JP2019037014A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動体をスムーズに振動させることのできるアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータ１において、可動体３を第１方向Ｘにガイドするガイド機構８は、支持体２側で第３方向Ｚで並列して第１方向Ｘに延在する２本の第１レール８１と、可動体３側で第３方向Ｚで並列して第１方向Ｘに延在する２本の第２レール８２と、２２本の第１レール８１および２本の第２レール８２によって第２方向Ｙの両側から支持された転動ボール８３とを備えている。第１レール８１、および第２レール８２は各々、丸棒状である。ガイド機構８は、可動体３の第２方向Ｙの一方側Ｙ１において第１方向Ｘで離間する２個所、および可動体３の第２方向Ｙの他方側Ｙ２において第１方向Ｘで離間する２個所の計４個所に設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、振動を発生させるアクチュエータに関するものである。

振動を発生させる機器として、対向するコイルおよび磁石を備えた駆動機構によって可動体を支持体に対して、コイルと磁石との対向方向に対して交差する方向に振動させるアクチュエータが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のアクチュエータにおいて、可動体と支持体との間には、ゲル状部材からなる粘弾性部材が配置されており、可動体は、粘弾性部材を介して支持体に支持されている。また、可動体を駆動した際の共振は、粘弾性部材によって抑制されている。

特開２０１６−１２７７８９号公報

特許文献１に記載のアクチュエータのように、支持体が粘弾性部材を介して可動体を支持している態様では、可動体に外力が伝わって可動体が変位すると、駆動機構に用いたコイルと磁石との間隔が変動する。従って、可動体が変位した状態では可動体を適正に振動させることが困難となる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体をスムーズに振動させることのできるアクチュエータを提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明を適用したアクチュエータは、支持体と、可動体と、前記可動体を前記支持体に対して第１方向に振動させる駆動機構と、前記第１方向と交差する第２方向で前記可動体と前記支持体とが対向する個所に設けられ、前記可動体を前記第１方向にガイドするガイド機構と、を有し、前記ガイド機構は、前記支持体側で前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向で並列して前記第１方向に延在する２本の第１レールと、前記可動体側で前記第３方向で並列して前記第１方向に延在する２本の第２レールと、前記２本の第１レールおよび前記２本の第２レールによって前記第２方向の両側から支持された転動ボールと、を備えていることを特徴とする。

本発明において、ガイド機構では、支持体側の２本の第１レールと可動体側の２本の第２レールとによって転動ボールが支持されている。このため、可動体は、ガイド機構にガイドされながら第１方向にスムーズに振動する。ここで、転動ボールは、支持体側の２本の第１レールと可動体側の２本の第２レールとによって第２方向の両側から支持されている。このため、可動体に外力が加わっても、可動体の第２方向および第３方向への変位がガイド機構によって抑制される。従って、可動体に外力が加わった状態でも、可動体を第１方向に適正に振動させることができる。

本発明において、前記第１方向に直交する面で切断したとき、前記２本の第１レール、および前記２本の第２レールは各々、前記転動ボールを支持する面が凸曲面になっている態様を採用することができる。かかる態様によれば、転動ボールと支持体側との接触面積や、転動ボールと可動体側との接触面積が狭いので、可動体が第１方向に振動する際の摺
動抵抗が小さい。従って、可動体をスムーズに第１方向で振動させることができる。

本発明において、前記２本の第１レール、および前記２本の第２レールは各々、丸棒状である態様を採用することができる。かかる態様によれば、第１レールおよび第２レールは各々、大きな強度を有することになる。なお、本発明における「丸棒状」とは円筒状である場合も含む意味である。

本発明において、前記ガイド機構は、前記２本の第１レール、前記２本の第２レール、および前記転動ボールを備えたガイドユニットを前記可動体の前記第２方向の一方側において前記第１方向で離間する２個所、および前記可動体の前記第２方向の他方側において前記第１方向で離間する２個所の計４個所に備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、可動体を安定した姿勢で適正にガイドすることができる。

本発明において、前記駆動機構は、前記第３方向からみたとき、前記４個所で囲まれた空間内に配置されている態様を採用することができる。

本発明において、前記支持体は、前記駆動機構を構成するための支持体側構成要素を保持するホルダ部を備え、前記可動体は、前記ホルダ部に前記第２方向の一方側で対向する第１壁部と、前記ホルダ部に前記第２方向の他方側で対向する第２壁部と、を備え、前記ガイド機構は、前記第１壁部の前記第１方向の一方側の端部、前記第１壁部の前記第１方向の他方側の端部、前記第２壁部の前記第１方向の一方側の端部、および前記第２壁部の前記第１方向の他方側の端部の計４個所に設けられている態様を採用することができる。

本発明において、前記可動体は、前記第１壁部および前記第２壁部のうち少なくとも一方の壁部に連結されて前記駆動機構を前記第３方向の一方側から覆う出力部材を有している態様を採用することができる。かかる態様によれば、出力部材を介して可動体の振動を出力することができるので、出力部材に触れた利用者に強い振動を体感させることができる。

本発明において、前記可動体と前記支持体とに接続された弾性部材が設けられている態様を採用することができる。

本発明において、前記弾性部材は、前記可動体に対して前記第１方向の一方側で前記可動体と前記支持体とが前記第１方向で対向する個所と、前記可動体に対して前記第１方向の他方側で前記可動体と前記支持体とが前記第１方向で対向する個所に設けられている態様を採用することができる。

本発明において、ガイド機構では、支持体側の２本の第１レールと可動体側の２本の第２レールとによって転動ボールが支持されている。このため、可動体は、ガイド機構にガイドされながら第１方向に振動する。ここで、転動ボールは、支持体側の２本の第１レールと可動体側の２本の第２レールとによって第２方向の両側から支持されている。このため、可動体に外力が加わっても、可動体の第２方向および第３方向への変位がガイド機構によって抑制される。従って、可動体に外力が加わった状態でも、可動体を第１方向に適正に振動させることができる。

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１に示すアクチュエータのＸＺ断面図である。 図１に示すアクチュエータを駆動機構を通る位置で切断したときのＹＺ断面図である。 図１に示すアクチュエータをガイド機構を通る位置で切断したときのＹＺ断面図である。 図１に示すアクチュエータから可動体の出力部材を外した状態の斜視図である。 図１に示すアクチュエータにおいて支持体と可動体とを分離した分解斜視図である。 図６に示す支持体からカバーを外した状態の分解斜視図である。 図６に示す支持体から駆動機構を構成するための支持体側構成要素を外した状態の分解斜視図である。 図６に示す可動体から駆動機構を構成するための可動体側構成要素を外した状態の分解斜視図である。 図８に示す駆動機構の斜視図である。 図１０に示す駆動機構の平面図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、互いに交差する３つの方向を各々、第１方向Ｘ、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚとして説明する。また、第１方向Ｘ、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚは、互いに直交する方向である。また、第１方向Ｘの一方側にＸ１を付し、第１方向Ｘの他方側にＸ２を付し、第２方向Ｙの一方側にＹ１を付し、第２方向Ｙの他方側にＹ２を付し、第３方向Ｚの一方側にＺ１を付し、第３方向Ｚの他方側にＺ２を付して説明する。

（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ＸＺ断面図である。図３は、図１に示すアクチュエータ１を駆動機構５を通る位置で切断したときのＹＺ断面図である。図４は、図１に示すアクチュエータ１をガイド機構８を通る位置で切断したときのＹＺ断面図である。

図１に示すように、本形態のアクチュエータ１は、全体として、第１方向Ｘの寸法が第２方向Ｙの寸法および第３方向Ｚの寸法より大きい直方体形状を有している。また、図２、図３および図４等を参照して以下に説明するように、アクチュエータ１は、機器本体に連結される支持体２と、支持体２に移動可能に支持された可動体３と、可動体３を支持体２に対して第１方向Ｘに振動させる駆動機構５とを有している。また、アクチュエータ１は、可動体３を第１方向Ｘにガイドするガイド機構８と、支持体２と可動体３とに接続された弾性部材（第１弾性部材９１および第２弾性部材９２）を有している。従って、可動体３は、ガイド機構８および弾性部材（第１弾性部材９１および第２弾性部材９２）を介して支持体２に支持され、この状態で第１方向Ｘに振動する。

（支持体２の構成）
図５は、図１に示すアクチュエータ１から可動体３の出力部材３８を外した状態の斜視図である。図６は、図１に示すアクチュエータ１において支持体２と可動体３とを分離した分解斜視図である。図７は、図６に示す支持体２からカバー２５を外した状態の分解斜視図である。図８は、図６に示す支持体２から駆動機構５を構成するための支持体側構成要素５ｂを外した状態の分解斜視図である。

図２〜図８に示すように、支持体２は、板状のベース部材２１と、ベース部材２１から第３方向Ｚの一方側Ｚ１に突出したホルダ部２２と、ホルダ部２２に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１でベース部材２１から第３方向Ｚの一方側Ｚ１に突出した第１凸部２３と、ホルダ部２２に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２でベース部材２１から第３方向Ｚの一方側Ｚ
１に突出した第２凸部２４とを有している。ベース部材２１は、機器本体への連結部である。ホルダ部２２、第１凸部２３、および第２凸部２４は各々、ベース部材２１に第３方向Ｚの他方側Ｚ２からネジ２１９（図２等参照）によって固定されている。

ホルダ部２２は、駆動機構５を構成するための支持体側構成要素５ｂを保持する部分である。ホルダ部２２は、第２方向Ｙの一方側Ｙ１で第１方向Ｘに沿って配置された柱状部２２１、２２２、２２３と、第２方向Ｙの他方側Ｙ２で第１方向Ｘに沿って配置された柱状部２２４、２２５、２２６とを備えている。柱状部２２１、２２２、２２３は、第１方向Ｘに延在する連結部２２７によって根元部分が連結され、柱状部２２４、２２５、２２６は、第１方向Ｘに延在する連結部２２８によって根元部分が連結されている。

柱状部２２１〜２２６の第３方向Ｚの一方側Ｚ１の端部、第１凸部２３の一方側Ｚ１の端部、および第２凸部２４の一方側Ｚ１の端部には、カバー２５がネジ２５９によって固定されている。カバー２５は、ホルダ部２２を覆う平板部２５０と、平板部２５０の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部から第３方向Ｚの他方側Ｚ２に屈曲した第１側板部２５１と、平板部２５０の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部から第３方向Ｚの他方側Ｚ２に屈曲した第２側板部２５２とを有している。第１側板部２５１は、第１凸部２３に第１方向Ｘの一方側Ｘ１から重なり、第２側板部２５２は、第２凸部２４に第１方向Ｘの他方側Ｘ２から重なっている。平板部２５０には、矩形の開口部２５０ａと、第１凸部２３の位置決め凸部２３９、および第２凸部２４の位置決め凸部２４９が嵌る穴２５０ｂ、２５０ｃが形成されている。

（可動体３の構成）
図９は、図６に示す可動体３から駆動機構５を構成するための可動体側構成要素５ａを外した状態の分解斜視図である。図２〜図６、および図９に示すように、可動体３は、ホルダ部２２に第２方向Ｙの一方側Ｙ１で対向する第１壁部３１と、ホルダ部２２に第２方向Ｙの他方側Ｙ２で対向する第２壁部３２と、第１凸部２３に第１方向Ｘの一方側Ｘ１で対向する第３壁部３３と、第２凸部２４に第１方向Ｘの他方側Ｘ２で対向する第４壁部３４とを備えている。第１壁部３１、第２壁部３２、第３壁部３３、および第４壁部３４は各々、別部材からなり、ネジ３９１によって連結されて、四角形の枠体３０を構成している。

可動体３は、第１壁部３１、第２壁部３２、第３壁部３３、および第４壁部３４のいずれかに連結されて駆動機構５を覆う出力部材３８を有している。本形態において、出力部材３８は四角形の板状であり、第１壁部３１および第２壁部３２の第３方向Ｚの一方側Ｚ１の端部にネジ３９２によって連結されている。なお、出力部材３８は、第１壁部３１および第２壁部３２の一方のみに連結されている態様や、第１壁部３１、第２壁部３２、第３壁部３３および第４壁部３４の少なくとも１つに連結されている態様であってもよい。出力部材３８では、第３方向Ｚの一方側Ｚ１に向けて円筒状の筒部３８６、３８７、３８８、３８９が突出しており、筒部３８６、３８７、３８８、３８９は、出力部材３８にタッチパネル等を固定する際に利用される。

第１壁部３１および第２壁部３２において、ホルダ部２２と対向する内面３１０、３２０側は、後述する可動体側構成要素５ａを配置する部分になっており、第１壁部３１および第２壁部３２の第３方向Ｚの他方側Ｚ２の端部は、可動体側構成要素５ａを支持する底板部３１５、３２５を構成している。従って、第１壁部３１および第２壁部３２は、可動体側構成要素５ａに磁気的な影響を及ぼさないように、非磁性材料によって構成されている。本形態において、第１壁部３１、第２壁部３２、第３壁部３３、第４壁部３４、および出力部材３８が全て非磁性材料によって構成されている。

底板部３１５、３２５では、第１方向Ｘの両端側の各々に第３方向Ｚの一方側Ｚ１に突出した軸部３１６、３１７、３２６、３２７が形成されている。軸部３１６、３１７、３２６、３２７は各々、第３方向Ｚの一方側Ｚ１の端部が、出力部材３８の穴３８１、３８２、３８３、３８４に嵌るようになっている。また、第１壁部３１および第２壁部３２の底面では、第１方向Ｘの中央部から第３方向Ｚの他方側Ｚ２に軸部３１８、３２８が突出している。軸部３１８、３２８は、可動体３が第３方向Ｚの他方側Ｚ１に変位した際にベース部材２１と当接して、可動体３の第３方向Ｚの他方側Ｚ１への可動範囲を規定している。

（ガイド機構８の構成）
図２、図５および図６等に示す駆動機構５は、可動体３を支持体２に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に駆動して可動体３を第１方向Ｘで振動させる。従って、アクチュエータ１では、図４および図６に示すように、第２方向Ｙで可動体３と支持体２とが対向する個所に、可動体３を第１方向Ｘにガイドするガイド機構８が設けられている。

ガイド機構８を構成するにあたって、本形態では、同一構成のガイドユニット８０が、可動体３の第２方向Ｙの一方側Ｙ１において第１方向Ｘで離間する２個所、および可動体３の第２方向Ｙの他方側Ｙ２において第１方向Ｘで離間する２個所の計４個所に設けられている。より具体的には、ガイド機構８（ガイドユニット８０）は、可動体３の第１壁部３１の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部、第１壁部３１の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部、第２壁部３２の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部、および第２壁部３２の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部の計４個所に設けられている。

ここで、ガイド機構８（ガイドユニット８０）は、４個所の各々に可動体３と支持体２とによって第２方向Ｙの両側から支持された転動ボール８３を備えている。より具体的には、ガイド機構８は、支持体２側において第３方向Ｚで並列して第１方向Ｘに延在する２本の第１レール８１と、可動体３側において第３方向Ｚで並列して第１方向Ｘに延在する２本の第２レール８２と、２本の第１レール８１および２本の第２レール８２によって第２方向Ｙの両側から支持された転動ボール８３とを備えている。

２本の第１レール８１は、第１凸部２３の第２方向Ｙの一方側Ｙ１の側面に形成された凹部２３１、第１凸部２３の第２方向Ｙの他方側Ｙ２の側面に形成された凹部２３２、第２凸部２４の第２方向Ｙの一方側Ｙ１の側面に形成された凹部２４１、および第２凸部２４において第２方向Ｙの他方側Ｙ２の側面に形成された凹部２３２の各々で両端が固定されている。また、凹部２３１、２３２、２４１、２４２には、２本の第１レール８１を転動ボール８３とは反対側から支持する補強用凸部２３１ａ、２３２ａ、２４１ａ、２４２ａが形成されている。

２本の第２レール８２は、第１壁部３１の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部の内面に形成された凹部３１１、第１壁部３１の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部の内面に形成された凹部３１２、第２壁部３２の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部の内面に形成された凹部３２１、および第２壁部３２の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部の内面に形成された凹部３２２の各々で両端が固定されている。また、凹部３１１、３１２、３２１、３２２には、２本の第２レール８２を転動ボール８３とは反対側から支持する補強用凸部３１１ａ、３１２ａ、３２１ａ、３２２ａが形成されている。

（粘弾性部材の構成）
図２および図６に示すように、アクチュエータ１では、可動体３が支持体２に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で対向する部分に第１弾性部材９１が設けられ、第１弾性部材９１
に対して第１方向Ｘで離間する位置において可動体３が支持体２に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で対向する部分に第２弾性部材９２が設けられている。

本形態において、第１弾性部材９１は、可動体３および支持体２の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部同士が第１方向Ｘで対向する部分に設けられている。第２弾性部材９２は、可動体３および支持体２の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部同士が第１方向Ｘで対向する部分に設けられている。より具体的には、第１弾性部材９１は、可動体３の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部である第３壁部３３と、支持体２の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部である第１凸部２３との間に設けられている。第２弾性部材９２は、可動体３の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部である第４壁部３４と、支持体２の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部である第２凸部２４との間に設けられている。

本形態では、第１凸部２３の第１方向Ｘの一方側Ｘ１には、カバー２５の第１側板部２５１が重なっているため、第１弾性部材９１は、第１側板部２５１と第３壁部３３との間に設けられている。また、第２凸部２４の第１方向Ｘの他方側Ｘ２には、カバー２５の第２側板部２５２が重なっているため、第２弾性部材９２は、第２側板部２５２と第４壁部３４との間に設けられている。

第１弾性部材９１および第２弾性部材９２は各々、バネや粘弾性部材等から構成されている。本形態において、第１弾性部材９１は、ゲル状部材やゴム等の第１粘弾性部材９１０である。第２弾性部材９２は、ゲル状部材やゴム等の第２粘弾性部材９２０である。粘弾性とは、粘性と弾性の両方を合わせた性質のことであり、ゲル状部材、プラスチック、ゴム等の高分子物質に顕著に見られる性質である。従って、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０として、各種ゲル状部材を用いることができる。また、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０として、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てもよい。

本形態において、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０として、ゲル状部材が用いられている。より具体的には、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は、針入度が１０度から１１０度であるシリコーン系ゲルである。針入度とは、ＪＩＳ−Ｋ−２２０７やＪＩＳ−Ｋ−２２２０で規定されており、この値が小さい程、硬いことを意味する。粘弾性部材は、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。例えば、粘弾性部材は、その厚さ方向に押圧されて圧縮変形する際は、線形の成分（バネ係数）よりも非線形の成分（バネ係数）が大きい伸縮特性を備える。これに対して、厚さ方向に引っ張られて伸びる場合は、非線形の成分（バネ係数）よりも線形の成分（バネ係数）が大きい伸縮特性を備える。

ここで、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、可動体３および支持体２に接着等の方法で固定されている。このため、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、可動体３が第１方向Ｘに振動する際、支持体２および可動体３に接している。また、駆動機構５が停止している期間（可動体３の振動が停止している期間）、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、第１方向Ｘで圧縮された状態にあり、可動体３の所定のストローク内では、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、第１方向Ｘで圧縮された状態にある。

（駆動機構５の構成）
図１０は、図８に示す駆動機構５の斜視図である。図１１は、図１０に示す駆動機構５の平面図である。図１０および図１１に示すように、駆動機構５は、支持体２および可動体３のうちの一方側部材に、第２方向Ｙの一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて突出した第１突極５１１が第１方向Ｘに沿って複数設けられた第１磁性コア５１と、第１磁性コア５１に第２方向Ｙの他方側Ｙ２で対向する第２磁性コア５２とを有している。第２磁性コア５２では、第２方向Ｙの他方側Ｙ２から一方側Ｙ１に向けて突出した第２突極５２１が第１方向Ｘに沿って複数設けられている。ここで、第２突極５２１は、第１突極５１１とは逆位相である。すなわち、第１磁性コア５１において、第１突極５１１の間は凹部５１２になっており、第２磁性コア５２において第２突極５２１が形成する凸部は、第１突極５１１の間に形成された凹部５１２に第２方向Ｙで対向している。また、第２磁性コア５２において、第２突極５２１の間は凹部５２２になっており、第１磁性コア５１において第１突極５１１が形成する凸部は、第２突極５２１の間に形成された凹部５２２に第２方向Ｙで対向している。

また、駆動機構５は、支持体２および可動体３のうちの他方側部材に、第１磁性コア５１と第２磁性コア５２との間に設けられた電機子５４を備えている。電機子５４は、第１方向Ｘで着磁された永久磁石５６と、永久磁石５６に第１方向Ｘの一方側Ｘ１から重なる第１電機子コア５７と、永久磁石５６に第１方向Ｘの他方側Ｘ２から重なる第２電機子コア５８と、第１電機子コア５７の外面側および第２電機子コア５８の外面側を通るように巻回された駆動コイル５９とを備えている。本形態において、駆動コイル５９は、絶縁性のボビン５５に巻回されており、第１電機子コア５７および第２電機子コア５８は、ボビン５５の胴部の内側に、第２方向Ｙの一方側Ｙ１から挿入されたコア部材５７ａ、５８ａと第２方向Ｙの他方側Ｙ２から挿入されたコア部材５７ｂ、５８ｂとからなる。

電機子５４では、永久磁石５６、第１電機子コア５７、第２電機子コア５８、および駆動コイル５９を備えた電機子ユニット５４０が第１方向Ｘに沿って複数配置されている。本形態において、電機子５４では、電機子ユニット５４０が第１方向Ｘに沿って２つ配置されている。

本形態において、一方側部材は可動体３であり、他方側部材は支持体２である。従って、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２は、駆動機構５を構成するための可動体側構成要素５ａとして、可動体３に設けられている。より具体的には、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２は、可動体側構成要素５ａとして、可動体３の第１壁部３１および第２壁部３２の内面３１０、３２０に重なるように配置され、固定されている。ここで、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２には、第１方向Ｘで離間する２個所に穴５１６、５１７、５２６、５２７が形成されており、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２を第１壁部３１および第２壁部３２に固定する際、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２の穴５１６、５１７、５２６、５２７に第１壁部３１および第２壁部３２の軸部３１６、３１７、３２６、３２７が嵌って位置決めされる。

また、電機子５４（電機子ユニット５４０）は、駆動機構５を構成するための支持体側構成要素５ｂとして、可動体３のホルダ部２２に設けられている。より具体的には、ホルダ部２２に設けた柱状部２２１、２２４と柱状部２２２、２２５との間に電機子ユニット５４０が１つ配置され、ホルダ部２２に設けた柱状部２２２、２２５と柱状部２２３、２２６との間に電機子ユニット５４０が１つ配置される。ここで、第１電機子コア５７および第２電機子コア５８の永久磁石５６とは反対側の面（外面）には、柱状部２２１〜２２６と係合する係合凹部５７１、５８１が形成されている。従って、第１電機子コア５７および第２電機子コア５８は、ホルダ部２２に対して第１方向Ｘおよび第２方向Ｙで位置決めされた状態で支持体２に固定され、電機子５４（電機子ユニット５４０）の第３方向Ｚの一方側Ｚ１の端部は、カバー２５の開口部２５０ａの内側に位置する。

この状態で、第１磁性コア５１および第２磁性コア５２の第１突極５１１および第２突極５２１は各々、電機子５４の第１電機子コア５７および第２電機子コア５８の第２方向Ｙの端面に隙間を介して第２方向Ｙで対向する。このようにして、駆動機構５が構成された際、第３方向Ｚからみたとき、ガイド機構８（ガイドユニット８０）が配置された４個所で囲まれた空間内に駆動機構５が構成される。本形態では、支持体２の全体が非磁性材料からなる。

（基本動作）
本形態のアクチュエータ１において、駆動コイル５９に交流を印加すると、駆動機構５はリニアモータと同様、可動体３を第１方向Ｘの一方側Ｘ１および他方側Ｘ２に直線駆動する。従って、可動体３は、第１方向Ｘに振動するため、アクチュエータ１における重心が第１方向Ｘに振動する。このため、アクチュエータ１に触れた利用者は、第１方向Ｘの振動を体感することができる。その際、駆動コイル５９に印加する交流波形を調整して、可動体３が第１方向Ｘの一方側Ｘ１に移動する加速度と、可動体３が第１方向Ｘの他方側Ｘ２に移動する加速度とを相違させれば、利用者は、第１方向Ｘにおいて方向性を有する振動を体感することができる。

本形態では、出力部材３８が露出した状態にあるため、利用者が出力部材３８に触れれば、可動体３の振動を直接、体感することができる。

（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において、駆動機構５は、電機子５４から発生した磁束が第１磁性コア５１および第２磁性コア５２を通過する磁束密度の変化を利用して推力を発生させる、すなわち、駆動機構５は、リニアモータと同様に動作するので、可動体３に大きな推力を発生させることができる。それ故、利用者に強い振動を体感させることができる。

第１磁性コア５１および第２磁性コア５２が可動体３に設けられ、電機子５４が支持体２に設けられている。このため、可動体３に駆動コイル５９を設けた場合と違って、駆動コイル５９に対する給電が容易である。

可動体３は、駆動機構５を第３方向Ｚの一方側Ｚ１から覆う出力部材３８を有しており、出力部材３８が露出している。従って、出力部材３８を介して可動体３の振動を出力することができるので、出力部材３８に触れた利用者に強い振動を体感させることができる。

また、ガイド機構８では、支持体２側の２本の第１レール８１と可動体３側の２本の第２レール８２とによって転動ボール８３が支持されている。このため、可動体３は、ガイド機構８にガイドされながら第１方向Ｘにスムーズに振動する。ここで、転動ボール８３は、支持体２側の２本の第１レール８１と可動体３側の２本の第２レール８２とによって第２方向Ｙの両側から支持されている。このため、可動体３に外力が加わっても、可動体３の第２方向Ｙおよび第３方向Ｚへの変位がガイド機構８によって抑制される。従って、可動体３に外力が加わった状態でも、可動体３を第１方向Ｘに適正に振動させることができる。

２本の第１レール８１、および２本の第２レール８２は各々、転動ボール８３を支持する面が凸曲面になっているため、転動ボール８２３支持体２側（第１レール８１）との接触面積や、転動ボール８３と可動体３側（第２レール８２）との接触面積が狭い。従って、可動体３が第１方向Ｘに振動する際の摺動抵抗が小さいので、可動体３をスムーズに第
１方向Ｘで振動させることができる。また、第１レール８１、および第２レール８２は各々、丸棒状であるため、第１レール８１および第２レール８２は各々、大きな強度を有する。

ガイド機構８（ガイドユニット８０）は、可動体３の第２方向Ｙの一方側Ｙ１において第１方向Ｘで離間する２個所、および可動体３の第２方向Ｙの他方側Ｙ２において第１方向Ｘで離間する２個所の計４個所に設けられている。従って、可動体３を安定した姿勢で適正にガイドすることができる。

また、可動体３と支持体２との間に粘弾性部材（第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０）が配置されているため、可動体３を振動させた際、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０がダンパ機能を発揮する。従って、可動体３が共振しにくい。また、第１粘弾性部材９１０は、可動体３が支持体２に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で対向する部分に配置され、第２粘弾性部材９２０は、可動体３が支持体２に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で対向する部分に配置されている。このため、可動体３と支持体２との相対的な位置が第１方向Ｘで変動して、第１粘弾性部材９１０が配置されている部分での可動体３と支持体２との間隔、および第２粘弾性部材９２０が配置されている部分での可動体３と支持体２との間隔のうちの一方の間隔が広くなった場合には、他方の間隔が狭くなる。従って、第１粘弾性部材９１０の特性と第２粘弾性部材９２０の特性とを合成した特性は、上記の間隔の変動の影響を受けにくい。それ故、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は、安定した機能を発揮する。

第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、可動体３が第１方向Ｘに振動する際、支持体２および可動体３に接している。従って、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は、可動体３の移動に確実に追従するので、可動体３の共振を効果的に防止することができる。

また、駆動機構５が停止している期間、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は各々、第１方向Ｘで圧縮された状態にある。このため、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０は、可動体３の移動に確実に追従するので、可動体３の共振を効果的に防止することができる。また、可動体３が振動した際、所定のストローク内では、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０が常に伸長しようとする力を発揮するので、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０が安定したダンパ機能を発揮する。すなわち、粘弾性部材は、その厚さ方向（軸方向）に押圧されて圧縮変形する際は、線形の成分（バネ係数）よりも非線形の成分（バネ係数）が大きい伸縮特性を備える。これに対して、厚さ方向（軸方向）に引っ張られて伸びる場合は、非線形の成分（バネ係数）よりも線形の成分（バネ係数）が大きい伸縮特性を備える。それ故、本形態のように、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０が第１方向Ｘで圧縮された状態にある場合、第１粘弾性部材９１０および第２粘弾性部材９２０では、運動方向によるバネ力が一定となる。それ故、本形態のように、入力信号に対する振動加速度の再現性を向上することができるので、微妙なニュアンスをもった振動を実現することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、可動体３を第１方向Ｘのみに駆動するアクチュエータ１に本発明を適用したが、可動体３を第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに駆動するアクチュエータ１に本発明を適用してもよい。

Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向、１…アクチュエータ、２…支持体、３…可動体、５…駆動機構、５ａ…可動体側構成要素、５ｂ…支持体側構成要素、８…ガイド
機構、２１…ベース部材、２２…ホルダ部、２３…第１凸部、２４…第２凸部、２５…カバー、３０…枠体、３１…第１壁部、３２…第２壁部、３３…第３壁部、３４…第４壁部、３８…出力部材、５１…第１磁性コア、５２…第２磁性コア、５４…電機子、５５…ボビン、５６…永久磁石、５７…第１電機子コア、５８…第２電機子コア、５９…駆動コイル、８０…ガイドユニット、８１…第１レール、８２…第２レール、８３…転動ボール、９１…第１弾性部材、９２…第２弾性部材、２２１〜２２６…柱状部、２５０…平板部、２５０ａ…開口部、２５１…第１側板部、２５２…第２側板部、３１０、３２０…内面、３１５、３２５…底板部、３１６、３１７、３１８、３２６、３２７、３２８…軸部、５１１…第１突極、５２１…第２突極、５４０…電機子ユニット、５７１、５８１…係合凹部、９１０…第１粘弾性部材、９２０…第２粘弾性部材

Claims (9)

1. 支持体と、
   可動体と、
   前記可動体を前記支持体に対して第１方向に振動させる駆動機構と、
   前記第１方向と交差する第２方向で前記可動体と前記支持体とが対向する個所に設けられ、前記可動体を前記第１方向にガイドするガイド機構と、
   を有し、
   前記ガイド機構は、前記支持体側で前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向で並列して前記第１方向に延在する２本の第１レールと、前記可動体側で前記第３方向で並列して前記第１方向に延在する２本の第２レールと、前記２本の第１レールおよび前記２本の第２レールによって前記第２方向の両側から支持された転動ボールと、を備えていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１方向に直交する面で切断したとき、前記２本の第１レール、および前記２本の第２レールは各々、前記転動ボールを支持する面が凸曲面になっ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。
3. 前記２本の第１レール、および前記２本の第２レールは各々、丸棒状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。
4. 前記ガイド機構は、前記２本の第１レール、前記２本の第２レール、および前記転動ボールを備えたガイドユニットを、前記可動体の前記第２方向の一方側において前記第１方向で離間する２個所、および前記可動体の前記第２方向の他方側において前記第１方向で離間する２個所の計４個所に備えていることを特徴とする請求項１から３までの何れか一項に記載のアクチュエータ。
5. 前記駆動機構は、前記第３方向からみたとき、前記４個所で囲まれた空間内に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記支持体は、前記駆動機構を構成するための支持体側構成要素を保持するホルダ部を備え、
   前記可動体は、前記ホルダ部に前記第２方向の一方側で対向する第１壁部と、前記ホルダ部に前記第２方向の他方側で対向する第２壁部と、を備え、
   前記ガイド機構は、前記第１壁部の前記第１方向の一方側の端部、前記第１壁部の前記第１方向の他方側の端部、前記第２壁部の前記第１方向の一方側の端部、および前記第２壁部の前記第１方向の他方側の端部の計４個所に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記可動体は、前記第１壁部および前記第２壁部のうち少なくとも一方の壁部に連結されて前記駆動機構を前記第３方向の一方側から覆う出力部材を有していることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
8. 前記可動体と前記支持体とに接続された弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１から７までの何れか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記弾性部材は、前記可動体に対して前記第１方向の一方側で前記可動体と前記支持体とが前記第１方向で対向する個所と、前記可動体に対して前記第１方向の他方側で前記可動体と前記支持体とが前記第１方向で対向する個所に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。

Images