JP2022076635A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動子とコイルとの接触を防止し、耐衝撃性が高く、製造時の作業性に優れた振動アクチュエータを提供する。
【解決手段】
筒状のケース２と、ケース２に設けられたコイル２１と、ケース２の振動軸線Ｏに沿って振動する可動子４と、可動子４に設けられたマグネット３０と、外周部がケース２に固定され、内周部が可動子４に固定された板ばね５とから成る。インナーガイド１２は、ケース２におけるコイル２１と可動子４との間に設けられ、振動軸Ｏ方向に延在する保護部１２８が設けられる。保護部１２８の先端部１２８ａは、振動軸Ｏと直交する方向において、マグネット３０とコイル２１の間に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、振動アクチュエータに関し、特に、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末、ゲーム機のコントローラ等に用いられる小型で軽量の振動アクチュエータに関する。

従来から、携帯電話等の通信機器において、着信やアラームを人に知らせる方法として振動アクチュエータ（又は、振動モータ）を用いた振動による通知方法がある。そして、近年では、映画やゲーム、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ：仮想現実）の分野においても、例えば、アクションシーンの演出効果や、プレーヤーに対するフィードバック手段の一つとして振動アクチュエータが用いられており、振動により人の触覚を刺激することによってリアリティを向上させている。

振動アクチュエータには、偏心錘をモータによって回転させて慣性力により振動を発生させる方法を用いるものもある。しかし、回転モータを利用した方法は、偏心錘の慣性力により振動を発生させるため、偏心錘が回転を始め振動が触感として得られるまでの反応が鈍く、リアリティが損なわれるという欠点があった。

そこで、よりリアルな触感を得るためのアクチュエータとして、例えば、特許文献１に示すように、ボイスコイル型アクチュエータを採用する場合がある。かかる振動アクチュエータでは、筒状のケース内にマグネットを有する可動子を配置すると共に、可動子の周囲にはケースに固定されたコイルを配置し、そのコイルに通電することにより可動子をケース内で往復動させている。その場合、ケースに対して可動子を往復動可能に支持するために、複数の腕部を備えた円盤状の板ばねが用いられている。

特開２０１９－６８５６９号公報

しかし、振動アクチュエータに対して外部から衝撃が加わると、弾性支持された可動子は衝撃によって振れて、可動子の外周と僅かな隙間をあけて配置されているコイルと干渉し、コイルに変形や破損が生じる等して動作不良や異音を生じるおそれがある。特に、携帯電話やゲームコントローラ等に使用される場合は、落下等の衝撃を避けることは難しい。

特許文献１では、外部から衝撃を受けた際に、可動子とコイルとが接触することを防止するために、可動子とコイルとの間に、コイルの一部を保護するインナーガイドを備える。しかし、インナーガイドの振動軸方向における寸法が短いと、錘が傾き、板ばねが撓んだ際に、錘がインナーガイドに引っかかってしまう。そのため、錘の折損や可動子の動作不良などが生じ、外部の衝撃から可動子とコイルとの接触を防止することはできなかった。

また、振動アクチュエータの組み立て時には、ケース内にコイル、インナーガイド及び可動子を順次挿入して行くが、可動子の外周とコイル間の隙間が僅かであることから、従来技術のようにインナーガイドが短くコイルの内周面がインナーガイドの端部から露出していると、ケースの開口から挿入した可動子が接触してコイルが損傷してしまうといった問題があった。それを避けるためには、可動子を振動軸に沿ってコイルに触れないように慎重に挿入する必要があり、人手或いは自動化のいずれの場合でも可動子の取り扱いに高い精度が要求され、作業効率の向上が望めない問題もあった。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、可動子とコイルとの接触を防止し、耐衝撃性が高く、製造時の作業性に優れた振動アクチュエータを提供することにある。

本発明の振動アクチュエータは、次のような構成を有する。
（１）筒状のケース。
（２）前記ケースに設けられたコイル。
（３）前記ケースの振動軸に沿って振動する可動子。
（４）前記可動子に設けられたマグネット。
（５）外周部が前記ケースに固定され、内周部が前記可動子に固定された板ばね。
（６）前記ケース内における前記コイルと前記可動子との間に設けられたインナーガイド。
（７）前記インナーガイドに設けられ、前記振動軸方向に延在する保護部。
（８）前記保護部の先端部は、前記振動軸と直交する方向において、前記マグネットと前記コイルの間に配置される。

本発明において、次のような構成を採用することができる。
（１）前記保護部の前記先端部は、前記振動軸を直交する方向において、前記マグネット及び前記コイルとの間に隙間を設けて配置される。
（２）前記可動子に、ポールピースと錘が設けられている。
（３）前記ケースは、その内周面に前記ケース中心の振動軸側に突出する段部を備え、前記インナーガイドは、その前記ケースの開口端部に、前記ケースの外周側に向かって拡がる枠部を有し、前記インナーガイドは、前記ケースの開口端部から挿入された状態で、前記枠部が前記段部に当接した位置において、前記ケースの内周面と前記インナーガイドの外周面との間に前記コイルが配置されている。
（４）前記段部と前記枠部には、嵌合部が設けられている。
（５）前記嵌合部として、前記ケースの前記段部には、前記ケースの開口端部側の表面に、前記ケースの開口端部側に開口した溝部が設けられ、前記インナーガイドの前記枠部には、前記溝部内に嵌め込まれる突起部が設けられ、前記溝部内に前記突起部が嵌合されて、前記ケースと前記インナーガイドが固定される。
（６）前記突起部と前記溝部とは超音波溶着されている。
（７）前記インナーガイドには、前記枠部の外周部よりも前記ケースの外周側に庇状に突出した張出部が設けられ、前記張出部の少なくとも一部分は、振動軸と直交する方向において、ケースターミナルより外周に位置する。

本発明によれば、ケース内に対する可動子の挿入作業が容易で、静止時及び振動時における振動異常や異音の発生がない優れた振動アクチュエータを提供することができる。

第１実施形態の全体構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態の全体構成を示す振動軸方向で切断した断面図である。 第１実施形態の全体構成を示す振動軸方向で切断した拡大斜視図である。 第１実施形態におけるケース本体及びインナーガイドを上方から見た分解斜視図である。 第１実施形態におけるインナーガイドを下方から見た斜視図である。 第１実施形態における張出部を示すインナーガイドとケースの一部断面斜視図である。 第１実施形態におけるケース本体、錘、板ばね及び制振部材の分解斜視図である。 第１実施形態におけるケース本体、錘、板ばね及び制振部材が組み合わされた状態の斜視図である。 第１実施形態において、三角形の軸孔及び中心軸の角と、貫通孔又はリブの位置関係を示す平面図である。 第１実施形態の作動を説明する図である。 第１実施形態において、振動軸方向の一側（図中上方）に可動子が移動した状態の断面図である。 第１実施形態において、振動軸方向の他側（図中下方）に可動子が移動した状態の断面図である。 本件発明における様々な嵌合部の構造を示す拡大断面図である。

［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
以下、第１実施形態の振動アクチュエータ１について説明する。本実施形態の振動アクチュエータ１は、その振動軸Ｏ方向１／２の箇所において中心軸と直交する対称面（図２、図１１及び図１２の符号Ｓ）を境界として、同一形状の部材を設けたものである。そこで、各部材の構成については、対称形の一方の構成のみを説明し、他方については特別に必要がない限りは同一の符号を付すことで説明は省略する。また、「振動軸の中心」又は「可動子の中心」という場合には、可動子における振動軸Ｏ方向の中心、具体的には振動軸Ｏと対称面Ｓとの交点をいい、振動軸Ｏを軸心とする内外方向については、振動軸Ｏを基準として内周或いは外周と表現する。

図１及び図２に示すように、振動アクチュエータ１は、主に、外殻をなす円筒状のケース２と、ケース２の内部に設けられたケース側電磁駆動部３と、ケース側電磁駆動部３により振動可能な可動子４と、可動子４をそれぞれケース２に対して弾性支持する板ばね５を備えている。

ケース２は、円筒状のケース本体１０と、その両端開口を閉じるカバーケース１１、及びケース本体１０の開口部近傍の内周部分に設けられた環状のインナーガイド１２を備えている。本実施形態において、ケース本体１０、カバーケース１１及びインナーガイド１２は、それぞれＡＢＳ等の樹脂材料からなるが、樹脂材料に限定されるものでない。図６に示すように、ケース本体１０の外面には、リード線２１ａが接続されるケースターミナル１３が形成されている。

図３及び図４に示すように、ケース本体１０は、その内周面に振動軸Ｏの中心に突出する段部１０１を備える。段部１０１には、ケース本体１０の開口端部側の表面に、ケース本体１０の開口端部側に開口した溝部１０２が設けられる。溝部１０２は、インナーガイド１２の突起部１２７と嵌合され、ケース本体１０とインナーガイド１２を位置決めする嵌合部を構成している。

インナーガイド１２は、ケース２内におけるコイル２１と可動子４との間に設けられ、ケース本体１０と共にコイル２１を保持する。図３から図６に示すように、インナーガイドは、ケース２の開口端部に、ケース２の外周側に向かって拡がる枠部１２１を有している。枠部１２１のケース２の開口端側の表面には、１２０度間隔で３か所の平坦部１２２と、それに連なってケース２の中心側に傾斜した円弧状のスロープ部１２３が螺旋形に設けられている。

平坦部１２２及びスロープ部１２３の螺旋形状は、板ばね５の各腕部５２の渦巻き形状の外周側（基端側）の部分に沿った形状であり、板ばね５が所定の範囲で弾性変形している際には各腕部５２に接触することなく、板ばね５の変形が所定の範囲を超えた際には各腕部５２と接触する間隔を有している。板ばね５が振動軸Ｏの交差方向において所定の範囲を超えて変形した場合にはスロープ部１２３と接触することで交差方向の動きを規制し、板ばね５が振動軸Ｏ方向に所定の範囲を超えて変形した場合には平坦部１２２と接触することで振動軸Ｏ方向の動きを規制する。

図４から図６に示すように、枠部１２１の根元部分には、軽量化のための孔１２１ａが形成されている。また、インナーガイド１２の枠部１２１の外周縁側には、ケース本体１０の段部１０１の形状に合わせて３か所に切欠部１２４が形成されている。

インナーガイド１２には、枠部１２１の外周部よりもケース本体１０の外周側に庇状に突出した張出部１２５が設けられる。図４に示すように、張出部１２５の少なくとも一部分は、振動軸Ｏと直交する方向において、ケースターミナル１３より外周側に位置する。ケース本体１０の上縁部には、張出部１２５に対応して段部１０１の一部を削除してなる切欠部１０３が設けられ、張出部１２５が切欠部１０３に嵌め込まれることで、インナーガイド１２がケース本体１０に対して位置合わせされる。図６に示すように、張出部１２５の背面、すなわち張出部１２５と切欠部１０３の上縁部との隙間には、コイル２１のリード線２１ａが、ケース本体１０の外面に設けられたケースターミナル１３に向かって案内される。

図４及び図５に示すように、枠部１２１の背面側には、切欠部１２４を除く部分に、振動軸Ｏ方向の中心側に突出した突起部１２７が形成されている。本実施形態においては、突起部１２７が３か所に形成されている。突起部１２７には、ケース本体１０の溝部１０２と嵌合され、ケース本体１０とインナーガイド１２を位置決めする嵌合部を構成している。この嵌合部では、ケース本体１０の溝部１０２内に突起部１２７が嵌合されて、ケース本体１０とインナーガイド１２が固定される。

本実施形態では、図１３（ａ）の拡大図に示すように、突起部１２７は、その先端が鋭角状となるように先端角部がテーパー状に面取りされ、ケース本体１０の溝部１０２は断面四角形の各溝になっている。そのため、突起部１２７内に嵌合させた場合に、インナーガイド１２の突起部１２７の先端と溝部１０２のコーナー部分の間には、超音波溶着の際に溶融した樹脂が流れ出さないように、空隙部が形成される。

本実施形態では、インナーガイド１２とケース本体１０とは、超音波溶着によりインナーガイド１２の突起部１２７を溶融させてケース本体１０の溝部１０２に溶着することで接合されている。本実施形態のケース本体１０とインナーガイド１２（突起部１２７）とは、同じ樹脂材料であるため、溶着により互いに強固に接合される。ケース本体１０とインナーガイド１２をガラス繊維等が含有された樹脂材料としてもよい。なお、接合方法は溶着に限られるものではなく、接着剤による接着や、かしめやねじ止め等の他の方法により接合してもよい。

図３から図５に示すように、インナーガイド１２には、各平坦部１２２の内縁から、振動軸Ｏ方向に延在する保護部１２８が形成されている。組立時にケース本体１０の開口部からインナーガイド１２を挿入しやすくするため、保護部１２８の振動軸Ｏに直交する方向の厚みは、平坦部１２２の振動軸Ｏ方向の厚みよりも、薄く形成される。保護部１２８の先端部１２８ａは、振動軸Ｏと直交する方向において、マグネット３０とコイル２１の間に配置される。保護部１２８の先端部１２８ａは、コイル２１に直接的に当接している必要はなく、振動軸Ｏを直交する方向において、マグネット３０の外周面とコイル２１の内周面との間に隙間を設けて配置されるとよい。

インナーガイド１２の保護部１２８は、コイル２１を保護するために、インナーガイド１２の枠部１２１と共に、コイル２１を上から覆っている。すなわち、外部から衝撃を受けるなどしてコイル２１が傾斜した場合でも、可動子４とコイル２１とが接触することがないよう、保護部１２８の先端部１２８ａは、振動軸Ｏと直交する方向において、マグネット３０とコイル２１の間に配置される長さを有する。そのため、インナーガイド１２の保護部１２８は、コイル２１の内周側を振動軸Ｏ方向に被覆する。一方、インナーガイド１２の枠部１２１は、コイル２１におけるケース本体１０の開口端部を被覆する。このように、コイル２１の内周部と、コイル２１におけるケース本体１０の開口部端部はいずれもインナーガイド１２によって被覆されている。

図１に示すように、電磁駆動部は、ケース側電磁駆動部３と、ケース本体１０内に往復動自在に支持された可動子側電磁駆動部とからなる。ケース側電磁駆動部３は、ケースに固定されたヨーク２０と、コイル２１を備える。すなわち、ケース２には、その内周に沿って配置された円筒状の軟磁性材料でなるヨーク２０と、ヨーク２０の内周にヨーク２０と電気的に絶縁された状態で取り付けられたコイル２１が設けられている。

コイル２１はヨーク２０の内周に沿って巻回され、可動子４の外周部に対して所定の間隔を保って配置されている。振動時における可動子４とコイル２１との接触を防止するため、コイル２１の可動子４側の表面を覆うように、ケース本体１０の内周にインナーガイド１２が固定され、インナーガイド１２の内周面と可動子４の外周面に隙間が設けられている。コイル２１はケースターミナル１３からの通電により磁場を発生可能である。本実施形態において、予めケース本体１０内にヨーク２０を装着した状態で、ケース２の外部で巻回したコイル２１を、ヨーク２０の内側に挿入し、そのコイル２１の内側にインナーガイド１２を嵌め込むように固定する。この場合、コイル２１をヨーク２０やインナーガイド１２に接着固定してもよい。また、コイル２１は、組み立てに際して、接着剤等によりヨーク２０やインナーガイド１２に仮止めして、コイル２１とヨーク２０やインナーガイド１２をケース本体１０内に挿入してもよい。

図１から図３に示すように、可動子４は、円筒状のケース２の中心軸方向である振動軸Ｏに沿って振動するように、ケース本体１０内に配置されている。可動子４は、円板状のマグネット３０と、マグネット３０の表面に配置された円板状のポールピース３１と、ポールピース３１の表面に配置される錘３２とを有している。これらのうち、マグネット３０と、ポールピース３１が、可動子側電磁駆動部を構成している。

マグネット３０は、その着磁方向が振動軸Ｏ方向である。ポールピース３１は、軟磁性材料でなり、マグネット３０の磁気吸着力及び接着剤等により、マグネット３０に取り付けられている。図２及び図３に示すように、ポールピース３１には、中央部に振動軸Ｏに沿った突起部３１１が形成されており、対応する錘３２には中央部に振動軸Ｏに沿った凹部３２１が形成されている。凹部３２１が突起部３１１に挿入される。圧入又は嵌合によってポールピース３１と錘３２が一体化されてもよい。マグネット３０、ポールピース３１、及び錘３２は、上述した磁気吸着力や接着剤、挿入、圧入、嵌合による取り付けに限定されるものではなく、ねじ止め等の機械的手段やその他の手段により固定することにより、取り付けてもよい。

可動子４において、マグネット３０の外形は、ポールピース３１、錘３２の外形よりも径方向に小さい。つまり、ポールピース３１と錘３２の外周が可動子４において最も外周側に位置しており、コイル２１の内周と最も接近している。

錘３２は非磁性体からなり、振動軸Ｏ方向に延びる円柱部３２２と、円柱部３２２の根元部分（振動軸Ｏ方向中央側）から振動軸Ｏの外周方向に広がった円盤状の底部３２３を備えている。

図７に示すように、錘３２における円柱部３２２の先端中央部には、振動軸Ｏ方向に突出した多角形の中心軸３２４が設けられる。例えば、錘３２の中心軸３２４は、１２０度間隔で角及び辺がある正三角形であり、角は円弧状に形成される。円盤状の底部３２３の外周縁には板ばね５側に立ち上がった縁部３２５が設けられると共に、底部３２３の表面には、円柱部３２２の根元部分から縁部３２５に達する３本のリブ３２６が１２０度間隔で放射状に設けられている。

このリブの３２６の位置は、三角形をした中心軸３２４の角の位置と対応付けられており、錘３２と板ばね５との振動特性を考慮して最適の角度に設定されている。すなわち、中心軸３２４の角の位置によって、錘３２と板ばね５との周方向の角度が決定されるが、板ばね５には腕部と切欠部というように錘３２を支持する剛性が異なる箇所がある。一方、錘３２も３本のリブ３２６の存在により、周方向の重量配分が均一でないことから、板ばね５の剛性の不均等と錘３２の各部の重量バランスを考慮して、振動むらの発生が少ない状態となるように、中心軸３２４の角の位置とリブ３２６の位置を設定する。本実施形態においては、図９（ｂ）に示すように、中心軸３２４の３つの角と、リブ３２６の位置との間に、振動軸Ｏを基準として６０度の角度のずれを有するように、中心軸３２４とリブ３２６が配置される。

図７から図９に示すように、板ばね５は、金属の一枚ないし複数枚の板ばねで構成されており、例えば本実施形態ではステンレスの薄板を加工したものを使用している。板ばね５の材料は、金属に限らず樹脂や繊維を含む複合素材であってもよい。また、板ばね５の材料は、耐久性及び可撓性に優れた材料が望ましい。

板ばね５の内周部中心には、錘３２の中心軸３２４が嵌合される多角形の軸孔５０が設けられている。例えば、この軸孔５０は、１２０度間隔で角又は辺がある正三角形であり、角は円弧状に形成される。この軸孔５０を利用して、板ばね５は錘３２と連結されている。すなわち、正三角形に形成された軸孔５０に、同じく正三角形に形成された錘３２の中心軸３２４を挿通することで、板ばね５に対する錘３２の位置合わせがなされる。そして、板ばね５の表面から突出した中心軸３２４が治具によって加熱又は加圧されて押し潰されることで、錘３２の表面と板ばね５が重ね合わされた状態で加締められている。板ばね５と錘３２との固定手段は加締めに限定されるものではなく、多角形の中心軸３２４と軸孔５０を備えていれば、ねじ止めや接着等の他の方法により固定（連結）することもできる。

板ばね５は、その内周部に設けられた支持部５１から外周方向へ渦巻き状に延びる３本の腕部５２を有している。各腕部５２は振動軸Ｏの回りに１２０度間隔で等間隔に設けられている。各腕部５２の外周端は、板ばね５の外周部にケース本体１０の内周に沿って設けられた環状の枠部５３に連結されている。

前記のように本実施形態において、対称面を境界として２つの板ばね５が対称形に設けられている。これら２つの板ばね５の各腕部５２の渦巻き方向は互いに逆方向になっている。これにより、アクチュエータの振動時において、可動子４は、２つの板ばね５から各々逆方向のトルクを受けるため、振動軸Ｏ方向に往復動しても、振動軸Ｏ回りに回転しない。

図７及び図８に示すように、円筒状をしたケース本体１０の端面には、ケース本体１０の径方向内側に突出したフランジ部１４が設けられ、このフランジ部１４に振動軸Ｏ方向に伸びる３本の突起部１５が１２０度間隔で設けられている。板ばね５の外周の枠部５３には、突起部１５が挿入される３つの貫通孔５４が１２０度間隔で設けられている。この場合、図９（ａ）に示すように、錘３２の三角形をした中心軸３２４の３つの角及び板ばね５に設けられた三角形の軸孔５０の３つの角と、板ばね５に設けられた３つの貫通孔５４の位置との間に、振動軸Ｏを基準として３０度の角度のずれを有するように、板ばね５の軸孔５０と３つの貫通孔５４が配置される。

各突起部１５が各貫通孔５４に挿入された状態で、各突起部１５の先端が治具を用いて加熱又は加圧し、押し潰すことにより、ケース本体１０の端面に板ばね５の枠部５３が重ね合わされた状態で加締められている。枠部５３と板ばね５との固定手段は加締めに限定されるものではなく、ねじ止めや接着等の他の方法により固定することもできる。

このように構成された板ばね５は、振動軸Ｏ方向及び対称面Ｓの面方向において所定の範囲で弾性変形可能である。なお、この所定の範囲は、振動アクチュエータ１として通常に使用した場合の可動子４の振幅範囲に相当する。従って、所定の範囲は、少なくとも板ばね５がケース２に接触しない範囲であり、板ばね５の弾性変形の限界を超えない範囲である。

本実施形態において、板ばね５には、その振動特性を制御する制振部材４１が設けられている。制振部材４１は、図７に示すように、板ばね５の支持部５１から各腕部５２の一定の範囲までの形状に沿った外形の板状をなし、板ばね５の一面に固定されている。制振部材４１は、板ばね５上に積層された、接着剤でなる第１接着層と、ＰＥ（ポリエチレン）でなるＰＥ層と、接着剤でなる第２接着層と、エラストマでなるエラストマ層とからなっている。エラストマとしては、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）が適切であるが、これに限定するものではない。制振部材４１の弾性変形、具体的には、ＰＥ層や接着剤層のずり変形、エラストマ層の曲げ変形により、板ばね５の制振を行う。制振部材４１と板ばね５との固定手段は、上記の接着によるものに限定されず、樹脂製の制振部材４１を板ばね５に熱溶着する等、その他の固定手段を用いてもよい。

［１－２．実施形態の作用］
以上のように構成された振動アクチュエータ１は、コイル２１に通電していない状態において、板ばね５で支持される可動子４が、振動軸Ｏ方向の中央に位置している。

可動子４を振動させる際には、ケースターミナル１３を介して、コイル２１に、交互に逆極性の磁界を発生する向きに交流を通電させる。即ち、コイル２１の隣り合う部分に同極が発生するようになっている。例えば、図１０に示す極性の場合、可動子４には実線矢印Ａで示す振動軸Ｏ方向の他側（図１０における下方）への推力が発生し、コイル２１へ流す電流を反転させれば、可動子４には点線矢印Ｂで示す振動軸Ｏ方向の一側（図１０における上方）への推力が発生する。このように、コイル２１に交流を通電させれば、可動子４は板ばね５による付勢力を両側から受けながら、振動軸Ｏに沿って振動する。

可動子４に発生する推力は、基本的にはフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力に準じられる。本実施形態では、対称形の配置された２つのコイル２１がケース２に固定されているので、マグネット３０等が取り付けられた可動子４に２つのコイル２１に発生する力の反力としての推力も発生する。

そのため、振動軸Ｏ方向に働く推力と、マグネット３０の磁束の対称面Ｓ方向に働く推力を受け、錘３２には、振動軸Ｏを中心として回転する力が加わる。その際、錘３２に設けられた正三角形の中心軸３２４の角が、錘３２の回転止めとなり、可動子４は振動軸Ｏに沿って振動する。このように可動子４の通常の振動時は、板ばね５は振動軸Ｏ方向及び対称面Ｓ方向において所定の範囲で弾性変形し、可動子４及び板ばね５はインナーガイド１２に接触することはない。

一方で、例えば振動アクチュエータ１を搭載した機器が落下した場合等で振動アクチュエータ１に外部から衝撃が加わると、可動子４が過剰な振幅で動き、板ばね５が所定の範囲を超えた動きをすることがある。このような場合、可動子４はインナーガイド１２と接触することで、過剰な振幅が規制される。この点を図１１及び図１２により説明する。

具体的には、図１１に示すよりも、可動子４が振動軸Ｏ方向上側（図中上方）に過剰振幅し、板ばね５が所定の範囲を超える動きをした場合、下方の板ばね５の腕部５２が、下方のインナーガイド１２の平坦部１２２と接触する。これにより、可動子４がそれ以上振動軸Ｏ方向上方に移動することが規制され、可動子４はケース２（上方のカバーケース１１）と接触することが防止される。

また、図１２に示すよりも、可動子４が振動軸Ｏ方向他側（図中下方）に過剰振幅し、板ばね５が所定の範囲を超える動きをした場合、上方の板ばね５が、上方のインナーガイド１２の平坦部１２２と接触する。これにより、可動子４がそれ以上振動軸Ｏ方向他側に移動することが規制され、可動子４はケース２（下方のカバーケース１１）と接触することが防止される。図示しないが、ケース２に径方向の衝撃が加わった場合は、可動子４も径方向に移動する。

たとえ、可動子４がさらに径方向に移動したとしても、インナーガイド１２のそれぞれの保護部１２８がコイル２１と可動子４との間に位置していることから、保護部１２８が可動子４と接触することとなる。

［１－３．実施形態の効果］
（１）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、インナーガイド１２の保護部１２８の先端部１２８ａは、振動軸Ｏと直交する方向において、マグネット３０とコイル２１の間に配置される。そのため、外部の衝撃から可動子４とコイル２１との接触を防ぐことができ、耐衝撃性が高く、静止時及び振動時における振動異常や異音の発生がない優れた振動アクチュエータを提供することが可能となる。

（２）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、インナーガイド１２の枠部１２１は、コイル２１におけるケース本体１０の開口端部を被覆する。そのため、ケース本体１０のサイズを変えることなく、コイル２１の開口端部側を保護することができ、小型化と耐衝撃性の高さを兼ね備えた、最適なアクチュエータを提供することが可能となる。また、ケース２の外から液体などの異物が侵入した場合でも、アクチュエータ１の駆動部への侵入を防止することができるので、耐久性に優れたアクチュエータを提供することが可能となる。さらに、コイル２１から延びるリード線を保護することができ、リード線が板ばね５によって破損されることを防止することが可能となる。

（３）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、保護部１２８の先端部１２８ａは、振動軸Ｏを直交する方向において、マグネット３０の外周面とコイル２１の内周面との間に隙間を設けて配置される。そのため、ケース２内に対するインナーガイド１２の挿入作業が容易となり、製造時の作業性に優れた振動アクチュエータを提供することが可能となる。

（４）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、保護部１２８の振動軸Ｏに直交する方向の厚みは、平坦部１２２の振動軸Ｏ方向の厚みよりも、薄く形成される。そのため、ケース２の開口部からインナーガイド１２を挿入する際、狭い隙間であってもコイル２１を傷つけずに配置可能となり、組立が容易になる。また、人手或いは自動化のいずれの場合でも可動子を容易に取り付けることができ、作業効率の向上を図ることが可能となる。

（５）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、インナーガイド１２が板ばね５の動きを規制することで、可動子４の振動軸Ｏ方向及び内周方向の過剰振幅を抑制することができる。また、板ばね５がインナーガイド１２に接触した際には、板ばね５は弾性変形し、衝撃を吸収することができる。

（６）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、ケース本体１０とインナーガイド１２に嵌合部６が設けられているため、ケース本体１０の開口部から落とし込んでインナーガイド１２を配置することができる。そのため、自動での組立が容易となり、組立時においてインナーガイド１２の接触によりコイル２１が損傷することを防ぐことができる。

（７）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、インナーガイド１２とケース本体１０とを超音波溶着することで、短時間で好適な締結力を得ることができる。

（８）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、嵌合部６の先端は鋭角状の断面形状を有しているので、超音波溶着の際に熱エネルギーが先端の１点に集中し、樹脂が溶けやすくなる。

（９）本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、インナーガイド１２には、張出部１２５が設けられ、張出部１２５の少なくとも一部分は、振動軸Ｏと直交する方向において、ケースターミナル１３より外周側に位置する。そのため、ケースターミナル１３が、外周方向に引っ張られた場合、ケースターミナル１３がケース本体１０の固定箇所から抜け落ちることを防ぐとともに、ケースターミナル１３に接続されるリード線を保護することができる。

（１０）本実施形態における振動アクチュエータ１は、可動子４に錘３２を設けることにより、錘３２と板ばね５の成分から導かれる固有共振周波数で、大きな振動出力が得られる。

［２．他の実施形態］
以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、発明の範囲を限定することを意図しておらず、以下に列記するように、発明の要旨を逸脱しない範囲で、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、これら実施形態、それらの組合せ、更にはそれらの変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下は、本発明に包含される実施形態の例である。

（１）上記実施形態のケース２は円筒状をなしており、可動子４は略円柱状をなしているが、ケース及び可動子の形状はこれに限られるものではなく、多角形やその他の形状であってもよい。また、におけるインナーガイド１２は、ケースや可動子の形状に合致するものであればよく、必ずしも環状に限られない。

（２）インナーガイド１２の保護部１２８は、ケース本体１０の内周部を一連に保護する筒状に限られず、振動軸Ｏ方向に所定の長さを有するものであれば、錘３２の形状に合わせて、短冊状などにすることもできる。

（３）インナーガイド１２の枠部１２１の平坦部１２２は、１２０度の角度で３か所に限られず、角度や個数は適宜設定可能である。また、本実施形態では、嵌合部６に溝部１０２と突起部１２７を設けたが、これらの形状に限られず、凹部と凸部、切欠部と爪部などであってもよい。

（４）嵌合部の形状は、図１３（ａ）に限定されるものではなく、図１３（ｂ）以下に示す構成も採用できる。すなわち、図１３（ｂ）は、ケース本体１０側に突起部１２７をインナーガイド１２側に溝部１０２を設けたものであり、図１３（ｃ）は、突起部１２７に合わせて溝部１０２の断面形状をＶ字形としたものである。また、図１３（ｄ）のように突起部１２７の先端を鋭角状とすることなく、角形断面の溝部１０２と同様な角形断面としたものである。図１３（ａ）から（ｄ）は、突起部１２７を溝部１０２に嵌合した場合に両者の間に溶融した樹脂が入り込む隙間ができるように、突起部１２７を溝部１０２よりも細くしたり、先端を鋭角状としたりしているが、図１３（ｅ）のように隙間が生じないように、突起部１２７と溝部１０２の断面形状を一致させてもよい。さらに、本発明には、図１３（ｆ）のように段部１０１と枠部１２１の当接面に嵌合部がなく、段部１０１と枠部１２１とが単に当接した状態で溶着されるものや、ケース本体１０の壁面と枠部１２１の外周端部とが嵌合するものも包含される。

（５）上記実施形態では、板ばね５は制振部材４１を有しているが、必ずしも制振部材を有していなくてもよい。

（６）上記実施形態では、可動子４を支持する板ばね５は、渦巻き状の腕部５２を有するが、その他の板ばねを用いてもよい。例えば、曲線だけでなく直線を組み合わせた変則的な渦巻き状、十字状や卍状の板ばねを用いてもよい。この場合、インナーガイドも板ばねの形状に沿った形状とすることが望ましい。

（７）ポールピース３１と錘３２とを一体化するには、図２及び図３のように、ポールピース３１の突起部３１１に錘３２の凹部３２１を挿入する代わりに、ポールピース３１に凹部や貫通を設け、錘３２に突起部を設けて、両者を挿入、圧入或いは嵌合することもできる。

１ 振動アクチュエータ
２ ケース
３ ケース側電磁駆動部
４ 可動子
５ 板ばね
１０ ケース本体
１０１ 段部
１０２ 溝部
１０３ 切欠部
１１ カバーケース
１２ インナーガイド
１２１ 枠部
１２１ａ 孔
１２２ 平坦部
１２３ スロープ部
１２４ 切欠部
１２５ 張出部
１２７ 突起部
１２８ 保護部
１３ ケースターミナル
２０ ヨーク
２１ コイル
２１ａ リード線
３０ マグネット
３１ ポールピース
３２ 錘

Claims (8)

1. 筒状のケースと、
   前記ケースに設けられたコイルと、
   前記ケースの振動軸に沿って振動する可動子と、
   前記可動子に設けられたマグネットと、
   外周部が前記ケースに固定され、内周部が前記可動子に固定された板ばねと、
   前記ケース内における前記コイルと前記可動子との間に設けられたインナーガイドと、
   を有し、
   前記インナーガイドには、前記振動軸方向に延在する保護部が設けられ、
   前記保護部の先端部は、前記振動軸と直交する方向において、前記マグネットと前記コイルの間に配置される
   ことを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 前記保護部の前記先端部は、前記振動軸を直交する方向において、前記マグネット及び前記コイルとの間に隙間を設けて配置される請求項１に記載の振動アクチュエータ。
3. 前記可動子に、ポールピースと錘が設けられている請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータ。
4. 前記ケースは、その内周面に前記ケース中心の振動軸側に突出する段部を備え、
   前記インナーガイドは、その前記ケースの開口端部に、前記ケースの外周側に向かって拡がる枠部を有し、
   前記インナーガイドは、前記ケースの開口端部から挿入された状態で、前記枠部が前記段部に当接した位置において、前記ケースの内周面と前記インナーガイドの外周面との間に前記コイルが配置されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
5. 前記段部と前記枠部には、嵌合部が設けられている請求項４に記載の振動アクチュエータ。
6. 前記嵌合部として、
   前記ケースの前記段部には、前記ケースの開口端部側の表面に、前記ケースの開口端部側に開口した溝部が設けられ、
   前記インナーガイドの前記枠部には、前記溝部内に嵌め込まれる突起部が設けられ、
   前記溝部内に前記突起部が嵌合されて、前記ケースと前記インナーガイドが固定されることを特徴とする請求項５に記載の振動アクチュエータ。
7. 前記突起部と前記溝部とは超音波溶着されていることを特徴とする請求項６に記載の振動アクチュエータ。
8. 前記インナーガイドには、前記枠部の外周部よりも前記ケースの外周側に庇状に突出した張出部が設けられ、
   前記張出部の少なくとも一部分は、振動軸と直交する方向において、ケースターミナルより外周側に位置する
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
   
   

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