JP2018521846A - 振動アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
1.特に音楽のために、この範囲にわたって良好な品質の振動を生成することができるように、理想的には20〜1000Hzの広い周波数範囲、
2.効果的な加速のために重い移動質量、
3.携帯用又はウェアラブルなデバイスを作るために小型の、特にフラットなサイズ、
4.中断のない使用を可能にする高出力効率、
5.音響体験の妨害を避けるために静かな振動、
6.継続的な使用を可能にする安定した性能、
7.手頃な価格のデバイスを提供するために費用効率の高い製造。
一態様では、本発明は、振動アクチュエータの独自の構造を提供する。本発明によれば、アクチュエータは、磁石1と、少なくとも1つのコイル2と、空洞5を有する中空部材4と、シャシ7とを備え、可動部分は、コイル2と中空部材4とを含む外部装置であり、固定部分は内部の磁石1とシャシ7とから成る。交流電流がコイル2を通過すると、磁石1の磁場と相互作用して、コイル2及び中空部材4を含む可動部分の方向を変化させる機械的な力を発生させ、この結果、方向を変化させることで可動部が直線的に移動し振動が発生する。コイル2及び中空部材4を含む可動部分は、磁石1を含む内部部分よりも容積、従って質量が大きいので、振動は強い。従って、従来技術の装置と比較して、本発明のアクチュエータは、アクチュエータの全体的なサイズ及び質量を変更することなく、より良好な振動性能をもたらし、これは、特にアクチュエータが携帯用又はウェアラブルである場合に重要である。本発明のアクチュエータの構造及び機能は、アクチュエータの異なる図を示す図1−4を参照してより詳細に説明される。
別の態様では、本発明は、アクチュエータの可動部分と固定部分とを相互接続する新規な膜を提供する。上述したように、振動磁石型アクチュエータの可動部分と固定部分は、振動用スプリング緩衝器として作用する弾性要素6によって相互接続されており、弾性要素6は、取付け部材10(磁石1の配列の長手方向外側端部に位置する)に中央部で、また中空部材4に周縁部で接着剤又はリベットを用いて固定される。弾性要素6は、強い振動を得るために比較的大きい変位を可能にするが、同時に、アクチュエータが携帯用又はウェアラブルである場合には比較的小さな空間を占めなければならない。従って、平坦な弾性膜6は、これらの目的に理想的なようである。
さらに別の態様では、本発明は、磁場の誘導機構を提供する。上述したように、振動磁石型アクチュエータでは、少なくとも1つのコイル2の内部に高密度の磁場を発生させ得るように、複数の磁石1を同じ極性で対向させて配置することができる。しかしながら、一旦磁界が周囲のコイルを横切ると、磁力線は磁石に戻されないため失われる。適切な磁気回路を使用することによって、この潜在的に無駄になる磁場の大部分が磁石1に戻り誘導され、追加の力を発生させ、従って、より強い振動を発生できることが判かった。磁気回路を用いることにより、磁石1のサイズを大きくすることなく、アクチュエータの振動性能を高めることができ、あるいは、サイズが重要であれば、振動性能を失うことなく、従来技術のアクチュエータに比べて磁石1の容積(従ってアクチュエータの容積)を低減させることができる。
上述した本発明のアクチュエータの製造方法は、以下のとおりである。
少なくとも1つのロッドを使用して専用の組立治具に少なくとも2つの磁石1を組み付けることによって磁性部分を組み立て、磁石1を互いに同じ極性で向き合わせ、それらの間に間隙を備え、
2つのスロット9を備える中空部材4の周りに自己結合性銅線の少なくとも1つのコイル2を巻き付け、コイル2をスロット9の間の中空部材4の長手方向中央部分に位置させること、
コイル2が中空部材4と強固に結合するように、コイル2及び中空部材4を加熱すること、
によって、可動部分を組み立て、
可動部分に磁性部分を挿入し、
磁性部分の長手方向外側端部及び中空部材4の外側端部に弾性材料の要素6を取り付け、
中空部材4のスロット9を貫通して延びる取付け部材8を介して、シャシ7に磁性部分を取り付ける。
フェライト材料からの磁気誘導要素を高圧成形する工程と、
弾性材料の要素6を磁性部分の長手方向外側端部及び中空部材4の外側端部に取り付ける工程の後に、磁性部分の長手方向外側端部に磁気誘導機構を接着する工程と、
をさらに含む。
Claims (22)
- 振動アクチュエータであって、
互いに対向する同じ極性で配置された少なくとも2つの磁石(1)を含む磁性部分と、
前記磁性部分を収容する空洞(5)を有する中空部材(4)、及び
前記中空部材(4)の周りに巻き付けられ固定された少なくとも1つのコイル(2)
を含む受け部分と、
前記磁性部分及び前記中空部材(4)を互いに接続する弾性手段(6)と、
シャシ(7)と、
を備え、
前記磁性部分が取付け手段(8,10)を介して前記シャシ(7)に固定されて、前記磁性部分、前記取付け手段(8,10)及び前記シャシが静止し、
交流電流が前記コイル(2)を通過するときに、前記受け部分が方向を変化して直線運動を行い、振動を生じさせる、振動アクチュエータ。 - 前記磁石(1)の間に非磁性材料から成るスペーサ(3)が設けられている、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記少なくとも1つのコイル(2)が、前記中空部材(4)の中心部分の周りに巻かれている、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記取付け手段(8)を摺動可能に受け入れる2つのスロット(9)が、前記中空部材(4)の前記シャシ(7)に面する側の中央部分の外側で前記中空部材(4)を通って延びる、請求項3に記載のアクチュエータ。
- 前記磁性部分と前記弾性手段(6)が、少なくとも1つのロッド(11)によって互いに保持される、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性手段(6)が、穿孔された平坦な弾性金属又はプラスチック膜(6)である、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記膜(6)がベリリウム銅から作られる、請求項6に記載のアクチュエータ。
- 前記中空部材(4)及び前記コイル(2)を部分的に取り囲む強磁性材料の磁気誘導手段が、前記磁性部分の長手方向外側端部に取り付けられる、請求項1又は6に記載のアクチュエータ。
- 振動アクチュエータであって、
互いに対向する同じ極性で配置された少なくとも2つの磁石(1)を含む磁性部分と、
前記磁性部分を収容する空洞(5)を有する中空部材(4)、及び
前記中空部材(4)の周りに巻き付けられ固定された少なくとも1つのコイル(2)
を含む受け部分と、
前記磁性部分及び前記中空部材(4)を互いに接続する弾性手段(6)と、
シャシ(7)と、
を備え、
前記弾性手段(6)が、平坦な弾性金属又はプラスチック膜(6)である、振動アクチュエータ。 - 前記磁石(1)の間に非磁性材料から成るスペーサ(3)が設けられている、請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記膜(6)が穿孔されている、請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記膜(6)がベリリウム銅から作られる、請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記磁性部分と前記弾性手段(6)が、少なくとも1つのロッド(11)によって互いに保持される、請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記中空部材(4)及び前記コイル(2)を部分的に取り囲む強磁性材料の磁気誘導手段が、前記磁性部分の長手方向外側端部に取り付けられる、請求項9に記載のアクチュエータ。
- 振動アクチュエータであって、
互いに対向する同じ極性で配置された少なくとも2つの磁石(1)を含む磁性部分と、
前記磁性部分を収容する空洞(5)を有する中空部材(4)、及び
前記中空部材(4)の周りに巻き付けられ固定された少なくとも1つのコイル(2)
を含む受け部分と、
前記磁性部分及び前記中空部材(4)を互いに接続する弾性手段(6)と、
シャシ(7)と、
を備え、
前記中空部材(4)及び前記コイル(2)を部分的に取り囲む強磁性材料の磁気誘導手段が、前記磁性部分の長手方向外側端部に取り付けられる、振動アクチュエータ。 - 前記磁石(1)の間に非磁性材料から成るスペーサ(3)が設けられている、請求項15に記載のアクチュエータ。
- 前記磁性部分と前記弾性手段(6)が、少なくとも1つのロッド(11)によって互いに保持される、請求項15に記載のアクチュエータ。
- 振動アクチュエータの製造方法であって、
少なくとも1つのロッド(11)を使用して専用の組立治具に少なくとも2つの磁石(1)を組み付けることによって磁性部分を組み立てる工程であって、前記磁石(1)を互いに同じ極性で向き合わせ、それらの間に間隙を備える工程と、
2つのスロット(9)を備える中空部材(4)の周りに自己結合性銅線の少なくとも1つのコイル(2)を巻き付け、前記コイル(2)を前記スロット(9)の間の前記中空部材(4)の長手方向中央部分に位置させること、及び、
前記コイル(2)が前記中空部材(4)と強固に結合するように、前記コイル(2)及び前記中空部材(4)を加熱すること、
によって可動部分を組み立てる工程と、
前記可動部分に前記磁性部分を挿入する工程と、
前記磁性部分の長手方向外側端部及び前記中空部材(4)の外側端部に弾性材料の手段(6)を取り付ける工程と、
前記中空部材(4)の前記スロット(9)を通って延びる前記取付け部材(8)を介して、前記シャシ(7)に前記磁性部分を取り付ける工程と、
を備える、製造方法。 - 前記磁石(1)の間の間隙に、非磁性材料から成るスペーサ(3)が設けられている、請求項18に記載の方法。
- 前記磁性部分の長手方向外側端部及び前記中空部材(4)の外側端部に弾性材料の手段(6)を取り付ける前記工程の前に、弾性材料から膜をレーザー切断して弾性手段(6)を提供する工程をさらに備える、請求項18に記載の方法。
- 前記膜(6)が平坦であり、ベリリウム銅から作られる、請求項20に記載の方法。
- フェライト材料から磁気誘導手段を高圧成形する工程と、
前記磁性部分の長手方向外側端部及び前記中空部材(4)の外側端部に弾性材料の手段(6)を取り付ける前記工程の後に、前記磁性部分の長手方向外側端部に前記磁気誘導手段を接着する工程と、
をさらに備える、請求項18に記載の方法。
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