WO2026029136A1 - 振動アクチュエータ及び電子機器 - Google Patents

振動アクチュエータ及び電子機器

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WO2026029136A1
WO2026029136A1 PCT/JP2025/027144 JP2025027144W WO2026029136A1 WO 2026029136 A1 WO2026029136 A1 WO 2026029136A1 JP 2025027144 W JP2025027144 W JP 2025027144W WO 2026029136 A1 WO2026029136 A1 WO 2026029136A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movable body
vibration
vibration actuator
coil
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/027144
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一輝 松尾
重幸 下村
祥宏 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
MinebeaMitsumi Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by MinebeaMitsumi Inc filed Critical MinebeaMitsumi Inc
Publication of WO2026029136A1 publication Critical patent/WO2026029136A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism

Definitions

  • the present invention relates to a vibration actuator and an electronic device equipped with the same.
  • electronic devices with vibration functions are equipped with vibration actuators as vibration generation sources. By driving the vibration actuators and transmitting vibrations to the user, electronic devices can notify them of incoming calls and improve the sense of operation and realism.
  • electronic devices include portable devices such as handheld game terminals, controllers (gamepads) for stationary game consoles, mobile communication terminals such as mobile phones and smartphones, personal digital assistants such as tablet PCs, and wearable terminals that can be attached to clothing, the arm, etc.
  • Patent Document 1 As an example of a vibration actuator with a miniaturizable structure that can be implemented in a mobile device, a vibration actuator used in pagers and the like is known, as shown in Patent Document 1.
  • This vibration actuator consists of a pair of elastic plates that are supported facing each other at the opening edge of a cylindrical frame. Each elastic plate is fixed at one end to a fixed body and the other end to a movable body.
  • One of the pair of elastic plates is a spiral-shaped elastic plate, with its outer periphery (one end) positioned at the bottom of the frame and its central end (the other end) rising from this outer periphery.
  • a yoke with a magnet attached is fixed to this central portion and is supported within the frame.
  • the yoke together with the magnet, forms a magnetic field generator, and the coil is placed within the magnetic field of this magnetic field generator, attached to the other plate-shaped elastic body.
  • the coil is constructed in a cylindrical shape using enamelled wire, which is copper wire with resin baked onto its surface; it is an air-core coil made of so-called self-bonding wire, and requires only a small space to be placed.
  • Patent No. 3748637 Japanese Utility Model Application Publication No. 59-191427
  • actuators that are driven by resonance such as those in Patent Document 1
  • vibration actuators when trying to obtain strong vibrations over a wide frequency range, there has been a demand for optimal adjustment of the vibration without reducing the output.
  • the object of the present invention is to provide a vibration actuator and electronic device that generate high-output vibrations over a wide frequency range.
  • One aspect of the vibration actuator of the present invention is a fixed body having a coil; a movable body having a magnet disposed radially inside the coil, the movable body vibrating in a vibration direction perpendicular to the radial direction of the coil relative to the fixed body due to an interaction between a current flowing through the coil and a magnetic field of the magnet; and
  • the fixed body is
  • the magnet is configured to have an eddy current damping section that is arranged to surround the magnet on its outer periphery, generates eddy currents as the movable body moves within the magnetic field, and damps the vibration of the movable body by interacting with the magnetic field.
  • One aspect of the electronic device of the present invention is The vibration actuator having the above-described configuration is mounted.
  • the present invention makes it possible to generate high-output vibrations over a wide frequency range.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a vibration actuator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the vibration actuator with the drive unit removed from the case.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the drive unit.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the vibration actuator.
  • FIG. 5 is a perspective view of the coil assembly with the movable body removed from the drive unit.
  • FIG. 6 is a plan view of the coil assembly.
  • 7A to 7C are diagrams illustrating the operation of the vibration actuator shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration for the conventional vibration actuator and the vibration actuator shown in FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of the coil assembly with the movable body removed from the drive unit.
  • FIG. 11 is a plan view of the coil assembly.
  • FIG. 12 is a perspective view of an eddy current damping portion of a vibration actuator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view of a coil assembly of a vibration actuator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view of the same.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a perspective view of a coil assembly of a vibration actuator according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a vibration actuator according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a perspective view of a coil assembly of a vibration actuator according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of a drive unit in a vibration actuator according to an eighth embodiment of the present invention.
  • 25 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • 26 is an exploded perspective view of a drive unit in a vibration actuator according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is an exploded perspective view of a drive unit in a vibration actuator according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a graph showing an example of the relationship between drive frequency and vibration acceleration for the vibration actuator according to embodiment 1 and the vibration actuators according to embodiments 8 to 10.
  • FIG. 30 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a fourteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a diagram showing an example of an electronic device in which the vibration actuator is mounted.
  • FIG. 35 is a diagram showing an example of an electronic device in which the vibration actuator is mounted.
  • the terms “upper” and “lower” in terms such as “upper side” and “lower side” are used for convenience to make it easier to understand the configuration and behavior of the vibration actuator according to each embodiment.
  • the vibration actuator according to each embodiment is mounted on an electrical device (see Figures 34 and 35), the “upper” and “lower” described here may be reversed, or may be left or right, or may be diagonal.
  • the up-down direction is the vibration direction of the movable body in vibration actuator 1, with the "upward direction” being one of the vibration directions and the “downward direction” being the other of the vibration directions.
  • the vibration actuator is a linear actuator that vibrates the movable body in a straight line in the up-down direction.
  • radial direction refers to a direction extending radially or centrifugally around the central axis extending in the up-down direction of the vibration actuator 1 (a direction perpendicular to the central axis).
  • outer direction and inside in “outside” and “inside” refer to the outward and inward directions in the radial direction around the central axis CA.
  • circumferential direction refers to a direction extending around the central axis CA.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a vibration actuator according to a first embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a perspective view showing the vibration actuator with a drive unit removed from a case
  • Fig. 3 is an exploded perspective view of the drive unit
  • Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the vibration actuator
  • Fig. 5 is a perspective view of a coil assembly with a movable body removed from the drive unit
  • Fig. 6 is a plan view of the coil assembly.
  • the vibration actuator 1 is mounted as a vibration generating source in an electronic device such as a portable game terminal device (for example, the game controller GC shown in FIG. 34) and realizes the vibration function of the electronic device.
  • electronic devices also include mobile devices such as smartphones (for example, the mobile terminal M shown in FIG. 35).
  • the vibration actuator 1 is mounted in each device such as a portable game terminal device or a mobile device, and vibrates when driven to notify the user of an incoming call or to provide a sense of operation or realism.
  • the vibration actuator 1 of this embodiment houses a movable body 20 inside a hollow case 10 so that it can vibrate between the upper and lower end faces, with the axial direction (vertical direction) of the case 10 being the vibration direction.
  • the vibration actuator 1 itself functions as a vibrating body.
  • the vibration actuator 1 has a movable body 20 having a magnet 30 and movable body cores 41 and 42, a fixed body 50 having coils 61 and 62, and elastic support parts 81 and 82 that support the movable body 20 so that it can move back and forth relative to the fixed body 50.
  • the coils 61, 62, magnet 30, and movable body cores 41, 42 form a magnetic circuit that vibrates the movable body 20.
  • a power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in Figures 34 and 35
  • an interaction occurs between the current in the coils 61, 62 and the magnetic field generated by the magnet 30. This causes the movable body 20 to move back and forth in the vibration direction within the case 10.
  • the movable body 20 moves back and forth in the vertical vibration direction inside the coils 61, 62 held by the coil bobbin portion 52, which is the coil holding portion, more specifically inside the bobbin main body portion (coil protection wall portion) 522.
  • the axial direction of the coils 61, 62 of the movable body 20 is the vibration direction of the movable body 20, the magnetization direction of the magnet 30, and also the axial direction of the coil bobbin portion 52.
  • the movable body 20 When the movable body 20 is not vibrating, it is positioned via the elastic support parts 81, 82 so that the center of its length in the vibration direction faces the center of the length in the vibration direction of the coil bobbin part 52 at a predetermined distance in a direction perpendicular to the axial direction of the movable body 20. At this time, it is desirable that the movable body 20 be positioned in a balanced position with the coils 61, 62 so as not to come into contact with the bobbin main body part 522 of the coil bobbin part 52.
  • the centers of the lengths in the vibration direction of the magnet 30 and the movable body cores 41, 42 are positioned to face radially outward (in a direction perpendicular to the vibration direction) the center of the length (thickness) in the vibration direction between the coils 61, 62 spaced apart above and below.
  • a magnetic fluid may be interposed in the gap between the bobbin main body part 522 and the movable body 20.
  • the vibration actuator 1 houses a drive unit 13 in a case 10 having a case body 11 and a lid portion 12.
  • the drive unit 13 has coils 61, 62, a coil bobbin portion 52, a movable body 20, and elastic support portions 81, 82.
  • the drive unit 13 may also include an outer yoke 58 that covers the coils 61, 62 from the outside.
  • the movable body 20 is supported inside the cylindrical coil bobbin portion 52 of the fixed body 50 by elastic support portions 81, 82 connected at the upper and lower ends so that it can move back and forth along the inner surface of the coil bobbin portion 52 (the inner surface 52a of the bobbin main body portion 522).
  • the movable body 20 has a magnet 30, movable body cores 41 and 42, weight portions 22 and 24, and fixing pins 26 and 28.
  • the movable body 20 has movable body cores 41 and 42 and weights 22 and 24 connected to each other on either side of the vibration direction around the magnet 30.
  • the outer peripheral surfaces 20a of the magnet 30 and movable body cores 41 and 42 are arranged facing the inner peripheral surface 52a of the bobbin main body 522, specifically the inner peripheral surface of the cylindrical conductor 90, with a predetermined distance between them.
  • the outer peripheral surface 20a faces the cylindrical conductor 90 along the inner peripheral surface 52a, and moves back and forth without coming into contact with the cylindrical conductor 90.
  • Magnet 30 is magnetized in the vibration direction.
  • magnet 30 is formed in a disk shape, and front and back surfaces 30a and 30b, which are spaced apart in the vibration direction, each have a different polarity.
  • Front and back surfaces 30a and 30b of magnet 30 are two magnetized surfaces that are spaced apart in the direction in which the axes of coils 61 and 62 extend.
  • the magnet 30 is arranged so as to be spaced apart radially inward from the coils 61, 62 (details will be described later).
  • the "radial direction” refers to a direction perpendicular to the axes of the coils 61, 62, and also to a direction perpendicular to the up-and-down direction, which is the vibration direction.
  • This "space” in the radial direction may refer to the space between the magnet 30 and the coils 61, 62, including the bobbin main body 522. It may also refer to a space that allows movement without contact between the bobbin main body 522 and the magnet 30 in the vibration direction of the movable body 20, but may also be a predetermined space between the bobbin main body 522 and the magnet 30.
  • magnet 30 is positioned radially outward, facing the center of bobbin main body 522.
  • magnet 30 may be shaped other than a disk, such as cylindrical or plate-shaped, as long as it is positioned inside coils 61, 62 with its two magnetized surfaces facing in the direction of extension of the axes of coils 61, 62. It is also desirable that the axial center of magnet 30 coincides with the axial center of movable body 20.
  • Moveable cores 41 and 42 are provided on the front and back surfaces 30a and 30b of the magnet 30, respectively.
  • the magnet 30 is made of, for example, neodymium sintered material.
  • the movable body cores 41 and 42 are magnetic and function as yokes, forming a magnetic circuit together with the magnet 30 and coils 61 and 62.
  • the movable body cores 41 and 42 are made of a magnetic material such as SECC.
  • SECC magnetic material
  • the movable body cores 41 and 42 form the movable body side magnetic circuit together with the magnet 30.
  • the movable body cores 41 and 42 concentrate the magnetic flux of the magnet 30, allowing it to flow efficiently without leakage, and effectively distributing the magnetic flux flowing between the magnet 30 and the coils 61 and 62.
  • the movable body cores 41 and 42 also function as the main body of the movable body 20, as a part that secures the weights 22 and 24, and as a weight.
  • the movable body cores 41, 42 have the same outer diameter and surface shape as the magnet 30.
  • the movable body cores 41, 42 are formed in the shape of an annular flat plate and are fixed to the magnet 30 so that their outer surfaces are flush with the outer surface of the magnet.
  • the movable body cores 41, 42, together with the outer surface of the magnet 30, form the outer surface 20a of the movable body 20.
  • the movable body cores 41 and 42 are the same components formed in the same shape.
  • the movable body cores 41 and 42 are arranged symmetrically above and below the magnet 30, with the magnet 30 at the center, sandwiching the magnet 30.
  • the movable body cores 41 and 42 are attracted to the magnet 30 and fixed to the magnet 30 with, for example, a thermosetting adhesive such as epoxy resin or an anaerobic adhesive.
  • the movable cores 41, 42 each have a central fitting opening 411, 421 into which the upper and lower weights 22, 24 fit.
  • the upper and lower weights 22, 24 are inserted coaxially into the fitting openings 411, 421.
  • the movable body cores 41, 42 are positioned inside (radially inside) the coils 61, 62, facing each other in a direction perpendicular to the axial direction of the coils 61, 62.
  • Plummets 22, 24 are the weights of movable body 20 and are preferably made of a non-magnetic material. They are made of, for example, SUS. Furthermore, weights 22, 24 fix the movable body magnetic circuit (magnet 30 and movable body cores 41, 42) to elastic support portions 81, 82. Weights 22, 24 are arranged symmetrically above and below, sandwiching magnet 30 and movable body cores 41, 42. This provides good weight balance in the vertical direction for movable body 20, increasing the vibration output of movable body 20.
  • the weights 22 and 24 are cylindrical bodies that function as the axis of the movable body 20 and are arranged along the central axis of the movable body 20, and are interposed between the movable body cores 41 and 42 and the elastic support members 81 and 82.
  • Plummets 22 and 24 are formed in the same shape and have joints 222 and 242 and spring fixing portions 224 and 244. These joints 222 and 242 and spring fixing portions 224 and 244 are connected in the vibration direction (specifically, the vertical direction).
  • the weight sections 22, 24 have through-holes that allow weights to be added into the through-holes. This allows the weight sections 22, 24 to function as weight adjustment sections. By adding weights into the through-holes, the movable body 20 can be made heavier, thereby increasing the vibration output of the movable body 20.
  • the other ends of the joints 222, 242 are inserted into the fitting openings 411, 421 of the movable body cores 41, 42, respectively, and fitted within.
  • the weights 22, 24 may be fixed to the movable body cores 41, 42 by press-fitting, or by bonding using a thermosetting adhesive such as epoxy resin or an anaerobic adhesive.
  • the spring fixing portions 224, 244 constitute both ends of the movable body 20 in the vibration direction.
  • the upper spring fixing portion 224 is joined to the inner peripheral portion 802, which is the inner diameter side end (other end) of the upper leaf spring that constitutes the elastic support portion 81.
  • the spring fixing portion 224 is arranged in the weight portion 22 so as to protrude upward from the joint portion 222, and its tip is joined to the inner peripheral portion 802 of the elastic support portion 81 via the fixing pin 26.
  • the lower spring fixing portion 244 is joined to the inner peripheral portion 802, which is the inner diameter end of the lower leaf spring, which is the elastic support portion 82.
  • the spring fixing portion 244 is provided in the weight portion 24 so as to protrude downward from the joint portion 242, and its tip is joined to the inner peripheral portion 802 of the elastic support portion 82 via the fixing pin 28.
  • the fixing pins 26, 28 firmly fix the elastic support parts 81, 82 to the movable body 20 so that they do not come loose due to vibration of the movable body 20.
  • the fixing pins 26, 28 are rivets formed to the same shape, and each have a shaft-shaped pin body 262, 282 that can be press-fit into the spring fixing portion 224, 244, and a flange 264, 284 provided on the edge of one end of the pin body 262, 282.
  • the pin bodies 262, 282 are press-fitted into the through holes of the spring fixing portions 224, 244 via the openings in the inner periphery 802, with the inner periphery 802 of each elastic support portion 81, 82 overlapping the spring fixing portions 224, 244.
  • the flanges 264, 284 and the spring fixing portions 224, 244 clamp the inner periphery 802 of the elastic support portions 81, 82, firmly joining the elastic support portions 81, 82.
  • the inner peripheral portions 802 of the elastic support portions 81, 82 and the spring fixing portions 224, 244 may be joined by welding, adhesive, crimping, or the like, or may be joined by a combination of welding, adhesive, and crimping.
  • Plummets 22, 24 are arranged at both ends (upper and lower ends) of movable body 20, spaced apart in the vibration direction from the movable body magnetic circuit. Furthermore, because plummets 22, 24 have both a plummet function and a spring fixing function, there is no need to assemble the components with each function separately. While plummets 22, 24 may be made of a magnetic material, they are made of a non-magnetic material, so the magnetic flux from movable body cores 41, 42 does not flow upward or downward, but instead flows efficiently toward coils 61, 62 located on the outer periphery of movable body cores 41, 42.
  • the fixed body 50 holds the coils 61, 62 and supports the movable body 20 radially inside the coils 61, 62 via elastic support portions 81, 82 so that the movable body 20 can move freely in the vibration direction (coil axis direction, axial direction of the movable body 20).
  • the fixed body 50 includes a case 10, coils 61 and 62, a coil bobbin portion 52, an outer yoke 58, and a cylindrical conductor (electrical conductor) 90 serving as an eddy current damping portion.
  • the coil assembly 15 is made up of the coils 61, 62, the coil bobbin portion 52, and the cylindrical conductor 90.
  • the vibration actuator 1 is made up by connecting almost all of the components that generate vibration, such as the movable body 20 and the case 10, to the coil assembly 15 via the elastic support portions 81, 82.
  • the coil bobbin portion 52 holds the coils 61, 62 wound around its outer periphery, and surrounds the magnet 30 with its inner periphery 52a, guiding the movement of the movable body 20 carrying the magnet 30.
  • the coil bobbin portion 52 is a cylindrical body formed from a resin such as phenolic resin or polybutylene terephthalate (PBT).
  • the coil bobbin portion 52 is made of a highly flame-retardant material containing phenolic resin, such as bakelite.
  • the coil bobbin portion 52 is made from a material containing phenolic resin, which increases its flame resistance and improves safety during operation even if heat is generated by Joule heat when current flows through the holding coils 61 and 62. Furthermore, improved dimensional accuracy and positional accuracy of the coils 61 and 62 reduce variation in vibration characteristics.
  • the coil bobbin portion 52 has a cylindrical bobbin body portion 522, a central flange portion 526 and flange portions 527 and 528 that protrude radially from the outer periphery of the bobbin body portion 522, a terminal pull-out portion 530, and a movable range forming portion 54.
  • Coils 61 and 62 are wound around the coil bobbin portion 52. These coils 61 and 62 are covered by an outer yoke 58.
  • the terminal binding portion (coil connection portion) 53 is sometimes illustrated and described as terminal binding portions (coil connection portions) 53-1 and 53-2.
  • the bobbin body 522 functions as a protective wall that protects the coils 61, 62 from collisions when the movable body 20 located inside is driven.
  • the thickness of the bobbin body 522 is strong enough to prevent any impact on the outer coils 61, 62 even when the moving movable body 20 comes into contact with it.
  • Concave coil mounting portions 52b and 52c are formed on the outer periphery of the bobbin body 522, between the central flange 526 and each flange 527 and 528.
  • Coils 61 and 62 are disposed in the coil mounting portions 52b and 52c. The coils 61 and 62 are aligned in the coil axis direction so as to surround the outer periphery of the movable body cores 41 and 42 of the movable body 20 (the outer periphery of the magnet 30 and movable body cores 41 and 42).
  • the terminal lead-out portion 530 is provided so as to protrude radially outward from the central flange portion 526.
  • the terminal lead-out portion 530 fits into the opening 582 of the outer yoke 58 and functions as a rotation stopper for the outer yoke 58.
  • Terminal binding portions (coil connection portions) 53 53-1, 53-2), which are terminals connected to the coils 61, 62, protrude from the terminal lead-out portion 530 and are exposed to the outside.
  • the terminal binding portion 53 binds the coil windings at the ends of the coils 61 and 62 and functions as a connector wiring portion for connecting to external equipment.
  • the coils 61 and 62 are connected to the external equipment via the terminal binding portion 53, and power is supplied to the coils 61 and 62.
  • the terminal binding portion 53 is attached to the outer peripheral surface of the central flange portion 526, which is positioned at the center of the vibration direction on the outer periphery of the bobbin main body portion 522, and is positioned so as to protrude from the outer peripheral surface of the central flange portion 526.
  • the flange portions 527, 528 are provided at both ends of the bobbin body portion 522 that are spaced apart in the axial direction (which in this embodiment is the vibration direction and also the vertical direction), and form the upper and lower ends of the coil bobbin portion 52.
  • the elastic support members 81 and 82 are fixed to the flange portions 527 and 528 at their ends (top and bottom ends in this embodiment) that face away from the central flange portion 526.
  • the movable range forming portions 54 protrude in the vertical direction from the upper and lower ends of the coil bobbin portion 52.
  • the movable range forming portions 54 form a vibration range between the lid portion 12 and bottom portion 114 of the case 10 and the movable body 20.
  • the movable range forming portions 54 are provided at a predetermined distance from each other on the annular upper and lower open end faces 527a and 528a of the flange portions 527 and 528 (also referred to as the "upper end face” and “lower end face,” respectively).
  • the upper end face 527a is the open end face on one side
  • the lower end face 528a is the open end face on the other side.
  • the elastic support parts 81, 82 are not fixed to the fixed body via multiple component parts. This results in a structure that is less susceptible to component tolerances, restricting circumferential and radial movement such as rotation, suppressing variation in the elastic support parts 81, 82 as a product and achieving stable characteristics.
  • the flange portions 527, 528 have positioning engagement portions 529 (see Figure 4) for positioning the outer yoke, which engage with the outer yoke 58.
  • the positioning engagement portions 529 are provided on the outer periphery of the flange portions 527, 528, i.e., on the outer diameter of the coil bobbin portion 52, and position the outer yoke 58 in a position that surrounds the coils 61, 62.
  • the positioning engagement portions 529 are stepped portions that open toward the central flange portion 526 on the outer periphery of each of the flange portions 527 and 528, and engage with the upper and lower ends of the outer yoke 58. By engaging the outer yoke 58 with the positioning engagement portions 529, the outer yoke 58 can be positioned without misalignment relative to the coils 61 and 62 wound around the coil bobbin portion 52, thereby achieving stable magnetic characteristics.
  • ⁇ Coils 61, 62> In the vibration actuator 1, the coils 61, 62 vibrate in the axial direction of the coils 61, 62 (the magnetization direction of the magnet 30), and together with the magnet 30 and the movable body cores 41, 42, are used to generate the drive source for the vibration actuator 1. When driven (vibrating), current is passed through the coils 61, 62, and together with the magnet 30, they form a voice coil motor.
  • Coils 61 and 62 are arranged within coil mounting portions 52b and 52c, and are positioned opposite movable cores 41 and 42 in a direction perpendicular to the vibration direction.
  • Coils 61 and 62 are held in the coil bobbin portion 52 so that the center position of their length in the coil axial direction (vibration direction) is approximately the same position (including the same position) as the center position of the length in the vibration direction of the movable body 20 (the center position in the vibration direction of the magnet 30). Coils 61 and 62 are wound in opposite directions to each other, and are configured so that current flows in opposite directions when energized.
  • Coils 61 and 62 are formed into a cylindrical shape within coil mounting portions 52b and 52c by, for example, winding a single coil wire from the outside of coil bobbin portion 52 around coil mounting portions 52b and 52c with the winding direction changed for coils 61 and 62.
  • the coils 61 and 62 are connected by a coil wire passing through a connecting groove 55 (see Figure 3) formed in a recessed shape in the central flange 526.
  • the respective ends 611 and 621 (see Figure 18) of the single coil wire that constitutes the coils 61 and 62 are wound and connected to the terminal winding portions 53 (53-1 and 53-2) of the central flange 526.
  • the coils 61 and 62 are connected to a power supply unit (for example, the drive control unit 203 shown in Figures 34 and 35) via the terminal binding unit 53.
  • a power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in Figures 34 and 35
  • each end of the coils 61 and 62 is connected to an AC supply unit, which supplies AC power (AC voltage) to the coils 61 and 62.
  • AC power AC voltage
  • the coil axes of coils 61 and 62 are arranged coaxially with the axis of the coil bobbin portion 52 or the axis of the magnet 30.
  • the coil bobbin portion 52 having the coils 61, 62 can be assembled without using self-bonding wire to maintain the cylindrical shape of the coils 61, 62. In other words, there is no need to use air-core coils, which reduces the cost of the coils 61, 62 themselves, and ultimately the cost of the entire vibration actuator.
  • the outer surfaces of the coils 61 and 62 are surrounded by the outer yoke 58 and sealed within the coil mounting portion.
  • the cylindrical conductor 90 is a cylindrical body made of a conductive material, and generates an eddy current as the movable body 20 moves inside the coils 61 and 62.
  • the cylindrical conductor 90 brakes the movement of the movable body 20 due to the interaction between the generated eddy current and the magnetic field of the magnet 30.
  • the cylindrical conductor 90 is positioned radially inward of the coils 61 and 62, surrounding the magnet 30 on its outer periphery.
  • the cylindrical conductor 90 is arranged circumferentially by being attached to the inner surface of the coil bobbin portion 52 (more specifically, the bobbin body portion 522).
  • the cylindrical conductor 90 is arranged facing the magnet 30 and at a position radially closest to the magnet 30 relative to the movable body 20.
  • the cylindrical conductor 90 is made of a conductive material, and is preferably made of a material with high conductivity, such as copper, aluminum, or an alloy containing these.
  • the cylindrical conductor 90 is formed, for example, from a copper plate processed into a cylindrical shape.
  • the cylindrical conductor 90 damps the vibration of the movable body by interacting with the magnetic field of the magnet 30, as described below.
  • the eddy currents interact with the magnetic field of the magnet 30, generating a force that acts in a direction that dampens the movement of the movable body 20 due to the Lorentz force. This dampens the vibration of the movable body 20.
  • the cylindrical conductor 90 has a braking function that uses eddy currents generated when the movable body 20 is driven to brake the movement of the movable body 20.
  • This braking, or the damping of the vibration of the movable body 20 can be set by the distance between the cylindrical conductor 90 and the magnet 30, the area of the cylindrical conductor 90, and the thickness of the cylindrical conductor 90.
  • the outer yoke 58 is a cylindrical magnetic body that surrounds the outer peripheral surface of the coil bobbin portion 52 and is positioned so as to cover the radially outer side of the coils 61, 62.
  • the outer yoke 58 is positioned on the coil bobbin portion 52 via a terminal lead-out portion 530 and a positioning engagement portion 529 of the coil bobbin portion 52.
  • the outer yoke 58 is made of a magnetic material such as SECC. Together with the coils 61 and 62, the outer yoke 58 forms the fixed body side magnetic circuit and functions as an electromagnetic shield. The outer yoke 58 prevents magnetic flux from leaking outside the vibration actuator 1 in the movable body side magnetic circuit, i.e., the magnetic circuit formed together with the magnet 30 and movable body cores 41 and 42.
  • the outer yoke 58 is positioned so that the center of the length of the outer yoke 58 in the vibration direction is at the same height as the center of the vibration direction of the magnet 30 placed inside the outer yoke 58.
  • the shielding effect of this outer yoke 58 reduces magnetic flux leakage to the outside of the vibration actuator 1.
  • the outer yoke 58 increases the thrust constant in the magnetic circuit, thereby improving electromagnetic conversion efficiency.
  • the outer yoke 58 utilizes the magnetic attraction force of the magnet 30 to function as a magnetic spring together with the magnet 30.
  • the magnetic spring can reduce stress when the elastic support members 81, 82 are made into mechanical springs, improving the durability of the elastic support members 81, 82.
  • the elastic support portions 81 and 82 support the movable body 20 so that it can move back and forth relative to the fixed body 50 in the vibration direction.
  • the elastic support members 81, 82 are arranged to sandwich the movable body 20 in the vibration direction of the movable body 20, and are bridged across both the movable body 20 and the fixed body 50 so as to intersect with the vibration direction.
  • the elastic support members 81, 82 are arranged spaced apart from each other at both ends (upper and lower ends) of the movable body 20 that are separated in the vibration direction, and are connected to the fixed body 50.
  • the elastic support members 81, 82 are arranged facing each other in a direction perpendicular to the vibration direction.
  • the inner peripheral portions 802 of the elastic support portions 81, 82 are fitted to both ends (spring fixing portions 224, 244) that are separated in the axial direction (vibration direction) of the movable body 20.
  • the outer peripheral fixing portion 806 is attached to the movable body 20 so as to protrude radially outward (in the radial direction).
  • the elastic support portions 81, 82 support the movable body 20 so that it does not come into contact with the fixed body 50 when the movable body 20 is not vibrating or when it is vibrating. Even if the elastic support portions 81, 82 come into contact with the inner surface 52a of the bobbin main body portion 522 of the movable body 20 when the movable body 20 is driven (vibrating), they do not come into direct contact with the magnetic circuit itself, specifically the coils 61, 62 themselves, and therefore the coils 61, 62 are not damaged.
  • the elastic support portions 81, 82 may be configured in any manner as long as they elastically support the movable body 20 so that it can move freely. In this embodiment, the elastic support portions 81, 82 are the same members having the same configuration.
  • the elastic support members 81, 82 may be made of a non-magnetic material or a magnetic material (specifically, a ferromagnetic material). If the elastic support members 81, 82 are non-magnetic leaf springs, they may be made of stainless steel plate such as SUS304 or SUS316. Furthermore, if the elastic support members 81, 82 are magnetic, stainless steel plate such as SUS301, which is originally non-magnetic but becomes magnetic through processing such as pressing, can be used. It is known that materials that become magnetic through processing such as pressing (e.g., SUS301) are more durable and less expensive than materials that remain non-magnetic even through processing such as pressing (e.g., SUS304, SUS316). In this embodiment, the elastic support members 81, 82 are made of SUS301.
  • the elastic support members 81, 82 are each a plurality of flat leaf springs.
  • the movable body 20 may have three or more leaf springs as the plurality of elastic support members 81, 82. These plurality of leaf springs are attached along a direction perpendicular to the vibration direction.
  • the elastic support members 81, 82 which are leaf springs, have a shape in which an annular inner circumferential portion 802, which is the inner spring end, and an outer circumferential fixed portion 806, which is the outer spring end, are joined by a deforming arm portion 804 that is arc-shaped in plan view and elastically deforms.
  • deformation of the deforming arm portion 804 causes the inner circumferential portion 802 to displace axially relative to the outer circumferential fixed portion 806.
  • the leaf springs serving as elastic support members 81 and 82 are formed by sheet metal processing using stainless steel plate, and more specifically, are thin, flat, disc-shaped spiral springs. Because elastic support members 81 and 82 are flat, they can achieve improved positional accuracy, or in other words, improved processing accuracy, compared to conical springs.
  • the multiple elastic support members 81, 82 have the same spiral direction, with one outer peripheral end, the outer peripheral fixed portion 806, fixed to the fixed body 50, and the other inner peripheral end, the inner peripheral portion 802, fixed to the movable body 20. Because the elastic support members 81, 82 are fixed to the movable body 20 so that the spiral direction is the same, they can move smoothly, i.e., deform, even if the amount of movement of the movable body 20 increases, resulting in a larger amplitude and increased vibration output. However, depending on the desired vibration range of the movable body 20, the multiple elastic support members 81, 82 may be designed so that the spiral directions are opposite to each other.
  • the inner peripheral portion 802 is formed in a circular ring shape.
  • the deforming arm portion 804 is elastically deformable and is disposed between the outer peripheral fixed portion 806 and the inner peripheral portion 802.
  • the deforming arm portion 804 is connected to the outer peripheral fixed portion 806 at one end and to the inner peripheral portion 802 at the other end.
  • the deforming arm portion 804 connects the outer peripheral fixed portion 806 and the inner peripheral portion 802.
  • the plate-shaped elastic support members 81, 82 are arranged relative to the movable body 20 such that the inner circumferential portions 802 of the elastic support members 81, 82 overlap the spring fixing portions 224, 244 that form the ends of the movable body 20 in the vibration direction. As described above, the inner circumferential portions 802 of the elastic support members 81, 82 are fixed by being sandwiched between the flanges 264, 284 of the fixing pins 26, 28 and the spring fixing portions 224, 244.
  • the outer peripheral fixing portion 806 of the upper elastic support portion 81 is fixed radially outward to the upper end of the coil bobbin portion 52. Specifically, the outer peripheral fixing portion 806 of the elastic support portion 81 is fixed to a portion of the annular upper end surface 527a of the upper flange portion 527 that forms the upper end of the coil bobbin portion 52, avoiding the movable range forming portion 54.
  • the outer peripheral fixing portion 806 of the elastic support portion 81 is fixed within the case 10 by being sandwiched between the annular upper end surface 527a of the flange portion 527 and the pressing portion 128 of the lid portion 12.
  • the upper end surface 527a refers to the upper (one side) end surface of the portion of the upper flange portion 527 that avoids the movable range forming portion 54.
  • the outer peripheral fixing portion 806 of the lower elastic support portion 82 is fixed to the lower end of the coil bobbin portion 52, radially outward of the movable body 20 in the vibration actuator 1. Specifically, the outer peripheral fixing portion 806 of the elastic support portion 82 is fixed to a portion of the annular lower end surface 528a of the lower flange portion 528 that forms the lower end of the coil bobbin portion 52, avoiding the movable range forming portion 54.
  • the outer peripheral fixing portion 806 of the elastic support portion 82 is fixed within the case 10 by being sandwiched between the annular lower end surface 528a of the flange portion 528 and the step portion 118 provided on the peripheral edge of the bottom portion 114.
  • the lower end surface 528a refers to the upper (other side) end surface of the lower (other side) flange portion 528, avoiding the movable range forming portion 54.
  • the elastic support members 81, 82 are sandwiched between the upper and lower end surfaces (opening end faces) 527a, 528a of the upper and lower opening edges of the coil bobbin portion 52 and the lid portion 12 and bottom portion 114 of the case 10, while being arranged in a direction perpendicular to the vibration direction. Furthermore, the movable body 20 is housed within the coil bobbin portion 52 around which the coils 61, 62 are wound, and the inner peripheral portions 802 of the elastic support members 81, 82 are fixed to the upper and lower ends of the movable body 20, while the outer peripheral fixing portions 806 of the elastic support members 81, 82 are fixed to the upper end of the coil bobbin portion 52. This results in a drive unit 13 in which the positional relationship between the coils 61, 62 and the movable body 20 is defined, making it easier to arrange within the case 10.
  • the lid 12 and bottom 114 constitute the top surface 122 and bottom surface (bottom 114) of the vibration actuator 1 in this embodiment, and are arranged opposite the movable body 20 of the drive unit 13 at a predetermined distance in the vibration direction of the movable body 20.
  • the lid 12 is provided hanging down from part of the outer periphery of the top surface 122, and has a hanging part 124 that engages with the notch 102 of the case body 11.
  • the top surface 122 is provided with a recess 126.
  • the lid portion 12 and the bottom portion 114 each restrict the range of motion of the movable body 20.
  • the lid portion 12 and the bottom portion 114 function as a range of motion restricting portion that acts as a hard stop (limits the range of motion) for the movable body 20.
  • the lid portion 12 and the bottom portion 114 restrict the movable range formed by the movable range forming portion 54.
  • the lid portion 12 and the bottom portion 114 restrict the length from the lid portion 12 and the bottom portion 114 to the edges of the upper and lower ends of the drive unit 13 (coil bobbin portion 52) (the open end faces 527a, 528a of the upper and lower flange portions 527, 528).
  • the hollow space inside the case 10 forms a movable body space, which is the space in which the movable body 20 moves.
  • the length of the movable body space is set to a range in which the elastic support members 81, 82 will not undergo plastic deformation. Therefore, even if a force exceeding the movable range is applied to the movable body 20, the elastic support members 81, 82 will not undergo plastic deformation and will come into contact with the fixed body 50 (at least one of the lid portion 12 and the bottom portion 114). This prevents damage to the elastic support members 81, 82 and improves reliability.
  • the case 10 is formed of a bottomed cylindrical, i.e., cup-shaped, case body 11 and lid 12. This reduces the number of parts and improves assembly ease as well as impact resistance compared to a configuration in which the peripheral wall 112 and bottom 114 are separate components.
  • the lid 12 may also be fixed to the opening 115 of the cup-shaped case body 11 by welding or crimping. For example, after closing the opening 115 with the lid 12, the portion surrounding the lid 12 is made to protrude above the lid 12, and the protruding portion is bent toward the lid 12 and crimped to fix it.
  • ⁇ Operation of vibration actuator 1> 7A to 7C are diagrams illustrating the operation of the vibration actuator shown in FIG.
  • the case where the magnet 30 is magnetized so that the front surface 30a on one side of the magnetization direction (the upper side in this embodiment) is the north pole and the back surface 30b on the other side of the magnetization direction (the lower side in this embodiment) is the south pole will be shown.
  • the vibration actuator 7 is formed in the vibration actuator 1. Furthermore, in the vibration actuator 1, the coils 61 and 62 are arranged so that their coil axes are perpendicular to the magnetic flux of the movable body cores 41 and 42 that sandwich the magnet 30 in the vibration direction. When the coils 61 and 62 are not energized, no current that interacts with the magnetic field of the magnet 30 flows through the coils 61 and 62. Therefore, no driving force that vibrates the movable body 20 is generated, and the movable body 20 does not move.
  • a magnetic flux flow mf is formed, which is emitted from the surface 30a of the magnet 30, radiated from the movable core 41 toward the coil 61, passes through the outer yoke 58, and enters the magnet 30 from the movable core 42 below the magnet 30 via the coil 62.
  • the outer yoke 58 has the effect of efficiently flowing magnetic flux from the coil 61 to the coil 62.
  • the Lorentz force in the -f direction is perpendicular to the direction of the magnetic field and the direction of the current flowing through coils 61 and 62. Because coils 61 and 62 are fixed to fixed body 50 (coil bobbin portion 52), in accordance with the law of action and reaction, a force opposite to this Lorentz force in the -f direction is generated as a thrust in the F direction on movable body 20 having magnet 30. As a result, movable body 20 having magnet 30 moves in the F direction, that is, toward lid portion 12 (top surface portion 122 of lid portion 12).
  • a magnetic attractive force acts between the magnet 30 and the outer yoke 58, causing them to function as magnetic springs.
  • the cylindrical conductor (eddy current damping part) 90 interacts with the magnetic field of the magnet 30 to generate an eddy current and form a magnetic field in a direction that inhibits the generation of the Lorentz force in the -f direction. Furthermore, when current is passed through coils 61 and 62 to generate a thrust force in the -F direction on movable body 20, cylindrical conductor (eddy current damping section) 90 interacts with the magnetic field of magnet 30 to generate an eddy current, forming a magnetic field in a direction that inhibits the generation of Lorentz force in the f direction.
  • the vibration actuator 1 damps the vibration of the movable body caused by eddy currents. Since damping is more pronounced where acceleration is high, the acceleration peak at the resonance point is suppressed.
  • Figure 8 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration for a conventional vibration actuator and the vibration actuator shown in Figure 1.
  • the solid line is graph G1 showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration for vibration actuator 1
  • the dashed line is graph G2 showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration for the conventional vibration actuator.
  • Graph G3 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration for the structure of the vibration actuator of embodiment 5, which will be described later.
  • the vibration actuator 1 has a cylindrical conductor 90 in which eddy currents are generated as the movable body 20 vibrates (moves), and in the magnetic circuit that generates vibration of the movable body 20, a braking force acts that obstructs the flow of magnetic flux and damps the vibration of the movable body 20.
  • This braking force increases near the resonant frequency F0, where the vibration acceleration increases. Therefore, as shown in graph G1, the braking force can smooth out changes in vibration acceleration near the resonant frequency F0. Therefore, for example, if an AC voltage is supplied to coils 61 and 62 so that peak P1 of the vibration acceleration in vibration actuator 1 matches peak P2 of the vibration acceleration in a conventional vibration actuator, the entire curve will rise, as shown in graph G1. This enables vibration actuator 1 to obtain strong vibrations (vibration acceleration) over a wide range of drive frequencies.
  • the vibration actuator 1 includes a cylindrical conductor 90 that uses eddy currents generated as the movable body 20 vibrates (moves) to move the movable body 20, which is made up of the coils 61, 62 and magnet 30, back and forth, i.e., damps and brakes the vibration.
  • damping the vibration of the movable body 20 it is possible to smooth out changes in vibration acceleration near the resonance frequency F0, allowing the vibration actuator 1 to obtain strong vibrations (vibration acceleration) over a wide range of drive frequencies. Therefore, even when miniaturized, it is possible to generate suitable high-output vibrations over a wide range of drive frequencies.
  • the vibration actuator 1 is shock resistant and can output a suitable bodily vibration with high vibration expression.
  • the vibration actuator 1 is driven by AC waves input to the coils 61, 62 from a power supply unit (for example, the drive control unit 203 shown in Figures 18 and 19).
  • a power supply unit for example, the drive control unit 203 shown in Figures 18 and 19.
  • the direction of current flow through the coils 61, 62 switches periodically, and a thrust in the F direction on the top surface 122 side of the lid 12 and a thrust in the -F direction on the bottom surface 114 side act alternately on the movable body 20.
  • This causes the movable body 20 to vibrate in the vibration direction (the direction of the winding axis of the coils 61, 62, which is perpendicular to the radial direction of the coils 61, 62, or the magnetization direction of the magnet 30).
  • the movable body 20 Since the movable body 20 is considered to constitute a mass portion in a vibration model of a spring-mass system, the movable body 20 enters a resonant state when an AC wave having a frequency equal to the resonant frequency Fr of the movable body 20 is input to the coils 61 and 62. In other words, by inputting an AC wave having a frequency approximately equal to the resonant frequency Fr of the movable body 20 from the power supply unit to the coils 61 and 62, the movable body 20 can be vibrated efficiently.
  • Vibration actuator 1 is driven based on the equation of motion shown in equation (2) below and the circuit equation shown in equation (3) below.
  • the mass m [kg], displacement x(t) [m], thrust constant Kf [N/A], current i(t) [A], spring constant Ksp [N/m], damping coefficient D [N/(m/s)], etc. of the vibration actuator 1 can be changed as appropriate within a range that satisfies formula (2).
  • the voltage e(t) [V], resistance R [ ⁇ ], inductance L [H], and back electromotive force constant Ke [V/(m/s)] can be changed as appropriate within a range that satisfies formula (3).
  • the vibration actuator 1 satisfies equations (2) and (3) and is driven by a resonance phenomenon using the resonance frequency shown in equation (1).
  • plate-shaped elastic support members 81, 82 are arranged above and below (in the vibration direction) the movable body 20, which allows the movable body 20 to be driven stably in the vertical direction while efficiently distributing the magnetic flux of the coils 61, 62 from the elastic support members 81, 82 above and below the magnet 30. This allows the vibration actuator 1 to achieve high-output vibration.
  • FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view of a vibration actuator according to embodiment 2 of the present invention
  • Fig. 10 is a perspective view of the coil assembly with the movable body removed from the drive unit
  • Fig. 11 is a plan view of the coil assembly
  • Fig. 12 is a perspective view of the eddy current damping section of the vibration actuator according to embodiment 2 of the present invention. Note that in Fig. 9, the main parts are indicated by X1.
  • vibration actuator 1A when components have the same functions as components in vibration actuator 1 according to embodiment 1, the same names and symbols are used and their explanations are omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same functions are explained using the same names and symbols with the letter "A" added to the end.
  • the cylindrical conductor 90 serving as the eddy current damping section may be configured from multiple divided conductors (divided bodies) 92.
  • the cylindrical conductor 90 in the configuration of the vibration actuator 1 is replaced with a plurality of divided conductors 92 provided on the inner circumferential surface 52a of the bobbin main body 522.
  • Vibration actuator 1A includes a coil assembly 15A of drive unit 13A housed in case 10, which has case body 11 and lid 12, and includes multiple divided conductors 92. Similar to coil assembly 15, coil assembly 15A includes coils 61, 62, a coil bobbin 52, and further includes divided conductors 92. Coil assembly 15A, together with movable body 20 and elastic support members 81, 82, constitutes drive unit 13A.
  • the multiple segmented conductors 92 are arc-shaped and are arranged circumferentially on the inner peripheral wall of the bobbin main body 522.
  • Each segmented conductor 92 is made of the same material as the tubular conductor 90.
  • Each segmented conductor 92 extends in the vibration direction and is arranged cylindrically to form the tubular conductor 90A.
  • the divided conductors 92 are arranged facing each other across the entire inner circumferential surface, surrounding the outer circumferential surface of the movable body 20.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a vibration actuator according to embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 14 is a perspective view of a coil assembly 15B of the vibration actuator according to embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 15 is a plan view of the same.
  • vibration actuator 1B where components have the same functions as components in vibration actuator 1 according to embodiment 1, the same names and symbols are used and their explanations are omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same functions are described with the same names and symbols with the letter "B" added to the end.
  • the cylindrical conductor 90 serving as the eddy current damping section in the vibration actuator 1 of embodiment 1 may be configured as a plurality of divided conductors called segments 94.
  • the cylindrical conductor 90 in the configuration of the vibration actuator 1 is replaced with multiple divided bodies 94 provided on the inner circumferential surface of the bobbin main body 522.
  • the vibration actuator 1B includes a coil assembly 15B of a drive unit 13B housed in a case 10 having a case body 11 and a lid 12, and the coil assembly 15B has multiple segments 94.
  • the coil assembly 15B has coils 61, 62, and a coil bobbin portion 52, and together with the movable body 20 and elastic support portions 81, 82, constitutes the drive unit 13B.
  • the multiple segments 94 are cylindrical and arranged in the vibration direction to form a cylindrical conductor 90B that serves as an eddy current damping section.
  • the cylindrical conductor 90B is arranged circumferentially on the inner surface of the coil bobbin section 52.
  • the segments 94 are attached circumferentially to the inner surface 52a of the bobbin main body 522 and are divided into multiple segments in the vibration direction. Each segment 94 is made of the same material as the cylindrical conductor 90. The segments 94 are aligned uniformly in the vibration direction to form the cylindrical conductor 90B.
  • the divided bodies 94 are arranged facing each other, with the entire inner circumferential surface surrounding the outer circumferential surface of the movable body 20. With this configuration, as in embodiment 1, eddy currents are generated, and the interaction between the generated eddy currents and the magnet 30 can dampen the vibration of the movable body 20.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a vibration actuator according to embodiment 4 of the present invention.
  • Fig. 16 shows a cross-sectional view of the vibration actuator according to embodiment 4 and a partially enlarged view thereof. Note that X3 and X31 indicate corresponding enlarged portions.
  • vibration actuator 1C where components have the same functions as components in vibration actuator 1 according to embodiment 1, the same names and symbols are used and their explanations are omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same functions are described with the same names and symbols with the letter "C" added to the end.
  • the cylindrical conductor 90 serving as the eddy current damping section in the vibration actuator 1 of embodiment 1 may be configured from multiple divided bodies 96 and placed inside the coils 61, 62, in other words, on the outer peripheral surface of the coil bobbin section 52.
  • the cylindrical conductor 90 in the configuration of the vibration actuator 1 is arranged adjacent to the outer peripheral surface of the bobbin main body 522 in the circumferential direction. That is, the divided body 96 is arranged at the bottom of the concave coil mounting portions 52b and 52c in the coil bobbin portion 52, with the coils 61 and 62 arranged on top of it. Note that the coil mounting portions 52b and 52c are formed by the central flange portion 526, upper and lower flange portions 527 and 528, and the bobbin main body 522.
  • the divided body 96 is a conductive member, but the outer peripheries of the coils 61 and 62 are each coated with insulating material and are therefore not electrically conductive to the divided body 96.
  • the vibration actuator 1C has multiple segments 96 within the coil bobbin portion 52 of the drive unit 13C, which is housed in a case 10 having a case body 11 and a lid portion 12.
  • the multiple segments 96 are cylindrical and arranged at the bottom of the coil mounting portions 52b and 52c, surrounding the magnet 30 radially outward. These segments 96 are cylindrical and arranged in multiple segments in the vibration direction to form the cylindrical conductor 90C.
  • the divided bodies 96 are arranged facing each other so that their respective inner circumferential surfaces surround the outer circumferential surface of the movable body 20, particularly the outer surface of the magnet 30.
  • Fig. 17 is a diagram illustrating a vibration actuator according to embodiment 5 of the present invention.
  • Fig. 17 shows a cross-sectional view of the coil assembly of the vibration actuator according to embodiment 4, and a partially enlarged view thereof.
  • X4 and X41 indicate corresponding enlarged portions.
  • Fig. 18 is a diagram illustrating a vibration actuator according to embodiment 5 of the present invention, and shows a side view of the coil assembly and a partially enlarged view thereof.
  • X42 in Fig. 18 indicates the corresponding enlarged portion.
  • vibration actuator of embodiment 5 when components have the same functions as those in vibration actuator 1 of embodiment 1, the same names and symbols are used and their explanations are omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same functions are explained using the same names and symbols with the letter "D" added to the end.
  • the cylindrical conductor 90 serving as the eddy current damping section is formed as a cylindrical pseudo-conductor 97 (97a, 97b) using the same coil wire as the coil wire forming the coils 61, 62.
  • the coil assembly 15D of the vibration actuator according to embodiment 5 shown in Figure 17 has concave coil mounting portions 52b and 52c formed by the central flange portion 526, upper and lower flange portions 527 and 528, and the bobbin main body portion 522 in the coil bobbin portion 52.
  • both ends (ends 971, 972) of the coil wire forming the pseudo-conductor (eddy current damping portion) 97 are wound around terminal winding portion 53-3, which is separate from terminal winding portions 53-1, 53-2, in the externally exposed terminal lead-out portion 530.
  • terminal winding portions 53-1, 53-2 are formed by winding and connecting both ends 611, 621 of a single coil that constitutes coils 61, 62, respectively, in the same manner as in other embodiments. This allows current to be easily applied to the coils simply by connecting them to the terminals of terminal lead-out portion 530.
  • a vibration actuator having a pseudo conductor 97 can cause a more gradual change in the peak P3 of the vibration acceleration near the resonant frequency F0 compared to a vibration actuator having a peak P2 shown in graph G2 that does not have a pseudo conductor 97.
  • an outer divided body 98 which is a conductive cylindrical conductor, is provided on the outside of the coils 61 and 62.
  • the coil assembly 15E of the vibration actuator 1E shown in Figures 19 and 20 has concave coil mounting portions 52b and 52c formed by the central flange portion 526, upper and lower flange portions 527 and 528, and the bobbin main body portion 522 in the coil bobbin portion 52.
  • Coils 61, 62 are arranged within these coil mounting portions 52b, 52c, and outer division bodies 98 are arranged to cover the coils 61, 62 from the radial outside, respectively.
  • the outer periphery of the coil wire, which is a conductive member, of the outer division bodies 98, 98 is covered with insulating material, so there is no electrical continuity with the coils 61, 62.
  • Fig. 21 is a diagram illustrating a vibration actuator according to embodiment 7 of the present invention
  • Fig. 22 is a perspective view of a coil assembly of the vibration actuator according to embodiment 7 of the present invention.
  • Fig. 21 is a cross-sectional view of a coil bobbin part 52F of the vibration actuator according to embodiment 7, and X6 in Fig. 21 indicates the corresponding enlarged portion.
  • vibration actuator of embodiment 7 where components have the same functions as components in vibration actuator 1 of embodiment 1, the same names and symbols are used and their explanations are omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same functions are explained by using the same names and symbols with an "F" suffix.
  • first concave conductor 99a and the second concave conductor 99b are exposed at the inner circumferential surface 52a.
  • first concave conductor 99a and the second concave conductor 99b are positioned closely opposite the movable body 20, i.e., the magnet 30, and can effectively damp vibrations of the movable body 20 caused by generated eddy currents.
  • vibration actuator 1H the rest of the configuration of vibration actuator 1H is the same as that of vibration actuator 1, and the materials of components with the same names are also the same as those of the other embodiments.
  • vibration actuator 1H according to embodiment 8 components that have the same functions as components in vibration actuator 1 of embodiment 1 will be given the same names and symbols and explanations will be omitted. Components with the same names are basically made of the same materials. Furthermore, components that have approximately the same functions will be explained by using the same names and symbols with an "H" added to the end.
  • vibration actuator 1H the weight of movable body 20H is greater than that of movable body 20 so that it generates stronger vibrations compared to vibration actuator 1. Similar to vibration actuator 1, vibration actuator 1H is configured by housing drive unit 13H inside case 10, which has case body 11 and lid portion 12.
  • the movable body 20H has a cylindrical magnet 30H, movable body cores 41H and 42H, weight portions 22H and 24H, and fixing pins 26H and 28H.
  • movable body cores 41H, 42H and weights 22H, 24H are arranged adjacent to magnet 30H, which is thicker (in the vibration direction) than magnet 30, on both sides of the vibration direction.
  • the outer surfaces 20a of magnet 30H and movable body cores 41H, 42H are arranged facing the inner surface of bobbin main body 522, specifically the inner surface of tubular conductor 90 fixed to the inner surface of bobbin main body 522, at a predetermined distance.
  • the movable body 20H moves back and forth without contacting the cylindrical conductor 90, with the outer surface 20a facing the inner surface of the cylindrical conductor 90.
  • the diameter of the fitting openings 411, 421 of the movable body cores 41H, 42H is approximately half the diameter of the movable body cores 41H, 42H, and the movable body cores 41H, 42H are positioned between the weight portions 22H, 24H and the magnet 30H.
  • the convex joints 222H, 242H of the weights 22H, 24H fit into the fitting openings 411, 421. This allows the weights 22H, 24H to be inserted coaxially into the movable body cores 41H, 42H, and the weights 22H, 24H are arranged symmetrically above and below, sandwiching the magnet 30H and the movable body cores 41H, 42H.
  • the weights of the weights 22H, 24H are well balanced in the vertical direction in the movable body 20H, increasing the vibration output of the movable body 20H.
  • Plummets 22H and 24H are preferably made of a non-magnetic material, such as SUS. Plummets 22H and 24H secure the movable body magnetic circuit (magnet 30H and movable body cores 41H and 42H) to elastic support members 81 and 82.
  • weight bodies 223, 243 have a thickness in the vibration direction (vertical direction), and adjusting this thickness adjusts the weight of weight sections 22H, 24H, and ultimately movable body 20H.
  • weight sections 22H, 24H like weight sections 22, 24, have both a weight function and a spring fixing function.
  • the tip surfaces of the weight bodies 223, 243, where the outer diameter is narrowed, are provided with cylindrical spring fixing portions 224H, 244H that protrude from the tip surfaces.
  • the spring fixing portions 224H, 244H fix the elastic support portions 81, 82 to the movable body 20H.
  • the height of the spring fixing portions 224H, 244H from the weight bodies 223, 243 ensures that the elastic support portions 81, 82 have an area for elastic deformation.
  • the inner circumferential portions 802 of the elastic support portions 81, 82 rest on the tip surfaces of the spring fixing portions 224H, 244H.
  • the pin bodies 262H, 282H of the fixing pins 26H, 28H are inserted into the openings 221, 241 that open in the spring fixing portions 224H, 244H.
  • the spring fixing portions 224H, 244H are fixed at their tip surfaces with the inner circumferential portions 802 sandwiched between the flanges 264, 284 of the fixing pins 26H, 28H.
  • Fixing pins 26H and 28H firmly secure the elastic support members 81 and 82 to the movable body 20H so that they do not come loose due to vibration of the movable body 20H.
  • Fixing pins 26H, 28H are rivets formed in the same shape as fixing pins 26, 28.
  • Fixing pins 26H, 28H are configured with flanges 264, 284 that extend radially outward from the base end edge of shaft-shaped pin bodies 262H, 282H, which can be press-fit into weight sections 22H, 24H.
  • the outer diameter of the flanges 264, 284 and the outer diameter of the tip surfaces of the spring fixing portions 224H, 244H are approximately the same, allowing them to firmly clamp the inner peripheral portions 802 of the elastic support portions 81, 82.
  • the inner peripheral portions 802 and the spring fixing portions 224H, 244H may be joined by welding, adhesive, or crimping without using the fixing pins 26H, 28H, or may even be joined by a combination of welding, adhesive, and crimping.
  • the outer yoke 58H has an opening 583 in addition to the opening 582 through which the wiring is arranged.
  • the multiple openings 582, 583 are all located at the center of the cylindrical yoke body 581 of the outer yoke 58 in the vibration direction.
  • the multiple openings 582, 583 may be located at equal intervals in the circumferential direction of the yoke body 581.
  • Opening 583 is located opposite opening 582 with respect to the radial center. Opening 583 is formed, for example, in yoke body 581 at a position opposite opening 582. Opening 583 has substantially the same shape as opening 582, being formed as a rectangle extending in the circumferential direction and bounded by top, bottom, left, and right sides.
  • Openings 582 and 583 form a magnetic path symmetrical about the axis in the magnetic circuit including magnet 30H, movable body cores 41H and 42H, and outer yoke 58H, ensuring balance of the generated magnetism.
  • openings 582 and 583 allow movable body 20H and outer yoke 58H of fixed body 50H to attract each other equally in the vibration direction and in the direction perpendicular to the vibration direction (radial direction), i.e., up, down, left, and right.
  • movable body 20H vibrates relative to fixed body 50H while being attracted to each other equally in the radial direction.
  • openings 582, 583 are formed in the center of the vibration direction of yoke body 581 of outer yoke 58H, with a shape whose circumferential length is longer than its length in the vibration direction (vertical direction). Because the upper and lower edges of yoke body 581 of outer yoke 58H are located above and below openings 582, 583, a good balance is achieved, minimizing imbalances in magnetic attraction forces and leakage magnetic flux in the magnetic circuit.
  • the outer yoke 58H is made up of arc-shaped segments and is arranged in a cylindrical shape on the outer peripheral wall of the bobbin body 522. This makes it easy to attach the outer yoke 58H to the bobbin body 522. It is preferable that the circumferential tips of the segments are joined together.
  • the outer yoke 58H may also be constructed as a deformable, one-piece cylindrical body.
  • vibration actuator 1J the weight of movable body 20J is greater than that of movable body 20 so that it generates stronger vibrations compared to vibration actuator 1.
  • vibration actuator 1J is configured by housing drive unit 13J inside case 10, which has case body 11 and lid portion 12.
  • Drive unit 13J includes coils 61, 62, coil bobbin portion 52, movable body 20J, elastic support portions 81, 82, and outer yoke 58J.
  • drive unit 13J has movable range forming portions 54 that protrude in the vertical direction from the upper and lower ends of coil bobbin portion 52.
  • Outer yoke 58J has multiple openings 582, 583 spaced equally apart in the circumferential direction, and has the same structure and function as outer yoke 58H, so a detailed description will be omitted.
  • Movable body 20J has a cylindrical magnet 30, movable body cores 41J, 42J, weight portions 22J, 24J, and fixed pins 26J, 28J. Compared to movable body 20, movable body 20J has a longer axial length for the shaft-shaped pin bodies 262J, 282J of fixed pins 26J, 28J.
  • the pin bodies 262J and 282J of the fixing pins 26J and 28J are inserted into the openings 221 and 241 of the weights 22J and 24J, which are configured in substantially the same manner as the weights 22 and 24, and the tips of the pin bodies 262J and 282J abut or are close to the front and rear surfaces 30a and 30b of the magnet 30J.
  • the outer yoke 58J covers the coils 61 and 62 from the outside.
  • the outer yoke 58J also has an opening 583. Multiple openings 582, 583 may be provided in the yoke body 581 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the outer yoke 58J forms a magnetic path symmetrical about the axis in the magnetic circuit including the openings 582, 583, magnet 30J, movable cores 41J, 42J, and outer yoke 58J, ensuring balance of the generated magnetism.
  • openings 582 and 583 allow the movable body 20J and the outer yoke 58J of the fixed body 50J to attract each other equally in the vibration direction and in the direction perpendicular to the vibration direction (radial direction), i.e., up, down, left, and right.
  • the movable body 20J vibrates relative to the fixed body 50J while being attracted to each other equally in the radial direction.
  • outer yoke 58J is composed of arc-shaped segments and is arranged in a cylindrical shape on the outer peripheral wall of bobbin body 522. This configuration makes it easy to attach outer yoke 58J to bobbin body 522, generates eddy currents, and the interaction between the generated eddy currents and magnet 30J damps the vibration of movable body 20J and allows it to vibrate in a balanced manner.
  • the vibration actuator 1J of embodiment 9 may be configured without the case 10 to achieve a lighter weight.
  • vibration actuator 1K if a component has the same function as a component in vibration actuator 1J, the same name and reference number will be used and the description will be omitted. Components with the same name are basically made of the same materials. Furthermore, components with roughly the same function will be described with the same name and reference number with the letter "K" added to the end.
  • Vibration actuator 1K has a drive unit 13K configured similarly to drive unit 13J of vibration actuator 1J, and a first annular cover 11K and a second annular cover 12K provided at both ends of drive unit 13K that open in the vibration direction.
  • Drive unit 13K has movable body 20K, which is configured similarly to movable body 20J, placed inside cylindrical coil assembly 15K, which is formed similarly to coil assembly 15J.
  • Drive unit 13K houses movable body 20K in a state where it is suspended by elastic support portions 81 and 82.
  • the first annular cover 11K and the second annular cover 12K are attached to the upper end surface 527a and the lower end surface 528a, which are the upper and lower opening end surfaces of the flange portions 527 and 528 at both ends of the drive unit 13K, with the outer periphery 806 of the elastic support portions 81 and 82 sandwiched between them.
  • the first annular cover 11K is attached so as to cover the annular upper end surface 527a of the drive unit 13K.
  • the first annular cover 11K engages with the upper end surface 527a, sandwiching the outer periphery 806 of the elastic support member 81, at a step portion 119 provided on the inner periphery.
  • the second annular cover 12K is attached so as to cover the annular lower end surface 528a of the drive unit 13K.
  • the second annular cover 12K engages with the lower end surface 528a, sandwiching the outer periphery 806 of the elastic support member 82, at a step portion 118 provided on the inner periphery.
  • the first annular cover 11K and the second annular cover 12K may, for example, be the same and formed in a similar shape.
  • the movable range forming portion 54 of the drive unit 13K i.e., the coil bobbin portion 52, engages with the inner circumferential portions of the first annular cover 11K and the second annular cover 12K when the upper end surface 527a and the lower end surface 528a engage with the step portions 118 and 119.
  • the movable range forming portion 54 together with the internal openings of the first annular cover 11K and the second annular cover 12K, forms a vibration range between it and the movable body 20.
  • vibration actuator 1K does not have a case 10 surrounding drive unit 13K, so it can be made shorter in the vibration direction, i.e., lower in profile. Furthermore, this vibration actuator 1K has an outer yoke 58K that is configured in the same way as outer yoke 58J.
  • the vibration actuator 1K generates eddy currents, and the interaction between the generated eddy currents and the magnet 30K can dampen the vibration of the movable body 20K and cause it to vibrate in a well-balanced manner. Furthermore, if the outer yoke 58K is made up of divided bodies, it can be easily attached to the coil bobbin portion 52.
  • Figure 29 is a graph showing an example of the relationship between drive frequency and vibration acceleration for the vibration actuator according to embodiment 1 and the vibration actuators according to embodiments 8 to 10.
  • graph G1 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration in vibration actuator 1 (see Figure 8)
  • solid line graph G10 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration in vibration actuator 1H.
  • dashed line graph G100 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration in vibration actuator 1J
  • graph G1000 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration in vibration actuator 1K.
  • the vibration actuator 1 shown in graph G1 suppresses the acceleration peak at the resonance point and applies a voltage that equalizes the peak, thereby achieving stronger vibration (vibration acceleration) over a wider driving frequency band (wideband) than conventional vibration actuators (see Figure 8).
  • vibration actuators 1H, 1J, and 1K shown in graphs G10, G100, and G1000, can produce even stronger vibrations than vibration actuator 1, over the same wide driving frequency band as vibration actuator 1.
  • Vibration actuators 1, 1A, 1B, 1C, 1E, 1H, 1J, and 1K have cylindrical conductors 90, 90A, 90B, 90C, and 99, pseudo-conductor 97, and outer divided body 98 as eddy current damping sections.
  • the fitting between weight section 22, 22H, 22J, 24, 24H, and 24J and movable body core 41, 41H, 41J, 42, 42H, and 42J may be in any shape.
  • the recessed and protruding fitting shapes of the weight portions 22, 22H, 22J, 24, 24H, and 24J and the movable body cores 41, 41H, 41J, 42, 42H, and 42J may be reversed. This configuration is described below using Figures 30 to 33.
  • (Embodiment 11) 30 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to an eleventh embodiment of the present invention. 30 has the same configuration as vibration actuator 1, except that it has movable body cores 410, 420 and weights 220, 240 instead of movable body cores 41, 42 and weights 22, 26.
  • vibration actuator 1L components similar to those in vibration actuator 1 are given the same names, symbols, or only the same symbols, and description thereof will be omitted.
  • the vibration actuator 1L has a movable body 20L having a magnet 30, a fixed body 50 having coils 61, 62 and a cylindrical conductor (eddy current damping section) 90, and elastic support sections 81, 82 that support the movable body 20L so that it can move back and forth relative to the fixed body 50.
  • the movable body 20L of the vibration actuator 1L has movable body cores 410 and 420, weight portions 220 and 240, and fixed pins 26 and 28.
  • the movable body cores 410 and 420 have the same functions as the movable body cores 41 and 42, but are different in shape.
  • the movable cores 410, 420 are disk-shaped and have a central recess 413, 423 formed in the center of the back surface that contacts the magnet 30, and a central protrusion 415, 425 formed in a convex shape at the center of the front surface.
  • the movable cores 410 and 420 are magnetic bodies with a circular outer shape in a plan view, and function as yokes.
  • the movable cores 410, 420 are attached with their respective back surfaces abutting the front and back surfaces 30a, 30b of the magnet 30, and are positioned so as to sandwich the magnet 30.
  • the central protrusions 415, 425 are cylindrical and protrude in the vertical direction relative to the magnet 30.
  • Plummets 220, 240 are cylindrical bodies with the same function as plummets 22, 24, and have openings 221, 241 that run through their centers. Plummets 220, 240 are formed in the same shape and connect elastic support members 81, 82 to the movable body side magnetic circuits of magnet 30 and movable cores 410, 420, and function as adjustable plummets. Dampers 72 that attenuate vibrations are attached to elastic support members 81, 82.
  • Plummets 220, 240 have joints 222L, 242L and spring fixing portions 224L, 244L. Compared to plummets 22, 24, the axial (vertical) lengths of joints 222L, 242L of plummets 220, 240 are shorter than those of joints 222, 242.
  • the joints 222L, 242L and the spring fixing portions 224L, 244L are connected in the vibration direction (specifically, the up-down direction).
  • the joints 222L, 242L are fitted onto the central convex portions 415, 425 of the movable body cores 410, 420 so as to be positioned thereon.
  • the joints 222L, 242L may be fixed by press-fitting into the central convex portions 415, 425, or by bonding using a thermosetting adhesive such as epoxy resin or an anaerobic adhesive.
  • the spring fixing portions 224L, 244L are fixed by inserting fixing pins 26, 28 into openings 221, 241, respectively, at the ends opposite the joints 222L, 242L, thereby clamping and fixing the inner periphery 802 of the elastic support portions 81, 82.
  • the tips of the pin bodies 262, 282 of the fixing pins 26, 28 are spaced apart from the central protrusions 415, 425 within the openings 221, 241, but may also be configured to abut against them.
  • the joints 222L, 242L and the central convex portions 415, 425 fit together, allowing the movable body cores 410, 420 and the weight portions 220, 240 to be joined while being positioned. Furthermore, at the center of the movable body 20L, including the axis, the spring fixing portions 224L, 242L and the inner peripheral portions 802 of the elastic support portions 81, 82 are connected.
  • FIG. 31 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • 31 is the same as vibration actuator 1H, except that weights 22H, 24H, fixing pins 26H, 28H, and movable body cores 41H, 42H are replaced with weights 220N, 240N, fixing pins 26N, 28N, and movable body cores 410N, 420N.
  • vibration actuator 1N components similar to those of vibration actuator 1H will be given the same names and reference numerals, or only the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the vibration actuator 1N has a movable body 20N having a magnet 30N, a fixed body 50N having coils 61, 62 and a cylindrical conductor (eddy current damping section) 90, and elastic support sections 81, 82 that support the movable body 20N so that it can move back and forth relative to the fixed body 50N.
  • the movable body 20N of the vibration actuator 1N has movable body cores 410N and 420N, weight portions 220N and 240N, and fixing pins 26N and 28N.
  • Movable body cores 410N, 420N have similar functions to movable body cores 41H, 42H but differ in shape. Movable body cores 410N, 420N are configured similarly to movable body cores 410, 420 shown in Figure 30, with central recesses 413, 423 in the center of the back surface that contacts magnet 30N, and central protrusions 415, 425 that protrude convexly in the center of the front surface.
  • Movable body cores 410N and 420N are magnetic bodies with a circular outer shape in a plan view, function as yokes, and are attached to magnet 30N in the same way as movable body cores 410 and 420.
  • the central protrusions 415, 425 of the movable cores 410N, 420N are fitted over the openings 221N, 241N of the cylindrical weight bodies 223N, 243N of the weight sections 220N, 240N, which function as spring stops.
  • the weight sections 220N, 240N are cylindrical bodies with central openings 221N, 241N, and have annular weight bodies 223N, 243N stacked on the movable cores 410N, 420N, and spring fixing sections 224N, 244N.
  • Mass bodies 223N and 243N function as joints that join to movable body cores 410N and 420N. Like mass bodies 223 and 242, mass bodies 223N and 243N have a thickness in the vibration direction (vertical direction), and by adjusting this thickness, the weight of mass sections 220N and 240N, and ultimately movable body 20N, can be adjusted. Note that mass sections 220N and 240N, like mass sections 22H and 24H, have both a mass function and a spring fixing function.
  • the weight bodies 223N and 243N have the same function as the weight bodies 223 and 243, and for example, the outer surface is configured with a gradient so that the outer diameter decreases as it moves away from the magnet 30N, ensuring a movable range for the elastic support parts 81 and 82.
  • the tip surfaces of the weight bodies 223N and 243N, where the outer diameter is narrowed, are provided with cylindrical spring fixing portions 224N and 244N that protrude from the tip surfaces.
  • the spring fixing portions 224N and 244N fix the elastic support portions 81 and 82 to the movable body 20N.
  • the tips of the pin bodies 262N and 282N of the fixing pins 26N and 28N abut against the central protrusions 415 and 425 within the openings 221N and 241N, but they may also be positioned spaced apart.
  • the weight bodies 223N, 243N which function as joints, fit into the central protrusions 415, 425, allowing the movable body cores 410N, 420N and weight sections 220N, 240N to be joined in a positioned state.
  • the spring fixing sections 224N, 244N are connected to the inner peripheries 802 of the elastic support sections 81, 82.
  • FIG. 32 is a longitudinal cross-sectional view of a vibration actuator according to embodiment 13 of the present invention.
  • Vibration actuator 1P shown in Figure 32 has weights 220P and 240P, fixing pins 26P and 28P and movable body cores 410P and 420P instead of weights 22J and 24J, fixing pins 26J and 28J and movable body cores 41J and 42J in the configuration of vibration actuator 1J.
  • components that are similar to those of vibration actuator 1J will be given the same names and symbols, or only the same symbols, and description thereof will be omitted.
  • the vibration actuator 1P has a movable body 20P having a magnet 30P, a fixed body 50P having coils 61, 62, a cylindrical conductor 90, and an outer yoke 58P, and elastic support members 81, 82 that support the movable body 20P so that it can move back and forth relative to the fixed body 50P.
  • the movable body 20P of the vibration actuator 1P has movable body cores 410P and 420P, weight portions 220P and 240P, and fixing pins 26P and 28P.
  • the movable body cores 410P, 420P are configured in the same manner as the movable body cores 410, 420 shown in Figure 30, and have a concave central recess 413, 423 in the center of the back surface that contacts the magnet 30P, and a convex central protrusion 415, 425 that protrudes in the center of the front surface.
  • the openings 221, 241 of the cylindrical joints 222P, 242P of the weights 220P, 240P fit onto the central convex portions 415, 425 of the movable body cores 410P, 420P.
  • Plummets 220P and 240P have the same function as plummets 22J and 24J, and include joints 222P and 242P, and spring fixing portions 224P and 244P that fix elastic support portions 81 and 82 to movable body 20P.
  • joints 222P and 242P of weights 220P and 240P have different axial lengths (shorter than joints 222 and 242), but are otherwise similar in configuration.
  • the tips of pin bodies 262P and 282P of fixing pins 26P and 28P abut against central convex portions 415 and 425 within openings 221P and 241P, but may be spaced apart.
  • the axial lengths of pin bodies 262P and 282P of fixing pins 26P and 28P are shorter than those of pin bodies 262J and 282J.
  • the joints 222P and 242P engage with the central protrusions 415 and 425, connecting the spring fixing portions 224P and 244P to the inner peripheries 802 of the elastic support portions 81 and 82.
  • FIG. 33 is a vertical cross-sectional view of a vibration actuator according to a fourteenth embodiment of the present invention.
  • 33 is a configuration of vibration actuator 1K in which weights 22K, 24K, fixing pins 26K, 28K, and movable body cores 410Q, 420Q have been replaced with weights 220Q, 240Q, fixing pins 26Q, 28Q, and movable body cores 410Q, 420Q, in place of weights 22K, 24K, fixing pins 26K, 28K, and movable body cores 41, 42.
  • vibration actuator 1Q components similar to those of vibration actuator 1K will be given the same names, symbols, or only the same symbols, and description thereof will be omitted.
  • vibration actuator 1Q does not have a case, making it lighter in weight.
  • Vibration actuator 1Q has a drive unit 13Q and a first annular cover 11Q and a second annular cover 12Q provided at both ends of drive unit 13Q that open in the vibration direction.
  • First annular cover 11Q and second annular cover 12Q have the same structure and function as first annular cover 11K and second annular cover 12K, so a description thereof will be omitted.
  • the drive unit 13Q includes a movable body 20Q having a magnet 30Q, a fixed body 50Q having coils 61, 62, a cylindrical conductor 90, and an outer yoke 58Q, and elastic support members 81, 82 that support the movable body 20Q so that it can move back and forth relative to the fixed body 50Q.
  • the movable body 20Q of the vibration actuator 1Q includes movable body cores 410Q and 420Q, weight portions 220Q and 240Q, and fixing pins 26Q and 28Q.
  • the movable body cores 410Q, 420Q are configured similarly to the movable body cores 410, 420 shown in Figure 30, and have a central recess 413, 423 in the center of the back surface that contacts the magnet 30Q, and central protrusions 415, 425 that protrude convexly in the center of the front surface.
  • the openings 221, 241 of the cylindrical joints 222Q, 242Q of the weights 220Q, 240Q fit onto the central convex portions 415, 425 of the movable body cores 410Q, 420Q.
  • Plummets 220Q and 240Q have the same function as plummets 22K and 24K, and include joints 222Q and 242Q, and spring fixing portions 224Q and 244Q that fix elastic support members 81 and 82 to movable body 20Q.
  • joints 222Q and 242Q of weights 220Q and 240Q have different axial lengths (shorter than joints 222 and 242), but otherwise have the same configuration. Note that pin bodies 262 and 282 abut against central protrusions 415 and 425 within openings 221 and 241, but may be spaced apart.
  • the joints 222Q and 242Q are positioned and fitted to the central protrusions 415 and 425, and the spring fixing portions 224Q and 244Q are connected to the inner peripheries 802 of the elastic support portions 81 and 82.
  • movable body cores 410, 410N, 410P, 410Q, 420, 420N, 420P, 420Q and weight sections 220, 220N, 220P, 220Q, 240, 240N, 240P, 240Q have been described as having shapes in which the movable body cores are convex and the weight sections are concave, and they fit together.
  • These fitting shapes can be applied to the fitting shapes of movable body cores 41, 41H, 41J, 42, 42H, 42J and weight sections 22, 22H, 22J, 22K, 24, 24H, 24J, 24K, resulting in a configuration in which the movable body cores are convex and the weight sections are concave, and they fit together.
  • Figures 34 and 35 are diagrams showing examples of mounting forms of the vibration actuator 1.
  • Figure 34 shows an example in which the vibration actuator 1 is mounted on a game controller GC
  • Figure 35 shows an example in which the vibration actuator 1 is mounted on a mobile terminal M. Note that the mounting examples shown in Figures 34 and 35 are not limited to the vibration actuator 1, and can be similarly applied to vibration actuators of other embodiments.
  • the game controller GC is connected to the game console via wireless communication, for example, and is used by the user by gripping or holding 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 it.
  • the game controller GC notifies the user of commands from the game console by vibration. Although not shown, the game controller GC also has functions other than command notification, such as an input operation unit for the game console.
  • Mobile terminal M is, for example, a mobile communication terminal such as a mobile phone or smartphone. Mobile terminal M notifies the user of an incoming call from an external communication device by vibrating, and also realizes various functions of mobile terminal M (for example, functions that provide a sense of operation and a sense of realism).
  • the game controller GC and the mobile terminal M each have a communication unit 201, a processing unit 202, a drive control unit 203, and a vibration actuator 206, which is a vibration actuator 1 serving as a drive unit.
  • the game controller GC is equipped with multiple vibration actuators 204 and 205.
  • Vibration actuators 1A, 1B, 1C, 1E, 1H, 1J, 1K, 1L, 1N, 1P, and 1Q may be used as the vibration actuators 204, 205, and 206.
  • the vibration actuators 204, 205, and 206 are preferably mounted so that the main surface of the terminal and a surface perpendicular to the vibration direction of the vibration actuators 204, 205, and 206, in this case the bottom surface of the bottom 114, are parallel.
  • the main surface of the terminal is the surface that comes into contact with the surface of the user's body, and in this embodiment means the vibration transmission surface that comes into contact with the surface of the user's body and transmits vibrations.
  • the main surface of the terminal and the bottom surface of the bottom 114 of the vibration actuators 204, 205, and 206 may be arranged so that they are perpendicular to each other.
  • vibration actuators 204 and 205 are mounted so that their vibration direction is perpendicular to the surface that comes into contact with the operating user's fingertips, finger pads, or the back of the hand, or the surface on which the operation unit is provided. Furthermore, in the case of the portable terminal M, vibration actuator 206 is mounted so that its vibration direction is perpendicular to the display screen (touch panel surface). This allows vibrations in a direction perpendicular to the main surfaces of the game controller GC and portable terminal M to be transmitted to the user.
  • the communication unit 201 is connected to an external communication device via wireless communication, receives signals from the communication device, and outputs them to the processing unit 202.
  • the external communication device is the game console itself as an information communication terminal, and communication is carried out 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 communication is carried out in accordance with a mobile communication standard.
  • the processing unit 202 converts the input signal into a drive signal for driving the vibration actuators 204, 205, and 206 using a conversion circuit unit (not shown), and outputs the drive signal to the drive control unit 203.
  • the processing unit 202 generates the drive signal based on signals input from the communication unit 201 as well as signals input from various functional units (not shown, for example, operation units such as a touch panel).
  • the drive control unit 203 is connected to the vibration actuators 204, 205, and 206, and is equipped with circuits for driving the vibration actuators 204, 205, and 206.
  • the drive control unit 203 supplies drive signals to the vibration actuators 204, 205, and 206.
  • Vibration actuators 204, 205, and 206 are driven in accordance with drive signals from drive control unit 203. Specifically, in vibration actuators 204, 205, and 206, movable body 20 vibrates in a direction perpendicular to the main surfaces of game controller GC and mobile terminal M.
  • the movable body 20 may be configured to come into contact with the top surface 122 or bottom surface 114 of the lid portion 12 via a damper each time it vibrates.
  • the impact on the top surface 122 or bottom surface 114 of the lid portion 12 caused by the vibration of the movable body 20, i.e., the impact on the housing is transmitted directly to the user as vibration.
  • the game controller GC is equipped with multiple vibration actuators 204, 205, one or both of the multiple vibration actuators 204, 205 can be driven simultaneously in accordance with the input drive signal.
  • Vibrations are transmitted perpendicular to the surface of the user's body when in contact with the game controller GC or mobile terminal M, allowing the user to feel a sufficient amount of vibration.
  • the game controller GC can provide the user with a tactile vibration using one or both of the vibration actuators 204, 205, and can provide highly expressive vibrations, such as selectively providing strong and weak vibrations.
  • the vibration actuator according to the present invention is suitable for application to mobile devices other than the game controller GC and mobile terminal M (for example, mobile information terminals such as tablet PCs, mobile game terminals, and wearable devices worn by the user). Furthermore, in addition to the mobile devices mentioned above, the vibration actuator 1 of this embodiment can also be used in electric beauty and hairdressing appliances that require vibration, such as facial massagers.
  • the vibration actuator of the present invention can generate suitable vibrations with stable, high output over a wide range of drive frequencies, making it useful for use in electronic devices such as game consoles and mobile devices.

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Abstract

振動アクチュエータは、コイルを有する固定体と、コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、コイルを流れる電流とマグネットの磁場との相互作用により、固定体に対して、コイルの径方向と直交する振動方向に振動する可動体と、を有し、固定体は、マグネットの外周で前記マグネットを囲むように配置され、磁場内での可動体の移動に伴って渦電流を発生し、磁場との相互作用により可動体の振動を制動する渦電流制動部を有する。

Description

振動アクチュエータ及び電子機器
 本発明は、振動アクチュエータ及びこれを備える電子機器に関する。
 従来、振動機能を有する電子機器には、振動発生源として振動アクチュエータが実装されている。電子機器は、振動アクチュエータを駆動してユーザに振動を伝達して体感させることにより、着信を通知したり、操作感や臨場感を向上したりすることができる。ここで、電子機器は、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)、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、服や腕などに装着されるウェアラブル端末の携帯できる携帯機器を含む。
 携帯機器に実装される小型化可能な構造の振動アクチュエータとしては、例えば、特許文献1に示すように、ページャー等に用いられる振動アクチュエータが知られている。
 この振動アクチュエータは、一対の板状弾性体を相対向するようにして円筒状の枠体の開口縁部でそれぞれ支持させている。板状弾性体のそれぞれは、一端部を固定体に固定し、他端部を可動体に固定して配設されている。一対の板状弾性体のうちの一方の渦巻型形状の板状弾性体は、一端部である外周部分を枠体の底部に配置し、この外周部分から他端部である中央部分が盛り上がるように形成されている。この中央部分には、磁石を取り付けたヨークが固定され、ヨークは枠体内で支持されている。
 ヨークは磁石とともに磁界発生体を構成し、この磁界発生体の磁界内に、コイルが他方の板状弾性体に取り付けた状態で配置されている。コイルは、銅線の表面に樹脂を焼き付けたエナメル線を用いて円筒状体に構成され、所謂、自己融着線を用いた空芯コイルであり、配置スペースは小さくなっている。このコイルに発振回路を通じて周波数の異なる電流を流すことにより一対の板状弾性体は選択的に共振して振動を発生し、ヨークは枠体内で枠体の中心線方向で振動する。
特許第3748637号公報 実開昭59-191427号公報
 ところで、特許文献1のように共振により駆動するアクチュエータは、可動体であるヨークの共振周波数に振動加速度のピークがあり、そのピークは急峻である。このため、従来の振動アクチュエータでは、広い周波数の範囲で強い振動を得ようとする場合、出力を低下させることなく、振動を好適に調整したいという要望があった。
 本発明の目的は、広い周波数の範囲で高い出力の振動を発生する振動アクチュエータ及び電子機器を提供することである。
 本発明の振動アクチュエータの一つの態様は、
 コイルを有する固定体と、
 前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記コイルを流れる電流と前記マグネットの磁場との相互作用により、前記固定体に対して、前記コイルの径方向と直交する振動方向に振動する可動体と、
 を有し、
 前記固定体は、
 前記マグネットの外周で前記マグネットを囲むように配置され、前記磁場内での前記可動体の移動に伴って渦電流を発生し、前記磁場との相互作用により前記可動体の振動を制動する渦電流制動部を有する構成を採る。
 本発明の電子機器の一つの態様は、
 上記構成の振動アクチュエータを実装した構成を採る。
 本発明によれば、広い周波数の範囲で高い出力の振動を発生することができる。
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を示す外観斜視図である。 図2は、同振動アクチュエータにおいてケースから駆動ユニットを外した状態を示す斜視図である。 図3は、駆動ユニットの分解斜視図である。 図4は、同振動アクチュエータの縦断面図である。 図5は、駆動ユニットから可動体を外したコイル組立体の斜視図である。 図6は、コイル組立体の平面図である。 図7は、図1に示す振動アクチュエータの動作を説明する図である。 図8は、従来の振動アクチュエータ及び図1に示す振動アクチュエータについて、駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。 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の縦断面図である。 図10は、駆動ユニットから可動体を外したコイル組立体の斜視図である。 図11は、コイル組立体の平面図である。 図12は、本発明の実施の形態2に係る振動アクチュエータの渦電流制動部の斜視図である。 図13は、本発明の実施の形態3に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図14は、本発明の実施の形態3に係る振動アクチュエータのコイル組立体の斜視図である。 図15は、同平面図である。 図16は、本発明の実施の形態4に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図17は、本発明の実施の形態5に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図18は、本発明の実施の形態5に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図19は、本発明の実施の形態6に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図20は、本発明の実施の形態6に係る振動アクチュエータのコイル組立体の斜視図である。 図21は、本発明の実施の形態7に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。 図22は、本発明の実施の形態7に係る振動アクチュエータのコイル組立体の斜視図である。 図23は、本発明の実施の形態8に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図24は、本発明の実施の形態8に係る振動アクチュエータにおける駆動ユニットの分解斜視図である。 図25は、本発明の実施の形態9に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図26は、本発明の実施の形態9に係る振動アクチュエータにおける駆動ユニットの分解斜視図である。 図27は、本発明の実施の形態10に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図28は、本発明の実施の形態10に係る振動アクチュエータにおける駆動ユニットの分解斜視図である。 図29は、実施の形態1に係る振動アクチュエータと、実施の形態8から10の振動アクチュエータについて、駆動周波数と振動加速度との関係の一例を示すグラフである。 図30は、本発明の実施の形態11に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図31は、本発明の実施の形態12に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図32は、本発明の実施の形態13に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図33は、本発明の実施の形態14に係る振動アクチュエータの縦断面図である。 図34は、同振動アクチュエータを実装した電子機器の一例を示す図である。 図35は、同振動アクチュエータを実装した電子機器の一例を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 以下の説明において、「上側」及び「下側」等における「上」及び「下」は、各実施の形態に係る振動アクチュエータの構成及び挙動を理解しやすくするために便宜上付与したものである。各実施の形態に係る振動アクチュエータが電気機器(図34、図35参照)に搭載される場合には、ここに記載する「上」及び「下」が、逆になってもよいし、左右になってもよいし、斜めになってもよい。ちなみに、各実施の形態において、上下方向は、振動アクチュエータ1における可動体の振動方向であり、「上方向」は振動方向の一方であり、「下方向」は振動方向の他方向である。すなわち、振動アクチュエータは、可動体を上下方向に直線状に振動させるリニアアクチュエータである。
 また、以下の説明において、特に断らない限り、「径方向」とは、振動アクチュエータ1において上下方向に延びる中心軸を中心として放射状又は遠心状に延びる方向(中心軸と直交する方向)を意味する。また、「外側」及び「内側」等における「外」及び「内」は、中心軸CAを中心とする径方向における外方及び内方を意味する。また、特に断らない限り、「周方向」とは、中心軸CAの周りを囲んで延びる方向を意味する。
 また、以下の説明で用いる形状に関する表現は、簡略的な概形説明のための便宜的な表現であって、幾何学的に正確な図形の定義が必ずしも当てはまるものでないことは、言うまでもない。ここに記載する装置全体或いは各構成部品の形状は一例であり、本発明は、各実施の形態で例示した形状に限定されない。
(実施の形態1)
 [振動アクチュエータの全体構成]
 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を示す外観斜視図であり、図2は、同振動アクチュエータにおいてケースから駆動ユニットを外した状態を示す斜視図である。図3は、駆動ユニットの分解斜視図であり、図4は、同振動アクチュエータの縦断面図である。図5は、駆動ユニットから可動体を外したコイル組立体の斜視図である。図6は、コイル組立体の平面図である。
 本実施の形態1に係る振動アクチュエータ1は、携帯型ゲーム端末機器(例えば、図34に示すゲームコントローラGC)等の電子機器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。この電子機器としては、スマートフォン等の携帯機器(例えば、図35に示す携帯端末M)も含む。振動アクチュエータ1は、携帯型ゲーム端末機器或いは、携帯機器等の各機器に実装され、駆動することにより振動して、ユーザに対して着信を通知したり、操作感や臨場感を与えたりする。
 本実施の形態の振動アクチュエータ1は、図1及び図2に示すように、中空のケース10内に、可動体20を、ケース10の軸方向(上下方向)を振動方向として、上下端面間で振動可能に収容している。ケース10内部の可動体20が振動することにより、振動アクチュエータ1自体が振動体として機能する。
 振動アクチュエータ1は、図3及び図4に示すように、マグネット30及び可動体コア41、42を有する可動体20と、コイル61、62を有する固定体50と、可動体20を固定体50に対して往復動自在に支持する弾性支持部81、82と、を有する。
 振動アクチュエータ1においてコイル61、62、マグネット30及び可動体コア41、42は、可動体20を振動させる磁気回路を構成する。振動アクチュエータ1は、電源供給部(例えば、図34及び図35に示す駆動制御部203)からコイル61、62が通電されることで、コイル61、62の電流とマグネット30による磁場との相互作用が生じる。これにより、ケース10内で、可動体20が振動方向に往復移動する。
 本実施の形態の振動アクチュエータ1では、可動体20は、コイル保持部であるコイルボビン部52に保持されたコイル61、62の内側、詳細には、ボビン本体部(コイル保護壁部)522の内側で、上下方向である振動方向で往復移動する。可動体20は、コイル61、62の軸方向は、可動体20の振動方向であり、マグネット30の着磁方向であり、コイルボビン部52の軸方向でもある。
 可動体20は、振動していない非振動時において、弾性支持部81、82を介して、振動方向の長さの中心が、コイルボビン部52の振動方向の長さの中心と、可動体20の軸方向と直交する方向で、所定間隔をあけて対向するように配置される。このとき、可動体20は、コイルボビン部52のボビン本体部522に接触しないように、コイル61、62との間で釣り合う位置に位置することが望ましい。例えば、マグネット30および可動体コア41、42における振動方向の長さの中心が、上下で離間するコイル61、62間の振動方向の長さ(厚み)の中心に対して、径方向外側(振動方向と直交する方向)で対向する位置に配置される。なお、ボビン本体部522と可動体20の隙間に、磁性流体が介在するようにしてもよい。
 振動アクチュエータ1は、本実施の形態では、図2に示すように、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に、駆動ユニット13を収容している。駆動ユニット13は、コイル61、62、コイルボビン部52、可動体20及び弾性支持部81、82を有する。また、駆動ユニット13は、コイル61、62を外側で覆うアウターヨーク58を備えてもよい。
<可動体20>
 可動体20は、固定体50の筒状のコイルボビン部52の内側で、上下端部で接続された弾性支持部81、82により、コイルボビン部52の内側面(ボビン本体部522の内周面52a)に沿って、往復移動可能に支持される。
 可動体20は、図3及び図4に示すように、マグネット30、可動体コア41、42、及び錘部22、24、固定ピン26、28を有する。
 可動体20は、マグネット30を中心に振動方向の両側に向かってそれぞれ可動体コア41、42、錘部22、24が連設される。マグネット30及び可動体コア41、42の外周面20aがボビン本体部522の内周面52a、具体的には、筒状導体90の内周面に、所定間隔を空けて対向配置されている。
 可動体20が振動方向に移動する際には、外周面20aが内周面52aに沿って筒状導体90に対向して、筒状導体90に接触することなく往復移動する。
 マグネット30は、振動方向に着磁される。マグネット30は、本実施の形態では円盤状に形成され、振動方向で離間する表裏面30a、30bがそれぞれ異なる極性を有している。マグネット30の表裏面30a、30bは、コイル61、62の軸の延在方向で離間する2つの着磁面である。
 マグネット30は、コイル61、62(詳細は後述する)に対して、コイル61、62の径方向内側で間隔を空けて位置するように配置されている。ここで、「径方向」とは、コイル61、62の軸に直交する方向であり、振動方向である上下方向と直交する方向でもある。この径方向における「間隔」は、ボビン本体部522を含むコイル61、62と、マグネット30との間の間隔を意味してもよい。また、可動体20の振動方向に互いに接触することなく移動可能な間隔であるが、ボビン本体部522とマグネット30との間の所定間隔としてもよい。
 マグネット30は、本実施の形態では、径方向外側で、ボビン本体部522の中心と、対向するように配置されている。なお、マグネット30は、コイル61、62の内側で、コイル61、62の軸の延在方向に2つの着磁面をそれぞれ向けて配置されるものであれば、筒状、板形状等のように円盤状以外の形状であってもよい。また、マグネット30の軸方向の中心が、可動体20の軸方向の中心と一致することが望ましい。
 マグネット30の表裏面30a、30bには、それぞれ可動体コア41、42が設けられている。マグネット30は、例えばネオジウム焼結材により形成される。
 可動体コア41、42は、磁性体であり、ヨークとして機能し、マグネット30、コイル61、62ともに磁気回路を構成する。可動体コア41、42は、SECC等の磁性材料で形成されている。可動体コア41、42は、マグネット30とともに可動体側磁気回路を構成する。可動体コア41、42は、マグネット30の磁束を集中させて、漏らすことなく効率良く流し、マグネット30とコイル61、62間に流れる磁束を効果的に分布させる。
 また、可動体コア41、42は、磁気回路の一部としての機能の他、可動体20において、可動体20の本体部分としての機能、錘部22、24を固定する機能、及び、ウェイトとしての機能を有する。
 可動体コア41、42は、マグネット30と同外径及び同表面形状を有する。可動体コア41、42は、円環平板状に形成され、外周面がマグネットの外周面と面一となるようにマグネット30に固定される。可動体コア41、42は、マグネット30の外周面とともに可動体20の外周面20aを構成する。
 可動体コア41、42は、本実施の形態では同様に形成された同じ形状で形成された同じ部材である。可動体コア41、42は、本実施の形態では、マグネット30を中心に、マグネット30を挟むようにマグネット30の上下に対称に設けられている。なお、可動体コア41、42は、マグネット30に吸引されるとともに、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤もしくは嫌気性接着剤によりマグネット30に固定される。
 可動体コア41、42のそれぞれの中央部には、上下の錘部22、24が嵌合する嵌合口411、421が設けられている。嵌合口411、421には、上下の錘部22、24が同一軸で挿入されている。
 本実施の形態では、可動体コア41、42は、可動体20の非振動時において、コイル61、62の内側(径方向内側)で、コイル61、62の軸方向と直交する方向で、コイル61、62のそれぞれに対向するように位置する。
 錘部22、24は、可動体20の錘であり、非磁性体であることが好ましい。錘部22、24は、例えば、SUSで形成される。また、錘部22、24は、可動体側磁気回路(マグネット30及び可動体コア41、42)を弾性支持部81、82に固定する。錘部22、24は、マグネット30及び可動体コア41、42を挟むように上下で対称に設けられている。これにより、錘部22、24は、可動体20において、上下の方向での重量のバランスがよく、可動体20の振動出力を増加させている。
 錘部22、24は、本実施の形態では、可動体20の中心軸に沿って配置される可動体20の軸として機能する筒状体であり、可動体コア41、42と、弾性支持部81、82との間に介設される。
 錘部22、24は、同形状に形成され、接合部222、242と、ばね固定部224、244とを有する。これら接合部222、242とばね固定部224、244とが、それぞれ振動方向(具体的には上下方向)に連設されている。
 錘部22、24は、貫通する貫通孔を有しており、貫通孔内に錘を追加できる。これにより錘部22、24は重量調整部として機能されてもよい。貫通孔内に錘を追加することにより可動体20を重くして、可動体20の振動出力を大きくすることができる。
 接合部222、242は、他端部側を可動体コア41、42の嵌合口411、421にそれぞれ挿入して内嵌されている。錘部22、24は、可動体コア41、42に圧入或いは、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤や嫌気性接着剤を用いた接着により固定されてもよい。
 ばね固定部224、244は、可動体20の振動方向の両端部の夫々を構成する。上側のばね固定部224は、弾性支持部81である上側板ばねの内径側の端部(他端部)である内周部802に接合されている。ばね固定部224は、錘部22において、接合部222から上に突出するように配置され、その先端で、固定ピン26を介して弾性支持部81の内周部802に接合されている。
 一方、下側のばね固定部244は、弾性支持部82である下側板ばねの内径側の端部である内周部802に接合されている。ばね固定部244は、錘部24において、接合部242から下に突出するように設けられ、その先端で、固定ピン28を介して弾性支持部82の内周部802に接合されている。
 固定ピン26、28は、弾性支持部81、82と可動体20とを、可動体20の振動により外れないように強固に固定する。
 固定ピン26、28は、本実施の形態では同形状に形成されたリベットであり、夫々、ばね固定部224、244に圧入可能な軸状のピン本体262、282と、ピン本体262、282の一端側の縁部に設けられたフランジ264、284とを有する。
 ピン本体262、282は、弾性支持部81、82のそれぞれの内周部802を、ばね固定部224、244に重ねた状態で、内周部802の開口を介して、ばね固定部224、244の貫通孔に圧入されている。これにより、フランジ264、284は、ばね固定部224、244とで弾性支持部81、82の内周部802を挟持して、弾性支持部81、82を強固に接合する。
 なお、弾性支持部81、82の内周部802と、ばね固定部224、244とは、溶接、接着、または、カシメ等により接合されてよく、更には溶接、接着、または、カシメを組み合わせて接合されてもよい。
 錘部22、24が、可動体20において、可動体側磁気回路に対して振動方向で離間する両端部(上下端部)に配置されている。また、錘部22、24は、錘機能とばね固定機能を有するため、それぞれの機能を有する部材を個々に組み立てる必要が無い。なお、錘部22、24は、磁性材料により形成されてもよいが、非磁性材料であるので、可動体コア41、42からの磁束が上方及び下方に流れることがなく、効率良く可動体コア41、42の外周側に位置するコイル61、62側に流れている。
<固定体50>
 固定体50は、コイル61、62を保持するとともに、コイル61、62の径方向内側で、可動体20を、弾性支持部81、82を介して振動方向(コイル軸方向、可動体20の軸方向)に移動自在に支持する。
 固定体50は、ケース10、コイル61、62、コイルボビン部52、アウターヨーク58、及び、渦電流制動部としての筒状導体(導電体)90を有する。
 コイル61、62、コイルボビン部52及び筒状導体90によりコイル組立体15は、構成されている。本実施の形態では、コイル組立体15に、弾性支持部81、82を介した可動体20及びケース10等の振動を発生させる構成要素が略全て接続されることにより、振動アクチュエータ1は構成されている。
 コイルボビン部52は、外周面に巻回されるコイル61、62を保持し、内周面52aでマグネット30を囲み、マグネット30を有する可動体20の移動を案内する。
 コイルボビン部52は、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート(poly butylene terephtalate;PBT)等の樹脂により形成された筒状体である。コイルボビン部52は、本実施の形態では、難燃性の高いベークライト等のフェノール樹脂を含む素材で構成される。
 コイルボビン部52が、フェノール樹脂を含む素材で構成されることにより、難燃性が高まり、保持するコイル61、62に電流が流れた際にジュール熱により発熱しても、駆動の際の安全性の向上を図ることができる。また、寸法精度が高まり、コイル61、62の位置精度が高まるため、振動特性のばらつきを低減出来る。
 コイルボビン部52は、筒状のボビン本体部522と、ボビン本体部522の外周から放射方向に突出する中央フランジ部526及びフランジ部527、528と、端子引き出し部530と、可動範囲形成部54とを有する。
 コイルボビン部52には、コイル61、62が巻回される。このコイル61、62は、アウターヨーク58により覆われる。なお、端子絡げ部(コイル結線部)53は、便宜上、端子絡げ部(コイル結線部)53-1、53-2と図示して説明することもある。
 ボビン本体部522は、内側に配置される可動体20の駆動時におけるコイル61、62への衝突を保護する保護壁部として機能している。ボビン本体部522の厚みは、移動する可動体20が接触しても、外周側のコイル61、62に何ら影響を与えない強度をする厚みである。
 ボビン本体部522の外周側には、中央フランジ部526と各フランジ部527、528間で、凹状のコイル取付部52b、52cが形成されている。コイル取付部52b、52cには、コイル61、62が配置されている。コイル61、62は、可動体20の可動体コア41、42の外周面(マグネット30及び可動体コア41、42の外周面)を囲むようにコイル軸方向に並んで配置される。
 端子引き出し部530は、中央フランジ部526から径方向外側に張り出すように設けられている。端子引き出し部530は、アウターヨーク58の開口部582に篏合して、アウターヨーク58の回転止めとして機能する。端子引き出し部530には、コイル61、62に接続される端子である端子絡げ部(コイル結線部)53(53-1、53-2)が突設されて外部に露出する。
 端子絡げ部53は、図3に示すように、コイル61、62の端部のコイル巻線を絡げて、外部機器と接続するコネクタ結線部として機能する。端子絡げ部53を介してコイル61、62と外部機器とが接続され、コイル61、62とコイル61、62に電力が供給される。
 端子絡げ部53は、ボビン本体部522の外周において振動方向の中心に配置される中央フランジ部526の外周面に取り付けられ、且つ、中央フランジ部526の外周面から突出するように配置されている。
 フランジ部527、528は、ボビン本体部522の軸方向(本実施の形態では振動方向であり、上下方向でもある)で離間する両端部に設けられ、コイルボビン部52の上下端部を構成する。
 フランジ部527、528は、中央フランジ部526から離間する方向側の端部(本実施の形態では上下端部)で、弾性支持部81、82が固定される。
 可動範囲形成部54は、コイルボビン部52の上下端部に夫々上下方向で突設されている。可動範囲形成部54は、ケース10内にコイルボビン部52を収容した際に、ケース10の蓋部12及び底部114と、可動体20との間の振動範囲を形成する。可動範囲形成部54は、フランジ部527、528の円環状の上下の開口端面(それぞれ「上端面、下端面」とも称する)527a、528aにおいて、所定間隔を空けて設けられている。上端面527aは、一方側の開口端面であり、下端面528aは、他方側の開口端面を意味している。
 これにより、弾性支持部81、82は、複数の構成部品を介して固定体側に固定されることがない。これにより、部品公差に影響されにくい構造で、回転するような周方向及び径方向への移動が規制され、製品として、弾性支持部81、82のバラツキを抑制し、安定した特性を実現できる。
 フランジ部527、528は、アウターヨーク58に係合する、アウターヨーク位置出し用の位置決め係合部529(図4参照)を有する。位置決め係合部529は、フランジ部527、528の外周部、つまり、コイルボビン部52の外径部に設けられ、アウターヨーク58を、コイル61、62を囲む位置に位置させる。
 位置決め係合部529は、フランジ部527、528の夫々の外周部において、中央フランジ部526側に開口する段差部であり、アウターヨーク58の上下端部と係合する。位置決め係合部529にアウターヨーク58が係合することにより、コイルボビン部52に巻回されるコイル61、62に対してアウターヨーク58をずれること無く配置して、安定した磁気特性を得ることができる。
<コイル61、62>
 コイル61、62は、振動アクチュエータ1において、コイル61,62の軸方向(マグネット30の着磁方向)を振動方向として、マグネット30及び可動体コア41、42とともに、振動アクチュエータ1の駆動源の発生に用いられる。コイル61、62は、駆動時(振動時)に通電されて、マグネット30とともにボイスコイルモータを構成する。
 コイル61、62は、コイル取付部52b、52c内に配置され、コイル61、62は、可動体コア41、42に対して振動方向と直交する方向で対向する位置に配置されている。
 コイル61、62は、コイルボビン部52に、コイル軸方向(振動方向)の長さの中心位置が、可動体20の振動方向の長さの中心位置(マグネット30の振動方向の中心位置)と、振動方向で略同じ位置(同じ位置も含む)となるように、保持されている。なお、コイル61、62は、互いに逆方向に巻回されて構成され、通電時に逆方向に電流が流れるように構成されている。
 コイル61、62は、例えば、一本のコイル線をコイル61、62で巻回方向を変えて、コイルボビン部52の外側から、コイル取付部52b、52cに、巻き付けることにより、コイル取付部52b、52c内で円筒状に形成されている。
 コイル61、62は、中央フランジ部526に凹状に形成された連絡溝部55(図3参照)を通るコイル線で接続されている。コイル61、62を構成する一本のコイル線の夫々の端部611、621(図18参照)は、中央フランジ部526の端子絡げ部53(53-1、53-2)に絡げて接続されている。
 コイル61、62は、端子絡げ部53を介して、電源供給部(例えば、図34及び図35に示す駆動制御部203)に接続される。例えば、コイル61、62のそれぞれの端部は、交流供給部に接続され、交流供給部からコイル61、62に交流電源(交流電圧)が供給される。これにより、コイル61、62はマグネットとの間に、互いの軸方向で互いに接離方向に移動可能な推力を発生できる。
 コイル61、62のコイル軸は、コイルボビン部52の軸、或いは、マグネット30の軸と同軸上に配置されることが好ましい。
 この構成により、コイル61、62を有するコイルボビン部52は、コイル61、62の円筒状体をそれぞれ維持するために、コイルを自己融着線を用いずに組み立てることができる。つまり、コイルとして空芯コイルを用いる必要がないので、コイル61、62自体の低コスト化、ひいては、振動アクチュエータ全体を低コスト化できる。
 また、コイル61、62は、ケース10の内側で、外周面をアウターヨーク58により囲まれ、コイル取付部内で封止される。
<筒状導体(渦電流制動部)90>
 筒状導体90は、導電部材からなる筒状体であり、コイル61、62の内側における可動体20の移動に伴って渦電流を発生する。筒状導体90は、発生した渦電流と、マグネット30の磁場との相互作用により、可動体20の移動を制動する。
 筒状導体90は、コイル61、62の径方向内側で、マグネット30の外周でマグネット30を囲むように配置されている。
 筒状導体90は、コイルボビン部52(詳細にはボビン本体部522)の内周面に貼着されることで周方向に渡って配置されている。筒状導体90は、可動体20に対して、マグネット30に対向しマグネット30に径方向で最も近い位置に配置されている。
 筒状導体90は、導電性のある導電材料から構成されており、導電率が高い材料、例えば、銅、アルミニウムやそれらを含む合金から構成されることが望ましい。筒状導体90は、例えば、円筒状に加工した銅板により形成されている。筒状導体90は、マグネット30の磁場との相互作用により、後述するように可動体の振動を制動する。
 具体的には、可動体20は、コイル61、62に電流が流れると、マグネット30の磁場から受ける力により、振動方向に移動するが、このとき、筒状導体90において磁束の変化が生じ、当該磁束の変化を打ち消すように、筒状導体90には渦電流が生じる。
 渦電流は、マグネット30の磁場との相互作用により、ローレンツ力による可動体20の移動を制動する方向に働く力を発生する。これにより、可動体20の振動は、制動されることになる。
 このように筒状導体90は、可動体20の駆動に伴い発生する渦電流を用いて、可動体20の移動を制動する制動機能を有する。なお、この制動、つまり、可動体20の振動の減衰は、筒状導体90のマグネット30との距離と、筒状導体90の面積と、筒状導体90の厚みによって設定できる。
<アウターヨーク58>
 アウターヨーク58は、コイルボビン部52の外周面を囲み、コイル61、62を径方向外側で覆う位置に配置される筒状の磁性体である。アウターヨーク58は、コイルボビン部52の端子引き出し部530及び位置決め係合部529を介してコイルボビン部52に位置決めされる。
 アウターヨーク58は、SECC等の磁性部材により形成されている。アウターヨーク58は、コイル61、62とともに固定体側磁気回路を構成し、電磁シールドとして機能する。アウターヨーク58は、可動体側磁気回路、つまり、マグネット30及び可動体コア41、42とともに構成する磁気回路において、振動アクチュエータ1の外部への漏れ磁束を防止する。
 アウターヨーク58は、アウターヨーク58の振動方向の長さの中心を、アウターヨーク58の内側に配置されるマグネット30の振動方向の中心と同じ高さとなる位置となるように配置されている。このアウターヨーク58のシールド効果により、振動アクチュエータ1の外側への漏えい磁束の低減を図ることができる。
 また、アウターヨーク58は、磁気回路において、推力定数を大きくして電磁変換効率を高めることができる。アウターヨーク58は、マグネット30の磁気吸引力を利用して、マグネット30とともに磁気ばねとしての機能を有する。磁気ばねは、弾性支持部81、82を機械バネにした際の応力を低下させることができ、弾性支持部81、82の耐久性を向上させることができる。
<弾性支持部81、82>
 弾性支持部81、82は、可動体20を固定体50に対して振動方向に往復移動自在に支持する。
 弾性支持部81、82は、可動体20の振動方向で、可動体20を挟み、且つ、可動体20と固定体50との双方に振動方向と交差するように架設されている。弾性支持部81、82は、可動体20において振動方向で離間する両端部(上下端部)で互いに離間して配置され、固定体50と接続する。本実施の形態では、弾性支持部81、82は、それぞれ振動方向と直交する方向で互いに対向して配置されている。
 弾性支持部81、82では、可動体20の軸方向(振動方向)で離れる両端部(ばね固定部224、244)に、それぞれの内周部802が嵌合されている。また、外周固定部806側が、可動体20に、径方向外側(放射方向)に張り出すように取り付けられる。
 弾性支持部81、82は、可動体20を、可動体20の可動体の非振動時及び振動時において、固定体50に接触しないように支持する。なお、弾性支持部81、82は、可動体20の駆動(振動)時において、可動体20のボビン本体部522の内周面52aに接触しても、磁気回路自体、具体的には、コイル61、62自体に直接接触することがないので、コイル61、62が損傷することはない。弾性支持部81、82は、可動体20を可動自在に弾性支持するものであれば、どのようなもので構成されてもよい。弾性支持部81、82は、本実施の形態では同様の構成を有する同部材である。
 弾性支持部81、82は、非磁性体であってもよいし磁性体(具体的には、強磁性体)であってもよい。弾性支持部81、82は、非磁性体の板ばねであれば、SUS304、SUS316等のステンレス鋼板を用いて構成されてもよい。また、弾性支持部81、82が磁性体であれば、元々、非磁性体であるがプレス等の加工により磁性化するSUS301等のステンレス鋼板を適用可能である。弾性支持部81、82の材料としては、例えば、プレス等の加工を行っても非磁性を維持する材料(SUS304、SUS316等)に比べて、プレス等の加工より磁性化する材料(例えば、SUS301)の方が、耐久性が高く、安価であることが知られている。弾性支持部81、82は、本実施の形態では、SUS301で構成されている。
 弾性支持部81、82は、それぞれ平板状の複数の板ばねである。可動体20は、複数の弾性支持部81、82を3つ以上の板ばねとしてもよい。これら複数の板ばねは、振動方向と直交する方向に沿って取り付けられる。
 板ばねである弾性支持部81、82は、内側のばね端部である環状の内周部802と、外側のばね端部である外周固定部806と、が弾性変形する平面視円弧状の変形アーム部804により接合された形状を有する。弾性支持部81、82のそれぞれにおいて、変形アーム部804の変形により、内周部802が、外周固定部806に対し、軸方向で変位する。
 弾性支持部81、82としての板ばねは、本実施の形態では、ステンレス鋼板を用いて板金加工により形成されており、より具体的には、薄い平板円盤状の渦巻型ばねとしている。弾性支持部81、82は、平板状であるので、円錐状のばねと比較して、位置精度の向上、つまり加工精度の向上を図ることできる。
 複数の弾性支持部81、82は、本実施の形態では、渦巻きの向きが同一となる向きで、それぞれ外周側の一端である外周固定部806が固定体50に固定されるとともに、内周側の他端である内周部802が可動体20に固定されている。弾性支持部81、82が、渦巻きの向きが同一となるように、可動体20に固定されているので、可動体20の移動量が大きくなったとしても、円滑に動く、つまり、変形することができ、より大きな振幅となり、振動出力を高めることが可能である。但し、所望の可動体20の振動範囲によっては、複数の弾性支持部81、82の渦巻き方向を互いに反対方向とする設計であってもよい。
 内周部802は、円環状に形成されている。変形アーム部804は、弾性変形可能であり、外周固定部806と内周部802との間に配置されている。変形アーム部804は、一端部で外周固定部806と結合し、他端部で内周部802と結合している。変形アーム部804は、外周固定部806と内周部802とを連結する。
 板状の弾性支持部81、82は、可動体20に対して、弾性支持部81、82のそれぞれの内周部802を、可動体20の振動方向の端部を構成するばね固定部224、244に重ねて配置されている。弾性支持部81、82の内周部802が、上述したように、固定ピン26、28のフランジ264、284とばね固定部224、244とで挟持されることにより固定されている。
 一方、上側の弾性支持部81の外周固定部806は、径方向外側で、コイルボビン部52の上端部に固定されている。具体的には、弾性支持部81の外周固定部806は、コイルボビン部52の上端部を形成する上側のフランジ部527の環状の上端面527aにおいて、可動範囲形成部54を避けた部位に固定される。
 弾性支持部81の外周固定部806は、ケース10内において、フランジ部527の環状の上端面527aと蓋部12の押圧部128とに挟持されて固定される。なお、上端面527aは、上側(一方側)のフランジ部527の上側(一方側)において、可動範囲形成部54を避けた部分の上側(一方側)の端面を意味する。
 また、下側の弾性支持部82の外周固定部806は、振動アクチュエータ1において可動体20よりも径方向外側で、コイルボビン部52の下端部に固定されている。具体的には、弾性支持部82の外周固定部806は、コイルボビン部52の下端部を形成する下側のフランジ部528の環状の下端面528aにおいて、可動範囲形成部54を避けた部位に固定される。
 弾性支持部82の外周固定部806は、ケース10内において、フランジ部528の環状の下端面528aと、底部114の周縁部に設けられた段差部118とに挟持されて固定される。なお、下端面528aは、下側(他方側)のフランジ部528の下側(他方側)において、可動範囲形成部54を避けた部分の上側(他方側)の端面を意味する。
 このように弾性支持部81、82は、コイルボビン部52の上下の開口縁部の上下端面(開口端面)527a、528aと、ケース10の蓋部12及び底部114とにより、振動方向と直交する方向に配置された状態で挟持されている。また、コイル61、62が巻回されたコイルボビン部52内に、可動体20を収容して、可動体20の上下端部に弾性支持部81、82の内周部802を固定するとともに、コイルボビン部52の上端部に弾性支持部81、82の外周固定部806を固定する。これにより、コイル61、62と可動体20との位置関係が規定された駆動ユニット13として構成され、ケース10内に配置し易くなる。
<ケース10>
 蓋部12及び底部114は、本実施の形態における振動アクチュエータ1の天面部122、下面部(底部114)を構成し、駆動ユニット13の可動体20に可動体20の振動方向で所定間隔を空けて対向して配置される。蓋部12は、天面部122の外周の一部から垂下して設けられ、ケース本体11の切り欠き102に係合する垂下部124を有する。天面部122には凹み126が設けられている。
 蓋部12及び底部114は、それぞれ可動体20の可動範囲を抑制する。蓋部12及び底部114は、可動体20のハードストップ(可動範囲限定)となる可動範囲抑制部としての機能を有する。
 具体的には、蓋部12及び底部114は、可動範囲形成部54により形成される可動範囲を規制する。つまり、蓋部12及び底部114は、蓋部12及び底部114から駆動ユニット13(コイルボビン部52)の上下端部の縁部(上下側のフランジ部527、528の開口端面527a、528a)までの長さを規制する。これにより、ケース10の中空は、可動体20が移動する空間である可動体空間を形成している。
 このように、可動体空間は、弾性支持部81、82が塑性変形しない範囲の長さに規定されている。よって、可動体20に、可動範囲を超える力が加わる場合でも、弾性支持部81、82は、塑性変形することなく、固定体50(蓋部12及び底部114の少なくとも一方)に接触するので、弾性支持部81、82が破損することなく、信頼性が高めることができる。
 なお、ケース10は、有底筒状、つまり、カップ状のケース本体11と蓋部12とで形成されている。これにより、周壁部112と底部114とを別体にした構成よりも、部品点数を減らし、組立性の向上を図ることができるとともに、耐衝撃性が向上する。また、蓋部12は、カップ状のケース本体11の開口部115に溶着する、或いはカシメることで固定されてもよい。例えば、蓋部12に閉塞される開口部115を、蓋部12で閉塞した後で、蓋部12を囲む部位を、蓋部12より上方に突出させて、突出した部位を蓋部12側に折曲してカシメて固定する。
<振動アクチュエータ1の動作>
 図7は、図1に示す振動アクチュエータの動作を説明する図である。
 振動アクチュエータ1の動作について、マグネット30において着磁方向の一方側(本実施の形態では上側)の表面30a側がN極、着磁方向の他方側(本実施の形態では下側)の裏面30b側がS極となるように着磁されている場合を一例する。
 振動アクチュエータ1では、図7に示す磁気回路が形成される。また、振動アクチュエータ1において、コイル61、62はコイル軸がマグネット30を振動方向で挟む可動体コア41、42らの磁束に直交するように、配置されている。
 コイル61、62が通電されていない状態では、マグネット30の磁場と相互作用する電流はコイル61、62に流れない。そのため、可動体20を振動させる駆動力は生じず、可動体20は移動しない。
 具体的には、マグネット30の表面30a側から出射し、可動体コア41からコイル61側に放射され、アウターヨーク58を通り、コイル62を介してマグネット30の下側の可動体コア42からマグネット30へ入射する磁束の流れmfが形成される。つまり、アウターヨーク58は、コイル61からコイル62へ効率よく磁束を流す効果を持つ。
 したがって、図7に示すように通電が行われると、マグネット30の磁界とコイル61、62に流れる電流との相互作用により、フレミング左手の法則に従ってコイル61、62に-f方向のローレンツ力が生じる。
 -f方向のローレンツ力は、磁界の方向とコイル61、62に流れる電流の方向に直交する方向である。コイル61、62は固定体50(コイルボビン部52)に固定されているので、作用反作用の法則に則り、この-f方向のローレンツ力と反対の力が、マグネット30を有する可動体20にF方向の推力として発生する。これにより、マグネット30を有する可動体20側がF方向、つまり蓋部12(蓋部12の天面部122)側に移動する。
 また、コイル61、62の通電方向が逆方向に切り替わり、コイル61、62に通電が行われると、逆向きのF方向のローレンツ力が生じる。このF方向のローレンツ力の発生により、作用反作用の法則に則り、このF方向のローレンツ力と反対の力が、可動体20に推力(-F方向の推力)として発生し、可動体20は、-F方向、つまり、固定体50の底部114側に移動する。
 なお、振動アクチュエータ1では、通電していない場合の非駆動時(非振動時)においては、マグネット30とアウターヨーク58との間に磁気吸引力がそれぞれ働き磁気バネとして機能する。このマグネット30とアウターヨーク58との間に発生する磁気吸引力と、弾性支持部81、82の元の形状に戻ろうとする復元力により、可動体20は、元の位置に戻る。
 この磁気回路においてコイル61、62の通電に伴いマグネット30とコイル61、62とを流れる磁束の流れとともに、筒状導体90に発生する渦電流により、マグネット30からの磁束の流れを抑制し、可動体20の振動を制動する。
 例えば、-f方向のローレンツ力、言い換えれば、可動体20へのF方向の推力を発生させる際に、筒状導体(渦電流制動部)90は、マグネット30の磁界と作用して、渦電流を発生して、-f方向のローレンツ力の発生を阻害する方向の磁場を形成する。
 また、コイル61、62への通電により、可動体20への-F方向の推力を発生させる際に、筒状導体(渦電流制動部)90は、マグネット30の磁界と作用して、渦電流を発生して、f方向のローレンツ力の発生を阻害する方向の磁場を形成する。
 これにより、振動アクチュエータ1は、渦電流による可動体の振動を減衰する。加速度が大きいところがより大きく制動が作用するので、共振点の加速度ピークを抑制する。
 図8は、従来の振動アクチュエータ及び図1に示す振動アクチュエータについて、駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。図8において、実線は、振動アクチュエータ1における駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフG1であり、破線は、従来の振動アクチュエータにおける駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフG2である。なお、グラフG3は、後述する実施の形態5の振動アクチュエータの構造における駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。
 従来の振動アクチュエータは、図8のグラフG2で示すように、可動部の共振周波数F0に振動加速度のピークP2があり、そのピークは急峻である。そのため、従来の振動アクチュエータでは、広い周波数の範囲で強い振動を得るために、ピークを抑制しようと試みがなされていたが困難であった。
 一方、振動アクチュエータ1は、上述したように、振動(移動)に伴って渦電流が生じる筒状導体90を有し、可動体20の振動を発生する磁気回路において、磁束の流れを阻害し、可動体20の振動を制動する制動力が作用する。
 この制動力は、振動加速度が大きくなる共振周波数F0付近で大きくなる。そのため、グラフG1で示すように、制動力は、共振周波数F0付近での振動加速度の変化を緩やかにすることができる。そのため、例えば、振動アクチュエータ1での振動加速度のピークP1を、従来の振動アクチュエータの振動加速度のピークP2に合わせるようにコイル61、62へ交流電圧を供給すると、グラフG1で示すようカーブ全体が持ち上がる。これにより振動アクチュエータ1は、広い駆動周波数の範囲で強い振動(振動加速度)を得ることができる。
 このように、振動アクチュエータ1は、可動体20の振動(移動)に伴って発生する渦電流を用いて、コイル61、62及びマグネット30により構成される可動体20を往復移動、つまり、振動を減衰して制動する筒状導体90を備える。可動体20の振動を制動することにより、共振周波数F0付近での振動加速度の変化を緩やかにすることができるので、振動アクチュエータ1は、広い駆動周波数の範囲で強い振動(振動加速度)を得ることができる。よって、小型化しても、広い駆動周波数の範囲で、好適な高出力の振動を発生できる。
 振動アクチュエータ1によれば、耐衝撃性を有するとともに、振動表現力の高い好適な体感振動を出力できる。
 振動アクチュエータ1は、電源供給部(例えば、図18及び図19に示す駆動制御部203)からコイル61、62へ入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル61、62の通電方向は周期的に切り替わり、可動体20には、蓋部12の天面部122側のF方向の推力と底部114側の-F方向の推力が交互に作用する。これにより、可動体20は、振動方向(コイル61、62の径方向と直交するコイル61、62の巻回軸方向、或いは、マグネット30の着磁方向)に振動する。
 以下に、振動アクチュエータ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1では、可動体20の質量をm[kg]、ばね(ばねである弾性支持部81、82)のばね定数をKspとした場合、可動体20は、固定体50に対して、下式(1)によって算出される共振周波数F[Hz]で振動する。
 可動体20は、ばね-マス系の振動モデルにおけるマス部を構成すると考えられるので、コイル61、62に可動体20の共振周波数Fに等しい周波数の交流波が入力されると、可動体20は共振状態となる。すなわち、電源供給部からコイル61、62に対して、可動体20の共振周波数F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20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。
 すなわち、振動アクチュエータ1における質量m[kg]、変位x(t)[m]、推力定数Kf[N/A]、電流i(t)[A]、ばね定数Ksp[N/m]、減衰係数D[N/(m/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K[V/(m/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1では、可動体20の質量mと板ばねである弾性支持部81、82のばね定数Kspにより決まる共振周波数Fに対応する交流波によりコイル61、62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。
 また、振動アクチュエータ1は、式(2)、(3)を満たし、式(1)で示す共振周波数を用いた共振現象により駆動する。
 本実施の形態によれば、可動体20の上下(振動方向)に板状の弾性支持部81、82を配置しているので、可動体20を上下方向に安定して駆動すると同時に、マグネット30の上下の弾性支持部81、82から効率的にコイル61、62の磁束を分布できる。これにより、振動アクチュエータ1として、高出力の振動を実現することができる。
(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の縦断面図であり、図10は、駆動ユニットから可動体を外したコイル組立体の斜視図である。また、図11は、コイル組立体の平面図であり、図12は、本発明の実施の形態2に係る振動アクチュエータの渦電流制動部の斜視図である。なお、図9では要部をX1で示す。
 実施の形態2に係る振動アクチュエータ1Aは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「A」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1において、渦電流制動部としての筒状導体90を、複数の分割導体(分割体)92で構成してもよい。
 図9~図12に示す実施の形態2に係る振動アクチュエータ1Aは、振動アクチュエータ1の構成における筒状導体90を、ボビン本体部522の内周面52aに設けた複数の分割導体92に換えたものである。
 振動アクチュエータ1Aは、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に収容する駆動ユニット13Aのコイル組立体15Aにおいて、複数の分割導体92を備える。なお、コイル組立体15Aは、コイル組立体15と同様に、コイル61、62、コイルボビン部52を有し、更に分割導体92を有する。コイル組立体15Aは、可動体20及び弾性支持部81、82とともに駆動ユニット13Aを構成する。
 複数の分割導体92は、円弧状であり、ボビン本体部522の内周壁に、周方向で複数に分割して配置されたものである。分割導体92は、それぞれ筒状導体90と同様の材料で形成されている。分割導体92は、夫々振動方向に延在し、筒状に配置されて筒状導体90Aを構成する。
 分割導体92は、内周面の全面で、可動体20の外周面を囲むように対向して配置されている。
 この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できる。
(実施の形態3)
 図13は、本発明の実施の形態3に係る振動アクチュエータの説明に供する図であり、図14は、本発明の実施の形態3に係る振動アクチュエータのコイル組立体15Bの斜視図であり、図15は、同平面図である。
 実施の形態3に係る振動アクチュエータ1Bは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「B」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1における渦電流制動部としての筒状導体90を、複数の分割導体である分割体94で構成してもよい。
 図13~図15に示す実施の形態3に係る振動アクチュエータ1Bは、振動アクチュエータ1の構成における筒状導体90を、ボビン本体部522の内周面に設けた複数の分割体94に換えたものである。
 振動アクチュエータ1Bは、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に収容する駆動ユニット13Bのコイル組立体15Bにおいて、複数の分割体94を備える。
 なお、コイル組立体15Bは、コイル組立体と同様に、コイル61、62、コイルボビン部52を有し、可動体20及び弾性支持部81、82とともに駆動ユニット13Bを構成する。
 複数の分割体94は、筒状であり、振動方向で複数分割して配置されて、渦電流制動部としての筒状導体90Bを構成する。筒状導体90Bは、コイルボビン部52の内周面に周方向に渡って配置されている。
 分割体94は、ボビン本体部522の内周面52aに、周方向に取り付けられ振動方向で複数に分割して配置される。分割体94は、それぞれ筒状導体90と同様の材料で形成されている。分割体94は、夫々振動方向で一様に並べて筒状導体90Bを構成する。
 分割体94は、夫々が内周面の全面で、可動体20の外周面を囲み対向して配置される。この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できる。
(実施の形態4)
 図16は、本発明の実施の形態4に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。図16は、実施の形態4の振動アクチュエータの断面図と、その部分拡大図を示す。なお、X3と、X31とは対応する拡大部分を示す。
 実施の形態4に係る振動アクチュエータ1Cは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「C」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1における渦電流制動部としての筒状導体90を、複数の分割体96で構成し、コイル61、62の内側、言い換えれば、コイルボビン部52の外周面に配置してもよい。
 図16に示す実施の形態4に係る振動アクチュエータ1Cは、振動アクチュエータ1の構成における筒状導体90を、ボビン本体部522の外周面に周方向に渡って隣接して配置されている。すなわち、分割体96は、コイルボビン部52において凹状のコイル取付部52b、52cの底部に配置して、その上にコイル61、62が配置された構成となっている。なお、コイル取付部52b、52cは、中央フランジ部526、上下側のフランジ部527、528及びボビン本体部522とで形成される。分割体96は、導電部材であるが、コイル61、62は夫々外周は絶縁材により被覆されているので、分割体96と導通しない。
 振動アクチュエータ1Cは、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に収容する駆動ユニット13Cのコイルボビン部52内に複数の分割体96を備える。
 複数の分割体96は、筒状に形成され、コイル取付部52b、52cの底部で、マグネット30の径方向外側で囲むように配置される。これら分割体96は、筒状体であり、振動方向で複数分割して配置されて、筒状導体90Cを構成する。
 分割体96は、夫々の内周面で、可動体20の外周面、特にマグネット30の外面を囲むように、対向して配置される。この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できる。
(実施の形態5)
 図17は、本発明の実施の形態5に係る振動アクチュエータの説明に供する図である。図17は、実施の形態4の振動アクチュエータのコイル組立体の断面図と、その部分拡大図を示す。なお、X4と、X41とは対応する拡大部分を示す。図18は、本発明の実施の形態5に係る振動アクチュエータの説明に供する図であり、コイル組立体の側面図と、その部分拡大図とを示す。なお、図18におけるX42は、対応する拡大部分を示す。
 実施の形態5に係る振動アクチュエータは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「D」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1における渦電流制動部としての筒状導体90を、コイル61、62を形成するコイル線と同様のコイル線により筒状の疑似導体97(97a、97b)として形成している。
 図17に示す実施の形態5に係る振動アクチュエータのコイル組立体15Dは、コイルボビン部52において中央フランジ部526、上下側のフランジ部527、528及びボビン本体部522とで形成される凹状のコイル取付部52b、52cを有する。
 このコイル取付部52b、52cの底部(コイルボビン部、コイル保持部の外周面)に、コイル線を巻回して筒状体である疑似導体97a、97bが隣接して配置されている。すなわち、コイル取付部52b、52c内では、筒状の疑似導体97a、97bが夫々配置され、これら疑似導体97a、97bの径方向外側に、コイル61、62が配置された構成である。疑似導体97a、97bは、導電部材であるコイル線の外周は絶縁材により被覆されているので、コイル61、62とは導通しない。
 疑似導体(渦電流制動部)97を形成するコイル線の両端部(端部971、972)は、図18に示すように、外部に露出する端子引き出し部530において、端子絡げ部53-1、53-2とは別で独立した端子絡げ部53-3に絡げている。これにより、疑似導体97は短絡した状態となり、渦電流を発生させる導体として機能する。なお、図18に示すように、端子絡げ部53-1、53-2は、他の実施の形態のものと同様に、夫々コイル61、62を構成する一本のコイルの両端部611、621が絡げて結線されている。これにより端子引き出し部530の端子に接続するだけで、コイルに容易に通電できる。
 この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できるとともに、コイル線で構成するので、別の材料を用いることなく、低コスト化を図ることができる。
 例えば、疑似導体97を有する振動アクチュエータは、図8のグラフG3に示すように、疑似導体97を有していないピークP2を有するグラフG2で示す振動アクチュエータと比較して、共振周波数F0付近の振動加速度のピークP3の変化を緩やかにできる。
 よって、振動アクチュエータでの振動加速度のピークP3を、振動アクチュエータの振動加速度のピークP2に合わせるようにコイル61、62へ交流電圧を供給するとグラフG3で示すようにグラフのカーブ全体が持ち上がる。グラフG3は持ち上がる、つまり、駆動周波数に対する振動加速度は高くなるが、グラフG3におけるピークP3は緩やかであり、広い駆動周波数の範囲で強い振動(振動加速度)を得ることができる。
(実施の形態6)
 図19は、本発明の実施の形態6に係る振動アクチュエータの説明に供する図であり、図20は、本発明の実施の形態6に係る振動アクチュエータのコイル組立体の斜視図である。なお、図19におけるX5とX51は、対応する拡大部分を示す。
 実施の形態6に係る振動アクチュエータ1Eは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「E」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1における渦電流制動部としての筒状導体90に変えて、コイル61、62の外側に導電性を有する筒状の導体である外側分割体98を設けている。
 図19及び図20に示す振動アクチュエータ1Eのコイル組立体15Eは、コイルボビン部52において中央フランジ部526、上下側のフランジ部527、528及びボビン本体部522とで形成される凹状のコイル取付部52b、52cを有する。
 このコイル取付部52b、52c内にコイル61、62が配置され、コイル61、62を径方向外側から覆うように、外側分割体98が夫々配置されている。外側分割体98、98は、導電部材であるコイル線の外周は絶縁材により被覆されているので、コイル61、62とは導通しない。
 この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できる。
(実施の形態7)
 図21は、本発明の実施の形態7に係る振動アクチュエータの説明に供する図であり、図22は、本発明の実施の形態7に係る振動アクチュエータのコイル組立体の斜視図である。なお、図21は、実施の形態7に係る振動アクチュエータのコイルボビン部52Fの断面図であり、図21におけるX6は、対応する拡大部分を示す。
 実施の形態7に係る振動アクチュエータは、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「F」を付して説明する。
 実施の形態1の振動アクチュエータ1における渦電流制動部として、コイルボビンに取り付けた筒状導体90を、コイルボビン部52Fと一体化したものである。
 図21及び図22に示す実施の形態7に係る振動アクチュエータのコイルボビン部52Fは、内部に埋設された渦電流制動部としての筒状導体99を有する。筒状導体99は、インサート成形によりコイルボビン部52Fに埋設されている。
 コイルボビン部52Fは、コイルボビン部52において中央フランジ部526、上下側のフランジ部527、528及びボビン本体部522とで形成される凹状のコイル取付部52b、52cを有する。筒状導体99は、コイル取付部52bの凹状部分を囲むように埋設された縦断面凹状の第1凹状導体99aと、コイル取付部52cの凹状部分を囲むように埋設された縦断面凹状の第2凹状導体99bとを有する。第1凹状導体99a及び第2凹状導体99bは、夫々コイルボビン部52Fの内周部分で露出しており、内周面52aの一部を構成している。
 この構成によれば、実施の形態1と同様に、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30との相互作用により、可動体20の振動を制動できる。
 また、図21及び図22に示すように、第1凹状導体99a及び第2凹状導体99bは、内周面52aで露出する。これにより、第1凹状導体99a及び第2凹状導体99bは、可動体20、つまりマグネット30とは近接して対向配置された状態となり、発生する渦電流による可動体20の振動の制動を効果的に行うことができる。
(実施の形態8)
 図23は、本発明の実施の形態8に係る振動アクチュエータの縦断面図であり、図24は、本発明の実施の形態8に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。
 図23及び図24に示す振動アクチュエータ1Hは、実施の形態1の振動アクチュエータ1の構成において、可動体20に替えて、可動体20よりも重い可動体20Hを有する。振動アクチュエータ1Hは、更に、振動アクチュエータ1の構成において、アウターヨーク58を、周方向に等間隔を開けて複数の開口部582、583を有するアウターヨーク58Hに替えて構成されている。
 なお、振動アクチュエータ1Hにおいて、その他の構成は振動アクチュエータ1と同様であり、また同名称の構成要素の材料等も他の実施の形態のものとともに同様である。実施の形態8に係る振動アクチュエータ1Hにおいて、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。同名称の構成要素は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「H」を付して説明する。
 振動アクチュエータ1Hは、振動アクチュエータ1と比較してより強い振動を発生するように、可動体20Hの重量を可動体20より大きくしている。振動アクチュエータ1Hは、振動アクチュエータ1と同様に、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に、駆動ユニット13Hを収容して構成される。
 駆動ユニット13H(図24参照)は、コイル61、62、コイルボビン部52、可動体20H及び弾性支持部81、82に加えて、コイル61、62を外側で覆うアウターヨーク58Hを備える。
 可動体20Hは、円柱状のマグネット30H、可動体コア41H、42H、及び錘部22H、24H、固定ピン26H、28Hを有する。
 可動体20Hは、可動体20と比較して、マグネット30よりも厚い(振動方向の厚み)マグネット30Hを中心に、振動方向の両側に向かって夫々可動体コア41H、42H、錘部22H、24Hが連設される。マグネット30H及び可動体コア41H、42Hの外周面20aが、ボビン本体部522の内周面、具体的には、ボビン本体部522の内周面に固定された筒状導体90の内周面に、所定間隔を空けて対向配置されている。
 可動体20Hは、外周面20aが筒状導体90の内周面に対向した状態で、筒状導体90に接触することなく往復移動する。
 マグネット30Hは振動方向、つまり、軸方向を着磁方向としており、磁極面となる表裏面30a、30bに中央に嵌合口411、421を有する環状の可動体コア41H、42Hが配置され、マグネット30Hの磁束漏れを防止している。
 可動体コア41H、42Hの嵌合口411、421の直径は、可動体コア41H、42Hの直径の略1/2であり、可動体コア41H、42Hは、錘部22H、24Hとマグネット30Hとに挟まれた状態で配置されている。
 嵌合口411、421には、錘部22H、24Hの凸状の接合部222H、242Hが内嵌する。これにより、可動体コア41H、42Hに錘部22H、24Hが同一軸で挿入され、錘部22H、24Hは、マグネット30H及び可動体コア41H、42Hを挟むように上下で対称に設けられている。錘部22H、24Hは、可動体20Hにおいて、上下の方向での重量のバランスがよく、可動体20Hの振動出力を増加させている。
 錘部22H、24Hは、非磁性体であることが好ましく、例えば、SUSで形成される。錘部22H、24Hは、可動体側磁気回路(マグネット30H及び可動体コア41H、42H)を弾性支持部81、82に固定する。
 錘部22H、24Hは、可動体20Hの錘であり、振動アクチュエータ1の錘部22、24よりも重量が大きい。錘部22H、24Hは、可動体コア41H、42Hに積層される環状の錘本体223、243を有し、錘本体223、243の中央部からマグネット30H側に筒状の接合部222H、242Hが突設されている。
 また、錘本体223、243は、振動方向(上下方向)に厚みを有し、この厚みを調整することにより、錘部22H,24H、ひいては可動体20Hの重量を調整する。なお、錘部22H、24Hは、錘部22、24と同様に、錘機能とばね固定機能を有する。
 錘本体223、243は、例えば、外面に、マグネット30Hから離間する側につれて外径が小さくなるよう勾配を付けて構成されている。なお、この勾配は、可動体20Hが振動する際の弾性支持部81、82の可動領域を確保する。
 錘本体223、243において外径が狭窄した先端面には、先端面から突出して筒状のばね固定部224H、244Hが設けられている。ばね固定部224H、244Hは、弾性支持部81、82を可動体20Hに固定する。
 ばね固定部224H、244Hの錘本体223、243からの高さにより、弾性支持部81、82は、弾性変形する領域を確保している。ばね固定部224H、244Hの先端面上に弾性支持部81、82の内周部802が載置されている。ばね固定部224H、244Hで開口する開口部221、241には、固定ピン26H、28Hのピン本体262H、282Hが挿入されている。これにより、ばね固定部224H、244Hは、先端面で、内周部802を固定ピン26H、28Hのフランジ264、284とで挟持した状態で固定している。
 固定ピン26H、28Hは、弾性支持部81、82と可動体20Hとを、可動体20Hの振動により外れないように強固に固定する。
 固定ピン26H、28Hは、固定ピン26、28と同様に、同形状に形成されたリベットである。固定ピン26H、28Hは、錘部22H、24Hに圧入可能な軸状のピン本体262H、282Hの基端側の縁部の夫々にピン本体262H、282Hの径方向外側に張り出すフランジ264、284を有して構成されている。
 ピン本体262H、282Hは、錘部22H、24Hの高さと同様の長さを有する。ピン本体262H、282Hは、錘部22H、24Hの開口部221、241に圧入されている。ピン本体262H、282Hの先端部は、夫々マグネット30Hの表裏面30a、30bに当接し、マグネット30Hを挟むように配置されている。
 フランジ264、284の外径と、ばね固定部224H、244Hの先端面の外径はほぼ同じであり、互いで弾性支持部81、82の内周部802を強固に挟持できる。なお、内周部802と、ばね固定部224H、244Hとは、固定ピン26H、28Hを用いずに、溶接、接着、または、カシメ等により接合されてよく、更には溶接、接着、または、カシメを組み合わせて接合されてもよい。
 アウターヨーク58Hは、配線が配置される開口部582の他に別の開口部583を有する。
 複数の開口部582、583は、いずれもアウターヨーク58の筒状のヨーク本体581において振動方向の中央に設けられている。複数の開口部582、583は、ヨーク本体581に、周方向で等間隔を空けて設けられてもよい。
 開口部583は、径方向の中心に対して開口部582に対向する位置に設けられている。開口部583は、例えば、ヨーク本体581において、開口部582に対向する位置に形成されている。開口部583は、開口部582と略同様の形状で、上下左右辺部で仕切られた周方向で延在する矩形状に形成されている。
 開口部582、583は、マグネット30H、可動体コア41H、42H、アウターヨーク58Hを含む磁気回路において軸を中心に対称な磁路を形成し、発生する磁気のバランスを確保する。すなわち、開口部582、583により、可動体20Hと固定体50Hのアウターヨーク58Hとが、振動方向と、振動方向と直交する方向(径方向)、つまり、上下左右方向で、均等に引き合う。これにより、可動体20Hは、固定体50Hに対して、径方向で均等に引き合った状態で振動する。
 このように開口部582、583は、アウターヨーク58Hのヨーク本体581の振動方向の中央部に、振動方向(上下方向)の長さよりも周方向の長さが長い形状で夫々形成されている。開口部582、583の上下にアウターヨーク58Hのヨーク本体581の上下辺部が存在するため、バランス良く、磁気回路における磁気吸引力のアンバランスや漏れ磁束も最小限に抑制することができる。
 なお、アウターヨーク58Hは、円弧状の分割体から構成されており、ボビン本体部522の外周壁に、筒状となる様に配置されて構成される。これにより、アウターヨーク58Hのボビン本体部522への取り付けが容易となる。分割体の周方向の先端部同士は接合されることが好ましい。アウターヨーク58Hは筒状体として、変形可能な一体的に構成されてもよい。
 この構成によれば、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30Hとの相互作用により、可動体20Hの振動を制動できるとともに、バランス良く振動させることができる。
(実施の形態9)
 図25は、本発明の実施の形態9に係る振動アクチュエータの縦断面図であり、図26は、本発明の実施の形態9に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。
 図25及び図26に示す振動アクチュエータ1Jは、実施の形態1の振動アクチュエータ1の構成において、可動体20に替えて、可動体20よりも重い可動体20Jを有する。更に、振動アクチュエータ1Jの構成は、振動アクチュエータ1の構成において、振動アクチュエータ1のアウターヨーク58を、アウターヨーク58Jに替えて構成されたものである。
 なお、実施の形態9に係る振動アクチュエータ1Jにおいて、実施の形態1の振動アクチュエータ1における構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称の構成要素は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「J」を付して説明する。
 振動アクチュエータ1Jは、振動アクチュエータ1と比較してより強い振動を発生するように、可動体20Jの重量を可動体20より大きくしている。振動アクチュエータ1Jは、振動アクチュエータ1と同様に、ケース本体11及び蓋部12を有するケース10内に、駆動ユニット13Jを収容して構成される。駆動ユニット13Jは、コイル61、62、コイルボビン部52、可動体20J、弾性支持部81、82及びアウターヨーク58Jを備える。駆動ユニット13Jでは、駆動ユニット13と同様に、コイルボビン部52の上下端部の夫々に可動範囲形成部54が上下方向に突設されている。
 アウターヨーク58Jは、周方向に等間隔を開けて複数の開口部582、583を有し、アウターヨーク58Hと同様の構成と機能を有するので説明は省略する。
 可動体20Jは、円柱状のマグネット30、可動体コア41J、42J、錘部22J、24J及び固定ピン26J、28Jを有する。可動体20Jは、可動体20と比較して、固定ピン26J、28Jの軸状のピン本体262J、282Jの軸方向の長さが長い。
 固定ピン26J、28Jのピン本体262J、282Jは、錘部22、24と略同様に構成される錘部22J、24Jの開口部221、241に挿入し、ピン本体262J、282Jの先端部がマグネット30Jの表裏面30a、30bに当接或いは近接している。
 ピン本体262J、282Jは、例えば、開口部221,241に圧入されて内嵌し、ピン本体262J、282Jの先端部は、マグネット30Jの表裏面30a、30bに当接した状態で固定される。なお、ピン本体262J、282Jは、錘部22J、24Jに接着等により接合されてもよい。
 固定ピン26J、28Jは、錘部22J、24Jとともに、コイル組立体15J内において、マグネット30Jを振動方向で挟持した状態で、一対の弾性支持部81、82間で支持している。
 アウターヨーク58Jは、コイル61、62を外側で覆う。アウターヨーク58Jは、配線が配置される開口部582の他に開口部583を有する。複数の開口部582、583は、ヨーク本体581に、周方向で等間隔を空けて設けられてもよい。
 アウターヨーク58Jは、開口部582、583、マグネット30J、可動体コア41J、42J及びアウターヨーク58Jを含む磁気回路において軸を中心に対称な磁路を形成し、発生する磁気のバランスを確保する。
 すなわち、開口部582、583により、可動体20Jと固定体50Jのアウターヨーク58Jとが、振動方向と、振動方向と直交する方向(径方向)、つまり、上下左右方向で、均等に引き合う。これにより、可動体20Jは、固定体50Jに対して、径方向で均等に引き合った状態で振動する。
 なお、アウターヨーク58Jは、アウターヨーク58Hと同様に、円弧状の分割体から構成されており、ボビン本体部522の外周壁に、筒状となる様に配置されて構成される。この構成によれば、アウターヨーク58Jのボビン本体部522への取り付けが容易であり、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30Jとの相互作用により、可動体20Jの振動を制動できるとともに、バランス良く振動させることができる。
(実施の形態10)
 図27は、本発明の実施の形態10に係る振動アクチュエータの縦断面図であり、図28は、本発明の実施の形態10に係る振動アクチュエータにおける駆動ユニットの分解斜視図である。
 図27及び図28に示す振動アクチュエータ1Kのように、実施の形態9の振動アクチュエータ1Jの構成において、ケース10を無くして、軽量化が図られた構成としてもよい。
 なお、実施の形態10に係る振動アクチュエータ1Kにおいて、振動アクチュエータ1Jにおける構成要素と同じ機能を有する場合には、同名称、同符号を付して説明は省略する。なお、同名称の構成要素は基本的に同様の材料により構成される。また、ほぼ同様な機能を有する構成要素には、同名称で、同符号の語尾に「K」を付して説明する。
 振動アクチュエータ1Kは、振動アクチュエータ1Jの駆動ユニット13Jと同様に構成される駆動ユニット13Kと、駆動ユニット13Kの振動方向で開口する両端部の夫々に設けられた第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kとを有する。
 駆動ユニット13Kは、コイル組立体15Jと同様に形成される筒状のコイル組立体15Kの内部に、可動体20Jと同様に構成された可動体20Kを配置している。駆動ユニット13Kは、可動体20Kを、弾性支持部81、82により吊られた状態で収容している。
 駆動ユニット13Kにおいて両端のフランジ部527、528の上下の開口端面である上端面527a、下端面528aに、弾性支持部81、82の外周部806を挟み第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kが取り付けられている。
 第1環状カバー11Kは、駆動ユニット13Kの環状の上端面527aを覆うように取り付けられている。詳細には、第1環状カバー11Kは、内周部分に設けられた段差部119で、弾性支持部81の外周部806を挟み上端面527aと係合する。
 第2環状カバー12Kは、駆動ユニット13Kの環状の下端面528aを覆うように取り付けられている。詳細には、第2環状カバー12Kは、内周部分に設けられた段差部118で、弾性支持部82の外周部806を挟み下端面528aと係合する。第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kは、たとえば同じものであり同様の形状に形成されていてもよい。
 駆動ユニット13K、つまり、コイルボビン部52における可動範囲形成部54は、上端面527a、下端面528aと段差部118、119とが係合する際に、第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kの内周部分に係合する。可動範囲形成部54は、第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kの内部開口部とともに、可動体20との間の振動範囲を形成する。
 振動アクチュエータ1Kは、振動アクチュエータ1、1Jと異なり駆動ユニット13Kを囲むケース10を有していないので、振動方向の高さを短く、つまり、低背化を図ることができる。なお、この振動アクチュエータ1Kは、アウターヨーク58Jと同様に構成されるアウターヨーク58Kを有する。
 これにより、振動アクチュエータ1Kは、渦電流を発生して、発生した渦電流とマグネット30Kとの相互作用により、可動体20Kの振動を制動できるとともに、バランス良く振動させることができる。また、アウターヨーク58Kが分割体から構成されていれば、コイルボビン部52への取り付けが容易となる。
 図29は、実施の形態1に係る振動アクチュエータと、実施の形態8~10の振動アクチュエータについて、駆動周波数と振動加速度との関係の一例を示すグラフである。
 図29において、グラフG1は、振動アクチュエータ1における駆動周波数と振動加速度けるグラフ(図8参照)であり、実線のグラフG10は、振動アクチュエータ1Hにおける駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。また、破線のグラフG100は、振動アクチュエータ1Jにおける駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフであり、グラフG1000は、振動アクチュエータ1Kにおける駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。
 グラフG1で示す振動アクチュエータ1は、共振点の加速度ピークを抑え、ピークが同値になる電圧を印加することにより、従来の振動アクチュエータよりも広い駆動周波数帯(ワイドバンド)な強い振動(振動加速度)を得ることができる(図8参照)。
 図29に示すように、グラフG10、G100、G1000に示す振動アクチュエータ1H、1J、1Kは、振動アクチュエータ1よりも、更に強い振動を、振動アクチュエータ1と同様の広い駆動周波数帯で得ることができる。
 振動アクチュエータ1、1A、1B、1C、1E、1H、1J、1Kは、渦電流制動部として筒状導体90、90A、90B、90C、99、疑似導体97、外側分割体98を有する。これら振動アクチュエータ1、1A、1B、1C、1E、1H、1J、1Kにおいて、錘部22、22H、22J、24、24H、24Jと、可動体コア41、41H、41J、42、42H、42Jとの嵌合はどのような形状により行われてもよい。
 例えば、錘部22、22H、22J、24、24H、24Jと、可動体コア41、41H、41J、42、42H、42Jとの凹凸による嵌合形状を逆にしてもよい。この構成については、図30~図33を用いて以下に説明する。
(実施の形態11)
 図30は、本発明の実施の形態11に係る振動アクチュエータの縦断面図である。
 図30に示す振動アクチュエータ1Lは、振動アクチュエータ1の構成において、可動体コア41、42及び錘部22、26に換えて可動体コア410、420及び錘部220、240を有するものである。なお、振動アクチュエータ1Lの説明において振動アクチュエータ1と同様の構成については同名称、同符号或いは同符号のみを付して説明は省略する。
 振動アクチュエータ1Lは、マグネット30を有する可動体20Lと、コイル61、62、筒状導体(渦電流制動部)90を有する固定体50と、可動体20Lを固定体50に対して往復動自在に支持する弾性支持部81、82と、を有する。
 振動アクチュエータ1Lの可動体20Lは、マグネット30の他、可動体コア410、420、錘部220、240、固定ピン26、28を有する。可動体コア410、420は、可動体コア41、42と比較して同様の機能を有するが形状が異なる。
 可動体コア410、420は、円盤状であり、マグネット30に接触する裏面の中央部に形成された凹状の中央凹部413、423と、表面側の中央に凸状に突出して形成された中央凸部415、425とを有する。
 可動体コア410、420は、外形が平面視円状に形成された磁性体であり、ヨークとして機能する。
 可動体コア410、420は、夫々の裏面を、マグネット30の表裏面30a、30bに当接して取り付けられてマグネット30を挟むように配置される。中央凸部415、425は、円柱状に形成され、マグネット30に対して上下方向に突出して設けられている。
 中央凸部415、425には、ばね止の機能を有する錘部220、240の筒状の接合部222L、242Lの先端部が外嵌する。なお、中央凹部413、423は、底面が円形の円柱状に窪んだ形状であり、例えば、磁性体であるSECC等の金属板にエンボス加工することで、金属板に中央凸部415、425とともに形成されて、可動体コア410、420を構成してもよい。
 錘部220、240は、錘部22、24と同様の機能を有する筒状体であり、中央で貫通する開口部221、241を有する。錘部220、240は、同形状に形成され、マグネット30及び可動コア410、420の可動体側磁気回路に、弾性支持部81、82を接続するとともに、調整可能な錘として機能する。弾性支持部81、82には、振動を減衰するダンパー72が取り付けられている。
 錘部220、240は、接合部222L、242Lと、ばね固定部224L、244Lとを有する。錘部220、240は、錘部22、24と比較して、接合部222L、242Lの軸方向(上下方向)の長さが、接合部222、242よりも短い。
 接合部222L、242Lと、ばね固定部224L、244Lとは、振動方向(具体的には上下方向)に連設されている。
 接合部222L、242Lは、可動体コア410、420の中央凸部415、425に位置決めされるように外嵌されている。接合部222L、242Lは、中央凸部415、425に圧入或いは、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤や嫌気性接着剤を用いた接着により固定されてもよい。
 ばね固定部224L、244Lは、接合部222L、242L側とは反対側の端部の、開口部221、241に夫々固定ピン26、28を挿入することで、弾性支持部81、82の内周部802を夫々挟んだ状態で固定している。なお、固定ピン26、28のピン本体262、282の先端部は、開口部221、241内で、中央凸部415、425と離間しているが、当接するように構成されてもよい。
 可動体20Lにおいて軸心を含む中央部で、接合部222L、242Lと中央凸部415、425とが嵌合し、可動体コア410、420と錘部220、240とを位置決めした状態で接合できる。また、可動体20Lの軸心を含む中央部で、ばね固定部224L、242Lと弾性支持部81、82の内周部802とが接続されている。
(実施の形態12)
 図31は、本発明の実施の形態12に係る振動アクチュエータの縦断面図である。
 図31に示す振動アクチュエータ1Nは、振動アクチュエータ1Hの構成において、錘部22H、24H、固定ピン26H、28H及び可動体コア41H、42Hを、錘部220N、240N、固定ピン26N、28N及び可動体コア410N、420Nに替えたものである。なお、振動アクチュエータ1Nの説明において振動アクチュエータ1Hと同様の構成については同名称、同符号或いは同符号のみを付して説明は省略する。
 振動アクチュエータ1Nは、マグネット30Nを有する可動体20Nと、コイル61、62及び筒状導体(渦電流制動部)90を有する固定体50Nと、可動体20Nを固定体50Nに対して往復動自在に支持する弾性支持部81、82と、を有する。
 振動アクチュエータ1Nの可動体20Nは、マグネット30Nの他、可動体コア410N、420N、錘部220N、240N、固定ピン26N、28Nを有する。
 可動体コア410N、420Nは、可動体コア41H、42Hと比較して同様の機能を有するが形状が異なる。可動体コア410N、420Nは、図30に示す可動体コア410、420と同様に構成されており、マグネット30Nに接触する裏面の中央部に凹状の中央凹部413、423を有し、表面側の中央に凸状に突出する中央凸部415、425を有する。
 可動体コア410N、420Nは、外形が平面視円状に形成された磁性体であり、ヨークとして機能し、可動体コア410、420と同様にマグネット30Nに取り付けられている。
 可動体コア410N、420Nの中央凸部415、425には、ばね止の機能を有する錘部220N、240Nの筒状の錘本体223N、243Nの開口部221N、241Nが外嵌する。
 錘部220N、240Nは、中央に開口部221N、241Nを有する筒状体であり、可動体コア410N、420Nに積層される環状の錘本体223N、243Nと、ばね固定部224N、244Nとを有する。
 錘本体223N、243Nは、可動体コア410N、420Nに接合する接合部としての機能を有する。錘本体223N、243Nは、錘本体223、242と同様に、振動方向(上下方向)に厚みを有し、この厚みを調整することにより、錘部220N,240N、ひいては可動体20Nの重量を調整する。なお、錘部220N、240Nは、錘部22H、24Hと同様に、錘機能とばね固定機能を有する。
 錘本体223N、243Nは、錘本体223、243と同様の機能を有し、例えば、外面に、マグネット30Nから離間する側につれて外径が小さくなるよう勾配を付けて構成され、弾性支持部81、82の可動領域を確保している。
 錘本体223N、243Nにおいて外径が狭窄した先端面には、先端面から突出して筒状のばね固定部224N、244Nが設けられている。ばね固定部224N、244Nは、弾性支持部81、82を可動体20Nに固定する。
なお、固定ピン26N、28Nのピン本体262N、282Nの先端部は、開口部221N、241N内で、中央凸部415、425に当接しているが、離間して配置されてもよい。
 可動体20Nにおいて軸心を含む中央部で、接合部として機能する錘本体223N、243Nと中央凸部415、425とが嵌合し、可動体コア410N、420Nと錘部220N、240Nとを位置決めした状態で接合できる。また、軸心を含む中央部で、ばね固定部224N、244Nと弾性支持部81、82の内周部802とが接続されている。
(実施の形態13)
 図32は、本発明の実施の形態13に係る振動アクチュエータの縦断面図である。図32に示す振動アクチュエータ1Pは、振動アクチュエータ1Jの構成において、錘部22J、24J、固定ピン26J、28J及び可動体コア41J、42Jに換えて錘部220P、240P、固定ピン26P、28P及び可動体コア410P、420Pを有するものである。なお、振動アクチュエータ1Pの説明において振動アクチュエータ1Jと同様の構成については同名称、同符号或いは同符号のみを付して説明は省略する。
 振動アクチュエータ1Pは、マグネット30Pを有する可動体20Pと、コイル61、62、筒状導体90及びアウターヨーク58Pを有する固定体50Pと、可動体20Pを固定体50Pに対して往復動自在に支持する弾性支持部81、82と、を有する。
 振動アクチュエータ1Pの可動体20Pは、マグネット30Pの他、可動体コア410P、420P、錘部220P、240P、固定ピン26P、28Pを有する。
 可動体コア410P、420Pは、図30に示す可動体コア410、420と同様に構成されており、マグネット30Pに接触する裏面の中央部に凹状の中央凹部413、423を有し、表面側の中央に凸状に突出する中央凸部415、425を有する。
 可動体コア410P、420Pの中央凸部415、425には、錘部220P、240Pの筒状の接合部222P、242Pの開口部221、241が外嵌する。
 錘部220P、240Pは、錘部22J、24Jと同様の機能を有し、接合部222P、242Pと、弾性支持部81、82を可動体20Pに固定するばね固定部224P、244Pとを有する。
 錘部220P、240Pは、錘部22J、24Jと比較して、接合部222P、242Pの軸方向の長さが異なり(接合部222、242よりも短い)、その他の構成は同様である。なお、固定ピン26P、28Pのピン本体262P、282Pの先端部は、開口部221P、241P内で、中央凸部415、425に当接しているが、離間して配置されてもよい。固定ピン26P、28Pは、固定ピン26J、28Jと比較して、ピン本体262P、282Pの軸方向の長さが、ピン本体262J、282Jよりも短い。
 可動体20Pにおいて軸心を含む中央部で、接合部222P、242Pと中央凸部415、425とが嵌合し、ばね固定部224P、244Pと弾性支持部81、82の内周部802とが接続されている。
(実施の形態14)
 図33は、本発明の実施の形態14に係る振動アクチュエータの縦断面図である。
 図33に示す振動アクチュエータ1Qは、振動アクチュエータ1Kの構成において、錘部22K、24K、固定ピン26K、28K及び可動体コア41、42に換えて錘部220Q、240Q、固定ピン26Q、28Q及び可動体コア410Q、420Qを有するものである。なお、振動アクチュエータ1Qの説明において振動アクチュエータ1Kと同様の構成については同名称、同符号或いは同符号のみを付して説明は省略する。
 振動アクチュエータ1Qは、振動アクチュエータ1Kと同様に、ケースを無くして、軽量化が図られている。
 振動アクチュエータ1Qは、駆動ユニット13Qと、駆動ユニット13Qの振動方向で開口する両端部の夫々に設けられた第1環状カバー11Q及び第2環状カバー12Qとを有する。第1環状カバー11Q及び第2環状カバー12Qは、第1環状カバー11K及び第2環状カバー12Kと同様の構成、機能を有するので説明は省略する。
 駆動ユニット13Qは、マグネット30Qを有する可動体20Qと、コイル61、62、筒状導体90及びアウターヨーク58Qを有する固定体50Qと、可動体20Qを固定体50Qに対して往復動自在に支持する弾性支持部81、82と、を有する。
 振動アクチュエータ1Qの可動体20Qは、マグネット30Qの他、可動体コア410Q、420Q、錘部220Q、240Q、固定ピン26Q、28Qを有する。
 可動体コア410Q、420Qは、図30に示す可動体コア410、420と同様に構成されており、マグネット30Qに接触する裏面の中央部に凹状の中央凹部413、423を有し、表面側の中央に凸状に突出する中央凸部415、425を有する。
 可動体コア410Q、420Qの中央凸部415、425には、錘部220Q、240Qの筒状の接合部222Q、242Qの開口部221、241が外嵌する。
 錘部220Q、240Qは、錘部22K、24Kと同様の機能を有し、接合部222Q、242Qと、弾性支持部81、82を可動体20Qに固定するばね固定部224Q、244Qとを有する。
 錘部220Q、240Qは、錘部22K、24Kと比較して、接合部222Q、242Qの軸方向の長さが異なり(接合部222、242よりも短い)、その他の構成は同様である。なお、ピン本体262、282が、開口部221、241内で、中央凸部415、425に当接しているが、離間して配置されてもよい。
 可動体20Qにおいて軸心を含む中央部で、接合部222Q、242Qと中央凸部415、425とが位置決めされた状態で嵌合されるとともに、ばね固定部224Q、244Qと弾性支持部81、82の内周部802とが接続されている。
 これら可動体コア410、410N、410P、410Q、420、420N、420P、420Qと、錘部220、220N、220P、220Q、240、240N、240P、240Qの夫々では、可動体コアを凸状、錘部を凹状として互い嵌合する形状として説明した。これらの嵌合形状を、可動体コア41、41H、41J、42、42H、42Jと錘部22、22H、22J、22K、24、24H、24J、24Kとの嵌合形状に適用して、可動体コアを凸状、錘部を凹状として互い嵌合する構成にすることができる。
(電子機器)
 図34及び図35は、振動アクチュエータ1の実装形態の一例を示す図である。図34は、振動アクチュエータ1をゲームコントローラGCに実装した例を示し、図35は、振動アクチュエータ1を携帯端末Mに実装した例を示す。なお、図34及び図35に示す実装例は、振動アクチュエータ1に限らず、他の実施の形態の振動アクチュエータも同様に適用される。
 ゲームコントローラ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GCは、ここでは矩形板状を有し、ユーザが両手でゲームコントローラ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GCは、振動により、ゲーム機本体からの指令をユーザに通知する。なお、ゲームコントローラ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。
 携帯端末M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。携帯端末Mは、振動により、外部の通信装置からの着信をユーザに通知するとともに、携帯端末M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。
 図34及び図35に示すように、ゲームコントローラGC及び携帯端末M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1である振動アクチュエータ206を有する。なお、ゲームコントローラGCでは、複数の振動アクチュエータ204、205が実装される。振動アクチュエータ204、205、206は、振動アクチュエータ1A、1B、1C、1E、1H、1J、1K、1L、1N、1P、1Qを適用されてもよい。
 ゲームコントローラGC及び携帯端末Mにおいて、振動アクチュエータ204、205、206は、端末の主面と振動アクチュエータ204、205、206の振動方向と直交する面、ここでは底部114の底面とが平行となるように実装されることが好ましい。端末の主面とは、ユーザの体表面に接触する面であり、本実施の形態では、ユーザ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。なお、端末の主面と、振動アクチュエータ204、205、206の底部114の底面とが直交するように配置されてもよい。
 具体的には、ゲームコントローラGCでは、操作するユーザの指先、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204、205が実装される。また、携帯端末M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206が実装される。これにより、ゲームコントローラGC及び携帯端末Mの主面に対して垂直な方向の振動が、ユーザに伝達される。
 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。携帯端末M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。
 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204、205、206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、携帯端末M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204、205、206に接続されており、振動アクチュエータ204、205、206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204、205、206に対して駆動信号を供給する。
 振動アクチュエータ204、205、206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204、205、206において、可動体20は、ゲームコントローラGC及び携帯端末Mの主面に直交する方向に振動する。
 可動体20は、振動する度に、蓋部12の天面部122又は底部114にダンパーを介して接触するようにしてもよい。この場合、可動体20の振動に伴う蓋部12の天面部122又は底部114への衝撃、つまり、筐体への衝撃が、ダイレクトにユーザに振動として伝達される。特に、ゲームコントローラGCでは、複数の振動アクチュエータ204、205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204、205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GC又は携帯端末Mに接触するユーザの体表面には、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GCでは、ユーザに対する体感振動を、振動アクチュエータ204、205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。
 このように本実施の形態の振動アクチュエータを用いることにより、ゲームコントローラGC又は携帯端末Mにおいて、優れた振動特性を安定的に得ることが可能となり、かつ静音での駆動を実現することができる。
 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、本発明に係る振動アクチュエータは、ゲームコントローラGC及び携帯端末M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、ユーザが身につけて使用するウェアラブル端末)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1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。
 2024年7月31日出願の特願2024-125227の日本出願および2025年3月28日出願の特願2025-056356の日本出願にそれぞれ含まれる明細書、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は、広い駆動周波数で安定した高い出力で好適な振動を発生することができ、ゲーム機端末或いは携帯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、1C、1E、1H、1J、1K、1L、1N、1P、1Q、204、205、206 振動アクチュエータ、 10 ケース、 11 ケース本体、 11K、11Q 第1環状カバー、 12 蓋部、 12K、12Q 第2環状カバー、 13、13A、13B、13C、13H、13J、13K、13Q 駆動ユニット、 15、15A、15B、15D、15E、15H、15J、15K コイル組立体、 20、20H、20J、20K、20L、20N、20P、20Q 可動体、 20a 外周面、 22、22H、22J、22K、24、24H、24J、24K、220、220N、220P、220Q、240、240N、240P、240Q 錘部、 26、26H、26J、26N、26P、26Q、28、28H、28J、28N、28P、28Q 固定ピン(ばね止ピン)、 30、30H、30J、30K、30N、30P、30Q マグネット、 30a 表面、 30b 裏面、 41、41H、41J、42、42H、42J、410N、410P、410Q、420、420N、420P、420Q 可動体コア、 50、50H、50J 固定体、 52、52F コイルボビン部(コイル保持部)、 52a 内周面、 52b、52c コイル取付部、 53、53-1、53-2、53-3 端子絡げ部、 54 可動範囲形成部(突起)、 55 連絡溝部(溝部)、 58、58H、58J、58K、58P、58Q アウターヨーク、 61、62 コイル、 81、82 弾性支持部、 90、90A、90B、90C 筒状導体(渦電流制動部)、 92 分割導体(渦電流制動部)、 94、96 分割体(渦電流制動部)、 97、97a、97b 疑似導体(渦電流制動部)、 98 外側分割体(渦電流制動部)、 99 筒状導体(渦電流制動部)、 99a 第1凹状導体(渦電流制動部)、 99b 第2凹状導体(渦電流制動部)、 112 周壁部、 114 底部、 115 開口部、 118、119 段差部、 122 天面部、 124 垂下部、 128 押圧部、 201 通信部、 202 処理部、 203 駆動制御部、 221、221N、221P、241、241N、241P、582、583 開口部、 222、222H、222L、242、242H、242L、 接合部、 223、243 錘本体、 224、224H、244、244H ばね固定部、 262、262H、262J、262P、282、282H、282J、282N、282P ピン本体、 264、284 フランジ、 413、423 中央凹部、 415、425 中央凸部 522 ボビン本体部(コイル保護壁部)、 52a 内周面、 526 中央フランジ部(中央壁部)、 527、528 フランジ部、 527a 上端面、 528a 下端面、 529 位置決め係合部、 581 ヨーク本体、 611、621、971、972 端部、 802 内周部、 804 変形アーム部、 806 外周固定部(外周部)

Claims (9)

  1.  コイルを有する固定体と、
     前記コイルの径方向内側に配置されるマグネットを有し、前記コイルを流れる電流と前記マグネットの磁場との相互作用により、前記固定体に対して、前記コイルの径方向と直交する振動方向に振動する可動体と、
     を有し、
     前記固定体は、
     前記マグネットの外周で前記マグネットを囲むように配置され、前記磁場内での前記可動体の移動に伴って渦電流を発生し、前記磁場との相互作用により前記可動体の振動を制動する渦電流制動部を有する、
     振動アクチュエータ。
  2.  前記渦電流制動部は、前記マグネットの径方向外側で前記マグネットに離間して対向配置され、且つ、前記コイルの径方向内側に配置される導電部材からなる筒状体である、
     請求項1記載の振動アクチュエータ。
  3.  前記筒状体は、周方向で複数に分割して配置され、夫々振動方向に延在する複数の分割体から構成される、
     請求項2記載の振動アクチュエータ。
  4.  前記筒状体は、振動方向で複数分割して配置され夫々筒状の分割体により構成される、
     請求項2記載の振動アクチュエータ。
  5.  前記固定体は、前記マグネットを囲むように配置され、前記コイルを前記径方向内側で前記可動体から隔てて支持する筒状の非磁性体であるコイル保持部を有し、
     前記渦電流制動部は、前記コイル保持部の内周面或いは、前記コイル保持部の外周面に、周方向に渡って配置される、
     請求項2記載の振動アクチュエータ。
  6.  前記渦電流制動部は、前記コイル保持部の外周面と前記コイルの内周面との間で、前記外周面に隣接して配置される導電部材で形成された筒状体である、
     請求項5記載の振動アクチュエータ。
  7.  前記渦電流制動部は、前記コイル保持部の外周面と前記コイルの内周面との間で、前記外周面に隣接して配置されるコイル線からなる筒状の疑似導体である、
     請求項5記載の振動アクチュエータ。
  8.  前記渦電流制動部は、前記コイルを囲むように前記コイルの径方向外側に配置される導電性を有する筒状の導体である、
     請求項5記載の振動アクチュエータ。
  9.  請求項1から8のいずれか一項に記載の振動アクチュエータを実装した、
     電子機器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004673A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機
WO2023234293A1 (ja) * 2022-05-31 2023-12-07 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエータ及び電子機器
WO2024029117A1 (ja) * 2022-08-02 2024-02-08 アルプスアルパイン株式会社 振動発生装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004673A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toshiba Corp 永久磁石式回転電機
WO2023234293A1 (ja) * 2022-05-31 2023-12-07 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエータ及び電子機器
WO2024029117A1 (ja) * 2022-08-02 2024-02-08 アルプスアルパイン株式会社 振動発生装置

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