JP2003189579A - Actuator - Google Patents
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- JP2003189579A JP2003189579A JP2002273692A JP2002273692A JP2003189579A JP 2003189579 A JP2003189579 A JP 2003189579A JP 2002273692 A JP2002273692 A JP 2002273692A JP 2002273692 A JP2002273692 A JP 2002273692A JP 2003189579 A JP2003189579 A JP 2003189579A
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- coils
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コイルおよび磁石
を含むアクチュエータに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an actuator including a coil and a magnet.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、アクチュエータは、第１部材に
対して相対的に第２部材が運動するものであって、この
運動により、この第２部材に固定されたサンプル等を移
動させることができ、或いは、この第２部材に触れた人
の指先等に対して触覚を与えることができる。このよう
なアクチュエータの駆動機構として種々のものが提案さ
れている。2. Description of the Related Art Generally, in an actuator, a second member moves relative to a first member, and this movement can move a sample or the like fixed to the second member. Alternatively, a tactile sensation can be given to the fingertip of the person who touches the second member. Various types of drive mechanisms for such actuators have been proposed.
【０００３】その中でも、コイルおよび磁石を含むアク
チュエータは、磁石の周囲の磁束中に存在するコイルに
電流が流れることで該コイルの導線に電磁力が作用する
現象を利用したものであって、磁石が固定された第１部
材に対して相対的に、コイルが固定された第２部材が運
動する。このようなアクチュエータは、特に、第２部材
が一定平面上を２次元運動し得る点で注目される。Among them, an actuator including a coil and a magnet utilizes a phenomenon in which an electromagnetic force acts on a conducting wire of the coil when an electric current flows through the coil existing in a magnetic flux around the magnet. The second member with the coil fixed moves relative to the first member with the fixed coil. Such an actuator is particularly noted in that the second member can two-dimensionally move on a constant plane.
【０００４】このようなアクチュエータを用いた装置と
しては、特許文献１に記載の情報受感装置がある。この
装置は、平面型の２次元アクチュエータをマウスに搭載
し、パソコンの画面と連動して触覚情報を呈示する装置
である。ここで示されているアクチュエータは、基部の
上に磁石群を固定し、この上にコイル群を保持したコイ
ルホルダを配置し、このコイルホルダの４辺を外側から
弾性部材で支持する構成を有する。As an apparatus using such an actuator, there is an information sensing apparatus described in Patent Document 1. This device is a device in which a planar two-dimensional actuator is mounted on a mouse and which presents tactile information in conjunction with the screen of a personal computer. The actuator shown here has a structure in which a magnet group is fixed on a base, a coil holder holding the coil group is arranged on the base, and four sides of the coil holder are supported from outside by elastic members. .
【０００５】[0005]
【特許文献１】特開２０００−３３０６８８号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-330688
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記したようなアクチ
ュエータをマウスなど小型の装置に組み込んで使う場
合、マウスが大型化して操作性が悪化することを避ける
ためには、アクチュエータを小型化して一般的なマウス
内部に収容できるようにする必要がある。When the actuator as described above is used by incorporating it in a small device such as a mouse, in order to avoid the mouse from becoming large and deteriorating in operability, the actuator is generally made small. It needs to be able to be housed inside the mouse.
【０００７】一方、マウスに組み込んだアクチュエータ
を用いて触覚を呈示させる場合、第２部材の推力を向上
させることにより、触覚の呈示性能を高めることができ
る。例えば、磁石面積を大きくしてコイルに与える磁界
を強くすることで第２部材の推力を強化することが可能
である。しかしながら、磁石面積を大きくするとアクチ
ュエータが大型化するため、好ましくない。On the other hand, when the tactile sensation is presented by using the actuator incorporated in the mouse, the tactile presentation performance can be enhanced by improving the thrust of the second member. For example, it is possible to increase the thrust of the second member by increasing the magnet area and increasing the magnetic field applied to the coil. However, increasing the magnet area increases the size of the actuator, which is not preferable.
【０００８】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、推力が向上できるとともに、小型化が
可能なアクチュエータを提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an actuator which can improve thrust and can be miniaturized.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるアクチュエータは、略平板状の
第１ヨーク板と、第１ヨーク板と略平行に設けられた略
平板状の第２ヨーク板と、第２ヨーク板に対向した第１
ヨーク板の面に固定して設けられた複数の磁石と、第１
ヨーク板に対向した第２ヨーク板の面に平行に設けられ
た複数のコイルと、複数のコイルを一体に固定するコイ
ル固定部材とを備えることを特徴とする。In order to achieve such an object, an actuator according to the present invention has a substantially flat plate-like first yoke plate and a substantially flat plate-like plate provided substantially parallel to the first yoke plate. A second yoke plate and a first yoke plate facing the second yoke plate
A plurality of magnets fixedly provided on the surface of the yoke plate;
It is characterized by comprising a plurality of coils provided in parallel to the surface of the second yoke plate facing the yoke plate, and a coil fixing member for integrally fixing the plurality of coils.
【００１０】第１ヨーク板と略平行に設けられた第２ヨ
ーク板を備えることによって、第１ヨーク板に設けられ
た複数の磁石から延びる磁束は第２ヨーク板へ引き寄せ
られる。このため、磁束のＺ方向成分（磁石の極の中央
付近における磁束の方向成分）に対するＸＹ方向成分
（ＸＹ平面に平行な方向成分）の比が小さくなる。この
ことから、コイルの導線に作用する電磁力の、ＸＹ方向
成分に対するＺ方向成分の比が小さくなる。したがっ
て、磁束はＸＹ方向に変位する複数のコイルに対して効
率よく作用するため、磁束あたりの推力、つまり磁石面
積あたりの推力が大きくなる。すなわち、複数のコイル
およびコイル固定部材の推力を向上できるとともに、ア
クチュエータの小型化が可能になる。By providing the second yoke plate provided substantially parallel to the first yoke plate, the magnetic flux extending from the plurality of magnets provided on the first yoke plate is attracted to the second yoke plate. Therefore, the ratio of the XY direction component (direction component parallel to the XY plane) to the Z direction component of the magnetic flux (direction component of the magnetic flux near the center of the pole of the magnet) becomes small. Therefore, the ratio of the Z-direction component to the XY-direction component of the electromagnetic force that acts on the conductor of the coil becomes small. Therefore, since the magnetic flux efficiently acts on the plurality of coils that are displaced in the XY directions, the thrust per magnetic flux, that is, the thrust per magnet area becomes large. That is, the thrust of the plurality of coils and the coil fixing member can be improved, and the actuator can be downsized.
【００１１】また、コイルの導線に作用する電磁力の、
ＸＹ方向成分に対するＺ方向成分の比が小さくなること
によって、複数のコイルおよびコイル固定部材の傾斜が
抑制され、また、複数のコイルおよびコイル固定部材と
他の部材との間の抵抗が抑制されて、複数のコイルおよ
びコイル固定部材は安定した変位動作が可能となる。The electromagnetic force acting on the conductor of the coil is
By reducing the ratio of the Z-direction component to the XY-direction component, the inclination of the plurality of coils and the coil fixing member is suppressed, and the resistance between the plurality of coils and the coil fixing member and other members is suppressed. The plurality of coils and the coil fixing member can be stably displaced.
【００１２】また、第１ヨーク板及び第２ヨーク板を備
えることにより、複数の磁石から延びる磁束はヨーク板
が存在する方向へ引き寄せられ、またはヨーク板内部を
通過するため、アクチュエータ外部へ漏れる磁束を抑え
ることができる。Further, since the first yoke plate and the second yoke plate are provided, the magnetic fluxes extending from the plurality of magnets are attracted in the direction in which the yoke plates are present, or pass through the inside of the yoke plate, so that the magnetic flux leaks to the outside of the actuator. Can be suppressed.
【００１３】また、アクチュエータは、複数の磁石と複
数のコイルとの間の間隔ｄ1が、第２ヨーク板と複数の
コイルとの間の間隔ｄ2より広いことを特徴としてもよ
い。間隔ｄ1と間隔ｄ2との間に「ｄ1＞ｄ2」なる関係が
存在することにより、磁石の端部付近では、磁束の方向
がＺ軸方向とは異なるものの、該磁石から離れた何れか
のコイルの導線の位置では、磁束のＺ方向成分に対する
ＸＹ方向成分の比が小さい。このことから、コイルの導
線に作用する電磁力は、ＸＹ方向成分に対するＺ方向成
分の比が小さくなる。したがって、第１ヨーク板に対す
る複数のコイルおよびコイル固定部材のＸＹ平面上の相
対的な変位の範囲が広くても、複数のコイルおよびコイ
ル固定部材の傾斜が抑制され、また、複数のコイルおよ
びコイル固定部材と他の部材との間の抵抗が抑制され
て、複数のコイルおよびコイル固定部材は安定した変位
動作が可能となる。The actuator may be characterized in that a distance d 1 between the plurality of magnets and the plurality of coils is wider than a distance d 2 between the second yoke plate and the plurality of coils. Due to the existence of the relationship "d 1 > d 2 " between the distance d 1 and the distance d 2 , the direction of the magnetic flux is different from the Z-axis direction near the end of the magnet, but it is separated from the magnet. At the position of the conducting wire of any of the coils, the ratio of the XY direction component of the magnetic flux to the Z direction component is small. From this, the electromagnetic force acting on the conductor of the coil has a small ratio of the Z-direction component to the XY-direction component. Therefore, even if the range of relative displacement of the plurality of coils and the coil fixing member with respect to the first yoke plate on the XY plane is wide, the inclination of the plurality of coils and the coil fixing member is suppressed, and the plurality of coils and the coil fixing member are suppressed. The resistance between the fixing member and the other member is suppressed, and the plurality of coils and the coil fixing member can be stably displaced.
【００１４】また、アクチュエータは、複数の磁石と複
数のコイルとの間の間隔ｄ1が、第２ヨーク板と複数の
コイルとの間の間隔ｄ2と同じか、より狭いことを特徴
としてもよい。複数のコイル及びコイル固定部材と磁石
との間隔が狭いほど、複数のコイル付近の磁束密度が増
す。よって、間隔ｄ1と間隔ｄ2との間に「ｄ1≦ｄ2」な
る関係が存在することにより、複数のコイル及びコイル
固定部材の推力をさらに向上できる。Further, the actuator may be characterized in that a distance d 1 between the plurality of magnets and the plurality of coils is equal to or smaller than a distance d 2 between the second yoke plate and the plurality of coils. Good. The smaller the distance between the plurality of coils and the coil fixing member and the magnet, the greater the magnetic flux density near the plurality of coils. Therefore, the relationship of “d 1 ≦ d 2 ” exists between the distance d 1 and the distance d 2 , so that the thrust of the plurality of coils and the coil fixing member can be further improved.
【００１５】また、アクチュエータは、複数の磁石のう
ち互いに隣接する２つの磁石の間の境界に設けられた磁
性体をさらに備えることを特徴としてもよい。互いに隣
接する２つの磁石の境界に磁性体が設けられていること
により、磁石の端部付近では、磁束の方向がＺ軸方向と
は異なるものの、互いに隣接する２つの磁石の接合部の
磁束の多くが磁性体中を流れる。その結果、磁石とコイ
ルとの間の空間において、磁束のＺ方向成分に対するＸ
Ｙ方向成分の比が小さくなり、コイルの導線に作用する
電磁力は、ＸＹ方向成分に対するＺ方向成分の比が小さ
くなる。したがって、第１ヨーク板に対する複数のコイ
ルおよびコイル固定部材のＸＹ平面上の相対的な変位の
範囲が広くても、複数のコイルおよびコイル固定部材の
傾斜が抑制され、また、複数のコイルおよびコイル固定
部材と他の部材との間の抵抗が抑制されて、複数のコイ
ルおよびコイル固定部材は安定した変位動作が可能とな
る。The actuator may further include a magnetic body provided at a boundary between two adjacent magnets among the plurality of magnets. Since the magnetic body is provided at the boundary between two magnets that are adjacent to each other, the direction of the magnetic flux is different from the Z-axis direction near the end of the magnet, but Many flow in the magnetic material. As a result, in the space between the magnet and the coil, X with respect to the Z direction component of the magnetic flux.
The ratio of the Y-direction component becomes small, and the electromagnetic force acting on the conductor of the coil has a small ratio of the Z-direction component to the XY-direction component. Therefore, even if the range of relative displacement of the plurality of coils and the coil fixing member with respect to the first yoke plate on the XY plane is wide, the inclination of the plurality of coils and the coil fixing member is suppressed, and the plurality of coils and the coil fixing member are suppressed. The resistance between the fixing member and the other member is suppressed, and the plurality of coils and the coil fixing member can be stably displaced.
【００１６】また、アクチュエータは、第１ヨーク板及
び第２ヨーク板の双方またはいずれか一方に開口部が設
けられ、コイル固定部材のうち開口部に対向する部分に
開口部を貫通するように設けられ、開口部の内形寸法よ
りも小さい外形寸法を有する柱状部をさらに備えること
を特徴としてもよい。これによって、複数のコイル及び
コイル固定部材の可動範囲が規定されるため、複数のコ
イル及びコイル固定部材の可動範囲を規定するための部
材を別に設ける必要がなくなり、アクチュエータを小型
化できる。Further, the actuator is provided with an opening portion in both or one of the first yoke plate and the second yoke plate, and is provided so as to penetrate the opening portion in a portion of the coil fixing member facing the opening portion. In addition, a columnar portion having an outer dimension smaller than the inner dimension of the opening may be further provided. As a result, the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member is defined, so that it is not necessary to separately provide a member for defining the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member, and the actuator can be downsized.
【００１７】また、アクチュエータは、開口部が、第２
ヨーク板に設けられたことを特徴としてもよい。これに
よって、第１ヨーク板には開口部を設けずに済み、第１
ヨーク板に設けられる磁石の大きさを維持できるので、
開口部を設けても複数のコイル及びコイル固定部材の推
力へ影響しない。Further, the actuator has the second opening
It may be characterized in that it is provided on the yoke plate. As a result, the first yoke plate does not need to have an opening, and
Since the size of the magnet provided on the yoke plate can be maintained,
Providing the openings does not affect the thrust of the plurality of coils and the coil fixing member.
【００１８】また、アクチュエータは、開口部の柱状部
と接触する部分、または柱状部の開口部と接触する部分
が、緩衝部材からなることを特徴としてもよい。これに
よって、開口部と柱状部とが接触する際の衝撃を緩和で
きる。Further, the actuator may be characterized in that a portion of the opening which is in contact with the columnar portion or a portion of the columnar portion which is in contact with the opening is made of a cushioning member. As a result, it is possible to reduce the impact when the opening and the columnar portion come into contact with each other.
【００１９】また、アクチュエータは、コイル固定部材
の、第１ヨーク板及び第２ヨーク板の双方またはいずれ
か一方の側に設けられた柱状部と、柱状部の外形寸法よ
りも大きな外形寸法を有し、柱状部の周囲を囲うように
設けられた周囲部材とをさらに備えることを特徴として
もよい。この周囲部材によって、複数のコイル及びコイ
ル固定部材の可動範囲が規定されるため、複数のコイル
及びコイル固定部材の可動範囲を規定する部材を別に設
ける必要がなくなり、アクチュエータを小型化できる。Further, the actuator has a columnar portion provided on one or both sides of the first yoke plate and the second yoke plate of the coil fixing member, and an outer dimension larger than the outer dimension of the columnar portion. However, a peripheral member provided so as to surround the periphery of the columnar portion may be further provided. Since the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member is defined by the peripheral member, it is not necessary to separately provide a member that defines the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member, and the actuator can be downsized.
【００２０】また、アクチュエータは、第１ヨーク板及
び第２ヨーク板の双方またはいずれか一方に開口部が設
けられ、周囲部材が、開口部に設けられることを特徴と
してもよい。これによって、周囲部材が柱状部の周囲を
好適に囲うことができるので、複数のコイル及びコイル
固定部材の可動範囲を規定し、アクチュエータを小型化
できる。Further, the actuator may be characterized in that the first yoke plate and / or the second yoke plate are provided with an opening in one or both of them, and the peripheral member is provided in the opening. This allows the surrounding member to appropriately surround the circumference of the columnar portion, so that the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member can be defined, and the actuator can be downsized.
【００２１】また、アクチュエータは、周囲部材の柱状
部と接触する部分、または柱状部の周囲部材と接触する
部分が、緩衝部材からなることを特徴としてもよい。こ
れによって、周囲部材と柱状部とが接触する際の衝撃を
緩和できる。Further, the actuator may be characterized in that a portion of the peripheral member which is in contact with the columnar portion or a portion of the columnar portion which is in contact with the peripheral member is made of a cushioning member. As a result, it is possible to reduce the impact when the peripheral member and the columnar portion come into contact with each other.
【００２２】また、アクチュエータは、第１ヨーク板と
第２ヨーク板との間に固定して設けられ、コイル固定部
材の可動範囲を制限する規定部材をさらに備えることを
特徴としてもよい。これによって、複数のコイル及びコ
イル固定部材の可動範囲が規定されるため、複数のコイ
ル及びコイル固定部材の可動範囲を規定する部材を別に
設ける必要がなくなり、アクチュエータを小型化でき
る。Further, the actuator may be characterized by further including a regulating member fixedly provided between the first yoke plate and the second yoke plate and limiting the movable range of the coil fixing member. As a result, the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member is defined, so that it is not necessary to separately provide a member that defines the movable range of the plurality of coils and the coil fixing member, and the actuator can be downsized.
【００２３】また、アクチュエータは、規定部材のうち
コイル固定部材と接触する部分、またはコイル固定部材
のうち規定部材と接触する部分が、緩衝部材からなるこ
とを特徴としてもよい。これによって、規定部材とコイ
ル固定部材とが接触する際の衝撃を緩和できる。Further, the actuator may be characterized in that a portion of the regulating member which comes into contact with the coil fixing member or a portion of the coil fixing member which comes into contact with the regulating member comprises a buffer member. As a result, it is possible to reduce the impact when the regulating member and the coil fixing member come into contact with each other.
【００２４】また、アクチュエータは、第１ヨーク板及
び第２ヨーク板の双方またはいずれか一方に開口部が設
けられ、コイル固定部材のうち開口部に対向する部分に
開口部を貫通するように設けられ、開口部の内形寸法よ
りも小さい外形寸法を有する柱状部と、開口部の、コイ
ル固定部材側とは反対側に位置するように柱状部に固定
された触覚呈示部材とをさらに備えることを特徴として
もよい。これによって、触覚呈示部材に触れる指先等に
対して触覚情報を呈示できる。In addition, the actuator is provided with an opening portion in both or one of the first yoke plate and the second yoke plate, and is provided so as to penetrate the opening portion in a portion of the coil fixing member facing the opening portion. A columnar portion having an outer dimension smaller than the inner dimension of the opening, and a tactile sense providing member fixed to the columnar portion so as to be located on the opposite side of the opening from the coil fixing member side. May be a feature. Thereby, tactile information can be presented to the fingertip or the like touching the tactile presentation member.
【００２５】また、アクチュエータは、コイル固定部材
と、第１ヨーク板または第２ヨーク板との相対位置を検
出する位置検出手段をさらに備えることを特徴としても
よい。アクチュエータがこのような位置検出手段を備え
ることによって、コイル固定部材のヨーク板に対する相
対位置を検出することができる。そして、検出した相対
位置に基づいて、コイルに流す電流を制御することによ
りコイル固定部材の動きを制御することが可能になる。The actuator may further include position detecting means for detecting the relative position between the coil fixing member and the first yoke plate or the second yoke plate. By providing the actuator with such position detecting means, the relative position of the coil fixing member with respect to the yoke plate can be detected. Then, the movement of the coil fixing member can be controlled by controlling the current flowing through the coil based on the detected relative position.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【００２７】（第１実施形態）本発明に係るアクチュエ
ータの第１実施形態について説明する。図１〜図６それ
ぞれは、第１実施形態に係るアクチュエータ１の構成を
示す図である。図１は、アクチュエータ１の全体の斜視
図である。図２は、図１に示すアクチュエータ１のＩ−
Ｉ断面を示す側面断面図である。図３は、アクチュエー
タ１から触覚呈示部材７０が除かれたものの斜視図であ
る。図４は、アクチュエータ１から触覚呈示部材７０及
び第２ヨーク板２０が除かれたものの斜視図である。図
５は、コイル４１〜４４と磁石３１〜３４との位置関係
を示す平面図である。図６は、アクチュエータ１の側面
図である。(First Embodiment) A first embodiment of the actuator according to the present invention will be described. 1 to 6 are diagrams showing the configuration of the actuator 1 according to the first embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the entire actuator 1. 2 shows the I- of the actuator 1 shown in FIG.
It is a side surface sectional view showing I section. FIG. 3 is a perspective view of the actuator 1 from which the tactile sense providing member 70 is removed. FIG. 4 is a perspective view of the actuator 1 from which the tactile sense providing member 70 and the second yoke plate 20 are removed. FIG. 5 is a plan view showing the positional relationship between the coils 41 to 44 and the magnets 31 to 34. FIG. 6 is a side view of the actuator 1.
【００２８】図１及び図２に示されるように、このアク
チュエータ１は、第１ヨーク板１０及び第２ヨーク板２
０を備えている。第１ヨーク板１及び第２ヨーク板２０
は、磁性体からなる。第１ヨーク板１０の形状は、略正
方形の平板状である。第２ヨーク板２０は、略正方形の
平板の４隅を斜めに切り欠いた形状である。第２ヨーク
板２０の４隅を切り欠いているのは、取り付け時の干渉
を防ぐ為である。第１ヨーク板１０及び第２ヨーク板２
０は、互いに略平行な位置に設けられており、４本のス
タッド５１〜５４によって互いの四隅を固定されてい
る。また、図３に示されるように、第２ヨーク板２０は
略中央部分に矩形の開口部２０ａを有する。開口部２０
ａの内壁には、衝撃を緩和する材料からなる緩衝部材２
１が設けられている。As shown in FIGS. 1 and 2, the actuator 1 includes a first yoke plate 10 and a second yoke plate 2.
It has 0. First yoke plate 1 and second yoke plate 20
Is made of a magnetic material. The first yoke plate 10 has a substantially square flat plate shape. The second yoke plate 20 has a shape in which four corners of a substantially square flat plate are obliquely cut out. The four corners of the second yoke plate 20 are notched in order to prevent interference during mounting. First yoke plate 10 and second yoke plate 2
0s are provided at positions substantially parallel to each other, and four studs 51 to 54 fix the four corners of each other. Further, as shown in FIG. 3, the second yoke plate 20 has a rectangular opening 20a in the substantially central portion. Opening 20
The inner wall of a has a buffer member 2 made of a material that absorbs impact.
1 is provided.
【００２９】また、アクチュエータ１は、触覚呈示部材
７０及びコイル固定部材７１を備える。コイル固定部材
７１は第１ヨーク板１０と第２ヨーク板２０との間に、
これらのヨーク板と平行に動作することが可能なように
設けられる。コイル固定部材７１は、第１ヨーク板１０
及び第２ヨーク板２０と略平行であって互いに直交する
２方向に延びる板状部分を有している。また、コイル固
定部材７１は、板状部分の略中央から第２ヨーク板２０
の開口部２０ａを貫通するように角柱状に突き出た柱状
部７１ａを有する。触覚呈示部材７０は柱状部７１ａの
先端に固定され、第２ヨーク板２０の２平面のうち、第
１ヨーク板と対向する面とは反対側の面に、コイル固定
部材７１とともに動作可能に設けられる。触覚呈示部材
７０の形状は、中央付近が厚い円盤状である。The actuator 1 also includes a tactile sense providing member 70 and a coil fixing member 71. The coil fixing member 71 is provided between the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20,
It is provided so that it can operate in parallel with these yoke plates. The coil fixing member 71 is the first yoke plate 10
And a plate-shaped portion extending in two directions substantially parallel to the second yoke plate 20 and orthogonal to each other. Further, the coil fixing member 71 is arranged such that the second yoke plate 20 extends from the approximate center of the plate-shaped portion.
Has a columnar portion 71a protruding in a prismatic shape so as to penetrate the opening 20a. The tactile sense providing member 70 is fixed to the tip of the columnar portion 71a, and is provided operatively with the coil fixing member 71 on the surface opposite to the surface facing the first yoke plate of the two planes of the second yoke plate 20. To be The shape of the tactile sense providing member 70 is a disk-like shape with a thick central portion.
【００３０】また、図４に示されるように、このアクチ
ュエータ１は、４つのコイル４１〜４４を備えている。
コイル４１〜４４は、第２ヨーク板２０の第１ヨーク板
１０と対向する面に略平行になるよう、コイル固定部材
７１のコイルホルダ部７１ｂに一体に固定される。図２
を参照すると、コイルホルダ部７１ｂはコイル固定部材
７１の板状部分の両端から第１ヨーク板１０に向かって
伸び、コイル４１〜４４の中空部分を貫通するように設
けられてコイル４１〜４４を固定している。第１ヨーク
板１０を第１部材とすれば、コイル４１〜４４及びコイ
ル固定部材７１は第１部材に対して相対的に変位可能な
第２部材として機能する。Further, as shown in FIG. 4, the actuator 1 is equipped with four coils 41 to 44.
The coils 41 to 44 are integrally fixed to the coil holder portion 71b of the coil fixing member 71 so as to be substantially parallel to the surface of the second yoke plate 20 facing the first yoke plate 10. Figure 2
Referring to, the coil holder portion 71b extends from both ends of the plate-shaped portion of the coil fixing member 71 toward the first yoke plate 10, and is provided so as to penetrate through the hollow portions of the coils 41 to 44 so as to connect the coils 41 to 44. It is fixed. If the first yoke plate 10 is used as the first member, the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 function as a second member that can be displaced relative to the first member.
【００３１】また、図４を参照すると、アクチュエータ
１はさらに４つの磁石３１〜３４を備えている。４つの
磁石３１〜３４それぞれは、第１ヨーク板１０の２平面
のうち第２ヨーク板２０に対向する面に固定して設けら
れている。Further, referring to FIG. 4, the actuator 1 further includes four magnets 31 to 34. Each of the four magnets 31 to 34 is fixedly provided on one of the two planes of the first yoke plate 10 that faces the second yoke plate 20.
【００３２】図５に、４つの磁石３１〜３４および４つ
のコイル４１〜４４それぞれの相対的位置関係が示され
ている。この図中に示されているように、第１ヨーク板
１０の中心位置を原点とするＸＹＺ直交座標系を想定す
る。Ｘ軸およびＹ軸それぞれは、第１ヨーク板１０の外
枠の各辺に平行である。FIG. 5 shows the relative positional relationship between the four magnets 31 to 34 and the four coils 41 to 44. As shown in this figure, an XYZ orthogonal coordinate system whose origin is the center position of the first yoke plate 10 is assumed. Each of the X axis and the Y axis is parallel to each side of the outer frame of the first yoke plate 10.
【００３３】４つの磁石３１〜３４それぞれは、第２ヨ
ーク板２０に対向する第１ヨーク板１０の面上であっ
て、スタッド５１〜５４が設置される領域を除く領域に
固定されている。４つの磁石３１〜３４それぞれは、互
いに同形の平板状のものであって、Ｚ軸の周囲に対称性
を有するように、第１ヨーク板１０に配置されている。Each of the four magnets 31 to 34 is fixed on the surface of the first yoke plate 10 facing the second yoke plate 20 except the region where the studs 51 to 54 are installed. Each of the four magnets 31 to 34 has the same flat plate shape, and is arranged on the first yoke plate 10 so as to have symmetry around the Z axis.
【００３４】磁石３１は、Ｘ座標値が正であってＹ座標
値も正である領域に、その磁束の一部がコイル４１およ
びコイル４２の双方を貫くように設けられている。磁石
３２は、Ｘ座標値が負であってＹ座標値が正である領域
に、その磁束の一部がコイル４２およびコイル４３の双
方を貫くように設けられている。磁石３３は、Ｘ座標値
が負であってＹ座標値も負である領域に、その磁束の一
部がコイル４３およびコイル４４の双方を貫くように設
けられている。また、磁石３４は、Ｘ座標値が正であっ
てＹ座標値が負である領域に、その磁束の一部がコイル
４４およびコイル４１の双方を貫くように設けられてい
る。これらのうち、磁石３１および磁石３３それぞれ
は、第２ヨーク板２０に対向する側がＳ極となるように
配置され、磁石３２および磁石３４それぞれは、第２ヨ
ーク板２０に対向する側がＮ極となるように配置されて
いる。The magnet 31 is provided in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is also positive, so that a part of its magnetic flux penetrates both the coil 41 and the coil 42. The magnet 32 is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is positive so that a part of its magnetic flux penetrates both the coil 42 and the coil 43. The magnet 33 is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is also negative so that a part of its magnetic flux penetrates both the coil 43 and the coil 44. The magnet 34 is provided in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is negative, so that a part of its magnetic flux penetrates both the coil 44 and the coil 41. Of these, the magnet 31 and the magnet 33 are arranged such that the side facing the second yoke plate 20 has an S pole, and the magnet 32 and the magnet 34 each have an N pole on the side facing the second yoke plate 20. It is arranged to be.
【００３５】４つのコイル４１〜４４それぞれは、互い
に同形であって、第２ヨーク板２０からの距離が互いに
等しくなるように、また、Ｚ軸の周囲に対称性を有する
ように、コイル固定部材７１に固定されて配置されてい
る。コイル４１はＸ座標値が正の領域にＸ軸をまたいで
設けられている。コイル４２はＹ座標値が正の領域にＹ
軸をまたいで設けられている。コイル４３はＸ座標値が
負の領域にＸ軸をまたいで設けられている。また、コイ
ル４４はＹ座標値が負の領域にＹ軸をまたいで設けられ
ている。コイル４１とコイル４３とは、原点付近を通る
導線によって電流の方向が逆になるように互いに結線さ
れている。また、コイル４２とコイル４４とは、原点付
近を通る導線によって電流の方向が逆になるように互い
に結線されている。The four coils 41 to 44 have the same shape, and the coil fixing members are arranged so that the distances from the second yoke plate 20 are equal to each other and that the coils have symmetry around the Z axis. 71 is fixed and arranged. The coil 41 is provided across the X axis in a region where the X coordinate value is positive. The coil 42 has a Y-coordinate value in a positive area.
It is installed across the axis. The coil 43 is provided across the X axis in a region where the X coordinate value is negative. Further, the coil 44 is provided across the Y axis in a region where the Y coordinate value is negative. The coil 41 and the coil 43 are connected to each other by a conductor passing near the origin so that the directions of the currents are opposite to each other. The coil 42 and the coil 44 are connected to each other by a conductor passing near the origin so that the directions of the currents are opposite to each other.
【００３６】磁石３１〜３４とコイル４１〜４４との間
の相対的な位置関係について換言すれば以下のとおりで
ある。コイル４１は、磁石３４および磁石３１それぞれ
が作る磁界に対して、主にＸ軸と平行な方向に電流が横
切るように設けられている。コイル４２は、磁石３１お
よび磁石３２それぞれが作る磁界に対して、主にＹ軸と
平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイ
ル４３は、磁石３２および磁石３３それぞれが作る磁界
に対して、主にＸ軸と平行な方向に電流が横切るように
設けられている。また、コイル４４は、磁石３３および
磁石３４それぞれが作る磁界に対して、主にＹ軸と平行
な方向に電流が横切るように設けられている。In other words, the relative positional relationship between the magnets 31 to 34 and the coils 41 to 44 is as follows. The coil 41 is provided so that the current crosses the magnetic fields generated by the magnet 34 and the magnet 31 mainly in the direction parallel to the X axis. The coil 42 is provided so that the current mainly crosses the magnetic fields generated by the magnet 31 and the magnet 32 in a direction parallel to the Y axis. The coil 43 is provided so that the current mainly crosses the magnetic fields generated by the magnet 32 and the magnet 33 in the direction parallel to the X axis. Further, the coil 44 is provided so that the current crosses the magnetic fields generated by the magnet 33 and the magnet 34 mainly in the direction parallel to the Y axis.
【００３７】コイル４１〜４４それぞれの導線として、
銅線を用いてもよいし、また、軽量化のために、銅メッ
キされたアルミニウム線を用いるのも好適である。磁石
３１〜３４それぞれは、保磁力および残留磁束密度が大
きいものが好ましく、例えばネオジ磁石が好適である。As the conductors of the coils 41 to 44,
A copper wire may be used, and it is also preferable to use a copper-plated aluminum wire for weight reduction. Each of the magnets 31 to 34 preferably has a large coercive force and residual magnetic flux density, and is preferably a neodymium magnet, for example.
【００３８】コイル４１〜４４それぞれに流れる電流の
大きさ及び方向に応じて、磁石３１〜３４それぞれが作
る磁界とコイル４１〜４４それぞれの導線との間で、フ
レミングの左手の法則に応じた電磁力が生じる。これに
因り、コイル４１〜４４それぞれに推力が生じる。そし
て、磁石３１〜３４が固定された第１ヨーク板１０に対
し、コイル４１〜４４およびコイル固定部材７１が移動
する。そして、このコイル４１〜４４およびコイル固定
部材７１が移動することにより、柱状部７１ａに固定さ
れた触覚呈示部材７０に触れている操作者の指などに触
覚が呈示される。Depending on the magnitude and direction of the current flowing through each of the coils 41 to 44, an electromagnetic field corresponding to the Fleming's left-hand rule is provided between the magnetic field created by each of the magnets 31 to 34 and the conductor of each of the coils 41 to 44. Power is generated. As a result, thrust is generated in each of the coils 41 to 44. Then, the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 move with respect to the first yoke plate 10 to which the magnets 31 to 34 are fixed. By moving the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71, a tactile sensation is presented to the operator's finger or the like touching the tactile sensation providing member 70 fixed to the columnar portion 71a.
【００３９】図６にアクチュエータ１の側面図が示され
ている。この図は、アクチュエータ１をＹ軸方向に見た
ときのものである。この図に示されるように、第１ヨー
ク板１０の４隅に設けられているスタッド５１〜５４
は、各々の一端が第１ヨーク板１０に、他端が第２ヨー
ク板２０に固定され、第１ヨーク板１０と第２ヨーク板
２０とを固定するものである。本実施形態のアクチュエ
ータ１は、磁石３１〜３４とコイル４１〜４４との間の
間隔ｄ1が、第２ヨーク板２０とコイル４１〜４４との
間の間隔ｄ2より広くなるように構成されている。A side view of the actuator 1 is shown in FIG. This figure shows the actuator 1 as viewed in the Y-axis direction. As shown in this figure, the studs 51 to 54 provided at the four corners of the first yoke plate 10 are provided.
Has one end fixed to the first yoke plate 10 and the other end fixed to the second yoke plate 20 to fix the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20. The actuator 1 of the present embodiment is configured such that the distance d 1 between the magnets 31 to 34 and the coils 41 to 44 is wider than the distance d 2 between the second yoke plate 20 and the coils 41 to 44. ing.
【００４０】本実施形態によるアクチュエータ１は、以
下の効果を有する。すなわち、磁性体からなる第２ヨー
ク板２０を第１ヨーク板１０と略平行に備えることによ
って、第１ヨーク板１０に設けられた複数の磁石３１〜
３４から延びる磁束は第２ヨーク板２０の方向、すなわ
ちＺ方向へ引き寄せられる。このため、磁束のＺ方向成
分に対するＸＹ方向成分の比が小さくなる。このことか
ら、コイル４１〜４４の導線に作用する電磁力は、ＸＹ
方向成分に対するＺ方向成分の比が小さくなる。The actuator 1 according to this embodiment has the following effects. That is, by providing the second yoke plate 20 made of a magnetic material substantially parallel to the first yoke plate 10, the plurality of magnets 31 to 31 provided on the first yoke plate 10 are provided.
The magnetic flux extending from 34 is attracted in the direction of the second yoke plate 20, that is, in the Z direction. Therefore, the ratio of the XY direction component to the Z direction component of the magnetic flux becomes small. From this, the electromagnetic force acting on the lead wires of the coils 41 to 44 is XY
The ratio of the Z direction component to the direction component becomes small.
【００４１】図７（ａ）は、従来のアクチュエータの内
部に生じる磁束を説明するための模式図である。また、
図７（ｂ）は、アクチュエータ１の内部に生じる磁束を
説明するための模式図である。FIG. 7A is a schematic diagram for explaining the magnetic flux generated inside the conventional actuator. Also,
FIG. 7B is a schematic diagram for explaining the magnetic flux generated inside the actuator 1.
【００４２】図７（ａ）を参照すると、従来のアクチュ
エータは基部１０１及び基部２０１を備えており、基部
１０１の面上に磁石３３及び３４が固定されている。ま
た、磁石３３は上面がＳ極、磁石３４は上面がＮ極とな
るように設けられている。磁石３３の上面から放射され
た磁力線（図中、点線で示す）は、磁石３３の下面へ回
り込むものや、磁石３４の上面へ放物線状に引き寄せら
れるもの等があり、磁石３３及び３４の上面に対して略
垂直とはならない。これにより、コイル４４に生じる推
力ＦにはＸ方向成分ＦXに対し、Ｚ方向成分ＦZが相対的
に大きくなる。推力Ｆが一定とすれば、Ｚ方向成分ＦZ
が大きいとＸ方向成分ＦXの絶対値が小さくなる。すな
わち、コイル４４をＸ方向へ移動させる推力が小さくな
る。Referring to FIG. 7A, the conventional actuator includes a base portion 101 and a base portion 201, and magnets 33 and 34 are fixed on the surface of the base portion 101. Further, the magnet 33 is provided so that the upper surface thereof has an S pole, and the magnet 34 has an upper surface thereof having an N pole. The magnetic force lines (indicated by dotted lines in the figure) radiated from the upper surface of the magnet 33 include those that wrap around to the lower surface of the magnet 33 and those that are parabolicly drawn to the upper surface of the magnet 34. On the other hand, it is not almost vertical. As a result, in the thrust F generated in the coil 44, the Z-direction component F Z is relatively larger than the X-direction component F X. If the thrust F is constant, the Z-direction component F Z
Is larger, the absolute value of the X-direction component F X is smaller. That is, the thrust for moving the coil 44 in the X direction becomes small.
【００４３】これに対し、図７（ｂ）を参照すると、磁
石３３から放射された磁力線は磁石３３の上面に対して
略垂直に進み、第２ヨーク板２０の内部を通過し、磁石
３４へ磁石３４の上面に対して略垂直に引き寄せられ
る。これにより、コイル４４に生じる推力ＦはＸ方向成
分ＦXが支配的となり、Ｘ方向成分ＦXに対するＺ方向成
分ＦZ（図示せず）の比が小さくなる。なお、Ｙ方向に
ついてもＸ方向と同様に説明できる。On the other hand, referring to FIG. 7B, the magnetic force lines radiated from the magnet 33 travel substantially perpendicular to the upper surface of the magnet 33, pass through the inside of the second yoke plate 20, and reach the magnet 34. The magnet 34 is attracted substantially perpendicular to the upper surface of the magnet 34. Thus, the thrust F generated in the coil 44 is X direction component F X is dominant, the ratio of Z direction component F Z with respect to the X-direction component F X (not shown) is reduced. The Y direction can be described in the same way as the X direction.
【００４４】このように、アクチュエータ１が磁性体か
らなる第２ヨーク板２０を第１ヨーク板１０と略平行に
備えることによって、磁束はＸＹ方向に変位する複数の
コイル４１〜４４に対して効率よく作用するため、磁束
あたりのＸＹ方向への推力、すなわち磁石面積あたりの
ＸＹ方向への推力が大きくなる。よって、磁石面積を大
きくすることなく推力を強化することが可能となり、複
数のコイルおよびコイル固定部材の推力を向上できる。
発明者の解析によれば、アクチュエータが第２ヨーク板
２０を備えることにより、第２ヨーク板２０を備えない
場合に比べて約１．７倍の推力向上が達成できる。ま
た、アクチュエータが充分な推力を有している場合に
は、磁石を小さくすることでアクチュエータの小型化が
可能となる。As described above, since the actuator 1 is provided with the second yoke plate 20 made of a magnetic material substantially parallel to the first yoke plate 10, the magnetic flux is efficient with respect to the plurality of coils 41 to 44 which are displaced in the XY directions. Since it works well, the thrust in the XY directions per magnetic flux, that is, the thrust in the XY directions per magnet area becomes large. Therefore, the thrust can be increased without increasing the magnet area, and the thrust of the plurality of coils and the coil fixing member can be improved.
According to the analysis by the inventor, the provision of the second yoke plate 20 in the actuator makes it possible to achieve a thrust improvement of about 1.7 times as compared with the case where the actuator is not provided. If the actuator has sufficient thrust, the size of the actuator can be reduced by making the magnet smaller.
【００４５】また、引用文献１に示される情報受感装置
に用いられるような従来のアクチュエータでは、コイル
の導線に作用する電磁力の方向は、磁石が形成する磁束
の方向に依存する。すなわち、磁石の極の中央付近で磁
束の方向が一定方向（Ｚ軸方向とする。）に平行であれ
ば、そこに存在するコイルの導線に作用する電磁力は、
Ｚ軸方向に垂直なＸＹ平面に平行な方向の成分のみを含
む。一方、磁石の端部付近では磁束の方向がＺ軸方向と
は異なるので、そこに存在するコイルの導線に作用する
電磁力は、ＸＹ平面に平行な方向の成分を含むだけでな
く、Ｚ軸方向の成分をも含む。Further, in the conventional actuator used in the information sensing device shown in the cited document 1, the direction of the electromagnetic force acting on the conductor of the coil depends on the direction of the magnetic flux formed by the magnet. That is, if the direction of the magnetic flux is parallel to a certain direction (Z-axis direction) near the center of the pole of the magnet, the electromagnetic force acting on the wire of the coil existing there is
Only the component in the direction parallel to the XY plane perpendicular to the Z-axis direction is included. On the other hand, in the vicinity of the end of the magnet, the direction of the magnetic flux is different from the Z-axis direction, so the electromagnetic force acting on the coil conductor existing there is not only the component in the direction parallel to the XY plane, but also the Z-axis. It also includes the direction component.
【００４６】このことから、従来のアクチュエータで
は、第１部材に対して相対的に第２部材が一定平面（Ｘ
Ｙ平面）上を２次元運動し得るとはいっても、磁石の端
部付近にコイルの導線が存在するときには、Ｚ方向成分
を含む電磁力の作用により第２部材がＺ軸方向にも運動
する場合がある。その結果、アクチュエータは、第２部
材が傾いたり、第２部材が他の部材と接触して抵抗が生
じたりして、意図した本来の動作を安定して行い得ない
場合がある。磁石の端部の近くにコイルの導線が位置す
るまでに第２部材が大きく変位するような場合に、この
ような問題は大きい。Therefore, in the conventional actuator, the second member is relatively flat with respect to the first member (X
Although it can move two-dimensionally on the (Y plane), the second member also moves in the Z-axis direction by the action of the electromagnetic force including the Z-direction component when the coil conducting wire exists near the end of the magnet. There are cases. As a result, the actuator may not be able to perform its intended original operation in a stable manner because the second member is tilted or the second member comes into contact with another member to generate resistance. Such a problem is significant when the second member is largely displaced by the time the coil wire is located near the end of the magnet.
【００４７】このような問題を抱える従来のアクチュエ
ータに対し、本実施形態によるアクチュエータ１によれ
ば、コイル４１〜４４の導線に作用する電磁力の、ＸＹ
方向成分に対するＺ方向成分の比が小さくなる。電磁力
のＺ方向成分はコイル４１〜４４が第１ヨーク板１０及
び第２ヨーク板２０に対して傾斜するよう導線に作用す
るので、電磁力のＸＹ方向成分に対するＺ方向成分の比
が小さくなることによって、複数のコイル４１〜４４お
よびコイル固定部材７１の傾斜が抑制される。そして、
複数のコイル４１〜４４およびコイル固定部材７１の傾
斜が抑制されることにより、複数のコイル４１〜４４お
よびコイル固定部材７１と、例えば磁石３１〜３４や第
２ヨーク板２０などの他の部材との間の摩擦抵抗が抑制
される。よって、複数のコイル４１〜４４およびコイル
固定部材７１は安定した変位動作が可能となる。この効
果は、第１ヨーク板１０に対するコイル４１〜４４及び
コイル固定部材７１のＸＹ平面上の相対的な変位の範囲
が広いときに顕著である。In contrast to the conventional actuator having such a problem, according to the actuator 1 of the present embodiment, the XY of the electromagnetic force acting on the conducting wires of the coils 41 to 44 can be obtained.
The ratio of the Z direction component to the direction component becomes small. The Z-direction component of the electromagnetic force acts on the conductive wire so that the coils 41 to 44 are inclined with respect to the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20, so that the ratio of the Z-direction component to the XY-direction component of the electromagnetic force becomes small. Thereby, the inclination of the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 is suppressed. And
By suppressing the inclination of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71, the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 and other members such as the magnets 31 to 34 and the second yoke plate 20 are suppressed. The frictional resistance between them is suppressed. Therefore, the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 can be stably displaced. This effect is remarkable when the range of relative displacement of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 with respect to the first yoke plate 10 on the XY plane is wide.
【００４８】また、アクチュエータを組み込んだマウス
はパソコンのインターフェースとして使用されるため、
ＩＤカードなどのような磁気カードや、フレキシブルデ
ィスクなどのような磁気記録メディアに接近する機会が
多くなる。このため、アクチュエータの磁石から漏れる
磁束が磁気カードや磁気記録メディア内部のデータを破
壊しないように、アクチュエータからの磁束の漏れを極
力抑える必要がある。Since the mouse incorporating the actuator is used as the interface of the personal computer,
There are many opportunities to approach magnetic cards such as ID cards and magnetic recording media such as flexible disks. Therefore, it is necessary to suppress the leakage of the magnetic flux from the actuator as much as possible so that the magnetic flux leaking from the magnet of the actuator does not destroy the data inside the magnetic card or the magnetic recording medium.
【００４９】本実施形態によるアクチュエータ１は、磁
性体からなる第１ヨーク板１０及び第２ヨーク板２０を
備え、磁石３１〜３４をこれらの間に配置している。こ
れにより、複数の磁石３１〜３４から延びる磁束は第１
ヨーク板１０または第２ヨーク板２０の方向へ引き寄せ
られ、または第１ヨーク板１０、第２ヨーク板２０の内
部を通過するため（図７（ｂ）参照）、アクチュエータ
１の外部への磁束漏れを抑えることができる。発明者の
解析によれば、第１ヨーク板１０及び第２ヨーク板２０
を備えることにより、これらのヨーク板を備えない場合
に比べて磁束の漏れを最大約９０％低減できる。The actuator 1 according to the present embodiment includes the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20 made of a magnetic material, and the magnets 31 to 34 are arranged between them. Thereby, the magnetic flux extending from the plurality of magnets 31 to 34 is the first
The magnetic flux leaks to the outside of the actuator 1 because it is attracted toward the yoke plate 10 or the second yoke plate 20 or passes through the inside of the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20 (see FIG. 7B). Can be suppressed. According to the analysis by the inventor, the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20
The magnetic flux leakage can be reduced by up to about 90% as compared with the case where these yoke plates are not provided.
【００５０】また、本実施形態に係るアクチュエータ１
において、間隔ｄ1と間隔ｄ2との間に「ｄ1＞ｄ2」なる
関係が存在する。コイル４１〜４４およびコイル固定部
材７１を安定に変位動作させる必要があるときには、ア
クチュエータにおいてこのような関係が成り立つことが
好ましい。これにより、磁石３１〜３４の何れかの磁石
の端部付近では、磁束の方向がＺ軸方向とは異なるもの
の、該磁石から離れたコイル４１〜４４の何れかのコイ
ルの導線の位置では、磁束のＺ方向成分に対するＸＹ方
向成分の比が小さい。このことから、コイル４１〜４４
それぞれの導線に作用する電磁力は、ＸＹ方向成分に対
するＺ方向成分の比が小さくなる。したがって、コイル
４１〜４４およびコイル固定部材７１の傾斜が抑制され
る。この効果は、第１ヨーク板１０に対するコイル４１
〜４４およびコイル固定部材７１のＸＹ平面上の相対的
な変位の範囲が広い場合には特に顕著である。そして、
コイル４１〜４４およびコイル固定部材７１と他の部材
との間の抵抗が抑制されて、コイル４１〜４４およびコ
イル固定部材７１は安定した変位動作が可能となる。Further, the actuator 1 according to the present embodiment
In, there is a relation of “d 1 > d 2 ” between the distance d 1 and the distance d 2 . When it is necessary to stably displace the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71, it is preferable that such a relationship holds in the actuator. Thereby, in the vicinity of the end of one of the magnets 31 to 34, the direction of the magnetic flux is different from the Z-axis direction, but at the position of the conductor wire of any of the coils 41 to 44 distant from the magnet, The ratio of the XY direction component to the Z direction component of the magnetic flux is small. From this, the coils 41 to 44
The electromagnetic force acting on each conductor has a small ratio of the Z-direction component to the XY-direction component. Therefore, the inclination of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 is suppressed. This effect is achieved by the coil 41 with respect to the first yoke plate 10.
This is particularly noticeable when the range of relative displacement of ˜44 and the coil fixing member 71 on the XY plane is wide. And
The resistance between the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 and other members is suppressed, and the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 can perform a stable displacement operation.
【００５１】これに対し、コイル４１〜４４およびコイ
ル固定部材７１の推力をさらに向上させる必要があると
きには、間隔ｄ1と間隔ｄ2との間に「ｄ1≦ｄ2」なる関
係が存在することが好ましい。コイル４１〜４４が磁石
３１〜３４に近づくほどコイル４１〜４４付近の磁束密
度が増す。特に、磁石３１〜３４の端部付近においては
顕著である。このため、間隔ｄ1と間隔ｄ2との間に「ｄ
1≦ｄ2」なる関係が存在することにより、複数のコイル
４１〜４４及びコイル固定部材７１の推力をさらに向上
できる。On the other hand, when it is necessary to further improve the thrust forces of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71, there is a relationship of "d 1 ≤d 2 " between the distance d 1 and the distance d 2. It is preferable. As the coils 41 to 44 approach the magnets 31 to 34, the magnetic flux density near the coils 41 to 44 increases. In particular, it is remarkable in the vicinity of the ends of the magnets 31 to 34. Therefore, "d" is placed between the intervals d 1 and d 2.
The existence of the relationship of 1 ≦ d 2 ”can further improve the thrust of the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71.
【００５２】また、本実施形態によるアクチュエータ１
においては、第２ヨーク板２０の中央部分に開口部２０
ａが設けられている。そして、コイル固定部材７１の柱
状部７１ａがこの開口部２０ａを貫通するように設けら
れている。アクチュエータはこのような構造を備えるこ
とが好ましく、これによって、複数のコイル４１〜４４
及びコイル固定部材７１の可動範囲が規定されるため、
複数のコイル４１〜４４及びコイル固定部材７１の可動
範囲を規定する部材、例えば特許文献１に記載されてい
る、コイル固定部材７１を外側から支持する弾性部材を
別に設ける必要がなくなり、アクチュエータを小型化で
きる。このとき、アクチュエータの最大外形の大きさは
複数のコイルの大きさに可動範囲を加えた大きさとな
る。Further, the actuator 1 according to the present embodiment
The opening 20 is formed in the central portion of the second yoke plate 20.
a is provided. The columnar portion 71a of the coil fixing member 71 is provided so as to penetrate the opening 20a. The actuator preferably comprises such a structure, whereby a plurality of coils 41-44 is provided.
Since the movable range of the coil fixing member 71 is defined,
It is not necessary to separately provide a member that defines the movable range of the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71, for example, an elastic member that supports the coil fixing member 71 from the outside, which is described in Patent Document 1, and the actuator is small in size. Can be converted. At this time, the maximum external size of the actuator is the size of the plurality of coils plus the movable range.
【００５３】図８は、第２ヨーク板２０に設けられた開
口部２０ａを示す模式的な平面図である。この図におい
て、コイル固定部材７１の柱状部７１ａが第２ヨーク板
２０の開口部２０ａの略中央に示されている。ここで、
柱状部７１ａのＸＹ方向の幅をＷとすると、この柱状部
７１ａがＸ軸の正方向および負方向にＡだけ移動するよ
うに可動範囲を規定する場合、開口部２０ａのＸ方向の
幅はＷ＋２Ａとなる。また、Ｙ方向についても同様であ
る。FIG. 8 is a schematic plan view showing the opening 20a provided in the second yoke plate 20. As shown in FIG. In this figure, the columnar portion 71 a of the coil fixing member 71 is shown in the approximate center of the opening 20 a of the second yoke plate 20. here,
When the width of the columnar portion 71a in the XY direction is W, and when the movable range is defined so that the columnar portion 71a moves by A in the positive and negative directions of the X axis, the width of the opening 20a in the X direction is W + 2A. Becomes The same applies to the Y direction.
【００５４】また、本実施形態においては開口部２０ａ
を第２ヨーク板２０に設けている。これによって、第１
ヨーク板１０には開口部を設けずに済むため、磁石３１
〜３４の大きさを維持できる。すなわち、開口部２０ａ
を設けることが、複数のコイル４１〜４４及びコイル固
定部材７１の推力に影響しない。Further, in this embodiment, the opening 20a is formed.
Are provided on the second yoke plate 20. By this, the first
Since the yoke plate 10 does not need to have an opening, the magnet 31
A size of ~ 34 can be maintained. That is, the opening 20a
The provision of does not affect the thrust of the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71.
【００５５】また、本実施形態によるアクチュエータ１
のように、開口部２０ａには緩衝部材２１を設けるとよ
い。これによって、柱状部７１ａと開口部２０ａとが接
触する時の衝撃、すなわち不快な衝撃音や余計な衝撃感
を緩和できる。なお、柱状部７１ａ自体が緩衝部材から
なっても、同様の効果が得られる。Further, the actuator 1 according to the present embodiment
As described above, the buffer member 21 may be provided in the opening 20a. As a result, the impact when the columnar portion 71a and the opening 20a come into contact with each other, that is, the unpleasant impact sound and the extra impact sensation can be alleviated. Even if the columnar portion 71a itself is made of a cushioning member, the same effect can be obtained.
【００５６】（第２実施形態）次に、本発明に係るアク
チュエータの第２実施形態について説明する。図９およ
び図１０それぞれは、第２実施形態に係るアクチュエー
タ２の構成図である。図９は、アクチュエータ２の一部
分の斜視図である。図１０は、アクチュエータ２の側面
図である。この第２実施形態に係るアクチュエータ２の
概略の構成は、既述した第１実施形態に係るアクチュエ
ータ１と同様に、第１ヨーク板１０、第２ヨーク板２
０、４つの磁石３１〜３４、４つのコイル４１〜４４、
コイル固定部材７１および４つのスタッド５１〜５４を
備えている。これらの形状は、第１実施形態の場合と同
様である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the actuator according to the present invention will be described. 9 and 10 are configuration diagrams of the actuator 2 according to the second embodiment. FIG. 9 is a perspective view of a part of the actuator 2. FIG. 10 is a side view of the actuator 2. The schematic configuration of the actuator 2 according to the second embodiment is similar to that of the actuator 1 according to the first embodiment described above, and includes the first yoke plate 10 and the second yoke plate 2.
0, four magnets 31-34, four coils 41-44,
The coil fixing member 71 and the four studs 51 to 54 are provided. These shapes are the same as those in the first embodiment.
【００５７】図９には、アクチュエータ２から第２ヨー
ク板２０、４つのコイル４１〜４４および４つのスタッ
ド５１〜５４が除かれて、アクチュエータ２を構成する
第１ヨーク板１０、４つの磁石３１〜３４および４つの
磁性体６１〜６４が斜視図で示されている。この図に示
されるように、第２実施形態に係るアクチュエータ２
は、第１実施形態のものと比較すると、４つの磁性体６
１〜６４が更に設けられている点で相違する。本実施形
態でも同様にＸＹＺ直交座標系を想定する。In FIG. 9, the second yoke plate 20, the four coils 41 to 44 and the four studs 51 to 54 are removed from the actuator 2, and the first yoke plate 10 and the four magnets 31 constituting the actuator 2 are formed. ~ 34 and four magnetic bodies 61-64 are shown in perspective view. As shown in this figure, the actuator 2 according to the second embodiment
Are four magnetic bodies 6 as compared with those of the first embodiment.
The difference is that 1 to 64 are further provided. Also in the present embodiment, an XYZ orthogonal coordinate system is similarly assumed.
【００５８】磁性体６１〜６４それぞれは、互いに同形
であって、断面形状が半円形の棒状のものである。磁性
体６１は、互いに隣接する磁石３４と磁石３１との境界
に沿って、曲面が第２ヨーク板２０に対向するように、
磁石３４および磁石３１それぞれの面に固定されて設け
られている。磁性体６２は、互いに隣接する磁石３１と
磁石３２との境界に沿って、曲面が第２ヨーク板２０に
対向するように、磁石３１および磁石３２それぞれの面
に固定されて設けられている。磁性体６３は、互いに隣
接する磁石３２と磁石３３との境界に沿って、曲面が第
２ヨーク板２０に対向するように、磁石３２および磁石
３３それぞれの面に固定されて設けられている。また、
磁性体６４は、互いに隣接する磁石３３と磁石３４との
境界に沿って、曲面が第２ヨーク板２０に対向するよう
に、磁石３３および磁石３４それぞれの面に固定されて
設けられている。Each of the magnetic bodies 61 to 64 has the same shape, and has a semicircular rod-shaped cross section. The magnetic body 61 has a curved surface facing the second yoke plate 20 along a boundary between the magnets 34 and 31 that are adjacent to each other.
The magnets 34 and 31 are fixedly provided on the respective surfaces. The magnetic body 62 is fixedly provided on the surfaces of the magnet 31 and the magnet 32 along the boundary between the magnet 31 and the magnet 32 adjacent to each other so that the curved surface faces the second yoke plate 20. The magnetic body 63 is fixed to the surfaces of the magnet 32 and the magnet 33 along the boundary between the magnet 32 and the magnet 33 adjacent to each other so that the curved surface faces the second yoke plate 20. Also,
The magnetic body 64 is fixed to the surfaces of the magnet 33 and the magnet 34 along the boundary between the magnet 33 and the magnet 34 adjacent to each other so that the curved surface faces the second yoke plate 20.
【００５９】図１０にアクチュエータ２の側面図が示さ
れている。この図は、アクチュエータ２をＹ軸方向に見
たときのものである。この図に示されるように、磁性体
６１〜６４それぞれは、断面形状が半円形の棒状のもの
であって、平坦面が磁石３１〜３４の何れかに接してお
り、曲面が第２ヨーク板２０に対向している。磁性体６
１〜６４それぞれの第２ヨーク板２０に対向する面の形
状は、図示のとおり、角が存在せず、滑らかであるのが
好適であり、このようにすることで、角からの磁束漏れ
の集中を抑えることができる。FIG. 10 shows a side view of the actuator 2. This figure shows the actuator 2 as viewed in the Y-axis direction. As shown in this figure, each of the magnetic bodies 61 to 64 has a rod shape with a semicircular cross section, a flat surface is in contact with any of the magnets 31 to 34, and a curved surface is the second yoke plate. It is facing 20. Magnetic body 6
As shown in the figure, it is preferable that the surface of each of the surfaces 1 to 64 facing the second yoke plate 20 has no corners and is smooth, and by doing so, the leakage of magnetic flux from the corners can be prevented. You can control your concentration.
【００６０】本実施形態に係るアクチュエータ２におい
て、４つの磁石３１〜３４のうち互いに隣接する２つの
磁石の境界に磁性体６１〜６４の何れかが設けられてい
ることにより、磁石３１〜３４の何れかの磁石の端部付
近では、磁束の方向がＺ軸方向とは異なるものの、互い
に隣接する２つの磁石の間の磁束の多くが磁性体中を流
れる。その結果、磁石３１〜３４とコイル４１〜４４と
の間の空間において、磁束のＺ方向成分に対するＸＹ方
向成分の比が小さくなり、コイル４１〜４４それぞれの
導線に作用する電磁力は、ＸＹ方向成分に対するＺ方向
成分の比が小さくなる。したがって、コイル４１〜４４
およびコイル固定部材７１の傾斜が抑制される。そし
て、コイル４１〜４４およびコイル固定部材７１と他の
部材との間の摩擦抵抗が抑制されて、コイル４１〜４４
およびコイル固定部材７１は安定した変位動作が可能と
なる。この効果は、第１ヨーク板１０に対するコイル４
１〜４４およびコイル固定部材７１のＸＹ平面上の相対
的な変位の範囲が広い場合に特に顕著となる。In the actuator 2 according to the present embodiment, one of the magnetic bodies 61 to 64 is provided at the boundary between two magnets adjacent to each other among the four magnets 31 to 34, so that the magnets 31 to 34 are separated. Although the direction of the magnetic flux is different from the Z-axis direction near the end of any one of the magnets, most of the magnetic flux between the two adjacent magnets flows in the magnetic body. As a result, in the space between the magnets 31-34 and the coils 41-44, the ratio of the XY-direction component of the magnetic flux to the Z-direction component becomes small, and the electromagnetic force acting on the conductor of each of the coils 41-44 becomes XY-direction. The ratio of the Z-direction component to the component becomes small. Therefore, the coils 41 to 44
And the inclination of the coil fixing member 71 is suppressed. Then, the frictional resistance between the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 and other members is suppressed, and the coils 41 to 44 are reduced.
And the coil fixing member 71 can be stably displaced. This effect is achieved by the coil 4 with respect to the first yoke plate 10.
1 to 44 and the coil fixing member 71 are particularly remarkable when the range of relative displacement on the XY plane is wide.
【００６１】（第３実施形態）本発明に係るアクチュエ
ータの第３実施形態について説明する。図１１〜図１３
それぞれは、第３実施形態に係るアクチュエータ３の構
成を示す図である。アクチュエータ３は、図１に示した
アクチュエータ１と同様の外観を有する。図１１は、図
１に示したＩ−Ｉ断面と同じ位置でのアクチュエータ３
の断面を示す側面断面図である。図１２は、アクチュエ
ータ３から触覚呈示部材７０が除かれたものの斜視図で
ある。図１３は、コイル４５〜４８と磁石３５〜３８と
の位置関係を示す平面図である。(Third Embodiment) The third embodiment of the actuator according to the present invention will be described. 11 to 13
Each is a diagram showing a configuration of an actuator 3 according to a third embodiment. The actuator 3 has the same appearance as the actuator 1 shown in FIG. 11 shows the actuator 3 at the same position as the I-I cross section shown in FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing a section of FIG. FIG. 12 is a perspective view of the actuator 3 from which the tactile sense providing member 70 is removed. FIG. 13 is a plan view showing the positional relationship between the coils 45 to 48 and the magnets 35 to 38.
【００６２】図１１及び図１２に示されるように、この
アクチュエータ１は、第１ヨーク板１１及び第２ヨーク
板２０を備えている。第１ヨーク板１１の形状は、略正
方形の平板状であり、中央部分に略矩形状の開口部１１
ａを有する。第２ヨーク板２０の形状、及び第２ヨーク
板２０と第１ヨーク板１１との位置関係は、第１実施形
態に示したものと同様である。As shown in FIGS. 11 and 12, the actuator 1 includes a first yoke plate 11 and a second yoke plate 20. The first yoke plate 11 has a substantially square flat plate shape, and a substantially rectangular opening 11 at the center.
a. The shape of the second yoke plate 20 and the positional relationship between the second yoke plate 20 and the first yoke plate 11 are the same as those shown in the first embodiment.
【００６３】本実施形態では、図１２に示されるよう
に、第２ヨーク板２０の開口部２０ａには周囲部材７５
が設けられている。周囲部材７５の形状は略正方形の枠
状であり、枠の内側の領域が開口部２０ａと重なるよう
に第２ヨーク板２０上に設けられている。周囲部材７５
は、外形寸法がコイル固定部材７１の柱状部７１ａの外
形寸法よりも大きく形成されており、柱状部７１ａの周
囲を囲うように設けられている。また、周囲部材７５
は、内形寸法が第２ヨーク板２０の開口部２０ａの寸法
よりも小さく形成されているとともに、外形寸法が開口
部２０ａの寸法よりも大きく形成されている。周囲部材
７５の内壁の全面には、衝撃を緩和する材料からなる緩
衝部材７６が設けられている。In this embodiment, as shown in FIG. 12, a peripheral member 75 is provided in the opening 20a of the second yoke plate 20.
Is provided. The shape of the peripheral member 75 is a substantially square frame shape, and is provided on the second yoke plate 20 so that a region inside the frame overlaps the opening 20a. Surrounding member 75
Has an outer dimension larger than that of the columnar portion 71a of the coil fixing member 71, and is provided so as to surround the periphery of the columnar portion 71a. Also, the surrounding member 75
Has an inner size smaller than the size of the opening 20a of the second yoke plate 20, and an outer size larger than the size of the opening 20a. A buffer member 76 made of a material that absorbs impact is provided on the entire inner wall of the peripheral member 75.
【００６４】また、アクチュエータ３は、コイル固定部
材７１をさらに備える。コイル固定部材７１の構成は、
第１実施形態のコイル固定部材７１の構成と同様であ
る。The actuator 3 further includes a coil fixing member 71. The structure of the coil fixing member 71 is
The structure is the same as that of the coil fixing member 71 of the first embodiment.
【００６５】また、アクチュエータ３は、４つのコイル
４５〜４８を備えている。図１１を参照すると、コイル
４５〜４８は、第２ヨーク板２０の第１ヨーク板１１と
対向する面に略平行になるよう、コイル固定部材７１の
コイルホルダ部７１ｂに一体に固定される。また、アク
チュエータ３はさらに４つの磁石３５〜３８を備えてい
る。４つの磁石３５〜３８それぞれは、第１ヨーク板１
１の２平面のうち第２ヨーク板２０に対向する面に固定
して設けられている。Further, the actuator 3 has four coils 45 to 48. Referring to FIG. 11, the coils 45 to 48 are integrally fixed to the coil holder portion 71b of the coil fixing member 71 so as to be substantially parallel to the surface of the second yoke plate 20 facing the first yoke plate 11. Further, the actuator 3 further includes four magnets 35 to 38. Each of the four magnets 35 to 38 includes the first yoke plate 1
It is fixedly provided on the surface facing the second yoke plate 20 of the two flat surfaces 1.
【００６６】また、アクチュエータ３は、基板７３、２
次元受光素子７４、及び発光素子７２を備えている。発
光素子７２は、コイル固定部材７１に設けられた柱状部
７１ａの、触覚呈示部材７０が固定されている端とは反
対側の端に、Ｚ軸の負方向へ向かって光を出射するよう
に設けられている。そして、発光素子７２から出射され
た光は第１ヨーク板１１の開口部１１ａを通過する。The actuator 3 is composed of the substrates 73, 2 and
The three-dimensional light receiving element 74 and the light emitting element 72 are provided. The light emitting element 72 emits light toward the negative direction of the Z-axis at the end of the columnar portion 71a provided on the coil fixing member 71 on the side opposite to the end to which the tactile sense providing member 70 is fixed. It is provided. Then, the light emitted from the light emitting element 72 passes through the opening 11 a of the first yoke plate 11.
【００６７】２次元受光素子７４は、その受光面に入射
する光の入射位置を特定するための素子である。２次元
受光素子７４としては、例えば２次元ＰＳＤ（Position
Sensitive Detector）や２次元フォトダイオードアレ
イ等を用いるとよい。２次元受光素子７４は、発光素子
７２から出射されて開口部１１ａを通過した光を受ける
位置に設けられる。２次元受光素子７４の受光面の形状
は、例えば図１３に示すような略正方形である。基板７
３は、第１ヨーク板１１の磁石３５〜３８が固定されて
いる面とは反対側の面に対向して、第１ヨーク板１１と
略平行に設けられている。開口部１１ａに対向する基板
７３の面上には、２次元受光素子７４が固定されてい
る。The two-dimensional light receiving element 74 is an element for specifying the incident position of the light incident on its light receiving surface. As the two-dimensional light receiving element 74, for example, a two-dimensional PSD (Position
Sensitive Detector) or a two-dimensional photodiode array may be used. The two-dimensional light receiving element 74 is provided at a position for receiving the light emitted from the light emitting element 72 and passing through the opening 11a. The shape of the light receiving surface of the two-dimensional light receiving element 74 is, for example, a substantially square shape as shown in FIG. Board 7
3 is provided substantially parallel to the first yoke plate 11 so as to face the surface of the first yoke plate 11 opposite to the surface on which the magnets 35 to 38 are fixed. A two-dimensional light receiving element 74 is fixed on the surface of the substrate 73 facing the opening 11a.
【００６８】発光素子７２及び２次元受光素子７４は、
コイル固定部材７１と第１ヨーク板１１との相対位置を
検出する位置検出手段として機能する。すなわち、コイ
ル４５〜４８及びコイル固定部材７１の位置が変化する
と、コイル固定部材７１に設けられた発光素子７２から
出射される光が照射する位置も変化する。そして、光が
照射する位置の変化を２次元受光素子７４において検出
することによって、コイル４５〜４８及びコイル固定部
材７１の位置変化を検出する。なお、受光素子７２と受
光素子７４との間にレンズ等の光学部品を備えても良
い。The light emitting element 72 and the two-dimensional light receiving element 74 are
It functions as a position detecting unit that detects the relative position between the coil fixing member 71 and the first yoke plate 11. That is, when the positions of the coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 change, the position irradiated by the light emitted from the light emitting element 72 provided on the coil fixing member 71 also changes. Then, the two-dimensional light receiving element 74 detects the change in the position irradiated by the light, thereby detecting the change in the positions of the coils 45 to 48 and the coil fixing member 71. An optical component such as a lens may be provided between the light receiving element 72 and the light receiving element 74.
【００６９】図１３に、４つの磁石３５〜３８および４
つのコイル４５〜４８それぞれの相対的位置関係が示さ
れている。４つの磁石３１〜３４それぞれは、第２ヨー
ク板２０に対向する第１ヨーク板１１の面上であって、
スタッド５１〜５４が設置される領域、及び開口部１１
ａを除く領域に固定されている。４つの磁石３５〜３８
それぞれは、互いに同形の平板状のものであって、Ｚ軸
の周囲に対称性を有するように、第１ヨーク板１１に配
置されている。In FIG. 13, four magnets 35-38 and 4 are shown.
The relative positional relationship between the two coils 45 to 48 is shown. Each of the four magnets 31 to 34 is on the surface of the first yoke plate 11 facing the second yoke plate 20,
Area where the studs 51 to 54 are installed, and the opening 11
It is fixed to the area excluding a. Four magnets 35-38
Each of them is a flat plate having the same shape, and is arranged on the first yoke plate 11 so as to have symmetry around the Z axis.
【００７０】４つのコイル４５〜４８それぞれは、互い
に同形であって、第２ヨーク板２０からの距離が互いに
等しくなるように、また、Ｚ軸の周囲に対称性を有する
ように、コイル固定部材７１に固定されて配置されてい
る。コイル４５〜４８は、それぞれのコイルが原点付近
において結線されていない構成が第１実施形態と異な
る。コイル４５〜４８と磁石３５〜３８との位置関係は
第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略
する。The four coils 45 to 48 have the same shape, and the coil fixing members are arranged so that the distances from the second yoke plate 20 are equal to each other and that the coils have symmetry around the Z axis. 71 is fixed and arranged. The coils 45 to 48 are different from the first embodiment in that the coils are not connected near the origin. The positional relationship between the coils 45 to 48 and the magnets 35 to 38 is the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
【００７１】コイル４５〜４８それぞれは、互いに独立
に電流を流すことができる。そして、コイル４５〜４８
それぞれに流れる電流の大きさ及び方向に応じて、磁石
３５〜３８それぞれが作る磁界とコイル４５〜４８それ
ぞれの導線との間で、フレミングの左手の法則に応じた
電磁力が生じる。これにより、第１ヨーク板１１に対
し、コイル４５〜４８およびコイル固定部材７１が移動
する。そして、柱状部７１ａに固定された触覚呈示部材
７０に触れている操作者の指などに触覚情報が呈示され
る。本実施形態では第１実施形態と異なり、コイル４５
〜４８それぞれに互いに独立して電流を流すことができ
るため、回転運動など複雑な動きを呈示することも可能
である。Each of the coils 45 to 48 can flow current independently of each other. And the coils 45-48
Depending on the magnitude and direction of the current flowing through each, an electromagnetic force according to Fleming's left-hand rule is generated between the magnetic fields created by the magnets 35-38 and the conductors of the coils 45-48. As a result, the coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 move with respect to the first yoke plate 11. Then, the tactile information is presented to the operator's finger or the like touching the tactile presentation member 70 fixed to the columnar portion 71a. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the coil 45
Since electric currents can be independently supplied to each of the to 48, it is possible to exhibit a complicated motion such as a rotary motion.
【００７２】本実施形態によるアクチュエータ３は、以
下の効果を有する。すなわち、磁性体からなる第２ヨー
ク板２０を第１ヨーク板１１と略平行に備えることによ
って、磁石面積を大きくすることなく推力を強化するこ
とが可能となり、複数のコイルおよびコイル固定部材の
推力を向上できるとともに、アクチュエータの小型化が
可能になる。また、複数のコイル４５〜４８およびコイ
ル固定部材７１の傾斜が抑制されるので、複数のコイル
４５〜４８およびコイル固定部材７１と、例えば磁石３
５〜３８や第２ヨーク板２０などの他の部材との間の摩
擦抵抗が抑制され、複数のコイル４５〜４８およびコイ
ル固定部材７１は安定した変位動作が可能となる。The actuator 3 according to this embodiment has the following effects. That is, by providing the second yoke plate 20 made of a magnetic material substantially parallel to the first yoke plate 11, the thrust can be strengthened without increasing the magnet area, and the thrusts of the plurality of coils and the coil fixing member can be increased. Can be improved, and the actuator can be downsized. Moreover, since the inclination of the plurality of coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 is suppressed, the plurality of coils 45 to 48 and the coil fixing member 71, and the magnet 3 for example.
The frictional resistance with other members such as 5 to 38 and the second yoke plate 20 is suppressed, and the plurality of coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 can be stably displaced.
【００７３】また、本実施形態によるアクチュエータ３
は、磁性体からなる第１ヨーク板１１及び第２ヨーク板
２０を備え、磁石３５〜３８をこれらの間に配置するこ
とにより、アクチュエータ３の外部への磁束の漏れを抑
えることができる。Further, the actuator 3 according to the present embodiment
Is provided with the first yoke plate 11 and the second yoke plate 20 made of a magnetic material, and the magnets 35 to 38 are arranged between them, whereby leakage of magnetic flux to the outside of the actuator 3 can be suppressed.
【００７４】また、アクチュエータ３は、柱状部７１ａ
の周囲を囲うように設けられた周囲部材７５を備える。
アクチュエータはこのような周囲部材を備えることが好
ましく、これによって、複数のコイル４５〜４８及びコ
イル固定部材７１の可動範囲が規定されるので、第１実
施形態における開口部２０ａと同様にアクチュエータを
小型化できる。また、周囲部材７５を開口部２０ａに設
けることによって、周囲部材７５が柱状部７１ａを好適
に囲むことができ、複数のコイル４５〜４８及びコイル
固定部材７１の可動範囲を規定してアクチュエータを小
型化できる。The actuator 3 has a columnar portion 71a.
The peripheral member 75 is provided so as to surround the periphery of the.
The actuator is preferably provided with such a peripheral member, and the movable range of the plurality of coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 is defined by the peripheral member. Therefore, the actuator can be downsized similarly to the opening 20a in the first embodiment. Can be converted. In addition, by providing the peripheral member 75 in the opening 20a, the peripheral member 75 can preferably surround the columnar portion 71a, and the movable range of the plurality of coils 45 to 48 and the coil fixing member 71 is defined to reduce the size of the actuator. Can be converted.
【００７５】また、本実施形態によるアクチュエータ３
のように、周囲部材７５の内壁、すなわち柱状部７１ａ
と接触する部分には、緩衝部材７６を設けるとよい。こ
れによって、接触時の衝撃を緩和できる。なお、周囲部
材７５自体が緩衝部材からなっても、同様の効果が得ら
れる。Further, the actuator 3 according to the present embodiment
Like the inner wall of the peripheral member 75, that is, the columnar portion 71a.
A cushioning member 76 may be provided at a portion that comes into contact with. This makes it possible to reduce the impact at the time of contact. Even if the peripheral member 75 itself is made of a cushioning member, the same effect can be obtained.
【００７６】また、アクチュエータ３は、コイル固定部
材７１と、第１ヨーク板１１または第２ヨーク板２０と
の相対位置を検出する位置検出手段を備えるとよい。本
実施形態においては、位置検出手段は発光素子７２及び
２次元受光素子７４からなる。このような位置検出手段
によってコイル固定部材７１のヨーク板に対する相対位
置を検出できる。そして、検出された相対位置に基づい
てコイル４５〜４８に流す電流を制御することによっ
て、コイル固定部材７１の動き、すなわち触覚呈示部材
７０の動きを制御できる。Further, the actuator 3 may include a position detecting means for detecting the relative position between the coil fixing member 71 and the first yoke plate 11 or the second yoke plate 20. In the present embodiment, the position detecting means includes a light emitting element 72 and a two-dimensional light receiving element 74. With such a position detecting means, the relative position of the coil fixing member 71 with respect to the yoke plate can be detected. Then, the movement of the coil fixing member 71, that is, the movement of the tactile sensation providing member 70 can be controlled by controlling the current flowing through the coils 45 to 48 based on the detected relative position.
【００７７】（第４実施形態）本発明に係るアクチュエ
ータの第４実施形態について説明する。第４実施形態に
よるアクチュエータ４は、図１に示したアクチュエータ
１と同様の外観を有する。図１４は、図１に示したＩ−
Ｉ断面と同じ位置でのアクチュエータ４の断面を示す側
面断面図である。(Fourth Embodiment) The fourth embodiment of the actuator according to the present invention will be described. The actuator 4 according to the fourth embodiment has an appearance similar to that of the actuator 1 shown in FIG. FIG. 14 shows I- shown in FIG.
It is a side surface sectional view which shows the cross section of the actuator 4 in the same position as I section.
【００７８】図１４を参照すると、アクチュエータ４
は、磁性体からなる第１ヨーク板１１及び第２ヨーク板
２０を備える。第１ヨーク板１１及び第２ヨーク板２０
の相互の位置関係は第１実施形態における位置関係と同
様である。本実施形態では、第１ヨーク板１１は中央部
分に矩形の開口部１１ａを有し、第２ヨーク板２０は開
口部を有しない点で第１実施形態と異なっている。Referring to FIG. 14, the actuator 4
Includes a first yoke plate 11 and a second yoke plate 20 made of a magnetic material. First yoke plate 11 and second yoke plate 20
The mutual positional relationship of is similar to the positional relationship in the first embodiment. This embodiment differs from the first embodiment in that the first yoke plate 11 has a rectangular opening 11a in the central portion, and the second yoke plate 20 does not have an opening.
【００７９】アクチュエータ４は、４つのコイル４１〜
４４及び４つの磁石３５ａ〜３８ａを備えている。これ
らの構成、及び相互の位置関係は第１実施形態と同様な
ので、詳細な説明を省略する。また、アクチュエータ４
は、コイル固定部材７１を備えている。コイル固定部材
７１は、コイル４１〜４４を固定するコイルホルダ部７
１ｂを有する。コイルホルダ部７１ｂはコイル固定部材
７１の端部から第２ヨーク板２０に向かって伸び、コイ
ル４１〜４４の中空部分を貫通するように設けられてコ
イル４１〜４４を固定している。また、コイル固定部材
７１は、コイル固定部材７１の中央部分から第１ヨーク
板１１の開口部１１ａを貫通するように角柱状に突き出
た柱状部７１ａを有する。そして、触覚呈示部材７０
が、柱状部７１ａの先端に固定されている。The actuator 4 has four coils 41 to 41.
44 and four magnets 35a to 38a are provided. The configuration and mutual positional relationship are the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. In addition, the actuator 4
Includes a coil fixing member 71. The coil fixing member 71 is a coil holder portion 7 that fixes the coils 41 to 44.
With 1b. The coil holder portion 71b extends from the end portion of the coil fixing member 71 toward the second yoke plate 20 and penetrates the hollow portions of the coils 41 to 44 to fix the coils 41 to 44. Further, the coil fixing member 71 has a columnar portion 71a protruding from the central portion of the coil fixing member 71 into a prismatic shape so as to penetrate the opening 11a of the first yoke plate 11. Then, the tactile presentation member 70
Is fixed to the tip of the columnar portion 71a.
【００８０】本実施形態によるアクチュエータ４は、以
下の効果を有する。すなわち、アクチュエータ４が磁性
体からなる第１ヨーク板１１を第２ヨーク板２０と略平
行に備えることによって、磁石面積を大きくすることな
く推力を強化することが可能となり、複数のコイルおよ
びコイル固定部材の推力を向上できるとともに、アクチ
ュエータの小型化が可能になる。また、複数のコイル４
１〜４４およびコイル固定部材７１の傾斜が抑制される
ので、複数のコイル４１〜４４およびコイル固定部材７
１と、例えば磁石３５ａ〜３８ａや第２ヨーク板２０な
どの他の部材との間の摩擦抵抗が抑制され、複数のコイ
ル４１〜４４およびコイル固定部材７１は安定した変位
動作が可能となる。The actuator 4 according to this embodiment has the following effects. That is, since the actuator 4 is provided with the first yoke plate 11 made of a magnetic material substantially parallel to the second yoke plate 20, the thrust can be strengthened without increasing the magnet area, and the plurality of coils and the coil fixing can be fixed. The thrust of the member can be improved and the actuator can be downsized. Also, a plurality of coils 4
Since the inclinations of the coils 1 to 44 and the coil fixing member 71 are suppressed, the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 7 are prevented.
The frictional resistance between 1 and other members such as the magnets 35a to 38a and the second yoke plate 20 is suppressed, and the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 can be stably displaced.
【００８１】また、本実施形態においては、触覚呈示部
材７０が設けられる側を上と定義すれば、２つのヨーク
板のうち上側にあるヨーク板に磁石が設けられている。
換言すれば、磁石３４ａ〜３７ａが設けられる第１ヨー
ク板１１は第２ヨーク板２０に対して上側に位置してい
る。そして、第１ヨーク板１１に開口部１１ａが設けら
れ、柱状部７１ａが開口部１１ａを貫通している。アク
チュエータはこのように第１ヨーク板に開口部を備えて
も良い。特に、アクチュエータの下側に電子部品等、磁
気により悪影響を生じる部品を設けるときには、このよ
うに上側のヨーク板に磁石を設けることによって、アク
チュエータの下側から磁束が漏れず、電子部品などへの
悪影響を抑えることができる。Further, in this embodiment, if the side on which the tactile sense providing member 70 is provided is defined as the upper side, the magnet is provided on the upper yoke plate of the two yoke plates.
In other words, the first yoke plate 11 on which the magnets 34a to 37a are provided is located above the second yoke plate 20. Then, the opening portion 11a is provided in the first yoke plate 11, and the columnar portion 71a penetrates the opening portion 11a. The actuator may thus have an opening in the first yoke plate. In particular, when a part such as an electronic part that is adversely affected by magnetism is provided on the lower side of the actuator, magnetic flux does not leak from the lower side of the actuator by providing the magnet on the upper yoke plate in this way, and The adverse effect can be suppressed.
【００８２】（第５実施形態）本発明に係るアクチュエ
ータの第５実施形態について説明する。図１５及び図１
６は、第５実施形態に係るアクチュエータ５の構成を示
す図である。アクチュエータ５は、図１に示したアクチ
ュエータ１と同様の外観を有する。図１５は、アクチュ
エータ５から触覚呈示部材７０及び第１ヨーク板２０を
除いた斜視図である。また、図１６は、図１に示したＩ
−Ｉ断面と同じ位置でのアクチュエータ５の断面を示す
側面断面図である。(Fifth Embodiment) The fifth embodiment of the actuator according to the present invention will be described. 15 and 1
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the actuator 5 according to the fifth embodiment. The actuator 5 has an appearance similar to that of the actuator 1 shown in FIG. FIG. 15 is a perspective view in which the tactile sense providing member 70 and the first yoke plate 20 are removed from the actuator 5. In addition, FIG. 16 shows I shown in FIG.
It is a side surface sectional view showing a section of actuator 5 in the same position as a -I section.
【００８３】図１５及び図１６を参照すると、アクチュ
エータ５は、第１ヨーク板１１、第２ヨーク板２０、４
つの磁石３１〜３４、４つのコイル４１〜４４、スタッ
ド５１〜５４、緩衝部材５５〜５８、触覚呈示部材７
０、及びコイル固定部材７１を備える。これらのうち、
第１ヨーク板１１、第２ヨーク板２０、４つの磁石３１
〜３４、４つのコイル４１〜４４、及び触覚呈示部材７
０の構成は第１実施形態における構成と同様なので詳細
な説明を省略する。With reference to FIGS. 15 and 16, the actuator 5 includes a first yoke plate 11, a second yoke plate 20, and a fourth yoke plate 11.
One magnet 31-34, four coils 41-44, studs 51-54, cushioning members 55-58, tactile presentation member 7
0 and a coil fixing member 71. Of these,
First yoke plate 11, second yoke plate 20, four magnets 31
To 34, the four coils 41 to 44, and the tactile sense providing member 7
The configuration of 0 is the same as the configuration of the first embodiment, and thus detailed description will be omitted.
【００８４】本実施形態では、コイル固定部材７１の形
状が他の実施形態と異なっている。すなわち、コイル固
定部材７１は、第１ヨーク板１０及び第２ヨーク板２０
と略平行であり、略正方形の板の４隅を方形に切り落と
した形状の規定部７１ｃを有している。規定部７１ｃ
の、方形に切り落とした形状の４隅には接触面７１ｄが
形成されている。また、コイル固定部材７１は、規定部
７１ｃの略中央から第２ヨーク板２０の開口部２０ａを
貫通するように角柱状に突き出た柱状部７１ａを有す
る。触覚呈示部材７０は柱状部７１ａの先端に固定さ
れ、第２ヨーク板２０の２平面のうち、第１ヨーク板１
１と対向する面とは反対側の面に、コイル固定部材７１
とともに動作可能に設けられる。また、コイル固定部材
７１は、規定部７１ｃから第２ヨーク板２０に向かって
伸び、コイル４１〜４４の中空部分を貫通するように設
けられてコイル４１〜４４を固定しているコイルホルダ
部７１ｂを有している。In this embodiment, the shape of the coil fixing member 71 is different from that of the other embodiments. That is, the coil fixing member 71 includes the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20.
It has a defining portion 71c that is substantially parallel to and is formed by cutting four corners of a substantially square plate into a rectangular shape. Regulator 71c
The contact surfaces 71d are formed at the four corners of the rectangular shape. Further, the coil fixing member 71 has a columnar portion 71a protruding in a prismatic shape so as to penetrate the opening 20a of the second yoke plate 20 from substantially the center of the defining portion 71c. The tactile sense providing member 70 is fixed to the tip of the columnar portion 71a, and of the two planes of the second yoke plate 20, the first yoke plate 1 is provided.
The coil fixing member 71 is provided on the surface opposite to the surface facing 1
Is provided so as to be operable together. Further, the coil fixing member 71 extends from the defining portion 71c toward the second yoke plate 20, and is provided so as to penetrate through the hollow portions of the coils 41 to 44 to fix the coils 41 to 44. have.
【００８５】スタッド５１〜５４は、第１ヨーク板１０
及び第２ヨーク板２０の４隅を互いに固定している。換
言すれば、スタッド５１〜５４は、第１ヨーク板１０と
第２ヨーク板２０との間に固定して設けられている。ま
た、スタッド５１〜５４は、コイル固定部材７１の可動
範囲を制限する。コイル４１〜４４に電磁力が生じてコ
イル固定部材７１が所定の距離を動くと、スタッド５１
〜５４の何れかと規定部７１ｃの接触面７１ｄとが接触
し、コイル固定部材７１の動きが止まる。このようにし
て、スタッド５１〜５４はコイル固定部材７１の可動範
囲を制限する規定部材として用いられる。The studs 51 to 54 are the first yoke plate 10
The four corners of the second yoke plate 20 are fixed to each other. In other words, the studs 51 to 54 are fixedly provided between the first yoke plate 10 and the second yoke plate 20. The studs 51 to 54 limit the movable range of the coil fixing member 71. When an electromagnetic force is generated in the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 moves a predetermined distance, the stud 51
~ 54 and the contact surface 71d of the defining portion 71c come into contact with each other, and the movement of the coil fixing member 71 stops. In this way, the studs 51 to 54 are used as regulating members that limit the movable range of the coil fixing member 71.
【００８６】緩衝部材５５〜５８それぞれは、スタッド
５１〜５５それぞれの側面を覆うように設けられる。緩
衝部材５５〜５８は衝撃を緩和する材料からなり、スタ
ッド５１〜５５と接触面７１ｄとが接触する際の衝撃を
緩和する。The cushioning members 55 to 58 are provided so as to cover the side surfaces of the studs 51 to 55, respectively. The cushioning members 55 to 58 are made of a shock absorbing material, and absorb the shock when the studs 51 to 55 and the contact surface 71d come into contact with each other.
【００８７】本実施形態によるアクチュエータ５は、以
下の効果を有する。すなわち、アクチュエータ５が磁性
体からなる第１ヨーク板１１を第２ヨーク板２０と略平
行に備えることによって、磁石面積を大きくすることな
く推力を強化することが可能となり、複数のコイルおよ
びコイル固定部材の推力を向上できるとともに、アクチ
ュエータの小型化が可能になる。また、複数のコイル４
１〜４４およびコイル固定部材７１の傾斜が抑制される
ので、複数のコイル４１〜４４およびコイル固定部材７
１と、例えば磁石３１〜３４や第２ヨーク板２０などの
他の部材との間の摩擦抵抗が抑制され、複数のコイル４
１〜４４およびコイル固定部材７１は安定した変位動作
が可能となる。The actuator 5 according to this embodiment has the following effects. That is, by providing the first yoke plate 11 made of a magnetic material in the actuator 5 substantially parallel to the second yoke plate 20, the thrust can be strengthened without increasing the magnet area, and the plurality of coils and the coil fixing can be fixed. The thrust of the member can be improved and the actuator can be downsized. Also, a plurality of coils 4
Since the inclinations of the coils 1 to 44 and the coil fixing member 71 are suppressed, the plurality of coils 41 to 44 and the coil fixing member 7 are prevented.
1 and other members such as the magnets 31 to 34 and the second yoke plate 20 are suppressed, and the plurality of coils 4
1 to 44 and the coil fixing member 71 can be stably displaced.
【００８８】また、アクチュエータは、第１ヨーク板１
０と第２ヨーク板２０との間に固定して設けられ、コイ
ル固定部材７１の可動範囲を制限するための、例えばス
タッド５１〜５４のような規定部材を備えてもよい。こ
のような規定部材によって、第１〜第４実施形態におけ
る開口部と同様の効果が得られる。すなわち、複数のコ
イル４１〜４４及びコイル固定部材７１の可動範囲が規
定されるため、コイル固定部材７１の外側に複数のコイ
ル４１〜４４及びコイル固定部材７１の可動範囲を規定
する部材を別に設ける必要がなくなり、アクチュエータ
を小型化できる。The actuator is the first yoke plate 1
0 and the second yoke plate 20 may be provided in a fixed manner, and a regulating member such as studs 51 to 54 for limiting the movable range of the coil fixing member 71 may be provided. With such a defining member, the same effect as the opening in the first to fourth embodiments can be obtained. That is, since the movable ranges of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 are defined, a member that defines the movable ranges of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 is separately provided outside the coil fixing member 71. It is not necessary and the actuator can be downsized.
【００８９】なお、コイル固定部材７１が可動範囲いっ
ぱいまで移動したときには、第１ヨーク板１０の一辺、
及び当該第１ヨーク板１０の一辺に対応する第２ヨーク
板２０の一辺により規定される面よりも外側に、コイル
固定部材７１の一部が位置してもよい。これによって、
コイル固定部材７１の可動範囲を大きくできる。When the coil fixing member 71 moves to the full range of movement, one side of the first yoke plate 10
A part of the coil fixing member 71 may be located outside the surface defined by the one side of the second yoke plate 20 corresponding to the one side of the first yoke plate 10. by this,
The movable range of the coil fixing member 71 can be increased.
【００９０】また、本実施形態によるアクチュエータ５
のように、スタッド５１〜５５の側面、すなわちコイル
固定部材７１の接触面７１ｄと接触する部分には、緩衝
部材５５〜５８を設けるとよい。これによって、接触時
の衝撃を緩和できる。なお、スタッド５１〜５５自体が
緩衝部材からなっても、同様の効果が得られる。また、
緩衝部材がコイル固定部材７１の接触面７１ｄ上に設け
られていても、同様の効果が得られる。Also, the actuator 5 according to the present embodiment.
As described above, the cushioning members 55 to 58 may be provided on the side surfaces of the studs 51 to 55, that is, the portions contacting the contact surface 71d of the coil fixing member 71. This makes it possible to reduce the impact at the time of contact. Even if the studs 51 to 55 themselves are made of a cushioning member, the same effect can be obtained. Also,
Even if the cushioning member is provided on the contact surface 71d of the coil fixing member 71, the same effect can be obtained.
【００９１】（第１実施例）ここで、本発明によるアク
チュエータの第１実施例を、比較例と対比しながら説明
する。第１実施例は、上記した第１実施形態を実施した
ものである。第１実施例では、磁石３１〜３４とコイル
４１〜４４との間の間隔ｄ1、及び第２ヨーク板２０と
コイル４１〜４４との間の間隔ｄ2の比ｄ1：ｄ2を３：
１とした。これに対し、比較例では間隔ｄ1及び間隔ｄ2
の比ｄ1：ｄ2を１：３とした。(First Embodiment) Here, a first embodiment of the actuator according to the present invention will be described in comparison with a comparative example. The first example is an implementation of the first embodiment described above. In the first embodiment, the ratio d 1 : d 2 of the distance d 1 between the magnets 31 to 34 and the coils 41 to 44 and the distance d 2 between the second yoke plate 20 and the coils 41 to 44 is set to 3. :
It was set to 1. On the other hand, in the comparative example, the distance d 1 and the distance d 2
The ratio d 1 : d 2 was set to 1: 3.
【００９２】そして、第１実施例および比較例それぞれ
の場合で、Ｘ軸およびＹ軸の双方に対して４５度の方向
（すなわち、座標原点からスタッド５１に向かう方向）
にコイル４１〜４４およびコイル固定部材７１を変位さ
せる推力が発生するようコイル４１〜４４それぞれに図
３に示す方向に電流を流し、コイル４１〜４４およびコ
イル固定部材７１が原点からある一定の位置まで移動し
たときの推力の各方向成分の大きさを調べた。In each of the first embodiment and the comparative example, a direction of 45 degrees with respect to both the X axis and the Y axis (that is, a direction from the coordinate origin toward the stud 51).
A current is applied to each of the coils 41 to 44 in the direction shown in FIG. 3 so that a thrust force for displacing the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 is generated, and the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 are located at a certain position from the origin. The magnitude of each direction component of thrust when moving up to was investigated.
【００９３】その結果、比較例では、推力のＸ方向成分
ＦXとＺ方向成分ＦZとの比（ＦZ／ＦX）の絶対値は２．
０であった。これに対して、第１実施例では、ＦXとＦZ
との比（ＦZ／ＦX）の絶対値は１．５５であった。As a result, in the comparative example, the absolute value of the ratio (F Z / F X ) between the X-direction component F X and the Z-direction component F Z of thrust is 2.
It was 0. On the other hand, in the first embodiment, F X and F Z
The absolute value of the ratio (F Z / F X ) was 1.55.
【００９４】第１実施例と比較例とを対比して判るよう
に、第１実施例における比（ＦZ／ＦX）の絶対値は、比
較例における比（ＦZ／ＦX）の絶対値よりも小さかっ
た。このように、比較例と対比して第１実施例では、コ
イル４１〜４４およびコイル固定部材７１に生じる推力
は、ＸＹ方向成分に対するＺ方向成分の比が小さかっ
た。したがって、比較例と対比して第１実施例では、第
１ヨーク板１０に対するコイル４１〜４４およびコイル
固定部材７１の傾斜が抑制され、また、コイル４１〜４
４およびコイル固定部材７１と他の部材との間の摩擦抵
抗が抑制されて、コイル４１〜４４およびコイル固定部
材７１は安定した変位動作が可能であった。As can be seen by comparing the first embodiment with the comparative example, the absolute value of the ratio (F Z / F X ) in the first embodiment is the absolute value of the ratio (F Z / F X ) in the comparative example. It was smaller than the value. As described above, in the first embodiment, the ratio of the Z-direction component to the XY-direction component of the thrusts generated in the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 was small in comparison with the comparative example. Therefore, in comparison with the comparative example, in the first embodiment, the inclination of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 with respect to the first yoke plate 10 is suppressed, and the coils 41 to 4 are also suppressed.
4, the frictional resistance between the coil fixing member 71 and other members was suppressed, and the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 were capable of a stable displacement operation.
【００９５】（第２実施例）次に、本発明によるアクチ
ュエータの第２実施例を説明する。第２実施例について
も、上記した第１実施形態を実施したものである。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the actuator according to the present invention will be described. The second example is also an implementation of the first embodiment described above.
【００９６】図１７は、第２実施例における推力ＦX、
ＦY、及びＦZと、間隔ｄ1及び間隔ｄ２の比（ｄ2／
ｄ1）との関係を示すグラフである。第２実施例では、
比（ｄ2／ｄ1）を約０．５〜１９の範囲で変化させ、Ｘ
軸およびＹ軸の双方に対して４５度の方向にコイル４１
〜４４およびコイル固定部材７１を変位させる推力が発
生するようコイル４１〜４４それぞれに電流を流し、コ
イル４１〜４４およびコイル固定部材７１が原点より
Ｘ，Ｙともにある一定の位置まで移動したときの推力Ｆ
X、ＦY、及びＦZの大きさを調べた。図１７から判るよ
うに、比（ｄ2／ｄ1）が小さいほど、推力のＸ方向成分
ＦX、Ｙ方向性分ＦYおよびＺ方向成分ＦZの何れの絶対
値も小さくなったが、比（ＦZ／ＦX）の絶対値も小さく
なった。特に、比（ｄ2／ｄ1）が１未満であるとき、す
なわち、磁石３１〜３４とコイル４１〜４４との間の間
隔ｄ1が、第２ヨーク板２０とコイル４１〜４４との間
の間隔ｄ2より広いときに、比（ＦZ／ＦX）の絶対値が
充分に小さくなった。このことから、間隔ｄ1を間隔ｄ2
より広く設けることによって、比（ＦZ／ＦX）の絶対値
が充分に小さくなり、コイル４１〜４４およびコイル固
定部材７１の傾斜が好適に抑制される。この効果は、第
１ヨーク板１０に対するコイル４１〜４４およびコイル
固定部材７１のＸＹ平面上の相対的な変位の範囲が広い
場合に特に顕著となる。そして、コイル４１〜４４およ
びコイル固定部材７１と他の部材との間の抵抗が抑制さ
れて、コイル４１〜４４およびコイル固定部材７１は安
定した変位動作が可能となることが判る。FIG. 17 shows the thrust force F X in the second embodiment,
The ratio of F Y and F Z to the distance d 1 and the distance d 2 (d 2 /
is a graph showing the relationship between d 1). In the second embodiment,
The ratio (d 2 / d 1 ) is changed in the range of about 0.5 to 19, and X
The coil 41 in the direction of 45 degrees with respect to both the axis and the Y axis.
To 44 and the coil fixing member 71 generate electric currents in the coils 41 to 44 so that the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 move from the origin to a certain position in both X and Y. Thrust F
The sizes of X , F Y , and F Z were investigated. As can be seen from FIG. 17, the smaller the ratio (d 2 / d 1 ) is, the smaller the absolute values of all of the thrust component in the X-direction component F X , the Y-direction component F Y, and the Z-direction component F Z are. The absolute value of the ratio (F Z / F X ) also became smaller. In particular, when the ratio (d 2 / d 1) is less than 1, i.e., distance d 1 between the magnet 31 to 34 and the coils 41 to 44, between the second yoke plate 20 and the coil 41 to 44 The absolute value of the ratio (F Z / F X ) was sufficiently small when the distance was wider than the distance d 2 . From this, the distance d 1 is changed to the distance d 2
By providing it wider, the absolute value of the ratio (F Z / F X ) becomes sufficiently small, and the inclinations of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 are suitably suppressed. This effect is particularly remarkable when the relative displacement range of the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 with respect to the first yoke plate 10 on the XY plane is wide. Then, it is understood that the resistance between the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 and other members is suppressed, and the coils 41 to 44 and the coil fixing member 71 can perform a stable displacement operation.
【００９７】なお、推力ＦX、ＦYの大きさを優先する場
合には、比（ｄ2／ｄ1）を大きくすることが有効であ
る。特に、比（ｄ2／ｄ1）が１以上であるとき、すなわ
ち、磁石３１〜３４とコイル４１〜４４との間隔ｄ
1が、第２ヨーク板２０とコイル４１〜４４との間の間
隔ｄ2と同じか、より狭い場合が効果的である。When the thrusts F X and F Y are prioritized in magnitude, it is effective to increase the ratio (d 2 / d 1 ). Particularly, when the ratio (d 2 / d 1 ) is 1 or more, that is, the distance d between the magnets 31 to 34 and the coils 41 to 44.
It is effective that 1 is equal to or narrower than the distance d 2 between the second yoke plate 20 and the coils 41 to 44.
【００９８】[0098]
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、アクチュエータの推力が向上できるとともに、
小型化が可能になる。As described above in detail, according to the present invention, the thrust of the actuator can be improved and
Miniaturization is possible.
【図１】第１実施形態によるアクチュエータ全体の斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view of an entire actuator according to a first embodiment.
【図２】図１に示すアクチュエータのＩ−Ｉ断面を示す
側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing an II section of the actuator shown in FIG.
【図３】図１に示すアクチュエータから触覚呈示部材が
除かれたものの斜視図である。3 is a perspective view of the actuator shown in FIG. 1 from which a tactile sense providing member is removed.
【図４】図１に示すアクチュエータから触覚呈示部材及
び第２ヨーク板が除かれたものの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the actuator shown in FIG. 1 from which a tactile sense providing member and a second yoke plate are removed.
【図５】第１実施形態における、コイルと磁石との位置
関係を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a positional relationship between a coil and a magnet in the first embodiment.
【図６】図１に示すアクチュエータの側面図である。6 is a side view of the actuator shown in FIG. 1. FIG.
【図７】（ａ）従来のアクチュエータの内部に生じる磁
束を説明するための模式図である。（ｂ）第１実施形態
によるアクチュエータの内部に生じる磁束を説明するた
めの模式図である。FIG. 7A is a schematic diagram for explaining a magnetic flux generated inside a conventional actuator. (B) A schematic view for explaining a magnetic flux generated inside the actuator according to the first embodiment.
【図８】第１実施形態において、第２ヨーク板に設けら
れた開口部を示す模式的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing an opening provided in a second yoke plate in the first embodiment.
【図９】第２実施形態によるアクチュエータの一部分の
斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a part of the actuator according to the second embodiment.
【図１０】第２実施形態によるアクチュエータの側面図
である。FIG. 10 is a side view of the actuator according to the second embodiment.
【図１１】第３実施形態によるアクチュエータの、図１
に示したＩ−Ｉ断面と同じ位置での断面を示す側面断面
図である。FIG. 11 shows an actuator according to a third embodiment, FIG.
FIG. 6 is a side sectional view showing a cross section at the same position as the I-I cross section shown in FIG.
【図１２】第３実施形態によるアクチュエータから触覚
呈示部材が除かれたものの斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of an actuator according to a third embodiment from which a tactile sense providing member is removed.
【図１３】第３実施形態における、コイルと磁石との位
置関係を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a positional relationship between a coil and a magnet in the third embodiment.
【図１４】第４実施形態によるアクチュエータの、図１
に示したＩ−Ｉ断面と同じ位置での断面を示す側面断面
図である。FIG. 14 shows an actuator according to a fourth embodiment, FIG.
FIG. 6 is a side sectional view showing a cross section at the same position as the I-I cross section shown in FIG.
【図１５】第５実施形態によるアクチュエータから触覚
呈示部材及び第１ヨーク板を除いた斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the actuator according to the fifth embodiment with the tactile sense providing member and the first yoke plate removed.
【図１６】第５実施形態によるアクチュエータの、図１
に示したＩ−Ｉ断面と同じ位置での断面を示す側面断面
図である。FIG. 16 shows an actuator according to a fifth embodiment of FIG.
FIG. 6 is a side sectional view showing a cross section at the same position as the I-I cross section shown in FIG.
【図１７】第２実施例における推力ＦX、ＦY、及びＦZ
と、間隔ｄ1及び間隔ｄ２の比（ｄ 2／ｄ1）との関係を
示すグラフである。FIG. 17 is a thrust F in the second embodiment.X, FY, And FZ
And the interval d1And the ratio of the distance d2 (d 2/ D1) Relationship with
It is a graph shown.
１…アクチュエータ、１０…第１ヨーク板、２０…第２
ヨーク板、３１〜３４…磁石、４１〜４４…コイル、５
１〜５４…スタッド、７０…触覚呈示部材、７１…コイ
ル固定部材。1 ... Actuator, 10 ... First yoke plate, 20 ... Second
Yoke plate, 31-34 ... Magnet, 41-44 ... Coil, 5
1 to 54 ... Stud, 70 ... Tactile presentation member, 71 ... Coil fixing member.
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H633 BB02 BB03 BB17 GG02 GG03 GG06 GG08 GG13 HH02 HH03 HH13 JB04 JB05 5H641 BB03 BB15 GG02 GG03 GG05 GG07 HH02 HH03 HH14 Continued front page F-term (reference) 5H633 BB02 BB03 BB17 GG02 GG03 GG06 GG08 GG13 HH02 HH03 HH13 JB04 JB05 5H641 BB03 BB15 GG02 GG03 GG05 GG07 HH02 HH03 HH14
Claims (14)
ヨーク板と、 前記第２ヨーク板に対向した前記第１ヨーク板の面に固
定して設けられた複数の磁石と、 前記第１ヨーク板に対向した前記第２ヨーク板の面に平
行に設けられた複数のコイルと、 前記複数のコイルを一体に固定するコイル固定部材とを
備えることを特徴とするアクチュエータ。1. A substantially flat plate-shaped first yoke plate, and a substantially flat plate-shaped second plate provided substantially parallel to the first yoke plate.
A yoke plate; a plurality of magnets fixedly provided on a surface of the first yoke plate facing the second yoke plate; and a plurality of magnets provided in parallel to a surface of the second yoke plate facing the first yoke plate. An actuator, comprising: a plurality of formed coils; and a coil fixing member that integrally fixes the plurality of coils.
間の間隔が、前記第２ヨーク板と前記複数のコイルとの
間の間隔より広いことを特徴とする請求項１に記載のア
クチュエータ。2. The actuator according to claim 1, wherein a gap between the plurality of magnets and the plurality of coils is wider than a gap between the second yoke plate and the plurality of coils. .
間の間隔が、前記第２ヨーク板と前記複数のコイルとの
間の間隔と同じか、より狭いことを特徴とする請求項１
に記載のアクチュエータ。3. The gap between the plurality of magnets and the plurality of coils is equal to or smaller than the gap between the second yoke plate and the plurality of coils.
Actuator described in.
つの磁石の間の境界に設けられた磁性体をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。4. Two of the plurality of magnets that are adjacent to each other
The actuator according to claim 1, further comprising a magnetic body provided at a boundary between the two magnets.
の双方またはいずれか一方に開口部が設けられ、 前記コイル固定部材のうち前記開口部に対向する部分に
前記開口部を貫通するように設けられ、前記開口部の内
形寸法よりも小さい外形寸法を有する柱状部をさらに備
えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエー
タ。5. An opening is provided in both or one of the first yoke plate and the second yoke plate, and a portion of the coil fixing member facing the opening penetrates the opening. The actuator according to claim 1, further comprising a columnar portion that is provided in the column and has an outer dimension smaller than an inner dimension of the opening.
れたことを特徴とする請求項５に記載のアクチュエー
タ。6. The actuator according to claim 5, wherein the opening is provided in the second yoke plate.
分、または前記柱状部の前記開口部と接触する部分が、
緩衝部材からなることを特徴とする請求項５に記載のア
クチュエータ。7. A portion of the opening portion that comes into contact with the columnar portion, or a portion of the columnar portion that comes into contact with the opening portion,
The actuator according to claim 5, comprising a cushioning member.
板及び前記第２ヨーク板の双方またはいずれか一方の側
に設けられた柱状部と、 前記柱状部の外形寸法よりも大きな外形寸法を有し、前
記柱状部の周囲を囲うように設けられた周囲部材とをさ
らに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュ
エータ。8. A columnar portion provided on either or both sides of the first yoke plate and the second yoke plate of the coil fixing member, and an outer dimension larger than an outer dimension of the columnar portion. The actuator according to claim 1, further comprising: a peripheral member that is provided so as to surround the periphery of the columnar portion.
の双方またはいずれか一方に開口部が設けられ、 前記周囲部材が、前記開口部に設けられることを特徴と
する請求項８に記載のアクチュエータ。9. The opening portion is provided in both or one of the first yoke plate and the second yoke plate, and the peripheral member is provided in the opening portion. Actuator.
部分、または前記柱状部の前記周囲部材と接触する部分
が、緩衝部材からなることを特徴とする請求項８に記載
のアクチュエータ。10. The actuator according to claim 8, wherein a portion of the peripheral member that comes into contact with the columnar portion or a portion of the columnar portion that comes into contact with the peripheral member is made of a cushioning member.
との間に固定して設けられ、前記コイル固定部材の可動
範囲を制限する規定部材をさらに備えることを特徴とす
る請求項１に記載のアクチュエータ。11. The regulating member according to claim 1, further comprising a regulating member that is fixedly provided between the first yoke plate and the second yoke plate and limits a movable range of the coil fixing member. Actuator described.
材と接触する部分、または前記コイル固定部材のうち前
記規定部材と接触する部分が、緩衝部材からなることを
特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ。12. The cushioning member according to claim 11, wherein a portion of the defining member that contacts the coil fixing member or a portion of the coil fixing member that contacts the defining member comprises a cushioning member. Actuator.
板の双方またはいずれか一方に開口部が設けられ、 前記コイル固定部材のうち前記開口部に対向する部分に
前記開口部を貫通するように設けられ、前記開口部の内
形寸法よりも小さい外形寸法を有する柱状部と、 前記開口部の、前記コイル固定部材側とは反対側に位置
するように前記柱状部に固定された触覚呈示部材とをさ
らに備えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュ
エータ。13. An opening is provided in both or one of the first yoke plate and the second yoke plate, and a portion of the coil fixing member facing the opening penetrates the opening. A columnar portion having an outer dimension smaller than the inner dimension of the opening, and a tactile sensation fixed to the columnar portion so as to be located on the opposite side of the opening from the coil fixing member side. The actuator according to claim 1, further comprising: a member.
ク板と、前記コイル固定部材との相対位置を検出する位
置検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に
記載のアクチュエータ。14. The actuator according to claim 1, further comprising position detecting means for detecting a relative position between the first yoke plate or the second yoke plate and the coil fixing member.
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