(57)【要約】  本発明は、隣り合う２つの磁石１５、１０５の隣り合う２つの側面が同一の極性を持つように整列された永久磁石１５、１０５を備える概ね円筒形の第１要素１４、１０４と、その中で滑動方向Ｘ２へ滑動できるように遊びを持って第１要素１４、１０４が挿入される円筒形空洞１２、１０２を形成する第２要素１１、１０１であって、磁力発生器を形成するために滑動方向Ｘ２に直角に延びかつ電磁的に第一要素１４、１０４に影響を与えられるように配置されるストランドを有する導電線のコイル１３、１０３を備える第２要素と、第１要素１４、１０４を第２要素１１、１０１内で平衡位置へ向かって復帰及び案内するための手段２５、４１、１２５と、を備える小型線形振動触覚アクチュエータに関する。平衡位置において、隣り合う２つの磁石の間の中間平面Ｐ２は、対面する磁力発生器１１１の中間平面Ｐ１と実質的に一致する。
2015502737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−隣り合う２つの磁石（１５、１０５）の隣り合う２つの面が同一の極性を持つように整列された永久磁石（１５、１０５）を備える、概ね円筒形の第１要素（１４、１０４）と、
−その中で前記第１要素が滑動方向（Ｘ２）へ滑動するために遊びを持って前記第１要素が導入される円筒形空洞（１２、１０２）を形成する第２要素（１１、１０１）であって、磁力発生器（１３、１１１）を形成するために滑動方向（Ｘ２）に直角に延びかつ前記第１要素（１４、１０４）と共に電磁的影響を持つ状態に構成されるストランドを有する導電線コイル（１３、１０３）を備える第２要素と、
−前記第２要素（１１、１０１）内で平衡位置へ向かう方向へ前記第１要素（１４、１０４）を復帰及び案内する手段（２５、４１、１２５）であって、このために、隣り合う２つの磁石の間の中心平面（Ｐ２）が、対面する磁力発生器（１１１）の中心平面（Ｐ１）と実質的に一致する、復帰及び案内手段と、
を備える、
小型線形振動触覚アクチュエータ。
【請求項２】
前記永久磁石（１５）及び前記コイル（１３）が実質的に管状であり、
前記空洞（１２）が円形断面を有し、
前記コイル（１３）が、前記第１要素（１４）を取り囲むように構成されることを特徴とする、
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記永久磁石（１０５）及び前記コイル（１０３）が実質的に、平行六面体の平面的形状を持ち、かつ互いに平行な平面で拡がり、
前記空洞（１０２）が矩形断面を有し、
前記コイル（１０３）が、前記空洞の対向する２つの面を形成する２つの群（１０７）で構成されることを特徴とする、
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記永久磁石（１５、１０５）が透磁性又は軟性強磁性材料の要素（２０、１２０）によって分離されることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記復帰手段（２５、４１、１２５）が弾性隔膜であることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
少なくとも１つの弾性隔膜（２５）の断面の一部が半円環形であることを特徴とする、
請求項２及び５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
少なくとも１つの弾性隔膜（４１）の断面の一部が半円形であることを特徴とする、
請求項３及び５に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも１つの弾性隔膜（１２５）が、半円形断面を有する２つのローブを備えることを特徴とする、
請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
少なくとも１つの弾性隔膜が互いに同心の輪状ひだを備えることを特徴とする、
請求項５〜８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
少なくとも１つの弾性隔膜が透かし加工されることを特徴とする、
請求項５〜９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
少なくとも、
−芯（２９）に導電線コイル（１３、１０３）を位置付けるステップと、
−前記コイル（１３、１０３）と前記芯（２９）を鋳型（２７）に挿入するステップと、
−鋳型（２７）に材料を射出するステップと、
−前記材料を硬化させるステップと、
−前記硬化した材料の一部によって形成されかつ前記コイル（１３、１０３）を備える前記第２要素（１１、１０１）を取り外すステップと、
−前記芯（２９）を破壊または除去するステップと、
−前記第２要素（１１、１０１）内部へ前記第１要素（１４、１０４）を挿入するステップと、
を含む、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１２】
特に、前記永久磁石（１５）及び前記コイル（１３）が実質的に管状であり、前記空洞（１２）が円形断面を有し、前記コイル（１３）が前記第１要素（１４）を取り囲むように構成される、アクチュエータの製造に適する方法であって、
前記位置付けステップにおいて、前記コイルが前記芯の周りに嵌合されることを特徴とする、
請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
特に、前記永久磁石（１０５）及び前記コイル（１０３）が実質的に平行六面体の平面的形状を持ちかつ互いに平行の平面で拡がり、前記空洞（１０２）が矩形断面を有し、かつ前記コイル（１０３）が前記空洞の対向する２つの面を形成する２つの群（１０７）で構成される、アクチュエータの製造に適する方法であって、
前記位置付けステップにおいて、前記コイルが、前記芯の表面に位置付けられることを特徴とする、
請求項１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型線形振動触覚アクチュエータ及び前記アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型振動触覚アクチュエータは、非常に多くの工業用途、特に触覚インターフェイスの分野において使用され、人間が、触感を感じることによって、機械によって伝達される情報のピースを受け取れるようにする。
【０００３】
これらの触覚インターフェイスの中で、特に仮想現実デバイスに使用される力フィードバック触覚インターフェイスは、シミュレートされた環境においてデバイスが感じるであろう触感に対応する触感を使用者に与える。用途は、ビデオゲーム、運転又は操縦シミュレーション、手術シミュレーションなど多数ある。
【０００４】
他の触覚インターフェイスは、例えば、携帯電話又は触覚タブレットの振動要素の場合、使用者に対し警告を伝達するためにのみ使用される。
【０００５】
このような応用の開発において主要な問題となるのは、振動触覚アクチュエータの小型化である。この種のアクチュエータは、任意のマシン（コンピュータ、携帯電話など）によって発せられる電気信号を、マシンに触れることによって感じ取れる振動信号へ変換する。この小型化には、出来るだけ大きい振動振幅を伴わなければならない。予定される周波数は、２０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの触覚範囲である。
【０００６】
線形振動触覚アクチュエータを製造するために（例えば、圧電技術の代わりに）永久磁石が選択される場合、いわゆる「非鉄」アクチュエータを使用すると特に有利である。この種のアクチュエータは、磁力線をチャネリングするためのデバイスを一切持たず少なくとも１つの永久磁石を備える可動要素と、中を電流が流れる少なくとも１つの電気コイルを備える固定要素とを備える。電流によって及び永久磁石によって生成された磁場によって生成された力は、固定要素に対する可動要素の線形移動を発生する。
【０００７】
この形式のアクチュエータの主要な利点は、下記の通りである。
−必要な空間の減少。
−固定要素に対比して大きい可動要素の重量。これによって、大きい加速従って強力な振動を生成できる。
−アクチュエータを構成する要素の数が少ない。これによってアクチュエータのコストを削減できる。
【０００８】
この形式のアクチュエータの小型化は、いくつかの技術的問題を生じる。特に、磁力線をチャネリングするためのデバイスなしに非常に強い均等の磁場を生成するのは困難である。
【０００９】
この困難を例証するために、先行技術の振動触覚アクチュエータを図１に示す。先行技術の振動触覚アクチュエータは、軸Ｘ１を有する円筒形空洞２を形成する管状本体１を備える。本体１は、軸Ｘ１に対して同軸に配列されかつ円筒形空洞２を取り囲むように軸方向へオフセットされた２つの導電線電気コイル３を備える。
【００１０】
先行技術の振動触覚アクチュエータは、さらに、円筒形空洞２内部で滑動できるように円筒形空洞２内部に僅かな遊びで挿入される軸対称の可動取付け部品４を備える。可動取付け部品４は、実質的に永久磁石５を備え、永久磁石の外装は、可動取付け部品４の円筒形を形成し、磁石は、永久磁石５によって発生した磁場が円筒対称形である軸方向の北（Ｎ）、南（Ｓ）極を持つ。永久磁石５は、この例において、２つの支持体６に固定的に接合される。支持体は、端部７が、弾性隔膜９によって本体１の端部８に接続されるように、永久磁石５の両側に延在する。隔膜は、電気コイル３からの動力供給なしに、可動取付け部品４が本体１内で平衡位置へ向かって復帰するための手段を形成する。弾性隔膜９は、さらに、円筒形空洞２の内側のシールをもたらす。断面平面における永久磁石５の磁力線１０を、図１に示す。電気コイル３に交流電流が与えられると、ラプラス力が電気コイル３に加えられて、対向する力を誘導し、これが可動取付け部品４に作用して、本体１において取付け部品の交互の線形移動をもたらす。この交互の移動時に可動取付け部品４が受ける交互加速は、先行技術の振動触覚アクチュエータによって発生する振動を生じる。
【００１１】
図から、永久磁石５の磁力線１０は電気コイル３を通過して延びるとき相互に平行ではなく、永久磁石５によって発生した磁場は電気コイル３の傍らで均等ではないことが分かる。さらに、磁力線１０の一部のみが、電気コイル３の傍らで放射状に延びるので、誘導される電磁力の強度は最大限ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、触覚周波数の範囲（２０Ｈｚ〜１０００Ｈｚ）又はこれより大きい音響範囲において大きい振動を発生できる小型線形振動触覚アクチュエータを提供することによって、上述の欠点に打ち勝つことである。本発明は、また上記のようなアクチュエータの製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的のために、下記の小型線形振動触覚アクチュエータが提供される。アクチュエータは、
−隣り合う２つの磁石の隣り合う２つの面が同一の極性を持つように整列された永久磁石を備える、概ね円筒形の第１要素と、
−その中で第１要素が滑動方向へ滑動するために遊びを持って第１要素が導入される円筒形空洞を形成する第２要素であって、磁力発生器を形成するために滑動方向へ直角に延びかつ第１要素と共に電磁的影響を持つ状態に構成されるストランドを有する導電線コイルを備える第２要素と、
−第２要素内で平衡位置へ向かう方向へ第１要素を復帰及び案内する手段であって、このために、隣り合う２つの磁石の間の中心平面が、対面する磁力発生器の中心平面と実質的に一致する、復帰及び案内手段と、
を備える。
【００１４】
永久磁石の形態は、半径方向対称の実質的に均等の磁場を生成できるようにし、磁場の磁力線は、磁力発生器の設置位置に集中して、磁力発生器の領域において半径方向に延び、それによって、磁力発生器に電力を供給することによって誘導される電磁力の強さを最大化できるようにする。
【００１５】
本発明は、上述のようなアクチュエータの製造方法にも関する。方法は、少なくとも
−芯に導電線コイルを位置付けるステップと、
−電気コイルと芯を鋳型に挿入するステップと、
−鋳型に材料を射出するステップと、
−材料を硬化させるステップと、
−硬化した材料の一部によって形成されかつコイルを備える第２要素を取り外すステップと、
−芯を破壊または除去するステップと、
−第２要素内部へ第１要素を挿入するステップと、
を含む。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の具体的な非限定的実施形態についての下の説明を解釈することによって分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】すでに上で説明した先行技術を示す。
【図２】本発明の第１実施形態に従った永久磁石を有する小型線形振動触覚アクチュエータの斜視断面図である。
【図３】本発明のアクチュエータの導電線コイルの領域において本発明のアクチュエータの２つの磁石によって生成される磁力線の概略図である。
【図４】本発明のアクチュエータの第１形式の弾性隔膜の断面図である。
【図５】第２形式の弾性隔膜を備える本発明のアクチュエータの細部の断面図である。
【図６ａ】本発明の製造方法に従って本発明のアクチュエータを製造する際のステップを示す。
【図６ｂ】本発明の製造方法に従って本発明のアクチュエータを製造する際のステップを示す。
【図６ｃ】本発明の製造方法に従って本発明のアクチュエータを製造する際のステップを示す。
【図６ｄ】本発明の製造方法に従って本発明のアクチュエータを製造する際のステップを示す。
【図６ｅ】本発明の製造方法に従って本発明のアクチュエータを製造する際のステップを示す。
【図７】本発明の第２実施形態に従ったアクチュエータの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に従ったアクチュエータのいくつの要素の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図２を参照すると、図解する本発明に従った永久磁石を有する小型線形振動触覚アクチュエータは、円形断面及び軸Ｘ２を有する円筒形空洞１２を形成する本体１１を備える。この例において、本体は、軸Ｘ２に対して同軸に配列されかつ軸方向へオフセットされて円筒形空洞１２を取り囲む３つの導電線コイル１３を備える。コイルは、この例において、本体１１を形成する重合可能樹脂に埋め込まれる。この例において、コイル１３の各々は、磁力発生器を形成し、コイルを構成する導電線は、滑動方向Ｘ２に直角に（導電線の巻き角の範囲で）延びる。この例において、コイルの各々を形成する導電線の組立体は、滑動軸に直角に延びかつ一緒に磁力発生器を形成するストランドを形成する。各コイル、従って各磁力発生器について、滑動軸Ｘ２に直角を成す中心平面Ｐ１を画定でき、中心平面は、実質的に発生器の中心を通過するように延びる。
【００１９】
本発明のアクチュエータは、更に円筒形空洞内部で滑動できるように円筒形空洞１２内部に僅かな遊びを持って挿入される円筒形可動取付け部品１４を備える。可動取付け部品１４は、この例において、４つの管状永久磁石１５を備える。永久磁石は、隣り合う２つの磁石の対向する２つの面が同一の極性（Ｎ極−Ｎ極又はＳ極−Ｓ極）を持つように、並置されかつ配向される。永久磁石１５は、非磁性材料例えば黄銅から構成されるロッド１９によって整列状態に維持される。ロッド１９は、永久磁石１５の中央凹部に挿入される。永久磁石１５は、透磁性又は軟性強磁性材料例えば軟鉄から構成されるワッシャ２０によって分離される。
【００２０】
この例において永久磁石１５を取り囲むコイル１３の位置により、電流が非ゼロ抵抗のコイル１３の導電線を流れるときに生じるジュール効果によるエネルギーの放散によって生じた熱を効果的に放出できる。
【００２１】
可動取付け部品１４のロッド１９の端部１７は、弾性隔膜２５によって本体１１の端部１８に接続される。隔膜は、本体１１の空洞１２における可動取付け部品の滑動時に可動取付け部品１４を案内し、かつコイル１３に一切動力を供給することなく本体１１内部の平衡位置へ向かう方向へ可動取付け部品１４を復帰させる手段を形成する。
【００２２】
上述の先行技術のアクチュエータと同様、交流を供給されるコイル１３は、コイル１３においてラプラス力を生成でき、この力は、可動取付け部品１４に作用する対向する力を誘導して、本体１１において平衡位置の両側における取付け部品の交互の線形移動をもたらす。図２に示す本発明のアクチュエータの可動取付け部品１４は、この平衡位置にある。
【００２３】
コイル１３は、本体１１において、設定されたピッチに従って配列される。このピッチは、磁石１５のピッチと同じである。即ち、コイルの長さと隣り合う２つのコイルの間の空間の長さとの合計は、磁石１５の長さとワッシャ２０の長さとの合計に等しい。それによって、隣り合う２つの磁石１５の間に、実質的にワッシャ２０の中心で拡がる滑動軸Ｘ２に直角を成す一連の中心平面Ｐ２を形成できる。中心平面Ｐ１のピッチは、中心平面Ｐ２のピッチに等しいことが分かるはずである。
【００２４】
更に、図示する平衡位置において、各中心平面Ｐ２は、実質的に磁力発生器の中心平面Ｐ１の１つの領域に延在することがわかる。
【００２５】
図３は、可動取付け部品１４が上述のように平衡位置に在るときの、本発明のアクチュエータのコイル１３の領域において２つの磁石１５によって生成された磁力線２４を示す。磁力線２４は、最適化された値の組ｂ、Ｌ、ｅ（ｂ＝４ｍｍ、Ｌ＝６ｍｍ、ｅ＝０.５ｍｍ）のときに得られたものである。ここで、ｂはコイルの長さ、Ｌは磁石１５の長さ、ｅはワッシャ２０の長さである。隣り合う２つのコイルの間の空間の長さｄは、ｄ＝Ｌ＋ｅ−ｂの関係から導かれる（この場合には、ｄ＝２.５ｍｍ）。
【００２６】
磁力線２４がコイル１３を通過して延びるとき、磁力線２４は、図１に示す先行技術のアクチュエータの場合より実質的に互いに対して平行であり（即ち、２本の磁力線２４の２本の接線同士の角度は、図１の場合よりも０°に近い）、コイル１３の領域において放射状に延びる磁力線２４がより多い（即ち、コイルを通過して延びるとき、磁力線２４の接線のより多くの部分が中心軸Ｘ２に直角である。この形態において、コイル１３の領域において生成された磁場の強さの最大値は、ネオジム磁石（ＮｄＦｅＢ）の場合、約１.４テスラである。
【００２７】
この磁場の値は、十分な値なので、より弱い供給電流で、先行技術と同じラプラス力の生成をもたらす。または、同じ供給電流であれば、より大きなラプラス力を生じるので、より大きい振幅の振動を生じる。
【００２８】
滑動軸Ｘ２における可動取付け部品の移動を可能にするラプラス力は、図３に示すコイル１３の矩形断面の表面全体で発生することが分かるだろう。コイルの巻き線は全て、協働して実質的に滑動軸Ｘ２と平行のラプラス力を発生させるので、各コイル１３全体が、正確に可動取付け部品の滑動軸において磁力発生器を構成する。
【００２９】
概ね、本発明のアクチュエータより大きいサイズを有する先行技術のアクチュエータの場合、戻し隔膜は、レーザーで切断されたゴムディスクである。本発明のアクチュエータなどの小型アクチュエータに上記の解決法を応用することは、下記の欠点がある。
−隔膜は、可動取付け部品１４を正確に維持するために十分に剛性でなければならず、そのためには、所定の厚みを持つように隔膜を製造するか又は特殊な材料を使用しなければならない。
−隔膜は、大きな振幅を有する線形移動の場合、歪みを引き起こす可能性がある。
【００３０】
この欠点を克服するために、図４に示す第１形式の弾性隔膜２５は、半円環形断面３５を持つように成形エラストマー材料から製造される。それによって所望の剛性を得ることができ、大きな軸方向の変形能力により、実質的に減少した歪みにより大きな規模の線形移動が可能になる。
【００３１】
隔膜２５の半円環形部分３５は、内部ビード３４と外部ビード３６によって取り囲まれる。各隔膜の内部ビード３４は、ロッド１９の端部１７に作られた溝３７に係合する一方で、外部ビード３６は、弾性隔膜２５が平衡位置において可動取付け部品の戻しばねを形成するように、本体１１の肩部２６に押圧される。
【００３２】
第２形式の弾性隔膜４１を図５に示す。隔膜は、内部ビード４３及び半円環形断面４２の延長部４４によって取り囲まれる半円環形断面４２を有する。内部ビードは溝３７に係合し、延長部４４は本発明のアクチュエータの本体４６の肩部４５に押圧される。本体４６は、肩部の形状のみが本体１１と異なる。
【００３３】
図１に示す先行技術のアクチュエータの本体１は、材料厚みｆを有し、その周りに、コイル３を形成する導電線が巻かれる。しかし、本発明に従えば、コイル１３は、コイル１３と可動取付け部品１４との間に存在する唯一の空隙が滑動空隙によって構成されるように、直接、可動取付け部品１４に対向する。これは、下記の利点を有する。
−コイル１３と磁石１５との間の距離を１ミリメートルの端数に減少でき、それによって、電気コイル１３の領域における磁場の強さを（従って、アクチュエータによって生成される振動を生じる電磁力を）増大できる。
−本発明のアクチュエータの体積を減少させる。
−本発明のアクチュエータの複雑さ及びコストを減少させる。
【００３４】
本発明のアクチュエータを製造するために、図６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及び６ｅに示すアクチュエータの製造方法が提供される。
【００３５】
本発明のアクチュエータの製造方法は、
−図６ａに示す、例えば石膏から芯２９を製造するステップであって、シリコンの第１鋳型３９に液体石膏を注入し、数分間の乾燥時間後に芯２９を取り外すステップを含む、ステップと、
−図６ｂに示す、コイル１３を位置付けるステップであって、このステップにおいて、予製造されると有利であるコイル１３が芯２９の周りに設置され、相互に電気接続されて組立体４０を形成する、ステップと、
−図６ｃに示す、コイル１３及びコア２９によって形成された組立体４０を第２鋳型２７に挿入するステップであって、組立体４０が２つのプラグ３８によって第２鋳型内の所定の位置に固定される、ステップと、
−第２鋳型２７の中へ熱硬化性樹脂を射出するステップと、
−鋳型を、樹脂が硬化できる所定の温度にするステップと、
−図６ｄに示す、プラグ３８の後に本体１１を取り外すステップであって、本体１１がこのステップにおいて芯２９を含有する、ステップと、
−芯２９を破壊または除去するステップと、
−図６ｅに示す、ロッド１９の周りに永久磁石１５及びワッシャ２０を位置付けることによって可動取付け部品１４を製造するステップと、
−第１弾性隔膜２５を本体１１の第１端部１８に嵌合した後、可動取付け部品１４を本体１１内部に挿入し、その後第２弾性隔膜２５を本体１１の第２端部１８に嵌合するステップと、
を含む。
【００３６】
従って、上述の平衡位置に対応する磁石１５及びコイル１３の構成体を単純にかつ低コストで得られ、コイル１３と磁石１５との間の非常に小さい間隔は、本体１１において可動取付け部品１４の移動のために必要な遊びを保証するために必要な最小限の間隔に限定できる。
【００３７】
具体的実施形態によれば、本発明の方法は、アクチュエータにおいて、例えば電子要素、小型電力増幅器又はアクチュエータのデジタル制御を可能にする要素を統合するステップを含む。これらの要素は、樹脂に埋め込まれると有利である。樹脂は、一方において、これらの要素の統合を容易にし、他方において、アクチュエータが振動するときこれらの要素に加えられる機械的拘束を制限する。
【００３８】
本発明の第２実施形態によれば、アクチュエータは、非円形の、例えば矩形断面のコイル及び磁石を備える。この種のアクチュエータを図７及び８に示す。
【００３９】
アクチュエータは、矩形断面を有する空洞１０２を形成する本体１０１を備える。本体１０１は、実質的に平行六面体の平面的形状の導電線の６つのコイル１０３を備える。即ち、コイル１０３の高さｈは、その幅Ｈよりずっと小さい。６つのコイル１０３は、３つの整列したコイルの２つの群１０７に配分される。各群１０７において、コイル１０３は、隣り合い、かつその主軸Ｘ３は平面Ｐ３に直角を成すように、同じ平面Ｐ３（図８において破線で示す）に配列される。群１０７は、空洞１０２の対向する２つの面を形成するように延びる。
【００４０】
アクチュエータは、更に、平行六面体の可動取付け部品１０４を備える。取付け部品は、空洞１０２内において滑動方向Ｘ４へ滑動できるように空洞１０２内部に僅かな遊びで挿入される。可動取付け部品１０４は、５つの整列した平面的な平行六面体の永久磁石１０５によって形成される。磁石１０５は、透磁性材料から製造されるバー１２０によって分離される。同じバー１２０に対面する２つの磁石１０５の２つの面は、同一の極性（Ｎ極−Ｎ極又はＳ極−Ｓ極）を有する。コイル１０３は、磁石１０５と同じピッチである設定されたピッチに従って本体１０１内に構成される。
【００４１】
磁力線は、コイルを通過して延びるとき、実質的に軸Ｘ３に平行である。この例において、磁力発生器１１１は、導電線が滑動軸Ｘ４に直角に延びるストランドを有するコイル１０３の部分によって構成される。２つのコイル１０３が一緒に固定されたとき、相互に近接して延びる２つのコイルの導電線部分のストランドは、磁力発生器を形成し、その中心平面Ｐ１は、コイルの間に延びる。コイル端部については、滑動軸Ｘ４に直角に延びる導電線ストランドによって構成されるコイルの先端部は、それ自体で磁力発生器を形成する。
【００４２】
図７及び８に示す平衡位置において、隣り合う２つの磁石の間の中心平面Ｐ２（図８において破線で示すＰ２は、バー１２０の中心平面である）は、実質的に対面する発生器の平面Ｐ１に一致する。
【００４３】
隣り合う２つの磁石の極性は反対なので（Ｎ極−Ｓ極とＳ極−Ｎ極又はＳ極−Ｎ極とＮ極−Ｓ極）、同じ要素の隣り合う２つのコイルの導電体に反対方向の電流が通過することが好ましい。これによって、アクチュエータにおいて、均等の配向のラプラス力を生じることができる。
【００４４】
この種のアクチュエータの弾性隔膜１２５は、半円筒形断面１２７を有しかつ中間要素１２８によって分離される２つのローブ（円形突出部）１２６によって形成される。中間要素は矩形断面を有し、磁石１０５に固定される。ローブ１２６は、本体１０１の肩部１３０に押圧される延長部１２９を備える。
【００４５】
図６ｃ及び６ｄに示す鋳型と同様の鋳型で、この場合には概ね平行六面体の芯を用いて、上記のアクチュエータを構成できる。当然、コイルは、この場合には芯の周りに嵌合される代わりに、その表面に配置される。
【００４６】
本発明は、上述の具体的実施形態に限定されず、特許請求の範囲によって画定される本発明の範囲内に属する変形を含む。
【００４７】
第１実施形態に従った本発明のアクチュエータを、４つの磁石と３つのコイルを持つものとして図解したが、異なる数の磁石とコイルを使用することができ、最も有利な形態は、ｋ個のコイルとｋ＋１個（好ましくは、ｋは奇数である）の磁石を備えるものである。
【００４８】
第２実施形態に従った本発明のアクチュエータを、５つの磁石と６つのコイルを持つものとして図解したが、異なる数の磁石とコイルを使用することができ、最も有利な形態は、ｋ個の磁石（ｋは３以上）とｎ個のコイル（ｎ＝２ｋ−４）を備えるものである。
【００４９】
同様に、隔膜の具体的な形体を示したが、他の形体が有利な可能性がある。例えば、互いに同心の輪状ひだ（concentric, circular folds）を備える隔膜を設置できる。また、隔膜をその平面に対して直交方向へ弾性にするために好ましくはらせん形の開口部によって透かし加工された（open worked）隔膜を設置できる。
【００５０】
コイル、磁石及びワッシャに関して本明細書において示す寸法は、具体的な所望の形体及び外部寸法を有するアクチュエータについて寸法を最適化できるシミュレーションから得ている。当然、本発明の範囲内で、特にアクチュエータを受けるために用意された空間がより大きい場合又は同じ空間において異なる数の磁石又はコイルを使用する選択をする場合、寸法を修正することが可能である。
【００５１】
更に、磁石はコイルと同一の寸法を持つように選択したが、平衡位置において負荷を生じるために磁石を分離するための各ワッシャが実質的に対向する中心平面の領域に在ることを条件に、異なる寸法を有する磁石とコイルを使用できる。
【００５２】
従って、振動触覚アクチュエータは、一群の磁石と一群のコイルによって形成される電動モーターを備え、モーターを通過して交流電流が流れ、モーターは、この例においては磁石とロッドによって形成される可動部分を駆動する。アクチュエータは、「直列」に取り付けられた複数のモーターを備えることができる。即ち、整列した磁石の複数の群と、整列したコイルの複数の群を備えることができ、一群のコイルを通過して、別個の交流が延び、各群の磁石は関連する群のコイルと協働する。これらのモーターを同期化することによって、振動触覚アクチュエータによって発生する振動のレベルを実質的に上げることができる。アクチュエータは、また、「並列」に取り付けられてモーターのマトリクスを形成する複数のモーターを備えることもできる。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月25日(2014.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−隣り合う２つの磁石（１５、１０５）の隣り合う２つの面が同一の極性を持つように整列された永久磁石（１５、１０５）を備える、円筒形の第１要素（１４、１０４）と、
−その中で前記第１要素が滑動方向（Ｘ２）へ滑動するために遊びを持って前記第１要素が導入される円筒形空洞（１２、１０２）を形成する第２要素（１１、１０１）であって、磁力発生器（１３、１１１）を形成するために滑動方向（Ｘ２）に直角に延びかつ前記第１要素（１４、１０４）と共に電磁的影響を持つ状態に構成されるストランドを有する導電線コイル（１３、１０３）を備える第２要素と、
−前記第２要素（１１、１０１）内で平衡位置へ向かう方向へ前記第１要素（１４、１０４）を復帰及び案内する手段（２５、４１、１２５）であって、このために、隣り合う２つの磁石の間の中心平面（Ｐ２）が、対面する磁力発生器（１１１）の中心平面（Ｐ１）と一致する、復帰及び案内手段と、
を備える、
小型線形振動触覚アクチュエータ。
【請求項２】
前記永久磁石（１５）及び前記コイル（１３）が管状であり、
前記空洞（１２）が円形断面を有し、
前記コイル（１３）が、前記第１要素（１４）を取り囲むように構成されることを特徴とする、
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記永久磁石（１０５）及び前記コイル（１０３）が、平行六面体の平面的形状を持ち、かつ互いに平行な平面で拡がり、
前記空洞（１０２）が矩形断面を有し、
前記コイル（１０３）が、前記空洞の対向する２つの面を形成する２つの群（１０７）で構成されることを特徴とする、
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記永久磁石（１５、１０５）が透磁性又は軟性強磁性材料の要素（２０、１２０）によって分離されることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記復帰手段（２５、４１、１２５）が弾性隔膜であることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記復帰手段（２５、４１、１２５）が弾性隔膜であり、
少なくとも１つの弾性隔膜（２５）の断面の一部が半円環形であることを特徴とする、
請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記復帰手段（２５、４１、１２５）が弾性隔膜であり、
少なくとも１つの弾性隔膜（４１）の断面の一部が半円形であることを特徴とする、
請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも１つの弾性隔膜（１２５）が、半円形断面を有する２つのローブを備えることを特徴とする、
請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
少なくとも１つの弾性隔膜が互いに同心の輪状ひだを備えることを特徴とする、
請求項５〜８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
少なくとも１つの弾性隔膜が透かし加工されることを特徴とする、
請求項５〜９のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
少なくとも、
−芯（２９）に導電線コイル（１３、１０３）を位置付けるステップと、
−前記コイル（１３、１０３）と前記芯（２９）を鋳型（２７）に挿入するステップと、
−鋳型（２７）に材料を射出するステップと、
−前記材料を硬化させるステップと、
−前記硬化した材料の一部によって形成されかつ前記コイル（１３、１０３）を備える前記第２要素（１１、１０１）を取り外すステップと、
−前記芯（２９）を破壊または除去するステップと、
−前記第２要素（１１、１０１）内部へ前記第１要素（１４、１０４）を挿入するステップと、
を含む、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１２】
前記永久磁石（１５）及び前記コイル（１３）が管状であり、前記空洞（１２）が円形断面を有し、前記コイル（１３）が前記第１要素（１４）を取り囲むように構成される、アクチュエータの製造に適する方法であって、
前記位置付けステップにおいて、前記コイルが前記芯の周りに嵌合されることを特徴とする、
請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記永久磁石（１０５）及び前記コイル（１０３）が平行六面体の平面的形状を持ちかつ互いに平行の平面で拡がり、前記空洞（１０２）が矩形断面を有し、かつ前記コイル（１０３）が前記空洞の対向する２つの面を形成する２つの群（１０７）で構成される、アクチュエータの製造に適する方法であって、
前記位置付けステップにおいて、前記コイルが、前記芯の表面に位置付けられることを特徴とする、
請求項１１に記載の製造方法。
【国際調査報告】
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