(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが形成する磁界で永久磁石をコイル軸に対して垂直な移動方向に移動させるアクチュエータであって、
前記コイルは、絶縁基材に複数層に渡って導体パターンにより形成されており、前記絶縁基材の主面に垂直な方向に前記コイル軸を有し、
前記永久磁石は、前記永久磁石の極性方向が前記移動方向となるように、前記コイル軸の方向において前記主面の上方に配置されており、
前記導体パターンのうち、前記コイル軸の方向において前記永久磁石に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンは、
前記最近接導体パターン間の前記極性方向における間隔の最大幅である第１最大幅が、
少なくとも一つのその他の導体パターン間の前記極性方向における間隔の最大幅である第２最大幅よりも小さく、
前記最近接導体パターン間の前記第１最大幅の間隔と前記永久磁石との前記極性方向における重なり幅は、前記永久磁石の位置に拘わらず前記第１最大幅である、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記最近接導体パターン間の前記極性方向における間隔の前記第１最大幅は、その他の導体パターン間の前記極性方向における間隔の前記第２最大幅よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記永久磁石の極性方向における前記導体パターン間の間隔の最大幅は、前記コイル軸に対して垂直な方向において前記永久磁石から遠ざかる位置の前記導体パターンほど大きくなっている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記最近接導体パターンのターン数は、少なくとも一つのその他の前記導体パターンのターン数よりも多い、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記最近接導体パターンの線幅は、少なくとも一つのその他の前記導体パターンの線幅よりも狭い、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、導体パターンによるコイルを複数層に渡って形成した電磁石を用いて構成されているアクチュエータが提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１では、四角形の枠体状の絶縁基材であるプリントコイル基板の四辺に導体パターンのコイルを設け、このようなプリントコイル基板を複数用意して積層することにより、積層コイルを形成する。そして、特許文献１においては、この積層コイルを、移動可能に配置された永久磁石の下面に対向させることにより、アクチュエータを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のアクチュエータは、コイルにより発生させる磁界で永久磁石を移動させるが、永久磁石の移動方向は、コイルの中心軸に対して垂直な方向となっている。コイルによる磁界の磁束密度は、コイルに近いほど大きく、コイルから離れるほど小さくなる。したがって、コイルの中心軸に対して垂直な方向に永久磁石が移動すると、永久磁石の位置によって永久磁石に対する電磁力が急激に変化することがあり、制御が困難であるという問題があった。【０００６】
この発明の課題は、絶縁基材上に導体パターンによりコイルを形成し、コイルの開口に近接して配置された永久磁石を、コイルによる磁界により、コイルの中心軸に対して垂直な方向に移動させる場合でも、永久磁石に対する電磁力の急激な変化を抑制し、永久磁石の移動を制御しやすくするアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、コイルが形成する磁界で永久磁石をコイル軸に対して垂直な移動方向に移動させるアクチュエータであって、前記コイルは、絶縁基材に複数層に渡って導体パターンにより形成されており、前記絶縁基材の主面に垂直な方向に前記コイル軸を有し、前記永久磁石は、前記永久磁石の極性方向が前記移動方向となるように、前記コイル軸の方向において前記主面の上方に配置されており、前記導体パターンのうち、前記コイル軸の方向において前記永久磁石に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンは、前記最近接導体パターン間の前記極性方向における間隔の最大幅である第１最大幅が、少なくとも一つのその他の導体パターン間の前記極性方向における間隔の最大幅である第２最大幅よりも小さく、前記最近接導体パターン間の前記第１最大幅の間隔と前記永久磁石との前記極性方向における重なり幅は、前記永久磁石の位置に拘わらず前記第１最大幅である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コイルを形成する導体パターンの間隔に近接して配置された永久磁石を、コイルによる磁界により、コイルの中心軸に対して垂直な方向に移動させる場合でも、永久磁石に対する電磁力の急激な変化を抑制し、永久磁石の移動を制御しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータの構造を模式的に示す側面断面図、（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータの構造を模式的に示す平面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板の製造方法を説明するための図である。
【図３】絶縁基材の上面から見て時計回りに導体パターンに電流を供給した場合の導体パターンによる磁界と永久磁石との関係を示す図である。
【図４】絶縁基材の上面から見て反時計回りに導体パターンに電流を供給した場合の導体パターンによる磁界と永久磁石との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）は、本実施形態の導体パターン間の間隔と永久磁石との関係を示す図であり、（Ｂ）は、比較例の導体パターン間の間隔と永久磁石との関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の第２の実施形態における導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）は、第２の実施形態のコイル基板の製造方法を説明するための図であり、（Ｃ）は、第２の本実施形態に係るアクチュエータの構造を模式的に示す側面断面図である。
【図７】（Ａ）は、本発明の第３の実施形態における導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）は、第３の実施形態のコイル基板の製造方法を説明するための図であり、（Ｃ）は、第３の本実施形態に係るアクチュエータの構造を模式的に示す側面断面図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の第４の実施形態における導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）は、第４の実施形態のコイル基板の製造方法を説明するための図であり、（Ｃ）は、第４の本実施形態に係るアクチュエータの構造を模式的に示す側面断面図である。
【図９】第４の実施形態の変形例に係るアクチュエータの構造を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以降、図面を参照しながら、本発明を実施するための様々な実施形態を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しないものとする。
全ての図において、絶縁基材の厚み方向、つまり積層方向をＺ軸方向として示し、Ｚ軸と直交する平面において、永久磁石が移動する方向に対応する長手方向をＸ軸方向、それと直交する幅方向をＹ軸方向として示す。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ１の構造を模式的に示す側面断面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のアクチュエータ１を模式的に示す平面図である。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）におけるＡ−Ａ’断面を示している。
【００１２】
本実施形態のアクチュエータ１は、永久磁石２と、絶縁基材３の両面に導体パターン４ａ，４ｂが形成されたコイル基板５とを備える。永久磁石２は、図示を省略するホルダーに収容されており、図１（Ａ）に示す両矢印の方向を移動方向とするように、つまり、Ｘ軸方向に移動可能に配置されている。永久磁石２は、その極性方向が後述するコイル軸Ｌ１に対して垂直な方向となるように、コイル軸Ｌ１の方向にコイル基板５から離間して配置される。永久磁石２は、図１（Ａ）においてコイル軸Ｌ１を中心に、Ｘ軸の負方向側がＮ極、Ｘ軸の正方向側がＳ極に着磁される。
【００１３】
絶縁基材３は、例えばＦＲ４（Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｔａｒｄａｎｔ  Ｔｙｐｅ  ４）が用いられる。導体パターン４ａ，４ｂは、銅箔のパターンであり、導体パターン４ａは、永久磁石２に対向する側の絶縁基材３の主面である上面３ａに形成され、導体パターン４ｂは、上面３ａとは反対側の絶縁基材３の下面３ｂに形成されている。絶縁基材３および導体パターン４ａ，４ｂには、上面３ａの導体パターン４ａ、絶縁基材３、および下面３ｂの導体パターン４ｂを貫通する層間接続導体６（図１（Ｂ）参照。）が形成されており、層間接続導体６により、上面３ａに形成された導体パターン４ａと、下面３ｂに形成された導体パターン４ｂとが電気的に繋がれている。層間接続導体６は、一例として、スルーホールが用いられる。
【００１４】
図１（Ｂ）においては、導体パターン４ｂを上面３ａの方向から透視した状態を示している。導体パターン４ａ，４ｂは、図１（Ｂ）に示すように、上面３ａにおいて１ターン巻回され、さらに下面３ｂにおいて１ターン巻回されて矩形状のコイルを形成している。導体パターン４ａの端部４ａ１と導体パターン４ｂの端部４ｂ１は、電流の供給源に接続されている。導体パターン４ａ，４ｂにより形成されるコイルのコイル軸Ｌ１は、図１（Ａ）に示すように、絶縁基材３の主面である上面３ａに垂直な方向となる。
【００１５】
コイル軸Ｌ１の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンとしての導体パターン４ａは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである導体パターン４ｂ間の間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。導体パターン４ａのターン数は１ターンなので、間隔Ｗ１が、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間の間隔の最大幅（第１最大幅）となる。同様に、導体パターン４ｂのターン数は１ターンなので、間隔Ｗ２が、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ｂ間の間隔の最大幅（第２最大幅）となる。
【００１６】
本実施形態のコイル基板５は、下記のような製造方法で形成することができる。図２（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５の製造方法を説明するための図である。はじめに、図２（Ａ）に示すように、ＦＲ４等の絶縁基材３の両面に銅箔４を張り、次に、レーザー加工またはパンチ加工等により、絶縁基材３および導体パターン４ａ，４ｂへの穴開けを行う。その後、図２（Ｂ）に示すように、フォトリソ等のパターニング処理により、導体パターン４ａ，４ｂを形成する。そして、穴開けを行った箇所に無電解めっきを行い、その後に電解めっきを行って、層間接続導体６としてのスルーホールを形成する。スルーホールにより、上面３ａの導体パターン４ａと、下面３ｂの導体パターン４ｂとの接続が行われる。このようにして、コイル基板５を製造することができる。
【００１７】
次に、図３および図４を参照しつつ、本実施形態のアクチュエータ１の動作原理について説明する。図３は、絶縁基材３の上面３ａから見て時計回りに導体パターン４ａに電流を供給した場合の導体パターン４ａによる磁界と永久磁石２との関係を示す図である。図４は、絶縁基材３の上面３ａから見て反時計回りに導体パターン４ａに電流を供給した場合の導体パターン４ａによる磁界と永久磁石２との関係を示す図である。なお、図３および図４については、説明を簡単にするために、導体パターン４ａによる磁界のみを模式的に示している。
【００１８】
図３に示すように、絶縁基材３の上面３ａから見て時計回りに導体パターン４ａに電流を供給した場合には、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間には、上面３ａ側から下面３ｂ側に向かう方向の磁界が発生する。永久磁石２は、前記導体パターン４ａ間に近接する領域Ａ１において、前記磁界により大きな電磁力を受ける。永久磁石２のＳ極は前記磁界に反発し、Ｎ極は前記磁界と引付け合う。その結果、永久磁石２は、図３に白抜き矢印で示す方向に移動する。
【００１９】
図４に示すように、絶縁基材３の上面３ａから見て反時計回りに導体パターン４ａに電流を供給した場合には、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間には、下面３ｂ側から上面３ａ側に向かう方向の磁界が発生する。この場合においても、永久磁石２は、前記導体パターン４ａ間に近接する領域Ａ１において、前記磁界により大きな電磁力を受ける。永久磁石２のＮ極は前記磁界に反発し、Ｓ極は前記磁界と引付け合う。その結果、永久磁石２は、図４に白抜き矢印で示す方向に移動する。
【００２０】
次に、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１が、導体パターン４ｂの間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている理由について説明する。図５（Ａ）は、本実施形態の導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１と永久磁石２との関係を示す図である。図５（Ｂ）は、比較例として、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ’間の間隔Ｗ２と永久磁石２との関係を示す図である。図５（Ｂ）においては、絶縁基材３の上面３ａの導体パターンは、符号を４ａ’として示している。また、導体パターン４ａ’間に近接する領域は、符号をＡ１’として示している。
【００２１】
本実施形態においては、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１を、導体パターン４ｂの間隔Ｗ２よりも小さくしているため、図５（Ａ）に示す導体パターン４ａ間に近接する領域Ａ１は、図５（Ｂ）に示す導体パターン４ａ'間に近接する領域Ａ１’よりも小さくなっている。
【００２２】
図５（Ａ）に示す永久磁石２は、領域Ａ１において磁束が集中するため、領域Ａ１における磁界により大きな電磁力を受ける。また、同様に、図５（Ｂ）に示す永久磁石２は、領域Ａ１'に磁束が集中するため、領域Ａ１'における磁界により大きな電磁力を受ける。
【００２３】
したがって、コイル軸Ｌ１の方向（Ｚ軸方向）から見て、極性方向における領域Ａ１または領域Ａ１'と永久磁石２との重なり幅が変化した場合には、永久磁石２が受ける電磁力の変化量が大きくなる。
【００２４】
図５（Ｂ）に示す比較例においては、永久磁石２が実線で示す初期位置にある場合には、コイル軸Ｌ１の方向から見た、極性方向における領域Ａ１'と永久磁石２との重なり幅Ｗｏ１は、導体パターン４ａ’間の間隔Ｗ２と等しい。しかし、永久磁石２が点線で示す位置に移動した場合には、領域Ａ１'が大きいため、永久磁石２のＮ極端部が領域Ａ１'の内部に位置してしまう。その結果、コイル軸Ｌ１の方向から見た、極性方向における領域Ａ１'と永久磁石２との重なり幅Ｗｏ２は、導体パターン４ａ’間の間隔Ｗ２よりも小さくなる。このように、図５（Ｂ）に示す比較例においては、永久磁石２の移動の前後において、極性方向における領域Ａ１'と永久磁石２との重なり幅が変化し、永久磁石２が受ける電磁力の変化量が大きくなる。
【００２５】
一方、図５（Ａ）に示す本実施形態においては、永久磁石２が実線で示す初期位置にある場合には、コイル軸Ｌ１の方向から見た、極性方向における領域Ａ１と永久磁石２との重なり幅Ｗｏ１は、導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１と等しい。また、永久磁石２が点線で示す位置に移動した場合にも、領域Ａ１が小さいため、永久磁石２のＮ極端部が領域Ａ１の外部に位置している。その結果、コイル軸Ｌ１の方向から見た、極性方向における領域Ａ１と永久磁石２との重なり幅Ｗｏ２は、初期位置における重なり幅Ｗｏ１と等しい。このように、図５（Ａ）に示す本実施形態においては、永久磁石２の移動の前後において、極性方向における領域Ａ１と永久磁石２との重なり幅が変化せず、永久磁石２が受ける電磁力の変化量は大きくならない。
【００２６】
以上のように、本実施形態においては、コイル軸Ｌ１の方向の位置関係において永久磁石２に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンとしての導体パターン４ａは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４ａ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１が、導体パターン４ｂの第２最大幅としての間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。また、導体パターン４ａ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅Ｗｏ１，Ｗｏ２は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。したがって、永久磁石２が極性方向に移動する際に、導体パターン４ａ，４ｂで形成されるコイルから受ける電磁力の変化を少なくすることができ、永久磁石２の移動を制御しやすくすることができる。
【００２７】
但し、下面３ｂの導体パターン４ｂ間の間隔Ｗ２まで小さくしてしまうと、電磁力が弱くなってしまうため、本実施形態では、上面３ａの導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１を小さくする分、下面３ｂの導体パターン４ｂ間の間隔Ｗ２を大きくすることにより、電磁力の低下を補っている。
【００２８】
＜変形例＞
本実施形態では、一例として、導体パターン４ａ，４ｂにより、矩形状のコイルを形成する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイルの形状は、円形状あるいは楕円状等であってもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、一例として、導体パターン４ａ，４ｂのターン数を１ターンとした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、ターン数は複数であってもよい。また、導体パターン４ａ，４ｂのターン数を複数とし、それぞれのターン数を異ならせる場合には、コイル軸Ｌ１の方向において、永久磁石２に最も近い位置の導体パターン４ａのターン数を、導体パターン４ｂのターン数よりも多くすることが好ましい。
【００３０】
本実施形態では、一例として、導体パターン４ａ，４ｂの線幅を等しくした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、導体パターン４ａの線幅と、導体パターン４ｂの線幅とを異ならせてもよい。
【００３１】
本実施形態では、一例として、絶縁基材３としてＦＲ４等のリジッドな基材を用いた態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、絶縁基材３として、液晶ポリマ等のフレキシブルな基材を用いてもよい。
【００３２】
本実施形態では、一例として、コイル基板５を固定し、永久磁石２を可動とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、永久磁石２を固定し、コイル基板５を可動とする場合にも適用可能である。
【００３３】
本実施形態では、導体パターン４ａ，４ｂに電流を供給する前の永久磁石２の初期位置を、永久磁石２の中心とコイル軸Ｌ１が一致している態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば図５（Ａ）に点線で示すように、永久磁石２の中心がコイル軸Ｌ１からずれた位置を永久磁石２の初期位置として、この状態から導体パターン４ａ，４ｂに電流を供給する場合でも、導体パターン４ａ間の間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅Ｗｏ１，Ｗｏ２は、永久磁石２の移動の前後において変わらず、間隔Ｗ１と等しくなる。その結果、上述したように永久磁石２の移動を容易に制御することができる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図６（Ａ）は、本実施形態において導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図６（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ａの製造方法を説明するための図である。図６（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ａの構造を模式的に示す側面断面図である。
【００３５】
本実施形態のアクチュエータ１Ａは、第１実施形態と異なり、コイル基板として、４層のコイル基板５０Ａを用いる。図６（Ａ）は、導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図６（Ａ）に示すように、１層目の絶縁基材３０には導体パターン４０Ａ、２層目の絶縁基材３１には導体パターン４１Ａ、３層目の絶縁基材３２には導体パターン４２Ａ、および４層目の絶縁基材３３には導体パターン４３Ａが形成されている。
【００３６】
絶縁基材３０，３１，３２，３３は、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）のような熱可塑性樹脂を用いられる。導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａは、銅箔のパターンであり、絶縁基材３０，３１，３２，３３のそれぞれの上面３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａに形成される。絶縁基材３０には、絶縁基材３０を上面３０ａから下面３０ｂ（図６（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６０Ａが形成されており、これにより絶縁基材３０に形成された導体パターン４０Ａと、絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ａとが電気的に接続されている。
【００３７】
同様に、絶縁基材３１には、絶縁基材３１を上面３１ａから下面３１ｂ（図６（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６１Ａが形成されており、これにより絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ａと、絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ａとが電気的に接続されている。同様に、絶縁基材３２には、絶縁基材３２を上面３２ａから下面３２ｂ（図６（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６２Ａが形成されており、これにより絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ａと、絶縁基材３３に形成された導体パターン４３Ａとが電気的に接続されている。
【００３８】
層間接続導体６０Ａ，６１Ａ，６２Ａは、一例として、ビア導体が用いられる。ビア導体は、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールに、導電性ペーストを充填することにより構成される。
【００３９】
図６（Ａ）に示すように、導体パターン４０Ａは、絶縁基材３０の上面３０ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４１Ａは、絶縁基材３１の上面３１ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４２Ａは、絶縁基材３２の上面３２ａにおいて、１ターン巻回されている。導体パターン４３Ａは、絶縁基材３３の上面３３ａにおいて、１ターン巻回されている。本実施形態では、このように巻回され、複数層に渡って設けられた導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａは、層間接続導体６０Ａ，６１Ａ，６２Ａにより電気的に接続されており、コイルを形成する。
【００４０】
１層目の導体パターン４０Ａの端部４０Ａ１と、４層目の導体パターン４３Ａの端部４３Ａ１は、電流の供給源に接続されている。導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａにより形成されるコイルのコイル軸Ｌ２は、図６（Ｃ）に示すように、積層されて一体化された絶縁基材３４の主面である上面３４ａに垂直な方向となる。
【００４１】
コイル軸Ｌ２の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている導体パターンである１層目の導体パターン４０Ａは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。なお、３層目の導体パターン４２Ａ間の間隔Ｗ３と、４層目の導体パターン４３Ａ間の間隔Ｗ３は、１層目の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１よりも小さくなるように設定されている。
【００４２】
本実施形態においては、１層目の導体パターン４０Ａは、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４０Ａ間の間隔は、図６（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１と、内側の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１’との２種類存在する。
【００４３】
同様に、２層目の導体パターン４１Ａも、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４１Ａ間の間隔は、図６（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２と、内側の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２’との２種類存在する。
【００４４】
本実施形態では、各層の導体パターン間の間隔を規定する際、最大幅の間隔を用いている。最近接導体パターンとしての１層目の導体パターン４０Ａにおいては、外側の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１が導体パターン４０Ａ間の間隔の最大幅（第１最大幅）であり、２層目の導体パターン４１Ａにおいては、外側の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２が導体パターン４１Ａ間の間隔の最大幅（第２最大幅）である。このように最大幅の間隔を用いるのは、外側の導体パターンの線路長が、内側の導体パターンの線路長よりも長く、導体パターンに電流を供給した際に、外側の導体パターンの周囲に発生する磁界の強さが大きくなり、永久磁石２に与える影響が大きくなるためである。
【００４５】
本実施形態のコイル基板５０Ａは、下記のような製造方法で形成することができる。図６（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ａの製造方法を説明するための図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面を示している。
【００４６】
まず、片面の全面に銅箔が張られた４枚の絶縁基材３０，３１，３２，３３を準備する。絶縁基材３０，３１，３２，３３としては、上述したように液晶ポリマのような熱可塑性樹脂を用いることができる。次に、フォトリソ等のパターニング処理により、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａを形成する。次に、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａの銅箔が張られていない下面３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ側からのレーザー加工等により、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールを形成する。このビアホールに、Ｓｎ−Ｃｕ合金をはじめとする導電性材料を含む導電性ペーストを充填する。
【００４７】
次に、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが形成され、ビアホールに導電性ペーストが充填された絶縁基材３０，３１，３２，３３を、図６（Ｂ）に示す順序で積層し、加熱プレス等により、一体化させる。このとき、ビアホールに充填されていた導電性ペーストも加熱されて硬化して、各絶縁基材の導体パターンを電気的に接続する層間接続導体６０Ａ，６１Ａ，６２Ａが形成される。以上のようにして、コイル基板５０Ａが形成される。
【００４８】
図６（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ａの構造を模式的に示す側面断面図である。本実施形態のアクチュエータ１Ａは、永久磁石２と、上述したように加熱プレス加工等により一体化された絶縁基材３４に導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａおよび層間接続導体６０Ａ，６１Ａ，６２Ａが形成されたコイル基板５０Ａとを備える。永久磁石２は、第１の実施形態と同様に、図示を省略するホルダーに収容されており、図６（Ｃ）に示すＸ軸方向に移動可能に配置されている。永久磁石２は、その極性方向がコイル軸Ｌ２に対して垂直な方向となるように、コイル軸Ｌ２の方向にコイル基板５０Ａから離間して配置される。永久磁石２は、図６（Ｃ）においてコイル軸Ｌ２を中心に、Ｘ軸の負方向側がＮ極、Ｘ軸の正方向側がＳ極に着磁される。
【００４９】
本実施形態においても、第１の実施形態で説明した原理と同様の原理により、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａに電流を供給することにより、永久磁石２を、永久磁石２の極性方向に移動させることができる。
【００５０】
本実施形態においては、コイル軸Ｌ２の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンである１層目の導体パターン４０Ａは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。したがって、導体パターン４０Ａ間に近接する領域Ａ２は、導体パターン４０Ａ間の間隔を間隔Ｗ２とした場合に比べて、小さくなる。また、導体パターン４０Ａ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。したがって、領域Ａ１に対して永久磁石２が極性方向に移動する際には、永久磁石２が磁界から受ける電磁力の変化は、第１実施形態と同様に少なくなり、永久磁石２の移動を制御しやすくすることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態においても、２層目の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２まで小さくしてしまうと、電磁力が弱くなってしまうため、１層目の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１を小さくする分、２層目の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２を大きくすることにより、電磁力の低下を補っている。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、最近接導体パターンとしての１層目の導体パターン４０Ａと２層目の導体パターン４１Ａのターン数を、その他の導体パターンである３層目の導体パターン４２Ａと４層目の導体パターン４３Ａのターン数よりも多くしている。その結果、永久磁石２に近い側の導体パターン４０Ａ，４１Ａによる電磁力を大きくすることができ、永久磁石２を所望の位置まで確実に移動させることができる。
【００５３】
本実施形態においては、最近接導体パターンとしての１層目の導体パターン４０Ａと２層目の導体パターン４１Ａの線幅を、その他の導体パターンである３層目の導体パターン４２Ａと４層目の導体パターン４３Ａのターン数よりも狭くしている。言い換えれば、本実施形態においては、コイル軸Ｌ２の方向において永久磁石２から遠い側の３層目の導体パターン４２Ａと４層目の導体パターン４３Ａの線幅を、その他の導体パターンである１層目の導体パターン４０Ａと２層目の導体パターン４１Ａの線幅よりも太くしている。その結果、３層目の導体パターン４２Ａと４層目の導体パターン４３Ａの導体抵抗を下げることができ、コイルにおける導体損失を抑えることができる。
【００５４】
以上のように、３層目の導体パターン４２Ａと４層目の導体パターン４３Ａの線幅を、１層目の導体パターン４０Ａと２層目の導体パターン４１Ａの線幅よりも太くした結果として、３層目の導体パターン４２Ａ間の間隔Ｗ３と、４層目の導体パターン４３Ａ間の間隔Ｗ３は、１層目の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１よりも小さくなっている。しかしながら、永久磁石２の極性方向への移動については、最近接導体パターンとしての１層目の導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１と２層目の導体パターン４１Ａ間の間隔Ｗ２との関係が、Ｗ１＜Ｗ２を満たしている。また、導体パターン４０Ａ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。したがって、上述のように永久磁石２が極性方向に移動する際に、磁界から受ける電磁力の変化を少なくすることができ、永久磁石２の移動を制御しやすくすることができる。
【００５５】
＜変形例＞
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ａを４層の基板とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、積層数については適宜変更可能である。
【００５６】
本実施形態では、一例として、１層目の導体パターン４０Ａと２層目の導体パターン４１Ａのターン数を、２ターンとした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、ターン数については適宜変更可能である。
【００５７】
本実施形態では、一例として、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａにより、矩形状のコイルを形成する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイルの形状は、円形状あるいは楕円状等であってもよい。
【００５８】
本実施形態では、一例として、導体パターン４０Ａ，４１Ａの線幅を、導体パターン４２Ａ，４３Ａの線幅よりも狭くした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、全ての導体パターンの線幅を等しくしてもよい。
【００５９】
本実施形態では、一例として、絶縁基材３０，３１，３２，３３として液晶ポリマ等のフレキシブルな基材を用いた態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、絶縁基材３０，３１，３２，３３として、ＦＲ４等のリジッドな基材を用いてもよい。
【００６０】
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ａを固定し、永久磁石２を可動とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、永久磁石２を固定し、コイル基板５０Ａを可動とする場合にも適用可能である。
【００６１】
本実施形態では、導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａに電流を供給する前の永久磁石２の初期位置を、永久磁石２の中心とコイル軸Ｌ２が一致している態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、永久磁石２の中心がコイル軸Ｌ２からずれた位置を永久磁石２の初期位置として、この状態から導体パターン４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４３Ａに電流を供給する場合でも、導体パターン４０Ａ間の間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の移動の前後において変わらず、間隔Ｗ１と等しくなる。その結果、上述したように永久磁石２の移動を容易に制御することができる。
【００６２】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図７（Ａ）は、本発明の第３の実施形態において導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図７（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ｂの製造方法を説明するための図である。図７（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ｂの構造を模式的に示す側面断面図である。
【００６３】
本実施形態のアクチュエータ１Ｂは、第２の実施形態と異なり、２層目から４層目の導体パターン間の間隔が間隔Ｗ２に設定されており、１層目導体パターン間の間隔が間隔Ｗ２よりも小さい間隔Ｗ１に設定されている。図７（Ａ）は、導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図７（Ａ）に示すように、１層目の絶縁基材３０には導体パターン４０Ｂ、２層目の絶縁基材３１には導体パターン４１Ｂ、３層目の絶縁基材３２には導体パターン４２Ｂ、および４層目の絶縁基材３３には導体パターン４３Ｂが形成されている。
【００６４】
絶縁基材３０，３１，３２，３３は、第２の実施形態と同様に、例えば、液晶ポリマのような熱可塑性樹脂を用いられる。導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂは、第２の実施形態と同様に、銅箔のパターンであり、絶縁基材３０，３１，３２，３３のそれぞれの上面３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａに形成される。絶縁基材３０には、絶縁基材３０を上面３０ａから下面３０ｂ（図７（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６０Ｂが形成されており、これにより絶縁基材３０に形成された導体パターン４０Ｂと、絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ｂとが電気的に接続されている。
【００６５】
同様に、絶縁基材３１には、絶縁基材３１を上面３１ａから下面３１ｂ（図７（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６１Ｂが形成されており、これにより絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ｂと、絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ｂとが電気的に接続されている。同様に、絶縁基材３２には、絶縁基材３２を上面３２ａから下面３２ｂ（図７（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６２Ｂが形成されており、これにより絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ｂと、絶縁基材３３に形成された導体パターン４３Ｂとが電気的に接続されている。
【００６６】
層間接続導体６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂは、第２の実施形態と同様に、一例として、ビア導体が用いられる。ビア導体は、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールに、導電性ペーストを充填することにより構成される。
【００６７】
図７（Ａ）に示すように、導体パターン４０Ｂは、絶縁基材３０の上面３０ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４１Ｂは、絶縁基材３１の上面３１ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４２Ｂは、絶縁基材３２の上面３２ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４３Ｂは、絶縁基材３３の上面３３ａにおいて、２ターン巻回されている。本実施形態では、このように巻回され、複数層に渡って設けられた導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂは、層間接続導体６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂにより電気的に接続されており、コイルを形成する。
【００６８】
１層目の導体パターン４０Ｂの端部４０Ｂ１と、４層目の導体パターン４３Ｂの端部４３Ｂ１は、電流の供給源に接続されている。導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂにより形成されるコイルのコイル軸Ｌ３は、図７（Ｃ）に示すように、積層されて一体化された絶縁基材３４の主面である上面３４ａに垂直な方向となる。
【００６９】
コイル軸Ｌ３の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンである１層目の導体パターン４０Ｂは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目の導体パターン４１Ｂ間の間隔Ｗ２、３層目の導体パターン４２Ｂ間の間隔Ｗ２、および４層目の導体パターン４３Ｂ間の間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。
【００７０】
本実施形態においては、１層目の導体パターン４０Ｂは、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４０Ｂ間の間隔は、図７（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１と、内側の導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１’との２種類存在する。
【００７１】
同様に、２層目の導体パターン４１Ｂ、３層目の導体パターン４２Ｂ、および４層目の導体パターン４３Ｂも、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４１Ｂ間、導体パターン４２Ｂ間、および導体パターン４３Ｂ間の間隔は、図７（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４１Ｂ間、導体パターン４２Ｂ間、および導体パターン４３Ｂ間の間隔Ｗ２と、内側の導体パターン４１Ｂ間、導体パターン４２Ｂ間、および導体パターン４３Ｂ間の間隔Ｗ２’との２種類存在する。
【００７２】
本実施形態では、各層の導体パターン間の間隔を規定する際、最大幅の間隔を用いている。１層目の導体パターン４０Ｂにおいては、外側の導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１が導体パターン４０Ｂ間の間隔の最大幅（第１最大幅）である。また、２層目の導体パターン４１Ｂ、３層目の導体パターン４２Ｂ、および４層目の導体パターン４３Ｂにおいては、外側の導体パターン４１Ｂ間、３層目の導体パターン４２Ｂ間、および４層目の導体パターン４３Ｂ間の間隔Ｗ２が、導体パターン４１Ｂ間、導体パターン４２Ｂ間、および導体パターン４３Ｂ間の間隔の最大幅である（第２最大幅）。このように最大幅の間隔を用いるのは、外側の導体パターンの線路長が、内側の導体パターンの線路長よりも長く、導体パターンに電流を供給した際に、外側の導体パターンの周囲に発生する磁界の強さが大きくなり、永久磁石２に与える影響が大きくなるためである。
【００７３】
本実施形態のコイル基板５０Ｂは、下記のような製造方法で形成することができる。図７（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ｂの製造方法を説明するための図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面を示している。
【００７４】
まず、片面の全面に銅箔が張られた４枚の絶縁基材３０，３１，３２，３３を準備する。絶縁基材３０，３１，３２，３３としては、上述したように液晶ポリマのような熱可塑性樹脂を用いることができる。次に、フォトリソ等のパターニング処理により、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂを形成する。次に、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂの銅箔が張られていない下面３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ側からのレーザー加工等により、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールを形成する。このビアホールに、Ｓｎ−Ｃｕ合金をはじめとする導電性材料を含む導電性ペーストを充填する。
【００７５】
次に、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂが形成され、ビアホールに導電性ペーストが充填された絶縁基材３０，３１，３２，３３を、図７（Ｂ）に示す順序で積層し、加熱プレス等により、一体化させる。このとき、ビアホールに充填されていた導電性ペーストも加熱されて硬化して、各絶縁基材の導体パターンを電気的に接続する層間接続導体６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂが形成される。以上のようにして、コイル基板５０Ｂが形成される。
【００７６】
図７（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ｂの構造を模式的に示す側面断面図である。本実施形態のアクチュエータ１Ｂは、永久磁石２と、上述したように加熱プレス加工等により一体化された絶縁基材３４に導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂおよび層間接続導体６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂが形成されたコイル基板５０Ｂとを備える。永久磁石２は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、図示を省略するホルダーに収容されており、図７（Ｃ）に示すＸ軸方向に移動可能に配置されている。永久磁石２は、その極性方向がコイル軸Ｌ３に対して垂直な方向となるように、コイル軸Ｌ３の方向にコイル基板５０Ｂから離間して配置される。永久磁石２は、図７（Ｃ）においてコイル軸Ｌ３を中心に、Ｘ軸の負方向側がＮ極、Ｘ軸の正方向側がＳ極に着磁される。
【００７７】
本実施形態においても、第１の実施形態で説明した原理と同様の原理により、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂに電流を供給することにより、永久磁石２を、永久磁石２の極性方向に移動させることができる。
【００７８】
本実施形態においては、最近接導体パターンである１層目の導体パターン４０Ｂは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目から４層目の導体パターン４１Ｂ間、４２Ｂ間、および４３Ｂ間の間隔Ｗ２よりも小さくなるように設定されている。したがって、導体パターン４０Ｂ間に近接する領域Ａ３は、導体パターン４０Ｂ間の間隔を間隔Ｗ２とした場合に比べて、小さくなる。また、導体パターン４０Ｂ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。その結果、領域Ａ３に対して永久磁石２が極性方向に移動する際には、永久磁石２が磁界から受ける電磁力の変化は、第１実施形態と同様に少なくなり、永久磁石２の移動を制御しやすくすることが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態においても、２層目から４層目の導体パターン４１Ｂ間、４２Ｂ間、および４３Ｂ間の間隔Ｗ２まで小さくしてしまうと、電磁力が弱くなってしまうため、１層目の導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１を小さくする分、２層目の導体パターン４１Ｂ間、３層目の導体パターン４２Ｂ間、および４層目の導体パターン４３Ｂ間の間隔Ｗ２を大きくすることにより、電磁力の低下を補っている。
【００８０】
以上のように、本実施形態によれば、最近接導体パターンとしての導体パターン４０Ｂについて、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｂ間の間隔の最大幅を、その他の導体パターン４１Ｂ間、導体パターン４２Ｂ間、および導体パターン４３Ｂ間の間隔の最大幅よりも小さくした。また、導体パターン４０Ｂ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。したがって、永久磁石２が極性方向に移動した際に、永久磁石２が磁界から受ける電磁力の変化を抑えることができ、永久磁石２の移動を制御しやすくすることができる。
【００８１】
＜変形例＞
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ｂを４層の基板とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、積層数については適宜変更可能である。
【００８２】
本実施形態では、一例として、各層の導体パターンのターン数を、２ターンとした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、ターン数については適宜変更可能である。但し、コイル軸Ｌ３の方向において永久磁石２に近い側の導体パターンのターン数を、その他の導体パターンのターン数よりも多くすることが好ましい。
【００８３】
本実施形態では、一例として、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂにより、矩形状のコイルを形成する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイルの形状は、円形状あるいは楕円状等であってもよい。
【００８４】
本実施形態では、一例として、各層の導体パターンの線幅を等しくした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイル軸Ｌ３の方向において永久磁石２に近い側の導体パターンの線幅を、その他の導体パターンの線幅よりも狭くしてもよい。
【００８５】
本実施形態では、一例として、絶縁基材３０，３１，３２，３３として液晶ポリマ等のフレキシブルな基材を用いた態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、絶縁基材３０，３１，３２，３３として、ＦＲ４等のリジッドな基材を用いてもよい。
【００８６】
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ｂを固定し、永久磁石２を可動とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、永久磁石２を固定し、コイル基板５０Ｂを可動とする場合にも適用可能である。
【００８７】
本実施形態では、導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂに電流を供給する前の永久磁石２の初期位置を、永久磁石２の中心とコイル軸Ｌ３が一致している態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、永久磁石２の中心がコイル軸Ｌ３からずれた位置を永久磁石２の初期位置として、この状態から導体パターン４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂに電流を供給する場合でも、導体パターン４０Ｂ間の間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の移動の前後において変わらず、間隔Ｗ１と等しくなる。その結果、上述したように永久磁石２の移動を容易に制御することができる。
【００８８】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図８（Ａ）は、本発明の第４の実施形態において導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図８（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ｃの製造方法を説明するための図である。図８（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ｃの構造を模式的に示す側面断面図である。
【００８９】
本実施形態のアクチュエータ１Ｃは、第３の実施形態と異なり、コイル軸Ｌ４の方向において、永久磁石２から遠い位置の導体パターンほど、導体パターン間の間隔が大きくなるように設定されている。図８（Ａ）は、導体パターンが形成された各層の絶縁基材を模式的に示す平面図である。図８（Ａ）に示すように、１層目の絶縁基材３０には導体パターン４０Ｃ、２層目の絶縁基材３１には導体パターン４１Ｃ、３層目の絶縁基材３２には導体パターン４２Ｃ、および４層目の絶縁基材３３には導体パターン４３Ｃが形成されている。
【００９０】
絶縁基材３０，３１，３２，３３は、第１から第３の実施形態と同様に、例えば、液晶ポリマのような熱可塑性樹脂を用いられる。導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃは、第１から第３の実施形態と同様に、銅箔のパターンであり、絶縁基材３０，３１，３２，３３のそれぞれの上面３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａに形成される。絶縁基材３０には、絶縁基材３０を上面３０ａから下面３０ｂ（図８（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６０Ｃが形成されており、これにより絶縁基材３０に形成された導体パターン４０Ｃと、絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ｃとが電気的に接続されている。
【００９１】
同様に、絶縁基材３１には、絶縁基材３１を上面３１ａから下面３１ｂ（図８（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６１Ｃが形成されており、これにより絶縁基材３１に形成された導体パターン４１Ｃと、絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ｃとが電気的に接続されている。同様に、絶縁基材３２には、絶縁基材３２を上面３２ａから下面３２ｂ（図８（Ｂ）を参照。）まで貫通する層間接続導体６２Ｃが形成されており、これにより絶縁基材３２に形成された導体パターン４２Ｃと、絶縁基材３３に形成された導体パターン４３Ｃとが電気的に接続されている。
【００９２】
層間接続導体６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃは、第２および第３の実施形態と同様に、一例として、ビア導体が用いられる。ビア導体は、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールに、導電性ペーストを充填することにより構成される。
【００９３】
図８（Ａ）に示すように、導体パターン４０Ｃは、絶縁基材３０の上面３０ａにおいて２ターン巻回されている。導体パターン４１Ｃは、絶縁基材３１の上面３１ａにおいて、２ターン巻回されている。導体パターン４２Ｃは、絶縁基材３２の上面３２ａにおいて２ターン巻回されている。導体パターン４３Ｃは、絶縁基材３３の上面３３ａにおいてＬ字状に形成されている。本実施形態では、このように巻回され、複数層に渡って設けられた導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃは、層間接続導体６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃにより電気的に接続されており、コイルを形成している。
【００９４】
１層目の導体パターン４０Ｃの端部４０Ｃ１と、４層目の導体パターン４３Ｃの端部４３Ｃ１は、電流の供給源に接続されている。導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃにより形成されるコイルのコイル軸Ｌ４は、図８（Ｃ）に示すように、積層されて一体化された絶縁基材３４の主面である上面３４ａに垂直な方向となる。
【００９５】
コイル軸Ｌ４の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている最近接導体パターンである１層目の導体パターン４０Ｃは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２、および３層目の導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３よりも小さくなるように設定されている。
【００９６】
本実施形態においては、１層目の導体パターン４０Ｃは、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４０Ｃ間の間隔は、図８（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１と、内側の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１’との２種類存在する。
【００９７】
同様に、２層目の導体パターン４１Ｃ、および３層目の導体パターン４２Ｃも、２ターン巻回されているため、永久磁石２の極性方向（Ｘ軸方向）における導体パターン４１Ｃ間、および導体パターン４２Ｃ間の間隔は、図８（Ａ）に示すように、外側の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２、および導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３と、内側の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２’、および導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３’との２種類存在する。
【００９８】
本実施形態では、各層の導体パターン間の間隔を規定する際、最大幅の間隔を用いている。１層目の導体パターン４０Ｃにおいては、外側の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１が導体パターン４０Ｃ間の間隔の最大幅であり、２層目の導体パターン４１Ｃ、および３層目の導体パターン４２Ｃにおいては、外側の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２、および外側の導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３が、導体パターン４１Ｃ間、および導体パターン４２Ｃ間の間隔の最大幅である。このように最大幅の間隔を用いるのは、外側の導体パターンの線路長が、内側の導体パターンの線路長よりも長く、導体パターンに電流を供給した際に、外側の導体パターンの周囲に発生する磁界の強さが大きくなり、永久磁石２に与える影響が大きくなるためである。
【００９９】
本実施形態のコイル基板５０Ｃは、下記のような製造方法で形成することができる。図８（Ｂ）は、本実施形態のコイル基板５０Ｃの製造方法を説明するための図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面を示している。
【０１００】
まず、片面の全面に銅箔が張られた４枚の絶縁基材３０，３１，３２，３３を準備する。絶縁基材３０，３１，３２，３３としては、上述したように液晶ポリマのような熱可塑性樹脂を用いることができる。次に、フォトリソ等のパターニング処理により、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃを形成する。次に、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃの銅箔が張られていない下面３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ側からのレーザー加工等により、絶縁基材３０，３１，３２を貫通したビアホールを形成する。このビアホールに、Ｓｎ−Ｃｕ合金をはじめとする導電性材料を含む導電性ペーストを充填する。
【０１０１】
次に、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃが形成され、ビアホールに導電性ペーストが充填された絶縁基材３０，３１，３２，３３を、図８（Ｂ）に示す順序で積層し、加熱プレス等により、一体化させる。このとき、ビアホールに充填されていた導電性ペーストも加熱されて硬化して、各絶縁基材の導体パターンを電気的に接続する層間接続導体６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃが形成される。以上のようにして、コイル基板５０Ｃが形成される。
【０１０２】
図８（Ｃ）は、本実施形態に係るアクチュエータ１Ｃの構造を模式的に示す側面断面図である。本実施形態のアクチュエータ１Ｃは、永久磁石２と、上述したように加熱プレス加工等により一体化された絶縁基材３４に導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃおよび層間接続導体６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃが形成されたコイル基板５０Ｃとを備える。永久磁石２は、第１の実施形態から第３の実施形態と同様に、図示を省略するホルダーに収容されており、図８（Ｃ）に示すＸ軸方向に移動可能に配置されている。永久磁石２は、その極性方向がコイル軸Ｌ４に対して垂直な方向となるように、コイル軸Ｌ４の方向にコイル基板５０Ｃから離間して配置される。永久磁石２は、図８（Ｃ）においてコイル軸Ｌ４を中心に、Ｘ軸の負方向側がＮ極、Ｘ軸の正方向側がＳ極に着磁される。
【０１０３】
本実施形態においても、第１の実施形態で説明した原理と同様の原理により、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃに電流を供給することにより、永久磁石２を、永久磁石２の極性方向に移動させることができる。
【０１０４】
本実施形態においては、最近接導体パターンである１層目の導体パターン４０Ｃは、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１が、その他の導体パターンである２層目の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２、および３層目の導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３よりも小さくなるように設定されている。つまり、コイル軸Ｌ４の方向において、永久磁石２から遠い位置の導体パターン間の間隔ほど大きくなっており、１層目の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１が最も小さくなっている。したがって、導体パターン４０Ｃ間に近接する領域Ａ４は、導体パターン４０Ｃ間の間隔を間隔Ｗ２または間隔Ｗ３とした場合に比べて、小さくなる。また、導体パターン４０Ｃ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。その結果、領域Ａ４に対して永久磁石２が極性方向に移動する際には、永久磁石２が磁界から受ける電磁力の変化は、第１実施形態と同様に少なくなり、永久磁石２の移動を制御しやすくすることが可能となる。
【０１０５】
また、本実施形態においても、２層目の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２と３層目の導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３を、１層目の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１のように小さくしてしまうと、電磁力が弱くなってしまう。そこで、１層目の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１を小さくする分、２層目の導体パターン４１Ｃ間の間隔Ｗ２と、３層目の導体パターン４２Ｃ間の間隔Ｗ３とを、１層目の導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１よりも大きくすることにより、電磁力の低下を補っている。
【０１０６】
以上のように、本実施形態によれば、コイル軸Ｌ４の方向において、永久磁石２に最も近い位置に形成されている導体パターン４０Ｃについて、永久磁石２の極性方向における導体パターン４０Ｃ間の間隔の最大幅を、その他の導体パターン４１Ｃ間、および４２Ｃ間の最大幅よりも小さくした。また、導体パターン４０Ｃ間の第１最大幅としての間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の位置に拘わらず第１最大幅としての間隔Ｗ１となっている。したがって、永久磁石２が極性方向に移動した際に、永久磁石２が磁界から受ける電磁力の変化を抑えることができ、永久磁石２の移動を制御しやすくすることができる。
【０１０７】
＜変形例＞
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ｃを４層の基板とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、積層数については適宜変更可能である。
【０１０８】
本実施形態では、一例として、１層目から３層目の導体パターンのターン数を、２ターンとした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、ターン数については適宜変更可能である。但し、コイル軸Ｌ４の方向において永久磁石２に近い側の導体パターンのターン数を、その他の導体パターンのターン数よりも多くすることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態では、一例として、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃにより、矩形状のコイルを形成する態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイルの形状は、円形状あるいは楕円状等であってもよい。
【０１１０】
本実施形態では、一例として、各層の導体パターンの線幅を等しくした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、コイル軸Ｌ４の方向において永久磁石２に近い側の導体パターンの線幅を、その他の導体パターンの線幅よりも狭くしてもよい。
【０１１１】
本実施形態では、一例として、絶縁基材３０，３１，３２，３３として液晶ポリマ等のフレキシブルな基材を用いた態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、絶縁基材３０，３１，３２，３３として、ＦＲ４等のリジッドな基材を用いてもよい。
【０１１２】
本実施形態では、一例として、コイル基板５０Ｃを固定し、永久磁石２を可動とした態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではなく、永久磁石２を固定し、コイル基板５０Ｃを可動とする場合にも適用可能である。
【０１１３】
本実施形態では、導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃに電流を供給する前の永久磁石２の初期位置を、永久磁石２の中心とコイル軸Ｌ４が一致している態様について説明したが、本発明はこのような態様に限定される訳ではない。例えば、永久磁石２の中心がコイル軸Ｌ４からずれた位置を永久磁石２の初期位置として、この状態から導体パターン４０Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃ，４３Ｃに電流を供給する場合でも、導体パターン４０Ｃ間の間隔Ｗ１と永久磁石２との極性方向における重なり幅は、永久磁石２の移動の前後において変わらず、間隔Ｗ１と等しくなる。上述したように永久磁石２の移動を容易に制御することができる。
【０１１４】
図９は、第４の実施形態の変形例に係るアクチュエータ１Ｃ’の構造を模式的に示す側面断面図である。図９に示す変形例においては、１つの永久磁石２に対して、第４の実施形態のコイル基板５０Ｃを２つ備えている。このような態様においても、第４の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１５】
また、同様に、１つの永久磁石２に対して、第１実施形態から第３実施形態で説明したコイル基板５，５０Ａ，５０Ｂのいずれかを２つ備えてもよい。このような態様においても、それぞれの実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、電磁石を用いて構成されたアクチュエータの分野において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ          アクチュエータ
２                            永久磁石
３                            絶縁基材
４ａ，４ｂ                    導体パターン
５                            コイル基板
６                            層間接続導体
３０，３１，３２，３３，３４  絶縁基材
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ        導体パターン
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ        導体パターン
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ        導体パターン
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ        導体パターン
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ        コイル基板
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ        層間接続導体
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ        層間接続導体
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ        層間接続導体
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４        コイル軸
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３              導体パターン間の間隔
Ｗｏ１，Ｗｏ２                重なり幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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