CN112469510B - 致动器 - Google Patents
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Abstract
一种致动器,限制可动体在落下冲击等时的移动而有效地保护连接体的功能,并且抑制装置的大型化。具有:支承体;可动体,所述可动体被支承体支承为能够移动;以及磁驱动回路,所述磁驱动回路具备设置于支承体和所述可动体中的一侧部件的线圈及设置于支承体和可动体中的另一侧部件且在第一方向上与所述线圈对置的第一磁体,在与第一方向交叉的第二方向上驱动可动体,具备连接体和止动机构,该连接体由弹性材料或粘弹性材料构成,且配置为在支承体和可动体在第一方向上对置的位置之间与支承体和可动体双方接触,该止动机构将可动体沿着第一方向的移动范围限制在连接体能够复原的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种产生各种振动的致动器。
背景技术
作为用于游戏机的操作部件等并产生各种振动的致动器,已经提出了一种通过专利文献1中记载的磁驱动机构产生振动的设备。该致动器通过具备在第一方向上对置的线圈及磁体的磁驱动回路使可动体相对于支承体在与第一方向交叉的第二方向或第三方向上振动。在该专利文献1所记载的结构的情况下,磁体被设置于支承体上的由磁性材料构成的磁轭保持。另外,在支承体和可动体之间以将两者连接的方式设置有由凝胶状阻尼部件构成的连接体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-127789号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的致动器中,当可动体由于落下冲击等而移动时,对于沿着振动面的方向(第二方向或第三方向)上的移动,通过可动体与支承体抵接使移动范围受到限制,这时,连接体在剪切方向上变形。与此相对,当可动体由于落下冲击等而在与振动面正交的第一方向上移动时,连接体在压缩或拉伸的方向上变形。该连接体由具有弹性或粘弹性的材料形成,如果因落下冲击而被强烈地压扁,则其功能有可能被破坏。
在专利文献1的结构的情况下,四个磁驱动回路以从致动器的中心各隔开90°间隔配置,并且在这些磁驱动回路之间(即45°方向上)及致动器的中心位置设置有相对较厚的连接体。因此,即使可动体由于落下冲击而在第一方向上移动,连接体也很少被强烈地压扁。
但是,如果是专利文献1的结构,则由于需要确保在磁驱动回路的周围设置连接体的空间,所以致动器在沿着振动面的方向上变大。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,限制可动体在落下冲击等时的移动以有效地保护连接体的功能,并且抑制装置的大型化。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的致动器具有:支承体;可动体,所述可动体被所述支承体支承为能移动;以及磁驱动回路,所述磁驱动回路具备设置于所述支承体和所述可动体中的一侧部件的线圈及设置于所述支承体和所述可动体中的另一侧部件且在第一方向上与所述线圈对置的第一磁体,在与所述第一方向交叉的第二方向上驱动所述可动体,所述致动器具备连接体和止动机构,所述连接体具有弹性或粘弹性,且配置为在所述支承体和所述可动体在所述第一方向上对置的位置之间与所述支承体和所述可动体双方接触,所述止动机构将所述可动体沿着所述第一方向的移动范围限制在所述连接体能够复原的范围内。
在本发明中,通过设置限制可动体和支承体在对置方向(第一方向)上的移动的止动机构,即使在可动体和支承体由于落下冲击等而在第一方向上移动并且连接体被压缩变形的情况下,可动体和支承体的相对移动范围也被限制在连接体不会被压扁而能够复原的范围内,所以防止连接体的功能被破坏。
在本发明的致动器中,也可以是在所述支承体上设置有所述线圈,在所述可动体上设置有所述第一磁体和固定该第一磁体的由磁性材料构成的磁轭,在该磁轭的与固定有所述第一磁体的一侧相反的一侧和所述支承体之间设置有所述连接体,所述止动机构由沿着所述第一方向设置于所述磁轭的凸部和设置于所述支承体且与所述凸部抵接的承接部构成。
当与磁轭重叠地设置连接体时,并且将连接体设置在磁轭和线圈的对置部之间时,由于在磁轭上设置有第一磁体,所以连接体被压扁的情况较少,但是由于将第一磁体和连接体在振动面方向上并排配置,所以导致设置空间的增大。如果想要抑制装置的大型化,则第一磁体变小,驱动力减小。与此相对,当将连接体配置在磁轭和支承体之间时,能够在振动面方向上确保磁轭和线圈之间的空间较宽,可以增大第一磁体而不会导致装置的大型化,从而能够增大磁驱动回路的驱动力。在这种情况下,如果没有止动机构,则连接体在磁轭和支承体之间会被压扁,连接体可能会被破坏。如果为了避免这种情况而使连接体变厚,则装置会大型化。
在本发明中,通过设置磁轭的凸部与支承体的承接部抵接的止动机构,连接体被限制在能够复原的范围内而不会被压扁。由此,能够在抑制装置的大型化的同时增大驱动力,并且可靠地保护连接体。
在本发明的致动器中,也可以是将所述磁轭的一部分朝向所述支承体弯曲形成所述凸部。
磁轭是构成磁驱动回路的一部分的部件,由于形成得比较厚,所以只要使它的一部分弯曲形成凸部,就可以获得落下冲击时不易变形的凸部。
在本发明的致动器中,也可以是所述凸部由与所述磁轭不同的部件构成,且固定于所述磁轭的与所述支承体对置的一侧的表面。
因为由与磁轭不同的部件形成凸部,所以通过固定到磁轭上,可以增加可动体的重量。因此,通过适当地设定具有该凸部的另一部件的大小,可以调节可动体的重量,并且能够获得期望的振动特性的致动器。
在本发明的致动器中,也可以是在从所述第一方向的一侧观察时,相对于所述可动体的重心点对称地设置有多个所述凸部。
由于凸部相对于重心点对称地设置,所以重量平衡均衡,能够进行稳定的振动。
作为致动器的又一实施方式,也可以是,在所述可动体上,在与所述第一磁体对置的一侧的相反一侧设置有与所述线圈对置的第二磁体,所述磁轭具有固定所述第一磁体的第一板部和固定所述第二磁体的第二板部,所述支承体具有包围所述磁轭的外侧的壳体,所述连接体分别设置于所述第一板部和所述壳体之间及所述第二板部和所述壳体之间,所述凸部分别设置于所述第一板部及所述第二板部。
由于该致动器是夹着线圈在两侧对称的结构而能够保持平衡,所以能够产生稳定的振动。在这种情况下,在落下冲击时也可以在第一方向的一侧及另一侧两个方向上保护连接体。
在本发明的致动器中,也可以是在所述支承体和所述可动体之间设置有限制所述可动体在所述第二方向上的可动范围的第二止动机构。另外,也可以是在所述支承体和所述可动体之间设置有限制与所述第一方向及所述第二方向这两个方向正交的第三方向上的可动范围的第三止动机构。
由于可动体的移动范围被第二止动机构或第三止动机构限制,所以能够有效防止因落下冲击等引起的损坏的产生。
发明效果
根据本发明,能够限制可动体在落下冲击等时的移动而有效地保护连接体的功能,并且抑制装置的大型化。
附图说明
图1是表示本发明的致动器的一实施方式的立体图。
图2是图1所示的致动器的X方向中心位置的YZ剖视图。
图3是图1所示的致动器的Y方向中心位置的XZ剖视图。
图4是图1所示的致动器的Z方向中心位置的XY剖视图。
图5是从图1所示的致动器去除了第二壳体部件的俯视图。
图6是将壳体从图1所示的致动器分解后的立体图。
图7是从图6去除壳体并将第一磁轭及第二磁轭分解后的立体图。
图8是从图7去除磁轭并将线圈等从线圈保持架分解后的立体图。
图9是表示具有磁轭及磁体的可动体的组装状态的立体图。
图10是表示变形例的表示与图9同样的磁轭等的组装状态的立体图。
附图标记说明
1…致动器;1a…磁驱动回路;2…支承体;3…壳体;4…线圈保持架;5…线圈;6…可动体;10…供电基板;16a、16b…焊盘;31…第一壳体部件;32…第二壳体部件;41…板部;41c…导向槽;47…第一板;48…第二板;50…空芯部;51…长边部;52…短边部;56…线圈导线;71…第一磁体;72…第二磁体;81…第一磁轭;82…第二磁轭;91、92…连接体;411、412、413、415…侧板部;410…线圈配置孔;413…开口部;413a…端面;414t、415t…狭缝;811…第一板部;812…连接部;812a…突出部;821…第二板部;812…连接部;822…伸出部;813、823…凸部;85、86…辅助磁轭部件;851、861…凸部;C…重心;X…第二方向;Y…第三方向;Z…第一方向。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的致动器的实施方式进行说明。
在以下的说明中,将互相交叉的三个方向分别设为第一方向、第二方向及第三方向,在本实施方式中,将第一方向设为Z轴方向,将第二方向设为X轴方向,将第三方向设为Y轴方向,以后,作为第一方向Z、第二方向X、第三方向Y进行说明。另外,第一方向Z、第二方向X及第三方向Y是互相正交的方向。另外,在第二方向X的一侧标注X1,在第二方向X的另一侧标注X2,在第三方向Y的一侧标注Y1,在第三方向Y的另一侧标注Y2,在第一方向Z的一侧标注Z1,在第一方向Z的另一侧标注Z2进行说明。
(整体构成)
图1是表示一实施方式的致动器1的外观的立体图。
该图1所示的致动器1具有长边方向朝向第三方向Y的长方体形状,通过第二方向X上的振动将信息通知给手持致动器1的用户。因此,致动器1可以用作游戏机的操作部件等,能够通过振动等实现新的感觉。
如图2、图3及图5所示,致动器1具有:支承体2,其包括限定致动器1的外形的方形的壳体3等;可动体6,其在壳体3的内部被支承为相对于支承体2能够在第二方向X上移动;磁驱动回路1a,其使可动体6相对于支承体2在第二方向X上移动,通过可动体6利用磁驱动回路1a在第二方向X上振动而输出信息。磁驱动回路1a具有在第一方向Z上对置的线圈5和永磁体71、72。在本实施方式中,线圈5设置于支承体2侧,永磁体71、72设置于可动体6侧。
在本实施方式中,如以下说明,支承体2具有壳体3、线圈保持架4、线圈5以及供电基板10,可动体6具有永磁体(第一磁体71及第二磁体72)及磁轭(第一磁轭81及第二磁轭82)。在这种情况下,相对于被保持在线圈保持架4上的线圈5,第一磁体71被配置在第一方向Z的一侧Z1,第二磁体72被配置在另一侧Z2。另外,可动体6经由设置在可动体6和支承体2之间的连接体91、92被支承体2支承。连接体91、92由具备弹性和粘弹性中的至少一方的材料形成。
(可动体6的构成)
如图2及图3所示,可动体6具有第一磁轭81和平板状的第一磁体71,该第一磁轭81由相对于线圈5配置在第一方向Z的一侧Z1的磁性板构成,该第一磁体71以在第一方向Z的一侧Z1与线圈5对置的方式被保持在第一磁轭81的第一方向Z的另一侧Z2的表面。另外,可动体6具有第二磁轭82和平板状的第二磁体72,该第二磁轭82由相对于线圈5配置在第一方向Z的另一侧Z2的磁性板构成,该第二磁体72以在第一方向Z的另一侧Z2与线圈5对置的方式被保持在第二磁轭82的第一方向Z的一侧Z1的表面。在本实施方式中,可动体6由第一磁轭81、第一磁体71、第二磁轭82及第二磁体72构成。
第一磁轭81具有固定第一磁体71的第一板部811和从第一板部811的第二方向X的两侧的端部向第一方向Z的另一侧Z2弯曲的一对连接部812。第二磁轭82具有固定第二磁体72的第二板部821,在第二板部821的第三方向Y的中间部分,具有向第二方向X的一侧X1及另一侧X2伸出的一对伸出部822。在本实施方式中,第一磁轭81的一对连接部812的前端部通过焊接等方法连接至一对伸出部822。
另外,在第一磁轭81的第一板部811的第三方向Y的两端部,形成有使第二方向X的两缘部突出而成的凸部813,凸部813以前端朝向第一方向Z的一侧Z1的方式弯曲。另一方面,在第二磁轭82的第二板部821的第三方向Y的两端部,形成有使第二方向X的两缘部突出而成的凸部823,凸部823以前端朝向第一方向Z的另一侧Z2的方式弯曲。
需要说明的是,第一磁体71及第二磁体72各自的第一方向的一侧X1和第一方向的另一侧X2被磁化为不同的磁极。
(支承体2的构成)
如图1及图6所示,在支承体2中,壳体3具有位于第一方向Z的一侧Z1的第一壳体部件31和在第一方向Z的另一侧Z2与第一壳体部件31重叠的第二壳体部件32,设置于第一壳体部件31的第二方向X的两侧的一对侧板部311和设置于第二壳体部件32的第二方向X的两侧的一对侧板部321局部重叠,由此,这些侧板部311、321和它们之间的板状部312、322构成方筒状的壳体3。这时,线圈保持架4、线圈5及可动体6被收容在第一壳体部件31和第二壳体部件32之间。在本实施方式中,壳体3的第三方向Y的两端为开口部。另外,壳体3由不锈钢等金属板构成,但也可以为树脂制。
在第一壳体部件31的一对侧板部311及第二壳体部件32的一对侧板部321中,在第三方向Y的两端部形成有缺口313、323。另外,在第二壳体部件32的侧板部321形成有缺口状的凹部324,其在使两壳体部件31、32重叠时配置第一壳体部件31的侧板部311的一部分。而且,在第一壳体部件31的两侧板部311各形成有两个卡合孔314,该两个卡合孔314在第三方向Y上彼此分开,在第二方向X的一侧X1的侧板部311,以位于两卡合孔314之间的方式形成有窗口315。另一方面,在第二壳体部件32的两侧板部321各形成有两个卡合孔325,该两个卡合孔325在第三方向Y上彼此分离。
如图8所示,线圈5是具有卷绕成长圆状的环状平面形状的空芯线圈,被线圈保持架4保持。线圈5具备在第二方向X上并列并沿第三方向Y延伸的两个长边部51和连接两个长边部51的第三方向Y上的两端的圆弧状的两个短边部52。相对于这样构成的线圈5,第一磁体71在第一方向Z的一侧Z1与长边部51对置,第二磁体72在第一方向Z的另一侧Z2与长边部51对置。
如图6~图8所示,线圈保持架4就整体形状而言形成为收容于方筒状的壳体3内的长方体状的外形,通过设为除了其第一方向Z的中间部以外一侧Z1及另一侧Z2被挖空的形状,在第一方向Z的中间位置具有板部41,该板部41在第一方向Z开口有供线圈5配置于内侧的由长圆状的贯通孔构成的线圈配置孔410。
另外,在第二方向X的一侧X1及另一侧X2形成有向板部41的第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2双方延伸的侧板部411、412。这些侧板部411、412在第三方向Y的中间位置以切除第一方向Z的另一侧Z2的方式形成有开口部413,板部41的第二方向X的两侧的端面在开口部413内露出。因此,侧板部411、412在第一方向Z的另一侧Z2形成在第三方向Y上分离的形状,在一侧Z1形成由连接部44连接的形状。
另一方面,在线圈保持架4的第三方向Y的一侧Y1,以从板部41向第一方向Z的一侧Z1延伸的方式形成有侧板部414,在第三方向Y的另一侧Y2,形成有向板部41的第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2双方延伸的侧板部415。
另外,在配置于第二方向X的两侧的侧板部411、412的内表面,形成有多个沿着第一方向Z的槽状的凹部411a、412a,分别与板部41的表面的多个槽状的凹部41a连通。
另外,在线圈保持架4的四个角部,形成有向第一方向Z的一侧Z1及另一侧Z2延伸的棱柱状的加强部42,当将第一壳体部件31和第二壳体部件32组合时,使得加强部42卡合到形成于第一壳体部件31的一对侧板部311及第二壳体部件32的一对侧板部321的缺口313、323中。
另外,在侧板部411、412的外表面,形成有供第一壳体部件31的卡合孔314及第二壳体部件32的卡合孔325卡合的爪部43。
(第一板47及第二板48的构成)
支承体2具有从第一方向Z的一侧Z1与线圈保持架4的线圈配置孔410及板部41重叠的第一板47,线圈5通过至少填充于线圈5的空芯部50的粘接剂固定至第一板47及板部41。因此,线圈5隔着第一板47在第一方向Z上与第一磁体71对置。另外,第一板47通过粘接剂固定至板部41。
另外,支承体2具有从第一方向Z的另一侧Z2与线圈配置孔410及板部41重叠的第二板48,线圈5通过由至少填充于线圈5的空芯部50的粘接剂构成的粘接剂固定至第二板48。因此,线圈5隔着第二板48在第一方向Z上与第二磁体72对置。另外,第二板48通过粘接剂固定至板部41。
形成于板部41的凹部41a等变为粘接剂池。
在本实施方式中,第一板47及第二板48由非磁性材料构成。
在本实施方式中,第一板47及第二板48由金属板构成。更具体地说,第一板47及第二板48由非磁性的不锈钢板构成。
在此,如图8所示,第一板47具有从第二方向X的两侧向第一方向Z的一侧Z1倾斜地突出的爪状的凸部472。另外,第二板48具有从第二方向X的两侧向第一方向Z的另一侧Z2倾斜地突出的爪状的凸部482。这些凸部472、482以弹性与形成于侧板部411、412的内表面的槽状的凹部411a、412a的内部抵接,并被线圈保持架4保持。
第一板47具有在第三方向Y的两端向第一方向Z的一侧Z1弯曲的弯曲部473和在第二方向X的两端向第一方向Z的另一侧Z2弯曲的弯曲部474。第二板48具有在第三方向Y的两端向第一方向Z的另一侧Z2弯曲的弯曲部483和在第二方向X的两端向第一方向Z的一侧Z1弯曲的弯曲部484。因此,第一板47及第二板48通过弯曲部473、474、483、484提高相对于弯曲的强度。
这样,在本实施方式的致动器1中,线圈5配置在沿第一方向Z贯通线圈保持架4的板部41的线圈配置孔410的内侧,并且,第一板47配置成从第一方向Z的一侧Z1与线圈配置孔410及板部41重叠。因此,当将粘接剂填充到线圈5的空芯部50时,粘接剂流入线圈5和线圈保持架4之间、线圈5和第一板47之间及第一板47和线圈保持架4之间。因此,当使粘接剂固化时,线圈5、第一板47及线圈保持架4通过粘接剂固定。因此,可以将已配置于线圈保持架4的线圈配置孔410中的线圈5与线圈保持架4适当地粘接。另外,第一板47夹装在第一磁体71和线圈5之间。因此,即使在可动体6向第一方向Z的一侧Z1移动的情况下,第一磁体71和线圈5也不会直接接触,所以线圈5不易损坏。
另外,当将粘接剂填充到线圈5的空芯部50之后叠放第二板48时,粘接剂顺畅地流入线圈5和线圈保持架4之间、线圈5和第一板47之间及第一板47和线圈保持架4之间,并且流入线圈5和第二板48之间及第二板48和线圈保持架4之间。因此,当使粘接剂固化时,线圈5、第一板47、第二板48及线圈保持架4通过粘接剂固定。在这种状态下,第二板48夹装在第二磁体72和线圈5之间。因此,即使在可动体6向第一方向Z的另一侧Z2移动的情况下,第二磁体72和线圈5也不会直接接触,所以线圈5不易损坏。
另外,由于第一板47及第二板48由非磁性材料构成,所以来自第一磁体71的磁通量及第二磁体72的磁通量与线圈5交链而不受第一板47及第二板48的影响。另外,由于第一板47及第二板48由金属板构成,所以可以使线圈5中产生的热经由第一板47及第二板48高效地散去。另外,由于第一板47及第二板48由不锈钢板构成,所以第一板47及第二板48即使在板厚较薄的情况下也具有足够的强度。
另外,线圈保持架4具有与第一板47的爪状的凸部472或第二板48的凸部482卡合以保持第一板47或第二板48的凹部411a、412a。因此,不需要用夹具等支承第一板47及第二板48直到粘接剂固化。
(连接体91、92的构成)
如图2、图3、图7及图9所示,可动体6由设置于可动体6和支承体2之间的连接体91、92支承为能够在第二方向X及第三方向Y上移动。
在本实施方式中,连接体91设置于第一磁轭81的第一板部811和第一壳体部件31的板状部312在第一方向Z上对置的部分。连接体92设置于第二磁轭82的第二板部821和第二壳体部件32的板状部322在第一方向Z上对置的部分。更具体地说,连接体91形成长方体状,设置于第一磁轭81的第一板部811的第二方向X及第三方向Y的中心部和第一壳体部件31的板状部312在第一方向Z上对置的部分,连接体91的第一方向Z的两端面分别固定至第一板部811和板状部312。连接体92形成长方体状,设置于第二磁轭82的第二板部821的第二方向X及第三方向Y的中心部和第二壳体部件32的板状部322在第一方向Z上对置的部分,连接体92的第一方向Z的两端面分别固定至第二板部821和板状部322。
在本实施方式中,连接体91、92是粘弹性部件。因此,可以在不使用板状弹簧等的情况下将可动体6支承为能够在第二方向X上移动。
在此,粘弹性是兼备粘性和弹性双方的性质,是凝胶状部件、塑料、橡胶等高分子物质中显著表现出的性质。因此,可以使用各种凝胶状部件作为粘弹性部件。另外,也可以使用天然橡胶、二烯系橡胶(例如,苯乙烯·丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶)、氯丁二烯橡胶、丙烯腈·丁二烯橡胶等)、非二烯系橡胶(例如,丁基橡胶、乙烯·丙烯橡胶、乙烯·丙烯·二烯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等)、热塑性弹性体等各种橡胶材料及它们的改性材料作为粘弹性部件。
在本实施方式中,连接体91、92由针入度为90度~110度的硅凝胶构成。所谓针入度,像JIS-K-2207、JIS-K-2220中规定的那样,是以1/10mm为单位表示在25℃下施加9.38g的总负荷的1/4锥针在5秒钟内进入的深度的值,意味着该值越小则越硬。
需要说明的是,利用粘接剂、粘合剂或者硅凝胶的粘合性进行连接体91、92和第一磁轭81、第二磁轭82的固定及连接体91、92和第一壳体部件31、第二壳体部件32的固定。
这样,在本实施方式的致动器1中,由于在可动体6和支承体2之间设置有连接体91、92,所以能够抑制可动体6共振。
在此,由于连接体91、92在支承体2和可动体6上设置于在与第二方向X(振动方向)交叉的第一方向Z上对置的位置,所以当可动体6沿第二方向X振动时,在其剪切方向上变形以防止共振。因此,即使可动体6沿第二方向X振动,连接体91、92的弹性率的变化也较小,所以能够有效地抑制可动体6的共振。
即,连接体(连接体91、92)是粘弹性部件(板状的凝胶状部件),根据其伸缩方向的不同而具备线性或非线性的伸缩特性。例如,当连接体91、92在其厚度方向(轴向)上被按压而压缩变形时,具备非线性分量大于线性分量(弹簧系数)的伸缩特性,另一方面,在厚度方向(轴向)上被拉伸而伸长的情况下,具备线性分量(弹簧常数)大于非线性分量(弹簧常数)的伸缩特性。另外,连接体91、92在与厚度方向(轴向)交叉的方向(剪切方向)上变形的情况下,由于无论在哪个方向上移动,都是在被拉伸而伸长的方向上的变形,所以具有线性分量(弹簧常数)大于非线性分量(弹簧常数)的变形特性。在本实施方式中,构成为当可动体6沿第二方向X振动时,连接体91、92在剪切方向上变形。因此,在连接体91、92中,当可动体6沿第二方向X振动时,运动方向上产生的弹簧力恒定。因此,通过使用连接体91、92的剪切方向上的弹簧要素,能够提高振动加速度相对于输入信号的再现性,能够以细微的差别实现振动。
另外,连接体91、92的第一方向Z的两表面分别通过粘接等方法连接至可动体6及支承体2。因此,由于连接体91、92可靠地跟随可动体6的移动,所以能够有效防止可动体6的共振。
在这种情况下,连接体91、92处于在支承体2和可动体6之间沿第一方向Z被压缩的状态。因此,由于连接体91、92可靠地跟随可动体6的移动,所以能够有效防止可动体6的共振。例如,被压缩到相对于连接体91、92的自由状态下的厚度小10%左右的厚度。在图2及图3中,表示为连接体91、92的端部与第一磁轭81或第二磁轭82重叠的状态,其重叠部分表示连接体91、92的压缩余量(余量)。
(止动机构的构成)
在本实施方式中,设置有限制可动体6因来自外部的冲击而在第一方向Z、第二方向X及第三方向Y上移动时的可动范围的止动机构。
更具体地说,如上所述,在第一磁轭81的第一板部811的第一方向Z的一侧Z1,朝向第一壳体部件31的板状部312突出形成有凸部813,在第二磁轭82的第二板部821的第一方向Z的另一侧Z2,朝向第二壳体部件32的板状部322形成有凸部823。当可动体6因来自外部的冲击而在第一方向Z上移动时,当其向一侧Z1移动时,第一磁轭81的凸部813与第一壳体部件31的板状部312抵接,限制向一侧Z1的移动范围。当可动体6向第一方向Z的另一侧Z2移动时,第二磁轭82的凸部823与第二壳体部件32的板状部322抵接,限制向另一侧Z2的移动范围。即,由这些凸部813、823和与该凸部813、823对置的各壳体部件31、32的板状部(承接部)312、322构成限制可动体6在第一方向Z上的移动范围的第一止动机构。
在这种情况下,如图2及图3所示,从第一方向Z的一侧Z1或另一侧Z2观察时,凸部813、823相对于可动体6的重心C点对称地设置。如果对各磁轭81、82的第一板部811及第二板部821进行观察,则相对于各板部811、821的从第一方向Z的一侧Z1或另一侧Z2观察时的图形中心(图5的用附图标记C表示的位置)点对称地设置有凸部813、823。各凸部813、823的高度H在每个磁轭81、82处统一成相同。这些凸部813、823的高度H小于设置于第一磁轭81和第一壳体部件31之间的连接体91及设置于第二磁轭82和第二壳体部件32之间的连接体92的厚度(各磁轭81、82的板部811、821和各壳体部件31、32的板状部312、322之间的间隔T),但被设定为即使连接体91、92被压缩到凸部813、823与板状部312、322抵接时的磁轭81、82的板部811、821和各壳体部件31、32的板状部312、322的间隔(即,凸部813、823的高度H),也能够恢复到原来的位置而不会破坏连接体91、92的功能的程度。
在这种情况下,如图3所示,可动体6的第一方向Z上的移动范围在其一侧Z1及另一侧Z2分别限制于g1的范围。
另外,在可动体6中,第一磁轭81的第一板部811及第二磁轭82的第二板部821的第二方向X的两端面在第二方向X上与线圈保持架4的侧板部411、412的内表面411b、412b对置。因此,各板部811、812的端面和侧板部411、412的内表面411b、412b成为当可动体6因来自外部的冲击而在第二方向X上移动时,与可动体6抵接来限定第二方向X上的可动范围的第二止动机构。在该第二止动机构中,如图5所示,将可动体6的第二方向X上的移动范围在一侧X1及另一侧X2分别限制于g2的范围。
另外,在可动体6中,第一磁轭81的一对连接部812及第二磁轭82的伸出部822分别配置在形成于线圈保持架4的侧板部411、412的开口部413内。另外,在连接部812上的第三方向Y的两端部形成有突出部812a,该突出部812a的前端与形成开口部413的侧板部411、421的端面413a对置。因此,连接部812的突出部812a和侧板部411、412的端面413a成为当可动体6因来自外部的冲击而在第三方向Y上移动时与可动体6抵接,来限定第三方向Y上的可动范围的第三止动机构。在该第三止动机构中,如图5所示,将可动体6的第三方向Y上的移动范围在一侧Y1及另一侧Y2分别限制于g3的范围。
(供电基板10的构成)
在本实施方式的致动器1中,在线圈保持架4的第三方向Y的一侧Y1的端部设置有供电基板10。在该供电基板10的焊盘16a、16b,通过焊锡等连接有构成线圈5的线圈导线56。在本实施方式中,供电基板10是刚性基板。
在本实施方式中,供电基板10被保持在线圈保持架4中、在第三方向Y的一侧被侧板部411、412、414围绕的开口部。在本实施方式中,线圈导线56穿过形成于线圈保持架4的板部41的端部的第一方向Z的另一侧Z2的表面的两条导向槽41c从线圈5引出到第三方向Y的一侧Y1,之后,从第一方向Z的一侧Z1朝向另一侧Z2延伸,连接至供电基板10。
在本实施方式中,在线圈保持架4上,在第二方向X上对置的侧板部411、412的第二方向Y的一侧Y1的端部,形成有向第一方向Z的一侧Z1延伸的一对狭缝411t、412t,供电基板10的第二方向X的两侧的端部分别嵌入狭缝411t、412t的内侧。因此,供电基板10在从壳体3露出的位置以沿着线圈保持架4的侧板部414的方式被线圈保持架4保持。在本实施方式中,将供电基板10的端部嵌入狭缝411t、412t之后,进一步通过粘接剂将线圈保持架4和供电基板10固定,形成抑制供电基板10的振动的结构。
这样,在本实施方式中,由于供电基板10被壳体3覆盖的线圈保持架4保持,所以落下时的冲击不易经由壳体3传递给供电基板10。另外,即使在落下时的冲击传递到线圈保持架4的情况下,由于供电基板10与线圈保持架4一起移动,所以也不易产生线圈导线56被拉伸的事态。因此,由于不易产生线圈导线56因落下时的冲击而断线的事态,所以能够提高抗落下冲击性能。
另外,如图5所示,供电基板10以沿着线圈保持架4的侧面的方式设置。因此,由于不易产生落下时的冲击直接施加到供电基板10的事态,所以不易产生线圈导线56因落下时的冲击而断线的事态。
另外,供电基板10和可动体6之间的距离L在线圈保持架4上设定得大于作为第三止动机构的磁轭81、82的连接部812上的突出部812a和线圈保持架4的侧板部411、412的面向开口部413的端面413a之间的距离g3。因此,即使可动体6因落下时的冲击而移动,且线圈保持架4和可动体6碰触,也不会与供电基板10碰撞,所以这时的冲击不易传递到供电基板10。因此,不易产生线圈导线56因落下时的冲击而断线的事态。
(动作)
在本实施方式的致动器1中,经由供电基板10从外部(上位设备)向线圈5供电时,通过具备线圈5、第一磁体71及第二磁体72的磁驱动回路1a,使可动体6在第二方向X上往复移动。因此,手持致动器1的用户可以通过来自致动器1的振动获得信息。这时,关于施加到线圈5的信号波形,根据要传达的信息使频率变化。另外,关于施加到线圈5的信号波形使极性翻转,但这时,在驱动信号的极性为负期间和为正期间,对电压的变化设置慢与快的区别。其结果是,可动体6向第二方向X的一侧X1移动时的加速度和可动体6向第二方向X的另一侧X2移动时的加速度之间产生差。因此,能够使用户感觉到致动器1向第二方向X的一侧X1或者向另一侧X2移动的错觉。
而且,当由于落下等从外部施加冲击时,相对可动体6朝向第二方向X的移动,通过由第一板部811及第二板部821和线圈保持架4的侧板部411、412的内表面411b、412b构成的第二止动机构来限制可动体6的移动范围。另外,相对可动体6朝向第三方向Y的移动,通过由设置于第一磁轭81的连接部812的突出部812a和线圈保持架4的侧板部411的面向开口部413的端面413a构成的第三止动机构来限制可动体6的移动范围。
在这些第二方向X及第三方向Y的移动中,连接体91、92在剪切方向上变形。
另一方面,当可动体6由于外部的冲击而在第一方向Z上移动时,在向其一侧Z1移动的情况下,配置于第一磁轭81和第一壳体部件31之间的连接体91被压缩,配置于第二磁轭82和第二壳体部件32之间的连接体92被拉伸。其中,在第一磁轭81的凸部813与第一壳体部件31抵接的时间点,配置于第一磁轭81和第一壳体部件31之间的连接体91的压缩范围受到限制,连接体91不会被进一步压扁。
另一方面,当可动体6向第一方向Z的另一侧Z2移动时,配置于第二磁轭82和第二壳体部件32之间的连接体92被压缩,配置于第一磁轭81和第一壳体部件31之间的连接体91被拉伸。其中,在第二磁轭82的凸部823与第二壳体部件32抵接的时间点,配置于第二磁轭82和第二壳体部件32之间的连接体92的压缩范围受到限制,连接体92不会被进一步压扁。
因此,无论在向第一方向Z的哪一侧移动的情况下,连接体91、92的压缩范围都能够由第一止动机构限制在连接体91、92能够复原的范围,能够有效地维持其功能。
可以通过调节凸部813、823的高度H来适当地设定该第一方向Z的移动范围。
(其他实施方式)
在上述实施方式中,将凸部813、823设置在第一磁轭81及第二磁轭82上,但也可以不在第一磁轭及第二磁轭上设置凸部,而是由利用与这些磁轭不同的部件制成的部件构成凸部,并分别固定于第一磁轭的第一板部及第二磁轭的第二板部。在这种情况下,凸部也可以由非磁性材料、例如树脂形成。
图10示出了在与第一磁轭及第二磁轭分开制成的由磁性材料构成的辅助磁轭部件上形成凸部的例子。在以下的说明中,对第一磁轭及第二磁轭等与上述实施方式共同的要素标注相同的附图标记并简化说明。
第一磁轭81的第一板部811及第二磁轭82的第二板部821形成不具有凸部的平板状。辅助磁轭部件85、86在整体上与第一板部811及第二板部821同样地形成为板状,但在第三方向Y的两端部形成有使第二方向X的两缘部突出而成的凸部851、861。此外,将辅助磁轭部件85以重叠的方式固定在第一磁轭81的第一板部811上的第一方向Z的一侧Z1,将辅助磁轭部件86以重叠的方式固定在第二磁轭82的第二板部821上的第一方向Z的另一侧Z2。各凸部851、861在固定至第一磁轭81的辅助磁轭部件85中,前端朝向第一方向Z的一侧Z1弯曲,在固定至第二磁轭82的辅助磁轭部件86中,前端朝向第一方向Z的另一侧Z2弯曲。
因此,使得这些辅助磁轭部件85、86的凸部851、861与第一壳体部件31或第二壳体部件32对置,在这些凸部851、861和各壳体部件31、32的板状部(承接部)312、322之间构成第一止动机构。在这种情况下,凸部851、861的高度也设定为即使连接体91、92压缩至凸部851、861的前端与壳体3抵接时,连接体91、92也能够复原至原来的状态的程度的尺寸。因此,当可动体6由于外部的冲击而沿第一方向Z移动时,某一凸部851、861与壳体3抵接,防止连接体91、92被压扁而导致其功能受损。需要说明的是,在图10中,在各辅助磁轭部件85、86上,在第三方向Y上相互隔开间隔各设置有两个连接体91、92。
另外,由于将辅助磁轭部件85、86固定于第一磁轭81及第二磁轭82,所以可以使来自磁体71、72的磁通量集中,防止磁轭81、82的漏磁。另外,磁轭81、82的重量增大了辅助磁轭部件85、86的量。因此,通过适当调节辅助磁轭部件85、86的重量,可以调节可动体6的重量,并且可以设计期望的振动特性的致动器。
需要说明的是,由于将辅助磁轭部件85、86形成为板状,且仅与第一磁轭81的第一板部811及第二磁轭的第二板部821重叠,所以仅在第一方向Z方向上厚度增大,第二方向X及第三方向上的尺寸不变。虽然也可以想到将第一磁轭及第二磁轭的厚度增大辅助磁轭部件85、86的厚度的量,但在这种情况下不仅第一方向Z上的尺寸会增大,第二方向X上的尺寸也会增大,导致装置的大型化。通过将板状的辅助磁轭部件85、86重叠固定在第一板部811及第二板部821,能够抑制装置的大型化。
需要说明的是,在上述实施方式中,将线圈保持架4及线圈5设置于支承体2,将永磁体(第一磁体71及第二磁体72)及磁轭(第一磁轭81及第二磁轭82)设置于可动体6,但也可以应用于将线圈保持架4及线圈5设置于可动体6、将永磁体(第一磁体71及第二磁体72)及磁轭(第一磁轭81及第二磁轭82)设置于支承体2的致动器。
Claims (7)
1.一种致动器,其特征在于,具有:支承体;可动体,所述可动体被所述支承体支承为能移动;以及磁驱动回路,所述磁驱动回路具备设置于所述支承体和所述可动体中的一侧部件的线圈及设置于所述支承体和所述可动体中的另一侧部件且在第一方向上与所述线圈对置的第一磁体,且在与所述第一方向交叉的第二方向上驱动所述可动体,所述致动器具备连接体和第一止动机构,所述连接体具有弹性或粘弹性,且配置为在所述支承体和所述可动体在所述第一方向上对置的位置之间与所述支承体和所述可动体双方接触,所述第一止动机构将所述可动体沿着所述第一方向的移动范围限制在所述连接体能够复原的范围内,
在所述支承体上设置有所述线圈,在所述可动体上设置有所述第一磁体和固定该第一磁体的由磁性材料构成的磁轭,在与该磁轭的固定有所述第一磁体的一侧相反的一侧和所述支承体之间设置有所述连接体,所述第一止动机构由沿着所述第一方向设置于所述磁轭的凸部和设置于所述支承体且与所述凸部抵接的承接部构成。
2.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,将所述磁轭的一部分朝向所述支承体弯曲形成所述凸部。
3.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述凸部由与所述磁轭不同的部件构成,且固定于所述磁轭的与所述支承体对置的一侧的表面。
4.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,在从所述第一方向的一侧观察时,相对于所述可动体的重心点对称地设置有多个所述凸部。
5.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,
在所述可动体上,在与所述第一磁体对置的一侧的相反侧设置有与所述线圈对置的第二磁体,所述磁轭具有固定所述第一磁体的第一板部和固定所述第二磁体的第二板部,所述支承体具有围绕所述磁轭外侧的壳体,所述连接体分别设置于所述第一板部和所述壳体之间及所述第二板部和所述壳体之间,所述凸部分别设置于所述第一板部及所述第二板部。
6.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,
在所述支承体和所述可动体之间设置有限制所述可动体在所述第二方向上的可动范围的第二止动机构。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的致动器,其特征在于,
在所述支承体和所述可动体之间设置有限制与所述第一方向及所述第二方向这两个方向正交的第三方向上的可动范围的第三止动机构。
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