CN108141124B - 振动促动器、可佩戴式终端以及来电通知功能设备 - Google Patents

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CN108141124B CN201580083675.XA CN201580083675A CN108141124B CN 108141124 B CN108141124 B CN 108141124B CN 201580083675 A CN201580083675 A CN 201580083675A CN 108141124 B CN108141124 B CN 108141124B
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Abstract

本发明提供能够实现小型化且有效地对用户赋予振动的振动促动器。振动促动器具有:固定体,其具有沿皮肤配置的呈凹状地弯曲的弯曲面部;以及可动体,其设为相对于上述固定体在上述弯曲面部上沿上述弯曲面部往复移动自如,并且通过往复移动来经由上述弯曲面部对上述皮肤的皮肤组织中的机械受体赋予振动刺激。

Description

振动促动器、可佩戴式终端以及来电通知功能设备
技术领域
本发明涉及振动促动器、可佩戴式终端以及来电通知功能设备。
背景技术
现今,作为用于向使用者报告移动电话等移动信息终端的来电等振动产生源,或者作为向手指、手足等传递触摸面板的操作感触、游戏机的控制器等游戏装置的临场感的振动产生源,公知有振动促动器(例如参照专利文献1)。
专利文献1所示的振动促动器形成为平板状,从而实现了小型化。专利文献1的振动促动器具有通过传动轴而滑动自如地支撑有被支轴支撑的可动部的平板形状。
专利文献2所示的振动促动器具有:具备箱体及线圈的固定件;以及具有配置在箱体内的磁体5及重物部的可动件,通过线圈与磁体的配合,相对于传动轴滑动自如的可动件相对于固定件在振动方向上线性地振动。线圈卷绕在包括磁体在内的可动部的外侧。
并且,专利文献3是具有对置配置的扁平线圈和配置在扁平线圈上的扁平磁体的VCM(Voice Coil Motor,音圈电机)原理的促动器。
在这些振动促动器中,可动件均滑动自如地设于传动轴,并且由弹簧弹性支撑为能够沿振动方向振动。在以VCM作为驱动原理的振动促动器中,在通常时在该磁路结构上不作用磁吸引力。因此,弹性保持可动部的部件主要由金属弹簧构成。而且,考虑将这些振动促动器搭载于例如专利文献4所示的具有振动通信功能的环状的输入设备。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-095943号公报
专利文献2:日本特开2015-112013号公报
专利文献3:日本专利第4875133号公报
专利文献4:国际公开第2014/130946号
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在将现有的平板形状的促动器安装于具有由弯曲的面围起的环状的箱体的设备的情况下,在该构造上,在由弯曲面围起的空间内,需要能够可动,并且需要与平板形状对应的配置空间。因此,为了确保该空间,有环状设备本身变得大型的问题。
尤其在如环状的输入设备等那样通过由佩戴者佩戴来使用的情况下,为使佩戴者不会感到佩戴感,有如下期望:实现进一步的小型化,并且即使变得小型,也想要更加有效果地对作为佩戴者的使用者赋予振动。
本发明是鉴于这一点而完成的,其目的在于提供能够实现小型化、并且能够有效果地对用户赋予振动的振动促动器、可佩戴式终端以及来电通知功能设备。
用于解决课题的方案
本发明的振动促动器的一个方式采用如下结构,具有:
固定体,其具有沿皮肤配置的呈凹状地弯曲的弯曲面部;以及
可动体,其设为相对于上述固定体在上述弯曲面部上沿上述弯曲面部往复移动自如,并且通过往复移动来经由上述弯曲面部对上述皮肤的皮肤组织中的机械受体赋予振动刺激。
本发明的可佩戴式终端采用装配有上述结构的振动促动器的结构。并且,本发明的来电通知功能设备采用装配有上述结构的振动促动器的结构。
发明的效果如下。
根据本发明,能够实现小型化,并且能够有效果地对用户赋予振动。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的振动促动器的结构的外观图。
图2是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图3是上述振动促动器的分解立体图。
图4是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图5是示出穿戴有上述振动促动器的状态的图。
图6是示出作为本发明的实施方式1的变形例的振动促动器的结构的外观图。
图7是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图8是上述振动促动器的分解立体图。
图9是示出本发明的实施方式2的振动促动器的内部结构的立体图。
图10是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图11是上述振动促动器的分解立体图。
图12是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图13是示出作为本发明的实施方式2的变形例的振动促动器的内部结构的立体图。
图14是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图15是上述振动促动器的分解立体图。
图16是示出本发明的实施方式3的振动促动器的内部结构的立体图。
图17是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图18是上述振动促动器的分解立体图。
图19是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图20是示出作为本发明的实施方式3的变形例的振动促动器的内部结构的立体图。
图21是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图22是上述振动促动器的分解立体图。
图23是示出本发明的实施方式4的振动促动器的内部结构的立体图。
图24是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图25是上述振动促动器的分解立体图。
图26是示出上述振动促动器的主要部分结构的位置关系的侧视图。
图27是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图28是示出作为本发明的实施方式4的变形例的振动促动器的内部结构的立体图。
图29是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图30是上述振动促动器的分解立体图。
图31是示出上述振动促动器的主要部分结构的位置关系的侧视图。
图32是示出本发明的实施方式5的振动促动器的内部结构的立体图。
图33是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图34是上述振动促动器的分解立体图。
图35是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图36是示出作为本发明的实施方式5的变形例的振动促动器的内部结构的立体图。
图37是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图38是上述振动促动器的分解立体图。
图39是示出本发明的实施方式6的振动促动器的内部结构的立体图。
图40是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图41是上述振动促动器的分解立体图。
图42是本发明的实施方式7的振动促动器的分解立体图。
图43是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图44是本发明的实施方式8的振动促动器的分解立体图。
图45是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图46是本发明的实施方式9的振动促动器的分解立体图。
图47是示出上述振动促动器的主要部分结构的位置关系的侧视图。
图48是示出本发明的实施方式10的振动促动器的内部结构的立体图。
图49是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图50是上述振动促动器的分解立体图。
图51是在上述振动促动器中从固定体拆下可动体后的图。
图52是示出本发明的实施方式11的振动促动器的内部结构的立体图。
图53是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。
图54是上述振动促动器的分解立体图。
图55是示意性地示出本发明的实施方式12的可佩戴式终端的主要部分结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1的振动促动器的结构的外观图,图2是示出上述振动促动器的内部结构的俯视图。并且,图3是上述振动促动器的分解立体图,图4是用于说明上述振动促动器的可动体的动作的图。
图1所示的振动促动器10形成为具有扁平的圆弧状的截面的圆弧状扁平板形状。振动促动器10具有固定体20和可动体30,可动体30利用由金属弹簧40、以及基于芯部50和磁体60所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑。振动促动器10具有利用磁吸引力对可动体30施加预压来抑制可动体30的旋转、并且通过进行定位来使可动体30本身稳定的构造。此处所述的预压是指,利用磁体60以及磁性体(芯部50)间的磁吸引力将磁体60以及磁性体(芯部50)相对地拉到一起来消除支撑可动体30的轴(轴部)的晃动的力、或者限制可动方向以外的动作(板簧的扭曲方向、与可动方向垂直的方向等)的力。在振动促动器10中,预压消除具有磁体(例如磁体60)以及磁性体(例如芯部50)中的一方的可动体(例如具备芯部50的可动体30)相对于轴(例如靠固定体20侧的轴部80)的晃动,从而限制沿绕可动体轴的旋转方向移动。可动体因磁体60以及芯部50与线圈70所产生的电磁作用而往复振动。
固定体20具有壳体21、连接有电源供给部25的框架22、轴部80、磁体60、线圈70、以及罩部24。
壳体21具有侧视时呈圆弧状的周壁部。壳体21的底面27弯曲,壳体21是截面呈圆弧状的容器。也就是说,壳体21具有作为呈凹状地弯曲的外表面亦即底面27的弯曲面部。壳体21在上方开口,并通过在该开口安装罩部24来形成中空的内部。在本实施方式中,壳体21和罩部24均由金属材料形成,并同罩部24一起作为电磁屏蔽件发挥功能。在壳体21内且在弯曲面部亦即底面27的背面侧缘部,沿包括圆弧状的两个侧面在内的三个壁部配置有框架22。
框架22配置在壳体21内,对沿弯曲方向(是与周向正交的方向,在本实施方式中是长度方向)配置的轴部80进行固定支撑。例如,轴部80通过压入或者粘结而固定于框架22。轴部80相对于框架22的固定可以通过在分别对置地形成于框架22的两端部的固定孔插入并固定轴部80的两端部来进行。此外,后述的各实施方式中的框架22A~22C与轴部80之间的固定、支架22D~22J与轴部80之间的固定、以及22L~22N与轴部80之间的固定也相同。
并且,在框架22固定线圈70。电源供给部25是向线圈70供电的基板,且是与外部电源连接的基板,例如由柔性电路基板(FPC:Flexible printed circuits)等构成。电源供给部25经由框架22而与线圈70连接。
在壳体21内,沿未配置框架22的一个壁部内表面安装有磁体60。此处,磁体60配置为在长度方向(与弯曲方向正交的方向)上排列不同的两个磁极。此外,磁体60也可以交替地排列多个磁极不同的磁体(磁体片)来构成,并且也可以交替地以具有不同的磁性的方式被磁化。后述的各实施方式的磁体也相同。在本实施方式中,相对于磁体60在作为弯曲方向的圆弧方向侧对置地配置芯部50,并且在芯部50的周围,空开规定间隔地配置线圈70。
可动体30具有芯部50和轴承部52,并由金属弹簧40弹性支撑。金属弹簧40例如是圆筒状的螺旋弹簧,芯部50是磁性体,并且轴承部52也可以也是磁性体。
芯部50形成为与被收纳的壳体21的形状对应的扁平截面呈圆弧状,使一端面(对置面51)侧与磁体60对置,并且使弯曲的底面沿壳体21的弯曲面部亦即底面27配置。此外,芯部50的对置面51位于在包括芯部50在内的假想圆筒的轴心穿过的假想面上,配置为与在壳体21的周向上分离的端面平行,并且与磁体60的磁极面(对置面)61相互平行。并且,在芯部50的另一端面侧,以沿圆弧的中心轴方向延伸的方式固定有轴承部52。在与安装磁体60的周壁在周向上对置的周壁侧且在框架22间架设有轴部80。轴部80转动自如地插通于轴承部52。芯部50成为在长度方向上沿轴部80滑动自如地安装的状态。轴承部52是烧结套筒轴承,并且轴部80沿长度方向(此处为圆弧的中心轴方向)从轴承部52突出。在该突出部分外装有金属弹簧40,轴承部52由被夹持的金属弹簧40施力以便位于长度方向的中央部分。
在壳体21内,对置地配置有作为磁性体的芯部50和磁体60,从而在芯部50与磁体60之间产生磁吸引力。
在壳体21内,芯部50转动自如地安装于轴部80,并由与磁体60的磁吸引力、所谓磁性弹簧弹性支撑。利用该磁吸引力,成为对包括芯部50在内的可动体30施加预压的状态。由此,轴的晃动消失,具有芯部50的可动体30成为被定位了的状态(可动体的定位),并且绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)。
芯部50通过从电源供给部25向线圈70供给电源而被励磁,来沿长度方向、即与周向正交的方向进行往复移动(往复振动)。例如,如图4所示,将磁体60的极性(磁极面61)设为N极、S极,并使它们与成为芯部50的磁极面的对置面(一端面)51对置地在长度方向上排列配置。若向线圈70供给电流使芯部50的极性为N极,则芯部50向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70供给电流使芯部50的极性为S极,则芯部50向与F1方向正相反的-F1方向驱动。
即,在振动促动器10中,芯部50、即芯部50的对置面51因从电源供给部25向线圈70输入的交流波而被磁化,相对于固定体20侧的磁体60有效果地产生磁吸引力以及推斥力。由此,可动体30的芯部50以成为驱动基准位置的位置(此处为对置面51的中心与磁体60的N极S极的中心重叠的位置)作为基准地沿长度方向朝两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复移动。也就是说,可动体30相对于固定体20在作为弯曲面部的底面27的背面侧在沿磁体60与芯部50彼此的对置面61、51的方向上进行往复振动。以下示出该驱动原理。此外,在以下的全部各实施方式的振动促动器中实现本实施方式的振动促动器10的驱动原理。
在本实施方式的振动促动器10中,在设为可动体30的质量m[kg]、扭曲方向的弹簧常数Ksp的情况下,可动体30相对于固定体20以通过下述式(1)而计算出的共振频率fr[Hz]进行振动。
[式1]
Figure BDA0001619812340000071
本实施方式的振动促动器10从电源供给部25向线圈70供给与可动体30的共振频率fr大致相等的频率的交流来经由线圈70对芯部50(详细为成为磁极面的一端面51)进行励磁。由此,能够使可动体30高效地驱动。
本振动促动器10的可动体30成为被弹簧质量系统构造支撑的状态,其中,弹簧质量系统构造经由金属弹簧40而由固定体20支撑。因而,若向线圈70供给与可动体30的共振频率fr相等的频率的交流,则可动体30以共振状态被驱动。
以下表示示出振动促动器10的驱动原理的运动方程式以及电路方程式。振动促动器10基于下述式(2)所示的运动方程式以及下述式(3)所示的电路方程式进行驱动。
[式2]
Figure BDA0001619812340000081
m:质量[Kg]
x(t):位移[m]
Kf:推力常数[N/A]
i(t):电流[A]
Ksp:弹簧常数[N/m]
D:衰减系数[N/(m/s)]
[式3]
Figure BDA0001619812340000082
e(t):电压[V]
R:电阻[Ω]
L:电感[H]
Ke:反电动势常数[V/(m/s)]
即,促动器10的质量m[Kg]、位移x(t)[m]、推力常数Kf[N/A]、电流i(t)[A]、弹簧常数Ksp[N/m]、衰减系数D[N/(m/s)]等能够在满足式(2)的范围内适当地变更。并且,电压e(t)[V]、电阻R[Ω]、电感L[H]、反电动势常数Ke[V/(m/s)]能够在满足式(3)的范围内适当地变更。
这样,当在由促动器10、可动体30的质量m和弹簧材(弹性体)150的弹簧常数Ksp决定的共振频率fr中进行了驱动的情况下,能够有效果地得到较大的输出。
根据振动促动器10,能够起到以下的效果。
<效果1>
由于除金属弹簧40之外,还具备具有作为磁性体的芯部50和磁体60的磁性弹簧,所以能够降低在基准位置处弹性支撑芯部50的金属弹簧40的弹簧常数。由此,能够提高金属弹簧40的寿命,并且能够实现作为振动促动器10的可靠性的提高。并且,与仅利用金属弹簧来支撑可动体30的情况相比,能够降低金属弹簧的弹簧常数而设为适当的弹簧常数,从而不需要伴随金属弹簧的大型化来扩大占有空间,进而能够防止设计自由度的降低。
<效果2>
并且,可动体30的位置(相对于基准位置的定位)因磁吸引力而稳定,从而能够实现芯部50的止转,并且能够通过可动体30与固定体20之间的间隙的最小化来实现振动促动器10本身的小型化。并且,不需要追加通过抑制晃动来减少噪声的构件,从而能够实现低成本。
<效果3>
在现有的欲将平面形状、圆筒形状的促动器安装于环形形状设备(例如Φ15~25mm)的情况下,设备中的促动器的配置位置因与周边部位(例如手指等)的关系而有制约,无法自由地设定。即使是环,朝向也有规定,从而无法在自由的位置处进行穿戴。另一方面,在为了增大促动器的输出而增大促动器本身的宽度的情况下,若保持平面形状不变地增大宽度,则有作为最终产品的环变得大型的问题。
在促动器呈平面形状的情况下,外形侧从皮肤离开距离,与皮肤接触的接触面变少(线接触)。并且,由于在振动源与皮肤之间夹有箱体,所以有振动传递减少的可能性。
与此相对,根据本实施方式,由于振动促动器10呈扁平的圆弧状,所以能够使圆筒的周面的弯曲与构成圆弧的弯曲面对应地配置安装振动促动器10的最终产品的形状。由此,如图5所示,例如即使最终产品是如圆筒那样地具有曲面(相当于图5的穿戴部位)的产品,也能够与圆筒的任意位置对应地配置振动促动器10。其结果,例如在环状设备的情况下,环状设备呈弯曲的表面形状,配置于皮肤组织中的机械受体的密度较高的手掌侧的皮肤,从而能够使体感振动变得更大。
具体而言,在皮肤组织中机械受体的密度较高的皮肤的装配部位配置振动促动器10。此外,皮肤组织由从皮肤表面起的表皮、真皮、皮下组织这三层粘弹性体形成。
机械受体是接受机械刺激而引起传入冲动(afferent impulse)的感受器。检测机械受体包括配置于皮肤组织的表皮与其下的真皮之间的边界的凹凸部分中的凹部的迈斯纳氏小体、配置于凸部的梅克尔氏小体等、以及存在于真皮的深部的帕西尼氏小体、鲁菲尼神经末梢等触觉感受器。此处,将装配部位设为具有机械受体密集的皮肤组织的指腹部。在该装配部位,以使截面呈圆弧的扁平板形状的振动促动器10的内周面、亦即作为振动赋予面的弯曲的底面(弯曲面部)27紧贴的方式安装振动促动器10。由此,能够通过可动体30的往复移动来经由底面27直接对机械受体赋予振动刺激,从而不改变外形形状就能够更加有效果地对使用者赋予振动,并且能够增大使用者的体感振动。
并且,在欲增大输出而增大作为弯曲方向的长度的宽度的情况下,由于作为内周面的底面(弯曲面部)27是拱门状的弯曲面,所以即使增大作为弯曲方向的长度的宽度,也能够消除对最终产品的外部尺寸的影响。并且,由于能够与作为曲面的周面对应地穿戴,所以在装配于具有直径较大的外周的手指的四周的情况下,也能够装配多台。另外,振动促动器10的底面(弯曲面部)27成为振动赋予面,但由于能够以其面整体来赋予振动,所以振动赋予面变大,至皮肤的机械受体为止的距离也能够变短,从而能够提高振动传递。并且,由于能够使最终产品形成为圆筒形状,所以在装配于手指的结构的情况下,带来箱体的小型,从而有小型、轻型、低成本的优点。这样,能够实现小型化,并且能够有效果地对用户赋予振动。
<效果4>
并且,在振动促动器10中,使可动体30形成为与壳体21的形状对应的形状,并使之在与壳体21的圆弧状的曲线的中心平行的方向上线性驱动。因而,在截面呈圆弧状的扁平板状的壳体21内,能够进行最小间隙的驱动,从而能够扩大可动体30的占有体积,进而有增加输出的效果。例如,在与振动促动器10同外形的振动促动器中,同使长方体的可动体在与壳体21同外形的壳体内可动的结构比较,能够可靠地实现小型化、输出增加。在壳体21内,能够使包括壳体21在内的固定体20的各部与可动体30之间的间隙变得最小,从而提高各部的设计自由度。
<效果5>
并且,在普通的现有的VCM式促动器中,可动体与固定体彼此的磁极面间的气隙变宽,磁效率变差,并且构造也变得复杂,组装性也变差。与此相对,振动促动器10构成为,在固定体20配置具有NS两极的磁极面(对置面)61的磁体60和线圈70,并在可动体30配置作为磁性体的芯部50。
由此,成为对线圈70中央的磁极进行励磁、并利用与磁体60的磁吸引力来产生推力的结构,从而与磁阻较大的现有的VCM方式相比,能够实现电磁变换效率的提高。
<效果6>
并且,壳体21内的线圈70所占的空间的配置自由度变高,能够较大地设计线圈70,由此能够发挥高输出化。并且,芯部50是圆弧状的板材,能够容易地进行折弯加工,并且圆弧状的振动促动器本身的供穿戴的穿戴面能够由与穿戴部位的形状例如曲面状对应的曲面构成。即,使振动促动器10本身形成为圆弧状,从而能够容易地形成为能够以穿戴面的整个面来传递针对穿戴的部位的振动。
在图1~图5所示的实施方式1的振动促动器10的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
<效果7>
利用磁性弹簧以被施加了预压的状态来弹性支撑可动体30,并且可动体30由作为支轴的轴部80保持。
由此,在壳体21内,即使与可动体30之间的间隙较窄,也能够无干涉地进行组装。并且,由于可动体30的轨迹稳定,所以设计变得容易,并且能够进行可动体30稳定的驱动。并且,在金属弹簧40使用螺旋弹簧的情况下,构成为在螺旋弹簧的中央穿过轴部80,从而能够实现组装性的提高以及稳定的弹簧保持。
并且,由于轴部80固定于固定体20,所以固定体20不设置轴承,能够减少轴固定所需要的空间,从而容易实现轻薄化,并且不需要使轴承与固定体20嵌合,能够缓和固定轴承外径尺寸以及轴承的部分的公差,从而能够实现成本减少。
另外,由于轴承部52是烧结材料,所以与轴承部52使用树脂材料的情况相比,比重较高,从而能够使可动体30的质量增加,进而能够实现高输出化。
<效果8>
振动促动器10的输出取决于可动体30的行程,但在振动促动器的设计上,若使之沿短边方向驱动,则难以确保可动体30的行程。
并且,在沿可动体30的可动方向配置金属弹簧的情况下,需要增大配置金属弹簧的空间。
尤其是,根据本实施方式,不变更外形形状就能够更加有效果地对使用者赋予振动。也就是说,不使外形形状变得大型就能够增大使用者的体感振动,从而即使变得小型化,也能够更加有效果地对使用者赋予振动。并且,作为俯视时呈矩形、侧视时呈圆弧状的扁平板形状的振动促动器10中的可动体30的可动方向是振动促动器的长度方向。由此,容易确保行程所需要的间隙,从而能够实现高输出化。并且,即使沿可动方向配置金属弹簧,也能够扩大配置金属弹簧的空间,设计自由度变高,结果,容易产生金属弹簧的应力缓和,并且耐久性优异,从而能够延长金属弹簧本身的寿命、乃至振动促动器10的产品寿命。
(实施方式1的变形例)
图6~图8示出作为振动促动器10的变形例的振动促动器10A。
如图6所示,振动促动器10A具有平板状的外形。
振动促动器10A使振动促动器10的外形形成为平板状而成,并与此对应地使各构成部件从圆弧状形成至与平板状对应的形状。
振动促动器10A由具有与振动促动器10的构成要件的功能相同的功能的构成要件构成。
振动促动器10A具有固定体20A和可动体30A。
固定体20A具有矩形箱状的壳体21A、连接有电源供给部25的框架22A、轴部80、磁体60、线圈70、以及罩部24A。可动体30A具有芯部A,并经由框架22A而相对于固定体20A沿F方向移动自如地支撑于固定体20A。具体而言,与振动促动器10的可动体30相同,可动体30A利用金属弹簧40、以及基于芯部50A和磁体60所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑。
即,振动促动器10A具有利用磁吸引力对可动体30A施加预压来抑制可动体30A的旋转、并且通过进行定位来使可动体30A本身稳定的构造。可动体30A因磁体60以及芯部50A与线圈70所产生的电磁作用而沿长度方向(F方向)进行往复振动。也就是说,可动体30A相对于固定体20A在沿磁体60与芯部50A彼此的对置面61、51A的方向上进行往复振动。
壳体21A同罩部24A一起形成中空的矩形内部,作为电磁屏蔽件发挥功能。框架22A在壳体21内沿三个壁部配置,沿长度方向、振动方向(F方向)固定轴部80。并且,与框架22相同,在框架22A固定以包围芯部50A的外周的方式配置的线圈70。
并且,在壳体21A内,与振动促动器10的磁体60相同地沿未配置框架22A的一个壁部内表面安装有磁体60。可动体30A具有芯部50A和轴承部52A。
芯部50A与芯部50仅形状不同,其它结构以及功能相同。芯部50A转动自如地安装于轴部80,并由与磁体60的磁吸引力、所谓磁性弹簧弹性支撑。利用该磁吸引力,成为对包括芯部50A在内的可动体30施加预压的状态。由此,芯部50A成为绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
芯部50A通过从电源供给部25向线圈70供给电源而被励磁,来与芯部50相同地沿长度方向、即与周向正交的F方向进行往复移动(往复振动)。
振动促动器10A能够起到上述的<效果1>、<效果2>,并且在振动促动器10中,在固定体20A配置具有NS两极的磁极面(对置面)61A的磁体60A和线圈70,并在可动体30A配置有作为磁性体的芯部50A。
由此,在扁平板状的壳体21A内,能够进行最小间隙的驱动,从而能够扩大可动体30的占有体积,进而有增加输出的效果。
并且,成为对线圈70中央的磁极进行励磁、并利用与磁体60的磁吸引力来产生推力的结构,从而与磁阻较大的现有的VCM方式相比,能够实现电磁变换效率的提高。另外,壳体21A内的线圈70所占的空间的配置自由度变高,从而能够较大地设计线圈70来实现高输出化。
(实施方式2)
图9是示出本发明的实施方式2的振动促动器10B的结构的外观图,图10是示出上述振动促动器10B的内部结构的俯视图。并且,图11是上述振动促动器10B的分解立体图,图12是用于说明上述振动促动器10B的可动体30B的动作的图。此外,图12是示意性地示出振动促动器10B的磁路结构的俯视剖视图,省略了轴部80。
图9~图12所示的振动促动器10B具有如下构造:在振动促动器10的构造中,使轴部80沿长度方向地配置于壳体21的中央,并在该轴部80的与轴向正交的两侧配置有芯部501、502。此外,对于振动促动器10B的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
即,振动促动器10B形成为具有扁平的圆弧状截面的圆弧状的扁平板形状。
振动促动器10B具有固定体20B、可动体30B、以及金属弹簧40。
固定体20B具有壳体21B、连接有电源供给部25的框架22B、轴部80、磁体60B、线圈70B、以及罩部24(参照图11)。可动体30B具有芯部50B和轴承部52B。
壳体21B具有侧视时呈圆弧状的周壁部,在内部经由框架22B而架设有轴部80。壳体21B是截面呈圆弧状的容器,壳体21B的底面27是弯曲面。通过在壳体21B的开口安装作为圆弧状板的罩部24,来形成中空的电磁屏蔽件。
在壳体21B内安装有框状的框架22B,沿与弯曲方向(周向)正交的方向的长度方向配置的轴部80经由该框架22B而支撑于壳体21B。并且,在框架22B固定线圈70B、磁体60B。
轴部80配置在与以壳体21B的圆弧(弯曲面)作为圆周的圆的中心轴平行的线上,并架设在框架22B的两臂间。
轴部80与磁体60B平行地配置在一对磁体60B间。在磁体60B与轴部80之间,沿长度方向(与圆弧的中心方向平行的方向)相互平行地配置线圈70B。
并且,轴部80转动自如地插通于可动体30B的轴承部52B,并在沿长度方向从轴承部52B突出的部位,以夹着轴承部52B的方式外插有金属弹簧40。轴承部52B由被夹的金属弹簧40施力以便位于长度方向的中央部分。
轴承部52B配置于沿长度方向延伸的圆弧状的芯部501、502间,并与这些芯部501、502形成为一体。
芯部501、502以非接触的方式配置在线圈70B内,能够沿长度方向移动。在芯部501、502中,隔着轴承部52B而在周向上相互分离的一端面(对置面)51B分别与磁体60B的磁极面61B对置配置。此处,对置面51B与磁极面61B隔开间隙地平行配置。
这样,在壳体21B内,对置地配置有作为磁性体的芯部50B和磁体60B,从而在芯部50B与磁体60B间产生磁吸引力。并利用与磁体60B的磁吸引力、所谓磁性弹簧进行弹性支撑。利用该磁吸引力,成为对包括芯部50B在内的可动体30B施加预压的状态,从而芯部50B成为绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
利用金属弹簧40、以及基于芯部50B和磁体60B所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑像这样构成的可动体30B(芯部50B、轴承部52B)。
即,振动促动器10B具有利用磁吸引力对可动体30B施加预压来抑制可动体30B的旋转、并且通过进行定位来使可动体30B本身稳定的构造。可动体30B因磁体60B以及芯部50B与线圈70B所产生的电磁作用而往复振动。芯部50B通过从电源供给部25向线圈70B供给电源而被励磁,来沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图10)进行往复移动(往复振动)。也就是说,可动体30B相对于固定体20B在沿磁体60B与芯部50B彼此的对置面51B、61B的方向上进行往复振动。
例如,如图12所示,将磁体60B的极性(磁极面61B)设为沿长度方向排列的N极、S极,并使它们与成为芯部50B的磁极面的一端面(对置面)51B对置地在长度方向上排列配置。向线圈70B分别供给电流来使芯部501的极性为N极并使芯部502的极性为S极。具体而言,从电源供给部25向线圈70B供给与可动体30B的共振频率fr大致相等的频率的交流来对线圈70B进行励磁。这样,芯部501、502向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70B供给电流使芯部501、502的极性为S极、N极,则具有芯部501、502的可动体30B向与F1方向正相反的-F1方向驱动。
通过反复进行上述操作,可动体30B的芯部501、502以成为驱动基准位置的位置(此处为对置面51B的长度方向的中心与磁体60B的N极S极的中心重叠的位置)作为基准地沿长度方向朝两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,在振动促动器10B中,芯部50B即芯部50B的对置面51B因从电源供给部25向线圈70B输入的交流波而被磁化,相对于固定体20B侧的磁体60B有效地产生磁吸引力以及推斥力,从而能够使可动体30B高效地驱动。
根据振动促动器10B,能够起到与上述的<效果1>~<效果8>相同的效果,并且进一步能够得到以下的效果。
并且,在振动促动器10B中,成为在轴部80的两侧利用芯部501、502与磁体60B的磁吸引力来对可动体30B施加有预压的状态。在该结构中,通过向线圈70B供电,能够使可动体30B在底面27的背面侧沿轴部80方向进行往复移动,从而可动体30能够在周向上平衡良好地沿长度方向进行往复振动。
在图9~图12所示的实施方式2的振动促动器10B的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式2的变形例)
图13~图15示出作为振动促动器10B的变形例的振动促动器10C。
图13所示振动促动器10C具有平板状的外形。
振动促动器10C使振动促动器10的外形形成为平板状而成,并与此对应地使各构成部件从圆弧状形成至与平板状对应的形状。
振动促动器10C由具有与振动促动器10的构成要件的功能相同的功能的构成要件构成。
振动促动器10C具有固定体20C和可动体30C。
固定体20C具有矩形箱状的壳体21C、连接有电源供给部25的框架22C、轴部80、磁体60C、线圈70C、以及罩部24A。
可动体30C具有芯部501C、502C、以及轴承部52C,并经由框架22C而相对于固定体20C沿F方向移动自如地支撑于固定体20C。
壳体21C具有作为振动传递面且作为振动传递面发挥功能的矩形底面28和矩形框状的周壁部。在壳体21C的内部,经由矩形框状的框架22C而架设有轴部80。通过在壳体21C的开口安装作为平板的罩部24A,来形成中空的电磁屏蔽件。
在壳体21C内安装有框状的框架22C,并在该框架22C的短边方向的中央部配置有沿长度方向延伸的轴部80。轴部80与磁体60C平行地配置在一对磁体60C间。在磁体60C与轴部80之间,沿长度方向(与圆弧的中心方向平行的方向)相互平行地配置线圈70C。
并且,轴部80转动自如地插通于可动体30C的轴承部52C。在轴部80中,在沿长度方向从轴承部52C突出的部位,以夹着轴承部52C的方式外插有金属弹簧40。轴承部52C由被夹的金属弹簧40施力以便位于长度方向的中央部分。
可动体30C经由轴承部52C而在轴部80的两侧具有板状的芯部501C、502C,芯部501C、502C沿长度方向(与线圈的卷绕方向正交的方向)移动自如地配置在线圈70C内。
在芯部501C、502C中,隔着轴承部52C而在周向上相互分离的一端面51C分别与磁体60C的磁极面61C对置地配置。此处,一端面51C与磁极面61C隔开间隙地平行配置。这样,在壳体21C内,对置地配置有作为磁性体的芯部50C和磁体60C,从而在芯部50C与磁体60C间产生磁吸引力。并利用与磁体60C的磁吸引力、所谓磁性弹簧进行弹性支撑。利用该磁吸引力,成为对包括芯部50C在内的可动体30C施加预压的状态,从而芯部成为绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
利用金属弹簧40、以及基于芯部50C和磁体60C所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑像这样构成的可动体30C(芯部50C、轴承部52C)。
即,振动促动器10C具有利用磁吸引力对可动体30C施加预压来抑制可动体30C的旋转、并且通过进行定位来使可动体30C本身稳定的构造。可动体30C因磁体60C以及芯部50C与线圈70C所产生的电磁作用而往复振动。芯部50C通过从电源供给部25向线圈70C供给电源而被励磁,来沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图10)进行往复移动(往复振动)。也就是说,可动体30C相对于固定体20C在沿磁体60C与芯部50C彼此的对置面61C、51C的方向上进行往复振动。示出该往复移动的驱动原理的磁路结构图与图12所示的磁路结构相同。
根据实施方式2以及其变形例的振动促动器10B、10C,能够在固定体20B、20C,以缩小彼此的间隔(气隙)的方式配置多个磁体60B、60C以及线圈70B、70C。并且,各振动促动器10B、10C具有两个用于使可动体30B、30C驱动的推力产生构造、即磁路构造。
由此,在多个部位产生推力,从而能够实现基于用于驱动可动体30B、30C的磁路的推力的高输出化。并且,通过具有多个磁体60B、60C以及线圈70B、70C,能够增大由磁体60B、60C以及线圈70B、70C构成的磁性弹簧,从而能够减少并放宽磁性弹簧的设计要件,并且能够提高设计自由度。并且,根据实施方式2的振动促动器10B,将在框架22B的中央处构成支轴部分的轴部80作为折曲部,能够实现使振动促动器10B的外形成为截面呈圆弧的扁平形状(也称作拱门形状)。即,若在经由轴部80将组装成的可动体30B安装于框架22B后将线圈70B安装于框架22B,则将线圈70B配置于芯部501、502的外周,从而也能够实现组装性的提高。
与现有的VCM方式的促动器不同,能够缩小磁体60B、60C与配置于线圈70B、70C的内部的芯部50B、50C之间的气隙,从而能够提高磁效率。并且,与推力产生构造是一个(磁路是一个系统)的情况相比,磁极面积变大,从而能够可靠地确保推力。
(实施方式3)
图16是示出本发明的实施方式3的振动促动器10D的结构的外观图,图17是示出上述振动促动器10D的内部结构的俯视图。并且,图18是上述振动促动器10D的分解立体图,图19是用于说明上述振动促动器10D的可动体30D的动作的图。此外,图19是示意性地示出振动促动器10D的磁路结构的俯视剖视图,省略了轴部80。
图16~图19所示的振动促动器10D具有如下构造:在与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造中,将芯部50D和线圈70D设于可动体30D侧,并将多个极数的磁体60D设于固定体20D侧。此外,对于振动促动器10D的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
在振动促动器10D中,固定体20D具有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60D,可动体30D具备具有狭缝的E型形状芯部504和配置于该狭缝的线圈70D。
振动促动器10D形成为截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)。振动促动器10D具有固定体20D、可动体30D、以及金属弹簧40。
固定体20D除具有磁体60D之外还具有壳体21D、连接有电源供给部25的支架22D、轴部80、以及罩部24(参照图18)。可动体30D除具备具有芯部50D的E型形状芯部504之外还具有轴承部52D。
壳体21D形成为与壳体21相同,具有侧视时呈圆弧状的周壁部,并在内部,经由支架22D在沿长度方向的一侧壁(背面侧壁)侧配置有磁体60D,在另一侧壁侧架设有轴部80。
壳体21D是截面呈圆弧状的容器,壳体21D的底面27是弯曲面,通过在上方的开口安装作为圆弧状板的罩部24,来形成中空的电磁屏蔽件。
支架22D在壳体21D内经由轴部80将可动体30D支撑为沿轴向移动自如。
轴部80沿另一侧壁部配置,并通过进行压入或者粘结在两端部固定来由支架22D支撑。轴部80配置在与以壳体21D的圆弧(弯曲面)作为圆周的圆的中心轴平行的线上。
在轴部80中,在沿长度方向从轴承部52D突出的部位,以夹着轴承部52D的方式外插有金属弹簧40。轴承部52D(E型形状芯部504也相同)由被夹着的金属弹簧40施力以便位于长度方向的中央部分。
磁体60D具有磁极面61D作为多个磁极。在本实施方式中,如图16~图19所示,具有四个磁极。磁体60D以在壳体21D的长度方向(轴中心方向)上交替地排列不同的极性的方式固定(此处为粘结)于一侧壁部。并且,磁极面61D配置为与位于在圆弧的中心轴穿过的面上的面平行。
可动体30D的E型形状芯部504的对置面51D、506配置为与沿壳体21的一侧壁侧配置的磁体60D的磁极(磁极面)61D平行且与其对置。
E型形状芯部504在俯视时形成为E字状,形成为与壳体21D的形状对应,详细而言,形成为与作为壳体21D的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板状。具体而言,E型形状芯部504呈以将截面呈圆弧的扁平板状的沿长度方向的一边三等分的方式形成有狭缝的E字状。在E型形状芯部504中,将卷绕有线圈70D的芯部50D作为中央的凸部(中央凸极)来形成,并相对于作为该中央凸部的芯部50D在长度方向两侧相邻地具有与芯部50D相同地向磁体60D侧突出的芯部片505。
线圈70D以相对于芯部50D包围与磁体60D的磁极面61D对置的部位的方式卷绕在芯部50D的外周。线圈70D与作为具有挠性的导电部件的线簧45连接。经由线簧45从与外部电源连接的电源供给部25向线圈70D供电。
线簧(也称作悬挂线)45具有导电性,与线圈70D以及电源供给部25连接。
芯部50D以及芯部片505形成为一体。
在与使对置面51D、506与磁体60D的磁极面61D对置的一侧相反的一侧,E型形状芯部504经由插通于轴承部52D的轴部80而在壳体21D内沿长度方向移动自如地安装于固定体20D。
这样,在振动促动器10D中,在壳体21D内,在与可动体30D的驱动方向正交的方向上对置地配置有作为磁性体的芯部50D(具体为E型形状芯部504)和磁体60D。由此,在芯部50D与磁体60D间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30D。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70D供给电源的情况下,也成为对包括芯部50D在内的可动体30D施加预压的状态。因而,芯部50D相对于固定体20D(主要为壳体21D等)成为绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
利用金属弹簧40、以及基于芯部50D和磁体60D所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑像这样构成的可动体30D(芯部50D、轴承部52D)。
并且,固定体20D除壳体21D、罩部24之外还具有粘结于壳体21D的4极的磁体60D、轴部80、以及支架22D,可动体30D具有E型形状芯部504、粘结固定于芯部50D的空芯线圈70D、以及铆接固定于芯部50D和芯部片505的作为烧结套筒的轴承部52D。被线圈励磁后的芯部带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。
芯部50D通过从电源供给部25向线圈70D供给电源而被励磁,来沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图17)进行往复移动(往复振动)。
例如,如图19所示,将磁体60D的极性(磁极面61D)设为沿长度方向排列的N极、S极,并使它们与成为芯部50D的磁极面的对置面51D、506对置地在长度方向上排列配置。并且,从电源供给部25向线圈70D供给与可动体30D的共振频率fr大致相等的频率的交流来对线圈70D进行励磁。例如,向线圈70D分别供给电流来使芯部50D的极性为N极,并使夹持芯部50D的位置的芯部片505的极性为S极。这样,芯部50D以及芯部片505(E型形状芯部504)向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70D供给电流使芯部50D、芯部片505的极性为S极、N极,则具备包括芯部50D、505在内的E型形状芯部504的可动体30D向与F1方向正相反的-F1方向驱动。
通过反复进行上述操作,可动体30D的芯部501、502以成为驱动基准位置的位置(此处为对置面51D的长度方向的中心与磁体60D的N极S极的中心重叠的位置)作为基准地沿长度方向朝两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,在振动促动器10D中,芯部50D即芯部50D的对置面51D因从电源供给部25向线圈70D输入的交流波而被磁化,相对于固定体20D侧的磁体60D有效地产生磁吸引力以及推斥力,从而能够使可动体30D高效地驱动。
根据振动促动器10D,能够起到与上述的<效果1>~<效果8>相同的效果,并且能够进一步得到以下的效果。
并且,在可动体30D的E型形状芯部504中,成为磁极面的多个不同的对置面51D、506配置为在长度方向上在对置面51D的两侧夹着与中央的对置面51D不同的磁极的对置面506。由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30D可动时,能够在长度方向上平衡良好地发挥推力。
通过使线圈70D被包括在可动体30D内,能够增加可动体30D的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于能够增加磁极数,所以与芯部以及磁体的磁极数是1-2极的构造相比,能够与增加磁极数相应地提高变换效率,不仅如此还能够增加磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件放宽,从而能够实现作为振动促动器10D的设计自由度的提高。
在图16~图19所示的实施方式3的振动促动器10D的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式3的变形例)
图20~图22示出作为振动促动器10D的变形例的振动促动器10E。
图20所示振动促动器10E具有平板状的外形。
振动促动器10E使振动促动器10的外形形成为平板状而成,并与此对应地使各构成部件从圆弧状形成至与平板状对应的形状。
振动促动器10E由具有与振动促动器10D的构成要件的功能相同的功能的构成要件构成,并具有与振动促动器10D的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造。此外,对于振动促动器10E的构成要件而言,对与振动促动器10D相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。此外,振动促动器10E的磁路结构与图19所示的振动促动器10D的磁路结构相同。因而,在进行振动促动器10E的磁路结构的说明时,参照图19。
振动促动器10E具有固定体20E、可动体30E、以及金属弹簧40。固定体20E具有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60E,可动体30E具备具有狭缝的E型形状芯部504E和配置于该狭缝的线圈70E。
振动促动器10E形成为截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)。
图21以及图22所示,固定体20E除具有磁体60E之外还具有矩形箱状的壳体21E、连接有电源供给部25的支架22E、轴部80、以及罩部24A。可动体30A除具备具有芯部50E的E型形状芯部504E之外还具有轴承部52E。
在壳体21E内,经由支架22E在沿长度方向的另一侧壁(正面侧壁)侧架设有轴部80。并且,在沿长度方向的与轴部80相反的一侧的一端侧,以在长度方向上交替地存在不同的磁极面的方式在另一侧壁安装有磁体60E。
在轴部80,以沿长度方向移动自如地配置的方式外插有平板状的俯视时呈E型形状的E型形状芯部504E的一侧部。
E型形状芯部504E呈以将扁平板状的沿长度方向的一边三等分的方式形成有狭缝的E字状。在E型形状芯部504E中,将卷绕有线圈70E的芯部50E作为中央的凸部(中央凸极)来形成,并相对于该中央凸部在长度方向两侧相邻地具有与芯部50E相同地向磁体60E侧突出的芯部片505E。
E型形状芯部504E的对置面51E、506E配置为与磁体60E的磁极(磁极面)61E平行且与其对置。
支架22E在壳体21E内经由轴部80将可动体30E支撑为沿轴向移动自如。此外,绕轴部80的构造是与振动促动器10D的轴部80相同的构造,从而省略详细的说明。
线圈70E以相对于芯部50E包围与磁体60E的磁极面61E对置的对置面51E的方式卷绕在芯部50E的外周。经由连接的线簧45从电源供给部25向线圈70E供电。
在振动促动器10E中,在壳体21E内,在与可动体30E的驱动方向正交的方向上对置地配置有作为磁性体的芯部50E(具体为E型形状芯部504E)和磁体60E。由此,在芯部50E与磁体60E间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30E。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70E供给电源的情况下,也成为对包括芯部50E在内的可动体30E施加预压的状态。因而,芯部50E相对于固定体20E(主要为壳体21E等)成为绕轴部80的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
利用金属弹簧40、以及基于芯部50E和磁体60E所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑像这样构成的可动体30E(芯部50E、轴承部52E)。
并且,被线圈70E励磁后的芯部50E(E型形状芯部504E)带磁,并且根据对置配置的磁体60E的磁极的关系来产生推力。
芯部50E通过从电源供给部25向线圈70E供给电源而被励磁,来沿长度方向、即与周向正交的F方向(与图19所示的磁路结构相同)进行往复移动(往复振动)。
例如,将磁体60E的极性(磁极面61E)设为在长度方向上排列的N极、S极(参照图19),并使它们与成为芯部50E的磁极面的对置面51E、506E对置地在长度方向上排列配置。并且,从电源供给部25向线圈70E供给与可动体30E的共振频率fr大致相等的频率的交流来对线圈70E进行励磁。例如,向线圈70E分别供给电流来使芯部50E的极性为N极,并使夹着芯部50E的位置的芯部片505的极性为S极。这样,芯部50E以及芯部片505(E型形状芯部504E)向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70E供给电流使芯部50E、芯部片505的极性为S极、N极,则具备包括芯部50E、505E在内的E型形状芯部504E的可动体30E向与F1方向正相反的-F1方向驱动。
通过反复进行上述操作,可动体30E的芯部50E、502E以成为驱动基准位置的位置(此处为对置面51E的长度方向的中心与磁体60E的N极S极的中心重叠的位置)作为基准地沿长度方向朝两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
(实施方式4)
图23是示出本发明的实施方式4的振动促动器10F的结构的外观图,图24是示出上述振动促动器10F的内部结构的俯视图。此外,图23以及图24中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10F以便能够观察到内部结构。此外,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。并且,图25是上述振动促动器10F的分解立体图,图26是示出上述振动促动器10F的主要部分结构的位置关系的侧视图。并且,图27是用于说明可动体30F的动作的图,具体为示意性地示出振动促动器10F的磁路结构的俯视剖视图。图27中省略了轴部80、支架22F等。
图23~图27所示的振动促动器10F是与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造,其中,可动体具备磁体和轭部,固定体具备线圈和芯部。此外,对于振动促动器10F的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
如图23所示,振动促动器10F具有固定体20F、可动体30F、以及金属弹簧40。
如图24所示,固定体20F具有壳体21F、支架22F、轴部80、罩部24(参照图25)、线圈(空芯)70F、以及狭缝,并具有在狭缝配置有线圈70F的E型形状芯部504F和电源供给部25。
另一方面,可动体30F具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60F、以及固定有磁体60F和轴承部52F的轭部90。
振动促动器10F具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形的固定体20F。
壳体21F形成为与壳体21相同,具有侧视时呈圆弧状的周壁部,并在沿长度方向的一侧壁(背面侧壁)侧配置有E型形状芯部504F,在与一侧壁在周向上对置的另一侧壁侧,经由支架22F固定有轴部80。
轴部80在插通有可动体30F的轴承部52F的状态下,在其两端部由支架22F支撑,并配置在与以壳体21F的圆弧(弯曲面)作为圆周的圆的中心轴平行的线上。此外,壳体21F通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
支架22F在壳体21F内经由轴部80将可动体30F支撑为沿轴向移动自如。
并且,在轴部80中,在沿长度方向从轴承部52F突出的部位,外插有以夹着轴承部52F的方式外插的金属弹簧40。轴承部52F以及E型形状芯部504F由被夹着的金属弹簧40施力以便位于长度方向的中央部分。
E型形状芯部504F俯视时形成为E字状,并与壳体21F的形状对应地形成。详细而言,形成为与作为壳体21F的弯曲面部的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板状,并沿一侧面的延伸方向固定于壳体21F的一侧面侧。E型形状芯部504F呈以将截面呈圆弧的扁平板状的沿长度方向的一边三等分的方式形成有狭缝的E字状。在E型形状芯部504F中,线圈70F穿过狭缝进行卷绕,并且配置于芯部50F的外周。弯曲板状的芯部50F作为E型形状芯部504F中的中央凸部(中央凸极)发挥功能。E型形状芯部504F具有相对于中央凸部相邻地一体形成于长度方向两侧并与芯部50F相同地向磁体60F侧突出的芯部片505F。
线圈70F以在芯部50F的周围包围与磁体60F的磁极面61F对置的对置面51F的方式卷绕在芯部50F的外周,并与电源供给部25连接。通过从电源供给部25供电来对线圈70F进行励磁。
磁体60F具有磁极面61F作为多个磁极。在本实施方式中,如图23~图25以及图27所示,在磁极面61F交替地配置有四个不同的磁极。即,磁体60F与E型形状芯部504F的对置面对置,并配置为交替地以不同的极性沿壳体21F的长度方向(轴中心方向)排列。
磁极面61配置为相对于E型形状芯部504F的对置面51F、506F隔开规定间隔地对置且与它们平行。
此处,如图26所示,磁极面61F和对置面51F、506F相对于圆弧状的底面27的切线方向倾斜。这样,磁极面61F和对置面51F、506F倾斜,从而磁极面61F和对置面51F、506F在弯曲的壳体21F内的有限的空间内能够极力地增大相互对置的面积。由此,在驱动磁路后,能够使磁通高效地集中来实现高输出化。
此外,如图26所示,磁体60F的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504F的高度设为大体相同的长度。由此,能够限制可动体30F的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30F沿长度方向(轴向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
磁体60在相对于E型形状芯部504F的周向相反侧粘结于轭部90,并且轭部90与轴承部52F形成为一体。轴承部52F供轴部80来插通,由烧结套筒轴承形成。轴承部52F铆接固定于轭部90。
并且,轴承部52F经由金属弹簧40被弹性支撑。由此,在未向线圈70F供电的情况下,可动体30F由金属弹簧40以及磁性弹簧施力以便在壳体21F(固定体20F)内位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心。
并且,在壳体21F内,在与可动体30F的驱动方向正交的方向上对置地配置有具有作为磁性体的芯部片505F、芯部50F的E型形状芯部504F和磁体60F。由此,在E型形状芯部504F与磁体60F间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30F。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70F供给电源的情况下,也成为对包括芯部50F、芯部片505F在内的可动体30A施加预压的状态。
因而,磁体60F相对于固定体20F(主要为壳体21F等)成为绕轴部80的旋转被限制(止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
这样,利用金属弹簧40、以及基于磁体60F和E型形状芯部504F所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30F(磁体60F、轭部90、轴承部52F)。
并且,固定体20F除具有壳体21F、罩部24F之外还具有粘结于壳体21F且卷绕有线圈70F的E型形状芯部504F、轴部80、以及支架22F。可动体30F具有磁体60F、粘结固定于磁体60F的轭部90、以及铆接固定于轭部90的作为烧结套筒的轴承部52F。
若经由电源供给部25向线圈70F供电来进行励磁,则E型形状芯部504F的芯部50F带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。
具体而言,芯部50F通过从电源供给部25向线圈70F供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50F本身励磁,从而具有磁体60F的可动体30F沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图24)进行往复移动(往复振动)。
例如,如图27所示,将磁体60F的极性(磁极面61F)设为在长度方向上排列的N极、S极地将可动体30F安装于轭部90。磁体60F的磁极面61F配置为与成为芯部50F、芯部片505F的磁极面的对置面51F、506F对置且在长度方向上交替地排列磁极。此处,对置的彼此的极性的个数为磁体4:芯部3。此外,彼此的极数之比也可以是磁体:芯部=2:3或3:2。并且,从电源供给部25向线圈70F供给与可动体30F的共振频率fr大致相等的频率的交流来对线圈70F进行励磁。向线圈70F分别供给电流使芯部50F的极性为N极,并使夹着芯部50F的位置的芯部片505的极性为S极。这样,磁体60F向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70F供给电流使芯部50F、芯部片505的极性为S极、N极,则具备磁体60F的可动体30F向与F1方向正相反的-F1方向驱动。
通过反复进行上述操作,可动体30F的磁体60F以成为驱动基准位置的位置、此处为磁极面61F的长度方向的中心(N极和S极的边界位置)与E型形状芯部504F的中心的对置面51F的N极的中心位置重叠的位置亦即图24以及图27所示的可动体30F的位置作为基准地沿长度方向朝两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,在振动促动器10F中,E型形状芯部504F即芯部50F的对置面51F以及芯部片505F的对置面506F因从电源供给部25向线圈70F输入的交流波而被磁化,相对于可动体30F侧的磁体60F的磁极面61F有效地产生磁吸引力以及推斥力。由此,能够在底面27的背面侧使可动体30F高效地在沿相互对置的面的方向上、即在沿芯部50F的对置面51F及芯部片505F的对置面506F与磁体60F的靠可动体30F侧的磁极面61F等彼此的面的方向上驱动。
根据振动促动器10F,能够得到与上述的<效果1>~<效果6>相同的效果,并且进一步能够得到以下的效果。
由于磁体60F以及与磁体60F对置的E型形状芯部504F的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30F稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。除此之外,由于利用磁体60F的磁吸引力来限制可动体30F的位置,所以能够防止可动体30J与壳体21F以及罩部24F的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30F适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,在固定体20F的E型形状芯部504F中,对置面51F、506F配置为通过向线圈70F供电而在中央的对置面51F的两侧成为与该中央的对置面51F不同的磁极。另一方面,磁体60F配置为,E型形状芯部504F的芯部50F以及芯部片505F的中央部分位于磁极面61F中不同的四个极面的边界部分。
由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30F的磁体60F可动时,能够在长度方向上平衡良好地发挥推力。
并且,通过将线圈70F设于可动体30F,能够增加可动体30F的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于是能够增加磁极数的构造,所以与芯部以及磁体的磁极数是芯部1-2极的构造相比,能够与增加磁极数相应地提高变换效率,不仅如此还能够增加磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件放宽,从而能够实现作为振动促动器10F的设计自由度的提高。
并且,在振动促动器10F的固定体20F配置有在中央凸部(芯部50F)卷绕有线圈70F的E型形状芯部504F,并在可动体30F配置有多极(2极至4极,此处为4极)的磁体60F(与磁体的极数X相比,芯部的极数是X+1或者X-1)。由此,与使用现有的VCM的推力产生原理并根据作用反作用的法则使芯部可动的情况比较,能够增大质量,从而能够实现高输出化。
根据本实施方式,与现有的VCM比较,能够缩小磁阻,提高能量变换效率,从而能够实现高输出化。
并且,仅将组装可动体30F和轴部80而成的组装品、以及组装固定体20F的线圈70F和E型形状芯部504F而成的组装品放入壳体21F,就能够制造振动促动器10F。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60F配置于可动体30F侧,将要被供电的线圈70F配置于固定体20F侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图23~图27所示的实施方式4的振动促动器10F的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式4的变形例)
图28是示出作为实施方式4的振动促动器10F的变形例的振动促动器10G的内部结构的立体图,图29是示出上述振动促动器10G的内部结构的俯视图。图30是上述振动促动器10G的分解立体图,图31是示出上述振动促动器10G的主要部分结构的位置关系的侧视图。
如图28所示,振动促动器10G使振动促动器10F的外形形成为平板状而成,并与此对应地使各构成部件从圆弧状形成至与平板状对应的形状。
振动促动器10G由具有与振动促动器10F的构成要件的功能相同的功能的构成要件构成,并具有与振动促动器10F的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造。
因而,对于振动促动器10G的构成要件而言,对与振动促动器10F相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
固定体20G具有壳体21G、支架22G、轴部80、罩部24(参照图25)、以及狭缝,并具有在该狭缝配置有线圈(空芯)70G的E型形状芯部504G和与线圈70G连接的电源供给部25。另一方面,可动体30G具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60G、以及固定有磁体60G和轴承部52G的轭部90。振动促动器10G具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形的固定体20G。利用金属弹簧40、以及基于磁体60G和E型形状芯部504G所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30G(磁体60G、轭部90G、轴承部52G)。
在壳体21G的沿长度方向的一侧壁侧配置有E型形状芯部504G,并在与一侧壁在周向上对置的另一侧壁侧,经由支架22G固定有轴部80。轴部80沿壳体21G的长度方向配置,在插通于可动体30G的轴承部52G的状态下,由支架22G支撑在其两端部。支架22G在壳体21G内经由轴部80将可动体30G支撑为沿长度方向移动自如。并且,在轴部80且在轴承部52G的两侧外插有金属弹簧40。若经由电源供给部25向线圈70F供电来进行励磁,则E型形状芯部504G带磁,并且根据对置配置的磁体60F的磁极的关系来产生推力。在E型形状芯部504G中,芯部50G与芯部片505G以不同的极性进行励磁,从而具有与E型形状芯部504G对置配置的磁体60G的可动体30G沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图24)进行往复移动(往复振动)。振动促动器10G中的可动体30G的动作与图27所示的动作相同。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。振动促动器10G起到与平面形状的振动促动器10A、10C、10E相同的作用效果。
(实施方式5)
图32是示出本发明的实施方式5的振动促动器10H的结构的外观图,图33是示出上述振动促动器10H的内部结构的俯视图。此外,图32以及图33中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10H。此外,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。并且,图34是上述振动促动器10H的分解立体图,图35是用于说明可动体30H的动作的图,具体为示意性地示出振动促动器10H的磁路结构的俯视剖视图。此外,图35中省略了磁路结构以及可动体30H以外的构成要件(例如,图32~34所示的保持弹簧部40H等)。
图32~图35所示的振动促动器10H是对可动体施加预压的磁路构造,其中,可动体具备磁体和轭部,固定体具备线圈和芯部。对于振动促动器10H的结构中的预压而言,由于如上所述地没有轴,所以限制可动方向以外的动作(此处为保持弹簧部40H等板簧的扭曲方向的动作、与可动方向的动作垂直的方向的动作等)。此外,对于振动促动器10H的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
振动促动器10H具有固定体20H、可动体30H、以及弹性支撑可动体30H的保持弹簧部40H。
固定体20H具有形成为与壳体21相同的壳体21H、电源供给部25、罩部24(参照图34)、以及具有配置有线圈(空芯)70H的狭缝的E型形状芯部504H。另一方面,可动体30H具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60H和固定有磁体60H的轭部90H。
固定体20H的底面27由弯曲面构成,此处,固定体20H本身的外形形成为截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)。
壳体21H形成为与壳体21相同,具有从底面27的外缘侧视时呈圆弧状的周壁部。周壁部通过圆弧状的两端壁和矩形的侧壁212、214而形成为框状,在周壁部中的沿长度方向的一侧壁(背面侧壁)212侧配置有E型形状芯部504H,并在与一侧壁212在周向上对置的另一侧壁214侧固定有保持弹簧部40H的固定板部41。
在E型形状芯部504H与固定板部41之间配置有可动体30H。此外,壳体21H通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
保持弹簧部40H由金属材料等能够弹性变形的材料形成。保持弹簧部40H连接壳体21H和可动体30H,并将可动体30H支撑为沿以圆弧(弯曲面)作为圆周的圆的中心轴方向(此处为长度方向)移动自如。
此处,保持弹簧部40H通过对细长带状的金属板进行加工来形成。在保持弹簧部40H中,臂部43分别大致沿正交方向从固定于壳体21的另一侧壁214的带状的固定板部41的两端部突出。
臂部43形成为相同形状且相互对置地配置,并且分别形成为底边成为沿底面27的形状的圆弧板状。
臂部43固定于轭部90H的朝向磁体60H侧相互接近的两侧面中的靠磁体60H侧的端部。臂部43除前端部以外,从轭部90H的两侧面离开,在臂部43的前端部夹持轭部90H,并且通过变形来将轭部90H支撑为能够在长度方向上移动。
保持弹簧部40H以使安装于轭部90H的磁体60H相对于E型形状芯部504H在彼此的长度方向的中心重叠的位置(常态位置)处隔开预定间隔地对置的状态来保持磁体60H。该位置是壳体21H的长度方向的中央部分的位置。根据该结构,在保持弹簧部40H弹性变形了的状态下,通过弹性变形对轭部90H即可动体30H进行施力以便使其位于常态位置。
E型形状芯部504H在俯视时形成为E字状,形成为与壳体21H的形状对应且在壳体21H内沿长度方向移动自如的大小。详细而言,形成为与作为壳体21H的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板状,并沿一侧壁214的延伸方向固定于壳体21H的一侧壁侧。
在E型形状芯部504H中,在截面呈圆弧的扁平板状的一边部且在将该一边三等分的位置形成有狭缝,由此形成为E字状。即,在E型形状芯部504H中,因狭缝而成为中央凸部(中央凸极)的芯部50H和相对于芯部50H相邻地一体形成于长度方向两侧的芯部片505H分别向磁体60H侧突出地形成。
并且,隔着狭缝而在长度方向上排列的芯部片505H、芯部50H、芯部片505H的前端面是与磁体60H的磁极面61H对置的对置面506H、51H、506H。线圈70H向狭缝进入,并以包围芯部50H的外周的方式卷绕,由此线圈70H配置于芯部50H的外周。
线圈70H以包围对置面51H的方式配置于芯部50H的周围,并且与电源供给部25连接。从电源供给部25向线圈70H供电,由此对E型形状芯部504H的对置面506H、51H、506H进行励磁。
磁体60H具有磁极面61H作为多个磁极。磁极面61H配置为相对于E型形状芯部504H的对置面51H、506H隔开预定间隔地对置且与其平行。
在本实施方式中,如图35所示,在磁极面61H,与E型形状芯部的对置面506H、51H、506H对置且以在壳体21H的长度方向(轴中心方向)上交替地以不同极性排列的方式配置有四个极性。
磁极面61H和对置面51H、506H也可以相对于圆弧状的底面27以任意角度倾斜。例如使相互平行的磁极面61H和对置面506H、51H、506H比使它们位于在侧视时以圆弧作为圆周的圆的半径上的情况更倾斜,能够在弯曲的壳体21H内的有限的空间内极力地增大对置的面积。由此,在驱动磁路后,能够使磁通高效地集中来实现高输出化。
此外,在本实施方式中,如图26所示的磁体60F和芯部片505F那样,磁体60H的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504H的高度设为大体相同的长度。由此,能够限制可动体30H的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30H沿长度方向(轴向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
磁体60H在相对于E型形状芯部504H的周向相反侧粘结于轭部90H。轭部90H的侧视时的形状呈圆弧状,并且俯视时呈等腰梯形。在轭部90H中,在当俯视时成为梯形的上底和下底的边部中较长的边部粘结有磁体60H,并使较短的边部与固定板部41对置。经由保持弹簧部40H的臂部43从另一侧壁214侧对轭部90H进行弹性支撑。
并且,在壳体21H内,在与可动体30H的驱动方向正交的方向上对置地配置有具有作为磁性体的芯部片505H、芯部50H的E型形状芯部504H和磁体60H。由此,在E型形状芯部504H与磁体60H间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30H。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70H供给电源的情况下,也成为对包括芯部50H、芯部片505H在内的可动体30H施加预压的状态。
因而,磁体60H相对于固定体20H(主要为壳体21H等)成为绕轴的旋转被限制(所谓止转)且被定位了的状态(可动体的定位)。
这样,在未向线圈70H供电的情况下,利用保持弹簧部40H、以及基于磁体60H和E型形状芯部504H所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30H(磁体60H、轭部90H)。保持弹簧部40H以及磁性弹簧具有对可动体30H进行施力以便在固定体20H内可动体30H位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的功能。
若经由电源供给部25向线圈70H供电,则E型形状芯部504H的芯部50H带磁,E型形状芯部50H本身被励磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。若通过交替地改变向线圈70H流动的电流的朝向,即通过向线圈70H供给交流电流,来对E型形状芯部50H的对置面506H、51H、506H进行励磁,则具有磁体60H的可动体30H在底面27的背面侧沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图33)进行往复移动(往复振动)。
例如,如图35所示,将磁体60H的极性(磁极面61H)设为在长度方向上排列的N极、S极地将可动体30H安装于轭部90H来构成。磁体60H的磁极面61H配置为与成为E型形状芯部504H中的芯部50H、芯部片505H的磁极面的对置面51H、506H对置且在长度方向上交替地排列磁极。
此处,对置的彼此的极性的个数为磁体4:芯部3。此外,彼此的极数之比也可以是磁体:芯部=2:3或3:2。并且,从电源供给部25向线圈70H供给与可动体30H的共振频率Hr大致相等的频率的交流来对线圈70H进行励磁。向线圈70H分别供给电流使芯部50H的极性为N极,并使夹着芯部50H的位置的芯部片505的极性为S极。这样,磁体60H向F1方向驱动。并且,若相反方向地向线圈70H供给电流使芯部50H、芯部片505的极性为S极、N极,则具备磁体60H的可动体30H首先因保持弹簧部40H的弹簧和磁性弹簧而返回至驱动基准位置(常态位置),之后向与F1方向正相反的-F1方向驱动。此外,驱动基准位置此处是指磁极面61H的长度方向的中心(N极与S极的边界位置)与E型形状芯部504H的中心的对置面51H的N极的中心位置重叠的位置,亦即图33以及图35所示的可动体30H的位置。通过反复进行上述操作,可动体30H的磁体60H以驱动基准位置作为基准地沿长度方向向两个方向F(F1方向和-F1方向)进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,在振动促动器10H中,E型形状芯部504H因从电源供给部25向线圈70H输入的交流波而被励磁,也就是说,芯部50H的对置面51H以及芯部片505H的对置面506H被磁化。由此,有效地在对置面506H、51H、506H与可动体30H侧的磁体60H的磁极面61H之间产生磁吸引力以及推斥力。
由此,能够无支撑部件地使可动体30H高效地在沿相互对置的面的方向上、即在沿芯部50H的对置面51H及芯部片505H的对置面506H与磁体60H的靠可动体30H侧的磁极面61H等彼此的面的方向上驱动。
根据振动促动器10H,能够得到与上述的<效果1>~<效果6>以及<效果8>相同的效果,并且进一步能够得到以下的效果。
利用磁性弹簧以被施加了预压的状态来弹性支撑可动体30H,并且可动体30H由保持弹簧部40H保持。
由此,在壳体21H内,即使与可动体30H之间的间隙较窄,也能够无干涉地进行组装。并且,由于可动体30H的轨迹稳定,所以设计变得容易,并且能够进行可动体30H稳定的驱动。
并且,由于不具有用于支撑可动体30H的轴部80,所以保持弹簧部40H是板簧,此时能够减少轴固定所需要的空间从而容易实现轻薄化。
由于磁体60H以及与磁体60H对置的E型形状芯部504H的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30H稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。
除此之外,由于利用磁体60H的磁吸引力来限制可动体30H的位置,所以能够防止可动体30J与壳体21H以及罩部24的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30H适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,在固定体20H的E型形状芯部504H中,对置面51H、506H配置为通过向线圈70H供电而在中央的对置面51H的两侧成为与该中央的对置面51H不同的磁极。另一方面,磁体60H配置为,E型形状芯部504H的芯部50H以及芯部片505H的中央部分位于磁极面61H中不同的四个极面的边界部分。
由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30H的磁体60H可动时,能够在长度方向上平衡良好地发挥推力。
并且,通过将线圈70H设于可动体30H,能够增加可动体30H的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于是能够增加磁极数的构造,所以与芯部以及磁体的磁极数是芯部1-2极的构造相比,能够与增加磁极数相应地提高变换效率,不仅如此还能够增加磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件放宽,从而能够实现作为振动促动器10H的设计自由度的提高。
并且,在振动促动器10H的固定体20H配置有在中央凸部(芯部50H)卷绕有线圈70H的E型形状芯部504H,并在可动体30H配置有多极(2极至4极,此处为4极)的磁体60H(与磁体的极数X相比,芯部的极数是X+1或者X-1)。由此,与使用现有的VCM的推力产生原理并根据作用反作用的法则使芯部可动的情况比较,能够增大质量,从而能够实现高输出化。
这样,根据本实施方式,与现有的VCM比较,能够缩小磁阻,提高能量变换效率,从而能够实现高输出化。
并且,仅将组装保持弹簧部40H和可动体30H而成的组装品、以及组装固定体20H的线圈70H和E型形状芯部504H而成的组装品放入壳体21H,就能够制造振动促动器10H。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60H配置于可动体30H侧,将要被供电的线圈70H配置于固定体20H侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器10H的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图32~图36所示的实施方式5的振动促动器10H的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式5的变形例)
图36~图38示出作为振动促动器10H的变形例的振动促动器10I。
如图36所示,振动促动器10I使振动促动器10的外形形成为平板状而成,并与此对应地使各构成部件从圆弧状形成至与平板状对应的形状。
振动促动器10I由具有与振动促动器10H的构成要件的功能相同的功能的构成要件构成,并具有与振动促动器10H的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造。此外,磁路构造以及可动体30I的动作与图35所示的磁路构造以及可动体30H相同。
以下,对于振动促动器10I的构成要件而言,对与振动促动器10H相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
振动促动器10I具有平板状的固定体20I、可动体30I、以及弹性支撑可动体30I的保持弹簧部40I。
固定体20I具有平板状的壳体21I、电源供给部25、罩部24(参照图34)、以及有配置有线圈(空芯)70I的狭缝的E型形状芯部504I。另一方面,可动体30I具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极)的磁体60I和固定有磁体60I的轭部90I。磁体60I的保持弹簧部40I由金属材料等能够弹性变形的材料形成。保持弹簧部40I以将可动体30I支撑为运动自如的方式固定于壳体21I。保持弹簧部40I将可动体30I支撑为能够沿以圆弧(弯曲面)作为圆周的圆的中心轴方向(此处为长度方向)移动自如。此外,上述壳体21I、罩部24A(参照图34)、线圈(空芯)70I、E型形状芯部504I、磁体60I、轭部90I、以及保持弹簧部40I等除使壳体21H、罩部24、线圈70H、E型形状芯部504H、磁体60H、轭部90H、以及保持弹簧部40H形成为平板状的结构以外,具有相同的结构功能。
即,利用保持弹簧部40H、以及基于磁体60I和E型形状芯部504I所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30I(磁体60I、轭部90I)。若经由电源供给部25向线圈70I供电来进行励磁,则E型形状芯部504I带磁,并且根据对置配置的磁体60I的磁极的关系来产生推力。在E型形状芯部504I中,芯部50I和芯部片505I以不同的极性进行励磁,从而具有与E型形状芯部504I对置配置的磁体60I的可动体30I沿长度方向、即与周向正交的F方向(参照图37)进行往复移动(往复振动)。振动促动器10I中的可动体30I的动作与图35所示的动作相同。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。振动促动器10I起到与平面形状的振动促动器10A、10C、10E相同的作用效果。
(实施方式6)
图39是示出本发明的实施方式6的振动促动器10J的结构的外观图,图40是示出上述振动促动器10J的内部结构的俯视图。此外,图39以及图40中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10J以便能够观察到内部结构。此外,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。并且,图41是上述振动促动器10J的分解立体图。
图39~图41所示的振动促动器10J是与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造,其中,固定体具备线圈和芯部,可动体具备磁体和轭部。此外,对于振动促动器10J的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
如图39所示,振动促动器10J具有固定体20J、和不经由金属弹簧而通过磁性弹簧运动自如地支撑于固定体20J的可动体30J。
如图40所示,固定体20J具有壳体21J、支架22J、轴部80、罩部24(参照图41)、线圈(空芯)70J、在狭缝配置有线圈70J的E型形状芯部504J、以及电源供给部25。
另一方面,可动体30J具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极,图39~图41中为4极)的磁体60J、以及固定有磁体60J和轴承部52J的轭部90J。此外,若是轴承部52J未吸附于轴部80的结构,则也可以使轴承部52J与轭部90J形成为一体。
固定体20J具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形。壳体21J与壳体21相同地形成为侧视时呈圆弧状,并从底面27的外周起竖立设有周壁部。沿周壁部的在长度方向上的一侧壁(背面侧壁)212的内侧配置有E型形状芯部504J,并经由支架22J沿与一侧壁212在周向上对置的另一侧壁214的内侧固定有轴部80。
轴部80以插通于可动体30J的轴承部52J的状态在其两端部固定于支架22J。轴部80配置在与以壳体21J的圆弧(弯曲的底面27的截面形状)作为圆周的圆的中心轴平行的线上。此外,壳体21J通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
支架22J在壳体21J内经由轴部80将可动体30J支撑为沿轴向移动自如。
E型形状芯部504J与可动体30J对置地配置在壳体21J内。E型形状芯部504J沿一侧面的延伸方向固定于壳体21J的一侧面侧。E型形状芯部504J与壳体21J的形状对应地形成,并以将与作为壳体21J的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板的沿长度方向的一边三等分的方式形成狭缝,从而形成为俯视时呈E字状。E型形状芯部504J形成为被狭缝所夹,并且具有弯曲板状的中央凸部(作为中央凸极的芯部50J)、和相对于中央凸部相邻地一体形成于长度方向两侧且与芯部50J相同地向磁体60J侧突出的芯部片505J。线圈70J穿过狭缝而卷绕在芯部50J的外周。
芯部50J以及芯部片505J具有与磁体60J的磁极面61J对置地配置的对置面51J、506J。
线圈70J以包围芯部50J的对置面51J的方式配置于芯部50J的外周,并且与电源供给部25连接。通过从电源供给部25向线圈70J供电来对线圈70J进行励磁。
磁体60J的磁极面61J具备多个磁极。此处,在本实施方式中,如图39~图41所示,在磁极面61J,交替地在壳体21J的长度方向(轴中心方向)上排列地配置、且与E型形状芯部的对置面51J、506J对置地配置有四个不同的磁极。
此处,磁极面61J和对置面51J、506J同图26的实施方式4的磁极面61F和对置面51F、506F的结构相同地相对于圆弧状的底面27的切线方向倾斜。这样,磁极面61J与对置面51J、506J相互平行地倾斜,从而磁极面61J和对置面51J、506J能够在弯曲的壳体21J内的有限的空间内极力地增大相互对置的面积。由此,在驱动磁路后,能够使磁通高效地集中来实现高输出化。并且,若将磁体60J的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504J的高度设为大体相同的长度,则能够限制可动体30J的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30J沿长度方向(轴向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
磁体60J在相对于E型形状芯部504J的周向相反侧粘结于轭部90J,并且轭部90J与轴承部52J形成为一体。轴承部52J供轴部80来插通,由烧结套筒轴承形成。轴承部52J铆接固定于轭部90J。
在壳体21J内,在与可动体30J的驱动方向正交的方向上对置地配置有具有作为磁性体的芯部片505J、芯部50J的E型形状芯部504J和磁体60J。由此,在E型形状芯部504J与磁体60J间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30J。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70J供给电源的情况下,也成为对包括芯部50J、芯部片505J在内的可动体30J施加预压的状态。
因而,磁体60J相对于固定体20J(主要为壳体21J)成为绕轴部80的旋转被限制(止转)且被定位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的状态(可动体的定位)。
若经由电源供给部25向线圈70J供电来进行励磁,则E型形状芯部504J的芯部50J带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。具体而言,芯部50J通过从电源供给部25向线圈70供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50J本身励磁,从而具有磁体60J的可动体30J沿长度方向、即与周向正交的J方向(例如参照图40)进行往复移动(往复振动)。也就是说,可动体30J相对于固定体20J(具体为在底面27的背面侧)在沿磁体60J与芯部50J彼此的对置面61J、51J的方向上进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,在振动促动器10J中,E型形状芯部504J、即芯部50J的对置面51J以及芯部片505J的对置面506J因从电源供给部25向线圈70J输入的交流波而被磁化,从而相对于可动体30J侧的磁体60J的磁极面61J有效地产生磁吸引力以及推斥力。由此,能够使可动体30J高效地在沿相互对置的面的方向上、即在沿芯部50J的对置面51J及芯部片505J的对置面506J与可动体30J侧的磁体60J的磁极面61J等彼此的面的方向上驱动。
根据振动促动器10J,能够得到与上述的效果1~效果8相同的效果,并且利用基于磁体60J以及E型形状芯部504J所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30J(磁体60J、轭部90J、轴承部52J)。即,由于不使用金属弹簧就能够将可动体30J弹性支撑为运动自如,所以不需要考虑使用金属弹簧时的金属弹簧的材料疲劳,从而提高振动促动器的可靠性。
另外,能够得到以下的效果。
并且,由于磁体60J以及与磁体60J对置的E型形状芯部504J的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30J稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。除此之外,由于利用磁体60J的磁吸引力来限制可动体30J的位置,所以能够防止可动体30J与壳体21J以及罩部24J的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30J适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,在固定体20J的E型形状芯部504J中,对置面51J、506J配置为通过向线圈70J供电而在中央的对置面51J的两侧成为与该中央的对置面51J不同的磁极。另一方面,磁体60J配置为,E型形状芯部504J的芯部50J以及芯部片505J的中央部分位于磁极面61J中不同的四个极面的边界部分。
由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30J的磁体60J可动时,能够在长度方向上平衡良好地发挥推力。
并且,通过将线圈70J设于可动体30J,能够增加可动体30J的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于是能够增加磁极数的构造,所以与芯部以及磁体的磁极数是芯部1-2极的构造相比,能够与增加磁极数相应地提高变换效率,不仅如此还能够增加磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件放宽,从而能够实现作为振动促动器10J的设计自由度的提高。
并且,在振动促动器10J的固定体20J配置有在中央凸部(芯部50J)卷绕有线圈70J的E型形状芯部504J,并在可动体30J配置有多极(2极至4极,此处为4极)的磁体60J(与磁体的极数X相比,芯部的极数是X+1或者X-1)。由此,与使用现有的VCM的推力产生原理并根据作用反作用的法则使芯部可动的情况比较,能够增大质量,从而能够实现高输出化。
根据本实施方式,与现有的VCM比较,能够缩小磁阻,提高能量变换效率,从而能够实现高输出化。
并且,仅将组装可动体30J和轴部80而成的组装品、以及组装固定体20J的线圈70J和E型形状芯部504J而成的组装品放入壳体21J,就能够制造振动促动器10J。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60J配置于可动体30J侧,将要被供电的线圈70J配置于固定体20J侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图39~图41所示的实施方式6的振动促动器10J的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式7)
图42是本发明的实施方式7的振动促动器10K的分解立体图,图43是示出上述振动促动器10K的内部结构的俯视图。此外,图43中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10K以便能够观察到内部结构。此外,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。
图42以及图43所示的振动促动器10K是与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造,其中,固定体具备线圈和芯部,可动体具备磁体、轭部以及轴部。此外,对于振动促动器10K的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同名称来进行说明。
如图42所示,振动促动器10K具有固定体20K、金属弹簧40、以及由金属弹簧40和磁性弹簧弹性支撑为运动自如的可动体30K。
如图42所示,固定体20K具有壳体21K、支架22K、轴承部52K、罩部24(参照图42)、线圈(空芯)70K、在狭缝配置有线圈70K的E型形状芯部504K、以及电源供给部25。
另一方面,可动体30K具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极,图42~图43中为4极)的磁体60K、轴部80、以及固定有磁体60K的轭部90K。
固定体20K具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形。壳体21K与壳体21相同地形成为侧视时呈圆弧状,并从底面27的外周竖立设有周壁部。沿周壁部的在长度方向上的一侧壁(背面侧壁)212的内侧配置有E型形状芯部504K,并沿与一侧壁212在周向上对置的另一侧壁214的内侧固定有支架22K。支架22K经由轴部80将可动体30K支撑为能够沿轴部80的轴向、即与圆弧的中心轴平行的方向运动自如。
E型形状芯部504K在壳体21K内与可动体30K对置地配置。E型形状芯部504K与壳体21K的形状对应地形成,并以将与作为壳体21K的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板的沿长度方向的一边三等分的方式形成狭缝,由此形成为俯视时呈E字状。E型形状芯部504K形成为被狭缝所夹,并且具有弯曲板状的中央凸部(芯部)50K、和相对于中央凸部相邻地一体形成于长度方向两侧且与芯部50K相同地向磁体60K侧突出的芯部片505K。线圈70K穿过狭缝而卷绕在芯部50K的外周。
芯部50K以及芯部片505K具有与磁体60K的磁极面61K对置地配置的对置面51K、506K。
线圈70K以包围芯部50K的对置面51K的方式配置于芯部50K的外周,并且与电源供给部25连接。通过从电源供给部25向线圈70K供电来对线圈70K进行励磁。
磁体60K的磁极面61K具备多个磁极。此处,在本实施方式中,如图42~图43所示,在磁极面61K,交替地在壳体21K的长度方向(轴中心方向)上排列配置、且与E型形状芯部的对置面51K、506K对置地配置有四个不同的磁极。
此外,若将磁体60K的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504K的高度设为大体相同的长度,则能够限制可动体30K的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30K沿长度方向(轴向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
磁体60K通过在相对于E型形状芯部504K的周向相反侧粘结于轭部90K来被固定,并在轭部90K插通并固定有轴部80。
在轴部80插通于可动体30K的轴承部52K的状态,其两端部沿轴向移动自如地安装于轴承部52K。轴承部52K固定于支架22K,由此,轴部80能够作为可动体30K的一部分而在与以圆弧(弯曲的底面27的截面形状)作为圆周的圆的中心轴平行的线上移动。轴承部52K例如由烧结套筒轴承形成。并且,壳体21K通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
支架22K在壳体21K内将具有与轴部80一体的磁体60K的可动体30K支撑为沿轴向移动自如。
在轴承部52K与轭部90K之间且在轴部80外插有金属弹簧40。
金属弹簧40与其它实施方式的金属弹簧40相同,以使安装于轭部90K的磁体60K相对于E型形状芯部504K在彼此的长度方向的中心重叠的位置(常态位置)处隔开规定间隔地对置的状态来保持磁体60K。
在壳体21K内,在与可动体30K的驱动方向正交的方向上对置地配置有具有作为磁性体的芯部片505K、芯部50K的E型形状芯部504K和磁体60K。由此,在E型形状芯部504K与磁体60K间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30K。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70K供给电源的情况下,也成为对包括芯部50K、芯部片505K在内的可动体30K施加预压的状态。
因而,磁体60K相对于固定体20K(主要为壳体21K)成为绕轴部80的旋转被限制(止转)、且被定位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的状态(可动体的定位)。
若经由电源供给部25向线圈70K供电来进行励磁,则E型形状芯部504K的芯部50K带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。具体而言,芯部50K通过从电源供给部25向线圈70K供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50K本身励磁,从而具有磁体60K的可动体30K沿长度方向、即与周向正交的K方向(例如参照图42)进行往复移动(往复振动)。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
根据振动促动器10K,能够得到与上述的<效果1>~<效果8>相同的效果,并且利用基于磁体60K以及E型形状芯部504K所产生的磁吸引力的磁性弹簧来弹性支撑可动体30K(磁体60K、轭部90K、轴承部52K)。
另外,能够得到以下的效果。
并且,由于磁体60K以及与磁体60K对置的E型形状芯部504K的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30K稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。除此之外,由于利用磁体60K的磁吸引力来限制可动体30K的位置,所以能够防止可动体30K与壳体21K以及罩部24的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30K适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
除此之外,在振动促动器10K中,由于轴部80可动,所以即使在当振动促动器的设计时可动体30K的质量不足的情况下,也能够将轴部80的质量增加至可动体30K的质量,由此能够实现振动促动器10K输出的增加。
并且,在固定体20K的E型形状芯部504K中,对置面51K、506K配置为通过向线圈70K供电而在中央的对置面51K的两侧成为与该中央的对置面51K不同的磁极。另一方面,磁体60K配置为,E型形状芯部504K的芯部50K以及芯部片505K的中央部分位于磁极面61K中不同的四个极面的边界部分。
由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30K的磁体60K可动时,能够在长度方向上平衡良好地发挥推力。
并且,通过将线圈70K设于可动体30K,能够增加可动体30K的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于是能够增加磁极数的构造,所以与芯部以及磁体的磁极数是芯部1-2极的构造相比,能够与增加磁极数相应地提高变换效率,不仅如此还能够增加磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件放宽,从而能够实现作为振动促动器10K的设计自由度的提高。
并且,在振动促动器10K的固定体20K配置有在中央凸部(芯部50K)卷绕有线圈70K的E型形状芯部504K,并在可动体30K配置有多极(2极至4极,此处为4极)的磁体60K(与磁体的极数X相比,芯部的极数是X+1或者X-1)。由此,与使用现有的VCM的推力产生原理并根据作用反作用的法则使芯部可动的情况比较,能够增大质量,从而能够实现高输出化。
根据本实施方式,与现有的VCM比较,能够缩小磁阻,提高能量变换效率,从而能够实现高输出化。
并且,仅将组装可动体30K和轴部80而成的组装品、以及组装固定体20K的线圈70K和E型形状芯部504K而成的组装品放入壳体21K,就能够制造振动促动器10K。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60K配置于可动体30K侧,将要被供电的线圈70K配置于固定体20K侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图42~图43所示的实施方式7的振动促动器10K的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式8)
图44是本发明的实施方式8的振动促动器10L的分解立体图,图45是示出上述振动促动器10L的内部结构的俯视图。此外,图45中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10L以便能够观察到内部结构。此外,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。
图44以及图45所示的振动促动器10L是与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造,其中,固定体具备线圈和芯部,可动体具备磁体和轭部。此外,对于振动促动器10L的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
如图44以及图45所示,振动促动器10L具有固定体20L、金属弹簧40、以及由金属弹簧40和磁性弹簧弹性支撑为运动自如的可动体30L。振动促动器10L与图23所示的振动促动器10F比较,仅在可动体30L中的轭部90L附加有高比重材料的结构不同,其它结构大致相同。因而,对振动促动器10L的构成要件中具有与振动促动器10F相同的功能的构成要件标注相同的名称、相同的符号并省略说明。
在图44所示的振动促动器10L中,固定体20L形成为与固定体20F(参照图23)大致相同,具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形。在固定体20L中,在壳体21L内配置支架22L、和在狭缝配置有线圈70L的E型形状芯部504L。在E型形状芯部504L设有与线圈70L连接的电源供给部25。并且,在支架22L,经由轴部80将可动体30L支撑为沿长度方向(与圆弧的中心轴平行)移动自如。
此外,可动体30L在支架22L与轴承部52L之间且由外插于轴部80的金属弹簧40保持为磁体60L的长度方向的中心位置以对置的状态位于与E型形状芯部504L的长度方向的中心重叠的位置(常态位置)。此外,壳体21L通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
可动体30L具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极,图44以及图45中为4极)的磁体60L、以及固定有磁体60L的轭部90L。
在轭部90L附加有例如与由构成轭部90L本身的SECC等材料形成的轭部主体92相比比重较高的高比重材料94。此处,作为高比重材料94,例如使用钨或者钨合金等。在该情况下,作为可动体30L(其它实施方式的可动体也相同)的构成材料,使用SECC、电磁不锈钢作为轭部或者芯部,使用Nd烧结磁体作为磁体,并且使用铜作为线圈。例如,作为比重的参考值,SECC:7.8,Nd烧结磁体:7.4~7.6,铜:8.9,钨:16~19。
此外,E型形状芯部504L与可动体30L对置地配置在壳体21L内。E型形状芯部504L与壳体21L的形状对应地形成,并以将与作为壳体21L的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板的沿长度方向的一边三等分的方式形成狭缝,由此形成为俯视时呈E字状。E型形状芯部504L形成为被狭缝所夹,并且具有弯曲板状的中央凸部(芯部)50L、和相对于中央凸部相邻地一体形成于长度方向两侧且与芯部50L相同地向磁体60L侧突出的芯部片505L。线圈70L穿过狭缝而卷绕在芯部50L的外周。
芯部50L以及芯部片505L具有与磁体60L的磁极面61L对置地配置的对置面51L、506L。
线圈70L以包围芯部50L的对置面51L的方式配置于芯部50L的外周,并且与电源供给部25连接。通过从电源供给部25向线圈70L供电来对线圈70L进行励磁。
在磁体60L中,作为与E型形状芯部504L对置的面的磁极面61L具备多个磁极。此处,在本实施方式中,如图44以及图45所示,在磁极面61L,交替地在壳体21L的长度方向(轴中心方向)上排列地配置、且与E型形状芯部的对置面51L、506L对置地配置有四个不同的磁极。此外,磁体60L和E型形状芯部504L的磁极面61L、对置面506L、51L的角度是任意的,例如也可以构成为与如图26所示的振动促动器10F中的磁极面61F、对置面504F、50F的角度的关系相同的关系。
并且,若将磁体60L的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504L的高度设为大体相同的长度,则能够限制可动体30L的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30L沿长度方向(轴向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
在壳体21L内,在与可动体30L的驱动方向正交的方向上对置地配置有具有作为磁性体的芯部片505L以及芯部50L的E型形状芯部504L和磁体60L。由此,在E型形状芯部504L与磁体60L间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30L。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70L供给电源的情况下,也成为对包括芯部50L、芯部片505L在内的可动体30L施加预压的状态。
因而,磁体60L相对于固定体20L(主要为壳体21L)成为绕轴部80的旋转被限制(止转)且被定位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的状态(可动体的定位)。
若经由电源供给部25向线圈70L供电来进行励磁,则E型形状芯部504L的芯部50L带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。具体而言,芯部50L通过从电源供给部25向线圈70L供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50L本身励磁,从而具有磁体60L的可动体30L在底面27的背面侧沿壳体21L的长度方向、即与周向正交的F方向进行往复移动(往复振动)。可动体30L相对于固定体20L在沿磁体60L与芯部50L彼此的对置面61L、51L的方向上进行往复振动。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
根据振动促动器10L,能够得到与上述的<效果1>~<效果8>相同的效果。另外,在振动促动器10L的可动体30L附加有与构成可动体30L的主要构成要件的材料相比比重较高的材料(高比重材料),此处为钨。
例如,在可动体30L的主要构成要件、例如轭部90L、轴承部52L、线圈、磁体等使用SECC、电磁不锈钢等铁系材料、铜线圈、Nd烧结磁体的情况下,其比重为7~9左右。由此,在现有的设计中,在想要增加已决定的大小的可动体的质量的情况下,材质的选定成为课题,但在本实施方式中,在由SECC形成的轭部主体92附加钨亦即高比重材料94来形成可动体30L。
由此,在由SECC形成整个轭部90L的可动体、和作为轭部90L而利用基于SECC的轭部主体92及钨所构成的高比重材料94来形成的可动体中,高比重材料的比重为16~19左右,能够相应地增加可动体质量,结果能够增加输出。
并且,由于磁体60L以及与磁体60L对置的E型形状芯部504L的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30L稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。除此之外,由于利用磁体60L的磁吸引力来限制可动体30L的位置,所以能够防止可动体30L与壳体21L以及罩部24的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30L适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,仅将组装可动体30L和轴部80而成的组装品、以及组装固定体20L的线圈70L和E型形状芯部504L而成的组装品放入壳体21L,就能够制造振动促动器10L。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60L配置于可动体30L侧,将要被供电的线圈70L配置于固定体20L侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图44以及图45所示的实施方式8的振动促动器10L的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式9)
图46是本发明的实施方式9的振动促动器10M的分解立体图,图47是示出上述振动促动器10M的主要部分结构的位置关系的侧视图。
图46以及图47所示的振动促动器10M是与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造,其中,固定体具备线圈和芯部,可动体具备磁体和轭部。此外,对于振动促动器10M的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
具体而言,振动促动器10M在振动促动器10F(参照图23~图27)的结构的基础上,除磁体60F的形状和E型形状芯部504F的形状不同之外,其它结构相同。
即,振动促动器10M具有固定体20M、金属弹簧40、以及由金属弹簧40和磁性弹簧弹性支撑为运动自如的可动体30M。
固定体20M形成为与固定体20F(参照图23)大致相同,具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形。在固定体20M中,在壳体21M内配置支架22M、和在狭缝配置有线圈70M的E型形状芯部504M。在E型形状芯部504M设有与线圈70M连接的电源供给部25。并且,可动体30M经由轴部80沿长度方向(与圆弧的中心轴平行)移动自如地支撑于支架22M。
此外,可动体30M在支架22M与轴承部52M之间且由外插于轴部80的金属弹簧40保持为磁体60M的长度方向的中心位置以对置的状态位于与E型形状芯部504M的长度方向的中心重叠的位置(常态位置)。此外,壳体21M通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
可动体30M具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极,图46以及图47中为4极)的磁体60M、和固定有磁体60M的轭部90M。
磁体60M在相对于E型形状芯部504M的周向相反侧粘结于轭部90M,并且轭部90M与轴承部52M形成为一体。轴承部52M供轴部80来插通,由烧结套筒轴承形成。轴承部52M铆接固定地一体设于轭部90M。在轴承部52M插通有轴部80。可动体30M经由轴部80被支撑为相对于固定体20M沿长度方向、即与圆弧的中心轴平行亦即与中心轴的延伸方向相同的方向运动自如、且亦绕轴部80转动自如。
E型形状芯部504M与可动体30M对置地配置在壳体21M内。E型形状芯部504M与壳体21M的形状对应地形成,并以将与作为壳体21M的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板的沿长度方向的一边三等分的方式形成狭缝,由此形成为俯视时呈E字状。E型形状芯部504M形成为被狭缝所夹,并且具有弯曲板状的中央凸部(芯部)50M、和相对于中央凸部相邻地一体形成于长度方向两侧且与芯部50M相同地向磁体60M侧突出的芯部片505M。线圈70M穿过狭缝而卷绕在芯部50M的外周。
芯部50M以及芯部片505M具有与磁体60M的磁极面61M对置地配置的对置面51M、506M。
在本实施方式中,如图47所示,与振动促动器10F比较,芯部50M以及芯部片505M与磁体60M的磁极面61M配置为相互沿铅垂方向延伸。
在振动促动器10M中,可动体30M的磁体60M由扁平磁体形成。
由此,振动促动器的外形的曲率、轴部80的配置关系也有关系,但能够使磁体60M与E型形状芯部504M之间的气隙的位置、以及支撑可动体30M的轴部80的位置配置于相对于振动促动器10M的中心呈大体对称的位置。也就是说,作为磁体60M,使用通用形状的磁体,由此能够实现振动促动器本身的成本的减少。这是因为,由于是利用磁体60M的磁极面61M与E型形状芯部504M的对置面51M、506M之间的磁吸引力来使可动体30M的位置移动的构造,所以在其调整方面,需要调整磁体60的磁极面61M的角度,从而如实施方式4所示,磁体形状截面呈梯形形状,导致成本增加。
此外,在E型形状芯部504M与磁体60M间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30M。并且,利用该磁吸引力,即使在未向线圈70M供给电源的情况下,也成为对包括芯部50M、芯部片505M在内的可动体30M施加预压的状态。
因而,磁体60M相对于固定体20M(主要为壳体21M)成为绕轴部80的旋转被限制(止转)且被定位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的状态(可动体的定位)。
若经由电源供给部25向线圈70M供电来进行励磁,则E型形状芯部504M的芯部50M带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。具体而言,芯部50M通过从电源供给部25向线圈70M供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50M本身励磁,从而具有磁体60M的可动体30M沿长度方向、即与周向正交的M方向(例如与图27所示的可动体30F的动作相同)进行往复移动(往复振动)。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
并且,由于磁体60M以及与磁体60M对置的E型形状芯部504M的高度(厚度方向的长度)相同,所以磁吸引力的中性点稳定,从而难以在旋转方向上偏移,进而能够使可动体30M稳定地在与高度方向正交的长度方向上线性驱动。除此之外,由于利用磁体60M的磁吸引力来限制可动体30M的位置,所以能够防止可动体30M与壳体21M以及罩部24的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30M适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,仅将组合可动体30M和轴部80而成的组装品、以及组合固定体20M的线圈70M和E型形状芯部504M而成的组装品放入壳体21M,就能够制造振动促动器10M。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60M配置于可动体30M侧,将要被供电的线圈70M配置于固定体20M侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图46以及图47所示的实施方式9的振动促动器10M的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至扁平板状等其它形状。
(实施方式10)
图48是示出本发明的实施方式10的振动促动器10N的结构的外观图,图49是示出上述振动促动器10N的内部结构的俯视图。此外,图48以及图49中,以拆下罩部24后的状态来示出振动促动器10N,在实际的外观图中,与图1所示的振动促动器相同,内部结构由罩部覆盖。并且,图50是上述振动促动器10N的分解立体图,图51是在振动促动器10N中从固定体拆下可动体后的图。
图48~图51所示的振动促动器10N具有在截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形中与振动促动器10的磁路相同地对可动体施加预压的磁路构造。并且,可动体沿圆弧的周向移动。此处,固定体具备线圈和芯部,可动体具备磁体和轭部。
此外,对于振动促动器10N的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
如图48所示,振动促动器10N具有固定体20N、以及通过金属弹簧40和磁性弹簧(由磁体60N、E型形状芯部504N形成)以运动自如的方式弹性支撑于固定体20N的可动体30N。
如图49以及图50所示,固定体20N具有壳体21N、支架22N、轨道80N、罩部24、线圈(空芯)70N、在狭缝配置有线圈70N的E型形状芯部504N、以及电源供给部25。
另一方面,可动体30N与壳体21N的形状对应地形成,此处,也可以形成为具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形。
可动体30N具有在长度方向上交替地配置有多个磁极(例如2极至4极,图48~图51中为4极)的磁体60N、固定有磁体60N的轭部90N、以及固定有轭部的滑块52N。
固定体20N具有截面呈圆弧的扁平板形状(弯曲的扁平板状)的外形的壳体21N,壳体21N与壳体21相同地侧视时形成为圆弧状。在壳体21N中,从底面27的外周沿周壁部的圆弧状的一侧壁212N的内侧配置有E型形状芯部504N。沿与一侧壁212N在周向上对置的另一侧壁214N的内侧固定有弯曲形状的轨道80N。
E型形状芯部504N与壳体21N的形状对应地形成,并具有以将与作为壳体21N的弯曲面的底面27对应的截面呈圆弧的扁平板的沿周向的一边三等分的方式与截面呈圆弧的中心轴平行地切入的狭缝。由此,E型形状芯部504N形成为具有在与周向正交的方向上突出的三个片(芯部50N、芯部片505N)的俯视呈E字状。
E型形状芯部504N与可动体30N对置地配置在壳体21N内。
芯部50N是被狭缝所夹的中央凸部,并相对于该中央凸部在长度方向两侧相邻地一体形成有向磁体60N侧突出的芯部片505N。芯部50N以及芯部片505N与磁体60N对置地配置,并具有与磁体60N的磁极面61N对置地配置的对置面51N、506N。
线圈70N以包围芯部50N的对置面51N的方式配置于芯部50N的外周,并且与电源供给部25连接。通过从电源供给部25向线圈70N供电来对线圈70N进行励磁。
轨道80N沿壳体21N的圆弧(弯曲的底面27的截面形状)配置。此外,壳体21N通过安装罩部24来形成中空的电磁屏蔽件。
轨道80N具有固定于另一侧壁214N的固定板部82和滑动杆84。
滑动杆84沿固定板部82从固定板部82隔开规定间隔地与其对置配置。滑动杆84在突出地设于固定板部82的中央部的肋部86固定,并且两端部沿周向突出而成为自由端。
在滑动杆84外插有多个金属弹簧40,在金属弹簧40彼此之间的部分,滑动自如地卡合可动体30N的滑块52N的滑动爪部525。通过使滑动爪部525与滑动杆84卡合,来沿轨道80N将可动体30N支撑为沿轨道80N的延伸方向移动自如。
可动体30N中,使磁体60N的磁极面61N相对于E型形状芯部504N的对置面51N、506N隔开间隙地对置配置。磁极面61N具有多个磁极。此处,在本实施方式中,如图48~图51所示,在磁极面61N,交替地在可动体30N的移动方向(此处为周向)、即壳体21N的长度方向(周向)上排列地配置有四个不同的磁极。
此外,若将磁体60N的高度(圆弧的径向长度)与E型形状芯部504N的高度设为大体相同的长度,则能够限制可动体30N的位置,即能够以在高度方向上不偏移的方式使可动体30N沿长度方向(周向)振动,从而能够容易地进行间隙的设计。
磁体60N粘结于轭部90N,并且轭部90N固定于滑块52N。在滑块52N中,此处,至少滑动爪部525由烧结金属形成。
这样,在壳体21N内,在沿可动体30N的驱动方向的对置面51N、506N面、磁极面61N,对置地配置有固定体20N所包括且具有作为磁性体的芯部片505N、芯部50N的E型形状芯部504N、以及可动体30N所包括的磁体60N。
由此,在E型形状芯部504N与磁体60N间产生磁吸引力,利用该磁吸引力、所谓磁性弹簧来弹性支撑可动体30N。并且,利用该磁吸引力在E型形状芯部504N与磁体60N之间形成磁性弹簧,由此即使在未向线圈70N供给电源的情况下,也成为对包括芯部50N、芯部片505N在内的可动体30N施加预压的状态。
因而,磁体60N相对于固定体20N(主要为壳体21N)成为绕滑动杆84的旋转被限制(止转)且被定位于长度方向(圆弧或者弯曲的中心轴方向)的中心的状态(可动体的定位)。由此,利用磁体60N的磁吸引力来限制可动体30N的位置,从而能够防止可动体30N与壳体21N以及罩部24的内壁面接触。另外,不另追加用于使可动体30N适当地线性驱动的滑动部件就能够限制位置,从而不会增加成本。
并且,若经由电源供给部25向线圈70N供电来进行励磁,则E型形状芯部504N的芯部50N带磁,并且根据对置配置的磁体的磁极的关系来产生推力。具体而言,芯部50N通过从电源供给部25向线圈70N供给电源而被励磁,来使E型形状芯部50N本身励磁,从而具有磁体60N的可动体30N沿长度方向、及与周向正交的N方向(例如参照图49)进行往复移动(往复振动)。此外,该驱动原理是与通过上述式(1)、(2)、(3)实现的实施方式1的振动促动器10相同的动作原理。
这样,利用在E型形状芯部504N(芯部50N)以及磁体60N间产生的磁吸引力以被施加预压的状态来弹性支撑振动促动器10N的可动体30N,并且利用基于供电的线圈70N的励磁来使可动体30N相对于固定体20N在沿磁体60N与E型形状芯部504N(芯部50N)彼此的对置面的方向上进行往复振动。
即,在振动促动器10N中,E型形状芯部504N即芯部50N的对置面51N以及芯部片505N的对置面506N因从电源供给部25向线圈70N输入的交流波而被磁化,相对于可动体30N侧的磁体60N的磁极面61N有效地产生磁吸引力以及推斥力。由此,能够使可动体30N高效地在沿相互对置的面的方向上、即在沿芯部50N的对置面51N及芯部片505N的对置面506N与可动体30N侧的磁体60N的磁极面61N等彼此的面的方向上驱动。
根据振动促动器10N,能够得到与上述的<效果1>~<效果8>相同的效果,并且可动体30N向与振动促动器10N的圆弧的中心轴方向垂直的方向驱动,因此能够使纵横比反转,并非构成为在圆弧(拱门曲线)的中心方向上较长就能够确保驱动长度即振动量,从而能够提供在圆弧(拱门曲线)的中心方向上较短的促动器。并且,由于成为在圆弧的周向上较长的促动器,所以能够改善可动部的大小、行程的设计自由度。
并且,在固定体20N的E型形状芯部504N中,对置面51N、506N配置为通过向线圈70N供电而在中央的对置面51N的两侧成为与该中央的对置面51N不同的磁极。另一方面,磁体60N配置为,E型形状芯部504N的芯部50N以及芯部片505N的中央部分位于磁极面61N中不同的四个极面的边界部分。
由此,当利用磁吸引力以及磁推斥力使可动体30N的磁体60N可动时,能够在长度方向(周向)上平衡良好地发挥推力。
并且,通过将线圈70N设于可动体30N,能够增加可动体30N的质量,从而能够实现高输出化。并且,与VCM方式比较,能够缩小磁阻,提高变换效率,从而能够实现高输出化。另外,由于是能够增加磁极数的构造,所以与芯部以及磁体的磁极数是芯部1-2极的构造相比,能够与增加磁极数对应地提高变换效率,不仅如此还能够增加芯部以及磁体所产生的磁性弹簧力。因而,弹簧的设计要件变宽,能够实现作为振动促动器10N的设计自由度的提高。
并且,振动促动器10N中,在固定体20N配置有在中央凸部(芯部50N)卷绕有线圈70N的E型形状芯部504N、和配置有多个极数(2极乃至4极,此处为4极)的磁体60N(与磁体的极数X相比,芯部的极数是X+1或者X-1)。由此,与使用现有的VCM的推力产生原理并根据作用反作用的法则使芯部可动的情况比较,能够增大质量,从而能够实现高输出化。
根据本实施方式,与现有的VCM比较,能够缩小磁阻,提高能量变换效率,从而能够实现高输出化。
并且,如图51所示,组装卷绕有线圈70N的E型形状芯部504N,与轨道80N一起固定于壳体21N,组装固定体20N,并边使滑动爪部525与滑动杆84卡合边将组装有可动体30N的组装品收纳至该固定体20N的组装品的壳体21N内,仅如此就能够制造振动促动器10N。因此,组装性变高,也能够容易地进行气隙的调整。
并且,由于将磁体60N配置于可动体30N侧,将要被供电的线圈70N配置于固定体20N侧,所以与使线圈可动的结构比较,也不需要用于向线圈供电的线簧,从而也能够减少部件件数,进而能够实现振动促动器的组装性、可靠性、成本优势的提高。
在图48~图51所示的实施方式10的振动促动器10N的结构中,也可以保持包括磁路在内的结构不变,使外形从扁平的截面呈圆弧状形成至周向作为长度方向的扁平板状等其它形状。
并且,在上述的各振动促动器中,在使用了轴部的结构中,分别以截面呈圆形的例子对轴部80进行说明,构成为利用磁体与芯部的磁吸引力来进行绕轴部的止转,但并不限定于此。例如,也可以构成为使轴部的截面形状的外周的一部分形状变形,相对于该轴部沿轴向滑动自如的外插可动体。
(实施方式11)
图52是示出本发明的实施方式11的振动促动器10P的内部结构的立体图,图53是示出上述振动促动器10P的主要部分结构的位置关系的侧视图。此外,图53示出振动促动器10P的长度方向的中心部分的纵截面。并且,图54是上述振动促动器10P的分解立体图。
图52~图54所示的振动促动器10P与实施方式4的振动促动器10F(参照图23)的结构比较,仅轴部的截面形状以及与其相关的构成要件的形状不同,其它结构相同。因而,对于振动促动器10P的构成要件而言,对与振动促动器10相同的构成要件标注相同的名称和相同的符号并省略说明,对仅形状不同的构成要件标注相同的名称来进行说明。
振动促动器10P具有固定体20P、金属弹簧40、以及由金属弹簧40和磁性弹簧弹性支撑为运动自如的可动体30P。
固定体20P在固定体20F(参照图23)的结构中具有轴部80P、支架22P来代替轴部80、支架22F。
轴部80P具有使截面呈圆形的轴部80的外周的一部分形状变形后的形状。此处,在轴部80P中,外周面的至少一部分具有被平面加工(例如D切割或者两面切割)后的形状。此处,进行在外周面具有平面部88的D切割,从而截面形状的外周缘呈D字。
这样,振动促动器10P具有在外周面追加平面部88后的截面呈D字状的轴部80P。
轴部80P在其两端部处经由以各自的截面形状来外嵌的支架22P而固定于固定体20P。
并且,在该轴部80P,以仅沿轴向滑动自如的方式外嵌有可动体30P的轴承部52P。此外,可动体30P具有轴承部52P、固定有轴承部52的轭部90P、以及磁体60P。轭部90P和磁体60P与实施方式4的轭部90和磁体60F相同,并且,固定体20P的支架22P以外的结构亦即壳体21P、罩部24、线圈(空芯)70P、E型形状芯部504P、以及电源供给部25是与壳体21F、罩部24、线圈(空芯)70F、E型形状芯部504F、以及电源供给部25相同的结构,并具有相同的功能。磁体60P的磁极面61P与E型形状芯部504P的对置面(由芯部50P的对置面51P示出)隔开规定间隔(间隙)地相互平行且对置配置。
在使用了截面呈圆形的轴部的结构的情况下,轴部的约束仅是旋转约束,在仅利用磁体以及芯部间的磁吸引力来进行止转的情况下,有设计制约较大的课题。
与此相对,根据本实施方式,在轴部80P的一部分形成有平面部,从而助于绕轴部80P旋转的可动体30P的旋转约束。也就是说,平面部限制外插于轴部80P本身的可动体30P的绕轴的旋转。由此,不需要仅利用磁吸引力来进行旋转方向的约束(止转),从而磁路设计的设计自由度变高,并且能够进行机械式止转,进而作为振动促动器10P的可靠性变高。更具体而言,在受到了冲击时,能够避免可动体30P的磁体60P与壳体21P或者E型形状芯部504P接触从而破损等的风险。
此外,在上述的各实施方式的振动促动器中,若该结构是具有轴部的振动促动器,则能够应用于任意振动促动器,并且能够起到相同的作用效果。
这样,各实施方式1~10的振动促动器10、10B、10D、10F、10H、10J、10K、10L、10P具备具有沿皮肤配置的呈凹状地弯曲的底面(弯曲面部)27的固定体20、20B、20D、20F、20H、20J、20K、20L、20P。并且,各实施方式1~10的振动促动器10、10B、10D、10F、10H、10J、10K、10L、10P具有设为相对于固定体20、20B、20D、20F、20H、20J、20K、20L、20P在作为弯曲面的底面27上(底面27的内侧)沿底面27往复移动自如并且通过往复移动来经由底面27对皮肤的皮肤组织中的机械受体赋予振动刺激的可动体30、30B、30D、30F、30H、30J、30K、30L、30P。由此,通过可动体30、30B、30D、30F、30H、30J、30K、30L、30P30的往复移动,能够经由底面27对机械受体赋予振动刺激。因此,不改变外形形状就能够更加有效地对使用者赋予振动,从而能够增大使用者的体感振动。这样,能够实现小型化,同时有效地对用户赋予振动。
并且,当然,在各实施方式中,也可以适当地变更其它实施方式所没有的构成要件彼此,并实现变更后的构成要件的功能、效果。
(实施方式12)
图55是示意性地示出本发明的实施方式12的可佩戴式终端100的主要部分结构的图。可佩戴式终端100由用户带在身上来使用。此处,可佩戴式终端100作为通过振动来向穿戴有可佩戴式终端100的用户通知所连接的通信终端的来电的所谓可佩戴式输入设备发挥功能。
图55所示的可佩戴式终端100具有通信装置110、处理装置120、作为驱动装置的振动促动器130、以及箱体140。振动促动器130的底面27沿箱体140的内周面142配置,底面27与内周面142以紧贴的状态配置。
箱体140形成为环状,此处佩戴于用户的手指。此时,内周面142紧贴地配置在皮肤上。并且,使振动促动器130的内周面142位于作为佩戴部位的指腹部分上。由此,以紧贴于机械受体密集的部位的方式佩戴振动促动器130。通信装置110通过无线通信而与未图示的移动电话、智能手机、便携式游戏机等无线通信终端连接,例如接收来自无线通信终端的信号并向处理装置120输出。
对于通信装置110而言,例如来自无线通信终端的信号例如是以Bluetooth(注册商标,蓝牙)等通信方式进行接收的无线通信终端的来电信号等。在处理装置120中,由变换电路部将被输入的信号变换成振动促动器130的驱动信号,并经由与振动促动器130的电源供给部25连接的驱动电路部(图示省略)向振动促动器130供给,由此驱动振动促动器130。由此,可动体振动而可佩戴式终端100振动。可佩戴式终端100的箱体140呈环状,可动体沿振动促动器130的底面27进行往复振动。这样,可动体在底面27上进行往复滑动移动而产生的振动经由底面27、内周面142而直接作为振动刺激向机械受体传递。由此,不改变外形形状就能够更加有效地对使用者赋予振动,从而能够增大使用者的体感振动。
由此,与将振动促动器配置于手指背上、或远离指腹部分的位置,例如在浮起的位置配置有振动促动器的结构比较,能够不变更外形形状,以规定的大小来进一步增大用户的体感振动。
并且,能够使可佩戴式终端100的形状变得小型,从而在使用时能够无违和感地实现使用感的提高。此外,也可以将可佩戴式终端100作为具有通信装置110、处理装置120、以及作为驱动装置的振动促动器130的来电通知功能设备。由此,来电功能设备也可以构成为使振动促动器驱动来将移动电话、智能手机、便携式游戏机等无线通信终端所取得的来自外部的来电报告至用户。并且,除将振动促动器130的振动作为来电信号以外,还能够将与邮件等从外部装置向信息通信终端的信号输入对应的振动、与游戏的操作对应的振动作为体感振动使之增加来赋予用户。此外,在该可佩戴式终端100也可以设置如下功能:仅通过以在空中描绘文字的方式进行动作,就能够向以无线连接的装置输入文字、数字,或者对显示于所连接的显示屏等显示器的信息进行选择。
此次公开的实施方式以所有的方面进行了例示,但应认为这并非进行限制。本发明的范围并非是上述的说明而应由权利要求书的范围来示出,并包括与权利要求书的范围等效的意义以及范围内的所有变更。以上,对本发明的实施方式进行了说明。此外,以上的说明是本发明的优选的实施方式的例证,本发明的范围并不限定于此。也就是说,上述装置的结构、各部分的形状的说明是一个例子,应明确在本发明的范围内能够进行针对这些例子的各种变更、追加。
工业上的可利用性
本发明的振动促动器具有能够实现小型化并且能够有效地对用户赋予振动的效果,作为能够与信息通信终端进行通信的可佩戴式终端、以及通过使用户体感来报告移动电话等信息通信终端的来电通知的来电通知功能设备来利用。
符号的说明
10、10B、10D、10F、10H、10J、10K、10L、10P、130—振动促动器,20、20B、20D、20F、20H、20J、20K、20L、20P—固定体,21、21B、21D、21F、21H、21J、21K、21L、21P—壳体,22、22B—框架,22D、22F、22H、22J、22L、22N、22P—支架,24、24D、24F、24H、24J、24K、24L、24M、24N—罩部,25—电源供给部,27—底面(弯曲面部),30、30B、30D、30F、30H、30J、30L、30N、30P—可动体,40—金属弹簧,41、82—固定板部,43—臂部,45—线簧,50、50B、50D、50F、50H、50J、50K、50L、50N、50P、501、501C、502—芯部,51、51B、51D、51F、51H、51J、51K、51L、51P—对置面,504、504F、504H、504J、504K、504L、504N、504P—E型形状芯部,60、60B、60D、60F、60H、60J、60K、60L、60P—磁体,61、61B、61D、61F、61H、61J、61K、61L、61P—磁极面,70、70B、70D、70F、70H、70J、70K、70L、70P—线圈,80、80P—轴部(支轴部),80N—轨道,84—滑动杆,88—平面部,90、90B、90D、90F、90H、90J、90K、90L、90P—轭部,100—可佩戴式终端,142—内周面,212、212N、214、214N—侧壁,505、505B、505D、505F、505H、505J、505K、505L、505P—芯部片,506、506B、506D、506F、506H、506J、506K、506L、506P—对置面,525—滑动爪部。

Claims (4)

1.一种振动促动器,其特征在于,具有:
固定体,其具有沿皮肤配置的呈凹状地弯曲的弯曲面部;以及
可动体,其设为相对于上述固定体在上述弯曲面部上沿上述弯曲面部往复移动自如,并且通过往复移动来经由上述弯曲面部对上述皮肤的皮肤组织中的机械受体赋予振动刺激,
上述可动体在上述弯曲面部上沿与上述弯曲方向正交的方向进行往复移动,
上述固定体以及上述可动体中的一方具有磁体、与上述磁体的磁极面对置配置且由磁性体构成的芯部、以及配置于上述芯部的外周的线圈中的至少上述磁体,另一方具有上述芯部以及上述线圈中的至少上述芯部,
上述可动体以利用在上述芯部以及上述磁体间产生的磁吸引力施加预压的状态被弹性支撑,而且利用基于供电而产生的上述线圈的励磁,相对于上述固定体在上述弯曲面部的背面侧在沿上述磁体与上述芯部彼此的对置面的方向上进行往复振动。
2.一种振动促动器,其特征在于,具有:
固定体,其具有呈凹状地弯曲的弯曲面部;以及
可动体,其设为相对于上述固定体在上述弯曲面部上沿上述弯曲面部往复移动自如,
上述可动体在上述弯曲面部上沿与上述弯曲方向正交的方向进行往复移动,
上述固定体以及上述可动体中的一方具有磁体、与上述磁体的磁极面对置配置且由磁性体构成的芯部、以及配置于上述芯部的外周的线圈中的至少上述磁体,另一方具有上述芯部以及上述线圈中的至少上述芯部,
上述可动体以利用在上述芯部以及上述磁体间产生的磁吸引力施加预压的状态被弹性支撑,而且利用基于供电而产生的上述线圈的励磁,相对于上述固定体在上述弯曲面部的背面侧在沿上述磁体与上述芯部彼此的对置面的方向上进行往复振动。
3.一种可佩戴式终端,其特征在于,
装配有权利要求1或2所述的振动促动器。
4.一种来电通知功能设备,其特征在于,
装配有权利要求1或2所述的振动促动器。
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