JP6330129B2 - リニア駆動装置、リニア駆動装置を用いた電子機器及び身体装着品 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル等の入力機器等に用いられるリニア駆動装置、当該リニア駆動装置を用いた電子機器及び身体装着品に関する。

従来、表示装置にタッチパネル機能を組み込んだものや操作キーを用いた入力装置が導入されている。これらの中には、リニア駆動方式の振動装置を予め内蔵しておき、操作者が指やペンで押圧して情報を入力したときに、振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与えるものがある。このようなリニア駆動方式の振動装置として、例えば、特許文献１では、一端部を台座に固定した圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータの他端部にダンパを介した錘と、を有するようにしたものが提案されている。

特開２０１１−２４５４３７号公報

しかし、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックの向上に関しては改善を加える余地があった。

本発明は、上述した課題の解決を目的とし、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックを向上させることのできるリニア駆動装置、当該リニア駆動装置を用いた電子機器及び身体装着品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためにこの発明が提案するものは、
軸方向に変位する駆動軸と、
前記駆動軸の一端に連結されていて前記駆動軸に前記軸方向の変位を生じさせる微振動発生部材と、
前記駆動軸が前記軸方向に変位自在となるように前記駆動軸又は前記微振動発生部材の少なくとも一方を支持する筐体と、
前記駆動軸の前記軸方向の変位によって前記駆動軸の軸方向に移動可能に前記駆動軸と結合する移動体であって、前記駆動軸の前記一端側から前記他端側に向かって移動した際に、前記一端とは反対側の他端側に向いた面を構成する部材が前記移動体の前記移動を停止させる他端側部材に対して衝突する移動体と、を備え、
前記移動体が前記他端側部材に対して衝突した後、前記他端側から前記一端側に向かって移動して前記一端側に存在する一端側部材に対して衝突する衝撃を低減する機構を備えている
ことを特徴とするリニア駆動装置である。

更に、この発明が提案するものは、上述したリニア駆動装置を備えた電子機器、あるいは身体装着品である。

これらの構成により、所期の目的が達成できる。

本発明によれば、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックを向上させることのできるリニア駆動装置、当該リニア駆動装置を用いた電子機器及び身体装着品を提供することができる。

本発明の実施の形態１のリニア駆動装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１のリニア駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 電子機器に採用されている本発明の実施の形態１のリニア駆動装置において移動体が上昇している状態を示す斜め上方向から見た縦断面図である。 電子機器に採用されている本発明の実施の形態１のリニア駆動装置において移動体が下降している状態を示す斜め上方向から見た縦断面図である。 本発明の実施の形態１のリニア駆動装置を、衝撃を低減する機構を備えていない場合と備えている場合とを対比して説明する図であって、（ａ）、（ｂ）は衝撃を低減する機構を備えていない場合のリニア駆動装置において移動体が上昇している状態及び下降している状態を表す一部を省略した縦断面図、（ｃ）、（ｄ）は本発明の実施の形態１の衝撃を低減する機構を備えている場合のリニア駆動装置において移動体が上昇している状態及び下降している状態を表す一部を省略した縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態２のリニア駆動装置において移動体が上昇している状態及び下降している状態を表す一部を省略した縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態２のリニア駆動装置の他の実施形態において移動体が上昇している状態及び下降している状態を表す一部を省略した縦断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態３のリニア駆動装置において移動体が下降している状態を表す縦断面図、（ｂ）は図８（ａ）一部を省略した一部拡大縦断面図である。 本発明の実施の形態３のリニア駆動装置の他の実施形態において、駆動機構を筐体の一端側から取り外した状態を斜め下方向から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態３で、駆動機構が筐体の一端側に組み合わされている状態を斜め下方向から見た斜視図である。 本発明の実施の形態４における移動体の位置の時間変化の実施形態１を説明する図である。 本発明の実施の形態４における移動体の位置の時間変化の実施形態２を説明する図である。 本発明の実施の形態４における移動体の位置の時間変化の実施形態３を説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

本発明の実施の形態１におけるリニア駆動装置について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すリニア駆動装置１は、表示装置にタッチパネル機能を組み込んだ電子機器や操作キーを用いた入力装置といった電子機器に用いられる。これらの電子機器本体の中には、リニア駆動方式の振動装置を予め内蔵しておき、操作者が指やペンで押圧して情報を入力したときに、振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与えるものがある。

図１〜図５に示すように、本実施の形態１のリニア駆動装置１は、駆動軸９と、微振動発生部材８と、筐体３と、移動体１４とを備えている。

筐体３は駆動軸９が軸方向に変位自在となるように駆動軸９又は微振動発生部材８の少なくとも一方を支持するものである。図示の実施形態では、筐体３は、駆動軸９が軸方向に変位自在となるように駆動軸９を支持している。

なお、図１〜図５の形態１では、駆動軸９の一端である下端が微振動発生部材８に連結されている。微振動発生部材８は駆動軸９を介してのみ筐体３に支持されている構造になっている。なお、本明細書、図面において、微振動発生部材８に連結している駆動軸９の一端の側を下方、駆動軸９の他方の端の側を上方として説明する。

移動体１４は、駆動軸９の軸方向の変位によって駆動軸９の軸方向に移動可能に駆動軸９と結合しており、駆動軸９の軸方向に駆動軸９上を往復移動する。

図１〜図５の形態１では、筐体３は角筒状で、上端側に平面視で十字状のカバー４を備えている。筐体３の上端側の端面に相当するカバー４の上側面が電子機器本体の下側面２１ａに当接する。

図示の形態では、移動体１４を構成する錘部１６の４つの角部にそれぞれ段部１６ａが形成されている。一方、筐体３の上端側には、平面視で十字状のカバー４が配備されている。カバー４の上側に、例えば、両面テープ２が装着され、両面テープ２を介して、リニア駆動装置１が電子機器本体の下側面２１ａに装着される。

段部１６ａの上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突する際、カバー４が、４つの段部１６ａの間に形成される溝部にはまり込む。

筐体３の底面１５の中央部及びこの位置に対応するカバー４の中央部にはそれぞれ貫通孔が形成されている。各貫通孔にはブッシュ１０、５を介して駆動軸９が挿入される。

このため、図示の形態１では、筐体３の底面１５の中央部及びカバー４の中央部に形成されている貫通孔の中心を結ぶ線は筐体３の底面１５及びカバー４と垂直になるように設けられる。

移動体１４を移動させる駆動機構は、微振動発生部材８と駆動軸９とで構成される。

微振動発生部材８は、弾性薄板６と、弾性薄板６の少なくとも一面に配置した伸縮薄板７ａ、７ｂとを備えている薄板からなる。図示の実施形態では、弾性薄板６の上下両面にそれぞれ伸縮薄板７ａ、７ｂが固着されているバイモルフ型になっている。

伸縮薄板７ａ、７ｂに駆動電圧を印加することで伸縮薄板７ａ、７ｂが伸縮して伸縮薄板７ａ、７ｂが固着している弾性薄板６の中央部と周縁部とが弾性薄板６の法線方向に相対変位する。これによって微振動発生部材８がおわん型に変形する。

伸縮薄板７ａ、７ｂは両面に電極材料を付着させた圧電材料、電歪材料で構成される。電極材料としては、例えば、銅や銅合金等が用いられる。圧電材料、電歪材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、鉛ニオブ酸マグネシウム等がある。伸縮薄板７ａ、７ｂは円形状や多角形状に形成される。

弾性薄板６は、例えば、銅や銅合金等の弾性材料が用いられる。なお、図示していないが、伸縮薄板７ａあるいは、７ｂのみを弾性薄板６の片面に設けるユニモルフ型にしてもよい。また、弾性薄板６は、伸縮薄板７ａあるいは、７ｂに対応した外形を持つことが好ましいが、対応させなくても構わない。

また、微振動発生部材８を、いわゆるバイモルフ型やユニモルフ型といった板状の部材とするのではなく、いわゆる積層型といったタイプの部材としても構わない。その際、微振動発生部材８のみを筐体３に支持させるような構成としても構わない。

伸縮薄板７ａ、７ｂは弾性薄板６に、例えば、導電性接着剤で固着され、微振動発生部材８の両面の各々に伸縮薄板７ａ、７ｂに電圧を印加するための配線が設けられる。図示していないが、この配線は駆動制御部に接続される。

駆動軸９は軽量で剛性が高い、例えば、炭素系の材料が用いられ、柱状に形成される。

駆動軸９は、その一端が微振動発生部材８に連結される。図示の実施形態では、駆動軸９の一端である軸先端部が微振動発生部材８の中心部に固定されている。固定する形態としては、例えば、軸先端部の先端面を微振動発生部材８の表面に接着剤で固定することができる。図示の形態１で駆動軸９の微振動発生部材８との接着部分が太くなっているのは、この接着剤である。駆動軸９自身は先端面まで同じ太さ、または先端面の面積を駆動軸９本体部の断面積より小さくしている。駆動軸９の先端を細くすることで、実際の変形に寄与する微振動発生部材８の面積を大きくすることができる。

なお、駆動軸９の軸先端部を微振動発生部材８に固定する構造に替えて、微振動発生部材８に貫通孔を設け、軸先端部の側面部を固定する構成としても良い。

上述したように、駆動軸９はブッシュ５、１０を介して、軸方向に変位自在に、筐体３に支持される。

ブッシュ５、１０は、駆動軸９を支持するためのゴム等の弾性部材であり、駆動軸９を挿通するための中心孔を有している。

カバー４の中央部の貫通孔に配置されるブッシュ５は、微振動発生部材８に固定した一端側とは反対側である他端側の駆動軸９の先端部を中心孔の内面で接着固定する。

一方、筐体３の底面１５の中央貫通孔に配置されるブッシュ１０は、中心孔の内面で駆動軸９を接着固定せずに、外側から加圧支持するのみである。

この構成により、駆動軸９は軸方向に変位するが、その変位によって駆動軸９自身が移動体１４のように長い距離を移動することはない。

移動体１４は、駆動軸９の軸方向の変位によって駆動軸９の軸方向に移動可能に駆動軸９と結合している。

この実施の形態１では、移動体１４は、駆動軸９に対して移動可能に結合されている環状の支持部１１と、支持部１１とは別体で構成された環状の錘部１６と、支持部１１と錘部１６とを連結する連結部１３ａ、１３ｂとで構成されている。

駆動軸９に対して環状の支持部１１を軸方向に移動可能に結合する形態としては、摩擦結合を採用することができる。

摩擦結合の形態１としては、環状の支持部１１を、環状の締め付け手段１２によって外周側から絞めつけることにより、環状の支持部１１を駆動軸９に対して摩擦結合するものがある。

例えば、二つの同じ半円形状の分割体を組み合わせて平面視で環状の支持部１１を構成し、各分割体の駆動軸９に対応する位置に、駆動軸９を収容する開口を形成する。駆動軸９を間に挟んで２つの分割体を組み合わせたときに両者の合わせ面同士の間に隙間が空くように構成しておく。そして、環状の締め付け手段１２によって外周側から絞めつけることによって環状の支持部１１を駆動軸９に対して摩擦結合する構造を採用できる。

このような場合、平面視で環状の支持部１１を構成する二つの同じ半円形状の分割体は、例えば、ステンレスなどの金属製にすることができる。これにより、支持部１１の耐久性を向上させることができる。

環状の支持部１１の外周に装着されて、支持部１１を、駆動軸９を中心とする半径方向で内側方向に向かって外周側から絞めつける環状の締め付け手段１２としては、例えば、コイルばねを用いることができる。

また、二つの同じ半円形状の分割体を組み合わせて平面視で環状の支持部１１を構成し、両分割体の合わせ面同士の間に熱収縮性樹脂を充填し、熱収縮性樹脂の熱収縮力で締め付けても良い。

なお、駆動軸９と支持部１１との接触部分は点接触とすることが好ましい。安定した摩擦結合状態を保ちやすい。

摩擦結合の形態２としては、支持部１１を中央に駆動軸９が挿通する支持部貫通孔を有する形態とし、当該、支持部貫通孔に熱収縮した熱収縮性樹脂が充填されている形態を採用することができる。

支持部貫通孔に充填された熱収縮性樹脂の熱収縮力が、駆動軸９を外側から加圧する摩擦力となる。

支持部１１には連結部１３ａの内周側が固定されており、連結部１３ａの外周側に連結部１３ｂが固定され、連結部１３ａ、１３ｂに対して環状の錘部１６が結合されている。

移動体１４を構成する錘部１６の上側（駆動軸９の一端とは反対側の他端側）の面が駆動軸９の一端とは反対側の他端側に向いた面になる。そして、移動体１４を構成する錘部１６が駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した際に、移動体１４の駆動軸９の一端とは反対側の他端側に向いた面を構成する部材である錘部１６が、移動体１４の移動を停止させる部材に対して衝突する。この実施の形態では、移動体１４の移動を停止させる部材である他端側部材は電子機器本体の下側面２１ａである。

図１〜図５図示の実施の形態では、錘部１６が備えている段部１６ａの上側面１６ｂが、移動体１４の移動を停止させる他端側部材である電子機器本体の下側面２１ａに対して衝突する。

なお、カバー４が図示のような平面視で十字状の構造ではなく、板状の構造になっていて、板状のカバー４の上側面が電子機器本体の下側面２１ａに当接している構造にすることもできる。この場合には、移動体１４を構成する錘部１６が駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した際に、移動体１４の駆動軸９の一端とは反対側の他端側に向いた面を構成する部材である錘部１６は、移動体１４の移動を停止させる他端側部材であるカバー４の下側面に対して衝突する。

カバー４は筐体３とは別体の物とすることができる。あるいは、カバー４を筐体３と一体に形成することもできる。

いずれにしても、上述した、移動体１４が駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した際に、移動体１４を構成する錘部１６の上側面１６ｂが、移動体１４の移動を停止させる他端側部材に衝突する。これにより、強い衝撃を生じさせることができる。

これにより、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックを向上させることができる。

図示の実施形態では、上端側に平面視で十字状のカバー４が配備されていて、段部１６ａの上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突する際、カバー４が、４つの段部１６ａの間に形成される溝部にはまり込む。このように、上側面を電子機器本体の下側面２１ａに当接させているカバー４が開口部を備えていて、錘部１６が、当該開口部を挿通する段部１６ａを上側（駆動軸９の一端とは反対側の他端側）に備えている構造の場合、段部１６ａの形態としては、例えば、以下のものがある。

錘部１６が備えている段部１６ａの形態1では、段部１６ａはその上端側が、移動体１４が駆動軸９の上側に移動した際に、少なくとも、筐体３の上側の端面と同一の高さレベルで筐体３から露出するようになっている。

例えば、図３、図５（ｃ）図示のように、移動体１４が駆動軸９の上側に移動した際に、段部１６ａの上側面１６ｂの高さレベルが、カバー４の上側面（駆動軸９の一端とは反対側の他端側に向いた面）の高さレベルと同一になるものである。

この構造によれば、段部１６ａの上側面１６ｂは、筐体３の上端側の端面（他端側の筐体３の端面）と同一の高さレベルで筐体３から露出することができる。

本実施の形態１のリニア駆動装置が配備されている電子機器本体の下側面２１ａが図３、４図示のように筐体３の上端側の端面（カバー４の上側面）に当接している場合には、上述したように、段部１６ａの上側面１６ｂの高さレベルが、筐体３の上端側の端面の高さレベルと同一になっていることにより、段部１６ａの上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突する。

このように、本実施形態のリニア駆動装置では、移動体１４の上側面が電子機器本体の下側面２１ａに衝突する。これにより、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックを向上させることができる。

錘部１６が備えている段部１６ａの形態２では、移動体１４が駆動軸９の上側に移動した際に、少なくとも段部１６ａの上端側が、筐体３の上端側の端面（カバー４の上側面）から突出する形態にすることもできる。例えば、リニア駆動装置１を電子機器本体に取り付けずに移動体１４を移動させたときに、少なくとも段部１６ａの上端側が、筐体３の上端側の端面から突出する形態である。

このような錘部１６が備えている段部１６ａの形態２によれば、入力操作が行われた際に振動を指やペンに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックをより一層向上させることができる。

錘部１６は、この実施の形態では、平面視で、四角形状である。筐体３が円筒状であれば、平面視で円形状の錘部１６を採用することができる。

錘部１６としてタングステン合金のような密度が大きい材料を用いて同じ体積でも質量を大きくすることにより、錘部１６が備えている段部１６ａの上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突した際の衝撃が大きくなるようにしている。

この実施の形態１においては、錘部１６は連結部１３ａ、１３ｂを介して支持部１１に連結されている。図示の形態の連結部１３ａ、１３ｂに替えて１枚の単なる板状の連結部を採用することができる。また、連結部１３ａ、１３ｂに替えて、弾性を有し、支持部１１と錘部１６とを弾性的に連結する板状体などの部材、例えば板バネを採用することもできる。 この板バネの形状は支持部１１に固定される部分と、錘部１６に固定される部分と、両者を連結する複数の腕部分と、を有する構成とすることができる。

本実施の形態１では、移動体１４は支持部１１と錘部１６とを別体とし、両者を連結部１３ａ、１３ｂで連結する構成とした。しかし、移動体１４全体を複数の分割体で形成し、環状の締め付け手段で締め付けることによって移動体１４全体を駆動軸９に対して摩擦結合させても良い。

本実施の形態１のリニア駆動装置１の動作の一例を説明すると次のようになる。

微振動発生部材８の伸縮薄板７ａに対して駆動電圧を印加すると、伸縮薄板７ａは厚さ方向が伸び、面内方向が縮むが、弾性薄板６はそのような伸縮はしない。そこで、微振動発生部材８は中央部が上方へ変位し周縁部が下方へ変位するように変形する。駆動電圧波形は数十ｋＨｚ程度の周波数の矩形波、鋸歯状波、立ち上がり時間と立ち下がり時間が異なる三角波等である。

微振動発生部材８の中央部に一端が固定されている駆動軸９も上方へ移動し、駆動軸９に結合している移動体１４も上方へ移動する。

微振動発生部材８が所定の変形をしたところで、駆動電圧を急激に立ち下げると、微振動発生部材８の変形は弾性薄板６の弾性力により急激に元に戻る。

それに伴い駆動軸９も元の位置に戻るが、移動体１４は、駆動軸９の下方への急激な移動には追随できず、その位置に留まる。

結果として、移動体１４はわずかに上方へ移動する。

駆動軸９のこの往復非対称な軸方向の移動によって、移動体１４は１往復当たり上方へ１〜数μｍ移動する。

前述のようにこの動作を数十ｋＨｚの周波数で繰り返す。

また、移動体１４を下方へ移動させるときは、駆動軸９の軸方向の移動が上下逆になるように微振動発生部材８の伸縮部材７ｂに対して同様の駆動電圧を印加する。このようにして、移動体１４は、駆動軸９の軸方向に駆動軸９上を往復移動する。

こうして図４に示すように、基準位置において筐体３の底面１５に当接していた移動体１４は、一回あるいは、複数回、駆動軸９の軸方向上側へ移動すると、錘部１６が備えている段部１６ａの上側面１６ｂが、筐体３の上端側の端面に当接している電子機器本体の下側面２１ａに衝突する。このとき、段部１６ａの上側面１６ｂは、移動体１４が駆動軸９の上側に移動した際にカバー４の上側の面あるいは筐体３の上端側の端面と同一の高さレベルで筐体３から露出する。あるいは、移動体１４が駆動軸９の上側に移動した際に少なくとも筐体３の上端側の端面から突出する形態になっている。

本実施の形態１のリニア駆動装置１は以上のように動作して、移動体１４は駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動し、この移動を停止させる他端側部材に対して衝突した後、逆に、移動体１４は、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して元の位置に戻る。

この元に戻って移動体１４が底面１５に衝突しときに一端側（図３〜５における下側）である底面１５において大きな衝撃が生じると、駆動軸９の他端側（図３〜５における上側）で移動体１４が衝突して大きな衝撃を発生させた直後に、駆動軸９の一端側（図３〜５における下側）で２度目の衝撃が発生することになる。

このようになると、２回連続して操作者の指やペンに振動が感じられるようになってしまい、触感フィードバックに惰性を感じて、触感フィードバックを損なうおそれがある。

本実施形態のリニア駆動装置１は、移動体１４が、他端側部材に対して衝突した後、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して一端側に存在する部材（一端側部材）に対して衝突する衝撃を低減する機構を備えている。

衝突する衝撃を低減する機構が配備されていることにより、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４がこの移動を停止させる他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して、一端側に存在する部材である一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突しても、一端側（図３〜５における下側）において大きな衝撃が生じることがなくなる。

すなわち、移動体１４が、他端側部材に対して衝突した後、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して一端側に存在する部材（一端側部材）に対して衝突する衝撃を低減する機構が配備されていることにより、２回連続して大きな衝撃が発生することを防止できる。これによって、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置を提供することができる。

移動体１４が、他端側部材に対して衝突した後、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して一端側に存在する部材（一端側部材）に対して衝突する衝撃を低減する機構の実施形態としては以下のようなものがある。

（衝突する衝撃を低減する機構の実施形態１）
衝突する衝撃を低減する機構の実施形態１は、駆動軸９の一端側（図３〜５における下側）で配備されている衝撃吸収材である。

図２〜図５の実施形態では、筐体３の底面１５上にシート状の衝撃吸収材１７が配備されている。

衝撃吸収材１７は、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４がこの移動を停止させる他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動して、一端側（図３〜５における下側）において大きな衝撃が発生することを防止できるものであればよく、これを満たす種々の材質のもので形成することができる。

例えば、発泡材製のシート状の衝撃吸収材１７や、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂製のシート状の衝撃吸収材１７とすることができる。

これらのシート状の衝撃吸収材１７は衝撃を吸収するという上述した目的を達成できればよいので、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度にすることができる。

図５（ａ）、（ｂ）は、衝突する衝撃を低減する機構を備えていないリニア駆動装置における動作を説明するものである。駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図５（ａ）図示のように他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、図５（ｂ）図示のように、一端側部材である筐体３の底面１５に衝突すると、連続して２回の大きな衝撃が発生してしまう。このようになると、２回連続して操作者の指やペンに振動が感じられるようになり、操作者は、触感フィードバックに惰性を感じ、触感フィードバックが損なわれる。

図５（ｃ）、（ｄ）は、衝突する衝撃を低減する機構を備えている本実施形態のリニア駆動装置における動作を説明するものである。駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図５（ｃ）図示のように他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、図５（ｄ）図示のように、一端側部材に衝突する際に、一端側である筐体３の底面１５の上にシート状の衝撃吸収材１７が存在していることから、衝撃が吸収される。これによって、図５（ａ）、（ｂ）図示の構造のように、連続して２回の大きな衝撃が発生することがなくなり、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置になる。

（衝突する衝撃を低減する機構の実施形態２）
衝突する衝撃を低減する機構の実施形態２は、駆動軸９の一端側（図３〜５における下側）にバネ部材からなる衝撃吸収材が配備されているものである。

図６図示の実施形態では、筐体３の底面１５上で、駆動軸９の周囲にコイルバネ１８が配備されている。

駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図６（ａ）図示のように他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、図６（ｂ）図示のように、一端側部材（筐体３の底面１５）に接近しても、コイルバネ１８が存在していることにより移動体１４の移動速度が遅くなる。これによって、図６（ｂ）図示のように、移動体１４は一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突しないか、衝突するとしても穏やかに衝突し、大きな衝撃は生じなくなる。

これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図６（ａ）図示のように他端側部材に衝突して衝撃を生じさせた後、直ちに、連続して２回目の大きな衝撃が発生することがなくなり、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置になる。

図７図示の実施形態は、駆動軸９の一端側（図３〜５における下側）にバネ部材からなる衝撃吸収材が配備されている他の実施形態を表すものである。

筐体３の図６中の下側で、筐体３の内周壁に板バネ１９が配備されている。

駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図７（ａ）図示のように他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、図７（ｂ）図示のように、一端側部材（筐体３の底面１５）に接近しても、板バネ１９が存在していることにより移動体１４の移動速度が遅くなる。これによって、図７（ｂ）図示のように、移動体１４が一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突する際に、穏やかに衝突し、大きな衝撃は生じなくなる。

これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が図７（ａ）図示のように他端側部材に衝突して大きな衝撃を生じさせた後、直ちに、連続して２回目の大きな衝撃が発生することがなくなり、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置になる。

ここで、板バネ１９は筐体３に固定される第１部分と、移動体１４に固定される第２部分と、第１部分と第２部分とを連結する複数の腕部分と、を有する構成とすることができる。

（衝突する衝撃を低減する機構の実施形態３）
衝突する衝撃を低減する機構の実施形態３は、駆動軸９の一端側（図３〜５における下側）に衝撃吸収材として衝突面積が小さい構造体が配備されているものである。

図８図示の実施形態では、図８中の筐体３の下側で、筐体３の内周壁に径方向内側に突出している小さな突起部２０が配備されている。

駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、図８（ａ）、（ｂ）図示ように、一端側部材（筐体３の底面１５）に接近しても、移動体１４が一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突する前に、突起部２０に衝突して移動が停止される。

突起部２０の平面視における面積は、筐体３の底面１５の平面視における面積よりも十分小さい。

そこで、移動体１４が筐体３の底面１５に衝突する場合に比較して衝撃を十分小さくすることができる。

これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突して大きな衝撃を生じさせた後、直ちに、連続して２回目の大きな衝撃が発生することがなくなり、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置になる。

図９、図１０図示の実施形態は、筐体３の底面１５の面積を小さくすることによって衝撃の低減を図るものである。

図２図示の実施形態では、底面１５は、筐体３の底面部のほぼ全域にわたる大きな面機を有していた。

これに対して、図９、１０図示の実施形態では、筐体３の底面は、図１、図２の実施形態におけるカバー４の形状と同じく、平面視で十字状の底面１５ａになっている。

これにより、図９の底面１５ａの面積は、図２図示の実施形態における底面１５の面積よりも十分小さくなっている。

そこで、移動体１４が図２図示の実施形態における筐体３の底面１５に衝突する場合に比較して衝撃を十分小さくすることができる。

これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突して大きな衝撃を生じさせた後、直ちに、連続して２回目の大きな衝撃が発生することがなくなり、良好な触感フィードバックのリニア駆動装置になる。

（衝突する衝撃を低減する機構の実施形態４）
衝突する衝撃を低減する機構の実施形態４は、微振動発生部材８に印加する駆動電圧を制御するものである。これにより、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突した後、逆に、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、一端側部材（筐体３の底面１５）に接近する際に、穏やかな速度で接近、衝突する、あるいは、衝突しないように制御するものである。

図１１はこの実施形態４における移動体１４の位置の時間変化の一例を説明するものである。

駆動電圧を印加することで移動体１４が基準位置から駆動軸９に沿って上方へ移動し（Ａ）、移動体１４の上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突する（Ｂ）。確実に衝突させるために、衝突後も駆動電圧はそのまま印加されるので移動体１４はさらに上昇しようとするが、移動体１４は電子機器本体の下側面２１ａに衝突したままなので、そのままの位置を保つ（Ｃ）。

移動体１４の上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突した後、駆動軸９の軸方向の移動が上下逆になるように駆動電圧波形を変えて駆動電圧を印加することにより、移動体１４は駆動軸９の軸方向で下側に向かって移動する。

この際、上方移動モード（Ａ）に対応するモード（Ｄ）で基準位置に戻らせると、移動体１４の上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突したときと同等の衝撃で、移動体１４が筐体３の底面１５に衝突することになる。

これを防止するため、最初は、モード（Ｄ）で速やかに基準位置に向かう移動を開始させ、基準位置（筐体３の底面１５）に近づいた（Ｅ）の段階で、移動速度をモード（Ｆ）のように低下させる。これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突した後、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突する場合に、その衝撃を小さく抑えることができる。

図１２はこの実施形態４における移動体１４の位置の時間変化の他の例を説明するものである。

移動体１４の上側面１６ｂが電子機器本体の下側面２１ａに衝突した後、駆動軸９の軸方向の移動が上下逆になるように駆動電圧波形を変えて駆動電圧を印加して移動体１４を駆動軸９の軸方向で下側に向かって移動させるが、上方移動モード（Ａ）よりも穏やかな速度で、モード（Ｃ）からの移動を開始させるものである。

これによって、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動した移動体１４が他端側部材に衝突した後、駆動軸９の他端側から一端側に向かって移動し、一端側部材（筐体３の底面１５）に衝突する場合に、その衝撃を小さく抑えることができる。

図１３はこの実施形態４における移動体１４の位置の時間変化の更に他の例を説明するものである。

モード（Ｃ）からモード（Ｄ）で基準位置に向かう移動が開始されるが、途中のモード（Ｈ）で下方移動を停止させ、その後、次の入力操作が行われるモード（Ｉ）で、再度、上方移動を開始させて、駆動軸９の一端側から他端側に向かって移動体１４を移動させて他端側部材に衝突させる動作を繰り返すものである。そして最後に一連の入力操作が終了した時（Ｊ）に基準位置に戻す。すなわち、入力操作を行っている最中は、移動体１４を筐体３の底面１５に衝突させないようにするものである。

上述した実施の形態で説明してきたリニア駆動装置を備える電子機器は、表示装置にタッチパネル機能を組み込んだ電子機器や操作キーを用いた入力装置といった電子機器に限るものではない。例えば、タッチパネルに入力するためのタッチペンに内蔵しても構わないし、腕時計に内蔵しても良い。

また、電子機器だけでなく、指輪やブローチ、バンダナといった身体装着品に組み込んでも構わない。

上述した電子機器や身体装着品のいずれに組み込んでも、移動体１４の上側面が、電子機器本体や、身体装着品本体に衝突する。そして衝突した後、移動体１４が、他端側から一端側に向かって移動して一端側部材に対して衝突する衝撃を低減する機構を備えている。これにより、入力操作が行われた際に振動を指やペンなどに返して確実に操作を行ったという感触を操作者に与える触感フィードバックをさらに向上させることができる。

１ リニア駆動装置
３ 筐体
４ カバー
５、１０ ブッシュ
６ 弾性薄板
７ａ、７ｂ 伸縮薄板
８ 微振動発生部材
９ 駆動軸
１１ 支持部
１２ 締め付け手段
１３ａ、１３ｂ 連結部
１４ 移動体
１５、１５ａ 底面
１６ 錘部
１６ａ 段部
１６ｂ 上側面
１７ シート状の衝撃吸収材
１８ コイルバネ
１９ 板バネ
２０ 突起部
２１ 電子機器本体の上側面
２１ａ 電子機器本体の下側面

Claims (8)

1. 軸方向に変位する駆動軸と、
   前記駆動軸の一端に連結されていて前記駆動軸に前記軸方向の変位を生じさせる微振動発生部材と、
   前記駆動軸が前記軸方向に変位自在となるように前記駆動軸又は前記微振動発生部材の少なくとも一方を支持する筐体と、
   前記駆動軸の前記軸方向の変位によって前記駆動軸の軸方向に移動可能に前記駆動軸と結合する移動体であって、前記駆動軸の前記一端側から前記他端側に向かって移動した際に、前記一端とは反対側の他端側に向いた面を構成する部材が前記移動体の前記移動を停止させる他端側部材に対して衝突する移動体と、を備え、
   前記移動体が前記他端側部材に対して衝突した後、前記他端側から前記一端側に向かって移動して前記一端側に存在する一端側部材に対して衝突する衝撃を低減する機構を備えている
   ことを特徴とするリニア駆動装置。
2. 前記衝撃を低減する機構は前記一端側に配備されている衝撃吸収材であることを特徴とする請求項１記載のリニア駆動装置。
3. 前記衝撃吸収材がシート状の衝撃吸収材であることを特徴とする請求項２記載のリニア駆動装置。
4. 前記衝撃吸収材がバネ部材であることを特徴とする請求項２記載のリニア駆動装置
5. 前記衝撃吸収材が前記筐体の前記一端側に配備されていて、前記筐体の前記一端側における平面視の面積よりも平面視の面積が小さい構造部材からなることを特徴とする請求項２記載のリニア駆動装置。
6. 前記衝突する衝撃を低減する機構が、前記微振動発生部材に印加する駆動電圧を制御することにより、前記移動体が前記他端側から前記一端側に向かって移動する際の移動速度を低下させて前記一端側部材衝突させる、あるいは、前記一端側部材に対して衝突しないように制御するものであることを特徴とする請求項１記載のリニア駆動装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項記載のリニア駆動装置を備えたことを特徴とする電子機器。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項記載のリニア駆動装置を備えたことを特徴とする身体装着品。