特許 7598742 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】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/16 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

H02K33/16 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020194854

(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公開番号】P2022083509

(43)【公開日】2022-06-06

【審査請求日】2023-10-12

(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】土橋 将生

【審査官】若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２００３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０６９４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１５０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１１７４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０４２０１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

(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、
前記可動体は、外周面に前記磁石が固定される支軸と、前記磁石の軸線方向の端面に固定されるヨークと、を備え、
前記支持体は、前記可動体の外周側を囲む筒状のケース本体と、前記ケース本体の内側に配置されるコイルホルダと、を備え、前記コイルホルダは、前記磁石の外周側に配置され前記コイルが巻かれる胴部を備え、
前記ヨークは、
前記端面に固定される端板部、および、前記端板部の外縁から前記磁石の側へ延びて前記コイルの外周側を囲む円筒部を備える第１磁性部材と、
前記端板部に対して前記磁石とは反対側から固定される第２磁性部材と、を備え、
前記第２磁性部材の外周端面は、前記円筒部の外周面と同一面上もしくは前記円筒部の外周面よりも外周側に位置することを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記第１磁性部材は、前記端板部の外縁に設けられた曲げ部を備え、
前記円筒部は、前記曲げ部から前記磁石の側へ延びてい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】

前記第２磁性部材の外周端面と前記ケース本体の内周面との径方向の隙間は、
前記コイルの外周面と前記円筒部との径方向の隙間よりも小さい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】

前記ヨークは、
前記磁石に対して前記第１磁性部材とは反対側から固定される第１ヨークを備え、
前記円筒部は、前記第１ヨークの外周側まで延びており、
前記コイルは、前記第１ヨークと前記円筒部との間、および、前記磁石と前記円筒部との間に配置され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】

前記可動体は、
前記支軸の軸線方向の一方側の端部に固定される筒状の第１内枠部材と、
前記支軸の軸線方向の他方側の端部に固定される筒状の第２内枠部材と、を備え、
前記支持体は、前記第１内枠部材に径方向外側で対向する第１外枠部材と、前記第２内枠部材に径方向外側で対向する第２外枠部材を備え、
前記接続体は、前記第１内枠部材と前記第１外枠部材との間に配置される環状の第１接続体と、前記第２内枠部材と前記第２外枠部材との間に配置される環状の第２接続体と、を備え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。

【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、可動体および支持体に接続された接続体と、支持体に対して可動体を移動させる磁気駆動機構とを備えた構成が提案されている。特許文献１には、接続体としてゲル状部材を用いた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、可動体は、磁石と、磁石が固定されるヨークを備える。支持体は、磁石と対向するコイルを備える。

【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】

磁気駆動機構を備えたアクチュエータでは、可動体が落下衝撃などによって意図しない方向に動いたとき、磁気回路を構成するヨークがコイルに衝突してコイルが損傷するおそれがある。

【0005】

例えば、本発明者らは、筒状のケースの内側に可動体を収容し、可動体を軸線方向に振動させるアクチュエータを提案している。可動体は、軸線方向に延びる支軸と、支軸に固定される磁石およびヨークを備える。可動体の軸線方向の両端は、支軸の外周側を囲む筒状のゲル状部材を介してケースに接続される。ヨークは、磁石の端面に固定される円形の端板部および磁石の外周側を囲む円筒部を備えるカップ状の第１磁性部材を備える。コイルは支持体に配置され、第１磁性部材の円筒部と磁石との径方向の隙間に配置される。このような構成では、落下衝撃などによって可動体が支軸の軸線方向に対して傾くと、コイルが第１磁性部材の円筒部に衝突するおそれがあり、コイルが損傷するおそれがある。

【0006】

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において、コイルがヨークに衝突して損傷するおそれを少なくすることにある。

【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、前記可動体は、外周面に前記磁石が固定される支軸と、前記磁石の軸線方向の端面に固定されるヨークと、を備え、前記支持体は、前記可動体の外周側を囲む筒状のケース本体と、前記ケース本体の内側に配置されるコイルホルダと、を備え、前記コイルホルダは、前記磁石の外周側に配置され前記コイルが巻かれる胴部を備え、前記ヨークは、前記端面に固定される端板部、および、前記端板部の外縁から前記磁石の側へ延びて前記コイルの外周側を囲む円筒部を備える第１磁性部材と、前記端板部に対して前記磁石とは反対側から固定される第２磁性部材と、を備え、前記第２磁性部材の外周端面は、前記円筒部の外周面と同一面上もしくは前記円筒部の外周面よりも外周側に位置することを特徴とする。

【0008】

本発明では、可動体が磁石およびヨークを備えており、ヨークは、磁石の軸線方向の端面に固定される端板部と、端板部の外縁から磁石の側へ延びる円筒部を備えたカップ状の
第１磁性部材を備える。従って、磁石の外周側を囲む磁路を形成でき、磁気効率を高めることができる。また、ヨークは、第１磁性部材に磁石とは反対側から固定される第２磁性部材を備えており、第２磁性部材の外周端面が第１磁性部材の円筒部よりも外周側に位置している。このように、ヨークを２部材に分けることで、可動体の外形を必要以上に大型化することなく、磁束密度が高い部分を厚くして磁気効率を高めることができる。さらに、第２磁性部材の外形が第１磁性部材よりも大きいので、落下衝撃等によって可動体が支持体に対して傾いたときに、第１磁性部材の内周側に配置されるコイルと第１磁性部材の円筒部とが衝突するよりも先に、第２磁性部材がケース本体の内周面に衝突して可動体の傾きが規制される。従って、コイルがヨークと衝突することを防止でき、コイルが損傷するおそれを少なくすることができる。

【0009】

本発明において、前記第１磁性部材は、前記端板部の外縁に設けられた曲げ部を備え、前記円筒部は、前記曲げ部から前記磁石の側へ延びている。第１磁性部材を絞り加工によって製造した場合には、端板部と円筒部とが曲げ部を介して接続され、曲げ部の箇所の外径が円筒部の外径よりも小さい部品形状になる。そのため、第２磁性部材の外形が小さいと曲げ部がケース本体の内周面に衝突するよりも先にコイルに円筒部が衝突するおそれがあるが、本形態では第２磁性部材の外形が大きいため、コイルに円筒部が衝突するよりも先に、第２磁性部材をケース本体の内周面に衝突させて可動体の傾きを規制できる。従って、コイルがヨークと衝突することを防止でき、コイルが損傷するおそれを少なくすることができる。

【0010】

本発明において、前記第２磁性部材の外周端面と前記ケース本体の内周面との径方向の隙間は、前記コイルの外周面と前記円筒部との径方向の隙間よりも小さい。これにより、可動体が支持体に対して傾いたときに、コイルに円筒部が衝突するよりも先に、第２磁性部材がケース本体の内周面に衝突して可動体の傾きが規制される。従って、コイルがヨークと衝突することを防止でき、コイルが損傷するおそれを少なくすることができる。

【0011】

本発明において、前記ヨークは、前記磁石に対して前記第１磁性部材とは反対側から固定される第１ヨークを備え、前記円筒部は、前記第１ヨークの外周側まで延びており、
前記コイルは、前記第１ヨークと前記円筒部との間、および、前記磁石と前記円筒部との間に配置されることが好ましい。このようにすると、第１ヨークと、第１磁性部材および第２磁性部材によって構成される第２ヨークによって磁石を軸線方向の両側から支持できる。また、円筒部は第１ヨークの外周側まで延びており第１ヨークから円筒部に向かう磁束をコイルと交差させることができるため、磁気効率を高めることができる。

【0012】

本発明において、前記可動体は、前記支軸の軸線方向の一方側の端部に固定される筒状の第１内枠部材と、前記支軸の軸線方向の他方側の端部に固定される筒状の第２内枠部材と、を備え、前記支持体は、前記第１内枠部材に径方向外側で対向する第１外枠部材と、前記第２内枠部材に径方向外側で対向する第２外枠部材を備え、前記接続体は、前記第１内枠部材と前記第１外枠部材との間に配置される環状の第１接続体と、前記第２内枠部材と前記第２外枠部材との間に配置される環状の第２接続体と、を備える。このようにすると、可動体の振動方向の両端が接続体によって支持される。従って、可動体を安定して支持できる。また、接続体は全周に配置されるため、可動体が振動方向と異なる方向に移動するときは、接続体が圧縮されることになり、バネ定数が大きい。従って、可動体が傾くことを抑制でき、可動体と支持体との衝突を抑制できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、可動体が磁石およびヨークを備えており、ヨークは、磁石の軸線方向の端面に固定される端板部と、端板部の外縁から磁石の側へ延びる円筒部を備えたカップ状の第１磁性部材を備えるとともに、第１磁性部材に磁石とは反対側から固定される第２
磁性部材を備えており、第２磁性部材の外周端面が第１磁性部材の円筒部よりも外周側に位置する。従って、落下衝撃等によって可動体が支持体に対して傾いたときに、第１磁性部材の内周側に配置されるコイルと第１磁性部材の円筒部とが衝突するよりも先に、第２磁性部材がケース本体の内周面に衝突して可動体の傾きが規制される。よって、コイルがヨークと衝突することを防止でき、コイルが損傷するおそれを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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の断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。

【図5】変形例の可動体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（全体構成）
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。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。本形態では、後述するように、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に接合されている。

【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】

図３、図４に示すように、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。

【0033】

第１ヨーク３１の中央には、支軸３０が貫通する軸穴３１０が設けられている。本形態では、第１ヨーク３２は、外径寸法が磁石６１の外径寸法よりわずかに大きい磁性板であり、第１ヨーク３２の外周面は、磁石６１の外周面より径方向外側に張り出している。第１ヨーク３２は、磁石６１の一方側Ｌ１の面に接着等の方法で固定されている。

【0034】

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に曲げられた曲げ部３３２と、曲げ部３３２から軸線方向の一方側Ｌ１に延びる円筒部３３３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。

【0035】

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。

【0036】

第２ヨーク３２は、第１磁性部材３３の円筒部３３３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３３３の底部である円形の端板部３３１に重ねると、円筒部３３３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。コイルホルダ４は、磁石６１および第１ヨーク３１の外周側を囲む円筒形の胴部４２を備えており、胴部４２にコイル６２が巻かれている。従って、円筒部３３３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３３３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。

【0037】

第１磁性部材３３は絞り加工によって製造され、曲げ部３３２を備えている。第１磁性部材３３は、曲げ部３３２の磁束密度が高いため、円筒部３３３と外径が等しい第２磁性部材３４を端板部３３１に固定することにより、第２ヨーク３２において磁束密度が高く磁気飽和を起こしやすい部分が厚くなる一方で、磁石６１の外周側を囲む円筒部３３３の板厚は必要以上に厚くならない。従って、磁気効率を向上させることができるととともに、可動体３の外径が大型化することを抑制でき、アクチュエータ１の大型化を抑制できる。

【0038】

第２ヨーク３２は、第２磁性部材３４の外径と第１磁性部材３３の円筒部３３３の外径とが同一寸法であり、第２磁性部材３４の外周端面は、円筒部３３３の外周面と同一面上に位置する。従って、第２ヨーク３２の他方側Ｌ２の端部では、曲げ部３３２よりも第２磁性部材３４の方が径方向外側に位置する。よって、落下衝撃などによって可動体３が中心軸線Ｌに対して傾いたときには、第１磁性部材３３の曲げ部３３２がケース本体２４の内周面に衝突するよりも先に、第２磁性部材３４の外周端部がケース本体２４の内周面に衝突して可動体３の傾きが規制される。

【0039】

図３、図４に示すように、アクチュエータ１を組み立てたとき、第２磁性部材３４の外周端面とケース本体２４の内周面との隙間Ｓ２は、第１磁性部材３３の円筒部３３３の内周面とコイル６２との隙間Ｓ１よりも狭い。本形態では、上記の隙間Ｓ１、Ｓ２は、可動体３が中心軸線Ｌに対して傾いたときに、コイル６２が円筒部３３３の内周面に衝突するよりも先に、第２磁性部材３４の外周端部がケース本体２４の内周面に衝突する寸法に設
定されている。従って、アクチュエータ１に対して落下衝撃等が加わったときには、コイル６２が第１磁性部材３３の円筒部３３３に接触するよりも先に、可動体３の傾きが規制される。

【0040】

第２ヨーク３２は、可動体３の重量を調整する重量調整部３８を備える。上記のように、第２ヨーク３２は２枚の磁性部材によって構成されており、２枚の磁性部材のうちの１枚（第２磁性部材３４）が重量調整部材として機能する。図３、図４に示すように、重量調整部３８は、第２磁性部材３４に設けられた円形の貫通孔である。重量調整部３８の数やサイズは、第２磁性部材３４の外形を変更することなく、第２磁性部材３４の重量を設計値に一致させるように設定されている。本形態では、図２に示すように、４箇所の重量調整部３８が可動体３の中心軸線Ｌを中心として周方向に均等配置されている。

【0041】

（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。また、接続体１０として用いることが可能な粘弾性体は、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。

【0042】

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。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。

【0043】

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。

【0044】

（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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

（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と、を有する。可動体３は、外周面に磁石６１が固定される支軸３０と、磁石６１の軸線方向の端面に固定される第２ヨーク３２と、を備える。支持体２は、可動体３の外周側を囲む筒状のケース本体２４と、ケース本体２４の内側に配置されるコイルホルダ４と、を備え、コイルホルダ４は、磁石６１の外周側に配置されコイル６２が巻かれる胴部４２を備える。第２ヨーク３２は、磁石６１の他方側Ｌ２の端面に固定される端板部３３１、および、端板部３３１の外縁から磁石６１の側へ延びてコイル６２の外周側を囲む円筒部３３３を備える第１磁性部材３３と、端板部３３１に対して磁石６１とは反対側から固定される第２磁性部材３４と、を備え、第２磁性部材３４の外周端面は、円筒部３３３の外周面と同一面上に位置する。

【0048】

このように、本形態では、可動体３が磁石６１および第２ヨーク３２を備えており、第２ヨーク３２は、磁石６１の軸線方向の端面に固定される端板部３３１と、端板部３３１の外縁から磁石６１の側へ延びる円筒部３３３を備えたカップ状の第１磁性部材３３を備える。従って、磁石６１の外周側を囲む磁路を形成でき、磁気効率を高めることができる。また、第２ヨーク３２は、第１磁性部材３３に磁石６１とは反対側から固定される第２磁性部材３４を備えており、第２磁性部材３４の外周端面が第１磁性部材３３の円筒部３３３よりも外周側に位置している。このように、第２ヨーク３２を２部材に分けることで、可動体３の外形を必要以上に大きくすることなく、磁束密度が高い箇所を厚くすることができる。従って、磁気効率を高めることができ、アクチュエータ１の大型化を抑制できる。また、第２磁性部材３４に可動体３の重量調整の機能を持たせることができ、可動体３の重量調整に伴う設計変更を少なくすることができる。

【0049】

さらに、本形態では、第２磁性部材３４の外形が第１磁性部材３３よりも大きいので、落下衝撃等によって可動体３が支持体２に対して傾いたときに、第１磁性部材３３の内周側に配置されるコイル６２と第１磁性部材３３の円筒部３３３とが衝突するよりも先に、第２磁性部材３４がケース本体２４の内周面に衝突して可動体３の傾きが規制される。従って、コイル６２が円筒部３３３と衝突することを防止でき、コイル６２が損傷するおそれを少なくすることができる。

【0050】

本形態では、第１磁性部材３３が絞り加工によって製造され、端板部３３１と円筒部３３３とが曲げ部３３２を介して接続されており、曲げ部３３２の箇所の外径が円筒部３３３の外径よりも小さい。このような部品形状では、第２磁性部材３４の外形が小さい場合
には、円筒部３３３がケース本体２４に衝突するよりも先にコイル６２に円筒部３３３が衝突するおそれがあるが、本形態では第２磁性部材３４の外径が曲げ部３３２よりも大きいため、コイル６２に円筒部３３３が衝突するよりも先に、第２磁性部材３４をケース本体２４の内周面に衝突させて可動体３の傾きを規制できる。従って、コイル６２が円筒部３３３と衝突することを防止でき、コイル６２が損傷するおそれを少なくすることができる。

【0051】

本形態では、第２磁性部材３４の外周端面とケース本体２４の内周面との径方向の隙間Ｓ２は、コイル６２の外周面と円筒部３３３との径方向の隙間Ｓ１よりも小さい。従って、可動体３が支持体２に対して傾いたときに、コイル６２が円筒部３３３と衝突するよりも先に、第２磁性部材３４がケース本体２４の内周面に衝突して可動体３の傾きが規制される。よって、コイル６２が円筒部３３３と衝突することを防止でき、コイル６２が損傷するおそれを少なくすることができる。

【0052】

本形態では、第２ヨーク３２は、磁石６１の一方側Ｌ１の端面に固定される第１ヨーク３１と、磁石６１に対して第１ヨーク３１とは反対側（他方側Ｌ２）から固定される第２ヨーク３２を備えるので、磁石６１を軸線方向の両側から支持できる。また、第２ヨーク３２は、磁石６１および第１ヨーク３１の外周側を囲む円筒部３３３を備えており、コイル６２は、第１ヨーク３１と円筒部３３３との間、および、磁石６１と円筒部３３３との間に配置される。従って、第１ヨーク３１を出て第２ヨーク３２に向かう磁束がコイル６２と交差するので、磁気効率を高めることができる。

【0053】

本形態では、可動体３は、支軸３０の一方側Ｌ１に固定される筒状の第１内枠部材３６と、支軸３０の他方側Ｌ２の端部に固定される筒状の第２内枠部材３７を備えており、支持体２は、第１内枠部材３６に径方向外側で対向する第１外枠部材５１と、第２内枠部材３７に径方向外側で対向する第２外枠部材５２を備える。接続体１０は、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との間に配置される環状の第１接続体１１と、第２内枠部材３７と第２外枠部材５２との間に配置される環状の第２接続体１２を備える。従って、可動体３の振動方向の両端が接続体１０によって支持されるため、可動体３を安定して支持できる。また、接続体１０は全周に配置されるため、可動体３が振動方向と異なる方向に移動するときは、接続体１０が圧縮されることになり、バネ定数が大きい。従って、可動体３が傾くことを抑制でき、可動体３と支持体２との衝突を抑制できる。

【0054】

（変形例）
図５は、変形例の可動体３の断面図である。変形例の可動体３は、図５に示すように、第１磁性部材３３の円筒部３３３の外径Ｄ１よりも、第２磁性部材３４の外径Ｄ２の方が大きい。従って、第２磁性部材３４の外周端面は、円筒部３３３の外周面よりも外周側に位置する。

【0055】

図５に示す形態は、上記形態と同様に、落下衝撃等によって可動体３が支持体２に対して傾いたときに、円筒部３３３の内周側に配置されるコイル６２に円筒部３３３が衝突するよりも先に、第２磁性部材３４がケース本体２４の内周面に衝突して可動体３の傾きが規制される。従って、上記形態と同様に、コイル６２が円筒部３３３と衝突することを防止でき、コイル６２が損傷するおそれを少なくすることができる。

【符号の説明】

【0056】

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、３８…重量調整部、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…曲げ部、３３３…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、Ｄ１…円筒部の外径、Ｓ２…第２磁性部材の外径、Ｓ１…コイルの外周面と円筒部との径方向の隙間、Ｓ２…第２磁性部材の外周端面とケース本体の内周面との径方向の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】