JP2023098169A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】外部荷重が加わる場合でも、ユーザの操作に対して、安定してユーザに強い触感フィードバックを行えること。【解決手段】円盤状のマグネットと、マグネットの表面と裏面に固定される一対の円盤状のヨークと、一端がヨークに接合され他端が円形状の板ばねの中央部と接続された一対のばね止め部と、一対のばね止め部のうちの一方のばね止め部の他端からマグネットの軸方向で突出し、ユーザに操作される操作部に接続される突出部とを含む可動体と、可動体の外周に配置されるコイルと、突出部が挿通される開口部を有し、コイルとともに可動体を、突出部の突出端側を外部に突出させて収容するケースとを含み、板ばねを介して可動体をマグネットの軸方向で移動自在に支持する固定体と、を有し、開口部は、突出端側を外部で軸方向に沿って進退移動させるように突出部の外周を支持する。【選択図】図２

Description

本発明は、触覚、力覚、聴覚等の知覚可能な出力を呈示可能なアクチュエータに関する。

従来、タッチパネルに接触したユーザの指腹等に対し、接触操作する際の操作感（触覚）をフィードバックする技術の一つとして、アクチュエータによりタッチパネルに振動を付与する触覚提示装置が知られている。

例えば、特許文献１には、パネルの操作面に対する操作の操作量を検出する操作検出部と、操作面に振動を付加するアクチュエータと、操作検出部の結果に基づいてアクチュエータの駆動制御を行なう制御部とを有する触覚呈示装置が開示されている。特許文献１に開示された触覚呈示装置では、リリース操作時の操作量の変化量に応じて、アクチュエータの駆動制御の態様を変化させることにより、自然な強さの振動呈示として、ユーザが感じる違和感を軽減する触覚呈示を行うことで触感を付与している。

特開２０２０－０７１６７４号公報

ところで、上述したような触覚呈示装置では、ユーザに対して、操作に対して高速で応答して、かつ、十分な触感を呈示する、つまり、強いフィードバックを行うことが望まれる。そのためには、振動アクチュエータが発生する振動を好適に迅速にユーザに付与することが求められる。

また、振動アクチュエータが、軸方向と交差する方向、例えば径方向外側から外部荷重が加わるような実装環境にある場合でも、可動する可動体は、位置ずれがおきることなく、安定して動作することが望まれている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、外部荷重が加わる場合でも、ユーザの操作に対して、安定してユーザに強い触感フィードバックを行うことが可能なアクチュエータを提供することを目的とする。

本発明のアクチュエータの一つの態様は、
円盤状のマグネットと、前記マグネットの表面と裏面に固定される一対の円盤状のヨークと、一端が前記ヨークに接合され他端が円形状の板ばねの中央部と接続された一対のばね止め部と、前記一対のばね止め部のうちの一方のばね止め部の他端から前記マグネットの軸方向で突出する突出部とを含む可動体と、
前記可動体の外周に配置されるコイルと、前記突出部が挿通される開口部を有し、前記コイルとともに前記可動体を、前記突出部の突出端側を外部に突出させて収容するケースとを含み、前記板ばねを介して前記可動体を前記マグネットの軸方向で移動自在に支持する固定体と、
を有し、
前記開口部は、前記突出端側を前記外部で前記軸方向に沿って進退移動させるように前記突出部の外周を支持する構成を採る。

本発明によれば、突出部の突出端が、移動方向であるマグネットの軸方向から逸れて暴れることを防止でき、外部荷重が加わる場合でも、ユーザの操作に対して、安定してユーザに強い触感フィードバックを行うことができる。

本発明に係る実施の形態のアクチュエータの外観斜視図である。 同アクチュエータの要部構成を示す縦断面図である。 同アクチュエータにおいてケースを外した内部構造を示す図である。 同アクチュエータの分解斜視図である。 可動体の斜視図である。 可動体の拡大分解図である。 本発明に係る実施の形態のアクチュエータの動作の説明に供する図である。 アクチュエータの変形例１の外観斜視図である。 変形例１であるアクチュエータの要部構成を示す縦断面図である。 同アクチュエータの分解斜視図である。 アクチュエータの変形例２の要部構成を示す縦断面図である。 可動体の拡大分解図である。 アクチュエータの変形例３の要部構成を示す縦断面図である。 可動体の拡大分解図である。 アクチュエータの変形例４の要部構成を示す縦断面図である。 可動体の拡大分解図である。 アクチュエータの変形例５の要部構成を示す縦断面図である。 可動体の拡大分解図である。 アクチュエータの変形例６の要部構成を示す縦断面図である。 板ばねの斜視図である。 アクチュエータの変形例７の要部構成を示す縦断面図である。 可動体の拡大分解図である。 アクチュエータの変形例８の要部構成を示す縦断面図である。 アクチュエータの変形例８のケースを外した内部構成を示す分解図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜アクチュエータ１の全体構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態のアクチュエータの外観斜視図であり、図２は、同アクチュエータの要部構成を示す縦断面図である。また、図３は、同アクチュエータにおいてケースを外した内部構造を示す図であり、図４は、同アクチュエータの分解斜視図である。なお、図３では便宜上アウターヨーク７０を透過して図示している。

なお、本実施の形態における「上」側、「下」側は、理解しやすくするために便宜上付与したものであり、アクチュエータにおける可動体の往復動方向の一方、他方を意味する。すなわち、アクチュエータが電子機器（図示省略）に搭載される際には上下が逆になっても左右になっても構わないが、アクチュエータにおいて突出する出力軸部２５２（突出部２５）の進退移動方向と、ユーザの操作部への接触方向とが同じであることが好ましい。これは、以下の各変形例でも同様である。

本実施の形態１に係るアクチュエータ１は、例えば、触覚呈示技術を含むハプティクスに用いられ、ユーザの操作部への接触操作に応じた可動体２０の往復動を、ユーザの触感、力感として伝達する。また、アクチュエータ１は、聴覚に訴えるべく、ユーザに音として呈示してもよい。

図１及び図２に示すアクチュエータ１では、ケース１０から進退移動可能に突出する突出部２５（出力軸部２５２）を有し、この突出部２５は、ユーザが接触して操作する操作部（例えば、タッチパネル等）に直接接続可能である。突出部２５は、ケース１０内で移動可能に収容された可動体２０の一部である。アクチュエータ１は、ユーザの操作による可動体２０の移動に応じて、可動体を駆動して、ユーザに、ユーザが知覚可能な出力を呈示する。

なお、アクチュエータ１は、ハプティクスにおける操作検出及び触感のフィードバックを行うデバイスとして用いられることが好ましいが、これに限らず、携帯型ゲーム端末機器等の電子機器に振動発生源として実装されてもよい。また、アクチュエータ１は、振動アクチュエータとし単に振動発生体として用いられてもよく、共振ポンプ、文字入力キーボード、エキサイタ等に用いてもよい。

アクチュエータ１は、出力軸部２５２とマグネット３０を可動体２０に備え、コイル６１、６２を固定体５０に備え、通電されるコイル６１、６２とマグネット３０の協働により可動体２０が一直線方向で往復動可能である。アクチュエータ１は、可動体２０を固定体５０に対して往復動自在に支持させる弾性支持部８１、８２を有し、可動体２０が往復することにより出力軸部２５２が軸方向に進退移動し、ケース１０の天面部１２２の外側で軸方向、図では上下方向に移動する。

アクチュエータ１は、具体的には、マグネット３０の他、一対のヨーク４１、４２、一対のばね止め部２２、２４を有する可動体２０と、環状の一対のコイル６１、６２の他、アウターヨーク７０を有する固定体５０とを有する。また、可動体２０と固定体５０との間には、一対の弾性支持部８１、８２が架設されている。

なお、ヨーク４１、４２、ばね止め部２２、２４、コイル６１、６２は、それぞれ一対ずつ設けた構成としたが、これに限らず、一直線方向の双方向、あるいは片方に移動自在を実現できれば、各部１つずつあるいは３つ以上にしてもよい。

アクチュエータ１では、コイル６１、６２、アウターヨーク７０、マグネット３０及びヨーク４１、４２が、可動体２０を可動させる磁気回路を構成する。アクチュエータ１では、端子部７５を介して図示しない電源供給部からコイル６１、６２が通電されて可動体２０は可動する。可動体２０は往復動方向である軸方向の双方向あるいは軸方向の片方である一方向に往復移動可能である。アクチュエータ１は、例えば、軸方向の双方向で移動する（図７の「可動方向 上」、「可動方向 下」の矢印方向参照）。

本実施の形態のアクチュエータ１では、可動体２０は、コイル保持部５２に保持されたコイル６１、６２の内側で、可動体２０との間に配置される保持部本体（保護壁部）５２２に沿って、移動方向（コイル６１、６２の軸方向でもある）で往復移動する。なお、移動方向は、コイル６１、６２の軸方向の他、マグネット３０の着磁方向でもあり、また、コイル保持部５２の軸方向でもある。

また、アクチュエータ１は、図３に示すように、ケース本体１１及び蓋部１２を有するケース１０内に、固定体５０と可動体２０とを弾性支持部８１、８２で接続したユニット１３を収容して構成される。これにより、アクチュエータ１の主要部の組立をケース１０とは別工程で精度良く行うことができる。

＜可動体２０＞
図５は、可動体の斜視図であり、図６は、可動体の拡大分解図である。

可動体２０は、図２に示すように、非駆動時において、弾性支持部８１、８２を介して、往復動方向（マグネットの軸方向であり、図２では上下方向）の長さの中心が、コイル保持部５２の往復動方向の長さの中心に対して、同じ高さレベルに位置するように配置される。ここで、非駆動時とは、可動体２０が移動（往復動或いは振動も含む）していない状態を意味する。また、同じ高さレベルに位置するとは、可動体２０の軸方向と直交する方向で、所定間隔をあけて対向するように位置することを意味する。

本実施の形態では、マグネット３０およびヨーク４１、４２における往復動方向の長さの中心が、上下で離間するコイル６１、６２間の往復動方向の長さの中心と、往復動方向と直交する方向で対向する位置に配置されることが好ましい。なお、コイル保持部５２の保持部本体５２２と可動体２０の間に、磁性流体が介在するようにしてもよい。

可動体２０は、図２、図４～図６に示すように、マグネット３０、ヨーク４１、４２及びばね止め部（第１ばね止め部２２、第２ばね止め部２４）の他、出力軸部２５２、第１ばね固定部２６、及び、第２ばね固定部２８を有する。

可動体２０は、マグネット３０を中心にマグネット３０の軸方向の表裏面側、つまり、往復動方向の双方向で、それぞれヨーク（第１ヨーク）４１、ヨーク（第２ヨーク）４２、第１ばね止め部２２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８が連設されている。

具体的には、可動体２０では、マグネット３０の表裏面３０ａ、３０ｂに一対のヨーク４１、４２を積層配置し、一対のヨーク４１、４２の開口部４１２、４２２に一対のばねと止め部２２、２４の一端部が係合している。

ばね止め部２２、２４はそれぞれの他端部で、弾性支持部８１、８２が係合する。ばね止め部２２、２４のうちの第１ばね止め部２２には、第１ばね止め部２２からマグネット３０の軸方向の一方側に突出し、蓋部１２の開口部である中央開口部１２６を挿通する出力軸部２５２が設けられている（図１～４及び図７参照）。

なお、可動体２０では、マグネット３０及びヨーク４１、４２の外周面２０ａが、保持部本体５２２の内周面５２２ａの内側で、当該内周面５２２ａに対して所定間隔（図８でで示す隙間ｄ２）を空けて対向する。可動体２０が往復動に移動する際には、外周面２０ａが内周面５２２ａに沿って接触することなく往復移動する。

＜マグネット３０＞
マグネット３０は、例えば、中実であり、往復動方向に着磁されている。マグネット３０は、円盤状に形成され、所定の厚みを有した円柱状も含む形状である。マグネット３０は、往復動方向（厚み方向）で離間する表裏面３０ａ、３０ｂをそれぞれ異なる極性（例えば、表面３０ａをＳ極、裏面３０ｂをＮ極）の磁極面として有する。

マグネット３０は、コイル６１、６２（詳細は後述する）に対して、コイル６１、６２の径方向内側で間隔を空けて位置するように配置される。ここで、「径方向」とは、コイル６１、６２の軸に直交する方向であり、往復動方向と直交する方向でもある。この径方向における「間隔」は、保持部本体５２２を含むコイル６１、６２と、マグネット３０との間の間隔であり、可動体２０の往復動方向に互いに接触することなく移動可能な間隔とする。すなわち、本実施の形態では、「間隔」とは、保持部本体５２２とマグネット３０との間の所定間隔を意味している。

マグネット３０は、本実施の形態では、径方向外側の外周面の幅方向の中心で、保持部本体５２２の中心と、軸方向と直交する方向で対向するように配置されている。なお、マグネット３０は、コイル６１、６２の内側で、コイル６１、６２の軸の延在方向、つまり往復動方向に、２つの着磁面をそれぞれ向けて配置されるものであれば、筒状、板形状等のように円盤状以外の形状であってもよい。

本実施の形態では、マグネット３０は中実体であるので、筒状体の場合と異なり、開口部を加工する手間が省け、磁極面なる表裏面の面積が開口部の形成により減少することがない。また、マグネット３０の軸方向の中心が、可動体２０の軸方向の中心と一致することが望ましい。マグネット３０の着磁方向は、可動体２０の移動方向と平行である。

＜ヨーク４１、４２＞
ヨーク４１、４２は、磁性体であり、マグネット３０とともに可動体側磁気回路を構成する。ヨーク４１、４２は、マグネット３０の磁束を集中させて、漏らすことなく効率良く流し、マグネット３０とコイル６１、６２間に流れる磁束を効果的に分布させる。

また、ヨーク４１、４２は、磁気回路の一部としての機能の他、ばね止め部２２、２４を固定する機能を有し、さらに、ヨーク４１、４２は、可動体２０において、可動体２０の本体部分としての機能、及び、ウェイトとしての機能を有してもよい。

ヨーク４１、４２は、本実施の形態では、マグネット３０と同外径の円環平板状に形成されている。ヨーク４１、４２は、外周面がマグネットの外周面と面一となるようにマグネット３０に固定され、マグネットの外周面とともに可動体２０の外周面２０ａを構成する。

ヨーク４１、４２は、マグネット３０を中心に、マグネット３０を挟むように配置された同形状の部材であるが、異形状の部材としてもよい。なお、ヨーク４１、４２は、マグネット３０に吸引されてマグネット３０に固着するとともに、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤もしくは嫌気性接着剤を介してマグネット３０に固定される。

ヨーク４１、４２のそれぞれの中央部に、開口部４１２、４２２が軸方向、つまり、厚み方向に貫通して設けられている。開口部４１２、４２２は、それぞれ上下のばね止め部２２、２４の一端部が内嵌して固定され、加えて、一方側の開口部４１２には、出力軸部２５２の基端部が、ばね止め部２２の内側に配置されている。これにより、開口部４１２は、ばね止め部２２と出力軸部２５２とにより空洞が略発生しない状態となっている。

本実施の形態では、ヨーク４１、４２は、可動体２０の非往復動時において、コイル６１、６２の内側（径方向内側）で、コイル６１、６２の軸方向と直交する方向で、コイル６１、６２のそれぞれに対向するように位置する。

開口部４１２、４２２は、ばね止め部２２、２４のそれぞれの軸（ここでは、弾性支持部８１、８２の中心と一致する）が可動体２０の中心軸上に位置するように、ばね止め部２２、２４を支持している。開口部４２２は、ヨーク４２における開口度合いを調整して、可動体２０の重さを調整し、好適な往復動出力を設定できる。また、開口部４１２は、ヨーク４１における開口度合い及び出力軸部２５２の挿入量を調整して、可動体２０の重さを調整し、好適な往復動出力の設定も可能である。

＜ばね止め部２２、２４＞
一対のばね止め部２２、２４は、可動体２０のウェイトとしての機能を有する。ばね止め部２２、２４は、マグネット３０及びヨーク４１、４２を挟むように対象に設けられ、可動体２０の往復動出力を増加させている。なお、ばね止め部２２、２４は、本実施の形態では、同一形状に形成されており、部品の製作コストの削減が図られている。ばね止め部２２、２４のうち第２ばね止め部２４についての詳細は、第１ばね止め部２２の説明においてばね止め部２２、２４等のようにばね止め部で対応する符号を併記して、第１ばね止め部２２について主な説明を行い、第２ばね止め部２４の説明は省略する。

ばね止め部２２、２４は、本実施の形態では、可動体２０の中心軸に沿って延在する可動体の軸としても機能し、ヨーク４１、４２と、弾性支持部８１、８２との間に介設される。

ばね止め部２２、２４は、ばね止め部２２、２４の一端部である接合部２２２、２４２と、ばね止め部２２、２４の他端部であるばね接続部２２４、２４４とを有する。これら接合部２２２、２４２とばね接続部２２４、２４４とが、それぞれ往復動方向に連設されている。

ばね止め部２２、２４は、筒状体であり、内部を貫通する貫通孔２３を有している。また、ばね止め部２２、２４は、錘としても機能してもよい。その場合、ばね止め部２４は、貫通孔２３内に錘を追加して重量調整部として重量バランスを調整する機能を有してもよい。ばね止め部２４の貫通孔２３内に錘を追加することにより可動体２０を重くして、可動体２０の振動出力を大きくすることができる。なお、第１ばね止め部２２の貫通孔２３内には出力軸部２５２の基端部が挿入され強固に固定されている。

接合部２２２、２４２は、可動体２０の軸線上に配置される筒状体であり、それぞれヨーク４１、４２に接合する。接合部２２２、２４２は、一端部側をヨーク４１、４２の開口部４１２、４２２にそれぞれ挿入して内嵌して接合される。一方、接合部２２２、２４２の他端部は、互いに、マグネット３０を中心に互いに逆方向に向けてヨーク４１、４２から突出して配置され、ばね接続部２２４、２４４に連接する。

本実施の形態では、ばね止め部２２、２４は、ヨーク４１、４２に圧入により接合されているが、これに限らず、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型接着剤や嫌気性接着剤を用いた接着により接合されてもよい。また、接合部２２２、２４２は、筒状体としたが、中実の円柱体であってもよく、軸線上に凹部を有する棒状体であってもよい。

ばね接続部２２４は、ばね止め部２２において接合部２２２から他方側（上方）に突出するように設けられ、且つ、接合部２２２よりも外径が大きい筒状体である。
ばね接続部２２４、２４４は、移動方向で離間する可動体２０の両端部を構成し、それぞれで後述する弾性支持部８１、８２が接合される。
ばね接続部２２４では、その先端（上端）面である接合面が出力軸部２５２回りに配置され、弾性支持部８１の内周部８０２に当接する。

＜出力軸部２５２（突出部２５）＞
出力軸部２５２は、可動体２０に接続され、可動体２０とともに可動し、可動体２０の動作を外部に出力する。出力軸部２５２は、可動体２０の軸線上に配置されており、基端側がばね止め部２２に内嵌して直接可動体２０に固定され、突出端側（他端側）が蓋部１２の中央開口部１２６を通過して、アクチュエータ１の外部に露出している。

出力軸部２５２の先端にはキャップ２５４が取り付けられている。キャップ２５４は、出力軸部２５２とともに突出部２５を構成するが、出力軸部２５２を突出部２５としてもよい。キャップ２５４は、キャップ２５４自体にユーザが接触してもよいし、別部材をキャップ２５４に取り付けて別部材を介してユーザに触感を付与するようにしてもよい。キャップ２５４は、出力軸部とは異なる材料、例えば、樹脂等で構成され、操作部等の他部材と接合しやすい材料で構成してもよい。

出力軸部２５２は、耐久性のある材料、例えば金属製であり、磁性体或いは非磁性体のどちらで構成されてもよいが、非磁性体であることが好ましい。出力軸部２５２が、非磁性体であれば、キャップ２５４が接続する操作部（図示省略）の操作範囲周辺の漏れ磁束の抑制をおこなうことができる。なお、出力軸部２５２を磁性体とする場合、マグネット３０とは非接触で構成することが望ましい。

出力軸部２５２は、中実の円柱状体であるがこれに限らず、中空であってもよい。出力軸部２５２は断面円形であるがこれに限らない。なお、出力軸部２５２の外形（円柱状であるので外径）は、蓋部１２の中央開口部１２６の内径と略同様の大きさであり、中央開口部１２６内を摺動して移動する外径である。

出力軸部２５２は、第１ばね止め部２２とともに、マグネット３０上の第１ヨーク４１の開口部４１２内に配置されている。出力軸部２５２が開口部４１２を介してマグネット３０上に接するように配置される構成とすれば、出力軸部２５２をばね止め部２２の貫通孔２３に挿入して、ヨーク４１の開口部４１２に嵌合するだけで、各部を軸上に位置決めした状態で組み付けることができる。

出力軸部２５２は、弾性支持部８１としての弾性支持部８１（上側板ばね）の内径側の端部（他端部）である内周部８０２を挿通し、蓋部１２の中央開口部１２６を通り、アクチュエータ１の外部に突出する。なお、弾性支持部８１の内周部８０２は、ばね接続部２２４の先端（上端）面である接合面に当接した状態で、ばね接続部２２４の接合面と、第１ばね固定部２６とで挟持されている。第１ばね固定部２６は、円環状に形成され、出力軸部２５２に圧入により外挿される圧入リングである。弾性支持部８１の内周部８０２は、出力軸部２５２に外挿された状態で、ばね接続部２２４及び第１ばね固定部（圧入リング）２６により強固に挟持されて固定される。この挟持には接着剤を用いてもよい。これにより、ばね接続部２２４は弾性支持部８１に接合された状態となる。

このように、出力軸部２５２は、可動体２０において、可動体２０の移動方向の一方向（上側）側で、マグネット３０から上側に延在して、弾性支持部８１、蓋部１２を摺動自在に挿通して配置され、他端部が固定体５０の外部で進退動自在である。この出力軸部２５２を介してユーザは直接的に可動体２０の駆動を伝達されるので、高速で応答でき、強いフィードバックを行うことができる。また、操作に応じて可動体２０を変位させることで触感フィードバックを行うことができ、ロングストロークでの操作にも対応した触感を表現できる。

一方、マグネット３０を挟み第１ばね止め部２２のばね接続部２２４とは逆側に配置された第２ばね止め部２４のばね接続部（下側のばね接続部）２４４は、弾性支持部８２である下側板ばねにおいて内径側の端部である内周部８０２に接合されている。

ばね接続部２４４は、ばね止め部２４において接合部２４２から他方側（下方）に突出するように設けられ、且つ、接合部２４２よりも外径が大きい筒状体である。ばね接続部２４４では、その先端（下端）面である接合面に、弾性支持部８２としての下側板ばねの内周部８０２を当接させた状態で、接合面で開口する貫通孔に挿入された第２ばね固定部２８とともに、内周部８０２を挟持している。

具体的には、第２ばね固定部２８は、ばね接続部２４４の貫通孔に軸状の挿入部２８２を挿入することにより、挿入部の基端部の外周に設けられたフランジ２８４で、ばね接続部２４４の接合面とともに弾性支持部８２の内周部８０２を挟持する。これにより、ばね接続部２４４と弾性支持部８２とが接合している。

第２ばね固定部２８は、例えば、ブラインドリベット等のリベットとしてもよい。第２ばね固定部２８は、軸状の挿入部２８２をカシメ等の圧入によりばね接続部２４４の貫通孔内で固定されている。

また、ばね止め部２２、２４は、磁性材料により構成されてもよいが、非磁性材料により構成されることが望ましい。ばね止め部２２、２４が非磁性材料であれば、ヨーク４１からの磁束が上方に流れることがないとともに、ヨーク４２からの磁束が下方に流れることがなく、効率良くヨーク４１、４２の外周側に位置するコイル６１、６２側に流すことができる。

可動体２０は、マグネット３０、ヨーク４１、４２、ばね止め部２２、２４、出力軸部２５２のそれぞれ別体で構成されているので、それぞれの部位に求められる寸法精度の確保が容易となる。また、ばね止め部２２、２４のばね接続部２２４Ａ、２４４の面精度（接合面の精度）、及び突出部２５（出力軸部２５２）の外径の寸法精度の向上を図ることができる。

＜弾性支持部８１、８２＞
弾性支持部８１、８２は、可動体２０に対し移動方向の両側に配置され、可動体２０を移動方向に移動可能に支持する。弾性支持部８１、８２は、板ばねであり、可動体２０の振動方向で、可動体２０を挟むように配置され、且つ、それぞれ可動体２０と固定体５０との双方に振動方向と交差するように架設されている。

詳細には、弾性支持部８１、８２は、可動体２０において往復動方向で離間する両端部（上下端部）のそれぞれと、それぞれの両端部より径方向外方に配置される固定体５０（コイル保持部５２）の開口縁部とに跨って配置される。本実施の形態では、弾性支持部８１、８２は、可動体２０を往復動方向で挟むように、それぞれ往復動方向と直交する方向に沿って、且つ、互いに対向して配置されている。

弾性支持部８１、８２は、非磁性体であってもよいし磁性体（具体的には、強磁性体）であってもよい。弾性支持部８１、８２は、非磁性体の板ばねであれば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼板を用いて構成されてもよい。また、弾性支持部８１、８２が磁性体であれば、ＳＵＳ３０１等のステンレス鋼板を適用してもよい。弾性支持部８１、８２の材料としては、例えば、非磁性材料（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等）に比べて、磁性材料（例えば、ＳＵＳ３０１）の方が、耐久性が高く、安価であることが知られている。

弾性支持部８１、８２は、可動体２０を、可動体２０の非駆動時（往復動時）或いは駆動時（往復動時）に関わらず、固定体５０に接触しないように支持する。弾性支持部８１、８２は、可動体２０を可動自在に弾性支持するものであれば、どのようなもので構成されてもよい。

弾性支持部８１、８２は、それぞれ常態時が平板状である複数の板状の渦巻ばねである。弾性支持部８１、８２では、それぞれ円環板状の内周部８０２の外縁部に等間隔を空けて円弧状の変形アーム部８０４が径方向外方に延出し、変形アーム部８０４の端部に円環板状の外周固定部８０６に接続して構成されている。

内周部８０２は、ばね止め部２２、２４のばね接続部２２４、２４４の接合面上に配置される形状を有し、例えば、ばね接続部２２４、２４４の接合面の外径と略同一の外径を有する。

変形アーム部８０４は、弾性変形可能であり、一端部で外周固定部８０６と接合し、他端部で内周部８０２と接合し、外周固定部８０６と内周部８０２とを連結する。変形アーム部８０４は、内周部８０２と外周固定部８０６との間で周方向に所定間隔を空けて、渦巻状に複数配置されている。なお、可動体２０は、３つ以上の弾性支持部（板ばね）８１、８２で支持されてもよい。これら複数の板ばねは、往復動方向と直交する方向に沿って取り付けられる。

弾性支持部８１、８２では、可動体２０の軸方向（往復動方向）で離れる両端部（ばね接続部２２４、２４４）に、それぞれの内周部８０２が接合されている。また、弾性支持部８１、８２では、外周固定部８０６側が、可動体２０の両端部のそれぞれにおいて、径方向外側（放射方向）に張り出すように配置される。
外周固定部８０６は、外周縁に切欠が形成され、切欠にコイル保持部５２の可動範囲形成部（位置決め片部）５４を係合した状態で、コイル保持部５２の両開口縁と、ケース１０とに挟持される。

具体的には、弾性支持部８１では、外周固定部８０６は、ケース１０内において、フランジ部５２７の環状の上端面５２７ａと蓋部１２の押圧部１２８とに挟持されて固定される。なお、上端面５２７ａは、上側（一方側）のフランジ部５２７の上側（一方側）において、可動範囲形成部５４を避けた部分の上側（一方側）の端面を意味する。

また、下側の弾性支持部８２では、外周固定部８０６は、アクチュエータ１において可動体２０よりも径方向外側で、コイル保持部５２の下端部に固定されている。具体的には、弾性支持部８２の外周固定部８０６は、コイル保持部５２の下端部を形成する下側のフランジ部５２８の環状の下端面５２８ａにおいて、可動範囲形成部５４を避けた部位に固定される。

複数の弾性支持部８１、８２は、例えば、渦巻きの向きが同一となる向きで、それぞれ外周側の一端である外周固定部８０６が固定体５０に固定されるとともに、内周側の他端である内周部８０２が可動体２０に固定されている。

このように、本実施の形態では、複数の弾性支持部８１、８２として、渦巻き形状の板ばねを複数用いて、可動体２０において振動方向で離間する両端部にそれぞれ取り付けて、固定体５０に対して可動体２０を弾性支持している。これにより、可動体２０の移動量が大きくなると、可動体は、僅かではあるが回転しながら並進方向（ここでは、振動方向に対して垂直な面上の方向）に移動する。複数の板ばねの渦の方向が反対向きであれば、複数の板ばねは、互いに座屈方向ないし引っ張り方向に動くことになり、円滑な動きが妨げられることになる。

アクチュエータ１は、一対の弾性支持部８１、８２により、可動体２０、特に突出部２５である出力軸部２５２の移動を、直進性を高めて行わせることができる。
これにより、可動体２０の移動、外部からの衝撃や外乱に左右されることなく、安定して行うことができる。特に直進駆動の安定性を高くできるので、磁気センサ出力の安定性と、触感出力の安定性の両特性を高くすることができる。

本実施の形態の弾性支持部８１、８２は、渦巻きの向きが同一となるように可動体２０に固定されているので、可動体２０の移動量が大きくなったとしても、円滑に動く、つまり、変形することができ、より大きな出力となり、フォースフィードバックとなる出力を高めることが可能である。
但し、所望の可動体２０の移動範囲によっては、複数の弾性支持部８１、８２の渦巻き方向を互いに反対方向とする設計であってもよい。

一方、上側の弾性支持部８１の外周固定部８０６は、径方向外側で、コイル保持部５２の上端部に固定されている。具体的には、弾性支持部８１の外周固定部８０６は、コイル保持部５２（図２参照）の上端部を形成する上側のフランジ部５２７の環状の上端面５２７ａにおいて、可動範囲形成部５４を避けた部位に固定される。なお、コイル保持部５２の構成に関する詳細は後述する。

弾性支持部８２の外周固定部８０６は、ケース１０内において、フランジ部５２８の環状の下端面５２８ａと、底部１１４の周縁部に設けられた段差部１１８とに挟持されて固定される。なお、下端面５２８ａは、下側（他方側）のフランジ部５２８の下側（他方側）において、可動範囲形成部５４を避けた部分の上側（他方側）の端面を意味する。

外周固定部８０６は、円環状に形成されており、その外周部分がコイル保持部５２の上下端面５２７ａ、５２８ａ（図２参照）と、押圧部１２８、段差部１１８とで挟持される。これにより、外周固定部８０６は、固定体５０に固定されている。

＜固定体５０＞
図２に示すように、固定体５０は、コイル６１、６２を保持するとともに、コイル６１、６２の径方向内側で、可動体２０を、弾性支持部８１、８２を介して移動方向（コイル軸方向、可動体２０の軸方向）に移動自在に支持する。

固定体５０は、コイル６１、６２及びアウターヨーク７０の他、コイル６１、６２を保持するコイル保持部５２を有する。
コイル保持部５２には、コイル６１、６２の他に、弾性支持部８１、８２を介した可動体２０及びケース１０等の振動を発生させる構成要素が略全て接続されることにより、アクチュエータ１は構成されている。

コイル保持部５２は、筒状体であり、外周面に配置されるコイル６１、６２を保持し、内周面５２２ａでマグネット３０を囲み、内部に、マグネット３０を有する可動体２０が移動自在に配置される。コイル保持部５２は、ボビン形状に形成されてもよく、その場合、コイル６１、６２は、コイル保持部５２において内側の筒状の保持部本体（保護壁）の外周に巻回されて配置される。

コイル保持部５２は、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙ ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＢＴ）等の樹脂により形成された筒状体である。コイル保持部５２は、本実施の形態では、難燃性の高いベークライト等のフェノール樹脂を含む素材で構成される。

コイル保持部５２が、フェノール樹脂を含む素材で構成されることにより、難燃性が高まり、保持するコイル６１、６２に電流が流れた際にジュール熱により発熱しても、駆動の際の安全性の向上を図ることができる。また、寸法精度が高まり、コイル６１、６２の位置精度が高まるため、振動特性のばらつきを低減出来る。

コイル保持部５２は、具体的には、筒状の保持部本体５２２と、保持部本体５２２の外周から放射方向に突出する中央フランジ部５２６及びフランジ部５２７、５２８と、端子部７５と、可動範囲形成部５４と、を有する。

保持部本体５２２は、内側に配置される可動体２０の駆動時におけるコイル６１、６２への衝突を保護する保護壁部として機能する。保持部本体５２２の厚みは、移動する可動体２０が接触しても、外周側のコイル６１、６２に何ら影響を与えない強度をする厚みである。

保持部本体５２２の外周側には、中央フランジ部５２６及び各フランジ部５２７、５２８間（コイル取付部５２ｂ、５２ｃ）に、コイル６１、６２が、コイル軸方向に並んで配置されている。保持部本体５２２は、コイル６１、６２を、可動体２０のヨーク４１、４２の外周面（マグネット３０及びヨーク４１、４２の外周面）に対して、径方向外方で囲むように位置させている。

具体的には、保持部本体５２２の外周面には、中央フランジ部５２６及び各フランジ部５２７、５２８により仕切られ、且つ、外周側に径方向外側に開口する凹状のコイル取付部５２ｂ、５２ｃが設けられている。

端子部７５は、コイル６１、６２のコイル巻線を絡げて、外部機器と接続するコネクタ結線部として機能する。端子部７５を介してコイル６１、６２と外部機器とが接続され、外部機器からコイル６１、６２への電力供給が可能となる。

端子部７５は、保持部本体５２２の外周部分に突設された導電性を有する部材である。端子部７５は、本実施の形態では保持部本体５２２の外周において振動方向の中心に配置される中央フランジ部５２６の外周面に圧入される。これにより、端子部７５は、中央フランジ部５２６の外周面から突出するように設けられている。

フランジ部５２７、５２８は、保持部本体５２２の軸方向（本実施の形態では振動方向であり、上下方向でもある）で離間する両端部に設けられ、コイル保持部５２の上下端部を構成する。

フランジ部５２７、５２８は、中央フランジ部５２６から離間する方向側の端部（本実施の形態では上下端部）で、弾性支持部８１、８２が固定される。

可動範囲形成部５４は、コイル保持部５２の上下端部に、軸方向で突出して設けられた突起状部であり、ケース１０内にコイル保持部５２を収容した際に、ケース１０の蓋部１２及び底部１１４と、可動体２０との間の振動範囲を形成する。可動範囲形成部５４は、フランジ部５２７、５２８の円環状の上下の端面（それぞれ「上端面、下端面」、「開口端面」とも称する）５２７ａ、５２８ａにおいて、所定間隔を空けて設けられている。上端面５２７ａは、一方側の開口端面であり、下端面５２８ａは、他方側の開口端面を意味している。

可動範囲形成部５４は、弾性支持部８１、８２に設けられた切欠に嵌合して、弾性支持部８１、８２の径方向の位置決めを行う。可動範囲形成部５４を切欠に嵌合することにより、ユニット１３の各個体において、弾性支持部８１、８２の取付位置をコイル保持部５２に対して一律に設定して、コイル保持部５２に対する弾性支持部８１、８２の安定した位置出しを行うことができる。また、コイル保持部５２に対して弾性支持部８１、８２は、複数の構成部品を介して固定体側に固定されることがない。これにより、部品公差に影響されにくい構造で、回転するような周方向及び径方向への移動が規制され、製品として、弾性支持部８１、８２のバラツキを抑制し、安定した特性を実現できる。

コイル保持部５２は、上下端面の可動範囲形成部５４を、蓋部１２の縁部と、底部１１４の縁部とに当接させた状態で、ケース１０に収容され、蓋部１２の縁部と底部１１４の縁部とに固定される。

＜コイル＞
コイル６１、６２は、アクチュエータ１において、コイル６１，６２の軸方向（マグネット３０の着磁方向）を振動方向として、マグネット３０及びヨーク４１、４２とともに、アクチュエータ１の駆動源の発生に用いられる。

コイル６１、６２は、通電により磁場を生成して可動体２０を移動する。コイル６１、６２は、可動体２０の径方向外側に配置されている。コイル６１、６２は、マグネット３０とともにボイスコイルモータと同様の磁気回路を構成する。

コイル取付部５２ｂ、５２ｃには、コイル６１、６２が配置され、コイル６１、６２は、本実施の形態では、ヨーク４１、４２に対して往復動方向と直交する方向で対向する位置に配置されている。

コイル６１、６２は、コイル保持部５２に、コイル軸方向（往復動方向）の長さの中心位置が、可動体２０の往復動方向の長さの中心位置（マグネット３０の往復動方向の中心位置）と、往復動方向で略同じ位置（同じ位置も含む）となるように、保持されている。なお、本実施の形態のコイル６１、６２は、互いに逆方向に巻回されて構成され、通電時に逆方向に電流が流れるように構成されている。コイル６１、６２は、凹状のコイル取付部５２ｂ、５２ｃ内で接着等により固定されており、ケース１０の内側で、外周面をアウターヨーク７０により囲まれている。

コイル６１、６２のそれぞれの端部は、中央フランジ部５２６の端子部７５に絡げて接続されている。コイル６１、６２は、端子部７５を介して、外部の電源供給部に接続される。例えば、コイル６１、６２のそれぞれの端部は、直流供給部に接続され、直流供給部からコイル６１、６２に直流電源が供給される構成としてもよい。これにより、コイル６１、６２はマグネットとの間に、互いの軸方向で互いに接離方向の一方向に移動可能な推力を発生できる。

また、コイル６１、６２のそれぞれの端部は、交流供給部に接続され、交流供給部からコイル６１、６２に交流電源（交流電圧）が供給される構成としてもよい。これにより、コイル６１、６２はマグネットとの間に、互いの軸方向で互いに接離方向に移動可能な推力を発生できる。

コイル６１、６２に供給される電源は、交流、直流のいずれでもよく、それぞれの供給電源に対応して、可動体２０の推力を発生するものであり、また、交流及び直流の双方がコイル６１、６２に供給される構成としてもよいことは勿論である。アクチュエータ１は、入力される直流に交流を重畳して可動体２０を可動するようにしてもよい。例えば、アクチュエータ１は、まず入力される直流により、可動体２０、つまり、突出部２５を押し出したり下降させたりする。その後、アクチュエータ１は、ユーザの操作により突出部２５が押圧されることにより、それを検知する等して、入力される交流やパルスを、入力されている直流に重畳して、フォースフィードバック等の触感を付与することができる。また、コイル６１、６２のそれぞれの端部に接続される直流供給部及び交流供給部のうちの少なくとも一方をアクチュエータ自体に設けてもよい。

＜アウターヨーク７０＞
アウターヨーク７０は、コイル保持部５２の外周面を囲み、コイル６１、６２を径方向外側で覆う位置に配置される筒状の磁性体である。アウターヨーク７０は、磁気回路において、アクチュエータ１から放射方向への外部への漏れ磁束を防止する。

アウターヨーク７０は、アウターヨーク７０の往復動方向の長さの中心を、内側に配置されるマグネット３０の往復動方向の中心と同じ高さとなる位置となるように配置されている。このアウターヨーク７０のシールド効果により、アクチュエータの外側への漏れ磁束の低減を図ることができる。

また、アウターヨーク７０は、磁気回路において、推力定数を大きくして電磁変換効率を高めることができる。アウターヨーク７０は、マグネット３０の磁気吸引力を利用して、マグネット３０とともに磁気ばねとしての機能を有する。磁気ばねは、弾性支持部８１、８２を機械バネにした際の応力を低下させることができ、弾性支持部８１、８２の耐久性を向上させることができる。

＜ケース１０＞
ケース１０は、コイル６１、６２とともに可動体２０を収容し、可動体２０のばね止め部２２から突出する突出部２５が挿通された中央開口部１２６を有する。

ケース１０は、具体的には、周壁部１１２及び底部１１４を有する有底筒状のケース本体１１と、ケース本体１１の開口部１１５を閉塞する蓋部１２とを有する。なお、ケース１０は、柱状である。柱状とは、その外周で対向するコイル６１、６２との協働により往復動方向に十分な推力を生じさせることができる高さ（厚さ）を有する形状である。例えば、本実施の形態のケース１０は、有底円筒状のケース本体１１と蓋部１２とにより円柱状に形成されているが、この形状に限らず、楕円柱状、多角柱状であってもよく、往復動方向の長さが、往復動方向と直交する方向の長さよりも長くても、短くてもよい。なお、本実施の形態における楕円柱状、楕円形状における楕円形状とは、主に、平行な直線状の部分を含む楕円であり、小判形状を意味する。

蓋部１２及び底部１１４は、本実施の形態におけるアクチュエータ１の天面部１２２、下面部（底部１１４）を構成し、ユニット１３の可動体２０に可動体２０の往復動方向で所定間隔を空けて対向して配置される。

蓋部１２では、中央開口部１２６が天面部１２２の中央部に穿孔され、天面部１１２には突起部１２４が設けられている。

蓋部１２は、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の樹脂により形成され、中央開口部１２６で出力軸部２５２との摺動性に優れ、また、劣化しにくく耐久性のある材料により形成される。また、摺動性の優れた材質とすれば、可動体２０の荷重が増した場合でも摺動を損なうことなく駆動することができる。

突起部１２４は、天面部１２２の外周の一部から径方向外側に突設され、ケース本体１１の切欠部１０２に係合する。突起部１２４は、蓋部１２をケース本体１１の切欠部１０２に係合して、蓋部１２をケース本体１１に取り付ける際の位置決めを行うことができる。なお、蓋部１２及び底部１１４は、それぞれ可動体２０のハードストップ（可動範囲限定）となる可動範囲抑制部としての機能を有する。

中央開口部１２６の開口方向は、可動体２０及び出力軸部２５２の移動方向と平行であり、具体的には中央開口部１２６は、出力軸部２５２が垂直に挿入されるように形成されることが望ましい。

中央開口部１２６は、突出部２５（出力軸部２５２）の突出端側を外部で前記軸方向に沿って進退移動させるように突出部２５の外周を支持する。これにより、突出部２５の突出端の振動が軸方向から逸れて暴れることを防止している。

中央開口部１２６は、天面部１２２において、可動体２０の軸及び出力軸部２５２の軸線上で、出力軸部２５２が摺動する形状を有するように形成され、可動体２０の軸及び出力軸部２５２の外径と略同様の内径を有することが好ましい。

中央開口部１２６は、挿入される出力軸部２５２が非移動時および移動時に接触しているので、この摺動状態を介して、蓋部１２、ひいては、ケース１０が出力軸部２５２を安定して移動可能に支持している。

蓋部１２をケース本体１１に取り付けると、蓋部１２の突起部１２４は、ケース本体１１の切欠部１０２において、切欠部１０２の長手方向の中央部で外部に露出する端子部７５上に配置される。これにより、蓋部１２を平面視するだけで、アクチュエータ１の端子部７５の位置を把握できる。

＜アクチュエータ１の動作＞
アクチュエータ１の動作について、マグネット３０において着磁方向の一方側（本実施の形態では上側）の表面３０ａ側がＳ極、着磁方向の他方側（本実施の形態では下側）の裏面３０ｂ側がＮ極となるように着磁されている場合を一例に、図７を用いて、説明する。

図７は、本発明に係る実施の形態１のアクチュエータの動作の説明に供する図である。

アクチュエータ１では、可動体２０は、コイル６１、６２にパルス電流（直流パルスまたは交流パルス）を供給して、可動体２０を、少なくとも振動方向の一方に移動するように駆動する。なお、共振するようにコイル６１、６２に電源供給をしてもよい。

パルス電流供給により、マグネット３０の裏面３０ｂ側から出射し、ヨーク４２からコイル６２側に放射され、アウターヨーク７０を通り、コイル６１を介してマグネット３０の上側のヨーク４１からマグネット３０へ入射する磁束の流れｍｆが形成される。

したがって、図７に示すように通電が行われると、マグネット３０の磁界とコイル６１、６２に流れる電流との相互作用により、フレミング左手の法則に従ってコイル６１、６２に－ｆ方向のローレンツ力が生じる。

－ｆ方向のローレンツ力は、磁界の方向とコイル６１、６２に流れる電流の方向に直交する方向である。コイル６１、６２は固定体５０（コイル保持部５２）に固定されているので、作用反作用の法則に則り、この－ｆ方向のローレンツ力と反対の力が、マグネット３０を有する可動体２０にｆ方向の推力として発生する。これにより、マグネット３０を有する可動体２０側がｆ方向、つまり底部（ケース本体１１の底面）１１４側に移動する。

一方、コイル６１、６２の通電方向が逆方向に切り替わり、コイル６１、６２に通電が行われると、逆向きのｆ方向のローレンツ力が生じる。このｆ方向のローレンツ力の発生により、作用反作用の法則に則り、このｆ方向のローレンツ力と反対の力が、可動体２０に推力（－ｆ方向の推力）として発生し、可動体２０は、－ｆ方向、つまり、固定体５０の蓋部１２の天面側に移動する。

アクチュエータ１では、可動体２０を蓋部１２側、或いは、底部１１４側の一方にのみ移動させることで、ユーザの操作に応じて、出力軸部２５２を介して操作者に所謂、触感、力感フィードバックを行うことができる。

このとき出力軸部２５２は、ケース１０の中央開口部１２６を摺動して、ケース１０の外部で移動方向（マグネット３０の軸、進退方向）に移動する。

すなわち、出力軸部２５２は、非駆動中及び駆動中のいずれの状態であっても常に中央開口部１２６を介して蓋部１２、ひいてはケース１０に安定した状態で支持されている。

また、コイル６１、６２に、電流を交互に逆向きに供給して移動させることもでき、是を用いて、操作者の操作による可動体２０の移動に応じて駆動して、ユーザに、移動による触感、力感フィードバックを行うことができる。

また、アクチュエータ１では、通電していない場合の非駆動時（非移動時）においては、マグネット３０とアウターヨーク７０との間に磁気吸引力がそれぞれ働き磁気バネとして機能する。このマグネット３０とアウターヨーク７０との間に発生する磁気吸引力と、弾性支持部８１、８２の元の形状に戻ろうとする復元力により、可動体２０は、元の位置に戻る。

アクチュエータ１は、コイル６１、６２を有する固定体５０と、コイル６１、６２の径方向内側に配置され、且つ、コイル６１、６２の軸方向に磁化されたマグネット３０を有する可動体２０と、を備える。加えて、アクチュエータ１は、可動体２０をコイル軸方向である移動方向に、移動自在に弾性保持する平板状の弾性支持部８１、８２を備える。

また、コイル６１、６２は、コイル保持部５２の保持部本体５２２の外周に配置され、保持部本体５２２の内周側に、間隔を空けて、可動体２０の外周面２０ａが配置され、コイル６１、６２は、外周面をアウターヨーク７０により囲まれている。

アクチュエータ１では、ケース１０内にユニット１３を収容する構造であり、樹脂製のケース１０の周壁部１１２の外周面を滑らか面に構成できる。これにより、アクチュエータ１を電子機器に取り付ける際に、取付箇所との間に介在させるスポンジ等の緩衝材の貼り付けを確実に容易に行うことができる。

また、アクチュエータ１は、ケース１０内にユニット１３を配置することにより構成されているので、高い寸法精度が必要な弾性支持部８１、８２の固定は、コイル保持部５２に組み付けることにより行うことができる。

これにより、弾性支持部８１、８２の固定を含む可動体２０の配置は、コイル保持部５２を基準として決定させることができ、製品としての触感発生方向の精度を高めることができる。具体的には、例えば樹脂等により一つの部品として形成されるコイル保持部５２の寸法精度を上げるだけで、コイル６１、６２と、弾性支持部８１、８２を介して取り付けられる可動体２０（マグネット３０）とを正確な位置関係で位置させることを容易に行うことができる。

また、コイル保持部５２には、端子部７５が外方に突出して設けられているので、コイルのコイル線の絡げと半田付けが容易になり、外部機器とコイル６１、６２との接続を容易にできる。

このようにアクチュエータ１によれば、耐衝撃性を有するとともに、触感呈示を行うことができる。

アクチュエータ１は、コイル６１、６２へ入力されるパルス（直流パルス、又は交流パルス）によって駆動される。つまり、コイル６１、６２の通電方向を適宜設定して、可動体２０には、蓋部１２の天面部１２２側の－ｆ方向の推力、底部１１４側のｆ方向の推力、或いはこれら－ｆ方向及びｆ方向の推力を交互に作用するようにしてもよい。これにより、可動体２０は、移動方向、ひいては、移動方向に移動し、アクチュエータ１自体若しくは、出力軸部２５２を介して触感フィードバックを行うことができる。
このようにアクチュエータ１によれば、低コストで容易に製造でき、より容易に使いやすい検出機能と触感フィードバック機能を有するものとなる。

＜アクチュエータ１の駆動原理＞
アクチュエータ１の駆動原理について簡単に説明する。アクチュエータ１は、例えば、供給されるパルスにより、一方向（ここではマグネットの軸方向、振動方向、或いは上下方向と同意）で、下記の運動方程式（１）及び回路方程式（２）に基づいて駆動する。本実施の形態では、短パルスを入力することにより駆動するが、短パルスを用いずに任意の往復動や振動を発生するように駆動してもよい。

なお、アクチュエータ１における可動体２０は、式（１）、（２）に基づいて往復運動を行う。

アクチュエータ１における質量ｍ［Ｋｇ］、変位ｘ（ｔ）［ｍ］、推力定数Ｋｆ［Ｎ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、ばね定数Ｋ_ｓｐ［Ｎ／ｍ］、減衰係数Ｄ［Ｎ／（ｍ／ｓ）］等は、式（１）を満たす範囲内で適宜変更できる。また、電圧ｅ（ｔ）［Ｖ］、抵抗Ｒ［Ω］、インダクタンスＬ［Ｈ］、逆起電力定数Ｋ_ｅ［Ｖ／（ｍ／ｓ）］は、式（２）を満たす範囲内で適宜変更できる。

このように、アクチュエータ１は、可動体２０の質量ｍと、弾性支持部８１、８２としての金属ばね（弾性体、本実施の形態では板ばね）のばね定数Ｋ_ｓｐにより決まる。

ケース１０（具体的には蓋部１２）の中央開口部１２６は、突出部２５の突出端側（出力軸部２５２の端部に取り付けられたキャップ２５４側）を、ケース１０の外部で軸方向に沿って進退移動させるように突出部２５の出力軸部２５２の外周を支持している。これにより、外部荷重が加わる場合も含めて、突出部２５の突出端が、移動方向であるマグネットの軸方向から逸れて暴れることを防止でき、ユーザの操作に対して、安定してユーザに強い触感フィードバックを行うことができる。

ケース１０内で移動する可動体２０の出力軸部２５２が、ケース１０の蓋部１２に設けられた中央開口部１２６を摺動可能に挿入して外部に突出し、アクチュエータ１の外部で、操作部に直接接続できる。
この構成により、ユーザが操作する操作部と可動体２０とがダイレクトに接続された状態となっており、ユーザの操作に対して、高速かつ強いフィードバックを行うことができる。特に、アクチュエータ１に外部荷重が加わることが想定される場合でも安定した駆動が可能である。

また、このアクチュエータ１は、入力される電流に応じたフォースフィードバックを行うことができ、ロングストローク操作であってもそれに対応したフォースフィードバックを行うことができる。

＜変形例＞
図８～図２４は、本実施の形態のアクチュエータ１の変形例１～８を示す。
なお、これら図８～図２４に示すアクチュエータ１の変形例１～８である各アクチュエータ１００、１Ａ～１Ｇは、図１に示す実施の形態１に対応するアクチュエータ１と同様の基本的構成を有している。よって、変形例１～８の説明に際し、実施の形態１と同様の構成要素については、同一の符号、同名称で示し、重複する説明は省略し、異なる構成要素については、対象となる構成要素と同名称同符号に適宜アルファベットを付し説明する。

また、アクチュエータ１００、１Ａ～１Ｇの動作は、アクチュエータ１と同様であるので、説明は適宜省略する。各アクチュエータ１００、１Ａ～１Ｇでは、出力軸部２５２、２５２Ｃ、２５２Ｄ、２５２Ｆが、いずれも可動体２０、２０Ａ～２０Ｄ、２０Ｆの移動に伴って、ケースの中央開口部１２６、１２６０内を摺動自在に設けられ、常に中央開口部１２６、１２６０に接している。また、アクチュエータ１００、１Ａ～１Ｇでは、特に、開口部は、出力軸部２５２、２５２Ｃ、２５２Ｄ、２５２Ｆの突出端側を、ケース１０、１０Ａ～１０Ｄの外部で軸方向に沿って進退移動させるように突出部２５、２５Ａ～２５Ｄ、２５Ｆの出力軸部２５２、２５２Ａ～２５２Ｄ、２５２Ｆの外周を支持している。よって、上述した実施の形態のアクチュエータと同様の作用効果を得ることができる。

＜変形例１＞
図８は、アクチュエータの変形例１の外観斜視図であり、図９は、変形例１であるアクチュエータの要部構成を示す縦断面図である。また、図１０は、同アクチュエータの分解斜視図である。

本実施の形態の変形例１であるアクチュエータ１００は、アクチュエータ１と比較して、ケース１０の中央開口部１２６０の構成のみが異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ａの構成について主に説明する。

図８～図１０に示すアクチュエータ１００のケース１０１は、出力軸部２５２が挿通される中央開口部１２６０を蓋部１２０とは別体の摺動部材１２７に設けている。

すなわち、アクチュエータ１００は、アクチュエータ１の構成と比較して、ケース１０１を構成するケース本体１１の開口部１１５を閉塞する蓋部１２０の構成のみ異なる。

アクチュエータ１００の可動体２０は、アクチュエータ１と同様の突出部２５と、マグネット３０と、一対のヨーク４１、４２と、一対のばね止め部２２、２４とを有する。また、アクチュエータ１００の固定体５００は、環状の一対のコイル６１、６２と、アウターヨーク７０と、ケース１０１とを有する。なお、可動体２０と固定体５００との間には、一対の弾性支持部８１、８２が架設されている。通電されるコイル６１、６２とマグネット３０の協働により可動体２０が一直線方向で往復動する。

摺動部材１２７は、中央に中央開口部１２６０を有する円環状の部材であり、蓋部１２０に形成された開口部１２３に、嵌合して固定される。摺動部材１２７は、中央開口部１２６０を、出力軸部２５２の軸線上に位置するように取り付けられ、挿入される出力軸部２５２が摺動する。なお、摺動部材１２７の上面には、中央開口部１２６０が開口する凹部が設けられている。

摺動部材１２７は、出力軸部２５２が円滑に摺動可能な摺動性高い材料により形成されている。摺動部材１２７は、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）により構成される。

このように、ケース１０１の中央開口部１２６０が、ケース１０１の蓋部１２０とは別部材に設けられている。これにより、アクチュエータ１００では、ケース１０１の材質に関係なく、摺動性の優れた中央開口部１２６０を有する摺動部材１２７に変更するだけで、出力軸部２５２の非駆動、駆動に関わらず、中央開口部１２６０を介して出力軸部２５２を常に好適に支持できる。

なお、この変形例１では、摺動部材１２７をＰＯＭ製の摺動部材として説明したが、ＰＯＭ製の摺動部材に換えて、含油軸受の摺動部材としてもよい。なお、摺動部材が含油軸受である場合の形状は、摺動部材１２７と同様の形状を有してもよい。また、含油軸受部を含む摺動部材が摺動部材１２７と同様の形状で形成されてもよい。含油軸受の中央開口部１２６０に出力軸部２５２を支持させる構成としても、円滑に摺動し、耐久性のある支持構造となる。可動体２０の荷重が増した場合でも、円滑に摺動させて駆動できる。

＜変形例２＞
図１１は、アクチュエータの変形例２の要部構成を示す縦断面図であり、図１２は、可動体の拡大分解図である。

本実施の形態の変形例２であるアクチュエータ１Ａは、アクチュエータ１と比較して、可動体２０Ａの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ａの構成について主に説明する。

図１１に示すアクチュエータ１Ａの可動体２０Ａは、アクチュエータ１の可動体２０の構成要素において、出力軸部２５２と、第１ばね止め部２２とが一体に構成された点で異なる。

図１２及び図１３に示す可動体２０Ａは、可動体２０と同様の構成である、マグネット３０、ヨーク４１、４２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８の他に、軸ユニット２０２を有する。

軸ユニット２０２は、第１ばね止め部２２と同様の機能を有する第１ばね止め部２２Ａと、出力軸部２５２と同様の機能を有する出力軸部２５２Ａとを一体に構成した棒状体である。軸ユニット２０２は、マグネット３０側から、ばね接続部２２Ａの接合部２２２Ａ、ばね接続部２２Ａのばね接続部２２４Ａ、出力軸部２５２Ａの順に同一軸線上に連設されることにより構成されている。なお、軸ユニット２０２は、非磁性体で構成することが好ましく、軸ユニット２０２が非磁性体であれば、出力軸部２５２Ａを介した軸方向への磁束の漏れを防止できる。

軸ユニット２０２は、一端側のばね止め部２２Ａの接合部２２２Ａが、ヨーク４１の開口部４１２に嵌合する。また、軸ユニット２０２は、出力軸部２５２の外周に段差面を形成するばね接続部２２４Ａの一方側の先端面で、第１ばね固定部２６である圧入リングとともに弾性支持部８１を接続固定している。

このように変形例２では、可動体２０Ａの構成要素のうちの複数が一体であるので、組立性の向上を図ることができる。なお、部品強度の設定によってばね止め部２２、２４及び出力軸部２５２Ａを樹脂成形して、組立の手間や製作コストの削減を図ることができる。

＜変形例３＞
図１３は、アクチュエータの変形例３の要部構成を示す縦断面図であり、図１４は可動体の拡大分解図である。

本実施の形態の変形例３であるアクチュエータ１Ｂは、アクチュエータ１と比較して、可動体２０Ｂの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ｂの構成について主に説明する。

図１１に示すアクチュエータ１Ｂの可動体２０Ｂは、アクチュエータ１の可動体２０の構成要素におけるヨーク４１と第１ばね止め部２２とが一体に構成された点が異なる。

図１３及び図１４に示す可動体２０Ｂは、可動体２０と同様の構成である、マグネット３０、ヨーク４２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８、出力軸部２５２の他に、スリーブユニット２０３を有する。スリーブユニット２０３は、ヨーク４１と同様の機能を有するヨーク４１Ｂと、第１ばね止め部２２と同様の機能を有する第１ばね止め部２２Ｂとを単一の部材として一体に構成されている。

スリーブユニット２０３の軸線上の中央部には、軸方向に貫通する開口部２３Ｂが形成され、出力軸部２５２の基端部側が挿入されて固定されている。なお、スリーブユニット２０３は、樹脂材料等により非磁性体で形成しても良いし、ヨーク４１と同じ磁性体で形成してもよい。スリーブユニット２０３が樹脂製の非磁性体であれば、マグネット３０の裏面３０ｂ側のヨーク４２も樹脂材料で構成してマグネット３０の表裏面３０ａ、３０ｂ側の重量バランスを確保するようにしてもよい。またスリーブユニット２０３を磁性体で構成した場合、出力軸部２５２を非磁性体で構成すれば、出力軸部２５２を介した軸方向への漏れ磁束を防ぐことができる。

スリーブユニット２０３は、マグネット３０の表面３０ａに、ヨーク４１Ｂを積層するように取り付けられており、内部の開口部２３Ｂには出力軸部２５２が挿入され、出力軸部２５２の基端部側部位が内嵌されている。また、スリーブユニット２０３は、出力軸部２５２の外周において、段差面を形成するばね接続部２２４Ｂの一方側の先端面で、圧入リングである第１ばね固定部２６とともに弾性支持部８１が接続固定されている。
このように変形例３では、可動体２０Ｂの構成要素のうちの複数が一体であるので、組立性の向上を図ることができる。なお、部品強度の設定によってばね止め部２２、２４及び出力軸部２５２を樹脂成形して、組立の手間や製作コストの削減を図ることができる。

＜変形例４＞
図１５は、アクチュエータの変形例４の要部構成を示す縦断面図であり、図１６は、可動体の拡大分解図である。

本実施の形態の変形例４であるアクチュエータ１Ｃは、アクチュエータ１と比較して、可動体２０Ｃの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ｃの構成について主に説明する。

図１５に示すアクチュエータ１Ｃの可動体２０Ｃは、アクチュエータ１の可動体２０の構成要素においてヨーク４１と第１ばね止め部２２とに相当する部位が一体に構成された点が異なる。

図１５及び図１６に示す可動体２０Ｃは、可動体２０と同様の構成であるマグネット３０、ヨーク４２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８の他に、スリーブユニット２０４と、突出部２５Ｃと、を有する。

スリーブユニット２０４は、ヨーク４１と同様の機能を有するヨーク４１Ｃと、ばね止め部２２と同様の機能を有するばね止め部２２Ｃとを一体化して単一の部材として構成されたものである。スリーブユニット２０４では、ヨーク４１Ｃは、ヨーク４１と異なり、中実の部材であり、例えば、円盤で形成される。

すなわち、スリーブユニット２０４のばね止め部２２Ｃの中央の開口部２３Ｃは、ヨーク４１Ｃの表面部分を底面として凹状形成されており、内部に出力軸部２５２Ｃが挿入される。出力軸部２５２Ｃは、開口部２３Ｃに挿入されることにより可動体２０Ｃの軸線上に位置決めされて固定される。

これにより、スリーブユニット２０４を介して出力軸部２５２Ｃがマグネット３０に接触することがない。なお、スリーブユニット２０４は、樹脂材料等による非磁性体で形成してもよいし、ヨーク４１と同じ磁性体で形成してもよい。スリーブユニット２０３が樹脂製であれば、マグネット３０の裏面３０ｂ側のヨーク４２も樹脂材料で構成してもよい。またスリーブユニット２０４を磁性体で構成した場合、出力軸部２５２を非磁性体で構成すれば、出力軸部２５２Ｃを介した軸方向への漏れ磁束を防ぐことができる。

スリーブユニット２０４は、マグネット３０の表面３０ａにヨーク４１Ｃを積層するように取り付けて、内部の開口部２３Ｃに出力軸部２５２Ｃの基端部が、開口部２３Ｃの底面に接触している状態で内嵌している。また、スリーブユニット２０４は、出力軸部２５２Ｃの外周に段差面を形成するばね接続部２２４Ｃの一方側の先端面で、第１ばね固定部２６ととともに弾性支持部８１の内周面を接続固定している。

このように変形例４では、可動体２０Ｃの構成要素のうちの複数が一体に形成されているので、組立性の向上を図ることができる。なお、部品強度の設定によってばね止め部２４及び出力軸部２５２Ｃを樹脂成形して、組立の手間や製作コストの削減を図ることができる。

＜変形例５＞
図１７は、アクチュエータの変形例５の要部構成を示す縦断面図であり、図１８は、可動体の拡大分解図である。

本実施の形態の変形例５であるアクチュエータ１Ｄは、アクチュエータ１と比較して、可動体２０Ｄの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ｄの構成について主に説明する。

図１７に示すアクチュエータ１Ｄの可動体２０Ｄは、アクチュエータ１の可動体２０の構成要素においてヨーク４１と第１ばね止め部２２と出力軸部２５２とにそれぞれ相当する部位が一体に構成された点が異なる。

図１７及び図１８に示す可動体２０Ｄは、可動体２０と同様の構成であるマグネット３０、ヨーク４２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８の他に、軸ユニット２０５を有する。

軸ユニット２０５は、ヨーク４１と同様の機能を有するヨーク４１Ｄと、ばね止め部２２と同様の機能を有するばね止め部２２Ｄと、出力軸部２５２と同様の機能を有する出力軸部２５２Ｄとを一体化して単一の部材として構成されたものである。軸ユニット２０５では、ヨーク４１Ｄは、ヨーク４１と異なり、中実の部材であり、例えば、円盤で形成される。

すなわち、軸ユニット２０５は、ヨーク４１Ｄの中央部にばね止め部２２Ｄの接合部２２２Ｄ、ばね接続部２２４Ｄ、出力軸部２５２が可動体２０Ｄの軸線上で一方向（上方向）に向かって順に連設されている。

これにより、軸ユニット２０５をマグネット３０の表面３０ａに取り付けるだけで、ヨーク、ばね止め部及び出力軸部を一度に組み立てることができる。
なお、軸ユニット２０５は、樹脂材料等による非磁性体で形成してもよいし、ヨーク４１と同じ磁性体で形成してもよい。

軸ユニット２０５は、マグネット３０の表面３０ａにヨーク４１Ｄを積層するように取り付ける。また、軸ユニット２０５は、出力軸部２５２Ｄの外周に段差面を形成するばね接続部２２４Ｄの一方側の先端面で、第１ばね固定部２６ととともに弾性支持部８１の内周面を接続固定している。

このように変形例５では、可動体２０Ｄの構成要素のうちの複数が一体に形成されている、具体的には、３つの部材が軸ユニット２０５として一体の一つの部品として製造されているので、組立が容易となり、軸ユニット２０５自体も高い剛性を確保することができる。

＜変形例６＞
図１９は、アクチュエータの変形例６の要部構成を示す縦断面図であり、図２０は、板ばねの斜視図である。

本実施の形態の変形例６であるアクチュエータ１Ｅは、アクチュエータ１と比較して、弾性支持部８１、８２の構成のみ異なり、その他の構成は同様である。

図１９に示すアクチュエータ１Ｅは、アクチュエータ１の構成において、弾性支持部８１、８２にそれぞれ減衰部７８を設けた構成である。
減衰部７８は、図２０に示すように、例えば、一部を、弾性支持部８１Ｅ、８２Ｅの一方の面側からばね部分間、具体的には、外周固定部８０６と変形アーム部８０４との間に挿入し、ばね部分間に架け渡すように配置される。

減衰部７８は、弾性変形押し込み部７８２と、弾性変形押し込み部７８２に連続して形成されたフランジ７８４とを有する。

減衰部７８は、弾性支持部８１（８２）の一方の面側からばね部分間、具体的には外周固定部８０６と変形アーム部８０４との間に弾性押し込み部７８２が挿入されると、フランジ７８４がばね部分間に架け渡して位置される。

なお、図示しない熱硬化樹脂或いは弾性支持部８１Ｅ（８２Ｅ）に固着しない接着剤等を介して、押し込み部７８４は、弾性支持部８１Ｅ（８２Ｅ）の裏面側で、押し込み部７８２がばね部分間から外れないような形状で固定されてもよい。なお、減衰部７８は、減衰機能を有する材料で構成されていれば、エラストマーでなくてもよく、熱硬化樹脂或いは接着材等で形成されていてもよい。

減衰部７８は、板状のフランジと、このフランジと同様の機能を有する部材に押し込み部で接合された別部材とで、弾性支持部８１（８２）を両面側から挟み込む形状であれば、どのように構成されてもよい。

この構成により、減衰部７８は、弾性支持部８１Ｅ（８２Ｅ）における鋭いばね共振を減衰して、共振周波数付近での振動が著しく大きくなることで周波数による振動の差が大きくなることを防止する。これにより、可動体２０は、塑性変形する前に、共振峰を抑え、蓋部１２及び底部１１４に接触することなく、広範囲にわたり安定した振動を発生することができ、接触により異音が生じることがない。減衰部７８は、弾性支持部８１（８２）における鋭い振動の発生を防止するものであれば、どのような形状、材料等で形成されてもよい。

＜変形例７＞
図２１は、アクチュエータの変形例７の要部構成を示す縦断面図であり、図２２は、可動体の拡大分解図である。

本実施の形態の変形例７であるアクチュエータ１Ｆは、アクチュエータ１と比較して、可動体２０Ｆの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では可動体２０Ｆの構成について主に説明する。

図２１に示すアクチュエータ１Ｆの可動体２０Ｆは、アクチュエータ１の可動体２０の構成要素において出力軸部２５２Ｆが、マグネット３０Ｆ、ヨーク４１、４２と第１ばね止め部２２、第２ばね止め部２４を挿通する点で異なる。

図２１及び図２２に示す可動体２０Ｆは、可動体２０と同様の構成であるヨーク４１、４２、第１ばね止め部２２、第２ばね止め部２４、第１ばね固定部２６、第２ばね固定部２８の他に、出力軸部２５２Ｆとマグネット３０Ｆとを有する。

可動体２０Ｆは、マグネット３０の中央に貫通する開口部を設けたマグネット３０Ｆを有し、このマグネット３０Ｆの表裏面３０ａ、３０ｂに、マグネット３０Ｆと同外径のヨーク４１、４２をそれぞれ配置している。

マグネット３０Ｆの開口部３１０は、出力軸部２５２Ｆが挿入される内径を有する。マグネット３０Ｆの開口部３１０の内径は、出力軸部２５２Ｆの外径と略同じであり、ヨーク４１の内径よりも小さい。

マグネット３０Ｆの両側のヨーク４１，４２の開口部にはそれぞればね止め部２２、２４の一端である接合部２２２、２４２が挿入されて固定される。

出力軸部２５２Ｆは、フランジ付きのシャフトであり、第２ばね固定部２６の機能と、出力軸部２５２の機能とを有する。

出力軸部２５２Ｆは、円柱状のシャフト部２５５と、シャフト部２５５の基端部側で一体に形成されたフランジ部２５８とを有する。

出力軸部２５２Ｆは、可動体の両端部に亘って延在する。出力軸部２５２Ｆは、フランジ部２５８で、第１ばね止め部２２のばね接続部２４４の環状の端面とで弾性支持部８２の内周部８０２を挟持する。

出力軸部２５２Ｆは、弾性支持部８２、第２ばね止め部２４、ヨーク４２、マグネット３０Ｆ、ヨーク４１、第１ばね止め部２２、弾性支持部８１、第１ばね固定部２６をシャフト部２５５で刺し通した状態で、フランジ部２５８と、第１ばね固定部２６とで挟持して一体的に固定している。

すなわち、出力軸部２５２Ｆは、可動体２０Ｆにおいて、可動体２０Ｆの軸上を挿通して配置されるので、可動体２０Ｆとしての軸がぶれることなく、他部材を組み立てることができる。なお、出力軸部２５２Ｆは、樹脂材料等による非磁性体で形成してもよいし、ヨーク４１と同じ磁性体で形成してもよい。また、弾性支持部８２、第２ばね止め部２４、ヨーク４２、マグネット３０Ｆ、ヨーク４１、第１ばね止め部２２、弾性支持部８１のうちいずれか一つ以上は、シャフト部２５５に、圧入、溶着、接着等で固定されていることが好ましい。

この構成によれば、可動体２０Ｆを構成する際に、マグネット３０Ｆ、ヨーク４１、４２、ばね止め部２２、２４を、フランジ付シャフトである出力軸部２５２Ｆで貫通にて、圧入リングである第１ばね固定部２６で固定する。また、出力軸部２５２Ｆは、可動体２０Ｆに、弾性支持部８１、８２も確実に安定して接続できる。
これにより、接着のみに依存せず、構造的に各部材を固着して安定した可動体を製造できる。

＜変形例８＞
図２３は、アクチュエータの変形例８の要部構成を示す縦断面図であり、図２４は、アクチュエータの変形例８のケースを外した内部構成を示す分解図である。

本実施の形態の変形例８であるアクチュエータ１Ｇは、アクチュエータ１と比較して、磁気センサ９１を有する点で異なり、その他の構成は同様である。よって、以下では異なる構成について詳細に説明し、アクチュエータ１と同様の構成についての説明は省略する。

アクチュエータ１Ｇは、中空のケース１０内に、可動体２０を、ケース１０の軸方向（上下方向）を移動方向として、上下端面間で往復動可能に収容し、この可動体２０の移動位置を検出する磁気センサ９１を有する。

アクチュエータ１Ｇは、可動体２０に設けられた出力軸部２５を介して、操作部に接続され、可動体の移動を操作部（図示省略）に伝達し、所謂、フォースフィードバックを行う。

磁気センサ９１は、可動体２０の移動方向で可動体２０から離間して設けられている。

磁気センサ９１は、回路基板９２に実装され、可動体２０のマグネット３０の移動による磁束の変化を検出し、可動体２０の変位を検出する。

磁気センサ９１は、可動体２０に対して、可動体２０の移動（往復動）方向で離間して、可動体と対向する位置に配置されている。なお、磁気センサ９１は、可動体２０及び固定体５０にどのような形態で有してもよい。
ここで可動体２０の移動方向は、可動体２０が移動する向きと逆の向きであってもよい。すなわち、磁気センサ９１の位置は、可動体２０の移動方向と同じ方向であれば、同じ向きであっても異なる向きであってもよい。

磁気センサ９１は、可動体２０の往復動方向に延在する中心軸上（出力軸部２５２の軸と重なる位置）若しくは中心軸近傍に設けられていることが好ましい。

磁気センサ９１は、ケース本体１１の底面に回路基板９２とともに取り付けられ、磁気センサ９１は、可動体２０の出力軸部２５２の軸線上に位置されている。

磁気センサ９１は、ケース１０の外面に設けられているので、アクチュエータ１の外で組み付けることでき、アクチュエータ１の組立性の向上を図ることができる。
また、磁気センサ９１の後付や交換を、アクチュエータ１を解体することなく、容易に行うことができる。また、アクチュエータ１の備える磁気センサ９１の検査を容易に行うことができる。

磁気センサ９１は、出力電圧範囲が電源で規定され、ホール素子の出力をアンプで増幅し、リニア出力するリニアホールＩＣ等のアンプ内蔵ホールセンサとすることが好ましい。

これにより、別途センサや、アンプ、専用のＡＤコンバータ等の変換器を用いることなく、周辺回路を安価で且つ容易に構成可能となる。なお、磁気センサは、例えば、単にホール素子を用いた場合よりも後段の回路構成が容易であることが好ましく、ホール素子の出力をある閾値でコンパレートしＨｉｇｈ／Ｌｏｗで出力するホールＩＣであってもよい。ホールＩＣでも、出力電圧範囲が電源で規定されるので、後段の回路（マイコン）が作成しやすくなる。

＜回路基板（制御部）９２＞
回路基板９２は、磁気センサ９１の他、マイコン、アクチュエータドライバ等が実装され、アクチュエータを制御する制御部を有する。

回路基板９２では、出力軸部２５２を介して可動体２０が受ける操作荷重を磁気センサ９１で検出し、この検出結果に応じてコイル６１、６２を通電して可動体２０の移動を制御する。なお、制御部は、アクチュエータ１に設けられていなくてもよい。

これにより、アクチュエータ１は、操作荷重を検出し、この押圧操作に特化したれに対応する触感フィードバックを行うことができる。特に、荷重検出により、押圧操作に特化した検出が可能となる。

このようにアクチュエータ１では、操作荷重を出力軸部２５２で受けて、出力軸部２５２で受けた操作荷重に基づいて、フォースフィードバックを生成して、呈示できる。よって、ユーザによる操作をスイッチ触感やスライダー触感等の操作としても、高速に反応して、正確に再現した触感を容易にフィードバックして呈示できる。

磁気センサ９１を用いることにより、アクチュエータとして必要なマグネット３０をセンサとして用いているので、安価な可動体位置検出手段を提供できる。

また磁気センサ９１が設けられたケース下面は、ケース１０が非磁性体で構成されているので、非磁性体としている。これにより磁気センサ９１は、マグネット３０を有する磁気回路において、安定した磁束密度を検出し、可動体２０の位置を正確に検出することができる。

また、マグネット３０の着磁方向が可動体２０の移動方向と平行であるので、磁気センサ９１は、単一磁極の分布の磁束密度を検出することとなり、センサ検出性を高めることができ、安定したセンサ出力を行うことができる。

また、可動体２０は、環状のコイル６１、６２の内部で軸方向に移動可能な状態で収容されている。これにより、より効率的に推力を発生できる磁気回路を形成できる。また、この磁気回路では、マグネット３０の径方向外方への磁束の流れは、アウターヨーク７０により規制され、底部１１４側への磁束密度が高くなるので、底部１１４に配置される磁気センサ９１の検出を正確に且つ容易に行うことができる。

たとえば、磁気センサ９１、回路基板９２を変形例１Ａ－１Ｆに搭載することにより、ユーザが、操作部を押し込んだときに、その動作は、操作部に接続される突出部２５、２５Ａ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｆに伝達される。突出部２５、２５Ａ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｆは、操作部の押し込みに伴い移動し、接続される可動体２０、２０Ａ～２０Ｄ、２０Ｆも変位する。

このとき磁気センサ９１は、押し込まれる可動体２０、２０Ａ～２０Ｄ、２０Ｆの位置を、底部１１４側へ流れる磁束（検出磁束）の強度を検出することで検知する。また、磁気センサ９１は、時間軸上で検出磁束の強度を検出し、その変化に基づいて押し込んだ際の速度がわかる。また、制御部は、押し込んだときの弾性支持部８１、８２の弾性変形に対するバネ反力との関係で、押し返す力を発揮することが可能な位置であることを判定して、バネ反力から、押し込み量も検知できる。このように、磁気センサ９１を有するアクチュエータ１Ｇは、位置速度の情報ないし可動部荷重の情報、押し込み荷重等を受けてのフィードバック可能な、位置や荷重検出機能を有するアクチュエータとなっている。

また、触感呈示装置のアクチュエータとして、製品の部品寸法公差や組立ばらつきに起因した製品性能のばらつきがある場合でも、操作荷重に起因して、触感フィードバックを行うことができ、製品ごとに同じ触感を付与するようにできる。

すなわち、アクチュエータ１Ｇによれば、可動体２０が移動すると、マグネット３０が移動するため、磁束の分布が変化し、その量を検出することで、可動部の位置や速度の検出を行える。また、位置・速度情報をもとに電流を制御することで、可動体２０の移動を制御して、優れた触感表現・触感のばらつき抑制を行うことができる。また、弾性支持部８１、８２は板ばねであり、この板ばねと操作部(図示省略)の弾性を合算した押込みの反力と可動部位置検出結果より、操作荷重の検出も可能となり、押圧力に応じた触感フィードバックが可能となっている。

変形例１～８のアクチュエータ１、１Ａ～１Ｇ、１００によれば、実施の形態１と同様の効果、特に、外部荷重が加わることが想定される実装環境であっても、安定して駆動することができる。

なお、アクチュエータ１、１Ａ～１Ｇ、１００は、一般的なスピーカーで用いられ可聴域の音を発しやすくなる共振周波数としての共振周波数３０Ｈｚ以上５００Ｈｚで振動するように構成してもよい。この周波数帯で振動する構成すれば、アクチュエータ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１００は、振動アクチュエータとして、フォースフィードバック機能だけでなく、振動により音声再生機能を有する所謂エキサイタとして用いることができる。

各アクチュエータ１、１Ａ～１Ｇ、１００によれば、可動体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｆを直接接触することで、高速かつ強いフィードバックを行うことができる。また、入力される電流に応じた力でフォースフィードバックを行うことができ、ユーザの操作に応じて変位させてのフォースフィードバックを行うことができ、操作の際にロングストローク操作での触感表現を行うことができる。

また一対の弾性支持部８１、８２は円形の板バネであり、可動体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｆの直進性を確保できる。さらに、外部からの衝撃などにより、隙間以上外部操作荷重で移動した場合も、ケース１０の開口部１２６で接触させて、それ以上変位が大きくならない。これにより、可動体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｆと固定体の内周面５２２ａとの接触を防止できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係るアクチュエータは、ユーザの操作に対して、高速で応答してユーザに強い触感フィードバックできるアクチュエータとして有用である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１００ アクチュエータ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ ケース
１１ ケース本体
１２、１２０ 蓋部
１３ ユニット
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｆ 可動体
２０ａ 外周面
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ 第１ばね止め部
２３、２３Ｂ、２３Ｃ 開口部
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ 第２ばね止め部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｆ 突出部
２６ 第１ばね固定部
２８ 第２ばね固定部
３０、３０Ｆ マグネット
３０ａ 表面
３０ｂ 裏面
４１、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ、４２ ヨーク
５０、５００ 固定体
５２ コイル保持部
５２ｂ コイル取付部
５２ｃ コイル取付部
５４ 可動範囲形成部
６１、６２ コイル
７０ アウターヨーク
７５ 端子部
７８ 減衰部
８１、８１Ｅ、８２Ｅ、８２ 弾性支持部（板ばね）
９１ 磁気センサ
９２ 回路基板（制御部）
１０２ 切欠部
１１２ 周壁部
１１４ 底部
１１５、３１０、４１２、４２２ 開口部
１１８ 段差部
１２２、１２２０ 天面部
１２４ 突起部
１２６、１２６０ 中央開口部
１２７ 摺動部材
１２８ 押圧部
２０２、２０５ 軸ユニット
２０３、２０４ スリーブユニット
２２２、２２２Ａ、２２２Ｄ、２４２ 接合部
２２４、２２４Ａ、２２４Ｂ、２２４Ｃ、２２４Ｄ、２４４、２４４Ａ 接続部
２５２、２５２Ａ、２５２Ｂ、２５２Ｃ、２５２Ｄ、２５２Ｆ 出力軸部
２５４ キャップ
２５５ シャフト部
２５８ フランジ部
２８２ 挿入部
２８４ フランジ
５２２ 保持部本体
５２２ａ 内周面
５２６ 中央フランジ部
５２７ フランジ部
５２７ａ、５２８ａ 端面
５２８ フランジ部
７８２ 弾性押し込み部
７８４ フランジ
８０２ 内周部
８０４ 変形アーム部
８０６ 外周固定部

Claims (15)

1. 円盤状のマグネットと、前記マグネットの表面と裏面に固定される一対の円盤状のヨークと、一端が前記ヨークに接合され他端が円形状の板ばねの中央部と接続された一対のばね止め部と、前記一対のばね止め部のうちの一方のばね止め部の他端から前記マグネットの軸方向で突出する突出部とを含む可動体と、
   前記可動体の外周に配置されるコイルと、前記突出部が挿通される開口部を有し、前記コイルとともに前記可動体を、前記突出部の突出端側を外部に突出させて収容するケースとを含み、前記板ばねを介して前記可動体を前記マグネットの軸方向で移動自在に支持する固定体と、
   を有し、
   前記開口部は、前記突出端側を前記外部で前記軸方向に沿って進退移動させるように前記突出部の外周を支持する、
   アクチュエータ。
2. 前記開口部は、前記コイルとともに前記可動体を収容するケース本体とは別体の摺動部材に設けられている、
   請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記ケースにおいて、前記開口部が形成される部位は、ポリアセタール樹脂により形成されている、
   請求項１または２記載のアクチュエータ。
4. 前記摺動部材は含油滑り軸受けである、
   請求項２記載のアクチュエータ。
5. 前記ヨークは、中央部に、前記ばね止め部の一端が挿入され、前記ばね止め部を前記軸上に配置決めする中央開口部を有する、
   請求項１または２記載のアクチュエータ。
6. 前記ヨーク、前記ばね止め部及び前記突出部は、各々別体で構成されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
7. 前記ヨーク、前記ばね止め部及び前記突出部は、少なくとも２つ以上が一体に形成されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記ばね止め部及び前記突出部のうち少なくとも一方が非磁性材料により構成されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記板ばねは、前記ばね止め部の一方と、前記突出部に外挿されたリングとにより挟持されている、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
10. 前記ヨーク、前記ばね止め部及び前記突出部は、同一の磁性材料で同一部品として構成されている、
    請求項１～３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
11. 前記板ばねには、減衰部材が設けられている、
    請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
12. 前記マグネット、前記ヨーク及び前記ばね止め部には、前記突出部が挿入される貫通孔がそれぞれ設けられ、
    前記突出部は、前記マグネット、前記ヨーク及び前記ばね止め部に前記貫通孔で固定され、前記ばね止め部の一方から突出する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
13. 前記ケースの外面に、前記可動体の磁束を検出する磁気センサを有する位置検出部が設けられている、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
14. 前記ケースにおいて、前記可動体の移動方向で対向するケース面部のうち前記開口部を有するケース面部とは逆側のケース面部に、前記可動体の磁束を検出する可動体位置速度検出部を有する、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
15. 前記可動体の共振周波数は、３０Ｈｚ以上５００Ｈｚである、
    請求項１から１４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

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