特許ウォッチ

公開番号2024117594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-29
出願番号2023023770
出願日2023-02-17
発明の名称振動アクチュエータ及び電気機器
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人弁理士法人鷲田国際特許事務所
主分類B06B 1/04 20060101AFI20240822BHJP(機械的振動の発生または伝達一般)
要約【課題】共振を利用する振動アクチュエータにおいて、所望の振動強度を出力可能な周波数帯域幅の広狭を自在に可変設定すること。
【解決手段】振動アクチュエータは、バネ-マス系におけるマス部を構成し、可動マグネットを有する可動体と、前記可動体の外周を夫々囲んで軸方向に並置され、通電されると前記可動体を前記軸方向で直線状に振動させるモータを、前記可動マグネットと共に構成する一対のコイルと、前記バネ-マス系におけるバネ部を前記可動マグネットと共に構成し、前記軸方向で前記可動体に対向して配置され、通電されると前記可動マグネットに対する反発力又は吸引力を発生させる電磁石と、を有する固定体と、を有する。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
バネ－マス系におけるマス部を構成し、可動マグネットを有する可動体と、
前記可動体の外周を夫々囲んで軸方向に並置され、通電されると前記可動体を前記軸方向で直線状に振動させるモータを、前記可動マグネットと共に構成する一対のコイルと、前記バネ－マス系におけるバネ部を前記可動マグネットと共に構成し、前記軸方向で前記可動体に対向して配置され、通電されると前記可動マグネットに対する反発力又は吸引力を発生させる電磁石と、を有する固定体と、
を有する振動アクチュエータ。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記電磁石は、径方向の中央位置で前記両側から前記可動体に接近するよう延在して配置されている、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記電磁石は、駆動制御部の制御により、前記反発力及び前記吸引力のいずれか一方を選択的に発生させる、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記電磁石は、駆動制御部の制御により、前記反発力及び前記吸引力を可変可能に発生させる、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】
前記電磁石は、駆動制御部の制御により、前記反発力及び前記吸引力を断続又は連続に発生させる、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項６】
前記軸方向における前記可動体の両端部の夫々と前記固定体とを接続して設けられ、前記可動体を前記軸方向で直線状に振動可能に支持する一対の板バネをさらに有し、
前記バネ部は、前記一対の板バネと、前記電磁石及び前記可動マグネットを含む磁気バネと、の組合せにより構成されている、
請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１に記載の振動アクチュエータを実装した電気機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動アクチュエータ及びこれを備える電気機器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
振動機能を有する電気機器には一般に、振動発生源としてのアクチュエータ（振動アクチュエータ）が実装されている。電気機器は、振動アクチュエータを駆動してユーザに振動を伝達して体感させることにより、刺激を付与したり、着信を通知したり、操作感や臨場感を向上したりすることができる。なお、電気機器は、携帯型ゲーム端末、据置型ゲーム機のコントローラー（ゲームパッド等）、携帯電話やスマートフォン等の携帯通信端末、タブレットＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等の携帯情報端末等を含むほか、ユーザにマッサージ等を施す各種のヘルスケア機器や美容機器を含む。
【０００３】
従来の振動アクチュエータの一例は、筒状ケースの内側に配置されたコイルと、永久磁石を有する可動子と、コイルの内側で可動子を軸方向に振動可能に支持する弾性支持部材と、を有する（例えば特許文献１参照）。このような振動アクチュエータでは、コイルに所定の周波数の電流を通電すると、コイルと永久磁石とで構成されるボイスコイルモータの駆動力により可動子が往復運動つまり振動して、振動が振動アクチュエータから外部に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－０５４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した振動アクチュエータにおいて、可動子と弾性支持部材とは、バネ－マス系の振動モデルを構成する関係にある。すなわち、コイルにバネ－マス系の共振周波数に等しい周波数の交流波が入力されると、可動子は共振状態となり、振動アクチュエータからは、高出力の振動が得られる。換言すれば、共振を利用すると、振動アクチュエータの駆動効率が向上する。
【０００６】
ところが、通常のバネ－マス系の振動モデルでは、その共振周波数近辺の交流周波数が入力される場合のみＧ値（衝撃値、振動強度とも呼ばれる）が高くなり、入力周波数が共振周波数に等しい値或いはその近傍の値から外れると、Ｇ値が極端に低くなる。すなわち、所望の振動強度を出力可能な周波数帯域幅が狭い。
【０００７】
ここで、可動子の駆動源であるボイスコイルモータを構成するコイルと永久磁石は、環境温度によって特性が変化する性質を有するため、共振周波数に影響を与える。また、特に機械バネを持たない磁気バネのみの構造の場合、更に共振周波数への影響が顕著に生じる。したがって、振動アクチュエータの環境温度に応じて、共振周波数が変化する場合がある。さらに、振動アクチュエータには、部品の製造公差や組付公差による個体差があり、その個体差に応じて共振周波数が変化する場合もある。
【０００８】
そのため、共振を利用する振動アクチュエータにおいて、所望の振動強度を出力可能な周波数帯域幅の広狭を個体差や環境に応じて自在に可変設定したいという要望がある。
【０００９】
本発明の目的は、共振を利用する振動アクチュエータにおいて、所望の振動強度を出力可能な周波数帯域幅の広狭を自在に可変設定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る振動アクチュエータの一態様は、
バネ－マス系におけるマス部を構成し、可動マグネットを有する可動体と、
前記可動体の外周を夫々囲んで軸方向に並置され、通電されると前記可動体を前記軸方向で直線状に振動させるモータを、前記可動マグネットと共に構成する一対のコイルと、前記バネ－マス系におけるバネ部を前記可動マグネットと共に構成し、前記軸方向で前記可動体に対向して配置され、通電されると前記可動マグネットに対する反発力又は吸引力を発生させる電磁石と、を有する固定体と、
を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許