振動発生器
【課題】省スペースにて複数方向の振動を発生させる。
【解決手段】磁極を対向させた永久磁石２１及び２２と重量体２３にて可動子を形成し、磁性体（３６、３７等）にコイル３１及び３２を互いに直交する方向に巻きことで固定子を形成する。可動子の側面には、Ｘ軸方向振動用の板バネ（４１Ｘ及び４２Ｘ）とＺ軸方向振動用の板バネ（４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1、４２Ｚ2）とが配置される。コイル３１に電流を供給することで発生する磁界と永久磁石２１及び２２との磁気作用、並びに、Ｘ軸方向振動用の板バネの推力により、可動子がＸ軸方向に振動する。コイル３２に電流を供給することで発生する磁界と永久磁石２１及び２２との磁気作用、並びに、Ｚ軸方向振動用の板バネの推力により、可動子がＺ軸方向に振動する。
【解決手段】磁極を対向させた永久磁石２１及び２２と重量体２３にて可動子を形成し、磁性体（３６、３７等）にコイル３１及び３２を互いに直交する方向に巻きことで固定子を形成する。可動子の側面には、Ｘ軸方向振動用の板バネ（４１Ｘ及び４２Ｘ）とＺ軸方向振動用の板バネ（４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1、４２Ｚ2）とが配置される。コイル３１に電流を供給することで発生する磁界と永久磁石２１及び２２との磁気作用、並びに、Ｘ軸方向振動用の板バネの推力により、可動子がＸ軸方向に振動する。コイル３２に電流を供給することで発生する磁界と永久磁石２１及び２２との磁気作用、並びに、Ｚ軸方向振動用の板バネの推力により、可動子がＺ軸方向に振動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型の端末装置などに搭載される振動発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の端末装置には、着信を呼び出し音で知らせる代わりに、端末装置内の振動発生器を振動させることで人体に着信を感知させるものがある。他方、音声通話用のスピーカにて音を発生させるためにも振動発生器（スピーカの振動板を振動させるための振動発生器）が用いられている。特許文献１及び２には、コイルと永久磁石を利用して可動子を単軸振動させる振動発生器が開示されている。
【０００３】
人体に着信を感知させることに適した振動の方向は端末装置の構造等に依存する一方で、音声通話用の振動の方向は端末装置の形状やスピーカの位置等に依存しており、前者の方向と後者の方向は互いに異なることが多いし、前者及び後者の方向間で必要な振動量や振動周波数も異なる。故に、従来の端末装置（携帯電話機）には、着信報知用の振動発生器と音声通話用の振動発生器が別個に搭載されている。
【０００４】
着信報知の用途及び音声通話の用途以外にも、端末装置にて複数の方向の振動を発生させる必要がある場合、振動方向分の振動発生器が必要となる。
【０００５】
尚、特許文献３には、２つのコイルを用いて、対物レンズを２軸方向に駆動するようにした対物レンズ駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６８８６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５２７４号公報
【特許文献３】特開昭５８−６４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、携帯電話機等の端末装置の小型化に対するニーズが強い。振動発生器の個数を削減することができれば、振動発生器を組み込んだ端末装置の小型化が促進されることは言うまでもない。尚、特許文献３に開示された技術は対物レンズ駆動装置用の技術であるため、その技術をそのまま振動発生器に利用することはできない。
【０００８】
そこで本発明は、省スペースにて複数方向の振動を発生させることのできる振動発生器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る振動発生器は、磁極を対向させた磁石の対を１組以上有する磁石部と、前記磁石部を形成する複数の磁石間に配置された磁性体と、巻き方向が互いに異なるように、前記磁性体に巻かれた複数のコイルと、前記磁石部及び前記磁性体間の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて前記磁石部を支持する弾性支持部と、を備え、前記複数のコイルに独立に電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用を用いて、互いに異なる複数の方向の振動を発生させることを特徴とする。
【００１０】
これにより、複数方向の振動発生用の部材を１つの振動発生器に集約し、１つの振動発生器において複数方向の振動を発生させることができる。これにより、省スペースにて複数方向の振動を発生させることが可能となる。
【００１１】
具体的には例えば、前記磁性体と前記複数のコイルは、当該振動発生器の主筐体に固定された固定子を形成する一方で、前記磁石部は、前記固定子の位置を基準に振動する可動子を形成する。
【００１２】
コイルを固定子側に配置することで振動による配線損傷がおきにくくなる。
【００１３】
また具体的には例えば、前記可動子は、前記固定子の外側に配置される。
【００１４】
可動子を固定子の外側に配置する構成を採用することで可動子のサイズを大きくすることができ、結果、定められたサイズの制約の下で、より大きな振動量を得ることが可能となる。
【００１５】
また具体的には例えば、前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、当該振動発生器は、前記磁気作用と前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記磁気作用と前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【００１６】
これにより、第１及び第２方向の振動が実現される。
【００１７】
そして例えば、前記弾性支持部は、前記第１弾性体の一端及び前記第２弾性体の一端に結合された弾性体固定部を更に備え、前記第１弾性体の他端は前記可動子に結合されるとともに前記第２弾性体の他端は前記主筐体に結合される。
【００１８】
これにより、複数方向の振動を実現する弾性支持部を省スペースにて実現することができ、結果、振動発生器全体の省スペース化も実現される。
【００１９】
また具体的には例えば、前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【００２０】
また例えば、前記複数のコイルに同時に電流を供給することで、各コイルの中心軸方向と異なる方向に前記可動子を振動させるようにしても良い。
【００２１】
これにより、様々な方向の振動を発生させることが可能となる。
【００２２】
また例えば、磁極を対向させた磁石の対として、前記磁石部には第１及び第２の対が含まれ、前記第１の対において対向し合う磁極は同一極であるとともに前記第２の対において対向し合う磁極も同一極であり、前記第１の対において対向し合う磁極及び前記第２の対において対向し合う磁極の内、一方はＮ極であって他方はＳ極である。
【００２３】
上述の如く、磁石の対を複数組分設けることにより、その対が１組である場合よりも大きな振動量を得やすくなる。
【００２４】
より具体的には例えば、前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、前記第１の対では、前記第１方向において磁極が対向し合い、前記第２の対では、前記第２方向において磁極が対向し合い、当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、省スペースにて複数方向の振動を発生させることのできる振動発生器を提供することが可能となる。
【００２６】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動発生器の分解図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、上ケースを下ケースから分離した状態における振動発生器の外観斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係り、上ケースを除いた状態における振動発生器１の外観斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、Ｚ軸方向から見た可動子及び固定子の平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係り、固定子の構造及び形成方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係り、ＸＹ座標面上における固定子の平面図（ａ）及びＹＺ座標面上における固定子の平面図（ｂ）である。
【図８】本発明の第１実施形態に係り、弾性支持部内の各部材と可動子と上ケースと下ケースとの関係を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る板バネの外観斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係り、ＹＺ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係り、第１のコイルに印加する交流電圧の周波数とＸ軸方向における可動子の変位量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係り、第２のコイルに印加する交流電圧の周波数とＺ軸方向における可動子の変位量との関係を示す。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図１５】本発明の第２実施形態に係る振動発生器の構成の概略ブロック図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係り、主筐体を取り除いた振動発生器の外観斜視図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係り、Ｚ軸方向から見た可動子及び固定子の平面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図２１】本発明の第３実施形態に係る振動発生器の構成の概略ブロック図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係り、主筐体を取り除いた振動発生器の外観斜視図である。
【図２３】本発明の第４実施形態に係る端末装置の外観図である。
【図２４】本発明の第４実施形態に係る端末装置の概略構成ブロック図である。
【図２５】本発明の実施形態の変形例に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態の幾つかを、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。また、以下に示す各実施形態において、矛盾なき限り、或る実施形態に記載した事項を他の実施形態に適用することも可能である。
【００２９】
＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第１実施形態に係る振動システムは、振動発生器１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。図２は振動発生器１の分解図である。本実施形態及び後述の他の実施形態において、固定された三次元直交座標系であるＸＹＺ座標系を想定し、ＸＹＺ座標系の座標軸がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸であるとする。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する。以下の説明において、ＸＹ座標面とはＸ軸及びＹ軸に平行な座標面を指し、ＹＺ座標面とはＹ軸及びＺ軸に平行な座標面を指し、ＺＸ座標面とはＺ軸及びＸ軸に平行な座標面を指す。
【００３０】
通常使用状態においては、上ケース１１は下ケース１２に固定される。図３は、上ケース１１を下ケース１２から分離した状態における振動発生器１の外観斜視図である。図４は、上ケース１１を除いた状態における振動発生器１の外観斜視図が示されている。但し、図４にはケース連結部材１３及び１４が示されているが、図２及び図３では、ケース連結部材１３及び１４の図示が省略されている。上ケース１１と下ケース１２は、ケース連結部材１３及び１４を介して結合される。図３及び図４では、永久磁石２１及び２２の部分に斜線が付されている。
【００３１】
尚、図２及び図３においては、Ｙ軸方向における下ケース１２の長さがＹ軸方向における重量体２３の長さよりも長くなっているが、図４においては、図示の便宜上、それらの長さの長短関係が逆転しているかのように下ケース１２が示されている。実際には、Ｙ軸方向において、下ケース１２の長さを重量体２３の長さよりも長くしても良いし、下ケース１２の長さを重量体２３の長さよりも短くしても良い。
【００３２】
振動発生器１には、上ケース１１、下ケース１２、ケース連結部材１３及び１４に加え、スペーサ１５、可動子２０、固定子３０及び弾性支持部４０が設けられている（図２参照）。振動発生器１の主筐体は、上ケース１１及び下ケース１２を構成要素として少なくとも含み、更にケース連結部材１３及び１４をも含みうる。振動発生器１の主筐体（内部が空洞になっている主筐体）内に、可動子２０、固定子３０及び弾性支持部４０が設置される。
【００３３】
固定子３０を形成するコイル３１及び３２に電流を供給していなければ、可動子２０は基準位置にて静止する。可動子２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。
【００３４】
可動子２０は、２つの永久磁石２１及び２２と重量体２３とから成る。重量体２３は、可動子２０の質量を所望の質量に設定するための重りである。直方体形状（長方形の板状）の重りに、永久磁石２１及び２２並びに固定子３０を配置するための穴部２４を設けること重量体２３が形成される（図２参照）。図５は、Ｚ軸方向から見た、基準静止状態における可動子２０及び固定子３０の平面図である。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子２０の中心を通ると共に固定子３０の中心をも通る。可動子２０及び固定子３０の中心は、夫々、可動子２０及び固定子３０の重心と一致しているものとする。基準静止状態における可動子２０の中心位置を原点Ｏと呼ぶ。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、原点Ｏにて互いに交差する。固定子３０の中心を原点Ｏに配置することができる。
【００３５】
永久磁石２１、固定子３０及び永久磁石２２が、この順番でＹ軸方向に沿って穴部２４内に配置される。このように、振動発生器１では、可動子２０が固定子３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子３０が可動子２０の内側に配置されることとなる）。原点Ｏから永久磁石２１に向かう方向がＹ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石２２に向かう方向がＹ軸の負側方向であるとする。従って、ＸＹ座標面において、永久磁石２１は第１及び第２象限内に位置し、永久磁石２２は第３及び第４象限内に位置する。永久磁石２１及び２２の夫々は、概ね直方体の永久磁石である。
【００３６】
永久磁石２１において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿ってＹ軸の正側から原点Ｏに向かう方向と一致する。永久磁石２２において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿ってＹ軸の負側から原点Ｏに向かう方向と一致する。このように、永久磁石２１及び２２のＮ極同士が対向するように、永久磁石２１及び２２が重量体２３に固定される。尚、永久磁石２１及び２２の夫々において、Ｎ極とＳ極の位置関係を反対にすることも可能である。
【００３７】
また、図３及び図４に示す如く、Ｘ軸方向における可動子２０の両端に、１つずつ、弾性支持部４０を形成する板バネ固定部４１及び４２が配置される。Ｘ軸に沿って原点Ｏから板バネ固定部４１に向かう方向がＸ軸の正側方向であり、Ｘ軸に沿って原点Ｏから板バネ固定部４２に向かう方向がＸ軸の負側方向であるとする。
【００３８】
図２に示す如く、固定子３０は、コイル３１及び３２と、Ｘ軸方向に長手方向を有する直方体の中央ヨーク３３と、隙間用ヨーク３４及び３５と、各々が直方体形状を有するヨーク３６〜３９とから形成される。中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにヨーク３６〜３９を含む本明細書で述べられる任意のヨークは、十分に大きな比透磁率（例えば、数百〜数万）を持つ磁性体である。中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにヨーク３６〜３９から成る部材を固定子ヨークと呼ぶこともできる。
【００３９】
図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、固定子３０の構造及び形成方法を説明する。まず、断面が長方形の部材の外周に沿って巻いたコイルと同等のコイルになるように、コイル３１及び３２を予め形成しておき、図６（ａ）に示す如く、コイル３１の内周側に中央ヨーク３３を配置する。コイル３１の中心軸の方向がＸ軸と平行となるように、固定子３０は振動発生器１内に配置される（図２等参照）。即ち、コイル３１は、Ｘ軸周りに巻かれた巻き線である。コイル３１の内周側に中央ヨーク３３を配置した際、コイル３１と中央ヨーク３３との間に隙間が生じる。この隙間が磁性体で埋まるように、図６（ｂ）に示す如く、この隙間に隙間用ヨーク３４及び３５を挿入して固定する。
【００４０】
更に、コイル３１、中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５を結合した部材に、図６（ｃ）に示す如く、予め形成したコイル３２をはめ込む。この際、コイル３１の中心軸とコイル３２の中心軸とが互いに直交するようにコイル３２は配置される。より具体的には、コイル３２の中心軸の方向はＺ軸と平行とされ、コイル３２はＺ軸周りに巻かれた巻き線となる。コイル３２の内周側になるだけ隙間なく中央ヨーク３３が配置されるように、コイル３２及び中央ヨーク３３が形成されると共にコイル３２の配置位置が決定される。
【００４１】
最後に、コイル３１、中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにコイル３２を結合した部材に対して、図６（ｄ）に示す如くヨーク３６〜３９を結合して固定することで、固定子３０が完成する。
【００４２】
尚、本実施形態では、予め形成したコイル３１及び３２を中央ヨーク３３等に結合するようにしているが、ヨークの形状に合わせて巻き線を巻くことでコイル３１及び３２を形成するようにしても良い。即ち例えば、直方体形状のヨーク部材にコイル３１及び３２を配置するための溝を設けることで固定子３０の固定子ヨークと同等の溝付ヨーク（不図示）を形成し、溝付ヨークにヨーク３１及び３２を巻くことで得た固定子を固定子３０として用いるようにしても良い。
【００４３】
図７（ａ）は、Ｚ軸の正側から見た、ＸＹ座標面上における固定子３０の平面図である。Ｚ軸の負側から固定子３０を見たならば、ヨーク３６及び３７の代わりにヨーク３８及び３９が観測される。図７（ｂ）は、Ｘ軸の正側から見た、ＹＺ座標面上における固定子３０の平面図である。Ｘ軸の負側から固定子３０を見たならば、ヨーク３７及び３９の代わりにヨーク３６及び３８が観測される。
【００４４】
図７（ａ）に示す如く、ＸＹ座標面において、コイル３１の中心は原点Ｏに位置し、コイル３１をＸ軸の正側と負側から挟み込むようにヨーク３６〜３９が配置される。ヨーク３６及び３８の夫々は、ＸＹ座標面の第２及び第３象限に配置され、ヨーク３７及び３９の夫々は、ＸＹ座標面の第１及び第４象限に配置される。図７（ｂ）に示す如く、ＹＺ座標面において、コイル３２の中心は原点Ｏに位置し、コイル３２をＺ軸の正側と負側から挟み込むようにヨーク３６〜３９が配置される。ヨーク３６及び３７の夫々は、ＹＺ座標面の第１及び第２象限に配置され、ヨーク３８及び３９の夫々は、ＹＺ座標面の第３及び第４象限に配置される。
【００４５】
固定子３０は、図２のスペーサ１５を介して下ケース１２に固定される。上述したように、上ケース１１と下ケース１２はケース連結部材１３及び１４（図４参照）を介して結合されるため、固定子３０は、振動発生器１の主筐体に固定されることとなる。一方で、可動子２０は、固定子３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部４０を利用して実現される。
【００４６】
弾性支持部４０は、図２等に示されるように、板バネ固定部４１及び４２と、６つの板バネ４１Ｘ、４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｘ、４２Ｚ1及び４１Ｚ2とから成り、可動子２０及び固定子３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子２０を支持する。各板バネは、板状の金属体を折り曲げ加工等することにより形成された弾性体である。
【００４７】
図８には、ＺＸ座標面上における、弾性支持部４０内の各部材と可動子２０と上ケース１１と下ケース１２との関係が示されている。図８では、各板バネが簡略的なバネ記号にて示されている。板バネ固定部４１は棒状の金属等から成る剛体であり、板バネ４１Ｘ、４１Ｚ1及び４１Ｚ2の夫々の一端は板バネ固定部４１に固定される。一方で、板バネ４１Ｘの他端は可動子２０の側面２５に結合され（例えば接触し）、板バネ４１Ｚ1の他端は上ケース１１に固定され、板バネ４１Ｚ2の他端は下ケース１２に固定される。同様に、板バネ固定部４２は棒状の金属等から成る剛体であり、板バネ４２Ｘ、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の夫々の一端は板バネ固定部４２に固定される。一方で、板バネ４２Ｘの他端は可動子２０の側面２６に結合され（例えば接触し）、板バネ４２Ｚ1の他端は上ケース１１に固定され、板バネ４２Ｚ2の他端は下ケース１２に固定される。
【００４８】
ここで、側面２５は、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の正側に位置する面であり、側面２６は、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の負側に位置する面である。実際には、側面２５及び２６は重量体２３の側面である。Ｚ軸方向における可動子２０と板バネ４１Ｘ及び４２Ｘとの位置関係が可動子２０の振動状態においても変化しないように、その位置関係を固定する爪（不図示）等を板バネ４１Ｘ及び４２Ｘに設けるようにすると良い。或いは例えば、側面２５及び２６の夫々に位置決め用の溝（不図示）を設け、側面２５の溝において側面２５と板バネ４１Ｘを接触させると共に側面２６の溝において側面２６と板バネ４２Ｘを接触させるようにしても良い。
【００４９】
板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの伸縮方向はＸ軸方向である。板バネ４１Ｘが縮むときには板バネ４２Ｘが伸びて可動子２０がＸ軸の正方向に移動する。逆に、板バネ４１Ｘが伸びるときには板バネ４２Ｘが縮んで可動子２０がＸ軸の負方向に移動する。板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの伸縮時において、板バネ固定部４１及び４２の位置は不変である（若干移動することもあるが、実質的に不変である）。
【００５０】
板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の伸縮方向はＺ軸方向である。Ｚ軸に沿って下ケース１２から上ケース１１へと向かう方向がＺ軸の正方向であるとする。板バネ４１Ｚ1及び４２Ｚ1が縮むときには、板バネ４１Ｚ2及び４２Ｚ2が伸びて、板バネ固定部４１及び４２並びに板バネ４１Ｘ及び４２Ｘと共に可動子２０がＺ軸の正方向に移動する。逆に、板バネ４１Ｚ1及び４２Ｚ1が伸びるときには、板バネ４１Ｚ2及び４２Ｚ2が縮んで、板バネ固定部４１及び４２並びに板バネ４１Ｘ及び４２Ｘと共に可動子２０がＺ軸の負方向に移動する。
【００５１】
図９（ａ）及び（ｂ）の夫々は、１つの板バネの外観斜視図である。図９（ａ）又は図９（ｂ）に示されるような板バネを弾性支持部４０内の各板バネとして利用することができる。尚、弾性支持部４０内の弾性体は任意の弾性体であっても良い。但し、弾性体として、螺旋状の金属線から成るスプリング（不図示）ではなく板バネを用いることで弾性支持部４０の大きさ、ひいては振動発生器１全体の大きさを小さくすることができる。
【００５２】
次に、振動発生器１における振動発生方法を説明する。図１の電流供給部２は、コイル３１及び３２に個別に正弦波又は矩形波状の交流電圧を印加することで、コイル３１及び３２に個別に励磁電流を供給する。図１の振動制御部３は、電流供給部２を制御することで、コイル３１及び３２に交流電圧を印加するか否か、コイル３１及び３２に印加すべき交流電圧の大きさ及び周波数などを、コイルごとに制御することができる。
【００５３】
図１及び図２等を含む各図面には示されていないが、下ケース１２に設けられた穴などを介してコイル３１の両端に電気的に接続された一対のリード線が下ケース１２の外側に引き出されている。電流供給部２は、この一対のリード線に交流電圧を印加することでコイル３１に交流の励磁電流を流し、これによって該励磁電流に応じた磁極が固定子３０に現れる（コイル３２についても同様）。後述の他の実施形態においても同様である。
【００５４】
コイル３１及び３２に励磁電流を流しておらず可動子２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、板バネ４１Ｘ及び４２ＸによるＸ軸方向の推力（以下、Ｘ軸機械推力又はＸ軸方向の機械推力という）が均衡すると共に板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2によるＺ軸方向の推力（以下、Ｚ軸機械推力又はＺ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子２０の中心は原点Ｏに位置する。
【００５５】
コイル３１に交流の励磁電流を流すことで、可動子２０をＸ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｘ軸磁気推力又はＸ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｘ軸磁気推力とＸ軸機械推力に従って可動子２０がＸ軸方向に振動する。Ｘ軸磁気推力は、コイル３１に励磁電流を流すことで固定子３０にて発生した磁界と、永久磁石２１及び２２との磁気作用によって生じる推力である。可動子２０がＸ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＸ軸方向に振動する。
同様に、コイル３２に交流の励磁電流を流すことで、可動子２０をＺ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｚ軸磁気推力又はＺ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｚ軸磁気推力とＺ軸機械推力に従って可動子２０がＺ軸方向に振動する。Ｚ軸磁気推力は、コイル３２に励磁電流を流すことで固定子３０にて発生した磁界と、永久磁石２１及び２２との磁気作用によって生じる推力である。可動子２０がＺ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＺ軸方向に振動する。
【００５６】
以下、板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの夫々を、又は、それらを総称したものをＸ軸用バネと呼ぶことがある。同様に、板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の夫々を、又は、それらを総称したものをＺ軸用バネと呼ぶことがある。
【００５７】
図１０は、ＸＹ座標面に沿った可動子２０及び固定子３０の断面図である。図１０において、符号ＹＯＫＥが付された部分は、固定子３０の固定子ヨークを形成するヨーク部分を表している。図１０において、Ｂ1及びＢ2は、Ｘ軸用バネの機能に対応するバネ記号である。コイル３１に第１方向の電流を流した時には、図１０に示す如く、固定子３０においてＸ軸の負側にＮ極が発生すると共にＸ軸の正側にＳ極が発生する。この時、永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子２０をＸ軸の正方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル３１に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子３０においてＸ軸の負側にＳ極が発生すると共にＸ軸の正側にＮ極が発生するため、可動子２０をＸ軸の負方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。従って、コイル３１に交流の励磁電流を供給することで可動子２０をＸ軸方向に振動させることができる。
【００５８】
図１１は、ＹＺ座標面に沿った可動子２０及び固定子３０の断面図である。図１１において、符号ＹＯＫＥが付された部分は、固定子３０の固定子ヨークを形成するヨーク部分を表している。図１１において、Ｂ3〜Ｂ6はＺ軸用バネの機能に対応するバネ記号である。コイル３２に第１方向の電流を流した時には、図１１に示す如く、固定子３０においてＺ軸の負側にＮ極が発生すると共にＺ軸の正側にＳ極が発生する。この時、永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子２０をＺ軸の正方向に向かわせるＺ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル３２に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子３０においてＺ軸の負側にＳ極が発生すると共にＺ軸の正側にＮ極が発生するため、可動子２０をＺ軸の負方向に向かわせるＺ軸磁気推力が発生する。従って、コイル３２に交流の励磁電流を供給することで可動子２０をＺ軸方向に振動させることができる。
【００５９】
図１２に、コイル３１に印加する交流電圧の周波数とＸ軸方向における可動子２０の変位量との関係を示す。図１２の関係を調べる際、コイル３１に振幅０．５Ｖ（ボルト）の正弦波交流電圧を印加した。可動子２０は、Ｘ軸用バネの共振を利用してＸ軸方向に振動し、振動発生器１の機構特性（Ｘ軸用バネの機械的特性や重量体２３の重さ等を含む）からＸ軸方向の共振周波数は定まる。コイル３１に印加する交流電圧の周波数がＸ軸方向の共振周波数と一致するとき、Ｘ軸方向において大きな変位量が得られる。
図１３に、コイル３２に印加する交流電圧の周波数とＺ軸方向における可動子２０の変位量との関係を示す。図１３の関係を調べる際、コイル３２に振幅０．５Ｖ（ボルト）の正弦波交流電圧を印加した。可動子２０は、Ｚ軸用バネの共振を利用してＺ軸方向に振動し、振動発生器１の機構特性（Ｚ軸用バネの機械的特性や重量体２３の重さ等を含む）からＺ軸方向の共振周波数は定まる。コイル３２に印加する交流電圧の周波数がＺ軸方向の共振周波数と一致するとき、Ｚ軸方向において大きな変位量が得られる。
Ｘ軸又はＺ軸方向における共振周波数を、例えば、人体が感知しやすい周波数（１５０Ｈｚ程度）に設定することができる。
【００６０】
上述したように、コイル３１及び３２の内、コイル３１にのみ或いはコイル３２にのみ励磁電流を供給することで可動子２０をＸ軸又はＺ軸方向に振動させることができる。但し、図１の電流供給部２は、コイル３１及び３２の双方に同時に励磁電流を供給することもできる。コイル３１及び３２の双方に励磁電流を供給すれば、Ｘ軸及びＺ軸方向の機械推力とＸ軸及びＺ軸方向の磁気推力とにより、可動子２０をＷ軸方向に沿って振動させることできる。可動子２０がＷ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＷ軸方向に振動する。ここで、Ｗ軸とは、Ｘ軸及びＺ軸と異なる軸である。但し、Ｗ軸は、Ｘ軸とＺ軸との合成軸であるため、ＺＸ座標面上に位置している。
【００６１】
上述したように、従来の振動発生器を用いて複数の方向の振動を発生させる際、振動方向の個数分の振動発生器を用意する必要があり、システム全体のサイズが大きくなっていた。これに対し、本実施形態では、磁極を対向させた磁石対（本実施形態において永久磁石２１及び２２の対）の間に、巻き方向の異なる複数のコイルを持つ固定子を配置する一方で、その磁石対を有する可動子を弾性支持部にて支持するようにしている。これにより、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、各方向における振動量を独立に制御することができる。尚、複数方向の振動の応用例については後述される。
【００６２】
また、コイルを可動子側に配置すると振動による配線損傷が懸念されるが、コイルを固定子側に配置することで振動による配線損傷はおきにくくなる。また、可動子を固定子の外側に配置する構成を採用することで可動子のサイズを大きくすることができ、結果、定められたサイズの制約の下で、より大きな振動量を得ることが可能となる。また、図８を参照して説明したような構造を弾性支持部４０に採用することで、Ｘ軸用バネ及びＺ軸用バネを内包する弾性支持部４０を小さなサイズにて実現することができる。
【００６３】
＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。図１４は、第２実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第２実施形態に係る振動システムは、振動発生器１０１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。
【００６４】
図１５は、振動発生器１０１の構成の概略ブロック図である。振動発生器１０１は、主筐体１１０、可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０を備え、内部が空洞となっている箱状の主筐体１１０内に可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０を設置することで振動発生器１０１が形成される。
【００６５】
図１６は、主筐体１１０を取り除いた振動発生器１０１の外観斜視図（即ち、可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０の外観斜視図）である。但し、図１６では、弾性支持部１４０を形成するバネ１４１〜１４４が、簡略的なバネ記号にて示されている。
【００６６】
可動子１２０は、４つの永久磁石１２１〜１２４と、重量体１２５及び１２７と、可動子ヨーク１２６とから成る。重量体１２５及び１２７は、可動子１２０の質量を所望の質量に設定するための重りである。直方体形状（長方形の板状）の重りに、永久磁石１２１〜１２４並びに固定子１３０を配置するための穴部を設けることで重量体１２５が形成される。重量体１２５に設けられた穴部の所定位置に永久磁石１２１〜１２４が配置される。図１６において、ドットで満たされた領域が可動子ヨーク１２６に相当する。可動子ヨーク１２６は、ＸＹ座標面に沿って重量体１２５の外周を取り囲むように重量体１２５に接合された、ロの字状の磁性体である。重量体１２７は、ＸＹ座標面に沿って可動子ヨーク１２６の外周を取り囲むように可動子ヨーク１２６に接合された、ロの字状の重りである。尚、可動子１２０から重量体１２７を削除することも可能である。
【００６７】
固定子１３０は、概ね直方体形状を有する固定子ヨーク１３３と２つのコイル１３１及び１３２から成る。コイル１３１の中心軸がＸ軸に平行となり且つコイル１３２の中心軸がＹ軸と平行となるように、コイル１３１及び１３２が固定子ヨーク１３３に巻かれている。即ち、コイル１３１はＸ軸周りに巻かれた巻き線であり、コイル１３２はＹ軸周りに巻かれた巻き線である。固定子１３０として、第１実施形態に係る固定子３０を用いることができる。この場合、固定子３０のコイル３１及び３２が固定子１３０のコイル１３１及び１３２として機能し、固定子３０の固定子ヨークが固定子１３０の固定子ヨーク１３３として機能する。但し、固定子３０を固定子１３０として用いる場合、第１実施形態と異なり、コイル３１及び３２の中心軸が夫々Ｘ軸及びＹ軸と平行になるように、固定子１３０としての固定子３０を可動子１２０の内側に配置する。
【００６８】
コイル１３１及び１３２に電流を供給していなければ、可動子１２０は基準位置にて静止する。可動子１２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。
【００６９】
図１７は、Ｚ軸方向から見た、基準静止状態における可動子１２０及び固定子１３０の平面図である。図１７において、ドットで満たされた領域が可動子ヨーク１２６に相当し、斜線で満たされた領域が重量体１２５に相当する。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子１２０の中心を通ると共に固定子１３０の中心をも通る。可動子１２０及び固定子１３０の中心は、夫々、可動子１２０及び固定子１３０の重心と一致しているものとする。固定子１３０の中心を原点Ｏに配置することができる。基準静止状態において可動子１２０の中心は原点Ｏに位置している。
【００７０】
永久磁石１２１、固定子１３０及び永久磁石１２２が、この順番でＸ軸方向に沿って重量体１２５の穴部内に配置され、且つ、永久磁石１２３、固定子１３０及び永久磁石１２４が、この順番でＹ軸方向に沿って重量体１２５の穴部内に配置される。このように、振動発生器１０１では、可動子１２０が固定子１３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子１３０が可動子１２０の内側に配置されることとなる）。原点Ｏから永久磁石１２１に向かう方向がＸ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石１２２に向かう方向がＸ軸の負側方向であるとする。原点Ｏから永久磁石１２３に向かう方向がＹ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石１２４に向かう方向がＹ軸の負側方向であるとする。永久磁石１２１〜１２４の夫々は、概ね直方体の永久磁石である。
【００７１】
永久磁石１２１において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｘ軸に沿ってＸ軸の正側から原点Ｏに向かう方向と一致する。永久磁石１２２において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｘ軸に沿ってＸ軸の負側から原点Ｏに向かう方向と一致する。
永久磁石１２３において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿って原点ＯからＹ軸の正側へ向かう方向と一致する。永久磁石１２４において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿って原点ＯからＹ軸の負側へ向かう方向と一致する。
このように、永久磁石１２１及び１２２のＮ極同士が対向するように且つ永久磁石１２３及び１２４のＳ極同士が対向するように、永久磁石１２１〜１２４が重量体１２５及び可動子ヨーク１２６に固定される。
【００７２】
永久磁石１２１のＳ極面、永久磁石１２２のＳ極面、永久磁石１２３のＮ極面及び永久磁石１２４のＮ極面は、互いに異なる位置にて可動子ヨーク１２６と接しているため、可動子ヨーク１２６を経由した磁気回路が形成される。尚、永久磁石１２１〜１２４の夫々において、Ｎ極とＳ極の位置関係を反対にすることも可能である。
【００７３】
固定子１３０は、図示されないスペーサ等を介して主筐体１１０に固定される。一方で、可動子１２０は、固定子１３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部１４０を利用して実現される。
【００７４】
弾性支持部１４０は、可動子１２０及び固定子１３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子１２０を支持する部位であり、弾性体としてのバネ１４１〜１４４から形成される（図１６参照）。バネ１４１〜１４４の形状及び特性は任意である。バネ１４１〜１４４の夫々は、第１実施形態で述べたような板バネであっても良いし、螺旋状の金属線から成るスプリングであっても良い。
【００７５】
図１６に示す如く、バネ１４１〜１４４の各一端は可動子１２０（より具体的には重量体１２７）の側面に結合されている。可動子１２０の側面の内、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の正側に位置する側面、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の負側に位置する側面、ＺＸ座標面に平行であって且つＹ軸の正側に位置する側面、ＺＸ座標面に平行であって且つＹ軸の負側に位置する側面に、夫々、バネ１４１、１４２、１４３、１４４の一端が結合されている。他方、バネ１４１及び１４２の伸縮方向がＸ軸方向となるようにバネ１４１の他端及びバネ１４２の他端は主筐体１１０の対向する内壁（不図示）に固定され、バネ１４３及び１４４の伸縮方向がＹ軸方向となるようにバネ１４３の他端及びバネ１４４の他端は主筐体１１０の対向する内壁（不図示）に固定されている。
【００７６】
バネ１４１が縮むときにはバネ１４２が伸びて可動子１２０がＸ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４１が伸びるときにはバネ１４２が縮んで可動子１２０がＸ軸の負方向に移動する。バネ１４３が縮むときにはバネ１４４が伸びて可動子１２０がＹ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４３が伸びるときにはバネ１４４が縮んで可動子１２０がＹ軸の負方向に移動する。
【００７７】
図１４の電流供給部２は、コイル１３１及び１３２に個別に正弦波又は矩形波状の交流電圧を印加することで、コイル１３１及び１３２に個別に励磁電流を供給する。図１４の振動制御部３は、電流供給部２を制御することで、コイル１３１及び１３２に交流電圧を印加するか否か、コイル１３１及び１３２に印加すべき交流電圧の大きさ及び周波数などを、コイルごとに制御することができる。
【００７８】
コイル１３１及び１３２に励磁電流を流しておらず可動子１２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、バネ１４１及び１４２によるＸ軸方向の推力（以下、Ｘ軸機械推力又はＸ軸方向の機械推力という）が均衡すると共にバネ１４３及び１４４によるＹ軸方向の推力（以下、Ｙ軸機械推力又はＹ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子１２０の中心は原点Ｏに位置する。
【００７９】
コイル１３１に交流の励磁電流を流すことで、可動子１２０をＸ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｘ軸磁気推力又はＸ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｘ軸磁気推力とＸ軸機械推力に従って可動子１２０がＸ軸方向に振動する。Ｘ軸磁気推力は、コイル１３１に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。可動子１２０がＸ軸方向に振動しているとき、振動発生器１０１の主筐体１１０もＸ軸方向に振動する。
コイル１３２に交流の励磁電流を流すことで、可動子１２０をＹ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｙ軸磁気推力又はＹ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｙ軸磁気推力とＹ軸機械推力に従って可動子１２０がＹ軸方向に振動する。Ｙ軸磁気推力は、コイル１３２に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。可動子１２０がＹ軸方向に振動しているとき、振動発生器１０１の主筐体１１０もＹ軸方向に振動する。
【００８０】
図１８は、ＸＹ座標面に沿った可動子１２０及び固定子１３０の断面図である。コイル１３１に第１方向の電流を流した時には、図１８に示す如く、固定子１３０においてＸ軸の正側にＮ極が発生すると共にＸ軸の負側にＳ極が発生する。この時、永久磁石１２３及び１２４のＳ極と固定子１３０のＳ極とが反発しあう一方で永久磁石１２３及び１２４のＳ極と固定子１３０のＮ極とが吸引しあうため、且つ、永久磁石１２１のＮ極と固定子１３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石１２２のＮ極と固定子１３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子１２０をＸ軸の正方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル１３１に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子１３０においてＸ軸の正側にＳ極が発生すると共にＸ軸の負側にＮ極が発生するため、可動子１２０をＸ軸の負方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。従って、コイル１３１に交流の励磁電流を供給することで可動子１２０をＸ軸方向に振動させることができる。
【００８１】
図１９も、ＸＹ座標面に沿った可動子１２０及び固定子１３０の断面図である。コイル１３２に第１方向の電流を流した時には、図１９に示す如く、固定子１３０においてＹ軸の正側にＳ極が発生すると共にＹ軸の負側にＮ極が発生する。この時、永久磁石１２１及び１２２のＮ極と固定子１３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石１２１及び１２２のＮ極と固定子１３０のＳ極とが吸引しあうため、且つ、永久磁石１２３のＳ極と固定子１３０のＳ極とが反発しあう一方で永久磁石１２４のＳ極と固定子１３０のＮ極とが吸引しあうため、可動子１２０をＹ軸の正方向に向かわせるＹ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル１３２に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子１３０においてＹ軸の正側にＮ極が発生すると共にＹ軸の負側にＳ極が発生するため、可動子１２０をＹ軸の負方向に向かわせるＹ軸磁気推力が発生する。従って、コイル１３２に交流の励磁電流を供給することで可動子１２０をＹ軸方向に振動させることができる。
【００８２】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、振動発生器１０１では、可動子の振動に寄与する永久磁石の数が振動発生器１のそれよりも多いため、振動発生器１よりも大きな振動量を得ることが可能となる。
【００８３】
尚、可動子ヨーク１２６を設けた方が、可動子ヨーク１２６を利用した磁気回路が形成される分、大きな磁気推力を得やすくなるが、可動子１２０から可動子ヨーク１２６を削除することも可能である。この場合、可動子ヨーク１２６の部分を重量体に置き換えればよい。
【００８４】
＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。図２０は、第３実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第３実施形態に係る振動システムは、振動発生器２０１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。
【００８５】
図２１は、振動発生器２０１の構成の概略ブロック図である。振動発生器２０１は、主筐体２１０、可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０を備え、内部が空洞となっている箱状の主筐体２１０内に可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０を設置することで振動発生器２０１が形成される。
【００８６】
図２２は、主筐体２１０を取り除いた振動発生器２０１の外観斜視図（即ち、可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０の外観斜視図）である。但し、図２２では、弾性支持部２４０を形成するバネが、簡略的なバネ記号にて示されている。
【００８７】
可動子２２０に設けられた永久磁石１２１〜１２４及び可動子ヨーク１２６は、第２実施形態の可動子１２０に設けられたそれらと同じものである。更に、可動子２２０におけるＸＹＺ座標系と永久磁石１２１〜１２４及び可動子ヨーク１２６との位置関係も、可動子１２０におけるそれらと同じである。但し、可動子２２０には可動子ヨーク１２５（図１６参照）に相当するヨークが存在せず、一方で重量体１２７’が設けられている。図２２において、斜線が付された領域が重量体１２７’に相当する。重量体１２７’は、可動子ヨーク１２６の外周の一部を覆うように可動子ヨーク１２６に結合される。更に、図２２に示す如く、可動子ヨーク１２６の外周が存在しない部分にも重量体１２７’の一部が配置されうる。
【００８８】
固定子２３０は、第２実施形態の固定子１３０と同じものであり、固定子１３０と同様、コイル１３１及び１３２と固定子ヨーク１３３から成る。コイル１３１、コイル１３２及び固定子ヨーク１３３とＸＹＺ座標系との位置関係は固定子１３０及び２３０で同じである。故に、固定子２３０のコイル１３１及び１３２の中心軸は、夫々、Ｘ軸及びＹ軸と平行である。更に、可動子２２０及び固定子２３０間の位置関係は、第２実施形態の可動子１２０及び固定子１３０間の位置関係と同じである。故に、第２実施形態と同様、振動発生器２０１では、可動子２２０が固定子２３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子２３０が可動子２２０の内側に配置されることとなる）。
【００８９】
また、第２実施形態と同様、コイル１３１及び１３２に電流を供給していなければ、可動子２２０は基準位置にて静止する。可動子２２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子２２０の中心を通ると共に固定子２３０の中心をも通る。可動子２２０及び固定子２３０の中心は、夫々、可動子２２０及び固定子２３０の重心と一致しているものとする。固定子２３０の中心を原点Ｏに配置することができる。基準静止状態において可動子２２０の中心は原点Ｏに位置している。振動発生器２０１において、永久磁石１２１〜１２４の磁極の決定方法も第２実施形態で述べたとおりである。
【００９０】
固定子２３０は、図示されないスペーサ等を介して主筐体２１０に固定される。一方で、可動子２２０は、固定子２３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部２４０を利用して実現される。
【００９１】
弾性支持部２４０は、可動子２２０及び固定子２３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子２２０を支持する部位であり、第２実施形態の弾性支持部１４０と同様（図１６参照）、弾性体としてのバネ１４１〜１４４から形成される。第３実施形態における電流供給部２及び振動制御部３は、第２実施形態のそれらと同じものである。従って、振動発生器２０１においても、振動発生器１０１と同様、Ｘ軸方向の振動とＹ軸方向の振動を発生させることができる。
【００９２】
この他、矛盾なき限り、第２実施形態における説明（バネ１４１〜１４４に対する説明、コイル１３１及び１３２に励磁電流を供給することによる振動発生の説明（図１８及び図１９）を含む）が本実施形態にも適用される。この適用の際、第２実施形態における説明文中の振動発生器１０１、主筐体１１０、可動子１２０、固定子１３０、弾性支持部１４０及び重量体１２７を、夫々、振動発生器２０１、主筐体２１０、可動子２２０、固定子２３０、弾性支持部２４０及び重量体１２７’に読み替えればよい。
【００９３】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、振動発生器２０１では、可動子の振動に寄与する永久磁石の数が振動発生器１のそれよりも多いため、振動発生器１よりも大きな振動量を得ることが可能となる。
【００９４】
＜＜第４実施形態＞＞
本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では、振動システムの応用例について説明する。図２３は、第４実施形態に係る端末装置（携帯端末）４００の外観図である。端末装置４００は、携帯電話機、携帯情報端末などの電子機器である。以下では、端末装置４００が携帯電話機であることを想定する（以下の携帯電話機を、端末装置又は電子機器と読み替えることも可能である）。
【００９５】
図２４に示す如く、携帯電話機４００には、少なくとも振動システム４０１、スピーカ４０２及び主制御部４０３が搭載される。符号４１０は、携帯電話機４００の筐体を表している。振動システム４０１は、第１、第２又は第３実施形態に係る振動システムである。以下では、説明の具体化のため、振動システムが第１実施形態の振動システムであることを想定する。そうすると、振動システム４０１は、振動発生器１、電流供給部２及び振動制御部３から成る（図１参照）。スピーカ４０２の振動板（不図示）を振動させることでスピーカ４０２から音を出力させることができる。主制御部４０３は、振動システム４０１及びスピーカ４０２を含む、携帯電話機４００内の各部位の動作を統括的に制御する。振動システム４０１内の振動発生器１の主筐体は携帯電話機４００の筐体４１０に固定されている。従って、振動システム４０１内の振動発生器１にて振動が発生した際、その振動は筐体４１０に伝わって筐体４１０を振動させる。ユーザが携帯電話機４００の筐体４１０を手で持っているとき、筐体４１０の振動は該手に伝わる。振動システム４０１内の振動発生器１におけるＸ軸方向の振動は筐体４１０及びユーザの手にＸ軸方向の振動として伝わり、振動システム４０１内の振動発生器１におけるＺ軸方向の振動は筐体４１０及びユーザの手にＺ軸方向の振動として伝わる。
【００９６】
主制御部４０３は、着信時や電子メールの受信時などにおいて、携帯電話機４００の筐体４１０を振動させるべく振動システム４０１内の振動発生器１を振動させることができる。一方で、主制御部４０３は、スピーカ４０２の振動板（不図示）を振動させるために振動システム４０１を利用することができる。具体的には例えば、Ｘ軸方向における振動発生器１の振動によって携帯電話機４００の筐体４１０を振動させ、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動によって上記振動板（不図示）を振動させてスピーカ４０２から音を出力させることができる。この場合、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動によっては、携帯電話機４００の筐体４１０が振動しない程度に（Ｚ軸方向における振動発生器１の振動がユーザに感知されない程度に）、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動量を決定すると良い。
【００９７】
従来の携帯電話機では、筐体振動用の振動発生器とスピーカ用の振動発生器を別個に用意する必要があったが、上述のような携帯電話機４００を形成するようにすれば、筐体振動用の振動発生器とスピーカ用の振動発生器を１つにまとめることができる。これが、携帯電話機の小型化、低コスト化に寄与することは言うまでもない。
【００９８】
また、携帯電話機４００に力学ナビゲーション機能を搭載するようにしても良い。力学ナビゲーション機能は、携帯電話機４００を所持するユーザを目的地に導く際に利用される。
【００９９】
具体的な使用例を説明する。力学ナビゲーション機能を利用するユーザは、目的地を携帯電話機４００に入力する。そして、振動発生器１に対して定義されたＺＸ座標面が水平面と一致し且つＺ軸の正側がユーザの前方と一致し且つＸ軸の正側がユーザの右側と一致するように、ユーザは携帯電話機４００を手で持つ。携帯電話機４００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信することにより携帯電話機４００の現在地を認識することができ、また、ＧＰＳ信号又は予め記録されている情報から、現在地周辺の地図情報を取得する。
【０１００】
今、携帯電話機４００の現在地がＡ地点であって、携帯電話機４００に入力された目標地がＢ地点であるとする。主制御部４０３は、現在地に関する情報及び地図情報から、ユーザをＢ地点に到達させるために必要な進行方向を決定する。単純には例えば、Ａ及びＢ地点間に障害物がまったく存在しない場合において、Ａ地点にいるユーザから見てＢ地点がＺ軸の正側に位置するならば進行方向はユーザの前方向であると決定し、Ａ地点にいるユーザから見てＢ地点がＷ軸の正側に位置するならば進行方向はユーザの右斜め前方向であると決定する。ここにおけるＷ軸は、Ｘ軸とＺ軸の中間の軸であるとする。そして、進行方向がユーザの前方向である場合、主制御部４０３は振動発生器１をＺ軸方向に振動させ、進行方向がユーザの右斜め前方向である場合、主制御部４０３は振動発生器１をＷ軸方向に振動させる。
【０１０１】
振動発生器１の振動は携帯電話機４００の筐体４１０に伝達される。従って例えば、振動発生器１がＸ軸方向に振動すれば、携帯電話機４００の筐体４１０もＸ軸方向に振動し、振動発生器１がＷ軸方向に振動すれば、携帯電話機４００の筐体４１０もＷ軸方向に振動する。
【０１０２】
ユーザは、筐体４１０の振動方向を手で感知し、感知した方向へ進む。携帯電話機４００の表示画面を見ながら歩行することは安全面において望ましくないが、力学ナビゲーション機能を利用するユーザは、携帯電話機４００の表示画面を見ることなく、直感的に且つ安全に目的地に到達することができる。また、目が不自由なユーザにとっても、力学ナビゲーション機能は有益である。
【０１０３】
＜＜変形等＞＞
上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【０１０４】
［注釈１］
上述の各実施形態において、固定子に設けられた複数のコイルの巻き方向は互いに直交しているが、その複数のコイルの巻き方向は互いに直交していなくても良い（換言すれば、複数のコイルの中心軸は互いに直交していなくても良い）。即ち例えば、振動発生器１のコイル３１の中心軸がＸ軸であるとき、振動発生器１のコイル３２の中心軸は必ずしもＺ軸である必要はなく、Ｘ軸とＺ軸の中間の軸などであっても良い。振動発生器１のコイル３２の中心軸がＺ軸と異なる場合、コイル３２の中心軸方向に応じた方向に弾性支持部４０内の弾性体が伸縮するように、弾性支持部４０を上述したものから変形すればよい。振動発生器１０１及び２０１についても同様である。
【０１０５】
［注釈２］
第１実施形態の振動発生器１では、磁極を対向させた磁石対が１組設けられ、第２又は第３実施形態の振動発生器１０１又は２０１では、磁極を対向させた磁石対が２組設けられているが、本発明はこれに限定されない。即ち、振動発生器に、磁極を対向させた磁石対を３組以上設けるようにしても良い。振動発生器に磁極を対向させた磁石対を３組以上設ける場合、その組数に合わせて、固定子に設けられるコイルの個数（巻き方向が互いに異なるコイルの個数）を３以上にするようにしても良い。
【０１０６】
［注釈３］
上述の振動発生器１０１では（図１６及び図１８等参照）、バネ１４１〜１４４の伸縮方向がコイル１３１又は１３２の中心軸の方向と平行となっているが、前者の方向と後者の方向が平行とならないようにバネ１４１〜１４４の取り付け位置及び取り付け方向を変形しても良い。取り付け位置及び取り付け方向の変更が成されたバネ１４１〜１４４を、便宜上、夫々符号１４１ａ〜１４４ａにて表す。バネ１４１ａ〜１４４ａの例を図２５に示す。図２５は、バネ１４１ａ〜１４４ａを有する振動発生器１０１の可動子１２０及び固定子１３０の断面図（ＸＹ座標面に沿った断面図）である。
【０１０７】
図２５では、ＸＹ座標面上の第１、第２、第３、第４象限に夫々バネ１４１ａ、１４３ａ、１４２ａ、１４４ａが配置されている。バネ１４１ａ及び１４２ａの伸縮方向がＵ軸の方向と平行となるように、バネ１４１ａ及び１４２ａの各一端が可動子１２０の側面（図２５において可動子１２０の側面の角部）に結合されていると共にバネ１４１ａ及び１４２ａの各他端が主筐体１１０（図１５参照）の対向する内壁（不図示）に固定されている。一方で、バネ１４３ａ及び１４４ａの伸縮方向がＶ軸の方向と平行となるように、バネ１４３ａ及び１４４ａの各一端が可動子１２０の側面（図２５において可動子１２０の側面の角部）に結合されていると共にバネ１４３ａ及び１４３ａの各他端が主筐体１１０（図１５参照）の対向する内壁（不図示）に固定されている。Ｕ軸はＸ軸とＹ軸の中間の軸であり、Ｖ軸はＵ軸及びＺ軸の夫々に直交する軸である。但し、原点ＯからＸＹ座標面の第１象限に向かう方向がＵ軸の正側の方向であって、且つ、原点ＯからＸＹ座標面の第２象限に向かう方向がＶ軸の正側の方向であるとする。
【０１０８】
バネ１４１ａが縮むときにはバネ１４２ａが伸びて可動子１２０がＵ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４１ａが伸びるときにはバネ１４２ａが縮んで可動子１２０がＵ軸の負方向に移動する。バネ１４３ａが縮むときにはバネ１４４ａが伸びて可動子１２０がＶ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４３ａが伸びるときにはバネ１４４ａが縮んで可動子１２０がＶ軸の負方向に移動する。
【０１０９】
コイル１３１及び１３２に励磁電流を流しておらず可動子１２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、バネ１４１ａ及び１４２ａによるＵ軸方向の推力（以下、Ｕ軸機械推力又はＵ軸方向の機械推力という）が均衡すると共にバネ１４３ａ及び１４４ａによるＶ軸方向の推力（以下、Ｖ軸機械推力又はＶ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子１２０の中心は原点Ｏに位置する。
【０１１０】
上述したように、コイル１３１に励磁電流を流すことでＸ軸方向の磁気推力を発生させることができ、コイル１３２に励磁電流を流すことでＹ軸方向の磁気推力を発生させることができる。従って、コイル１３１及び１３２に供給されるべき励磁電流の向き及び大きさを適切に設定した上でコイル１３１及び１３２に同時に励磁電流を供給すれば、可動子１２０をＵ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｕ軸磁気推力又はＵ軸方向の磁気推力という）又は可動子１２０をＶ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｖ軸磁気推力又はＶ軸方向の磁気推力という）を発生させることが可能である。Ｕ軸磁気推力及びＶ軸磁気推力の夫々は、コイル１３１及び１３２に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。図２５の構成では、コイル１３１及び１３２に同時に適切な励磁電流を流すことで発生したＵ軸磁気推力とＵ軸機械推力とにより可動子１２０をＵ軸方向に振動させることができ、コイル１３１及び１３２に同時に適切な励磁電流を流すことで発生したＶ軸磁気推力とＶ軸機械推力とにより可動子１２０をＶ軸方向に振動させることができる。
【０１１１】
可動子１２０の振動方向をＵ軸又はＶ軸方向とするためのバネ１４１ａ〜１４４ａの取り付け位置及び取り付け方向を説明したが、バネ１４１ａ〜１４４ａの取り付け位置及び取り付け方向を更に変形することで、可動子１２０の振動方向をＵ軸又はＶ軸方向と異ならせることも可能である。また、バネ１４１ａ〜１４４ａについての上記説明は、第３実施形態（図２２参照）にも適用可能である。
【０１１２】
［注釈４］
本発明に係る振動発生器を携帯電話機等の端末装置４００（図２３及び図２４参照）に搭載する実施形態を上述したが、本発明に係る振動発生器は、端末装置４００に限らず、任意の機器に搭載されうる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１０１、２０１ 振動発生器
２ 電流供給部
３ 振動制御部
１１ 上ケース
１２ 下ケース
１３、１４ ケース連結部材
１５ スペーサ
２０、１２０、２２０ 可動子
２１、２２、１２１〜１２４ 永久磁石
２３、１２５、１２７ 重量体
１２６ 可動子ヨーク
３０、１３０、２３０ 固定子
３１、３２、１３１、１３２ コイル
３３ 中央ヨーク
３４、３５ 隙間用ヨーク
３６〜３９ ヨーク
１３３ 固定子ヨーク
４０、１４０、２４０ 弾性支持部
４１、４２ 板バネ固定部
４１Ｘ、４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｘ、４２Ｚ1、４２Ｚ2 板バネ
１４１〜１４４ バネ
４００ 端末装置
４１０ 筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型の端末装置などに搭載される振動発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の端末装置には、着信を呼び出し音で知らせる代わりに、端末装置内の振動発生器を振動させることで人体に着信を感知させるものがある。他方、音声通話用のスピーカにて音を発生させるためにも振動発生器（スピーカの振動板を振動させるための振動発生器）が用いられている。特許文献１及び２には、コイルと永久磁石を利用して可動子を単軸振動させる振動発生器が開示されている。
【０００３】
人体に着信を感知させることに適した振動の方向は端末装置の構造等に依存する一方で、音声通話用の振動の方向は端末装置の形状やスピーカの位置等に依存しており、前者の方向と後者の方向は互いに異なることが多いし、前者及び後者の方向間で必要な振動量や振動周波数も異なる。故に、従来の端末装置（携帯電話機）には、着信報知用の振動発生器と音声通話用の振動発生器が別個に搭載されている。
【０００４】
着信報知の用途及び音声通話の用途以外にも、端末装置にて複数の方向の振動を発生させる必要がある場合、振動方向分の振動発生器が必要となる。
【０００５】
尚、特許文献３には、２つのコイルを用いて、対物レンズを２軸方向に駆動するようにした対物レンズ駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６８８６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５２７４号公報
【特許文献３】特開昭５８−６４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、携帯電話機等の端末装置の小型化に対するニーズが強い。振動発生器の個数を削減することができれば、振動発生器を組み込んだ端末装置の小型化が促進されることは言うまでもない。尚、特許文献３に開示された技術は対物レンズ駆動装置用の技術であるため、その技術をそのまま振動発生器に利用することはできない。
【０００８】
そこで本発明は、省スペースにて複数方向の振動を発生させることのできる振動発生器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る振動発生器は、磁極を対向させた磁石の対を１組以上有する磁石部と、前記磁石部を形成する複数の磁石間に配置された磁性体と、巻き方向が互いに異なるように、前記磁性体に巻かれた複数のコイルと、前記磁石部及び前記磁性体間の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて前記磁石部を支持する弾性支持部と、を備え、前記複数のコイルに独立に電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用を用いて、互いに異なる複数の方向の振動を発生させることを特徴とする。
【００１０】
これにより、複数方向の振動発生用の部材を１つの振動発生器に集約し、１つの振動発生器において複数方向の振動を発生させることができる。これにより、省スペースにて複数方向の振動を発生させることが可能となる。
【００１１】
具体的には例えば、前記磁性体と前記複数のコイルは、当該振動発生器の主筐体に固定された固定子を形成する一方で、前記磁石部は、前記固定子の位置を基準に振動する可動子を形成する。
【００１２】
コイルを固定子側に配置することで振動による配線損傷がおきにくくなる。
【００１３】
また具体的には例えば、前記可動子は、前記固定子の外側に配置される。
【００１４】
可動子を固定子の外側に配置する構成を採用することで可動子のサイズを大きくすることができ、結果、定められたサイズの制約の下で、より大きな振動量を得ることが可能となる。
【００１５】
また具体的には例えば、前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、当該振動発生器は、前記磁気作用と前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記磁気作用と前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【００１６】
これにより、第１及び第２方向の振動が実現される。
【００１７】
そして例えば、前記弾性支持部は、前記第１弾性体の一端及び前記第２弾性体の一端に結合された弾性体固定部を更に備え、前記第１弾性体の他端は前記可動子に結合されるとともに前記第２弾性体の他端は前記主筐体に結合される。
【００１８】
これにより、複数方向の振動を実現する弾性支持部を省スペースにて実現することができ、結果、振動発生器全体の省スペース化も実現される。
【００１９】
また具体的には例えば、前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【００２０】
また例えば、前記複数のコイルに同時に電流を供給することで、各コイルの中心軸方向と異なる方向に前記可動子を振動させるようにしても良い。
【００２１】
これにより、様々な方向の振動を発生させることが可能となる。
【００２２】
また例えば、磁極を対向させた磁石の対として、前記磁石部には第１及び第２の対が含まれ、前記第１の対において対向し合う磁極は同一極であるとともに前記第２の対において対向し合う磁極も同一極であり、前記第１の対において対向し合う磁極及び前記第２の対において対向し合う磁極の内、一方はＮ極であって他方はＳ極である。
【００２３】
上述の如く、磁石の対を複数組分設けることにより、その対が１組である場合よりも大きな振動量を得やすくなる。
【００２４】
より具体的には例えば、前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、前記第１の対では、前記第１方向において磁極が対向し合い、前記第２の対では、前記第２方向において磁極が対向し合い、当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、省スペースにて複数方向の振動を発生させることのできる振動発生器を提供することが可能となる。
【００２６】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動発生器の分解図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、上ケースを下ケースから分離した状態における振動発生器の外観斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係り、上ケースを除いた状態における振動発生器１の外観斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、Ｚ軸方向から見た可動子及び固定子の平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係り、固定子の構造及び形成方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係り、ＸＹ座標面上における固定子の平面図（ａ）及びＹＺ座標面上における固定子の平面図（ｂ）である。
【図８】本発明の第１実施形態に係り、弾性支持部内の各部材と可動子と上ケースと下ケースとの関係を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る板バネの外観斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係り、ＹＺ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係り、第１のコイルに印加する交流電圧の周波数とＸ軸方向における可動子の変位量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係り、第２のコイルに印加する交流電圧の周波数とＺ軸方向における可動子の変位量との関係を示す。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図１５】本発明の第２実施形態に係る振動発生器の構成の概略ブロック図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係り、主筐体を取り除いた振動発生器の外観斜視図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係り、Ｚ軸方向から見た可動子及び固定子の平面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る振動システムの全体構成図である
【図２１】本発明の第３実施形態に係る振動発生器の構成の概略ブロック図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係り、主筐体を取り除いた振動発生器の外観斜視図である。
【図２３】本発明の第４実施形態に係る端末装置の外観図である。
【図２４】本発明の第４実施形態に係る端末装置の概略構成ブロック図である。
【図２５】本発明の実施形態の変形例に係り、ＸＹ座標面に沿った可動子及び固定子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態の幾つかを、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。また、以下に示す各実施形態において、矛盾なき限り、或る実施形態に記載した事項を他の実施形態に適用することも可能である。
【００２９】
＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第１実施形態に係る振動システムは、振動発生器１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。図２は振動発生器１の分解図である。本実施形態及び後述の他の実施形態において、固定された三次元直交座標系であるＸＹＺ座標系を想定し、ＸＹＺ座標系の座標軸がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸であるとする。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する。以下の説明において、ＸＹ座標面とはＸ軸及びＹ軸に平行な座標面を指し、ＹＺ座標面とはＹ軸及びＺ軸に平行な座標面を指し、ＺＸ座標面とはＺ軸及びＸ軸に平行な座標面を指す。
【００３０】
通常使用状態においては、上ケース１１は下ケース１２に固定される。図３は、上ケース１１を下ケース１２から分離した状態における振動発生器１の外観斜視図である。図４は、上ケース１１を除いた状態における振動発生器１の外観斜視図が示されている。但し、図４にはケース連結部材１３及び１４が示されているが、図２及び図３では、ケース連結部材１３及び１４の図示が省略されている。上ケース１１と下ケース１２は、ケース連結部材１３及び１４を介して結合される。図３及び図４では、永久磁石２１及び２２の部分に斜線が付されている。
【００３１】
尚、図２及び図３においては、Ｙ軸方向における下ケース１２の長さがＹ軸方向における重量体２３の長さよりも長くなっているが、図４においては、図示の便宜上、それらの長さの長短関係が逆転しているかのように下ケース１２が示されている。実際には、Ｙ軸方向において、下ケース１２の長さを重量体２３の長さよりも長くしても良いし、下ケース１２の長さを重量体２３の長さよりも短くしても良い。
【００３２】
振動発生器１には、上ケース１１、下ケース１２、ケース連結部材１３及び１４に加え、スペーサ１５、可動子２０、固定子３０及び弾性支持部４０が設けられている（図２参照）。振動発生器１の主筐体は、上ケース１１及び下ケース１２を構成要素として少なくとも含み、更にケース連結部材１３及び１４をも含みうる。振動発生器１の主筐体（内部が空洞になっている主筐体）内に、可動子２０、固定子３０及び弾性支持部４０が設置される。
【００３３】
固定子３０を形成するコイル３１及び３２に電流を供給していなければ、可動子２０は基準位置にて静止する。可動子２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。
【００３４】
可動子２０は、２つの永久磁石２１及び２２と重量体２３とから成る。重量体２３は、可動子２０の質量を所望の質量に設定するための重りである。直方体形状（長方形の板状）の重りに、永久磁石２１及び２２並びに固定子３０を配置するための穴部２４を設けること重量体２３が形成される（図２参照）。図５は、Ｚ軸方向から見た、基準静止状態における可動子２０及び固定子３０の平面図である。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子２０の中心を通ると共に固定子３０の中心をも通る。可動子２０及び固定子３０の中心は、夫々、可動子２０及び固定子３０の重心と一致しているものとする。基準静止状態における可動子２０の中心位置を原点Ｏと呼ぶ。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、原点Ｏにて互いに交差する。固定子３０の中心を原点Ｏに配置することができる。
【００３５】
永久磁石２１、固定子３０及び永久磁石２２が、この順番でＹ軸方向に沿って穴部２４内に配置される。このように、振動発生器１では、可動子２０が固定子３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子３０が可動子２０の内側に配置されることとなる）。原点Ｏから永久磁石２１に向かう方向がＹ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石２２に向かう方向がＹ軸の負側方向であるとする。従って、ＸＹ座標面において、永久磁石２１は第１及び第２象限内に位置し、永久磁石２２は第３及び第４象限内に位置する。永久磁石２１及び２２の夫々は、概ね直方体の永久磁石である。
【００３６】
永久磁石２１において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿ってＹ軸の正側から原点Ｏに向かう方向と一致する。永久磁石２２において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿ってＹ軸の負側から原点Ｏに向かう方向と一致する。このように、永久磁石２１及び２２のＮ極同士が対向するように、永久磁石２１及び２２が重量体２３に固定される。尚、永久磁石２１及び２２の夫々において、Ｎ極とＳ極の位置関係を反対にすることも可能である。
【００３７】
また、図３及び図４に示す如く、Ｘ軸方向における可動子２０の両端に、１つずつ、弾性支持部４０を形成する板バネ固定部４１及び４２が配置される。Ｘ軸に沿って原点Ｏから板バネ固定部４１に向かう方向がＸ軸の正側方向であり、Ｘ軸に沿って原点Ｏから板バネ固定部４２に向かう方向がＸ軸の負側方向であるとする。
【００３８】
図２に示す如く、固定子３０は、コイル３１及び３２と、Ｘ軸方向に長手方向を有する直方体の中央ヨーク３３と、隙間用ヨーク３４及び３５と、各々が直方体形状を有するヨーク３６〜３９とから形成される。中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにヨーク３６〜３９を含む本明細書で述べられる任意のヨークは、十分に大きな比透磁率（例えば、数百〜数万）を持つ磁性体である。中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにヨーク３６〜３９から成る部材を固定子ヨークと呼ぶこともできる。
【００３９】
図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、固定子３０の構造及び形成方法を説明する。まず、断面が長方形の部材の外周に沿って巻いたコイルと同等のコイルになるように、コイル３１及び３２を予め形成しておき、図６（ａ）に示す如く、コイル３１の内周側に中央ヨーク３３を配置する。コイル３１の中心軸の方向がＸ軸と平行となるように、固定子３０は振動発生器１内に配置される（図２等参照）。即ち、コイル３１は、Ｘ軸周りに巻かれた巻き線である。コイル３１の内周側に中央ヨーク３３を配置した際、コイル３１と中央ヨーク３３との間に隙間が生じる。この隙間が磁性体で埋まるように、図６（ｂ）に示す如く、この隙間に隙間用ヨーク３４及び３５を挿入して固定する。
【００４０】
更に、コイル３１、中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５を結合した部材に、図６（ｃ）に示す如く、予め形成したコイル３２をはめ込む。この際、コイル３１の中心軸とコイル３２の中心軸とが互いに直交するようにコイル３２は配置される。より具体的には、コイル３２の中心軸の方向はＺ軸と平行とされ、コイル３２はＺ軸周りに巻かれた巻き線となる。コイル３２の内周側になるだけ隙間なく中央ヨーク３３が配置されるように、コイル３２及び中央ヨーク３３が形成されると共にコイル３２の配置位置が決定される。
【００４１】
最後に、コイル３１、中央ヨーク３３、隙間用ヨーク３４及び３５並びにコイル３２を結合した部材に対して、図６（ｄ）に示す如くヨーク３６〜３９を結合して固定することで、固定子３０が完成する。
【００４２】
尚、本実施形態では、予め形成したコイル３１及び３２を中央ヨーク３３等に結合するようにしているが、ヨークの形状に合わせて巻き線を巻くことでコイル３１及び３２を形成するようにしても良い。即ち例えば、直方体形状のヨーク部材にコイル３１及び３２を配置するための溝を設けることで固定子３０の固定子ヨークと同等の溝付ヨーク（不図示）を形成し、溝付ヨークにヨーク３１及び３２を巻くことで得た固定子を固定子３０として用いるようにしても良い。
【００４３】
図７（ａ）は、Ｚ軸の正側から見た、ＸＹ座標面上における固定子３０の平面図である。Ｚ軸の負側から固定子３０を見たならば、ヨーク３６及び３７の代わりにヨーク３８及び３９が観測される。図７（ｂ）は、Ｘ軸の正側から見た、ＹＺ座標面上における固定子３０の平面図である。Ｘ軸の負側から固定子３０を見たならば、ヨーク３７及び３９の代わりにヨーク３６及び３８が観測される。
【００４４】
図７（ａ）に示す如く、ＸＹ座標面において、コイル３１の中心は原点Ｏに位置し、コイル３１をＸ軸の正側と負側から挟み込むようにヨーク３６〜３９が配置される。ヨーク３６及び３８の夫々は、ＸＹ座標面の第２及び第３象限に配置され、ヨーク３７及び３９の夫々は、ＸＹ座標面の第１及び第４象限に配置される。図７（ｂ）に示す如く、ＹＺ座標面において、コイル３２の中心は原点Ｏに位置し、コイル３２をＺ軸の正側と負側から挟み込むようにヨーク３６〜３９が配置される。ヨーク３６及び３７の夫々は、ＹＺ座標面の第１及び第２象限に配置され、ヨーク３８及び３９の夫々は、ＹＺ座標面の第３及び第４象限に配置される。
【００４５】
固定子３０は、図２のスペーサ１５を介して下ケース１２に固定される。上述したように、上ケース１１と下ケース１２はケース連結部材１３及び１４（図４参照）を介して結合されるため、固定子３０は、振動発生器１の主筐体に固定されることとなる。一方で、可動子２０は、固定子３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部４０を利用して実現される。
【００４６】
弾性支持部４０は、図２等に示されるように、板バネ固定部４１及び４２と、６つの板バネ４１Ｘ、４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｘ、４２Ｚ1及び４１Ｚ2とから成り、可動子２０及び固定子３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子２０を支持する。各板バネは、板状の金属体を折り曲げ加工等することにより形成された弾性体である。
【００４７】
図８には、ＺＸ座標面上における、弾性支持部４０内の各部材と可動子２０と上ケース１１と下ケース１２との関係が示されている。図８では、各板バネが簡略的なバネ記号にて示されている。板バネ固定部４１は棒状の金属等から成る剛体であり、板バネ４１Ｘ、４１Ｚ1及び４１Ｚ2の夫々の一端は板バネ固定部４１に固定される。一方で、板バネ４１Ｘの他端は可動子２０の側面２５に結合され（例えば接触し）、板バネ４１Ｚ1の他端は上ケース１１に固定され、板バネ４１Ｚ2の他端は下ケース１２に固定される。同様に、板バネ固定部４２は棒状の金属等から成る剛体であり、板バネ４２Ｘ、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の夫々の一端は板バネ固定部４２に固定される。一方で、板バネ４２Ｘの他端は可動子２０の側面２６に結合され（例えば接触し）、板バネ４２Ｚ1の他端は上ケース１１に固定され、板バネ４２Ｚ2の他端は下ケース１２に固定される。
【００４８】
ここで、側面２５は、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の正側に位置する面であり、側面２６は、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の負側に位置する面である。実際には、側面２５及び２６は重量体２３の側面である。Ｚ軸方向における可動子２０と板バネ４１Ｘ及び４２Ｘとの位置関係が可動子２０の振動状態においても変化しないように、その位置関係を固定する爪（不図示）等を板バネ４１Ｘ及び４２Ｘに設けるようにすると良い。或いは例えば、側面２５及び２６の夫々に位置決め用の溝（不図示）を設け、側面２５の溝において側面２５と板バネ４１Ｘを接触させると共に側面２６の溝において側面２６と板バネ４２Ｘを接触させるようにしても良い。
【００４９】
板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの伸縮方向はＸ軸方向である。板バネ４１Ｘが縮むときには板バネ４２Ｘが伸びて可動子２０がＸ軸の正方向に移動する。逆に、板バネ４１Ｘが伸びるときには板バネ４２Ｘが縮んで可動子２０がＸ軸の負方向に移動する。板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの伸縮時において、板バネ固定部４１及び４２の位置は不変である（若干移動することもあるが、実質的に不変である）。
【００５０】
板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の伸縮方向はＺ軸方向である。Ｚ軸に沿って下ケース１２から上ケース１１へと向かう方向がＺ軸の正方向であるとする。板バネ４１Ｚ1及び４２Ｚ1が縮むときには、板バネ４１Ｚ2及び４２Ｚ2が伸びて、板バネ固定部４１及び４２並びに板バネ４１Ｘ及び４２Ｘと共に可動子２０がＺ軸の正方向に移動する。逆に、板バネ４１Ｚ1及び４２Ｚ1が伸びるときには、板バネ４１Ｚ2及び４２Ｚ2が縮んで、板バネ固定部４１及び４２並びに板バネ４１Ｘ及び４２Ｘと共に可動子２０がＺ軸の負方向に移動する。
【００５１】
図９（ａ）及び（ｂ）の夫々は、１つの板バネの外観斜視図である。図９（ａ）又は図９（ｂ）に示されるような板バネを弾性支持部４０内の各板バネとして利用することができる。尚、弾性支持部４０内の弾性体は任意の弾性体であっても良い。但し、弾性体として、螺旋状の金属線から成るスプリング（不図示）ではなく板バネを用いることで弾性支持部４０の大きさ、ひいては振動発生器１全体の大きさを小さくすることができる。
【００５２】
次に、振動発生器１における振動発生方法を説明する。図１の電流供給部２は、コイル３１及び３２に個別に正弦波又は矩形波状の交流電圧を印加することで、コイル３１及び３２に個別に励磁電流を供給する。図１の振動制御部３は、電流供給部２を制御することで、コイル３１及び３２に交流電圧を印加するか否か、コイル３１及び３２に印加すべき交流電圧の大きさ及び周波数などを、コイルごとに制御することができる。
【００５３】
図１及び図２等を含む各図面には示されていないが、下ケース１２に設けられた穴などを介してコイル３１の両端に電気的に接続された一対のリード線が下ケース１２の外側に引き出されている。電流供給部２は、この一対のリード線に交流電圧を印加することでコイル３１に交流の励磁電流を流し、これによって該励磁電流に応じた磁極が固定子３０に現れる（コイル３２についても同様）。後述の他の実施形態においても同様である。
【００５４】
コイル３１及び３２に励磁電流を流しておらず可動子２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、板バネ４１Ｘ及び４２ＸによるＸ軸方向の推力（以下、Ｘ軸機械推力又はＸ軸方向の機械推力という）が均衡すると共に板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2によるＺ軸方向の推力（以下、Ｚ軸機械推力又はＺ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子２０の中心は原点Ｏに位置する。
【００５５】
コイル３１に交流の励磁電流を流すことで、可動子２０をＸ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｘ軸磁気推力又はＸ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｘ軸磁気推力とＸ軸機械推力に従って可動子２０がＸ軸方向に振動する。Ｘ軸磁気推力は、コイル３１に励磁電流を流すことで固定子３０にて発生した磁界と、永久磁石２１及び２２との磁気作用によって生じる推力である。可動子２０がＸ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＸ軸方向に振動する。
同様に、コイル３２に交流の励磁電流を流すことで、可動子２０をＺ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｚ軸磁気推力又はＺ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｚ軸磁気推力とＺ軸機械推力に従って可動子２０がＺ軸方向に振動する。Ｚ軸磁気推力は、コイル３２に励磁電流を流すことで固定子３０にて発生した磁界と、永久磁石２１及び２２との磁気作用によって生じる推力である。可動子２０がＺ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＺ軸方向に振動する。
【００５６】
以下、板バネ４１Ｘ及び４２Ｘの夫々を、又は、それらを総称したものをＸ軸用バネと呼ぶことがある。同様に、板バネ４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｚ1及び４２Ｚ2の夫々を、又は、それらを総称したものをＺ軸用バネと呼ぶことがある。
【００５７】
図１０は、ＸＹ座標面に沿った可動子２０及び固定子３０の断面図である。図１０において、符号ＹＯＫＥが付された部分は、固定子３０の固定子ヨークを形成するヨーク部分を表している。図１０において、Ｂ1及びＢ2は、Ｘ軸用バネの機能に対応するバネ記号である。コイル３１に第１方向の電流を流した時には、図１０に示す如く、固定子３０においてＸ軸の負側にＮ極が発生すると共にＸ軸の正側にＳ極が発生する。この時、永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子２０をＸ軸の正方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル３１に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子３０においてＸ軸の負側にＳ極が発生すると共にＸ軸の正側にＮ極が発生するため、可動子２０をＸ軸の負方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。従って、コイル３１に交流の励磁電流を供給することで可動子２０をＸ軸方向に振動させることができる。
【００５８】
図１１は、ＹＺ座標面に沿った可動子２０及び固定子３０の断面図である。図１１において、符号ＹＯＫＥが付された部分は、固定子３０の固定子ヨークを形成するヨーク部分を表している。図１１において、Ｂ3〜Ｂ6はＺ軸用バネの機能に対応するバネ記号である。コイル３２に第１方向の電流を流した時には、図１１に示す如く、固定子３０においてＺ軸の負側にＮ極が発生すると共にＺ軸の正側にＳ極が発生する。この時、永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石２１及び２２のＮ極と固定子３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子２０をＺ軸の正方向に向かわせるＺ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル３２に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子３０においてＺ軸の負側にＳ極が発生すると共にＺ軸の正側にＮ極が発生するため、可動子２０をＺ軸の負方向に向かわせるＺ軸磁気推力が発生する。従って、コイル３２に交流の励磁電流を供給することで可動子２０をＺ軸方向に振動させることができる。
【００５９】
図１２に、コイル３１に印加する交流電圧の周波数とＸ軸方向における可動子２０の変位量との関係を示す。図１２の関係を調べる際、コイル３１に振幅０．５Ｖ（ボルト）の正弦波交流電圧を印加した。可動子２０は、Ｘ軸用バネの共振を利用してＸ軸方向に振動し、振動発生器１の機構特性（Ｘ軸用バネの機械的特性や重量体２３の重さ等を含む）からＸ軸方向の共振周波数は定まる。コイル３１に印加する交流電圧の周波数がＸ軸方向の共振周波数と一致するとき、Ｘ軸方向において大きな変位量が得られる。
図１３に、コイル３２に印加する交流電圧の周波数とＺ軸方向における可動子２０の変位量との関係を示す。図１３の関係を調べる際、コイル３２に振幅０．５Ｖ（ボルト）の正弦波交流電圧を印加した。可動子２０は、Ｚ軸用バネの共振を利用してＺ軸方向に振動し、振動発生器１の機構特性（Ｚ軸用バネの機械的特性や重量体２３の重さ等を含む）からＺ軸方向の共振周波数は定まる。コイル３２に印加する交流電圧の周波数がＺ軸方向の共振周波数と一致するとき、Ｚ軸方向において大きな変位量が得られる。
Ｘ軸又はＺ軸方向における共振周波数を、例えば、人体が感知しやすい周波数（１５０Ｈｚ程度）に設定することができる。
【００６０】
上述したように、コイル３１及び３２の内、コイル３１にのみ或いはコイル３２にのみ励磁電流を供給することで可動子２０をＸ軸又はＺ軸方向に振動させることができる。但し、図１の電流供給部２は、コイル３１及び３２の双方に同時に励磁電流を供給することもできる。コイル３１及び３２の双方に励磁電流を供給すれば、Ｘ軸及びＺ軸方向の機械推力とＸ軸及びＺ軸方向の磁気推力とにより、可動子２０をＷ軸方向に沿って振動させることできる。可動子２０がＷ軸方向に振動しているとき、振動発生器１の主筐体もＷ軸方向に振動する。ここで、Ｗ軸とは、Ｘ軸及びＺ軸と異なる軸である。但し、Ｗ軸は、Ｘ軸とＺ軸との合成軸であるため、ＺＸ座標面上に位置している。
【００６１】
上述したように、従来の振動発生器を用いて複数の方向の振動を発生させる際、振動方向の個数分の振動発生器を用意する必要があり、システム全体のサイズが大きくなっていた。これに対し、本実施形態では、磁極を対向させた磁石対（本実施形態において永久磁石２１及び２２の対）の間に、巻き方向の異なる複数のコイルを持つ固定子を配置する一方で、その磁石対を有する可動子を弾性支持部にて支持するようにしている。これにより、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、各方向における振動量を独立に制御することができる。尚、複数方向の振動の応用例については後述される。
【００６２】
また、コイルを可動子側に配置すると振動による配線損傷が懸念されるが、コイルを固定子側に配置することで振動による配線損傷はおきにくくなる。また、可動子を固定子の外側に配置する構成を採用することで可動子のサイズを大きくすることができ、結果、定められたサイズの制約の下で、より大きな振動量を得ることが可能となる。また、図８を参照して説明したような構造を弾性支持部４０に採用することで、Ｘ軸用バネ及びＺ軸用バネを内包する弾性支持部４０を小さなサイズにて実現することができる。
【００６３】
＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。図１４は、第２実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第２実施形態に係る振動システムは、振動発生器１０１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。
【００６４】
図１５は、振動発生器１０１の構成の概略ブロック図である。振動発生器１０１は、主筐体１１０、可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０を備え、内部が空洞となっている箱状の主筐体１１０内に可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０を設置することで振動発生器１０１が形成される。
【００６５】
図１６は、主筐体１１０を取り除いた振動発生器１０１の外観斜視図（即ち、可動子１２０、固定子１３０及び弾性支持部１４０の外観斜視図）である。但し、図１６では、弾性支持部１４０を形成するバネ１４１〜１４４が、簡略的なバネ記号にて示されている。
【００６６】
可動子１２０は、４つの永久磁石１２１〜１２４と、重量体１２５及び１２７と、可動子ヨーク１２６とから成る。重量体１２５及び１２７は、可動子１２０の質量を所望の質量に設定するための重りである。直方体形状（長方形の板状）の重りに、永久磁石１２１〜１２４並びに固定子１３０を配置するための穴部を設けることで重量体１２５が形成される。重量体１２５に設けられた穴部の所定位置に永久磁石１２１〜１２４が配置される。図１６において、ドットで満たされた領域が可動子ヨーク１２６に相当する。可動子ヨーク１２６は、ＸＹ座標面に沿って重量体１２５の外周を取り囲むように重量体１２５に接合された、ロの字状の磁性体である。重量体１２７は、ＸＹ座標面に沿って可動子ヨーク１２６の外周を取り囲むように可動子ヨーク１２６に接合された、ロの字状の重りである。尚、可動子１２０から重量体１２７を削除することも可能である。
【００６７】
固定子１３０は、概ね直方体形状を有する固定子ヨーク１３３と２つのコイル１３１及び１３２から成る。コイル１３１の中心軸がＸ軸に平行となり且つコイル１３２の中心軸がＹ軸と平行となるように、コイル１３１及び１３２が固定子ヨーク１３３に巻かれている。即ち、コイル１３１はＸ軸周りに巻かれた巻き線であり、コイル１３２はＹ軸周りに巻かれた巻き線である。固定子１３０として、第１実施形態に係る固定子３０を用いることができる。この場合、固定子３０のコイル３１及び３２が固定子１３０のコイル１３１及び１３２として機能し、固定子３０の固定子ヨークが固定子１３０の固定子ヨーク１３３として機能する。但し、固定子３０を固定子１３０として用いる場合、第１実施形態と異なり、コイル３１及び３２の中心軸が夫々Ｘ軸及びＹ軸と平行になるように、固定子１３０としての固定子３０を可動子１２０の内側に配置する。
【００６８】
コイル１３１及び１３２に電流を供給していなければ、可動子１２０は基準位置にて静止する。可動子１２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。
【００６９】
図１７は、Ｚ軸方向から見た、基準静止状態における可動子１２０及び固定子１３０の平面図である。図１７において、ドットで満たされた領域が可動子ヨーク１２６に相当し、斜線で満たされた領域が重量体１２５に相当する。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子１２０の中心を通ると共に固定子１３０の中心をも通る。可動子１２０及び固定子１３０の中心は、夫々、可動子１２０及び固定子１３０の重心と一致しているものとする。固定子１３０の中心を原点Ｏに配置することができる。基準静止状態において可動子１２０の中心は原点Ｏに位置している。
【００７０】
永久磁石１２１、固定子１３０及び永久磁石１２２が、この順番でＸ軸方向に沿って重量体１２５の穴部内に配置され、且つ、永久磁石１２３、固定子１３０及び永久磁石１２４が、この順番でＹ軸方向に沿って重量体１２５の穴部内に配置される。このように、振動発生器１０１では、可動子１２０が固定子１３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子１３０が可動子１２０の内側に配置されることとなる）。原点Ｏから永久磁石１２１に向かう方向がＸ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石１２２に向かう方向がＸ軸の負側方向であるとする。原点Ｏから永久磁石１２３に向かう方向がＹ軸の正側方向であり、原点Ｏから永久磁石１２４に向かう方向がＹ軸の負側方向であるとする。永久磁石１２１〜１２４の夫々は、概ね直方体の永久磁石である。
【００７１】
永久磁石１２１において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｘ軸に沿ってＸ軸の正側から原点Ｏに向かう方向と一致する。永久磁石１２２において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｘ軸に沿ってＸ軸の負側から原点Ｏに向かう方向と一致する。
永久磁石１２３において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿って原点ＯからＹ軸の正側へ向かう方向と一致する。永久磁石１２４において、Ｓ極が存在するＳ極面からＮ極が存在するＮ極面に向かう方向は、Ｙ軸に沿って原点ＯからＹ軸の負側へ向かう方向と一致する。
このように、永久磁石１２１及び１２２のＮ極同士が対向するように且つ永久磁石１２３及び１２４のＳ極同士が対向するように、永久磁石１２１〜１２４が重量体１２５及び可動子ヨーク１２６に固定される。
【００７２】
永久磁石１２１のＳ極面、永久磁石１２２のＳ極面、永久磁石１２３のＮ極面及び永久磁石１２４のＮ極面は、互いに異なる位置にて可動子ヨーク１２６と接しているため、可動子ヨーク１２６を経由した磁気回路が形成される。尚、永久磁石１２１〜１２４の夫々において、Ｎ極とＳ極の位置関係を反対にすることも可能である。
【００７３】
固定子１３０は、図示されないスペーサ等を介して主筐体１１０に固定される。一方で、可動子１２０は、固定子１３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部１４０を利用して実現される。
【００７４】
弾性支持部１４０は、可動子１２０及び固定子１３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子１２０を支持する部位であり、弾性体としてのバネ１４１〜１４４から形成される（図１６参照）。バネ１４１〜１４４の形状及び特性は任意である。バネ１４１〜１４４の夫々は、第１実施形態で述べたような板バネであっても良いし、螺旋状の金属線から成るスプリングであっても良い。
【００７５】
図１６に示す如く、バネ１４１〜１４４の各一端は可動子１２０（より具体的には重量体１２７）の側面に結合されている。可動子１２０の側面の内、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の正側に位置する側面、ＹＺ座標面に平行であって且つＸ軸の負側に位置する側面、ＺＸ座標面に平行であって且つＹ軸の正側に位置する側面、ＺＸ座標面に平行であって且つＹ軸の負側に位置する側面に、夫々、バネ１４１、１４２、１４３、１４４の一端が結合されている。他方、バネ１４１及び１４２の伸縮方向がＸ軸方向となるようにバネ１４１の他端及びバネ１４２の他端は主筐体１１０の対向する内壁（不図示）に固定され、バネ１４３及び１４４の伸縮方向がＹ軸方向となるようにバネ１４３の他端及びバネ１４４の他端は主筐体１１０の対向する内壁（不図示）に固定されている。
【００７６】
バネ１４１が縮むときにはバネ１４２が伸びて可動子１２０がＸ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４１が伸びるときにはバネ１４２が縮んで可動子１２０がＸ軸の負方向に移動する。バネ１４３が縮むときにはバネ１４４が伸びて可動子１２０がＹ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４３が伸びるときにはバネ１４４が縮んで可動子１２０がＹ軸の負方向に移動する。
【００７７】
図１４の電流供給部２は、コイル１３１及び１３２に個別に正弦波又は矩形波状の交流電圧を印加することで、コイル１３１及び１３２に個別に励磁電流を供給する。図１４の振動制御部３は、電流供給部２を制御することで、コイル１３１及び１３２に交流電圧を印加するか否か、コイル１３１及び１３２に印加すべき交流電圧の大きさ及び周波数などを、コイルごとに制御することができる。
【００７８】
コイル１３１及び１３２に励磁電流を流しておらず可動子１２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、バネ１４１及び１４２によるＸ軸方向の推力（以下、Ｘ軸機械推力又はＸ軸方向の機械推力という）が均衡すると共にバネ１４３及び１４４によるＹ軸方向の推力（以下、Ｙ軸機械推力又はＹ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子１２０の中心は原点Ｏに位置する。
【００７９】
コイル１３１に交流の励磁電流を流すことで、可動子１２０をＸ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｘ軸磁気推力又はＸ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｘ軸磁気推力とＸ軸機械推力に従って可動子１２０がＸ軸方向に振動する。Ｘ軸磁気推力は、コイル１３１に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。可動子１２０がＸ軸方向に振動しているとき、振動発生器１０１の主筐体１１０もＸ軸方向に振動する。
コイル１３２に交流の励磁電流を流すことで、可動子１２０をＹ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｙ軸磁気推力又はＹ軸方向の磁気推力という）が発生し、Ｙ軸磁気推力とＹ軸機械推力に従って可動子１２０がＹ軸方向に振動する。Ｙ軸磁気推力は、コイル１３２に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。可動子１２０がＹ軸方向に振動しているとき、振動発生器１０１の主筐体１１０もＹ軸方向に振動する。
【００８０】
図１８は、ＸＹ座標面に沿った可動子１２０及び固定子１３０の断面図である。コイル１３１に第１方向の電流を流した時には、図１８に示す如く、固定子１３０においてＸ軸の正側にＮ極が発生すると共にＸ軸の負側にＳ極が発生する。この時、永久磁石１２３及び１２４のＳ極と固定子１３０のＳ極とが反発しあう一方で永久磁石１２３及び１２４のＳ極と固定子１３０のＮ極とが吸引しあうため、且つ、永久磁石１２１のＮ極と固定子１３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石１２２のＮ極と固定子１３０のＳ極とが吸引しあうため、可動子１２０をＸ軸の正方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル１３１に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子１３０においてＸ軸の正側にＳ極が発生すると共にＸ軸の負側にＮ極が発生するため、可動子１２０をＸ軸の負方向に向かわせるＸ軸磁気推力が発生する。従って、コイル１３１に交流の励磁電流を供給することで可動子１２０をＸ軸方向に振動させることができる。
【００８１】
図１９も、ＸＹ座標面に沿った可動子１２０及び固定子１３０の断面図である。コイル１３２に第１方向の電流を流した時には、図１９に示す如く、固定子１３０においてＹ軸の正側にＳ極が発生すると共にＹ軸の負側にＮ極が発生する。この時、永久磁石１２１及び１２２のＮ極と固定子１３０のＮ極とが反発しあう一方で永久磁石１２１及び１２２のＮ極と固定子１３０のＳ極とが吸引しあうため、且つ、永久磁石１２３のＳ極と固定子１３０のＳ極とが反発しあう一方で永久磁石１２４のＳ極と固定子１３０のＮ極とが吸引しあうため、可動子１２０をＹ軸の正方向に向かわせるＹ軸磁気推力が発生する。逆に、コイル１３２に第１方向とは逆の第２方向の電流を流した時には、固定子１３０においてＹ軸の正側にＮ極が発生すると共にＹ軸の負側にＳ極が発生するため、可動子１２０をＹ軸の負方向に向かわせるＹ軸磁気推力が発生する。従って、コイル１３２に交流の励磁電流を供給することで可動子１２０をＹ軸方向に振動させることができる。
【００８２】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、振動発生器１０１では、可動子の振動に寄与する永久磁石の数が振動発生器１のそれよりも多いため、振動発生器１よりも大きな振動量を得ることが可能となる。
【００８３】
尚、可動子ヨーク１２６を設けた方が、可動子ヨーク１２６を利用した磁気回路が形成される分、大きな磁気推力を得やすくなるが、可動子１２０から可動子ヨーク１２６を削除することも可能である。この場合、可動子ヨーク１２６の部分を重量体に置き換えればよい。
【００８４】
＜＜第３実施形態＞＞
本発明の第３実施形態を説明する。図２０は、第３実施形態に係る振動システムの全体構成図である。第３実施形態に係る振動システムは、振動発生器２０１、電流供給部２及び振動制御部３を備える。
【００８５】
図２１は、振動発生器２０１の構成の概略ブロック図である。振動発生器２０１は、主筐体２１０、可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０を備え、内部が空洞となっている箱状の主筐体２１０内に可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０を設置することで振動発生器２０１が形成される。
【００８６】
図２２は、主筐体２１０を取り除いた振動発生器２０１の外観斜視図（即ち、可動子２２０、固定子２３０及び弾性支持部２４０の外観斜視図）である。但し、図２２では、弾性支持部２４０を形成するバネが、簡略的なバネ記号にて示されている。
【００８７】
可動子２２０に設けられた永久磁石１２１〜１２４及び可動子ヨーク１２６は、第２実施形態の可動子１２０に設けられたそれらと同じものである。更に、可動子２２０におけるＸＹＺ座標系と永久磁石１２１〜１２４及び可動子ヨーク１２６との位置関係も、可動子１２０におけるそれらと同じである。但し、可動子２２０には可動子ヨーク１２５（図１６参照）に相当するヨークが存在せず、一方で重量体１２７’が設けられている。図２２において、斜線が付された領域が重量体１２７’に相当する。重量体１２７’は、可動子ヨーク１２６の外周の一部を覆うように可動子ヨーク１２６に結合される。更に、図２２に示す如く、可動子ヨーク１２６の外周が存在しない部分にも重量体１２７’の一部が配置されうる。
【００８８】
固定子２３０は、第２実施形態の固定子１３０と同じものであり、固定子１３０と同様、コイル１３１及び１３２と固定子ヨーク１３３から成る。コイル１３１、コイル１３２及び固定子ヨーク１３３とＸＹＺ座標系との位置関係は固定子１３０及び２３０で同じである。故に、固定子２３０のコイル１３１及び１３２の中心軸は、夫々、Ｘ軸及びＹ軸と平行である。更に、可動子２２０及び固定子２３０間の位置関係は、第２実施形態の可動子１２０及び固定子１３０間の位置関係と同じである。故に、第２実施形態と同様、振動発生器２０１では、可動子２２０が固定子２３０の外側に配置されることとなる（換言すれば、固定子２３０が可動子２２０の内側に配置されることとなる）。
【００８９】
また、第２実施形態と同様、コイル１３１及び１３２に電流を供給していなければ、可動子２２０は基準位置にて静止する。可動子２２０が基準位置にて静止している状態を基準静止状態と呼ぶ。基準静止状態において、Ｚ軸は、可動子２２０の中心を通ると共に固定子２３０の中心をも通る。可動子２２０及び固定子２３０の中心は、夫々、可動子２２０及び固定子２３０の重心と一致しているものとする。固定子２３０の中心を原点Ｏに配置することができる。基準静止状態において可動子２２０の中心は原点Ｏに位置している。振動発生器２０１において、永久磁石１２１〜１２４の磁極の決定方法も第２実施形態で述べたとおりである。
【００９０】
固定子２３０は、図示されないスペーサ等を介して主筐体２１０に固定される。一方で、可動子２２０は、固定子２３０の位置を基準として振動する。この振動は、弾性支持部２４０を利用して実現される。
【００９１】
弾性支持部２４０は、可動子２２０及び固定子２３０の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて可動子２２０を支持する部位であり、第２実施形態の弾性支持部１４０と同様（図１６参照）、弾性体としてのバネ１４１〜１４４から形成される。第３実施形態における電流供給部２及び振動制御部３は、第２実施形態のそれらと同じものである。従って、振動発生器２０１においても、振動発生器１０１と同様、Ｘ軸方向の振動とＹ軸方向の振動を発生させることができる。
【００９２】
この他、矛盾なき限り、第２実施形態における説明（バネ１４１〜１４４に対する説明、コイル１３１及び１３２に励磁電流を供給することによる振動発生の説明（図１８及び図１９）を含む）が本実施形態にも適用される。この適用の際、第２実施形態における説明文中の振動発生器１０１、主筐体１１０、可動子１２０、固定子１３０、弾性支持部１４０及び重量体１２７を、夫々、振動発生器２０１、主筐体２１０、可動子２２０、固定子２３０、弾性支持部２４０及び重量体１２７’に読み替えればよい。
【００９３】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、非常に小さなサイズにて、複数の方向の振動を発生させることが可能となる。また、振動発生器２０１では、可動子の振動に寄与する永久磁石の数が振動発生器１のそれよりも多いため、振動発生器１よりも大きな振動量を得ることが可能となる。
【００９４】
＜＜第４実施形態＞＞
本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では、振動システムの応用例について説明する。図２３は、第４実施形態に係る端末装置（携帯端末）４００の外観図である。端末装置４００は、携帯電話機、携帯情報端末などの電子機器である。以下では、端末装置４００が携帯電話機であることを想定する（以下の携帯電話機を、端末装置又は電子機器と読み替えることも可能である）。
【００９５】
図２４に示す如く、携帯電話機４００には、少なくとも振動システム４０１、スピーカ４０２及び主制御部４０３が搭載される。符号４１０は、携帯電話機４００の筐体を表している。振動システム４０１は、第１、第２又は第３実施形態に係る振動システムである。以下では、説明の具体化のため、振動システムが第１実施形態の振動システムであることを想定する。そうすると、振動システム４０１は、振動発生器１、電流供給部２及び振動制御部３から成る（図１参照）。スピーカ４０２の振動板（不図示）を振動させることでスピーカ４０２から音を出力させることができる。主制御部４０３は、振動システム４０１及びスピーカ４０２を含む、携帯電話機４００内の各部位の動作を統括的に制御する。振動システム４０１内の振動発生器１の主筐体は携帯電話機４００の筐体４１０に固定されている。従って、振動システム４０１内の振動発生器１にて振動が発生した際、その振動は筐体４１０に伝わって筐体４１０を振動させる。ユーザが携帯電話機４００の筐体４１０を手で持っているとき、筐体４１０の振動は該手に伝わる。振動システム４０１内の振動発生器１におけるＸ軸方向の振動は筐体４１０及びユーザの手にＸ軸方向の振動として伝わり、振動システム４０１内の振動発生器１におけるＺ軸方向の振動は筐体４１０及びユーザの手にＺ軸方向の振動として伝わる。
【００９６】
主制御部４０３は、着信時や電子メールの受信時などにおいて、携帯電話機４００の筐体４１０を振動させるべく振動システム４０１内の振動発生器１を振動させることができる。一方で、主制御部４０３は、スピーカ４０２の振動板（不図示）を振動させるために振動システム４０１を利用することができる。具体的には例えば、Ｘ軸方向における振動発生器１の振動によって携帯電話機４００の筐体４１０を振動させ、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動によって上記振動板（不図示）を振動させてスピーカ４０２から音を出力させることができる。この場合、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動によっては、携帯電話機４００の筐体４１０が振動しない程度に（Ｚ軸方向における振動発生器１の振動がユーザに感知されない程度に）、Ｚ軸方向における振動発生器１の振動量を決定すると良い。
【００９７】
従来の携帯電話機では、筐体振動用の振動発生器とスピーカ用の振動発生器を別個に用意する必要があったが、上述のような携帯電話機４００を形成するようにすれば、筐体振動用の振動発生器とスピーカ用の振動発生器を１つにまとめることができる。これが、携帯電話機の小型化、低コスト化に寄与することは言うまでもない。
【００９８】
また、携帯電話機４００に力学ナビゲーション機能を搭載するようにしても良い。力学ナビゲーション機能は、携帯電話機４００を所持するユーザを目的地に導く際に利用される。
【００９９】
具体的な使用例を説明する。力学ナビゲーション機能を利用するユーザは、目的地を携帯電話機４００に入力する。そして、振動発生器１に対して定義されたＺＸ座標面が水平面と一致し且つＺ軸の正側がユーザの前方と一致し且つＸ軸の正側がユーザの右側と一致するように、ユーザは携帯電話機４００を手で持つ。携帯電話機４００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信することにより携帯電話機４００の現在地を認識することができ、また、ＧＰＳ信号又は予め記録されている情報から、現在地周辺の地図情報を取得する。
【０１００】
今、携帯電話機４００の現在地がＡ地点であって、携帯電話機４００に入力された目標地がＢ地点であるとする。主制御部４０３は、現在地に関する情報及び地図情報から、ユーザをＢ地点に到達させるために必要な進行方向を決定する。単純には例えば、Ａ及びＢ地点間に障害物がまったく存在しない場合において、Ａ地点にいるユーザから見てＢ地点がＺ軸の正側に位置するならば進行方向はユーザの前方向であると決定し、Ａ地点にいるユーザから見てＢ地点がＷ軸の正側に位置するならば進行方向はユーザの右斜め前方向であると決定する。ここにおけるＷ軸は、Ｘ軸とＺ軸の中間の軸であるとする。そして、進行方向がユーザの前方向である場合、主制御部４０３は振動発生器１をＺ軸方向に振動させ、進行方向がユーザの右斜め前方向である場合、主制御部４０３は振動発生器１をＷ軸方向に振動させる。
【０１０１】
振動発生器１の振動は携帯電話機４００の筐体４１０に伝達される。従って例えば、振動発生器１がＸ軸方向に振動すれば、携帯電話機４００の筐体４１０もＸ軸方向に振動し、振動発生器１がＷ軸方向に振動すれば、携帯電話機４００の筐体４１０もＷ軸方向に振動する。
【０１０２】
ユーザは、筐体４１０の振動方向を手で感知し、感知した方向へ進む。携帯電話機４００の表示画面を見ながら歩行することは安全面において望ましくないが、力学ナビゲーション機能を利用するユーザは、携帯電話機４００の表示画面を見ることなく、直感的に且つ安全に目的地に到達することができる。また、目が不自由なユーザにとっても、力学ナビゲーション機能は有益である。
【０１０３】
＜＜変形等＞＞
上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【０１０４】
［注釈１］
上述の各実施形態において、固定子に設けられた複数のコイルの巻き方向は互いに直交しているが、その複数のコイルの巻き方向は互いに直交していなくても良い（換言すれば、複数のコイルの中心軸は互いに直交していなくても良い）。即ち例えば、振動発生器１のコイル３１の中心軸がＸ軸であるとき、振動発生器１のコイル３２の中心軸は必ずしもＺ軸である必要はなく、Ｘ軸とＺ軸の中間の軸などであっても良い。振動発生器１のコイル３２の中心軸がＺ軸と異なる場合、コイル３２の中心軸方向に応じた方向に弾性支持部４０内の弾性体が伸縮するように、弾性支持部４０を上述したものから変形すればよい。振動発生器１０１及び２０１についても同様である。
【０１０５】
［注釈２］
第１実施形態の振動発生器１では、磁極を対向させた磁石対が１組設けられ、第２又は第３実施形態の振動発生器１０１又は２０１では、磁極を対向させた磁石対が２組設けられているが、本発明はこれに限定されない。即ち、振動発生器に、磁極を対向させた磁石対を３組以上設けるようにしても良い。振動発生器に磁極を対向させた磁石対を３組以上設ける場合、その組数に合わせて、固定子に設けられるコイルの個数（巻き方向が互いに異なるコイルの個数）を３以上にするようにしても良い。
【０１０６】
［注釈３］
上述の振動発生器１０１では（図１６及び図１８等参照）、バネ１４１〜１４４の伸縮方向がコイル１３１又は１３２の中心軸の方向と平行となっているが、前者の方向と後者の方向が平行とならないようにバネ１４１〜１４４の取り付け位置及び取り付け方向を変形しても良い。取り付け位置及び取り付け方向の変更が成されたバネ１４１〜１４４を、便宜上、夫々符号１４１ａ〜１４４ａにて表す。バネ１４１ａ〜１４４ａの例を図２５に示す。図２５は、バネ１４１ａ〜１４４ａを有する振動発生器１０１の可動子１２０及び固定子１３０の断面図（ＸＹ座標面に沿った断面図）である。
【０１０７】
図２５では、ＸＹ座標面上の第１、第２、第３、第４象限に夫々バネ１４１ａ、１４３ａ、１４２ａ、１４４ａが配置されている。バネ１４１ａ及び１４２ａの伸縮方向がＵ軸の方向と平行となるように、バネ１４１ａ及び１４２ａの各一端が可動子１２０の側面（図２５において可動子１２０の側面の角部）に結合されていると共にバネ１４１ａ及び１４２ａの各他端が主筐体１１０（図１５参照）の対向する内壁（不図示）に固定されている。一方で、バネ１４３ａ及び１４４ａの伸縮方向がＶ軸の方向と平行となるように、バネ１４３ａ及び１４４ａの各一端が可動子１２０の側面（図２５において可動子１２０の側面の角部）に結合されていると共にバネ１４３ａ及び１４３ａの各他端が主筐体１１０（図１５参照）の対向する内壁（不図示）に固定されている。Ｕ軸はＸ軸とＹ軸の中間の軸であり、Ｖ軸はＵ軸及びＺ軸の夫々に直交する軸である。但し、原点ＯからＸＹ座標面の第１象限に向かう方向がＵ軸の正側の方向であって、且つ、原点ＯからＸＹ座標面の第２象限に向かう方向がＶ軸の正側の方向であるとする。
【０１０８】
バネ１４１ａが縮むときにはバネ１４２ａが伸びて可動子１２０がＵ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４１ａが伸びるときにはバネ１４２ａが縮んで可動子１２０がＵ軸の負方向に移動する。バネ１４３ａが縮むときにはバネ１４４ａが伸びて可動子１２０がＶ軸の正方向に移動する。逆に、バネ１４３ａが伸びるときにはバネ１４４ａが縮んで可動子１２０がＶ軸の負方向に移動する。
【０１０９】
コイル１３１及び１３２に励磁電流を流しておらず可動子１２０の振動が停止している時（即ち、上記基準静止状態において）、バネ１４１ａ及び１４２ａによるＵ軸方向の推力（以下、Ｕ軸機械推力又はＵ軸方向の機械推力という）が均衡すると共にバネ１４３ａ及び１４４ａによるＶ軸方向の推力（以下、Ｖ軸機械推力又はＶ軸方向の機械推力という）が均衡して、可動子１２０の中心は原点Ｏに位置する。
【０１１０】
上述したように、コイル１３１に励磁電流を流すことでＸ軸方向の磁気推力を発生させることができ、コイル１３２に励磁電流を流すことでＹ軸方向の磁気推力を発生させることができる。従って、コイル１３１及び１３２に供給されるべき励磁電流の向き及び大きさを適切に設定した上でコイル１３１及び１３２に同時に励磁電流を供給すれば、可動子１２０をＵ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｕ軸磁気推力又はＵ軸方向の磁気推力という）又は可動子１２０をＶ軸方向に振動させる磁気による推力（以下、Ｖ軸磁気推力又はＶ軸方向の磁気推力という）を発生させることが可能である。Ｕ軸磁気推力及びＶ軸磁気推力の夫々は、コイル１３１及び１３２に励磁電流を流すことで固定子１３０にて発生した磁界と、永久磁石１２１〜１２４との磁気作用によって生じる推力である。図２５の構成では、コイル１３１及び１３２に同時に適切な励磁電流を流すことで発生したＵ軸磁気推力とＵ軸機械推力とにより可動子１２０をＵ軸方向に振動させることができ、コイル１３１及び１３２に同時に適切な励磁電流を流すことで発生したＶ軸磁気推力とＶ軸機械推力とにより可動子１２０をＶ軸方向に振動させることができる。
【０１１１】
可動子１２０の振動方向をＵ軸又はＶ軸方向とするためのバネ１４１ａ〜１４４ａの取り付け位置及び取り付け方向を説明したが、バネ１４１ａ〜１４４ａの取り付け位置及び取り付け方向を更に変形することで、可動子１２０の振動方向をＵ軸又はＶ軸方向と異ならせることも可能である。また、バネ１４１ａ〜１４４ａについての上記説明は、第３実施形態（図２２参照）にも適用可能である。
【０１１２】
［注釈４］
本発明に係る振動発生器を携帯電話機等の端末装置４００（図２３及び図２４参照）に搭載する実施形態を上述したが、本発明に係る振動発生器は、端末装置４００に限らず、任意の機器に搭載されうる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１０１、２０１ 振動発生器
２ 電流供給部
３ 振動制御部
１１ 上ケース
１２ 下ケース
１３、１４ ケース連結部材
１５ スペーサ
２０、１２０、２２０ 可動子
２１、２２、１２１〜１２４ 永久磁石
２３、１２５、１２７ 重量体
１２６ 可動子ヨーク
３０、１３０、２３０ 固定子
３１、３２、１３１、１３２ コイル
３３ 中央ヨーク
３４、３５ 隙間用ヨーク
３６〜３９ ヨーク
１３３ 固定子ヨーク
４０、１４０、２４０ 弾性支持部
４１、４２ 板バネ固定部
４１Ｘ、４１Ｚ1、４１Ｚ2、４２Ｘ、４２Ｚ1、４２Ｚ2 板バネ
１４１〜１４４ バネ
４００ 端末装置
４１０ 筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極を対向させた磁石の対を１組以上有する磁石部と、
前記磁石部を形成する複数の磁石間に配置された磁性体と、
巻き方向が互いに異なるように、前記磁性体に巻かれた複数のコイルと、
前記磁石部及び前記磁性体間の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて前記磁石部を支持する弾性支持部と、を備え、
前記複数のコイルに独立に電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用を用いて、互いに異なる複数の方向の振動を発生させる
ことを特徴とする振動発生器。
【請求項２】
前記磁性体と前記複数のコイルは、当該振動発生器の主筐体に固定された固定子を形成する一方で、
前記磁石部は、前記固定子の位置を基準に振動する可動子を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生器。
【請求項３】
前記可動子は、前記固定子の外側に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の振動発生器。
【請求項４】
前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、
当該振動発生器は、前記磁気作用と前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記磁気作用と前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の振動発生器。
【請求項５】
前記弾性支持部は、前記第１弾性体の一端及び前記第２弾性体の一端に結合された弾性体固定部を更に備え、
前記第１弾性体の他端は前記可動子に結合されるとともに前記第２弾性体の他端は前記主筐体に結合される
ことを特徴とする請求項４に記載の振動発生器。
【請求項６】
前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、
当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動発生器。
【請求項７】
前記複数のコイルに同時に電流を供給することで、各コイルの中心軸方向と異なる方向に前記可動子を振動させる
ことを特徴とする請求項２〜請求項６の何れかに記載の振動発生器。
【請求項８】
磁極を対向させた磁石の対として、前記磁石部には第１及び第２の対が含まれ、
前記第１の対において対向し合う磁極は同一極であるとともに前記第２の対において対向し合う磁極も同一極であり、
前記第１の対において対向し合う磁極及び前記第２の対において対向し合う磁極の内、一方はＮ極であって他方はＳ極である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の振動発生器。
【請求項９】
前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、
前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、
前記第１の対では、前記第１方向において磁極が対向し合い、
前記第２の対では、前記第２方向において磁極が対向し合い、
当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項８に記載の振動発生器。
【請求項１】
磁極を対向させた磁石の対を１組以上有する磁石部と、
前記磁石部を形成する複数の磁石間に配置された磁性体と、
巻き方向が互いに異なるように、前記磁性体に巻かれた複数のコイルと、
前記磁石部及び前記磁性体間の相対位置関係が可変となるように弾性体を用いて前記磁石部を支持する弾性支持部と、を備え、
前記複数のコイルに独立に電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用を用いて、互いに異なる複数の方向の振動を発生させる
ことを特徴とする振動発生器。
【請求項２】
前記磁性体と前記複数のコイルは、当該振動発生器の主筐体に固定された固定子を形成する一方で、
前記磁石部は、前記固定子の位置を基準に振動する可動子を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動発生器。
【請求項３】
前記可動子は、前記固定子の外側に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の振動発生器。
【請求項４】
前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、
当該振動発生器は、前記磁気作用と前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記磁気作用と前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の振動発生器。
【請求項５】
前記弾性支持部は、前記第１弾性体の一端及び前記第２弾性体の一端に結合された弾性体固定部を更に備え、
前記第１弾性体の他端は前記可動子に結合されるとともに前記第２弾性体の他端は前記主筐体に結合される
ことを特徴とする請求項４に記載の振動発生器。
【請求項６】
前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、
当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動発生器。
【請求項７】
前記複数のコイルに同時に電流を供給することで、各コイルの中心軸方向と異なる方向に前記可動子を振動させる
ことを特徴とする請求項２〜請求項６の何れかに記載の振動発生器。
【請求項８】
磁極を対向させた磁石の対として、前記磁石部には第１及び第２の対が含まれ、
前記第１の対において対向し合う磁極は同一極であるとともに前記第２の対において対向し合う磁極も同一極であり、
前記第１の対において対向し合う磁極及び前記第２の対において対向し合う磁極の内、一方はＮ極であって他方はＳ極である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の振動発生器。
【請求項９】
前記弾性支持部は、第１方向に伸縮する第１弾性体と、前記第１方向とは異なる第２方向に伸縮する第２弾性体と、を備え、
前記複数のコイルには、前記第１方向に平行な中心軸を有する第１コイルと、前記第２方向に平行な中心軸を有する第２コイルが含まれ、
前記第１の対では、前記第１方向において磁極が対向し合い、
前記第２の対では、前記第２方向において磁極が対向し合い、
当該振動発生器は、前記第１コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第１弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第１方向に振動させ、前記第２コイルに電流を供給することで発生する磁界と前記磁石部との磁気作用及び前記第２弾性体の推力を用いて前記可動子を前記第２方向に振動させる
ことを特徴とする請求項８に記載の振動発生器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−２４５４０９（Ｐ２０１１−２４５４０９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０２４８（Ｐ２０１０−１２０２４８）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００１７７１５１）日本電産セイミツ株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００１７７１５１）日本電産セイミツ株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
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