な上側プレート１０１０は、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ａに接続され、一方、平坦な上側プレート１００８は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続される。第１の弾性部材１００２Ｂのベースプレート１００２は、溶接又は接着によって突出要素１６４に取り付けられ、保持手段１０３０の平坦な上側プレート１０１０は、溶接又は接着によって第２の移動部分２２０のＵ字形構造体４２０Ｂに接続され、一方、平坦な上側プレート１００８は、溶接又は接着によって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に接続される。

【0094】

図１１Ａは、異なるタイプの弾性部材を使用する振動アクチュエータ１１００の他の実施を示す。この実施において、シャーシ１６０は、図１１Ａに示されるように、構造が長方形である突出要素１１３０及び突出要素１１４０を有する。

【0095】

振動アクチュエータ１１００は、第１の移動部分２１０と、第２の移動部分２２０と、一対の第１の弾性部材１１１０と、一対の第２の弾性部材、すなわち、第２の弾性部材１１２０Ａ及び第２の弾性部材１１２０Ｂによって形成される保持手段１１２０とを備える。一対の第１の弾性部材１１１０は、第１の弾性部材１１１０Ａと、第１の弾性部材１１１０Ｂとを備える。第１の移動部分２１０は、フレーム３１０及び磁石３２０を備え、また、第２の移動部分は、第１の移動部分２１０が第２の移動部分２２０の中空管状構造体内で自由に移動するように配置されたＵ字形構造体４２０及びコイル４１０を備える。第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０の構成及び形態については、既に説明した通りである。

【0096】

第１の弾性部材１１１０Ａ及び第１の弾性部材１１１０Ｂは、Ｔ字形の平坦な金属ストリップである。また、第１の弾性部材１１１０Ａ及び第１の弾性部材１１１０Ｂは、Ｔ字形状の長い部分におけるそれらの中心線に沿って対称な横方向（Ｙ軸）に沿う窪みを有する。第２の弾性部材１１２０Ａ及び第２の弾性部材１１２０Ｂは、保持手段１１２０として作用する平坦な長い金属ストリップである。また、第２の弾性部材１１２０Ａ及び第２の弾性部材１１２０Ｂは、それらの中心線に沿って対称な横方向（Ｙ軸）に沿う窪みを有する。

【0097】

第１の弾性部材１１１０Ａ、第１の弾性部材１１１０Ｂ、第２の弾性部材１１２０Ａ、及び、第２の弾性部材１１２０Ｂは、弾性金属シートを切断することによって製造される。製造に使用される金属は、ステンレス鋼、ベリリウム銅、又は高い引張強度を有する他の弾性金属を含むことができる。別の実施において、第１の弾性部材１１１０Ａ、第１の弾性部材１１１０Ｂ、第２の弾性部材１１２０Ａ、及び、第２の弾性部材１１２０Ｂは、ポリアミド（ナイロン）などの耐久性が高いが弾性のポリマーを３Ｄプリンタによって成形又は印刷することによって形成される。

【0098】

図１１Ｂは、一対の第１の弾性部材１１１０及び保持手段１１２０を用いた振動アクチュエータ１１００の等角図を示す。Ｔ字形の第１の弾性部材１１１０Ａ及び第１の弾性部材１１１０Ｂの幅狭端部は、対角線上の反対側の角で溶接、接着又はリベット留めによって第１の移動部分２１０のフレーム３１０に対して取り付けられる。Ｔ字形の第１の弾性部材１１１０Ａの幅広端部は、長方形状の突出要素１１３０に対し、その内側で、すなわち、縦方向（Ｘ軸方向）で他の長方形の突出要素１１４０と対向する側で、取り付けられる。同様に、Ｔ字形の第１の弾性部材１１１０Ｂの幅広端部は、長方形状の突出要素１１３０に対し、その内側で、すなわち、縦方向（Ｘ軸方向）で他の長方形の突出要素１１４０と対向する側で、取り付けられる。Ｔ字形の第１の弾性部材１１１０Ａ及び長方形状の突出要素１１４０、並びに、Ｔ字形の第１の弾性部材１１１０Ｂ及び長方形状の突出要素１１３０は、溶接、接着又はリベット留めによって取り付けられる。

【0099】

Ｕ字形構造体４２０Ａの外側突出面１１５０Ａは、横方向（Ｙ軸）にあり、第２の弾性部材１１２０Ａを取り付けるために利用される。同様に、Ｕ字形構造体４２０Ｂの外側突出面１１５０Ｂは、横方向（Ｙ軸）にあり、第２の弾性部材１１２０Ｂを取り付けるために利用される。第２の弾性部材１１２０Ａ及び外側突出面１１５０Ａ、並びに、第２の弾性部材１１２０Ｂ及び外側突出面１１５０Ｂは、溶接、接着、又はリベット留めによって取り付けられる。第２の弾性部材１１２０Ａ及び第２弾性部材１１２０Ｂと外側突出面１１５０Ａ，１１５０Ｂとによって形成される接合部は対角線上で互いに対向している。

【0100】

第２の弾性部材１１２０Ａの反対側の端部は、その外側で、すなわち、シャーシ１６０の端部に向かう縦方向（Ｘ軸）の外側に面する側で、長方形状の突出要素１１４０に取り付けられる。同様に、第２の弾性部材１１２０Ｂの反対側の端部は、長方形状の突出要素１１３０の外面に取り付けられる。第２の弾性部材１１２０Ａ及び長方形状の突出要素１１４０、並びに、第２の弾性部材１１２０Ｂ及び中実の長方形状の突出要素１１３０は、溶接、接着又はリベット留めによって取り付けられる。

【0101】

図１２Ａは、一対の第１の弾性部材１１１０と、一対の第２の弾性部材、すなわち、シャーシ１６０に取り付けるための穴を有する弾性部材１１２０Ａ及び弾性部材１１２０Ｂによって形成される保持手段１１２０とを有する振動アクチュエータ１２００の他の変形例を示す。一対の第１の弾性部材１１１０は、弾性部材１１１０Ａと、弾性部材１１１０Ｂとを含む。弾性部材１１１０Ａ及び弾性部材１１１０Ｂは互いに同一である。同様に、弾性部材１１２０Ａ及び弾性部材１１２０Ｂは互いに同一である。

【0102】

振動アクチュエータ１２００は、第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０、一対の第１の弾性部材１１１０、及び、一対の第２の弾性部材１１２０を備える。前述したようにＴ字形である第１の弾性部材１１１０Ａ及び第１の弾性部材１１１０Ｂは、幅広端部に打ち抜かれた３つの穴１２０８と、幅狭端部に打ち抜かれた１つの穴１２０８とを有する。幅広端部は、Ｔ接合部に穴１２０８を有し、互いの側に一方の穴を有する。反対側の幅狭端部は、幅広端部のＴ接合部上の穴１２０８と同一直線上にある穴１２０８を有する。

【0103】

第１の移動部分２１０のフレーム３１０には一対のネジ穴１２０６Ａ，１２０６Ｂが設けられる。ネジ穴１２０６Ａ，１２０６Ｂは、一対の第１の弾性部材１１１０をネジ１２０２を用いてフレーム３１０に取り付けることができるように、フレーム３１０の対角線上の反対側の角に設けられる。

【0104】

この変形例において、シャーシ１６０と関連付けられる突出要素１６２及び突出要素１６４は、押し出された「Ｐ」形状を有するとともに、それらの内面にネジ穴１２０４Ａ，１２０４Ｂを有する。ネジ孔１２０４Ａ及びネジ孔１２０４Ｂは、互いに対向しており、縦方向（Ｘ軸）において対角線上で対向している。更に、Ｐ字形突出要素１６４の内面は、Ｘ－Ｙ平面（Ｚ軸）と直交するネジ穴１２０４Ａの両側に少なくとも２つのプラスチック又は金属の押出成形体１２１４Ａも有する。同様に、Ｐ字形突出要素１６２の内面は、Ｘ－Ｙ平面（Ｚ軸）と直交するネジ穴１２０４Ｂの両側に少なくとも２つのプラスチック又は金属の押出成形体１２１４Ｂを有する。Ｐ字形突出要素１６４の外面、すなわち、シャーシ１６０の端部に向かって縦方向（Ｘ軸）で外側に向く面は、Ｘ－Ｙ平面（Ｚ軸）と直交する軸でその外縁部に向かう２つのネジ穴１２１２Ａを有する。同様に、Ｐ字形突出要素１６２の外面は、図１２Ａに示されるように、Ｘ－Ｙ平面と直交する軸（Ｚ軸）でその外縁部に向かう２つのネジ穴１２１２Ｂを有する。

【0105】

先に論じたように、第１の弾性部材１１１０Ａは幅広端部に３つの穴を有する。Ｔ接合部の中間穴１２０８は、ネジ穴１２０４Ａにネジ１２０２を締結することによって第１の弾性部材１１１０ＡをＰ字形突出要素１６４の内側に取り付けるために利用される。更に、ネジ穴１２０４Ａの両側の押出成形体１２１４Ａは、第１の弾性部材１１１０Ａの幅広側の２つの外側穴１２０８と完全に嵌合して、それをＰ字形突出要素１６４と固定する。同様に、第１の弾性部材１１１０Ｂは、幅広端部に３つの穴を有する。Ｔ接合部の中間穴１２０８は、ネジ穴１２０４Ｂにネジ１２０２を締結することによって第１の弾性部材１１１０ＢをＰ字形突出要素１６２の内側に取り付けるために利用される。更に、ネジ穴１２０４Ｂの両側の押出成形体１２１４Ｂは、第１の弾性部材１１１０Ｂの幅広側の２つの外側穴１２０８と完全に嵌合して、それをＰ字形突出要素１６２と固定する。

【0106】

前述したように長い金属ストリップである第２の弾性部材１１２０Ａと第２の弾性部材１１２０Ｂとによって形成される保持手段１１２０は、４つの角に打ち抜かれた４つの穴１２１０を有する。２つの穴１２１０を有する第２の弾性部材１１２０Ａの一端部は、２つのネジ１２０２を用いて、Ｕ字形構造体４２０Ａの外面のネジ山付き受け穴１２２２Ａに締結される。２つの穴１２１０を有する第２の弾性部材１１２０Ａの反対側の端部は、２つのネジ１２０２を用いて、Ｐ字形突出要素１６４の外面のネジ山付き受け穴１２１２Ａに締結される。同様に、２つの穴１２１０を有する第２の弾性部材１１２０Ｂの一端部は、２つのネジ１２０２を使用して、Ｕ字形構造体４２０Ｂの外面のネジ山付き受け穴１２２２Ｂに締結される。２つの穴１２１０を有する第２の弾性部材１１２０Ｂの反対側の端部は、２つのネジ１２０２を用いて、Ｐ字形突出要素１６２の外面の２つのネジ山付き受け穴１２１２Ｂに締結される。最終的に、組み立てられた振動アクチュエータ１２００が製造される。

【0107】

図１２Ｂは、本発明のこの実施された変形例における、打ち抜き穴を伴う第１の弾性部材１１１０及び打ち抜き穴を伴う保持手段１１２０を取り付けるためのネジ１２０２を使用して組み立てられた振動アクチュエータ１２００の等角図を示す。

【0108】

図１３Ａ及び図１３Ｂは、第２の移動部分２２０に対する第１の移動部分２１０の配置を示す。コイル４１０が交流電流によって励磁されると、交流電流は磁石３２０の永久磁場と相互作用して、ローレンツ力の原理に従って２つの対抗する力を生成する。最初に、静止時に、２つの対抗する力は、第１の移動部分２１０及び第２の移動部分２２０を反対方向に移動させる。コイル４１０内で交流電流が反転されると、交流電流は磁石３２０の永久磁場と相互作用して、逆方向の２つの対抗する力を生成する。第１の移動部分２１０は、一対の第１の弾性部材２３０によって制約され、弾性に起因する反跳を生じさせる。一対の第１の弾性部材２３０に蓄えられた反跳エネルギーが解放されると、それによって、第１の移動部分２１０の移動が補助され、その結果、振動動作が生じる。同様に、第２の移動部分２２０は、一対の第２の弾性部材（第２の弾性部材２４０Ａ及び第２の弾性部材２４０Ｂ）により形成される保持手段２４０によって制約され、弾性による反跳を生じる。保持手段２４０に蓄積された反跳エネルギーが解放されると、それにより、第２の移動部分２２０の移動が補助され、その結果、振動動作も生じる。

【0109】

第１の移動部分２１０の振動周波数は、少なくとも、フレーム３１０の質量と、磁石３２０の質量と、一対の第１の弾性部材２３０の弾性定数とに依存する。同様に、第２の移動部分２２０の振動周波数は、少なくとも、Ｕ字形構造体４２０の質量、コイル４１０の質量、及び、保持手段２４０の弾性定数に依存する。最後に、第１の移動部分２１０は、共振周波数ＦＩで縦方向（Ｘ軸）に直線状の振動動作をもたらし、第２の移動部分２２０は、共振周波数Ｆ２で縦方向（Ｘ軸）に直線状の振動動作をもたらす。第１の共振周波数ＦＩ及び第２の共振周波数Ｆ２は異なっており離れている。例えば、第１の共振周波数ＦＩを４０Ｈｚとすることができ、第２の共振周波数Ｆ２を７５Ｈｚとすることができる。

【0110】

図１４Ａは、その中央平面における横方向（Ｙ軸）に沿う振動アクチュエータの断面図を示し、図１４Ｂは、その中央平面における縦方向（Ｘ軸）に沿う振動アクチュエータの断面図を示す。

【0111】

同様の極同士が対向する状態でフレーム３１０の内部に埋め込まれた磁石３２０によって指向性の磁界が発生される。磁場は、磁石３２０のＮ極が互いに対向する磁石３２０の交差部において、磁石３２０から径方向外側（例えば、横方向（Ｙ軸）外側）に流れ、コイル４１０を横切る。更に、磁場は、磁石３２０のＳ極が互いに対向する磁石３２０の交差部において、内側（例えば横方向（Ｙ軸）内側）に流れ、コイル４１０を横切り、磁石３２０に入る。誘導磁場の存在下で交流電流を流すことによってコイル４１０が励磁されると、ローレンツ力の原理に従って第２の移動部分２２０に力が生成され、したがって、第１の移動部分２１０が反対方向の力を受ける。また、２つのコイル４１０が逆向きに巻回されるため、コイル４１０に電流が流れると、第２の移動部分２２０が一方向に一方的に力を受ける。交流電流が反転すると、第２の移動部分２２０が逆方向の力を受ける。この現象は、第２の移動部分２２０に振動動作を生じさせる。同様に、第１の移動部分２１０も、第１の振動動作とは独立した第２の振動動作を生成するローレンツ力の原理に従った力を受ける。第１の移動部分２１０の動きは、第２の移動部分２２０に対するものであり、同じ方向又は反対方向とすることができる。

【0112】

２つの異なる振動周波数を有する振動アクチュエータが開示される。振動アクチュエータ１００は、少なくとも３つの磁石３２０を含む第１の移動部分２１０を備える。３つの磁石３２０は、同様の極性が互いに対向する状態で配置される。また、振動アクチュエータは、少なくとも２つのコイル４１０を含む第２の移動部分２２０を含む。コイル４１０は、磁石３２０の磁場がコイル４１０を垂直に横切るように、磁石３２０上にわたって巻回される。一対の第１の弾性部材（２３０；８００；９００；１０００；１１２０）は、一端部が第１の移動部分２１０に取り付けられ、他端部がシャーシ１６０に取り付けられる。保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）は、保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）が一対の弾性部材（２４０；１１２０）である又は第１の弾性部材（８００；９００；１０００）の一部を形成するように第２の移動部分２２０をシャーシ１６０に接続する。１つの実施において、保持手段は一対の弾性部材（２４０；１１２０）であり、例えば、保持手段は第２の弾性部材（２４０Ａ；１１２０Ａ）及び第２の弾性部材（２４０Ｂ；１１２０Ｂ）である。代わりの実施において、保持手段１０３０は、それぞれの第１の弾性部材（１０００Ａ、１０００Ｂ）が少なくとも１つの保持手段１０００を有するように一対の第１の弾性部材１０３０の一部を形成する。例えば、保持手段１０３０は、第１の弾性部材１００４Ａ及び第１の弾性部材１０００Ｂの第１の突出弾性部材１０００の前方に位置される。更に他の代わりの実施において、保持手段（８３０；９３０）は、それぞれの第１の弾性部材（８００；９００）が２つ以上の保持手段（８００Ａ，８００Ｂ；９００Ａ，９００Ｂ）を有するように一対の第１の弾性部材（８３０；９３０）の一部を形成する。一例において、保持手段８３０は、第１の弾性部材８００Ａ又は第１の弾性部材８００Ｂの中間ストリップ８０６の両側に位置される。他の例において、保持手段９３０は、第１の弾性部材９００Ａ又は第１の弾性部材９００Ｂの中間ストリップ９０８の両側に位置される。保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）を製造するためにプラスチック、ゴム、又は他の弾性材料を使用するなど、他の実施及び変形も想定し得る。

【0113】

保持手段２４０は、一端部がシャーシ１６０に取り付けられ、他端部が第２の移動部分２２０に取り付けられる。一変形例において、保持手段８３０は、一端部がシャーシ１６０に取り付けられ、他端部が第２の移動部分２２０に取り付けられる。この実施の他の変形例において、保持手段９３０は、一端部が第２の移動部分２２０に取り付けられ、他端部がシャーシ１６０に取り付けられる。更に他の変形例において、保持手段１０３０は、一端部がシャーシ１６０に取り付けられ、他端部が第２の移動部分２２０に取り付けられる。

【0114】

一実施態様では、振動アクチュエータが一対の第１の弾性部材８００を含む。第１の弾性部材８００Ａ及び第１の弾性部材８００Ｂは、保持手段８３０を有するベースプレート８０２から形成される。保持手段８３０は、外側ストリップ８０４Ａ及び外側ストリップ８０４Ｂを備える。外側ストリップ８０４Ａ及び外側ストリップ８０４Ｂは、外面（８１２Ａ及び８１２Ｂ）に横方向の窪みを有し、ベースプレート８０２から等しい距離で直角に突出して、上側プレート８０８Ａ及び上側プレート８０８Ｂへと終端する。上側プレート８０８Ａ，８０８Ｂは、第２の移動部分２２０のための取り付け手段として利用される。保持手段８３０は、第２の移動部分２２０の自由な懸架を可能にする。

【0115】

他の実施において、振動アクチュエータは、一対の第１の弾性部材９００を含む。第１の弾性部材９００Ａ及び第１の弾性部材９００Ｂは、上側プレート９１０を含む保持手段９３０を備え、上側プレート９１０は、丸みを帯びた縁部９２０を有する少なくとも２つの直交する独立して突出する平坦なストリップ９０６Ａ，９０６Ｂを有する。外側の２つの突出する平坦なストリップ９０６Ａ，９０６Ｂはベースプレート９０２Ａ，９０２Ｂへと終端し、ベースプレート９０２Ａ，９０２Ｂは、上側プレート９１０と平行であり、上側プレート９１０に対して反対方向に突出する保持手段９３０は、一端部がベースプレート９０２Ａ，９０２Ｂとともにシャーシ１６０に取り付けられ、他端部が第２の移動部分２２０に取り付けられる。保持手段９３０は、第２の移動部分２２０の自由な懸架を可能にする。

【0116】

一実施形態では、振動アクチュエータが保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）を有し、保持手段は、重ね合わされた導電経路によってコイル（４１０）に電流を伝える装備を有する。本発明の他の実施において、保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）上の重ね合わされた導電経路は、フレキシブルプリント回路である又はコイル（４１０）に電流を供給するための配線である。配線は、一対の弾性部材（２３０；８００；９００；１０００，１１１０）から絶縁され得る。

【0117】

更に他の実施において、保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）は、それ自体が、コイル４１０に電流を供給するための導電経路として作用し得る。

【0118】

本発明の一実施態様では、一対の第１の弾性部材（２３０；８００；９００；１０００，１１１０）が穿孔される。

【0119】

本発明の他の実施では、保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）が穿孔される。

【0120】

更に他の実施では、第１の弾性部材（２３０；８００；９００；１０００，１１１０）及び保持手段（２４０；８３０；９３０；１０３０；１１２０）の両方が穿孔される。

【0121】

本明細書に記載の振動アクチュエータは、単なる例示である。本明細書で提供される他の構成及び変形は非限定的であり、任意の修正がこの発明の範囲内に十分に含まれる。振動アクチュエータの機能及び使用は、例示を目的としており、決して限定することを意図するものではない。更に、振動アクチュエータの異なる構成要素は、更なる機能を与えるように適切に変更することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【国際調査報告】