CN105305762A - 一种磁平衡直线振动马达及其振动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁平衡直线振动马达及其振动方法，该马达包括：定子、转子、外壳组件，当定子通电时，转子沿着定子做往复直线运动；转子上设置有定位片或定位磁石；当转子上设置有定位片时，外壳组件上设置有定位磁石；当转子上设置有定位磁石时，外壳组件上设置有定位片；转子在定位片和定位磁石的作用下保持水平运动，且在预设幅度内做往复直线运动。该方法包括：当定子通电，转子沿定子做往复直线运动，在定位片和定位磁石的作用下，使转子在做往复直线运动时保持水平，在预设幅度内做往复直线运动；当定子断电，转子在定位片和定位磁石的作用下停止在预设位置。本发明提高了直线振动马达的组装精度和良品率，减少了噪音，且延长了使用寿命。

Description

一种磁平衡直线振动马达及其振动方法

技术领域

本发明涉及振动马达，特别涉及一种磁平衡直线振动马达及其振动方法。

背景技术

随着智能手机等便携设备的快速发展，对其中安装的电学器件的要求越来越高。

为了达到节省空间、提升品质的目的，电子元器件逐步向超小超薄方向发展，作为来电显示、触控反馈等效果的最主要实现者，对振动器也提出了较高的要求。直线振动马达因为在高度方向上具有较强的优势而取代了其他的振动器。

目前在智能手机上使用比较多的直线振动马达为弹簧直线振动马达，其使用机械的金属弹簧来控制振动幅度和振动水平，加工和组装难度高，难以控制组装精度，不良率非常高；且使用寿命短，长期使用会产生金属疲劳，金属弹簧会产生噪音、杂音，影响手机的使用。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种磁平衡直线振动马达及其振动方法，利用磁性原理代替机械弹簧的功能来实现良好振动，加工和组装简单，提高了组装精度和良品率，并且延长了使用寿命，降低了噪音。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种磁平衡直线振动马达，其包括：定子、转子、外壳组件，其中：

当所述定子通电时，所述转子沿着所述定子做往复直线运动；

所述转子上设置有定位片或定位磁石；

当所述转子上设置有所述定位片时，所述外壳组件上设置有所述定位磁石；当所述转子上设置有所述定位磁石时，所述外壳组件上设置有所述定位片；

所述转子在所述定位片和所述定位磁石的相互作用下保持水平运动，且在预设幅度内做往复直线运动。

本发明是利用了磁性原理：在均匀的磁场中，通过该磁场切割磁力线直线运动的，规则的导磁的金属材料物体会保持水平于磁力线的直线运动，磁场会给该物体以反方向运动的阻力，而且该物体失去运动推力时会迅速静止在固定位置。本发明就是利用了该磁性原理，控制转子的运动幅度和运动水平，以及定位其静止时的位置。

目前市场上的直线振动马达，都采用机械弹簧（金属）来控制转子的运动幅度，从而产生振动效果，弹簧的精度以及装配精度直接影响往复运动的幅度和反应速度，而机械弹簧的精度难以控制，且组装时容易产生变形错位，从而达不到振动的特性要求，产品的良品率低；再者金属弹簧会产生噪音，长期使用理论上会产生金属疲劳，振动量会减弱，使用寿命短。本发明利用磁性结构代替了机械弹簧，定位磁石和定位片产生的磁性弹力作用，给予转子弹性阻力，控制了转子的运动幅度；且通过定位磁石的相互吸引力，使定位片沿磁力线保持水平，进而保持了转子的运动水平；零件精度和组装精度大大提高，且耐高温，在高温条件下磁性也不会减弱，并且进一步减少了马达的零件数量，降低了噪音，使组装简单化，更利于自动化生产。

较佳地，所述外壳组件还包括轴，所述转子沿所述轴做往复运动，进一步地，所述外壳组件还包括轴套，所述轴通过所述轴套固定在所述外壳上。

较佳地，所述转子中设置有轴承，所述转子通过所述轴承沿所述轴做往复运动。

较佳地，所述定位磁石的数量为两个，两个所述定位磁石相对设置。

较佳地，沿所述转子的运动方向，所述定位片的长度不大于所述定位磁石的长度，进一步地，所述定位片的垂直宽度不大于所述定位磁石的垂直宽度；这样设置定位磁石产生的磁场作用能够更好地控制定位片的运动幅度和运动水平。

较佳地，沿所述转子的运动方向，所述定位片与所述定位磁石的长度相等，进一步地，所述定位片与所述定位磁石的垂直宽度相等；当转子失去推力时，使定位片静止在与定位磁石相对应的位置，提高了定位精度，加快了定位时间。

较佳地，所述定位片的与所述定位磁石相对的面为中凸面，进一步地，所述定位片的与所述定位磁石相对的面为V型面；将定位片与定位磁石相对的面设置为类似船底的结构，使定位片能够更好地保持水平。

较佳地，所述定子包括两个线圈，两个所述线圈相对设置，且所述线圈与所述转子的运动方向水平，所述转子在两个所述线圈之间运动；这样设置使整个装置更加薄，能够进一步马达的占用空间。

较佳地，所述转子包括移动磁石，所述移动磁石为平面两级充磁；使用此装置来实现转子的往复运动，减少了零件的数量，组装更简单。

本发明还提供一种磁平衡直线振动方法，其包括以下步骤：

S11：当定子通电时，转子沿所述定子做往复直线运动，同时，在定位片和定位磁石的作用下，使所述转子在做往复直线运动时保持水平，且使所述转子在预设幅度内做往复直线运动；

S12：当所述定子断电时，所述转子在所述定位片和所述定位磁石的作用下停止在预设位置。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

（1）本发明提供的磁平衡直线振动马达，利用磁性原理确保转子做直线往复运动时的运动幅度和运动水平，采用磁场代替机械弹簧的功能实现良好振动，容易控制运动水平，加工和组装简单，提高了组装精度和良品率；

（2）本发明的磁平衡直线振动马达利用了磁性原理，由于磁场的作用保持了转子运动的水平和幅度，零件摩擦小，降低了磨损，延长了使用寿命，且降低了噪音、杂音；

（3）本发明利用磁性原理，在高温条件下磁性也不会减弱，适应性强。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的磁平衡直线振动马达的组件结构示意图；

图2为本发明的磁平衡直线振动马达的零件结构示意图；

图3a-3c为本发明的磁平衡直线振动马达做往复直线运动时的不同运动位置处的横截面示意图；

图4为本发明的磁平衡直线振动马达的纵截面示意图。

标号说明：1-定子，2-转子，3-外壳组件；

11-托架，12-端子台，13-线圈；

21-分铜，22-定位片，23-移动磁石，24-轴承；

221-V型面；

31-外壳，32-定位磁石，33-轴，34-轴套。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

结合图1-图4，对本发明的磁平衡直线振动马达进行详细描述，如图1所示为其组件结构示意图，其包括：定子1、转子2以及外壳组件3，其中：当定子1通电时，转子2沿着定子1做往复直线运动；转子2上设置有定位片或定位磁石；当转子2上设置有定位片时，外壳组件3上设置有定位磁石；当转子2上设置有定位磁石时，外壳组件3上设置有定位片；转子2在定位片和定位磁石的作用下保持水平运动，且在预设幅度内做往复直线运动。

如图2所示为磁平衡直线振动马达的零件分解结构示意图，本实施例中，定子1包括：托架11、端子台12以及线圈13，其中：端子台12固定在托架11上，线圈13固定子在端子台12上，本实施例中线圈为两个平行水平设置的线圈，通电时，转子2在两个线圈之间切割磁力线做往复直线运动。采用平行设置的线圈可以减少定子1的厚度，进而进一步减小整个装置的厚度，在智能手机要求越来越薄的情况下非常有优势。不同实施例中，线圈也可以为一个O型通道式线圈。

本实施例中，转子2包括：分铜21、定位片22、移动磁石23以及轴承24，其中：轴承24固定在分铜21的内部，移动磁石23固定在分铜21的靠近定子1的一端，移动磁石23为平面两级充磁；定位片22固定在分铜21的靠近外壳组件3的一端的外侧，定位片22可以为冷轧钢带等强磁性体。采用平面两级充磁的移动磁石，移动磁石前半部分通过线圈时，移动磁石的一半磁场和线圈产生作用，推动了移动磁石往前移动，进而推动了转子往前移动，但是移动到后半部分移动磁石和线圈产生作用时，产生相反的作用力，移动磁石又往后移动，再加上定位磁石和定位片的弹性作用（阻力），使转子2可以一直做往复直线运动。本实施例中，定位片22与定位磁石32相对的面在竖直方向上呈V型分布，为V型面221，如图4所示，能够使定位片更好地沿着磁力线保持水平，进而进一步保证转子2运动时的水平。不同实施中，定位片22在竖直方向上也可以为其它中间凸的结构，如椭圆型等，也可为平面。

本实施例中，外壳组件3包括：外壳31、定位磁石32、轴33以及轴套34，其中：定位磁石32包括两个，相对设置，相互吸引，定位片22的两侧面与定位磁石32面对面设置，两个定位磁石32的磁力线通过定位片22，产生的磁性弹力能够确保转子2保持水平，两个定位磁石32之间产生的吸引力不同实施例中，轴33和轴承34也可以为一体化结构，或者轴33也可以不通过轴套34固定，也可通过焊接等方式固定在外壳31上；定位磁石的位置不一定按照本实施例的左右位置设置，也可以上下设置。本实施例的定位磁石32和定位片22之间的磁场作用，保持了转子2运动的水平和幅度，减小了转子2运动时的轴和轴承之间的摩擦，降低了零件的磨损，且噪声非常小。

为了达到更好的效果，本实施例中，定位片22和定位磁石32在沿转子2的运动方向上的长度相等，这样能够更好地控制定位片22左右运动的定位精度；进一步地，两者的垂直宽度也相等，这样，定位磁石32通过定位片22产生的磁性弹力能够更好地保持定位片22的水平。通过上述设置方式能够进一步提高转子2做直线往复运动时的精度，且在定子1断电时，定位片22停止在与定位磁石32相对应的位置，定位片22和定位磁石32的长度相等时，静止时，两者正好相吻合，静止位置容易确定，定位更准确，更迅速，提高了定位精度，且缩短了定位时间，进一步提高了振动马达的性能。此并不是对本发明的限制，不同实施例中，定位片22和定位磁石32也可进行不同设置，只要其能够使转子沿直线做往复运动即可。

本实施例中定位片22设置在转子2上，定位磁石32设置在外壳组件3上，不同实施例中，也可将定位磁石32设置在转子2上，将定位片22设置在外壳组件上，其也可达到同样的效果。

本实施例的磁平衡直线振动马达可以用到手机上起到振动作用，也可以用到其他产品上，起到往复式水平振动并且控制转子的停止位置的作用。

如图3所示为本发明的磁平衡直线振动马达做往复直线运动时的不同位置处的结构示意图，图3a为位于中间位置处时的横截面图，同时此也为转子2静止时的位置，此时定位磁石32和定位片22相吻合；图3b为向右运动，位于右边位置时的横截面图；图3c为向左运动，位于左边位置时的横截面图。如图4所示为本发明的磁平衡直线振动马达的纵截面图，如图所示定位片22的与定位磁石32相对的面都为V型面221，定位磁石32产生的磁力线通过定位片22，产生的磁场能够有效地保证定位片22良好的水平，进而确保转子2的良好水平度。

本发明还提供一种磁平衡直线振动方法，其是上述实施例的磁平衡直线振动马达的工作方法，其包括以下步骤：

S11：当定子通电时，转子沿定子做往复直线运动，同时，在定位片和定位磁石的作用下，使转子在做往复直线运动时保持水平，且使转子在预设幅度内做往复直线运动；

S12：当定子断电时，转子在定位片和定位磁石的作用下停止在预设位置。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种磁平衡直线振动马达，其特征在于，包括：定子、转子、外壳组件，其中：

当所述定子通电时，所述转子沿着所述定子做往复直线运动；

所述转子上设置有定位片或定位磁石；

当所述转子上设置有定位片时，所述外壳组件上设置有所述定位磁石；当所述转子上设置有所述定位磁石时，所述外壳组件上设置有所述定位片；

所述转子在所述定位片和所述定位磁石的相互作用下保持水平运动，且在预设幅度内做往复直线运动。

2.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述外壳组件还包括轴，所述转子沿所述轴做往复运动，进一步地，所述外壳组件还包括轴套，所述轴通过所述轴套固定在所述外壳上。

3.根据权利要求2所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述转子中设置有轴承，所述转子通过所述轴承沿所述轴做往复运动。

4.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述定位磁石的数量为两个，两个所述定位磁石相对设置。

5.根据权利要求4所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，沿所述转子的运动方向，所述定位片的长度不大于所述定位磁石的长度，进一步地，

所述定位片的垂直宽度不大于所述定位磁石的垂直宽度。

6.根据权利要求5所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，沿所述转子的运动方向，所述定位片与所述定位磁石的长度相等，进一步地，

所述定位片与所述定位磁石的垂直宽度相等。

7.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述定位片的与所述定位磁石相对的面为中凸面，进一步地，

所述定位片的与所述定位磁石相对的面为V型面。

8.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述定子包括两个线圈，两个所述线圈相对设置，且所述线圈与所述转子的运动方向水平，所述转子在两个所述线圈之间运动。

9.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述转子包括移动磁石，所述移动磁石为平面两级充磁。

10.一种磁平衡直线振动方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11：当定子通电时，转子沿所述定子做往复直线运动，同时，在定位片和定位磁石的作用下，使所述转子在做往复直线运动时保持水平，且使所述转子在预设幅度内做往复直线运动；

S12：当所述定子断电时，所述转子在所述定位片和所述定位磁石的作用下停止在预设位置。