JP2019115187A - Vibration actuator - Google Patents
Vibration actuator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019115187A JP2019115187A JP2017247546A JP2017247546A JP2019115187A JP 2019115187 A JP2019115187 A JP 2019115187A JP 2017247546 A JP2017247546 A JP 2017247546A JP 2017247546 A JP2017247546 A JP 2017247546A JP 2019115187 A JP2019115187 A JP 2019115187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- damper
- stress concentration
- stress
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/02—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
本発明は、振動アクチュエータに関し、更に詳しくは、可動子が重い振動アクチュエータに関する。 The present invention relates to a vibration actuator, and more particularly to a vibration actuator having a heavy mover.
可動磁石型や可動コイル型の可動子を有した振動アクチュエータでは、往復運動をする可動子を支持するのに複数の板ばねが用いられている。
また、振動力を大きくするために、可動子に錘を付加する場合がある。この場合、可動子の質量が重く、板ばねだけでは、可動子を支持できない場合がある。特に、可動子が水平方向に振動する場合、板ばねで支持される可動子が下がり、ケースと接触し、異音が発生したり、ケースや可動子が破損したりする。
In a vibration actuator having a moveable magnet type or moveable coil type mover, a plurality of leaf springs are used to support the mover that reciprocates.
Also, in order to increase the vibration force, a weight may be added to the mover. In this case, the mass of the mover may be heavy, and the leaf spring may not be able to support the mover. In particular, when the mover vibrates in the horizontal direction, the mover supported by the plate spring lowers and contacts the case to generate noise or damage the case or the mover.
このような場合、可動子に振動軸線に沿った方向に延出する軸を設け、この軸を軸受けで支持する場合もある(例えば、特許文献1参照) In such a case, the mover may be provided with a shaft extending in the direction along the vibration axis, and the shaft may be supported by bearings (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上述した軸受けを用いた振動アクチュエータにおいて、以下のような問題点がある。
(1) 可動子が振動すると、軸受けと軸との摺動音(異音)が発生する。
(2) 軸受けの構造が必要となり、構造が複雑で、コストもかかる。
However, the vibration actuator using the above-described bearing has the following problems.
(1) When the mover vibrates, sliding noise (noise) between the bearing and the shaft is generated.
(2) The bearing structure is required, and the structure is complicated and expensive.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動アクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a low-cost vibration actuator which is less likely to generate abnormal noise, has a simple structure, and the like.
課題を解決する請求項1に係る発明の振動アクチュエータは、筒状のケースと、該ケースの内部に設けられた電磁駆動部と、該電磁駆動部により前記ケースの振動軸線に沿って振動する可動子と、前記可動子を挟んで一方の側と他方の側とに配置され、前記可動子が取り付けられる支持部、ケースの内面に取り付けられる円環部、前記支持部と前記円環部とを接続する複数の渦巻き状の腕部とからなる第1板ばね、第2板ばねと、を有し、前記第1及び第2板ばねの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように、前記第1及び第2板ばねは配置され、前記第1及び第2板ばねの複数の腕部は、力が負荷されると局所的に応力が増大する応力集中部を有し、前記各腕部の応力集中部は、前記振動軸線と直交する複数の直線上に位置していることを特徴とする。 A vibration actuator according to claim 1 of the present invention for solving the problem comprises a cylindrical case, an electromagnetic drive unit provided inside the case, and a movable that vibrates along the vibration axis of the case by the electromagnetic drive unit. And a supporting portion disposed on one side and the other side across the mover, to which the mover is attached, an annular portion attached to the inner surface of the case, the supporting portion, and the annular portion. It has a first plate spring and a second plate spring consisting of a plurality of spiral arms connected, and the spiral direction of the spiral arms of the first and second plate springs is opposite. The first and second leaf springs are disposed, and a plurality of arm portions of the first and second leaf springs have stress concentration portions where stress is locally increased when a force is applied, The stress concentration portion of the arm portion is located on a plurality of straight lines orthogonal to the vibration axis. The features.
本発明の他の特徴は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。 Other features of the present invention will become more apparent from the modes for carrying out the invention described below and the accompanying drawings.
第1及び第2板ばねを、渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同一となるように配置して用いる場合、板ばねの支持部は、板厚方向の変位につれて、その平面内で回転しようとする。このため、可動子は、振動軸線方向の変位に応じて回転する。
本発明の振動アクチュエータによれば、前記第1及び第2板ばねの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように、前記第1及び第2板ばねは配置されることにより、可動子は双方の板ばねから逆方向のトルクを受けることになるために、振動軸線方向に変位しても回転しない。
When the first and second leaf springs are used so that the spiral direction of the spiral arms is the same, the support portion of the leaf spring rotates within the plane as the thickness direction is displaced. Do. For this reason, the mover rotates in accordance with the displacement in the vibration axis direction.
According to the vibration actuator of the present invention, the mover is arranged by arranging the first and second plate springs such that the spiral directions of the spiral arm portions of the first and second plate springs are reversed. Is not rotated even if it is displaced in the vibration axial direction because it receives torque in the opposite direction from both leaf springs.
次に、前記第1及び第2板ばねの複数の腕部は、力が負荷されると局所的に応力が増大する応力集中部を有し、前記各腕部の応力集中部は、前記振動軸線と直交する複数の直線上に位置している。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となり、この低応力部は、応力集中部が位置する同一直線とは別の振動軸線と直交する複数の直線上に位置している。よって、可動子は、振動軸線と直交する複数の直線上に位置する低応力部により支持され、可動子が振動軸線方向に変位しても、振動軸線に対して傾かない。 Next, the plurality of arms of the first and second plate springs have stress concentration portions where stress is locally increased when a force is applied, and the stress concentration portions of the respective arms are the vibration It is located on a plurality of straight lines orthogonal to the axis. On the other hand, in the portion adjacent to the stress concentration portion of each arm, the generated stress is a low stress portion smaller than the stress concentration portion, and this low stress portion has a vibration different from the same straight line where the stress concentration portion is located. It is located on a plurality of straight lines orthogonal to the axis. Therefore, the mover is supported by the low stress portions positioned on a plurality of straight lines orthogonal to the vibration axis, and does not tilt relative to the vibration axis even if the mover is displaced in the vibration axis direction.
よって、可動子が振動軸線方向に変位しても、回転せず、振動軸線に対して傾かないので、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動アクチュエータを実現できる。
本発明の他の効果は、以下に述べる発明を実施するための形態並びに添付の図面から一層明らかになるであろう。
Therefore, even if the mover is displaced in the vibration axis direction, it does not rotate and does not tilt relative to the vibration axis, so abnormal noise is unlikely to be generated, and a vibration actuator with a simple structure and low cost can be realized.
Other effects of the present invention will become more apparent from the modes for carrying out the invention described below and the attached drawings.
図を用いて実施形態を説明する。図1は本発明の振動アクチュエータの実施形態を説明する分解斜視図、図2は図1を組み付けた際の平面図、図3は図2の正面図、図4は図2の背面図、図5は図2の下面図、図6は図3の左側面図、図7は図2の切断線VII−VIIにおける断面図、図8はケースに分割ヨークを取り付ける方法を説明する図、図9は分割ヨークが取り付けられたケースにコイルを取り付ける方法を説明する図、図10は分割ヨークとコイルとが取り付けられたケースを説明する図、図18は図1に示す振動アクチュエータの作動を説明する図、図19は他の実施形態の振動アクチュエータの作動を説明する図である。尚、図3の右側面は、図6の左側面と同一である。
(全体構成)
図1−図7を用いて振動アクチュエータの全体構成を説明する。
Embodiments will be described using the drawings. 1 is an exploded perspective view for explaining an embodiment of a vibration actuator according to the present invention, FIG. 2 is a plan view when FIG. 1 is assembled, FIG. 3 is a front view of FIG. 2 and FIG. 4 is a rear view of FIG. 5 is a bottom view of FIG. 2, FIG. 6 is a left side view of FIG. 3, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. Fig. 10 illustrates a method of attaching a coil to a case to which a split yoke is attached, Fig. 10 illustrates a case to which a split yoke and a coil are attached, and Fig. 18 illustrates the operation of the vibration actuator shown in Fig. 1 FIG. 19 is a view for explaining the operation of the vibration actuator according to another embodiment. The right side of FIG. 3 is the same as the left side of FIG.
(overall structure)
The entire configuration of the vibration actuator will be described using FIGS. 1 to 7.
両端に開口を有する円筒状でABS等の樹脂でなるケース1の内部には円筒状の軟磁性材料でなるヨーク11が設けられている。ヨーク11の内周面には、ヨーク11と電気的に絶縁された状態でコイル21が取り付けられている。
ケース1の一方の開口側の端面には、ABS等の樹脂でなる円筒状の第1カバーケース31が配置される。ケース1の他方の開口側の端面には、ABS等の樹脂でなる円筒状の第2カバーケース41が配置されている。
A yoke 11 made of a cylindrical soft magnetic material is provided in the inside of a case 1 made of a resin such as ABS having an opening at both ends. The coil 21 is attached to the inner peripheral surface of the yoke 11 in a state of being electrically insulated from the yoke 11.
A cylindrical first cover case 31 made of resin such as ABS is disposed on the end face on one opening side of the case 1. A cylindrical second cover case 41 made of resin such as ABS is disposed on the other open end of the case 1.
第1カバーケース31のケース1と反対側の開口側の端面には、ステンレスの薄板を加工してなり、ケース1の振動軸線Oに沿って可撓可能な板ばねである第1ダンパ51が配置されている。第2カバーケース41のケース1と反対側の開口側の端面には、ステンレスの薄板を加工してなり、ケース1の振動軸線Oに沿って可撓可能な板ばねである第2ダンパ61が配置されている。 A thin plate of stainless steel is machined on the end face of the first cover case 31 on the opposite side to the case 1, and a first damper 51, which is a leaf spring that is flexible along the oscillation axis O of the case 1, It is arranged. A thin plate of stainless steel is processed on the end face on the opening side of the second cover case 41 opposite to the case 1, and the second damper 61, which is a leaf spring flexible along the vibration axis O of the case 1, It is arranged.
第1カバーケース31と協働して第1ダンパ51を挟むように第1ダンパカバー71が配置されている。第2カバーケース41と協働して第2ダンパ61を挟むように第2ダンパカバー81が配置されている。
第1ダンパカバー71の縁部に沿って120°ピッチで3つの貫通した穴71aが形成されている。第1カバーケース31には、第1ダンパカバー71の穴71aに対向する3つの貫通した穴31aが形成されている。ケース1の一方の開口側の端面には、第1カバーケース31の3つの穴31aに対向する3つのめねじ穴1aが形成されている。
The first damper cover 71 is disposed so as to sandwich the first damper 51 in cooperation with the first cover case 31. The second damper cover 81 is disposed so as to sandwich the second damper 61 in cooperation with the second cover case 41.
Three through holes 71 a are formed along the edge of the first damper cover 71 at a pitch of 120 °. The first cover case 31 is formed with three through holes 31 a facing the holes 71 a of the first damper cover 71. Three female screw holes 1 a facing the three holes 31 a of the first cover case 31 are formed in an end face on one opening side of the case 1.
そして、第1ダンパカバー71の穴71a、第1カバーケース31の穴31aを挿通し、ケース1のめねじ穴1aに螺合する3本のねじ91により、第1ダンパ51の周縁部が第1ダンパカバー71と第1カバーケース31とに挟持された状態で、第1ダンパカバー71、第1ダンパ51、第1カバーケース31は、ケース1の一方の開口側に取り付けられている。即ち、第1ダンパ51は、ケース1の内面に取り付けられている。 Then, the peripheral portion of the first damper 51 is the first by the three screws 91 inserted through the hole 71 a of the first damper cover 71 and the hole 31 a of the first cover case 31 and screwed into the female screw hole 1 a of the case 1. The first damper cover 71, the first damper 51, and the first cover case 31 are attached to one opening side of the case 1 in a state of being held between the first damper cover 71 and the first cover case 31. That is, the first damper 51 is attached to the inner surface of the case 1.
第2ダンパカバー81の縁部に沿って120°ピッチで3つの貫通した穴81aが形成されている。第2カバーケース41には、第2ダンパカバー81の穴81aに対向する3つの貫通した穴41aが形成されている。ケース1の他方の開口側の端面には、第2カバーケース41の3つの穴41aに対向する3つのめねじ穴(図示せず)が形成されている。 Three through holes 81 a are formed along the edge of the second damper cover 81 at a pitch of 120 °. The second cover case 41 is formed with three through holes 41 a facing the holes 81 a of the second damper cover 81. Three female screw holes (not shown) facing the three holes 41 a of the second cover case 41 are formed on the other open end of the case 1.
そして、第2ダンパカバー81の穴81a、第2カバーケース41の穴41aを挿通し、ケース1の他方の開口側の端面に形成されためねじ穴に螺合する3本のねじ101により、第2ダンパ61は、第2ダンパカバー81と第2カバーケース41とに挟持された状態で、第2ダンパカバー81、第2ダンパ61、第2カバーケース41は、ケース1の他方の開口側に取り付けられている。即ち、第2ダンパ61は、ケース1の内面に取り付けられている。 Then, the third damper 101 is inserted through the hole 81a of the second damper cover 81 and the hole 41a of the second cover case 41, and is formed on the other open end face of the case 1 and thus screwed into the screw hole. The second damper cover 81, the second damper 61, and the second cover case 41 are disposed on the other opening side of the case 1 while the second damper 61 is held between the second damper cover 81 and the second cover case 41. It is attached. That is, the second damper 61 is attached to the inner surface of the case 1.
第1ダンパ51と第2ダンパ61との間には、コイル21に包囲され、振動軸線Oに沿って振動する可動子111が配置される。可動子111は、円板状のマグネット113と、マグネット113を挟むように配置された円板状の第1ポールピース115、第2ポールピース117と、マグネット113、第1ポールピース115、第2ポールピース117を挟むように配置される第1マス(錘)119、第2マス(錘)121からなっている。 Between the first damper 51 and the second damper 61, a mover 111 which is surrounded by the coil 21 and vibrates along the vibration axis O is disposed. The mover 111 includes a disk-shaped magnet 113, and disk-shaped first pole pieces 115 and second pole pieces 117 disposed so as to sandwich the magnet 113, magnets 113, first pole pieces 115, and second It consists of a first mass (weight) 119 and a second mass (weight) 121 disposed so as to sandwich the pole piece 117.
マグネット113は着磁方向が振動軸線O方向である。第1ポールピース115、第2ポールピース117は、難磁性材料でなり、マグネット113の磁気吸着力及び接着剤等により、マグネット113に取り付けられている。第1マス119、第2マス121は、非磁性体でなり、接着剤等により、第1ポールピース115、第2ポールピース117に取り付けられている。このため、可動子111を構成するマグネット113、第1ポールピース115、第2ポールピース117、第1マス119、第2マス121は一体化されている。 The magnetizing direction of the magnet 113 is the vibration axis O direction. The first pole piece 115 and the second pole piece 117 are made of a hardly magnetic material, and are attached to the magnet 113 by the magnetic attraction force of the magnet 113, an adhesive agent, and the like. The first mass 119 and the second mass 121 are nonmagnetic materials, and are attached to the first pole piece 115 and the second pole piece 117 by an adhesive or the like. Therefore, the magnet 113 constituting the mover 111, the first pole piece 115, the second pole piece 117, the first mass 119, and the second mass 121 are integrated.
第1マス119、第2マス121には、中心軸に沿って貫通した穴119a、貫通した穴121aが形成されている。また、第1ダンパ51の中心には、第1マス119の穴119aに対向し、貫通した穴51aが形成されている。同様に、第2ダンパ61の中心には、第2マス121の穴121aに対向し、貫通した穴61aが形成されている。 In the first mass 119 and the second mass 121, a hole 119a penetrating along the central axis and a hole 121a penetrating are formed. Further, at the center of the first damper 51, a hole 51a which is opposed to and penetrates the hole 119a of the first mass 119 is formed. Similarly, in the center of the second damper 61, a hole 61a which is opposed to and penetrates the hole 121a of the second mass 121 is formed.
そして、ピン131が第1ダンパ51の穴51aを挿通し、第1マス119の穴119aに圧入され、ピン141が第2ダンパ61の穴61aを挿通し、第2マス121の穴121aに圧入されることにより、可動子111はケース1の振動軸線Oに沿って振動可能に支持されている。
前記可動子が取り付けられる支持部、ケースの内面に取り付けられる円環部、前記支持部と前記円環部とを接続する複数の渦巻き状の腕部とからなる第1板ばね、 ケース1の周面には、リード線が接続され、コイル21に電流を供給するターミナル3が形成されている。
(ケース1、ヨーク11、コイル21)
図8−図10を用いて説明する
本実施形態のヨーク11は、円筒を異なる母線に沿って切断された短冊状の複数(本実施形態では3つ)の分割ヨーク13で構成されている。
Then, the pin 131 is inserted through the hole 51 a of the first damper 51 and press-fit into the hole 119 a of the first mass 119, and the pin 141 is inserted through the hole 61 a of the second damper 61 and press-fitted into the hole 121 a of the second mass 121 As a result, the mover 111 is vibratably supported along the oscillation axis O of the case 1.
A first plate spring including a support portion to which the mover is attached, a ring portion attached to the inner surface of the case, and a plurality of spiral arms connecting the support portion and the ring portion; A lead wire is connected to the surface, and a terminal 3 for supplying a current to the coil 21 is formed.
(Case 1, yoke 11, coil 21)
The yoke 11 of the present embodiment, which is described with reference to FIGS. 8 to 10, is configured of a plurality of (three in the present embodiment) divided yokes 13 in a strip shape, in which cylinders are cut along different generating lines.
また、本実施形態のコイル21は、振動軸線Oに沿って配置され、第1コイル23、第2コイル25からなっている。第1コイル23、第2コイル25は、ヨーク11の内周面に沿って巻回されている。
ケース1の内周面には、振動軸線O方向に突出し、振動軸線O方向に延びるリブ5が等ピッチ間隔で3か所形成されている。
In addition, the coil 21 of the present embodiment is disposed along the vibration axis O, and includes a first coil 23 and a second coil 25. The first coil 23 and the second coil 25 are wound along the inner circumferential surface of the yoke 11.
On the inner peripheral surface of the case 1, three ribs 5 which protrude in the vibration axis O direction and extend in the vibration axis O direction are formed at equal pitch intervals.
各リブ5の振動軸線O方向の2つの端面には、分割ヨーク13の母線に沿った端面が当接する分割ヨーク当接面5aが形成されている。本実施形態では、リブ5は樹脂でなっているので、弾性を有している。よって、分割ヨーク13の母線に沿った2つの端面が当接する。 At two end surfaces in the vibration axis O direction of each rib 5, a divided yoke contact surface 5a is formed, with which the end surface along the generatrix of the divided yoke 13 abuts. In the present embodiment, since the rib 5 is made of resin, it has elasticity. Thus, the two end faces along the generatrix of the split yoke 13 abut.
分割ヨーク13の母線に沿った端面が、リブ5の分割ヨーク当接面5aに当接することで、分割ヨーク13のケース1の周方向の位置決めが成される。
また、各リブ5の可動子111のマグネット113と対向する面5bには可動子111方向に突出する突起7が形成されている。突起7のケース1の一方の開口側には、第1コイル23の開口側の端部が当接する第1コイル当接面7aが形成されている。突起7のケース1の他方の開口側には、第2コイル25の開口側の端部が当接する第2コイル当接面7bが形成されている。
The end surface of the split yoke 13 along the generatrix abuts against the split yoke contact surface 5 a of the rib 5, whereby positioning of the split yoke 13 in the circumferential direction of the case 1 is achieved.
Further, on the surface 5 b of the mover 111 of each rib 5 facing the magnet 113, a protrusion 7 that protrudes in the direction of the mover 111 is formed. On one opening side of the case 1 of the protrusion 7, a first coil contact surface 7a is formed, with which the end on the opening side of the first coil 23 abuts. On the other opening side of the case 1 of the projection 7, a second coil contact surface 7 b is formed, with which the end on the opening side of the second coil 25 abuts.
第1コイル23の開口側の端部が、リブ5の突起7の第1コイル当接面7aに当接し、第1コイル23のケース1の振動軸線O方向の位置決めがなされた状態で、接着剤等を用いて第1コイル23のヨーク11への取り付けがなされる。第2コイル25の開口側の端部が、リブ5の突起7の第2コイル当接面7bに当接し、第2コイル25のケース1の振動軸線O方向の位置決めがなされた状態で、接着剤等を用いて第2コイル25のヨーク11への取り付けがなされる。
(第1ダンパ51、第2ダンパ61)
図11を用いて、本実施形態の第1ダンパ51、第2ダンパ61について、更に詳しく説明する。尚、第1ダンパ51と第2ダンパ61とは同一形状で、取り付け方が異なるだけであるので、ここでは第1ダンパ51で説明を行い、第2ダンパ61の説明は省略する。そして、第2ダンパ61の第1ダンパ51と同一部分には、第1ダンパ51の各部分の符号に10加えた符号で説明を行う。例えば、第1ダンパ51の第1腕部が符号53である場合、第2ダンパ61の第1腕部の符号は63である。
The adhesion is performed with the open end of the first coil 23 in contact with the first coil contact surface 7a of the projection 7 of the rib 5 and the first coil 23 positioned in the direction of the vibration axis O of the case 1 The first coil 23 is attached to the yoke 11 using an agent or the like. The adhesion is performed with the open end of the second coil 25 in contact with the second coil contact surface 7b of the protrusion 7 of the rib 5 and the second coil 25 positioned in the direction of the vibration axis O of the case 1 The second coil 25 is attached to the yoke 11 using an agent or the like.
(First damper 51, second damper 61)
The first damper 51 and the second damper 61 of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. The first damper 51 and the second damper 61 have the same shape and only differ in the way of attachment. Therefore, the first damper 51 will be described here, and the description of the second damper 61 will be omitted. The same parts as those of the first damper 51 of the second damper 61 will be described with reference numerals obtained by adding 10 to the reference numerals of the respective parts of the first damper 51. For example, when the first arm of the first damper 51 is the code 53, the code of the first arm of the second damper 61 is 63.
第1ダンパ51の中央部には、穴51aを挿通するピン131を用いて可動子111に取り付けられる支持部51bが形成されている。
第1ダンパカバー71と第1カバーケース31とに挟持され、ケース1の内面に取り付けられる第1ダンパ51の円環部51cには、ねじ91との干渉を防ぐために、3つの切り欠き51dが形成されている。
At a central portion of the first damper 51, a support portion 51b attached to the mover 111 using a pin 131 inserted through the hole 51a is formed.
In order to prevent interference with the screw 91, three notches 51d are provided in the annular portion 51c of the first damper 51 held by the first damper cover 71 and the first cover case 31 and attached to the inner surface of the case 1 It is formed.
そして、支持部51bと円環部51cとは、3つの同一形状の渦巻き状の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57で接続されている。第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57は振動軸線Oの回りに120°ピッチで設けられている。
第1腕部53は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部53a、第2応力集中部53b、第3応力集中部53cを有している。同様に、第2腕部55は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部55a、第2応力集中部55b、第3応力集中部55cを有し、第3腕部57は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部57a、第2応力集中部57b、第3応力集中部57cを有している。
The support portion 51 b and the annular portion 51 c are connected by three identical spiral first arm portions 53, second arm portions 55, and third arm portions 57. The first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 are provided at a pitch of 120 ° around the vibration axis O.
The first arm portion 53 has a curvature larger than that of the other portions, and a first stress concentration portion 53a, a second stress concentration portion 53b, and a third stress concentration portion 53c in which stress locally increases when a force is applied. have. Similarly, the second arm 55 has a curvature larger than that of the other portions, and the first stress concentration portion 55a, the second stress concentration portion 55b, and the third stress in which stress locally increases when a force is applied. The third arm portion 57 has a concentrated portion 55c, the curvature of which is larger than that of the other portions, and the first stress concentrated portion 57a and the second stress concentrated portion 57b in which stress locally increases when a force is applied. , And a third stress concentration portion 57c.
そして、第1腕部53の第1応力集中部53aと、第3腕部57の第2応力集中部57bと、第2腕部55の第3応力集中部55cとは、振動軸線Oと直交する第1直線L1上に位置している。また、第2腕部55の第1応力集中部55aと、第1腕部53の第2応力集中部53bと、第3腕部57の第3応力集中部57cとは、振動軸線Oと直交する第2直線L2上に位置している。更に、第3腕部57の第1応力集中部57aと、第2腕部55の第2応力集中部55bと、第1腕部55の第3応力集中部53cとは、振動軸線Oと直交する第3直線L3上に位置している。尚、第1直線L1、第2直線L2、第3直線L3は、振動軸線Oの回りに120°ピッチで位置している。 The first stress concentration portion 53a of the first arm portion 53, the second stress concentration portion 57b of the third arm portion 57, and the third stress concentration portion 55c of the second arm portion 55 are orthogonal to the vibration axis O. Located on the first straight line L1. In addition, the first stress concentration portion 55a of the second arm portion 55, the second stress concentration portion 53b of the first arm portion 53, and the third stress concentration portion 57c of the third arm portion 57 are orthogonal to the vibration axis O Are located on the second straight line L2. Furthermore, the first stress concentration portion 57a of the third arm portion 57, the second stress concentration portion 55b of the second arm portion 55, and the third stress concentration portion 53c of the first arm portion 55 are orthogonal to the vibration axis O. Located on the third straight line L3. The first straight line L1, the second straight line L2, and the third straight line L3 are located at a pitch of 120 ° around the vibration axis O.
この構成は、第2ダンパ61も有している。
そして、図1に示すように、第1ダンパ51の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の渦巻き方向と、第2ダンパ61の第1腕部63、第2腕部65、第3腕部67の渦巻き方向とが、逆になるように第1ダンパ51と第2ダンパ61とは配置されている。
This configuration also has a second damper 61.
And as shown in FIG. 1, the spiral direction of the 1st arm 53 of the 1st damper 51, the 2nd arm 55, the 3rd arm 57, the 1st arm 63 of the 2nd damper 61, the 2nd arm The first damper 51 and the second damper 61 are disposed such that the spiral direction of the portion 65 and the third arm 67 is opposite to each other.
(作動)
図18を用いて、本実施形態の振動アクチュエータの作動を説明する。
第1コイル23、第2コイル25に通電していない状態では、第1ダンパ51、第2ダンパ61で支持される可動子111は、コイル21の中央に位置している。
(Operation)
The operation of the vibration actuator of the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the first coil 23 and the second coil 25 are not energized, the mover 111 supported by the first damper 51 and the second damper 61 is located at the center of the coil 21.
第1コイル23、第2コイル25には、交互に逆極性の磁界を発生する向きに交流を通電させる。即ち、第1コイル23、第2コイル25の隣り合う部分に同極が発生するようになっている。
図18の極性では、可動子111には下方(矢印A方向)への推力が発生し、第1コイル23、第2コイル25へ流す電流を反転させれば、可動子111には上方向(矢印B方向)への推力が発生する。
An alternating current is supplied to the first coil 23 and the second coil 25 in a direction to generate magnetic fields of opposite polarity alternately. That is, the same pole is generated at adjacent portions of the first coil 23 and the second coil 25.
In the polarity of FIG. 18, a downward thrust (direction of arrow A) is generated in the mover 111, and the current flowing to the first coil 23 and the second coil 25 is reversed. Thrust in the direction of arrow B) is generated.
このように、第1コイル23、第2コイル25に交流を通電させれば、可動子111はケース1、第1ダンパ51、第2ダンパ61よる付勢力を両側から受けながら、振動軸線Oに沿って振動する。
ところで、可動子111に発生する推力は、基本的にはフレミングの左手の法則に基づいて与えられる推力に準じられる。本実施形態では、第1コイル23、第2コイル25が固定されているので、可動子111に第1コイル23、第2コイル25に発生する力の反力としての推力が発生する。
As described above, when alternating current is supplied to the first coil 23 and the second coil 25, the movable element 111 receives the urging force from the both sides by the case 1, the first damper 51, and the second damper 61. Vibrate along.
By the way, the thrust generated in the mover 111 is basically based on the thrust given based on Fleming's left-hand rule. In the present embodiment, since the first coil 23 and the second coil 25 are fixed, a thrust as a reaction force of the force generated in the first coil 23 and the second coil 25 is generated in the mover 111.
よって、推力に寄与するのは、可動子111のマグネット113の磁束の水平成分(マグネット113の軸方向に直交する成分)である。そして、ヨーク11はマグネット113の磁束の水平成分を増大するものである。
上記構成によれば、以下のような効果が得られる。
Thus, it is the horizontal component of the magnetic flux of the magnet 113 of the mover 111 (component orthogonal to the axial direction of the magnet 113) that contributes to the thrust. The yoke 11 is to increase the horizontal component of the magnetic flux of the magnet 113.
According to the above configuration, the following effects can be obtained.
(1) 第1ダンパ51の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の渦巻き方向と、第2ダンパ61の第1腕部63、第2腕部65、第3腕部67の渦巻き方向とが、同一となるように配置して用いる場合、第1ダンパ51の支持部51b、第2ダンパ61の支持部61bは、板厚方向の変位につれて、その平面内で回転しようとする。このため、可動子11は、振動軸線O方向の変位に応じて回転する。 (1) The spiral direction of the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 of the first damper 51, and the first arm 63, the second arm 65, and the third arm of the second damper 61 When the spiral direction of the portion 67 is arranged to be the same, the support portion 51b of the first damper 51 and the support portion 61b of the second damper 61 rotate in the plane as the displacement in the thickness direction. try to. For this reason, the mover 11 rotates in accordance with the displacement in the direction of the vibration axis O.
本実施形態では、第1ダンパ51の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の渦巻き方向と、第2ダンパ61の第1腕部63、第2腕部65、第3腕部67の渦巻く方向とが、逆になるように第1ダンパ51と第2ダンパ61とは配置されているので、可動子111は第1ダンパ51、第2ダンパ61から逆方向のトルクを受けることになるために、振動軸線O方向に変位しても回転しない。 In the present embodiment, the spiral direction of the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 of the first damper 51, and the first arm 63, the second arm 65, and the second of the second damper 61. The first damper 51 and the second damper 61 are disposed such that the direction in which the three arm portion 67 swirls is opposite, so that the mover 111 receives torque in the reverse direction from the first damper 51 and the second damper 61. It does not rotate even if it is displaced in the direction of the vibration axis O in order to receive the
また、第1腕部53は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部53a、第2応力集中部53b、第3応力集中部53cを有している。同様に、第2腕部55は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部55a、第2応力集中部55b、第3応力集中部55cを有し、第3腕部57は、他の部分に比べて曲率が大きく、力が負荷されると局所的に応力が増大する第1応力集中部57a、第2応力集中部57b、第3応力集中部57cを有している。 In addition, the first arm 53 has a curvature larger than that of other portions, and the first stress concentration portion 53a, the second stress concentration portion 53b, and the third stress concentration where stress is locally increased when a force is applied. It has a portion 53c. Similarly, the second arm 55 has a curvature larger than that of the other portions, and the first stress concentration portion 55a, the second stress concentration portion 55b, and the third stress in which stress locally increases when a force is applied. The third arm portion 57 has a concentrated portion 55c, the curvature of which is larger than that of the other portions, and the first stress concentrated portion 57a and the second stress concentrated portion 57b in which stress locally increases when a force is applied. , And a third stress concentration portion 57c.
そして、第1腕部53の第1応力集中部53aと、第3腕部57の第2応力集中部57bと、第2腕部55の第3応力集中部55cとは、振動軸線Oと直交する第1直線L1上に位置している。また、第2腕部55の第1応力集中部55aと、第1腕部53の第2応力集中部53bと、第3腕部57の第3応力集中部57cとは、振動軸線Oと直交する第2直線L2上に位置している。更に、第3腕部57の第1応力集中部57aと、第2腕部55の第2応力集中部55bと、第1腕部55の第3応力集中部53cとは、振動軸線Oと直交する第3直線L3上に位置している。 The first stress concentration portion 53a of the first arm portion 53, the second stress concentration portion 57b of the third arm portion 57, and the third stress concentration portion 55c of the second arm portion 55 are orthogonal to the vibration axis O. Located on the first straight line L1. In addition, the first stress concentration portion 55a of the second arm portion 55, the second stress concentration portion 53b of the first arm portion 53, and the third stress concentration portion 57c of the third arm portion 57 are orthogonal to the vibration axis O Are located on the second straight line L2. Furthermore, the first stress concentration portion 57a of the third arm portion 57, the second stress concentration portion 55b of the second arm portion 55, and the third stress concentration portion 53c of the first arm portion 55 are orthogonal to the vibration axis O. Located on the third straight line L3.
一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となり、この低応力部は、応力集中部が位置する同一直線L1、L2、L3とは別の振動軸線Oと直交し、振動軸線Oの回りに120°ピッチで位置する複数の直線L4、L5、L6上に位置している(図11の破線で示す直線L4、L5、L6参照)。よって、可動子111は、振動軸線Oと直交する直線L4、L5、L6上に位置する低応力部により支持され、可動子111が振動軸線O方向に変位しても、振動軸線Oに対して傾かない。 On the other hand, in the portion adjacent to the stress concentration portion of each arm, the generated stress is a low stress portion smaller than the stress concentration portion, and the low stress portion has the same straight line L1, L2, L3 where the stress concentration portion is located. And a plurality of straight lines L4, L5, L6 positioned at a pitch of 120 ° around the vibration axis O (the straight lines L4, L5, L6 indicated by broken lines in FIG. 11). reference). Therefore, the mover 111 is supported by low stress portions located on straight lines L4, L5, L6 orthogonal to the vibration axis O, and the mover 111 is displaced in the direction of the vibration axis O with respect to the vibration axis O I do not lean.
よって、可動子111が振動軸線O方向に変位しても、可動子111は回転せず、振動軸線Oに対して傾かないので、異音が発生しにくく、構造が簡単で、低コストの振動アクチュエータを実現できる。
尚、本発明は上記実施形態に限定するものではない。
Therefore, even if the mover 111 is displaced in the direction of the vibration axis O, the mover 111 does not rotate and does not tilt relative to the vibration axis O, so abnormal noise hardly occurs, and the structure is simple and the cost is low. An actuator can be realized.
The present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、応力集中部を腕部の曲率を他の部分より大きくすることで形成したが、曲率に限定するものではない。例えば、腕部に孔や切り欠きを設けても応力集中部を形成できる。
また、上記実施形態では、各腕に3つの応力集中部を形成したが、3つにするものではなく、複数、即ち2または4つ以上であってもよい。
In the said embodiment, although the stress concentration part was formed by making curvature of an arm larger than another part, it does not limit to curvature. For example, even if a hole or a notch is provided in the arm, the stress concentration portion can be formed.
Moreover, in the said embodiment, although three stress concentration parts were formed in each arm, it may not be three but multiple, ie, 2 or 4 or more may be sufficient.
更に、上記実施形態では、コイル21は第1コイル23、第2コイル25の2つからなった例で説明をしたが、図19に示すように、1つのコイル221でもよい。この場合、可動子311のマグネットはラジアル方向に着磁されている。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the coil 21 is composed of the first coil 23 and the second coil 25 has been described, but as shown in FIG. 19, one coil 221 may be used. In this case, the magnet of the mover 311 is magnetized in the radial direction.
出願人は、本願発明の効果を確認するために、第1ダンパ51、第2ダンパ61に荷重を加えたときの変位、応力を有限要素法を用いて解析を行った。
尚、第1ダンパ51、第2ダンパ61を材質SUS304、厚さは0.3mm、重さ100gとし、シェル要素で解析を行った。
The applicant analyzed the displacement and stress when a load was applied to the first damper 51 and the second damper 61 using the finite element method in order to confirm the effect of the present invention.
The first damper 51 and the second damper 61 were made of a material of SUS 304, a thickness of 0.3 mm, and a weight of 100 g, and analysis was performed using shell elements.
(1) 第1ダンパ51のみに荷重を加えた際の解析
2.1Nの荷重を第1ダンパ51の支持部51b加えた場合、最大変位が1.981mm 、最大応力が318MPaであった。
解析結果を図12、図13に示す。図12は第1ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図13は第1ダンパのみに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。
(1) Analysis when a load is applied only to the first damper 51
When a load of 2.1 N was applied to the support portion 51b of the first damper 51, the maximum displacement was 1.981 mm and the maximum stress was 318 MPa.
The analysis results are shown in FIG. 12 and FIG. FIG. 12 is a plan view showing the distribution of stress generated in each part when a load is applied only to the first damper, and FIG. 13 is a distribution of stress generated in each part when a load is applied only to the first damper and It is a perspective view which shows a displacement.
尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態(無荷重状態)を示している。
図12に示すように、第1ダンパ51の第1腕部53の第2応力集中部53b、第3応力集中部53c、第2腕部55の第2応力集中部55b、第3応力集中部55c、第3腕部57の第2応力集中部57b、第3応力集中部57cは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。
The stress distribution indicates that the higher the black density, the higher the stress. Moreover, the part in which the mesh is not cut has shown the initial state (unloaded state).
As shown in FIG. 12, the second stress concentration portion 53b and the third stress concentration portion 53c of the first arm portion 53 of the first damper 51, the second stress concentration portion 55b of the second arm portion 55, and the third stress concentration portion 55c, it can be seen that the second stress concentration portion 57b and the third stress concentration portion 57c of the third arm portion 57 are dark and high stress is generated. On the other hand, it is understood that the portion adjacent to the stress concentration portion of each arm portion is light in color, and the generated stress is a small low stress portion compared to the stress concentration portion.
また、図13に示すように、支持部51bの変位が一番大きいことがわかる。
更に、図12、図13に示すように、荷重が加えられると、第1ダンパ51の支持部51b、第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57は、固定された円環部51cに対して無荷重状態から変位していることが分かる。
Further, as shown in FIG. 13, it can be seen that the displacement of the support portion 51b is the largest.
Furthermore, as shown in FIGS. 12 and 13, when a load is applied, the support portion 51b of the first damper 51, the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 have a fixed circle. It can be seen that the ring portion 51c is displaced from the no-load state.
(2) 第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際の解析
解析結果を図14,図15を用いて説明する。図14は、第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図15は第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が同じになるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。
(2) Analysis when load is applied to the first and second dampers arranged so that the spiral directions of the spiral arms of the first and second dampers become the same It demonstrates using. FIG. 14 shows a distribution of stress generated in each portion when a load is applied to the first and second dampers arranged such that the spiral directions of the spiral arm portions of the first and second dampers become the same. Top view, FIG. 15 shows distribution of stress generated in each part when load is applied to the first and second dampers arranged so that the spiral direction of the spiral arms of the first and second dampers become the same. And a perspective view showing displacement of each part.
尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態(無荷重状態)を示している。
本解析では、第1ダンパ51、第2ダンパ61を垂直線に沿って配置し、水平線に沿って位置する可動子111の質量を100g、重力を1Gと設定し、4.4Nの荷重を第1ダンパ51の支持部51b加えた。すると、第1ダンパ51、第2ダンパ61の最大変位が1.988mm、最大応力が329MPaであった。
The stress distribution indicates that the higher the black density, the higher the stress. Moreover, the part in which the mesh is not cut has shown the initial state (unloaded state).
In this analysis, the first damper 51 and the second damper 61 are disposed along the vertical line, the mass of the mover 111 located along the horizontal line is set to 100 g, the gravity is set to 1 G, and the load of 4.4 N is the first The support 51 b of the damper 51 was added. Then, the maximum displacement of the first damper 51 and the second damper 61 was 1.988 mm, and the maximum stress was 329 MPa.
図14に示すように、第1ダンパ51の第1腕部53の第2応力集中部53b、第3応力集中部53c、第2腕部55の第2応力集中部55b、第3応力集中部55c、第3腕部57の第2応力集中部57b、第3応力集中部57cは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。同様に、第2ダンパ61の第1腕部63の第2応力集中部63b、第3応力集中部63c、第2腕部65の第2応力集中部65b、第3応力集中部65c、第3腕部67の第2応力集中部67b、第3応力集中部67cは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。 As shown in FIG. 14, the second stress concentration portion 53b and the third stress concentration portion 53c of the first arm portion 53 of the first damper 51, the second stress concentration portion 55b of the second arm portion 55, and the third stress concentration portion 55c, it can be seen that the second stress concentration portion 57b and the third stress concentration portion 57c of the third arm portion 57 are dark and high stress is generated. Similarly, the second stress concentration portion 63b and the third stress concentration portion 63c of the first arm portion 63 of the second damper 61, and the second stress concentration portion 65b and the third stress concentration portion 65c of the second arm portion 65. It can be seen that the second stress concentration portion 67 b and the third stress concentration portion 67 c of the arm portion 67 are dark and high stress is generated. On the other hand, it is understood that the portion adjacent to the stress concentration portion of each arm portion is light in color, and the generated stress is a small low stress portion compared to the stress concentration portion.
また、図15に示すように、支持部51b、支持部61bの変位が一番大きいことがわかる。
更に、図14に示すように、無荷重時の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の側部と、荷重時の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の側部との間には、平行な部分がない隙間S1が発生している。この隙間S1は、第1ダンパ51に荷重を加えると、各腕部の低応力部が支持部51b(中心)に向かって移動することにより発生する。その際、支持部51b、第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57が、固定された円環部51cに対して、回転しているので、平行な部分がない隙間S1となる。
Moreover, as shown in FIG. 15, it turns out that the displacement of the support part 51b and the support part 61b is the largest.
Furthermore, as shown in FIG. 14, the side portions of the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 in no load, and the first arm 53, second arm 55, in load, Between the side portions of the third arm portion 57, a gap S1 having no parallel portion is generated. The gap S1 is generated by the low stressed portions of the respective arms moving toward the support portion 51b (center) when a load is applied to the first damper 51. At that time, since the support portion 51b, the first arm portion 53, the second arm portion 55, and the third arm portion 57 are rotated with respect to the fixed annular portion 51c, the gap S1 having no parallel portion It becomes.
即ち、第1ダンパ51に荷重を加えると、支持部51b、第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57は、固定された円環部51cに対して、回転していることが分かる。
同様に、第2ダンパ61の支持部61b、第1腕部63、第2腕部65、第3腕部67も、固定された円環部61cに対して無荷重状態から回転していることが分かる。
That is, when a load is applied to the first damper 51, the support portion 51b, the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 rotate with respect to the fixed annular portion 51c. I understand that.
Similarly, the supporting portion 61b of the second damper 61, the first arm 63, the second arm 65, and the third arm 67 are also rotated from a no-load state with respect to the fixed annular portion 61c. I understand.
(3) 第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際の解析(実施形態に相当する)
解析結果を図16,図17を用いて説明する。図16は第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布を示す平面図、図17は第1及び第2ダンパの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように配置された第1及び第2ダンパに荷重を加えた際、各部に発生する応力の分布と各部の変位を示す斜視図である。
(3) Analysis when a load is applied to the first and second dampers arranged such that the spiral direction of the spiral arm of the first and second dampers is opposite (corresponding to the embodiment)
The analysis result is described with reference to FIGS. FIG. 16 is a plane showing the distribution of stress generated in each portion when a load is applied to the first and second dampers arranged so that the spiral direction of the spiral arm of the first and second dampers is reversed. FIG. 17 shows the distribution of stress generated in each portion when a load is applied to the first and second dampers arranged so that the spiral direction of the spiral arm of the first and second dampers is reversed. It is a perspective view which shows the displacement of each part.
尚、応力分布は、黒の濃度が高い箇所ほど、応力が高いことを示している。また、メッシュが切られていない部分は、初期の状態(無荷重状態)を示している。
本解析では、第1ダンパ51、第2ダンパ61を垂直線に沿って配置し、水平線に沿って位置する可動子111の質量を100g、重力を1Gと設定し、4.7Nの荷重を第1ダンパ51の支持部51b加えた。すると、第1ダンパ51、第2ダンパ61の最大変位が1.985mm、最大応力が444MPaであった。
The stress distribution indicates that the higher the black density, the higher the stress. Moreover, the part in which the mesh is not cut has shown the initial state (unloaded state).
In this analysis, the first damper 51 and the second damper 61 are disposed along a vertical line, the mass of the mover 111 located along the horizontal line is set to 100 g, the gravity is set to 1 G, and the load of 4.7 N is The support 51 b of the damper 51 was added. Then, the maximum displacement of the first damper 51 and the second damper 61 was 1.985 mm, and the maximum stress was 444 MPa.
図16に示すように、第1ダンパ51の第1腕部53の第2応力集中部53b、第3応力集中部53c、第2腕部55の第2応力集中部55b、第3応力集中部55c、第3腕部57の第2応力集中部57b、第3応力集中部57cは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。同様に、第2ダンパ61の第1腕部63の第2応力集中部63b、第3応力集中部63c、第2腕部65の第2応力集中部65b、第3応力集中部65c、第3腕部67の第2応力集中部67b、第3応力集中部67cは、濃い色で、高い応力が発生していることが分かる。一方、各腕部の応力集中部と隣接する部分は、色が薄く、発生する応力が応力集中部に比べて小さな低応力部となっていることが分かる。 As shown in FIG. 16, the second stress concentration portion 53b and the third stress concentration portion 53c of the first arm portion 53 of the first damper 51, and the second stress concentration portion 55b of the second arm portion 55 and the third stress concentration portion 55c, it can be seen that the second stress concentration portion 57b and the third stress concentration portion 57c of the third arm portion 57 are dark and high stress is generated. Similarly, the second stress concentration portion 63b and the third stress concentration portion 63c of the first arm portion 63 of the second damper 61, and the second stress concentration portion 65b and the third stress concentration portion 65c of the second arm portion 65. It can be seen that the second stress concentration portion 67 b and the third stress concentration portion 67 c of the arm portion 67 are dark and high stress is generated. On the other hand, it is understood that the portion adjacent to the stress concentration portion of each arm portion is light in color, and the generated stress is a small low stress portion compared to the stress concentration portion.
また、図17に示すように、支持部51b、支持部61b変位が一番大きいことがわかる。
更に、図16に示すように、無荷重時の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の側部と、荷重時の第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57の側部との間には、中間部に略平行な部分を有する隙間S2が発生している。この隙間S2は、第1ダンパ51に荷重を加えると、各腕部の低応力部が支持部51b(中心)に向かって移動することにより発生する。その際、支持部51b、第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57が、固定された円環部51cに対して、回転しないので、中間部に略平行な部分を有する隙間S2となる。
Further, as shown in FIG. 17, it can be seen that the displacement of the support portion 51 b and the support portion 61 b is the largest.
Furthermore, as shown in FIG. 16, the side portions of the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 in no load, and the first arm 53, the second arm 55, in the load, Between the side portions of the third arm portion 57, a gap S2 having a portion substantially parallel to the middle portion is generated. The gap S2 is generated by the low stressed portions of the respective arms moving toward the support portion 51b (center) when a load is applied to the first damper 51. At that time, since the support portion 51b, the first arm portion 53, the second arm portion 55, and the third arm portion 57 do not rotate with respect to the fixed annular portion 51c, they have portions substantially parallel to the intermediate portion. It becomes gap S2.
即ち、第1ダンパ51に荷重を加えると、支持部51b、第1腕部53、第2腕部55、第3腕部57は、固定された円環部51cに対して、回転しないことが分かる。
同様に、第2ダンパ61の支持部61b、第1腕部63、第2腕部65、第3腕部67も、固定された円環部61cに対して無荷重状態から回転しないことが分かる。
That is, when a load is applied to the first damper 51, the support portion 51b, the first arm 53, the second arm 55, and the third arm 57 do not rotate with respect to the fixed annular portion 51c. I understand.
Similarly, it can be seen that the support portion 61b, the first arm 63, the second arm 65, and the third arm 67 of the second damper 61 do not rotate from a no-load state with respect to the fixed annular portion 61c. .
1 ケース
11 ヨーク
13 分割ヨーク
21 コイル
51 第1ダンパ(板ばね)
53、63 第1腕部
55、65 第2腕部
57、67 第3腕部
61 第2ダンパ(板ばね)
111 可動子
113 マグネット
1 case 11 yoke 13 split yoke 21 coil 51 first damper (leaf spring)
53, 63 first arm 55, 65 second arm 57, 67 third arm 61 second damper (leaf spring)
111 mover 113 magnet
Claims (3)
該ケースの内部に設けられた電磁駆動部と、
該電磁駆動部により前記ケースの振動軸線に沿って振動する可動子と、
前記可動子を挟んで一方の側と他方の側とに配置され、前記可動子が取り付けられる支持部、ケースの内面に取り付けられる円環部,前記支持部と前記円環部とを接続する複数の渦巻き状の腕部とからなる第1板ばね、第2板ばねと、
を有し、
前記第1及び第2板ばねの渦巻き状の腕部の渦巻き方向が逆になるように、前記第1及び第2板ばねは配置され、
前記第1及び第2板ばねの複数の腕部は、力が負荷されると局所的に応力が増大する応力集中部を有し、
前記各腕部の応力集中部は、前記振動軸線と直交する複数の直線上に位置していることを特徴とする振動アクチュエータ。 With a cylindrical case,
An electromagnetic drive unit provided inside the case;
A mover that vibrates along a vibration axis of the case by the electromagnetic drive unit;
A plurality of support portions disposed on one side and the other side of the mover, the support portion to which the mover is attached, an annular portion attached to the inner surface of the case, and a plurality of connecting the support portion and the annular portion A first plate spring and a second plate spring, each of which comprises a spiral arm of
Have
The first and second leaf springs are arranged such that the spiraling direction of the spiral arms of the first and second leaf springs is reversed,
The plurality of arms of the first and second leaf springs have a stress concentration portion where stress is locally increased when a force is applied,
The stress concentration portion of each arm is located on a plurality of straight lines orthogonal to the vibration axis.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017247546A JP2019115187A (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Vibration actuator |
PCT/JP2018/036661 WO2019130705A1 (en) | 2017-12-25 | 2018-10-01 | Vibration actuator |
JP2020158579A JP6980877B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-09-23 | Vibration actuator |
JP2020158578A JP6980876B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-09-23 | Vibration actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017247546A JP2019115187A (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Vibration actuator |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020158578A Division JP6980876B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-09-23 | Vibration actuator |
JP2020158579A Division JP6980877B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-09-23 | Vibration actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019115187A true JP2019115187A (en) | 2019-07-11 |
Family
ID=67066870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017247546A Pending JP2019115187A (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Vibration actuator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019115187A (en) |
WO (1) | WO2019130705A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021172577A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Vibration actuator and electronic device |
WO2021172576A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Vibration actuator and electronic device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3733116B1 (en) * | 2019-05-02 | 2021-11-17 | Braun GmbH | Motor with spring-mounted movable motor part and personal care device comprising such a motor |
ES2908295T3 (en) | 2019-05-02 | 2022-04-28 | Braun Gmbh | personal hygiene device |
ES2906953T3 (en) | 2019-05-02 | 2022-04-21 | Braun Gmbh | personal hygiene device |
JP7560326B2 (en) * | 2020-11-10 | 2024-10-02 | フォスター電機株式会社 | Vibration Actuator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000050609A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Fujitsu Ltd | Support mechanism for linear mobile section |
JP2005013836A (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Oscillating linear actuator |
JP2011153672A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Keihin Corp | Active vibration control device |
CN103078468A (en) * | 2012-11-30 | 2013-05-01 | 苏州贝腾特电子科技有限公司 | Micro driving motor |
JP2015135124A (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | 住友理工株式会社 | Electromagnetic actuator, active vibration control device and fluid-encapsulated active vibration control device |
-
2017
- 2017-12-25 JP JP2017247546A patent/JP2019115187A/en active Pending
-
2018
- 2018-10-01 WO PCT/JP2018/036661 patent/WO2019130705A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000050609A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Fujitsu Ltd | Support mechanism for linear mobile section |
JP2005013836A (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Oscillating linear actuator |
JP2011153672A (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Keihin Corp | Active vibration control device |
CN103078468A (en) * | 2012-11-30 | 2013-05-01 | 苏州贝腾特电子科技有限公司 | Micro driving motor |
JP2015135124A (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | 住友理工株式会社 | Electromagnetic actuator, active vibration control device and fluid-encapsulated active vibration control device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021172577A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Vibration actuator and electronic device |
WO2021172576A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Vibration actuator and electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019130705A1 (en) | 2019-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019130705A1 (en) | Vibration actuator | |
JP5889259B2 (en) | Linear vibration actuator | |
US9467035B2 (en) | Vibration actuator | |
WO2017057314A1 (en) | Linear vibration motor | |
JP2019201486A (en) | Linear vibration motor and electronic equipment | |
US11563365B2 (en) | Oscillatory actuator with two springs having elastic member bridging between adjacent arms | |
US20190032706A1 (en) | Bearing assembly unit and motor | |
JP2019068569A (en) | Vibration actuator | |
JP2007135350A (en) | Outer movable linear actuator | |
JP2006296161A (en) | Linear actuator | |
JP2019150743A (en) | Vibration actuator | |
JP2015157276A (en) | vibration actuator | |
JP7208311B2 (en) | vibration actuator | |
WO2022091776A1 (en) | Vibration actuator | |
JP7101604B2 (en) | Vibration actuator | |
JP6980877B2 (en) | Vibration actuator | |
JP6980876B2 (en) | Vibration actuator | |
JP2007135351A (en) | Outer movable linear actuator | |
JP2019030154A (en) | Stator and motor | |
JP3997206B2 (en) | motor | |
JP7311693B2 (en) | vibration actuator | |
JP7189303B2 (en) | vibration actuator | |
JP6980875B2 (en) | Vibration actuator | |
JP2019205261A (en) | motor | |
JP2020196015A (en) | Vibration actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190905 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20200915 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20201210 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210810 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211007 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220308 |