(57)【要約】【課題】  ユーザが快適かつ安定して使用できる面移動型のアクチュエータを提供する。【解決手段】  平面状に配置した磁石１と、この磁石１と対向するように配置したコイル２とを備え、コイル２に電流を供給して、磁石１とコイル２とを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータである。このアクチュエータは、コイル２又は磁石１のいずれか一方に接続した移動部材５と、所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材５をガイドするガイド部材６，７と、移動部材が前記２次元領域の可動限界部に衝突することを抑制する衝突抑制手段３１〜３８とを備えている。本アクチュエータによると、移動部材が移動する２次元領域の端部に衝突抑制手段が配置されているので衝突する事態を抑制できる。よって、衝突を原因とする破損や衝突音の発生を防止できる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、
前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、
所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材と、
前記移動部材が前記２次元領域の可動限界部に衝突することを抑制する衝突抑制手段とを備えていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記衝突抑制手段は、前記移動部材と前記可動限界部とに対面するように配置され、互いに接近したときに磁気的反発力を発生させる磁石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３】
前記ガイド部材が前記移動部材を互いに直交する第１軸方向及び第２軸方向へガイドし、各軸に前記衝突抑制手段が設けられてい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】
前記ガイド部材が前記移動部材を互いに直交する第１軸方向及び第２軸方向へガイドし、前記２軸に対して傾いた方向に前記衝突抑制手段が設けられてい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５】
前記移動部材は操作者が触れることができるように形成した移動片を含み、該移動片が前記ガイド部材に係合す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６】
平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、
前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、
所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材と、
前記移動部材を、前記２次元領域内の初期位置に復帰させる復帰手段とを備えていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
前記復帰手段は、前記移動部材を前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材を含むことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記復帰手段は、前記移動部材を前記初期位置に戻すように作用する磁性部材を含むことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記磁性部材は、前記移動部材と前記ガイド部とに対面するように配置され互いに磁気的反発力を発生させる磁石を含み、該磁石が衝突抑制手段としても機能することを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、
前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、
所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材とを備え、
前記移動部材が熱伝達部材を有していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１１】
前記移動部材は操作者が触れることができるように形成した移動片を含み、前記熱伝達部材は該移動片に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記移動部材が、前記２次元領域の可動限界部に衝突することを抑制する衝突抑制手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記移動部材が、前記２次元領域内の初期位置に復帰させる復帰手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記磁石が永久磁石又は電磁石であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばパーソナルコンピュータで使用されているマウス等のデバイスに組込んで使用されるアクチュエータに関する。具体的には、磁力を用いて平面内を移動する部分を含んでいるアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から磁力を利用して面移動をする部分を含んだ小型の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。例えば上記アクチュエータは、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むことができる。従来、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をマウスに組込んだ場合、コンピュータから発した信号を操作者へ伝達できるようになる。すなわち、従来のマウスをマシンマンインターフェースの一つとして活用できるようなる。
【０００３】
面移動型の小型アクチュエータに関しては、例えば特許文献１に記載がある。このアクチュエータは、大小２個のループ状コイルを平面的に配置してなるコイル体と、上記の各ループ状コイルと鎖交する磁束を発生する４個の永久磁石をベース板に固着した磁石体とを備えている。このアクチュエータは前記コイル体と前記磁石体とが平行状態を維持して相対移動自在であり、前記ループ状コイルの通電時に発生する推力を利用して前記コイル体又は磁石体を平面内で移動させる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１７４７０号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１はコイル体側又は磁石体側を平面移動させるアクチュエータについて開示するが、これをユーザに快適に使用してもらうという点については未だ十分な検討がなされていない。この種アクチュエータは小型化され、例えばマウスやコントローラ等の入力装置に組込まれて使用される。マウス等を使用した時において、コイル側に電流が流れるとコイル側又は磁石側が移動する。このときに移動した部分が予め設定されている移動可能領域の可動限界部（領域の端部）に衝突する場合がある。このように衝突が発生するとアクチュエータ破損の原因となったり、衝突音が発生したりして耳障となる。また、特許文献１のアクチュエータは、移動した位置から初期位置に復帰する機能を備えていない。よって、コイル側又は磁石側を移動させたときにコイルへの通電が遮断されると、位置がずれたままの状態となってしまう。以上のように従来のアクチュエータにあっては衝突や初期位置への復帰に関して問題を含んでおり、ユーザが快適に使用することができなかった。
【０００６】
また、特許文献１は面移動するタイプのアクチュエータについて開示するだけである。マウス等に組込まれるアクチュエータに関しては、ユーザが使い易く、また、より多くの情報を伝達できるように多機能に構成されることが好ましい。しかし、このような点についても特許文献１は何も開示していない。
【０００７】
したがって、本発明の目的はユーザが快適かつ安定して使用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。また、他の目的はより多機能化を図った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】
【０００８】
上記目的は、平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材と、前記移動部材が前記２次元領域の可動限界部に衝突することを抑制する衝突抑制手段とを備えているアクチュエータにより達成できる。
【０００９】
本発明によると、移動部材が移動する２次元領域の可動限界部（端部）に衝突抑制手段が配置されているので、移動部材の可動限界への衝突を抑制できる。よって、衝突を原因とする破損や衝突音の発生を防止できる。従って、快適かつ長期に安定して使用できるアクチュエータとなる。
【００１０】
前記衝突抑制手段には、前記移動部材と前記可動限界部とに対面するように配置され、互いに接近したときに磁気的反発力を発生させる磁石を含むことができる。また、前記ガイド部材が前記移動部材を互いに直交する第１軸方向及び第２軸方向へガイドし、各軸に前記衝突抑制手段が設けられている構造を採用できる。さらに、前記ガイド部材が前記移動部材を互いに直交する第１軸方向及び第２軸方向へガイドし、前記２軸に対して傾いた方向に前記衝突抑制手段が設けられている構造を採用することが更に好ましい。また、前記移動部材は操作者が触れることができるように形成した移動片を含み、該移動片が前記ガイド部材に係合する構造を採用することができる。
【００１１】
上記目的は、平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材と、前記移動部材を、前記２次元領域内の初期位置に復帰させる復帰手段とを備えているアクチュエータによって達成される。
【００１２】
本発明によると、前記移動部材を初期位置に復帰させる復帰手段を備えているので、使用開始時には常にガイド部材が初期位置にあるので、使い易いアクチュエータとなる。前記復帰手段としては、前記移動部材を前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材を採用できる。また、前記移動部材を前記初期位置に戻すように作用する磁性部材を採用してもよい。特に、前記磁性部材を採用する場合は、前記移動部材と前記ガイド部とに対面するように配置され互いに磁気的反発力を発生させる磁石を含み、該磁石が衝突抑制手段としても機能するように構成するのが好ましい。
【００１３】
また、上記目的は、平面状に配置した磁石と、該磁石と対向するように配置したコイルとを備え、前記コイルに電流を供給して、前記磁石と前記コイルとを対面させた状態で相対移動させるようにしたアクチュエータであって、前記コイル又は前記磁石のいずれか一方に接続した移動部材と、所定の２次元領域内で移動するように、前記移動部材をガイドするガイド部材とを備え、前記移動部材が熱伝達部材を有しているアクチュエータによっても達成できる。
【００１４】
本発明によると、熱伝達部材が配置されているので、操作者に熱の変動を介して種々の情報を伝達できる。そして、前記移動部材は操作者が触れることができるように形成した移動片を含み、前記熱伝達部材は該移動片に配置されている構造を採用できる。
【００１５】
また、前記移動部材が前記２次元領域の可動限界部に衝突することを抑制する衝突抑制手段をさらに備えていることがより好ましい。また、前記移動部材が、前記２次元領域内の初期位置に復帰させる復帰手段をさらに備えていることが好ましい。前述した磁石は永久磁石又は電磁石のどちらを採用することもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、駆動時に移動部分と固定部分との衝突を抑制するできる。よって、部品が衝突することによる破損や衝突音の発生を防止した面移動自在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】
【００１７】
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複数の実施例について説明する。なお、実施例を説明する前に本発明で利用している基本技術の概略を図１を参照して説明する。本発明は所謂、フレミングの左手の法則を応用した発明である。図１（Ａ）はフレミングの左手の法則を説明するために示した図である。同図で示すよう、磁石１に接近させてコイル２を配置して電流３を矢印方向に流すと、コイル２には黒矢印の方向に推力４が生じるというのがフレミングの左手の法則である。
【００１８】
図１（Ｂ）は、本発明が採用している磁石とコイルとの概略構成を示した図である。同図に示すように、Ｎ、Ｓ極を交互に配置した平面状の磁石１に対向するように複数（ここでは４個）のコイル２を配設する。このコイル２を移動部材（図示せず）に固定し、コイル２に供給する電流を制御すると図１（Ａ）の推力によりＸ−Ｙ面内、すなわち２次元内で移動させることができる。本発明は上記構成を利用して実現されている面移動タイプのアクチュエータである。
【００１９】
図２は、図１（Ｂ）の構成をより具体的に示した図である。（Ａ）は磁石１とコイル２との関係を示した斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図である。図２では、磁石１を基板１２上に固定配置している。平面状に配置された磁石１に対してコイル２が対面するように配置される。このコイル２に供給する電流を制御すると磁石１に対向した状態で相対移動して、２次元（面内）移動させることができる。なお、ここの例ではコイル２の移動量を検出するときに利用する開口１５が基板１２に形成されている。また、この開口１５に対応した形状が、４個のコイル２によって囲まれた中央部２ＣＴに形成されるように、各コイルの形状を設定した場合を例示している。なお、図１（Ｂ）及び図２で示した磁石１は所謂、永久磁石であっても電磁石であってもよい。また、コイル２を固定側とし、磁石１を移動するように構成することも可能である。以下で示す実施例は、磁石１を固定側とし、コイル２を移動させる形態例である。
【００２０】
図３は、図１（Ｂ）でのＸ方向及びＹ方向におけるコイル位置と推力（荷重Ｎ）との関係を示した図である。横軸にコイルの位置の移動量（ｍｍ）、縦軸にコイルに生じる荷重Ｎをとっている。ここでは、コイルに電流２００ｍＡを流し、１２０００ガウスの磁石を用いた場合の例を示している。図１（Ｂ）でコイル２が磁石１のＮ、Ｓにちょうど跨る位置が、図３での中央位置である。この中央位置で最も大きな荷重Ｎが生じ、±５ｍｍ位置がずれた所でも十分な荷重Ｎが生じることが確認できる。さらに以下、図を用いて本発明の複数の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図４及び図５は、実施例１に係るアクチュエータについて示した図である。図４は本アクチュエータの外観を示した斜視図である。また、図５（Ａ）は同アクチュエータの平面図、図５（Ｂ）は（Ａ）でのＢ−Ｂ断面図、図５（Ｃ）は（Ａ）でのＣ−Ｃ断面図である。なお、本アクチュエータは例えばマウスに組込んで使用する１部品の形態に形成されている。この点については後述する。
【００２２】
図４及び図５で、本アクチュエータは基板１２上に形成されている。基板１２上には磁石１が磁極を交互にしながら平面状に配置されている（図２参照）。基板１２の上部にはスペーサ１１を介して支持板１０が設けられている。支持板１０上にコイル２を２次元移動（面移動）させるための移動機構が形成されている。
【００２３】
図４では移動部材を構成するスライダ２０等が一部のみ図示されているが、図５（Ｂ）及び（Ｃ）によりこれらを確認できる。スライダ２０は、下面にコイル２を保持している。また、このスライダ２０の上面側には突起部８ＰＲを中央部に有する移動板８が固定されている。さらに、この突起部８ＰＲの上部を覆うように移動片５が接続されている。移動片５は、突起部８ＰＲを覆う頭部５ＣＰと、その下部で外方へ広がったフランジ部５ＳＫとにより構成されている。上記スライダ２０上に固定される移動板８及び移動片５は、スライダ２０と一体となって移動する。すなわち、本実施例ではこれら３個の部材で移動部材が形成されている。移動片５が配置される位置は、スライダ２０の下面に固体したコイル２の中央部２ＣＴ（図２参照）に対応している。
【００２４】
なお、図６は、一体になって移動するスライダ２０、移動板８及び移動片５を取出して示した図である。図６ではスライダ２０の正面図（図５（Ａ）の配置では底面図となる）及び側面図を示し、側面図ではその一部を拡大して示している。スライダ２０内には回路基板３０が嵌め込まれている。この回路基板３０に図示しない電気部品や回路パターンが形成されている。コイル２は回路基板３０を介してスライダ２側に固定されている。スライダ２０の背面側には前述したように移動板８を介して移動片５が固定されている。
【００２５】
なお、４個のコイル２の中央部２ＣＴの空間を利用し、回路基板３０上にＬＥＤ（Ｌｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）９が配置されている。このＬＥＤ９は、本アクチュエータがマウスに組込んで使用された場合の位置検出に利用される。
【００２６】
再度、図４及び図５を参照して、スライダ２０を２次元の所定領域を移動させる機構について説明する。本実施例のアクチュエータではスライダ２０と一体に移動する移動片５がガイド部材に係合することで２次元の所定領域をガイドされる。このように移動片５の移動範囲が規制されることにより、スライダ２０が移動する領域も制限される。
【００２７】
本アクチュエータは、移動片５をＸ方向及びＹ方向に案内するため、第１ガイド部材６と第２ガイド部材７を備えている。図４を参照すると、第１ガイド部材６はＸ方向（第１軸方向）おいて、所定範囲で上記移動片５をガイドするように形成されている。第１ガイド部材６は略長方形の外形であり、中央には長方形の開口６ＨＬが形成されている。この開口６ＨＬ内で移動片５がガイドされるように形成されている。
【００２８】
移動片５がガイドされる構成を図５を参照してより詳細に説明する。第１ガイド部材６のＹ方向（第２軸方向）において移動板８の突起部８ＰＲが開口６ＨＬの中央に配置され、その上に移動片５が固定されている。この移動片５はフランジ部５ＳＫを備え、図５（Ｂ）に示すようにその両側が開口６ＨＬの内面に摺動するように配置されている。よって、移動片５は第１ガイド部材６の内面に沿って一方向（Ｘ方向）に摺動する。
【００２９】
さらに、上記第１ガイド部材６は第２ガイド部材７によって、Ｘ方向とは直角なＹ方向（第２軸方向）へガイドされるようになっている。第２ガイド部材７も略長方形の外形であり、中央には長方形の開口７ＨＬが形成されている。この開口７ＨＬ内で第１ガイド部材６が摺動する。図５（Ｃ）を参照してより詳細に説明する。第１ガイド部材６は両側に突出したフランジ部６ＦＬを備えている。このフランジ部６ＦＬが、開口７ＨＬの両側に形成した受け溝７ＲＣに嵌合している。この受け溝７ＲＣはＹ方向に延在している。よって、第１ガイド部材６は第２ガイド部材７の内面に沿って一方向（Ｙ方向）に摺動する。
【００３０】
上記のような構成では、移動片５が第１ガイド部材６によってＸ方向にガイドされ、さらに第１ガイド部材６が第２ガイド部材７によってＸ方向とは直角なＹ方向にガイドされる。よって、本アクチュエータではコイルを有するスライダ２０が所定の推力を受けたときに、移動片５がガイドされた２次元領域内を自在に移動できる構造が実現される。
【００３１】
よって、本アクチュエータを例えばマウスに組込んで、移動片５に操作者の指が触れるように形成すると、操作者はスライダ２０に固定されたコイル２に基づいた推力を感じる。コイル２へ供給する電流を制御してスライダ２０が小刻みに移動するようにすれば、操作者に移動片５が振動していると認識させることができる。
【００３２】
上記のように本アクチュエータをマウスに組込んで使用すると、例えばコンピュータ側から操作者への情報を振動によって伝達できる。しかし、マウスは、本来的に操作者の指示入力を行うためのデバイスである。そこで、本実施例で示すアクチュエータは、入力のための構成を含めて例示している。マウスに組込んで本アクチュエータが使用された場合、操作者が移動片５を移動させたことを検出することで、これを指示信号として使用できる。そのため、前述したように移動片５の下部にＬＥＤ９が配備されている。
【００３３】
また、図５に示すように、基板１２の下部にはスペーサ４５を介して基板４１が固定されている。この基板４１の中央には上記ＬＥＤ９からの光を検出するフォトダイオードディテクタ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＰＤ）４２が固定されている。また、磁石１を支持する基板１２の中央には開口１５が形成されている（図２参照）。よって、フォトダイオード４２により移動片５の移動状態を検出できる。
【００３４】
前述したように、図４及び図５に示した本アクチュエータは、マウスに組込む部品の一形態として形成されている。例えば位置検出に用いるＰＤ４２が固定される下の基板４１やスペーサ４５は、発明に係るアクチュエータとしては必須の構成ではない。本アクチュエータを図４及び図５で示す基板１２より上側の部分とし、マウス本体内の基板にＰＤ４２を配置して実質的に同じ構成を実現してもよい。
【００３５】
以上のような構成を備えた実施例１のアクチュエータであれば、コイル２へ供給する電流を制御することによって例えばスライダ２０を振動させることができる。移動片５はスライダ２０と一体であるので、移動片５を介してその振動を操作者に伝達できる。よって、本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、本アクチュエータにＬＥＤ等を合わせて配置すれば、入力装置としての機能を持たせることもできる。
【００３６】
しかし、コイル２による推進力を受けた移動片５が第１ガイド部材６内を移動したとき、或いは、第１ガイド部材６が第２ガイド部材７内を移動したときに、可動限界部（ガイドの端部）に衝突（強く当接）する場合がある。このような衝突は、先に指摘したように本アクチュエータの破損や衝突音の原因となる。
【００３７】
本アクチュエータは、上記のような衝突を抑制できる構成を備えている。この点について更に説明する。図４及び図５を参照すると、移動片５の移動方向（Ｘ軸方向）の両側壁には磁石３１、３２が固定されている。また、これらと対面するように第１ガイド部材６側の内壁には磁石３３、３４が配置されている。移動片５側の磁石３１と第１ガイド部材６側の磁石３３とは同一磁極（例えばＮ極同士）とされ、接近して対面したときに反発力が生じるように設定されている。同様に、移動片５側の磁石３２と第１ガイド部材６側の磁石３４も同一磁極が対面するように形成している。よって、移動片５がスライダ２０と共に移動して第１ガイド部材６内を移動して可動限界部に達したときに、これらの磁石が互いに磁気的反発力を発生させるので、移動片５が第１ガイド部材６の内壁へ衝突することを抑制できる。
【００３８】
さらに、第１ガイド部材６の移動方向（Ｙ軸方向）での両側壁には磁石３５、３６が固定されている。また、これらと対面するように第２ガイド部材７の内壁には磁石３７、３８が配置されている。第１ガイド部材６側の磁石３５と第２ガイド部材７側の磁石３７は同一磁極が対面するように形成されている。同様に、第１ガイド部材６側の磁石３６と第２ガイド部材７側の磁石３８は同一磁極が対面するように形成されている。よって、第１ガイド部材６が移動片５の移動に伴って、第２ガイド部材７内を移動して可動限界部に達したときにも、これらの磁石が互いに磁気的反発力を発生させるので第１ガイド部材６が第２ガイド部材７の内壁に衝突することを抑制できる。
【００３９】
以上のように、本アクチュエータでは移動片５、第１ガイド部材６及び第２ガイド部材７のそれぞれに対面するように配置した磁石が対となって衝突抑制手段を形成するので衝突の発生を防止できる。よって、本アクチュエータは従来の面移動型のアクチュエータと比較してユーザが快適に使用することができる。
【００４０】
なお、衝突の防止用に配置した上記磁石３１〜３８には、永久磁石或いは電磁石のいずれを採用してもよい。具体的には、複数の組合せが可能である。（１）対面する両方の磁石を永久磁石とする形態、（２）対面する磁石の一方を永久磁石、他方を電磁石とする形態、（３）対面する両方の磁石を電磁石とする形態を採用できる。
【００４１】
（１）の対面する磁石両方を永久磁石とする場合には、各部材の側面に永久磁石を固定するだけでよいので構成を簡素化できる。この構造を採用する場合には、コイル２からスライダ２０を介して移動片５に伝達される推力を計測し、磁石が互いに接近したときに衝突の発生を抑制するのに十分な反発力を発生させる永久磁石を採用する。
【００４２】
一方、（２）及び（３）のように何れかに電磁石を採用する場合には、電磁石に供給する電流を調整することによって発生させる磁力（磁気的反発力）を適宜、加減して衝突の発生を抑制すればよい。ところで、上記磁石３１〜３８の一部に電磁石を採用した場合、移動片５が一方向（Ｘ方向又はＹ方向）のみに移動する１次元（リニア）移動の状態を形成できる。例えば図４で磁石３１〜３４を電磁石として、磁石３１と磁石３３の磁力を高め、同様に磁石３２と磁石３４の磁力を高めて移動片５が左右両側から押されてバランスしている状態を形成する。すなわち、移動片５がＸ方向へ移動し難い磁気的状態を形成する。このようにすると、移動片５がＹ方向にのみに移動するようにできる。この場合、移動片５がリニアに移動する一次元アクチュエータとなる。Ｙ方向の磁石３５〜３８を上記と同様に構成すれば、移動片５がＹ方向にのみ移動する状態を形成できる。このように一次元で移動片５を移動させるための構成は、対面する磁石の少なくとも一方を電磁石とすればよい。
【００４３】
図７は、上述した本アクチュエータの構成を模式的に示したブロック図である。例えば回路基板３０（図６参照）上に配置したＣＰＵ等を制御マイコン部５２とすることができる。制御マイコン部５２がコイル２への電流を制御する。この制御マイコン部５２はインターフェース部５１を介して例えば外部のコンピュータ等と接続される。コンピュータから供給される信号に基づいて、制御マイコン部５２がドライバ部５３に駆動信号を供給する。これにより、ドライバ部５３がＸ軸駆動部５４とＹ軸駆動部５５とに供給する電流を調整する。ここでのＸ軸駆動部５４とＹ軸駆動部５５とは前述したコイル２に相当している。よって、制御マイコン部５２からＸ軸駆動部５４及びＹ軸駆動部５５へ供給する電流を制御することによって、スライダ２０に所望の動作を与えることができる。その結果、スライダ２０と一体に移動する移動片５が振動等の動作を行うので、移動片５の動作を介して操作者に種々の情報を伝達できる。なお、本アクチュエータをマウス等のデバイスに組込んだ形態では、デバイス側のＣＰＵ等を流用して制御マイコン部５２としてもよい。
【００４４】
また、前述したように衝突抑制のために電磁石を用いることができる。電磁石を用いる場合には、コイル２の場合と同様にドライバ部５３を介して駆動するようにしてもよい。すなわち、制御マイコン部５２によって、電磁石の駆動を制御して衝突抑制を行うことができる。例えば、図７に例示するように、ドライバ部５３にＸ軸側の衝突抑制部５６及びＹ軸側の衝突抑制部５７を接続する。この場合は、Ｘ軸側の衝突抑制部５６はＸ軸に配置した電磁石が相当し、Ｙ軸側の衝突抑制部５７はＹ軸に配置した電磁石が相当することになる（図４等を参照）。なお、前述したように、本アクチュエータをマウスに組込んで使用するときには、入力装置としても機能するように構成される。この場合には、操作者が移動片５を指で移動することにより、マウスが接続されたコンピュータのディスプレイ上で位置入力を行うことができる。そのときにはコイル２の中央に配置したＬＥＤ９を発光させて、図５で示したＰＤ４２により検出を行う。このＰＤ４２等を含むセンサ部の検出信号は上記制御マイコン部５２に供して利用される。
【実施例２】
【００４５】
図８及び図９は、実施例２のアクチュエータについて示している。図８は本アクチュエータの外観を示した斜視図である。また、図９は同アクチュエータの平面図である。前述した実施例１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。本実施例以後の実施例についても同様とする。
【００４６】
本実施例２のアクチュエータは、図９に示すように互いに直交するＸ軸（第１軸）とＹ軸（第２軸）とに対して、傾いた方向（ＸＹ−１、ＸＹ−２）にも衝突抑制手段となる磁石を備えている。実施例１のアクチュエータと同様に、本実施例２のアクチュエータもＸ軸方向については磁石３１〜３４により、Ｙ軸方向については磁石３５〜３８の磁石によって衝突を抑制している。
【００４７】
しかし、移動片５が移動する範囲は、Ｘ方向の移動とＹ方向の移動との合成で、平面（２次元）となる。よって、移動片５はこれらの軸に対して傾いた方向（ＸＹ−１、ＸＹ−２）へも移動する。各軸方向での衝突抑制の為に配置した上記磁石３１〜３８により、移動片５が斜めに移動して端部（可動限界部）に達した際の衝突は抑制できる。しかし、移動片５が斜めに移動した際にも、より確実に衝突の発生を抑制できる構造を備えていることが望ましい。そこで、本実施例２のアクチュエータ３は、各軸（Ｘ軸及びＹ軸）に対して傾いた方向にも互いに対面する磁石を備えている。
【００４８】
Ｘ軸から時計回りに４５°傾いた方向（ＸＹ−１）では、移動片５の頭部５ＣＰに磁石６１，６２が固定されている。また、これらと対面するように第２ガイド部材７の上部には磁石６３、６４が配置されている。移動片５側の磁石６１と第２ガイド部材７側の磁石６３とは同一磁極とされ、接近して対面したときに反発力が生じるように設定されている。同様に、移動片５側の磁石６２と第２ガイド部材７側の磁石６４も同一磁極が対面するように形成している。よって、移動片５が斜めに移動して端部に達したときに、これらの磁石が互いに磁気的反発力を発生させるの斜め方向での衝突の発生をより確実に抑制できる。
【００４９】
Ｘ軸に対して反対の反時計回りに４５°傾いた方向（ＸＹ−２）についても同様である。移動片５の頭部５ＣＰには磁石６５，６６が固定されている。また、これらと対面するように第２ガイド部材７の上部には磁石６７、６８が配置されている。なお、本アクチュエータで新たに増える磁石６１〜６８についても、実施例１の場合と同様に永久磁石及び電磁石のどちらを採用してもよい。そして、これらに電磁石を採用した場合にはドライバ部５３に接続して制御を行えばよい（図７参照）。
【実施例３】
【００５０】
図１０及び図１１は、実施例３のアクチュエータについて示している。図１０は本アクチュエータの外観を示した斜視図である。また、図１１は同アクチュエータの平面図である。本実施例３のアクチュエータは、移動片５を初期位置に復帰させるためのゼンマイ型のバネ部材７０を備えている。バネ部材７０は、一端７１が移動片５の頭部５ＣＰに固定され、他端７３が第２ガイド部材７の上部に固定されている。移動片５は図１１に示すように、Ｘ方向でＸＲの範囲、Ｙ方向でＹＲの範囲を移動することができる。移動片５が端部に移動したまま復帰しない状態となると、操作者がアクチュエータを快適にすることができない。
【００５１】
そこで、本アクチュエータではバネ部材７０が移動片５を初期位置（本実施例３の場合はＸ方向及びＹ方向での中央位置）に戻るように付勢している。このような構成であれば、移動片５を端部に移動させた状態で使用を終了しても、次に使用するときには移動片５が常に初期位置にあるので快適に使用できる。
【００５２】
なお、図１１ではバネ部材７０の下部を確認できるように、バネ部材７０を一点鎖線で示している。本実施例３のアクチュエータも、実施例１の場合と同様に、衝突抑制用の磁石３１〜３８を備えた構造とするのがより好ましい。
【００５３】
ところで、図４及び図５で示した実施例１のアクチュエータは、衝撃抑制構造を備えたアクチュエータとして説明した。しかし、互いに対面する磁石３１〜３８について、一方向に配置されている２組の磁石の反発力を均衡させながら強めて行くと、移動片５を中央に移動させることができる。すなわち、Ｘ軸方向では磁石３１と磁石３３との第１の反発力、及び磁石３２と磁石３４との第２の反発力を強める。そして、第１の反発力と第２の反発力とを均衡させることで、Ｘ軸方向で移動片５を中央に移動させることができる。Ｙ軸方向についても、同様である。よって、磁石３１〜３８の磁力制御によっても、移動片５の初期位置復帰が行える。
【００５４】
よって、前述した磁石３１〜３８は初期位置復帰用に配置した磁性部材とみることもできる。このように衝突抑制と初期位置復帰とに磁石を利用するには電磁石が採用される。そして、前述した実施例の場合と同様に、電磁石を採用したときにはドライバ部５３に接続して制御を行えばよい（図７参照）。
【実施例４】
【００５５】
図１２は、実施例４のアクチュエータについて示している。図１２（Ａ）は本アクチュエータの外観を示した斜視図である。また、図１２（Ｂ）は（Ａ）でのＤ−Ｄ断面図である。本実施例４のアクチュエータは、移動片５の頭部５ＣＰに熱伝達部８０が設けられている。熱伝達部８０の内部にはヒータやペルチェ素子等の熱伝達部材８１が埋設されている。図１２（Ｂ）で示すように、熱伝達部材８１はリード線８３を介してスライダ２０側の回路基板３０に接続されている（図６参照）。
【００５６】
熱伝達部材８１として、ヒータを採用した場合には操作者が触れる部分を発熱させることができる。また、ペルチェ素子を採用した場合には冷却することもできる。すなわち、熱伝達部８０は発熱だけでなく、吸熱の場合も含めて、操作者に熱感を与えるために設けられている。このような熱伝達部８０を移動片５に設けておくと、熱の変化を介して種々の情報を伝達できるアクチュエータとなる。例えばコンピュータに接続されたマウスに本アクチュエータが組込まれていた場合には、コンピュータのディスプレイ上でポインタが氷の絵を指したときに、操作者に冷たいという感覚を与えることができる。同様に、ヒータを採用した場合には、操作者に熱いという感覚を与えることができる。熱伝達部８０内に、発熱及び吸熱機能を備えた熱伝達部材８１を埋設してもよい。この熱伝達部材８１の駆動制御についても、ドライバ部５３に接続して制御を行うようにすることができる（図７参照）。
【００５７】
図１３は、実施例４の変形例を２つ示している。図１３（Ａ）で示すアクチュエータは、熱伝達部８０と共に実施例１で示した磁石３１〜３８を備えている。よって、このアクチュエータは衝突の抑制ができると共に、熱感を与えることができるより好ましいアクチュエータとなる。
【００５８】
また、図１３（Ｂ）で示すアクチュエータは、熱伝達部８０と共に実施例３で示した初期位置復帰用のバネ部材７０を備えている。よって、このアクチュエータは熱感を与えるこができると共に、移動片５を常に初期位置へ戻すことができるより好ましいアクチュエータとなる。なお、この図１３（Ｂ）で示すアクチュエータについても、磁石３１〜３８を配置して衝突抑制を備えた構造とするのがより望ましい。
【００５９】
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互いに対向するコイルと磁石が相対移動するので電磁誘導によりコイル内に電流が発生する。この電流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。
【００６０】
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】
【００６１】
【図１】（Ａ）はフレミングの左手の法則を説明するために示した図である。（Ｂ）は、本発明が採用している磁石とコイルとの概略構成を示した図である。
【図２】図１（Ｂ）の構成をより具体的に示した図である。
【図３】図１（Ｂ）でのＸ方向及びＹ方向におけるコイル位置と推力との関係を示した図である。
【図４】実施例１のアクチュエータの外観を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は第１実施例のアクチュエータの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】実施例１の移動部材を取出して示した図である。
【図７】実施例１のアクチュエータの構成を模式的に示したブロック図である。
【図８】実施例２のアクチュエータの外観を示した斜視図である。
【図９】実施例２のアクチュエータの外観を示した平面図である。
【図１０】実施例３のアクチュエータの外観を示した斜視図である。
【図１１】実施例３のアクチュエータの外観を示した平面図である。
【図１２】（Ａ）は実施例４のアクチュエータの外観を示した平面図、（Ｂ）は（Ａ）でのＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】実施例４のアクチュエータの変形例を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１                磁石
２                コイル
５                移動片
５ＣＰ            移動片の頭部
５ＳＫ            移動片のフランジ部
６                第１ガイド材
７                第２ガイド材
８                移動板
１１              スペーサ
２０              スライダ
３０              回路基板
３１〜３８        磁石
６１〜６８        磁石
７０              ゼンマイ型のバネ部材
８０              熱伝達部
８１              熱伝達部材
【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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