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JP2005324162A - Vibration actuator - Google Patents

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JP2005324162A
JP2005324162A JP2004146167A JP2004146167A JP2005324162A JP 2005324162 A JP2005324162 A JP 2005324162A JP 2004146167 A JP2004146167 A JP 2004146167A JP 2004146167 A JP2004146167 A JP 2004146167A JP 2005324162 A JP2005324162 A JP 2005324162A
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JP
Japan
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mover
permanent magnet
vibration actuator
vibration
coil
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Withdrawn
Application number
JP2004146167A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Kaneda
正一 金田
Minoru Ueda
稔 上田
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Namiki Precision Jewel Co Ltd
Original Assignee
Namiki Precision Jewel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Namiki Precision Jewel Co Ltd filed Critical Namiki Precision Jewel Co Ltd
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

【課題】構造が単純で耐久性に優れ、かつ、限られたハウジング本体内のスペースを効率よく揺動する可動子により、十分な振動量を発することのできる小型偏平の振動アクチュエータを提供する。
【解決手段】略円筒状に形成されたハウジング本体7の外周側面に駆動用コイル6を設けることにより、ハウジング本体7内部の空間の大部分を可動子5が占める領域とすることができ、またその小さな空間でも高比重の重量体3を重りとすることにより、大きな振動量を得ることができる。また、ハウジング本体7の側壁を隔てて可動子5とコイル6が隔離されているため、互いの物理的接触、干渉が皆無となり、コイル断線問題もなくなり、耐久性と共に信頼性を大幅に向上させることができる。
【選択図】 図3
To provide a small flat vibration actuator capable of generating a sufficient amount of vibration by a mover having a simple structure and excellent durability and efficiently swinging a limited space in a housing body.
By providing a drive coil 6 on the outer peripheral side surface of a housing body 7 formed in a substantially cylindrical shape, a large portion of the space inside the housing body 7 can be made an area occupied by the mover 5. Even in such a small space, a large amount of vibration can be obtained by using the weight body 3 having a high specific gravity as a weight. In addition, since the mover 5 and the coil 6 are separated by separating the side wall of the housing body 7, there is no mutual physical contact and interference, and there is no problem of coil disconnection, greatly improving reliability as well as durability. be able to.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、振動アラーム装置としての小型振動デバイスに係り、特に、携帯電話に代表される携帯電子機器、及び携帯液晶TVゲーム機等の情報端末機器に搭載される振動アクチュエータに関する。   The present invention relates to a small vibration device as a vibration alarm device, and more particularly to a vibration electronic device mounted on an information terminal device such as a portable electronic device typified by a mobile phone and a portable liquid crystal TV game machine.

現在、携帯電話に代表される携帯情報端末機において、体感振動により使用者に着信を知らせる振動呼び出し機能は社会的に必要不可欠なものとなっており、これに合わせて様々な機構の振動発生装置が開発されている。   At present, in a portable information terminal represented by a mobile phone, a vibration calling function for notifying a user of an incoming call by bodily sensation vibration is indispensable to society. Has been developed.

振動発生装置には、例えば、偏心分銅を回転させる円筒及び偏平型の小型振動モータや、スピーカー駆動型のマルチファンクションデバイス(MFD)等を用いて、体感振動と音を発生させる応用装置が周知であるが、近年の携帯情報端末機本体の小型化の傾向に伴い、機器内部の振動発生装置が取り得るスペースも年々限られたものとなってきている。   As the vibration generating device, for example, an applied device that generates bodily sensation vibration and sound using a cylindrical and flat type small vibration motor that rotates an eccentric weight, a speaker-driven multifunction device (MFD), or the like is well known. However, with the recent trend toward miniaturization of the portable information terminal main body, the space that can be taken by the vibration generator inside the device has become limited year by year.

このような制約の中で、振動発生装置の小型化を図り、消費電力を抑えつつも、使用者にあっては確実に着信を認識できる程度の振動量を発生させることのできる新規な構造の振動デバイスの開発が望まれている。   Under such constraints, the vibration generator has a novel structure that can generate a vibration amount that can reliably recognize an incoming call while reducing power consumption and reducing power consumption. Development of vibration devices is desired.

上記課題を解決するため、例えば、特許文献1に示される振動発生装置においては、シャフトを中心とした内ヨークとコイルとを固定子とし、その外周に配設された外ヨークを可動子とした振動発生装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−181374号公報
In order to solve the above problem, for example, in the vibration generator shown in Patent Document 1, an inner yoke and a coil centered on a shaft are used as a stator, and an outer yoke disposed on the outer periphery thereof is used as a mover. A vibration generator has been developed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-181374 A

しかしながら、上記特許文献1に代表される振動発生装置にあっては、可動子である外ヨークは円板を中抜きした環状に形成されているため、振動を発生させるのに十分な可動子の重量を得ることが難しく、発振効率、つまり振動量が必ずしも十分とは言えない。また、上述のような一般的な振動モータにあっては、構造が複雑な上に高速回転により起振するため、摺動部の信頼性に問題が残る。また、マルチファンクションデバイス(MFD)は、スピーカの基本構造を採用しているために、磁気回路の振幅と、ダイアフラムの振幅との領域が少なからず重なり合うようになっており、限られた厚み寸法の範囲内では十分な起振力が得られないという問題があった。   However, in the vibration generator represented by the above-mentioned Patent Document 1, the outer yoke, which is a mover, is formed in an annular shape with a disc cut out, so that the mover is sufficient to generate vibration. It is difficult to obtain weight, and the oscillation efficiency, that is, the vibration amount is not always sufficient. Further, in the general vibration motor as described above, since the structure is complicated and the vibration is generated by high-speed rotation, there remains a problem in the reliability of the sliding portion. In addition, since the multi-function device (MFD) adopts the basic structure of a speaker, the amplitude of the magnetic circuit and the amplitude of the diaphragm overlap each other, and the thickness of the limited thickness dimension There was a problem that sufficient vibration force could not be obtained within the range.

そこで本発明は、構造が単純で耐久性に優れ、かつ限られたスペースを最大限活用して、使用者がはっきりと認識できる振動量を発することのできる小径偏平型の振動アクチュエータを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a small-diameter flat-type vibration actuator that has a simple structure, is excellent in durability, and can generate a vibration amount that can be clearly recognized by the user by making maximum use of a limited space. With the goal.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
板状又は環状の永久磁石を備える可動子と、前記可動子を収納するハウジング本体と、前記可動子と前記ハウジング本体とを連結して支持する薄板状の弾性体と、前記可動子を駆動させるコイルと、を備える振動アクチュエータにおいて、前記永久磁石は、該永久磁石の径方向の外周部でラジアル方向に磁束が生ずるように配向され、前記コイルは、非磁性材料からなる前記ハウジング本体の外周側面に沿って環状に設けられていることを特徴としている。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is:
A mover having a plate-like or annular permanent magnet, a housing main body that houses the mover, a thin plate-like elastic body that supports the mover and the housing main body connected to each other, and drives the mover A permanent magnet is oriented such that a magnetic flux is generated in a radial direction at a radially outer peripheral portion of the permanent magnet, and the coil is an outer peripheral side surface of the housing body made of a nonmagnetic material. It is characterized by being provided in a ring shape along.

この請求項1に記載の発明によれば、永久磁石の磁束をラジアル方向に配向し、その磁束を略垂直に通過する位置であるハウジング本体の外周側に駆動用コイルを設けることにより、振動する可動子とコイルとの物理的な接触、或は駆動による干渉が皆無となり、またハウジング本体を隔ててコイル側から生じる磁束によって、磁気回路部を構成する永久磁石と一体となった前記可動子が、磁束の力を受け、ハウジング本体内で支持する弾性体板面を基準面として、スラスト方向に往復運動し、それにより大きな振動力を発生させることが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the magnetic flux of the permanent magnet is oriented in the radial direction, and vibration is generated by providing the driving coil on the outer peripheral side of the housing main body, which is a position where the magnetic flux passes substantially vertically. There is no physical contact between the mover and the coil, or interference due to the drive, and the mover integrated with the permanent magnet constituting the magnetic circuit section is formed by the magnetic flux generated from the coil side across the housing body. By receiving the force of magnetic flux, it is possible to reciprocate in the thrust direction using the elastic plate surface supported in the housing body as a reference surface, thereby generating a large vibration force.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記コイルは、前記ハウジング本体の外周側面を帯状に巻回し、また前記永久磁石から生じる磁束に対し略垂直に通過する位置に設けられていることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The coil is provided at a position where the outer peripheral side surface of the housing body is wound in a strip shape and passes substantially perpendicular to the magnetic flux generated from the permanent magnet.

この請求項2に記載の発明によれば、前記ハウジング本体の内部に設けられた永久磁石から生じるラジアル方向の磁束が、前記帯状に巻回した環状コイル面を略垂直に通過する。これにより、永久磁石を有する可動子は、前記コイルから生じる駆動磁界によって軸方向に力を受け、弾性体平面を基準面としてスラスト方向に往復振動し、それにより大きな振動力を発生させることが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the radial magnetic flux generated from the permanent magnet provided inside the housing body passes through the annular coil surface wound in the belt shape substantially vertically. As a result, the mover having a permanent magnet receives a force in the axial direction by the drive magnetic field generated from the coil, and can reciprocate in the thrust direction with the elastic body plane as a reference plane, thereby generating a large vibration force. It becomes.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、
前記永久磁石は、可動子の外郭に位置し、かつ前記ハウジング本体の外周側面に設けられたコイルに対して略垂直な磁束の磁場を生じさせる範囲内で可動可能に設けられていることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The permanent magnet is movably provided within a range in which a magnetic field of magnetic flux substantially perpendicular to a coil provided on an outer peripheral side surface of the housing main body is located on the outer periphery of the mover. It is said.

この請求項3に記載の発明によれば、前記ハウジング本体の内部に設けられた永久磁石から前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに対して直交する磁束が生じることにより、前記コイルに電流が流された時、前記永久磁石と重量体とを有して構成される可動子に対して、前記コイルに流れる電流の方向および、前記永久磁石から生じる磁束の方向の両方に対し直角方向の力(フレミングの左手の法則)が作用されるものである。   According to the third aspect of the present invention, a magnetic flux perpendicular to the coil provided on the outer peripheral side of the housing main body is generated from the permanent magnet provided in the housing main body. Is moved perpendicularly to both the direction of the current flowing in the coil and the direction of the magnetic flux generated from the permanent magnet with respect to the mover configured to have the permanent magnet and the weight body. Force (Fleming's left-hand rule) is applied.

また請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、
前記永久磁石は、二つのアキシャル配向型永久磁石の同極面を対向配置させた合体構造であり、かつ前記同極面の対向位置における磁束の向きが、前記永久磁石の径方向と同じく、ラジアル方向となるように配向したことを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The permanent magnet is a united structure in which the same pole surfaces of two axially oriented permanent magnets are arranged opposite to each other, and the direction of the magnetic flux at the opposite position of the same pole surface is the same as the radial direction of the permanent magnet. It is characterized by being oriented in a direction.

この請求項4に記載の発明によれば、前記永久磁石は、二つのアキシャル配向型永久磁石の同極を対向させた構造を有するため、前記永久磁石の対向する同極から生じる磁束が互いに作用し合って、軸方向とは直角に折曲させられ、前記対向した同極面近傍の空間における磁界は、前記環状に形成された永久磁石の径方向に、放射状(ラジアル方向)に磁束が配向する。よって磁束の向きが前記永久磁石の半径方向となる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the permanent magnet has a structure in which the same poles of two axially oriented permanent magnets are opposed to each other, magnetic fluxes generated from the opposite polarities of the permanent magnets act on each other. Accordingly, the magnetic field in the space in the vicinity of the opposed homopolar surface is oriented in a radial direction (radial direction) in the radial direction of the annular permanent magnet. To do. Therefore, the direction of the magnetic flux is the radial direction of the permanent magnet.

また請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記永久磁石は、少なくとも一つのラジアル配向型永久磁石であることを特徴としている。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the permanent magnet is at least one radial orientation type permanent magnet.

この請求項5に記載の発明によれば、一つの永久磁石だけでラジアル配向型磁石の特性が得られ、前記コイルに電流が流された時、前記永久磁石と重量体とを有して構成される可動子の振動方向に対して、より大きな振動力が作用されるものである。   According to the fifth aspect of the present invention, the characteristics of a radial orientation type magnet can be obtained with only one permanent magnet, and when the current is passed through the coil, the permanent magnet and the weight body are included. A greater vibration force is applied to the vibration direction of the mover.

また請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、
前記可動子の一部に、磁束を導くポールピースを設けたことを特徴としている。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5,
A pole piece for guiding magnetic flux is provided on a part of the mover.

この請求項6に記載の発明によれば、可動子の一部にポールピースを設けることにより、前記ハウジング本体の内部に設けられた永久磁石側から前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに対して、磁束がポールピース内を集中的に通過し、部分的にラジアル方向の磁束密度が向上するため、前記コイルに対してより強力な磁束が作用される。このため前記コイルに電流が流された時、前記永久磁石と重量体とを有して構成される可動子の振動方向に対して、より大きな振動力が作用されるものである。   According to the sixth aspect of the present invention, by providing a pole piece in a part of the mover, the coil provided on the outer peripheral side of the housing body from the permanent magnet side provided in the housing body is provided. On the other hand, since the magnetic flux intensively passes through the pole piece and the magnetic flux density in the radial direction is partially improved, a stronger magnetic flux acts on the coil. For this reason, when an electric current is passed through the coil, a larger vibration force is applied to the vibration direction of the mover configured to have the permanent magnet and the weight body.

また請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の発明において、
前記可動子は、板状又は環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石と一つのポールピースとを有し、かつ前記ポールピースは、板状又は環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石の対向した同極間に設けられていることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 4,
The movable element has two axially oriented permanent magnets formed in a plate shape or an annular shape and one pole piece, and the pole piece is formed of two axially oriented permanent magnets formed in a plate shape or an annular shape. It is characterized by being provided between the opposite poles of the magnet.

この請求項7に記載の発明によれば、可動子の永久磁石が、板状又は環状に形成された二つの永久磁石の同極を対向させた構造を有し、かつ前記対向した磁極間にポールピースを設けることにより、磁束の向きが前記板状又は環状に形成された永久磁石の径方向のポールピース外周に集中し、部分的にラジアル方向の磁束密度が向上するため、前記コイルに対してより強力な磁束が作用される。このため前記コイルに電流が流された時、前記永久磁石と重量体とを有して構成される可動子の振動方向に対して、より大きな振動力が作用されるものである。   According to the seventh aspect of the present invention, the permanent magnet of the mover has a structure in which the same poles of two permanent magnets formed in a plate shape or an annular shape are opposed to each other, and between the opposed magnetic poles. By providing the pole piece, the direction of the magnetic flux is concentrated on the outer periphery of the pole piece in the radial direction of the plate-like or annular permanent magnet, and the magnetic flux density in the radial direction is partially improved. A stronger magnetic flux is applied. For this reason, when an electric current is passed through the coil, a larger vibration force is applied to the vibration direction of the mover configured to have the permanent magnet and the weight body.

また請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、
前記可動子は、略同径の板状又は環状に形成された一つのアキシャル配向型永久磁石と二つのポールピースとを有し、かつ前記二つのポールピースは、前記アキシャル配向型永久磁石の厚み方向上下両端に設けられていることを特徴としている。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The mover has one axially oriented permanent magnet and two pole pieces formed in a plate shape or annular shape having substantially the same diameter, and the two pole pieces have a thickness of the axially oriented permanent magnet. It is characterized by being provided at both upper and lower ends in the direction.

この請求項8に記載の発明によれば、可動子の永久磁石が、板状又は環状に形成された一つのアキシャル配向型永久磁石と、両磁極に配置した二つのポールピースからなる構造であり、磁束が前記板状又は環状に形成された永久磁石の両磁極のポールピース外周に集中し、部分的にラジアル方向の磁束密度が向上するため、前記コイルに対してより強力な磁束が作用される。このため前記コイルに電流が流された時、前記永久磁石と重量体とを有して構成される可動子の振動方向に対して、より大きな振動力が作用されるものである。   According to the eighth aspect of the present invention, the permanent magnet of the mover has a structure including one axially oriented permanent magnet formed in a plate shape or an annular shape and two pole pieces arranged on both magnetic poles. The magnetic flux concentrates on the outer periphery of the pole pieces of the two magnetic poles of the permanent magnet formed in the shape of a plate or ring, and the magnetic flux density in the radial direction is partially improved, so that a stronger magnetic flux is applied to the coil. The For this reason, when an electric current is passed through the coil, a larger vibration force is applied to the vibration direction of the mover configured to have the permanent magnet and the weight body.

また請求項9に記載の発明は、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の発明において、
前記可動子は、その中心に略円板状の重量体を有し、可動子の振動方向に略垂直な径方向に対して、前記ハウジング本体の内壁に近接する外径寸法を有することを特徴としている。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8,
The mover has a substantially disc-shaped weight body at the center thereof, and has an outer diameter close to the inner wall of the housing body with respect to a radial direction substantially perpendicular to a vibration direction of the mover. It is said.

この請求項9に記載の発明によれば、前記ハウジング本体の内壁に近接する外径を有する略円板状の重量体を有する可動子側の永久磁石と、前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルとが近接した位置、つまりエアギャップを小さく保ちながら対向するので、可動子に設けられた永久磁石から生じる磁束と、前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに電流を流した時に生じる磁界とにより、より強い磁力を受けることができ、よって、より大きな振動力が得られるものである。   According to the ninth aspect of the present invention, the permanent magnet on the mover side having a substantially disc-shaped heavy body having an outer diameter close to the inner wall of the housing main body, and the outer peripheral side of the housing main body are provided. Is generated when a current flows through the coil provided on the outer peripheral side of the housing body and the magnetic flux generated from the permanent magnet provided on the mover. A stronger magnetic force can be received by the magnetic field, and thus a larger vibration force can be obtained.

また請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、
前記重量体は、タングステン等の高比重合金を主成分とする非磁性材料の重りにより形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9,
The weight body is characterized by being formed of a weight of a non-magnetic material whose main component is high specific polymerization gold such as tungsten.

この請求項10に記載の発明によれば、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、タングステンを主成分とする非磁性材料を含む高比重の金属体によって形成された前記重量体である重りが、可動子側の前記永久磁石から生じる磁束と、前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに電流を流したときに生じる磁界とにより生じる磁力を受けることにより、より大きな振動力が得られるものである。   According to the invention described in claim 10, in the invention described in any one of claims 1 to 9, it is formed of a high specific gravity metal body containing a nonmagnetic material mainly composed of tungsten. The weight, which is the weight body, receives a magnetic force generated by a magnetic flux generated from the permanent magnet on the mover side and a magnetic field generated when a current is passed through a coil provided on the outer peripheral side of the housing body, A large vibration force can be obtained.

また請求項11に記載の発明は、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、
前記重量体は、黄銅等の比重の大きい一般非磁性体材料の重りにより形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 1 to 9,
The weight body is formed of a weight of a general non-magnetic material having a large specific gravity such as brass.

この請求項11に記載の発明によれば、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、黄銅等の比重の大きい、非磁性体材料の金属体によって形成された前記重量体が、前記永久磁石から生じる磁束と、前記本体の外周側に設けられたコイルに電流を流したときに生じる磁界とが作用されることによって生じる力を受けることにより振動されるものである。   According to the eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, the weight formed by a metal body of a nonmagnetic material having a large specific gravity such as brass. The body is vibrated by receiving a force generated by the action of a magnetic flux generated from the permanent magnet and a magnetic field generated when a current is passed through a coil provided on the outer peripheral side of the main body.

請求項1に記載の発明によれば、永久磁石と重量体とが一体となる可動子を振動させるコイルを前記ハウジング本体の外周側に設けたことにより、前記ハウジング本体の内部領域の大部分を可動子が駆動するための領域とすることができ、小径なハウジング内の小さなスペースでも十分な振幅が得られ、より大きな振動量を発生することが可能となる。また、可動子とコイルとが前記ハウジング本体の側壁を介して隔離されているため、僅かな重量配分の差等によって振動方向がずれることによって生じる可動子とコイルとの接触や干渉を確実に防ぐことができる。これにより構造を単純化することができるとともに、装置の耐久性および信頼性を向上させることができる。さらには、製造工程におけるコイルの取付け時に、可動子とコイルとの干渉を気にする必要が無く、位置合わせ等の作業時間を大幅に短縮することができ、生産効率を向上させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the coil that vibrates the mover in which the permanent magnet and the weight body are integrated is provided on the outer peripheral side of the housing main body, so that most of the inner region of the housing main body is obtained. A region for driving the mover can be used, and a sufficient amplitude can be obtained even in a small space in a small-diameter housing, and a larger amount of vibration can be generated. In addition, since the mover and the coil are separated from each other through the side wall of the housing body, the contact and interference between the mover and the coil, which are caused by the deviation of the vibration direction due to a slight difference in weight distribution or the like, are reliably prevented. be able to. As a result, the structure can be simplified and the durability and reliability of the apparatus can be improved. Furthermore, when attaching the coil in the manufacturing process, there is no need to worry about interference between the mover and the coil, and the work time for positioning and the like can be greatly shortened, and the production efficiency can be improved.

また請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、永久磁石と重量体とが一体となって構成された可動子を振動させる磁界を発生するコイルを帯状に巻回し、前記ハウジング本体の内部に設けられた永久磁石から生じる磁束が略直角に透過する前記ハウジング本体の外周側に設けたことにより、磁気効率を高めることができる。したがって効率よく、より強力な振動力を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and in particular, a movable element in which a permanent magnet and a weight body are integrated is vibrated. By winding a coil for generating a magnetic field to be wound in a strip shape and providing the magnetic flux generated from the permanent magnet provided inside the housing main body at a substantially right angle, the magnetic efficiency can be increased. it can. Therefore, a more powerful vibration force can be obtained efficiently.

また請求項3に記載の発明によれば、請求項1または請求項2に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記ハウジング本体の内部に設けられた永久磁石を、可動子の外郭に配置し、前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに対して略直角な磁束の磁場を生じさせる範囲内で可動子を駆動させることにより、永久磁石と重量体とを有して構成される可動子全体の振動方向に対して最大の振幅と振動を作用させることができる。   According to the invention described in claim 3, the same effect as that of the invention described in claim 1 or 2 can be obtained, and in particular, a permanent magnet provided inside the housing body can be moved. A permanent magnet and a weight body are provided by driving the mover within a range in which a magnetic field of magnetic flux substantially perpendicular to the coil provided on the outer peripheral side of the housing body is generated. The maximum amplitude and vibration can be made to act on the vibration direction of the entire mover configured as described above.

また請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記永久磁石は、板状又は環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石の同極を対向させ、前記二つの永久磁石の同極から生じる磁束を強制的に半径方向に折曲させるため、前記永久磁石のラジアル方向に対して、より強力な磁束を発生させることができる。これにより、コイルに電流を流した時、可動子の振動方向に対してより強力な磁力が得られ、同時に大きな振動力が得られる。また、本発明に適用されるような小型の永久磁石において、ラジアル方向に着磁した永久磁石を得ることは技術的に困難であるが、本発明のように板状又は環状に形成されたアキシャル配向型永久磁石の同極を対向させて一体の永久磁石として形成することにより、ラジアル方向に着磁された小型の永久磁石と同等のものを得ることができる。   According to the invention described in claim 4, the same effect as in the invention described in any one of claims 1 to 3 can be obtained. In particular, the permanent magnet is plate-shaped or annular. In order to force the magnetic flux generated from the two poles of the two axially oriented permanent magnets to be bent in the radial direction, the radial direction of the permanent magnets is More powerful magnetic flux can be generated. Thereby, when an electric current is passed through the coil, a stronger magnetic force can be obtained with respect to the vibration direction of the mover, and at the same time a large vibration force can be obtained. In addition, it is technically difficult to obtain a permanent magnet that is magnetized in a radial direction in a small permanent magnet that is applied to the present invention. However, the axial formed in a plate shape or an annular shape as in the present invention. By forming the oriented permanent magnets with the same polarity facing each other and forming them as an integral permanent magnet, it is possible to obtain an equivalent of a small permanent magnet magnetized in the radial direction.

また請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記永久磁石が一つのラジアル配向型永久磁石からなることである。これにより本発明に最適なラジアル配向型永久磁石としての特性が得られる。   According to the invention described in claim 5, the same effect as in the invention described in any one of claims 1 to 3 can be obtained, and in particular, the permanent magnet has one radial orientation type. It consists of a permanent magnet. Thereby, the characteristic as a radial orientation type permanent magnet most suitable for this invention is acquired.

また請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜請求項5に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記可動子の一部に磁束を導くポールピースを設けたことにより、永久磁石側からコイルに作用する磁束をより強力にすることができるため、前記コイルに電流が流された時、永久磁石と重量体とを有して構成される可動子の振動方向に対する駆動を最大に作用させることができる。   According to the invention described in claim 6, in addition to obtaining the same effect as the invention described in claims 1-5, in particular, a pole piece for guiding magnetic flux to a part of the mover is provided. As a result, the magnetic flux acting on the coil from the permanent magnet side can be made stronger, so that when a current is passed through the coil, the vibration of the mover configured to have a permanent magnet and a weight body Driving in the direction can be maximized.

また請求項7に記載の発明によれば、請求項1〜請求項4のいずれか一項と同様の効果を得ることができる他、特に、可動子の一部である重量体に二つの永久磁石と一つのポールピースとを設けることにより、前記ハウジング本体の内部に設けられた前記二つの永久磁石から前記ハウジング本体の外周側に設けられたコイルに対して略直角に生じた磁場を、一つのポールピース内に集約して通過させることができ、前記コイルに対してより強力な磁束を作用させることができる。このため、前記コイルに電流が流された時、前記二つの永久磁石と一つのポールピースとを有する重量体を有して構成される可動子の振動方向に対して、より強力な駆動力と振動力を得ることができる。   According to the invention described in claim 7, the same effect as in any one of claims 1 to 4 can be obtained, and in particular, two permanent bodies are attached to the weight body which is a part of the mover. By providing a magnet and one pole piece, a magnetic field generated from the two permanent magnets provided inside the housing main body at a substantially right angle to a coil provided on the outer peripheral side of the housing main body is It can be made to pass through in one pole piece, and a stronger magnetic flux can be made to act on the coil. For this reason, when an electric current is passed through the coil, a stronger driving force can be obtained with respect to the vibration direction of the mover configured to include a weight body having the two permanent magnets and one pole piece. Vibration force can be obtained.

また請求項8に記載の発明によれば、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記重量体は、同径の環状に形成された一つの永久磁石と二つのポールピースとを有して構成されるため、前記環状に形成された永久磁石から生じる磁束が、ポールピース内を集中的に通過し、前記本体の外周側に設けられた二つのコイルに対してより強力な磁束を作用させることができる。このため、二つのコイルに電流が流された時、前記同径の環状に形成された一つの永久磁石と二つのポールピースとを有する重量体を有して構成される可動子の振動方向に対して、より強力な駆動力と振動力を得ることができる。   According to the invention described in claim 8, the same effect as that of the invention described in any one of claims 1 to 3 can be obtained, and in particular, the weight body has an annular shape with the same diameter. The magnetic flux generated from the annularly formed permanent magnets intensively passes through the pole piece and the outer periphery of the main body. A stronger magnetic flux can be applied to the two coils provided on the side. For this reason, when a current is passed through two coils, the movable element is arranged in a vibration direction having a weight body having one permanent magnet and two pole pieces formed in an annular shape with the same diameter. On the other hand, a stronger driving force and vibration force can be obtained.

また請求項9に記載の発明によれば、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記可動子は、前記ハウジング本体の内壁に近接する外径寸法を有する略円板状の重量体を有するため、限られたスペース内において最大限の可動子重量を得ることができる。   According to the invention of claim 9, the same effect as that of any one of claims 1 to 8 can be obtained. Since it has a substantially disc-shaped weight body having an outer diameter close to the inner wall, the maximum weight of the mover can be obtained in a limited space.

また請求項10に記載の発明によれば、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記重量体は、タングステン等の高比重合金を主成分とする非磁性材料を含む金属体の重りにより形成されるため、限られた小さなスペース内において、最大限の可動子重量を得ることができる。   Further, according to the invention described in claim 10, in addition to obtaining the same effect as that of the invention described in any one of claims 1 to 9, in particular, the weight body is made of a high material such as tungsten. Since it is formed by a weight of a metal body containing a non-magnetic material mainly composed of specific polymerized gold, the maximum weight of the mover can be obtained in a limited small space.

請求項11に記載の発明によれば、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、前記重量体は、黄銅等の比重の大きい一般的な非磁性体材料の金属体の重りにより形成されるため、限られたスペース内において比較的安価な材料を用いて最大限の可動子重量を得ることができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, the same effects as those of the first aspect of the present invention can be obtained. In particular, the weight body has a specific gravity such as brass. Since it is formed by the weight of a metal body of a large general non-magnetic material, the maximum weight of the mover can be obtained using a relatively inexpensive material in a limited space.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1〜図4に示すように、本実施形態に係る振動アクチュエータ1は、一端が基板10により閉塞され、他端の中心部に凹部7aを有する略円筒形状のハウジング本体7を備えて構成されている。寸法的には外径φ15mm〜10mm以下で、厚み5mm〜4mmの小型偏平形状の振動アクチュエータとして説明する。
<First Embodiment>
As shown in FIGS. 1 to 4, the vibration actuator 1 according to this embodiment includes a substantially cylindrical housing body 7 having one end closed by a substrate 10 and a recess 7 a at the center of the other end. ing. In terms of dimensions, the vibration actuator will be described as a small flat-shaped vibration actuator having an outer diameter of 15 mm to 10 mm or less and a thickness of 5 mm to 4 mm.

ハウジング本体7内部の前記凹部7aの底面に相当する円環面には、図1に示すように、ハウジング本体7の内径側枠に近接する外径寸法を有する略円板状の弾性体4が、凹部7aの内径穴8で同心に固着されている。   As shown in FIG. 1, a substantially disc-shaped elastic body 4 having an outer diameter close to the inner diameter side frame of the housing body 7 is formed on the annular surface corresponding to the bottom surface of the recess 7a inside the housing body 7. The inner diameter hole 8 of the recess 7a is fixed concentrically.

この弾性体4の下面側の外周縁には、前記弾性体4と略等しい外径を有する環状に形成された二つのアキシャル配向型の永久磁石2a, 2bが、互いの同極面(例えば、図3及び図4に示すようにN極とN極)を対向させて接着固定されるとともに、永久磁石2aの上面が前記弾性体4の下面側の外周縁に接着固定されることによって支持されている。なお、接着固定の他、機械的な固定構造を用いて対向配置させる方法もある。   On the outer peripheral edge on the lower surface side of the elastic body 4, two axially oriented permanent magnets 2a and 2b having an outer diameter substantially equal to that of the elastic body 4 are arranged on the same polar surface (for example, As shown in FIGS. 3 and 4, the N pole and the N pole) are bonded and fixed to face each other, and the upper surface of the permanent magnet 2a is supported by bonding and fixing to the outer peripheral edge on the lower surface side of the elastic body 4. ing. In addition to the adhesive fixing, there is a method of opposingly arranging using a mechanical fixing structure.

さらに永久磁石2bの下方には、前記弾性体4および前記永久磁石2a, 2bと略等しい外径を有し、かつ一部が前記永久磁石2a, 2b内に嵌合されるよう小径段が設けられた重量体3が、前記対向面を僅かに超える深さまで嵌合されて構成されている。   Further, below the permanent magnet 2b, a small-diameter step is provided so that the elastic body 4 and the permanent magnets 2a and 2b have substantially the same outer diameter, and a part thereof is fitted into the permanent magnets 2a and 2b. The weight body 3 is configured to be fitted to a depth slightly exceeding the facing surface.

また前記重量体3、永久磁石2a, 2bは、互いに円形軸方向に積層されて一体となることにより可動子5を構成しており、この可動子5全体は前記弾性体4を介して、弾性体4の中央部で、ハウジング本体7の凹部7aの底面に対し同心に固着されることにより、前記ハウジング本体7内において、前記可動子5が、積層する厚み方向に大きく往復振動が可能なように、取り付けられている。   Further, the weight body 3 and the permanent magnets 2a and 2b are laminated together in the direction of the circular axis to form a mover 5. The mover 5 as a whole is elasticated via the elastic body 4. By being fixed concentrically to the bottom surface of the recess 7a of the housing body 7 at the center of the body 4, the movable element 5 can reciprocate greatly in the thickness direction in the housing body 7. Is attached.

また前記ハウジング本体7の外周側には、前記可動子5側の永久磁石2a, 2bの配置面に対応する円周方向の対向位置に、ハウジング本体7の外周縁に沿って巻回される導線が、前記可動子5を動かすための駆動磁界を発生させる巻線コイル6として設けられている。   Further, on the outer peripheral side of the housing main body 7, a conductor wound along the outer peripheral edge of the housing main body 7 at a circumferentially opposed position corresponding to the arrangement surface of the permanent magnets 2a, 2b on the movable element 5 side. Is provided as a winding coil 6 for generating a drive magnetic field for moving the mover 5.

また前記ハウジング本体7の開放端は、端子10aを備えた基板10を、固定部7bで保持固定することにより振動アクチュエータの筐体本体を形成し、また、この基板10と前記コイル6の間には、図2の破線部で示すリード線6aが、基板10底面側のランドRに接続され、端子10aと通電可能な状態になっている。ちなみに基板10の端子10a部分はスルーホールにより、表裏のランドRが共に通電可能に設けられている。   The open end of the housing body 7 forms a casing body of the vibration actuator by holding and fixing the substrate 10 provided with the terminals 10a with the fixing portion 7b, and between the substrate 10 and the coil 6. 2 is connected to the land R on the bottom side of the substrate 10 so that the terminal 10a can be energized. By the way, the terminal 10a portion of the substrate 10 is provided with through-holes so that both the front and back lands R can be energized.

ここで可動子5は、前記ハウジング本体7内において、前記弾性体4の静止状態を基準面として、動作時には上下方向に振動(振幅)するため、図1(B)に示すように、ハウジング本体7の上面内壁と弾性体4の上面とのクリアランス60A、及び弾性体4の下面と重量体3の上面とのクリアランス60B、及び重量体3の下面と基板10の上面とのクリアランス60C、は共に同程度の高さ寸法を最大限確保することが望ましい。   Here, since the movable element 5 vibrates (amplifies) in the vertical direction during operation with the stationary state of the elastic body 4 as a reference plane in the housing main body 7, as shown in FIG. The clearance 60A between the inner wall of the upper surface of 7 and the upper surface of the elastic body 4, the clearance 60B between the lower surface of the elastic body 4 and the upper surface of the weight body 3, and the clearance 60C between the lower surface of the weight body 3 and the upper surface of the substrate 10 are both It is desirable to ensure the same height at the maximum.

なお、ハウジング本体7は、例えば、ステンレス鋼やアルミ、又は複合樹脂材料等の非磁性材料であることが望ましく、本実施形態においてはステンレス鋼を採用している。   The housing body 7 is preferably a non-magnetic material such as stainless steel, aluminum, or a composite resin material, and stainless steel is used in the present embodiment.

また、重量体3は、非磁性材料であるとともに、高比重な材質であることが好ましく、本実施形態においてはタングステン焼結合金を採用している。ただし、必ずしもこれに限定されるものではなく、タングステン(W)合金のほか、タンタル(Ta)を主成分とする高比重合金や、前記合金素材の代替えとして、安価な黄銅、複合樹脂材料等の比較的比重が大きく、かつ非磁性材料である重り部材が望ましい。振動アクチュエータの小径化に伴い、可動部の重量はより高比重なものが常に望まれる。   Further, the weight body 3 is preferably a non-magnetic material and a material having a high specific gravity. In this embodiment, a tungsten sintered alloy is employed. However, it is not necessarily limited to this. In addition to tungsten (W) alloy, high specific polymerized gold mainly composed of tantalum (Ta), and as an alternative to the alloy material, inexpensive brass, composite resin material, etc. A weight member having a relatively large specific gravity and made of a nonmagnetic material is desirable. With the reduction in the diameter of the vibration actuator, it is always desired that the weight of the movable part is higher.

次に、本実施形態に係る振動アクチュエータの作用について図を用いて詳しく説明する。   Next, the operation of the vibration actuator according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態に示す振動アクチュエータ1は、まずコイル6に電流が流れていないとき、図1及び図4に示すように、ハウジング本体7の内部に設けられた環状の二つの永久磁石2a, 2bは、その同極面(例えば、N極とN極)を対向させて密着固定されることにより、これら同極面から生じた磁束が略直角に曲折されて、半径方向(図6に示す径方向)に放射状(ラジアル状)の磁束を生ずる。このため、この磁束がハウジング本体7の側壁を略直角に通過する外周側の位置に固着して設けられたコイル6には、略直角な磁束が作用される。   In the vibration actuator 1 shown in the present embodiment, when no current flows through the coil 6, as shown in FIGS. 1 and 4, the two annular permanent magnets 2 a and 2 b provided inside the housing body 7 are When the same-polar surfaces (for example, the N pole and the N pole) are opposed and fixed in close contact, the magnetic flux generated from these same-polar surfaces is bent at a substantially right angle, and the radial direction (the radial direction shown in FIG. 6). ) Produces a radial (radial) magnetic flux. For this reason, a substantially right-angled magnetic flux acts on the coil 6 that is fixedly provided at a position on the outer peripheral side where the magnetic flux passes through the side wall of the housing body 7 at a substantially right angle.

次に、コイル6は、略円筒状に形成されたハウジング本体7の周縁方向に巻かれた状態で、前記磁束が略直角に透過するハウジング本体7の外周側に固定されており、このコイル6に、例えば、正弦波または矩形波等の特性を持つ交流電流が連続して流された時、前記永久磁石2a, 2bにはフレミングの法則により、図6における上下方向(垂直方向)の力が繰り返し作用されることとなる。コイル6と永久磁石2a, 2bを有する可動子5とには、コイル6に流れる電流の方向によって、互いに作用・反作用に相当する上下逆方向の力が作用されるが、ハウジング本体7の外周側に設けられたコイル6は常に固定されているため、永久磁石2a, 2bの可動子5側が自ずと上下方向(図6に示す力の方向)に振動を繰り返す。   Next, the coil 6 is fixed to the outer peripheral side of the housing body 7 through which the magnetic flux is transmitted at a substantially right angle while being wound in the peripheral direction of the housing body 7 formed in a substantially cylindrical shape. Furthermore, for example, when an alternating current having a characteristic such as a sine wave or a rectangular wave is continuously passed, the force in the vertical direction (vertical direction) in FIG. 6 is applied to the permanent magnets 2a and 2b according to Fleming's law. It will act repeatedly. The coil 6 and the mover 5 having the permanent magnets 2a and 2b are subjected to forces in the opposite directions corresponding to the action and reaction, depending on the direction of the current flowing in the coil 6, but the outer peripheral side of the housing body 7 Since the coil 6 provided at is always fixed, the mover 5 side of the permanent magnets 2a and 2b naturally repeats vibration in the vertical direction (direction of force shown in FIG. 6).

このコイル6に流れる電流は、図5に示す電流の方向(丸符号、正と逆)が、前記説明のように短時間毎にその方向の正逆が入れ替わる。コイル6には直角な磁場が常に作用しているため、永久磁石2a, 2b側の可動子5が、前記正逆の電流方向の入れ替わりにより、上下方向に逆転した力を受け、可動子自身が図の矢印(力の方向)に往復運動する。   As for the current flowing through the coil 6, the direction of the current shown in FIG. 5 (circle symbol, reverse to positive) is switched between the normal and reverse directions every short time as described above. Since a perpendicular magnetic field always acts on the coil 6, the mover 5 on the permanent magnets 2a, 2b side receives a force reversed in the vertical direction due to the switching of the forward and reverse current directions, and the mover itself Reciprocates in the direction of the arrow (force direction).

永久磁石2a, 2b、および、重量体3を有して構成される可動子5は、その上面において、図4で示すように中央の円輪部4cと複数のアーム部4a、4bとを有する板バネ状の弾性体4を介することによってハウジング本体7の内部上面の中心部に懸架されており、可動子5に上下方向の振動力が作用したとき、ハウジング本体7に設けられた円形の凹部7aと弾性体4の環状面とで形成される接合面を基準面として、クリアランス範囲内の上下方向に振動されるものである。また、可動子5の外径とハウジング本体7内径との間には、図4に示すような空隙Gが全周囲に均等に配置され、可動子5とハウジング本体7とが互いに緩衝することがないように配置されている。   Movable element 5 having permanent magnets 2a, 2b and weight body 3 has a central annular part 4c and a plurality of arm parts 4a, 4b on the upper surface thereof as shown in FIG. A circular recess provided in the housing body 7 when a vertical vibration force is applied to the mover 5 when suspended from the center of the inner upper surface of the housing body 7 via the leaf spring-like elastic body 4. The joint surface formed by 7a and the annular surface of the elastic body 4 is used as a reference surface and is vibrated in the vertical direction within the clearance range. Further, a gap G as shown in FIG. 4 is evenly arranged around the entire circumference between the outer diameter of the mover 5 and the inner diameter of the housing body 7 so that the mover 5 and the housing body 7 can cushion each other. Arranged not to.

このように、本実施形態に係る振動アクチュエータ1は、コイル6への入力信号に応じて、可動子5の磁気回路系と永久磁石の磁界範囲の中で、可動子5部分が振動するため、可動子5の重量と弾性体4のばね定数とにより定められる共振周波数によって、その加速度が最大となる設計である。   Thus, the vibration actuator 1 according to the present embodiment vibrates the mover 5 part in the magnetic circuit system of the mover 5 and the magnetic field range of the permanent magnet according to the input signal to the coil 6, The design is such that the acceleration is maximized by the resonance frequency determined by the weight of the mover 5 and the spring constant of the elastic body 4.

以上のように、本実施形態にかかる振動アクチュエータによれば、環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石の同極を対向配置させて、径方向においてラジアル状の磁束を発生させている。これにより、前記永久磁石から生じる磁束は、図5および図6に示すように、前記ハウジング本体の外周側の周方向に巻かれたコイルに対して、略垂直に透過する。   As described above, according to the vibration actuator according to the present embodiment, the same poles of two axially oriented permanent magnets formed in an annular shape are arranged to face each other to generate a radial magnetic flux in the radial direction. Thereby, the magnetic flux generated from the permanent magnet is transmitted substantially perpendicularly to the coil wound in the circumferential direction on the outer peripheral side of the housing body, as shown in FIGS. 5 and 6.

また図1(B)に示すように、前記ハウジング本体の内部領域の大部分を可動子が占める領域とすることができ、外形寸法が小さなスペース内でも、最大径で十分な重量を得る重り部分の可動子が得られる。すなわち、振動量を十分に発生させることができる可動子の重量を確保することが可能となる。   As shown in FIG. 1 (B), a large part of the inner area of the housing main body can be an area occupied by the mover, and a weight part that obtains a sufficient weight with a maximum diameter even in a space having a small outer dimension. The mover is obtained. That is, it is possible to secure the weight of the mover that can generate a sufficient amount of vibration.

また、可動子とコイルとが前記ハウジング本体の側壁を介して隔離されているため、僅かな重量配分の差等によって振動する方向がずれることにより生じる可動子とコイルとの接触や干渉を、確実に防ぐことができる。これにより、組み立て工程は勿論、コイルの配置構造を単純化することができるとともに、断線などが無くなり、耐久性および信頼性を大幅に向上させることができる。さらには、製造工程におけるコイルの取付け時に、可動子とコイルとの動作干渉を気にする必要が無く、位置合わせ等の作業時間を大幅に短縮することができ、生産効率を向上させることができる。   In addition, since the mover and the coil are separated from each other through the side wall of the housing body, the contact and interference between the mover and the coil caused by the deviation of the vibration direction due to a slight difference in weight distribution or the like can be reliably ensured. Can be prevented. As a result, not only the assembly process but also the coil arrangement structure can be simplified, disconnection and the like are eliminated, and durability and reliability can be greatly improved. Furthermore, when attaching the coil in the manufacturing process, there is no need to worry about the operation interference between the mover and the coil, work time for positioning and the like can be greatly shortened, and production efficiency can be improved. .

なお、本実施形態においては、例えば図7〜図9に示すように、二つの環状に形成されたアキシャル配向型永久磁石22a, 22bの同極を対向させた間隙に、一般的磁気回路構造と同様に、鉄などの強磁性材料からなるポールピース31を設けて、円板状に形成された重量体23とともに、可動子25として一体に形成されるようにしてもよい。   In the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 7 to 9, a general magnetic circuit structure is formed in a gap in which the same polarities of two annularly oriented permanent magnets 22a and 22b are opposed to each other. Similarly, a pole piece 31 made of a ferromagnetic material such as iron may be provided so as to be integrally formed as the mover 25 together with the weight body 23 formed in a disc shape.

この場合、重量体23は、環状に形成された永久磁石22a、22bの内径と略等しい外径を有する円柱状(又は円板状)とし、前記二つの永久磁石22a、22bとポールピース31とを積層させた磁気回路部の外郭部分に嵌合されて一体の可動子25となるように構成することにより、ポールピース31と前記二つの永久磁石22a、22bとを積層させた部分の厚さが、前述した図1の可動子5の厚さ、外形と等しくなるようにするとよい。この場合においても、図7に示すハウジング本体27の上面内壁と弾性体24の上面とのクリアランス61A、及び弾性体24の下面と重量体23の上面とのクリアランス61B、及び重量体23の下面と基板20の上面とのクリアランス61Cは等しくなるようにすると、ハウジング本体27内の空間において最大の振幅を得ることができる。   In this case, the weight body 23 has a columnar shape (or a disk shape) having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the annular permanent magnets 22a and 22b, and the two permanent magnets 22a and 22b and the pole piece 31 The thickness of the portion where the pole piece 31 and the two permanent magnets 22a and 22b are laminated is configured by being fitted to the outer portion of the laminated magnetic circuit portion to be an integral mover 25. However, the thickness and the outer shape of the mover 5 shown in FIG. Also in this case, the clearance 61A between the inner wall of the upper surface of the housing body 27 and the upper surface of the elastic body 24 shown in FIG. 7, the clearance 61B between the lower surface of the elastic body 24 and the upper surface of the weight body 23, and the lower surface of the weight body 23 When the clearance 61C with the upper surface of the substrate 20 is made equal, the maximum amplitude can be obtained in the space in the housing body 27.

このようにして、二つの永久磁石22a、22bの間隙に、磁束に対する抵抗値が低いポールピース31を設けることにより、磁気回路における磁気効率を向上させることができ、より強力な磁束を有効に働かせることができ、結果的には、動作時に大きな振動力を得ることができる。   In this way, by providing the pole piece 31 having a low resistance to magnetic flux in the gap between the two permanent magnets 22a and 22b, the magnetic efficiency in the magnetic circuit can be improved, and more powerful magnetic flux is effectively used. As a result, a large vibration force can be obtained during operation.

<第2の実施形態>
次に、本発明に係る振動アクチュエータの第2の実施形態について詳しく説明する。この第2の実施形態においては、磁気回路部構成に当たり、アキシャル配向型永久磁石を一つ使いとして構成し、また基板底面側を半田リフロー対応仕様とした表面実装(SMD)取り付け構造にしている。さらに重量体43の材質は、第1の実施形態と同様にタングステン焼結合金を用いている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the vibration actuator according to the present invention will be described in detail. In the second embodiment, the configuration of the magnetic circuit portion is configured by using a single axially oriented permanent magnet and a surface mounting (SMD) mounting structure in which the bottom surface of the substrate is adapted for solder reflow. Further, the material of the weight body 43 is a tungsten sintered alloy as in the first embodiment.

図10と図11に示すように、本実施形態の振動アクチュエータ41においては、ハウジング本体47及び弾性体44について、前記第1の実施形態と同様に構成されているが、半田リフローによる固定方法を目的として、第1の実施形態とは異なり、基板40の底面側には半田接合部Mを一面に配置した基板設計である。また本実施形態における可動子45は、一つの環状に形成された永久磁石42と、前記永久磁石42の上下両端に接合されたポールピース51a、51bを有して構成されている。またコイルの取付け位置は、ハウジング本体47の外周位置に設けている点では前記第1の実施形態と同様であるが、本実施形態においては、さらに、前記ポールピース51a、51bに対応するハウジング本体外周位置に、上下二つのコイル46A、46Bがそれぞれ設けられている。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the vibration actuator 41 of the present embodiment, the housing main body 47 and the elastic body 44 are configured in the same manner as in the first embodiment, but a fixing method by solder reflow is used. As an object, unlike the first embodiment, the board design is such that the solder joint M is arranged on one side on the bottom side of the board 40. In addition, the mover 45 in the present embodiment includes a single permanent magnet 42 formed in an annular shape and pole pieces 51a and 51b joined to both upper and lower ends of the permanent magnet 42. The coil mounting position is the same as that of the first embodiment in that it is provided at the outer peripheral position of the housing body 47. In this embodiment, however, the housing body corresponding to the pole pieces 51a and 51b is further provided. Two upper and lower coils 46A and 46B are provided at the outer peripheral position, respectively.

永久磁石42の上面および下面から生じる磁束は、図12に示すように、N極側とS極側では磁束の方向が逆向きとなるので、対応するハウジング本体47外周位置に設けられたコイル46A、46Bには、互いに逆位相の電流が流れるように結線されている。   As shown in FIG. 12, the magnetic flux generated from the upper surface and the lower surface of the permanent magnet 42 is reversed in the direction of the magnetic flux on the N pole side and the S pole side, so that the coil 46A provided at the outer peripheral position of the corresponding housing body 47 is provided. , 46B are connected so that currents in opposite phases flow.

次に、本実施形態に係る振動アクチュエータ41の動作、作用について以下詳しく説明する。   Next, the operation and action of the vibration actuator 41 according to this embodiment will be described in detail below.

本実施形態に係る振動アクチュエータ41は、図12に駆動部の動作原理を簡易的に示すように、磁束の流れは永久磁石42の上面をN極とした場合、前記永久磁石42の上面から生じた磁束は、該永久磁石42の上面側に配設されたポールピース51a内を通過してハウジング本体47の外周側に設けられたコイル46Aを略直角に通過し、その後、略反対方向に向きを変えた磁束がコイル46Bを通過して前記永久磁石42の下面側に配設されたポールピース51bに導かれ、永久磁石42内に戻される。   In the vibration actuator 41 according to the present embodiment, the magnetic flux flow is generated from the upper surface of the permanent magnet 42 when the upper surface of the permanent magnet 42 is an N pole as shown in FIG. The magnetic flux passes through the pole piece 51a disposed on the upper surface side of the permanent magnet 42, passes through the coil 46A provided on the outer peripheral side of the housing body 47 at a substantially right angle, and then faces in the opposite direction. The magnetic flux having changed is passed through the coil 46B, led to the pole piece 51b disposed on the lower surface side of the permanent magnet 42, and returned to the permanent magnet 42.

またコイル46Aとコイル46Bは、互いに逆向きの電流が流れるようになっているため、これらコイル46A、46Bに電流が流された時、永久磁石42に対しての駆動力は、共に同じ力の方向に作用する。このとき、前記第1の実施形態の場合と同様、コイル46A、46Bがハウジング本体47外周に固定されているため、弾性体44に支持されたハウジング本体47内の永久磁石42、ポールピース51a、51b、及び重量体43を備えて構成される可動子45全体が、図12に示す力の方向(上下方向)に往復振動する。   In addition, since the coils 46A and 46B are designed to have currents flowing in opposite directions, when the current flows through the coils 46A and 46B, the driving force for the permanent magnet 42 is the same. Acts on direction. At this time, as in the case of the first embodiment, since the coils 46A and 46B are fixed to the outer periphery of the housing body 47, the permanent magnet 42, the pole piece 51a, The entire mover 45 including the 51b and the weight body 43 reciprocally vibrates in the force direction (vertical direction) shown in FIG.

このように前記第1の実施形態の場合と同様、コイル46A、46Bには、例えば、正弦波または矩形波などの、短時間周期で流れる方向が逆転する交流電流が流されるため、前記可動子45に作用する力の方向は、短時間周期で方向が逆向きに変化することとなり、例えば図12のコイル上を流れる電流の向き(白黒の正負矢印)が示すように、コイル46A、46Bに流れる向きが変われば、作用する力の方向も変わり、前記弾性体44を介してハウジング本体47内に懸架されている可動子45は、上下の力の方向に従い、振動を繰り返す。   Thus, as in the case of the first embodiment, an alternating current, such as a sine wave or a rectangular wave, whose direction of flow is reversed in a short period is passed through the coils 46A and 46B. The direction of the force acting on 45 changes in the reverse direction in a short period of time. For example, as shown by the direction of the current flowing on the coil of FIG. 12 (black and white positive and negative arrows), the coils 46A and 46B If the flowing direction changes, the direction of the acting force also changes, and the mover 45 suspended in the housing body 47 via the elastic body 44 repeats vibration according to the direction of the vertical force.

この場合においても、前記第1の実施形態と同様、図10に示すハウジング本体47の上面内壁と弾性体44の上面とのクリアランス62A、及び弾性体44の下面と重量体43の上面とのクリアランス62B、及び重量体43の下面と端子基板40の上面とのクリアランス62Cを同程度確保することにより、ハウジング本体47内において、可動子45が最大の振幅を得ることができる。参考までに、図13に、このクリアランス内で振幅Wを繰り返した時の可動子45の振動動作を模式的な形状として破線で示す。   Also in this case, as in the first embodiment, the clearance 62A between the inner wall of the upper surface of the housing body 47 and the upper surface of the elastic body 44 shown in FIG. 10 and the clearance between the lower surface of the elastic body 44 and the upper surface of the weight body 43 are shown. By ensuring the same degree of clearance 62C between 62B and the lower surface of the weight body 43 and the upper surface of the terminal board 40, the movable element 45 can obtain the maximum amplitude in the housing main body 47. For reference, in FIG. 13, the vibration operation of the mover 45 when the amplitude W is repeated within this clearance is shown by a broken line as a schematic shape.

以上のように、本実施形態に係る振動アクチュエータ41によれば、環状に形成された永久磁石の上下両端にそれぞれポールピース51a、51bを設け、前記ポールピース51a、51bに対応するハウジング本体47の外周側には、互いに逆向きの電流が流されるように結線された二つのコイル46A、46Bを設けることによって、第1の実施形態と同様またはそれ以上の磁気効率向上による可動部の駆動力を得ることができた。また、可動子45中心部には高比重合金からなる重量体の重りを備え、その可動子45の振幅の幅を、構造的に厚み方向で最大の振り幅が得られるように各符号62A、62B、62Cのクリアランスを設定したので、小型小径の振動アクチュエータとして十分な振動力が得られた。   As described above, according to the vibration actuator 41 according to the present embodiment, the pole pieces 51a and 51b are respectively provided on the upper and lower ends of the annular permanent magnet, and the housing main body 47 corresponding to the pole pieces 51a and 51b is provided. By providing two coils 46A and 46B that are connected so that currents in opposite directions flow on the outer peripheral side, the driving force of the movable part can be obtained by improving the magnetic efficiency as in the first embodiment or higher. I was able to get it. In addition, the center of the mover 45 is provided with a weight of a heavy body made of high-specific-polymerized gold, and the width of the amplitude of the mover 45 is set so that each of the reference numerals 62A, so that the maximum swing width can be obtained in the thickness direction structurally. Since the clearance of 62B and 62C was set, sufficient vibration force was obtained as a small and small diameter vibration actuator.

本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの概略を示す平面図(A)と、X−X断面図(B)である。They are the top view (A) which shows the outline of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and XX sectional drawing (B). 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの概略を示す背面図(A)と、側面図(B)である。They are the rear view (A) which shows the outline of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and a side view (B). 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの斜視分解図である。1 is an exploded perspective view of a vibration actuator according to a first embodiment of the present invention. 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの可動子とコイルとの位置関係を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the positional relationship of the needle | mover and coil of a vibration actuator which concern on 1st Embodiment in this invention. 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの永久磁石全体から生じる磁束の流れを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the flow of the magnetic flux produced from the whole permanent magnet of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention. 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの永久磁石から生じる磁束の流れとコイルとの配置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the arrangement | positioning of the flow of the magnetic flux which arises from the permanent magnet of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and a coil. 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの変形応用例の概略を示す平面図(A)と、X−X断面図(B)である。They are the top view (A) which shows the outline of the modification application example of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and XX sectional drawing (B). 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの変形応用例の概略を示す底面図(A)と、側面図(B)である。They are the bottom view (A) which shows the outline of the modification application example of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and a side view (B). 本発明における第1の実施形態に係る振動アクチュエータの変形応用例のポールピースを挟んだ永久磁石から生じる磁束の流れとコイルとの配置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the flow of the magnetic flux produced from the permanent magnet which pinched | interposed the pole piece of the deformation | transformation application example of the vibration actuator which concerns on 1st Embodiment in this invention, and arrangement | positioning of a coil. 本発明における第2の実施形態に係る振動アクチュエータの概略を示す平面図(A)と、X−X断面図(B)である。It is the top view (A) which shows the outline of the vibration actuator which concerns on 2nd Embodiment in this invention, and XX sectional drawing (B). 本発明における第2の実施形態に係る振動アクチュエータの概略を示す底面図(A)と、側面図(B)である。It is the bottom view (A) which shows the outline of the vibration actuator which concerns on 2nd Embodiment in this invention, and a side view (B). 本発明における第2の実施形態に係る振動アクチュエータの変形応用例であるポールピースで挟んだ永久磁石から生じる磁束の流れと二つのコイルとの配置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows arrangement | positioning with the flow of the magnetic flux produced from the permanent magnet pinched | interposed with the pole piece which is a modification application example of the vibration actuator which concerns on 2nd Embodiment in this invention, and two coils. 本発明における第2の実施形態に係る振動アクチュエータの変形応用例であるポールピースで挟んだ永久磁石から生じる磁束の流れと二つのコイルとの配置を示す構成全体の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the whole structure which shows the flow of the magnetic flux which arises from the permanent magnet pinched | interposed with the pole piece which is a modification application example of the vibration actuator which concerns on 2nd Embodiment in this invention, and arrangement | positioning of two coils.

符号の説明Explanation of symbols

1、21、41 振動アクチュエータ
2、22、42 永久磁石
3、23、43 重量体
4、24、44 弾性体
5、25、45 可動子
6、26、46 コイル
7、27、47 本体
8、28、48 内径穴
10、20、40 基板
31、51a、52b ポールピース
1, 21, 41 Vibration actuators 2, 22, 42 Permanent magnets 3, 23, 43 Weight bodies 4, 24, 44 Elastic bodies 5, 25, 45 Movers 6, 26, 46 Coils 7, 27, 47 Main bodies 8, 28 , 48 bore
10, 20, 40 substrate
31, 51a, 52b Pole piece

Claims (11)

板状又は環状の永久磁石を備える可動子と、前記可動子を収納するハウジング本体と、前記可動子と前記ハウジング本体とを連結して支持する薄板状の弾性体と、前記可動子を駆動させるコイルと、を備える振動アクチュエータにおいて、
前記永久磁石は、該永久磁石の径方向の外周部でラジアル方向に磁束が生ずるように配向され、
前記コイルは、非磁性材料からなる前記ハウジング本体の外周側面に沿って環状に設けられていることを特徴とする振動アクチュエータ。
A mover having a plate-like or annular permanent magnet, a housing main body that houses the mover, a thin plate-like elastic body that supports the mover and the housing main body connected to each other, and drives the mover A vibration actuator comprising a coil,
The permanent magnet is oriented so that a magnetic flux is generated in the radial direction at the radial outer periphery of the permanent magnet,
The vibration actuator, wherein the coil is provided in an annular shape along an outer peripheral side surface of the housing body made of a nonmagnetic material.
前記コイルは、前記ハウジング本体の外周側面を帯状に巻回し、また前記永久磁石から生じる磁束に対し略垂直に通過する位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の振動アクチュエータ。 2. The vibration actuator according to claim 1, wherein the coil is provided at a position where the outer peripheral side surface of the housing body is wound in a strip shape and passes substantially perpendicularly to a magnetic flux generated from the permanent magnet. 前記永久磁石は、可動子の外郭に位置し、かつ前記ハウジング本体の外周側面に設けられたコイルに対して略垂直な磁束の磁場を生じさせる範囲内で可動可能に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動アクチュエータ。 The permanent magnet is movably provided within a range in which a magnetic field of magnetic flux substantially perpendicular to a coil provided on the outer peripheral side surface of the housing main body is located on the outer periphery of the mover. The vibration actuator according to claim 1 or 2. 前記永久磁石は、二つのアキシャル配向型永久磁石の同極面を対向配置させた合体構造であり、かつ前記同極面の対向位置における磁束の向きが、前記永久磁石の径方向と同じく、ラジアル方向となるように配向したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The permanent magnet is a united structure in which the same pole surfaces of two axially oriented permanent magnets are arranged opposite to each other, and the direction of the magnetic flux at the opposite position of the same pole surface is the same as the radial direction of the permanent magnet. The vibration actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration actuator is oriented in a direction. 前記永久磁石は、少なくとも一つのラジアル配向型永久磁石であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 4. The vibration actuator according to claim 1, wherein the permanent magnet is at least one radial-oriented permanent magnet. 5. 前記可動子の一部に、磁束を導くポールピースを設けたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The vibration actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein a pole piece for guiding magnetic flux is provided on a part of the mover. 前記可動子は、板状又は環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石と一つのポールピースとを有し、かつ前記ポールピースは、板状又は環状に形成された二つのアキシャル配向型永久磁石の対向した同極間に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The movable element has two axially oriented permanent magnets formed in a plate shape or an annular shape and one pole piece, and the pole piece is formed of two axially oriented permanent magnets formed in a plate shape or an annular shape. The vibration actuator according to claim 1, wherein the vibration actuator is provided between the same poles facing each other. 前記可動子は、略同径の板状又は環状に形成された一つのアキシャル配向型永久磁石と二つのポールピースとを有し、かつ前記二つのポールピースは、前記アキシャル配向型永久磁石の厚み方向上下両端に設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The mover has one axially oriented permanent magnet and two pole pieces formed in a plate shape or annular shape having substantially the same diameter, and the two pole pieces have a thickness of the axially oriented permanent magnet. The vibration actuator according to claim 1, wherein the vibration actuator is provided at both upper and lower ends in the direction. 前記可動子は、その中心に略円板状の重量体を有し、可動子の振動方向に略垂直な径方向に対して、前記ハウジング本体の内壁に近接する外径寸法を有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The mover has a substantially disc-shaped weight body at the center thereof, and has an outer diameter close to the inner wall of the housing body with respect to a radial direction substantially perpendicular to the vibration direction of the mover. The vibration actuator according to any one of claims 1 to 8. 前記重量体は、タングステン等の高比重合金を主成分とする非磁性材料の重りにより形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。 The vibration actuator according to any one of claims 1 to 9, wherein the weight body is formed of a weight of a nonmagnetic material whose main component is high specific polymerization gold such as tungsten. 前記重量体は、黄銅等の比重の大きい一般非磁性体材料の重りにより形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の振動アクチュエータ。
10. The vibration actuator according to claim 1, wherein the weight body is formed of a weight of a general non-magnetic material having a large specific gravity such as brass.
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