(57)【要約】【課題】ゴミ等の異物の侵入を防止しつつ、減衰することなく、好適な体感振動を出力すること。【解決手段】中空のケースと、ケース内に配置されたコイルとを有する固定体と、コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、ケース内で径方向と直交する振動方向で移動自在に配置される可動体と、ケース内で可動体を固定体に対して移動自在に支持する弾性支持部とを有し、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する振動アクチュエータであって、ケースは、可動体の振動方向で離間して対向配置された両端面部で、それぞれケース内での可動体の移動範囲を規制し、ケースは、１つ以上の通気孔を有し、通気孔は、前記両端面部のうちの少なくとも一方の端面部で、前記可動体が干渉しない箇所に設けられている。【選択図】図２
2020199495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のケースと、前記ケース内に配置されたコイルとを有する固定体と、
前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記ケース内で径方向と直交する振動方向で移動自在に配置される可動体と、
前記ケース内で前記可動体を前記固定体に対して移動自在に支持する弾性支持部と、
を有し、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する振動アクチュエータであって、
前記ケースは、前記可動体の前記振動方向で離間して対向配置された両端面部で、それぞれ前記ケース内での前記可動体の移動範囲を規制し、
前記ケースは、１つ以上の通気孔を有し、
前記通気孔は、前記両端面部のうちの少なくとも一方の端面部で、前記可動体が干渉しない箇所に設けられている、
振動アクチュエータ。
【請求項２】
中空のケースと、前記ケース内に配置されたコイルとを有する固定体と、
前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記ケース内で径方向と直交する振動方向で移動自在に配置される可動体と、
前記ケース内で前記可動体を前記固定体に対して移動自在に支持する弾性支持部とを有し、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する振動アクチュエータであって、
前記ケースは、前記可動体の前記振動方向で離間して対向配置された両端面部で、それぞれ前記ケース内での前記可動体の移動範囲を規制し、
前記ケースは、１つ以上の通気孔を有し、
前記通気孔は、前記両端面部のうちの少なくとも一方の端面部において、前記弾性支持部の外周部と、前記振動方向で重なる箇所に設けられている、
振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記通気孔の合計開口面積は、前記少なくとも一方の端面部の表面積の２％以上２０％以下である、
請求項１または２記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記固定体は、前記可動体を囲むように配置され、前記コイルを保持するコイル保持部を有し、
前記コイル保持部は、前記コイルの前記径方向内側に、前記マグネットから間隔をあけて配置され、前記マグネットと前記コイルとの接触を阻害するコイル保護壁部を有し、
前記弾性支持部は、前記可動体を前記振動方向で挟むように前記コイル保持部と前記可動体との間に架設された少なくとも２つ以上の板ばねを有し、
前記板ばねは、前記可動体が、前記可動体の非振動時及び振動時に、前記コイル保持部に接触しないよう、振動方向で移動自在に支持する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】
前記通気孔は、前記少なくとも一方の端面部に断面ラビリンス形状に設けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項６】
前記通気孔は、前記少なくとも一方の端面部の少なくとも片側の面で、通気性を有するメッシュ状の緩衝部材で覆われている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項７】
前記片側の面は、前記ケースの内側の面であり、
前記緩衝部材は、前記ケース内で移動して接触する前記可動体の衝撃を吸収する機能を有する、
請求項６記載の振動アクチュエータ。
【請求項８】
前記少なくとも一方の端面部は、前記通気孔を囲むリブを有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項９】
前記少なくとも一方の端面部は、放射状に設けられた複数のリブを有し、
前記通気孔は、前記少なくとも一方の端面部において、前記複数のリブ間に、複数設けられている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記ケースは、前記両端面部のうちの他方の端面部である底部と、前記底部に接合され、前記可動体を前記径方向で囲む筒状部とを有する有底筒状のケース本体を有し、
前記少なくとも一方の端面部は、溶接により前記ケース本体の前記筒状部の開口部を閉塞するように固定された蓋部である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動アクチュエータを実装した、
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円筒状の枠体の開口縁部でそれぞれ支持させている。加えて、このアクチュエータは、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、ヨークを枠体内で支持している。
【０００５】
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、ヨークは枠体内で枠体の中心線方向で振動する。また、特許文献１では、第２の実施の形態として、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て、外部から衝撃を受けても、可動体であるヨークが、シャフトにより枠体の内周面への衝突を防止した構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７４８６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の振動アクチュエータでは、可動体が振動する範囲内へのゴミなどの異物の侵入を防ぐため、筐体等で囲むことにより極力閉塞された空間で可動体を振動させることが一般的である。
【０００８】
しかしながら、密閉された空間で可動体を振動させる場合、可動体の振動の大きさによっては、振動により筐体内で圧縮される空気により、筐体内部の圧力が高くなり、可動体の振動が減衰し、振動アクチュエータ自体の振動表現力が低下する、という問題がある。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ゴミ等の異物の侵入を防止しつつ、減衰することなく、高い出力で好適な体感振動を発生す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】
【００１０】
本発明の振動アクチュエータの一つの態様は、
中空のケースと、前記ケース内に配置されたコイルとを有する固定体と、
前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記ケース内で径方向と直交する振動方向で移動自在に配置される可動体と、
前記ケース内で前記可動体を前記固定体に対して移動自在に支持する弾性支持部と、
を有し、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する振動アクチュエータであって、
前記ケースは、前記可動体の前記振動方向で離間して対向配置された両端面部で、それぞれ前記ケース内での前記可動体の移動範囲を規制し、
前記ケースは、１つ以上の通気孔を有し、
前記通気孔は、前記両端面部のうちの少なくとも一方の端面部で、前記可動体が干渉しない箇所に設けられている構成を採る。
【００１１】
本発明の振動アクチュエータの一つの態様は、
中空のケースと、前記ケース内に配置されたコイルとを有する固定体と、
前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記ケース内で径方向と直交する振動方向で移動自在に配置される可動体と、
前記ケース内で前記可動体を前記固定体に対して移動自在に支持する弾性支持部とを有し、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する振動アクチュエータであって、
前記ケースは、前記可動体の前記振動方向で離間して対向配置された両端面部で、それぞれ前記ケース内での前記可動体の移動範囲を規制し、
前記ケースは、１つ以上の通気孔を有し、
前記通気孔は、前記両端面部のうちの少なくとも一方の端面部において、前記弾性支持部の外周部と、前記振動方向で重なる箇所に設けられている構成を採る。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴミ等の異物の侵入を防止しつつ、減衰することなく、高い出力で好適な体感振動を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る振動アクチュエータを示す外観斜視図である。
【図２】同振動アクチュエータの縦断面図である。
【図３】同振動アクチュエータにおいてケースを外した状態を示す斜視図である。
【図４】弾性支持部が固定された可動体を示す斜視図である。
【図５】可動体及び弾性支持部の分解斜視図である。
【図６】電磁シールド部を外したコイル組立体を示す図である。
【図７】コイル組立体の分解図である。
【図８】ケース本体の底面側斜視図である。
【図９】蓋部を裏面側からみた図である。
【図１０】蓋部の通気孔を示す断面図である。
【図１１】蓋部の通気孔の変形例を示す断面図である。
【図１２】同振動アクチュエータの磁気回路構成を示す模式的に示す図である。
【図１３】コイルとマグネットとの相対的な移動状態を示す図である。
【図１４】コイルとマグネットとの相対的な移動状態を示す図である。
【図１５】振動量に対応した蓋部の表面積と通気孔の開口面積との比率を示す図である。
【図１６】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１７】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】
【００１５】
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。
【００１６】
［振動アクチュエータの全体構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る振動アクチュエータを示す外観斜視図であり、図２は、同振動アクチュエータの縦断面図であり、図３は、同振動アクチュエータにおいてケースを外した状態を示す斜視図である。また、図４は、弾性支持部が固定された可動体を示す斜視図であり、図５は、可動体及び弾性支持部の分解斜視図である。また、図６は、電磁シールド部を外したコイル組立体を示す図であり、図７は、同コイル組立体の分解図である。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における可動体の振動方向の一方、他方を意味する。すなわち、振動アクチュエータが電子機器（図１６及び図１７参照）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。
【００１７】
本実施の形態１に係る振動アクチュエータ１は、携帯型ゲーム端末機器（例えば、図１６に示すゲームコントローラＧＣ）等の電子機器に振動発生源として実装され、電子機器の振動機能を実現する。この電子機器としては、スマートフォン等の携帯機器（例えば、図１７に示す携帯端末Ｍ）も含む。振動アクチュエータ１は、携帯型ゲーム端末機器或いは、携帯機器等の各機器に実装され、駆動することにより振動して、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。
【００１８】
本実施の形態の振動アクチュエータ１は、図１及び図２に示すように、中空のケース１０内に、可動体２０を、ケース１０の軸方向（上下方向）を振動方向として、上下端面間で振動可能に収容している。ケース１０内部の可動体２０が可動することにより、振動アクチュエータ１自体が振動体として機能する。
【００１９】
振動アクチュエータ１は、マグネット３０及び可動体コア４１、４２を有する可動体２０と、コイル６１、６２を有する固定体５０と、可動体２０を固定体５０に対して往復動自在に支持させる板状の弾性支持部８１、８２と、を有する。
【００２０】
振動アクチュエータ１においてコイル６１、６２、マグネット３０及び可動体コア４１、４２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１は、電源供給部（例えば、図１６及び図１７に示す駆動制御部２０３）からコイル６１、６２が通電されることで、コイル６１、６２とマグネット３０とが協働して、ケース１０内で、可動体２０が振動方向に往復移動する。
【００２１】
本実施の形態の振動アクチュエータ１では、可動体２０は、コイルボビン部（コイル保持部）５２に保持されたコイル６１、６２の内側で、可動体２０との間に配置されるボビン本体部（コイル保護壁部）５２２により、コイル６１、６２の軸方向、つまり、振動方向で往復移動する。コイル６１、６２の軸方向は、可動体２０の振動方向であり、マグネット３０の着磁方向であり、コイルボビン部５２の軸方向でもある。
【００２２】
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８１、８２を介して、振動方向の長さの中心が、コイルボビン部５２の振動方向の長さの中心と、可動体２０の軸方向と直交する方向で、所定間隔をあけて対向するように配置される。このとき、可動体２０は、コイルボビン部５２のボビン本体部５２２に接触しないように、コイル６１、６２との間で釣り合う位置に位置することが望ましい。本実施の形態では、マグネット３０および可動体コア４１、４２における振動方向の長さの中心が、上下で離間するコイル６１、６２間の振動方向の長さの中心と、振動方向と直交する方向で対向する位置に配置されることが好ましい。なお、ボビン本体部５２２と可動体２０の間に、磁性流体が介在するようにしてもよい。
【００２３】
振動アクチュエータ１は、本実施の形態では、図３に示すように、ケース本体１１及び蓋部１２を有するケース１０内に、コイル６１、６２、コイルボビン部５２、可動体２０及び弾性支持部８１、８２を有する駆動ユニット１３を設けることで構成される。
【００２４】
＜可動体２０＞
可動体２０は、固定体５０の筒状のコイルボビン部５２の内側で、上下端部で接続された弾性支持部８１、８２により、ボビン本体部５２２の内周面５２２ａに沿って、往復移動可能に支持される。言い換えれば、可動体２０は、振動アクチュエータ１内において、蓋部１２と底部１１４が対向する方向に往復移動可能に支持されている。可動体２０は、図３に示す駆動ユニット１３に設けられる。
【００２５】
可動体２０は、図２、図４及び図５に示すように、マグネット３０、可動体コア４１、４２、及びばね止め部２２、２４、固定ピン２６、２８を有する。本実施の形態では、マグネット３０を中心に振動方向の両側（図では上下方向）に向かってそれぞれ可動体コア４１、４２、ばね止め部２２、２４が連設されている。可動体２０では、マグネット３０及び可動体コア４１、４２の外周面２０ａがボビン本体部５２２の内周面５２２ａの内側で所定間隔を空けて対向されている。
【００２６】
可動体２０が振動方向に移動する際には、外周面２０ａが内周面５２２ａに沿って接触することなく往復移動する。
【００２７】
マグネット３０は、振動方向に着磁される。マグネット３０は、本実施の形態では円盤状に形成され、振動方向で離間する表裏面３０ａ、３０ｂがそれぞれ異なる極性を有している。マグネット３０の表裏面３０ａ、３０ｂは、コイル６１、６２の軸の延在方向で離間する２つの着磁面である。
【００２８】
マグネット３０は、コイル６１、６２（詳細は後述する）に対して、コイル６１、６２の径方向内側で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６１、６２の軸に直交する方向であり、振動方向と直交する方向でもある。この径方向における「間隔」は、ボビン本体部５２２を含むコイル６１，６２と、マグネット３０との間の間隔であり、可動体２０の振動方向に互いに接触することなく移動可能な間隔とする。すなわち、本実施の形態では、「間隔」とは、ボビン本体部５２２とマグネット３０との間の所定間隔を意味している。
【００２９】
マグネット３０は、本実施の形態では、径方向外側で、ボビン本体部５２２の中心と、対向するように配置されている。なお、マグネット３０は、コイル６１、６２の内側で、コイル６１、６２の軸の延在方向に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、筒状、板形状等のように円盤状以外の形状であってもよい。また、マグネット３０の軸方向の中心が、可動体２０の軸方向の中心と一致することが望ましい。
【００３０】
マグネット３０の表裏面３０ａ、３０ｂには、それぞれ可動体コア４１、４２が設けられている。
【００３１】
可動体コア４１、４２は、磁性体であり、ヨークとして機能し、マグネット３０、コイル６１、６２ともに磁気回路を構成する。可動体コア４１、４２は、マグネット３０の磁束を集中させて、漏らすことなく効率良く流し、マグネット３０とコイル６１、６２間に流れる磁束を効果的に分布させる。
【００３２】
また、可動体コア４１、４２は、磁気回路の一部としての機能の他、可動体２０において、可動体２０の本体部分としての機能、ばね止め部２２、２４を固定する機能、及び、ウェイトとしての機能を有する。
【００３３】
可動体コア４１、４２は、本実施の形態では、マグネット３０と同表面形状を有する円環平板状に形成されている。可動体コア４１、４２は、外周面がマグネットの外周面と面一となるようにマグネット３０に固定され、マグネットの外周面とともに可動体２０の外周面２０ａを構成する。
【００３４】
可動体コア４１、４２は、本実施の形態では同様に形成された同じ部材であり、本実施の形態では、マグネット３０を中心に、マグネット３０を挟むようにマグネットの上下に対称に設けられている。なお、可動体コア４１、４２は、マグネット３０に吸引されるとともに、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤もしくは嫌気性接着剤によりマグネット３０に固定される。
【００３５】
可動体コア４１、４２のそれぞれの中央部には、嵌合口４１１、４２１が設けられている。嵌合口４１１、４２１には、上下のばね止め部２２、２４が、それぞれの軸（弾性支持部８１、８２の中心軸に相当）が可動体２０の中心軸上に位置するように、設けられている。嵌合口４１１、４２１は、挿入されるばね止め部２２、２４を、その軸上で正確に固定するため三点或いは四点で接触して上下のばね止め部２２、２４を可動体２０の軸上に位置するように支持している。嵌合口４１１、４２１は、可動体コア４１、４２における開口度合いを調整して、可動体２０の重さを調整し、好適な振動出力を設定できる。
【００３６】
本実施の形態では、可動体コア４１、４２は、可動体２０の非振動時において、コイル６１、６２の内側（径方向内側）で、コイル６１、６２の軸方向と直交する方向で、コイル６１、６２のそれぞれに対向するように位置する。
【００３７】
可動体コア４１、４２は、マグネット３０とともに可動体側磁気回路を構成する。本実施の形態では、マグネット３０の上側の可動体コア４１の上面の高さ位置が、上側のコイル６１の高さ方向（上下方向）の中心の位置と対向することが好ましい。加えて、マグネット３０の下側の可動体コア４２の下面の高さ位置が、下側のコイル６２の高さ方向（上下方向）の中心の位置と対向することが好ましい。
【００３８】
ばね止め部２２、２４は、可動体側磁気回路を弾性支持部８１、８２に固定する機能を有するとともに、可動体２０のウェイトとしての機能を有する。ばね止め部２２、２４は、マグネット３０及び可動体コア４１、４２を挟むように対象に設けられ、可動体２０の振動出力を増加させている。
【００３９】
ばね止め部２２、２４は、本実施の形態では、可動体２０の中心軸に沿って配置される軸状体であり、可動体コア４１、４２と、弾性支持部８１、８２との間に介設される。
【００４０】
ばね止め部２２、２４は、本実施の形態では、同形状に形成され、接合部２２２、２４２と、ばね固定部２２４、２４４とを有する。これら接合部２２２、２４２とばね固定部２２４、２４４とが、それぞれ振動方向（具体的には上下方向）に連設されている。
【００４１】
ばね止め部２２、２４は、貫通する貫通孔を有している。なお、ばね止め部２２、２４は、貫通孔内に錘を追加して重量調整部として機能させてもよい。貫通孔内に錘を追加することにより可動体２０を重くして、可動体２０の振動出力を大きくすることができる。
【００４２】
接合部２２２、２４２は、それぞれ可動体コア４１、４２に接合する。具体的には、接合部２２２、２４２は、一端部側を可動体コア４１、４２の嵌合口４１１、４２１にそれぞれ挿入して内嵌されている。本実施の形態では、ばね止め部２２、２４は、可動体コア４１、４２に圧入により固定されているが、これに限らず、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤や嫌気性接着剤を用いた接着により固定されてもよい。
【００４３】
上側のばね固定部２２４は、可動体２０の振動方向の一方の端部、つまり、可動体２０の上側の端部を構成し、弾性支持部８１である上側板ばねの内径側の端部である内周部８０２に接合されている。一方、下側のばね固定部２４４は、可動体２０の振動方向の他方の端部、つまり、可動体２０の下側の端部を構成し、弾性支持部８２である下側板ばねの内径側の端部である内周部８０２に接合されている。
【００４４】
ばね固定部２２４、２４４は、それぞれ接合部２２２、２４２から上下に突出するように設けられ、その先端で、固定ピン２６、２８を介して弾性支持部８１、８２の内周部８０２、８０２にそれぞれ接合されている。
【００４５】
固定ピン２６、２８は、弾性支持部８１、８２と可動体２０とを、可動体２０の振動により外れないように強固に固定する。
【００４６】
固定ピン２６、２８は、本実施の形態では同形状に形成されており、それぞれ、ばね固定部２２４、２４４に圧入可能な軸状のピン本体２６２、２８２と、ピン本体２６２、２８２の一端側の縁部に設けられたフランジ２６４、２８４とを有する。
【００４７】
具体的には、固定ピン２６、２８のそれぞれのピン本体２６２、２８２は、弾性支持部８１、８２のそれぞれの内周部８０２を、ばね固定部２２４、２４４に重ねた状態で、内周部８０２の開口を介して、ばね固定部２２４、２４４の貫通孔に圧入して固定される。これにより、フランジ２６４、２８４は、ばね固定部２２４、２４４とで弾性支持部８１、８２の内周部８０２を挟持して、強固に接合する。なお、弾性支持部８１、８２の内周部８０２と、ばね固定部２２４、２４４とは、溶接、接着、または、カシメ等により、更には溶接、接着、または、カシメを組み合わせて接合されてもよい。
【００４８】
ばね止め部２２、２４が、可動体２０において、可動体側磁気回路に対して振動方向で離間する両端部（上下端部）に配置されていることにより、可動体２０における錘は、可動体磁気回路の外周側に配置されていない。これにより、可動体側磁気回路の外周側、つまり、可動体２０の外周側で対向して位置するコイル６１、６２の配置スペースを制限することがない。よって、可動体磁気回路とコイル６１、６２との距離を離間させることがなく、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。
【００４９】
また、ばね止め部２２、２４は、錘機能とばね固定機能を有するため、それぞれの機能を有する部材を個々に組み立てる必要が無い。ばね止め部２２、２４を可動体側磁気回路に設けるだけで、錘とともに、弾性支持部８１、８２である上側板ばね、下側板ばねを可動体２０に対して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。
【００５０】
なお、ばね止め部２２、２４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。ばね止め部２２、２４が非磁性材料であれば、可動体コア４１からの磁束が上方に流れることがないとともに、可動体コア４２からの磁束が下方に流れることがなく、効率良く可動体コア４１、４２の外周側に位置するコイル６１、６２側に流すことができる。
【００５１】
また、ばね止め部２２、２４は、ケイ素鋼板（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。ばね止め部２２、２４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。
【００５２】
＜固定体５０＞
固定体５０は、コイル６１、６２を保持するとともに、コイル６１、６２の径方向内側で、可動体２０を、弾性支持部８１、８２を介して振動方向（コイル軸方向、可動体２０の軸方向）に移動自在に支持する。
【００５３】
固定体５０は、ケース１０、コイル６１、６２、コイルボビン部５２、及び電磁シールド部５８を有する。
【００５４】
コイルボビン部５２は、外周面に巻回されるコイル６１、６２を保持し、内周面５２２ａでマグネット３０を囲み、マグネット３０を有する可動体２０の移動を案内する。
【００５５】
コイルボビン部５２は、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙ  ｂｕｔｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＢＴ）等の樹脂により形成された筒状体である。コイルボビン部５２は、本実施の形態では、難燃性の高いベークライト等のフェノール樹脂を含む素材で構成される。
【００５６】
コイルボビン部５２が、フェノール樹脂を含む素材で構成されることにより、難燃性が高まり、保持するコイル６１、６２に電流が流れた際にジュール熱により発熱しても、駆動の際の安全性の向上を図ることができる。また、寸法精度が高まり、コイル６１、６２の位置精度が高まるため、振動特性のばらつきを低減出来る。
【００５７】
コイルボビン部５２は、筒状のボビン本体部５２２と、ボビン本体部５２２の外周から放射方向に突出するフランジ部５２６〜５２８と、端子絡げ部（コイル結線部）５３と、可動範囲形成部５４を有する。
【００５８】
ボビン本体部５２２の内周面５２２ａは、可動体２０の外周面と所定間隔を空けて対向して配置されている。この所定間隔は、可動体２０が、振動方向に移動する際に、内周面５２２ａと接触することなく振動方向である軸方向に移動可能な間隔である。ボビン本体部５２２は、マグネット３０とコイル６１、６２との接触を阻害するように構成され、可動体２０は、内周面５２２ａに沿って接触することなく往復移動可能である。
【００５９】
ボビン本体部５２２は、内側に配置される可動体２０の駆動時におけるコイル６１、６２への衝突を保護する保護壁部として機能している。ボビン本体部５２２の厚みは、移動する可動体２０が接触しても，外周側のコイル６１、６２に何ら影響を与えない強度をする厚みである。
【００６０】
ボビン本体部５２２の外周側には、可動体２０の可動体コア４１、４２の外周面（マグネット３０及び可動体コア４１、４２の外周面）を囲むようにコイル６１、６２が、コイル軸方向に並んで配置されている。
【００６１】
具体的には、ボビン本体部５２２の外周面には、フランジ部５２６〜５２８とともに、外周側に径方向外側に開口する凹状のコイル取付部５２ｂ、５２ｃが設けられている。
【００６２】
端子絡げ部５３は、図６及び図７に示すように、コイル６１、６２のコイル巻線を絡げて、外部機器と接続するコネクタ結線部として機能する。端子絡げ部５３を介してコイル６１、６２と外部機器とが接続され、コイル６１、６２とコイル６１、６２に電力が供給される。
【００６３】
端子絡げ部５３は、ボビン本体部５２２の外周部分に突設された導電性を有する部材である。端子絡げ部５３は、本実施の形態ではボビン本体部５２２の外周において振動方向の中心に配置されるフランジ部５２６の外周面に圧入される。これにより、端子絡げ部５３は、フランジ部５２６の外周面から突出するように設けられている。
【００６４】
フランジ部５２７、５２８は、ボビン本体部５２２の軸方向（本実施の形態では振動方向であり、上下方向でもある）で離間する両端部に設けられ、コイルボビン部５２の上下端部を構成する。
【００６５】
フランジ部５２７、５２８は、フランジ部５２６から離間する方向側の端部（本実施の形態では上下端部）で、弾性支持部８１、８２が固定される。
【００６６】
可動範囲形成部５４は、コイルボビン部５２の上下端部に設けられ、ケース１０内にコイルボビン部５２を収容した際に、ケース１０の蓋部１２及び底部１１４と、可動体２０との間の振動範囲を形成する。
【００６７】
可動範囲形成部５４は、フランジ部５２７、５２８のそれぞれから振動方向（上下方向）に突設された突状辺部であり、フランジ部５２７、５２８の円環状の上下端面５２７ａ、５２８ａにおいて、所定間隔を空けて設けられている。
【００６８】
コイルボビン部５２は、ケース１０に、上下端部の可動範囲形成部５４を、蓋部１２の縁部と、底部１１４の縁部とに当接させた状態で収容され、底部１１４の縁部に固定される。
【００６９】
＜コイル＞
コイル６１、６２は、振動アクチュエータ１において、コイル６１，６２の軸方向（マグネット３０の着磁方向）を振動方向として、マグネット３０及び可動体コア４１、４２とともに、振動アクチュエータ１の駆動源の発生に用いられる。コイル６１、６２は、駆動時（振動時）に通電されて、マグネット３０とともにボイスコイルモータを構成する。
【００７０】
コイル取付部５２ｂ、５２ｃには、コイル６１、６２が配置され、コイル６１、６２は、本実施の形態では、可動体コア４１、４２に対して振動方向と直交する方向で対向する位置に配置されている。
【００７１】
コイル６１、６２は、コイルボビン部５２に、コイル軸方向（振動方向）の長さの中心位置が、可動体２０の振動方向の長さの中心位置（マグネット３０の振動方向の中心位置）と、振動方向で略同じ位置（同じ位置も含む）となるように、保持されている。なお、本実施の形態のコイル６１、６２は、互いに逆方向に巻回されて構成され、通電時に逆方向に電流が流れるように構成されている。
【００７２】
コイル６１、６２のそれぞれの端部は、フランジ部５２６の端子絡げ部５３に絡げて接続されている。コイル６１、６２は、端子絡げ部５３を介して、電源供給部（例えば、図１６及び図１７に示す駆動制御部２０３）に接続される。例えば、コイル６１、６２のそれぞれの端部は、交流供給部に接続され、交流供給部からコイル６１、６２に交流電源（交流電圧）が供給される。これにより、コイル６１、６２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。
【００７３】
コイル６１、６２のコイル軸は、コイルボビン部５２の軸、或いは、マグネット３０の軸と同軸上に配置されることが好ましい。
コイル６１、６２は、コイルボビン部５２の外側から、コイル取付部５２ｂ、５２ｃに、コイル巻線を巻き付けることにより円筒状に形成されている。この構成により、コイル６１、６２を有するコイルボビン部５２は、コイル６１、６２の円筒状体をそれぞれ維持するために、コイルを自己融着線を用いずに組み立てることができる。つまり、コイルとして空芯コイルを用いる必要がないので、コイル６１、６２自体の低コスト化、ひいては、振動アクチュエータ自体を低コスト化できる。
【００７４】
また、コイル６１、６２は、ケース１０の内側で、外周面を電磁シールド部５８により囲まれ、コイル取付部５２ｂ、５２ｃ内で封止され、コイル取付部５２ｂ、５２ｃ内で接着等により固定される。本実施の形態では、コイル６１、６２は、コイル取付部５２ｂ、５２ｃを構成するボビン本体部５２２、フランジ部５２６〜５２８の全てに接着により固定される。よって、コイル６１、６２はコイルボビン部５２との接合強度を大きくすることができ、大きな衝撃が加わる場合でも、可動体がコイルと直接接触する構成と比較して、コイル６１、６２が破損することがない。
【００７５】
電磁シールド部５８は、コイルボビン部５２の外周面を囲み、コイル６１、６２を径方向外側で覆う位置に配置される筒状の磁性体である。電磁シールド部５８は、コイル６１、６２とともに固定体側磁気回路を構成し、可動体側磁気回路、つまり、マグネット３０及び可動体コア４１、４２とともに構成する磁気回路において、振動アクチュエータ１の外部への漏れ磁束を防止する。
【００７６】
電磁シールド部５８は、電磁シールド部５８の振動方向の長さの中心を、内側に配置されるマグネット３０の振動方向の中心と同じ高さとなる位置となるように配置されている。この電磁シールド部５８のシールド効果により、振動アクチュエータの外側への漏えい磁束の低減を図ることができる。
【００７７】
また、電磁シールド部５８は、磁気回路において、推力定数を大きくして電磁変換効率を高めることができる。電磁シールド部５８は、マグネット３０の磁気吸引力を利用して、マグネット３０とともに磁気ばねとしての機能を有する。弾性支持部８１、８２を機械バネにした際の弾性支持部８１、８２の応力を低下させることができ、弾性支持部８１、８２の耐久性を向上させることができる。
【００７８】
＜弾性支持部８１、８２＞
弾性支持部８１、８２は、可動体２０を固定体５０に対して振動方向に往復移動自在に支持する。
【００７９】
弾性支持部８１、８２は、可動体２０の振動方向で、可動体２０を挟み、且つ、可動体２０と固定体５０との双方に振動方向と交差するように架設されている。弾性支持部８１、８２は、本実施の形態では、図２〜図４に示すように、可動体２０において振動方向で離間する両端部（上下端部）で互いに離間して配置され、固定体５０と接続する。本実施の形態では、弾性支持部８１、８２は、それぞれ振動方向と直交する方向で互いに対向して配置されている。
【００８０】
弾性支持部８１、８２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２２４、２４４）にそれぞれの内周部８０２が嵌合され、可動体２０に、外周固定部８０６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。
【００８１】
弾性支持部８１、８２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、固定体５０に接触しないように支持する。なお、弾性支持部８１、８２は、可動体２０の駆動（振動）時において、可動体２０のボビン本体部５２２の内周面５２２ａに接触しても、磁気回路、具体的には、コイル６１、６２が損傷することはない。弾性支持部８１、８２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。弾性支持部８１、８２は、本実施の形態では同様の構成を有する同部材である。
【００８２】
弾性支持部８１、８２は、それぞれ平板状の複数の板ばねである。可動体２０は、複数の弾性支持部８１、８２を３つ以上の板ばねとしてもよい。これら複数の板ばねは、振動方向と直交する方向に沿って取り付けられる。
【００８３】
板ばねである弾性支持部８１、８２は、内側のばね端部である環状の内周部８０２と、外側のばね端部である外周固定部８０６と、が弾性変形する平面視円弧状の変形アーム８０４により接合された形状を有する。変形アーム８０４と外周固定部８０６とで弾性支持部８１、８２のそれぞれの外周部８０７を構成する。弾性支持部８１、８２のそれぞれにおいて、変形アーム８０４の変形により、内周部８０２が、外周固定部８０６に対し、軸方向で変位する。
【００８４】
弾性支持部８１、８２は、外周固定部８０６が固定体５０に接合され、内周部８０２が可動体２０に接合される。
【００８５】
弾性支持部８１、８２としての板ばねは、本実施の形態では、ステンレス鋼板を用いて板金加工により形成されており、より具体的には、薄い平板円盤状の渦巻型ばねとしている。弾性支持部８１、８２は、平板状であるので、円錐状のばねと比較して、位置精度の向上、つまり加工精度の向上を図ることできる。
【００８６】
複数の弾性支持部８１、８２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固定部８０６が固定体５０に固定されるとともに、内周側の他端である内周部８０２が可動体２０に固定されている。
【００８７】
このように、本実施の形態では、複数の弾性支持部８１、８２として、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て、固定体５０に対して可動体２０を弾性支持している。これにより、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。
【００８８】
本実施の形態の弾性支持部８１、８２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である。
但し、所望の可動体２０の振動範囲によっては、複数の弾性支持部８１、８２の渦巻き方向を互いに反対方向とする設計であってもよい。
【００８９】
板状の弾性支持部８１、８２は、可動体２０に対して、弾性支持部８１、８２のそれぞれの内周部８０２を、可動体２０の振動方向の端部を構成するばね固定部２２４、２４４に重ねて配置されている。弾性支持部８１、８２の内周部８０２が、上述したように、固定ピン２６、２８のフランジ２６４、２８４とばね固定部２２４、２４４とで挟持されることにより固定されている。
【００９０】
一方、上側の弾性支持部８１の外周固定部８０６は、径方向外側で、コイルボビン部５２の上端部に固定されている。具体的には、弾性支持部８１の外周固定部８０６は、コイルボビン部５２の上端部を形成する上側のフランジ部５２７の環状の上端面５２７ａにおいて、可動範囲形成部５４を避けた部位に固定される。
【００９１】
弾性支持部８１の外周固定部８０６は、ケース１０内において、フランジ部５２７の環状の上端面５２７ａと蓋部１２の押圧部１２８とに挟持されて固定される。なお、押圧部１２８は、蓋部１２の天面部１２２の裏面の外縁部から突出するように設けられ、底面視円弧状に形成されている。
【００９２】
また、下側の弾性支持部８２の外周固定部８０６は、径方向外側で、コイルボビン部５２の下端部に固定されている。具体的には、弾性支持部８２の外周固定部８０６は、コイルボビン部５２の下端部を形成する下側のフランジ部５２８の環状の下端面５２８ａにおいて、可動範囲形成部５４を避けた部位に固定される。
【００９３】
弾性支持部８２の外周固定部８０６は、ケース１０内において、フランジ部５２８の環状の下端面５２８ａと、底部１１４の周縁部に設けられた段差部１１８とに挟持されて固定される。
【００９４】
このように弾性支持部８１、８２は、コイルボビン部５２の上下の開口縁部の端面５２７ａ、５２８ａと、ケース１０の蓋部１２及び底部１１４とにより、振動方向と直交する方向に配置された状態で挟持されている。また、コイル６１、６２が巻回されたコイルボビン部５２内に、可動体２０を収容して、可動体２０の上下端部に弾性支持部８１、８２の内周部８０２を固定するとともに、コイルボビン部５２の上端部に弾性支持部８１、８２の外周固定部８０６を固定する。弾性支持部８１、８２は、コイルボビン部５２の上下の開口を、閉塞するようにコイルボビン部５２に取り付けられる。
これにより、コイル６１、６２と可動体２０との位置関係が規定された駆動ユニット１３として構成され、ケース１０内に配置し易くなる。
【００９５】
弾性支持部８１、８２は、本実施の形態では、変形アーム８０４或いは変形アーム８０４と外周固定部８０６に、弾性支持部８１において発生する振動を減衰させる減衰手段としての減衰部（ダンパー）７２が取り付けられている。減衰手段は、弾性支持部８１において、共振峰を抑え、且つ、広範囲にわたる安定した振動を発生させる。
【００９６】
本実施の形態の減衰部７２は、一部を弾性支持部８１（８２）の一方の面側からばね部分間、具体的には外周固定部８０６と変形アーム８０４との間に挿入して、減衰部本体をばね部分間に架け渡して位置させている。減衰部は、熱硬化樹脂或いは弾性支持部８１に固着しない接着剤等で弾性支持部８１（８２）に、変形アーム８０４におけるばね部分間から外れないように固定されている。この構成により、減衰部７２は、弾性支持部８１（８２）における鋭いばね共振を減衰して、共振周波数付近での振動が著しく大きくなることで周波数による振動の差が大きくことを防止できる。
【００９７】
＜ケース１０＞
図８は、ケース本体１１の底面側斜視図であり、図９は、蓋部１２を裏面側からみた図であり、図１０は、天面部１２２の通気孔１２６を示す蓋部１２の断面図である。
ケース１０は、図１、図３、図９及び図１０に示すように、周壁部１１２及び底部１１４を有する有底筒状のケース本体１１と、ケース本体１１の開口部１１５を閉塞する蓋部１２とを有する。
ケース１０は、可動体２０の往復振動により形成される圧縮空気を外部に放出する少なくとも１つの通気孔を有する。本実施の形態では、ケース１０は、蓋部１２と底部１１４のそれぞれに、それぞれを貫通して設けられる複数の通気孔１２６、１１６を備える。
【００９８】
蓋部１２及び底部１１４は、本実施の形態における振動アクチュエータ１のケース１０における両端面部としての天面部１２２及び下面部（底部１１４）を構成する。底部１１４は、ケース本体１１として周壁部１１２と一体であるのに対し、蓋部１２は、天面部１２２の外周の一部から垂下して設けられた垂下部１２４を、ケース本体１１の上端側に設けられた切り欠きに係合して位置決めされる。蓋部１２は、溶接によりケース本体１１の筒状部としての周壁部１１２の開口部を閉塞するように固定される。
天面部１２２、底部１１４は、駆動ユニット１３の可動体２０に可動体２０の振動方向で所定間隔を空けて対向して配置され、それぞれ可動体２０の移動範囲を規制する、つまり、ハードストップ（可動範囲限定）する可動範囲抑制部として機能する。
【００９９】
具体的には、天面部１２２及び底部１１４は、可動範囲形成部５４により形成される可動範囲、つまり、天面部１２２及び底部１１４からコイルボビン部５２の上下端部の縁部（上下のフランジ部５２７、５２８の端面５２７ａ、５２８ａ）までの長さを規制する。ケース１０は、可動体２０の移動を抑制した空間である可動体空間を形成している。天面部１２２及び底部１１４は、可動体空間を、弾性支持部８１、８２が塑性変形しない範囲の長さに規定している。よって、可動体２０に、可動範囲を超える力が加わる場合でも、弾性支持部８１、８２は、塑性変形することなく、固定体５０（蓋部１２及び底部１１４の少なくとも一方）に接触するので、弾性支持部８１、８２が破損することなく、信頼性が高めることができる。
【０１００】
＜通気孔１１６、１２６＞
通気孔１１６、１２６は、少なくともケース１０の両端面部（蓋部１２及び底部１１４）のうちの一方の端面部に設けられていればよい。
通気孔１１６、１２６は、ケース１０の両端面部（蓋部１２及び底部１１４）のうちの少なくとも一方の端面部（本実施の形態では蓋部１２及び底部１１４の双方）で、可動体２０が干渉しない箇所（外周部と重なる領域ＯＲ）に設けられている。
【０１０１】
ここで可動体２０が干渉しない箇所（外周部と重なる領域ＯＲ）とは、アクチュエータ自体の落下等のように、ケース１０に外部からの大きな荷重が付与されても、ケース１０において、往復直線駆動する可動体２０が、当たらない箇所である。本実施の形態では、ケース１０内において、可動体２０は、弾性支持部８１、８２により、ケース１０内の中央部分で上下に移動可能に吊られた状態で支持されている。よって、ケース１０に振動方向に移動自在に支持される外部からの大きな荷重が付与される場合、振動方向に大きく移動して、可動範囲抑制部としての底部１１４或いは天面部１２２に衝突する。このとき、可動体２０は、弾性支持部８１、８２の弾性変形領域である底部１１４或いは天面部１２２の外周部（外周部と重なる領域ＯＲ）には、当たらない、つまり干渉せずに、底部１１４或いは天面部１２２の中央部分（干渉領域ＣＲ）に衝突する。このように可動体２０が干渉しない箇所とは、外部からの衝撃により可動体２０が移動しても、移動する可動体２０が衝突しない（しにくい）箇所である。
【０１０２】
通気孔１１６、１２６は、それぞれケース１０内において、可動体２０の往復振動により形成される圧縮空気を外部に放出する。
【０１０３】
通気孔１１６は、底部１１４で、可動体２０（具体的には、主にマグネット３０と可動体コア４１、４２）の移動方向の平面視で弾性支持部８２の外周部８０７と重なる箇所に設けられている。言い換えれば、通気孔１１６は、両端面部（蓋部１２及び底部１１４）のうちの底部１１４において、弾性支持部８２の外周部８０７と、振動方向で重なる箇所に設けられている。
【０１０４】
通気孔１２６は、蓋部１２の天面部１２２で、可動体２０（具体的には、主にマグネット３０と可動体コア４１、４２）の移動方向の平面視で弾性支持部８１の外周部８０７と重なる箇所に設けられている。言い換えれば、通気孔１２６は、両端面部（蓋部１２及び底部１１４）のうちの蓋部１２の天面部１２２において、弾性支持部８１の外周部８０７と、振動方向で重なる箇所（外周部と重なる領域ＯＲ）に設けられている。
【０１０５】
通気孔１１６、１２６は、ケース１０において振動方向で対向する底部１１４及び天面部１２２で、可動体２０が干渉しない箇所、つまり、端面部である底部１１４及び天面部１２２の平面視中央近傍（可動体２０の干渉領域ＣＲ）以外に設けられている。
底部１１４及び天面部１２２に通気孔１１６、１２６を設けると、その通気孔１１６、１２６を設けた箇所の機械剛性は低下する。しかしながら、本実施の形態の通気孔１１６、１２６は、振動アクチュエータが外部から衝撃を受けて、可動体２０が通常の振動範囲を超えて移動して端面部である底部１１４及び天面部１２２に衝突しても、可動体２０が干渉することがない。よって、その衝撃により端面部である底部１１４及び天面部１２２が損傷(ひび割れ等)することがない。
【０１０６】
通気孔１１６、１２６は、ケース１０に設けられる通気孔（１２６、１１６）の合計開口面積（開口面積の合計）が、少なくとも天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の２％以上２０％以下である。更に好ましくは、少なくとも天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の４％以上２０％以下である。なお、本実施の形態の通気孔１１６、１２６は、円盤状の天面部１２２及び底部１１４において、それぞれの中心（振動アクチュエータ１の可動中心軸上に略位置する）を中心とした円周に沿って形成された円弧状の孔であり、径方向に複数形成されているが、形状はどのような形状であってもよい。
【０１０７】
通気孔１１６、１２６の合計開口面積が、天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の２％未満である場合、可動体２０の駆動時のケース１０内の空気が外部に排出されにくくなり、内部の圧縮空気は減少しにくく、可動体２０の移動は減衰する。
【０１０８】
また、通気孔１１６、１２６の合計開口面積が、天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の２０％より大きい場合、通気孔を介して外部からケース１０内にゴミが侵入し易くなる。これにより、可動体２０の可動を阻害する恐れがあり、通気孔１１６、１２６の合計開口面積は、天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の最大で２０％にすることが好ましい。
【０１０９】
なお、ボビン本体部５２２の内周面５２２ａとマグネット３０との「間隔」に磁性流体が設けられる等、可動体２０の振動時に「間隔」に空気が流れにくい構成とする場合がある。この場合、天面部１２２における通気孔１２６の合計開口面積は、天面部１２２の表面積の２％以上２０％以下にすることがより効果的であり、更に好ましくは、４％以上２０％以下とする。このとき底部１１４における通気孔１１６の合計開口面積は、底部１１４の表面積の２％以上２０％以下であり、好ましくは、４％以上２０％以下とする。
【０１１０】
図１５は、振動量に対応した蓋部の表面積と通気孔の開口面積との比率を示す図である。図１５では、蓋部１２、詳細には、天面部１２２の表面積と、天面部１２２及び底部１１４に設けられた複数の通気孔１１６、１２６の合計開口面積と比率を、測定結果に基づいた「通気孔開口比率（％）」で示す。図１５から明らかなように、「通気孔開口比率（％）」が３％以下では、振動量比率が１００％から９９．５％程度の振動比率に減衰している。これに対し、「通気孔開口比率（％）」が４％以上であれば、「通気孔開口比率（％）」は略１００％であり、可動体２０の振動力は減衰していないことは明らかである。
【０１１１】
天面部１２２には、通気孔１２６を囲むようにリブ１２９が設けられており、通気孔１２６を形成することにより天面部１２２の強度の低下を防止している。なお、底部１１４は、天面部１２２と対向する面に、天面部１２２と同様に、放射状の複数のリブ１２９を有し、これら複数のリブ１２９間に複数の通気孔１１６が配設された構成としているが、複数のリブは無くてもよい。
【０１１２】
通気孔１１６、１２６が設けられる底部１１４及び天面部１２２のうち、少なくとも天面部１２２は、放射状に設けられた複数のリブを有している。通気孔１２６は、天面部１２２において、複数のリブ間に、複数設けられている。この構成によれば、天面部１２２に通気孔１２６を設けても放射状に配置されたリブにより、天面部１２２の外周部に均一に強度を高めることができ、天面部１２２の強度が低下することがない。
【０１１３】
また、通気孔１１６、１２６は、天面部１２２及び底部１１４の少なくとも片側の面で通気性を有するメッシュ状の緩衝部材を設けてもよい。本実施の形態では、図９及び図１０に示すように、蓋部１２の天面部１２２における通気孔１２６は、天面部１２２の裏面側に設けた通気性を有する緩衝部材１４により覆われている。
【０１１４】
図９及び図１０に示す緩衝部材１４は、例えば、スポンジ素材であることが好ましく、本実施の形態では、可動体２０の衝突による衝撃力を吸収可能なダンパーとしての機能を有する。本実施の形態では、蓋部１２の天面部１２２において、緩衝部材１４は、円環状に形成されて、通気孔１２６を覆うように設けているが、これに限らず、天面部１２２の中央部分、つまり、可動体２０の干渉領域ＣＲに緩衝部材１４を設けてもよい。この場合、中央部分に配置された緩衝部材は、落下等により可動体２０が衝突する際のダンパーとして機能する。
【０１１５】
なお、通気孔１２６は、図１１に示す通気孔１２６Ａのように、蓋部１２Ａの天面部１２２Ａにおいて、断面ラビリンス形状に設けられてもよい。このように、天面部１２２Ａにおいて、通気孔１２６Ａは、上下方向（振動方向）で直線状に形成されず、天面部１２２Ａの厚み内で折れ曲がる形状であれば、天面部１２２Ａを介してごみ等の異物が外部から内部へ一層侵入しにくくすることができる。このときの通気孔１２６Ａは、円盤状の天面部１２２Ａにおいて、外周部と重なる領域ＯＲに天面部１２２Ａの中心を中心として、放射状に配置された複数のスリット状に設けられている。このように、通気孔１２６Ａの平面形状は、放射方向に直線状に形成されているが、本実施の形態の通気孔１２６のように、周方向に沿った円弧状に形成されてもよい。また、図１１に示す通気孔１２６Ａの構成を、ケース１０の底部１１４の通気孔１１６に適用して、底部１１４における通気孔を断面ラビリンス形状に形成し、通気孔１２６Ａと同様の効果を奏するようにしてもよい。また、ケース本体１１の周壁部１１２に通気孔を設ける場合も、通気性のある緩衝部材で覆ったり、断面ラビリンス形状に形成してもよい。
【０１１６】
＜振動アクチュエータ１の動作＞
振動アクチュエータ１の動作について、マグネット３０において着磁方向の一方側（本実施の形態では上側）の表面３０ａ側がＮ極、着磁方向の他方側（本実施の形態では下側）の裏面３０ｂ側がＳ極となるように着磁されている場合を一例に説明する。
【０１１７】
振動アクチュエータ１では、可動体２０は、ばね−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、共振が鋭い（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。振動を減衰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が出力される。
【０１１８】
振動アクチュエータ１では、図１４に示す磁気回路が形成される。また、振動アクチュエータ１において、コイル６１、６２はコイル軸がマグネット３０を振動方向で挟む可動体コア４１、４２らの磁束に直交するように、配置されている。
【０１１９】
具体的には、マグネット３０の表面３０ａ側から出射し、可動体コア４１からコイル６１側に放射され、電磁シールド部５８を通り、コイル６２を介してマグネット３０の下側の可動体コア４２からマグネット３０へ入射する磁束の流れｍｆが形成される。
【０１２０】
したがって、図１２に示すように通電が行われると、マグネット３０の磁界とコイル６１、６２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６１、６２に−ｆ方向のローレンツ力が生じる。
【０１２１】
−ｆ方向のローレンツ力は、磁界の方向とコイル６１、６２に流れる電流の方向に直交する方向である。コイル６１、６２は固定体５０（コイルボビン部５２）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３０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３０を有する可動体２０側がＦ方向、つまり蓋部１２（蓋部１２の天面部１２２）側に移動する（図１３参照）。
【０１２２】
また、コイル６１、６２の通電方向が逆方向に切り替わり、コイル６１、６２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５０の底部１１４側に移動する（図１４参照）。
【０１２３】
振動アクチュエータ１では、通電していない場合の非駆動時においては、マグネット３０と電磁シールド部５８との間に磁気吸引力がそれぞれ働き磁気バネとして機能する。このマグネット３０と電磁シールド部５８との間に発生する磁気吸引力と、弾性支持部８１、８２の元に戻ろうとする復元力により、可動体２０は、元の位置に戻る。
【０１２４】
振動アクチュエータ１は、コイル６１、６２を有する固定体５０と、コイル６１、６２の径方向内側に配置され、且つ、コイル６１、６２の軸方向に磁化されたマグネット３０を有する可動体２０とを有する。更に加えて、振動アクチュエータ１は、可動体２０をコイル軸方向である振動方向に、移動自在に弾性保持する平板状の弾性支持部８１、８２を備える。
【０１２５】
また、コイル６１、６２は、コイルボビン部５２のボビン本体部５２２の外周に配置され、ボビン本体部５２２の内周側に、間隔を空けて、可動体２０の外周面２０ａが配置され、コイル６１、６２は、外周面を電磁シールド部５８により囲まれている。
【０１２６】
弾性支持部８１、８２は、可動体２０を、可動体２０の非振動時及び振動時に接触しないようにボビン本体部５２２の内周面５２２ａから所定の間隔を空けて支持する。
【０１２７】
また、中空のケース１０は、可動体２０の振動方向で離間して対向配置された両端面部（天面部１２２及び底部１１４）で、それぞれケース１０内での可動体２０の移動範囲を規制し、ケース１０は、１つ以上の通気孔１２６（１１６）を有する。通気孔１２６の合計開口面積は、少なくとも天面部１２２及び底部１１４のうちの一方の表面積の２％以上２０％以下である。
【０１２８】
これにより、ケース１０内において可動体２０の振動中の行き場の失った空気が圧縮して、可動体２０の振動自体を減衰させることを防止できる。すなわち、ケース１０内において可動体２０の振動により、可動体２０と天面部１２２との間、可動体２０と底部１１４との間で押圧される空気は、通気孔１２６、１１６を介して外部に排出される。これにより、可動体２０の駆動が減衰することがなく、ごみの侵入も防いでいるので、高い出力で好適な体感振動を発生することができる。
【０１２９】
また、振動アクチュエータ１は、ケース１０内に駆動ユニット１３を配置することにより構成されているので、高い寸法精度が必要な弾性支持部８１、８２の固定は、コイルボビン部５２に組み付けることにより行うことができる。これにより、弾性支持部８１、８２の固定を含む可動体２０の配置は、コイルボビン部５２を基準として決定させることができ、製品としての振動発生方向の精度を高めることができる。
【０１３０】
また、ケース１０内に配置されるコイルボビン部５２に、電磁シールド部５８が、コイル６１、６２を囲むように取り付けられることにより、ケース１０の外周側に電磁シールドを設ける必要がない。これにより、ケース１０における周壁部１１２の外周面は面精度の良い樹脂となり滑らかな面となり、緩衝材を取り付ける部材、例えば、両面テープの接合状態が良好となり、接合強度を高めることができる。
【０１３１】
また、ケース１０は、有底筒状、つまり、カップ状のケース本体１１と蓋部１２とで形成されているので、周壁部１１２と底部１１４とを別体にした構成よりも、部品点数が減少し、組立性の向上が図ることができ、更に、耐衝撃性の向上が図られている。
【０１３２】
また、蓋部１２は、カップ状のケース本体１１の開口部１１５に溶着することで固定されている。これにより、蓋部１２の天面部１２２に複数の通気孔１２６を設けていても、耐久性が減少することがない。また、接着固定と比較して、固定強度が向上し、外部からの衝撃を受けても蓋部１２はケース本体１１から外れにくく、耐衝撃性を高めることができる。このように振動アクチュエータ１によれば、ゴミ等の異物の侵入を防止しつつ、減衰することなく、好適な体感振動を出力でき、ユーザに振動を付与することができる。
【０１３３】
振動アクチュエータ１は、電源供給部（例えば、図１６及び図１７に示す駆動制御部２０３）からコイル６１、６２へ入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル６１、６２の通電方向は周期的に切り替わり、可動体２０には、蓋部１２の天面部１２２側のＦ方向の推力と底部１１４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６１、６２の径方向と直交するコイル６１、６２の巻回軸方向、或いは、マグネット３０の着磁方向）に振動する。
【０１３４】
以下に、振動アクチュエータ１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１では、可動体２０の質量をｍ［ｋｇ］、ばね（ばねである弾性支持部８１、８２）のばね定数をＫｓｐとした場合、可動体２０は、固定体５０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。
【０１３５】
【数１】
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【０１３６】
可動体２０は、ばね−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６１、６２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６１、６２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。
【０１３７】
振動アクチュエータ１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１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。
【０１３８】
【数２】
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【０１３９】
【数３】
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【０１４０】
すなわち、振動アクチュエータ１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。
【０１４１】
このように、振動アクチュエータ１では、可動体２０の質量ｍと板ばねである弾性支持部８１、８２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６１、６２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。
【０１４２】
また、振動アクチュエータ１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１では、定常状態において消費される電力は減衰部７２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。また、減衰係数Ｄを大きくすることにより、高帯域に渡り振動を発生させることができる。
【０１４３】
本実施の形態によれば、可動体２０の上下（振動方向）に板状の弾性支持部８１、８２を配置しているので、可動体２０を上下方向に安定して駆動すると同時に、マグネット３０の上下の弾性支持部８１、８２から効率的にコイル６１、６２の磁束を分布できる。これにより、振動アクチュエータ１として、高出力の振動を実現することができる。
【０１４４】
また、固定体５０は、コイル６１、６２の保持機能、可動体２０に対するコイル６１、６２の保護機能を兼ねたコイルボビン部５２を有する。これにより、固定体５０が、衝撃を受けた場合でも、その衝撃に耐えるとともに、弾性支持部８１、８２に変形などのダメージを与えない。また、固定体５０は、コイル６１、６２に対しても、樹脂製のボビン本体部５２２を介して衝撃が伝わるため、ダメージを抑制することができ、信頼性の高い振動アクチュエータ１となっている。
【０１４５】
（電子機器）
図１６及び図１７は、振動アクチュエータ１の実装形態の一例を示す図である。図１６は、振動アクチュエータ１をゲームコントローラＧＣに実装した例を示し、図１７は、振動アクチュエータ１を携帯端末Ｍに実装した例を示す。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
図１６及び図１７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１である振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６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２０４、２０５が実装される。
【０１５０】
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２０４、２０５、２０６は、端末の主面と振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６の振動方向と直交する面、ここでは底部１１４の底面とが平行となるように実装されることが好ましい。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。なお、端末の主面と、振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６の底部１１４の底面とが直交するように配置されてもよい。
【０１５１】
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２０４、２０５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２０６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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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２０４、２０５、２０６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（図示省略、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。
【０１５４】
駆動制御部２０３は、振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６に接続されており、振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６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２０４、２０５、２０６に対して駆動信号を供給する。
【０１５５】
振動アクチュエータ２０４、２０５、２０６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２０４、２０５、２０６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。
【０１５６】
可動体２０は、振動する度に、蓋部１２の天面部１２２又は底部１１４にダンパーを介して接触するようにしてもよい。この場合、可動体２０の振動に伴う蓋部１２の天面部１２２又は底部１１４への衝撃、つまり、筐体への衝撃が、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２０４、２０５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２０４、２０５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。
【０１５７】
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２０４、２０５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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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以外の携帯機器に適用する場合に好適である。ゲームコントローラＧＣ及び携帯端末Ｍ以外の携帯機器とは、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である。また、本実施の形態の振動アクチュエータ１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】
【０１６０】
本発明に係る振動アクチュエータは、ゴミ等の異物の侵入を防止しつつ、減衰することなく、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】
【０１６１】
１  振動アクチュエータ
１０  ケース
１１  ケース本体
１２、１２Ａ  蓋部
１３  駆動ユニット
１４  緩衝部材
２０  可動体
２０ａ  外周面
３０  マグネット
３０ａ  表面
３０ｂ  裏面
４１、４２  可動体コア
５０  固定体
５２  コイルボビン部（コイル保持部）
５２ｂ、５２ｃ  コイル取付部
５３  端子絡げ部（コイル結線部）
５４  可動範囲形成部
５８  電磁シールド部
６１、６２  コイル
７２  減衰部
８１、８２  弾性支持部
１１２  周壁部（筒状部）
１１４  底部
１１５  開口部
１１６、１２６、１２６Ａ  通気孔
１１８  段差部
１２２、１２２Ａ  天面部
１２８  押圧部
１２９  リブ
２０１  通信部
２０２  処理部
２０３  駆動制御部
２０４、２０５、２０６  振動アクチュエータ
２２２、２４２  接合部
２２４、２４４  ばね固定部
５２２  ボビン本体部（コイル保護壁部）
５２２ａ  内周面
５２６、５２７、５２８  フランジ部
５２７ａ  上端面
５２８ａ  下端面
８０２  内周部
８０４  変形アーム
８０６  外周固定部
８０７  外周部
【図１】
2020199495.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020199495.tif 000020
【図１６】
2020199495.tif 000021
【図１７】
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