JP2004112979A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1ヨーク板10及び第2ヨーク板20は、外形が略正方形の平板状であって、互いに略平行に設けられる。第1ヨーク板10の端部には、磁気遮蔽部11〜14が設けられる。磁石31〜34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る。コイル41〜44は磁石31〜34と第2ヨーク板20との間に動作可能に設けられる。磁石31〜34が発生する磁界によってコイル41〜44に電磁力が生じ、コイル41〜44を固定するコイル固定部材71に支持された触覚呈示部材70が動く。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル及び磁石を含むアクチュエータに関するものである。
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報通信機器の発達に伴い、従来の視覚、聴覚による情報伝達に加えて触覚による情報伝達に対する実現要求が高まっている。触覚による情報伝達デバイスの一つとして、特許文献1に記載の情報受感装置がある。
【0003】
この情報受感装置で用いているアクチュエータは、磁石から発生する磁束とコイルの電流との作用により発生する電磁力を推力としている。この装置ではS極とN極とが交互に並ぶように複数の磁石を配置し、垂直方向に磁束を発生させている。そして、S極及びN極の双方を跨ぐようコイルを配置し、水平方向に推力を発生させている。コイルには触覚を呈示するための受感部が固定されており、この部材を介して触覚を呈示している。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−330688号公報
【0005】
【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のコンピュータ周辺機器に組み込んで使う場合、IDカードなどの磁気カードや、フレキシブルディスクなどの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気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。
【0006】
一方、マウスなどの小型の機器に本アクチュエータを用いる場合、機器が大型化して操作性が悪化することを避けるためには、アクチュエータのサイズは機器内部に収容できるサイズに制約される。その一方で、複数のコイル及びコイル固定部材には、触覚を呈示するのに充分な可動範囲が要求される。
【0007】
本発明は、サイズが制約されても複数のコイル及びコイル固定部材の可動範囲を狭めることなく外部への磁束の漏れを低減できるアクチュエータを提供することを目的とする。
【0008】
【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、第1の面及び第2の面を有する略平板状の第1ヨーク板と、第3の面及び第4の面を有し、第1ヨーク板の第2の面に第3の面が対向するように設けられた略平板状の第2ヨーク板と、第1ヨーク板の第2の面に固定して設けられた複数の磁石と、複数の磁石と第2ヨーク板との間に、第2ヨーク板の第3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、第1ヨーク板の第2の面、及び第2ヨーク板の第3の面の双方またはいずれか一方の周辺部に設けられた磁性体からなる磁気遮蔽部とを備えることを特徴とする。
【0009】
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の一部は第1ヨーク板及び第2ヨーク板によって遮蔽される。また、第1ヨーク板の第2の面及び第2ヨーク板の第3の面の双方またはいずれか一方の周辺部に設けられた磁気遮蔽部によって、他の磁束が遮蔽される。磁気遮蔽部は、第2の面及び第3の面の双方またはいずれか一方に、複数のコイル及びコイル固定部材には接触しないように設けることができる。また、アクチュエータのサイズを大きくする必要がない。従って、本発明によるアクチュエータは、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル及びコイル固定部材の可動範囲を狭めることなく、アクチュエータ外部への磁束の漏れを低減できる。
【0010】
また、アクチュエータは、第2ヨーク板の第3の面に固定して設けられた複数の磁石をさらに備えることを特徴としてもよい。第1ヨーク板の第2の面及び第2ヨーク板の第3の面それぞれに磁石を設けることによって、磁石から延びる磁束は対向する磁石の方向、すなわち磁石の表面に対して略垂直方向に引き寄せられる。したがって、磁束は水平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、複数のコイル及びコイル固定部材の推力を向上できる。
【0011】
また、アクチュエータは、(a)磁気遮蔽部は第1ヨーク板の第2の面の周辺部に設けられるとともに、磁気遮蔽部の第2の面からの高さが、第2の面から複数のコイルまでの距離よりも小さいこと、及び(b)磁気遮蔽部は第2ヨーク板の第3の面の周辺部に設けられるとともに、磁気遮蔽部の第3の面からの高さが、第3の面から複数のコイルまでの距離よりも小さいこと、のうちの双方もしくはいずれか一方であることを特徴としてもよい。これによって、磁気遮蔽部と複数のコイルとが接触しない構成を好適に実現できるので、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイルの可動範囲を狭めることなく外部への磁束の漏れを低減できる。
【0012】
また、アクチュエータは、磁気遮蔽部が、第1ヨーク板または第2ヨーク板の端部を折り曲げて形成されることを特徴としてもよい。これによって、磁気遮蔽部を容易に設けることができる。
【0013】
【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。
【0014】
(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5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及び第2ヨーク板20が除かれたものの斜視図である。図4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5は、アクチュエータ1の側面図である。
【0015】
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20を備えている。第1ヨーク板10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り、第1の面10aと、第1の面10aの反対側の面である第2の面10bとを有する。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は、第3の面20aと、第3の面20aの反対側の面である第4の面20bとを有する。また、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20は、第2の面10bと第3の面20aとが対向するように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2に示されるように、第2ヨーク板20は略中央部分に開口部20cを有する。
【0016】
また、第1ヨーク板10には、磁気遮蔽部11〜14が設けられている。磁気遮蔽部11〜14は、第1ヨーク板10の第2の面10bの周辺部に設けられている。具体的には、磁気遮蔽部11〜14は第1ヨーク板10の端部を第2の面10b側に折り曲げて形成されている。磁気遮蔽部11〜14は第1ヨーク板10に対し略直角に曲げられており、第1ヨーク板10の第2の面10bからの高さは磁気遮蔽部11〜14それぞれが互いに略等しく形成されている。
【0017】
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、第3の面20a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3の面20a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20c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の第4の面20bに、コイル固定部材71とともに変位可能に設けられる。触覚呈示部材70の形状は、中央付近が厚い円盤状である。
【0018】
また、図3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3の面20a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。コイル41〜44及びコイル固定部材71は、第1ヨーク板10及び第2ヨーク板20に対して相対的に変位が可能なように設けられる。
【0019】
また、図3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の第2の面10b上に固定して設けられている。
【0020】
図4に、4つの磁気遮蔽部11〜14、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。
【0021】
4つの磁石31〜34それぞれは、略正方形の平板の1隅を扇形に切り欠いた形状をしている。そして、4つの磁石31〜34それぞれは、扇形に切り欠かれた隅に対して対角線上にある隅が座標原点に位置するように、第1ヨーク板10の第2の面10b上に配置される。第2の面10b上の、4つの磁石31〜34それぞれが扇形に切り欠かれた部分にはスタッド51〜54それぞれが設けられる。
【0022】
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。
【0023】
磁気遮蔽部11〜14は、第1ヨーク板10の周辺部に設けられている。磁気遮蔽部11及び磁気遮蔽部13は、その長手方向が互いに略平行になるように設けられている。磁気遮蔽部12及び磁気遮蔽部14は、その長手方向が互いに略平行になるように、また、その長手方向が磁気遮蔽部11及び磁気遮蔽部13の長手方向と略直角になるように設けられている。また、図4に示すように、磁気遮蔽部11は、磁気遮蔽部11の長手方向の長さd1が、磁石31及び磁石34それぞれの磁気遮蔽部11に最も近い辺の長さの和d2よりも長くなるように構成されている。磁気遮蔽部12と磁石31及び32、磁気遮蔽部13と磁石32及び33、磁気遮蔽部14と磁石33及び34それぞれの関係についても同様である。
【0024】
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の第3の面20a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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
コイル41〜44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。
【0028】
図5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、本実施形態のアクチュエータ1は、第1ヨーク板10の第2の面10bからの磁気遮蔽部11〜14の高さd3が、第1ヨーク板10の第2の面10bからコイル41〜44までの距離d4より小さくなるように構成されている。また、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。
【0029】
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、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から延びる磁束の一部が第1ヨーク板10または第2ヨーク板20によって遮蔽される。さらに、アクチュエータ1の側面方向へ延びる磁束が、第1ヨーク板10の第2の面10bの周辺部に設けられた磁気遮蔽部11〜14によって遮蔽される。また、磁気遮蔽部11〜14が第2の面10bに設けられることにより、複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71に磁気遮蔽部11〜14が接触しないようにアクチュエータを構成できる。これによって、小型の機器に収容される際にアクチュエータのサイズが制約されたとしても、複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の可動範囲を狭めることはない。このように、第1ヨーク板10、第2ヨーク板20、及び磁気遮蔽部11〜14を備えることによって、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の可動範囲を狭めることなく、アクチュエータ外部への磁束の漏れを低減できる。
【0030】
特に、磁石が第1ヨーク板10の端部に接近しているような箇所では磁束の漏れが多いため、本実施形態のように、磁気遮蔽部11〜14の長手方向の長さd1が、4つの磁石それぞれの磁気遮蔽部に最も近い辺の長さの和d2よりも長くなるように構成するとよい。これによって、アクチュエータ外部への磁束の漏れをさらに低減できる。
【0031】
また、本実施形態によるアクチュエータ1は、磁気遮蔽部11〜14の第2の面10bからの高さd3が、第2の面10bから複数のコイル41〜44までの距離d4よりも小さく構成されている。磁気遮蔽部11〜14はこのように構成されることが好ましい。これによって、磁気遮蔽部11〜14と複数のコイル41〜44とが接触しないような構成を好適に実現できるので、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル41〜44の可動範囲を狭めることなく、磁束の漏れを低減できる。
【0032】
また、本実施形態では第1ヨーク板10の端部を折り曲げて磁気遮蔽部11〜14を形成している。磁気遮蔽部11〜14をこのように形成すれば、製作工程が簡易であり、磁気遮蔽部を容易に設けることができる。また、部品点数が増加しないので磁気遮蔽部11〜14を設けることによるコストの上昇を抑えることができる。
【0033】
なお、第1ヨーク板10全体の重量に占める磁気遮蔽部11〜14の重量はわずかであり、また、磁気遮蔽部11〜14を設けてもアクチュエータの外形寸法は変化しない。よって、磁気遮蔽部11〜14を設けることにより、磁束の漏れを低減できる構造をわずかな重量増加で実現できる。
【0034】
(第2実施形態)
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。本実施形態のアクチュエータ2は、図1に示すアクチュエータ1と同様の外観を有している。図6は、アクチュエータ2の図1におけるI−I断面と同じ断面を示す側面断面図である。図7は、コイル41〜44と磁石35〜38との位置関係を示す底面図である。図7では、図4において想定したXYZ直交座標系を再度使用する。
【0035】
図6及び図7に示すように、アクチュエータ2は、第1ヨーク板10、第2ヨーク板20、4つの磁石31〜34、4つのコイル41〜44、触覚呈示部材70、及びコイル固定部材71を備えている。これらの構成は第1実施形態のものと同様なので、詳細な説明を省略する。
【0036】
アクチュエータ2は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2ヨーク板20の第3の面20a上であって、第1ヨーク板10に設けられている磁石31〜34それぞれに対向する位置に設けられる。4つの磁石35〜38それぞれは、略正方形の平板の1隅を扇形に切り欠くとともに、この隅に対して対角線上にある隅を矩形に切り欠いた形状をしている。そして、4つの磁石35〜38それぞれは、矩形に切り欠かれた隅が第2ヨーク板20の中心に集まるように、第2ヨーク板20の第3の面20a上に配置される。第2ヨーク板20の中心には矩形の開口部20cがあり、4つの磁石35〜38それぞれの矩形に切り欠いた部分の形状が開口部20cの形状に略一致している。また、第3の面20a上の、4つの磁石35〜38それぞれが扇形に切り欠かれた部分にはスタッド51〜54それぞれが設けられる。
【0037】
磁石35および磁石37それぞれは、磁石31及び磁石33に対向する側がN極となるように配置され、磁石36および磁石38それぞれは、磁石32及び磁石34に対向する側がS極となるように配置されている。
【0038】
また、第1ヨーク板10及び第2ヨーク板20それぞれには、磁気遮蔽部11〜14及び磁気遮蔽部21〜24それぞれが設けられている。磁気遮蔽部11〜14の構成は、第1実施形態のものと同様である。磁気遮蔽部21〜24は、第2ヨーク板20の第3の面20aの周辺部に設けられている。磁気遮蔽部21〜24は、磁気遮蔽部11〜14と同様に第2ヨーク板20の端部を第3の面20a側に折り曲げて形成されている。磁気遮蔽部21〜24は第2ヨーク板20に対し略直角に曲げられており、第2ヨーク板20の第3の面20aからの高さは磁気遮蔽部21〜24それぞれが互いに略等しく形成されている。本実施形態のアクチュエータ2は、第2ヨーク板20の第3の面20aからの磁気遮蔽部21〜24の高さd7が、第2ヨーク板20の第3の面20aからコイル41〜44までの距離d8より小さくなるように構成されている。
【0039】
図7を参照すると、磁気遮蔽部21〜24は、第2ヨーク板20の周辺部に設けられている。磁気遮蔽部21及び磁気遮蔽部23は、その長手方向が互いに略平行になるように設けられている。磁気遮蔽部22及び磁気遮蔽部24は、その長手方向が互いに略平行になるように、また、その長手方向が磁気遮蔽部21及び磁気遮蔽部23の長手方向と略直角になるように設けられている。また、磁気遮蔽部21は、磁気遮蔽部21の長手方向の長さd5が、磁石35及び磁石38それぞれの磁気遮蔽部21に最も近い辺の長さの和d6よりも長くなるように構成されている。磁気遮蔽部22と磁石35及び36、磁気遮蔽部23と磁石36及び37、磁気遮蔽部24と磁石37及び38それぞれの関係についても同様である。
【0040】
コイル41は、磁石31及び磁石35が作る磁界、並びに磁石34及び磁石38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及び磁石35が作る磁界、並びに磁石32及び磁石36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及び磁石36が作る磁界、並びに磁石33及び磁石37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及び磁石37が作る磁界、並びに磁石34及び磁石38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。そして、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及び磁石35〜38が作る磁界とコイル41〜44の導線との間で電磁力が生じ、コイル41〜44に推力が生じる。
【0041】
本実施形態によるアクチュエータ2は、以下の効果を有する。すなわち、アクチュエータ2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及び磁石35〜38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及び磁石35〜38から延びる磁束の一部が第1ヨーク板10または第2ヨーク板20によって遮蔽される。さらに、アクチュエータ1の側面方向へ延びる磁束が、第1ヨーク板10の第2の面10bの周辺部に設けられた磁気遮蔽部11〜14、および第2ヨーク板20の第3の面20aの周辺部に設けられた磁気遮蔽部21〜24によって遮蔽される。また、磁気遮蔽部11〜14は第2の面10bに設けられ、磁気遮蔽部21〜24は第3の面20aに設けられることにより、複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71に磁気遮蔽部11〜14及び21〜24が接触しないようにアクチュエータを構成できる。これにより、小型の機器に収容される際にアクチュエータのサイズが制約されたとしても、複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の可動範囲を狭めることはない。このように、本実施形態によるアクチュエータによれば、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の可動範囲を狭めることなく、アクチュエータ外部への磁束の漏れを低減できる。
【0042】
なお、アクチュエータは磁気遮蔽部11〜14を除いた構成でも良く、第1ヨーク板10、第2ヨーク板20、及び磁気遮蔽部21〜24を備えることによって、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の可動範囲を狭めることなくアクチュエータ外部への磁束の漏れを低減できる。
【0043】
また、本実施形態によるアクチュエータ2は、磁石31〜34に加えて、第2ヨーク板20の第3の面20aに固定して設けられた複数の磁石35〜38をさらに備えている。このようにアクチュエータは、第1ヨーク板10の第2の面10b及び第2ヨーク板20の第3の面20aそれぞれに磁石を備えても良い。これによって、磁石31〜34から延びる磁束は対向する磁石35〜38の方向、すなわちZ方向に引き寄せられる。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41〜44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、本実施形態によるアクチュエータによれば、複数のコイル41〜44及びコイル固定部材71の推力を向上できる。
【0044】
また、本実施形態によるアクチュエータ2は、磁気遮蔽部11〜14の第2の面10bからの高さd3が、第2の面10bから複数のコイル41〜44までの距離d4よりも小さい。また、磁気遮蔽部21〜24の第3の面20aからの高さd7が、第3の面20aから複数のコイル41〜44までの距離d8よりも小さい。磁気遮蔽部11〜14及び磁気遮蔽部21〜24はこのように構成されることが好ましく、これによって、磁気遮蔽部11〜14及び21〜24と複数のコイル41〜44とが接触しないような構成を好適に実現できるので、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル41〜44の可動範囲を狭めることなく磁束の漏れを低減できる。
【0045】
(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、磁気遮蔽部11〜14の高さd3を、磁石31〜34の厚さに等しくなるまで磁石31〜34の厚さの1/4ずつ変化させ、アクチュエータの外部に漏れる磁束を解析した。そして、アクチュエータの側面から5mm離れた位置での磁束の漏れを評価した。
【0046】
図8は、アクチュエータからの磁束の漏れを評価したグラフである。図8に示すグラフは、横軸に磁気遮蔽部11〜14の高さd3の、磁石31〜34の厚さに対する比率を百分率で表している。また、縦軸にアクチュエータの側面から5mm離れた位置での磁束の漏れの最大値を表している。
【0047】
図8に示すグラフを参照すると、アクチュエータ側面からの磁束漏れ最大値は磁気遮蔽部11〜14の高さd3を高くするほど減少している。特に、磁気遮蔽部11〜14の高さd3を磁石31〜34の厚さの50〜100%にしたとき(図中A)に、アクチュエータ側面からの磁束漏れを低減する効果が高いことがわかる。また、磁気遮蔽部11〜14の高さd3を磁石高さと等しく(100%)したアクチュエータは、磁気遮蔽部11〜14の高さが0%、すなわち磁気遮蔽部を備えないアクチュエータに比べて磁気漏れ最大値は約半分に低減されていることがわかる。
【0048】
本発明によるアクチュエータは、上記した各実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、磁気遮蔽部は、第1ヨーク板や第2ヨーク板の端部を折り曲げて形成する他にも、第1ヨーク板及び第2ヨーク板とは別の磁性体を用いて構成することもできる。一例としては、細長い角柱状の磁性体を、第1ヨーク板または第2ヨーク板の四辺に沿うように第2の面上または第3の面上に磁気遮蔽部として設けることで、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル及びコイル固定部材の可動範囲を狭めることなく外部への磁束の漏れを低減できる。
【0049】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によるアクチュエータは、第1ヨーク板、第2ヨーク板、及び磁気遮蔽部を備えることによって、アクチュエータのサイズが制約されても複数のコイル及びコイル固定部材の可動範囲を狭めることなくアクチュエータ外部への磁束の漏れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態によるアクチュエータの全体の斜視図である。
【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。
【図3】第1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2ヨーク板が除かれたものの斜視図である。
【図4】第1実施形態によるアクチュエータの、コイルと磁石との位置関係を示す平面図である。
【図5】第1実施形態によるアクチュエータの側面図である。
【図6】第2実施形態によるアクチュエータの図1におけるI−I断面と同じ断面を示す側面断面図である。
【図7】第2実施形態によるアクチュエータの、コイルと磁石との位置関係を示す底面図である。
【図8】第1実施例において、アクチュエータからの磁束の漏れを評価したグラフである。
【符号の説明】
1…アクチュエータ、10…第1ヨーク板、10a…第1の面、10b…第2の面、11〜14…磁気遮蔽部、20…第2ヨーク板、20a…第3の面、20b…第4の面、31〜34…磁石、41〜44…コイル、70…触覚呈示部材、71…コイル固定部材。
Claims (5)
- 第1の面及び第2の面を有する略平板状の第1ヨーク板と、
第3の面及び第4の面を有し、前記第1ヨーク板の前記第2の面に前記第3の面が対向するように設けられた略平板状の第2ヨーク板と、
前記第1ヨーク板の前記第2の面に固定して設けられた複数の磁石と、
前記複数の磁石と前記第2ヨーク板との間に、前記第2ヨーク板の前記第3の面に略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、
前記第1ヨーク板の前記第2の面及び前記第2ヨーク板の前記第3の面の双方またはいずれか一方の周辺部に設けられた磁性体からなる磁気遮蔽部と
を備えることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記第2ヨーク板の前記第3の面に固定して設けられた複数の磁石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。
- 前記磁気遮蔽部は前記第1ヨーク板の前記第2の面の周辺部に設けられるとともに、前記磁気遮蔽部の前記第2の面からの高さが、前記第2の面から前記複数のコイルまでの距離よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記磁気遮蔽部は前記第2ヨーク板の前記第3の面の周辺部に設けられるとともに、前記磁気遮蔽部の前記第3の面からの高さが、前記第3の面から前記複数のコイルまでの距離よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記磁気遮蔽部は、前記第1ヨーク板または前記第2ヨーク板の端部を折り曲げて形成されることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
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