WO2020170927A1

WO2020170927A1 - リニア振動モータ及びリニア振動システム

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Publication number: WO2020170927A1
Application number: PCT/JP2020/005526
Authority: WO
Inventors: 賢一白土; 真大小澤; 和英高田
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-08-27
Also published as: JPWO2020170927A1; US20210384810A1; CN113490553A; JP7092253B2; CN113490553B

Abstract

様々な周波数で十分な強さの振動を１つのモータで発生可能にしたリニア振動モータ及びリニア振動システムを提供するため、筐体３と、可動子８と、駆動用コイル１２及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂを有する駆動部１０と、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂを有する付勢部２０と、を備え、駆動用コイル１２が形成する磁界及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂが形成する磁界で生じるローレンツ力により、可動子８が駆動用コイル１２の巻回軸に略直交する第1の（Ｘ軸）方向に振動し、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂは同極が略対向するように配置され、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂの間で生じる反発力による磁気バネにより、可動子８を第１の（Ｘ軸）方向に付勢し、付勢用コイル２２Ｂへ流す電流値が変化することにより、磁気バネの磁気バネ定数が変化するリニア振動モータ２及びリニア振動システムを提供する。

Description

リニア振動モータ及びリニア振動システム

　本発明は、コイルに通電して可動子を振動させるリニア振動モータ及びこのリニア振動モータを用いたリニア振動システムに関する。

　通電されたコイルが形成する磁界及び永久磁石が形成する磁界の相互作用で生じるローレンツ力により、可動子を振動させるリニア振動モータまたはアクチュエータが知られるようになっている。その中には、２つの永久磁石の間で生じる反発力を用いた磁気バネにより、可動子を振動方向に付勢するリニア振動モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許公開２０１６／０２２６３６３号

　特許文献１に記載のリニア振動モータでは、磁気バネで付勢することにより所定の周波数で共振が生じ、これにより大きな振動を得ることができる。しかし、永久磁石を用いた磁気バネではバネ定数が一定なので、予め設定された周波数（共振周波数）以外では、十分な強さの振動を得ることができない。よって、様々な周波数で十分な強さの振動を発生させるには、互いに異なる共振周波数を有する複数のリニア振動モータを用いる必要があり、装置の小型化が困難になる。

　従って、本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、様々な周波数の十分な強度の振動を１つのモータで発生可能にしたリニア振動モータ及びこのリニア振動モータを用いたリニア振動システムを提供することにある。

　本発明の１つの態様に係るリニア振動モータは、
　筺体と、
　前記筺体内の空間に収容された可動子と、
　前記筐体内に配置された駆動用コイル及び前記可動子に取り付けられた駆動用磁石を有する駆動部と、
　コアと付勢用コイルとから構成され、前記筺体内に配置された付勢用電磁石、及び前記可動子に取り付けられた付勢用磁石を有する付勢部と、
を備え、
　通電された前記駆動用コイルが形成する磁界及び前記駆動用磁石が形成する磁界の相互作用により生じるローレンツ力により、前記可動子が前記駆動用コイルの巻回軸に略直交する第１の方向に振動し、
　前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石は前記付勢用電磁石の通電時において同極が略対向するように配置され、通電された前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石の間で生じる反発力による磁気バネにより、前記可動子を前記第１の方向に付勢し、
　前記付勢用コイルへ流す電流値が変化することにより、前記磁気バネの磁気バネ定数が変化するようになっている。

　本発明の１つの態様に係るリニア振動システムは、
　筺体、
　前記筺体内の空間に収容された可動子、
　前記筐体内に配置された駆動用コイル及び前記可動子に取り付けられた駆動用磁石を有する駆動部、並びに
　コアと付勢用コイルとから構成され、前記筺体内に配置された付勢用電磁石、及び前記可動子に取り付けられた付勢用磁石を有する付勢部
を備えたリニア振動モータと、
　前記駆動用コイル及び前記付勢用コイルへ通電する外部回路と、
を備え、
　前記外部回路により通電された前記駆動用コイルが形成する磁界及び前記駆動用磁石が形成する磁界の相互作用により生じるローレンツ力により、前記可動子が前記駆動用コイルの巻回軸に略直交する第１の方向に振動し、
　前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石は前記付勢用電磁石の通電時において同極が略対向するように配置され、前記外部回路により通電された前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石の間で生じる反発力による磁気バネにより、前記可動子を前記第１の方向に付勢し、
　前記付勢用コイルへ流す電流値が変化することにより、前記磁気バネの磁気バネ定数が変化するようになっている。

　本発明によれば、様々な周波数で十分な強さの振動を１つのモータで発生可能にしたリニア振動モータ、及びこのリニア振動モータを用いたリニア振動システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータの構造を模式的に示す分解斜視図である。図１のＡ－Ａ断面を示す、本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータの磁気バネを模式的に示す図である。付勢コイルへ流れる電流により異なる周波数で共振が生じることを示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。本発明の第３の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。本発明の第２または３の実施形態に係るリニア振動モータの磁気バネを模式的に示す図である。磁気バネの線形近似を説明するための模式図である。本発明の１つの実施形態に係るリニア振動システムを示すブロック図である。図９に示すリニア振動システムにおける駆動用コイル及び付勢コイルへの電流供給パターンの一例を示すタイムチャートである。本発明の第４の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。本発明のその他の実施形態に係るリニア振動システムを示すブロック図である。図１２Ａに示すリニア振動システムにおける駆動用コイル及び付勢コイルへの電流供給パターンの一例を示すタイムチャートである。可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第１の例を模式的に示す側面断面図である。図１３ＡのＢ－Ｂ断面を示す断面図である。可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第２の例を模式的に示す側面断面図である。図１４ＡのＣ－Ｃ断面を示す断面図である。可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第３の例を模式的に示す断面図である。

　以降、図面を参照しながら、本発明を実施するための様々な実施形態、実施例を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２の実施形態（第２の例）以降では第１実施形態（第１の例）と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態（実施例）毎には逐次言及しないものとする。
　全ての図において、リニア振動モータが水平面に置かれた状態を示し、水平面上において、可動子の振動方向をＸ軸方向とし、それに直交する横方向をＹ軸方向とし、水平面に直交する高さ方向をＺ軸方向とする。なお、可動子の振動方向であるＸ軸方向を第１の方向と称することもできる。

（第１の実施形態に係るリニア振動モータ）
　はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータについて説明を行う。図１は、本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータの構造を模式的に示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す、本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。

　本実施形態に係るリニア振動モータ２は、上面が開口した箱状の容器部４、及びこの容器部４内の空間に収容された可動子８を備える。容器部４は、底板と、底板の四方を囲む４つの側板から構成された略直方体の外形及び内部空間を有する。容器部４の上面には、容器部４内の空間を覆うリッド４０が取り付けられる。容器部４及びリッド４０は、樹脂材料をはじめとする非磁性の材料により形成されている。容器部４及びリッド４０により、筐体３が構成される（図２参照）。よって、リッド４０で覆われた容器部４内（または容器４内の空間）に収容されている場合には、筐体３内（または筐体３内の空間）に収容されていると言うことができる。

　容器部４内の可動子８の上側には、駆動用コイル１２が配置される。本実施形態では、駆動用コイル１２は、リッド４０の内面４０ａに取り付けられている。ただし、これに限られるものではなく、駆動用コイル１２を容器部４側に取り付けることもできる。駆動用コイル１２は、その巻回軸が略Ｚ軸方向に向く空芯のコイルである。駆動用コイル１２の下側の端部（一方の端部）１２ａが、可動子８の本体６の上面（一方の面）６ｃに対向するように配置されている。なお、容器部４には駆動用コイル１２に通電するための、図示しない電極及び通電経路が設けられている。

　また、容器部４のＸ軸方向における第１の内側面４ａに、強磁性体からなるコア２２Ａとコア２２Ａの周囲に巻かれる付勢用コイル２２Ｂとから構成される付勢用電磁石２２が取り付けられる。付勢用コイル２２Ｂは、その巻回軸が略Ｘ軸方向を向く。付勢用電磁石２２は、通電時に、容器部４の第１の内側面４ａと対向する端部がＳ極となり、その反対側の可動子８の本体６の第１の端面６ａと対向する側がＮ極となるように通電される。なお、容器部４には付勢用電磁石２２に通電するための、図示しない電極及び通電経路が設けられている。
　容器部４のＸ軸方向における第２の内側面４ｂに、筐体側磁石２４が取り付けられる。筐体側磁石２４は、両極を結ぶ線が略Ｘ軸方向になるように配置される。筐体側磁石２４は、容器部４の第２の内側面４ｂと対向する端部がＳ極となり、その反対側の可動子８の本体６の第２の端面６ｂと対向する側がＮ極となるように配置されている。

　可動子８は、樹脂材料をはじめとする非磁性の材料により形成された本体、及び本体６に取り付けられた、磁石、ブラケット８Ａ等から構成される。つまり、本体６は、磁石等が取り付けられる可動子８の構造体部分、フレーム部分に相当する。

　可動子８の本体６の上面（一方の面）６ｃに、Ｘ軸方向で前後に配置された２つの凹部が形成されている。これらの２つの凹部の中に、それぞれ駆動用磁石１４Ａ及び１４Ｂが配置され、固定されている。駆動用磁石１４Ａ及び１４Ｂは、両極を結ぶ方向が駆動用コイル１２の巻回軸方向（略Ｚ軸方向）と略一致し、上面（一方の面）６ｃから露出した一方の極が、駆動用コイル１２の下側の端部（一方の端部）１２ａの巻線に対向する位置に配置されている。更に詳細に述べれば、図２の図面左側に配置された駆動用磁石１４Ａは、上面（一方の面）６ｃからＳ極が露出し、駆動用コイル１２の図面左側に位置する巻き線に対向する位置に配置されている。一方、図２の図面右側に配置された駆動用磁石１４Ｂは、上面（一方の面）６ｃからＮ極が露出し、駆動用コイル１２の図面右側に位置する巻き線に対向する位置に配置されている。ただし、Ｓ極やＮ極が露出せず、可動子８の本体６で覆われている場合もあり得る。

可動子８のＸ軸方向の両端部に、凹部が形成されている。これらの凹部に、それぞれ付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂが配置され、固定されている。更に詳細に述べれば、図２の図面左側に配置された付勢用磁石２６Ａは、両極を結ぶ線が付勢用コイル２２Ｂの巻回軸の方向（略Ｘ軸方向）と略一致し、Ｎ極が付勢用電磁石２２の端部（通電時のＮ極）と対向するように配置されている。図２の図面右側に配置された付勢用磁石２６Ｂは、両極を結ぶ線が筐体側磁石２４の両極を結ぶ線（略Ｘ軸方向）と略一致し、Ｎ極が筐体側磁石２４の端部（Ｎ極）と対向するように配置されている。

　図１に示すように、本体６のＹ軸方向における両側面に、それぞれ２つのブラケット８Ａが接合されている。各々の側面では、２つのブラケット８Ａは、Ｘ軸方向において前後に並んで配置されている。ブラケット８Ａは、略Ｘ軸方向を軸方向とする穴部３４が開けられ、同じ側面側にある２つのブラケット８Ａの穴部３４の中心軸は略一致している。
　一方、容器部４内の空間には、２本のシャフト３２が略Ｘ軸方向に延びて配置されている。２本のシャフト３２は、それぞれ前後に並んだブラケット８Ａの穴部３４に挿入される。そして、シャフト３２の両端部は、容器部４のＸ軸方向における両側の内側面４ａ、４ｂに固定される。

　ブラケット８Ａの穴部３４は、シャフト３２の外面と移動可能に接する接触面を有している。これにより、可動子８は、両側に配置されたシャフト３２を支持部材として、容器部４内の空間を略Ｘ軸方向に移動できるようになっている。下記に説明するように、駆動用コイル１２及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂから構成される駆動部１０により、可動子８は、シャフト３２の軸方向である略Ｘ軸方向に振動する。図１に示すシャフト３２及び穴部３４から構成される移動支持機構により、可動子８を略Ｘ軸方向に確実に安定して振動させることができる。

＜駆動部１０＞
　次に、容器部４（筐体３）内に配置された駆動用コイル１２及び可動子８に取り付けられた駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂを有する駆動部１０について説明を行う。
　駆動用コイル１２に電流が供給されると、磁界が形成される。駆動用コイル１２により形成された磁界及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂにより形成された磁界の相互作用によりローレンツ力が生じる。駆動用コイル１２の巻回軸及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂの両極を結ぶ線が略Ｚ軸方向を向いているので、フレミング左手の法則に従い、ローレンツ力は駆動用コイル１２の巻回軸に略直交した略Ｘ軸方向に生じる。

　通電された駆動用コイル１２において、図２の図面左側に位置する巻線の領域と、図面右側に位置する巻線の領域では、発生する磁界の向きが逆向きになるが、それぞれの巻き線に対向した駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂの極性が逆になっているので、略Ｘ軸方向の同じ向きにローレンツ力が生じる。駆動用コイル１２は筐体３側（リッド４０）に固定され、駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂが可動子８側に取り付けられているので、ローレンツ力により、可動子８が略Ｘ軸方向に移動する。

　このとき、駆動用コイル１２に、所定の周波数で逆方向の直流電流を交互に流す、または交流電流を流すことにより、可動子８は略Ｘ軸方向に振動する。駆動用コイル１２に対して、このように通電することにより、可動子８を確実に振動させることができる。このとき、略Ｘ軸方向（第１の方向）に振動する可動子８の本体６の上側（Ｘ軸に直交するＺ軸方向の側方）に、駆動用コイル１２が配置されるので、Ｘ軸（第１の方向）における装置の全長を抑制しながら、十分な駆動力を付与する駆動部１０を得ることができる。

＜付勢部２０＞
　次に、容器部４に取り付けられた付勢用電磁石２２及び可動子８に取り付けられた付勢用磁石２６Ａ、並びに容器部４に取り付けられた筐体側磁石２４及び可動子８に取り付けられた付勢用磁石２６Ｂを有する付勢部２０について説明を行う。なお、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａによる付勢部を第１の付勢部と称し、筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂによる付勢部を第２の付勢部と称することもできる。

　本実施形態では、特に、Ｘ軸方向から視て、第１の付勢部及び第２の付勢部が可動子８の本体６と重なるように配置されている。つまり、図２において、第１の付勢部が可動子８の本体６の図面左側に配置され、第２の付勢部が可動子８の本体６の図面右側に配置されている。このように配置することにより、略Ｘ軸方向に振動する可動子８の本体６に、Ｘ軸方向の両側から付勢力を付与することができる。
　ただし、これに限られるものではなく、例えば、第１の付勢部及び第２の付勢部は、付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂを、本体６からＸ軸方向と直交するＹ軸方向またはＺ軸方向の側方に突設させることもできる。これに対応して、付勢用電磁石２２及び筐体側磁石２４の位置も移動させて、第１の付勢部及び第２の付勢部を本体６の側方に配置することもできる。

　第１の付勢部の付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａは、付勢用電磁石２２の通電時において同極であるＮ極が対向するように配置されているので、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａの間の距離に応じた反発力が生じる。同様に、筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂも、同極であるＮ極が対向するように配置されているので、筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂの間の距離に応じた反発力が生じる。このような電磁石－磁石間及び磁石－磁石間の反発力により、第１の付勢部及び第２の付勢部は磁気バネとして機能する。第１の付勢部の磁気バネにより可動子８を付勢する向きと、第２の付勢部の磁気バネにより可動子８を付勢する向きが反対向きになっている。後述するように、共振が生じるような微少な移動距離においては、電磁石－磁石間または磁石－磁石間の反発力による磁気バネを線形近似することができる。

　以上のように、第１の実施形態に係るリニア振動モータの付勢部２０を、図３のように模式的に示すことができる。図３は、本発明の第１の実施形態に係るリニア振動モータの磁気バネを模式的に示す図である。図３に示すモデルでは、質量Ｍの可動子８は、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａによるバネ定数ｋ１の可変バネにより、Ｘ軸方向の図面左側から右側に付勢される。一方、可動子８は、筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂによるバネ定数ｋ２の定常バネにより、Ｘ軸方向の図面右側から左側に付勢される。
　このとき、駆動用コイル１２及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂから構成される駆動部１０により、可動子８がＸ軸方向に振動する場合、振動の周波数が質量Ｍ、バネ定数ｋ１、ｋ２に基づく固有周波数に達すると、振動が増幅されて強い振れを伴う共振が生じる。

　仮に、定常バネだけで可動子８を付勢する場合には、予め定まった周波数において共振が生じるだけである。一方、本実施形態では、付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに流す電流値を変化させることにより、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａによるバネ定数ｋ１を変化させることができるので、共振が生じる固有周波数を変化させることができる。

　このことを、図４を参照しながら、更に詳細に説明する。図４は、駆動用コイル１２へ流れる電流により異なる周波数で共振が生じることを示すグラフである。図４の縦軸には、可動子８の加速度を示し、横軸は振動の周波数を示す。
　このグラフで、以下のことがわかる。電流値Ｉ_１を駆動用コイル１２に流した場合、周波数Ｓ１（例えば、１５０Ｈｚ）で共振が生じる。電流値Ｉ_１より小さい電流値Ｉ_２を駆動用コイル１２に流した場合には、磁気バネ定数は小さくなり、周波数Ｓ１より低い周波数Ｓ２（例えば１００Ｈｚ）で共振が生じる。電流値Ｉ_１より大きい電流値Ｉ_３を駆動用コイル１２に流した場合には、磁気バネ定数は大きくなり、周波数Ｓ１より高い周波数Ｓ３（例えば２００Ｈｚ）で共振が生じる。

　以上のように、Ｘ軸方向（第１の方向）において、駆動部１０により可動子８が振動するとき、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａによる第１の付勢部、及び筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂによる第２の付勢部から構成される磁気バネで付勢されるので、所定の振動周波数において可動子に共振が生じる。付勢用コイル２２Ｂへ流す電流値を変化させることにより、磁力バネのバネ定数ｋ１を変更できるので、これにより可動子８の共振周波数を変化させることができる。よって、１つのリニア振動モータで様々な周波数の十分な強度の振動を発生可能にするリニア振動モータ２を提供できる。

　第１の実施形態では、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａで構成された第１の付勢部、及び筐体側磁石２４及び付勢用磁石２６Ｂにより構成された第２の付勢部を個別に配置できるので、様々な設計や配置を実現できる。特に、Ｘ軸方向から視て、第１の付勢部及び第２の付勢部が可動子８の本体６と重なるように配置されている場合には、直接付勢力が加わる位置が可動子８の本体６と重なるので、安定した振動特性を得ることができる。

　なお、付勢用コイル２２Ｂへ流す電流値が変化すると、第１の付勢部の磁気バネ定数ｋ１が変化して第１の付勢部における反発力が変化するが、第１の付勢部における反発力及び第２の付勢部における反発力がバランスする位置を振動中心として振動が生じる。すなわち、可動子８は第１の付勢部の磁気バネ定数ｋ１が変化することによって、Ｘ方向に振動中心が変化し得る。

（第２の実施形態に係るリニア振動モータ）
　次に、図５を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係るリニア振動モータについて説明を行う。図５は、本発明の第２の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。図５は、図２と同様に、図１のＡ－Ａ断面における側面断面図に相当する。
　第２の実施形態では、付勢部２０の構造や取り付け位置において、上記の第１の実施形態と異なる。ただし、容器部４、リッド４０の構造や駆動用コイル１２及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂを有する駆動部１０については、基本的に上記の第１の実施形態と同様である。

＜付勢部２０＞
　本実施形態に係るリニア振動モータ２では、Ｘ軸方向から視て、付勢用電磁石２２のコア２２Ａの周囲に巻かれた付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が、可動子８の本体６と重ならないように配置されている。更に詳細に述べれば、Ｘ軸方向から視て、付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が、可動子８の本体６からＸ軸方向と略直交する方向（図５では、Ｚ軸方向の本体６の下側）に突設された付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂと重なるように配置されている。そして、Ｘ軸方向において、付勢用電磁石２２は、２つの付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂの間に配置されている。

　図５では、付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂが、Ｚ軸方向である可動子８の本体６の下側に突設されているが、これに限られるものではない。Ｘ軸方向と略直交する方向であれば、例えば、可動子８の本体６のＹ軸方向における側方に、付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂを突設させることもできる。

　付勢部２０の極性については、Ｘ軸方向における図面左側の付勢用磁石２６Ａは、Ｓ極が付勢用電磁石２２のコア２２Ａの端部と対向するように配置されている。一方、Ｘ軸方向における図面右側の付勢用磁石２６Ｂは、Ｎ極が付勢用電磁石２２のコア２２Ａの端部と対向するように配置されている。
　ここで、図面左側の端部がＳ極、図面右側の端部がＮ極となるように、付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに電流を流せば、付勢用電磁石２２の左側の端部及び付勢用磁石２６Ａの間で反力が生じて磁気バネとして機能し、付勢用電磁石２２の右側の端部及び付勢用磁石２６Ｂの間で反力が生じて磁気バネとして機能する。

　以上のような第２の実施形態に係るリニア振動モータ２の付勢部２０を、図７のように模式的に示すことができる。図７は、本発明の第２の実施形態、または後述する第３の実施形態に係るリニア振動モータの磁気バネを模式的に示す図である。図７に示すモデルでは、質量Ｍの可動子８は、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａによるバネ定数ｋ１の可変バネにより、Ｘ軸方向の図面左側から右側に付勢される、一方、質量Ｍの可動子８は、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ｂによるバネ定数ｋ１の可変バネにより、Ｘ軸方向の図面右側から左側に付勢される。つまり、本実施形態では、質量Ｍの可動子８の両側に同じバネ定数ｋ１の可変バネの力が加わる。

　付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに流す電流値を変化させることにより、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂによるバネ定数ｋ１を変化させることができるので、共振が生じる固有周波数を変化させることができる。これにより、第２の実施形態においても、図４のグラフに示すように、付勢用コイル１２へ流す電流値を変化させることにより、可動子８の共振周波数を変化させることができる。よって、１つの装置で様々な周波数の十分な強度の振動を発生可能な小型なリニア振動モータ２を提供できる。

　第２の実施形態では、Ｘ軸方向（第１の方向）から視て、付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が可動子８の本体６と重ならないので、本体６のＸ軸と直交する方向の側方領域（図５では下側）に付勢用コイル２２を配置できる。よって、リニア振動モータ２のＸ軸方向における全長を抑制しながら、十分な付勢力を得ることができる。また、必要に応じて付勢用コイル２２の長さ（巻回軸長）を長く取ることもできる。

　特に、Ｘ軸方向（第１の方向）から視て、付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が、可動子８の本体６から突設された付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂと重なるように配置されているので、リニア振動モータ２のＸ軸方向における全長を抑制しながら、確実に十分な付勢力を得ることができる。
　更に、可動子８の本体６の側方領域において、２つの付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂの間に付勢用コイル２２Ｂが配置されるので、リニア振動モータ２のＸ軸方向（第１の方向）における全長を十分に短くすることができる。

（第３の実施形態に係るリニア振動モータ）
　次に、図６を参照しながら、本発明の第３の実施形態に係るリニア振動モータについて説明を行う。図６は、本発明の第３の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。図６は、図２と同様に、図１におけるＡ－Ａ断面における側面断面図に相当する。
　第３の実施形態では、Ｘ軸方向から視て、付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が可動子８の本体６と重ならないように配置されている点で、上記の第２の実施形態と同様である。しかし、付勢部２０の詳細な構造や取り付け位置については、第２の実施形態と異なる。なお、容器部４、リッド４０の構造や駆動用コイル１２及び駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂを有する駆動部１０については、基本的に上記の第１及び第２の実施形態と同様である。

＜付勢部２０＞
　本実施形態に係るリニア振動モータ２では、上記の第２の実施形態と同様に、Ｘ軸方向から視て、付勢用電磁石２２のコア２２Ａの周囲に巻かれた付勢用コイル２２Ｂの巻回軸が、可動子８の本体６と重ならないように配置されている。しかし、第３の実施形態においては、付勢用電磁石２２のコア２２Ａの長手方向において、付勢用コイル２２Ｂが巻回された中間領域２２Ａ１の両側に、Ｘ軸方向から視て、可動子８の本体６と重なる２つの端部領域２２Ａ２、２２Ａ２’を有する点で、上記の第２の実施形態と異なる。

　これに伴い、可動子８の本体６のＸ軸方向のおける両端に付勢用磁石２６Ａ及び付勢用磁石２６Ｂが取り付けられている。付勢用電磁石２２のコア２２Ａの２つの端部領域２２Ａ２、２２Ａ２’は、可動子８の本体６の両端に配置された付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂと、それぞれ対向するように配置されている。更に詳細に述べれば、可動子８の本体６の図面左側の端部に配置された付勢用磁石２６Ａは、Ｎ極が付勢用電磁石２２のコア２２Ａの端部領域２２Ａ２と対向するように配置されている。一方、可動子８の本体６の図面右側の端部に配置された付勢用磁石２６Ｂは、Ｓ極が付勢用電磁石２２のコア２２Ａの端部領域２２Ａ２’と対向するように配置されている。

　ここで、端部領域２２Ａ２がＮ極、端部領域２２Ａ２’がＳ極となるように、付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに電流を流せば、付勢用電磁石２２の端部領域２２Ａ２及び付勢用磁石２６Ａの間で反力が生じて磁気バネとして機能する。同様に、付勢用電磁石２２の端部領域２２Ａ２’及び付勢用磁石２６Ｂの間で反力が生じて磁気バネとして機能する。

　以上のような第３の実施形態に係るリニア振動モータ２の付勢部２０は、第２の実施形態と同様に、図７のように模式的に示すことができる。つまり、第３の実施形態でも、質量Ｍの可動子８の両側に同じバネ定数ｋ１の可変バネの力が加わることになる。
　よって、付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに流す電流値を変化させることにより、付勢用電磁石２２及び付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂによるバネ定数ｋ１を変化させることができるので、共振が生じる固有周波数を変化させることができる。これにより、第３の実施形態においても、図４のグラフに示すように、付勢用コイル１２へ流す電流値を変化させることにより、可動子８の共振周波数を変化させることができる。よって、１つのリニア振動モータで様々な周波数の十分な強度の振動を発生可能にするリニア振動モータ２を提供できる。

　第３の実施形態では、可動子８の本体６の側方領域に付勢用磁石２６Ａ、２６Ｂが存在しないので、付勢用コイル２２Ｂの巻回スペースを大きくとることができ、コイル長や巻回軸長を長くすることができる。場合によっては、可動子８の本体６のＸ軸方向の長さと同程度の巻回軸長の付勢用コイル２２Ｂを配置することも可能である。これによって、巻回軸長の長い付勢用コイル２２Ｂを配置できるので、より大きな付勢力を付与することができる、あるいは磁気バネにおける同反発力を得るのに必要な付勢用コイル１２へ流す電流値を低くすることができる。更に、Ｘ軸方向（第１の方向）から視て、付勢力が加わる付勢用電磁石２２のコア２２Ａの端部領域２２Ａ２、２２Ａ２’の位置が可動子８の本体６と重なるので、安定した振動特性を得ることができる。

　図６では、Ｙ軸方向から視て、コア２２Ａが略コの字形（屈曲領域が直角となるＵの字形）に形成されているが、これに限られるものではない。可動子８の本体６と重ならない付勢用コイル２２Ｂが巻回されたコア２２Ａの中間領域２２Ａ１の長手方向両側（または第１の方向両側）に、本体６と重なる端部領域２２Ａ２、Ａ２’を有する形状であれば、略Ｃの字形、略Ｕの字形をはじめとする任意の形状を採用することができる。

（磁気バネの線形近似）
　上記のように、共振が生じるような微少な移動距離においては、電磁石－磁石間または磁石－磁石間の反発力による磁気バネを線形近似することができる。次に、図８を参照しながら、磁気バネの線形近似について、更に詳細に説明する。図８は、磁気バネの線形近似を説明するための模式図である。ここでは、図７に示すような、質量Ｍの可動子８の両側に同じバネ定数ｋ１の可変バネの力が加わる場合を例に取って説明する。なお、図４に示すような、バネ定数ｋ１の可変バネ及びバネ定数ｋ２の定常バネを用いる場合においても、両方のバネの反発力がバランスする位置において、同様な線形近似が可能である。

　図８のモデルにおいて、可動子の質量をＭとし、筐体側の付勢用電磁石のＳ極側と可動子側の付勢用磁石のＳ極との間の反発力をＦ_１とし、筐体側の付勢用電磁石のＮ極側と可動子側の付勢用磁石のＮ極との間の反発力をＦ_２とし、可動子側の付勢用磁石の磁気量をｍ_０とし、筐体側の付勢用電磁石の磁気量をｍ_１とし、比例定数をｋ_ｍとすると、可動子（質点）の運動方程式から、下記のように、数式１が成り立つ。また、反発力Ｆ１及びＦ２は数式２のように表すことができるので、数式１及び数式２から、数式３が得られる。

　（数式１）

　（数式２）

　（数式３）

　可動子が付勢用電磁石との距離よりも十分に小さい範囲で振動すると仮定すると、ｘ＜＜ａとなるため、数式３は、下記の数式４のように近似できる。

　（数式４）

　”ｋ”を下記に数式５のように定義すれば、”ｋ”が磁気バネのバネ定数に該当し、数式６のように表すことができる。よって、磁気バネを、バネ定数ｋの線形バネとして線形近することができる。

　（数式５）

　（数式６）

　付勢用電磁石に流す電流値と付勢用電磁石の磁気量ｍ_１とは正の相関を有するので、数式５から、付勢用電磁石に流す電流値と磁気バネのバネ定数ｋとは正の相関を有することがわかる。この磁気バネ系の固有振動数（共振周波数）をωとすると、数式７及び数式８が成り立つ。

　付勢用電磁石に流す電流値と付勢用電磁石の磁気量ｍ_１とは正の相関を有するので、数式８により、付勢用電磁石に流す電流値と共振周波数ωとが正の相関を有することがわかる。よって、図４のグラフに示すように、例えば、付勢用電磁石に流す電流値を高めた場合には、共振周波数ωが高くなる。付勢用電磁石に流す電流値と付勢用電磁石の磁気量ｍ_１との間の相関関数を用いることにより、共振周波数ωを算出することができる。

　（数式７）

　（数式８）

（１つの実施形態に係るリニア振動システム）
　次に、図９を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係るリニア振動システムの説明を行う。図９は、本発明の１つの実施形態に係るリニア振動システムを示すブロック図である。
　本実施形態に係るリニア振動システム２００では、上記の何れかの実施形態に係るリニア振動モータ２と、リニア振動モータ２に備えられた駆動用コイル１２及び付勢用電磁石２２の付勢用コイル２２Ｂに通電する外部回路１００とを備える。

　外部回路１００は、駆動用コイル１２に電流を供給する駆動用コイルドライバ６０と、付勢用コイル２２Ｂに電流を供給する付勢用コイルドライバ７０と、駆動用コイルドライバ６０及び付勢用コイルドライバ７０を制御する制御部５０とを備える。制御部５０は、駆動用コイルドライバ６０から駆動用コイル１２へ供給する電流値を制御する第１制御部５２と、付勢用コイルドライバ７０から付勢用コイル２２Ｂに電流を供給する電流値を制御する第２制御部５４とを備える。

　次に、図１０を参照しながら、第１制御部５２により制御される駆動用コイル１２への供給電流、及び第２制御部５４により制御される付勢用コイル２２Ｂへの供給電流について説明する。図１０は、図９に示すリニア振動システムにおける駆動用コイル及び付勢コイルへの電流供給パターンの一例を示すタイムチャートである。図９の横軸に時間を示し、縦軸に電流値（Ａ）を示す。０に対して上側がプラス、下側にマイナスを示す。
　図９に示す例では、第１制御部５２により、駆動用コイル１２へ逆方向の直流電流を交互に流す場合を示す。例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御により、正の電流及び負の電流それぞれについて、交互にオンとオフを繰り返す制御により出力することができる。
　初めに１５０Ｈｚの周波数で正負のパルス電流を流し、その後、１００Ｈｚの周波数で正負のパルス電流を流した場合を示す。これにより、可動子８は、１５０Ｈｚの周波数で振動し、その後、１５０Ｈｚの周波数で振動する。なお、１５０Ｈｚの周波数は、図４のグラフのＳ１に対応し、１００Ｈｚの周波数は、図４のグラフのＳ２に対応する。

　駆動用コイル１２へ１５０Ｈｚ（＝Ｓ１）の周波数でパルス電流を流している間に、第２制御部５４により、１５０Ｈｚ（＝Ｓ１）において共振が生じる磁気バネ定数となる電流値Ｉ_１の電流を付勢用コイル２２Ｂに流すように制御した場合を示す。その後、駆動用コイル１２へ１００Ｈｚ（＝Ｓ２）の周波数でパルス電流を流している間に、第２制御部５４により、１００Ｈｚ（＝Ｓ２）において共振が生じる磁気バネ定数となる電流値Ｉ_２の電流を付勢用コイル２２Ｂに流すように制御した場合を示す。

　以上のような制御により、１つのモータで様々な周波数の振動を付与可能なリニア振動モータ２を有するリニア振動システムを提供できる。特に、第１制御部５２及び第２制御部５４により、駆動用コイル１２及び付勢用コイル２２Ｂへ供給する電流を適確に制御することにより、１つのリニア振動モータで確実に様々な周波数の振動を付与することができる。

（その他の実施形態に係るリニア振動システム）
　次に、図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照しながら、本発明の第４の実施形態に係るリニア振動モータ、及びこのリニア振動モータを備えた本発明のその他の実施形態に係るリニア振動システムの説明を行う。図１１は、本発明の第４の実施形態に係るリニア振動モータを模式的に示す側面断面図である。図１２Ａは、本発明のその他の実施形態に係るリニア振動システムを示すブロック図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すリニア振動システムにおける駆動用コイル及び付勢コイルへの電流供給パターンの一例を示すタイムチャートである。図１２Ｂのタイムチャートの縦横軸は、図１０のタイムチャートと同様である。

　本発明の第４の実施形態に係るリニア振動モータ２では、容器部４に振動センサ４２が取り付けられている。ここでは、一例として、上記の第１の実施形態に係るリニア振動モータに振動センサ４２が備えられた場合を示す。ただし、これに限られるものではなく、例えば、第２または第３の実施形態に係るリニア振動モータに振動センサ４２が備えられた場合もあり得る。
　上記の図９に示す１つの実施形態に係るリニア振動システムでは、フィードフォワード制御が行われるが、図１２Ａに示す本実施形態に係るリニア振動システムでは、振動センサ４２からの信号に基づくフィードバック制御が行なわれる。

　リニア振動モータ２に備えられた振動センサ４２は、リニア振動モータ２の実際の振動を検出して、その振動波形を制御部５０に電気信号として伝達する。振動センサ４２として、例えば、加速度センサを用いることができる。振動センサ４２からの信号は、例えば、図１２に示すように、ノイズフィルタ４６を経て、増幅器４８で増幅されて制御部５０に送信される。制御部５０は、振動センサ４２からの信号に基づいて、駆動用コイルドライバ、付勢用コイルドライバに与える信号波形を補正するフィードバック制御を行うことができる。

　具体的な制御例として、下記を例示できる。
　制御部５０が、駆動用コイル１２に１５０Ｈｚの波形を与え、付勢用コイル２２に電流値Ｉ_１の電流を与えるように電気信号を出力した後、振動センサ４２からの信号に基づいて、リニア振動モータ２の実際の振動である振動センサ４２の波形の周波数が１５０Ｈｚからずれていると制御部５０が判別したとき、付勢用コイル２２の電流値を変えるように、第２制御部５４の出力信号を補正する。例えば、共振周波数を上げる必要があれば、付勢用コイル２２への電流値Ｉ_１を上げるように、共振周波数を下げる必要があれば、付勢用コイル２２への電流値Ｉ_１を下げるように、制御部５０は第２制御部５４の出力信号を補正する。
　また、振動センサ４２からの信号に基づいて、振動センサ４２の波形の振幅が所定の範囲からずれていると制御部５０が判別したとき、駆動用コイル１２へ与える電流を変えるように、第１制御部５２の出力信号を補正する。例えば、リニア振動モータ２が所望の振動振幅が得られないとき、駆動用コイル１２に与える電流を補正する。より具体的には、振動振幅が小さい場合には、駆動用コイル１２に与える電流を増やすように、振動振幅が大きい場合には、駆動用コイル１２に与える電流を減らすように、制御部５０は第１制御部５２の出力信号を補正する。

　図１２Ｂ下側の付勢用コイルのタイムチャートでは、細線（直線）が、駆動用コイル１２に１５０Ｈｚまたは１００Ｈｚの波形を与えるときの付勢用コイル２２に与える最適電流値（設計値）Ｉ_１、Ｉ_２を示し、太線がフィードバック制御による実際の電流値を示す。細線で示す最適電流値（設計値）Ｉ_１、Ｉ_２は、図１０に示すタイムチャートと同様である。図１２Ｂに示す例では、最適電流の設計値では、振動センサ４２から検出されるリニア振動モータ２の振動数が目標の振動数に達しないため、Ｉ_１（Ｉ_２）＋ΔＩ（ΔＩは、補正量）が実質的な最適電流値となっている場合が示されている。各振動数の制御の開始初期においては、多少の時間的な遅れが生じているが、徐々に安定していくところが示されている。
　以上のようなフィードバック制御を実施することにより、リニア振動モータ２が取り付けられた装置の使用者に対して、確実に所望の振動を伝達することができる。このとき、機械式ばねや不可変の磁気バネを用いた場合には、フィードバック制御で、駆動用コイルドライバへ与える電流波形は変化させることはできても、共振点を変化させる付勢用コイルの調整はできない。上記の実施形態に係るリニア振動モータ２のように、磁気バネの磁力を可変にすることにより、はじめて所望の振動を伝達できるフィードバック制御が実現できる。

（移動支持機構）
　次に、可動子８を確実に安定して振動させるための移動支持機構の構造について、幾つかの例を用いて説明する。第１の実施形態で開示した移動支持機構に代えて、以下に示す第１の例から第３の例を用いることもできる。何れの例においても、移動支持機構は、容器部４（筐体）内の空間において、容器部４（筐体３）に対して固定されＸ軸方向に延びた支持部材、及び可動子８に設けられ、支持部材と移動可能に接する接触面を有している。このような構成により、可動子８をＸ軸方向（第１の方向）に確実に安定して振動させることができ、よって、安定した共振周波数特性が得られる。

＜移動支持機構の第１の例＞
　はじめに、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら、移動支持機構の第１の例について説明する。図１３Ａは、可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第１の例を模式的に示す側面断面図である。図１３Ｂは、図１３ＡのＢ－Ｂ断面を示す断面図である。

　第１の例として示す移動支持機構３０は、支持部材が、Ｘ軸方向に延びたシャフト３２で構成され、接触面が、可動子８の本体６に設けられた穴部３４の内面３４Ａにより形成されている。可動子８の本体６がシャフト３２上を移動可能なように、シャフト３２の外径及び穴部３４の内径が設定されている。第1の例は、例えば、図２に示すリニア振動モータ２の容器部４内において、可動子８の本体６の下側の空間にシャフト３２を貫通させる場合が考えられる。
　このようなシャフト３２及び可動子８から構成される移動支持機構３０により、可動子８をＸ軸方向（第１の方向）に確実に安定して振動させることができる。

＜移動支持機構の第２の例＞
　次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら、移動支持機構の第２の例について説明する。図１４Ａは、可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第２の例を模式的に示す側面断面図である。図１４Ｂは、図１４ＡのＣ－Ｃ断面を示す断面図である。

　第２の例として示す移動支持機構３０は、支持部材が、Ｘ軸方向に延びたシャフト３２で構成され、
接触面が、可動子８の本体６に取り付けられたブラケット８Ａに設けられた凹部３４’の内面３４Ａ’により形成されている。可動子８の本体６がシャフト３２上を移動可能なように、シャフト３２の外径及び凹部３４’の内径が設定されている。このような、シャフト３２及び凹部３４’から構成される移動支持機構３０により、可動子８をＸ軸方向（第１の方向）に確実に安定して振動させることができる。

　上記の第１の実施形態や第１の例や第２の例に示す移動支持機構３０において、例えば、シャフト３２及び穴部３４（凹部３４’）の間に滑り軸受けを装着して、シャフト３２の外面及び穴部３４（凹部３４’）の内面３４Ａ（３４Ａ’）との間の摩擦を軽減することができる。滑り軸受けは、自己潤滑式の滑り軸受けを用いることもできるし、強制潤滑機構を設けることもできるし、予めグリースや潤滑油を注入しておくこともできる。更に、滑り軸受けだけでなく、その他の任意のリニア軸受けを用いることができる。

＜移動支持機構の第３の例＞
　次に、図１５を参照しながら、第３の例に示す移動支持機構について説明する。図１５は、可動子を確実に安定して振動させるための移動支持機構の第３の例を模式的に示す断面図である。図１５は、図１４Ｂと同様な位置の断面を示している。

　第３の例として示す移動支持機構３０は、支持部材が、Ｘ軸方向に延びたレール３６で構成されている。可動子８の本体６の両側面には、受け部材３８が取り付けられ、接触面が、受け部材３８に設けられた受け面３８Ａにより形成されている。可動子８の本体６がレール３６上をＸ軸方向に移動可能なように、レール３６及び受け面３８Ａが配置されている。レール３６及び受け面３８Ａの間に、摩擦を軽減する潤滑手段を施すことが好ましい。このような、レール３６及び受け部材３８から構成される移動支持機構３０により、可動子８をＸ軸方向（第１の方向）に確実に安定して振動させることができる。

（その他の実施形態）
　上記の実施形態に係る駆動部１０は、可動子８の本体６の上側に配置されているが、これに限られるものではない。駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂとの関係でローレンツ力が付与されるようになっていれば、駆動部１０を、可動子８の本体６の下側の面、左側の面、右側の面をはじめするその他の任意の側面側に配置することができる。それに対応して駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂを配置すれば、可動子８をＸ軸方向に振動させる駆動部１０を実現できる。駆動部１０が可動子８の本体６の上側に配置される場合には、駆動用コイル１２はリッド４０に取り付けられる。一方、駆動部１０が可動子８の本体６の下側や横側に配置される場合には、駆動用コイル１２は容器部４の底面や内側面に取り付けられる。何れの場合も、駆動用コイル１２は、筐体３内に配置される。

　上記の実施形態に係る駆動部１０では、駆動用コイル１２のＸ軸方向における前後の巻き線のそれぞれに対向するように極性が逆になった駆動用磁石１４Ａ、１４Ｂが配置されているが、これに限られるものではない。１つの駆動用磁石で十分な駆動力が得られる場合には、どちらかの巻き線に対向するように配置された１つの駆動用磁石を備える場合もあり得る。逆に、より大きな駆動力を要する場合には、複数の駆動用コイル１２を備えることもできる。

　１つの駆動用コイル１２を備える場合であっても、互いに磁化方向の異なる複数の磁石を配置したハルバッハ配列の駆動用磁石１４を用いることにより、駆動用コイル１２に対向する側の極の磁力を反対側の極に比べて強めることができる。これにより、総磁気エネルギが同じであっても、磁気エネルギを効率的に使うことにより、より大きな駆動力を得ることができる。よって、小型で大きな駆動力を有するリニア振動モータ２を実現できる。

　上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

２　　　　　　　　リニア振動モータ
３　　　　　　　　筺体
４　　　　　　　　容器部
４ａ　　　　　　　第１の内側面
４ｂ　　　　　　　第２の内側面
６　　　　　　　　本体
６ａ　　　　　　　第１の端面
６ｂ　　　　　　　第２の端面
６ｃ　　　　　　　上面（一方の面）
８　　　　　　　　可動子
８Ａ　　　　　　　ブラケット
１０　　　　　　　駆動部
１２　　　　　　　駆動用コイル
１２ａ　　　　　　下側の端部（一方の端部）
１４Ａ、１４Ｂ　　駆動用磁石
２０　　　　　　　付勢部
２２　　　　　　　付勢用電磁石
２２Ａ　　　　　　コア
２２Ａ１　　　　　中間領域
２２Ａ２、Ａ２’　端部領域
２２Ｂ　　　　　　付勢用コイル
２４　　　　　　　筐体側磁石
２６Ａ、２６Ｂ　　付勢用磁石
３０　　　　　　　移動支持機構
３２　　　　　　　シャフト（支持部材）
３４、３４’　　　穴部、凹部
３４Ａ、３４Ａ’　内面　　
３６　　　　　　　レール（支持部材）
３８　　　　　　　受け部材
３８Ａ　　　　　　　受け面
４０　　　　　　　リッド
４０ａ　　　　　　内面
４２　　　　　　　振動センサ
４６　　　　　　　ノイズフィルタ
４８　　　　　　　増幅器
５０　　　　　　　制御部
５２　　　　　　　第１制御部
５４　　　　　　　第２制御部
６０　　　　　　　駆動用コイルドライバ
７０　　　　　　　付勢用コイルドライバ
１００　　　　　　外部回路

Claims

　筺体と、
　前記筺体内の空間に収容された可動子と、
　前記筐体内に配置された駆動用コイル及び前記可動子に取り付けられた駆動用磁石を有する駆動部と、
　コアと付勢用コイルとから構成され、前記筺体内に配置された付勢用電磁石、及び前記可動子に取り付けられた付勢用磁石を有する付勢部と、
を備え、
　通電された前記駆動用コイルが形成する磁界及び前記駆動用磁石が形成する磁界の相互作用により生じるローレンツ力により、前記可動子が前記駆動用コイルの巻回軸に略直交する第１の方向に振動し、
　前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石は前記付勢用電磁石の通電時において同極が略対向するように配置され、通電された前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石の間で生じる反発力による磁気バネにより、前記可動子を前記第１の方向に付勢し、
　前記付勢用コイルへ流す電流値が変化することにより、前記磁気バネの磁気バネ定数が変化することを特徴とするリニア振動モータ。
　前記付勢部が、前記筐体に取り付けられた筐体側磁石を更に有し、
　前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石で構成される第１の付勢部と、前記筐体側磁石及び前記付勢用磁石で構成される第２の付勢部とを備え、
　前記第１の付勢部により前記可動子を付勢する向きと、前記第２の付勢部により前記可動子を付勢する向きが反対向きであることを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
　前記第１の方向から視て、前記第１の付勢部及び前記第２の付勢部が前記可動子の本体と重なるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のリニア振動モータ。
　前記第１の方向から視て、前記付勢用コイルの巻回軸が前記可動子の本体と重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリニア振動モータ。
　前記第１の方向から視て、前記付勢用コイルの巻回軸が、前記可動子の本体から前記第１の方向と略直交する方向に突設された前記付勢用磁石と重なるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のリニア振動モータ。
　前記付勢用磁石が２つの磁石から構成され、
　前記第１の方向において、前記２つの磁石の間に前記付勢用電磁石が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のリニア振動モータ。
前記付勢用磁石は前記可動子の本体の前記第１の方向における両端に配置された２つの磁石からなり、
　前記第１の方向において、前記コアは前記付勢用コイルが巻回された中間領域及び前記中間領域の両側に２つの端部領域からなり、
前記第１の方向から視て、前記２つの端部領域は、前記可動子の本体と重なり、
　前記２つの端部領域は、前記２つの磁石とそれぞれ略対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のリニア振動モータ。
　前記駆動用コイルに、逆方向の直流電流を交互に流すまたは交流電流を流すことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のリニア振動モータ。
前記駆動用コイルの一方の端部が、前記可動子の本体の一方の面に対向するように配置され、
　前記本体に取り付けられた前記駆動用磁石は、両極を結ぶ方向が前記駆動用コイルの巻回軸方向と略一致し、前記一方の面を向く一方の極が、前記駆動用コイルの一方の端部の巻線に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のリニア振動モータ。
　前記筺体内の空間において前記筺体に対して固定され前記第１の方向に延びた支持部材、及び前記可動子に設けられ、前記支持部材と移動可能に接する接触面を有する移動支持機構を備えることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のリニア振動モータ。
　前記支持部材が、前記第１の方向に延びたシャフトで構成され、
　前記接触面が、前記可動子の本体または前記本体に取り付けられた部材に設けられた前記シャフトが挿入される穴部または凹部の内面により形成されることを特徴とする請求項１０に記載のリニア振動モータ。
　筺体、
　前記筺体内の空間に収容された可動子、
　前記筐体内に配置された駆動用コイル及び前記可動子に取り付けられた駆動用磁石を有する駆動部、並びに
　コアと付勢用コイルとから構成され、前記筺体内に配置された付勢用電磁石、及び前記可動子に取り付けられた付勢用磁石を有する付勢部
を備えたリニア振動モータと、
　前記駆動用コイル及び前記付勢用コイルへ電力供給する外部回路と、
を備え、
　前記外部回路により通電された前記駆動用コイルが形成する磁界及び前記駆動用磁石が形成する磁界の相互作用により生じるローレンツ力により、前記可動子が前記駆動用コイルの巻回軸に略直交する第１の方向に振動し、
　前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石は前記付勢用電磁石の通電時において同極が略対向するように配置され、前記外部回路により通電された前記付勢用電磁石及び前記付勢用磁石の間で生じる反発力による磁気バネにより、前記可動子を前記第１の方向に付勢し、
　前記付勢用コイルへ流す電流値が変化することにより、前記磁気バネの磁気バネ定数が変化することを特徴とするリニア振動システム。
　前記外部回路は更に制御部を有し、
　前記制御部は、前記駆動用コイルへの供給電流を制御する第１制御部と、前記付勢用コイルへの供給電流を制御する第２制御部とを有することを特徴とする請求項１２に記載のリニア振動システム。
　前記リニア振動モータに振動センサが備えられ、
　前記制御部が、前記振動センサからの信号に基づいてフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１３に記載のリニア振動システム。