JP6966831B2 - 振動アクチュエータ - Google Patents
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Description
1.特に音楽のために、この範囲にわたって良好な品質の振動を生成することができるように、理想的には20〜1000Hzの広い周波数範囲、
2.効果的な加速のために重い移動質量、
3.携帯用又はウェアラブルなデバイスを作るために小型の、特にフラットなサイズ、
4.中断のない使用を可能にする高出力効率、
5.音響体験の妨害を避けるために静かな振動、
6.継続的な使用を可能にする安定した性能、
7.手頃な価格のデバイスを提供するために費用効率の高い製造。
磁石フレームを支持面上に位置決めする工程、及び、
少なくとも2つの磁石を磁石フレーム内に挿入し、磁石を磁石フレーム及び互いに接着する工程
を備える方法を提供する。
長手方向の通路を形成する空洞を横方向に取り囲むコイルをそれぞれ有する少なくとも2つのコイル部材と、少なくとも2つのコイル部材の空洞と同じ形状の空洞を有する少なくとも1つのスペーサとを準備する工程、
少なくとも2つのコイル部材及び少なくとも1つのスペーサが中空部材組立ロッドに対して横方向に動くことができないように、少なくとも2つのコイル部材及び少なくとも1つのスペーサの空洞に幾つかの領域で係合するように寸法決めされた中空部材組立ロッドを準備する工程、
中空部材組立端部ピースが中空部材組立ロッドに対して横方向に動くことができないように、中空部材組立ロッドを収容する空洞を有する2つの中空部材組立端部ピースを準備する工程、
中空部材組立ロッド上に
第1の中空部材組立端部ピースと、
少なくとも2つのコイル部材のうちの第1のコイル部材と、
少なくとも1つのスペーサと、
少なくとも2つのコイル部材のうちの第2のコイル部材と、
第2の中空部材組立端部ピースと
を連続的に載置し、2つの中空部材組立端部ピースによって包囲された部材間を接着する工程、
第1及び第2の中空部材組立端部ピースを圧縮する工程、
中空部材組立ロッドから第2の中空部材組立端部ピースを取り外す工程、及び、
少なくとも1つのスペーサと第1及び第2のコイル部材を含む中空部材を中空部材組立ロッドから取り外す工程
を備える方法を提供する。
上記に従って組み立てられた磁石装置を、上記に従って組み立てられた中空部材内に挿入する工程、及び、
磁石装置と中空部材を相互連結する弾性手段を、それぞれの長手方向外側端部に取付手段を介して取り付ける工程
を備える方法を提供する。
強い振動を得るため可動部分、すなわち、図1に示す実施例では磁石装置の十分な移動を可能にするために、弾性要素6は非常に柔軟なものでなければならない。同時に、弾性要素6は、アクチュエータが携帯用又はウェアラブルである場合には比較的小さな空間を占めなければならない。本出願人のドイツ特許公開DE 10 2015 111 527.1に開示されているように、ベリリウム銅からなる十分に薄い弾性膜6は、これらの目的のために理想的である。すなわち、アクチュエータの可動部分と固定部分との間の位置合わせは、圧縮ばね又は非金属膜よりも金属膜では遥かに正確であり、振動する際に、可動部分をその軌道を介して遥かに正確に案内する結果となる。ゴムなどの材料を使用する場合、可動部分はその軌道を通して揺れながら移動し、移動部分がその軌道を通って移動する際に可動部分と固定部分が衝突して、ノイズ及び摩擦を生じさせる振動を生起し、アクチュエータの効率を低下させる結果となる。
別の態様では、本発明は、磁石1を少なくとも部分的に取り囲む磁石フレーム8を提供する。上述したように、振動磁石型アクチュエータでは、少なくとも1つのコイル及びコイル部材2の内部に高密度の磁場を発生させ得るように、複数の磁石1を同じ極性で対向させて配置することができる。しかしながら、磁極によって生起される高い反発力のために、互いに対向して同じ極性の強い磁石を組み立てることは非常に困難である。図4に示す実施例では、磁石フレーム8は台形状(しかし、例えば基本的に長方形のような他の形状も可能である)であり、フレームのように磁石1を包囲し、すなわち、磁石装置の2つの対向する側面は開放している。結果として、これら開放した側面に磁石1をコイルに接近して配置することができ、平坦なアクチュエータの設計が可能となる。フレームは、磁石1の強い反発力に耐えるのに適した任意の剛性材料で作ることができる。アクチュエータの周波数応答は、材料の選択によって調整することができる。しかし、磁場の一部が誘導されないように、材料は磁性であってはならない。
本発明のアクチュエータの製造は、(i)磁石1を含む磁石装置、(ii)コイルを含む中空部材4、及び(iii)アクチュエータ全体を組み立てる3つの別個の部分に分割することができる。
図5A−5Dは、磁石フレーム内に連続して挿入される3つの磁石1を有する図1の好適な実施例による磁石装置の組立てを示す。全体的な本発明の組立ては、以下の工程を含む。
−磁石フレーム8を支持面上に位置決めし、
−少なくとも2つの磁石1を磁石フレーム8内に挿入し、磁石1を磁石フレーム8及び互いに接着する。
−2つの長手方向外側の磁石1を磁石フレーム8内に挿入し、磁石フレームの長手方向外側端部で磁石を磁石フレームに接着し、
−2つの長手方向外側の磁石1の間で中央の磁石1を磁石フレーム8内に挿入し、中央の磁石1を長手方向外側の磁石1に接着する
ことを含む。
図6は、中空部材組立ロッド11の平面図を示し、図7Aは、図1の好適な実施例による中空部材4を含む前記ロッド11を示しており、2つのコイル部材2、スペーサ3及び2つのコイル膜インターフェース7を分解して示す。図示されているように、ロッド11は、中空部材4の要素2,3及び7の空洞5を包囲する壁に6つの領域で、すなわち、各短い内壁の中心及び各長い内壁の2つの場所で係合する。このようにして、中空部材4の要素2,3及び7のいずれも、ロッド11に対して横方向に移動することはできず、その長手方向に沿ってのみ移動することができる。ロッド11の他の形状は、例えば、中空部材4の要素2,3及び7の空洞5と同一の形状が可能である。図7B−7Hは、この中空部材の組立てを示す。全体的な本発明の組立ては、以下の工程を含む。
−長手方向の通路を形成する空洞5を横方向に取り囲むコイルをそれぞれ有する少なくとも2つのコイル部材2と、少なくとも2つのコイル部材2の空洞5と同じ形状の空洞5を有する少なくとも1つのスペーサ3とを準備し、
−少なくとも2つのコイル部材2及び少なくとも1つのスペーサ3が中空部材組立ロッド11に対して横方向に動くことができないように、少なくとも2つのコイル部材2及び少なくとも1つのスペーサ3の空洞5に幾つかの領域で係合するように寸法決めされた中空部材組立ロッド11を準備し、
−中空部材組立端部ピース12が中空部材組立ロッドに対して横方向に動くことができないように、中空部材組立ロッドを収容する空洞を有する2つの中空部材組立端部ピース12を準備し、
−中空部材組立ロッド11上に
−第1の中空部材組立端部ピース12と、
−少なくとも2つのコイル部材2のうちの第1のコイル部材と、
−少なくとも1つのスペーサ3と、
−少なくとも2つのコイル部材2のうちの第2のコイル部材と、
−第2の中空部材組立端部ピース12と
を連続的に載置し、2つの中空部材組立端部ピース12によって包囲された部材間を接着し、
−第1及び第2の中空部材組立端部ピース12を圧縮し、
−中空部材組立ロッド11から第2の中空部材組立端部ピース12を取り外し、そして、
−少なくとも1つのスペーサ3と第1及び第2のコイル部材2を含む中空部材4を中空部材組立ロッド11から取り外す。
−少なくとも2つのコイル部材2及び少なくとも1つのスペーサ3の空洞5と同じ形状の空洞5を有する2つのコイル膜インターフェース7を準備する
工程が続き、
中空部材組立ロッド11上に第1の中空部材組立端部ピース12を載置する工程には、
−中空部材組立ロッド11上に第1のコイル膜インターフェース7を載置する
工程が続き、
中空部材組立ロッド11上に少なくとも2つのコイル部材2のうちの第2のコイル部材を載置する工程には、
−中空部材組立ロッド11上に第2のコイル膜インターフェース7を載置する
工程が続く。
図8A−8Cは、3つの磁石1、2つのコイル部材2及びスペーサ3有する図1の好適な実施例によるアクチュエータ全体の組立てを示す。全体的な本発明の組立ては、以下の工程を含む。
−上記に従って組み立てられた磁石装置を、上記に従って組み立てられた中空部材4内に挿入し、
−磁石装置と中空部材4を相互連結する弾性手段6を、それぞれの長手方向外側端部に取付手段9を介して取り付ける。
Claims (15)
- 振動アクチュエータであって、
少なくとも1つの磁石(1)を含む磁石装置と、
空洞(5)を横方向に包囲するコイルを有する少なくとも1つのコイル部材(2)を含むとともに開放端部を有する中空部材(4)であって、
前記空洞が、前記磁石装置を収容し前記中空部材(4)と前記磁石装置との相対運動を可能にする長手方向の通路を形成する、中空部材と、
前記磁石装置と前記中空部材(4)とを相互接続する2つの弾性手段(6)と、を備え、
前記弾性手段(6)が、対向する長辺に横方向のくぼみ(10)を有する長方形の薄い膜であるとともに前記弾性手段の各々が前記開放端部に固定されてなる、振動アクチュエータ。
- 前記くぼみ(10)が凹状又は多角形の形状を有する、請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性手段(6)がベリリウム銅から作られる、請求項1又は2に記載のアクチュエータ。
- 前記磁石装置が、互いに対向する同じ極性の2つの磁石(1)を備え、前記中空部材(4)が1つのコイル部材(2)を備える、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 前記磁石装置が、互いに対向する同じ極性の3つの磁石(1)を備え、前記中空部材(4)が、2つのコイル部材(2)とスペーサ(3)とを備える、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 前記コイル部材(2)の長手方向外側端部にコイル膜インターフェース(7)が設けられる、請求項5に記載のアクチュエータ。
- 前記磁石装置が、前記磁石(1)を少なくとも部分的に包囲する磁石フレーム(8)をさらに備える、請求項4ないし6のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 前記中空部材(4)が、シャシに固定されて静止し、前記磁石装置が長手方向線形振動運動を行う、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 前記磁石装置が、シャシに固定されて静止し、前記中空部材(4)が長手方向線形振動運動を行う、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 前記磁石装置及び前記中空部材(4)が平坦で長方形である、請求項1ないし9のいずれか1項に記載のアクチュエータ。
- 請求項5に記載の振動アクチュエータの中空部材を組み立てる方法であって、
長手方向の通路を形成する空洞(5)を横方向に取り囲むコイルをそれぞれ有する少なくとも2つのコイル部材(2)と、前記少なくとも2つのコイル部材(2)の前記空洞(5)と同じ形状の空洞(5)を有する少なくとも1つのスペーサ(3)とを準備する工程、
前記少なくとも2つのコイル部材(2)及び前記少なくとも1つのスペーサ(3)が中空部材組立ロッド(11)に対して横方向に動くことができないように、前記少なくとも2つのコイル部材(2)及び前記少なくとも1つのスペーサ(3)の前記空洞(5)に幾つかの領域で係合するように寸法決めされた中空部材組立ロッド(11)を準備する工程、
中空部材組立端部ピース(12)が前記中空部材組立ロッドに対して横方向に動くことができないように、前記中空部材組立ロッドを収容する空洞を有する2つの中空部材組立端部ピース(12)を準備する工程、
前記中空部材組立ロッド(11)上に
第1の前記中空部材組立端部ピース(12)と、
前記少なくとも2つのコイル部材(2)のうちの第1のコイル部材と、
前記少なくとも1つのスペーサ(3)と、
前記少なくとも2つのコイル部材(2)のうちの第2のコイル部材と、
第2の前記中空部材組立端部ピース(12)と
を連続的に載置し、2つの前記中空部材組立端部ピース(12)によって包囲された前記部材間を接着する工程、
前記第1及び第2の中空部材組立端部ピース(12)を圧縮する工程、
前記中空部材組立ロッド(11)から前記第2の中空部材組立端部ピース(12)を取り外す工程、及び、
前記少なくとも1つのスペーサ(3)と前記第1及び第2のコイル部材(2)を含む前記中空部材(4)を前記中空部材組立ロッド(11)から取り外す工程、
を備える方法。 - 長手方向の通路を形成する空洞(5)を横方向に取り囲むコイルをそれぞれ有する少なくとも2つのコイル部材(2)と、前記少なくとも2つのコイル部材(2)の前記空洞(5)と同じ形状の空洞(5)を有する少なくとも1つのスペーサ(3)とを準備する前記工程には、
前記少なくとも2つのコイル部材(2)及び前記少なくとも1つのスペーサ(3)の前記空洞(5)と同じ形状の空洞(5)を有する2つのコイル膜インターフェース(7)を準備する工程
が続き、
前記中空部材組立ロッド(11)上に第1の前記中空部材組立端部ピース(12)を載置する前記工程には、
前記中空部材組立ロッド(11)上に第1の前記コイル膜インターフェース(7)を載置する工程
が続き、
前記中空部材組立ロッド(11)上に前記少なくとも2つのコイル部材(2)のうちの第2のコイル部材を載置する前記工程には、
前記中空部材組立ロッド(11)上に第2の前記コイル膜インターフェース(7)を載置する工程
が続く、請求項11に記載の方法。 - 磁石フレーム(8)を支持面上に位置決めする工程、
2つの長手方向外側の磁石(1)を前記磁石フレーム(8)内に挿入し、前記磁石フレームの長手方向外側端部で前記磁石を前記磁石フレーム(8)に接着する工程、
前記2つの長手方向外側の磁石(1)の間で第3の中央の磁石(1)を前記磁石フレーム(8)内に挿入し、前記中央の磁石(1)を前記長手方向外側の磁石(1)に接着する工程、
磁石装置(1,8)を前記中空部材(4)内に挿入する工程、
前記磁石装置と前記中空部材(4)を相互連結する弾性手段(6)を、それぞれの長手方向外側端部に取付手段(9)を介して取り付ける工程、
をさらに備える、請求項11に記載の方法。 - 前記弾性手段(6)が、対向する長辺に横方向のくぼみ(10)を有する長方形の薄い膜である、請求項13に記載の方法。
- 前記膜(6)がベリリウム銅から作られる、請求項14に記載の方法。
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