JP2021081876A - 振動アクチュエータ及び振動呈示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧操作による様々な接触操作感に応じた振動を安定して確実に表現でき信頼性が高く、コンパクト化を図ること。【解決手段】押圧操作に応じて振動を呈示する振動呈示部に振動を付与する振動アクチュエータであって、固定体と、振動呈示部に固定される可動体と、固定体と可動体に接続され、固定体に対して、可動体を移動可能に支持する弾性支持部と、可動体において、弾性支持部に固定される支持部側固定部と、振動呈示部に固定される呈示部側固定部との間には、振動呈示部への押圧操作に応じて歪む起歪体と、起歪体の歪みを検出する歪み検出部と、が設けられ、可動体は、起歪体の歪みに応じて電磁駆動により振動する。【選択図】図４

Description

本発明は、押圧操作に応じて振動を付与する振動アクチュエータ及びこれを備える振動呈示装置に関する。

従来、感知パネルであるタッチパネルの操作の際に、タッチパネルに表示された表示画面に接触した操作者の指腹等に対し、接触操作感（接触して操作する感覚）として、振動アクチュエータにより振動を付与する構成が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１には、タッチパネルの裏面に、振動伝達部を介して振動アクチュエータが取り付けられた携帯端末装置が開示されている。この振動アクチュエータは、振動伝達部に固定されるハウジング内に、可動子が、タッチパネルに対して垂直に配置されたガイドシャフトに沿って往復移動可能に配置されている。この振動アクチュエータでは、タッチパネルへの操作に対応して可動子をハウジングに衝突させることで、振動伝達部を介してタッチパネルに接触する指腹に振動を付与する。

また、特許文献２では、タッチパネルへの操作に対応して振動を付与する振動呈示装置が開示されている。この振動呈示装置では、振動を呈示する振動部である振動パネルと、振動パネルを支持する筐体との間に、振動を発生させるボイスコイルモータと、振動パネルと配置されて所定の力で圧縮される支持部と、振動部の振動に制動作用を付与するダンパと、支持部及びダンパに圧縮力を付与するばねと、が並行して介設されている。

特開２０１５−０７０７２９号公報 特開２０１６−１６３８５４号公報

ところで、このような振動呈示装置においては、操作機器の用途や使用状況に応じた接触操作感となる振動を表現することが望まれている。
例えば、タッチパネルへの押圧操作の際の押圧量に対応して振動を付与する場合、タッチパネルへの実際の操作に対応して変化する部位に起歪体を設け、起歪体における歪みを検出し、その検出量に応じて振動を付与する構成が考えられる。この場合、起歪体は、変位量が大きい部位に配置されることが望ましいものの、変位量が大きい部位では、その部位の変位に応じて起歪体も変位することになり、起歪体の疲労耐久性の確保が困難である。加えて、変位が大きい部位の変位を阻害しないような起歪体の取付スペースを確保する必要があり、起歪体を取り付ける部位の厚みが厚くなるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、押圧操作による様々な接触操作感に応じた振動を安定して確実に表現でき信頼性が高く、コンパクト化を図ることができる振動アクチュエータ及び振動呈示装置を提供することを目的とする。

本発明の振動アクチュエータは、
押圧操作に応じて振動を呈示する振動呈示部に振動を付与する振動アクチュエータであって、
固定体と、
可動体と、
前記固定体に対して、前記可動体を移動可能に支持する弾性支持部と、
を有し、
前記可動体は、前記弾性支持部に固定される支持部側固定部と、前記振動呈示部に固定される呈示部側固定部と、を有し、
前記振動呈示部への押圧操作に応じて歪む起歪体と、
前記起歪体の歪みを検出する歪み検出部と、が、
前記支持部側固定部と前記呈示部側固定部との間に設けられ、
前記可動体は、前記起歪体の歪みに応じて電磁駆動により振動する構成を採る。

本発明の振動呈示装置は、
前記振動呈示部としてのタッチパネルと、
前記タッチパネルに振動を付与する上記構成の振動アクチュエータと、を実装した構成を採る。

本発明によれば、押圧操作による様々な接触操作感に応じた振動を安定して確実に表現でき信頼性が高く、コンパクト化を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータを有する振動呈示装置の平面図である。 同振動呈示装置の背面側斜視図である。 図１における振動呈示装置のストッパを示す拡大平面図である。 振動アクチュエータの正面側斜視図である。 同振動アクチュエータの背面側斜視図である。 同振動アクチュエータの正面図である。 同振動アクチュエータの正面側分解斜視図である。 同振動アクチュエータの背面側分解斜視図である。 同振動アクチュエータにおけるアクチュエータ本体の正面側斜視図である。 同アクチュエータ本体の背面側斜視図である。 図９のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 同アクチュエータ本体の分解斜視図である。 同アクチュエータ本体の磁気回路構成を示す図である。 同アクチュエータ本体の動作の説明に供する図である。 同アクチュエータ本体の制御部の説明に供する図である。 歪み検出体の配線を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータを有する振動呈示装置の動作の説明に供する図である。 本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータを有する振動呈示装置の背面側斜視図である。 同振動呈示装置の平面図である。 同振動呈示装置における振動アクチュエータのストッパを示す拡大図である。 同振動アクチュエータの正面側外観斜視図である。 同振動アクチュエータの背面側外観斜視図である。 同振動アクチュエータの分解斜視図である。 起歪体の背面側斜視図である。 ベース部の背面側斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータの正面側斜視図である。 同振動アクチュエータの背面側斜視図である。 同振動アクチュエータの分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。以下において、振動アクチュエータ１０を有する振動呈示装置２００の幅、高さ、奥行きは、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の長さであり、振動アクチュエータ１０の幅、高さ、奥行きもそれぞれ対応して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の長さとする。また、Ｚ方向プラス側は、操作者に振動フィードバックを付与する方向であり、「正面側」とし、Ｚ方向マイナス側は、操作者が操作する際に押圧する方向であり、「背面側」として説明する。

（振動アクチュエータ１０を有する振動呈示装置２００の基本構成）
図１及び図２に示す振動呈示装置２００は、振動アクチュエータ１０、及び、操作者が接触操作する振動呈示部としての操作機器（本実施の形態ではタッチパネル２）を有する。振動呈示装置２００では、操作者の操作機器への接触操作に対応して、操作機器に振動を付与する。つまり、操作機器を介して、操作機器を接触して操作する操作者に接触操作感（「触感」「力覚」ともいう）を付与する。

本実施の形態では、操作機器は、画面を表示し、画面に接触することにより操作されるタッチパネル２としている。タッチパネル２は、静電式、抵抗膜式、又は光学式等のタッチパネルである。なお、タッチパネル２は、操作者の接触位置を検知し、制御部１（図２参照）により制御される。本実施の形態では、タッチパネル２は、静電式のタッチパネルである。制御部１は、図示しないタッチパネル制御部を介してユーザのタッチ位置の情報を得ることができる。また、タッチパネル２の画面２ａは、液晶方式、有機ＥＬ方式、電子ペーパー方式、プラズマ方式などの表示部により構成される。タッチパネル２は、タッチパネル制御部により制御されてもよい。タッチパネル制御部は、図示しない表示情報を制御して画面に、提示振動の種類に対応した画像を操作者に呈示する。

振動呈示装置２００は、例えば、電子機器として、カーナビゲーションシステムのタッチパネル装置として用いられる。振動呈示装置２００は、タッチパネル２の画面２ａに接触して操作する操作者に振動を呈示する装置として機能する。このとき、振動呈示装置２００としては、振動対象に接触する操作者に対して振動を提示することにより操作者に触感を付与する電子機器であれば、どのようなものでもよい。例えば、振動呈示装置２００は、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、テレビ等の画像表示装置、タッチパネル付きゲーム機或いはタッチパネル付きゲームコントローラ等であってもよい。

振動呈示装置２００は、具体的には、タッチパネル２の画面２ａに操作者の指腹等の押圧物が接触されて操作される際に、これに対応して振動アクチュエータ１０が駆動して振動する。この振動により、操作者には触感が付与される。

本実施の形態の振動アクチュエータ１０は、操作者が操作する表示画像に対応して様々な種類の触感を付与する。振動アクチュエータ１０は、例えば、接触して操作される対象となる画像に対応して、タクタイルスイッチ、オルタネイト型スイッチ、モーメンタリスイッチ、トグルスイッチ、スライドスイッチ、ロータリースイッチ、ＤＩＰスイッチ、ロッカースイッチ等の機械式スイッチとしての触感を付与する。また、プッシュ式のスイッチにおいては、押し込み度合いが異なるスイッチの触感も付与できる。

なお、振動呈示装置２００では、操作機器としてのタッチパネル２に変えて、表示機能がなく、単に操作者が触れて操作可能な操作機器としてもよい。

図１から図３に示す振動呈示装置２００では、振動アクチュエータ１０は、タッチパネル２と、タッチパネル２の裏面側に配置される基台部（図示省略）との間に配置される。振動アクチュエータ１０は、固定体３０で基台部（図示省略）に固定されている。

タッチパネル２は、裏面側で、振動アクチュエータ１０において、アクチュエータ本体Ａの可動体４０（図２参照）に設けられる荷重検出モジュールＫの起歪部材９に固定されている。このように、振動アクチュエータ１０は、タッチパネル２と基台部（図示省略）のそれぞれの間で、互いを接続するように配置されている。

タッチパネル２自体は、可動体４０と一体に駆動可能である。操作者の指等でタッチパネル２の画面２ａに接触して押圧する方向、例えば、タッチパネル２の画面に対して垂直な方向（「面直方向」ともいう）は、振動アクチュエータ１０における可動体４０の振動方向であるＺ方向と同じ方向に含まれる。振動アクチュエータ１０では、ストッパ４００により、タッチパネル２に対して、可動体４０のＺ方向プラス側への移動を規制する。

このように、制御部１、タッチパネル２、振動アクチュエータ１０を実装した振動呈示装置２００によれば、タッチパネル２を直接動作させる、つまり可動体４０とともにタッチパネル２を指の接触方向と同方向で駆動させるため、タッチパネル２を直接振動できる。

よって、タッチパネル２に表示される画像に接触して操作する際に、可動体４０を可動して、タッチパネル２に対して画像に応じた操作感となる振動を付与できる。なお、画像としては、接触した際に指等に触感を付与する物体等の画像や、接触操作により触感を付与しつつ動く物体の画像等であってもよい。
これにより、タッチパネル２は操作者に振動を呈示し、使い心地の良い操作を表現することができる。

本実施の形態のタッチパネル２は、タッチパネル２の画面２ａを押圧操作する操作者の指（押圧物）の位置を、非接触で検出する位置検出部２ｂを有する。位置検出部２ｂは、近接ずる押圧物の存在を電気的に検出する近接センサであり、本実施の形態では、操作者の指との間の静電容量を検出して指の位置を検知する。

通常の静電容量式のタッチパネルで用いられる静電容量センサは、画面に当接する指の位置で反応するレベルの感度をものである。これに対し、本実施の形態の位置検出部２ｂは、画面２ａに触れず画面２ａから指が所定間隔浮いた状態でも検知可能である。この所定間隔は、静電容量を検知する位置検出部２ｂの感度を、通常のタッチパネルで画面に接触する押圧物の検知の対象に用いられる静電容量センサよりも高感度にすることにより設定される。これにより、位置検出部２ｂは、静電容量検知不可能な物質を介しての接触であっても指等の押圧物の位置検出が可能な検出検知感度を有する。このように位置検出部２ｂで検出された指の位置に基づいて、後述する制御部１により、振動アクチュエータ１０の可動体４０は駆動する。

＜振動アクチュエータ１０の全体構成＞
図４から図８は、それぞれ、振動アクチュエータ１０の正面側斜視図、背面側斜視図、正面図、正面側分解斜視図、背面側分解斜視図である。

振動アクチュエータ１０は、板状の振動アクチュエータであり、Ｚ方向を厚み方向とすると厚み方向で、タッチパネル２の裏面側に対向するように配置される。
振動アクチュエータ１０は、制御部１と、アクチュエータ本体Ａと、荷重検出モジュールＫと、を有する。制御部１は本実施の形態ではアクチュエータ本体Ａに設けられてもよい。荷重検出モジュールＫは、起歪部材９と、起歪部材９に設けられる歪み検出体７と、を有する。

振動アクチュエータ１０は、タッチパネル２が押圧操作された際の起歪部材９の歪みを歪み検出体７で検出し、この歪み検出体７の検出結果に応じて振動アクチュエータ１０が振動し、タッチパネル２に振動を付与する。まず、アクチュエータ本体Ａについて説明する。

＜アクチュエータ本体Ａ＞
図９は、本発明の実施の形態に係る振動アクチュエータにおけるアクチュエータ本体Ａの正面側斜視図であり、図１０は、同アクチュエータ本体Ａの背面側斜視図である。また、図１１は、図９のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図１２は、アクチュエータ本体Ａの分解斜視図である。

図９〜図１２に示すアクチュエータ本体Ａは、本実施の形態では、制御部１とともに振動呈示装置（電子機器）２００に実装されて、操作機器の一例であるタッチパネル２（図１参照）の振動発生源として機能する。

アクチュエータ本体Ａは、可動体４０を一方向に駆動させ、付勢力を発生する部材（板状弾性部５０）の付勢力により可動体４０を一方向とは反対の方向に移動させることで、可動体４０を直線往復移動（振動）させる電磁駆動の電磁アクチュエータとして機能する。

タッチパネル２の画面２ａ上における操作者による接触操作に対応して、振動を操作者に伝達して体感させることで、タッチパネル２を触れた操作者に直感的な操作を可能とする。例えば、タッチパネル２は、タッチパネル２上における操作者による接触操作を受け付けて、その接触位置を出力する接触位置出力部を有するものとする。この場合、接触位置出力部により出力される接触位置情報、及び駆動タイミングに基づいて制御部１は、接触操作に対応する振動が発生するように、アクチュエータ本体Ａに、アクチュエータ駆動信号を出力して駆動電流を供給する。

制御部１から供給される駆動電流を受けたアクチュエータ本体Ａは、タッチパネル２から出力された接触位置に対応した振動を発生し、タッチパネル２に伝達して、タッチパネル２を直接振動させる。このように、タッチパネル２で受けた操作者の操作を受け付けて、それに対応してアクチュエータ本体Ａは駆動する。

アクチュエータ本体Ａは、制御部１を介してアクチュエータ駆動信号が入力されることにより、可動体４０を付勢力に抗して一方向として、例えば、Ｚ方向マイナス側に移動させる。また、このアクチュエータ本体Ａへのアクチュエータ駆動信号の入力が停止されることにより、アクチュエータ本体Ａは、付勢力を開放し、可動体４０を、付勢力により他方向側（Ｚ方向プラス側）に移動させる。アクチュエータ本体Ａは、アクチュエータ駆動信号の入力と停止により可動体４０及び操作機器を振動させる。アクチュエータ本体Ａは、マグネットを用いずに可動体４０を駆動して、操作機器を振動させている。

なお、アクチュエータ駆動信号は、本実施の形態では、可動体４０及び操作機器を駆動する駆動電流としてコイル２２に供給される複数の駆動電流パルス（「電流パルス」とも称する）列に相当する。アクチュエータ本体Ａでは、電流パルスがコイル２２に供給されると、可動体４０は一方向に移動する。これを繰り返すことにより可動体４０は振動する。

アクチュエータ本体Ａは、コア２４にコイル２２が巻回されてなるコア組立体２０及びベース部３２を有する固定体３０と、磁性体のヨーク４１を有する可動体４０と、弾性支持部としての板状弾性部５０（５０−１、５０−２）と、を有する。板状弾性部５０（５０−１、５０−２）は、固定体３０に対して可動体４０を振動方向に可動可能に弾性支持する。なお、弾性支持部としての板状弾性部５０としたが、固定体３０に対して可動体４０を振動方向に可動可能に弾性支持するものであれば、弾性支持部は板状でなくてもよい。

アクチュエータ本体Ａは、板状弾性部５０で移動可能に支持される可動体４０を、固定体３０に対して、一方向に移動するように駆動する。また、可動体４０の一方向と逆方向へ移動は、板状弾性部５０の付勢力により行われる。

具体的には、アクチュエータ本体Ａは、コア組立体２０により、可動体４０のヨーク４１を振動させる。具体的には、通電されるコイル２２および通電されるコイル２２により励磁されるコア２４の吸着力と、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）による付勢力とにより、可動体４０を振動させる。

アクチュエータ本体Ａは、Ｚ方向を厚み方向とした扁平形状に構成される。アクチュエータ本体Ａは、可動体４０を、固定体３０に対して、Ｚ方向、つまり、厚み方向を振動方向として振動させ、アクチュエータ本体Ａ自体の厚み方向で離れて配置される表裏面のうちの一方の面を他方の面に対してＺ方向に接近、離間させる。

アクチュエータ本体Ａは、本実施の形態では、コア２４の吸着力により可動体４０を、一方向としてのＺ方向マイナス側に移動し、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）による付勢力により、可動体４０をＺ方向プラス側に移動する。

本実施の形態のアクチュエータ本体Ａでは、可動体４０は、可動体４０の可動中心に対して点対称の位置で、Ｚ方向と直交する方向に沿って複数配置された板状弾性部５０（５０−１、５０−２）により弾性支持されているが、この構成に限らない。

板状弾性部５０は、可動体４０と固定体３０との間に固定され、且つ、弾性変形する蛇腹形状部を有し固定体３０に対して可動体４０を、少なくともコア２４の両端部（磁極部２４２、２４４）のうちの一方の端部と対向する方向で移動自在に弾性支持する。このような構成であれば、どのように設けられてもよい。例えば、板状弾性部５０は、固定体３０（コア組立体２０）に対して可動体４０を、コア２４の一方の端部（磁極部２４２或いは磁極部２４４）と対向する方向で移動自在に弾性支持するようにしてもよい。また、板状弾性部５０−１、５０−２は、可動体４０の中心（可動中心）に対し、線対称で配置されてもよく、２つ以上の複数の板状弾性部５０を用いてもよい。それぞれの板状弾性部５０−１、５０−２は、一端側で固定体３０に固定され、他端側で可動体４０に固定され、可動体４０を固定体３０に対して振動方向（Ｚ方向であり、ここでは上下方向）に移動可能に支持している。
本実施の形態では、アクチュエータ本体Ａは、押圧操作されるタッチパネル２の変位を、歪み検出部としての歪み検出センサ７０−１〜７０−４により、起歪部材９の歪みとして検出し、この検出した歪みに対応して可動体４０を可動して振動する。

＜固定体３０＞
固定体３０は、図９から図１２に示すように、コイル２２及びコア２４を有するコア組立体２０と、ベース部３２とを有する。

ベース部３２には、コア組立体２０が固定される。ベース部３２は、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）を介して可動体４０に連結され、可動体４０を振動方向に移動自在に支持する。ベース部３２は、扁平形状の部材であり、アクチュエータ本体Ａの底面、言い換えると、振動アクチュエータ１０の底面を形成する。
ベース部３２は、コア組立体２０を挟むように、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）の一端部が固定される取付部３２ａを有する。取付部３２ａは、それぞれコア組立体２０から同じ間隔を空けて配置される。なお、この間隔は板状弾性部５０（５０−１、５０−２）の変形領域となる間隔である。

取付部３２ａは、図１０及び図１２に示すように、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）を固定する固定孔３２１と、ベース部３２を、基台部側（図示省略に固定するための固定孔３２２とを有する。

固定孔３２２は、固定孔３２１を挟むように、取付部３２ａの両端部に設けられ、取付部３２ａの裏面側に突設された筒状の固定脚部３２４と連通している。これにより、ベース部３２は、固定脚部３２４を介して固定孔３２２に篏合する止着部材を介して基台部（図示省略）に全面的に安定して固定される。

ベース部３２は、本実施の形態では、板金を加工して、取付部３２ａである一辺部と他辺部とが底面部３２ｂを挟み、幅（Ｘ方向）方向で離れて位置するよう構成されている。 取付部３２ａ間には、取付部３２ａよりも奥行きの短い底面部３２ｂを有する凹状部が設けられている。凹状部内、つまり底面部３２ｂの表面側の空間は、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）の弾性変形領域を確保するものであり、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）により支持される可動体４０の可動領域を確保するための空間である。

底面部３２ｂは矩形状であり、その中央部には、開口部３６が形成され、この開口部３６内にコア組立体２０が配置されている。

開口部３６は、コア組立体２０の形状に対応した形状である。開口部３６は、本実施の形態では、正方形状に形成されている。これにより、コア組立体２０と可動体４０とをアクチュエータ本体Ａの中央部に配置させて、アクチュエータ本体Ａ全体を平面視して略正方形状にすることができる。なお、開口部３６は、矩形状（正方形状を含む）であってもよい。

開口部３６内には、コア組立体２０の下側のボビン２６の分割体２６ｂ及びコイル２２の下側部分が挿入され、側面視して底面部３２ｂ上にコア２４が位置するように固定される。これにより、底面部３２ｂ上にコア組立体２０が取り付けられる構成と比較して、Ｚ方向の長さ（厚み）が薄くなっている。また、コア組立体２０は、その一部、ここでは底面側の一部が開口部３６内に嵌まり込んだ状態で、止着部材としのねじ６２により固定されている。これにより、コア組立体２０は、底面部３２ｂに対して、底面部３２ｂから外れにくい状態で強固に固定される。

コア組立体２０は、コア２４の外周にボビン２６を介してコイル２２が巻回されることにより構成されている。

コア組立体２０は、コイル２２に通電されると、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）との協働により、可動体４０のヨーク４１を振動（Ｚ方向に往復直線移動）する。

コア組立体２０は、本実施の形態では、矩形板状に形成されている。矩形板状の長手方向で離間する両辺部分に磁極部２４２、２４４が配置されている。

磁極部２４２、２４４は、Ｚ方向でギャップをあけて可動体４０の被吸着面部４６、４７と対向可能に配置されている。本実施の形態では、上面である対向面（対向面部）２０ａ、２０ｂが、可動体４０の振動方向（Ｚ方向）で、ヨーク４１における被吸着面部４６、４７の裏面とはす向かいで近接する。

図９から図１１に示すように、コイル２２の巻回軸を、ベース部３２において離間する取付部３２ａどうしの対向方向（振動方向と直交するＸ方向）に向けて、コア組立体２０は、ベース部３２に固定されている。コア組立体２０は、本実施の形態では、ベース部３２の中央部、具体的には底面部３２ｂの中央部に配置されている。

コア組立体２０は、図１０〜図１２に示すように、コア２４が底面部３２ｂと平行に、底面上に開口部３６を跨いで位置するように、底面部３２ｂに固定されている。コア組立体２０は、コイル２２及びコイル２２に巻回される部位（コア本体２４１）をベース部３２の開口部３６内に位置させた状態で、固定されている。

具体的には、コア組立体２０は、底面部３２ｂに対して、コイル２２を開口部３６内に配置した状態で、止着部材としてのねじ６８を固定孔２８と底面部３２ｂの止着孔３３（図１０から図１２参照）とを通して締結することで固定されている。コア組立体２０と底面部３２ｂとは、コイル２２を挟み、Ｙ方向で離間する開口部３６の両辺部と磁極部２４２、２４４とで、止着部材であるねじ６８により接合されている。ねじ６８の止着箇所は、コイル２２の軸心上の二箇所である。

コイル２２は、アクチュエータ本体Ａの駆動時に通電されて、磁界を発生するソレノイドとして機能する。コイル２２は、コア２４及び可動体４０とともに、可動体４０を吸い寄せて移動させる磁気回路（磁路）を構成する。なお、コイル２２には、制御部１を介して、外部電源から電力供給される。例えば、制御部１から駆動電流がアクチュエータ本体Ａに供給されることでコイル２２に電力を供給してアクチュエータ本体Ａを駆動する。

コア２４は、コイル２２が巻回されるコア本体２４１と、コア本体２４１の両端部に設けられ、コイル２２を通電することにより励磁する磁極部２４２、２４４とを有する。コア２４は、コイル２２の通電により両端部が磁極部２４２、２４４となる長さを有する構造であれば、どのような構造でもよい。例えば、ストレート型（Ｉ型）平板状に形成されてもよいが、本実施の形態のコア２４は、平面視Ｈ型の平板状に形成されている。

Ｉ型のコアとした場合、Ｉ型コアの両端部（磁極部）において、ギャップ（エアギャップ）Ｇを空けて対向する被吸着面部４６、４７側の面（エアギャップ側面）の面積が狭くなる。これにより、磁気回路における磁気抵抗が高まり、変換効率が低下する恐れがある。また、コア２４にボビン２６を取り付ける場合、コア２４の長手方向におけるボビンが長手方向から抜けないような位置決めとなる突起部分が無くなるまたは小さくなるので、別途設ける必要が生じる。これに対し、コア２４は、Ｈ型であるので、コア本体２４１の両端部でエアギャップ側面を、コイル２２が巻回されるコア本体２４１の幅よりも長く前後方向（Ｙ方向）に拡大することができ、磁気抵抗を低下させて、磁気回路の効率の改善を図ることができる。また、磁極部２４２、２４４においてコア本体２４１から張り出した部位の間に、ボビン２６を嵌め込むだけでコイル２２の位置決めを行うことができ、コア２４に対するボビン２６の位置決め部材を別途設ける必要が無い。

コア２４は、コイル２２が巻回される板状のコア本体２４１の両端部のそれぞれに、磁極部２４２、２４４が、コイル２２の巻回軸と直交する方向に突出して設けられている。
コア２４は、軟磁性材料等からなる磁性体であり、例えば、ケイ素鋼板、パーマロイ、フェライト等により形成される。また、コア２４は、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等により構成されてもよい。

磁極部２４２、２４４は、コイル２２への通電により励磁されて、振動方向（Ｚ方向）で離間する可動体４０のヨーク４１を吸引し、移動する。具体的には、磁極部２４２、２４４は、発生する磁束により、ギャップＧを介して対向配置された可動体４０の被吸着面部４６、４７を吸着する。

本実施の形態では、Ｘ方向に延在するコア本体２４１に対して垂直方向であるＹ方向に延在する板状体である。磁極部２４２、２４４は、Ｙ方向に長いため、コア本体２４１の両端部に形成される構成よりも、ヨーク４１に対向する対向面２０ａ、２０ｂの面積が広い。

ボビン２６は、コア２４のコア本体２４１を振動方向と直交する方向で囲むように配置されている。ボビン２６は、例えば、樹脂材料により形成される。これにより、金属製の他の部材（例えば、コア２４）との電気的絶縁を確保することができるので、電気回路としての信頼性が向上する。樹脂材料には、高流動の樹脂を用いることにより成形性が良くなり、ボビン２６の強度を確保しつつ肉厚を薄くすることができる。なお、ボビン２６は、コア本体２４１を挟むように分割体２６ａ、２６ｂを組み付けることにより、コア本体２４１の周囲を覆う筒状体に形成されている。ボビン２６には、筒状体の両端部にフランジが設けられ、コイル２２がコア本体２４１の外周上に位置するように規定している。

＜可動体４０＞
可動体４０は、コア組立体２０に振動方向（Ｚ方向）と直交する方向でギャップを空けて、対向するように配置される。可動体４０は、コア組立体２０に対して、振動方向に往復移動自在に設けられている。

可動体４０は、ヨーク４１を有し、ヨーク４１に固定される板状弾性部５０−１、５０−２の可動体側固定部５４を含む。

可動体４０は、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）を介して、底面部３２ｂに対して接離方向（Ｚ方向）に移動可能に、略平行に離間して吊られた状態（基準常態位置）で配置されている。

ヨーク４１は、コイル２２に通電した際に発生する磁束の磁路であり、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等の磁性体から構成される板状体である。ヨーク４１は本実施の形態では、ＳＥＣＣ板を加工して形成されている。

ヨーク４１は、Ｘ方向で離間する被吸着面部４６、４７のそれぞれに固定される板状弾性部５０（５０−１、５０−２）により、コア組立体２０に対して、振動方向（Ｚ方向）にギャップＧ（図１１参照）を空けて対向する様に吊設されている。

ヨーク４１は、操作機器（図１に示すタッチパネル２参照）に取り付けるために、起歪部材９に固定される面部固定部４４と、磁極部２４２、２４４に対向配置される被吸着面部４６、４７とを有する。ヨーク４１は、面部固定部４４と被吸着面部４６、４７とで、中央部に開口部４８を有する矩形枠状に形成されている。

開口部４８は、コイル２２と対向する。本実施の形態では、開口部４８は、コイル２２の真上に位置し、開口部４８の開口形状は、ヨーク４１が底面部３２ｂ側に移動した際に、コア組立体２０のコイル２２部分が挿入可能な形状である。

ヨーク４１は開口部４８を有する構成にすることより、開口部４８が無い場合と比較して、アクチュエータ本体Ａ、ひいては振動アクチュエータ１０全体の厚みを薄くできる。

また、開口部４８内に、コア組立体２０を位置させるため、コイル２２近傍にヨーク４１が配置されることがなく、コイル２２から漏れる漏えい磁束による変換効率の低下を抑制でき、高出力を図ることができる。

面部固定部４４は、起歪部材９の本体枠部９５ａに固定する固定面４４ａを有する。面部固定部４４は、板状であり、本実施の形態では、タッチパネル２における操作面の中心を囲む部位でタッチパネル２と対向するように配置され、起歪部材９を介してタッチパネル２に固定される。

具体的には、面部固定部４４の固定面４４ａの縁部が、本体枠部９５ａの長辺部に起歪部材９の本体枠部９５ａの長辺部に面接触して固定される。固定面４４ａは本実施の形態では、平面視台形状をなしており、面部固定孔４２に挿入されるねじ６９（図４から図６参照）等の止着部材を介して起歪部材９に固定される。

面部固定部４４は、起歪部材９を介してタッチパネル２に接合されることにより、可動体４０の振動方向（Ｚ方向）に延びる中心が、タッチパネル２の操作面の中心と同じ線上に位置するように配置されることが好ましい。これにより、タッチパネル２の変位を、起歪部材９を介して可動体４０が正面側の全面で受けることができる。

本実施の形態では、面部固定孔４２は、可動体４０において正面視して、コア組立体２０を中心に外側で、対角線上に位置する部位或いはその近傍に設けられている。

被吸着面部４６、４７は、コア組立体２０において磁化された磁極部２４２、２４４に吸い寄せられるとともに、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）が固定される。

被吸着面部４６、４７には、それぞれ、板状弾性部５０−１、５０−２の可動体側固定部５４が積層された状態で固定される。被吸着面部４６、４７には、底面部３２ｂ側に移動した際に、コア組立体２０のねじ６８の頭部を逃げる切欠部４９が設けられている。
これにより、可動体４０が底面部３２ｂ側に移動して、被吸着面部４６、４７が磁極部２４２、２４４に接近しても、磁極部２４２、２４４を底面部３２ｂに固定するねじ６８に接触することがなく、その分のＺ方向のヨーク４１の可動領域を確保できる。

＜板状弾性部５０（５０−１、５０−２）＞
板状弾性部５０（５０−１、５０−２）は、固定体３０に対して可動体４０を可動自在に支持する。板状弾性部５０（５０−１、５０−２）は、可動体４０の上面を、固定体３０の上面と同じ奥行き、もしくは、固定体３０の上面（本実施の形態では、コア組立体２０の上面）よりも下面側で、互いに平行となるように支持する。なお、板状弾性部５０−１、５０−２は、可動体４０の中心に対して対称の形状を有し、本実施の形態では、同様に形成された部材である。

板状弾性部５０は、ヨーク４１を、固定体３０のコア２４の磁極部２４２、２４４に対してギャップＧを空けて対向するように、略平行に配置される。板状弾性部５０は、可動体４０の下面をコア組立体２０の上面の奥行きレベルと略同じレベルよりも、底面部３２ｂ側の位置で、振動方向に移動自在に支持する。

板状弾性部５０は、板バネ（バネ板材）であり、固定体側固定部５２、可動体側固定部５４、固定体側固定部５２と可動体側固定部５４とを連絡する蛇腹状弾性アーム部５６を有する。

板状弾性部５０は、取付部３２ａの表面に固定体側固定部５２を取り付け、ヨーク４１の被吸着面部４６、４７の表面に、可動体側固定部５４を取り付けて、蛇腹状弾性アーム部５６を底面部３２ｂと平行にして、可動体４０を取り付ける。

固定体側固定部５２は、取付部３２ａに面接触してねじ６２により接合して固定され、可動体側固定部５４は、被吸着面部４６、４７に面接触してねじ６４により接合して固定されている。

蛇腹状弾性アーム部５６は、蛇腹形状部を有するアーム部である。蛇腹状弾性アーム部５６は、蛇腹形状部を有することにより、固定体側固定部５２と可動体側固定部５４との間で、且つ、振動方向と直交する面（Ｘ方向及びＹ方向で形成される面）において、可動体４０の振動に必要な変形が可能である長さを確保している。

蛇腹状弾性アーム部５６は、本実施の形態では、固定体側固定部５２と可動体側固定部５４との対向方向に伸びて折り返された形状を有する。蛇腹状弾性アーム部５６において、固定体側固定部５２と可動体側固定部５４とにそれぞれ接合される端部は、Ｙ方向でずれた位置に形成されている。蛇腹状弾性アーム部５６は、可動体４０の中心に対して、点対称或いは線対称の位置に配置されている。

これにより、可動体４０は、蛇腹形状のばねを有する蛇腹状弾性アーム部５６により両側方で支持されるため、弾性変形する際の応力分散が可能となる。すなわち、板状弾性部５０は、可動体４０を、コア組立体２０に対して傾斜することなく、振動方向（Ｚ方向）に移動させることができ、振動状態の信頼性の向上を図ることができる。

板状弾性部５０は、それぞれ、少なくとも２つ以上の蛇腹状弾性アーム部５６を有している。これにより、板状弾性部５０は、蛇腹状弾性アーム部をそれぞれ一つずつ有する場合と比較して、弾性変形する際の応力が分散され、信頼性の向上を図ることができるとともに、可動体４０に対する支持のバランスが良くなり、安定性の改善を図ることができる。

板状弾性部５０は、本実施の形態では、磁性体からなる。また、板状弾性部５０の可動体側固定部５４は、コア２４の両端部（磁極部２４２、２４４）とのコイル巻回軸方向で対向する位置ないしその上側に配置され、磁路として機能する。本実施の形態では、可動体側固定部５４は被吸着面部４６、４７の上側に積層した状態で固定されている。これにより、コア組立体の磁極部２４２、２４４に対向する被吸着面部４６、４７の厚み（Ｚ方向、振動方向の長さ）Ｈ（図１１参照）を磁性体の厚みとして大きくできる。

本実施の形態では、板状弾性部５０の厚みと、ヨーク４１の厚みとが同じであるので、磁極部２４２、２４４に対向する磁性体の部位の断面積を２倍にできる。これにより、板ばねが非磁性の場合と比較して、磁気回路を拡張して、磁気回路における磁気飽和による特性の低下を緩和し、出力向上を図ることができる。

図１３は、振動アクチュエータ１０におけるの磁気回路を示す図である。なお、図１３は、図９のＢ−Ｂ線で切断した部分を示すアクチュエータ本体Ａの斜視図であり、磁気回路は、図示しない部分も図示された部分と同様の磁束の流れＭを有する。また、図１４は、磁気回路による可動体４０の移動を模式的に示す断面図である。詳細には、図１４Ａは板状弾性部５０により、可動体４０が、コア組立体２０から離間した位置に保持されている状態の図であり、図１４Ｂは、磁気回路による起磁力によりコア組立体２０側に吸引されて移動した可動体４０を示す。

具体的には、コイル２２を通電すると、コア２４が励磁されて磁場が発生し、コア２４の両端部が磁極となる。例えば、図１３では、コア２４において、磁極部２４２がＮ極となり、磁極部２４４がＳ極となっている。すると、コア組立体２０とヨーク４１との間には、磁束の流れＭで示す磁気回路が形成される。この磁気回路における磁束の流れＭは、磁極部２４２から対向するヨーク４１の被吸着面部４６に流れ、ヨーク４１の面部固定部４４を通り、被吸着面部４７から、被吸着面部４７に対向する磁極部２４４に至る。本実施の形態では、板状弾性部５０も磁性体である。よって、被吸着面部４６に流れた磁束（磁束の流れＭで示す）は、ヨーク４１の被吸着面部４６及び可動体側固定部５４を通り、被吸着面部４６の両端から、面部固定部４４を介して被吸着面部４７及び、板状弾性部５０−２の可動体側固定部５４の両端に至る。

これにより、電磁ソレノイドの原理により、コア組立体２０の磁極部２４２、２４４は、ヨーク４１の被吸着面部４６、４７を吸着する吸引力Ｆを発生する。すると、ヨーク４１の被吸着面部４６、４７は、コア組立体２０の磁極部２４２、２４４の双方で引き寄せられる。これにより、ヨーク４１の開口部４８内に、コイル２２が挿入されて、ヨーク４１を含む可動体４０は、板状弾性部５０の付勢力に抗して、Ｆ方向に移動する（図１４Ａ及び図１４Ｂ参照）。

また、コイル２２への通電を解除すると、磁界は消滅し、コア組立体２０による可動体４０の吸引力Ｆは無くなり、板状弾性部５０の付勢力により、元の位置に移動（−Ｆ方向に移動）する。

これを繰り返すことで、アクチュエータ本体Ａでは、可動体４０が往復移動して振動方向（Ｚ方向）の振動を発生することができる。

可動体４０を往復直線移動させることにより、可動体４０が固定される操作機器であるタッチパネル２も、可動体４０に追従してＺ方向に変位する。本実施の形態では、駆動による可動体４０の変位、つまり、タッチパネル２の変位量は、０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲としている。

この変位量の範囲は、操作機器であるタッチパネル２の画面２ａにおいて、操作者が押圧した表示に対応する振動を付与できる範囲である。例えば、画面２ａにおいて操作者の押圧対象となる表示が、機械式のボタン或いは各種スイッチである場合、これら機械式のボタン或いは各種スイッチを実際に押圧した際と同じ触感を付与できる振幅の範囲である。この範囲は、可動体４０の振幅の変位が小さいと触感が不十分となったり、また、大きいと不快に感じたりすることに基づいて設定される。

アクチュエータ本体Ａでは、コア組立体２０の磁極部２４２、２４４に、ヨーク４１の被吸着面部４６、４７を近接して配置することで、磁気回路効率を上げ、高出力を図ることができる。また、アクチュエータ本体Ａでは、マグネットを用いることがないので、低コストの構造となる。

板状弾性部５０（５０−１、５０−２）である蛇腹形状のばねにより、応力分散が可能となり、信頼性の向上を図ることができる。特に、複数の板状弾性部５０（５０−１、５０−２）により可動体４０を支持しているため、より効果的に応力分散を可能にしている。このように、アクチュエータ本体Ａは、上下方向駆動により上下方向で画面２ａに接触する操作者に対してダイレクトな感触を提供できる。

コイル２２が巻回されるコア２４を有するコア組立体２０が固定体３０に固定され、このコア組立体２０は、板状弾性部５０により固定体３０に対してＺ方向に可動自在に支持された可動体４０のヨーク４１の開口部４８内に配置されている。これにより、磁気を発生してＺ方向に可動体を駆動させるために固定体及び可動体のそれぞれに設ける部材をＺ方向で重ねて設ける（例えば、コイルとマグネットをＺ方向で対向して配置）必要がないので、電磁アクチュエータとしてのアクチュエータ本体ＡのＺ方向の厚みを薄くできる。また、マグネットを用いることなく、可動体４０を往復直線移動させることで、操作機器に、触覚フィーリングとしての振動を付与できる。このように、支持構造が単純であるため設計がシンプルになり、省スペース化を図ることができ、アクチュエータ本体Ａの薄型化を図ることができる。また、マグネットを用いたアクチュエーターではないので、マグネットを用いる構成と比較してコストの低廉化を図ることができる。

以下に、アクチュエータ本体Ａの駆動原理について簡単に説明する。アクチュエータ本体Ａ、つまり、振動アクチュエータ１０は、下記の運動方程式および回路方程式を用いてパルスを用いて共振現象を発生させて駆動することもできる。なお、動作としては共振駆動ではなく、操作機器としてのタッチパネルに表示される機械式スイッチの操作感を表現するものであり、本実施の形態では、制御部１を介して複数の電流パルスを入力することにより駆動する。

なお、アクチュエータ本体Ａにおける可動体４０は、式（１）、（２）に基づいて往復運動を行う。

すなわち、アクチュエータ本体Ａにおける質量ｍ［Ｋｇ］、変位ｘ（ｔ）［ｍ］、推力定数Ｋ_ｆ［Ｎ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、ばね定数Ｋ_ｓｐ［Ｎ／ｍ］、減衰係数Ｄ［Ｎ／（ｍ／ｓ）］等は、式（１）を満たす範囲内で適宜変更できる。また、電圧ｅ（ｔ）［Ｖ］、抵抗Ｒ［Ω］、インダクタンスＬ［Ｈ］、逆起電力定数Ｋ_ｅ［Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）］は、式（２）を満たす範囲内で適宜変更できる。

このように、アクチュエータ本体Ａと、可動体４０の質量ｍと、板状弾性部５０としての金属ばね（弾性体、本実施の形態では板ばね）のばね定数Ｋ_ｓｐにより決まる。

また、アクチュエータ本体Ａでは、ベース部３２と板状弾性部５０との固定、及び、板状弾性部５０と可動体４０との固定には、止着部材としてのねじ６２、６４が用いられている。これにより、可動体４０が駆動するために、固定体３０及び可動体４０に対して強固に固定する必要がある板状弾性部５０を、リワークを可能とした状態で機械的に強固に固定することができる。

このアクチュエータ本体Ａによれば、コイル２２と、コイル２２が巻回され、両端部がコイル２２から突出するコア２４とを有する固定体３０を有する。また、振動アクチュエータ１０は、コア２４の両端部である磁極部２４２、２４４の対向面２０ａ、２０ｂに対して、コイル２２の巻回軸と交わる方向でギャップＧを空けて対向して近接配置され、且つ、磁性体からなるヨーク４１を有し、接触により操作される操作接触面部に固定可能な可動体４０を有する。

アクチュエータ本体Ａは、可動体４０と固定体３０との間に固定され、弾性変形する蛇腹状弾性アーム部５６を有する板状弾性部５０により、固定体３０に対して可動体４０を、磁極部２４２、２４４と対向する方向で移動自在に弾性支持している。これにより、操作接触面部であるタッチパネルに取り付けた場合でも、薄型化及び低コスト化を図りつつ、タッチパネルの操作時にユーザに好適な操作感を付与できる。

＜制御部１＞
制御部１は、弾性振動可能に支持された操作機器（図１ではタッチパネル２）をその振動方向の一方向に駆動するアクチュエータ本体Ａ、ひいては、振動アクチュエータ１０を制御する。

制御部１は、操作機器の接触操作に応じて、振動アクチュエータ１０に駆動電流を供給して、磁界を発生させ、弾性振動可能な可動体４０を、固定体３０に対して一方向、ここではＺ方向マイナス側に移動する。これにより、制御部１は、操作者に操作機器に接触した際に、振動を触感として付与する。本実施の形態では、接触操作は、歪み検出センサ７０で検出した信号であるが、これに加えて、センサ８０により検出した信号を用いて検出するが、また、例えば、タッチパネル２から入力される接触状態を示す信号であってもよい。

制御部１は、本実施の形態では、振動アクチュエータ１０を駆動するアクチュエータ駆動信号として、単数の電流パルスないし複数の電流パルスをコイル２２に供給する。本実施の形態では、アクチュエータ駆動信号は、複数の電流パルスの列により構成している。

制御部１は、電流パルスをコイル２２に供給することにより、可動体４０は、板状弾性部５０の付勢力に抗して、磁気吸引力により、コイル２２側、つまり、Ｚ方向マイナス側に引き込まれて変位する。これに追従して、タッチパネル２も、固定体３０が固定される基台（図示省略）に対してＺ方向マイナス側に移動する。

また、コイル２２への駆動電流の供給を停止することにより、付勢力は開放されて、可動体４０は、基準位置に対するＺ方向マイナス側での位置での保持状態が解除される。これにより、可動体４０は、板状弾性部５０の付勢力により、Ｚ方向マイナス側での最大変位位置から、引き込まれた方向（Ｚ方向マイナス側）と逆方向（Ｚ方向プラス側）に付勢されて移動し、振動をフィードバックする。

制御部１は、単数の電流パルス或いは複数の電流パルスの列におけるそれぞれのパルスの振幅、それぞれの波長、それぞれの供給タイミング等により、様々な種類の振動形態を生成して、アクチュエータ駆動信号としてアクチュエータ本体Ａに供給可能である。これにより、アクチュエータ本体Ａの振動は、操作者に体感として付与される。

制御部１は、例えば、電流パルス供給部、電圧パルス印加部を有する。
電流パルス供給部は、操作機器（タッチパネル２）の接触操作に応じて、操作機器を駆動する駆動電流として、複数の駆動電流パルスを振動アクチュエータ１０のコイル２２に供給する。

電圧パルス印加部は、アクチュエーター駆動信号を構成する単数の電流パルスないし複数の電流パルスの列をそれぞれ発生させる複数の制御電圧パルスを、断続的に電流パルス供給部に印加する。

図１５は、同アクチュエータ本体の制御部の説明に供する図であり、振動アクチュエータを駆動する駆動回路の一例を示す図である。

図１５に示す制御部１では、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）により構成される電流パルス供給部としてのスイッチング素子１２、電圧パルス印加部としての信号発生部（Signal generation）１４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diodes：ショットキーバリアダイオード）を有する。

制御部１では、電源電圧Ｖｃｃに接続された信号発生部１４は、スイッチング素子１２のゲートに接続されている。スイッチング素子１２は、放電切換スイッチである。スイッチング素子１２は、振動アクチュエータ１０、ＳＢＤに接続されるとともに、電源部Ｖａｃｔから電圧が供給される振動アクチュエータ１０、具体的には、アクチュエータ本体Ａ（図１５では[Actuator]で示す）に接続される。

なお、制御部１は、図示しないが、振動呈示装置の構成要素の動作を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えてもよい。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して、振動アクチュエータ１０を含む振動呈示装置の構成要素の動作を制御する。このとき、記憶部（図示略）に格納されている各種の振動減衰期間発生パターンを含む各種データが参照される。記憶部（図示略）は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）等で構成されてもよい。例えば、記憶部、ＲＯＭ或いはＲＡＭ等に、複数のパルス列の様々な複数のパターンのパルス波形データを格納する。ＲＯＭには、アクチュエータ本体Ａを駆動して振動を呈示する振動呈示プログラムを含み振動呈示装置を制御する各種のプログラムが格納されている。振動呈示プログラムとしては、例えば、歪み検出センサ７０から接触状態を示す情報が入力された際に、接触情報に対応する振動を発生するアクチュエーター駆動信号を生成するためのパルス波形データを読み出すプログラム等である。また、振動呈示プログラムとしては、例えば、読み出したデータを組み合わせて接触情報に対応するアクチュエータ駆動信号として生成するプログラム、生成したアクチュエータ駆動信号をコイルに供給するプログラム等である。アクチュエーター駆動信号は、複数の電流パルスの組みあわせとして、アクチュエータ本体Ａを駆動するドライバを介してコイル２２に印加される。ＣＰＵは、これらプログラム及びデータを用いて振動呈示装置の構成要素の動作を制御してもよく、電流パルス供給部及び電圧パルス印加部を制御するようにしてもよい。例えば、歪み検出センサ７０−１〜７０−４からの信号は、増幅部で増幅され、変換部でアナログデジタル変換されて、ＣＰＵに出力されて、図１５に示す駆動回路により振動アクチュエータ１０を振動させる。

制御部１は、電流パルスをコイル２２に供給して可動体４０を振動方向の一方向に駆動する。コイル２２へ電流パルスを供給することにより可動体４０は、板状弾性部５０の付勢力に抗して、振動方向の一方向に変位する。電流パルスの供給中は、可動体４０の振動方向の一方向への変位は継続される。電流パルスの供給を停止する、つまり、コイル２２への電流パルスの入力をオフにすることにより、可動体４０の振動方向の一方向（Ｚ方向）へ変位させる力は解放される。電流パルスの入力のオフは、当該電流パルスを生成する電圧がオフになったタイミングを意味する。電圧がオフになった時点では、電流パルスは完全にオフではなく減衰している状態である。

可動体４０は、引き込み方向（Ｚ方向マイナス側）の最大変位可能位置で蓄積された板状弾性部５０の付勢力により、振動方向のうちの他方向（Ｚ方向プラス側）へ移動して変位する。操作機器側である他方向側へ移動した可動体４０を介して操作機器に強い振動が伝播され、操作者に触感が付与される。
制御部１は、歪み検出センサ７０からの情報に基づいて、操作者による画面２ａへの接触に応じて、コイル２２に、一つ以上の電流パルスを供給する。制御部１は、可動体４０の振動において、一つ目のパルスを供給し、加えて、その後に供給するパルスによって、一つ目のパルスの供給の停止後も残って継続する振動等を調整する。

＜荷重検出モジュールＫ＞
図４から図８に戻り荷重検出モジュールＫについて説明する。
荷重検出モジュールＫは、アクチュエータ本体Ａの可動体４０と、タッチパネル２との間に介在し、可動体４０とタッチパネル２とに固定される。

荷重検出モジュールＫは、タッチパネル２の押圧操作時に応じて起歪部材９で発生した歪みを歪み検出体７で検出する。検出した歪みは制御部１に出力され、制御部１は歪みに応じてアクチュエータ本体Ａを駆動して振動を発生させる。

＜起歪部材９＞
起歪部材９は、可動体４０の面部固定部４４に固定される可動体側固定部（支持部側固定部）９２と、振動提示部としてのタッチパネル２に固定される呈示部側固定部９４とを有する。
起歪部材９は、タッチパネル２の押圧操作により外力が加わることで歪みを発生する起歪体として機能する。起歪部材９は、本実施の形態では、板金を加工することにより、矩形枠状の板状に形成されている。この形状は、面状であるタッチパネル２に固定された際に、タッチパネル２において押圧操作される部位をタッチパネル２の裏面側で囲むように配置される形状である。起歪部材９は、本実施の形態では、可動体４０の板状弾性部５０よりも硬い板金で構成される。

起歪部材９では、平板矩形枠状の本体枠部９５ａの４隅から長手方向に延在して接続腕部９５ｂが長手方向に延びるように設けられている。起歪部材９は、接続腕部９５ｂの基端部が接続される本体枠部９５ａの部位にそれぞれ設けられた可動体側固定部９２を有する。起歪部材９は、可動体側固定部９２を介して面部固定部４４に固定されている。本実施の形態の起歪部材９では、本体枠部９５ａが、可動体４０の面部固定部４４に固定されるため、起歪体としての機能は主に、接続腕部９５ｂで発揮する。起歪部材９は、接続腕部９５ｂの先端部にそれぞれ呈示部側固定部９４を有し、呈示部側固定部９４でタッチパネル２に固定されている。

起歪部材９は、本体枠部９５ａの長手方向で離間する外縁部に沿って、本体枠部９５ａに対して垂直に設けられたリブ９５ｃを有する。本体枠部９５ａはリブ９５ｃにより補強された状態となっている。
起歪部材９において、呈示部側固定部９４でそれぞれタッチパネル２に接合固定されることにより、呈示部側固定部９４は、タッチパネル２における操作面の中心を囲む部位でタッチパネル２と接合されている。また、この呈示部側固定部９４で囲まれた内側の領域で、可動体側固定部９２を介して可動体４０に固定されている。

＜歪み検出体７＞
歪み検出体７は、起歪部材９に一体的に設けられ、アクチュエータ本体Ａを駆動させるために、起歪体としての起歪部材９に掛かる荷重により発生する歪みを検出する歪み検出部を有する。
歪み検出体７は、例えば、歪み検出部としての歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）を複数実装したフレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」と称することもある）７２である。

歪み検出センサ７０は、面部固定部４４が起歪部材９を介して固定されるタッチパネル２が操作された際に可動体４０とともに変位する起歪部材９の押し込み量をタッチパネル２の押し込み量として検知する。

歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）は、面部固定部４４とともに、底面部３２ｂ側に押し込まれた際に板状弾性部５０の変形に伴う起歪部材９の歪みを検出する。検出した歪みは、制御装置等に出力されて、この歪みに対応した可動体４０の移動量となるように、コイル２２が通電され、ヨーク４１を吸引して移動させる。

本実施の形態では、制御部１は、歪み検出センサ７０により検出される歪みを用いて、タッチパネル２の移動量を判定して、接触に対する振動フィードバックを実現しているが、これに限らない。制御部１は、他に操作機器への操作者の接触が検出するセンサを用いて、実際の操作機器の移動量に対応した移動量で、板状弾性部５０に対する押し込み量を検出するようにし、この検出結果を用いて、より自然な感触の表現を実現できるようにしてもよい。

また、歪み検出センサ７０を用いて、操作者の接触操作、つまり、可動体４０の押し込み量を検出するセンサの検出結果に基づいて、制御部１の電流パルス供給部による駆動電流パルスを供給した際の可動体４０（操作機器であるタッチパネル２も含めてもよい）の振動周期を調整してもよい。また、歪み検出センサ７０とは別に、タッチパネル２において検知した操作者の接触位置の表示形態に連動して、その表示形態に対応する振動を発生するように、制御部１に操作状態を示す操作信号を出力し、それに応じて制御部１が制御するようにしてもよい。

歪み検出体７は、起歪部材９において主に接続腕部９５ｂを起歪体とし、その歪みを検出し、検出した歪みを制御部１に出力する。

歪み検出体７は、具体的には、起歪部材９の本体枠部９５ａ上に、本体枠部９５ａの四隅に渡って配置されたステープル状（Ｕ字状）に形成されたＦＰＣ７２を有する。すなわち、ＦＰＣ７２は、幅方向に延びる長手部７２ａの両側から長手部７２ａに対して垂直に短手部７２ｂが高さ方向に延出するように設けられ、これら長手部７２ａ及び短手部７２ｂによりＵ字状に形成されている。

歪み検出体７では、歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、それぞれ可動体側固定部９２と呈示部側固定部９４との間に配置され、具体的には、起歪体として機能する接続腕部９５ｂ上に実装され、起歪部材９の接続腕部９５ｂにおいてそれぞれ歪みを検出する。

歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、荷重検出モジュールＫにおいて、一か所に設けてもよいが複数個所に設けることが好ましい。振動アクチュエータ１０が振動呈示部（タッチパネル２）に取り付けられる場合、振動呈示部の操作面の中心に対して放射状に等間隔を空けて囲むように、少なくとも３か所以上に設けることが好ましい。これにより、振動アクチュエータ１０は、押圧操作されるタッチパネル２の変位を、面で受けて精度よく検出することができる。

本実施の形態では、歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、タッチパネル２との固定箇所である呈示部側固定部９４の近傍の４か所に設けられ、タッチパネル２の押圧操作領域の中心を囲む枠状の角部部分の歪みを検出する。よって、タッチパネル２のように、振動呈示部として矩形状のタッチパネルディスプレイを用いた場合、このディスプレイに荷重検出モジュールＫを介してアクチュエータ本体Ａをバランスよく取り付けることができる。これにより、起歪部材９の歪方向を面直方向に安定して一致させることができる。

図１６は、歪み検出体７の配線を示す図である。
ＦＰＣ７２上に実装される歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、起歪部材９上に配置されて、それぞれ同一平面上に位置する。
歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、それぞれ複数の歪ゲージ部（Ｒ−Ａ１〜Ｒ−Ａ４、Ｒ−Ｂ１〜Ｒ−Ｂ４、Ｒ−Ｃ１〜Ｒ−Ｃ４、Ｒ−Ｄ１〜Ｒ−Ｄ４）を有し、フルブリッジ結線の歪み検出センサである。

歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、ＦＰＣ７２において、それぞれが並列で電源電圧Ｖｃｃ、ＧＮＤに接続され互いに並列結線され、荷重が掛かることで変化する電気抵抗値の変化量を出力するように接続されている。これにより各歪み検出センサ７０−１〜７０−４からの出力が平均化され、安定した挙動となる。また、出力値は各歪み検出センサ７０−１〜７０−４毎で温度が概ね均一化し、温度安定性の向上を図ることができる。

＜振動アクチュエータ１０の効果＞
・効果１
歪み検出センサ７０が、この歪み検出センサ７０により歪みを検出される起歪体としての接続腕部９５ｂ上に設けられている。すなわち、歪み検出センサ７０と起歪体とが、振動呈示部としてのタッチパネル２と可動体４０との間、つまり、可動体側固定部９２と呈示部側固定部９４との間に配設されている。

これにより、歪み検出センサ７０が、アクチュエータ本体Ａ内に配設されておらず、起歪体が板状弾性部５０とは別体となるので、歪み検出対象が可動体４０の質量を受けることがなく、板状弾性部５０の振動仕様にも影響が無くなる。これにより、アクチュエータ本体Ａの設計が困難にならず、アクチュエータ本体Ａの様々な仕様を実現できる。

また、可動体４０において板状弾性部５０との固定部分（可動体側固定部９２に相当）と振動呈示部との固定部分（呈示部側固定部９４に相当）との間に歪み検出センサ７０及び起歪体を配置している。これにより、み検出センサ７０及び起歪体をアクチュエータ本体Ａと一体にすることができ、触感表現の完結した振動アクチュエータ製品を実現できる。

・効果２
アクチュエータ本体Ａは、歪み検出センサ７０及び起歪部材９を一体にした荷重検出モジュールＫを介して、振動呈示部であるタッチパネル２に固定される。これにより、荷重検出モジュールＫとアクチュエータ本体Ａとを別々に汲み上げた後で、振動アクチュエータ１０と組み立てることができる。これにより、歪み検出センサ７０と起歪体とを、アクチュエータ本体の可動体の一部とした構成と比較して、歪み検出センサ７０を組み付け後に、アクチュエータを組み立てるか、或いは、その逆の工程が必要となることがなく、組立性の向上を図ることができる。

また、振動呈示部の形状に対応して、起歪部材９を変更できるため、設計の自由度の向上を図ることができる。

・効果３
また、アクチュエータ本体Ａの可動体４０は、振動呈示部であるタッチパネル２の面直方向に駆動する。具体的には、振動呈示部としてのタッチパネル２を画面（接触面）と水平方向に動かす場合と異なり、振動アクチュエータの荷重により、タッチパネル２並びに可動体４０が面直方向にたわむ。これにより、例えば、スイッチの挙動を表現する場合、たわみも表現でき、実際のスイッチなどの操作に近くリアルな触覚表現を実現できる。

・効果４
起歪部材９は、板状のバネ板材である。これにより、繰り返し振動が加わる場合でも、金属疲労を緩和して、信頼性を向上させることができる。

また、振動アクチュエータ１０では、起歪部材９を一体のバネ板材にて構成されている。これにより、起歪部材９の接続腕部９５ｂへの歪み検出センサ７０−１〜７０−４の配置位置の位置精度を高めることができ、組み付け時の精度改善を図ることができる。すなわち、起歪部材９において検出対象部位となる起歪体としての接続腕部９５ｂを複数に分離して構成した場合と異なり、組み付け時にばらつきが発生することがなく、組立性の向上を図ることができる。

ストッパ４００により、荷重検出モジュールＫを介して可動体４０が固定されたタッチパネル２と、可動体４０に板状弾性部を介して接続される固定体３０とが、所定間隔以上離間することを防止する。所定間隔とは、板状弾性部５０及び起歪部材９が塑性変形しない長さである。これにより、振動アクチュエータ１０への外部からの衝撃時にストッパ４００が機能して、起歪部材９に荷重がかかることがなく、起歪部材９の塑性の抑制、起歪部材９及び歪み検出センサ７０の破損を防止し、信頼性の向上を図ることができる。

・効果５
本実施の形態では、パネル２の画面２ａを押圧操作する操作者の指の位置を非接触で、具体的には、操作者の指との間の静電容量により、検出する位置検出部２ｂ（図１及び図２参照）を有する。位置検出部２ｂは、指とタッチパネル２との間に距離が在っても反応する静電容量検知の感度を有する。つまり、振動呈示装置２００は、位置検出部２ｂにより、指が浮いた状態でもその位置を検知できる。

例えば、図１７に示すように、手袋Ｔを装着した指Ｕで振動呈示装置２００を操作する場合、指Ｕは浮いた状態（ホバー状態）となる。
静電容量センサを用いてタッチパネルを操作する指の位置を検出する通常の構造では、手袋を装着した指専用の手袋以外の手袋は、静電容量に反応しないため、指とタッチパネルの距離が実質遠くなる。この距離は、図１７では距離Ｈ２に相当する。

これに対し、本実施の形態によれば、手袋Ｔを介してタッチパネル２に触れる状態（実際には手袋で押している状態）であっても、つまり、指Ｕがホバー状態であっても、位置検出部２ｂは、指Ｕの位置を検出する。すなわち、振動呈示装置２００は、手袋Ｔ等を介した操作のように静電容量検知が不可能な状況での操作であっても、操作している指の位置を接触提示部であるタッチパネル２で検知できる。

加えて、振動呈示装置２００（振動アクチュエータ１０でもよい）は、手袋Ｔを装着した指Ｕでの押圧操作による操作を検出、つまり、歪み検出センサ７０で、押込み荷重で押し込んでいることを検出する。

このように、本実施の形態によれば、指Ｕが画面２ａから離れた状態でも指Ｕの位置を検出し、押し込んだことを正確に検出して、振動アクチュエータ１０の振動にてタッチパネル２に振動フィードバックを付与できる。振動呈示装置２００は、手袋を装着しての操作でもより効果的に操作感触を高めることができる。また、指Ｕとタッチパネル２の距離があっても反応する機能と、歪み検出センサ７０の検出にて、指Ｕが押し込んだことを検知する機能とを有することにより、押圧操作の検出における誤反応・誤作動の抑制が可能となる。

このように本実施の形態の振動呈示装置２００は、スイッチの感触のようなリアルな触感表現を、荷重検出に基づくリアルな触感表現で実現する。

（実施の形態２）
図１８は、本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータを有する振動呈示装置２００Ａの背面側斜視図であり、図１９は、同振動呈示装置２００Ａの平面図である。また、図２０は、同振動呈示装置２００Ａにおける振動アクチュエータ１０Ａのストッパを示す拡大図である。また、図２１〜図２３は、それぞれ、同振動アクチュエータ１０Ａの正面側外観斜視図、背面側外観斜視図、及び分解斜視図である。なお、図２３に示す振動アクチュエータ１０Ａでは、便宜上、荷重検出モジュールＫ１の歪み検出体７は、振動アクチュエータ１０のものと同様の構成であり、同様に起歪部材上に設けられるため、図示を省略している。また、図２４は、起歪部材９Ａの背面側斜視図であり、図２５は、ベース部の背面側斜視図である。

図１８〜図２０に示す振動呈示装置２００Ａは、実施の形態１の振動呈示装置２００と比較して、振動アクチュエータ１０Ａの構成のみ異なる。具体的には、振動呈示装置２００Ａでは、振動呈示部としてのタッチパネル２に設けたストッパ４００の機能を、振動呈示装置２００Ａの振動アクチュエータ１０Ａに設けた構成である。振動呈示装置２００Ａのその他の基本的な構成は、振動呈示装置２００の構成と同様である。よって、以下では、振動呈示装置２００と異なる構成について説明し同様の構成には同符号を付して説明を省略する。

振動呈示装置２００Ａは、振動アクチュエータ１０Ａ、及び、操作者が接触操作する操作機器（本実施の形態ではタッチパネル２）を有する。

振動呈示装置２００Ａは、振動呈示装置２００と同様に、タッチパネル２の画面２ａに操作者の指腹等が接触されて操作される際に、これに対応して振動アクチュエータ１０Ａが駆動して振動する。この振動により、操作者に接触操作感（「触感」「力覚」）を付与する。本実施の形態の振動アクチュエータ１０Ａは、振動アクチュエータ１０と同様に、操作者が操作する表示画像に対応して様々な種類の触感を付与する。なお、タッチパネル２は、表示機能がなく、単に操作者が触れて操作可能な操作機器としてもよい。

振動アクチュエータ１０Ａは、板状の振動アクチュエータであり、Ｚ方向を厚み方向とすると厚み方向で、タッチパネル２の裏面側、つまり、操作面となる画面２ａとは反対側の面に、対向するように配置される。

振動アクチュエータ１０Ａは、制御部１を有するアクチュエータ本体Ａ１と、荷重検出モジュールＫ１と、を有する。

また、アクチュエータ本体Ａ１は、コア２４にコイル２２が巻回されてなるコア組立体２０及びベース部３２Ａを有する固定体３０Ａと、磁性体のヨーク４１を有する可動体４０と、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）と、を有する。板状弾性部５０（５０−１、５０−２）は、固定体３０Ａに対して可動体４０を振動方向に可動可能に弾性支持する。また、荷重検出モジュールＫ１は、起歪部材９Ａと、起歪部材９に設けられる歪み検出体７と、を有する。振動アクチュエータ１０Ａは、タッチパネル２が押圧操作された際の起歪部材９Ａの変位、本実施の形態では歪みを歪み検出体７で検出し、この歪み検出体７の検出結果に応じてアクチュエータ本体Ａ１の可動体４０が振動し、タッチパネル２に振動を付与する。なお、アクチュエータ本体Ａ１は、アクチュエータ本体Ａと同様の磁気回路を有し、アクチュエータ本体Ａと同様に式（１）、式（２）に基づく駆動原理により可動体４０は往復運動を行う。

図１８〜図２４に示すアクチュエータ本体Ａ１は、アクチュエータ本体Ａと比較して、荷重検出モジュールＫ１の起歪部材９Ａと固定体３０のベース部３２Ａとのそれぞれに、互いに係合する移動規制部９６と、被移動規制部３７とを有する点で異なる。

起歪部材９Ａは、アクチュエータ本体Ａ１の可動体４０のヨーク４１に固定される矩形枠状の本体枠部９５ａと、本体枠部９５ａの角部から長手方向に沿って延出する接続腕部９５ｂと、接続腕部９５ｂの先端側に設けられた移動規制部９６とを有する。

移動規制部９６は、本実施の形態では、図１８〜図２２に示すように、接続腕部９５ｂにおいて、呈示部側固定部９４に近接する位置に設けられている。具体的には、図２０に示すように、移動規制部９６は、接続腕部９５ｂにおいて、呈示部側固定部９４の位置よりも可動体側固定部９２から離間する位置で、接続腕部９５ｂの延在方向と直交して延出する。移動規制部９６は、ベース部３２の取付部３２Ａａよりも背面側に位置するように設けられている。

ベース部３２Ａは、ベース部材３と同様に、矩形の扁平形状の長尺の部材であり、本実施の形態では板金を加工することにより形成されており、両端に取付部３２Ａａが設けられた凹状の底面部３２Ａｂを有する。底面部３２Ａｂの中央部には開口部３６Ａが設けられ、開口部３６Ａ内にコア組立体２０が配置されている。取付部３２Ａａには、移動規制部９６と係合して互いの対向方向への移動を規制する被移動規制部３７が突設されている。

被移動規制部３７は、取付部３２Ａａから長手方向に突設され、Ｚ方向（振動方向）で、起歪部材９Ａが取り付けられる側の面とは反対側の面で、起歪部材９Ａの移動規制部９６と重なる位置に位置するように設けられている。

よって、振動呈示装置２００Ａに衝撃が加わり、タッチパネル２が面直方向に移動し、起歪部材９Ａが、タッチパネル２側に移動する場合、起歪部材９Ａの移動に伴い移動する移動規制部９６が、被移動規制部３７に当接する。これにより、移動規制部９６の移動が抑制され、起歪部材９Ａ自体の移動も抑制され、起歪部材９Ａに荷重が掛かることを防止できる。

すなわち、振動呈示装置２００Ａにおいて衝撃を受けた際の起歪部材９Ａの振動方向への移動のうち、固定体３０Ａ側（Ｚ方向マイナス側）への移動は、固定体３０Ａ側のねじ６８がヨーク４１に当接する等、互いの構成要素が当接して抑制される。一方、振動呈示装置２００Ａにおいて衝撃を受けた際の起歪部材９Ａの固定体３０Ａ側（Ｚ方向マイナス側）への移動は、起歪部材９Ａの移動規制部９６が、被移動規制部３７に、被移動規制部３７の裏面側で係合して、規制される。

これより、起歪部材９Ａの塑性が抑制され、起歪部材９Ａの変形ひいては破損を防止し、信頼性を向上させることができる。

よって、実施の形態１と比較して、振動アクチュエータ１０Ａが取り付けられる振動呈示部であるタッチパネル２自体に、ストッパ機能を設けること無く、耐衝撃性を有する振動アクチュエータ１０Ａ及び振動呈示装置２００Ａを製造できる。また、実施の形態２の振動アクチュエータ１０Ａ及び振動呈示装置２００Ａによれば、実施の形態１の効果１、３と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、タッチパネル２において、振動呈示装置２００のタッチパネル２の位置検出部２ｂと同様に、タッチパネル２の画面２ａを押圧操作する操作者の指（押圧物）の位置を、非接触で検出する位置検出部を有してもよい。これにより、実施の形態１による効果５と同様の作用効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図２６は、本発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータ１０Ｂの正面側斜視図であり、図２７は、同振動アクチュエータ１０Ｂの背面側斜視図であり、図２８は、同振動アクチュエータ１０Ｂの分解斜視図である。

実施の形態３の振動アクチュエータ１０Ｂは、振動アクチュエータ１０における荷重検出モジュールＫの機能を、電磁アクチュエータであるアクチュエータ本体Ａの可動体４０に設けたものである。

振動アクチュエータ１０Ｂは、アクチュエータ本体Ａと比較して、可動体４０Ｂの検出部付ヨーク４１Ｂの構成のみ異なる。よって、振動アクチュエータ１０Ｂについて、以下では、アクチュエータ本体Ａと異なる構成のみ説明し、その他のアクチュエータＡと同様の構成要素については、同符号同名称を付して説明は省略する。

振動アクチュエータ１０Ｂは、本実施の形態では、制御部１とともに振動呈示装置である電子機器に実装されて、操作機器の一例であるタッチパネル２（図１参照）の振動発生源として機能する。

振動アクチュエータ１０Ｂは、実施の形態１の振動アクチュエータ１０と同様に、可動体４０Ｂを一方向に駆動させ、付勢力を発生する部材（板状弾性部５０）の付勢力により可動体４０Ｂを一方向とは反対の方向に移動させる。これにより、振動アクチュエータ１０Ｂは、可動体４０Ｂを直線往復移動（振動）させる電磁アクチュエータとして機能する。なお、振動アクチュエータ１０Ｂは、実施の形態１のアクチュエータ本体Ａと同様の磁気回路を有し、アクチュエータ本体Ａと同様に式（１）、式（２）に基づく駆動原理により可動体４０Ｂは往復運動を行う。

振動アクチュエータ１０Ｂは、コア２４にコイル２２が巻回されてなるコア組立体２０及びベース部３２を有する固定体３０と、磁性体の検出部付ヨーク４１Ｂを有する可動体４０Ｂと、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）と、を有する。板状弾性部５０（５０−１、５０−２）は、固定体３０に対して可動体４０Ｂを振動方向に可動可能に弾性支持する。

振動アクチュエータ１０Ｂは、コア組立体２０により、可動体４０Ｂの検出部付ヨーク４１Ｂを振動させる。具体的には、振動アクチュエータ１０と同様に、通電されるコイル２２および通電されるコイル２２により励磁されるコア２４の吸着力と、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）による付勢力とにより、可動体４０Ｂを振動させる。
振動アクチュエータ１０Ｂは、押圧操作されるタッチパネル２（図１参照）の変位を、歪み検出部としての歪み検出センサ７０−１〜７０−４により、可動体４０Ｂと一体の延出部４５の歪みとして検出する。この検出した歪みに対応して可動体４０Ｂを可動して振動させ、可動体４０Ｂが固定されるタッチパネル（図１のタッチパネル２と同様）に、操作感としてフィードバックする。

板状弾性部５０−１、５０−２及び固定体３０についての詳細な説明は、実施の形態１における振動アクチュエータ１０のアクチュエータ本体Ａのものと同様の構成機能であるので省略する。また、板状弾性部５０−１、５０−２の可動体２０Ｂに対する接合位置等も振動アクチュエータ１０のアクチュエータ本体Ａのものと同様であるので説明は省略する。

可動体４０Ｂは、コア組立体２０に振動方向（Ｚ方向）と直交する方向でギャップを空けて、対向するように配置される。可動体４０Ｂは、コア組立体２０に対して、板状弾性部５０−１、５０−２を介して振動方向に往復移動自在に設けられている。

可動体４０Ｂは、検出部付ヨーク４１Ｂを有し、検出部付ヨーク４１Ｂに固定される板状弾性部５０−１、５０−２の可動体側固定部５４を含む。

可動体４０Ｂは、振動アクチュエータ１０の可動体４０と同様に、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）を介して、底面部３２ｂに対して接離方向（Ｚ方向）に移動可能に、略平行に離間して吊られた状態（基準常態位置）で配置されている。

検出部付ヨーク４１Ｂは、実施の形態１のヨーク４１と同様の機能を有し、コイル２２に通電した際に発生する磁束の磁路として機能する。検出部付ヨーク４１Ｂは、電磁ステンレス、焼結材、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）材、積層鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）等の磁性体から構成される矩形枠状の板状体である。検出部付ヨーク４１Ｂは本実施の形態では、ＳＥＣＣ板を加工して形成されている。

検出部付ヨーク４１Ｂは、Ｘ方向で離間する被吸着面部４６、４７のそれぞれに固定される板状弾性部５０（５０−１、５０−２）により、コア組立体２０に対して、振動方向（Ｚ方向）にギャップを空けて対向する様に吊設されている。

検出部付ヨーク４１Ｂは、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）に接合されるヨーク本体４と、ヨーク本体４から延出し、先端側の取付孔４５２で操作機器（図１に示すタッチパネル２参照）に固定される延出部４５と、歪み検出センサ７０とを有する。

ヨーク本体４は、磁極部２４２、２４４に対向配置される被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂと、これら被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂの両端部間にそれぞれ直交する方向で架設された枠形成部４３ａ、４３ｂと、を有する。ヨーク本体４は、被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂと枠形成部４３ａ、４３ｂとにより、中央部に開口部４８Ｂを有する矩形枠状体に形成されている。

開口部４８Ｂは、コイル２２と対向する。本実施の形態では、開口部４８Ｂは、コイル２２の真上に位置し、開口部４８Ｂの開口形状は、検出部付ヨーク４１Ｂが底面部３２ｂ側に移動した際に、コア組立体２０のコイル２２部分が挿入可能な形状である。

ヨーク本体４が開口部４８Ｂを有するので、開口部４８Ｂが無い場合と比較して、振動アクチュエータ１０Ｂ、ひいては振動アクチュエータ１０Ｂ全体の厚みを薄くできる。

また、開口部４８Ｂ内に、コア組立体２０を位置させるため、コイル２２近傍に検出部付ヨーク４１Ｂが配置されることがなく、コイル２２から漏れる漏えい磁束による変換効率の低下を抑制でき、高出力を図ることができる。

被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂは、振動アクチュエータ１０の被吸着面部４６、４７と同様の機能を有する。被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂは、コア組立体２０において磁化された磁極部２４２、２４４に吸い寄せられるとともに、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）が固定される。ヨーク本体４の被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂに、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）が固定されるため、被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂ、つまり、ヨーク本体４自体が可動体側固定部（支持部側固定部）として機能する。

被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂには、それぞれ、板状弾性部５０−１、５０−２の可動体側固定部５４が積層された状態で固定される。被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂには、ヨーク本体４が底面部３２ｂ側に移動した際に、コア組立体２０のねじ６８の頭部を逃げる切欠部４９Ｂが設けられている。

これにより、可動体４０Ｂが底面部３２ｂ側に移動して、被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂが磁極部２４２、２４４に接近しても、磁極部２４２、２４４を底面部３２ｂに固定するねじ６８に接触することがなく、その分のＺ方向の検出部付ヨーク４１Ｂの可動領域を確保できる。

なお、実施の形態３でも、検出部付ヨーク４１Ｂの厚みは、板状弾性部５０の厚みと同じであり、磁極部２４２、２４４に対向する磁性体の部位の断面積が２倍となっている。これにより、板ばねが非磁性の場合と比較して、磁気回路を拡張して、磁気回路における磁気飽和による特性の低下を緩和し、出力向上を図ることができる。

延出部４５は、可動体４０Ｂにおいて、板状弾性部５０（５０−１、５０−２）との固定部分と、操作機器との固定部分（本実施形態では、取付孔４５２）とを連絡し、双方と一体に設けられている。

延出部４５は、ヨーク本体４と一体の金属板で形成され、ヨーク本体４の被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂと同一平面上に位置するように形成されている。本実施の形態では、延出部４５の先端側の取付孔４５２と、被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂにおける板状弾性部５０（５０−１、５０−２）の可動体側固定部５４との取付位置は、同じ高さ位置に設けられている。本実施の形態では、延出部４５は、ヨーク本体４の中心（振動方向（Ｚ方向）に延びる中心）を中心としてヨーク本体４の角部からそれぞれ放射方向に延出して設けられている。

延出部４５は、歪み検出センサ７０の起歪体となる部分である。
延出部４５は、タッチパネルへの押圧操作の際の押圧量に対応して振動を付与する場合、タッチパネルへの実際の操作に対応して歪む。

取付孔４５２は、可動体４０Ｂにおいて正面視して、コア組立体２０を中心に外側で、対角線上に位置する部位或いはその近傍に位置する。

取付孔４５２は、タッチパネル２（振動呈示部、図１参照）に固定される。本実施の形態では、取付孔４５２は、可動体４０Ｂのヨーク本体４を四隅で囲む４つの位置に設けられ、それぞれで振動呈示部に固定される。

取付孔４５２がタッチパネル２に接合されることにより、可動体４０Ｂの中心が、タッチパネル２の操作面の中心と同じ線上に位置するように配置されることが好ましい。これにより、タッチパネル２の変位を、延出部４５で受けることができる。

歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）は、延出部４５上に設けられる。すなわち、歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）は、それぞれ可動体側固定部を有する被吸着面部４６Ｂ、４７Ｂと、呈示部側固定部としての取付孔４５２との間に配置されている。

歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）は、起歪体として機能する延出部４５上に実装され、可動体４０Ｂが底面部３２ｂ側に押し込まれた際の延出部４５の歪みを検出する。なお、検出した歪みは、実施の形態１と同様に、制御部１に出力され、この歪みに対応して振動アクチュエータ１０Ｂが振動する。また、歪み検出センサ７０（７０−１〜７０−４）の結線は、実施の形態１のものと同様であることが好ましい。

このような実施の形態３の振動アクチュエータ１０Ｂによれば、振動アクチュエータ１０における効果１、３，４と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、タッチパネル２において、振動呈示装置２００のタッチパネル２の位置検出部２ｂと同様に、タッチパネル２の画面２ａを押圧操作する操作者の指（押圧物）の位置を、非接触で検出する位置検出部を有してもよい。これにより、実施の形態１による効果５と同様の作用効果を得ることができる。

また、各実施の形態によれば、マグネット等を用いる事無くコストの低廉化を図ることができ、装置全体の低コスト化を図りつつ、様々な接触操作感の振動を表現することができる。

なお、板状弾性部５０は、可動体４０、４０Ｂの中心に対して対称な位置に複数固定されていることが好ましいが、上述したように、一つの板状弾性部５０で、可動体４０を固定体３０に対して振動可能に支持するようにしてもよい。板状弾性部５０は、可動体４０と固定体３０とを連結し、且つ、蛇腹状弾性アーム部５６を有するアーム部を少なくとも２つ以上備えてもよい。板状弾性部５０は、磁性体で構成されてもよい。この場合、板状弾性部５０の可動体側固定部５４は、コア２４の両端部に対してそれぞれコイル２２の巻回軸方向または、巻回軸方向と直交する方向に配置され、コイル２２に通電された際に、コア２４とともに磁路を構成する。

また、各振動アクチュエータ１０、１０Ａ、１０Ｂの構成において、ベース部３２、３２Ｂと板状弾性部５０との固定、及び、板状弾性部５０と可動体４０、４０Ｂとの固定に用いた止着部材としてのねじ６２、６４、６８、６９に変えて、リベットを用いてもよい。リベットは、それぞれ頭部とねじ部のない胴部からなり、穴を空けた部材に差し込み、反対側の端部をかしめて塑性変形させることで穴を空けた部材同士を接合する。かしめは、例えば、プレス加工機や専用の工具等を用いておこなってもよい。

歪み検出センサ７０が取得する歪みのデータに基づいて、振動アクチュエータ１０、１０Ａ、１０Ｂにおける各構成要素の個体差等により入力パルスの周期の修正を行うようにしてもよい。

本実施の形態において制御部１により駆動制御される振動アクチュエータ１０、１０Ａの駆動方向はＺ方向としたが、これに限らず、操作者の接触面と平行の方向、具体的には、Ｘ方向ないしＹ方向においても、上述した効率的な駆動や振動の強化等の効果を得ることができる。

また、各実施の形態の振動アクチュエータ１０、１０Ａ、１０Ｂは、可動体４０、４０Ｂを一方向に駆動させ、付勢力を発生する部材（板状弾性部５０）の付勢力により可動体４０、４０Ｂを一方向とは反対の方向に移動させることで、可動体４０、４０Ｂを直線往復移動（振動）させる電磁アクチュエータとしたが、この構成に限らない。固定体に対して板状バネ等の板状弾性部により可動体を振動自在に支持し、この可動体が振動呈示（振動フィードバック）対象となるタッチパネル等に取り付けられる構成であれば、どのような構成の振動アクチュエータであってもよい。

実施の形態２、３の振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂにおける歪み検出センサ７０−１〜７０−４の配置位置も、振動アクチュエータ１０の歪み検出センサ７０−１〜７０−４と同様の配置で設けられる。すなわち、振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂにおける歪み検出センサ７０−１〜７０−４は、振動呈示部であるタッチパネル２の操作面（画面２ａ）の中心に対して放射状に等間隔を空けて囲むように、少なくとも３か所以上に設けることが好ましい。これにより、振動アクチュエータ１０は、押圧操作されるタッチパネル２の変位を、面で受けて精度よく検出することができる。振動アクチュエータ１０Ａ、１０Ｂは、歪み検出センサ７０−１〜７０−４を、振動アクチュエータ１０と同様に、タッチパネル２の押圧操作領域の中心を枠状に囲む４つの角部分に位置させており、振動アクチュエータ１０と同様の作用効果を得る。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る振動アクチュエータは、様々な接触操作感に応じた振動を付与可能であり、容易に組み立てることができる効果を有し、例えば、車載製品や産業機器において、画面上の画像に指等を接触させることにより操作を入力する操作機器、例えば、画像に表示した機械式スイッチ等の様々な画像に触れた際の操作感と同様の操作感をフィードバックできるタッチパネル装置が搭載されるタッチディスプレイ装置等の操作機器に有用なものである。

１ 制御部
２ タッチパネル(振動呈示部）
２ａ 画面（操作面）
２ｂ 位置検出部
４ ヨーク本体
７ 歪み検出体
９、９Ａ 起歪部材
１０、１０Ａ、１０Ｂ 振動アクチュエータ
１２ スイッチング素子
１４ 信号発生部
２０ コア組立体
２０ａ、２０ｂ 対向面
２２ コイル
２４ コア
２６ ボビン
２６ａ、２６ｂ 分割体
２８、３２１、３２２ 固定孔
３０、３０Ａ 固定体
３２、３２Ａ、３２Ｂ ベース部
３２ａ、３２Ａａ 取付部
３２ｂ、３２Ａｂ 底面部
３３ 止着孔
３６、３６Ａ 開口部
３７ 被移動規制部
４０、４０Ｂ 可動体
４１ ヨーク
４１Ｂ 検出部付ヨーク
４２ 面部固定孔
４３ａ、４３ｂ 枠形成部
４４ 面部固定部
４４ａ 固定面
４５ 延出部（起歪体）
４６、４６Ｂ、４７、４７Ｂ 被吸着面部（支持部側固定部）
４８、４８Ｂ 開口部
４９、４９Ｂ 切欠部
５０、５０−１、５０−２ 板状弾性部（弾性支持部）
５２ 固定体側固定部
５４ 可動体側固定部
５６ 蛇腹状弾性アーム部
６２、６４、６８、６９ ねじ
７０ 歪み検出センサ（歪み検出部）
７２ ＦＰＣ
９２ 可動体側固定部（支持部側固定部）
９４ 呈示部側固定部
９５ａ 本体枠部
９５ｂ 接続腕部
９５ｃ リブ
９６ 移動規制部
２００、２００Ａ 振動呈示装置
２４１ コア本体
２４２、２４４ 磁極部
４００ ストッパ
４５２ 取付孔（呈示部側固定部）

Claims (10)

1. 押圧操作に応じて振動を呈示する振動呈示部に振動を付与する振動アクチュエータであって、
   固定体と、
   可動体と、
   前記固定体に対して、前記可動体を移動可能に支持する弾性支持部と、
   を有し、
   前記可動体は、前記弾性支持部に固定される支持部側固定部と、前記振動呈示部に固定される呈示部側固定部と、を有し、
   前記振動呈示部への押圧操作に応じて歪む起歪体と、
   前記起歪体の歪みを検出する歪み検出部と、が、
   前記支持部側固定部と前記呈示部側固定部との間に設けられ、
   前記可動体は、前記起歪体の歪みに応じて電磁駆動により振動する、
   ことを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 前記歪み検出部及び前記起歪体は、前記可動体とは別体に構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。
3. 前記振動呈示部は、押圧操作される操作面を有し、
   前記可動体は、前記操作面の面直方向に振動する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。
4. 前記起歪体は、バネ板材である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
5. 前記可動体は、前記呈示部側固定部を複数有し、
   複数の前記呈示部側固定部に対応して前記起歪体は複数設けられ、
   複数の前記起歪体は、一体のバネ板材により形成されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の振動アクチュエータ。
6. 前記歪み検出部が、複数設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
7. 複数の前記歪み検出部は、フルブリッジ結線の歪み検出センサであり、互いに並列結線されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動アクチュエータ。
8. 前記支持部側固定部の前記振動呈示部に対する移動を規制する移動規制部を有する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
9. 前記振動呈示部としてのタッチパネルと、
   前記タッチパネルに振動を付与する請求項１から８のいずれか一項に記載の振動アクチュエータと、を実装した、
   ことを特徴とする振動呈示装置。
10. 前記タッチパネルは、
    前記タッチパネルを押圧操作する押圧物との間の静電容量に検知して前記押圧物の位置を検出する位置検出部を有し、
    前記可動体は、前記押圧物の位置と、前記起歪体の歪みに基づいて前記タッチパネルに振動を付与する、
    ことを特徴とする請求項９に振動呈示装置。

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