CN1320738C - 降低漏磁量的磁性激励器及触觉呈现装置 - Google Patents

降低漏磁量的磁性激励器及触觉呈现装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1320738C
CN1320738C CNB031206255A CN03120625A CN1320738C CN 1320738 C CN1320738 C CN 1320738C CN B031206255 A CNB031206255 A CN B031206255A CN 03120625 A CN03120625 A CN 03120625A CN 1320738 C CN1320738 C CN 1320738C
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
magnet
actuator
coil
portion
Prior art date
Application number
CNB031206255A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1484361A (zh
Inventor
渡边洋一
塚本一之
Original Assignee
富士施乐株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2002273575A priority Critical patent/JP2004112937A/ja
Priority to JP2002275994A priority patent/JP3997872B2/ja
Application filed by 富士施乐株式会社 filed Critical 富士施乐株式会社
Publication of CN1484361A publication Critical patent/CN1484361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1320738C publication Critical patent/CN1320738C/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0338Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012Multiple controlled elements
    • Y10T74/20201Control moves in two planes

Abstract

一种磁性激励器,设有由按照异磁极互相面对的方式排列的磁铁(10a-10d)构成的第1磁铁阵列,以及跨设在第1磁铁阵列中多个磁极之上的平面线圈(12a-12d),该磁性激励器使电流在平面线圈(12a-12d)中流通以获取驱动力,在该磁性激励器中,与第1磁铁阵列相距规定间隔处配置有磁铁(24a-24d),即第2磁铁阵列,该第2磁铁阵列中的磁铁(24a-24b)采取与第1磁铁阵列中磁铁(10a-10d)异磁极相对的方式进行排列。

Description

降低漏磁量的磁性激励器及触觉呈现装置

技术领域

本发明涉及一种能够降低装置外部的漏磁量并能够稳定工作的磁性激励器及触觉呈现装置。

背景技术

近几年,通过电磁间相互作用产生驱动力的磁性激励器已经得到广泛应用。随着信息传送装置的不断发展,视觉、听觉以外的触觉也成为传送信息的重要手段,将小型磁性激励器安装到鼠标等指示装置中,就可以实现一种能够将震动传给手指尖的触觉呈现装置。

在特开2000-330688号公报中记载了安装有磁性激励器的触觉呈现装置。如图16A所示,指示装置100内安装有磁性激励器,并设有与该磁性激励器相连的传送部18。使用时,如图16B所示,让手指尖先接触传送部18,来自磁性激励器的震动就可以传给手指尖。

图17和图18分别表示内藏在触觉呈现装置中的磁性激励器的侧视图和主要部分的展开斜视图。

如图17所示,磁性激励器是由磁铁阵列10、平面线圈12、偏转板14a、14b、螺旋柱16、传送部18、滑动部20以及连接部22构成。如图18所示,磁铁阵列10包括磁铁10a-10d,平面线圈12包括平面线圈12a-12d。

磁铁10a-10d以异磁极相对的方式排列在偏转板14a上。平面线圈12a-12d分别与磁铁10a-10d相对应且相互之间留有一定间隔,而且每个线圈都跨设在多块磁铁上。偏转板14b将平面线圈12盖住。偏转板14a与14b之间留有一定间隔并通过螺旋柱16支撑住。

如图17所示,传送部18通过连接部22与平面线圈12a-12d连接在一起。另一方面,滑动部20使传送部18与外部部件26结合起来并可以相互滑动。

磁铁10a-10d会在偏转板14a与14b之间产生磁场。在磁场中,平面线圈12a-12d中的电流会使平面线圈12a-12d上产生电磁力,从而驱动传送部18。如图18所示,使磁铁10a-10d的N极和S极沿Z轴方向放置,并将平面线圈12放置在X-Y平面内,那么在X-Y平面内就能够产生驱动力。

内藏在指示装置中的磁性激励器应该尽可能地减小外观尺寸,但应尽量保证较大的可动范围。对于尺寸,为了获得尽可能大的驱动力,应防止外部的漏磁,并提高磁场与线圈电流的相互作用。另外,为了防止(漏磁)对外部仪器(比如显示器或磁卡等)产生影响,必须要尽可能降低从磁性激励器的磁铁中泄漏出的磁通。

但是,传统的磁性激励器存在下述问题。

(A)在磁性激励器的上部与下部中,偏转板14a及14b会阻断磁场,抑制了外部的漏磁。但是,在磁性激励器的侧面,却不能安装在平面线圈12移动之后用来防止装置之间发生干扰的偏转板,侧面的漏磁情况要比上下方的情况严重。因此,导致产生驱动力的磁场被削弱,并且外部仪器受到的影响比较严重。此外,随着平面线圈12离开磁性激励器的中心位置,由于侧面漏磁会使磁场容易受到影响,因此无法得到充足的驱动力。

(B)为了防止问题(A)的发生,将偏转板设在磁性激励器的侧部,但为了得到与以前相等的可动范围,必须要将磁性激励器的身体做大,因此无法达到减小外观尺寸与重量的要求。

(C)在磁性激励器中,如图19所示,移动平面线圈12直到磁铁10的边缘处,平面线圈12的一侧会接近2个磁铁的边界附近。在相邻磁铁的边界附近处,N极与S极接近,从N极到S极会产生水平磁场。如图19所示,该磁场会导致平面线圈12所在平面内的驱动力方向以外的方向上产生不必要的驱动力。

因此,当平面线圈12靠近磁铁的边界处时,就会倾斜或与碰到其它部件。特别是,平面线圈移动到12X方向或Y方向的边缘部分时,几乎所有的平面线圈12都会在垂直方向产生驱动力。

发明内容

本发明鉴于上述传统技术中存在的问题,提供了一种不用在侧面上加装新的部件而保持原来的尺寸与重量,并可以降低侧面的漏磁量,能够在可动范围内稳定地工作的磁性激励器及触觉呈现装置。

本发明采用下述结构成功地解决了上述各种问题。

本发明中的磁性激励器包括异磁极相互面对排列的磁铁、至少一部分被磁极穿过的线圈,在磁铁产生的磁场中,线圈中的电流使该线圈受到驱动力的作用。

另外,本发明也是一种通过振动来刺激动物触觉的触觉呈现装置,该装置中包括一种具有如下特征的磁性激励器:包括异磁极相互面对排列的磁铁和至少一部分被磁极穿过的线圈,在由前述磁铁产生的磁场中,线圈中的电流会使该线圈受到驱动力的作用。

为了实现上述目的,本发明中的激励器包括:具有第1个面及第2个面的平板状第1偏转板;具有第3个面及第4个面,且第3个面与第1偏转板的第2个面对向设计的平板状第2偏转板;固定在第1偏转板的第2个面上的几块磁铁;设置在磁铁与第2偏转板之间且与第2偏转板的第3个面平行的几个线圈;将几个线圈整体固定住的线圈固定部件;由设置在第1偏转板的第2个面及第2偏转板的第3个面双方或者一方的四周上的磁性体构成的磁屏蔽部。

附图说明

图1、本发明实施例中磁性激励器的结构侧视图。

图2、本发明实施例中磁性激励器的主要部分的展开斜视图。

图3A、本发明实施例中磁性激励器中的平面线圈电流与驱动方向关系的说明图。

图3B-图3D本发明实施例中磁性激励器中的平面线圈电流与驱动方向关系的说明图。

图4、本发明实施例中磁性激励器中的平面线圈上产生的驱动力的说明图。

图5、比较例及本发明实施例中外部漏磁的测定位置的表示图。

图6、比较例及本发明实施例中线圈上产生的驱动力的测定结果的表示图。

图7、比较例及本发明实施例中线圈上产生的驱动力的测定结果的表示图。

图8、第2实施例中激励器的整体斜视图。

图9、图8所示的激励器I-I截面的截面图。

图10、从第2实施例的激励器中去掉触觉呈现装置和第2偏转板后的装置的斜视图。

图11、表示第2实施例中激励器中的线圈与磁铁之间关系的平面图。

图12、第2实施例中的激励器的侧面图。

图13、与图8中的I-I截面相同的变形例中激励器的截面的截面图。

图14、表示变形例中激励器中的线圈与磁铁之间位置关系的底面图。

图15、第2实施例中激励器的漏磁量的评估图。

图16A、内藏磁性激励器的触觉呈现装置的外观及使用情况的表示图。

图16B、内藏磁屏蔽部的触觉呈现装置的外观和使用状态的示意图。

图17、磁性激励器结构的侧面表示图。

图18、磁性激励器的主要部分的展开斜视图。

图19、磁性激励器的平面线圈上产生的驱动力的说明图。

图20、比较例及本发明实施例中外部漏磁的测定结果的表示图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明实施例中的磁性激励器。

第1实施例图1以及图2分别表示本实施例中的磁性激励器的侧面图和主要部分的展开斜视图。

本实施例中的磁性激励器如图1所示,具有如下特征:它是由磁铁阵列10及24、平面线圈12、偏转线圈14a、14b、螺旋柱(stud)16、传送装置18、滑动装置20以及连接装置22组成。磁铁阵列10和24如图2所示,分别包括4个磁铁10a-10d以及磁铁24a-24b。平面线圈12包括4个平面线圈12a-12d。本实施例中的磁性激励器除了在下侧偏转板14a上配置磁铁10a-10d以外,还在上侧偏转板14b上配置了磁铁24a-24d。

磁铁10a-10d位于下侧偏转板14a上并且使异磁极向着Z轴方向排列。例如图2所示,若使磁铁10a的N极向着磁性激励器内部摆放,就使磁铁10b的S极、磁铁10c的S极以及磁铁10d的N极向着磁性激励器内部摆放。在本实施例中,磁石10a-10d分别选用永久磁铁,但也可以对一个磁铁进行磁化,使得局部交替不同的磁性相对。

如图1所示,平面线圈12a-12d位于磁铁10a-10d之上,两者之间保持一定的间隔,且两者相互平行。平面线圈12a-12d相对磁铁10a-10d可以移动。

平面线圈12a-12d中分别跨越磁铁10a-10d中的任意2块。比如,平面线圈12a沿X方向跨越磁铁10a以及10b。同样,平面线圈12b沿X方向跨越磁铁10c和10d,平面线圈12c沿Y方向跨越磁铁10a以及10c,平面线圈12d沿Y方向跨越磁铁10b和10d。

如图3B所示,平面线圈12a和12b以共同的电流沿8字型路线流通的方式连接。平面线圈12c和12d也如图3C所示方式连接。这些线圈电流的作用将在后面的叙述中说明。

平面线圈12a-12d的卷线一般使用铜线,但是为了减轻磁性激励器的重量也可以使用铜包铝等的材料。

如图2所示,磁铁24a-24d被固定在上部的偏转板14b上,并分别与磁铁10a-10d相对应,与平面线圈12a-12d之间留有间隙。在排列磁铁24a-24d与磁铁10a-10d时,使相互相对的磁极性不同。例如,磁铁10a的N极面向磁性激励器内侧的情况下,磁铁24a的S极则面向磁性激励器的内侧。同样地,使磁铁10b与磁铁24b、磁铁10c与磁铁24c、磁铁10d与磁铁24d相互不同的磁极相对地设置。磁铁阵列24与磁铁阵列10之间的间隙设定为预定的距离,并通过连接上侧偏转板14b和下侧偏转板14a的螺旋柱(スタッド)16支撑。

磁铁阵列10与阵列24之间的距离最好设定在各磁铁宽度的1/2以下。如果能够设定在各磁铁宽度的1/5以下就更合适。各磁铁的相对面若不是矩形而是圆形等形状的情况下,磁铁阵列10与磁铁阵列24之间的距离如果设定在相对面面积的平方根的1/2以下会比较合适。如果设定在相对面面积的平方根的1/5以下会更佳。

磁铁10a-10d和24a-24d可以选用永久磁铁。永久磁铁可以是一般的铁氧体类的磁铁,如果选用磁力较强的钕磁铁等稀土类磁铁会更合适。另外,如果磁性激励器的重量不成为问题,利用线圈制作的电磁铁也可以取得与本实施例相同的效果。

如图1所示,传送装置18通过连接部22与所有的平面线圈12a-12d共同固定在一起。另外,传送装置18通过滑动部20与外部部件26结合起来并可以相对移动。即,在X-Y平面内,与固定在偏转板14a、14b上的磁铁10a-10d以及磁铁24a-24d结合起来并可以相对移动。滑动部20选用橡胶、弹簧等弹性体或滚珠轴承等比较合适。

下面,参照图3A-D,详细说明本实施例中的磁性激励器的工作原理和作用。为了便于说明,图3A-D中只表示出配置在下侧偏转板14a上的磁铁10a-10b与平面线圈12a-12d的配置状况。

如图3A所示,驱动前,平面线圈12a-12d中均不存在电流,平面线圈12a-12d的中心点在滑动部20的弹性势力的作用下,被保持在磁性激励器的中心附近处。

驱动时,如图3B所示,来自外部电源(图略)的电流将在平面线圈12a和12b中沿8字型路线流通。磁铁10a-10d和磁铁24a-24d(图略)产生的磁场会与线圈电流产生电磁作用,这样X方向就会产生驱动力。此时,与平面线圈12a-12d固定在一起的传送部18(图略)就会与平面线圈12a-12d一起在X方向运动。

同样地如图3C所示,来自外部的电流沿8字路线流通,产生相互的电磁作用,Y方向也产生驱动力。因此,传送部18(图略)就会与平面线圈12a-12d一起在Y方向运动。

此外,如图3D所示,平面线圈12a和12b以及平面线圈12c和12d同时有电流流通的情况下,平面线圈会按照各线圈组合上产生的电流大小,在X方向和Y方向同时产生移动。

本实施例中,由于除了磁铁10a-10d以外还设有磁铁24a-24d,因此如图4所示,磁性激励器的整个内部会在与X-Y平面垂直的方向(虚线箭头方向)产生磁场。因此,即使将平面线圈12驱动到磁铁10a-10d及24a-24d的边缘处,也能够大幅度地降低与平面线圈12垂直方向(Z方向)上的力的产生。另外,能够稳定地驱动磁性激励器。

通过减小水平方向的磁场,可以同时增加垂直方向的磁场强度。这样便可以使与平面线圈12平行方向(X或Y方向)上的驱动力增加。

由于磁铁边缘处的磁场是垂直方向,因此将减低来自磁性激励器侧面的漏磁量。这样就能够大大降低磁场对外部仪器的影响。

此时,将磁铁10a-10d的厚度减小到新装磁铁24a-24d的厚度,这样可以使磁性激励器的尺寸和重量至少维持到传统技术水平。另外,因为磁铁产生的磁场可以有效地在垂直方向上得到利用,因此磁性激励器的尺寸及重量可以降低。

在本实施例中,磁铁阵列10和磁铁阵列24分别是由4个磁铁10a-10d和4个磁铁24a-24d组成,但磁铁的个数并没有限制。例如,X方向或Y方向中仅向一个方向驱动的情况下,磁铁阵列10及磁铁阵列24可以分别由2个磁铁组成,并在磁铁的间隙内放置1个平面线圈。

如图8所示,将本实施例中的磁性激励器装入指示装置(pointingdevice)内就可以构成触觉呈现装置。因为可以降低泄漏出的磁通,所以磁场对显示器等装置的影响也可以变的很小。另外,由于可以有效地获得驱动力,所以能够使触觉呈现装置小型化。

(比较例)下面说明由图9和图10所示的传统技术下的实施方案的比较例。

偏转板14a、14b选用铁制材料,为矩形形状,各边长度恰好可以适合磁铁的大小。偏转板14a、14b上设有开口部。

磁铁10a-10d采用钕制磁铁。厚度选择1-10mm中的一个既定标准,各边长度则为5-50mm标准中的某一标准,设置螺旋柱16的部分则选用圆弧形状。

磁铁10a-10d紧密地排列在下侧偏转板14a上,使各磁铁的磁极交替相对。此时,将与偏转板14a的开口部相吻合的那部分切下来。

平面线圈12a-12d各自的矩形框架周围缠绕着导线,数量为50-300中的一个既定标准,厚度为1-5mm中的一个规定值。导线使用铜线。

螺旋柱16设置在偏转板的四个角上以便使偏转板14a和14b相互平行且保持一定间隙。

平面线圈12a-12d与磁铁10a-10d之间保持有一定间隙,两者不会接触。

(实施例)下面,介绍由图1和图2所表示的上述实施例的具体方案。

偏转板14a、14b选用铁材料,厚度和长度均与比较例的结构相同。偏转板14a、14b上设有矩形开口部。

磁铁10a-10d及磁铁24a-24d选用钕磁铁。厚度则为比较例厚度1/2,各边长度与比较例相同,设有螺旋柱16的部分切成圆弧形状。

磁铁10a-10d以及磁铁24a-24d分别紧密地排列在下侧偏转板14a和上侧偏转板14b上,并且磁极交替面对。此时,将与偏转板14a、14b开口部相吻合的那部分切下来。

平面线圈12a-12d的各种标准与比较例中的情况相同。

螺旋柱16设置在偏转板的四个角上以便使偏转板14a和14b相互平行且保持一定间隙。

平面线圈12a-12d被插在磁铁10a-10d与磁铁24a-24d之间,且相互之间保持有一定间隙,不会发生接触。

(外部磁通泄漏的测定)对于上述比较例和实施例,已经对磁性激励器外部的漏磁情况做了测定。测定情况如图5所示,在与磁性激励器的上侧偏转板14b相距5mm处(图5中虚线a)、与下侧偏转板14a相距5mm处(图5中虚线b)、以及与磁性激励器侧端5mm处(图5中虚线c)测定了最大漏磁量。

各位置上的漏磁测定结果如图20所示。上侧偏转板14b(图5中虚线a)与下侧偏转板14a(图5中虚线b)的附近处,与比较例的最大漏磁量相比,实施例中则减少到其约40%。在侧端附近处(图5中虚线c),与比较例的最大漏磁量相比,实施例中则减少到约10-20%,效果十分明显。

(驱动力的测定)下面说明在比较例及实施例中,平面线圈12a和12b中流有相同电流时驱动力的测定结果。

如图6所示,与平面线圈平行的方向(X方向)上的驱动力,与比较例相比实施例中有所增加。另一方面,与平行线圈垂直方向(Z方向)的驱动力,如图6所示,与比较例相比实施例中则大幅减少。

另外下面还要表示,在比较例及实施例中,平面线圈12a和12b以及平面线圈12c和12d中流有相同电流时驱动力的测定结果的不同。

与平面线圈平行方向(X-Y方向)上的驱动力,如图7所示,与比较例相比实施例中则有所增加。另一方面,与平面线圈垂直方向(Z方向)上的驱动力,如图7所示,与比较例相比实施例中则大幅减小。

根据本发明的结构,可以在磁性激励器内部整体中与平面线圈垂直的方向上产生磁场。这样,可以使平面线圈垂直方向(Z方向)上的(驱动)力大大降低,同时还可以使平面线圈平行方向(X或Y方向)上的驱动力大大增加。因此,可以使磁性激励器稳定地进行工作。

另外,由本发明可知,磁铁边缘处的磁场是沿垂直方向,因此就可以降低从磁性激励器侧面泄漏出的磁通量。这样能够大大减小磁场对外部仪器产生的影响。

当然,本发明中磁性激励器的尺寸和重量在保持与传统技术一样的基础上就可以实现上述效果。

第2种实施例如图8和图9所示,该激励器1包括第1偏转板14a及第2偏转板14b。第1偏转板14a及第2偏转板14b是由磁性体构成。第1偏转板14a的形状为正方形平板状,包括第1个面30a和第1个面30a的相反侧的第2个面30b。第2偏转板14b为正方形的平板,4个角上被斜着切掉了一部分。第2偏转板14b包括第3个面40a和第3个面40a相反侧的第4个面40b。第2偏转板14b切掉4个角的目的是为了在安装时不发生互相阻碍。第1偏转板14a及第2偏转板14b相互平行,使第2个面30b和第3个面40a相对,利用4个螺旋柱16在4个角上固定住。如图9所示,第2偏转板14b的中心处设有开口部40c。

第1偏转板14a上设有磁屏蔽部31-34。磁屏蔽部31-34位于第1偏转板14a的第2个面30b上的周围。具体说,磁屏蔽部31-34将第1偏转板14a端部向着第2个面30b一侧弯曲。磁屏蔽部31-34与第1偏转板14a基本上垂直,第1偏转板14a的第2个面30b上方的高度对于磁屏蔽部31-34中的每个装置基本都相等。

激励器1包括触觉呈现装置18以及连接部22。连接部22设置在第1偏转板14a与第2偏转板14b之间,能够在保持与第3个面40a平行的状态下工作。连接部22具有与第3个面40a平行的且向着相互垂直的2个方向延伸出的板状部分。另外,连接部22还包括从板状部分的中心向外突出形成的角柱状部分22a,该柱状部分22a整个贯穿了第2偏转板14b的开口部40。触觉呈现装置18固定在柱状部分22a的前端并设置在第2偏转板14b的第4个面40b上,可以与连接部22一起变位。触觉呈现装置18的形状是中间较厚的圆盘状。

图11表示4个磁屏蔽部31-34、4块磁铁10a-10d、以及4个线圈12a-12d各自之间的相对位置关系。如图所示,以第1偏转板14a的中心位置作为原点假想成XYZ直角坐标系。X轴及Y轴分别与第1偏转板14a外框的各边保持平行。

磁屏蔽部31-34设置在第1偏转板14a的外围。磁屏蔽部31与磁屏蔽部33的长边方向相互平行。磁屏蔽部32与磁屏蔽部34的长边方向相互平行,并且它们的长边方向与磁屏蔽部31和33的长边方向垂直。另外,如图4所示,磁屏蔽部31长边的长度d1比磁铁10b和磁铁10d中距离磁屏蔽部31最近的边的长度和d2还要长。另外,磁屏蔽部32与磁铁10b和10a之间、磁屏蔽部33与磁铁10a及10c之间、磁屏蔽部34与磁铁10c和10d之间的关系也是如此。

线圈12a-12d可以分别接通独立的电流。而且,根据线圈12a-12d中电流的大小和方向,磁铁10a-10d产生的磁场与线圈12a-12d的导线之间会按照弗来明左手法则产生电磁力。这样就使线圈12a-12d上产生推力。而且,线圈12a-12d以及连接部22会相对固定着磁铁10a-10d的第1偏转板14a发生移动。由于线圈12a-12d以及连接部22发生移动,因此操作者的手指触到柱状部22a上固定着的触觉呈现部件18时就会有感觉。

图12表示激励器1的侧面图。此图是沿Y轴方向观测激励器1时的视图。如该图所示,本实施例中的激励器1中,第1偏转板14a的第2个面30b上方的磁屏蔽部31-34的高度d3比从第1偏转板14a的第2个面30到线圈12a-12d之间的距离d4还要小。第1偏转板14a的4个角上的螺旋柱16的一端位于第1偏转板14a上,另一端固定在第2偏转板14b上,通过该螺旋柱16将第1偏转板14a与第2偏转板14b固定住。

本实施例中的激励器具有以下效果。从激励器1的侧面方向延伸出的磁通可以被第1偏转板14a的第2个面30b的外围的磁屏蔽部31-34屏蔽掉。另外,由于磁屏蔽部31-34位于第2个面30b的外围,因此在激励器的整个结构中,磁屏蔽部31-34不会与线圈12a-12d及连接部22接触。这样,将激励器安装到小型仪器中即使受到尺寸上的限制,也不会缩小线圈12a-12d及连接部22的可动范围。由于安装了第1偏转板14a、第2偏转板14b以及磁屏蔽部31-34,即使激励器的尺寸受到限制,也不会缩小线圈12a-12d及连接部22的可动范围,并且能够降低激励器外部的漏磁量。

特别是当磁铁靠近第1偏转板14a的边缘的情况下泄漏磁通量会比较大,像本实施例那样,磁屏蔽部31-34长边方向的长度d1比4块磁铁中距离磁屏蔽部最近的边的长度和d2还要长。因此,泄漏到磁屏蔽部外部的磁通量可以大大降低。

本实施例中的激励器1中,磁屏蔽部31-34的第2个面30b上方的高度d3比从第2个面30b到多个线圈12a-12d之间的距离d4要小。具有这种结构的磁屏蔽部31-34是较佳的。因此,可以使磁屏蔽部31-34不与多个线圈12a-12d相接触,这样即使当激励器的尺寸受到限制的情况下也可以不缩小线圈12a-12d的可动范围,降低漏磁量。

在本实施例中,将第1偏转板14a的边缘部分弯曲形成磁屏蔽部31-34。按照该方法形成磁屏蔽部31-34,制作起来比较简单,而且容易设计磁屏蔽部。另外,由于不会增加零件的数量,因此设计磁屏蔽部31-34的成本不会很高。

此外,磁屏蔽部31-34占第1偏转板14a全部重量的的比重非常小,而且激励器的外形尺寸不会因设置了磁屏蔽部而改变。因此,设置了磁屏蔽部31-34后,仅仅需要稍微增加一点重量就能够降低漏磁量。

(变形例)下面说明本发明所涉及的激励器的变形例。激励器2具有与图8所示的激励器1相同的外观。图13表示与图8中的I-I截面图相同的激励器2的截面图。图14是表示线圈12a-12d与磁铁24a-24d的位置关系的底面图。图14中再次使用了图11中假想的XYZ直角坐标系。

如图13及图14所示,激励器2包括第1偏转板14a、第2偏转板14b、4块磁铁10a-10d、4个线圈12a-12d、触觉呈现装置15、以及连接部22。

激励器2中设有4块磁铁24a-24d。磁铁24a-24d的配置方式与第1种实施例相同。

第1偏转板14a及第2偏转板14b上分别设有磁屏蔽部31-34及磁屏蔽部35-38。磁屏蔽部31-34的结构与第2实施例基本相同。磁屏蔽部35-38设置在第2偏转板14b的第3个面40a的外围上。磁屏蔽部35-38与磁屏蔽部31-34相同,是通过将第2偏转板14b的边缘部分向着第3个面40a力向弯曲形成的,第2偏转板14b在第3个面上方的高度基本与磁屏蔽部35-38相等。本实施例中的激励器2中,第2偏转板14b的第3个面40a上方的磁屏蔽部35-38的高度d7比第2偏转板14b的第3个面40a到线圈12a  12d之间的距离d8要小。

根据图14可知,磁屏蔽部35-38设置在第2偏转板14b的四周。磁屏蔽部35与37的长边方向相互平行。磁屏蔽部36与38的长边方向相互平行,并且它们的长边方向与磁屏蔽部35和37的长边方向相互垂直。另外磁屏蔽部35长边的长度d5比磁铁24a和磁铁24d中距离磁屏蔽部35最近的边的长度之和d6还要长。磁屏蔽部36与磁铁24a和24b之间的关系、磁屏蔽部37与磁铁24b及24c之间的关系、以及磁屏蔽部38与磁铁24c和24d之间的关系也是同样。

激励器2可以实现以下效果。

从激励器2的侧面方向延伸出的磁通可以被第1偏转板10a的第2个面30b的四周上的磁屏蔽部31-34、以及第2偏转板14b的第3个面40a的四周上的磁屏蔽部35-38屏蔽掉。另外,在激励器的结构中,由于磁屏蔽部31-34设置在第2个面30b上,磁屏蔽部35-38设置在第3个面40a上,因此磁屏蔽部31-34及35-38可以不与线圈12a-12d及连接部22相接触。这样,装入小型仪器的激励器的尺寸即使受到限制,也不会缩小线圈12a-12d及连接部22的可动范围。这样,通过本实施例中的激励器,即使在激励器的尺寸受到限制的情况下,也可以不缩小线圈12a-12d及连接部22的可动范围,并能够降低泄漏到激励器外部的磁通量。

此外,激励器中去掉磁屏蔽部31-34也可以,由于安装了第1偏转板14a、第2偏转板14b、以及磁屏蔽部35-38,即使在激励器的尺寸受到限制的情况下,也可以不缩小线圈12a-12d及连接部22的可动范围,并能够降低泄漏到激励器外部的磁通量。

另外,激励器2中,磁屏蔽部31-34的第2个面30b上方的高度d3比从第2个面30b到线圈12a-12d之间的距离d4要小。此外,磁屏蔽部35-38的第3个面40a上方的高度d7比从第3个面40a到线圈12a-12d之间的距离d8要小。按照此方式构成的磁屏蔽部31-34及磁屏蔽部35-38很令人满意。这样,可以实现使磁屏蔽部31-34及35-38与线圈12a-12d不相互接触的结构,因此,即使在激励器的尺寸受到限制的情况下,也可以不缩小线圈12a-12d的可动范围,并能够降低泄漏的磁通量。

(实施例)下面说明本发明中的激励器的实施例。这里的实施例将对上述实施方案进行实施。在实施例中,使磁屏蔽部31-34的高度d3按照每次变化磁铁10a-10d厚度1/4的方式进行变化,直到与磁铁10a-10d的厚度相等,并分析泄漏在激励器外部的磁通。然后对距离激励器侧面5mm位置处的漏磁情况做出评估。

图15是激励器中漏磁情况的评估图。图15的图表中,横轴表示磁屏蔽部31-34的高度d3与磁铁10a-10d厚度的百分比。纵轴表示距离激励器侧面5mm位置处漏磁量的最大值。

根据图15可知,激励器侧面处的漏磁量的最大值随着磁屏蔽部31-34高度d3不断增大而减小。特别是当磁屏蔽部31-34高度d3达到磁铁10a-10d高度的50-100%时(图中A部分),激励器侧面的漏磁量会明显下降。当磁屏蔽部31-34高度d3与磁铁高度相等(100%)时,激励器中的漏磁量的最大值基本降低到磁屏蔽部31-34的高度为0%时,即不安装磁屏蔽部时的一半。

本发明中的激励器不仅限于上述各实施例,还可以采取各种变形例。例如,磁屏蔽部除了可以通过将第1偏转板和第2偏转板的边缘部分弯曲的办法形成以外,还可以用第1偏转板和第2偏转板以外的其它磁性体。其中的一个例子是,将细长的角柱状磁性体沿第1偏转板或第2偏转板的四边配置在第2个面上或第3个面上,并将其作为磁屏蔽部,这样即使在激励器的尺寸受到限制的情况下,也可以不缩小线圈及连接部的可动范围,并能够降低泄漏到激励器外部的磁通量。

Claims (3)

1.一种磁性激励器,其特征在于:此磁性激励器包括使异性磁极相互相对排列的磁铁、以及至少其中一部分插入该磁极间的线圈;所述相对的磁极间的距离为前述相对磁极的面积平方根的1/2以下;在由所述磁铁产生的磁场中,通过在所述线圈中流过电流,得到对该线圈的驱动力。
2.根据权利要求1记述的磁性激励器,其特征在于,所述磁铁包括:被交替不同的磁极磁化的第1磁铁阵列;第2磁铁阵列,与所述第1磁铁阵列相对排列,被磁化为,相对所述第1磁铁阵列的各个磁极,使各个相异的磁极相对置。
3.一种触觉呈现装置,通过振动来刺激动物的触觉,其特征在于,该触觉呈现装置具有磁性激励器,该磁性激励器包括:将相互不同的磁极面对面排列的磁铁、和至少将其中一部分插入该磁极间的线圈;所述相对的磁极间的距离为前述相对磁极的面积平方根的1/2以下;在由前述磁铁产生的磁场中,通过在线圈中流过电流,得到对该线圈的驱动力。
CNB031206255A 2002-09-19 2003-03-17 降低漏磁量的磁性激励器及触觉呈现装置 CN1320738C (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002273575A JP2004112937A (ja) 2002-09-19 2002-09-19 磁気アクチュエータ及び触覚呈示装置
JP2002275994A JP3997872B2 (ja) 2002-09-20 2002-09-20 アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1484361A CN1484361A (zh) 2004-03-24
CN1320738C true CN1320738C (zh) 2007-06-06

Family

ID=31996199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031206255A CN1320738C (zh) 2002-09-19 2003-03-17 降低漏磁量的磁性激励器及触觉呈现装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7336006B2 (zh)
KR (2) KR100536816B1 (zh)
CN (1) CN1320738C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101796471B (zh) * 2007-08-16 2013-01-30 英默森公司 摩擦力动态变化的阻力致动器

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4121730B2 (ja) * 2001-01-19 2008-07-23 富士通コンポーネント株式会社 ポインティングデバイス及び携帯型情報機器
JP2005223958A (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Fujitsu Component Ltd アクチュエータ
DE102007009389A1 (de) * 2007-02-20 2008-08-21 Bizerba Gmbh & Co. Kg Kraftmessvorrichtung und Verfahren zur Signalauswertung
DE102008015384A1 (de) 2008-03-20 2009-10-01 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Mehrkoordinatenmotor
DE102008050866A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 CoActive Technologies, Inc., Greenwich Schalter
US8497767B2 (en) * 2009-03-02 2013-07-30 Butterfly Haptics, LLC Magnetic levitation haptic interface system
JP5471393B2 (ja) * 2009-12-11 2014-04-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 入力装置
KR101154485B1 (ko) 2010-10-18 2012-06-13 한국과학기술연구원 진동 및 3차원 입체를 표시하는 정보 입출력 장치
JP2012181827A (ja) * 2011-02-10 2012-09-20 Mitsumi Electric Co Ltd 操作入力装置
EP2518589A1 (en) * 2011-04-26 2012-10-31 Research In Motion Limited Input device with tactile feedback
US9360938B2 (en) 2011-04-26 2016-06-07 Blackberry Limited Input device with tactile feedback
JP5842376B2 (ja) * 2011-04-27 2016-01-13 ミツミ電機株式会社 操作入力装置及び操作入力検出装置
US9678577B1 (en) * 2011-08-20 2017-06-13 SeeScan, Inc. Magnetic sensing user interface device methods and apparatus using electromagnets and associated magnetic sensors
JP2013089117A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Alps Electric Co Ltd 入力装置
US8542084B1 (en) 2012-03-13 2013-09-24 General Electric Company Circuit protection device and trip unit for use with a circuit protection device
DE112013003425T5 (de) 2012-07-07 2015-04-09 Saia-Burgess Llc Haptische Aktuatoren
US9607490B2 (en) 2012-09-13 2017-03-28 Sony Corporation Haptic device
JP6203484B2 (ja) * 2012-09-28 2017-09-27 ミネベアミツミ株式会社 振動発生器
US9436341B2 (en) 2012-12-21 2016-09-06 Johnson Electric S.A. Haptic feedback devices
JP5900408B2 (ja) 2013-05-07 2016-04-06 株式会社デンソー 操作装置
JP5983545B2 (ja) * 2013-06-26 2016-08-31 株式会社デンソー 入力デバイス
CN103440752B (zh) * 2013-08-15 2017-07-25 深圳Tcl新技术有限公司 电磁遥控器及电磁遥控器的控制方法
JP6098438B2 (ja) 2013-08-27 2017-03-22 株式会社デンソー 操作装置
JP6187161B2 (ja) 2013-10-30 2017-08-30 株式会社デンソー 入力デバイス
JP6167893B2 (ja) * 2013-12-26 2017-07-26 株式会社デンソー 入力装置
JP6409622B2 (ja) 2015-03-03 2018-10-24 株式会社デンソー 入力装置
JP6464927B2 (ja) 2015-03-03 2019-02-06 株式会社Soken 入力装置
US10220412B2 (en) * 2015-11-20 2019-03-05 AAC Technologies Pte. Ltd. Vibration motor
JP6626725B2 (ja) * 2016-01-29 2019-12-25 日本電産サンキョー株式会社 アクチュエータ
KR101790895B1 (ko) 2016-06-14 2017-10-26 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 다방향성 구동 모듈

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1094177A (zh) * 1993-02-18 1994-10-26 株式会社日立制作所 旋转信息记录/重放装置
US5621591A (en) * 1996-04-05 1997-04-15 Seagate Technology, Inc. Dual coil voice coil motor
JP2000330688A (ja) * 1999-03-17 2000-11-30 Fuji Xerox Co Ltd 情報受感装置、情報伝達システム、情報受感装置の制御を行なうプログラムが記憶された記憶媒体

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096455A (en) * 1962-03-08 1963-07-02 Basic Motor Developments Inc Printed disc electrical machinery
US3558947A (en) * 1969-10-01 1971-01-26 Circuit Res Co Discoidal wire wound armatures
US3967146A (en) * 1974-04-24 1976-06-29 Howard Gerald T Magnetic motion conversion device
DE3326238C2 (zh) * 1983-07-21 1986-04-17 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg, De
US4535260A (en) * 1984-10-15 1985-08-13 Teleflex Incorporated Magnetic linear motor
JPH0771391B2 (ja) 1990-05-24 1995-07-31 日立金属株式会社 揺動型アクチュエータ
JPH05336730A (ja) 1992-05-29 1993-12-17 K G S Kk 直流サーフェイスモータ
JPH0611163A (ja) 1992-06-29 1994-01-21 Mitsubishi Electric Corp 換気扇
US6166723A (en) * 1995-11-17 2000-12-26 Immersion Corporation Mouse interface device providing force feedback
US5808381A (en) * 1994-08-09 1998-09-15 Hitachi Metals, Ltd. Linear motor
US5825308A (en) * 1996-11-26 1998-10-20 Immersion Human Interface Corporation Force feedback interface having isotonic and isometric functionality
US6064135A (en) * 1998-04-07 2000-05-16 David H. Rush Electromechanical machine and armature structure therefor
US6320284B1 (en) * 1998-12-23 2001-11-20 Engineering Matters, Inc. Motor assembly allowing output in multiple degrees of freedom
US6157099A (en) * 1999-01-15 2000-12-05 Quantum Corporation Specially oriented material and magnetization of permanent magnets
US6903721B2 (en) * 1999-05-11 2005-06-07 Immersion Corporation Method and apparatus for compensating for position slip in interface devices
JP2001217183A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Nikon Corp モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法
US6549380B2 (en) * 2000-04-17 2003-04-15 Seagate Technology Llc Data handling system with flux-directing voice coil motor
TW545682U (en) * 2000-10-24 2003-08-01 Discovision Ass Magnetic movement positioning device capable of changing tilted angle
JP4689058B2 (ja) * 2001-02-16 2011-05-25 キヤノン株式会社 リニアモータ、ステージ装置および露光装置ならびにデバイス製造方法
US6573627B2 (en) * 2001-06-21 2003-06-03 Risun Expanse Corp. DC brushless voice-coil vibration motor
DE60236895D1 (de) * 2001-12-21 2010-08-12 Custom Sensors & Technologies Linear-schwingspulenbetätigungsglied mit planarspulen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1094177A (zh) * 1993-02-18 1994-10-26 株式会社日立制作所 旋转信息记录/重放装置
US5621591A (en) * 1996-04-05 1997-04-15 Seagate Technology, Inc. Dual coil voice coil motor
JP2000330688A (ja) * 1999-03-17 2000-11-30 Fuji Xerox Co Ltd 情報受感装置、情報伝達システム、情報受感装置の制御を行なうプログラムが記憶された記憶媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101796471B (zh) * 2007-08-16 2013-01-30 英默森公司 摩擦力动态变化的阻力致动器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050099490A (ko) 2005-10-13
CN1484361A (zh) 2004-03-24
US20040059245A1 (en) 2004-03-25
KR100739086B1 (ko) 2007-07-13
KR20040025528A (ko) 2004-03-24
US7336006B2 (en) 2008-02-26
KR100536816B1 (ko) 2005-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0778657B1 (en) Planar electromagnetic actuator
CN1265535C (zh) 永久磁铁型同步线性马达
US7443384B2 (en) Coordinates input device
US7652399B2 (en) Linear vibrator
US7825903B2 (en) Method and apparatus for providing haptic effects to a touch panel
US9778545B2 (en) Lens drive device
JP2011085666A (ja) レンズ駆動装置
EP0582193B1 (en) Synchrotron radiation light-source apparatus and method of manufacturing same
US20100213773A1 (en) Linear Vibrator
US5208703A (en) Apparatus for supporting optical system
KR101259683B1 (ko) 수평 진동 모터
US9928950B2 (en) Polarized magnetic actuators for haptic response
EP0258891B2 (en) Deflection yoke apparatus with means for reducing unwanted radiation
KR100899468B1 (ko) 리니어 액츄에이터 및 리니어 액츄에이터를 이용한 부품보유 지지 장치, 다이 본더 장치
JP2011230067A (ja) 振動発生装置
WO1999010970A1 (en) Positioning device, driving unit, and aligner equipped with the device
US7319374B2 (en) Moving magnet actuator
KR20120042139A (ko) 휴대용 단말기의 진동 모듈
US20120153748A1 (en) Vibration generator
KR100549642B1 (ko) 액츄에이터
JP5680287B2 (ja) 電流センサ
JPH09182410A (ja) リニアモータ
CN1998125B (zh) 强磁场音圈电机
US10038361B2 (en) Haptic actuator including flexible flexure bearings having a wishbone shape and related methods
KR20100103959A (ko) 리니어 진동 모터

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070606

Termination date: 20170317