阅读说明：本技术 致动器及触觉装置 (Actuator and haptic device ) 是由 武居勇一 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种致动器及触觉装置,能够将在壳体的内部所产生的热有效率地排出至外部。致动器(10)包括：活动体(12)；支撑体(11)；连接体(13),以与活动体(12)及支撑体(11)两者相接的方式而配置；以及磁驱动电路(40),包括空芯的线圈(31)及永久磁铁(41),所述线圈(31)设置于支撑体(11),所述永久磁铁(41)是以与线圈(31)在第一方向(Z)上的至少一侧相向的方式设置于活动体(12),磁驱动电路(40)使活动体(12)相对于支撑体(11)在第二方向(X)上振动；并且支撑体(11)形成为箱形,收容活动体(12)及磁驱动电路(40),支撑体(11)具有在第二方向(X)上形成开口的一个以上的第一开口部(23)。(The invention provides an actuator and a haptic device, which can effectively discharge heat generated in a housing to the outside. The actuator (10) comprises: a movable body (12); a support body (11); a connecting body (13) disposed so as to be in contact with both the movable body (12) and the support body (11); and a magnetic drive circuit (40) that includes an air-core coil (31) and a permanent magnet (41), the coil (31) being provided on the support body (11), the permanent magnet (41) being provided on the movable body (12) so as to face at least one side of the coil (31) in the first direction (Z), the magnetic drive circuit (40) vibrating the movable body (12) in the second direction (X) with respect to the support body (11); the support body (11) is formed in a box shape and houses the movable body (12) and the magnetic drive circuit (40), and the support body (11) has one or more first opening sections (23) that are open in the second direction (X).)

致动器及触觉装置

技术领域

本发明涉及一种致动器(actuator)及触觉装置，其是使活动体振动。

背景技术

作为通过振动来报告信息的装置，已提出了一种致动器，其包括活动体及支撑体，所述活动体包括永久磁铁，所述支撑体包括与永久磁铁相向的线圈，活动体及支撑体内置于壳体(参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2016-127789号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

通过电流在线圈中流动而使活动体振动，但是伴随着通电，线圈会发热，所产生的热充满于壳体的内部，而使得壳体的内部的温度升高。如果壳体的内部的温度上升，例如在永久磁铁是粘结磁铁(bond magnet)的情况，就有可能因为磁铁的热减磁而导致致动器的性能下降。并且，在小型的致动器中，由于空间的原因而无法使用绕线管(bobbin)，典型的是在形成线圈的导线中使用自熔线，但当壳体的内部的温度上升时，自熔线的粘合剂会熔化，而有可能无法维持线圈的形状。

本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于提供一种致动器及触觉装置，能够将在壳体的内部所产生的热有效率地排出至外部。

[解决问题的技术手段]

本发明的一实施方式的致动器包括：活动体；支撑体；连接体，具备弹性及粘弹性中的至少一者，在所述活动体与所述支撑体相向的位置，以与所述活动体及所述支撑体两者相接的方式而配置；以及磁驱动电路，包括空芯的线圈及永久磁铁，所述线圈设置于所述活动体及所述支撑体之中的一侧构件，所述永久磁铁是以与所述线圈在第一方向上的至少一侧相向的方式，设置于所述活动体及所述支撑体之中的另一侧构件，所述磁驱动电路使所述活动体相对于所述支撑体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动；并且所述支撑体是形成为箱形，***述活动体及所述磁驱动电路，所述支撑体具有在所述第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部。

本发明的一实施方式的触觉装置包括：活动体；支撑体；连接体，具备弹性及粘弹性中的至少一者，在所述活动体与所述支撑体相向的位置，以与所述活动体及所述支撑体两者相接的方式而配置；以及磁驱动电路，包括空芯的线圈及永久磁铁，所述线圈设置于所述活动体及所述支撑体之中的一侧构件，所述永久磁铁是以与所述线圈在第一方向上的至少一侧相向的方式，设置于所述活动体及所述支撑体之中的另一侧构件，所述磁驱动电路使所述活动体相对于所述支撑体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动；并且所述支撑体是形成为箱形，***述活动体及所述磁驱动电路，所述支撑体具有在所述第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部。

[发明的效果]

根据本发明，可以提供一种致动器及触觉装置，能够将在壳体的内部所产生的热有效率地排出至外部。

附图说明

图1(A)及图1(B)表示用于说明本发明的实施方式的致动器的一例，图1(A)是从第三方向上的一侧的上方观察致动器的整体立体图，图1(B)是从第三方向上的另一侧的上方观察致动器的整体立体图。

图2是致动器的II-II线截面图。

图3是致动器的III-III线截面图。

图4是致动器的分解立体图。

图5是活动体的分解立体图。

图6是磁驱动电路的分解立体图。

图7是在磁轭的连结部加以切断的致动器的立体图。

图8是在磁轭的非连结部加以切断的致动器的立体图。

图9是在永久磁铁加以切断的致动器的立体图。

图10是致动器的变形例的立体图。

图11是致动器的另一变形例的截面图。

符号的说明

10：致动器

11：支撑体

12：活动体

13：阻尼器(连接体)

20：壳体

21：第一壳体构件

212：第一壳体侧板部

22：第二壳体构件

222：第二壳体侧板部

23：第一开口部

25：缘部

30：线圈固持器

31：线圈

33：第二开口部

34：固持器侧板部

40：磁驱动电路

41：永久磁铁

42：磁轭

431、432：平板部

44：连结部

X：第二方向

Y：第三方向

Z：第一方向

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，在活动体12的振动方向(第二方向)上标注X，在与第二方向X交叉的第一方向上标注Z，在与第一方向Z及第二方向X交叉的第三方向上标注Y而进行说明。另外，在第二方向X上的一侧标注X1，在第二方向X上的另一侧标注X2，在第一方向Z上的一侧标注Z1，在第一方向Z上的另一侧标注Z2，在第三方向Y上的一侧标注Y1，在第三方向Y上的另一侧标注Y2而进行说明。

(整体结构)

图1(A)是从第三方向Y上的一侧Y1的上方观察致动器10的整体立体图，图1(B)是从第三方向Y上的另一侧Y2的上方观察的整体立体图。

图2是致动器10的II-II线截面图。图3是致动器10的III-III线截面图。图4是致动器10的分解立体图。

图1(A)及图1(B)所示的致动器10具有使长边方向朝向第三方向Y的长方体形状，能够通过第二方向X上的振动而对手握致动器10的用户报告信息，作为例如游戏机的操作构件等而使用。并且，致动器10也能够作为触觉装置而使用，通过振动来提示触觉。

如图1(A)～图4所示，致动器10包括：支撑体11，包含规定致动器10的外形的方形的壳体20等；以及活动体12，在壳体20的内部能够在第二方向X上移动地支撑于支撑体11；并且通过活动体12在第二方向X上振动而输出信息。活动体12经由阻尼器(damper)(连接体)13，能够振动地支撑于支撑体11，所述阻尼器13设置于活动体12与支撑体11之间。阻尼器13具备弹性及粘弹性中的至少一者。

支撑体11包括壳体(case)20、线圈固持器(coil holder)30、线圈31及供电基板32。另一方面，活动体12包括永久磁铁41(第一永久磁铁411及第二永久磁铁412)及磁轭42(第一磁轭421及第二磁轭422)。并且，由线圈31及永久磁铁41构成磁驱动电路40。

(活动体12的结构)

图5是致动器10的活动体12的分解立体图。如图2、图3及图5所示，活动体12包括：第一磁轭421，相对于线圈31配置在第一方向Z上的一侧Z1，包括磁性板；以及第一永久磁铁411，其是平板状的永久磁铁41，以与线圈31在第一方向Z上的一侧Z1相向的方式保持于第一磁轭421的第一方向Z上的另一侧Z2的面。

并且，活动体12包括：第二磁轭422，相对于线圈31配置于第一方向Z上的另一侧Z2，包括磁性板；以及第二永久磁铁412，其是平板状的永久磁铁41，以与线圈31在第一方向Z上的另一侧Z2相向的方式保持于第二磁轭422的第一方向Z上的一侧Z1的面。在本实施方式中，活动体12包括第一磁轭421、第一永久磁铁411、第二磁轭422及第二永久磁铁412。

第一磁轭421包括：平板部431，固定着第一永久磁铁411；以及连结部44，从平板部431的第二方向X上的两侧的端部朝向第一方向Z上的另一侧Z2弯折。连结部44沿第三方向Y设置有多个，在邻接的连结部44之间，设置有间隙46。连结部44在第三方向Y上的中央部，具有朝第二磁轭422侧突出的凸部441。

第二磁轭422具有固定第二永久磁铁412的平板部432，并且在平板部432的第三方向Y上的中间部分，设置有多个伸出部45，所述伸出部45是向第二方向X上的一侧X1及另一侧X2伸出。伸出部45沿第三方向Y具有一对伸出板451、伸出板451，在一对伸出板451、伸出板451之间具有凹部452。另外，在邻接的伸出部45之间，设置有间隙46。

当将第一磁轭421与第二磁轭422连结时，第一磁轭421的连结部44的凸部441插嵌于第二磁轭422的凹部452。而且，例如通过焊接等将伸出部45与连结部44加以连接，由此将第一磁轭421与第二磁轭422一体地连结。这时，第一磁轭421侧的间隙46与第二磁轭422侧的间隙46相一致。

(支撑体11的结构)

如图1(A)～图4所示，支撑体11包括壳体20、线圈固持器30、线圈31及供电基板32。壳体20包括第一壳体构件21及第二壳体构件22，所述第一壳体构件21位于第一方向Z上的一侧Z1，所述第二壳体构件22在第一方向Z上的另一侧Z2与第一壳体构件21重合。第一壳体构件21包括第一壳体盖板部211及第一壳体侧板部(壳体侧板部)212，所述第一壳体侧板部(壳体侧板部)212是从第一壳体盖板部211的第二方向X上的两侧向第一方向Z上的另一侧Z2弯折。并且，第二壳体构件22包括第二壳体盖板部221及第二壳体侧板部(壳体侧板部)222，所述第二壳体侧板部(壳体侧板部)222是从第二壳体盖板部221的第二方向X上的两侧向第一方向上的一侧Z1弯折。

在这里，通过第二壳体侧板部222与第一壳体侧板部212的第一方向Z上的另一侧Z2的端部即缘部25(参照图1(A)及图1(B))的外侧重合，而形成壳体20。壳体20的第三方向Y上的两端形成开口。另外，在第一壳体构件21与第二壳体构件22之间，收容线圈固持器30及活动体12等。

在第一壳体构件21的一对第一壳体侧板部212，在第三方向Y上以规定间隔设置有第一开口部23。第一开口部23包括：A开口部231，设置于如下的位置，即，在壳体20收容有活动体12时，与第一磁轭421的连结部44相向的位置(参照图7)；以及B开口部232，位于邻接的连结部44之间的间隙46(参照图8)。另一方面，在第二壳体构件22的一对第二壳体侧板部222的第一方向Z上的一侧Z1的端部，在第三方向Y上以规定间隔设置有缺口223(参照图4)。缺口223呈矩形，在第一方向Z上的一侧Z1形成开口。第二壳体构件22的缺口223是与第一开口部23的B开口部232相对应而设置。

线圈固持器30呈框状，在第一方向Z上的两侧形成开口，包括在第一方向Z及第三方向Y上延伸的一对固持器侧板部34、及设置于第三方向Y上的两端的一对固持器侧板部35。在第三方向Y上的一侧Y1的固持器侧板部35安装有供电基板32，在固持器侧板部35设置有使供电基板32露出的缺口36(参照图1(A))。并且，在第三方向Y上的另一侧Y2的固持器侧板部35，设置有第二开口部33(参照图1(B))。在一对固持器侧板部34，沿第三方向Y设置有多个固持器侧第一开口部37。固持器侧第一开口部37包括与第一壳体构件21的A开口部231相对应的固持器侧A开口部371、及与第一壳体构件21的B开口部232相对应的固持器侧B开口部372。

因此，在线圈固持器30收容于第一壳体构件21的状态下，利用A开口部231及固持器侧A开口部371形成开口部，所述开口部接连地贯穿线圈固持器30及第一壳体构件21。另外，A开口部231及固持器侧A开口部371与第一磁轭421的连结部44相向(参照图7)。并且，同样地，利用B开口部232及固持器侧B开口部372形成开口部，所述开口部接连地贯穿线圈固持器30及第一壳体构件21。另外，B开口部232及固持器侧B开口部372由于位于第一磁轭421的邻接的连结部44之间的间隙46，所以活动体12的内部与壳体20的外侧连通(参照图8)。

在线圈固持器30的一对固持器侧板部34的内表面，在第三方向Y上以规定间隔设置有定位部38。定位部38是设置于如下的位置，即，在线圈固持器30收容有活动体12的状态下，与间隙46相对应的位置，并能够收容于间隙46，所述间隙46设置于第一磁轭421的连结部44之间。由此，活动体12在线圈固持器30的内部朝向第三方向Y的移动受到限制。

(磁驱动电路40的结构)

图6是磁驱动电路40的立体图。如图2及图6所示，磁驱动电路40具有呈长圆形状缠绕的空芯的线圈31，线圈31的线圈线311与线圈固持器30的供电基板32连接。在线圈31的第一方向Z上的一侧Z1设置有第一板(plate)471，在线圈31的第一方向Z上的另一侧Z2设置有第二板472。即，线圈31由第一板471及第二板472夹持。并且，在第一板471的第一方向Z上的一侧Z1，设置有第一永久磁铁411(在图6中省略图示)，在第二板472的第一方向Z上的另一侧Z2，设置有第二永久磁铁412。在这里，永久磁铁41是在第三方向Y上并列设置有两个，但也可以使用一个或三个以上。

(动作)

当经由供电基板32从外部(上位的设备)对线圈31供电时，通过磁驱动电路40，而使活动体12在支撑体11的内部在第二方向X上往返移动，所述磁驱动电路40包括线圈31、第一永久磁铁411及第二永久磁铁412。由此，手持致动器10的用户能够通过来自致动器10的振动而获得信息。

在图9中，表示伴随着活动体12的振动而产生的空气A的流动。如图9所示，通过活动体12的振动，第一磁轭421的连结部44相对于第一开口部23及固持器侧第一开口部37反复接触与分离，所述第一磁轭421的连结部44是与支撑体11的第一开口部23(A开口部231)及固持器侧第一开口部37(固持器侧A开口部371)相向。由此，将支撑体11的内部的空气A，通过连结部44的外表面而排出至支撑体11的外部。

并且，活动体12相对于第一开口部23(B开口部232)及固持器侧第一开口部37(固持器侧B开口部372)反复接触与分离，所述第一开口部23(B开口部232)及固持器侧第一开口部37(固持器侧B开口部372)是与第一磁轭421的连结部44之间的间隙46相向而设置。由此，将线圈31的周围的空气A通过间隙46、第一开口部23(B开口部232)及固持器侧第一开口部37(固持器侧B开口部372)而排出至支撑体11的外部，所述线圈31由第一磁轭421及第二磁轭422包围。

当支撑体11的内部的空气A被排出至外部时，从设置于线圈固持器30的第三方向Y上的另一侧Y2的端部的第二开口部33，将外部的空气A导入至支撑体11的内部，因此支撑体11的内部的空气A的流动变得活跃。

(作用与效果)

在所述致动器10中，活动体12及支撑体11在相向的位置上与阻尼器13相接，所述阻尼器13具备弹性或粘弹性。因此，能够抑制活动体12产生共振。而且，设置有磁驱动电路40，所述磁驱动电路40用于使活动体12相对于支撑体11在与第一方向Z交叉的第二方向X上产生振动。由此，活动体12相对于支撑体11朝向第二方向X产生振动，所以能够向手持致动器10的用户传递信息。并且，活动体12及磁驱动电路40是收容于形成为箱形的支撑体11，在支撑体11，设置有在第二方向X上形成开口的一个以上的第一开口部23。因此，支撑体11的内部的空气通过活动体12的振动而被朝向振动方向即第二方向X推动，所以能够将在支撑体11的内部所产生的热从第一开口部23适当地排出。

并且，在致动器10中，设置于活动体12的磁轭42包括：一对平板部431、平板部432，在第一方向Z上夹持线圈31及永久磁铁41；以及连结部44，在第二方向X上的两侧，将一对平板部431、平板部432相互连结。由此，形成磁轭42，磁轭42朝向第二方向X振动。而且，在支撑体11中在第二方向X上形成开口的第一开口部23是设置于与连结部44重合的位置。因此，当磁轭42朝向第二方向X振动时，连结部44的外表面将支撑体11内部的空气A从第一开口部23推出，所以能够有效率地排热。

并且，在致动器10中，在第三方向Y上隔开间隔而设置有多个连结部44，在邻接的连结部44之间设置有间隙46。因此，能够将线圈31的周围的空气A在磁轭42的外侧引导至连结部44的外表面为止，从而能够有效率地排热，所述线圈31是由磁轭42包围。

并且，在致动器10中，经由第一开口部23，磁轭42的内侧与支撑体11的外部连通，所述第一开口部23是与相邻的连结部44之间的间隙46相对应而设置，所以能够更有效率地排热。

并且，在致动器10中，第一开口部23设置于第一壳体侧板部212与第二壳体侧板部222重合的第一壳体构件21的除缘部25以外的部分，所以能够确保第一壳体构件21的强度。

并且，在致动器10中，第二开口部33在箱形的支撑体11的第三方向Y上形成开口，所以在对应于活动体12的振动，从第一开口部23排出支撑体11的内部的空气A时，能够从第二开口部33将外部的空气A导入至支撑体11的内部。因此，能够使支撑体11的内部的空气A的流动活跃，从而进一步提高排热效率。

并且，在致动器10中，第二开口部33设置于线圈固持器30，所以能够利用从第二开口部33导入的外部的空气A而使线圈31有效率地冷却。

另外，在所述致动器10中，已说明如下的情况，即，在第二壳体构件22的第二壳体侧板部222，与第一开口部23的B开口部232相对应地设置有缺口223(参照图4)，但也可以如图10所示，设为在第二壳体构件22的第二壳体侧板部222不设置缺口223。

并且，在所述致动器10中，已说明如下的情况，即，在活动体12即磁轭42与支撑体11即壳体20之间设置有阻尼器13(参照图2)，但也可以如图11所示，在活动体12即磁轭42与支撑体11即板47之间设置阻尼器13。即使如上所述而设置，也能够获得与所述致动器10同样的作用及效果，能够进一步实现致动器10的薄型化。

另外，在所述致动器10中，是将线圈31设置于支撑体11，将永久磁铁41(第一永久磁铁411及第二永久磁铁412)设置于活动体12，但也可以将线圈31设置于活动体12，将永久磁铁41设置于支撑体11。

如以上说明，本说明书所公开的致动器包括：活动体；支撑体；连接体，具备弹性及粘弹性中的至少一者，在所述活动体与所述支撑体相向的位置，以与所述活动体及所述支撑体两者相接的方式配置；以及磁驱动电路，包括空芯的线圈及永久磁铁，所述线圈是设置于所述活动体及所述支撑体之中的一侧构件，所述永久磁铁是以与所述线圈在第一方向上的至少一侧相向的方式，设置于所述活动体及所述支撑体之中的另一侧构件，所述磁驱动电路使所述活动体相对于所述支撑体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动；并且，所述支撑体是形成为箱形，***述活动体及所述磁驱动电路，所述支撑体具有在所述第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部。根据所述结构，在收容活动体及磁驱动电路的支撑体，设置有在振动方向即第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部，支撑体的内部的空气通过活动体的振动而被朝向振动方向即第二方向推动，所以能够将支撑体的内部的空气从第一开口部排出至外部，从而能够有效率地排热。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述活动体包括一对平板部及一个以上的连结部，所述一对平板部是在所述第一方向上夹着所述线圈及所述永久磁铁的周围而配置，所述一个以上的连结部是在所述第二方向上的至少一侧将所述一对平板部加以相互连结，从所述第二方向观察，一个以上的所述第一开口部设置于与所述连结部重合的位置。根据所述结构，支撑体的第一开口部设置于与活动体的连结部在第二方向上重合的位置，当活动体朝向第二方向振动时，连结部将支撑体内部的空气从第一开口部推出，所以能够进一步有效率地排热。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述连结部是在第三方向上隔开间隔而设置有多个，所述第三方向与所述第一方向及所述第二方向正交。根据所述结构，能够经过在第三方向上相邻的两个连结部之间，将被活动体包围的空气引导至活动体的外侧，从而能够进一步有效率地排热。

并且，本说明书所公开的致动器中，一个以上的所述第一开口部设置于与在所述第三方向上相邻的两个所述连结部之间重合的位置。根据所述结构，活动体的内侧与支撑体的外部连通，所以能够进一步有效率地排热。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述支撑体包括保持所述线圈的线圈固持器、及***述线圈固持器的壳体，所述线圈固持器包括在所述第二方向上夹着所述活动体及所述磁驱动电路的一对固持器侧板部，所述壳体包括覆盖于所述一对固持器侧板部的一对壳体侧板部，所述第一开口部贯穿所述固持器侧板部及所述壳体侧板部。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述壳体包括第一壳体构件及第二壳体构件，所述第一壳体构件相对于所述线圈固持器位于所述第一方向上的一侧，所述第二壳体构件相对于所述线圈固持器位于所述第一方向上的另一侧，所述第一壳体构件包括覆盖于所述一对固持器侧板部的一对第一壳体侧板部，所述第二壳体构件包括覆盖于所述一对第一壳体侧板部的缘部的一对第二壳体侧板部，所述第一开口部贯穿所述第一壳体侧板部的除了所述缘部以外的部分。根据所述结构，能够提高第一壳体构件的强度。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述支撑体包括在第三方向上形成开口的一个以上的第二开口部，所述第三方向与所述第一方向及所述第二方向正交。根据所述结构，当对应于活动体的振动，排出支撑体的内部的空气时，能够从第二开口部将外部的空气导入至支撑体的内部，能够使支撑体的内部的空气的流动活跃，而进一步提高排热效率。

并且，本说明书所公开的致动器中，所述支撑体包括在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上形成开口的一个以上的第二开口部，所述第二开口部设置于所述线圈固持器，所述壳体是形成为筒状，在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上形成开口。根据所述结构，能够利用从第二开口部导入的外部的空气而使线圈有效率地冷却。

并且，本说明书所公开的触觉装置包括：活动体；支撑体；连接体，具备弹性及粘弹性中的至少一者，在所述活动体与所述支撑体相向的位置，以与所述活动体及所述支撑体两者相接的方式配置；以及磁驱动电路，包括空芯的线圈及永久磁铁，所述线圈是设置于所述活动体及所述支撑体之中的一侧构件，所述永久磁铁是以与所述线圈在第一方向上的至少一侧相向的方式，设置于所述活动体及所述支撑体之中的另一侧构件，所述磁驱动电路使所述活动体相对于所述支撑体在与所述第一方向交叉的第二方向上振动；并且所述支撑体是形成为箱形，***述活动体及所述磁驱动电路，所述支撑体具有在所述第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部。根据所述结构，在收容活动体及磁驱动电路的支撑体，设置有在振动方向即第二方向上形成开口的一个以上的第一开口部，支撑体的内部的空气通过活动体的振动而被朝向振动方向即第二方向推动，所以能够将支撑体的内部的空气从第一开口部排出至外部，从而能够有效率地排热。