振动马达和触觉器件的制作方法

1.本实用新型涉及振动马达和触觉器件。


背景技术：

2.以往，在智能手机等便携设备等各种设备中，作为振动产生装置而具有振动马达。振动马达例如在向使用者通知来电或者警报等的功能、或者人机界面中的触觉反馈的功能等用途中使用。
3.振动马达具有壳体、线圈、弹性部件以及可动部。可动部具有磁铁。可动部和壳体通过弹性部件而连接。通过对线圈通电而产生磁场，可动部振动(例如，日本公开公报特开2020-36445号公报)。
4.这里，以往，在可动部所包含的磁铁与线圈隔着间隙而在与振动方向垂直的径向上直接对置的情况下，由于在磁铁与线圈之间作用有电磁力，因此可动部的径向位置的精度有可能降低。由此，振动马达的振动特性有可能降低。


技术实现要素：

5.鉴于上述状况，本实用新型的目的在于提供一种能够通过提高可动部的径向位置的精度来提高振动特性的振动马达。
6.本实用新型的例示性的振动马达具有：静止部；以及可动部，其能够相对于所述静止部沿着中心轴线振动，其中，该中心轴线沿上下方向延伸。所述静止部具有：轴承部，其将所述可动部支承为能够沿着所述中心轴线振动，并且该轴承部呈沿着所述中心轴线延伸的筒状；线圈，其与所述可动部的至少一部分在径向上直接或间接地对置；以及顶面部，其配置在比所述可动部靠上方的位置且经由弹性部件而与所述可动部连接。所述轴承部具有：第1区域部，其与所述可动部在径向上隔着第1间隙而对置地配置；以及第2区域部，其配置在比所述第1区域部靠上方的位置且与所述可动部在径向上隔着比所述第1间隙宽的第2间隙而对置地配置。所述第1区域部和所述第2区域部一体地形成。所述第2区域部与所述顶面部固定。
7.在上述实施方式中，所述第2区域部的上表面与所述顶面部的下表面在上下方向上接触。
8.在上述实施方式中，所述可动部具有：铁芯部，其沿着所述中心轴线延伸且收纳于所述轴承部；以及保持部，该保持部的至少一部分配置在比所述线圈靠上方的位置且保持所述铁芯部。所述保持部经由所述弹性部件而与所述顶面部连接。所述第2区域部与所述保持部在径向上隔着所述第2间隙而对置地配置。
9.在上述实施方式中，所述保持部具有从径向外方包围所述铁芯部的径向外侧面的铁芯罩部。所述第2区域部与所述铁芯罩部在径向上对置。
10.在上述实施方式中，所述第1区域部的上表面与所述保持部的下表面在上下方向上对置。
11.在上述实施方式中，所述第1区域部的内径随着朝向下方而变大，所述第2区域部的内径随着朝向上方而变大。
12.在上述实施方式中，所述线圈固定在所述轴承部的径向外侧面。
13.在上述实施方式中，所述静止部具有至少一部分配置在所述线圈的径向外方的罩。
14.在上述实施方式中，所述罩的径向厚度比所述轴承部的径向厚度薄。
15.本实用新型的另一例示性的振动马达具有：静止部；以及可动部，其能够相对于所述静止部沿着中心轴线振动，其中，该中心轴线沿上下方向延伸。所述静止部具有：轴承部，其将所述可动部支承为能够沿着所述中心轴线振动，并且该轴承部呈沿着所述中心轴线延伸的筒状；线圈，其与所述可动部的至少一部分在径向上直接或间接地对置；以及外壳，其形成为沿着所述中心轴线延伸的筒状且由磁性体构成。所述外壳收纳所述轴承部、所述线圈以及所述可动部。在所述外壳的径向内侧面配置有外筒部，该外筒部与所述可动部在径向上隔着间隙而对置并由非磁性体构成。
16.在上述实施方式中，所述可动部具有：铁芯部，其沿着所述中心轴线延伸且收纳于所述轴承部；以及保持部，其由磁性体构成，该保持部的至少一部分配置在比所述线圈靠上方的位置且保持所述铁芯部。所述外筒部的径向内侧面与所述保持部中的径向上最外方的外侧面在径向上隔着间隙而对置。所述外筒部的上下方向长度与所述最外方的外侧面的上下方向长度相同。
17.本实用新型的例示性的触觉器件具有上述的振动马达。
18.根据本实用新型的例示性的各个振动马达和触觉器件，能够通过提高可动部的径向位置的精度来提高振动特性。
19.由以下的本实用新型的优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
20.图1是本实用新型的例示性的第1实施方式的振动马达的立体图。
21.图2是本实用新型的例示性的第1实施方式的振动马达的纵剖视立体图。
22.图3是本实用新型的例示性的第1实施方式的振动马达的纵剖视图。
23.图4是示出有关基板与线圈的电连接的结构的立体图。
24.图5是本实用新型的例示性的第2实施方式的振动马达的纵剖视图。
25.图6是示出变形例的轴承部的下端部的立体图。
26.图7是示意性地示出搭载有振动马达的触摸笔的图。
27.标号说明
28.1：静止部；2：可动部；3：弹性部件；4：基板；4a：缺口部；10、101：振动马达；11：罩；12：轴承部；12a、12b：凸部；12h：连通部；13：线圈；14：顶面部；15：外壳；16：外筒部；21：铁芯部；22：保持部；41：第1电极部；42：第2电极部；50：触摸笔；121：第1区域部；121a：中空部；121b：凹部；121c：上表面；1211：线圈内区域部；122：第2区域部；122a：中空部；131：引出线；141：圆环凹部；142：顶面凸缘部；221：铁芯罩部；222：圆环凹部；j：中心轴线。
具体实施方式
29.以下，参照附图对本实用新型的例示性的实施方式进行说明。
30.另外，在附图中，以振动马达10的中心轴线j所延伸的方向作为“上下方向”、以上方为x1、以下方为x2进行示出。另外，上述上下方向并不限定将振动马达10搭载于设备时的振动马达10的安装方向。
31.另外，将相对于中心轴线j的径向简称为“径向”，将靠近中心轴线j的方向称为径向内方，将远离中心轴线j的方向称为径向外方。
32.图1是本实用新型的例示性的第1实施方式的振动马达10的立体图。图2是图1所示的振动马达10的纵剖视立体图。图3是图1所示的振动马达10的纵剖视图。
33.振动马达10具有静止部1和可动部2。在本实施方式中，振动马达10还具有弹性部件3和基板4。可动部2沿着中心轴线j延伸。可动部2能够相对于静止部1沿着中心轴线j振动。即，可动部2能够相对于静止部1沿着在上下方向上延伸的中心轴线j振动。
34.静止部1具有轴承部12、线圈13以及顶面部14。在本实施方式中，静止部1还具有罩11。
35.轴承部12是沿着中心轴线j延伸的筒状的套筒轴承。轴承部12例如由低摩擦系数、低磨损性的树脂构成。上述树脂例如是pom(聚缩醛)。轴承部12将可动部2支承为能够沿着中心轴线j振动，并且该轴承部12呈沿着中心轴线j延伸的筒状。
36.轴承部12具有第1区域部121和第2区域部122。第2区域部122配置在比第1区域部121靠上方的位置。第1区域部121和第2区域部122均呈沿着中心轴线j延伸的圆筒状。在第1区域部121的内部构成有中空部121a。在第2区域部122的内部构成有中空部122a。
37.第1区域部121和第2区域部122一体地形成。即，轴承部12是通过一体成型而形成的单一部件。
38.在图3所示的结构中，第1区域部121的内径随着朝向下方而变大。更详细而言，第1区域部121的内径从上端的内径d1到下端的内径d2随着朝向下方而连续地变大。在图3所示的侧视剖视图中，中空部121a的外缘向下方且径向外方呈直线状倾斜。
39.另外，在图3所示的结构中，第2区域部121的内径随着朝向上方而变大。更详细而言，第2区域部122的内径从下端的内径d3到上端的内径d4随着朝向上方而连续地变大。在图3所示的侧视剖视图中，中空部122a的外缘向上方且径向外方呈直线状倾斜。
40.由此，容易拔出用于分别形成第1区域部121和第2区域部122的模具，从而量产性提高。
41.另外，例如，也可以从内径d1到内径d2、或者从内径d3到内径d4，在上下方向上排列多个内径在上下方向上恒定的区域，并使内径随着朝向下方或者上方而非连续地变大。由此，模具也容易拔出。
42.在第1区域部121的上下方向中途位置的径向外周卷绕有导线而形成线圈13。线圈13通过绕中心轴线j卷绕导线而形成。线圈13的径向内侧面与第1区域部121的径向外侧面接触。即，第1区域部121具有配置在线圈13的径向内方的线圈内区域部1211。
43.第1区域部121的径向外端位置与线圈13的径向内端位置一致。由此，在制造振动马达10时，能够在形成轴承部12之后将线圈13卷绕于第1区域部121，因此能够降低制造成本。
44.线圈13固定在第1区域部121。即，线圈13固定在轴承部12的径向外侧面。由此，能够适当地确保可动部2与线圈13的间隙。另外，能够延长可动部2与第1区域部121在径向上直接对置的上下方向长度，从而能够抑制振动时的可动部2的倾斜。
45.第2区域部122的最小的内径d3比第1区域部121的最大的内径d2大。
46.可动部2具有铁芯部21和保持部22。
47.铁芯部21是沿着轴向延伸的圆柱状的部件。铁芯部21例如具有在上下方向上排列的2个磁铁和被该磁铁上下夹持而配置的磁性体。在该情况下，例如，上方的磁铁的下方为n极，上方为s极。下方的磁铁的上方为n极，下方为s极。即，n极彼此隔着上述磁性体而在上下方向上对置。另外，上述各磁铁的磁极也可以在上下方向上与上述相反。
48.保持部22通过粘接等固定于铁芯部21的上端部21t而保持铁芯部21。即，铁芯部21沿着中心轴线j延伸且收纳于轴承部12。保持部22和上端部21t收纳于第2区域部122。保持部22的至少一部分配置在比线圈13靠上方的位置。即，保持部22的至少一部分配置在比线圈13靠上方的位置且保持铁芯部21。保持部22具有在下方沿着中心轴线j延伸的圆筒状的铁芯罩部221。铁芯罩部221从径向外方包围上端部21t(铁芯部21)的径向外侧面。第2区域部122与铁芯罩部221在径向上对置。即，保持部22具有从径向外方包围铁芯部21的径向外侧面的铁芯罩部221，第2区域部122与保持部22在径向上隔着第2间隙t2而对置地配置。通过利用铁芯罩部221来保持铁芯部21的径向外侧面，能够提高保持部22与铁芯部21的同轴度。
49.保持部22作为配重(weight)而发挥功能，例如由金属构成。该金属的一例是钨合金。
50.保持部22具有从上表面向下方呈圆环状凹陷的圆环凹部222。在圆环凹部222固定有弹性部件3的下端部。弹性部件3向圆环凹部222的固定例如通过焊接或粘接来进行。即，弹性部件3配置在比保持部22靠上方的位置。弹性部件3的下端部固定在保持部22的上端部。弹性部件3被收纳于第2区域部122。
51.顶面部14是以中心轴线j为中心的大致圆盘状的盖部件。顶面部14具有从下表面向上方呈圆环状凹陷的圆环凹部141。弹性部件3的上端部固定在圆环凹部141。弹性部件3向圆环凹部141的固定例如通过焊接或粘接来进行。即，顶面部14配置在比可动部2靠上方的位置且经由弹性部件3而与可动部2连接。保持部22经由弹性部件3与顶面部14连接。
52.顶面部14具有沿径向突出的顶面凸缘部142。在制造振动马达10时，顶面部14从上方插入到第2区域部122内。此时，顶面凸缘部142的下表面与第2区域部122的上表面在上下方向上接触。即，第2区域部122的上表面与顶面部14的下表面在上下方向上接触。由此，能够进行顶面部14相对于第2区域部122的上下方向上的定位。第2区域部122与顶面部14固定。更详细而言，在顶面部14配置于第2区域部122内的状态下，第2区域部122与顶面部14固定。
53.通过这样的结构，可动部2经由弹性部件3被顶面部14支承。在弹性部件3为自然长度的状态下，如图3所示，铁芯部21的下方侧的一部分被收纳于第1区域部121。由此，铁芯部21被第1区域部121支承为能够沿着中心轴线j振动。即，轴承部12将可动部2支承为能够沿着中心轴线j振动。即，轴承部12沿着中心轴线j延伸，将可动部2支承为能够沿着中心轴线j振动。另外，可动部2的下方侧被轴承部12支承，但可动部2的下方侧在轴向上未被支承。由
此，与利用弹性部件等从上下方向双方支承可动部的情况相比，能够抑制可动部在上下方向上的复原力增大至所需程度以上。因此，能够增大可动部在上下方向上的振动。另外，由于不需要在比可动部2靠下方的位置配置弹性部件，因此振动马达10的结构变得简单，量产性提高。
54.在弹性部件3为自然长度的状态下，如图3所示，铁芯部21的一部分隔着线圈内区域部1211与线圈13在径向上对置。即，线圈13与可动部2的至少一部分在径向上间接地对置。另外，也可以在第1区域部121的径向内方配置线圈13，线圈13与可动部2的至少一部分在径向上直接对置。
55.通过对线圈13进行通电，从而从线圈13产生磁场。通过产生的磁场与由铁芯部21产生的磁场的相互作用，可动部2在上下方向上振动。
56.在弹性部件3为自然长度的状态下，如图3所示，第1区域部121与可动部2(铁芯部21)在径向上隔着第1间隙t1而对置地配置。另外，第2区域部122与可动部2(铁芯部21和保持部22)在径向上隔着第2间隙t2而对置地配置。
57.最大的第1间隙t1比最小的第2间隙t2窄。在上述的第1区域部121和第2区域部122的各内径的条件下，最大的第1间隙t1是铁芯部21的下端与第1区域部121之间的间隙，最小的第2间隙t2是保持部22的下端与第2区域部122之间的间隙。即，第2间隙t2比第1间隙t1宽。即，第2区域部122配置在比第1区域部121靠上方的位置且与可动部2在径向上隔着比第1间隙t1宽的第2间隙t2而对置地配置。
58.由此，能够减小第1区域部121与可动部2之间的第1间隙t1，从而进行可动部2相对于第1区域部121的径向内侧面的滑动。并且，能够增大第2区域部122与可动部2之间的第2间隙t2，从而在可动部2与第2区域部122的径向内侧面的径向之间确保间隙。由此，能够提高可动部2的振动特性。
59.另外，第2区域部122与保持部22在径向上隔着第2间隙t2而对置地配置。由此，能够在利用保持部22牢固地保持铁芯部21的同时在保持部22与第2区域部122之间径向上确保适当的间隙。
60.特别是，在本实施方式中，与支承可动部2的第1区域部121一体地构成的第2区域部122与顶面部14固定，顶面部14经由弹性部件3与可动部2连接，由此可动部2与轴承部12、特别是与第1区域部121的同轴度提高。同轴度是中心轴线的偏移程度。由此，能够提高可动部2的径向位置的精度，从而提高振动特性。另外，通过将第1区域部121和第2区域部122一体成型，部件数量减少。
61.另外，如图3所示，第1区域部121的上表面121c与保持部22的下表面22a在上下方向上对置。由此，保持部22的下表面22a能够与第1区域部121的上表面121c接触，能够限制可动部2过度地向下方移动。
62.另外，保持部22具有向上方突出的突出部22b。突出部22b的上表面与顶面部14的下表面在上下方向上对置。由此，突出部22b的上表面能够与顶面部14的下表面接触，能够限制可动部2过度地向上方移动。
63.如图1所示，罩11配置在轴承部12的径向外方。罩11的径向厚度比轴承部12的径向厚度薄。由此，能够由带构成罩11，从而能够实现振动马达10的轻量化。罩11例如是以聚酰亚胺膜为基材的带。
64.罩11的至少一部分配置在线圈13的径向外方(图2)。由此，能够抑制异物侵入线圈13。
65.图4是示出有关与线圈13的电连接的结构的立体图。如图4所示，在轴承部12中的第1区域部121的径向外侧面形成有沿上下方向延伸且向径向内方凹陷的凹部121b。从线圈13引出的引出线131的一部分收纳于凹部121b。另外，也可以是引出线131的全部收纳于凹部121b。即，只要引出线131的至少一部分收纳于凹部121b即可。
66.由此，不需要将引出线131在轴承部12的径向外方进行引绕。因此，与将引出线131在轴承部12的径向外方进行引绕的情况相比，在振动马达10中，能够抑制引出线131与其他部位或其他部件干涉，能够使振动马达10在径向上小型化。另外，振动马达10的制造效率提高。
67.另外，如图4所示，基板4配置在比第1区域部121靠下方的位置且沿径向扩展。即，基板4沿与中心轴线j交叉的方向扩展。基板4可以是柔性印刷基板，也可以是刚性印刷基板。
68.轴承部12具有从第1区域部121的下表面向下方突出的凸部12a。向下方引出的引出线131的下端部卷绕于凸部12a。即，引出线131缠绕在凸部12a上。
69.基板4具有第1电极部41和第2电极部42。第1电极部41和第2电极部42通过基板4的内部的布线图案(在图4中未图示)而电连接。在制造振动马达10时，进行将基板4安装于第1区域部121，通过钎焊等将第1电极部41与卷绕在凸部12a上的引出线131电连接的作业。该作业可以是自动作业也可以是手动作业。因此，与将引出线直接连接在基板上相比，能够操作性良好地进行振动马达10的制造。
70.这样，从线圈13向下方引出的引出线131的下端部与基板4电连接。由此，能够容易地进行用于将线圈13与基板4电连接的引出线131的引绕。
71.另外，基板4具有从基板4的径向外缘沿接近中心轴线j的方向凹陷的多个缺口部4a。轴承部12具有从第1区域部121的下表面向下方突出的多个凸部12b。多个凸部12b收纳于多个缺口部4a。由此，能够进行基板4的定位。
72.如图3所示，在基板4安装于第1区域部121的下端部的状态下，基板4与中空部121a的下端在上下方向上重叠。由此，能够抑制异物侵入轴承部12的内部。
73.图5是第2实施方式的振动马达101的侧视剖视图。这里，主要对与第1实施方式的不同点进行说明。
74.图5所示的振动马达101具有静止部1。静止部1除了轴承部12、线圈13以及顶面部14之外，还具有外壳15。即，振动马达101具有静止部1和可动部2。可动部2能够相对于静止部1沿着在上下方向上延伸的中心轴线j振动。静止部1具有轴承部12、线圈13以及外壳15。轴承部12将可动部2支承为能够沿着中心轴线j振动，并且该轴承部12呈沿着中心轴线j延伸的筒状。线圈13与可动部2的至少一部分在径向上直接或间接地对置。
75.外壳15呈沿着中心轴线j延伸的圆筒状。即，外壳15形成为沿着中心轴线j延伸的筒状。外壳15由磁性体构成。上述磁性体例如为不锈钢。
76.外壳15收纳轴承部12、线圈13以及可动部2。铁芯部21的上方的一部分和保持部22配置在外壳15的内部的比轴承部12靠上方的位置。
77.在外壳15的径向内侧面配置有外筒部16。外筒部16呈沿着中心轴线j延伸的圆筒
状。外筒部16与保持部22在径向上隔着间隙而对置。更详细而言，在弹性部件3为自然长度的状态下，外筒部16与保持部22在径向上隔着间隙而对置。外筒部16由非磁性体构成。
78.外壳15为了抑制磁通向振动马达10的外部泄漏，并且为了提高振动马达10的刚性，优选如上述那样由磁性体构成。在该情况下，通过设置非磁性体的外筒部16，也能够抑制可动部2被向外壳15侧吸引。因此，通过提高可动部2的径向位置的精度，能够提高振动特性。
79.另外，可动部2具有铁芯部21和保持部22。铁芯部21沿着中心轴线j延伸且收纳于轴承部12。保持部22的至少一部分配置在比线圈13靠上方的位置且保持铁芯部21。保持部22由磁性体构成。上述磁性体例如是金属。上述金属例如是钨合金。
80.外筒部16的径向内侧面与保持部22中的径向上最外方的外侧面22s在径向上隔着间隙而对置。外筒部16的上下方向长度与最外方的外侧面22s的上下方向长度相同。即使保持部22和外壳15均由磁性体构成，通过设置由非磁性体构成的外筒部16，也能够抑制保持部22向外壳15侧的吸引。另外，通过尽量缩短外筒部16的上下方向长度，能够实现振动马达10的轻量化。
81.图6是示出变形例的轴承部12的下端部12bt的立体图。图6是卸下了基板4的状态的图。
82.如图6所示，在下端部12bt形成有沿径向延伸且从轴承部12的下表面向上方凹陷的槽状的连通部12h。连通部12h将下端部12bt的径向内方的空间与径向外方的空间连通。即，轴承部12具有将轴承部12的径向内方的空间与径向外方的空间连通的连通部12h。由此，在可动部2上下振动的情况下，轴承部12的内部的气体通过连通部12h而向轴承部12的外部排出，因此能够抑制轴承部12的内部的气体被压缩而振动的振幅降低。另外，在如本实施方式那样将基板4配置于轴承部12的下方的结构中，设置连通部12h而将轴承部12的内部的气体向轴承部12的外部排出的结构特别有用。
83.另外，连通部12h并不限于槽状，例如也可以形成为沿径向贯穿轴承部12的贯通孔。
84.图7是示意性地示出作为搭载有第1实施方式或第2实施方式的振动马达10、101的对象设备的一例的触摸笔50的图。触摸笔50是通过与智能手机或平板电脑等设备的触摸面板接触来操作上述设备的装置。通过在触摸笔50上搭载振动马达10、101，能够使触摸笔50振动而对用户赋予触觉反馈。即，触觉器件具有振动马达10、101。触摸笔50是具有振动马达10的触觉器件的一例。由此，例如，通过触觉反馈，能够向用户赋予宛如用触摸笔50在纸等上记入文字等的感觉。通过将振动马达10、101搭载于触觉器件，能够提高触觉器件的振动特性。
85.另外，不限于触摸笔，振动马达10、101能够搭载于空中操作器件等各种设备。
86.以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。另外，本实用新型的范围并不限定于上述的实施方式。本实用新型能够在不脱离实用新型的主旨的范围内对上述的实施方式施加各种变更来实施。
87.本实用新型例如能够用于搭载在触摸笔等各种设备的振动马达。