JP7072502B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
して直交する第2方向に駆動する第1磁気駆動回路と、前記第1磁気駆動回路に対して前記第1方向で重なる位置に前記第1方向で対向する第2コイルおよび第2磁石を備え、前記可動体を前記第1方向と直交し、前記第2方向に交差する第3方向に駆動する第2磁気駆動回路と、からなり、前記第1コイルを保持する第1コイルホルダと、前記第2コイルを保持する第2コイルホルダと、を備え、前記第1コイルホルダおよび前記第2コイルホルダは、前記第1方向に重ねて配置されて連結されており、前記第1磁石は、前記第1コイルの前記第3方向に延在する第1有効辺部分に前記第1方向で対向し、前記第2磁石は、前記第2コイルの前記第2方向に延在する第2有効辺部分に前記第1方向で対向し、前記第1コイルホルダは、前記第1磁石に前記第3方向で対向して前記可動体の前記第3方向への可動範囲を規定する第1ストッパ部を備え、前記第2コイルホルダは、前記第2磁石に前記第2方向で対向して前記可動体の前記第2方向への可動範囲を規定する第2ストッパ部を備えていることを特徴とする。
X方向=本発明における「第2方向」
Y方向=本発明における「第3方向」
Z方向=本発明における「第1方向」
図1は、本発明を適用したアクチュエータ1の斜視図である。図2は、図1に示すアクチュエータ1を第1方向(Z方向)および第2方向(X方向)に切断したときの説明図である。図3は、図1に示すアクチュエータ1を第1方向(Z方向)および第3方向(Y方向)に切断したときの説明図である。図4は、図1に示す第1端板28および第2端板29を外した状態のアクチュエータ1の分解斜視図である。
図5は、図1に示すアクチュエータ1に用いた駆動機構を分解したときの分解斜視図である。図2、図3、図4および図5に示すように、第1磁気駆動回路6は、第1コイル61と、第1コイル61にZ方向の一方側Z1で対向する第1磁石621と、第1コイル61にZ方向の他方側Z2で対向する第1磁石622とを有している。第2磁気駆動回路7は、第2コイル71と、第2コイル71にZ方向の一方側Z1で対向する第2磁石721と、第2コイル71にZ方向の他方側Z2で対向する第2磁石722とを有しており、第2磁気駆動回路7(第2コイル71、および第2磁石721、722)は、第1磁気駆動回路6に対してZ方向の他方側Z2で重なる位置に設けられている。
図6は、図5に示す第1磁気駆動回路6の分解斜視図である。図4、図5および図6に示すように、第1コイルホルダ65は、第1コイル61を内側に保持する第1枠部66と、第1枠部66の端部(4つの角)からZ方向の両側に向けて突出した複数の第1柱状部69とを備えており、第1柱状部69は、第1端板28と連結されている。第1コイルホルダ65は、樹脂製あるいは金属製である。本形態において、第1コイルホルダ65は、樹脂製である。
図7は、図5に示す第2磁気駆動回路7の分解斜視図である。図4、図5および図7に示すように、第2コイルホルダ75は、第2コイル71を内側に保持する第2枠部76と、第2枠部76の端部(4つの角)からZ方向の両側に突出した複数の第2柱状部79とを備えており、第2柱状部79は、Z方向の一方側Z1で隣り合う第1コイルホルダ65の第1柱状部69と連結されている。また、第2柱状部79は、第2端板29と連結されている。第2コイルホルダ75は、樹脂製あるいは金属製である。本形態において、第2コイルホルダ75は、樹脂製である。
このように構成したアクチュエータ1において、第1コイル61、第2コイル71、第1コイルホルダ65、および第2コイルホルダ75は、可動体3のX方向の中心を通ってY方向に延在する仮想線の中心とする線対称、かつ、Y方向の中心を通ってX方向に延在する仮想線の中心とする線対称に構成されている。また、第1磁石621、622、第2磁石721、722、第1ヨーク64、および第2ヨーク74は、可動体3のX方向の中心を通ってY方向に延在する仮想線の中心とする線対称、かつ、Y方向の中心を通ってX方向に延在する仮想線の中心とする線対称に構成されている。
本形態のアクチュエータ1において、第1コイル61に交流を印加する一方、第2コイル71への通電を停止すると、可動体3は、X方向に振動するため、アクチュエータ1における重心がX方向に変動する。このため、利用者は、X方向の振動を体感することができる。その際、第1コイル61に印加する交流波形を調整して、可動体3がX方向の一方側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、X方向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71に交流を印加する一方、第1コイル61への通電を停止する。その結果、可動体3は、Y方向に振動するため、アクチュエータ1における重心がY方向に変動する。このため、利用者は、Y方向の振動を体感することができる。その際、第2コイル71に印加する交流波形を調整して、可動体3がY方向の一方側Y1に移動する加速度と、可動体3が第3方向の他方側Y2に移動する加速度とを相違させれば、利用者は、Y方向において方向性を有する振動を体感することができる。
本形態のアクチュエータ1では、可動体3が支持体2に対して過度に移動した際、強度の弱い個所が当接しないように、図2および図3に示すストッパ機構が設けられている。より具体的には、図3に示すように、第1磁石621に対してY方向の一方側Y1で所定の間隔を介して対向する位置には、第1コイルホルダ65の第1座部681が位置し、第1磁石621に対してY方向の他方側Y2で所定の間隔を介して対向する位置には、第1コイルホルダ65の第1座部682が位置している。本形態において、第1座部681、682のY方向で第1磁石621と対向する側端部が第1ストッパ部683、684として機能する。したがって、第2磁気駆動回路7によって可動体3をY方向に駆動した際の可動体3のY方向への可動範囲は、第1磁気駆動回路6の第1磁石621と第1コイルホルダ65の第1座部681、682(第1ストッパ部683、684)とによって構成された第1ストッパ機構によって規制されている。
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、可動体3をX方向に振動させる第1磁気駆動回路6(駆動機構)、および可動体3をY方向に振動させる第2磁気駆動回路7(駆動機構)が設けられているため、可動体3をX方向およびY方向に振動させることができる。したがって、使用者にX方向の振動、Y方向の振動、X方向の振動とY方向の振動とを組み合わせた振動を体感させることができる。また、第1磁気駆動回路6、および第2磁気駆動回路7がZ方向に重ねて配置されているため、アクチュエータ1をZ方向からみたときのサイズ(平面積)が小さい。それゆえ、本形態のアクチュエータ1は、手に持つコントローラ等の機器に搭載するのに適している。また、アクチュエータ1は、Z方向に重ねて配置された第1磁気駆動回路6および第2磁気駆動回路7からなるため、アクチュエータの第1方向のサイズ(厚さ)を小型化することができる。
図8は、本発明を適用したアクチュエータ1に用いられる磁気駆動回路の変形例を模式的に示す説明図であり、図8(a)、(b)、(c)、(d)には第1変形例、第2変形例、第3変形例、および第3変形例を示してある。
上記実施の形態では、弾性部材4(粘弾性部材)を可動体3のZ方向の両側に配置したが、可動体3のX方向の両側、および可動体3のY方向の両側に弾性部材4(粘弾性部材)を配置してもよい。また、上記実施の形態では、弾性部材4としてゲル状ダンパー部材を用いたが、ゴムやバネ等を弾性部材4として用いてもよい。ゲル状部材(ゲル状ダンパー部材)としては、シリコーン系ゲルを例示することができる。より具体的には、弾性部材4として、針入度が10度から110度であるシリコーン系ゲルを用いることができる。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。
Claims (13)
- 支持体と、
前記支持体に対して移動可能な可動体と、
前記可動体を駆動する駆動機構と、
を有し、
前記駆動機構は、
第1方向で対向する第1コイルおよび第1磁石を備え、前記可動体を前記第1方向に対して直交する第2方向に駆動する第1磁気駆動回路と、
前記第1磁気駆動回路に対して前記第1方向で重なる位置に前記第1方向で対向する第2コイルおよび第2磁石を備え、前記可動体を前記第1方向と直交し、前記第2方向に交差する第3方向に駆動する第2磁気駆動回路と、からなり、
前記第1コイルを保持する第1コイルホルダと、前記第2コイルを保持する第2コイルホルダと、を備え、
前記第1コイルホルダおよび前記第2コイルホルダは、前記第1方向に重ねて配置されて連結されており、
前記第1磁石は、前記第1コイルの前記第3方向に延在する第1有効辺部分に前記第1方向で対向し、
前記第2磁石は、前記第2コイルの前記第2方向に延在する第2有効辺部分に前記第1方向で対向し、
前記第1コイルホルダは、前記第1磁石に前記第3方向で対向して前記可動体の前記第3方向への可動範囲を規定する第1ストッパ部を備え、
前記第2コイルホルダは、前記第2磁石に前記第2方向で対向して前記可動体の前記第2方向への可動範囲を規定する第2ストッパ部を備えていることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記第1コイルホルダは、前記第1コイルを内側に保持する第1枠部と、前記第1枠部の端部から前記第1方向に突出した複数の第1柱状部と、を備え、
前記第2コイルホルダは、前記第2コイルを内側に保持する第2枠部と、前記第2枠部の端部から前記第1方向に突出した複数の第2柱状部と、を備え
前記複数の第1柱状部と前記複数の第2柱状部とが各々、連結されていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記第1コイルに対して前記第1方向の一方側、前記第1コイルと前記第2コイルとの間、前記第2コイルに対して前記第1方向の他方側に配置された複数のヨークを備え、
前記第1磁石および前記第2磁石は各々、前記複数のヨークのいずれかに保持されていることを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。 - 前記第1コイルと前記第2コイルとの間には、前記ヨークが1つ配置されていることを特徴とする請求項3に記載のアクチュエータ。
- 前記第1コイルに対して前記第2コイルとは反対側に前記第1磁石が配置され、
前記第2コイルに対して前記第1コイルとは反対側に前記第2磁石が配置されていることを特徴とする請求項4に記載のアクチュエータ。 - 前記第1コイルおよび前記第2コイルは、前記支持体の側に設けられ、
前記第1磁石および前記第2磁石は、前記可動体の側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記第1方向において前記可動体と前記支持体とが対向する部分に弾性または粘弾性を備えた弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性部材は、前記可動体、および前記支持体において前記可動体に前記第1方向の一方側で対向する部分の双方に接する第1弾性部材と、前記可動体、および前記支持体において前記可動体に前記第1方向の他方側で対向する部分の双方に接する第2弾性部材として配置されていることを特徴とする請求項7に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性部材は、前記可動体に対する前記第1方向の一方側、および前記可動体に対する前記第1方向の他方側の各々において前記支持体および前記可動体に接着されていることを特徴とする請求項8に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性部材は、前記可動体に対する前記第1方向の一方側、および前記可動体に対する前記第1方向の他方側の各々において前記支持体と前記可動体との間で前記第1方向に圧縮された状態にあることを特徴とする請求項9に記載のアクチュエータ。
- 前記弾性部材は、粘弾性部材であることを特徴とする請求項10に記載のアクチュエータ。
- 前記粘弾性部材は、ゲル状部材であることを特徴とする請求項11に記載のアクチュエータ。
- 前記ゲル状部材は、シリコーン系ゲルであることを特徴とする請求項12に記載のアクチュエータ。
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