JP7360848B2 - アクチュエータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動を発生させるアクチュエータおよびその製造方法に関する。

特許文献１には、振動を発生させ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、支持体および可動体と、支持体に対して可動体を相対移動させる磁気駆動機構を備える。磁気駆動機構は、コイルと磁石とを有する。コイルと磁石の一方は支持体に配置され、コイルと磁石の他方は可動体に配置される。支持体と可動体は、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備えた接続体によって接続される。

特開２０１９－１３０９４号公報

特許文献１のアクチュエータでは、接続体（粘弾性部材）として、シリコーンゲル等のゲル状ダンパー部材が用いられる。ゲル状ダンパー部材は、矩形状にカットされており、支持体と可動体とが対向する箇所に配置される。支持体に対して可動体が振動する際、ゲル状ダンパー部材はせん断方向に変形する。

従来、接続体としてゲル状ダンパー部材を使用する場合には、大判のシート状ゲルを成型し、必要なサイズに刃でカットして使用していた。しかしながら、シート状ゲルを刃でカットする場合には、ゲルが柔らかいため、刃で正確な寸法にカットすることが難しく、寸法精度が悪い。また、柔らかいゲルは刃に密着するため、ゲル状ダンパー部材の表面品質が悪化する。さらに、柔らかいゲルはカット後に刃に再密着するためピックアップしにくく、取り扱いが難しい。そのため、ゲル状ダンパー部材を備えたアクチュエータを自動組立により製造することが困難である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ゲル状ダンパー部材を用いて可動体と支持体とを接続するアクチュエータにおいて、ゲル状ダンパー部材の品質向上およびアクチュエータの製造の効率化を図ることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、支持体および可動体と、前記支持体と前記可動体とを接続するゲル状ダンパー部材と、前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有するアクチュエータの製造方法であって、前記支持体と前記可動体とを組み立てる際、前記支持体と前記可動体とが対向する箇所に可溶性の型部材を配置して、前記支持体および前記可動体に面する中空部を形成する組立ステップと、前記中空部にゲル材料を充填する充填ステップと、前記中空部に充填された前記ゲル材料を硬化させる硬化ステップと、前記型部材の外側に溶剤を注入し、前記溶剤で前記型部材を溶かした溶液を前記支持体と前記可動体の間の空間から外部に排出する型部材除去ステップと、を行うことを特徴とする。

本発明によれば、支持体と可動体の間に可溶性の型部材を配置して中空部を形成し、中空部にゲル材料を充填して硬化させることにより、支持体と可動体とを接続するゲル状ダンパー部材を直接成型する。成形後には溶剤を注入し、型部材を溶かして排出するので、
アクチュエータを分解せずに型部材を除去することができる。このような製造方法は、ゲル状ダンパー部材を刃でカットすることに起因する寸法精度の悪化や端面品質の悪化が発生しない。従って、ゲル状ダンパー部材の品質を向上させることができ、複雑な形状や精密な形状のゲル状ダンパー部材を成型することもできる。また、支持体と可動体の間に直接ゲル状ダンパー部材を成型するので、アクチュエータを組み立てる際に柔らかいゲル状ダンパー部材を組み立てる必要がなく、取扱いが容易な型部材を組み立てればよい。従って、アクチュエータを自動組立により製造することが可能になるので、アクチュエータの製造の効率化を図ることができる。

本発明において、前記支持体または前記可動体に前記中空部に面する注入孔を設けておき、前記充填ステップでは、前記注入孔から前記ゲル材料を前記中空部へ注入する。このように、支持体もしくは可動体に予め注入孔を設けておけば、ディスペンサー等を用いてゲル状ダンパー部材を中空部に充填できる。

あるいは、本発明において、前記型部材に注入孔を設けておき、前記充填ステップでは、前記注入孔から前記ゲル材料を前記中空部へ注入する。このように、型部材に注入孔を設けることにより、支持体および可動体とゲル状ダンパー部材との接合面に孔が形成されることを回避できる。

本発明において、前記組立ステップを行う前に、前記型部材の内周面に不溶性膜を形成しておき、前記型部材除去ステップを行うことにより、前記ゲル状ダンパー部材の表面に前記不溶性膜を残存させる。このようにすると、ゲル状ダンパー部材の表面を不溶性膜によって保護できる。あるいは、ゲル状ダンパー部材の変形特性を不溶性膜によって調節することも可能である。

本発明において、前記型部材は枠状であり、前記組立ステップでは、前記型部材を前記支持体と前記可動体の間に挟んだ状態に組み立てることが好ましい。このようにすると、アクチュエータに型部材を容易に組み込むことができ、容易に中空部を形成できる。また、支持体と可動体とのギャップの寸法精度を向上させることができる。

本発明において、前記支持体と前記可動体の一方は、軸線方向に延びる内周側部分を備え、前記支持体と前記可動体の他方は、前記内周側部分の外周側を囲む外周側部分を備え、前記組立ステップでは、前記内周側部分および前記外周側部分の前記軸線方向の一方側および他方側に前記型部材を配置して、前記内周側部分と前記外周側部分との径方向の隙間に前記中空部を形成することが好ましい。このように、可動体と支持体との径方向の隙間に直接ゲル状ダンパー部材を成型することにより、環状のゲル状ダンパー部材によって可動体と支持体とを接続したアクチュエータを容易に製造することができる。

本発明によれば、支持体と可動体の間に可溶性の型部材を配置して中空部を形成し、中空部にゲル材料を充填して硬化させることにより、支持体と可動体とを接続するゲル状ダンパー部材を直接成型する。成形後には溶剤を注入し、型部材を溶かして排出するので、アクチュエータを分解せずに型部材を除去することができる。このような製造方法は、ゲル状ダンパー部材を刃でカットすることに起因する寸法精度の悪化や端面品質の悪化が発生しない。従って、ゲル状ダンパー部材の品質を向上させることができ、複雑な形状や精密な形状のゲル状ダンパー部材を成型することもできる。また、支持体と可動体の間に直接ゲル状ダンパー部材を成型するので、アクチュエータを組み立てる際に柔らかいゲル状ダンパー部材を組み立てる必要がなく、取扱いが容易な型部材を組み立てればよい。従って、アクチュエータを自動組立により製造することが可能になるので、アクチュエータの製造の効率化を図ることができる。

本発明の実施形態１に係るアクチュエータの斜視図である。 実施形態１のアクチュエータの断面図である。 実施形態１のアクチュエータの分解斜視図である。 実施形態１のアクチュエータの磁気駆動機構、ヨーク、およびホルダの分解斜視図である。 実施形態１のアクチュエータの製造方法を模式的に示す説明図である。 変形例のアクチュエータの製造方法を模式的に示す説明図である。 本発明の実施形態２に係るアクチュエータの断面図である。 実施形態２のアクチュエータの製造方法を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。実施形態１、２のアクチュエータは、支持体２および可動体３と、可動体３を支持体２に対して相対移動させる磁気駆動機構６と、支持体２と可動体３とを接続するゲル状ダンパー部材９を有する。磁気駆動機構６は、コイル７と磁石８を有する。磁気駆動機構６は、コイル７が支持体２の側に設けられ、磁石８が可動体３の側に設けられた態様、および、磁石８が支持体２の側に設けられ、コイル７が可動体３の側に設けられた態様を採用することができる。以下の説明では、コイル７が支持体２の側に設けられ、磁石８が可動体３の側に設けられた態様を中心に説明する。

ゲル状ダンパー部材９は粘弾性部材である。実施形態１、２において、ゲル状ダンパー部材９は、針入度が１０度から１１０度のシリコーンゲルである。針入度とは、ＪＩＳ－Ｋ－２２０７やＪＩＳ－Ｋ－２２２０で規定されており、この値が小さい程、硬いことを意味する。ゲル状ダンパー部材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、ゲル状ダンパー部材９は、その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。これに対して、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。また、ゲル状ダンパー部材９が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。

［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係るアクチュエータ１Ａの斜視図である。図２は、実施形態１のアクチュエータ１Ａの断面図である。図３は、実施形態１のアクチュエータ１Ａの分解斜視図である。実施形態１において、第１方向Ｚ、第２方向Ｘおよび第３方向Ｙは互いに直交する方向である。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３方向Ｙの一方側にＹ１を付し、第３方向Ｙの他方側にＹ２を付し、第１方向Ｚの一方側にＺ１を付し、第１方向Ｚの他方側にＺ２を付して説明する。

図１および図２に示すように、実施形態１のアクチュエータ１Ａは、全体として、第２方向Ｘの寸法が第３方向Ｙの寸法より大きい直方体形状である。実施形態１では、可動体３が支持体２に対して第２方向Ｘに振動する。可動体３が第２方向Ｘに振動すると、アクチュエータ１Ａにおける重心が第２方向Ｘに変動する。このため、利用者は、第２方向Ｘの振動を体感することができる。なお、実施形態１において、可動体３を第３方向Ｙに駆動する態様を採用することもできる。

（支持体）
図１、図２および図３に示すように、実施形態１のアクチュエータ１Ａにおいて、支持体２は、カバー１１とホルダ６０とを有しており、カバー１１の内側に、図２に示す可動体３および磁気駆動機構６が配置されている。カバー１１は、第１方向Ｚの一方側Ｚ１に位置する第１カバー部材１６と、第１カバー部材１６に対して第１方向Ｚの他方側Ｚ２から重なる第２カバー部材１７とを有する。第１カバー部材１６、ホルダ６０および第２カバー部材１７を第１方向Ｚに重ねた状態で、一方の対角位置に配置したネジ１８によって第１方向Ｚで締結することにより、支持体２が形成されている。なお、支持体２の他方の対角位置には、アクチュエータ１Ａを各種機器に搭載する際、機器のフレームに対して止めるネジ（図示せず）が配置される。

第１カバー部材１６、ホルダ６０および第２カバー部材１７の第３方向Ｙの一方側Ｙ１の側面には、第１カバー部材１６の凹部１６０、ホルダ６０の凹部６３５、第２カバー部材１７の凹部１７０が形成されており、ここに配線基板１５が固定される。その際、ホルダ６０の凹部６３５に形成された凸部６３６を配線基板１５の穴１５５に嵌めて、配線基板１５の位置決めを行い、その後、接着剤等によって配線基板１５を固定する。

図２、図３に示すように、第１カバー部材１６には、第１方向Ｚの他方側Ｚ２に向かって開口する略長方形の凹部１６５が形成されている。また、凹部１６５の底部には、第２方向Ｘで並ぶ２つの凹部１６６、１６７が形成されている。図３に示すように、凹部１６５は、第２方向Ｘの一方側Ｘ１に位置する第１壁部１６１と、第２方向Ｘの他方側Ｘ２に位置する第２壁部１６２と、第３方向Ｙの一方側Ｙ１に位置する第３壁部１６３と、第３方向Ｙの他方側Ｙ２に位置する第４壁部１６４とによって囲まれている。第３壁部１６３の外面には、第２方向Ｘに沿って延在する凹部１６０が形成されている。

第２カバー部材１７は、第１カバー部材１６に対して第１方向Ｚで略対称に形成されている。図２に示すように、第２カバー部材１７には、第１方向Ｚの一方側Ｚ１に向かって開口する略長方形の凹部１７５が形成されている。また、凹部１７５の底部には、第２方向Ｘで並ぶ２つの凹部１７６、１７７が形成されている。図３に示すように、第２カバー部材１７において、凹部１７５は、第２方向Ｘの一方側Ｘ１に位置する第１壁部１７１と、第２方向Ｘの他方側Ｘ２に位置するに第２壁部１７２と、第３方向Ｙの一方側Ｙ１に位置する第３壁部１７３と、第３方向Ｙの他方側Ｙ２に位置する第４壁部１７４とによって囲まれている。第３壁部１７３の外面には、第２方向Ｘに沿って延在する凹部１７０が形成されている。

（磁気駆動機構）
図４は、実施形態１のアクチュエータ１Ａの磁気駆動機構６、ヨーク８５、およびホルダ６０の分解斜視図である。図２、図４に示すように、磁気駆動機構６は、コイル７と、コイル７に対して第１方向Ｚで対向する磁石８とを有している。コイル７は、第２方向Ｘで並列するように２つ配置されている。コイル７は、第３方向Ｙに長辺７０１（有効部分）が延在する長円形状の空芯コイルであり、第１方向Ｚを厚み方向とする扁平コイルである。コイル７は、ホルダ６０に保持されている。

（ホルダ）
図２、図４に示すように、ホルダ６０は、２つのコイル保持穴６６、６７が第２方向Ｘで並列するように形成されており、コイル保持穴６６、６７にコイル７が配置されている。コイル保持穴６６、６７は貫通穴であり、第３方向Ｙの両端部に受け部６６１、６７１が形成されている。従って、コイル保持穴６６、６７に第１方向Ｚの他方側Ｚ２からコイル７を装着すると、コイル７の短辺７０２（無効部分）が受け部６６１、６７１によって第１方向Ｚの一方側Ｚ１で支持される。この状態で、コイル７は接着剤等によってホルダ６０に固定される。

ホルダ６０は、コイル保持穴６６、６７が形成されている部分に対して、第２方向Ｘの一方側Ｘ１、第２方向Ｘの他方側Ｘ２、第３方向Ｙの一方側Ｙ１、および第３方向Ｙの他方側Ｙ２には、第１壁部６１０、第２壁部６２０、第３壁部６３０、および第４壁部６４０を備えている。コイル保持穴６６と第１壁部６１０との間に第１開口部６０１が形成され、コイル保持穴６７と第２壁部６２０との間に第２開口部６０２が形成されている。第１開口部６０１、および第２開口部６０２はホルダ６０を第１方向Ｚで貫通する。

第３壁部６３０の外面には、第２方向Ｘに沿って延在する凹部６３５が形成されており、凹部６３５の両端部には、第３方向Ｙの一方側Ｙ１に突出した位置決め用の凸部６３６が形成されている。第３壁部６３０には、コイル保持穴６６、６７から第３壁部６３０の外面（凹部６３５の底面）まで延在するガイド溝６３７が４本形成されている。コイル７を構成する導線７５の巻き始めの端部、および、巻き終りの端部は、ガイド溝６３７を通してカバー１１の外側に引き出され、配線基板１５の切り欠き１５０を通して配線基板１５のランド１５１にハンダ付けされる。その結果、２つのコイル７は、直列に電気的に接続される。なお、２つのコイル７は、並列に電気的に接続してもよい。

（可動体）
図２、図４に示すように、可動体３は、磁石８と、磁石８を保持するヨーク８５を備えている。ヨーク８５は、コイル７に対して第１方向Ｚの一方側Ｚ１で対向する第１板部８６０を備えた第１ヨーク８６と、コイル７に対して第１方向Ｚの他方側Ｚ２で対向する第２板部８７０を備えた第２ヨーク８７とを有する。磁石８は、第１ヨーク８６の第１板部８６０のコイル７と対向する面、および第２ヨーク８７の第２板部８７０のコイル７と対向する面に保持されてコイル７に第１方向Ｚで対向している。なお、第１板部８６０と第２板部８７０の少なくとも一方にのみ磁石８が保持される構成とすることもできる。

実施形態１では、磁石８として、第１ヨーク８６の第１板部８６０のコイル７と対向する面に接着等の方法で固定された磁石８１と、第２ヨーク８７の第２板部８７０のコイル７と対向する面に接着等の方法で固定された磁石８２とが設けられている。この状態で、磁石８１は、コイル７の長辺７０１に第１方向Ｚの一方側Ｚ１で対向し、磁石８２は、コイル７の長辺７０１に第１方向Ｚの他方側Ｚ２で対向している。磁石８１および磁石８２は各々、厚さ方向（第１方向Ｚ）で分極着磁されており、磁石８１においてコイル７に対向する面と、磁石８２においてコイル７と対向する面は異なる極に着磁されている。

第１ヨーク８６は、第１板部８６０から第１方向Ｚの他方側Ｚ２に向けて第２ヨーク８７と重なる位置まで延在して第２ヨーク８７と連結された第１連結板部８６１と、磁石８１に対して第１連結板部８６１とは反対側で第１板部８６０から第１方向Ｚの他方側Ｚ２に向けて第２ヨーク８７と重なる位置まで延在して第２ヨーク８７と連結された第２連結板部８６２とを備えている。第１連結板部８６１および第２連結板部８６２は、溶接により第２ヨーク８７の端部と連結されている。第１連結板部８６１は、コイル７に対して第２方向Ｘの一方側Ｘ１でホルダ６０の第１開口部６０１を通って第１方向Ｚの他方側Ｚ２に向けて延在し、第２連結板部８６２は、コイル７に対して第２方向Ｘの他方側Ｚ２でホルダ６０の第２開口部６０２を通って第１方向Ｚの他方側Ｚ２に向けて延在している。

（ゲル状ダンパー部材）
図２に示すように、支持体２と可動体３とが第１方向Ｚで対向する個所にはゲル状ダンパー部材９が配置されている。実施形態１では、ゲル状ダンパー部材９として、可動体３の第１ヨーク８６と支持体２の第１カバー部材１６とが第１方向Ｚで対向する個所に第１ゲル状ダンパー部材９１が配置され、可動体３の第２ヨーク８７と支持体２の第２カバー部材１７とが第１方向Ｚで対向する個所に第２ゲル状ダンパー部材９２が配置されている。より具体的には、第１ゲル状ダンパー部材９１は、第１ヨーク８６の第１板部８６０と第１カバー部材１６の凹部１６６、１６７の底部との間に２つ配置され、第２ゲル状ダンパー部材９２は、第２ヨーク８７の第２板部８７０と第２カバー部材１７の凹部１７６、１７７の底部との間に２つ配置されている。

第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２は、第１方向Ｚを厚み方向として配置され、第２方向Ｘおよび第３方向Ｙに延在する。ゲル状ダンパー部材９（第１ゲル状ダンパー部材９１および第２ゲル状ダンパー部材９２）は、支持体２と接する面がゲル状ダンパー部材９自体の接着力により支持体２に固定され、可動体３と接する面がゲル状ダンパー部材９自体の接着力により可動体３に固定されている。

可動体３が第２方向Ｘに移動する際、ゲル状ダンパー部材９はせん断方向に変形する。ゲル状ダンパー部材９は、線形および非線形の変形特性を持つため、可動体３を振動させた際の共振をゲル状ダンパー部材９によって抑制することができる。また、ゲル状ダンパー部材９は、せん断方向に変形する際は、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。従って、可動体３が第２方向Ｘへ振動する際、ゲル状ダンパー部材９の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させることができる。

また、ゲル状ダンパー部材９は、可動体３と支持体２との間で第１方向Ｚに伸縮するように取り付けられている。ゲル状ダンパー部材９が潰れる方向に変形する際は、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。従って、可動体３が第１方向Ｚに移動しようとするとき、ゲル状ダンパー部材９のバネ定数は、可動体３が第２方向Ｘに移動するときのバネ定数より大きいので、ゲル状ダンパー部材９が第１方向Ｚに大きく変形することを抑制できる。従って、可動体３と支持体２とのギャップが大きく変化することを抑制できる。

（アクチュエータの製造方法）
図５は、実施形態１のアクチュエータ１Ａの製造方法を模式的に示す説明図である。図５（ａ）は組立ステップを示し、図５（ｂ）は充填ステップを示し、図５（ｃ）は硬化ステップを示し、図５（ｄ）は型部材除去ステップを示し、図５（ｅ）は完成したアクチュエータ１Ａを示す。実施形態１のアクチュエータ１Ａを製造する際には、支持体２と可動体３を組み立てた状態でゲル状ダンパー部材９を成型する。そのため、ゲル状ダンパー部
材９の外形を規定する型部材４を用意し、支持体２と可動体３とを組み立てる際に、支持体２と可動体３とが第１方向Ｚで対向する箇所に型部材４を配置して組み立てる。実施形態１では、支持体２と可動体３を組み立てると、支持体２に配置されるコイル７と可動体３に配置される磁石８によって磁気駆動機構６が構成される。

図５（ａ）に示すように、組立ステップでは、第２カバー部材１７と第２ヨーク８７の第２板部８７０とが第１方向Ｚで対向する箇所に２つの型部材４を配置する。実施形態１では、ゲル状ダンパー部材９は矩形であるため、型部材４として矩形の枠状の部材を用いる。型部材４は、第２カバー部材１７と第２板部８７０とに挟まれている。これにより、２つの型部材４の内側には、それぞれ、支持体２および可動体３に面する中空部５が形成される。また、図５（ａ）では図示を省略しているが、組立ステップでは、第１カバー部材１６と第１ヨーク８６の第１板部８６０とが第１方向Ｚで対向する箇所にも、同様に２つの型部材４を配置して中空部５を形成する。

ここで、実施形態１では、接着剤を用いずにゲル状ダンパー部材９自体の接着力によって支持体２および可動体３にゲル状ダンパー部材９を固定するため、支持体２と可動体３とを組み立てる前に、ゲル状ダンパー部材９が接合される面に、予め、プライマー（図示省略）を塗布しておく。例えば、本形態では、第１方向Ｚで対向する第２カバー部材１７と第２板部８７０の表面に、それぞれ、プライマーを塗布しておく。また、第１方向Ｚで対向する第１カバー部材１６と第１板部８６０の表面にも、同様に、プライマーを塗布しておく。型部材４は、プライマーが塗布された表面に挟まれるように組み立てられる。

図５（ｂ）に示すように、充填ステップでは、中空部５にゲル材料１０を充填する。実施形態１では、支持体２に中空部５と連通する注入孔１２が形成されている。図３に示すように、第２カバー部材１７には、第２方向Ｘに離間した２箇所に注入孔１２が形成されている。２箇所の注入孔１２は、それぞれ、型部材４の略中央に位置しており、中空部５に面している。また、２箇所の注入孔１２の間には、後工程で型部材４の除去に用いる排出孔１３が形成されている。図３に示すように、第１カバー部材１６においても、同様の位置に注入孔１２および排出孔１３が形成されている。充填ステップでは、例えば、ディスペンサー１４等を使用して所定量のゲル材料１０を注入孔１２から注入し、中空部５にゲル材料１０を充填する。

次に、図５（ｃ）に示す硬化ステップでは、中空部５に充填したゲル材料１０を硬化させる。例えば、ゲル材料１０として熱硬化型のシリコーンゲルを用いた場合には、支持体２および可動体３ごと恒温槽等に入れて規定の温度で規定時間維持することにより、ゲル材料１０を硬化させる。これにより、型部材４の内側でゲル状ダンパー部材９が形成され、支持体２と可動体３とがゲル状ダンパー部材９によって接続される。ゲル材料１０は、加熱硬化する際に、支持体２および可動体３に塗布されたプライマーに接する部分がプライマーと反応して、支持体２および可動体３の表面に固定される。実施形態１では、第２カバー部材１７と第２ヨーク８７とを接続する２つの第２ゲル状ダンパー部材９２、および、第１カバー部材１６と第１ヨーク８６の第１板部８６０とを接続する２つの第１ゲル状ダンパー部材９１が形成される。ゲル材料１０が硬化した状態では、注入孔１２は、支持体２においてゲル状ダンパー部材９が接合されている部位を貫通する孔になっている。

続いて、図５（ｄ）に示すように、型部材除去ステップでは、型部材４の外側に溶剤１９を注入し、可溶性の型部材４を溶剤１９によって溶かして除去する。型部材４としては、可溶性ポリマーを用いることができる。例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの水溶性ポリマーを用いる場合には、溶剤１９として水を注入することにより、型部材４を溶かすことができる。支持体２には、型部材４の外側に位置する排出孔１３が設けられている。従って、排出孔１３から支持体２と可動体３の間の空間へ溶剤１９を注入して型
部材４を溶解させる。型部材４を溶かした溶液は、排出孔１３から支持体２の外部へ排出する。これにより、図５（ｅ）に示すように、型部材４が支持体２の内側から除去され、ゲル状ダンパー部材９が残る。型部材４の排出後には、排出孔１３は、ゲル状ダンパー部材９を囲む空間と支持体２の外部の空間とを連通する孔になっている。

（実施形態１の主な効果）
以上説明したように、実施形態１のアクチュエータ１Ａは、支持体２および可動体３と、支持体２と可動体３とを接続するゲル状ダンパー部材９と、可動体３を支持体２に対して相対移動させる磁気駆動機構６と、を有する。支持体２には、ゲル状ダンパー部材９が配置される空間と外部とを連通させる排出孔１３が設けられている。また、実施形態では、支持体２に、ゲル状ダンパー部材９が接合されている部位を貫通する注入孔１２が設けられている。

実施形態１では、上記の構成のアクチュエータ１Ａを以下の各ステップを行う方法で製造する。すなわち、支持体２と可動体３とを組み立てる際、支持体２と可動体３とが対向する箇所に可溶性の型部材４を配置して、支持体２および可動体３に面する中空部５を形成する組立ステップと、中空部５にゲル材料１０を充填する充填ステップと、中空部５に充填されたゲル材料１０を硬化させる硬化ステップと、型部材４の外側に溶剤１９を注入し、溶剤１９で型部材４を溶かした溶液を支持体２と可動体３の間の空間から外部に排出する型部材除去ステップと、を行う。

このように、支持体２と可動体３との間に直接ゲル状ダンパー部材９を成型する場合には、従来のように、ゲル状ダンパー部材９を刃でカットすることに起因する寸法精度の悪化や端面品質の悪化が発生しない。従って、ゲル状ダンパー部材９の品質を向上させることができる。また、型部材４を用いて直接成型する場合には、矩形以外の複雑な形状や精密な形状のゲル状ダンパー部材９を成型することも可能である。また、支持体２と可動体３の間に直接ゲル状ダンパー部材９を成型する場合には、アクチュエータ１Ａを組み立てる際に柔らかいゲル状ダンパー部材９を組み立てる必要がなく、取扱いが容易な型部材４を組み立てればよい。従って、アクチュエータ１Ａを自動組立により製造することが可能になるので、アクチュエータ１Ａの製造の効率化を図ることができる。これにより、製造コストの削減を図ることもできる。

実施形態１では、支持体２がアクチュエータ１Ａの外周面を規定するカバー１１を備えているので、支持体２に中空部５に面する注入孔１２を形成しておくことにより、注入孔１２から中空部５へゲル材料１０を充填することができる。なお、アクチュエータ１Ａは、可動体３が支持体２の外周側に配置される構成を採用することもできるが、この場合には、可動体３の側に注入孔１２を形成することも可能である。

あるいは、実施形態１において、型部材４に注入孔１２を設けておき、充填ステップでは、注入孔１２からゲル材料１０を中空部５へ注入する構成を採用しても良い。型部材４に注入孔１２を設けることにより、支持体２および可動体３とゲル状ダンパー部材９との接合面に孔が形成されることを回避できる。ここで、型部材４は支持体２の内側に配置されるため、型部材４に注入孔１２を設ける場合には、支持体２に貫通孔を形成しておき、支持体２の貫通孔へディスペンサー１４を差し込んだとき、ディスペンサー１４の先端が型部材４の注入孔１２へ届くように構成すればよい。例えば、支持体２には排出孔１３が形成されているので、型部材４に注入孔１２を形成する場合には、注入孔１２の延長線上に排出孔１３を形成しておけば、排出孔１３を経由してゲル材料１０の充填を行うことができる。

実施形態１において、型部材４は枠状であり、組立ステップでは、型部材４を支持体２
と可動体３の間に挟んだ状態に組み立てる。従って、アクチュエータ１Ａに型部材４を容易に組み込むことができ、容易に中空部５を形成できる。また、支持体２と可動体３とのギャップが型部材４の寸法によって決まるため、支持体２と可動体３とのギャップの寸法精度を向上させることができる。

（変形例）
図６は、変形例のアクチュエータ１Ａの製造方法を模式的に示す説明図である。図６（ａ）は変形例の組立ステップを示し、図６（ｂ）は完成したアクチュエータ１Ａを示す。変形例では、組立ステップを行う前に、型部材４の内周面（充填されるゲル材料１０に触れる部分）に不溶性膜９０を形成しておく。これにより、図６（ａ）に示すように、組立ステップによって内面に不溶性膜９０が設けられた中空部５が形成される。不溶性膜９０は、例えば、シリコーン薄膜である。

変形例では、不溶性膜９０の内側にゲル材料１０を充填して硬化させる。その後、上記形態と同様に型部材除去ステップを行うと、型部材４が溶解して除去され、図６（ｂ）に示すように、ゲル状ダンパー部材９の表面に不溶性膜９０が残存する。従って、ゲル状ダンパー部材９の表面を不溶性膜９０によって保護できるので、ゲル状ダンパー部材９の耐久性を向上させることができる。また、不溶性膜９０の伸縮特性、および不溶性膜９０を設ける位置および範囲を適宜設定することにより、ゲル状ダンパー部材９の変形特性を調節することも可能である。例えば、ゲル状ダンパー部材９がせん断変形する際のバネ定数を調整することができる。

［実施形態２］
（全体構成）
図７は、本発明の実施形態２に係るアクチュエータ１Ｂの断面図である。実施形態２において、軸線Ｌは可動体３の中心軸線である。また、軸線Ｌが延在する方向（軸線Ｌ方向）の一方側をＬ１とし、軸線Ｌ方向の他方側をＬ２とする。実施形態２のアクチュエータ１Ｂは、全体として、軸線Ｌ方向に延びる円筒状である。実施形態２では、可動体３が支持体２に対して軸線Ｌ方向に振動する。可動体３と支持体２は、可動体３と支持体２との径方向の隙間に配置されるゲル状ダンパー部材９によって接続される。

実施形態２では、支持体２が可動体３の外周側を囲んでおり、ゲル状ダンパー部材９の内周部が可動体３に接続され、ゲル状ダンパー部材９の外周部が支持体２に接続される形態を例にとって説明するが、本発明は、可動体３と支持体２の配置を入れ換えて、可動体３が支持体２の外周側を囲む構成を採用することもできる。また、実施形態２では、可動体３は、軸線Ｌ方向の一方側（Ｌ１側）および他方側（Ｌ２側）の２箇所において、ゲル状ダンパー部材９によって支持体２と接続される。実施形態２では、可動体３のＬ１側の端部に配置されるゲル状ダンパー部材９を第１ゲル状ダンパー部材９３とし、可動体３のＬ２側の端部に配置されるゲル状ダンパー部材９を第２ゲル状ダンパー部材９４とする。なお、ゲル状ダンパー部材９が１箇所もしくは３箇所以上に配置される構成を採用することもできる。

（支持体）
支持体２は、金属製のケース２０と、ケース２０に保持される樹脂製の第１ホルダ４０および第２ホルダ５０と、コイルホルダ７０を備える。ケース２０は、軸線Ｌ方向に延びる筒状ケース２１と、筒状ケース２１のＬ１側の端部に固定される第１端板２２と、筒状ケース２１のＬ２側の端部に固定される第２端板２３を備える。筒状ケース２１には、コイル線が接続される基板２４が固定される。

第１ホルダ４０は、筒状ケース２１のＬ１側の端部の内側に固定される環状部４２と、
環状部４２の内周側に配置される枠部分４５と、環状部４２と枠部分４５とを接続する接続部４６を備えている。コイルホルダ７０は、第１ホルダ４０にＬ１側から固定されるホルダ固定部７１と、ホルダ固定部７１からＬ２側へ突出するコイル固定部７２を備える。ホルダ固定部７１は、周方向に離間した複数個所からＬ１側へ突出するフック７３を備えている。フック７３の先端は、筒状ケース２１の縁に係止される。

第２ホルダ５０は、筒状ケース２１のＬ２側の端部の内側に固定される円筒部５５と、円筒部５５の内周側に配置される枠部分５６と、円筒部５５と枠部分５６とを接続する接続部５７を備えている。

（可動体）
可動体３は、支持体２の径方向の中心において軸線Ｌ方向に延びるシャフト３１と、シャフト３１の軸線Ｌ方向の略中央に固定される磁石８と、磁石８にＬ１側で重なる第１ヨーク３２と、磁石８にＬ２側で重なる第２ヨーク３３を備える。第２ヨーク３３は、磁石８のＬ２側の面に接着等の方法で固定される第１磁性板３４と、第１磁性板３４にＬ２側から当接する第２磁性板３５を備える。

また、可動体３は、第１ヨーク３２にＬ１側から当接する金属製の第１錘部材３６と、第２ヨーク３３にＬ２側から当接する金属製の第２錘部材３７を備える。第１錘部材３６および第２錘部材３７は、シャフト３１が嵌まる軸孔を備えている。第１錘部材３６は軸線Ｌ方向に延びており、Ｌ１側の端部に大径部分３６１を備えている。大径部分３６１は、第１ホルダ４０の枠部分４５の内周側に配置される。また、第２錘部材３７は軸線Ｌ方向に延びており、Ｌ２側の端部に大径部分３７１を備えている。大径部分３７１は、第２ホルダ５０の枠部分５６の内周側に配置される。

（磁気駆動機構）
磁気駆動機構６は、支持体２に配置されるコイル７と、可動体３に配置される磁石８を備える。磁石８は円筒状であり、軸線Ｌ方向においてＮ極とＳ極とに分極するように着磁されている。磁石８の外周側には、コイルホルダ７０に設けられたコイル固定部７２が磁石８と同軸に配置される。従って、磁石８とコイル７は同軸に配置される。磁気駆動機構６は、コイル７に通電することにより、可動体３を軸線Ｌ方向に駆動する駆動力を発生させる。

（ゲル状ダンパー部材）
実施形態２において、ゲル状ダンパー部材９は、可動体３と支持体２の径方向の隙間において全周に連続して配置される。実施形態２では、ゲル状ダンパー部材９は、可動体３に設けられた内周側部分と、支持体２に設けられた外周側部分との間に直接成形される。ゲル状ダンパー部材９は、シャフト３１のＬ１側の端部に取り付けられた第１錘部材３６の大径部分３６１（内周側部分）と第１ホルダ４０の枠部分４５（外周側部分）との間に配置される第１ゲル状ダンパー部材９３、および、シャフト３１のＬ２側の端部に取り付けられた第２錘部材３７の大径部分３７１（内周側部分）と第２ホルダ５０の枠部分５６（外周側部分）との間に配置される第２ゲル状ダンパー部材９４を備える。第１ゲル状ダンパー部材９３および第２ゲル状ダンパー部材９４は、径方向の厚さが一定の円筒状部材であり、軸線Ｌ方向の寸法（高さ）も一定である。

実施形態２のアクチュエータ１Ｂは、コイル７に通電することにより、磁気駆動機構６によって可動体３が支持体２に対して軸線Ｌ方向に相対移動する。コイル７への通電を切ると、可動体３は、ゲル状ダンパー部材９の復帰力によって原点位置へ戻る。従って、コイル７への通電を断続的に行うことにより、可動体３は、軸線Ｌ方向で振動する。可動体３が軸線Ｌ方向に振動すると、ゲル状ダンパー部材９は、可動体３の振動に追従してせん
断方向に変形する。実施形態２においても、実施形態１と同様に、可動体３を振動させた際の共振をゲル状ダンパー部材９によって抑制することができる。また、ゲル状ダンパー部材９の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させることができる。

また、可動体３が振動方向（軸線Ｌ方向）とは異なる方向（すなわち、径方向）に移動するとき、ゲル状ダンパー部材９は潰れる方向に変形する。従って、可動体３が振動方向（軸線Ｌ方向）とは異なる方向に移動しようとするとき、ゲル状ダンパー部材９のバネ定数は可動体３が軸線Ｌ方向に振動するときのバネ定数より大きいので、可動体３が振動方向（軸線Ｌ方向）とは異なる方向に移動しにくい。

（アクチュエータの製造方法）
図８は、実施形態２のアクチュエータ１Ｂの製造方法を模式的に示す説明図である。図８（ａ）は充填ステップを示し、図８（ｂ）は型部材除去ステップを示す。実施形態２のアクチュエータ１Ｂを製造する際には、実施形態１と同様に、支持体２と可動体３の間に中空部５（図８（ａ）参照）を形成してゲル状ダンパー部材９を直接成型する。そのため、ゲル状ダンパー部材９の外形を規定する型部材４を用意し、支持体２と可動体３とを組み立てる際に、支持体２と可動体３とが径方向で対向する箇所に型部材４を配置して中空部５を形成する。

図８（ａ）に示すように、実施形態２では、第１錘部材３６の大径部分３６１（内周側部分）と第１ホルダ４０の枠部分４５（外周側部分）とが径方向で対向する箇所のＬ１側およびＬ２側に型部材４が配置される。ここで、枠部分４５の内周面および大径部分３６１の外周面はゲル状ダンパー部材９が接合される面であるため、支持体２と可動体３とを組み立てる前に、予め、プライマー（図示省略）を塗布しておく。

実施形態２では、型部材４として、大径部分３６１および枠部分４５にＬ１側から当接する第１型部材４０１と、大径部分３６１および枠部分４５にＬ２側から当接する第２枠部材４０２の２部材を用いる。第１型部材４０１および第２枠部材４０２は円環状の板部材であり、大径部分３６１と枠部分４５との径方向の隙間を軸線Ｌ方向の一方側（Ｌ１側）および他方側（Ｌ２側）から塞ぐように組み立てられる。これにより、環状の中空部５が形成される。また、図８（ａ）では図示を省略しているが、第２錘部材３７の大径部分３７１と第２ホルダ５０の枠部分５６とが径方向で対向する箇所のＬ１側およびＬ２側にも、同様に型部材４が配置されて中空部５が形成される。

実施形態２では、第１型部材４０１に注入孔１２が形成され、ケース２０の第１端板２２に排出孔１３が形成されている。図８（ａ）に示すように、注入孔１２と排出孔１３は軸線Ｌ方向から見て重なっており、排出孔１３へ差し込んだディスペンサー１４の先端が型部材４の注入孔１２へ届くように構成されている。従って、充填ステップでは、図８（ａ）に示すように、第１型部材４０１の注入孔１２からゲル材料１０を中空部５へ充填する。充填後、実施形態１と同様に硬化ステップを行う。ゲル材料１０は、加熱硬化する際に、プライマーと反応する。その結果、枠部分４５の内周面および大径部分３６１の外周面にゲル状ダンパー部材９（第１ゲル状ダンパー部材９３）が固定される。

続いて、型部材除去ステップでは、図８（ｂ）に示すように、排出孔１３から溶剤１９を注入し、可溶性の型部材４を溶剤１９によって溶解させる。型部材４は、実施形態１と同様に、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの可溶性ポリマーで形成されている。型部材４を溶かした溶液は、排出孔１３からケース２０の外部へ排出する。これにより、図７に示すように、型部材４がケース２０の内側から除去され、ゲル状ダンパー部材９が残ったアクチュエータ１Ｂが完成する。なお、溶剤１９を注入するための排出孔１３は、図７
、図８に示す位置だけでなく、全ての型部材４に溶剤１９を到達させることができる位置に適宜設けることができる。

（実施形態２の主な効果）
以上説明したように、実施形態２のアクチュエータ１Ｂは、支持体２および可動体３と、支持体２と可動体３とを接続するゲル状ダンパー部材９と、可動体３を支持体２に対して相対移動させる磁気駆動機構６と、を有する。支持体２には、ゲル状ダンパー部材９が配置される空間と外部とを連通させる排出孔１３が設けられている。例えば、第１ゲル状ダンパー部材９３のＬ１側に配置される第１端板２２に排出孔１３が設けられている。

実施形態２では、実施形態１と同様に、上記の構成のアクチュエータ１Ｂを以下の各ステップを行う方法で製造する。すなわち、支持体２と可動体３とを組み立てる際、支持体２と可動体３とが対向する箇所に可溶性の型部材４を配置して、支持体２および可動体３に面する中空部５を形成する組立ステップと、中空部５にゲル材料１０を充填する充填ステップと、中空部５に充填されたゲル材料１０を硬化させる硬化ステップと、型部材４の外側に溶剤１９を注入し、溶剤１９で型部材４を溶かした溶液を支持体２と可動体３の間の空間から外部に排出する型部材除去ステップとを行う。

このように、実施形態２においても、実施形態１と同様に、支持体２と可動体３との間に直接ゲル状ダンパー部材９を成型するので、ゲル状ダンパー部材９を刃でカットすることに起因する寸法精度の悪化や端面品質の悪化が発生しない。従って、ゲル状ダンパー部材９の品質を向上させることができる。また、型部材４を用いてゲル状ダンパー部材９を直接成型するので、実施形態２のような環状のゲル状ダンパー部材９を成型できる。また、アクチュエータ１Ｂを組み立てる際に柔らかいゲル状ダンパー部材９を組み立てる必要がなく、取扱いが容易な型部材４を組み立てればよい。従って、アクチュエータ１Ｂを自動組立により製造することが可能になるので、アクチュエータ１Ｂの製造の効率化を図ることができる。これにより、製造コストの削減を図ることができる。

実施形態２では、可動体３が軸線Ｌ方向に延びる大径部分３６１、３７１（内周側部分）を備え、支持体２は、大径部分３６１、３７１の外周側を囲む枠部分４５、５６（外周側部分）を備えている。そして、組立ステップでは、大径部分３６１と枠部分４５とが対向する箇所のＬ１側およびＬ２側、および、大径部分３７１と枠部分５６とが対向する箇所のＬ１側およびＬ２側にそれぞれ型部材４を配置して、大径部分３６１と枠部分４５との径方向の隙間、および、大径部分３７１と枠部分５６との径方向の隙間の２箇所に、それぞれ、環状の中空部５を形成する。このような構成により、環状のゲル状ダンパー部材９を支持体２と可動体３との間に直接成型することができ、支持体２と可動体３との径方向の隙間において全周に連続してゲル状ダンパー部材９を配置することができる。従って、環状のゲル状ダンパー部材９によって可動体３と支持体２とを接続したアクチュエータ１Ａを容易に製造することができる。

１Ａ、１Ｂ…アクチュエータ、２…支持体、３…可動体、４…型部材、５…中空部、６…磁気駆動機構、７…コイル、８…磁石、９…ゲル状ダンパー部材、１０…ゲル材料、１１…カバー、１２…注入孔、１３…排出孔、１４…ディスペンサー、１５…配線基板、１６…第１カバー部材、１７…第２カバー部材、１８…ネジ、１９…溶剤、２０…ケース、２１…筒状ケース、２２…第１端板、２３…第２端板、２４…基板、３１…シャフト、３２…第１ヨーク、３３…第２ヨーク、３４…第１磁性板、３５…第２磁性板、３６…第１錘部材、３７…第２錘部材、４０…第１ホルダ、４２…環状部、４５…枠部分、４６…接続部、５０…第２ホルダ、５５…円筒部、５６…枠部分、５７…接続部、６０…ホルダ、６６、６７…コイル保持穴、７０…コイルホルダ、７１…ホルダ固定部、７２…コイル固定
部、７３…フック、７５…導線、８１、８２…磁石、８５…ヨーク、８６…第１ヨーク、８７…第２ヨーク、９０…不溶性膜、９１…第１ゲル状ダンパー部材、９２…第２ゲル状ダンパー部材、９３…第１ゲル状ダンパー部材、９４…第２ゲル状ダンパー部材、１５０…切り欠き、１５１…ランド、１５５…穴、１６０…凹部、１６１…第１壁部、１６２…第２壁部、１６３…第３壁部、１６４…第４壁部、１６５…凹部、１６６、１６７…凹部、１７０…凹部、１７１…第１壁部、１７２…第２壁部、１７３…第３壁部、１７４…第４壁部、１７５…凹部、１７６、１７７…凹部、３６１…大径部分、３７１…大径部分、４０１…第１型部材、４０２…第２枠部材、６０１…開口部、６０２…開口部、６１０…第１壁部、６２０…第２壁部、６３０…第３壁部、６３５…凹部、６３６…凸部、６３７…ガイド溝、６４０…第４壁部、６６１、６７１…受け部、７０１…長辺、７０２…短辺、８６０…第１板部、８６１…第１連結板部、８６２…第２連結板部、８７０…第２板部、Ｌ…軸線、Ｘ…第２方向、Ｙ…第３方向、Ｚ…第１方向

Claims (6)

1. 支持体および可動体と、前記支持体と前記可動体とを接続するゲル状ダンパー部材と、
   前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有するアクチュエータの製造方法であって、
   前記支持体と前記可動体とを組み立てる際、前記支持体と前記可動体とが対向する箇所に可溶性の型部材を配置して、前記支持体および前記可動体に面する中空部を形成する組立ステップと、
   前記中空部にゲル材料を充填する充填ステップと、
   前記中空部に充填された前記ゲル材料を硬化させる硬化ステップと、
   前記型部材の外側に溶剤を注入し、前記溶剤で前記型部材を溶かした溶液を前記支持体と前記可動体の間の空間から外部に排出する型部材除去ステップと、を行うことを特徴とするアクチュエータの製造方法。
2. 前記支持体または前記可動体に前記中空部に面する注入孔を設けておき、
   前記充填ステップでは、前記注入孔から前記ゲル材料を前記中空部へ注入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の製造方法。
3. 前記型部材に注入孔を設けておき、
   前記充填ステップでは、前記注入孔から前記ゲル材料を前記中空部へ注入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の製造方法。
4. 前記組立ステップを行う前に、前記型部材の内周面に不溶性膜を形成しておき、
   前記型部材除去ステップを行うことにより、前記ゲル状ダンパー部材の表面に前記不溶性膜を残存させ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の製造方法。
5. 前記型部材は枠状であり、
   前記組立ステップでは、前記型部材を前記支持体と前記可動体の間に挟んだ状態に組み立て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の製造方法。
6. 前記支持体と前記可動体の一方は、軸線方向に延びる内周側部分を備え、前記支持体と前記可動体の他方は、前記内周側部分の外周側を囲む外周側部分を備え、
   前記組立ステップでは、前記内周側部分および前記外周側部分の前記軸線方向の一方側および他方側に前記型部材を配置して、前記内周側部分と前記外周側部分との径方向の隙間に前記中空部を形成す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の製造方法。

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