线性电动机及具备线性电动机的携带式设备的制作方法

专利名称：线性电动机及具备线性电动机的携带式设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及线性电动机及具备线性电动机的携带式设备。
背景技术：
以往，已知有具备通过线圈产生的电磁力而振动的可动部的振动电动机。在日本特开2006-68688号公报中公开有一种振动致动器(振动电动机)，其具备 由圆板状的磁体构成的可动件和以包围可动件的方式配置的线圈。在日本特开2006-68688 号公报所记载的振动致动器中，以包围圆板状的可动部的方式配置有上下方向厚度大的线 圈，并且通过由该线圈产生的电磁力使圆板状的可动部沿上下方向(可动部的厚度方向) 直线移动。另外，日本特开2004-174309号公报中公开有一种振动装置，其具备永久磁铁； 以与永久磁铁对置的方式配置的振动件；与振动件连结并形成为筒状的可动线圈。在日本 特开2004-174309号公报所记载的振动装置中，可动线圈在相对于沿着振动件的移动方向 延伸的棒状的导轨正交的方向上配置有线圈的卷绕面，并且其在沿着导轨的方向上与振动 件一起振动。专利文献1 日本特开2006-68688号公报专利文献2 日本特开2004-174309号公报在日本特开2006-68688号公报中公开的振动致动器中，由于使用在上下方向上 厚度大的线圈来使圆板状的可动部向上下方向(可动部的厚度方向)移动，因此存在很难 实现装置的薄型化这样的问题。在日本特开2004-174309号公报中公开的振动装置中，在相对于可动线圈的移动 方向(沿着导轨的方向)正交的方向上配置有筒状的可动线圈的卷绕面。因此，可动线圈 的卷绕面的高度方向的长度变大，从而存在很难实现装置的薄型化这样的问题。

发明内容
本发明为了解决上述的问题而提出，本发明的一个目的在于提供能够实现薄型化 的线性电动机。为了达成上述目的，本发明的第一方面的线性电动机具备涡卷状的线圈；可动 部，它们具有与涡卷状的线圈对置的磁极面，且设置成能够沿着沿涡卷状的线圈的表面的 方向移动，其中，涡卷状的线圈具有在俯视观察下沿着与可动部移动的方向交差的方向延 伸的第一部分、沿着可动部移动的方向延伸的第二部分，由流过第一部分的电流产生的磁 场的磁通的大小比由流过第二部分的电流产生的磁场的磁通的大小大。本发明的第二方面的携带式设备具备线性电动机，所述线性电动机具备涡卷状 的线圈；可动部，它们具有与涡卷状的线圈对置的磁极面，且设置成能够沿着沿涡卷状的线 圈的表面的方向移动，其中，涡卷状的线圈具有在俯视观察下沿着与可动部移动的方向交 差的方向延伸的第一部分、沿着可动部移动的方向延伸的第二部分，由流过第一部分的电流产生的磁场的磁通的大小比由流过第二部分的电流产生的磁场的磁通的大小大。发明效果在本发明的第一方面的线性电动机中，通过上述的结构，能够实现薄型化。在本发明的第二方面的携带式设备中，通过上述的结构，能够实现薄型化。


图1是表示本发明的第一实施方式的线性电动机的结构的立体图。图2是第一实施方式的线性电动机的俯视图。图3是第一实施方式的线性电动机的剖视图。图4是表示第一实施方式的线性电动机的平面线圈的第一层的俯视图。图5是表示第一实施方式的线性电动机的平面线圈的第二层的俯视图。图6是用于说明第一实施方式的线性电动机的动作的剖视图。图7是用于说明第一实施方式的线性电动机的动作的剖视图。图8是本发明的第二实施方式的线性电动机的俯视图。图9是本发明的第三实施方式的线性电动机的剖视图。图10是本发明的第四实施方式的线性电动机的俯视图。图11是本发明的第四实施方式的线性电动机的剖视图。图12是构成本发明的第五实施方式的线性电动机的可动部的剖视图。图13是构成本发明的第五实施方式的线性电动机的可动部的放大剖视图。图14是表示本发明的第六实施方式的携带式设备的结构的俯视图。图15是表示本发明的第六实施方式的携带式设备的结构的剖视图。图16是用于说明本发明的第一 第四实施方式的变形例的俯视图。图17是用于说明本发明的第一 第四实施方式的变形例的俯视图。图18是用于说明本发明的第五实施方式的变形例的俯视图。
具体实施例方式以下，基于

本发明的实施方式。(第一实施方式)如图1及图2所示，本发明的第一实施方式的线性电动机(线性驱动型振动电动 机)100具备设置有收纳部IlOa的框体110 ；配置在收纳部IlOa中的可动部120 ；支承可 动部120的一对板簧130。框体110在俯视观察下，由沿箭头Xl及X2方向延伸的第一侧壁部IlOb和沿箭头 Yl及Y2方向延伸的第二侧壁部1 IOc实质上形成为矩形形状(正方形形状)，并且框体110 的收纳部IlOa由在上下方向(箭头Zl及Z2方向)上贯通的矩形形状的开口部形成。并 且，在框体110上以闭塞收纳部IlOa的上方侧(箭头Zl方向侧)的开口部的方式配置有 印制基板140，并以闭塞下方侧(箭头Z2方向侧)的开口部的方式配置有底板150。另外， 框体110、印制基板140及底板150由玻璃环氧树脂形成。需要说明的是，框体110、印制基 板140及底板150为本发明的“箱体”的一例。如图2所示，可动部120在俯视观察下形成为角部被倒角的矩形形状(长方形形状)，并且由平板状的永久磁铁(由铁素体、钕等强磁性材料构成的磁铁)构成。可动部120 沿箭头Xl及X2方向具有约8mm的长度，并且沿箭头Yl及Y2方向具有约IOmm的长度。并 且，可动部120在俯视观察下，以位于框体110的收纳部IlOa的大致中央的方式由一对板 簧130支承侧面。另外，如图3所示，可动部120具有比收纳部IlOa的高度低的高度(小 的厚度)。如图3所示，可动部120通过由第一磁铁121和第二磁铁122构成的两个永久磁铁 构成。具体而言，可动部120构成为，以可动部120的中心线Cl-Cl附近(参照图2)为边 界，在箭头Xl方向侧配置有第一磁铁121，并且在箭头X2方向侧配置有第二磁铁122。在第 一磁铁121的与印制基板140对置的一侧设置有沿厚度方向被磁化成N极的N极面121a。 另外，在第二磁铁122的与印制基板140对置的一侧设置有沿厚度方向被磁化成S极的S 极面12加。需要说明的是，N极及S极分别是本发明的“第一极性”及“第二极性”的一例， 并且N极面121a及S极面12 分别是本发明的“第一磁极面”及“第二磁极面”的一例。在第一磁铁121的与底板150对置的一侧设置有沿厚度方向被磁化成S极的S极 面121b。同样，在第二磁铁122的与底板150对置的一侧设置有沿厚度方向被磁化成N极 的N极面12 。另外，第一磁铁121与第二磁铁122配置成，在印制基板140侧的表面处N极面 121a与S极面12 相邻，并且在底板150侧的表面处S极面121b与N极面122b相邻。并 且，第一磁铁121与第二磁铁122以分别通过相互相邻的N极面121a与S极面12 之间 产生的引力、S极面121b与N极面122b之间产生的引力密接的状态保持，并且通过粘接剂 等彼此固定。通过以上结构，可动部120在由一对板簧130支承的状态下，在收纳部IlOa的内 部沿相对于印制基板140平行的箭头Xl及X2方向直线移动。在此，所谓平行不仅包括互 相平行的状态，还包括在不妨碍可动部120直线移动的程度内从平行的状态偏离了的状态 (倾斜了规定的角度的状态)。另外，此时，第一侧壁部110b(参照图2)具有作为可动部 120沿箭头Xl及X2方向移动时的引导件的功能。如图1及图2所示，一对板簧130分别配置在框体110的第二侧壁部IlOc的内侧 面。具体而言，一对板簧130分别由固定于框体110的固定部130a、挠曲部130b、可动部120 的支承部130c构成。固定部130a以沿着箭头Yl及Y2方向延伸的方式形成，并且通过粘 接剂等固定于框体110的第二侧壁部110c。另外，挠曲部130b通过在从其与固定部130a 的交界部分到支承部130c之间折弯多次(两次)，而能够挠曲成使一对板簧130的支承部 130c的轨迹在中心线C2-C2上沿箭头Xl及X2方向直线地移动，挠曲部130b具有将可动 部120向相互另一侧的板簧130施力的功能。另外，各板簧130的支承部130c分别在框部 110的收纳部IlOa的中心线C2-C2上附近以夹着可动部120的方式支承可动部120。在第一磁铁121及第二磁铁122的与底板150对置的一侧的表面设置有由铁板等 形成的磁轭160a。需要说明的是，磁轭160a是本发明的“可动部侧磁轭”的一例。另外，在 印制基板140的与可动部120对置的一侧的相反侧的表面也同样设置有由铁板等形成的磁 轭160b。需要说明的是，磁轭160b是本发明的“线圈侧磁轭”的一例。磁轭160a及160b 具有作为用于抑制从装置主体向外部磁泄漏的磁屏蔽件的功能。如图3 图5所示，在印制基板140的内部配置有由两层布线结构构成的扁平形状(平坦面状)的平面线圈141及142。平面线圈141及142在俯视观察下分别具有矩形 形状的轮廓，且以从内侧朝向外侧在XY面(由箭头Xl (X2)方向和箭头Yl (Y2)方向形成的 面)方向上扩展的方式形成为涡卷状。需要说明的是，平面线圈141及142分别为本发明 的“线圈”的一例。平面线圈141及142通过一根电流线143互相电串联连接。具体而言，如图4所 示，构成平面线圈141的第一层电流线143a从外侧朝向内侧逆时针卷绕成涡卷状。平面线 圈141的第一层电流线143a的外侧的端部与在印制基板140上设置的电极焊盘170a连接。如图5所示，构成平面线圈142的第二层电流线14 从内侧朝向外侧逆时针卷绕 成涡卷状。平面线圈142的第二层电流线14 的外侧的端部与设置在印制基板140上的 电极焊盘170b连接。并且，构成平面线圈141的第一层电流线143a的内侧的端部和构成 平面线圈142的第二层电流线14 的内侧的端部在各自的中心部分附近经由在印制基板 140上设置的接触孔互相连接。此外，在磁轭160b上的与印制基板140上的电极焊盘170a 及170b对应的位置分别设置有开口部160c及160d，磁轭160b与电极焊盘170a及170b不 接触。如图4所示，平面线圈141具有分别沿箭头Yl及Y2方向延伸的第一部分141a及 141b和沿箭头Xl及X2方向延伸的第二部分141c及141d。S卩，第一部分141a及141b在印 制基板140上设置在可动部120移动的箭头Xl方向及箭头X2方向的各一侧。构成第二部 分141c及141d的电流线143a的宽度W2形成为比构成平面线圈141的第一部分141a及 141b的电流线143a的宽度Wl小。由此，构成第二部分141c及141d的电流线143a的间距 (相邻的电流线143a的中心间的距离)L2比构成第一部分141a及141b的电流线143a的 间距Ll小。其结果是，由流过第一部分141a及141b的电流产生的磁场的磁通的大小比由 流过第二部分141c及141d的电流产生的磁场的磁通的大小大。另外，在俯视观察下，第二部分141c及141d的至少一部分分别配置成与框体110 的第一侧壁部IlOb重合。S卩，平面线圈141的配置区域在俯视观察下比可动部120大，覆 盖可动部120整体。如图5所示，平面线圈142也为与平面线圈141同样的结构，具有沿箭头Yl及Y2 方向延伸且具有宽度Wl的第一部分14 及142b ；沿箭头Xl及X2方向延伸且具有宽度W2 的第二部分142c及142d。另外，在俯视观察下，第二部分142c及142d的一部分分别配置 成与框体110的第一侧壁部IlOb重合。需要说明的是，第一侧壁部IlOb为本发明的“侧壁 部”的一例。另外，在俯视观察下，静止状态下的平面线圈141(142)的第一部分141a(142a)与 可动部120的N极面121a重叠，第一部分141b (142b)与S极面12 重叠。通过以上结构，向平面线圈141及142供给驱动电流时，在第一部分141a(142a) 与第一部分141b (142b)中电流方向成为相反的方向。另外，将上层的平面线圈141与下层 的平面线圈142连接成电流沿相同方向流过上层的平面线圈141的部分和与上层的平面线 圈141的部分对应的下层的平面线圈142的部分。并且，第一部分141a(142a)及第一部分 141b (142b)产生的电磁力成为用于使可动部120移动的驱动力。接着，参照图4 图7，说明本发明的第一实施方式的线性电动机100的动作。首先，经由电极焊盘170a及170b向电流线143供给驱动电流。由此，如图6所示，在平面线圈141(142)的第一部分141a(142a)，电流从纸面里侧向跟前侧流动。并且，在平 面线圈141 (142)的第一部分141b (142b)，电流从纸面跟前侧向里侧流动。在此，在可动部120的N极面121a与S极面12 之间产生的磁场的方向如图6的 虚线箭头所示，在N极面121a上为从N极面121a的表面朝向印制基板140的方向、即Zl方 向。另外，在S极面12 上为从印制基板140朝向S极面12 的方向、即Z2方向。如此， 在可动部120的N极面121a与S极面12 之间产生的磁场的方向与平面线圈141(142) 的第一部分141a(142a)及第一部分141b(142b)的电流的流动方向正交。因此，流过平面 线圈141(142)的第一部分141a(142a)的电流从第一磁铁121的N极面121a的磁场受到 向箭头Xl方向的力。同时，流过平面线圈141(142)的第一部分141b (142b)的电流从第二 磁铁122的S极面12 的磁场受到向箭头Xl方向的力。然而，由于平面线圈141(142)的 第一部分141a (142a)及平面线圈141(142)的第一部分141b (142b)固定于印制基板140， 因此可动部120由于反作用而沿箭头X2方向直线移动。并且，如图7所示，通过在规定时间后供给与图6所示的状态相反方向的驱动电 流，在与上述同样的作用下，可动部120沿箭头Xl方向直线移动。如此，通过以规定的频率 切换驱动电流的方向，可动部120沿箭头Xl方向和箭头X2方向交替地直线移动而进行共 振运动。此时，在第一磁铁121的S极面121b与第二磁铁122的N极面122b之间产生的磁 通被磁轭160a吸收而选择性地通过磁轭160a内，因此不会贯穿底板150而到达外侧。另 外，在第一磁铁121的N极面121a与第二磁铁122的S极面12 之间产生的磁通贯穿印 制基板140的情况下，由于被磁轭160b吸收而选择性地通过磁轭160b内，因此不会到达磁 轭160b的外侧。并且，此时，在由平面线圈141(142)中互相对置的第二部分141c (142c)及 141d(142d)产生的电磁力的作用下，对可动部120分别施加有沿着箭头Yl及Y2方向的朝 向中心的方向的力或从中心沿着箭头Yl及Y2方向的向外侧牵引的方向的力。在本发明的第一实施方式的线性电动机100中，能够得到以下的效果。(1)通过构成横向振动(箭头Xl及X2方向的振动)的线性电动机100，与纵向振 动(箭头Zl及Z2方向的振动)的线性电动机相比，容易实现薄型化。(2)设置有能够沿着沿平面线圈141及142的表面的方向(箭头Xl及X2方向) 移动的可动部120。由此，与使用在上下方向(Z方向)上厚度大的线圈来使可动部120向 上下方向直线移动的情况相比，由于不需要设置可动部120的移动范围(向上下方向的移 动空间)，因此能够确保用于减少该方向的厚度的设计的自由度。其结果是，能够提供能够 实现薄型化的线性电动机100。(3)平面线圈141及142沿着可动部120的移动方向扁平状地形成为涡卷状。由 此，与线圈的卷绕面配置在相对于可动部的移动方向正交的方向上的情况相比，不需要设 置线圈的卷绕面的向高度方向(高度方向)的区域，能够使箭头Zl及Z2方向的厚度缩小。 因此，能够实现线性电动机100的薄型化。(4)在与平面线圈141 (142)对置的一侧的表面具备包括极性互异的N极面121a 及S极面12 的可动部120，在与N极面121a及S极面12 分别对应的位置上配置有流 过的电流方向彼此相反的平面线圈141(142)的第一部分141a及141b (14 及142b)。由 此，通过在平面线圈141(142)中流过电流时产生的电磁力，使施加在N极面121a及S极面12 上的力方向相同，因此能够使可动部120向该方向移动。即，由于能够通过一个涡卷状 的平面线圈构成线性电动机，因此能够使装置相应地小型化(小面积化)。此外，在与线圈对置的一侧的永久磁铁的极性仅由一种构成时，为了使可动部朝 向一个方向及另一个方向移动而需要在两侧分别配置线圈，因此装置的小型化(小面积 化)存在一定的界限。(5)以与平面线圈141 (142)的表面对置的方式配置可动部120的N极面121a及 S极面12加。由此，由可动部120侧产生的磁力线(产生磁力线的磁极面)与在平面线圈 141(142)中流过电流而产生的磁感应线(产生磁感应线的线圈面)平行。相对于此，在上述 日本特开2004-174309号公报所记载的结构中，由磁铁产生的磁力线和由线圈产生的磁感 应线正交。因此，与上述日本特开2004-174309号公报所记载的结构相比，线性电动机100 的结构由于磁力线与磁感应线的重合量大，因此能够使移动可动部120时的驱动力相应地 变大。(6)在可动部120的与平面线圈141(142)对置的面的相反侧的面上，在与N极面 121a对应的位置设置有S极面121b，在与S极面12 对应的位置设置有N极面122b。由 此，可动部120的N极面121a、S极面12加、S极面121b及N极面122b配置成相互不同的 磁极在可动部120的移动方向(箭头Xl及X2方向)及厚度方向(箭头Zl及Z2方向)上 相邻。因此，在各个磁极面之间产生的磁通的长度变小，因此能够相应地抑制向线性电动机 100的外部泄漏磁通的情况。其结果是，在将线性电动机100配置到各种装置内的情况下， 能够抑制因从线性电动机100泄漏磁通而产生装置的动作不良的情况。(7)在可动部120的S极面121b及N极面122b的表面设置有具有作为磁屏蔽件 的功能的磁轭160a，由此能够可靠地抑制在S极面121b及N极面122b之间产生的磁通从 线性电动机100的底板150侧向外部泄漏的情况。另外，通过在印制基板140的表面也配 置磁轭160b，在N极面121a与S极面12 之间以贯穿平面线圈141及142并同时通过磁 轭160b内的方式产生磁通。因此，能够可靠地抑制在N极面121a与S极面12 之间产生 的磁通从印制基板140侧向外部泄漏的情况。通过以上结构，能够容易地抑制从线性电动 机100向外部的磁通泄漏。(8)通过将从两侧支承可动部120的一对板簧130设置成折弯的形状以使可动部 120的支承部130c沿着可动部120的移动方向(箭头Xl及X2方向)挠曲变形，由此板簧 130的支承部130c的轨迹沿着箭头Xl及X2方向直线地移动。由此，由于支承部130c沿着 箭头Xl及X2方向直线地移动的同时支承可动部120，因此能够抑制可动部120移动时在支 承部130c与可动部120的接触部分产生错动。其结果是，由于能够抑制可动部120移动的 同时进行旋转的情况，因此能够使线性电动机100稳定动作。(9)通过将可动部120形成为角部被倒角的矩形形状，与未倒角的情况相比，能够 抑制可动部120移动时与框部110的第一侧壁部IlOb之间产生钩挂的情况。因此，能够更 可靠地抑制因这样的钩挂而可动部120旋转的情况。(10)在平面线圈141 (142)设置有沿着与可动部120移动的方向交差的方向(箭 头Yl方向及箭头Y2方向)延伸的第一部分141a、141b (142a、142b)以及沿着可动部120移 动的方向(箭头Xl方向及箭头X2方向)延伸的第二部分141c、141d(142c、142d)。并且， 第二部分141cU41d(142cU42d)的相邻的电流线143a(143b)的间距L2比第一部分141a、141b (142a、142b)的相邻的电流线143a(143b)的间距Ll小。由此，由于第二部分141c、141d(142c、142d)的间距L2小，因此第一部分141a、 141b (142a、142b)的箭头Yl方向及箭头Y2方向的长度变大，从而能够增大用于使可动部 120移动的电磁力，并且能够缩短可动部120的响应时间。(11)通过缩小第二部分141cU41d(142cU42d)的电流线143a(143b)的宽度W2， 使第二部分141c、141d(142c、142d)的相邻的电流线143a(143b)之间的间距L2比第一部 分141a、141b (142a、142b)的相邻的电流线143a(143b)之间的间距Ll小。由此，由于第一 部分141a、141b (142a、142b)的电流线143a (143b)的宽度Wl大，因此使电流线143a (143b) 的电阻减小，能够使流过电流线143a(143b)的电流量变大。其结果是，能够增大可动部120 的驱动力。(12)在俯视观察下，平面线圈141(142)的第二部分141c (142c)及141d (142d)的 一部分配置成与第一侧壁部IlOb重合。由此，能够使在可动部120上作用有箭头Yl及Y2 方向的力的区域变小，因此在可动部120沿箭头Xl及X2方向直线移动时，能够抑制可动 部120因箭头Yl及Y2方向的力而偏离直线状的移动路径的情况。其结果是，能够使线性 电动机100稳定动作。并且，由于第二部分141c、141d(142c、142d)的一部分与框体110的 第一侧壁部IlOb重合，因此能够使有助于产生用于使可动部120移动的电磁力的第一部分 141a, 141b (142aU42b)的长度进一步变大，从而能够增加可动部120的驱动力。(13)在与N极面121a对置的平面线圈141(142)的第一部分141a(142a)流过的 电流的方向和在与S极面12 对置的平面线圈141(142)的第一部分141b (142b)中流过 的电流的方向为大致相反的方向。由此，在与N极面121a对置的平面线圈141(142)的第 一部分141a (142a)和与S极面12 对置的平面线圈141(142)的第一部分141b (142b)上 作用有相同方向的力，因此能够容易地驱动可动部120。(14)在俯视观察下，平面线圈141(142)形成为大致矩形形状。由此，平面线圈 141(142)容易构成为具有在俯视观察下沿着与可动部120移动的方向交差的方向延伸的 第一部分141a及141b (14 及142b)、沿着可动部120移动的方向延伸的第二部分141c及 141d(142c 及 142d)。(15)在印制基板140上，在可动部120移动的方向的一侧和另一侧这两方设置有 平面线圈141 (142)的第一部分141a及141b (14 及14 )。由此，与仅在可动部120移动 的方向的一侧设置第一部分的情况相比，能够增大使可动部120移动时的驱动力。(16)将上层的平面线圈141与下层的平面线圈142连接成电流沿相同方向流过上 层的平面线圈141的部分和与上层的平面线圈141的部分对应的下层的平面线圈142的部 分。由此，在上层的平面线圈141与下层的平面线圈142这两方的线圈中能够产生相同方 向的磁通。其结果是，与设置上层的平面线圈141或下层的平面线圈142的一方的情况相 比，能够产生更大的磁通。(第二实施方式)参照图8，在第二实施方式中，对与使用角部被倒角的矩形形状的可动部120的第 一实施方式不同、而使用圆形形状的两端被切掉的形状的可动部220的例子进行说明。可动部220在俯视观察下构成为圆形形状的两端被切掉的形状。可动部220与第 一实施方式同样，在与平面线圈141及142对置的一侧的面上具有沿厚度方向被磁化成N极的N极面221a和沿厚度方向被磁化成S极的S极面22加。并且，可动部220在与平面线 圈141(14 对置的面的相反侧的面上，在与N极面221a对应的区域上设置有沿厚度方向 被磁化成S极的S极面221b，并且在与S极面22 对应的区域上设置有沿厚度方向被磁化 成N极的N极面222b。此外，第二实施方式的其它结构及动作与第一实施方式同样。在本发明的第二实施方式的线性电动机200中，除了上述(1) (16)的效果，还 能够得到以下的效果。(17)在俯视观察下，可动部220形成为切掉圆形形状的两端的形状。由此，与使用 圆形形状的可动部的情况相比，由于可动部220的移动量(移动范围)扩宽了切掉的部分 的范围，因此能够相应地扩大使可动部220加速的范围。因此，能够增加线性电动机200的
振动量。(18)可动部220沿箭头Xl及X2方向移动时，与相对于具有作为引导件的功能的 第一侧壁部IlOb面接触的第一实施方式的可动部120相比，第二实施方式的可动部220相 对于第一侧壁部IlOb线接触，因此能够使摩擦阻力相应地缩小。因此，能够使可动部220 更稳定地动作。(第三实施方式)在第三实施方式的线性电动机300中，如图9所示，对与分别另行形成框部110、底 板150及磁轭160b的第一实施方式不同、而将与框部、底部及磁轭对应的部分一体形成的 例子进行说明。线性电动机300在形成为矩形形状的筒状的箱体310的内部配置有可动部120及 印制基板140。箱体310例如由铁构成，并且具有作为用于抑制由可动部120产生的磁向外 部泄漏的磁屏蔽件的功能。此外，在该情况下，在印制基板140从箱体310的开口部310a 滑动而配置到内部后，在开口部310a安装盖部(未图示)等。另外，在箱体310中的与印 制基板140的电极焊盘170a及170b对应的位置形成有开口部310b及310c。此外，第三实施方式的其它结构及动作与第一实施方式相同。在本发明的第三实施方式的线性电动机300中，除了上述(1) (16)的效果以 外，还能够得到以下的效果。(19)通过将具有作为磁屏蔽件的功能的箱体310设置成覆盖由永久磁铁构成的 可动部120，由此能够容易地抑制由可动部120产生的磁通向外部泄漏的情况。并且，通过 一体设置作为框部、底板及磁轭的箱体，与分别独自设置的情况相比，能够抑制部件件数。(第四实施方式)在第四实施方式中，参照图10及图11，对与平面线圈141的第一部分141a(141b) 和第二部分141c(141d)形成为不同尺寸的宽度的第一实施方式不同、而平面线圈441的第 一部分441乂441b)与第二部分441d441d)的宽度的尺寸相等的例子进行说明。在线性电动机400中，如图10所示，由电流线443构成的平面线圈441具有沿箭 头Yl及Y2方向延伸的第一部分441a及441b和沿箭头Xl及X2方向延伸的第二部分441c 及441d。构成平面线圈441的第一部分441a及441b的第一层电流线443a的宽度W3与 构成第二部分441c及441d的电流线443a的宽度W4大致相等。此外，构成第二部分441c 及441d的电流线443a的间距L4(相邻的电流线443a的中心间的距离)比构成第一部分441a及441b的电流线443a的间距L3小。另外，在俯视观察下，第二部分441c及441d的一部分分别配置成与框体110的第 一侧壁部IlOb重合。S卩，平面线圈441的配置区域配置成在俯视观察下比可动部120大， 覆盖可动部120整体。此外，图11所示的第二层电流线44 (平面线圈442)的结构与上 述第1层电流线443a(平面线圈441)同样。并且，第四实施方式的其它结构与上述第一实 施方式同样。在本发明的第四实施方式的线性电动机400中，除了上述(1) (9)及(12) (16)的效果之外，还能够得到以下的效果。(20)在平面线圈441中设置有沿着与可动部120移动的方向交差的方向(箭头Yl 方向及箭头Y2方向)延伸的第一部分441a及441b、以及沿着可动部120移动的方向(箭 头Xl方向及箭头X2方向)延伸的第二部分441c及441d。并且，第二部分441c及441d的 相邻的电流线443a的间距L4比第一部分441a及441b的相邻的电流线443a的间距L3小。由此，由于第二部分441c及441d的间距L4小，因此能够使第一部分441a及441b 的箭头Yl方向及箭头Y2方向的长度变大，从而能够增大用于移动可动部120的电磁力，并 且能够缩短可动部120的响应时间。(第五实施方式)在第五实施方式中，对与上述第一 第四实施方式的可动部不同、而使用在永久 磁铁21的表面上形成含有氟树脂的镀镍层22b的可动部20的例子进行说明。如图12所示，可动部20由永久磁铁(由铁素体、钕等强磁性材料构成的磁铁)21 和在其表面形成的镀镍层22构成。另外，如图13所示，镀镍层22由在永久磁铁21的表面 形成的非电解镀镍层2 和在其表面形成的含有粒子状的由聚四氟乙烯构成的氟树脂的 镀镍层(氟共析镀镍层)22b构成。在此，非电解镀镍层2 是使用镀镍液通过通常进行的 不使用外部电源的化学还原法而形成的镀敷层，作为永久磁铁21与含有氟树脂的镀镍层 22b之间的粘接层而发挥功能。另外，含有氟树脂的镀镍层22b是通过代替上述的镀镍液 而使用在镀镍液中分散有聚四氟乙烯粒子的镀敷液而形成的镀敷层，具有防止永久磁铁21 的氧化且降低永久磁铁21的表面的摩擦系数的功能。需要说明的是，非电解镀镍层2 是 本发明的“粘接金属镀敷层”的一例。另外，含有氟树脂的镀镍层22b是本发明的“含有氟 树脂的金属镀敷层”的一例。此外，第五实施方式的其它结构与上述第一 第四实施方式同 样。在本发明的第五实施方式的可动部20中，能够得到以下的效果。(21)通过在可动部20的表面设置含有粒子状的氟树脂的镀镍层22b，利用氟树脂 的润滑作用，能够减轻可动部20相对于印制基板140的摩擦阻力。由此，在可动部20移动 时，能够使向平面线圈141、142供给的电流(驱动电流)与和摩擦阻力的减轻量对应的推 力的量相对应地降低。其结果是，能够提供实现消耗电力的降低的线性电动机。另外，能够 使可动部20的响应时间(可动部20到达规定的振动量的时间)缩短，以提高电能向振动 转换的效率。(第六实施方式)说明使用本发明的第一 第五实施方式中任一个的线性电动机的携带式设备的一例。
如图14及图15所示，本发明的第一 第五实施方式中任一个的线性电动机 10(K200 400)能够用于携带式电话500等。携带式电话500具备线性电动机100 (200 400)、CPTO10(参照图1 、显示部520。线性电动机10(^200 400)配置在配置有携带式 电话500的显示部520的一侧的相反侧的面上。显示部520由触摸面板方式的面板构成， 通过按压在显示部520上显示的按钮部520a，来操作携带式电话500。并且，线性电动机 100(200 400)由CPTOlO以如下方式控制，即，在检测到按压在显示部520上显示的按钮 部520a或在电话来电时设定为礼貌模式等情况下进行振动。需要说明的是，携带式电话 500是本发明的“携带式设备”的一例。在本发明的第六实施方式的具备线性电动机100(200 400)的携带式电话500 中，能够得到以下的效果。(22)通过具备上述的线性电动机100 (200 400)作为振动源，能够因上述线性电 动机100(200 400)薄型化而实现携带式电话500的薄型化。(23)通过具备上述的线性电动机100(200 400)，由于能够抑制从线性电动机 100 (200 400)的磁通泄漏，因此即使在铁等强磁性体接近携带式电话500的情况下，也能 够减轻上述情况引起的对线性电动机10(K200 400)的动作的影响。需要说明的是，此次公开的实施方式的所有点均为例示，不应该认为是限制的记 载。本发明的范围不限于上述的实施方式的说明，而由权利要求书表示，进而还包括与权利 要求书的范围均等的意思及范围内的全部变更。例如，在第一实施方式中，作为可动部的一例，示出了使用在俯视观察下角部被倒 角的矩形形状的可动部120的例子，但本发明不局限于此，也可以使用未倒角的矩形形状 的可动部。另外，可动部120例如可以为圆形形状等矩形形状以外的形状。另外，在第一 第四实施方式中，示出可动部120由N极面121a、S极面12h、S极 面121b及N极面122b构成的例子，但本发明不局限于此。例如，可动部120也可以仅由N 极面121a及S极面12 构成，而不设置S极面121b及N极面122b。即，只要沿着与平面 线圈141及142对置的面设置被磁化成磁性互异的磁极面即可。另外，在第一 第四实施方式中，示出了将可动部120设置成第一磁铁121与第二 磁铁122相邻的例子，但本发明不局限于此，也可以在第一磁铁121与第二磁铁122之间配 置例如钨等的重物。在该情况下，由于配置重物，因此能够使可动部120更稳定地动作。另 外，此时，通过在不改变可动部120的容积的情况下配置重物，与未配置重物的情况相比， 能够在相同的容积的状态下增加可动部120的重量。由此，能够容易地增加可动部120的 振动量。另外，在第一 第四实施方式中，示出了将磁轭160a设置在可动部120的S极面 121b及N极面122b的表面上的例子，但本发明不局限于此，也可以将磁轭160a配置成从S 极面121b及N极面122b的表面延伸到侧面的部分。在该情况下，能够可靠地抑制可动部 120的侧面方向(图3的箭头Xl及X2方向)的磁通泄漏。另外，在第一 第四实施方式中，示出了通过作为弹性构件的一例的两个板簧130 将可动部120支承为能够移动的例子，但本发明不局限于此，也可以是螺旋弹簧或橡胶构 件等板簧以外的弹性构件。另外，也可以通过三个以上的板簧130支承可动部120。另外，在第一 第四实施方式中，示出了将配置有平面线圈141及142的印制基板140仅配置在可动部120的一表面侧的例子，但本发明不局限于此，也可以在可动部120的 两侧的表面分别配置。由此，由于从可动部120的两侧驱动，因此能够提高可动部120的 驱动力。其结果是，能够缩短可动部120的响应时间(可动部120到达规定的振动量的时 间)。需要说明的是，在将印制基板140配置在可动部120的两侧的表面的情况下，优选在 可动部120不安装磁轭160a，代替于此而将磁轭160b设置在装置主体的两侧，由此抑制从 线性电动机10(K200 400)向外部的磁通泄漏。另外，在第一 第四实施方式中，示出了通过一对板簧130的支承部130c以夹着 可动部120的方式支承可动部120的例子，但本发明不局限于此，也可以将板簧130的支承 部130c与可动部120的接触部分粘接。需要说明的是，可动部120越是接近圆形的形状， 越优选粘接。另外，在第一 第四实施方式中，示出了直接通过板簧130支承可动部120的例 子，但本发明不局限于此，例如，也可以在可动部120的表面配置有磁性流体的状态下通过 板簧130支承。在该情况下，由于配置磁性流体，因此可动部120与第一侧壁部IlOb之间 的摩擦力及可动部120与底板150之间的摩擦力分别降低，从而能够缩短可动部120的响 应时间。另外，在第一 第四实施方式中，例示出在俯视观察下，平面线圈141的第二部分 141c(141d)的全部的间距L2比第一部分141a(141b)的间距Ll小的例子，但本发明不局限 于此。例如，也可以形成为第二部分141c(141d)的一部分间距L2比第一部分141a(141b) 的间距Ll小。另外，在第一 第四实施方式中，例示出在俯视观察下，平面线圈141的第二部分 141c(141d)的一部分分别配置成与框体110的第一侧壁部IlOb重合的例子，但本发明不局 限于此，也可以设置成使第二部分141c (141d)全部与框体110的第一侧壁部IlOb重合。另外，在第一 第四实施方式中，例示出平面线圈141(142)形成为具有矩形形状 的轮廓的涡卷状的例子，但本发明不局限于此。例如，如图16所示，平面线圈141的矩形形 状的轮廓的角部141e也可以通过倾斜地形成等方式而形成为直角以外的角度。尤其在第 二实施方式的情况下，可动部220为切掉圆形形状的两端的形状，在角部形成为直角的平 面线圈141中，角部不与可动部220重叠，由该角部产生的磁感应线不会有助于可动部220 的驱动。因此，通过如图16的平面线圈141那样使角部141e倾斜，能够相应地缩短构成平 面线圈141的电流线143a的全长。由此，能够降低平面线圈141整体的电阻值，因此能够使 流过平面线圈141的电流增大。其结果是，能够使作用在平面线圈141与可动部220(永久 磁铁)之间的力(电磁力)增大，能够增大可动部220的驱动力，并且能够缩短可动部220 的响应时间。另夕卜，在第一 第四实施方式中，例示出平面线圈141(142)的第二部分 141c (142c)及141d(142d)的宽度比第一部分141a(142a) R 141b (142b)的宽度小的例 子，但本发明不局限于此。例如，如图17所示，也可以使第一部分141f及141g与第二部分 141h及141i的宽度形成为相同的尺寸(W5)。另外，也可以使第一部分141a及141b与第 二部分141c及141d的宽度尺寸相同，且第一部分141a及141b的线间隔与第二部分141c 及141d的线间隔不同。另外，在第一 第四实施方式中，例示出平面线圈141(142)的第二部分141c(142c)及141d(142d)的宽度比第一部分141a(142a)及141b (142b)的宽度小的例子， 但本发明不局限于此。例如，可以使第一部分141a及141b与第二部分141c及141d的间 距尺寸相同，且使第一部分141a及141b的宽度比第二部分141c及141d的宽度大。由此， 流过第一部分141a及141b的电流量变大，从而能够进一步增大可动部120的驱动力。另 外，由于产生使可动部120向移动路径(箭头Xl及X2方向)以外的方向移动的电磁力的 第二部分141c及141d的宽度变小，因此其电磁力也变小，从而能够抑制可动部120偏离移 动路径的情况。因此，能够使线性电动机100(200、300、400)稳定动作。在上述第五实施方式中，例示出作为在永久磁铁21的表面形成的镀镍层22、采用 层叠有非电解镀镍层2 和含有氟树脂的镀镍层22b而得到的镀敷层的例子，但本发明不 局限于此。例如，也可以在永久磁铁21的表面仅形成含有氟树脂的镀镍层22b。在上述第五实施方式中，例示出通过一对平面线圈(平面线圈Ha及平面线圈 14b)使可动部20往复移动的例子，但本发明不局限于此。例如，也可以通过三个以上的并 列状态下的平面线圈使可动部20往复移动。在上述第五实施方式中，例示出在印制基板13的下表面配置电流线14的例子，但 本发明不局限于此。例如，可以在印制基板13的下表面及上表面这两面层叠配置电流线。 在该情况下，由于能够增强由电流线产生的磁场，因此能够提高可动部20的驱动力，缩短 可动部20的响应时间。在上述第五实施方式中，例示出在印制基板13侧配置电流线14的例子，但本发明 不局限此。例如，也可以在印制基板12侧也配置电流线。在该情况下，由于可动部20被从 其两磁极面侧驱动，由此能够提高可动部20的驱动力，缩短可动部20的响应时间。在上述第五实施方式中，例示出从控制部15向电流线14(平面线圈14a、14b)供 给驱动电流(交流电流)的例子，但本发明不局限于此。例如，也可以从外部(携带式电话 侧)直接向电流线14供给驱动电流。在该情况下，由于不需要控制部15，部件件数减少，因 此能够实现线性电动机的低成本化。在上述第五实施方式中，例示出可以在印制基板12的与可动部20对置的一侧 (上表面侧)的表面形成比构成印制基板12的通常的环氧树脂摩擦系数小的低摩擦层。 作为构成这样的低摩擦层的材料，可列举有作为碳系材料的类金刚石膜(DLC)、富勒烯 等，作为氟树脂的聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙 烯 六氟丙烯共聚物(FEP)等，作为聚烯烃树脂的聚乙烯、聚丙烯等，作为钛系材料的钛、氮 化钛、氧化钛等。在形成这样的结构时，可动部20与固定部10(印制基板1 之间的摩擦 阻力进一步降低，因此能够进一步缩短可动部20的响应时间。在上述第五实施方式中，例示出作为可动部20的一例、使用在俯视观察下为圆形 形状的可动部的例子，但本发明不局限于此。例如，如图18所示，也可以使用在俯视观察下 为切掉圆形形状的两端的形状(从圆板沿着两个互相平行的弦切掉两部分而成的形状)的 可动部620。在该情况下，与使用圆形形状的可动部的情况相比，可动部620的移动量(移 动范围)能够扩宽切掉的部分，因此能够使可动部620进一步加速，从而增加线性电动机的 振动量。
权利要求
1.一种线性电动机，其具备涡卷状的线圈(141、142、441、442)；可动部(120、220)，它们具有与所述涡卷状的线圈对置的磁极面，且设置成能够沿着沿 所述涡卷状的线圈的表面的方向移动，所述涡卷状的线圈具有在俯视观察下沿着与所述可动部移动的方向交差的方向延伸 的第一部分(141a、141b、141f、141g、142a、142b.441a.441b)、沿着所述可动部移动的方向 延伸的第二部分(141c、141d、141h、141i、142c、142d、441c、441d)，由流过所述第一部分的电流产生的磁场的磁通的大小比由流过所述第二部分的电流 产生的磁场的磁通的大小大。
2.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述第二部分的至少一部分的相邻的布线的宽度方向的中心的间隔比所述第一部分 的相邻的布线的宽度方向的中心的间隔小。
3.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，通过使所述第二部分的布线的布线宽度或所述第二部分的布线的布线间的间隔变小， 从而在所述第一部分流过电流时作用在所述第一部分与所述可动部之间的电磁力的大小 比在所述第二部分流过电流时作用在所述第二部分与所述可动部之间的电磁力的大小大。
4.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，还具备配置有所述涡卷状的线圈的箱体(110、140、150)，所述涡卷状的线圈的所述第二部分配置成在俯视观察下，所述第二部分的至少一部分 与所述箱体的侧壁部(IlOb)重合。
5.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述可动部在与所述涡卷状的线圈对置的面上包括具有第一极性的第一磁极面 (121a、221a)及具有与所述第一极性不同的第二极性的第二磁极面(122^22 )，并且沿 着沿所述线圈的表面的方向直线地移动，所述可动部的第一磁极面形成在所述可动部的移动方向中的一方向侧，并且所述第二 磁极面形成在所述可动部的移动方向中的另一方向侧，在俯视观察下，在与所述第一磁极面对置的所述涡卷状的线圈的所述第一部分流过的 电流的方向和在与所述第二磁极面对置的所述涡卷状的线圈的所述第一部分流过的电流 的方向为大致相反的方向。
6.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，在所述可动部的与所述涡卷状的线圈对置的一侧的面的至少一方形成有含有粒子状 的氟树脂的金属镀敷层(22b)。
7.根据权利要求6所述的线性电动机，其中，在所述可动部与含有所述粒子状的氟树脂的金属镀敷层之间设置有作为粘接层的粘 接金属镀敷层(22a)。
8.根据权利要求6所述的线性电动机，其中，所述可动部包括永久磁铁01)，含有所述粒子状的氟树脂的金属镀敷层形成在所述永久磁铁的至少与所述固定部接 触的一侧的部分上。
9.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述涡卷状的线圈包括涡卷状的平坦面状的线圈。
10.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述涡卷状的线圈在俯视观察下形成为大致矩形形状。
11.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，还具备配置有所述涡卷状的线圈的箱体，所述涡卷状的线圈的第一部分设置在所述箱体的所述可动部移动的方向的一方向侧 和另一方向侧这两方。
12.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，还具备配置有所述涡卷状的线圈的箱体，所述涡卷状的线圈配置在所述箱体的所述可动部的厚度方向的至少一方向侧。
13.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，还具备在所述可动部的与所述涡卷状的线圈对置的面的相反侧的面上设置的可动部 侧磁轭(160a)。
14.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，还具备在所述涡卷状的线圈的与所述可动部相反的一侧设置的线圈侧磁轭(160b)。
15.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述涡卷状的线圈形成为在俯视观察下从外侧朝向内侧卷绕成涡卷状的上层的所 述涡卷状的线圈(141、441)和从内侧朝向外侧卷绕成涡卷状的下层的所述涡卷状的线圈 (142,442)这两层结构，将所述上层的涡卷状的线圈与所述下层的涡卷状的线圈连接成电流沿相同方向流过 所述上层的涡卷状的线圈的部分和与所述上层的涡卷状的线圈的部分对应的所述下层的 涡卷状的线圈的部分。
16.根据权利要求1所述的线性电动机，其中，所述可动部在俯视观察下具有角部被倒角的矩形形状。
17.一种携带式设备，其具备线性电动机(100、200、300、400)，所述线性电动机(100、 200、300、400)具备涡卷状的线圈(141、142、441、442)；可动部(120、220)，它们具有与所 述涡卷状的线圈对置的磁极面，且设置成能够沿着沿所述涡卷状的线圈的表面的方向移 动，其中，所述涡卷状的线圈具有在俯视观察下沿着与所述可动部移动的方向交差的方向 延伸的第一部分(141a、141b、141f、141g、142a、142b、441a、441b)、沿着所述可动部移动的 方向延伸的第二部分(141c、141d、141h、141i、142c、142d、441c、441d)，由流过所述第一部 分的电流产生的磁场的磁通的大小比由流过所述第二部分的电流产生的磁场的磁通的大 小大。
全文摘要
本发明提供一种能够实现薄型化的线性电动机及具备线性电动机的携带式设备。在该线性电动机(100)中，涡卷状的线圈(141)具有第一部分(141a、141b)和第二部分(141c、141d)，由流过第一部分的电流产生的磁场的磁通的大小比由流过第二部分的电流产生的磁场的磁通的大小大。
文档编号B06B1/14GK102143808SQ20098013450
公开日2011年8月3日 申请日期2009年8月24日 优先权日2008年9月5日
发明者宍田佳谦, 宫本英明, 本间运也 申请人:三洋电机株式会社