JP6923732B2 - Vibration actuator - Google Patents
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Description
本発明は、低コストの振動アクチュエータに関する。 The present invention relates to a low cost vibrating actuator.
振動アクチュエータやリニアアクチュエータに用いられる円筒状のヨークは、平板を打ち抜き、曲げ加工して円筒としている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
そして、上記の方法で成型した円筒ヨークを金型に圧入し、寸法精度を向上させている(例えば、特許文献3参照)。
The cylindrical yoke used for a vibration actuator or a linear actuator is formed by punching a flat plate and bending it into a cylinder (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
Then, the cylindrical yoke molded by the above method is press-fitted into the mold to improve the dimensional accuracy (see, for example, Patent Document 3).
しかし、上述した金型で寸法精度を向上させた方法で製造された円筒状のヨークを用いた振動アクチュエータはコストがかかる問題点がある。
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、低コストで、寸法精度がよいヨークを有する振動アクチュエータを提供することにある。
However, there is a problem that the vibration actuator using the cylindrical yoke manufactured by the method for improving the dimensional accuracy with the above-mentioned mold is costly.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration actuator having a yoke having a yoke having good dimensional accuracy at low cost.
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、円筒状のケースと、前記ケースの開口側に取り付けられたダンパカバーと、外周部が前記ケースに固定され、内周部が前記ケースの振動軸線に沿って可撓可能なダンパと、前記ケースに固定されたコイルと、前記ケースの内部に配置され、前記ダンパの内周部において前記ケースの振動軸線に沿って振動可能に支持された可動子とを備え、前記可動子と前記ダンパには、それぞれ中心軸に沿って貫通した穴が設けられ、前記可動子の穴と前記ダンパの穴には、前記ダンパにおける前記可動子と反対方向からピンが挿入され、前記ピンによって前記可動子と前記ダンパが固定されていることを特徴とする。 The vibration actuator of the invention according to claim 1 for solving the problem has a cylindrical case, a damper cover attached to the opening side of the case, an outer peripheral portion fixed to the case, and an inner peripheral portion of the case. A damper that is flexible along the vibration axis, a coil fixed to the case, and a coil that is arranged inside the case and oscillatedly supported along the vibration axis of the case at the inner peripheral portion of the damper. A mover is provided, and each of the mover and the damper is provided with a hole penetrating along a central axis, and the hole of the mover and the hole of the damper are in a direction opposite to that of the mover in the damper. A pin is inserted from the center, and the mover and the damper are fixed by the pin.
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 invention will become even more apparent from the embodiments and accompanying drawings for carrying out the invention described below.
本発明の振動アクチュエータによれば、前記ヨークは、円筒を異なる母線に沿って切断された短冊状の複数の分割ヨークで構成されている。分割ヨークは、プレス加工等のコストが安く、寸法精度が良い製造方法で形成可能なので、低コストで、寸法精度がよいヨークを有する振動アクチュエータを実現できる。 According to the vibrating actuator of the present invention, the yoke is composed of a plurality of strip-shaped split yokes in which a cylinder is cut along different generatrix lines. Since the split yoke can be formed by a manufacturing method with low cost such as press working and good dimensional accuracy, it is possible to realize a vibration actuator having a yoke with good dimensional accuracy at low cost.
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。 Other effects of the present invention will become even more apparent from the embodiments and accompanying drawings for carrying out the invention described below.
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を組み付けた際の上面図、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11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12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。
An embodiment will be described with reference to the drawings. 1 is an exploded perspective view illustrating an embodiment of the vibration actuator of the present invention, FIG. 2 is a top view when FIG. 1 is assembled, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, and FIG. 4 is a rear view and a 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 the cutting lines VII-VII of FIG. 1 is a diagram for explaining a method of attaching a coil to a case to which a split yoke is attached, FIG. 10 is a diagram for explaining a case in which the split yoke and a coil are attached, and FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the vibration actuator shown in FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of the vibration actuator of another embodiment. The right side surface of FIG. 3 is the same as the left side surface of FIG.
(overall structure)
The overall configuration of the vibration actuator will be described with reference to 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
A cylindrical
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第2ダンパ61が配置されている。
A thin stainless steel plate is processed on the end surface of the
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
Three through
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は、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。
Then, the
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
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、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。
Then, the
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
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
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。
A
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。
Then, the
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。
A lead wire is connected to the peripheral surface of the case 1, and a
(Case 1,
This will be described with reference to FIGS. 8-10.
The
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。
Further, the
On the inner peripheral surface of the case 1, three
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。
The two end faces of each
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
Further, a
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。
The end of the
(作動)
図11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
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11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。
The
With the polarity shown in FIG. 11, a thrust is generated downward (in the direction of arrow A) on the
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。
In this way, when alternating current is applied to the
By the way, the thrust generated in the
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。
Therefore, it is the horizontal component of the magnetic flux of the
According to the above configuration, the following effects can be obtained.
(1) 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の分割ヨーク13で構成されている。分割ヨーク13は、プレス加工等のコストが安く、寸法精度が良い製造方法で形成可能なので、低コストで、寸法精度がよいヨークを有する振動アクチュエータを実現できる。
(1) The
(2) リブ5に設けた突起7をガイドとして、第1コイル23、第2コイル25を設けるので、従来必要であったコイルを保持するボビン(円筒)が不要となり、小型の振動アクチュエータを実現できる。
(3) 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を行うことができる。
(2) Since the
(3) When the end surface of the
尚、上記実施形態では、分割ヨーク13の母線に沿った2つ端面が、弾性を有する隣り合うリブ5の分割ヨーク当接面5a間に圧入されるような形態であったが、分割ヨーク13の母線に沿った2つ端面のうち一方の端面がリブ5の分割ヨーク当接面5aに当接することにより、分割ヨーク13のケース1の周方向の位置決めは行える。
In the above embodiment, the two end faces along the generatrix of the
(4) 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に当接することで、第1コイル23のケース1の振動軸線O方向の位置決めを行うことができる。また、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に当接することで、第2コイル25のケース1の振動軸線O方向の位置決めを行うことができる。
(4) The opening-side end of the
尚、本発明は上記実施形態に限定するものではない。
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12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。
The present invention is not limited to the above embodiment.
In the above embodiment, the
1 ケース
11 ヨーク
13 分割ヨーク
21 コイル
111 可動子
113 マグネット
1
Claims (7)
前記ケースの開口側に取り付けられたダンパカバーと、
外周部が前記ケースに固定され、内周部が前記ケースの振動軸線に沿って可撓可能なダンパと、
前記ケースに固定されたコイルと、
前記ケースの内部に配置され、前記ダンパの内周部において前記ケースの振動軸線に沿って振動可能に支持された可動子と、
前記可動子は、マグネット、ポールピース及びマスと、
を備え、
前記マスと前記ダンパには、それぞれ中心軸に沿って貫通した穴が設けられ、
前記マスの穴と前記ダンパの穴には、前記ダンパにおける前記マスと反対方向からピンが前記マグネットに接触しない長さまで挿入され、前記ピンによって前記マスと前記ダンパが固定されている、
ことを特徴とする振動アクチュエータ。 With a cylindrical case,
The damper cover attached to the opening side of the case and
A damper whose outer peripheral portion is fixed to the case and whose inner peripheral portion is flexible along the vibration axis of the case,
With the coil fixed to the case
A mover arranged inside the case and oscillatingly supported along the vibration axis of the case at the inner peripheral portion of the damper.
The mover includes a magnet, a pole piece, and a mass.
With
The mass and the damper are each provided with a hole penetrating along the central axis.
A pin is inserted into the hole of the mass and the hole of the damper from the direction opposite to the mass of the damper to a length that does not contact the magnet, and the mass and the damper are fixed by the pin.
A vibrating actuator characterized by that.
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