CN105226908B - 直线振动电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直线振动电机，其包括弹性件、与所述弹性件相连接的振子以及收容所述弹性件和所述振子的壳体，所述弹性件将所述振子悬置支撑于所述壳体内，所述弹性件包括与所述振子相连接的固定部、接合于所述壳体的接合部以及连接所述固定部与所述接合部的弯折部，所述直线振动电机还包括对称设于所述振子两侧的预压缩的弹簧，所述弹簧一端连接于所述振子，另一端连接于所述壳体，所述弹簧的预压缩方向垂直所述振子的振动方向。本发明的直线振动电机通过装配两个预压缩的弹簧提供负刚度，为保证振子频率要求需增加弹性件X方向的刚度值，即当X方向刚度值增大时相应的YZ方向刚度值同时增大，增加了振子的稳定性。

Description

直线振动电机
技术领域
本发明涉及振动电机技术领域，特别地，涉及一种用于便携式消费性电子产品的直线振动电机。
背景技术
随着电子技术的发展，便携式消费性电子产品越来越受人们的追捧，如手机、掌上游戏机、导航装置或掌上多媒体娱乐设备等，一般都会用到振动电机来做系统反馈，比如手机的来电提示、信息提示、导航提示及游戏机的振动反馈等。振动电机广泛的应用，意味着对其性能及使用寿命的要求也越来越高。
目前，应用较多且性能较好的振动电机是扁平状的线性振动电机，如图1所示，所述线性振动电机1包括具收容空间的壳体11、连接于所述壳体11的弹力支撑件13、被所述弹力支撑件13悬挂于收容空间的由配重块151和永磁体153组成的振子15，以及正对所述永磁体153的线圈，所述线圈收容于所述壳体11，且所述线圈与所述永磁体153正对间隔设置并位于所述永磁体153与所述壳体11的底壁之间；所述弹力支撑件13的端部固定于所述壳体11，用于支撑所述振子15在工作时沿水平方向进行往复运动。
但是，所述线性振动电机1存在以下问题：所述弹力支撑件13提供X方向的刚度，同时提供YZ方向的支撑；该设计方式决定了YZ方向的刚度值与X方向的刚度值有确定的比值，X方向的刚度较小时，YZ方向的刚度也较小，运动不稳定，从而影响所述线性振动电机1的性能。
因此，有必要提供一种新的线性振动电机，以克服上述缺陷。
发明内容
为了解决上述现有线性振动电机存在运动不稳定从而造成其性能不佳的技术问题，本发明提供一种运动稳定且产品性能更佳的直线振动电机。
本发明提供一种直线振动电机，其包括弹性件、与所述弹性件相连接的振子以及收容所述弹性件和所述振子的壳体，所述弹性件将所述振子悬置支撑于所述壳体内，
所述弹性件包括与所述振子相连接的固定部、接合于所述壳体的接合部以及连接所述固定部与所述接合部的弯折部，
所述直线振动电机还包括对称设于所述振子两侧的预压缩的弹簧，所述弹簧一端连接于所述振子，另一端连接于所述壳体，所述弹簧的预压缩方向垂直于所述振子的振动方向。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述振子包括对称设置的凹槽，所述凹槽容纳所述弹簧。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述振子包括配重块，所述配重块包括连接块及沿所述连接块两端异向延伸出的第一配重块和第二配重块，所述第一配重块和所述第二配重块对称设置并与所述连接块形成对称的所述凹槽。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述振子还包括贯穿所述第一配重块或所述第二配重块的通孔，所述通孔内安装有永磁体。
本发明提供所述的直线振动电机中，还包括设置在所述振子与所述壳体之间的线圈，所述线圈固定在所述壳体上，所述线圈与所述永磁体正对间隔设置。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述振子还包括极片，所述极片覆盖于所述配重块远离所述线圈一侧的表面。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述接合部包括面向所述振子的第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面与所述壳体连接。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述固定部包括与所述振子相连接的第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，所述第四表面面向所述壳体。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述弹性件还包括挡片，所述挡片分别设于所述第一表面及所述第四表面。
本发明提供所述的直线振动电机中，所述弹簧为螺旋弹簧。
相较于相关技术，本发明提供的所述直线振动电机具有的有益效果在于：通过装配两个预压缩的弹簧提供负刚度，为保证振子频率要求需增加弹性件X方向的刚度值，即需增加弹性件X方向刚度值以保证性能不变，由于弹性件的设计决定了YZ方向的刚度值与X方向刚度值有确定的比值，即当X方向刚度值增大时相应的YZ方向刚度值同时增大，增加了振子的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是现有技术的线性振动电机一实施例的内部结构的俯视图；
图2是本发明提供的直线振动电机一较佳实施例的立体分解示意图；
图3是图2所示直线振动电机组装后的内部结构的俯视图；
图4为图3所示直线振动电机的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图2和图3，其中，图2是本发明提供的直线振动电机一较佳实施例的立体分解示意图；图3是图2所示直线振动电机组装后的内部结构的俯视图，图4为图3所示内部结构的剖视图。所述直线振动电机2包括振子21、弹簧23、弹性件25及具收容空间的壳体27。所述弹簧23对称设于所述振子21的两侧，其一端连接于所述振子21，另一端连接于所述壳体27，所述弹性件25与所述振子21相连接，所述弹性件25、所述振子21及所述弹簧23均收容于所述壳体27的收容空间。振子21通过弹性件25弹性支撑在壳体27内。
所述壳体27包括一端开口且具收容空间的壳体本体271及盖设于所述壳体本体271开口端的盖板273，所述壳体27的收容空间收容所述弹性件25、所述振子21及所述弹簧23。所述盖板273为可拆卸式盖板，配合所述壳体本体271，使得所述直线振动电机2内部的各元器件设计紧凑，并方便装拆。
所述振子21包括配重块211、永磁体213及极片217，所述永磁体213贯穿所述配重块211设置，所述线圈215与所述永磁体213正对间隔设置且位于所述配重块211与所述壳体本体271之间，且线圈213固定在壳体271内壁，所述极片217覆设于所述配重块211远离所述线圈215一侧的表面。
所述配重块211包括连接块2111及沿所述连接块2111两端异向延伸出的第一配重块2113和第二配重块2115，所述第一配重块2113和所述第二配重块2115对称设置并与所述连接块2111共同形成对称的凹槽2117，所述凹槽2117分别对应容纳所述弹簧23。
所述第一配重块2113包括贯穿其设置的通孔21131，所述通孔21131间隔并列设置；所述永磁体213的数量为两块，分别收容于所述通孔21131，且所述永磁体213的端面与所述配重块211的端面处于同一平面。当然，在本实施例中，所述通孔21131贯穿设于所述第一配重块2113，在其他情况下，所述通孔21131还可以贯穿设于所述第二配重块2115。所述第二配重块2115与所述第一配重块2113的结构相同，二者的区别仅在于是否设有所述通孔21131。
所述线圈215与所述永磁体213正对间隔设置，所述线圈215为扁平状的线圈且位于所述永磁体213和所述壳体本体271之间，且固定在壳体本体271内壁，所述永磁体213正对所述线圈215的磁极极化方向相反。
所述极片217呈平板状，其覆设于所述配重块211远离所述线圈215一侧的表面，并位于所述配重块211和所述盖板273之间。所述极片217用于防止所述永磁体213漏磁，从而产生更好的电磁感应效果。
所述弹簧23为成对对称设置的螺旋弹簧，且所述螺旋弹簧采用预压缩处理，并含有一定的预压力，其对称安装于所述凹槽2117内。所述弹簧23一端连接于所述振子21，另一端连接于所述壳体本体271。所述弹簧23垂直于所述振子21的振动方向。在图2-4所示的实施例中，设置一对弹簧23，预压缩后的单个弹簧23分别容纳于对应的凹槽2117，两个弹簧23的中心线位于同一直线上且垂直所述振子21的振动方向。所述弹簧23采用激光点焊的方法，其一端焊接于所述振子21，另一端焊接于所述壳体本体271，即弹簧23的一端固定在凹槽2117内壁，另一端则与壳体本体271焊接固定。
在本发明的优选实施例中，弹簧23的个数不限于一对，也可以是两对或多对，在两对及多对弹簧的情况下，为了避免同侧弹簧之间的碰撞，每一所述弹簧23可分别对应安装在独立的凹槽2117内，或者同侧的多个弹簧也可按一定间距并列安装在同一凹槽2117内。
所述弹性件25的数量为两个，且二者结构相同，分设于所述配重块211沿X方向的两端，用于支撑所述振子21悬挂于所述壳体本体271的收容空间内。所述弹性件25包括与所述振子21相连接的固定部251、接合于壳体271的接合部255、以及连接接合部255与固定部251的弯折部253，弯折部253沿所述固定部251弯折延伸且接至接合部255，由此每一弹性件25大致呈开口朝向振子21的U形结构。弹性件25上还设有多个挡片257。
所述固定部251包括与所述振子21相连接的第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，所述第四表面面向所述壳体本体271。所述接合部255包括面向所述振子21的第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面与所述壳体本体271连接。优选地，所述弹性件25的接合部255与所述壳体本体271采用激光点焊的方法焊接在一起。具体地，将所述弹性件25的接合部255的第二表面采用激光点焊的方法焊接于所述壳体本体271；将所述弹性件25的固定部251的第三表面采用激光点焊的方法焊接于所述第一配重块2113。所述挡片257分别设于所述第一表面及所述第四表面。所述挡片257的形状为方形、圆形及其他相适应形状的中的任意一种。
本发明提供的所述直线振动电机2实现运动稳定性的原理在于：
在所述配重块211的相对两侧装配两个所述螺旋弹簧23，所述螺旋弹簧23经过压缩处理，含有一定的预压量，即平衡位置上的所述螺旋弹簧23有预压力。
当所述振子21沿X方向振动时，所述螺旋弹簧23的预压力在X和Y方向有一定的分力，所述螺旋弹簧23的Y方向分力相互抵消，而X方向分力同向叠加；此时，所述U型弹性件25提供的X方向回复力与所述螺旋弹簧23的X方向分力方向相反，即在运动过程中，所述螺旋弹簧23提供的X方向的分力与所述U型弹性件25的回复力方向相反，即所述螺旋弹簧23提供了X方向的负刚度-K1。
本发明提供的所述直线振动电机2的优势在于：
所述螺旋弹簧23提供X方向的负刚度为-K1，所述U型弹性件25提供X方向的正刚度为+K2，所述振子21沿X方向的刚度为K，因此，所述振子21的刚度K＝(-K1)+(+K2)＜+K2；
当所述振子21的质量及频率要求一定时，对弹簧系统的刚度值要求不变，即此时需增加所述U型弹性件25在X方向的刚度值才能抵消负刚度的所述螺旋弹簧23造成的刚度值减小，即需要增加所述U型弹性件25在X方向的+K2值以保证性能不变；
由于所述U型弹性件25的设计决定了YZ方向的刚度值与X方向刚度值有确定的比值，即当X方向刚度值增大时相应的YZ方向刚度值同时增大，因此增加了所述振子21的稳定性；也就是说，该增加负刚度-K1的所述螺旋弹簧23的设计，为保证性能不变，所述U型弹性件25的刚度值需增加，相应的增加了YZ方向的刚度值，增加了运动的稳定性。
本发明提供的所述直线振动电机具有的有益效果在于：通过装配对称设置的预压缩的弹簧提供负刚度，为保证振子频率要求需增加弹性件X方向的刚度值，即需增加弹性件X方向刚度值以保证性能不变，由于弹性件的设计决定了YZ方向的刚度值与X方向刚度值有确定的比值，即当X方向刚度值增大时相应的YZ方向刚度值同时增大，增加了振子的稳定性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直线振动电机，其包括弹性件、与所述弹性件相连接的振子以及收容所述弹性件和所述振子的壳体，所述弹性件将所述振子悬置支撑于所述壳体内，
所述弹性件包括与所述振子相连接的固定部、接合于所述壳体的接合部以及连接所述固定部与所述接合部的弯折部，其特征在于：
所述直线振动电机还包括对称设于所述振子两侧的预压缩的弹簧，所述弹簧一端连接于所述振子，另一端连接于所述壳体，所述弹簧的预压缩方向垂直于所述振子的振动方向；所述振子的振动方向为X，所述弹簧的预压缩方向为Y，所述弹簧的预压力在X和Y方向有一定的分力，所述弹簧在Y方向的分力相互抵消，所述弹簧在X方向的分力同向叠加，所述弹性件提供的在X方向的回复力与所述弹簧在X方向的分力方向相反。
2.根据权利要求1所述的直线振动电机，其特征在于：所述振子包括对称设置的凹槽，所述凹槽容纳所述弹簧。
3.根据权利要求2所述的直线振动电机，其特征在于：所述振子包括配重块，所述配重块包括连接块及沿所述连接块两端异向延伸出的第一配重块和第二配重块，所述第一配重块和所述第二配重块对称设置并与所述连接块形成对称的所述凹槽。
4.根据权利要求3所述的直线振动电机，其特征在于，所述振子还包括贯穿所述第一配重块或所述第二配重块的通孔，所述通孔内安装有永磁体。
5.根据权利要求4所述的直线振动电机，其特征在于，还包括设置在所述振子与所述壳体之间的线圈，所述线圈固定在所述壳体上，所述线圈与所述永磁体正对间隔设置。
6.根据权利要求5所述的直线振动电机，其特征在于：所述振子还包括极片，所述极片覆盖于所述配重块远离所述线圈一侧的表面。
7.根据权利要求2所述的直线振动电机，其特征在于：所述接合部包括面向所述振子的第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面与所述壳体连接。
8.根据权利要求7所述的直线振动电机，其特征在于：所述固定部包括与所述振子相连接的第三表面及与所述第三表面相对的第四表面，所述第四表面面向所述壳体。
9.根据权利要求8所述的直线振动电机，其特征在于：所述弹性件还包括挡片，所述挡片分别设于所述第一表面及所述第四表面。
10.根据权利要求1-9任一项所述的直线振动电机，其特征在于：所述弹簧为螺旋弹簧。
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