JP2019002373A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＭＡアクチュエータの可動子の小型化を図るのに適した技術を提供する。【解決手段】固定子１２と、固定子１２と対向し、固定子１２と対向する方向を可動方向Ｘとして移動可能な可動子１４と、温度変化により伸縮可能な形状記憶合金を素材として構成され、固定子１２から可動子１４が離れる方向となる可動方向Ｘの一方側に向けて縮み変形により可動子１４を駆動可能な伸縮部材１６と、可動子１４から離間した箇所で固定子１２に固定される固定部１８ａと、可動方向Ｘの他方側に向けて可動子１４を押さえる押さえ部１８ｂとを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、形状記憶合金を用いたアクチュエータに関する。

従来より、小型化を図れるアクチュエータとして、形状記憶合金を用いたＳＭＡ（Shape Memory Alloy）アクチュエータが知られている。このＳＭＡアクチュエータは、形状記憶合金を用いた伸縮部材の温度変化による伸縮を利用して可動子を往復動させることが可能である。

このＳＭＡアクチュエータには、固定子からの可動子の離脱を防止するために付勢部材を組み込むことがある。特許文献１には、この付勢部材としてコイルバネを用いたＳＭＡアクチュエータが開示されている。このＳＭＡアクチュエータでは、コイルバネを収容する穴部が可動子に形成され、固定子にねじ込まれる雄ねじの頭部をコイルバネに当てることで、固定子からの可動子の離脱が防止されている。

特開２０１４−８８８１１号公報

ところで、特許文献１のＳＭＡアクチュエータでは、コイルバネを収容する穴部を可動子に形成している。これは、雄ねじと協働してコイルバネの固定子に対する位置を保持するためと考えられる。この構造のもとでは、コイルバネの外径より大きい内径の穴部を可動子に形成できるように、可動子の幅寸法を余計に確保しなければならない。また、コイルバネは螺旋状をなす複雑形状であるため、その外径の小型化には限界があり、これに伴い可動子の幅寸法の小型化が困難である。

本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされ、その目的の１つは、ＳＭＡアクチュエータの可動子の小型化を図るのに適した技術を提供することにある。

本発明の第１態様はアクチュエータである。第１態様のアクチュエータは、固定子と、前記固定子と対向し、前記固定子と対向する方向を可動方向として移動可能な可動子と、温度変化により伸縮可能な形状記憶合金を素材として構成され、前記固定子から前記可動子が離れる方向となる前記可動方向の一方側に向けて縮み変形により前記可動子を駆動可能な伸縮部材と、前記可動方向の他方側に向けて前記可動子を付勢する付勢部材と、を備え、前記付勢部材は、前記可動子から離間した箇所で前記固定子に固定される固定部と、前記可動方向の他方側に向けて前記可動子を押さえる押さえ部とを有する。

この態様によれば、付勢部材を収容する穴部を可動子に形成しなくとも、付勢部材の固定子に対する位置を保持できる。よって、付勢部材を収容する穴部が可動子に不要となり、可動子の幅寸法の小型化を容易に図れる。

第１実施形態のアクチュエータの斜視図である。 第１実施形態のアクチュエータの側面断面図である。 第１実施形態のアクチュエータの平面図である。 図２の一部の拡大図である。 第１実施形態の可動子が伸縮部材により駆動された状態を示す図である。 第１実施形態のアクチュエータの組み立て方法を説明するための図であり、（ａ）は固定子の上側に可動子を配置した状態を示す図であり、（ｂ）は固定子や可動子の上側に付勢部材を配置した状態を示す図である。 第１変形例の付勢部材を示す側面断面図である。 第２変形例の付勢部材を示す斜視図である。

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のアクチュエータ１０の斜視図である。図２は、アクチュエータ１０の側面断面図である。本実施形態のアクチュエータ１０は、電気機器を操作するユーザに電気機器に対する操作に連動して触感を付与する触感付与装置として用いられる。本実施形態の電気機器はタッチパネル装置であり、触感付与対象物はタッチパネル装置のタッチパネルとなる。アクチュエータ１０は、タッチパネル装置のケーシング内に収容される。アクチュエータ１０は、可動子１４の可動方向Ｘ（後述する）の一方側を出力方向としたとき、可動子１４の出力方向での動きをタッチパネルに伝達可能に設けられる。アクチュエータ１０は、たとえば、可動子１４の出力方向がタッチパネルの面内方向又は面外方向に沿った方向となるように設けられる。

電気機器は、タッチパネルを出力方向とは反対側の反出力方向に向けて付勢する付勢部（不図示）を有する。タッチパネルが可動子１４により出力方向に動かされた後、可動子１４からタッチパネルへの力の伝達が解除されたとき、この付勢部の付勢力によって、可動子１４とともにタッチパネルが反出力方向に向けて押し戻される。このタッチパネルの出力方向と反出力方向への動きが瞬間的に行われることで、タッチパネルに触れているユーザにパルス状の振動が伝達され、ユーザに触感を付与することになる。

アクチュエータ１０は、主に、固定子１２と、可動子１４と、伸縮部材１６と、付勢部材１８と、第１雄ねじ部材２０と、第２雄ねじ部材２２と、雌ねじ部材２４と、を備える。

図２に示すように、固定子１２と可動子１４は対向している。可動子１４は、固定子１２と対向する方向を可動方向Ｘとして移動可能である。可動子１４は、可動子１４の出力方向となる可動方向Ｘの一方側（図２の上側）に配置され、固定子１２は、前述の反出力方向となる可動方向Ｘの他方側（図２の下側）に配置される。本実施形態では、可動方向Ｘの一方側（図２の上側）が固定子１２から可動子１４が離れる方向となり、可動方向Ｘの他方側（図２の下側）が固定子１２に可動子１４が近づく方向となる。以下、説明の便宜のため、可動子１４の可動方向Ｘのうち、固定子１２から可動子１４が離れる方向を「上」とし、固定子１２に可動子１４が近づく方向を「下」とする。

図３は、アクチュエータ１０の平面図である。図２、図３に示すように、固定子１２と可動子１４は、可動方向Ｘと交差する延び方向Ｙに延びている。本実施形態の延び方向Ｙは可動方向Ｘと直交している。本実施形態の固定子１２と可動子１４は直線状に延びている。以下、説明の便宜のため、可動子１４の延び方向Ｙの一方側（図２の左側）を「左」とし、他方側（図２の右側）を「右」とする。また、可動子１４の可動方向Ｘ及び延び方向Ｙに直交する方向を幅方向Ｚとする。

図２に示すように、固定子１２は、可動子１４の可動方向Ｘで可動子１４側（上側）に臨む箇所に第１掛け部１２ａを有する。可動子１４は、可動子１４の可動方向Ｘで固定子１２側（下側）に臨む箇所に第２掛け部１４ａを有する。第１掛け部１２ａと第２掛け部１４ａは、可動子１４の延び方向Ｙに互い違いに並ぶように配置される。

本実施形態の固定子１２は、可動子１４の延び方向Ｙに並ぶ複数の第１掛け部１２ａを有する。本実施形態の第１掛け部１２ａは上向きに突き出る凸状をなす。また、本実施形態の第１掛け部１２ａは上向きに凸となる曲面状をなす。複数の第１掛け部１２ａの間には第１凹部１２ｂが形成される。第１凹部１２ｂは下向きに窪んでおり、下向きに凹となる曲面状をなす。

本実施形態の可動子１４は、可動子１４の延び方向Ｙに並ぶ複数の第２掛け部１４ａを有する。本実施形態の第２掛け部１４ａは下向きに突き出る凸状をなす。また、本実施形態の第２掛け部１４ａは下向きに凸となる曲面状をなす。複数の第２掛け部１４ａの間には第２凹部１４ｂが形成される。第２凹部１４ｂは上向きに窪んでおり、上向きに凹となる曲面状をなす。

本実施形態では固定子１２の第１掛け部１２ａは可動子１４の第２凹部１４ｂと嵌合しており、固定子１２の第１凹部１２ｂは可動子１４の第２掛け部１４ａと嵌合している。

図４は、図２の一部の拡大図である。図３、図４に示すように、固定子１２は、可動方向Ｘから見て、可動子１４との可動方向Ｘでの対向箇所１２ｃよりはみ出るはみ出し部１２ｄを有する。本実施形態のはみ出し部１２ｄは、可動子１４との対向箇所１２ｃより延び方向Ｙの両側にはみ出る。はみ出し部１２ｄには、可動子１４との対向箇所１２ｃより可動方向Ｘでの厚み寸法が小さい薄肉部１２ｅが設けられる。薄肉部１２ｅの下側面は、固定子１２の可動子１４との対向箇所１２ｃの下側面より上側に位置し、薄肉部１２ｅの上側面は、可動子１４の上側面より下側に位置する。

固定子１２のはみ出し部１２ｄには第１雄ねじ部材２０、第２雄ねじ部材２２、固定用ねじ２６のそれぞれを挿通するための第１挿通孔１２ｆａ、第２挿通孔１２ｆｂ、第３挿通孔１２ｆｃが形成される。固定用ねじ２６は、アクチュエータ１０の固定相手に固定するために用いられる。本実施形態での固定相手とは、前述した電気機器のケーシングである。

図２に示すように、伸縮部材１６は、温度変化により伸縮可能な形状記憶合金を素材として構成される。この形状記憶合金は、たとえば、Ｎｉ−Ｔｉ合金等である。この形状記憶合金を用いた伸縮部材１６は、加熱により縮み変形可能であるとともに冷却により伸び変形可能である。本実施形態の伸縮部材１６は線状のワイヤーであるが、帯状のベルト等でもよい。

伸縮部材１６は、固定子１２の第１掛け部１２ａと可動子１４の第２掛け部１４ａに交互に掛けるように可動子１４の延び方向Ｙに張り渡される。詳しくは、伸縮部材１６は、可動子１４の可動方向Ｘで第１掛け部１２ａの可動子１４側（上側）に臨む箇所と、その可動方向Ｘで第２掛け部１４ａの固定子１２側（下側）に臨む箇所とに交互に掛けるように張り渡される。固定子１２の第１掛け部１２ａと可動子１４の第２掛け部１４ａの幅方向Ｚ中央部には溝部３０（図４参照）が形成される。伸縮部材１６は、固定子１２や可動子１４の溝部３０の内側を通るように配置される。

伸縮部材１６は、張力を付与された状態で、第１雄ねじ部材２０を用いて両端部１６ａ、１６ｂが固定される。本実施形態の伸縮部材１６は固定子１２のはみ出し部１２ｄに両端部１６ａ、１６ｂが固定される。伸縮部材１６の端部１６ａ、１６ｂは、第１雄ねじ部材２０の軸部２０ｂに巻き付けた状態で固定される。伸縮部材１６の両端部１６ａ，１６ｂは、不図示の外部電源回路に電気配線を介して電気的に接続される。

付勢部材１８は、固定子１２からの可動子１４の離脱を防止するために用いられる。本実施形態の付勢部材１８は、固定子１２や可動子１４の左側部分と右側部分のそれぞれに対応して個別に設けられる。

図４に示すように、付勢部材１８は、可動子１４から離間した箇所で固定子１２に固定される固定部１８ａと、可動子１４を下側（可動方向Ｘの他方側）に向けて押さえる押さえ部１８ｂとを有する。本実施形態では、固定部１８ａが延び方向Ｙの片端側に設けられ、押さえ部１８ｂが固定部１８ａとは延び方向Ｙの反対端側に設けられる。

固定部１８ａは、固定子１２のはみ出し部１２ｄの上側に配置され、固定子１２のはみ出し部１２ｄに第２雄ねじ部材２２を用いて固定される。詳しくは、固定部１８ａは、第２雄ねじ部材２２の頭部２２ａと固定子１２のはみ出し部１２ｄの間に挟み込むことで固定子１２に固定される。

押さえ部１８ｂは、固定部１８ａから延びており、その延び方向Ｙの先端側部分が可動子１４の上側に配置される。押さえ部１８ｂは、可動子１４の可動方向Ｘでの動きに追従して可動方向Ｘに弾性変形可能である。本実施形態の押さえ部１８ｂは板状をなす板ばねとして機能する。本実施形態の押さえ部１８ｂは、幅方向Ｚに沿った寸法である幅寸法が固定部１８ａより小さくなるように形成される（図３参照）。

本実施形態の押さえ部１８ｂは、固定部１８ａから上側に向けて延びる第１部分１８ｂａと、第１部分１８ｂａと曲げ部分１８ｂｂを介して連なり延び方向Ｙに沿うように延びる第２部分１８ｂｃとを有する。押さえ部１８ｂの第２部分１８ｂｃは第１雄ねじ部材２０の上側を通るように配置される。

以上の付勢部材１８の固定部１８ａ及び押さえ部１８ｂは、本実施形態において、固定子１２に対して上側（可動方向Ｘの一方側）に全体が配置される。付勢部材１８の固定部１８ａ及び押さえ部１８ｂは、固定子１２の上側にのみ配置され、固定子１２に対して下側には配置されないということである。別の観点からみると、本実施形態の付勢部材１８は、固定子１２に対して可動方向Ｘに重なる範囲では、固定子１２に対して上側に配置されるともいえる。

第１雄ねじ部材２０は、伸縮部材１６と固定子１２を締結する。第２雄ねじ部材２２は、付勢部材１８と固定子１２を締結する。各雄ねじ部材２０、２２は固定子１２の左側部分と右側部分のそれぞれに対応して個別に設けられる（図２も参照）。

雄ねじ部材２０、２２の頭部２０ａ、２２ａは、固定子１２のはみ出し部１２ｄの上側面に設けられた座面１２ｇに座している。本実施形態の第１雄ねじ部材２０や第２雄ねじ部材２２の頭部２０ａ、２２ａは共通の電極部材３２を介して固定子１２の座面１２ｇに座している。この電極部材３２は、固定子１２のはみ出し部１２ｄの上側面と重ね合わせられ、延び方向Ｙに延びる板状をなす。電極部材３２は真鍮等の導電性素材を用いて構成される。固定子１２の左右両側の電極部材３２は不図示の外部電源回路に接続され、伸縮部材１６への通電に用いられる。本実施形態の電極部材３２は、固定用ねじ２６を介して外部電源回路に接続される。

第１雄ねじ部材２０は、固定子１２の座面１２ｇと第１雄ねじ部材２０の頭部２０ａの間で伸縮部材１６を挟持することで伸縮部材１６を固定子１２に締結する。本実施形態では第１雄ねじ部材２０の頭部２０ａと伸縮部材１６の間には板状の押さえ部材３４が配置される。本実施形態の第１雄ねじ部材２０は、固定子１２の座面１２ｇと押さえ部材３４の間に伸縮部材１６を挟持することで伸縮部材１６を固定子１２に締結する。伸縮部材１６は、電極部材３２と押さえ部材３４に対する接触を伴いこれらに挟持される。なお、第１雄ねじ部材２０や押さえ部材３４は、導電性素材を用いて構成される。

雌ねじ部材２４は、固定子１２を挟んで可動子１４とは可動方向Ｘの反対側、つまり、固定子１２の下側に配置される。本実施形態の雌ねじ部材２４は、固定子１２の左側部分と右側部分のそれぞれに対応して個別に設けられる（図２も参照）。本実施形態の雌ねじ部材２４は、固定子１２のはみ出し部１２ｄの下側に配置される。本実施形態の雌ねじ部材２４は板状をなしており、固定子１２のはみ出し部１２ｄの下側面に重ね合わせられる。本実施形態の雌ねじ部材２４の下側面は、固定子１２の可動子１４との対向箇所１２ｃの下側面と面一をなすように設けられる。

本実施形態の雌ねじ部材２４には、第１雄ねじ部材２０用の第１雌ねじ孔２４ａと第２雄ねじ部材２２用の第２雌ねじ孔２４ｂが形成される。雄ねじ部材２０、２２は、雌ねじ部材２４の対応する雌ねじ孔２４ａ、２４ｂにねじ込まれることで、雄ねじ部材２０、２２による締結対象と固定子１２を締結する。ここでの締結対象とは、第１雄ねじ部材２０では伸縮部材１６が該当し、第２雄ねじ部材２２では付勢部材１８が該当する。

なお、固定子１２や可動子１４は、加熱により縮み変形した伸縮部材１６の放熱性を高めるため、熱伝導率に優れた素材を用いて構成される。本実施形態の固定子１２や可動子１４はアルミニウムを用いて構成される。また、固定子１２や可動子１４は、アクチュエータ１０の動作時に通電状態になる伸縮部材１６から絶縁するため、表面に絶縁層（不図示）が被覆されている。絶縁層は、たとえば、アルマイト処理により得られるアルマイト層等である。

アクチュエータ１０の動作を説明する。
図５は、可動子１４が伸縮部材１６により駆動された状態を示す図である。伸縮部材１６は、外部電源回路から電気配線を介して通電されると、通電加熱により縮み変形しようとする。これにより、伸縮部材１６は、可動子１４を上側（可動方向Ｘの一方側）に向かう方向Ｐａに押圧することで、可動子１４を同方向Ｐａに駆動する。

可動子１４が上側に変位すると、付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、可動子１４の変位に追従して上側に向かう方向Ｐｂに弾性的に曲げ変形する。付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、自らの弾性変形量に応じた大きさの反発力を付勢力として可動子１４に付与する。この付勢力は、可動子１４の下側（可動方向の他方側）に向けて可動子１４に付与される。

伸縮部材１６は、外部電源回路による通電状態を解除すると、放熱することで元の形状に戻るように伸び変形する。これに伴い、可動子１４は、電気機器の付勢部の付勢力や付勢部材１８の付勢力により、伸縮部材１６により駆動される前の元の位置に向けて押し戻される。

アクチュエータ１０の効果を説明する。
本実施形態の付勢部材１８は、可動子１４から離間した箇所で固定子１２に固定される固定部１８ａと、可動子１４を下側（可動方向Ｘの他方側）に向けて押さえられる押さえ部１８ｂとを有する。この構造のもとでは、特許文献１の開示技術のように、コイルバネを収容する穴部を可動子に形成しなくとも、付勢部材１８の固定子１２に対する位置を保持できる。よって、付勢部材を収容する穴部が可動子１４に不要となり、可動子１４の幅寸法の小型化を容易に図れる。

また、付勢部材を収容する穴部が可動子１４に不要となることに伴い、次の利点がある。形状記憶合金は、形状記憶合金に応じた変態温度以上の温度に加熱されることで原型に復元する性質がある。この変態温度は、形状記憶合金に付与される応力の増大に伴い高温化することが知られる。形状記憶合金製の伸縮部材１６の誤作動を防ぐ観点からは、アクチュエータ１０の動作環境下での温度に対して、伸縮部材１６の変態温度が十分に高温であること好ましい。この目的を果たすうえで、所要の伸縮部材１６の変態温度を得られるように、付勢部材１８の押さえ力を伸縮部材１６に付与する手段が考えられる。

ここで、特許文献１のコイルバネを付勢部材として用いた場合、付勢部材１８の押さえ力を大きくするためには、コイルスプリングの線径の増大、巻き数の増大が想定される。しかしながら、コイルスプリングの線径を増大させた場合、可動子に形成される穴部の内径寸法が増大し、可動子の幅寸法の増大を招く。また、コイルスプリングの巻き数を増大させた場合、可動子に形成される穴部の深さ寸法が増大し、可動子の高さ寸法の増大を招く。つまり、特許文献１の構造のもとでは、付勢部材１８の押さえ力を大きくするうえで、可動子の幅寸法又は高さ寸法が増大してしまう。

これに対して、本実施形態によれば、押さえ部１８ｂの固定部１８ａからの長さの低減や、押さえ部１８ｂの厚みの増大によって、付勢部材１８の押さえ力を大きくできる。この押さえ部１８ｂは、特許文献１の構造のように、可動子の穴部内に配置されるものではなく、可動子１４を可動方向Ｘの上側から押さえているに過ぎない。よって、押さえ部１８ｂの長さの低減や、押さえ部１８ｂの厚みの増大があっても、可動子１４の幅寸法や高さ寸法が増大しない。このため、伸縮部材１６の変態温度の高温化を果たすため、付勢部材１８の押さえ力を大きくするように設計しても、可動子１４の寸法の増大を防止できる利点がある。

かりに、締結対象を固定子１２に締結するにあたり、固定子１２に雄ねじ部材２０、２２をねじ込む場合を考える。この場合、雄ねじ部材２０、２２のねじ込みに伴い固定子１２の絶縁層が削れてしまい、導電性のある固定子１２の素地部が露出してしまう恐れがある。この点、本実施形態の雄ねじ部材２０、２２は、雌ねじ部材２４の雌ねじ孔２４ａ、２４ｂにねじ込まれることで締結対象と固定子１２を締結する。よって、締結対象を固定子１２に締結するにあたり、固定子１２へのねじ込みが不要となる。このため、雄ねじ部材２０、２２のねじ込みに伴い固定子１２の絶縁層が削れてしまう事態を防止でき、良好な絶縁信頼性を得られる。

次に、アクチュエータ１０の組み立て方法の一例を説明する。
図６は、アクチュエータ１０の組み立て方法を説明するための側面図である。図６（ａ）では、固定子１２と可動子１４の間に伸縮部材１６を挟み込む前の工程を示す。固定子１２と可動子１４の間に弛んだ状態で伸縮部材１６が挟み込まれてしまうと、その後に伸縮部材１６に両端側から張力を付与しても、固定子１２や可動子１４との摩擦により伸縮部材１６の一部の弛みが解消しない事態があり得る。この状態のまま伸縮部材１６が雄ねじ部材により固定子１２に締結されてしまうと、動作不良の原因となり得る。これを避けるため、伸縮部材１６には予め張力を付与しておき、その状態で可動子１４を動かすことで固定子１２と可動子１４の間に挟み込むようにする。この後は、伸縮部材１６に張力を付与した状態のまま、第１雄ねじ部材２０を用いて伸縮部材１６を固定子１２に締結する。

次に、図６（ｂ）に示すように、固定子１２や可動子１４の上側に付勢部材１８を配置する。この後、付勢部材１８を下側に動かすことで、付勢部材１８の押さえ部１８ｂを可動子１４に接触させるとともに付勢部材１８の固定部１８ａを固定子１２に当てる。この状態のもと、第２雄ねじ部材２２を用いて付勢部材１８の固定部１８ａを固定子１２に締結する。

ここで、付勢部材１８の固定部１８ａ及び押さえ部１８ｂは、固定子１２に対して上側（可動方向Ｘの一方側）に全体が配置されている。よって、固定子１２に付勢部材１８を組み付けるにあたり、固定子１２に対して下側（可動方向Ｘの他方側）に付勢部材１８の固定部１８ａや押さえ部１８ｂを配置する作業が不要となる。これにより、固定子１２に対して上側の空間のみを作業空間として、付勢部材１８を固定子１２に組み付け可能となる。このため、付勢部材１８の組み付け作業で良好な作業性を得られるうえ、付勢部材１８の組み付け作業の自動化が容易となる。

また、付勢部材１８の固定部１８ａは、固定子１２のはみ出し部１２ｄに固定される。これにより、可動子１４と固定子１２の間に付勢部材１８を配置しないレイアウトを実現できる。よって、図６（ｂ）に示すように、固定子１２や可動子１４に対して上側に配置した付勢部材１８を、固定子１２や可動子１４に対して下側に近づけるだけで、付勢部材１８を固定予定位置に配置できる。これにより、付勢部材１８の組み付け作業でより良好な作業性を得られるうえ、付勢部材１８の組み付け作業の自動化が更に容易となる。

かりに、伸縮部材１６と付勢部材１８を単一の雄ねじ部材を用いて固定子１２に締結する場合を考える。この場合、前述した次の作業（Ｘ）、（Ｙ）を同時に進行する必要がある。この作業では、所要の張力を伸縮部材１６に付与した状態のまま、可動子１４や付勢部材１８の位置合わせ作業をしつつ雄ねじ部材を締結することになり、高い作業難度を要求されることに伴い作業性が悪いという問題がある。
（Ｘ）伸縮部材１６に張力を付与した状態のもと、可動子１４を動かすことで固定子１２と可動子１４の間に伸縮部材１６を挟み込んだうえで、その張力が付与された伸縮部材１６を雄ねじ部材を用いて固定子１２に締結する作業。
（Ｙ）可動子１４の上側に一部が配置される付勢部材１８を伸縮部材１６と同じ雄ねじ部材を用いて固定子１２に締結する作業。

この点、本実施形態では、伸縮部材１６と付勢部材１８は個別の雄ねじ部材２０、２２を用いて固定子１２に締結される。よって、第１雄ねじ部材２０を用いて伸縮部材１６を先に固定子１２に締結してから、第２雄ねじ部材２２を用いて付勢部材１８を後で固定子１２に締結できるようになる。よって、前述した作業（Ｘ）、（Ｙ）を同時ではなく順次に行えるようになり、作業難度の低下により良好な作業性を得られる。

アクチュエータ１０の他の工夫点を説明する。
図３、図４に示すように、付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、可動子１４の一部と延び方向Ｙでの位置が重なるように配置される。可動子１４には、付勢部材１８の押さえ部１８ｂと可動方向Ｘに対向する箇所に溝部１４ｃが形成される。付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、可動子１４の溝部１４ｃ内に収まるように配置される。付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、その押さえ部１８ｂと延び方向Ｙでの位置が重なる可動子１４の一部が幅方向Ｚ両側に変位しようとしたとき、可動子１４の溝部１４ｃと接触することで、その幅方向Ｚ両側への変位を規制する。このように、付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、延び方向Ｙでの位置が重なる可動子１４の一部の幅方向Ｚ両側への変位を規制する第１変位規制部１８ｄとして機能する。

これにより、付勢部材１８の第１変位規制部１８ｄを用いて可動子１４の幅方向Ｚでの位置決めをできる。また、可動子１４の可動方向Ｘの方向軸周りでの可動子１４の位置ずれを付勢部材１８の第１変位規制部１８ｄにより防止でき、その位置ずれに起因する可動子１４の固定子１２からの分離を防止できる。

図３に示すように、付勢部材１８の全体は、可動子１４の可動方向Ｘから見て、可動子１４の幅方向両側の側面１４ｄに対して幅方向Ｚ内側に収まる形状である。ここでの「収まる」には、可動子１４の側面１４ｄと言及している構成要素（ここでは付勢部材１８）の側面が重なる場合と、可動子１４の側面１４ｄより幅方向Ｚ内側に言及している構成要素の側面が位置する場合の両方が含まれる。つまり、付勢部材１８の全体は、可動子１４の可動方向Ｘから見て、可動子１４の側面１４ｄより幅方向外側にはみ出ない形状であるといえる。これにより、可動子１４の側面１４ｄから付勢部材１８がはみ出なくなるため、可動子１４に連動して付勢部材１８が動いたとき、付勢部材１８の周辺構造物との干渉を避け易くなる。なお、固定子１２の全体も、可動子１４の可動方向Ｘから見て、可動子１４の幅方向Ｚ両側の側面１４ｄに対して幅方向内側に収まる形状である。

図４に示すように、固定子１２のはみ出し部１２ｄの上側面には、はみ出し部１２ｄの座面１２ｇより第１掛け部１２ａ寄りの箇所に、はみ出し部１２ｄの座面１２ｇより上側に突き出る山部１２ｈが形成される。山部１２ｈは第１掛け部１２ａの一部として設けられ、伸縮部材１６の一部が接触している。

本実施形態の付勢部材１８の押さえ部１８ｂは、可動子１４と可動方向Ｘに対向する箇所に下側に向けて円弧状に凸となる曲げ部１８ｃを有し、その曲げ部１８ｃが可動子１４に接触している。かりに、付勢部材１８が押さえ部１８ｂの先端のエッジ部で可動子１４に接触してしまうと、可動子１４の絶縁層が削れる事態が懸念される。この点、本実施形態によれば、付勢部材１８の押さえ部１８ｂとの接触により可動子１４が削れてしまう事態を防止でき、良好な絶縁信頼性を得られる。

押さえ部材３４は、伸縮部材１６より低硬度の素材を用いて構成される。第１雄ねじ部材２０は、通常、伸縮部材１６より高硬度となる。よって、かりに、第１雄ねじ部材２０の頭部２０ａを伸縮部材１６に直接に接触させた場合、高硬度な第１雄ねじ部材２０との接触に伴う伸縮部材１６の負担の増大が懸念される。この点、本実施形態によれば、押さえ部材３４が伸縮部材１６より低硬度であるため、第１雄ねじ部材２０との接触から伸縮部材１６を保護でき、伸縮部材１６の負担を軽減できる。

図６（ｂ）に示すように、固定子１２と可動子１４の間に伸縮部材１６を張り渡した状態で、固定子１２と可動子１４の間に伸縮部材１６を挟み込む場合を考える。この場合、伸縮部材１６は、固定子１２の第１掛け部１２ａや可動子１４の第２掛け部１２ｂによって、固定子１２の第１凹部１２ｂや可動子１４の第２凹部１４ｂ内に押し込まれる。このとき、伸縮部材１６には固定子１２や可動子１４との接触箇所で摩擦抵抗が生じ、固定子１２や可動子１４の凹部１２ｂ、１４ｂ内に伸縮部材１６をスムーズに押し込み難くなる。また、伸縮部材１６に生じる摩擦により伸縮部材１６に過大な張力が付与される恐れもある。

この対策として、固定子１２の第１掛け部１２ａや可動子１４の第２掛け部１４ａには、伸縮部材１６との接触箇所に潤滑剤が塗布されていてもよい。潤滑剤は、たとえば、フッ素系グリース、モリブデン系グリース等が用いられる。これにより、伸縮部材１６の組み付け作業で良好な作業性を得られるうえ、伸縮部材１６の組み付け作業で伸縮部材１６に付与される張力を軽減できる。なお、同様の目的を果たすうえで、固定子１２の第１掛け部１２ａや可動子１４の第２掛け部１４ａには、潤滑性をあげるための表面処理が施されていてもよい。この表面処理は、たとえば、フッ素系コーティング、モリブデンコーティング等である。

図７は、第１変形例の付勢部材１８を示す側面断面図である。付勢部材１８は、第２雄ねじ部材２２の軸部２２ｂの中心軸線Ｌａ周りの変位を規制するための第２変位規制部１８ｅを有する。第２変位規制部１８ｅは、図７の例では、付勢部材１８の固定部１８ａが接触する電極部材３２や固定子１２に設けられた穴部４０に差し込まれる。第２変位規制部１８ｅは、電極部材３２や固定子１２の穴部４０と接触することで、第２雄ねじ部材２２の中心軸線Ｌａ周りの変位を規制する。

図８は、第２変形例の付勢部材１８を示す斜視図である。第２変位規制部１８ｅは、図８の例では、電極部材３２や固定子１２に対して幅方向Ｚ両側に設けられる。第２変位規制部１８ｅは、電極部材３２や固定子１２の幅方向Ｚの両側の側面と接触することで、第２雄ねじ部材２２の中心軸線Ｌａ周りの変位を規制する。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

アクチュエータ１０は触感付与装置として用いられる例を説明したが、その用途は特に限定されない。アクチュエータ１０は、たとえば、駆動装置として用いられてもよい。

固定子１２や可動子１４の形状や、伸縮部材１６の配置態様は、伸縮部材１６の縮み変形により固定子１２から可動子１４が離れる方向に向けて可動子１４を駆動可能であれば、特に限定されない。固定子１２や可動子１４は、たとえば、直線状に延びる場合の他に曲線状に延びていてもよい。

固定子１２は、複数の第１掛け部１２ａを有し、可動子１４は、固定子１２の第１掛け部１２ａと互い違いに並ぶように配置される複数の第２掛け部１４ａを有する例を説明した。第１掛け部１２ａと第２掛け部１４ａを互い違いに並ぶように配置する場合、第１掛け部１２ａと第２掛け部１４ａの数は単数でもよい。

伸縮部材１６及び付勢部材１８のそれぞれが個別の雄ねじ部材２０、２２を用いて固定子１２に締結される例を説明した。この他にも、伸縮部材１６及び付勢部材１８の両方が共通の雄ねじ部材を用いて固定子１２に締結されてもよい。

雄ねじ部材２０、２２は、雌ねじ部材２４の雌ねじ孔２４ａ、２４ｂにねじ込まれることで、締結対象と固定子１２を締結する例を説明した。この他にも、雄ねじ部材２０、２２は、固定子１２にねじ込まれることで、締結対象と固定子１２を締結してもよい。

付勢部材１８は、押さえ部１８ｂが板ばねとして機能するばね部材を例に説明したが、その具体例は特に限定されない。付勢部材１８は、ばね部材とする場合、たとえば、一部が線ばねとして機能してもよい。また、付勢部材１８は、ばね部材の他にゴム部材が用いられてもよい。付勢部材１８は、ばね部材、ゴム部材等の弾性部材でもよいということである。

付勢部材１８の第１変位規制部１８ｄは付勢部材１８の押さえ部１８ｂが兼ねている例を説明したが、押さえ部１８ｂとは別に設けられてもよい。この場合、付勢部材１８の第１変位規制部１８ｄは、たとえば、可動子１４の幅方向Ｚ両側に一部が配置されてもよい。また、付勢部材１８は第１変位規制部１８ｄがなくともよい。

付勢部材１８の固定部１８ａ及び押さえ部１８ｂは、固定子１２に対して可動方向Ｘの一方側に全体が配置される例を説明したが、これに限定されない。たとえば、付勢部材１８は、固定子１２に対して可動方向Ｘの他方側に固定部１８ａが配置され、固定子１２に対して可動方向Ｘの一方側に押さえ部１８ｂが配置されてもよい。また、付勢部材１８の固定部１８ａ及び押さえ部１８ｂは、固定子１２に対して可動方向Ｘの一方側に全体を配置するうえで、その一部が固定子１２と可動子１４の間に配置されてもよい。

付勢部材１８は、可動方向Ｘから見て、可動子１４の幅方向Ｚ両側の側面１４ｄからはみ出る形状でもよい。固定子１２も同様に、可動方向Ｘから見て、可動子１４の幅方向Ｚ両側の側面１４ｄからはみ出る形状でもよい。

１０…アクチュエータ、１２…固定子、１２ｃ…対向箇所、１２ｄ…はみ出し部、１４…可動子、１４ｄ…側面、１６…伸縮部材、１８…付勢部材、１８ａ…固定部、１８ｂ…押さえ部、１８ｄ…第１変位規制部、２０…第１雄ねじ部材、２２…第２雄ねじ部材、２４…雌ねじ部材、２４ａ…雌ねじ孔。

Claims (7)

1. 固定子と、
   前記固定子と対向し、前記固定子と対向する方向を可動方向として移動可能な可動子と、
   温度変化により伸縮可能な形状記憶合金を素材として構成され、前記固定子から前記可動子が離れる方向となる前記可動方向の一方側に向けて縮み変形により前記可動子を駆動可能な伸縮部材と、
   前記可動方向の他方側に向けて前記可動子を付勢する付勢部材と、を備え、
   前記付勢部材は、前記可動子から離間した箇所で前記固定子に固定される固定部と、前記可動方向の他方側に向けて前記可動子を押さえる押さえ部とを有するアクチュエータ。
2. 前記固定部及び前記押さえ部は、前記固定子に対して前記可動方向の一方側に全体が配置される請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記固定子は、前記可動方向から見て、前記可動子との対向箇所よりはみ出るはみ出し部を有し、
   前記固定部は、前記はみ出し部に固定される請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記可動子は、前記可動方向と交差する延び方向に延びており、
   前記付勢部材は、前記可動子の一部と前記延び方向での位置が重なるように配置される変位規制部を有し、
   前記可動方向及び前記延び方向に直交する方向を幅方向としたとき、前記変位規制部は、前記変位規制部と前記延び方向での位置が重なる前記可動子の一部の幅方向両側への変位を規制可能である請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
5. 前記可動子は、前記可動方向と交差する延び方向に延びており、
   前記可動方向及び前記延び方向に直交する方向を幅方向としたとき、前記付勢部材は、前記可動方向から見て、前記可動子の幅方向両側の側面に対して幅方向内側に収まる形状である請求項１から４のいずれかに記載のアクチュエータ。
6. 前記伸縮部材及び前記付勢部材の少なくとも一方の締結対象と前記固定子を締結する雄ねじ部材と、
   前記固定子を挟んで前記可動子とは前記可動方向の反対側に配置され、雌ねじ孔が形成される雌ねじ部材と、を備え、
   前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ孔にねじ込まれることで前記締結対象と前記固定子を締結する請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記伸縮部材と前記固定子を締結する第１雄ねじ部材と、
   前記付勢部材と前記固定子を締結する第２雄ねじ部材とを備える請求項１から６のいずれかに記載のアクチュエータ。

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