JP7275089B2 - 振動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、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は、従来から偏心マス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が、振動の応答が早く、リアルな触感が得られるボイスコイル型の振動アクチュエータを採用する製品がある。かかる振動アクチュエータは、錘等を含む可動子を電気的に往復振動させる構造を有しており、可動子はケース内にバネやゴム等の弾性体により支持されている。

例えば、円板状のゴム部材により可動子の両端に固定された軸を支持した構成の振動アクチュエータが開示されている（特許文献１参照）。また、圧縮コイルばねや板ばねにより可動子を支持した構成の振動アクチュエータが開示されている（特許文献２参照）。

実公昭６１－４５７４５号公報 特許第５７７５２３３号公報

しかしながら、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等の電磁駆動部品と干渉し、当該部品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。

例えば、特許文献１に係る振動アクチュエータでは、内周にコイルが装着されたコイルケースを略円筒状のヨークの内周に挿入して固定しており、可動子はゴム部材からなる支持部材で支持されているだけである。このため、この振動アクチュエータに対して外部から衝撃が加わった際に可動子が径方向（振動方向に対して垂直方向）に移動すればコイルと接触することとなる。

一方、特許文献２に係る振動アクチュエータでは、可動子に振動方向に沿ったシャフト（軸）が貫通しており、当該シャフトに沿って可動子は振動する構成であるため、径方向への移動が規制されている。さらに、コイルの内周はボビンにより覆われているため、可動子とコイルとが直接接触することはない。

しかし、特許文献１におけるコイルケースへのコイルの接合や、特許文献２におけるケースへのボビンの接合には、接着剤による接着が用いられるが、振動アクチュエータに外部から衝撃が加えられることによりこれらの接合が外れて、コイルやボビンが脱落するおそれがある。

また、特許文献２の振動アクチュエータのように、ボビンによりコイル全域を覆う構成では、コイルの放熱性が悪化して、コイルの絶縁劣化が早まるおそれがある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、振動アクチュエータの振動性能や耐久性の悪化を防ぎつつ、外部からの衝撃が生じた際にも動作不良や異音を生じることを防止できる振動アクチュエータを提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明に係る振動アクチュエータは、筒状のケースと、前記ケースに設けられたコイルと、前記コイルにより前記ケースの振動軸に沿って振動する可動子と、外周端が前記ケースに固定され、中央部が前記可動子に固定された板バネと、前記可動子に設けられた錘を備え、前記錘は、底部が振動軸と直交する方向に拡がり、筒部が前記ケースの開口部方向に開口した有底円筒部を有することを特徴とする。

前記錘は、その中心部に前記ケースの開口部側に向かって前記振動軸線方向に延びる円柱部が、前記有底円筒部と一体に設けられてもよい。

前記有底円筒部の前記筒部の外周は、前記可動子の最も外周側に位置してもよい。

前記ケースは、その内周部に筒状のインナーガイドを備え、前記有底円筒部における前記筒部の上端部と前記インナーガイドの内周面との間に間隙が設けられてもよい。

前記有底円筒部の底部と筒部の角部と前記可動子の外周の間に空隙部が設けられてもよい。
有底円筒部の底部と筒部の角部が面取りされていてもよい。
前記円柱部における前記ケースの開口部側の端部には、前記ケースの開口部側に向かって前記振動軸線方向に突出した先端部が設けられ、前記先端部は、前記板バネの中央部の孔に挿通され、前記板バネと前記錘は、前記先端部がかしめられることにより固定されていてもよい。

上記手段を用いる本発明に係る振動アクチュエータによれば、振動アクチュエータの振動性能や耐久性の悪化を防ぎつつ、外部からの衝撃が生じた際にも動作不良や異音を生じることを防止できる。

本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。 振動アクチュエータの第１カバーケース及び第１弾性部材を省いた状態の上面図である。 図２の切断線III-IIIにおける断面図である。 （ａ）第１インナーガイドの斜視図、及び（ｂ）第１インナーガイドの上面図である。 振動アクチュエータの作動を説明する図である。 （ａ）振動軸方向一側に可動子が移動した状態の断面図、（ｂ）振動軸方向他側に可動子が移動した状態の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図、図２は振動アクチュエータの第１カバーケース及び第１弾性部材を省いた状態の上面図、図３は図２の切断線III-IIIにおける断面図、図４は（ａ）第１インナーガイドの斜視図、及び（ｂ）第１インナーガイドの上面図、図５は振動アクチュエータの作動を説明する図、図６は（ａ）振動軸方向一側に可動子が移動した状態の断面図、（ｂ）振動軸方向他側に可動子が移動した状態の断面図である。以下、これらの図に基づき振動アクチュエータの構成について説明する。

振動アクチュエータ１は、主に、外殻をなす筒状のケース２と、当該ケース２の内部に設けられたケース側電磁駆動部３と、当該ケース側電磁駆動部３により振動可能な可動子４と、当該可動子４の両端をそれぞれ弾性支持する第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂと、当該第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂの動きを規制する第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂと、から構成されている。当該振動アクチュエータ１は、例えば、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搭載される。

ケース２は、円筒状のケース本体１０と第１カバーケース１１ａ及び第２カバーケース１１ｂとを有し、ケース本体１０の両開口端が第１カバーケース１１ａ及び第２カバーケース１１ｂにより閉じられている。ケース本体１０、第１カバーケース１１ａ、及び第２カバーケース１１ｂはそれぞれＡＢＳ等の樹脂材料からなる。ケース本体１０の外面には、図示しないリード線が接続されるターミナル１２が形成されている。

電磁駆動部は、ケース側電磁駆動部３のヨーク２０と、コイル２１ａ，２１ｂと、可動子側電磁駆動部のマグネット３０と、ポールピース３１ａ，３１ｂと、を有する。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第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂと、が設けられている。

第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂはヨーク２０の内周に沿って巻回されている。当該第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂはそれぞれターミナル１２からの通電により磁場を発生可能である。なお、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂは組み立てに際して、接着剤等によりヨーク２０や第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂに仮止めしてもよい。

第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂは、可動子４を間隔をあけて包囲する。可動子４は、振動軸Ｏ（ケース２の軸方向）に沿って振動するよう配置されている。可動子４は、円板状のマグネット３０と、マグネット３０を挟むように配置された円板状の第１ポールピース３１ａ及び第２ポールピース３１ｂと、これらのマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂを挟むように配置される第１マス（ウエイト、錘）３２ａ、第２マス（ウエイト、錘）３２ｂと、を有している。

マグネット３０は着磁方向が振動軸Ｏ方向である。第１ポールピース３１ａ及び第２ポールピース３１ｂ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。第１ポールピース３１ａ及び第２ポールピース３１ｂは、それぞれ中央部に振動軸Ｏに沿った貫通孔３１ａ１、３１ｂ１が形成されており、対応する第１マス３２ａ及び第２マス３２ｂはそれぞれ中央部に振動軸Ｏに沿った中央突起部３２ａ１，３２ｂ１が形成されている。そして、中央突起部３２ａ１、３２ｂ１が当該貫通孔３１ａ１、３１ｂ１に圧入されることで、第１ポールピース３１ａと第１マス３２ａ、第２ポールピース３１ｂと第２マス３２ｂが一体化されている。

こうして可動子４を構成するマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａ、第２マス３２ｂは一体化されている。なお、これらのマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａ、第２マス３２ｂの一体化は、上述した磁気吸着力や接着剤、圧入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、一体化してもよい。

第１マス３２ａ及び第２マス３２ｂは非磁性体からなり、振動軸Ｏ方向に延びる円柱部３２ａ２、３２ｂ２と、当該円柱部３２ａ２、３２ｂ２の根元部分（振動軸Ｏ方向中央側）から振動軸Ｏの垂直方向に拡がり振動軸Ｏ方向外側に開口した断面Ｕ字状をなした有底円筒部３２ａ３、３２ｂ３から構成されている。

図３に示されるように、可動子４において、マグネット３０の外形は、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａ、第２マス３２ｂよりも径方向に小さい。つまり、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａの有底円筒部３２ａ３、第２マス３２ｂの有底円筒部３２ｂ３の外周が可動子４において最も外周側に位置しており、最も第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの内周と接近している。

このように構成された可動子４は、振動軸Ｏ方向における両端部、即ち第１マス３２ａ及び第２マス３２ｂのそれぞれの先端部３２ａ４、３２ｂ４が第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂにより支持されている。

第１支持ユニット５ａは、第１ダンパ４０ａ（第１板バネ）と、当該第１ダンパ４０ａの一面に設けられた第１弾性部材４１ａと、から構成されている。

図２に示すように、第１ダンパ４０ａは、孔５０ａ（図３に図示）を有する支持部５１ａが中央部に形成されている。第１ダンパ４０ａは孔５０ａを通して可動子４と連結されている。詳しくは、孔５０ａに第１マス３２ａの先端部３２ａ４を挿通し、当該先端部３２ａ４が押し潰されることでかしめられている。なお、第１ダンパ４０ａと可動子４との固定手段はかし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（連結）することもできる。

また第１ダンパ４０ａは、支持部５１ａから外周へ渦巻き状に延びる３つの腕部５２ａを有している。各腕部５２ａは振動軸Ｏの回りに１２０°ピッチで等間隔に形成されている。そして、各腕部５２ａの外周端はケース本体１０の内周に沿った環状の枠部５３ａに連結されている。当該枠部５３ａは、振動軸Ｏの回りに１２０°ピッチの位置にて、ケース本体１０の内周の３か所にて径方向内側に突出しているフランジ部１３ａ（図３に１か所のみ図示）にて連結されている。詳しくは、フランジ部１３ａから立設したボス部１４ａを第１ダンパ４０ａの枠部５３ａに形成された貫通孔に挿通した状態で、ボス部１４ａの先端を加熱・加圧し、押し潰すことでかしめている。枠部５３ａと第１ダンパ４０ａとの固定手段はかし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（連結）することもできる。

第１ダンパ４０ａは、金属の一枚ないし複数枚の板バネで構成されており、例えば本実施形態ではステンレス（バネ材）の薄板を加工したものを使用している。第１ダンパ４０ａ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、第１ダンパ４０ａの材料は、疲労に強く、可撓性に優れた材料が望ましい。

このように構成された第１ダンパ４０ａは、振動軸Ｏ方向及び当該振動軸Ｏに直交する垂直な径方向を含む交差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、当該所定の範囲は、少なくとも第１ダンパ４０ａがケース２に接触しない範囲であり、第１ダンパ４０ａの弾性変形の限界を超えない範囲である。

第１弾性部材４１ａは、図３に示すように、第１ダンパ４０ａの支持部５１ａから各腕部５２ａの一定の範囲までの形状に沿った外形の板状をなし、第１ダンパ４０ａの一面に固定されている。詳しくは、第１弾性部材４１ａは、第１ダンパ４０ａ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（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）があるが限定するものではない）でなるエラストマ層とからなっている。そして、第１弾性部材４１ａの弾性変形（本実施形態では、ＰＥ層のずり変形、エラストマ層の曲げ変形）により、第１ダンパ４０ａの制振を行う。第１弾性部材４１ａと第１ダンパ４０ａとの固定手段は、上記の接着によるものに限定されず、樹脂製の第１弾性部材４１ａを第１ダンパ４０ａに熱溶着する等、その他の固定手段を用いてもよい。

第２支持ユニット５ｂも、第１支持ユニット５ａと同様の構成をなしており、第２ダンパ４０ｂ（第２板バネ）及び第２弾性部材４１ｂを有している。なお、本実施形態において第２ダンパ４０ｂと第１ダンパ４０ａとが同一形状、同材料からなり、第２弾性部材４１ｂと第１弾性部材４１ａとが同一形状、同材料である。図３に示すように、第２ダンパ４０ｂの３つの腕部５２ｂは孔５０ｂが形成された支持部５１ｂから環状の枠部５３ｂまで延びている。そして、第２ダンパ４０ｂは、孔５０ｂに第２マス３２ｂの先端部３２ｂ４が挿入され押し潰してかしめられることで可動子４と連結されている。また、第２ダンパ４０ｂは、環状の枠部５３ｂがケース本体１０の内周から突出している３つのフランジ部１３ｂと、枠部５３ｂに形成された貫通孔をフランジ部１３ｂのボス部１４ｂが挿通し押し潰されてかしめられることで連結されている。なお、第２ダンパ４０ｂの各腕部５２ｂの渦巻き方向は、第１ダンパ４０ａの各腕部５２ａの渦巻き方向と逆をなしている。これにより、振動時に可動子４は第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂから各々逆方向のトルクを受けるため、振動軸Ｏ方向に変位しても振動軸Ｏ回りに回転しない。

（第１インナーガイド６ａ、第２インナーガイド６ｂ）
第１インナーガイド６ａは振動アクチュエータ１の振動軸Ｏ方向の一側であり、第１支持ユニット５ａよりも振動軸Ｏ方向の他側（ケース２中央側）に設けられている。第２インナーガイド６ｂは振動アクチュエータ１の振動軸Ｏ方向の他側であり、第２支持ユニット５ｂよりも振動軸Ｏ方向の一側（ケース２中央側）に設けられている。つまり、図３に示すように、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、ケース２内において第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂよりも振動軸Ｏ方向中央側に設けられている。第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、例えばＡＢＳ等の樹脂材料で形成されている。ただし第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂの材料は樹脂材料に限定されるものでない。

図４に示すように、第１インナーガイド６ａは、ケース本体１０の内周に沿った環状の枠部６０ａを有しており、その枠部６０ａの振動軸Ｏ回り１２０°ピッチの３か所に、ケース本体１０の径方向内側且つ振動軸Ｏ方向他側に向けて螺旋状に傾斜した段差部６１ａが形成されている。当該段差部６１ａの螺旋形状は、第１ダンパ４０ａの各腕部５２ａ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、且つ第１ダンパ４０ａが所定の範囲で弾性変形している際には各腕部５２ａに接触することなく、当該第１ダンパ４０ａの変形が所定の範囲を超えた際には各腕部５２ａと接触する間隔を有している。

詳しくは、各段差部６１ａは、ケース本体１０の内周と平行な面をなす側壁６１ａｗと、当該側壁６１ａｗから径方向内側に延びる底部６１ａｂと、から構成されている。各底部６１ａｂの内縁は上面視においてケース本体１０の内周と同軸の内周円（同心円）を形成しており、各側壁６１ａｗはケース本体１０の内周側から当該内周円に向けた円弧状をなしている。第１ダンパ４０ａ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側壁６１ａｗと接触することで当該交差方向の動きを規制し、第１ダンパ４０ａ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底部６１ａｂと接触することで当該振動軸Ｏ方向の動きを規制する。

また、各段差部６１ａには軽量化のための孔６２ａが形成されている。さらに、第１インナーガイド６ａの枠部６０ａの外周縁側にはケース本体１０の各フランジ部１３ａの形状に合わせて３か所に当該フランジ部１３ａの形状に沿った切欠部６３ａが形成されている。

また、第１インナーガイド６ａには、枠部６０ａの一部から径方向外側に突出した係止部６４ａが形成されている。係止部６４ａがケース本体１０の開口溝部に係合することで、第１インナーガイド６ａがケース２に対して位置合わせされる。

また、枠部６０ａの背面側には、切欠部６３ｂを除く部分に、振動軸Ｏ方向の中央側に突出した爪部６７ａが形成されている。図４（ａ）に示される第１インナーガイド６ａにおいては、爪部６７ａが３か所に形成されている。第１インナーガイド６ａとケース本体１０とは、例えば超音波溶着により第１インナーガイド６ａの爪部６７ａを溶融させてケース本体１０に溶着することで接合されている。なお、本実施形態のケース本体１０と第１インナーガイド６ａ（爪部６７ａ）とが同じ樹脂材料からなることで溶着により互いに強固に接合される。ケース本体１０と第１インナーガイド６ａをガラス繊維等が含有された樹脂材料としてもよい。ただし、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。

さらに、第１インナーガイド６ａには、各段差部６１ａの内縁、即ち各底部６１ａｂの内縁から振動軸Ｏ方向中央側に延びる略円筒状の延在部６５ａが形成されている。図３に示すように、当該延在部６５ａは、第１コイル２１ａと可動子４との間に位置し、第１コイル２１ａの一部をケース２との間に挟持している。具体的には、第１インナーガイド６ａの延在部６５ａとケース本体１０とにより、第１コイル２１ａの振動軸Ｏ方向における一側端部を挟持している。本実施形態では、延在部６５ａは、振動アクチュエータ１の振動軸Ｏ方向における中央部分を除いて第１コイル２１ａと可動子４との間に位置しており、延在部６５ａは第１コイル２１ａの内周全体を覆うことなく、第１コイル２１ａの一部をケース２の内部に露出させている。また、本実施形態では、第１インナーガイド６ａの延在部６５ａは第１コイル２１ａの振動軸Ｏ方向一側端部と当接することで当該第１コイル２１ａがケース本体１０から脱落しないように保持している。なお、延在部６５ａは第１コイル２１ａに直接的に当接している必要はなく、間に他の部材を介して間接的に第１コイル２１ａを保持してもよい。

このように構成された第１インナーガイド６ａにおいて、可動子４は、延在部６５ａより径方向内側にて振動軸Ｏ方向に進退移動可能である。

第２インナーガイド６ｂは第１インナーガイド６ａと同一形状であり、第２インナーガイド６ｂについても第１インナーガイド６ａと同様の構成をなしている。つまり、図４にて第２インナーガイド６ｂの各部をかっこ書きの符号で示すように、第１インナーガイド６ａと第２インナーガイド６ｂの各部は対応している。詳しくは、第２インナーガイド６ｂは環状の枠部６０ｂを有しており、枠部６０ｂに側壁６１ｂｗと底部６１ｂｂを有する段差部６１ｂが形成されている。また、各段差部６１ｂには孔６２ｂが形成され、枠部６０ｂには切欠部６３ｂが形成されている。さらに、枠部６０ｂには径方向外側に突出した係止部６４ｂが形成されており、当該係止部６４ｂがケース本体１０と接合され、枠部６０ｂの各爪部６７ｂを介してケース本体１０と第２インナーガイド６ｂとが溶着されている。

また、第２インナーガイド６ｂには、振動軸Ｏ方向中央側に延びる略円筒状の延在部６５ｂが形成されている。当該延在部６５ｂは、第２コイル２１ｂと可動子４との間に位置し、第２コイル２１ｂの一部をケース２との間に挟持している。図３では、延在部６５ｂとケース本体１０とにより、第２コイル２１ｂの振動軸Ｏ方向における一側端部を挟持している。本実施形態では、第２インナーガイド６ｂの延在部６５ｂは第２コイル２１ｂの振動軸Ｏ方向他側端部と当接することで当該第２コイル２１ｂがケース本体１０から脱落しないように保持している。

（作動）
以上のように構成された振動アクチュエータ１は、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂに通電していない状態では、図３に示すように、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂで支持される可動子４は、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの中央に位置している。

可動子４を振動させる際には、ターミナル１２を介して、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂ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、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂ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５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５における下方）への推力が発生し、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂ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５における上方）への推力が発生する。

このように、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂに交流を通電させれば、可動子４は第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂ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。

ところで、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、第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂ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に第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂに発生する力の反力としての推力が発生する。

よって、推力に寄与するのは、可動子４のマグネット３０の磁束の水平成分（マグネット３０の軸方向に直交する成分）である。そして、ヨーク２０はマグネット３０の磁束の水平成分を増大するものである。

このように可動子４の通常の振動時は、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂは振動軸Ｏ方向及び径方向において所定の範囲で弾性変形し、可動子４並びに第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂは第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂ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、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂが所定の範囲を超えた動きをすることがあるが、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂと接触することでこの動きが規制される。

具体的には図６（ａ）に示すよりも可動子４が振動軸Ｏ方向一側に過剰振幅し、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂが所定の範囲を超える動きをした場合、第２ダンパ４０ｂの腕部５２ｂが、第２インナーガイド６ｂの段差部６１ｂの底部６１ｂｂと接触する。これにより、可動子４がそれ以上振動軸Ｏ方向一側に移動することが規制され、可動子４はケース２（第１カバーケース１１ａ）と接触することが防止される。

また、図６（ｂ）に示すよりも可動子４が振動軸Ｏ方向他側に過剰振幅し、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂが所定の範囲を超える動きをした場合、第１ダンパ４０ａの腕部５２ａが、第１インナーガイド６ａの段差部６１ａの底部６１ａｂ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（第２カバーケース１１ｂ）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。このような場合に、可動子４が径方向に移動し、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂが径方向における所定の範囲を超える動きをすると、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの腕部５２ａ，５２ｂが、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂの段差部６１ａ、６１ｂの側壁６１ａｗ、６１ｂｗと接触する。

またたとえ、可動子４がさらに径方向に移動したとしても、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂのそれぞれの延在部６５ａ、６５ｂがコイル２１ａ，２１ｂと可動子４との間に位置していることから、延在部６５ａ、６５ｂが可動子４と接触することとなる。

このように、本実施形態における振動アクチュエータ１によれば、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、可動子４の径方向への移動を規制しつつ、延在部６５ａ，６５ｂにより可動子４がケース側電磁駆動部３の第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂと接触することを防止することができる。なお、必ずしも第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの両方が、対応する第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂと接触する必要はなく、片方が接触しても同様の効果を奏する。

また、延在部６５ａ，６５ｂはケース本体１０とともに第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂを挟持していることで、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂがケース２から脱落しないように機械的に保持することができる。これにより、例えば接着剤のみによる第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの取り付けよりも強固に第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂを固定できる。また接着剤を用いなくとも、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂを保持することができる。

さらに、延在部６５ａ，６５ｂは第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの振動軸Ｏ方向における中央部分は覆っていないことから、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの一部はケース内部に露出し、放熱性を確保することができ、当該第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの絶縁劣化を防止することができる。

また、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂが第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの動きを規制することで、可動子４の過剰振幅を抑制することができる。また、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂは板バネで構成されているから、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂが第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂに接触した際には第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂが弾性変形し、衝撃を吸収できる。また、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂより振動軸Ｏ方向においてケース２の内側に設けられていることから、ケース２の大型化を防ぐことができる。これにより、振動アクチュエータ１の大型化を防ぎつつ、外部からの衝撃が生じた際の可動子４への衝撃を抑制することができる。

特に、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの振動軸Ｏ方向における動きを規制することで、可動子４の振動軸Ｏ方向の過剰振幅を抑制することができる。

また、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂのケース２の径方向を含む振動軸Ｏの交差方向における動きを規制することで、可動子４の径方向の動きを抑制することができる。

第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂは、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの腕部５２ａ，５２ｂの渦巻き形状に対応し振動軸Ｏ方向を中心とした螺旋状の段差部６１ａ、６１ｂを有することで、第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂの形状に合わせて振動軸Ｏ方向及び振動軸Ｏの交差方向の動きを規制することができる。また、段差部６１ａ，６１ｂは、可動子４の振動時における各腕部５２ａ、５２ｂの形状に沿った底部６１ａｂ、６１ｂｂを有するので、腕部５２ａ、５２ｂと底部６１ａｂ、６１ｂｂとを面接触させることができ、衝撃を分散できる。

また、第１インナーガイド６ａは可動子４の振幅範囲において第１コイル２１ａと第１ダンパ（第１板バネ）４０ａとの間に位置し、第２インナーガイド６ｂは可動子４の振幅範囲において第２コイル２１ｂと第２ダンパ（第２板バネ）４０ｂとの間に位置していることで、各コイル２１ａ，２１ｂと第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂとの接触を防止できる。

また、可動子４の両端を支持する第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂを設け、これに対応する第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂによって振動軸Ｏ方向の一側方向と他側方向の規制をそれぞれ担当することで、インナーガイドの占有スペースを小さくでき、小型化することができる。

以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

例えば上記実施形態における第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂの延在部６５ａ、６５ｂの形状は略円筒状をなしているが、延在部の形状はこれに限られるものではない。コイル２１ａ，２１ｂをケース２とともに挟持し、可動子４とコイル２１ａ，２１ｂとの間に位置して、可動子４と第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの接触を防ぐことができる形状であれば、延在部にスリットを有する形状等の他の形状であってもよい。
また、上記実施形態における第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂはそれぞれ枠部６０ａ，６０ｂに形成された爪部６７ａ，６７ｂがケース本体１０に溶着されて接合されているが、爪部の数や位置はこれに限られるものではなく、ケースと接合できる構造であればよい。

また、上記実施形態では、第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂは第１弾性部材４１ａ及び第２弾性部材４１ｂを有しているが、必ずしも弾性部材を有していなくてもよい。

また、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、上記実施形態では、可動子４を支持する第１支持ユニット５ａ及び第２支持ユニット５ｂは、渦巻き状の腕部５２ａ，５２ｂを有する第１ダンパ４０ａ及び第２ダンパ４０ｂを使用しているが、支持ユニットとしてはその他の板バネを用いてもよい。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、十字状や卍状の板バネを用いてもよい。この場合、インナーガイドも板バネの形状に沿った形状とする。

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
５ａ 第１支持ユニット
５ｂ 第２支持ユニット
６ａ 第１インナーガイド
６ｂ 第２インナーガイド
２０ ヨーク
２１ａ 第１コイル
２１ｂ 第２コイル
４０ａ 第１ダンパ
４０ｂ 第２ダンパ
６１ａ、６１ｂ 段差部
６４ａ、６４ｂ 係止部
６５ａ、６５ｂ 延在部
６７ａ、６７ｂ 爪部

Claims (6)

1. 筒状のケースと、
   前記ケースの内周に沿って配置された円筒状のヨークと、
   前記ヨークの内周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、
   外周部が前記ケースに固定され、中央部が前記可動子に固定された板バネと、
   前記可動子に設けられた錘を備え、
   前記錘は、
   底部が振動軸と直交する方向に拡がり、筒部が前記ケースの開口部方向に開口した有底円筒部
   を有することを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 前記錘は、その中央部に前記ケースの開口部側に向かって前記振動軸方向に延びる円柱部が、前記有底円筒部と一体に設けられている請求項１に記載の振動アクチュエータ。
3. 前記有底円筒部の前記筒部の外周は、前記可動子の最も外周側に位置している請求項１又は請求項２のいずれかに記載の振動アクチュエータ。
4. 前記ケースは、その内周部に筒状のインナーガイドを備え、前記有底円筒部における前記筒部の上端部と前記インナーガイドの内周面との間に間隙が設けられている請求項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. 前記有底円筒部の底部と筒部との間にある角部が面取りされていることを特徴とする請求項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。
6. 前記円柱部における前記ケースの開口部側の端部には、前記ケースの開口部側に向かって前記振動軸方向に突出した先端部が設けられ、
   前記先端部は、前記板バネの中央部の孔に挿通され、
   前記板バネと前記錘は、前記先端部がかしめられることにより固定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の振動アクチュエータ。

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