WO2020013161A1 - 振動アクチュエーター及び電子機器 - Google Patents

振動アクチュエーター及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2020013161A1
WO2020013161A1 PCT/JP2019/027082 JP2019027082W WO2020013161A1 WO 2020013161 A1 WO2020013161 A1 WO 2020013161A1 JP 2019027082 W JP2019027082 W JP 2019027082W WO 2020013161 A1 WO2020013161 A1 WO 2020013161A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movable body
coil
magnet
vibration actuator
vibration
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/027082
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　勇樹
雅春 加賀美
智也 石谷
崇徳 加藤
喜広 五味
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
高橋　勇樹
雅春 加賀美
智也 石谷
崇徳 加藤
喜広 五味
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミネベアミツミ株式会社, 高橋　勇樹, 雅春 加賀美, 智也 石谷, 崇徳 加藤, 喜広 五味 filed Critical ミネベアミツミ株式会社
Priority to US17/259,206 priority Critical patent/US20210273543A1/en
Priority to CN201980045890.9A priority patent/CN112384308B/zh
Priority to EP19834558.9A priority patent/EP3821988A4/en
Publication of WO2020013161A1 publication Critical patent/WO2020013161A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system

Definitions

  • the present invention relates to a vibration actuator and an electronic device.
  • a vibration actuator is mounted.
  • the electronic device is attached to a portable communication terminal such as a mobile phone or a smartphone, a portable information terminal such as a tablet PC, a portable game terminal, a controller (game pad) of a stationary game machine, clothes, arms, and the like. Including wearable terminals.
  • the vibration actuators disclosed in Patent Documents 1 to 3 each include a fixed body having a coil and a movable body having a magnet, and the movable body is formed by utilizing a driving force of a voice coil motor including the coil and the magnet.
  • the reciprocating motion causes vibration.
  • the vibration actuators disclosed in Patent Documents 1 to 3 are linear actuators in which a movable body moves linearly along a shaft, and are mounted so that the vibration direction is parallel to the main surface of the electronic device. Vibration in the direction along the body surface is transmitted to the body surface of the user that comes into contact with the electronic device.
  • a vibration actuator as in a vibration motor disclosed in Patent Document 4, a movable body that is movably supported by a coil spring and has a magnet with respect to a fixed body having a coil, together with a rotating shaft, or There is known a configuration in which a reciprocating rotary drive is performed around a rotation axis.
  • An electronic device having a vibration function is required to provide a user with sufficient bodily vibration.
  • electronic devices equipped with the vibration actuators disclosed in Patent Literatures 1 to 3 are configured to transmit vibration in a direction along the body surface to a user's body surface that comes into contact with the electronic device, so that a sufficient bodily sensation can be obtained. It may not be given.
  • another component such as a weight is required to shift the center of gravity of the movable body.
  • the cost of parts increases and it is necessary to secure a space for arranging other parts, so that the degree of freedom of design is limited and miniaturization becomes difficult.
  • An object of the present invention is to provide a vibration actuator and an electronic device that are small and can provide a sufficient bodily sensational vibration to a user without increasing the size.
  • a vibration actuator according to one embodiment of the present invention, A movable body having a coil, a fixed body having a magnet, and a shaft portion rotatably supporting the movable body, wherein the movable body is moved relative to the fixed body by cooperation of the coil and the magnet.
  • a vibration actuator that reciprocally rotates and vibrates around the shaft portion,
  • the magnet is arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the shaft portion, and has two magnetic poles facing the movable body in the coil axis direction of the coil,
  • the shaft portion supports the movable body at a position displaced from a center position of the movable body in a direction orthogonal to an axial direction of the shaft portion,
  • a configuration is adopted in which a coil axis of the coil is located at a position facing a switching position of two magnetic poles of the magnet.
  • An electronic device employs a structure in which the above-described vibration actuator is mounted.
  • the present invention it is possible to provide a vibration actuator and an electronic device that are small and can provide a sufficient bodily sensational vibration to a user without increasing the size.
  • FIG. 1 is an external perspective view illustrating a vibration actuator according to Embodiment 1 of the present invention. It is a perspective view showing the state where the cover of the vibration actuator was removed. It is an exploded perspective view showing a movable body of a vibration actuator. It is an exploded perspective view of a vibration actuator. It is a plane sectional view showing important section composition of a vibration actuator. It is a figure showing a magnetic circuit of a vibration actuator.
  • FIG. 7A is a vertical cross-sectional view of the movable body at the time of non-energization
  • FIG. 7B is a vertical cross-sectional view of the movable body when the coil is energized clockwise when viewing the vibration actuator from the distal end side of the movable body.
  • FIG. 7A is a vertical cross-sectional view of the movable body at the time of non-energization
  • FIG. 7B is a vertical cross-sectional view of the movable body when the coil is energized clockwise when viewing
  • FIG. 7C is a vertical cross-sectional view of the movable body when the coil is energized in a counterclockwise direction when the vibration actuator is viewed from the distal end side of the movable body.
  • It is sectional drawing which shows the principal part structure of the modification 1 of a vibration actuator. It is a perspective view showing the state where the cover of the vibration actuator concerning Embodiment 2 of the present invention was removed. It is an exploded perspective view of a vibration actuator. It is a plane sectional view showing important section composition of a vibration actuator. It is a figure showing a magnetic circuit of a vibration actuator.
  • FIG. 13A is a vertical cross-sectional view of the movable body at the time of non-energization, and FIG.
  • FIG. 13B is a vertical cross-sectional view of the movable body when the coil is energized clockwise when viewing the vibration actuator from the distal end side of the movable body.
  • FIG. 13C is a longitudinal sectional view of the movable body when the coil is energized in a counterclockwise direction when the coil is energized by viewing the vibration actuator from the distal end side of the movable body.
  • It is a figure showing the game equipment which is an example of the electronic equipment which mounts a vibration actuator.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a vibration actuator according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where a cover of the vibration actuator is removed
  • FIG. It is an exploded perspective view showing a body.
  • the vibration actuator 1 is illustrated in FIGS. 1 to 4 with the Z direction oriented in the horizontal direction, and the Z direction is described as the vibration direction.
  • the side of the movable body in the present embodiment means a radiation direction orthogonal to the Z direction about the movable body.
  • the plus side in the Z direction may be the upper side
  • the minus side in the Z direction may be the lower side.
  • the vibration actuator 1 is mounted as a vibration source on electronic devices (see FIGS. 14 to 16) such as a game device (game controller GC), a smartphone SP, and a wearable terminal W, and realizes a vibration function of the electronic device.
  • the vibration actuator 1 is driven, for example, by vibrating to give a user a feeling of operation or presence, or to notify a user of an incoming call.
  • the vibration actuator 1 is mounted, for example, in an electronic device so that a vibration transmission surface that contacts a user and an XY plane are parallel.
  • the vibration transmission surface is a surface on which a body surface of a user's finger or the like contacts (a surface on which operation buttons or the like are arranged, or a back surface on which another finger or the like abuts).
  • a tablet terminal it is a touch panel surface.
  • the sliding transmission surface is an outer surface (the inner peripheral surface 208 shown in FIG. 16) that comes into contact with the clothes and the arms in the wearable terminal worn on the clothes and the arms of the user.
  • the vibration actuator 1 includes a movable body 10, a shaft 50, and a fixed body 20.
  • the movable body 10 is supported by the fixed body 20 via the shaft 50.
  • the movable body 10 is rotatably supported by the fixed body 20 such that the other end side reciprocates around the shaft portion 50 inserted at one end side.
  • the movable body 10 is a portion that vibrates (oscillates) when driven.
  • movable body 10 has coil 12 and core 14 around which coil 12 is wound, and fixed body 20 has magnets (first magnet 30 and second magnet 40).
  • the movable body 10 is movably supported on the fixed body 20 by a magnetic spring generated by the attraction of the magnets (the first magnet 30 and the second magnet 40).
  • the movable body 10 is movable around the shaft 50 with respect to the fixed body 20 by a magnetic spring constituted by magnets (the first magnet 30 and the second magnet 40), the coil 12 and the core 14. It is freely supported.
  • FIG. 5 is a cross-sectional plan view showing a main configuration of the vibration actuator.
  • the shaft 50 supports the movable body 10 with respect to the fixed body 20 so as to be capable of reciprocating rotational vibration.
  • the -shaft portion 50 may be either a non-magnetic material or a magnetic material.
  • the -shaft portion 50 is made of a magnetic material such as SUS420J2.
  • the shaft portion 50 is provided between the base plate 22 and the bottom surface portion 241 of the case 24 fixed to the base plate 22.
  • a washer 282 provided on the shaft 50 is interposed between the bottom surface 241 of the case 24 and the movable body 10, and a washer 284 provided on the shaft 50 is provided between the base plate 22 and the movable body 10. I do. With these washers 282 and 284, the shaft 50 supports the movable body 10 so as to smoothly reciprocate and rotate with respect to the fixed body 20.
  • the movable body 10 includes a coil 12, a core 14 around which the coil 12 is wound, a bush (bearing) 16 as a bearing, and a coil bobbin 18 (bobbin divided bodies 181, 182).
  • the core 14 is formed of a long magnetic body extending in the coil axis direction of the coil 12.
  • the core 14 is arranged between the base plate 22 and the bottom surface 241 of the case 24 at a predetermined distance from each other.
  • the predetermined interval is a space that forms a movable range of the movable body 10.
  • the core 14 is preferably a magnetic material that is magnetized when the coil 12 is energized.
  • the core 14 may be a ferrite core.
  • the core 14 may be made of an electromagnetic stainless steel, a sintered material, an MIM (Metal Injection Mold) material, a laminated steel plate, an electrogalvanized steel plate (SECC), or the like.
  • the core 14 is provided to extend in a direction orthogonal to the axial direction of the shaft portion 50.
  • the core 14 is rotatably provided via a shaft 50 inserted into one end, and the other end is a free end as the fixed body 20 (specifically, the base plate 22 and the bottom surface 241 of the case 24). Vibrates in the direction perpendicular to the direction, here, the Z direction.
  • the core 14 has a through hole formed at one end 142, and the bush 16 into which the shaft portion 50 is inserted is fitted into the through hole.
  • a coil bobbin 18 (bobbin divided bodies 181 and 182) is provided between one end and the other end of the core 14, and the coil 12 is wound around the coil bobbin 18.
  • the movable body 10 is formed in a rectangular parallelepiped shape by winding the coil 12 around the core 14 via the coil bobbin 18.
  • the core 14 has a thickness direction of the end faces 142 a and 144 a located in the axial direction of the coil at both ends, that is, the one end 142 and the other end 144, that is, a vibration direction.
  • the center of the length (in the Z direction) is the center of the magnetic pole.
  • the center of the magnetic pole of the movable body 10 is arranged on the coil axis of the coil 12.
  • the bush 16 has a cylindrical shape, through which the shaft 50 is inserted, and makes the movable body 10 rotatable (movable) about the shaft 50.
  • the bush 16 may be formed of any material such as a metal such as a sintered metal, a resin, or the like, but is preferably formed of a non-magnetic material when the shaft portion 50 is a magnetic material. If the shaft portion 50 is a non-magnetic material, the bush 16 may be formed of a magnetic material.
  • the magnetic flux passing through the core 14 does not pass between the shaft portion 50 and the bush 16 and the magnetic flux is generated between the two. No increase in friction occurs. That is, no friction is generated between the bush 16 and the shaft portion 50 through which the bush 16 is inserted, and the movable body 10 can be smoothly rotated.
  • the vibration actuator 1 is formed by using a durable magnetic shaft (for example, SUS420J2) for the shaft portion 50 and using a copper-based sintered bearing as the bush 16. According to this configuration, unnecessary magnetic attraction in driving the movable body 10 can be suppressed, and the movable body 10 can be held with low friction. In other words, wear due to driving of the movable body 10 is suppressed, and the highly reliable vibration actuator 1 can be realized.
  • a durable magnetic shaft for example, SUS420J2
  • a copper-based sintered bearing as the bush 16.
  • One end 152 of the flexible board 15 is fixed to one end 142 of the core 14, and both ends of the coil 12 are connected to the circuit of the flexible board 15.
  • the flexible substrate 15 supplies electric power to the coil 12, and is disposed so as to connect the movable body 10 and the fixed body 20 in the present embodiment.
  • the flexible substrate 15 includes one end 152 connected to the coil 12 of the movable body 10, the other end 154 fixed to the fixed body 20, and one end 152 between the one end 152 and the other end 154. And at least one or more flexible bending portions 156 that conduct to the coil 12.
  • the bending portion 156 is provided between the one end 152 and the other end 154 and has flexibility to deform following the vibration of the movable body 10.
  • the curved portion 156 is flexible in a direction orthogonal to the axial direction of the shaft portion 50.
  • the coil 12 is a coil that moves the movable body 10 when energized, and magnetizes the one end 142 and the other end 144 of the core 14 when energized.
  • the coil 12 changes the polarity of both ends (one end 142 and the other end 144) of the core 14 by switching the energizing direction.
  • the coil bobbin 18 is composed of bobbin divisions 181 and 182.
  • Each of the bobbin split bodies 181 and 182 is fixed so as to surround the portion of the core 14 between the one end 142 and the other end 144 in the circumferential direction.
  • the bobbin split bodies 181 and 182 may be made of, for example, a resin material such as a polyamide resin, a liquid crystal polymer, and a polyphenylene sulfide resin (PPS resin).
  • the fixed body 20 rotatably supports the movable body 10 via the shaft 50.
  • the fixed body 20 has a base plate 22 and a case 24 in addition to the magnets (the first magnet 30 and the second magnet 40).
  • the fixed body 20 further has a cushion material (buffer 60).
  • the base plate 22 is formed of a plate-like material such as a steel plate (a rectangular plate in the present embodiment). In the present embodiment, the base plate 22 forms one side surface of the vibration actuator 1.
  • the base plate 22 is attached so as to cover the case 24, and the base plate 22 and the case 24 constitute a housing that movably houses the movable body 10.
  • the housing is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape.
  • a shaft 50 is fixed to one end of the housing in the longitudinal direction along a direction orthogonal to the vibration direction of the movable body 10.
  • the bottom surface portion 241 of the case 24 constitutes another side surface facing one side surface of the vibration actuator 1.
  • a shaft portion 50 is provided upright on one end side via a shaft fixing portion 23.
  • the movable body 10 is disposed on the base plate 22 so as to be spaced and opposed to the movable body 10.
  • a first magnet 30 is disposed at one end of the base plate 22 so as to face one end of the movable body 10, and a second magnet is provided at the other end of the base plate 22 so as to face the other end of the movable body 10.
  • Two magnets 40 are arranged.
  • the case 24 is fixed to the base plate 22 so as to cover the movable body 10 facing the base plate 22.
  • the other end of the shaft portion 50 is fixed to a bottom portion 241 facing the base plate 22 in the width direction (X direction) via a shaft fixing portion (not shown).
  • the case 24 is formed in a box shape (in the present embodiment, a square box shape) that opens on the base plate 22 side.
  • the case 24 is separated from the bottom surface 241 on which the shaft portion 50 is bridged between the base plate 22 and the movable body 10 in the vibration direction (here, the height direction (Z direction)) of the movable body 10, and is disposed on both side surfaces 242. 243, and one end surface 244 and the other end surface 245 separated in the direction in which the movable body 10 extends (here, the depth direction (Y direction)).
  • the size of the housing formed by attaching the case 24 to the base plate 22 is not particularly limited, in the present embodiment, the width (X direction), the depth (Y direction), and the height (Z direction) It is configured to have a rectangular parallelepiped shape with the longest depth and the shortest height.
  • the case 24 may be formed of a conductive material, for example, a plate-like material such as a steel plate (a rectangular plate in the present embodiment) together with the base plate 22. Thereby, the base plate 22 and the case 24 can function as an electromagnetic shield.
  • Both sides 242 and 243 of the case 24 are provided with buffer portions 60 (cushion members 61 and 62) on the other end side, respectively, with which the free end side of the movable body 10 vibrates.
  • the buffer section 60 transmits the vibration of the movable body 10 to the housing of the vibration actuator 1 by contacting the other end of the movable body 10 (see FIG. 7). Thereby, the buffer section 60 can generate a large vibration in the housing.
  • the buffer section 60 is formed of, for example, a rubber such as an elastomer or a silicone rubber, a resin, or a soft material such as a porous elastic body (for example, a sponge).
  • the cushioning portions 60 are cushion members 61 and 62 provided on both side surfaces 242 and 243 on the housing side.
  • the buffer unit 60 is provided on the movable body 10 side, for example, at the other end 144 which is a free end of the movable body 10, and when the movable body 10 vibrates, the movable body 10 is attached to the side surface parts 242 and 243 by the buffer unit 60. You may make it contact.
  • the shock-absorbing portion 60 is made of an elastomer, when the movable body 10 is driven, noise or vibration noise generated when the other end 144 of the core 14 of the movable body 10 contacts the side surfaces 242 and 243 is generated. Can be reduced.
  • the buffer section 60 is made of silicone rubber, it is possible to reduce noise or vibration noise generated when the other end 144 of the core 14 of the movable body 10 contacts the side sections 242, 243.
  • the buffer portion 60 is made of silicone rubber, there is no individual difference in the thickness as compared with an elastomer formed of a sponge-like material containing bubbles inside. Therefore, the thickness of the buffer unit 60 can be easily controlled so that the thickness of the buffer unit 60 becomes a desired thickness, and the stability of the characteristics of the buffer unit 60 can be secured.
  • the magnets (the first magnet 30 and the second magnet 40) move the movable body 10 in cooperation with the coil 12.
  • the magnet functions as a magnetic spring by magnetic attraction to the movable body 10.
  • the core 14 around which the coil 12 is wound constitutes a magnetic spring, and the movable body 10 is movably supported.
  • the magnet is arranged so as to face the coil 12 in the axial direction of the coil 12.
  • the magnet is spaced apart from one end of the core 14 in the axial direction of the coil 12 and is opposed to the other end of the core 14 in the axial direction of the coil 12.
  • a second magnet 40 facing the second magnet 40.
  • the first magnet 30 and the second magnet 40 are magnetized toward the core 14 (the movable body 10).
  • the magnetization directions of the first magnet 30 and the second magnet 40 are parallel to the axial direction of the coil 12.
  • the first magnet 30 and the second magnet 40 each have two different magnetic poles arranged in a direction (corresponding to a vibration direction of the movable body 10) perpendicular to the extending direction of the shaft 50 as surfaces facing the core 14. Having.
  • the center of the core 14 of the movable body 10 (here, the axis of the coil 12 and corresponds to the center of the magnetic pole when the coil 12 is excited) is opposed to the boundary of the magnetic pole, that is, the switching position of the magnetic pole. It is arranged to be located.
  • the polarities of the magnetic poles of both the first magnet 30 and the second magnet 40 are magnetized such that torque generated by exciting the coil 12 of the movable body 10 is generated in the same rotation direction of the movable body 10. .
  • the respective magnetic poles 301 and 401 arranged on the side surface 242 side and facing the movable body 10 have the same pole (in FIG. 5, , S pole).
  • the magnetic poles 302 and 402 which are disposed on the side surface portion 243 side and face the movable body 10, have the same pole (N pole in FIG. 5). Is formed.
  • a back yoke 32 is attached to the back surface of the first magnet 30, and a back yoke 42 is attached to the back surface of the second magnet 40 of the first magnet 30.
  • the power has been improved.
  • first magnet 30 and the second magnet 40 are magnetized so as to have the S pole on the side surface portion 242 side and the N pole on the side surface portion 243 side
  • first and second magnets 30 and 40 magnetic fluxes emitted from the N pole and incident on the S pole are formed.
  • the one end 142 of the core 14 around which the coil 12 is wound is attracted by both the S pole and the pole of the first magnet 30, and the switching position of the different magnetic poles 301 and 302 (S pole and N pole). Is held.
  • the other end 144 of the core 14 is attracted to both the S pole and the N pole of the second magnet 40 and is held at a switching position between different magnetic poles 401 and 402 (S pole and N pole).
  • the first magnet 30 and the second magnet 40 function as a magnetic spring by magnetic attraction generated between the first magnet 30 and the core 14, which is a magnetic material of the movable body 10, and movably support the movable body 10. ing.
  • the other end 154 of the flexible board 15 connected to the coil 12 at one end 152 is fixed to the side surface 243.
  • the flexible board 15 has one end 152 connected to the coil 12 fixed to one end of the movable body 10, and the other end 154 fixed to the fixed body 20, here, the side surface 243.
  • the other end portion 154 is fixed to the side surface portion 243 with a part thereof being exposed to the outer surface of the housing.
  • an elastic member such as an elastic adhesive or an elastic adhesive tape is interposed between the one end portion 152 and the movable body 10 so that the elastic member absorbs a shock at the time of vibration. Is also good.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a magnetic circuit of the vibration actuator.
  • 7A to 7C are longitudinal sectional views showing the operation of the movable body.
  • FIG. 7A shows a state (reference state) of movable body 10 when power is not supplied.
  • FIG. 7B shows a state of the movable body 10 when the coil 12 is energized clockwise from the tip end side of the movable body 10, that is, from the other end 144 side of the core 14 when looking at the vibration actuator 1.
  • FIG. 7C shows a state of the movable body 10 when the coil 12 is energized in the counterclockwise direction when the vibration actuator 1 is viewed from the distal end side of the movable body 10, that is, from the other end 144 side of the core 14.
  • the movable body 10 is disposed between the base plate 22 and the case 24 of the fixed body 20 with one end thereof being supported via the shaft 50.
  • the magnets (the first magnet 30 and the second magnet 40) have a core 14 around which the coil 12 is wound, with two different magnetic poles facing the coil 12 in the axial direction of the coil 12 of the movable body 10.
  • the magnetic pole 301 of the first magnet 30 and the magnetic pole 401 of the second magnet 40 have the same polarity
  • the magnetic pole 302 of the first magnet 30 and the magnetic pole 402 of the second magnet 40 have the same polarity.
  • each of the first magnet 30 and the second magnet 40 two different magnetic poles 301, 302, 401, and 402 are arranged side by side in a direction orthogonal to the axial direction of the shaft 50.
  • the movable body 10 when the coil 12 is energized from a power supply unit (for example, the drive control unit 203 shown in FIGS. 13 to 15) via the flexible substrate 15, the Z direction, that is, the side surface 242 of the case 24 , 243 in the direction of coming and going. Specifically, the other end of the movable body 10 swings. Thereby, the vibration output of the vibration actuator 1 is transmitted to the user of the electronic device having the vibration actuator 1.
  • a power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in FIGS. 13 to 15
  • the magnetic circuit shown in FIG. 6 is formed.
  • the vibration actuator 1 when the coil 12 is not energized, the vibration actuator 1 is in the reference state. In this state, both ends (one end 142 and the other end 144) of the core 14 around which the coil 12 is wound via the coil bobbin 18 are attracted to the first magnet 30 and the second magnet 40, respectively. .
  • the core 14 has a position where the center of the length (the length in the vibration direction) orthogonal to the axial direction of each of both ends (one end 142 and the other end 144) faces the switching position of the magnetic pole of the magnet. It is located in.
  • the center of the length (length in the vibration direction) orthogonal to the axial direction of each of the both ends (one end 142 and the other end 144) is located on the same axis as the axis of the coil 12. I have.
  • the one end 142 of the core 14 is attracted by the magnetic attraction of both of the different magnetic poles 301 and 302 of the first magnet 30, and is held at the switching position of the magnetic poles 301 and 302.
  • the other end (free end) 144 of the core 14 is attracted by the magnetic attraction of both of the different magnetic poles 401 and 402 of the second magnet 40, and is held at the switching position of the magnetic poles 401 and 402.
  • the movable body 10 is held in the reference state only by the magnetic spring constituted by the first magnet 30 and the second magnet 40 of the fixed body 20.
  • the coil 12 is arranged so as to follow the magnetic flux from the first magnet 30 and the second magnet 40 and to be separated from each other.
  • both ends (one end 142 and the other end 144) of the core 14 are magnetized by the current flowing through the coil 12 to have different magnetic poles. Specifically, one end 142 is magnetized to the N pole, and the other end 144 is magnetized to the S pole.
  • the one end 142 is attracted to the magnetic pole 301 of the first magnet 30 and repulses from the magnetic pole 302 of the first magnet 30 to generate a thrust f, which moves in the thrust f direction.
  • the other end 144 repels the magnetic pole 401 of the second magnet 40, is attracted by the magnetic pole 402 of the second magnet 40, and moves in the thrust-F direction.
  • a thrust ⁇ M in the same rotational direction is generated.
  • the movable body 10 rotates in the thrust-M direction around the shaft 50, and the other end 144 of the movable body 10 moves to the side 243, and the side 243 via the cushion member 62. That is, it comes into contact with (specifically, collides with) the housing and applies vibration to the housing.
  • the direction of current supply to the coil 12 is switched to the opposite direction, and when current is applied as shown in FIG. 7C, thrusts ⁇ f and F in opposite directions are generated.
  • one end 142 is magnetized to the south pole and the other end 144 is magnetized to the north pole.
  • the one end 142 repels the magnetic pole 301 of the first magnet 30, is attracted by the magnetic pole 302 of the first magnet 30, generates a thrust -f, and moves in the thrust -f direction.
  • the other end 144 is attracted to the magnetic pole 401 of the second magnet 40, repels the magnetic pole 402 of the second magnet 40, and moves in the F direction.
  • both ends located across the shaft 50 move in the thrust ⁇ f and F directions, respectively.
  • a thrust M in the same rotation direction is generated.
  • the movable body 10 rotates in the thrust M direction around the shaft 50, and the other end 144 of the movable body 10 moves to the side 242 opposite to the side 243, and the cushion member It comes into contact with (specifically collides with) the side surface portion 242, that is, the housing via 61, and applies vibration to the housing.
  • the movable body 10 is fixed using only a magnet (the first magnet 30 and the second magnet 40), a magnetic spring using the coil 12 and the core 14, without using an elastic member such as a leaf spring.
  • the body 20 is supported so as to be capable of reciprocating rotational vibration around the shaft 50.
  • the shaft portion 50 rotatably supports the movable body 10 at a position shifted from the center position of the movable body 10.
  • the housing composed of the base plate 22 and the case 24 has a rectangular parallelepiped shape, and the movable body 10 vibrates reciprocally in the short direction (Z direction). Accordingly, even when the vibration actuator is applied to a rectangular switch, the entire switch can be vibrated without unevenness.
  • the magnets are disposed on both sides of the core 14 as the first magnet 30 and the second magnet 40 so that the torque generated at the respective end portions 142 and 144 is generated in the same rotation direction.
  • Two magnetic poles 301, 302, 401, and 402 are arranged. At both ends (one end 142 and the other end 144) of the core 14, magnetic attraction is generated between the first magnet 30 and the second magnet 40.
  • the movable body 10 contacts the side surfaces 242 and 243 of the housing inside the housing. Accordingly, vibration can be directly transmitted to the vibration actuator 1 itself, and large vibration can be generated. Further, when the movable body 10 vibrates, the movable body 10 comes into contact with the fixed body 20 (housing). The amount becomes constant, and a stable vibration output can be realized as the vibration actuator 1.
  • the other end 144 of the core 14, which is the free end of the movable body 10, is formed such that the thickness in the Z direction decreases toward the free end.
  • the movable range at the time of swinging is larger in the region where the other end portion 144 contacts through the cushion members 61 and 62 than when the thickness in the Z direction is the same toward the free end side.
  • the vibration actuator 1 can secure a larger vibration output.
  • the buffer portion 60 is provided on at least one of the movable body 10 and the inner wall surfaces (side surfaces 242, 243) of the case 24 (side surfaces 242, 243 in the present embodiment). ing.
  • the movable body 10 and the inner wall surfaces of the case 24 are in contact with each other via the buffer portion 60 (the cushion members 61 and 62).
  • the buffer unit 60 can transmit the vibration to the user while reducing the impact when the movable body 10 vibrates and comes into contact with the base plate 22 or the case 24, and reduces the generation of contact noise and vibration noise.
  • the movable body 10 each time the movable body 10 vibrates, the movable body 10 alternately comes into contact (specifically, collides) with the base plate 22 and the case 24 via the buffer section 60, so that the vibration output is amplified. This allows the user to experience a vibration output larger than the vibration output by the actual movable body 10. Further, since the base plate 22 is a member to be attached to the user, the vibration of the movable body 10 is directly transmitted to the user via the base plate 22, so that the user can experience a larger vibration output.
  • the vibration actuator 1 is driven by an AC wave input from the power supply unit (for example, the drive control unit 203 shown in FIGS. 13 to 15) to the coil 12 via the flexible substrate 15. That is, the energizing direction of the coil 12 is switched periodically, and the thrust M on the plus side in the Z direction and the thrust ⁇ M on the minus side in the Z direction act on the movable body 10 alternately. Thereby, the other end side of the movable body 10 vibrates in an arc shape in the YZ plane.
  • the power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in FIGS. 13 to 15
  • the vibration actuator 1 of this embodiment the moment of inertia of the movable member 10 J [kg ⁇ m 2] , if the torsional spring constant of the magnetic spring and the K sp, movable body 10, the fixed member 20 Accordingly, the vibration is performed at the resonance frequency fr [Hz] calculated by the following equation (1).
  • the movable body 10 constitutes a mass portion in a spring-mass system vibration model
  • the power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in FIGS. 13 to 15
  • the movable body 10 can be vibrated efficiently.
  • the equations of motion and circuit equations showing the driving principle of the vibration actuator 1 are shown below.
  • the vibration actuator 1 is driven based on a motion equation represented by the following equation (2) and a circuit equation represented by the following equation (3).
  • a spring constant K sp [N ⁇ m / rad], a damping coefficient D [N ⁇ m / (rad / s)], and the like can be appropriately changed within a range satisfying the expression (2).
  • the voltage e (t) [V], the resistance R [ ⁇ ], the inductance L [H], and the back electromotive force constant K e [V / (rad / s)] are appropriately set within a range satisfying the expression (3). Can be changed.
  • the vibration actuator 1 when performing energization of the coil 12 by the AC wave corresponding to the resonance frequency f r which is determined by the moment of inertia J and the magnetic spring the spring constant K sp of the movable body 10, efficiently A large vibration output can be obtained.
  • FIG. 8 is a plan sectional view showing a magnetic circuit configuration of a vibration actuator 1A as a modified example of the vibration actuator 1 of the first embodiment.
  • FIG. 8 for convenience, the state of the movable body 10 when the coil 12 is energized clockwise from the distal end side of the movable body 10, that is, from the other end 144 side of the core 14 when looking at the vibration actuator 1. Show.
  • the vibration actuator 1A shown in FIG. 8 has a first magnet 30A configured similarly to the first magnet 30 instead of the second magnet 40 as compared with the vibration actuator 1.
  • the magnets disposed opposite to each other in the axial direction of the coil 12 at each of both ends (one end 142 and the other end 144) of the core 14 are provided as the first.
  • the magnets 30 and 30A are used.
  • the magnets are arranged on both sides of the core 14 as the first magnets 30 and 30A, and the torque generated at the respective ends 142 and 144 does not occur in the same rotation direction.
  • the shaft portion 50 is inserted into the bush 16, which is a non-magnetic material, on the one end portion 142 side.
  • the magnetic pole at one end 142 is not significantly excited.
  • the one end 142 functions as a magnetic spring without significantly contributing to torque generation by the one end 142 and the first magnet 30.
  • the vibration actuator 1A similarly to the vibration actuator 1, unlike the conventional vibration actuator in which the movable body is supported by the metal spring so as to be able to vibrate freely, damage due to metal fatigue or impact, which is a problem peculiar to the metal spring, occurs. Can be prevented.
  • the first magnets 30, 30A are used.
  • two first magnet units in which the back yoke 32 is attached to the first magnet 30 are used, there is no need to separately use a second magnet unit in which the back yoke 42 is attached to the second magnet 40. Therefore, there is no need to manufacture the second magnet unit, and the manufacturing cost can be reduced. Further, in assembling, there is no mistake in mounting positions of the second magnet unit and the first magnet unit.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a cover of a vibration actuator 1B according to Embodiment 2 of the present invention is removed
  • FIG. 10 is an exploded view of the vibration actuator
  • FIG. It is a plane sectional view showing a part composition.
  • FIG. 12 is a diagram showing a magnetic circuit of the vibration actuator 1B
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing the operation of the movable body.
  • FIG. 13A shows a state (reference state) of the movable body 10 when power is not supplied.
  • FIG. 13B shows a state where the vibration actuator 1B Shows the state of the movable body 10 when the power is supplied clockwise.
  • FIG. 13C shows a state of the movable body 10 when the coil 12 is energized in a counterclockwise direction when looking at the vibration actuator 1B from the tip end side of the movable body 10, that is, the other end 144 side of the core 14. .
  • the vibration actuator 1B according to the embodiment shown in FIGS. 9 to 13 is different from the vibration actuator 1 in that the first magnet 30 and the back yoke 32 are omitted.
  • the vibration actuator 1B is mounted as a vibration source on an electronic device such as a smartphone (see FIGS. 14 to 16), and realizes a vibration function of the electronic device.
  • a vibration actuator 1B shown in FIGS. 9 to 13 includes a movable body 10, a shaft portion 50, and a fixed body 20B.
  • the movable body 10 is supported by the fixed body 20B via the shaft 50.
  • the movable body 10 is rotatably supported by the fixed body 20B such that the other end reciprocates around the shaft 50 inserted at one end.
  • the movable body 10 is a portion that vibrates (oscillates) when driven.
  • the movable body 10 has the coil 12 and the core 14 around which the coil 12 is wound, and the fixed body 20B is disposed as a magnet opposite to the other end 144 of the core 14. It has two magnets 40.
  • the movable body 10 is movably supported on the fixed body 20B by a magnetic spring generated by the attraction force of the second magnet 40.
  • the movable body 10 is movably supported around the shaft 50 with respect to the fixed body 20B by a magnetic spring constituted by the second magnet 40, the coil 12, and the core 14.
  • the movable body 10 includes the coil 12, a core 14 around which the coil 12 is wound, a bush (bearing) 16 as a bearing, and a coil bobbin including bobbin split bodies 181 and 182.
  • the fixed body 20B has a base plate 22 and a case 24 in addition to the second magnet 40.
  • the fixed body 20 ⁇ / b> B has a cushion material (buffer) 60, similarly to the fixed body 20.
  • the second magnet 40 moves the movable body 10 in cooperation with the coil 12.
  • the second magnet 40 functions as a magnetic spring by magnetic attraction to the movable body 10.
  • the core 14 around which the coil 12 is wound constitutes a magnetic spring, and the movable body 10 is movably supported.
  • the second magnet 40 faces the other end of the core 14 while being spaced apart in the axial direction of the coil 12.
  • the second magnet 40 is magnetized toward the other end 144 of the core 14.
  • the second magnet 40 has two different poles arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the shaft portion 50 (corresponding to the vibration direction of the movable body 10) as a surface facing the core 14. Of the magnetic poles 401 and 402.
  • the center of the core 14 of the movable body 10 (here, the axis of the coil 12 and the magnetic pole when the coil 12 is excited is opposed to the boundary between the magnetic poles 401 and 402, ie, the switching position of the magnetic poles 401 and 402. (Corresponding to the center of the image).
  • the magnetic pole 401 disposed on the side surface 242 side and facing the movable body 10 is magnetized by the S pole, and is disposed on the side surface 243 side.
  • the magnetic pole 402 that is arranged and faces the movable body 10 is magnetized with an N pole.
  • a back yoke 32 is attached to the back surface of the first magnet 30, and a back yoke 42 is attached to the back surface of the second magnet 40 of the first magnet 30.
  • the power has been improved.
  • the second magnet 40 When the coil 12 is not energized, the second magnet 40 forms a magnetic flux emitted from the N pole and incident on the S pole as shown in FIG. At the time of non-energization, the other end 144 of the core 14 is attracted to both the S pole and the N pole of the second magnet 40 and is held at the switching position of the different magnetic poles 401 and 402 (S pole and N pole). That is, the second magnet 40 functions as a magnetic spring by the magnetic attraction generated between the core 14 and the core 14 that is the magnetic material of the movable body 10 and supports the movable body 10 movably.
  • the other end 154 of the flexible board 15 connected to the coil 12 at one end 152 is fixed to the side surface 243.
  • the vibration actuator 1 ⁇ / b> B when power is not supplied to the coil 12, that is, in the reference state, the other end 144 of the core 14 around which the coil 12 is wound is connected to the magnetic poles 401 and 402 of the second magnet 40. It is sucked by the suction force. As a result, the other end 144 is held at the switching position of the magnetic poles 401 and 402.
  • the other end (free end) 144 of the core 14 in the movable body 10 is held in a reference state only by a magnetic spring constituted by the second magnet 40 of the fixed body 20B. Note that the center of the length (length in the vibration direction) of the other end portion 144 orthogonal to the axial direction is located on the same axis as the axis of the coil 12.
  • the other end 144 repels the magnetic pole 401 of the second magnet 40, is attracted by the magnetic pole 402 of the second magnet 40, and moves in the ⁇ F direction.
  • the energization of the coil 12 causes the other end 144 of the vibration actuator 1B to move in the ⁇ F direction, thereby generating a thrust ⁇ M in the same rotational direction.
  • the movable body 10 rotates in the thrust-M direction, and the other end 144 of the movable body 10 moves toward the side surface 243, and contacts the side surface 243, that is, the housing via the cushion member 62 ( Specifically, collision occurs, and vibration is applied to the housing.
  • the energization of the coil 12 causes the other end 144 of the vibration actuator 1B to move in the F direction.
  • the other end portion 144 moves to the side surface portion 242 side opposite to the side surface portion 243, and contacts (specifically, collides) with the side surface portion 242, that is, the housing via the cushion material 61, Vibration is applied to the housing.
  • the movable body 10 uses a magnetic spring using only the second magnet 40, the coil 12, and the core 14 without using an elastic member such as a leaf spring. 20B, it is supported so as to be capable of reciprocating rotational vibration around the shaft portion 50. Therefore, unlike a conventional vibration actuator in which a movable body is supported by a metal spring so as to be able to vibrate freely, it is possible to prevent damage due to metal fatigue and impact, which are problems specific to metal springs. Further, since the shaft portion 50 rotatably supports the movable body 10 at a position shifted from the center position of the movable body 10, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 14 shows an example in which the vibration actuator is mounted on a game controller GC
  • FIG. 15 shows an example in which the vibration actuator is mounted on a smartphone SP as a portable terminal
  • FIG. 16 shows that the vibration actuator is mounted on a wearable terminal W.
  • FIG. 14 shows an example in which the vibration actuator is mounted on a game controller GC
  • FIG. 15 shows an example in which the vibration actuator is mounted on a smartphone SP as a portable terminal
  • FIG. 16 shows that the vibration actuator is mounted on a wearable terminal W.
  • the game controller GC is connected to the game machine body by wireless communication, for example, and is used when the user grips or grips it.
  • the game controller GC has a rectangular plate shape, and the user grips the left and right sides of the game controller GC with both hands to operate.
  • the game controller GC notifies the user of a command from the game machine body by vibration.
  • the game controller GC includes a function other than command notification, for example, an input operation unit for the game machine body.
  • the smartphone SP is, for example, a mobile communication terminal such as a mobile phone or a smartphone.
  • the smartphone SP notifies the user of an incoming call from an external communication device by vibration, and realizes various functions of the smartphone SP (for example, a function of giving an operational feeling or a sense of presence).
  • the wearable terminal W is worn and used by the user.
  • wearable terminal W has a ring shape and is worn on a user's finger.
  • the wearable terminal W is connected to an information communication terminal (for example, a mobile phone) by wireless communication.
  • Wearable terminal W notifies the user of an incoming call or mail at the information communication terminal by vibration.
  • the wearable terminal W may have a function other than the incoming call notification (for example, an input operation on the information communication terminal).
  • electronic devices such as a game controller GC, a smartphone SP, and a wearable terminal W include a communication unit 201, a processing unit 202, a drive control unit 203, and a vibration actuator 1 as a drive unit, respectively. It has a vibration actuator 100A, 100B, 100C, 100D which is one of the actuators 1A and 1B.
  • a plurality of vibration actuators 100A and 100B are mounted.
  • the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D are, for example, a plane orthogonal to the main surface of the terminal and the vibration direction of the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D. 24 are mounted such that the side portions 242 and 243 are parallel to each other.
  • the main surface of the electronic device is a surface that contacts the body surface of the user, and in the present embodiment, means a vibration transmission surface that contacts the body surface of the user and transmits vibration.
  • the vibration actuators 100A and 100B are arranged so that the vibration direction is orthogonal to the surface where the fingertip of the user operating the finger, the pad of the finger, the palm of the hand, or the surface on which the operation unit is provided. Is implemented.
  • the vibration actuator 100C is mounted such that the vibration direction is orthogonal to the display screen (touch panel surface).
  • the vibration actuator is set so that the inner peripheral surface 208 of the ring-shaped housing is a main surface (vibration transmitting surface) and the inner peripheral surface 208 and the XY plane are substantially parallel (including parallel). 1 is implemented. Thereby, the vibration in the direction perpendicular to the main surfaces of the game controller GC, the smartphone SP, and the wearable terminal W is transmitted to the user.
  • the communication unit 201 is connected to an external communication device by wireless communication, receives a signal from the communication device, and outputs the signal to the processing unit 202.
  • the external communication device is a game machine body as an information communication terminal, and performs communication in accordance with a short-range wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark).
  • the external communication device is, for example, a base station, and performs communication according to a mobile communication standard.
  • the external communication device is, for example, an information communication terminal such as a mobile phone, a smartphone, or a portable game terminal, and performs communication in accordance with a short-range wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark). .
  • the processing unit 202 converts the input signal into a drive signal for driving the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D by a conversion circuit unit (not shown) and outputs the drive signal to the drive control unit 203.
  • the processing unit 202 In the smartphone SP, the processing unit 202 generates a drive signal based on a signal input from the communication unit 201 and a signal input from various functional units (not shown, for example, an operation unit such as a touch panel). I do.
  • the drive control unit 203 is connected to the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D, and has a circuit for driving the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D.
  • the drive control unit 203 supplies a drive signal to the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D.
  • the vibration actuators 100A, 100B, 100C, 100D are driven according to a drive signal from the drive control unit 203. Specifically, in the vibration actuators 100A, 100B, 100C, and 100D, the movable body 10 vibrates in a direction orthogonal to the main surfaces of the game controller GC, the smartphone SP, and the wearable terminal W.
  • the movable body 10 vibrates, the movable body 10 comes into contact with the side portions 242, 243 of the case 24 via the cushion members 61, 62. That is, the shock to the housing is directly transmitted to the user as vibration.
  • the plurality of vibration actuators 100A and 100B since the plurality of vibration actuators 100A and 100B are mounted, one or both of the plurality of vibration actuators 100A and 100B can be simultaneously driven in accordance with the input drive signal. it can.
  • Vibration in a direction perpendicular to the body surface is transmitted to the user's body surface that comes into contact with the game controller GC, the smartphone SP, and the wearable terminal W, so that sufficient bodily sensation vibration can be given to the user.
  • a bodily sensational vibration for the user can be applied by one or both of the vibration actuators 100A and 100B, and a highly expressive vibration such as selectively applying at least a strong or weak vibration can be applied.
  • the vibration actuator according to the present invention is applied to a portable device (for example, a portable information terminal such as a tablet PC, a portable game terminal) other than the game controller GC, the smartphone SP, and the wearable terminal W described in the embodiment. It is suitable when it does.
  • the vibration actuators 1, 1A, and 1B of the present embodiment can be used not only for the portable devices described above but also for electric beauty appliances such as a facial massage device that requires vibration.
  • the vibration actuator according to the present invention is small and can provide sufficient bodily sensation to a user without increasing the size, and is useful as a device mounted on an electronic device such as a game controller, a smartphone, or a wearable terminal. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、可動体を回動自在に支持する軸部を有し、コイルとマグネットの協働により、可動体が固定体に対して軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、マグネットは、軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、コイルのコイル軸方向で可動体に対向する２極の磁極を有し、軸部は、可動体を、可動体において軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、可動体において、コイルのコイル軸は、マグネットの磁極の切替位置に対向する位置に位置する。

Description

振動アクチュエーター及び電子機器
　本発明は、振動アクチュエーター及び電子機器に関する。
　従来、電子機器には、振動を指や手足等に伝達することによって、着信を通知したり、タッチパネルの操作感やゲーム機器のコントローラー等の遊戯装置の臨場感を向上させたりする振動発生源として振動アクチュエーターが実装されている。なお、電子機器は、携帯電話やスマートフォンなどの携帯通信端末、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、携帯型ゲーム端末、据置型ゲーム機のコントローラー（ゲームパッド）の他、服や腕などに装着されるウェアラブル端末を含む。
　特許文献１～３に開示の振動アクチュエーターは、コイルを有する固定体と、マグネットを有する可動体と、を備え、コイルとマグネットで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、可動体を往復動させることにより、振動を生じさせる。特許文献１～３に示す振動アクチュエーターは、可動体がシャフトに沿って直線移動するリニアアクチュエーターであり、振動方向が電子機器の主面と平行になるように実装される。電子機器と接触するユーザーの体表面には、体表面に沿う方向の振動が伝達される。
　また、振動アクチュエーターとしては、特許文献４に開示の振動モータのように、コイルを有する固定体に対して、コイルバネにより可動自在に支持され、且つ、磁石を有する可動体を、回転軸とともに、或いは、回転軸周りに往復回転駆動させる構成が知られている。
特開２０１５－０９５９４３号公報 特開２０１５－１１２０１３号公報 特許第４８７５１３３号公報 特開２０１６－１０３８８１号公報 特開２０１５－１５７２７７号公報
　振動機能を有する電子機器には、ユーザーに十分な体感振動を与えられることが要求される。しかしながら、特許文献１～３に開示の振動アクチュエーターを搭載した電子機器は、電子機器と接触するユーザーの体表面に、体表面に沿う方向の振動を伝達する構成であるため、十分な体感振動を与えられない虞がある。また、特許文献４、５のように、可動体を回転駆動することにより振動を発生する構造では、可動体の重心をずらすためにウエイト等の別部品が必要となる。更に、部品コストが増加し、別部品の配置スペースを確保する必要があるため、設計の自由度が限られ、小型化が困難になるという問題がある。
　本発明の目的は、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができる振動アクチュエーター及び電子機器を提供することである。
　本発明の一態様に係る振動アクチュエーターは、
　コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、前記可動体を回動自在に支持する軸部を有し、前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して前記軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、
　前記マグネットは、前記軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、前記コイルのコイル軸方向で前記可動体に対向する２極の磁極を有し、
　前記軸部は、前記可動体を、前記可動体において前記軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、
　前記可動体において、前記コイルのコイル軸は、前記マグネットにおける２極の磁極の切替位置に対向する位置に位置する構成を採る。
　本発明の一態様に係る電子機器は、上記の振動アクチュエーターを実装している構成を採る。
　本発明によれば、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができる振動アクチュエーター及び電子機器を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーターを示す外観斜視図である。 振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図である。 振動アクチュエーターの可動体を示す分解斜視図である。 振動アクチュエーターの分解斜視図である。 振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。 振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。 図７Ａは、非通電時における可動体の縦断面図であり、図７Ｂは、コイルに、可動体の先端部側から振動アクチュエーターを見て時計回りに通電したときの可動体の縦断面図であり、図７Ｃは、コイルに、可動体の先端部側から振動アクチュエーターを見て反時計回りに通電したときの可動体の縦断面図である。 振動アクチュエーターの変形例１の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図である。 振動アクチュエーターの分解斜視図である。 振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。 振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。 図１３Ａは、非通電時における可動体の縦断面図であり、図１３Ｂは、コイルに、可動体の先端部側から振動アクチュエーターを見て時計回りに通電したときの可動体の縦断面図であり、図１３Ｃは、コイルに、可動体の先端部側から振動アクチュエーターを見て反時計回りに通電したときの可動体の縦断面図である。 振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例であるゲーム機器を示す図である。 振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例である携帯情報端末を示す図である。 振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例であるウェアラブル端末を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施の形態１＞［振動アクチュエーター１の全体構成］
　図１は、本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエーターを示す外観斜視図であり、図２は、振動アクチュエーターのカバーを外した状態を示す斜視図であり、図３は、振動アクチュエーターの可動体を示す分解斜視図である。
　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（変形例１、実施の形態２の説明に供する図も含む）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ー１の幅、奥行き、高さは、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の長さである。本実施の形態の振動アクチュエーターは、便宜上、便宜上、図１～図４では、Ｚ方向を横方向に向けて配置した状態で図示され、Ｚ方向を振動方向として説明する。また、本実施の形態における「可動体の側方」は、可動体を中心としてＺ方向に直交する放射方向を意味し、本実施の形態では、可動体を中心としたＸ方向、－Ｘ方向、Ｙ方向を意味する。また、Ｚ方向プラス側を上側、Ｚ方向マイナス側を下側としてもよい。
　振動アクチュエーター１は、ゲーム機器（ゲームコントローラーＧＣ）、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ等の電子機器（図１４～図１６参照）に振動発生源として実装され、電子機器の振動機能を実現する。振動アクチュエーター１は、例えば、振動することで、ユーザーに対して操作感や臨場感を与えたり、着信を通知したりする場合に駆動する。振動アクチュエーター１は、例えば、電子機器において、ユーザーに接触する振動伝達面とＸＹ面が平行となるように実装される。振動伝達面は、例えば、電子機器では、ゲームコントローラーの場合では、ユーザーの指等の体表面が接触する面（操作ボタン等が配置される表面或いは、他の指等が当接する裏面）スマートフォンやタブレット端末の場合はタッチパネル面である。また、摺動伝達面は、ユーザーの服や腕などに装着されるウェアラブル端末では、服や腕に接触する外面（図１６に示す内周面２０８）である。
　図１～図４に示すように、振動アクチュエーター１は、可動体１０、軸部５０及び固定体２０を備える。可動体１０は、軸部５０を介して固定体２０に支持される。本実施の形態では、可動体１０は、一端側で挿通する軸部５０を支点として他端側が往復動するように、固定体２０に回動自在に支持されている。
　可動体１０は、駆動時に振動（揺動）する部分である。本実施の形態では、可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４とを有し、固定体２０はマグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）を有する。
　可動体１０は、固定体２０に対して、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）の吸引力による磁気バネにより、可動自在に支持される。本実施の形態では、可動体１０は、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）と、コイル１２及びコア１４とにより構成される磁気バネにより固定体２０に対して軸部５０周りに可動自在に支持されている。
［軸部５０］
　図５は、振動アクチュエーターの要部構成を示す平断面図である。
　軸部５０は、可動体１０を固定体２０に対して往復回転振動自在に支持する。
　軸部５０は、非磁性体および磁性体のどちらでもよく、本実施の形態では、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２等の磁性体により構成されている。
　軸部５０は、ベースプレート２２と、ベースプレート２２に固定されるケース２４の底面部２４１との間に架設されている。ケース２４の底面部２４１と可動体１０との間には軸部５０に外装されるワッシャ２８２が介在し、ベースプレート２２と可動体１０の間には、軸部５０に外装されるワッシャ２８４が介在する。これらワッシャ２８２、２８４により、軸部５０は、可動体１０を固定体２０に対して円滑に往復回転するように支持している。
［可動体１０］
　可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４と、軸受けであるブッシュ（軸受け）１６と、コイルボビン１８（ボビン分割体１８１、１８２）と、を有する。
　コア１４は、コイル１２のコイル軸方向に延在する長尺の磁性体により形成されている。コア１４は、ベースプレート２２およびケース２４の底面部２４１との間に、それぞれから所定間隔を空けて配置されている。ここで所定間隔とは、可動体１０の可動範囲を構成する空間である。
　コア１４は、コイル１２の通電により磁化される磁性体であることが好ましい。コア１４は、フェライトコアであってもよい。また、コア１４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。
　コア１４は、軸部５０の軸方向と直交する方向に延在して設けられている。コア１４は、一端側に挿通された軸部５０を介して、回動自在に設けられ、他端部が自由端部として固定体２０（具体的には、ベースプレート２２およびケース２４の底面部２４１に対して直交する方向、ここではＺ方向に振動する。
　コア１４は、一端部１４２に貫通孔が形成され、貫通孔には、軸部５０が挿通されるブッシュ１６が嵌め込まれている。
　コア１４の一端部と他端部との間には、コイルボビン１８（ボビン分割体１８１、１８２）が外装され、コイルボビン１８にはコイル１２が巻回されている。可動体１０は、本実施の形態では、コア１４にコイルボビン１８を介してコイル１２が巻回されることにより直方体形状に形成される。
　コア１４は、コイル１２が通電されて励磁されることにより、両端部、つまり、一端部１４２と他端部１４４とにおいてコイルの軸方向に位置する端面１４２ａ、１４４ａの厚み方向、つまり、振動方向（Ｚ方向）の長さの中心が、磁極の中心となる。
　可動体１０では、可動体１０の磁極の中心がコイル１２のコイル軸上に配置されている。
　ブッシュ１６は、筒状であり、軸部５０が挿通され、可動体１０を、軸部５０を中心に回動可能（可動可能）にする。ブッシュ１６は、焼結金属等の金属、樹脂等どのような材料により形成されてもよいが、軸部５０が磁性体である場合は、非磁性材料で形成されることが好ましい。また、軸部５０が非磁性体であれば、ブッシュ１６は磁性体により形成されてもよい。
　軸部５０或いはブッシュ１６の一方が非磁性体であれば、コア１４を通る磁束が、軸部５０とブッシュ１６との間を通ることがなく、双方の間で、磁気吸引力の発生に起因する摩擦の増加が発生することがない。すなわち、ブッシュ１６とブッシュ１６を挿通する軸部５０との間に磁気吸引力による摩擦が発生することがなく、可動体１０の回動を円滑に行うことができる。
　例えば、軸部５０に耐久性を有する磁性シャフト（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２）を用いるとともに、ブッシュ１６として銅系の焼結軸受を用いて振動アクチュエーター１を形成する。この構成によれば、可動体１０の駆動において不要な磁気吸引力を抑制し、かつ、低摩擦にて可動体１０を保持することができる。すなわち、可動体１０の駆動による摩耗を抑制し、信頼性の高い振動アクチュエーター１を実現できる。
　コア１４の一端部１４２には、フレキシブル基板１５の一端部１５２が固定され、コイル１２の両端部はフレキシブル基板１５の回路に接続されている。
　フレキシブル基板１５は、コイル１２に電力を供給するものあり、本実施の形態では可動体１０と固定体２０とを接続するように配設されている。
　フレキシブル基板１５は、可動体１０のコイル１２に接続される一端部１５２と、固定体２０側に固定される他端部１５４と、一端部１５２と他端部１５４との間に、一端側からコイル１２に導通する少なくとも１つ以上の可撓性を有する湾曲部１５６とを有する、
　湾曲部１５６は、一端部１５２と他端部１５４との間に介設され可動体１０の振動に追従して変形する可撓性を有する。湾曲部１５６は、軸部５０の軸方向と直交する方向に可撓する。
　コイル１２は、通電されて可動体１０を可動するコイルであり、通電されてコア１４の一端部１４２、他端部１４４を磁化する。コイル１２は、通電方向が切り替えられることにより、コア１４の両端部（一端部１４２及び他端部１４４）の極性を変更する。
　コイルボビン１８は、ボビン分割体１８１、１８２により構成される。ボビン分割体１８１、１８２のそれぞれは、コア１４において一端部１４２と他端部１４４との間の部位を周方向で囲むように外装して固定される。ボビン分割体１８１、１８２は、例えば、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）等の樹脂材料により構成されてもよい。
［固定体２０］
　固定体２０は、軸部５０を介して可動体１０を回動自在に支持する。
　固定体２０は、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）の他、ベースプレート２２及びケース２４を有する。固定体２０は、更に、クッション材（緩衝部６０）を有する。
　ベースプレート２２は、鋼板等の板状材（本実施の形態では矩形板）により形成される。ベースプレート２２は、本実施の形態では、振動アクチュエーター１の一側面を構成する。なお、ベースプレート２２は、ケース２４が被さるように取り付けられ、ベースプレート２２は、ケース２４とともに、可動体１０を可動可能に収容する筐体を構成する。筐体は、本実施の形態では、中空の直方体形状に形成される。筐体において長手方向で一端部側には、可動体１０の振動方向と直交する方向に沿って軸部５０が固定されている。ケース２４の底面部２４１は、振動アクチュエーター１の一側面に対向する他側面を構成する。
　ベースプレート２２上には、一端側に、軸固定部２３を介して軸部５０が立設されている。ベースプレート２２上には、可動体１０が離間して対向配置されている。また、ベースプレート２２の一端部には、可動体１０の一端側に対向して、第１マグネット３０が配置され、ベースプレート２２の他端部には、可動体１０の他端側に対向して第２マグネット４０が配置されている。
　ケース２４は、ベースプレート２２に対向する可動体１０を覆うようにベースプレート２２に固定される。
　ケース２４において、ベースプレート２２と幅方向（Ｘ方向）で対向する底面部２４１には、図示しない軸固定部を介して、軸部５０の他端が固定されている。
　ケース２４は、ベースプレート２２側で開口する箱形状（本実施の形態では角箱状）に形成されている。ケース２４は、ベースプレート２２との間で軸部５０が架設される底面部２４１と、可動体１０の振動方向（ここでは高さ方向（Ｚ方向））で離間して対向配置される両側面部２４２、２４３、可動体１０の延在方向（ここでは奥行き方向（Ｙ方向））で離間する一端面部２４４及び他端面部２４５とを有する。
　ベースプレート２２にケース２４が取り付けられることにより形成される筐体の寸法は特に制限されないが、本実施の形態では、幅（Ｘ方向）、奥行き（Ｙ方向）、高さ（Ｚ方向）のうち、奥行きが最も長く、高さが最も短い直方体形状となるように構成されている。
　ケース２４は、ベースプレート２２とともに、導電性を有する材料、例えば、鋼板等の板状材（本実施の形態では矩形板）により形成されてもよい。これにより、ベースプレート２２及びケース２４は、電磁シールドとして機能できる。
　また、ケース２４の両側面部２４２、２４３には、他端部側のそれぞれに、振動する可動体１０の自由端側が接触する緩衝部６０（クッション材６１、６２）が設けられている。
　緩衝部６０は、可動体１０が振動した際に、可動体１０の他端部が接触することにより、可動体１０の振動を振動アクチュエーター１の筐体に伝達する（図７参照）。これにより、緩衝部６０は、大きな振動を筐体に発生させることができる。
　緩衝部６０は、例えば、エラストマー、シリコーンゴム等のゴム、樹脂、又は多孔質弾性体（例えば、スポンジ）などの軟質材料により形成される。本実施の形態では緩衝部６０は、筐体側である両側面部２４２、２４３に設けたクッション材６１、６２としている。緩衝部６０は、可動体１０側、例えば、可動体１０の自由端部である他端部１４４に設けて、可動体１０の振動時に、可動体１０が緩衝部６０で両側面部２４２、２４３に接触するようにしてもよい。緩衝部６０が、エラストマーである場合、可動体１０の駆動時において、可動体１０のコア１４の他端部１４４と、側面部２４２、２４３とが接触する際の音、或いは振動ノイズの発生を低減できる。
　また、緩衝部６０が、シリコーンゴムである場合、可動体１０のコア１４の他端部１４４と、側面部２４２、２４３とが接触する際の音、或いは振動ノイズの発生を低減できる。これに加えて、緩衝部６０がシリコーンゴムである場合、内部に気泡を含むスポンジ状の材料により形成された場合のエラストマーと比較して、その厚みに個体差が発生することがない。よって、緩衝部６０の厚みが所望の厚みとなるように、緩衝部６０の厚さの管理を容易に行うことができ、緩衝部６０としての特性の安定を確保できる。
　マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）は、コイル１２との協働により、可動体１０を可動する。マグネットは、可動体１０に対する磁気吸引力により磁気バネとして機能する。本実施の形態では、コイル１２が巻回されたコア１４と磁気バネを構成し、可動体１０を可動自在に支持している。
　マグネットは、コイル１２に対してコイル１２の軸方向で対向するように配置される。
　マグネットは、本実施の形態では、コア１４の一端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する第１マグネット３０と、コア１４の他端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する第２マグネット４０とを有する。
　第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、それぞれコア１４（可動体１０）に向けて着磁されている。本実施の形態では、第１マグネット３０及び第２マグネット４０の着磁方向は、コイル１２の軸方向と平行である。第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、それぞれコア１４に対向する側の面として、軸部５０の延在方向と直交する方向（可動体１０の振動方向に相当）で並ぶ異なる２極の磁極を有する。
　この磁極の境界、つまり、磁極の切り替わり位置に対向して、可動体１０のコア１４の中心（ここでは、コイル１２の軸であり、コイル１２が励磁された際の磁極の中心に相当）が位置するように配置される。
　第１マグネット３０及び第２マグネット４０の双方の磁極の極性は、可動体１０のコイル１２が励磁されることにより発生するトルクが可動体１０の同一回転方向に発生するように着磁されている。
　例えば、図５に示すように、第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４２側に配置され、且つ、可動体１０に対向するそれぞれの磁極３０１、４０１は、同極（図５では、Ｓ極）となるように形成されている。また、第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４３側に配置され、且つ、可動体１０に対向するそれぞれの磁極３０２、４０２は、同極（図５では、Ｎ極）となるように形成されている。
　第１マグネット３０の裏面には、バックヨーク３２が貼設され、第１マグネット３０の第２マグネット４０の裏面には、バックヨーク４２が貼設されており、それぞれのマグネット３０、４０の磁気吸引力の向上が図られている。
　第１マグネット３０及び第２マグネット４０において、側面部２４２側にＳ極、側面部２４３側にＮ極となるように着磁されている場合、コイル１２への非通電時においては、図５に示すように第１及び第２マグネット３０、４０では、それぞれＮ極から出射し、Ｓ極に入射する磁束が形成される。非通電時では、コイル１２が巻回されるコア１４の一端部１４２は、第１マグネット３０のＳ極と極の双方に吸引され、異なる磁極３０１，３０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。また、コア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０のＳ極とＮ極の双方に吸引され、異なる磁極４０１，４０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。第１マグネット３０及び第２マグネット４０は、可動体１０の磁性体であるコア１４とともに、コア１４との間に発生する磁気吸引力により磁気バネとして機能し、可動体１０を可動自在に支持している。
　側面部２４３には、一端部１５２でコイル１２に接続されるフレキシブル基板１５の他端部１５４が固定されている。
　フレキシブル基板１５は、コイル１２に接続される一端部１５２が可動体１０の一端部に固定され、他端部１５４が固定体２０、ここでは、側面部２４３に固定されている。他端部１５４は、一部を筐体の外面に露出させて側面部２４３に固定されている。可動体１０の可動時において、軸部５０の近傍は、可動体１０の他端側の部位よりも可動範囲が小さい。これにより、軸部５０の近傍に配置されるフレキシブル基板１５では、湾曲部１５６に掛かる荷重が小さくなる。このように、フレキシブル基板１５は、軸部５０近傍で固定されているので、フレキシブル基板１５の変位を最小限にすることができ、可動時に発生する応力による断線を防止できる。
　なお、フレキシブル基板１５において、一端部１５２と可動体１０との間に、例えば、弾性接着剤又は弾性接着テープ等の弾性部材を介在させて、振動時の衝撃を弾性部材が吸収するようにしてもよい。
［振動アクチュエーター１の磁気回路］
　図６は、振動アクチュエーターの磁気回路を示す図である。図７Ａ～図７Ｃは、可動体の動作を示す縦断面図である。図７Ａは、非通電時における可動体１０の状態（基準状態）を示す。図７Ｂは、コイル１２に、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。図７Ｃは、コイル１２に、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て反時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
　振動アクチュエーター１において、可動体１０は、固定体２０のベースプレート２２とケース２４との間に、軸部５０を介して一端側を支持された状態で配置されている。加えて、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）は、可動体１０のコイル１２の軸方向で、異なる２極の磁極をコイル１２側に向けて、コイル１２が巻回されるコア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）に対向して配置されている。第１マグネット３０の磁極３０１と、第２マグネット４０の磁極４０１とは同極であり、第１マグネット３０の磁極３０２と、第２マグネット４０の磁極４０２とは同極である。
　第１マグネット３０及び第２マグネット４０の各マグネットでは、異なる２極の磁極３０１、３０２、４０１、４０２は、それぞれ軸部５０の軸方向と直交する方向に並べて配置されている。
　可動体１０では、フレキシブル基板１５を介して電源供給部（例えば、図１３～図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２が通電されることにより、Ｚ方向、つまり、ケース２４の側面部２４２、２４３に対して接離する方向に往復動する。具体的には、可動体１０の他端部が揺動する。これにより、振動アクチュエーター１の振動出力が、振動アクチュエーター１を有する電子機器のユーザーに伝達される。
　振動アクチュエーター１では、図６に示す磁気回路が形成される。
　振動アクチュエーター１において、コイル１２への非通電時は、振動アクチュエーター１の基準状態である。この状態では、コイルボビン１８を介してコイル１２が巻回されるコア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）は、それぞれ、第１マグネット３０及び第２マグネット４０のそれぞれに吸引される。
　コア１４は、両端部（一端部１４２、他端部１４４）のぞれぞれの軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心が、マグネットの磁極の切替位置に対向する位置に位置している。なお、両端部（一端部１４２、他端部１４４）のぞれぞれの軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心は、コイル１２の軸と同一軸上に位置している。
　具体的には、コア１４の一端部１４２は、第１マグネット３０の異なる磁極３０１、３０２の双方の磁気吸引力により吸引され、磁極３０１、３０２の切替位置で保持される。
　また、コア１４の他端部（自由端部）１４４は、第２マグネット４０の異なる磁極４０１、４０２の双方の磁気吸引力により吸引され、磁極４０１、４０２の切替位置で保持される。
　このように可動体１０は、固定体２０の第１マグネット３０及び第２マグネット４０とで構成する磁気バネのみで、基準状態で保持される。
　振動アクチュエーター１において、コイル１２は、第１マグネット３０及び第２マグネット４０からの磁束に沿うように、且つ、離間して配置されている。
　この構成により、図６及び図７Ｂに示すように通電が行われると、コイル１２に流れる電流により、コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）はそれぞれ異なる磁極となるように磁化され、具体的には、一端部１４２はＮ極、他端部１４４はＳ極に磁化される。
　これにより、一端部１４２は、第１マグネット３０の磁極３０１に吸引され、第１マグネット３０の磁極３０２とは反発して推力ｆが発生し、推力ｆ方向に移動する。一方、他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１とは反発し、第２マグネット４０の磁極４０２に吸引され、推力－Ｆ方向に移動する。
　図７Ｂに示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１では、軸部５０を挟んで位置する両端部（一端部１４２、他端部１４４）が、推力ｆ、－Ｆ方向にそれぞれ移動することにより、同一回転方向である推力－Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、軸部５０を中心に、推力－Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３側に移動し、クッション材６２を介して側面部２４３、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
　また、コイル１２の通電方向が逆方向に切り替わり、図７Ｃに示すように通電が行われると、それぞれ逆向きの推力－ｆ、Ｆが発生する。具体的には、一端部１４２はＳ極、他端部１４４はＮ極に磁化される。これにより、一端部１４２は、第１マグネット３０の磁極３０１とは反発し、第１マグネット３０の磁極３０２に吸引され、推力－ｆが発生し、推力－ｆ方向に移動する。一方、他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１に吸引され、第２マグネット４０の磁極４０２とは反発し、Ｆ方向に移動する。
　図７Ｃ示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１では、軸部５０を挟んで位置する両端部（一端部１４２、他端部１４４）が、推力－ｆ、Ｆ方向にそれぞれ移動することにより、同一回転方向である推力Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、軸部５０を中心に、推力Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３とは反対側の側面部２４２側に移動し、クッション材６１を介して側面部２４２、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
　振動アクチュエーター１では、可動体１０は、板ばね等の弾性部材を用いることなく、マグネット（第１マグネット３０及び第２マグネット４０）、コイル１２及びコア１４を用いた磁気ばねのみを用いて、固定体２０に対して、軸部５０を中心に往復回転振動自在に支持されている。
　したがって、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。
　また、軸部５０は、可動体１０の中心位置からずれた位置で、可動体１０を回動自在に支持している。これにより、円筒形状の可動体を、回転軸を中心に回転駆動することにより振動を発生させる従来の振動アクチュエーターと異なり、錘を追加する等のように別途重心位置をずらす設計とする必要が無く、そのための部品の削減及びコストの削減を図ることができる。
　重心位置をずらすための別部品を必要としないため、設計においてレイアウトの自由度が高く、設計サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与える振動アクチュエーターを実現できる。
　本実施の形態のアクチュエーター１では、ベースプレート２２及びケース２４とよりより構成される筐体は、直方体形状であり、可動体１０は、短手方向（Ｚ方向）に往復回転振動する。これにより、振動アクチュエーターを、矩形状のスイッチに適用する場合でも、スイッチ全体でムラなく振動させることができる。
　また、本実施の形態では、マグネットは、第１マグネット３０及び第２マグネット４０として、コア１４の両側に配置され、それぞれの端部１４２、１４４で発生するトルクが、同一回転方向に発生するように、各々２極の磁極３０１、３０２、４０１、４０２が配置されている。コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）の双方で、第１マグネット３０及び第２マグネット４０との間に磁気吸引力が発生する。これにより、第１マグネット３０及び第２マグネット４０とコイル１２との協働により可動体１０を可動させる際に、軸部５０に加わる磁気吸引力による荷重が相殺される。よって、軸部５０及びブッシュ１６に掛かる負荷を低減でき、振動アクチュエーターとしての信頼性の向上を図ることができる。
　また、可動体１０は、筐体内で、筐体の側面部２４２，２４３に接触する。これにより、振動アクチュエーター１自体に直接的に振動伝達が可能となり、大きな振動を発生させることができ、また、可動体１０が振動する際に、固定体２０（筐体）に接触するため、振動量も一定となり、振動アクチュエーター１として安定した振動出力を実現できる。
　なお、可動体１０の自由端部であるコア１４の他端部１４４が、自由端側に向かってＺ方向の厚みが薄くなるように形成されている。これにより、他端部１４４がクッション材６１、６２を介して接触する部位が、自由端側に向かってＺ方向の厚みが同じ厚みである場合と比較して、揺動の際の可動域が広くなり、振動アクチュエーター１は、より大きな振動出力を確保できる。
　また、振動アクチュエーター１によれば、可動体１０とケース２４の内壁面（側面部２４２、２４３）のうちの少なくとも一方（本実施の形態では側面部２４２、２４３）に、緩衝部６０が設けられている。可動体１０とケース２４の内壁面（ここでは、側面部２４２、２４３）とは、緩衝部６０（クッション材６１、６２）を介して接触する。緩衝部６０は、可動体１０が振動してベースプレート２２又はケース２４に接触する際の衝撃を緩和し、接触音や振動ノイズの発生を低減しつつ、ユーザーに振動を伝達することができる。また、振動する度に、可動体１０は、緩衝部６０を介してベースプレート２２及びケース２４に交互に接触（具体的には衝突）するので、振動出力が増幅される。これにより、実際の可動体１０による振動出力よりも大きな振動出力を、ユーザーに体感させることができる。さらにベースプレート２２はユーザーに装着される部材であるため、可動体１０の振動はベースプレート２２を介して直接的にユーザーに伝達されるので、ユーザーに更に大きな振動出力を体感させることができる。
　ここで、振動アクチュエーター１は、フレキシブル基板１５を介して電源供給部（例えば、図１３～図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２へ入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル１２の通電方向は周期的に切り替わり、可動体１０にはＺ方向プラス側の推力ＭとＺ方向マイナス側の推力－Ｍが交互に作用する。これにより、可動体１０の他端側は、ＹＺ面内で円弧状に振動する。
　以下に、振動アクチュエーター１の駆動原理について簡単に説明する。本実施の形態の振動アクチュエーター１では、可動体１０の慣性モーメントをＪ［ｋｇ・ｍ２］、磁気ばねのねじり方向のバネ定数をＫｓｐとした場合、可動体１０は、固定体２０に対して、下式（１）によって算出される共振周波数ｆｒ［Ｈｚ］で振動する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　可動体１０は、バネ－マス系の振動モデルにおけるマス部を構成するので、コイル１２に可動体１０の共振周波数ｆｒに等しい周波数の交流波が入力されると、可動体１０は共振状態となる。すなわち、電源供給部（例えば、図１３～図１５に示す駆動制御部２０３）からコイル１２に対して、可動体１０の共振周波数ｆｒと略等しい周波数の交流波を入力することにより、可動体１０を効率良く振動させることができる。
　振動アクチュエーター１の駆動原理を示す運動方程式及び回路方程式を以下に示す。振動アクチュエーター１は、下式（２）で示す運動方程式及び下式（３）で示す回路方程式に基づいて駆動する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　すなわち、振動アクチュエーター１における可動体１０の慣性モーメントＪ［ｋｇ・ｍ２］、回転角度θ（ｔ）［ｒａｄ］、トルク定数Ｋｔ［Ｎ・ｍ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、バネ定数Ｋｓｐ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、減衰係数Ｄ［Ｎ・ｍ／（ｒａｄ／ｓ）］等は、式（２）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Ｋｅ［Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）］は、式（３）を満たす範囲内で適宜変更できる。
　このように、振動アクチュエーター１では、可動体１０の慣性モーメントＪと磁気ばねのバネ定数Ｋｓｐにより決まる共振周波数ｆｒに対応する交流波によりコイル１２への通電を行った場合に、効率的に大きな振動出力を得ることができる。
＜変形例１＞
　図８は、本実施の形態１の振動アクチュエーター１の変形例としての振動アクチュエーター１Ａの磁気回路構成を示す平断面図である。なお、図８では、便宜上、コイル１２を、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１を見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
　図８に示す振動アクチュエーター１Ａでは、振動アクチュエーター１と比較して、第２マグネット４０に代えて、第１マグネット３０と同様に構成される第１マグネット３０Ａを有する。
　すなわち、振動アクチュエーター１Ａでは、振動アクチュエーター１の構成において、コア１４の両端部（一端部１４２、他端部１４４）のそれぞれに、コイル１２の軸方向で対向して配置されるマグネットを、第１マグネット３０、３０Ａとしている。
　振動アクチュエーター１Ａでは、マグネットは、第１マグネット３０、３０Ａとして、コア１４の両側に配置され、それぞれの端部１４２、１４４で発生するトルクは、同一回転方向に発生しない。しかしながら、コア１４では、一端部１４２側で、非磁性体であるブッシュ１６に軸部５０が挿通されているため、コイル１２が通電されることにより発生する磁束が、軸部５０を通過しない分、一端部１４２の磁極を著しく励磁することがない。一端部１４２側では、一端部１４２と第１マグネット３０とによるトルク発生には大きく寄与することなく、磁気ばねとして機能する。
　したがって、コイル１２の通電により可動体１０を往復回転振動させる際に、一端部１４２と第１マグネット３０とにより発生するトルクは、他端部１４４と第１マグネット３０Ａとにより発生するトルクを阻害しない。
　これにより、振動アクチュエーター１Ａによれば、振動アクチュエーター１と同様に、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。
　また、円筒形状の可動体を回転駆動することにより振動を発生させる従来の振動アクチュエーターと異なり、錘を追加する等のように別途重心位置をずらす設計とする必要が無く、その分の部品の削減及びコストの削減を図ることができる。重心位置をずらす別部品を必要としないため、レイアウト自由度の高い振動アクチュエーターを実現できる。
　さらに、振動アクチュエーター１Ａによれば、第１マグネット３０、３０Ａを用いている。これにより、第１マグネット３０にバックヨーク３２を取り付けた第１マグネットユニットを２つ用いているため、第２マグネット４０にバックヨーク４２を取り付けた第２マグネットユニットを別途用いる必要がない。よって、第２マグネットユニットを製造する必要がなく、製造コストの削減を図ることができる。また、組立において、第２マグネットユニットと、第１マグネットユニットの取付位置を間違えることがない。
＜実施の形態２＞
　図９は、本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエーター１Ｂのカバーを外した状態を示す斜視図であり、図１０は、振動アクチュエーターの分解図であり、図１１は、振動アクチュエーター１Ｂの要部構成を示す平断面図である。また、図１２は、振動アクチュエーター１Ｂの磁気回路を示す図であり、図１３は、可動体の動作を示す縦断面図である。図１３Ａは、非通電時における可動体１０の状態（基準状態）を示し、図１３Ｂは、コイル１２に、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１Ｂを見て時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。また、図１３Ｃは、コイル１２に、可動体１０の先端部側、つまり、コア１４の他端部１４４側から振動アクチュエーター１Ｂを見て反時計回りに通電したときの可動体１０の状態を示す。
　図９～図１３に示す実施の形態に係る振動アクチュエーター１Ｂは、振動アクチュエーター１と比較して、第１マグネット３０及びバックヨーク３２を省略したものである。
　よって以下では、アクチュエーター１と異なる構成について説明し、アクチュエーター１における構成要素と同様の作用効果を有するものについては、同名称及び同符号を付して説明は省略する。
　振動アクチュエーター１Ｂは、振動アクチュエーター１と同様に、スマートフォン等の電子機器（図１４～図１６参照）に振動発生源として実装され、電子機器の振動機能を実現する。
　図９～図１３に示す振動アクチュエーター１Ｂは、可動体１０、軸部５０及び固定体２０Ｂを備える。可動体１０は、軸部５０を介して固定体２０Ｂに支持される。本実施の形態では、可動体１０は、一端側で挿通する軸部５０を支点として他端側が往復動するように、固定体２０Ｂに回動自在に支持されている。
　可動体１０は、駆動時に振動（揺動）する部分である。本実施の形態では、可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４とを有し、固定体２０Ｂはマグネットとしてコア１４の他端部１４４と対向して配置される第２マグネット４０を有する。
　可動体１０は、固定体２０Ｂに対して、第２マグネット４０の吸引力による磁気バネにより、可動自在に支持される。
　本実施の形態では、可動体１０は、第２マグネット４０と、コイル１２及びコア１４とにより構成される磁気バネにより固定体２０Ｂに対して軸部５０周りに可動自在に支持されている。
　可動体１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回されるコア１４と、軸受けであるブッシュ（軸受け）１６と、ボビン分割体１８１、１８２からなるコイルボビンと、を有する。また、固定体２０Ｂは、第２マグネット４０の他、ベースプレート２２及びケース２４を有する。固定体２０Ｂは、固定体２０と同様に、クッション材（緩衝部）６０を有する。
　第２マグネット４０は、コイル１２との協働により、可動体１０を可動する。第２マグネット４０は、可動体１０に対する磁気吸引力により磁気バネとして機能する。本実施の形態では、コイル１２が巻回されたコア１４と磁気バネを構成し、可動体１０を可動自在に支持している。
　第２マグネット４０は、コア１４の他端部に対してコイル１２の軸方向で離間して対向する。第２マグネット４０は、コア１４の他端部１４４に向けて着磁されている。第２マグネット４０は、実施の形態１と同様に、コア１４に対向する側の面として、軸部５０の延在方向と直交する方向（可動体１０の振動方向に相当）で並ぶ異なる２極の磁極４０１、４０２を有する。
　この磁極４０１、４０２の境界、つまり、磁極４０１、４０２の切り替わり位置に対向して、可動体１０のコア１４の中心（ここでは、コイル１２の軸であり、コイル１２が励磁された際の磁極の中心に相当）が位置するように配置される。
　例えば、図１０及び図１１に示すように、第２マグネット４０において、側面部２４２側に配置され、且つ、可動体１０に対向する磁極４０１は、Ｓ極で着磁され、側面部２４３側に配置され、且つ、可動体１０に対向する磁極４０２は、Ｎ極で着磁されている。
　第１マグネット３０の裏面には、バックヨーク３２が貼設され、第１マグネット３０の第２マグネット４０の裏面には、バックヨーク４２が貼設されており、それぞれのマグネット３０、４０の磁気吸引力の向上が図られている。
　コイル１２の非通電時においては、図１３に示すように第２マグネット４０では、Ｎ極から出射し、Ｓ極に入射する磁束が形成される。非通電時では、コア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０のＳ極とＮ極の双方に吸引され、異なる磁極４０１，４０２（Ｓ極とＮ極）の切替位置で保持される。すなわち、第２マグネット４０は、可動体１０の磁性体であるコア１４とともに、コア１４との間に発生する磁気吸引力により磁気バネとして機能し、可動体１０を可動自在に支持している。なお、側面部２４３には、一端部１５２でコイル１２に接続されるフレキシブル基板１５の他端部１５４が固定されている。
　振動アクチュエーター１Ｂでは、コイル１２への非通電時において、つまり、基準状態では、コイル１２が巻回されるコア１４の他端部１４４は、第２マグネット４０の異なる磁極４０１、４０２の双方の磁気吸引力により吸引される。これにより、他端部１４４は、磁極４０１、４０２の切替位置で保持される。
　可動体１０におけるコア１４の他端部（自由端部）１４４は、固定体２０Ｂの第２マグネット４０とで構成する磁気バネのみで、基準状態で保持される。なお、他端部１４４の軸方向と直交する長さ（振動方向の長さ）の中心は、コイル１２の軸と同一軸上に位置している。
　振動アクチュエーター１Ｂにおいて、図１２及び図１３Ｂに示すように通電が行われると、コイル１２に流れる電流により、コア１４の他端部１４４はＳ極に磁化される。
　他端部１４４は、第２マグネット４０の磁極４０１とは反発し、第２マグネット４０の磁極４０２に吸引され、－Ｆ方向に移動する。
　図１３Ｂに示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１Ｂの他端部１４４が、－Ｆ方向に移動することにより、同一回転方向である推力－Ｍが発生する。これにより、可動体１０は、推力－Ｍ方向に回転して、可動体１０の他端部１４４が側面部２４３側に移動し、クッション材６２を介して側面部２４３、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
　また、コイル１２の通電方向が逆方向に切り替わり、図１３Ｃに示すように通電が行われると、可動体１０に対して逆向きの推力Ｆが発生する。具体的には、他端部１４４はＮ極に磁化され、第２マグネット４０の磁極４０１に吸引され、第２マグネット４０の磁極４０２とは反発し、Ｆ方向に移動する。
　図１３Ｃ示すように、コイル１２への通電により、振動アクチュエーター１Ｂの他端部１４４が、Ｆ方向に移動する。これにより、他端部１４４は、側面部２４３とは反対側の側面部２４２側に移動して、クッション材６１を介して側面部２４２、つまり筐体に接触（具体的には衝突）し、筐体に振動を付与する。
　振動アクチュエーター１Ｂでは、振動アクチュエーター１と同様に、可動体１０は、板ばね等の弾性部材を用いることなく、第２マグネット４０、コイル１２及びコア１４を用いた磁気ばねのみを用いて、固定体２０Ｂに対して、軸部５０を中心に往復回転振動自在に支持されている。したがって、従来のように金属ばねにより可動体を振動自在に支持する振動アクチュエーターと異なり、金属ばね特有の不具合となる金属疲労や衝撃による破損を防ぐことができる。また、軸部５０は、可動体１０の中心位置からずれた位置で、可動体１０を回動自在に支持しているので、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。
＜振動アクチュエーターを実装する電子機器＞
　図１４から図１６は、振動アクチュエーターを実装する電子機器の一例を示す図である。図１４は、振動アクチュエーターをゲームコントローラーＧＣに実装した例を示し、図１５は、振動アクチュエーターを携帯端末としてのスマートフォンＳＰに実装した例を示し、図１６は、振動アクチュエーターをウェアラブル端末Ｗに実装した例を示す。
　ゲームコントローラーＧＣは、例えば、無線通信によりゲーム機本体に接続され、ユーザーが握ったり把持したりすることにより使用される。ゲームコントローラーＧＣは、ここでは矩形板状を有し、ユーザーが両手でゲームコントローラーＧＣの左右側を掴み操作するものとしている。
　ゲームコントローラーＧＣは、振動により、ゲーム機本体からの指令をユーザーに通知する。なお、ゲームコントローラーＧＣは、図示しないが、指令通知以外の機能、例えば、ゲーム機本体に対する入力操作部を備える。
　スマートフォンＳＰは、例えば、携帯電話やスマートフォン等の携帯通信端末である。スマートフォンＳＰは、振動により、外部の通信装置からの着信をユーザーに通知するとともに、スマートフォンＳＰの各機能（例えば、操作感や臨場感を与える機能）を実現する。
　ウェアラブル端末Ｗは、ユーザーが身につけて使用するものである。ウェアラブル端末Ｗは、ここではリング形状を有し、ユーザーの指に装着される。ウェアラブル端末Ｗは、無線通信により情報通信端末（例えば、携帯電話）に接続される。ウェアラブル端末Ｗは、振動により、情報通信端末における電話やメールの着信をユーザーに通知する。なお、ウェアラブル端末Ｗは、着信通知以外の機能（例えば、情報通信端末に対する入力操作）を備えていてもよい。
　図１４～図１６に示すように、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ等の電子機器は、それぞれ、通信部２０１、処理部２０２、駆動制御部２０３、及び駆動部としての振動アクチュエーター１、１Ａ、１Ｂのいずれかのアクチュエーターである振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを有する。なお、ゲームコントローラーＧＣでは、複数の振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂが実装される。
　ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗにおいて、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、例えば、端末の主面と振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの振動方向と直交する面、ここではケース２４の側面部２４２、２４３が平行となるように実装される。電子機器の主面とは、ユーザーの体表面に接触する面であり、本実施の形態では、ユーザーの体表面に接触して振動を伝達する振動伝達面を意味する。
　具体的には、ゲームコントローラーＧＣでは、操作するユーザーの指先、指の腹、手の平等が接触する面、或いは、操作部が設けられた面と、振動方向が直交するように振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂが実装される。また、スマートフォンＳＰの場合は、表示画面（タッチパネル面）と振動方向が直交するように振動アクチュエーター１００Ｃが実装される。ウェアラブル端末Ｗの場合は、リング形状の筐体の内周面２０８が主面（振動伝達面）であり、内周面２０８とＸＹ面が略平行（平行も含む）となるように、振動アクチュエーター１が実装される。これにより、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗの主面に対して垂直な方向の振動が、ユーザーに伝達される。
　通信部２０１は、外部の通信装置と無線通信により接続され、通信装置からの信号を受信して処理部２０２に出力する。ゲームコントローラーＧＣの場合、外部の通信装置は、情報通信端末としてのゲーム機本体であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信規格に従って通信が行われる。スマートフォンＳＰの場合、外部の通信装置は、例えば基地局であり、移動体通信規格に従って通信が行われる。また、ウェアラブル端末Ｗの場合、外部の通信装置は、例えば、携帯電話、スマートフォン、携帯型ゲーム端末等の情報通信端末であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信規格に従って通信が行われる。
　処理部２０２は、入力された信号を、変換回路部（図示省略）により振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを駆動するための駆動信号に変換して駆動制御部２０３に出力する。なお、スマートフォンＳＰにおいては、処理部２０２は、通信部２０１から入力される信号の他、各種機能部（図示省略、例えばタッチパネル等の操作部）から入力される信号に基づいて、駆動信号を生成する。
　駆動制御部２０３は、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄに接続されており、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを駆動するための回路が実装されている。駆動制御部２０３は、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄに対して駆動信号を供給する。
　振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、駆動制御部２０３からの駆動信号に従って駆動する。具体的には、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄにおいて、可動体１０は、ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗの主面に直交する方向に振動する。
　可動体１０は、振動する度に、ケース２４の側面部２４２、２４３にクッション材６１、６２を介して接触するので、可動体１０の振動に伴うケース２４の側面部２４２、２４３への衝撃、つまり、筐体への衝撃が、ダイレクトにユーザーに振動として伝達される。特に、ゲームコントローラーＧＣでは、複数の振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂが実装されているため、入力される駆動信号に応じて、複数の振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂのうちの一方、または双方を同時に駆動させることができる。
　ゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗに接触するユーザーの体表面には、体表面に垂直な方向の振動が伝達されるので、ユーザーに対して十分な体感振動を与えることができる。ゲームコントローラーＧＣでは、ユーザーに対する体感振動を、振動アクチュエーター１００Ａ、１００Ｂのうちの一方、または双方で付与でき、少なくとも強弱の振動を選択的に付与するといった表現力の高い振動を付与できる。
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　また、例えば、本発明に係る振動アクチュエーターは、実施の形態で示したゲームコントローラーＧＣ、スマートフォンＳＰ及びウェアラブル端末Ｗ以外の携帯機器（例えば、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、携帯型ゲーム端末）に適用する場合に好適である。また、本実施の形態の振動アクチュエーター１、１Ａ、１Ｂは、上述した携帯機器の他、振動を必要とする美顔マッサージ器等の電動理美容器具にも用いることができる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　２０１８年７月１１日出願の特願２０１８－１３１８２１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明に係る振動アクチュエーターは、サイズを大きくすることなく、小型でユーザーに十分な体感振動を与えることができ、ゲームコントローラー、スマートフォン、或いはウェアラブル端末等の電子機器に搭載されるものとして有用である。
　１、１Ａ、１Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ　振動アクチュエーター
　１０　可動体
　１２　コイル
　１４　コア
　１５　フレキシブル基板
　１６　ブッシュ（軸受け）
　１８　コイルボビン
　２０、２０Ｂ　固定体
　２２　ベースプレート
　２３　軸固定部
　２４　ケース
　３０、３０Ａ　第１マグネット
　３２、４２　バックヨーク
　４０　第２マグネット
　５０　軸部
　６０　緩衝部
　６１、６２　クッション材
　１４２、１５２　一端部
　１４４、１５４　他端部
　１４２ａ、１４４ａ　端面
　１５６　湾曲部
　１８１、１８２　ボビン分割体
　２０１　通信部
　２０２　処理部
　２０３　駆動制御部
　２０８　内周面
　２４１　底面部
　２４２、２４３　側面部
　２４４　一端面部
　２４５　他端面部
　２８２、２８４　ワッシャ
　３０１、３０２、４０１、４０２　磁極

Claims (13)

  1. 　コイルを有する可動体、マグネットを有する固定体、及び、前記可動体を回動自在に支持する軸部を有し、前記コイルと前記マグネットの協働により、前記可動体が前記固定体に対して前記軸部を中心に往復回転振動する振動アクチュエーターであって、
    　前記マグネットは、前記軸部の軸方向と直交する方向に並び、且つ、前記コイルのコイル軸方向で前記可動体に対向する２極の磁極を有し、
    　前記軸部は、前記可動体を、前記可動体において前記軸部の軸方向と直交する方向の中心位置から偏位した位置で支持し、
    　前記可動体において、前記コイルのコイル軸は、前記マグネットにおける２極の磁極の切替位置に対向する位置に位置する、
    　振動アクチュエーター。
  2. 　前記可動体は、前記コイルが巻回され、前記コイル軸に沿って延在するコアを有し、
    　前記コアは、一端側で前記軸部に回動自在に支持され、
    　前記マグネットは、前記切替位置が前記コアの両端部のうちの少なくとも一方の端部の磁極の中心と対向する位置となるように配置されている、
    　請求項１記載の振動アクチュエーター。
  3. 　前記マグネットは、前記コアを前記コイルの軸方向で挟むように配置され、各々の２極の磁極が前記コアの両端部のそれぞれに向けて配置された第１及び第２マグネットを有する、
    　請求項２記載の振動アクチュエーター。
  4. 　前記第１マグネット及び前記第２マグネットの各々の２極の磁極は、前記コイルが励磁された際に前記コイルと協働して発生するトルクが、同一回転方向に発生するように配置されている、
    　請求項３に記載の振動アクチュエーター。
  5. 　前記固定体は、前記軸部が固定され、且つ、前記可動体を回動自在に収容する直方体形状のケースを有し、
    　前記ケースは、前記コイルの軸方向に延在する直方体形状をなし、
    　前記可動体は、前記ケース内に、前記軸部を介して一端側で可動自在に配置され、他端部側が前記ケースの短手方向に往復回転振動する、
    　請求項２に記載の振動アクチュエーター。
  6. 　前記可動体が前記ケースの短手方向に往復回転振動して前記ケースの内壁面と接触する、
    　請求項５に記載の振動アクチュエーター。
  7. 　前記可動体と前記ケースの内壁面のうちの少なくとも一方には緩衝部が設けられ、
    　前記可動体と前記ケースの内壁面とは前記緩衝部を介して接触する、
    　請求項５に記載の振動アクチュエーター。
  8. 　前記緩衝部は、エラストマーである、
    　請求項７に記載の振動アクチュエーター。
  9. 　前記緩衝部は、シリコーンゴムである、
    　請求項７に記載の振動アクチュエーター。
  10. 　前記コイルは、一端側が前記固定体に固定されたフレキシブル基板の他端部に接続され、
    　前記フレキシブル基板には、前記一端側と他端部との間に、前記一端側から前記コイルに導通する少なくとも１つ以上の可撓性を有する湾曲部が設けられている、
    　請求項１から９のいずれか一項に記載の振動アクチュエーター。
  11. 　前記湾曲部は、前記軸部近傍に配置される、
    　請求項１０に記載の振動アクチュエーター。
  12. 　前記軸部は、前記固定体に固定され、且つ、前記可動体には、当該可動体に設けられた軸受けを介して、回動自在に挿通され、
    　前記軸部と、前記軸受けのうちの一方は、非磁性材料により形成されている、
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載の振動アクチュエーター。
  13. 　請求項１から１２のいずれか一項に記載の振動アクチュエーターを実装する、
    　電子機器。
PCT/JP2019/027082 2018-07-11 2019-07-09 振動アクチュエーター及び電子機器 WO2020013161A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/259,206 US20210273543A1 (en) 2018-07-11 2019-07-09 Vibration actuator and electronic apparatus
CN201980045890.9A CN112384308B (zh) 2018-07-11 2019-07-09 振动执行器和电子设备
EP19834558.9A EP3821988A4 (en) 2018-07-11 2019-07-09 VIBRATION ACTUATOR AND ELECTRONIC EQUIPMENT

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-131821 2018-07-11
JP2018131821A JP7248387B2 (ja) 2018-07-11 2018-07-11 振動アクチュエーター及び電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020013161A1 true WO2020013161A1 (ja) 2020-01-16

Family

ID=69141847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/027082 WO2020013161A1 (ja) 2018-07-11 2019-07-09 振動アクチュエーター及び電子機器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210273543A1 (ja)
EP (1) EP3821988A4 (ja)
JP (1) JP7248387B2 (ja)
CN (1) CN112384308B (ja)
WO (1) WO2020013161A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220103052A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Minebea Mitsumi Inc. Vibration actuator and electronic apparatus
WO2022181490A1 (ja) * 2021-02-25 2022-09-01 リオン株式会社 電気機械変換器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4112193A4 (en) * 2020-03-31 2024-04-03 Minebea Mitsumi Inc PUMP CONTROL DEVICE AND PUMP CONTROL METHOD
JP2022155163A (ja) 2021-03-30 2022-10-13 ミネベアミツミ株式会社 ポンプシステムおよび流体供給装置
JP2022155162A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 ミネベアミツミ株式会社 ポンプシステムおよび電子機器
JP2023006571A (ja) * 2021-06-30 2023-01-18 ミツミ電機株式会社 回転往復駆動アクチュエーター
JP2024011914A (ja) * 2022-07-15 2024-01-25 ミツミ電機株式会社 回転往復駆動アクチュエーター
EP4307530A1 (en) * 2022-07-15 2024-01-17 Mitsumi Electric Co., Ltd. Rotary reciprocating drive actuator

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937714U (ja) * 1982-09-01 1984-03-09 オムロン株式会社 有極電磁石
JPH11226500A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Matsushita Electric Works Ltd 振動発生装置
JP4875133B2 (ja) 2009-10-29 2012-02-15 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2015095943A (ja) 2013-11-11 2015-05-18 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ、および携帯情報端末
JP2015112013A (ja) 2015-02-20 2015-06-18 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ、および携帯情報端末
JP2015157277A (ja) 2014-01-21 2015-09-03 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2016103881A (ja) 2014-11-27 2016-06-02 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2016140127A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 キヤノン株式会社 リニア振動波モータ及びそれを有する撮像装置
JP2018131821A (ja) 2017-02-15 2018-08-23 立川ブラインド工業株式会社 プリーツスクリーン

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6325893Y2 (ja) * 1981-02-13 1988-07-14
FI20022211A (fi) * 2002-03-25 2003-09-26 Samsung Electro Mech Lautastyyppinen värähtelymoottori
JP2004266889A (ja) * 2003-02-18 2004-09-24 Sony Corp 振動発生装置及び電子機器
CN100396389C (zh) * 2003-06-03 2008-06-25 索尼株式会社 振动发生装置及电子设备
DE10355446A1 (de) * 2003-11-27 2005-06-30 Braun Gmbh Elektromotor für ein elektrisches Kleingerät
GB2459269B (en) * 2008-04-15 2010-09-29 Perpetuum Ltd An electromechanical generator for, and method of, converting mechanical vibrational energy into electrical energy
JP5930388B2 (ja) * 2012-04-20 2016-06-08 日本電産セイミツ株式会社 振動発生装置
JP6297447B2 (ja) * 2014-01-21 2018-03-20 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP6648984B2 (ja) * 2014-12-26 2020-02-19 日本電産サンキョー株式会社 アクチュエータ
JP2017063583A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 日本電産コパル株式会社 リニア振動モータ
WO2017185331A1 (zh) * 2016-04-29 2017-11-02 上海携福电器有限公司 用于电动洁齿器具高速往复旋转的驱动装置
WO2018117066A1 (ja) * 2016-12-20 2018-06-28 ミツミ電機株式会社 振動アクチュエータ、ウェアラブル端末及び着信通知機能デバイス
JP7188851B2 (ja) * 2018-08-29 2022-12-13 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエータ、及びこれを備える携帯型電子機器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937714U (ja) * 1982-09-01 1984-03-09 オムロン株式会社 有極電磁石
JPH11226500A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Matsushita Electric Works Ltd 振動発生装置
JP4875133B2 (ja) 2009-10-29 2012-02-15 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2015095943A (ja) 2013-11-11 2015-05-18 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ、および携帯情報端末
JP2015157277A (ja) 2014-01-21 2015-09-03 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2016103881A (ja) 2014-11-27 2016-06-02 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
JP2016140127A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 キヤノン株式会社 リニア振動波モータ及びそれを有する撮像装置
JP2015112013A (ja) 2015-02-20 2015-06-18 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ、および携帯情報端末
JP2018131821A (ja) 2017-02-15 2018-08-23 立川ブラインド工業株式会社 プリーツスクリーン

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3821988A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220103052A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Minebea Mitsumi Inc. Vibration actuator and electronic apparatus
US11843297B2 (en) * 2020-09-30 2023-12-12 Minebea Mitsumi Inc. Rotating vibration actuator with a weight and electronic apparatus
WO2022181490A1 (ja) * 2021-02-25 2022-09-01 リオン株式会社 電気機械変換器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112384308B (zh) 2022-07-22
US20210273543A1 (en) 2021-09-02
JP7248387B2 (ja) 2023-03-29
EP3821988A4 (en) 2022-04-13
CN112384308A (zh) 2021-02-19
EP3821988A1 (en) 2021-05-19
JP2020006344A (ja) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020013161A1 (ja) 振動アクチュエーター及び電子機器
JP7469688B2 (ja) 振動アクチュエータ及び電子機器
CN108348959B (zh) 振动促动器、可佩戴式终端以及来电通知功能设备
JP7032663B2 (ja) 振動アクチュエータ、ウェアラブル端末及び着信通知機能デバイス
US11575302B2 (en) Vibration actuator and mobile electronic apparatus including the same
US10994304B2 (en) Vibration device, wearable terminal and incoming call notification device
JP6955158B2 (ja) 振動アクチュエーター及び携帯機器
JP7093013B2 (ja) 振動アクチュエータ、ウェアラブル端末及び着信通知機能デバイス
JP6659974B2 (ja) 振動アクチュエータ、ウェアラブル端末及び着信通知機能デバイス
JP7057494B2 (ja) 振動アクチュエータ及び振動呈示装置
US11949310B2 (en) Vibration actuator with movable body with tip part of the core oscillating and a shaft part supporting the movable body on a side of a base
US11843297B2 (en) Rotating vibration actuator with a weight and electronic apparatus
JP2022056732A (ja) 振動アクチュエーター及び電子機器
JP2022056733A (ja) 振動アクチュエーター及び電子機器
WO2017060939A1 (ja) 振動アクチュエータ、ウェアラブル端末及び着信通知機能デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19834558

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE