特許 7550601 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】

(24)【登録日】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/02 20060101AFI20240906BHJP

   B06B 1/04 20060101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

H02K33/02 A

B06B1/04 S

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020174578

(22)【出願日】2020-10-16

(65)【公開番号】P2022065840

(43)【公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-09-08

(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】安藤 正明

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３７３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３８９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０６６６８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３３／０２

Ｂ０６Ｂ １／０４

(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接続体と、
磁石およびコイルを備え、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、
前記接続体は、粘弾性体であり、
動的粘弾性測定により測定した前記粘弾性体の損失正接をＴａｎδとすると、
前記粘弾性体のＴａｎδは、温度上昇に伴って低下し、
前記可動体が共振周波数で振動するとき、
前記コイルを流れる電流の低下に起因する前記可動体の加速度のピーク値の低下は、前記粘弾性体のＴａｎδの低下に起因する前記ピーク値の上昇により相殺されることを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記粘弾性体は、シリコーンゲル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】

前記接続体は、前記支持体と前記可動体が第１方向で対向する位置に配置され、
前記可動体は前記第１方向に対して交差する第２方向に振動す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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動体を支持体に対して相対移動させるアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

アクチュエータとして、支持体および可動体と、支持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、可動体と支持体とを弾性および粘弾性を備えた接続体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。特許文献１のアクチュエータでは、接続体は、シート状ゲルを矩形に切断したゲル状部材である。可動体は、磁石が固定されたヨークを備えており、接続体（ゲル状部材）は、厚さ方向の一方の面がヨークに接着され、他方の面がカバー部材に接着される。磁気駆動機構は、可動体と支持体の一方に配置されるコイルと、可動体と支持体の他方に配置されるコイルを備える。

【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】

磁気駆動機構を用いるアクチュエータでは、通電時の発熱等によりコイルの温度が変化すると、コイルの抵抗が上昇して電流が低下する。その結果、共振周波数における加速度のピーク値が低下し、駆動力が低下する。そのため、アクチュエータは、コイルの温度上昇により振動が弱くなるという温度特性を持ち、温度変化があるときは一定の振動を出力できないという問題がある。

【0005】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、支持体に対して可動体が振動するアクチュエータの温度変化による振動の変化を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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接続体と、磁石およびコイルを備え、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、前記接続体は、粘弾性体であり、動的粘弾性測定により測定した前記粘弾性体の損失正接をＴａｎδとすると、前記粘弾性体のＴａｎδは、温度上昇に伴って低下することを特徴とする。

【0007】

本発明では、可動体と支持体とを接続する接続体は、動的粘弾性測定により測定した損失正接（Ｔａｎδ）が温度上昇に伴って低下する。Ｔａｎδが低下することは、粘性の寄与よりも弾性の寄与が増大することを意味する。接続体がこのような温度特性を持つと、温度上昇によりコイルを流れる電流が低下し加速度のピーク値が低下する一方で、接続体の温度特性（温度上昇に伴うＴａｎδの低下）により加速度のピーク値が上昇するので、可動体の加速度の低下が抑制される。従って、温度変化による可動体の加速度の変化を抑制できるので、温度変化による可動体の振動の変化を抑制できる。

【0008】

本発明において、前記可動体が共振周波数で振動するとき、前記コイルを流れる電流の低下に起因する前記可動体の加速度のピーク値の低下は、前記粘弾性体のＴａｎδの低下に起因する前記ピーク値の上昇により相殺されることが好ましい。このようにすると、温度変化があるときでも可動体の加速度が変化しないので、温度変化があるときでも可動体
に一定の振動を行わせることができる。

【0009】

本発明において、前記粘弾性体は、シリコーンゲルである。シリコーンゲルは、動的粘弾性測定により測定した損失正接（Ｔａｎδ）が温度上昇に伴って低下するという温度特性を有する。従って、シリコーンゲルを用いることにより、温度変化による可動体の振動の変化を抑制できる。

【0010】

本発明において、前記接続体は、前記支持体と前記可動体が第１方向で対向する位置に配置され、前記可動体は前記第１方向に対して交差する第２方向に振動することが好ましい。このように、粘弾性体がせん断方向に変形する構成では、粘弾性体は、非線形の成分よりも線形の成分が大きい変形特性を持つ。従って、リニアリティが良好な振動特性を得ることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、可動体と支持体とを接続する接続体は、動的粘弾性測定により測定した損失正接（Ｔａｎδ）が温度上昇に伴って低下する。Ｔａｎδが低下することは、粘性の寄与よりも弾性の寄与が増大することを意味する。接続体がこのような温度特性を持つと、温度上昇によりコイルを流れる電流が低下し加速度のピーク値が低下する一方で、接続体の温度特性（温度上昇に伴うＴａｎδの低下）により加速度のピーク値が上昇するので、可動体の加速度の低下が抑制される。従って、温度変化による可動体の加速度の変化を抑制できるので、温度変化による可動体の振動の変化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【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】図１に示すアクチュエータを図３と直交する方向で切断した断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。

【図5】接続体の温度特性を示すグラフである。

【図6】接続体の温度特性による可動体の加速度－周波数特性の違いを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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、以下に説明する実施形態では、支持体２が筒状のケース２０を備えており、可動体３がケース２０の内側に配置されて支持体２に対して軸線方向に振動する態様であるが、本発明を適用したアクチュエータは、支持体が直方体状であり、可動体が支持体の長手方向もしくは長手方向と直交する方向に振動する態様を採用してもよい。

【0014】

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の配置を逆にした構成を採用してもよい。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。

【0015】

（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、図４は、図１に示すアクチュエータ１の断面図である。図３は、図１のＡ－Ａ位置で切断した断面図である。図４は、図１のＢ－Ｂ位置で切断した断面図であり、図３と直交する方向で切断した断面図である。以下の説
明において、可動体３の中心軸線Ｌが延在する方向を軸線方向とし、軸線方向の一方側をＬ１とし、軸線方向の他方側をＬ２とする。

【0016】

図１～図４に示すように、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を軸線方向に相対移動させる。図３、図４に示すように、可動体３は、軸線方向の一方側Ｌ１の端部、および軸線方向の他方側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。

【0017】

（支持体）
図２～図４に示すように、支持体２は、筒状のケース２０と、ケース２０の軸線方向の一方側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。

【0018】

（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。後述するように、本形態では、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、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。

【0019】

（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。

【0020】

図４に示すように、コイルホルダ４は、第１外枠部材５１を軸線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に対して軸線方向に当接する。

【0021】

（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。第２外枠部材固定部２５は、コイルホルダ４に対して軸線方向の他方側Ｌ２に離間した位置に配置される。図２、図４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。

【0022】

ケース２０は、第２外枠部材５２を軸線方向に位置決めする第２段部４５を備える。図
３、図４に示すように、第２外枠部材固定部２５の内周面には、軸線方向の一方側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に対して軸線方向に当接する。

【0023】

また、ケース２０は、コイルホルダ４を軸線方向に位置決めする第３段部４７を備える。図４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。図１、図４に示すように、コイルホルダ４が嵌まるケース本体２４の内周面には、軸線方向に延びる複数の溝部２９が形成され、各溝部２９の軸線方向の他方側Ｌ２の端部に第３段部４７が形成されている。図２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が軸線方向に位置決めされる。

【0024】

（蓋部材）
図３、図４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の軸線方向の一方側Ｌ１からケース本体２４に固定される。また、第２蓋部材２２は、第２外枠部材固定部２５の軸線方向の他方側Ｌ２からケース本体２４に固定される。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、軸線方向から見て円形の蓋部２６と、蓋部２６の外周縁に周方向で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。

【0025】

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方向に当接する。第１蓋部材２１および第２蓋部材２２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併用してケース２０に固定される。

【0026】

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。

【0027】

（配線引き出し部）
図１、図３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の軸線方向の一方側Ｌ１の縁を軸線方向の他方側Ｌ２に切り欠いた切欠き部６５（図２参照）と、第１蓋部材２１の外周縁の周方向の一部から軸線方向の他方側Ｌ２に延びるカバー６６との間に設けられた隙間である。

【0028】

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。配線基板７は、基板固定部６９の軸線方向の一方側Ｌ１の端部に設けられた爪部６９１、および、基板固定部６９の軸線方向の他方側Ｌ２の端部に設けられた係止溝６９２による係止
構造と、接着剤による固定とを併用して基板固定部６９に固定される。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。基板固定部６９には、配線基板７に対して周方向に隣接する位置でリード線８を保持するリード線保持部８０が設けられている。

【0029】

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。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。端子ピン６４は、基板固定部６９に固定される配線基板７に設けられた２箇所の穴７１（図２参照）に通され、穴７１の縁に設けられたランドと電気的に接続される。

【0030】

（可動体）
図２～図４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、円形の貫通穴が設けられている。

【0031】

図３、図４に示すように、第１内枠部材３６の内周面には、軸線方向の他方側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。従って、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。従って、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。

【0032】

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の軸線方向の略中央に固定される。ヨーク３５は、磁石６１に軸線方向の一方側Ｌ１で重なる第１ヨーク３１と、磁石６１に軸線方向の他方側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る。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。

【0033】

可動体３は、磁石６１およびヨーク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およびヨーク３５の軸線方向の両側で第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が軸線方向の一方側Ｌ１から磁石６１およびヨーク３５を支持し、第２内枠部材３７が軸線方向の他方側Ｌ２から磁石６１およびヨーク３５を支持する結果、磁石６１およびヨーク３５は、支軸３０に固定される。

【0034】

第２ヨーク３２は、第１磁性部材３３の円筒部３３２の内径が、磁石６１および第１ヨーク３１の外径より大きい。従って、磁石６１および第１ヨーク３１を円筒部３３２の底部である円形の端板部３３１に重ねると、円筒部３３２は、磁石６１の外周面および第１ヨーク３１の外周面から径方向外側に離間した位置で磁石６１の外周面および第１ヨーク３１の外周面に対向する。本形態では、円筒部３３２と磁石６１の外周面との間にコイル６２の一部が配置される。また、円筒部３３２と第１ヨーク３１の外周面との間にコイル６２の一部が配置される。

【0035】

（接続体の製造方法）
第１接続体１１および第２接続体１２は粘弾性体からなる。例えば、第１接続体１１および第２接続体１２として、シリコーンゲル等からなるゲル状部材、天然ゴム、ジエン系ゴム（例えば、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等）、非ジエン系ゴム（例えば、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）、熱可塑性エラストマー等の各種ゴム材料及びそれらの変性材料を用いることができる。本形態では、第１接続体１１および第２接続体１２は、針入度が９０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。

【0036】

第１接続体１１および第２接続体１２は、ゲル材料を型に充填して硬化させる方法（注型）により製造される。第１接続体１１を成形するときは、治具によって第１外枠部材５１および第１内枠部材３６を同軸に位置決めして第１外枠部材５１と第１内枠部材３６との間に環状の隙間を形成し、この隙間にゲル材料を充填して熱硬化させる。これにより、ゲル状部材自身の粘着性によって、第１接続体１１が第１外枠部材５１の内周面、および、第１内枠部材３６の外周面に接合される。なお、ゲル材料を充填する前に、第１外枠部材５１の内周面、および第１内枠部材３６の外周面にプライマー等の接合促進剤を塗布することによって接合強度を高めることができる。第２接続体１２についても、同様に、第２外枠部材５２と第２内枠部材３７との間に環状の隙間を形成し、この隙間にゲル材料を充填して熱硬化させることにより成形される。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。

【0037】

第１接続体１１および第２接続体１２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液性のゲル材料から製造されるゲル状部材である。第１材料は主剤であり、ベースオイルおよび触媒を含む。なお、主剤は、ベースオイルおよび触媒以外の材料を含んでいてもよい。第２材料は硬化剤であり、ベースオイルおよび架橋剤を含む。なお、硬化剤は、ベースオイルおよび架橋剤以外の材料を含んでいてもよい。第１接続体１１および第２接続体１２は、第１材料と第２材料の配合比、および、その体積（すなわち、ゲル材料の充填量）によってばね定数が変化する。従って、アクチュエータ１の振動特性（共振周波数および加速度のピーク値）が目標値と一致するように、第１材料と第２材料の配合比、および、ゲル材料の充填量が決定されている。

【0038】

第１接続体１１および第２接続体１２（ゲル状部材）の製造工程においては、決定した配合比に基づき、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材料を撹拌して混合させる。そして、撹拌後のゲル材料をシリンジへ入れて脱泡し、シリンジをディスペンサーにセットして一定量ずつ吐出する。これにより、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との隙間、および、第２内枠部材３７と第２外枠部材５２との隙間に、一定量ずつゲル材料を吐出して充填する。

【0039】

（接続体の温度特性）
図５は、接続体１０の温度特性を示すグラフであり、動的粘弾性測定により測定したゲル状部材の損失正接（Ｔａｎδ）の温度による変化を示すグラフである。図５に示すように、本形態の第１接続体１１および第２接続体１２として使用されるゲル状部材（シリコーンゲル）は、温度上昇に伴ってＴａｎδが低下する。粘弾性体は、Ｔａｎδが０に近いほど弾性体に近く、Ｔａｎδが大きいほど粘性体に近くなる。本形態のアクチュエータ１では、温度上昇に伴って第１接続体１１および第２接続体１２のＴａｎδが低下し、粘性の寄与よりも弾性の寄与が増大する。その結果、可動体３の振動の減衰が弱まるので、可動体３の加速度は増大する。

【0040】

図６は、接続体１０の温度特性による可動体３の加速度－周波数特性の違いを示すグラフである。図６において、「ゲル使用」は、本形態のアクチュエータ１における加速度－周波数特性のデータであり、温度上昇に伴ってＴａｎδが低下する接続体１０を用いた場合のデータである。また、「ゲル非使用」は、比較例のアクチュエータにおける加速度－周波数特性のデータであり、温度が変化したときにＴａｎδが変化しない接続体を用いたアクチュエータのデータである。比較例において、「１５℃」「３０℃」はそれぞれ、コイルおよび接続体の温度条件である。

【0041】

図６に示すように、比較例のアクチュエータでは、温度条件によってコイルを流れる電流が変化するため、温度条件が異なると共振周波数における加速度（すなわち，加速度のピーク値）が変化する。具体的には、温度が上昇するとコイルを流れる電流が低下するため、温度条件が３０℃の場合には、１５℃の場合よりも加速度のピーク値が低い。

【0042】

本形態のアクチュエータ１では、接続体１０が以下のような温度特性を持つように、接続体１０として用いるゲル状部材が選定されている。すなわち、本形態のアクチュエータ１では、コイル６２を流れる電流の低下に起因する可動体３の加速度のピーク値の低下が、接続体１０（ゲル状部材）のＴａｎδの低下に起因する加速度のピーク値の上昇により相殺されている。従って、図６に示すように、本形態のアクチュエータ１では、温度変化により可動体３の加速度のピーク値は下がらない。よって、温度変化があっても一定の振動を出力できる。

【0043】

（アクチュエータの動作）
アクチュエータ１は、コイル６２に通電することにより、磁気駆動機構６が、可動体３を軸線方向に駆動する駆動力を発生させる。コイル６２への通電を切ると、可動体３は、接続体１０の復帰力によって原点位置へ戻る。従って、コイル６２への通電を断続的に行うことにより、可動体３は、軸線方向で振動する。また、コイル６２に印加する交流波形を調整することで、可動体３が軸線方向の一方側Ｌ１に移動する加速度と、可動体３が軸線方向の他方側Ｌ２に移動する加速度を異なるものとすることができる。それ故、アクチュエータ１を触覚デバイスとして取り付けた機器を手にした者は、軸線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。また、アクチュエータ１を利用してスピーカを構成することもできる。

【0044】

本形態では、接続体１０は、支持体２と可動体３が第１方向（径方向）で対向する位置に配置され、可動体３は第１方向（径方向）に対して交差する第２方向（軸線方向）に振動する。可動体３が支持体２に対して第２方向（軸線方向）に振動する際、第１接続体１１および第２接続体１２は、可動体３の振動に追従してせん断方向に変形する。シリコーンゲル等のゲル状部材は、その伸縮方向によって、線形あるいは非線形の伸縮特性を備える。ゲル状部材がせん断方向に変形する際は、非線形の成分よりも線形の成分が大きい変形特性を持つ。従って、可動体３が支持体２に対して軸線方向に振動する際、第１接続体１１および第２接続体１２は、線形性が高い範囲で変形するので、リニアリティが良好な振動特性を得ることができる。

【0045】

なお、可動体３が径方向に移動する場合には、第１接続体１１および第２接続体１２が潰れる方向に変形する。ここで、ゲル状部材が潰れる方向に変形する場合のバネ定数は、ゲル状部材がせん断方向に変形する場合のバネ定数の３倍程度である。このため、可動体３が振動方向（軸線方向）とは異なる方向に移動することを抑制でき、可動体３と支持体２との衝突を抑制できる。

【0046】

（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に接続される接続体１０と、磁石６１およびコイル６２を備え、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。接続体１０は、粘弾性体である。動的粘弾性測定により測定した粘弾性体の損失正接をＴａｎδとすると、接続体１０（粘弾性体）は、温度上昇に伴ってＴａｎδが低下するという温度特性を備える。

【0047】

本形態では、可動体３と支持体２とを接続する接続体１０として、温度上昇に伴って損失正接（Ｔａｎδ）が低下するという温度特性を持つ粘弾性体を用いている。従って、コイル６２の温度上昇によりコイル６２を流れる電流が低下して共振周波数での加速度のピーク値が低下する一方で、接続体１０の温度特性（温度上昇に伴うＴａｎδの低下）により加速度のピーク値の低下が抑制される。従って、温度変化による可動体３の加速度の変化を抑制できるので、温度変化による可動体３の振動の変化を抑制できる。

【0048】

本形態では、可動体３が共振周波数で振動するとき、コイル６２を流れる電流の低下に起因する可動体３の加速度のピーク値の低下が、接続体１０（粘弾性体）のＴａｎδの低下に起因する加速度のピーク値の上昇により相殺されるように、接続体１０として使用する粘弾性体を選定している。従って、温度変化があるときでも可動体３の加速度が変化することがなく、可動体３の振動は変化しない。

【0049】

本形態では、接続体１０として使用する粘弾性体としてシリコーンゲルを選択する。シリコーンゲルは、動的粘弾性測定により測定した損失正接（Ｔａｎδ）が温度上昇に伴って低下するという温度特性を有する。従って、図６に示すように、コイル６２を流れる電流の低下に起因する可動体３の加速度の低下を、接続体１０のＴａｎδの低下に起因する可動体３の加速度の上昇によって相殺するように構成することが可能である。よって、温度変化によって可動体３の振動が変化しないアクチュエータ１を提供することができる。

【0050】

（変形例）
上記形態では、接続体１０はシリコーンゲルなどのゲル状部材であったが、接続体１０として用いることが可能な粘弾性体は、シリコーンゲルに限定されるものではない。すなわち、温度上昇に伴ってＴａｎδが低下する粘弾性体であればよい。また、接続体１０として用いる粘弾性体は、１種類の素材からなるものに限定されるものではなく、ゲル状部材、ゴム、あるいはその変性材料と、バネなどの弾性体とを組み合わせた複合部材であってもよい。

【符号の説明】

【0051】

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、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…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、６９…基板固定部、７１…穴、８０…リード線保持部、３１０、３３０、３４０、６１０…軸穴、３３１…端板部、３３２…円筒部、３６１…環状突部、３７１…環状突部、５１１…環状段部、５２１…環状段部、６９１…爪部、６９２…係止溝、Ｌ…中心軸線、Ｌ１…軸線方向の一方側、Ｌ２…軸線方向の他方側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】