CN108028590A - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

能实现线性振动马达的薄型化。即使在将可动件设为扁平状的情况下，也可抑制可动件绕振动轴旋转而产生工作声音(异常音)，获得无晃动的稳定振动。线性振动马达(1)包括：可动件(10)，其包括磁体部(4)和配重部(7)；框体(2)，其收容可动件(10)；线圈(3)，其固定于框体(2)并沿着一轴方向驱动磁体部(4)；弹性构件(6)，其配置在框体(2)内并对可动件(10)施加反抗施加于磁体部(4)的驱动力的弹力；以及引导轴(8)，其轴支承于框体(2)并对可动件(10)的沿着一轴方向的往复振动进行引导，弹性构件(6)对可动件(10)施力而使可动件朝绕引导轴(8)的一方向旋转，框体(2)包括滑动支承部(滑动板(13))，其对被施力而旋转的可动件(10)的一部分进行滑动支承。

Description

线性振动马达

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。

振动马达的各种形态在开发中，其中，能通过可动件的直线往复振动而产生比较大的振动的线性振动马达受到了关注。现有的线性振动马达在可动件一侧设置配重块和磁体，通过向设置在固定件一侧的线圈通电而作用于磁体的洛伦兹力变成驱动力，从而使被沿着振动方向弹性支承的可动件往复振动(参照下述专利文献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的小型化、薄型化，对装备于上述移动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。

在实现线性振动马达的薄型化时，若要充分地确保磁体体积以获得期望的驱动力，并且充分地确保配重块的质量以获得期望的惯性力，则要将包括磁体和配重块的可动件设为扁平状，在确保磁体的体积和配重块的质量的同时，使厚度变薄。在该情况下，假如可动件绕直线的振动轴旋转，则由于扁平状的可动件呈侧部容易因旋转而与周围的框体碰撞的形状，因此会出现以下问题：产生因碰撞导致的异常音而形成工作声音，且因旋转导致的晃动而无法获得稳定的动作。

因此，现有技术设置两根固定轴来抑制可动件绕振动轴的旋转，从而实现了稳定的直线振动。然而，若设置两根固定轴，则由于在磁体的两侧配置了两根固定轴，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。另外，由于需要确保两根引导轴平行，且组装时要求高精度，因此存在生产率的提高变得困难的问题。

本发明将解决上述问题作为技术问题的一例。即，本发明的技术问题在于：能实现线性振动马达的薄型化；即使在将可动件设为扁平状的情况下，也可抑制可动件绕振动轴旋转而产生工作声音(异常音)；获得无晃动的稳定振动；以及能实现厚度和宽度的紧凑化，从而实现生产率的提高等。

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。

线性振动马达的特征是，包括：可动件，该可动件包括磁体部和配重部；框体，该框体收容上述可动件；线圈，该线圈固定于上述框体，并沿着一轴方向驱动上述磁体部；弹性构件，该弹性构件配置在上述框体内，并对上述可动件施加反抗施加于上述磁体部的驱动力的弹力；以及引导轴，该引导轴轴支承于上述框体，并对上述可动件的沿着上述一轴方向的往复振动进行引导，上述弹性构件对上述可动件施力而使上述可动件朝绕上述引导轴的一方向旋转，上述框体包括滑动支承部，该滑动支承部对被施力而旋转的上述可动件的一部分进行滑动支承。

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(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((a)是主视图，(b)是与X方向交叉的剖面的剖视图)。

图4是表示用于使弹性构件的弹力朝相对于引导轴的轴向倾斜的方向施加的另一结构例的说明图。

图5是表示本发明实施方式的线性振动马达的另一形态例的说明图(分解立体图)。

图6是表示本发明实施方式的线性振动马达的另一形态例的说明图(分解立体图)。

图7是表示装备了本发明实施方式的线性振动马达的电子设备(移动信息终端)的说明图。

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)。在各图中，X方向、Y方向、Z方向分别表示正交的方向，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。

图1～图3表示本发明一实施方式的线性振动马达。线性振动马达1包括：可动件10，该可动件10包括磁体部4和配重部7；框体2，该框体2收容可动件10；线圈3，该线圈3固定于框体2；弹性构件6，该弹性构件6配置在框体2内；以及引导轴8，该引导轴8轴支承于框体2。

线圈3对磁体部4施加沿着一轴方向驱动的驱动力，弹性构件6对可动件10施加反抗施加于磁体部4的驱动力的弹力。引导轴8对可动件10的沿着一轴方向的往复振动进行引导。并且，弹性构件6对可动件10施力而使可动件10朝绕引导轴8的一方向旋转，框体2包括滑动支承部(滑动板13)，该滑动支承部(滑动板13)对被施力而旋转的可动件10的一部分进行滑动支承。

上述线性振动马达1通过可动件10的形状来实现薄型化，即使在设为扁平的剖面形状的可动件10的情况下，由于可动件10的一部分在滑动支承部(滑动板13)一边滑动一边振动，因此，也能抑制可动件10绕振动轴旋转而产生工作声音(异常音)，能获得无晃动的稳定的振动。此时，由于是一根引导轴8而无需进行轴的平行调节，因此能排除高组装精度，能实现生产率的提高。此外，通过设为一根引导轴8，能实现厚度方向和宽度方向的紧凑化。

以下，按照图示的例子对细节部分进行说明，但本发明的实施方式并不受此限定。

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具有在矩形的底面2A的周边立起设置的侧壁2B、2C、2D、2E。此外，框体2包括盖板2Q，该盖板2Q覆盖框体2内的收容物。盖板2Q形成为安装于侧壁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)的尺寸要大的厚度较薄的大致长方体形状(箱形形状)。

线性振动马达1由固定于框体2的线圈3和可动件10的一部分即磁体部4构成驱动部。通过将振动产生电流(例如，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交流电)从设置于框体2的信号输入部2A1输入至固定于框体2的线圈3，从而对磁体部4作用沿着一轴方向(图示X方向)的洛伦兹力(驱动力)。

磁体部4是将扁平矩形的磁体片4A、4B、4C以彼此同极相向的方式配置多个并在中间夹着间隔件4D、4E而将磁体片4A、4B、4C结合而成的，上述磁体片4A、4B、4C具有沿着一轴方向(图示X方向)的极性。间隔件4D、4E可以是磁性体和非磁性体中的任一种，只要能维持在设定磁体片4A、4B、4C的接近的同极间距离的间隔即可。在此，示出了设置三个磁体片4A、4B、4C的例子，但磁体片可以是两个，也可以是四个以上。在磁体部4的侧面根据需要固接了加强板5，藉此提高磁体部4的刚性。

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，将该线圈3的上表面和下表面中的一方或双方固定于框体2的内表面，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。

在图示的例子中，可动件10的配重部7与磁体部4的一轴方向(图示X方向)两端部连接。配重部7能由密度较高的金属材料(例如钨)等制成，在图示的例子中，配重部7呈矩形剖面形状，该矩形剖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。配重部7经由连接构件11与磁体部4连接。

在框体2内轴支承有一对引导轴8。一对引导轴8沿着一轴方向(图示X方向)分割配置，其一端侧固定于配重部7，另一端侧彼此反向地突出而形成自由端。优选上述引导轴8与可动件10的重心轴同轴地配置，并沿着一轴方向对可动件10的振动进行引导。在此，对引导轴8分割配置，但也可以是引导轴8以贯通磁体部4的方式被固定，或者以贯通磁体部4的方式被支承为滑动自如。在框体2的侧壁2B、2C上设置有缓冲构件14，该缓冲构件14吸收引导轴8的端部碰撞时的冲击。

配重部7包括引导轴支承部7B，该引导轴支承部7B用于对引导轴8进行支承。引导轴支承部7B是从配重部7的端部7A沿着一轴方向凹陷的部分，一端侧支承于上述引导轴支承部7B的引导轴8被轴承9支承为沿着一轴方向(图示X方向)滑动自如，上述轴承9经由支承部2S安装于框体2的底面2A。此时，配重部7的引导轴支承部7B具有与收容轴承9相应的大小的宽度，通过使轴承9进入上述引导轴支承部7B内，确保了可动件10的较大振幅。

弹性构件6与沿着一轴方向的一对引导轴8不同轴地配置，并对可动件10施加反抗由线圈3和磁体部4产生的驱动力的弹力。在图示的例子中，使用沿着一轴方向(X方向)伸缩的螺旋弹簧作为弹性构件6。

上述弹性构件6配置于夹持引导轴8的两侧，并使单侧有两个的弹性构件6夹在配重部7与框体2的侧壁2B、2C之间。弹性构件6的一端与设置于框体2的侧壁2B、2C的支承突起2P卡定，弹性构件6的另一端与设置于配重部7的端部7A的支承突起卡定。

弹性构件6配置成对可动件10施力而使可动件10朝绕引导轴8的一方向旋转。在图示的例子中，通过设计设置于对弹性构件6的一端侧进行支承的侧壁2B、2C的支承突起2P的位置，使弹性构件6的弹力朝相对于引导轴8的轴向倾斜的方向施加。

在图1和图3所示的例子中，将配置于引导轴8左右的一对支承突起2P以相对于框体2的底面2A倾斜的方式配置(连接一对支承突起2P中心的线L1与平行于框体2底面2A的线L0倾斜角度θ的量)。通过如此配置支承突起2P，配置于引导轴8左右的弹性构件6的弹力相对于引导轴8的轴向分别朝不同的方向倾斜。通过上述弹力，如图3的(b)所示，可动件10被施力而绕引导轴8的中心轴8G旋转。

此时，在配重部7一侧对弹性构件6进行支承的一对支承突起以与配重部7的长边平行地排列的方式配置。此外，取而代之，也可以是，在配重部7一侧对弹性构件6进行支承的一对支承突起相对于配重部7的长边倾斜，在框体2一侧对弹性构件6进行支承的一对支承突起2P相对于筐体2的长边平行地配置。即，为了实现可动件2被施力而绕引导轴8的中心轴8G旋转，将一对支承突起2P的中心连接的线与将在配重部7一侧对弹性构件6进行支承的一对支承突起的中心连接的线主视时交叉即可。

如图3的(b)所示，可动件10的与一轴方向(图示X方向)交叉的剖面形状具有长边。具体而言，可动件10具有长方形的剖面，该长方形具有长边和短边。并且，框体2包括沿着其长边面对的一对内表面(盖板2Q的内表面和底面2A)，在上述内表面中的至少一方侧(在图示的例子中为底面2A一侧)设置有滑动支承部(滑动板13)。藉此，通过利用弹性构件6的弹力进行施力而使可动件10绕引导轴8旋转，可动件10始终处于一侧抵靠在滑动支承部(滑动部13)上的状态。

成为滑动支承部的滑动板13能使用在钛、铜等非磁性且高强度的母材上施加了铬镀层等高硬度且高滑动性(低摩擦)的表面覆层的构件等。在图示的例子中，通过滑动板13形成滑动支承部，但并不受此限制，也可以在框体2中的底板2A的一部分施加低摩擦、高强度覆层来作为滑动支承部。

在图3的(b)所示的例子中，连接磁体部4与配重部7的连接构件11呈相对于磁体部4和配重部7朝底面2A一侧突出的形状。藉此，当可动件10绕引导轴8旋转时，连接构件11的一部分与底面2A上的滑动支承部(滑动板13)抵接。

此外，在图示的例子中，配重部7的与一轴方向(图示X方向)交叉的剖面形状具有长边(和短边)，连接构件11在该连接构件11的一部分(抵接部11A)与滑动支承部(滑动板13)抵接的状态下，以配重部7的长边与框体2的内表面(盖板2Q的内表面和底面2A)大致平行的方式，将磁体部4与配重部7连接。并不受图示的例子限制，连接构件11也可以在该连接构件11的一部分与滑动支承部抵接的状态下，以磁体部4的长边及配重部7的长边与框体2的内表面大致平行的方式，将磁体部4与配重部7连接。

对上述线性振动马达1的动作进行说明。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输入线圈3时，对磁体部4施加X方向的驱动力，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(图示X方向)往复振动。此时，通过在相对于引导轴8的轴倾斜的状态下施加的弹性构件6的弹力，在可动件10上施加有绕引导轴8朝向一方向的旋转力。

例如，可动件10的与引导轴8正交的剖面形状呈方形。此外，连接可动件10的磁体部4与配重部7的连接构件11包括朝下方突出的抵接部11A，因此，通过施力使可动件10绕引导轴8旋转，抵接部11A抵接在设置在底面2A上的滑动板13上，从而以低摩擦在滑动板13上接触，并在该滑动板13上滑动。此时，可动件10的上方变为不与盖板2Q的内表面接触的状态。

藉此，可动件10在沿着引导轴8往复振动时，以可动件10的一部分即抵接部11A始终抵接在滑动板13上的状态滑动。藉此，可动件10能无晃动地进行稳定的动作，能获得振动时的动作音(异常音)降低的线性振动马达1。

根据上述线性振动马达1，通过将供抵接部11A滑动的滑动板13的表面设为滑动磨损降低的表面，能实现线性振动马达1的高寿命化。此外，在可动件10绕引导轴8旋转时，抵接部11A一定会抵靠在滑动板13上，从而能避免可动件10与框体2的其他部分接触，因此能抑制冲击时的变形，能获得具有耐冲击结构的线性振动马达1。此外，滑动板13在强度比框体2高的母材上施加了高硬度的表面覆层(表面处理)，因此不会被框体2的材质影响而能改善耐冲击结构。

此外，图示的线性振动马达1的一对引导轴8被分割且没有贯通磁体部4，因此，通过与一对引导轴8的直径没有关系的Y方向较宽而Z方向较薄的磁体部4，能确保可获得充分的驱动力的磁体体积。藉此能得到可获得充分的驱动力的薄型的线性振动马达1。

另外，与在磁体的左右两侧设置沿着振动方向的一对固定轴的现有技术相比，由于利用配置在同轴上的一对引导轴8对可动件10进行轴支承的线性振动马达1在磁体部4的左右不需要配置轴的空间，因此能使左右的宽度紧凑化。

另外，由于将弹性构件6配置成与一对引导轴8不同轴，因此能与一对引导轴8的直径无关地减小弹性构件6的直径。在减小弹性构件6的直径的情况下，弹力的设定能通过弹性构件6的材料选择或使多个弹性构件6并排等来适当设定。藉此也能使对可动件10进行轴支承的线性振动马达1薄型化。

图4表示用于使弹性构件6的弹力朝相对于引导轴8的轴向倾斜的方向施加的另一结构例。在上述例子中，通过使支承突起2P的突起方向相对于引导轴8的中心轴8G的方向倾斜，从而使弹性构件6的配置方向相对于中心轴8G倾斜。为了使支承突起2P的突起方向倾斜，可以使框体2中的侧壁2B(2C)相对于底面2A从垂直稍微倾斜，也可以使侧壁2B(2C)自身相对于底面垂直地形成，而使支承突起2P的加工方向相对于侧壁2B的侧面从垂直稍微倾斜。

图5表示本发明实施方式的线性振动马达1的另一形态例。本实施方式的线性振动马达1的框体2包括磁力吸引部(磁性板12)，该磁力吸引部(磁性板12)将可动件10朝绕引导轴8的一方向磁力吸引，此外，与上述实施方式相同，框体2包括对可动件10的一部分进行滑动支承的滑动支承部(滑动板13)。在本例中，框体2自身由非磁性体形成，通过将沿图示X方向延伸的磁性板12配置于盖板2Q内表面上的图示Y方向一端而形成磁力吸引部。磁性板12由铁板等形成，并安装于从可动件10的旋转中心离开的位置。

在图5所示的例子中，由磁性板12形成磁力吸引部，由滑动板13形成滑动支承部，但并不受此限制，既可以在盖板2Q的内表面上部分地覆盖磁性体膜或磁性体薄膜而形成磁力吸引部，也可以在底板2A的一部分上施加低摩擦且高强度的覆层来形成滑动支承部。

上述线性振动马达1通过磁性板12与磁体部4的磁力吸引，除了上述弹性构件6的弹力施加的旋转施力以外，还对可动件10施加朝绕引导轴8的一方向磁力吸引的旋转力，上述磁性板12配置于从可动件10的旋转中心(引导轴8的中心轴8G)离开的位置。

藉此，可动件10在沿着引导轴8往复振动时，被弹性构件6的弹力以及磁性板12与磁体部4的磁力吸引施力而朝绕引导轴8的一方向旋转，可动件10在可动件10的一部分即抵接部11A始终抵接在滑动板13上的状态下滑动。藉此，与上述实施方式相同，可动件10能无晃动地进行稳定的动作，能获得振动时的动作音(异常音)降低的线性振动马达1。

图6表示本发明实施方式的线性振动马达1的另一形态例。本例的一对引导轴8的一端侧固定于框体2，另一端侧滑动自如地轴支承于可动件10一侧，其他结构与上述例子相同。

在图示的例子中，一对引导轴8的一端侧被框体2两点支承。具体而言，引导轴8的端部固定于框体2的侧壁2B、2C，并且在从引导轴8的端部离开的部位被支承部2S支承。

在可动件10上沿一轴方向(图示X方向)设置有孔7C，该孔7C供引导轴8的自由端侧(另一端侧)插入。在孔7C内设置有轴承9，该轴承9使引导轴8沿X方向滑动自如，藉此，引导轴10的另一端侧滑动自如地支承于可动件10的轴承9。设置于可动件10的孔7C设置于可动件10的配重部7，在可动件10的磁体部4上没有设置孔。

由于上述线性振动马达1的配重部7能形成为长方体形状，且只要在该配重部7的内部形成与贯穿的引导轴8相应大小的孔7C即可，因此能充分地增大配重部7的体积。藉此，能充分地确保构成振动的惯性力的可动件10的质量。

如上所述，本发明实施方式的线性振动马达1通过使可动件10的厚度尺寸比宽度尺寸小，能实现线性振动马达的薄型化，即使在如此将可动件10设为扁平状的情况下，也能抑制可动件10绕引导轴8过度旋转而产生工作声音(异常音)。藉此，能获得无晃动的稳定振动，与设置两根平行固定轴的情况相比，能实现生产率的提高。

此外，通过由一对引导轴8对可动件10进行轴支承而使该可动件10振动，能与设置固定轴的情况同样地获得稳定的振动，并且能获得落下冲击时的耐损伤性。并且，在上述线性振动马达1中，能在抑制磁体部4和配重部7的体积减少的基础上实现薄型化和宽度方向的紧凑化。

图7示出移动信息终端100作为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。具有获得稳定的振动且能实现薄型化和宽度方向的紧凑化的线性振动马达1的移动信息终端100能通过不易产生异常音的稳定的振动来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、宽度方向的紧凑化，能获得追求高便携性或者设计性的移动信息终端100。而且，由于线性振动马达1是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信息终端100的内部以较好的空间效率进行装备。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细描述，但具体的结构不限于上述实施方式，即使在不脱离本发明主旨的范围内进行了设计变更等也包含在本发明中。此外，上述各实施方式只要在其目的及结构等上没有特别的矛盾及问题，能沿用各自的技术并进行组合。

(符号说明)

1：线性振动马达，

2：框体，2A：底面，2A1：信号输入部，

2B、2C、2D、2E：侧壁，2S：支承部，

2P：支承突起，2Q：盖板，

3：线圈，4：磁体部，

4A、4B、4C：磁体片，

4D、4E：间隔件，

5：加强板，6：弹性构件，

7：配重部，7A：端部，7B：引导轴支承部，7C：孔，

8：引导轴，9：轴承，10：可动件，

11：连接构件，11A：抵接部，12：磁性板，13：滑动板，

14：缓冲构件，100：移动信息终端。

Claims (8)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括：

可动件，该可动件包括磁体部和配重部；

框体，该框体收容所述可动件；

线圈，该线圈固定于所述框体，且沿着一轴方向驱动所述磁体部；

弹性构件，该弹性构件配置在所述框体内，并对所述可动件施加反抗施加于所述磁体部的驱动力的弹力；以及

引导轴，该引导轴轴支承于所述框体，并对所述可动件的沿着所述一轴方向的往复振动进行引导，

所述弹性构件对所述可动件施力而使所述可动件朝绕所述引导轴的一方向旋转，所述框体包括滑动支承部，该滑动支承部对被施力而旋转的所述可动件的一部分进行滑动支承。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述弹性构件配置于夹持所述引导轴的两侧。

3.如权利要求1或2所述的线性振动马达，其特征在于，

所述弹性构件朝相对于所述引导轴的轴向倾斜的方向施加所述弹力。

4.如权利要求1至3中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，

所述框体包括磁力吸引部，该磁力吸引部对所述可动件朝绕所述引导轴的一方向磁力吸引。

5.如权利要求1至4中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，

所述可动件的与所述一轴方向交叉的剖面形状具有长边，

所述框体包括一对内表面，该一对内表面沿着所述长边面对面，

在所述内表面中的至少一方侧设置有所述滑动支承部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，

所述磁体部与所述配重部经由连接构件连接，所述连接构件的一部分与所述滑动支承部抵接。

7.如权利要求6所述的线性振动马达，其特征在于，

所述配重部的与所述一轴方向交叉的剖面形状具有长边，

在所述连接构件的一部分与所述滑动支承部抵接的状态下，所述长边与所述框体的内表面大致平行。

8.一种移动电子设备，其特征在于，

包括权利要求1至7中任一项所述的线性振动马达。