CN107847975B

CN107847975B - 线性振动马达以及包括该线性振动马达的移动电子设备

Info

Publication number: CN107847975B
Application number: CN201680040292.9A
Authority: CN
Inventors: 片田好纪; 小田岛慎; 石井栞; 生川昇
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: US10651715B2; US20180219465A1; WO2017018442A1; JP6421089B2; CN107847975A; JP2017029888A

Abstract

通过缩短轴向的尺寸进行紧凑化。包括：可动件(10)，该可动件一体地具有磁体部(4)、配重部(7)和轴(8)；框体(2)，该框体以使可动件(10)沿着一轴方向往复移动的方式收容可动件；线圈(3)，该线圈固定于框体(2)且沿着上述一轴方向驱动磁体部(4)；以及弹性构件(6)，该弹性构件对可动件(10)施加弹力，该弹力反抗对磁体部(4)施加的驱动力，轴(8)朝沿着上述一轴方向的一侧延伸设置，并且将轴(8)的前端设为自由端，在框体(2)上固定有轴承(9)，该轴承将轴(8)支承为滑动自如，配重部(7)具有凹部(7C)，该凹部沿着上述一轴方向凹陷，在上述凹部(7C)内的空间配置有轴(8)和轴承(9)。

Description

线性振动马达以及包括该线性振动马达的移动电子设备

技术领域

本发明涉及一种线性振动马达。

背景技术

振动马达(或振动致动器)作为内置于移动电子设备并通过振动向携带者传达信号接收或警告等信号的产生的装置而广泛普及，在携带者随身携带的可穿戴电子设备中是不可或缺的装置。此外，振动马达作为实现触摸面板等人机界面中的触觉技术(皮肤感觉反馈)的装置，近年受到关注。

在各种形态的振动马达的开发中，能通过直线的往复振动而产生比较大的振动的线性振动马达得到了关注。上述线性振动马达通过设置直线状的固定轴并使可动件沿着该固定轴振动，能获得稳定的振动，且由于能用固定轴保持可动件，因此能获得落下冲击时的耐损伤性。

作为包括固定轴的线性振动马达的现有技术，有人提出了如下的技术方案等：在可动件侧设置配重块和磁体，通过对设置于固定件侧的线圈通电而向磁体施加驱动力(洛伦兹力)，其中，在可动件上形成沿着振动方向的贯通孔，在该贯通孔内贯穿有一根固定轴(参照下述专利文献1)，或者，沿着振动方向设置两根固定轴，在两根固定轴之间配置线圈和磁体，并通过两根固定轴将可动件支承为滑动自如(参照下述专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012－16153号公报

专利文献2：日本专利特开2011－97747号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

伴随着移动电子设备和可穿戴电子设备的小型化、薄型化，对装备于上述移动电子设备和上述可穿戴电子设备的振动马达提出了更加小型化、薄型化的要求。特别是在智能手机等具有平板显示部的电子设备中，与显示面正交的厚度方向的设备内空间有限，因此对配置于上述空间的振动马达有薄型化的较高要求。

在考虑包括固定轴的线性振动马达的薄型化的情况下，像前者的现有技术那样，在使配重部沿着振动方向与磁体连接而成的可动件上形成沿着振动方向的贯通孔的线性振动马达中，磁体自身形成使固定轴与磁体不发生干涉的大小的贯通孔，为了确保足以获得希望的驱动力的磁体体积，需要使磁体的厚度相对于固定轴的直径充分厚。

像上述后者的现有技术那样，在设置两根固定轴并在其间配置线圈和磁体的线性振动马达中，由于无需在磁体上形成贯通孔，因此能够实现磁体的薄型化。然而，由于在磁体的两侧设置了两根固定轴，因此会产生线性振动马达的宽度变大的问题。作为在近年来的小型化的电子设备中装备的线性振动马达，不仅是厚度方向，宽度方向也追求更紧凑化。

对此，可考虑将轴分割配置并固定于磁体的一轴方向两侧，将配重部环绕安装于分割的各轴，通过固定件侧的轴承来支承从配重部突出的各轴的前端侧，使上述磁体、一对轴以及配重部一体地振动。在该情况下，由于轴没有贯通磁体，因此能消除因贯通孔导致的磁体的体积减少。

然而，在上述结构中，为了防止配重部干涉固定件侧的轴承，产生了在配重部与轴承之间确保轴向空间的需要，藉此，存在整体的轴向尺寸变长的风险。

本发明将解决上述问题作为技术问题的一例。特别地，本发明的目的在于，通过缩短轴向的尺寸进行紧凑化，进而在可动件侧配备轴而确保足以获得希望的驱动力的磁体体积等。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的线性振动马达包括以下结构。

一种线性振动马达，其特征在于，包括：可动件，该可动件一体地具有磁体部、配重部和轴；框体，该框体以使上述可动件沿着一轴方向往复移动的方式收容上述可动件；线圈，该线圈固定于上述框体且沿着上述一轴方向驱动上述磁体部；以及弹性构件，该弹性构件对上述可动件施加弹力，该弹力反抗对上述磁体部施加的驱动力，上述轴朝沿着上述一轴方向的一侧延伸设置，并且将上述轴的前端设为自由端，在上述框体上固定有轴承，该轴承将上述轴的自由端侧支承为滑动自如，上述配重部具有凹部，该凹部沿着上述一轴方向凹陷，在上述凹部内的空间配置有上述轴和上述轴承。

发明效果

本发明如以上说明那样构成，因此，特别地，能实现通过缩短轴向的尺寸进行紧凑化，进而在可动件侧配备轴而确保足以获得希望的驱动力的磁体体积等目的。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的线性振动马达的说明图(分解立体图)。

图2是表示本发明实施方式的线性振动马达的说明图(用沿着中心轴线的垂直平面剖切得到的剖视图)。

图3是表示本发明实施方式的线性振动马达的说明图(用沿着中心轴线的水平平面剖切得到的剖视图)。

图4是表示装备了本发明实施方式的线性振动马达的移动电子设备的一例的说明图(立体图)。

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(以下，不同的图中的相同符号表示相同部位，省略各图中的重复说明)。图1至图3示出了本发明一实施方式的线性振动马达的整体结构。各图中的X方向表示振动方向(一轴方向)，Y方向表示宽度方向，Z方向表示厚度(高度)方向。

线性振动马达1包括：可动件10，该可动件10一体地具有磁体部4、配重部7和轴8；框体2，该框体2以使可动件10沿着一轴方向往复移动的方式收容上述可动件10；线圈3，该线圈3固定于框体2且沿着上述一轴方向驱动磁体部4；以及弹性构件6，该弹性构件6对可动件10施加弹力，该弹力反抗对磁体部4施加的驱动力。

在可动件10中，在磁体部4的所述一轴方向的一端侧和另一端侧分别经由连接片21连接有配重部7，并且在配重部7的重心轴线上***连接有轴8的一端侧(参照图2和图3)。轴8的另一端侧成为自由端(参照图1和图2)。

磁体部4将多个扁平矩形的磁体片4A、4B配置成同极彼此相向，并在中间夹着间隔轭4C而将磁体片4A、4B结合起来，上述磁体片4A、4B具有沿着一轴方向(图示X方向)的极性。在磁体部4固接有加强片22，藉此提高磁体部4的刚性。

连接片21是分别与磁体部4的两端侧嵌合的矩形环状的构件。各连接片21在矩形板材的靠近中央处形成有矩形的贯通孔21A，磁体部4的端部侧插通嵌合于上述贯通孔21A。上述连接片21例如由非磁性的不锈钢等刚性较高的非磁性金属材料形成。

在可动件10宽度方向(图示的Y方向)的两端侧，各连接片21的靠轴8侧的面焊接于配重部7，相反一侧的面焊接于两个加强片22。

上述连接片21中的框体2底面侧的端部比配重部7的同方向侧的端面朝框体2底面侧突出(参照图2)。在可动件10旋转时，上述突出部分作为与后述的滑动承载部2R抵接的抵接部21B发挥功能。

两个加强片22以沿宽度方向夹持磁体部4的方式设置于该磁体部4的两侧。各加强片22跨及磁体片4A、4B和间隔轭4C，并且粘接于上述磁体片4A、4B和间隔轭4C的侧面。

配重部7经由连接片21与磁体部4的一轴方向(图示X方向)两端部连接。上述配重部7能由比重较高的金属材料(例如钨)等构成，在图示的例子中，配重部7形成为矩形截面形状，该矩形截面形状具有比磁体部4的厚度大的Z方向的高度且具有比磁体部4的宽度大的Y方向的宽度。

在上述配重部7设置有嵌合孔7A(参照图2)，该嵌合孔7A用于供轴8在中心轴线上***嵌合。轴8通过压入和/或焊接而相对于嵌合孔7A连接固定。另外，根据图示例，嵌合孔7A设为贯通孔，但作为其他例子，也能设为有底孔。

在配重部7中的轴突出方向侧，以沿着上述一轴方向朝磁体部4侧凹陷的方式设置有凹部7C，在该凹部7C内的空间配置轴8、弹性构件6以及轴承9的一部分。

凹部7C形成为能供弹性构件6空出游隙地***的凹状，使形成于该凹部7C的靠近磁体部4的底面的支承突起7B与弹性构件6的内周部嵌合，从而对该弹性构件6进行支承。

框体2只要是具有能收容各部分的框结构即可，在图示的例子中，框体2包括在矩形的底面2A的周边立设的壁部2B、2C、2D、2E。此外，框体2根据需要包括覆盖框体2内的收容物的盖板2Q。盖板2Q形成为安装于壁部2B-2E的上端面的矩形板状。框体2能通过对金属板进行加工(冲压加工等)而形成。在图示的例子中，框体2呈厚度方向(图示Z方向)的尺寸比宽度方向(图示Y方向)的尺寸要小、振动方向(图示X方向)的尺寸比宽度方向(图示Y方向)的尺寸要大的扁平状(flat shape)的大致长方体形状(箱形形状)。

在框体2两端的壁部2B、2C(端壁部)分别固定有轴承9，以将轴8支承为滑动自如。若详细说明，则在壁部2B、2C分别设置有贯通状的嵌合孔2B1、2C1。轴承9的一端侧***各嵌合孔2B1、2C1，并通过压入和/或焊接进行固定。各轴承9供轴8滑动自如地插通。

此外，在框体2的底面2A上，分别以与连接片21的位置对应的方式设置有两个滑动承载部2R。

在可动件10绕轴8旋转时，上述滑动承载部2R承载连接片21的抵接部21B，从而防止配重部7与框体2的内表面直接接触。由于配重部7难以将表面加工成低摩擦，因此，假如配重部7与框体2的内表面接触并滑动，则存在滑动负载变大且噪音的产生也变大的风险。然而，在本实施方式中，由于设为使容易加工成平滑的连接片21的抵接部21B在滑动承载部2R上滑动，因此能使可动件10顺畅且安静地振动，进而能实现线性振动马达1的长寿化。

轴承9是大致圆筒状的滑动轴承，其以与轴8同心状配置，将基端侧固定于框体2的端壁部(壁部2C)，并且使与该基端侧相反的端侧朝框体2内侧突出并***配重部7的凹部7C内。

在轴承9的内周面设置有环状的支承突部9A，该支承突部9A与轴8的外周面滑动接触，并将该外周面支承为往复移动自如。上述支承突部9A以位于配重部7的凹部7C内的方式配置于靠近轴承9的突端处。

此外，在轴承9的外周部以环状装配有压缩螺旋弹簧即弹性构件6。

上述弹性构件6以同轴状且环状设置于轴8，使一侧的端部与轴承9抵接，并且使另一侧的端部与配重部7的凹部7C内底部抵接，从而在上述轴承9与配重部7之间弹性变形。

轴承9在上述一侧(基端侧)的外周面具有环状的卡合突部9B，该卡合突部9B与弹性构件6的内周部接触并嵌合，该轴承9在比上述卡合突部9B靠另一侧的外周面与弹性构件6的内周部之间具有间隙S。上述间隙S防止弹性构件6的内周部与轴承9外周面滑动接触，并使弹性构件6顺畅地伸缩。

轴承9的内部形成为贯通孔状，将未通电状态下的上述一侧(基端侧)的端部与轴8的突端的间隔W1设定为可动件10朝上述一侧振动的最大振幅量W2以上。另外，根据图示例，上述最大振幅量W2为配重部7的端部与壁部2B、2C之间的尺寸(参照图3)。

根据上述结构，能防止轴8的突端在可动件10振动时从轴承8的基端侧朝外部突出。

线圈3沿着Y、Z方向绕磁极的方向朝向X方向的磁体部4卷绕电线，在该线圈3的上表面和下表面中的一侧或两侧，进一步根据需要将侧面固定于框体2的内表面。线圈3向框体2的固定既可以是直接固定于框体2，也可以是将线圈3卷绕于绕线管后将绕线管固定于框体2。

上述线圈3以跨及在一轴方向上相邻的两个磁体片4A、4B的方式配置于这两个磁体片间的靠近中央处。构成线圈3的电线的两端部与从框体2朝外部露出的信号输入部2A1的端子电连接。

在将可动件10装入线圈3内的作业中，在一侧的连接片21、配重部7以及轴8从可动件10卸下的状态下，将磁体部4的部分插通至线圈3内，之后，将连接片21与两个加强片22的上述一侧的端部连接，进而将配重部7及轴8与连接片29连接。

接着，对上述结构的线性振动马达1的特征作用效果进行详细说明。

在不驱动时(未通电状态)，可动件10在弹性构件6的弹力平衡的振动中心位置静止。

当将由可动件10的质量和弹性构件6的弹性系数决定的共振频率的振动产生电流经由框体2的信号输入部2A1输入线圈3时，对磁体部4施加一轴方向(图示的X方向)的驱动力(洛伦兹力)，通过上述驱动力和弹性构件6的弹性斥力，可动件10沿着一轴方向进行稳定的往复振动。

在上述往复振动时，往复移动的轴8与轴承9的滑动支承部位(支承突部9A等)位于配重部7的凹部7C内的空间。因此，根据本实施方式，与假设将上述滑动支承部位设置于配重部7外部的情况相比，即使在将包括可动件10和轴承9的全长设定得较短的情况下，也能确保较大的振幅，进而能使该线性振动马达1整体紧凑化。

并且，由于是将轴8一体地分割配置于磁体部4两侧的结构，因此与设为将固定于框侧的轴插通于磁体部的现有技术等相比，能确保足以获得期望的驱动力的磁体体积。

接着，对装备了本发明实施方式的线性振动马达1的电子设备的一例即移动电子设备100进行说明(参照图4)。

移动电子设备100将线性振动马达1装配于厚度薄的扁平箱状的筐体内而构成移动信息终端(例如智能手机和平板电脑等)。

根据上述结构，通过线性振动马达1可获得稳定的振动，并能实现薄型化和紧凑化，能通过不易产生噪音的稳定的振动而响应性良好地向使用者传达通信功能中的信号接收或警告功能等的动作开始、结束时间。此外，通过线性振动马达1的薄型化和紧凑化，能获得追求高便携性或设计性的移动电子设备100。而且，由于线性振动马达1呈将各部分收容于抑制了厚度的长方体状的框体2内的紧凑形状，因此能在薄型化的移动电子设备100的内部以较好的空间效率进行装备。此外，由于线性振动马达1耐冲击强度高且耐久性也高，因此能获得长寿命且不易发生故障的移动电子设备100。

另外，在上述实施方式中，将轴承9固定于框体2的壁部2B、2C并***配重部7的凹部7C内，但作为其他例子，也能设为将轴承9固定于框体2的底面2A并***配重部7的凹部7C内的形态。

此外，在上述实施方式中，作为显著地发挥上述作用效果的优选形态，由两个磁体片4A、4B和间隔轭4C构成磁体部4，并在该磁体部4的周围设置单个线圈3，但作为其他例子，也能设为由单个或三个以上磁体片构成磁体部4，或者将线圈3设为多个。

此外，在上述实施方式中，作为特别优选的对策，弹性构件6使用螺旋弹簧，并以与轴8呈同轴状的方式设置单个该螺旋弹簧，但作为其他例子，作为弹性构件6，也能设为使用板簧或橡胶等弹性件的形态，将螺旋弹簧、板簧、上述弹性件等适当组合的形态，以及以与轴8呈非同轴状的方式设置多个上述弹性件的形态等，在上述其他例子中，通过将轴8与轴承9的滑动支承部位配置于配重部7的凹部7内，也能实现紧凑化。

此外，在上述实施方式中，作为特别优选的形态，将轴8与磁体部4的两端侧连接，并通过轴承9分别将上述两个轴8支承为滑动自如，但作为其他例子，也能设为将轴8与磁体部4的仅一端侧连接，并通过轴承9对该单个轴8进行支承的形态。

另外，作为其他例子，也能将分割配置于磁体部4的两端侧的轴8置换成贯通磁体部4并连续的一体的轴(未图示)。

此外，在上述实施方式中，特别是作为容易收纳于移动电子设备100的优选形态，将磁体部4、线圈3以及框体2等形成为与一轴方向正交的截面呈矩形(方形)，且使线性振动马达1整体的同一截面呈矩形(方形)，但作为其他例子，也能将上述各部位或线性振动马达1整体的截面形状设为圆形、正方形或多边形等图示例以外的形状。

此外，示出了内置有线性振动马达1的智能手机或平板电脑作为图6的移动电子设备100的优选的一例，但作为上述移动电子设备100的其他例子，也能内置线性振动马达1而构成移动电话、便携式游戏机、移动型通信时钟、包括可穿戴通信终端的可穿戴电子设备和其他便携式电子设备。

(符号说明)

1：线性振动马达，2：框体

2B、2C、2D、2E：壁部，3：线圈

4：磁体部，6：弹性构件

7：配重部，7C凹部，8：轴

9：轴承，9A：支承突部，9B：卡合突部

10：可动件，21：连接片，22：加强片。

Claims

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括：

可动件，该可动件一体地具有磁体部、配重部和截面在轴向上恒定的轴；

框体，该框体以使所述可动件沿着一轴方向往复移动的方式***述可动件；

线圈，该线圈固定于所述框体且沿着所述一轴方向驱动所述磁体部；以及

弹性构件，该弹性构件对所述可动件施加弹力，该弹力反抗对所述磁体部施加的驱动力，

所述轴朝沿着所述一轴方向的一侧延伸设置，并且将所述轴的前端设为自由端，在所述框体上固定有轴承，该轴承将所述轴的自由端侧支承为滑动自如，

所述配重部具有凹部，该凹部沿着所述一轴方向凹陷，在所述凹部内的空间配置有所述轴和所述轴承。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述轴承形成为筒状，并且以与所述轴相向的方式固定于所述框体的端壁部，且在内部***支承有所述轴。

3.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述轴承的内周面设置有支承突部，该支承突部与所述轴的外周面滑动接触，并对所述外周面进行支承，所述支承突部配置于所述凹部内。

4.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述轴承的外周部以环状装配有螺旋弹簧状的所述弹性构件，所述弹性构件使一侧的端部卡定于所述轴承，并且使另一侧的端部卡定于所述配重部。

5.如权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，

6.如权利要求4所述的线性振动马达，其特征在于，

所述轴承在所述一侧的外周面具有卡合突部，该卡合突部与所述弹性构件的内周部接触并嵌合，所述轴承在比所述卡合突部靠另一侧的外周面与所述弹性构件的内周部之间具有间隙。

7.如权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，

8.如权利要求2至7中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，

所述轴承的内部形成为贯通孔状，将未通电状态下的所述一侧的端部与所述轴的突端的间隔设定为所述可动件朝所述一侧振动的最大振幅量以上。

9.一种移动信息终端，其特征在于，

包括权利要求1至8中任一项所述的线性振动马达。