專利名稱：振動器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動器件。
背景技術(shù)：
振動器件用在比如傳呼機(jī)或移動電話(為"靜音"呼叫提醒等)的應(yīng)用中 以及用在電腦游戲手持控制器(以給玩游戲者觸覺反饋)。
在先提出的 一種振動器件包括驅(qū)動偏心質(zhì)量或凸輪等的常規(guī)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)， 其質(zhì)心從旋轉(zhuǎn)軸偏離。因?yàn)轳R達(dá)驅(qū)動偏移質(zhì)量轉(zhuǎn)動，所以振動被傳遞到附著
該馬達(dá)的機(jī)殼或其它構(gòu)件。
在先提出的另一種振動器件包括具有受螺線管的磁場影響的可移動質(zhì) 量(例如，在螺線管內(nèi)連接至金屬芯)的螺線管。該螺線管被供給適當(dāng)交變
的饋電電流(supply current)，以使得可移動質(zhì)量振蕩并因此產(chǎn)生振動。 存在對更小和更輕的振動器件的持續(xù)需求，特別是在移動電話應(yīng)用中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種振動器件，其包括具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，該定子和轉(zhuǎn) 子每個都具有一個或多個磁性元件，其中
在轉(zhuǎn)子和定子中至少之一上的磁性元件包括電磁體，該電磁體能被供給 電流以與在轉(zhuǎn)子和定子中另一個上的磁性元件相互作用而引起轉(zhuǎn)子相對于 定子旋轉(zhuǎn)；
轉(zhuǎn)子的一個或多個磁性元件，整體而言具有從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸偏離的質(zhì)
心；以及
轉(zhuǎn)子和定子布置為或一起形成含有液體的空腔。
本發(fā)明的實(shí)施例能通過使用馬達(dá)本身的磁性元件(永磁體、電氣化磁體 或兩者的組合)作為引起振動的偏移或偏心質(zhì)量來解決對更小和更輕的振動
器件的需求。
本發(fā)明可以應(yīng)用到其中轉(zhuǎn)子布置為在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的器件或應(yīng)用到其 中轉(zhuǎn)子布置為至少部分在定子外部旋轉(zhuǎn)的器件。
優(yōu)選地，該器件包括兩個或多個旋轉(zhuǎn)移位的電磁體；以及驅(qū)動電路，該 驅(qū)動電路布置為電磁體提供各自的驅(qū)動電流，以使得電磁體的旋轉(zhuǎn)位移和各 個驅(qū)動電流的相對定時趨于促進(jìn)轉(zhuǎn)子相對于定子的旋轉(zhuǎn)。在這種布置中，驅(qū) 動電路能引起馬達(dá)以步進(jìn)或沖擊的運(yùn)動來移動，提供增強(qiáng)的振動效果。
轉(zhuǎn)子和定子布置為或一起形成含有比如油的液體的空腔。這具有各種潛
在的優(yōu)點(diǎn)。例如，該液體能有助于從轉(zhuǎn)子傳遞振動運(yùn)動到機(jī)殼；該液體能提 供潤滑；和/或該液體能在驅(qū)動電流除去時使馬達(dá)更快速地停止。


現(xiàn)在將僅通過實(shí)例參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中 圖1示意性地示出具有安置在定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)； 圖2示意性地示出具有安置在定子周圍的轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)； 圖3和圖4示意性地示出具有非對稱轉(zhuǎn)子的電動馬達(dá)； 圖5A到5D示意性地示出無刷馬達(dá)的運(yùn)4??； 圖6示意性地示出對無刷馬達(dá)的電連接； 圖7A到7C示意性地示出無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子； 圖8示意性地示出游戲控制器； 圖9示意性地示出傳呼機(jī)；以及 圖10示意性地示出移動電話。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，圖1示意性地示出具有安置在定子20、 30內(nèi)部的轉(zhuǎn)子 10的電動馬達(dá)。
在這個實(shí)例中的轉(zhuǎn)子由3個電繞組形成，這些電繞組布置為繞軸旋轉(zhuǎn)， 圖1的視圖是垂直于軸的平面方向上的截面。 .
定子由箱t性元件20、 30形成，^^性元件20、 30產(chǎn)生與由線圈繞組10 產(chǎn)生的場相互作用的石茲場。馬達(dá)裝入^L殼50中。
這種類型的簡單電動馬達(dá)的運(yùn)行是熟知的并在其它地方有詳盡的描述， 但是簡言之，電流經(jīng)由例如換向器和關(guān)聯(lián)的電刷被選擇性地供給線圏繞組
10，以使得供給到每個繞組的電流的極性隨馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)而變化。由線圈繞組
10產(chǎn)生的磁場與由定子20、30提供的磁場相互作用以產(chǎn)生繞軸40的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
定子可以由永磁體、電磁體或兩者的組合形成。
圖2示意性地示出具有安置在定子70周圍的轉(zhuǎn)子60的簡單電動馬達(dá)。 在這種情況中，定子70可以由相對于才幾殼50靜止的永》茲體或電氣化》茲體形 成。類似地，轉(zhuǎn)子60可以由永》茲體或以合適的才及性加電的電f茲體形成以引 起繞軸40的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
電動馬達(dá)的很多不同的布置是已知的。雖然可以在電動馬達(dá)中使用永》茲 體，但是應(yīng)該明白的是，至少一些磁性元件需要是電磁體，即，作為轉(zhuǎn)子、 定子或這兩者的部分。
參照圖1和2描述的馬達(dá)是在先提出的設(shè)計(jì)。它們具有共同的特征轉(zhuǎn) 子的質(zhì)心與軸40重合或基本重合。這被認(rèn)為是這種馬達(dá)的期望的特征以提 供振動降低的運(yùn)行。
相反地，現(xiàn)在將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例描述馬達(dá)，其目標(biāo)是提供振動增強(qiáng) 的運(yùn)行。實(shí)際上，在很多情況，這些馬達(dá)的唯一用途或目的是產(chǎn)生振動。
圖3示出與圖1的馬達(dá)的運(yùn)行類似的馬達(dá)，但具有非對稱的轉(zhuǎn)子。特別 地，轉(zhuǎn)子由一個大的部分80和兩個小的部分90形成，其共同作用以給出從 軸40偏離的質(zhì)心，例如在名義上的位置100。
在圖3中，形成部分80、 90的磁體的中心的角位移保持在120°以提供 馬達(dá)的可靠運(yùn)行。然而，作為馬達(dá)轉(zhuǎn)子，質(zhì)量的偏離中心引起整個布置振動。
類似地，圖4示意性地示出了類似于圖2的馬達(dá)，除了轉(zhuǎn)子由兩個更輕 的片段120和一個更重的片段IIO形成，再次給出了偏離的質(zhì)心(例如，在 馬達(dá)當(dāng)前朝向上的名義位置130)。再次，隨著馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，偏離的質(zhì)心將旋轉(zhuǎn)， 引起整個布置的總的振動。
在其它實(shí)施例中，每個轉(zhuǎn)子部分的尺寸基本上是相同的，但這些部分具 有不同的質(zhì)量，例如通過至少部分由不同的材料制作。
在圖3和4的馬達(dá)中(和確實(shí)在隨后描述的馬達(dá)中)機(jī)殼50全部或部 分用比如油的液體填充。優(yōu)選地，該液體是不導(dǎo)電的，不會妨礙比如電刷的 任何電連接的運(yùn)行。該液體能有助于馬達(dá)的潤滑，當(dāng)電源除去時有助于衰減 馬達(dá)，以及有助于將振動或移動從轉(zhuǎn)子傳遞到機(jī)殼50。
機(jī)殼可以至少部分地用某些磁力元件本身來實(shí)現(xiàn)。例如，在圖3中，至 少部分機(jī)殼可以由定子元件20、 30形成，例如用非磁性但液體密閉性的材 料占據(jù)定子元件之間的圓周的間隙。
至此所描述的實(shí)例是有電刷的馬達(dá)。無刷馬達(dá)布置將通過進(jìn)一步的實(shí)例 來描述。圖5A到5D所示的附圖示意性地示出這種無刷馬達(dá)的運(yùn)行。而且， 它們是沿垂直于馬達(dá)軸的平面的示意性截面。為了清楚，上面提及的含液體 的機(jī)殼沒有示出，盡管為了提供本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供機(jī)殼或機(jī)刻可以 由定子的外部(至少部分)形成。
回到圖5A，示出定子作為具有6個極或"齒"的外部結(jié)構(gòu)200。這些成對 布置并用A、 B和C標(biāo)示。在定子內(nèi)部是軟鋼轉(zhuǎn)子210,其繞軸220旋轉(zhuǎn)。 該轉(zhuǎn)子具有四個極。
如上面所提及的，繞定子的極的繞組布置成對A、 B和C。每對具有串 連的兩組線圈。這樣的一組繞組稱為"相"，所以圖5A所示的實(shí)例是三相馬 達(dá)。電流經(jīng)由各自的開關(guān)提供至相，其標(biāo)示為A、 B和C以對應(yīng)于相的標(biāo)記。
在圖5A到5D中，為了清楚，示出的轉(zhuǎn)子具有對稱的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例，使用非對稱結(jié)構(gòu)，且這種結(jié)構(gòu)的實(shí)例將在下面參照圖7A至7C 示出。
以圖5A開始，然后，相A被加壓且四個轉(zhuǎn)子齒中的兩個與相A的定子 齒對準(zhǔn)。下面，在圖5B中，相B的開關(guān)關(guān)閉且對應(yīng)于相B的齒之間的吸引 引起逆時針扭矩以作用在轉(zhuǎn)子上。參照圖5C，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子以逆時針方向旋 轉(zhuǎn)。參照圖5D，對于相A的齒的電流供給被除去并且轉(zhuǎn)子與相B的齒對準(zhǔn)。 然后這個過程以相C ,皮加壓且相B ^皮釋^:等重復(fù)。
圖6示意性地示出對圖5A到5D的馬達(dá)的電連接。每個相的線圈對標(biāo) 示為A1、 A2等且電流從驅(qū)動電流230供給，其通常實(shí)現(xiàn)為單個集成電路器 件。
在"通常，，運(yùn)行中，驅(qū)動電路將以合適的次序和頻率驅(qū)動各自的線圈以提 供基本恒定的速度的運(yùn)行。然而，如果驅(qū)動電路在馬達(dá)的不同相的加壓之間 應(yīng)用不同的時間間隔，能獲得運(yùn)行的粗糙的或"沖擊的"模式。結(jié)合下面描述 的非對稱轉(zhuǎn)子，這能給出增強(qiáng)的振動效果。
圖7A到7C示意性地示出上述類型的無刷馬達(dá)。轉(zhuǎn)子以繞軸220的截 面示出且例如可以由軟鋼形成?？梢钥闯雒總€轉(zhuǎn)子的質(zhì)心從軸偏離，這樣當(dāng)
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)致一定程度的振動。在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子總的截面是均一的， 但至少轉(zhuǎn)子上的 一些齒沿軸延伸不同的距離以給出偏移的質(zhì)心。
最后，將給出使用上述類型的馬達(dá)的一些實(shí)例。圖8示意性的示出與家
庭電腦娛樂系統(tǒng)(比如SonyRTM PlayerStation 2 TM家庭電腦娛樂系統(tǒng))310相 連的游戲控制器300。在游戲控制器上的各種控制320產(chǎn)生經(jīng)由控制線330 傳輸?shù)接螒蛱幚砥?10的控制信號并控制使用中具體游戲的運(yùn)行。在游戲運(yùn) 行中的合適時間，信號經(jīng)由控制線240發(fā)送到在手動控制器內(nèi)的振動器件 350。這引起振動器件350振動，給使用者增強(qiáng)的感覺。 '
圖9示意性地示出具有信息屏幕410、聲音提醒器件420和振動器件430 的傳呼機(jī)400。當(dāng)傳呼機(jī)設(shè)置成所謂的"靜音"模式時，聲音提醒器件420被 關(guān)閉且只使用振動器件430以提醒使用者信息已經(jīng)到達(dá)。類似地，圖10示 意性地示出具有顯示屏500、聽筒和聲音提醒器件510、鍵盤520和麥克風(fēng) 530的移動電話。為了在"靜音"模式中使用提供了上述類型的振動器件540 以使得當(dāng)呼叫或信息達(dá)到時使用者僅由振動(和或許閃光)提醒。
權(quán)利要求
1.一種振動器件，包括具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，所述定子和轉(zhuǎn)子每個都具有一個或多個磁性元件，其中在所述轉(zhuǎn)子和定子中至少之一上的磁性元件包括電磁體，所述電磁體能被供給電流以與所述定子和轉(zhuǎn)子中另一個上的磁性元件相互作用而引起所述轉(zhuǎn)子相對于所述定子旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn)子的一個或多個磁性元件，整體而言具有從所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸偏移的質(zhì)心；以及所述轉(zhuǎn)子和定子布置為或一起形成含有液體的空腔。
2. 如權(quán)利要求l所述的器件，其中所述轉(zhuǎn)子布置為在所述定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的器件，其中所述轉(zhuǎn)子布置為至少部分在所述定子 的外部旋轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求1至3任一所述的器件，包括 兩個或多個旋轉(zhuǎn)移位的電》茲體；以及驅(qū)動電路，布置為提供各自的驅(qū)動電流至所述電磁體，使得所述電磁體 的旋轉(zhuǎn)位移和所述各自的驅(qū)動電流的相對定時趨向促進(jìn)所述轉(zhuǎn)子相對于所 述定子的旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求所述的器件，其中所述液體是油。
6. —種移動通信器件，包括根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的振動器件。
7. —種游戲控制器包括根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一個的振動器件。
全文摘要
一種振動器件包括具有定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，定子和轉(zhuǎn)子每個都具有一個或多個磁性元件。在轉(zhuǎn)子和定子中至少之一上的磁性元件包括電磁體，該電磁體能夠被供給電流以與轉(zhuǎn)子和定子中另一個上的磁性元件相互作用而引起轉(zhuǎn)子相對于定子的旋轉(zhuǎn)；以及一個或多個轉(zhuǎn)子的磁性元件，整體而言具有從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸偏離的質(zhì)心。轉(zhuǎn)子和定子布置為或一起形成含有液體的空腔。
文檔編號H02K7/06GK101171735SQ200680015949
公開日2008年4月30日 申請日期2006年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者科林·J·休斯 申請人:索尼計(jì)算機(jī)娛樂公司