特許 6980877 振動アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6980877

(24)【登録日】2021年11月19日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】振動アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/16 20060101AFI20211202BHJP

   B06B 1/04 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H02K33/16 A

   B06B1/04 Z

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-158579(P2020-158579)

(22)【出願日】2020年9月23日

(62)【分割の表示】特願2017-247546(P2017-247546)の分割

【原出願日】2017年12月25日

(65)【公開番号】特開2020-199506(P2020-199506A)

(43)【公開日】2020年12月17日

【審査請求日】2020年9月23日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000112565

【氏名又は名称】フォスター電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 義一

(72)【発明者】

【氏名】飛鳥川 孝史

(72)【発明者】

【氏名】千葉 雄介

(72)【発明者】

【氏名】後藤 元

(72)【発明者】

【氏名】原 晃

(72)【発明者】

【氏名】山上 憲

(72)【発明者】

【氏名】笹沼 起史

【審査官】 大島 等志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−２００３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１２３４９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−０５０６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４２０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４０１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

Ｂ０６Ｂ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のケースと、
前記ケースの開口側を塞ぐように取り付けられたダンパカバーと、
該ケースに設けられたコイルと、
該コイルにより前記ケースの振動軸線に沿って振動する可動子と、
内周部が前記可動子に取り付けられ、外周部が前記ケースに取り付けられたダンパと、
前記ケースの開口部の端面において、前記ダンパの外周縁に沿って振動軸線Ｏ方向に突出する凸部と、
を有し、
前記ケースの開口部の端面と前記ダンパカバーの周縁部の端面との間で前記ダンパの外周部が挟持されている
ことを特徴とする振動アクチュエータ。

【請求項2】

前記凸部は、前記ダンパカバーの外周縁に沿って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動アクチュエータ。

【請求項3】

前記凸部の端面が前記ダンパカバーの端面と対向して設けられ、両者の端面の間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータ。

【請求項4】

前記ケースが、筒状のケース本体とその開口側の端面に設けられた筒状のカバーケースとから構成され、
前記カバーケースの開口部の外周には前記凸部が設けられ、
前記カバーケースの開口部の端面と前記ダンパカバーの周縁部の端面との間で前記ダンパの外周部が挟持されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【請求項5】

前記ダンパカバーは、ケースの開口部を塞ぐ底部と、前記底部の周縁部分において前記ケースの開口部端面側に向かって設けられた周壁部とを備え、
前記ダンパの外周部は、前記周壁部の端面と前記ケースの開口部の端面との間で挟持されている
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【請求項6】

前記ダンパが、前記可動子が取り付けられる環状の支持部、前記ケースに取り付けられる円環部、前記支持部と前記円環部とを接続する複数の渦巻き状の腕部とを備えた板ばねから構成され、
前記円環部は、前記ケースの開口部の端面と前記ダンパカバーの周縁部の端面との間で挟持されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【請求項7】

前記ダンパカバーに貫通穴が設けられ、前記ケースにはめねじ穴が設けられ、
前記貫通穴を挿通し、前記めねじ穴に螺合するねじにより、前記ダンパの外周部が前記ダンパカバーと前記ケースとに挟持された状態で、前記ダンパカバー及び前記ダンパは、前記ケースの開口側に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【請求項8】

前記円環部の外周縁における前記ダンパカバーの貫通穴に対応した位置には、前記ダンパの中心側に向かって形成された切り欠きが設けられ、前記ねじが前記切り欠き部分を貫通している
ことを特徴とする請求項７に記載の振動アクチュエータ。

【請求項9】

前記可動子が、マグネット、ポールピース及び錘を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【請求項10】

前記ケース本体は、前記ケース本体と別部材で構成され、前記コイルを位置決めする突起を有する請求項１から請求項９のいずれかに記載の振動アクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動アクチュエータに関し、更に詳しくは、可動子が重い振動アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

可動磁石型や可動コイル型の可動子を有した振動アクチュエータでは、往復運動をする可動子を支持するのに複数の板ばねが用いられている。
また、振動力を大きくするために、可動子に錘を付加する場合がある。この場合、可動子の質量が重く、板ばねだけでは、可動子を支持できない場合がある。特に、可動子が水平方向に振動する場合、板ばねで支持される可動子が下がり、ケースと接触し、異音が発生したり、ケースや可動子が破損したりする。

【0003】

このような場合、可動子に振動軸線に沿った方向に延出する軸を設け、この軸を軸受けで支持する場合もある（例えば、特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４５６７４０９号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した軸受けを用いた振動アクチュエータにおいて、以下のような問題点がある。
(1) 可動子が振動すると、軸受けと軸との摺動音（異音）が発生する。
(2) 軸受けの構造が必要となり、構造が複雑で、コストもかかる。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動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】

【0007】

課題を解決する請求項１に係る発明の振動アクチュエータは、円筒状のケースと、前記ケースの開口側を塞ぐように取り付けられたダンパカバーと、該ケースに設けられたコイルと、該コイルにより前記ケースの振動軸線に沿って振動する可動子と、内周部が前記可動子に取り付けられ、外周部が前記ケースに取り付けられたダンパと、を有し、前記ケースの開口部の端面と前記ダンパカバーの周縁部の端面との間で前記ダンパの外周部が挟持されていることを特徴とする。

【0008】

本発明の他の特徴は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。

【発明の効果】

【0009】

第１及び第２板ばねを、渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同一となるように配置して用いる場合、板ばねの支持部は、板厚方向の変位につれて、その平面内で回転しようとする。このため、可動子は、振動軸線方向の変位に応じて回転する。
本発明の振動アクチュエータによれば、前記第１及び第２板ばねの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように、前記第１及び第２板ばねは配置されることにより、可動子は双方の板ばねから逆方向のトルクを受けることになるために、振動軸線方向に変位しても回転しない。

【0010】

次に、前記第１及び第２板ばねの複数の腕部は、力が負荷されると局所的に応力が増大する応力集中部を有し、前記各腕部の応力集中部は、前記振動軸線と直交する複数の直線上に位置している。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となり、この低応力部は、応力集中部が位置する同一直線とは別の振動軸線と直交する複数の直線上に位置している。よって、可動子は、振動軸線と直交する複数の直線上に位置する低応力部により支持され、可動子が振動軸線方向に変位しても、振動軸線に対して傾かない。

【0011】

よって、可動子が振動軸線方向に変位しても、回転せず、振動軸線に対して傾かないので、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動アクチュエータを実現できる。
本発明の他の効果は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の振動アクチュエータの実施形態を説明する分解斜視図である。

【図2】図１を組み付けた際の平面図である。

【図3】図２の正面図である。

【図4】図２の背面図である。

【図5】図２の下面図である。

【図6】図３の左側面図である。

【図7】図２の切断線VII−VIIにおける断面図である。

【図8】ケースに分割ヨークを取り付ける方法を説明する図である。

【図9】分割ヨークが取り付けられたケースにコイルを取り付ける方法を説明する図である。

【図10】分割ヨークとコイルとが取り付けられたケースを説明する図である。

【図11】図１の第１ダンパの平面図である。

【図12】第１ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図である。

【図13】第１ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【図14】第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図である。

【図15】第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【図16】第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図である。

【図17】第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【図18】図１に示す振動アクチュエータの作動を説明する図である。

【図19】他の実施形態の振動アクチュエータの作動を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図を用いて実施形態を説明する。図１は本発明の振動アクチュエータの実施形態を説明する分解斜視図、図２は図１を組み付けた際の平面図、図３は図２の正面図、図４は図２の背面図、図５は図２の下面図、図６は図３の左側面図、図７は図２の切断線VII−VIIにおける断面図、図８はケースに分割ヨークを取り付ける方法を説明する図、図９は分割ヨークが取り付けられたケースにコイルを取り付ける方法を説明する図、図１０は分割ヨークとコイルとが取り付けられたケースを説明する図、図１８は図１に示す振動アクチュエータの作動を説明する図、図１９は他の実施形態の振動アクチュエータの作動を説明する図である。尚、図３の右側面は、図６の左側面と同一である。
（全体構成）
図１−図７を用いて振動アクチュエータの全体構成を説明する。

【0014】

両端に開口を有する円筒状でABS等の樹脂でなるケース１の内部には円筒状の軟磁性材料でなるヨーク１１が設けられている。ヨーク１１の内周面には、ヨーク１１と電気的に絶縁された状態でコイル２１が取り付けられている。
ケース１の一方の開口側の端面には、ABS等の樹脂でなる円筒状の第１カバーケース３１が配置される。ケース１の他方の開口側の端面には、ABS等の樹脂でなる円筒状の第２カバーケース４１が配置されている。

【0015】

第１カバーケース３１のケース１と反対側の開口側の端面には、ステンレスの薄板を加工してなり、ケース１の振動軸線Ｏに沿って可撓可能な板ばねである第１ダンパ５１が配置されている。第２カバーケース４１のケース１と反対側の開口側の端面には、ステンレスの薄板を加工してなり、ケース１の振動軸線Ｏに沿って可撓可能な板ばねである第２ダンパ６１が配置されている。

【0016】

第１カバーケース３１と協働して第１ダンパ５１を挟むように第１ダンパカバー７１が配置されている。第２カバーケース４１と協働して第２ダンパ６１を挟むように第２ダンパカバー８１が配置されている。
第１ダンパカバー７１の縁部に沿って１２０°ピッチで３つの貫通した穴７１ａが形成されている。第１カバーケース３１には、第１ダンパカバー７１の穴７１ａに対向する３つの貫通した穴３１ａが形成されている。ケース１の一方の開口側の端面には、第１カバーケース３１の３つの穴３１ａに対向する３つのめねじ穴１ａが形成されている。

【0017】

そして、第１ダンパカバー７１の穴７１ａ、第１カバーケース３１の穴３１ａを挿通し、ケース１のめねじ穴１ａに螺合する３本のねじ９１により、第１ダンパ５１の周縁部が第１ダンパカバー７１と第１カバーケース３１とに挟持された状態で、第１ダンパカバー７１、第１ダンパ５１、第１カバーケース３１は、ケース１の一方の開口側に取り付けられている。即ち、第１ダンパ５１は、ケース１の内面に取り付けられている。

【0018】

第２ダンパカバー８１の縁部に沿って１２０°ピッチで３つの貫通した穴８１ａが形成されている。第２カバーケース４１には、第２ダンパカバー８１の穴８１ａに対向する３つの貫通した穴４１ａが形成されている。ケース１の他方の開口側の端面には、第２カバーケース４１の３つの穴４１ａに対向する３つのめねじ穴（図示せず）が形成されている。

【0019】

そして、第２ダンパカバー８１の穴８１ａ、第２カバーケース４１の穴４１ａを挿通し、ケース１の他方の開口側の端面に形成されためねじ穴に螺合する３本のねじ１０１により、第２ダンパ６１は、第２ダンパカバー８１と第２カバーケース４１とに挟持された状態で、第２ダンパカバー８１、第２ダンパ６１、第２カバーケース４１は、ケース１の他方の開口側に取り付けられている。即ち、第２ダンパ６１は、ケース１の内面に取り付けられている。

【0020】

第１ダンパ５１と第２ダンパ６１との間には、コイル２１に包囲され、振動軸線Ｏに沿って振動する可動子１１１が配置される。可動子１１１は、円板状のマグネット１１３と、マグネット１１３を挟むように配置された円板状の第１ポールピース１１５、第２ポールピース１１７と、マグネット１１３、第１ポールピース１１５、第２ポールピース１１７を挟むように配置される第１マス（錘）１１９、第２マス（錘）１２１からなっている。

【0021】

マグネット１１３は着磁方向が振動軸線Ｏ方向である。第１ポールピース１１５、第２ポールピース１１７は、難磁性材料でなり、マグネット１１３の磁気吸着力及び接着剤等により、マグネット１１３に取り付けられている。第１マス１１９、第２マス１２１は、非磁性体でなり、接着剤等により、第１ポールピース１１５、第２ポールピース１１７に取り付けられている。このため、可動子１１１を構成するマグネット１１３、第１ポールピース１１５、第２ポールピース１１７、第１マス１１９、第２マス１２１は一体化されている。

【0022】

第１マス１１９、第２マス１２１には、中心軸に沿って貫通した穴１１９ａ、貫通した穴１２１ａが形成されている。また、第１ダンパ５１の中心には、第１マス１１９の穴１１９ａに対向し、貫通した穴５１ａが形成されている。同様に、第２ダンパ６１の中心には、第２マス１２１の穴１２１ａに対向し、貫通した穴６１ａが形成されている。

【0023】

そして、ピン１３１が第１ダンパ５１の穴５１ａを挿通し、第１マス１１９の穴１１９ａに圧入され、ピン１４１が第２ダンパ６１の穴６１ａを挿通し、第２マス１２１の穴１２１ａに圧入されることにより、可動子１１１はケース１の振動軸線Ｏに沿って振動可能に支持されている。
前記可動子が取り付けられる支持部、ケースの内面に取り付けられる円環部、前記支持部と前記円環部とを接続する複数の渦巻き状の腕部とからなる第１板ばね、ケース１の周面には、リード線が接続され、コイル２１に電流を供給するターミナル３が形成されている。
（ケース１、ヨーク１１、コイル２１）
図８−図１０を用いて説明する
本実施形態のヨーク１１は、円筒を異なる母線に沿って切断された短冊状の複数（本実施形態では３つ）の分割ヨーク１３で構成されている。

【0024】

また、本実施形態のコイル２１は、振動軸線Ｏに沿って配置され、第１コイル２３、第２コイル２５からなっている。第１コイル２３、第２コイル２５は、ヨーク１１の内周面に沿って巻回されている。
ケース１の内周面には、振動軸線Ｏ方向に突出し、振動軸線Ｏ方向に延びるリブ５が等ピッチ間隔で３か所形成されている。

【0025】

各リブ５の振動軸線Ｏ方向の２つの端面には、分割ヨーク１３の母線に沿った端面が当接する分割ヨーク当接面５ａが形成されている。本実施形態では、リブ５は樹脂でなっているので、弾性を有している。よって、分割ヨーク１３の母線に沿った２つの端面が当接する。

【0026】

分割ヨーク１３の母線に沿った端面が、リブ５の分割ヨーク当接面５ａに当接することで、分割ヨーク１３のケース１の周方向の位置決めが成される。
また、各リブ５の可動子１１１のマグネット１１３と対向する面５ｂには可動子１１１方向に突出する突起７が形成されている。突起７のケース１の一方の開口側には、第１コイル２３の開口側の端部が当接する第１コイル当接面７ａが形成されている。突起７のケース１の他方の開口側には、第２コイル２５の開口側の端部が当接する第２コイル当接面７ｂが形成されている。

【0027】

第１コイル２３の開口側の端部が、リブ５の突起７の第１コイル当接面７ａに当接し、第１コイル２３のケース１の振動軸線Ｏ方向の位置決めがなされた状態で、接着剤等を用いて第１コイル２３のヨーク１１への取り付けがなされる。第２コイル２５の開口側の端部が、リブ５の突起７の第２コイル当接面７ｂに当接し、第２コイル２５のケース１の振動軸線Ｏ方向の位置決めがなされた状態で、接着剤等を用いて第２コイル２５のヨーク１１への取り付けがなされる。
（第１ダンパ５１、第２ダンパ６１）
図１１を用いて、本実施形態の第１ダンパ５１、第２ダンパ６１について、更に詳しく説明する。尚、第１ダンパ５１と第２ダンパ６１とは同一形状で、取り付け方が異なるだけであるので、ここでは第１ダンパ５１で説明を行い、第２ダンパ６１の説明は省略する。そして、第２ダンパ６１の第１ダンパ５１と同一部分には、第１ダンパ５１の各部分の符号に１０加えた符号で説明を行う。例えば、第１ダンパ５１の第１腕部が符号５３である場合、第２ダンパ６１の第１腕部の符号は６３である。

【0028】

第１ダンパ５１の中央部には、穴５１ａを挿通するピン１３１を用いて可動子１１１に取り付けられる支持部５１ｂが形成されている。
第１ダンパカバー７１と第１カバーケース３１とに挟持され、ケース１の内面に取り付けられる第１ダンパ５１の円環部５１ｃには、ねじ９１との干渉を防ぐために、３つの切り欠き５１ｄが形成されている。

【0029】

そして、支持部５１ｂと円環部５１ｃとは、３つの同一形状の渦巻き状の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７で接続されている。第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７は振動軸線Oの回りに１２０°ピッチで設けられている。
第１腕部５３は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５３ａ、第２応力集中部５３ｂ、第３応力集中部５３ｃを有している。同様に、第２腕部５５は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５５ａ、第２応力集中部５５ｂ、第３応力集中部５５ｃを有し、第３腕部５７は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５７ａ、第２応力集中部５７ｂ、第３応力集中部５７ｃを有している。

【0030】

そして、第１腕部５３の第１応力集中部５３ａと、第３腕部５７の第２応力集中部５７ｂと、第２腕部５５の第３応力集中部５５ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第１直線Ｌ１上に位置している。また、第２腕部５５の第１応力集中部５５ａと、第１腕部５３の第２応力集中部５３ｂと、第３腕部５７の第３応力集中部５７ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第２直線Ｌ２上に位置している。更に、第３腕部５７の第１応力集中部５７ａと、第２腕部５５の第２応力集中部５５ｂと、第１腕部５５の第３応力集中部５３ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第３直線Ｌ３上に位置している。尚、第１直線Ｌ１、第２直線Ｌ２、第３直線Ｌ３は、振動軸線Oの回りに１２０°ピッチで位置している。

【0031】

この構成は、第２ダンパ６１も有している。
そして、図１に示すように、第１ダンパ５１の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の渦巻き方向と、第２ダンパ６１の第１腕部６３、第２腕部６５、第３腕部６７の渦巻き方向とが、逆になるように第１ダンパ５１と第２ダンパ６１とは配置されている。

【0032】

（作動）
図１８を用いて、本実施形態の振動アクチュエータの作動を説明する。
第１コイル２３、第２コイル２５に通電していない状態では、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１で支持される可動子１１１は、コイル２１の中央に位置している。

【0033】

第１コイル２３、第２コイル２５には、交互に逆極性の磁界を発生する向きに交流を通電させる。即ち、第１コイル２３、第２コイル２５の隣り合う部分に同極が発生するようになっている。
図１８の極性では、可動子１１１には下方（矢印A方向）への推力が発生し、第１コイル２３、第２コイル２５へ流す電流を反転させれば、可動子１１１には上方向（矢印Ｂ方向）への推力が発生する。

【0034】

このように、第１コイル２３、第２コイル２５に交流を通電させれば、可動子１１１はケース１、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１よる付勢力を両側から受けながら、振動軸線Ｏに沿って振動する。
ところで、可動子１１１に発生する推力は、基本的にはフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力に準じられる。本実施形態では、第１コイル２３、第２コイル２５が固定されているので、可動子１１１に第１コイル２３、第２コイル２５に発生する力の反力としての推力が発生する。

【0035】

よって、推力に寄与するのは、可動子１１１のマグネット１１３の磁束の水平成分（マグネット１１３の軸方向に直交する成分）である。そして、ヨーク１１はマグネット１１３の磁束の水平成分を増大するものである。
上記構成によれば、以下のような効果が得られる。

【0036】

(1) 第１ダンパ５１の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の渦巻き方向と、第２ダンパ６１の第１腕部６３、第２腕部６５、第３腕部６７の渦巻き方向とが、同一となるように配置して用いる場合、第１ダンパ５１の支持部５１ｂ、第２ダンパ６１の支持部６１ｂは、板厚方向の変位につれて、その平面内で回転しようとする。このため、可動子１１は、振動軸線Ｏ方向の変位に応じて回転する。

【0037】

本実施形態では、第１ダンパ５１の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の渦巻き方向と、第２ダンパ６１の第１腕部６３、第２腕部６５、第３腕部６７の渦巻く方向とが、逆になるように第１ダンパ５１と第２ダンパ６１とは配置されているので、可動子１１１は第１ダンパ５１、第２ダンパ６１から逆方向のトルクを受けることになるために、振動軸線Ｏ方向に変位しても回転しない。

【0038】

また、第１腕部５３は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５３ａ、第２応力集中部５３ｂ、第３応力集中部５３ｃを有している。同様に、第２腕部５５は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５５ａ、第２応力集中部５５ｂ、第３応力集中部５５ｃを有し、第３腕部５７は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第１応力集中部５７ａ、第２応力集中部５７ｂ、第３応力集中部５７ｃを有している。

【0039】

そして、第１腕部５３の第１応力集中部５３ａと、第３腕部５７の第２応力集中部５７ｂと、第２腕部５５の第３応力集中部５５ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第１直線Ｌ１上に位置している。また、第２腕部５５の第１応力集中部５５ａと、第１腕部５３の第２応力集中部５３ｂと、第３腕部５７の第３応力集中部５７ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第２直線Ｌ２上に位置している。更に、第３腕部５７の第１応力集中部５７ａと、第２腕部５５の第２応力集中部５５ｂと、第１腕部５５の第３応力集中部５３ｃとは、振動軸線Ｏと直交する第３直線Ｌ３上に位置している。

【0040】

一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となり、この低応力部は、応力集中部が位置する同一直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とは別の振動軸線Ｏと直交し、振動軸線Ｏの回りに１２０°ピッチで位置する複数の直線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上に位置している（図１１の破線で示す直線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６参照）。よって、可動子１１１は、振動軸線Ｏと直交する直線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上に位置する低応力部により支持され、可動子１１１が振動軸線Ｏ方向に変位しても、振動軸線Ｏに対して傾かない。

【0041】

よって、可動子１１１が振動軸線Ｏ方向に変位しても、可動子１１１は回転せず、振動軸線Ｏに対して傾かないので、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動アクチュエータを実現できる。
尚、本発明は上記実施形態に限定するものではない。

【0042】

上記実施形態では、応力集中部を腕部の曲率を他の部分より大きくすることで形成したが、曲率に限定するものではない。例えば、腕部に孔や切り欠きを設けても応力集中部を形成できる。
また、上記実施形態では、各腕に３つの応力集中部を形成したが、３つにするものではなく、複数、即ち２または４つ以上であってもよい。

【0043】

更に、上記実施形態では、コイル２１は第１コイル２３、第２コイル２５の２つからなった例で説明をしたが、図１９に示すように、１つのコイル２２１でもよい。この場合、可動子３１１のマグネットはラジアル方向に着磁されている。

【実施例】

【0044】

出願人は、本願発明の効果を確認するために、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１に荷重を加えたときの変位、応力を有限要素法を用いて解析を行った。
尚、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１を材質SUS304、厚さは0.3mm、重さ100gとし、シェル要素で解析を行った。

【0045】

(1) 第１ダンパ５１のみに荷重を加えた際の解析
2.1Nの荷重を第１ダンパ５１の支持部５１ｂ加えた場合、最大変位が1.981mm、最大応力が318MPaであった。
解析結果を図１２、図１３に示す。図１２は第１ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図１３は第１ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【0046】

尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態（無荷重状態）を示している。
図１２に示すように、第１ダンパ５１の第１腕部５３の第２応力集中部５３ｂ、第３応力集中部５３ｃ、第２腕部５５の第２応力集中部５５ｂ、第３応力集中部５５ｃ、第３腕部５７の第２応力集中部５７ｂ、第３応力集中部５７ｃは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。

【0047】

また、図１３に示すように、支持部５１ｂの変位が一番大きいことがわかる。
更に、図１２、図１３に示すように、荷重が加えられると、第１ダンパ５１の支持部５１ｂ、第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７は、固定された円環部５１ｃに対して無荷重状態から変位していることが分かる。

【0048】

(2) 第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際の解析
解析結果を図１４，図１５を用いて説明する。図１４は、第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図１５は第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【0049】

尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態（無荷重状態）を示している。
本解析では、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１を垂直線に沿って配置し、水平線に沿って位置する可動子１１１の質量を100g、重力を1Gと設定し、4.4Nの荷重を第１ダンパ５１の支持部５１ｂ加えた。すると、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１の最大変位が1.988mm、最大応力が329MPaであった。

【0050】

図１４に示すように、第１ダンパ５１の第１腕部５３の第２応力集中部５３ｂ、第３応力集中部５３ｃ、第２腕部５５の第２応力集中部５５ｂ、第３応力集中部５５ｃ、第３腕部５７の第２応力集中部５７ｂ、第３応力集中部５７ｃは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。同様に、第２ダンパ６１の第１腕部６３の第２応力集中部６３ｂ、第３応力集中部６３ｃ、第２腕部６５の第２応力集中部６５ｂ、第３応力集中部６５ｃ、第３腕部６７の第２応力集中部６７ｂ、第３応力集中部６７ｃは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。

【0051】

また、図１５に示すように、支持部５１ｂ、支持部６１ｂの変位が一番大きいことがわかる。
更に、図１４に示すように、無荷重時の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の側部と、荷重時の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の側部との間には、平行な部分がない隙間Ｓ１が発生している。この隙間Ｓ１は、第１ダンパ５１に荷重を加えると、各腕部の低応力部が支持部５１ｂ（中心）に向かって移動することにより発生する。その際、支持部５１ｂ、第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７が、固定された円環部５１ｃに対して、回転しているので、平行な部分がない隙間Ｓ１となる。

【0052】

即ち、第１ダンパ５１に荷重を加えると、支持部５１ｂ、第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７は、固定された円環部５１ｃに対して、回転していることが分かる。
同様に、第２ダンパ６１の支持部６１ｂ、第１腕部６３、第２腕部６５、第３腕部６７も、固定された円環部６１ｃに対して無荷重状態から回転していることが分かる。

【0053】

(３) 第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際の解析（実施形態に相当する）
解析結果を図１６，図１７を用いて説明する。図１６は第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図１７は第１及び第２ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第１及び第２ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。

【0054】

尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態（無荷重状態）を示している。
本解析では、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１を垂直線に沿って配置し、水平線に沿って位置する可動子１１１の質量を100g、重力を1Gと設定し、4.7Nの荷重を第１ダンパ５１の支持部５１ｂ加えた。すると、第１ダンパ５１、第２ダンパ６１の最大変位が1.985mm、最大応力が444MPaであった。

【0055】

図１６に示すように、第１ダンパ５１の第１腕部５３の第２応力集中部５３ｂ、第３応力集中部５３ｃ、第２腕部５５の第２応力集中部５５ｂ、第３応力集中部５５ｃ、第３腕部５７の第２応力集中部５７ｂ、第３応力集中部５７ｃは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。同様に、第２ダンパ６１の第１腕部６３の第２応力集中部６３ｂ、第３応力集中部６３ｃ、第２腕部６５の第２応力集中部６５ｂ、第３応力集中部６５ｃ、第３腕部６７の第２応力集中部６７ｂ、第３応力集中部６７ｃは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。

【0056】

また、図１７に示すように、支持部５１ｂ、支持部６１ｂ変位が一番大きいことがわかる。
更に、図１６に示すように、無荷重時の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の側部と、荷重時の第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７の側部との間には、中間部に略平行な部分を有する隙間Ｓ２が発生している。この隙間Ｓ２は、第１ダンパ５１に荷重を加えると、各腕部の低応力部が支持部５１ｂ（中心）に向かって移動することにより発生する。その際、支持部５１ｂ、第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７が、固定された円環部５１ｃに対して、回転しないので、中間部に略平行な部分を有する隙間Ｓ２となる。

【0057】

即ち、第１ダンパ５１に荷重を加えると、支持部５１ｂ、第１腕部５３、第２腕部５５、第３腕部５７は、固定された円環部５１ｃに対して、回転しないことが分かる。
同様に、第２ダンパ６１の支持部６１ｂ、第１腕部６３、第２腕部６５、第３腕部６７も、固定された円環部６１ｃに対して無荷重状態から回転しないことが分かる。

【符号の説明】

【0058】

１ ケース
１１ ヨーク
１３ 分割ヨーク
２１ コイル
５１ 第１ダンパ（板ばね）
５３、６３ 第１腕部
５５、６５ 第２腕部
５７、６７ 第３腕部
６１ 第２ダンパ（板ばね）
１１１ 可動子
１１３ マグネット

【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】