JP2019013091A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種振動を発生させるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator that generates various vibrations.
磁気駆動機構によって振動を発生させるアクチュエータとして、第1方向で対向するコイルおよび磁石を備えた磁気駆動回路によって可動体を支持体に対して第1方向に対して交差する第2方向に振動させる構成が提案されており、可動体は、支持体に用いたケース等のカバーで覆われている(特許文献1参照)。従って、利用者が支持体を持った状態で磁気駆動回路によって可動体を第2方向に振動させると、アクチュエータの重心が変化するので、利用者は、可動体の振動を体感することができる。 A structure in which a movable body is vibrated in a second direction intersecting the first direction with respect to a support by a magnetic drive circuit having a coil and a magnet facing each other in the first direction as an actuator that generates vibration by a magnetic drive mechanism The movable body is covered with a cover such as a case used for the support (see Patent Document 1). Therefore, if the user vibrates the movable body in the second direction by the magnetic drive circuit while holding the support body, the center of gravity of the actuator changes, so that the user can experience the vibration of the movable body.
しかしながら、特許文献1に記載のアクチュエータでは、支持体を介して可動体の振動を体感するため、体感できる振動が弱いという問題点がある。
However, the actuator described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、強い振動を体感させることのできるアクチュエータを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an actuator capable of experiencing strong vibrations.
上記問題を解決するために、本発明を適用したアクチュエータは、支持体と、前記支持体に移動可能に支持され、前記支持体に覆われた可動体と、前記支持体および前記可動体のうちの一方側部材に設けられたコイル、および前記支持体および前記可動体のうちの他方側部材に設けられてコイルに第1方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記第1方向に対して交差する第2方向に振動させる磁気駆動回路と、を有し、前記可動体は、前記支持体から外側に突出した出力部材を有することを特徴とする。 In order to solve the above problem, an actuator to which the present invention is applied includes a support, a movable body supported by the support so as to be movable, and covered by the support, and the support and the movable body. And a magnet provided on the other side member of the support body and the movable body and facing the coil in a first direction, the movable body with respect to the first direction. And a magnetic drive circuit that vibrates in a second direction that intersects with each other, wherein the movable body has an output member that protrudes outward from the support body.
本発明では、磁気駆動回路によって可動体を第2方向に振動させると、可動体に設けた出力部材が第2方向に振動する。ここで、出力部材は、支持体から外側に突出しているので、利用者は出力部材に直接、触れることができる。従って、支持体を介して可動体の振動を利用者に体感させる場合よりも強い振動を利用者に体感させることができる。 In the present invention, when the movable body is vibrated in the second direction by the magnetic drive circuit, the output member provided on the movable body vibrates in the second direction. Here, since the output member protrudes outside from the support, the user can directly touch the output member. Accordingly, it is possible to cause the user to feel a stronger vibration than when the user feels the vibration of the movable body via the support.
本発明において、前記出力部材は、前記第1方向に延在する軸部と、前記軸部の前記第1方向の一方側の端部から延在して、前記支持体の前記第1方向の一方側に位置する第1外面と対向する第1対向部と、を有する態様を採用することができる。かかる態様によれば、利用者は、出力部材の第1対向部の面内振動を体感させることができる。 In the present invention, the output member extends from a shaft portion extending in the first direction, and an end portion on one side of the shaft portion in the first direction, and extends in the first direction of the support body. An aspect having a first facing portion facing the first outer surface located on one side can be employed. According to this aspect, the user can experience the in-plane vibration of the first facing portion of the output member.
本発明において、前記可動体は、前記軸部を前記第1方向に移動可能に支持する軸受部を有し、前記支持体と前記出力部材との間には、前記出力部材を前記第2方向に移動可能に支持し、かつ、前記出力部材を前記第1方向の一方側に向けて付勢する第1弾性支持部と、前記出力部材の前記第1方向の一方側への可動範囲を規制する規制部と、が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、利用者が第1対向部に触れた場合の第1方向の圧力を、出力部材が第1方向の他方側に逃げることによって吸収するこ
とができるので、利用者が第1対向部を押した状態でも、利用者に振動を体感させることができる。また、利用者が第1対向部を押した際に第1弾性支持部が抗力を発生させるので、可動体が大きく第1方向に変位しない。従って、コイルと磁石とが接する等の事態が発生しにくい。また、出力部材の第1方向の一方側への可動範囲を規制する規制部が設けられているため、第1弾性支持部が出力部材を第1方向の一方側に付勢している場合でも、出力部材が設定位置より第1方向の一方側に移動することはない。
In the present invention, the movable body includes a bearing portion that supports the shaft portion so as to be movable in the first direction, and the output member is disposed between the support body and the output member in the second direction. And a first elastic support portion that urges the output member toward one side in the first direction, and restricts a movable range of the output member toward one side in the first direction. It is possible to adopt a mode in which a regulating portion is provided. According to this aspect, the pressure in the first direction when the user touches the first facing portion can be absorbed by the output member escaping to the other side in the first direction. Even in a state where the facing portion is pressed, the user can feel vibration. Further, since the first elastic support portion generates a drag when the user presses the first facing portion, the movable body is not greatly displaced in the first direction. Therefore, it is difficult for the coil and the magnet to come into contact with each other. Further, since the restricting portion that restricts the movable range of the output member to the one side in the first direction is provided, even when the first elastic support portion urges the output member to the one side in the first direction. The output member does not move to one side in the first direction from the set position.
本発明において、前記第1弾性支持部は、前記第1対向部と前記第1外面との間に設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1対向部と第1外面とが対向する広い範囲のうち、適正な個所に第1弾性支持部を設けることができる。 In the present invention, the first elastic support portion may adopt an aspect provided between the first facing portion and the first outer surface. According to this aspect, the first elastic support portion can be provided at an appropriate location in the wide range where the first facing portion and the first outer surface face each other.
本発明において、前記第1弾性支持部は、前記支持体において前記第1外面で開口する第1収容穴と、前記第1収容穴に収容されて前記第1対向部に前記第1方向の他方側から接する第1ボールと、前記第1収容穴内において前記第1ボールを前記第1方向の一方側に付勢する第1バネと、を有する態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1弾性支持部を設けた場合でも、第1方向に余計なスペースを発生させにくい。 In the present invention, the first elastic support portion includes a first accommodation hole that opens on the first outer surface of the support body, and the first accommodation portion that is accommodated in the first accommodation hole and has the other in the first direction. A mode having a first ball in contact with the side and a first spring that biases the first ball toward one side in the first direction in the first accommodation hole can be adopted. According to this aspect, even when the first elastic support portion is provided, it is difficult to generate an extra space in the first direction.
本発明において、前記第1収容穴の内側には、前記第1ボールを回転可能に前記第1方向の他方側から支持する筒状の第1ボールホルダが前記第1方向に移動可能に配置され、前記第1バネは、前記第1ボールホルダを介して前記第1ボールを前記第1方向の一方側に付勢する態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1バネが第1ボールに直接、接することがないので、第1バネから第1ボールに余計な摺動負荷が加わることを回避することができる。 In the present invention, a cylindrical first ball holder that rotatably supports the first ball from the other side in the first direction is disposed inside the first accommodation hole so as to be movable in the first direction. The first spring may employ a mode in which the first ball is urged to one side in the first direction via the first ball holder. According to this aspect, since the first spring does not directly contact the first ball, it is possible to avoid an extra sliding load from being applied to the first ball from the first spring.
本発明において、前記第1ボールホルダの内側には、前記第1方向の他方側から前記第1ボールを周方向の複数個所で回転可能に支持する支持部材が設けられ、前記第1バネは、前記第1ボールホルダおよび前記支持部材を介して前記第1ボールを前記第1方向の一方側に付勢している態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1ボールホルダから第1ボールに余計な摺動負荷が加わることを回避することができる。 In the present invention, a support member that rotatably supports the first ball at a plurality of locations in the circumferential direction from the other side in the first direction is provided inside the first ball holder, A mode in which the first ball is urged toward one side in the first direction via the first ball holder and the support member can be employed. According to this aspect, it is possible to avoid applying an extra sliding load from the first ball holder to the first ball.
本発明において、前記第1ボールホルダと前記支持体との間には、前記第1収容穴から前記第1ボールホルダが前記第1方向の一方側に抜けることを防止する第1ボールホルダ抜け止め部が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、アクチュエータの組み立ての際、第1対向部を設けなくても、第1バネの付勢力によって第1ボールホルダが第1収容穴から第1方向の一方側に抜けることを回避することができるので、アクチュエータを組み立てやすい。 In the present invention, a first ball holder retaining member that prevents the first ball holder from slipping out from the first accommodation hole to one side in the first direction between the first ball holder and the support body. A mode in which the portion is provided can be adopted. According to this aspect, when the actuator is assembled, the first ball holder is prevented from coming out from the first accommodation hole to the one side in the first direction by the urging force of the first spring without providing the first facing portion. This makes it easy to assemble the actuator.
本発明において、前記第1ボールホルダには、前記第1ボールホルダから前記第1ボールが前記第1方向の一方側に抜けることを防止する第1ボール抜け止め部が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、アクチュエータの組み立ての際、第1ボールが第1ボールホルダから第1方向の一方側に抜けることを回避することができるので、アクチュエータを組み立てやすい。 In the present invention, the first ball holder is provided with a first ball retaining portion that prevents the first ball from slipping out from the first ball holder to one side in the first direction. can do. According to this aspect, when the actuator is assembled, the first ball can be prevented from coming off from the first ball holder to the one side in the first direction, so that the actuator can be easily assembled.
本発明において、前記第1バネはコイルバネである態様を採用することができる。かかる態様によれば、第1収容穴を利用して第1弾性支持部を設けるのに適している。 In the present invention, a mode in which the first spring is a coil spring can be adopted. According to this aspect, it is suitable for providing a 1st elastic support part using a 1st accommodation hole.
本発明において、前記第1弾性支持部は、前記軸部の周りに複数設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、出力部材に対して、第1対向部が傾くような力が加わりにくい。 In the present invention, it is possible to adopt a mode in which a plurality of the first elastic support portions are provided around the shaft portion. According to this aspect, it is difficult to apply a force that causes the first facing portion to tilt with respect to the output member.
本発明において、前記規制部は、前記軸部の前記第1方向の他方側の端部から延在して、前記支持体の前記第1方向の他方側に位置する第2外面と対向する第2対向部と、前記第2外面と前記第2対向部との間で前記第2対向部を前記第2方向に移動可能に支持し、かつ、前記第2対向部を前記第1方向の他方側に向けて付勢する第2弾性支持部と、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、出力部材の第1方向の一方側への変位を制限することができるとともに、出力部材の第2方向な振動を妨げにくい。また、第1対向部が第1弾性支持部に常に接触した状態になるので、第1対向部と第1弾性支持部との間にガタつきが発生しにくい。 In the present invention, the restricting portion extends from an end portion on the other side in the first direction of the shaft portion and faces a second outer surface located on the other side in the first direction of the support body. The second facing portion is movably supported in the second direction between the second facing portion, the second outer surface, and the second facing portion, and the second facing portion is supported in the other of the first direction. The aspect provided with the 2nd elastic support part urged | biased toward the side is employable. According to this aspect, it is possible to limit the displacement of the output member in one direction in the first direction, and it is difficult to prevent the vibration of the output member in the second direction. Further, since the first facing portion is always in contact with the first elastic support portion, rattling is unlikely to occur between the first facing portion and the first elastic support portion.
本発明において、前記第2弾性支持部は、前記支持体において前記第2外面で開口する第2収容穴と、前記第2収容穴に収容されて前記第2対向部に前記第1方向の一方側から接する第2ボールと、前記第2収容穴内において前記第2ボールを前記第1方向の他方側に付勢する第2バネと、を有する態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2弾性支持部を設けた場合でも、第1方向に余計なスペースを発生させにくい。 In the present invention, the second elastic support portion includes a second receiving hole that opens at the second outer surface of the support, and a second receiving hole that is received in the second receiving hole and is disposed in the second facing portion in the first direction. The aspect which has the 2nd ball | bowl which contact | connects from the side, and the 2nd spring which urges | biases the 2nd ball | bowl to the other side of the said 1st direction in the said 2nd accommodation hole is employable. According to this aspect, even when the second elastic support portion is provided, it is difficult to generate an extra space in the first direction.
本発明において、前記第2収容穴の内側には、前記第2ボールを回転可能に前記第1方向の一方側から支持する筒状の第2ボールホルダが前記第1方向に移動可能に配置され、前記第2バネは、前記第2ボールホルダを介して前記第2ボールを前記第1方向の他方側に付勢する態様を採用することができる。かかる態様によれば、第2バネが第2ボールに直接、接することがないので、第2バネから第2ボールに余計な摺動負荷が加わることを回避することができる。 In the present invention, a cylindrical second ball holder that rotatably supports the second ball from one side in the first direction is disposed inside the second accommodation hole so as to be movable in the first direction. The second spring may employ a mode in which the second ball is urged to the other side in the first direction via the second ball holder. According to this aspect, since the second spring does not directly contact the second ball, it is possible to avoid an extra sliding load from being applied to the second ball from the second spring.
本発明において、前記磁気駆動回路は、前記可動体を前記第1方向および前記第2方向に対して交差する第3方向に振動させ、前記第1弾性支持部は、前記出力部材を前記第2方向および前記第3方向に移動可能に支持している態様を採用することができる。かかる態様によれば、利用者に第2方向および第3方向の振動を体感させることができる。 In the present invention, the magnetic drive circuit vibrates the movable body in a third direction intersecting the first direction and the second direction, and the first elastic support portion causes the output member to move to the second direction. It is possible to adopt a mode in which it is supported so as to be movable in the direction and the third direction. According to this aspect, the user can experience vibrations in the second direction and the third direction.
本発明において、前記支持体と前記可動体とが前記第1方向で対向する部分には、前記支持体および前記可動体に前記第1方向で接する粘弾性部材が設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、可動体を振動させた際の共振を粘弾性部材によって抑制することができる。その際、粘弾性部材は、せん断方向に変形するので、粘弾性部材は、非線形の成分よりも線形の成分が大きい変形特性を持つ。かかる態様によれば、可動体が移動した際、弾性部材は、厚さ方向(軸方向)と交差する方向(せん断方向)に変形する。このため、いずれの方向に動いても、引っ張られて伸びる方向の変形であるため、非線形の成分(バネ係数)よりも線形の成分(バネ係数)が大きい変形特性を持つ。したがって、粘弾性部材では、運動方向によるバネ力が一定となる。それゆえ、粘弾性部材のせん断方向のバネ要素を用いることにより、入力信号に対する振動加速度の再現性を向上することができるので、微妙なニュアンスもって振動を実現することができる。 In the present invention, a mode is adopted in which a viscoelastic member that contacts the support and the movable body in the first direction is provided in a portion where the support and the movable body face each other in the first direction. be able to. According to this aspect, the resonance when the movable body is vibrated can be suppressed by the viscoelastic member. At that time, since the viscoelastic member is deformed in the shear direction, the viscoelastic member has a deformation characteristic in which a linear component is larger than a non-linear component. According to this aspect, when the movable body moves, the elastic member is deformed in a direction (shear direction) intersecting the thickness direction (axial direction). For this reason, even if it moves in any direction, it is a deformation in a direction in which it is pulled and stretched, so that it has a deformation characteristic in which a linear component (spring coefficient) is larger than a non-linear component (spring coefficient). Therefore, in the viscoelastic member, the spring force according to the movement direction is constant. Therefore, by using the spring element in the shear direction of the viscoelastic member, it is possible to improve the reproducibility of the vibration acceleration with respect to the input signal, so that the vibration can be realized with a delicate nuance.
本発明において、前記粘弾性部材は、前記第1方向で圧縮された状態で設けられている態様を採用することができる。かかる態様によれば、粘弾性部材が配置されている位置における支持体と可動体との第1方向の間隔がばらついた場合でも、粘弾性部材は、第1方向で圧縮された状態で配置されているので、粘弾性部材は、支持体および可動体に常に接している。このため、粘弾性部材は、可動体の振動に確実に追従することができる。 In the present invention, the viscoelastic member may be provided in a state compressed in the first direction. According to this aspect, even when the distance between the support body and the movable body in the first direction at the position where the viscoelastic member is disposed varies, the viscoelastic member is disposed in a state compressed in the first direction. Therefore, the viscoelastic member is always in contact with the support and the movable body. For this reason, the viscoelastic member can reliably follow the vibration of the movable body.
本発明では、第1磁気駆動回路によって可動体を第2方向に振動させると、可動体が出力部材とともに第2方向に振動する。ここで、出力部材は、支持体から外側に突出しているので、利用者は出力部材に直接、触れることができる。従って、支持体を介して可動体の振動を利用者に体感させる場合よりも強い振動を利用者に体感させることができる。 In the present invention, when the movable body is vibrated in the second direction by the first magnetic drive circuit, the movable body vibrates in the second direction together with the output member. Here, since the output member protrudes outside from the support, the user can directly touch the output member. Accordingly, it is possible to cause the user to feel a stronger vibration than when the user feels the vibration of the movable body via the support.
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、互いに交差する3つの方向を各々、第1方向Z、第2方向Xおよび第3方向Yとして説明する。また、第1方向Z、第2方向Xおよび第3方向Yは、互いに直交する方向である。また、第2方向Xの一方側にX1を付し、第2方向Xの他方側にX2を付し、第3方向Yの一方側にY1を付し、第3方向Yの他方側にY2を付し、第1方向Zの一方側にZ1を付し、第1方向Zの他方側にZ2を付して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, three directions intersecting each other will be described as a first direction Z, a second direction X, and a third direction Y, respectively. Further, the first direction Z, the second direction X, and the third direction Y are directions orthogonal to each other. Moreover, X1 is attached to one side of the second direction X, X2 is attached to the other side of the second direction X, Y1 is attached to one side of the third direction Y, and Y2 is attached to the other side of the third direction Y. And Z1 is attached to one side of the first direction Z, and Z2 is attached to the other side of the first direction Z.
また、本発明を適用したアクチュエータ1は、可動体3を支持体2に対して相対移動させる磁気駆動回路6を有しており、磁気駆動回路6は、コイルと磁石とを有している。かかる磁気駆動回路6では、コイルが支持体2(一方側部材)の側に設けられ、磁石が可動体3(他方側部材)の側に設けられた態様、および磁石が支持体2(他方側部材)の側に設けられ、コイルが可動体3(一方側部材)の側に設けられた態様を採用することができる。以下の説明では、コイルが支持体2の側に設けられ、磁石が可動体3の側に設けられた態様を中心に説明する。
The
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係るアクチュエータ1の斜視図である。図2は、図1に示すアクチュエータ1の断面図であり、図2(a)、(b)は各々、アクチュエータ1をA−A′線に沿って第1方向Zに切断した断面図、およびアクチュエータ1を対角線B−B′に沿って第1方向Zに切断したときの断面図である。図3は、図1に示すアクチュエータ1から出力部材30の第1対向部32を外した状態の分解斜視図である。図4は、図3に示す状態から出力部材30の軸部31を外した状態の分解斜視図である。図5は、図4に示す状態から出力部材30の軸部31に対する軸受部33を外した状態の分解斜視図である。図6は、図5に示すカバー11の内側の構成等を示す分解斜視図である。
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view of an
図1および図2に示すように、本形態のアクチュエータ1は、全体として、直方体形状を有している。図2に示すように、アクチュエータ1は、支持体2と、支持体2に移動可
能に支持された可動体3と、可動体3を支持体2に対して相対移動させる磁気駆動回路6とを有しており、磁気駆動回路6は、可動体3を第2方向Xおよび第3方向Yに振動させる。可動体3は、後述するように、磁気駆動回路6を構成する第1磁石81および第1ヨーク86等に加えて、軸受部33、出力部材30、および規制部35を備えており、出力部材30は、第1方向Zに延在する軸部31、および軸部31の第1方向Zの一方側Z1の端部に連結された第1対向部32を有している。支持体2は、可動体3を第1方向Zの両側、第2方向Xの両側、および第3方向Yの両側から覆うカバー11と、カバー11の内側に配置されたコイルホルダ60とを有している。カバー11は、第1方向Zの一方側Z1に位置する第1カバー部材16と、第1カバー部材16との間にコイルホルダ60を挟んで第1カバー部材16に第1方向Zの他方側Z2から重なる第2カバー部材17とを有している。第1カバー部材16は、第1方向Zの一方側Z1に位置する四角形の端板部161と、端板部161の端部から第1方向Zの他方側Z2に延在する角筒状の胴部162とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2〜図6に示すように、第2カバー部材17は、四角形の板状であり、胴部162に第1方向Zの他方側Z2から重なっている。この状態で、第1カバー部材16、コイルホルダ60および第2カバー部材17は、4つの角付近の各々で、第1方向Zの一方側Z1から止められた4本のネジ19によって固定されている。第1カバー部材16の端板部161の4つの角付近には、ネジ19の頭が収容される有底の凹部163が形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 6, the
図2に示すように、第1カバー部材16において、凹部163の底部にはネジ19の軸が通る穴164が形成されている。コイルホルダ60において、凹部163と重なる位置には、ネジ19の軸が通る円筒部64が形成されている。第2カバー部材17において円筒部64と重なる位置には、ネジ19の軸が止められる穴174が形成されている。支持体2では、第1カバー部材16の端板部161の第1方向Zの一方側Z1の面によって支持体2の第1外面21が構成され、第2カバー部材17の第1方向Zの他方側Z2の面によって支持体2の第2外面22が構成されている。
As shown in FIG. 2, in the
第1カバー部材16の端板部161の中央には、可動体3において第1方向Zに延在する軸部31を第1方向Zの一方側Z1に突出させる開口部166が形成されている。端板部161は、開口部166を囲む円環部分167が周囲より薄い薄板部になっている。支持体2の第1外面21(第1カバー部材16の端板部161の第1方向Zの一方側Z1の面)には、円環部分167より径方向外側に、第1方向Zの一方側Z1に突出したストッパ用の凸部211が形成されている。第2カバー部材17の中央には、軸部31をカバー11の内側から第1方向Zの他方側Z2に突出させる開口部176が形成されている。
In the center of the
第1カバー部材16には、第1外面21の4つ角と開口部166を結ぶ各線上で開口する4つの第1収容穴26が形成されており、4つの第1収容穴26の各々を利用して、後述する第1弾性支持部41が構成されている。また、第2カバー部材17には、第2外面22の4つ角と開口部を結ぶ各線上で開口する4つの第2収容穴27が形成されており、第2収容穴27を利用して、後述する第2弾性支持部42が構成されている。
The
(磁気駆動回路6の構成)
図7は、図2示す磁気駆動回路6と配線基板18とを分解した分解斜視図である。図8は、図7に示す磁気駆動回路6を支持体2側のコイルと可動体3側の磁石とに分解した分解斜視図である。図9は、図8に示す磁気駆動回路6の磁石をヨークから分離させた分解斜視図である。図10は、図8に示す磁気駆動回路6のコイルをコイルホルダ60から外した状態の分解斜視図である。
(Configuration of magnetic drive circuit 6)
FIG. 7 is an exploded perspective view in which the
図2、図6および図7に示すように、支持体2において、コイルホルダ60に対して第1方向Zの他方側Z2に重なるように配線基板18が配置されており、配線基板18には、コイルホルダ60の円筒部64が嵌る穴184が形成されている。従って、ネジ19によって第1カバー部材16、コイルホルダ60および第2カバー部材17を固定した際、配線基板18は、コイルホルダ60と第2カバー部材17との間に保持される。
As shown in FIGS. 2, 6, and 7, in the
配線基板18は、中央から第2方向Xの両側および第3方向Yの両側に突出したプラス形状の開口部180が形成された枠形状を有しており、開口部180の内側を出力部材30の軸部31および軸受部33が貫通している。配線基板18において、4つの穴184の各々に対して内側に隣り合う位置には、穴188が2つずつ形成されており、計8つの穴188の各々に対しては、コイルホルダ60の穴608に圧入された第1端子ピン181が各々嵌っている。配線基板18の1つの辺部分には、計4本の第2端子ピン182が第1方向Zの一方側Z1に向けて起立するように保持されている。第2端子ピン182は、配線基板18の第1方向Zの他方側Z2の面に固定されたコネクタ185のピンである。第1端子ピン181は、後述するコイルの端部(図示せず)が接続されており、配線基板18に形成された配線パターンを介して第2端子ピン182に電気的に接続されている。
The
図8、図9および図10に示すように、コイルホルダ60の中央には、図2等に示す出力部材30の軸部31および軸受部33が貫通する円径の開口部61が形成されている。コイルホルダ60において、開口部61に対して第2方向Xの両側には、第3方向Yに長軸方向を向けた長穴状の第1コイル保持穴66が形成されており、2つの第1コイル保持穴66の各々には、第3方向Yに長辺部分711(有効辺部分)が延在する第1コイル71が収容されている。第1コイル保持穴66は、開口部である。但し、第1コイル保持穴66の底部には、第1コイル71において第3方向Yの両端に位置する短辺部分712(無効辺部分)を第1方向Zの他方側Z2から支持する受け部661が形成されている。
As shown in FIGS. 8, 9 and 10, a
コイルホルダ60において、開口部61に対して第3方向Yの両側には、第2方向Xに長軸方向を向けた長穴状の第2コイル保持穴67が形成されており、2つの第2コイル保持穴67の各々には、第2方向Xに長辺部分721(有効辺部分)が延在する第2コイル72が収容されている。第2コイル保持穴67は、開口部である。但し、第2コイル保持穴67の底部には、第2コイル72において第2方向Xの両端に位置する短辺部分722(無効辺部分)を第1方向Zの他方側Z2から支持する受け部671が形成されている。
In the
第1コイル71および第2コイル72は各々、第1コイル保持穴66および第2コイル保持穴67の内部に収容され、コイルホルダ60に接着等の方法で固定されている。受け部661、671の第1方向Zの一方側Z1の面、第1コイル保持穴66の内面、および第2コイル保持穴67の内面には、第1コイル71および第2コイル72の巻き始めの端部(図示せず)、および巻き終わりの端部(図示せず)を通す溝662、672が形成されており、第1コイル71および第2コイル72の巻き始めの端部、および巻き終わりの端部は、溝662、672の内側を経由して第1端子ピン181まで引き回されている。このため、第1コイル保持穴66および第2コイル保持穴67の内部において、第1コイル71および第2コイル72は、巻き始めの端部との重なりに起因する浮き等が発生しないので、第1コイル71および第2コイル72は、第1コイル保持穴66および第2コイル保持穴67から第1方向Zの一方側Z1に突出していない。
The
コイルホルダ60において、第1コイル保持穴66が各々、形成されている辺部62の外側の面には、第2方向Xに凹んだ凹部68が形成され、第2コイル保持穴67が各々、形成されている辺部63の外側の面には、第3方向Yに凹んだ凹部69が形成されている。
In the
(磁石8等の構成)
図8および図9に示すように、可動体3は、第1コイル71および第2コイル72に対して第1方向Zの一方側Z1で対向する第1板部860を備えた第1ヨーク86と、第1コイル71および第2コイル72に対して第1方向Zの他方側Z2で対向する第2板部870を備えた第2ヨーク87とを有しており、第2ヨーク87は、コイルホルダ60と、図7を参照して説明した配線基板18との間に位置する。第1ヨーク86の第1板部860において第1コイル71および第2コイル72と第1方向Zで対向する面、および第2ヨーク87の第2板部870において第1コイル71および第2コイル72と第1方向Zで対向する面の少なくとも一方には、第1コイル71および第2コイル72に対して第1方向Zで対向する磁石が保持されている。
(Configuration of magnet 8 etc.)
As shown in FIGS. 8 and 9, the
本形態では、可動体3は、磁石として、第1ヨーク86の第1板部860において第1コイル71と第1方向Zの一方側Z1で対向する部分に接着等の方法で固定された第1磁石81と、第1ヨーク86の第1板部860において第2コイル72と第1方向Zの一方側Z1で対向する部分に接着等の方法で固定された第2磁石82とを有している。また、可動体3は、磁石として、第2ヨーク87の第2板部870において第1コイル71と第1方向Zの他方側Z2で対向する部分に接着等の方法で固定された第3磁石83と、第2ヨーク87の第2板部870において第2コイル72と第1方向Zの他方側Z2で対向する部分に接着等の方法で固定された第4磁石84とを有している。
In this embodiment, the
第1磁石81および第3磁石83は、第1コイル71の長辺部分711に第1方向Zの一方側Z1および他方Z2側で対向し、第2磁石82および第4磁石84は、第2コイル72の長辺部分721に第1方向Zの一方側Z1および他方Z2側で対向している。第1磁石81および第3磁石83は各々、第2方向Xで分極着磁されており、第1磁石81において第1コイル71に対向する面と、第3磁石83において第1コイル71と対向する面は異なる極に着磁されている。従って、第1磁石81、第3磁石83、および第1コイル71は、可動体3を第2方向Xに駆動する第1磁気駆動回路を構成している。第2磁石82および第4磁石84は各々、第3方向Yで分極着磁されており、第2磁石82において第2コイル72に対向する面と、第4磁石84において第2コイル72と対向する面は異なる極に着磁されている。従って、第2磁石82、第4磁石84、および第2コイル72は、可動体3を第3方向Yに駆動する第2磁気駆動回路を構成している。
The
第1ヨーク86の第1板部860は、中央に開口部865が形成されている。また、第1ヨーク86は、開口部865が形成されている部分から第2方向Xで互いに反対側に向けて延在する第1凸板部861と、開口部865が形成されている部分から第3方向Yで互いに反対側に向けて延在する第2凸板部862とを有している。
The
第2ヨーク87の第2板部870は、第1ヨーク86の第1板部860と同様、中央に開口部875が形成されている。また、第2ヨーク87は、開口部875が形成されている部分から第2方向Xで互いに反対側に向けて延在する第3凸板部871と、開口部875が形成されている部分から第3方向Yで互いに反対側に向けて延在する第4凸板部872とを有している。
Similarly to the
第2ヨーク87は、2つの第3凸板部871の先端部の各々から第1方向Zの一方側Z1に向けて第1ヨーク86と重なる位置まで延在して第1ヨーク86の第1凸板部861と連結された一対の第1連結板部873を備えている。また、第2ヨーク87は、2つの第4板部874の先端部の各々から第1方向Zの一方側Z1に向けて第1ヨーク86と重なる位置まで延在して第1ヨーク86の第2凸板部862と連結された一対の第2連結板部874を備えている。第1連結板部873、および第2連結板部874は各々、第3凸
板部871、および第4凸板部872の端部から第1方向Zの他方側Z2に向けて折れ曲がっている。このため、第1連結板部873は、第1コイル71に対して第2方向Xの一方側X1、および第2方向Xの他方側X2を通って第1方向Zの他方側Z2に向けて延在している。その際、第1連結板部873は、コイルホルダ60の凹部68を通って第1方向Zの一方側Z1に向けて延在し、第2連結板部874は、コイルホルダ60の凹部69を通って第1方向Zの一方側Z1に向けて延在している。
The
この状態で、第1連結板部873は、コイルホルダ60の側面に対して第2方向Xで対向するので、外力等によって可動体3が第2方向Xに移動した際、ストッパとして機能する。また、第2連結板部874は、コイルホルダ60の側面に対して第3方向Yで対向するので、外力等によって可動体3が第3方向Yに移動した際、ストッパとして機能する。
In this state, since the first connecting
第1連結板部873および第2連結板部874は各々、溶接により第1ヨーク86の端部と連結されている。より具体的には、第1連結板部873の第1方向Zの一方側Z1の端部は、第1ヨーク86の第1凸板部861の側面に重なって第1凸板部861の側面と溶接されている。同様に、第2連結板部874の第1方向Zの一方側Z1の端部は、第1ヨーク86の第2凸板部862の側面に重なって第2凸板部862の側面と溶接されている。
The first connecting
第1連結板部873の先端部、および第1ヨーク86の第1凸板部861の側面のうちの一方には、他方に形成された凹部に嵌って溶接された凸部が形成されている。また、第2連結板部874の先端部、および第1ヨーク86の第2凸板部862の側面のうちの一方には、他方に形成された凹部に嵌った状態で溶接された凸部が形成されている。本形態では、第2ヨーク87の第1連結板部873に形成された凸部873aが第1ヨーク86の第1凸板部861に形成された凹部861aに嵌った状態で溶接され、第1ヨーク86の第2凸板部862に形成された凸部862aが第2ヨーク87の第2連結板部874に形成された凹部874aに嵌った状態で溶接されている。
One of the front end portion of the first connecting
かかる構成によれば、第1方向Zの一方側Z1のみで溶接を行えばよいので、可動体3の製作が容易である。
According to such a configuration, since it is only necessary to perform welding on one side Z1 in the first direction Z, the
(可動体3の出力部材30等の構成)
図11は、図2等に示す可動体3の分解斜視図である。図11に示すように、可動体3は、第1ヨーク86、第2ヨーク87、第1磁石81および第2磁石82に加えて、第1方向Zの一方側Z1に延在して第1方向の一方側Z1で支持体2から外側に突出した出力部材30を有している。図2、図3、図4、図5および図11に示すように、出力部材30は、第1方向Zに延在する軸部31と、軸部31の第1方向Zの一方側Z1の端部から延在して支持体2の第1方向Zの一方側Z1に位置する第1外面21と対向する板状の第1対向部32とを有している。さらに、可動体3は、軸部31を第1方向Zに移動可能に支持する軸受部33を有している。
(Configuration of
FIG. 11 is an exploded perspective view of the
出力部材30では、軸部31と第1対向部32とが別部材によって構成されている。軸部31は、第1方向Zに延在する円筒部311と、円筒部331の第1方向Zの一方側Z1の端部で拡径した円環状のフランジ部312とを有している。従って、軸部31に第1対向部32を重ねて状態で、第1対向部32の穴325、および軸部31の穴315に対して第1方向Zの一方側Z1からネジ39を止めて軸部31と第1対向部32とを連結する。軸部31のフランジ部312には、穴315の周りに複数の凸部313が形成され、第1対向部32には、穴325の周りに複数の穴326が形成されている。嵌って、軸部31の凸部313が、第1対向部32の穴326に嵌って、軸部31と第1対向部32との位置決めが行われる。
In the
軸受部33は、出力部材30、第1ヨーク86、および第2ヨーク87とは別の部材であり、第1方向Zに延在する円筒部331と、円筒部331の第1方向Zの一方側Z1の端部で拡径した円環状のフランジ部332とを有している。フランジ部332の外縁には、第1方向Zの一方側Z1に突出した円柱状の凸部333が周方向の複数個所に形成されている。凸部333の外周面は、第1方向Zの他方側Z2から一方側Z1に向けて拡径した円錐面になっている。かかる凸部333は、第1対向部32に形成した複数の穴327の各々に嵌っている。従って、出力部材30は、軸受部33に対して第1方向Zに延在する軸線周りの回転が阻止されている。
The bearing
軸受部33は、円筒部331が第1カバー部材16の開口部166、第1ヨーク86の開口部865、コイルホルダ60の開口部61、および第2ヨーク87の開口部875を貫通するように配置されている。第1方向Zの他方側Z2において、軸受部33の第1方向Zの他方側Z2の端部は、第2カバー部材17の開口部176の内側に位置し、第1方向Zの一方側Z1において、フランジ部332は、第1カバー部材16の円環部分167に第1方向Zの一方側Z1から所定の隙間を介して重なっている。
The bearing
この状態で、軸受部33の外周面は、第1ヨーク86の開口部865の内面、および第2ヨーク87の開口部875の内面とは接しているが、第1カバー部材16の開口部166の内面、コイルホルダ60の開口部61の内面、および第2カバー部材17の開口部176の内面とは接していない。
In this state, the outer peripheral surface of the bearing
軸受部33の外周面には、第1方向Zに延在する第1リブ336および第2リブ337が各々、複数形成されており、第1リブ336は、第2リブ337より第1方向Zの他方側Z2まで延在している。第1リブ336は、第2ヨーク87の開口部875の縁に第1方向Zの一方側Z1から当接する一方、第2リブ337は、第1ヨーク86の開口部865の縁に形成した複数の切り欠き867に嵌っている。第2リブ337の第1方向Zの他方側Z2の端部には、径方向外側に張り出した爪337aが形成されており、爪337aは、第1ヨーク86の開口部865の縁に第1方向Zの他方側Z2から引っ掛かる。従って、可動体3において、軸受部33は、第1ヨーク86および第2ヨーク87によって、第1方向Z、第2方向Xおよび第3方向Yで固定されるとともに、周方向でも固定される。
A plurality of first ribs 336 and
支持体2と出力部材30との間には、第1方向Zの一方側Z1に向けて付勢する第1弾性支持部41が形成されており、第1弾性支持部41は、出力部材30を第2方向Xおよび第3方向Yに移動可能に支持している。第1弾性支持部41は、出力部材30の第1対向部32と支持体2の第1外面21との間に設けられている。より具体的には、第1カバー部材16には、第1外面21の4つ角と開口部166とを結ぶ各線上で、凹部163に角側で隣り合う位置で開口する4つの第1収容穴26が形成されており、4つの第1収容穴26の各々を利用して、図12を参照して以下に説明する第1弾性支持部41が構成されている。
Between the
(第1弾性支持部41の構成例)
図12は、図6に示す第1弾性支持部41の構成例を示す分解斜視図である。図12に示す第1弾性支持部41は、図6に示す支持体2の第1外面21で開口する第1収容穴26に収容された第1ボール411と、第1収容穴26内において第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢する第1バネ412とを有しており、第1ボール411は、第1バネ412に付勢されて出力部材30の第1対向部32に第1方向Zの他方側Z2から接している。本形態において、第1収容穴26の内側には、第1ボール411を回転可能に第1方向Zの他方側Z2から支持する第1ボールホルダ414が第1方向Zに移動可能
に配置されており、第1バネ412は、第1ボールホルダ414を介して第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢している。本形態において、第1バネ412はコイルバネである。
(Configuration example of the first elastic support portion 41)
FIG. 12 is an exploded perspective view showing a configuration example of the first
第1ボールホルダ414は、内側に第1ボール411を収容可能な円筒状の部材であり、外周面には、第1方向Zに延在する溝415、および径方向外側に突出した凸部416が各々、周方向の複数個所に形成されている。本形態では、溝415が等角度間隔に3条形成されており、凸部416は、周方向において180°の角度でずれた位置に形成されている。また、第1ボールホルダ414には、第1ボール411が第1ボールホルダ414の内側から第1方向Zの一方側Z1に抜けることを防止する第1ボール抜け止め部413が構成されている。
The
第1ボール抜け止め部413は、フック部材413sによって構成されており、フック部材413sは、円環部413aと、円環部413aから第1方向Zの他方側Z2に延在する複数の爪413cとを備えている。従って、第1ボールホルダ414の内側に第1ボール411を収容した後、第1ボールホルダ414に第1方向Zの一方側Z1からフック部材413sを重ねると、フック部材413sの爪413cが溝415内で第1方向Zの他方側Z2に延在し、先端部が溝415の端部に形成された段部417と係合し、フック部材413sが第1ボールホルダ414に固定される。この状態で、第1ボール411は、フック部材413sの円環部413aの凸部413bが第1方向Zの一方側Z1から当接するので、第1ボール411は、一部が第1ボールホルダ414から突出した状態で第1ボールホルダ414から抜けが防止される。
The first
次に、図6に示すように、第1収容穴26に第1バネ412および第1ボールホルダ414を順に収容する。本形態では、第1収容穴26には、切り欠き261が形成されているので、第1ボールホルダ414の凸部416が切り欠き261を通るように、第1ボールホルダ414を第1収容穴26に収容した後、第1ボールホルダ414を回せば、凸部416が第1収容穴26の内側に形成された切り欠き(図示せず)に進入して第1方向Zの他方側Z2から係合する。このようにして、凸部416を利用した第1ボールホルダ抜け止め部418が構成されているので、第1ボールホルダ414が第1収容穴26から第1方向Zの一方側Z1に抜けることがない。
Next, as shown in FIG. 6, the
(規制部35の構成)
本形態のアクチュエータ1において、出力部材30の第1方向Zの他方側Z2への可動範囲は、出力部材30が第1方向Zの他方側Z2に移動した際、出力部材30が支持体2の第1外面21に形成された複数の凸部211に当接することによって規定されている。これに対して、出力部材30の第1方向Zの一方側Z1への可動範囲は、以下に説明する規制部35によって規定されている。
(Configuration of the restriction unit 35)
In the
図2、図5および図11に示すように、出力部材30に対する規制部35を構成するにあたって、出力部材30の軸部31の第1方向Zの他方側Z2の端部には、支持体2の第2外面22(第2カバー部材17の第1方向Zの他方側Z2の面)に第1方向Zの他方側Z2で対向する板状の第2対向部36が設けられている。
As shown in FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 11, when configuring the restricting
本形態において、第2対向部36は、軸部31と別部材であって、四角形の板部351と、板部351の中央に形成された円筒部352とを備えている。従って、軸部31に対して第1方向Zの他方側Z2から第2対向部36を重ね、円筒部352の内側に軸部31を嵌めた状態で、板部351の穴および軸部31の穴317に対して第1方向Zの他方側Z2からネジ38を止めて軸部31と第2対向部36とを連結する。
In this embodiment, the second facing
また、規制部35には、第2対向部36と支持体2との間で第2対向部36を第1方向Zの他方側Z2に向けて付勢する第2弾性支持部42が設けられており、第2弾性支持部42は、第2対向部36を第2方向Xおよび第3方向Yに対して移動可能に支持している。
Further, the restricting
(第2弾性支持部42の構成)
第2弾性支持部42は、図12を参照して説明した第1弾性支持部41の構成部材を第1方向Zで対称に配置した構造と略同一である。従って、図12には、第2弾性支持部42の構成要素をかっこ書きで示してある。
(Configuration of the second elastic support portion 42)
The second
より具体的には、第2弾性支持部42は、図2に示すように、支持体2の第2外面22で開口する第2収容穴27に収容された第2ボール421と、第2収容穴27内において第2ボール421を第1方向Zの他方側Z2に付勢する第2バネ422とを有しており、第2ボール421は、第2バネ422に付勢されて出力部材30の第2対向部36に第1方向Zの一方側Z1から接している。本形態において、第2収容穴27の内側には、第2ボール421を回転可能に第1方向Zの一方側Z1から支持する第2ボールホルダ424が第1方向Zに移動可能に配置されており、第2バネ422は、第2ボールホルダ424を介して第2ボール421を第1方向Zの他方側Z2に付勢している。本形態において、第2バネ422はコイルバネである。
More specifically, as shown in FIG. 2, the second
図12に示すように、第2ボールホルダ424は、内側に第2ボール421を収容可能な円筒状の部材であり、外周面には、第1方向Zに延在する溝425、および径方向外側に突出した凸部426が各々、周方向の複数個所に形成されている。また、第2ボールホルダ424には、第2ボール421が第2ボールホルダ424の内側から第1方向Zの他方側Z2に抜けることを防止する第2ボール抜け止め部423が構成されている。かかる第2ボール抜け止め部423は、フック部材423sによって構成されている等、第1ボール抜け止め部413と同様な構成を有しているため、その説明を省略する。また、第2ボールホルダ424の凸部426を利用して第2ボールホルダ抜け止め部428が構成されている等、第2ボールホルダ424の構成は、第1ボールホルダ414と同様であるため、それらの説明を省略する。
As shown in FIG. 12, the
このように構成した第2弾性支持部42が出力部材30の第2対向部36を第1方向Zの他方側Z2に付勢する力は、第1弾性支持部41が出力部材30の第1対向部32を第1方向Zの一方側Z1に付勢する力より小さい。従って、第2弾性支持部42の数は、第1弾性支持部41の数より少なくてよい。例えば、第2弾性支持部42が出力部材30の第2対向部36の中央1個所のみに設けられている態様であってもよい。
The force with which the second
(粘弾性部材9の構成)
図2および図6に示すように、支持体2と可動体3とが第1方向Zで対向する個所には粘弾性部材9が配置されており、可動体3は、粘弾性部材9を介して支持体2に移動可能に支持されている。本形態において、粘弾性部材9として、可動体3の第1ヨーク86と支持体2の第1カバー部材16とが第1方向Zで対向する個所に第1粘弾性部材91が配置され、可動体3の第2ヨーク87と支持体2の第2カバー部材17とが第1方向Zで対向する個所に第2粘弾性部材92が配置されている。より具体的には、第1粘弾性部材91は、第1ヨーク86の2つの第1凸板部861および2つの第2凸板部862と、第1カバー部材16の端板部161とが対向する4個所の各々に配置され、第2粘弾性部材92は、第2ヨーク87の2つの第3凸板部871および2つの第4凸板部872と、第2カバー部材17とが対向する4個所の各々に配置されている。なお、第2粘弾性部材92は、配線基板18に形成された開口部180の内側に位置する。
(Configuration of viscoelastic member 9)
As shown in FIGS. 2 and 6, a viscoelastic member 9 is disposed at a position where the
ここで、第1粘弾性部材91は、第1ヨーク86と第1カバー部材16との間で第1方向Zに圧縮された状態で配置され、第2粘弾性部材92は、第2ヨーク87と第2カバー部材17との間で第1方向Zに圧縮された状態で配置されている。また、第1粘弾性部材91は、第1ヨーク86と接する面、および第1カバー部材16と接する面の各々に対して接着され、第2粘弾性部材92は、第2ヨーク87と接する面、および第2カバー部材17と接する面の各々に対して接着されている。なお、図6に示すように、第2カバー部材17において第2粘弾性部材92が配置されている領域は凹部179になっており、第1カバー部材16において第1粘弾性部材91が配置されている領域は凹部(図示せず)になっている。
Here, the first viscoelastic member 91 is disposed in a compressed state in the first direction Z between the
粘弾性とは、粘性と弾性の両方を合わせた性質のことであり、ゲル状部材、プラスチック、ゴム等の高分子物質に顕著に見られる性質である。従って、粘弾性部材9として、各種ゲル状部材を用いることができる。また、粘弾性部材9として、天然ゴム、ジエン系ゴム(例えば、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム)、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム等)、非ジエン系ゴム(例えば、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等)、熱可塑性エラストマー等の各種ゴム材料及びそれらの変性材料を用いてもよい。本形態において、粘弾性部材9(第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92)は、針入度が10度から110度であるシリコーン系ゲルである。針入度とは、JIS−K−2207やJIS−K−2220で規定されており、この値が小さい程、硬いことを意味する。粘弾性部材9は、その伸縮方向によって、線形あるいは非線形の伸縮特性を備える。例えば、粘弾性部材9は、その厚さ方向(軸方向)に押圧されて圧縮変形する際は、線形の成分(バネ係数)よりも非線形の成分(バネ係数)が大きい伸縮特性を備える。これに対して、厚さ方向(軸方向)に引っ張られて伸びる場合は、非線形の成分(バネ係数)よりも線形の成分(バネ係数)が大きい伸縮特性を備える。一方、本形態のように、粘弾性部材9が厚さ方向(軸方向)と交差する方向(せん断方向)に変形する場合、いずれの方向に動いても、引っ張られて伸びる方向の変形であるため、非線形の成分(バネ係数)よりも線形の成分(バネ係数)が大きい変形特性を持つ。従って、粘弾性部材9では、運動方向によるバネ力が一定となる。それ故、本形態のように、粘弾性部材9のせん断方向のバネ要素を用いることにより、入力信号に対する振動加速度の再現性を向上することができるので、微妙なニュアンスもって振動を実現することができる。 Viscoelasticity is a property that combines both viscosity and elasticity, and is a property that is prominently seen in polymer materials such as gel-like members, plastics, and rubbers. Therefore, various gel-like members can be used as the viscoelastic member 9. As the viscoelastic member 9, natural rubber, diene rubber (for example, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber), chloroprene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, etc., non-diene rubber (for example, butyl rubber, ethylene Propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, etc.), various rubber materials such as thermoplastic elastomers, and modified materials thereof may be used. In this embodiment, the viscoelastic member 9 (the first viscoelastic member 91 and the second viscoelastic member 92) is a silicone gel having a penetration of 10 degrees to 110 degrees. The penetration is defined by JIS-K-2207 or JIS-K-2220, and the smaller this value is, the harder it is. The viscoelastic member 9 has linear or non-linear expansion / contraction characteristics depending on the expansion / contraction direction. For example, when the viscoelastic member 9 is pressed in the thickness direction (axial direction) and compressively deformed, the viscoelastic member 9 has an expansion / contraction characteristic in which a nonlinear component (spring coefficient) is larger than a linear component (spring coefficient). On the other hand, when stretched by being pulled in the thickness direction (axial direction), it has an expansion / contraction characteristic in which a linear component (spring coefficient) is larger than a non-linear component (spring coefficient). On the other hand, when the viscoelastic member 9 is deformed in the direction (shear direction) intersecting the thickness direction (axial direction) as in this embodiment, it is a deformation in the direction of being pulled and extended regardless of the direction of movement. For this reason, the linear component (spring coefficient) is larger than the nonlinear component (spring coefficient). Therefore, in the viscoelastic member 9, the spring force according to the movement direction is constant. Therefore, by using the spring element in the shear direction of the viscoelastic member 9 as in this embodiment, the reproducibility of vibration acceleration with respect to the input signal can be improved, so that vibration can be realized with a subtle nuance. it can.
(基本動作)
本形態のアクチュエータ1においては、可動体3は、支持体2の第1外面21から外側に突出した出力部材30を有しているため、利用者が出力部材30の第1対向部32に手を触れた状態で磁気駆動回路6を作動させれば、出力部材30の第1対向部32を介して利用者に振動を体感させることができる。
(basic action)
In the
例えば、第1コイル71に交流を印加すると、可動体3は、第2方向Xに振動するため、アクチュエータ1における重心が第2方向Xに変動する。このため、利用者は、第2方向Xの振動を体感することができる。その際、第1コイル71に印加する交流波形を調整して、可動体3が第2方向Xの一方側X1に移動する加速度と、可動体3が第2方向の他方側X2に移動する加速度とを相違させれば、利用者は、第2方向Xにおいて方向性を有する振動を体感することができる。また、第2コイル72に交流を印加すると、可動体3は、第3方向Yに振動するため、アクチュエータ1における重心が第3方向Yに変動する。このため、利用者は、第3方向Yの振動を体感することができる。その際、第2コイル72に印加する交流波形を調整して、可動体3が第3方向Yの一方側Y1に移動する加速度と、可動体3が第3方向Yの他方側Y2に移動する加速度とを相違させれば、利用者は、第3方向Yにおいて方向性を有する振動を体感することができる。また、第1コイル7
1への通電と第2コイル72への通電とを組み合わせれば、利用者は、第2方向Xでの振動と第3方向Yでの振動とを組み合わせた体感を得ることができる。
For example, when alternating current is applied to the
If the energization to 1 and the energization to the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のアクチュエータ1において、磁気駆動回路6によって可動体3を第2方向Xおよび第3方向Yに振動させると、可動体3に設けた出力部材30が第2方向Xおよび第3方向Yに振動する。ここで、出力部材30は、支持体2から外側に突出しているので、利用者は出力部材30に直接、触れることができる。従って、支持体2を介して可動体3の振動を利用者に体感させる場合よりも強い振動を利用者に体感させることができる。また、出力部材30は、第1方向Zに延在する軸部31の端部から延在して支持体2の第1外面21と対向する第1対向部32を有している。このため、利用者は、出力部材30の第1対向部32に触れることができ、第1対向部32の面内振動を体感させることができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the
また、可動体3は、軸部31を第1方向Zに移動可能に支持する軸受部33と、出力部材30を第1方向Zの一方側Z2に付勢する第1弾性支持部41を有しているため、利用者が第1対向部32に触れた際の第1方向Zの他方側Z2への圧力は、出力部材30が第1方向Zの他方側Z2に逃げることによって吸収することができるので、利用者が第1対向部32を押した状態でも、利用者に振動を体感させることができる。また、利用者が第1対向部32を押した際に第1弾性支持部41が抗力を発生させるので、可動体3が大きく第1方向Zの他方側Z2に変位しない。従って、第1コイル71と第1磁石81とが接触する等の事態が発生しにくい。
The
また、出力部材30の第1方向Zの一方側Z1への可動範囲を規制する規制部35が設けられているため、第1弾性支持部41が出力部材30を第1方向Zの一方側Z1に付勢している場合でも出力部材30が設定位置より第1方向Zの一方側Z1に移動することはない。この場合でも、第1弾性支持部41が出力部材30を第2方向Xおよび第3方向Yに移動可能に支持しているので、出力部材30の第2方向Xおよび第3方向Yの振動を妨げることがない。
In addition, since the restricting
また、第1弾性支持部41は、第1対向部32と第1外面21との間に設けられているので、第1対向部32と第1外面21との間の広い範囲のうち、適正な個所に第1弾性支持部41を設けることができる。例えば、第1弾性支持部41は、軸部31の周りに複数設けられている。このため、第1対向部32が傾きにくい。
Moreover, since the 1st
また、第1弾性支持部41は、支持体2の第1外面21で開口する第1収容穴26と、第1収容穴26に収容された第1ボール411と、第1収容穴26内において第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢する第1バネ412とを有している。このため、第1弾性支持部41を設けた場合でも、第1方向Zに余計なスペースを発生させにくい。また、第1バネ412がコイルバネであるため、第1収容穴26を利用して第1弾性支持部41を設けるのに適している。
The first
また、第1収容穴26の内側には、内側に収容した第1ボール411を回転可能に第1方向Zの他方側Z2から支持する筒状の第1ボールホルダ414が第1方向Zに移動可能に配置され、第1バネ412は、第1ボールホルダ414を介して第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢している。このため、第1バネ412が第1ボール411に直接、接することがないので、第1バネ412から第1ボール411に余計な摺動負荷が加わることを回避することができる。
Further, a cylindrical
この場合でも、第1ボールホルダ414と支持体2との間には、第1収容穴26から第
1ボールホルダ414が第1方向Zの一方側Z1に抜けることを防止する第1ボールホルダ抜け止め部418が設けられている。このため、アクチュエータ1の組み立ての際、出力部材30を設けなくても、第1バネ412の付勢力によって第1ボールホルダ414が第1収容穴26から第1方向Zの一方側Z1に抜けることを回避することができるので、アクチュエータ1を組み立てやすい。
Even in this case, between the
また、第1ボールホルダ414には、第1ボールホルダ414から第1ボール411が第1方向Zの一方側Z1に抜けることを防止する第1ボール抜け止め部413が設けられている。このため、アクチュエータ1の組み立ての際、第1ボール411が第1ボールホルダ414から第1方向Zの一方側Z1に抜けることを回避することができるので、アクチュエータ1を組み立てやすい。
In addition, the
また、規制部35は、軸部31の第1方向Zの他方側Z2の端部から延在して支持体2の第1方向Zの他方側Z2に位置する第2外面22と対向する第2対向部36を有しており、出力部材30と支持体2との間には、第2対向部36を第1方向Zの他方側Z2に向けて付勢する第2弾性支持部42が設けられている。このため、第1弾性支持部41と出力部材30の第1対向部32との間に隙間が発生しない。このため、第1弾性支持部41と出力部材30の第1対向部32との間のガタつきに起因する異音が発生しない。また、第1弾性支持部41に用いた第1ボール411は、第2弾性支持部42の付勢力によって第1対向部32に弾性をもって接しているので、第1ボール411の空回りが防止される。従って、第1ボール411の空回りに起因する異音の発生を防止することができる。この場合でも、第2弾性支持部42が出力部材30の第2対向部36を第2方向Xおよび第3方向Yに移動可能に支持しているので、出力部材30の第2方向Xおよび第3方向Yの振動を妨げることがない。
Further, the restricting
また、第2弾性支持部42では、第1弾性支持部41と基本的な構成が同一であり、支持体2の第2外面22で開口する第2収容穴27と、第2収容穴27に収容された第2ボール421と、第2収容穴27内において第2ボール421を第1方向Zの他方側Z2に付勢する第2バネ422とを有している。このため、第2弾性支持部42を設けた場合でも、第1方向Zに余計なスペースを発生させにくい。また、第2バネ422がコイルバネであるため、第2収容穴27を利用して第2弾性支持部42を設けるのに適している。
The basic structure of the second
また、第2収容穴27の内側には、内側に収容した第2ボール421を回転可能に第1方向Zの一方側Z1から支持する筒状の第2ボールホルダ424が第1方向Zに移動可能に配置され、第2バネ422は、第2ボールホルダ424を介して第2ボール421を第1方向Zの他方側Z2に付勢している。このため、第2バネ422が第2ボール421に直接、接することがないので、第2バネ422から第2ボール421に余計な摺動負荷が加わることを回避することができる。この場合でも、第2ボールホルダ424と支持体2との間には、第2収容穴27から第2ボールホルダ424が第1方向Zの一方側Z1に抜けることを防止する第2ボールホルダ抜け止め部428が設けられている。このため、アクチュエータ1の組み立ての際、第2対向部36を設けなくても、第2バネ422の付勢力によって第2ボールホルダ424が第2収容穴27から第1方向Zの他方側Z2に抜けることを回避することができるので、アクチュエータ1を組み立てやすい。
Further, inside the
また、第2ボールホルダ424には、第2ボールホルダ424から第2ボール421が第1方向Zの他方側Z2に抜けることを防止する第2ボール抜け止め部423が設けられている。このため、アクチュエータ1の組み立ての際、第2ボール421が第2ボールホルダ424から第1方向Zの他方側Z2に抜けることを回避することができるので、アクチュエータ1を組み立てやすい。
Further, the
また、支持体2と可動体3とが第1方向Zで対向する部分には、支持体2および可動体3に第1方向Zで接する粘弾性部材9が設けられており、可動体3を振動させた際の共振を粘弾性部材9によって抑制することができる。その際、粘弾性部材9は、せん断方向に変形するので、粘弾性部材9は、非線形の成分よりも線形の成分が大きい変形特性を持つ。したがって、粘弾性部材9では、運動方向によるバネ力が一定となる。それゆえ、粘弾性部材9のせん断方向のバネ要素を用いることにより、入力信号に対する振動加速度の再現性を向上することができるので、微妙なニュアンスもって振動を実現することができる。また、粘弾性部材9は、第1方向Zで圧縮された状態で設けられているため、粘弾性部材9が配置されている位置における支持体2と可動体3との第1方向Zの間隔がばらついた場合でも、粘弾性部材9は、支持体2および可動体3に常に接している。このため、粘弾性部材9は、可動体3の振動に確実に追従し、可動体3の共振を効果的に防止することができる。
In addition, a viscoelastic member 9 that contacts the
また、粘弾性部材9として、可動体3の第1ヨーク86と支持体2の第1カバー部材16との間に配置された第1粘弾性部材91と、可動体3の第2ヨーク87と支持体2の第2カバー部材17との間に配置された第2粘弾性部材92とが配置されている。このため、可動体3が第1方向Zの一方側Z1に変位した場合には、第1粘弾性部材91の厚さが減少する一方、第2粘弾性部材92の厚さが増大する。これに対して、可動体3が第1方向Zの他方側Z2に変位した場合には、第2粘弾性部材92の厚さが減少する一方、第1粘弾性部材91の厚さが増大する。従って、可動体3の第1方向Zの位置に係わらず、粘弾性部材9(第1粘弾性部材91および第2粘弾性部材92)が略一定の粘弾性力を発揮するので、可動体3の共振を効果的に防止することができる。
In addition, as the viscoelastic member 9, a first viscoelastic member 91 disposed between the
(第1弾性支持部41の構成例2)
図13は、図6に示す第1弾性支持部41の構成例2を示す分解斜視図である。図12に示す第1弾性支持部41では、第1ボールホルダ414が第1ボール411を直接、回転可能に第1方向Zの他方側Z2から支持していたが、本形態では、図13に示すように、第1ボールホルダ414の内側には、第1方向Zの他方側Z2から第1ボール411を周方向の複数個所で回転可能に支持する支持部材419が設けられている。従って、第1バネ412は、第1ボールホルダ414および支持部材419を介して第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢している。本形態において、支持部材419は、3つの球体419aからなり、支持部材419は、3つの球体419aによって、第1ボール411を周方向の複数個所で回転可能に支持する。その他の構成は、図12を参照して説明した構成と同様である。このように構成した場合には、第1ボール411を支持する面が狭いので、第1ボール411に加わる摺動負荷を低減することができる。なお、第2弾性支持部42についても、図14に示す態様を採用してもよい。
(Configuration example 2 of the first elastic support portion 41)
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a configuration example 2 of the first
(第1弾性支持部41の構成例3)
図14は、図6に示す第1弾性支持部41の構成例3を示す分解斜視図である。図14に示す第1弾性支持部41では、図13を参照して説明した構成と同様、第1ボールホルダ414の内側には、第1方向Zの他方側Z2から第1ボール411を周方向の複数個所で回転可能に支持する支持部材419が設けられている。従って、第1バネ412は、第1ボールホルダ414および支持部材419を介して第1ボール411を第1方向Zの一方側Z1に付勢している。本形態において、支持部材419は、第1ボール411と接する面がテーパ419cになっている柱状部材419bからなり、支持部材419は、3つの柱状部材419bのテーパ419cによって、第1ボール411を周方向の複数個所で回転可能に支持する。その他の構成は、図12を参照して説明した構成と同様である。このように構成した場合には、図13を参照して説明した構成と同様、図12を参照して説明した構成より、第1ボール411に加わる摺動負荷を低減することができる。なお、第2弾性支持部42についても、図13に示す態様を採用してもよい。
(Configuration example 3 of the first elastic support portion 41)
FIG. 14 is an exploded perspective view showing a configuration example 3 of the first
(第1弾性支持部41の構成例4)
図15は、図6に示す第1弾性支持部41の構成例4を示す断面図である。第1弾性支持部41において、第1ボール411を周方向の複数個所で回転可能に支持する態様としては、図15に示すように、第1ボールホルダを用いずに、支持体2(第1カバー部材16)の第1収容穴26に第1バネ412および第1ボール411を配置し、第1バネ412が第1ボール411を直接、出力部材30の第1対向部32に向けて付勢する態様を採用してもよい。第1バネ412については、コイルバネに限らず、板状バネ412aを用いることができ、第1バネ412は、板状バネ412aの底部に形成した円錐面や角錐面等で第1ボール411を回転可能に支持する。この場合も、第1ボール411が第1収容穴26から第1方向Zの一方側Z1に抜けることを防止する第1ボール抜け止め部413が構成される。本形態では、第1ボール抜け止め部413は、図12に示すフック部材413sと同様なフック部材413tによって構成されている。フック部材413tは、第1ボール411に当接する円環部413aと、円環部413aから第1方向Zの他方側Z2に延在した複数の爪413dとを備えており、爪413dは、支持体2(第1カバー部材16)に形成された穴168の内側で穴168の内壁に形成された係合凸部(図示せず)と係合している。
(Configuration example 4 of the first elastic support portion 41)
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a configuration example 4 of the first
図15に示す構成を第2弾性支持部42に適用する場合には、支持体2(第2カバー部材17)の第2収容穴27に第2バネ422および第2ボール421を配置し、第2バネ422が第2ボール421を直接、規制部35の第2対向部36に向けて付勢する。第2バネ422(板状バネ422a)は、板状バネ422aの底部に形成した円錐面や角錐面等で第2ボール421を回転可能に支持する。この場合も、第2ボール421が第2収容穴27から第1方向Zの他方側Z2に抜けることを防止する第2ボール抜け止め部423が構成される。第2ボール抜け止め部423は、フック部材413tと同様なフック部材423tによって構成されている。フック部材423tは、第2ボール421に当接する円環部423bと、円環部423bから第1方向Zの一方側Z1に延在した複数の爪423dとを備えており、爪423dは、支持体2(第2カバー部材17)に形成された穴178の内側で穴178の内壁に形成された係合凸部(図示せず)と係合している。
When the configuration shown in FIG. 15 is applied to the second
(他の実施形態)
上記実施形態では、磁気駆動回路6が可動体3を第2方向Xおよび第3方向Yの2方向に駆動可能なアクチュエータ1に本発明を適用したが、磁気駆動回路6が可動体3を第2方向Xのみに駆動可能なアクチュエータに本発発明を適用してもよい。この場合、磁気駆動回路6は、第1コイル71と、第1磁石81および第3磁石83のうちの少なくとも一方とを有することになる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the present invention is applied to the
上記実施形態では、第1コイル71および第2コイル72に対して第1方向Zの両側(一方側Z1および他方側Z2)の各々に第1磁石81および第2磁石82を有していたが、例えば、第1コイル71に対して第1方向Zの一方側Z1のみに磁石が配置され、第1方向Zの他方側Z2に第2ヨーク87のみが存在する態様の場合に本発明を適用してもよい。あるいは、第1コイル71に対して第1方向Zの他方側Z2のみに磁石が配置され、第1方向Zの一方側Z1に第1ヨーク86のみが存在する態様の場合に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、粘弾性部材9としてゲル状ダンパー部材を用いたが、ゴム等を粘弾性部材9として用いてもよい。また、上記実施形態では、可動体3が粘弾性部材9を介して支持体2に移動可能に支持されていたが、可動体3が、バネ等の弾性部材を介して支持体2に移動可能に支持されている態様を採用してもよい。
In the above embodiment, the gel-like damper member is used as the viscoelastic member 9, but rubber or the like may be used as the viscoelastic member 9. Moreover, in the said embodiment, although the
上記実施形態では、コイルが支持体2に設けられ、磁石およびヨークが可動体3に設けられていたが、コイルが可動体3に設けられ、磁石およびヨークが支持体2に設けられている場合に本発明を適用してもよい。上記実施形態では、可動体3を第2方向Xおよび第3方向Yに駆動するアクチュエータ1に本発明を適用したが、可動体3を第2方向Xのみに駆動するアクチュエータ1に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the coil is provided on the
1…アクチュエータ、2…支持体、3…可動体、6…磁気駆動回路、7…コイル、8…磁石、9…粘弾性部材、11…カバー、16…第1カバー部材、17…第2カバー部材、21…第1外面、22…第2外面、26…第1収容穴、27…第2収容穴、30…出力部材、31…軸部、32…第1対向部、33…軸受部、35…規制部、36…第2対向部、41…第1弾性支持部、42…第2弾性支持部、60…コイルホルダ、66…第1コイル保持穴、67…第2コイル保持穴、71…第1コイル、72…第2コイル、81…第1磁石、82…第2磁石、83…第3磁石、84…第4磁石、86…第1ヨーク、87…第2ヨーク、91…第1粘弾性部材、92…第2粘弾性部材、161…端板部、411…第1ボール、412…第1バネ、413…第1ボール抜け止め部、413s、423s…フック部材、414…第1ボールホルダ、418…第1ボールホルダ抜け止め部、419…支持部材、419a…球体、419b…柱状部材、419c…テーパ、421…第2ボール、422…第2バネ、423…第2ボール抜け止め部、424…第2ボールホルダ、428…第2ボールホルダ抜け止め部、860…第1板部、870…第2板部、873…第1連結板部、874…第2連結板部、X…第2方向、Y…第3方向、Z…第1方向
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記支持体に移動可能に支持され、前記支持体に覆われた可動体と、
前記支持体および前記可動体のうちの一方側部材に設けられたコイル、および前記支持体および前記可動体のうちの他方側部材に設けられてコイルに第1方向で対向する磁石を備え、前記可動体を前記第1方向に対して交差する第2方向に振動させる磁気駆動回路と、
を有し、
前記可動体は、前記支持体から外側に突出した出力部材を有することを特徴とするアクチュエータ。 A support;
A movable body supported by the support body in a movable manner and covered with the support body;
A coil provided on one side member of the support body and the movable body, and a magnet provided on the other side member of the support body and the movable body and facing the coil in a first direction, A magnetic drive circuit that vibrates a movable body in a second direction intersecting the first direction;
Have
The actuator is characterized in that the movable body has an output member protruding outward from the support.
前記支持体と前記出力部材との間には、前記出力部材を前記第2方向に移動可能に支持し、かつ、前記出力部材を前記第1方向の一方側に向けて付勢する第1弾性支持部と、前記出力部材の前記第1方向の一方側への可動範囲を規制する規制部と、が設けられていることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 The movable body has a bearing portion that supports the shaft portion so as to be movable in the first direction,
Between the support and the output member, a first elasticity that supports the output member so as to be movable in the second direction and biases the output member toward one side in the first direction. The actuator according to claim 2, further comprising: a support portion; and a restriction portion that restricts a movable range of the output member toward the one side in the first direction.
前記第1バネは、前記第1ボールホルダを介して前記第1ボールを前記第1方向の一方側に付勢することを特徴とする請求項5に記載のアクチュエータ。 Inside the first accommodation hole, a cylindrical first ball holder that rotatably supports the first ball from the other side of the first direction is disposed so as to be movable in the first direction,
The actuator according to claim 5, wherein the first spring biases the first ball toward one side in the first direction via the first ball holder.
前記第1バネは、前記第1ボールホルダおよび前記支持部材を介して前記第1ボールを前記第1方向の一方側に付勢することを特徴とする請求項6に記載のアクチュエータ。 Inside the first ball holder is provided a support member that rotatably supports the first ball at a plurality of locations in the circumferential direction from the other side of the first direction,
The actuator according to claim 6, wherein the first spring biases the first ball toward one side in the first direction via the first ball holder and the support member.
前記第2バネは、前記第2ボールホルダを介して前記第2ボールを前記第1方向の他方側に付勢することを特徴とする請求項13に記載のアクチュエータ。 A cylindrical second ball holder that rotatably supports the second ball accommodated inside from the one side in the first direction is disposed inside the second accommodation hole so as to be movable in the first direction. ,
The actuator according to claim 13, wherein the second spring biases the second ball toward the other side in the first direction via the second ball holder.
前記第1弾性支持部は、前記出力部材を前記第2方向および前記第3方向に移動可能に支持していることを特徴とする請求項3から14までの何れか一項に記載のアクチュエータ。 The magnetic drive circuit vibrates the movable body in a third direction intersecting the first direction and the second direction,
The actuator according to any one of claims 3 to 14, wherein the first elastic support portion supports the output member so as to be movable in the second direction and the third direction.
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