CN208890619U - 振动马达和触觉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种振动马达和触觉设备，其具有：静止部；振动体；以及弹性部件，其将所述振动体支承为能够相对于所述静止部沿着相互垂直的第一方向和第二方向振动地支承，在所述振动体与所述静止部中的一方具有磁铁部，在另一方具有线圈，在从与第一方向和第二方向垂直的第三方向观察时，所述磁铁部为环状，所述线圈构成为其导线绕第三方向的轴线进行卷绕，在所述磁铁部中，沿着第一方向排列不同的磁极，沿着第二方向排列不同的磁极，在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部的第一空洞部与所述线圈的第二空洞部重叠。

Description

振动马达和触觉设备

技术领域

本实用新型涉及一种振动马达和触觉设备。

背景技术

以往，在智能手机等各种设备中具有振动马达。在该振动马达中存在振动体能够在两个方向振动的振动马达。这里，在日本特开2016-96677号公报中，公开了如下那样的振动产生装置。

日本特开2016-96677号公报的振动产生装置具有：外壳、振动体、弹性支承部以及磁驱动部。振动体收纳于外壳中。弹性支承部将振动体支承为能够沿着相互垂直的上下方向和左右方向振动。磁驱动部使用磁力来沿着上下方向和左右方向驱动振动体。

磁驱动部具有电磁铁和永久磁铁。电磁铁配置于振动体侧。永久磁铁以位于振动体的与上下方向和左右方向垂直的前后方向的延长线上的方式配置于外壳侧。

在永久磁铁中形成有具有沿着左右方向和上下方向的边的大致长方形的磁化面。在永久磁铁中形成有在从磁化面的左上朝向右下的倾斜的方向延伸的缝隙。磁化面被缝隙分割成两个磁化区域。两个磁化区域被磁化而为相互不同的磁极。

但是，在日本特开2016-96677号公报的振动产生装置中，存在如下问题：认为永久磁铁的磁化面被配置到相对于电磁铁对振动体的振动的帮助低的部位，永久磁铁的磁铁量多，导致成本上升。

实用新型内容

鉴于上述状况，本实用新型的目的在于提供一种振动马达，能够确保振动量，并且能够实现成本降低。

在本实用新型例示的一实施方式中，振动马达构成为，具有：

静止部；

振动体；以及

弹性部件，其将所述振动体支承为能够相对于所述静止部沿着相互垂直的第一方向和第二方向振动，

在所述振动体与所述静止部中的一方具有磁铁部，在另一方具有线圈，

在从与第一方向和第二方向垂直的第三方向观察时，所述磁铁部为环状，

所述线圈构成为其导线绕第三方向的轴线进行卷绕，

在所述磁铁部中，沿着第一方向排列不同的磁极，且沿着第二方向排列不同的磁极，

在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部的第一空洞部与所述线圈的第二空洞部重叠。

在本实用新型例示的一实施方式中，在所述振动马达中，在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部与所述线圈重叠。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述磁铁部具有：一对矩形体的第一永久磁铁，其在第一方向上排列且具有彼此相反的磁极；以及一对矩形体的第二永久磁铁，其在第二方向上排列且具有彼此相反的磁极。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述磁铁部具有：第三永久磁铁，其在第一方向上延伸的部分和在第二方向上延伸的部分相连接而构成同一部件；以及第四永久磁铁，其在第一方向上延伸的部分和在第二方向上延伸的部分相连接而构成同一部件，

所述第三永久磁铁和所述第四永久磁铁具有不同的磁极。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述磁铁部由磁极彼此不同的两个弯曲的永久磁铁组合而构成。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述弹性部件具有：所述弹性部件具有：在第一方向上排列的多个平板部；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部，

所述线圈的第二方向上的宽度比第一方向上的宽度长。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述弹性部件具有：在第一方向排列的多个平板部；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部，

所述连结部的个数是奇数个。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述线圈是空心线圈。

在本实用新型例示的一实施方式中，所述静止部具有基板，

第一方向和第二方向是沿着所述基板的安装面的方向。

在本实用新型例示的一实施方式中，触觉设备具有振动马达。

根据例示的本实用新型的振动马达，能够确保振动量，并且实现成本降低。

参照附图并通过以下对优选实施方式的详细的说明，本实用新型的上述以及其他的要素、特征、步骤、特点和优点将会变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型例示的实施方式涉及的振动马达的分解立体图。

图2是从上方观察振动体和弹性部件的俯视图。

图3是示意性地表示振动体振动的频率与振动量的关系的图表。

图4是表示第一变形例涉及的磁铁部的结构和线圈的从上方观察的俯视图。

图5是表示第二变形例涉及的磁铁部的结构和线圈的从上方观察的俯视图。

图6是表示变形例涉及的线圈的结构的从上方观察的俯视图。

图7是表示弹性部件相对于配重的固定方式的变形例的从上方观察的俯视图。

图8是表示本实用新型的一实施方式涉及的触觉设备的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型例示的实施方式进行说明。另外，在本实施方式中，振动体能够沿着第一方向和第二方向两个方向振动，在以下的附图中，通过X方向来表示第一方向，通过Y方向来表示第二方向。具体来说，通过X1方向来表示第一方向一侧，通过X2方向来表示第一方向另一侧。此外，将第二方向一侧表示为Y1方向，将第二方向另一侧表示为Y2方向。此外，将与第一方向和第二方向垂直的方向即第三方向表示为Z方向。具体来说，将第三方向一侧表示为Z1方向，将第三方向另一侧表示为Z2方向。但是，该方向的定义并非表示组装到实际设备时的位置关系和方向。

<1.振动马达的整体结构>

图1是本实用新型例示的实施方式涉及的振动马达10的分解立体图。在振动马达10中，第一方向为横向，第二方向为纵向，第三方向为上下方向。另外，以下将Z1方向设为上方，将Z2方向设为下方进行说明。

振动马达10大致划分则具有：静止部S、振动体4以及弹性部件5A、5B。静止部S具有底板1、基板2、线圈3以及罩6。

罩6是在上方具有顶面部6A且下方开口的部件。侧面部6B、6C从顶面部6A的在第一方向上对置的各边部向下方突出。

底板1是沿着第一方向和第二方向扩展的板状部件。基板2固定于底板1的上表面。基板2由FPC(柔性印刷基板)构成。另外，基板2也可以由刚性基板构成。基板2沿着第一方向和第二方向扩展。第一方向和第二方向是沿着基板2的安装面2A的方向。因此，第三方向为基板2的厚度方向。

在基板2的安装面2A上安装有线圈3。导线绕第三方向的轴线进行卷绕而构成线圈3。线圈3是没有插入芯(铁芯等)的空心线圈。另外，线圈，也可以是插入有芯的带芯线圈。线圈3的引出线与基板2的未图示的端子导通。通过从外部向该端子部施加电压，而向线圈3供电。

振动体4配置于线圈3的上方。振动体4具有配重41和磁铁部M。配重41是分别以第一方向、第二方向、第三方向作为一条边的大致长方体形状。在配重41的第二方向另一侧的侧面上的第一方向一侧形成有第一固定面41A。在配重41的第二方向一侧的侧面上的第一方向另一侧形成有第二固定面41B。即，第一固定面41A和第二固定面41B配置于对角线上。

此外，在配重41上形成有沿着第三方向延伸并贯穿的开口部41C。在开口部41C内配置有磁铁部M。磁铁部M具有一对第一永久磁铁42A、42B以及一对第二永久磁铁43A、43B。关于磁铁部M的结构在后面详细叙述。

一对弹性部件5A、5B固定于振动体4。弹性部件5A、5B是板簧部件。弹性部件5A具有：固定部51、平板部52、53以及连结部54。固定部51沿第一方向延伸。平板部52的一端与固定部51的第一方向侧端连接。平板部52从一端沿着第二方向一侧延伸。平板部52的另一端通过连结部54而与平板部53的一端连结。连结部54向第二方向一侧弯曲。平板部53从一端沿着第二方向另一侧延伸。

固定部51例如通过焊接固定于第一固定面41A。平板部53的另一端部例如通过焊接固定于罩6的侧面部6B的内壁面。

弹性部件5B是与弹性部件5A一样的结构，从固定部51到平板部53延伸的方向与弹性部件5A相反。弹性部件5B的固定部51固定于第二固定面41B。因此，弹性部件5A、5B相对于配重41固定于对角线上的位置。弹性部件5B的平板部53固定于罩6的侧面部6C的内壁面。

由此，弹性部件5A、5B将振动体4支承为能够相对于罩6沿着第一方向和第二方向振动。振动体4通过弹性部件5A、5B的伸缩能够在第一方向振动，通过弹性部件5A、5B的挠曲能够在第二方向振动。

另外，振动体4在实际振动时，能够向具有第一方向和第二方向的各分量的方向振动。即，从上方观察时能够向斜方向振动。

<2.磁铁部的结构>

图2是从上方观察振动体4和弹性部件5A、5B的俯视图。如上所述，磁铁部M配置于配重41的开口部41C内部。即，一对第一永久磁铁42A、42B与一对第二永久磁铁43A、43B配置于开口部41C内部。

第一永久磁铁42A、42B是以第一方向、第二方向和第三方向作为一条边的长方体状。即，第一永久磁铁42A、42B是矩形体。第一永久磁铁42A固定于开口部41C的第一方向一侧的侧面。第一永久磁铁42B固定于开口部41C的第一方向另一侧的侧面。第一永久磁铁42A、42B的固定例如通过粘接剂来进行。

第二永久磁铁43A、43B是以第一方向、第二方向和第三方向作为一条边的长方体状。即，第二永久磁铁43A、43B是矩形体。第二永久磁铁43A固定于开口部41C的第二方向一侧的侧面。第二永久磁铁43B固定于开口部41C的第二方向另一侧的侧面。第二永久磁铁43A、43B的固定例如通过粘接剂来进行。

这样，通过将第一永久磁铁和第二永久磁铁设为矩形体，可以简化构成磁铁部M的永久磁铁的形状。

第二永久磁铁43A、43B被第一永久磁铁42A、42B从第一方向两侧夹持。由此，磁铁部M在从第三方向观察时构成为环状。

如图2所示，第一永久磁铁42A的上表面磁化为N极，第一永久磁铁42B的上表面磁化为S极。第一永久磁铁42A、42B的下表面磁化为与上表面相反的磁极。此外，第二永久磁铁43A的上表面磁化为S极，第二永久磁铁43B的上表面磁化为N极。第二永久磁铁43A、43B的下表面磁化为与上表面相反的磁极。即，在磁铁部M中，沿着第一方向排列不同的磁极，并且沿着第二方向排列不同的磁极。

磁铁部M配置于线圈3的上方。在振动体4的非工作状态下，从上方(第三方向)观察时，环状的磁铁部M具有的第一空洞部H与线圈3的第二空洞部3A重叠。另外，所谓上述非工作状态是不向线圈3供电、不对振动体4施加电磁力、振动体4静止的状态。

此外，在振动体4的非工作状态下，在从上方观察时，在磁铁部M中配置永久磁铁的实体部分与配置线圈3的导线的部位重叠。

由此，通过控制流向线圈3的电流，利用电流与磁场的相互作用产生的洛伦兹力，振动体4在具有第一方向和第二方向的各分量的方向上振动。在弹性部件5A、5B的平板部52、53排列且弹性部件5A、5B伸缩的第一方向上，振动体4以低频振动。此时，振动体4难以在第二方向上振动。此外，在第二方向上振动体4以高频振动。此时，振动体4难以在第一方向上振动。图3表示振动体4以低频F1或高频F2振动。

在本实施方式中如上所述，在振动体4的非工作状态下，在从第三方向观察时，第一空洞部H与第二空洞3A重叠。这是因为，与在线圈3中没有配置导线的对振动体4的振动帮助低的第二空洞3A对应的部位，可以通过第一空洞部H而不配置永久磁铁。因此，能够确保振动体4的振动量，并且能够降低在磁铁部M中使用的磁铁的量，能够实现成本的降低。

此外，如上所述，在振动体4的非工作状态下，在从第三方向观察时，磁铁部M与线圈3重叠。由此，能够在线圈3中配置导线且对振动有帮助的部位配置磁铁，能够提升振动体4的驱动力。

此外，线圈3的第二方向上的宽度W2比第一方向上的宽度W1长。由此，提升了线圈3的在第二方向上延伸的部分的驱动力。如图3所示，振动体4在第一方向上以低频F1振动，但是在低频时难以增大振动量，因此，通过提升线圈3的在第二方向延伸的部分的驱动力，能够增大第一方向振动的振幅，能够确保振动量。

此外，在弹性部件5A、5B中，连结部54的个数设为奇数，为一个，但是也可以设为三个以上的奇数个。由此，弹性部件在第一方向比第二方向更容易移位。另外，连结部的个数还能够设为偶数个。

此外，在上述中，线圈3固定于基板2，磁铁部M配置于振动体4侧，但是也可以将线圈配置于振动体侧，将磁铁部配置于基板侧。即，还可以在静止部设置磁铁部。

这样，本实施方式涉及的振动马达10在所谓横向线性中除了横向之外还能够在纵向振动的振动马达中，能够实现成本的降低。

<3.关于变形例>

接下来，对本实施方式的各种变形例进行说明。图4是表示第一变形例涉及的磁铁部M1的结构和线圈31的从上方观察的俯视图。磁铁部M1具有第三永久磁铁44A、和第四永久磁铁44B。

第三永久磁铁44A是由在第一方向上延伸的部分44A1、和与该部分44A1的第一方向一侧端连接且向第二方向一侧延伸的部分44A2构成的一个部件。第四永久磁铁44B是由在第一方向延伸的部分44B1、和与该部分44B1的第一方向另一侧端连接且向第二方向另一侧延伸的部分44B2构成的一个部件。即，第三永久磁铁44A和第四永久磁铁44B从上方观察都是L字状。

部分44A2与部分44B1接触，部分44B2与部分44A1接触，由此，第三永久磁铁44A与第四永久磁铁44B组合，形成环状的磁铁部M1。在磁铁部M1形成有第一空洞部H1。

第三永久磁铁44A的上表面磁化为N极，第四永久磁铁44B的上表面磁化为S极。因此，在磁铁M1中，沿着第一方向排列不同的磁极，且沿着第二方向排列不同的磁极。

在振动体4的非工作状态下，从上方观察时，第一空洞部H1与线圈31的第二空洞部31A重叠。此外，在振动体4的非工作状态下，从上方观察时，磁铁部M1与线圈31重叠。由此，能够确保振动量，并且实现磁铁部M1中的成本降低。

特别是，在第一变形例中，由于将第三永久磁铁44A与第四永久磁铁44B组合，因此能够使组装磁铁部M1时的作业容易化。

图5是表示第二变形例涉及的磁铁部M2的结构和线圈32的从上方观察的俯视图。磁铁部M2具有第五永久磁铁45A以及第六永久磁铁45B。

第五永久磁铁45A是弯曲的，上表面磁化为N极。第六永久磁铁45B是弯曲的，上表面磁化为S极。第五永久磁铁45A的各端部与第六永久磁铁45B的各端部接触，由此，第五永久磁铁45A与第六永久磁铁45B组合，构成环状的磁铁部M2。因此，在磁铁M2中，沿着第一方向排列不同的磁极，且沿着第二方向排列不同的磁极。磁铁部M2具有第一空洞部H2。

在从上方观察时，线圈32的外缘沿着弯曲的第一空洞部H2弯曲，且配置于第一空洞部H2的内侧。即，从上方观察时，第一空洞部H2与线圈32的第二空洞部32A重叠。另外，从上方观察时磁铁部M2与线圈32不重叠。由此，能够确保振动量，并且实现磁铁部M2的成本降低。

特别是在第二变形例中，通过将磁铁部M2的形状迎合线圈32的形状能够在容易有助于振动的部位配置磁铁。由此，能够有效地确保振动量，并且抑制磁铁部的大型化，进而抑制振动马达的大型化。

此外，图6是针对所述的磁铁部M表示变形例涉及的线圈33的结构的从上方观察的俯视图。这样，在从上方观察时，磁铁部M的外缘配置于线圈33的第二空洞部33A的内部。因此，从上方观察时，第一空洞部H与第二空洞部33A重叠。

从上方观察时，磁铁部M与线圈33不重叠，但是接近线圈33，因此，能够确保一定程度的振动量，并且实现磁铁部M的成本降低。

此外，图7是表示弹性部件相对于配重的固定方式的变形例的从上方观察的俯视图。在图7的结构中，配重410收纳磁铁部M。弹性部件50A固定于配重410的第二方向一侧端部，弹性部件50B固定于配重410的第二方向另一侧端部。

在弹性部件50A、50B中，平板部排列配置在第二方向上，因此，弹性部件50A、50B在第二方向伸缩。由于线圈3的第一方向宽度W1比第二方向宽度W2短，因此线圈3的在第一方向延伸的部分的驱动力小。因此，当振动体在第二方向上以低频振动时，振幅变小，振动量被抑制。另一方面，当振动体在第一方向上以高频振动时，振幅增大，振动量增大。

<4.触觉设备>

如图8所示，振动马达10例如能够搭载于触觉设备200。触觉设备200通过振动马达10的振动，给予操作触觉设备200的人员触觉上的刺激。作为触觉设备200，例如可以采用包含智能手机的便携电话、平板电脑、游戏机、和佩戴终端。

本实施方式的触觉设备200具有：振动马达10、安装有振动马达10的基板110、以及控制部120。振动马达10与基板110电连接和机械连接。控制部120经由基板110向振动马达10输出驱动电流。振动马达10根据来自控制部120的驱动信号进行振动。触觉设备200通过振动马达10的振动而以对操作触觉设备200的人员赋予触觉上的刺激的方式进行振动。

<5.本实施方式涉及的作用效果>

像以上那样，本实施方式涉及的振动马达10具有：静止部S、振动体4、以及将所述振动体支承为能够相对于所述静止部沿着相互垂直的第一方向和第二方向振动的弹性部件5A、5B(等)。在所述振动体与所述静止部中的一方具有磁铁部M(等)，在另一方具有线圈3(等)。在从与上述第一方向和第二方向垂直的第三方向观察时，所述磁铁部为环状。所述线圈构成为其导线绕第三方向的轴线进行卷绕。在所述磁铁部中，沿着第一方向排列不同的磁极，且沿着第二方向排列不同的磁极。在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部的第一空洞部H(等)与所述线圈的第二空洞部3A(等)重叠。

根据这样的结构，在能够在第一方向和第二方向上振动的振动马达中，在线圈中对振动的帮助低的部位即第二空洞部的部位通过第一空洞部而不配置磁铁，因此，能够确保振动量，并且能够降低磁铁部中使用的磁铁的量，实现成本降低。

此外，在所述振动体4的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部M(等)与所述线圈3(等)重叠。

由此，在有助于振动的部位配置磁铁，因此，能够提升振动体的驱动力。

此外，所述磁铁部M具有：一对矩形体的第一永久磁铁42A、42B，其在第一方向上排列且具有彼此相反的磁极；和一对矩形体的第二永久磁铁(43A、43B)，其在第二方向上排列且具有彼此相反的磁极。

由此，能够简化构成磁铁部的永久磁铁的形状。

此外，所述磁铁部M1具有：第三永久磁铁(44A)，其在第一方向上延伸的部分44A1和在第二方向上延伸的部分44A2相连接而构成同一部件；第四永久磁铁(44B)，其在第一方向上延伸的部分44B1和在第二方向上延伸的部分44B2相连接而构成同一部件，所述第三永久磁铁和所述第四永久磁铁具有不同的磁极。

由此，在将磁铁部组装为环状时，能够使作业容易化。

此外，所述磁铁部M2由磁极彼此不同的两个弯曲的永久磁铁45A、45B组合而构成。

由此，通过使磁铁部的形状与线圈的形状一致能够在容易有助于振动的部位配置磁铁。因此，能够有效地确保振动量，并且能够抑制磁铁部的大型化，从而抑制振动马达的大型化。

此外，所述弹性部件5A、5B具有：在第一方向上排列的多个平板部52、53；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部54，所述线圈3的第二方向的宽度W2比第一方向的宽度W1长。

振动体在第一方向上以低频振动，但是在低频时难以增大振动量，因此，通过提升线圈的在第二方向延伸的部分的驱动力，来增大第一方向的振动的振幅，确保振动量。

此外，所述弹性部件5A、5B具有：在第一方向上排列的多个平板部52、53；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部(54)，所述连结部的个数是奇数个。

由此，振动体在第一方向上比在第二方向上更容易移位。

此外，所述线圈3(等)是空心线圈。

此外，所述静止部S具有基板2，第一方向和第二方向是沿着所述基板的安装面2A的方向。

由此，在所谓横向线性中，在除了横向之外还可以在与横向垂直的纵向上振动的振动马达中，能够实现成本降低。

此外，本实施方式涉及的触觉设备200具有上述任一结构的振动马达10。

<6.其他>

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但是只要是本实用新型的主旨的范围内，实施方式能够进行各种变形。

例如，在上述中第一方向和第二方向是沿着基板的安装面的方向，但是并不局限于此，也可以将第一方向设为沿着基板的安装面的方向，将第二方向设为基板的厚度方向等。

本实用新型例如可以用于智能手机或游戏手柄等所具备的振动马达。

Claims (10)

1.一种振动马达，其具有：

静止部；

振动体；以及

弹性部件，其将所述振动体支承为能够相对于所述静止部沿着相互垂直的第一方向和第二方向振动，

其特征在于，

在所述振动体与所述静止部中的一方具有磁铁部，在另一方具有线圈，

在从与第一方向和第二方向垂直的第三方向观察时，所述磁铁部为环状，

所述线圈构成为其导线绕第三方向的轴线进行卷绕，

在所述磁铁部中，沿着第一方向排列不同的磁极，且沿着第二方向排列不同的磁极，

在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部的第一空洞部与所述线圈的第二空洞部重叠。

2.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

在所述振动体的非工作状态下，在从第三方向观察时，所述磁铁部与所述线圈重叠。

3.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述磁铁部具有：一对矩形体的第一永久磁铁，其在第一方向上排列且具有彼此相反的磁极；以及一对矩形体的第二永久磁铁，其在第二方向上排列且具有彼此相反的磁极。

4.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述磁铁部具有：第三永久磁铁，其在第一方向上延伸的部分和在第二方向上延伸的部分相连接而构成同一部件；以及第四永久磁铁，其在第一方向上延伸的部分和在第二方向上延伸的部分相连接而构成同一部件，

所述第三永久磁铁和所述第四永久磁铁具有不同的磁极。

5.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述磁铁部由磁极彼此不同的两个弯曲的永久磁铁组合而构成。

6.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述弹性部件具有：在第一方向上排列的多个平板部；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部，

所述线圈的第二方向上的宽度比第一方向上的宽度长。

7.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述弹性部件具有：在第一方向排列的多个平板部；以及依次连接相邻的所述平板部的端部之间的连结部，

所述连结部的个数是奇数个。

8.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述线圈是空心线圈。

9.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，

所述静止部具有基板，第一方向和第二方向是沿着所述基板的安装面的方向。

10.一种触觉设备，其特征在于，

所述触觉设备具有：权利要求1～9中任一项所述的振动马达。