TWI382879B - Flat vibrating drive - Google Patents

Description

扁平震動驅動器

本發明係有關於一種搭載於行動電話等的移動體通訊機器及可攜式液晶遊戲機等的線型震動驅動器。

現在，在行動電話等的資訊攜帶機器中，使用震動產生裝置作為來電呼叫用或音樂連動用。此震動產生器在習知技術中係使用將不平衡的配重安裝於旋轉軸的圓筒形馬達，因此會有對圓筒形馬達本身小直徑化具有限制以及實裝的自動化的問題。

為了克服該等問題，有人提出扁平型的不平衡配重安裝於旋轉軸上的線圈型馬達並將其實用化，由於線圈型馬達係相對於其構造上安裝的基板作平行方向的震動，在實際搭載使用時有不易感知的問題。

上述問題的解決對策，如專利文獻1所示的震動產生裝置，與線圈型馬達相同的空間收納，可相對於安裝的基板給予垂直的震動。

又，相對於安裝的基板給予垂直震動裝置，專利文獻2揭露一種具有震動功能、揚聲器功能以及蜂鳴器功能的多功能震動驅動器。

專利文獻1 特開2003－154314專利文獻2 特開平10－14194

然而，專利文獻1所揭露的震動產生器藉由彈簧支持可動部的構造無法得到在固有震動數附近的頻率的震動，例如配合音樂而震動時，難以在低頻(10Hz附近)震動。又，作為可動子的外軛將圓盤形成中空的環狀，難以得到震動充分所需的可動子的重量。

又，關於專利文獻2揭露的多功能驅動器作為揚聲器的音源而使用的功能上，產生用於揚聲器的聲音的震動板，具有材質耐熱性的問題，也具有不易裝入在基板組裝時所使用的焊接逆流製程中的問題。又，為了合併音源與震動雙方的功能，在有限的厚度尺寸中，難以滿足音響特性與震動特性雙方。

於此，本發明之目的為提供一種震動產生裝置，特別著重於震動產生裝置的功能，與上述所舉的各震動裝置相比，藉由減少構件並合理化，藉由可降低製造成本的構造以及適用於該構造之驅動方法搭載於行動電話之際，即使是扁平薄型也可提供充分被感知到的震動。

為了解決上述的問題，在申請專利範圍第1項的發明中，揭露一種扁平震動驅動器，其包括：一可動子，具有於震動方向著磁的磁鐵；一外殼，具有容納該可動子的殼體以及關閉殼體之開口部的蓋體；以及一線圈，配置成用於驅動該可動子，藉由線圈產生的磁場以及可動子所具備的磁鐵所產生的磁場的交互作用，可動子震動而且藉由可動子與外殼的撞擊而震動，其中上述線圈在外殼內部在可動子的周圍配置有複數個，對應於可動子的震動方向以垂直軸為中心而捲繞。

申請專利範圍第2項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，配置於可動子周圍的線圈具有磁性體的線圈芯。

申請專利範圍第3項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，可動子包括磁鐵以及圍繞磁鐵配置並在磁鐵周圍的線圈側具有開口部的軛。

申請專利範圍第4項的發明係在申請專利範圍第3項的發明中，線圈芯配置在設於軛的開口部。

申請專利範圍第5項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，在線圈或外殼的外側配置磁性材。

申請專利範圍第6項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，在可動子或殼體上設置減震器。

申請專利範圍第7項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，可動子或線圈芯部的端面為R字形狀、倒角形狀或錐拔部其中之一。

申請專利範圍第8項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，延伸於震動方向的軸貫穿可動子而配置於蓋體與殼體，在軸與可動子接觸的部分具有軸承。

申請專利範圍第9項的發明係在申請專利範圍第1項的發明中，藉由調整可動子與線圈或線圈芯的間隙，而限 制在驅動時流過可動子與線圈或線圈芯的間隙的空氣之移動量。

根據申請專利範圍第1項，藉由將固定於相反方向的磁鐵置於線圈所產生的磁場中，每次改變流過線圈之電流的方向，具有磁鐵的可動子會撞擊殼體或蓋體，將震動傳至框體側。

在本發明中，配置於外殼內部的線圈對應於震動方向以垂直軸為中心而捲繞，藉此在線圈中心附近產生磁束。藉由將與線圈產生的磁束正交的震動方向磁化的磁鐵配置成被集中於該線圈中心附近的磁束所圍繞，形成複數個線圈圍繞磁鐵的構造。

根據此構造，使磁鐵與線圈彼此之間產生強的磁氣作用(引力或斥力)，可有效地使用線圈產生的磁束與磁鐵產生的磁束。藉由具有上述作用的本發明的構造，可得到即使是小型、扁平也可產生強力震動的震動驅動器。又，由於不必對可動子施加配重，即使扣除線圈是複數個，也可降低製造成本。

根據申請專利範圍第2項，將磁性體作為線圈芯而使用的線圈被使用於上述扁平震動驅動器，藉此提升可動子與線圈所構成的磁氣回路的磁氣效率。

根據申請專利範圍第3項，可動子包括磁鐵以及圍繞磁鐵配置並在磁鐵周圍的線圈側具有開口部的軛，藉此，磁束集中於線圈側，可提升可動子與線圈所構成的磁氣回路的磁氣效率。

根據申請專利範圍第4項，線圈的磁束集中的線圈芯配置在設於申請專利範圍第3項中可動子之磁束集中的開口部，藉此提升可動子與線圈所構成的磁氣回路的磁氣效率。

根據申請專利範圍第5項，藉由線圈或殼體的外側配置磁性體，可防止磁束洩漏至殼體外側，藉此提升可動子與線圈所構成的磁氣回路的磁氣效率。

根據申請專利範圍第6項，藉由在可動子或可動子的殼體與蓋體設置減震器，可防止可動子衝擊殼體或或蓋體時產生破損或異音。

根據申請專利範圍第7項，藉由將可動子或線圈芯部的端面加工成R字形狀、倒角形狀或錐拔狀等，可防止可動子與線圈、線圈芯部接觸而產生破損，或者是對驅動中可動子的震動由於接觸而產生妨礙。

根據申請專利範圍第8項，延伸於震動方向的軸貫穿可動子而配置於蓋體與殼體，在軸與可動子接觸的部分具有軸承，藉此，使可動子的運動確保在一定的方向，可得到無抖動的穩定震動。

根據申請專利範圍第9項，藉由限制空氣的移動量，將空氣的流動阻抗使用作為減震器，可不增加元件數量而得到穩定的震動。

以下，參照圖式說明關於本發明之實施型態的震動驅動器。

[實施例一]

第1圖表示本發明之第一實施型態的剖視圖。從第1圖所示的剖視圖可以瞭解，本實施型態的扁平震動驅動器包括由磁鐵10構成的可動子、減震器50、51、線圈20、21、線圈芯60、61、蓋體30、殼體31。

第14圖表示本實施型態之元件構造的立體圖。如第14圖所示，在本實施型態的剖視圖中，為了區別二個線圈，線圈20、21及線圈芯60、61以不同的符號表示，但是線圈20與線圈21具有相同的形狀，所使用的線圈芯60、61也具有相同的形狀。在本實施型態中，相對於第13圖所示的可動子的震動方向，以垂直的軸為中心，沿殼體31的內壁使複數個線圈(在第14圖中為4個)捲繞而圍繞可動子。

第10圖表示本實施型態中所使用的磁鐵10的磁場方向。在本實施型態中所示的震動驅動器在剖視圖(第1圖)所示的線圈20、21的磁束集中的線圈芯60、61與第10圖所示的厚度方向磁化的磁鐵10之間，藉由產生作用的引力與斥力，磁鐵10作上下方向(第13圖的箭號方向)的震動，在交流電流輸入線圈之際，蓋體30與殼體31相互衝擊而傳遞震動。

在本實施型態中，相同的技術概念可見於第7圖、第8圖以及第9圖所示的構造。第11圖與第12圖表示各構 造所使用的線圈。捲繞第11圖所示的線圈芯62的線圈22相對於震動方向於垂直方向捲繞而成為長方體的形狀，捲繞第12圖所示的線圈芯63的線圈23相對於震動方向於垂直方向捲繞而成為三角柱的形狀。藉由使用第11圖、第12圖及第13圖所示的線圈，可構成各種形狀的扁平震動驅動器。

而且，在本實施型態中，如第2圖所示，軛40、41係固定於磁鐵10，藉由在軛開口部配置線圈芯60、61，及終於軛開口部的磁鐵10的磁束與及終於線圈芯60、61的線圈20、21的磁束構成磁氣回路，與未設置軛40、41的情況相比，可提升磁鐵10與線圈20、21所構成的磁氣回路的磁氣效率。

又，在本實施型態中，藉由調整磁鐵10或磁鐵10及軛40、41所構成的可動子與線圈20、21或線圈20、21及線圈芯60、61所形成的壁面的間隙，而調整空氣的流動量，可將空氣作為減震器使用。

在本實施型態中，藉由可動子與線圈20、21等接觸，可防止對驅動時的震動造成妨礙，或者是線圈20、21或可動子產生破損，為了容易組裝的目的，在可動子及線圈芯60、61的端部設計成R字形。

但是，也可加工成倒角形、錐拔狀等，即使不加工也可動作。使用於本實施型態的線圈芯60、61及其他的線圈芯，即使在拆除的狀態下也可動作。

在本實施型態中，用於減低磁鐵10或磁鐵10與軛40、41所構成的可動子與蓋體30、殼體31衝擊時所產生的異音的減震器50、51係設置於蓋體30與殼體31上，但是將該等減震器設置於可動子面向蓋體30與殼體31的一側也可得到同樣的效果。又，即使在移除該減震器50、51的狀態下，扁平震動驅動器也可動作。

[實施例二]

第3圖為本發明所使用之第二實施型態的剖視圖。從第3圖所示的剖視圖可以瞭解，本實施型態的扁平震動驅動器包括由具有軸承80的磁鐵11所構成的可動子、配置於可動子周圍的線圈20、21、線圈芯60、61、減震器52、53、容納該等的蓋體30與殼體31以及穿過軸承80並固定於蓋體30與殼體31的軸70。

本實施例的扁平震動驅動器的作動原理與上述之實施例一相同。在本實施型態中軸70穿過軸承80而設置於蓋體30與殼體31上，藉此可動子沿著軸70被驅動，可得到無抖動的震動。

又，由於可動子係沿著軸70被驅動，可動子與線圈20、21及線圈芯60、61之間的空氣的移動量可容易地被限制，就空氣作為減震器使用而言，可得到穩定的震動。

本實施型態與上述實施例一相同，藉由使用第11圖、第12圖及第13圖所示的線圈而使用，可構成各種形狀的扁平震動驅動器。

而且，與本實施型態相同的技術概念，將第4圖所示的軛42、43固定於磁鐵11上，可動子可由磁鐵11、軸承80與軛42、43所構成，藉由將線圈芯60、61配置於軛開口部，使集中於軛開口部的磁鐵11的磁束與集中於線圈芯60、61的線圈20、21的磁束構成磁氣回路，與未設置軛42、43的情況相比，可提升磁鐵11與線圈20、21所構成的磁氣回路的磁氣效率。

在本實施型態中，藉由可動子與線圈接觸，可防止對驅動時的震動造成妨礙，或者是線圈20、21、22、23及線圈芯60、61、62、63或可動子產生破損，為了容易組裝的目的，在可動子及線圈芯的端部設計成R字形。但是，也可加工成倒角形、錐拔狀等，即使不加工也可動作。使用於本實施型態的線圈芯60、61及其他的線圈芯，即使在端面不加工的狀態下也可動作。

在本實施型態中，用於減低磁鐵11或磁鐵11與軛42、43所構成的可動子與蓋體30、殼體31衝擊時所產生的異音的減震器52、53係設置於蓋體30與殼體31上，但是將該等減震器設置於可動子面向蓋體30與殼體31的一側也可得到同樣的效果。又，即使在移除該減震器52、53的狀態下，扁平震動驅動器也可動作。

[實施例三]

第5圖表示本發明之第三實施型態的剖視圖。從第5圖所示的剖視圖可以瞭解，本實施型態的扁平震動驅動器包括由具有軸承80與軛44、45的磁鐵11所構成的可動子、配置於可動子周圍的線圈20、21、線圈芯60、61、減震器54、55、容納線圈20、21、線圈芯60、61及可動子的蓋體30與殼體31以及穿過軸承80並固定於蓋體30與殼體31的軸70。

在本實施型態中，將軛44、45不朝向磁鐵11的線圈20、21的一側旋入的形狀而實現扁平震動驅動器之薄型化以及小直徑化的目的。

又，可將減震器54、55僅配置於軸70的周邊而使全體的厚度變薄。

在本實施型態中，與上述實施例二相同，由於可動子係沿著軸70被驅動，可有效地使用空氣作為減震器。

本實施例的震動驅動器的作動原理與上述實施例一所述者相同。在本實施例中，藉由軸70穿過軸承80而設置於蓋體30與殼體31，可動子沿軸70被驅動，可得到無抖動的震動。

在本實施型態中，用於減低磁鐵11或磁鐵11與軛44、45所構成的可動子與蓋體30、殼體31衝擊時所產生的異音的減震器54、55係設置於蓋體30與殼體31上，但是將該等減震器設置於可動子面向蓋體30與殼體31的一側也可得到同樣的效果。又，即使在移除該減震器54、55的狀態下，扁平震動驅動器也可動作。

在本實施型態中，藉由可動子與線圈接觸，可防止對驅動時的震動造成妨礙，或者是防止線圈或可動子產生破損，為了容易組裝的目的，在可動子的端部設計成R字形。但是，也可加工成倒角形、錐拔狀等，即使不加工也可動作。使用於本實施型態的線圈芯60、61及其他的線圈芯，即使在端面不加工的狀態下也可動作。

在上述三個實施例中，線圈芯60、61、62、63的材料最好是使用稱為SUM、SPCE的磁性材料，適合量產。又，關於各震動驅動器，如第6圖所示，藉由在震動驅動器90的外圍配置磁性體100，磁束不會洩漏至實施例一~三所示的震動驅動器的外側，可提升由可動子與線圈所構成的磁氣回路。

又，於上述三個實施例所使用的各元件由於不必使用震動板作為揚聲器發出聲音，不必使用對熱較弱的材質，容易在逆流焊接製程中安裝。

如上所述，藉由使用本實施型態之震動驅動器，藉由小型而扁平形狀的可動子可以製造出適合產生充分被感知的震動的震動驅動器。

10、11．．．磁鐵

20、21、22、23．．．線圈

30．．．蓋體

31、32．．．殼體

70．．．軸

60、61、62、63．．．線圈芯

80．．．軸承

90．．．震動驅動器

100．．．磁性體外殼

40、41、42、43、44、45．．．軛

50、51、52、53、54、55．．．減震器

第1圖為本發明之第一實施例的剖視圖。

第2圖為在本發明之第一實施例中，在可動子側設置軛的剖視圖。

第3圖為本發明之第二實施例的剖視圖。

第4圖為在本發明之第二實施例中，在可動子側設置軛的剖視圖。

第5圖為本發明之第三實施例的剖視圖。

第6圖為在本發明之實施例中所表示的震動驅動器的外側配置磁性體的剖視圖。

第7圖為本發明中將捲成長方體的線圈配置於圓筒狀的殼體內的上剖視圖。

第8圖為本發明之線圈配置於角部的上剖視圖。

第9圖為本發明之殼體為四角形狀的震動驅動器的上剖視圖。

第10圖為本發明之可動子的磁化方向的略圖。

第11圖為第7圖、第9圖所使用的線圈的立體圖。

第12圖為第8圖所使用之線圈的立體圖。

第13圖為本發明之第一~第三實施例所使用的線圈的立體圖。

第14圖為本發明之第一實施例所示的震動驅動器的分解立體圖。

10．．．磁鐵

20、21．．．線圈

30．．．蓋體

31．．．殼體

50、51．．．減震器

60．．．線圈芯

Claims (9)

1. 一種扁平震動驅動器，包括：一可動子，具有於震動方向著磁的磁鐵以及圍繞磁鐵配置並在磁鐵周圍的線圈側具有開口部的軛；一外殼，具有容納該可動子的殼體以及關閉殼體之開口部的蓋體；以及一線圈，配置成用於驅動該可動子，藉由線圈產生的磁場以及可動子所具備的磁鐵所產生的磁場的交互作用，可動子震動而且藉由可動子與外殼的撞擊而震動，其中該線圈具有一線圈芯，凸出於該線圈並且延伸至該軛的開口部，上述線圈在外殼內部在可動子的周圍配置有複數個，對應於可動子的震動方向以垂直軸為中心而捲繞。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中配置於可動子周圍的線圈具有磁性體的線圈芯。
3. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中可動子包括磁鐵以及圍繞磁鐵配置並在磁鐵周圍的線圈側具有開口部的軛。
4. 如申請專利範圍第3項所述之扁平震動驅動器，其中線圈芯配置在設於軛的開口部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中在線圈或外殼的外側配置磁性材。
6. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中在可動子或殼體上設置減震器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其 中可動子或線圈芯部的端面為R字形狀、倒角形狀或錐拔部其中之一。
8. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中延伸於震動方向的軸貫穿可動子而配置於蓋體與殼體，在軸與可動子接觸的部分具有軸承。
9. 如申請專利範圍第1項所述之扁平震動驅動器，其中藉由調整可動子與線圈或線圈芯的間隙，而限制在驅動時流過可動子與線圈或線圈芯的間隙的空氣之移動量。