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JP7655764B2 - Actuator - Google Patents
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JP7655764B2 - Actuator - Google Patents

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Description

本発明は、粘弾性体を備える接続機構によって可動体と支持体とを接続したアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator that connects a movable body and a support body by a connection mechanism that includes a viscoelastic body.

かかるアクチュエータは特許文献1に記載されている。同文献のアクチュエータは、筒状のケースを有する支持体と、ケースに収容された可動体と、を備える。可動体はケースの軸線に沿った軸線方向に突出する軸部を備える。また、アクチュエータは、支持体と可動体とを軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、支持体と可動体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有する。 Such an actuator is described in Patent Document 1. The actuator in this document includes a support having a cylindrical case, and a movable body housed in the case. The movable body includes a shaft portion that protrudes in the axial direction along the axis of the case. The actuator also includes a connection mechanism that connects the support and the movable body so that they can move relatively in the axial direction, and a magnetic drive mechanism that moves the support and the movable body relatively.

接続機構は、軸部を外周側から保持する環状の内枠部材と、ケースに固定されて内枠部材を径方向外側から囲む環状の外枠部材と、内枠部材と外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備える。粘弾性体は、円環状であり、シリコーンゲルからなる。粘弾性体は、自己の粘着力によって、内枠部材および外枠部材に接続されている。磁気駆動機構は、支持体に固定されたコイルと、可動体に固定されたマグネットと、を備える。 The connection mechanism comprises an annular inner frame member that holds the shaft portion from the outer periphery, an annular outer frame member that is fixed to the case and surrounds the inner frame member from the radially outer side, and a viscoelastic body that connects the inner frame member and the outer frame member. The viscoelastic body is annular and made of silicone gel. The viscoelastic body is connected to the inner frame member and the outer frame member by its own adhesive force. The magnetic drive mechanism comprises a coil fixed to the support and a magnet fixed to the movable body.

このようなアクチュエータは、可動体が振動する軸線方向の共振周波数と、コイルへ流す駆動電流の周波数とが一致するときに可動体の加速度が最も大きくなるという振動特性を有する。従って、アクチュエータでは、効率よく振動を発生させるために軸線方向の共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。共振周波数は、可動体の重量、および粘弾性体のバネ定数に依存する値である。 Such actuators have vibration characteristics in which the acceleration of the movable body is greatest when the axial resonant frequency at which the movable body vibrates matches the frequency of the drive current passed through the coil. Therefore, in the actuator, the magnetic drive mechanism is driven at a frequency close to the axial resonant frequency to generate vibrations efficiently. The resonant frequency is a value that depends on the weight of the movable body and the spring constant of the viscoelastic body.

特開2020-195247号公報JP 2020-195247 A

特許文献1のアクチュエータは、複数の共振周波数を備える。それら複数の共振周波数のうち高次のものは、軸線方向の共振周波数である1次の共振数周波数と、振動方向と直交する径方向の共振周波数である2次の共振数周波数である。 The actuator of Patent Document 1 has multiple resonant frequencies. The higher-order resonant frequencies are the first-order resonant frequency, which is the axial resonant frequency, and the second-order resonant frequency, which is the radial resonant frequency perpendicular to the vibration direction.

ここで、アクチュエータが搭載される機器が外部の機器との間で通信を行う場合には、2次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあるときに、通信にノイズが乗るという現象が発生することがある。また、アクチュエータが搭載される機器によっては、2次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあると、2次の共振周波数に起因する振動などが発生して軸線方向の振動が所望の振動とならないことがある。 When the device in which the actuator is mounted communicates with an external device, a phenomenon may occur in which noise is carried over the communication if the secondary resonance frequency is within a specific frequency band. In addition, depending on the device in which the actuator is mounted, if the secondary resonance frequency is within a specific frequency band, vibrations due to the secondary resonance frequency may occur, and the axial vibration may not be the desired vibration.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、振動方向である軸線方向の共振周波数の変化を抑えながら、軸線方向と直交する方向の共振周波数を従来よりも高い周波数に移動させることができるアクチュエータを提供することにある。 In view of the above problems, the objective of the present invention is to provide an actuator that can shift the resonant frequency in the direction perpendicular to the axial direction to a higher frequency than before while suppressing changes in the resonant frequency in the axial direction, which is the vibration direction.

上記課題を解決するために、本発明に係るアクチュエータは、軸部を備える可動体と、前記可動体を収容するケースを備える支持体と、可動体と前記支持体とを前記軸部の軸線に沿った軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、前記可動体および前記支持体の
一方に固定されたコイルおよび他方に固定されたマグネットを備え、前記可動体と前記支持体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、前記接続機構は、前記軸部を外周側から保持する内枠部材と、前記ケースに固定されて前記内枠部材を径方向外側から囲む外枠部材と、径方向で前記内枠部材と前記外枠部材との間に位置する中間リングと、前記内枠部材と前記中間リングとの間に位置する内側環状部分および前記中間リングと前記外枠部材との間に位置する外側環状部分を有し、前記中間リングを介して前記内枠部材と前記外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the actuator of the present invention comprises a movable body having an axis portion, a support having a case that houses the movable body, a connection mechanism that connects the movable body and the support so as to be movable relatively in an axial direction along the axis of the axis portion, and a magnetic drive mechanism that has a coil fixed to one of the movable body and the support and a magnet fixed to the other, and moves the movable body and the support relatively, wherein the connection mechanism comprises an inner frame member that holds the axis portion from an outer periphery side, an outer frame member that is fixed to the case and surrounds the inner frame member from the radial outside, an intermediate ring positioned between the inner frame member and the outer frame member in the radial direction, and a viscoelastic body that has an inner annular portion positioned between the inner frame member and the intermediate ring and an outer annular portion positioned between the intermediate ring and the outer frame member, and connects the inner frame member and the outer frame member via the intermediate ring.

本発明によれば、可動体と支持体とを接続する接続機構は、可動体に固定される内枠部材と支持体に固定される外枠部材との間に中間リングを備えるとともに、中間リングを介して内側リングと外側リングとを接続する粘弾性体を備える。従って、可動体が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の一方側では、粘弾性体の内側環状部分が径方向に伸び、粘弾性体の外側環状部分が径方向で圧縮される。また、可動体が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の他方側では、粘弾性体の内側環状部分が圧縮され、粘弾性体の外側環状部分が径方向に伸びる。この結果、粘弾性体の径方向のバネ定数は、中間リングを備えていない場合と比較して、高くなる。ここで、共振周波数は、粘弾性体のバネ定数に依存する。従って、アクチュエータでは、径方向の共振周波数が高くなる。この一方で、可動体が軸線方向に振動する動きは、粘弾性体のせん断方向の動きである。従って、粘弾性体の軸線方向のバネ定数は、内枠部材と外枠部材との間に中間リングを備えていない場合と比較して、大きく変化することがない。よって、振動方向である軸線方向の共振周波数の変化を抑えながら、振動方向と直交する方向の共振周波数を、従来よりも、高くすることができる。 According to the present invention, the connection mechanism for connecting the movable body and the support includes an intermediate ring between an inner frame member fixed to the movable body and an outer frame member fixed to the support, and a viscoelastic body connecting the inner ring and the outer ring via the intermediate ring. Therefore, when the movable body moves to one side in the radial direction, the inner annular portion of the viscoelastic body expands in the radial direction on one side of the radial direction of the axis, and the outer annular portion of the viscoelastic body is compressed in the radial direction. Also, when the movable body moves to one side in the radial direction, the inner annular portion of the viscoelastic body is compressed on the other side of the radial direction of the axis, and the outer annular portion of the viscoelastic body expands in the radial direction. As a result, the radial spring constant of the viscoelastic body is higher than when the intermediate ring is not provided. Here, the resonance frequency depends on the spring constant of the viscoelastic body. Therefore, in the actuator, the radial resonance frequency is higher. On the other hand, the movement of the movable body vibrating in the axial direction is the movement of the viscoelastic body in the shear direction. Therefore, the axial spring constant of the viscoelastic body does not change significantly compared to when the intermediate ring is not provided between the inner frame member and the outer frame member. This makes it possible to suppress changes in the resonant frequency in the axial direction, which is the vibration direction, while increasing the resonant frequency in the direction perpendicular to the vibration direction compared to conventional methods.

本発明において、前記中間リングは、筒状であり、前記中間リングの中心軸線は、前記軸線と一致し、前記中間リングの前記軸線方向の一方側の第1環状端面、および他方側の第2環状端面は、それぞれ前記粘弾性体から前記軸線方向に露出しているものとすることができる。このようにすれば、粘弾性体の径方向のバネ定数を、内枠部材と外枠部材との間に中間リングを備えていない場合と比較して、高くすることが容易である。 In the present invention, the intermediate ring is cylindrical, the central axis of the intermediate ring coincides with the axis, and a first annular end face on one side of the intermediate ring in the axial direction and a second annular end face on the other side are each exposed in the axial direction from the viscoelastic body. In this way, it is easy to increase the radial spring constant of the viscoelastic body compared to a case where no intermediate ring is provided between the inner frame member and the outer frame member.

本発明において、前記中間リングは、金属製とすることができる。このようにすれば、中間リングを樹脂製などとした場合と比較して、筒状の中間リングの厚みを抑制することが容易である。ここで、筒状の中間リングを薄くすれば、内枠部材と外枠部材との間に配置した中間リングが軸線方向の共振周波数に与える影響を抑制しやすい。 In the present invention, the intermediate ring can be made of metal. In this way, it is easier to reduce the thickness of the cylindrical intermediate ring compared to when the intermediate ring is made of resin or the like. Here, by making the cylindrical intermediate ring thin, it is easier to reduce the effect of the intermediate ring placed between the inner frame member and the outer frame member on the axial resonance frequency.

本発明において、前記中間リングは、樹脂製とすることができる。このようにすれば、中間リングの製造コストを抑制できる。 In the present invention, the intermediate ring can be made of resin. This can reduce the manufacturing costs of the intermediate ring.

本発明において、前記粘弾性体は、シリコーンゲルとすることができる。 In the present invention, the viscoelastic body can be a silicone gel.

本発明の実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an actuator according to an embodiment of the present invention. アクチュエータの分解斜視図である。FIG. 図1のA-A断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1. 図1のB-B断面図である。This is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 固定部の説明図である。FIG.

(全体構成)
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るアクチュエータ1の斜視図である。図2は、図1に示すアクチュエータ1の分解斜視
図である。図3、図4は、図1に示すアクチュエータ1の断面図である。図3は、図1のA-A位置で切断した断面図である。図4は、図1のB-B位置で切断した断面図である。図4は、図3と直交する方向で切断した断面図である。図5は、第1接続機構の断面図である。
(Overall composition)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a perspective view of an actuator 1 according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is an exploded perspective view of the actuator 1 shown in Fig. 1. Figs. 3 and 4 are cross-sectional views of the actuator 1 shown in Fig. 1. Fig. 3 is a cross-sectional view taken at position A-A in Fig. 1. Fig. 4 is a cross-sectional view taken at position B-B in Fig. 1. Fig. 4 is a cross-sectional view taken in a direction perpendicular to Fig. 3. Fig. 5 is a cross-sectional view of a first connection mechanism.

図1に示すように、アクチュエータ1の外観は筒型である。図3、図4に示すように、アクチュエータ1は、筒型のケース5を有する支持体2と、ケース5に収容された可動体3と、を備える。図2に示すように、可動体3は、その中心を貫通する支軸30を備える。支軸30の軸線Lは、ケース5の軸線と一致する。また、アクチュエータ1は、支持体2と可動体3とを支軸30の軸線Lに沿った軸線方向Xに相対移動可能に接続する第1接続機構11および第2接続機構12を備える。第1接続機構11は、ケース5内における軸線方向Xの一方の端部において、可動体3と支持体2とを接続する。第2接続機構12は、ケース5内における軸線方向の他方の端部において、可動体3と支持体2とを接続する。 As shown in FIG. 1, the actuator 1 has a cylindrical appearance. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the actuator 1 includes a support 2 having a cylindrical case 5, and a movable body 3 housed in the case 5. As shown in FIG. 2, the movable body 3 includes a support shaft 30 that passes through its center. The axis L of the support shaft 30 coincides with the axis of the case 5. The actuator 1 also includes a first connection mechanism 11 and a second connection mechanism 12 that connect the support 2 and the movable body 3 so as to be relatively movable in the axial direction X along the axis L of the support shaft 30. The first connection mechanism 11 connects the movable body 3 and the support 2 at one end in the axial direction X within the case 5. The second connection mechanism 12 connects the movable body 3 and the support 2 at the other end in the axial direction within the case 5.

さらに、アクチュエータ1は、可動体3を軸線方向Xに移動させる磁気駆動機構6を備える。磁気駆動機構6は、可動体3に配置されたマグネット61と、支持体2に配置されたコイル62と、を備える。以下の説明では、軸線方向Xの一方を第1方向X1とし、軸線方向Xの他方を第2方向X2とする。 The actuator 1 further includes a magnetic drive mechanism 6 that moves the movable body 3 in the axial direction X. The magnetic drive mechanism 6 includes a magnet 61 disposed on the movable body 3 and a coil 62 disposed on the support body 2. In the following description, one side of the axial direction X is referred to as the first direction X1, and the other side of the axial direction X is referred to as the second direction X2.

(第1接続部材および第2接続機構)
図3、図4に示すように、第1接続機構11は、支軸30のX1方向の第1端部分30a(軸部)を外周側から保持する環状の第1内枠部材36と、第1内枠部材36の径方向外側で、ケース5のX1方向の端部分に固定された環状の第1外枠部材51と、を備える。第1内枠部材36の外周面は円環状である。第1外枠部材51の内周面は、円環状である。
(First Connection Member and Second Connection Mechanism)
3 and 4 , the first connection mechanism 11 includes an annular first inner frame member 36 that holds the first end portion 30a (shaft portion) in the X1 direction of the support shaft 30 from the outer periphery, and an annular first outer frame member 51 that is fixed to the end portion in the X1 direction of the case 5 radially outside the first inner frame member 36. The outer periphery surface of the first inner frame member 36 is annular. The inner periphery surface of the first outer frame member 51 is annular.

また、第1接続機構11は、径方向における第1内枠部材36と第1外枠部材51との間に配置された円筒形状の中間リング55を備える。中間リング55は、ステンレス鋼製、鉄製などの金属製とすることができる。また、中間リング55は、ポリブチレンテレフタレート樹脂など、樹脂製とすることができる。本例では、中間リング55は、鉄製である。第1内枠部材36、第1外枠部材51、および中間リング55は同軸に配置されており、これらの中心軸線は、軸線Lと一致する。中間リング55は、径方向において、第1内枠部材36と第1外枠部材51との中央部分に位置する。 The first connection mechanism 11 also includes a cylindrical intermediate ring 55 disposed between the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51 in the radial direction. The intermediate ring 55 can be made of metal such as stainless steel or iron. The intermediate ring 55 can also be made of resin such as polybutylene terephthalate resin. In this example, the intermediate ring 55 is made of iron. The first inner frame member 36, the first outer frame member 51, and the intermediate ring 55 are disposed coaxially, and their central axes coincide with the axis L. The intermediate ring 55 is located in the center portion between the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51 in the radial direction.

さらに、第1接続機構11は、中間リング55を介して第1内枠部材36と第1外枠部材51とを接続する粘弾性体10を備える。粘弾性体10は、第1内枠部材36と中間リング55との間に位置する内側環状部分10aと、中間リング55と第1外枠部材51との間に位置する外側環状部分10bと、を有する。粘弾性体10は、それ自身の粘着性によって、第1内枠部材36、中間リング55、および第1外枠部材51に接合されている。ここで、中間リング55のX1方向の第1環状端面55a、およびX2方向の第2環状端面55bは、それぞれ粘弾性体10から軸線方向Xに露出している。すなわち、中間リング55の軸線方向Xの高さ寸法と、粘弾性体10の軸線方向Xの厚み寸法とは同一である。 Furthermore, the first connection mechanism 11 includes a viscoelastic body 10 that connects the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51 via the intermediate ring 55. The viscoelastic body 10 has an inner annular portion 10a located between the first inner frame member 36 and the intermediate ring 55, and an outer annular portion 10b located between the intermediate ring 55 and the first outer frame member 51. The viscoelastic body 10 is bonded to the first inner frame member 36, the intermediate ring 55, and the first outer frame member 51 by its own adhesiveness. Here, the first annular end surface 55a in the X1 direction of the intermediate ring 55 and the second annular end surface 55b in the X2 direction are each exposed in the axial direction X from the viscoelastic body 10. That is, the height dimension in the axial direction X of the intermediate ring 55 is the same as the thickness dimension in the axial direction X of the viscoelastic body 10.

第2接続機構12は、第1接続機構11と同様の構成を備える。すなわち、図2、図3、図4に示すように、第2接続機構12は、支軸30のX2方向の第2端部分30b(軸部)を外周側から保持する環状の第2内枠部材37と、第2内枠部材37の径方向外側で、ケース5のX2方向の端部分に固定された環状の第2外枠部材52と、を備える。また、第2接続機構12は、径方向における第2内枠部材37と、第2外枠部材52との間に
配置された中間リング55を備える。さらに、第2接続機構12は、中間リング55を介して第2内枠部材37と第2外枠部材52とを接続する粘弾性体10を備える。粘弾性体10は、第2内枠部材37と中間リング55との間に位置する内側環状部分10aと、中間リング55と第2外枠部材52との間に位置する外側環状部分10bと、を有する。中間リング55のX2方向の第1環状端面55a、およびX1方向の第2環状端面55bは、それぞれ粘弾性体10から軸線方向Xに露出している。粘弾性体10は、それ自身の粘着性によって、第2内枠部材37、中間リング55、および第2外枠部材52に接合されている。
The second connection mechanism 12 has a similar configuration to the first connection mechanism 11. That is, as shown in Figs. 2, 3, and 4, the second connection mechanism 12 includes an annular second inner frame member 37 that holds the second end portion 30b (shaft portion) in the X2 direction of the support shaft 30 from the outer circumferential side, and an annular second outer frame member 52 that is fixed to the end portion in the X2 direction of the case 5 on the radial outside of the second inner frame member 37. The second connection mechanism 12 also includes an intermediate ring 55 that is disposed between the second inner frame member 37 and the second outer frame member 52 in the radial direction. Furthermore, the second connection mechanism 12 includes a viscoelastic body 10 that connects the second inner frame member 37 and the second outer frame member 52 via the intermediate ring 55. The viscoelastic body 10 has an inner annular portion 10a that is located between the second inner frame member 37 and the intermediate ring 55, and an outer annular portion 10b that is located between the intermediate ring 55 and the second outer frame member 52. A first annular end face 55a in the X2 direction of the intermediate ring 55 and a second annular end face 55b in the X1 direction are each exposed in the axial direction X from the viscoelastic body 10. The viscoelastic body 10 is bonded to the second inner frame member 37, the intermediate ring 55, and the second outer frame member 52 by its own adhesiveness.

粘弾性体10としては、シリコーンゲル等からなるゲル状部材、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ることができる。また、粘弾性体10は、シリコーンゲルにフィラーを含有するゲル状部材とすることもできる。 The viscoelastic body 10 may be a gel-like material such as silicone gel, natural rubber, diene rubber (e.g., styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, etc.), non-diene rubber (e.g., butyl rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluororubber, etc.), thermoplastic elastomer, or any of a variety of rubber materials and modified materials thereof. The viscoelastic body 10 may also be a gel-like material made of silicone gel containing a filler.

(支持体)
支持体2は、ケース5と、ケース5の内側に固定されたコイルホルダ4と、を備える。図2に示すように、ケース5は、円筒形状の筒部材20と、筒部材20の第1方向X1の開口を塞ぐ第1蓋部材21と、筒部材20の第2方向X2の開口を塞ぐ第2蓋部材22と、を備える。コイルホルダ4は、筒状であり、ケース5と同軸に配置されている。コイルホルダ4は、筒部材20の内周側で、第1蓋部材21と第2蓋部材22との間に位置する。図3、図4に示すように、コイルホルダ4は、コイル62を保持するとともに、第1接続機構11の第1外枠部材51を保持する。
(Support)
The support 2 includes a case 5 and a coil holder 4 fixed to the inside of the case 5. As shown in Fig. 2, the case 5 includes a cylindrical tubular member 20, a first cover member 21 that closes an opening of the tubular member 20 in the first direction X1, and a second cover member 22 that closes an opening of the tubular member 20 in the second direction X2. The coil holder 4 is tubular and arranged coaxially with the case 5. The coil holder 4 is located between the first cover member 21 and the second cover member 22 on the inner periphery side of the tubular member 20. As shown in Figs. 3 and 4, the coil holder 4 holds the coil 62 and also holds the first outer frame member 51 of the first connection mechanism 11.

また、支持体2は、筒部材20の内周面から突出する環状の接続部材保持部25を備える。接続部材保持部25は、軸線方向Xでコイルホルダ4と第2蓋部材22との間に位置する。接続部材保持部25は、第2接続機構12の第2外枠部材52を保持する。 The support body 2 also includes an annular connection member holding portion 25 that protrudes from the inner peripheral surface of the tubular member 20. The connection member holding portion 25 is located between the coil holder 4 and the second cover member 22 in the axial direction X. The connection member holding portion 25 holds the second outer frame member 52 of the second connection mechanism 12.

(筒部材、第1蓋部材、および第2蓋部材)
筒部材20は、樹脂製である。図2に示すように、筒部材20は、第1方向X1の端縁を第2方向X2に切り欠いた切欠き部65を備える。また、筒部材20は、第1方向X1の端縁の周方向の3か所、および第2方向X2の端縁の周方向の3か所に、それぞれ内周側に突出する係止突部91を備える。さらに、筒部材20は、切欠き部65の第2方向X2に基板保持部69を備える。基板保持部69には、配線基板7が固定される。配線基板7には、給電用のリード線8が電気的に接続される。配線基板7に対して周方向に隣接する位置には、リード線8を保持するリード線保持部70が設けられている。リード線8は、配線基板7を介して、コイル62に接続される。
(Cylindrical member, first cover member, and second cover member)
The cylindrical member 20 is made of resin. As shown in FIG. 2, the cylindrical member 20 has a notch portion 65 formed by cutting an edge in the first direction X1 in the second direction X2. The cylindrical member 20 also has locking protrusions 91 protruding inward at three circumferential positions on the edge in the first direction X1 and three circumferential positions on the edge in the second direction X2. The cylindrical member 20 also has a board holding portion 69 in the second direction X2 of the notch portion 65. A wiring board 7 is fixed to the board holding portion 69. A power supply lead wire 8 is electrically connected to the wiring board 7. A lead wire holding portion 70 for holding the lead wire 8 is provided at a position adjacent to the wiring board 7 in the circumferential direction. The lead wire 8 is connected to the coil 62 via the wiring board 7.

第1蓋部材21は、樹脂製である。第1蓋部材21は、円形の第1端板部211と、第1端板部211の外周縁から第2方向X2に延びる円環状の第1側板部212と、を備える。第1端板部211は、第1側板部212の内周側に第2方向X2に突出する円環状のリブ213を備える。リブ213は第1側板部212と同軸である。リブ213の第2方向の端面には、第2方向X2に突出する突部214が、等角度間隔で、複数、設けられている。本例では、突部214は、3つ設けられている。第1側板部212の周方向の一部には、第2方向X2に突出するカバー部分66が設けられている。また、第1側板部212の周方向の3か所には、係止部81が設けられている。各係止部81は、第1側板部212のX2方向の端縁からX1方向に向かって外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪である。 The first cover member 21 is made of resin. The first cover member 21 includes a circular first end plate portion 211 and an annular first side plate portion 212 extending in the second direction X2 from the outer periphery of the first end plate portion 211. The first end plate portion 211 includes an annular rib 213 protruding in the second direction X2 on the inner periphery side of the first side plate portion 212. The rib 213 is coaxial with the first side plate portion 212. A plurality of protrusions 214 protruding in the second direction X2 are provided at equal angular intervals on the end surface of the rib 213 in the second direction. In this example, three protrusions 214 are provided. A cover portion 66 protruding in the second direction X2 is provided at a part of the circumference of the first side plate portion 212. In addition, locking portions 81 are provided at three locations in the circumference of the first side plate portion 212. Each locking portion 81 is a claw that extends at an angle from the X2 edge of the first side plate portion 212 in the X1 direction, widening outward toward the outer periphery.

図1に示すように、第1蓋部材21は、第1方向X1の側から筒部材20に挿入されて、筒部材20の第1方向X1の端部分に固定される。第1蓋部材21が第1方向X1の側から筒部材20に挿入される際に、カバー部分66は、切欠き部65に第1方向X1の側から挿入される。カバー部分66が切欠き部65に挿入されたときにカバー部分66の第2方向X2の端縁と切欠き部65との間に形成される隙間は、コイル62のコイル線63をケース5の外側に引き出すための配線引き出し部60である。また、第1蓋部材21が第1方向X1の側から筒部材20に挿入される際に、各係止部81は、径方向に弾性変形して第1側板部212と共に筒部材20の内周側に押し込まれる。ここで、各係止部81のX1方向の端には、筒部材20のX1方向の端縁に設けられた各係止突部91がX1方向の側から当接する。これにより、第1蓋部材21は、筒部材20からX1方向に脱落することが防止される。第1蓋部材21は、各係止部81に各係止突部91が当接した状態で、接着剤によって筒部材20に固定される。 As shown in FIG. 1, the first cover member 21 is inserted into the tubular member 20 from the first direction X1 side and fixed to the end portion of the tubular member 20 in the first direction X1. When the first cover member 21 is inserted into the tubular member 20 from the first direction X1 side, the cover portion 66 is inserted into the notch portion 65 from the first direction X1 side. When the cover portion 66 is inserted into the notch portion 65, a gap is formed between the end edge of the cover portion 66 in the second direction X2 and the notch portion 65, which is the wiring pull-out portion 60 for pulling the coil wire 63 of the coil 62 to the outside of the case 5. When the first cover member 21 is inserted into the tubular member 20 from the first direction X1 side, each locking portion 81 is elastically deformed in the radial direction and is pushed into the inner periphery of the tubular member 20 together with the first side plate portion 212. Here, the X1-direction ends of each locking portion 81 abut against the locking projections 91 provided on the X1-direction edge of the tubular member 20 from the X1-direction side. This prevents the first lid member 21 from falling off the tubular member 20 in the X1 direction. The first lid member 21 is fixed to the tubular member 20 by adhesive with each locking projection 91 abutting against each locking portion 81.

第2蓋部材22は、樹脂製である。第2蓋部材22は、円形の第2端板部221と、第2端板部221の外周縁から第1方向X1に延びる円環状の第2側板部222と、を備える。図3、図4に示すように、第2蓋部材22は、第2端板部221に円環状のリブ223を備える。リブ223は、第2側板部222と同軸で、第1方向X1に突出する。リブ223の第2方向の端面には、第1方向X1に突出する突部224が、等角度間隔で3つ設けられている。また、第2側板部222の周方向の3か所には、係止部81が設けられている。各係止部81は、第2側板部222のX1方向の端縁からX2方向に向かって外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪である。 The second cover member 22 is made of resin. The second cover member 22 has a circular second end plate portion 221 and an annular second side plate portion 222 extending in the first direction X1 from the outer periphery of the second end plate portion 221. As shown in Figs. 3 and 4, the second cover member 22 has an annular rib 223 on the second end plate portion 221. The rib 223 is coaxial with the second side plate portion 222 and protrudes in the first direction X1. Three protrusions 224 protruding in the first direction X1 are provided at equal angular intervals on the end surface of the rib 223 in the second direction. In addition, locking portions 81 are provided at three locations in the circumferential direction of the second side plate portion 222. Each locking portion 81 is a claw that extends from the X1-direction edge of the second side plate portion 222 in the X2 direction at an angle in a direction expanding toward the outer periphery.

第2蓋部材22は、第2方向X2の側から筒部材20に挿入されて、筒部材20の第2方向X2の端部分に固定される。第2蓋部材22が第2方向X2の側から筒部材20に挿入される際に、各係止部81は、径方向に弾性変形して第2側板部222と共に筒部材20の内周側に押し込まれる。ここで、各係止部81のX2方向の端には、筒部材20のX2方向の端縁に設けられた各係止突部91がX2方向の側から当接する。これにより、第2蓋部材22は、筒部材20からX1方向に脱落することが防止される。第2蓋部材22は、各係止部81に各係止突部91が当接した状態で、接着剤によって筒部材20に固定される。 The second cover member 22 is inserted into the tubular member 20 from the second direction X2 side and fixed to the end portion of the tubular member 20 in the second direction X2. When the second cover member 22 is inserted into the tubular member 20 from the second direction X2 side, each locking portion 81 is elastically deformed in the radial direction and is pushed into the inner periphery of the tubular member 20 together with the second side plate portion 222. Here, the locking protrusions 91 provided on the end edge of the tubular member 20 in the X2 direction abut against the X2 end of each locking portion 81 from the X2 direction side. This prevents the second cover member 22 from falling off from the tubular member 20 in the X1 direction. The second cover member 22 is fixed to the tubular member 20 by adhesive with each locking protrusion 91 abutting against each locking portion 81.

(コイルホルダ)
図2に示すように、コイルホルダ4は、コイル62を保持するコイル保持部分40と、コイル保持部分40の第1方向X1で第1接続機構11の第1外枠部材51を保持する接続部材保持部分41と、を備える。図3、図4に示すように、コイル保持部分40に保持されたコイル62は、ケース5内において、軸線方向Xの中央部分に位置する。
(coil holder)
2, the coil holder 4 includes a coil holding portion 40 that holds the coil 62, and a connection member holding portion 41 that holds the first outer frame member 51 of the first connection mechanism 11 in the first direction X1 of the coil holding portion 40. As shown in Figures 3 and 4, the coil 62 held by the coil holding portion 40 is located at the center of the case 5 in the axial direction X.

接続部材保持部分41は、環状である。接続部材保持部分41の内周面には、第1方向X1および内周側から切り欠かれた環状の第1凹部43が設けられている。第1凹部43の第2方向X2の端部分には、第1段部44が設けられている。第1凹部43には、第1接続機構11の第1外枠部材51が第1方向X1の側から圧入される。圧入に際して、第1段部44は第2方向X2の側から第1外枠部材51に当接して、第1外枠部材51を軸線方向Xで位置決めする。これにより、コイルホルダ4は、第1接続機構11の第1外枠部材51を、外周側、および第2方向X2の側から保持する。 The connection member holding portion 41 is annular. The inner peripheral surface of the connection member holding portion 41 is provided with a first annular recess 43 cut out from the first direction X1 and inner peripheral side. A first step 44 is provided at the end portion of the first recess 43 in the second direction X2. The first outer frame member 51 of the first connection mechanism 11 is pressed into the first recess 43 from the first direction X1 side. During the press-fitting, the first step 44 abuts against the first outer frame member 51 from the second direction X2 side, positioning the first outer frame member 51 in the axial direction X. As a result, the coil holder 4 holds the first outer frame member 51 of the first connection mechanism 11 from the outer peripheral side and the second direction X2 side.

図2、図3に示すように、接続部材保持部分41の外周面からは、2本の端子ピン64が外周側に突出する。2本の端子ピン64には、コイル62から引き出されたコイル線63の端部が絡げられている。コイルホルダ4がケース5に固定されたときに、2本の端子ピン64は、配線引き出し部60を介して、ケース5の外側に突出する。ここで、図1、図2、図3に示すように、ケース5の外に突出する2本の端子ピン64は、配線基板7に
設けられた2箇所の穴71を貫通して、穴71の縁に設けられたランドと電気的に接続される。これにより、コイル線63と給電用のリード線8とが電気的に接続される。
As shown in Figures 2 and 3, two terminal pins 64 protrude outward from the outer circumferential surface of the connection member holding portion 41. Ends of a coil wire 63 drawn from a coil 62 are wound around the two terminal pins 64. When the coil holder 4 is fixed to the case 5, the two terminal pins 64 protrude outward from the case 5 via the wiring draw-out portion 60. Here, as shown in Figures 1, 2, and 3, the two terminal pins 64 protruding outward from the case 5 pass through two holes 71 provided in the wiring board 7 and are electrically connected to lands provided on the edges of the holes 71. This electrically connects the coil wire 63 to the power supply lead wire 8.

図3、図4に示すように、第1蓋部材21が筒部材20に固定されると、第1蓋部材21の突部214は、第1外枠部材51に第1方向X1の側から当接する。すなわち、第1蓋部材21の突部214は、第1方向X1の側から第1外枠部材51に当接する当接部である。第1蓋部材21が筒部材20に固定されると、第1蓋部材21は、第1外枠部材51が第1方向X1に移動することを防止する。また、第1蓋部材21は、第1接続機構11の粘弾性体10が外部に露出することを防止する。 As shown in Figures 3 and 4, when the first lid member 21 is fixed to the tubular member 20, the protrusion 214 of the first lid member 21 abuts against the first outer frame member 51 from the first direction X1 side. In other words, the protrusion 214 of the first lid member 21 is an abutting portion that abuts against the first outer frame member 51 from the first direction X1 side. When the first lid member 21 is fixed to the tubular member 20, the first lid member 21 prevents the first outer frame member 51 from moving in the first direction X1. In addition, the first lid member 21 prevents the viscoelastic body 10 of the first connection mechanism 11 from being exposed to the outside.

(接続部材保持部)
接続部材保持部25は、コイルホルダ4の第2方向X2に位置する。接続部材保持部25は環状である。接続部材保持部25の内周面には、第2方向X2および内周側から切り欠かれた環状の第2凹部46が設けられている。第2凹部46の第1方向X1の端部分には、第2段部45が設けられている。第2凹部46には、第2接続機構12の第2外枠部材52が第2方向X2の側から圧入される。圧入に際し、第2段部45は第1方向X1の側から第2外枠部材52に当接して、第2外枠部材52を軸線方向Xで位置決めする。これにより、接続部材保持部25は、第2接続機構12の第2外枠部材52を、外周側、および第1方向X1の側から保持する。
(Connection member holding portion)
The connection member holding portion 25 is located in the second direction X2 of the coil holder 4. The connection member holding portion 25 is annular. An annular second recess 46 is provided on the inner peripheral surface of the connection member holding portion 25, which is cut out from the second direction X2 and inner peripheral side. A second step portion 45 is provided at an end portion of the second recess 46 in the first direction X1. The second outer frame member 52 of the second connection mechanism 12 is press-fitted into the second recess 46 from the second direction X2 side. During the press-fitting, the second step portion 45 abuts against the second outer frame member 52 from the first direction X1 side, and positions the second outer frame member 52 in the axial direction X. As a result, the connection member holding portion 25 holds the second outer frame member 52 of the second connection mechanism 12 from the outer peripheral side and the first direction X1 side.

ここで、第2蓋部材22が筒部材20に固定されると、第2蓋部材22の突部214は、第2外枠部材52に第2方向X2の側から当接する。すなわち、第2蓋部材22の突部214は、第2外枠部材52に第2方向X2の側から当接する当接部である。第2蓋部材22が筒部材20に固定されると、第2蓋部材22は、第2外枠部材52が第2方向X2に移動することを防止する。また、第2蓋部材22は、第2接続機構12の粘弾性体10が外部に露出することを防止する。 Here, when the second lid member 22 is fixed to the tubular member 20, the protrusion 214 of the second lid member 22 abuts against the second outer frame member 52 from the second direction X2 side. That is, the protrusion 214 of the second lid member 22 is an abutment portion that abuts against the second outer frame member 52 from the second direction X2 side. When the second lid member 22 is fixed to the tubular member 20, the second lid member 22 prevents the second outer frame member 52 from moving in the second direction X2. In addition, the second lid member 22 prevents the viscoelastic body 10 of the second connection mechanism 12 from being exposed to the outside.

(可動体)
図2~図4に示すように、可動体3は、支持体2の径方向の中心において軸線方向Xに延びる支軸30を有する。支軸30は金属製の丸棒である。支軸30の軸線は、可動体3の軸線であり、ケース5の軸線Lと一致する。支軸30には、マグネット61が支持される。マグネット61は、中心に、支軸30が貫通する軸穴610を備える。
(Movable body)
2 to 4, the movable body 3 has a support shaft 30 that extends in the axial direction X at the radial center of the support body 2. The support shaft 30 is a metal round bar. The axis of the support shaft 30 is the axis of the movable body 3 and coincides with the axis L of the case 5. A magnet 61 is supported by the support shaft 30. The magnet 61 has an axial hole 610 in its center, through which the support shaft 30 passes.

また、支軸30には、ヨーク35が支持される。ヨーク35は、マグネット61に軸線方向Xの第1方向X1で重なる第1ヨーク31と、マグネット61に第2方向X2で重なる第2ヨーク32と、を備える。 The support shaft 30 also supports a yoke 35. The yoke 35 includes a first yoke 31 that overlaps with the magnet 61 in a first direction X1 of the axial direction X, and a second yoke 32 that overlaps with the magnet 61 in a second direction X2.

第1ヨーク31は、所定の厚みを備える円盤形状である。第1ヨーク31は、中心に、支軸30が貫通する軸穴310を備える。第1ヨーク31は、マグネット61の第1方向X1の面に接着等の方法で固定されている。ここで、第1ヨーク31の外径寸法は、マグネット61の外径寸法よりも大きい。従って、第1ヨーク31の外周面は、マグネット61の外周面より径方向外側に張り出す。 The first yoke 31 is disk-shaped with a predetermined thickness. The first yoke 31 has an axial hole 310 in the center through which the support shaft 30 passes. The first yoke 31 is fixed to the surface of the magnet 61 in the first direction X1 by a method such as gluing. Here, the outer diameter dimension of the first yoke 31 is larger than the outer diameter dimension of the magnet 61. Therefore, the outer peripheral surface of the first yoke 31 protrudes radially outward beyond the outer peripheral surface of the magnet 61.

第2ヨーク32は、カップ状の第1磁性部材33と、円板状の第2磁性部材34の2つの部材からなる。第1磁性部材33は、中心に支軸30が貫通する軸穴330を備える円形の端板部331と、端板部331の外縁から第1方向X1に曲げられた曲げ部332と、曲げ部332から第1方向X1に延びる円筒部333と、を備える。第1磁性部材33の端板部331は、マグネット61の第2方向X2の端面に固定される。第2磁性部材34は、中心に支軸30が貫通する軸穴340を備える。第2磁性部材34は、第1磁性部材33の端板部331に対してマグネット61とは反対側から固定されている。図2に示
すように、第2磁性部材34には、軸穴340の外周側に、軸線方向Xに貫通する複数の貫通孔が設けられている。各貫通孔は可動体3の重量を調節するための重量調整部38である。
The second yoke 32 is composed of two members, a cup-shaped first magnetic member 33 and a disk-shaped second magnetic member 34. The first magnetic member 33 includes a circular end plate portion 331 having an axial hole 330 through which the support shaft 30 penetrates at its center, a bent portion 332 bent in the first direction X1 from the outer edge of the end plate portion 331, and a cylindrical portion 333 extending in the first direction X1 from the bent portion 332. The end plate portion 331 of the first magnetic member 33 is fixed to an end surface of the magnet 61 in the second direction X2. The second magnetic member 34 has an axial hole 340 through which the support shaft 30 penetrates at its center. The second magnetic member 34 is fixed to the end plate portion 331 of the first magnetic member 33 from the side opposite to the magnet 61. As shown in FIG. 2, the second magnetic member 34 has a plurality of through holes penetrating in the axial direction X on the outer periphery side of the axial hole 340. Each through hole is a weight adjustment portion 38 for adjusting the weight of the movable body 3.

ここで、図3、図4に示すように、第1接続機構11の第1内枠部材36は、第1ヨーク31の第1方向X1に位置する支軸30の第1端部分30aに固定される。より具体的には、第1内枠部材36の内周面には第2方向X2の端部に径方向内側に突出する環状突部361が設けられており、第1端部分30aは、環状突部361の中心孔に圧入される。これにより、第1内枠部材36は、支軸30に固定される。 Here, as shown in Figures 3 and 4, the first inner frame member 36 of the first connection mechanism 11 is fixed to the first end portion 30a of the support shaft 30 located in the first direction X1 of the first yoke 31. More specifically, an annular protrusion 361 that protrudes radially inward is provided on the inner peripheral surface of the first inner frame member 36 at the end in the second direction X2, and the first end portion 30a is press-fitted into the center hole of the annular protrusion 361. In this way, the first inner frame member 36 is fixed to the support shaft 30.

また、第2接続機構12の第2内枠部材37は、第2ヨーク32の第2方向X2に位置する支軸30の第2端部分30bに固定される。より具体的には、第2内枠部材37の内周面には、第1方向X1の端部に径方向内側に突出する環状突部371が設けられており、第2端部分30bは、環状突部371の中心孔に圧入される。これにより、第2内枠部材37は、支軸30に固定される。 The second inner frame member 37 of the second connection mechanism 12 is fixed to the second end portion 30b of the support shaft 30 located in the second direction X2 of the second yoke 32. More specifically, an annular protrusion 371 that protrudes radially inward is provided on the inner peripheral surface of the second inner frame member 37 at the end in the first direction X1, and the second end portion 30b is press-fitted into the center hole of the annular protrusion 371. This fixes the second inner frame member 37 to the support shaft 30.

第1内枠部材36および第2内枠部材37が支軸30に固定されたときに、第1内枠部材36は、第1方向X1の側から第1ヨーク31に当接する。また、第2内枠部材37は、第2方向X2の側から第2磁性部材34に当接する。従って、支軸30に支持されたマグネット61およびヨーク35は、第1内枠部材36および第2内枠部材37によって軸線方向Xの両側から支軸30に固定される。 When the first inner frame member 36 and the second inner frame member 37 are fixed to the support shaft 30, the first inner frame member 36 abuts against the first yoke 31 from the side in the first direction X1. The second inner frame member 37 abuts against the second magnetic member 34 from the side in the second direction X2. Therefore, the magnet 61 and the yoke 35 supported by the support shaft 30 are fixed to the support shaft 30 from both sides in the axial direction X by the first inner frame member 36 and the second inner frame member 37.

マグネット61およびヨーク35が支軸30に固定されたときに、マグネット61およびヨーク35は軸線方向Xにおける支軸30の中央部分に位置する。また、第2ヨーク32の円筒部333は、マグネット61の外周面および第1ヨーク31の外周面から径方向外側に離間した位置で、マグネット61の外周面および第1ヨーク31の径方向外側に位置する。ここで、第1接続機構11および第2接続機構とを介して支持体2と可動体3とが接続されると、第2ヨーク32の円筒部333とマグネット61の外周面との間に、可動体3のコイル62の一部が位置する。また、第2ヨーク32の円筒部333と第1ヨーク31の外周面との間に、可動体3のコイル62の一部が位置する。 When the magnet 61 and the yoke 35 are fixed to the support shaft 30, the magnet 61 and the yoke 35 are located at the center of the support shaft 30 in the axial direction X. The cylindrical portion 333 of the second yoke 32 is located radially outwardly of the outer circumferential surface of the magnet 61 and the first yoke 31 at a position spaced radially outwardly from the outer circumferential surface of the magnet 61 and the outer circumferential surface of the first yoke 31. Here, when the support body 2 and the movable body 3 are connected via the first connection mechanism 11 and the second connection mechanism, a part of the coil 62 of the movable body 3 is located between the cylindrical portion 333 of the second yoke 32 and the outer circumferential surface of the magnet 61. A part of the coil 62 of the movable body 3 is located between the cylindrical portion 333 of the second yoke 32 and the outer circumferential surface of the first yoke 31.

(アクチュエータの動作)
アクチュエータ1では、コイル62への通電により磁気駆動機構6が可動体3を軸線方向Xに移動させる駆動力を発揮する。コイル62への通電を断つと、可動体3は、粘弾性体10の復帰力によって原点位置へ戻る。従って、コイル62に所定の周波数の駆動電流(交流電流)を流すことにより、可動体3は軸線方向Xで振動する。また、コイル62に印加する駆動電流の波形を調整することで、可動体3がX1方向に移動する加速度と、可動体3がX2方向に移動する加速度を異なるものとすることができる。それ故、アクチュエータ1を触覚デバイスとして取り付けた機器を手にした者は、軸線方向Xにおいて方向性を有する振動を体感することができる。
(Actuator Operation)
In the actuator 1, when electricity is applied to the coil 62, the magnetic drive mechanism 6 exerts a driving force that moves the movable body 3 in the axial direction X. When electricity is cut off from the coil 62, the movable body 3 returns to the origin position due to the return force of the viscoelastic body 10. Therefore, when a driving current (AC current) of a predetermined frequency is applied to the coil 62, the movable body 3 vibrates in the axial direction X. In addition, by adjusting the waveform of the driving current applied to the coil 62, the acceleration at which the movable body 3 moves in the X1 direction can be made different from the acceleration at which the movable body 3 moves in the X2 direction. Therefore, a person holding an instrument to which the actuator 1 is attached as a haptic device can feel a vibration having a directional property in the axial direction X.

(アクチュエータの共振周波数について)
本例のアクチュエータ1は、可動体3が振動する軸線方向Xの共振周波数と、コイル62へ流す駆動電流の周波数とが一致するときに可動体3の加速度が最も大きくなるという振動特性を有する。従って、アクチュエータ1では、効率よく振動を発生させるために軸線方向Xの共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。共振周波数は、可動体3の重量、および粘弾性体のバネ定数に依存する値である。
(Regarding the actuator's resonant frequency)
The actuator 1 of this embodiment has a vibration characteristic in which the acceleration of the movable body 3 is greatest when the resonant frequency in the axial direction X at which the movable body 3 vibrates coincides with the frequency of the drive current passed through the coil 62. Therefore, in the actuator 1, the magnetic drive mechanism is driven at a frequency close to the resonant frequency in the axial direction X to efficiently generate vibrations. The resonant frequency is a value that depends on the weight of the movable body 3 and the spring constant of the viscoelastic body.

また、本例のアクチュエータ1は、複数の共振周波数を備える。それら複数の共振周波数のうち高次のものは、軸線方向Xの共振周波数である1次の共振数周波数と、振動方向
と直交する径方向の共振周波数である2次の共振数周波数である。アクチュエータ1を軸線方向Xで振動させるには、1次の共振周波数に近い周波数で磁気駆動機構を駆動する。
The actuator 1 of this embodiment has a plurality of resonant frequencies. The higher-order resonant frequencies are a first-order resonant frequency, which is a resonant frequency in the axial direction X, and a second-order resonant frequency, which is a resonant frequency in the radial direction perpendicular to the vibration direction. To vibrate the actuator 1 in the axial direction X, the magnetic drive mechanism is driven at a frequency close to the first-order resonant frequency.

ここで、アクチュエータ1が搭載される機器が外部の機器との間で通信を行う場合には、2次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあるときに、通信にノイズが乗るという現象が発生することがある。また、アクチュエータ1が搭載される機器によっては、2次の共振周波数が特定の周波数帯の中にあると、2次の共振周波数に起因する振動などが発生して軸線方向Xの振動が所望の振動とならないことがある。 When the device in which the actuator 1 is mounted communicates with an external device, a phenomenon may occur in which noise is carried over the communication if the secondary resonance frequency is within a specific frequency band. In addition, depending on the device in which the actuator 1 is mounted, if the secondary resonance frequency is within a specific frequency band, vibrations due to the secondary resonance frequency may occur, and the vibration in the axial direction X may not be the desired vibration.

これに対して本例では、可動体3と支持体とを接続する第1接続機構11は、可動体3に固定される第1内枠部材36と支持体2に固定される第1外枠部材51との間に中間リング55を備える。また、第1接続機構11は、第1内枠部材36と中間リング55との間に位置する内側環状部分10aおよび中間リング55と第1外枠部材51との間に位置する外側環状部分10bを有し、中間リング55を介して第1内枠部材36と第1外枠部材51とを接続する粘弾性体10を備える。 In contrast, in this example, the first connection mechanism 11 that connects the movable body 3 and the support includes an intermediate ring 55 between the first inner frame member 36 fixed to the movable body 3 and the first outer frame member 51 fixed to the support 2. The first connection mechanism 11 also includes an inner annular portion 10a located between the first inner frame member 36 and the intermediate ring 55 and an outer annular portion 10b located between the intermediate ring 55 and the first outer frame member 51, and includes a viscoelastic body 10 that connects the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51 via the intermediate ring 55.

従って、可動体3が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の一方側では、粘弾性体10の内側環状部分10aが径方向に伸び、粘弾性体10の外側環状部分が径方向で圧縮される。また、可動体3が径方向の一方側に移動すると、軸線の径方向の他方側では、粘弾性体10の内側環状部分10aが圧縮され、粘弾性体10の外側環状部分が径方向に伸びる。この結果、粘弾性体10の径方向のバネ定数は、中間リング55を備えていない場合と比較して、高くなる。ここで、共振周波数は、粘弾性体10のバネ定数に依存する。従って、アクチュエータ1では、径方向の共振周波数が高くなる。この一方で、可動体3が軸線方向Xに振動する動きは、粘弾性体10のせん断方向の動きである。従って、粘弾性体10の軸線方向Xのバネ定数は、第1内枠部材36と第1外枠部材51との間に中間リング55を備えていない場合と比較して、大きく変化することがない。よって、振動方向である軸線方向Xの共振周波数の変化を抑えながら、振動方向と直交する径方向の共振周波数を、従来よりも、高くすることができる。 Therefore, when the movable body 3 moves to one side in the radial direction, the inner annular portion 10a of the viscoelastic body 10 expands in the radial direction on one side of the radial direction of the axis, and the outer annular portion of the viscoelastic body 10 is compressed in the radial direction. Also, when the movable body 3 moves to one side in the radial direction, the inner annular portion 10a of the viscoelastic body 10 is compressed on the other side of the radial direction of the axis, and the outer annular portion of the viscoelastic body 10 expands in the radial direction. As a result, the radial spring constant of the viscoelastic body 10 is higher than when the intermediate ring 55 is not provided. Here, the resonance frequency depends on the spring constant of the viscoelastic body 10. Therefore, in the actuator 1, the radial resonance frequency is higher. On the other hand, the movement of the movable body 3 vibrating in the axial direction X is the movement in the shear direction of the viscoelastic body 10. Therefore, the spring constant of the axial direction X of the viscoelastic body 10 does not change significantly compared to when the intermediate ring 55 is not provided between the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51. Therefore, while suppressing changes in the resonant frequency in the axial direction X, which is the vibration direction, the resonant frequency in the radial direction perpendicular to the vibration direction can be made higher than before.

図5は、第1接続機構11が中間リング55を備える場合と、第1接続機構11が中間リング55を備えていない場合と、におけるアクチュエータ1の共振周波数を示す表である。図5に示す共振周波数は、シミュレーションにより算出している。図5の第1行目、および第2行目に示すように、第1接続機構11が中間リング55を備える場合には、中間リング55が樹脂製か鉄製かに拘わらわず、1次の共振周波数は63.5Hz前後である。2次の共振周波数は122Hzである。この一方で、第1接続機構11が中間リング55を備えておらず、粘弾性体10のみで第1内枠部材36と第1外枠部材51とを接続する従来の構成では、1次の共振周波数は58.4Hzである。2次の共振周波数は105Hzである。 Figure 5 is a table showing the resonance frequency of the actuator 1 when the first connection mechanism 11 includes the intermediate ring 55 and when the first connection mechanism 11 does not include the intermediate ring 55. The resonance frequency shown in Figure 5 was calculated by simulation. As shown in the first and second rows of Figure 5, when the first connection mechanism 11 includes the intermediate ring 55, the primary resonance frequency is around 63.5 Hz, regardless of whether the intermediate ring 55 is made of resin or iron. The secondary resonance frequency is 122 Hz. On the other hand, in a conventional configuration in which the first connection mechanism 11 does not include the intermediate ring 55 and the first inner frame member 36 and the first outer frame member 51 are connected only by the viscoelastic body 10, the primary resonance frequency is 58.4 Hz. The secondary resonance frequency is 105 Hz.

図5に示すシミュレーションの結果によれば、第1接続機構11が中間リング55を備える場合には、中間リング55を備えていない場合と比較して、1次の共振周波数は5Hz変化しているのに対して、2次の共振周波数は17Hz変化している。従って、本例によれば、第1接続機構11が中間リング55を備えていない場合と比較して、振動方向である軸線方向Xの共振周波数の変化を抑えながら、軸線方向Xと直交する方向の共振周波数を従来よりも高い周波数に移動させることができる。よって、磁気駆動機構を駆動する周波数を変化させることなく、2次の共振周波数を特定の周波数帯の外に移動させることができる。これにより、通信にノイズが乗るという現象が発生や、軸線方向Xの振動が所望の振動とならないなどの現象の発生を、防止或いは抑制できる。 According to the results of the simulation shown in FIG. 5, when the first connection mechanism 11 includes the intermediate ring 55, the first resonance frequency changes by 5 Hz, while the second resonance frequency changes by 17 Hz, compared to when the first connection mechanism 11 does not include the intermediate ring 55. Therefore, according to this example, compared to when the first connection mechanism 11 does not include the intermediate ring 55, it is possible to move the resonance frequency in the direction perpendicular to the axial direction X to a higher frequency than before while suppressing the change in the resonance frequency in the axial direction X, which is the vibration direction. Therefore, it is possible to move the second resonance frequency outside a specific frequency band without changing the frequency at which the magnetic drive mechanism is driven. This makes it possible to prevent or suppress the occurrence of phenomena such as noise being carried over to communication and vibration in the axial direction X not being the desired vibration.

(変形例)
本発明において、中間リング55は、樹脂製とすることができる。このようにすれば、中間リング55の製造コストを抑制できる。
(Modification)
In the present invention, the intermediate ring 55 may be made of resin, which can reduce the manufacturing cost of the intermediate ring 55.

また、磁気駆動機構6では、支持体2の側にマグネット61を保持し、可動体3の側にコイル62を保持することもできる。 In addition, the magnetic drive mechanism 6 can hold a magnet 61 on the support 2 side and a coil 62 on the movable body 3 side.

1…アクチュエータ、2…支持体、3…可動体、4…コイルホルダ、5…ケース、6…磁気駆動機構、7…配線基板、8…リード線、10…粘弾性体、10a…内側環状部分、10b…外側環状部分、11…第1接続機構、12…第2接続機構、20…筒部材、21…第1蓋部材、22…第2蓋部材、25…接続部材保持部、30…支軸、30a…第1端部分、30b…第2端部分、31…第1ヨーク、32…第2ヨーク、33…第1磁性部材、34…第2磁性部材、35…ヨーク、36…第1内枠部材、37…第2内枠部材、38…重量調整部、40…コイル保持部分、41…接続部材保持部分、43…第1凹部、44…第1段部、45…第2段部、46…第2凹部、51…第1外枠部材、52…第1外枠部材、52…第2外枠部材、55…中間リング、55a…第1環状端面、55b…第2環状端面、60…配線引き出し部、61…マグネット、62…コイル、63…コイル線、64…端子ピン、65…切欠き部、66…カバー部分、69…基板保持部、70…リード線保持部、71…穴、81…係止部、91…係止突部、211…第1端板部、212…第1側板部、213…リブ、214…突部、221…第2端板部、222…第2側板部、223…リブ、224…突部、310…軸穴、330…軸穴、331…端板部、332…曲げ部、333…円筒部、340…軸穴、361…環状突部、371…環状突部、610…軸穴、X…軸線方向 1...actuator, 2...support, 3...movable body, 4...coil holder, 5...case, 6...magnetic drive mechanism, 7...wiring board, 8...lead wire, 10...viscoelastic body, 10a...inner annular portion, 10b...outer annular portion, 11...first connection mechanism, 12...second connection mechanism, 20...tubular member, 21...first cover member, 22...second cover member, 25...connection member holding portion, 30...support shaft, 30a...first end portion, 30b...second end portion, 31...first yoke, 32...second yoke, 33...first magnetic member, 34...second magnetic member, 35...yoke, 36...first inner frame member, 37...second inner frame member, 38...weight adjustment portion, 40...coil holding portion, 41...connection member holding portion, 43...first recess, 44...first step portion, 45...second step portion, 46...second recess, 51 ...first outer frame member, 52...first outer frame member, 52...second outer frame member, 55...intermediate ring, 55a...first annular end face, 55b...second annular end face, 60...wiring pull-out portion, 61...magnet, 62...coil, 63...coil wire, 64...terminal pin, 65...notch portion, 66...cover portion, 69...board holding portion, 70...lead wire holding portion, 71...hole, 81...locking portion, 9 1... locking protrusion, 211... first end plate portion, 212... first side plate portion, 213... rib, 214... protrusion, 221... second end plate portion, 222... second side plate portion, 223... rib, 224... protrusion, 310... shaft hole, 330... shaft hole, 331... end plate portion, 332... bent portion, 333... cylindrical portion, 340... shaft hole, 361... annular protrusion, 371... annular protrusion, 610... shaft hole, X... axial direction

Claims (4)

軸部を備える可動体と、
前記可動体を収容するケースを備える支持体と、
可動体と前記支持体とを前記軸部の軸線に沿った軸線方向に相対移動可能に接続する接続機構と、
前記可動体および前記支持体の一方に固定されたコイルおよび他方に固定されたマグネットを備え、前記可動体と前記支持体とを相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記接続機構は、前記軸部を外周側から保持する内枠部材と、前記ケースに固定されて前記内枠部材を径方向外側から囲む外枠部材と、径方向で前記内枠部材と前記外枠部材との間に位置する中間リングと、前記内枠部材と前記中間リングとの間に位置する内側環状部分および前記中間リングと前記外枠部材との間に位置する外側環状部分を有し、前記中間リングを介して前記内枠部材と前記外枠部材とを接続する粘弾性体と、を備え
前記中間リングは、筒状であり、
前記中間リングの中心軸線は、前記軸線と一致し、
前記中間リングの前記軸線方向の一方側の第1環状端面、および他方側の第2環状端面は、それぞれ前記粘弾性体から前記軸線方向に露出し、
前記内側環状部分と前記外側環状部分とは、別体に設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
A movable body having a shaft portion;
A support body having a case that houses the movable body;
a connection mechanism that connects the movable body and the support body so as to be relatively movable in an axial direction along the axis of the shaft portion;
a magnetic drive mechanism including a coil fixed to one of the movable body and the support and a magnet fixed to the other of the movable body and the support, for moving the movable body and the support relatively;
the connection mechanism comprises an inner frame member that holds the shaft portion from an outer periphery side, an outer frame member that is fixed to the case and surrounds the inner frame member from the radial outside, an intermediate ring positioned between the inner frame member and the outer frame member in the radial direction, and a viscoelastic body that has an inner annular portion positioned between the inner frame member and the intermediate ring and an outer annular portion positioned between the intermediate ring and the outer frame member, and connects the inner frame member and the outer frame member via the intermediate ring ,
The intermediate ring is cylindrical;
The central axis of the intermediate ring coincides with the axis;
a first annular end surface on one side of the intermediate ring in the axial direction and a second annular end surface on the other side of the intermediate ring are exposed in the axial direction from the viscoelastic body,
The actuator, wherein the inner annular portion and the outer annular portion are provided separately .
前記中間リングは、金属製であることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, characterized in that the intermediate ring is made of metal. 前記中間リングは、樹脂製であることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 The actuator according to claim 1, characterized in that the intermediate ring is made of resin. 前記粘弾性体は、シリコーンゲルであることを特徴とする請求項1からのうちのいずれか一項に記載のアクチュエータ。
4. The actuator according to claim 1 , wherein the viscoelastic body is a silicone gel.
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