(57)【要約】【課題】簡易な構造で小型を図ることができる面移動型のアクチュエータを提供する。【解決手段】ベース部材２と、前記ベース部材に対し、第１の軸方向Ｘへのスライドを可能に配置した第１のスライダ１０と、前記ベース部材に対し、前記第１の軸方向とは垂直な第２の軸方向Ｙへのスライドを可能に配置した第２のスライダ２０と、前記第１のスライダ１０と第２のスライダ２０との交差位置に、当該第１のスライダ及び第２のスライダに摺動自在に嵌合して平面内を移動可能な移動片３０と、前記第１のスライダ１０及び第２のスライダ２０それぞれの一端に固定された磁石ＭＧ−１、ＭＧ−２と、前記それぞれの磁石が内部空間を移動するように配置したコイル１５、２５とを備えているアクチュエータである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に対し、第１の軸方向へのスライドを可能に配置した第１のスライダと、
前記ベース部材に対し、前記第１の軸方向とは垂直な第２の軸方向へのスライドを可能に配置した第２のスライダと、
前記第１のスライダと第２のスライダとの交差位置に、当該第１のスライダ及び第２のスライダに摺動自在に嵌合して平面内を移動可能な移動片と、
前記第１のスライダ及び第２のスライダそれぞれの一端に固定された磁石と、
前記それぞれの磁石が内部空間を移動するように配置したコイルとを備えた、ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
磁界強度の変化に基づいて前記磁石の位置を検出する位置検出センサが前記磁石それぞれに対向して配備してある、ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１のスライダ及び第２のスライダそれぞれのスライド方向で、前記磁石が前記コイルより長く形成してある、ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記コイルは、主コイルと当該主コイルの両端部に付加した補助コイルとを含む、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５】
前記補助コイルは、前記主コイルの両端部の外側に主コイルと二重に同軸配置してある、ことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記補助コイルは、前記主コイルの両端部を軸方向へ延長するようにして主コイルと同軸配置してある、ことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記主コイルと前記補助コイルとが、個別に駆動制御される、ことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記補助コイルへ流す電流が前記磁石の位置に応じて制御される、ことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記主コイルを分割して中央部コイルと、当該中央部コイルの両端部に前記補助コイルと同じ長さの小コイルとを形成した、ことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面移動型のアクチュエータに関する。より具体的には、パーソナルコンピュータで使用されているマウスや、オーディオ装置、ナビゲーション装置などの操作部に組込まれて、操作者（ユーザ）の触覚を刺激して所定の情報を伝達するタイプのアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面状に配した磁石と対向するようにコイルを配設して、このコイルへ供給する電流を制御することにより平面移動する部分を含むアクチュエータが提案されている。このようなアクチュエータは、コンピュータ側から種々の情報を操作者に伝達する新規な装置として期待できる。上記アクチュエータは、例えばパーソナルコンピュータで広く使用されているマウスに組込んで使用できる。
【０００３】
これ以前のマウスは操作者側からコンピュータ側への入力デバイスとしてのみ用いられてきた。しかし、上記アクチュエータが組込まれているマウスの場合には、コンピュータ側から発した信号に応じて振動させるなどして操作者の手指の触覚を刺激して様々な情報を伝達できる。すなわち、これより従前のマウスが操作者からコンピュータへの一方向インターフェースであったので対して、上記のようなアクチュエータを組込んだマウスはコンピュータと操作者との双方向マシンマンインターフェースとして活用できるようなる。
【０００４】
上記のような面移動型のアクチュエータに関しては、例えば特許文献１に具体的な構造が開示されている。ここで開示されるアクチュエータは平面上に密着配置した４個の磁石と、この磁石と所定空間を持って平面移動可能に対向させた４個のコイルとを含むものである。このような構造でコイルに電流を流すと周辺に磁界が発生するので、磁石との間で作用する電磁力に基づいてコイルを平面移動させるような推力を得ることができる。コイル側に操作者の手指を刺激するための触覚提示部材（移動片）が固定されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８９５７９号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のアクチュエータは、実際にマウスなどの装置に適用した状態、すなわち製品に実装した使用形態についてまでは具体的な開示をしていない。しかし、開示されているアクチュエータは４個のコイルを可動側とする構造である。そして、複数のコイルには電流を供給するためのケーブルが接続され、また４個のコイルへ供給する電流を制御する回路が必要である。このような条件を満たすことを前提にして、コイルに固定された触覚提示部材を平面移動（スライド動作）させて操作者の手指を触覚刺激できる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１で開示するアクチュエータはコイルがケーブルを引きすりながらスライド移動するので、その分だけ余分に大きな推力が必要となる。また、ケーブルが引きずられたときにコイル側には引張力が発生するので移動の応答性を低下してしまう。さらに、触覚提示部材を平面移動させるためには、この触覚提示部材が固定されるコイルが移動する全面（全域）にわたって磁石を配備する必要がある。よって、触覚提示部材を平面移動させたい領域の割りに大型磁石を配備することが必要となる。
【０００８】
以上から、特許文献１で提案するアクチュエータは、移動側となる４個のコイルにケーブルを接続した構造を含み、また、これらのコイルへの通電を制御する回路等も含むので構造が複雑で大型化する傾向がある。更に、コイルの移動範囲全面に磁石を配備することが必要であることによっても大型化する。よって、特許文献１のアクチュエータは小型化が困難で大型化する傾向があり、周辺構造も複雑で高コストになるという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、簡易な構造で小型を図ることができる面移動型のアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、ベース部材と、前記ベース部材に対し、第１の軸方向へのスライドを可能に配置した第１のスライダと、前記ベース部材に対し、前記第１の軸方向とは垂直な第２の軸方向へのスライドを可能に配置した第２のスライダと、前記第１のスライダと第２のスライダとの交差位置に、当該第１のスライダ及び第２のスライダに摺動自在に嵌合して平面内を移動可能な移動片と、前記第１のスライダ及び第２のスライダそれぞれの一端に固定された磁石と、前記それぞれの磁石が内部空間を移動するように配置したコイルとを備えた、ことを特徴とするアクチュエータにより達成できる。
【００１１】
本発明によるアクチュエータは、コイルに通電したときに発生する吸引又は反発する電離力を磁石のそれぞれに作用させ、第１の軸方向と第２の軸方向に作用する電磁力の合力に基づいて移動片を平面移動させることができ。簡単な構造であるので小型化を図ることができる。
【００１２】
また、磁界強度の変化に基づいて前記磁石の位置を検出する位置検出センサが前記磁石それぞれに対向して配備してある構造を採用するのが望ましい。この場合には、位置検出センサの出力に基づいて磁石の位置を確認できるので、これに基づいて安定な推力が発生するようにコイルへの通電をフィードバック制御できる。
【００１３】
また、前記第１のスライダ及び第２のスライダそれぞれのスライド方向で、前記磁石が前記コイルより長く形成してあることが好ましい。磁石の着磁面（先端）がコイル中央位置にあるときに最も大きな推力が得られるので、コイルより磁石を長めに設定するのが好ましい。
【００１４】
また、前記コイルは、主コイルと当該主コイルの両端部に付加した補助コイルとを含む構造を採用するのが好ましい。主コイル両端部では磁石へ作用させる電離力（推力）が低下するので、補助コイルを付加することで推力を補償することができる。
【００１５】
また、前記補助コイルは、前記主コイルの両端部の外側に主コイルと二重に同軸配置してあるアクチュエータとしてもよい。また、前記補助コイルは、前記主コイルの両端部を軸方向へ延長するようにして主コイルと同軸配置してあるアクチュエータとしてもよい。
【００１６】
また、前記主コイルと前記補助コイルとが、個別に駆動制御できるようにしたアクチュエータとするのがより好ましい。この場合には、必要時だけ補助コイルを駆動できる。
【００１７】
また、前記補助コイルへ流す電流が前記磁石の位置に応じて制御されるアクチュエータとするのが好ましい。予め所定の位置関数などを設定して、磁石位置に応じて補助コイルへの通電を制御すると、効率の良い通電を実行できるので、推力維持と消費電力の低減を実現できる。
【００１８】
また、前記主コイルを分割して中央部コイルと、当該中央部コイルの両端部に前記補助コイルと同じ長さの小コイルとを形成したアクチュエータとしてもよい。磁石の移動位置に応じて中央部コイル及びその両側の小コイルへ通電する場合と、中央部コイル及び片側の小コイル並びに同じ側の補助コイルへ通電する場合とに切り替えられる。いつも主コイルと同じ長さだけに通電できるので、省電力を図りながら最適な推力も得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、簡易な構造で小型を図ることができる面移動型のアクチュエータを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明に係る平面移動型のアクチュエータについて説明する。
【００２１】
図１及び図２は、実施例に係るアクチュエータＡＴ１について示した図である。図１はアクチュエータＡＴ１の外観を示した斜視図、また、図２は、このアクチュエータＡＴ１の各構成が確認できるように示した分解斜視図である。なお、アクチュエータＡＴ１は、例えばマウスに組込んで使用する１部品の形態に形成してある。
【００２２】
アクチュエータＡＴ１は、機械的な大略の構造において、基板１、ベース部材２、Ｘ軸方向へスライドする第１のスライダ１０、Ｘ軸と直角なＹ軸方向へスライドする第２のスライダ２０を含んでいる。ただし、図２では、図１で示す基板１の図示を省略している。
【００２３】
ベース部材２は、基板１の所定位置に固定されている。このベース部材２に対して、第１のスライダ１０がＸ軸方向へスライド可能に配設され、また第２のスライダ２０がＹ軸方向へスライド可能に配設されている。
【００２４】
ベース部材２は、内部に矩形形状（正方形形状）の空間ＳＰが設けられている枠体である。Ｘ軸方向で対向するベース部材２の構成部材３、４は、それぞれの上面に凹部３ＣＲ、４ＣＲが形成されている。この凹部３ＣＲ、４ＣＲに、板状の第１のスライダ１０が嵌合してＸ軸方向へスライド可能にセットされる。ただし、この第１のスライダ１０の中間位置には両側に（Ｙ軸方向に）突出する張出部１１が形成されている。この張出部１１は、図１で確認できるように、ベース部材２の空間ＳＰ内に収容される。張出部１１は、空間ＳＰの壁面に摺接する。よって、第１のスライダ１０はベース部材２に対してＸ軸方向で所定範囲でスライドする。なお、張出部１１には、後述する移動片３０が摺動可能に嵌合する長穴１１ＨＬが形成されている。
【００２５】
さらに、第１のスライダ１０の一端側には磁石固定部１２が形成されており、この磁石固定部１２には第１の永久磁石ＭＧ−１がセットされている。前述したように第１のスライダ１０はＸ軸方向にスライド可能に構成されているので、第１の永久磁石ＭＧ−１にＸ軸方向へ外力（吸引力や反発力）を作用させることにより、第１のスライダ１０をスライドせることができる。そのための構成について、更に説明する。
【００２６】
永久磁石ＭＧ−１は直方体形状を成しており、その基端側は磁石固定部１２により支持されている。この永久磁石ＭＧ−１が移動する範囲に対応して、第１のコイル１５が基板１の所定位置に配備されている。より具体的には、永久磁石ＭＧ−１は、その自由端ＦＴ側が第１のコイル１５の内部空間１５ＨＬに移動可能な状態で収容されている。このような磁石とコイルの位置関係でコイルに電流を供給すると、フレミングの左手の法則に基づいた電磁力が永久磁石ＭＧ−１に作用する。電流の向きにより、永久磁石ＭＧ−１へコイル内に引き込もうとする吸引力、又はコイル外へと押し出そうとする反発力を作用させることができる。すなわち、第１のコイル１５への通電を制御して、永久磁石ＭＧ−１へ電磁力を作用させて第１のスライダ１０をスライドさせる推力を発生させることができる。なお、この電磁力を発生させる部分の構造は、コイル空間内に可動鉄心を配置して通電制御して鉄心を出没させる公知のソレノイド構造と基本的に同じである。
【００２７】
さらに、このアクチュエータＡＴ１は永久磁石ＭＧ−１のＸ軸方向での相対位置を検出する構成を備えている。永久磁石ＭＧ−１とは反対側の第１のコイル１５近傍には、第１の位置検出センサとしてホール素子１７が設置してある。ホール素子１７は電磁変換素子の１つであり、磁石との相対距離で変化する磁界強度を電気信号に変換する。
【００２８】
上記説明は、第１のスライダ１０周辺の構成に係るものであるが、Ｙ軸方向となる第２のスライダ２０周辺構成についても同様である。すなわち、第２のスライダ２０にも、永久磁石ＭＧ−２、第２のコイル２５及び第２の位置検出センサとしてホール素子２７が配備されている。この構成により、第２のスライダ２０をスライドさせる推力を発生させ、ホール素子２７により永久磁石ＭＧ−２の位置検出を行える。
【００２９】
ここで、図１で示すようにアクチュエータＡＴ１が組上げられた状態では、第１のスライダ１０の張出部１１と第２のスライダ２０の張出部２１とは、ベース部材２の空間ＳＰ内で直交して、上下に重なり配置された状態となる。互いに垂直に交差する位置は、長穴１１ＨＬと長穴２１ＨＬとの交差する空間となる。この交差空間に移動片３０が配設される。移動片３０は、第２のスライダ２０の長穴２１ＨＬと摺動自在に嵌合する下段ブロック３２と、また第１のスライダ１０の長穴１１ＨＬと摺動自在に嵌合する上段ブロック３１とを固定した構造である。上段ブロック３１の上面には突起状の移動子３３が設けられている。この移動子３３は、操作者の手指を触覚刺激するための触覚提示部材として設けられているものである。
【００３０】
以上で説明した構成を有するアクチュエータＡＴ１は、第１のコイル１５へ供給する電流を制御することにより、永久磁石ＭＧ−１へ吸引力または反発力となる電磁力を発生させて、第１のスライダ１０をＸ軸方向へスライドさせることができる。同様に、第２のコイル２５へ供給する電流を制御することにより、永久磁石ＭＧ−２へ吸引力または反発力となる電磁力を発生させて、第２のスライダ２０をＹ軸方向へスライドさせることができる。このときに、第１のスライダ１０と第２のスライダ２０の交差位置にある移動片３０は、ＸＹ面内を２つのスライダの動きを合成した方向へ移動する。よって、必要に応じて、移動片３０を所望の方向へスライド動作をさせて、その上部に突出している移動子３３で操作者の手指を触覚刺激することができる。
【００３１】
以上のような構成を備えた実施例のアクチュエータＡＴ１であれば、両コイル１５、２５へ供給する電流を制御することによって例えば移動片３０を所定方向で繰り返しスライドさせたり、一定位置で振動させたりすることができる。よって、アクチュエータをコンピュータに接続されたマウス等に組込んでおくと、コンピュータ側から色々な信号を操作者に伝達できる。また、上記のようにそれぞれの磁石位置を検出する位置検出センサ１７、２７を配置しておくと、磁石位置を確認しながらコイルへ供給する電流を調整できるのでフィードバック制御できる。
【００３２】
ここで、上記アクチュエータＡＴ１の第１のスライダ１０及び第２のスライダ２０は、従来のソレノイド構造と類似の構造で駆動される。すなわち、アクチュエータＡＴ１は、従来の平面型アクチュエータのように複数のコイルを同時にスライド移動させるための大掛かりの構造や大きな対面型の永久磁石を必要としない。よって、構造が簡易かつ小型で、製造コストを抑制できる面移動型のアクチュエータとして提供できる。
【００３３】
以下、更に、図面を参照してアクチュエータＡＴ１に適用するのが好ましい構成及び改善例について説明する。コイルについて採用するのが好ましい構成について説明する。図３は、アクチュエータＡＴ１で第１のスライダ１０に固定した永久磁石ＭＧ−１と、この永久磁石ＭＧ−１に吸引または反発方向の推力を発生させる第１のコイル１５の関係について示した図であり、（Ａ）は永久磁石ＭＧ−１がコイル１５内に収容された様子を拡大して示している断面図である。また、（Ｂ）はコイル１５内での永久磁石ＭＧ−１の位置で推力が変化する様子を模式的に示した図である。なお、ここでは第１のスライダ１０の第のコイル１５と永久磁石ＭＧ−１との関係について説明するが第２のスライダ２０についても同様である。
【００３４】
図３（Ｂ）は、自由端ＦＴ側の先端面（着磁面）ＦＦがコイル１５内で略中間位置（Ｌ１／２）にあるときに、最も大きな推力を得られることを示している。そのために、永久磁石ＭＧ−１は余裕をもってコイル１５内に挿入できる長さを有しているのが好ましい。よって、図３（Ａ）で示しているように、Ｘ軸方向での永久磁石ＭＧ−１の長さＭＬは、コイル１５の全長Ｌ１よりも長め（大きめ）に設定しておくのが好ましい。
【００３５】
そして、図３（Ｂ）はコイル１５の両側端での推力が右端部ＲＰ及び左端部ＬＰのように減衰してしまうことも示している。すなわち、図３（Ｂ）は、永久磁石ＭＧ−１へ作用する推力が変化すること、コイル１５の両端部では推力が弱くなることを示している。第１のスライダ１０をＸ軸方向へ確実かつ安定にスライドさせるためには、このように推力が両端で減衰することを考慮してある程度の余裕を持ってコイル１５を大きめに設計することが考えられる。しかし、この場合には、コイル１５全体が大型化してしまう。また、永久磁石ＭＧ−１の先端面（着磁面）ＦＦがコイル１５の中央位置にあるときには過度な推力を発生させることになる。そこで、次に示す改善例の様に対処するのが好ましい。
【００３６】
（改善例１）
図４は、永久磁石ＭＧ−１に作用する推力の減衰を補償して改善する改善例１について示した図である。図４（Ａ）は主コイル１５の両端部に補助コイルを付加する場合の第１のコイル改善構造を拡大して示している断面図である。また、図４（Ｂ）は改善した推力の様子を模式的に示した図である。
【００３７】
図４（Ａ）で示す改善例１の構造は、当初のコイル１５の両端部の外側に主コイルと同軸二重となるように、第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂを追加するものである。この図４（Ａ）で示す改善構造を採用すると、（Ｂ）で示すように両端部ＬＰ，ＲＰでの推力の減衰を第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂによって補償できる。
【００３８】
なお、上記第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂは、メインコイル（主コイル）１５と同軸に巻きつけを行えばよい。また、第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂは、メインのコイル１５と一体のコイル配線でもよいし、それぞれが独立の配線でもよい。なお、第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−ＢのＸ軸方向での長さは、メインのコイル１５の半分（Ｌ１／２）未満であり、同じ長さＬ２とするのが好ましい。
【００３９】
（改善例２）
図５は、永久磁石ＭＧ−１に作用する推力の減衰を補償して改善する改善例２について示した図である。この図５は、図４と同様に、（Ａ）は主コイル１５の両端部に補助コイルを付加する第２のコイル改善構造を拡大して示している断面図である。また、（Ｂ）は改善した推力の様子を模式的に示した図である。
【００４０】
図５（Ａ）で示す改善例２の構造は、メインコイル１５の両端それぞれをＸ軸方向の長さを延長するように、第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂを追加するものである。この図５（Ａ）で示す改善構造を採用すると、（Ｂ）で示すように両端ＬＰ，ＲＰでの推力の減衰を第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂによって補償できる。
【００４１】
この場合の第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１５−Ｂも、メインコイル１５と同軸に巻きつけを行えばよい。第１の補助コイル１５−Ａ及び第２の補助コイル１−Ｂは、メインのコイル１５とそれぞれが独立の配線とする。      
【００４２】
図６は、図４及び図５で示している推力を改善したアクチュエータＡＴ１の構成について示しているブロック図である。このブロック図では、アクチュエータＡＴ１の駆動を制御するコントローラ４０も図示してある。コントローラ４０は、位置検出センサとなるホール素子１７の出力に基づいて磁石ＭＧ−１の位置を確認し、磁石ＭＧ−１へ作用する推力が適切に維持されるように主コイル１５及び補助コイル１５−Ａ、１５−Ｂへの通電をフィードバック制御する。コントローラ４０は、ホール素子１７からの信号を変換するＡ／Ｄ変換器４１、全体を制御するＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央演算処理装置）４２、Ｄ／Ａ変換器４３、通電するコイルを切り替えるスイッチ４４を含んでいる。なお、主コイル１５及び補助コイル１５−Ａ、１５−Ｂのそれぞれには増幅器４５、４６、４７が配設しておくのが好ましい。
【００４３】
なお、図６では示す構成は主コイル１５と補助コイル１５−Ａ，１５−Ｂそれぞれとを個別に構成した場合を例示している。このように構成した場合、ホール素子１７により磁石ＭＧ−１の位置を確認して、着磁面ＦＦが端部にきたときだけ対応する補助コイルに通電するなどの対処を行える。よって、電力消費を抑制することもできる。さらに、補助コイル１５−Ａ及び補助コイル１５−Ｂに流す電流を磁石ＭＧ−１の移動位置に対応した関数として制御することとし、推力の分布が平坦化を図るようにしてもよい。このような制御を実行するには、磁石ＭＧ−１を移動させたときの端部の推力減衰を実験的に測定し、この測定に基づいて磁石ＭＧ−１の位置に関連した補助コイル１５−Ａ及び補助コイル１５−Ｂの補助通電プログラムをＣＰＵ４２のメモリに格納しておけばよい。
【００４４】
（改善例３）
上述した改善例１、２は補助コイルをメインコイルの両端部に追加することにより推力の減衰を抑制するものであった。以下で示す改善例３は、改善例２の構造を更に改善して電力消費の効率化を図るものである。図７は改善例３に係る構造を備えたアクチュエータの動作を示しており、（Ａ）は磁石ＭＧ−１の着磁面ＦＦがコイル中央位置にある場合、（Ｂ）は着磁面ＦＦがコイル端部にある場合の様子を示している図である。
【００４５】
図７で示すアクチュエータは、本来Ｌ１の長さであるメインのコイル１５を分割するという新たな構造を採用している。すなわち、この改善例３では前述したメインのコイル１５を中央の大きめのコイル１５ｃ及び左右の小さなコイル（小コイル）１５ｄ、１５ｅの３個で分割構成してあり、各コイルには個別に通電できるように構成してある。主コイル１５の両側には、前述した補助コイル１５−Ａ、１５−Ｂが配設されている。そして、分割したコイル１５の小コイル１５ｄ、１５ｅ及び補助コイル１５−Ａ、１５−Ｂは、同じ長さＬ２とされている。
【００４６】
なお、図８は、改善例３に係るアクチュエータＡＴ１の構成について示しているブロック図である。この図８は、上記改善例２、３について示す図６と同様に示してある。
【００４７】
改善例３のアクチュエータはＣＰＵ４２が次のように各コイルへの通電制御を実行する。図７（Ａ）で示すように、磁石ＭＧ−１の先端の着磁面が中央位置周辺にある場合には、コイル１５ｃ及びコイル１５ｄ、１５ｅを一体に駆動してさせる。これは、メインコイル１５を本来の形態で駆動させることになる。この時には補助コイル１５−Ａ、１５―Ｂへは通電しない。
【００４８】
一方、図７（Ｂ）で示すように、磁石ＭＧ−１の先端の着磁面が端部近辺にある場合には、中央の大きなコイル１５ｃ及び右側の小コイル１５ｅを駆動し、さらに右側の補助コイル１５−Ｂを同時に駆動してさせる。このときには図７（Ｂ）の右に図示するように、本来Ｌ１の長さのメインコイル１５が補助コイル１５−Ｂの長さＬ２だけシフトしたような状態となり、通電するコイルを増やすことなく必要な推力を一定に維持する状態が実現される。この改善例３の構造では、通電するコイルの長さがメインコイル１５の本来の長さＬ１と同じとなるように維持される。よって、この改善例３で提案する構造は、必要な推力を確実に確保しつつ、更に消費電力の低減も図ることができるという優れたアクチュエータとなる。
【００４９】
実施例として図１、図２で第１のスライダ１０、第２のスライダ２０のそれぞれをＸ軸方向、Ｙ軸方向にスライド可能として、これらの交差位置にある移動片３０がＸＹ平面内で移動させる構造を示した。しかし、このような構造は、図１、２に限るものではない。以下に、他の好ましいスライド機構を例示する。
【００５０】
（変形例１）
図９及び図１０は、アクチュエータのスライド機構の変形例について示している。図９は第１変形例のアクチュエータＡＴ２の外観を示した斜視図である。また、図１０は同アクチュエータＡＴ２の分解斜視図である。これらの図は、前述した実施例についての図１、図２と同様に図示してある。前述した実施例と同様の部位には同一符号を付すことで重複した説明は省略する。
【００５１】
アクチュエータＡＴ２では、枠形状のベース部材２が前述した実施例の場合より小さく形成されている。このベース部材２の各辺には上方又は下方に向けて突出しする突起部３ＰＲ〜６ＰＲが新たに設けられている。より具体的には、対向する構成部材３、４には上向きの突起部３ＰＲ、４ＰＲが設けられている。また、他の構成部材５、６には下向きの突起部５ＰＲ、６ＰＲが設けられている。
【００５２】
第１のスライダ１０側には、突起部３ＰＲ、４ＰＲが嵌合する長穴１８ＨＬ、１９ＨＬが形成されている。これの構造により、第１のスライダ１０はベース部材２の内部空間に嵌合する張出部１１を設けることなくＸ軸方向でのスライダ動作が可能となる。第２のスライダ２０についても同様である。図９、図１０に示す変形例１は、前述した実施例と比較してベース部材２の小型化を図ることができる。
【００５３】
（変形例２）
図１１及び図１２は、アクチュエータのスライド機構の第２変形例について示している。図１１は第２変形例のアクチュエータＡＴ３の外観を示した斜視図である。また、図１２は同アクチュエータＡＴ３の分解斜視図である。
【００５４】
このアクチュエータＡＴ３では、スライダ１０、２０が梯子形状に形成されている。そして、このアクチュエータのベース部材２が前述した実施例の場合より小さく形成され、各辺両端にはスライダ１０、２０の両側材５２Ｒ、５２Ｌ及び６２Ｒ、６２Ｌが嵌合する溝部ＲＥが新たに設けられている。より具体的には、対向する構成部材３、４には上向きの溝部３ＲＥ１、４ＲＥ１及び３ＲＥ２、４ＲＥ２が設けられている。また、他の構成部材５、６には下向きの溝部５ＲＥ１、６ＲＥ１及び５ＲＥ２、６ＲＥ２が設けられている。このアクチュエータＡＴ３では、第１のスライダ１０及び第２のスライダ２０がベース部材２に設けた両側の溝部に嵌合して摺動するので、スライダ動作の安定化を図ることができる。
【００５５】
（変形例３）
図１３及び図１４は、アクチュエータのスライド機構の第３変形例について示している。図１３は第３変形例のアクチュエータＡＴ４の外観を示した斜視図である。また、図１４は同アクチュエータＡＴ４の分解斜視図である。
【００５６】
このアクチュエータＡＴ４では、移動片３０が第１のスライダ１０及び第２のスライダ２０の両方に嵌合するように形成した大きめの四辺形の板材３５と前述した突起状の移動子３３で形成されている。スライダ１０、２０は棒状で中央に凹部７０ＣＲ、７１ＣＲが形成されている。移動片３０はスライダ１０、２０の交差部分に位置すると共に、ベース部材２の内面によって移動範囲が規制されている。このアクチュエータＡＴ４では、第１のスライダ１０及び第２のスライダ２０並びに移動片３０やベース部材２の構造が前述の構造よりシンプルであるので効率良く製造できるので、製造コストを抑制できる。
【００５７】
以上で説明したように、本発明に係る面移動型のアクチュエータは必要とする磁石が少ないので簡易かつ小型を図ることができる。
【００５８】
前述した実施例では、コイルに電流を供給することによりアクチュエータのスライダが駆動される場合、即ち、コンピュータ等からの信号を受けて本アクチュエータが受動的に駆動される場合を主に説明した。しかし、本アクチュエータはこのような使用法にのみに限定して適用されるものではない。操作者が移動片に指を置き、これを移動することにより位置検出センサからの出力が変化するので、この出力を用いてコンピュータへの指示入力デバイスとして用いることもできる。また、この位置情報をもとにアクチュエータの駆動電流を制御してフィードバックを行うことで、安定な推力を得ることができる。また、その際、動的に推力を変える様に制御することで、より複雑で多彩な動作を精緻に表現することができる。
【００５９】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例に係るアクチュエータＡＴ１の外観を示した斜視図である。
【図２】アクチュエータＡＴ１の各構成が確認できるように示した分解斜視図である。
【図３】アクチュエータＡＴ１で磁石に吸引または反発方向の推力を発生させる第１のコイルの関係について示した図であり、（Ａ）は磁石がコイル内に収容された様子を拡大して示している断面図、（Ｂ）はコイル内での磁石の位置で推力が変化する様子を模式的に示した図である。
【図４】磁石に作用する推力の減衰を補償して改善する改善例１について示した図である。
【図５】磁石に作用する推力の減衰を補償して改善する改善例２について示した図である。
【図６】推力を改善したアクチュエータＡＴ１の構成について示しているブロック図である。
【図７】改善例３に係る構造を備えたアクチュエータの動作を示しており、（Ａ）は磁石の着磁面がコイル中央位置にある場合、（Ｂ）は着磁面がコイル端部にある場合の様子を示している図である。
【図８】改善例３に係るアクチュエータＡＴ１の構成について示しているブロック図である。
【図９】第１変形例のアクチュエータＡＴ２の外観を示した斜視図である。
【図１０】アクチュエータＡＴ２の各構成が確認できるように示した分解斜視図である。
【図１１】第２変形例のアクチュエータＡＴ３の外観を示した斜視図である。
【図１２】アクチュエータＡＴ３の各構成が確認できるように示した分解斜視図である。
【図１３】第３変形例のアクチュエータＡＴ４の外観を示した斜視図である。
【図１４】アクチュエータＡＴ４の各構成が確認できるように示した分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１                              基板
２                              ベース部材
１０                            第１のスライダ
１５                            コイル
１５−Ａ、１５―Ｂ              補助コイル
１５ｃ                          中央部コイル
１５ｄ、１５ｅ                  小コイル
１７                            ホール素子（位置検出センサ）
２０                            第２のスライダ
２５                            コイル
２７                            ホール素子（位置検出センサ）
３０                            移動片
４０                            コントローラ
４２                            ＣＰＵ
ＡＴ(ＡＴ１〜ＡＴ４)            アクチュエータ
ＭＧ−１、ＭＧ−２              磁石
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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