(57)【要約】【課題】中空状可動子の内径に永久磁石を配し、磁気ギャップを介して固定子を配したリニア振動アクチュエータにおいて、その永久磁石は、内径が同一極となり外径と異極となるように着磁しているが、着磁が困難であり磁石本来の性能を生かせず、アクチュエータとして小型高性能化に課題。【解決手段】磁石中心の半径方向に磁化平行配向した円弧状磁石２Ａ・２Ｂを複数用いることで、小径磁石の着磁を容易にでき、小型高性能なリニア振動アクチュエータを提供。帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングした磁石を可動子の内径部に配する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配し、前記中空状可動子内径に複数の磁石が設けられ、前記磁石は、前記固定子に対面する側が同一極に着磁され、かつ磁石中心の板厚方向に磁化平行配向されているリニア振動アクチュエータ。
【請求項２】
磁石が、リングを軸方向に２分割された円弧状磁石であり、２つの前記磁石どうしが接することなく離間して配置される請求項１記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項３】
２個の磁石間と磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを有する固定子を備える請求項２記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項４】
磁石と磁石との間の位置と、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを有する固定子を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項５】
中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を設け、前記中空状可動子の内径には、帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングし前記固定子に対面する側が同一極に構成されるリニア振動アクチュエータ。
【請求項６】
固定子に切欠き部を有し、前記切欠き部とカーリングされたフレキブルな磁石の合わせ面とが相対する位置関係の構成を備える請求項５記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項７】
板厚方向に対して傾斜させた着磁分布を有するフレキシブルな磁石をカーリングし、前記磁石の固定子に対面する側を同一極とし、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠き部が設けられる固定子を有し、その切欠き部と磁石のカーリングによる合わせ面部とを対向させ、前記切欠き部の固定子径方向の深さ方向に対して直交する方向へ磁束を集中させる着磁分布とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項８】
フレキシブルな磁石を曲面へ展開し平行着磁を行い、板厚方向に対して傾斜させた着磁分布を有する磁石を備える請求項７記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項９】
中空状可動子の形状がリング状である請求項１から請求項８のいずれかに記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項１０】
中空状可動子の内側形状が円形状で、外側が多角形である請求項１から請求項８のいずれかに記載のリニア振動アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載のリニア振動アクチュエータを搭載する情報携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア振動アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リニア振動アクチュエータの一例について図８、及び図９を用いて説明する。図８は、従来例におけるリニア振動アクチュエータの平面図（カバー、バネは透視）、図９は同軸断面図を示す。内側に永久磁石１２を配したリング状可動子１３と、その内径にギャップを介して、エ字状断面をもつ軸対称コアに対して、中心部分をとりかこむように巻かれたコイル部１４を有する固定子１５とを軸方向へ可動できるよう弾性体１６で支持した構成を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
コイル部１４へ交流あるいは、パルスを通電すると発生する磁束に従い、可動子１３が上下に振動する。一端を固定子１５、他端を可動子１３に固定した支持体１６を可動子の上下に備え、可動子の運動エネルギーを振動として取り出す。
【０００４】
可動子１３の内径の永久磁石は内径が同一極となり、外径と異極となるよう単極に着磁されている（例えば内径をＮ極、外径をＳ極）。
【０００５】
【特許文献１】
出願番号２００１―３５８１０８の公開公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁石の内径が１０ｍｍ程度以下と小さい場合、着磁が困難であるという課題を有していた。特にアクチュエータの小型高性能化のため、磁石には、高エネルギー積、耐熱性を有する高保磁力の磁石が求められる。例えばＳｍＣｏ焼結磁石である。高性能なＳｍＣｏ焼結磁石の着磁には４ＭＡ／ｍ以上と大きな着磁磁場が必要である。本例のような内径１０ｍｍ程度以下の小径磁石を単極着磁することは困難であり、磁石本来の性能を生かせず、アクチュエータとして小型高性能化に課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本件出願に係る第１の発明のリニア振動アクチュエータは、中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配し、前記中空状可動子内径に複数の磁石が設けられ、前記磁石は、前記固定子に対面する側が同一極に着磁され、かつ磁石中心の板厚方向に磁化平行配向されている。
【０００８】
また、本件出願に係る第２の発明のリニア振動アクチュエータは、第１の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、磁石が、リングを軸方向に２分割された円弧状磁石であり、２つの前記磁石どうしが接することなく離間して配置される。
【０００９】
また、本件出願に係る第３の発明のリニア振動アクチュエータは、第２の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、２個の磁石間と磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを有する固定子を備える。
【００１０】
また、本件出願に係る第４の発明のリニア振動アクチュエータは、上記第１から第３の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、磁石と磁石との間の位置と、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを有する固定子を備える。
【００１１】
また、本件出願に係る第５の発明のリニア振動アクチュエータは、中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を設け、前記中空状可動子の内径には、帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングし前記固定子に対面する側が同一極に構成される。
【００１２】
また、本件出願に係る第６の発明のリニア振動アクチュエータは、第５の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、固定子に切欠き部を有し、前記切欠き部とカーリングされたフレキブルな磁石の合わせ面とが相対する位置関係の構成を備える。
【００１３】
また、本件出願に係る第７の発明のリニア振動アクチュエータは、上記第５、第６の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、板厚方向に対して傾斜させた着磁分布を有するフレキシブルな磁石をカーリングし、前記磁石の固定子に対面する側を同一極とし、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠き部が設けられる固定子を有し、その切欠き部と磁石のカーリングによる合わせ面部とを対向させ、前記切欠き部の固定子径方向の深さ方向に対して直交する方向へ磁束を集中させる着磁分布とする。
【００１４】
また、本件出願に係る第８の発明のリニア振動アクチュエータは、第７の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、フレキシブルな磁石を曲面へ展開し平行着磁を行い、板厚方向に対して傾斜させた着磁分布を有する磁石を備える。
【００１５】
また、本件出願に係る第９の発明のリニア振動アクチュエータは、上記第１から第８の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、中空状可動子の形状がリング状である。
【００１６】
また、本件出願に係る第１０の発明のリニア振動アクチュエータは、上記第１から第８の発明のリニア振動アクチュエータにおいて、中空状可動子の内側形状が円形状で、外側が多角形である。
【００１７】
また、本件出願に係る第１１の発明は、上記第１から第１０の発明のリニア振動アクチュエータを搭載する情報携帯端末である。また、情報携帯端末に替えて携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム、時計などに搭載する。
【００１８】
このように、磁石中心の半径方向に磁化平行配向した円弧状磁石を複数用いることで、小径磁石の単極着磁を容易に行うことができ、小型高性能なリニア振動アクチュエータを提供することができる
また、帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングした磁石を可動子の内径部に配することで小型高性能なリニア振動アクチュエータを提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本件出願に係る発明のリニア振動アクチュエータは、以下の要件を備えている。
中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配し、この中空状可動子の内径に磁石中心の半径方向に磁化平行配向され、固定子に対面する側を同一極に着磁された複数磁石を備える構成とするリニア振動アクチュエータである。
【００２０】
また、帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングし固定子に対面する側が同一極としたことを特長とするリニア振動アクチュエータである。
【００２１】
【実施例】
以下に、本件出願に係る発明の実施例を説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１、図２にリニア振動アクチュエータ１の構成を示す。図１は、本実施例におけるリニア振動アクチュエータの平面図（カバー、バネは点線により透視図を示す）、図２は同軸断面図を示す。
【００２３】
内側に永久磁石２Ａ、２Ｂを配したリング状可動子３と、その内径にギャップを介して、エ字状断面をもつ軸対称コアに対して、中心部分をとりかこむように巻かれたコイル部４を有する固定子５とを軸方向へ可動できるように弾性体のバネ６で支持した構成を有している。
【００２４】
コイル部４へ交流を通電すると発生する磁束に従い、可動子３が上下に振動する。一端を固定子５、他端を可動子３に固定した支持体であるバネ６を可動子の上下に備え、可動子の運動エネルギーを振動として取り出す。
【００２５】
可動子３の内径の永久磁石は固定子に対面する側が同一極となり、永久磁石の固定子に対面する側の裏側の面が異極となるように着磁されている。例えば、固定子に対面する側がＮ極であり、固定子に対面する側の裏側の面がＳ極である。又は、固定子に対面する側がＳ極であり、固定子に対面する側の裏側の面がＮ極である。
【００２６】
ここで、磁石２Ａ、２Ｂは、ハッチングで示した方向に磁石中心の半径方向に磁化平行配向した磁石であり、配向方向に内径が同一極となるよう着磁されている。本実施例では、磁石を分割し、また平行着磁を行うことで、小径にも関わらず、内径の着磁と外径の着磁とが互いに異極となる着磁状態を実現している。
【００２７】
さらに、磁石２Ａと２Ｂの合わせ面２０をはなすことで、お互いに逆方向となる反磁界の影響を低減し有効磁束を高めている。固定子５の、磁石２Ａと２Ｂの合わせ面２０に対向する箇所に切欠き５０を設けており、有効な鎖交磁束が少ない箇所を、固定子コイルの配線部としている。
【００２８】
また、中空状可動子の形状違いの例について図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）の可動子は外形状が四角形で内形状が円形、図３（ｂ）の可動子３２は、この実施例１の他の形状の可動子平面図であり、外形状が八角形で内形状が円形であり、ともに限られたサイズにおいて、より可動子重量を大きくできて、小型であるが従来よりも大きな振動を得ることができる。
【００２９】
このように、中空状可動子は、リング状の形状、略円筒形の形状、又は略ドーナツ形の形状であり、中空状可動子の外形状・内形状は、リニア振動アクチュエータの仕様により適宜選択する。これら形状は、円形、楕円、多角形、などである。
【００３０】
このように、本実施例は、中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配する。この中空状可動子の内径に磁石を設ける。そして、この磁石の固定子に対面する側を同一極に着磁し、磁石中心の半径方向に磁化平行配向した複数磁石を配し、磁石と磁石との間の位置と、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを設けた固定子を有した構成とすることにより、小型高性能なリニアアクチュエータを提供することができる。さらに、本実施例のリニア振動アクチュエータを携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム、時計、情報携帯端末に搭載することで、小型高性能な情報携帯端末を提供できる。
【００３１】
（実施例２）
図４に他の実施例を示す。図４は第２の実施例の可動子と固定子の平面図である。可動子３０、固定子５、永久磁石２１・２３が設けられる。図４（ａ）は、磁石が３分割で構成された例、図４（ｂ）は、４分割で構成された例である。
【００３２】
ここで、磁石２１・２３は、ハッチングで示す方向に磁化平行配向した磁石であり、固定子に対面する側が同一極となるよう着磁されている。本実施例では、磁石を３分割、あるいは４分割し、平行着磁を行うことで、小径にも関わらず、内径と外径が異極となる単極磁石を実現している。
【００３３】
図４（ａ）は、固定子５の、永久磁石２１の合わせ面２２に対向する箇所に切欠き５０を設けており、有効な鎖交磁束が少ない箇所を、固定子コイルの配線部としている。
【００３４】
図４（ｂ）は、この実施例２の他の構成を示す。固定子５の、永久磁石２３の合わせ面２４に対向する箇所に切欠き５０を設けており、有効な鎖交磁束が少ない箇所を、固定子コイルの配線部としている。
【００３５】
このように、本実施例は、中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配し、この中空状可動子の内径に、固定子に対面する側を同一極に着磁し、磁石中心の半径方向に磁化平行配向した複数磁石を配し、磁石と磁石との間の位置と、磁気ギャップを介して対向する個所の少なくとも一箇所に切欠きを設けた固定子を有する構成としているので、小型高性能なリニアアクチュエータを提供できる。
【００３６】
（実施例３）
図５に他の実施例を示す。図５は第３の実施例の可動子と固定子の平面図である。３０は可動子、５は固定子、２５は永久磁石を示す。本実施例の永久磁石は帯状のフレキシブルな磁石を用い、展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングし固定子に対面する側が同一極とした構成としている。また、カーリングした永久磁石の合わせ面の位置２６が、磁気ギャップを介して固定子５の対向する箇所に切欠き５０を設けた構成として、有効な鎖交磁束が少ない箇所を、固定子コイルの配線部としている。このような構成により、小型高性能なリニアアクチュエータを提供できる。
【００３７】
（実施例４）
図６に他の実施例を示す。図６（ａ）は第４の実施例の可動子と固定子の平面図である。３０は可動子、５は固定子、２７は永久磁石を示す。図６（ｂ）は、磁石２７の着磁の状態を示す図である。
【００３８】
本実施例の永久磁石は帯状のフレキシブルな磁石を用い、展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行う。着磁を行うときには、永久磁石を平面でなく、図６（ｂ）に示す２つの山を持たせた曲面に展開した状態で平行着磁を行う。この磁石をカーリングすることで、図６（ａ）に示した、固定子切欠き部と直行したＢ部、Ｄ部へ磁束を集中することができ、切欠き部５０近傍の無効な磁束低減することができる。
【００３９】
図７は、フレキシブルな永久磁石の磁化を示した図である。図７（ａ）は、平面に展開して平行着磁をした場合であり、永久磁石２５の有効磁石長さはＭ１で板厚に等しい。一方、図７（ｂ）は、本実施例に示す２つの山を持たせた曲面に展開して平行着磁をした場合であり、永久磁石２７の有効磁石長さは傾斜した箇所においては、板厚、すなわちＭ１より厚くＭ２である。このような構成により、減磁耐体力を大きくでき、また、パーミアンスの増加により有効磁束も増加できる。
【００４０】
このように、本実施例は、フレキシブルな磁石を曲面へ展開し平行着磁を行い、板厚方向に対して傾斜させた着磁分布を有する磁石を備える構成としているので、小型高性能なリニアアクチュエータを提供できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本件出願に係る発明によれば、中空状可動子の内径に磁気ギャップを介して固定子を配し、この中空状可動子の内径に磁石中心の半径方向に磁化平行配向され、固定子に対面する側を同一極に着磁された複数磁石を配した構成とし、小型高性能なリニア振動アクチュエータを容易に実現できる。
【００４２】
また、帯状のフレキシブルな磁石を展開して表裏が逆の極となるよう着磁を行い、カーリングし固定子に対面する側が同一極とした構成によっても同様に、小型高性能なリニア振動アクチュエータを容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリニア振動アクチュエータの平面図
【図２】本発明のリニア振動アクチュエータの軸断面図
【図３】（ａ）実施例１の可動子平面図
（ｂ）実施例１の他の形状の可動子平面図
【図４】（ａ）実施例２の可動子と固定子の平面図
（ｂ）実施例２の他の構成の可動子と固定子の平面図
【図５】実施例３の可動子と固定子の平面図
【図６】（ａ）実施例４の可動子と固定子の平面図
（ｂ）実施例４の磁石の着磁の状態を示す図
【図７】（ａ）実施例４の平面に展開して平行着磁をした場合の磁石の着磁状態を示す図
（ｂ）実施例４の２つの山を持たせた曲面に展開して平行着磁をした場合の磁石の着磁状態を示す図
【図８】従来例におけるリニア振動アクチュエータの平面図
【図９】従来例におけるリニア振動アクチュエータの軸断面図
【符号の説明】
１  リニア振動アクチュエータの底面
２Ａ  永久磁石
２Ｂ  永久磁石
２０  永久磁石２Ａと永久２Ｂの合わせ面
３  可動子
４  コイル部
５  固定子
５０  切欠き
６  バネ
７  カバー
１１  リニア振動アクチュエータの底面図
１２  永久磁石
１３  可動子
１４  コイル部
１５  固定子
１６  バネ
１７  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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