WO2009119414A1 - アクチュエータ、当該アクチュエータを備えた携帯機器及びゲーム機器 - Google Patents
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- H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
- H02K7/061—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses
- H02K7/063—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa using rotary unbalanced masses integrally combined with motor parts, e.g. motors with eccentric rotors
Definitions
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide an actuator capable of obtaining a desired vibration, a portable device and a game device including the actuator.
- the purpose is to provide.
- the electromagnetic actuator 100 includes a fixed portion 1, a movable portion 2, a frame portion 3 that supports the movable portion 2, and a lid portion 4 that is supported by the frame portion 3.
- the control unit 5 controls the operation of the electromagnetic actuator 100.
- the fixing part 1 is formed of a printed circuit board 11 and four electromagnets 12 formed on the upper surface of the printed circuit board 11.
- the electromagnet 12 is an example of the “first magnet” in the present invention.
- the four electromagnets 12 each have coil portions 12a, 12b, 12c, and 12d, and are arranged in an annular shape when viewed in plan.
- the coil portions 12a, 12b, 12c and 12d are examples of the “coil” in the present invention.
- the electromagnet 12 is composed of metal wiring, and the metal wiring is covered (insulated) with a resist material.
- the coil portions 12a, 12b, 12c, and 12d of the electromagnet 12 are configured by one or multiple layers of metal wiring.
- the coil portions 12a, 12b, 12c, and 12d are formed so that the direction of the current flowing in the coil portion (left-handed or right-handed) is the same when viewed in plan. Further, one end and the other end of the coil portions 12a, 12b, 12c and 12d are connected to the electrodes 13a, 13b, 13c and 13d, respectively. The electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d are connected to the control unit 5.
- the movable part 2 includes a permanent magnet 21 and four spring members 22.
- the permanent magnet 21 is an example of the “second magnet” in the present invention
- the spring member 22 is an example of the “support member” in the present invention.
- the movable part 2 is arrange
- the permanent magnet 21 has a disk shape when seen in a plan view.
- the permanent magnet 21 is configured such that the thickness t1 of the one end 21a of the disk-shaped permanent magnet 21 is equal to the thickness t2 of the other end 21b. That is, the upper surface of the permanent magnet 21 has a flat (horizontal) shape.
- the weight of the permanent magnet 21 has a weight capable of generating vibration energy necessary for the user to detect vibration.
- the permanent magnet 21 has a polarity in the direction facing the fixed portion 1 (arrow Z direction). Specifically, the permanent magnet 21 is magnetized so that the side facing the printed circuit board 11 is an S pole and the side facing the lid 4 is an N pole.
- the permanent magnet 21 of the movable part 2 has four springs by sequentially applying current to the coil parts 12a, 12b, 12c and 12d constituting the four electromagnets 12 of the fixed part 1.
- the four electromagnets 12 (coil portions 12a, 12b, 12c and 12d) of the fixing portion 1 are supported along the four electromagnets 12 arranged in an annular shape in a state of being opposed to the printed circuit board 11 of the fixing portion 1 while being supported by the member 22. ) Between the center positions (center point A at which center line A1 and center line A2 intersect).
- the clock oscillation circuit 51 is connected to the counter circuit 52 and also to the state machine 54.
- the counter circuit 52 is connected to the state machine 54.
- the state machine 54 is connected to a frequency dividing circuit 55, and the frequency dividing circuit 55 is connected to a current switching circuit 56.
- the current switching circuit 56 is connected to the electrodes 13a, 13b, 13c and 13d (see FIG. 1) connected to the electromagnet 12.
- the current switching circuit 56 receives the frequency-divided clock signal (frequency-divided clock) output from the frequency-dividing circuit 55, and when the frequency-divided clock is “H” level and “L” level, It has a function of outputting a current so as to sequentially switch the current flowing through the electromagnet 12 (coil portions 12a, 12b, 12c and 12d).
- the movable portion 2 is positioned at the center position (center line) between the four electromagnets 12 (coil portions 12a, 12b, 12c and 12d) of the fixed portion 1 in a state of facing the fixed portion 1. Since the rotational axis of the movable part 2 becomes unnecessary by configuring it to move while being decentered with respect to the center point A) where A1 and the center line A2 intersect, the rotation caused by the eccentricity of the movable part 2 No shaft deformation (distortion) occurs. As a result, the fluctuation of the vibration due to the deformation of the rotating shaft is eliminated, so that a desired vibration can be obtained.
- the permanent magnet 21 is supported by the four spring members 22 and is opposed to the fixed portion 1 while the four electromagnets 12 (coil portions 12a and 12b) of the fixed portion 1 are opposed to each other. , 12c and 12d), and is applied to the coil portions 12a, 12b, 12c and 12d by being configured to move while being eccentric with respect to the center position (center point A where the center line A1 and the center line A2 intersect).
- the permanent magnet 21 is rotationally driven at a constant frequency by switching the current to be performed at regular time intervals.
- the permanent magnet 21 is replaced with the four electromagnets 1 of the fixed portion 1.
- the four electromagnets 12 arranged in an annular shape in a state of facing the fixed portion 1,
- FIG. 8 is a plan view showing the overall configuration of the electromagnetic actuator 100a according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of an electromagnetic actuator 100a according to the second embodiment of the present invention.
- the second embodiment will be described with respect to a case where the pair of fixed portions 1 and 10 are arranged so as to sandwich the movable portion 2 therebetween.
- the electromagnetic actuator 100 a includes a pair of fixed portions 1 and 10 arranged so as to sandwich the permanent magnet 21 of the movable portion 2.
- the fixed part 1 is provided with four electromagnets 12 each having coil parts 12a, 12b, 12c and 12d
- the fixed part 10 is provided with four electromagnets 120a, 120b, 120c and 120d, respectively.
- An electromagnet 120 is provided.
- the printed circuit boards 11 and 110 are arranged on the arrow Z1 direction side and the arrow Z2 direction side of the permanent magnet 21 so as to sandwich the permanent magnet 21, respectively.
- the coil portions 120a, 120b, 120c and 120d are examples of the “coil” of the present invention.
- the printed circuit board 11, the printed circuit board 110, and the permanent magnet 21 are each arrange
- the coil parts 12a and 120a formed in the printed circuit boards 11 and 110 are connected by the wiring 21a so as to be conductive in the wall part 3.
- the coil parts 12b and 120b, the coil parts 12c and 120c, and the coil parts 12d and 120d are also connected in the same manner.
- the controller 5 sequentially applies currents to the electrodes so that the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d shown in FIG. And unlike 1st Embodiment, as shown in FIG. 9, an electric current is applied to the electrode 13a so that an attractive force may work between the coil part 12a by the side of the arrow Z2 and the permanent magnet 21. FIG. Also, the current is applied so that the current flows in the left-handed direction when viewed in a plan view. At this time, since the coil parts 12a and 120a are connected, a current is also applied to the coil part 120a. Accordingly, an N pole is generated on the arrow Z1 direction side of the fixed portion 1 in FIG.
- each of the pair of fixing portions 1 and 10 includes the coil portions 12a, 12b, 12c and 12d and the coil portions 120a, 120b, 120c and 120d, respectively.
- the electromagnet 12 and the electromagnet 120 unlike the case where the electromagnet 12 is provided only on one of the fixed portions 1, a larger magnetic force can be generated, so that the permanent magnet 21 can be eccentrically moved more strongly. Thereby, larger vibration energy can be generated.
- the thickness t1 of the one end 21a of the disk-shaped permanent magnet 21 is equal to the thickness t2 of the other end 21b.
- the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 10, the thickness t3 of the one end 121a of the permanent magnet 121 may be larger than the thickness t4 of the other end 121b.
- the thickness of the permanent magnet 121 is gradually decreased from the thickness t3 of the one end 121a in the diameter direction of the permanent magnet 121 toward the thickness t4 of the other end 121b.
- You may be comprised in the shape where the upper surface inclined. Thereby, since the gravity center movement of the permanent magnet 121 when the permanent magnet 121 is rotationally moved can be further increased, it is possible to generate a larger vibration energy.
- the coil portions 12a, 12b, 12c, and 12d are formed in a substantially triangular shape.
- the present invention is not limited to this.
- the coil portions 12e, 12f, 12g, and 12h of the electromagnetic actuator 100b may be formed in a square shape when seen in a plan view.
- the present invention is not limited to this, and the permanent magnet may be eccentrically moved clockwise.
- FIG. 12A is a top view for explaining the mobile phone 200 of the present embodiment
- FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG.
- the mobile phone 200 has a configuration in which a display unit 202 is fitted into a housing 201 as shown in FIG.
- the display unit 202 is a touch panel panel, and the mobile phone 200 is operated when the user presses the button unit 202 a displayed on the display unit 202.
- the example in which the electromagnetic actuator 100 according to the first embodiment is mounted has been described.
- the electromagnetic actuator 100a according to the second embodiment and the electromagnetic actuator 100b according to the modification can also be preferably mounted. Yes.
- the configuration in which the electromagnetic actuator 100 is mounted on a mobile phone has been described, but the present invention is not limited to this.
- the electromagnetic actuator 100 may be mounted on, for example, another portable device such as a PDA, MP3 player, or portable game machine, or may be mounted on a controller or the like of a game machine. That is, the electromagnetic actuator 100 can be widely used when notifying the user of the device that some operation has been performed.
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Abstract
【課題】所望の振動を得ることが可能なアクチュエータを提供する。 【解決手段】この電磁アクチュエータ(アクチュエータ)100は、4つの電磁石12を含む固定部1と、固定部1に対向するように配置され、永久磁石22を含む可動部2とを備える。また、可動部2は、固定部1に対向した状態で固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成されている。
Description
本発明は、アクチュエータに関し、特に、磁石からなる固定部および可動部が設けられるアクチュエータ、当該アクチュエータを備えた携帯機器及びゲーム機器に関する。
従来、磁石からなる固定部および可動部が設けられるアクチュエータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、筺体内部の周囲に配置された永久磁石(固定部)と、回転軸の周囲に設けられた巻き線コイルおよび巻き線コイル上に巻き線コイルの一部を覆うように設けられた重り(可動部)とを備えたモータ(アクチュエータ)が開示されている。このアクチュエータでは、永久磁石と、巻き線コイルおよび重りとが対向するように設けられている。また、巻き線コイルに電流を印加することにより巻き線コイルに磁力が発生し、永久磁石からの電磁力(推力)を受けることにより巻き線コイルとともに重りが回転軸を中心に回転する。これにより、重りの重心が回転軸を中心に偏心移動することによりアクチュエータが振動する。
特開平05-168196号公報
上記特許文献1に記載のアクチュエータは、重りの重心が回転軸を中心に偏心移動する一方で、重りの重さにより回転軸が変形してしまう場合がある。このように、重りが偏心移動した際に、回転軸が変形することに起因して、所望の振動を得ることが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、所望の振動を得ることが可能なアクチュエータ、当該アクチュエータを備えた携帯機器及びゲーム機器を提供することを目的とする。
この発明の一の局面によるアクチュエータは、複数の第1磁石を含む固定部と、固定部に対向するように配置され、第2磁石を含む可動部とを備え、可動部は、固定部に対向した状態で固定部の複数の第1磁石間の中心位置に対して偏心しながら移動するように構成されている。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの全体構成を示した平面図である。図2は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの断面図である。図3は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの制御部のブロック図である。まず、図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータ100の構成について説明する。なお、電磁アクチュエータ100は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。
図1は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの全体構成を示した平面図である。図2は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの断面図である。図3は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの制御部のブロック図である。まず、図1~図3を参照して、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータ100の構成について説明する。なお、電磁アクチュエータ100は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。
本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータ100は、図2に示すように、固定部1と、可動部2と、可動部2を支える枠部3と、枠部3に支えられる蓋部4と、電磁アクチュエータ100の動作を制御する制御部5とから構成されている。
固定部1は、プリント基板11と、プリント基板11の上面上に形成される4つの電磁石12とから形成されている。なお、電磁石12は、本発明の「第1磁石」の一例である。第1実施形態では、4つの電磁石12は、図1に示すように、各々がコイル部12a、12b、12cおよび12dを有するとともに、平面的に見て、環状に配置されている。なお、コイル部12a、12b、12cおよび12dは、本発明の「コイル」の一例である。また、電磁石12は、金属配線によって構成されており、金属配線はレジスト材料によりカバー(絶縁)されている。この電磁石12のコイル部12a、12b、12cおよび12dは、1層または多層の金属配線により構成されている。また、コイル部12a、12b、12cおよび12dは、平面的に見て、コイル部に流れる電流の方向(左巻きまたは右巻き)が同じになるように形成されている。また、コイル部12a、12b、12cおよび12dの一方端と他方端は、それぞれ、電極13a、13b、13cおよび13dに接続されている。この電極13a、13b、13cおよび13dは、制御部5に接続されている。
可動部2は、永久磁石21と、4つのバネ部材22とから構成されている。なお、永久磁石21は、本発明の「第2磁石」の一例であり、バネ部材22は、本発明の「支持部材」の一例である。また、可動部2は、固定部1に対向するように、固定部1の矢印Z1方向側に配置されている。また、永久磁石21は、図1に示すように、平面的に見て円板形状を有している。また、図2に示すように、永久磁石21は、円板状の永久磁石21の一方端部21aの厚みt1と、他方端部21bの厚みt2とが等しくなるように構成されている。すなわち、永久磁石21の上面は、平坦(水平)な形状を有している。この永久磁石21の重さは、ユーザが振動を検知するのに必要な振動エネルギーを発生することが可能な重量を有する。また、第1実施形態では、永久磁石21は、固定部1に対向する方向(矢印Z方向)に極性を有している。具体的には、永久磁石21のプリント基板11と対向する側がS極になるとともに、蓋部4と対向する側がN極になるように着磁されている。
また、第1実施形態では、4つのバネ部材22は、可動部2の永久磁石21を固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心可能に支持するために設けられている。このバネ部材22は、所定の厚みを有する樹脂フィルムからなる板バネにより構成されている。このバネ部材22の一方端は、それぞれ、枠部3に固定されている。また、永久磁石21は、4つのバネ部材22によって4方向側(矢印X1、X2、Y1およびY2方向側)により偏心可能(移動可能)に支持されており、プリント基板11と蓋部4との間に浮いた状態で配置される。
また、第1実施形態では、可動部2の永久磁石21は、固定部1の4つの電磁石12を構成するコイル部12a、12b、12cおよび12dに順次電流が印加されることにより、4つのバネ部材22に支持されながら、固定部1のプリント基板11に対向した状態で環状に配置された4つの電磁石12に沿って、固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成されている。
制御部5は、図3に示すように、クロック発振回路51と、カウンタ回路52と、ステートマシン54および分周回路55を含む電流パルス制御部53と、電流切替回路56とから構成されている。なお、制御部5は、専用LSIや、FPGA(Field Programmable Gate Array)、または複数のICの組合せなどによって構成されている。
クロック発振回路51は、カウンタ回路52に接続されているとともに、ステートマシン54にも接続されている。また、カウンタ回路52は、ステートマシン54に接続されている。また、ステートマシン54は、分周回路55に接続されているとともに、分周回路55は、電流切替回路56に接続されている。電流切替回路56は、電磁石12に接続される電極13a、13b、13cおよび13d(図1参照)に接続されている。
クロック発振回路(クロック生成部)51は、たとえば遅延回路を含む奇数段のインバータや、NAND素子などをリング状に接続したリングオシレータ回路などによって構成され、200Hzで発振したクロック信号を出力するように構成されている。なお、クロック信号は、制御部5の外部から印加するように構成してもよい。
カウンタ回路(クロック計数部)52は、TFF(Toggle Flip Flop)をシリアル接続することにより構成されており、外部から入力される(または、電源の起動を検出して内部生成した)トリガー信号を起点としてクロック数を順次カウントする機能を有する。なお、カウンタ回路52は、予め定められた回数までカウントするように構成されており、予め定められた回数は、ステートマシン54から出力されるステート信号により変化するように構成されている。
電流パルス制御部53は、ステートマシン54と分周回路55とから構成されている。ステートマシン54は、DFF(Delay Flip Flop)をシリアル接続した同期型カウンタ回路などにより構成されており、トリガー信号を起点としてステート(状態)の遷移を制御している。ステートマシン54は、カウンタ回路52から出力される信号に基づいてステートを変化させる機能を有する。分周回路55は、クロック信号の分周比をステートマシン54によって定められるステートごとに切り替える機能を有する。
電流切替回路56は、分周回路55から出力される分周後のクロック信号(分周クロッ
ク)が入力され、分周クロックが「H」レベルの時と、「L」レベルの時とで、電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)に流れる電流を順次切り替えるように電流を出力する機能を有する。
ク)が入力され、分周クロックが「H」レベルの時と、「L」レベルの時とで、電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)に流れる電流を順次切り替えるように電流を出力する機能を有する。
図4~図7は、本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータの動作を説明するための図である。次に、図4~図7を参照して本発明の第1実施形態による電磁アクチュエータ100の動作について説明する。
制御部5により、図1に示す電極13a、13b、13cおよび13dをそれぞれ電流の入出力とするように、それぞれの電極に順次電流が印加される。まず、図4に示すように、コイル部12aと、永久磁石21との間に引力が働くように、電極13aに電流を印加する。このとき、平面的に見て、電流が左巻きの方向に流れるように電流を印加する。これにより、図2の固定部1の矢印Z1方向側にN極が発生する。これにより、コイル部12aと永久磁石21のS極との間に引力が働く。これにより、永久磁石21は、電流が印加されたコイル部12aの中心に向かって、引き寄せられるように移動される。
次に、制御部5の電流切替回路56により、電極13aに電流を印加するのを中断する。そして、コイル部12aの反時計回りに隣接するコイル部12bに接続されている電極13bに電流を印加する(切り替える)。このとき、コイル部12aに電流を印加した場合と同様に、平面的に見て、電流が左巻きの方向に流れるように電流を印加する。これにより、図2の矢印Z1方向側にN極が発生する。これにより、コイル部12bと永久磁石21のS極との間に引力が働く。これにより、図5に示すように、永久磁石21は、電流が印加されたコイル部12bの中心に向かって、引き寄せられるように移動される。
この後、コイル部12aおよび12bに電流が印加された場合と同様に、コイル部12cおよび12dに接続されている電極13cおよび13dにも同様の方向に電流が印加され、図6および図7に示すように、永久磁石21が反時計回りに偏心移動される。そして、図4に示すように、永久磁石21は、コイル部12a上に移動し、上記した動作を繰り返す。また、制御部5により、電極13a、13b、13cおよび13dへの電流の印加が中断されると、永久磁石21の移動が中断される。
第1実施形態では、上記のように、可動部2を、固定部1に対向した状態で固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成することによって、可動部2の回転軸が不要になるので、可動部2が偏心することに起因した回転軸の変形(歪み)が発生することがなくなる。その結果、回転軸の変形に起因した振動の変動がなくなるので、所望の振動を得ることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、永久磁石21を、4つのバネ部材22に支持されながら、固定部1に対向した状態で固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成することによって、コイル部12a、12b、12cおよび12dに印加する電流を一定時間毎に切り替えることにより、永久磁石21は一定の周波数で回転駆動される。これにより、電磁アクチュエータ100全体に加えて電磁アクチュエータ100が搭載される携帯機器の重量と、永久磁石21の重量と、永久磁石21の回転周波数とから一意的に決まる共振周波数に近い強度のばね強度を有するバネ部材22を設けることにより、永久磁石21の回転によって共振状態に近い状態になり、より多くの振動エネルギーを発生することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、永久磁石21を、固定部1の4つの電磁石1
2を構成するコイル部12a、12b、12cおよび12dに順次電流が印加されることにより、固定部1に対向した状態で環状に配置された4つの電磁石12に沿って、固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成することによって、偏心重りや偏心重りを取り付けるための回転軸が不要になるので、容易に、所望の振動を得ることができる。
2を構成するコイル部12a、12b、12cおよび12dに順次電流が印加されることにより、固定部1に対向した状態で環状に配置された4つの電磁石12に沿って、固定部1の4つの電磁石12(コイル部12a、12b、12cおよび12d)間の中心位置(中心線A1および中心線A2が交差する中心点A)に対して偏心しながら移動するように構成することによって、偏心重りや偏心重りを取り付けるための回転軸が不要になるので、容易に、所望の振動を得ることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、可動部2の永久磁石21を、平面的に見て円形状を有することによって、永久磁石21が回転移動する際に4つのバネ部材22に与える衝撃を抑制することができるので、より容易に、所望の振動を得ることができる。
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態による電磁アクチュエータ100aの全体構成を示す平面図である。図9は、本発明の第2実施形態による電磁アクチュエータ100aの断面図である。次に、図8および図9を参照して、第2実施形態では第1実施形態と異なり、可動部2を挟み込むように一対の固定部1および10が配置された場合について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態による電磁アクチュエータ100aの全体構成を示す平面図である。図9は、本発明の第2実施形態による電磁アクチュエータ100aの断面図である。次に、図8および図9を参照して、第2実施形態では第1実施形態と異なり、可動部2を挟み込むように一対の固定部1および10が配置された場合について説明する。
図9に示すように、第2実施形態では、電磁アクチュエータ100aは、可動部2の永久磁石21を挟み込むように配置された一対の固定部1および10を含んでいる。また、固定部1には、それぞれ、コイル部12a、12b、12cおよび12dを有する4つの電磁石12が設けられ、固定部10には、それぞれ、コイル部120a、120b、120cおよび120dを有する4つの電磁石120が設けられている。具体的には、永久磁石21を挟み込むようにして、永久磁石21の矢印Z1方向側および矢印Z2方向側に、それぞれ、プリント基板11および110が配置されている。なお、コイル部120a、120b、120cおよび120dは、本発明の「コイル」の一例である。また、プリント基板11、プリント基板110および永久磁石21は、それぞれ、対向するように配置されている。また、プリント基板11および110に形成されているコイル部12aおよび120aは、配線21aにより、壁部3内で導通可能に接続されている。なお、コイル部12bおよび120bと、コイル部12cおよび120cと、コイル部12dおよび120dとについても同様に接続されている。
なお、第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、図8および図9を参照して、本発明の第2実施形態による電磁アクチュエータ100aの動作について説明する。
まず、第1実施形態と同様に、制御部5により、図8に示す電極13a、13b、13cおよび13dをそれぞれ電流の入出力とするように、それぞれの電極に順次電流が印加される。そして、第1実施形態と異なり、図9に示すように、矢印Z2方向側のコイル部12aと、永久磁石21との間に引力が働くように、電極13aに電流を印加する。また、平面的に見て、電流が左巻きの方向に流れるように電流を印加する。この時、コイル部12aと120aとは、接続されているため、コイル部120aにも電流が印加される。これにより、図9の固定部1の矢印Z1方向側にN極が発生するとともに、図9の固定部10の矢印Z2方向側にS極が発生する。これにより、コイル部12aと永久磁石21のS極との間およびコイル部120aと永久磁石21のN極との間に引力が働く。そして、永久磁石21は、電流が印加されたコイル部12aの中心および電流が印加されたコイル部120aの中心に向かって、引き寄せられるように移動される。
なお、第2実施形態のその他の動作は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、上記のように、一対の固定部1および10に、それぞれ、コイル部12a、12b、12cおよび12dおよびコイル部120a、120b、120cおよび120dを有する、それぞれ、4つずつの電磁石12および電磁石120を設けることによって、一方の固定部1のみに電磁石12を設ける場合と異なり、より大きい磁力を発生させることができるので、永久磁石21をより強力に偏心移動させることができる。これにより、より大きな振動エネルギーを発生させることができる。
なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、図2に示したように、円板状の永久磁石21の一方端部21aの厚みt1と他方端部21bの厚みt2とが等しい例を示したが、本発明はこれに限らず、図10に示すように、永久磁石121の一方端部121aの厚みt3が、他方端部121bの厚みt4よりも大きくなるように構成してもよい。具体的には、永久磁石121は、永久磁石121の直径方向の一方端部121aの大きい厚みt3から他方端部121bの小さい厚みt4に向かって、永久磁石121の厚みが徐々に小さくなるように上面が傾斜した形状に構成されていてもよい。これにより、永久磁石121が回転移動した際の永久磁石121の重心移動をさらに大きくすることができるので、さらに大きい振動エネルギーを発生させることが可能である。
また、上記第1および第2実施形態では、図1に示したように、コイル部12a、12b、12cおよび12dが略三角形状に形成される例を示したが、本発明はこれに限らず、図11に示すように、電磁アクチュエータ100bのコイル部12e、12f、12gおよび12hが、平面的に見て四角形状になるように形成してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、永久磁石が反時計回りに偏心移動する例を示したが、本発明はこれに限らず、永久磁石を時計回りに偏心移動させてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、プリント基板上に4つの電磁石が形成されている例を示したが、本発明はこれに限らず、プリント基板上に3つまたは5つ以上の電磁石が形成されていてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、4つのバネ部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、4つ以外のバネ部材により構成してもよい。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る携帯電話機について図12を参照して説明する。図12(a)は本実施形態の携帯電話機200について説明するための上面図であり、図12(b)は図12(a)のX-X’断面図である。
次に、本発明の第3実施形態に係る携帯電話機について図12を参照して説明する。図12(a)は本実施形態の携帯電話機200について説明するための上面図であり、図12(b)は図12(a)のX-X’断面図である。
携帯電話機200は、図12(a)に示すように、筐体201に表示部202がはめ込まれた構成である。表示部202はタッチパネル方式のパネルであり、ユーザが表示部202に表示されたボタン部202aを押圧することにより携帯電話機200の操作が行われる。
また、筐体201の内部には、図12(b)に示すように、PCB203と、PCB2
03に実装された電磁アクチュエータ100とが収容されている。PCB203は、上述した制御部5を搭載しており、筐体201の内壁面に固定されている。また、PCB203には、携帯電話機200の種々の機能を制御する制御回路を含むICも搭載されている。制御回路は、ボタン部202aが押圧されたことを検知した場合や、マナーモード設定時に着信を受けた場合等に、電磁アクチュエータ100を振動させるように設定されている。
03に実装された電磁アクチュエータ100とが収容されている。PCB203は、上述した制御部5を搭載しており、筐体201の内壁面に固定されている。また、PCB203には、携帯電話機200の種々の機能を制御する制御回路を含むICも搭載されている。制御回路は、ボタン部202aが押圧されたことを検知した場合や、マナーモード設定時に着信を受けた場合等に、電磁アクチュエータ100を振動させるように設定されている。
なお、本実施形態では、第1実施形態の電磁アクチュエータ100が搭載される例について説明したが、第2実施形態の電磁アクチュエータ100aや変形例の電磁アクチュエータ100bも好適に搭載することができることは言うまでもない。
また、本実施形態では、電磁アクチュエータ100が携帯電話機に搭載された構成について説明したが、本発明はこれに限られない。電磁アクチュエータ100は、例えば、PDA、MP3プレーヤ、携帯ゲーム機等の他の携帯機器に搭載されていてもよいし、ゲーム機のコントローラ等に搭載されていてもよい。すなわち、電磁アクチュエータ100は、機器のユーザに対して、何らかの動作が行われたことを報知する場合に広く用いることができる。
1 固定部
2 可動部
12 電磁石(第1磁石)
12a、12b、12c、12d コイル部(コイル)
21、121 永久磁石(第2磁石)
22 バネ部材(支持部材)
100、100a、100b 電磁アクチュエータ(アクチュエータ)
120a、120b、120c、120d コイル部(コイル)
200 携帯電話機
2 可動部
12 電磁石(第1磁石)
12a、12b、12c、12d コイル部(コイル)
21、121 永久磁石(第2磁石)
22 バネ部材(支持部材)
100、100a、100b 電磁アクチュエータ(アクチュエータ)
120a、120b、120c、120d コイル部(コイル)
200 携帯電話機
Claims (7)
- 複数の第1磁石を含む固定部と、
前記固定部に対向するように配置され、第2磁石を含む可動部とを備え、
前記可動部は、前記固定部に対向した状態で前記固定部の複数の第1磁石間の中心位置に対して偏心しながら移動するように構成されている、アクチュエータ。 - 前記可動部を偏心可能に支持するための複数の支持部材をさらに備え、
前記可動部は、前記複数の支持部材に支持されながら、前記固定部に対向した状態で前記固定部の複数の第1磁石間の中心位置に対して偏心しながら移動するように構成されている、請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記固定部の複数の第1磁石は、各々がコイルを有するとともに、平面的に見て環状に配置された複数の電磁石であり、
前記可動部は、前記固定部の複数の電磁石を構成するコイルに順次電流が印加されることにより、前記固定部に対向した状態で前記環状に配置された複数の電磁石に沿って、前記固定部の複数の電磁石間の中心位置に対して偏心しながら移動するように構成されている、請求項1または2に記載のアクチュエータ。 - 前記可動部の磁石は、前記固定部に対向する方向に極性を有する永久磁石であり、
前記可動部の永久磁石は、平面的に見て円形状を有している、請求項1~3のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 - 前記固定部は、前記可動部を挟み込むように配置された一対の固定部を含み、
前記一対の固定部には、それぞれ、コイルを有する複数の電磁石が設けられている、請求項1~4のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のアクチュエータを備えることを特徴とする携帯機器。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のアクチュエータを備えることを特徴とするゲーム機器。
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