JP7410747B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
材は、可動体の重量を調節する錘であるとともに、磁気回路を構成するヨークである。このように、2枚の磁性部材を重ねて磁石の端面に固定することにより、磁気飽和を起こしやすい部分だけを厚くすることができる。従って、磁気効率を向上させるとともに、可動体の大型化を抑制でき、アクチュエータの大型化を抑制できる。さらに、第2磁性部材を錘として兼用できるので、別途錘を追加しなくても可動体の重量を調整できる。従って、可動体の大型化を抑制でき、アクチュエータの大型化を抑制できる。
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、図3は、図1に示すアクチュエータの面図である。図2は、XZ平面で切断した断面図であり、図3は、YZ平面で切断した断面図である。図4は、図1に示すアクチュエータ1の分解斜視図である。アクチュエータ1は、支持体2と、可動体3と、支持体2および可動体3に接続された接続体10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機構6とを備える。接続体10は、弾性および粘弾性のうちの少なくとも一方を備える。磁気駆動機構6は、可動体3に配置される磁石61と、支持体2に配置されるコイル62とを備えており、支持体2に対して可動体3を軸線L方向に相対移動させる。可動体3は、軸線L方向の一方側L1の端部、および軸線L方向の他方側L2の端部の各位置において、接続体10を介して支持体2と接続される。
支持体2は、筒状のケース20と、ケース20の軸線L方向の一方側L1の開口を塞ぐ第1蓋部材21と、ケース20の軸線L方向の他方側L2の開口を塞ぐ第2蓋部材22と、ケース20の内側で第1蓋部材21と第2蓋部材22との間に配置されるコイルホルダ4を有する。本形態では、ケース20、第1蓋部材21、第2蓋部材22、およびコイルホルダ4は樹脂製である。また、支持体2は、コイルホルダ4の内周側に嵌まる第1環状部材51と、ケース20の内周側に嵌まる第2環状部材52を有する。第1環状部材51と第2環状部材52とは同一形状であり、軸線L方向で逆向きに配置される。
からケース20の外部へ突出しており、配線基板7に接続される。配線引き出し部60および配線基板7の詳細な構成については後述する。
図2、図3に示すように、コイルホルダ4は、第1環状部材51を軸線L方向に位置決めする第1段部44を備える。環状部41の内周面には、軸線L方向の他方側L2に凹む第1凹部43が設けられ、第1環状部材51は、第1凹部43に圧入される。第1段部44は、第1凹部43の軸線L方向の他方側L2の端部に設けられている。本形態では、第1環状部材51の外周面に形成された環状段部511が第1段部44に軸線L方向に当接する。
ケース20は、コイルホルダ4を軸線L方向に位置決めする第3段部47を備える。図3に示すように、第3段部47は、ケース本体24の内周面に形成される。図4に示すように、コイルホルダ4が嵌まるケース本体24の内周面には、軸線L方向に延びる複数の溝部48が形成され、各溝部48の軸線L方向の他方側L2の端部に第3段部47が形成されている。一方、コイルホルダ4は、環状部41の外周面において軸線L方向に延びる複数の凸部49を備える。複数の溝部48および凸部49は、それぞれ、周方向に等間隔で配置される。支持体2を組み立てる際、コイルホルダ4の各凸部49は、ケース本体24の各溝部48に軸線L方向の一方側L1から嵌め込まれ、第3段部47に軸線L方向に当接する。これにより、コイルホルダ4がケース本体24に圧入されて固定されるとともに、コイルホルダ4が軸線L方向に位置決めされる。
置決めされる。
図5は、ケース20から第1蓋部材21および第2蓋部材22を取り外したアクチュエータ1を軸線L方向の一方側L1から見た斜視図である。図6は、ケース20から第1蓋部材21および第2蓋部材22を取り外したアクチュエータ1を軸線L方向の他方側L2から見た斜視図である。第1蓋部材21および第2蓋部材22は、それぞれ、ケース20の端部に圧入され、ケース20の端部から外れないように係止されている。
固定される。図2、図4に示すように、コイルホルダ4は、環状部41から軸線L方向の一方側L1に突出する複数の溶着部410を備える。本形態では、3個所の溶着部410が周方向に等間隔で配置される。一方、図2に示すように、第1蓋部材21は、コイルホルダ4と軸線L方向に対向する3個所の溶着用凹部210を備える。図6に示すように、各溶着用凹部210は、周方向で隣り合う係止部27の中間に配置される。図2に示すように、第1蓋部材21をケース20に固定する際には、各溶着部410が第1蓋部材21の溶着用凹部210に溶着される。
図1、図2に示すように、支持体2は、磁気駆動機構6のコイル62に接続されるコイル線63あるいはコイル線63に接続された端子ピン64を外部に引き出すための配線引き出し部60を備える。配線引き出し部60は、ケース20の縁を軸線L方向に切り欠いた切欠き部65と、第1蓋部材21(蓋部材)に形成されたカバー66との間に設けられた開口部である。
にそれぞれカバー66の係止部68が挿入される。これにより、図7に示すように、切欠き部65の縁がカバー66によって係止される。従って、切欠き部65の幅が拡がってケース20が変形することが抑制される。
図4、図5に示すように、ケース20は、切欠き部65に軸線L方向で隣り合う矩形の基板固定部69を備える。基板固定部69は、ケース本体24の外周面から突出する凸部であり、平坦な基板固定面690を備える。基板固定部69は、配線基板7の縁を係止する爪部691を備える。本形態では、基板固定部69の軸線L方向の両側の縁にそれぞれ、1か所ずつ爪部691が形成されている。図1、図2に示すように、配線基板7は、軸線L方向の一方側L1の端部および他方側L2の端部の2か所が爪部691に係止されることにより、基板固定部69に固定される。なお、基板固定面690に接着剤を塗布してもよい。この場合には、接着剤と爪部691とを併用して配線基板7が固定される。
図9は、可動体3、接続体10、第1環状部材51、および第2環状部材52の分解斜視図である。図2、図3に示すように、可動体3は、支持体2の径方向の中心において軸線L方向に延びる支軸30を有する。支軸30には、筒状の第1固定部材36、および筒状の第2固定部材37によって、磁石61およびヨーク35が固定されている。支軸30は金属製の丸棒である。第1固定部材36および第2固定部材37は、金属製の円筒体であり、第1固定部材36および第2固定部材37には円形の貫通穴が設けられている。
支持体2と可動体3との間に接続体10を配置するにあたって、支持体2は、上記のように、軸線L方向に離間した2か所に配置される第1環状部材51および第2環状部材52を備える。また、可動体3は、軸線L方向に離間した2か所に配置される第1固定部材36および第2固定部材37を備えている。第1環状部材51の内周面によって、第1固定部材36に径方向外側で対向する第1環状壁510が構成されており、第2環状部材5
2の内周面によって、第2固定部材37に径方向外側で対向する第2環状壁520が構成されている。接続体10は、第1環状壁510と第1固定部材36との間に配置された環状の第1接続体11、および、第2環状壁520と第2固定部材37との間に配置された環状の第2接続体12を備える。
アクチュエータ1は、コイル62に通電することにより、磁気駆動機構6が、可動体3を軸線L方向に駆動する駆動力を発生させる。コイル62への通電を切ると、可動体3は、接続体10の復帰力によって原点位置へ戻る。従って、コイル62への通電を断続的に行うことにより、可動体3は、軸線L方向で振動する。また、コイル62に印加する交流
波形を調整することで、可動体3が軸線L方向の一方側L1に移動する加速度と、可動体3が軸線L方向の他方側L2に移動する加速度を異なるものとすることができる。それ故、アクチュエータ1を触覚デバイスとして取り付けた機器を手にした者は、軸線L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、アクチュエータ1を利用してスピーカを構成することもできる。
以上説明したように、本形態のアクチュエータ1は、支持体2と、可動体3と、支持体2および可動体3に接続され、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備えた接続体10と、磁石61およびコイル62を備え、可動体3を支持体2に対して相対移動させる磁気駆動機構6と、を有する。可動体3は、外周面に磁石61が固定される支軸30と、磁石61を介して支軸30に固定される第1磁性部材33および第2磁性部材34と、を備える。第1磁性部材33は、磁石61の軸線L方向の他方側L2の端面に固定され、第2磁性部材34は、第1磁性部材33に対して磁石61とは反対側(すなわち、軸線L方向の他方側L2)から固定される。第2磁性部材34は、可動体3の重量を調節する錘であり、且つ、第1磁性部材33とともに磁気回路を形成するヨーク35の一部である。
状壁、511…環状段部、520…第2環状壁、521…環状段部、610…軸穴、640…保持溝、650…突出部、660…湾曲板、690…基板固定面、691…爪部、692…凹部、L…軸線、L1…軸線方向の一方側、L2…軸線方向の他方側
Claims (4)
- 支持体と、
可動体と、
前記支持体および前記可動体に接続され、弾性および粘弾性の少なくとも一方を備えた接続体と、
磁石およびコイルを備え、前記可動体を前記支持体に対して相対移動させる磁気駆動機構と、を有し、
前記可動体は、
外周面に前記磁石が固定される支軸と、
前記磁石を介して前記支軸に固定される第1磁性部材および第2磁性部材と、を備え、
前記第1磁性部材と前記第2磁性部材の一方は、前記磁石の軸線方向の端面に固定され、
前記第1磁性部材と前記第2磁性部材の他方は、前記一方に対して前記磁石とは反対側から固定され、
前記第2磁性部材は、前記可動体の重量を調節する錘であり、且つ、前記第1磁性部材とともに磁気回路を形成するヨークであることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記第1磁性部材は、
前記支軸が通る軸穴が形成された端板部と、前記端板部の外縁から前記磁石の側へ延びる円筒部と、を備え、
前記コイルは、少なくとも一部が前記円筒部と前記磁石の外周面との間に配置されることを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記可動体は、
前記磁石に対して前記第1磁性部材および前記第2磁性部材は反対側から固定される第3磁性部材を備え、
前記第3磁性部材は、前記円筒部の内周側に配置され、
前記コイルは、少なくとも一部が第3磁性部材と前記円筒部の間に配置されることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。 - 前記可動体は、
前記磁石、前記第1磁性部材、および前記第2磁性部材に対して前記軸線方向の一方側で前記支軸に固定される筒状の第1固定部材と、
前記磁石、前記第1磁性部材、および前記第2磁性部材に対して前記軸線方向の他方側で前記支軸に固定される筒状の第2固定部材と、を備え、
前記支持体は、前記第1固定部材に径方向外側で対向する第1環状部材と、前記第2固定部材に径方向外側で対向する第2環状部材を備え、
前記接続体は、前記第1固定部材と前記第1環状部材との間に配置される第1接続体と、前記第2固定部材と前記第2環状部材との間に配置される第2接続体と、を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のアクチュエータ。
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