JP2023105409A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気駆動回路により可動体を振動させるアクチュエータにおいて、可動体と固定体との衝突を抑制し、且つ、磁気駆動回路の推力低下を抑制する。【解決手段】アクチュエータ１は、ヨーク８および磁石７を備える可動体５と、コイル１０を備える支持体３と、可動体５および支持体３に接続される接続体４を備える。コイル１０と磁石７はＺ方向で対向し、可動体５を支持体３に対してＸ方向に振動させる磁気駆動回路６を構成する。磁石７の断面形状は、コイルに対向する第１平面７３を上面とし、ヨーク８に当接する第２平面７４を底辺とする台形状である。あるいは、磁石７は、コイル１０にＺ方向で対向する第１表面のＸ方向の両端部が、第１表面のＸ方向の中央部分よりもヨーク８の側に凹んだ形状である。従って、可動体５が振動方向（Ｘ方向）に直進せず揺動した場合でも、磁石７が支持体３に衝突するおそれが少ない。【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、磁石を備えた可動体と、コイルを備えた支持体とを備え、コイルに駆動電流を流すことにより、可動体を支持体に対して振動させるアクチュエータが開示される。この種のアクチュエータは、支持体と可動体とを接続する接続体として弾性体や粘弾性体を用いる。可動体を振動させると、接続体を介して可動体の振動に対応する反力が支持体に加わる。その結果、支持体に触れたユーザは振動を体感することができる。

特許文献１のアクチュエータでは、支持体がコイルホルダを備える。コイルは空芯コイルであり、コイルホルダの板部に設けられたコイル配置穴に配置される。コイルホルダには、板部およびコイルを両側から覆うように金属製のプレートが取り付けられている。可動体は、コイルに一方側から対向する第１ヨークと、コイルに他方側から対向する第２ヨークを備えており、第１ヨークおよび第２ヨークにそれぞれ磁石が固定される。

特開２０２０－１０２９０１号公報

特許文献１のアクチュエータでは、コイルを覆うプレートとヨークとが対向する箇所に接続体が配置される。接続体は、可動体の長手方向の両端においてプレートとヨークとを接続する。ここで、接続体のバネ定数やサイズによってアクチュエータの振動特性が変動するため、アクチュエータの振動特性を要求値に合わせるために、接続体の幅が小さく設定されることがある。接続体の幅が小さいと、可動体が振動するときに直進せず振り子のように揺動してしまい、可動体が支持体に衝突して衝突音が発生するおそれがある。衝突を回避するために可動体と固定体とのギャップを大きくすると、磁気駆動回路の推力が低下し、大きな振動を発生させることができなくなってしまう。

本発明の課題は、以上の問題点に鑑みて、可動体と固定体との衝突を抑制し、且つ、磁気駆動回路の推力低下を抑制することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のアクチュエータの第１の態様は、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、前記可動体および前記支持体に接続される接続体と、コイルおよび前記コイルに第１方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記支持体に対して前記第１方向に交差する第２方向に振動させる磁気駆動回路と、を有し、前記可動体は、前記磁石を保持するヨークを備え、前記ヨークは、前記コイルに前記第１方向で対向する対向部を備え、前記対向部に前記磁石が固定され、前記磁石は、前記コイルに前記第１方向で対向する第１平面と、前記対向部に当接する第２平面と、前記第１平面の前記第２方向の両端からそれぞれ前記第２平面の側へ延びて前記第２平面に接続される一対の側面と、を備え、前記一対の側面は、それぞれ、前記第１平面に鈍角をなす角度で接続される第１傾斜面を備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様によれば、アクチュエータの可動体を構成するヨークがコイルと第
１方向で対向する対向部を備えており、対向部に固定された磁石とコイルとが第１方向で対向する。従って、可動体を第１方向と交差する第２方向に振動させることができる。また、磁石は、第２方向の中央部分はコイルとのギャップが狭く、且つ、第２方向の両端には第１傾斜面が設けられているため、第２方向の両端部分はコイルとのギャップが広がっている。従って、可動体が第２方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石がコイルを保持する支持体に衝突するおそれが少ない。また、磁石の第２方向の中央部分は、コイルとのギャップが小さいので、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制できる。さらに、磁石の第２方向の両端が第１傾斜面によって切り欠かれて凹んでいる分、磁石の体積が減少するので、磁石の部品コストを下げることができる。

本発明において、前記第１傾斜面は、前記第２平面の前記第２方向の端に接続される。このようにすると、第１磁石の断面形状は、第１平面を上辺とし、第２平面を底辺とする台形状となる。従って、コイルと対向する第１平面の幅を小さくしながらも、磁石の最大幅（第２平面の幅）を大きくすることができるので、コイルに鎖交する磁束の減少を抑制でき、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制できる。

本発明において、前記一対の側面は、それぞれ、前記第２平面の前記第２方向の端部に鈍角をなす角度に接続される第２傾斜面を備え、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが屈曲した形状に繋がることが好ましい。このようにすると、磁石は、第１平面の第２方向の角部と、第２平面の第２方向の角部がいずれも切り欠かれた形状となるので、磁石の裏表を区別する必要がない。従って、組立容易性が高まる。

また、上記の課題を解決するために、本発明のアクチュエータの第２の態様は、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、前記可動体および前記支持体に接続される接続体と、コイルおよび前記コイルに第１方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記支持体に対して前記第１方向に交差する第２方向に振動させる磁気駆動回路と、を有し、前記可動体は、前記磁石を保持するヨークを備え、前記ヨークは、前記コイルに前記第１方向で対向する対向部を備え、前記対向部に前記磁石が固定され、前記磁石は、前記コイルに前記第１方向で対向する第１表面を備え、前記第１表面は、前記第２方向の両端部が、前記第２方向の中央部分よりも前記対向部の側に凹んだ形状であることを特徴とする。

本発明の第２の態様によれば、アクチュエータの可動体を構成するヨークがコイルと第１方向で対向する対向部を備えており、対向部に固定された磁石とコイルとが第１方向で対向する。従って、可動体を第１方向と交差する第２方向に振動させることができる。また、磁石は、第２方向の中央部分がコイルとのギャップが狭く、且つ、第２方向の両端部分はコイルとのギャップが広い。従って、可動体が第２方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石がコイルを保持する支持体に衝突するおそれが少ない。また、磁石の第２方向の中央部分は、コイルとのギャップが小さいので、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制できる。さらに、磁石の第２方向の両端部分が凹んでいる分、磁石の体積が減少するので、磁石の部品コストを下げることができる。

本発明において、前記第１表面の前記第２方向の中央部分は、前記第１方向に対して垂直な第１平面であり、前記第１表面の前記第２方向の両端部には、前記第１平面よりも前記対向部の側に凹んだ段部が設けられている。このようにすると、コイルとのギャップが小さい第１平面の幅を確保しながら、磁石の第２方向の両端部分とコイルとのギャップを大きくすることができる。従って、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制するとともに、磁石がコイルを保持する支持体に衝突するおそれを少なくすることができる。

本発明において、前記第１表面は、前記第２方向の中央を頂点として前記コイル側へ突
出する湾曲面である。このようにすると、第１表面に角部が形成されないので、磁石の取り扱い時に角部が他の物体に衝突した場合に磁石が欠けるおそれが少ない。

本発明において、前記第１平面の前記第２方向の幅は、前記コイルの前記第２方向の幅よりも小さいことが好ましい。このようにすると、可動体が第２方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石がコイルの第２方向の両端を覆う部材に衝突するおそれが少ない。

本発明において、前記磁石の前記第２方向の最大幅は、前記コイルの前記第２方向の幅よりも大きいことが好ましい。このようにすると、コイルに鎖交する磁束を確保できるので、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制できる。

本発明において、前記磁石は、前記第２方向に対称な形状であることが好ましい。このようにすると、磁石の第２方向の一方側の端部がコイルに接近する方向に揺動するとき、および、磁石の第２方向の他方側の端部がコイルに接近する方向に揺動するときのいずれの場合においても、磁石が支持体に衝突するおそれが少ない。

本発明において、前記支持体は、前記コイルに対して前記第１方向の一方側から重なる第１プレート、および、前記コイルに対して前記第１方向の他方側から重なる第２プレートを備え、前記第１プレートは、前記第２方向に延びる第１板部と、前記第１板部の前記第２方向の両端から前記コイルの側へ屈曲して前記コイルの前記第２方向の両側を覆う一対の第１曲げ部を備え、前記第２プレートは、前記第２方向に延びる第２板部と、前記第２板部の前記第２方向の両端から前記コイルの側へ屈曲して前記コイルの前記第２方向の両側を覆う一対の第２曲げ部を備え、前記対向部は、前記第１板部に前記第１方向の一方側から対向する第１対向部と、前記第２板部に前記第１方向の他方側から対向する第２対向部と、を備え、前記磁石は、前記第１対向部に固定される第１磁石と、前記第２対向部に固定される第２磁石を備え、前記第１対向部と前記第２対向部のそれぞれは、磁石固定部、および、前記磁石固定部から前記第１方向と交差し且つ前記第２方向と交差する第３方向の両側へ延びる一対の接続体固定部を備え、前記接続体は、前記第１対向部の前記接続体固定部と前記第１板部とを接続する第１接続体、および、前記第２対向部の前記接続体固定部と前記第２板部とを接続する第２接続体を備えることが好ましい。このように、コイルの両側に磁石を配置することにより、磁気駆動回路の推力を大きくすることができる。また、コイルを囲む形状に第１プレートおよび第２プレートを組み立てることにより、コイルを保護できる。さらに、ヨークの内側に接続体を配置し、第１プレートおよび第２プレートとヨークを介して可動体と支持体とを接続しているので、ヨークの外側に接続体の配置スペースを確保する必要がない。従って、アクチュエータの第１方向の高さを小さくして小型化することができる。また、第１磁石と第２磁石のいずれも、第２方向の中央部分がコイルとのギャップが小さく、第２方向の両端部分はコイルとのギャップが大きい。従って、可動体が第２方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、第１磁石および第２磁石がコイルを保持する支持体に衝突するおそれが少ない。

本発明において、前記第１磁石と前記第２磁石は同一形状であり、前記第１方向で逆向きに配置されることが好ましい。このようにすると、部品を共通化できるため、部品のコストダウンを図ることができる。また、第１磁石と第２磁石を区別して組み立てる必要がないため、組立容易性が高まる。

本発明によれば、アクチュエータの可動体を構成するヨークがコイルと第１方向で対向する対向部を備えており、対向部に固定された磁石とコイルとが第１方向で対向する。従って、可動体を第１方向と交差する第２方向に振動させることができる。また、磁石は、
第２方向の中央部分がコイルとのギャップが狭く、且つ、第２方向の両端部分はコイルとのギャップが広い。従って、可動体が第２方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石がコイルを保持する支持体に衝突するおそれが少ない。また、磁石の第２方向の中央部分は、コイルとのギャップが小さいので、磁気駆動回路の推力が低下することを抑制できる。さらに、磁石の第２方向の両端部分が凹んでいる分、磁石の体積が減少するので、磁石の部品コストを下げることができる。

本発明を適用したアクチュエータをＺ２方向およびＺ１方向から見た斜視図である。 アクチュエータを長手方向に切断した場合の断面図（図１のＡ－Ａ位置で切断した断面図）である。 アクチュエータを長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図（図１のＢ－Ｂ位置で切断した断面図）および磁石の断面形状の説明図である。 Ｚ２方向から見た可動体およびコイル組の分解斜視図である。 Ｚ１方向から見た可動体およびコイル組の分解斜視図である。 Ｚ２方向から見た可動体の分解斜視図である。 Ｚ１方向から見た可動体の分解斜視図である。 変形例１の磁石を備えたアクチュエータを長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図および磁石の断面形状の説明図である。 変形例２の磁石を備えたアクチュエータを長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図および磁石の断面形状の説明図である。 変形例３の磁石を備えたアクチュエータを長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図および磁石の断面形状の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したアクチュエータの実施形態を説明する。

（全体構成）
図１（ａ）は、本発明を適用したアクチュエータ１をＺ２方向から見た斜視図である。図１（ｂ）は、本発明を適用したアクチュエータ１をＺ１方向から見た斜視図である。図２は、アクチュエータ１を長手方向に切断した場合の断面図であり、図１のＡ－Ａ位置で切断した断面図である。図３（ａ）は、アクチュエータ１を長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図であり、図１のＢ－Ｂ位置で切断した断面図である。図３（ｂ）は、磁石７の断面形状の説明図である。図４は、Ｚ２方向から見た可動体５およびコイル組３０の分解斜視図である。図５は、Ｚ１方向から見た可動体５およびコイル組３０の分解斜視図である。

アクチュエータ１は、振動によって情報を伝達する触覚デバイスとして用いられる。図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ１の外形は直方体形状である。アクチュエータ１は、その外形の短手方向に振動を発生させる。以下の説明では、振動が発生する短手方向をＸ方向（第２方向）、アクチュエータ１の長手方向であってＸ方向と直交する方向をＹ方向（第３方向）とし、アクチュエータ１の厚み方向（高さ方向）であって、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向をＺ方向（第１方向）とする。また、Ｘ方向の一方側をＸ１方向、他方側をＸ２方向とする。Ｙ方向の一方側をＹ１方向、他方側をＹ２方向とする。Ｚ方向の一方側をＺ１方向、他方側をＺ２方向とする。

図１、図２、図３に示すように、アクチュエータ１は、外形を規定するケース２を備える支持体３と、ケース２の内部に収容される可動体５を有する。また、アクチュエータ１は、支持体３と可動体５とを接続する接続体４と、可動体５を支持体３に対してＸ方向に
相対移動させる磁気駆動回路６（図２、図３参照）を備える。

（支持体）
図２－図５に示すように、支持体３は、コイル１０と、コイル１０のＺ１方向に重ねられた第１プレート１１と、コイル１０のＺ２方向に重ねられた第２プレート１２を備える。第１プレート１１および第２プレート１２は、非磁性の金属からなる。コイル１０は、ケース２のＺ方向の中央に位置する。コイル１０は扁平な空芯コイルであり、その厚み方向をＺ方向に向けている。コイル１０は、Ｙ方向に長い長円状であり、Ｙ方向に平行に延びる一対の長辺部１０ａ、１０ｂを備える。一対の長辺部１０ａ、１０ｂの間には、Ｙ方向に延びる中心穴１０ｃが設けられている。

図２、図４、図５に示すように、支持体３は、コイル１０のＹ１側に配置される第１ホルダ部材１５と、コイル１０のＹ１２側に配置される第２ホルダ部材１６を備える。第１ホルダ部材１５および第２ホルダ部材１６は、樹脂からなる。第１ホルダ部材１５は、第１プレート１１と第２プレート１２の間に配置される第１コイル保持部１５１と、第１コイル保持部１５１のＹ１側の端からＺ１方向およびＺ２方向へ延びる第１側板部１５２を備える。第２ホルダ部材１６は、第１プレート１１と第２プレート１２の間に配置される第２コイル保持部１６１と、第２コイル保持部１６１のＹ１側の端からＺ１方向およびＺ２方向へ延びる第２側板部１６２を備える。コイル１０は、第１コイル保持部１５１と第２コイル保持部１６１の間に配置される。

第１ホルダ部材１５には、給電基板１４が固定される。本形態では、給電基板１４はフレキシブルプリント基板である。なお、給電基板１４は、リジッド基板であってもよい。コイル１０には、給電基板１４を介して、電力が供給される。

第１プレート１１は、コイル１０にＺ１側から重なる第１板部１１１と、第１板部１１１のＸ方向の両端からＺ２方向に屈曲した一対の第１曲げ部１１２を備える。第２プレート１２は、コイル１０にＺ２側から重なる第２板部１２１と、第２板部１２１のＸ方向の両端からＺ１方向に屈曲した一対の第２曲げ部１２２を備える。

第１プレート１１において、各第１曲げ部１１２のＹ１側およびＹ２側には、第１板部１１１からＺ２方向に屈曲した第１固定部１１３が設けられている。第２プレート１２において、各第２曲げ部１２２のＹ１側およびＹ２側には、第２板部１２１からＺ１方向に屈曲した第２固定部１２３が設けられている。

第１プレート１１と第２プレート１２を第１コイル保持部１５１および第２コイル保持部１６１に対してＺ方向の両側から組み付けると、図３に示すように、第１曲げ部１１２と第２曲げ部１２２は、コイル１０の長辺部１０ａ、１０ｂをＸ方向の両側から覆う。また、第１曲げ部１１２と第２曲げ部１２２のＹ方向の両側において、第１プレート１１の第１固定部１１３と第２プレート１２の第２固定部１２３とが重なる。第１固定部１１３と第２固定部１２３は、Ｚ方向に係止される。また、第１コイル保持部１５１の側面に設けられた爪部１５３と、第２コイル保持部１６１の側面に設けられた爪部１６３は、第１固定部１１３と第２固定部１２３に設けられた切欠き部に係止される。

アクチュエータ１を組み立てる際、コイル１０、第１プレート１１、第２プレート１２、第１ホルダ部材１５、および第２ホルダ部材１６を組み立てたコイル組３０を構成する。そして、コイル組３０を囲むように可動体５を組み立てるとともに、可動体５とコイル組３０とを接続体４によって接続する。しかる後に、コイル組３０および可動体５をケース２に収容する。

図１、図２、図３に示すように、ケース２は、Ｚ方向に重ねられた第１ケース部材３１および第２ケース部材３２を備える。第１ケース部材３１は、Ｚ１方向から第１ホルダ部材１５および第２ホルダ部材１６に組み付けられている。第２ケース部材３２は、Ｚ２方向から第１ホルダ部材１５および第２ホルダ部材１６に組み付けられている。

（可動体）
図６は、Ｚ２方向から見た可動体５の分解斜視図である。図７は、Ｚ１方向から見た可動体５の分解斜視図である。可動体５は、磁石７およびヨーク８を備える。図２、図３に示すように、磁石７は、コイル１０とＺ方向で対向する。コイル１０と磁石７とは、磁気駆動回路６を構成する。可動体５は、磁石７として、第１磁石７１および第２磁石７２を備える。第１磁石７１は、コイル１０のＺ１方向に位置する。第２磁石７２は、コイル１０のＺ２方向に位置する。第１磁石７１および第２磁石７２は、Ｘ方向で２つに分極されている。図３に示すように、可動体５と支持体３とを組み立てると、コイル１０の長辺部１０ａ、１０ｂには、Ｚ１方向で第１磁石７１が対向し、Ｚ２方向で第２磁石７２が対向する。

本形態では、ヨーク８は磁性材料からなる。ヨーク８は、コイル１０に対してＺ方向に対向する対向部８０を備えており、磁石７は対向部８０に固定される。図２、図３に示すように、対向部８０は、コイル１０に対してＺ１方向から対向する第１対向部８０１と、コイル１０に対してＺ２方向から対向する第２対向部８０２を備える。また、ヨーク８は、コイル１０のＸ方向の両側においてＺ方向に延びる一対の接続部８０３を備える。一対の接続部８０３は、第１対向部８０１と第２対向部８０２とを接続する。第１対向部８０１と第２対向部８０２は、それぞれ、磁石７が固定される磁石固定部８０４、および、磁石固定部８０４からＹ方向の両側へ延びる一対の接続体固定部８０５を備える。

図２－図７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を備える。第１ヨーク８１は、コイル１０にＺ１方向から重なる第１内側部材８３と、第１内側部材８３にＺ１方向から重なる第１外側部材８４の２部材を接合して構成される。第２ヨーク８２は、コイル１０にＺ１方向から重なる第２内側部材８５と、第２内側部材８５にＺ１方向から重なる第２外側部材８６の２部材を接合して構成される。

図４、図５に示すように、第１外側部材８４は、Ｙ方向に長い第１平板部８４１と、第１平板部８４１のＸ方向の両端からＺ２方向に延びる一対の第１連結板部８４２を備える。第１平板部８４１のＹ方向の中央には、平板状の第１内側部材８３がＺ２方向から固定される。第１平板部８４１のＸ方向の両端は、第１内側部材８３のＹ方向の両側へ延びている。

すなわち、ヨーク８の第１対向部８０１は、第１平板部８４１と第１内側部材８３とをＺ方向に積層して構成される。第１対向部８０１において、第１平板部８４１と第１内側部材８３が積層される部分は、第１磁石７１が固定される磁石固定部８０４を構成している。また、第１対向部８０１のＹ方向の両端には、磁石固定部８０４からＹ方向の両側に延びる一対の接続体固定部８０５が設けられている。図２に示すように、第１磁石７１のＹ方向の両側において、一対の接続体固定部８０５のそれぞれは、第１接続体９Ａを介して第１プレート１１に接続される。

図４、図５に示すように、第２外側部材８６は、Ｙ方向に長い第２平板部８６１と、第２平板部８６１のＸ方向の両端からＺ１方向に延びる一対の第２連結板部８６２を備える。第２平板部８６１のＹ方向の中央には、平板状の第２内側部材８５がＺ１方向から固定される。第２平板部８６１のＹ方向の両端は、第２内側部材８５のＹ方向の両側へ延びている。

すなわち、ヨーク８の第２対向部８０２は第２平板部８６１と第２内側部材８５とをＺ方向に積層して構成される。第２対向部８０２において、第２平板部８６１と第２内側部材８５が積層される部分は、第２磁石７２が固定される磁石固定部８０４を構成している。また、第２対向部８０２のＹ方向の両端には、磁石固定部８０４からＹ方向の両側に延びる一対の接続体固定部８０５が設けられている。図２に示すように、第２磁石７２のＹ方向の両側において、一対の接続体固定部８０５のそれぞれは、第２接続体９Ｂを介して第２プレート１２に接続される。

ヨーク８を組み立てる際、溶接により第１内側部材８３を第１外側部材８４に接合する。また、溶接により第２内側部材８５を第２外側部材８６に接合する。そして、第１ヨーク８１の一対の第１連結板部８４２の内側に、第２ヨーク８２の一対の第２連結板部８６２を圧入して固定する。これにより、一対の接続部８０３が形成され、ヨーク８は、コイル１０、第１プレート１１、および第２プレート１２の外周側を囲む形状に組み立てられる。

（接続体）
図２に示すように、接続体４は、第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂを備える。第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂは、Ｘ方向に長い直方体形状である。第１接続体９Ａは、コイル１０のＺ１側に位置する。第２接続体９Ｂは、コイル１０のＺ２側に位置する。第１接続体９Ａは、第１磁石７１のＹ１側およびＹ２側の２箇所に配置されており、同一形状の２部材からなる。第２接続体９Ｂは、第２磁石７２のＹ１側およびＹ２側の２箇所に配置されており、同一形状の２部材からなる。第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂは、それぞれ、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備える。

第１接続体９Ａは、第１ヨーク８１と第１プレート１１との間に配置される。第１接続体９Ａは、上記のように、コイル１０のＹ方向の両側において、第１対向部８０１の接続体固定部８０５と第１プレート１１の間に挟まれている。第１接続体９Ａは、接続体固定部８０５と第１プレート１１との間でＺ方向に圧縮される。

第２接続体９Ｂは、第２ヨーク８２と第２プレート１２との間に配置される。第２接続体９Ｂは、上記のように、コイル１０のＹ方向の両側において、第２対向部８０２の接続体固定部８０５と第２プレート１２との間に挟まれている。第２接続体９Ｂは、接続体固定部８０５と第２プレート１２との間でＺ方向に圧縮される。

本形態では、第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂは、シリコーンゲルからなるゲル状部材である。シリコーンゲルは、伸縮方向に変形する際のばね定数が、せん断方向に変形する際のばね定数の３倍程度になる粘弾性体である。粘弾性体は、厚さ方向と交差する方向（せん断方向）に変形する場合、引っ張られて伸びる方向の変形であるため、非線形の成分よりも線形の成分が大きい変形特性を備える。また、厚さ方向に押圧されて圧縮変形する際は、線形の成分よりも非線形の成分が大きい伸縮特性を備える一方、厚さ方向に引っ張られて伸びる場合は、非線形の成分よりも線形の成分が大きい伸縮特性を備える。

あるいは、第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂ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。

（磁石の断面形状）
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、磁石７は平板状であり、ＸＺ平面で切断した断面形状が台形状である。上記のように、本形態では、磁石７として、ヨーク８の第１対向部８０１に固定される第１磁石７１と、ヨーク８の第２対向部８０２に固定される第２磁石７２を備える。

第１磁石７１は、コイル１０にＺ１方向から対向する第１平面７３と、ヨーク８の第１対向部８０１に当接する第２平面７４と、第１平面７３のＸ方向の両端から第２平面７４の側へ延びて第２平面７４のＸ方向の両端に接続される一対の側面７５を備える。第１平面７３と第２平面７４は平行であり、Ｘ方向に延在する。一対の側面７５のそれぞれは、第１平面７３に対して鈍角をなす角度に接続される第１傾斜面７５１を備える。本形態では、側面７５全体が第１傾斜面７５１からなり、第１傾斜面７５１は、第２平面７４と鋭角をなす角度に接続される。

図３（ｂ）に示すように、第１磁石７１は、第１プレート１１の第１板部１１１を介してコイル１０と対向しており、第１板部１１１のＸ方向の幅Ｄよりも、第１平面７３のＸ方向の幅Ｄ１の方が小さい。また、第１磁石７１は、コイル１０にＺ２方向から対向する第１平面７３のＸ方向の幅Ｄ１が、コイル１０のＸ方向の幅Ｄ０よりも小さい。また、第１磁石７１の第２平面７４のＸ方向の幅Ｄ２は、コイル１０のＸ方向の幅Ｄ０よりも大きい。

第１磁石７１と第２磁石７２は、同一形状であり、Ｚ方向で逆向きに配置される。すなわち、第２磁石７２は、コイル１０にＺ２方向から対向する第１平面７３と、ヨーク８の第２対向部８０２に当接する第２平面７４と、第１平面７３のＸ方向の両端から第２平面７４の側へ延びて第２平面７４のＸ方向の両端に接続される一対の側面７５を備える。一対の側面７５のそれぞれは、第１平面７３に対して鈍角をなす角度に接続される第１傾斜面７５１からなり、第２平面７４と鋭角をなす角度に接続される。

（アクチュエータの動作）
給電基板１４を介してコイル１０に所定方向の電流が供給されると、支持体３に支持された可動体５は、磁気駆動回路６の駆動力により、支持体３に対してＸ方向の一方側に相対移動する。その後、電流の向きが反転すると、可動体５は、支持体３に対してＸ方向の他方側に相対移動する。コイル１０に供給される電流の向きの反転が繰り返されることにより、可動体５は振動する。可動体５がＸ方向に振動するとき、第１接続体９Ａおよび第２接続体９Ｂはせん断方向に変形する。

（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５と、可動体５を収容するケース２を備える支持体３と、可動体５および支持体３に接続される接続体４と、コイル１０およびコイル１０にＺ方向で対向する磁石７を備え、可動体５を支持体３に対してＺ方向に交差するＸ方向に振動させる磁気駆動回路６を有する。可動体５は、磁石７を保持するヨーク８を備え、ヨーク８は、コイル１０にＺ方向で対向する対向部８０（第１対向部８０１、第２対向部８０２）を備え、対向部８０に磁石７（第１磁石７１、第２磁石７２）が固定される。磁石７は、コイル１０にＺ方向で対向する第１平面７３と、対向部８０に当接する第２平面７４と、第１平面７３のＸ方向の両端からそれぞれ第２平面７４の側へ延びて第２平面７４に接続される一対の側面７５を備える。一対の側面７５は、それぞれ、第１平面７３に鈍角をなす角度で接続される第１傾斜面７５１を備える。

本形態では、アクチュエータ１の可動体５を構成するヨーク８がコイル１０とＺ方向で対向する対向部８０を備えており、対向部８０に固定された磁石７とコイル１０とがＺ方
向で対向する。磁石７は、Ｘ方向の中央部分（第１平面７３）とコイル１０とのギャップが狭く、且つ、Ｘ方向の両端には第１平面７３に対して鈍角をなす第１傾斜面７５１が設けられているため、Ｘ方向の両端部分はコイル１０とのギャップが広い。従って、可動体５がＸ方向に直進せずに、Ｙ方向に延びる軸線回りに振り子のように揺動する場合でも、磁石７のＸ方向の両端部がコイル１０を覆う第１プレート１１および第２プレート１２に衝突するおそれが少ない。また、磁石７のＸ方向の中央部分は、コイル１０とのギャップが小さいので、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。さらに、磁石７は、Ｘ方向の両端が第１傾斜面７５１によって切り欠かれて凹んでいる分だけ体積が小さいため、磁石７の部品コストが低い。

本形態では、第１傾斜面７５１が第２平面７４のＸ方向の端に接続されており、第１磁石７１の断面形状は、第１平面７３を上辺とし、第２平面７４を底辺とする台形状である。従って、コイル１０と対向する第１平面７３の幅Ｄ１を小さくした場合でも、第２平面７４の幅Ｄ２は大きいので、コイル１０に鎖交する磁束の減少を抑制できる。よって、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。

すなわち、本形態では、磁石７の第１平面７３の幅Ｄ１がコイル１０の幅Ｄ０よりも小さいので、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７がコイル１０を覆う部材（第１プレート１１および第２プレート１２）に衝突するおそれが少ない。その一方で、磁石７の最大幅（本形態では、第２平面７４の幅Ｄ２）はコイル１０の幅Ｄ０よりも大きい。従って、コイル１０に鎖交する磁束を確保できるので、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。

本形態では、磁石７は、Ｘ方向に対称な形状である。従って、磁石７のＸ方向の一方側の端部がコイル１０に接近する方向に揺動するとき、および、磁石７のＸ方向の他方側の端部がコイル１０に接近する方向に揺動するときのいずれの場合においても、磁石７が支持体３に衝突するおそれが少ない。

本形態では、支持体３は、コイル１０に対してＺ１方向から重なる第１プレート１１、および、コイル１０に対してＺ２方向から重なる第２プレート１２を備える。第１プレート１１は、Ｘ方向に延びる第１板部１１１と、第１板部１１１のＸ方向の両端からコイル１０の側へ屈曲してコイル１０のＸ方向の両側を覆う一対の第１曲げ部１１２を備える。第２プレート１２は、Ｘ方向に延びる第２板部１２１と、第２板部１２１のＸ方向の両端からコイル１０の側へ屈曲してコイル１０のＸ方向の両側を覆う一対の第２曲げ部１２２を備える。対向部８０は、第１板部１１１にＺ１方向から対向する第１対向部８０１と、第２板部１２１にＺ２方向から対向する第２対向部８０２を備える。磁石７は、第１対向部８０１に固定される第１磁石７１と、第２対向部８０２に固定される第２磁石７２を備える。第１対向部８０１と第２対向部８０２のそれぞれは、磁石固定部８０４、および、磁石固定部８０４からＺ方向と交差し且つＸ方向と交差するＹ方向の両側へ延びる一対の接続体固定部８０５を備える。接続体４は、第１対向部８０１の接続体固定部８０５と第１板部１１１とを接続する第１接続体９Ａ、および、第２対向部８０２の接続体固定部８０５と第２板部１２１とを接続する第２接続体９Ｂを備える。このように、コイル１０の両側に磁石７（第１磁石７１、第２磁石７２）を配置することにより、磁気駆動回路６の推力を大きくすることができる。また、コイル１０を囲む形状に第１プレート１１および第２プレート１２を組み立てることにより、コイル１０を保護できる。さらに、ヨーク８の内側に接続体４（第１接続体９Ａ、第２接続体９Ｂ）を配置できるため、ヨーク８の外側に接続体４の配置スペースを確保する必要がない。従って、アクチュエータ１のＺ方向の高さを小さくして小型化することができる。また、第１磁石７１と第２磁石７２のいずれも、Ｘ方向の中央部分がコイル１０とのギャップが小さく、Ｘ方向の両端部分はコイル１０とのギャップが大きい。従って、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動
する場合でも、第１磁石７１および第２磁石７２がコイル１０を覆う第１プレート１１および第２プレート１２に衝突するおそれが少ない。

本形態では、第１磁石７１と第２磁石７２は同一形状であり、Ｚ方向で逆向きに配置される。従って、部品を共通化できるため、コストダウンを図ることができる。また、第１磁石７１と第２磁石７２を区別して組み立てる必要がないため、組立容易性が高い。

（変形例１）
上記形態のアクチュエータは、磁石７の断面形状が台形であるが、本発明は他の断面形状の磁石を備えるアクチュエータに適用可能である。すなわち、磁石７は、コイル１０にＺ方向で対向する第１表面のＸ方向の両端部が、第１表面のＸ方向の中央部分よりも対向部８０の側に凹んだ形状とすることができる。

図８（ａ）は、変形例１の磁石７Ａを備えたアクチュエータ１を長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図である。図８（ｂ）は、磁石７Ａの断面形状の説明図である。変形例１の磁石７Ａは、コイル１０のＺ１方向に位置する第１磁石７１Ａと、コイル１０のＺ２方向に位置する第２磁石７２Ａを備える。第１磁石７１Ａと第２磁石７２Ａは、同一形状であり、Ｚ方向で逆向きに配置される。また、第１磁石７１Ａと第２磁石７２Ａは、いずれも、Ｘ方向に対称な形状である。

第１磁石７１Ａは、コイル１０にＺ１方向から対向する第１平面７３と、ヨーク８の第１対向部８０１に当接する第２平面７４と、第１平面７３のＸ方向の両端から第２平面７４の側へ延びて第２平面７４のＸ方向の両端に接続される一対の側面７５Ａを備える。側面７５Ａは、第１平面７３のＸ方向の端部に対して鈍角をなす角度に接続される第１傾斜面７５１、および、第２平面７４のＸ方向の端部に対して鈍角をなす角度に接続される第２傾斜面７５２を備える。各側面７５Ａは、第１傾斜面７５１と第２傾斜面とが屈曲した形状に繋がる屈曲面であり、Ｘ方向の両側へ突出する形状である。

変形例１の磁石７Ａ（第１磁石７１Ａ、第２磁石７２Ａ）は、上記形態と同様に、Ｘ方向の両端部分はコイル１０とのギャップが広い。従って、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７がコイル１０を覆う第１プレート１１および第２プレート１２に衝突するおそれが少ない。また、変形例１の磁石７Ａは、第１平面７３のＸ方向の角部と、第２平面７４のＸ方向の角部を切り欠いているので、磁石７Ａの裏表を区別する必要がない。従って、組立容易性が高い。

変形例１の磁石７Ａ（第１磁石７１Ａ、第２磁石７２Ａ）は、上記形態と同様に、第１平面７３の幅Ｄ１がコイル１０の幅Ｄ０よりも小さいので、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７Ａがコイル１０を覆う部材（第１プレート１１および第２プレート１２）に衝突するおそれが少ない。その一方で、磁石７Ａの最大幅Ｄ２はコイル１０の幅Ｄ０よりも大きい。従って、コイル１０に鎖交する磁束を確保できるので、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。

（変形例２）
図９（ａ）は、変形例２の磁石７Ｂを備えたアクチュエータ１を長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図である。図９（ｂ）は、磁石７Ｂの断面形状の説明図である。変形例２の磁石７Ｂは、コイル１０のＺ１方向に位置する第１磁石７１Ｂと、コイル１０のＺ２方向に位置する第２磁石７２Ｂを備える。第１磁石７１Ｂと第２磁石７２Ｂは、同一形状であり、Ｚ方向で逆向きに配置される。また、第１磁石７１Ｂと第２磁石７２Ｂは、いずれも、Ｘ方向に対称な形状である。

第１磁石７１Ｂは、コイル１０にＺ１方向から対向する第１表面を備える。第１表面のＸ方向の中央部分は、Ｚ方向に対して垂直な第１平面７３である。第１表面のＸ方向の両端部には、第１平面７３よりも第１対向部８０１の側に凹んだ段部７６が設けられている。また、第１磁石７１Ｂは、第１対向部８０１に当接する第２平面７４を備える。

変形例２の磁石７Ｂ（第１磁石７１Ｂ、第２磁石７２Ｂ）は、上記形態と同様に、Ｘ方向の両端部分はコイル１０とのギャップが広い。従って、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７がコイル１０を覆う第１プレート１１および第２プレート１２に衝突するおそれが少ない。

変形例２の磁石７Ｂ（第１磁石７１Ｂ、第２磁石７２Ｂ）は、上記形態と同様に、第１平面７３の幅Ｄ１がコイル１０の幅Ｄ０よりも小さいので、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７Ｂがコイル１０を覆う部材（第１プレート１１および第２プレート１２）に衝突するおそれが少ない。その一方で、磁石７Ｂの最大幅Ｄ２はコイル１０の幅Ｄ０よりも大きい。従って、コイル１０に鎖交する磁束を確保できるので、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。

（変形例３）
図１０（ａ）は、変形例３の磁石７Ｃを備えたアクチュエータ１を長手方向と直交する方向に切断した場合の断面図である。図１０（ｂ）は、磁石７Ｃの断面形状の説明図である。変形例３の磁石７Ｃは、コイル１０のＺ１方向に位置する第１磁石７１Ｃと、コイル１０のＺ２方向に位置する第２磁石７２Ｃを備える。第１磁石７１Ｃと第２磁石７２Ｃは、同一形状であり、Ｚ方向で逆向きに配置される。また、第１磁石７１Ｃと第２磁石７２Ｃは、いずれも、Ｘ方向に対称な形状である。

第１磁石７１Ｃは、コイル１０にＺ１方向から対向する第１表面７７を備える。第１表面７７は、Ｘ方向の中央を頂点としてコイル１０側へ突出する湾曲面である。また、第１磁石７１Ｃは、第１対向部８０１に当接する第２平面７４を備える。

変形例３の磁石７Ｃ（第１磁石７１Ｃ、第２磁石７２Ｃ）は、上記形態と同様に、Ｘ方向の両端部分はコイル１０とのギャップが広い。従って、可動体５がＸ方向に直進せずに振り子のように揺動する場合でも、磁石７がコイル１０を覆う第１プレート１１および第２プレート１２に衝突するおそれが少ない。また、磁石７Ｃの最大幅Ｄ２はコイル１０の幅Ｄ０よりも大きい。従って、コイル１０に鎖交する磁束を確保できるので、磁気駆動回路６の推力が低下することを抑制できる。また、磁石７Ｃ（第１磁石７１Ｃ、第２磁石７２Ｃ）は、第１表面７７が湾曲面であって角部がない面であるため、取り扱い時に他の物体に衝突した場合に磁石７Ｃが欠けるおそれが少ない。

（他の実施形態）
本形態では、磁石７として第１磁石７１と第２磁石７２を備えているが、第１磁石７１と第２磁石７２の一方のみを備えている構成であってもよい。また、接続体４として、第１接続体９Ａと第２接続体９Ｂの一方のみが設けられている構成を採用することができる。さらに、ヨーク８は、内側部材と外側部材を積層して構成されているが、外側部材のみでヨーク８を構成する構成を採用してもよい。

１…アクチュエータ、２…ケース、３…支持体、４…接続体、５…可動体、６…磁気駆動回路、７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ…磁石、８…ヨーク、９Ａ…第１接続体、９Ｂ…第２接続体、１０…コイル、１０、１０ｂ…長辺部、１０ｃ…中心穴、１１…第１プレート、１２…第２プレート、１４…給電基板、１５…第１ホルダ部材、１６…第２ホルダ部材、３０…
コイル組、３１…第１ケース部材、３２…第２ケース部材、７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ…第１磁石、７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ…第２磁石、７３…第１平面、７４…第２平面、７５、７５Ａ…側面、７６…段部、７７…第１表面、８０…対向部、８１…第１ヨーク、８２…第２ヨーク、８３…第１内側部材、８４…第１外側部材、８５…第２内側部材、８６…第２外側部材、１１１…第１板部、１１２…第１曲げ部、１１３…第１固定部、１２１…第２板部、１２２…第２曲げ部、１２３…第２固定部、１５１…第１コイル保持部、１５２…第１側板部、１５３…爪部、１６１…第２コイル保持部、１６２…第２側板部、１６３…爪部、７５１…第１傾斜面、７５２…第２傾斜面、８０１…第１対向部、８０２…第２対向部、８０３…接続部、８０４…磁石固定部、８０５…接続体固定部、８４１…第１平板部、８４２…第１連結板部、８６１…第２平板部、８６２…第２連結板部、Ｄ…第１板部のＸ方向の幅、Ｄ０…コイルのＸ方向の幅、Ｄ１…第１平面のＸ方向の幅、Ｄ２…第２平面のＸ方向の幅

Claims (11)

1. 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、
   前記可動体および前記支持体に接続される接続体と、
   コイルおよび前記コイルに第１方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記支持体に対して前記第１方向に交差する第２方向に振動させる磁気駆動回路と、を有し、
   前記可動体は、前記磁石を保持するヨークを備え、
   前記ヨークは、前記コイルに前記第１方向で対向する対向部を備え、前記対向部に前記磁石が固定され、
   前記磁石は、前記コイルに前記第１方向で対向する第１平面と、前記対向部に当接する第２平面と、前記第１平面の前記第２方向の両端からそれぞれ前記第２平面の側へ延びて前記第２平面に接続される一対の側面と、を備え、
   前記一対の側面は、それぞれ、前記第１平面に鈍角をなす角度で接続される第１傾斜面を備えることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１傾斜面は、前記第２平面の前記第２方向の端に接続され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. 前記一対の側面は、それぞれ、前記第２平面の前記第２方向の端部に鈍角をなす角度に接続される第２傾斜面を備え、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが屈曲した形状に繋がることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 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、
   前記可動体および前記支持体に接続される接続体と、
   コイルおよび前記コイルに第１方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記支持体に対して前記第１方向に交差する第２方向に振動させる磁気駆動回路と、を有し、
   前記可動体は、前記磁石を保持するヨークを備え、
   前記ヨークは、前記コイルに前記第１方向で対向する対向部を備え、前記対向部に前記磁石が固定され、
   前記磁石は、前記コイルに前記第１方向で対向する第１表面を備え、
   前記第１表面は、前記第２方向の両端部が、前記第２方向の中央部分よりも前記対向部の側に凹んだ形状であることを特徴とするアクチュエータ。
5. 前記第１表面の前記第２方向の中央部分は、前記第１方向に対して垂直な第１平面であり、
   前記第１表面の前記第２方向の両端部には、前記第１平面よりも前記対向部の側に凹んだ段部が設けら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. 前記第１表面は、前記第２方向の中央を頂点として前記コイル側へ突出する湾曲面であることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
7. 前記第１平面の前記第２方向の幅は、前記コイルの前記第２方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１、２、３、５の何れか一項に記載のアクチュエータ。
8. 前記磁石の前記第２方向の最大幅は、前記コイルの前記第２方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のアクチュエータ。
9. 前記磁石は、前記第２方向に対称な形状であることを特徴とする請求項１から８の何れ
   か一項に記載のアクチュエータ。
10. 前記支持体は、前記コイルに対して前記第１方向の一方側から重なる第１プレート、および、前記コイルに対して前記第１方向の他方側から重なる第２プレートを備え、
    前記第１プレートは、前記第２方向に延びる第１板部と、前記第１板部の前記第２方向の両端から前記コイルの側へ屈曲して前記コイルの前記第２方向の両側を覆う一対の第１曲げ部を備え、
    前記第２プレートは、前記第２方向に延びる第２板部と、前記第２板部の前記第２方向の両端から前記コイルの側へ屈曲して前記コイルの前記第２方向の両側を覆う一対の第２曲げ部を備え、
    前記対向部は、前記第１板部に前記第１方向の一方側から対向する第１対向部と、前記第２板部に前記第１方向の他方側から対向する第２対向部と、を備え、
    前記磁石は、前記第１対向部に固定される第１磁石と、前記第２対向部に固定される第２磁石を備え、
    前記第１対向部と前記第２対向部のそれぞれは、磁石固定部、および、前記磁石固定部から前記第１方向と交差し且つ前記第２方向と交差する第３方向の両側へ延びる一対の接続体固定部を備え、
    前記接続体は、前記第１対向部の前記接続体固定部と前記第１板部とを接続する第１接続体、および、前記第２対向部の前記接続体固定部と前記第２板部とを接続する第２接続体を備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載のアクチュエータ。
11. 前記第１磁石と前記第２磁石は同一形状であり、前記第１方向で逆向きに配置されることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
    

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