CN115250047A - 致动器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够以较大的加速度使可动体移动而感受到力觉的致动器。致动器(1)具有:可动体(5);支承体(3),其具有收纳可动体(5)的壳体(2)及线圈保持架(11);连接体(4),其与可动体(5)及支承体(3)连接;以及磁驱动电路(8),其具有线圈(10)及在Z方向上与线圈(10)对置的磁铁(21、22),使可动体(5)相对于支承体(3)在X方向上振动。连接体(4)具备:第一连接体(6),其配置在可动体(5)和支承体(3)在Z方向(第一方向)上对置的位置;第二连接体(9),其配置在可动体(5)与支承体(3)在X方向(第二方向)上对置的位置。第一连接体(6)及第二连接体(9)是粘弹性体。
Description
技术领域
本发明涉及一种使可动体振动的致动器。
背景技术
在专利文献1中公开了一种致动器,其具备:具备磁铁和线圈的一方的可动体;以及具备磁铁和线圈的另一方的支承体,通过使驱动电流流过线圈,使可动体相对于支承体振动。这种致动器使用弹性体或粘弹性体作为连接支承体和可动体的连接体。当使可动体振动时,经由连接体对支承体施加与可动体的振动对应的反作用力。其结果是,接触到支承体的用户能够感受到振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-102901号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使可动体振动的致动器中,通过增大可动体的加速度,能够使用户感受到较大的力(力觉)。但是,当控制磁驱动电路的驱动波形及驱动电压以增大加速度时,可动体大幅移动而与固定体碰撞。因此,在不能确保可动体的可动范围较宽的小型致动器中,难以以较大的加速度使可动体移动而使用户感受力觉。
鉴于上述问题点,本发明的课题在于提供一种即使在可动范围窄的情况下也能够在以大的加速度使可动体一边移动一边振动的致动器。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述课题,本发明提供一种致动器,其中,具有:支承体;可动体;连接体,所述连接体与所述可动体及所述支承体连接;以及磁驱动电路,所述磁驱动电路具备线圈及在第一方向上与所述线圈对置的磁铁,使所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动,所述连接体具备:第一连接体,所述第一连接体配置于所述可动体与所述支承体在所述第一方向上对置的位置、或者所述可动体与所述支承体在与所述第一方向交叉且与所述第二方向交叉的第三方向上对置的位置;以及第二连接体,所述第二连接体配置于所述可动体与所述支承体在所述第二方向上对置的位置。
根据本发明,第一连接体配置于可动体和支承体在与可动体的振动方向交叉的方向(第一方向或第三方向)上对置的位置,并且第二连接体配置于可动体和支承体在可动体的振动方向(第二方向)上对置的位置。这样,在可动体振动时,第一连接体剪切变形,并且第二连接体伸缩变形,通过第二连接体限制可动体的可动范围。因此,由于不仅能够利用第一连接体的变形特性,还能够利用第二连接体的变形特性,所以即使在可动体的可动范围较窄的情况下,也能够增大施加于可动体的驱动力,能够以较大的加速度使可动体一边移动一边振动。由此,虽然是小型的致动器,但能够使用户感受到可动体以较大的加速度移动而产生的力觉。
在本发明中,优选所述第一连接体及所述第二连接体是粘弹性体。如果使用粘弹性体,则第一连接体在剪切变形时以线性成分多的变形特性变形,另一方面,第二连接体在压缩变形时以非线性成分多的变形特性变形,第二连接体随着压缩量增大而弹簧常数增大。通过利用这样的粘弹性体的变形特性,即使在可动体的可动范围较窄的情况下,也能够增大施加于可动体的驱动力,能够以较大的加速度使可动体一边移动一边振动。
在本发明中,可以采用如下结构:所述第一连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数与所述第二连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数不同。例如,优选所述第二连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数比所述第一连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数大。这样,通过增大配置在由可动体压缩变形的位置上的第二连接体的弹簧常数,即使在以更大的加速度使可动体移动时,也能够抑制第二连接体的压缩变形量。因此,即使在可动体的可动范围窄的情况下,也能够以更大的加速度使可动体移动,能够使用户感受到更大的力觉。
在本发明中,优选驱动所述磁驱动电路时的驱动波形是矩形波。这样一来,由于能够瞬间对可动体施加大的驱动力,所以能够使可动体的加速度急剧增大。因此,即使在可动体的可动范围较窄的情况下,也能够以较大的加速度使可动体移动。因此,能够使用户感受到较大的力觉。
在本发明中,优选所述支承体具备收纳所述可动体及所述磁驱动电路的壳体、以及保持所述线圈的线圈保持架,所述线圈保持架具备设有线圈配置孔的板部,所述可动体具备保持所述磁铁的磁轭,所述磁轭具备从所述第一方向的一侧与所述板部对置的第一平板部、从所述第一方向的另一侧与所述板部对置的第二平板部、以及配置在所述板部的所述第二方向的两侧的一对连接板部,所述壳体具备配置在所述磁轭的所述第二方向的两侧的一对侧板部,所述第二连接体配置在所述一对连接板部的一方与所述一对侧板部的一方之间、以及所述一对连接板部的另一方与所述一对侧板部的另一方之间。这样,在可动体向第二方向的一侧及另一侧的任一方向移动时,第二连接体都压缩变形。因此,利用第二连接体压缩变形时弹簧常数增大的情况,能够以较大的加速度驱动可动体。
在本发明中,优选所述支承体具备从所述第一方向的一侧覆盖所述板部及所述线圈的第一板、以及从所述第一方向的另一侧覆盖所述板部及所述线圈的第二板,所述磁铁具备固定于所述第一平板部且隔着所述第一板从所述第一方向的一侧与所述线圈对置的第一磁铁、以及固定于所述第二平板部且隔着所述第二板从所述第一方向的另一侧与所述线圈对置的第二磁铁,所述第一连接体具备连接所述第一平板部和所述第一板的一侧连接体、以及连接所述第二平板部和所述第二板的另一侧连接体。这样,如果将磁轭与线圈保持架之间的第一方向上的间隙用作连接体的配置空间,则不需要在壳体与磁轭之间确保连接体的配置空间。因此,能够减小致动器在第一方向上的尺寸(高度),从而实现小型化。
发明效果
根据本发明,第一连接体配置在可动体和支承体在与可动体的振动方向交叉的方向(第一方向或第三方向)上对置的位置,并且第二连接体配置在可动体和支承体在可动体的振动方向(第二方向)上对置的位置。这样,在可动体振动时,第一连接体剪切变形,并且第二连接体伸缩变形,通过第二连接体限制可动体的可动范围。因此,由于不仅能够利用第一连接体的变形特性,还能够利用第二连接体的变形特性,所以即使在可动体的可动范围较窄的情况下,也能够增大施加于可动体的驱动力,能够以较大的加速度使可动体一边移动一边振动。由此,虽然是小型的致动器,但能够使用户感受到可动体以较大的加速度移动而产生的力觉。
附图说明
图1是应用了本发明的致动器的立体图。
图2是将致动器沿长边方向切断时的剖视图。
图3是将致动器沿与长边方向交叉的方向切断时的剖视图。
图4是致动器的分解立体图。
图5是拆下壳体后的致动器的分解立体图。
图6是拆下壳体后的支承体的分解立体图。
附图标记说明
1…致动器;2…壳体;3…支承体;4…连接体;5…可动体;6…第一连接体;6A…一侧连接体;6B…另一侧连接体;8…磁驱动电路;9…第二连接体;10…线圈;10a…中心孔;11…线圈保持架;11a…卡定凸部;12…第一板;13…第二板;14…供电基板;15…布线图案;15a…第一焊盘;15b…第二焊盘;16…磁铁;17…磁轭;21…第一磁铁;22…第二磁铁;23…第一磁轭;24…第二磁轭;25…第一平板部;26…连接板部;27…第二平板部;28…伸出部;31…第一壳体部件;32…第二壳体部件;33…第一板部;34…侧板部;35…第二板部;36…侧板部;37…卡定孔;40…板部;41…线圈配置孔;42、43…缺口部;44、45、47、48、49…侧板部;50…基板支承部;51、52…狭缝;53…引导槽;55…卷绕部;56…第一引出部;57…第二引出部;59…粘接剂层;61…第一平面部分;62…爪部;63…第二平面部分;64…爪部;65…缺口部;66弯曲板部;67…缺口部;68…弯曲板部;70…布线连接部;71…脚部;80…缺口凹部;81…突部;83…基板插入孔;85a、85b…凹部;91、92…槽部分;93…共用槽部分。
具体实施方式
以下,参照附图,对应用了本发明的致动器的实施方式进行说明。
(整体结构)
图1是应用了本发明的致动器1的立体图。图2是将致动器1沿长边方向切断时的剖视图。图3是将致动器1沿与长边方向交叉的方向切断时的剖视图。图4是致动器1的分解立体图。图5是拆下壳体2后的致动器1的分解立体图。图6是卸下壳体2后的支承体3的分解立体图。
致动器1用作通过振动传递信息的触觉设备。如图1所示,致动器1具有长方体形状的外观。致动器1在其外观的短边方向上产生振动。在以下的说明中,将产生振动的短边方向设为X方向(第二方向),将致动器1的长边方向即与X方向正交的方向设为Y方向(第三方向)。另外,在以下的说明中,将致动器1的厚度方向即与X方向及Y方向正交的方向设为Z方向(第一方向)。X方向、Y方向及Z方向彼此正交。另外,将X方向的一方设为X1方向,将另一方设为X2方向。将Y方向的一方设为Y1方向,将另一方设为Y2方向。将Z方向的一方设为Z1方向,将另一方设为Z2方向。
如图2、图3所示,致动器1具有具备规定外形的壳体2的支承体3、收纳在壳体2的内部的可动体5。另外,致动器1具备连接支承体3和可动体5的连接体4、以及使可动体5相对于支承体3在X方向上相对移动的磁驱动电路8。连接体4具备:第一连接体6(参照图2),其配置在支承体3与可动体5在Z方向(第一方向)对置的位置;第二连接体9(参照图3),其配置在支承体3与可动体5在X方向(第二方向)对置的位置。
支承体3具备线圈10、保持线圈10的树脂制的线圈保持架11、在线圈保持架11的Z1方向上重叠的第一板12、以及在线圈保持架11的Z2方向上重叠的第二板13。线圈10具有将线圈线卷绕成长圆状的卷绕部55、以及从卷绕部55的外周侧向Y1方向引出的第一引出部56及第二引出部57。线圈10的厚度方向朝向Z方向。如图2、图3所示,线圈10的卷绕部55位于壳体2的Z方向的中央。
另外,如图1、图2、图5所示,支承体3具备保持在线圈保持架11的Y1方向的端面上的供电基板14。线圈10的第一引出部56及第二引出部57与设置在供电基板14的表面上的布线图案15的第一焊盘15a及第二焊盘15b连接。经由供电基板14向线圈10供给电力。
可动体5具备磁铁16及磁轭17。磁铁16在Z方向上与线圈10的卷绕部55对置。线圈10和磁铁16构成磁驱动电路8。如图2、图4所示,第一连接体6及第二连接体9分别是长方体形状的部件。第一连接体6及第二连接体9分别具备弹性及粘弹性中的至少一方。
(可动体)
如图2、图3、图5所示,可动体5具备第一磁铁21及第二磁铁22作为磁铁16。第一磁铁21位于线圈10的Z1方向上。第二磁铁22位于线圈10的Z2方向。第一磁铁21及第二磁铁22在X方向上被分极为两个。
磁轭17由磁性材料构成。如图3、图4所示,磁轭17是将第一磁轭23及第二磁轭24这两个部件组装而构成的。如图5所示,第一磁轭23具备:在Y方向上长的第一平板部25;一对连接板部26,其在第一平板部25的Y方向的两端缘,从Y方向的中央部分朝向X方向的外侧在Z2方向上弯曲,并在Z2方向上延伸。第一磁铁21保持在第一平板部25的Z2方向的面上。第二磁轭24具备:在Z方向上与第一平板部25对置的第二平板部27;从第二平板部27的Y方向的中间部分向X1方向及另一侧X2伸出的一对伸出部28。第二磁铁22保持在第二平板部27的Z1方向的面上。一对连接板部26的Z2方向的前端部分通过焊接等方法与第二磁轭24的一对伸出部28接合。由此,第一磁轭23和第二磁轭24成为一体,构成磁轭17。
(支承体)
如图1、图3、图4所示,壳体2具备在Z方向上重叠的第一壳体部件31及第二壳体部件32。第一壳体部件31从Z1方向安装于线圈保持架11。第二壳体部件32从Z2方向安装于线圈保持架11。如图4所示,第一壳体部件31具备长方形形状的第一板部33、从第一板部33的Y1方向的端部的X方向的两端缘、以及第一板部33的Y2方向的端部的X方向的两端缘向Z1方向延伸的四个侧板部34。四个侧板部34位于线圈保持架11的X方向的两侧。
第二壳体部件32具备长方形形状的第二板部35和从第二板部35的X方向的两端缘向Z2方向延伸的一对侧板部36。一对侧板部36位于线圈保持架11的X方向的两侧。一对侧板部36具备卡定孔37,该卡定孔37供形成于线圈保持架11的X方向的两侧的侧面的卡定凸部11a嵌入。
如图6所示,线圈保持架11具有沿Y方向延伸的板部40。在板部40的中央设置有线圈配置孔41。线圈配置孔41是在Y方向上长的长圆形状的贯通孔。在线圈配置孔41中收纳线圈10的卷绕部55。另外,线圈保持架11具备将板部40的X方向的两侧的端缘中的Y方向的中央部分向内侧切口而成的缺口部42、43。
另外,线圈保持架11在缺口部42、43的Y1方向上,具备从板部40的X1方向的边缘向Z1方向及Z2方向突出的侧板部44、以及从板部40的X2方向的边缘向Z1方向及Z2方向突出的侧板部45。而且,线圈保持架11具备设置在板部40的Y1方向的端部分的基板支承部50。
而且,线圈保持架11在缺口部42、43的Y2方向上,具备从板部40的X1方向的边缘向Z1方向及Z2方向突出的侧板部47、从板部40的X2方向的边缘向Z1方向及Z2方向突出的侧板部48、以及从板部40的Y2方向的端缘向Z1方向及Z2方向突出的侧板部49。侧板部49连接侧板部47的Y2方向的端和侧板部48的Y2方向的端。
如图6所示,供电基板14具备从Y方向观察时在X方向上长的长方形形状的布线连接部70、以及从布线连接部70的X方向的两端部分向Z1方向突出的一对脚部71。在布线连接部70上形成具有第一焊盘15a及第二焊盘15b的布线图案15。如图5所示,供电基板14以使形成有第一焊盘15a和第二焊盘15b的面朝向Y1方向的姿势支承于基板支承部50。
如图6所示,基板支承部50具备在X方向上对置的一对狭缝51、52。另外,基板支承部50具备设置于板部40的Y1方向的端部的X方向的中央部分的突部81、设置于突部81的X方向的两侧的一对缺口凹部80、以及设置于各缺口凹部80的Z1方向的内壁面的基板插入孔83。
如图5所示,供电基板14的X方向的两端缘从Z2方向插入狭缝51、52,并支承于基板支承部50。此时,在板部40中设置于一对缺口凹部80之间的突部81被压入供电基板14的一对脚部71之间,并且供电基板14的各脚部71的前端部分插入到一对基板插入孔83中。
另外,线圈保持架11在板部40的Z2方向的面上具备从线圈配置孔41朝向基板支承部50延伸的引导槽53。如图6所示,引导槽53具有与线圈配置孔41连通的共用槽部分93和从共用槽部分93的X方向的两端向Y1方向延伸的槽部分91、92。从线圈10的卷绕部55向Y1方向引出的第一引出部56及第二引出部57在引导槽53中引绕,与供电基板14连接。如图4所示,第一引出部56及第二引出部57在共用槽部分93向倾斜的方向引出,在设置于引导槽53的槽部分91、92的凹部85a、85b中向Z2方向弯曲后,沿着供电基板14的表面向Z2方向延伸,与第一焊盘15a及第二焊盘15b连接。
第一板12及第二板13由非磁性材料制成。如图6所示,第一板12具有从Z1方向覆盖板部40的长方形的第一平面部61和从第一平面部61的X方向的两侧朝向X方向的外侧向Z1方向倾斜地突出的多个第一爪部62。当第一板12从Z1方向与线圈保持架11的板部40接触时,第一爪部62处于与侧板部44、侧板部45、侧板部47和侧板部48弹性接触的状态。
第二板13具有从Z2方向覆盖板部40的长方形形状的第二平面部63和从第二平面部63的X方向的两侧朝向X方向的外侧向Z2方向倾斜突出的多个第二爪部64。当第二板13从Z2方向与线圈保持架11的板部40接触时,第二爪部64处于与侧板部44、侧板部45、侧板部47和侧板部48弹性接触的状态。
在将线圈10固定于线圈保持架11时,将第一板12从Z1方向重叠于线圈保持架11的板部40。由此,第一板12在从Z1方向堵塞线圈配置孔41的状态下支承于线圈保持架11。接着,将线圈10的卷绕部55配置在线圈配置孔41中,在卷绕部55的中心孔10a填充粘接剂。然后,将第二板13从Z2方向重叠于线圈保持架11的板部40,并使其支承于线圈保持架11。第一板12及第二板13通过粘接剂硬化后的粘接剂层59固定于线圈保持架11的板部40。另外,粘接剂流入线圈配置孔41的内壁面与卷绕部55之间而固化。由此,卷绕部55被固定于线圈配置孔41的内壁面。
如图6所示,第一板12具备将第一平面部61的X方向的两侧的端缘的Y方向的中央部分向内侧切口而成的一对缺口部65,在各缺口部65的Y方向的两侧分别设置有第一爪部62。另外,第一板12具备从一对缺口部65的X方向的内周缘向Z2方向弯曲的一对弯曲板部66。如图3所示,一对弯曲板部66覆盖线圈保持架11的板部40的X方向的两侧的端面。
同样,第二板13具备将第二平面部63的X方向的两侧的端缘的Y方向的中央部分向内侧切口而成的一对缺口部67,在各缺口部67的Y方向的两侧分别设置有第二爪部64。另外,第二板13具备从一对缺口部67的X方向的内周缘向Z2方向弯曲的一对弯曲板部68。如图3所示,一对弯曲板部68覆盖线圈保持架11的板部40的X方向的两侧的端面。
(连接体)
如图2所示,第一连接体6具备配置在第一磁轭23与第一板12之间的一侧连接体6A和配置在第二磁轭24与第二板13之间的另一侧连接体6B。如图2所示,一侧连接体6A和另一侧连接体6B以板部40的Z方向的中央为基准,在Z方向上对称配置。
更详细地说,一侧连接体6A由同一形状的两个部件构成,被夹在第一磁轭23的Y1方向的端部分与第一板12的Y1方向的端部分之间、以及第一磁轭23的Y2方向的端部分与第一板12的Y2方向的端部分之间这两处。两个一侧连接体6A配置在第一磁铁21的Y方向的两侧。在本实施方式中,一侧连接体6A是在X方向上较长地延伸的长方体形状,是与图5所示的另一侧连接体6B相同的形状。
另一侧连接体6B配置在第二磁轭24与第二板13之间。更详细地说,另一方侧连接体6B由同一形状的两个部件构成,被夹在第二磁轭24的Y1方向上的端部分与第二板13的Y1方向上的端部分之间、以及第二磁轭24的Y2方向上的端部分与第二板13的Y2方向上的端部分之间这两处。两个另一侧连接体6B配置在第二磁铁22的Y方向的两侧。一侧连接体6A及另一侧连接体6B在支承体3与可动体5之间在Z方向上被压缩。
如图3、图4所示,第二连接体9配置在构成磁轭17的X方向的侧面的一对连接板部26和配置在磁轭17的X方向的两侧的一对侧板部36在X方向对置的位置。更详细地说,第二连接体9由同一形状的两个部件构成,且被夹在一对连接板部26的一方与一对侧板部的一方之间、以及一对连接板部26的另一方与一对侧板部的另一方之间。第二连接体9在连接板部26与侧板部36之间在X方向上被压缩。
第一连接体6及第二连接体9是由硅凝胶构成的凝胶状部件。硅凝胶是在伸缩方向变形时的弹簧常数为在剪切方向变形时的弹簧常数的3倍左右的粘弹性体。粘弹性体在与厚度方向交叉的方向(剪切方向)上变形的情况下,由于是被拉伸而伸长的方向的变形,因此具有线性成分比非线性成分大的变形特性。另外,在厚度方向上被按压而压缩变形时,具有非线性成分比线性成分大的伸缩特性,另一方面,在厚度方向上被拉伸而伸长时,具有线性成分比非线性成分大的伸缩特性。
或者,作为第一连接体6及第二连接体9,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。
第一连接体6和第二连接体9均为硅凝胶,但压缩变形时的弹簧常数不同。更详细地说,第二连接体9压缩变形时的弹簧常数比第一连接体6压缩变形时的弹簧常数大。例如,通过改变制造有机硅凝胶时配合的原料的配合比,可以调整有机硅凝胶的硬度,因此可以调整剪切变形时的弹簧常数和压缩变形时的弹簧常数。因此,作为第二连接体9,能够使用压缩变形时的弹簧常数比第一连接体6大的连接体。
(致动器的操作)
在可动体5经由连接体4(第一连接体6及第二连接体9)支承于支承体3的状态下,保持于线圈保持架11的板部40的线圈10的卷绕部55如图3所示,在Z1方向上隔着第一板12与第一磁铁21对置,在Z2方向上隔着第二板13与第二磁铁22对置。由此,构成磁驱动电路8。
若经由供电基板14向线圈10供给规定方向的电流,则支承于支承体3的可动体5通过磁驱动电路8的驱动力相对于支承体3向X方向的一方相对移动。之后,当电流的方向反转时,可动体5相对于支承体3向X方向的另一方相对移动。通过反复进行向线圈10供给的电流的方向的反转,可动体5振动。
在可动体5在X方向上振动时,致动器1的第一连接体6在剪切方向上变形,且第二连接体在伸缩方向上变形。因此,作为连接体4整体的弹簧常数成为将第一连接体6的剪切方向的弹簧常数和第二连接体9的伸缩方向的弹簧常数合成后的合成值。
磁驱动电路8的驱动电压和驱动波形由未图示的控制装置控制。在本实施方式中,驱动磁驱动电路8时的驱动波形是周期性变化的脉冲波形,各脉冲是矩形波。因此,在可动体5向X1方向和X2方向中的任一方向移动时,驱动电流都瞬间上升到峰值,因此瞬间对可动体5施加大的驱动力,可动体5以大的加速度一边移动一边振动。因此,能够使用户感受到力觉。
磁轭17的第一平板部25的Y1侧的端部及第二平板部27的Y1侧的端部配置在线圈保持架11的侧板部44与侧板部45之间。另外,第一平板部25的Y2侧的端部及第二平板部27的Y2侧的端部配置在线圈保持架11的侧板部47与侧板部48之间。因此,侧板部44、45、47、48作为限定可动体5在X方向上移动时的可动范围的抵接部而发挥功能。
(本实施方式的主要作用效果)
如上所述,本实施方式的致动器1具备支承体3及可动体5、与可动体5及支承体3连接的连接体4、以及具有线圈10及在Z方向(第一方向)与线圈10对置的磁铁16,并使可动体5相对于支承体3在X方向(第二方向)振动的磁驱动电路8。连接体4具备:第一连接体6,其配置在可动体5和支承体3在Z方向(第一方向)上对置的位置;第二连接体9,其配置在可动体5与支承体3在X方向(第二方向)上对置的位置。
根据本实施方式,第一连接体6配置在可动体5和支承体3在与可动体5的振动方向交叉的Z方向(第一方向)上对置的位置,并且第二连接体9配置在可动体5和支承体3在作为可动体5的振动方向的X方向(第二方向)上对置的位置。在这样的结构中,当可动体5振动时,第一连接体6剪切变形,并且第二连接体9伸缩,通过第二连接体9限制可动体5的可动范围。因此,不仅能够利用第一连接体6的剪切方向的变形特性,还能够利用第二连接体9的伸缩方向的变形特性来规定可动体5的振动特性,因此即使在可动体5的可动范围较窄的情况下,也能够增大施加于可动体5的驱动力,能够以较大的加速度使可动体5一边移动一边振动。因此,虽然是小型的致动器1,但能够使用户感受到可动体5以较大的加速度移动而产生的力觉。
在本实施方式中,第一连接体6及第二连接体9是粘弹性体。这样,第一连接体6在剪切变形时以线性成分多的变形特性变形,另一方面,第二连接体9在压缩变形时以非线性成分多的变形特性变形,弹簧常数随着压缩量增大而增大。通过利用这种粘弹性体的变形特性,即使在可动体5的可动范围较窄的情况下,也能够增大施加于可动体5的驱动力,能够以较大的加速度使可动体5一边移动一边振动。
在本实施方式中,第一连接体6在压缩方向上变形时的弹簧常数与第二连接体9在压缩方向上变形时的弹簧常数不同,第二连接体9在压缩方向上变形时的弹簧常数比第一连接体6在压缩方向上变形时的弹簧常数大。这样,如果增大配置在由可动体5压缩变形的位置上的连接体4的弹簧常数,则即使在以更大的加速度使可动体5移动时也能够抑制压缩变形量。因此,能够以更大的加速度使可动体5移动,能够使用户感受到更大的力觉。
在本实施方式中,驱动磁驱动电路8时的驱动波形是矩形波。因此,能够瞬间对可动体5施加大的驱动力,因此能够使可动体5的加速度急剧增大。因此,即使在可动体5的可动范围较窄的情况下,也能够以较大的加速度使可动体5移动。因此,能够使用户感受到较大的力觉。
在本实施方式中,支承体3具备收纳可动体5及磁驱动电路8的壳体2以及保持线圈10的线圈保持架11,线圈支架11具备设有线圈配置孔41的板部40。可动体5具备保持磁铁16的磁轭17,磁轭17具备从Z1方向(第一方向的一侧)与板部40对置的第一平板部25、从Z2方向(第一方向的另一侧)与板部40对置的第二平板部27、以及配置在板部40的X方向(第二方向)的两侧的一对连接板部26。壳体2具备配置在磁轭17的X方向(第二方向)的两侧的一对侧板部36。第二连接体9配置在一对连接板部26的一方与一对侧板部36的一方之间、以及一对连接板部26的另一方与一对侧板部36的另一方之间。因此,由于在可动体5的X方向的两侧,在壳体2与磁轭17之间夹持有第二连接体9,所以在可动体5向X方向(第二方向)的一侧及另一侧的任一方向移动时,第二连接体9都压缩变形。因此,利用第二连接体9压缩变形时弹簧常数增大的情况,能够以较大的加速度驱动可动体5。
在本实施方式中,支承体3具备从Z1方向(第一方向的一侧)覆盖板部40及线圈10的第一板12、以及从Z2方向(第一方向的另一侧)覆盖板部40及线圈10的第二板13。磁铁16具备:第一磁铁21,其固定于第一平板部25且隔着第一板12从Z1方向(第一方向的一侧)与线圈10对置;以及第二磁铁22,其固定于第二平板部27且隔着第二板13从Z2方向(第一方向的另一侧)与线圈10对置。第一连接体6具备连接第一平板部25和第一板12的一侧连接体6A、以及连接第二平板部27和第二板13的另一侧连接体6B。因此,由于将磁轭17与线圈支架11的Z方向(第一方向)的间隙用作第一连接体6的配置空间,所以不需要在壳体2与磁轭17之间确保第一连接体6的配置空间。因此,能够减小致动器1在Z方向(第一方向)上的高度,从而实现小型化。
(变形例)
(1)上述实施方式是在可动体5和支承体3在Z方向(第一方向)上对置的位置配置第一连接体6的方式,但第一连接体6的位置也可以是可动体5和支承体3在Y方向(第三方向)上对置的位置。例如,也可以采用如下结构:在线圈配置孔41的Y方向的两侧设置沿Z方向贯通板部40的贯通部,并且在该贯通部配置连接磁轭17的第一平板部25和第二平板部27的Y方向的两侧的端部的连接板部,在连接板部和板部40在Y方向上对置的位置夹持由粘弹性体构成的第一连接体6。在这样的结构中,当可动体5在X方向上振动时,第一连接体6在剪切方向上变形,并且第二连接体9在伸缩方向上变形。因此,能够获得与上述实施方式相同的作用效果。
(2)上述实施方式中,连接体4全部为粘弹性体,但连接体4的一部分也可以为弹性体。例如,也可以将第一连接体6设为弹性体,将第二连接体9设为粘弹性体。另外,第一连接体6及第二连接体9的一方或双方也可以是具备弹性体和粘弹性体的复合部件。例如,也可以是用硅凝胶覆盖金属制的弹簧的复合部件。
(3)在上述实施方式中,第一连接体6和第二连接体9是材质不同的粘弹性体,是弹簧常数不同的粘弹性体,但也可以是弹簧常数相同的粘弹性体。
Claims (7)
1.一种致动器,其特征在于,具有:
支承体;
可动体;
连接体,所述连接体与所述可动体及所述支承体连接;以及
磁驱动电路,所述磁驱动电路具备线圈及在第一方向上与所述线圈对置的磁铁,使所述可动体相对于所述支承体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动,
所述连接体具备:
第一连接体,所述第一连接体配置于所述可动体与所述支承体在所述第一方向上对置的位置、或者所述可动体与所述支承体在与所述第一方向交叉且与所述第二方向交叉的第三方向上对置的位置;以及
第二连接体,所述第二连接体配置于所述可动体与所述支承体在所述第二方向上对置的位置。
2.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,
所述第一连接体及所述第二连接体是粘弹性体。
3.根据权利要求2所述的致动器,其特征在于,
所述第一连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数与所述第二连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数不同。
4.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,
所述第二连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数比所述第一连接体在压缩方向上变形时的弹簧常数大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的致动器,其特征在于,
驱动所述磁驱动电路时的驱动波形为矩形波。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的致动器,其特征在于,
所述支承体具备收纳所述可动体及所述磁驱动电路的壳体以及保持所述线圈的线圈保持架,所述线圈保持架具备设有线圈配置孔的板部,
所述可动体具备保持所述磁铁的磁轭,
所述磁轭具备从所述第一方向的一侧与所述板部对置的第一平板部、从所述第一方向的另一侧与所述板部对置的第二平板部、以及配置在所述板部的所述第二方向的两侧的一对连接板部,
所述壳体具备配置在所述磁轭的所述第二方向的两侧的一对侧板部,
所述第二连接体配置在所述一对连接板部的一方与所述一对侧板部的一方之间、以及所述一对连接板部的另一方与所述一对侧板部的另一方之间。
7.根据权利要求6所述的致动器,其特征在于,
所述支承体具备从所述第一方向的一侧覆盖所述板部及所述线圈的第一板、以及从所述第一方向的另一侧覆盖所述板部及所述线圈的第二板,
所述磁铁具备固定于所述第一平板部且隔着所述第一板从所述第一方向的一侧与所述线圈对置的第一磁铁、以及固定于所述第二平板部且隔着所述第二板从所述第一方向的另一侧与所述线圈对置的第二磁铁,
所述第一连接体具备连接所述第一平板部和所述第一板的一侧连接体、以及连接所述第二平板部和所述第二板的另一侧连接体。
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