JPWO2019008021A5 - - Google Patents
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Description
リニアモータでは、磁石の特定の構成が、磁石のネットワークの平面の一方の側にのみ力線を案内するという特徴を有する。磁石のこの構成は、ハルバッハ配列と呼ばれ、図2A及び図2Bに表されるように、力線の経路の幾何学の対称性が破られるように磁石を位置決めすることにある。これを果たすために、磁石は、隣接する磁石の極性が異なるように位置合わせされる。例えば、2つの隣接する磁石の極性は、直交する方向に方向付けられることができるか、又は図2A-図2Bの例の場合のように、90度未満の角度に位置合わせされることができ、その例では、極性方向の差の角度は45度程度である。極性間の角度が小さいほど、力線の分散が小さくなり、等しい電流に対し、より大きな相対的な並進運動を可能にする。
第1の態様によれば、本発明は振動触覚アクチュエータであって:
- 平面内に隣接して位置決めされ、および2つの並置されるコイルの隣り合ったセグメント内に共通の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワークであって、共通の方向は一つの対から次の対へ交互に入れ替わり、前記コイルのネットワークは、コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
- コイルのネットワークの平面に対して平行な平面内に直線状に組み立てられる永久磁石のネットワークであって、永久磁石の極性は異なる方向に方向付けられ、前記磁石のネットワークはコイルのネットワークに向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力によって、コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
- コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段とを備える、振動触覚アクチュエータに関する。
- 平面内に隣接して位置決めされ、および2つの並置されるコイルの隣り合ったセグメント内に共通の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワークであって、共通の方向は一つの対から次の対へ交互に入れ替わり、前記コイルのネットワークは、コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
- コイルのネットワークの平面に対して平行な平面内に直線状に組み立てられる永久磁石のネットワークであって、永久磁石の極性は異なる方向に方向付けられ、前記磁石のネットワークはコイルのネットワークに向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力によって、コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
- コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段とを備える、振動触覚アクチュエータに関する。
第2の態様によれば、本発明は振動触覚アクチュエータであって:
- 平面内に隣接せずに位置決めされ、および各コイル内に同一の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワークであって、前記コイルのネットワークは、前記コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
- コイルのネットワークの平面に対して平行な平面内に直線状に組み立てられる永久磁石のネットワークであって、永久磁石の極性は異なる方向に方向付けられ、前記磁石のネットワークはコイルのネットワーク(120)に向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力によって、コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
- コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段とを備える、振動触覚アクチュエータに関する。
- 平面内に隣接せずに位置決めされ、および各コイル内に同一の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワークであって、前記コイルのネットワークは、前記コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
- コイルのネットワークの平面に対して平行な平面内に直線状に組み立てられる永久磁石のネットワークであって、永久磁石の極性は異なる方向に方向付けられ、前記磁石のネットワークはコイルのネットワーク(120)に向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力によって、コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
- コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段とを備える、振動触覚アクチュエータに関する。
磁石のネットワーク110は、図4に表されるような、ハルバッハ配列であり、その極性が3つ以上の異なる方向に方向付けられる複数の平坦な永久磁石を備える。例えば、第1の磁石118の極性は方向Xに方向付けられることができ、一方、第2の磁石117(第1の磁石に隣接する)の極性は方向X及び方向Yと90度の角度を形成する方向に方向付けられ、一方、第3の磁石116(第2の磁石に隣接する)は方向-Xに方向付けられ、一方、第4の磁石115(第3の磁石に隣接する)は方向-X及び方向-Yと90度の角度を形成する方向に方向付けられる。そのようなハルバッハ配列が、磁石のネットワークによって生成される磁界が前記ネットワークの同じ面に位置合わせされることを可能にする。図4の例では、ハルバッハ配列110は、下記において単に「磁石」と呼ばれる、9つの永久磁石111-119を備え、それらは、4つの方向の異なる極性を有する。磁石の極性は、例えば、方向Y又は-Yに、そして平面XYの数多くの異なる方向に方向付けられることができるので、磁石の数及び極性の方向の数は変わることができ、それでも、以下に説明されるようなアクチュエータの構成を変更しないことは当業者には理解されよう。磁石111-119は、長手方向に連続して配置され、例えば、ボンディング、埋め込み又はフレッティングによって互いに組み立てられる。これらの磁石111-119は、2つの連続した磁石が異なるアライメントの極性を有するように位置決めされる。図4の例では、磁石111の極性は軸Xに対して-90度の方向に方向付けられ、磁石112の極性は軸Xに対して反対の方向に方向付けられ、磁石113の極性は軸Xに対して90度の方向に方向付けられ、磁石114の極性はX軸の方向に方向付けられ、磁石115-119に関しても、極性のアライメントの同じ図が再現される。
Claims (27)
- 振動触覚アクチュエータ(100)であって、
平面(PB)内に隣接して位置決めされ、および2つの並置されるコイルに隣り合ったセグメント内に共通の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワーク(120)であって、共通の方向は一つの対から次の対へ交互に入れ替わり、前記コイルのネットワークは、前記コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
コイルのネットワークの平面に対して平行な平面(PA)内に直線状に組み立てられる連続する永久磁石のネットワーク(110)であって、永久磁石の極性は異なる2よりも多い方向に方向付けられ、前記磁石のネットワーク(110)は、コイルのネットワーク(120)に向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力に起因して、コイルのネットワーク(120)と磁石のネットワーク(110)との間に相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段(140)とを備える、振動触覚アクチュエータ(100)。 - 振動触覚アクチュエータは、コイルのネットワーク(120)及び磁石のネットワーク(110)が設置されるフレーム(130)を備えるという事実を特徴とする、請求項1に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、フレーム(130)と、コイルのネットワーク又は磁石のネットワークのいずれかとの間に少なくとも部分的に設置されるという事実を特徴とする、請求項2に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)はコイルのネットワークの平面(PB)内に長手方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は磁石のネットワークの平面(PA)内に長手方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、それぞれがコイルのネットワーク又は磁石のネットワークの一端に設置される、少なくとも2つの案内及び復帰要素を備えるという事実を特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 各案内及び復帰要素はS字形の薄いブレード(141)を備えるという事実を特徴とする、請求項5又は6に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 各案内及び復帰要素はX字形の薄いブレード(142)を備えるという事実を特徴とする、請求項5又は6に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 案内及び復帰要素は、フレーム(130)内に長手方向に取り付けられる、ガイドレール(143c)又はボールベアリングレースウェイ上をスライドするように設置されるという事実を特徴とする、請求項5又は6に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、磁石のネットワーク又はコイルのネットワークに沿って横方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、案内及び復帰要素を備え、案内及び復帰要素は、それぞれが楕円形ループの形状を有する薄いブレード(151)を備え、コイルのネットワーク又は磁石のネットワークのいずれかの側に設置されるという事実を特徴とする、請求項10に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 案内及び復帰要素は、磁石のネットワーク又はコイルのネットワークに対して垂直な方向において相対的な直線運動を抑制することができるインピーダンス手段(190)を備えるという事実を特徴とする、請求項6から10のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- コイルのネットワークの各コイル(121-124)は、平坦な巻きのスタックを備えるという事実を特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- コイルのネットワーク(120)は、フレーム(130)に取り付けられ、磁石のネットワーク(110)は動く面(152)に取り付けられ、前記動く面は可撓性接続部(145)によってフレームに接続されるという事実を特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 振動触覚アクチュエータ(100)であって、
平面(PB)内に隣接せずに位置決めされ、および各コイル内に同一の方向に電流が流れるように配置された平坦な電磁コイルのネットワーク(120)であって、前記コイルのネットワークは、前記コイルのネットワークを横切る電流の影響下でラプラス力を生成することができる、平坦な電磁コイルのネットワークと、
コイルのネットワークの平面に対して平行な平面(PA)内に直線状に組み立てられる連続する永久磁石のネットワーク(110)であって、永久磁石の極性は異なる2よりも多い方向に方向付けられ、前記磁石のネットワーク(110)は、コイルのネットワーク(120)に向かって方向付けられる磁力線を生成するハルバッハ配列を形成し、コイルのネットワークを横切る電流線と磁力線との間の電磁的相互作用が、ラプラス力に起因して、コイルのネットワーク(120)と磁石のネットワーク(110)との間に相対的な並進運動を引き起こす、永久磁石のネットワークと、
コイルのネットワークと磁石のネットワークとの間の相対的な並進運動から、ハプティック振動を生成する弾性案内手段(140)とを備える、振動触覚アクチュエータ(100)。 - 振動触覚アクチュエータは、コイルのネットワーク(120)及び磁石のネットワーク(110)が設置されるフレーム(130)を備えるという事実を特徴とする、請求項15に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、フレーム(130)と、コイルのネットワーク又は磁石のネットワークのいずれかとの間に少なくとも部分的に設置されるという事実を特徴とする、請求項16に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、コイルのネットワークの平面(PB)内に長手方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項15から17のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、磁石のネットワークの平面(PA)内に長手方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項15から17のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、それぞれがコイルのネットワーク又は磁石のネットワークの一端に設置される、少なくとも2つの案内及び復帰要素を備えるという事実を特徴とする、請求項15から19のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 各案内及び復帰要素は、S字形の薄いブレード(141)を備えるという事実を特徴とする、請求項19又は20に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 各案内及び復帰要素は、X字形の薄いブレード(142)を備えるという事実を特徴とする、請求項19又は20に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 案内及び復帰要素は、フレーム(130)内に長手方向に取り付けられる、ガイドレール(143c)又はボールベアリングレースウェイ上をスライドするように設置されるという事実を特徴とする、請求項19又は20に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、磁石のネットワーク又はコイルのネットワークに沿って横方向に設置されるという事実を特徴とする、請求項15から17のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 弾性案内手段(140)は、案内及び復帰要素を備え、案内及び復帰要素は、それぞれが楕円形ループの形状を有する薄いブレード(151)を備え、コイルのネットワーク又は磁石のネットワークのいずれかの側に設置されるという事実を特徴とする、請求項24に記載の振動触覚アクチュエータ。
- 案内及び復帰要素は、磁石のネットワーク又はコイルのネットワークに対して垂直な方向において相対的な直線運動を抑制することができるインピーダンス手段(160)を備えるという事実を特徴とする、請求項20から24のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
- コイルのネットワークの各コイル(121-124)は、平坦な巻きのスタックを備えるという事実を特徴とする、請求項15から26のいずれか一項に記載の振動触覚アクチュエータ。
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