JP2014146208A - 振動発生装置及びタッチパネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることが可能な振動発生装置及びタッチパネル装置を提供する。
【解決手段】第１の方向に沿って往復自在に可動する可動部１を有する駆動部１０と、弾性材からなり、一方の面が可動部１によって駆動される被駆動部２０ｃと、他方の面が被振動対象に振動を発生させる加振部２０ｄと、支持部２０ａと、反転部２０ｂと、を有する反転ばね２０と、支持部２０ａが固定されて反転ばね２０が反転自在に支持されると共に、駆動部１０が保持される筐体３０と、を有し、可動部１０が反転ばね２０を通常状態から反転状態に切り替えた際に加振部２０ｄが被振動対象に振動を発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動発生装置に関し、特に、タッチパネル等の様々な入力デバイスの操作感触を指や手に伝えるための振動発生装置及び、振動発生装置を備えたタッチパネル装置に関する。

従来から、ＬＣＤなどの表示装置に透明電極などを配置し、表示装置の表面に接触して入力操作を行うタッチパネルが様々な機器で使用されている。また、そのようなタッチパネルに接触して入力操作を行う操作者に対して、電子音や振動によるクリック感などの操作感覚を与える技術が多数提案されている。

近年、従来の携帯機器よりも大きな表示装置を備えた、タブレット端末やナビゲーション機器などの普及に伴い、大きな表示装置に対応することができる振動発生装置が望まれている。

特許文献１のタッチパネルディスプレイ装置８００では、図５に示すように、ディスプレイパネルとタッチパネルとを一体に結合して構成した平板形状の可動パネルユニット８１４を、その四隅に設けた弾性体ブロック８１６を介して電子機器の支持構造体８１２上に支持することにより、そのパネル面に平行な平面に沿って変位可能に支持した。圧電アクチュエータ８３２で可動パネルユニット８１４を駆動して、そのパネル面に平行な平面に沿って振動させることで、そのパネル面に接触しているユーザの指先に触覚を発生させるよう構成されている。

図５に示すように細長い板状の圧電アクチュエータ８３２は、その長手方向両端部がスペーサブロック８３４を介して固定壁８３０に連結されており、各スペーサブロック８３４と圧電アクチュエータ８３２の各端部との間、並びに、各スペーサブロック８３４と固定壁８３０との間は、両面接着テープを用いて接着されている。また、圧電アクチュエータ８３２は、その長手方向中央部がスペーサブロック８３６を介して可動パネルユニット８１４の側辺に連結されており、スペーサブロック８３６と圧電アクチュエータ８３２との間、並びに、スペーサブロック８３６と可動パネルユニット８１４の側辺との間は、両面接着テープを用いて接着されている。このようにして支持構造体８１２の固定壁８３０と可動パネルユニット８１４との間に取り付けた圧電アクチュエータ８３２に電圧を印加すると、この圧電アクチュエータ８３２が屈曲変位を発生するため、その長手方向中央部が図５に矢印Ａで示した方向に変位して、可動パネルユニット８１４を矢印Ｂで示した方向に変位させる。

また、図６に示す特許文献２の振動発生用モータ９００は、ロータ９０３のマグネット９０３ａと、ステータ９０２に設けられたコイル９０２ａとがモータ軸方向において対向した構造を有する。マグネット９０３ａのモータ軸回り方向に沿って配置されるＮ極及びＳ極について各磁極の占める角度範囲または面積が異なるように構成し、コイル９０２ａの非通電時におけるロータ９０３の停止位置を規定するための、孔またはロータ側に突出された突部を、ステータヨークに形成されている。

このため、常に同じ停止位相から強制駆動モードでモータ始動を行うことができ、ブラシレス型の振動発生用モータについて起動性の向上を行うことができる技術が開示されている。

特開２００７−０３４９９１号公報 特許第４５２４６１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のタッチパネルディスプレイ装置８００においては、圧電アクチュエータを用いているので、圧電アクチュエータの振動ストロークが小さいことから、大きな振動を発生させることが困難であった。また、携帯電話やデジタルカメラのような小型の機器に搭載される小さなサイズのタッチパネルディスプレイ装置では十分な振動を与えることが可能であるが、従来の携帯機器よりも大きな表示装置を備えた、タブレット端末やナビゲーション機器などに備えられるタッチパネル装置に振動を与えようとした場合には、振動の大きさが小さく十分に振動を伝えることができないという課題があった。

また、特許文献２に記載の振動発生用モータ９００においては、起動性の向上が図られてはいるものの、従来よりも大きなサイズのタッチパネルに振動を与えるために大きな振動を得るためには、ロータの重量を増やす必要があることから、起動性が低下してしまう虞があった。また、回転によって振動を得ているため、回転し始めの小さな振動から徐々に回転が高速になって振動が大きくなるまでの振動の立ち上がりが遅く、キレのある振動感を得ることができないと言う課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることが可能な振動発生装置及びタッチパネル装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の振動発生装置は、第１の方向に沿って往復自在に可動する可動部を有する駆動部と、弾性材からなり、一方の面が前記可動部によって駆動される被駆動部と、他方の面が被振動対象に振動を発生させる加振部と、支持部と、反転部と、を有する反転ばねと、前記支持部が固定されて前記反転ばねが反転自在に支持されると共に、前記駆動部が保持される筐体と、を有し、前記可動部が前記反転ばねを通常状態と反転状態とに交互に切り替え、前記反転状態のときに前記加振部が前記被振動対象に振動を発生させることを特徴とする。

これによれば、反転ばねの反転動作を利用して被振動対象に反転ばねが衝突することで振動を発生させるので、反転ばねが反転する際の反転力によって大きな振動を発生することができる。また、反転ばねが反転する際に被振動対象に反転ばねが衝突することで生じる衝撃だけが振動として被振動対象に加わるので、振動開始時に大きな振幅を与えることができ、振動の立ち上がりが早くキレのある振動感を与えることができる。このため、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることが可能な振動発生装置を提供することができる。

また、本発明の振動発生装置は、前記筐体は、前記第１の方向と直交する面に前記駆動部が保持される基部と、前記駆動部が保持される面とは反対側に、前記第１の方向に沿って延出される一対の側壁部を備え、前記反転ばねが前記一対の側壁部の間に支持されていることを特徴とする。

これによれば、反転ばねが一対の側壁部の間に支持されているので、たわみや反転によって変形した際に側壁部に案内されて動作することができるので、振動の方向がずれることが無く、被振動対象に確実に振動を伝えることができる。

また、本発明の振動発生装置は、前記一対の側壁部は、延出方向の先端に脚部を有し、この脚部には弾性シートが前記基部と対向するように固定されていることを特徴とする。

これによれば、被振動対象が振動を受けることによって生じる異音や、可聴周波数となる振動の高調波を、弾性シートによって低減することができるので、振動時に発生する音が小さい振動発生装置を実現することができる。

また、本発明の振動発生装置は、前記可動部と前記被駆動部の間には弾性体が弾接され、前記可動部の動作に応じて、前記被駆動部は前記弾性体を介して駆動されることを特徴とする。

これによれば、弾性体の弾性係数を選択することで、振動時に発生する音を更に小さくすることができる振動発生装置を実現することができる。

また、本発明のタッチパネル装置は、前記被駆動部がタッチパネルであって、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動発生装置が、前記タッチパネルに振動を発生させるように設けられていることを特徴とする。

これによれば、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動を与えることが可能な振動発生装置を備えたタッチパネル装置を提供することができる。

本発明の振動発生装置及びタッチパネル装置によれば、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動を与えることが可能な振動発生装置及びタッチパネル装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る振動発生装置１００の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る振動発生装置１００の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る振動発生装置１００の動作説明図である。 本発明の実施形態に係るタッチパネル装置２００の説明図である。 特許文献１のタッチパネルディスプレイ装置を説明する図である。 特許文献２の振動発生用モータ９００を説明する図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における振動発生装置１００について説明する。

まず始めに本実施形態における振動発生装置１００の構成について図１ないし図３を用いて説明する。図１は、振動発生装置１００の外観を示す斜視図である。図１（ａ）は振動発生装置１００の外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の外観斜視図をＹ１方向からＹ２方向に向かって見た図である。図２は、振動発生装置１００の分解斜視図である。図３は、振動発生装置１００の動作を説明する図で、図１（ｂ）に示す振動発生装置１００のＡ‐Ａ断面を示す図である。図３（ａ）は振動発生装置１００が動作前の状態を示す図であり、図３（ｂ）は動作状態を示す図である。

振動発生装置１００は、図１に示すように、駆動部１０が筐体３０の基部３０ａに保持されており、筐体３０の側壁部３０ｃに設けられた脚部３０ｄには弾性シート４０が取り付けられている。また、振動発生装置１００は、図２に示すように、駆動部１０と、反転ばね２０と、筐体３０と、弾性シート４０と、弾性体５０と、を備えている。

図２に示すように、駆動部１０は、第１の方向であるＹ１−Ｙ２方向に沿って可動する可動部１を有しており、その他に第１のコイル２と、第２のコイル３と、外ヨーク４と、で構成されている。

可動部１は、永久磁石１ａと、磁性体からなり永久磁石１ａに取り付けられた一対の内ヨーク１ｂと、永久磁石１ａと内ヨーク１ｂを保持するハウジング１ｃとで構成されている。

永久磁石１ａは、図２に示すＹ１‐Ｙ２方向に単極着磁されており、本実施形態ではＹ１側がＮ極、Ｙ２側がＳ極となるよう着磁されているものとする。

ハウジング１ｃは、合成樹脂等の非磁性体で、反転ばね２０を押圧駆動する押圧部１ｄと収容部１ｅとが一体的に形成されており、収容部１ｅは永久磁石１ａと、内ヨーク１ｂと、を保持することができるよう形成されている。

第１のコイル２は、可動部１が挿通可能な開口を有する第１のボビン２ａに導体の線材が巻き回されて構成されており、また、第２のコイル３も同様に、可動部１が挿通可能な開口を有する第２のボビン３ａに導体の線材が巻き回されて構成されている。第１のコイル２と第２のコイル３とは電流が流れた際に生じる磁極の向きが互いに反対の向きとなるように接続されており、図示しないコイル端子から電流が供給されるよう構成されている。

外ヨーク４は磁性体からなり、可動部１と第１のコイル２と第２のコイル３とを内部に収納することができるよう形成されている。

反転ばね２０は、例えばリン青銅やステンレス鋼などのバネ用の弾性材からなり、図２に示すように、一方の面に被駆動部２０ｃと、他方の面に被振動対象９０に直接または間接的に衝突する加振部２０ｄと、支持部２０ａと、反転部２０ｂと、を有している。

筐体３０は合成樹脂で形成され、図２に示すように、第１の方向であるＹ１‐Ｙ２と直交する面に駆動部１０が保持される基部３０ａを有している。基部３０ａの中央付近には駆動部１０のハウジング１ｃに設けられた押圧部１ｄが挿通可能な開口部３０ｂが設けられている。また、基部３０ａの駆動部１０が保持される面とは反対側となるＹ２側に、開口部３０ｂを挟んで延出される一対の側壁部３０ｃを備えており、一対の側壁部３０ｃには延出方向の先端に脚部３０ｄが設けられている。

弾性シート４０は、シート状に形成された硬質ゴムなどの弾性材料からなり、筐体３０の第１の面と略同一の外形を有している。

弾性体５０は硬質ゴムなどの弾性材料からなり、図２に示すように球形状に形成されている。

次に振動発生装置１００の構造について図１から図３を用いて説明する。

駆動部１０は図１に示すように、筐体３０の基部３０ａに保持されており、図２に示すように基部３０ａの中央付近に設けられた開口部３０ｂに可動部１の押圧部１ｄが対応する位置となるよう取り付けられている。

駆動部１０の外ヨーク４の内部には図３に示すように、第１のコイル２と第２のコイル３とが、第１のボビン２ａと第２のボビン３ａそれぞれの開口が重なるように保持しており、開口の内側に可動部１が収納されている。尚このとき、第１のコイル２と第２のコイル３とに順方向に電流を流した際に、第１のコイル２はＹ１側がＮ極となり、Ｙ２側がＳ極となる向きに、また第２のコイル３はＹ１側がＳ極となり、Ｙ２側がＮ極となる向きに配置されているものとする。

外ヨーク４の、可動部１が移動する方向には、可動部１の移動を妨げないための開口が設けられる。また、この開口の軸方向の両端部には、ハウジング１ｃと当接することによって可動部１が外ヨーク４から外れないように可動範囲を規制する第１の規制部４ａと第２の規制部４ｂが形成されている。そのため、可動部１はこの第１の規制部４ａと第２の規制部４ｂによって、ハウジング１ｃに設けられた収容部１ｅの一端が第１の規制部４ａに当接する位置から、他端が第２の規制部４ｂに当接する位置の間を往復自在に保持される。

反転ばね２０は、被駆動部２０ｃが可動部１のハウジング１ｃに設けられた押圧部１ｄによって押圧駆動された際に反転部２０ｂが反転できるように、支持部２０ａによって筐体３０に設けられた一対の側壁部３０ｃの間に反転自在に支持されている。このとき、反転ばね２０のＹ２方向は空隙を有するように中空に支持されている。また、反転ばね２０の被駆動部２０ｃは、開口部３０ｂを通して可動部１の押圧部１ｄと対向している。

弾性シート４０は、筐体３０の脚部３０ｄに、基部３０ａと対向するように固定されている。

弾性体５０は、図２に示すように可動部１の押圧部１ｄと、反転ばね２０の被駆動部２０ｃとの間に弾接されている。弾性体５０は、可動部１の動作に応じて押圧部１ｄが被駆動部２０ｃを押圧するよう駆動される。

次に、振動発生装置１００の動作について、図３を用いて説明する。

振動発生装置１００が動作前の状態（初期状態）では、第１のコイル２及び第２のコイル３に電流が供給されていないため、駆動部１０には駆動力が発生していない。そのため、図３（ａ）に示すように、可動部１は、弾性体５０を介して反転ばね２０の弾性力を受けているためＹ１方向に押された状態で、可動部１のハウジング１ｃが外ヨーク４に設けられた第１の規制部４ａに当接した状態で静止している。この状態における反転ばね２０の状態を通常状態とする。

駆動部１０の、第１のコイル２及び第２のコイル３に順方向の電流を供給すると、第１のコイル２及び第２のコイル３には磁力が生じ、第１のコイル２はＹ１側がＮ極となり、Ｙ２側がＳ極となる。また第２のコイル３はＹ１側がＳ極となり、Ｙ２側がＮ極となる。このため、永久磁石１ａのＮ極と第１のコイル２のＮ極の間に斥力が生じると共に、永久磁石１ａのＳ極と第２のコイル３のＮ極の間には引力が生じる。このように第１のコイル２及び第２のコイル３に順方向の電流を流すことによって生じる磁力によって、永久磁石１ａに力が加わることで、可動部１がＹ２方向に駆動される。

可動部１がＹ２方向に駆動されるため、押圧部１ｄが弾性体５０を介して反転ばね２０の被駆動部２０ｃをＹ２方向へ押圧する力として伝達され、反転ばね２０が弾性変形する。反転ばね２０は、筐体３０に設けられた一対の側壁部３０ｃの間に支持されているので、一対の側壁部３０ｃの間からずれること無くＹ２方向に案内される。このとき可動部１は反転ばね２０の弾性による反発力を受けているためＹ２方向に進む速度は、この反発力によって減速される。尚、筐体３０における基部３０ａの裏面に、弾性体５０の外形に沿う受け部を形成し、反転ばね２０の被駆動部２０ｃの形状も弾性体５０の外形に沿う形状とすれば、可動部１の動作時及び終了時において、より安定して反転ばね２０を案内することができる。

可動部１が更に反転ばね２０の被駆動部２０ｃをＹ２方向へ駆動し続けると、反転ばね２０の反転部２０ｂが飛び移り座屈現象によって反転状態となる。この時加振部２０ｄは、反転ばね２０の飛び移り座屈による反転に伴って、Ｙ２方向に進む速度が一気に加速する。このため、可動部１は弾性体５０を介して反転ばね２０の被駆動部２０ｃを速い速度で押圧駆動し、反転ばね２０の加振部２０ｄが弾性シート４０を介して被振動対象９０に衝突し、この衝突による衝撃が被振動対象９０に加えられる。反転ばね２０の飛び移り座屈現象によって、加振部２０ｄを一気に加速させることができることから、大きな衝撃を被振動対象９０に加えられるため、大きな振動を発生させることができる。

反転ばね２０の加振部２０ｄが弾性シート４０を介して被振動対象９０に衝突した後に、駆動部１０の、第１のコイル２及び第２のコイル３に逆方向の電流を供給すると、第１のコイル２及び第２のコイル３に発生する磁力は、第１のコイル２はＹ１側がＳ極となり、Ｙ２側がＮ極となる。また第２のコイル３はＹ１側がＮ極となり、Ｙ２側がＳ極となる。このため、永久磁石１ａのＮ極と第１のコイル２のＳ極の間に引力が生じると共に、永久磁石１ａのＳ極と第２のコイル３のＳ極の間には斥力が生じる。このように第１のコイル２及び第２のコイル３に逆方向の電流を流すことによって生じる磁力によって、永久磁石１ａに力が加わることで、可動部１がＹ１方向に駆動される。

可動部１がＹ１方向に駆動されるため、押圧部１ｄが弾性体５０を介して反転ばね２０の被駆動部２０ｃをＹ２方向へ押圧する力が無くなり、反転ばね２０の復帰力によって、反転ばね２０は通常状態に戻る。このため、加振部２０ｄは弾性シート４０から離れると共に、弾性体５０及び可動部１も元の位置に復帰する。

以上のように、駆動部１０の、第１のコイル２及び第２のコイル３に順方向の電流と逆方向の電流を交互に供給することによって、可動部１をＹ２方向またはＹ１方向へ移動することができる。可動部１の移動によって、反転ばね２０を通常状態と反転状態とに交互に切り替えることができる。可動部１の移動によって、反転ばね２０が通常状態から反転状態に切り替えられた際に、加振部２０ｄが弾性シート４０を介して被振動対象９０に衝突する衝撃によって、強い振動を被振動対象９０に加えられることができる。

また、被振動対象９０に加えられる振動は、反転ばね２０が反転した際に加振部２０ｄが弾性シート４０を介して被振動対象９０に衝突することで生じる衝撃だけが振動として伝わる。振動開始時に大きな振幅を与えることができ、振動の立ち上がりが早くキレのある振動感を与えることができる。

また、反転ばね２０が一対の側壁部３０ｃの間に位置しているので、たわみや反転によって変形した際にも被振動対象９０に沿った一対の側壁部３０ｃに案内されて動作することができるので、振動の方向がずれることが無く、被振動対象９０に確実に振動を伝えることができる。

また、加振部２０ｄが弾性シート４０を介して被振動対象９０に衝突する衝撃によって、弾性シート４０を介して被振動対象９０に振動を加える。このため、弾性シート４０の弾性係数を適宜選択することによって被振動対象９０が振動を受けることによって生じる異音や、可聴周波数となる振動の高調波を、弾性シート４０によって低減することができる。

可動部１が弾性体５０を介して反転ばね２０の被駆動部２０ｃを押圧駆動し、反転ばね２０の加振部２０ｄが弾性シート４０に衝突することによって弾性シート４０を介して被振動対象９０に加えられる。そのため、弾性体５０の弾性係数を適宜選択することで、加振部２０ｄが弾性シート４０に衝突する際の可動部１から被駆動部２０ｃへ伝わる力を調整することができる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の振動発生装置１００では、第１の方向に沿って往復自在に可動する可動部１を有する駆動部１０と、弾性材からなり、一方の面が可動部１によって駆動される被駆動部２０ｃと、他方の面が被振動対象９０に振動を発生させる加振部２０ｄと、支持部２０ａと、反転部２０ｂと、を有する反転ばね２０と、支持部２０ａが固定されて反転ばね２０が反転自在に支持されると共に、駆動部１０が保持される筐体３０と、を有し、可動部１が反転ばね２０を通常状態と反転状態とに交互に切り替え、反転状態のときに加振部２０ｄが被振動対象９０に振動を発生させるよう構成した。

これにより、反転ばね２０の反転動作を利用して被振動対象９０に反転ばねが衝突することで振動を発生させるので、反転ばね２０が反転する際の反転力によって大きな振動を発生することができる。また、反転ばね２０が反転する際に被振動対象９０に反転ばね２０が衝突することで生じる衝撃だけが振動として被振動対象９０に加わるので、振動開始時に大きな振幅を与えることができ、振動の立ち上がりが早くキレのある振動感を与えることができる。このため、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることができる。

また、本実施形態の振動発生装置１００では、筐体３０は、第１の方向と直交する面に駆動部１０が保持される基部３０ａと、基部３０ａの駆動部１０が保持される面とは反対側に、第１の方向に沿って延出される一対の側壁部３０ｃを備え、反転ばね２０が一対の側壁部３０ｃの間に支持される構造とした。

このため、反転ばね２０が一対の側壁部３０ｃの間に支持されているので、たわみや反転によって変形した際に側壁部３０ｃに案内されて動作することができるので、振動の方向がずれることが無く、被振動対象９０に確実に振動を伝えることができる。

また、本実施形態の振動発生装置１００では、一対の側壁部３０ｃは、延出方向の先端に脚部３０ｄを有し、この脚部３０ｄには弾性シート４０が基部３０ａと対向するように固定されている。

このため、被振動対象９０が振動を受けることによって生じる異音や、可聴周波数となる振動の高調波を、弾性シート４０によって低減することができる。

また、本実施形態の振動発生装置１００では、可動部１と被駆動部２０ｃの間には弾性体５０が弾接され、可動部１の動作に応じて、被駆動部２０ｃは弾性体５０を介して駆動されるよう構成した。

このため、弾性体５０の弾性係数を選択することで、振動時に発生する音を更に小さくすることができる。

以上説明したように、本実施形態の振動発生装置１００によれば、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることが可能な振動発生装置を提供することができる。

［第２実施形態］
以下に第２実施形態におけるタッチパネル装置２００について説明する。図４は、本発明の第２実施形態のタッチパネル装置２００を説明する構成図で、図４（ａ）はタッチパネル装置２００の構造を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、タッチパネル装置２００が組込まれる機器５００のブロック図である。尚、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態のタッチパネル装置２００、図４（ａ）に示すように、第１実施形態で説明した振動発生装置１００と、タッチパネル部２１０と、フレーム部２２０と、を備えている。

タッチパネル部２１０は、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の平面型表示装置と、操作者がタッチパネル部２１０の表面に接触して操作することによって変化する静電容量や電気抵抗等の電気信号を検出することができる操作入力部２１１が一体に構成されている。

タッチパネル部２１０は図４に示すように、操作入力部２１１をＺ１側（上側）として側面をフレーム部２２０に固定されている。操作入力部２１１は、操作者によってＺ１方向からＺ２方向に接触されることによって操作される。

振動発生装置１００は、フレーム部２２０の側面に弾性シート４０が接触した状態で、フレーム部２２０と共に、タッチパネル装置２００が組込まれる機器５００の筐体５０１に固定されている。

図４（ｂ）に示すように、タッチパネル装置２００は、タッチパネル装置２００が組込まれる機器５００に含まれる制御部５１０に接続される。タッチパネル装置２００は制御部５１０に対して、操作者がタッチパネル部２１０を操作した際に得られる静電容量や電気抵抗等の電気信号を出力する。また制御部５１０からタッチパネル装置２００に対して、タッチパネル部２１０に表示を行うための表示信号や、振動発生装置１００を駆動するための駆動信号を供給される。

次に、タッチパネル装置２００の動作について、図４を用いて説明する。

タッチパネル装置２００は、操作者がタッチパネル部２１０の表面側に設けられている操作入力部２１１に接触して入力操作を行うと、入力操作に応じた電気信号を制御部５１０に出力する。

制御部５１０は、タッチパネル装置２００から出力された電気信号から操作内容を判断し、操作内容に対応した触覚を発生させる場合には、タッチパネル装置２００に備えられた振動発生装置１００を駆動するための駆動信号を出力する。

振動発生装置１００を駆動するための駆動信号は、駆動部１０の動作によって可動部１が、反転ばね２０を、通常状態と反転状態とに交互に切り替えるように駆動する信号が出力される。

制御部５１０から振動発生装置１００を駆動するための信号が供給されると、振動発生装置１００が動作し、駆動部１０の動作によって可動部１が、図２に示すＹ１‐Ｙ２方向に駆動され、反転ばね２０を、通常状態と反転状態とに交互に切り替えるように動作する。

振動発生装置１００に備えられた駆動部１０の可動部１が反転ばね２０を通常状態と反転状態とに交互に切り替えるように動作するので、反転ばね２０の加振部２０ｄが弾性シート４０を介してフレーム部２２０に衝突を繰り返す。このため、タッチパネル装置２００に対し、操作者が接触操作するＺ１‐Ｚ２方向と直交するＹ１‐Ｙ２方向に振動を加えるように動作する。

制御部５１０から振動発生装置１００を駆動するための信号の供給が停止されると、振動発生装置１００の動作が停止し、タッチパネル装置２００に加えられる振動が停止する。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態のタッチパネル装置２００では、振動発生装置１００の反転ばね２０を通常状態と反転状態とに交互に切り替えるよう駆動し、反転ばね２０が通常状態から反転状態に切り替わる際に加振部２０ｄが弾性シート４０を介してフレーム部２２０に衝突する。このため、衝突による衝撃をフレーム部２２０に加えることができるので、タッチパネル装置２００に強い振動を発生させることができる。また、反転ばね２０が反転した際に加振部２０ｄが弾性シート４０を介してフレーム部２２０に衝突することで生じる衝撃だけが振動として伝わる。そのため、振動開始時に大きな振幅を与えることができ、振動の立ち上がりが早く切れのある振動感を与えることができる。このため、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることができる。

また、本実施形態のタッチパネル装置２００では、振動発生装置１００の反転ばね２０が一対の側壁部３０ｃの間に支持されているので、たわみや反転によって変形した際にもフレーム部２２０に沿った一対の側壁部３０ｃに案内されて動作することができる。そのため、振動の方向がずれることが無く、フレーム部２２０に確実に振動を伝えることができる。

また、本実施形態のタッチパネル装置２００では、振動発生装置１００の加振部２０ｄが弾性シート４０を介してフレーム部２２０に衝突する衝撃によって、振動を加える。このため、弾性シート４０の弾性係数を適宜選択することによってフレーム部２２０やタッチパネル部２１０が振動を受けることによって生じる異音や、可聴周波数となる振動の高調波を、弾性シート４０によって低減することができる。

また、本実施形態のタッチパネル装置２００では、振動発生装置１００の可動部１が弾性体５０を介して反転ばね２０の被駆動部２０ｃ押圧駆動し、反転ばね２０の加振部２０ｄが弾性シート４０を介してフレーム部２２０に衝突することによって、振動を発生させている。このため、弾性体５０の弾性係数を適宜選択することで、可動部１からフレーム部２２０へ伝わる力を調整することができる。

また、本実施形態のタッチパネル装置２００では、操作者が接触操作する方向と垂直な方向から振動させることができるので、操作者の接触操作によって振動を吸収させること無く効率的に振動させることができる。

以上説明したように、本実施形態のタッチパネル装置２００によれば、大きな振動を発生することができ、且つ、キレのある振動感を与えることが可能なタッチパネル装置を提供することができる。

以上のように、本発明に係る振動発生装置及びタッチパネル装置について具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものでは無く、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）第１実施形態において、振動発生装置１００の駆動部１０は第１のコイル２と第２のコイル３とを有するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を例示して説明を行ったが、可動部が駆動軸上を往復移動できる駆動部が構成できれば良い。例えば、ソレノイドを用いることや、モータとギアやカムなどの機構を組み合わせることで構成しても良い。

（２）第１実施形態及び第２実施形態において、弾性シート４０の弾性係数について特に説明を行っていないが、被振動対象となるタッチパネル装置などによって発生する異音などが異なるため、実際の使用状況に合わせ適宜選択して使用することができる。また、被振動対象自体が異音に対する対策が可能な場合や、異音の発生が問題とはならない用途に使用される場合には、弾性シート４０を使用しない構成としても良い。

（３）第１実施形態及び第２実施形態において、弾性体５０の弾性係数について特に説明を行っていないが、被振動対象となるタッチパネル装置などによって、被振動対象に加わる力を加減するため実際の使用状況に合わせ適宜選択して使用することができる。

（３）第１実施形態及び第２実施形態において、弾性体５０が可動部１と被駆動部２０ｃの間に配置される例を示して説明を行ったが、可動部の押圧部が被駆動部２０ｃを直接押圧できるように構成しても良い。この場合、可動部のハウジングを形成する材料の弾性係数を選ぶことによって、弾性体５０を使用するのと同様の効果が得られるよう構成することもできる。

（４）第２実施形態のタッチパネル装置２００において、振動発生装置１００がフレーム部２２０の側面一箇所に配置されている例を示して説明を行ったが、隣り合う側面に一つずつ配置してもよく、また対向する側面に配置しても、四方に配置して構成しても良い。複数の振動発生装置を配置し、それぞれの振動発生装置に加える駆動信号の組合せを変えることで様々な振動による触覚を操作者に与えることができる。

（５）第２実施形態のタッチパネル装置２００において、振動発生装置１００がフレーム部２２０の側面に配置されている例を示して説明を行ったが、タッチパネル部２１０またはフレーム部２２０の裏面側に配置するようにしても良い。

１ 可動部
１ａ 永久磁石
１ｂ 内ヨーク
１ｃ ハウジング
１ｄ 押圧部
１ｅ 収容部
２ 第１のコイル
２ａ 第１のボビン
３ 第２のコイル
３ａ 第２のボビン
４ 外ヨーク
４ａ 第１の規制部
４ｂ 第２の規制部
１０ 駆動部
２０ 反転ばね
２０ａ 支持部
２０ｂ 反転部
２０ｃ 被駆動部
２０ｄ 加振部
３０ 筐体
３０ａ 基部
３０ｂ 開口部
３０ｃ 側壁部
３０ｄ 脚部
４０ 弾性シート
５０ 弾性体
９０ 被振動対象
１００ 振動発生装置
２００ タッチパネル装置
２１０ タッチパネル部
２１１ 操作入力部
２２０ フレーム部
５００ 機器
５０１ 筐体
５１０ 制御部

Claims (5)

1. 第１の方向に沿って往復自在に可動する可動部を有する駆動部と、
   弾性材からなり、一方の面が前記可動部によって駆動される被駆動部と、他方の面が被振動対象に振動を発生させる加振部と、支持部と、反転部と、を有する反転ばねと、
   前記支持部が固定されて前記反転ばねが反転自在に支持されると共に、前記駆動部が保持される筐体と、を有し、
   前記可動部が前記反転ばねを通常状態と反転状態とに交互に切り替え、前記反転状態のときに前記加振部が前記被振動対象に振動を発生させる振動発生装置。
2. 前記筐体は、前記第１の方向と直交する面に前記駆動部が保持される基部と、
   前記駆動部が保持される面とは反対側に、前記第１の方向に沿って延出される一対の側壁部を備え、
   前記反転ばねが前記一対の側壁部の間に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
3. 前記一対の側壁部は、延出方向の先端に脚部を有し、この脚部には弾性シートが前記基部と対向するように固定されていることを特徴とする請求項２に記載の振動発生装置。
4. 前記可動部と前記被駆動部の間には弾性体が弾接され、前記可動部の動作に応じて、前記被駆動部は前記弾性体を介して駆動されることを特徴とする請求項２または３に記載の振動発生装置。
5. 前記被駆動部がタッチパネルであって、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動発生装置が、前記タッチパネルに振動を発生させるように設けられていることを特徴とするタッチパネル装置。