JP2003284315A - Two-dimensional motor-driven actuator and input unit using the same - Google Patents
Two-dimensional motor-driven actuator and input unit using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動アクチュエー
タとそれを用いた入力装置に関し、特に可動子が二次元
的な動作をなす二次元型電動アクチュエータおよびそれ
を用いた入力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric actuator and an input device using the same, and more particularly to a two-dimensional electric actuator in which a mover performs a two-dimensional operation and an input device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電動アクチュエータとしては、回転動作
を行なう回転型電動モータと直線動作を行なうリニアモ
ータが代表的なものとして知られている。ところで、従
来における回転型電動モータは、これを装置や機器の駆
動源として用いた場合にその装置や機器の薄型化に限界
がある。すなわち回転型電動モータは、三次元的な構造
を基本としているために、その出力に応じて一定以上の
三次元的なサイズを伴い、これが装置や機器の薄型化を
阻害する。一方、リニアモータは、その動作が直線動作
のみであるために、装置や機器の駆動源としてのその機
能性にはおのずから限界がある。2. Description of the Related Art As electric actuators, a rotary electric motor that performs a rotary operation and a linear motor that performs a linear operation are known as typical ones. By the way, the conventional rotary electric motor has a limit in reducing the thickness of the device or equipment when it is used as a drive source of the device or equipment. That is, since the rotary electric motor is basically based on a three-dimensional structure, it has a certain three-dimensional size or more according to its output, which hinders the reduction of the thickness of the device or device. On the other hand, since the linear motor operates only in the linear motion, the functionality of the linear motor as a drive source of an apparatus or device is naturally limited.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の事情を背景になされたものであり、駆動源とし
て用いることで装置や機器のより一層の薄型化を可能と
する電動アクチュエータの提供を目的とし、またそのよ
うな電動アクチュエータを用いた入力装置の提供を目的
としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made against the background of the above conventional circumstances, and an electric actuator which can be used as a driving source to further reduce the thickness of an apparatus or device. It is intended to provide an input device using such an electric actuator.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明では、装置や機器
のより一層の薄型化を可能とする電動アクチュエータを
得るために、電動アクチュエータの固定子を二次元的な
平面構成としている。すなわち、例えば非磁性体である
合成樹脂製のフィルム基板のような非磁性材料による二
次元的な基板に複数のコイルをマトリックス状配列で保
持させた構成で固定子を形成し、その各コイルの通電を
制御することで各コイルに方向可変的な磁場を発生させ
るようにしている。そして可動子がこの固定子の方向可
変磁場により生じる引力および斥力を付勢力として受け
ることで、回転動作や直線動作も含めた二次元的な動作
を固定子の面方向に沿って行なう。その二次元的な固定
子は、例えば2000μm以下といったきわめて薄いサ
イズに形成することが可能である。またその可動子に
は、このような薄い固定子に近接状態で沿った二次元動
作を行なわせることができる。したがって、これを駆動
源として用いることで、装置や機器の大幅な薄型化が可
能となる。According to the present invention, the stator of the electric actuator has a two-dimensional planar structure in order to obtain the electric actuator which enables further thinning of the apparatus or device. That is, a stator is formed by holding a plurality of coils in a matrix arrangement on a two-dimensional substrate made of a non-magnetic material such as a film substrate made of a synthetic resin which is a non-magnetic material. By controlling the energization, a directionally variable magnetic field is generated in each coil. The mover receives an attractive force and a repulsive force generated by the direction variable magnetic field of the stator as an urging force, so that a two-dimensional operation including a rotational operation and a linear operation is performed along the surface direction of the stator. The two-dimensional stator can be formed in an extremely thin size, for example, 2000 μm or less. In addition, the mover can be made to perform a two-dimensional operation along such a thin stator in a close state. Therefore, by using this as a drive source, it is possible to greatly reduce the thickness of the device or equipment.
【0005】したがって本発明による電動アクチュエー
タは、電気的な制御により可変的な磁場を発生する固定
子と、この固定子の磁場による付勢力を受けて二次元的
な動作をなす可動子とを有する二次元型電動アクチュエ
ータであって、前記固定子は、複数のコイルがマトリッ
クス状に配列されて各コイルへの通電制御により各コイ
ルが発生する磁場の方向を制御可能とされている基板に
て構成したものであり、そしてこの固定子におけるマト
リックス状配列のコイルが与える方向可変磁場による引
力および斥力を付勢力として受けて前記可動子が前記固
定子に沿った二次元的な動作をなすものとした。Therefore, the electric actuator according to the present invention has a stator that generates a variable magnetic field by electric control, and a mover that receives a biasing force of the magnetic field of the stator and performs a two-dimensional operation. A two-dimensional electric actuator, wherein the stator is composed of a substrate in which a plurality of coils are arranged in a matrix and the direction of the magnetic field generated by each coil can be controlled by controlling the energization of each coil. And the movable element performs a two-dimensional operation along the stator by receiving the attractive force and the repulsive force due to the variable direction magnetic field provided by the matrix-shaped coils in the stator as the urging force. .
【0006】このような二次元型電動アクチュエータ
は、二次元的動作を可能とするというその特徴を活かす
ことで、新たな機能を付加した入力装置を可能にする。
すなわち「操作ボタン」を、マトリックス状配列の各コ
イルへの通電制御により直線動作や回転動作などの所望
の磁場パターンで移動させながら入力操作を行なうこと
のできるような入力装置の実現を可能とする。本発明に
よるそのような入力装置は、基板に導体をマトリックス
状に配列して形成されたマトリックス型入力媒体を固定
子と可動子の間に介在させ、前記可動子を介して前記マ
トリックス型入力媒体が入力信号を発生させるようにし
たものである。Such a two-dimensional electric actuator enables an input device having a new function by making the most of its characteristic of enabling a two-dimensional operation.
That is, it is possible to realize an input device capable of performing an input operation while moving the "operation button" in a desired magnetic field pattern such as a linear movement or a rotation movement by controlling energization of each coil in a matrix arrangement. . In such an input device according to the present invention, a matrix-type input medium formed by arranging conductors in a matrix on a substrate is interposed between a stator and a mover, and the matrix-type input medium is provided via the mover. Is to generate an input signal.
【0007】機器や装置の薄型化という点で上記マトリ
ックス入力媒体として特に好適なものは、X座標検出用
配線を形成したフィルム基板と、Y座標検出用配線を形
成したフィルム基板と、を絶縁用のスペーサを介して対
向状態で積層形成した構造とされたメンブレンシートで
ある。このようなメンブレンシートを固定子と可動子と
の間に介在させて可動子に対して押圧を与えることで、
所定位置におけるX座標検出用配線とY座標検出用配線
とが導通して入力信号を発生させることができる。そし
て、こうして発生させた入力信号は、機器や装置で実現
する機能を発揮するための入力として利用することがで
きる。A particularly suitable matrix input medium in view of making devices and devices thinner is to insulate a film substrate having wiring for X coordinate detection and a film substrate having wiring for Y coordinate detection. 2 is a membrane sheet having a structure in which layers are formed in a facing state with the spacer of FIG. By interposing such a membrane sheet between the stator and the mover to apply pressure to the mover,
The X-coordinate detection wiring and the Y-coordinate detection wiring at a predetermined position can be electrically connected to generate an input signal. Then, the input signal thus generated can be used as an input for exhibiting the function realized by the device or apparatus.
【0008】また、前述の入力装置については、可動子
自体にスイッチ手段を備えるものとして構成することが
できる。前述したマトリックス入力媒体を例えば座標入
力手段とした場合には、可動子のスイッチ手段を、例え
ばマウスの左右クリックのようなデータ入力手段あるい
はデータ選択手段として利用することができる。Further, the above-mentioned input device can be constructed such that the mover itself is provided with the switch means. When the matrix input medium described above is, for example, coordinate input means, the switch means of the mover can be used as data input means or data selection means for left and right mouse clicks, for example.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1に、一実施形態による二次元型電動ア
クチュエータの構成を模式化して示す。図に見られるよ
うに、二次元型電動アクチュエータは、固定子1と可動
子2を有してなる。固定子1は、例えば合成樹脂材のよ
うな非磁性材料による平面的な基板3に複数のコイル
4、4、……をマトリックス状配列として形成したもの
である。その基板3は、きわめて薄くすることが可能
で、例えば20〜2000μm程度の厚みで形成するの
が通常である。この基板3は、機器の薄型化などが強く
要請される場合にはフィルム状の基板を利用できるが、
硬質の薄板状の基板を利用してもよい。またこの基板3
に保持させるコイル4も薄く、二次元的な渦巻き形にし
て形成される。各コイル4は、図2で示すように、基板
3の表裏に形成されており、表面のコイル4と裏面のコ
イル4とはスルーホール3aを通じて接続されている。
表裏のコイル4は、互いに逆巻きとして形成されてい
る。なお、図2で示す矢印はコイル4に流す電流の向き
の一例である。各コイル4、即ち表面の各コイル4と裏
面の各コイル4からは導線(図示を省略)が延ばされて
おり、その導線の先端が端子部5に集められ、この端子
部5を介して各コイル4が図外の制御系に接続される。
そして各コイル4は、その制御系により通電制御がなさ
れることで、それが形成する磁場の方向を制御系により
可変的に制御される。このような固定子1は、例えばプ
リント配線技術により製作することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 schematically shows the configuration of a two-dimensional electric actuator according to one embodiment. As shown in the figure, the two-dimensional electric actuator has a stator 1 and a mover 2. The stator 1 is formed by forming a plurality of coils 4, 4, ... In a matrix array on a planar substrate 3 made of a non-magnetic material such as a synthetic resin material. The substrate 3 can be extremely thin, and is usually formed to have a thickness of, for example, about 20 to 2000 μm. As the substrate 3, a film substrate can be used when thinning of the device is strongly required.
A hard thin plate-shaped substrate may be used. Also this substrate 3
The coil 4 to be held by is also thin and formed in a two-dimensional spiral shape. As shown in FIG. 2, each coil 4 is formed on the front and back surfaces of the substrate 3, and the front surface coil 4 and the rear surface coil 4 are connected through the through hole 3a.
The coils 4 on the front and back sides are formed as mutually opposite windings. The arrow shown in FIG. 2 is an example of the direction of the current flowing through the coil 4. Conducting wires (not shown) are extended from each coil 4, that is, each coil 4 on the front surface and each coil 4 on the back surface, and the tips of the conducting wires are gathered in a terminal portion 5 and through this terminal portion 5. Each coil 4 is connected to a control system (not shown).
Each coil 4 is energized by its control system so that the direction of the magnetic field formed by it is variably controlled by the control system. Such a stator 1 can be manufactured by, for example, a printed wiring technique.
【0010】図1で示す可動子2は永久磁石で形成され
ている。この可動子2は、固定子1におけるマトリック
ス状配列のコイル4、4、……が与える方向可変磁場に
よる付勢力を受けることで、固定子1に沿った二次元的
な動作つまり平面的な動作を行なう。ただ、この可動子
2がコイル4による付勢力を受けてなす二次元的な動作
を有効な駆動源として利用できるようにするについて
は、可動子2に所定の軌跡ないしパターンで二次元的動
作をなさせるようにするための何らかの規制要素が必要
となる。つまり、例えば回転型電動モータにおいてその
回転子の回転動作が回転軸を支持する軸受で規制される
のと同様な規制要素を必要とする。そのような規制要素
は、二次元型電動アクチュエータを駆動源として組み込
む装置や機器との関係で与えられることになる。その例
については後述する。The mover 2 shown in FIG. 1 is formed of a permanent magnet. The mover 2 receives a biasing force by the direction-changing magnetic field provided by the matrix-shaped coils 4, 4, ... In the stator 1, so that the mover 2 performs a two-dimensional operation along the stator 1, that is, a planar operation. Do. However, in order to use the two-dimensional operation of the mover 2 which receives the biasing force of the coil 4 as an effective drive source, the mover 2 is moved in a predetermined trajectory or pattern in a two-dimensional operation. Some sort of regulatory element is needed to do so. That is, for example, in a rotary electric motor, the same rotary element as that of the rotary operation of the rotor is restricted by the bearing that supports the rotary shaft. Such a regulation element is given in relation to a device or equipment in which the two-dimensional electric actuator is incorporated as a drive source. An example will be described later.
【0011】図3にコイル4と可動子2の関係を模式化
して示し、図4にコイル4が発生する磁場と可動子の関
係を模式化して示す。図では仮に3巻きを基板3の表裏
に2層で形成した状態で示してあるが、コイル4の巻き
数や層数は必要とされる出力に応じて適宜設定されるこ
とになる。図3には、コイル4と可動子2のサイズ関係
も示してある。すなわち可動子2の幅はコイル4の配列
ピッチの2倍程度ないしそれ以上とするのがコイル4の
磁場による付勢力を効率的に受ける上での好ましい条件
となる。FIG. 3 schematically shows the relationship between the coil 4 and the mover 2, and FIG. 4 schematically shows the relationship between the magnetic field generated by the coil 4 and the mover. Although three windings are temporarily formed on the front and back sides of the substrate 3 in the figure, the number of windings and the number of layers of the coil 4 are appropriately set according to the required output. FIG. 3 also shows the size relationship between the coil 4 and the mover 2. That is, it is a preferable condition that the width of the mover 2 be about twice or more the arrangement pitch of the coils 4 or more in order to efficiently receive the biasing force of the coil 4 due to the magnetic field.
【0012】図4に見られるように、可動子2は、図示
せぬ制御系からの各コイル4に対する通電制御の下でコ
イル4が発生する方向可変的な磁場による付勢力を受け
て二次元的な動作を行なう。すなわち、図4の例では可
動子2のサイズをコイル4のピッチの2倍程度としてあ
り、このサイズの可動子2が矢印方向Dに移動するとし
て、可動子2の後側に位置する2つのコイル4,4に
は、可動子2の基板対向面の磁極(N極)と同じ磁極を
可動子2に面する側に発生させるように、該コイル4,
4に対する通電制御を行う。これによって、2つのコイ
ル4,4と可動子2との間には斥力が生じ、これを推力
として可動子2が矢示方向Dに付勢される。この一方
で、可動子2の前側に位置する2つのコイル4には、可
動子2の基板対向面の磁極(N極)と逆の磁極を可動子
2に面する側に発生させるように、該コイル4,4に対
する通電制御を行う。これによって、2つのコイル4,
4と可動子2との間には引力が生じ、これを牽引力とし
て可動子2が矢示方向Dに付勢される。このように、可
動子2の基板対向面の磁極に応じて基板3の各コイル4
に対する通電制御を行って可動子2に付勢力を与えるこ
とで、可動子2を固定子1に沿って矢示方向Dへ移動さ
せることができる。As shown in FIG. 4, the mover 2 is two-dimensionally subjected to an urging force by a directionally variable magnetic field generated by the coils 4 under energization control of each coil 4 from a control system (not shown). Action. That is, in the example of FIG. 4, the size of the mover 2 is about twice the pitch of the coil 4, and it is assumed that the mover 2 of this size moves in the arrow D direction. In the coils 4 and 4, the same magnetic pole as the magnetic pole (N pole) of the surface of the mover 2 facing the substrate is generated on the side facing the mover 2.
Energization control for 4 is performed. As a result, a repulsive force is generated between the two coils 4 and 4 and the mover 2, and the mover 2 is biased in the arrow D direction by using this repulsive force. On the other hand, in the two coils 4 positioned on the front side of the mover 2, a magnetic pole opposite to the magnetic pole (N pole) of the substrate facing surface of the mover 2 is generated on the side facing the mover 2, Energization control for the coils 4 and 4 is performed. With this, the two coils 4,
An attractive force is generated between the movable element 2 and the movable element 2, and the movable element 2 is urged in the arrow direction D by using this attractive force. In this way, each coil 4 of the substrate 3 is moved according to the magnetic pole on the substrate facing surface of the mover 2.
By performing energization control for the movable element 2 and applying a biasing force to the movable element 2, the movable element 2 can be moved in the arrow direction D along the stator 1.
【0013】次に、本発明による二次元型電動アクチュ
エータを駆動源として用いた機器の一例である光ディス
クドライブについて説明する。図5にその光ディスクド
ライブの構造を模式化して示す。この例の光ディスクド
ライブは、CDやDVDなどの光ディスク11のロード
・アンロード動作と光ディスク11の回転動作の駆動源
として二次元型電動アクチュエータを用いるように構成
されている。具体的には、上で説明したような構成の固
定子12を筐体13の内部に組み込む一方で、光ディス
ク11の裏面に永久磁石(図示を省略)を付着させるこ
とで、光ディスク11自体をロード・アンロード動作と
回転動作における可動子となるようにしてある。Next, an optical disk drive which is an example of a device using the two-dimensional type electric actuator according to the present invention as a drive source will be described. FIG. 5 schematically shows the structure of the optical disk drive. The optical disk drive of this example is configured to use a two-dimensional electric actuator as a drive source for loading / unloading the optical disk 11 such as a CD or DVD and rotating the optical disk 11. Specifically, while the stator 12 having the above-described configuration is installed inside the housing 13, a permanent magnet (not shown) is attached to the back surface of the optical disk 11 to load the optical disk 11 itself. -It is designed as a mover for unloading and rotating.
【0014】したがって光ディスク11のロード・アン
ロード動作は、光ディスク11の裏面に付着された永久
磁石を介して固定子12からの直線動作用の付勢力を受
けることでなされる。このロード・アンロード動作のた
めの光ディスク11の直線動作については、筐体13に
固定して設けてある平板状のガイド部14が上述の規制
要素として働くようにされている。また、光ディスク1
1の回転動作も同様に、光ディスク11の裏面に付着さ
れた永久磁石を介して固定子12からの回転動作用の付
勢力を受けることでなされる。この回転動作における上
述の規制要素には、光ディスク11を回転可能に支持す
る円柱状の回転支持台15が機能する。回転支持台15
はガイド部14に形成した孔部14aに挿通させて取付
けられている。回転する光ディスク11に対して光学的
なピックアップ16で読取りや書込みを行なうことは従
来の光ディスクドライブと同様であるが、光ディスク1
1の半径方向で直線的に移動するピックアップ16が発
するレーザー光は、ガイド部14に形成した矩形状の長
孔14bを通じて光ディスク11に照射されることにな
る。Therefore, the loading / unloading operation of the optical disk 11 is performed by receiving the urging force for linear operation from the stator 12 via the permanent magnet attached to the back surface of the optical disk 11. With respect to the linear movement of the optical disk 11 for the loading / unloading operation, the flat plate-shaped guide portion 14 fixedly provided in the housing 13 serves as the above-mentioned restricting element. Also, the optical disc 1
Similarly, the rotation operation of No. 1 is performed by receiving the urging force for rotation operation from the stator 12 via the permanent magnet attached to the back surface of the optical disk 11. The column-shaped rotation support base 15 that rotatably supports the optical disk 11 functions as the above-described restriction element in this rotation operation. Rotation support stand 15
Is attached by inserting it into a hole 14a formed in the guide portion 14. Reading and writing on the rotating optical disc 11 by the optical pickup 16 is similar to the conventional optical disc drive.
The laser light emitted by the pickup 16 which moves linearly in the radial direction of 1 is irradiated onto the optical disc 11 through the rectangular elongated hole 14b formed in the guide portion 14.
【0015】図6に、光ディスク11に与える可動子用
の永久磁石の好ましいパターン例を示す。すなわち、光
ディスク11における固定子対向面には、N極とS極が
交互に配置されている。そして、この光ディスク11に
対して固定子12によって直線動作用の付勢力を与える
には、図7で示すように、光ディスク11の磁極パター
ンと略同じ磁極パターンが形成されるように、固定子1
2の各コイル4に流す電流の向きの制御を行う。そし
て、このように形成した固定子12の磁極パターンを進
行方向Dへ徐々に平行移動させていくと、光ディスク1
1がそれに伴って進行方向Dへ移動していくことにな
る。この平行移動の後に、図5に実線で示す箇所に位置
決めされた光ディスク11を回転駆動させるには、平行
移動の場合と同様に、光ディスク11の磁極パターンに
応じてコイル4に流す電流の向きを制御して形成した固
定子12の磁極パターンを、光ディスク11の中心を回
転中心として回転させるように、各コイル4に流す電流
の向きの制御を行う。こうして光ディスク11を回転さ
せることができることになる。FIG. 6 shows a preferred pattern example of the permanent magnet for the mover provided to the optical disk 11. That is, N poles and S poles are alternately arranged on the surface of the optical disk 11 facing the stator. Then, in order to apply a biasing force for linear movement to the optical disk 11 by the stator 12, the stator 1 is formed so that a magnetic pole pattern substantially the same as the magnetic pole pattern of the optical disk 11 is formed as shown in FIG.
The direction of the current flowing through each coil 4 of No. 2 is controlled. When the magnetic pole pattern of the stator 12 thus formed is gradually moved in parallel in the traveling direction D, the optical disc 1
1 moves in the traveling direction D accordingly. After this parallel movement, in order to rotationally drive the optical disk 11 positioned at the position shown by the solid line in FIG. 5, in the same way as in the case of parallel movement, the direction of the current flowing through the coil 4 according to the magnetic pole pattern of the optical disk 11 is changed. The direction of the current flowing through each coil 4 is controlled so that the magnetic pole pattern of the stator 12 formed by control is rotated about the center of the optical disk 11. In this way, the optical disk 11 can be rotated.
【0016】本発明による二次元型電動アクチュエータ
は、二次元的動作を可能とすることに特徴がある。この
特徴は、一般的な装置や機器の駆動源として用いること
でその装置や機器の大幅な薄型化を図るのに有用である
他に、「操作ボタン」を所望のパターンで移動させなが
ら入力操作を行なうような入力装置を可能とすることに
おいても活かされる。以下では本発明による二次元型電
動アクチュエータを用いたそのような入力装置の実施形
態について説明する。図8に一実施形態による入力装置
の構成を模式化して示す。入力装置は、筐体21の内部
に固定子22と可動子23を組み込み、この固定子22
と可動子23の間にマトリックス型の入力媒体としてメ
ンブレンスイッチ24を介在させた構成とされる。メン
ブレンスイッチ24は、図8に示すように、平面的に形
成した絶縁性のフィルム基板25に導線26をマトリッ
クス状に配列して形成される。このメンブレンスイッチ
24は、可動子23を操作することにより入力信号を発
生するようにされる。そのための構造として本実施形態
では、可動子23にスイッチ部27を設け、このスイッ
チ部27の操作によりメンブレンスイッチ24に入力信
号を発生させる構造を用いている。The two-dimensional electric actuator according to the present invention is characterized by enabling two-dimensional operation. This feature is useful as a drive source for general devices and equipment, and is useful for drastically reducing the thickness of the devices and equipment, as well as input operation while moving the "operation buttons" in a desired pattern. It is also useful in enabling an input device to perform. Hereinafter, an embodiment of such an input device using the two-dimensional electric actuator according to the present invention will be described. FIG. 8 schematically shows the configuration of the input device according to the embodiment. The input device incorporates a stator 22 and a mover 23 inside a housing 21.
And a movable element 23, a membrane switch 24 is interposed as a matrix type input medium. As shown in FIG. 8, the membrane switch 24 is formed by arranging conductors 26 in a matrix on a planar insulating film substrate 25. The membrane switch 24 is adapted to generate an input signal by operating the mover 23. As a structure for this purpose, in the present embodiment, a structure is provided in which the mover 23 is provided with a switch section 27 and an input signal is generated in the membrane switch 24 by operating the switch section 27.
【0017】具体的には可動子23は、メンブレンスイ
ッチ24の導線26に対し電気的に非接触の状態でメン
ブレンスイッチ24に沿う二次元的な動作を行なう。こ
の動作については、筐体21に張り渡すようにして設け
てあるガイドシート28が可動子23の動作軌跡ないし
パターンに対する規制要素として働く。そしてこの動作
で可動子23が所望の位置に至ると、そこでスイッチ部
27の操作がなされ、これに応じて可動子23に設けて
ある電気的な接触部(図示を省略)が導線26に接触し
てメンブレンスイッチ24が入力信号を出力する。した
がってその入力信号には、可動子23の二次元的な動作
により動的に選択される位置情報ないしこの位置情報に
重ねられた所望の情報を伴わせることができる。このよ
うな入力装置は、例えばパーソナルコンピュータの入力
装置やコンピュータゲーム機の入力装置などとして有用
である。Specifically, the mover 23 performs a two-dimensional operation along the membrane switch 24 in a state of being electrically non-contact with the conductor wire 26 of the membrane switch 24. Regarding this operation, the guide sheet 28 provided so as to be stretched over the housing 21 acts as a restricting element for the movement trajectory or pattern of the mover 23. When the mover 23 reaches a desired position by this operation, the switch portion 27 is operated there, and the electrical contact portion (not shown) provided on the mover 23 contacts the conductor wire 26 accordingly. Then, the membrane switch 24 outputs the input signal. Therefore, the input signal can be accompanied by position information dynamically selected by the two-dimensional movement of the mover 23 or desired information superimposed on this position information. Such an input device is useful as, for example, an input device for a personal computer or an input device for a computer game machine.
【0018】上述の例では、メンブレンスイッチ24と
して、平面的に形成した絶縁性のフィルム基板25に導
線26をマトリックス状に配列して形成し、これを可動
子23の接触部にて入力信号を出力するように構成した
例を示したが、例えば次のようなものとしてもよい。
「マトリックス型入力媒体」として、導線26を成すX座
標検出用配線を形成したフィルム基板と、導線26を成
すY座標検出用配線を形成したフィルム基板と、を絶縁
用のスペーサを介して対向状態で積層形成して成るメン
ブレンシートを用いるものである。そして、可動子が所
定位置でメンブレンシートを押圧することで座標検出
(座標入力)を行うことができる。また、このように
「マトリックス型入力媒体」を構成した場合には、例えば
前述の可動子23に、マウスの右クリック入力や左クリ
ック入力を行うような入力スイッチ23aを別途設ける
ことで、メンブレンシートによる座標検出(座標入力)
とは異なる別途の入力を行えるようにすることもでき
る。そして、これらについても例えばパーソナルコンピ
ュータやゲーム機の入力装置などとして有用である。In the above-mentioned example, as the membrane switch 24, the conductive wires 26 are arranged in a matrix on the insulating film substrate 25 formed in a plane, and the conductive wires 26 are formed at the contact portion of the mover 23 to receive the input signal. Although an example of the configuration for outputting is shown, the following may be adopted, for example.
As a "matrix type input medium", a film substrate on which the X-coordinate detecting wiring forming the conducting wire 26 is formed and a film substrate on which the Y-coordinate detecting wiring forming the conducting wire 26 is formed are opposed to each other via an insulating spacer. A membrane sheet formed by laminating the above is used. Then, the mover presses the membrane sheet at a predetermined position to detect coordinates (coordinate input). Further, when the “matrix type input medium” is configured in this way, for example, by separately providing the mover 23 with an input switch 23a for performing a right click input or a left click input of a mouse, the membrane sheet Coordinate detection (coordinate input)
It is also possible to allow separate input different from. These are also useful as input devices for personal computers and game machines, for example.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
トリックス配列のコイルを有する平面的な固定子による
可変的な磁場の付勢力を受けて可動子が回転動作や直線
動作も含めた二次元的動作を行なう二次元型電動アクチ
ュエータが得られる。この二次元型電動アクチュエータ
の固定子はきわめて薄くすることができ、またその可動
子にはこの固定子に近接状態で沿った二次元的動作を行
なわせることができる。したがって、これを駆動源とし
て用いることで、装置や機器の大幅な薄型化が可能とな
る。また本発明による入力装置は、マトリックス型入力
媒体を固定子と可動子の間に介在させ、その可動子を介
してマトリックス型入力媒体に入力信号を発生させるよ
うに構成されており、可動子の二次元的な動作により動
的に選択される位置情報などを伴わせることで、より機
能性の高い入力が可能となる。As described above, according to the present invention, the mover receives the urging force of the variable magnetic field by the planar stator having the coils in the matrix arrangement, and the mover includes the rotating operation and the linear operation. A two-dimensional electric actuator that performs a three-dimensional operation is obtained. The stator of this two-dimensional electric actuator can be made extremely thin, and the mover can be made to perform two-dimensional operation along the stator in a close state. Therefore, by using this as a drive source, it is possible to greatly reduce the thickness of the device or equipment. The input device according to the present invention is configured such that a matrix type input medium is interposed between a stator and a mover, and an input signal is generated in the matrix type input medium via the mover. By accommodating the position information dynamically selected by the two-dimensional operation, the input with higher functionality becomes possible.
【図1】本発明の一実施形態による二次元型電動アクチ
ュエータの構成を模式化して示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a two-dimensional electric actuator according to an embodiment of the present invention.
【図2】基板の上下に形成したコイルの模式図である。FIG. 2 is a schematic view of coils formed above and below a substrate.
【図3】コイルと可動子の関係を模式化して示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram schematically showing a relationship between a coil and a mover.
【図4】コイルが発生させる磁場と可動子の関係を模式
化して示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a relationship between a magnetic field generated by a coil and a mover.
【図5】本発明による二次元型電動アクチュエータを駆
動源とした光ディスクドライブの構成を模式化して示す
図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an optical disc drive using a two-dimensional electric actuator according to the present invention as a drive source.
【図6】可動子化するために光ディスクに形成する磁極
パターンの例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a magnetic pole pattern formed on an optical disk to make it a mover.
【図7】光ディスクの磁極パターンと固定子のコイルが
形成する磁極パターンとの関係を模式的に示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram schematically showing a relationship between a magnetic pole pattern of an optical disk and a magnetic pole pattern formed by a coil of a stator.
【図8】本発明の一実施形態による入力装置の構成を模
式化して示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of an input device according to an embodiment of the present invention.
【図9】メンブレンスイッチの構成を模式化して示す図
である。FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of a membrane switch.
1 固定子
2 可動子
3 基板
4 コイル
24 メンブレンスイッチ(マトリックス型入力媒
体)
25 基板
26 導体1 Stator 2 Movable Element 3 Substrate 4 Coil 24 Membrane Switch (Matrix Type Input Medium) 25 Substrate 26 Conductor
Claims (5)
する固定子と、この固定子の磁場による付勢力を受けて
二次元的な動作をなす可動子とを有する二次元型電動ア
クチュエータであって、前記固定子は、複数のコイルが
マトリックス状に配列されて各コイルへの通電制御によ
り各コイルが発生する磁場の方向を制御可能とされてい
る基板にて構成したものであり、そしてこの固定子にお
けるマトリックス状配列のコイルが与える方向可変磁場
による引力および斥力を付勢力として受けて前記可動子
が前記固定子に沿った二次元的な動作をなすものとした
二次元型電動アクチュエータ。1. A two-dimensional electric actuator having a stator that generates a variable magnetic field by electrical control and a mover that receives a biasing force of the magnetic field of the stator to perform a two-dimensional operation. Then, the stator is configured by a substrate in which a plurality of coils are arranged in a matrix and the direction of the magnetic field generated by each coil can be controlled by controlling the energization of each coil, and A two-dimensional electric actuator in which the mover performs a two-dimensional operation along the stator by receiving an attractive force and a repulsive force due to a direction-changeable magnetic field provided by a matrix-shaped coil in the stator as an urging force.
請求項1記載の二次元型電動アクチュエータ。2. The two-dimensional electric actuator according to claim 1, wherein the substrate is an insulating film substrate.
電動アクチュエータを用いた入力装置であって、基板に
導体をマトリックス状に配列して形成されたマトリック
ス型入力媒体を固定子と可動子の間に介在させ、前記可
動子を介して前記マトリックス型入力媒体が入力信号を
発生するものとした入力装置。3. An input device using the two-dimensional electric actuator according to claim 1 or 2, wherein a matrix type input medium formed by arranging conductors in a matrix on a substrate is movable with a stator. An input device, which is interposed between the elements and in which the matrix type input medium generates an input signal via the mover.
検出用配線を形成したフィルム基板と、Y座標検出用配
線を形成したフィルム基板と、を絶縁用のスペーサを介
して対向状態で積層形成したメンブレンシートである請
求項3記載の入力装置。4. The matrix type input medium is formed by laminating a film substrate on which an X coordinate detection wiring is formed and a film substrate on which a Y coordinate detection wiring is formed in a state of being opposed to each other via an insulating spacer. The input device according to claim 3, which is a membrane sheet.
請求項3または請求項4記載の入力装置。5. The input device according to claim 3, wherein the mover itself is provided with a switch means.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002083029A JP2003284315A (en) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | Two-dimensional motor-driven actuator and input unit using the same |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009071967A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Compound movement actuator of rotation and direct drive |
DE102017003120A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | Nils Dreifke | Planar transport system and method for the simultaneous, independent handling of objects |
WO2019058735A1 (en) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Planar motor |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083029A patent/JP2003284315A/en not_active Withdrawn
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