JP2017047349A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸線方向に伸縮可能なアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator that can expand and contract in the axial direction.
従来より、駆動子を軸線方向に移動させることにより、軸線方向に振動を生じさせるアクチュエータが知られている。このようなアクチュエータでは、例えば特許文献1に開示されるように、円筒状のフレームの軸方向外端に、固定軸の両端を保持する一対のブラケットが嵌め込まれているとともに、フレームの内周面に円筒状のコイルが固定されている。円筒状の永久磁石を有する駆動子は、固定軸上に軸方向に移動可能に支持されるとともに、一対のブラケットとの間に配置されたコイルばねによって軸方向に支持される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an actuator that generates vibration in an axial direction by moving a driver element in the axial direction is known. In such an actuator, as disclosed in Patent Document 1, for example, a pair of brackets that hold both ends of the fixed shaft are fitted to the outer end in the axial direction of the cylindrical frame, and the inner peripheral surface of the frame A cylindrical coil is fixed to the frame. The driver having a cylindrical permanent magnet is supported on a fixed shaft so as to be movable in the axial direction, and is supported in the axial direction by a coil spring disposed between the pair of brackets.
上述のような構成を有するアクチュエータは、例えば小型の携帯端末などの振動体として用いられている。 The actuator having the above-described configuration is used as a vibrating body such as a small portable terminal.
ところで、近年、携帯端末等のさらなる小型化により、より小型のアクチュエータが要求されている。上述の特許文献1に開示されるような構成を有するアクチュエータの場合、さらなる小型化を実現しようとすると、コイルばねを構成する線材の径及びコイルばねの製造技術によって、アクチュエータの小型化は制約を受ける。すなわち、製造可能な線材の径及びその線材を用いて寸法精度良く製造可能な螺旋状のコイルばねの径は、それぞれ限界があるため、アクチュエータの小型化には限界がある。 By the way, in recent years, smaller actuators have been required due to further miniaturization of portable terminals and the like. In the case of an actuator having a configuration as disclosed in Patent Document 1 described above, if further miniaturization is to be realized, miniaturization of the actuator is limited by the diameter of the wire constituting the coil spring and the manufacturing technology of the coil spring. receive. That is, the diameter of the wire that can be manufactured and the diameter of the helical coil spring that can be manufactured with high dimensional accuracy using the wire each have a limit, and thus there is a limit to downsizing the actuator.
本発明の目的は、コイル内の駆動子を軸線方向に変位可能なアクチュエータにおいて、小型化が可能な構成を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a structure that can be miniaturized in an actuator that can displace a driver in a coil in the axial direction.
本発明の一実施形態に係るアクチュエータは、軸線方向に延びるパイプと、前記パイプの外周上に設けられたコイルと、前記パイプ内に、該パイプと同心状で且つ該パイプ内を移動可能に配置された可動筒体と、磁性材料によって構成されるとともに、前記可動筒体の内部に前記軸線方向の端部同士が対向するように配置され且つ前記軸線方向の外方側に位置する端部がそれぞれ前記可動筒体に固定された一対の芯材とを備える。前記可動筒体は、螺旋状にスリットが形成されていて、前記一対の芯材の相対移動に伴って伸縮可能な螺旋部を有する(第1の構成)。 An actuator according to an embodiment of the present invention includes an axially extending pipe, a coil provided on an outer periphery of the pipe, and a pipe that is concentric with the pipe and movable in the pipe. And an end portion located on the outer side in the axial direction is disposed so that the end portions in the axial direction face each other inside the movable cylindrical body. And a pair of core members each fixed to the movable cylinder. The movable cylinder body has a spirally formed slit, and has a spiral portion that can expand and contract with the relative movement of the pair of core members (first configuration).
これにより、コイルに通電した場合、該コイルで生じる磁界によって、磁性材料によって構成された一対の芯材が可動筒体内で磁化される。一対の芯材は、可動筒体内で対向する端部同士が異なる極性に磁化されるため、該端部同士が引き寄せられる。これにより、前記一対の芯材は互いに近づく。前記一対の芯材は、それぞれ、螺旋部を有する可動筒体内に軸線方向の外方側に位置する端部で固定されている。よって、上述のように前記一対の芯材が互いに近づくことにより、可動筒体の螺旋部で変形を生じて該可動筒体が前記軸線方向に縮む。 Thereby, when a coil is energized, a pair of core members made of a magnetic material are magnetized in the movable cylinder by a magnetic field generated in the coil. The pair of core members are magnetized with different polarities at opposite ends in the movable cylindrical body, so that the ends are attracted. Thereby, a pair of said core materials approach mutually. Each of the pair of core members is fixed at an end located on the outer side in the axial direction in a movable cylinder having a spiral portion. Therefore, when the pair of core members approach each other as described above, the spiral portion of the movable cylinder is deformed, and the movable cylinder contracts in the axial direction.
一方、コイルに対する通電を停止すると、一対の芯材が磁化されなくなるため、該一対の端部同士が引き寄せられなくなる。そうすると、可動筒体の螺旋部は弾性復元力によって元の状態に戻るため、コイル通電時に比べて可動筒体は前記軸線方向に伸びる。 On the other hand, when the energization to the coil is stopped, the pair of core members are not magnetized, so that the pair of ends are not attracted to each other. Then, since the spiral portion of the movable cylinder returns to the original state by the elastic restoring force, the movable cylinder extends in the axial direction as compared to when the coil is energized.
したがって、上述の構成により、軸線方向に伸縮するアクチュエータが得られる。なお、上述の構成において、可動筒体及び一対の芯材が、アクチュエータの駆動子に対応する。 Therefore, an actuator that expands and contracts in the axial direction is obtained by the above-described configuration. In the above-described configuration, the movable cylindrical body and the pair of core members correspond to the actuator driver.
上述の構成を有するアクチュエータは、コイルが外周上に設けられたパイプ内にばねとして機能する螺旋部が位置付けられるため、全体として小型化を図ることができる。したがって、小型化可能なアクチュエータが得られる。 In the actuator having the above-described configuration, the spiral portion that functions as a spring is positioned in a pipe in which the coil is provided on the outer periphery, so that the size can be reduced as a whole. Therefore, an actuator that can be miniaturized is obtained.
前記第1の構成において、前記螺旋部は、前記コイルの内方に位置付けられるように前記可動筒体に設けられている(第2の構成)。これにより、ばねとして機能する螺旋部をコンパクトに設けることができるため、アクチュエータの小型化を図れる。 In the first configuration, the spiral portion is provided in the movable cylinder so as to be positioned inward of the coil (second configuration). Thereby, since the spiral part which functions as a spring can be provided compactly, size reduction of an actuator can be achieved.
前記第1または第2の構成において、前記可動筒体は、前記軸線方向の端部の一方が前記パイプに対して固定されている(第3の構成)。これにより、コイルに対する通電の有無によって、可動筒体を前記軸線方向の一方に伸縮させることができる。 In the first or second configuration, one end of the axial direction of the movable cylinder is fixed to the pipe (third configuration). Thereby, a movable cylinder can be expanded-contracted to the one of the said axial direction by the presence or absence of electricity supply with respect to a coil.
前記第1から第3の構成のうちいずれか一つにおいて、前記螺旋部は、前記可動筒体に前記軸線方向に並んで2箇所以上、設けられている(第4の構成)。これにより、コイルに対する通電によって、2箇所以上の螺旋部でより大きな変形が得られる。したがって、アクチュエータを軸線方向により大きく伸縮させることができる。 In any one of the first to third configurations, the spiral portion is provided in the movable cylinder body at two or more locations along the axial direction (fourth configuration). Thereby, a bigger deformation | transformation is obtained by two or more spiral parts by electricity supply with respect to a coil. Therefore, the actuator can be greatly expanded and contracted in the axial direction.
前記第4の構成において、前記可動筒体は、前記螺旋部同士の間に形成されていて、前記一対の芯材における前記対向する端部が位置付けられるガイド部をさらに有する(第5の構成)。 In the fourth configuration, the movable cylindrical body further includes a guide portion that is formed between the spiral portions and in which the opposed end portions of the pair of core members are positioned (fifth configuration). .
これにより、コイルの通電の有無によって一対の芯材が相対移動する際に、該一対の芯材において対向する端部を、可動筒体のガイド部によってガイドすることができる。よって、前記一対の芯材において対向する端部を可動筒体内でスムーズに移動させることができる。したがって、アクチュエータを軸線方向にスムーズに伸縮させることができる。 Thereby, when a pair of core material moves relatively by the presence or absence of electricity supply of a coil, the edge part which opposes in this pair of core material can be guided by the guide part of a movable cylinder. Therefore, the opposing ends of the pair of core members can be smoothly moved within the movable cylinder. Therefore, the actuator can be smoothly expanded and contracted in the axial direction.
前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記螺旋部は、板ばねが厚み方向に螺旋状に湾曲した形状を有する(第6の構成)。 In any one of the first to fifth configurations, the spiral portion has a shape in which a leaf spring is spirally curved in the thickness direction (sixth configuration).
このような構成により、螺旋部が伸縮する際に、可動筒体はパイプに対して回転する。よって、螺旋部が軸線方向に伸縮しつつ回転可能なアクチュエータが得られる。 With such a configuration, when the spiral portion expands and contracts, the movable cylinder rotates with respect to the pipe. Therefore, an actuator that can rotate while the spiral portion expands and contracts in the axial direction is obtained.
しかも、螺旋部を上述のような形状にすることで、特許第4572303号に開示されているようなレジスト層を用いたエッチングにより、螺旋部を容易に形成することができる。一般的なコイルばねの場合には、線材を螺旋状に巻くことにより、コイルばねを形成する。そのため、線材の径を小さくすることに限界があるとともに、その線材を螺旋状に巻く際のコイル径を小さくすることにも限界がある。よって、コイルばねの場合には、ばねの小型化に限界がある。 In addition, by forming the spiral portion as described above, the spiral portion can be easily formed by etching using a resist layer as disclosed in Japanese Patent No. 4572303. In the case of a general coil spring, the coil spring is formed by winding a wire in a spiral shape. For this reason, there is a limit to reducing the diameter of the wire, and there is also a limit to reducing the coil diameter when the wire is wound spirally. Therefore, in the case of a coil spring, there is a limit to downsizing the spring.
これに対し、上述のような板ばね構造の場合、エッチングによって可動筒体に螺旋状のスリットを形成することにより、容易に小型のばねが得られる。したがって、アクチュエータの小型化を容易に実現できる。 On the other hand, in the case of the leaf spring structure as described above, a small spring can be easily obtained by forming a spiral slit in the movable cylinder by etching. Therefore, the actuator can be easily downsized.
本発明の一実施形態に係るアクチュエータによれば、外周上にコイルが設けられたパイプ内の可動筒体に、該可動筒体内に配置された一対の芯材の相対移動に伴って伸縮可能な螺旋部を設ける。これにより、アクチュエータの小型化が可能な構成を実現できる。 According to the actuator of one embodiment of the present invention, the movable cylinder in the pipe provided with the coil on the outer periphery can be expanded and contracted with the relative movement of the pair of core members arranged in the movable cylinder. Provide a spiral. Thereby, the structure which can reduce the size of an actuator is realizable.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or an equivalent part in a figure, and the description is not repeated. Moreover, the dimension of the structural member in each figure does not faithfully represent the actual dimension of the structural member, the dimensional ratio of each structural member, or the like.
図1に、本発明の実施形態に係るアクチュエータ1の概略構成を示す。アクチュエータ1は、コイル21の通電によって磁化された一対の鉄心41,42(芯材)を相対変位させることにより、該一対の鉄心41,42に固定された可動筒体を軸線方向に伸縮させる装置である。具体的には、アクチュエータ1は、図1に示すように、パイプ11と、コイル21と、可動筒体31と、鉄心41,42とを備える。本実施形態の構成の場合、可動筒体31及び鉄心41,42によって、アクチュエータ1の駆動子が構成される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an actuator 1 according to an embodiment of the present invention. The actuator 1 is a device that expands and contracts the movable cylinder fixed to the pair of
パイプ11は、例えばニッケルなどの金属材料によって形成された円筒状部材である。すなわち、パイプ11は、軸線方向に延びる円筒状に形成されている。パイプ11は、後述の可動筒体31及び鉄心41,42を収納可能な貫通穴11aを有する。
The
コイル21は、パイプ11の外周上に電線(例えば銅線など)を巻きつけることにより形成される。コイル21は、例えば、パイプ11と同心の円筒状に形成されている。すなわち、コイル21は、前記軸線方向に延びる円筒状に形成されている。これにより、図1に示すように、パイプ11は、コイル21を貫通するように配置される。なお、コイル21は、パイプ11の軸線方向のいずれの位置に設けられていてもよいが、パイプ11の軸線方向の中央部分に設けられるのが好ましい。
The
可動筒体31は、例えばニッケルを含む金属材料によって形成された概略円筒状の部材である。すなわち、可動筒体31は、前記軸線方向に延びる概略円筒状に形成されている。可動筒体31は、パイプ11の内径よりも小さい外径を有しており、パイプ11の貫通穴11a内に、該パイプ11と同心に配置される。
The
可動筒体31は、鉄心41,42を収納可能な貫通穴31aを有する。詳しくは後述するが、鉄心41,42は、可動筒体31内を軸線方向に移動可能なように該可動筒体31の貫通穴31a内に配置されている。本実施形態では、図1に示すように、鉄心41,42は、可動筒体31内に一対、配置されている。なお、一対の鉄心41,42は、可動筒体31の軸線方向の両端部にそれぞれ配置されていて、抵抗溶接によって可動筒体31に固定されている。また、特に図示しないが、可動筒体31は、鉄心41が配置されている側の軸線方向の端部でパイプ11に抵抗溶接によって固定されている。
The
可動筒体31は、螺旋部32と、ガイド部33と、可動筒体31の軸線方向の両端部にそれぞれ設けられた固定部34とを有する。螺旋部32は、可動筒体31の軸線Pに沿って該軸線Pを囲むように螺旋状に形成されている。すなわち、螺旋部32は、可動筒体31の外周面に螺旋状に形成されたスリット32aによって、螺旋状に形成されている。本実施形態では、螺旋部32は、可動筒体31内に配置された鉄心42側から前記軸線方向に見て、反時計回りに螺旋状に形成されている。また、螺旋部32は、ガイド部33と固定部34とをそれぞれ接続するように、可動筒体31の軸線方向に2箇所、設けられている。
The
なお、図1において、ガイド部33及び固定部34には、可動筒体31の貫通穴31aを示す破線を描いているが、螺旋部32では貫通穴31aを示す破線の記載を省略している。
In FIG. 1, a broken line indicating the through
螺旋部32は、板ばねが厚み方向に螺旋状に湾曲した形状を有する。すなわち、螺旋部32は、螺旋状の板ばねによって構成されている。これにより、螺旋部32が後述のように前記軸線方向に変形を生じた場合、該螺旋部32には可動筒体31の軸線Pを中心に回転する力が生じる。螺旋部32の変形の様子の詳細については、後述する。
The
螺旋部32は、コイル21の内方に位置するように、可動筒体31に設けられている。これにより、ばねとして機能する螺旋部32をコイル21に対してコンパクトに配置することができる。よって、アクチュエータ1のコンパクト化を図れる。
The
ガイド部33は、可動筒体31の軸線方向の中央部に設けられている。ガイド部33は、円筒状に形成されている。すなわち、ガイド部33には、上述の螺旋部32のようなスリットは形成されていない。ガイド部33内には、可動筒体31内に一対の鉄心41,42が配置された状態で、該一対の鉄心41,42の前記軸線方向の端部の一方が位置付けられる。これにより、後述のように可動筒体31内で一対の鉄心41,42が相対変位した場合に、該一対の鉄心41,42の端部の一方がガイド部33の内周面に沿って前記軸線方向に移動する。したがって、一対の鉄心41,42を可動筒体31内でスムーズに変位させることができる。
The
固定部34は、可動筒体31の軸線方向の両端部にそれぞれ設けられている。固定部34も、ガイド部33と同様、円筒状に形成されていて、上述の螺旋部32のようなスリットが形成されていない。一方の固定部34には、一対の鉄心41,42のうち一方の鉄心41における前記軸線方向の端部の他方が位置付けられている。また、他方の固定部34には、一対の鉄心41,42のうち他方の鉄心42における前記軸線方向の端部の他方が位置付けられている。これらの固定部34では、鉄心41,42の端部に対して溶接によって接続されている。すなわち、一対の鉄心41,42は、それぞれ、軸線方向の端部の他方が可動筒体31の両端部に形成された固定部34に固定されている。
The fixed
鉄心41,42は、例えば鉄を含む金属材料からなる棒状の部材である。鉄心41,42は、可動筒体31の軸線方向の両端部に、それぞれ一つずつ配置されている。すなわち、可動筒体31内には一対の鉄心41,42が配置されている。一対の鉄心41,42は、前記軸線方向の端部の一方同士が該軸線方向に所定の間隔を有するように可動筒体31内に配置されるとともに、前記軸線方向の端部の他方が可動筒体31の固定部34にそれぞれ固定されている。これにより、可動筒体31内に配置された一対の鉄心41,42は、それぞれ、前記軸線方向の端部の他方が可動筒体31に固定される一方、前記軸線方向の端部の一方が可動筒体31に対して相対移動可能に配置される。
The
また、一対の鉄心41,42は、コイル21の内方で前記軸線方向の端部の一方同士が対向するように、可動筒体31内に配置されている。
The pair of
(アクチュエータの動作)
次に、上述のような構成を有するアクチュエータ1の動作について、図1から図4を用いて説明する。
(Actuator operation)
Next, the operation of the actuator 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
アクチュエータ1のコイル21に対して図示しない電源から電流を流すことにより、図2に示すように、コイル21はその周囲に磁界を発生させる。なお、図2では、説明のために2本の矢印で磁界の向きを表現しているが、当然のことながら、コイル21の周囲には3次元的に磁界が生じており、磁界の向きもコイル21の周囲で連続的に変化している。また、図2では、説明のために、可動筒体31のガイド部33の図示を省略している。
By supplying a current from a power source (not shown) to the
パイプ11内に配置された一対の鉄心41,42は、コイル21によって発生した磁界により、磁化される。一対の鉄心41,42のうち、可動筒体31のガイド部33内にそれぞれ位置する一対の鉄心41,42の端部は、コイル21によって発生した磁界により、それぞれN極及びS極に磁化される(図2参照)。
The pair of
上述のように、一対の鉄心41,42の端部がそれぞれN極及びS極に磁化されると、図2に白抜き矢印で示すように、一対の鉄心41,42には互いに近づくような力が作用する。そうすると、一対の鉄心41,42にそれぞれ固定された固定部34同士が、互いに近づくような力を受ける。可動筒体31の軸線方向の中央部分にはガイド部33が設けられているため、上述のように固定部34同士が近づくと、ガイド部33と固定部34との間に位置する螺旋部32が前記軸線方向に圧縮される。これにより、図3に示すように、可動筒体31の螺旋部32が圧縮されて、該可動筒体31の軸線方向の長さが短くなる。なお、ガイド部33によって、一対の鉄心41,42の端部は、スムーズに前記軸線方向に相対移動する。
As described above, when the ends of the pair of
螺旋部32は、既述のように、板ばねが厚み方向に螺旋状に湾曲した形状であるため、上述のように螺旋部32が圧縮された場合、該螺旋部32は、可動筒体31の軸線を中心として該可動筒体31の周方向に回転する(図3の細線の矢印参照)。すなわち、板ばねは厚み方向に変形を生じやすいため、螺旋部32が前記軸線方向に変形を生じると、該螺旋部32を構成する板ばね部分は厚み方向に変形してスリット32aの間隔が狭くなる。その場合、螺旋部32を構成する板ばね部分は可動筒体31の軸線を中心として該可動筒体31の周方向に回転する。
As described above, the
上述のようなアクチュエータ1の動作により、コイル21に対する通電によって可動筒体31は軸線方向に圧縮される一方、コイル21に対する通電を停止することにより螺旋部32の弾性復元力によって可動筒体31の軸線方向の長さは元の長さに戻る。これにより、可動筒体31内の一対の鉄心41,42が前記軸線方向に移動するとともに、可動筒体31が伸縮する。図4において、Sは、アクチュエータ1の可動筒体31の伸縮のストロークを示す。
By the operation of the actuator 1 as described above, the
(アクチュエータの製造方法)
次に、上述のような構成を有するアクチュエータ1の製造方法について、図5を用いて説明する。
(Actuator manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the actuator 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
まず、図5に示すように、複数のパイプ11(図5の例では5個のパイプ11)の貫通孔11a内に芯線51を通すことにより、複数のパイプ11を長手方向に複数並んだ状態で配置する。そして、複数のパイプ11のうちの一つのパイプ11(図5の例では、前記長手方向に並んだ状態で中央に位置するパイプ11)の外周上に電線を巻き付けることにより、該パイプ11の外周上にコイル21を形成する。コイル21を形成した後、芯線51を複数のパイプ11の貫通孔11a内から引き抜く。なお、この実施形態では、複数のパイプ11のうちの一つのパイプ11のみにコイル21を形成しているが、この限りではなく、複数のパイプ11のうち一部または全てのパイプ11にコイル21をそれぞれ形成してもよい。
First, as shown in FIG. 5, a plurality of
ここで、可動筒体31の製造方法について説明する。まず、可動筒体31を構成するニッケル製の筒部材を形成する。この筒部材は、ステンレス製の線材上に電解めっきによって金めっきを施した後、その上に電着によってニッケル層を形成することにより得られる。そして、筒部材の外周面上にレジスト層を形成した後、該レジスト層のうち螺旋部32を形成予定の部分にレーザによって螺旋状のスリットを形成する。
Here, the manufacturing method of the
その後、スリットが形成されている部分のニッケル層をエッチングによって除去する。ニッケル層上のレジスト層を除去するとともに、線材をニッケル層から引き抜くことにより、螺旋部32を有する可動筒体31が得られる(図6参照)。なお、可動筒体31の詳しい製造方法は、特許4572303号に記載されている製造方法と同様なので、詳細な説明及び図示を省略する。
Thereafter, the nickel layer where the slit is formed is removed by etching. By removing the resist layer on the nickel layer and drawing the wire from the nickel layer, the
上述のように形成された可動筒体31内に、一対の鉄心41,42を挿入する。可動筒体31内に一対の鉄心41,42を挿入した状態で、該一対の鉄心41,42と可動筒体31の固定部34とをそれぞれ溶接によって固定する。このとき、一対の鉄心41,42は、図7に示すように、可動筒体31のガイド部33内で端部同士が対向するように、該可動筒体31内に配置される。
A pair of
上述のように固定された可動筒体31及び一対の鉄心41,42は、図8に示すように、コイル21が外周上に形成されたパイプ11の貫通穴11a内に挿入される。これにより、図1に示すようなアクチュエータ1が得られる。
As shown in FIG. 8, the
なお、特に図示しないが、可動筒体31の一部(例えば軸線方向の端部)が、パイプ11に対して抵抗溶接によって固定されている。具体的には、可動筒体31は、例えば特開2013−53921号公報に開示されている固定方法と同様の方法によって、パイプ11に固定されている。すなわち、パイプ11内に、鉄心41が固定された可動筒体31を挿入した状態で、該パイプ11を一対の電極によって挟み込むことにより、パイプ11と可動筒体31とを接触させる。そして、その状態で、前記一対の電極に電流を流すことにより、パイプ11と可動筒体31とを抵抗溶接する。
Although not particularly illustrated, a part of the movable cylindrical body 31 (for example, an end portion in the axial direction) is fixed to the
本実施形態では、コイル21が外周上に形成されたパイプ11内に、螺旋部32を有する可動筒体31を収納するとともに、該可動筒体31内に一対の鉄心41,42を端部同士が所定の間隔で離間した状態で固定することにより、コイル21の通電により生じる磁界によって、可動筒体31を伸縮させることができる。すなわち、コイル21の通電によって、一対の鉄心41,42の端部がそれぞれ逆の極性に磁化されるため、該一対の鉄心41,42は互いに近づく方向に力を受ける。これにより、一対の鉄心41,42に固定された可動筒体31が、螺旋部32で軸線方向に圧縮される。したがって、コイル21の通電の有無によって、可動筒体31が伸縮する。
In the present embodiment, the
以上のようなアクチュエータ1の構成により、螺旋部32がばねとして機能する。そして、この螺旋部32が形成された可動筒体31はパイプ11内に配置されるため、アクチュエータ1を全体としてコンパクトな構成にすることができる。
With the configuration of the actuator 1 as described above, the
しかも、コイル21の内方にばねとして機能する螺旋部32が位置付けられるため、アクチュエータのさらなる小型化を図ることが可能になる。
In addition, since the
また、本実施形態では、可動筒体31の螺旋部32は、レジストを用いたエッチングによって形成される。これにより、螺旋部32の微細加工が可能になるため、コイルばねに比べてより小型のばねが得られる。したがって、アクチュエータ1のより小型化が可能になる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、可動筒体31の螺旋部32は、板ばねが厚み方向に螺旋状に湾曲した形状を有する。そのため、螺旋部32を上述のように軸線方向に圧縮した場合に、該螺旋部32は可動筒体31の軸線Pを中心として回転する。すなわち、可動筒体31の螺旋部32の構成を本実施形態のような構成にすることで、コイル21の通電の有無に応じて可動筒体31を伸縮させつつ回転させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the invention.
前記実施形態では、パイプ11及び可動筒体31はニッケルによって構成されているとともに、一対の鉄心41,42は鉄によって構成されている。しかしながら、パイプ11及び可動筒体31は、ニッケル以外の金属材料や樹脂材料などによって構成されていてもよい。また、一対の鉄心41,42も磁性材料であれば、鉄以外の材料によって構成されていてもよい。
In the embodiment, the
前記実施形態では、可動筒体31の軸線方向の2箇所に螺旋部32が設けられている。しかしながら、この限りではなく、1箇所のみに螺旋部32を設けてもよいし、3箇所以上に螺旋部32を設けてもよい。
In the embodiment, the
前記実施形態では、螺旋部32は、鉄心42側から軸線方向に見て、反時計回りに螺旋状に形成されている。しかしながら、螺旋部32を本実施形態とは逆向きの螺旋状に形成してもよい。これにより、螺旋部32が前記軸線方向に圧縮された際に、可動筒体31は本実施形態とは逆向きに回転する。したがって、螺旋部32の形状によって、可動筒体31の回転方向を変えることができる。また、2つの螺旋部32を、互いに逆向きの螺旋状に形成することにより、可動筒体31を回転させることなく前記軸線方向に伸縮させることも可能になる。
In the embodiment, the
前記実施形態では、一対の鉄心41,42は、その端部同士がコイル21の内方で且つ軸線方向の中央部分で対向するように可動筒体31内に配置されている。しかしながら、この限りではなく、端部同士がコイル21の軸線方向の端部で対向するように一対の鉄心41,42を可動筒体31内に配置してもよいし、コイル21の軸線方向の外方で端部同士が対向するように一対の鉄心41,42を可動筒体31内に配置してもよい。
In the said embodiment, a pair of
本発明は、コイル内の駆動子を軸線方向に伸縮可能なアクチュエータに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an actuator that can extend and contract a driver element in a coil in the axial direction.
1 アクチュエータ
11 パイプ
21 コイル
31 可動筒体
32 螺旋部
32a スリット
33 ガイド部
34 固定部
41、42 鉄心(芯材)
51 線材
S ストローク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
51 Wire S Stroke
Claims (6)
前記パイプの外周上に設けられたコイルと、
前記パイプ内に、該パイプと同心状で且つ該パイプ内を移動可能に配置された可動筒体と、
磁性材料によって構成されていて、前記可動筒体の内部に前記軸線方向の端部同士が対向するように配置され且つ前記軸線方向の外方側に位置する端部がそれぞれ前記可動筒体に固定された一対の芯材とを備え、
前記可動筒体は、螺旋状にスリットが形成されていて、前記一対の芯材の相対移動に伴って伸縮可能な螺旋部を有する、アクチュエータ。 An axially extending pipe;
A coil provided on the outer periphery of the pipe;
A movable cylinder disposed concentrically with the pipe and movably disposed within the pipe;
It is made of a magnetic material, and is arranged so that the end portions in the axial direction face each other inside the movable cylindrical body, and the end portions positioned on the outer side in the axial direction are fixed to the movable cylindrical body, respectively. A pair of core members made,
The movable cylinder is an actuator in which a slit is formed in a spiral shape and has a spiral portion that can expand and contract with relative movement of the pair of core members.
前記螺旋部は、前記コイルの内方に位置付けられるように前記可動筒体に設けられている、アクチュエータ。 The actuator according to claim 1, wherein
The said spiral part is an actuator provided in the said movable cylinder so that it may be located inside the said coil.
前記可動筒体は、前記軸線方向の端部の一方が前記パイプに対して固定されている、アクチュエータ。 The actuator according to claim 1 or 2,
The movable cylinder is an actuator in which one end of the axial direction is fixed to the pipe.
前記螺旋部は、前記可動筒体に前記軸線方向に並んで2箇所以上、設けられている、アクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 3,
The said spiral part is an actuator provided in the said movable cylinder body in two or more places along with the said axial direction.
前記可動筒体は、前記螺旋部同士の間に形成されていて、前記一対の芯材において前記対向する端部が位置付けられるガイド部をさらに有する、アクチュエータ。 The actuator according to claim 4, wherein
The said movable cylinder is an actuator which is further formed between the said spiral parts, and further has a guide part in which the said opposing edge part is located in a pair of said core material.
前記螺旋部は、板ばねが厚み方向に螺旋状に湾曲した形状を有する、アクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 5,
The spiral portion is an actuator in which a leaf spring has a shape that is spirally curved in the thickness direction.
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JP2015170870A JP2017047349A (en) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | Actuator |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017047349A (en) |
-
2015
- 2015-08-31 JP JP2015170870A patent/JP2017047349A/en active Pending
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