WO2021006083A1 - リニア振動アクチュエータ - Google Patents

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WO2021006083A1
WO2021006083A1 PCT/JP2020/025426 JP2020025426W WO2021006083A1 WO 2021006083 A1 WO2021006083 A1 WO 2021006083A1 JP 2020025426 W JP2020025426 W JP 2020025426W WO 2021006083 A1 WO2021006083 A1 WO 2021006083A1
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guide shaft
linear vibration
vibration actuator
housing
mover
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PCT/JP2020/025426
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武志 古川
中村　元一
千尋 岡本
中村　一也
Original Assignee
アダマンド並木精密宝石株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system

Definitions

  • the present invention relates to a linear vibration actuator that vibrates a mover in a straight line.
  • a thin linear vibration actuator has been widely used as a device for constituting a vibration function in a portable device such as a smartphone (see, for example, Patent Document 1).
  • the linear vibration actuator described in Patent Document 1 has a structure in which one shaft (8) whose both ends are supported by the peripheral wall portion of the housing (2) slidably supports the mover.
  • the actuator is configured to vibrate linearly by passing an alternating current drive current through a coil (15) arranged near the magnet (5), which is a part of the above.
  • a plurality of shafts for example, two
  • the vibration characteristics deteriorate due to the low parallelism between the shafts and unnecessary noise. Can be eliminated.
  • the guide shaft is basically formed on the peripheral wall portion of the housing from the outside to the inside of the housing with the mover arranged inside the housing. It will be assembled by passing it through the hole for supporting the guide shaft and the sliding part of the actuator. Therefore, a certain amount of clearance (play) is required between the hole in the peripheral wall and the outer diameter of the guide shaft.
  • the position of the mover and the guide shaft is determined by the positions of the shaft support holes formed on one surface of the peripheral wall portion and the holes formed on the opposite surfaces of the peripheral wall portion, the diameter dimensions of these holes, and the guide shaft. It is mainly determined by the outer diameter of.
  • the sliding resistance depends on the clearance of the sliding part (movable element and guide shaft), and the clearance depends on the stacking of the tolerances of each part. Among them, if the position of the hole in the peripheral wall of the housing supporting both ends of the guide shaft, the diameter of the hole, and the outer diameter tolerance of the guide shaft are tightened to reduce the stacking of tolerances, the guide shaft is damaged. There is a high possibility that it will end up.
  • the linear vibration actuator of the present invention is arranged inside a housing, and a mover that vibrates linearly in a predetermined direction while being urged by an urging means is slid by a plurality of guide shafts. It is held movably.
  • the guide shaft is fixed so as not to move relative to the housing, and a positioning shape for positioning the guide shaft is formed on a part of the peripheral wall portion of the housing. It is characterized by.
  • a mover arranged inside the housing vibrates linearly in a predetermined direction while being urged by an urging means
  • the movers include a plurality of movers. It is slidably held by a guide shaft, the guide shaft is fixed so as not to move relative to the housing, and the positioning shape for positioning the guide shaft is the housing. It is characterized in that it is formed on a part of the peripheral wall portion of the body. According to this configuration, it is possible to easily and highly accurately position the plurality of guide shafts that guide the mover, so that a linear vibration actuator having excellent productivity and vibration characteristics can be obtained.
  • the positioning shape is a shape corresponding to at least a part of the shapes of both ends of the guide shaft. According to this configuration, the guide shaft can be more easily positioned with high accuracy during assembly.
  • the positioning shape is a U-shaped groove shape corresponding to the outer peripheral shape of the guide shaft at the bottom. According to this configuration, highly accurate positioning can be performed without performing special processing on the end portion of the guide shaft.
  • the guide shaft is press-fitted at the corresponding portion of the positioning shape. According to this configuration, the guide shaft can be reliably held in a state of being positioned and arranged with high accuracy.
  • Another feature is that, in addition to the above features, the guide shaft is fixed to the housing by adhesion or welding. According to this configuration, the state where the guide shaft is positioned and arranged with high accuracy can be more reliably maintained.
  • the mover includes a frame and has a plurality of magnets extending or arranged in the vibration direction integrally with the frame. According to this configuration, the vibration characteristics can be improved.
  • the frame body is provided with a holding portion for the guide shaft. According to this configuration, an appropriate positional relationship between the magnet of the mover and the guide shaft can be easily determined.
  • the urging means is a magnetic spring utilizing the repulsive force between magnets having the same polarity, and the magnetic springs are both ends of the mover in the vibration direction. It is composed of a pair of first urging magnets arranged in each and a pair of second urging magnets arranged so as to face each of the pair of first urging magnets.
  • Each of the second urging magnets of the above is housed in a yoke member, the yoke member constitutes a part of the peripheral wall portion of the housing, and the positioning shape is formed in the yoke member. It is characterized by being.
  • FIG. 1 is a diagram showing a linear vibration actuator A1 according to this embodiment.
  • FIG. 1A is an external view of the linear vibration actuator A1.
  • FIG. 1B a main part of the exterior is represented by a virtual line to show the internal structure of the linear vibration actuator A1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a main assembly work and characteristic constituent parts of the linear vibration actuator A1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flow chart of the assembly work of the linear vibration actuator A1 shown in FIG.
  • the linear vibration actuator A1 causes the mover 20 to vibrate linearly in a predetermined vibration direction D11, and includes a housing 10, a mover 20, a guide shaft 30, a flat plate coil 40, and a pair. It is provided with a magnetic spring 50.
  • FIG. 1B the main part of the housing 10 corresponding to the exterior is represented by a virtual line (thin two-dot chain line) so that the internal structure of the linear vibration actuator A1 can be seen, and the coil 40 is actually held.
  • the flexible substrate (FPC) and the like are not shown.
  • the housing 10 is a rectangular parallelepiped box extending in the vibration direction D11 with a length of about 20 mm, and at least a part thereof is made of a magnetic material.
  • the housing 10 is composed of a peripheral wall portion 11, a bottom wall portion 12, and a ceiling wall portion 13, and an intermediate member 14 is arranged as forming a part of the peripheral wall portion 11.
  • Each part constituting the housing 10 is formed by cutting, pressing, or the like.
  • a guide shaft 30 and one of the magnets constituting the magnetic spring 50 are fixed to the intermediate member 14.
  • the intermediate member 14 is made of a magnetic material and also functions as a yoke member for a magnet.
  • the mover 20 is a rectangular parallelepiped member that extends in the vibration direction D11 housed in the housing 10, and includes a frame body 21 and a plurality of magnets 22.
  • the plurality of magnets 22 are fitted into the frame 21 in a state of being linearly arranged in the vibration direction D11. Further, the frame body 21 has holding portions 21g for slidably holding the guide shaft 30 on both sides along the vibration direction D11.
  • the flat plate coil 40 is held on a flexible substrate (not shown) and is arranged so as to face the magnet 22 provided on the mover 20.
  • An alternating current is passed through the flat plate coil 40 as a drive current, and the Lorentz force acting between the mover 20 and the plurality of magnets 22 causes the mover 20 to vibrate linearly in the vibration direction D11.
  • the pair of magnetic springs 50 are members that urge the mover 20 in the vibration direction D11 by the repulsive force of the magnet, and are arranged at both ends of the vibration direction D11 in the mover 20.
  • Each magnetic spring 50 includes a first urging magnet 51 and a second urging magnet 52.
  • One first urging magnet 51 is arranged at each end of the vibration direction D11 in the mover 20.
  • the second urging magnet 52 is arranged inside the housing 10 so as to face each of the first urging magnets 51.
  • the second urging magnet 52 has the same polarity as that of the first urging magnet 51.
  • Each magnetic spring 50 causes the mover 20 to move from the inner wall surface of the housing 11 in the vibration direction D11 due to the repulsive force generated between the first urging magnet 51 and the second urging magnet 52 having the same polarity. It is urging in the direction of separation.
  • the linear vibration actuator A1 Since the linear vibration actuator A1 has a characteristic component portion, the two guide shafts 30 are arranged and fixed with high accuracy. Moreover, the assembly work can be performed relatively easily. The main assembly work and characteristic constituent parts of the linear vibration actuator A1 will be described below with reference to FIG.
  • the guide shaft 30 is incorporated into the holding portion 21g previously formed on the frame body 21 of the mover 20.
  • the intermediate member 14 is prepared.
  • the intermediate member 14 has a hole 14h into which the end of the guide shaft 30 is inserted.
  • the inner diameter of the hole 14h is appropriately set according to the outer diameter of the guide shaft 30 and the press-fitting tolerance with the guide shaft 30.
  • the position between the two guide shafts 30 is determined by the hole portion 14h.
  • the end portion of the guide shaft 30 is inserted into the hole portion 14h of the intermediate member 14 and fixedly arranged.
  • a housing in which the peripheral wall portion 11 and the bottom wall portion 12 are integrated is prepared.
  • the intermediate member 14 is designed so as to fit on the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 11 without rattling depending on the shape and arrangement of the portions. There is.
  • the assembly including the mover 20, the two guide shafts 30, and the two intermediate members 14 is housed inside the peripheral wall portion 11.
  • each of the two intermediate members 14 arranged to face each other is in contact with and fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 11 on at least three surfaces.
  • the guide shaft 30 is fixed so as not to move relative to the peripheral wall portion 11, the intermediate member 14, and the bottom wall portion 12 constituting the housing 10, and the mover 20 is fixed by the two guide shafts 30. , It is in a slidable and held state. Finally, after incorporating the flat plate coil 40 and the like, the ceiling wall portion 13 is attached to form the linear vibration actuator A1.
  • the work processes of [1] to [8] may not necessarily be performed in order, but at least the guide shaft 30 is held by the mover 20 and the end portion of the guide shaft is formed. It is essential in this embodiment that these are arranged inside the peripheral wall portion 11 in a state of being inserted into the hole portion 14h of the intermediate member (yoke member) 14.
  • FIG. 4 is a diagram showing a linear vibration actuator A2 according to this embodiment. In order to show the characteristic parts of this embodiment, a part of the ceiling wall portion 13 constituting the housing 10 is shown in a partial cross section.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a main assembly work and characteristic constituent parts of the linear vibration actuator A2 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flow chart of the assembly work of the linear vibration actuator A2 shown in FIG.
  • the linear vibration actuator A2 of this embodiment includes a housing 10, a mover 20, a guide shaft 30, a flat plate coil 40, and a pair of magnetic springs 50, and advances the mover 20 straight.
  • the basic configuration for vibrating is common to the linear vibration actuator A1 of [Example 1].
  • linear vibration actuator A2 of this embodiment is common to the linear vibration actuator A1 of [Example 1] in that the guide shaft 30 can be arranged and fixed with high accuracy by a relatively easy assembly method.
  • the form of the characteristic component portion that enables this is different from that of the linear vibration actuator A1 of [Example 1].
  • the linear vibration actuator A2 has a U-shaped groove 15u formed in a part of the peripheral wall portion 15 of the housing 10 as a positioning shape portion for positioning the guide shaft 30.
  • the guide shaft 30 is inserted into the holding portion 21g formed in the frame 21 of the mover 20.
  • the housing 10 in which the peripheral wall portion 15 and the bottom wall portion 12 are integrated is prepared.
  • the radial dimension of the bottom of the U-shaped groove 15u formed in a part of the peripheral wall portion 15 is appropriately set by the press-fitting tolerance with the outer diameter dimension of the guide shaft 30.
  • the mover 20 holding the guide shaft 30 is accommodated inside the peripheral wall portion 15.
  • the end portion of the guide shaft 30 is pushed into the U-shaped groove 15u of the peripheral wall portion 15 to be fixedly arranged.
  • the position between the two guide shafts 30 is determined by the U-shaped groove 15u.
  • the mover 20 holding the guide shaft 30 is prepared by the process of [1] preparation of the mover and [2] incorporation of the guide shaft into the mover.
  • the linear vibration actuator A2 is completed by the process of [5] fixing the coil / substrate to the ceiling wall of the housing and [6] fixing the ceiling wall and the peripheral wall of the housing. ..
  • the work processes of [1] to [6] may not necessarily be performed in order, but at least from the state where the guide shaft 30 is held by the mover 20, these are the peripheral wall portions. It is essential in this embodiment that it is arranged inside the 15.
  • FIG. 7 is a diagram showing a linear vibration actuator B1 as a comparative example with respect to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a main assembly work and characteristic constituent parts of the linear vibration actuator B1 shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a flow chart of the assembly work of the linear vibration actuator B1 shown in FIG. 7.
  • the linear vibration actuator B1 as a comparative example is housed in a rectangular parallelepiped box-shaped housing 10 in appearance, like the linear vibration actuators A1 and A2 according to the above-described embodiment. ing. Further, although not shown in FIG. 7, the internal structure thereof also includes a mover 20, a guide shaft 30, a flat plate coil 40, and a pair of magnetic springs 50, and in a basic configuration in which the mover 20 vibrates linearly. Is common to the linear vibration actuators A1 and A2.
  • the linear vibration actuator B1 of the comparative example differs from the embodiment of the present invention in that a round hole 16c for supporting the end portion of the guide shaft 30 is formed in the peripheral wall portion 16 constituting the housing 10. It is an aspect.
  • the mover 20 and the housing 10 in which the peripheral wall portion 16 and the bottom wall portion 12 are integrated are prepared.
  • magnets for forming the pair of magnetic springs 50 are arranged and fixed to the mover 20 and the peripheral wall portion 16.
  • the peripheral wall portion 16 is formed with four through-through round holes 16c for inserting and supporting the guide shaft (two locations with reference numerals 16c in the drawing and two locations on the surface facing the guide shaft). Has been done.
  • the inner diameter of the round hole 16c is formed to a size that allows a clearance of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m with respect to the outer diameter of the guide shaft.
  • the two guide shafts 30 are inserted into the round holes 16c from the outside of the housing 10.
  • the guide shaft 30 which is outside the peripheral wall portion 16 and is inserted through the round hole 16c is passed through the holding portion 21g formed in the frame 21 of the mover 20 and is inserted on the insertion side. It is passed through a round hole 16c formed on a surface facing the inner side surface of the. At this time, the guide shaft 30 is in a state where the mover 20 is slidably held and both ends are supported by the round holes 16c.
  • the work processes [1] to [6] may not necessarily be performed in order, but at least from the state where the mover 20 is arranged inside the peripheral wall portion 16, the outside of the housing 10 It is essential in this comparative example that the guide shaft 30 is slidably held by the guide shaft 30 by inserting the guide shaft 30 from the above, and it is an embodiment of the present invention [Example 1] and This is a part that is significantly different from [Example 2] and the like.
  • the characteristics of the linear vibration actuator are likely to vary.
  • the reproducibility of the positioning of the mover is poor and the sliding resistance tends to vary.
  • Sliding resistance depends on the clearance of sliding parts (movable element and shaft), and the clearance depends on the stacking of tolerances of each part.
  • the guide shaft is used in the assembly method in which the guide shaft is inserted from the outside of the housing.
  • the tolerance of the hole position on the peripheral wall, the diameter of the hole, and the outer diameter of the guide shaft is tightened to reduce the stacking of tolerances.
  • the shaft will be damaged (damaged or broken) when it is passed through the hole.
  • the process of passing the shaft is difficult because the magnets of the peripheral wall and the mover attract.
  • the inner diameter of the hole in the peripheral wall through which the guide shaft is passed has an outer diameter of ⁇ 0.5 mm to ⁇ 1. It is necessary to provide a clearance of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m for the 0.0 mm guide shaft.
  • the sliding resistance depends on the positioning accuracy of the paired urging magnets.
  • the urging magnet on the mover side approaches the urging magnet on the peripheral wall side, if the urging magnet is not properly positioned, the flow of magnetic flux will not be even on the left and right, and the mover will deviate from the vibration direction. This is to receive power.
  • the linear vibration actuator according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to insert the guide shaft from the outside of the peripheral wall portion of the housing and assemble it while holding the mover, so that the assembly work can be performed. It's easy.
  • the guide shaft can be positioned with high accuracy. it can.
  • the positioning accuracy of the urging magnet can be set high. Therefore, it is possible to realize a linear vibration actuator that minimizes the sliding resistance of the mover and has excellent vibration characteristics.
  • the applicant of the present application also proposes and explains a linear vibration actuator in a form including a plurality of guide shafts and magnetic springs in the application specifications of PCT / JP2019 / 002943.
  • a magnetic spring using a permanent magnet is used for urging the mover, but a coil spring, a leaf spring, or the like may be used.
  • the peripheral wall portion and the bottom wall portion of the housing are integrated by welding, but they may be integrally processed from the beginning. Further, in the formation of each constituent portion, the optimum shape can be obtained within an allowable range according to the processing method to be adopted.
  • the present invention can be applied as long as two or more guide shafts are linear vibration actuators.

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Abstract

【課題】生産性と振動特性に優れるリニア振動アクチュエータを提供する。 【解決手段】リニア振動アクチュエータを、筐体の内部に配置され、付勢手段による付勢を受けながら所定の方向に直進振動する可動子が、複数のガイドシャフトによって摺動可能に保持されるものとする。そして、ガイドシャフトは、筐体に対して相対的に動かないように固定されており、ガイドシャフトの位置決めを行うための位置決め形状が、筐体における周壁部の一部に形成されているようにする。

Description

リニア振動アクチュエータ
　本発明は、可動子を直進振動させるリニア振動アクチュエータに関するものである。
　従来、例えばスマートフォン等の携帯機器におけるバイブレーション機能を構成する装置として、薄型のリニア振動アクチュエータが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載のリニア振動アクチュエータは、その両端が筐体(2)の周壁部で支持された１本のシャフト(8)が可動子を摺動自在に支持する構造を有し、可動子の一部である磁石(5)の近傍に配置したコイル(15)に、交流の駆動電流を流すことで可動子を直進振動させるように構成されている。また、ガイド用のシャフトを１本とした構造では、シャフトを複数本（例えば２本）とした場合に、互いの平行度が低いことなどに起因しておこる振動特性の悪化や、不要な音の発生する可能性を取り除くことができる。
　このようなガイドシャフトを備えるリニア振動アクチュエータの組立作業においては、基本的に可動子を筐体内側に配置した状態で、ガイドシャフトを筐体の外側から内側へ、筐体の周壁部に形成されたガイドシャフト支持用の穴と可動子の摺動部に通して組み立てることになる。そのため、周壁部の穴とガイドシャフト外径のクリアランスはある程度余裕（ガタ）が必要である。可動子とガイドシャフトの位置決めは、周壁部の一方の面に形成されたシャフト支持用の穴と、同じく周壁部の対向する面に形成された穴の位置、これらの穴の径寸法及びガイドシャフトの外径寸法とによって、主に決まる。
特開２０１５－９５９４３号公報
　可動子の振動軸周りの回転を抑え、安定した直線振動を実現するためには、ガイドシャフトは２本以上とすることが望ましい。しかし、複数のガイドシャフトを配置する場合は、摺動抵抗の増加やバラツキに伴う振動特性の悪化や異音の発生を抑えるために、ガイドシャフトの位置決めを高精度に行う必要がある。
　摺動抵抗は、摺動部（可動子とガイドシャフト）のクリアランスに依存し、クリアランスは各部品公差の積み上げに依存する。その中で、ガイドシャフトの両端を支持する筐体周壁部の穴の位置、穴の径、ガイドシャフトの外径公差を厳しくして、公差の積み上げを小さくしようとすると、ガイドシャフトを破損してしまう可能性が高くなる。
　また、可動子の磁石と、ヨークとしても機能する筐体周壁部が吸引するため、シャフトを通す作業が難しい。
　上記課題を解決するために、本発明のリニア振動アクチュエータは、筐体の内部に配置され、付勢手段による付勢を受けながら所定の方向に直進振動する可動子が、複数のガイドシャフトによって摺動可能に保持されている。そして、このガイドシャフトは、筐体に対して相対的に動かないように固定されており、ガイドシャフトの位置決めを行うための位置決め形状が、筐体における周壁部の一部に形成されていることを特徴とする。
　本発明によれば、生産性に優れるとともに、振動特性に優れるリニア振動アクチュエータを提供することができる。
本発明の実施形態にかかるリニア振動アクチュエータを示す図である。 同リニア振動アクチュエータの組立方法と主要部位を説明する図である。 同リニア振動アクチュエータの組立作業のフロー図である。 本発明の実施形態にかかるリニア振動アクチュエータを示す図である。 同リニア振動アクチュエータの組立方法と主要部位を説明する図である。 同リニア振動アクチュエータの組立作業のフロー図である。 本発明の実施形態にかかるリニア振動アクチュエータに対する比較例を示す図である。 同比較例におけるリニア振動アクチュエータの組立方法を説明する図である。 同比較例におけるリニア振動アクチュエータの組立作業のフロー図である。
　本実施の形態のリニア振動アクチュエータは、筐体の内部に配置された可動子が、付勢手段による付勢を受けながら所定の方向に直進振動するものであって、前記可動子は、複数のガイドシャフトによって摺動可能に保持されており、前記ガイドシャフトは、前記筐体に対して相対的に動かないように固定されており、前記ガイドシャフトの位置決めを行うための位置決め形状が、前記筐体における周壁部の一部に形成されていることを特徴とする。
　この構成によれば、可動子をガイドする複数のガイドシャフトの位置決めを容易且つ高精度で行うことが可能となるので生産性と振動特性に優れるリニア振動アクチュエータを得ることができる。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記位置決め形状は、前記ガイドシャフトの両端部の形状の少なくとも一部に対応する形状であることにある。
　この構成によれば、組立時において、より容易にガイドシャフトの高精度な位置決めを行える。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記位置決め形状は、前記ガイドシャフトの外周形状と底部で対応するＵ字溝形状としたことにある。
　この構成によれば、ガイドシャフトの端部に特別な加工を施すことなく、高精度な位置決めを行える。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記ガイドシャフトは、対応する前記位置決め形状の部分で、圧入嵌合されていることにある。
　この構成によれば、ガイドシャフトを高精度に位置決めして配置した状態で確実に保持できる。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記ガイドシャフトは前記筐体に対して、接着又は溶着で固定されていることにある。
　この構成によれば、ガイドシャフトを高精度に位置決めして配置した状態をより確実に保てる。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記可動子は枠体を備え、前記枠体と一体に、振動方向に延在又は配列された複数の磁石を有することにある。
　この構成によれば、振動特性の向上が図れる。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記枠体に前記ガイドシャフト用の保持部が備わることを特徴とする。
　この構成によれば、可動子の磁石と、ガイドシャフトとの適切な位置関係を容易に定められる。
　他の特徴としては、上記の特徴に加え、前記付勢手段は、同じ極性の磁石同士の反発力を利用した磁気バネであって、前記磁気バネは、前記可動子における前記振動方向の両端部それぞれに配置された一対の第１付勢用磁石と、前記一対の第１付勢用磁石それぞれと対向するように配置される一対の第２付勢用磁石とで構成されており、前記一対の第２付勢用磁石それぞれは、ヨーク部材に収められており、前記ヨーク部材は、前記筐体の前記周壁部の一部を構成しており、前記位置決め形状が、前記ヨーク部材に形成されていることを特徴とする。
　この構成によれば、複数あるガイドシャフト同士の平行を高精度に位置決めした状態で、可動子とガイドシャフトを合わせて筐体内に容易に収めることが可能なので、本来、筐体へのガイドシャフトの組込が難しい磁気バネを用いた構造ながら、生産性に優れるリニア振動アクチュエータとなる。
　次に、上記特徴を有する好ましい実施例と比較例を、図面に基づいて詳細に説明する。
　尚、各実施例及び比較例を説明する図面において、一部の共通する構成要素については同じ符号を用いている。
　図１は、本実施例にかかるリニア振動アクチュエータＡ１を示す図である。図１（ａ）は、リニア振動アクチュエータＡ１の外観図である。図１（ｂ）では、リニア振動アクチュエータＡ１の内部構造を示すために外装の主な部分を仮想線で表している。
　図２は、図１に示すリニア振動アクチュエータＡ１における主要な組立作業と特徴的な構成部位を説明する図である。
　図３は、図１に示すリニア振動アクチュエータＡ１の組立作業のフロー図である。
　図１に示すように、リニア振動アクチュエータＡ１は、可動子２０を所定の振動方向Ｄ１１に直進振動させるものであり、筐体１０、可動子２０、ガイドシャフト３０、平板状コイル４０及び、一対の磁気バネ５０を備えている。尚、図１（ｂ）では、リニア振動アクチュエータＡ１の内部構造が見えるように、外装にあたる筐体１０の主要部分を仮想線（細い２点鎖線）で表すとともに、実際にはコイル４０を保持しているフレキシブル基板（ＦＰＣ）等の図示を省略している。
　筐体１０は、振動方向Ｄ１１に約２０ｍｍの長さ寸法で延在する直方体状の箱であり、少なくとも一部が磁性材料で形成されている。筐体１０は、周壁部１１と、底壁部１２と、天井壁部１３とで構成されており、周壁部１１の一部を構成するものとして中間部材１４が配置されている。筐体１０を構成する各部位は切削加工又はプレス加工等により形成されている。中間部材１４には、ガイドシャフト３０と、磁気バネ５０を構成する一方の磁石が固定されている。尚、中間部材１４は、磁性体で形成されており磁石に対するヨーク部材としても機能する。
　可動子２０は、筐体１０に収容される振動方向Ｄ１１に延在する直方体状の部材であり、枠体２１と、複数の磁石２２と、を備えている。複数の磁石２２は、振動方向Ｄ１１に直線配列された状態で枠体２１に嵌め込まれている。また、枠体２１は、振動方向Ｄ１１に沿った両側にガイドシャフト３０を摺動可能に保持する保持部２１ｇを有する。
　ガイドシャフト３０は、本実施例では外径φ１ｍｍ弱のサイズのものが２本有り、中間部材１４に形成されている所定の部分で筐体１０に固定されているとともに、可動子２０を振動方向Ｄ１１に摺動可能なように保持している。
　平板状コイル４０は、フレキシブル基板（図示しない）に保持されて、可動子２０に備わる磁石２２に対向するかたちで配置されている。この平板状コイル４０に、交流電流が駆動電流として流されることで、可動子２０における複数の磁石２２との間に作用するローレンツ力により、この可動子２０を振動方向Ｄ１１に直進振動させる。
　一対の磁気バネ５０は、磁石の反発力によって可動子２０を振動方向Ｄ１１に付勢する部材であり、可動子２０における振動方向Ｄ１１の両端部それぞれに配置されている。各磁気バネ５０は、第１付勢用磁石５１と第２付勢用磁石５２を備えている。第１付勢用磁石５１は、可動子２０における振動方向Ｄ１１の各端部に１つずつ配置されている。第２付勢用磁石５２は、筐体１０の内部において、各第１付勢用磁石５１それぞれと対向するように配置されている。第２付勢用磁石５２は、第１付勢用磁石５１の極性と同じ極性を有する。各磁気バネ５０は、互いに同極性の第１付勢用磁石５１及び第２付勢用磁石５２の相互間に発生する反発力により、可動子２０を振動方向Ｄ１１について筐体１１の内壁面から離す向きに付勢している。
　リニア振動アクチュエータＡ１は、特徴的な構成部位を有することにより、２本あるガイドシャフト３０を高精度に配置固定される。また、組立作業を比較的容易に行うことができる。リニア振動アクチュエータＡ１における主要な組立作業と特徴的な構成部位について、図２を用いて以下に説明する。
　図２（ａ）に示すように、予め可動子２０の枠体２１に形成されている保持部２１ｇにガイドシャフト３０を組み込む。次に中間部材１４を用意する。中間部材１４には、ガイドシャフト３０の端部が挿入される穴部１４ｈがある。穴部１４ｈの内径寸法は、ガイドシャフト３０の外径寸法およびガイドシャフト３０との圧入公差によって適宜設定される。穴部１４ｈによって、２本のガイドシャフト３０の相互間の位置が決まっている。
　図２（ｂ）に示すように、ガイドシャフト３０の端部を中間部材１４の穴部１４ｈに挿入し、固定配置する。次に、筐体１０のうち、周壁部１１と底壁部１２とが一体になった状態のものを用意する。可動子２０と２本のガイドシャフト３０及び２つの中間部材１４を含む部組品において、中間部材１４の部分の形状と配置によって、周壁部１１の内周面にガタツキなく収まるように設計されている。
　図２（ｃ）に示すように、可動子２０と２本のガイドシャフト３０及び２つの中間部材１４を含む部組品を周壁部１１の内側に収める。このとき、対向して配置されている２つの中間部材１４の各々は、周壁部１１の内周面に対して少なくとも３つの面で接触して固定されている。
　ガイドシャフト３０は、筐体１０を構成する周壁部１１、中間部材１４、底壁部１２に対して相対的に動かないように固定されており、可動子２０は、２本のガイドシャフト３０によって、摺動可能に保持された状態にある。最終的に、平板状コイル４０等を組み込んだ上で、天井壁部１３を取り付けて、リニア振動アクチュエータＡ１となる。
　次に、図３に示すフロー図に沿って、リニア振動アクチュエータＡ１の組立作業について、より詳細に説明する。（各部の符号は図１及び図２を参照）
〔１〕可動子の準備
　可動子２０の枠体２１に複数の磁石２２を嵌め込み、接着する。また、枠体２１の振動方向両側に、磁気バネ５０を構成する第１付勢用磁石５１を接着固定する。
〔２〕可動子へのガイドシャフトの組込み
　可動子２０の枠体２１に形成されているガイドシャフトを摺動可能に保持するための保持部２１ｇに、２本のガイドシャフト３０を組込む。
〔３〕中間部材の準備
　２つある中間部材（ヨーク部材）１４の各々に磁気バネ５０を構成する第２付勢用磁石５２を接着固定する。
〔４〕ガイドシャフトと中間部材の固定
　中間部材１４に形成されている穴部１４ｈにガイドシャフト１３の端部を圧入し、更に接着又は溶着により、ガイドシャフトと中間部材とを固定する。
〔５〕筐体側の準備
　筐体１０を構成する周壁部１１と底壁部１２とを溶接により一体とする。
〔６〕可動子組品の筐体内への配置固定
　〔１〕～〔４〕のプロセスで組み立てた可動子２０とガイドシャフト３０と中間部材１４との組品を、〔５〕で組み立てた筐体１０の内側に配置し、固定する。
〔７〕コイル／基板を筐体の天井壁部に固定
　予め平板状コイル４０及び、平板状コイル４０を保持する基板等を天井壁部１３に配置し固定する。
〔８〕筐体の天井壁部と周壁部を固定
　筐体１０を構成する天井壁部１３を、同じく周壁部１１に溶接固定して、リニア振動アクチュエータＡ１を完成する。
　以上、〔１〕～〔８〕の作業プロセスは、必ずしも順番に行わなくても問題無い作業もあるが、少なくとも、可動子２０にガイドシャフト３０が保持されているとともに、ガイドシャフトの端部が中間部材（ヨーク部材）１４の穴部１４ｈに挿入されている状態で、これらが、周壁部１１の内側に配置されることは本実施例において必須である。
　図４は、本実施例にかかるリニア振動アクチュエータＡ２を示す図である。本実施例の特徴的な部位を示すために、筐体１０を構成する天井壁部１３の一部を部分断面で示している。
　図５は、図４に示すリニア振動アクチュエータＡ２における主要な組立作業と特徴的な構成部位を説明する図である。
　図６は、図４に示すリニア振動アクチュエータＡ２の組立作業のフロー図である。
　図４に示すように、本実施例のリニア振動アクチュエータＡ２は、筐体１０、可動子２０、ガイドシャフト３０、平板状コイル４０及び、一対の磁気バネ５０を備えており、可動子２０を直進振動させる基本的な構成においては、［実施例１］のリニア振動アクチュエータＡ１と共通する。
　また、本実施例のリニア振動アクチュエータＡ２は、ガイドシャフト３０を比較的容易な組立方法によって、高精度に配置固定できることにおいても、［実施例１］のリニア振動アクチュエータＡ１と共通する。一方、このことを可能にする特徴的な構成部位の形態が、［実施例１］のリニア振動アクチュエータＡ１とは異なっている。
　リニア振動アクチュエータＡ２は、ガイドシャフト３０の位置決めを行うための位置決め形状部位として、筐体１０における周壁部１５の一部にＵ字溝１５ｕが形成されている。
　リニア振動アクチュエータＡ２における主要な組立作業と特徴的な構成部位について、図５を用いて以下に説明する。
　図５（ａ）に示すように、可動子２０の枠体２１に形成されている保持部２１ｇにガイドシャフト３０を挿入する。
　図５（ｂ）に示すように、筐体１０のうち、周壁部１５と底壁部１２とが一体になった状態のものを用意する。周壁部１５の一部に形成されているＵ字溝１５ｕの底部の半径寸法は、ガイドシャフト３０の外径寸法との圧入公差によって適宜設定される。次に、ガイドシャフト３０を保持している可動子２０を、周壁部１５の内側に収めるようにする。
　図５（ｃ）に示すように、ガイドシャフト３０の端部を周壁部１５のＵ字溝１５ｕに押し込んで、固定配置する。Ｕ字溝１５ｕによって、２本のガイドシャフト３０の相互間の位置が決まっている。
　次に、図６に示すフロー図に沿って、リニア振動アクチュエータＡ２の組立作業について、より詳細に説明する（各部の符号は図４及び図５を参照）。尚、［実施例１］と同様の内容に関しては、一部省略する。
　［実施例１］と同様に、〔１〕可動子の準備、〔２〕可動子へのガイドシャフトの組込み　のプロセスにより、ガイドシャフト３０を保持している可動子２０を準備する。
〔３〕筐体側の準備
　筐体１０を構成する周壁部１５の所定の位置に、磁気バネ５０を構成する第２付勢用磁石５２を接着固定する。そして、筐体１０を構成する周壁部１５と底壁部１２とを溶接により一体とする。
〔４〕可動子組品の筐体内への配置固定
　ガイドシャフト３０を保持している可動子２０を、〔３〕で組み立てた筐体１０の内側に配置し、固定する。
　［実施例１］と同様に、〔５〕コイル／基板を筐体の天井壁部に固定、〔６〕筐体の天井壁部と周壁部を固定　のプロセスにより、リニア振動アクチュエータＡ２を完成する。
　以上、〔１〕～〔６〕の作業プロセスは、必ずしも順番に行わなくても問題無い作業もあるが、少なくとも、可動子２０にガイドシャフト３０が保持されている状態から、これらが、周壁部１５の内側に配置されることは本実施例において必須である。
＜比較例＞
　図７は、本発明の実施形態に対する比較例としてのリニア振動アクチュエータＢ１を示す図である。
　図８は、図７に示すリニア振動アクチュエータＢ１における主要な組立作業と特徴的な構成部位を説明する図である。
　図９は、図７に示すリニア振動アクチュエータＢ１の組立作業のフロー図である。
　図７に示すように、本比較例としてのリニア振動アクチュエータＢ１は、上述した実施例に係わるリニア振動アクチュエータＡ１、Ａ２と同様に、その外観上、直方体状の箱形状をした筐体１０に収まっている。また、図７では示さないが、その内部構造も、可動子２０、ガイドシャフト３０、平板状コイル４０及び、一対の磁気バネ５０を備えており、可動子２０を直進振動させる基本的な構成においては、リニア振動アクチュエータＡ１、Ａ２と共通する。
　一方、比較例のリニア振動アクチュエータＢ１は、筐体１０を構成する周壁部１６に、ガイドシャフト３０の端部を支持する丸穴１６ｃが形成されている点が、本発明の実施形態とは異なる態様となっている。
　リニア振動アクチュエータＢ１における主要な組立作業と特徴的な構成部位について、図８を用いて以下に説明する。
　図８（ａ）に示すように、可動子２０と、筐体１０のうち、周壁部１６と底壁部１２とが一体になった状態のものを用意する。このとき、一対の磁気バネ５０を構成するための磁石が、可動子２０と周壁部１６に配置固定されている。また、周壁部１６には、ガイドシャフトを挿入し支持するための貫通した丸穴１６ｃが４箇所（図中で符号１６ｃを付した２箇所と、これに対向する面に２箇所）をに形成されている。また、丸穴１６ｃの内径は、ガイドシャフトの外径に対して１０μｍ～１５μｍのクリアランスができるサイズに形成されている。
　図８（ｂ）に示すように、可動子２０を筐体１０の中に収めた状態で、２本のガイドシャフト３０を、筐体１０の外部から、丸穴１６ｃに挿入する。
　図８（ｃ）に示すように、周壁部１６の外側であって丸穴１６ｃから挿入したガイドシャフト３０を、可動子２０の枠体２１に形成されている保持部２１ｇを通って、挿入側の内側面に対向する面に形成されている丸穴１６ｃに通す。このとき、ガイドシャフト３０は、可動子２０を摺動可能に保持するとともに、両端部が丸穴１６ｃに支持された状態となっている。
　次に、図９に示すフロー図に沿って、比較例であるリニア振動アクチュエータＢ１の組立作業について、より詳細に説明する。（各部の符号は図７及び図８を参照）尚、［実施例１］又は［実施例２］と同様の内容に関しては、一部省略する。
〔１〕可動子の準備
　［実施例１］、［実施例２］と同様のプロセスにより、磁気バネ５０を構成する第１付勢用磁石５１を備える可動子２０を準備する。
〔２〕筐体側の準備
［実施例２］におけるプロセスと同様に、筐体１０を構成する周壁部１６の所定の位置に、磁気バネ５０を構成する第２付勢用磁石５２を接着固定する。そして、筐体１０を構成する周壁部１６と底壁部１２とを溶接により一体とする。
〔３〕可動子の筐体内への配置
〔１〕のプロセスによる可動子２０を、〔２〕のプロセスによる筐体１０の内側に仮置きする。
〔４〕ガイドシャフトの挿入固定
　２本あるガイドシャフト３０の各々を、筐体１０の外部から周壁部１６の丸穴１６ｃに挿入し、可動子２０の枠体２１に形成されている保持部２１ｇを通して、挿入側に対向する周壁部１６の壁面に形成されている丸穴１６ｃに端部が位置するように通す。ガイドシャフト３０の両端部が丸穴１６ｃに支持された状態で、ガイドシャフト３０の両端部を周壁部１６に接着又は溶着で固着する。
　［実施例１］及び［実施例２］と同様に、〔５〕コイル／基板を筐体の天井壁部に固定、〔６〕筐体の天井壁部と周壁部を固定　のプロセスにより、リニア振動アクチュエータＢ１を完成する。
　以上、〔１〕～〔６〕の作業プロセスは、必ずしも順番に行わなくても問題無い作業もあるが、少なくとも、可動子２０が周壁部１６の内側に配置した状態から、筐体１０の外側からガイドシャフト３０を挿入して、ガイドシャフト３０が可動子２０を摺動可能に保持するようにすることは本比較例において必須であるとともに、本発明の実施形態である［実施例１］及び［実施例２］等と比較して、大きく相違する部分である。
　次に、上述した本発明に係わる［実施例１］及び［実施例２］と、これに対する＜比較例＞の内容を鑑みて、本発明の実施形態による作用効果について説明する。
　比較例などに示したような、可動子を筐体の内側に配置した状態で、ガイドシャフトを筐体の周壁部の外側から挿入する従来の組立方法では、リニア振動アクチュエータの特性（振動加速度、共振周波数、立ち上がり時間）にばらつきが生じやすい。その要因の一つは、可動子の位置決めの再現性が悪く、摺動抵抗にばらつきが生じやすい為である。
　摺動抵抗は、摺動部（可動子とシャフト）のクリアランスに依存し、クリアランスは各部品公差の積み上げに依存する。しかし、筐体の外側からガイドシャフトを挿入する組立方法では、周壁部の穴の位置、穴の径、ガイドシャフトの外径の公差を厳しくして公差の積み上げを小さくしようとすると、ガイドシャフトを穴に通す際にシャフトを破損（傷付く、折れる）してしまう可能性が高くなる。また、周壁部と可動子の磁石が吸引するため、シャフトを通す工程が難しい。
　可動子を筐体内側に配置した状態で、ガイドシャフトを筐体の外側から内側へ通して組み立てる上で、例えば、ガイドシャフトを通す周壁部の穴の内径には、外径φ０．５ｍｍ～φ１．０ｍｍのガイドシャフトに対して１０μｍ～１５μｍのクリアランスを持たせることが必要となる。
　さらに、付勢手段として磁気ばねを採用した場合は、摺動抵抗は対になる付勢用磁石の位置決め精度に依存する。可動子側の付勢用磁石が周壁部側の付勢用磁石に近づいた際、付勢用磁石の位置決めが悪いと磁束の流れが左右均等ではなくなり、可動子が振動方向からずれた方向に力を受ける為である。
　これに対して、本発明の実施形態によるリニア振動アクチュエータの構成によれば、ガイドシャフトを筐体の周壁部の外側から挿入して、可動子を保持させながら組込む必要がないので、組立作業が容易である。
　また、ガイドシャフトを位置決め保持するために筐体に形成される穴部又は溝部の寸法を、ガイドシャフトの外径寸法に対してクリアランス無く設定できるので、ガイドシャフトの位置決めを高精度に行うことができる。これにより付勢用磁石の位置決め精度も高く設定することができる。したがって、可動子の摺動抵抗を最小限にし、振動特性に優れるリニア振動アクチュエータを実現できる。
　また、複数のガイドシャフトを高い平行度で配置できるので、可動子の振動軸周りの回転を抑え、安定した直線振動を実現できる。
　尚、本願出願人は、ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／００２９４３の出願明細書などにおいても、複数のガイドシャフトと磁気ばねを備える形態のリニア振動アクチュエータについて提案、説明している。
　以上、説明した実施形態及び具体的な複数の実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のリニア振動アクチュエータの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
　例えば、上記実施例では、可動子の付勢用として永久磁石による磁気ばね使用したが、コイルスプリングや板バネ等を用いてもよい。また、上記実施例では、筐体の周壁部と底壁部を溶接により一体となるようにしたが、最初から一体に加工してもよい。また、各構成部位の形成において、採用する加工方法に合わせて許容される範囲内で最適な形状とすることができる。２本以上の複数のガイドシャフトをリニア振動アクチュエータであれば、本願発明は適用できる。
　　Ａ１，Ａ２　　　リニア振動アクチュエータ
　　Ｂ１　　　　　　リニア振動アクチュエータ
　　１０　　筐体
　　１１，１５，１６　　周壁部
　　１２　　底壁部
　　１３　　天井壁部
　　１４　　中間部材
　　１４ｈ　穴部
　　２０　　可動子
　　２１　　枠体
　　２１ｇ　保持部
　　３０　　ガイドシャフト
　　４０　　平板状コイル
　　５０　　磁気バネ
　　５１　　第１付勢用磁石
　　５２　　第２付勢用磁石

Claims (8)

  1. 　筐体の内部に配置された可動子が、付勢手段による付勢を受けながら所定の方向に直進振動するリニア振動アクチュエータにおいて、
    　前記可動子は、複数のガイドシャフトによって摺動可能に保持されており、
    　前記ガイドシャフトは、前記筐体に対して相対的に動かないように固定されており、
    　前記ガイドシャフトの位置決めを行うための位置決め形状が、前記筐体における周壁部の一部に形成されていることを特徴とするリニア振動アクチュエータ。
  2. 　前記位置決め形状は、前記ガイドシャフトの両端部の形状の少なくとも一部に対応する形状であることを特徴とする請求項１記載のリニア振動アクチュエータ。
  3. 　前記位置決め形状は、前記ガイドシャフトの外周形状と底部で対応するＵ字溝形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニア振動アクチュエータ。
  4. 　前記ガイドシャフトは、対応する前記位置決め形状の部分で、圧入嵌合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のリニア振動アクチュエータ。
  5. 　前記ガイドシャフトは前記筐体に対して、接着又は溶着で固定されていることを特徴とする請求項１～４何れか１項に記載のリニア振動アクチュエータ。
  6. 　前記可動子は、枠体を備え、
    　前記枠体と一体に、振動方向に延在又は配列された複数の磁石を有することを特徴とする請求項１～５何れか１項に記載のリニア振動アクチュエータ。
  7. 　前記枠体に前記ガイドシャフト用の保持部が備わることを特徴とする請求項６記載のリニア振動アクチュエータ。
  8. 　前記付勢手段は、同じ極性の磁石同士の反発力を利用した磁気バネであって、
    　前記磁気バネは、前記可動子における前記振動方向の両端部それぞれに配置された一対の第１付勢用磁石と、前記一対の第１付勢用磁石それぞれと対向するように配置される一対の第２付勢用磁石とで構成されており、
    　前記一対の第２付勢用磁石それぞれは、ヨーク部材に収められており、
    　前記ヨーク部材は、前記筐体の前記周壁部の一部を構成しており、
    　前記位置決め形状が、前記ヨーク部材に形成されていることを特徴とする請求項１～７何れか１項に記載のリニア振動アクチュエータ。
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