CN105281527B - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性振动马达，包括振子和与振子平行设置的定子，振子包括配重块和嵌设在配重块中的振动块，定子包括定子线圈和设置在定子线圈内部的导磁芯；其中，振动块包括至少两块邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的磁力加强件，磁力加强件为永磁铁；每两块相邻接设置的永磁铁的邻接端的极性相同；并且，磁力加强件的充磁方向与相邻接的永磁铁的充磁方向垂直。利用上述发明能够增强永磁铁的磁场强度，增加穿过定子的定子线圈的磁力线，从而提高产品的振感。

Description

线性振动马达

技术领域

本发明涉及消费电子产品技术领域，更为具体地，涉及一种应用于便携式消费电子产品的线性振动马达。

背景技术

随着通信技术的发展，便携式电子产品，如手机、掌上游戏机或者掌上多媒体娱乐设备等进入人们的生活。在这些便携式电子产品中，一般会用微型振动马达来做系统反馈，例如手机的来电提示、游戏机的振动反馈等。然而，随着电子产品的轻薄化发展趋势，其内部的各种元器件也需适应这种趋势，微型振动马达也不例外。

现有的微型振动马达，一般包括上盖、和与上盖形成振动空间的下盖、在振动空间内做直线往复振动的振子(包括配重块和永磁铁)、连接上盖并使振子做往复振动的弹性支撑件、以及位于振子下方一段距离的定子线圈。

在上述这种结构的微型振动马达中，振子中的永磁铁并排放置，并且充磁方向相反，即相邻的永磁铁的N极和S极邻接，并且永磁铁和定子线圈都是互相垂直放置的，即永磁铁的N-S极所在的方向与定子线圈的绕线方向垂直，以便永磁铁的磁力线能够垂直穿过定子线圈，尽可能充分地利用永磁铁的磁场。

然而，上述这种结构的微型振动马达，振子中的永磁铁本身所产生的磁力线比较分散，相对的穿过定子线圈的磁通量也会比较小，产生的作用力会比较小，影响振感效果及用户体验。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种线性振动马达，以解决目前马达所存在的因磁力线穿过定子时比较分散导致的马达振动效果不佳的问题。

根据本发明提供一种线性振动马达，包括振子和与振子平行设置的定子，振子包括配重块和嵌设在配重块中的振动块，定子包括定子线圈和设置在定子线圈内部的导磁芯；其中，振动块包括至少两块邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的磁力加强件，磁力加强件为永磁铁；每两块相邻接设置的永磁铁的邻接端的极性相同；并且，磁力加强件的充磁方向与相邻接的永磁铁的充磁方向垂直。

此外，优选的方案是，磁力加强件的磁极方向与磁力加强件两侧的永磁铁的充磁方向相适配，通过磁力加强件加强振动块作用于对应的定子的磁感应强度。

此外，优选的方案是，振动块包括三块邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的两个磁力加强件，分别为第一磁力加强件和第二磁力加强件；定子包括位于振动块上侧的第一定子组以及位于振动块下侧的第二定子组；第一磁力加强件靠近第一定子组的一端的磁极与第一磁力加强件对应的永磁铁的邻接端的磁极相同；第二磁力加强件靠近第二定子组的一端的磁极与第二磁力加强件对应的永磁铁的邻接端的磁极相同。

此外，优选的方案是，振动块包括三块邻接设置的永磁铁和设置在相邻的永磁铁之间的两个磁力加强件，分别为第一磁力加强件和第二磁力加强件；振动块的一侧设置有定子；第一磁力加强件和第二磁力加强件靠近相对应的定子的一端的磁极分别与对应的永磁铁的邻接端的磁极相同。

此外，优选的方案是，振动块包括两块邻接设置的永磁铁，永磁铁之间设置有一个磁力加强件；磁力加强件靠近定子的一端的磁极与永磁铁的邻接端的磁极相同。

此外，优选的方案是，定子线圈的轴线方向与振动块的永磁铁的充磁方向垂直，磁力加强件与导磁芯错位排列。

此外，优选的方案是，磁力加强件和与磁力加强件对应的导磁芯之间的水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

此外，优选的方案是，当定子包括相对应设置在振动块上、下两侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯时，相对应设置在振动块上、下两侧的定子线圈相互平行且定子线圈内的电流方向相反。

此外，优选的方案是，还包括外壳；在振子的两端对称设置有推挽磁铁；在外壳上与推挽磁铁相对应的位置固定设置有环绕推挽磁铁的推挽线圈；其中，在配重块上设置有收容推挽磁铁的收容槽。

此外，优选的方案是，还包括推挽线圈骨架，推挽线圈绕制在推挽线圈骨架上。

利用上述根据本发明的线性振动马达，在振子的相邻接的永磁铁之间设置磁力加强件，通过磁力加强件加强振动块作用于对应的定子的磁力线，从而增大振子所受到的作用力，增强线性振动马达的振感以及用户体验。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的线性振动马达的分解结构示意图；

图2为根据本发明实施例的线性振动马达的剖面结构示意图；

图3-1为根据本发明实施例的振动块与定子组合结构示意图；

图3-2为图3-1中定子线圈通电状态下的振子受力示意图；

图4为根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构示意图一；

图5-1为根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构示意图二；

图5-2为图5-1中定子线圈通电状态下的振子受力示意图；

图6-1为根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构示意图三；

图6-2为图6-1中定子线圈通电状态下的振子受力示意图。

其中的附图标记包括：上盖1、推挽线圈2、推挽线圈骨架3、推挽磁铁4、配重块5、第一定子线圈61、第二定子线圈62、第一导磁芯71、第二导磁芯72、第一永磁铁81、第二永磁铁82、第三永磁铁83、第一磁力加强件91、第二磁力加强件92、弹片10、下盖11。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

为解决现有马达振感小、用户体验差等问题，本发明在振子的永磁铁之间设置磁力加强件，通过磁力加强件增加永磁铁产生的磁场强度，使得穿过定子的磁力线增加，以提高产品的振感效果。

为详细描述本发明的线性振动马达，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的线性振动马达的分解结构；图2示出了根据本发明实施例的线性振动马达的剖面结构。

如图1和图2共同所示，本发明实施例的线性振动马达，包括振子和与振子平行设置的定子，振子包括配重块5和嵌设在配重块5中的振动块，定子包括定子线圈和设置在定子线圈内部的导磁芯；其中，振动块包括至少两块邻接设置的永磁铁和设置在永磁铁之间的磁力加强件，每两块相邻接设置的永磁铁的邻接端的极性相同，通过磁力加强件来增强永磁铁产生的磁场的强度，从而增强穿过定子的定子线圈的磁力线。其中，磁力加强件可以采用永磁铁。

在本发明的一个具体实施方式中，振动块由相邻接设置的三块永磁铁以及分别设置在相连接的永磁铁之间的磁力加强件组成，即振动块包括第一永磁铁81、第二永磁铁82、第三永磁铁83和设置在第一永磁铁81与第二永磁铁82之间的第一磁力加强件91、设置在第二永磁铁82和第三永磁铁83之间的第二磁力加强件92；定子包括相对应设置在振子一侧或上、下两侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯，定子线圈的轴线方向与振动块的永磁铁的充磁方向垂直；当定子包括相对应设置在振动块上、下两侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯时，相对应设置在振动块上、下两侧的定子线圈相互平行且定子线圈内的电流方向相反。

具体地，定子包括位于振子上侧的第一定子组和位于振子下侧的第二定子组，其中，第一定子组和第二定子组在竖直方向上交错分布。第一定子组包括第一定子线圈61和设置在第一定子线圈61中的第一导磁芯71，第二定子组包括第二定子线圈62和设置在第二定子线圈62中的第二导磁芯72；第一定子线圈61和第二定子线圈62平行设置，充电电流方向相反，且第一定子线圈61和第二定子线圈62的轴线方向位于同一条直线上。

其中，在相邻接设置的三块永磁铁中，每个永磁铁与相连接的永磁铁的邻接端的极性都相同，即呈S-N、N-S、S-N顺序或者N-S、S-N、N-S顺序排列，磁力加强件设置在相邻接的永磁铁之间，并且永磁铁的充磁方向与定子的定子线圈的轴线方向垂直。此时，第一磁力加强件91靠近第一定子组的一端的磁极与第一磁力加强件91相对应的永磁铁的邻接端的磁极相同，也就是说，与第一永磁铁81和第二永磁铁82的邻接端的磁极相同，图中示意为N极；同理，第二磁力加强件92靠近第二定子组的一端的磁极与第二磁力加强件92相对应的永磁铁的邻接端的磁极相同，也就是说，与第二永磁铁82和第三永磁铁83的邻接端的磁极相同，图中示意为S极。此处，定子线圈的轴线方向为定子线圈及其中的导磁芯的中心轴线所在的方向，在该具体实施例中，磁铁的充磁方向为水平方向，定子线圈的轴线方向为竖直方向。由于两个永磁铁相邻接的极性相同的两端之间会产生相斥的力量，因此，永磁铁的磁力线能够集中通过相邻接的两个永磁铁之间的磁力加强件以及设置在振动块下方的定子线圈，从而尽可能增大穿过定子线圈的磁通量。

其中，定子的定子线圈的轴线方向与振动块的永磁铁的充磁方向垂直，磁力加强件与导磁芯错位排列。如图2所示的磁力加强件和与磁力加强件对应的导磁芯之间水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内，也就是说，每个磁力加强件的中心线距离相应的(也即最近的)定子的导磁芯的中心线的水平距离为0.1～0.3mm。结合附图所示，第一导磁芯71与第一磁力加强件91和第二磁力加强件92之间的距离等于第二导磁芯72与第一磁力加强件91和第二磁力加强件92之间的距离，且该距离均位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

此外，在配重块5上对应定子的位置设置有避让定子的避让结构；在配重块5的中部位置设置有容纳振动块的凹槽52。对应第二永磁铁82的在线性振动马达X轴方向上的长度大于其邻接设置的其他永磁铁的长度，因此，在配重块5上对应收容第二永磁铁82的凹槽也设置为中间尺寸较大、两侧尺寸较小的结构，从而在将永磁铁依次装配至配重块5的凹槽52内时，能够对尺寸不同的永磁铁分别进行定位。其中，配重块5可以采用钨钢块或镍钢块或者镍钨合金等高密度金属材料制成，以加大振子的振动力，使电子产品的振动更强烈。

以下将以磁力加强件为永磁铁的情况对振子中的永磁铁为两块或者三块、定子的定子线圈设置一侧或者两侧、定子线圈设置一个或者两个的实施例进行分别阐述。

具体地，图3-1示出了根据本发明实施例的振动块与定子组合结构；图3-2示出了图3-1中定子线圈通电状态下的振子受力情况。

在该具体实施例中，振动块包括相邻接设置的三块永磁铁(由左向右依次为第一永磁铁、第二永磁铁、第三永磁铁)以及设置在相邻接的永磁铁之间的磁力加强件，其中，在第一永磁铁与第二永磁铁之间设置有第一磁力加强件，在第二永磁铁和第三永磁铁之间设置有第二磁力加强件。定子包括位于振子上侧的第一定子组和位于振子下侧的第二定子组，其中，第一定子组和第二定子组在竖直方向上交错分布。第一定子组包括第一定子线圈和设置在第一定子线圈中的第一导磁芯，第二定子组包括第二定子线圈和设置在第二定子线圈中的第二导磁芯；第一定子线圈和第二定子线圈平行设置，充电电流方向相反。

其中，第一磁力加强件的充磁方向(上端为N极，下端为S极)与第二磁力加强件的充磁方向相同，且与永磁铁的充磁方向相垂直。在对第一定子线圈和第二定子线圈分别通入如图所示的电流时，标示为“⊙”电流方向为垂直图面向外，标示为电流方向为垂直图面向里。根据判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

可知，根据左手定则第一定子线圈和第二定子线圈在磁场中的受力方向均为向左的F’，由于定子线圈固定不动，基于作用力与反作用力的关系，则永磁铁受力向右F。如此，受到向右推动力的永磁铁就带动配重块一起做向右的平移运动，从而挤压配重块右侧的缓冲件(例如，弹簧或者弹片)，拉伸配重块左侧的缓冲件。其中，由于第一磁力加强件的存在，位于第一磁力加强件上方的第一定子线圈内的磁力线增强，同时，位于第一磁力加强件下方的第二定子线圈内的磁力线减弱；同理，由于第二磁力加强件的存在，位于第二磁力加强件上方的第一定子线圈内的磁力线减弱，同时，位于第二磁力加强件下方的第二定子线圈内的磁力线增强。

当第一定子线圈和第二定子线圈内的电流方向同时改变时，按照左手定则，定子线圈受到的磁场力F’的方向均为向右。但是由于定子线圈固定不动，则永磁铁受到与F’方向相反且大小相同的F的作用力，受到向左推动力的永磁铁就带动配重块一起做向左的平移运动，同时使配重块两端的缓冲件从挤压/拉伸状态恢复原状后继续被拉伸/挤压。上述运动交替进行，使永磁铁和导磁轭/磁铁组成的振动块与配重块形成的振子在平行于定子的安装平面的方向做往复运动，从而实现线性振动马达的振动。

图4示出了根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构一。

如图4所示，在该具体实施例中，振动块包括两块相邻接设置的永磁铁(充磁方向为S-NN-S)和设置在永磁铁之间的磁力加强件，定子设置在振子的一侧，包括定子线圈和设置在定子线圈内的导磁芯。磁力加强件靠近定子的一端的磁极与两块永磁铁的邻接端的磁极相同，即其充磁方向为上端S极下端为N极。在对定子线圈进行通电时，由于磁力加强件的作用，穿过定子线圈的磁力线会增加，从而增强线性振动马达的振感。

图5-1示出了根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构二；图5-2示出了图5-1中定子线圈通电状态下的振子受力情况。

如图5-1和图5-2所示，在该具体实施例中，振动块包括相邻接设置的第一永磁铁、第二永磁铁、第三永磁铁以及设置在第一永磁铁与第二永磁铁之间设置有第一磁力加强件，第二永磁铁和第三永磁铁之间设置有第二磁力加强件。定子设置在振子的一侧，包括定子线圈和设置在定子线圈内的导磁芯。其中，第一磁力加强件与第二磁力加强件的充磁方向相反。在这种实施方式中，第一磁力加强件与第二磁力加强件均对应位于下侧的定子，也就是说，此时，第一磁力加强件与第二磁力加强件均为靠近下方定子的一端的磁极与对应的永磁铁的邻接端的磁极相同，即第一磁力加强件靠近定子的一端的磁极对应为N极，而第二磁力加强件靠近定子的一端的磁极对应为S极，其原理同上述不同实施方式的原理，在此不再赘述。

在对定子线圈通入如图所示的电流时，由于第一磁力加强件和第二磁力加强件的作用，穿过定子线圈的磁力线会增加，从而使振子的驱动力增加、振子的振感增强。

图6-1示出了根据本发明另一实施例的振动块与定子组合结构三；图6-2示出了图6-1中定子线圈通电状态下的振子受力情况。

如图6-1和图6-2所示，在该具体实施例中，振动块包括相邻接设置的第一永磁铁、第二永磁铁、第三永磁铁以及设置在第一永磁铁与第二永磁铁之间设置有第一磁力加强件，第二永磁铁和第三永磁铁之间设置有第二磁力加强件。定子包括设置在振子同侧的第一定子组和第二定子组，各定子组均包括定子线圈和设置在定子线圈内的导磁芯。其中，第一磁力加强件靠近第一定子组的一端的磁极与第一永磁铁和第二永磁铁的邻接端的磁极相同，同样的，第二磁力加强件靠近第二定子组的一端的磁极与第二永磁铁和第三永磁铁的邻接端的磁极相同，图中示意为第一磁力加强件与第二磁力加强件的充磁方向相反。

在对第一定子组和第二定子组内的定子线圈通入方向相反的电流后，振子的受力情况和上述实施例相类似，此处不再赘述。

结合图1所示，在本发明的另一具体实施方式中，在配重块5的两端对称设置有推挽磁铁4以及收容推挽磁铁4的收容槽(包括收容槽51a和收容槽51b，下同)，两块推挽磁铁4分别放置在相应的收容槽内。在外壳上与推挽磁铁4相对应的位置固定设置有环绕推挽磁铁4的推挽线圈2，在向推挽线圈2通电后，推挽线圈2与其内部的推挽磁铁4相配合，由于推挽线圈2固定在外壳上不能移动，从而使推挽磁铁4受到同样大小、方向相反的作用力，为振子沿与定子所在的平面相平行的方向上做往复运动提供驱动力。

其中，为方便对推挽线圈2的绕制和固定，本发明的线性振动马达中还可以包括推挽线圈骨架3，推挽线圈2绕制在推挽线圈骨架3上，通过将推挽线圈骨架3固定在线性振动马达的外壳上，能够实现间接地使推挽线圈2固定在外壳上。

另外，在配重块5的两端还可以设置弹片10，弹片10的一端与配重块连接，另一端固定在外壳上，从而将振子悬设在外壳形成的空间内，为振子的振动提供弹性恢复力；定子中的导磁芯通电后产生变化的磁场，通过改变磁场磁力线的走向来驱动振子沿与定子所在平面平行的方向上做往复运动，即在振动块中的永磁铁和定子中的导磁芯产生相互作用的推挽力，最终使得线性振动马达振动。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的线性振动马达。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的线性振动马达，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种线性振动马达，包括振子和与所述振子平行设置的定子，所述振子包括配重块和嵌设在所述配重块中的振动块，所述定子包括定子线圈和设置在所述定子线圈内部的导磁芯；其特征在于，

所述振动块包括至少两块邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的磁力加强件，所述磁力加强件为永磁铁；

所述两块邻接设置的永磁铁的邻接端的极性相同；并且，所述磁力加强件的充磁方向与相邻接的所述两块邻接设置的永磁铁的充磁方向垂直；

所述定子线圈的轴线方向与所述两块邻接设置的永磁铁的充磁方向相垂直，所述磁力加强件与所述导磁芯在竖直方向上错位排列。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述磁力加强件的磁极方向与所述磁力加强件两侧的永磁铁的充磁方向相适配，通过所述磁力加强件加强所述振动块作用于对应的定子的磁感应强度。

3.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括三块邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的两个磁力加强件，分别为第一磁力加强件和第二磁力加强件；所述定子包括位于所述振动块上侧的第一定子组以及位于所述振动块下侧的第二定子组；

所述第一磁力加强件靠近所述第一定子组的一端的磁极与所述第一磁力加强件对应的所述永磁铁的邻接端的磁极相同；所述第二磁力加强件靠近所述第二定子组的一端的磁极与所述第二磁力加强件对应的所述永磁铁的邻接端的磁极相同。

4.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括三块邻接设置的永磁铁和设置在相邻的永磁铁之间的两个磁力加强件，分别为第一磁力加强件和第二磁力加强件；所述振动块的一侧设置有定子；

所述第一磁力加强件和所述第二磁力加强件靠近相对应的定子的一端的磁极分别与对应的所述永磁铁的邻接端的磁极相同。

5.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括两块邻接设置的永磁铁，所述永磁铁之间设置有一个磁力加强件；

所述磁力加强件靠近所述定子的一端的磁极与所述永磁铁的邻接端的磁极相同。

6.如权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，

所述磁力加强件和与所述磁力加强件对应的导磁芯之间的水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

7.如权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，

当定子包括相对应设置在所述振动块上、下两侧的定子线圈和设置在所述定子线圈中的导磁芯时，

所述相对应设置在所述振动块上、下两侧的定子线圈相互平行且定子线圈内的电流方向相反。

8.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，还包括外壳；

在所述振子的两端对称设置有推挽磁铁；

在所述外壳上与所述推挽磁铁相对应的位置固定设置有环绕所述推挽磁铁的推挽线圈；其中，

在所述配重块上设置有收容所述推挽磁铁的收容槽。

9.如权利要求8所述的线性振动马达，其特征在于，

还包括推挽线圈骨架，所述推挽线圈绕制在所述推挽线圈骨架上。