(57)【要約】      （修正有）【課題】振動発生時の振動立ち上がり時間および振動収束時の振動立ち下がり時間を短くでき、また小型の電子機器にも搭載することができる振動発生装置を提供する。【解決手段】筐体２内部の両側方に閉磁路を形成する磁界形成部３ａ，３ｂを設け、磁界形成部３ａと３ｂにおける磁界形成部を構成する磁石の磁極の積層の仕方を逆にする。磁界形成部の間に磁界形成部とそれぞれ所定の間隔Ｌａ，Ｌｂを空けて振動子６を複数の弾性支持部材７を介して筐体の内部に設置する。振動子に電圧を印加し、振動子を、振動子と磁界形成部との間の吸引力と反発力との合力により筐体の厚さ方向に振動させる。振動発生時の振動立ち上がり時間および振動収束時の振動立ち下がり時間を短くでき、また装置を小型にすることができる。【選択図】図１
2006055832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の両端に所定の距離を有して対向配置された一組の磁界形成部と、磁界を発生させるコイルが搭載された振動子と、前記振動子を振動自在に支持する弾性支持部材とを有し、
前記一組の磁界形成部は、磁極の向きを互いに異なる方向に向けた、少なくとも一端に両極を有する磁石で形成されており、
前記コイルから発生する磁界の向きが、前記両磁界形成部の前記少なくとも一端に両極を有する磁石から発生する磁界の向きと同方向または逆方向となるように前記振動子が設けられていることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記振動子には、前記コイルに代えて、前記少なくとも一端に両極を有する磁石が搭載されており、前記コイルは前記筐体に固定されている請求項１記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記弾性支持部材が、前記振動子と前記筐体の内面との間に設けられた一対の板バネで形成されている請求項１または２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記コイルの中心に磁界の方向を導く芯棒が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項５】
前記少なくとも一端に両極を有する磁石の端面にヨーク部材が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項６】
前記少なくとも一端に両極を有する磁石は、一対の磁石が積層されて形成されており、前記一対の磁石を形成する個々の磁石の板厚寸法が等しい請求項１ないし５のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項７】
前記筐体の内面で、且つ前記弾性支持部材の端部の近傍に逃げ穴が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項８】
筐体と、前記筐体の両端に所定の距離を有して対向配置された一組の磁界形成部と、磁界を発生させるコイルが搭載された振動子と、前記振動子を振動自在に支持する弾性支持部材とを有し、
前記一組の磁界形成部は、磁極の向きを互いに異なる方向に向けた、少なくとも一端に両極を有する磁石で形成されており、前記コイルから発生する磁界の向きが、前記両磁界形成部の前記少なくとも一端に両極を有する磁石から発生する磁界の向きと同方向または逆方向となるように前記振動子が設けられている振動発生装置の駆動方法であって、
振動を発生させるときには、前記振動子の固有の振動周波数と同じ周波数からなる駆動電流が複数回与えられることにより駆動させられることを特徴とする振動発生装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項２記載の振動発生装置の駆動方法であって、
振動を発生させるときには、前記振動子の固有の振動周波数と同じ周波数からなる駆動電流が複数回与えられることにより駆動させられることを特徴とする振動発生装置の駆動方法。
【請求項１０】
振動を停止させるときには、前記振動子の固有の振動周波数とは異なる周波数からなる駆動電流が複数回与えられることにより駆動させられる請求項８または９記載の振動発生装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筐体に振動を発生させる振動発生装置に係り、特に、振動発生時の振動立ち上がり時間および振動収束時の振動立ち下がり時間を短くでき、また小型の電子機器にも搭載できる振動発生装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器を操作する操作者に振動を伝える振動発生装置として、例えば下記特許文献１には、図１０に示すような分銅モータが記載されている。図１０は下記特許文献１に示す従来の分銅モータを示す斜視図である。なお、図１０は、特許文献１の図２と同じ図を用いている。
【０００３】
図１０に示す分銅モータ１０１は、補助ケース１０２にモータ１０３が設けられ、さらにモータ１０３に錘１０４が設けられて構成されている。補助ケース１０２は四角箱型に成形されており、一側面全体に開口部１０２ａが形成され、補助ケース１０２の上面１０２ｂに開口部１０２ａと連続した四角形状の切欠部１０２ｃが形成されている。
【０００４】
モータ１０３は直流（ＤＣ）モータである。モータ１０３の上面中央には軸受１０５が突出して設けられており、この軸受１０５に回転軸１０６の先端が上方へ突出した状態で回転自在に支持されている。モータ１０３の側面にはゴム製で帯状の緩衝部材１０７が巻かれており、モータ１０３を補助ケース１０２に挿入する際に、緩衝部材１０７がモータ１０３と補助ケース１０２の内面１０２ｄとの間に介在し、モータ１０３が補助ケース１０２の内側に保持される。またこのとき、軸受１０５が切欠部１０２ｃに嵌合した状態になる。
【０００５】
分銅モータ１０１では、モータ１０３の回転軸１０６に錘１０４が偏心した状態で設けられている。分銅モータ１０１では、回転軸１０６を一方向に連続して回転させて錘１０４を偏心運動させることで、偏心運動による遠心力によって、分銅モータ１０１が内部に設けられるコントローラのケースを振動させるというものである。
【特許文献１】特開２００３−８０１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１に記載された分銅モータ１０１は、モータ１０３の回転軸１０６を一方向に連続して回転させて錘１０４を偏心運動させ、この偏心運動によって生じた遠心力が振動を発生させるものである。このため、モータ１０３の回転が定常状態になるまで振動し難い構成である。すなわち、モータ１０３の回転が定常状態になるまでには所定の時間を要するため、モータ１０３に回転を与えてから振動が実際に発生するまでの立ち上がり応答時間が長いという問題がある。
【０００７】
一方、前記振動の発生を停止させるためには、回転中のモータ１０３を停止させる必要があるが、分銅には大きなイナーシャが生じているため、モータ１０３は急停止することは困難である。このため、モータ１０３に振動停止信号を与えてから実際にモータ１０３の回転が停止するまでには所定の時間を要する。つまり、従来の分銅モータ１０１では、前記振動が減衰するのに要する時間が長いという問題がある。この結果、従来の分銅モータ１０１を用いた振動発生装置では、操作者が満足するような振動、すなわち応答速度が速く歯切れのよい振動を与えるには限界がある。
【０００８】
また、近年、たとえばＰＤＡ（パーソナルディジタルアシスタント）のような携帯可能な小型の電子機器においては、タッチパネルやフェザータッチ式の入力装置などを操作したときに、操作したことを操作者に伝えるために、操作確認のためのクリック振動を発生させることが要望されている。
【０００９】
しかし、前記特許文献１に記載された分銅モータ１０１は、モータ１０３を回転させるための図示しない磁気回路がモータ１０３の軸方向に設けられるのが一般的である。このため、分銅モータ１０１自体を小型化または薄型化することは困難であり、上記のようにクリック振動を発生させる振動発生装置としてＰＤＡに搭載するには難しいという状況にあった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、携帯情報端末など小型の電子機器にも搭載することが可能な小型で且つ薄型の振動発生装置を提供することを目的としている。
【００１１】
また、本発明は、振動が実際に発生するまでの応答時間および振動が実際に停止するまでの減衰時間を短縮することができるようにした振動発生装置およびその駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の振動発生装置は、筐体と、前記筐体の両端に所定の距離を有して対向配置された一組の磁界形成部と、磁界を発生させるコイルが搭載された振動子と、前記振動子を振動自在に支持する弾性支持部材とを有し、
前記一組の磁界形成部は、磁極の向きを互いに異なる方向に向けた、少なくとも一端に両極を有する磁石で形成されており、
前記コイルから発生する磁界の向きが、前記両磁界形成部の前記少なくとも一端に両極を有する磁石から発生する磁界の向きと同方向または逆方向となるように前記振動子が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の振動発生装置では、振動子の左右両端に一対の磁石からなる磁界形成部を配置した構成としたため、振動発生装置を薄型化することができる。
【００１４】
また振動発生時の振動の立ち上がり時間および振動収束時の振動立ち下がり時間がともに短く、良好な振動感を有する振動を得ることができる。また、上記のような容易な構造によって良好な振動感を有する振動を確実に発生させることができるため、たとえばＰＤＡのような小型の電子機器に搭載することができる。
【００１５】
あるいは、本発明では、前記振動子には、前記コイルに代えて、前記少なくとも一端に両極を有する磁石が搭載されており、前記コイルは前記筐体に固定されている構造としてもよい。
【００１６】
上記構造とすると、コイルが筐体に固定されているため、コイルが振動子として上下方向に移動する場合と比べて、コイルを容易に巻回することができ、振動発生装置の組み立てを容易に行うことができる。
【００１７】
上記において、前記弾性支持部材が、前記振動子と前記筐体の内面との間に設けられた一対の板バネで形成されているものが好ましい。
【００１８】
上記構成では、さらに薄型の振動発生装置を提供できる。またバランスのとれた振動を発生させることができる。
また前記コイルの中心に磁界の方向を導く芯棒が設けられているものが好ましい。
【００１９】
上記構成では、コイルで発生した磁界の向きを効率よく磁界形成部に向けることができるため、より大きな反発力および吸引力が形成され、振動子を大きな振幅で振動させることが可能となる。
【００２０】
さらには、前記少なくとも一端に両極を有する磁石の端面にヨーク部材が設けられているものが好ましい。
【００２１】
上記手段では、磁界形成部に適正な磁路を形成し、磁石が発生した磁界の漏れを少なくすることができる。このため、上記同様に振動子を大きな振幅で振動させることが可能となる。
【００２２】
また、前記少なくとも一端に両極を有する磁石は、一対の磁石が積層されて形成されており、前記一対の磁石を形成する個々の磁石の板厚寸法が等しいもので形成されている。
【００２３】
上記手段では、上部側の磁石で発生する磁界と下部側の磁石で発生する磁界の大きさをほぼ均等に設定することできるため、振動子の中心を中立位置（磁石の接合面）に配置することができる。
【００２４】
前記筐体の内面で、且つ前記弾性支持部材の端部の近傍に逃げ穴が形成されているものが好ましい。
【００２５】
上記手段では、余分な接着剤を逃げ穴から筐体の外方へ逃がすことができ、板バネの下部固定部側の下端に接着剤が付着することを防止することができる。その結果、ばね定数の変化を防止し、振動子の振動を正確に制御できるようになる。
【００２６】
また本発明は、筐体と、前記筐体の両端に所定の距離を有して対向配置された一組の磁界形成部と、磁界を発生させるコイルが搭載された振動子と、前記振動子を振動自在に支持する弾性支持部材とを有し、
前記一組の磁界形成部は、磁極の向きを互いに異なる方向に向けた、少なくとも一端に両極を有する磁石で形成されており、前記コイルから発生する磁界の向きが、前記両磁界形成部の前記少なくとも一端に両極を有する磁石から発生する磁界の向きと同方向または逆方向となるように前記振動子が設けられている振動発生装置の駆動方法であって、
振動を発生させるときには、前記振動子の固有の振動周波数と同じ周波数からなる駆動電流が複数回与えられることにより駆動させられることを特徴とするものである。
【００２７】
上記構成では、振動の振幅量を増大させることができるため、操作者に、よりはっきりとしたクリック振動を体感させることができる。
【００２８】
さらには、振動を停止させるときには、前記振動子の固有の振動周波数とは異なる周波数からなる駆動電流が複数回与えられることにより駆動させられるものが好ましい。
【００２９】
上記手段では振動子の振動の減速効率を高めることがきる。このため、振動収束時の振動の立ち下がり時間がより短くなり、より良好なクリック感を有する振動を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の振動発生装置では、振動発生時の振動立ち上がり時間および振動収束時の振動立ち下がり時間を短くでき、また小型の電子機器にも搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１Ａは本発明の第１の実施の形態の振動発生装置を示す断面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線での切断断面図である。
【００３２】
本実施の形態の振動発生装置１は、例えば携帯電話やＰＤＡなど小型且つ薄型の電子機器に搭載され、タッチパネルやフェザータッチ式の入力装置等を操作したときに、操作確認のための振動（クリック振動）を発生させる装置として利用される。
【００３３】
図１Ａに示すように、本実施の形態の振動発生装置１は小型かつ薄型の長方体形状の筐体２を有しており、筐体２内のＸ１およびＸ２方向の両側には磁界形成部３ａ，３ｂが設けられている。
【００３４】
一方の磁界形成部３ａは、下部磁石４ａ１の上に上部磁石４ａ２が積層され、下部磁石４ａ１と上部磁石４ａ２のＸ２側の端面には磁性材料からなるヨーク部材５ａが固定されている。下部磁石４ａ１の着磁はヨーク部材５ａ側がＳ極、ヨーク部材５ａとは反対側がＮ極であり、上部磁石４ａ２の着磁はヨーク部材５ａ側がＮ極、ヨーク部材５ａとは反対側がＳ極である。すなわち、下部磁石４ａ１と上部磁石４ａ２の着磁は互いに逆極性となるように配置されている。このため、積層状態にある下部磁石４ａ１と上部磁石４ａ２とのＸ２方向の端面にヨーク部材５ａを固定して両端面間を連結すると、上部磁石４ａ２側のＮ極から下部磁石４ａ１のＳ極方向に向かう磁束が前記ヨーク部材５ａ内に形成される。すなわち、ヨーク部材５ａは、磁束が上部磁石４ａ２側のＮ極から下部磁石４ａ１のＳ極方向に向かう磁路の一部を形成している。なお、他方のＸ１側では、前記磁束のほとんどは下部磁石４ａ１のＮ極側の端面から空間を抜けて上部磁石４ａ２のＳ極側の端面へと導かれる磁路を形成している。このため、下部磁石４ａ１側のＮ極と上部磁石４ａ２のＳ極との間には多くの漏れ磁束が発生している。
【００３５】
同様に、他方の磁界形成部３ｂは、ヨーク部材５ｂ側がＮ極、ヨーク部材５ｂとは反対側がＳ極に着磁された下部磁石４ｂ１の上に、ヨーク部材５ｂ側がＳ極、ヨーク部材５ｂとは反対側がＮ極に着磁された上部磁石４ｂ２が積層され、両磁石４ｂ１，磁石４ｂ２のＸ１側の端面にはヨーク部材５ｂが固定されている。したがって、Ｘ１側では磁束が下部磁石４ｂ１側のＮ極から上部磁石４ｂ２のＳ極方向に向かう磁路がヨーク部材５ｂ内に形成され、Ｘ２側では上部磁石４ｂ２のＮ極側から空間を抜けて下部磁石４ａｂ１のＳ極へと向かう磁路が形成されている。よって、上部磁石４ｂ２のＮ極と下部磁石４ｂ１のＳ極との間には多くの漏れ磁束が発生している。
【００３６】
なお、磁界形成部３ａを形成する下部磁石４ａ１のＺ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）の板厚寸法と上部磁石４ａ２の板厚寸法は等しく、同様に磁界形成部３ｂを形成する下部磁石４ｂ１の板厚寸法と上部磁石４ｂ２の板厚寸法は等しい。
【００３７】
図１に示すように、筐体２の内部で且つ磁界形成部３ａと磁界形成部３ｂとの間には、板ばねなどからなる弾性支持部材７，７によって支持された振動子６が設けられている。
【００３８】
振動子６は、図示Ｘ方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる鉄等の磁性材料で形成された芯棒８と、芯棒８の外周にコイル９とが一体に形成された部材として形成されている。すなわち、コイル９は筒状のボビン１０の外周に線材を巻回することにより形成されており、芯棒８はボビン１０の中心孔１０ａ内に挿入され、この状態で芯棒８とボビン１０とが接着剤などを介して互いに固定されている。なお、後述するように、芯棒８とコイル９とは磁界発生部を形成している。
【００３９】
振動子６は、Ｘ方向のほぼ中央部と図示Ｘ１側の端部の２箇所において、略コの字状の保持部材７Ａ，７Ａに保持されている。保持部材７Ａ，７Ａと筐体２の内面２ａとの間には弾性支持部材７，７が設けられている。この実施の形態に示す弾性支持部材７，７は、例えば板バネなど図示Ｚ方向である高さ方向に弾性変形可能な部材で形成されている。
【００４０】
図１に示すように、弾性支持部材７は可動有効長ｓからなる変形部７ａと、筐体２の内面２ａに固定される下部固定部７ｂと、保持部材７Ａを固定する上部固定部７ｃとを有しており、変形部７ａが図示Ｚ方向に弾性変形可能とされている。なお、上部固定部７ｃを折り曲げ、保持部材７Ａが弾性支持部材７と一体で形成される構成であってもよい。
【００４１】
この実施の形態に示す弾性支持部材７は、筐体２の内面２ａとコイル９の底面９ａとの間に傾斜状に設置されており、下部固定部７ｂを中心に、上部固定部７ｃ側が変形部７ａの可動有効長ｓを半径とする軌跡に沿って上下方向（Ｚ方向）に移動（振動）することが可能となっている。
【００４２】
図１に示す初期状態、すなわちコイル９に電流を与えない状態においては、変形部７ａが変形し、振動子６がＺ２方向に移動させられると、振動子６のＸ１側の端面が、磁界形成部３ｂを構成する下部磁石４ｂ１の端面に接近させられる。また振動子６がＺ１方向に移動させられると、振動子６のＸ２側の端面が、磁界形成部３ａを構成する上部磁石４ａ２の端面に接近させられる。
【００４３】
このとき、芯棒８が鉄心など磁石に吸着されやすい材料で形成されている場合には、振動子６がＺ２方向に移動させられると、芯棒８のＸ１側の端面が、磁界形成部３ｂを構成する下部磁石４ｂ１の端面に吸着させられ、同様に振動子６がＺ１方向に移動させられると、芯棒８のＸ２側の端面が、磁界形成部３ａを構成する上部磁石４ａ２の端面に吸着させられる。そして、この場合、コイル９に流す電流の向きによっては、振動子６に振動を発生させることができなくなるおそれがある。
【００４４】
そこで、前記初期状態おいては、振動子６の板厚方向の中心Ｏが、磁界形成部３ａを構成する下部磁石４ａ１と上部磁石４ａ２との接合面３ａ１、および磁界形成部３ｂを構成する下部磁石４ｂ１と上部磁石４ｂ２の接合面３ｂ１に高さ方向において一致する中立位置となるようにバランス調整されている。
【００４５】
このため、前記中立位置では、振動子６の両側方向（Ｘ１およびＸ２方向）の端面と磁界形成部３ａ，３ｂの内側の端面との間にそれぞれ所定の間隔Ｌａ，Ｌｂを介して対向させられている。
【００４６】
そして、このようなバランス調整がなされていることにより、芯棒８が鉄心など磁石に吸着されやすい材料で形成されている場合に、前記初期状態において芯棒８の端面が磁界形成部３ｂの下部磁石４ｂ１または磁界形成部３ａの上部磁石４ａ２のいずれか一方の端面に吸着されてしまうのを防止することができる。
【００４７】
図２は図１Ａの要部として振動子と筐体の内面との間を拡大して示す要部拡大図である。なお、図２では実線で示す（ｉ）が中立位置を、点線で示す（ｉｉ）が上部位置を、一点鎖線で示す（ｉｉｉ）が下部位置を示している。
【００４８】
弾性支持部材７の下部固定部７ｂは、筐体２の内面２ａに対し例えば液状の接着剤などの固定手段を用いて取り付けられる。しかし、内面２ａに対する弾性支持部材７の変形部７ａの傾斜角度は小さく、内面２ａと変形部７ａとの間は微小空間となりやすい。このため、変形部７ａの下面からはみ出た接着液が前記微小空間内に毛細管現象により滲入し、変形部７ａの下端が内面２ａに対して部分的に接着固定させられることがある。
【００４９】
このように、変形部７ａが部分的にでも内面２ａに接着させられると、弾性支持部材７の実質的な可動有効長ｓが短くなるため、弾性支持部材７のばね定数が変化する。このため、振動子６の質量と前記ばね定数で決定される振動子６系の固有の振動周波数が、想定していた値から外れてしまい振動子６の振動を正確に制御できなくなる。
【００５０】
そこで、本実施の形態の振動発生装置１では、下部固定部７ｂ、７ｂの近傍で、かつ変形部７ａ，７ａの下端と対向する内面２ａに逃げ穴２ｂ，２ｂを設けた構成としている。このため、下部固定部７ｂからはみ出た余分な接着剤は、逃げ穴２ｂから筐体２の外方へ逃がすことができる。よって、弾性支持部材７，７は可動有効長ｓで振動することができるため、振動子６の固有の振動周波数を設計どおりの値に設定することが可能となる。
【００５１】
次に、本実施の形態の振動発生装置１の動作について説明する。
図２に示すように、振動子６が中立位置（ｉ）にある初期状態において、コイル９に対してＸ２側からＸ１方向に向かって図１Ａに示す方向（図１Ｂの時計回り方向）の駆動電流Ｉを流すと、芯棒８内にはＸ１方向からＸ２方向に向かう磁界が発生するため、芯棒８は磁界形成部３ａ側の端部８ａがＮ極に、磁界形成部３ｂ側の端部８ｂがＳ極に磁化される。このように芯棒８の端部８ａがＮ極に磁化されると、これに対向する下部磁石４ａ１との間には反発力Ｆａ１が作用し、上部磁石４ａ２との間には吸引力Ｆａ２が作用するため、芯棒８の端部８ａに持ち上げ力が作用する。同様に、芯棒８の端部８ｂがＳ極に磁化されると、これに対向する下部磁石４ｂ１との間には反発力Ｆｂ１が作用し、上部磁石４ｂ２との間には吸引力Ｆｂ２が作用するため、芯棒８の端部８ｂにも持ち上げ力が作用する。したがって、芯棒８全体には反発力Ｆａ１，Ｆｂ１および吸引力Ｆａ２，Ｆｂ２の合力が同時に駆動力として作用するため、振動子６全体が弾性支持部材７，７の弾性力に抗しながら図示上方（Ｚ１方向）の上部位置（ｉｉ）へと移動させられる。
【００５２】
この状態からコイル９に流れる駆動電流Ｉを遮断すると、前記駆動力が消滅するため、振動子６に作用している弾性支持部材７の弾性力により、振動子６は図示Ｚ２方向の元の中立位置（ｉ）に復帰しようとする。ただし、振動子６には慣性力が作用するため、中立位置（ｉ）を越えた図示Ｚ２方向の位置まで移動させられる。以後これらを繰り返すことにより、振動子６は減衰振動（図３Ｂの（ａ）参照）しながら安定状態である中立位置（ｉ）に至るようになる。なお、このときの減衰振動の周波数は、振動子６の質量、弾性支持部材７のばね定数から決定される固有の振動周波数である。
【００５３】
このように、本実施の形態の振動発生装置１では、振動子６側に設けられた芯棒８の両端部８ａ，８ｂと、筐体２側に設けられた磁界形成部３ａ，３ｂとの間に作用する吸引力と反発力との合力により振動を生じさせることができる。
【００５４】
上記においては、磁界形成部３ａ，３ｂにおいて、下部磁石の上に上部磁石が積層された２つの磁石からなる１対の磁石が利用されている。しかし、本発明の磁界形成部３ａ，３ｂにおいて利用される磁石は、前記１対の磁石には限定されず、端面をＮ極とＳ極の両極に着磁した１つの磁石を利用してもよい。この場合には、図１Ａと同様に、磁界形成部３ａを構成する１つの磁石においては、ヨーク部材５ａとは反対側の端面のうち、上方をＳ極、下方をＮ極に着磁する。磁界形成部３ｂを構成する１つの磁石においては、ヨーク部材５ｂとは反対側の端面のうち、上方をＮ極、下方をＳ極に着磁する。
【００５５】
本発明では、上記のように芯棒８が設けられていることが好ましい。芯棒８が設けられていると、コイル９で発生した磁界の向きを効率よく磁界形成部３ａ，３ｂに向けることができるため、より大きな前記反発力および前記吸引力が形成され、振動子６を大きな振幅で振動させることが可能となる。なお、芯棒８が設けられていない場合でも、前記反発力および前記吸引力によって、振動子６を振動させることは可能である。
【００５６】
図３は振動の立ち上がり時間を短くする場合に駆動電流と振動との関係を示すタイミング波形図であり、Ａはコイルに与える駆動電流の出力のタイミングを示すパルス信号、Ｂは振動子に生じる減衰振動である。
【００５７】
図３に示すように、振動子６が有する固有の周期をＴとすると、コイル９に時間Ｔ／２だけ駆動電流Ｉを与えると、すなわち時刻ｔ＝０で駆動電流Ｉを与え、時刻ｔ＝Ｔ／２のときに駆動電流Ｉを遮断すると、振動子６に図３Ｂに点線で示すような減衰振動（ａ）を生じさせることができる。
【００５８】
このときの減衰振動（ａ）の最大振幅量ｈ０は、コイル９と磁界形成部３ａ，３ｂとの間に発生する前記吸引力および反発力の合力より一義的に決定されるため、これ以上最大振幅量ｈ０を大きくすることができない状態にある。
【００５９】
このため、タッチパネルなどを操作したときのクリック振動として振動発生装置１を使用するときに、操作者に対し十分な振動を与えることができない場合がある。
【００６０】
そこで、本発明では図３Ａに示すように減衰振動（ａ）の１周期目の終了と同時に、即ち時刻ｔ＝Ｔのときに新たに駆動電流Ｉをコイル９に与えるようにしている。
【００６１】
すなわち、図３Ｂに示すように、減衰振動（ａ）が存在しないと仮定した場合において時刻ｔ＝Ｔのときに駆動電流Ｉを与えると、振動子６は符号（ｂ）の一点鎖線で示す波形で減衰振動しようとするが、実際には減衰振動（ａ）が存在している。このため、振動子６の振動波形は、実線で示すように減衰振動（ａ）と減衰振動（ｂ）とが重なり合って形成される減衰振動（ｃ）とすることができる。
【００６２】
よって、減衰振動（ｃ）に示すように、振動子６をさらに大きな振幅量ｈ（＞ｈ０）で振動させることが可能である。また、前記の振幅量ｈでも十分でない場合には上記と同様に、すなわち時刻ｔ＝２Ｔ，３Ｔ，・・・のように振動子６の周期Ｔごとに駆動電流Ｉを繰り返し与えることにより、さらに大きな振幅量の振動を発生させることが可能である。このため、操作者に対し十分なクリック振動を与えることができる。
【００６３】
上記振動発生装置１では、基本的に駆動電流Ｉを時間Ｔ／２だけ与えることにより、振動子６を振動させることができる。このため、従来と比較して振動の立ち上がり時間を短縮できる。すなわち、応答時間の速い振動発生装置１を提供することができる。
【００６４】
なお、前記吸引力および反発力は、コイル９に発生する磁界の大きさ（ターン数と駆動電流Ｉとの積）と、磁界形成部３ａ，３ｂを構成する個々の磁石（下部磁石４ａ１，上部磁石４ａ２，下部磁石４ｂ１および上部磁石４ｂ２）が有する磁極の強さにより一義的に決定される。
【００６５】
また電流の流す方向を上記とは逆方向とすると、上記と同様の駆動力によって振動子６は中立位置（ｉ）から移動するが、移動の方向のみが上記と異なり、まず上方へではなく下方へ移動する。しかし、その後は上記と同様に、振動子６は振動子６の固有周波数によって振動し、徐々に減衰していく。
【００６６】
一方、歯切れのよいクリック振動を発生させるためには、振動の立ち上がり時間だけでなく立ち下り時間、すなわち減衰時間をも短くすることが必要である。
【００６７】
この場合には、コイル９に与える駆動電流Ｉの周波数を、振動子６の固有振動数とは異なる周波数で数回（例えば３〜４回）与えるようにすればよい。
【００６８】
例えば、駆動電流Ｉを与える回数が１回目や２回目の段階では、上記と同様に振動の振幅が合成されて増大されることがあるが、３回または４回目になると必ず振動子６がＺ１方向に立ち下がろうとするタイミングのときに、必ずＺ２方向に立ち上げようとする新たな振動が発生するため、振動子６の振動の振動減衰を加速、すなわち減速させることが可能である。
【００６９】
このように駆動電流Ｉの周波数を振動子６の固有振動数とは異なる周波数とすることにより、振動子６の振動の増大を抑制し、結果として減衰時間を短縮することができる。このため、振動開始の立ち上がり時間および振動停止の立ち下りが早い、すなわち歯切れのよい振動発生装置１を提供することができる。
【００７０】
図４は本発明の第２の実施の形態の振動発生装置を示す分解斜視図、図５は図４に示す振動発生装置を組み立てたときの、図示Ｙ２側からみた透視断面図、図６は図５のＶＩ―ＶＩ線での切断断面図、図７は図５のＶＩＩ―ＶＩＩ線での切断断面図である。
【００７１】
図４ないし図７において、図１Ａおよび図１Ｂに示す振動発生装置１と同様の部材等には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態の振動発生装置１Ａも、図１Ａおよび図１Ｂに示す振動発生装置１と同様に、例えば携帯電話やＰＤＡなど小型且つ薄型の電子機器に搭載され、タッチパネルやフェザータッチ式の入力装置等を操作したときに、操作確認のための振動（クリック振動）を発生させる装置として利用される。
【００７３】
振動発生装置１Ａは筐体２０を有しており、筐体２０は、図４および図５に示すように、小型かつ薄型で、図示Ｘ１−Ｘ２方向に延びる上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂからなる。図５に示すように、筐体２０内の図示Ｘ２方向およびＸ１方向の両側には磁界形成部３０ａ，３０ｂが設けられている。
【００７４】
下部筐体２０ｂの図示Ｘ２側の端部は、図示Ｚ１方向に折り曲げられており、折り曲げ部２０ｂ１が形成されている。上部筐体２０ａと下部筐体２０ｂとは、上部筐体２０ａを折り曲げ部２０ｂ１を基準に位置合わせをし、図５に示すように、ホルダ４０を介して図示Ｚ１−Ｚ２方向に固定される。
【００７５】
磁界形成部３０ａ，３０ｂは、振動発生装置１の場合と異なり、ばねプレート５０に板ばねなどから形成される１対の弾性支持部材５０ａ，５０ｂによって支持された振動子６０を構成している。
【００７６】
ばねプレート５０は、その基部５０ｃが下部筐体２０ｂの底部２０ｂ２の上面に対し、液状の接着剤などの固定手段を用いて固定されることによって、下部筐体２０ｂに固定される。
【００７７】
弾性支持部材５０ａ，５０ｂは、振動発生装置１の場合と同様に、板ばねなど図示Ｚ１−Ｚ２方向に弾性変形可能な部材で形成されており、可動有効長ｕからなる変形部５０ａ１，５０ｂ１と、振動子６０を載置する固定部５０ａ２，５０ｂ２とを有しており、変形部５０ａ１，５０ｂ１が図示Ｚ１−Ｚ２方向に弾性変形可能とされている。
【００７８】
本実施の形態に示す弾性支持部材５０ａ，５０ｂは、図５に示すように、下部筐体２０ｂの底部２０ｂ２の上面とヨークフレーム７０との間に傾斜状に設置されており、固定部５０ａ２，５０ｂ２側が変形部５０ａ１，５０ｂ１の可動有効長ｕを半径とする軌跡に沿って上下方向に移動（振動）することが可能となっている。
【００７９】
なお、本実施の形態においても、振動発生装置１の場合と同様に、下部筐体２０ｂの底部２０ｂ２の上面で、かつばねプレート５０の基部５０ｃの近傍に逃げ穴（図示せず）を設けてもよい。このようにすると、基部５０ｃからはみ出た余分な接着剤を、前記逃げ穴から下部筐体２０ｂの外方へ逃がすことができる。その結果、弾性支持部材５０ａ，５０ｂが適切に振動することができるようになる。
【００８０】
弾性支持部材５０ａ，５０ｂ上には、磁性材料からなり、図示Ｘ１−Ｘ２方向に延びるヨークフレーム７０が固定される。
【００８１】
図４に示すように、ヨークフレーム７０の底面中央部には、貫通した矩形状の開口部７０ａが形成され、ヨークフレーム７０の底面のうち図示Ｘ２方向には載置部７０ｂが設けられ、図示Ｘ１方向には載置部７０ｃが設けられている。ヨークフレーム７０は、その載置部７０ｂの下面と弾性支持部材５０ａの固定部５０ａ２とが接着剤などにより固定され、同様に、載置部７０ｃの下面と弾性支持部材５０ｂの固定部５０ｂ２とが接着剤などにより固定されて、弾性支持部材５０ａ，５０ｂと固定される。ヨークフレーム７０の図示Ｘ２方向の端部は、図示Ｚ１方向に折り曲げられて、折り曲げ部７０ｄが形成されており、図示Ｘ１方向の端部は、図示Ｚ１方向に折り曲げられて、折り曲げ部７０ｅが形成されている。
【００８２】
一方の磁界形成部３０ａは、下部磁石４ａ１の上に上部磁石４ａ２が積層され、積層された両磁石が、その図示Ｘ２側の端面を折り曲げ部７０ｄに接するように載置部７０ｂに載置されて形成されている。他方の磁界形成部３０ｂも同様に、下部磁石４ｂ１の上に上部磁石４ｂ２が積層され、積層された両磁石が、その図示Ｘ１側の端面を折り曲げ部７０ｅに接するように載置部７０ｃに載置されて形成されている。なお、図５に示すように、積層された両磁石の板厚寸法と折り曲げ部７０ｄ，７０ｅの高さ寸法はほぼ一致している。
【００８３】
本実施の形態の振動子６０は、振動発生装置１の場合と異なり、ヨークフレーム７０と、磁界形成部３０ａを構成する下部磁石４ａ１および上部磁石４ａ２と、磁界形成部３０ｂを構成する下部磁石４ｂ１および上部磁石４ｂ２とからなる。
【００８４】
そして、本実施の形態では、振動発生装置１の場合と異なり、芯棒８の外周にボビン（図示せず）を介してコイル９が巻回されてなる磁界発生部８０が、ばねプレート５０の基部５０ｃのうち、弾性支持部材５０ａと５０ｂの間の部分に接着剤などで固定され、ヨークフレーム７０の開口部７０ａ内に挿入される。そして、挿入された磁界発生部８０の上面が、接着剤などで上部筐体２０ａに固定される。すなわち、磁界発生部８０は、ばねプレート５０を介して下部筐体２０ｂに固定され、かつ上部筐体２０ａに固定されて、上下方向には移動しないように設けられている。このため、磁界発生部が振動子として上下方向に移動する振動発生装置１の場合と比べて、芯棒８の外周にコイル９を容易に巻回することができ、振動発生装置１Ａの組み立てを容易に行うことができる。
【００８５】
図５に示す初期状態、すなわちコイル９に電流を与えない状態においては、弾性支持部材５０ａ，５０ｂが変形し、振動子６０が図示Ｚ２方向に移動させられると、磁界形成部３０ｂを構成する下部磁石４ｂ１および上部磁石４ｂ２の図示Ｘ２側の端面が、磁界発生部８０の図示Ｘ１側の端面に接近させられる。逆に、振動子６０が図示Ｚ１方向に移動させられると、磁界形成部３０ａを構成する下部磁石４ａ１および上部磁石４ａ２の図示Ｘ１側の端面が、磁界発生部８０の図示Ｘ２側の端面に接近させられる。
【００８６】
このとき、芯棒８は鉄心など磁石に吸着されやすい材料で形成されているため、振動子６０が図示Ｚ２方向に移動させられると、磁界形成部３０ｂを構成する下部磁石４ｂ１および上部磁石４ｂ２の図示Ｘ２側の端面が、芯棒８の図示Ｘ１側の端面に吸着させられ、同様に、振動子６０が図示Ｚ１方向に移動させられると、磁界形成部３０ａを構成する下部磁石４ａ１および上部磁石４ａ２の図示Ｘ１側の端面が、芯棒８の図示Ｘ２側の端面に吸着させられる。この場合、コイル９に流す電流の向きによっては、振動子６０に振動を発生させることができなくなるおそれがある。
【００８７】
そこで、前記初期状態においては、磁界発生部８０の板厚方向の中心Ｐが、磁界形成部３０ａを構成する下部磁石４ａ１と上部磁石４ａ２との接合面３０ａ１、および磁界形成部３０ｂを構成する下部磁石４ｂ１と上部磁石４ｂ２との接合面３０ｂ１に、高さ方向において一致する中立位置となるようにバランス調整されている。そして、前記中立位置では振動発生装置１と同様に、磁界発生部８０の両側（図示Ｘ１側およびＸ２側）の端面と磁界形成部３０ａ，３０ｂの内側の端面との間にそれぞれ所定の間隔Ｌａ，Ｌｂがあけられている。
【００８８】
次に、本実施の形態の振動発生装置１Ａの動作について説明する。
図８は振動子が中立位置から下方へ移動したときの図、図９は振動子が中立位置から上方へ移動したときの図である。なお、図８および図９においては、芯棒にはハッチングを施していない。また、符号を省略した部材等は図５と共通の部材等である。
【００８９】
振動子６０が前記中立位置にある初期状態において、コイル９に対して図示Ｘ２側からＸ１方向に向かって図５に示す方向（図６の反時計回り方向）の駆動電流Ｉを流すと、振動発生装置１の場合と同様の原理によって、芯棒８の磁界形成部３０ａ側の端部８ａと下部磁石４ａ１との間には反発力が作用し、上部磁石４ａ２との間には吸引力が作用する。すると、本実施の形態では磁界発生部８０が固定されているため、振動発生装置１の場合と異なり、磁界形成部３０ａに下向きの力が作用する。同様に、芯棒８の磁界形成部３０ｂ側の端部８ｂと下部磁石４ｂ１との間には反発力が作用し、上部磁石４ｂ２との間には吸引力が作用し、磁界形成部３０ｂに下向きの力が作用する。したがって、振動子６０全体には前記反発力および前記吸引力の合力が同時に駆動力として作用するため、図８に示すように、振動子６０全体が下方（図示Ｚ２方向）へと移動させられる。
【００９０】
この状態からコイル９に流れる駆動電流Ｉを遮断すると、前記駆動力が消滅するため、振動子６０に作用している弾性支持部材５０ａ，５０ｂの弾性力により、振動子６０は図示Ｚ１方向の元の中立位置に復帰しようとする。ただし、振動子６０には慣性力が作用するため、図９に示すように、前記中立位置を越えた図示Ｚ１方向の位置まで移動させられる。以後、これらを繰り返すことにより、振動子６０は、安定状態である前記中立位置に至るようになる。
【００９１】
このように、本実施の形態の振動発生装置１Ａにおいても、振動発生装置１の場合と同様に、芯棒８の両端部８ａ，８ｂと、磁界形成部３０ａ，３０ｂとの間に作用する吸引力と反発力との合力により振動を生じさせることができる。
【００９２】
上記においては、磁界形成部３０ａ，３０ｂにおいて利用される磁石は、振動発生装置１の場合と同様に、前記１対の磁石には限定されず、端面をＮ極とＳ極の両極に着磁した１つの磁石を利用してもよい。
【００９３】
また、本実施の形態の振動発生装置１Ａにおいても、振動発生装置１の場合と同様に、コイル９に図３Ａに示すように駆動電流Ｉを与えると、図３Ｂの（ｃ）の振動を発生させることができ、操作者に対し十分なクリック振動を与えることができる。また、従来と比較して振動の立ち上がり時間および立ち下り時間を短縮することができ、歯切れのよい振動発生装置１Ａとすることができる。
【００９４】
本発明の振動発生装置１および１Ａは上記のような容易な構造によって良好な振動感を有する振動を確実に発生させることができるため、たとえばＰＤＡのような小型の電子機器に搭載することができる。ＰＤＡに搭載した場合には、操作者がＰＤＡのタッチパネルの画面やメンブレンスイッチ等を電子ペンや指などで操作したときに、前記良好なクリック振動を操作者に伝えることができる。しかも、歯切れの良いクリック振動であるため、操作者が素早い操作を行った場合であっても、操作者には個々の操作に応じたクリック振動を確実に認識させることできる。
【００９５】
なお、本発明の振動発生装置が搭載される小型の電子機器は、ＰＤＡには限定されず、携帯電話や携帯オーディオ、電子辞書、リモコンにも搭載でき、バッテリー残量不足等の警告を振動によって携帯者に確実に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１Ａは本発明の第１の実施の形態の振動発生装置を示す断面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線での切断断面図、
【図２】図１Ａの要部として振動子と筐体の内面との間を拡大して示す要部拡大図、
【図３】図３は振動の立ち上がり時間を短くする場合に駆動電流と振動との関係を示すタイミング波形図であり、Ａはコイルに与える駆動電流の出力のタイミングを示すパルス信号、Ｂは振動子に生じる減衰振動、
【図４】本発明の第２の実施の形態の振動発生装置を示す分解斜視図、
【図５】図４に示す振動発生装置を組み立てたときの、図示Ｙ２側からみた透視断面図、
【図６】図５のＶＩ―ＶＩ線での切断断面図、
【図７】図５のＶＩＩ―ＶＩＩ線での切断断面図、
【図８】振動子が中立位置から下方へ移動したときの図、
【図９】振動子が中立位置から上方へ移動したときの図、
【図１０】従来の振動発生装置を示す斜視図
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ  振動発生装置
２，２０  筐体
２ｂ  逃げ穴
３ａ，３ｂ，３０ａ，３０ｂ  磁界形成部
４ａ１，４ｂ１  下部磁石
４ａ２，４ｂ２  上部磁石
５ａ，５ｂ  ヨーク部材
６，６０  振動子
７，５０ａ，５０ｂ  弾性支持部材（板バネ）
７ａ，５０ａ１，５０ｂ１  変形部
７ｂ  下部固定部
８  芯棒
９  コイル
１０  ボビン
２０ａ  上部筐体
２０ｂ  下部筐体
４０  ホルダ
５０  ばねプレート
５０ｃ  基部
ヨークフレーム  ７０
７０ａ  開口部
７０ｂ，７０ｃ  載置部
８０  磁界発生部
ｓ，ｕ  可動有効長
【図１】
2006055832.tif 000003
【図２】
2006055832.tif 000004
【図３】
2006055832.tif 000005
【図４】
2006055832.tif 000006
【図５】
2006055832.tif 000007
【図６】
2006055832.tif 000008
【図７】
2006055832.tif 000009
【図８】
2006055832.tif 000010
【図９】
2006055832.tif 000011
【図１０】
2006055832.tif 000012