JP7410791B2 - アクチュエータ - Google Patents
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Description
体の他方の内周側で前記磁石および前記コイルのうちの一方を支持する支軸と、前記支軸を囲む内側環状部と、を備え、前記可動体および前記支持体のうちの他方は、前記内側環状部と径方向で対向する外側環状部と、前記外側環状部の外周側を囲む筒状のケースと、前記ケースの端部を塞ぐ蓋部材と、を備え、前記接続体は、前記内側環状部と前記外側環状部との径方向の隙間に配置され、前記内側環状部、前記外側環状部、および前記接続体は、前記ケースの内部空間を前記支軸の軸線方向に仕切る仕切り部を構成し、前記仕切り部を前記軸線方向に貫通する空気通路を備えることを特徴とする。
接続体を配置できるので、アクチュエータの軸線方向の小型化を図ることができる。
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は、図1に示すアクチュエータ1の分解斜視図である。図3、図4は、図1に示すアクチュエータ1の断面図である。図3は、図1のA-A位置で切断した断面図である。図4は、図1のB-B位置で切断した断面図であり、図3と直交する方向で切断した断面図である。図5は、第1蓋部材21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から見た平面図であり、図6は、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から見た平面図である。図7は、第1仕切り部91を構成する部材の分解斜視図である。
図2~図4に示すように、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の内周側で第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外枠部材51と、第1外枠部材51に対して軸線L方向の他方側
L2に離間した位置でケース20の内周側に嵌まる第2外枠部材52を有する。第1外枠部材51と第2外枠部材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。
接続体10は、第1外枠部材51の内周面に接合された環状の第1接続体11と、第2外枠部材52の内周面に接合された環状の第2接続体12を備える。可動体3の軸線L方向の一端側に第1接続体11が配置され、可動体3の軸線L方向の一端側に第2接続体12が配置される。後述するように、第1接続体11および第2接続体12はゲル材料を成形したゲル状部材であり、ゲル状部材自身の粘着性によって、第1外枠部材51および第2外枠部材52に接合される。本形態では、第1外枠部材51をコイルホルダ4に圧入して固定することにより、第1接続体11が支持体2に接続される。また、第2外枠部材52をケース20に圧入して固定することにより、第2接続体12が支持体2に接続される。
図2に示すように、コイルホルダ4は、環状の第1外枠部材固定部41と、第1外枠部材固定部41から軸線L方向の他方側L2へ突出する胴部42とを備えており、胴部42の周りにコイル62が配置される。コイル62から引き出されたコイル線63の端部は、コイルホルダ4の第1外枠部材固定部41から径方向外側へ突出する2本の端子ピン64に絡げられている。図1に示すように、端子ピン64はケース20の外部へ突出しており、配線基板7に接続される。
ケース20は、円筒状のケース本体24と、ケース本体24の内周側に配置される第2外枠部材固定部25を備える。図2に示すように、第2外枠部材固定部25は、ケース本体24の内周面から内周側に突出しており、ケース本体24と一体に成形される。図3、図4に示すように、第2外枠部材固定部25は、コイルホルダ4に対して軸線L方向の他方側L2に離間した位置に配置される。
向の一方側L1から嵌め込まれ、第3段部47に対して軸線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。
図3、図4に示すように、第1蓋部材21は、コイルホルダ4に設けられた第1外枠部材固定部41の軸線L方向の一方側L1からケース本体24に固定されている。また、第2蓋部材22は、第2外枠部材固定部25の軸線L方向の他方側L2からケース本体24に固定されている。図2に示すように、第1蓋部材21および第2蓋部材22は、それぞれ、軸線L方向から見て円形の蓋部26と、蓋部26の外周縁に等間隔で配置された複数の係止部27を備える。本形態では、第1蓋部材21および第2蓋部材22は、それぞれ、3個所の係止部27を備える。係止部27は、蓋部26から外周側へ拡がる方向に傾斜して延びる爪部である。
4に設けられた3個所の規制部28と軸線L方向で重なる部分を内周側に切り欠いた溝部48を備える。従って、コイルホルダ4をケース本体24の内部に挿入する際に、第1外枠部材固定部41と規制部28とが干渉することが回避される。
図1、図3に示すように、支持体2は、磁気駆動機構6のコイル62から引き出したコイル線63を絡げた端子ピン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の軸線L方向の一方側L1の縁を軸線L方向の他方側L2に切り欠いた切欠き部65と、第1蓋部材21の外周縁の周方向の一部から軸線L方向の他方側L2に延びるカバー66との間に設けられた隙間である。
図2~図4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内枠部材36、および筒状の第2内枠部材37によって、磁石61およびヨーク35が固定される。支軸30は金属製の丸棒である。第1内枠部材36および第2内枠部材37は、金属製の円筒体であり、第1内枠部材36および第2内枠部材37には円形の貫通穴が設けられている。第1内枠部材36および第2内枠部材37は同一形状であり、軸線L方向に逆向きに配置される。
本形態では、第1接続体11および第2接続体12は、ゲル材料を成形したゲル状部材である。第1接続体11を成形するときは、治具によって第1外枠部材51および第1内枠部材36を同軸に位置決めして第1外枠部材51と第1内枠部材36との間に環状の隙間を形成し、この隙間にゲル材料を充填して熱硬化させる。これにより、ゲル状部材自身の粘着性によって、第1接続体11が第1外枠部材51の内周面、および、第1内枠部材36の外周面に接合される。なお、ゲル材料を充填する前に、第1外枠部材51の内周面、および第1内枠部材36の外周面にプライマー等の接合促進剤を塗布することによって接合強度を高めることができる。第2接続体12についても、同様に、第2外枠部材52と第2内枠部材37との間に環状の隙間を形成し、この隙間にゲル材料を充填して熱硬化させることにより成形される。
体3とを接続することができる。
アクチュエータ1は、円筒状の接続体10を可動体3と支持体2との径方向の隙間に配置して、全周で可動体3と支持体2とを接続する構造である。このため、アクチュエータ1は、ケース20の内部空間が接続体10を含む仕切り部9によって軸線L方向に仕切られている。本形態では、可動体3の軸線L方向の両端を接続体10によって支持体2に接続している。そのため、軸線L方向に離間した2か所に仕切り部9が設けられている。以下、軸線L方向の一方側L1に配置される仕切り部9を第1仕切り部91とし、軸線L方向の他方側L2に配置される仕切り部9を第2仕切り部92とする。第1仕切り部91は、第1接続体11を備える。また、第2仕切り部92は、第2接続体12を備える。
仕切り部9には、アクチュエータ1の内部空間における空気の流動性を高めるための空気通路Pが設けられている。空気通路Pは、仕切り部9を軸線L方向に貫通する貫通部である。空気通路Pは、第1仕切り部91および第2仕切り部92のそれぞれに設けられている。以下、第1仕切り部91に設けられた空気通路Pを第1空気通路P1とし、第2仕切り部92に設けられた空気通路Pを第2空気通路P2とする。
7に示すように、第1外枠部材固定部41の内周面には、軸線L方向に延びる溝部93が形成されている。図5に示すように、第1外枠部材固定部41の内周側に第1外枠部材51を圧入すると、第1外枠部材51の外周面と溝部93によって第1空気通路P1が形成される。本形態では、6本の溝部93が周方向に等間隔で設けられているため、第1空気通路P1は、周方向に等間隔で6箇所に設けられている。
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および可動体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、支持体2の内周側で磁石61を支持する支軸30と、支軸30を囲む内側環状部(第1内枠部材36、第2内枠部材37)と、を備える。支持体2は、内側環状部(第1内枠部材36、第2内枠部材37)と径方向で対向する外側環状部(第1外枠部材51および第1外枠部材固定部41、第2外枠部材52および第2外枠部材固定部25)と、外側環状部の外周側を囲む筒状のケース20と、ケース20の端部を塞ぐ第1蓋部材21および第2蓋部材22と、を備える。接続体10は、内側環状部と外側環状部との径方向の隙間に配置されている。内側環状部、外側環状部、および接続体10は、ケース20の内部空間を支軸30の軸線L方向に仕切る仕切り部9を構成し、仕切り部9を軸線L方向に貫通する空気通路Pを備える。
って、アクチュエータ1の製造を容易化できる。
ので、ケース20の内部へのコンタミの侵入を抑制できる。よって、コンタミが磁気駆動機構6および接続体10に悪影響を及ぼす恐れが少ない。また、ケース20の外部に漏れる動作音を小さくすることができる。
上記形態では、第1外枠部材固定部41と第1外枠部材51との間に第1空気通路P1が設けられているが、第1空気通路P1は、第1仕切り部91のどの部位に設けられていてもよい。例えば、第1外枠部材51の内部もしくは第1内枠部材36に貫通部を形成し、貫通部を空気通路としてもよい。あるいは、第1外枠部材固定部41に貫通部を形成し、貫通部を空気通路としてもよい。また、第1内枠部材36と第1接続体11の内周面との間、もしくは、第1外枠部材51と第1接続体11の外周面との間に空気通路を形成してもよい、同様に、第2空気通路P2は、第2仕切り部92のどの部位に設けられていてもよい。
Claims (12)
- 支持体および可動体と、
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、
前記可動体および前記支持体の一方は、前記可動体および前記支持体の他方の内周側で前記磁石および前記コイルのうちの一方を支持する支軸と、前記支軸を囲む内側環状部と、を備え、
前記可動体および前記支持体のうちの他方は、前記内側環状部と径方向で対向する外側環状部と、前記外側環状部の外周側を囲む筒状のケースと、前記ケースの端部を塞ぐ蓋部材と、を備え、
前記接続体は、前記内側環状部と前記外側環状部との径方向の隙間に配置され、
前記内側環状部、前記外側環状部、および前記接続体は、前記ケースの内部空間を前記支軸の軸線方向に仕切る仕切り部を構成し、
前記仕切り部を前記軸線方向に貫通する空気通路を備えることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記内側環状部は、前記支軸に固定される内枠部材であり、
前記外側環状部は、前記内枠部材を囲む外枠部材と、前記外枠部材を囲む外枠部材固定部を備え、
前記接続体は、前記外枠部材と前記内枠部材とを接続し、
空気通路は、前記外枠部材と前記外枠部材固定部との間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。 - 前記接続体は、前記外枠部材と前記内枠部材との間で成形されたゲル状部材であることを特徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。
- 前記接続体は、前記可動体の前記軸線方向の一端と前記支持体とを接続する第1接続体、および、前記可動体の前記軸線方向の他端と前記支持体とを接続する第2接続体を備え、
前記内側環状部は、前記第1接続体に接続される第1内側環状部、および、前記第2接続体に接続される第2内側環状部を備え、
前記外側環状部は、前記第1接続体に接続される第1外側環状部、および、前記第2接続体に接続される第2外側環状部を備え、
前記仕切り部は、
前記第1内側環状部、前記第1外側環状部、および前記第1接続体を備えた第1仕切り部と、
前記第2内側環状部、前記第2外側環状部、および前記第2接続体を備えた第2仕切り部と、を備え、
前記空気通路は、前記第1仕切り部に設けられた第1空気通路、および、前記第2仕切り部に設けられた第2空気通路を備え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内側環状部は、前記支軸に固定される第1内枠部材であり、
前記第1外側環状部は、前記第1内枠部材を囲む第1外枠部材、および、前記第1外枠部材を囲む第1外枠部材固定部を備え、
前記第1外枠部材固定部は、前記ケースの内周側に配置されるコイルホルダに設けら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空気通路は、前記第1外枠部材と前記第1外枠部材固定部との間に設けられていることを特徴とする請求項5に記載のアクチュエータ。
- 前記第1外枠部材固定部の内周面に前記軸線方向に延びる溝部が設けられ、
前記第1空気通路は、前記溝部と前記第1外枠部材の外周面との隙間であることを特徴とする請求項6に記載のアクチュエータ。 - 前記コイルホルダは、前記ケースの内周面に接着されていることを特徴とする請求項5から7の何れか一項に記載のアクチュエータ。
- 前記蓋部材は、前記ケースの一端を塞ぐ第1蓋部材と、前記ケースの他端を塞ぐ第2蓋部材を備え、
前記ケースと前記第1蓋部材との隙間、および、前記ケースと前記第2蓋部材との隙間は、封止材で封止されることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記ケースは、前記コイルに給電する基板が配置される切欠き部を備え、
前記ケースと前記基板との隙間は、封止材で封止されることを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載のアクチュエータ。 - 前記封止材は、接着剤であることを特徴とする請求項9または10に記載のアクチュエータ。
- 前記空気通路は、周方向に間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項1から11の何れか一項に記載のアクチュエータ。
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