JP2022157946A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動方向である軸線方向の共振周波数の変化を抑制しつつ、軸線方向と直交する方向の共振周波数を従来より高くできる移動させた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は、可動体３と支持体２とを軸線方向Ｘに相対移動可能に接続する第１接続機構１１と、可動体３と支持体２とを相対移動させる磁気駆動機構６を有する。第１接続機構１１は、可動体３の支軸３０を保持する第１内枠部材３６と、ケース５に固定された環状の第１外枠部材５１と、径方向で第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との間に位置する中間リング５５を備える。また、第１接続機構１１は、第１内枠部材３６と中間リング５５との間に位置する内側環状部分１０ａおよび中間リング５５と第１外枠部材５１との間に位置する外側環状部分１０ｂを有し、中間リング５５を介して第１内枠部材３６と第１外枠部材５１とを接続する粘弾性体１０を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、粘弾性体を備える接続機構によって可動体と支持体とを接続したアクチュエータに関する。

かかるアクチュエータは特許文献１に記載されている。同文献のアクチュエータは、筒状のケースを有する支持体と、ケースに収容された可動体と、を備える。可動体はケースの軸線に沿った軸線方向に突出する軸部を備える。また、アクチュエータは、支持体と可動体とを軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、支持体と可動体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有する。

接続機構は、軸部を外周側から保持する環状の内枠部材と、ケースに固定されて内枠部材を径方向外側から囲む環状の外枠部材と、内枠部材と外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備える。粘弾性体は、円環状であり、シリコーンゲルからなる。粘弾性体は、自己の粘着力によって、内枠部材および外枠部材に接続されている。磁気駆動機構は、支持体に固定されたコイルと、可動体に固定されたマグネットと、を備える。

このようなアクチュエータは、可動体が振動する軸線方向の共振周波数と、コイルへ流す駆動電流の周波数とが一致するときに可動体の加速度が最も大きくなるという振動特性を有する。従って、アクチュエータでは、効率よく振動を発生させるために軸線方向の共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。共振周波数は、可動体の重量、および粘弾性体のバネ定数に依存する値である。

特開２０２０－１９５２４７号公報

特許文献１のアクチュエータは、複数の共振周波数を備える。それら複数の共振周波数のうち高次のものは、軸線方向の共振周波数である１次の共振数周波数と、振動方向と直交する径方向の共振周波数である２次の共振数周波数である。

ここで、アクチュエータが搭載される機器が外部の機器との間で通信を行う場合には、２次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあるときに、通信にノイズが乗るという現象が発生することがある。また、アクチュエータが搭載される機器によっては、２次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあると、２次の共振周波数に起因する振動などが発生して軸線方向の振動が所望の振動とならないことがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、振動方向である軸線方向の共振周波数の変化を抑えながら、軸線方向と直交する方向の共振周波数を従来よりも高い周波数に移動させることができるアクチュエータを提供することにある。

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、軸部を備える可動体と、前記可動体を収容するケースを備える支持体と、可動体と前記支持体とを前記軸部の軸線に沿った軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、前記可動体および前記支持体の
一方に固定されたコイルおよび他方に固定されたマグネットを備え、前記可動体と前記支持体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、前記接続機構は、前記軸部を外周側から保持する内枠部材と、前記ケースに固定されて前記内枠部材を径方向外側から囲む外枠部材と、径方向で前記内枠部材と前記外枠部材との間に位置する中間リングと、前記内枠部材と前記中間リングとの間に位置する内側環状部分および前記中間リングと前記外枠部材との間に位置する外側環状部分を有し、前記中間リングを介して前記内枠部材と前記外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、可動体と支持体とを接続する接続機構は、可動体に固定される内枠部材と支持体に固定される外枠部材との間に中間リングを備えるとともに、中間リングを介して内側リングと外側リングとを接続する粘弾性体を備える。従って、可動体が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の一方側では、粘弾性体の内側環状部分が径方向に伸び、粘弾性体の外側環状部分が径方向で圧縮される。また、可動体が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の他方側では、粘弾性体の内側環状部分が圧縮され、粘弾性体の外側環状部分が径方向に伸びる。この結果、粘弾性体の径方向のバネ定数は、中間リングを備えていない場合と比較して、高くなる。ここで、共振周波数は、粘弾性体のバネ定数に依存する。従って、アクチュエータでは、径方向の共振周波数が高くなる。この一方で、可動体が軸線方向に振動する動きは、粘弾性体のせん断方向の動きである。従って、粘弾性体の軸線方向のバネ定数は、内枠部材と外枠部材との間に中間リングを備えていない場合と比較して、大きく変化することがない。よって、振動方向である軸線方向の共振周波数の変化を抑えながら、振動方向と直交する方向の共振周波数を、従来よりも、高くすることができる。

本発明において、前記中間リングは、筒状であり、前記中間リングの中心軸線は、前記軸線と一致し、前記中間リングの前記軸線方向の一方側の第１環状端面、および他方側の第２環状端面は、それぞれ前記粘弾性体から前記軸線方向に露出しているものとすることができる。このようにすれば、粘弾性体の径方向のバネ定数を、内枠部材と外枠部材との間に中間リングを備えていない場合と比較して、高くすることが容易である。

本発明において、前記中間リングは、金属製とすることができる。このようにすれば、中間リングを樹脂製などとした場合と比較して、筒状の中間リングの厚みを抑制することが容易である。ここで、筒状の中間リングを薄くすれば、内枠部材と外枠部材との間に配置した中間リングが軸線方向の共振周波数に与える影響を抑制しやすい。

本発明において、前記中間リングは、樹脂製とすることができる。このようにすれば、中間リングの製造コストを抑制できる。

本発明において、前記粘弾性体は、シリコーンゲルとすることができる。

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。 アクチュエータの分解斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 固定部の説明図である。

（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る。図４は、図３と直交する方向で切断した断面図である。図５は、第１接続機構の断面図である。

図１に示すように、アクチュエータ１の外観は筒型である。図３、図４に示すように、アクチュエータ１は、筒型のケース５を有する支持体２と、ケース５に収容された可動体３と、を備える。図２に示すように、可動体３は、その中心を貫通する支軸３０を備える。支軸３０の軸線Ｌは、ケース５の軸線と一致する。また、アクチュエータ１は、支持体２と可動体３とを支軸３０の軸線Ｌに沿った軸線方向Ｘに相対移動可能に接続する第１接続機構１１および第２接続機構１２を備える。第１接続機構１１は、ケース５内における軸線方向Ｘの一方の端部において、可動体３と支持体２とを接続する。第２接続機構１２は、ケース５内における軸線方向の他方の端部において、可動体３と支持体２とを接続する。

さらに、アクチュエータ１は、可動体３を軸線方向Ｘに移動させる磁気駆動機構６を備える。磁気駆動機構６は、可動体３に配置されたマグネット６１と、支持体２に配置されたコイル６２と、を備える。以下の説明では、軸線方向Ｘの一方を第１方向Ｘ１とし、軸線方向Ｘの他方を第２方向Ｘ２とする。

（第１接続部材および第２接続機構）
図３、図４に示すように、第１接続機構１１は、支軸３０のＸ１方向の第１端部分３０ａ（軸部）を外周側から保持する環状の第１内枠部材３６と、第１内枠部材３６の径方向外側で、ケース５のＸ１方向の端部分に固定された環状の第１外枠部材５１と、を備える。第１内枠部材３６の外周面は円環状である。第１外枠部材５１の内周面は、円環状である。

また、第１接続機構１１は、径方向における第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との間に配置された円筒形状の中間リング５５を備える。中間リング５５は、ステンレス鋼製、鉄製などの金属製とすることができる。また、中間リング５５は、ポリブチレンテレフタレート樹脂など、樹脂製とすることができる。本例では、中間リング５５は、鉄製である。第１内枠部材３６、第１外枠部材５１、および中間リング５５は同軸に配置されており、これらの中心軸線は、軸線Ｌと一致する。中間リング５５は、径方向において、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との中央部分に位置する。

さらに、第１接続機構１１は、中間リング５５を介して第１内枠部材３６と第１外枠部材５１とを接続する粘弾性体１０を備える。粘弾性体１０は、第１内枠部材３６と中間リング５５との間に位置する内側環状部分１０ａと、中間リング５５と第１外枠部材５１との間に位置する外側環状部分１０ｂと、を有する。粘弾性体１０は、それ自身の粘着性によって、第１内枠部材３６、中間リング５５、および第１外枠部材５１に接合されている。ここで、中間リング５５のＸ１方向の第１環状端面５５ａ、およびＸ２方向の第２環状端面５５ｂは、それぞれ粘弾性体１０から軸線方向Ｘに露出している。すなわち、中間リング５５の軸線方向Ｘの高さ寸法と、粘弾性体１０の軸線方向Ｘの厚み寸法とは同一である。

第２接続機構１２は、第１接続機構１１と同様の構成を備える。すなわち、図２、図３、図４に示すように、第２接続機構１２は、支軸３０のＸ２方向の第２端部分３０ｂ（軸部）を外周側から保持する環状の第２内枠部材３７と、第２内枠部材３７の径方向外側で、ケース５のＸ２方向の端部分に固定された環状の第２外枠部材５２と、を備える。また、第２接続機構１２は、径方向における第２内枠部材３７と、第２外枠部材５２との間に
配置された中間リング５５を備える。さらに、第２接続機構１２は、中間リング５５を介して第２内枠部材３７と第２外枠部材５２とを接続する粘弾性体１０を備える。粘弾性体１０は、第２内枠部材３７と中間リング５５との間に位置する内側環状部分１０ａと、中間リング５５と第２外枠部材５２との間に位置する外側環状部分１０ｂと、を有する。中間リング５５のＸ２方向の第１環状端面５５ａ、およびＸ１方向の第２環状端面５５ｂは、それぞれ粘弾性体１０から軸線方向Ｘに露出している。粘弾性体１０は、それ自身の粘着性によって、第２内枠部材３７、中間リング５５、および第２外枠部材５２に接合されている。

粘弾性体１０としては、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、粘弾性体１０は、シリコーンゲルにフィラーを含有するゲル状部材とすることもできる。

（支持体）
支持体２は、ケース５と、ケース５の内側に固定されたコイルホルダ４と、を備える。図２に示すように、ケース５は、円筒形状の筒部材２０と、筒部材２０の第１方向Ｘ１の開口を塞ぐ第１蓋部材２１と、筒部材２０の第２方向Ｘ２の開口を塞ぐ第２蓋部材２２と、を備える。コイルホルダ４は、筒状であり、ケース５と同軸に配置されている。コイルホルダ４は、筒部材２０の内周側で、第１蓋部材２１と第２蓋部材２２との間に位置する。図３、図４に示すように、コイルホルダ４は、コイル６２を保持するとともに、第１接続機構１１の第１外枠部材５１を保持する。

また、支持体２は、筒部材２０の内周面から突出する環状の接続部材保持部２５を備える。接続部材保持部２５は、軸線方向Ｘでコイルホルダ４と第２蓋部材２２との間に位置する。接続部材保持部２５は、第２接続機構１２の第２外枠部材５２を保持する。

（筒部材、第１蓋部材、および第２蓋部材）
筒部材２０は、樹脂製である。図２に示すように、筒部材２０は、第１方向Ｘ１の端縁を第２方向Ｘ２に切り欠いた切欠き部６５を備える。また、筒部材２０は、第１方向Ｘ１の端縁の周方向の３か所、および第２方向Ｘ２の端縁の周方向の３か所に、それぞれ内周側に突出する係止突部９１を備える。さらに、筒部材２０は、切欠き部６５の第２方向Ｘ２に基板保持部６９を備える。基板保持部６９には、配線基板７が固定される。配線基板７には、給電用のリード線８が電気的に接続される。配線基板７に対して周方向に隣接する位置には、リード線８を保持するリード線保持部７０が設けられている。リード線８は、配線基板７を介して、コイル６２に接続される。

第１蓋部材２１は、樹脂製である。第１蓋部材２１は、円形の第１端板部２１１と、第１端板部２１１の外周縁から第２方向Ｘ２に延びる円環状の第１側板部２１２と、を備える。第１端板部２１１は、第１側板部２１２の内周側に第２方向Ｘ２に突出する円環状のリブ２１３を備える。リブ２１３は第１側板部２１２と同軸である。リブ２１３の第２方向の端面には、第２方向Ｘ２に突出する突部２１４が、等角度間隔で、複数、設けられている。本例では、突部２１４は、３つ設けられている。第１側板部２１２の周方向の一部には、第２方向Ｘ２に突出するカバー部分６６が設けられている。また、第１側板部２１２の周方向の３か所には、係止部８１が設けられている。各係止部８１は、第１側板部２１２のＸ２方向の端縁からＸ１方向に向かって外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪である。

図１に示すように、第１蓋部材２１は、第１方向Ｘ１の側から筒部材２０に挿入されて、筒部材２０の第１方向Ｘ１の端部分に固定される。第１蓋部材２１が第１方向Ｘ１の側から筒部材２０に挿入される際に、カバー部分６６は、切欠き部６５に第１方向Ｘ１の側から挿入される。カバー部分６６が切欠き部６５に挿入されたときにカバー部分６６の第２方向Ｘ２の端縁と切欠き部６５との間に形成される隙間は、コイル６２のコイル線６３をケース５の外側に引き出すための配線引き出し部６０である。また、第１蓋部材２１が第１方向Ｘ１の側から筒部材２０に挿入される際に、各係止部８１は、径方向に弾性変形して第１側板部２１２と共に筒部材２０の内周側に押し込まれる。ここで、各係止部８１のＸ１方向の端には、筒部材２０のＸ１方向の端縁に設けられた各係止突部９１がＸ１方向の側から当接する。これにより、第１蓋部材２１は、筒部材２０からＸ１方向に脱落することが防止される。第１蓋部材２１は、各係止部８１に各係止突部９１が当接した状態で、接着剤によって筒部材２０に固定される。

第２蓋部材２２は、樹脂製である。第２蓋部材２２は、円形の第２端板部２２１と、第２端板部２２１の外周縁から第１方向Ｘ１に延びる円環状の第２側板部２２２と、を備える。図３、図４に示すように、第２蓋部材２２は、第２端板部２２１に円環状のリブ２２３を備える。リブ２２３は、第２側板部２２２と同軸で、第１方向Ｘ１に突出する。リブ２２３の第２方向の端面には、第１方向Ｘ１に突出する突部２２４が、等角度間隔で３つ設けられている。また、第２側板部２２２の周方向の３か所には、係止部８１が設けられている。各係止部８１は、第２側板部２２２のＸ１方向の端縁からＸ２方向に向かって外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪である。

第２蓋部材２２は、第２方向Ｘ２の側から筒部材２０に挿入されて、筒部材２０の第２方向Ｘ２の端部分に固定される。第２蓋部材２２が第２方向Ｘ２の側から筒部材２０に挿入される際に、各係止部８１は、径方向に弾性変形して第２側板部２２２と共に筒部材２０の内周側に押し込まれる。ここで、各係止部８１のＸ２方向の端には、筒部材２０のＸ２方向の端縁に設けられた各係止突部９１がＸ２方向の側から当接する。これにより、第２蓋部材２２は、筒部材２０からＸ１方向に脱落することが防止される。第２蓋部材２２は、各係止部８１に各係止突部９１が当接した状態で、接着剤によって筒部材２０に固定される。

（コイルホルダ）
図２に示すように、コイルホルダ４は、コイル６２を保持するコイル保持部分４０と、コイル保持部分４０の第１方向Ｘ１で第１接続機構１１の第１外枠部材５１を保持する接続部材保持部分４１と、を備える。図３、図４に示すように、コイル保持部分４０に保持されたコイル６２は、ケース５内において、軸線方向Ｘの中央部分に位置する。

接続部材保持部分４１は、環状である。接続部材保持部分４１の内周面には、第１方向Ｘ１および内周側から切り欠かれた環状の第１凹部４３が設けられている。第１凹部４３の第２方向Ｘ２の端部分には、第１段部４４が設けられている。第１凹部４３には、第１接続機構１１の第１外枠部材５１が第１方向Ｘ１の側から圧入される。圧入に際して、第１段部４４は第２方向Ｘ２の側から第１外枠部材５１に当接して、第１外枠部材５１を軸線方向Ｘで位置決めする。これにより、コイルホルダ４は、第１接続機構１１の第１外枠部材５１を、外周側、および第２方向Ｘ２の側から保持する。

図２、図３に示すように、接続部材保持部分４１の外周面からは、２本の端子ピン６４が外周側に突出する。２本の端子ピン６４には、コイル６２から引き出されたコイル線６３の端部が絡げられている。コイルホルダ４がケース５に固定されたときに、２本の端子ピン６４は、配線引き出し部６０を介して、ケース５の外側に突出する。ここで、図１、図２、図３に示すように、ケース５の外に突出する２本の端子ピン６４は、配線基板７に
設けられた２箇所の穴７１を貫通して、穴７１の縁に設けられたランドと電気的に接続される。これにより、コイル線６３と給電用のリード線８とが電気的に接続される。

図３、図４に示すように、第１蓋部材２１が筒部材２０に固定されると、第１蓋部材２１の突部２１４は、第１外枠部材５１に第１方向Ｘ１の側から当接する。すなわち、第１蓋部材２１の突部２１４は、第１方向Ｘ１の側から第１外枠部材５１に当接する当接部である。第１蓋部材２１が筒部材２０に固定されると、第１蓋部材２１は、第１外枠部材５１が第１方向Ｘ１に移動することを防止する。また、第１蓋部材２１は、第１接続機構１１の粘弾性体１０が外部に露出することを防止する。

（接続部材保持部）
接続部材保持部２５は、コイルホルダ４の第２方向Ｘ２に位置する。接続部材保持部２５は環状である。接続部材保持部２５の内周面には、第２方向Ｘ２および内周側から切り欠かれた環状の第２凹部４６が設けられている。第２凹部４６の第１方向Ｘ１の端部分には、第２段部４５が設けられている。第２凹部４６には、第２接続機構１２の第２外枠部材５２が第２方向Ｘ２の側から圧入される。圧入に際し、第２段部４５は第１方向Ｘ１の側から第２外枠部材５２に当接して、第２外枠部材５２を軸線方向Ｘで位置決めする。これにより、接続部材保持部２５は、第２接続機構１２の第２外枠部材５２を、外周側、および第１方向Ｘ１の側から保持する。

ここで、第２蓋部材２２が筒部材２０に固定されると、第２蓋部材２２の突部２１４は、第２外枠部材５２に第２方向Ｘ２の側から当接する。すなわち、第２蓋部材２２の突部２１４は、第２外枠部材５２に第２方向Ｘ２の側から当接する当接部である。第２蓋部材２２が筒部材２０に固定されると、第２蓋部材２２は、第２外枠部材５２が第２方向Ｘ２に移動することを防止する。また、第２蓋部材２２は、第２接続機構１２の粘弾性体１０が外部に露出することを防止する。

（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Ｘに延びる支軸３０を有する。支軸３０は金属製の丸棒である。支軸３０の軸線は、可動体３の軸線であり、ケース５の軸線Ｌと一致する。支軸３０には、マグネット６１が支持される。マグネット６１は、中心に、支軸３０が貫通する軸穴６１０を備える。

また、支軸３０には、ヨーク３５が支持される。ヨーク３５は、マグネット６１に軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１で重なる第１ヨーク３１と、マグネット６１に第２方向Ｘ２で重なる第２ヨーク３２と、を備える。

第１ヨーク３１は、所定の厚みを備える円盤形状である。第１ヨーク３１は、中心に、支軸３０が貫通する軸穴３１０を備える。第１ヨーク３１は、マグネット６１の第１方向Ｘ１の面に接着等の方法で固定されている。ここで、第１ヨーク３１の外径寸法は、マグネット６１の外径寸法よりも大きい。従って、第１ヨーク３１の外周面は、マグネット６１の外周面より径方向外側に張り出す。

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、中心に支軸３０が貫通する軸穴３３０を備える円形の端板部３３１と、端板部３３１の外縁から第１方向Ｘ１に曲げられた曲げ部３３２と、曲げ部３３２から第１方向Ｘ１に延びる円筒部３３３と、を備える。第１磁性部材３３の端板部３３１は、マグネット６１の第２方向Ｘ２の端面に固定される。第２磁性部材３４は、中心に支軸３０が貫通する軸穴３４０を備える。第２磁性部材３４は、第１磁性部材３３の端板部３３１に対してマグネット６１とは反対側から固定されている。図２に示
すように、第２磁性部材３４には、軸穴３４０の外周側に、軸線方向Ｘに貫通する複数の貫通孔が設けられている。各貫通孔は可動体３の重量を調節するための重量調整部３８である。

ここで、図３、図４に示すように、第１接続機構１１の第１内枠部材３６は、第１ヨーク３１の第１方向Ｘ１に位置する支軸３０の第１端部分３０ａに固定される。より具体的には、第１内枠部材３６の内周面には第２方向Ｘ２の端部に径方向内側に突出する環状突部３６１が設けられており、第１端部分３０ａは、環状突部３６１の中心孔に圧入される。これにより、第１内枠部材３６は、支軸３０に固定される。

また、第２接続機構１２の第２内枠部材３７は、第２ヨーク３２の第２方向Ｘ２に位置する支軸３０の第２端部分３０ｂに固定される。より具体的には、第２内枠部材３７の内周面には、第１方向Ｘ１の端部に径方向内側に突出する環状突部３７１が設けられており、第２端部分３０ｂは、環状突部３７１の中心孔に圧入される。これにより、第２内枠部材３７は、支軸３０に固定される。

第１内枠部材３６および第２内枠部材３７が支軸３０に固定されたときに、第１内枠部材３６は、第１方向Ｘ１の側から第１ヨーク３１に当接する。また、第２内枠部材３７は、第２方向Ｘ２の側から第２磁性部材３４に当接する。従って、支軸３０に支持されたマグネット６１およびヨーク３５は、第１内枠部材３６および第２内枠部材３７によって軸線方向Ｘの両側から支軸３０に固定される。

マグネット６１およびヨーク３５が支軸３０に固定されたときに、マグネット６１およびヨーク３５は軸線方向Ｘにおける支軸３０の中央部分に位置する。また、第２ヨーク３２の円筒部３３３は、マグネット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、マグネット６１の外周面および第１ヨーク３１の径方向外側に位置する。ここで、第１接続機構１１および第２接続機構とを介して支持体２と可動体３とが接続されると、第２ヨーク３２の円筒部３３３とマグネット６１の外周面との間に、可動体３のコイル６２の一部が位置する。また、第２ヨーク３２の円筒部３３３と第１ヨーク３１の外周面との間に、可動体３のコイル６２の一部が位置する。

（アクチュエータの動作）
アクチュエータ１では、コイル６２への通電により磁気駆動機構６が可動体３を軸線方向Ｘに移動させる駆動力を発揮する。コイル６２への通電を断つと、可動体３は、粘弾性体１０の復帰力によって原点位置へ戻る。従って、コイル６２に所定の周波数の駆動電流（交流電流）を流すことにより、可動体３は軸線方向Ｘで振動する。また、コイル６２に印加する駆動電流の波形を調整することで、可動体３がＸ１方向に移動する加速度と、可動体３がＸ２方向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。

（アクチュエータの共振周波数について）
本例のアクチュエータ１は、可動体３が振動する軸線方向Ｘの共振周波数と、コイル６２へ流す駆動電流の周波数とが一致するときに可動体３の加速度が最も大きくなるという振動特性を有する。従って、アクチュエータ１では、効率よく振動を発生させるために軸線方向Ｘの共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。共振周波数は、可動体３の重量、および粘弾性体のバネ定数に依存する値である。

また、本例のアクチュエータ１は、複数の共振周波数を備える。それら複数の共振周波数のうち高次のものは、軸線方向Ｘの共振周波数である１次の共振数周波数と、振動方向
と直交する径方向の共振周波数である２次の共振数周波数である。アクチュエータ１を軸線方向Ｘで振動させるには、１次の共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。

ここで、アクチュエータ１が搭載される機器が外部の機器との間で通信を行う場合には、２次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあるときに、通信にノイズが乗るという現象が発生することがある。また、アクチュエータ１が搭載される機器によっては、２次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあると、２次の共振周波数に起因する振動などが発生して軸線方向Ｘの振動が所望の振動とならないことがある。

これに対して本例では、可動体３と支持体とを接続する第１接続機構１１は、可動体３に固定される第１内枠部材３６と支持体２に固定される第１外枠部材５１との間に中間リング５５を備える。また、第１接続機構１１は、第１内枠部材３６と中間リング５５との間に位置する内側環状部分１０ａおよび中間リング５５と第１外枠部材５１との間に位置する外側環状部分１０ｂを有し、中間リング５５を介して第１内枠部材３６と第１外枠部材５１とを接続する粘弾性体１０を備える。

従って、可動体３が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の一方側では、粘弾性体１０の内側環状部分１０ａが径方向に伸び、粘弾性体１０の外側環状部分が径方向で圧縮される。また、可動体３が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の他方側では、粘弾性体１０の内側環状部分１０ａが圧縮され、粘弾性体１０の外側環状部分が径方向に伸びる。この結果、粘弾性体１０の径方向のバネ定数は、中間リング５５を備えていない場合と比較して、高くなる。ここで、共振周波数は、粘弾性体１０のバネ定数に依存する。従って、アクチュエータ１では、径方向の共振周波数が高くなる。この一方で、可動体３が軸線方向Ｘに振動する動きは、粘弾性体１０のせん断方向の動きである。従って、粘弾性体１０の軸線方向Ｘのバネ定数は、第１内枠部材３６と第１外枠部材５１との間に中間リング５５を備えていない場合と比較して、大きく変化することがない。よって、振動方向である軸線方向Ｘの共振周波数の変化を抑えながら、振動方向と直交する径方向の共振周波数を、従来よりも、高くすることができる。

図５は、第１接続機構１１が中間リング５５を備える場合と、第１接続機構１１が中間リング５５を備えていない場合と、におけるアクチュエータ１の共振周波数を示す表である。図５に示す共振周波数は、シミュレーションにより算出している。図５の第１行目、および第２行目に示すように、第１接続機構１１が中間リング５５を備える場合には、中間リング５５が樹脂製か鉄製かに拘わらわず、１次の共振周波数は６３．５Ｈｚ前後である。２次の共振周波数は１２２Ｈｚである。この一方で、第１接続機構１１が中間リング５５を備えておらず、粘弾性体１０のみで第１内枠部材３６と第１外枠部材５１とを接続する従来の構成では、１次の共振周波数は５８．４Ｈｚである。２次の共振周波数は１０５Ｈｚである。

図５に示すシミュレーションの結果によれば、第１接続機構１１が中間リング５５を備える場合には、中間リング５５を備えていない場合と比較して、１次の共振周波数は５Ｈｚ変化しているのに対して、２次の共振周波数は１７Ｈｚ変化している。従って、本例によれば、第１接続機構１１が中間リング５５を備えていない場合と比較して、振動方向である軸線方向Ｘの共振周波数の変化を抑えながら、軸線方向Ｘと直交する方向の共振周波数を従来よりも高い周波数に移動させることができる。よって、磁気駆動機構を駆動する周波数を変化させることなく、２次の共振周波数を特定の周波数帯の外に移動させることができる。これにより、通信にノイズが乗るという現象が発生や、軸線方向Ｘの振動が所望の振動とならないなどの現象の発生を、防止或いは抑制できる。

（変形例）
本発明において、中間リング５５は、樹脂製とすることができる。このようにすれば、中間リング５５の製造コストを抑制できる。

また、磁気駆動機構６では、支持体２の側にマグネット６１を保持し、可動体３の側にコイル６２を保持することもできる。

１…アクチュエータ、２…支持体、３…可動体、４…コイルホルダ、５…ケース、６…磁気駆動機構、７…配線基板、８…リード線、１０…粘弾性体、１０ａ…内側環状部分、１０ｂ…外側環状部分、１１…第１接続機構、１２…第２接続機構、２０…筒部材、２１…第１蓋部材、２２…第２蓋部材、２５…接続部材保持部、３０…支軸、３０ａ…第１端部分、３０ｂ…第２端部分、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、４０…コイル保持部分、４１…接続部材保持部分、４３…第１凹部、４４…第１段部、４５…第２段部、４６…第２凹部、５１…第１外枠部材、５２…第１外枠部材、５２…第２外枠部材、５５…中間リング、５５ａ…第１環状端面、５５ｂ…第２環状端面、６０…配線引き出し部、６１…マグネット、６２…コイル、６３…コイル線、６４…端子ピン、６５…切欠き部、６６…カバー部分、６９…基板保持部、７０…リード線保持部、７１…穴、８１…係止部、９１…係止突部、２１１…第１端板部、２１２…第１側板部、２１３…リブ、２１４…突部、２２１…第２端板部、２２２…第２側板部、２２３…リブ、２２４…突部、３１０…軸穴、３３０…軸穴、３３１…端板部、３３２…曲げ部、３３３…円筒部、３４０…軸穴、３６１…環状突部、３７１…環状突部、６１０…軸穴、Ｘ…軸線方向

Claims (5)

1. 軸部を備える可動体と、
   前記可動体を収容するケースを備える支持体と、
   可動体と前記支持体とを前記軸部の軸線に沿った軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、
   前記可動体および前記支持体の一方に固定されたコイルおよび他方に固定されたマグネットを備え、前記可動体と前記支持体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、
   前記接続機構は、前記軸部を外周側から保持する内枠部材と、前記ケースに固定されて前記内枠部材を径方向外側から囲む外枠部材と、径方向で前記内枠部材と前記外枠部材との間に位置する中間リングと、前記内枠部材と前記中間リングとの間に位置する内側環状部分および前記中間リングと前記外枠部材との間に位置する外側環状部分を有し、前記中間リングを介して前記内枠部材と前記外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備えることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記中間リングは、筒状であり、
   前記中間リングの中心軸線は、前記軸線と一致し、
   前記中間リングの前記軸線方向の一方側の第１環状端面、および他方側の第２環状端面は、それぞれ前記粘弾性体から前記軸線方向に露出し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. 前記中間リングは、金属製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. 前記中間リングは、樹脂製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。
5. 前記粘弾性体は、シリコーンゲルであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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