JP2022116950A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】カバーの内側に磁気駆動回路が収容されたアクチュエータにおいて、コイルから発生した熱の放熱性を高める。【解決手段】アクチュエータ１は、可動体６を支持体２に対して振動させる磁気駆動回路Ｍを備える。磁気駆動回路Ｍは、可動体６に配置される磁石７および支持体２に配置されるコイル５を備える。支持体２は、可動体６を収容する金属製のカバー３と、コイル５を保持する金属製のコイルホルダ４を備える。コイルホルダ４に設けられた一対のガイド部４２、４３は、カバー３の第１面３Ａと第２面３Ｂに対して面で接触する。コイル５に通電したときに発生する熱は、コイル保持部４１からガイド部４２、４３に伝達され、ガイド部４２、４３に面で接触するカバー３から外部に放熱される。従って、コイル５の温度上昇を抑制できる。【選択図】図３

Description

本発明は、可動体を振動させるアクチュエータに関する。

特許文献１には、情報を振動によって報知するデバイスとして用いられるアクチュエータが開示される。特許文献１のアクチュエータは、角形のカバーを備える支持体と、カバーの内部で支持体に対して振動する可動体と、支持体と可動体とを接続する接続部材を備える。可動体は、永久磁石およびヨークを備えており、支持体は、カバーに固定されるコイルホルダと、コイルホルダに保持されるコイルを備える。永久磁石とコイルは、ヨークの内側において可動体の振動方向と直交する方向で対向する。

特開２０２０－２０３２４７号公報

特許文献１のアクチュエータでは、コイルへの通電量を多くすることで磁気駆動回路の駆動力を大きくすることができ、強い振動を得ることができる。しかしながら、通電量が増大するとコイルの発熱量が増大する。アクチュエータを駆動する際、コイルが耐熱温度を超えない範囲で通電する必要がある。コイルの温度上昇を抑制するためには、コイルの熱を外部へ逃がす必要があるが、特許文献１では、コイルホルダの第１側板部および第２側板部と、カバーとによって構成される密閉空間にコイルが配置されるため、コイルの熱が放熱されにくい。また、コイルに接する部材はコイルホルダのみであり、コイルホルダは樹脂製であって熱伝導性が低い。そのため、コイルホルダを介して多くの熱を逃がすことは難しい。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、カバーの内側に磁気駆動回路が収容されたアクチュエータにおいて、コイルから発生した熱の放熱性を高めることにある。

上記課題を解決するために、本発明のアクチュエータは、可動体および支持体と、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備え、前記可動体および前記支持体の双方に接続される接続部材と、前記可動体に配置される磁石および前記支持体に配置されるコイルを備える磁気駆動回路と、を有し、前記支持体は、前記可動体を囲む金属製のカバーと、前記カバーの内側に収容される金属製のコイルホルダを備え、前記カバーは、第１方向に延びる第１面と、前記第１面に前記第１方向と交差する第２方向で対向する第２面と、を備え、前記コイルホルダは、前記第１面と前記第２面の間に配置されるコイル保持部と、前記コイル保持部の前記第２方向の両側に配置される一対のガイド部と、を備え、前記一対のガイド部の一方は、前記第１面に面で接触し、前記一対のガイド部の他方は、前記第２面に面で接触することを特徴とする。

本発明によれば、磁気駆動回路のコイルを保持するコイルホルダが金属製であり、コイルホルダに設けられた一対のガイド部が金属製のカバーの第１面と第２面に対して面で接触する。従って、一対のガイド部は、支持体を組み立てるときはカバーに対するコイルホルダの挿入をガイドしてコイルホルダを位置決めすることができ、アクチュエータが完成したときは、熱伝導性の高い金属部品同士が面で接触することによって多くの熱を伝達で
きる熱伝達経路を構成する。従って、コイルの熱をカバー全体から放熱できるので、コイルから発生した熱の放熱性を高めることができ、コイルの温度上昇を抑制できる。

本発明において、前記コイルは、開口部の周りにコイル線が巻かれた空芯コイルであり、前記コイル保持部は、前記第１方向と交差し且つ前記第２方向と交差する第３方向に前記コイルが当接するコイル当接面と、前記コイル当接面から前記第３方向に突出する凸部と、を備え、前記コイルは、前記開口部に前記凸部が嵌まることによって前記コイル保持部に位置決めされ、前記凸部の外周面と、前記開口部の内周面とが接触することが好ましい。このようにすると、コイルの端面だけでなく、開口部の内周面もコイルホルダと直接接触するので、開口部の内周面からもコイルの熱を逃がすことができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本発明において、前記コイルホルダは、金属板からなり、前記コイル保持部は、前記第１方向および前記第２方向に沿って平板状に延びており、前記凸部は、プレス加工により形成され、前記一対のガイド部は、前記コイル保持部の前記第２方向の両端から前記第３方向に屈曲して前記第１方向に延びていることが好ましい。このようにすると、板金加工によってコイルホルダを製造できるので、コイルホルダを安価に製造できる。また、一対のガイド部は、第３方向に屈曲して第１方向に平板状に延びる形態となるので、カバーとコイルホルダとの接触面積を広くすることができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本発明において、前記コイルは、熱伝導接着剤によって前記コイルホルダに固定されることが好ましい。このようにすると、コイルとコイルホルダとの間に介在する接着剤によって熱伝導率が低下することを避けることができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本発明において、前記一対のガイド部を介して、前記コイルホルダが前記カバーに固定されることが好ましい。このようにすると、カバーに面で接した部分を固定すればよいので、容易に固定できる。また、ガイド部とは別に固定部を設ける必要がないので、部品形状を単純化できる。このとき、前記一対のガイド部は、熱伝導接着剤によって前記カバーに固定されることが好ましい。このようにすると、一対のガイド部とカバーとの間に介在する接着剤によって熱伝導率が低下することを避けることができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本発明において、前記カバーは、前記第１方向の一方側に配置される第１カバー部材および前記第１方向の他方側に配置される第２カバー部材を接合して構成され、前記第１カバー部材は、第１平板部と、前記第１平板部の縁から前記第２カバー部材に向かって延びる第１側板部と、備え、前記第２カバー部材は、前記第１平板部と第１方向で対向する第２平板部と、前記第２平板部の縁から前記第２カバー部材に向かって延びる第２側板部と、備え、前記第１面および前記第２面のそれぞれは、前記第１側板部と前記第２側板部によって構成される。このように、カバーが第１方向Ｙに２分割されており、分割された部品がいずれも一対のガイド部と接する面を備えていれば、コイルホルダ４に対して第１カバー部材および第２カバー部材を組み付けることによってカバーを組み立てることができる。

本発明によれば、磁気駆動回路のコイルを保持するコイルホルダが金属製であり、コイルホルダに設けられた一対のガイド部が金属製のカバーの第１面と第２面に対して面で接触する。従って、一対のガイド部は、支持体を組み立てるときはカバーに対するコイルホルダの挿入をガイドしてコイルホルダを位置決めすることができ、アクチュエータが完成
したときは、熱伝導性の高い金属部品同士が面で接触することによって多くの熱を伝達できる熱伝達経路を構成する。従って、コイルの熱をカバー全体から放熱できるので、コイルから発生した熱の放熱性を高めることができ、コイルの温度上昇を抑制できる。

本発明を適用したアクチュエータの外観斜視図である。 図１のアクチュエータの断面図（図１のＡ－Ａ断面図）である。 図１のアクチュエータの断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。 カバーを分解したアクチュエータの分解斜視図である。 カバーおよび可動体を分解したアクチュエータの分解斜視図である。 カバーの組立方法を示す説明図である。 第１櫛歯部と第２櫛歯部の溶接個所を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の説明において、第１方向Ｙ、第２方向Ｘ、および第３方向Ｚは互いに交差する方向である。また、第２方向Ｘの一方側にＸ１を付し、第２方向Ｘの他方側にＸ２を付し、第１方向Ｙの一方側にＹ１を付し、第１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。本形態では、第３方向Ｚ、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙは、互いに直交する方向である。第２方向Ｘは、可動体６の振動方向である。

図１は、本発明を適用したアクチュエータ１の外観斜視図である。図２は図１のアクチュエータ１の断面図（図１のＡ－Ａ断面図）である。図３は、図１のアクチュエータ１の断面図（図１のＢ－Ｂ断面図）である。図４は、カバー３を分解したアクチュエータ１の分解斜視図である。図５は、カバー３および可動体６を分解したアクチュエータ１の分解斜視図である。

（全体構成）
図１に示すように、アクチュエータ１は、第１方向Ｙに長手方向を向けた直方体形状である。アクチュエータ１は、アクチュエータ１の外形を規定するカバー３を備える支持体２と、カバー３の内部において支持体２に対して第２方向Ｘに移動可能に支持される可動体６を有する。支持体２は、カバー３、コイルホルダ４、およびコイル５を備える。可動体６は、磁石７およびヨーク８を備える。コイル５と磁石７は第３方向Ｚで対向しており、可動体６を第２方向Ｘに振動させる磁気駆動回路Ｍを構成している。可動体６は、可動体６および支持体２の双方に接続される接続部材９を介して支持体２に支持される。接続部材９は、後述するように、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備える。

アクチュエータ１は、可動体６が第２方向Ｘに振動することにより、アクチュエータ１や、アクチュエータ１を取り付けた機器等を利用する者の身体を通して利用者に情報を報知する。アクチュエータ１は、例えば、ゲーム機の操作部材、操作パネル、自動車のハンドルやいす等に組み込んで利用することができ、可動体６の第２方向Ｘの振動によって利用者に触覚を与える触覚デバイスとして使用することができる。アクチュエータ１を触覚デバイスとして使用する際、例えば、コイル５に印加する交流波形を調整して、可動体６が第２方向Ｘの一方側Ｘ１に移動する加速度と、可動体６が第２方向の他方側Ｘ２に移動する加速度とを相違させれば、利用者は、第２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。

（カバー）
図２、図３に示すように、アクチュエータ１の外形を規定するカバー３は、第１方向Ｙに２分割されている。カバー３は、第１方向Ｙの一方側Ｙ１に位置する第１カバー部材３
１と、第１方向Ｙの他方側Ｙ２に位置する第２カバー部材３２を備える。第１カバー部材３１および第２カバー部材３２は、ステンレス鋼などの非磁性の金属からなる。

図２、図４に示すように、第１カバー部材３１は、可動体６に第１方向Ｙの一方側Ｙ１で対向する矩形の第１平板部３３と、第１平板部３３の外周縁から第１方向Ｙの他方側Ｙ２へ延びる角筒状の第１側板部３４を備える。第１平板部３３の外周縁と第１側板部３４とが繋がる角部は、Ｒ状に湾曲している。第１側板部３４は、第２方向Ｘで対向する第１側板部第１面３４１および第１側板部第２面３４２と、第３方向Ｚで対向する第１側板部第３面３４３および第１側板部第４面３４４を備える。

第１側板部３４の先端縁は、第１方向Ｙの他方側Ｙ２へ延びる延出部１１を備える。より詳細には、第１側板部３４の先端縁は、複数の延出部１１が一定間隔で並ぶ第１櫛歯部１０を備える。本形態では、第１側板部第３面３４３および第１側板部第４面３４４の先端縁に第１櫛歯部１０が設けられている。また、第１側板部第１面３４１および第１側板部第２面３４２には、延出部１１が１箇所ずつ設けられている。第１側板部３４の先端縁において、隣り合う延出部１１の間は、第１方向Ｙの一方側Ｙ１へ切り欠いた切欠き部１２になっている。第１櫛歯部１０には、延出部１１と切欠き部１２が交互に並んでいる。

各延出部１１および各切欠き部１２は、第１方向Ｙと直交する方向の幅が一定である。各延出部１１の幅方向の両側の縁１３、１４は、切欠き部１２の幅方向の内縁を構成しており、第１方向Ｙに平行に延びている。また、各延出部１１の先端縁１５、および、各切欠き部１２の第１方向Ｙの一方側Ｙ１の内縁１６は、第１方向Ｙと直交する方向に直線状に延びている。

第２カバー部材３２は、可動体６に第１方向Ｙの他方側Ｙ２で対向する矩形の第２平板部３５と、第２平板部３５の外周縁から第１方向Ｙの一方側Ｙ１へ延びる角筒状の第２側板部３６を備える。第２平板部３５の外周縁と第２側板部３６とが繋がる角部は、Ｒ状に湾曲している。第２側板部３６は、第２方向Ｘで対向する第２側板部第１面３６１および第２側板部第２面３６２と、第３方向Ｚで対向する第２側板部第３面３６３および第２側板部第４面３６４を備える。

第２側板部３６の先端縁は、第１方向Ｙの一方側Ｙ１へ延びる延出部２１を備える。より詳細には、第２側板部３６の先端縁は、複数の延出部２１が一定間隔で並ぶ第２櫛歯部２０を備える。本形態では、第２側板部第３面３６３および第２側板部第４面３６４の先端縁に第２櫛歯部２０が設けられている。また、第２側板部第１面３６１および第２側板部第２面３６２には、延出部２１が１箇所ずつ設けられている。第２側板部３６の先端縁において、隣り合う延出部２１の間は、第１方向Ｙの他方側Ｙ２へ切り欠いた切欠き部２２になっている。第２櫛歯部２０には、延出部２１と切欠き部２２が交互に並んでいる。

各延出部２１および各切欠き部２２は、第１方向Ｙと直交する方向の幅が一定である。各延出部２１の幅方向の両側の縁２３、２４は、切欠き部２２の幅方向の内縁を構成しており、第１方向Ｙに平行に延びている。また、各延出部２１の先端縁２５、および、各切欠き部２２の第１方向Ｙの他方側Ｙ２の内縁２６は、第１方向Ｙと直交する方向に直線状に延びている。

図１に示すように、カバー３は、第１カバー部材３１に設けられた第１櫛歯部１０と第２カバー部材３２に設けられた第２櫛歯部２０とが噛み合った状態で溶接により接合されている。すなわち、カバー３は、第１カバー部材３１の延出部１１が第２カバー部材３２の切欠き部２２に嵌まるとともに、第２カバー部材３２の延出部２１が第１カバー部材３１の切欠き部１２に嵌まった状態で溶接により接合されている。

図１に示すように、カバー３は、第２方向Ｘに対向する第１面３Ａおよび第２面３Ｂを備える。第１面３Ａおよび第２面３Ｂは、第１方向Ｙに平行に延びている。第１面３Ａは、第１カバー部材３１の第１側板部第１面３４１と、第２カバー部材３２の第２側板部第１面３６１によって構成される。また、第２面３Ｂは、第１カバー部材３１の第１側板部第２面３４２と、第２カバー部材３２の第２側板部第２面３６２によって構成される。

（コイルホルダ）
図３に示すように、コイルホルダ４は、矩形のコイル保持部４１と、コイル保持部４１の第２方向Ｘの両側において第１方向Ｙに延びる一対のガイド部４２、４３を備える。ガイド部４２は、平板状のコイル保持部４１の第２方向Ｘの一方側Ｘ１の端縁から第３方向Ｚの一方側Ｚ１へ屈曲し、ＹＺ面に沿って延びる平板状の直線部４４と、直線部４４の第３方向Ｚの他方側Ｚ２の縁から他方側Ｚ２へ突出する突出部４５を備える。突出部４５は、コイル保持部４１の第１方向Ｙの両側の２箇所に設けられている。

同様に、ガイド部４３は、コイル保持部４１の第２方向Ｘの他方側Ｘ２の端縁から第３方向Ｚの一方側Ｚ１へ屈曲し、ＹＺ面に沿って延びる平板状の直線部４６と、直線部４４の第３方向Ｚの他方側Ｚ２の縁から他方側Ｚ２へ突出する突出部４７を備える。突出部４７は、コイル保持部４１の第１方向Ｙの両側の２箇所に設けられている。直線部４４、４６は、第１方向Ｙに平行に延びている。また、直線部４４、４６の第１方向Ｙの両端には、コイルホルダ４の幅方向（すなわち、第２方向Ｙ）の内側へ湾曲する湾曲部４８が設けられている。

コイル保持部４１は、第３方向Ｚの一方側Ｚ１に突出する凸部４９を備える。コイル保持部４１の一方側Ｚ１の表面は、コイル５が当接するコイル当接面４１ａであり、凸部４９は、コイル当接面４１ａから突出する。コイルホルダ４はステンレス鋼などの非磁性金属からなる板金部材であり、凸部４９は、プレス加工により形成される。コイル５は、長円状の空芯コイルであり、長孔状の開口部５０の周りにコイル線が巻かれている。凸部４９は、第１方向Ｙに離間した２箇所に設けられている。図４に示すように、開口部５０の第１方向Ｙの両端に凸部４９が挿入されることにより、コイル５は、第１方向Ｙに平行に延びる２本の有効辺が第２方向Ｘに並ぶ状態に位置決めされる。凸部４９は第３方向Ｚから見た形状が円形であり、開口部５０の内周面に凸部４９の外周面が接触している（図４、図５参照）。

図５に示すように、一対のガイド部４２、４３は、カバー３の第２方向Ｘの内面に当接しており、溶接あるいは接着剤によってカバー３に固定される。より詳細には、ガイド部４２は、カバー３の第１面３Ａに面で接触しており、溶接あるいは接着剤によって第１面３Ａに固定される。また、ガイド部４３は、カバー３の第２面３Ｂに面で接触しており、溶接あるいは接着剤によって第２面３Ｂに固定される。一対のガイド部４２、４３がカバー３に固定されることにより、コイルホルダ４を介してコイル５がカバー３に固定される。

本形態では、コイルホルダ４およびカバー３が金属製であるため、一対のガイド部４２、４３とカバー３の第１面３Ａおよび第２面３Ｂとが面で接触した部分は、コイルホルダ４を介してコイル５の熱をカバー３に伝達する熱伝達経路となる。図４に示すように、コイル５は、熱伝導接着剤５１によってコイル保持部４１に固定される。熱伝導接着剤５１は、例えば、銀ペーストなどの熱伝導性が高いペーストを混入した接着剤である。コイル５に通電したときに発生する熱は、熱伝導接着剤５１を介してコイル保持部４１に伝達され、コイル保持部４１からガイド部４２、４３に伝達され、ガイド部４２、４３に面で接触するカバー３から外部に放熱される。

（プレート）
図４、図５に示すように、支持体２は、コイル５に対して第３方向Ｚの一方側Ｚ１から重なるプレート４０を備える。図３に示すように、プレート４０は、矩形の金属板であり、非磁性材料からなる。プレート４０は、熱伝導接着剤５１によりコイル５に固定される。コイル５は、コイル保持部４１とプレート４０との間に挟まれている。従って、アクチュエータ１に落下などによる衝撃が加わって可動体６が大きく動いたとき、コイル５が磁石７に衝突して損傷することが防止される。

（可動体）
図３、図４、図５に示すように、本形態では、磁石７として、第１永久磁石７１および第２永久磁石７２を備える。第１永久磁石７１は、コイル５に第３方向Ｚの一方側Ｚ１で対向し、第２永久磁石７２は、コイル５に第３方向Ｚの他方側Ｚ２で対向する。第１永久磁石７１および第２永久磁石７２は各々、第２方向Ｘの一方側Ｘ１と第２方向Ｘの他方側Ｘ２とが異なる極に着磁されている。

ヨーク８は磁性金属からなり、磁石７を保持している。図４に示すように、ヨーク８は、第１ヨーク８１および第２ヨーク８２の２部材を組み立てて構成される。第１ヨーク８１は、平板状の第１板部８３を備える。第２ヨーク８２は、第１板部８３と第３方向Ｚで対向する第２板部８４を備える。第１板部８３および第２板部８４は、第１方向Ｙを長手方向とする略長方形である。図４、図５に示すように、第１永久磁石７１は、第１板部８３の第３方向Ｚの他方側Ｚ２の面に保持される。また、第２永久磁石７２は、第２板部８４の第３方向Ｚの一方側Ｚ１の面に保持される。

ヨーク８は、第１板部８３と第２板部８４を第２方向Ｘで離間した２箇所で接続する一対の接続部８５を備える。一対の接続部８５は、コイル５および磁石７を挟んで第２方向Ｘで対向する。接続部８５は第２方向Ｘに対して垂直な板部である。ここで、第１ヨーク８１は、第１板部８３の第１方向Ｙの両端から第３方向Ｚの他方側Ｚ２へ折れ曲がり、他方側Ｚ２へ突出する一対の第１ヨーク側櫛歯部８６を備える。第２ヨーク８２は、第２板部８４の第１方向Ｙの両端から第３方向Ｚの一方側Ｚ１へ折れ曲がり、一方側Ｚ１へ突出する一対の第２ヨーク側櫛歯部８７を備える。本形態では、接続部８５は、第１ヨーク８１に設けられた第１ヨーク側櫛歯部８６と、第２ヨーク８２に設けられた第２ヨーク側櫛歯部８７とを噛み合わせて溶接することによって板状に接合される。

図５に示すように、ヨーク８および磁石７の第２方向Ｘの幅は、一対のガイド部４２、４３の第２方向Ｘの間隔よりも小さい。従って、可動体６は、第２方向Ｘに振動可能な状態で、一対のガイド部４２、４３の間に配置される。

（接続体）
可動体６は、可動体６と支持体２との間に配置される接続部材９によって第２方向Ｘに移動可能に支持される。本形態では、接続部材９は、可動体６の第１方向Ｙの一方側Ｙ１に配置される第１接続部材９１と、可動体６の第１方向Ｙの他方側Ｙ２に配置される第２接続部材９２を備える。第１接続部材９１は、支持体２を構成するカバー３の第１平板部３３とヨーク８の一方側Ｙ１の接続部８５とが第１方向Ｙで対向する部分を接続する。第２接続部材９２は、カバー３の第２平板部３５とヨーク８の他方側Ｙ２の接続部８５とが第１方向Ｙで対向する部分を接続する。

第１接続部材９１および第２接続部材９２は、第１方向Ｙの両面が各々、可動体６および支持体２に接着等の方法で接続される。また、第１接続部材９１および第２接続部材９２は、支持体２と可動体６との間で第１方向Ｙに圧縮された状態にある。すなわち、第１
接続部材９１は、第１平板部３３とヨーク８の一方側Ｙ１の接続部８５との間で第１方向Ｙに圧縮される。また、第２接続部材９２は、第２平板部３５とヨーク８の他方側Ｙ２の接続部８５との間で第１方向Ｙに圧縮される。

接続部材９は、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備える。本形態では、接続部材９は粘弾性部材である。例えば、接続部材９（粘弾性部材）は、シリコーンゲル等からなるゲル状部材である。本形態において、接続部材９は、針入度が１０度から１１０度のシリコーンゲルからなる。針入度とは、ＪＩＳ－Ｋ－２２０７やＪＩＳ－Ｋ－２２２０で規定されており、この値が小さいほど硬いことを意味する。また、粘弾性を備えた接続部材９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。

接続部材９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、接続部材９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が大きい伸縮特性を備える一方、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。また、接続部材９は、厚さ方向（軸方向）と交差する方向（せん断方向）に変形する場合、いずれの方向に動いても、引っ張られて伸びる方向の変形であるため、非線形の成分（バネ係数）よりも線形の成分（バネ係数）が大きい変形特性を持つ。

本形態において、可動体６が第２方向Ｘに振動した際、接続部材９は、せん断方向に変形する。従って、接続部材９では、可動体６が第２方向Ｘに振動した際、せん断方向のバネ要素を用いることにより、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て振動を実現することができる。

（アクチュエータの組立方法）
図６は、カバー３の組立方法を示す説明図である。図６（ａ）は、コイルホルダ４および可動体６の一方側Ｙ１の部分が第１カバー部材３１の内側に挿入された状態を示し、図６（ｂ）は、コイルホルダ４および可動体６の他方側Ｙ２の部分が第２カバー部材３２に挿入されて第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０とが噛み合った状態を示す。

アクチュエータ１を組み立てる際には、まず、コイルホルダ４、コイル５、およびプレート４０を組み立てた後、図２に示す状態に可動体６を組み立てる。コイルホルダ４、コイル５、およびプレート４０を組み立てる際には、コイル５の開口部５０に凸部４９を嵌め込んでコイル当接面４１ａにコイル５を当接させた後、コイル５に第３方向Ｚの一方側Ｚ１からプレート４０を当接させる。図４に示すように、コイル保持面４１ａとコイル５の端面との間、および、コイル５の端面とプレート４０との間には熱伝導接着剤５１が塗布される。これにより、コイル保持部４１にコイル５が固定される。また、プレート４０は、コイル５を介してコイルホルダ４に固定される。なお、開口部５０の内側に熱伝導接着剤５１を充填してもよい。

しかる後に、第１ヨーク８１に固定された第１永久磁石７１をプレート４０に第３方向Ｚの一方側Ｚ１から対向させるとともに、第２ヨーク８２に固定された第２永久磁石７２をコイル保持部４１に第３方向Ｚの他方側Ｚ２から対向させる。そして、第１ヨーク側櫛歯部８６と第２ヨーク側櫛歯部８７とを噛み合わせて溶接することにより、ヨーク８を組み立てる。これにより、可動体６は、コイルホルダ４に対して第２方向Ｘで移動可能な状
態に組み立てられるとともに、磁石７およびコイル５によって磁気駆動回路Ｍが構成される。

次に、支持体２を組み立てて、接続部材９によって可動体６と支持体２とを接続する。接続部材９は、コイルホルダ４、第１カバー部材３１、および第２カバー部材３２を組み立てる前に、予め、カバー３に固定するか、あるいは、ヨーク８に固定しておく。本形態では、予め、第１平板部３３に第１接続部材９１を接合し、第２平板部３５に第２接続部材９２を接合しておく。そして、第１カバー部材３１にコイルホルダ４を第１方向Ｙの他方側Ｙ２から挿入する。可動体６は、コイルホルダ４と共に第１カバー部材３１の内側へ挿入される。図６（ａ）に示すように、可動体６を第１接続部材９１に当接するまで挿入し、接着剤等により第１接続部材９１に可動体６を固定することにより、第１接続部材９１によって可動体６と支持体２とが接続される。

図６（ａ）に示すように、コイルホルダ４を第１カバー部材３１の内側に挿入する際、一対のガイド部４２、４３は、第１側板部第１面３４１および第１側板部第２面３４２に内側から接触するので、コイルホルダ４の第１カバー部材３１への挿入がガイドされる。コイルホルダ４は、一対のガイド部４２、４３の一方側Ｙ１の先端に設けられた湾曲部４８が第１平板部３３と第１側板部３４とが繋がるＲ状の角部に突き当たるまで第１カバー部材３１に挿入される。

続いて、第２カバー部材３２を第１方向Ｙの他方側Ｙ２から第１カバー部材３１に接近させ、コイルホルダ４および可動体６を第２カバー部材３２の内側に挿入して、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０を噛み合わせる。このとき、一対のガイド部４２、４３は、第２側板部第１面３６１および第２側板部第２面３６２に内側から接触するので、コイルホルダ４の第２カバー部材３２への挿入がガイドされる。

第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０は、延出部１１が切欠き部２２にスライド可能に嵌まるとともに、延出部２１が切欠き部１２にスライド可能に嵌まるため、第１方向Ｙにスライド可能な状態で噛み合う。図６（ｂ）に示すように、第２カバー部材３２に固定された第２接続部材９２が可動体６に接触するまで第２カバー部材３２を一方側Ｙ１にスライドさせ、接着剤等により第２接続部材９２に可動体６を固定する。これにより、第２接続部材９２によって可動体６と支持体２とが接続される。

次に、第１カバー部材３１と第２カバー部材３２とを溶接して本固定する前に、第１接続部材９１と第２接続部材９２を設計通りの圧縮状態とするように、第１平板部３３と可動体６との間隔Ｄ１（図６（ｂ）参照）、および、第２平板部３５と可動体６との間隔Ｄ２（図６（ｂ）参照）を調整する。本形態では、第１カバー部材３１と第２カバー部材３２は、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０が第１方向Ｙにスライド可能な状態で噛み合っているため、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０との噛み合い量を調整することが可能である。間隔Ｄ１、Ｄ２は、第１接続部材９１から可動体６に加わるばね力と、第２接続部材９２から可動体６に加わるばね力とが釣り合う状態となるように調整される。

例えば、第１カバー部材３１と第２カバー部材３２とを仮固定した状態で、コイル５に通電し、可動体６の振動特性を測定する。そして、設計通りの振動特性が得られるように第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０との噛み合い量を調整する。設計通りの振動特性が得られれば、間隔Ｄ１、Ｄ２が設計通りの寸法になっていると判断する。そして、設計通りの振動特性が得られたときの配置で、第１カバー部材３１と第２カバー部材３２とを溶接して本固定する。なお、可動体６の振動特性を測定する代わりに、接触変位計などを用いて間隔Ｄ１、Ｄ２を測定して、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０との噛み合い量を調整してもよい。

図７は、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０の溶接個所を示す説明図である。本形態では、設計通りの振動特性が得られるように第１カバー部材３１と第２カバー部材３２との相対位置を調整した結果、第１櫛歯部１０と第２櫛歯部２０は、延出部１１の先端縁１５と切欠き部２２の内縁２６との間、および、延出部２１の先端縁２５と切欠き部１２の内縁１６との間に、第１方向Ｙの隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓは、カバー３、ヨーク８、および接続部材９の寸法のばらつきに応じて変動する。

第１カバー部材３１と第２カバー部材３２は、延出部１１の幅方向の縁１３、１４と、切欠き部２２の幅方向の縁２３、２４とが接する箇所を溶接することによって接合される。図７の拡大図に示すように、カバー３には、延出部１１の幅方向の縁１３と切欠き部２２の縁２３とが接する箇所、および、延出部１１の幅方向の縁１４と切欠き部２２の縁２４とが接する箇所に溶接痕Ｗが形成される。

なお、本形態では、上記のように、延出部１１の幅方向の縁１３、１４は、切欠き部１２の幅方向の縁を構成しており、切欠き部２２の幅方向の縁２３、２４は、延出部２１の幅方向の縁を構成している。従って、第１カバー部材３１と第２カバー部材３２との溶接個所は、延出部２１の幅方向の縁２３、２４と、切欠き部１２の幅方向の縁１３、１４とが接する箇所である、と言い換えることができる。

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態のアクチュエータ１は、可動体６および支持体２と、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備え、可動体６および支持体２の双方に接続される接続部材９と、可動体６に配置される磁石７および支持体２に配置されるコイル５を備える磁気駆動回路Ｍと、を有する。支持体２は、可動体６を囲む金属製のカバー３と、カバー３の内側に収容される金属製のコイルホルダ４を備える。カバー３は、第１方向Ｙに延びる第１面３Ａと、第１面３Ａに第１方向Ｙと交差する第２方向Ｘで対向する第２面３Ｂと、を備える。コイルホルダ４は、第１面３Ａと第２面３Ｂの間に配置されるコイル保持部４１と、コイル保持部４１の第２方向Ｘの両側に配置される一対のガイド部４２、４３と、を備える。一対のガイド部４２、４３の一方は、第１面３Ａに面で接触し、一対のガイド部４２、４３の他方は、第２面３Ｂに面で接触する。

本形態によれば、磁気駆動回路Ｍのコイル５を保持するコイルホルダ４が金属製であり、コイルホルダ４に設けられた一対のガイド部４２、４３が金属製のカバー３の第１面３Ａと第２面３Ｂに対して面で接触する。従って、一対のガイド部４２、４３は、支持体２を組み立てるときはカバー３に対するコイルホルダ４の挿入をガイドしてコイルホルダ４を位置決めすることができる。また、アクチュエータ１が完成したときは、熱伝導性の高い金属部品同士が面で接触することによって多くの熱を伝達できる熱伝達経路を構成する。従って、コイル５の熱をカバー３全体から放熱できるので、コイル５から発生した熱の放熱性を高めることができ、コイル５の温度上昇を抑制できる。これにより、多くの電流を流したときにコイル５が耐熱温度を超えるおそれを少なくすることができるので、多くの電流を流せるようになり、磁気駆動回路Ｍの駆動力を大きくすることができる。よって、強い振動を発生させることが可能なアクチュエータ１を得ることができる。また、熱による振動特性のばらつきを抑制できる。

本形態では、コイル５は、開口部５０の周りにコイル線が巻かれた空芯コイルであり、コイル保持部４１は、第１方向Ｙと交差し且つ第２方向Ｘと交差する第３方向Ｚにコイル５が当接するコイル当接面４１ａと、コイル当接面４１ａから第３方向Ｚの一方側Ｚ１に突出する凸部４９と、を備える。コイル５は、開口部５０に凸部４９が嵌まることによってコイル保持部４１に位置決めされており、凸部４９の外周面と、開口部５０の内周面と
が接触する。このように、本形態では、コイル５の端面だけでなく、開口部５０の内周面もコイルホルダ４と直接接触するので、コイル５の端面からだけでなく、開口部５０の内周面からもコイル５の熱を逃がすことができる。従って、放熱量が多いので、コイル５の温度上昇を抑制できる。

本形態では、コイル５は、熱伝導接着剤５１によってコイルホルダ４に固定される。従って、コイル５とコイルホルダ４との間に介在する接着剤によって熱伝導率が低下することを避けることができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本形態では、一対のガイド部４２、４３を介して、コイルホルダ４がカバー３に固定される。従って、カバー３に面で接した部分を固定すればよいので、容易に固定できる。また、ガイド部４２、４３とは別に固定部を設ける必要がないので、部品形状を単純化できる。一対のガイド部４２、４３は、溶接あるいは接着剤により第１面３Ａおよび第２面３Ｂに固定できるが、接着剤を用いるときは、熱伝導接着剤５１によってカバー３に固定する。これにより、一対のガイド部４２、４３とカバー３との間に介在する接着剤によって熱伝導率が低下することを避けることができる。従って、放熱量を多くすることができる。

本形態では、コイルホルダ４は、金属板からなり、コイル保持部４１は、第１方向Ｙおよび第２方向Ｘに沿って平板状に延びている。凸部４９は、プレス加工により形成され、一対のガイド部４２、４３は、コイル保持部４１の第２方向Ｘの両端から第３方向Ｚに屈曲して第１方向Ｙに延びている。従って、コイルホルダ４は、板金加工によって製造できるので、コイルホルダ４の部品コストを下げることができる。また、一対のガイド部４２、４３は、第３方向Ｚに屈曲して第１方向Ｙに平板状に延びる形態となるので、カバー３とコイルホルダ４との接触面積が広い。従って、放熱量が多いので、コイル５の温度上昇を抑制できる。

本形態では、カバー３は、第１方向Ｙの一方側に配置される第１カバー部材３１および第１方向Ｙの他方側に配置される第２カバー部材３２を接合して構成される。第１カバー部材３１は、第１平板部３３と、第１平板部３３の縁から第２カバー部材３２に向かって延びる第１側板部３４を備える。第２カバー部材３２は、第１平板部３３と第１方向Ｙで対向する第２平板部３５と、第２平板部３５の縁から第２カバー部材３２に向かって延びる第２側板部３６を備える。第１面３Ａおよび第２面３Ｂのそれぞれは、第１側板部３４と第２側板部３６によって構成される。このように、カバー３が第１方向Ｙに２分割されており、分割された部品がいずれも一対のガイド部４２、４３と接する面を備えていれば、コイルホルダ４に対して第１カバー部材３１および第２カバー部材３２を組み付けることによってカバー３を組み立てることができる。

（変形例）
（１）上記形態は、第１接続部材９１および第２接続部材９２が可動体６の第１方向Ｙの両側に配置されており、可動体６とカバー３とが第１方向Ｙで対向する部位を接続部材（第１接続部材９１および第２接続部材９２）によって接続する構成であったが、本発明は、可動体６とカバー３とが第３方向Ｚで対向する部位を接続部材９によって接続する構成に適用可能である。すなわち、本発明は、ヨーク８の第１板部８３とカバー３とが対向する部位、および、ヨーク８の第２板部８４とカバー３とが対向する部位を接続部材９によって接続する構成に適用可能である。

（２）上記形態は、コイル５に対する第３方向Ｚの両側に磁石７（第１永久磁石７１および第２永久磁石７２）を配置しているが、本発明は、コイル５に対する第３方向Ｚの一方側Ｚ１または他方側Ｚ２のみに磁石７を配置したアクチュエータに適用することができる
。また、本発明は、第３方向Ｚで対向するコイル５と磁石７の組を複数備えたアクチュエータに適用することができる。コイル５と磁石７の組を複数備える場合には、各コイル５の開口部５０に嵌まる位置に凸部４９を設けることが好ましい。

１…アクチュエータ、２…支持体、３…カバー、３Ａ…第１面、３Ｂ…第２面、４…コイルホルダ、５…コイル、６…可動体、７…磁石、８…ヨーク、９…接続部材、１０…第１櫛歯部、１１…延出部、１２…切欠き部、１３、１４…延出部の幅方向の縁、１５…延出部の先端縁、１６…切欠き部の内縁、２０…第２櫛歯部、２１…延出部、２２…切欠き部、２３、２４…延出部の幅方向の縁、２５…延出部の先端縁、２６…切欠き部の内縁、３１…第１カバー部材、３２…第２カバー部材、３３…第１平板部、３４…第１側板部、３５…第２平板部、３６…第２側板部、４０…プレート、４１…コイル保持部、４１ａ…コイル当接面、４２、４３…ガイド部、４４…直線部、４５…突出部、４６…直線部、４７…突出部、４８…湾曲部、４９…凸部、５０…開口部、５１…熱伝導接着剤、７１…第１永久磁石、７２…第２永久磁石、８１…第１ヨーク、８２…第２ヨーク、８３…第１板部、８４…第２板部、８５…接続部、８６…第１ヨーク側櫛歯部、８７…第２ヨーク側櫛歯部、９１…第１接続部材、９２…第２接続部材、３４１…第１側板部第１面、３４２…第１側板部第２面、３４３…第１側板部第３面、３４４…第１側板部第４面、３６１…第２側板部第１面、３６２…第２側板部第２面、３６３…第２側板部第３面、３６４…第２側板部第４面、Ｄ１、Ｄ２…間隔、Ｍ…磁気駆動回路、Ｓ…隙間、Ｗ…溶接痕、Ｘ…第２方向、Ｙ…第１方向、Ｚ…第３方向

Claims (7)

1. 可動体および支持体と、
   弾性および粘弾性の少なくとも一方を備え、前記可動体および前記支持体の双方に接続される接続部材と、
   前記可動体に配置される磁石および前記支持体に配置されるコイルを備える磁気駆動回路と、を有し、
   前記支持体は、前記可動体を囲む金属製のカバーと、前記カバーの内側に収容される金属製のコイルホルダを備え、
   前記カバーは、第１方向に延びる第１面と、前記第１面に前記第１方向と交差する第２方向で対向する第２面と、を備え、
   前記コイルホルダは、前記第１面と前記第２面の間に配置されるコイル保持部と、前記コイル保持部の前記第２方向の両側に配置される一対のガイド部と、を備え、
   前記一対のガイド部の一方は、前記第１面に面で接触し、
   前記一対のガイド部の他方は、前記第２面に面で接触することを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記コイルは、開口部の周りにコイル線が巻かれた空芯コイルであり、
   前記コイル保持部は、前記第１方向と交差し且つ前記第２方向と交差する第３方向に前記コイルが当接するコイル当接面と、前記コイル当接面から前記第３方向に突出する凸部と、を備え、
   前記コイルは、前記開口部に前記凸部が嵌まることによって前記コイル保持部に位置決めされ、
   前記凸部の外周面と、前記開口部の内周面とが接触す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. 前記コイルホルダは、金属板からなり、
   前記コイル保持部は、前記第１方向および前記第２方向に沿って平板状に延びており、
   前記凸部は、プレス加工により形成され、
   前記一対のガイド部は、前記コイル保持部の前記第２方向の両端から前記第３方向に屈曲して前記第１方向に延びてい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. 前記コイルは、熱伝導接着剤によって前記コイルホルダに固定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。
5. 前記一対のガイド部を介して、前記コイルホルダが前記カバーに固定され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。
6. 前記一対のガイド部は、熱伝導接着剤によって前記カバーに固定され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. 前記カバーは、前記第１方向の一方側に配置される第１カバー部材および前記第１方向の他方側に配置される第２カバー部材を接合して構成され、
   前記第１カバー部材は、第１平板部と、前記第１平板部の縁から前記第２カバー部材に向かって延びる第１側板部と、備え、
   前記第２カバー部材は、前記第１平板部と第１方向で対向する第２平板部と、前記第２平板部の縁から前記第２カバー部材に向かって延びる第２側板部と、備え、
   前記第１面および前記第２面のそれぞれは、前記第１側板部と前記第２側板部によって構成されることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のアクチュエータ。

Images