JP2021030184A - 振動発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができる振動発生装置を提供する。【解決手段】振動発生装置は、ハウジングと、孔部を有する中空状のヨークと、前記ヨークの孔部の内部に配置される磁石とを有し、前記孔部の両側部を結ぶ方向に第１固有振動数で振動可能に第１弾性支持部材を介して前記ハウジングに支持される第１振動体と、前記ヨークの孔部の内部において前記磁石の上側又は下側に配置されるコイルと、前記コイルが固定されるとともに前記ヨークの孔部の内側から外側にわたって延設され、前記ハウジングに固定される弾性支持部材とを有し、前記両側部を結ぶ方向に前記第１固有振動数とは異なる第２固有振動数で振動可能に前記ハウジングに支持される第２振動体とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、振動発生装置に関する。

従来より、格納空間を有するケーシングと、第１カウンターウェイト、前記第１カウンターウェイトと離間するように対向して設置されている第２カウンターウェイト、及び、前記第１カウンターウェイトと前記第２カウンターウェイトとを連結する連結部を含み、且つ前記ケーシング内に弾性的に支持されている第１振動系と、第３カウンターウェイトを含み、且つ前記ケーシング内に弾性的に支持されている第２振動系とを含み、前記第３カウンターウェイトの一部が、前記第１カウンターウェイトと前記第２カウンターウェイトの間の隙間に挟まれており、前記第１振動系及び前記第２振動系の何れか一方にはコイルが含まれており、他方にはコイルに対向する磁性アセンブリが含まれていることを特徴とする振動電気モーターがある。磁性アセンブリは、磁気発生素子を含み、例えば磁石である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−０３４９６３号公報

ところで、従来の振動電気モーターは、ヨークを含まないため、磁性アセンブリが発生する磁気（磁界）の漏れが多く、磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができない。また、ヨークを設けようとすると、ヨークと弾性支持部材が干渉してしまうという問題があった。

そこで、磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができるとともにヨークと弾性支持部材の干渉を確実に防止することができる振動発生装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の振動発生装置は、ハウジングと、孔部を有する中空状のヨークと、前記ヨークの孔部の内部に配置される磁石とを有し、前記孔部の両側部を結ぶ方向に第１固有振動数で振動可能に前記ハウジングに第１弾性支持部材を介して支持される第１振動体と、前記ヨークの孔部の内部において前記磁石の上側又は下側に配置されるコイルと、前記コイルが固定されるとともに前記ヨークの孔部の内側から外側にわたって延設され、前記ハウジングに固定される弾性支持部材とを有し、前記両側部を結ぶ方向に前記第１固有振動数とは異なる第２固有振動数で振動可能に前記ハウジングに支持される第２振動体とを含む。

磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができるとともにヨークと弾性支持部材の干渉を確実に防止することができる振動発生装置を提供することができる。

実施の形態の振動発生装置１００を示す斜視図である。 振動発生装置１００の分解した状態を示す図である。 振動発生装置１００の分解した状態を下側から示す図である。 ハウジング１１０を取り外した状態を示す図である。 スプリング１２０を示す斜視図である。 スプリング１５０を示す斜視図である。 第１振動体を示す斜視図である。 第２振動体を示す斜視図である。 振動発生装置１００における振動発生の原理を説明する図である。 振動発生装置１００から測定した振動のデータを示す図である。

以下、本発明の振動発生装置を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の振動発生装置１００を示す斜視図である。図２は、振動発生装置１００の分解した状態を示す図である。

以下では、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明し、説明の便宜上、＋Ｚ方向側の面及び端部を上面及び上端、−Ｚ方向側の面及び端部を下面及び下端と称す場合があるが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、平面視とはＸＹ面視をいう。

振動発生装置１００は、ハウジング１１０、スプリング１２０、ヨーク１３０、磁石１４０、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０を含む。ここでは、図１及び図２に加えて、図３乃至図６を用いて振動発生装置１００の構成について説明する。

図３は、振動発生装置１００の分解した状態を下側から示す図である。図４は、ハウジング１１０を取り外した状態を示す図である。図５は、スプリング１２０を示す斜視図である。図６は、スプリング１５０を示す斜視図である。

振動発生装置１００のうち、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０は、第１振動体の一例であり、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０は、第２振動体の一例である。第１振動体及び第２振動体が振動するメカニズムについては後述することとし、ここでは、まず各部の構成について説明する。

ハウジング１１０は、直方体状の筐体である。ハウジング１１０は、基部１１０Ａ及びカバー１１０Ｂを有する。

基部１１０Ａは、直方体状の中空のハウジング１１０から上蓋であるカバー１１０Ｂを取り除いた部分であり、ＸＹ平面に平行な底壁１１１Ａ（図１乃至図３参照）と、四方を囲む４つの側壁１１２Ａ（図１乃至図３参照）とを有する。

ＸＺ平面に平行な２つの側壁１１２Ａの中央部には内側に直角に折り曲げた折り曲げ部１１２Ａ１が設けられている。折り曲げ部１１２Ａ１が折り曲げられている部分の幅方向（Ｘ方向）の中央には、開口部１１２Ａ２が設けられている。

また、ＸＺ平面に平行で−Ｙ方向側に位置する側壁１１２Ａの下部には、２つの折り曲げ部１１２Ａ３が＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側とに設けられている。折り曲げ部１１２Ａ３は、ＸＺ平面に平行で−Ｙ方向側に位置する側壁１１２Ａの下部にコの字型の切り欠きを形成してＸＹ平面に平行になるように折り曲げた部分である。折り曲げ部１１２Ａ３は、底壁１１１Ａよりも＋Ｚ方向にオフセットしており、ネジ１１５を通すネジ孔１１２Ａ４（図３参照）が設けられている。

また、ＸＺ平面に平行な２つの側壁１１２Ａの上部には、カバー１１０Ｂを係合させる係合部１１２Ａ５が２つ設けられている。また、ＹＺ平面に平行な２つの側壁１１２Ａの上部には、カバー１１０Ｂを係合させる係合部１１２Ａ５が１つ設けられている。

カバー１１０Ｂは、ＸＹ平面に平行な板状部材の四方に、ＸＺ平面に平行に折り曲げられた６つの突出部１１１Ｂを有する。突出部１１１Ｂは、逆Ｔ字型の板ばねであり、側壁１１２Ａの係合部１１２Ａ５に係合する。係合部１１２Ａ５は、逆Ｔ字の根元に対応する部分が内側にオフセットしており、逆Ｔ字の根元よりも先端側に対応する部分が開口されている。

このようなカバー１１０Ｂの突出部１１１Ｂを基部１１０Ａの係合部１１２Ａ５に係合させることにより、カバー１１０Ｂを基部１１０Ａに固定することができる。このような基部１１０Ａ及びカバー１１０Ｂは、一例として、パンチング処理で板金を基部１１０Ａ及びカバー１１０Ｂに対応した形状に打ち抜いてから、各部を折り曲げることによって作製することができる。

スプリング１２０（第１弾性支持部材）は、固定部１２１、可動部１２２、及び中間部１２３を有する。このようなスプリング１２０は、金属ばねであり、板金をパンチング処理で打ち抜いてから折り曲げることによって作製することができる。

固定部１２１は、−Ｙ方向側でＸ方向に延在する部分であり、Ｘ方向に間隔をおいて設けられる２つのネジ孔１２１Ａを有する。固定部１２１は、ＸＹ平面に平行な細長い板状の部分である。固定部１２１のネジ孔１２１Ａを、ハウジング１１０の基部１１０Ａの折り曲げ部１１２Ａ３のネジ孔１１２Ａ４の上に重ねた状態で、ネジ孔１２１Ａ及びネジ孔１１２Ａ４にネジ１１５を通してナット１１６で締め付けることにより、固定部１２１は、ハウジング１１０の基部１１０Ａの折り曲げ部１１２Ａ３に固定される。固定部１２１は、折り曲げ部１１２Ａ３が±Ｚ方向にオフセットしている分だけ底壁１１１Ａよりも上側に位置する。

可動部１２２は、中間部１２３を介して固定部１２１に接続されている。可動部１２２は、固定部１２１との間に間隔を隔てて固定部１２１よりも＋Ｙ方向側に位置しており、ＸＹ平面に平行な平面視で矩形状の板状の部分である。可動部１２２のＺ方向の位置（高さ）は固定部１２１と等しい。可動部１２２は、固定部１２１に対して、±Ｘ方向に移動可能である。

可動部１２２の中央部には、Ｘ方向に間隔をおいて２つのネジ孔１２２Ａが設けられている。ネジ孔１２２Ａは、ネジ１２５を通してヨーク１３０のヨーク部１３０Ａを可動部１２２に固定するために設けられている。

中間部１２３は、固定部１２１及び可動部１２２の間に設けられており、固定部１２１及び可動部１２２を接続している。中間部１２３は、固定部１２１及び可動部１２２のＸ方向における両側に１つずつ設けられており、固定部１２１及び可動部１２２に対して直角に折り曲げられてＹＺ平面に平行である。

中間部１２３は、固定部１２１との接続部分（折り曲げられている部分）から＋Ｚ方向に延在し、さらに＋Ｙ方向に延在し、さらに−Ｚ方向に延在してから−Ｙ方向に戻るように延在して、可動部１２２のＸ方向における両側に接続されている。

このような中間部１２３は、弾性を有し、固定部１２１との接続部に対して、可動部１２２との接続部が±Ｘ方向に移動可能になるように撓むことができる。このため、固定部１２１に対して可動部１２２が±Ｘ方向に移動可能になる。

ヨーク１３０は、ヨーク部１３０Ａ及びトップヨーク部１３０Ｂを有する。ヨーク１３０は、一例として、不純物の少ない純鉄や炭素の低い鋼（低炭素鋼）等で作製される。ヨーク１３０は、磁石１４０が発生する磁束が通る磁気回路を形成するために設けられている。

ヨーク部１３０Ａは、ヨーク１３０からＸＹ平面に平行なトップヨーク部１３０Ｂを除いた部分であり、ＸＺ面視で略Ｃ字型である。ヨーク部１３０Ａは、ＸＹ平面に平行な底部１３１Ａと、底部１３１ＡのＸ方向の両側で＋Ｚ方向に起立した側部１３２Ａ及び１３３Ａとを有する。側部１３２Ａは第１側部の一例であり、側部１３３Ａは第２側部の一例である。側部１３２Ａ及び１３３Ａの上端には、上方に突出する突出部１３２Ａ１及び１３３Ａ１がそれぞれ設けられている。

トップヨーク部１３０Ｂは、天板部の一例であり、ＸＹ平面に平行な平板状の部分である。トップヨーク部１３０ＢのＸ方向の長さは、ヨーク部１３０ＡのＸ方向の長さと等しく、トップヨーク部１３０ＢのＹ方向の幅は、ヨーク部１３０ＡのＹ方向の幅と等しい。また、トップヨーク部１３０Ｂの厚さもヨーク部１３０Ａの厚さと等しい。

トップヨーク部１３０Ｂは、Ｘ方向の両端に係合部１３１Ｂを有する。係合部１３１Ｂは、トップヨーク部１３０ＢのＸ方向の両端のＹ方向における中央部をＸ方向における内側に矩形状に切り欠いた部分である。係合部１３１Ｂの位置は、突出部１３２Ａ１及び１３３Ａ１の位置に対応しており、係合部１３１Ｂは、突出部１３２Ａ１及び１３３Ａ１が隙間なく収まるように切り欠かれている。

ヨーク部１３０Ａの上にトップヨーク部１３０Ｂの位置を合わせた状態で、ヨーク部１３０Ａの突出部１３２Ａ１及び１３３Ａ１をトップヨーク部１３０Ｂの係合部１３１Ｂの内部に差し込むことにより、ヨーク１３０が構築される。なお、ヨーク部１３０Ａとトップヨーク部１３０Ｂとは、接着剤等で接着してもよい。

ヨーク１３０は、底部１３１Ａ、側部１３２Ａ、トップヨーク部１３０Ｂ、及び側部１３３Ａをこの順に繋げた中空状のヨークであり、中央にＹ方向に貫通する孔部１３０Ｃ（図４参照）を有する。

ヨーク１３０の孔部１３０Ｃには、スプリング１２０、磁石１４０、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０が設けられる。スプリング１２０、磁石１４０、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０のＹ方向の両端は、平面視ではヨーク１３０よりもＹ方向における外側に出ているが、孔部１３０Ｃの内部に通された状態で孔部１３０Ｃの内部に設けられている。

磁石１４０は、ヨーク１３０の孔部１３０Ｃの内部に配設される。より具体的には、磁石１４０は、ヨーク部１３０Ａの底部１３１Ａの上面に配置され、接着剤等で固定されている。磁石１４０は、２つのＮ極部と２つのＳ極部との４つの極部を有する。Ｎ極部をグレーで示し、Ｓ極部を白抜きで示す。４つの極部は、薄板状の磁石１４０をＸ方向における中央から＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側とに分け、かつ、厚さ方向（Ｚ方向）の＋Ｚ方向側と−Ｚ方向側とに分けた４つの領域に配置される。

Ｎ極部は＋Ｘ方向側かつ＋Ｚ方向側の領域と、−Ｘ方向側かつ−Ｚ方向側の領域とに配置されている。Ｓ極部は＋Ｘ方向側かつ−Ｚ方向側の領域と、−Ｘ方向側かつ＋Ｚ方向側の領域とに配置されている。

磁石１４０は、＋Ｘ方向側の半分と−Ｘ方向側の半分とに発生する磁界の方向が逆（反対）になるように構成されている。磁石１４０は、ヨーク１３０の孔部１３０Ｃの内部に配設されるため、磁石１４０の−Ｘ方向側の外側では＋Ｚ方向の磁界が発生し、磁石１４０の＋Ｘ方向側の外側では−Ｚ方向の磁界が発生することになる。

このため、ヨーク１３０の側部１３２Ａには＋Ｚ方向の磁束が生じ、側部１３３Ａには−Ｚ方向の磁束が生じることになる。

スプリング１５０（第２弾性支持部材）は、２つの固定部１５１、１つの可動部１５２、及び４つの中間部１５３を有する（特に図６参照）。このようなスプリング１５０は、金属ばねであり、板金をパンチング処理で打ち抜いてから折り曲げることによって作製することができる。スプリング１５０は、スプリング１２０を２つ合わせたような形状を有する。

固定部１５１は、＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側でＸ方向に延在する部分であり、Ｘ方向の中央に、−Ｚ方向に折り曲げられて突出する突出部１５１Ａを有する。突出部１５１Ａは、スプリング１５０のＹ方向の両端から−Ｚ方向に突出している。

固定部１５１は、ＸＹ平面に平行な細長い板状の部分である。固定部１５１は、突出部１５１Ａをハウジング１１０の開口部１１２Ａ２に差し込むことにより、折り曲げ部１１２Ａ１の上に搭載される。この状態で、スプリング１５０の固定部１５１は、ハウジング１１０に固定される。また、この状態で、スプリング１５０は、ヨーク１３０の孔部１３０Ｃの内部に位置し、固定部１５１及び可動部１５２は、磁石１４０の上に位置する。磁石１４０の上面と固定部１５１及び可動部１５２の下面との間には間隔が設けられており、接触していない。

可動部１５２は、４つの中間部１５３を介して２つの固定部１５１に接続されている。可動部１５２は、Ｙ方向において、２つの固定部１５１との間に間隔を隔てて、２つの固定部１５１の間に位置しており、ＸＹ平面に平行な平面視で矩形状の板状の部分である。可動部１５２のＺ方向の位置（高さ）は、２つの固定部１５１と等しい。可動部１５２は、固定部１５１に対して、±Ｘ方向に移動可能である。

可動部１５２の中央部には、Ｙ方向に間隔をおいて２つの折り曲げ部１５２Ａが設けられている。折り曲げ部１５２Ａは、＋Ｚ方向に折り曲げられており、スペーサ１６０を可動部１５２に固定するために設けられている。

４つの中間部１５３は、２つの固定部１５１と１つの可動部１５２の間に設けられており、可動部１５２のＸ方向及びＹ方向における両側で、２つの固定部１５１と接続している。

中間部１５３は、固定部１５１及び可動部１５２に対して直角に折り曲げられてＹＺ平面に平行であり、スプリング１２０の中間部１２３と同様の構成である。

中間部１５３は、弾性を有するため、固定部１５１との接続部に対して、可動部１５２との接続部が±Ｘ方向に移動可能になるように撓むことができる。このため、固定部１５１に対して可動部１５２が±Ｘ方向に移動可能になる。

スペーサ１６０は、ＸＹ平面に平行な薄板状の部材であり、中央部にＹ方向に間隔をおいて設けられる２つの開口部１６１（図２及び図３参照）を有する。スペーサ１６０は、開口部１６１に折り曲げ部１５２Ａを挿通した状態でスプリング１５０の可動部１５２の上面に配置され、スペーサ１６０の上面にはコイル１７０が配置される。

スペーサ１６０は、コイル１７０と固定部１５１との間にＺ方向の間隔を開けて、コイル１７０が固定部１５１に接触しないようにするために設けられている。スペーサ１６０は、透磁率の低い材料で作製することが好ましく、一例として樹脂製である。磁石１４０及びコイル１７０の磁気特性に与える影響を小さくするためである。

コイル１７０は、ＸＹ平面上において導線（一例として銅線）を巻回したコイルであり、平面視で楕円形のコイルである。ここではコイル１７０の導線の両端を省略し、コイル１７０の形状を示す。

コイル１７０は、−Ｘ方向側でＹ方向に直線状に延在する直線部分１７０Ａと、＋Ｘ方向側でＹ方向に直線状に延在する直線部分１７０Ｂと、直線部分１７０Ａ及び１７０ＢをＹ方向の両側で接続する平面視で円弧状の直線部分１７０Ｃとを有し、平面視で環状に巻回されている（図２及び図３参照）。また、コイル１７０は、一例としてボビンレス型であり、中央に孔部１７１を有する。

コイル１７０は、スペーサ１６０の上面に固定される。固定には接着剤等を用いればよい。このため、コイル１７０は、スプリング１５０の可動部１５２とともに±Ｘ方向に移動可能である。

このような振動発生装置１００は、スプリング１２０にヨーク１３０のヨーク部１３０Ａ及び磁石１４０を実装した構造体の固定部１２１をハウジング１１０の基部１１０Ａの折り曲げ部１１２Ａ３に、ネジ１１５及びナット１１６で固定した状態で、スプリング１５０にスペーサ１６０及びコイル１７０を実装した構造体の突出部１５１Ａをハウジング１１０の基部１１０Ａの開口部１１２Ａ２に差し込み、ヨーク部１３０Ａにトップヨーク部１３０Ｂを固定してから、最後にハウジング１１０の基部１１０Ａにカバー１１０Ｂを取り付けることによって完成する（図１参照）。

振動発生装置１００は、上述のようにして組み立てられるため、ヨーク１３０の上部にある天板部をトップヨーク部１３０Ｂとして分割しておくことで、ヨーク１３０の孔部１３０Ｃ内にスプリング１２０、磁石１４０、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０を設ける作業を容易に行うことができる。

以上のような構成の振動発生装置１００において、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０を含む第１振動体においては、ヨーク１３０及び磁石１４０が実装される可動部１２２が固定部１２１に対して±Ｘ方向に振動する。この振動の固有振動の固有振動数は、第１固有振動数の一例であり、共振周波数はｆ１である。第１振動体は、図７に示す通りである。

共振周波数ｆ１は、主に、スプリング１２０のばね定数と、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０の重さとによって決まる。このため、スプリング１２０のばね定数は、共振周波数ｆ１と、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０の重さとを考慮して適切な値に設定すればよい。

また、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０を含む第２振動体においては、スペーサ１６０及びコイル１７０が実装される可動部１５２が固定部１５１に対して±Ｘ方向に振動する。この振動の固有振動の固有振動数は、第２固有振動数の一例であり、共振周波数はｆ２である。第１振動体は、図８に示す通りである（図８ではスペーサ１６０はコイル１７０の下にあるため見えていない）。

共振周波数ｆ２は、主に、スプリング１５０のばね定数と、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０の重さとによって決まる。このため、スプリング１５０のばね定数は、共振周波数ｆ２と、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０の重さとを考慮して適切な値に設定すればよい。

振動発生装置１００は、コイル１７０に流す交流電流の周波数をｆ１又はｆ２に設定することにより、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０で構成される第１振動体と、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０で構成される第２振動体とを選択的に共振させる。

周波数ｆ１又はｆ２での第１振動体又は第２振動体での共振を効率的に発生させるために、ヨーク１３０を用いている。ヨーク１３０は、Ｙ方向に貫通する孔部１３０Ｃを有し、第１振動体のうちのスプリング１２０及び磁石１４０と、第２振動体を構成するスプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０とは、孔部１３０Ｃの内部に設けられている（特に図４参照）。

このような構成で、２つの共振周波数において効率的な振動の発生を実現している。また、１つの磁石１４０及び１つのコイル１７０で、２つの共振を実現できるため、構成が簡易である。

図９は、振動発生装置１００における振動発生の原理を説明する図である。図９では、ハウジング１１０を省略する。

磁石１４０は、−Ｘ方向側の半分では上側にＳ極部（白抜きの部分）があり、下側にＮ極部（グレーの部分）があるため、矢印Ａで示すように＋Ｚ方向の磁界が発生する。このため、側部１３２Ａには＋Ｚ方向の磁束が生じる。

また、磁石１４０の＋Ｘ方向側の半分では上側にＮ極部（グレーの部分）があり、下側にＳ極部（白抜きの部分）があるため、矢印Ｂで示すように−Ｚ方向の磁界が発生する。このため、側部１３３Ａには−Ｚ方向の磁束が生じる。

また、磁石１４０の下側では−Ｘ方向側にＮ極部（グレーの部分）があり、＋Ｘ方向側にＳ極部（白抜きの部分）があるため、矢印Ｃで示すように＋Ｘ方向の磁界が発生する。このため、底部１３１Ａには＋Ｘ方向の磁束が生じる。

また、磁石１４０の上側では−Ｘ方向側にＳ極部（白抜きの部分）があり、＋Ｘ方向側にＮ極部（グレーの部分）があるため、矢印Ｄで示すように−Ｘ方向の磁界が発生する。このため、トップヨーク部１３０Ｂには−Ｘ方向の磁束が生じる。

以上より、ヨーク１３０には、−Ｙ方向から見たＸＺ面視で反時計回りの磁束が生じることになる。このようなヨーク１３０を設けることにより、磁石１４０が発生する磁束をヨーク１３０の磁気回路内に集めることができ、ヨーク１３０の外側に漏れることを抑制することができる。

また、コイル１７０の−Ｘ方向側でＹ方向に延在する直線部分１７０Ａには、矢印Ａで示すように磁石１４０による−Ｚ方向の磁界が存在し、コイル１７０の＋Ｘ方向側でＹ方向に延在する直線部分１７０Ｂには、矢印Ｂで示すように磁石１４０による＋Ｚ方向の磁界が存在することになる。

磁石１４０及びコイル１７０がヨーク１３０の孔部１３０Ｃ内に設けられており、ヨーク１３０の外部への漏れが抑制されることによって、上述のようにコイル１７０の内部に存在する磁石１４０による磁界は、ヨーク１３０が無い場合に比べて強められることになる。

ここで、＋Ｚ方向からＸＹ面視した状態で、コイル１７０に時計回りに電流を流すと、フレミングの左手の法則により、コイル１７０の直線部分１７０Ａ及び直線部分１７０Ｂには、共に−Ｘ方向の力（電磁力）が働く。

また、＋Ｚ方向からＸＹ面視した状態で、コイル１７０に反時計回りに電流を流すと、フレミングの左手の法則により、コイル１７０の直線部分１７０Ａ及び直線部分１７０Ｂには、共に＋Ｘ方向の力（電磁力）が働く。

このため、コイル１７０に交流電流を流せば、コイル１７０に＋Ｘ方向と−Ｘ方向の電磁力が交互に生じる（±Ｘ方向の電磁力が生じる）ことになる。コイル１７０に±Ｘ方向の力が生じると、磁石１４０には、作用と反作用の関係で、コイル１７０に発生する電磁力とは逆方向の力が掛かることになる。

すなわち、コイル１７０に交流電流を流せば、コイル１７０に＋Ｘ方向と−Ｘ方向の電磁力が交互に生じ、磁石１４０には−Ｘ方向と＋Ｘ方向の電磁力が交互に生じることになる。

このため、コイル１７０に流す交流電流の周波数を、第１振動体の共振周波数ｆ１に設定すれば、スプリング１２０、ヨーク１３０、及び磁石１４０を含む第１振動体が共振し、コイル１７０に流す交流電流の周波数を、第２振動体の共振周波数ｆ２に設定すれば、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０を含む第２振動体が共振することになる。

また、直線部分１７０Ａ及び１７０Ｂは、Ｙ方向に直線的に延在しており、直線部分１７０Ａ及び１７０ＢのＹ方向の長さは、磁石１４０のＹ方向の長さ以下であり、かつ、Ｙ方向において磁石１４０の長さの範囲内に収まるように位置が合わせられている。Ｙ方向の長さについて換言すれば、磁石１４０のＹ方向の長さは、直線部分１７０Ａ及び１７０ＢのＹ方向の長さ以上である。

磁石１４０のＹ方向の長さを直線部分１７０Ａ及び１７０ＢのＹ方向の長さ以上として、かつ、直線部分１７０Ａ及び１７０Ｂが磁石１４０のＹ方向の長さの範囲内に収まるように配置することにより、コイル１７０に電流が流れたときに、直線部分１７０Ａ及び１７０Ｂの全体にＸ方向の電磁力が発生するようにしている。

このため、磁石１４０が発生するＺ方向の磁界の中をＹ方向に延在する区間が長くなり、コイル１７０により大きな電磁力が働くことになる。

なお、第１振動体が共振する際には、第２振動体も振動するが、第２振動体の共振周波数ではないため、第１振動体の共振が支配的になる。これは逆の場合も同様である。

図１０は、振動発生装置１００から測定した振動のデータを示す図である。図１０において、横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は振動強度（任意単位）を示す。ここでは、一例として、共振周波数ｆ１を１４０Ｈｚ、共振周波数ｆ２を３８０Ｈｚに設定して測定を行った。

図１０に示すように、共振周波数ｆ１の１４０Ｈｚと、共振周波数ｆ２の３８０Ｈｚとにおいて、振動の強度が大きくなっており、共振周波数ｆ１の１４０Ｈｚで第１振動体の共振が得られると共に、共振周波数ｆ２の３８０Ｈｚで第２振動体の共振が得られることを確認することができた。

以上、実施の形態によれば、共振周波数ｆ１及びｆ２においてそれぞれ生じる第１振動体及び第２振動体の共振は、ヨーク１３０で強められた磁界を利用しているため、磁界を効率的に利用して得られたものである。

したがって、磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができる振動発生装置１００を提供することができる。

また、同一方向（Ｘ方向）に互いに異なる２種類の共振周波数での振動を発生させることができるため、磁界を効率的に利用して互いに異なる２種類の共振周波数での振動を生じさせることができる振動発生装置１００を提供することができる。例えば、タッチパネル等に振動発生装置１００を取り付けて振動を発生させれば、タッチパネル等への操作内容に応じて異なる振動を発生させることができ、操作内容に応じて異なる触感を提供できる。

また、磁界を効率的に利用して振動を生じさせることができるため、同じ振動強度を得るためにコイル１７０に流す電流を低減することができる。

なお、以上では、ハウジング１１０が板金から作製された金属製である形態について説明したが、ハウジング１１０は、板金から作製された形態に限られず、また、樹脂等の金属以外の材料製であってもよい。また、ハウジング１１０は、スプリング１２０、ヨーク１３０、磁石１４０、スプリング１５０、スペーサ１６０、及びコイル１７０を収納できればよいため、基部１１０Ａとカバー１１０Ｂに分けられている形態に限られず、様々な形態であってよい。特に、基部１１０Ａとカバー１１０Ｂを固定する構成は、様々な構成に変更することができる。

また、以上では、スプリング１２０が固定部１２１、可動部１２２、及び中間部１２３を有し、固定部１２１と可動部１２２が同一平面内にある形態について説明したが、固定部１２１に対して可動部１２２がＸ方向に移動可能であれば、これ以外の形態であってもよい。

また、以上では、ヨーク１３０がヨーク部１３０Ａ及びトップヨーク部１３０Ｂに分割されている形態について説明した。しかしながら、ヨーク１３０は、第１振動体及び第２振動体の振動方向（Ｘ方向）に対して、振動する平面（ＸＹ平面）内で垂直な方向（Ｙ方向）に貫通する孔部１３０Ｃを有していればよく、分割の仕方は上述のものに限られない。

また、以上では、磁石１４０がヨーク１３０の底部１３１Ａの上面に設けられる形態について説明したが、磁石１４０はヨーク１３０のトップヨーク部１３０Ｂの下面に取り付けられていてもよい。また、磁石１４０を２つ含み、ヨーク１３０の底部１３１Ａの上面と、トップヨーク部１３０Ｂの下面とに磁石１４０が１つずつ取り付けられていてもよい。

また、以上では、スプリング１５０が２つの固定部１５１、１つの可動部１５２、及び４つの中間部１５３を有し、固定部１５１と可動部１５２が同一平面内にある形態について説明したが、固定部１５１に対して可動部１５２がＸ方向に移動可能であれば、これ以外の形態であってもよい。例えば、固定部１５１に対して可動部１５２が＋Ｚ方向にオフセットしていてもよい。この場合には、スペーサ１６０を設けなくてもよい。

以上、本発明の例示的な実施の形態の振動発生装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００ 振動発生装置
１１０ ハウジング
１２０ スプリング（第１弾性支持部材）
１３０ ヨーク
１３０Ａ ヨーク部
１３０Ｂ トップヨーク部
１３１Ａ 底部
１３２Ａ、１３３Ａ 側部
１３０Ｃ 孔部
１４０ 磁石
１５０ スプリング（第２弾性支持部材）
１６０ スペーサ
１７０ コイル
１７０Ａ、１７０Ｂ 直線部分

Claims (6)

1. ハウジングと、
   孔部を有する中空状のヨークと、前記ヨークの孔部の内部に配置される磁石とを有し、前記孔部の両側部を結ぶ方向に第１固有振動数で振動可能に前記ハウジングに第１弾性支持部材を介して支持される第１振動体と、
   前記ヨークの孔部の内部において前記磁石の上側又は下側に配置されるコイルと、前記コイルが固定されるとともに前記ヨークの孔部の内側から外側にわたって延設され、前記ハウジングに固定される第２弾性支持部材とを有し、前記両側部を結ぶ方向に前記第１固有振動数とは異なる第２固有振動数で振動可能に前記ハウジングに支持される第２振動体と
   を含む、振動発生装置。
2. 前記ヨークは、底部、第１側部、天板部、及び第２側部がこの順に繋がった中空状のヨークであり、前記孔部は、前記底部、前記第１側部、前記天板部、及び前記第２側部に囲まれた孔部であり、
   前記両側部を結ぶ方向は、前記第１側部及び前記第２側部を結ぶ方向である、請求項１記載の振動発生装置。
3. 前記コイルは、平面視で前記ヨークの前記第１側部側に位置する第１部分と、前記第２側部側に位置する第２部分とを含み、環状に巻回されるコイルである、請求項２記載の振動発生装置。
4. 前記第１部分及び前記第２部分は、前記孔部が延在する方向に直線状に延在する部分である、請求項３記載の振動発生装置。
5. 前記磁石の前記孔部が延在する方向における長さは、前記第１部分及び前記第２部分の前記孔部が延在する方向における長さ以上である、請求項４記載の振動発生装置。
6. 前記磁石は、
   前記ヨークの第１側部側に配置され前記ヨークの前記底部及び前記天板部を結ぶ第１方向に磁界を発生させる第１磁石部と、
   前記ヨークの第２側部側に配置され前記ヨークの前記底部及び前記天板部を結ぶ第２方向に磁界を発生させる第２磁石部と
   を有する、請求項２乃至５のいずれか一項記載の振動発生装置。