CN112018990A - 致动器以及触觉装置 - Google Patents

Abstract

一种致动器及触觉装置，能输出多个共振频率的振动及多个方向的振动。致动器(1)具备：连接于可动体(6)及支承体(2)上的连接体(9)；以及使可动体相对于支承体振动的磁驱动电路(10)。致动器中，可动体相对于支承体在与第一方向(Z)交叉的第二方向(X)上振动时的共振频率(fA)和可动体相对于支承体在与第二方向正交的第三方向(Y)上振动时的共振频率(fB)不同。例如，就连接体(9)的一部分(第二连接体)而言，当可动体在第二方向上振动时，在剪切方向上变形，当可动体在第三方向上振动时，在伸缩方向上变形。由此，利用粘弹性体的剪切方向的弹簧常数和伸缩方向的弹簧常数的不同，形成由振动方向产生的共振频率的差异。

Description

致动器以及触觉装置

技术领域

本发明涉及一种使可动体振动的致动器以及触觉装置。

背景技术

以往，使用了一种致动器，其具备可动体和固定体，该可动体具备磁体和线圈中的一方，该固定体具备磁体和线圈中的另一方，通过使驱动电流流过线圈，使可动体相对于固定体振动。这种致动器采用弹性体或粘弹性体作为连接固定体和可动体的连接体。

在专利文献1中公开了一种使重块振动的振动发生装置。专利文献1的振动发生装置在作为固定体的框体的内部配置有可动底座及重块和磁驱动部。重块与设置于可动底座上的第一弹性变形部连接，设置于可动底座上的第二弹性变形部与框体连接。磁驱动部具备配置于重块上的线圈和配置于可动底座上的磁体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－93623号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在通过连接体连接可动体和固定体的致动器中，具有如下振动特性：当由可动体的质量和连接体的弹簧常数确定的共振频率和向线圈流过的驱动电流的频率(驱动频率)一致时，可动体的加速度变为最大。因此，可以输出大的振动的频率被共振频率限定，不能输出各种频率的振动。

在专利文献1的振动发生装置中，设定第一弹性变形部和第二弹性变形部的弯曲弹性模量，使得重物相对于可动底座振动时的共振频率和可动底座及重物相对于框体振动时的共振频率不同。因此，因为共振频率不是一个而是存在多个，所以能够输出多个频率的振动。

但是，在专利文献1的振动发生装置中，在以第一共振频率振动时和以第二共振频率振动时，不同的弹性变形部弹性变形。因此，需要按每个共振频率设置不同的弹性变形部，所以振动系统的结构复杂化。另外，当以第一共振频率振动时，重块振动，当以第二共振频率振动时，可动底座及重块振动，连振动部分的范围也会发生变化。因此，有可动底座相对于框体振动的情况和重物相对于可动底座振动的情况，所以结构变得更复杂。

另外，在专利文献1的振动发生装置中，因为磁驱动部使重物振动的方向仅为一个方向，所以不能产生互不相同的多个方向的振动。以往，在产生多个方向的振动的致动器中，需要为每个振动方向设置磁驱动部。因此，因为需要设置多个磁驱动部，所以结构复杂化，控制也复杂化。

鉴于上述问题，本发明的技术问题在于提出一种能够在不使致动器的结构复杂化的情况下输出多个共振频率的振动及多个方向的振动的结构。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的致动器的特征在于，具有：支承体；可动体；连接体，所述连接体连接到所述可动体及所述支承体；以及磁驱动电路，所述磁驱动电路具备线圈及在第一方向上与所述线圈对置的磁体，使所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的方向上相对振动，所述连接体构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动的第一振动系统，且构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第二方向正交的第三方向上振动的第二振动系统，所述第一振动系统的共振频率和所述第二振动系统的共振频率不同。

根据本发明，可动体、支承体及连接体构成为：可动体能够在相互正交的两个方向上振动，在两个方向中的任一方向(第二方向)上振动时和在两个方向中的另一方向(第三方向)上振动时，使可动体振动的振动系统的共振频率不同。因此，可以由共用的连接体构成共振频率不同的多个振动系统。另外，不仅是共振频率不同，而且振动的方向也不同。因此，能够以简单的结构输出两种共振频率及两种方向的振动。

在本发明中，理想的是，所述连接体的至少一部分是粘弹性体，所述粘弹性体配置于如下位置：当所述可动体沿所述第二方向和所述第三方向中的一方向振动时，所述粘弹性体在剪切方向上变形，当所述可动体沿所述第二方向和所述第三方向中的另一方向振动时，所述粘弹性体在伸缩方向上变形。这样一来，就同一粘弹性体而言，当可动体向一方向振动时，被用作具有剪切方向的弹簧常数的部件，当可动体向另一方向振动时，被用作具有伸缩方向的弹簧常数的部件。因此，利用粘弹性体的剪切方向的弹簧常数和伸缩方向的弹簧常数的不同，能够根据振动方向改变连接体的弹簧常数的强弱。由此，能够以简单的结构改变第一振动系统和第二振动系统的共振频率。

在本发明中，理想的是，所述连接体具备第一连接体和配置于与所述第一连接体不同的位置的第二连接体，所述第二连接体是粘弹性体，所述粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第二方向和所述第三方向中的任一方向上对置的位置。这样一来，即使可动体在第二方向和第三方向中的任一方向上振动，第一连接体均剪切变形，当可动体在第二方向和第三方向中的任一方向上振动时，第二连接体发生剪切变形，并且当可动体在第二方向和第三方向中的另一方向上振动时，第二连接体在伸缩方向上变形。因此，当可动体在第二方向和第三方向中的任一方向上振动时，第一连接体的剪切方向的弹簧常数和粘弹性体(第二连接体)的剪切方向的弹簧常数的合成值为连接体整体的弹簧常数，当可动体在第二方向和第三方向中的另一方向上振动时，第一连接体的剪切方向的弹簧常数和粘弹性体的伸缩方向的弹簧常数的合成值为连接体整体的弹簧常数。因此，因为连接体整体的弹簧常数根据可动体的振动方向而改变，所以能够形成由振动方向产生的共振频率的差异。

在本发明中，理想的是，所述第一连接体是粘弹性体，所述粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第一方向上对置的位置。这样一来，可以通过第一连接体以能够向第二方向及第三方向振动的状态支承可动体。另外，因为第一连接体在向第二方向及第三方向中的任一方向振动时均发生剪切变形，所以第一连接体的弹簧常数不变。因此，是使用相同部件作为第一连接体及第二连接体的结构，同时能够实现弹簧常数根据振动方向而变化的结构。

在本发明中，理想的是，所述连接体是粘弹性体，所述粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第二方向和所述第三方向中的任一方向上对置的位置。这样，即使是沿第二方向或第三方向配置连接体而不沿第一方向配置的结构，也能够实现弹簧常数根据振动方向而变化的结构。另外，能够减少连接体的数量。

在本发明中，理想的是，所述磁驱动电路产生第四方向的驱动力，所述第四方向是包括所述第二方向及所述第三方向的面内方向，且不同于所述第二方向及所述第三方向。这样，通过将相对于两个振动方向倾斜的方向设为驱动方向，即使驱动方向是一个方向，也能够在第二方向及第三方向这两个方向上激发可动体。因此，无需为每个驱动方向设置不同的磁驱动电路，能够通过控制共用的磁驱动电路的驱动频率，改变可动体的振动方向及振动频率。由此，能够简化致动器1的结构及控制。

在本发明中，理想的是，所述磁体在所述第四方向上分极，所述线圈的中心位于所述磁体的磁化分极线上。这样一来，能够以简单的结构产生第四方向的驱动力。

在本发明中，理想的是，具备在所述第一方向上对置的多组所述磁体及所述线圈，所述多组所述磁体及所述线圈在所述第二方向或所述第三方向上排列。这样一来，在致动器是在第二方向上长的平面形状的情况下，能够有效使用致动器内的空间，配置许多磁体和线圈对。由此，因为能够以大的驱动力使可动体振动，所以能够输出大的振动。

发明效果

根据本发明，可动体、支承体及连接体中可动体能够在相互正交的两个方向上振动，在两个方向中的任一方向(第二方向)上振动时和在两个方向中的另一方向(第三方向)上振动时，使可动体振动的振动系统的共振频率不同。因此，可以由共用的连接体构成共振频率不同的多个振动系统。另外，不仅是共振频率不同，振动的方向也不同。因此，能够以简单的结构输出两种共振频率及两种方向的振动。

附图说明

图1是本发明的实施方式的致动器的外观立体图。

图2是图1的致动器的分解立体图。

图3是从第一方向的另一侧观察到的移除外装壳体及供电基板的致动器的分解立体图。

图4是从第一方向的一侧观察到的移除外装壳体及供电基板的致动器的分解立体图。

图5是移除外装壳体及供电基板的支承体的分解立体图。

图6是线圈支架、连接体及磁驱动电路的俯视图。

图7是示意性地表示致动器的振动特性的说明图。

附图标记说明

1…致动器；2…支承体；3…外装壳体；4…线圈支架；5…线圈；6…可动体；7…磁体；8…磁轭；9…连接体；10…磁驱动电路；30…供电基板；31…第一壳体部件；32…第二壳体部件；33、34…缺口；35…卡合孔；41…板部，42、43…缺口部；44、45…开口部；47…第一板；48…第二板；510…空芯部；70…磁化分极线；71…第一永磁体；72…第二永磁体；81…第一磁轭；82…第二磁轭；91…第一连接体；92…第二连接体；311、321…侧板部；401…凸部；402…卡合凸部；410…线圈配置孔；413、414、415、417、418、419…侧板部；414s、415s、418s、419s…内表面；471、481…缺口部；472、482…爪部；811…第一板部；812…伸出部；813…第一连接部；821…第二板部；822…伸出部；823…第二连接部；F…第四方向；X…第二方向；Y…第三方向；Z…第一方向。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，将相互正交的三个方向分别设为第一方向Z、第二方向X及第三方向Y进行说明。另外，在第二方向X的一侧标注X1，在第二方向X的另一侧标注X2，在第三方向Y的一侧标注Y1，在第三方向Y的另一侧标注Y2，在第一方向Z的一侧标注Z1，在第一方向Z的另一侧标注Z2进行说明。

应用本发明的致动器1具备使可动体6相对于支承体2相对移动的磁驱动电路10。磁驱动电路10具备磁体7和与磁体7对置的线圈5。磁驱动电路10可以采用：线圈5设置于支承体2侧、磁体7设置于可动体6侧的方式；以及磁体7设置于支承体2侧、线圈5设置于可动体6侧的方式。以下说明的实施方式中，线圈5设置于支承体2，磁体7设置于可动体6。

图1是本发明的实施方式的致动器1的外观立体图。图2是图1的致动器1的分解立体图。图3是从第一方向Z的另一侧Z2观察到的移除外装壳体3及供电基板30的致动器1的分解立体图。图4是从第一方向的另一侧观察到的移除外装壳体3及供电基板30的致动器1的分解立体图。图5是移除外装壳体3及供电基板30的支承体2的分解立体图。图6是线圈支架4、连接体9及磁驱动电路10的俯视图。

(整体结构)

如图1所示，实施方式1的致动器1是长度方向朝向第三方向Y的长方体形状。如图2所示，致动器1具有包括方形的外装壳体3的支承体2和在外装壳体3的内部被支承为能够在第二方向X及第三方向Y上相对于支承体2相对移动的可动体6。支承体2具备外装壳体3、线圈支架4、线圈5(参照图5)及供电基板30。可动体6具备磁体7(参照图3、图4)及磁轭8。

线圈5和磁体7在第一方向Z上对置，构成使可动体6在第二方向X及第三方向Y上振动的磁驱动电路10(参照图6)。在本实施方式中，两组磁驱动电路10沿第三方向Y排列。

可动体6隔着配置于可动体6和支承体2之间的连接体9被支承体2支承。如图2～图4所示，连接体9具备：第一连接体91，其配置于可动体6和支承体2在第一方向Z上对置的位置；以及第二连接体92，其配置于可动体6和支承体2在第二方向X上对置的位置。在本实施方式中，连接体9由粘弹性体构成。

致动器1能够用作通过可动体6在第二方向X或第三方向Y上振动来给予使用致动器1或安装了致动器1的设备等的人触觉的振动设备。例如，致动器1能够组装到游戏机的操作部件、操作面板、汽车的方向盘或座位等中使用。将致动器1用作触觉装置时，因为可动体6在第二方向X上振动时的共振频率fA(参照图7)和可动体6在第三方向Y上振动时的共振频率fB(参照图7)不同，所以能够调整施加于线圈5的交流波形的频率，使可动体6以两种方向及频率振动。因此，能够让使用者感觉到两种不同的振动。另外，如果调整施加于线圈5的交流波形，并使可动体6向一侧移动的加速度和可动体6向另一侧移动的加速度不同，则使用者能够感觉到具有方向性的振动。

(可动体)

如图3、图4所示，在可动体6中，磁体7具备第一永磁体71及第二永磁体72。第一永磁体71在第一方向Z的一侧Z1与线圈5对置，第二永磁体72在第一方向Z的另一侧Z2与线圈5对置。第一永磁体71及第二永磁体72分别将与第二方向X及第三方向Y交叉的方向(后述的第四方向F)的一侧和另一侧磁化成不同的极。在本实施方式中，将第二方向X的一侧X1及第三方向Y的另一侧Y2和第二方向X的另一侧X2及第三方向Y的一侧Y1磁化成不同的极。如上所述，在本实施方式中，因为具备两组磁驱动电路10，所以第一永磁体71及第二永磁体72分别沿第二方向X排列有两个。

磁轭8由磁性板构成，保持磁体7。如图3、图4所示，磁轭8是装配第一磁轭81和位于第一磁轭81的第一方向Z的另一侧Z2的第二磁轭82这两个部件而构成的。第一磁轭81具备平板状的第一板部811。第二磁轭82具备在第一方向Z上与第一板部811对置的第二板部821。第一板部811及第二板部821是将第三方向Y作为长度方向的大致长方形。如图3所示，第一永磁体71被保持于第一板部811的第一方向Z的另一侧Z2的表面上。另外，如图4所示，第二永磁体72被保持于第二板部821的第一方向Z的一侧Z1的表面上。

第一磁轭81具备：一对伸出部812，其从第一板部811的第三方向Y的中央部分向第二方向X的一侧X1及另一侧X2伸出；以及第一连接部813，其从第一板部811的第三方向Y的两端向第一方向Z的另一侧Z2突出。另外，第二磁轭82具备：一对伸出部822，其从第二板部821的第三方向Y的中央部分向第二方向X的一侧X1及另一侧X2伸出；以及第二连接部823，其从第二板部821的第三方向Y的两端向第一方向Z的一侧Z1突出。在第一磁轭81和第二磁轭82中，第一连接部813的前端部分和第二连接部823的前端部分通过焊接等方法连接。

(支承体)

如图1、图2所示，在支承体2中，外装壳体3具备第一壳体部件31及第二壳体部件32。在第一壳体部件31和第二壳体部件32之间收纳有线圈支架4、线圈5及可动体6。外装壳体3装配成设置于第二壳体部件32的第二方向X的两侧的一对侧板部321盖在设置于第一壳体部件31的第二方向X的两侧的一对侧板部311上的状态。外装壳体3的第三方向Y的两端为开口部，供电基板30配置在第三方向Y的一侧Y1的开口部。

在第一壳体部件31的一对侧板部311，在第三方向Y的两端部形成有缺口33。在第二壳体部件32的一对侧板部321，在第三方向Y的两端部形成有缺口34。另外，在第二壳体部件32的侧板部321，在第三方向Y上分开的两个部位形成有卡合孔35。

线圈支架4是从第一方向Z观察时第三方向Y的长度大于第二方向X的宽度的长方形。如图2所示，在线圈支架4的第二方向X的另一侧X2的侧面，在第三方向Y的两端的两个部位形成有凸部401，并且在第三方向Y上分开的两个部位形成有卡合凸部402。

如图1所示，外装壳体3装配成线圈支架4的凸部401嵌入到第一壳体部件31的缺口33及第二壳体部件32的缺口34中，并且线圈支架4的卡合凸部402与第二壳体部件32的卡合孔35卡合。在线圈支架4的第二方向X的一侧X1的侧面也同样地形成有嵌入到第一壳体部件31的缺口33及第二壳体部件32的缺口34中的凸部，并且形成有与第二壳体部件32的卡合孔35卡合的卡合突部。

线圈支架4是从第一方向Z观察时第三方向Y的长度大于第二方向X的宽度的长方形。线圈支架4具备在第二方向X的中央沿第三方向Y延伸的板部41。如图5所示，在板部41，线圈配置孔410在第一方向Z上开口。线圈配置孔410是在内侧配置有线圈5的圆形的贯通孔，在第三方向Y上排列在两个部位。线圈5是具有圆环状的平面形状的空芯线圈，被保持于线圈支架4。线圈5在第三方向Y上并排配置两个。第一永磁体71在第一方向Z的一侧Z1与各线圈5对置，第二永磁体72在第一方向Z的另一侧Z2与各线圈5对置。

线圈支架4具备将板部41的第二方向X的两侧的边缘向内侧切除而形成的缺口部42、43。缺口部42、43设置于板部41的第三方向Y的中间部分。线圈支架4在缺口部42、43的第三方向Y的一侧Y1，具备从板部41的第三方向Y的一侧Y1的边缘朝向第一方向Z的一侧Z1突出的侧板部413，并且从板部41的第二方向X的一侧X1的边缘及第二方向X的另一侧X2的边缘朝向第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2突出有侧板部414、415。另外，在缺口部42、43的第三方向Y的另一侧Y2，从板部41的第三方向Y的另一侧Y2的边缘、第二方向X的一侧X1的边缘及第二方向X的另一侧X2的边缘朝向第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2突出有侧板部417、418、419。

在线圈支架4中，在设置于板部41的第三方向Y的一侧Y1的边缘的侧板部413的内侧(Y2侧)，设置有沿第一方向Z贯通板部41的开口部44。另外，在设置于板部41的第三方向Y的另一侧Y2的边缘的侧板部417的内侧(Y1侧)，设置有沿第一方向Z贯通板部41的开口部45。第一磁轭81和第二磁轭82的连接部(连接第一连接部813的前端部分和第二连接部823的前端部分的部分)及第二连接体92配置在开口部44、45。第二连接体92配置于第一磁轭81和第二磁轭82的连接部与线圈支架4的侧板部413、417在第三方向Y上对置的位置。

侧板部414、415的内表面414s、415s及侧板部418、419的内表面418s、419s作为限定可动体6在第二方向X上移动时的可动范围的限位部发挥作用。即，在板部41的第一方向Z的一侧Z1，第一磁轭81和内表面414s、415s、418s、419s在第二方向X上对置。另外，在板部41的第一方向Z的另一侧Z2，第二磁轭82和内表面414s、415s、418s、419s在第二方向X上对置。

另外，在线圈支架4中，在第三方向Y上分开的侧板部414和侧板部418之间及侧板部415和侧板部419之间，配置有第二磁轭82的伸出部822。因此，侧板部414和侧板部418及侧板部415和侧板部419作为限定可动体6在第三方向Y上移动时的可动范围的限位部发挥作用。

在线圈支架4上，以从第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2与板部41重叠的方式安装有第一板47及第二板48。第一板47及第二板48由非磁性材料构成。在本实施方式中，第一板47及第二板48由非磁性不锈钢板构成。

第一板47具有缺口部471和爪部472，该缺口部471是将第三方向Y的两端缘的中央以矩形切除而形成的，该爪部472从第二方向X的两侧向第一方向Z的一侧Z1倾斜地突出。同样地，第二板48具有缺口部481和爪部482，该缺口部481是将第三方向Y的两端缘的中央以矩形切除而形成的，该爪部482从第二方向X的两侧向第一方向Z的另一侧Z2倾斜地突出。缺口部471、481在第一方向Z上与设置于线圈支架4的板部41的开口部44、45重叠。另外，爪部472、482以弹性与形成于侧板部414、415、418、419的内表面414s、415s、418s、419s的槽状的凹部内部抵接。由此，第一板47及第二板48保持于线圈支架4上。

线圈5通过粘接剂固定于线圈支架4上。粘接剂填充于线圈5的空芯部510，流入线圈5和线圈支架4之间并固化。另外，粘接剂流入线圈5和第一板47之间、第一板47和线圈支架4之间、线圈5和第二板48之间及第二板48和线圈支架4之间并固化。因此，线圈5、第一板47、第二板48及线圈支架4由粘接剂流入并固化而形成的粘接剂层固定。将线圈5固定于线圈支架4的方法除了通过粘接剂固定的方法以外，还可以是嵌件一体成形等方法。

致动器1经由供电基板30从外部(上位设备)向线圈5供电。如图1、图2所示，供电基板30保持于线圈支架4中在第三方向Y的一侧被侧板部413、414、415围绕的开口部。从线圈5引出的线圈线(省略图示)沿着线圈支架4的板部41引出到供电基板30的第三方向Y的一侧Y1，向第一方向Z的另一侧Z2弯曲并连接到供电基板30。

(连接体)

可动体6被连接到可动体6及支承体2的第一连接体91及第二连接体92支承为能够在第二方向X及第三方向Y上相对于支承体2移动。第一连接体91配置于可动体6和支承体2在第一方向Z上对置的位置。另外，第二连接体92配置于可动体6和支承体2在第三方向Y上对置的位置。

第一连接体91在线圈支架4的第一方向Z的一侧Z1及第一方向Z的另一侧Z2各位置，配置于在第三方向Y上分开的两个部位。更详细来说，如图3所示，第一连接体91配置于第一磁轭81的第一板部811和第一板47的第三方向Y的一侧Y1的端部之间及第一板部811和第一板47的第三方向Y的另一侧Y2的端部之间这两个部位。另外，如图4所示，第一连接体91配置于第二磁轭82的第二板部821和第二板48的第三方向Y的一侧Y1的端部之间及第二板部821和第二板48的第三方向Y的另一侧Y2的端部之间这两个部位。第一连接体91的第一方向Z的两面分别通过粘接等方法固定于可动体6(第一板部811、第二板部821)及支承体(第一板47、第二板48)上。另外，第一连接体91在可动体6和支承体2之间处于在第一方向Z上被压缩的状态。

如图3、图4所示，第二连接体92配置在设置于线圈支架4的第三方向Y的两端部的开口部44、45。配置于开口部44的第二连接体92的第三方向Y的一侧Y1的面通过粘接等固定于线圈支架4的侧板部413，第三方向Y的另一侧Y2的面通过粘接等固定于配置在磁轭8的第三方向Y的一侧Y1的端部的第一连接部813及第二连接部823。另外，配置于开口部45的第二连接体92的第三方向Y的另一侧Y2的面通过粘接等固定于线圈支架4的侧板部417，第三方向Y的一侧Y1的面通过粘接等固定于配置在磁轭8的第三方向Y的另一侧Y2的端部的第一连接部813及第二连接部823。第二连接体92在可动体6和支承体2之间处于在第三方向Y上被压缩的状态。

可动体6在第二方向X上振动时，致动器1构成第一振动系统，其中，第一连接体91在剪切方向上变形，且第二连接体92也在剪切方向上变形。因此，第一振动系统中的连接体9整体上的弹簧常数为合成第一连接体91的剪切方向的弹簧常数和第二连接体92的剪切方向的弹簧常数而得的合成值。另一方面，可动体6在第三方向Y上振动时，致动器1构成第二振动系统，其中，第一连接体91在剪切方向上变形，且第二连接体92在伸缩方向上变形。因此，第二振动系统中的连接体9整体上的弹簧常数为合成第一连接体91的剪切方向的弹簧常数和第二连接体92的伸缩方向的弹簧常数而得的合成值。

就第一连接体91及第二连接体92而言，在剪切方向上变形时的弹簧常数和在伸缩方向上变形时的弹簧常数不同。在本实施方式中，第一连接体91及第二连接体92是粘弹性体。例如，第一连接体91及第二连接体92是由硅凝胶等构成的凝胶状部件。硅凝胶是粘弹性体，该粘弹性体在伸缩方向上变形时的弹簧常数为在剪切方向上变形时的弹簧常数的3倍左右。粘弹性体在与厚度方向交叉的方向(剪切方向)上变形的情况下，因为是被拉伸而伸长的方向的变形，所以具备线性分量大于非线性分量的变形特性。另外，在沿厚度方向被按压而压缩变形时，具备非线性分量大于线性分量的伸缩特性，另一方面，在沿厚度方向被拉伸而伸长的情况下，具备线性分量大于非线性分量的伸缩特性。

作第一连接体91及第二连接体92，也可以使用天然橡胶、二烯系橡胶(例如，苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶等)、非二烯系橡胶(例如，丁基橡胶、乙丙橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等)、热塑性弹性体等各种橡胶材料及它们的改性材料。

(磁驱动电路)

如图6所示，致动器1具备两组磁驱动电路10，每组磁驱动电路10包括一对环形线圈5和磁体7。各磁驱动电路10产生第四方向F的驱动力，该第四方向F是包括第二方向X及第三方向Y的面内方向，且不同于第二方向X及第三方向Y。例如，第四方向F是相对于第二方向X及第三方向Y倾斜45°的方向。在各磁驱动电路10中，磁体7的与线圈5对置的面被磁化成N极和S极，其磁化分极线70在与第四方向F正交的方向上延伸。在本实施方式中，磁体7被磁化为第四方向F成为相对于第二方向X及第三方向Y倾斜45°的方向。如上所述，在本实施方式中，作为磁体7，具备从第一方向Z的一侧Z1与线圈5对置的第一永磁体71和从第一方向Z的另一侧Z2与线圈5对置的第二永磁体72，第一永磁体71及第二永磁体72被磁化为在第一方向Z上与线圈5对置的面具有与第四方向F正交的磁化分极线70。

(致动器的驱动方法)

图7是示意性地表示致动器1的振动特性的说明图。图7的横轴是磁驱动电路10的驱动频率f，是流向线圈5的驱动电流的频率。另外，图7的纵轴是可动体6振动时的加速度。如上所述，致动器1构成为：在构成可动体6在第二方向X上振动的第一振动系统的情况和构成可动体6在第三方向Y上振动的第二振动系统的情况下，连接体9整体上以不同的弹簧常数变形。因此，就致动器1而言，第一振动系统的共振频率fA和第二振动系统的共振频率fB不同，如图7所示，在两个共振频率fA、fB下，可动体6的最大加速度频率变大。

磁驱动电路10产生的驱动力是包括第二方向X的分量和第三方向Y的分量的第四方向F的驱动力。因此，如果改变磁驱动电路10的驱动频率，则在设为与共振频率fA一致或与共振频率fA接近的值的驱动频率时，可动体6在第二方向X上大幅振动。因此，致动器1能够输出共振频率fA的第二方向X的振动。另外，在将磁驱动电路10的驱动频率设为与共振频率fB一致或与共振频率fB接近的值时，可动体6在第三方向Y上大幅振动，因此，致动器1能够输出共振频率fB的第三方向Y的振动。因此，致动器1仅通过调节共用的磁驱动电路10的驱动频率就能够输出不同振动方向且不同频率的振动。

(本实施方式的主要作用效果)

如上所述，本实施方式的致动器1具有支承体2、可动体6、连接到可动体6及支承体2的连接体9以及磁驱动电路10，磁驱动电路10具备线圈5及在第一方向Z上与线圈5对置的磁体7，且使可动体6相对于支承体2在与第一方向Z交叉的方向上振动。而且，连接体9构成可动体6相对于支承体2在与第一方向Z交叉的第二方向X上振动的第一振动系统，且构成可动体6相对于支承体2在与第二方向X正交的第三方向Y上振动的第二振动系统，第一振动系统的共振频率fA和第二振动系统的共振频率fB不同。

根据本实施方式，可动体6、支承体2及连接体9构成为：可动体6能够在相互正交的两个方向上振动，在两个方向中的任一方向(第二方向X)上振动时和在两个方向中的另一方向(第三方向Y)上振动时，共振频率不同。因此，能够由共用的连接体构成共振频率不同的多个振动系统。另外，进行振动的均是可动体6，且不会有因振动方向不同产生振动的部位不同的情况。此外，不仅是共振频率不同，而且振动的方向也不同。因此，能够以简单的结构输出两种共振频率的振动。由此，在作为触觉装置使用本实施方式的致动器1的情况下，可以从一个触觉装置输出多个振动，能够给予使用者多个触觉。另外，因为共振频率不再是精确定位，所以能够在宽范围的驱动频率下获得较大的振动感。

在本实施方式中，连接体9的至少一部分是粘弹性体，连接体9的一部分(第二连接体92)配置于如下位置：当可动体6在第二方向X上振动时，该连接体9的一部分在剪切方向上变形，当可动体6在第三方向Y上振动时，该连接体9的一部分在伸缩方向上变形。根据这样的配置，就同一粘弹性体(第二连接体92)而言，可动体6在第二方向X上振动时，被用作具有剪切方向的弹簧常数的部件，可动体6在第三方向Y上振动时，被用作具有伸缩方向的弹簧常数的部件。因此，利用粘弹性体的剪切方向的弹簧常数和伸缩方向的弹簧常数的不同，能够根据振动方向改变连接体9的弹簧常数的强弱。由此，能够以简单的结构形成由振动方向产生的共振频率的差异。

本实施方式的连接体9具备第一连接体91和配置于与第一连接体91不同的位置的第二连接体92，第二连接体92是配置于可动体6和支承体2在第三方向Y上对置的位置的粘弹性体。这样一来，当可动体6在第二方向X上振动时，第一连接体91的剪切方向的弹簧常数和粘弹性体(第二连接体92)的剪切方向的弹簧常数的合成值为连接体9整体上的弹簧常数，当可动体6沿第三方向Y的另一侧振动时，第一连接体91的剪切方向的弹簧常数和粘弹性体的伸缩方向的弹簧常数的合成值为连接体9整体上的弹簧常数。因此，因为连接体9的弹簧常数根据可动体6的振动方向而改变，所以能够改变第一振动系统的共振频率fA和第二振动系统的共振频率fB。

本实施方式的第一连接体91是配置于可动体6和支承体2在第一方向Z上对置的位置的粘弹性体。这样一来，可以通过第一连接体91以能够在第二方向X及第三方向Y上振动的状态支承可动体6。另外，因为在第二方向X及第三方向Y中的任一方向上振动时，第一连接体91均发生剪切变形，所以第一连接体91的弹簧常数不变。因此，是使用相同部件作为第一连接体91及第二连接体92的结构，同时能够实现弹簧常数根据振动方向的不同而变化的结构。

本实施方式的磁驱动电路10产生第四方向F的驱动力，该第四方向F是包括第二方向X及第三方向Y的面内方向，且不同于第二方向X及第三方向Y。这样，通过将相对于两个振动方向倾斜的方向设为驱动方向，即使驱动方向是一个方向，也能够在第二方向X及第三方向Y这两个方向上激发可动体6。因此，无需为每个驱动方向设置不同的磁驱动电路，通过控制共用的磁驱动电路10的驱动频率，能够改变可动体6的振动方向及振动频率。由此，能够简化致动器1的结构及控制。

本实施方式的磁驱动电路10具备在第四方向F上分极的磁体7和圆形的线圈5，线圈5的中心位于磁体7的磁化分极线上。这样一来，能够以简单的结构产生第四方向的驱动力。

在本实施方式中，具备由在第一方向Z上对置的磁体7及线圈5的组构成的多个磁驱动电路10，多个磁驱动电路10沿第三方向Y排列。这样一来，能够有效利用致动器1内的在第三方向Y上长的空间来配置多个磁体7和线圈5的组。由此，因为能够以大的驱动力使可动体6振动，所以能够输出大的振动。此外，在致动器1是在第二方向X上长的平面形状的情况下，将多个磁驱动电路10沿第二方向X排列即可。

(变形例)

(1)上述实施方式中，连接体9全部是粘弹性体，但只要连接体9的至少一部分(在本实施方式中为第二连接体92)是粘弹性体，就能够利用剪切方向的变形和伸缩方向的变形中的弹簧常数的差异，产生基于振动方向的弹簧常数的强弱，能够具有多个共振频率。例如，在上述实施方式中，第一连接体91也可以是弹性体。另外，也可以是不使用第一连接体91的结构。

(2)上述实施方式中，将第二连接体92配置于可动体6和支承体2在第三方向Y上对置的位置，但第二连接体92的位置也可以是可动体6和支承体2在第二方向X上对置的位置。在这种情况下，当可动体6在第二方向X上振动时，第二连接体92在伸缩方向上变形，当可动体6在第三方向Y上振动时，第二连接体92在剪切方向上变形。因此，能够使共振频率和振动方向的组合与上述方式相反。另外，也可以将配置第二连接体92的位置设为可动体6和支承体2在第二方向X上对置的位置及可动体6和支承体2在第三方向Y上对置的位置这两个位置。

(3)上述实施方式中，将磁体7(第一永磁体71及第二永磁体72)配置于相对于线圈5的第一方向Z的两侧，但也可以将磁体7仅配置于相对于线圈5的第一方向Z的一侧Z1或另一侧Z2。

(4)在上述实施方式中，将线圈支架4及线圈5设置于支承体2，将磁体7(第一永磁体71及第二永磁体72)及磁轭8(第一磁轭81及第二磁轭82)设置于可动体6，但也可以在将线圈支架4及线圈5设置于可动体6、将磁体7(第一永磁体71及第二永磁体72)及磁轭8(第一磁轭81及第二磁轭82)设置于支承体2的致动器中应用本发明。

(5)在上述实施方式中，具备两组磁体7和线圈5的组，但也可以是一组或三组以上。另外，在磁体7和线圈5的组为三组以上的情况下，也可以在第二方向X及第三方向Y上分别排列多个。

(6)线圈5的平面形状可以设为圆形以外的形状。例如，也可以是长圆形、椭圆形、四边形、圆角四边形等。此外，线圈5的大小优选与磁体7大致相等。例如，在圆形线圈5的情况下，优选将线圈5的直径设为与磁体7的一个边的长度大致相同。

(7)在上述实施方式中，第一连接体91和第二连接体92是相同种类(材质)的粘弹性体，但也可以是不同种类的粘弹性体。在第一连接体91和第二连接体92的种类不同的情况下，优选第一连接体91的弹簧常数小而第二连接体92的弹簧常数大的组合。

Claims (9)

1.一种致动器，其特征在于，具有：

支承体；

可动体；

连接体，所述连接体连接于所述可动体及所述支承体；以及

磁驱动电路，所述磁驱动电路具备线圈及在第一方向上与所述线圈对置的磁体，且使所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的方向上相对振动，

所述连接体构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动的第一振动系统，且构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第二方向正交的第三方向上振动的第二振动系统，

所述第一振动系统的共振频率和所述第二振动系统的共振频率不同。

2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，

所述连接体的至少一部分是粘弹性体，

所述粘弹性体配置于如下位置：当所述可动体沿所述第二方向和所述第三方向中的一方向振动时，所述粘弹性体在剪切方向上变形，当所述可动体沿所述第二方向和所述第三方向中的另一方向振动时，所述粘弹性体在伸缩方向上变形。

3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，

所述连接体具备第一连接体和配置于与所述第一连接体不同的位置的第二连接体，

所述第二连接体是粘弹性体，该粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第二方向和所述第三方向中的任一方向上对置的位置。

4.根据权利要求3所述的致动器，其特征在于，

所述第一连接体是粘弹性体，该粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第一方向上对置的位置。

5.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，

所述连接体是粘弹性体，该粘弹性体配置于所述可动体和所述支承体在所述第二方向和所述第三方向中的任一方向上对置的位置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的致动器，其特征在于，

所述磁驱动电路产生第四方向的驱动力，所述第四方向是包括所述第二方向及所述第三方向的面内方向，且不同于所述第二方向及所述第三方向。

7.根据权利要求6所述的致动器，其特征在于，

所述磁体在所述第四方向上分极，

所述线圈的中心位于所述磁体的磁化分极线上。

8.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，

具备在所述第一方向上对置的多组所述磁体及所述线圈，

所述多组所述磁体及所述线圈沿所述第二方向或所述第三方向排列。

9.一种触觉装置，其特征在于，具有：

支承体；

可动体；

连接体，所述连接体连接于所述可动体及所述支承体；以及

磁驱动电路，所述磁驱动电路具备线圈及在第一方向上与所述线圈对置的磁体，且使所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的方向上相对振动，

所述连接体构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动的第一振动系统，且构成所述可动体相对于所述支承体在与所述第二方向正交的第三方向上振动的第二振动系统，

所述第一振动系统的共振频率和所述第二振动系统的共振频率不同。

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