JP2011173074A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が複雑になるのを抑制しながら、可動部を複数の方向に振動させることが可能な振動モータを提供する。
【解決手段】この振動モータ１００は、磁石２１を含む可動部２と、磁石２１の磁極面２１１ａ（２１２ｂ、２１３ｂ、２１４ａ）と対向して配置されており、可動部２をＸ方向に移動させるＸ方向用コイル３１と、磁石２１の磁極面２１１ａ（２１２ｂ、２１３ｂ、２１４ａ）と対向して配置されており、可動部２をＹ方向に移動させるＹ方向用コイル３２と、可動部２を収容する筐体１と、Ｘ方向用コイル３１およびＹ方向用コイル３２に流れる電流をそれぞれ独立して制御する制御回路部５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動モータに関し、特に、可動部を備えた振動モータに関する。

従来、可動部を備えた振動モータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、箱状の筐体と、筐体内に収納されるとともに、複数のマグネットが設けられたヨークを含む可動部と、可動部内に配置されるコイルとを備えた振動アクチュエータ（振動モータ）が開示されている。この振動アクチュエータでは、コイルに電流を流すことにより、コイルに流れる電流と可動部に設けられたマグネットの磁界との間の電磁力により可動部がコイルに対して一方向に振動するように構成されている。

特許第３８５５７３８号公報

しかしながら、上記特許文献１の振動アクチュエータでは、可動部は、コイルに対して一方向にのみ振動するため、可動部を複数の方向に振動させるためには、振動させたい方向の数だけ振動アクチュエータが必要になる。このため、振動アクチュエータの構造が複雑になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、構造が複雑になるのを抑制しながら、可動部を複数の方向に振動させることが可能な振動モータを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における振動モータは、磁石を含む可動部と、磁石の磁極面と対向して配置されており、可動部を第１の方向に移動させる第１コイルと、磁石の磁極面と対向して配置されており、可動部を第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２コイルと、可動部を収容する筐体と、第１コイルおよび第２コイルに流れる電流をそれぞれ独立して制御する制御部とを備える。

この一の局面による振動モータでは、上記の構成により、構造が複雑になるのを抑制しながら、可動部を複数の方向に振動させることができる。

本発明の第１実施形態による振動モータの上面側から見た平面図である。 図１の２００−２００線に沿った断面図である。 図１の３００−３００線に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態による振動モータの固定部の斜視図である。 本発明の第１実施形態による振動モータの固定部のＸ方向用コイルの平面図である。 本発明の第１実施形態による振動モータの固定部のＹ方向用コイルの平面図である。 本発明の第１実施形態による振動モータの固定部のＺ方向用コイルの平面図である。 本発明の第１実施形態による振動モータに印加する電圧の波形図である。 本発明の第１実施形態による振動モータのＸ、ＹおよびＺ方向用コイルに印加する合成電圧およびＸ、ＹおよびＺ方向用コイルの加速度を示した波形図である。 本発明の第１実施形態による振動モータのＸ、ＹおよびＺ方向用コイルに印加する合成電圧およびＸ、ＹおよびＺ方向用コイルの加速度を示した波形図である。 本発明の第２実施形態による振動モータの断面図である。 本発明の第２実施形態による振動モータの平面図である。 本発明の第２実施形態による振動モータのＸ方向の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による振動モータのＸ方向の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による振動モータのＹ方向の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による振動モータのＹ方向の動作を説明するための図である。 本発明の第３実施形態による振動モータの断面図である。 本発明の第３実施形態による振動モータの平面図である。 本発明の第２および第３実施形態による振動モータのＸ方向用コイルおよびＹ方向用コイルの第１変形例を説明するための図である。 本発明の第２および第３実施形態による振動モータのＸ方向用コイルおよびＹ方向用コイルの第２変形例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による振動モータ１００は、図１および図２に示すように、箱状の筐体１と、筐体１内に収納された筒状の可動部２と、筐体１内に収納されるとともに可動部２の筒内部を貫通するように配置された固定部３と、筐体１の内表面と接触しないように可動部２を支持するための４本の引張コイルバネからなるバネ部材４と、振動モータ１００に電流を供給するための制御回路部５とを備えている。なお、制御回路部５は、本発明の「制御部」の一例である。

ここで、第１実施形態では、可動部２は、図３に示すように、後述する４つの磁石２１を含み、固定部３は、後述する３つのＸ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３を含んでいる。また、４つの磁石２１は、３つのＸ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３を挟むように配置されている。また、制御回路部５は、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に流れる電流をそれぞれ独立して制御するように構成されている。また、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に供給される電流と、磁石２１から発生する磁界との間の電磁力により、可動部２は、Ｘ方向（第１の方向）、Ｙ方向（第２の方向）、および、Ｚ方向（第３の方向）に振動可能なように構成されている。

次に、振動モータ１００の詳細な構成について説明する。筐体１は、図２および図３に示すように、蓋状の上側筐体１１と、下側筐体１２と、上側筐体１１と下側筐体１２との間に設けられる側壁１３とを含んでいる。また、筐体１は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）からなる。

可動部２は、図２および図３に示すように、磁石２１と、ヨーク２２と、おもり２３とを含んでいる。磁石２１は、ネオジム磁石などの永久磁石からなるとともに、ヨーク２２のＺ１方向側およびＺ２方向側の内表面にそれぞれ設けられている。ヨーク２２は、珪素鋼板などの軟磁性材料からなり、Ｙ方向に延びた筒型形状を有している。おもり２３は、タングステンなどの高比重材料からなり、Ｙ方向に沿って延びた直方体形状を有するとともに、ヨーク２２のＸ１方向側（外側）の表面およびＸ２方向側（外側）の表面にそれぞれ設けられている。

また、図３に示すように、磁石２１は、第１磁石２１１、第２磁石２１２、第３磁石２１３および第４磁石２１４の４つを含んでいる。第１磁石２１１および第２磁石２１２は、ヨーク２２のＺ１方向側の内表面でＹ方向に沿って隣接して配置されている。第３磁石２１３および第４磁石２１４は、ヨーク２２のＺ２方向側の内表面でＹ方向に隣接して配置されている。また、第１磁石２１１は、可動部２の中心線Ａに対して矢印Ｙ２方向側に配置されるとともに、第２磁石２１２は、可動部２の中心線Ａに対して矢印Ｙ１方向側に配置されている。また、第３磁石２１３は、可動部２の中心線Ａに対して矢印Ｙ２方向側に配置されるとともに、第４磁石２１４は、可動部２の中心線Ａに対して矢印Ｙ１方向側に配置されている。

また、第１磁石２１１の固定部３に対向する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面２１１ａが設けられている。第１磁石２１１のヨーク２２と接触する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面２１１ｂが設けられている。また、第２磁石２１２の固定部３に対向する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面２１２ｂが設けられている。第２磁石２１２のヨーク２２と接触する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面２１２ａが設けられている。そして、第１磁石２１１と第２磁石２１２とは、接着剤などにより互いに固定されている。

また、第３磁石２１３の固定部３に対向する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面２１３ｂが設けられている。第３磁石２１３のヨーク２２と接触する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面２１３ａが設けられている。また、第４磁石２１４の固定部３に対向する側には、厚み方向にＮ極に着磁されたＮ極面２１４ａが設けられている。第４磁石２１４のヨーク２２と接触する側には、厚み方向にＳ極に着磁されたＳ極面２１４ｂが設けられている。そして、第３磁石２１３と第４磁石２１４とは、接着剤などにより互いに固定されている。

第１磁石２１１〜第４磁石２１４を上述のように配置することにより、第１磁石２１１のＮ極面２１１ａと第３磁石２１３のＳ極面２１３ｂとの間には、Ｚ１方向からＺ２方向に向かって磁界が発生するとともに、第２磁石２１２のＳ極面２１２ｂと第４磁石２１４のＮ極面２１４ａとの間には、Ｚ２方向からＺ１方向に向かって磁界が発生する。また、第１磁石２１１と第２磁石２１２との間の境界近傍では、第１磁石２１１のＮ極面２１１ａから第２磁石２１２のＳ極面２１２ｂに向かって第１磁石２１１および第２磁石２１２の磁極面に沿って略平行に磁界が発生するとともに、第３磁石２１３のＳ極面２１３ｂから第４磁石２１４のＮ極面２１４ａに向かって第１磁石２１１および第２磁石２１２の磁極面に沿って略平行に磁界が発生する。

また、第１磁石２１１のＳ極面２１１ｂと第２磁石２１２のＮ極面２１２ａとの間、および第３磁石２１３のＮ極面２１３ａと第４磁石２１４のＳ極面２１４ｂとの間に発生する磁界は、ヨーク２２により遮蔽されるので、筐体１を貫いて外側にまではおよばない。

固定部３は、図４に示すように、３つのコイルを含んでいる。具体的には、固定部３は、Ｘ方向に可動部２を振動させるためのＸ方向用コイル３１と、Ｙ方向に可動部２を振動させるためのＹ方向用コイル３２と、Ｚ方向に可動部２を振動させるためのＺ方向用コイル３３とを含んでいる。なお、Ｘ方向用コイル３１は、本発明の「第１コイル」の一例であり、Ｙ方向用コイル３２は、本発明の「第２コイル」の一例であり、Ｚ方向用コイル３３は、本発明の「第３コイル」の一例である。また、Ｘ方向用コイル３１は、Ｙ方向用コイル３２の表面上に重なるように配置されている。そして、Ｘ方向用コイル３１とＹ方向用コイル３２とは、Ｚ方向用コイル３３によって巻回されている。

Ｘ方向用コイル３１は、図５に示すように、基板３１０の表面上に形成されている。Ｘ方向用コイル３１は、平面コイルからなる４つの渦巻状の電流線部３１１（３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃおよび３１１ｄ）を有している。電流線部３１１ａは、平面的に見て、基板３１０の左上（矢印Ｙ１方向かつ矢印Ｘ２方向）に配置されている。電流線部３１１ｂは、平面的に見て、基板３１０の左下（矢印Ｙ２方向かつ矢印Ｘ２方向）に配置されている。電流線部３１１ｃは、平面的に見て、基板３１０の右下（矢印Ｙ２方向かつ矢印Ｘ１方向）に配置されている。電流線部３１１ｄは、平面的に見て、基板３１０の右上（矢印Ｙ１方向かつ矢印Ｘ１方向）に配置されている。また、Ｘ方向用コイル３１の４つの電流線部３１１は、電流線部３１１同士が互いに電気的に接続されている。また、電流線部３１１の端部は、Ｘ方向用コイル３１が設けられた基板３１０の外縁部に形成された電極パッド３１２に接続されており、電極パッド３１２は、配線などにより制御回路部５に接続されている。そして、制御回路部５からＸ方向用コイル３１に電流が供給される。

また、Ｙ方向用コイル３２は、図６に示すように、基板３２０の表面上に形成されているとともに、平面コイルからなる１つの渦巻状の電流線部３２１を有している。また、電流線部３２１の端部は、Ｙ方向用コイル３２が設けられた基板３２０の外縁部に形成された電極パッド３２２に接続されており、電極パッド３２２は、配線などにより制御回路部５に接続されている。そして、制御回路部５からＹ方向用コイル３２に電流が供給される。

また、Ｚ方向用コイル３３は、図７に示すように、Ｘ方向用コイル３１が設けられた基板３１０のＹ１方向側およびＹ２方向側の外縁部に形成された電極パッド３３１に接続されており、電極パッド３３１は、制御回路部５に接続されている。そして、制御回路部５からＺ方向用コイル３３に電流が供給される。

また、図２および図３に示すように、Ｘ方向用コイル３１およびＹ方向用コイル３２の電流線部３１１および３２１は、第１磁石２１１〜第４磁石２１４から発生するＺ方向の磁界に対して略直交するように配置されている。また、Ｚ方向用コイル３３は、第１磁石２１１のＮ極面２１１ａから第２磁石２１２のＳ極面２１２ｂに発生するＹ方向の磁界と交差するように配置されている。

また、図１に示すように、バネ部材４の一方端は、筐体１の取付孔１ａに取り付けられているとともに、バネ部材４の他方端は、ヨーク２２の取付孔２２ａに取り付けられている。

また、制御回路部５は、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に個別に交流電流を供給するとともに、電流の方向を周期的に反転させるように構成されている。

次に、図２、図３および図５〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による振動モータ１００の振動動作について説明する。

まず、振動モータ１００をＸ方向に振動させる場合について説明する。Ｘ方向用コイル３１の電流線部３１１には、図５に示すように、制御回路部５から電極パッド３１２を介して所定の方向に駆動電流が供給される。これにより、４つの電流線部３１１のうち、電流線部３１１ａおよび３１１ｃには、平面的に見て、反時計回りに電流が流れる。また、電流線部３１１ｂおよび３１１ｄには、平面的に見て、時計回りに電流が流れる。このとき、図２および図３に示すように、Ｘ方向用コイル３１の電流線部３１１に流れる電流は、Ｎ極面２１１ａおよびＳ極面２１３ｂのＺ２方向に発生する磁界、および、Ｎ極面２１４ａおよびＳ極面２１２ｂのＺ１方向に発生する磁界と直交する。そのため、Ｘ方向用コイル３１の電流線部３１１を流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力（Ｘ方向用コイル３１に働く力）が矢印Ｘ１方向に働く。なお、Ｘ方向用コイル３１の電流線部３１１を流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部２の移動には寄与しない。また、Ｘ方向用コイル３１は、筐体１に固定されているので、可動部２が相対的にＸ２方向に直線移動する。

なお、電流線部３１１のうちの振動モータ１００の中心部側でかつＹ方向に沿って延びる電流線部３１１と、振動モータ１００の外側でかつＹ方向に沿って延びる電流線部３１１とでは、電流の流れる方向が反対である。そのため、中心部側の電流線部３１１に働く力と外側の電流線部３１１に働く力とが打ち消しあってしまう。一方、図２に示すように、磁石２１のＸ方向の幅を、Ｘ方向用コイル３１のＸ方向の幅よりも小さくすることにより、外側の電流線部３１１には、磁石２１が対向しない（中心部側に比べて対向する面積が小さい）。そのため、外側の電流線部３１１に働く磁界の力が中心部側の電流線部３１１に働く磁界の力よりも小さくなる。その結果、Ｘ方向用コイル３１の電流線部３１１を流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力（Ｘ方向用コイル３１に働く力）が矢印Ｘ１方向に働く。

そして、所定時間後、図５に示す状態とは反対方向に駆動電流を供給することによって、上記と同様の作用により、可動部２が矢印Ｘ１方向に直線移動する。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部２は、矢印Ｘ１方向と矢印Ｘ２方向とに交互に直線移動する。また、可動部２が、バネ部材４の共振周波数と略同じ周波数で振動する場合には、バネ部材４とともに共振運動するように構成されている。

次に、振動モータ１００をＹ方向に振動させる場合について説明する。Ｙ方向用コイル３２の電流線部３２１には、図６に示すように、制御回路部５から電極パッド３２２を介して、所定の方向に駆動電流が供給される。これにより、電流線部３２１には、平面的に見て反時計回りに電流が流れる。このとき、Ｙ方向用コイル３２の電流線部３２１に流れる電流は、Ｎ極面２１１ａとＳ極面２１３ｂとの間においてＺ１方向に発生する磁界、および、Ｎ極面２１４ａとＳ極面２１２ｂとの間においてＺ２方向に発生する磁界と直交する。そのため、Ｙ方向用コイル３２の電流線部３２１を流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力（Ｙ方向用コイル３２に働く力）が矢印Ｙ１方向に働く。なお、Ｙ方向用コイル３２の電流線部３２１を流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部２の移動には寄与しない。なお、Ｙ方向用コイル３２は、筐体１に固定されているので、可動部２が相対的にＹ２方向に直線移動する。

そして、所定時間後、図６に示す状態とは反対方向に駆動電流を供給することによって、上記と同様の作用により、可動部２が矢印Ｙ１方向に直線移動する。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部２は、矢印Ｙ１方向と矢印Ｙ２方向とに交互に直線移動するように構成されている。

次に、振動モータ１００をＺ方向に振動させる場合について説明する。Ｚ方向用コイル３３には、図７に示すように、制御回路部５から電極パッド３３１を介して所定の方向に駆動電流が供給される。このとき、図３に示すように、Ｚ方向用コイル３３に流れる電流は、可動部２のＮ極面２１１ａとＳ極面２１２ｂとの間においてＹ１方向に発生する磁界、および、Ｓ極面２１３ｂとＮ極面２１４ａとの間においてＹ２方向に発生する磁界と直交する。なお、Ｚ方向用コイル３３のＺ１方向側のコイルには、Ｘ１方向側に電流が流れるとともに、Ｚ方向用コイル３３のＺ２方向側のコイルには、Ｘ２方向側に電流が流れるように構成されている。そして、Ｚ方向用コイル３３を流れる電流が寄与する電磁力（Ｚ方向用コイル３３に働く力）が矢印Ｚ１方向に働く。なお、Ｚ方向用コイル３３は、筐体１に固定されているので、可動部２が相対的にＺ２方向に直線移動する。

そして、所定時間後、図７に示す状態とは反対方向の駆動電流を供給することによって、上記と同様の作用により、可動部２が矢印Ｚ１方向に直線移動する。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部２は、矢印Ｚ１方向と矢印Ｚ２方向とに交互に直線移動するように構成されている。

次に、図８〜図１０を参照して、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３の所望の方向に擬似牽引力（一方向に引っ張られるような感覚）を発生させる制御方法について説明する。

図８では、横軸が時間を示しており、縦軸が電圧の大きさを示している。そして、実線が７４Ｈｚの周波数の交流電圧を示しており、点線が１４８Ｈｚの周波数の交流電圧を示している。７４Ｈｚの周波数の交流電圧または１４８Ｈｚの周波数の交流電圧をＸ方向用コイル３１に供給した場合には、振動モータ１００は、Ｘ１方向とＸ２方向とに略同じ大きさで振動する。同様に、７４Ｈｚの周波数の交流電圧または１４８Ｈｚの周波数の交流電圧をＹ方向用コイル３２に供給した場合には、振動モータ１００は、Ｙ１方向とＹ２方向とに略同じ大きさで振動する。また、７４Ｈｚの周波数の交流電圧または１４８Ｈｚの周波数の交流電圧をＺ方向用コイル３３に供給した場合には、振動モータ１００は、Ｚ１方向とＺ２方向とに略同じ大きさで振動する。

次に、振動モータ１００のＸ１方向に擬似牽引力を発生させる場合について説明する。図９では、横軸が時間を示しており、縦軸が電圧の大きさおよび加速度の大きさを示している。７４Ｈｚの周波数の交流電圧（図８の実線）と、１４８Ｈｚの周波数の交流電圧（図８の点線）とを、位相差を−４０°変化させて合成することにより、電圧が０の線に対して非対称的な合成電圧（図９の点線）が得られる。この合成電圧を電流線部３１１に供給することにより、振動モータ１００のＸ方向用コイル３１には、加速度が０の線に対して非対称的な加速度（図９の実線）が発生する。

そして、Ｘ方向用コイル３１のＸ１方向に発生する最大の加速度Ａ１が、Ｘ方向用コイル３１のＸ２方向に発生する最大の加速度Ａ２よりも大きくなり、振動モータ１００には、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差分の擬似牽引力がＸ１方向に発生する。たとえば、振動モータ１００を携帯電話機やゲームコントローラに適用した場合には、上記のように、入力する交流電圧の位相差を−４０°変化させた場合では、携帯電話機やゲームコントローラを把持しているユーザに対して、Ｘ１方向に引っ張られている感覚を提供することが可能である。

次に、振動モータ１００のＸ２方向に擬似牽引力を発生させる場合について説明する。図１０では、横軸が時間を示しており、縦軸が電圧の大きさおよび加速度の大きさを示している。まず、７４Ｈｚの周波数の交流電圧（図８の実線）と、１４８Ｈｚの周波数の交流電圧（図８の点線）とを、位相差を＋５０°変化させて合成することにより、図１０に示す電圧が０の線に対して非対称的な合成電圧（図１０の点線）が得られる。この合成電圧を電流線部３１１に供給することにより、振動モータ１００のＸ方向用コイル３１には、加速度が０の線に対して非対称的な加速度（図１０の実線）が発生する。

そして、入力した交流電圧の位相差を＋５０°変化させた場合では、Ｘ方向用コイル３１のＸ１方向に発生する最大の加速度Ｂ１が、Ｘ方向用コイル３１のＸ２方向に発生する最大の加速度Ｂ２よりも小さいので、振動モータ１００には、加速度Ｂ１と加速度Ｂ２との差分の擬似牽引力がＸ２方向に発生する。たとえば、振動モータ１００を携帯電話機やゲームコントローラに適用した場合には、上記のように、入力する交流電圧の位相差を＋５０°変化させた場合では、携帯電話機やゲームコントローラを把持しているユーザに対して、Ｘ２方向に引っ張られている感覚を提供することが可能である。

なお、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に、図９に示す合成電圧を印加した場合には、Ｘ方向用コイル３１に合成電圧を印加する場合と同様に、振動モータ１００には、加速度Ａ１と加速度Ａ２との差分の擬似牽引力がＹ１方向およびＺ１方向にそれぞれ発生する。また、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に、図１０に示す合成電圧を印加した場合には、Ｘ方向用コイル３１に合成電圧を印加する場合と同様に、振動モータ１００には、加速度Ｂ１と加速度Ｂ２との差分の擬似牽引力がＹ２方向およびＺ２方向にそれぞれ発生する。

第１実施形態による振動モータ１００では、以下の効果を得ることができる。

（１）Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３を備え、各コイルに流れる電流をそれぞれ独立して制御する制御回路部５を備える。これにより、可動部２をＸ、ＹおよびＺ方向の３方向に振動させるために振動モータ１００を３つ設ける場合と異なり、１つの振動モータ１００でＸ、ＹおよびＺ方向の３方向に振動させられるので、構造が複雑になるのを抑制しながら、可動部２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３方向に振動させることができる。

（２）制御回路部５が、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に波形が非対称な交流状の電圧を印加するように制御する。これにより、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３をそれぞれ非対称に振動させるとともに、非対称な加速度を発生させることができる。

（３）固定部３に、Ｘ方向に可動部２を振動可能なＸ方向用コイル３１と、Ｘ方向に略直交するＹ方向に可動部２を振動可能なＹ方向用コイル３２と、Ｘ方向およびＹ方向に対して略直交するＺ方向に可動部２を振動可能なＺ方向用コイル３３とを設けた。これにより、Ｘ方向用コイル３１、Ｙ方向用コイル３２およびＺ方向用コイル３３に供給される電流と、可動部２に設けられた磁石２１に発生する磁界との間の電磁力により、可動部２を互いに交差するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３方向に容易に振動させることができる。

（４）Ｘ方向用コイル３１およびＹ方向用コイル３２は、平面コイルから構成されている。これにより、可動部２をＸ方向およびＹ方向の２方向に振動させることができるとともに、振動モータ１００の厚みが大きくなるのを抑制することができる。また、Ｚ方向用コイル３３は、Ｘ方向用コイル３１およびＹ方向用コイル３２を取り囲む巻線コイルから構成されている。これにより、可動部２をＺ方向にも振動させることができるとともに、Ｘ方向用コイル３１とＹ方向用コイル３２とを強固に固定することができる。

（５）筐体１の内表面と接触しないように可動部２を支持するためのバネ部材４を備えた。これにより、可動部２と筐体１との間に摩擦抵抗が発生しないので、可動部２を筐体１に対してスムーズに振動させることができる。

（第２実施形態）
次に、図１１および図１２を参照して、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に可動部が振動可能な上記第１実施形態とは異なり、Ｘ方向およびＹ方向にのみ可動部が振動可能な例について説明する。

本発明の第２実施形態による振動モータ１００ａは、可動部６と、固定部７と、可動部６を支持するための４つのバネ部材４ａとを備えている。可動部６には、上側筐体６１と、上側筐体６１の固定部７側の表面上に設けられた磁石６２とが設けられている。磁石６２は、上側筐体６１側にＮ極面６２ａを有しているとともに、固定部７側にＳ極面６２ｂを有している。なお、磁石６２は、Ｎ極面６２ａからＳ極面６２ｂに向かって磁界を発生させている。また、磁石６２が発生する磁界は、Ｘ方向用コイル７２ａとＹ方向用コイル７２ｂとを矢印Ｚ１方向に貫通するように発生している。固定部７は、下側筐体７１と、下側筐体７１の表面上に平坦面状に形成された可動部６をＸ方向に振動させるためのＸ方向用コイル７２ａ、および、可動部６をＹ方向に振動させるためのＹ方向用コイル７２ｂとを含んでいる。なお、Ｘ方向用コイル７２ａは、本発明の「第１コイル」の一例であり、Ｙ方向用コイル７２ｂは、本発明の「第２コイル」の一例である。また、バネ部材４ａは、固定部７の可動部６側の表面上の４隅に設けられている。これにより、可動部６を固定部７に対して安定的に支持しながら、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに個別に供給される電流と、磁石６２に発生する磁界との間の電磁力により、可動部６を互いに交差するＸ方向およびＹ方向に振動させることが可能である。

また、Ｘ方向用コイル７２ａは、平面コイルからなる２つの渦巻状の電流線部７２１ａを含んでいる。２つの電流線部７２１ａは、基板７２０ａの表面上にＸ方向に沿って配置されている。Ｙ方向用コイル７２ｂは、平面コイルからなる２つの渦巻状の電流線部７２１ｂを含んでいる。２つの電流線部７２１ｂは、基板７２０ｂの表面上にＹ方向に沿って配置されている。そして、Ｘ方向用コイル７２ａとＹ方向用コイル７２ｂは、交差するように配置されている。

また、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａの端部、および、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂの端部は、それぞれ、制御回路部５に接続されている。これにより、制御回路部５からＸ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａ、および、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂにそれぞれ電流が供給される。

次に、図１３〜図１６を参照して、振動モータ１００ａの振動動作について説明する。

まず、振動モータ１００をＸ方向に振動させる場合について説明する。上記のように磁石６２の磁界は、固定部７から可動部６の方向（Ｚ１方向）に発生している。そして、制御回路部５がＸ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａに対して所定の方向に電流を供給する。これにより、矢印Ｘ２方向側に配置される電流線部７２１ａには反時計回りに電流が流れるとともに、矢印Ｘ１方向側に配置される電流線部７２１ａには時計回りに電流が流れる。そのため、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａを流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力（Ｘ方向用コイル７２ａに働く力）が矢印Ｘ１方向に働く。また、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａを流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部６の移動には寄与しない。なお、Ｘ方向用コイル７２ａは、下側筐体７１に固定されているため、Ｘ方向用コイル７２ａはＸ１方向には移動しないとともに、可動部６が相対的にＸ２方向に移動する。

次に、図１４に示すように、所定時間後、図１３に示す状態とは反対方向の駆動電流を供給することによって、上記と同様の作用により、可動部６が矢印Ｘ１方向に直線移動する。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部６は、矢印Ｘ１方向と矢印Ｘ２方向とに交互に直線移動する。

次に、振動モータ１００をＹ方向に振動させる場合について説明する。図１５に示すように、制御回路部５がＹ方向用コイル７２ｂに対して所定の方向に電流を供給する。これにより、矢印Ｙ１方向側に配置される電流線部７２１ａには反時計回りに電流が流れるとともに、矢印Ｙ２方向側に配置される電流線部７２１ａには時計回りに電流が流れる。そのため、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂを流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力（Ｙ方向用コイル７２ｂに働く力）が矢印Ｙ２方向に働く。また、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂを流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部６の移動には寄与しない。なお、Ｙ方向用コイル７２ｂは、固定されているため、Ｙ方向用コイル７２ｂはＹ２方向には移動しないとともに、可動部６が相対的にＹ１方向に移動する。

次に、図１６に示すように、所定時間後、図１５に示す状態とは反対方向に供給される電流と、磁石６２のＺ１方向の磁界との間の電磁力により、上記と同様の作用により、可動部６が矢印Ｙ２方向に直線移動する。このようにして、所定の周波数で駆動電流の方向を切り替えることによって、可動部６は、矢印Ｙ１方向と矢印Ｙ２方向とに交互に直線移動する。

また、可動部６をＸ１方向、Ｙ２方向、Ｘ２方向およびＹ１方向の順番に移動するように制御回路部５からＸ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに電流を供給することにより、可動部６を時計回り方向に回転させることが可能である。具体的には、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａに図１３に示す向きに電流を流した後、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂに図１５に示す向きに電流を流し、さらにＸ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａに図１４に示す向きに電流を流した後、および、Ｙ方向用コイル７２ｂに図１６に示す向きに電流を流すように制御回路部５から電流を供給することにより、可動部６を時計回り方向に回転させることが可能である。また、Ｘ１方向、Ｙ１方向、Ｘ２方向およびＹ２方向の順番に移動するようにＸ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに電流を供給することにより、可動部６を反時計回り方向に回転させることも可能である。

第２実施形態による振動モータ１００ａでは、以下の効果を得ることができる。

（６）制御回路部５が、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに流れる電流をそれぞれ独立して制御した。これにより、可動部６が一方向（Ｘ方向およびＹ方向のいずれか１つの方向）にのみ振動する場合と異なり、互いに交差するＸ方向およびＹ方向の２方向に可動部６を振動させることができる。

（７）制御回路部５が、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに波形が非対称な交流状の電圧を印加するように制御した。これにより、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂをそれぞれ非対称に振動させるとともに、非対称な加速度を発生させることができる。

（第３実施形態）
次に、図１７および図１８を参照して、可動部が４つのバネ部材により支持された上記第２実施形態とは異なり、可動部が１つのバネ部材により支持された例について説明する。

本発明の第３実施形態による振動モータ１００ｂは、固定部８と、可動部９とを備えている。固定部８は、下側筐体８１と、上側筐体８２と、下側筐体８１と上側筐体８２との間に設けられた４つの側壁８３と、下側筐体８１の表面上に平坦面状に形成されたＸ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂとを含んでいる。なお、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂの構成は、上記第２実施形態と同様である。また、可動部９は、上側筐体８２の下側筐体８１側の表面上に設けられた１つのバネ部材４ａと、バネ部材４ａの下側筐体８１側に設けられた磁石６２とを含んでいる。磁石６２は、バネ部材４ａ側にＮ極面６２ａを有しているとともに、下側筐体８１側にＳ極面６２ｂを有している。Ｓ極面６２ｂは、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂと対向している。

バネ部材４ａは、図１８に示すように、平面的に見て、上側筐体８２の下側筐体８１のＸ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂの中央部分に対応する領域に配置されている。なお、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａに供給される電流と、磁石６２のＺ１方向の磁界との間の電磁力により、Ｘ方向用コイル７２ａに対してＸ１方向およびＸ２方向に電磁力が働く。このとき、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａを流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力（Ｘ方向用コイル７２ａに働く力）が矢印Ｘ方向に働く。また、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａを流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部９の移動には寄与しない。

また、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂに供給される電流と、磁石６２のＺ１方向の磁界との間の電磁力により、Ｙ方向用コイル７２ｂに対してＹ１方向およびＹ２方向に電磁力が働く。このとき、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂを流れるＸ方向の電流が寄与する電磁力（Ｙ方向用コイル７２ｂに働く力）が矢印Ｙ方向に働く。また、Ｙ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂを流れるＹ方向の電流が寄与する電磁力は、互いに打ち消しあうため、可動部９の移動には寄与しない。このように、Ｘ方向用コイル７２ａおよびＹ方向用コイル７２ｂに、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方向に電磁力が働いた場合には、可動部９（磁石６２）は、バネ部材４ａの上側筐体８２に取り付けられている部分Ａを中心として振り子のようにＸ方向およびＹ方向に移動する。なお、振動モータ１００ｂの振動動作は、上記した第２実施形態と同様である。

第３実施形態による振動モータ１００ｂでは、以下の効果を得ることができる。

（８）磁石６２を上側筐体８２に対して支持するための１つのバネ部材４ａを設けた。これにより、磁石６２を固定部８に対して安定的に支持しながら、Ｘ方向用コイル７２ａの電流線部７２１ａおよびＹ方向用コイル７２ｂの電流線部７２１ｂに個別に供給される電流と、磁石６２に発生する磁界との間の電磁力により、互いに交差するＸ方向およびＹ方向に振動させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、可動部を互いに交差する３方向および２方向に振動させる場合について説明したが、本発明はこれに限らない。たとえば、可動部を異なる複数の方向に振動させてもよい。

また、上記第１実施形態では、本発明のバネ部材の一例として引張バネを用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明のバネ部材に圧縮バネを用いてもよい。この場合、圧縮バネの両端をそれぞれ筐体および可動部に接着剤などにより固定するとよい。

また、上記第１実施形態では、本発明のバネ部材を４本設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、可動部（筐体）の４隅にそれぞれバネ部材を２本ずつ設けることにより、８本のバネ部材を設けてもよい。

また、第１実施形態では、本発明のバネ部材の一方を筐体に設けられた取付孔に取り付ける例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、筐体の４隅の上側筐体と下側筐体との間に柱を設けるとともに、バネ部材の一方を接着剤などにより柱に取り付けてもよい。

また、第２実施形態では、４本のバネ部材により、可動部を固定部に対して支持する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、４本のバネ部材の代わりにボールなどの球状の部材を用いて可動部を支持してもよい。

また、第２および第３実施形態では、固定部に設けられたＸ方向用コイルの電流線部とＹ方向用コイルの電流線部とをＸ方向またはＹ方向に沿って配置する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１９に示す第１変形例のように、Ｘ方向とＹ方向とに略４５°の角度をなして交差するように電流線部が形成された平面コイルからなるＸ方向用コイル９１をＸ方向に隣接するように２つ配置するとともに、Ｘ方向とＹ方向とに略４５°の角度をなして交差するように電流線部が形成された平面コイルからなるＹ方向用コイル９２をＹ方向に隣接するように配置してもよい。また、図２０に示す第２変形例のように、Ｘ方向用コイル９３およびＹ方向用コイル９４の各々が台形形状を有するように形成されていてもよい。

１ 筐体
２、６ 可動部
１１、６１、８２ 上側筐体（筐体）
１２、７１、８１ 下側筐体（筐体）
２１、６２ 磁石
３１、７２ａ Ｘ方向用コイル（第１コイル）
３２、７２ｂ Ｙ方向用コイル（第２コイル）
３３ Ｚ方向用コイル（第３コイル）
２１１ａ、２１４ａ Ｎ極面（磁極面）
２１２ｂ、２１３ｂ Ｓ極面（磁極面）
１００、１００ａ、１００ｂ 振動モータ

Claims (4)

1. 磁石を含む可動部と、
   前記磁石の磁極面と対向して配置されており、前記可動部を第１の方向に移動させる第１コイルと、
   前記磁石の磁極面と対向して配置されており、前記可動部を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２コイルと、
   前記可動部を収容する筐体と、
   前記第１コイルおよび前記第２コイルに流れる電流をそれぞれ独立して制御する制御部とを備える、振動モータ。
2. 前記制御部は、前記第１コイルおよび前記第２コイルに波形が非対称的な交流状の電圧を印加するように制御する、請求項１に記載の振動モータ。
3. 前記磁石の磁極面と対向して配置されており、前記第１の方向および前記第２の方向と異なる第３の方向に前記可動部を移動させる第３コイルをさらに備え、
   前記制御部は、前記第３コイルに流れる電流を前記第１コイルおよび前記第２コイルとは独立して制御する、請求項１に記載の振動モータ。
4. 前記制御部は、前記第１コイル、前記第２コイルおよび前記第３コイルに波形が非対称な交流状の電圧を印加するように制御する、請求項３に記載の振動モータ。

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