(57)【要約】【課題】サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えること。【解決手段】コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、可動体を回動自在に支持する軸部を有し、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軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、マグネットは、軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、コイルのコイル軸方向で可動体に対向する２極の磁極を有し、軸部は、可動体を、可動体において軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、可動体において、コイルのコイル軸は、マグネットの磁極の切替位置に対向する位置に位置する。【選択図】図５
2020006344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、前記可動体を回動自在に支持する軸部を有し、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前記軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、
前記マグネットは、前記軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、前記コイルのコイル軸方向で前記可動体に対向する２極の磁極を有し、
前記軸部は、前記可動体を、前記可動体において前記軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、
前記可動体において、前記コイルのコイル軸は、前記マグネットにおける２極の磁極の切替位置に対向する位置に位置する、
振動アクチュエーター。
【請求項２】
前記可動体は、前記コイルが巻回され、前記コイル軸に沿って延在するコアを有し、
前記コアは、一端側で前記軸部に回動自在に支持され、
前記マグネットは、前記切替位置が前記コアの両端部のうちの少なくとも一方の端部の磁極の中心と対向する位置となるように配置されている、
請求項１記載の振動アクチュエーター。
【請求項３】
前記マグネットは、前記コアを前記コイルの軸方向で挟むように配置され、各々の２極の磁極が前記コアの両端部のそれぞれに向けて配置された第１及び第２マグネットを有する、
請求項２記載の振動アクチュエーター。
【請求項４】
前記第１マグネット及び前記第２マグネットの各々の２極の磁極は、前記コイルが励磁された際に前記コイルと協働して発生するトルクが、同一回転方向に発生するように配置されている、
請求項３に記載の振動アクチュエーター。
【請求項５】
前記固定体は、前記軸部が固定され、且つ、前記可動体を回動自在に収容する直方体形状のケースを有し、
前記ケースは、前記コイルの軸方向に延在する直方体形状をなし、
前記可動体は、前記ケース内に、前記軸部を介して一端側で可動自在に配置され、他端部側が前記ケースの短手方向に往復回転振動する、
請求項２に記載の振動アクチュエーター。
【請求項６】
前記可動体が前記ケースの短手方向に往復回転振動して前記ケースの内壁面と接触する、
請求項５に記載の振動アクチュエーター。
【請求項７】
前記可動体と前記ケースの内壁面のうちの少なくとも一方には緩衝部が設けられ、
前記可動体と前記ケースの内壁面とは前記緩衝部を介して接触する、
請求項５に記載の振動アクチュエーター。
【請求項８】
前記緩衝部は、エラストマーである、
請求項７に記載の振動アクチュエーター。
【請求項９】
前記緩衝部は、シリコーンゴムである、
請求項７に記載の振動アクチュエーター。
【請求項１０】
前記コイルは、一端側が前記固定体に固定されたフレキシブル基板の他端部に接続され、
前記フレキシブル基板には、前記一端側と他端部との間に、前記一端側から前記コイルに導通する少なくとも１つ以上の可撓性を有する湾曲部が設けられている、
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ー。
【請求項１１】
前記湾曲部は、前記軸部近傍に配置される、
請求項１０に記載の振動アクチュエーター。
【請求項１２】
前記軸部は、前記固定体に固定され、且つ、前記可動体には、当該可動体に設けられた軸受けを介して、回動自在に挿通され、
前記軸部と、前記軸受けのうちの一方は、非磁性材料により形成されている、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の振動アクチュエーター。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の振動アクチュエーターを実装する、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動アクチュエーター及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器には、振動を指や手足等に伝達することによって、着信を通知したり、タッチパネルの操作感触やゲーム機のコントローラー等の遊戯装置の臨場感を向上させたりする振動発生源として振動アクチュエーターが実装されている。なお、電子機器は、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、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）の他、服や腕などに装着されるウェアラブル端末を含む。
【０００３】
特許文献１〜３に開示の振動アクチュエーターは、コイルを有する固定体と、マグネットを有する可動体と、を備え、コイルとマグネットで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、可動体を往復動させることにより、振動を生じさせる。特許文献１〜３に示す振動アクチュエーターは、可動体がシャフトに沿って直線移動するリニアアクチュエーターであり、振動方向が電子機器の主面と平行になるように実装される。電子機器と接触するユーザーの体表面には、体表面に沿う方向の振動が伝達される。
【０００４】
また、振動アクチュエーターとしては、特許文献４に開示の振動モータのように、コイルを有する固定体に対して、コイルバネにより可動自在に支持され、且つ、磁石を有する可動体を、回転軸とともに、或いは、回転軸周りに往復回転駆動させる構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０９５９４３号公報
【特許文献２】特開２０１５−１１２０１３号公報
【特許文献３】特許第４８７５１３３号公報
【特許文献４】特開２０１６−１０３８８１号公報
【特許文献５】特開２０１５−１５７２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
振動機能を有する電子機器には、ユーザーに十分な体感振動を与えられることが要求される。しかしながら、特許文献１〜３に開示の振動アクチュエーターを搭載した電子機器は、電子機器と接触するユーザーの体表面に、体表面に沿う方向の振動を伝達する構成であるため、十分な体感振動を与えられない虞がある。また、特許文献４、５のように、可動体を回転駆動することにより振動を発生する構造では、可動体の重心をずらすためにウエイト等の別部品が必要となる。更に、部品コストが増加し、別部品の配置スペースを確保する必要があるため、設計の自由度が限られ、小型化が困難になるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができる振動アクチュエーター及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る振動アクチュエーターは、
コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、前記可動体を回動自在に支持する軸部を有し、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前記軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、
前記マグネットは、前記軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、前記コイルのコイル軸方向で前記可動体に対向する２極の磁極を有し、
前記軸部は、前記可動体を、前記可動体において前記軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、
前記可動体において、前記コイルのコイル軸は、前記マグネットにおける２極の磁極の切替位置に対向する位置に位置する構成を採る。
【０００９】
本発明の一態様に係る電子機器は、上記の振動アクチュエーターを実装している構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができる振動アクチュエーター及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーターを示す外観斜視図である。
【図２】振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図３】振動アクチュエーターの可動体を示す分解斜視図である。
【図４】振動アクチュエーターの分解斜視図である。
【図５】振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。
【図６】振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。
【図７】可動体の動作を示す縦断面図である。
【図８】振動アクチュエーターの変形例１の要部構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図１０】振動アクチュエーターの分解斜視図である。
【図１１】振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。
【図１２】振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。
【図１３】可動体の動作を示す縦断面図である。
【図１４】振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例であるゲーム機器を示す図である。
【図１５】振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例である携帯情報端末を示す図である。
【図１６】振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例であるウェアラブル端末を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
［振動アクチュエーター１の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーターを示す外観斜視図であり、図２は、振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図であり、図３は、振動アクチュエーターの可動体を示す分解斜視図である。
【００１４】
本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図（変形例１、実施の形態２の説明に供する図も含む）においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。以下において、振動アクチュエーター１の幅、奥行き、高さは、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の長さである。本実施の形態の振動アクチュエーターは、便宜上、便宜上、図１〜図４では、Ｚ方向を横方向に向けて配置した状態で図示され、Ｚ方向を振動方向として説明する。また、本実施の形態における「可動体の側方」は、可動体を中心としてＺ方向に直交する放射方向を意味し、本実施の形態では、可動体を中心としたＸ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向を意味する。また、Ｚ方向プラス側を上側、Ｚ方向マイナス側を下側としてもよい。
【００１５】
振動アクチュエーター１は、ゲーム機器ＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ等の電子機器（図１４〜図１６参照）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。振動アクチュエーター１は、例えば、振動することで、ユーザーに対して操作感や臨場感を与えたり、着信を通知したりする場合に駆動する。振動アクチュエーター１は、例えば、電子機器において、ユーザーに接触する振動伝達面とＸＹ面が平行となるように実装される。振動伝達面は、例えば、電子機器では、ゲームコントローラーの場合では、ユーザーの指等の体表面が接触する面（操作ボタン等が配置される表面或いは、他の指等が当接する裏面）スマートフォンやタブレット端末の場合はタッチパネル面である。また、摺動伝達面は、ユーザーの服や腕などに装着されるウェアラブル端末では、服や腕に接触する外面（図１６に示す内周面２０８）である。
【００１６】
図１〜図４に示すように、振動アクチュエーター１は、可動体１０、軸部５０及び固定体２０を備える。可動体１０は、軸部５０を介して固定体２０に支持される。本実施の形態では、可動体１０は、一端側で挿通する軸部５０を支点として他端側が往復動するように、固定体２０に回動自在に支持されている。
【００１７】
可動体１０は、駆動時に振動（揺動）する部分である。本実施の形態では、可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４とを有し、固定体２０はマグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）を有する。
【００１８】
可動体１０は、固定体２０に対して、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）の吸引力による磁気バネにより、可動自在に支持される。本実施の形態では、可動体１０は、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）と、コイル１２及びコア１４とにより構成される磁気バネにより固定体２０に対して軸部５０周りに可動自在に支持されている。
【００１９】
［軸部５０］
図５は、振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。
軸部５０は、可動体１０を固定体２０に対して往復回転振動自在に支持する。
【００２０】
軸部５０は、非磁性体および磁性体のどちらでもよく、本実施の形態では、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２等の磁性体により構成されている。
【００２１】
軸部５０は、ベースプレート２２と、ベースプレート２２に固定されるケース２４の底面部２４１との間に架設されている。ケース２４の底面部２４１と可動体１０との間には軸部５０に外装されるワッシャ２８２が介在し、ベースプレート２２と可動体１０の間には、軸部５０に外装されるワッシャ２８４が介在する。これらワッシャ２８２、２８４により、軸部５０は、可動体１０を固定体２０に対して円滑に往復回転するように支持している。
【００２２】
［可動体１０］
可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４と、軸受けであるブッシュ（軸受け）１６と、コイルボビン１８（ボビン分割体１８１、１８２）と、を有する。
コア１４は、コイル１２のコイル軸方向に延在する長尺の磁性体により形成されている。コア１４は、ベースプレート２２およびケース２４の底面部２４１との間に、それぞれから所定間隔を空けて配置されている。ここで所定間隔とは、可動体１０の可動範囲を構成する空間である。
【００２３】
コア１４は、コイル１２の通電により磁化される磁性体であることが好ましい。コア１４は、フェライトコアであってもよい。また、コア１４は、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等により構成されてもよい。
【００２４】
コア１４は、軸部５０の軸方向と直交する方向に延在して設けられている。コア１４は、一端側に挿通された軸部５０を介して、回動自在に設けられ、他端部が自由端部として固定体２０（具体的には、ベースプレート２２およびケース２４の底面部２４１に対して直交する方向、ここではＺ方向に振動する。
【００２５】
コア１４は、一端部１４２に貫通孔が形成され、貫通孔には、軸部５０が挿通されるブッシュ１６が嵌め込まれている。
【００２６】
コア１４の一端部と他端部との間には、コイルボビン１８（ボビン分割体１８１、１８２）が外装され、コイルボビン１８にはコイル１２が巻回されている。可動体１０は、本実施の形態では、コア１４にコイルボビン１８を介してコイル１２が巻回されることにより直方体状に形成される。
コア１４は、コイル１２が通電されて励磁されることにより、両端部、つまり、一端部１４２と他端部１４４とにおいてコイルの軸方向に位置する端面１４２ａ、１４４ａの厚み方向、つまり、振動方向（Ｚ方向）の長さの中心が、磁極の中心となる。
可動体１０では、可動体１０の磁極の中心がコイル１２のコイル軸上に配置されている。
【００２７】
ブッシュ１６は、筒状であり、軸部５０が挿通され、可動体１０を、軸部５０を中心に回動可能にする。ブッシュ１６は、焼結金属等の金属、樹脂等どのような材料により形成されてもよいが、軸部５０が磁性体である場合は、非磁性材料で形成されることが好ましい。また、軸部５０が非磁性体であれば、ブッシュ１６は磁性体により形成されてもよい。
【００２８】
軸部５０或いはブッシュ１６の一方が非磁性体であれば、コア１４を通る磁束が、軸部５０とブッシュ１６との間を通ることがなく、双方の間で、磁気吸引力の発生に起因する摩擦の増加が発生することがない。すなわち、ブッシュ１６とブッシュ１６を挿通する軸部５０との間に磁気吸引力による摩擦が発生することがなく、可動体１０の回動を円滑に行うことができる。
【００２９】
例えば、軸部５０に耐久性を有する磁性シャフト（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２）を用いるとともに、ブッシュ１６として銅系の焼結軸受を用いて振動アクチュエーター１を形成する。この構成によれば、可動体１０の駆動において不要な磁気吸引力を抑制し、かつ、低摩擦にて可動体１０を保持することができる。すなわち、可動体１０の駆動による摩耗を抑制し、信頼性の高い振動アクチュエーター１を実現できる。
【００３０】
コア１４の一端部１４２には、フレキシブル基板１５の一端部１５２が固定され、コイル１２の両端部はフレキシブル基板１５の回路に接続されている。
【００３１】
フレキシブル基板１５は、コイル１２に電力を供給するものあり、本実施の形態では可動体１０と固定体２０とを接続するように配設されている。
【００３２】
フレキシブル基板１５は、可動体１０のコイル１２に接続される一端部１５２と、固定体２０側に固定される他端部１５４と、一端部１５２と他端部１５４との間に、一端側からコイル１２に導通する少なくとも１つ以上の可撓性を有する湾曲部１５６とを有する、
湾曲部１５６は、一端部１５２と他端部１５４との間に介設され可動体１０の振動に追従して変形する可撓性を有する。湾曲部１５６は、軸部５０の軸方向と直交する方向に可撓する。
【００３３】
コイル１２は、通電されて可動体１０を可動するコイルであり、通電されてコア１４の一端部１４２、他端部１４４を磁化する。コイル１２は、通電方向が切り替えられることにより、コア１４の両端部（一端部１４２及び他端部１４４）の極性を変更する。
【００３４】
コイルボビン１８は、ボビン分割体１８１、１８２により構成される。ボビン分割体１８１、１８２のそれぞれは、コア１４において一端部１４２と他端部１４４との間の部位を周方向で囲むように外装して固定される。ボビン分割体１８１、１８２は、例えば、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）等の樹脂材料により構成されてもよい。
【００３５】
［固定体２０］
固定体２０は、軸部５０を介して可動体１０を回動自在に支持する。
固定体２０は、マグネット（第一マグネット３０及び第２マグネット４０）の他、ベースプレート２２及びケース２４を有する。固定体２０は、更に、クッション材（緩衝部）６０を有する。
【００３６】
ベースプレート２２は、鋼板等の板状材（本実施の形態では矩形板）により形成される。ベースプレート２２は、本実施の形態では、振動アクチュエーター１の一側面を構成する。なお、ベースプレート２２は、ケース２４が被さるように取り付けられ、ベースプレート２２は、ケース２４とともに、可動体１０を可動可能に収容する筐体を構成する。筐体は、本実施の形態では、中空の直方体状に形成される。筐体において長手方向で一端部側には、可動体１０の振動方向と直交する方向に沿って軸部５０が固定されている。ケース２４の底面部２４１は、振動アクチュエーター１の一側面に対向する他側面を構成する。
【００３７】
ベースプレート２２上には、一端側に、軸固定部２３を介して軸部５０が立設されている。ベースプレート２２上には、可動体１０が離間して対向配置されている。また、ベースプレート２２の一端部には、可動体１０の一端側に対向して、第１マグネット３０が配置され、ベースプレート２２の他端部には、可動体１０の他端側に対向して第２マグネット４０が配置されている。
【００３８】
ケース２４は、ベースプレート２２に対向する可動体１０を覆うようにベースプレート２２に固定される。
ケース２４において、ベースプレート２２と幅方向（Ｘ方向）で対向する底面部２４１には、図示しない軸固定部を介して、軸部５０の他端が固定されている。
【００３９】
ケース２４は、ベースプレート２２側で開口する箱形状（本実施の形態では角箱状）に形成されている。ケース２４は、ベースプレート２２との間で軸部５０が架設される底面部２４１、可動体１０の振動方向（ここでは高さ方向（Ｚ方向））で離間して対向配置される両側面部２４２、２４３、可動体１０の延在方向（ここでは奥行き方向（Ｙ方向））で離間する一端面部２４４及び他端面部２４５を有する。
【００４０】
ベースプレート２２にケース２４が取り付けられることにより形成される筐体の寸法は特に制限されないが、本実施の形態では、幅（Ｘ方向）、奥行き（Ｙ方向）、高さ（Ｚ方向）のうち、奥行きが最も長く、高さが最も短い直方体形状となるように構成されている。
【００４１】
ケース２４は、ベースプレート２２とともに、導電性を有する材料、例えば、鋼板等の板状材（本実施の形態では矩形板）により形成されてもよい。これにより、ベースプレート２２及びケース２４は、電磁シールドとして機能できる。
【００４２】
また、ケース２４の両側面部２４２、２４３には、他端部側のそれぞれに、振動する可動体１０の自由端側が接触する緩衝部６０（クッション材６１、６２）が設けられている。
【００４３】
緩衝部６０は、可動体１０が振動した際に、可動体１０の他端部が接触することにより、可動体１０の振動を振動アクチュエーター１の筐体に伝達する（図７参照）。これにより、緩衝部６０は、大きな振動を筐体に発生させることができる。
緩衝部６０は、例えば、エラストマー、シリコーンゴム等のゴム、樹脂、又は多孔質弾性体（例えば、スポンジ）などの軟質材料により形成される。本実施の形態では緩衝部６０は、筐体側である両側面部２４２、２４３に設けたクッション材６１、６２としている。緩衝部６０は、可動体１０側、例えば、可動体１０の自由端部である他端部１４４に設けて、可動体１０の振動時に、可動体１０が緩衝部６０で両側面部２４２、２４３に接触するようにしてもよい。緩衝部６０が、エラストマーである場合、可動体１０の駆動時において、可動体１０のコア１４の他端部１４４と、側面部２４２、２４３とが接触する際の音、或いは振動ノイズの発生を低減できる。
【００４４】
また、緩衝部６０が、シリコーンゴムである場合、可動体１０のコア１４の他端部１４４と、側面部２４２、２４３とが接触する際の音、或いは振動ノイズの発生を低減できる。これに加えて、緩衝部６０がシリコーンゴムである場合、内部に気泡を含むスポンジ状の材料により形成された場合のエラストマーと比較して、その厚みに個体差が発生することがない。よって、緩衝部６０の厚みが所望の厚みとなるように、緩衝部６０の厚さの管理を容易に行うことができ、緩衝部６０としての特性の安定を確保できる。
【００４５】
マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）は、コイル１２との協働により、可動体１０を可動する。マグネットは、可動体１０に対する磁気吸引力により磁気バネとして機能する。本実施の形態では、コイル１２が巻回されたコア１４と磁気バネを構成し、可動体１０を可動自在に支持している。
マグネットは、コイル１２に対してコイル１２の軸方向で対向するように配置される。
マグネットは、本実施の形態では、コア１４の一端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する第１マグネット３０と、コア１４の他端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する第２マグネット４０とを有する。
【００４６】
第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、それぞれコア１４（可動体１０）に向けて着磁されている。本実施の形態では、第１マグネット３０及び第２マグネット４０の着磁方向は、コイル１２の軸方向と平行である。第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、それぞれコア１４に対向する側の面として、軸部５０の延在方向と直交する方向（可動体１０の振動方向に相当）で並ぶ異なる２極の磁極を有する。
【００４７】
この磁極の境界、つまり、磁極の切り替わり位置に対向して、可動体１０のコア１４の中心（ここでは、コイル１２の軸であり、コイル１２が励磁された際の磁極の中心に相当）が位置するように配置される。
【００４８】
第１マグネット３０及び第２マグネット４０の双方の磁極の極性は、可動体１０のコイル１２が励磁されることにより発生するトルクが可動体１０の同一回転方向に発生するように着磁されている。
【００４９】
例えば、図５に示すように、第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４２側に配置され、且つ、可動体１０に対向するそれぞれの磁極３０１、４０１は、同極（図５では、Ｓ極）となるように形成されている。また、第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４３側に配置され、且つ、可動体１０に対向するそれぞれの磁極３０２、４０２は、同極（図５では、Ｎ極）となるように形成されている。
【００５０】
第１マグネット３０の裏面には、バックヨーク３２が貼設され、第１マグネット３０の第２マグネット４０の裏面には、バックヨーク４２が貼設されており、それぞれのマグネット３０、４０の磁気吸引力の向上が図られている。
【００５１】
第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４２側にＳ極、側面部２４３側にＮ極となるように着磁されている場合、コイル１２の非通電時においては、図５に示すように第１及び第２マグネット３０、４０では、それぞれＮ極から出射し、Ｓ極に入射する磁束が形成される。非通電時では、コイル１２が巻回されるコア１４の一端部１４２は、第１マグネット３０のＳ極と極の双方に吸引され、異なる磁極３０１，３０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。また、コア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０のＳ極とＮ極の双方に吸引され、異なる磁極４０１，４０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、可動体１０の磁性体であるコア１４とともに、コア１４との間に発生する磁気吸引力により磁気バネとして機能し、可動体１０を可動自在に支持している。
【００５２】
側面部２４３には、一端部１５２でコイル１２に接続されるフレキシブル基板１５の他端部１５４が固定されている。
【００５３】
フレキシブル基板１５は、コイル１２に接続される一端部１５２が可動体１０の一端部に固定され、他端部１５４が固定体２０、ここでは、側面部２４３に固定されている。他端部１５４は、一部を筐体の外面に露出させて側面部２４３に固定されている。可動体１０の可動時において、軸部５０の近傍は、可動体１０の他端側の部位よりも可動範囲が小さい。これにより、軸部５０の近傍に配置されるフレキシブル基板１５では、湾曲部１５６に掛かる荷重が小さくなる。このように、フレキシブル基板１５は、軸部５０近傍で固定されているので、フレキシブル基板１５の変位を最小限にすることができ、可動時に発生する応力による断線を防止できる。
【００５４】
なお、フレキシブル基板１５において、一端部１５２と可動体１０との間に、例えば、弾性接着剤又は弾性接着テープ等の弾性部材を介在させて、振動時の衝撃を弾性部材が吸収するようにしてもよい。
【００５５】
［振動アクチュエーター１の磁気回路］
図６は、振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。図７Ａ〜図７Ｃは、可動体の動作を示す縦断面図である。図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれ、非通電時における可動体１０の状態（基準状態）、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て反時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
【００５６】
振動アクチュエーター１において、可動体１０は、固定体２０のベースプレート２２とケース２４との間に、軸部５０を介して一端側を支持された状態で配置されている。加えて、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）は、可動体１０のコイル１２の軸方向で、異なる２極の磁極をコイル１２側に向けて、コイル１２が巻回されるコア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）に対向して配置されている。第１マグネット３０の磁極３０１と、第２マグネット４０の磁極４０１とは同極であり、第１マグネット３０の磁極３０２と、第２マグネット４０の磁極４０２とは同極である。
【００５７】
第１マグネット３０及び第２マグネット４０の各マグネットでは、異なる２極の磁極３０１、３０２、４０１、４０２は、それぞれ軸部５０の軸方向と直交する方向に並べて配置されている。
【００５８】
可動体１０では、フレキシブル基板１５を介して電源供給部（例えば、図１３〜図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２が通電されることにより、Ｚ方向、つまり、ケース２４の側面部２４２、２４３に対して接離する方向に往復動する。具体的には、可動体１０の他端部が揺動する。これにより、振動アクチュエーター１の振動出力が、振動アクチュエーター１を有する電子機器のユーザーに伝達される。
【００５９】
振動アクチュエーター１では、図６に示す磁気回路が形成される。
【００６０】
振動アクチュエーター１では、コイル１２への非通電時において、つまり、基準状態では、コイルボビン１８を介してコイル１２が巻回されるコア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）は、それぞれ、第１マグネット３０及び第２マグネット４０にそれぞれ吸引される。
【００６１】
コア１４は、両端部（一端部１４２、他端部１４４）のぞれぞれの軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心が、マグネットの磁極の切替位置に対向する位置に位置している。なお、両端部（一端部１４２、他端部１４４）のぞれぞれの軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心は、コイル１２の軸と同一軸上に位置している。
【００６２】
具体的には、コア１４の一端部１４２は、第１マグネット３０の異なる磁極３０１、３０２の双方の磁気吸引力により吸引され、磁極３０１、３０２の切替位置で保持される。
【００６３】
また、コア１４の他端部（自由端部）１４４は、第２マグネット４０の異なる磁極４０１、４０２の双方の磁気吸引力により吸引され、磁極４０１、４０２の切替位置で保持される。
【００６４】
このように可動体１０は、固定体２０の第１マグネット３０及び第２マグネット４０とで構成する磁気バネのみで、基準状態で保持される。
【００６５】
振動アクチュエーター１において、コイル１２は、第１マグネット３０及び第２マグネット４０からの磁束に沿うように、且つ、離間して配置されている。
【００６６】
この構成により、図６及び図７Ｂに示すように通電が行われると、コイル１２に流れる電流により、コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）はそれぞれ異なる磁極となるように磁化され、具体的には、一端部１４２はＮ極、他端部１４４はＳ極に磁化される。
【００６７】
これにより、一端部１４２は、第１マグネット３０の磁極３０１に吸引され、第１マグネット３０の磁極３０２とは反発して推力ｆが発生し、推力ｆ方向に移動する。一方、他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１とは反発し、第２マグネット４０の磁極４０２に吸引され、推力−Ｆ方向に移動する。
【００６８】
図７Ｂに示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１では、軸部５０を挟んで位置する両端部（一端部１４２、他端部１４４）が、推力ｆ、−Ｆ方向にそれぞれ移動することにより、同一回転方向である推力−Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、軸部５０を中心に、推力−Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３側に移動し、クッション材６２を介して側面部２４３、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
【００６９】
また、コイル１２の通電方向が逆方向に切り替わり、図７Ｃに示すように通電が行われると、それぞれ逆向きの推力−ｆ、Ｆが発生する。具体的には、一端部１４２はＳ極、他端部１４４はＮ極に磁化される。これにより、一端部１４２は、第１マグネット３０の磁極３０１とは反発し、第１マグネット３０の磁極３０２に吸引され、推力−ｆが発生し、推力−ｆ方向に移動する。一方、他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１に吸引され、第２マグネット４０の磁極４０２とは反発し、Ｆ方向に移動する。
【００７０】
図７Ｃ示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１では、軸部５０を挟んで位置する両端部（一端部１４２、他端部１４４）が、推力−ｆ、Ｆ方向にそれぞれ移動することにより、同一回転方向である推力Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、軸部５０を中心に、推力Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３とは反対側の側面部２４２側に移動し、クッション材６１を介して側面部２４２、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
【００７１】
振動アクチュエーター１では、可動体１０は、板ばね等の弾性部材を用いることなく、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）、コイル１２及びコア１４を用いた磁気ばねのみを用いて、固定体２０に対して、軸部５０を中心に往復回転振動自在に支持されている。
【００７２】
したがって、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。
【００７３】
また、軸部５０は、可動体１０の中心位置からずれた位置で、可動体１０を回動自在に支持している。これにより、円筒形状の可動体を、回転軸を中心に回転駆動することにより振動を発生させる従来の振動アクチュエーターと異なり、錘を追加する等のように別途重心位置をずらす設計とする必要が無く、そのための部品の削減及びコストの削減を図ることができる。
重心位置をずらすための別部品を必要としないため、設計においてレイアウトの自由度が高く、設計サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与える振動アクチュエーターを実現できる。
【００７４】
本実施の形態のアクチュエーター１では、ベースプレート２２及びケース２４とよりより構成される筐体は、直方体形状であり、可動体１０は、短手方向（Ｚ方向）に往復回転振動する。これにより、振動アクチュエーターを、矩形状のスイッチに適用する場合でも、スイッチ全体でムラなく振動させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、マグネットは、第１マグネット３０及び第２マグネット４０として、コア１４の両側に配置され、それぞれの端部１４２、１４４で発生するトルクが、同一回転方向に発生するように、各々２極の磁極３０１、３０２、４０１、４０２が配置されている。コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）の双方で、第１マグネット３０及び第２マグネット４０との間に磁気吸引力が発生する。これにより、第１マグネット３０及び第２マグネット４０とコイル１２との協働により可動体１０を可動させる際に、軸部５０に加わる磁気吸引力による荷重が相殺される。よって、軸部５０及びブッシュ１６に掛かる負荷を低減でき、振動アクチュエーターとしての信頼性の向上を図ることができる。
【００７６】
また、可動体１０は、筐体内で、筐体の側面部２４２，２４３に接触する。これにより、振動アクチュエーター１自体に直接的に振動伝達が可能となり、大きな振動を発生させることができ、また、可動体１０が振動する際に、固定体２０（筐体）に接触するため、振動量も一定となり、振動アクチュエーター１として安定した振動出力を実現できる。
【００７７】
なお、可動体１０の自由端部であるコア１４の他端部１４４が、自由端側に向かってＺ方向の厚みが薄くなるように形成されているので、他端部１４４がクッション材６１、６２を介して接触する部位が、自由端側に向かってＺ方向の厚みが同じ厚みである場合と比較して、揺動の際の可動域が広くなり、より大きな振動出力を確保できる。
【００７８】
また、振動アクチュエーター１によれば、可動体１０とケース２４の内壁面（側面部２４２、２４３）のうちの少なくとも一方（本実施の形態では側面部２４２、２４３）に、緩衝部６０が設けられ、可動体１０とケース２４の内壁面（ここでは、側面部２４２、２４３）とは、緩衝部６０（クッション材６１、６２）を介して接触する、緩衝部６０は、可動体１０が振動してベースプレート２２又はケース２４に接触する際の衝撃を緩和し、接触音や振動ノイズの発生を低減しつつ、ユーザーに振動を伝達することができる。また、振動する度に、可動体１０は、緩衝部６０を介してベースプレート２２及びケース２４に交互に接触（具体的には衝突）するので、振動出力が増幅される。これにより、実際の可動体１０による振動出力よりも大きな振動出力を、ユーザーに体感させることができる。さらにベースプレート２２はユーザーに装着される部材であるため、可動体１０の振動はベースプレート２２を介して直接的にユーザーに伝達されるので、ユーザーに更に大きな振動出力を体感させることができる。
【００７９】
ここで、振動アクチュエーター１は、フレキシブル基板１５を介して電源供給部（例えば、図１３〜図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２へ入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル１２の通電方向は周期的に切り替わり、可動体１０にはＺ方向プラス側の推力ＭとＺ方向マイナス側の推力−Ｍが交互に作用する。これにより、可動体１０の他端側は、ＹＺ面内で円弧状に振動する。
【００８０】
以下に、振動アクチュエーター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ー１では、可動体１０の慣性モーメントをＪ［ｋｇ・ｍ２］、磁気ばねのねじり方向のバネ定数をＫｓｐとした場合、可動体１０は、固定体２０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。
【００８１】
【数１】
2020006344.tif 000003
【００８２】
可動体１０は、バネ−マス系の振動モデルにおけるマス部を構成するので、コイル１２に可動体１０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１０は共振状態となる。すなわち、電源供給部（例えば、図１３〜図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２に対して、可動体１０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１０を効率良く振動させることができる。
【００８３】
振動アクチュエーター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ー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。
【００８４】
【数２】
2020006344.tif 000004
【００８５】
【数３】
2020006344.tif 000005
【００８６】
すなわち、振動アクチュエーター１における可動体１０の慣性モーメントＪ［ｋｇ・ｍ２］、回転角度θ（ｔ）［ｒａｄ］、トルク定数Ｋｔ［Ｎ・ｍ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、バネ定数Ｋｓｐ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、減衰係数Ｄ［Ｎ・ｍ／（ｒａｄ／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。
【００８７】
このように、振動アクチュエーター１では、可動体１０の慣性モーメントＪと磁気ばねのバネ定数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１２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。
【００８８】
＜変形例１＞
図８は、本実施の形態１の振動アクチュエーター１の変形例としての振動アクチュエーター１Ａの磁気回路構成を示す平断面図である。なお、図８では、便宜上、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
【００８９】
図８に示す振動アクチュエーター１Ａでは、振動アクチュエーター１と比較して、第２マグネット４０に代えて、第１マグネット３０と同様に構成される第１マグネット３０Ａを有する。
【００９０】
すなわち、振動アクチュエーター１Ａでは、振動アクチュエーター１の構成において、コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）のそれぞれに、コイル１２の軸方向で対向して配置されるマグネットを、第１マグネット３０、３０Ａとしている。
【００９１】
振動アクチュエーター１Ａでは、マグネットは、第１マグネット３０、３０Ａとして、コア１４の両側に配置され、それぞれの端部１４２、１４４で発生するトルクは、同一回転方向に発生しない、しかしながら、コア１４では、一端部１４２側で、非磁性体であるブッシュ１６に軸部５０が挿通されているため、コイル１２が通電されることにより発生する磁束が、軸部５０を通過しない分、一端部１４２の磁極を著しく励磁することがない。一端部１４２側では、一端部１４２と第１マグネット３０とによるトルク発生には大きく寄与することなく、磁気ばねとして機能する。
【００９２】
したがって、コイル１２の通電により可動体１０を往復回転振動させる際に、一端部１４２と第１マグネット３０とにより発生するトルクは、他端部１４４と第１マグネット３０Ａとにより発生するトルクを阻害しない。
【００９３】
これにより、振動アクチュエーター１Ａによれば、振動アクチュエーター１と同様に、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。
【００９４】
また、円筒形状の可動体を回転駆動することにより振動を発生させる従来の振動アクチュエーターと異なり、錘を追加する等のように別途重心位置をずらす設計とする必要が無く、その分の部品の削減及びコストの削減を図ることができる。重心位置をずらす別部品を必要としないため、レイアウト自由度の高い振動アクチュエーターを実現できる。
【００９５】
さらに、振動アクチュエーター１Ａによれば、第１マグネット３０、３０Ａを用いている。これにより、第１マグネット３０にバックヨーク３２を取り付けた第１マグネットユニットを２つ用いているため、第２マグネット４０にバックヨーク４２を取り付けた第２マグネットユニットを別途用いる必要がない。よって、第２マグネットユニットを製造する必要がなく、製造コストの削減を図ることができる。また、組立において、第２マグネットユニットと、第１マグネットユニットの取付位置を間違えることがない。
【００９６】
＜実施の形態２＞
図９は、本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエーター１Ｂのカバーを外した状態を示す斜視図であり、図１０は、振動アクチュエーターの分解図であり、図１１は、振動アクチュエーター１Ｂの要部構成を示す平断面図である。また、図１２は、振動アクチュエーター１Ｂの磁気回路を示す図であり、図１３は、可動体の動作を示す縦断面図である。図１３Ａ〜図１３Ｃは、それぞれ、非通電時における可動体１０の状態（基準状態）、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１Ｂを見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１Ｂを見て反時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
【００９７】
図９〜図１３に示す実施の形態に係る振動アクチュエーター１Ｂは、振動アクチュエーター１と比較して、第１マグネット３０及びバックヨーク３２を省略したものである。
【００９８】
よって以下では、アクチュエーター１と異なる構成について説明し、アクチュエーター１における構成要素と同様の作用効果を有するものについては、同名称及び同符号を付して説明は省略する。
【００９９】
振動アクチュエーター１Ｂは、振動アクチュエーター１と同様に、スマートフォン等の電子機器（図１４〜図１６参照）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。
【０１００】
図９〜図１３に示す振動アクチュエーター１Ｂは、可動体１０、軸部５０及び固定体２０Ｂを備える。可動体１０は、軸部５０を介して固定体２０Ｂに支持される。本実施の形態では、可動体１０は、一端側で挿通する軸部５０を支点として他端側が往復動するように、固定体２０Ｂに回動自在に支持されている。
【０１０１】
可動体１０は、駆動時に振動（揺動）する部分である。本実施の形態では、可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４とを有し、固定体２０Ｂはマグネットとしてコア１４の他端部１４４と対向して配置される第２マグネット４０を有する。
【０１０２】
可動体１０は、固定体２０Ｂに対して、第２マグネット４０の吸引力による磁気バネにより、可動自在に支持される。
【０１０３】
本実施の形態では、可動体１０は、第２マグネット４０と、コイル１２及びコア１４とにより構成される磁気バネにより固定体２０Ｂに対して軸部５０周りに可動自在に支持されている。
【０１０４】
可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４と、軸受けであるブッシュ（軸受け）１６と、ボビン分割体１８１、１８２からなるコイルボビンと、を有する。また、固定体２０Ｂは、第２マグネット４０の他、ベースプレート２２及びケース２４を有する。固定体２０Ｂは、固定体２０と同様に、クッション材（緩衝部）６０を有する。
【０１０５】
第２マグネット４０は、コイル１２との協働により、可動体１０を可動する。第２マグネット４０は、可動体１０に対する磁気吸引力により磁気バネとして機能する。本実施の形態では、コイル１２が巻回されたコア１４と磁気バネを構成し、可動体１０を可動自在に支持している。
【０１０６】
第２マグネット４０は、コア１４の他端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する。第２マグネット４０は、コア１４の他端部１４４に向けて着磁されている。第２マグネット４０は、実施の形態１と同様に、コア１４に対向する側の面として、軸部５０の延在方向と直交する方向（可動体１０の振動方向に相当）で並ぶ異なる２極の磁極４０１、４０２を有する。
【０１０７】
この磁極４０１、４０２の境界、つまり、磁極４０１、４０２の切り替わり位置に対向して、可動体１０のコア１４の中心（ここでは、コイル１２の軸であり、コイル１２が励磁された際の磁極の中心に相当）が位置するように配置される。
【０１０８】
例えば、図１０及び図１１に示すように、第２マグネット４０において、側面部２４２側に配置され、且つ、可動体１０に対向する磁極４０１は、Ｓ極で着磁され、側面部２４３側に配置され、且つ、可動体１０に対向する磁極４０２は、Ｎ極で着磁されている。
【０１０９】
第１マグネット３０の裏面には、バックヨーク３２が貼設され、第１マグネット３０の第２マグネット４０の裏面には、バックヨーク４２が貼設されており、それぞれのマグネット３０、４０の磁気吸引力の向上が図られている。
【０１１０】
コイル１２の非通電時においては、図１３に示すように第２マグネット４０では、Ｎ極から出射し、Ｓ極に入射する磁束が形成される。非通電時では、コア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０のＳ極とＮ極の双方に吸引され、異なる磁極４０１，４０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。すなわち、第２マグネット４０は、可動体１０の磁性体であるコア１４とともに、コア１４との間に発生する磁気吸引力により磁気バネとして機能し、可動体１０を可動自在に支持している。なお、側面部２４３には、一端部１５２でコイル１２に接続されるフレキシブル基板１５の他端部１５４が固定されている。
【０１１１】
振動アクチュエーター１Ｂでは、コイル１２への非通電時において、つまり、基準状態では、コイル１２が巻回されるコア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０の異なる磁極４０１、４０２の双方の磁気吸引力により吸引され、磁極４０１、４０２の切替位置で保持される。
【０１１２】
可動体１０におけるコア１４の他端部（自由端部）１４４は、固定体２０Ｂの第２マグネット４０とで構成する磁気バネのみで、基準状態で保持される。なお、他端部１４４の軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心は、コイル１２の軸と同一軸上に位置している。
【０１１３】
振動アクチュエーター１Ｂにおいて、図１２及び図１３Ｂに示すように通電が行われると、コイル１２に流れる電流により、コア１４の他端部１４４はＳ極に磁化される。
【０１１４】
他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１とは反発し、第２マグネット４０の磁極４０２に吸引され、−Ｆ方向に移動する。
【０１１５】
図１３Ｂに示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１Ｂの他端部１４４が、−Ｆ方向に移動することにより、同一回転方向である推力−Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、推力−Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３側に移動し、クッション材６２を介して側面部２４３、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
【０１１６】
また、コイル１２の通電方向が逆方向に切り替わり、図１３Ｃに示すように通電が行われると、可動体１０に対して逆向きの推力Ｆが発生する。具体的には、他端部１４４はＮ極に磁化され、第２マグネット４０の磁極４０１に吸引され、第２マグネット４０の磁極４０２とは反発し、Ｆ方向に移動する。
【０１１７】
図１３Ｃ示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１Ｂの他端部１４４が、Ｆ方向に移動することにより、側面部２４３とは反対側の側面部２４２側に移動して、クッション材６１を介して側面部２４２、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
【０１１８】
振動アクチュエーター１Ｂでは、振動アクチュエーター１と同様に、可動体１０は、板ばね等の弾性部材を用いることなく、第２マグネット４０、コイル１２及びコア１４を用いた磁気ばねのみを用いて、固定体２０Ｂに対して、軸部５０を中心に往復回転振動自在に支持されている。したがって、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。また、軸部５０は、可動体１０の中心位置からずれた位置で、可動体１０を回動自在に支持しているので、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１９】
＜振動アクチュエーターを実装する電子機器＞
図１４から図１６は、振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例を示す図である。図１４は、振動アクチュエーターをゲームコントローラーＧＣに実装した例を示し、図１５は、振動アクチュエーターを携帯端末としてのスマートフォンＳＰに実装した例を示し、図１６は、振動アクチュエーターをウェアラブル端末Ｗに実装した例を示す。
【０１２０】
ゲームコントローラーＧＣは、例えば、無線通信によりゲーム機本体に接続され、ユーザー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ーＧＣは、ここでは矩形板状を有し、ユーザーが両手でゲームコントローラーＧＣの左右側を掴み操作するものとしている。
【０１２１】
ゲームコントローラーＧＣは、振動により、ゲーム機本体からの指令をユーザーに通知する。なお、ゲームコントローラー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。
【０１２２】
スマートフォンＳＰ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。スマートフォンＳＰは、振動により、外部の通信装置からの着信をユーザーに通知するとともに、スマートフォンＳＰ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。
【０１２３】
ウェアラブル端末Ｗは、ユーザーが身につけて使用するものである。ウェアラブル端末Ｗは、ここではリング形状を有し、ユーザーの指に装着される。ウェアラブル端末Ｗは、無線通信により情報通信端末（例えば、携帯電話）に接続される。ウェアラブル端末Ｗは、振動により、情報通信端末における電話やメールの着信をユーザーに通知する。なお、ウェアラブル端末Ｗは、着信通知以外の機能（例えば、情報通信端末に対する入力操作）を備えていてもよい。
【０１２４】
図１４〜図１６に示すように、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ等の電子機器は、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ー１、１Ａ、１Ｂのいずれかのアクチュエーター亜である振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを有する。なお、ゲームコントローラーＧＣでは、複数の振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂが実装される。
【０１２５】
ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗにおいて、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、例えば、端末の主面と振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの振動方向と直交する面、ここではケース２４の側面部２４２、２４３が平行となるように実装される。電子機器の主面とは、ユーザーの体表面に接触する面であり、本実施の形態では、ユーザー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。
【０１２６】
具体的には、ゲームコントローラーＧＣでは、操作するユーザーの指先、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ー１００Ａ、１００Ｂが実装される。また、スマートフォンＳＰ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ー１００Ｃが実装される。ウェアラブル端末Ｗの場合は、リング状の筐体の内周面２０８が主面（振動伝達面）であり、内周面２０８とＸＹ面が略平行（平行も含む）となるように、振動アクチュエーター１が実装される。これにより、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗの主面に対して垂直な方向の振動が、ユーザーに伝達される。
【０１２７】
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ー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。スマートフォンＳＰ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。また、ウェアラブル端末Ｗの場合、外部の通信装置は、例えば、携帯電話、スマートフォン、携帯型ゲーム端末等の情報通信端末であり、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。
【０１２８】
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ー１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ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、スマートフォンＳＰにおいては、処理部２０２は、通信部２０１から入力される信号の他、各種機能部（図示略、例えばタッチパネル等の操作部）から入力される信号に基づいて、駆動信号を生成する。
【０１２９】
駆動制御部２０３は、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄに接続されており、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ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ー１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄに対して駆動信号を供給する。
【０１３０】
振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ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ー１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄにおいて、可動体１０は、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗの主面に直交する方向に振動する。
【０１３１】
可動体１０は、振動する度に、ケース２４の側面部２４２、２４３にクッション材６１、６２を介して接触するので、可動体１０の振動に伴うケース２４の側面部２４２、２４３への衝撃、つまり、筐体への衝撃が、ダイレクトにユーザーに振動として伝達される。特に、ゲームコントローラーＧＣでは、複数の振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ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ー１００Ａ、１００Ｂ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。
【０１３２】
ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗに接触するユーザーの体表面には、体表面に垂直な方向の振動が伝達されるので、ユーザー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ーＧＣでは、ユーザーに対する体感振動を、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
また、例えば、本発明に係る振動アクチュエーターは、実施の形態で示したゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ以外の携帯機器（例えば、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、携帯型ゲーム端末）に適用する場合に好適である。また、本実施の形態の振動アクチュエーター１、１Ａ、１Ｂ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。
【０１３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明に係る振動アクチュエーターは、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができ、ゲームコントローラー、スマートフォン、或いはウェアラブル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】
【０１３７】
１、１Ａ、１Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ  振動アクチュエーター
１０  可動体
１２  コイル
１４  コア
１５  フレキシブル基板
１６  ブッシュ（軸受け）
１８  コイルボビン
２０、２０Ｂ  固定体
２２  ベースプレート
２３  軸固定部
２４  ケース
３０、３０Ａ  第１マグネット
３２、４２  バックヨーク
４０  第２マグネット
５０  軸部
６０  緩衝部
６１、６２  クッション材
１４２、１５２  一端部
１４４、１５４  他端部
１４２ａ、１４４ａ  端面
１５６  湾曲部
１８１、１８２  ボビン分割体
２０１  通信部
２０２  処理部
２０３  駆動制御部
２０８  内周面
２４１  底面部
２４２、２４３  側面部
２４４  一端面部
２４５  他端面部
２８２、２８４  ワッシャ
３０１、３０２、４０１、４０２  磁極
【図１】
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【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】
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【図１６】
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