CN103459052A - 振动致动器 - Google Patents

Abstract

振动致动器的筒状的磁体由在径向上磁化且沿振动轴线方向被分割成多个的磁体部构成，相邻的磁体部在振动轴线方向上的磁极不同，因此，在接合时不会发生磁极彼此间的排斥，容易将磁体部彼此接合。伴随着这样构成磁体，线圈就由在振动轴线方向上对应各个磁体部而被分割成多个的线圈部构成，并使相邻的线圈部的绕组的卷绕方向相反。

Description

振动致动器

技术领域

本发明的一种方式涉及在用于将移动电话等移动无线装置的来信告知利用者的振动发生源、用于将触摸屏的操作触感、游戏机的临场感传递至手指、手的振动发生源等中使用的小型的振动致动器。

背景技术

目前，作为上述领域的技术，存在日本专利特开2003－117488号公报。该公报所记载的振动致动器具有由磁性材料构成的圆筒状的框架。在该框架的轴向的外端嵌入了一对支架。在各支架上固定着固定轴，用于支承可动部且使之可沿轴向移动。在框架的内周面上固定有圆筒状的线圈，在该线圈的圆周上向同一方向卷绕着线材。可动部由圆筒状的磁体和一对轴承构成，其中上述磁体配置在线圈的空隙内且在径向上磁化，上述一对轴承由配设在磁体的轴向两端且被浸入润滑材料的烧结合金组成。在可动部与一对支架之间配置了一对螺旋弹簧。

另外，为了使振动体实现高性能，可以用能积较大的例如NdFeB系的烧结磁铁对圆筒状的磁体进行全磁化，但随着日趋小型化，直径方向的单磁极磁化会因磁化器的磁饱和而变得相当困难。为此，要将圆筒状的磁性体在圆周方向上一分为二或一分为三，将各磁性体片各自个别地在厚度方向上磁化，然后再将被分割的各磁铁片(磁体部)用粘接剂重新加以构成而成为圆筒状的磁体。采用上述方法，磁铁片是各自单独被全磁化的，因此重新构成的圆筒状的磁体的性能也得到提高。尤其在采用厚度方向的各向异性磁铁时效果尤其显著，能实现高性能振动致动器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-117488号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在将磁体沿圆周方向分割成多片后再用粘接剂粘合成圆筒状的磁体时，由于相邻的磁铁片(磁体部)具有相同磁性，因此，在粘接磁铁片时会产生磁极彼此间的排斥。因此，存在磁铁片难以粘合、且磁铁片彼此间错开粘合的问题。

本发明的一个方式的目的在于提供一种能可靠且容易地实现磁体的径向的单磁极磁化、并容易缩小筐体的直径、促进小型化的振动致动器。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明一个方式的振动致动器通过配置于筒状的筐体内的线圈与被该线圈包围而配置在上述筐体内的磁体的协同作用，使上述磁体沿着上述筐体内的振动轴线线性地振动，其特征是，包括：轴，该轴沿着上述筐体的上述振动轴线配置，上述轴的两端固定于端壁，该端壁设于上述筐体在上述振动轴线方向上的两端；可动部，该可动部供上述轴贯穿，并具有沿上述轴的延伸方向自由移动的上述磁体；以及弹性部件，该弹性部件配置在上述可动部与上述端壁之间，并对上述可动部沿上述振动轴线方向施力，上述轴及上述筐体由磁性体形成，筒状的上述磁体由在径向上磁化且沿上述振动轴线方向被分割成多个的磁体部构成，相邻的上述磁体部在上述振动轴线方向上的磁极不同，上述线圈由在上述振动轴线方向上对应各个磁体而被分割为多个的线圈部构成，相邻的上述线圈部的卷绕方向相反。

在这个振动致动器的磁体中贯穿着由磁性体组成的轴。该轴的两端分别固定在由磁性体组成的筐体在振动轴线方向两端的端壁上，磁体一边受轴引导一边振动。利用被固定的轴，能够防止锤部的重心位置偏离振动轴线，从而能确保稳定的振动。而且即使发生了落下冲击，也能防止磁体碰撞线圈，能够提高对于落下冲击的耐冲性。另外，由于筒状的磁体是由在径向在磁化且沿振动轴线方向被分割成多个的磁体部构成，并且相邻的磁体部在振动轴线方向上的磁极不同，因此在将磁体彼此接合时不会发生磁极彼此间的排斥，容易将磁体彼此接合。而且磁体部彼此不易错开。并且，能够容易地增加磁体部的接合片数，藉此，能够为了提高功率而容易地在振动轴线方向上延长磁体，但不会增大磁体的直径。伴随着这样构成磁体，线圈就由在振动轴线方向上对应各个磁体部而被分割成多个的线圈部构成，并且相邻的线圈部的卷绕方向相反。上述结构的振动致动器能够缩小筐体的直径，容易促进小型化。

另外也可以是，可动部具有能够与磁体一体地自由移动的锤部，锤部供轴贯穿，且在轴的延伸方向上与磁体相邻地配置在筐体内，弹性部件配置在锤部与筐体的端壁之间，在锤部的端部，沿着振动轴线形成弹簧接纳凹部，通过配置于弹簧接纳部凹部的轴承来针对轴而对锤部进行支承，并且通过插入弹簧接纳凹部内的弹性部件对轴承及锤部施力。

通过采用轴承，锤部不会接触轴而能实现稳定的振动，因此，能够减轻噪音。而通过将轴承配置在弹簧接纳凹部内，能够使轴承靠近锤部的重心位置，这样也能减轻噪音。而且通过将弹性部件插入弹簧接纳凹部内，能够延长弹簧部件在振动轴线方向上的全长，这样就能发挥稳定的弹力，而且即使不用粘接剂，轴承也不易脱离锤部。

发明效果

采用本发明的上述方式，能够可靠且容易地实现磁体的径向的单磁极磁化，并且容易缩小筐体的直径，促进小型化。

附图说明

图1是表示本发明的振动致动器的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示的振动致动器的剖视图。

图3是表示本发明的振动致动器的第二实施方式的剖视图。

图4是表示本发明的振动致动器的第三实施方式的剖视图。

图5(a)是板弹簧的俯视图，(b)是板弹簧的侧视图。

图6是表示本发明的振动致动器的第四实施方式的剖视图。

图7是表示本发明的振动致动器的第五实施方式的剖视图。

图8是表示本发明的振动致动器的第六实施方式的剖视图。

图9是表示本发明的振动致动器的第七实施方式的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的振动致动器的较佳实施方式。不过，对各种振动致动器上相同或同等的结构部分用相同符号表示并省略重复说明。

如图1及图2所示，振动致动器1具有直径约为4.5mm的圆筒状筐体2。在由磁性体构成的筐体2内收容：以筐体2的振动轴线L为中心而卷绕成环状的线圈3、被该线圈3包围的圆筒状的磁体4、以及在筐体2的振动轴线L方向上与磁体4的两侧相邻配置的第一锤部6及第二锤部7。在该振动致动器1中，构成可动部8的磁体4与第一锤部6、第二锤部7成为一体，并通过线圈3与磁体4的协同作用而沿着筐体2的振动轴线L方向线性地振动。

筐体2在分割振动轴线L的方向上被一分为二成第一筐体10和第二筐体11。具体而言，被一分为二的筐体2中的第一筐体10由位于筐体2的振动轴线L方向上的一端的圆板状的端壁10a和从该端壁10a沿振动轴线L方向延伸的圆筒状的周壁10b构成。第一筐体10收容着第一锤部6、线圈3及磁体4。

第二筐体11配置成在振动轴线L方向上与第一筐体10相对。该第二筐体11由位于筐体2的振动轴线L方向上的另一端的圆板状的端壁11a和从该端壁11a沿振动轴线L方向延伸的圆筒状的周壁11b构成。第二筐体11收容着第二锤部7。第一筐体10及第二筐体11由SPCC(冷轧钢板)等磁性体成形。此外，构成树脂制的绕线管12的一部分的端子台12d从第一筐体10和第二筐体11之间露出。

绕线管12具有筒状部12a、凸缘部12b、12c、环状的分隔部12e及端子台12d，其中，上述筒状部12a的直径比第一筐体10的周壁10b和第二筐体11的周壁11b小，并插入周壁10b内以供线圈3卷绕，上述凸缘部12b、12c在筒状部12a的振动轴线L方向的两端形成，上述环状的分隔部12e在凸缘部12b与凸缘部12c之间形成，上述端子台12d从厚壁的凸缘部12b的外端部起沿着周壁11b延伸。

在凸缘部12c与分隔部12e之间配置了第一线圈部3A。在凸缘部12b与分隔部12e之间配置了第二线圈部3B。此外，相邻的第一线圈部3A和第二线圈部3B的绕组的卷绕方向相反。在第一线圈部3A和第二线圈部3B中在周向上流动着反向的电流。

另外，供线圈3卷绕的筒状部12a位于筐体2在振动轴线L方向上的大致中央处。一个凸缘部12c与第一筐体10的周壁10b的内周面抵接。另一个凸缘部12b则从周壁10b与周壁11b之间露出。在从凸缘部12b的端部起沿着周壁11b的表面延伸的端子台12d上，固定着要与引线14焊接的端子13。

并且，第一筐体10的周壁10b和第二筐体11的周壁11b的开放侧端部在除了绕线管12的凸缘部12b露出部分外的位置上彼此对接，且通过多个焊接部D1来接合(参照图1)。

在两个端壁10a和11a各自的中心位置上形成了轴保持孔16、17。在这些轴保持孔16、17的周围，通过内缘翻边加工形成了从端壁10a、11a向筐体2的内部突出的圆环状的突起18、19。在各轴保持孔16、17中压入了由直径约0.6mm的磁性体构成的轴20的两端。而且，轴20的两端部通过焊接部D2(参照图1)而被固定在两端壁10a、11a上。这样，轴20就沿筐体2的振动轴线L配置，并且在振动轴线L方向上将第一筐体10和第二筐体11牢固地连结。此外，该轴20贯穿上述可动部8。

在进行直径方向的单磁极磁化时，一旦使成为圆筒状磁体材料的磁性体小型化，则与使一根圆筒状的磁性体磁化的场合相比，容易用磁化器对将相同尺寸的磁性体沿振动轴线L方向分割而成的磁性体片进行磁化，且实现可靠的磁化。

因此，圆筒状的磁体4由在径向上被磁化且沿振动轴线L方向被一分为二的第一磁体部4A和第二磁体部4B构成。第一磁体部4A与第一线圈部3A相对，第二磁体部4B与第二线圈部3B相对。并且，相邻的第一磁体部4A与第二磁体部4B在振动轴线L方向上的磁极不同。具体是，第一磁体部4A是外周侧磁化成S极，内周侧磁化成N极，而第二磁体部4B则是外周侧磁化成N极，内周侧磁化成S极。

由于这样使相邻的磁体部4A、4B在振动轴线L方向上具有不同极性，因此接合时不会产生磁极彼此间的排斥，容易将磁体4A、4B彼此接合。而且，磁体部4A、4B彼此不容易错位。此外，能够容易地使磁体部4A、4B的接合片数增加，藉此，能够为了提高功率而容易地在振动轴线方向上延长磁体4，但不会增大磁体4的直径。上述结构的振动致动器1能够缩小筐体2的直径，容易促进小型化。不过，相邻的磁体部4A、4B的接合既可用粘接剂也可不用粘接剂。

在第一磁体部4A上形成了直径比轴20的外径稍大的轴通孔4a。在第二磁体部4B上形成了直径比轴20的外径稍大的轴通孔4b。另外，第一磁体部4A及第二磁体部4B配置于绕线管12的筒状部12a内，并通过线圈3、磁体4、由磁性体构成的第一筐体10以及由磁性体构成的轴20的协同作用来构成磁回路。

第一锤部6和第二锤部7具有能够插入绕线管12的筒状部12a的中空部S内的胴体部6a、7a、以及在胴体部6a、7a的端部扩大直径的凸缘部6b、7b。在第一锤部6和第二锤部7上形成了直径比轴20的外径大的轴通孔23、24。在轴通孔23、24的中途配置了供轴20贯穿的第一轴承(烧结含油轴承)25和第二轴承(烧结含油轴承)26。另外，在第一锤部6和第二锤部7上形成了将轴通孔23、24从中途扩大直径并延伸到端面为止的圆柱形状的第一弹簧接纳凹部27及第二弹簧接纳凹部28。

在第一弹簧接纳凹部27内插入第一轴承25，该第一轴承25用于将第一锤部6支承于轴20。在第一轴承25与端壁10a之间配置有插入第一弹簧接纳凹部27内的第一压缩螺旋弹簧30。通过第一压缩螺旋弹簧30来对第一轴承25及第一锤部6施力。另外，轴20在该第一压缩螺旋弹簧30内贯穿。

在第二弹簧接纳凹部28内插入第二轴承26，该第二轴承26用于将第二锤部7支承于轴20。在第二轴承26与端壁11a之间配置有插入第二弹簧接纳凹部28内的第二压缩螺旋弹簧31。通过第二压缩螺旋弹簧31来对第二轴承26及第二锤部7施力。另外，轴20在该第二压缩螺旋弹簧31内贯穿。

通过采用轴承25、26，锤部6、7不会接触轴20而能实现稳定的振动，因此能够减轻噪音。而通过将轴承配置在弹簧接纳凹部27、28内，能够使轴承25、26靠近锤部6、7的重心位置，这样也能减轻噪音。而且通过将压缩螺旋弹簧30、31插入弹簧接纳凹部27、28内，能够延伸压缩弹簧30、31在振动轴线L方向上的全长，这样就能发挥稳定的弹力，而且即使不用粘接剂，轴承25、26也不易脱离锤部6、7。

此处，第一压缩螺旋弹簧30及第二压缩螺旋弹簧31采用相同零件。在第一压缩螺旋弹簧30及第二压缩螺旋弹簧31的一端侧嵌入有在两端壁10a、11a上形成的突起18、19。这样，第一压缩螺旋弹簧30及第二压缩螺旋弹簧31就不会碰到轴20。第一压缩螺旋弹簧30及第二压缩螺旋弹簧31的另一端侧则被插入第一锤部6及第二锤部7的弹簧接纳凹部27、28内，并且与弹簧接纳凹部27、28内的轴承25、26抵接。各轴承25、26被压缩螺旋弹簧30、31的作用力压在第一锤部6和第二锤部7上。

通过上述结构，使第一锤部6和第二锤部7以及磁体4在同轴配置的状态下被第一压缩螺旋弹簧30及第二压缩螺旋弹簧31沿振动轴线L方向施力，且由于这种施力而相互压接并一体化。因此，第一锤部6、第二锤部7和第一磁体4A、第二磁体4B之间即便不用粘接剂也能够相互连结。一旦粘接剂溢出，因粘接剂与轴20之间相互摩擦而会产生摩擦阻力，但振动致动器1能够避免这种情况发生。另外，也可使用粘接剂。

采用振动致动器1时，各端分别固定于筐体2的各个端壁10a、11a的轴20贯穿磁体4及锤部6、7。由于是受固定着的轴20引导，并且磁体4及锤部6、7是一体地振动，因此，能够防止锤部6、7的重心位置偏离振动轴线L而乱振，能够确保稳定的振动。而且，即使发生了落下冲击，也能防止锤部6、7碰撞框体2，能够提高对落下冲击的耐冲性。

另外，由于在将振动轴线L分割的方向上将筐体2一分为二，因此，一旦将轴20的两端固定在筐体2的两个端壁10a、11a上，轴20就能作为连结杆发挥作用。这样，就使第一筐体10与第二筐体11间的连结强度得到提高。因此，在发生落下冲击时，能够避免筐体2在振动轴线L方向上断开而导致锤部6、7和磁体4从筐体2飞出的事态发生。

另外，由于是沿着振动轴线L方向在磁体4的两侧配置第一锤部6和第二锤部7，因此，能够确保更进一步稳定的振动。而且，第一锤部6及第二锤部7是通过轴承25、26而沿轴20移动的，因此，能够获得沿着轴20的平衡良好的振动。

在振动致动器1上，当用钨来形成锤部6、7时，因其表面粗糙而会增大摩擦阻力，而且对孔径的尺寸控制很严格，因此最好是另外利用轴承。然而，如图3所示，在变形例的振动致动器1A上，是用摩擦阻力不大的材质来形成锤部40、41，因此，在第一锤部40及第二锤部41上形成了将轴通孔23、24的中途缩小直径而成的轴承部40a、41a。

当然，本发明不限于上述的实施方式。

作为弹性部件，不限于压缩螺旋弹簧，也可以用板弹簧。如图4所示，在振动致动器1B上也可以利用第一板弹簧61及第二板弹簧62来支承第一锤部63及第二锤部64。在第一锤部63及第二锤部64的端部配置了第一轴承25及第二轴承26，各轴承25、26被用作为板弹簧61、62的弹簧接纳部。第一板弹簧61及第二板弹簧62具有相同形状，如图5所示，通过在圆板上冲压加工出多个圆弧状细槽60a和中央开口60b而形成为圆锥台形状的弹簧。不过也可采用圆锥螺旋弹簧。

在振动致动器1B上，当由钨等形成锤部63、64时，因其表面粗糙而会增大摩擦阻力，而且对孔径的尺寸控制很严格，因此最好是另外利用轴承。然而，如图6所示，在变形例的振动致动器1C上，用摩擦阻力不大的材质来形成锤部65、66，因此，在第一锤部65及第二锤部66上形成了将轴通孔23、24的中途缩小直径而成的轴承部65a、66a。

另外，磁体及线圈不限于一分为二，也可以一分为三以上并且沿振动轴线L方向各设置三个以上的磁体部及线圈部。即，分割后的磁体部的个数与分割后的线圈部的个数相等。各磁体部与各线圈部相对。例如，如图7所示，在振动致动器1D上，筐体2A在振动轴线L方向上被大致等分割成第一筐体10A和第二筐体11A。在筐体2A内配置了一分为四的磁体70及线圈71。磁体70由在径向上磁化且在振动轴线L方向上分割成多个的第一～第四磁体部70A～70D构成。磁体部70A～70D中相邻的磁体部在振动轴线L方向上彼此磁极不同。线圈71由在振动轴线L方向上分别与磁体部70A～70D对应而分割成多个的第一～第四线圈部71A～71D构成。在线圈部71A～71D中相邻的线圈部彼此间的绕组的卷绕方向相反。

另外，锤部72只配置在磁体70的一侧。第一压缩螺旋弹簧30通过弹簧接纳凹部74内的轴承73而对锤部72施力。第二压缩螺旋弹簧31则直接对磁体70施力。

在振动致动器1D上，当用钨等来形成锤部72时，因其表面粗糙而会增大摩擦阻力，而且对孔径的尺寸控制很严格，因此最好是另外利用轴承。然而，如图8所示，在变形例的振动致动器1E上，是用摩擦阻力不大的材质来形成锤部76，因此，在锤部76上形成了将轴通孔75的中途缩小直径而成的轴承部76a。

上述筐体2、2A的截面形状可以是圆形、四边形、多边形中的任意一种。例如图9所示，在振动致动器1F上，四边形截面的筐体2B由截面为四边形的第一筐体80及第二筐体81构成。在筐体2B内，收纳有由截面为四边形的第一线圈部82A及第二线圈部82B构成的线圈82、由第一磁体部83A及第二磁体部83B构成的磁体83、以及第一锤部84和第二锤部85。

工业上的可利用性

采用本发明的上述方式，能够可靠且容易地实现磁体的径向的单磁极磁化，并且容易缩小筐体的直径，促进小型化。

符号说明

1、1A～1F 振动致动器

2、2A、2B 筐体

3、71、82 线圈

3A、3B、71A～71D、82A、82B 线圈部

4、70、83 磁体

4A、4B、70A～70D、83A、83B 磁体部

6、7、63、64、65、66、72、76、84、85 锤部

8 可动部

10a、11a 筐体的端壁

20 轴

25、26、73 轴承

27、28、74 弹簧接纳凹部

30、31 压缩螺旋弹簧(弹性部件)

61、62 板弹簧(弹性部件)

L 振动轴线

Claims (2)

1.一种振动致动器，通过配置于筒状的筐体内的线圈与被该线圈包围而配置在所述筐体内的磁体的协同作用，使所述磁体沿着所述筐体的振动轴线线性地振动，其特征在于，包括：

轴，该轴沿着所述筐体的所述振动轴线配置，所述轴的两端固定于端壁，该端壁设于所述筐体在所述振动轴线方向上的两端；

可动部，该可动部供所述轴贯穿，并具有沿所述轴的延伸方向自由移动的所述磁体；以及

弹性部件，该弹性部件配置在所述可动部与所述端壁之间，并对所述可动部沿所述振动轴线方向施力，

所述轴及所述筐体由磁性体形成，

筒状的所述磁体由在径向磁上化且沿所述振动轴线方向被分割成多个的磁体部构成，相邻的所述磁体部在所述振动轴线方向上的磁极不同，

所述线圈由在所述振动轴线方向上对应各个磁体而被分割为多个的线圈部构成，相邻的所述线圈部的卷绕方向相反。

2.如权利要求1所述的振动致动器，其特征在于，

所述可动部具有能与磁体一体地自由移动的锤部，所述锤部供所述轴贯穿，并且在所述轴的延伸方向上与所述磁体相邻地配置在所述筐体内，所述弹性部件配置在所述锤部与所述筐体的所述端壁之间，

在所述锤部的端部沿着所述振动轴线形成有弹簧接纳凹部，所述锤部通过配置于所述弹簧接纳部凹部的轴承而支承于所述轴，并通过插入所述弹簧接纳凹部内的所述弹性部件对所述轴承及所述锤部施力。

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