特許 7548751 アクチュエータ及びその製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】アクチュエータ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/04 20060101AFI20240903BHJP

   H02K 33/16 20060101ALI20240903BHJP

   F16F 1/387 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B06B1/04 Z

H02K33/16 A

F16F1/387 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020135670

(22)【出願日】2020-08-11

(65)【公開番号】P2022032151

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-07-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(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】日向 章二

(72)【発明者】

【氏名】小林 優帆

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０４５９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２６８７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０１３７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１７７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２９５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９１１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６９９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０６６８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０６Ｂ １／０４

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

Ｆ１６Ｆ １／３８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体および可動体と、
前記支持体および前記可動体に接続されるゲル状部材と、
前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記ゲル状部材は第１の添加物および第２の添加物を含有し、
前記第１の添加物は、その含有量に応じて、前記可動体が振動するときの共振周波数が変化し、且つ、振動の強度が変化しないものであり、
前記第２の添加物は、その含有量に応じて、前記可動体が振動するときの共振周波数、および、振動の強度が変化するものであることを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記第１の添加物は、フィラーであり、
前記第２の添加物は、弾性樹脂からなる微粒子であ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】

前記ゲル状部材は、シリコーンゲルであり、
前記第１の添加物は、シリカフィラーであり、
前記第２の添加物は、シリコーン樹脂からなるシリコーンボールであることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記第１の添加物は、その含有量に応じて、前記ゲル状部材の破壊強度が増大するものであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記ゲル状部材は、ゲル材料を熱硬化させて製造され、
前記添加物は、耐熱性であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

支持体および可動体と、前記支持体および前記可動体に接続されるゲル状部材と、前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有するアクチュエータの製造方法であって、
前記ゲル状部材を製造するゲル状部材製造工程と、
前記支持体および前記可動体を前記ゲル状部材を介して接続する組立工程と、を行い、
前記ゲル状部材製造工程では、第１の添加物および第２の添加物を添加したゲル材料を型に充填して硬化させた後に離型し、
前記第１の添加物は、その含有量に応じて、前記可動体が振動するときの共振周波数が変化し、且つ、振動の強度が変化しないものであり、
前記第２の添加物は、その含有量に応じて、前記可動体が振動するときの共振周波数、および、振動の強度が変化するものであり、
前記可動体が振動するときの共振周波数および振動の強度のそれぞれの目標値に基づき、前記第１の添加物および前記第２の添加物の種類および添加量を決定することを特徴とするアクチュエータの製造方法。

【請求項7】

前記第１の添加物は、その含有量に応じて、前記ゲル状部材の破壊強度が変化するものであり、
前記ゲル状部材の破壊強度の目標値に基づき、前記第１の添加物の種類および添加量を決定することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動体を固定体に対して相対移動させるアクチュエータおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アクチュエータとして、固定体および可動体と、固定体に対して可動体を振動させる磁気駆動機構を備えるとともに、可動体と固定体とを弾性および粘弾性を備えたゲル状部材によって接続したものがある。特許文献１には、直方体状のカバーの内部に可動体を配置し、可動体をカバーの長手方向に振動させるアクチュエータが開示される。可動体は、磁石が固定されたヨークを備えており、固定体は、コイルを保持するホルダと、可動体を収容するカバーを備える。ゲル状部材は、厚さ方向の一方の面がヨークに接着され、他方の面がカバーに接着される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１３０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

可動体と固定体とを接続する接続体として用いられるゲル状部材は、複数の原料を配合したゲル材料を硬化させることによって製造することができる。アクチュエータの振動特性は、ゲル状部材のばね定数や周波数特性によって決まる。

【0005】

アクチュエータの新規設計時や設計変更時に、従来とは異なる特性を持つゲル状部材が必要となることがある。しかしながら、アクチュエータの振動特性が目標値を達成するようにゲル状部材の特性を調整することは容易ではない。そのため、アクチュエータの新規設計や設計変更は容易ではない。

【0006】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体と固定体とをゲル状部材によって接続するアクチュエータにおいて、ゲル状部材の特性を容易に調整可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のアクチュエータは、支持体および可動体と、前記支持体および前記可動体に接続されるゲル状部材と、前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、前記ゲル状部材は添加物を含有し、前記添加物の含有量に応じて、前記可動体が振動するときの振動特性が変化することを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、ゲル状部材が添加物を含有し、添加物の含有量により、可動体が振動するときの振動特性が変化する。従って、ゲル材料の原料を変更することなく、添加物によってゲル状部材の特性を変化させることができるので、ゲル状部材の特性を容易に調整できる。従って、必要な特性のゲル状部材を容易に製造できるので、アクチュエータの新規設計や設計変更が容易である。

【0009】

本発明において、前記添加物は、弾性樹脂からなる微粒子を含む。ゲルとは異なる特性の弾性樹脂を添加することにより、ゲル状部材の特性を調節できる。例えば、ゲルとは異なる硬さの弾性樹脂を添加することにより、ゲル状部材の硬さを調節でき、ばね定数を調節できる。従って、必要な特性のゲル状部材を容易に製造できる。

【0010】

本発明において、前記ゲル状部材は、シリコーンゲルであり、前記弾性樹脂は、シリコーン微粒子である。ゲル材料と添加物がいずれもシリコーン系であれば、熱膨張率や耐熱性などの性質を大きく変えることなく、ゲル状部材の特性を調整することができる。

【0011】

本発明において、前記添加物は、フィラーを含む。例えば、フィラーは、シリカフィラーであることが好ましい。フィラーを添加することにより、ゲル状部材の破壊強度を向上させることができるので、アクチュエータの耐久性を高めることができる。また、フィラーを添加することにより、可動体が振動するときの振動特性を調整することができる。

【0012】

本発明において、前記ゲル状部材は、ゲル材料を熱硬化させて製造され、前記添加物は、耐熱性であることが好ましい。このようにすると、ゲル材料を熱硬化させることによって添加物の効果が損なわれることがない。従って、添加物により、ゲル状部材の特性を調整することができる。

【0013】

次に、本発明は、支持体および可動体と、前記支持体および前記可動体に接続されるゲル状部材と、前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有するアクチュエータの製造方法であって、前記ゲル状部材を製造するゲル状部材製造工程と、前記支持体および前記可動体を前記ゲル状部材を介して接続する組立工程と、を行い、前記ゲル状部材製造工程では、添加物を添加したゲル材料を型に充填して硬化させた後に離型し、前記可動体が振動するときの振動特性の目標値に基づき、前記添加物の種類および添加量を決定することを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、ゲル材料に添加する添加物の添加量により、可動体が振動するときの振動特性を調整する。従って、ゲル材料の原料を変更することなく、添加物によってゲル状部材の特性を変化させることができるので、ゲル状部材の特性を容易に調整できる。従って、必要な特性のゲル状部材を容易に製造できるので、アクチュエータの新規設計や設計変更が容易である。

【0015】

本発明において、前記ゲル状部材の破壊強度の目標値に基づき、前記添加物の種類および添加量を決定する。例えば、添加物としてフィラーを用いる場合には、フィラーの添加量によってゲル状部材の破壊強度を調整することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ゲル状部材が添加物を含有し、添加物の含有量により、可動体が振動するときの振動特性が変化する。従って、ゲル材料の原料を変更することなく、添加物によってゲル状部材の特性を変化させることができるので、ゲル状部材の特性を容易に調整できる。従って、必要な特性のゲル状部材を容易に製造できるので、アクチュエータの新規設計や設計変更が容易である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。

【図2】図１に示すアクチュエータの分解斜視図である。

【図3】図１に示すアクチュエータの断面図（図１のＡ－Ａ断面図）である。

【図4】内枠部材および外枠部材が固定されたゲル状部材の断面図である。

【図5】ゲル状部材の製造方法の説明図である。

【図6】試験体の一覧表である。

【図7】添加物によるアクチュエータの振動特性の変化を示すグラフである。

【図8】添加物によるゲル状部材のばね定数の変化を示すグラフである。

【図9】添加物による破壊強度の変化を示す一覧表である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明において、可動体３の中心軸線が延在する方向を軸線Ｌ方向とし、軸線Ｌ方向の一方側をＬ１とし、軸線Ｌ方向の他方側をＬ２とする。本発明を適用したアクチュエータ１は、可動体３が支持体２に対して軸線Ｌ方向に振動する。

【0019】

以下に説明する実施形態では、可動体３は、支持体２の内周側に配置されるが、本発明では、可動体３が支持体２の外周側に配置される態様を採用してもよい。また、以下に説明する実施形態では、可動体３を支持体２に対して振動させる磁気駆動機構６は、可動体３に配置される磁石６１と、支持体２に配置されるコイル６２とを備えているが、本発明では、磁石６１とコイル６２の配置を逆にした態様を採用してもよい。すなわち、磁気駆動機構６は、可動体３に配置されるコイル６２と、支持体２に配置される磁石６１とを備えている態様であってもよい。また、以下に説明する実施形態は、可動体３と、可動体３の外周側を囲む支持体２とを円筒状の接続体１０によって接続する構成であるが、本発明は、直方体状のケースの内側に可動体３を配置し、ケースの上板と可動体３との間、および、ケースの底板と可動体３との間に接続体を配置して可動体３と支持体２とを接続する態様を採用してもよい。

【0020】

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るアクチュエータ１の斜視図である。図２は、図１に示すアクチュエータ１の分解斜視図である。図３は、図１に示すアクチュエータ１の断面図であり、図１のＡ－Ａ位置で切断した断面図である。アクチュエータ１は、支持体２と、可動体３と、支持体２および可動体３に接続された接続体１０と、可動体３を支持体２に対して相対移動させる磁気駆動機構６とを備える。接続体１０は、弾性および粘弾性のうちの少なくとも一方を備える。磁気駆動機構６は、可動体３に配置される磁石６１と、支持体２に配置されるコイル６２とを備えており、支持体２に対して可動体３を軸線Ｌ方向に相対移動させる。図３に示すように、可動体３は、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部、および軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部の各位置において、接続体１０を介して支持体２と接続される。

【0021】

（支持体）
支持体２は、筒状のケース２０と、ケース２０の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の開口を塞ぐ第１蓋部材２１と、ケース２０の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の開口を塞ぐ第２蓋部材２２と、ケース２０の内周側で第１蓋部材２１と第２蓋部材２２との間に配置されるコイルホルダ４を有する。本形態では、ケース２０、第１蓋部材２１、第２蓋部材２２、およびコイルホルダ４は樹脂製である。また、支持体２は、コイルホルダ４の内周側に嵌まる第１外枠部材５１と、第１外枠部材５１に対して軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に離間した位置でケース２０の内周側に嵌まる第２外枠部材５２を有する。第１外枠部材５１と第２外枠部材５２とは同一形状であり、軸線Ｌ方向で逆向きに配置される。

【0022】

（接続体）
接続体１０は、第１外枠部材５１の内周面に接合された環状の第１接続体１１と、第２外枠部材５２の内周面に接合された環状の第２接続体１２を備える。可動体３の軸線Ｌ方向（すなわち、可動体の振動方向）の一端側に第１接続体１１が配置され、可動体３の軸線Ｌ方向の他端側に第２接続体１２が配置される。第１接続体１１と第２接続体１２は同一形状であり、軸線Ｌ方向で逆向きに配置される。

【0023】

第１接続体１１および第２接続体１２はゲル状部材であり、ゲル状部材自身の粘着性によって、第１外枠部材５１および第２外枠部材５２に接合される。第１接続体１１および
第２接続体１２は、例えば、針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。本形態では、第１外枠部材５１をコイルホルダ４に圧入して固定することにより、第１接続体１１が支持体２に接続される。また、第２外枠部材５２をケース２０に圧入して固定することにより、第２接続体１２が支持体２に接続される。

【0024】

（コイルホルダ）
図２に示すように、コイルホルダ４は、環状の第１外枠部材固定部４１と、第１外枠部材固定部４１から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２へ突出する胴部４２とを備えており、胴部４２の周りにコイル６２が配置される。コイル６２から引き出されたコイル線６３の端部は、コイルホルダ４の第１外枠部材固定部４１から径方向外側へ突出する２本の端子ピン６４に絡げられている。図１に示すように、端子ピン６４はケース２０の外部へ突出しており、配線基板７に接続される。

【0025】

図３に示すように、コイルホルダ４は、第１外枠部材５１を軸線Ｌ方向に位置決めする第１段部４４を備える。第１外枠部材固定部４１は第１外枠部材５１の外周側を囲んでいる。第１外枠部材固定部４１の内周面には、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に凹む第１凹部４３が設けられ、第１外枠部材５１は、第１凹部４３に圧入される。第１段部４４は、第１凹部４３の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部に設けられている。本形態では、第１外枠部材５１の外周面に形成された環状段部５１１が第１段部４４に対して軸線Ｌ方向に当接する。

【0026】

（ケース）
ケース２０は、円筒状のケース本体２４と、ケース本体２４の内周側に配置される第２外枠部材固定部２５を備える。図２に示すように、第２外枠部材固定部２５は、ケース本体２４の内周面から内周側に突出しており、ケース本体２４と一体に成形される。図３に示すように、第２外枠部材固定部２５は、コイルホルダ４に対して軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に離間した位置に配置される。

【0027】

ケース２０は、第２外枠部材５２を軸線Ｌ方向に位置決めする第２段部４５を備える。図３に示すように、第２外枠部材固定部２５の内周面には、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に凹む第２凹部４６が設けられ、第２外枠部材５２は、第２凹部４６に圧入される。第２段部４５は、第２凹部４６の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部に設けられている。本形態では、第２外枠部材５２の外周面に形成された環状段部５２１が第２段部４５に対して軸線Ｌ方向に当接する。

【0028】

また、ケース２０は、コイルホルダ４を軸線Ｌ方向に位置決めする第３段部４７を備える。図３に示すように、第３段部４７は、ケース本体２４の内周面に形成される。ケース本体２４の内周面には、軸線Ｌ方向に延びる複数の溝部２９が形成され、各溝部２９の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部に第３段部４７が形成されている。一方、図２、図３に示すように、コイルホルダ４は、第１外枠部材固定部４１の外周面から突出する複数の凸部４９を備える。支持体２を組み立てる際、コイルホルダ４の各凸部４９は、ケース本体２４の各溝部２９に軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から嵌め込まれ、第３段部４７に対して軸線Ｌ方向に当接する。これにより、コイルホルダ４がケース本体２４に圧入されて固定されるとともに、コイルホルダ４が軸線Ｌ方向に位置決めされる。

【0029】

（蓋部材）
図３に示すように、第１蓋部材２１は、コイルホルダ４に設けられた第１外枠部材固定部４１の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１からケース本体２４に固定されている。また、第２蓋部材２２は、第２外枠部材固定部２５の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２からケース本体２４に固定されている。図２に示すように、第１蓋部材２１および第２蓋部材２２は、それぞれ、軸線Ｌ方向から見て円形の蓋部２６と、蓋部２６の外周縁に等間隔で配置された複数の係止
部２７を備える。本形態では、第１蓋部材２１および第２蓋部材２２は、それぞれ、３個所の係止部２７を備える。係止部２７は、蓋部２６から外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪部である。

【0030】

係止部２７は、径方向に弾性変形して蓋部２６と共にケース本体２４の内周側に押し込まれる。ケース２０は、係止部２７がケース２０の内側から外れることを規制する規制部２８を備える。規制部２８は、ケース本体２４の端部から内周側に突出する凸部である。図１、図２に示すように、規制部２８は、ケース本体２４の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１および他方側Ｌ２の端部に、それぞれ、３個所ずつ等間隔で配置される。規制部２８は、係止部２７の先端に対して軸線Ｌ方向に当接する。

【0031】

第１蓋部材２１は、係止部２７および規制部２８による係止構造と、接着剤による固定と、溶着とを併用してケース２０に固定される。接着剤は、硬化後にケース２０の一方側Ｌ１の端部と第１蓋部材２１との隙間を封止する封止材となるように塗布される。従って、組立後の支持体２では、第１蓋部材２１とケース２０との隙間は、接着剤（図示せず）によって封止される。

【0032】

第１蓋部材２１は、溶着によってコイルホルダ４に固定され、コイルホルダ４を介してケース２０に固定される。図２、図３に示すように、第１蓋部材２１は、蓋部２６から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に突出する複数の溶着用凸部２１０を備える。一方、図３に示すように、コイルホルダ４は、蓋部２６と軸線Ｌ方向に対向する複数の溶着用凹部４１０を備える。本形態では、溶着用凸部２１０および溶着用凹部４１０は、周方向に等間隔で３個所に配置される。第１蓋部材２１をケース２０に固定する際には、図３に示すように、各溶着用凸部２１０がコイルホルダの溶着用凹部４１０に溶着される。

【0033】

第２蓋部材２２は、第１蓋部材２１と同様に、係止部２７および規制部２８による係止構造と、接着剤による固定と、溶着とを併用してケース２０に固定される。接着剤は、硬化後にケース２０の他方側Ｌ２の端部と第２蓋部材２２との隙間を封止する封止材となるように塗布される。従って、組立後の支持体２では、第２蓋部材２２とケース２０との隙間は、接着剤（図示せず）によって封止される。

【0034】

第２蓋部材２２は、溶着によってケース２０の第２外枠部材固定部２５に固定される。図２、図３に示すように、第２蓋部材２２は、蓋部２６から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に突出する複数の溶着用凸部２２０を備える。一方、第２外枠部材固定部２５は、蓋部２６と軸線Ｌ方向に対向する複数の溶着穴２５０を備える。本形態では、溶着用凸部２２０および溶着穴２５０は、周方向に等間隔で３個所に配置される。第２蓋部材２２をケース２０に固定する際には、図３に示すように、各溶着用凸部２２０が第２外枠部材固定部２５の溶着穴２５０に溶着される。

【0035】

図２に示すように、コイルホルダ４の第１外枠部材固定部４１は、ケース本体２４に設けられた３個所の規制部２８と軸線Ｌ方向で重なる部分を内周側に切り欠いた溝部４８を備える。従って、コイルホルダ４をケース本体２４の内部に挿入する際に、第１外枠部材固定部４１と規制部２８とが干渉することが回避される。

【0036】

（配線引き出し部）
図１に示すように、支持体２は、磁気駆動機構６のコイル６２から引き出したコイル線６３を絡げた端子ピン６４を外部に引き出すための配線引き出し部６０を備える。配線引き出し部６０は、ケース２０の軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の縁を軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に切り欠いた切欠き部６５と、第１蓋部材２１の外周縁の周方向の一部から軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２に延びるカバー６６との間に設けられた隙間である。

【0037】

切欠き部６５の内周側には、コイルホルダ４の第１外枠部材固定部４１が配置される。本形態では、第１外枠部材固定部４１から外周側に延びる２本の端子ピン６４が配線引き出し部６０に配置される。各端子ピン６４の根本には、コイル６２から引き出されたコイル線６３が絡げられている。

【0038】

ケース２０は、切欠き部６５の他方側Ｌ２に形成された基板固定部６９を備える。配線引き出し部６０には、基板固定部６９に固定される配線基板７の端部が配置される。端子ピン６４は、配線基板７の縁に設けられた保持溝７１に位置決めされ、保持溝７１の縁に形成されたランドと電気的に接続される。配線基板７には、コイル６２に対する給電用のリード線８が接続される。

【0039】

（可動体）
図２、図３に示すように、可動体３は、支持体２の径方向の中心において軸線Ｌ方向に延びる支軸３０を有する。支軸３０には、筒状の第１内枠部材３６、および筒状の第２内枠部材３７によって、磁石６１および第３ヨーク３５が固定される。支軸３０は金属製の丸棒である。第１内枠部材３６および第２内枠部材３７は、金属製の円筒体であり、第１内枠部材３６および第２内枠部材３７には円形の貫通穴が設けられている。第１内枠部材３６および第２内枠部材３７は同一形状であり、軸線Ｌ方向に逆向きに配置される。

【0040】

第１内枠部材３６は第１外枠部材５１と径方向に対向しており、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１の間に第１接続体１１が配置される。また、第２内枠部材３７は第２外枠部材５２と径方向に対向しており、第２内枠部材３７と第２外枠部材５２の間に第２接続体１２が配置される。上記のように、第１接続体１１および第２接続体１２はゲル状部材であり、ゲル状部材自身の粘着性によって、第１接続体１１が第１内枠部材３６に接合され、第２接続体１２が第２内枠部材３７に接合されている。第１内枠部材３６および第２内枠部材３７に支軸３０を圧入して固定することにより、第１接続体１１および第２接続体１２が可動体３に接続される。

【0041】

図３に示すように、第１内枠部材３６の内周面には、軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端部に径方向内側に突出した環状突部３６１が形成されている。第１内枠部材３６を支軸３０に圧入した際、支軸３０は環状突部３６１に圧入される。また、第２内枠部材３７の内周面には、軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１の端部に径方向内側に突出した環状突部３７１が形成されている。第２内枠部材３７を支軸３０に圧入した際、支軸３０は環状突部３７１に圧入される。

【0042】

磁石６１は、支軸３０が貫通する軸穴６１０が設けられており、支軸３０の軸線Ｌ方向の略中央に固定される。第３ヨーク３５は、磁石６１に軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１で重なる第１ヨーク３１と、磁石６１に軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２で重なる第２ヨーク３２を備える。第１ヨーク３１は、支軸３０が貫通する軸穴３１０が設けられた円板状であり、磁石６１と第１ヨーク３１とは外径が等しい。第２ヨーク３２は、カップ状の第１磁性部材３３と、円板状の第２磁性部材３４の２つの部材からなる。第１磁性部材３３は、支軸３０が貫通する軸穴３３０が設けられた円形の端板部３３１と、端板部３３１の外縁から軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１に延びる円筒部３３２とを有する。本形態では、第１磁性部材３３の端板部３３１が磁石６１の軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２の端面に固定される。第２磁性部材３４は、支軸３０が貫通する軸穴３４０を備えており、第１磁性部材３３の端板部３３１に対して磁石６１とは反対側から固定される。

【0043】

可動体３は、磁石６１および第３ヨーク３５を構成する各部材の軸穴３１０、６１０、３３０、３４０に支軸３０を貫通させた状態で、磁石６１および第３ヨーク３５の軸線Ｌ方向の両側で第１内枠部材３６および第２内枠部材３７を支軸３０に固定する。その結果、第１内枠部材３６が軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１から磁石６１および第３ヨーク３５を支持し、第２内枠部材３７が軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２から磁石６１および第３ヨーク３５を支持する結果、磁石６１および第３ヨーク３５は、支軸３０に固定される。

【0044】

（接続体の製造方法）
図４は、内枠部材および外枠部材が固定されたゲル状部材の断面図である。図４（ａ）は、第１内枠部材３６および第１外枠部材５１が固定された第１接続体１１の断面図であり、図４（ｂ）は、第２内枠部材３７および第２外枠部材５２が固定された第２接続体１２の断面図である。図４（ａ）、図４（ｂ）において、ＬＡは、第１内枠部材３６、第１外枠部材５１、第２内枠部材３７、および第２外枠部材５２の中心軸線である。

【0045】

第１内枠部材３６は、中心軸線ＬＡ方向の長さ（高さ）が第１外枠部材５１よりも大きく、第１外枠部材５１から中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１へ突出する。同様に、第２内枠部材３７は、中心軸線ＬＡ方向の長さ（高さ）が第２外枠部材５２よりも大きく、第２外枠部材５２から中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１へ突出する。アクチュエータ１を組み立てると、中心軸線ＬＡと可動体３の軸線Ｌとが一致する。また、第１内枠部材３６および第１外枠部材５１は、中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１と軸線Ｌ方向の他方側Ｌ２とが同一方向を向くように組み立てられ、第２内枠部材３７および第２外枠部材５２は、中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１と軸線Ｌ方向の一方側Ｌ１とが同一方向を向くように組み立てられる。

【0046】

第１接続体１１および第２接続体１２は、ゲル材料を成形したゲル状部材であり、注型により製造される。図４（ａ）に示すように、第１接続体１１は、成形される際に第１外枠部材５１および第１内枠部材３６が接合されて部品化されている。また、図４（ｂ）に示すように、第２接続体１２は、成形される際に第２外枠部材５２および第２内枠部材３７が接合されて部品化されている。従って、アクチュエータ１を組み立てる際には、ゲル状部材を接着する工程を行わずに、支持体２と可動体３とを接続することができる。

【0047】

図５は、接続体１０の製造方法の説明図である。以下、図５を参照して第１接続体１１の製造方法を説明する。第２接続体１２の製造方法は、第１接続体１１の製造方法と同一であるため、説明を省略する。図５に示すように、第１工程では、製造用治具９０に設けられた円形凹部９１の中央から突出するピン９２を第１内枠部材３６に挿入し、円形凹部９１の底面９４に第１内枠部材３６を当接させる。また、円形凹部９１の内周面に第１外枠部材５１を内接させ、円形凹部９１の底面９４に第１外枠部材５１を当接させる。これにより、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１が位置決めされ、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１の間に環状の隙間Ｓが形成される。

【0048】

本形態では、第１内枠部材３６は、支軸３０を固定するための環状突部３６１を備えている。製造用治具９０に第１内枠部材３６を位置決めする際、環状突部３６１が配置される側とは反対側からピン９２を挿入し、環状突部３６１が配置される側とは反対側の端面を円形凹部９１の底面９４に当接させる。

【0049】

第２工程では、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との隙間Ｓにディスペンサー９３からゲル材料Ｇを充填する。なお、隙間Ｓにゲル材料Ｇを入れる前に、第１内枠部材３６の外周面３６０および第１外枠部材５１の内周面５１０にプライマーなどの接着補助剤１３を塗布しておく。接着補助剤１３の塗布は、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１を製造用治具９０に位置決めする前に行ってもよいし、位置決めした後に行ってもよい。

【0050】

本形態では、２種類の原料（第１材料と第２材料）を所定の配合比で混合した２液性の
ゲル材料Ｇを用いる。第１材料は主剤であり、第２材料は硬化剤である。第２工程を行う前に、第１材料と第２材料を計量し、ミキサーにて第１材料と第２材料を攪拌して混合させる。そして、攪拌後のゲル材料Ｇをシリンジへ入れて脱泡し、シリンジをディスペンサー９３にセットして一定量ずつ隙間Ｓに吐出して充填する。

【0051】

第３工程では、ゲル材料Ｇを製造用治具９０ごと加熱し、規定の温度で規定の時間維持することにより硬化させる。これにより、隙間Ｓにはゲル状部材である第１接続体１１が形成される。ゲル材料Ｇは、加熱硬化する際に、接着補助剤１３に接する部分が接着補助剤１３と反応して、第１内枠部材３６の外周面３６０および第１外枠部材５１の内周面５１０に固定される。従って、第１接続体１１は、第１接続体１１自体の接着力によって第１内枠部材３６および第１外枠部材５１に固定される。

【0052】

第４工程では、完成した第１接続体１１を第１内枠部材３６および第１外枠部材５１と共に製造用治具９０から取り外す。例えば、円形凹部９１の底面９４に突き出しピンを配置するための貫通孔（図示せず）を設けておき、突き出しピンを用いて、第１内枠部材３６および第１外枠部材５１と共に第１接続体１１を製造用治具９０から取り外す。

【0053】

図４（ａ）に示すように、第１接続体１１は、中心軸線ＬＡ方向の他方側ＬＡ２を向く第１ゲル端面１１１と、中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１を向く第２ゲル端面１１２を備える。図４（ｂ）に示すように、第２接続体１２は、中心軸線ＬＡ方向の他方側ＬＡ２を向く第１ゲル端面１２１と、中心軸線ＬＡ方向の一方側ＬＡ１を向く第２ゲル端面１２２を備える。アクチュエータ１を組み立てると、第１接続体１１と第２接続体１２は軸線Ｌ方向で逆向きに配置されるため、第１接続体１１の第２ゲル端面１１２と第２接続体１２の第２ゲル端面１２２とが対向する。

【0054】

第１ゲル端面１１１、１２１は、円形凹部９１の底面９４によって成形される。従って、第１ゲル端面１１１、１２１は平坦面である。一方、第２ゲル端面１１２、１２２は凹面である。第２ゲル端面１１２、１２２は、成形時にゲル材料Ｇの表面張力によって凹んだ形状に成形される。

【0055】

図４（ａ）、図４（ｂ）は、アクチュエータ１を組み立てる前の、部品の状態の第１接続体１１および第２接続体１２を示す。部品の状態では、第１接続体１１および第２接続体１２はせん断変形していない。本形態では、アクチュエータ１を組み立てたとき、第１接続体１１と第２接続体１２が軸線Ｌ方向で逆向きにせん断変形した状態となるように構成されている（図２参照）。これにより、可動体３が軸線Ｌ方向に振動した際に、第１接続体１１および第２接続体１２の内周部に加わる応力が緩和されるので、アクチュエータ１の耐久性を高めることができる。

【0056】

（添加物）
第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）は、添加物を含有する。アクチュエータ１は、添加物の種類および含有量に応じて、振動特性や耐久性が変化する。本形態では、ゲル材料Ｇを準備する際、第１材料と第２材料の混合物に添加物を入れて攪拌することにより、ゲル材料Ｇに添加物を分散させる。

【0057】

第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）は、２種類の添加物を含有する。第２の添加物は、弾性樹脂からなる微粒子である。本形態では、直径数μｍのシリコーンゴムからなる微粒子（シリコーンボール）を第２の添加物として用いる。なお、弾性樹脂は、アクリルゴムであってもよいし、他のゴムであってもよい。本形態では、長さ数μｍの鱗片状のシリカフィラーを第１の添加物として用いる。なお、フィラーとしては、カーボンブラックや各種のファイバーを用いてもよい。

【0058】

本発明者らは、上記の２種類の添加物を含有するゲル状部材の試験体を製造し、製造した試験体（ゲル状部材）を用いて、アクチュエータ１の振動特性およびゲル状部材の破壊強度を検証した。図６は、試験体の一覧表である。６種類の試験体（ゲル１～ゲル６）において、第１材料と第２材料の混合比はいずれも１対１である。ゲル１は、添加物を含有しない従来品の試験体である。ゲル２およびゲル３は、シリカフィラーを含有する試験体である。ゲル２は、シリカフィラーの含有量が１重量パーセントであり、ゲル３は、シリカフィラーの含有量が３重量パーセントである。ゲル４～６は、シリコーンボールを含有する試験体である。ゲル４、５、６は、それぞれ、第１材料と第２材料の混合物（すなわち、添加物なしのゲル材料Ｇ）とシリコーンボールとの配合比が５：１、５：２、５：３である。

【0059】

図７は、添加物によるアクチュエータの振動特性の変化を示すグラフである。いずれの添加物を添加した場合も、アクチュエータ１の共振周波数は高い側にシフトする。第１の添加物（シリカフィラー）を添加すると、共振周波数はシフトするが、可動体３の加速度は変化せず、振動の強度は変化しない。第２の添加物（シリコーンボール）を添加すると、共振周波数がシフトするとともに、可動体３の加速度が増大し、振動の強度が増大する。第２の添加物（シリコーンボール）の添加量が増加するにしたがって、共振周波数のシフト量、および、加速度の増大量は大きくなる。

【0060】

図８は、添加物によるゲル状部材のばね定数の変化を示すグラフである。横軸はゲル状部材の変形量（距離）であり、縦軸は力である。第１の添加物（シリカフィラー）を添加することにより、グラフの傾きが大きくなり、ばね定数が増大する。また、第１の添加物（シリカフィラー）の添加量が増加するにしたがって、ばね定数の増大量は大きくなる。第２の添加物（シリコーンボール）を添加することにより、グラフの傾きが大きくなり、ばね定数が増大する。また、第２の添加物（シリコーンボール）の含有量が増加するにしたがって、ばね定数の増大量は大きくなる。

【0061】

図９は、添加物による破壊強度の変化を示す一覧表である。第１の添加物（シリカフィラー）を添加すると、ゲル状部材の破壊強度は増大する。また、第１の添加物（シリカフィラー）の含有量が増加するのに従って、ゲル状部材の破壊強度は増大する。

【0062】

以上のデータより、アクチュエータ１は、第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）に対する添加物の種類および添加量（含有量）を調整することにより、振動特性を調整可能である。例えば、シリカフィラーの含有量を調整することにより、可動体３の共振周波数を調整可能であり、アクチュエータ１の振動特性を調整可能である。また、シリカフィラーの含有量を調整することにより、ゲル状部材の破壊強度を調整可能であり、アクチュエータ１の耐久性を調整可能である。さらに、シリコーンボールの含有量を調整することにより、可動体３の共振周波数および振動の強度を調整可能であり、アクチュエータ１の振動特性を調整可能である。

【0063】

（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１は、支持体２および可動体３と、支持体２および可動体３に接続される第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）と、可動体３を支持体２に対して相対移動させる磁気駆動機構６を有する。第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）は添加物を含有する。添加物として、その含有量に応じて可動体３が振動するときの振動特性が変化するものを用いる。

【0064】

本形態のアクチュエータ１の製造方法は、第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）を製造するゲル状部材製造工程と、支持体２および可動体３を第１接続体１１お
よび第２接続体１２（ゲル状部材）を介して接続する組立工程と、を行う。ゲル状部材製造工程では、注型によりゲル状部材を製造する。すなわち、添加物を添加したゲル材料Ｇを型に充填して硬化させた後に離型する。このとき、可動体３が振動するときの振動特性の目標値に基づき、添加物の種類および添加量を決定する。あるいは、第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）の破壊強度の目標値に基づき、添加物の種類および添加量を決定する。

【0065】

このように、本形態では、ゲル材料Ｇの原料を変更することなく、添加物によって第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）の特性を変化させるので、第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）の特性を容易に調整できる。従って、必要な特性の第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）を容易に製造できるので、アクチュエータ１の新規設計や設計変更が容易である。

【0066】

本形態では、添加物が第１の添加物および第２の添加物を含む。第１の添加物は、フィラーであり、第２の添加物は、弾性樹脂からなる微粒子である。このように、フィラーを添加することにより、ゲル状部材の破壊強度を向上させることができるので、アクチュエータ１の耐久性を高めることができる。また、フィラーを添加することにより、可動体３が振動するときの振動特性を調整することができる。また、ゲルとは異なる特性の弾性樹脂の粒子を添加することにより、ゲル状部材の特性を調節できる。例えば、ゲルとは異なる硬さの弾性樹脂を添加することにより、ゲル状部材の硬さを調節でき、ばね定数を調節できる。従って、必要な特性のゲル状部材を容易に製造できる。なお、第１の添加物および第２の添加物とは異なる別の添加物を添加してもよい。また、第１の添加物および第２の添加物のいずれか一方のみを添加してもよい。

【0067】

本形態では、第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）がシリコーンゲルであるため、第２の添加物として用いる弾性樹脂は、シリコーン樹脂である。また、第１の添加物としてシリカフィラーを用いる。このように、ゲル材料Ｇと添加物がいずれもシリコーン系であれば、熱膨張率や耐熱性などの性質を大きく変えることなく、ゲル状部材の特性を調整することができる。

【0068】

本形態では、第１の添加物および第２の添加物はいずれも耐熱性の添加物である。従って、ゲル材料Ｇを熱硬化させることによって添加物の効果が損なわれることがないので、添加物により、ゲル状部材の特性を調整することができる。

【符号の説明】

【0069】

１…アクチュエータ、２…支持体、３…可動体、４…コイルホルダ、６…磁気駆動機構、７…配線基板、８…リード線、１０…接続体、１１…第１接続体、１２…第２接続体、１３…接着補助剤、２０…ケース、２１…第１蓋部材、２２…第２蓋部材、２４…ケース本体、２５…第２外枠部材固定部、２６…蓋部、２７…係止部、２８…規制部、２９…溝部、３０…支軸、３１…第１ヨーク、３２…第２ヨーク、３３…第１磁性部材、３４…第２磁性部材、３５…第３ヨーク、３６…第１内枠部材、３７…第２内枠部材、４１…第１外枠部材固定部、４２…胴部、４３…第１凹部、４４…第１段部、４５…第２段部、４６…第２凹部、４７…第３段部、４８…溝部、４９…凸部、５１…第１外枠部材、５２…第２外枠部材、６０…配線引き出し部、６１…磁石、６２…コイル、６３…コイル線、６４…端子ピン、６５…切欠き部、６６…カバー、６７…溝部、６８…係止部、６９…基板固定部、７１…保持溝、９０…製造用治具、９１…円形凹部、９２…ピン、９３…ディスペンサー、９４…底面、１１１、１２１…第１ゲル端面、１１２、１２２…第２ゲル端面、２１０、２２０…溶着用凸部、２５０…溶着穴、３１０、３３０、３４０…軸穴、３３１…端板部、３３２…円筒部、３６０…外周面、３６１…環状突部、３７０…外周面、３７１…環状突部、４１０…溶着用凹部、５１０…内周面、５１１、５２１…環状段部、６１０
…軸穴、Ｇ…ゲル材料、Ｌ…軸線、Ｌ１…軸線方向の一方側、Ｌ２…軸線方向の他方側、ＬＡ…中心軸線、ＬＡ１…中心軸線方向の一方側、ＬＡ２…中心軸線方向の他方側、Ｓ…隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】