CN1578067A - 振动电机 - Google Patents

Abstract

本发明的振动电机，将偏重心转子(3)可旋转地设在电机框架(2)上，在这些电机框架(2)与偏重心转子(3)上使空心线圈(4)与驱动磁铁(5)互相相对配置，使偏重心转子(3)旋转驱动并在利用偏重心转子(3)的重量的不平衡发生振动的振动电机的电机框架(2)与偏重心转子(3)之间设有维持空心线圈(4)与驱动磁铁(5)之间间隙的轴向轴承(6)，故能实现振动电机的薄型化。

Description

振动电机

技术领域

本发明涉及能应用于移动电话等电子设备的振动电机。

背景技术

在电子设备例如移动电话中，作为对个别接收呼出信号的情况进行报知用的装置，使用通过旋转发生振动的振动电机。作为振动电机之一，已知有无刷扁平型振动电机(例如参照专利文献1)。

该扁平型振动电机，如图9所示，具有：基座构件101；在基座构件101上通过电路基板102所设置的线圈103；在基座构件101上通过轴承装置104可旋转地支承的轴105；在轴105上与线圈103相对地固定并与轴105一起旋转的圆盘状的转子106；设置在转子106上的与线圈103的相对面上的磁铁107；设在转子106上、使转子106的重量作成不平衡的配重108。该转子106，当与轴105一起被旋转驱动时，利用转子106的重量的不平衡就发生振动。

[专利文献1]日本专利特开2003-88805号公报(图1)

可是，近年来，对于电子设备尤其是移动电话考虑向薄型且小型的设备急速地变化，有关用于移动电话的振动电机也要求小型化。

对于所述的扁平型振动电机，也谋求薄型化，作为薄型化的要素，要将转子的厚度减薄，并要减小转子的间隙(气隙)。

在将转子的厚度减薄的场合，仅使转子的厚度减薄不能实现薄型化，而且，还需要随着转子的厚度、减小轴及径向轴承的有效长度。这样，在通过使转子的厚度减薄而实现扁平型振动电机的小型化的场合，要充分确保径向轴承的有效长度是困难的，在轴与径向轴承之间因间隙引起的径向松动容易成为旋转时的面超出控制范围。

另外，当轴承较小时，因偏重心引起对轴承的滑动负荷大，由于轴承磨损使径向松动增大，故随着使用时间使转子的面超出控制范围增大。

另外，当转子的厚度较薄时，不能获得转子的平面度及刚性，有时因配重或旋转时等的外力使转子发生挠曲，该情况会成为气隙减少的障碍。

因此，不能实现其以上的薄型化。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而作成的，其目的在于，提供能实现薄型化的振动电机。

为了达到所述目的，本发明的振动电机是，将偏重心转子可旋转地设在电机框架上，在这些电机框架和偏重心转子上使空心线圈与驱动磁铁相互相对地配置、使偏重心转子旋转驱动并利用偏重心转子的重量的不平衡发生振动，在所述电机框架与偏重心转子之间设有能维持所述空心线圈与驱动磁铁之间的间隙的轴向轴承。

采用本发明，即使使偏重心转子的厚度减薄并将能旋转地支承该偏重心转子的径向轴承作小，由于利用设在电机框架与偏重心转子之间的轴向轴承对偏重心转子进行支承，且能维持空心线圈与驱动磁铁之间的间隙，故不会引起偏重心转子的面超出控制范围。

另外，在电机框架与偏重心转子之间，通过设有维持空心线圈与驱动磁铁之间的间隙的轴向轴承，即使减小空心线圈与驱动磁铁之间的间隙，空心线圈与驱动磁铁也不会接触。

因此，能使偏重心转子的厚度减薄、或减小偏重心转子的间隙(气隙)，就能实现薄型化。

最好是，所述偏重心转子形成圆盘状，并在该偏重心转子的所述电机框架的相对面的周缘部和周缘部附近的周缘区域以外的中央区域设有所述驱动磁铁，在该偏重心转子的与所述相对面相反侧的相反面的周缘区域设有偏心配重，并且，该偏重心转子的所述相对面的周缘区域被所述轴向轴承支承着。

由此，由于利用轴向轴承对偏心配重的轴向力进行支承、且偏心配重的轴向力几乎不作用在空心线圈与驱动磁铁之间的间隙上，故能可靠地维持空心线圈与驱动磁铁之间的间隙。

最好是，所述偏重心转子的周缘区域，向所述电机框架侧弯曲形成阶梯状，在弯曲成该阶梯状的周缘区域的相反面上配设有所述偏心配重。

这样，通过将偏重心转子的周缘区域向电机框架侧弯曲形成阶梯状，能使设置在该偏重心转子的周缘区域与电机框架之间的径向轴承减小，就能实现更加薄型化。

最好是，在所述偏重心转子的、其径向外方未设有所述偏心配重的未偏心区域设有缺口部。

这样，通过设置缺口部，就能使偏重心转子的重量更加不平衡，能可靠地发生振动。

最好是，所述驱动磁铁形成圆环状，在该圆环状的驱动磁铁的、其径向外方未设有所述偏心配重的部分的一部分或全部的外径，形成为比其它部分的外径小。

由此，能使偏重心转子的重量更加不平衡，能更可靠地发生振动。

最好是，在所述电机框架与所述轴向轴承之间设有低摩擦构件。

由此，就容易使轴向轴承动作，增加偏重心转子的旋转力，能更可靠地发生振动。

另外，通过设置低摩擦构件，就能对设有轴向轴承的电机框架与偏重心转子的高度进行调节，能更可靠地维持空心线圈与驱动磁铁之间的间隙。

最好是，所述电机框架的与所述偏重心转子的周缘区域相对的部位向所述偏重心转子侧倾斜，在该倾斜的部位配设有所述轴向轴承。

由此，由于在电机框架与偏重心转子之间所设置的轴向轴承还作为偏重心转子的径向的轴承(径向轴承)起作用，故能减小可旋转地支承偏重心转子的径向轴承的负荷。另外，该结构对于偏重心大的情况是特别有效的。

最好是，所述偏重心转子，可旋转地被支承在固定于所述电机框架上的轴上。

如上所述，能使偏重心转子的厚度减薄、或能减小偏重心转子的间隙(气隙)，能获得实现薄型化的振动电机。

附图说明

图1是表示本发明的第1振动电机的一例的剖视图。

图2是表示本发明的第1振动电机中将罩和偏重心转子卸除后状态的俯视图。

图3是表示本发明另一例的第2振动电机的剖视图。

图4是表示本发明另一例的第3振动电机的剖视图。

图5是表示本发明另一例的第4振动电机的剖视图。

图6是表示本发明的偏重心转子的一例的俯视图。

图7是表示本发明的偏重心转子的另一例的俯视图。

图8是表示本发明的偏重心转子的又一例的俯视图。

图9是表示以往的振动电机的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施形态进行详细说明。

图1和图2是表示本发明的第1振动电机的图。该振动电机如图1和图2所示，具有：电机框架2；可旋转地设在电机框架2上的偏重心转子3；设在电机框架2上空心线圈4；与空心线圈4相对地设在偏重心转子3上的驱动磁铁5；设在电机框架2与偏重心转子3之间、保持空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙的轴向轴承6。

电机框架2，利用绝缘材料形成为由底部11和壁部12构成的有底圆筒体状。

在电机框架2底部11的中央部，固定着同轴的轴7。轴7的长度，其尺寸形成其前端部位于从电机框架2的开口部至电机框架2内。

在底部11的周缘部和周缘部附近的周缘区域以外的中央区域上，设有印刷配线板及可挠性基板等的圆形的电路基板13。

底部11，周缘区域形成为比中央区域高度高的阶梯状。该高度，形成为比电路基板13的厚度稍厚的尺寸，在其中央区域上收容(埋设)有电路基板13。另外，电路基板13的厚度无特别限定，既可以形成为与底部11的周缘区域的阶梯差的高度大致相同的尺寸，也可以使该阶梯差形成为与电路基板13的厚度大致相同的尺寸。

在底部11中央区域的周缘部的一部分上，设有端子孔14，供电端子部15通过该端子孔14与电路基板13电气连接。

在电路基板13上，在与轴7相对的轴对象上配设着2个空心线圈(扁平线圈)4。即，在电路基板13上的大致平的面上，在轴对象上配设着2个扁平线圈4。

另外，在电路基板13上配设有：IC(集成电路元件)等的电机驱动用元件16；检测磁性的霍尔元件(磁电变换元件)17；及其它的电子元件18。

在轴7前端部侧的外周端部上，通过径向轴承8而设有可旋转的偏重心转子3。即成为如下的结构：偏重心转子3形成为圆盘状，在该偏重心转子3的中心设有贯通孔，在该贯通孔中同轴地插入轴7，并在该轴7的外周与偏重心转子3的贯通孔的内壁之间设有径向轴承8那样。

作为径向轴承8，例如使用烧结含油轴承、固体润滑剂轴承、树脂轴承、将金属粉混合后的树脂轴承等的滑动轴承等。

偏重心转子3如图1和图6所示，形成圆盘状，并设在电机框架2底部11上的电路基板13的表面及空心线圈4的表面与偏重心转子3的一方的面(相对面)大致平行，并相对而可旋转地支承在轴7上。

偏重心转子3的外径不特别限定，但最好是成为与空心线圈的表面能相对的尺寸以上。

在偏重心转子3的相对面周缘部和周缘部附近的周缘区域以外的中央区域(能与空心线圈4的表面相对的相对区域)，设有驱动磁铁5。

驱动磁铁5形成为圆环状、并被设置在与空心线圈4表面露出的表面(相对面)相对的偏重心转子3上。

驱动磁铁5，是沿其圆周方向交替配置有N极和S极的构件。驱动磁铁5的极数，任意地根据设置在电路基板13上的空心线圈4的数目及其配置状态来决定，而例如如图2所示，在配设有2个空心线圈4的场合为6极。

如图1和图6所示，在与偏重心转子3的相对面相反侧的相反面上，为了使偏重心转子3的重量作成不平衡而设有旋转时发生振动用的偏心配重21。

偏心配重21只要能发生振动，可以是任何构件，例如能设置在偏重心转子3的相反面的周缘区域上的一部分上。偏心配重21，具体形成为例如约180°以内的圆弧状的横剖面扁平状。

另外，在偏重心转子3的、其径向外方未设有偏心配重21的未偏心区域，如图7所示也可以设有将偏重心转子3的重量作成不平衡的缺口部22。缺口部22的形状无特别限定，可以形成任何的形状，如图所示，也可以形成圆弧状。另外，缺口部22可以是1个，也可以形成2个以上。另外，对于缺口部22的变化，也可以设有许多个孔(圆形、三角形、矩形、多角形等的孔)。

另外，如图8所示，将驱动磁铁23的、其径向外方未设有偏心配重21的部分的一部分(或全部)的外径形成为比其它部分的外径小，也可以作成有助于偏重心转子3重量的不平衡。

这些缺口部22和驱动磁铁23的形状，虽然也可以不使用偏心配重21而单独将偏重心转子3的重量作成不平衡，但最好是与偏心配重21并用。

偏重心转子3，周缘区域虽然也可以形成为与中央区域同一或大致同一平面状，但最好是设有周缘区域弯曲成向电机框架2底部11侧突出的阶梯状所形成的阶梯部25。该偏重心转子3的周缘区域的阶梯部25的阶梯差，最好是成为偏心配重21的厚度以上的尺寸。

在该偏重心转子3的相对面的周缘区域与电机框架2的底部11的周缘区域之间，设有能保持空心线圈4与驱动磁铁5之间间隙的轴向轴承6。

作为轴向轴承6不特别限定，能使用轴向球轴承、轴向倾斜球轴承、轴向圆筒滚柱轴承、轴向针状滚柱轴承、轴向圆锥滚柱轴承、轴向自动调心滚柱轴承等。通过使用这样的轴向轴承6，能以简单的结构可靠地维持空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙。

作为轴向轴承，对使用轴向球轴承6的情况进行具体说明，轴向轴承6，例如如图1和图2所示，由许多钢球31和由许多留有规定的间隔的让该钢球31滚动的滚动孔32的圆环状(垫圈状)护圈33构成。该轴向轴承6被设在偏重心转子3的相对面的周缘区域与电机框架2的底部11的周缘区域之间，各钢球31分别与偏重心转子3和电机框架2的底部11接触，成为维持空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙的状态。

钢球31的直径，是决定空心线圈4与驱动磁铁5之间间隙的构件，通过任意选择钢球31的直径能获得所需的间隙。

护圈33最好是内径形成为从空心线圈4的外侧部(底部11的径向外方侧的侧部)的位置向稍微离开底部11的径向外方的位置的底部11的直径的尺寸，且外径形成为比壁部12的内壁的内径稍小的尺寸。

在电机框架2的开口部上设有罩9，垃圾等就不进入电机框架2内。另外，确保偏重心转子3与罩9的间隙，即使对罩9施加外力也能避免空心线圈4与驱动磁铁5的接触和偏重心转子3与罩9的接触。

当通过供电端子部15和电机驱动用元件16使该电机框架2内的空心线圈4通电时，利用与驱动磁铁5的磁力对偏重心转子3施力进行驱动。电机驱动用元件16将向空心线圈4的通电控制成使偏重心转子3连续旋转。

由此，偏重心转子3被连续旋转地驱动，利用偏重心转子3的重量的不平衡发生振动。

这时，在偏重心转子3的未偏心区域如图7所示，通过设有缺口部22，能使偏重心转子3的重量进一步不平衡，能可靠地发生振动。

另外，如图8所示，通过使在驱动磁铁23的径向外方未设有所述偏心配重部分的一部分(或全部)的外径形成得比其它部分的外径较小，能使偏重心转子3的重量进一步不平衡，能更可靠地发生振动。

偏重心转子3如图1所示，由于通过径向轴承8可旋转地被支承在轴7上、且利用轴向轴承6对偏重心转子3的相对面进行支承，故空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙能保持成规定的值。另外，在旋转驱动偏重心转子3时，轴向轴承6随着偏重心转子3的旋转进行旋转。

因此，能将偏重心转子3的厚度作成较薄、或减少偏重心转子3的间隙(气隙)，能实现薄型化。

即，由于即使将偏重心转子3的厚度一定程度地做薄、并随着偏重心转子3的厚度能将旋转地支承该偏重心转子3的径向轴承8做成较小(使有效长度减短)，也能将偏重心转子3的相对面支承在轴向轴承6上，故能将空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙保持规定的值，不会产生偏重心转子3的面超出控制范围。即，当使偏重心转子3的厚度减薄并使径向轴承8减小时，空心线圈4与驱动磁铁5会被磁力拉合，并且，由于因偏重心转子3发生振动而使重量成为不平衡，故容易产生径向晃动，通过设置轴向轴承6，由于使偏重心转子3的轴向力被轴向轴承6支承，故能将空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙维持规定的值，不会产生偏重心转子3的面超出控制范围。

另外，由于将偏重心转子3的相对面支承在轴向轴承6上，故即使减少空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙，空心线圈4与驱动磁铁5也不会接触。即，在空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙减少时，例如当偏重心转子3的相对面的平面精度为粗糙时，空心线圈4与驱动磁铁5有可能接触，通过设置轴向轴承6，空心线圈4与驱动磁铁5不会接触。由此，即使某种程度相对面的平面精度较粗糙也能充分地使用，也就能降低成本。

因此，本发明的振动电机1，能使偏重心转子3的厚7度减薄、或能减少偏重心转子3的间隙(气隙)，能实现薄型化。

另外，当将偏心配重21设在偏重心转子3的相反面的周缘区域上时，由于利用轴向轴承6对偏心配重21的轴向力进行支承，故偏心配重21的轴向力几乎不作用在空心线圈4与驱动磁铁5之间。因此，能可靠地保持空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙。

这时，偏重心转子3的周缘区域，当向电机框架2侧弯曲成阶梯状而形成阶梯部25时，能使设在该偏重心转子3的周缘区域与电机框架2之间的轴向轴承6减小、尤其能使钢球31减小。这样，由于能使钢球31的直径较小，故能使电机框架2的周缘区域的厚度减薄。另外，随着使钢球31的直径减小，由于能使护圈33的宽度(径向的宽度)减小，故能使电机框架2的直径减小。

图3是表示本发明的第2振动电机的图。该第2振动电机与所述第1振动电机的不同处在于除去罩这一点。对与所述第1振动电机相同的部分标上相同的符号并省略其说明。

如图3所示，该第2振动电机41，使电机框架42的开口端部的一部分(或全部)向内侧折弯地设有脱出防止部43，就能防止偏重心转子3从电机框架42脱出。这时，在偏重心转子3的相反面的周缘区域上未设有偏心配重21时，如图所示，在相反面的中央区域设有偏心配重44。

另外，最好形成为电机框架42的开口端部的前端部与轴7的前端部位于同一平面的状态。

即使这样的结构也能起到与前述同样的作用效果。

另外，第2振动电机41由于没有罩，故能使因省去罩部分厚度而薄型化。

另外，通过使电机框架42的开口部与图示那样搭载的装置的载置面抵接地设置第2振动电机41，故垃圾等难以从电机框架42的开口部进入电机框架42内。

图4是表示本发明的第3振动电机的图。该第3振动电机与所述第1振动电机不同之处，是在电机框架与轴向轴承6之间设有低摩擦构件这一点。对与所述第1振动电机相同的部分，标上相同符号并省略其说明。

如图4所示，该第3振动电机51，是在电机框架52的底部53的周缘区域设有低摩擦构件54。

低摩擦构件54，只要是比底部53摩擦系数小的构件，可以是任何构件，例如使用淬火钢带等。

低摩擦构件54的形成方法不特别限定，例如可使用冲压加工等。

即使这样的结构也能起到与前述同样的作用效果。

另外，通过在电机框架52与轴向轴承6之间(底部53的周缘区域上)设有低摩擦构件54，就容易使轴向轴承6动作，增加偏重心转子3的旋转力，能更可靠地发生振动。

另外，通过设置低摩擦构件54，由于能对电机框架52(底部53的周缘区域)与偏重心转子3的高度进行调节，故能更可靠地保持空心线圈4与驱动磁铁5之间的间隙。

图5是表示本发明的第4振动电机的图。该第4振动电机与所述第1振动电机不同之处，是在电机框架的底部的周缘区域向偏重心转子侧倾斜这一点。对与所述第1振动电机相同的部分，标上相同符号并省略其说明。

如图5所示，该第4振动电机61，随着电机框架62底部的周缘区域移向径向外方而形成逐渐向偏重心转子侧(内侧)倾斜的倾斜部64。

该倾斜部64的倾斜角度不特别限定，例如，在本实施形态中作成30°。另外，倾斜角度具有作为径向轴承的功能效果，另外，对于轴向方向的高度能在不产生偏离的范围中任意地设计来获得。

另外，最好是，偏重心转子3的周缘区域如图所示，形成为与倾斜部64平行或大致平行的状态。

即使这样的结构也能起到与前述同样的作用效果。

另外，当随着电机框架62底部63的周缘区域移向径向外方而形成逐渐向偏重心转子侧(内侧)倾斜的倾斜部64、并在该倾斜部64与偏重心转子3之间配设轴向轴承6时，由于该径向轴承6还作为偏重心转子3的径向的轴承起作用，故能降低可旋转地支承偏重心转子3的轴承的负荷。

另外，本发明的振动电机，不限定于将线圈固定并将驱动磁铁设在偏重心转子上的无刷扁平型的振动电机，也适用于将驱动磁铁固定并将线圈设在偏重心转子上的有刷振动电机。

另外，还能适用于将偏重心转子固定在轴上、并利用固定在电机框架上的轴承使偏重心转子与轴一起旋转驱动的轴旋转型的振动电机。

另外，本发明的振动电机，表示了设有2个空心线圈不重叠的单相驱动方式的电机的例子，而只要能通过驱动磁铁使偏重心转子旋转驱动，空心线圈的数目可以是1个以上，另外，空心线圈也可以配置成重叠状态。即，本发明的振动电机，不限于单相(全波通电)驱动方式的电机，也能适用于2相、3相的全波通电、半波通电等驱动方式的电机。

Claims (8)

1、一种振动电机，将偏重心转子可旋转地设在电机框架上，在这些电机框架和偏重心转子上使空心线圈与驱动磁铁相互相对配置，使偏重心转子旋转驱动并利用偏重心转子的重量的不平衡发生振动，其特征在于，在所述电机框架与偏重心转子之间设有维持所述空心线圈与驱动磁铁之间间隙的轴向轴承。

2、如权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述偏重心转子形成圆盘状，并在该偏重心转子的与所述电机框架的相对面的周缘部和周缘部附近的周缘区域以外的中央区域设有所述驱动磁铁，在与该偏重心转子所述相对面相反侧的相反面周缘区域设有偏心配重，且该偏重心转子所述相对面的周缘区域被所述轴向轴承支承着。

3、如权利要求2所述的振动电机，其特征在于，所述偏重心转子的周缘区域，向所述电机框架侧弯曲成阶梯状，在弯曲成该阶梯状的周缘区域的相反面上，配设有所述偏心配重。

4、如权利要求3所述的振动电机，其特征在于，在所述偏心配重未设在所述偏重心转子的径向外方的未偏心区域，设有缺口部。

5、如权利要求3或4所述的振动电机，其特征在于，所述驱动磁铁形成圆环状，所述偏心配重未设在该圆环状的驱动磁铁的径向外方的局部一部分或全部的外径，形成为比其它部分的外径小。

6、如权利要求1～5中任一项所述的振动电机，其特征在于，在所述电机框架与所述轴向轴承之间，设有低摩擦构件。

7、如权利要求1～6中任一项所述的振动电机，其特征在于，所述电机框架的与所述偏重心转子的周缘区域相对的部位向所述偏重心转子侧倾斜，在该倾斜的部位配设有所述轴向轴承。

8、如权利要求1～7中任一项所述的振动电机，其特征在于，所述偏重心转子，可旋转地被支承在固定于所述电机框架上的轴上。

Images