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リニア振動アクチュエータ UPDATE

国内特許コード P05A008153
整理番号 TDU-024
掲載日 2006年1月27日
出願番号 特願2002-000045
公開番号 特開2003-199311
登録番号 特許第3863429号
出願日 平成14年1月4日(2002.1.4)
公開日 平成15年7月11日(2003.7.11)
登録日 平成18年10月6日(2006.10.6)
発明者
  • 福長 一義
  • 福井 康裕
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 リニア振動アクチュエータ UPDATE
発明の概要 【課題】 低コストで製造可能とされると共に高い信頼性を有しつつ小型化可能なリニア振動アクチュエータを得る。
【解決手段】 磁性体ヨーク1及び該磁性体ヨーク1に巻かれた励磁コイル2から固定子8が、構成される。該固定子8に対向して移動子9が配置される。移動子9は、同一極を対向させて配置された2つの永久磁石4,6と、永久磁石4,6を保持するインダクタ3,5,7から構成される。励磁コイル2に通電された電流の向きに応じてヨーク1に発生する磁力の向きが切り替わり、移動子9に存在する磁力と影響し合うことで、固定子8と移動子9との間において発生する吸引・反発力の一方は増幅され、他方は減縮される。
従来技術、競合技術の概要


従来より、直線往復運動を行う必要がある機器において磁力を利用した駆動部としてリニア振動アクチュエータが使用されている。そして、従来のリニア振動アクチュエータとしては、例えば、コイル可動形、鉄心可動形及び磁石可動形等が知られている。



一方、リニア振動アクチュエータの内の単巻型リニア振動アクチュエータとしては、鉄心可動形であって、機械的に作動させる為のバネを組み合わせた構造(以下、第1の構造例と称する)が代表的である。
具体的には、断面略コ字形状の固定子コアに単巻の励磁コイルが取り付けられ、この固定子コアの内周側に位置する磁性体により形成される可動子に所定方向に付勢するバネが設けられた構造となっている。



つまり、この第1の構造例によれば、励磁コイルに電流を供給することで、発生する磁束によって可動子を吸引し、また、励磁コイルへの電流供給を停止することで、バネの復元力によって可動子が元の位置に戻るため、往復運動を実現することができる。



さらに、単巻型リニア振動アクチュエータの他の構造例(以下、第2の構造例と称する)として、論文「単巻線形リニア振動アクチュエータの開発と高出力設計(平成5年 電気学会論文誌D、113巻1号、120頁~125頁)」に発表されたものが知られている。
この単巻型リニア振動アクチュエータは磁石可動形に分類されるものであり、断面略コ字形状の固定子コアに単巻の励磁コイルが取り付けられ、また、軸方向に着磁された永久磁石を突極ではさみこむ構造に移動子がなっている。



そして、この第2の構造例において、励磁コイルに電流を流すと、固定子コアに磁極が生じるのに伴って移動子の磁極との間に吸引力と反発力が発生し、移動子は所定方向に移動する。さらに、励磁コイルに流す電流の向きを逆転させることにより、固定子コアに生じる磁極の向きが変わって移動子の移動方向が反転する為、移動子を往復運動させることができる。



単巻型リニア振動アクチュエータのさらなる構造例(以下、第3の構造例と称する)として、特開平06-113522 号公報に記載された「リニア振動アクチュエータ」が知られている。
このリニア振動アクチュエータは、直線上での可動子コイルの往復運動において一方向にのみ強い力で移動し、逆方向には弱い力で戻るようにすることを目的としたものである。



つまり、このリニア振動アクチュエータは、コイル可動形に分類されるアクチュエータ本体部分と、可動子コイルを励磁する際に一方向に移動するときのみ大電流を流すような制御回路とを、有している。
この為、このリニア振動アクチュエータによれば、可動子コイルを直線上の一方向に移動させる際には大電流として大きな推力で移動させ、逆方向に移動させる際には小電流として小さい推力で移動させることができる。

産業上の利用分野


本発明はリニア振動アクチュエータに関し、特に、直線往復運動の一方向について他方向よりも大きな力での移動を実現する単巻型リニア振動アクチュエータに好適なものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
磁性体により断面略コ字形状に形成されたヨークと、
ヨークに巻き付けられた励磁コイルと、
それぞれリング形状とされ且つ、その軸方向に沿って同一極同士を相互に対向させた状態で前記ヨークの外周側に一体的に配置された2つの永久磁石と、
を有するリニア振動アクチュエータであって、
断面略コ字形状のヨークにおける外周部の一方の側から外周部の他方の側に延びるように、磁力補強部が2つの永久磁石に対向してヨークに形成されて、これら2つの永久磁石の軸方向に沿ってヨークが非対称形状とされることを特徴とするリニア振動アクチュエータ。

【請求項2】
ヨークと励磁コイルとにより固定子が構成され、
2つの永久磁石がインダクタにより保持されて、一体的に移動子とされることを特徴とする請求項1記載のリニア振動アクチュエータ。

【請求項3】
前記移動子の外周側に、この移動子を案内する支持材が配置されたことを特徴とする請求項2記載のリニア振動アクチュエータ。

【請求項4】
磁性体により断面略コ字形状とされ且つリング状に形成されたヨークと、
ヨークに巻き付けられた励磁コイルと、
その軸方向に沿って同一極同士を相互に対向させた状態で前記ヨークの内周側に一体的に配置された2つの永久磁石と、
を有するリニア振動アクチュエータであって、
断面略コ字形状のヨークにおける内周部の一方の側から内周部の他方の側に延びるように、磁力補強部が2つの永久磁石に対向してヨークに形成されて、これら2つの永久磁石の軸方向に沿ってヨークが非対称形状とされることを特徴とするリニア振動アクチュエータ。

【請求項5】
ヨークと励磁コイルとにより固定子が構成され、
2つの永久磁石がインダクタにより保持されて、一体的に移動子とされることを特徴とする請求項4記載のリニア振動アクチュエータ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002000045thum.jpg
出願権利状態 登録
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