JP2007041948A - 触覚情報提示用アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平板状に形成された固定子10、固定子10の一方の主面に対向配置され固定子10との間で作用する主面に沿いかつ互いに直交するx軸方向及びy軸方向の電磁力を受けて並進運動する並進用可動子30と、固定子10の他方の主面に対向配置され固定子10との間で作用する回転方向の電磁力を受けて回転運動する回転用可動子50とを有する。これによれば、アクチュエータの小型化を実現しつつ可動子の並進運動及び回転運動の双方に基づく多彩な触覚情報を提示できる。
【選択図】図2
Description
このような触覚情報を提示用のアクチュエータは、機器への組み込みの観点から、できるだけ小型化されたものが望ましい。小型化された触覚情報提示用アクチュエータとしては、例えば、2次元方向に可動子が移動するタイプのものが知られている(特許文献1,2参照)。特許文献1に開示されたアクチュエータは、フラットに形成された複数の磁石を基板上に配置した平板状の固定子と、この磁石に対向するように複数のコイルを共通に保持した可動子としての受感部とを備えている。そして、コイルを通電制御することにより、受感部を直交するx軸方向及びy軸方向の2次元方向に駆動する。特許文献2に開示されたアクチュエータは、フラットに形成された複数の磁石を基板上に配置した平板状の固定子と、この固定子に対向する複数のコイルを共通に保持した可動子とを備えると共に、可動子をx軸方向及びy軸方向の2次元方向に移動自在に案内する案内機構を備えている。
また、上記したようなアクチュエータは、可動子がx軸方向及びy軸方向に並進運動するだけであり、提示できる触覚情報もこの動きに限定される。
この構成によれば、平板状の一方の主面に並進用可動子を設け、他方の主面に回転用可動子を設けて固定子の両側を利用する構成としたので、アクチュエータの小型化を実現しつつ可動子の並進運動及び回転運動の双方に基づく触覚情報を提示できる。
この構成によれば、並進用可動子と回転用可動子とが並進運動の際に連動すると共に回転運動の際には回転用可動子のみを回転させることができる。
この構成によれば、可動子側に比較的軽量であるコイルを設けることにより、可動子を容易に駆動できると共に、比較的重量が重くかつ高コストである永久磁石の使用個数を削減でき、アクチュエータの低コスト化、軽量化が可能となる。
この構成によれば、軸部が連結部の貫通孔に嵌合挿入されることにより、並進用可動子と回転用可動子とが並進運動の際に連動すると共に回転運動の際には回転用可動子のみを回転させることができる。
この構成によれば、回転用可動子のコイルと並進用可動子のコイルの相対位置が傾斜していることにより、回転用可動子と並進用可動子とを回転自在に連結した場合に、回転用可動子に作用する力が並進用可動子の運動に影響を及ぼすのを抑制できる。
この構成によれば、可動子を平板状に形成された固定子を挟むように設けることにより、小型化を実現しつつ可動子に作用する推力を高めることができる。
この構成によれば、可動子側に比較的軽量であるコイルを設けることにより、可動子を容易に駆動できると共に、比較的重く高価である永久磁石の使用個数を削減でき、アクチュエータの低コスト化、軽量化が可能となる。
また、本発明によれば、小型化を実現しつつ推力が向上した触覚情報提示用アクチュエータが得られる。
このアクチュエータは、図1ないし図3に示すように、固定子10、並進用可動子30、及び回転用可動子50等から構成されており、例えば、コンピュータにおけるポンイティングデバイスとしてマウス等の電子機器に組み込まれて使用される。固定子10は、組み込まれる機器に保持され、並進用可動子30及び回転用可動子50は、例えば、特開2004−145748号公報に開示された案内機構や特開2000−330688号公報に開示された弾性部材等により互いに直交するx軸方向(第1の方向)及びy軸方向(第2の方向)に移動自在に保持された状態で機器に組み込まれる。
永久磁石20A〜20Dは、その厚さ方向に着磁されていると共に、固着された隣合う永久磁石20の磁極が互いに異なるように配置されている。
コイル40A〜40Dは、扁平にかつ長細く形成されていると共に、互いに固着された永久磁石20A〜20Dの境界線に対して対称に配置されていると共に、隣接する2つの永久磁石20にそれぞれ対向するように配置される。
また、後述するように、コイル40A〜40Dのうち、コイル40A及び40Cは並進用可動子30をx軸方向に移動させるためのものであり、コイル40B及び40Dは並進用可動子30をy軸方向に移動させるためのものである。
連結部32には、その中心部に貫通孔33が形成されており、貫通孔33に後述する保持部材51の軸部52が嵌合挿入される。
また、コイル60A〜60Dは、それぞれ対応するコイル40A〜40Dに対して傾斜して配置されている。コイル60A〜60Dを傾斜させるのは、後述するように、コイル60A〜60Dに作用する電磁力が並進用可動子30のx軸方向及びy軸方向の移動に影響を及ぼすのを回避するためである。
ここで、図6は並進用可動子30における通電方法を説明するための図であり、図7は回転用可動子50における通電方法の一例を説明するための図であり、図8は回転用可動子50における通電方法の他の例を説明するための図である。
並進用可動子30をx軸方向に運動させるためには、図6に示すように、x軸方向に移動させるためのコイル40A,40Cに電流Ixを通電する。これにより、並進用可動子30には、フレミングの左手の法則により、固定子10の主面に沿ってx軸の+方向の電磁力Fxが作用し、並進用可動子30及び回転用可動子50がx軸の+方向に並進運動する。並進用可動子30及び回転用可動子50をx軸の−方向に運動させるには、電流Ixの通電方向を逆にすればよい。したがって、所定周波数の交流電流Ixをコイル40A,40Cへ通電すれば、並進用可動子30及び回転用可動子50をx軸方向に所定周波数で振動させることができる。
尚、並進用可動子30の可動範囲は、各コイルの幅で規定される。
回転方向R2へ回転用可動子50を回転させるには、図7に示すように、コイル60A,60Cに電流IR2を通電すればよい。したがって、コイル60B,60Dへの通電とコイル60A,60Cへの通電を周期的に切り換えれば、回転用可動子50を回転方向R1,R2に振動させることができる。
保持部材131,132は、固定子10に対向する対向面にコイル40A〜40Dをそれぞれ同じ位置に保持している。
保持部材131には、固定子10と対向する対向面と反対側の面の中心部に突出して連結部132が形成され、この連結部132には、図10に示すように、断面形状が四角の連結用穴133が形成されている。
保持部材132には、図10及び図11に示すように、固定子10と対向する対向面の中心部に断面が四角形の連結軸部142が突出して形成されており、この連結軸部142が保持部材131の連結用穴133に嵌合挿入されることにより、保持部材131と保持部材132とが連結される。これにより、可動子130は、x軸方向及びy軸方向に一体的に移動可能となる。
11…開口
20A,20B,20C,20D…永久磁石
30…並進用可動子
31…保持部材
32…連結部
33…貫通孔
40A,40B,40C,40D…コイル
50…回転用可動子
51…保持部材
52…軸部
53…先端部
60A,60B,60C,60D…コイル
130…可動子
131…保持部材
132…連結部
141…保持部材
142…連結軸部
Claims (7)
- 平板状に形成された固定子と、
前記固定子の一方の主面に対向配置され前記固定子との間で作用する前記主面に沿いかつ互いに直交する第1及び第2の方向の電磁力を受けて並進運動する並進用可動子と、
前記固定子の他方の主面に対向配置され前記固定子との間で作用する回転方向の電磁力を受けて回転運動する回転用可動子と、
を有することを特徴とする触覚情報提示用アクチュエータ。 - 前記並進用可動子と回転用可動子とは、所定軸を中心に相対回転可能に連結されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の触覚情報提示用アクチュエータ。 - 前記固定子は、その両主面を構成するフラットに形成された複数の永久磁石を有し、
前記並進用可動子及び回転用可動子は、複数のコイルと、前記コイルを共通に保持する保持部材とをそれぞれ有している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の触覚情報提示用アクチュエータ。 - 前記固定子は、その中心部に開口を有し、
前記保持部材の一方は、前記開口に挿入される軸部を有し、
前記保持部材の他方は、前記軸部が回動自在に嵌合挿入される貫通孔が形成された連結部を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載の触覚情報提示用アクチュエータ。 - 前記並進用可動子及び前記回転用可動子はコイルをそれぞれ有しており、
前記回転用可動子の各コイルは、対応する前記並進用可動子のコイルに対して傾斜している、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の触覚情報提示用アクチュエータ。 - 平板状に形成された固定子と、
前記固定子を挟むように設けられて前記固定子の主面に沿いかつ互いに直交する第1及び第2の方向の電磁力を受けて運動する可動子と
を有することを特徴とする触覚情報提示用アクチュエータ。 - 前記固定子は、その両主面を構成するフラットに形成された複数の永久磁石を有し、
前記可動子は、複数のコイルと、前記コイルを共通に保持する保持部材とを各々の主面に対して有している、
ことを特徴とする請求項6に記載の触覚情報提示用アクチュエータ。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104656886A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 伊默森公司 | 双刚度悬挂系统 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9343931B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-05-17 | David Deak | Electrical generator with rotational gaussian surface magnet and stationary coil |
US20140267005A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Julian M. Urbach | Eye piece for augmented and virtual reality |
CN203722347U (zh) * | 2014-02-27 | 2014-07-16 | 讯凯国际股份有限公司 | 薄型化轴向气隙式马达 |
US9843248B2 (en) * | 2015-06-04 | 2017-12-12 | David Deak, SR. | Rocker action electric generator |
CN105827096B (zh) * | 2016-05-13 | 2018-04-13 | 中南大学 | 一种音圈电机 |
DE102016005875A1 (de) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Audi Ag | Kraftfahrzeug-Bedienvorrichtung mit Haptik-Aktuator |
US11210912B2 (en) | 2016-06-24 | 2021-12-28 | Nanoport Technology Inc. | Tactile feedback actuator, electronic device using same, and method of operating same |
US9716423B1 (en) | 2016-06-24 | 2017-07-25 | Nanoport Technology Inc. | Tactile feedback actuator, electronic device using same, and method of operating same |
US10719129B2 (en) | 2017-06-21 | 2020-07-21 | Nanoport Technology Inc. | Compound haptic effects using multimodal tactile feedback actuator |
EP3704785B1 (en) | 2017-10-30 | 2024-07-03 | WePower Technologies LLC | Magnetic momentum transfer generator |
WO2021102316A1 (en) | 2019-11-21 | 2021-05-27 | Wepower Technologies Llc | Tangentially actuated magnetic momentum transfer generator |
CN215733687U (zh) * | 2020-07-10 | 2022-02-01 | 瑞声科技(南京)有限公司 | 一种双向驱动磁路 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10117470A (ja) * | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Tdk Corp | 面移動アクチュエータ |
JPH11203040A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 触力覚呈示装置 |
JP2000014117A (ja) * | 1998-06-22 | 2000-01-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | リニアアクチュエータ |
JP2000037065A (ja) * | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 平面対向型発電装置とこれを備えた電子機器 |
JP2003189579A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | アクチュエータ |
JP2004206596A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Fujitsu Component Ltd | 入力装置 |
JP2005078310A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 触覚呈示装置、触覚呈示方法、及びプログラム |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3768095A (en) * | 1972-09-11 | 1973-10-23 | Sperry Rand Corp | Magnetoresistive keyboard |
FR2348595A1 (fr) * | 1976-04-15 | 1977-11-10 | Anvar | Moteur hybride tournant-lineaire |
US4459578A (en) * | 1983-01-13 | 1984-07-10 | Atari, Inc. | Finger control joystick utilizing Hall effect |
US4458226A (en) * | 1983-01-28 | 1984-07-03 | Matahari International Corp. | Non-contact direction controller |
NL8602697A (nl) * | 1986-10-27 | 1988-05-16 | Huka Bv Developments | Joystick. |
US5146566A (en) * | 1991-05-29 | 1992-09-08 | Ibm Corporation | Input/output system for computer user interface using magnetic levitation |
US5687080A (en) * | 1995-06-20 | 1997-11-11 | Ziba Design, Inc. | Multiple axis data input apparatus and method |
JPH1026138A (ja) | 1996-07-08 | 1998-01-27 | Sony Corp | 平面駆動アクチュエータ |
US6664666B2 (en) * | 1998-12-23 | 2003-12-16 | Engineering Matters, Inc. | Motor assembly allowing output in multiple degrees of freedom |
JP3543695B2 (ja) | 1999-03-17 | 2004-07-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 駆動力発生装置 |
WO2001091270A2 (en) * | 2000-04-12 | 2001-11-29 | Mas-Hamilton Group, Inc. | Motor with linear and rotary motion |
JP4142399B2 (ja) | 2002-10-25 | 2008-09-03 | 富士通コンポーネント株式会社 | アクチュエータ |
GB2416826A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-08 | P G Drives Technology Ltd | Control input device with two magnetic sensors for fail-safe sensing |
-
2005
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10117470A (ja) * | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Tdk Corp | 面移動アクチュエータ |
JPH11203040A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 触力覚呈示装置 |
JP2000014117A (ja) * | 1998-06-22 | 2000-01-14 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | リニアアクチュエータ |
JP2000037065A (ja) * | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 平面対向型発電装置とこれを備えた電子機器 |
JP2003189579A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-07-04 | Fuji Xerox Co Ltd | アクチュエータ |
JP2004206596A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Fujitsu Component Ltd | 入力装置 |
JP2005078310A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 触覚呈示装置、触覚呈示方法、及びプログラム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104656886A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 伊默森公司 | 双刚度悬挂系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US20060267448A1 (en) | 2006-11-30 |
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