WO2022003921A1

WO2022003921A1 - 振動アクチュエータ

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Publication number: WO2022003921A1
Application number: PCT/JP2020/026096
Authority: WO
Inventors: 憲山上
Original assignee: Foster Electric Co Ltd
Current assignee: Foster Electric Co Ltd
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-06
Anticipated expiration: 2023-01-02
Also published as: EP4163019B1; EP4163019A1; US20230336064A1; EP4163019A4; CN115702047A; US12294272B2; JPWO2022003921A1; JP7217810B2

Abstract

振動アクチュエータ１はケース側電磁駆動部３と、可動子４と、可動子４を支持する一対の板ばね５ａ、５ｂと、を有し、可動子４は、マグネット３０と、一対のポールピース３１ａ、３１ｂと、一対のマス３２ａ、３２ｂと、を有し、ケース側電磁駆動部３は、一対のコイル２１ａ、２１ｂと、一対のコイル２１ａ、２１ｂの径方向外側に配置され、該一対のコイル２１ａ、２１ｂよりも振動軸Ｏ方向の外方に突出して形成された軟磁性材料からなる筒状のヨーク２０と、を有し、振動軸Ｏ方向において、ヨークＯの平均長さＬｙが、一対のポールピース３１ａ、３１ｂの一端部から他端部までの長さＬｐに、可動子４の振動における片側の振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）以上である。

Description

振動アクチュエータ

　本発明は、振動アクチュエータに関する。

　従来から、携帯電話等の通信機器において、着信やアラームを人に知らせる方法として振動アクチュエータ（又は、振動モータ）を用いた振動による通知方法がある。そして、近年では、映画やゲーム、ＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ：仮想現実）の分野においても、例えば、アクションシーンの演出効果や、プレーヤーに対するフィードバック手段の一つとして振動アクチュエータが用いられており、振動により人の触覚を刺激することによってリアリティを向上させている。

　振動アクチュエータは、従来から偏心マスをモータによって回転させて慣性力により振動を発生させる方法を用いるものもあるが、振動の応答が早く、リアルな触感が得られるボイスコイル型の振動アクチュエータを採用する製品がある。例えば特許文献１の振動アクチュエータは、錘等を含む可動子（特許文献１でいう可動体）を電気的に往復振動させる構造を有しており、可動子はケース内に板ばねにより支持されている。

特開２０１９－１７０１１８号公報

　しかしながら、振動アクチュエータは小型の装置への搭載性を向上させるため、さらなる小型化が求められている。その一方で、十分な振動を発生させるための駆動力も求められており、小型化と十分な駆動力を発生できる振動アクチュエータが望まれている。

　本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、小型化を実現しつつ十分な振動の駆動力を発生することができる振動アクチュエータを提供することにある。

　上記した目的を達成するために、本発明に係る振動アクチュエータは、非磁性材料からなるケースと、該ケースの内部に設けられた筒状の電磁駆動部と、該電磁駆動部の径方向内側に設けられ、振動軸に沿って振動可能に支持された可動子と、前記振動軸方向における前記可動子の一端部と他端部とをそれぞれ支持する一対の板ばねと、を有し、前記可動子は、磁石と、該磁石を前記振動軸に沿って両側から挟んだ軟磁性材料からなる一対のポールピースと、該一対のポールピースを前記振動軸に沿って両側から挟んだ非磁性材料からなる一対の錘と、を有し、前記電磁駆動部は、前記振動軸に沿って間隔をおいて配置され、それぞれ筒状に形成された一対のコイルと、前記一対のコイルの径方向外側に配置され、該一対のコイルよりも前記振動軸方向の外方に突出して形成された軟磁性材料からなる筒状のヨークと、を有し、前記振動軸方向において、前記ヨークの平均長さが、前記一対のポールピースの一端部から他端部までの長さに、前記可動子の振動における片側の振幅の２倍の長さを加えた長さ以上である。

　上述の振動アクチュエータにおいて、前記振動軸方向において、前記ヨークの平均長さが前記一対のポールピースの一端部から他端部までの長さに、前記振幅の４倍の長さを加えた長さ以下であってもよい。

　また、上述の振動アクチュエータにおいて、前記ヨークの内径は、前記ポールピースの外径の１．３倍以下であってもよい。

　また、上述の振動アクチュエータにおいて、前記ヨークの内径は、前記ポールピースの外径の１．２倍以上であってもよい。

　また、上述の振動アクチュエータにおいて、前記一対のコイルのそれぞれの振動軸方向の中心位置は、非振動時の前記一対のポールピースのうち同じ側にあるポールピースの中心位置よりも振動軸方向外側であってもよい。

　また、上述の振動アクチュエータにおいて、前記ヨークは前記振動軸方向の一側端縁及び他側端縁のそれぞれに１又は複数の切欠部が形成されており、前記ヨークの一側端縁の切欠部の切欠面積の合計と、他側端縁の切欠部の切欠面積の合計が一致してもよい。

　上記手段を用いる本発明に係る振動アクチュエータによれば、小型化を実現しつつ十分な振動の駆動力を発生することができる。

本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図である。本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの縦断面図である。振動アクチュエータの作動を説明する図である。振動軸方向一側に可動子が移動した状態の断面図である。振動軸方向他側に可動子が移動した状態の断面図である。ヨークの斜視図である。ヨーク長と力係数との関係のグラフである。ヨーク内径、ポールピースの外径、マグネットの外径、ヨークの板厚を変化させた振動アクチュエータモデルにおける力係数ＢＬの関係を示した表である。図７の各振動アクチュエータモデルにおける第１ヨーク長Ｌｙ１から第２ヨーク長Ｌｙ２への力係数の減少率を示すグラフである。

　以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。

　図１は本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの分解斜視図、図２は振動アクチュエータの縦断面図、図３は振動アクチュエータの作動を説明する図、図４Ａは振動軸方向一側に可動子が移動した状態の断面図、図４Ｂは振動軸方向他側に可動子が移動した状態の断面図である。以下、これらの図に基づき振動アクチュエータの構成について説明する。

　振動アクチュエータ１は、主に、外殻をなす筒状のケース２と、当該ケース２の内部に設けられたケース側電磁駆動部３と、当該ケース側電磁駆動部３により振動可能な可動子４と、当該可動子４の両端をそれぞれ弾性支持する第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂと、から構成されている。当該振動アクチュエータ１は、例えば、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末、ゲーム機のコントローラ等に搭載される。

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

　ケース側電磁駆動部３はヨーク２０と、一対のコイル２１ａ、２１ｂを有する。可動子４はマグネット３０（磁石）と、一対のポールピース３１ａ、３１ｂと、を有する。詳しくは、ケース２の内周に沿って、円筒状の軟磁性材料でなるヨーク２０と、ヨーク２０の内周にヨーク２０と電気的に絶縁された状態で取り付けられた第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂと、が設けられている。

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

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

　マグネット３０は着磁方向が振動軸Ｏ方向である。第１ポールピース３１ａ及び第２ポールピース３１ｂは、軟磁性材料でなり、マグネット３０の磁気吸着力及び接着剤等により、マグネット３０に取り付けられている。第１ポールピース３１ａ及び第２ポールピース３１ｂは、それぞれ中央部に形成された貫通孔３１ａ１、３１ｂ１に第１マス３２ａ及び第２マス３２ｂの中央突起部３２ａ１，３２ｂ１が挿入され、一体化されている。

　こうして可動子４を構成するマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａ、第２マス３２ｂは一体化されている。なお、これらのマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂ、第１マス３２ａ、第２マス３２ｂの一体化は、上述した磁気吸着力や接着剤による取り付けに限定されるものではなく、ねじ止め等の機械的手段やその他の手段により固定することにより、一体化してもよい。

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

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

　第１板ばね５ａと第２板ばね５ｂの一面には、それぞれ弾性部材が設けられている。

　第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂは、それぞれ中央支持部５１ａ、５１ｂに形成された孔５０ａ、５０ｂを介して可動子４の第１マス３２ａ、第２マス３２ｂと連結されている。

　また第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂは、それぞれ中央支持部５１ａ、５１ｂから外周へ渦巻き状に複数の腕部５２ａ、５２ｂが延び、環状の枠部５３ａ、５３ｂに連結されている。そして、第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂは、枠部５３ａ、５３ｂがケース本体１０に連結されている。

　第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂは、金属の一枚ないし複数枚の板ばねで構成されており、例えば本実施形態ではステンレス（ばね材）の薄板を加工したものを使用している。第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂの材料は、金属に限らず樹脂や繊維を含む複合素材であってもよい。また、第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂの材料は、疲労に強く、可撓性に優れた材料が望ましい。また、第１板ばね５ａと第２板ばね５ｂには弾性部材が設けられており、この弾性部材の変形により、各板ばね５ａ，５ｂの制振を行う。

　このように構成された第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂは、振動軸Ｏ方向及び当該振動軸Ｏに直交する垂直な径方向を含む交差方向において所定の範囲で弾性変形可能である。なお、この所定の範囲は、振動アクチュエータ１として通常に使用した場合の可動子４の振幅範囲に相当する。従って、当該所定の範囲は、少なくとも第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂがケース２に接触しない範囲であり、第１板ばね５ａ、第２板ばね５ｂの弾性変形の限界を超えない範囲である。

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

（作動）
　以上のように構成された振動アクチュエータ１は、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂに通電していない状態（平衡状態）では、図２に示すように、第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂで支持される可動子４は、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの中央に位置している。

　可動子４を振動させる際には、ターミナル１２を介して、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂに、逆極性の磁界を発生する向きに交流を通電させる。即ち、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂの隣り合う部分に同極が発生するようになっている。

　例えば図３に示す極性の場合、可動子４には実線矢印Ａで示す振動軸Ｏ方向の他側（図３における下方）への推力が発生し、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂへ流す電流を反転させれば、可動子４には点線矢印Ｂで示す振動軸Ｏ方向の一側（図３における上方）への推力が発生する。

　このように、第１コイル２１ａ及び第２コイル２１ｂに交流を通電させれば、可動子４は電磁力による推力と各板ばね５ａ，５ｂによる復元力を受けて、振動軸Ｏに沿って振動する。

　ところで、可動子４に発生する推力は、基本的にはフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力に準じられる。本実施形態では、第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂがケース２に固定されているので、マグネット３０等が取り付けられた可動子４に第１コイル２１ａ、第２コイル２１ｂに発生する力の反力としての推力が発生する。

　推力に寄与するのは、可動子４のマグネット３０からポールピース３１ａ、３１ｂに至り、ポールピース３１ａ、３１ｂの側面からコイル２１ａ、２１ｂを介してヨーク２０に至る磁束の水平成分（マグネット３０の軸方向に直交する成分）である。そして、ヨーク２０はマグネット３０の磁束の水平成分を増大するものである。

　なお、本実施形態の振動アクチュエータ１は、振動軸Ｏ方向において、可動子４が振動軸Ｏ方向一側に最大限変位したとき、他側の第２ポールピース３１ｂが一側の第１コイル２１ａに一部が重なる位置まで変位する。逆に、可動子４が振動軸Ｏ方向他側に最大限変位したとき、一側の第１ポールピース３１ａが他側の第２コイル２１ｂに一部が重なる位置まで変位する。

　可動子４の通常の振動時は、第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂは振動軸Ｏ方向及び径方向において所定の範囲で弾性変形し、可動子４並びに第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂは第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂに接触することはない。

　一方で、例えば振動アクチュエータ１を搭載した機器が落下した場合等、図４Ａ、図４Ｂに示すよりも可動子４が振動軸Ｏ方向外側に過剰振幅し、第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂが所定の範囲を超える動きをした場合、第１板ばね５ａ又は第２板ばね５ｂが、第１インナーガイド６ａ又は第２インナーガイド６ｂと接触する。これにより、可動子４がそれ以上振動軸Ｏ方向一側に移動することが規制され、可動子４はケース２（第１カバーケース１１ａ）と接触することが防止される。

　図示しないが、ケース２に径方向の衝撃が加わった場合は、可動子４も径方向に移動する。このような場合に、可動子４が径方向に移動し、第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂが径方向における所定の範囲を超える動きをすると、第１板ばね５ａ及び第２板ばね５ｂが、第１インナーガイド６ａ及び第２インナーガイド６ｂと接触する。

（ヨークの平均長さと可動子との関係）
　図５は、ヨークの斜視図であり、図６はヨーク長さと力係数との関係のグラフである。以下、これら図５、図６と上述の図２に基づき本実施形態の振動アクチュエータの各部の寸法関係について説明する。

　図２に示すように、振動アクチュエータ１は、振動軸Ｏ方向において、ヨーク２０の平均長さＬｙが、一対のポールピース３１ａ、３１ｂの一端から他端までの長さＬｐに、可動子４の振動における片側の振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）以上である。

　図５に示すようにヨーク２０は振動軸Ｏ方向における両端縁に配線や他の部品の配置のための切欠部７０が複数形成されている。具体的には、本実施形態のヨーク２０は一側端縁に３か所、他側端縁に３か所、矩形状の凹部として切欠部７０が形成されている。各切欠部７０の切欠深さは同じであるが周方向の切欠の長さはそれぞれ異なっている。このように複数の切欠部７０が形成されたヨーク２０は、振動軸Ｏ方向の長さが周方向の位置によって異なっている。例えば、図５に示すように、ヨーク２０の周面において、一側端縁及び他側端縁の両方に切欠部７０が形成されている位置での振動軸Ｏ方向の長さＬｙａは短く、一側端縁又は他側端縁に切欠部７０が形成されている位置での振動軸Ｏ方向の長さＬｙｂはＬｙａよりも長く、一側端縁及び他側端縁に切欠部７０が形成されていない位置での振動軸Ｏ方向の長さＬｙｃはＬｙｂよりも長い。

　また、ヨーク２０の一側端縁の各切欠部７０の切欠面積の合計と、他側端縁の各切欠部７０の切欠面積の合計は一致する。つまり、ヨーク２０の振動軸Ｏ方向における中心位置から、一側の平均長さと他側の平均長さは一致する。これにより、切欠部７０を有するヨーク２０においても、可動子４を振動させる駆動力が振動軸Ｏ方向の一側と他側とで偏りがなくなり、安定した振動を実現することが可能となる。なお、切欠部の形状や数はこれに限られるものではなく、複数の切欠部がそれぞれ異なる形状であってもよい。また、このヨーク２０の一側端縁の各切欠部７０の切欠面積の合計と、他側端縁の各切欠部７０の切欠面積の合計の一致は完全な一致に限られず、振動軸Ｏ方向の一側と他側とでヨーク２０から発生する磁束に大きな偏りが生じない範囲で略一致していればよい。

　このような構成のヨーク２０において、振動軸Ｏ方向の平均長さＬｙはヨーク２０の全周における一側端縁から他側端縁までの長さの平均である。つまり、例えばヨークの全周の３割が１０ｍｍ、４割が１１ｍｍ、３割が１２ｍｍであれば、平均長さＬｙは１０×０．３＋１１×０．４＋１２×０．３＝１１ｍｍとなる。

　図２に戻り、一対のポールピース３１ａ、３１ｂの一端から他端までの長さＬｐは、可動子４におけるマグネット３０、第１ポールピース３１ａ、第２ポールピース３１ｂの振動軸Ｏ方向の長さであり、可動子４の磁性体部分の長さに相当する。

　振幅Ｌａは、可動子４の非振動時（平衡状態時）の位置から振動時における振動軸Ｏ方向片側への変動幅である。つまり、振幅Ｌａの２倍の長さは可動子４の非振動時の位置から振動時における振動軸Ｏ方向両側への変動幅に相当する。

　ヨーク２０の平均長さＬｙを、一対のポールピース３１ａ、３１ｂの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）以上とすることで、可動子４の振動中においても、可動子４の磁性体部分（マグネット３０及びポールピース３１ａ、３１ｂ）が常にヨーク２０の範囲内に収まることになる。言い換えれば、可動子４は振動時においても磁性体部分はヨーク２０の両端縁を超えることはない。また、ヨーク２０の振動軸Ｏ方向における最小長さＬｙａが、一対のポールピース３１ａ、３１ｂの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）以上としてもよい。こうすることで、可動子４の振動中においても、可動子４の磁性体部分がより確実にヨーク２０の範囲内に収まることになる。

　ここで図６を参照して説明する。図６には、長さＬｐに対し十分に長い第１ヨーク長Ｌｙ１の第１力係数ＢＬ１を基準として、ヨーク長を短くしていった場合のヨーク長に応じた力係数ＢＬの減少率のグラフが示されている。なお、図６に示す各値は、本実施形態の振動アクチュエータ１とほぼ同サイズでヨークの切欠部等を排し簡略化した振動アクチュエータをモデルとして行ったシミュレーション結果である。力係数ＢＬは、ポールピースとヨークで構成される磁気ギャップの中の磁束密度の水平成分と、コイル線の有効線長とを乗じた数値である。力係数ＢＬは、振動アクチュエータにおける振動の駆動力に対応するパラメータである。

　図６に示すように、十分に長い第１ヨーク長Ｌｙ１は、ヨーク長を長くするのに応じて力係数ＢＬの増加が飽和し始めるヨーク長であり、例えば一対のポールピースの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの４倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋４Ｌａ）に対応する。

　図６に示すように、第１ヨーク長Ｌｙ１からヨーク長を短くするほど力係数ＢＬは減少する傾向にある。図６の第２ヨーク長Ｌｙ２は、一対のポールピースの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）と一致する長さである。当該第２ヨーク長Ｌｙ２よりもヨーク長を短くすると力係数ＢＬの減少率は－３％よりも減少し且つヨーク長の減少に対する力係数ＢＬの減少率の度合いも大きくなる。つまり、第２ヨーク長Ｌｙ２が力係数ＢＬの減少率の変曲点に相当すると言える。

　従って、ヨークの長さが、少なくとも一対のポールピースの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの２倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）よりも長くすることで、ヨークの長さを第１ヨーク長Ｌｙ１よりも短くした場合でも十分な力係数を確保することができ、振動アクチュエータ１は十分な駆動力を発生させることができる。さらに、ヨークの長さが、一対のポールピースの一端から他端までの長さＬｐに、振幅Ｌａの４倍の長さを加えた長さ（Ｌｐ＋２Ｌａ）よりも短いことで、振動アクチュエータの小型化を図りつつ、十分な駆動力を確保することができる。

（ヨークの内径とポールピースの外径との関係）
　図２及び図７に示すように、本実施形態の振動アクチュエータ１は、ヨーク２０の内径Ｄｙが各ポールピース３１ａ、３１ｂの外径Ｄｐの１．３倍以下である。

　ここで図７は、ポールピース外径Ｄｐ、ヨーク内径Ｄｙ、マグネット外径Ｄｍ、を変化させた振動アクチュエータモデル（以下、単にモデルという）における力係数ＢＬの関係を示した表である。図８は図７の各モデルにおける第１ヨーク長Ｌｙ１から第２ヨーク長Ｌｙ２への力係数の減少率を示すグラフである。なお、図７及び図８では第１ヨーク長Ｌｙ１を１６ｍｍ、第２ヨーク長Ｌｙ２を１０．５ｍｍとしてシミュレーションしている。

　図７では、各振動アクチュエータモデルのモデルＮｏ．、図８におけるエリアＡ１～Ａ４、特徴点、ポールピース外径Ｄｐ、ヨーク内径Ｄｙ、ヨーク内径／ポールピース外径（Ｄｙ／Ｄｐ）、第２ヨーク長Ｌｙ２を１０．５ｍｍとした場合の第２力係数ＢＬ２、第１ヨーク長Ｌｙ１を１６．０ｍｍとした場合の第１力係数ＢＬ１、第１力係数ＢＬ１から第２力係数ＢＬ２への力係数減少率（以下、単に力係数減少率という）がそれぞれ示されている。

　図８を参照すると、図７における各モデルのヨーク内径／ポールピース外径に応じた第１力係数ＢＬ１から第２力係数ＢＬ２への力係数減少率が示されている。具体的には、横軸にヨーク内径／ポールピース外径を、縦軸に第１力係数ＢＬ１から第２力係数ＢＬ２への力係数減少率を示している。そして図８に示すように、各モデルは、その傾向からエリアＡ１～Ａ４に大別可能である。

　エリアＡ１のモデルＮｏ．１は、ヨーク内径／ポールピース外径が１．３３８と他のモデルより高く、マグネット外径Ｄｍが他のモデルに比べて小径であり、力係数減少率が－４．８０％と、他に比べて減少の度合いが大きくなっている。

　エリアＡ２のモデルＮｏ．２～Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１３は、それぞれマグネット外径Ｄｍやポールピース外径Ｄｐが異なるが、ヨーク内径／ポールピース外径は１．２から１．３の範囲にあり、いずれも力係数減少率は－３．０％よりも減少の度合いが小さくなっている。

　エリアＡ３のモデルＮｏ．１１、Ｎｏ．１２は、力係数減少率は－３．０％よりも減少の度合いが小さいが、ヨーク内径／ポールピース外径が１．１７０と低い。つまり、ポールピース外径Ｄｐが大きく、コイルとのギャップが狭いため、例えば上記実施形態の構成ではポールピース３１ａ、３１ｂがインナーガイド６ａ、６ｂと干渉するおそれがある。

　エリアＡ４のモデルＮｏ．１４は、ヨーク内径Ｄｙを他のモデルよりも大きくしていることが特徴であるが、ヨーク内径／ポールピース外径が１．３１５と他のモデルよりも大きく、力係数減少率も－３．９４％と比較的減少の度合いが大きい。

　以上のことから、エリアＡ２、Ａ３が含まれるヨーク内径／ポールピース外径が１．３以下の範囲では力係数減少率を－３．０％よりも減少の度合いを小さく抑えることができることがわかる。一方で、ヨーク内径／ポールピース外径が１．３より大きくなると急激に力係数ＢＬが低下する（減少率が大きくなる）ことがわかる。また、特にエリアＡ２が含まれるヨーク内径／ポールピース外径が１．２以上であり１．３以下である範囲であれば、径方向に小型化した場合でもコイルとポールピースとのギャップをある程度確保して、ポールピースのインナーガイド等との干渉を抑えることができ、振動アクチュエータの耐久性を確保することができる。

　従って、ヨークの内径をポールピースの外径の１．３倍以下とすることで、振動アクチュエータの小型化を実現し、十分な駆動力を発生することができる。さらに、ヨークの内径をポールピースの外径の１．２倍以上とすることで、十分な耐久性を確保することができる。

（コイル中心位置とポールピース中心位置との関係）
　図２に示すように、本実施形態の振動アクチュエータ１は、一対のコイル２１ａ、２１ｂのそれぞれの振動軸Ｏ方向の中心位置Ｍｃ１、Ｍｃ２は、非振動時（平衡状態時）の一対のポールピース３１ａ、３１ｂのうち同じ側にあるポールピース３１ａ、３１ｂの中心位置Ｍｐ１、Ｍｐ２よりも振動軸方向外側である。具体的には、振動軸Ｏ方向一側のコイル２１ａの中心位置Ｍｃ１は、振動軸Ｏ方向一側のポールピース３１ａの中心位置Ｍｐ１よりも振動軸Ｏ方向一側にある。また、振動軸Ｏ方向他側の第２コイル２１ｂの中心位置Ｍｃ２は、振動軸Ｏ方向他側のポールピース３１ｂの中心位置Ｍｐ２よりも振動軸Ｏ方向他側にある。

　非振動時（平衡状態時）の位置関係において、各ポールピース３１ａ、３１ｂからコイル２１ａ、２１ｂへの磁束は、図２の白抜き矢印で示すように径方向だけでなく振動軸Ｏ方向にも一部拡散する。この磁束の広がりは、振動軸Ｏ方向内側（中央側）よりも振動軸Ｏ方向外側が大きい。これに対して、コイル２１ａ、２１ｂがポールピース３１ａ、３１ｂの中心位置よりも振動軸Ｏ方向外側に位置していることで、このような拡散した磁束をコイル２１ａ、２１ｂでより多く受けることができる。これにより、可動子４の振動時の駆動力を向上させることができる。

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

　１　振動アクチュエータ
　２　ケース
　３　ケース側電磁駆動部
　４　可動子
　５ａ　第１板ばね
　５ｂ　第２板ばね
　６ａ　第１インナーガイド
　６ｂ　第２インナーガイド
　２０　ヨーク
　２１ａ　第１コイル
　２１ｂ　第２コイル
　３０　マグネット（磁石）
　３１ａ　第１ポールピース
　３１ｂ　第２ポールピース
　３２ａ　第１マス（錘）
　３２ｂ　第２マス（錘）

Claims

　非磁性材料からなるケースと、
　該ケースの内部に設けられた筒状の電磁駆動部と、
　該電磁駆動部の径方向内側に設けられ、振動軸に沿って振動可能に支持された可動子と、
　前記振動軸方向における前記可動子の一端部と他端部とをそれぞれ支持する一対の板ばねと、を有し、
　前記可動子は、磁石と、該磁石を前記振動軸に沿って両側から挟んだ軟磁性材料からなる一対のポールピースと、該一対のポールピースを前記振動軸に沿って両側から挟んだ非磁性材料からなる一対の錘と、を有し、
　前記電磁駆動部は、前記振動軸に沿って間隔をおいて配置され、それぞれ筒状に形成された一対のコイルと、前記一対のコイルの径方向外側に配置され、該一対のコイルよりも前記振動軸方向の外方に突出して形成された軟磁性材料からなる筒状のヨークと、を有し、
　前記振動軸方向において、前記ヨークの平均長さが、前記一対のポールピースの一端部から他端部までの長さに、前記可動子の振動における片側の振幅の２倍の長さを加えた長さ以上である
　ことを特徴とする振動アクチュエータ。
　前記振動軸方向において、前記ヨークの平均長さが前記一対のポールピースの一端部から他端部までの長さに、前記振幅の４倍の長さを加えた長さ以下である
　請求項１記載の振動アクチュエータ。
　前記ヨークの内径は、前記ポールピースの外径の１．３倍以下である
　請求項１又は２に記載の振動アクチュエータ。
　前記ヨークの内径は、前記ポールピースの外径の１．２倍以上である
　請求項３に記載の振動アクチュエータ。
　前記一対のコイルのそれぞれの振動軸方向の中心位置は、非振動時の前記一対のポールピースのうち同じ側にあるポールピースの中心位置よりも振動軸方向外側である
　請求項１から４のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
　前記ヨークは前記振動軸方向の一側端縁及び他側端縁のそれぞれに１又は複数の切欠部が形成されており、前記ヨークの一側端縁の切欠部の切欠面積の合計と、他側端縁の切欠部の切欠面積の合計が一致する、
　請求項１から５のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。