WO2016125265A1

WO2016125265A1 - 振動伝達装置

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Publication number: WO2016125265A1
Application number: PCT/JP2015/053079
Authority: WO
Inventors: 俊一高橋; 中村　徹; 古頭　晶彦; 光久野原; 英樹奈良
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2017-08-04

Abstract

　従来の振動伝達装置における、大きな駆動力を得ることが難しく、それにより、使用者に大きな振動を確実に伝えることが難しいという問題を解消することが目的の一例として挙げられる。　この目的を達成するために、振動伝達装置（１）は、コイル（Ｃ）、及び、接触体に接触する接触部（２）、を含む振動部（４４）と、磁石（４１）を含む磁気回路（４）と、を備え、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０以上に規定されている。

Description

振動伝達装置

　本発明は、振動伝達装置に関するものである。

　例えば特許文献１（図示せず）には、携帯機器に組み込んだ振動発生装置を動作させて、振動によって通報するに際し、振動発生装置の振動周波数を掃引させて携帯機器のケーシングを振動させることにより、駆動信号周波数の掃引が携帯機器のケーシングの共振周波数の付近になった時に、ピークの大きな体感振動が発生し、確実に通報することができることが記載されている。

　この振動発生装置は、円筒形の枠体内に、センタポールと外周部とを有するヨークを配置し、外周部の内面に環状の磁石を固定し、磁石とセンタポールとの間に円筒形のコイルを配置し、ヨークをハット状の弾性体で枠体の一端に支持固定し、コイルを板状の弾性体で枠体の他端に支持固定した構造を備えている。

　また、特許文献２（図示せず）には、ヨーク、永久磁石、プレート、中心軸からなる磁気回路と、コイルと駆動回路部とで構成され、駆動回路部は、磁気回路とコイルとの振動共振周波数より５Ｈｚ～５０Ｈｚ高い周波数で駆動されることが記載されている。

　同特許文献２には、振動共振周波数ｆ₀と一致する入力周波数を印加すれば、最も効率良い振動が得られるが、振動共振周波数を利用して振動させると、入力を切った後の振動の余韻が大きく、特に短いサイクルの振動で触覚に訴えようとするクリック感発生器等に使用する場合には、めりはりの弱い振動となってしまうことが記載されている。

特開平１０－２５８２５３号公報特開２００４－３５８４４３号公報

　しかしながら、前記従来の振動発生装置や振動アクチュエータといった振動伝達装置においては、大きな駆動力を得ることが難しかった。そのために、使用者に大きな振動を確実に伝えることが難しかった。特に、手で持てるあるいは手の平に載る程度に小型化した振動伝達装置においては、なおさら大きな振動を得ることが難しかった。

　本発明が解決しようとする課題としては、前記従来の振動伝達装置における、大きな駆動力を得ることが難しく、それにより、使用者に大きな振動を確実に伝えることが難しいという問題が一例として挙げられる。

　請求項１記載の振動伝達装置は、コイル、及び、接触体に接触する接触部、を含む振動部と、磁石を含む磁気回路と、を備え、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０以上であることを特徴とする。

本発明の振動伝達装置の一実施例を示す側面図である。図１のＩ－Ｉ線断面図である。図１の振動伝達装置の底面図である。振動伝達装置の実施例におけるポールピース径と機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）の関係を示す図である。振動伝達装置における周波数と入力レベルの関係を示す説明図である。振動伝達装置における周波数と振幅の関係を示す説明図である。振動伝達装置の他の実施例を示す断面図である。

　以下に、本発明の一実施形態に係る振動伝達装置について説明する。

　本発明の実施形態に係る振動伝達装置は、コイル、及び、接触体に接触する接触部、を含む振動部と、磁石を含む磁気回路と、を備え、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０以上に規定されている。この構成により、大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、前記磁気回路はポールピースを備え、ポールピースの径（ｄｐ）が１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であることが好ましい。この構成により、手で持てるあるいは手の平に載る程度に小型化した振動伝達装置において、大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、前記振動部の重量は、装置全体の重量の１／１０以上であることが好ましい。この構成により、大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、振動伝達装置における最大振動強さの周波数（ｆ１）が、最低共振周波数（ｆ０）以下である（以下で駆動される）ことが好ましい。この構成により、一層大きな駆動力を得ることができ、使用者に一層大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、前記機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）は、３０以上であることが好ましい。この構成により、一層大きな駆動力を得ることができ、使用者に一層大きな振動を確実に伝えることができる。また、最大振動強さの周波数（ｆ１）が最低共振周波数（ｆ０）の１／２以下である（以下で駆動される）ことが一層好ましい。この構成により、一層大きな駆動力を得ることができ、使用者に一層大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、前記コイルはボイスコイルボビンに４層以上に巻かれていることが好ましい。この構成により、振動系の重量（質量）が増加して、大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きな振動を確実に伝えることができる。

　また、前記振動伝達装置は、磁気ギャップを備える前記磁気回路を含む静止部と、前記振動部及び静止部を接続するダンパと、を備え、ダンパの内径側が静止部に接続され、ダンパの外径側が振動部に接続されていることが好ましい。また、ダンパの内径側は磁気回路に接続されていることが好ましい。これらの構成によって、大きな外径の接触部をダンパの外側部分で安定に支えて、コイルの振れを抑止することができる。

　また、前記磁気回路は、磁石とヨークを備え、前記ダンパの内径側がヨークに接続されている（内磁型）ことが好ましい。あるいは、前記磁気回路は、磁石と、ポールピースを備えたヨークと、プレートとを備え、前記ダンパの内径側がプレートに接続されている（外磁型）ことが好ましい。

　また、前記振動部は、コイルと、コイルを固定する固定部材と、固定部材に直接又は他の部材を介して連結されている連結部材と、を備え、前記ダンパの外径側が連結部材に接続されていることが好ましい。固定部材はボイスコイルボビンを含む。

　また、前記連結部材が、前記ダンパに接続する接続部を備え、接続部によってダンパ径方向に作られる仮想平面が、前記磁気ギャップを通ることが好ましい。この構成によって、接触部に接触体が接触しても、コイルが横揺れするのを抑制することができる。

　あるいは、前記連結部材が、前記ダンパに接続する接続部を備え、接続部によってダンパ径方向に作られる仮想平面が、前記コイルを通ることが好ましい。この構成によって、接触部に接触体が接触しても、コイルが横揺れするのを抑制することができる。

　また、前記固定部材は略円形であり、前記ダンパは、固定部材と同心の開口を有する略円形であることが好ましい。また、前記接続部は、前記固定部材と同心の略円形であることが好ましい。これらの構成によって、接触部に接触体が任意の方向から接触しても、この振動伝達装置が受ける力が方向によらず一定となる。

　また、前記振動部における接触部は、前記固定部材もしくは前記連結部材に接続されていることが好ましい。また、前記ダンパは、複数の腕部を有する蝶ダンパであることが好ましい。

　以下に、図１～図３に基づいて、本発明の一実施例に係る振動伝達装置の構造について説明する。図１は、振動伝達装置の一実施例を示す側面図、図２は、図１のＩ－Ｉ線断面図、図３は、図１に示す振動伝達装置の底面図である。

　図１～図３に示すように、振動伝達装置１は、例えば人体等（接触体）に接触させる接触部材としての板状の接触部２と、この接触部２を振動させるための駆動装置３と、を備えている。駆動装置３は、ケース内に収容されているが、図１～図３ではこのケースについては省略している。「人体」とは人間の手や胴体、脚、足等を含み、これらに接触部２が直接的又は間接的に接触する。接触部２の大きさ、形状、材質（金属、合成樹脂、ゴム等）等は適宜設定可能である。

　駆動装置３は、磁気ギャップＧを含む磁気回路４と、磁気回路４によって駆動されるコイルＣを固定する固定部材としてのボイスコイルボビン５と、ボイスコイルボビン５に直接又は他の部材（図示せず）を介して連結されている連結部材６と、連結部材６を介してボイスコイルボビン５を固定する蝶ダンパ７と、を備えている。

　例えば、コイルＣとボイスコイルボビン５と連結部材６と蝶ダンパ７と接触部２とで、振動部（振動系）４４が構成されている。ボイスコイルボビン（固定部材）５は略円形であり、蝶ダンパ７は、ボイスコイルボビン５と同心の開口７４（図３）を有する略円形である。接触部２は、ボイスコイルボビン（固定部材）５もしくは連結部材６と接続されている。

　前記磁気回路４は、内磁型の磁気回路であり、磁石４１と、磁石４１の一極が磁気的に結合されたポールピース４２と、磁石４１の他極が磁気的に結合されたヨーク４３と、磁気ギャップＧと、を含んでいる。磁石４１は、円板状に形成され、中央に貫通孔４１ａを有している。ポールピース４２は、円板状に形成され、磁石４１の接触部２側（一極側）の面に重ねられる。このポールピース４２にも、磁石４１の貫通孔４１ａと重なる貫通孔４２ａが設けられている。

　「ポールピース」はプレートとも呼称される。ポールピース４２の径（ｄｐ）は１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下に規定されている。

　ヨーク４３は、磁石４１の接触部２から離れた側（他極側）の面に重ねられる底面部４３ａと、底面部４３ａの外縁から接触部２側に向かって立設された筒状のヨーク本体４３ｂと、から構成されている。底面部４３ａには、磁石４１の貫通孔４１ａと重なる貫通孔４３ｃが設けられている。磁石４１、ポールピース４２及びヨーク４３は固定されている。前記ヨーク本体４３ｂは、ポールピース４２と対向する位置まで延在している。

　磁気ギャップＧは、ポールピース４２とヨーク本体４３ｂとの間に設けられるギャップであり、後述するコイルＣの高さ方向Ｙ１に貫通している。コイルＣの高さ方向Ｙ１とは、コイルＣの中心軸方向である。ヨーク４３と磁石４１とポールピース４２とで、磁気ギャップＧを備える磁気回路４等を含む静止部４５が構成されている。コイルＣには不図示の２本のリード線が接続され、リード線は例えば磁気回路４の外面側の不図示の各端子に接続されている。

　ボイスコイルボビン５は、筒状に形成され、その外側面にコイルＣが巻かれている。コイルＣはボイスコイルボビン５に４層ないしそれ以上の巻き数で巻かれている。コイルＣは、ボイスコイルボビン５に導線をらせん状に巻いて形成されていてもよい。ボイスコイルボビン５にコイルＣをプリントして設けることも可能である。このボイスコイルボビン５の磁気回路４側の端部を磁気ギャップＧの接触部２側の開口から挿入して、コイルＣを磁気ギャップＧ内に配置する。この状態で、コイルＣに通電すると、コイルＣに高さ方向Ｙ１の振動力が発生する。

　連結部材６は、例えば樹脂などボイスコイルボビン５と同等以上の剛性を有する材料で形成され、ボイスコイルボビン５における磁気回路４から離れた側を支持する板状の支持部６１と、支持部６１から磁気回路４側に向かって垂設された筒状の壁部６２と、を一体に含んでいる。本実施例で支持部６１は、図３に示すように、磁気回路４側から見て長方形の角を丸くした形状に設けられ、図２に示すように、ボイスコイルボビン５の磁気回路４から離れた側の端部を挿入する挿入孔６１ａを有している。

　ボイスコイルボビン５の磁気回路４から離れた側の端部は、挿入孔６１ａの内周面に例えば接着により固定されている。また、支持部６１の磁気回路４から離れた側の面に接触部２が直接、支持されている。前記壁部６２は、上述した略長方形状の支持部６１の短手方向の長さとほぼ同じ直径の円筒状に形成されている。

　蝶ダンパ７は、その外周部７１が壁部６２に接続・固定され、その内周部７２がヨーク本体４３ｂに接続・固定されている。蝶ダンパ７に対する壁部６２側の接続部を符号６２ａで示し、ヨーク本体４３ｂ側の接続部を符号４３ｄで示している。略円形環状の壁部６２自体を接続部と総称することも可能である。壁部６２はボイスコイルボビン（固定部材）５と同心の略円形に形成されている。

　蝶ダンパ７と壁部６２、及び蝶ダンパ７とポールピース４２の固定は、接着材などを用いて行われる。蝶ダンパ７は、例えば樹脂などから構成され、リング状の内周部７２と、リング状の外周部７１と、これら内周部７２から外周部７１にかけて伸びる複数の腕部７３と、を備えている。この蝶ダンパ７により、コイルＣを高さ方向Ｙ１に振動可能に支持することができる。

　図２において、コイルＣは磁気ギャップＧ内に位置している。コイルＣの高さ方向Ｙ１の中心と、磁気ギャップＧの高さ方向Ｙ１の中心と、蝶ダンパ７と、が略同じ高さに位置し、蝶ダンパ７と壁部６２との接続部６２ａも、磁気ギャップＧの高さ方向Ｙ１両端間の高さに位置している。すなわち、接続部６２ａによってダンパ径方向に作られる仮想平面が、磁気ギャップＧを通ると共にコイルＣを通っている。

　使用者が不図示のスイッチを入れると、コイルＣに駆動電流が流れて、コイルＣがＹ１方向に振動し、接触部２がＹ１方向に振動する。蝶ダンパ７と壁部６２との接続部６２ａを、コイルＣの高さ方向Ｙ１両端間の高さに位置させているため、複数のダンパを用いなくてもコイルＣに発生する横揺れを抑えることができ、振動伝達装置１の小型化を図ることができる。内磁型の磁気回路４を用いたことによっても、振動伝達装置１の小型化を図ることができる。なお、蝶ダンパ７に代えて板状やコイル状等の他のダンパを用いることも可能である。

　以下に、前記振動伝達装置１のさらなる特徴について説明する。

　前記振動伝達装置１は、小型である割に大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きな振動を確実に伝えることができるものである。

　このための構成として、第１に、前記振動伝達装置１の機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０以上（Ｑｍ≧１０）に規定されていることが挙げられる。

　また、第２に、ポールピース４２の径（ｄｐ）が、１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下に規定されていることが挙げられる。

　また、第３に、振動部４４の最大振動強さ（最大音圧）をもつ周波数が、振動伝達装置１の最低共振周波数よりも小さく規定されていることが挙げられる。ここで、「振動部４４」とは、例えば、ボイスコイルボビン５とコイルＣと連結部材６と接触部２とを備える。また、「第１に、第２に、第３に」の順位は単に説明の便宜上のものである。

　前記機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）とは、Ｑｍ＝ωｍ０／ｒｍ　で表される特性値である。ここで、ω（オメガ）は角速度、ｍ０は振動系の重量（質量）、ｒｍは機械抵抗である。オメガは、ω＝２πｆ０で表される（ｆ０は最低共振周波数である）。

　また、振動系の重量（質量）（ｍ０）は、主に振動板の重量（質量）と、振動板が押しのける空気の重量（質量）と、ボイスコイルボビン５を含むボイスコイルＣの重量（質量）との総和で決まる量である。また、機械抵抗（ｒｍ）は、振動板やダンパ７等の物性値で決まる値である。なお、「振動板」とは、説明の便宜上のもので、振動伝達装置１においては、連結部材６や接触部２を含むものである。

　従って、振動系の重量（ｍ０）が大きい振動伝達装置１は、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が大きくなる。また、振動系の重量（ｍ０）と機械抵抗（ｒｍ）とが一定である場合は、最低共振周波数（ｆ０）が大きい振動伝達装置１は、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が大きくなる。これらについては図４を用いて後述する。

　前記振動伝達装置１におけるポールピース４２の径（ｄｐ）は、１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下と小さく規定されており、それにより、振動伝達装置１が小型化されている。このため、振動板の重量や、振動板が押しのける空気の重量は小さい。それに対し、大きな駆動力を得るために、ボイスコイルボビン５を含むボイスコイルＣの重量を大きく規定している。

　すなわち、大きな駆動力を得るために、断面積が大きく、巻線長の長いボイスコイルＣを採用して、あるいは断面積が大きく、巻線径の太いボイスコイルＣを採用して、振動系の重量（ｍ０）を大きくすることで、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を大きく規定している。

　前記振動伝達装置１において、ポールピース４２の径（ｄｐ）と機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）とに着目して、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を高めることで、小型の振動伝達装置１でありながら、大きな駆動力を得ることができ、使用者に大きくリアルな振動を確実に伝えることができる。

　また、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を大きくすると、特定の周波数の振動の余韻が特に大きくなる。入力信号が例えば心音の場合、この余韻は使用者に実際の心音に近い感覚を与える振動として感じられることが実験等から明らかになった。これについては図６を用いて後述する。

　なお、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）の測定は、例えばクリッペル社（ドイツ）のスピーカ装置測定システムを用いて行うことができる。このスピーカ装置測定システムでは、測定するスピーカ装置の振動板にレーザ光線を当て、スピーカ装置に、周波数をスイープさせた信号を入力して駆動し、レーザ光線の反射光をセンサで読み取り、そのデータをもとに振動板の動きを解析してＱｍ値を求め、Ｑｍ値を表示する。前記したＱｍ＝ωｍ０／ｒｍの公式に、ωやｍ０、ｒｍの値を代入してＱｍ値を計算することも可能ではあるが、実際的ではない。

　図４は、ポールピース４２の口径（ｄｐ）と振動伝達装置１の機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）の関係を計測した結果（散布図）を示すものである。図４において、ポールピース４２の口径（ｄｐ）を横軸に示し、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を縦軸に示している。

　図４において、系列１のデータは、振動伝達装置１ではなく、不図示の種々のスピーカ装置のポールピースの口径と機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）の関係の計測結果を示すものである。スピーカ装置における機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）は、ポールピースの口径がほぼ１５～５０ｍｍの広い範囲において、１０（Ｑｍ）以下である。

　スピーカ装置と振動伝達装置１の違いは、振動用のコーンすなわち振動板を有しているか否かの違いであり（振動伝達装置はコーンを有していない）、その他の磁気回路４等の内部構造は概ね同じである。従って、スピーカ装置を用いた機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）の計測値は振動伝達装置１において参考値として使用可能とある。

　振動伝達装置１において、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を１０以上とすることで、スピーカ装置における振動ではなく、より大きな振動を得ることができ、使用者により大きな振動を確実に伝えることができる。

　そして、複数の使用者に対して行った感覚的な確認実験の結果、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０を超えれば、大きな駆動力で駆動される特定の周波数の振動の余韻によって、使用者にとってはリアルな振動として感じられることが分かった。

　さらに、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が３０以上であれば、入力信号が例えば心音（心臓の鼓動）の場合、この余韻は使用者に実際の心音にさらに近い感覚を与える振動として感じられることが実験等から明かになった。

　図４において、系列２の２つデータＡ１，Ａ２が振動伝達装置１の実施例１，２における計測値である。図４で、Ｑｍ＝３３．５の計測値Ａ１が実施例１におけるものであり、Ｑｍ＝５４．３の計測値Ａ２が実施例２におけるものである。

　以下に、実施例１，２における各振動伝達装置１の仕様を左右に並べて記載する。

　　　　　　　　　　　　　　＜実施例１＞　　　　　＜実施例２＞
　ポールピース４２の径ｄｐ：２０ｍｍ　　　　　　　１３ｍｍ
　巻線径（銅丸線）：　　　　０．１４ｍｍ　　　　　０．１２ｍｍ
　巻線重量：　　　　　　　　１．０ｇ　　　　　　　０．５ｇ
　巻線最小内径：　　　　　　２０．５ｍｍ　　　　　１３．４ｍｍ
　巻数：　　　　　　　　　　１００回　　　　　　　１１０回
　巻幅：　　　　　　　　　　５．０ｍｍ　　　　　　４．７ｍｍ
　層数：　　　　　　　　　　４　　　　　　　　　　４
　巻線全長：　　　　　　　　６．７ｍ　　　　　　　４．８ｍｍ
　振動系の重量ｍ０：　　　　４．２ｇ　　　　　　　２．０ｇ
　総重量：　　　　　　　　　３２．０ｇ　　　　　　１７．５ｇ
　定格インピーダンス：　　　８Ω　　　　　　　　　８Ω
　最低共振周波数ｆ０：　　　７６Ｈｚ　　　　　　　１６５Ｈｚ
　機械的共振尖鋭度値Ｑｍ：　３３．５　　　　　　　５４．３

　図４における実施例１のポールピース径（ｄｐ）は２０ｍｍ、実施例２のポールピース径（ｄｐ）は１３ｍｍで、何れも機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が３０以上となっている。

　図４の実施例１と実施例２を比較すると、実施例２では、実施例１に比べて、振動系の重量（ｍ０）は小さい（実施例１の４．２ｇに対して実施例２は２．０ｇである）が、最低共振周波数（ｆ０）が大きい（実施例１の７６Ｈｚに対して実施例２は１６５Ｈｚである）ために、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が大きく（実施例１の３３．５に対して実施例２は５４．３に）なっている。

　もし仮に、実施例１，２の最低共振周波数（ｆ０）及び上記機械抵抗（ｒｍ）が同じであれば、前記したＱｍ＝ωｍ０／ｒｍ、　ω＝２πｆ０の公式より、振動系の重量（ｍ０）の大きな（実施例２の２．０ｇに対して実施例１は４．２ｇである）実施例１の方が、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が大きくなる。

　図４の２つの実施例におけるポールピース径（ｄｐ）は２０ｍｍと１３ｍｍであり、例えば２つのデータＡ１，Ａ２を直線で結ぶと、ポールピース径（ｄｐ）が概ね３０ｍｍにおいて、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が概ね１０程度となるが、これはあくまでも参考程度のものである。例えば、振動伝達装置１の大きさを手の中に持てるあるいは手の平に載る程度までと規定した場合、ポールピース径（ｄｐ）は最大で４０ｍｍ程度まで許容される。従って、本実施例においては、ポールピース径（ｄｐ）の範囲を１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下と規定している。

　もし仮に、最低共振周波数（ｆ０）及び前記機械抵抗（ｒｍ）が同じであれば、ポールピース径（ｄｐ）を増加させることで、振動系の重量（ｍ０）が増し、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が増大するので、ポールピース径（ｄｐ）を３０ｍｍないし４０ｍｍに規定することで、さらに大きな振動を得て、使用者に振動を確実に伝えることができる。

　また、実施例１，２ではボイスコイルの巻線の層数を４としているが、巻線の層数は４以上であればよい。ポールピース径（ｄｐ）が１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下の小型の振動伝達装置１において、巻線の層数を４以上とすることで、振動系（振動部４４）の重量を増して、機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）を増加させ、それにより、大きな振動を得て、使用者に振動を確実に伝えることができる。

　また、実施例１の振動系（振動部４４）の重量（ｍ０）は４．２ｇであり、振動伝達装置１の総重量３２．０ｇの０．１３倍である。また、実施例２の振動系（振動部４４）の重量（ｍ０）は２．０ｇであり、振動伝達装置１の総重量１７．５ｇの０．１１倍である。このように、振動伝達装置１の振動系（振動部４４）の重量（質量）は、振動伝達装置１の重量（質量）の１／１０以上に規定されている。

　図５は、最低共振周波数（ｆ０）よりも周波数の小さな信号が前記振動伝達装置１に入力されることを示す図である。最低共振周波数（ｆ０）よりも小さな周波数（ｆ１）において入力レベル（Ｖ）が最大となっている。図５で、横軸が周波数ｆ（Ｈｚ）、縦軸が入力レベル（Ｖ）である。「入力レベル」とは振動の強さ又は音圧のことである。

　図５の例において、最低共振周波数（ｆ０）よりも周波数が小さく、最も入力レベルが大きな周波数（ｆ１）は、最低共振周波数（ｆ０）の１／２以下である。前記図４に示した実施例１のポールピース径（ｄｐ）２０ｍｍにおける最低共振周波数（ｆ０）は７６Ｈｚ、実施例２のポールピース径（ｄｐ）１３ｍｍにおける最低共振周波数（ｆ０）は１６５Ｈｚであるが、それよりも小さな周波数ｆ１において、入力レベルすなわち振動の強さ（音圧）が最大となる。

　このように、前記振動伝達装置１の特徴として、最大振動強さ（最大音圧）における周波数（ｆ１）が、最低共振周波数（ｆ０）以下で振動する（駆動される）ことが挙げられる。また、最大振動強さ（最大音圧）の周波数（ｆ１）が、最低共振周波数（ｆ０）の１／２以下で振動する（駆動される）ことが挙げられる。なお入力は、最低共振周波数（ｆ０）よりも小さな周波数（ｆ１）であれば、正弦波、矩形波、三角波等でもよいし、またトーンバースト（所定の周期でのオンオフの繰り返し波）でもよい。

　図６は、一定の入力レベル（Ｖ）に対して、振動伝達装置１の振動系（振動部４４）が振動する振幅（ｍｍ）を示す図である。図６で、横軸が周波数ｆ（Ｈｚ）、縦軸が振幅（ｍｍ）である。

　図６の如く、最低共振周波数（ｆ０）の付近で振幅の傾きが急峻に大きくなって、振幅が急峻に増大している。前記機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が大きければ大きい程この傾きが急峻になり、振幅が急峻に増大する。

　図６に関し、前記図４における実施例１の最低共振周波数（ｆ０）は７６Ｈｚ、同じく機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）は３３．５であり、それに対し、実施例２の最低共振周波数（ｆ０）は１６５Ｈｚ、同じく機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）は５４．３で、実施例１の値よりも大きくなっている。振幅は最低共振周波数（ｆ０）において急峻に大きくなるが、図５の如く、最低共振周波数（ｆ０）よりも小さな周波数ｆ１において、入力レベル（Ｖ）すなわち振動強さは最大となる。

　前記振動伝達装置１は、用途として例えばゲーム機に使用することができる。すなわち、ゲームに関する映像や音に加え、人の手や胴体や脚等に振動を与えて、ゲームに臨場感や躍動感、あるいはリアリティを与えることができる。

　なお、前記実施例においては、振動伝達装置１の非駆動状態において、コイルＣの全部を磁気ギャップＧ内に配置したが、例えば、コイルＣの一部だけを磁気ギャップＧ内に配置するようにしてもよい。連結部材６とダンパ７との接続部６２ａによってダンパ径方向に作られる仮想平面はコイルＣ又は磁気ギャップＧを通る。この場合は、振動伝達装置１を使用するために接触部２を人体等に押し付けると、コイルＣが磁気回路４側に移動して、コイルＣの高さ方向の中心と磁気ギャップＧの高さ方向の中心とが近づいて、コイルＣが駆動される。

　また、振動伝達装置１の非駆動状態において、コイルＣの全部が磁気ギャップＧ外に配置されていてもよい。このとき、蝶ダンパ７と連結部材６の接続部６２ａは、磁気ギャップＧの高さ方向Ｙ１の接触部２側の端部よりも接触部２側にある。蝶ダンパ７と連結部材６との接続部６２ａは、コイルＣの高さ方向Ｙ１の両端間の高さに位置している。また、蝶ダンパ７の外周部７１及び内周部７２の高さ方向の位置が異なっている。連結部材６とダンパ７との接続部６２ａによってダンパ径方向に作られる仮想平面は磁気ギャップＧを通る。

　また、前記実施例においては、内磁型の磁気回路４を備えた振動伝達装置１について説明したが、前記振動伝達装置１の特徴部分は、不図示の外磁型の磁気回路を備えた振動伝達装置にも適用可能である。

　図７は、外磁型の磁気回路を備えた振動伝達装置の一実施例を示すものである。この振動伝達装置１Ａは、ヨーク４３Ａの中央に立設されたポールピース４２Ａと、ヨーク４３Ａの外周寄りに配置された磁石４１Ａと、磁石４１Ａの上に配置されたプレート７５と、ポールピース４２Ａとプレート７５の間（磁気ギャップＧ内）に配置されたボイスコイルボビン（固定部材）５及びコイルＣと、プレート７５の外周側に接続されたダンパ７と、ダンパ７の外周寄りに接続された連結部材６Ａの筒状壁部６２と、ボイスコイルボビン５や連結部材６Ａに固定された接触部２とを備えるものである。

　振動伝達装置１Ａの磁気回路４Ａは、磁石４１Ａと、ポールピース４２Ａを備えたヨーク４３Ａと、プレート７５とを備え、ダンパ７の内径側がプレート７５に接続されている。図７で、符号ｄｐはポールピース４２Ａの径を示している。

　また、前記各実施例においては、ボイスコイルボビン５と連結部材６と接触部２とを別体に形成したが、ボイスコイルボビン５と連結部材６とを一体に形成したり、連結部材６と接触部２とを一体に形成したり、ボイスコイルボビン５と連結部材６と接触部２とを一体に形成することも可能である。

　その他、従来公知の知見に従い、本発明の振動伝達装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の振動伝達装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるもの

　１　　　振動伝達装置
　２　　　接触部
　４　　　磁気回路
　５　　　ボイスコイルボビン（固定部材）
　６　　　連結部材
　７　　　ダンパ
　４１　　磁石
　４２　　ポールピース
　４３　　ヨーク
　４４　　振動部
　４５　　静止部
　６２ａ　接続部
　７３　　腕部
　７４　　開口
　７５　　プレート
　Ｃ　　　コイル
　Ｇ　　　磁気ギャップ
　ｆ０　　最低共振周波数
　ｆ１　　最大振動強さの周波数

Claims

　コイル、及び、接触体に接触する接触部、を含む振動部と、
　磁石を含む磁気回路と、
を備え、
　機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が１０以上であることを特徴とする振動伝達装置。
　前記磁気回路はポールピースを備え、
　前記ポールピースの径（ｄｐ）が１０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　前記振動部の重量は、装置全体の重量の１／１０以上であることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　最大振動強さの周波数（ｆ１）が最低共振周波数（ｆ０）以下であることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　前記機械的共振尖鋭度値（Ｑｍ）が３０以上であることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　最大振動強さの周波数（ｆ１）が最低共振周波数（ｆ０）の１／２以下であることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　前記コイルはボイスコイルボビンに４層以上に巻かれていることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　磁気ギャップを備える前記磁気回路を含む静止部と、
　前記振動部及び前記静止部を接続するダンパと、
を備え、
　前記ダンパの内径側が前記静止部に接続され、
　前記ダンパの外径側が前記振動部に接続されていることを特徴とする請求項１記載の振動伝達装置。
　前記ダンパの内径側が前記磁気回路に接続されていることを特徴とする請求項８記載の振動伝達装置。
　前記磁気回路は、磁石とヨークを備え、
　前記ダンパの内径側が前記ヨークに接続されていることを特徴とする請求項８記載の振動伝達装置。
　前記磁気回路は、磁石と、ポールピースを備えたヨークと、プレートとを備え、
　前記ダンパの内径側が前記プレートに接続されていることを特徴とする請求項８記載の振動伝達装置。
　前記振動部は、
　コイルと、
　前記コイルを固定する固定部材と、
　前記固定部材に直接又は他の部材を介して連結されている連結部材と、
を備え、
　前記ダンパの外径側が前記連結部材に接続されていることを特徴とする請求項８記載の振動伝達装置。
　前記連結部材が、前記ダンパと接続する接続部を備え、
　前記接続部によってダンパ径方向に作られる仮想平面が、前記磁気ギャップを通ることを特徴とする請求項１２記載の振動伝達装置。
　前記連結部材が、前記ダンパに接続する接続部を備え、
　前記接続部によってダンパ径方向に作られる仮想平面が、前記コイルを通ることを特徴とする請求項１２記載の振動伝達装置。
　前記固定部材は略円形であり、
　前記ダンパは、前記固定部材と同心の開口を有する略円形であることを特徴とする請求項１２記載の振動伝達装置。
　前記接続部は、前記固定部材と同心の略円形であることを特徴とする請求項１３記載の振動伝達装置。
　前記振動部における接触部は、前記支持部材もしくは前記連結部材に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の振動伝達装置。
　前記ダンパは、複数の腕部を有する蝶ダンパであることを特徴とする請求項８記載の振動伝達装置。