JP2014069119A - 振動発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】耐衝撃性が高く、容易に組立て可能であって製造コストが低い振動発生器を提供する。
【解決手段】振動発生器１は、フレーム２０、４つのコイル４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）、及びホルダ５０を有する。ホルダ５０は、フレーム２０に固定された４つの柱状体５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と、４つのアーム部５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）と、１つの振動子保持部５５とを有している。保持部５５には、マグネット６０及びヨーク７０で構成された板状の振動子８０が保持されている。各アーム部５３は、各柱状体５１と振動子保持部５５とを接続しており、振動子８０は、柱状体５１に対して変位可能に支持されている。各コイル４０は、振動子８０に対して面対向に配置されている。振動子８０は、各コイル４０の励磁に伴い、少なくとも、水平面に平行な方向及び垂直な方向に運動可能である。
【選択図】図１

Description

この発明は、振動発生器に関し、特に、コイルに電流を流して振動子を運動させることで振動を発生させる振動発生器に関する。

振動子を運動させて振動を発生させる振動発生器としては、マグネットやウエイトを含む振動子を、バネ部を介して、筐体により支持した構造を有するものが種々用いられている。この種の振動発生器は、マグネットの近くに配置されたコイルを備えている。振動子は、コイルが通電されて磁場が発生するのに伴って、バネ部を変形させながら運動する。

下記特許文献１には、マグネットを有する振動部を、板ばねを介して支持した構造を有する振動発生器が開示されている。この振動発生器では、振動部のマグネットに対面するように、１つの平板状のコイルが配置されている。板ばねの一端は、筐体にねじを用いて固定されている。板ばねの他端は、振動部の重りに、かしめによって固定されている。

下記特許文献２には、可動子ブロックにマグネットが取り付けられており、マグネットに沿うように配置された棒状のヨーク体にコイルが巻回されている振動発生装置が開示されている。

なお、下記特許文献３には、シャフトの外周にコイルを配置し、その外側に磁石を配置し、磁石部分の振動発生部を上下の板ばねによって保持され、通電により上下方向に往復運動する振動発生器が開示されている。

特開２００３−２４８７１号公報 特開２０１０−９４５６７号公報 特開２０１１−１８９３３７号公報

ところで、特許文献１から特許文献３のそれぞれに記載されているような構造の振動発生器において、振動子の振動方向は、マグネットやコイルの配置、及び振動子を保持する板ばねの形状などにより規定されている。すなわち、これらの振動発生器において、振動子の振動方向は一方向に限られている。そのため、これらの振動発生器において振動を発生させる場合、振動発生の態様（振動パターン）は、単調なものになりがちであるという問題がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、様々なパターンの振動を発生させることができる振動発生器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、振動発生器は、マグネットを含み、水平面に平行な板形状を有する振動子と、筐体に取り付けられており、振動子を筐体に対して変位可能に保持するホルダと、振動子の筐体に対する位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変化させるための磁場を発生させる複数のコイルとを備え、複数のコイルのそれぞれは、振動子に対して面対向に配置されており、振動子は、コイルの励磁に伴って、少なくともホルダの一部を変形させながら運動可能であって、水平面に平行な第１の運動方向と水平面に垂直な第２の運動方向とのそれぞれに運動可能である。

好ましくは、複数のコイルは、複数のコイルへの通電態様が変更されたとき、振動子の運動方向が変化するように配置されている。

好ましくは、複数のコイルのそれぞれは、第１の運動方向と、水平面に平行であって第１の運動方向に垂直な第３の運動方向との少なくとも一方に対応する位置に配置されている。

好ましくは、複数のコイルのそれぞれは、第１の運動方向と水平面に平行であって第１の運動方向に垂直な第３の運動方向とのそれぞれから水平面に垂直な軸周りに４５度回転した方向に対応する位置に配置されている。

好ましくは、振動子は、複数のコイルが所定の通電態様で通電されたときに水平面に垂直な軸周りに周期的に姿勢変化を行うようにホルダにより保持されている。

好ましくは、振動発生器は、ホルダの第２の運動方向の少なくともいずれか一方の側に配置された防護部材をさらに備える。

好ましくは、ホルダは、振動子を保持する振動子保持部と、筐体に固定される固定部と、固定部と振動子保持部とを接続し、振動子保持部を固定部に対して変位可能に支持するアーム部とを有し、ホルダは、固定部、アーム部、及び振動子保持部が樹脂を用いて一体成形された構造を有する。

これらの発明に従うと、振動子に面対向に複数のコイルが配置され、振動子は、水平面に平行な第１の運動方向と、水平面に垂直な第２の運動方向とのそれぞれに運動可能である。したがって、様々なパターンの振動を発生させることができる振動発生器を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態における振動発生器を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 振動発生器の分解斜視図である。 図３とは異なる方向から見た振動発生器の分解斜視図である。 基板、バックヨーク、及びコイルを示す平面図である。 図１のＢ−Ｂ線におけるフレームの断面図である。 図６のＣ−Ｃ線におけるフレームの断面図である。 本発明の第２の実施の形態における振動発生器の基板、バックヨーク、及びコイルを示す平面図である。 振動子がウエイトを含んでいる場合のホルダ及び振動子の一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態における振動発生器について説明する。

［第１の実施の形態］

振動発生器は、マグネットを保持する振動子が、筐体に対して変位可能に、筐体に支持された構造を有している。振動子の近くには、コイルが配置されている。振動発生器は、コイルを励磁させ、振動子の筐体に対する位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変化させることを繰り返すことで振動力を発生するものである。

図１は、本発明の第１の実施の形態における振動発生器を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、振動発生器の分解斜視図である。図４は、図３とは異なる方向から見た振動発生器の分解斜視図である。

図１においては、振動発生器１の構成が容易に理解できるように、本来フレーム２０の上面によって隠れているホルダ５０などが、部分的に実線で表示されている。

以下の説明において、振動発生器１について、図１で示される座標のＸ軸方向を左右方向（座標の原点から見てＸ軸で正となる方向が右方向）、Ｙ軸方向を前後方向（座標の原点から見てＹ軸で正となる方向が後方向）ということがある。また、図２のＺ軸方向（図１のＸＹ平面に垂直な方向）を上下方向（座標の原点から見てＺ軸で正となる方向が上方向）ということがある。

図１に示されるように、振動発生器１は、大まかに、基板１０と、フレーム（筐体の一例）２０と、バックヨーク３０と、４つのコイル４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）と、ホルダ５０とを有している。ホルダ５０は、本実施の形態において、４つの柱状体（固定部の一例）５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ）と、４つのアーム部５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）と、１つの振動子保持部（以下、単に保持部ということがある。）５５とを有している。保持部５５には、マグネット６０と、ヨーク（磁性板の一例）７０とで構成された振動子８０が保持されている。

振動発生器１は、全体として、上下の寸法が比較的小さい薄型の略直方体形状に形成されている。本実施の形態において、基板１０部分を除き、振動発生器１の左右方向の寸法と、前後方向の寸法とは、互いに略等しくなっている。振動発生器１は、例えば、左右方向、前後方向のそれぞれの外形寸法が１０ミリメートル〜２０ミリメートル程度しかない、小型のものである。振動発生器１は、前後左右の側面及び上面がフレーム２０により構成され、基板１０及びバックヨーク３０により底面が覆われた、箱形の外形を有している。

図５は、基板１０、バックヨーク３０、及びコイル４０を示す平面図である。

図５に示されるように、バックヨーク３０は、本実施の形態において、平板形状を有している。バックヨーク３０は、フレーム２０の底面側に取り付けられて、フレーム２０に固定されている。バックヨーク３０の右側の端縁部には、切欠き部３１が設けられている。これにより、バックヨーク３０がフレーム２０に固定された状態で、切欠き部３１が設けられている部分を通して、振動発生器１の内部と外部とが連通している。バックヨーク３０は、例えばステンレスなどの非磁性材を用いて構成されている。

基板１０は、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。基板１０は、バックヨーク３０の上面の略全面を覆うように形成されている。基板１０には、バックヨーク３０上の部位から右方向に突出する突出片１０ｂを有している。突出片１０ｂの先端には、外部のコネクタや外部基板のはんだランドなどに装着可能な端子部１０ｃが設けられている。基板１０は、突出片１０ｂが切欠き部３１を通ってフレーム２０の外部に出るようにして、バックヨーク３０上に配置されている。基板１０は、例えば粘着シートや接着剤などを介して、バックヨーク３０に固定されている。

基板１０上には、各コイル４０に対応するランド１２が設けられている。本実施の形態において、ランド１２は、１つのコイル４０につき２つずつ、合計８つが設けられている。各ランド１２は、端子部１０ｃの端子に接続されている。これにより、外部から端子部１０ｃに供給された駆動電流は、ランド１２を介して、各コイル４０に送られる。

４つのコイル４０は、それぞれ、例えば導線を巻回してなる、全体として三角形型で平板状の空芯コイルである。すなわち、各コイル４０は、巻回軸方向の寸法が、巻回軸方向に直交する方向の寸法よりも小さい薄型コイルである。なお、コイル４０は、金属箔を巻回したものをスライスしてなるものであったり、シートコイルを積層してなるものであったりしてもよい。また、コイル４０は、平面視で、円を含む楕円形状や、四角形形状などの多角形形状を有していてもよい。

図２に示されるように、各コイル４０は、巻回軸方向が上下方向となるようにして、基板１０の上面に配置されている。すなわち、各コイル４０は、後述するように振動子８０に対して面対向に配置されている。

図１に示されるように、４つのコイル４０は、後述するように４つのコイルへの通電態様が変更されたとき、振動子８０の運動方向が変化するように配置されている。すなわち、本実施の形態においては、コイル４０ａは、振動発生器１の左右中央部後方に配置されている。コイル４０ｂは、平面視で、振動発生器１の前後中央部右方に配置されている。コイル４０ｃは、平面視で、振動発生器１の左右中央部前方に配置されている。コイル４０ｄは、平面視で、振動発生器１の前後中央部左方に配置されている。各コイル４０は、その三角形形状のうち１つの頂点部分が前後左右の中央部に向くようにして、配置されている。

各コイル４０の２つの巻回端部のうち一方は、そのコイル４０の内側に位置するように配置されているランド１２に接続されており、他方は、そのコイル４０の外側に位置するように配置されているランド１２に接続されている。各コイル４０の巻回端部は、それぞれ、例えばはんだを用いて、ランド１２に接続されている。これにより、端子部１０ｃを通じて、各コイル４０に通電可能である。

図１に示されるように、フレーム２０は、全体として、底面部が開口する直方体形状を有している。フレーム２０は、例えば鉄板を絞り加工することにより形成されているが、これに限られるものではない。平面視で、フレーム２０の角部（各側面間の部位）は、Ｒ面状部分を挟んで繋がっている。図２に示されるように、フレーム２０は、基板１０の上方から、基板１０の上面を覆うように配置される。フレーム２０は、各側面の下部がバックヨーク３０に対して接着又は溶接などがされることで、バックヨーク３０に固定されている。換言すると、バックヨーク３０は、フレーム２０に取り付けられている。なお、フレーム２０は、バックヨーク３０に設けられた突起に係合したり、バックヨーク３０にはめ込まれたり、その他の方法でバックヨーク３０に固定されていたりしてもよい。

このように、振動発生器１は、フレーム２０で囲まれた構造を有するので、周囲の磁場等に影響されにくい。また、振動発生器１内の磁束が比較的外部に漏れにくく、外部の機器や回路などに影響が及びにくい。

また、振動発生器１は、フレーム２０と底板３０とで箱形に囲まれているので、振動発生器１自身の剛性が高くなる。したがって、振動発生器１は、確実に振動を発生することができる。また、振動発生器１は、外部機器等への取り付け作業時において取り扱いやすいものとなる。

ホルダ５０は、マグネット６０及びヨーク７０と共に、インサート成形により一体成形されている。すなわち、ホルダ５０と振動子８０とは、一体成形されている。本実施の形態において、柱状体５１、アーム部５３、及び保持部５５は、弾性体（樹脂の一例）を用いて一体成形されている。弾性体としては、例えば、熱に強いフッ素系やシリコン系のゴムを用いることができる。このようなゴムを用いてホルダ５０を形成することにより、振動発生器１の耐熱性を向上させることができる。弾性体はこれに限られず、種々のものを用いることができる。

図３に示されるように、各柱状体５１は、高さ方向が上下方向となる円柱形状を有している。各柱状体５１の高さは、例えば、フレーム２０の内部の上下方向の寸法と略同じか、それよりもやや小さくなっている。

図１に示されるように、４つの柱状体５１は、それぞれ、平面視でホルダ５０の四隅となる位置に配置されている。柱状体５１は、フレーム２０の側面のＲ面状部分に、それぞれ配置されている。

図１及び図２に示されるように、振動子８０は、水平面（図１においてＸＹ平面）に平行となる板形状を有している。振動子８０は、平面視で各辺が前後方向又は左右方向に対して平行な略長方形形状に形成されている。振動子８０は、特に本実施の形態では、平面視で略正方形であるが、これに限られない。振動子８０は、平面視で、円形、楕円形であったり、他の多角形であったりしてもよい。

図１に示されるように、振動子８０は、平面視でホルダ５０の中央部、すなわち振動発生器１の中央部に配置されている。図２に示されるように、振動子８０は、コイル４０と略平行に、コイル４０に対して面対向に配置されている。

マグネット６０は、永久磁石であり、薄型の直方体形状を有している。マグネット６０は、例えば、コイル４０に対向する底面側部分がＮ極又はＳ極の一極になり、ヨーク７０側の上面側部分が他の極となるように着磁されている。なお、マグネット６０の着磁態様はこれに限られない。例えば底面側部分において前後方向にＮ極とＳ極とが分かれるように２極に着磁されていたり、各コイル４０に対応するようにＮ極とＳ極とが４極に着磁されていたりしてもよい（例えば、コイル４０ａに近い部分がＮ極、コイル４０ｂに近い部分がＳ極、コイル４０ｃに近い部分がＮ極、コイル４０ｄに近い部分がＳ極というように着磁されていてもよい。）。

ヨーク７０は、マグネット６０の上面を覆うように取り付けられた、平面視で略正方形の磁性板である。ヨーク７０とマグネット６０とは、例えばスポット溶接や接着により、互いに接合されて、一体の振動子８０を構成している。本実施の形態においては、ヨーク７０及びマグネット６０が接合されて振動子８０が構成されている状態で、振動子８０とホルダ５０とがインサート成形により一体に成形されている。例えば、ヨーク７０は、互いに対辺となる２辺のそれぞれから部分的に側方外向きに突出する耳部（図示せず）を有し、この耳部がホルダ５０の保持部５５に食い込むようにして、ホルダ５０に振動子８０が取り付けられていてもよい。これにより、ホルダ５０から振動子８０が脱落しにくくなる。

４つのアーム部５３は、それぞれ、直方体形状の保持部５５の各側面と、その側面に最も近い柱状体５１とを接続するようにして形成されている。各アーム部５３は、保持部５５の各側面から略垂直に延びる梁状に形成されている。図３などに示されるように、アーム部５３は、弾性体により形成されているので、振動子８０の変位や姿勢変化に伴い、たわみやすくなっている。換言すると、アーム部５３は、後述するように振動子８０を振動させる際に適度にたわむように、その寸法が設定されている。例えば、本実施の形態において、各アーム部５３の幅方向（平面視で保持部５５の各辺に平行な方向）の寸法は、縦方向（上下方向）の寸法よりも小さくなっている。これにより、各アーム部５３は、上下方向よりも水平方向にたわみやすくなっている。なお、各アーム部５３の幅方向の寸法と縦方向の寸法との関係は、これに限定されない。各アーム部５３の幅方向の寸法は、縦方向の寸法と等しくてもよいし、縦方向の寸法よりも大きくてもよい。

このように４つのアーム部５３がそれぞれ水平方向及び垂直方向にたわみやすく形成されていることにより、振動子８０は、柱状体５１に対して、水平方向及び垂直方向に変位可能である。すなわち、振動子８０は、水平面に略平行な方向及び水平面に略垂直な方向に変位可能に、アーム部５３によって支持されている。

ホルダ５０は、４つの柱状体５１のそれぞれがフレーム２０に固定されていることにより、フレーム２０に取り付けられている。これにより、フレーム２０とは別に一体成形されたホルダ５０によって、振動子８０がフレーム２０に対して変位可能に支持された、振動発生器１の基本構造が構成されている。

本実施の形態において、柱状体５１は、フレーム２０に設けられた係合部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）に係合することで、フレーム２０に取り付けられている。これにより、ホルダ５０は、フレーム２０に容易に取り付け可能である。

図６は、図１のＢ−Ｂ線におけるフレーム２０の断面図である。図７は、図６のＣ−Ｃ線におけるフレーム２０の断面図である。

本実施の形態において、図７に示されるように、係合部２１は、平面視でフレーム２０の隅部にそれぞれ設けられている。４つの係合部２１のそれぞれは、第１の爪部２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）と、第２の爪部２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）との２つの爪部２２，２３を有している。

図６に示されるように、各係合部２１において、２つの爪部２２，２３は、それぞれ、フレーム２０の側面の一部にＵ字状（コ字状）の切り欠きが設けられ、切り欠きの内部がフレーム２０の内側に向けて押し込まれることにより形成されている。したがって、各爪部２２，２３は、フレーム２０と一体に成形されている。各爪部２２，２３がこのようにして形成されることにより、フレーム２０の側面には、部分的に空隙２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）が設けられている。

本実施の形態において、爪部２２，２３は、柱状体５１の形状に対応する形状に形成されている。すなわち、柱状体５１は円柱状であるところ、爪部２２，２３は、柱状体５１の側周面に沿うような形状に形成されている。図７に示されるように、各係合部２１は、平面視で、爪部２２，２３とフレーム２０の側面間のＲ面状部分とにより、その係合部２１に配置される柱状体５１の外周面のうち半周以上の部分を囲むように形成されている。

フレーム２０にホルダ５０を配置するとき、まず、４つの柱状体５１が、４つの係合部２１にはめ込まれる。これにより、各柱状体５１が係合部２１の爪部２２，２３間に挟まれた（係合の一例）格好となる。換言すると、各柱状体５１は、側周面が係合部２１の爪部２２と爪部２３とにより把持された（係合の一例）状態となる。このように柱状体５１と係合部２１とが係合することで、柱状体５１がフレーム２０に固定され、ホルダ５０がフレーム２０に取り付けられる。

各爪部２２，２３は、各柱状体５１がそれぞれ係合部２１にはめ込まれた状態で、柱状体５１にかしめられる。図７に矢印で示されるように、例えば係合部２１ｄについて、第１の爪部２２ｄが、前方向（図７において下方向）に押し込まれ、第２の爪部２３ｄが、右方向（図７において右方向）に押し込まれる。このように爪部２２，２３がかしめられることにより、各柱状体５１に爪部２２，２３が食い込み、柱状体５１がより強固にフレーム２０に固定される。

ここで、振動発生器１において、各コイル４０は、振動子８０をフレーム２０に対して運動させるための磁場を発生する。すなわち、各コイル４０は、電流が流されると励磁する。これにより、上下方向に磁場が生じる。磁場が生じると、マグネット６０がこの磁場の影響を受けることで、反発・吸引の力が生じる。このため、振動子８０に、磁場の方向及びマグネット６０の磁極の配置に応じた方向に振動子８０を変位・姿勢変化させる力が作用する。これにより、振動子８０は、各アーム部５３をたわませながら変位する。したがって、４つのコイル４０のうち少なくとも１つに交流が流されることで、振動子８０は、フレーム２０に対して、往復運動などの周期的運動を行う。これにより、振動発生器１が振動力を発生する。

交流の電流値が小さくなり、磁場が弱くなったりなくなったりすると、アーム部５３の復元力により、振動子８０は平面視で振動発生器１の中央部に戻ろうとする。このとき、アーム部５３は弾性体であるところ、アーム部５３で消費されるエネルギは比較的大きくなる。したがって、振動は速やかに減衰される。

ここで、本実施の形態では、マグネット６０は、コイル４０に対向する底面側部分がＮ極又はＳ極の一極になるように着磁されている。そのため、４つのコイル４０のそれぞれに、次のような態様で交流電流を印加することで、振動子８０を、フレーム２０に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向など、所定の方向に往復運動させることができる。

振動子８０をＸ軸方向に往復運動させる場合は、例えば、まず、コイル４０ｄに時計回りの電流を流し、コイル４０ｂに反時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は、左右方向のいずれか一方向に移動する。その後、コイル４０ｄに反時計回りの電流を流し、コイル４０ｂに時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は上記とは反対方向に移動する。このようにコイル４０ｄとコイル４０ｂとに交互に電流を流すことを繰り返すことにより、振動子８０をＸ軸方向に繰り返して往復運動させることができ、振動を発生させることができる。

振動子８０をＹ軸方向に往復運動させる場合は、例えば、まず、コイル４０ａに時計回りの電流を流し、コイル４０ｃに反時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は、前後方向のいずれか一方向に移動する。その後、コイル４０ａに反時計回りの電流を流し、コイル４０ｃに時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は上記とは反対方向に移動する。このようにコイル４０ａとコイル４０ｃとに交互に電流を流すことを繰り返すことにより、振動子８０をＹ軸方向に繰り返して往復運動させることができ、Ｘ軸方向に往復運動させた場合とは異なるパターンの振動を発生させることができる。

振動子８０をＺ軸方向に往復運動させる場合は、例えば、まず、すべてのコイル４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は、上下方向のいずれか一方向に移動する。その後、すべてのコイル４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに反時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は上記とは反対方向に移動する。このようにすべてのコイル４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに交互に電流を流すことを繰り返すことにより、振動子８０をＺ軸方向に繰り返して往復運動させることができる。振動子８０をＺ軸方向に運動させるので、軸方向やＹ軸方向に往復運動させた場合とは異なるパターンの振動を発生させることができる。

なお、振動子８０は、各コイル４０に吸引されたり反発したりすることで変位する。そのため、振動子８０が水平面に平行なＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に変位するとき、厳密には、水平な姿勢から若干傾いたり上下方向に変位したりする。しかしながら、このような変位の量や姿勢変化の量が比較的に小さく、特に効果には影響しないため、ここでは、これを特に考慮せずに表現している。

また、このように構成された振動発生器１では、４個のコイルにタイミングをずらして電流を流すことにより、振動子８０を回転方向に対してねじれ運動させることができる。例えば、交流電流の位相を９０度ずらして各コイル４０に電流を印加することで、振動子８０をねじれ運動させることができる。すなわち、まず、コイル４０ｄに時計回りの電流を流すと共に、コイル４０ｂに反時計回りの電流を流す。次に、コイル４０ａに時計回りの電流を流し、コイル４０ｃに反時計回りの電流を流す。その後、コイル４０ｄに反時計回りの電流を流し、コイル４０ｂに時計回りの電流を流す。そして、コイル４０ａに反時計回りの電流を流し、コイル４０ｃに時計回りの電流を流す。このように電流を流すと、各コイル４０の上方に位置する振動子８０の角部が、平面視で時計回りに１箇所ずつ浮き上がり、それと共に、その対角に相当する角部が下方に沈む。このように、振動子８０は、振動子８０の略中央部を通りＺ軸に平行な軸周りに、周期的に姿勢変化を行う。換言すると、振動子８０は、振動子８０の略中央部を通りＺ軸に平行な軸を中心に、水平から傾いた姿勢のまま、ねじれ運動する。

上記のような、振動子８０のＸ軸方向の往復運動、Ｙ軸方向の往復運動、Ｚ軸方向の往復運動、及びねじれ運動は、同一の振動発生器１において、各コイル４０への通電態様を変更することで、容易に切り替えることができる。

なお、振動子８０をＺ軸方向へ運動させる場合、ホルダ５０とコイル４０とが接触したり、ホルダ５０とフレーム２０とが接触したりすることが考えられる。そのため、ホルダのＺ軸方向の少なくともいずれか一方の側すなわちホルダ５０の上方やホルダ５０の下方には、防護部材を設けておくことが好ましい。

例えば、ホルダ５０とコイル４０とが接触すると、コイル４０が損傷する可能性がある。コイル４０の損傷を防止するためには、防護部材として、例えば次のようなものを設けておけばよい。すなわち、予め、ホルダ５０の底面（コイル４０側の面）に、例えば、柔らかい素材のシリコン部材など（防護部材の一例）を取り付ければよい。また、コイル４０をシリコン樹脂などでコーティング（防護部材の一例）して保護してもよい。また、コイル４０とホルダ５０との間に、例えばセロハンやラバー部材など、別の部材を防護部材として配置したりすればよい。例えば、図２に示されるように、コイル４０の上面側に、シリコンシート６００（防護部材の一例）を貼り付けることにより、コイル４０を保護してもよい。

また、ホルダ５０とフレーム２０との接触についても同様である。すなわち、例えば、フレーム２０とホルダ５０との間に、セロハンやラバー部材など、別の部材を防護部材として配置すればよい。

以上説明したように、本実施の形態では、振動子８０に対して面対向に４つのコイル４０が配置されており、振動子８０は、各コイル４０の励磁に伴って運動可能である。４つのコイルが設けられていることにより、各コイル４０へ様々な態様で通電することができる。したがって、同一の振動発生器１を用いて、振動子８０の運動方向や振動の強さなどを種々変更することができ、様々なパターンの振動を発生させることができる。振動発生器１の薄型化も容易であり、幅広い用途に用いることができる。

ところで、従来の振動発生器では、筐体に取り付けられた板ばねを使用して振動子を支持するものであるところ、例えば板ばねが筐体にねじを用いて取り付けられているものなど、板ばねの筐体側への取り付け部分の構造が複雑になるという問題があった。そのため、振動発生器の組立て工数が複雑化し、部品点数も多くなり、振動発生器の製造コストが増大する。このような問題は、振動発生器の小型化、薄型化の要求が高まるのに伴い、より顕著なものになっている。すなわち、振動発生器の小型化に伴い、構成部品も小型化されるため、ねじ止めやかしめに代えてスポット溶接などの取り付け方法を用いる必要があり、部品間の取り付け部の構造が複雑化する。例えば、板ばねと筐体との取り付け部などにスポット溶接を施す場合には、振動発生器の信頼性を高く保つために、多くの箇所を溶接する必要があり、製造に手間がかかる場合がある。スポット溶接を行った部位は、比較的衝撃力に対して脆くなるからである。このような問題に対して、従来見られるような、バネ部とフレームの枠部とを一体成形した構造では、上記のようなバネ部と筐体の接合方法についての問題はそもそも発生しない。しかしながら、この場合、筐体に用いられる素材は、バネ部と一体成形することが可能なものに限られるという問題がある。

このような問題に対して、本実施の形態では、柱状体５１を含むホルダ５０が一体成形されており、ホルダ５０は、柱状体５１が係合部２１にはめ込まれることで、フレーム２０に対して取り付けられている。ホルダ５０をフレーム２０に容易に取り付けることができ、部品点数も少なく抑えられるので、振動発生器１の製造コストを低減できる。また、ホルダ５０及びフレーム２０はそれぞれ一体に形成されているので、ホルダ５０とフレーム２０との取り付け部は、脆くなることはない。したがって、振動発生器１の衝撃に対する信頼性を高めることができる。ホルダ５０のフレーム２０への取り付けに、ねじなどの別の部材を要することがないので、振動発生器１の小型化、薄型化、軽量化を進めることができる。

従来見られるような、振動子を支持するバネ部と筐体とが樹脂により一体成形される構造を用いた場合には、バネ部と筐体とを同素材とせざるを得なくなるという素材選択上の問題がある。しかしながら、本実施の形態では、ホルダ５０とフレーム２０とは、別部材で構成されているので、部品点数が少なくなる。また、容易に組立て可能な簡素な構造としながら、フレーム２０の材質を適宜選択できる。したがって、例えば別途磁気回路や磁気シールドとして機能する部材などを設けることなく、フレーム２０がその役割を果たすように構成することができる。

ホルダ５０は、柱状体５１と、アーム部５３と、振動子保持部５５とが弾性体により一体成形されて構成されている。したがって、部品点数を低減し、かつ、ホルダ５０を容易に製造することができる。本実施の形態では、マグネット６０及びヨーク７０がホルダ５０と共にインサート成形されているので、振動子８０を保持した状態のホルダ５０を容易に構成することができ、振動発生器１の製造工程をさらに簡素化できる。

係合部２１は、フレーム２０の側面の一部に切り欠きを設けて爪部２２，２３を形成することで、フレーム２０と一体に形成されている。したがって、部品点数をより少なくすることができ、製造コストをさらに低減することができる。

ホルダ５０のフレーム２０への取り付け構造は、円柱状の柱状体５１を２つの爪部２２，２３で把持したものである。したがって、振動発生器１の構造を簡素化しつつ、柱状体５１を確実にフレーム２０に位置決めし、ホルダ５０のフレーム２０への取り付け精度を高めることができる。柱状体５１に対して、爪部２２，２３がかしめられている構造を有するので、ホルダ５０がフレーム２０により強固に取り付けられる。

基板１０はＦＰＣであるので、両面基板を用いる場合と比較して、振動発生器１の上下方向の寸法を削減することができる。また、バックヨーク３０の形状も単純なものにすることができ、製造コストを低減することができる。

［第２の実施の形態］

第２の実施の形態における振動発生器の基本的な構成は、第１の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第２の実施の形態においては、コイルの配置が第１の実施の形態のそれとは異なっている。

図８は、本発明の第２の実施の形態における振動発生器の基板、バックヨーク、及びコイルを示す平面図である。

図８に示されるように、第２の実施の形態においても、４つのコイル１４０（１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ）が配置されている。４つのコイル１４０は、後述するように４つのコイル１４０への通電態様が変更されたとき、振動子８０の運動方向が変化するように配置されている。

ここで、第２の実施の形態においては、コイル１４０ａは、振動発生器１の左後方に配置されている。コイル１４０ｂは、平面視で、振動発生器１の右後方に配置されている。コイル１４０ｃは、平面視で、振動発生器１の右前方に配置されている。コイル１４０ｄは、平面視で、振動発生器１の左前方に配置されている。すなわち、平面視で、振動子８０の第１の運動方向（左右方向）から水平面に垂直な軸周りに４５度回転した方向に対応する位置に２つのコイル１４０ｂ，１４０ｄが配置され、振動子８０の第３の運動方向（上下方向）から水平面に垂直な軸周りに４５度回転した方向に対応する位置に他の２つのコイル１４０ａ，１４０ｃが配置されている。各コイル１４０は、その三角形形状のうち１つの頂点部分が前後左右の中央部に向くようにして、配置されている。

各コイル１４０の２つの巻回端部のうち一方は、そのコイル１４０の内側に位置するように配置されているランド１２に接続されており、他方は、そのコイル１４０の外側に位置するように配置されているランド１２に接続されている。各コイル１４０の巻回端部は、それぞれ、例えばはんだを用いて、ランド１２に接続されている。これにより、端子部１０ｃを通じて、各コイル１４０に通電可能である。

第２の実施の形態においては、このようにコイル１４０が振動子８０の運動方向からずれて配置されているところ、次のようにして振動子８０を駆動させることができる。すなわち、振動子８０をＸ軸方向に往復運動させる場合は、例えば、まず、コイル１４０ａとコイル１４０ｄとに時計回りの電流を流し、コイル１４０ｂとコイル１４０ｃとに反時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は、左右方向のいずれか一方向に移動する。その後、コイル１４０ａとコイル１４０ｄとに反時計回りの電流を流し、コイル１４０ｂとコイル１４０ｃとに時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は上記とは反対方向に移動する。

このように、コイル１４０ａ及びコイル１４０ｄの組み合わせと、コイル１４０ｂ及びコイル１４０ｃの組み合わせとに交互に電流を流すことを繰り返すことにより、振動子８０をＸ軸方向に繰り返して往復運動させることができ、振動を発生させることができる。この場合、第１の実施形態と比較すると、コイル１４０で発生させることができる磁場の大きさは２倍になり、より大きな振動を発生させることができる。

振動子８０をＹ軸方向に往復運動させる場合には、例えば、まず、コイル１４０ａとコイル１４０ｂとに時計回りの電流を流し、コイル１４０ｃとコイル１４０ｄとに反時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は、前後方向のいずれか一方向に移動する。その後、コイル１４０ａとコイル１４０ｂとに反時計回りの電流を流し、コイル１４０ｃとコイル１４０ｄとに時計回りの電流を流す。これにより、振動子８０は上記とは反対方向に移動する。

このように、コイル１４０ａ及びコイル１４０ｂの組み合わせと、コイル１４０ｃ及びコイル１４０ｄの組み合わせとに交互に電流を流すことを繰り返すことにより、振動子８０をＹ軸方向に繰り返して往復運動させることができ、Ｘ軸方向に往復運動させた場合とは異なるパターンの振動を発生させることができる。この場合、第１の実施形態と比較すると、コイル１４０から発生させることができる磁場の大きさは２倍になり、より大きな振動を発生させることができる。

なお、振動子８０をＺ軸方向に往復運動させる場合には、第１の実施の形態で説明した方法でコイルに通電すればよい。これにより、振動子８０を上下方向に移動させることができる。振動子８０を繰り返して上下方向に往復運動させることで、振動を発生させることができる。

なお、第２の実施の形態において、コイル１４０の配置態様は上述のものに限られない。例えば、複数のコイルのうち少なくとも２つが、平面視で、振動子８０の運動方向を挟んで互いに対称となるように、それぞれ運動方向からずれた位置に配置されていてもよい。

［その他］

フレームは鉄に限られず、他の素材を用いて構成されていてもよい。例えば、ホルダとは別体に構成された樹脂製であってもよい。フレームは、上面又は底面が設けられておらず、平面視でホルダの周囲を囲むようなものであってもよい。フレームは、平面視で正方形以外の形状であってもよい。

バックヨークや回路基板は設けられていなくてもよい。例えば、バックヨークに代えて、他の素材の部材が設けられていてもよい。また、回路基板は、両面基板などのプリント配線基板であってもよい。この場合、バックヨークは不要になり、コイルに通電するための端子部が、例えば振動発生器の底面に設けられていてもよい。

柱状体の数やアーム部の数は、上述に限られない。また、柱状体は、円柱形状でなくてもよく、多角柱形状であってもよい。ホルダは、一体成形されたものではなく、複数の部材を組み付けて構成されたものであってもよい。

ホルダのフレームへの取り付け構造は、柱状体とそれを挟むような２つずつの爪部が係合するものに限られず、ホルダ側の他の形状の固定部と、フレームに形成された係合部とが係合するものであればよい。例えば、フレームに穴状の係合部が形成されており、その係合部にホルダ側の突起部が嵌装されることで、ホルダがフレームに取り付けられるようにしてもよい。また、それぞれの柱状体に貫通孔や有底孔を設け、フレームの四隅には４本の支柱を設け、この支柱に貫通孔や有底孔を通すことで、ホルダをフレームに対して固定するようにしてもよい。

ホルダは、単色成形されるものに限られない。例えば、柱状体及び保持部と、アーム部とを、互いに異なる素材を用いて、二色成形により一体成形したものであってもよい。

ホルダへの振動子の取り付け構造すなわちホルダへのマグネット及びヨークの取り付け構造は、インサート成形に限られるものではない。例えば、ホルダの成形とは別の工程において、一体成形されたホルダに、互いに溶接などにより接合されたマグネット及びヨークを組み込み、接着などを行った構造を有していてもよい。また、ホルダとヨークを一体形成し、その後、ヨーク部分にマグネットを取り付けるようにしてもよい。

振動子は、マグネットに加えて、ウエイトを含んでいてもよい。これにより、大きな振動力を得ることができる。また、アーム部の大きさ、長さや、弾性体の材質にかかわらず、必要とする振動力の大きさを容易に調整することができる。

図９は、振動子がウエイトを含んでいる場合のホルダ及び振動子の一例を示す平面図である。

図９に示されるように、ホルダ５０及びヨーク７０の構成は、上述の実施の形態におけるそれと同一である。図に示される振動子１８０は、ウエイト１８５を含んでいる。すなわち、振動子１８０は、マグネット１６０と、ヨーク７０と、ウエイト１８５とを有している。マグネット１６０には、ウエイト１８５が配置されるための空間が設けられており、ウエイト１８５は、マグネット１６０に埋め込まれるようにして配置されている。このようにウエイト１８５が設けられることにより、振動発生器の大型化を避けつつ、振動子１８０の重量を重くすることができる。図９に示される例では、ウエイト１８５は、コイル４０から離れたマグネット１６０の中央部に配置されている。したがって、上述の実施の形態のようにウエイト１８５が設けられていない場合と比較して、振動子１８０が移動するための力の発生にそれほど影響は生じない。

上記実施の形態は、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及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。

１ 振動発生器
１０ 基板
２０ フレーム（筐体の一例）
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ） 係合部
２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ） 第１の爪部
２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ） 第２の爪部
４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ），１４０（１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ） コイル
５０ ホルダ
５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ） 柱状体（固定部の一例）
５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ） アーム部
５５ 振動子保持部
６０，１６０ マグネット
７０ ヨーク
８０，１８０ 振動子
６００ シリコンシート（防護部材の一例）

Claims (7)

1. マグネットを含み、水平面に平行な板形状を有する振動子と、
   筐体に取り付けられており、前記振動子を前記筐体に対して変位可能に保持するホルダと、
   前記振動子の前記筐体に対する位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変化させるための磁場を発生させる複数のコイルとを備え、
   前記複数のコイルのそれぞれは、前記振動子に対して面対向に配置されており、
   前記振動子は、前記コイルの励磁に伴って、少なくとも前記ホルダの一部を変形させながら運動可能であって、前記水平面に平行な第１の運動方向と前記水平面に垂直な第２の運動方向とのそれぞれに運動可能である、振動発生器。
2. 前記複数のコイルは、前記複数のコイルへの通電態様が変更されたとき、前記振動子の運動方向が変化するように配置されている、請求項１に記載の振動発生器。
3. 前記複数のコイルのそれぞれは、前記第１の運動方向と、前記水平面に平行であって前記第１の運動方向に垂直な第３の運動方向との少なくとも一方に対応する位置に配置されている、請求項１又は２に記載の振動発生器。
4. 前記複数のコイルのそれぞれは、前記第１の運動方向と前記水平面に平行であって前記第１の運動方向に垂直な第３の運動方向とのそれぞれから前記水平面に垂直な軸周りに４５度回転した方向に対応する位置に配置されている、請求項１又は２に記載の振動発生器。
5. 前記振動子は、前記複数のコイルが所定の通電態様で通電されたときに前記水平面に垂直な軸まわりに周期的に姿勢変化を行うように前記ホルダにより保持されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の振動発生器。
6. 前記ホルダの前記第２の運動方向の少なくともいずれか一方の側に配置された防護部材をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の振動発生器。
7. 前記ホルダは、
   前記振動子を保持する振動子保持部と、
   前記筐体に固定される固定部と、
   前記固定部と前記振動子保持部とを接続し、前記振動子保持部を前記固定部に対して変位可能に支持するアーム部とを有し、
   前記ホルダは、前記固定部、前記アーム部、及び前記振動子保持部が樹脂を用いて一体成形された構造を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の振動発生器。

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