CN109891727A - 直线振动电机 - Google Patents

Abstract

能够获得节省空间的结构以及良好的响应性。一种直线振动电机，其特征在于，具有：动子(10)，在一对长条状的磁体(11、11)的长度方向上的端部侧固定有锤体(12)；线圈(30)，沿一对磁体(11、11)的长度方向被设置为长条状，通过通电时的磁性作用在短边方向上往复驱动动子(10)；基座(40)，固定有线圈(30)；以及弹性部件(20)，因动子(10)的往复运动而弹性变形。

Description

直线振动电机

技术领域

本发明涉及一种直线振动电机。

背景技术

振动电机(或振动致动器)内置于便携式电子设备中，作为通过振动向携带者传递来电、警报等的信号发生等的装置广泛普及，其成为携带者随身携带的可穿戴式电子设备中必不可少的装置。另外，振动电机作为实现触摸面板等人机接口中的触感(皮肤感觉反馈)的装置受到关注。

针对这种振动电机开发了各种方式，其中，通过动子的线性往复振动能够产生较大振动的直线振动电机受到关注。对于直线振动电机而言，在动子侧设置有锤和磁体，通过向设置在定子侧的线圈通电而产生的作用于磁体的洛伦兹力作为驱动力，使沿振动方向被弹性支撑的动子在一个轴向上往复振动(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2016-131915号公报。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，根据专利文献1所示的现有技术，由于整个直线振动电机沿振动方向构成为长条状，线圈和一对磁体配置在其长度方向上的中央附近，因此，受到用于使一对磁体从线圈往复驱动的磁性作用的有效面积显著小于整个直线振动电机的面积。在这种现有的结构中，为了增大振动量并改善上升特性，考虑到另外设置用于增大供应电力的电路或并列设置多组的一对磁体和线圈，但有可能导致成本增加和大型化。

特别是，对于根据触摸操作而产生振动的具有触摸操作振动功能的触摸面板等而言，除了需要具有节省空间的结构之外，还需要具有良好的响应性。

解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明具有以下构成。

一种直线振动电机，其特征在于，具有：动子，在一对长条状的磁体的长度方向上的端部侧固定有锤体；线圈，沿上述一对磁体的长度方向被设置为长条状，通过通电时的磁性作用在短边方向上往复驱动上述动子；基座，固定有上述线圈；以及弹性部件，因上述动子的往复运动而弹性变形。

附图说明

图1是表示本发明的直线振动电机的一例的立体分解图。

图2是同一直线振动电机的俯视图，盖部由双点划线表示。

图3是在短边方向的中央切断同一直线振动电机的截面图。

图4是在厚度方向的中央切断同一直线振动电机的截面图。

图5是表示从磁体安装面侧观察磁轭的一例的立体图。

图6是在短边方向的中央切断本发明的直线振动电机的另一例的截面图。

图7是表示具有直线振动电机的移动电子设备的一例的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，不同附图中的相同附图标记表示功能相同的部件，并适当省略各图中的重复说明。

直线振动电机1具有：长条状的动子10；弹性部件20、20，在与动子10的长度方向(根据图示为X方向)正交的短边方向(根据图示为Y方向)上弹性支撑该动子10；线圈30，通过通电时的磁性作用在短边方向上往复驱动动子10；以及基座40，固定有线圈30(参照图1～图5)。

动子10具有：一对长条状的磁体11、11；锤体12、12，固定在上述磁体11、11的长度方向上的两端侧；以及磁轭13，在一对磁体11、11的与线圈相反的一侧的表面跨越长度方向地被固定。而且，动子10以在短边方向上振动的方式被弹性部件20、20支撑。

各磁体11形成为长条的长方体状，将与线圈30面正交的方向(根据图示为Z方向)的一侧作为N极，另一侧作为S极。

一对磁体11、11被设置为隔开空隙S且大致平行。一个磁体11的磁极与另一个磁体11相反。

该一对磁体11、11被磁轭13一体地固定。

磁轭13形成为覆盖一对磁体11、11的与线圈相反的一侧的表面的长条状，在磁轭13的长度方向上的两端侧具有向线圈30侧突出的突片部13A、13A。该磁轭13例如通过对由磁性金属材料制成的大致矩形状的板材进行弯曲加工而形成为截面大致凹状。

各突片部13A通过粘合剂与一对磁体11、11的端部粘合。该突片部13A在宽度方向(根据图示为Y方向)的中央附近具有嵌合片部13A1。

嵌合片部13A1以进入一对磁体11、11之间的方式嵌合，从而使一对磁体11、11的间隔恒定。

在图3所示的优选例子中，将该嵌合片部13A1配置于磁体11的厚度方向(图示的Z方向)的中央附近。如图5所示，根据该配置，在突片部13A中，将嵌合片部13A1置于两者之间的两侧部分a、b通过嵌合片部13A1的根侧部分c连接，因而能够高精度地保持两侧部分a、b的平行度以及相对于本体面d的垂直度。

弹性部件20由能够弹性挠曲的金属制长条板材折弯形成。在图示的一例中，弹性部件20形成为大致L字状。更详细地说明，该弹性部件20具有：一片部21，其沿着一对磁体11、11的短边方向上的端面；以及另一片部22，其与一片部21大致正交。磁体11的短边方向上的端面11B和基座40(盖部42)的侧壁直接相对，一片部21在它们之间延伸。该一片部21被作为静止部位的基座40支撑。

另外，另一片部22以夹在各磁体11(详细地说，突片部13A的外表面)与锤体12之间的方式被固定。作为该固定方法，例如采用焊接。也就是说，弹性部件20的另一片部22被焊接固定于磁轭13的突片部13A，锤体12被焊接固定于该另一片部22。

根据该固定结构，能够防止振动等造成弹性部件20与动子10的连接部分破损。

在弹性部件20的一片部21中，在其长度方向上的中央附近设置有收缩部21A以缩小动子10的厚度方向上的尺寸。该收缩部21A分散因动子10的振动而施加给一片部21与基座40的连接部分、一片部21与另一片部22之间的弯曲形状部分等的应力。

长度方向上的两侧的锤体12、12是由比重高的金属材料(例如钨)等形成，根据图示，锤体12、12形成为Z方向高度大于一对磁体11、11的厚度且Y方向宽度大于一对磁体11、11的宽度的大致长方体形状。

各锤体12配置为在俯视图中不与线圈30的直线状部分31重叠。也就是说，在动子10的长度方向上，各锤体12的一端侧与线圈30的连接部分32重叠，另一端侧向线圈30外延伸设置(参照图4)。

另外，在各锤体12中的线圈30侧的角部分设置有贯穿动子10的振动方向(Y方向)的切口部12A(参照图1和图3)。

该切口部12A形成为与线圈30的长度方向上的端部侧中的端面和表面隔开规定的空隙。也就是说，如图3所示，锤体12被设置为使切口部12A接近连接部分32中的Z方向上的端面和X方向上的端面，且横截面大致为倒L字状。根据该结构，能够有效地利用基座40内的有限空间，且能够在不妨碍动子10往复运动的情况下配置锤体12。

线圈30是不具有芯材的空芯线圈，卷绕成长扁平状，且设置为与一对磁体11、11的与磁轭13相反的一侧的面隔开空隙且与该面大致平行。

该线圈30具有：两个直线状部分31、31，沿着一对磁体11、11的长度方向；以及连接部分32、32，分别连接这些直线状部分31、31的两端侧。

各直线状部分31是沿一对磁体11、11的长度方向以大致直线状延伸设置的部分。该直线状部分31的长度方向的尺寸L1与线圈30的中心侧的中空部的长度方向的尺寸大致相同。

两个直线状部分31、31分别以沿着一对磁体11、11的方式配置。各直线状部分31的尺寸L1被设定为比磁体11的总长度短一些。而且，在俯视图中，各磁体11被设置为在长度方向上跨越各直线状部分31。也就是说，各磁体11的长度方向上的端部位于线圈30的连接部分32内(参照图4)。

根据该配置，能够使通电时在直线状部分31产生的磁场有效地作用于各磁体部，且难以受到因长度方向的尺寸误差而产生的不良影响。

在与上述长度方向正交的短边方向(X方向)上，线圈30的宽度W1被设定为比一对磁体11、11在同一方向上的宽度更宽，一对磁体11、11的短边方向上的端面11B、11B分别位于相对的直线状部分31的宽度W3内。

此外，两个直线状部分31、31之间的宽度W2被设定为大于一对磁体11、11之间的空隙S，一对磁体11、11之间的内缘部11A、11A位于宽度W2内。

根据该配置，对于直线振动电机1而言，即使在因通电而使动子10在短边方向上移动的情况下，也能使得在俯视图中一对磁体11、11与线圈30重合的面积保持大致恒定，并获得稳定的驱动力。

另外，基座40具有：基板部41，其支撑并固定线圈30，以及盖部42，其覆盖动子10的周围及与线圈相反的一侧的面，基座40构成为沿线圈30和动子10的长条状。

基板部41形成为大致长条矩形板状，端子T、T向其长边部分突出。端子T、T分别与线圈30的两端部连接，例如，供给由交变电流或者脉冲电流构成的驱动信号，所述交变电流或者脉冲电流具有由动子10的质量和弹性部件20的弹性系数决定的共振频率(固有振动频率)。

盖部42形成为在基板部41侧开口的大致矩形箱状，且与基板部41的周缘侧连接并固定。

通过焊接分别将弹性部件20的一片部21的顶端侧固定在该盖部42的短边方向上的两端的侧壁内表面上。

接下来，对具有上述结构的直线振动电机1的特征性作用效果进行详细说明。

向线圈30供给交流电时，构成磁通与线圈30的直线状部分31正交的磁路，通过线圈30与一对磁体11、11之间的磁性作用使动子10在短边方向上往复运动，伴随着该往复运动，弹性部件20、20弹性变形，由该往复运动产生的振动向基座40传递。

在本实施方式的直线振动电机1中，沿长条状线圈30的长度方向设置有一对磁体11、11，在一对磁体11、11的两端部固定锤体12、12，因此，与例如以长条状排列多组线圈和一对动子并使动子在其排列方向上往复运动的结构相比，能够确保受到用于使一对磁体11、11从线圈30往复驱动的磁性作用的有效面积(换言之，在俯视图中，一对磁体11、11与线圈30重合的面积)大。

因此，能够改善线圈30与一对磁体11、11之间的磁特性以及上升特性，能够提高通电时的响应性。

而且，虽然线圈30的连接部分32对动子10在短边方向上的驱动没有贡献，但是，由于以一部分与连接部分32重叠的方式配置锤体12，因此，与例如在短边方向上的两端部设置锤体的结构相比，能够减小俯视图中的总面积，能够实现该直线振动电机1整体的小型化。

另外，图7示出了具有本发明的实施方式的直线振动电机1的触摸操作面板50(触摸输入装置)以及作为装备了该触摸操作面板50的电子设备的便携式信息终端100。

该便携式信息终端100构成为根据触摸操作面板50(包括触摸显示器)的触摸操作来使直线振动电机1振动，其响应性良好。另外，通过直线振动电机1的薄型化/小型化能够获得追求高便携性或设计性的便携式信息终端100。进一步，由于直线振动电机1是将各部容纳在抑制了高度的长方体形状的基座40内的紧凑形状，因此能够在薄型化的便携式信息终端100的内部空间高利用率地进行装备。

此外，作为另一例，也能够在不具有触摸操作面板50的电子设备中装备直线振动电机1。

另外，根据上述实施方式，作为特别优选的实施方式，将磁轭13的嵌合片部13A1配置于厚度方向(图示的Z方向)上的中央附近，但是，作为另一例，也能够是像图6那样具有折叠状的嵌合片部13A1’的结构。

图6所示的直线振动电机2是在上述直线振动电机1中将磁轭13置换为磁轭13’的结构，磁轭13’具有嵌合片部13A1’来代替上述嵌合片部13A1。

通过该直线振动电机2也能够改善磁特性和上升特性并提高响应性。

另外，根据上述实施方式，用板簧状的弹性部件20来支撑动子10，但是，作为另一例，也能够是用螺旋弹簧或弹性合成树脂等弹性部件(未图示)来支撑动子10的方式、另外具有以能直线运动的方式支撑动子10的轴的方式等。

以上，虽然参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体的结构并不限于这些实施方式，本发明也包括不脱离本发明的要旨的范围内的设计变更。另外，对于上述的各实施方式而言，只要与其目的和结构等方面不存在特别的矛盾或问题，就能够转用彼此的技术并进行组合。

附图标记的说明

1、2：直线振动电机

11、11：磁体

12：锤体

13、13’：磁轭

13A：突片部

13A1、13A1’：嵌合片部

10：动子

20：弹性部件

21：一片部

22：另一片部

30：线圈

31：直线状部分

32：连接部分

40：基座

41：基板部

42：盖部

Claims (9)

1.一种直线振动电机，其特征在于，具有：

动子，在长条状的一对磁体的长度方向上的端部侧固定有锤体；

线圈，沿所述一对磁体的长度方向被设置为长条状，通过通电时的磁性作用在短边方向上往复驱动所述动子；

基座，固定有所述线圈；以及

弹性部件，因所述动子的往复运动而弹性变形。

2.如权利要求1所述的直线振动电机，其特征在于，

所述线圈具有：

沿所述长度方向的两个直线状部分，以及

连接部分，分别连接这些直线状部分的两端侧；

所述一对磁体分别沿所述两个直线状部分设置，在俯视图中，各磁体被配置为在长度方向上跨越各所述直线状部分。

3.如权利要求2所述的直线振动电机，其特征在于，

所述锤体被配置为在俯视图中不与所述直线状部分重叠。

4.如权利要求1～3中任一项所述的直线振动电机，其特征在于，

所述弹性部件具有沿着所述磁体的短边方向上的端面的一片部以及与该一片部交叉的另一片部，

所述一片部被支撑于静止部位，而且，所述另一片部夹在所述磁体与所述锤体之间被固定。

5.如权利要求4所述的直线振动电机，其特征在于，

在所述磁体的与线圈相反的一侧的表面沿长度方向固定有磁轭，

所述磁轭在长度方向上的端部侧具有沿着所述磁体的长度方向上的端面的突片部，所述弹性部件的另一片部夹在该突片部与所述锤体之间。

6.如权利要求5所述的直线振动电机，其特征在于，

所述一对磁体被设置为在短边方向上隔开空隙，

在所述磁轭上设有与所述一对磁体的所述空隙嵌合的嵌合片部。

7.如权利要求1～6中任一项所述的直线振动电机，其特征在于，所述基座沿所述线圈的长度方向被设置为长条状。

8.一种具有权利要求1～7中任一项所述的直线振动电机的触摸输入装置。

9.一种具有权利要求1～7中任一项所述的直线振动电机的电子设备。