(57)【要約】【課題】  電流を振動運動に効率良く変換する事、及び、その振動運動の形状と方向の制御を電流制御で行なえるようにする事。【解決手段】  図１で示すように、電磁コイル１・２と磁石で作る吸引部３と可動磁石部４を配置する。４は装置の中空部で３と吸引し合う状態で３と接しているが、３に対し可動である。１に流す電流の周期制御により４が左右方向の共鳴振動を行なう。２に流す電流の周期制御で４が上下方向に共鳴振動を行なう。１と２に流す周期電流の強弱と周期電流の位相の差を制御することで、振動の形状と方向の制御を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する２組の電磁コイルで巻いた内側の空間内に、面状の吸引面を持つ吸引磁石部を電磁コイルに固定な状態で配置し、吸引磁石部の吸引面と面状の吸着面で接触して吸引し合う可動磁石部を配置した構造で、可動磁石部が吸引面の全方向に対し可動であるように吸引面と吸着面の形状を定めた、振動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  電流を振動運動に変換する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  振動方向が一定な振動装置が一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  振動方向が一定な振動装置が一般的であり、振動方向を変える場合は装置自体の向きを変える必要がある。振動の形状は装置特性で決まり、変えることは出来ない。【０００４】  本発明は、電流を振動運動に効率良く変換する事と、その振動運動の形状と方向の制御を電流の制御で行なえるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  以下、課題を解決するための手段を図１に基づいて説明する。【０００６】  図１で示すように、２組の電磁コイル１・２と、吸引磁石部３と、可動磁石部磁石４を配置する。１と２と３は中空の筐体５に取付けて相互に固定した状態である。【０００７】  ３は厚みの薄い円柱形状の磁石を利用したもので、図１では３をＮ極Ｓ極を図に対して垂直な方向にして５に固定している。吸引面の形状は平面にしている。【０００８】  ４は球形の磁石を可動磁石部として利用したものであり、電磁コイル１・２内側中空部に入れた状態である。吸着面の形状は球面である。【０００９】  ３は図１の正面図の奥位置にあり、４はその手前位置で３と接する状態である。３と４の配置状態を図２の側面図で示す。【００１０】  ３と４は、１と２の内側中空部で吸引し合う状態で接しているが、吸引面と吸着面の形状に従い、４は３と接した状態のまま、中空部内の左右上下の全方向に可動である。【００１１】  ４は図１に対して垂直な方向の磁場で３と吸引し合い、図１の状態で３と４が静止する安定位置が存在する。【００１２】  最初１・２に電流が流れていない状態で、４は図１の状態で静止する安定位置にある。【００１３】  １に電流を流すと図１の左右方向の磁場を発生し、２に電流を流すと図１の上下方向の磁場を発生する。【００１４】  １に電流を流した場合、発生する左右方向磁場の作用で４はＮ極Ｓ極が左右方向に向かう回転と移動を行い、図１の状態から左右どちらかに向かうが、電流を切ると図１の状態に戻る運動を行う。【００１５】  電流のオンとオフを、一定の周期で繰り返す周期電流を流す事で、小さな振動運動を得る。この運動は、図１の４の位置を中央として、４が左右に小さく振幅する運動である。【００１６】  ４が左右に小さく振幅する運動は、３と４の磁場の吸引力による固有周期を持つ運動で、１への電流をこの固有周期と共鳴する周期の電流にすると、大きな振幅の共鳴振動になる。【００１７】  電流の周期を順次に変遷させてゆくと、共鳴を発生する周期近辺で４が大きな振幅を見せ始める。この現象を利用し、電流の周期を共鳴周期に制御する事ができる。【００１８】  用いる電流は、＋極側と−極側が入替わる周期電流も有効である。【００１９】  同様に、１をオフにした状態で２の電流を制御することで、上下方向の共鳴振動を得る。【００２０】  即ち、１を利用するか２を利用するかを選択制御する方法で、９０度振動方向が違う振動を、適宜に得ることができる。【００２１】  １と２の電流の周期が同じで位相差を０にした状態で、１と２の電流の強弱を制御すれば、先の９０度内の中間の方向への振動を得ることができる。【００２２】  電流の位相差を１８０度にした状態で、１と２の電流の強弱を制御すると、残り９０度の方向内への振動を得ることになり、１８０度全方向に対し振動の方向制御が可能になる。【００２３】  １と２の電流の位相差を制御することで、円状を含めた楕円状の共鳴振動を得ることが可能であり、振動の形状を制御できる。【００２４】  １と２の電流の強さが同じで１と２の電流の位相差を９０度で、円状の共鳴振動を得る。【００２５】  以上のように、２組の電流を制御する事で、任意の振動方向に直線状あるいは楕円状の共鳴振動を発生する機構を実現した。
【発明の効果】
【００２６】  機構が簡潔であり小型化に向いている。ｃｍ単位ないしｍｍ単位の装置サイズで、方向制御も可能な小型動力装置に利用できる。【００２７】  電流の制御で振動の発生と形状と方向を制御可能となり、回転軸や歯車のような機械的機構をなくした移動制御装置を実現できる。【００２８】  振動を利用して移動する小型移動体の振動動力源とすれば、移動方向制御も可能であり、自律型小型ロボットの動力源に適用できる。【００２９】  振動を搬送に利用すれば、搬送方向も制御可能であり、小型搬送装置の方向制御機構も一体化した動力源を実現できる。【００３０】  振動の形状も制御可能な装置であり、用途に応じて振動形状を変化させることができる。【００３１】  動力伝達に対し楕円状振動が有効な場合がある。回転制御に対し円状振動が有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】  図１のように、１と２は直交する方向に巻くことが適している。【００３３】  ３の吸引面と４の吸着面は、用途特性と合う形状に決めておく。【００３４】  ３の吸引面と４の吸着面の形状で４の移動方向に対する特性がでるため、電流で振動の方向と形状を制御するための回路設計と関連する。【００３５】  平面と球面あるいは球面と球面の場合は、全方向均一の特性で、制御性能が安定し易い。【００３６】  中空部の形状を可動振動部が振動する領域に近くすることで、効率が良い装置になる。【００３７】  ３と４の磁力を強くすると固有振動の周波数が高くなり、エネルギーが高い装置となる。
【実施例】
【００３８】  図１に示す機構に基づいて、１ｃｍ立法程の筐体に２組の電磁コイルを巻き、３を直径５ｍｍ厚み１ｍｍの円柱状ネオジム磁石で、４を直径６ｍｍの球状ネオジム磁石で作成した装置に、約５Ｖ１００ｍＡの２組のパルス電流を制御する回路を用いて、約１００サイクル／秒の共鳴振動運動を得た上で、振動の形状と方向を制御できる装置を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】  二次元共鳴振動モーターの機構を説明する正面図
【図２】  二次元共鳴振動モーターの機構を説明する側面図
【符号の説明】
【００４０】  １  電磁コイル
２  １と交差した状態に巻いた電磁コイル
３  吸引磁石部
４  可動磁石部
５  １と２と３を取り付けた筐体
【図１】
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【図２】
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