振動装置
【課題】薄型化に適し、大きな加振力が得られ、更に駆動のための電力が効率よく振動に変換される振動装置を提供する。
【解決手段】ケース本体１０１に対して軸ピン１０７によって支えられ、軸ピン１０７を中心として往復する円運動が可能であり、回転軸を中心とした円周の方向に並んで配置された複数の磁極ＮＳＮを備えた可動子１２０と、可動子１２０と隙間を有した状態で対向したコイル１０４，１０５とを備えている。前記コイル１０４，１０５に流れる電流の向きを切替えることで可動子１２０が軸ピン１０７を中心とした往復する円運動を行う。
【解決手段】ケース本体１０１に対して軸ピン１０７によって支えられ、軸ピン１０７を中心として往復する円運動が可能であり、回転軸を中心とした円周の方向に並んで配置された複数の磁極ＮＳＮを備えた可動子１２０と、可動子１２０と隙間を有した状態で対向したコイル１０４，１０５とを備えている。前記コイル１０４，１０５に流れる電流の向きを切替えることで可動子１２０が軸ピン１０７を中心とした往復する円運動を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な振動を発生する振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動により着信を知らせる携帯電話のマナーモード等を実現するための装置として各種の振動装置が知られている。特に搭載する機器（例えば、携帯電話）が薄型化されるのに従い、より薄型の振動装置が求められている。薄型化に適した振動装置として、可動子（振動子）が振子のように往復運動する形態のものが知られている。例えば、特許文献１には、外周に着磁が行われた可動子、この可動子の外周面から隙間を隔てた位置に設けられた固定子側の複数の突極を備え、固定子側の突極の極性を切替えることで、可動子に軸を中心にした振子運動を行わせ、振動を発生させる構成が記載されている。特許文献２および３には、直線上の往復運動が可能で着磁された可動子の前後をバネで支え、可動子の運動方向と平行な面に配置されたコイルに電流を流すことで、可動子とコイルとの間にローレンツ力を作用させ、その反力で可動子を直線上の前後に往復運動させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５２７４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９９６４２号公報
【特許文献３】中国発明特許１０１４８８６９７Ｂ号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構造では、可動子側の磁石と固定子側の突極との間で作用する磁力の吸引および反発力を利用して振動を生じさせている。この構造では、インダクタンスが大きいため、左右揺動の可動子の振動の周波数が上げられず、また共振させるための振動の周波数の調整が困難である問題がある。また、突極にコイルを巻回した構造が必要とされるので、小型化および薄型化に限界がある。
【０００５】
特許文献２および３に記載の構造は、直線上を往復運動する可動子の前後をバネで支えているが、このバネから発生する弾性力は、可動子が中心点を超えてから、可動子の前進方向と逆になり、運動を妨げようとする。そのため、このバネにより可動子の最高速度が制限され、加振力を大きくできない。すなわち、直線上における物体の往復運動によって振動を発生させる場合、移動の方向を反転させる時点における速度ができるだけ大きく、またその反転に要する時間が極力短いことが大きな振動を発生させる要件となる。しかしながら、上記の可動子をその移動方向の前後からバネで支える構造は、往復運動の端の部分に行く程、バネの反発力および吸引力が強くなり、可動子の速度が低下する。またバネにより緩やかに移動方向の反転が行われるので、可動子の方向転換に要する時間が必然的に長くなる。このため、保持用のバネにより、加振力を抑え込もうとする作用が働き、加振力が弱く、振動の発生効率が低い。この問題を低減するにはバネを弱くすればよいが、磁場を強くし且つ磁束の漏れを防ぐため、コイル底にケースやバックヨークなど磁性材料が設置されてあり、そうすると可動子が固定子のコイル側に引き寄せられる磁力に負けて、可動子が固定子に接触する問題が生じる。このため、可動子を支えるバネはある程度強くなくてはならない。しかしそうすると、上述したようにバネによる振動を抑制する作用が顕在化する。また、特許文献２および３に記載の構造において、可動子を支えるバネを弱くし、それに伴う可動子と固定子側コイルとの接触を避けるために、可動子とコイルとの間の隙間を確保する構造も考えられるが、そうするとこの確保した隙間が薄型化の障害となる。また、可動子を支えるバネを弱くすると、構造的に弱くなり、信頼性が低下する。
【０００６】
このような背景において、本発明は、薄型化に適し、大きな加振力が得られ、更に効率よく振動が生じる振動装置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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、底板と、前記底板に対して往復する円運動が可能であり、前記円運動の回転軸の中心からずれた位置に重心が設けられ、複数の磁極を備えた可動子と、前記底板に固定されたコイルと、前記可動子の前記複数の磁極が生成する磁場と前記コイルに流れる電流との間で作用するローレンツ力により前記可動子の前記往復する円運動が生じ、前記コイルに流れる電流の向きを切替えることにより前記可動子の前記往復する円運動の方向を切替する手段とを備え、前記可動子が前記回転軸を中心とした往復する円運動を行うことを特徴とする振動装置である。
【０００８】
ここで、回転軸というのは、回転するものの回転中心のことである。往復する円運動とは、円弧の曲率中心を中心として、この円弧に沿って往復する運動のことをいう。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、可動子は、通電されたコイルからの電磁力で回転軸を中心として円運動を行い、通電方向が逆にされることで、コイルから発生する逆方向への電磁力で逆方向へ円運動を行う。そして、コイルへの通電の切り替えが繰り返し行われることで、往復する円運動を行う。この可動子の往復する円運動により振動が発生する。可動子の円運動の周期、即ち、振動装置の振動周波数は、可動子の可動角度範囲を変更することで調整できる。例えば、携帯電話など搭載する機器の固有振動周波数が分かれば、可動子の可動角度範囲を調整することで、振動時に共振が生じ、より強い振動が発生する状態にすることができる。運動の際、可動子の動きを規制するのは、回転自在な状態で可動子を保持する軸受け部分の摩擦抵抗が主であり、振幅の大きさに比例して振動を押さえ込むような力は存在しない。このため、可動子が可動角度範囲において常に加速され、最も振れた位置における可動子の速度（回転速度）を大きくでき、大きな加振力が得られる。また、上述したように振動を抑え込む力が存在しないので、駆動に要した投入エネルギー（投入電力）が振動以外に消費される割合が小さく、効率よく振動を生じさせることができる。
【００１０】
請求項１に記載の発明において、底板側に固定されたコイルに電流が流れると、この電流と可動子側の磁極が生成する磁束との間でローレンツ力が働く。コイルは底板に固定されているので、このローレンツ力の反力が可動子に加わり、上述した可動子の回転が生じる。そしてコイルに流す電流の向きを繰り返し切り替えることで、可動子の往復する円運動が生じる。
【００１１】
請求項１に記載の発明において、底板の構造として磁性材料を含む構造とし、可動子の磁極が生成する磁束の磁路が底板に形成されるようにしてもよい。このような底板としては、底板そのものを磁性材料（例えば、SPCC鋼板等の各種の磁性鋼板）により構成する構造、あるいは底板のベースとなる板状の部分を樹脂等の非磁性材料で構成し、その表面にニッケルなど磁性材料をコーティングした構造、非磁性材料のステンレス鋼板材の表面に磁性材料をコーティングした構造を挙げることができる。
【００１２】
また、この底板は、当該振動装置から外部への漏れ磁束を抑える磁気シールドとしても機能する。例えば、携帯電話に本発明を利用した振動装置を内蔵させた場合、近接して高周波回路やデジタル回路が配置される可能性が高いが、振動装置からの漏れ磁束が大きいと、漏れ磁束によるそれら回路への悪影響が懸念される。磁性材料を含む材質で底板を構成することで、底板により漏れ磁束が抑えられ、他の回路への漏れ磁束の悪影響の問題が抑制される。
【００１３】
請求項１に記載の発明において、前記可動子は板状の構造を有し、前記可動子の前記コイルに対向した面と反対の面の側には、磁性材料により構成され、前記複数の磁極のバックヨークとして機能するバックヨーク部が配置されている構造も好ましい。バックヨーク部を設けることで、可動子の磁極は効率よく磁束を生成することができ、また磁極が生成する磁束の外部への漏れ出しが抑えられる。
【００１４】
バックヨーク部の構造としては、可動子の磁極の背後に磁性材料の板材を取り付けた構造が挙げられる。また、可動子から隙間を隔てた位置にバックヨーク部として機能する磁性材料の板材を配置してもよい。この場合、バックヨーク部が可動子から離れた構造となるが、機能としては磁極の背後に磁路を形成するバックヨークとして機能する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記可動子の可動範囲を制限するストッパが前記底板に対して固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、可動子が接触するストッパに衝撃を与えると同時にストッパから反発力を受け、その際に可動子の運動の方向が反転する。この動きが繰り返されることで、可動子の往復する円運動が行われる。また、往復する円運動を行う可動子がストッパに繰り返し衝突することで、衝撃が繰り返し発生し、振動装置の振動が生じる。ストッパとして弾性材料を用いると、可動子がストッパに接触する際の衝撃音を抑えることができる。また、ストッパとして弾性体ではなく剛体と見なせる材料（例えば鋼材）を用いると、衝撃の際に吸収される振動のエネルギーが抑えられ、振動時に周期的に発生する衝突音および衝撃感を得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記可動子の角度位置を検出する手段を備え、前記検出した角度位置に基づいて前記コイルへの通電の極性の切替えが行われることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、可動子が往復運動の端の部分に到達したこと、あるいは移動の方向を切り替えるタイミングの角度位置に到達している状態が検出手段により検出され、それに基づいてコイルに流れる電流の極性（向き）が切り替わり、可動子の移動方向が反転する。これにより、可動子の往復運動が持続して行われる。可動子の位置を検出する検出手段としては、インダクタンスの変化により可動子の位置を検出するセンサーレス制御というもの、可動子の位置を磁気的に検出するホール素子を用いたもの、可動子に接触する機械的なスイッチ、可動子のストッパへの接触を検出する素子やスイッチ、光学的あるいは磁気的に可動子の位置を検出する構成、その他これらを組み合わせた構成を挙げることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記底板に固定された軸を備え、前記可動子は前記軸を中心として往復する円運動が可能であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記可動子には、前記軸を保持する軸受の少なくとも一部を収容する収容領域が形成され、該収容領域に前記軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、軸受の少なくとも一部が収容領域に収容されるので、軸が延在する方向において軸受が占めるスペースが節約され、振動装置を薄型化できる。ここで、軸受には、転がり軸受、滑り軸受、それら軸受を構成する部材の一部が含まれる。これは、請求項６以下の発明においても同じである。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記可動子に固定された軸と、前記底板に対して向かい合わせに配置された天板とを備え、前記底板には、前記軸を保持する第１の軸受の少なくとも一部を収容する第１の収容領域が形成され、前記天板には、前記軸を保持する第２の軸受の少なくとも一部を収容する第２の収容領域が形成され、前記第１の収容領域に前記第１の軸受の少なくとも一部が収容され、且つ、前記第２の収容領域に前記第２の軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、向かい合わせに配置された底板と天板のそれぞれに軸受を収容する収容領域が設けられるので、軸受が占めるスペースが節約され、振動装置をより薄型化できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記底板に対して向かい合わせに配置された天板を備え、前記底板および前記可動子に接触し、且つ、前記底板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと、前記天板および前記可動子に接触し、且つ、前記天板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールとを備え、前記可動子は、前記底板と前記天板の間において、往復する円運動が可能な状態で保持されていることを特徴とする。
【００２４】
ここで、円周の方向というのは、円周を構成する曲線が延長する方向という意味で用いている。請求項７に記載の発明では、ベアリングボールにより、可動子が、回転軸を回転中心として往復する円運動が可能な状態で底板と天板との間で保持される。この構成では、ベアリングボールが可動子と底板とに接触し、また可動子と天板とに接触するので、部品点数が削減され、また薄型化が可能となる。ここで、ベアリングボールとしては、球形のベアリングボールが挙げられるが、回転軸を中心とした円周の方向に沿って転がることができる形状であれば、必ずしも球形に限定されない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、薄型化に適し、大きな加振力が得られ、更に効率よく振動が生じる振動装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の分解斜視図である。
【図２】実施形態における可動子の斜視図である。
【図３】実施形態の動作を説明するための斜視図である。
【図４】実施形態の動作を説明するための原理図である。
【図５】ローレンツ力の向きを説明する概念図（Ａ）および（Ｂ）である。
【図６】制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態の分解斜視図である。
【図８】実施形態の上面図である。
【図９】制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態の分解斜視図である。
【図１１】実施形態の斜視図（Ａ）、側面図（Ｂ）および上面図（Ｃ）である。
【図１２】実施形態の分解斜視図である。
【図１３】実施形態の上面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
【図１４】実施形態の上面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
【図１５】実施形態の斜視図である。
【図１６】実施形態の側面図（Ａ）、上面図（Ｂ）および斜視図（Ｃ）である。
【図１７】実施形態の可動子の斜視図である。
【図１８】実施形態の側断面図である。
【図１９】実施形態の上面図（Ａ）、側断面図（Ｂ）およびケース本体の斜視図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１．第１の実施形態
（構造）
図１には、実施形態の振動装置１００が分解された状態が示されている。振動装置１００は、磁性材料の鋼材により構成されたケース本体１０１を有している。ケース本体１０１は、振動装置１００の筐体（ケーシング）となる部分である。ケース本体１０１は、上面が開放された厚みの薄い略箱型の構造を有し、周囲を囲む側板１０２、側板１０２で囲まれた部分の底の部分に蓋をする底板１０３により構成されている。底板１０３上には、コイル１０４と１０５が固定されている。
【００２８】
コイル１０４は、底板１０３に垂直な方向から見て概略三角形状を有し、回転軸（軸ピン１０７の中心）から離れる方向に沿って延在した第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂ、第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂを外周側で繋ぐ回転軸を中心とした円周の方向に沿った外周部１０４ｃ、第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂを内周側で繋ぐ内周部１０４ｄを有している。コイル１０５もコイル１０４と同様な形状を有し、回転軸から離れる方向に沿って延在した第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂ、第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂを外周側で繋ぐ当該円周の方向に沿った外周部１０５ｃ、第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂを内周側で繋ぐ内周部１０５ｄを有している。なお、コイル１０４，１０５は共に線材を複数回巻いた構造を有している。ここで、外周部１０４ｃ，１０５ｃは、内周部１０４ｄ，１０５ｄよりも当該円周の方向における長さが長い。コイル１０４，１０５は、プリント配線を用いて構成することも可能である。
【００２９】
底板１０３には、固定ピン１０６と軸ピン１０７が固定されている。固定ピン１０６には、ストッパ部材１０８が取り付けられている。ストッパ部材１０８は、一対のストッパ部１０９と１１０を有している。ストッパ部１０９と１１０は、金属性の板バネを加工したもので構成され、バネ性（弾性）を有している。なお、ストッパ部１０９と１１０を剛体と見なせる材質に変更することも可能である。
【００３０】
軸ピン１０７は、後述する可動子１２０の回転軸となる位置に配置された軸の一例であり、軸受の一例であるボールベアリング１１１が取り付けられている。図面では詳細が省略されているが、ボールベアリング１１１は、内輪と、内輪に対して相対的に回転が自在な状態の外輪を有しており、軸ピン１０７は、内輪の内側に固定されている。そしてボールベアリング１１１の外輪には、可動子１２０が固定されている。この構造により、可動子１２０は、軸ピン１０７を中心とした回転が可能な状態で、ケース本体１０１に対して保持されている。なお、ボールベアリング１１１の代わりに滑り軸受を採用することも可能である。
【００３１】
軸ピン１０７と固定ピン１０６を利用して、ケース本体１０１の上部の開放部分に天板１３０が取り付けられている。天板１３０は、蓋材となる磁性材料である鋼材により構成された板状の部材である。天板１３０は、ケース本体１０１と一体化されてケース本体１０１の筐体（ケーシング）を構成する。天板１３０には、ピン固定孔１３１，１３２が設けられており、ピン固定孔１３１に軸ピン１０７が嵌り、ピン固定孔１３２に固定ピン１０６が嵌ることで、天板１３０のケース本体１０１への固定が行われている。
【００３２】
可動子１２０は、振動子として機能する部材であり、非磁性の金属材料により構成され、略扇形の概略板状の形状を有している。上述したように、可動子１２０は、ボールベアリング１１１により軸ピン１０７に回転自在な状態で保持されている。軸ピン１０７は、可動子１２０の回転軸となる位置にあり、また可動子１２０における略扇形の頂点の位置にある。また、可動子１２０の重心は、軸ピン１０７から突起部１２６の方向にずれた位置にある。なお、略扇形の頂点の位置とは、扇形を構成する円弧の曲率中心の位置として定義される。また、可動子１２０は、コイル１０４，１０５に接触しないように、コイル１０４，１０５との間に隙間を有し、且つ、天板１３０に接触しないように、天板１３０との間に隙間を有した位置に保持されている。
【００３３】
図２に、図１に示されている面の裏面側が見える状態で、可動子１２０が示されている。可動子１２０の回転軸となる位置には、軸受の少なくとも一部を収容する収容領域の一例である軸孔１２１が設けられ、この軸孔１２１にボールベアリング１１１の外輪が固定されている。ボールベアリング１１１は、軸孔１２１に完全に納まる形態であってもよいし、その一部が軸孔１２１に納まる形態であってもよい。可動子１２０には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って、交互に極性が反転した状態の磁石１２２，１２３，１２４が取り付けられている。磁石１２２，１２３，１２４は、表裏の方向で着磁された薄型の永久磁石であり、可動子１２０側の磁極を構成する。
【００３４】
図示するように、磁石１２２と隣接する磁石１２３とは、互いに極性が反転し、磁石１２３と隣接する磁石１２４とは、互いに極性が反転する状態とされている。可動子１２０には、磁石１２２〜１２４を嵌め込むための開口部が形成され、そこに磁石１２２，１２３，１２４が嵌め込まれて固定されている。磁石１２２，１２３，１２４の磁極面、すなわち、磁石１２２のＳ極の面、磁石１２３のＮ極の面、磁石１２４のＳ極の面は、それぞれ環状のコイル１０４および１０５と対向することが可能とされている。
【００３５】
また可動子１２０は、符号１２５の部分で掘り下げられており、厚みが薄くなっている。この符号１２５で示す掘り下げた部分にコイル１０４，１０５が可動子１２０に接触しない状態で収まる。こうすることで、より薄型化が図られている。
【００３６】
可動子１２０の先端には、回転軸（軸ピン１０７の位置）から離れる方向に突出した突起部１２６が設けられている。突起部１２６がストッパ部１０９に接触することで、図１の視点から見た可動子１２０の時計回り方向への回転が制限され、突起部１２６がストッパ部１１０に接触することで、図１の視点から見た可動子１２０の反時計回り方向への回転が制限される。つまり、突起部１２６は、ストッパ部１０９と１１０との間で移動が可能であり、その範囲において、可動子１２０は、軸ピン１０７の位置を中心とした往復する円運動、つまり軸ピン１０７を中心として、この中心を曲率中心とする円弧上を往復する運動が可能とされている。突起部１２６とストッパ部１０９，１１０との接触は、後述するローレンツ力による可動子１２０への駆動力が効果的に作用する範囲で設定されている。
【００３７】
図１に示す構造において、磁性材料により構成される底板１０３は、可動子１２０側の磁極を構成する磁石１２２，１２３，１２４が生成する磁束の磁路が形成されるヨークとして機能する。また、底板１０３は、磁石１２２〜１２４が生成する磁束およびコイル１０４，１０５が生成する磁束が振動装置１００の外側に漏れ出ないようにする磁気シールドとしても機能する。また、天板１３０は、磁性材料である鋼材により構成されており、可動子１２０に取り付けられた磁石１２２，１２３，１２４のバックヨーク、および底板１０３と同様な磁気シールドとして機能する。
【００３８】
可動子１２０を回転自在な状態で支える構造は、例示した構造、つまり軸側が固定され、この軸に可動子１２０が回転自在な状態で取り付けられる構造に限定されず、可動子１２０に軸が固定され、この軸が軸受によってケース本体１０１に回転自在な状態で取り付けられる構造であってもよい。
【００３９】
（動作原理）
図３は、動作原理を説明する斜視図である。図３には、図１の振動装置１００から天板１３０、可動子１２０、ボールベアリング１１１を外した状態が示されている。図３において、Ｘ−Ｙ平面が底板１０３の面であり、Ｚ方向が軸ピン１０７の延在方向である。また、Ｘ方向は、軸ピン１０７から固定ピン１０６の方向に一致させてある。図４には、図３におけるＸ方向に向かって見た視点におけるコイル１０４，１０５の断面部分が概念的に示されている。なお、図４の横軸は、軸ピン１０７を中心とした円周の方向１４０（図３参照）で展開したものとしている。
【００４０】
図５（Ａ）には、フレミングの左手の法則で知られる磁場中において電流に作用するローレンツ力について概念的に示されている。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において、電流の流れる方向と磁束の方向を逆転させたものである。
【００４１】
まず、図４に示す状態を考える。この状態において、底板１０３に磁石１２２と１２３の間の磁路１４１、および磁石１２３と１２４の間の磁路１４２が形成され、天板１３０に磁石１２２と１２３の間の磁路１４３および磁石１２３と１２４の間の磁路１４４が形成されている。ここで、図３に示す状態でコイル１０４，１０５に電流が流れるとする。
【００４２】
この状況において、コイル１０４の第２の延在部１０４ｂの部分およびコイル１０５の第１の延在部１０５ａの部分には、図５（Ａ）に示す関係から、図の左向きの方向へのローレンツ力１４５が作用する。また、コイル１０４の第１の延在部１０４ａの部分およびコイル１０５の第２の延在部１０５ｂの部分には、図５（Ｂ）に示す関係から、上記の場合と同様な図の左向きの方向へのローレンツ力１４５が作用する。
【００４３】
ここで、コイル１０４および１０５は、底板１０３に固定されているので、底板１０３に対して動ける磁石１２２，１２３，１２４にローレンツ力１４５の反力１４６が作用する。このローレンツ力の反力１４６により、可動子１２０は、軸ピン１０７の部分を回転中心として、図４の右方向、つまり図３における時計回り方向に移動（回転）する。図１に示すように、可動子１２０は突起部１２６を備え、突起部１２６がストッパ部１０９に接触した時点で、可動子１２０は、図４の右方向（図３における時計回り方向）に移動（回転）できなくなる。このタイミング（あるいはその直前のタイミング）でコイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させると、図４の場合と電流の向きが反転し、図４の場合と１８０°異なる方向にローレンツ力１４５およびローレンツ力の反力１４６が作用する。この結果、可動子１２０には、図４の左方向（図３の反時計回り方向）に移動させる力が作用し、その方向に移動（回転）する。
【００４４】
そして、突起部１２６がストッパ部１１０に到達するタイミングで、再度コイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させると、図４の場合と同様のローレンツ力が作用し、図４の右方向（図３の時計回り方向）に可動子１２０は移動する。こうして、適切なタイミングでコイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させることで、可動子１２０は、軸ピン１０７の部分を回転中心として、ストッパ部１０９と１１０との間で往復する円運動を繰り返し行い、振動が発生する。ここで、ストッパ部１０９と１１０と間の距離を調整すれば、可動子の往復運動の周期を調整できる。携帯電話など搭載する機器の固有振動周波数が分かれば、ストッパ部１０９と１１０と間の角度距離の調整で、搭載する機器を共振させることができる。
【００４５】
なお、外周部１０４ｃ，１０５ｃおよび内周部１０４ｄ，１０５ｄにもローレンツ力が作用するが、その向きは径方向であるので、このローレンツ力は上述した可動子１２０の軸ピン１０７を回転中心とした振動には寄与しない。
【００４６】
（制御部）
図６には、上記の往復する円運動（振動）を可動子１２０に生じさせるための制御部のブロック図が示されている。図１、図３および図４では記載が省略されているが、振動装置１００におけるコイル１０４の内側には、図６に示すホールセンサ１５１が配置され、コイル１０５の内側には、ホールセンサ１５２が配置されている。また、振動装置１００の外部には、図６に示す制御部１５３が外付け回路として配置されている。制御部１５３は、マイコン機能とコイル１０４，１０５に駆動電流を流す機能を有している。
【００４７】
可動子１２０が軸ピン１０７を回転中心として回転すると、ホールセンサ１５１，１５２と磁石１２２〜１２４の相対位置関係が変化し、ホールセンサ１５１，１５２の出力が変化する。このホールセンサ１５１，１５２からの出力と可動子１２０の位置の関係は予め調べられており、その情報は、制御部１５３の可動子位置検出部１５４が備えるメモリ中に記憶されている。可動子位置検出部１５４は、ホールセンサ１５１，１５２の出力に基づき、可動子１２０の角度位置を検出する、また、可動子位置検出部１５４は、検出した可動子１２０の角度位置に基づき、どのタイミングでコイル１０４，１０５に流す駆動電流の極性を反転させるかを決め、上記の極性の切り替えを制御するための極性切り替え信号を生成し、それを駆動電流切り替え部１５５に出力する。ホールセンサ１５１，１５２の出力と、極性を切替えるタイミングとの関係は、予め行った予備実験の結果に基づき、適切なものが選択され、それは可動子位置検出部１５４が備えるメモリ中に記憶されている。
【００４８】
駆動電流切り替え部１５５は、可動子位置検出部１５４から出力される極性切り替え信号に基づき、コイル１０４，１０５に供給している駆動電流の極性を反転させる。この極性の反転が周期的に行われることで、可動子１２０の往復する回転運動、すなわちストッパ部１０９と１１０との間における左回転→右回転→左回転→右回転→・・・が繰り返し発生し、振動が発生する。
【００４９】
（優位性）
以上述べたように、図１および図２に示す振動装置１００は、ケース本体１０１に対して軸ピン１０７によって支えられ、軸ピン１０７を中心として往復する円運動が可能であり、隣接する部分で極性が異なるように軸ピン１０７を中心とした円周の方向に並んで配置された複数の磁極Ｎ、磁極Ｓ、磁極Ｎを備えた可動子１２０を備えている。また、振動装置１００は、可動子１２０と隙間を有した状態で対向したコイル１０４，１０５とを備えている。ここで、コイル１０４，１０５に流れる電流の向きを切替えることで可動子１２０が軸ピン１０７を中心とした往復する円運動を行う。
【００５０】
この構造によれば、可動子１２０は軸ピン１０７で支えられ、可動子１２０は、この軸ピン１０７を中心として往復する円運動を行い機械的な振動を発生する。この際、可動子１２０がストッパ部１０９または１１０に接触していない状態において、可動子１２０の動きを規制するのは、軸ピン１０７に対して回転自在な状態で可動子１２０を保持するボールベアリング１１１部分の摩擦抵抗が主であり、振幅の大きさに比例して振動を押さえ込むような力は存在しない。このため、可動子１２０が可動角度範囲において常に加速され、最も振れた位置、即ち、ストッパ部と接触の際における可動子の速度（回転速度）を大きくでき、大きな加振力が得られる。また、上述したように振動を抑え込む力が存在しないので、駆動に要した投入エネルギー（投入電力）が振動以外に消費される割合が小さく、効率よく振動を生じさせることができる。
【００５１】
２．第２の実施形態
図７には、振動装置２００が示されている。振動装置２００は、磁石１２２，１２３，１２４の上面（コイル１０４，１０５に対向した面の反対側の面）に接触してバックヨーク１５０が取り付けられている。バックヨーク１５０は、磁性材料で構成された薄板である。バックヨーク１５０を取り付けることで、可動子１２０と天板１３０の間のエアギャップが無くなり、磁気回路の磁気抵抗が削減され、コイルを貫く磁束密度が高くなり、ローレンツ力が大きくなる。また、可動子１２０の慣性質量が増加し、慣性モーメントが増加するので、強い振動を発生させる上で有利となる。
【００５２】
３．第３の実施形態
以下、可動子の位置を検出する手段として、ストッパをスイッチとして用いた構成の一例を説明する。この例は、可動子のストッパへの衝突を契機として、コイルに流す電流の向きを反転させる構成の一例として把握することもできる。図８には、底板１０３に垂直な方向から見た振動装置２００が示されている。図８では、図７の天板１３０が取り外された状態が示されている。振動装置２００は、図１の振動装置１００において、ストッパ部材１０８の部分に可動子１２０の突起部１２６の衝突（接触）を検知する仕組みを組み込んだ構造を有している。この部分の構造と駆動制御に係る構成以外の部分は、振動装置２００と振動装置１００とにおいて同じである。以下、振動装置２００の振動装置１００と異なる部分について説明する。
【００５３】
図８に示す振動装置２００のストッパ部材１０８は、スイッチ１６１と１６４を備えている。スイッチ１６１は、電気絶縁性の台座１６２の上に電気導電性の接触端子１６３が配置されている部品を有し、ストッパ部１０９を接触端子１６３と接触可能な電極として用いる構造を有している。スイッチ１６４は、電気絶縁性の台座１６５の上に電気導電性の接触端子１６６が配置されている部品を有し、ストッパ部１１０を接触端子１６６と接触可能な電極として用いる構造を有している。ここで、ストッパ部１０９，１１０は、メッキされたバネ鋼により構成され、ケース本体１０１に電気的に接続されている。また、ケース本体１０１は、系のアース電位とされている。
【００５４】
図８の状態、すなわち突起部１２６がストッパ部１０９およびストッパ部１１０に接触していない状態において、接触端子１６３とストッパ部１０９の裏面側とは接触しておらず、また接触端子１６６とストッパ部１１０の裏面側とは接触していない。
【００５５】
図９に電気的な構成を示す。接触端子１６３には、検出抵抗１７１を介してバイアス電圧（＋Ｖ）が加えられ、接触端子１６６には、検出抵抗１７２を介してバイアス電圧（＋Ｖ）が加えられている。接触端子１６３がストッパ部１０９に接触すると、検出抵抗１７１に電流が流れ、検出抵抗１７１の両端に発生する電圧が電圧検出器１７３によって検出される。接触端子１６６がストッパ部１１０に接触すると、検出抵抗１７２に電流が流れ、検出抵抗１７２の両端に発生する電圧が電圧検出器１７４によって検出される。可動子位置検出部１５４は、電圧検出器１７３と１７４から出力される電圧検出信号に基づいて、突起部１２６のストッパ部１０９または１１０への接触を検出し、それにより可動子１２０の角度位置を検出する。その他の制御部１５３の機能は、図６の場合と同じである。
【００５６】
例えば、可動子１２０が図８の時計回り方向に回転し（振れて）、突起部１２６がストッパ部１０９に接触すると、ストッパ部１０９が自身の弾性によって接触端子１６３の側に押されて変形し、ストッパ部１０９と接触端子１６３が導通する。この導通が電圧検出器１７３を介して可動子位置検出部１５４により検出される。これにより、可動子１２０がストッパ部１０９に接触する角度位置にある状態が検出される。この検出を契機として駆動電流切り替え部１５５がコイル１０４，１０５への駆動電流の極性を切り替える。そしてこの駆動電流の切り替えにより、可動子１２０がストッパ部１１０の方向に移動の方向を反転させる。
【００５７】
以上説明した図８および図９に示す例は、コイルに流す電流の向きを切替えるスイッチとして、板バネを用いたストッパを利用している。そして、板バネへの可動子の接触を板バネの変形に起因する板バネと接触端子との電気的な接触により検出している。この構造は、部品点数が少なくて済み、構造が簡素であり、低コストで得ることができる。
【００５８】
可動子１２０の移動方向（回転方向）を切替える手段としては、磁気センサや上述した機械的なスイッチを利用した構成以外に、可動子がストッパに衝突した衝撃を検知する加速度センサや圧電センサを利用したもの、コイル１０４，１０５の一方または両方に流れる電流の値の変化を検出し、それを利用したもの等が挙げられる。
【００５９】
４．第４の実施形態
図１０および図１１には、振動装置３００が示されている。なお、図１１では、天板１３０を取り外した状態が記載されている。振動装置３００において、図１に示す振動装置１００と同じ符号の部分は、振動装置１００と同じである。以下、振動装置３００の振動装置１００と異なる部分について説明する。振動装置３００は、可動子１２０の軸受部分の構造が図１の振動装置１００と異なっている。
【００６０】
振動装置３００の底板１０３には、円筒形状のスペーサ３０２が固定されている。スペーサ３０２は、その上部に縮径部３０２ａが設けられ、その部分が天板１３０に設けられたスペーサ固定孔３１１に嵌る。スペーサ３０２の周囲の底板１０３の部分には、可動子１２０の回転軸を中心とする円環状の溝３０１が設けられている。円環状の溝３０１は、円環状に底板１０３を外側に窪ませた構造を有している。図１１（Ｂ）には、円環状の溝３０１が設けられていることで生じた底板１０３の膨らみ３０１’が示されている。スペーサ３０２には、平たい円環状のリテーナ３０３が緩く嵌め込まれた状態で装着される。リテーナ３０３は、回転軸を中心とした円周の方向に延在した長孔３０４が当該円周の方向に沿って複数設けられている。この長孔３０４のそれぞれには、ベアリングボール３０５が転がり自在な状態で収容される。ベアリングボール３０５は、リテーナ３０３に保持された状態において、円環状の溝３０１に接触し、そこを転がる。また、可動子１２０のベアリングボール３０５が当たる部分には、円環状の溝３０６と同様な図示されていない円環状の溝が形成されており、この円環状の溝にベアリングボール３０５は接触し、そこに転がり自在な状態で収容される。
【００６１】
可動子１２０の軸孔１２１の回りには、回転軸を中心とした円環状の溝３０６が形成されている。この円環状の溝３０６に複数のベアリングボール３０９のそれぞれが接触し、そこに転がり自在な状態で収容される。複数のベアリングボール３０９は、リテーナ３０７に回転自在な状態で保持される。リテーナ３０７は、スペーサ３０２に緩く嵌め込まれた状態で装着される。リテーナ３０７には、回転軸を中心とした円周の方向に延在した長孔３０８が当該円周の方向に沿って複数設けられている。この長孔３０８それぞれに複数のベアリングボール３０９のそれぞれが転がり自在な状態で収容される。ベアリングボール３０９は、天板１３０の符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝を転がり自在な状態で、天板１３０に接触する。また、可動子１２０の軸孔１２１の径は、スペーサ３０２の径よりも大きく、軸孔１２１の内周は、スペーサ３０２に接触しない。
【００６２】
この構造では、ベアリングボール３０５，３０９によってスラスト方向の荷重が保持される。こうして、スペーサ３０２の位置を回転中心とした可動子１２０の往復する円運動（振動）が許容される構造が実現されている。
【００６３】
ここで、円環状の溝３０１、長孔３０４および可動子１２０の下面側に設けられた図示されない円環状の溝は、スペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在している。また、円環状の溝３０６、長孔３０８、および符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝もスペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在している。この構造によれば、ベアリングボール３０５は、円環状の溝３０１、長孔３０４および可動子１２０側の図示されない円環状の溝によってその転がりが束縛され、スペーサ３０２を中心とした円周の方向にのみ、その転がりが許容されている。同様に、ベアリングボール３０９は、円環状の溝３０６、長孔３０８および符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝によってその転がりが束縛され、スペーサ３０２を中心とした円周の方向にのみ、その転がりが許容されている。このベアリングボール３０５，３０９の束縛状態により、可動子１２０は、スペーサ３０２の中心位置を回転中心とした往復する円運動が可能な状態で底板１０３および天板１３０に対して保持されている。
【００６４】
図１０および図１１に示す構造は、底板１０３と天板１３０でベアリングボールの受けが行われるので、全体の厚みをより薄くすることができ、また部品の数を減らすことができる。なお、円環状の溝３０６およびそれと反対側の面に形成された図示されていない円環状の溝の代わりに、複数の長溝、つまりスペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在する溝を当該円周に沿って複数設け、そこでベアリングボール３０５，３０９を受ける構造も可能である。
【００６５】
５．第５の実施形態
図１２には、振動装置４００が示されている。振動装置４００において、図１に示す振動装置１００と同じ符号の部分は、振動装置１００と同じである。以下、振動装置４００の振動装置１００と異なる部分について説明する。振動装置４００は、可動子が備える磁石が２つで、ケース本体（固定子）に備えるコイルが一つである点が図１の振動装置１００と異なっている。
【００６６】
振動装置４００は、底板１０３上にコイル４０１が固定されている。コイル４０１の形状は、図１のコイル１０４および１０５と概略同じであるが、その周方向における寸法は、コイル１０４，１０５よりも大きな寸法とされている。可動子１２０には、薄型の磁石４０４，４０５が嵌め込まれて固定されている。磁石４０４，４０５は、周方向で隣接する磁極の極性が反転するように、極性が表裏で反転した状態に着磁されている。
【００６７】
この例において、可動子１２０は突起部を備えていない。ケース本体１０１の側板１０２の可動子１２０の側部に対向可能な部分には、ストッパ部材４０２と４０３が固定されている。ストッパ部材４０２と４０３は、板バネを加工して得たもので、回転してきた可動子１２０が衝突すると、それを逆方向に跳ね返す。この例では、ストッパ部材４０２，４０３によって、可動子１２０の可動範囲を制限するストッパが構成されている。
【００６８】
動作の原理は、図１の振動装置１００と同じである。図１２に示す振動装置４００は、磁石およびコイルの数が少ないので、より小型化および低コスト化が図れる。また、ストッパの位置が可動子１２０の両サイドにあることも小型化の点で有利となる。
【００６９】
６．第６の実施形態
可動子の磁石を１個の多極着磁された磁石により構成することも可能である。以下、この場合の一例を説明する。図１３には、振動装置５００が示されている。振動装置５００は、可動子１２０における磁石の構造が図１の振動装置１００と異なっている。なお、図１３には、天板１３０（図１参照）を取り外した状態が示されている。
【００７０】
振動装置５００では、可動子１２０に多極着磁された磁石５０１が取り付けられている。磁石５０１は、略扇形を有し、回転軸を中心した円周の方向に沿って隣接する磁極の極性が反転するようにＮＳＮ（裏面側から見ればＳＮＳ）と３極に着磁されている。他の部分の構造および動作原理は、図１の振動装置１００と同じである。可動子に配置する磁石を１個の多極着磁された磁石により構成することで、可動子に係る加工コストを低減することができる。この可動子の磁極の構造は、図１２の構造に適用することもできる。
【００７１】
７．第７の実施形態
図１４には、振動装置６００が示されている。振動装置６００は、図１２の振動装置４００において、バネ性を有した板バネにより構成されたストッパ部材４０２，４０３の代わりにブロック状のストッパ部材６０１，６０２を採用した例である。ブロック状のストッパ部材６０１，６０２としては、鋼材等の剛体に近い部材として扱える材料を用いた構成、ゴム等の弾性体としての性質が強く現れる材料を用いた構成、あるいは両者の性質を備えた樹脂等の材料を用いた構成が挙げられる。
【００７２】
ストッパ部材６０１，６０２として、剛体に近い材質のものを利用すると、可動子１２０の反発が非弾性反発に近くなり、エネルギーの損失が抑えられ、また可動子１２０の移動の向きの反転に要する時間が極短時間となるので、より大きな振動が得られる。また、可動子１２０がストッパ部材６０１，６０２に衝突する際の衝突音および衝撃感が得られる。
【００７３】
ストッパ部材６０１，６０２として、弾性を有する材質のものを利用すると、可動子１２０の反発が弾性反発に近くなり、振動をソフトなものにチューニングすることができる。また、可動子１２０がストッパ部材６０１，６０２に衝突する際の衝突音の発生を抑えることができる。また、ストッパ部材６０１，６０２の材質や構造を調整することで、上述した衝撃音や衝撃感の程度を調整することができる。
【００７４】
８．第８の実施形態
図１，図７，図１０のコイル１０４，１０５、および図１２のコイル４０１に流す電流の向きの切り替えを予め定めた周波数で行う構成も可能である。この場合、例えば、予め実験的に可動子１２０も含めた系の共振周波数を測定しておき、その測定結果に基づいて、可動子１２０が特定の周波数で振動するようにコイル１０４，１０５（またはコイル４０１）に流す電流の向きの切り替えを行う外付け駆動回路の定数を決めておけばよい。
【００７５】
９．第９の実施形態
図１５には、振動装置７００の分解された状態が示されている。図１６には、振動装置７００において、天板１３０を取り外した状態が記載されている。図１７には、振動装置７００におけるボールを装着した状態の可動子が示されている。図１８には、振動装置７００を軸に垂直な方向から見た断面の状態が示されている。
【００７６】
振動装置７００において、図１０に示す振動装置３００と同じ符号の部分は、振動装置３００と同じである。以下、振動装置７００の振動装置３００と異なる部分について説明する。振動装置７００は、可動子１２０の軸受部分の構造が図１０の振動装置３００と異なっている。
【００７７】
すなわち、振動装置７００では、軸ピン７０１が可動子１２０に固定されている（あるいは一体に構成された構造とされている）。軸ピン７０１が対向する底板１０３の部分には、底板１０３を円柱状に外側に窪ませた凹部７０２が設けられている。図１６には、この凹部７０２の外側の部分に当たる底板１０３から外側に膨らんだ部分７０２’が示されている。また、軸ピン７０１が対向する天板１３０の部分には、天板１３０を円柱状に外側に窪ませた凹部７０３（図１８参照）が設けられている。図１５，図１８には、この凹部７０３の外側の部分に当たる天板１３０から外側に膨らんだ部分７０３’が示されている。
【００７８】
軸ピン７０１の両端部には、それぞれにベアリングボールの保持器として機能する平たい円環状のリテーナ７１０，７２０が軸ピン７０１に対して回転自在な状態で取り付けられている。リテーナ７１０の円環状の部分には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って複数の溝７１１が形成されており、この溝７１１のそれぞれには、ベアリングボール７１２が転がり自在な状態で収容されている。ベアリングボール７１２を保持したリテーナ７１０は、その一部が凹部７０２に収まり、その状態において、軸ピン７０１の下端部の外周面は、複数のボール７１２を隔てて底板１０３に設けられた凹部７０２内側の円筒面（側面）に支えられる。また、この状態において、ベアリングボール７１２は、凹部７０２の底面に接触し、ベアリングボール７１２があることで、軸ピン７０１の下端面は、凹部７０２の底面から少し浮いた状態とされている。ベアリングボール７１２が転がることで、軸ピン７０１を軸とした可動子１２０のケース本体１０１に対する回転が可能とされている。
【００７９】
同様に、リテーナ７２０の円環状の部分には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って複数の溝７２１が形成されており、この溝７２１のそれぞれには、ベアリングボール７２２が転がり自在な状態で収容されている。ベアリングボール７２２を保持したリテーナ７２０は、その一部が凹部７０３に収まり、その状態において、軸ピン７０１の上端部の外周面は、複数のボール７２２を隔てて天板１３０に設けられた凹部７０３内側の円筒面（側面）に支えられる。また、この状態において、ベアリングボール７２２は、凹部７０３の上面に接触し、ベアリングボール７２２があることで、軸ピン７０１の上端面は、凹部７０３の上面から少し離れた状態とされている。ベアリングボール７２２が転がることで、軸ピン７０１を軸とした可動子１２０の天板１３０に対する回転が可能とされている。
【００８０】
以上述べたように、振動装置７００では、ベアリングボール７１２を区画するリテーナ７１０と、底板１０３に設けられ、リテーナ７１２の少なくとも一部が納まる凹部７０２とを備え、可動子１２０は軸ピン７０１に固定されており、リテーナ７１０は、軸ピン７０１の端部近傍に係止されており、リテーナ７１０の各区画に配列したベアリングボール７１２が底板１０３に設けられた凹部７０２の内側に転がり可能な状態で接触する。また、ベアリングボール７２２を区画するリテーナ７２０と、天板１３０に設けられ、リテーナ７２０の少なくとも一部が納まる凹部７０３とを備え、リテーナ７２０は、軸ピン７０１の端部近傍に係止されており、リテーナ７２０の各区画に配列したベアリングボール７２２が天板１３０に設けられた凹部７０３の内側に転がりが可能な状態で接触する。振動装置３００に比べ、振動装置７００は、製造と組立が共にし易くなる。但し、可動子１２０にベアリングボールを納める空間が設けられていないため、底板１０３と天板１３０は、その分が外へ膨らむ。
【００８１】
なお、この実施形態において、凹部７０２は、軸受を構成するベアリングボール７１２を収容し、更に軸受を構成するリテーナ７１０の一部を収容する収容領域の一例である。また、凹部７０３は、軸受を構成するベアリングボール７２２を収容し、更に軸受を構成するリテーナ７２０の一部を収容する収容領域の一例である。
【００８２】
１０．第１０の実施形態
図１９には、振動装置８００の上面図（Ａ）、（Ａ）におけるＡ−Ａの線で切断した側断面図（Ｂ）およびケース本体１０１の斜視図（Ｃ）が示されている。振動装置８００は、軸受の部分に特徴がある。軸受以外の部分の構造は、他の実施形態の構造が適用できるので、ここでは説明は省略する。この例においても図１５に示す構造の場合と同様に底板１０３に円柱状に外側に窪ませた凹部７０２が設けられ、天板１３０にも円柱状に外側に窪ませた凹部７０３が設けられている。
【００８３】
また、軸ピン８０１は、可動子１２０に固定され、軸ピン８０１の両端部は、角が削られて円錐面８０２，８０３とされている。円錐面８０２の部分は、その少なくとも一部が凹部７０２の内側に収容され、円錐面８０２と凹部７０２の内側の隅の部分との間に複数のベアリングボール８０４が転がることが可能な状態で保持される。また、円錐面８０３の部分は、その少なくとも一部が凹部７０３の内側に収容され、円錐面８０３と凹部７０３の内側の隅の部分との間に複数のベアリングボール８０５が転がることが可能な状態で保持される。また、ベアリングボール８０４があることで軸ピン８０１の下端面は、凹部７０２の底面と接触せず、ベアリングボール８０５があることで軸ピン８０１の上端面は、凹部７０３の上面と接触しない構造とされている。
【００８４】
このように、振動装置８００は、可動子１２０に固定された軸ピン８０１の端部に円錐面８０２，８０３が形成されており、底板１０３には、円錐面８０２の少なくとも一部が納まる凹部７０２が設けられ、天板１３０には、円錐面８０３の少なくとも一部が納まる凹部７０３が設けられている。そして、軸ピン８０１の円錐面８０２と凹部７０２の内側とにベアリングボール８０４が転がる状態で接触し、軸ピン８０１の円錐面８０３と凹部７０３の内側とにベアリングボール８０５が転がる状態で接触している。この構造では、軸ピン８０１両端の縁に形成された円錐面８０２，８０３を利用して軸ピン８０１が回転自在な状態で支持される。この構造では、ベアリングボールを保持するためのリテーナ（保持器）を用いないので、部品点数をより少なくでき、また全体の厚みを更に薄くすることができる。
【００８５】
１１．その他
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、振動装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００…振動装置、１０１…ケース本体（固定子）、１０２…側板、１０３…底板、１０４…コイル、１０４ａ…第１の延在部、１０４ｂ…第２の延在部、１０４ｃ…外周部、１０４ｄ…内周部、１０５ａ…第１の延在部、１０５ｂ…第２の延在部、１０５ｃ…外周部、１０５ｄ…内周部、１０５…コイル、１０６…固定ピン、１０７…軸ピン、１０８…ストッパ部材、１０９…ストッパ部、１１０…ストッパ部、１１１…ボールベアリング、１２０…可動子、１２１…軸孔、１２２…磁石、１２３…磁石、１２４…磁石、１２５…掘り下げられた部分、１２６…突起部、１３０…天板、１３１…ピン固定孔、１３２…ピン固定孔、１４０…回転軸を中心とした円周の方向、１４１…磁路、１４２…磁路、１４３…磁路、１４４…磁路、１４５…ローレンツ力、１４６…ローレンツ力の反力、１５０…バックヨーク、１６１…スイッチ、１６２…台座、１６３…接触端子、１６４…スイッチ、１６５…台座、１６６…接触端子、１７１…検出抵抗、１７２…検出抵抗、２００…振動装置、３００…振動装置、３０１…円環状の溝、３０２…スペーサ、３０２ａ…縮径部、３０３…リテーナ、３０４…長孔、３０５…ベアリングボール、３０６…円環状の溝、３０７…リテーナ、３０８…長孔、３０９…ベアリングボール、３１０…裏側面に設けられた円環状の溝、３１１…スペーサ固定孔、４００…振動装置、４０１…コイル、４０２…ストッパ部材、４０３…ストッパ部材、４０４…磁石、４０５…磁石、５００…振動装置、５０１…多極着磁された磁石、６００…振動装置、６０１…ブロック状のストッパ部材、６０２…ブロック状のストッパ部材、７００…振動装置、７０１…軸ピン、７０２…凹部、７０２’…外側に膨らんだ部分、７０３…凹部、７０３’…外側に膨らんだ部分、７１０…リテーナ、７１１…溝、７１２…ベアリングボール、７２０…リテーナ、７２１…溝、７２２…ベアリングボール、８００…振動装置、８０１…軸ピン、８０２…円錐面、８０３…円錐面、８０４…ベアリングボール、８０５…ベアリングボール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な振動を発生する振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動により着信を知らせる携帯電話のマナーモード等を実現するための装置として各種の振動装置が知られている。特に搭載する機器（例えば、携帯電話）が薄型化されるのに従い、より薄型の振動装置が求められている。薄型化に適した振動装置として、可動子（振動子）が振子のように往復運動する形態のものが知られている。例えば、特許文献１には、外周に着磁が行われた可動子、この可動子の外周面から隙間を隔てた位置に設けられた固定子側の複数の突極を備え、固定子側の突極の極性を切替えることで、可動子に軸を中心にした振子運動を行わせ、振動を発生させる構成が記載されている。特許文献２および３には、直線上の往復運動が可能で着磁された可動子の前後をバネで支え、可動子の運動方向と平行な面に配置されたコイルに電流を流すことで、可動子とコイルとの間にローレンツ力を作用させ、その反力で可動子を直線上の前後に往復運動させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５２７４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９９６４２号公報
【特許文献３】中国発明特許１０１４８８６９７Ｂ号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構造では、可動子側の磁石と固定子側の突極との間で作用する磁力の吸引および反発力を利用して振動を生じさせている。この構造では、インダクタンスが大きいため、左右揺動の可動子の振動の周波数が上げられず、また共振させるための振動の周波数の調整が困難である問題がある。また、突極にコイルを巻回した構造が必要とされるので、小型化および薄型化に限界がある。
【０００５】
特許文献２および３に記載の構造は、直線上を往復運動する可動子の前後をバネで支えているが、このバネから発生する弾性力は、可動子が中心点を超えてから、可動子の前進方向と逆になり、運動を妨げようとする。そのため、このバネにより可動子の最高速度が制限され、加振力を大きくできない。すなわち、直線上における物体の往復運動によって振動を発生させる場合、移動の方向を反転させる時点における速度ができるだけ大きく、またその反転に要する時間が極力短いことが大きな振動を発生させる要件となる。しかしながら、上記の可動子をその移動方向の前後からバネで支える構造は、往復運動の端の部分に行く程、バネの反発力および吸引力が強くなり、可動子の速度が低下する。またバネにより緩やかに移動方向の反転が行われるので、可動子の方向転換に要する時間が必然的に長くなる。このため、保持用のバネにより、加振力を抑え込もうとする作用が働き、加振力が弱く、振動の発生効率が低い。この問題を低減するにはバネを弱くすればよいが、磁場を強くし且つ磁束の漏れを防ぐため、コイル底にケースやバックヨークなど磁性材料が設置されてあり、そうすると可動子が固定子のコイル側に引き寄せられる磁力に負けて、可動子が固定子に接触する問題が生じる。このため、可動子を支えるバネはある程度強くなくてはならない。しかしそうすると、上述したようにバネによる振動を抑制する作用が顕在化する。また、特許文献２および３に記載の構造において、可動子を支えるバネを弱くし、それに伴う可動子と固定子側コイルとの接触を避けるために、可動子とコイルとの間の隙間を確保する構造も考えられるが、そうするとこの確保した隙間が薄型化の障害となる。また、可動子を支えるバネを弱くすると、構造的に弱くなり、信頼性が低下する。
【０００６】
このような背景において、本発明は、薄型化に適し、大きな加振力が得られ、更に効率よく振動が生じる振動装置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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、底板と、前記底板に対して往復する円運動が可能であり、前記円運動の回転軸の中心からずれた位置に重心が設けられ、複数の磁極を備えた可動子と、前記底板に固定されたコイルと、前記可動子の前記複数の磁極が生成する磁場と前記コイルに流れる電流との間で作用するローレンツ力により前記可動子の前記往復する円運動が生じ、前記コイルに流れる電流の向きを切替えることにより前記可動子の前記往復する円運動の方向を切替する手段とを備え、前記可動子が前記回転軸を中心とした往復する円運動を行うことを特徴とする振動装置である。
【０００８】
ここで、回転軸というのは、回転するものの回転中心のことである。往復する円運動とは、円弧の曲率中心を中心として、この円弧に沿って往復する運動のことをいう。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、可動子は、通電されたコイルからの電磁力で回転軸を中心として円運動を行い、通電方向が逆にされることで、コイルから発生する逆方向への電磁力で逆方向へ円運動を行う。そして、コイルへの通電の切り替えが繰り返し行われることで、往復する円運動を行う。この可動子の往復する円運動により振動が発生する。可動子の円運動の周期、即ち、振動装置の振動周波数は、可動子の可動角度範囲を変更することで調整できる。例えば、携帯電話など搭載する機器の固有振動周波数が分かれば、可動子の可動角度範囲を調整することで、振動時に共振が生じ、より強い振動が発生する状態にすることができる。運動の際、可動子の動きを規制するのは、回転自在な状態で可動子を保持する軸受け部分の摩擦抵抗が主であり、振幅の大きさに比例して振動を押さえ込むような力は存在しない。このため、可動子が可動角度範囲において常に加速され、最も振れた位置における可動子の速度（回転速度）を大きくでき、大きな加振力が得られる。また、上述したように振動を抑え込む力が存在しないので、駆動に要した投入エネルギー（投入電力）が振動以外に消費される割合が小さく、効率よく振動を生じさせることができる。
【００１０】
請求項１に記載の発明において、底板側に固定されたコイルに電流が流れると、この電流と可動子側の磁極が生成する磁束との間でローレンツ力が働く。コイルは底板に固定されているので、このローレンツ力の反力が可動子に加わり、上述した可動子の回転が生じる。そしてコイルに流す電流の向きを繰り返し切り替えることで、可動子の往復する円運動が生じる。
【００１１】
請求項１に記載の発明において、底板の構造として磁性材料を含む構造とし、可動子の磁極が生成する磁束の磁路が底板に形成されるようにしてもよい。このような底板としては、底板そのものを磁性材料（例えば、SPCC鋼板等の各種の磁性鋼板）により構成する構造、あるいは底板のベースとなる板状の部分を樹脂等の非磁性材料で構成し、その表面にニッケルなど磁性材料をコーティングした構造、非磁性材料のステンレス鋼板材の表面に磁性材料をコーティングした構造を挙げることができる。
【００１２】
また、この底板は、当該振動装置から外部への漏れ磁束を抑える磁気シールドとしても機能する。例えば、携帯電話に本発明を利用した振動装置を内蔵させた場合、近接して高周波回路やデジタル回路が配置される可能性が高いが、振動装置からの漏れ磁束が大きいと、漏れ磁束によるそれら回路への悪影響が懸念される。磁性材料を含む材質で底板を構成することで、底板により漏れ磁束が抑えられ、他の回路への漏れ磁束の悪影響の問題が抑制される。
【００１３】
請求項１に記載の発明において、前記可動子は板状の構造を有し、前記可動子の前記コイルに対向した面と反対の面の側には、磁性材料により構成され、前記複数の磁極のバックヨークとして機能するバックヨーク部が配置されている構造も好ましい。バックヨーク部を設けることで、可動子の磁極は効率よく磁束を生成することができ、また磁極が生成する磁束の外部への漏れ出しが抑えられる。
【００１４】
バックヨーク部の構造としては、可動子の磁極の背後に磁性材料の板材を取り付けた構造が挙げられる。また、可動子から隙間を隔てた位置にバックヨーク部として機能する磁性材料の板材を配置してもよい。この場合、バックヨーク部が可動子から離れた構造となるが、機能としては磁極の背後に磁路を形成するバックヨークとして機能する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記可動子の可動範囲を制限するストッパが前記底板に対して固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、可動子が接触するストッパに衝撃を与えると同時にストッパから反発力を受け、その際に可動子の運動の方向が反転する。この動きが繰り返されることで、可動子の往復する円運動が行われる。また、往復する円運動を行う可動子がストッパに繰り返し衝突することで、衝撃が繰り返し発生し、振動装置の振動が生じる。ストッパとして弾性材料を用いると、可動子がストッパに接触する際の衝撃音を抑えることができる。また、ストッパとして弾性体ではなく剛体と見なせる材料（例えば鋼材）を用いると、衝撃の際に吸収される振動のエネルギーが抑えられ、振動時に周期的に発生する衝突音および衝撃感を得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記可動子の角度位置を検出する手段を備え、前記検出した角度位置に基づいて前記コイルへの通電の極性の切替えが行われることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、可動子が往復運動の端の部分に到達したこと、あるいは移動の方向を切り替えるタイミングの角度位置に到達している状態が検出手段により検出され、それに基づいてコイルに流れる電流の極性（向き）が切り替わり、可動子の移動方向が反転する。これにより、可動子の往復運動が持続して行われる。可動子の位置を検出する検出手段としては、インダクタンスの変化により可動子の位置を検出するセンサーレス制御というもの、可動子の位置を磁気的に検出するホール素子を用いたもの、可動子に接触する機械的なスイッチ、可動子のストッパへの接触を検出する素子やスイッチ、光学的あるいは磁気的に可動子の位置を検出する構成、その他これらを組み合わせた構成を挙げることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記底板に固定された軸を備え、前記可動子は前記軸を中心として往復する円運動が可能であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記可動子には、前記軸を保持する軸受の少なくとも一部を収容する収容領域が形成され、該収容領域に前記軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、軸受の少なくとも一部が収容領域に収容されるので、軸が延在する方向において軸受が占めるスペースが節約され、振動装置を薄型化できる。ここで、軸受には、転がり軸受、滑り軸受、それら軸受を構成する部材の一部が含まれる。これは、請求項６以下の発明においても同じである。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記可動子に固定された軸と、前記底板に対して向かい合わせに配置された天板とを備え、前記底板には、前記軸を保持する第１の軸受の少なくとも一部を収容する第１の収容領域が形成され、前記天板には、前記軸を保持する第２の軸受の少なくとも一部を収容する第２の収容領域が形成され、前記第１の収容領域に前記第１の軸受の少なくとも一部が収容され、且つ、前記第２の収容領域に前記第２の軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、向かい合わせに配置された底板と天板のそれぞれに軸受を収容する収容領域が設けられるので、軸受が占めるスペースが節約され、振動装置をより薄型化できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記底板に対して向かい合わせに配置された天板を備え、前記底板および前記可動子に接触し、且つ、前記底板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと、前記天板および前記可動子に接触し、且つ、前記天板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールとを備え、前記可動子は、前記底板と前記天板の間において、往復する円運動が可能な状態で保持されていることを特徴とする。
【００２４】
ここで、円周の方向というのは、円周を構成する曲線が延長する方向という意味で用いている。請求項７に記載の発明では、ベアリングボールにより、可動子が、回転軸を回転中心として往復する円運動が可能な状態で底板と天板との間で保持される。この構成では、ベアリングボールが可動子と底板とに接触し、また可動子と天板とに接触するので、部品点数が削減され、また薄型化が可能となる。ここで、ベアリングボールとしては、球形のベアリングボールが挙げられるが、回転軸を中心とした円周の方向に沿って転がることができる形状であれば、必ずしも球形に限定されない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、薄型化に適し、大きな加振力が得られ、更に効率よく振動が生じる振動装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の分解斜視図である。
【図２】実施形態における可動子の斜視図である。
【図３】実施形態の動作を説明するための斜視図である。
【図４】実施形態の動作を説明するための原理図である。
【図５】ローレンツ力の向きを説明する概念図（Ａ）および（Ｂ）である。
【図６】制御系の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態の分解斜視図である。
【図８】実施形態の上面図である。
【図９】制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態の分解斜視図である。
【図１１】実施形態の斜視図（Ａ）、側面図（Ｂ）および上面図（Ｃ）である。
【図１２】実施形態の分解斜視図である。
【図１３】実施形態の上面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
【図１４】実施形態の上面図（Ａ）および斜視図（Ｂ）である。
【図１５】実施形態の斜視図である。
【図１６】実施形態の側面図（Ａ）、上面図（Ｂ）および斜視図（Ｃ）である。
【図１７】実施形態の可動子の斜視図である。
【図１８】実施形態の側断面図である。
【図１９】実施形態の上面図（Ａ）、側断面図（Ｂ）およびケース本体の斜視図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１．第１の実施形態
（構造）
図１には、実施形態の振動装置１００が分解された状態が示されている。振動装置１００は、磁性材料の鋼材により構成されたケース本体１０１を有している。ケース本体１０１は、振動装置１００の筐体（ケーシング）となる部分である。ケース本体１０１は、上面が開放された厚みの薄い略箱型の構造を有し、周囲を囲む側板１０２、側板１０２で囲まれた部分の底の部分に蓋をする底板１０３により構成されている。底板１０３上には、コイル１０４と１０５が固定されている。
【００２８】
コイル１０４は、底板１０３に垂直な方向から見て概略三角形状を有し、回転軸（軸ピン１０７の中心）から離れる方向に沿って延在した第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂ、第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂを外周側で繋ぐ回転軸を中心とした円周の方向に沿った外周部１０４ｃ、第１の延在部１０４ａと第２の延在部１０４ｂを内周側で繋ぐ内周部１０４ｄを有している。コイル１０５もコイル１０４と同様な形状を有し、回転軸から離れる方向に沿って延在した第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂ、第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂを外周側で繋ぐ当該円周の方向に沿った外周部１０５ｃ、第１の延在部１０５ａと第２の延在部１０５ｂを内周側で繋ぐ内周部１０５ｄを有している。なお、コイル１０４，１０５は共に線材を複数回巻いた構造を有している。ここで、外周部１０４ｃ，１０５ｃは、内周部１０４ｄ，１０５ｄよりも当該円周の方向における長さが長い。コイル１０４，１０５は、プリント配線を用いて構成することも可能である。
【００２９】
底板１０３には、固定ピン１０６と軸ピン１０７が固定されている。固定ピン１０６には、ストッパ部材１０８が取り付けられている。ストッパ部材１０８は、一対のストッパ部１０９と１１０を有している。ストッパ部１０９と１１０は、金属性の板バネを加工したもので構成され、バネ性（弾性）を有している。なお、ストッパ部１０９と１１０を剛体と見なせる材質に変更することも可能である。
【００３０】
軸ピン１０７は、後述する可動子１２０の回転軸となる位置に配置された軸の一例であり、軸受の一例であるボールベアリング１１１が取り付けられている。図面では詳細が省略されているが、ボールベアリング１１１は、内輪と、内輪に対して相対的に回転が自在な状態の外輪を有しており、軸ピン１０７は、内輪の内側に固定されている。そしてボールベアリング１１１の外輪には、可動子１２０が固定されている。この構造により、可動子１２０は、軸ピン１０７を中心とした回転が可能な状態で、ケース本体１０１に対して保持されている。なお、ボールベアリング１１１の代わりに滑り軸受を採用することも可能である。
【００３１】
軸ピン１０７と固定ピン１０６を利用して、ケース本体１０１の上部の開放部分に天板１３０が取り付けられている。天板１３０は、蓋材となる磁性材料である鋼材により構成された板状の部材である。天板１３０は、ケース本体１０１と一体化されてケース本体１０１の筐体（ケーシング）を構成する。天板１３０には、ピン固定孔１３１，１３２が設けられており、ピン固定孔１３１に軸ピン１０７が嵌り、ピン固定孔１３２に固定ピン１０６が嵌ることで、天板１３０のケース本体１０１への固定が行われている。
【００３２】
可動子１２０は、振動子として機能する部材であり、非磁性の金属材料により構成され、略扇形の概略板状の形状を有している。上述したように、可動子１２０は、ボールベアリング１１１により軸ピン１０７に回転自在な状態で保持されている。軸ピン１０７は、可動子１２０の回転軸となる位置にあり、また可動子１２０における略扇形の頂点の位置にある。また、可動子１２０の重心は、軸ピン１０７から突起部１２６の方向にずれた位置にある。なお、略扇形の頂点の位置とは、扇形を構成する円弧の曲率中心の位置として定義される。また、可動子１２０は、コイル１０４，１０５に接触しないように、コイル１０４，１０５との間に隙間を有し、且つ、天板１３０に接触しないように、天板１３０との間に隙間を有した位置に保持されている。
【００３３】
図２に、図１に示されている面の裏面側が見える状態で、可動子１２０が示されている。可動子１２０の回転軸となる位置には、軸受の少なくとも一部を収容する収容領域の一例である軸孔１２１が設けられ、この軸孔１２１にボールベアリング１１１の外輪が固定されている。ボールベアリング１１１は、軸孔１２１に完全に納まる形態であってもよいし、その一部が軸孔１２１に納まる形態であってもよい。可動子１２０には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って、交互に極性が反転した状態の磁石１２２，１２３，１２４が取り付けられている。磁石１２２，１２３，１２４は、表裏の方向で着磁された薄型の永久磁石であり、可動子１２０側の磁極を構成する。
【００３４】
図示するように、磁石１２２と隣接する磁石１２３とは、互いに極性が反転し、磁石１２３と隣接する磁石１２４とは、互いに極性が反転する状態とされている。可動子１２０には、磁石１２２〜１２４を嵌め込むための開口部が形成され、そこに磁石１２２，１２３，１２４が嵌め込まれて固定されている。磁石１２２，１２３，１２４の磁極面、すなわち、磁石１２２のＳ極の面、磁石１２３のＮ極の面、磁石１２４のＳ極の面は、それぞれ環状のコイル１０４および１０５と対向することが可能とされている。
【００３５】
また可動子１２０は、符号１２５の部分で掘り下げられており、厚みが薄くなっている。この符号１２５で示す掘り下げた部分にコイル１０４，１０５が可動子１２０に接触しない状態で収まる。こうすることで、より薄型化が図られている。
【００３６】
可動子１２０の先端には、回転軸（軸ピン１０７の位置）から離れる方向に突出した突起部１２６が設けられている。突起部１２６がストッパ部１０９に接触することで、図１の視点から見た可動子１２０の時計回り方向への回転が制限され、突起部１２６がストッパ部１１０に接触することで、図１の視点から見た可動子１２０の反時計回り方向への回転が制限される。つまり、突起部１２６は、ストッパ部１０９と１１０との間で移動が可能であり、その範囲において、可動子１２０は、軸ピン１０７の位置を中心とした往復する円運動、つまり軸ピン１０７を中心として、この中心を曲率中心とする円弧上を往復する運動が可能とされている。突起部１２６とストッパ部１０９，１１０との接触は、後述するローレンツ力による可動子１２０への駆動力が効果的に作用する範囲で設定されている。
【００３７】
図１に示す構造において、磁性材料により構成される底板１０３は、可動子１２０側の磁極を構成する磁石１２２，１２３，１２４が生成する磁束の磁路が形成されるヨークとして機能する。また、底板１０３は、磁石１２２〜１２４が生成する磁束およびコイル１０４，１０５が生成する磁束が振動装置１００の外側に漏れ出ないようにする磁気シールドとしても機能する。また、天板１３０は、磁性材料である鋼材により構成されており、可動子１２０に取り付けられた磁石１２２，１２３，１２４のバックヨーク、および底板１０３と同様な磁気シールドとして機能する。
【００３８】
可動子１２０を回転自在な状態で支える構造は、例示した構造、つまり軸側が固定され、この軸に可動子１２０が回転自在な状態で取り付けられる構造に限定されず、可動子１２０に軸が固定され、この軸が軸受によってケース本体１０１に回転自在な状態で取り付けられる構造であってもよい。
【００３９】
（動作原理）
図３は、動作原理を説明する斜視図である。図３には、図１の振動装置１００から天板１３０、可動子１２０、ボールベアリング１１１を外した状態が示されている。図３において、Ｘ−Ｙ平面が底板１０３の面であり、Ｚ方向が軸ピン１０７の延在方向である。また、Ｘ方向は、軸ピン１０７から固定ピン１０６の方向に一致させてある。図４には、図３におけるＸ方向に向かって見た視点におけるコイル１０４，１０５の断面部分が概念的に示されている。なお、図４の横軸は、軸ピン１０７を中心とした円周の方向１４０（図３参照）で展開したものとしている。
【００４０】
図５（Ａ）には、フレミングの左手の法則で知られる磁場中において電流に作用するローレンツ力について概念的に示されている。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において、電流の流れる方向と磁束の方向を逆転させたものである。
【００４１】
まず、図４に示す状態を考える。この状態において、底板１０３に磁石１２２と１２３の間の磁路１４１、および磁石１２３と１２４の間の磁路１４２が形成され、天板１３０に磁石１２２と１２３の間の磁路１４３および磁石１２３と１２４の間の磁路１４４が形成されている。ここで、図３に示す状態でコイル１０４，１０５に電流が流れるとする。
【００４２】
この状況において、コイル１０４の第２の延在部１０４ｂの部分およびコイル１０５の第１の延在部１０５ａの部分には、図５（Ａ）に示す関係から、図の左向きの方向へのローレンツ力１４５が作用する。また、コイル１０４の第１の延在部１０４ａの部分およびコイル１０５の第２の延在部１０５ｂの部分には、図５（Ｂ）に示す関係から、上記の場合と同様な図の左向きの方向へのローレンツ力１４５が作用する。
【００４３】
ここで、コイル１０４および１０５は、底板１０３に固定されているので、底板１０３に対して動ける磁石１２２，１２３，１２４にローレンツ力１４５の反力１４６が作用する。このローレンツ力の反力１４６により、可動子１２０は、軸ピン１０７の部分を回転中心として、図４の右方向、つまり図３における時計回り方向に移動（回転）する。図１に示すように、可動子１２０は突起部１２６を備え、突起部１２６がストッパ部１０９に接触した時点で、可動子１２０は、図４の右方向（図３における時計回り方向）に移動（回転）できなくなる。このタイミング（あるいはその直前のタイミング）でコイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させると、図４の場合と電流の向きが反転し、図４の場合と１８０°異なる方向にローレンツ力１４５およびローレンツ力の反力１４６が作用する。この結果、可動子１２０には、図４の左方向（図３の反時計回り方向）に移動させる力が作用し、その方向に移動（回転）する。
【００４４】
そして、突起部１２６がストッパ部１１０に到達するタイミングで、再度コイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させると、図４の場合と同様のローレンツ力が作用し、図４の右方向（図３の時計回り方向）に可動子１２０は移動する。こうして、適切なタイミングでコイル１０４，１０５に流す電流の向きを反転させることで、可動子１２０は、軸ピン１０７の部分を回転中心として、ストッパ部１０９と１１０との間で往復する円運動を繰り返し行い、振動が発生する。ここで、ストッパ部１０９と１１０と間の距離を調整すれば、可動子の往復運動の周期を調整できる。携帯電話など搭載する機器の固有振動周波数が分かれば、ストッパ部１０９と１１０と間の角度距離の調整で、搭載する機器を共振させることができる。
【００４５】
なお、外周部１０４ｃ，１０５ｃおよび内周部１０４ｄ，１０５ｄにもローレンツ力が作用するが、その向きは径方向であるので、このローレンツ力は上述した可動子１２０の軸ピン１０７を回転中心とした振動には寄与しない。
【００４６】
（制御部）
図６には、上記の往復する円運動（振動）を可動子１２０に生じさせるための制御部のブロック図が示されている。図１、図３および図４では記載が省略されているが、振動装置１００におけるコイル１０４の内側には、図６に示すホールセンサ１５１が配置され、コイル１０５の内側には、ホールセンサ１５２が配置されている。また、振動装置１００の外部には、図６に示す制御部１５３が外付け回路として配置されている。制御部１５３は、マイコン機能とコイル１０４，１０５に駆動電流を流す機能を有している。
【００４７】
可動子１２０が軸ピン１０７を回転中心として回転すると、ホールセンサ１５１，１５２と磁石１２２〜１２４の相対位置関係が変化し、ホールセンサ１５１，１５２の出力が変化する。このホールセンサ１５１，１５２からの出力と可動子１２０の位置の関係は予め調べられており、その情報は、制御部１５３の可動子位置検出部１５４が備えるメモリ中に記憶されている。可動子位置検出部１５４は、ホールセンサ１５１，１５２の出力に基づき、可動子１２０の角度位置を検出する、また、可動子位置検出部１５４は、検出した可動子１２０の角度位置に基づき、どのタイミングでコイル１０４，１０５に流す駆動電流の極性を反転させるかを決め、上記の極性の切り替えを制御するための極性切り替え信号を生成し、それを駆動電流切り替え部１５５に出力する。ホールセンサ１５１，１５２の出力と、極性を切替えるタイミングとの関係は、予め行った予備実験の結果に基づき、適切なものが選択され、それは可動子位置検出部１５４が備えるメモリ中に記憶されている。
【００４８】
駆動電流切り替え部１５５は、可動子位置検出部１５４から出力される極性切り替え信号に基づき、コイル１０４，１０５に供給している駆動電流の極性を反転させる。この極性の反転が周期的に行われることで、可動子１２０の往復する回転運動、すなわちストッパ部１０９と１１０との間における左回転→右回転→左回転→右回転→・・・が繰り返し発生し、振動が発生する。
【００４９】
（優位性）
以上述べたように、図１および図２に示す振動装置１００は、ケース本体１０１に対して軸ピン１０７によって支えられ、軸ピン１０７を中心として往復する円運動が可能であり、隣接する部分で極性が異なるように軸ピン１０７を中心とした円周の方向に並んで配置された複数の磁極Ｎ、磁極Ｓ、磁極Ｎを備えた可動子１２０を備えている。また、振動装置１００は、可動子１２０と隙間を有した状態で対向したコイル１０４，１０５とを備えている。ここで、コイル１０４，１０５に流れる電流の向きを切替えることで可動子１２０が軸ピン１０７を中心とした往復する円運動を行う。
【００５０】
この構造によれば、可動子１２０は軸ピン１０７で支えられ、可動子１２０は、この軸ピン１０７を中心として往復する円運動を行い機械的な振動を発生する。この際、可動子１２０がストッパ部１０９または１１０に接触していない状態において、可動子１２０の動きを規制するのは、軸ピン１０７に対して回転自在な状態で可動子１２０を保持するボールベアリング１１１部分の摩擦抵抗が主であり、振幅の大きさに比例して振動を押さえ込むような力は存在しない。このため、可動子１２０が可動角度範囲において常に加速され、最も振れた位置、即ち、ストッパ部と接触の際における可動子の速度（回転速度）を大きくでき、大きな加振力が得られる。また、上述したように振動を抑え込む力が存在しないので、駆動に要した投入エネルギー（投入電力）が振動以外に消費される割合が小さく、効率よく振動を生じさせることができる。
【００５１】
２．第２の実施形態
図７には、振動装置２００が示されている。振動装置２００は、磁石１２２，１２３，１２４の上面（コイル１０４，１０５に対向した面の反対側の面）に接触してバックヨーク１５０が取り付けられている。バックヨーク１５０は、磁性材料で構成された薄板である。バックヨーク１５０を取り付けることで、可動子１２０と天板１３０の間のエアギャップが無くなり、磁気回路の磁気抵抗が削減され、コイルを貫く磁束密度が高くなり、ローレンツ力が大きくなる。また、可動子１２０の慣性質量が増加し、慣性モーメントが増加するので、強い振動を発生させる上で有利となる。
【００５２】
３．第３の実施形態
以下、可動子の位置を検出する手段として、ストッパをスイッチとして用いた構成の一例を説明する。この例は、可動子のストッパへの衝突を契機として、コイルに流す電流の向きを反転させる構成の一例として把握することもできる。図８には、底板１０３に垂直な方向から見た振動装置２００が示されている。図８では、図７の天板１３０が取り外された状態が示されている。振動装置２００は、図１の振動装置１００において、ストッパ部材１０８の部分に可動子１２０の突起部１２６の衝突（接触）を検知する仕組みを組み込んだ構造を有している。この部分の構造と駆動制御に係る構成以外の部分は、振動装置２００と振動装置１００とにおいて同じである。以下、振動装置２００の振動装置１００と異なる部分について説明する。
【００５３】
図８に示す振動装置２００のストッパ部材１０８は、スイッチ１６１と１６４を備えている。スイッチ１６１は、電気絶縁性の台座１６２の上に電気導電性の接触端子１６３が配置されている部品を有し、ストッパ部１０９を接触端子１６３と接触可能な電極として用いる構造を有している。スイッチ１６４は、電気絶縁性の台座１６５の上に電気導電性の接触端子１６６が配置されている部品を有し、ストッパ部１１０を接触端子１６６と接触可能な電極として用いる構造を有している。ここで、ストッパ部１０９，１１０は、メッキされたバネ鋼により構成され、ケース本体１０１に電気的に接続されている。また、ケース本体１０１は、系のアース電位とされている。
【００５４】
図８の状態、すなわち突起部１２６がストッパ部１０９およびストッパ部１１０に接触していない状態において、接触端子１６３とストッパ部１０９の裏面側とは接触しておらず、また接触端子１６６とストッパ部１１０の裏面側とは接触していない。
【００５５】
図９に電気的な構成を示す。接触端子１６３には、検出抵抗１７１を介してバイアス電圧（＋Ｖ）が加えられ、接触端子１６６には、検出抵抗１７２を介してバイアス電圧（＋Ｖ）が加えられている。接触端子１６３がストッパ部１０９に接触すると、検出抵抗１７１に電流が流れ、検出抵抗１７１の両端に発生する電圧が電圧検出器１７３によって検出される。接触端子１６６がストッパ部１１０に接触すると、検出抵抗１７２に電流が流れ、検出抵抗１７２の両端に発生する電圧が電圧検出器１７４によって検出される。可動子位置検出部１５４は、電圧検出器１７３と１７４から出力される電圧検出信号に基づいて、突起部１２６のストッパ部１０９または１１０への接触を検出し、それにより可動子１２０の角度位置を検出する。その他の制御部１５３の機能は、図６の場合と同じである。
【００５６】
例えば、可動子１２０が図８の時計回り方向に回転し（振れて）、突起部１２６がストッパ部１０９に接触すると、ストッパ部１０９が自身の弾性によって接触端子１６３の側に押されて変形し、ストッパ部１０９と接触端子１６３が導通する。この導通が電圧検出器１７３を介して可動子位置検出部１５４により検出される。これにより、可動子１２０がストッパ部１０９に接触する角度位置にある状態が検出される。この検出を契機として駆動電流切り替え部１５５がコイル１０４，１０５への駆動電流の極性を切り替える。そしてこの駆動電流の切り替えにより、可動子１２０がストッパ部１１０の方向に移動の方向を反転させる。
【００５７】
以上説明した図８および図９に示す例は、コイルに流す電流の向きを切替えるスイッチとして、板バネを用いたストッパを利用している。そして、板バネへの可動子の接触を板バネの変形に起因する板バネと接触端子との電気的な接触により検出している。この構造は、部品点数が少なくて済み、構造が簡素であり、低コストで得ることができる。
【００５８】
可動子１２０の移動方向（回転方向）を切替える手段としては、磁気センサや上述した機械的なスイッチを利用した構成以外に、可動子がストッパに衝突した衝撃を検知する加速度センサや圧電センサを利用したもの、コイル１０４，１０５の一方または両方に流れる電流の値の変化を検出し、それを利用したもの等が挙げられる。
【００５９】
４．第４の実施形態
図１０および図１１には、振動装置３００が示されている。なお、図１１では、天板１３０を取り外した状態が記載されている。振動装置３００において、図１に示す振動装置１００と同じ符号の部分は、振動装置１００と同じである。以下、振動装置３００の振動装置１００と異なる部分について説明する。振動装置３００は、可動子１２０の軸受部分の構造が図１の振動装置１００と異なっている。
【００６０】
振動装置３００の底板１０３には、円筒形状のスペーサ３０２が固定されている。スペーサ３０２は、その上部に縮径部３０２ａが設けられ、その部分が天板１３０に設けられたスペーサ固定孔３１１に嵌る。スペーサ３０２の周囲の底板１０３の部分には、可動子１２０の回転軸を中心とする円環状の溝３０１が設けられている。円環状の溝３０１は、円環状に底板１０３を外側に窪ませた構造を有している。図１１（Ｂ）には、円環状の溝３０１が設けられていることで生じた底板１０３の膨らみ３０１’が示されている。スペーサ３０２には、平たい円環状のリテーナ３０３が緩く嵌め込まれた状態で装着される。リテーナ３０３は、回転軸を中心とした円周の方向に延在した長孔３０４が当該円周の方向に沿って複数設けられている。この長孔３０４のそれぞれには、ベアリングボール３０５が転がり自在な状態で収容される。ベアリングボール３０５は、リテーナ３０３に保持された状態において、円環状の溝３０１に接触し、そこを転がる。また、可動子１２０のベアリングボール３０５が当たる部分には、円環状の溝３０６と同様な図示されていない円環状の溝が形成されており、この円環状の溝にベアリングボール３０５は接触し、そこに転がり自在な状態で収容される。
【００６１】
可動子１２０の軸孔１２１の回りには、回転軸を中心とした円環状の溝３０６が形成されている。この円環状の溝３０６に複数のベアリングボール３０９のそれぞれが接触し、そこに転がり自在な状態で収容される。複数のベアリングボール３０９は、リテーナ３０７に回転自在な状態で保持される。リテーナ３０７は、スペーサ３０２に緩く嵌め込まれた状態で装着される。リテーナ３０７には、回転軸を中心とした円周の方向に延在した長孔３０８が当該円周の方向に沿って複数設けられている。この長孔３０８それぞれに複数のベアリングボール３０９のそれぞれが転がり自在な状態で収容される。ベアリングボール３０９は、天板１３０の符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝を転がり自在な状態で、天板１３０に接触する。また、可動子１２０の軸孔１２１の径は、スペーサ３０２の径よりも大きく、軸孔１２１の内周は、スペーサ３０２に接触しない。
【００６２】
この構造では、ベアリングボール３０５，３０９によってスラスト方向の荷重が保持される。こうして、スペーサ３０２の位置を回転中心とした可動子１２０の往復する円運動（振動）が許容される構造が実現されている。
【００６３】
ここで、円環状の溝３０１、長孔３０４および可動子１２０の下面側に設けられた図示されない円環状の溝は、スペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在している。また、円環状の溝３０６、長孔３０８、および符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝もスペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在している。この構造によれば、ベアリングボール３０５は、円環状の溝３０１、長孔３０４および可動子１２０側の図示されない円環状の溝によってその転がりが束縛され、スペーサ３０２を中心とした円周の方向にのみ、その転がりが許容されている。同様に、ベアリングボール３０９は、円環状の溝３０６、長孔３０８および符号３１０の部分の裏面側に設けられた円環状の溝によってその転がりが束縛され、スペーサ３０２を中心とした円周の方向にのみ、その転がりが許容されている。このベアリングボール３０５，３０９の束縛状態により、可動子１２０は、スペーサ３０２の中心位置を回転中心とした往復する円運動が可能な状態で底板１０３および天板１３０に対して保持されている。
【００６４】
図１０および図１１に示す構造は、底板１０３と天板１３０でベアリングボールの受けが行われるので、全体の厚みをより薄くすることができ、また部品の数を減らすことができる。なお、円環状の溝３０６およびそれと反対側の面に形成された図示されていない円環状の溝の代わりに、複数の長溝、つまりスペーサ３０２を中心とした円周に沿って延在する溝を当該円周に沿って複数設け、そこでベアリングボール３０５，３０９を受ける構造も可能である。
【００６５】
５．第５の実施形態
図１２には、振動装置４００が示されている。振動装置４００において、図１に示す振動装置１００と同じ符号の部分は、振動装置１００と同じである。以下、振動装置４００の振動装置１００と異なる部分について説明する。振動装置４００は、可動子が備える磁石が２つで、ケース本体（固定子）に備えるコイルが一つである点が図１の振動装置１００と異なっている。
【００６６】
振動装置４００は、底板１０３上にコイル４０１が固定されている。コイル４０１の形状は、図１のコイル１０４および１０５と概略同じであるが、その周方向における寸法は、コイル１０４，１０５よりも大きな寸法とされている。可動子１２０には、薄型の磁石４０４，４０５が嵌め込まれて固定されている。磁石４０４，４０５は、周方向で隣接する磁極の極性が反転するように、極性が表裏で反転した状態に着磁されている。
【００６７】
この例において、可動子１２０は突起部を備えていない。ケース本体１０１の側板１０２の可動子１２０の側部に対向可能な部分には、ストッパ部材４０２と４０３が固定されている。ストッパ部材４０２と４０３は、板バネを加工して得たもので、回転してきた可動子１２０が衝突すると、それを逆方向に跳ね返す。この例では、ストッパ部材４０２，４０３によって、可動子１２０の可動範囲を制限するストッパが構成されている。
【００６８】
動作の原理は、図１の振動装置１００と同じである。図１２に示す振動装置４００は、磁石およびコイルの数が少ないので、より小型化および低コスト化が図れる。また、ストッパの位置が可動子１２０の両サイドにあることも小型化の点で有利となる。
【００６９】
６．第６の実施形態
可動子の磁石を１個の多極着磁された磁石により構成することも可能である。以下、この場合の一例を説明する。図１３には、振動装置５００が示されている。振動装置５００は、可動子１２０における磁石の構造が図１の振動装置１００と異なっている。なお、図１３には、天板１３０（図１参照）を取り外した状態が示されている。
【００７０】
振動装置５００では、可動子１２０に多極着磁された磁石５０１が取り付けられている。磁石５０１は、略扇形を有し、回転軸を中心した円周の方向に沿って隣接する磁極の極性が反転するようにＮＳＮ（裏面側から見ればＳＮＳ）と３極に着磁されている。他の部分の構造および動作原理は、図１の振動装置１００と同じである。可動子に配置する磁石を１個の多極着磁された磁石により構成することで、可動子に係る加工コストを低減することができる。この可動子の磁極の構造は、図１２の構造に適用することもできる。
【００７１】
７．第７の実施形態
図１４には、振動装置６００が示されている。振動装置６００は、図１２の振動装置４００において、バネ性を有した板バネにより構成されたストッパ部材４０２，４０３の代わりにブロック状のストッパ部材６０１，６０２を採用した例である。ブロック状のストッパ部材６０１，６０２としては、鋼材等の剛体に近い部材として扱える材料を用いた構成、ゴム等の弾性体としての性質が強く現れる材料を用いた構成、あるいは両者の性質を備えた樹脂等の材料を用いた構成が挙げられる。
【００７２】
ストッパ部材６０１，６０２として、剛体に近い材質のものを利用すると、可動子１２０の反発が非弾性反発に近くなり、エネルギーの損失が抑えられ、また可動子１２０の移動の向きの反転に要する時間が極短時間となるので、より大きな振動が得られる。また、可動子１２０がストッパ部材６０１，６０２に衝突する際の衝突音および衝撃感が得られる。
【００７３】
ストッパ部材６０１，６０２として、弾性を有する材質のものを利用すると、可動子１２０の反発が弾性反発に近くなり、振動をソフトなものにチューニングすることができる。また、可動子１２０がストッパ部材６０１，６０２に衝突する際の衝突音の発生を抑えることができる。また、ストッパ部材６０１，６０２の材質や構造を調整することで、上述した衝撃音や衝撃感の程度を調整することができる。
【００７４】
８．第８の実施形態
図１，図７，図１０のコイル１０４，１０５、および図１２のコイル４０１に流す電流の向きの切り替えを予め定めた周波数で行う構成も可能である。この場合、例えば、予め実験的に可動子１２０も含めた系の共振周波数を測定しておき、その測定結果に基づいて、可動子１２０が特定の周波数で振動するようにコイル１０４，１０５（またはコイル４０１）に流す電流の向きの切り替えを行う外付け駆動回路の定数を決めておけばよい。
【００７５】
９．第９の実施形態
図１５には、振動装置７００の分解された状態が示されている。図１６には、振動装置７００において、天板１３０を取り外した状態が記載されている。図１７には、振動装置７００におけるボールを装着した状態の可動子が示されている。図１８には、振動装置７００を軸に垂直な方向から見た断面の状態が示されている。
【００７６】
振動装置７００において、図１０に示す振動装置３００と同じ符号の部分は、振動装置３００と同じである。以下、振動装置７００の振動装置３００と異なる部分について説明する。振動装置７００は、可動子１２０の軸受部分の構造が図１０の振動装置３００と異なっている。
【００７７】
すなわち、振動装置７００では、軸ピン７０１が可動子１２０に固定されている（あるいは一体に構成された構造とされている）。軸ピン７０１が対向する底板１０３の部分には、底板１０３を円柱状に外側に窪ませた凹部７０２が設けられている。図１６には、この凹部７０２の外側の部分に当たる底板１０３から外側に膨らんだ部分７０２’が示されている。また、軸ピン７０１が対向する天板１３０の部分には、天板１３０を円柱状に外側に窪ませた凹部７０３（図１８参照）が設けられている。図１５，図１８には、この凹部７０３の外側の部分に当たる天板１３０から外側に膨らんだ部分７０３’が示されている。
【００７８】
軸ピン７０１の両端部には、それぞれにベアリングボールの保持器として機能する平たい円環状のリテーナ７１０，７２０が軸ピン７０１に対して回転自在な状態で取り付けられている。リテーナ７１０の円環状の部分には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って複数の溝７１１が形成されており、この溝７１１のそれぞれには、ベアリングボール７１２が転がり自在な状態で収容されている。ベアリングボール７１２を保持したリテーナ７１０は、その一部が凹部７０２に収まり、その状態において、軸ピン７０１の下端部の外周面は、複数のボール７１２を隔てて底板１０３に設けられた凹部７０２内側の円筒面（側面）に支えられる。また、この状態において、ベアリングボール７１２は、凹部７０２の底面に接触し、ベアリングボール７１２があることで、軸ピン７０１の下端面は、凹部７０２の底面から少し浮いた状態とされている。ベアリングボール７１２が転がることで、軸ピン７０１を軸とした可動子１２０のケース本体１０１に対する回転が可能とされている。
【００７９】
同様に、リテーナ７２０の円環状の部分には、回転軸を中心とした円周の方向に沿って複数の溝７２１が形成されており、この溝７２１のそれぞれには、ベアリングボール７２２が転がり自在な状態で収容されている。ベアリングボール７２２を保持したリテーナ７２０は、その一部が凹部７０３に収まり、その状態において、軸ピン７０１の上端部の外周面は、複数のボール７２２を隔てて天板１３０に設けられた凹部７０３内側の円筒面（側面）に支えられる。また、この状態において、ベアリングボール７２２は、凹部７０３の上面に接触し、ベアリングボール７２２があることで、軸ピン７０１の上端面は、凹部７０３の上面から少し離れた状態とされている。ベアリングボール７２２が転がることで、軸ピン７０１を軸とした可動子１２０の天板１３０に対する回転が可能とされている。
【００８０】
以上述べたように、振動装置７００では、ベアリングボール７１２を区画するリテーナ７１０と、底板１０３に設けられ、リテーナ７１２の少なくとも一部が納まる凹部７０２とを備え、可動子１２０は軸ピン７０１に固定されており、リテーナ７１０は、軸ピン７０１の端部近傍に係止されており、リテーナ７１０の各区画に配列したベアリングボール７１２が底板１０３に設けられた凹部７０２の内側に転がり可能な状態で接触する。また、ベアリングボール７２２を区画するリテーナ７２０と、天板１３０に設けられ、リテーナ７２０の少なくとも一部が納まる凹部７０３とを備え、リテーナ７２０は、軸ピン７０１の端部近傍に係止されており、リテーナ７２０の各区画に配列したベアリングボール７２２が天板１３０に設けられた凹部７０３の内側に転がりが可能な状態で接触する。振動装置３００に比べ、振動装置７００は、製造と組立が共にし易くなる。但し、可動子１２０にベアリングボールを納める空間が設けられていないため、底板１０３と天板１３０は、その分が外へ膨らむ。
【００８１】
なお、この実施形態において、凹部７０２は、軸受を構成するベアリングボール７１２を収容し、更に軸受を構成するリテーナ７１０の一部を収容する収容領域の一例である。また、凹部７０３は、軸受を構成するベアリングボール７２２を収容し、更に軸受を構成するリテーナ７２０の一部を収容する収容領域の一例である。
【００８２】
１０．第１０の実施形態
図１９には、振動装置８００の上面図（Ａ）、（Ａ）におけるＡ−Ａの線で切断した側断面図（Ｂ）およびケース本体１０１の斜視図（Ｃ）が示されている。振動装置８００は、軸受の部分に特徴がある。軸受以外の部分の構造は、他の実施形態の構造が適用できるので、ここでは説明は省略する。この例においても図１５に示す構造の場合と同様に底板１０３に円柱状に外側に窪ませた凹部７０２が設けられ、天板１３０にも円柱状に外側に窪ませた凹部７０３が設けられている。
【００８３】
また、軸ピン８０１は、可動子１２０に固定され、軸ピン８０１の両端部は、角が削られて円錐面８０２，８０３とされている。円錐面８０２の部分は、その少なくとも一部が凹部７０２の内側に収容され、円錐面８０２と凹部７０２の内側の隅の部分との間に複数のベアリングボール８０４が転がることが可能な状態で保持される。また、円錐面８０３の部分は、その少なくとも一部が凹部７０３の内側に収容され、円錐面８０３と凹部７０３の内側の隅の部分との間に複数のベアリングボール８０５が転がることが可能な状態で保持される。また、ベアリングボール８０４があることで軸ピン８０１の下端面は、凹部７０２の底面と接触せず、ベアリングボール８０５があることで軸ピン８０１の上端面は、凹部７０３の上面と接触しない構造とされている。
【００８４】
このように、振動装置８００は、可動子１２０に固定された軸ピン８０１の端部に円錐面８０２，８０３が形成されており、底板１０３には、円錐面８０２の少なくとも一部が納まる凹部７０２が設けられ、天板１３０には、円錐面８０３の少なくとも一部が納まる凹部７０３が設けられている。そして、軸ピン８０１の円錐面８０２と凹部７０２の内側とにベアリングボール８０４が転がる状態で接触し、軸ピン８０１の円錐面８０３と凹部７０３の内側とにベアリングボール８０５が転がる状態で接触している。この構造では、軸ピン８０１両端の縁に形成された円錐面８０２，８０３を利用して軸ピン８０１が回転自在な状態で支持される。この構造では、ベアリングボールを保持するためのリテーナ（保持器）を用いないので、部品点数をより少なくでき、また全体の厚みを更に薄くすることができる。
【００８５】
１１．その他
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、振動装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００…振動装置、１０１…ケース本体（固定子）、１０２…側板、１０３…底板、１０４…コイル、１０４ａ…第１の延在部、１０４ｂ…第２の延在部、１０４ｃ…外周部、１０４ｄ…内周部、１０５ａ…第１の延在部、１０５ｂ…第２の延在部、１０５ｃ…外周部、１０５ｄ…内周部、１０５…コイル、１０６…固定ピン、１０７…軸ピン、１０８…ストッパ部材、１０９…ストッパ部、１１０…ストッパ部、１１１…ボールベアリング、１２０…可動子、１２１…軸孔、１２２…磁石、１２３…磁石、１２４…磁石、１２５…掘り下げられた部分、１２６…突起部、１３０…天板、１３１…ピン固定孔、１３２…ピン固定孔、１４０…回転軸を中心とした円周の方向、１４１…磁路、１４２…磁路、１４３…磁路、１４４…磁路、１４５…ローレンツ力、１４６…ローレンツ力の反力、１５０…バックヨーク、１６１…スイッチ、１６２…台座、１６３…接触端子、１６４…スイッチ、１６５…台座、１６６…接触端子、１７１…検出抵抗、１７２…検出抵抗、２００…振動装置、３００…振動装置、３０１…円環状の溝、３０２…スペーサ、３０２ａ…縮径部、３０３…リテーナ、３０４…長孔、３０５…ベアリングボール、３０６…円環状の溝、３０７…リテーナ、３０８…長孔、３０９…ベアリングボール、３１０…裏側面に設けられた円環状の溝、３１１…スペーサ固定孔、４００…振動装置、４０１…コイル、４０２…ストッパ部材、４０３…ストッパ部材、４０４…磁石、４０５…磁石、５００…振動装置、５０１…多極着磁された磁石、６００…振動装置、６０１…ブロック状のストッパ部材、６０２…ブロック状のストッパ部材、７００…振動装置、７０１…軸ピン、７０２…凹部、７０２’…外側に膨らんだ部分、７０３…凹部、７０３’…外側に膨らんだ部分、７１０…リテーナ、７１１…溝、７１２…ベアリングボール、７２０…リテーナ、７２１…溝、７２２…ベアリングボール、８００…振動装置、８０１…軸ピン、８０２…円錐面、８０３…円錐面、８０４…ベアリングボール、８０５…ベアリングボール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板と、
前記底板に対して往復する円運動が可能であり、前記円運動の回転軸の中心からずれた位置に重心が設けられ、複数の磁極を備えた可動子と、
前記底板に固定されたコイルと、
前記可動子の前記複数の磁極が生成する磁場と前記コイルに流れる電流との間で作用するローレンツ力により前記可動子の前記往復する円運動が生じ、前記コイルに流れる電流の向きを切替えることにより前記可動子の前記往復する円運動の方向を切替する手段と
を備え、
前記可動子が前記回転軸を中心とした往復する円運動を行うことを特徴とする振動装置。
【請求項２】
前記可動子の可動範囲を制限するストッパが前記底板に対して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記可動子の角度位置を検出する手段を備え、前記検出した角度位置に基づいて前記コイルへの通電の極性の切替えが行われることを特徴とする請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記底板に固定された軸を備え、
前記可動子は前記軸を中心として往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項５】
前記可動子には、前記軸を保持する軸受の少なくとも一部を収容する収容領域が形成され、該収容領域に前記軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項４に記載の振動装置。
【請求項６】
前記可動子に固定された軸と、
前記底板に対して向かい合わせに配置された天板と
を備え、
前記底板には、前記軸を保持する第１の軸受の少なくとも一部を収容する第１の収容領域が形成され、
前記天板には、前記軸を保持する第２の軸受の少なくとも一部を収容する第２の収容領域が形成され、
前記第１の収容領域に前記第１の軸受の少なくとも一部が収容され、且つ、前記第２の収容領域に前記第２の軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項７】
前記底板に対して向かい合わせに配置された天板を備え、
前記底板および前記可動子に接触し、且つ、前記底板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと、
前記天板および前記可動子に接触し、且つ、前記天板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと
を備え、
前記可動子は、前記底板と前記天板の間において、往復する円運動が可能な状態で保持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項１】
底板と、
前記底板に対して往復する円運動が可能であり、前記円運動の回転軸の中心からずれた位置に重心が設けられ、複数の磁極を備えた可動子と、
前記底板に固定されたコイルと、
前記可動子の前記複数の磁極が生成する磁場と前記コイルに流れる電流との間で作用するローレンツ力により前記可動子の前記往復する円運動が生じ、前記コイルに流れる電流の向きを切替えることにより前記可動子の前記往復する円運動の方向を切替する手段と
を備え、
前記可動子が前記回転軸を中心とした往復する円運動を行うことを特徴とする振動装置。
【請求項２】
前記可動子の可動範囲を制限するストッパが前記底板に対して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記可動子の角度位置を検出する手段を備え、前記検出した角度位置に基づいて前記コイルへの通電の極性の切替えが行われることを特徴とする請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記底板に固定された軸を備え、
前記可動子は前記軸を中心として往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項５】
前記可動子には、前記軸を保持する軸受の少なくとも一部を収容する収容領域が形成され、該収容領域に前記軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項４に記載の振動装置。
【請求項６】
前記可動子に固定された軸と、
前記底板に対して向かい合わせに配置された天板と
を備え、
前記底板には、前記軸を保持する第１の軸受の少なくとも一部を収容する第１の収容領域が形成され、
前記天板には、前記軸を保持する第２の軸受の少なくとも一部を収容する第２の収容領域が形成され、
前記第１の収容領域に前記第１の軸受の少なくとも一部が収容され、且つ、前記第２の収容領域に前記第２の軸受の少なくとも一部が収容された状態において、前記可動子は前記軸を中心とした往復する円運動が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【請求項７】
前記底板に対して向かい合わせに配置された天板を備え、
前記底板および前記可動子に接触し、且つ、前記底板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと、
前記天板および前記可動子に接触し、且つ、前記天板および前記可動子に対して前記回転軸を中心とする円周の方向に転がり、スラスト方向の荷重を保持するベアリングボールと
を備え、
前記可動子は、前記底板と前記天板の間において、往復する円運動が可能な状態で保持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の振動装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−１０３１４２（Ｐ２０１３−１０３１４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６４９９（Ｐ２０１１−２４６４９９）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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