特開 2019-129660 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-129660(P2019-129660A)

(43)【公開日】2019年8月1日

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/16 20060101AFI20190708BHJP

【ＦＩ】

   H02K33/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-11476(P2018-11476)

(22)【出願日】2018年1月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】須江 猛

(72)【発明者】

【氏名】五明 正人

(72)【発明者】

【氏名】武田 正

(72)【発明者】

【氏名】北原 裕士

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 仁一

(72)【発明者】

【氏名】百瀬 正吾

(72)【発明者】

【氏名】安藤 正明

【テーマコード（参考）】

5H633

【Ｆターム（参考）】

5H633BB02

5H633BB16

5H633GG03

5H633GG06

5H633GG08

5H633HH02

5H633HH05

5H633HH13

5H633HH14

5H633JA09

(57)【要約】

【課題】トルクを確保しつつ小型化できる構造であって、且つ、磁気駆動回路が発生させる振動を体感できるアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータ１００は、操作体３を備えており、駆動機構１の第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７によって発生する動きを第１駆動部材４Ｘおよび第２駆動部材４Ｙによって直接操作体３に伝達する。従って、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７が発生させる加速度を直接体感することができる。また、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７は、Ｚ方向に重ねて配置されているため、アクチュエータ１００をＺ方向からみたときのサイズ（平面積）が小さい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体と、
前記支持体に対して移動可能な操作体と、
前記操作体を駆動する駆動機構と、を有し、
前記駆動機構は、
第１方向で対向する第１コイルおよび第１磁石を備え、前記操作体を前記第１方向に対して直交する第２方向に駆動する第１磁気駆動回路と、
前記第１磁気駆動回路に対して前記第１方向で重なる位置に前記第１方向で対向する第２コイルおよび第２磁石を備え、前記操作体を前記第１方向と直交し、前記第２方向に交差する第３方向に駆動する第２磁気駆動回路と、
を備えることを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記駆動機構の前記第１コイルまたは前記第１磁石と一体になって前記第２方向へ駆動される第１駆動部材、および、前記第２コイルまたは前記第２磁石と一体になって前記第３方向へ駆動される第２駆動部材を備え、
前記操作体は、前記第１駆動部材によって直接前記第２方向へ駆動され、且つ、前記第２駆動部材によって直接前記第３方向へ駆動されることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記駆動機構は、
前記第１コイルおよび前記第１磁石の一方が設けられた第１可動体と、
前記第２コイルおよび前記第２磁石の一方が設けられた第２可動体を備え、
前記支持体と前記第１可動体との間に、前記第１可動体を前記第２方向へ移動可能に支持する第１転動体が配置され、
前記支持体と前記第２可動体との間に、前記第２可動体を前記第３方向へ移動可能に支持する第２転動体が配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記第１可動体を前記第１転動体に押し付ける第１与圧部材と、
前記第２可動体を前記第２転動体に押し付ける第２与圧部材を備えることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記支持体は、
前記第１コイルに対して前記第１方向の一方側に配置される第１ケース、および、前記第１方向の他方側に配置される第２ケースと、
前記第２コイルに対して前記第１方向の一方側に配置される第３ケース、および、前記第１方向の他方側に配置される第４ケースを備え、
前記第１ケースおよび前記第２ケースは、前記第１コイルが設けられた前記第１可動体を前記第１転動体を介して前記第２方向へ移動可能な状態で保持すると共に、第１ヨークを介して前記第１磁石が固定された第１磁気駆動ユニットを構成し、
前記第３ケースおよび前記第４ケースは、前記第２コイルが設けられた前記第２可動体を前記第２転動体を介して前記第３方向へ移動可能な状態で保持すると共に、第２ヨークを介して前記第２磁石が固定された第２磁気駆動ユニットを構成し、
前記第１磁気駆動ユニットと前記第２磁気駆動ユニットが前記第１方向で積層されることを特徴とする請求項３または４に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記第１磁石および前記第１ヨークは、前記第１コイルに対して前記第１方向の両側に配置されて、前記第１ケースと前記第２ケースのそれぞれに固定され、
前記第２磁石および前記第２ヨークは、前記第２コイルに対して前記第１方向の両側に
配置されて、前記第３ケースと前記第４ケースのそれぞれに固定されることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記第１コイルと前記第１磁石の一方に対する他方の前記第２方向の相対移動を検出する第１センサと、
前記第２コイルと前記第２磁石の一方に対する他方の前記第３方向の相対移動を検出する第２センサと、を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種振動を発生させるアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気駆動回路によって振動を発生させる機器として、磁石を備えた支持体と、磁石と対向するコイルを備えた可動体とを有し、可動体と支持体との間に弾性部材が配置されたアクチュエータが提案されている（特許文献１参照）。また、特許文献１に記載のアクチュエータでは、第１方向に板厚方向を向けたホルダにおいて、第１方向に直交する第２方向で離間する位置に２つの第１コイルが設けられている一方、第１方向および第２方向に対して直交する第３方向で離間する位置に２つの第２コイルを設けられている。また、支持体には、第１コイルに対して第１方向の両側に第１磁石が配置され、第２コイルに対して第１方向の両側に第２磁石が配置されている。したがって、第１コイルおよび第１磁石は、可動体を第２方向に振動させる第１磁気駆動回路を構成し、第２コイルおよび第２磁石は、可動体を第３方向に振動させる第２磁気駆動回路を構成している。それゆえ、アクチュエータによって、第２方向の振動や第３方向の振動を発生させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−１２７７８９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に記載のアクチュエータの可動体では、第１方向に板厚方向を向けたホルダに対して第１コイルおよび第２コイルが平面的に設けられているため、可動体の平面積が大きい。このため、アクチュエータの平面積が大きく、トルクを確保しつつ小型化することは困難である。

【0005】

また、特許文献１に記載のアクチュエータは、可動体に直接触れるようには構成されておらず、可動体は、外装ケースの内部に収容され、外装ケースに弾性体によって固定されている。従って、可動体の動きを直接感じることができず、体感できる触覚は弾性体を介して外装ケースに伝わる振動に限られるという問題がある。

【0006】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、トルクを確保しつつ小型化できるアクチュエータを提供することにある。

【0007】

また、本発明の他の課題は、磁気駆動回路が発生させる振動を直接体感できるアクチュエータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係るアクチュエータは、支持体と、前記支持体に対して移動可能な操作体と、前記操作体を駆動する駆動機構と、を有し、前記駆動機構は、第１方向で対向する第１コイルおよび第１磁石を備え、前記操作体を前記第１方向に対して直交する第２方向に駆動する第１磁気駆動回路と、前記第１磁気駆動回路に対して前記第１方向で重なる位置に前記第１方向で対向する第２コイルおよび第２磁石を備え、前記操作体を前記第１方向と直交し、前記第２方向に交差する第３方向に駆動する第２磁気駆動回路と、を備えることを特徴とする。

【0009】

本発明では、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路が第１方向に重ねて配置されている。従って、アクチュエータを第１方向からみたときのサイズ（平面積）が小さい。それゆえ、本発明を適応したアクチュエータは、手に持つコントローラ等の機器に搭載するのに適している。また、本発明では、操作体を備えており、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路によって操作体を直交する２方向に駆動する。従って、操作者に平面内の任意の方向の振動を体感させることができる。また、操作体を駆動するので、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路が発生させる加速度を体感することができる。よって、弾性体を介して手指に振動が伝わる構造の場合とは異なる触覚を体感することができる。更に、弾性体が介在することによる可動量の制限がないので、ロングストロークの振動を体感させることができる。

【0010】

本発明において、前記駆動機構は、前記第１コイルまたは前記第１磁石と一体になって前記第２方向へ駆動される第１駆動部材、および、前記第２コイルまたは前記第２磁石と一体になって前記第３方向へ駆動される第２駆動部材を備え、前記操作体は、前記第１駆動部材によって直接前記第２方向へ駆動され、且つ、前記第２駆動部材によって直接前記第３方向へ駆動されることが好ましい。このようにすると、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路によって発生する動きを第１駆動部材および第２駆動部材によって直接操作体に伝達するので、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路が発生させる加速度を直接体感することができる。

【0011】

本発明において、前記駆動機構は、前記第１コイルおよび前記第１磁石の一方が設けられた第１可動体と、前記第２コイルおよび前記第２磁石の一方が設けられた第２可動体を備え、前記支持体と前記第１可動体との間に、前記第１可動体を前記第２方向へ移動可能に支持する第１転動体が配置され、前記支持体と前記第２可動体との間に、前記第２可動体を前記第３方向へ移動可能に支持する第２転動体が配置されることが好ましい。このようにすると、ボールなどの転動体によって可動体の荷重を受けることができる。従って、転動体によってコイルと磁石の磁気ギャップを確保できる。また、転動体によって可動体を支持することにより、可動体の動作をスムーズにすることができ、摩擦等によるトルクロスを少なくすることができる。

【0012】

本発明において、前記第１可動体を前記第１転動体に押し付ける第１与圧部材と、前記第２可動体を前記第２転動体に押し付ける第２与圧部材を備えることが好ましい。このようにすると、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路の非通電時に、第１可動体および第２可動体の位置保持を行うことができる。

【0013】

本発明において、前記支持体は、前記第１コイルに対して前記第１方向の一方側に配置される第１ケース、および、前記第１方向の他方側に配置される第２ケースと、前記第２コイルに対して前記第１方向の一方側に配置される第３ケース、および、前記第１方向の他方側に配置される第４ケースを備え、前記第１ケースおよび前記第２ケースは、前記第１コイルが設けられた前記第１可動体を前記第１転動体を介して前記第２方向へ移動可能な状態で保持すると共に、第１ヨークを介して前記第１磁石が固定された第１磁気駆動ユニットを構成し、前記第３ケースおよび前記第４ケースは、前記第２コイルが設けられた前記第２可動体を前記第２転動体を介して前記第３方向へ移動可能な状態で保持すると共に、第２ヨークを介して前記第２磁石が固定された第２磁気駆動ユニットを構成し、前記第１磁気駆動ユニットと前記第２磁気駆動ユニットが前記第１方向で積層されることが好ましい。このようにすると、１軸方向（第２方向、第３方向）の磁気駆動ユニットを第１方向に積層してアクチュエータを構成できるため、部品を共通化することができる。また、部品設計および製造工程の合理化を図ることができ、コスト削減に有利である。

【0014】

本発明において、前記第１磁石および前記第１ヨークは、前記第１コイルに対して前記
第１方向の両側に配置されて、前記第１ケースと前記第２ケースのそれぞれに固定され、前記第２磁石および前記第２ヨークは、前記第２コイルに対して前記第１方向の両側に配置されて、前記第３ケースと前記第４ケースのそれぞれに固定されることが好ましい。このようにすると、１つのコイルに対して２つの磁石を対向させているので、大きな駆動力を発生させることができる。

【0015】

本発明において、前記第１コイルと前記第１磁石の一方に対する他方の前記第２方向の相対移動を検出する第１センサと、前記第２コイルと前記第２磁石の一方に対する他方の前記第３方向の相対移動を検出する第２センサと、を備えることが好ましい。このようにすると、第１磁気駆動回路の実際の駆動量を第１センサで検出し、第２磁気駆動回路の実際の駆動量を第２センサで検出できるので、操作体の現在位置を検出することができる。また、現在位置に基づいてフィードバック制御を行うことができるので、精度良く駆動制御を行うことができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路が第１方向に重ねて配置されている。従って、アクチュエータを第１方向からみたときのサイズ（平面積）が小さい。それゆえ、本発明を適応したアクチュエータは、手に持つコントローラ等の機器に搭載するのに適している。また、本発明では、操作体を備えており、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路によって操作体を直交する２方向に駆動する。従って、操作者に平面内の任意の方向の振動を体感させることができる。また、操作者が直接触れる操作体を駆動するので、第１磁気駆動回路および第２磁気駆動回路が発生させる加速度を体感することができる。よって、弾性体を介して手指に振動が伝わる構造の場合とは異なる触覚を体感することができる。更に、弾性体が介在することによる可動量の制限がないので、ロングストロークの振動を体感させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明を適用したアクチュエータに用いられる駆動機構および支持体の斜視図である。

【図2】図１に示す駆動機構および支持体の断面図である。

【図3】図１に示す駆動機構および支持体の分解斜視図である。

【図4】本発明を適用したアクチュエータの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、互いに交差する３つの方向を各々、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向として説明する。Ｚ方向（第１方向）はＸ方向（第２方向）およびＹ方向（第３方向）に対して直交する方向である。また、Ｘ方向の一方側にＸ１を付し、Ｘ方向の他方側にＸ２を付し、Ｙ方向の一方側にＹ１を付し、Ｙ方向の他方側にＹ２を付し、Ｚ方向の一方側にＺ１を付し、Ｚ方向の他方側にＺ２を付して説明する。

【0019】

図１は、本発明を適用したアクチュエータ１００に用いられる駆動機構１および支持体２の斜視図である。また、図２（ａ）は、図１に示す駆動機構１および支持体２をＹ方向に切断した断面図（図１のＡ−Ａ位置で切断した断面図）であり、図２（ｂ）は、図１に示す駆動機構１をＸ方向に切断した断面図（図１のＢ−Ｂ位置で切断した断面図）である。図３は、図１の駆動機構１および支持体２の分解斜視図である。図１に示すように、支持体２は、略直方体形状のケースである。

【0020】

駆動機構１は、支持体２に対してＸ方向に相対移動する第１可動体１０Ｘ、および、支持体２に対してＹ方向に相対移動する第２可動体１０Ｙを備える。また、駆動機構１は、
Ｘ方向（第２方向）の振動を発生させる第１磁気駆動回路６、および、第３方向（Ｙ方向）の振動を発生させる第２磁気駆動回路７を備える。図１に示すように、第１可動体１０Ｘは、支持体２のＹ方向の一方側Ｙ１の側面に形成された開口部２１から支持体２の外部へ突出する腕部１１、および、支持体２のＹ方向の他方側Ｙ２の側面に形成された開口部２２から支持体２の外部へ突出する腕部１２を備える。また、第２可動体１０Ｙは、支持体２のＸ方向の一方側Ｘ１の側面に形成された開口部２３から支持体２の外部へ突出する腕部１３、および、支持体２のＸ方向の他方側Ｘ２の側面に形成された開口部２４から支持体２の外部へ突出する腕部１４を備える。

【0021】

図４は、本発明を適用したアクチュエータ１００の分解斜視図である。アクチュエータ１００は、支持体２と、支持体２に対してＸ方向およびＹ方向へ相対移動する操作体３と、操作体３をＸ方向およびＹ方向へ駆動する駆動機構１を備える。駆動機構１は、図１〜図３では図示を省略した第１駆動部材４Ｘおよび第２駆動部材４Ｙを備える。第１駆動部材４Ｘおよび第２駆動部材４Ｙは、支持体２の外部に配置される。第１駆動部材４Ｘは、第１可動体１０Ｘの腕部１１、１２に固定されるアームを備えており、第１可動体１０Ｘと一体になってＸ方向へ移動する。また、第２駆動部材４Ｙは、第２可動体１０Ｙの腕部１３、１４に固定されるアームを備えており、第２可動体１０Ｙと一体になってＹ方向へ移動する。操作体３は、第１可動体１０ＸがＸ方向へ移動するとき、第１駆動部材４Ｘによって直接Ｘ方向へ駆動される。また、操作体３は、第２可動体１０ＹがＹ方向へ移動するとき、第２駆動部材４Ｙによって直接Ｙ方向へ駆動される。

【0022】

図４に示すように、本形態の第１駆動部材４Ｘは、Ｙ方向に延在する第１ガイド孔５Ｘを備える。また、第２駆動部材４Ｙは、Ｘ方向に延在する第２ガイド孔５Ｙを備える。操作体３は、第１ガイド孔５Ｘおよび第２ガイド孔５ＹよりもＸ方向およびＹ方向の幅が広い板状部３１と、板状部３１からＺ方向の一方側Ｚ１へ突出する出力部３２と、板状部３１から出力部３２とは反対側（Ｚ方向の他方側Ｚ２）へ突出する被駆動部３３を備える。出力部３２は、操作者の手指が触れる部位である。第１駆動部材４Ｘと第２駆動部材４Ｙは、第１ガイド孔５Ｘと第２ガイド孔５Ｙが交差するように積層され、第１ガイド孔５Ｘおよび第２ガイド孔５Ｙに被駆動部３３が挿入される。第１駆動部材４Ｘおよび第２駆動部材４Ｙが移動すると、被駆動部３３は、第１ガイド孔５Ｘおよび第２ガイド孔５Ｙの交点の軌跡上を移動する。

【0023】

第１駆動部材４Ｘは、Ｘ方向へ移動する際に第１ガイド孔５Ｘの縁によって被駆動部３３をＸ方向へ押圧して、操作体３をＸ方向へ押圧移動させる。また、第２駆動部材４Ｙは、Ｙ方向へ移動する際に第２ガイド孔５Ｙの縁によって被駆動部３３をＹ方向へ押圧して、操作体３をＹ方向へ押圧移動させる。従って、第１可動体１０Ｘの駆動量と駆動方向、および、第２可動体１０Ｙの駆動量と駆動方向を制御することにより、操作体３をＸＹ平面内で任意の方向へ駆動することができる。

【0024】

支持体２は、第１ケース２５、第２ケース２６、第３ケース２７、第４ケース２８の４部材からなる。本形態では、これら４つのケースは同一部材であり、Ｚ方向（第１方向）に積層されている。第１ケース２５と第２ケース２６は、内部に第１磁気駆動回路６および第１可動体１０Ｘを収容した第１磁気駆動ユニット６０を構成する。また、第３ケース２７と第４ケース２８は、内部に第２磁気駆動回路７および第２可動体１０Ｙを収容した第２磁気駆動ユニット７０を構成する。駆動機構１は、第２磁気駆動ユニット７０を第１磁気駆動ユニット６０に対してＺ方向の一方側Ｚ１で重ねた構造である。第１磁気駆動ユニット６０と第２磁気駆動ユニット７０は同一構成であり、第２磁気駆動ユニット７０は、第１磁気駆動ユニット６０に対してＺ方向周りに９０度相対回転した姿勢で配置されている。

【0025】

第１ケース２５は、支持体２のＺ方向の他方側Ｚ２の端面を構成する第１端板部２５１と、第１端板部２５１の外周縁からＺ方向の一方側Ｚ１へ立ち上がる第１側板部２５２を備えており、Ｚ方向の一方側Ｚ１へ向かって開口する。第２ケース２６は、第１ケース２５をＺ方向で裏返した形状をしており、第１端板部２５１とＺ方向で対向する第２端板部２６１、および、第２端板部２６１の外周縁からＺ方向の一方側Ｚ１へ立ち上がる第２側板部２６２を備える。第１側板部２５２と第２側板部２６２のＹ方向の一方側Ｙ１および他方側Ｙ２の側面には、第１ケース２５と第２ケース２６を組み立てたときに開口部２１、２２を構成する矩形の切欠きが形成されている。

【0026】

第３ケース２７は、第２端板部２６１にＺ方向の一方側Ｚ１から当接する第３端板部２７１と、第３端板部２７１の外周縁からＺ方向の一方側Ｚ１へ立ち上がる第３側板部２７２を備えており、Ｚ方向の一方側Ｚ１へ向かって開口する。第４ケース２８は、第３端板部２７１とＺ方向で対向する第４端板部２８１、および、第４端板部２８１の外周縁からＺ方向の他方側Ｚ１へ立ち上がる第４側板部２８２を備える。第３側板部２７２と第４側板部２８２のＸ方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２の面には、第３ケース２７と第４ケース２８を組み立てたときに開口部２３、２４を構成する矩形の切欠きが形成されている。

【0027】

第１ケース２５および第２ケース２６において、Ｙ方向の一方側Ｙ１および他方側Ｙ２の各側面の略中央には、Ｘ方向およびＹ方向で所定の厚さを備えた転動体受け部２９が形成されている。転動体受け部２９は、開口部２１、２２を形成する切欠きの略中央に設けられている。第１ケース２５の転動体受け部２９と第２ケース２６の転動体受け部２９は、Ｚ方向で対向する。同様に、第３ケース２７および第４ケース２８において、Ｘ方向の一方側Ｘ１および他方側Ｘ２の各側面の略中央には、Ｘ方向およびＹ方向で所定の厚さを備えた転動体受け部２９が形成されている。転動体受け部２９は、開口部２３、２４を形成する切欠きの略中央に設けられている。第３ケース２７の転動体受け部２９と第４ケース２８の転動体受け部２９は、Ｚ方向で対向する。

【0028】

各転動体受け部２９には凹部２９１が形成されている。第１ケース２５の転動体受け部２９に形成された凹部２９１には、第１転動体８が配置され、第１転動体８を介して第１可動体１０Ｘの腕部１１、１２が支持される。また、第３ケース２７の転動体受け部２９に形成された凹部２９１には第２転動体９が配置され、第２転動体９を介して第２可動体１０Ｙの腕部１３、１４が支持される。本形態では、第１転動体８および第２転動体９として鋼球などのボールを用いている。

【0029】

図２、図３に示すように、駆動機構１が備える磁気駆動回路（第１磁気駆動回路６、第２磁気駆動回路７）はいずれも、コイルと、コイルとＺ方向で対向する磁石とを有している。コイルは、支持体２および可動体（第１可動体１０Ｘ、第２可動体１０Ｙ）３の一方側部材に設けられ、磁石は、他方側部材に設けられる。本形態では、以下に説明するように、コイル（第１コイル６１および第２コイル７１）が可動体（第１可動体１０Ｘ、第２可動体１０Ｙ）に設けられている。また、磁石（第１磁石６２１、６２２、および第２磁石７２１、７２２）およびヨーク（第１ヨーク６３１、６３２、および第２ヨーク７３２、７３４）が支持体２に設けられている。第１磁気駆動回路６は、第２磁気駆動回路７に対してＺ方向の一方側Ｚ１に重ねられて配置されている。第１磁気駆動回路６と第２磁気駆動回路７は同一構成であり、Ｚ方向周りに９０度相対回転した姿勢で配置されている。

【0030】

図２に示すように、第１磁気駆動回路６は、第１コイル６１と、第１コイル６１にＺ方向の他方側Ｚ２で対向する第１磁石６２１と、第１コイル６１にＺ方向の他方側Ｚ２で対向する第１磁石６２２とを有している。第２磁気駆動回路７は、第２コイル７１と、第２コイル７１にＺ方向の一方側Ｚ１で対向する第２磁石７２１と、第２コイル７１にＺ方向の他方側Ｚ２で対向する第２磁石７２２とを有している。

【0031】

第１ケース２５の第１端板部２５１には、第１磁石６２１を保持する第１ヨーク６３１が固定されている。また、第２ケース２６の第２端板部２６１には、第１磁石６２２を保持する第１ヨーク６３２が固定されている。第１磁気駆動ユニット６０では、第１コイル６１に対してＺ方向の両側に配置された第１磁石６２１、６２２を第１ヨーク６３１、６３２で保持している。同様に、第３ケース２７の第３端板部２７１には、第２磁石７２２を保持する第２ヨーク７３２が固定されている。また、第４ケース２８の第４端板部２８１には、第２磁石７２２を保持する第２ヨーク７３２が固定されている。第２磁気駆動ユニット７０では、第２コイル７１に対してＺ方向の両側に配置された第２磁石７２１、７２２を第２ヨーク７３１、７３２で保持している。

【0032】

第１可動体１０Ｘは、第１コイル６１を保持する長円形状の第１枠部１５を備えており、第１枠部１５のＹ方向の両端から腕部１１、１２が突出する。第１コイル６１は、Ｙ方向に延在する第１有効辺部分６１１、６１２（長辺部分）を有する長円形状の空芯コイルであり、第１枠部１５の内側に接着等により固定されている。第１磁石６２１、６２２は各々、長方形の平面形状を有しており、Ｘ方向に長辺が延在し、Ｙ方向に短辺が延在する。第１磁石６２１、６２２は各々、Ｘ方向に分極着磁されており、Ｎ極およびＳ極が各々、第１コイル６１の第１有効辺部分６１１、６１２に対向する。従って、第１コイル６１に通電すると、第１磁気駆動回路６は、第１可動体１０ＸをＸ方向に駆動する駆動力を発生させる。

【0033】

第２可動体１０Ｙは、第２コイル７１を保持する長円形状の第２枠部１６を備えており、第２枠部１６のＹ方向の両端から腕部１３、１４が突出する。第２コイル７１は、Ｘ方向に延在する第１有効辺部分７１１、７１２（長辺部分）を有する長円形状の空芯コイルであり、第２枠部１６の内側に接着等により固定されている。第２磁石７２１、７２２は各々、長方形の平面形状を有しており、Ｙ方向に長辺が延在し、Ｘ方向に短辺が延在する。第２磁石７２１、７２２は各々、Ｙ方向に分極着磁されており、Ｎ極およびＳ極が各々、第２コイル７１の第１有効辺部分７１１、７１２に対向する。従って、第２コイル７１に通電すると、第２磁気駆動回路７は、第２可動体１０ＹをＹ方向に駆動する駆動力を発生させる。

【0034】

（動作）
本形態のアクチュエータ１００において、第１コイル６１に交流を印加する一方、第２コイル７１への通電を停止すると、第１可動体１０Ｘは、Ｘ方向に振動する。第１可動体１０Ｘの振動は、第１可動体１０Ｘと一体になった第１駆動部材４Ｘから操作体３の被駆動部３３に直接伝達され、操作体３がＸ方向に振動する。このため、操作者は、操作体３の出力部３２を手指で触れることにより、Ｘ方向の振動を体感することができる。その際、第１コイル６１に印加する交流波形を調整して、第１可動体１０ＸがＸ方向の一方側Ｘ１に移動する加速度と、第１可動体１０ＸがＸ方向の他方側Ｘ２に移動する加速度とを相違させれば、操作者は、Ｘ方向において方向性を有する振動を体感することができる。

【0035】

また、本形態のアクチュエータ１００において、第２コイル７１に交流を印加する一方、第１コイル６１への通電を停止すると、第２可動体１０Ｙは、Ｙ方向に振動する。第２可動体１０Ｙの振動は、第２可動体１０Ｙと一体になった第２駆動部材４Ｙから操作体３の被駆動部３３に直接伝達され、操作体３がＹ方向に振動する。このため、操作者は、操作体３の出力部３２を手指で触れることにより、Ｙ方向の振動を体感することができる。その際、第２コイル７１に印加する交流波形を調整して、第２可動体１０ＹがＹ方向の一方側Ｙ１に移動する加速度と、第２可動体１０ＹがＹ方向の他方側Ｘ２に移動する加速度とを相違させれば、操作者は、Ｙ方向において方向性を有する振動を体感することができる。

【0036】

また、第１コイル６１と第２コイル７１への通電とを組み合わせれば、操作者は、Ｘ方向での振動とＹ方向での振動とを組み合わせた振動を体感することができる。

【0037】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のアクチュエータ１００において、操作体３をＸ方向（第２方向）に振動させる第１磁気駆動回路６、および操作体３をＹ方向（第３方向）に振動させる第２磁気駆動回路７がＺ方向（第１方向）に重ねて配置されているため、アクチュエータ１００をＺ方向からみたときのサイズ（平面積）が小さい。それゆえ、本形態のアクチュエータ１００は、手に持つコントローラ等の機器に搭載するのに適している。また、アクチュエータ１００は、Ｚ方向に重ねて配置された第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７からなるため、アクチュエータ１００の第１方向のサイズ（厚さ）を小型化することができる。

【0038】

本形態では、操作者が直接触れることのできる操作体３を備えており、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７によって操作体３を直交する２方向に駆動する。従って、操作者にＸＹ平面内の任意の方向の振動を体感させることができる。また、操作者が直接触れることのできる操作体３を駆動するので、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７が発生させる加速度を直接体感することができる。よって、弾性体を介して手指に振動が伝わる構造の場合とは異なる触覚を体感することができる。更に、弾性体が介在することによる可動量の制限がないので、ロングストロークの振動を体感させることができる。なお、操作者が操作体３に直接触れる場合だけでなく、間接的に触れる場合であっても、同じ振動や加速度を体感することが可能である。

【0039】

本形態の駆動機構１は、第１コイル６１と一体になってＸ方向（第２方向）へ駆動される第１駆動部材４Ｘ、および、第２コイルと一体になってＹ方向（第３方向）へ駆動される第２駆動部材４Ｙを備え、操作体３は、第１駆動部材４Ｘによって直接Ｘ方向へ押圧されて駆動され、且つ、第２駆動部材４Ｙによって直接Ｙ方向へ押圧されて駆動される。従って、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７によって発生する動きを第１駆動部材４Ｘおよび第２駆動部材４Ｙによって直接操作体３に伝達できるので、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７が発生させる加速度を直接体感することができる。

【0040】

なお、図４に図示した第１駆動部材４Ｘ、第２駆動部材４Ｙ、および操作体３の形態は本発明の一実施例にすぎず、本発明はこのような形態に限定されるものではない。

【0041】

本形態の駆動機構１は、第１コイル６１が搭載された第１可動体１０Ｘと、第２コイル７１が搭載された第２可動体１０Ｙを備える。そして、支持体２を構成する第１ケース２５と第１可動体１０Ｘとの間に、第１可動体１０ＸをＸ方向へ移動可能に支持する第１転動体８が配置される。また、支持体２を構成する第３ケース２７と第２可動体１０Ｙとの間に、第２可動体１０ＹをＹ方向へ移動可能に支持する第２転動体９が配置される。このように、ボールなどの転動体によって第１可動体１０Ｘおよび第２可動体１０Ｙの荷重を受けることによって、第１可動体１０Ｘに保持される第１コイル６１と第１ケース２５（支持体２）に保持される第１磁石６２１との磁気ギャップを確保できる。また、第１可動体１０Ｘおよび第２可動体１０Ｙの動きをスムーズにすることができ、摩擦等によるトルクロスを少なくすることができる。

【0042】

また、本形態では、第１可動体１０ＸのＹ方向の両端の腕部１１、１２を第１転動体８で支持し、第２可動体１０ＹのＸ方向の両端の腕部１３、１４を第２転動体９で支持するので、第１可動体１０Ｘおよび第２可動体１０Ｙをバランス良く支持できる。また、第１コイル６１と第１磁石６２１との磁気ギャップ、および、第２コイル７１と第２磁石７２
１との磁気ギャップを安定して確保できる。

【0043】

本形態の駆動機構１は、１軸方向の磁気駆動ユニットである第１磁気駆動ユニット６０と第２磁気駆動ユニット７０を同一構造として、これらをＺ方向に積層してアクチュエータ１００を構成しているので、部品を共通化することができる。従って、部品設計および製造工程の合理化を図ることができ、コスト削減に有利である。

【0044】

本形態の駆動機構１は、第１コイル６１に対してＺ方向の両側に第１ヨーク６３１に保持される第１磁石６２１、および第１ヨーク６３２に保持される第１磁石６２２が配置される。また、第２コイル７１に対してＺ方向の両側に第１ヨーク６３１に保持される第１磁石６２１、および第１ヨーク６３２に保持される第１磁石６２２が配置される。従って１つのコイルに対して２つの磁石を対向させているので、大きな駆動力を発生させることができる。

【0045】

（変形例）
（１）上記形態において、第１コイル６１と第１磁石６２１、６２２との相対移動を検出する第１センサを設けると共に、第２コイル７１と第２磁石７２１、７２２との相対移動を検出する第２センサを設けることができる。例えば、第１可動体１０Ｘもしくは第１駆動部材４Ｘに被検出部を設け、支持体２にホールセンサなどの検出部を設ければ、第１磁気駆動回路６の実際の駆動量を検出できる。また、第２可動体１０Ｙもしくは第２駆動部材４Ｙに被検出部を設け、支持体２にホールセンサなどの検出部を設ければ、第２磁気駆動回路７の実際の駆動量を検出できる。これにより、操作体３の現在位置を検出することができる。また、現在位置に基づいてフィードバック制御を行うことができるので、精度良く操作体３の駆動制御を行うことができる。

【0046】

（２）上記形態において、第１可動体１０Ｘの腕部１１、１２と第２ケース２６の転動体受け部２９との間に、腕部１１、１２を第１転動体８に押し付けるばねなどの第１与圧部材を配置することができる。また、同様に、第２可動体１０Ｙの腕部１３、１４と第４ケース２８の転動体受け部２９との間に、腕部１３、１４を第２転動体９に押し付けるばねなどの第２与圧部材を配置することもできる。このようにすると、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７の非通電時に、第１可動体１０Ｘおよび第２可動体１０Ｙの位置保持を行うことができる。また、この場合には、第２ケース２６および第４ケース２８の転動体受け部２９に第１、第２与圧部材を保持させることができる。

【0047】

（他の実施形態）
（１）上記形態では、第１磁気駆動回路６および第２磁気駆動回路７は、支持体２に磁石（第１磁石６２１、６２２、第２磁石７２１、７２２）が設けられ、可動体（第１可動体１０Ｘ、第２可動体１０Ｙ）にコイル（第１コイル６１、第２コイル）が設けられているが、支持体２にコイルを設け、可動体に磁石を設けるように構成してもよい。

【0048】

（２）上記形態では、コイル（第１コイル６１、第２コイル）のＺ方向の一方側Ｚ１および他方側Ｚ２に、それぞれ磁石およびヨークを配置する構造であったが、Ｚ方向の一方側Ｚ１および他方側Ｚ２のいずれか一方にのみ磁石およびヨークを配置する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…駆動機構、２…支持体、３…操作体、４Ｘ…第１駆動部材、４Ｙ…第２駆動部材、５Ｘ…第１ガイド孔、５Ｙ…第２ガイド孔、６…第１磁気駆動回路、７…第２磁気駆動回路、８…第１転動体、９…第２転動体、１０Ｘ…第１可動体、１０Ｙ…第２可動体、１１、１２、１３、１４…腕部、１５…第１枠部、１６…第２枠部、２１、２２、２３、２４…
開口部、２５…第１ケース、２６…第２ケース、２７…第３ケース、２８…第４ケース、２９…転動体受け部、３１…板状部、３２…出力部、３３…被駆動部、６０…第１磁気駆動ユニット、６１…第１コイル、７０…第２磁気駆動ユニット、７１…第２コイル、１００…アクチュエータ、２５１…第１端板部、２５２…第１側板部、２６１…第２端板部、２６２…第２側板部、２７１…第３端板部、２７２…第３側板部、２８１…第４端板部、２８２…第４側板部、２９１…凹部、６１１、６１２…第１有効辺部分、６２１、６２２…第１磁石、６３１、６３２…第１ヨーク、７１１、７１２…第２有効辺部分、７２１、７２２…第２磁石、７３１、７３２…第２ヨーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】