JP2017523753A - ハプティックアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
前記コイルに電流を印加すると、前記重量体と弾性体の弾性係数によって予め定められた周波数応答特性に応じて前記重量体の振動する。
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体の上端及び下端には、真ん中の方向に凹の磁力強化溝がそれぞれ形成される。
振動体は、磁力線の構造により磁性に応じて負剛性(Negative stifness)の状態になり、振動体にコイル部材の中心に配置されようとする力が発生し、これにより振動体の減衰値が増加し、制御部の信号に応じた振動体の反応速度が速くなる効果が発生する。
前記ケース100は、略横方向HD、即ち左右方向に長い直方体状に形成され、非磁性体であり、詳細には底板110と蓋120とから成る。
前記底板110は、横方向HDに長い長方形の板状であり、中心部には後述する前記コイル部材200が固定取付けられる固定溝111が形成される。
前記コイル部材200は、ボビンに導線を縦方向HDに巻き取って作製され、図3に示すように前記ボビンの下端が前記固定溝111に挿入されて固定される。
勿論、コイル部材200は接着剤などを塗布して前記底板110に固定されることもできる。
前記コイル部材200は、携帯端末などの制御部(図示せず)と接続されており、前記制御部から電源が供給される。
一方、前記振動体300は、前記収容部121の前記コイル部材200の外側に配置され、左右移動可能に取付けられる。
また、前記支持板310の下端中心部には、前記コイル部材200が挿入配置される長方形の貫通孔311が形成される。
また、図5に示すように前記第1の磁石331及び前記第2の磁石332の極性は、相対する方向にN極が配置され、その反対方向にS極が配置される。
つまり、前記第1の磁石331及び前記第2の磁石332の極性は相互対称するように配置される。
また、図5に示すように前記第3の磁石333及び前記第4の磁石334の極性は、相対する方向にN極が配置され、その反対方向にS極が配置される。
即ち、前記第3の磁石333及び前記第4の磁石334の極性は相互対称するように配置される。
即ち、前記第1の磁性体323は、一つの胴体から成り、縦方向VDの両端がそれぞれ前記第1の磁石331及び前記第3の磁石333と接する。
また、図2及び図7(a)に示すように、前記第1の磁性体323の外側には半円形状の磁力強化溝323aが形成される。
前記磁力強化溝323aは、前記第1の磁性体323の上端及び下端にそれぞれ形成され、前記第1の磁性体323の中心方向に凹状に形成される。
前記磁力強化溝323aは、前記第1の磁性体323が磁化されたとき、磁力の強度を強化させて前記振動体300の駆動力を向上させる効果がある。
また、前記第2の磁性体324の上端と下端にも、前記磁力強化溝324aが形成され、その効果及び機能は同一であるので詳細な説明は省略する。
上記の構成から成る前記振動体300は、図5に示された矢印方向のように、磁性によって4本のの閉ループ構造の磁力線を形成させる。
これらの磁力線の構造と後述する第1の弾性部材410及び前記第2の弾性部材420の構造により前記振動体300は、振動時に負剛性状態となる。
また、前記振動体300の磁界構造により前記振動体300には前記コイル部材200の中心に配置されようとする力が発生する。
また、従来の振動モータよりも本発明の実施形態に係るハプティックアクチュエータの加速度が大きく、反応周波数の範囲も広い。
前記第2の重り342は、前記第1の重り341と同一に形成され、前記第2の磁性体324の左側に配置され、前記支持板310に固定取付けられる。
前記第1の弾性部材410と前記第2の弾性部材420は、前記振動体300の横方向HDの両端と前記ケース100との間に取付けられる。
詳細には、前記第1の弾性部材410は縦方向VDに波形状の板バネで形成され、両端が前記支持板310の左側と前記蓋120とにそれぞれ固定される。
さらには、前記第3の弾性部材510及び前記第4の弾性部材520は、前記振動体300との衝突時に騒音の発生を低減する吸音材の役割も果たす。
200 コイル部材
300 振動体
310 支持板
323 第1の磁性体
324 第2の磁性体
331 第1の磁石
332 第2の磁石
333 第3の磁石
334 第4の磁石
341 第1の重り
342 第2の重り
410 第1の弾性部材
420 第2の弾性部材
510 第3の弾性部材
520 第4の弾性部材
Claims (7)
- 内部に収容部が形成されたケースと、前記ケースに固定取付けられて縦方向に巻き取って形成され、制御部から電源が供給されるように接続されるコイル部材と、前記コイル部材の外側に配置され、前記収容部に横方向に弾性的に移動可能に取付けられる振動体を持つハプティックアクチュエータにおいて、
前記振動体は、前記コイル部材の縦方向の一端に相互離隔して配置される第1の磁石及び第2の磁石と、
前記コイル部材の縦方向の他端に相互離隔して配置される第3の磁石及び第4の磁石と、
前記第1の磁石及び前記第3の磁石の横方向の一端に取付けられる第1の磁性体と、
前記第2の磁石及び前記第4の磁石の横方向の他端に取付けられる第2の磁性体と、
前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体にそれぞれ取付けられる第1の重り及び第2の重りと、を含んで成り、
前記第1の磁石及び前記第2の磁石の極性は、相対する方向にN極が形成され、その反対方向にS極が形成され、前記第3の磁石及び前記第4の磁石の極性は相対する方向にN極が形成され、その反対方向にS極が形成され、
前記第1の磁石、第2の磁石、第3の磁石及び第4の磁石のN極から発散される磁力線は前記コイル部材から成ることを特徴とするハプティックアクチュエータ。 - 前記第1の磁性体は二つに分離形成され、互いに離隔してそれぞれ前記第1の磁石及び前記第3の磁石に配置され、
前記第2の磁性体は二つに分離形成され、互いに離隔してそれぞれ前記第2の磁石及び第4の磁石に配置されることを特徴とする請求項1に記載のハプティックアクチュエータ。 - 前記第1の磁性体は一つの胴体から成り、縦方向の両端がそれぞれ前記第1の磁石及び前記第3の磁石と接し、
前記第2の磁性体は一つの胴体から成り、縦方向の両端がそれぞれ前記第2の磁石及び前記第4の磁石と接することを特徴とする請求項1に記載のハプティックアクチュエータ。 - 前記第1の磁性体及び前記第2の磁性体の上端及び下端には、真ん中の方向に凹の磁力強化溝がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項3に記載のハプティックアクチュエータ。
- 前記振動体の横方向の両端と前記ケースとの間には前記振動体を横方向に弾性支持する第1の弾性部材及び第2の弾性部材がそれぞれ取付けられ、
前記第1の弾性部材及び前記第2の弾性部材は、波形状に折り曲げられた板バネから成ることを特徴とする請求項1に記載のハプティックアクチュエータ。 - 前記振動体は、前記コイル部材が挿入配置される貫通孔が形成され、内部に前記第1の磁石、第2の磁石、第3の磁石、第4の磁石、第1の磁性体、第2の磁性体、第1の重り及び第2の重りが取付けられる安着空間が形成された支持板と、をさらに含み、
前記第1の弾性部材及び前記第2の弾性部材は、前記ケースと前記支持板の横方向の両端との間にそれぞれ取付けられ、前記支持板を横方向に移動可能に弾性支持することを特徴とする請求項5に記載のハプティックアクチュエータ。 - 前記コイル部材の横方向の両端には、前記振動体との衝突時の反発力により前記振動体の加速度を増加させる第3の弾性部材及び第4の弾性部材がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項1に記載のハプティックアクチュエータ。
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