JP2601240Y2 - 振動アクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、振動アクチュエータに
関し、更に、詳しくは、振動キャンセラー用アクチュエ
ータの駆動源等に好適なムービングマグネット型の振動
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ムービングコイル型の振動アクチュエー
タとして、実開平１−１７１５７８号公報に開示された
ものがある。図２は上述の実開平１−１７１５７８号公
報に記載された振動アクチュエータの構成を示す構成図
である。この図２において、１は中空円筒状のサイドヨ
ーク、２はサイドヨークの内壁面に対して、外筒面が一
定の間隔を持って配設される中空円筒状のセンターヨー
クである。

【０００３】サイドヨーク１の内壁面には、第１及び第
２のコイル３，４が所定の間隔を持って設けられてい
る。また、センターヨークの外筒面には、第１のコイル
３に対向する第３のコイル５と、第２のコイル４に対向
する第４のコイル６とが設けられている。

【０００４】可動子８はサイドヨーク１の内筒面とセン
ターヨーク２の外筒面との間の空間で軸方向に移動可能
に支持されており、非磁性体の材質で構成されている。
第１のコイル３と第３のコイル５との間の可動子８の円
筒部には、実質的には可動子の８の円筒面を構成する第
１の磁石９が、第２のコイル４と第４のコイル６との間
の可動子８の円筒部には、実質的には可動子８の円筒面
を構成し、第１の磁石９とは着磁方向が逆の第２の磁石
１０がそれぞれ設けられている。

【０００５】そして、図２において、破線で示すよう
に、第１のコイル３→第１の磁石９→第３のコイル５→
センターヨーク２→第４のコイル６→第２の磁石１０→
第２のコイル４→サイドヨーク１を経由して一巡する磁
束流を有する磁気回路が形成されている。

【０００６】次に、上記構成の動作を説明する。図２に
示すような磁気極性になるように第１のコイル３，第２
のコイル４，第３のコイル５及び第４のコイル６に電流
を流すと、フレミング左手の法則により第１〜第４のコ
イル３〜６に推力が発生する。ここで、サイドヨーク１
及びセンターヨーク２は固定されているため、前記推力
の反作用によって、可動子８が矢印Ａ方向及びＢ方向に
移動する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記構成の振
動アクチュエータにおいては、下記のような問題点があ
る。 １ 磁気回路中に磁気ギャップが２ヵ所あり、磁気ギャ
ップのギャップ長が大きく、しかも、第１及び第２の磁
石９，１０はサイドヨーク１及びセンターヨーク２に対
して空間を介して配設されているので、磁気抵抗が大き
く、ロスが大きい。 ２ また、第１及び第２の磁石９，１０を可動子８の円
筒面に形成した溝に取り付ける構造なので、製造が難し
い。 ３ 磁気回路が１つしか形成されないので、所定のパワ
ーを出すためには、可動子の移動方向の薄型化が難し
い。 ４ また、可動子の移動方向への薄型化が困難なことに
より、可動子の移動方向の長さが長くなり、可動子を支
持する構造が複雑になる。

【０００８】また、以上のような振動アクチュエータに
おいては、固定軸等を介して可動子からの振動を取り出
すような構成になっている。しかし、重量のある物体の
振動をキャンセルする振動キャンセラー用アクチュエー
タなどでは、ハウジング全体から振動を取り出すような
構成にする必要がある。

【０００９】このようなハウジング全体を振動させる振
動アクチュエータとして、実開平５−２８４６４号公報
に記載されたものがある。図３は実開平５−２８４６４
号公報に記載された振動アクチュエータの構成を示す構
成図である。この図３において、磁性ヨーク２２で永久
磁石２１を囲むように四面に配置し、永久磁石２１とこ
の永久磁石２１を支えるためのスプリング２４を両端部
に収めたボビン２５により構成されている。

【００１０】このような振動アクチュエータにパルス波
状の交番電流を流すことにより、永久磁石の運動により
振動を発生する。このような構成によればアクチュエー
タ全体に振動を発生することができるものの、ボビン２
５内でスプリング２４により支えられた永久磁石２１の
重量をあまり大きくすることができないため、ページャ
用などの軽微な振動を発生するにとどまる。更に、永久
磁石２１周囲のボビン２５により磁気ギャップ，磁気抵
抗が大きくなり、ロスが大きい。このため、重量の大き
な可動子を用いて大きな力の振動を取り出すことは困難
である。

【００１１】すなわち、振動アクチュエータとして充分
な振動をハウジング側に発生するには、重量のある可動
子を用いる必要がある。このためには、可動子を確実に
保持すると共に、磁気回路の効率にも配慮する必要があ
る。

【００１２】本考案は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、磁気回路のロスが少なく、充分な
大きさの振動をハウジングに発生することが可能な振動
アクチュエータを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、一方の端
面が開放され、他方の端面に底部を有する有底中空円筒
状のハウジングと、このハウジングの底部に設けられ、
ハウジングの内部に延出する中空円筒部と、前記ハウジ
ングの内筒面に設けられた磁性体の第１中空リングと、
前記ハウジングの開放された端面を覆うカバーと、前記
カバー及び前記ハウジングの底部に支持された固定軸
と、前記中空円筒部の外筒面に設けられた磁性体の第２
中空リングと、前記固定軸にスペーサを介して軸方向に
移動可能に支持され、前記第１中空リングの内筒面と前
記第２中空リングの外筒面との間の空間に配設される中
空円筒状のヨークと、前記第１中空リングの内筒面上で
円周方向に巻回された第１のコイルと、前記第１中空リ
ングの内筒面上で前記第１のコイルに軸方向に間隔をも
って隣り合うように配設され、前記第１のコイルと逆方
向に巻回された第２のコイルと、前記第２中空リングの
外筒面上で、前記第１のコイルの対向部に設けられ、前
記第１のコイルと逆方向に巻回された第３のコイルと、
前記第２中空リングの外筒面上で、前記第２のコイルの
対向部に設けられ、前記第１のコイルと同方向に巻回さ
れた第４のコイルと、前記ヨークの外筒面上で、前記第
１のコイルの対向部に設けられ、半径方向に着磁された
第１の磁石と、前記ヨークの外筒面上で、前記第２のコ
イルの対向部に設けられ、半径方向に前記第１の磁石と
逆方向に着磁された第２の磁石と、前記ヨークの内筒面
上で、前記第３のコイルの対向部に設けられ、半径方向
に前記第１の磁石と逆方向に着磁された第３の磁石と、
前記ヨークの内筒面上で、前記第４のコイルの対向部に
設けられ、半径方向に前記第１の磁石と同方向に着磁さ
れた第４の磁石と、前記カバーと前記スペーサとの間に
配設され、前記第１乃至第４のコイルと前記第１乃至第
４のコイルのそれぞれが対向する位置にあるように、前
記スペーサを位置決めするスプリングと、前記ハウジン
グの底部と前記スペーサとの間に配設され、前記第１乃
至第４のコイルと前記第１乃至第４のコイルのそれぞれ
が対向する位置にあるように、前記スペーサを位置決め
するスプリングとから構成されたことを特徴とする振動
アクチュエータにより達成される。

【００１４】

【作用】本考案の振動アクチュエータにおいて、第１の
磁石，第１のコイル，第１中空リング，第２のコイル，
第２の磁石及びヨークとで第１の磁気回路が、第３の磁
石，第３のコイル，第２中空リング，第４のコイル，第
４の磁石及びヨークとで第２の磁気回路が形成される。
これら第１及び第２の磁気回路を構成するコイルに電流
を流すと、コイルに発生する推力が発生し、固定軸に移
動可能に取り付けられたヨークを中心として、ハウジン
グ側が移動する。

【００１５】

【実施例】次に図面を用いて本考案の一実施例を説明す
る。図１は本考案の一実施例の断面図である。

【００１６】この図１において、ハウジング３１は一方
の端面が開放された有底中空円筒状の部材で構成されて
いる。このハウジング３１の底部には、ハウジング３１
の内部に延出する中空円筒部３１ａが形成されている。
このハウジング３１の内筒面には、磁性体の第１中空リ
ング３２が設けられている。そして、ハウジング３１の
開放端面には、端面を覆い、中心部に穴３３ａが穿設さ
れたカバー３３が、ねじ等を用いて取り付けられてい
る。固定軸３４はカバー３３とハウジング３１の底部と
の間に取り付けられている。第２中空リング３５は磁性
体で構成され、中空円筒部３１ａの外筒面に設けられて
いる。

【００１７】ヨーク３９は中空円筒状の磁性体で構成さ
れ、非磁性体のスペーサ３８及びベアリング３６を介し
て固定軸３７対して取り付けられ、ハウジング３１の内
筒面と中空円筒部３２の外筒面との間の空間に配設され
ている。尚、中空円筒部３１ａの内筒部側の空間では、
ベアリング３６を介してスペーサ４０が固定軸３７に対
して軸方向に移動可能に取り付けられている。

【００１８】第１のコイル４１は第１中空リング３２の
内筒面上で円周方向に巻回されており、第２のコイル４
２は第１中空リング３２の内筒面上で第１のコイル４１
に軸方向に間隔をもって隣り合うように配設され、第１
のコイル４１と逆方向に巻回されている。

【００１９】第３のコイル４３は第２中空リング３５の
外筒面上で、第１のコイル４１の対向部に設けられ、第
１のコイルと逆方向に巻回されており、第４のコイル４
４は第２中空リング３５の外筒面上で、第２のコイル４
２の対向部に設けられ、第１のコイル４１と同方向に巻
回されている。

【００２０】磁石４５はヨーク３９の外筒面上で、第１
のコイル４１の対向部に設けられ、半径方向に着磁（外
筒側がＮ極）されており、第２の磁石４６はヨーク３９
の外筒面上で、第２のコイル４２の対向部に設けられ、
半径方向に第１の磁石４５と逆方向に着磁されている。
第３の磁石４７はヨーク３９の内筒面上で、第３のコイ
ル４３の対向部に設けられ、半径方向に第１の磁石と逆
方向に着磁（内筒側がＮ極）されており、第４の磁石４
８はヨーク３９の内筒面上で、第４のコイル４４の対向
部に設けられ、半径方向に第１の磁石４５と同方向に着
磁されたものである。

【００２１】スプリング４９，５０はそれぞれカバー３
３の中心，ハウジング３１の底部の中心とスペーサ４０
との間に配設されており、スペーサ４０を固定軸３４に
沿って移動可能にすると共に、初期位置を決めるように
している。すなわち、磁石４５〜４８をコイル４１〜４
５に対して磁気的な中央位置（中性点）に保持するため
のものである。リード線５０は第１〜第４のコイル４１
〜４５へ電流を供給するものである。

【００２２】よって、第１の磁石４５→第１のコイル４
１→第１中空リング３２→第２のコイル４２→第２の磁
石４６→ヨーク３９を経由して一巡する第１の磁気回路
と、第３の磁石４７→第３のコイル４３→第２中空リン
グ３５→第４のコイル４４→第４の磁石４８→ヨーク３
９を一巡する第２の磁気回路とが形成されている。

【００２３】尚、固定軸３４はカバー３３及びハウジン
グ３１の底部の穴を用いて支持するように構成したが、
カバーやハウジングに穴を設けずに固定できるような構
成にしても構わない。

【００２４】次に、上記した構成の振動アクチュエータ
の動作を説明する。リード線５１を用いて、第１〜第４
のコイル４１〜４４へ電流を流すと、磁気回路に配設さ
れている第１〜第４のコイル４１〜４４にフレミング左
手の法則に従って推力が発生する。そして、この推力の
反作用として、可動子（第１のヨーク３９ａ，磁石４
５，第２のヨーク３９ｂ）が移動しようとする。この推
力の反作用として、可動子（ヨーク３９）が移動しよう
とする。この場合において、可動子の重量を大きくして
おくことにより、ハウジング全体もコイルに発生する推
力で振動する。すなわち、第１〜第４のコイル４１〜４
４に交流電流を流すことにより、ハウジング３１は電流
波形に従った振動を発生する。

【００２５】振動アクチュエータを上記の構成にするこ
とにより、 １．可動子を固定軸に沿って移動できるようにような構
造なので、可動子の重量を大きくすることが可能にな
る。これにより、ハウジング全体から大きな振動を取り
出すことが容易になる。 ２．可動子を固定軸に沿って移動可能にする際に、スプ
リングで初期位置を決めるようにしているので、可動子
を確実に磁気的な中央位置（中性点）に保持できる。こ
のため、重量の大きい可動子を使用する場合にも、磁気
回路の効率が落ちることはない。これにより、可動子の
重量を大きくすることが可能になり、ハウジング全体か
ら大きな振動を取り出すことが容易になる。 ３．各磁気回路中に磁気ギャップが１ヵ所しかなく、磁
気ギャップのギャップ長が小さく、しかも、各磁石４５
〜４８はヨーク３９の内筒面，外筒面に固着しているの
で、磁気抵抗が小さく、ロスも少ない。 ４．また、各磁石４５〜４８はヨークの内筒面，外筒面
上に自分自身の磁気吸着力で取り付けられる構造なの
で、組み付けが容易である。 ５．磁気回路が２組形成されるので、所定のパワーを出
すことが容易になる。

【００２６】以上説明したように、本実施例の振動アク
チュエータによれば、磁気回路のロスが少なく、充分な
大きさの振動をハウジングに発生することが可能な振動
アクチュエータを実現することができる。

【００２７】

【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、磁気
回路のロスが少なく、充分な大きさの振動をハウジング
に発生することが可能な振動アクチュエータを実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の断面図である。

【図２】実開平１−１７１５７８号公報に記載された振
動アクチュエータの構成を示す構成図である。

【図３】実開平５−２８４６４号公報に記載された振動
アクチュエータの構成を示す構成図である。

【符号の説明】

３１ ハウジング ３１ａ 中空円筒部 ３２ 第１中空リング ３３ カバー ３４ 固定軸 ３５ 第２中空リング ３６ ベアリング ３９ ヨーク ４０ スペーサ ４１ 第１のコイル ４２ 第２のコイル ４３ 第３のコイル ４４ 第４のコイル ４５ 第１の磁石 ４６ 第２の磁石 ４７ 第３の磁石 ４８ 第４の磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−149312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−217962（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−77483（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−171578（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−80156（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−60158（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−70163（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−28464（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−57317（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02K 7/00 - 7/20 H02K 33/00 - 33/18

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端面が開放され、他方の端面に底
   部を有する有底中空円筒状のハウジング（３１）と、 このハウジング（３１）の底部に設けられ、ハウジング
   （３１）の内部に延出する中空円筒部（３１ａ）と、 前記ハウジング（３１）の内筒面に設けられた磁性体の
   第１中空リング（３２）と、 前記ハウジング（３１）の開放された端面を覆うカバー
   （３３）と、 前記カバー及び前記ハウジング（３１）の底部に支持さ
   れた固定軸（３４）と、 前記中空円筒部（３１ａ）の外筒面に設けられた磁性体
   の第２中空リング（３５）と、 前記第１中空リング（３２）の内筒面上で円周方向に巻
   回された第１のコイル（４１）と、 前記第１中空リング（３２）の内筒面上で前記第１のコ
   イル（４１）に軸方向に間隔をもって隣り合うように配
   設され、前記第１のコイル（４１）と逆方向に巻回され
   た第２のコイル（４２）と、 前記第２中空リング（３５）の外筒面上で、前記第１の
   コイル（４１）の対向部に設けられ、前記第１のコイル
   （４１）と逆方向に巻回された第３のコイル（４３）
   と、 前記第２中空リング（３５）の外筒面上で、前記第２の
   コイル（４２）の対向部に設けられ、前記第１のコイル
   （４１）と同方向に巻回された第４のコイル（４４）
   と、 前記固定軸（３４）にスペーサ（４０）を介して軸方向
   に移動可能に支持され、前記第１中空リング（３２）の
   内筒面と前記第２中空リング（３５）の外筒面との間の
   空間に配設される中空円筒状のヨーク（３９）と、 前記ヨーク（３９）の外筒面上で、前記第１のコイル
   （４１）の対向部に設けられ、半径方向に着磁された第
   １の磁石（４５）と、 前記ヨーク（３９）の外筒面上で、前記第２のコイル
   （４２）の対向部に設けられ、半径方向に前記第１の磁
   石（４５）と逆方向に着磁された第２の磁石（４６）
   と、 前記ヨーク（３９）の内筒面上で、前記第３のコイル
   （４３）の対向部に設けられ、半径方向に前記第１の磁
   石（４５）と逆方向に着磁された第３の磁石（４７）
   と、 前記ヨーク（３９）の内筒面上で、前記第４のコイル
   （４４）の対向部に設けられ、半径方向に前記第１の磁
   石（４５）と同方向に着磁された第４の磁石（４８）
   と、 前記カバー（３３）と前記スペーサ（４０）との間に配
   設され、前記第１乃至第４のコイルと前記第１乃至第４
   のコイルのそれぞれが対向する位置にあるように、前記
   スペーサ（４０）を位置決めするスプリング（４９）
   と、 前記ハウジング（３１）の底部と前記スペーサ（４０）
   との間に配設され、前記第１乃至第４のコイルと前記第
   １乃至第４のコイルのそれぞれが対向する位置にあるよ
   うに、前記スペーサ（４０）を位置決めするスプリング
   （５０）と、 から構成されたことを特徴とする振動アクチュエータ。