(57)【要約】【課題】磁石ユニットの体積・重量を増加させることなく、簡易な構成により、磁束密度を高めることが可能な周期磁界発生装置およびこれを備えたアクチュエータを提供する。【解決手段】周期磁界発生装置１０は、平板状の第１ヨーク１１、複数の主永久磁石１２、副永久磁石１３、側面永久磁石１４を備えている。主永久磁石１２は、第１ヨーク１１上において、第１ヨークに垂直な第１方向に磁化され、磁化の向きが交互に逆向きとなるように配置されている。副永久磁石１３は、第１ヨーク１１上において、複数の主永久磁石１２の側面１２ａの間に挟まれるとともに、主永久磁石１２の側面１２ａに垂直な第２方向に磁化されている。側面永久磁石１４は、第１ヨーク１１上において、主永久磁石１２の側面１２ａに垂直な主永久磁石１２および副永久磁石１３の端面１２ｂ，１３ｂを覆うように配置され、第１方向に直交する第３方向に磁化されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の第１ヨークと、
前記第１ヨーク上において、前記第１ヨークに垂直な方向であって磁界を発生させる第１方向に磁化されており、前記磁化の向きが前記第１方向において交互に逆向きとなるように配置された複数の主永久磁石と、
前記第１ヨーク上において、前記複数の主永久磁石の側面の間に挟まれるとともに、前記主永久磁石の側面に対して垂直な第２方向に磁化された副永久磁石と、
前記第１ヨーク上において、前記主永久磁石の側面に垂直な前記主永久磁石および前記副永久磁石の端面を覆うように配置されており、前記第１方向に直交する第３方向に磁化された側面永久磁石と、
を備えている周期磁界発生装置。
【請求項２】
前記側面永久磁石は、前記副永久磁石の端面全体と前記主永久磁石の端面の少なくとも一部を覆い、
前記第３方向が前記第２方向と同じ方向である、
請求項１に記載の周期磁界発生装置。
【請求項３】
前記側面永久磁石は、前記主永久磁石の端面全体と前記副永久磁石の端面の少なくとも一部を覆い、
前記第３方向が前記第１方向および前記第２方向と直交する方向である、
請求項１に記載の周期磁界発生装置。
【請求項４】
前記副永久磁石は、前記主永久磁石の側面全体を覆う、
請求項１に記載の周期磁界発生装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の周期磁界発生装置と、
前記主永久磁石および前記副永久磁石に対して前記第１ヨークとは反対側の空間に配置されたボイスコイルと、
を備えているアクチュエータ。
【請求項６】
前記ボイスコイルの内幅Ｃ、駆動ストローク±ｓ、前記副永久磁石の厚みｔとすると、以下の関係式（１）を満たす、
請求項５に記載のアクチュエータ。
Ｃ≧ｔ＋ｓ      ・・・・・（１）
【請求項７】
前記周期磁界発生装置との間に前記ボイスコイルを挟みこむように配置された第２ヨークをさらに備えている、
請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記周期磁界発生装置が、前記ボイスコイルを挟み込むように２つ配置されている、
請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
２つの前記周期磁界発生装置は、等価な構成を有している、
請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記側面永久磁石は、前記周期磁界発生装置の前記第１ヨークと前記第２ヨークとの間の隙間のほぼ全体にわたって配置されている、
請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記側面永久磁石は、２つの前記周期磁界発生装置がそれぞれ備える前記第１ヨークの間の隙間のほぼ全体にわたって配置されている、
請求項８に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発生磁界の方向に磁化された主永久磁石と、主永久磁石とは異なる方向に磁化された副永久磁石とが交互に配置して構成される周期磁界発生装置およびこれを備えたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れ補正機構、オートフォーカス（ＡＦ）機構、ズーム機構等を搭載した撮像装置やロボット、モータ等の各種アクチュエータを駆動するための磁界を発生させる装置として、周期磁界発生装置が用いられている。近年、この周期磁界発生装置に対して、より大きな駆動力を得るために、磁束密度を高めた磁界を生じさせることが要求されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バックヨークと、磁化方向が上向きと下向きの主磁極永久磁石と、磁化方向が右向きと左向きの副磁極永久磁石と、主磁極永久磁石の磁界発生側に配置された軟磁性材料と、を備えた周期磁界発生装置について開示されている。この周期磁界発生装置によれば、発生磁界方向が上方向（Ｚ方向）となっているため、軟磁性材料によって、ハルバッハ磁石配列のみの構成と比較して、磁気回路の磁気飽和の影響を緩和して、発生磁界を増大させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の周期磁界発生装置では、以下に示すような問題点を有している。すなわち、上記公報に開示された周期磁界発生装置では、上述のように、軟磁性材料を設けたことにより、発生磁界を増大させることができるものの、軟磁性材料の追加によって磁石ユニットの体積・重量が増加するとともに、構造が複雑化してしまう。
【０００６】
本開示の課題は、磁石ユニットの体積・重量を増加させることなく、簡易な構成により、磁束密度を高めることが可能な周期磁界発生装置およびこれを備えた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】
本開示に係る周期磁界発生装置は、平板状の第１ヨークと、複数の主永久磁石と、副永久磁石と、側面永久磁石と、を備えている。複数の主永久磁石は、第１ヨーク上において、第１ヨークに垂直な方向であって磁界を発生させる第１方向に磁化されており、磁化の向きが第１方向において交互に逆向きとなるように配置されている。副永久磁石は、第１ヨーク上において、複数の主永久磁石の側面の間に挟まれるとともに、主永久磁石の側面に対して垂直な第２方向に磁化されている。側面永久磁石は、第１ヨーク上において、主永久磁石の側面に垂直な主永久磁石および副永久磁石の端面を覆うように配置されており、第１方向に直交する第３方向に磁化されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る周期磁界発生装置によれば、磁石ユニットの体積や重量、サイズを増大させることなく、磁束密度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る周期磁界発生装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１の周期磁界発生装置の最小単位を示す斜視図、（ｂ）は、実施の形態１に係るアクチュエータにおいて、周期磁界発生装置およびボイスコイルの配置を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２（ｂ）に示すアクチュエータの平面図、（ｂ）は、図３（ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線矢視断面図である。
【図４】（ａ）は、図２（ｂ）に示すアクチュエータの正面図、（ｂ）は、図４（ａ）に示す４Ｂ−４Ｂ線矢視断面図である。
【図５】（ａ）は、実施の形態１に係るアクチュエータの斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示すアクチュエータの平面図、（ｃ）は、（ｂ）に示す５Ｃ−５Ｃ線矢視断面図である。
【図６】（ａ）は、実施の形態２に係るアクチュエータの斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示すアクチュエータの平面図、（ｃ）は、（ｂ）に示す６Ｃ−６Ｃ線矢視断面図である。
【図７】（ａ）は、図６（ａ）に示すアクチュエータの正面図、（ｂ）は、図７（ａ）に示す７Ｂ−７Ｂ線矢視断面図である。
【図８】実施の形態３に係る周期磁界発生装置の斜視図である。
【図９】（ａ）は、実施の形態４に係るアクチュエータの斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示すアクチュエータの正面図、（ｃ）は、（ｂ）に示す９Ｃ−９Ｃ線矢視断面図である。
【図１０】比較例１に係る周期磁界発生装置の構成を示す全体斜視図である。
【図１１】比較例１に係る周期磁界発生装置の磁束密度を示すグラフである。
【図１２】実施例１に係る周期磁界発生装置の磁束密度を示すグラフである。
【図１３】実施例２に係る周期磁界発生装置の磁束密度を示すグラフである。
【図１４】比較例２に係るアクチュエータの磁力線の分布を示すシミュレーション図である。
【図１５】実施例３に係る周期磁界発生装置を含むアクチュエータの磁力線の分布を示すシミュレーション図である。
【図１６】実施例４に係る周期磁界発生装置を含むアクチュエータの磁力線の分布を示すシミュレーション図である。
【図１７】実施例５に係る周期磁界発生装置を含むアクチュエータの磁力線の分布を示すシミュレーション図である。
【図１８】実施例３〜５と比較例２に係るアクチュエータの推力を比較した図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、他の実施の形態に係る周期磁界発生装置の全体構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
本開示の実施の形態１に係る周期磁界発生装置について、図１〜図５（ｃ）を用いて説明すれば以下の通りである。
【００１１】
（周期磁界発生装置１０ａ全体の構成）
本実施の形態に係る周期磁界発生装置１０ａは、例えば、デジタルカメラの手振れ補正機構、オートフォーカス機構、ズーム機構等に搭載される駆動部（アクチュエータ）を構成する装置である。周期磁界発生装置１０ａは、図１に示すように、平板状のバックヨーク（第１ヨーク）１１ａと、複数の主永久磁石１２と、副永久磁石１３と、側面永久磁石１４とを備えている。周期磁界発生装置１０ａは、上記構成により、図１に示すＺ方向（第１方向）（図中上下方向）において高い磁束密度を生じさせる。
【００１２】
バックヨーク（第１ヨーク）１１ａは、平板状の部材であって、平面上に、上述した複数の主永久磁石１２、副永久磁石１３、および側面永久磁石１４が配置されている。主永久磁石１２は、図１に示すように、バックヨーク１１ａの平面に垂直な方向（Ｚ方向）において磁化されている。また、複数の主永久磁石１２は、バックヨーク１１ａ上において、磁化の向きが上向き、下向きと交互に逆向きになるように配置されている。
【００１３】
副永久磁石１３は、図１に示すように、Ｘ方向（第２方向）において磁化された永久磁石であって、バックヨーク１１ａ上に配置された複数の主永久磁石１２の側面１２ａの間に挟まれるように配置されている。そして、主永久磁石１２の側面１２ａは副永久磁石１３の側面１３ａと当接している。また、副永久磁石１３は、バックヨーク１１ａ上において、磁化の向きがＸ方向において交互に逆向きになるように配置されている。なお、上記主永久磁石１２の側面１２ａとは、図１に示すＸ方向における両端の面を意味している。
【００１４】
側面永久磁石１４は、図１に示すように、副永久磁石１３と同様に、Ｘ方向において磁化された永久磁石である。また、側面永久磁石１４は、バックヨーク１１ａ上に配置された複数の主永久磁石１２と副永久磁石１３の両側の端面に当接するように配置されている。側面永久磁石１４は、副永久磁石１３の端面１３ｂを完全に覆うとともに、主永久磁石１２の端面１２ｂの一部を覆うように配置されている。なお、側面永久磁石１４、主永久磁石１２および副永久磁石１３の高さ（Ｚ方向寸法）は、全て等しくなるように構成されていなくてもよい。
【００１５】
側面永久磁石１４は、バックヨーク１１ａ上において、磁化の向きがＸ方向において交互に逆向きになるように配置されている。なお、上記主永久磁石１２および副永久磁石１３の端面とは、図１に示すＹ方向における両端の面を意味している。
【００１６】
（周期磁界発生装置１０の構成）
本実施の形態の周期磁界発生装置１０は、図２（ａ）に示すように、図１の周期磁界発生装置１０ａの最小単位として構成されている。すなわち、周期磁界発生装置１０は、図２（ａ）に示すように、バックヨーク１１上に、２つの主永久磁石１２、１つの副永久磁石１３、および２つの側面永久磁石１４が配置されて構成されている。２つの主永久磁石１２は、図２（ａ）に示すように、バックヨーク１１の上面に対して垂直なＺ方向において、上向き・下向きの磁界を生じさせている。そして、主永久磁石１２は、互いに対向する側面１２ａの間に、副永久磁石１３を挟みこむように配置されている。
【００１７】
副永久磁石１３は、図２（ａ）に示すように、２つの主永久磁石１２の側面１２ａの間に配置されており、主永久磁石１２の側面１２ａに対して垂直であってバックヨーク１１の上面に対して平行なＸ方向に磁化されている。また、副永久磁石１３は、主永久磁石１２と比較して、幅方向（Ｘ方向）における寸法（厚み）が小さく、長手方向（Ｙ方向）における寸法がほぼ等しい。２つの主永久磁石１２の端面１２ｂおよび副永久磁石１３の端面１３ｂは、図２（ａ）に示すように、Ｙ方向の両側でそれぞれ側面永久磁石１４によって覆われている。
【００１８】
側面永久磁石１４は、図２（ａ）に示すように、副永久磁石１３と同様に、主永久磁石１２の側面１２ａに対して垂直であってバックヨーク１１の上面に対して平行なＸ方向に磁化されている。そして、側面永久磁石１４の磁化の向きは、副永久磁石１３とは同一である。また、側面永久磁石１４は、長手方向（Ｘ方向）における寸法が、２つの主永久磁石１２と１つの副永久磁石１３の幅方向における寸法（厚み）の合計とほぼ等しくなるように構成されている。なお、側面永久磁石１４の長手方向における寸法は、２つの主永久磁石１２と１つの副永久磁石１３の幅方向における寸法（厚み）の合計よりも若干短くてもよい。
【００１９】
（アクチュエータ５０としての構成）
本実施の形態の周期磁界発生装置１０は、後述するヨーク（第２ヨーク）１１ｂ（図５（ａ）等参照）とボイスコイル１５（図２（ｂ）等参照）とが組み合わせられてアクチュエータ５０（図５（ａ）等参照）を構成する。
【００２０】
ボイスコイル１５は、アクチュエータ５０の駆動力を生じさせるために、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示す周期磁界発生装置１０の直上に、所定の隙間を介して配置されている。換言すれば、ボイスコイル１５は、バックヨーク１１とともに、主永久磁石１２、副永久磁石１３、側面永久磁石１４を挟み込むように、バックヨーク１１とは反対側の空間に配置されている。
【００２１】
また、ボイスコイル１５は、周期磁界発生装置１０の磁場からボイスコイル１５内を流れる荷電粒子が受ける力（ローレンツ力）によって、ボイスコイル１５側および周期磁界発生装置１０側のいずれか一方を固定側、他方を可動側として駆動力を生じさせる。これにより、アクチュエータ５０が、例えば、デジタルカメラの手振れ補正機構のアクチュエータとして搭載された場合には、光軸に対して垂直な平面内において、可動側の部材を駆動することができる。
【００２２】
さらに、ボイスコイル１５は、平面視において、略長方形状にコイル１５ａが巻回されて構成されており、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、円環状に巻回されたコイル１５ａの中心Ｏが副永久磁石１３上に位置するように配置されている。また、ボイスコイル１５は、図３（ａ）に示すように、長手方向が周期磁界発生装置１０の長手方向に沿うように、配置されている。
【００２３】
ここで、本実施の形態のアクチュエータ５０は、図３（ａ）に示すように、ボイスコイル１５の内幅Ｃ、駆動ストローク±ｓ、副永久磁石１３の厚みｔとすると、以下の関係式（１）を満たすように構成されている。駆動ストローク±ｓは、ボイスコイル１５が周期磁界発生装置１０から力を受けて駆動可能な大きさである。
【００２４】
Ｃ≧ｔ＋ｓ      ・・・・・（１）
ボイスコイル１５の中心は、図４（ａ）に示すように、正面視において、周期磁界発生装置１０の中心上に来るように配置されている。また、ボイスコイル１５は、図３（ａ）、図４（ｂ）に示すように、平面視において、コイル１５ａの巻回部分が、側面永久磁石１４が当接する主永久磁石１２の端面１２ｂおよび副永久磁石１３の端面１３ｂ上に配置される。
【００２５】
図５（ａ）はアクチュエータ５０の斜視図である。ヨーク１１ｂは、図５（ａ）に示すように、Ｚ方向において、周期磁界発生装置１０の直上に配置されたボイスコイル１５の直上に配置されており、バックヨーク１１とともに、アクチュエータ５０の上下面を構成する。また、ヨーク１１ｂは、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、周期磁界発生装置１０を構成するバックヨーク１１とほぼ同じ大きさの平板状の部材であって、バックヨーク１１との間に、主永久磁石１２、副永久磁石１３、側面永久磁石１４およびボイスコイル１５を挟み込むように配置されている。さらに、ヨーク１１ｂは、図５（ｃ）に示すように、ボイスコイル１５の直上に、所定の隙間を介して配置されている。
【００２６】
本実施の形態のアクチュエータ５０は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す構成により、永久磁石の量を増やすことなく、簡素な構成により、Ｚ方向における磁束密度を高めることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
本開示の実施の形態２に係るアクチュエータ５１について、図６（ａ）〜図７（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。本実施の形態のアクチュエータ５１は、Ｚ方向において、ボイスコイル１５を挟み込むようにして、２つの周期磁界発生装置１０を対向配置している点で、Ｚ方向において非対称な構成であった実施の形態１のアクチュエータ５０とは異なっている。なお、アクチュエータ５１を構成する個々の部材については、実施の形態１と同じ機能・形状を有していることから、ここでは同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態のアクチュエータ５１は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、等価な構成を有する周期磁界発生装置１０を、主永久磁石１２等が配置された面側が互いにＺ方向において上下に対向するように配置して、構成されている。なお、本開示の内容は、上下に対向配置された２つの周期磁界発生装置が等価な構成であることに限定されるものではない。
【００２９】
Ｚ方向における上側に配置された周期磁界発生装置１０は、図６（ｃ）に示すように、ボイスコイル１５に対して所定の隙間を介して配置されている。より詳細には、上側の周期磁界発生装置１０は、ボイスコイル１５の上面に対して、主永久磁石１２、副永久磁石１３および側面永久磁石１４が対向し、所定の隙間を介して配置されている。また、上下に対向配置された周期磁界発生装置１０は、ボイスコイル１５の中心位置を基準にして、図６（ｂ）に示すように、平面視において重なるように配置されている。
【００３０】
図７（ａ）は、図６（ａ）に示すアクチュエータ５１の正面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す７Ｂ−７Ｂ線矢視断面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、コイル１５ａの巻回部分は、側面永久磁石１４が当接する副永久磁石１３の端面１３ｂの直上、直下付近に配置される。また、同様に、コイル１５ａの巻回部分は、側面永久磁石１４が当接する主永久磁石１２の端面１２ｂの直上、直下付近に配置される（図３（ａ）参照）。
【００３１】
本実施の形態のアクチュエータ５１は、図６（ａ）〜図７（ｂ）に示す構成により、上下に対向配置された周期磁界発生装置１０によって、Ｚ方向における磁束密度をさらに高めることができる。
【００３２】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る周期磁界発生装置２０ａについて、図８を用いて説明すれば以下の通りである。本実施の形態の周期磁界発生装置２０ａは、バックヨーク２１上に配置された複数の主永久磁石２２および副永久磁石２３の端面を覆うように配置された側面永久磁石２４が、主永久磁石２２および副永久磁石２３の端面に垂直なＹ方向に磁化されている点で、実施の形態１の周期磁界発生装置１０ａとは異なっている。
【００３３】
より具体的には、実施の形態１の周期磁界発生装置１０ａでは、図１に示すように、側面永久磁石１４は、副永久磁石１３と同じＸ方向に磁化されている。これに対して、本実施の形態の周期磁界発生装置２０ａでは、図８に示すように、側面永久磁石２４は、主永久磁石２２および副永久磁石２３の磁化方向（Ｚ方向およびＸ方向）の双方に直交するＹ方向に磁化されている。また、側面永久磁石２４は、バックヨーク２１上において、磁化の向きがＹ方向において交互に逆向きになるように複数配置されている。
【００３４】
また、側面永久磁石２４は、バックヨーク２１上に配置された複数の主永久磁石２２と副永久磁石２３の両側の端面に当接するように配置されている。側面永久磁石２４は、Ｘ方向において、主永久磁石２２の端面および副永久磁石２３の端面の全体を覆うように配置されている。なお、側面永久磁石２４、主永久磁石２２および副永久磁石２３の高さ（Ｚ方向寸法）は、全て等しくなるように構成されていなくてもよい。なお、上記主永久磁石２２および副永久磁石２３の端面とは、図８に示すＹ方向における両端の面を意味している。
【００３５】
また、図８では、隣接する側面永久磁石２４は、互いに当接した状態で、主永久磁石２２および副永久磁石２３の端面を覆っているが、互いに当接せず、副永久磁石２３の幅方向（Ｘ方向）における寸法（厚み）よりも小さい隙間を有してもよい。
【００３６】
本実施の形態の周期磁界発生装置２０ａによれば、実施の形態１の周期磁界発生装置１０ａと同様に、Ｚ方向における磁束密度をさらに高めることができる。
【００３７】
（実施の形態４）
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、実施の形態４に係るアクチュエータ５３を説明するための図である。本実施の形態のアクチュエータ５３は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、周期磁界発生装置３０がボイスコイル３５を挟み込むようにして上下に対向配置されている点では、実施の形態２のアクチュエータ５１（図６（ａ）等参照）と同様である。ただし、本実施の形態のアクチュエータ５３は、上下に対向配置された２つの周期磁界発生装置３０を構成する側面永久磁石３４が、上下で共通という点で、実施の形態２のアクチュエータ５１とは異なっている。即ち、アクチュエータ５１で上下に配置された側面永久磁石１４は、アクチュエータ５３では側面永久磁石３４として一体に構成されている。
【００３８】
より詳細には、本実施の形態のアクチュエータ５３は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、上下に対向配置された周期磁界発生装置３０を構成するそれぞれのバックヨーク３１の間の隙間を覆うように、側面永久磁石３４が配置されている。側面永久磁石３４のＺ方向における上下の端面は、上下のバックヨーク３１に対して当接している。そして、側面永久磁石３４は、主永久磁石３２および副永久磁石３３の端面に対しても当接した状態で配置されている。
【００３９】
よって、上下の周期磁界発生装置３０によって挟み込まれるように配置されたボイスコイル３５は、図９（ｂ）に示すように、Ｙ方向から見ると、側面永久磁石３４によって完全に隠れた状態となる。そして、ボイスコイル３５は、図９（ｃ）に示すように、Ｘ方向から見ると、側面永久磁石３４の間に挟まれるように配置されている。
【００４０】
本実施形態のアクチュエータ５３によれば、上下に対向配置された周期磁界発生装置３０によって、Ｚ方向における磁束密度をさらに高めることができる。
【００４１】
＜本周期磁界発生装置の効果の検証＞
上述した各実施の形態に係る周期磁界発生装置およびアクチュエータによる効果を検証するために、実施例１，２および比較例１を用いて以下で説明する。
【００４２】
＜比較例１＞
まず、上述した実施の形態１に係る周期磁界発生装置１０に対する比較例１としての周期磁界発生装置１００ａについて、図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
【００４３】
本比較例に係る周期磁界発生装置１００ａは、図１０に示すように、バックヨーク１０１ａと、バックヨーク１０１ａ上に複数配置された主永久磁石１０２とを備えている。主永久磁石１０２は、互いの側面同士が当接するように、バックヨーク１０１ａ上に配置されている。また、主永久磁石１０２は、バックヨーク１０１ａの上面に対して垂直なＺ方向に磁化されている。そして、主永久磁石１０２は、隣接する主永久磁石１０２の磁化の向きが交互に上向き、下向きとなるように、バックヨーク１０１ａ上に配置されている。
【００４４】
また、本比較例の周期磁界発生装置１００ａは、バックヨーク１０１ａ上に配置された主永久磁石１０２の合計の容積が、上述した各実施の形態の主永久磁石、副永久磁石、および側面永久磁石の合計の容積とほぼ同じになるように構成されている。
【００４５】
ここで、本比較例の周期磁界発生装置１００ａについて、実際に生じる磁束密度を計測した結果について、図１１のグラフを用いて説明すれば以下の通りである。なお、図１１に示すグラフは、周期磁界発生装置１００ａのＸ方向における端部からの距離を横軸とし、その位置におけるＺ方向における磁束密度を縦軸とする計測結果を示す。以下、図１２および図１３についても同様である。図１１より、本比較例の周期磁界発生装置１００ａでは、磁束密度の上下のピークが、−０．２０〜＋０．２１Ｔであることが分る。
【００４６】
＜実施例１＞
図１２は、上述した実施の形態１に係る周期磁界発生装置１０ａ（図１参照）について、実際に生じる磁束密度を計測した結果（実施例１）を示すグラフである。本実施例の周期磁界発生装置１０ａでは、磁束密度の上下のピークが、−０．２６〜＋０．２６Ｔであることが分る。
【００４７】
＜実施例２＞
図１３は、上述した実施の形態３に係る周期磁界発生装置２０ａ（図８参照）について、実際に生じる磁束密度を計測した結果（実施例２）を示すグラフである。本実施例の周期磁界発生装置２０ａでは、実施例１の結果と同様に、磁束密度の上下のピークが、−０．２６〜＋０．２６Ｔであることが分る。
【００４８】
＜比較結果＞
上記実施例１，２および比較例１の磁束密度の測定結果から、上述した実施の形態１、２の構成によれば、Ｚ方向における磁束密度が、比較例１の構成よりも増大していることが分る。これにより、永久磁石の容積や重量等を増やすことなく、簡易な構成により、従来よりも所望の方向における磁束密度を高めることが可能な周期磁界発生装置を得ることができることが分る。
【００４９】
＜本アクチュエータにおける磁力線分布シミュレーション＞
次に、上述した各実施の形態の周期磁界発生装置を含むアクチュエータにおいて発生する磁力線の分布についてシミュレーションした結果について、実施例３〜５および比較例２を用いて以下で説明する。
【００５０】
＜比較例２＞
まず、上述した実施の形態２〜４に係るアクチュエータ５１〜５３に対する比較例２としてのアクチュエータ１５１において、実際に生じる磁力線の分布をシミュレーションした結果について、図１４を用いて説明する。
【００５１】
本比較例に係るアクチュエータ１５１は、図１４に示すように、上下に対向配置された２つの周期磁界発生装置１００と、その間に配置されたボイスコイル１０５とによって構成されている。周期磁界発生装置１００は、図１０に示す周期磁界発生装置１００ａの最小単位として構成されており、図１４に示すように、バックヨーク１０１上に、２つの主永久磁石１０２が配置されている。
【００５２】
本比較例のアクチュエータ１５１は、上述した周期磁界発生装置１００を備えており、図１４に示すように、Ｘ方向およびＺ方向において磁力線を発生させる。図１４に示すように、アクチュエータ１５１のシミュレーション結果では、高い磁束密度を生じさせたいＺ方向だけでなく、Ｘ方向においてもＺ方向と同様に強い磁力線が生じていることが分かった。
【００５３】
＜実施例３＞
図１５は、上述した本実施の形態２に係るアクチュエータ５１（図６（ａ）等参照）において、実際に生じる磁力線の分布をシミュレーションした結果（実施例３）である。なお、図１５に示すシミュレーション結果は、周期磁界発生装置１０ａの最小単位を含むアクチュエータ５１において発生する磁力線の分布について調べたものである。
【００５４】
図１５に示すシミュレーション結果では、図１４に示す比較例２と比較して、Ｘ方向における磁力線よりもＺ方向における磁力線が大きくなっていることが分かった。
【００５５】
これは、実施の形態１において説明した周期磁界発生装置１０の構成（特に、主永久磁石１２および副永久磁石１３の端面を覆う側面永久磁石１４）による効果が生じたものと考えられる。
【００５６】
＜実施例４＞
図１６は、上述した実施の形態３に係る周期磁界発生装置２０ａ（図８参照）の最小単位を用いて構成されたアクチュエータ５２において、実際に生じる磁力線の分布をシミュレーションした結果（実施例４）である。なお、図１６に示すシミュレーション結果は、周期磁界発生装置２０ａの最小単位（周期磁界発生装置２０）を含むアクチュエータ５２において発生する磁力線の分布について調べたものである。ここで、周期磁界発生装置２０は、バックヨーク２１上に、２つの主永久磁石２２、１つの副永久磁石２３、および４つの側面永久磁石２４が配置されて構成されている。また、上述のとおり、本実施例のアクチュエータ５２に含まれる周期磁界発生装置２０は、図１５に示す実施例３のアクチュエータ５１に含まれる周期磁界発生装置１０と比較して、それぞれの側面永久磁石１４，２４の磁化方向において異なっている。
【００５７】
図１６に示すシミュレーション結果では、実施例３と同様に、図１４に示す比較例２と比較して、Ｘ方向における磁力線よりもＺ方向における磁力線が大きくなっていることが分かった。
【００５８】
これは、実施の形態３において説明した周期磁界発生装置２０ａの構成（特に、主永久磁石２２および副永久磁石２３の端面を覆う側面永久磁石２４）による効果が生じたものと考えられる。
【００５９】
＜実施例５＞
図１７は、上述した実施の形態４に係るアクチュエータ５３（図９（ａ）〜図９（ｃ）参照）において、実際に生じる磁力線の分布をシミュレーションした結果（実施例５）である。本実施例のアクチュエータ５３に含まれる周期磁界発生装置３０は、図１５に示す実施例３のアクチュエータ５１に含まれる周期磁界発生装置１０と比較して、側面永久磁石３４が上下の周期磁界発生装置３０間で共通として用いられている点において異なっている。つまり、本実施例５のアクチュエータ５３では、実施の形態４において説明したように、側面永久磁石３４のＺ方向における上下の端面が、上下のバックヨーク３１に対して当接している。そして、側面永久磁石３４は、主永久磁石３２および副永久磁石３３の端面に対しても当接した状態で配置されている。
【００６０】
図１７に示すシミュレーション結果では、実施例３と同様に、図１４に示す比較例２と比較して、Ｘ方向における磁力線よりもＺ方向における磁力線が大きくなっていることが分かった。
【００６１】
これは、実施の形態４において説明した周期磁界発生装置３０の構成（特に、主永久磁石３２および副永久磁石３３の端面を覆う側面永久磁石３４）による効果が生じたものと考えられる。
【００６２】
＜比較結果＞
ここでは、上述した実施例３〜５に係る周期磁界発生装置１０，２０，３０を含むアクチュエータ５１，５２，５３による駆動力（推力（Ｎ））と、比較例２としての周期磁界発生装置１００を含むアクチュエータ１５１による駆動力（推力（Ｎ））との比較について、図１８を用いて説明する。
【００６３】
すなわち、図１８に示すように、実施例３の構成において生じる推力（Ｎ）は、０．７３７３であった。よって、比較例２の構成において生じる推力０．６５１４（Ｎ）と比較すると、１１３．２％となり、約１３％向上していることが分かった。
【００６４】
次に、実施例４の構成において生じる推力（Ｎ）は、０．７４８７であった。よって、比較例２の構成において生じる推力０．６５１４（Ｎ）と比較すると、１１４．９％となり、約１５％向上していることが分かった。
【００６５】
さらに、実施例５の構成において生じる推力（Ｎ）は、０．７６２８であった。よって、比較例２の構成において生じる推力０．６５１４（Ｎ）と比較すると、１１７．１％となり、約１７％向上していることが分かった。
【００６６】
以上の結果から、本実施例３〜５の構成によれば、比較例２として示した従来の構成と比較して、アクチュエータ５１，５２，５３の駆動力（推力）が約１３〜１７％向上していることが分かった。よって、上述した実施形態１〜４において説明した周期磁界発生装置１０，２０，３０の構成は、永久磁石の容積を増やすことなく、Ｚ方向における磁束密度を増大させることができる。
【００６７】
（他の実施の形態）
以上、実施の形態１〜４について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６８】
（Ａ）
上記実施の形態１では、図１に示すように、複数の主永久磁石１２をＸ方向における両端に配置するとともに、主永久磁石１２および副永久磁石１３の端面１２ｂ，１３ｂを覆うように、Ｙ方向における両端に側面永久磁石１４を配置した周期磁界発生装置１０ａを例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
【００６９】
例えば、図１９（ａ）に示すように、バックヨーク４１上に、Ｘ方向における両端に配置された主永久磁石４２の外側にさらに副永久磁石４３を配置するとともに、主永久磁石４２および副永久磁石４３の一方の端面を、Ｘ方向において交互に逆方向に磁化された５枚の側面永久磁石４４によって覆った周期磁界発生装置４０ａであってもよい。この構成では、主永久磁石４２および副永久磁石４３のＹ方向における両端面が側面永久磁石４４によって覆われるとともに、主永久磁石４２のＸ方向における両側面が副永久磁石４３によって完全に覆われている。なお、周期磁界発生装置４０ａの最小単位は、バックヨーク４１上に、２つの主永久磁石４２、３つの副永久磁石４３、および６つの側面永久磁石４４が配置されて構成される。
【００７０】
この場合には、１枚の側面永久磁石４４が、副永久磁石４３の端面全体と主永久磁石４２の端面の一部を覆うように配置されることで、上記各実施の形態の構成と同様に、Ｘ，Ｙ方向から漏れ出す磁束密度を低減し、Ｚ方向における磁束密度を高めることができる。
【００７１】
さらに、側面永久磁石４４がＹ方向において磁化されている場合には、図１９（ｂ）に示すように、Ｘ方向における両端に配置された主永久磁石４２の外側にさらに副永久磁石４３を配置するとともに、主永久磁石４２および副永久磁石４３の一方の端面を、Ｙ方向において交互に逆方向に磁化された４枚の側面永久磁石４４によって覆った周期磁界発生装置４０ｂであってもよい。なお、周期磁界発生装置４０ｂの最小単位は、バックヨーク４１上に、２つの主永久磁石４２、３つの副永久磁石４３、および４つの側面永久磁石４４が配置されて構成される。
【００７２】
この場合には、１枚の側面永久磁石４４が、主永久磁石４２の端面全体と副永久磁石４３の端面の一部を覆うように配置されることで、上記各実施の形態の構成と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
（Ｂ）
上記実施の形態２では、Ｚ方向において、ボイスコイル１５を挟み込むように、２つの等価な周期磁界発生装置１０を対向配置させたアクチュエータ５１を例として挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。ボイスコイルを挟み込むように対向配置される周期磁界発生装置としては、等価な構成に限定されるものではなく、例えば、側面永久磁石の磁化方向が上下で異なる構成であってもよい。
【００７４】
また、上下に対向配置された周期磁界発生装置は、一方が本実施の形態に係る周期磁界発生装置であればよい。つまり、Ｚ方向における下側に本実施の形態の周期磁界発生装置を配置し、上側に従来の構成の周期磁界発生装置を配置してもよい。この場合でも、上記と同様に、Ｚ方向における磁束密度を高めたアクチュエータを得ることができる。
【００７５】
（Ｃ）
上記各実施の形態では、撮像装置（デジタルカメラ）の手振れ補正機構に搭載されるアクチュエータに適用した例を挙げて説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、本開示は、撮像装置へのオートフォーカスやズームの機構に搭載されるアクチュエータとして適用してもよい。さらに、ロボット、ステージ等の搬送機構や、モータ（リニアモータ）等に搭載される各種アクチュエータに対して適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示の周期磁界発生装置は、磁石ユニットの体積や重量、サイズを増大させることなく、磁束密度を増大させることができるという効果を奏することから、デジタルカメラ等の光学機器（手振れ補正、オートフォーカス、ズーム等の機構部分）や、ロボット、ステージ（搬送機構）、モータ（リニアモータ）等に搭載される各種アクチュエータに対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０、１０ａ、２０、２０ａ、３０、４０ａ、４０ｂ、１００、１００ａ    周期磁界発生装置
１１、１１ａ、２１、３１、４１、１０１、１０１ａ    バックヨーク（第１ヨーク）
１１ｂ    ヨーク（第２ヨーク）
１２、２２、３２、４２、１０２    主永久磁石
１２ａ、１３ａ    側面
１２ｂ、１３ｂ    端面
１３、２３、３３、４３    副永久磁石
１４、２４、３４、４４    側面永久磁石
１５、３５、１０５    ボイスコイル
１５ａ    コイル
５０、５１、５２、５３、１５１    アクチュエータ
Ｃ    内幅
Ｏ    中心
ｔ    厚み
【図１】
2016067196.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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