CN105356711B - 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相邻接设置永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的导磁轭，相邻的两块永磁铁的邻接端极性相同；并且，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，导磁轭与导磁芯错位排列；定子平行设置在振子的上、下两侧，并且，位于振子上、下两侧的定子关于振子呈不对称分布。利用上述发明能够确充分利用永磁铁产生的磁场，确保振子的受力均匀，从而增强产品的震感。

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、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。

上述这种结构的微型振动马达，在振子振动过程中，振子在定子中间部位时受到的磁场力的反作用力会大于其在定子两端位置时的受力，当振子偏离定子所产生的磁场时，振子所受的磁场力的反作用力就会减弱，导致振子在振动过程中随着位置的变化而受力不均匀，从而影响振感效果。

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，以解决现有马达在振子运动到两端时，竖起的充磁方式穿过定子线圈的磁通量会很少，从而影响到电子产品的振感，直线振动响应速度较慢、振感小等问题。

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相邻接设置永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的导磁轭，相邻的两块永磁铁的邻接端极性相同；并且，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，导磁轭与导磁芯错位排列；定子平行设置在振子的上、下两侧，并且，位于振子上、下两侧的定子关于振子呈不对称分布。

此外，优选的方案是，定子关于振动块处于静止状态时的中心点呈中心对称。

此外，优选的方案是，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。

此外，优选的方案是，振动块包括两块永磁铁以及设置在两块永磁铁之间的导磁轭；第一定子组中的导磁芯位于导磁轭的右侧位置；第二定子组中的导磁芯位于导磁轭的左侧位置。

此外，优选的方案是，振动块包括三块相邻接设置的永磁铁以及位于相邻接的永磁铁之间的第一导磁轭和第二导磁轭；第一定子组中的导磁芯对应分布于第二导磁轭的右侧位置，第二定子组中的导磁芯对应分布于第一导磁轭的左侧位置。

此外，优选的方案是，导磁轭和与导磁轭对应的导磁芯之间水平方向上的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

此外，优选的方案是，在配重块的上侧对应第一定子组的位置设置有避让第一定子组的第一避让结构，在配重块的下侧对应第二定子组的位置设置有避让第二定子组的第二避让结构；在配重块的中部位置设置有容纳振动块的凹槽。

此外，优选的方案是，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。

此外，优选的方案是，第一定子线圈和第二定子线圈平行设置，且第一定子线圈和第二定子线圈的轴线方向不在同一条直线上；第一定子线圈和第二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；推挽线圈在通电后和推挽磁铁产生水平方向上的推挽力，为振子沿与定子所在平面平行的方向上的往复运动提供驱动力。

利用上述根据本发明的线性振动马达，通过将位于振子上、下两侧的定子设置为关于振子呈不对称分布的形式；使振子能够充分利用定子线圈的位置优势，在其运动过程中始终能够受到定子产生的反作用力的驱动，从而提高振子的受力均匀程度，保证产品的振动质量以及用户体验。

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剖面结构示意图；

图3为根据本发明实施例的配重块结构示意图；

图4-1为根据本发明实施例的定子线圈和振动块的工作原理示意图；

图4-2为图4-1的定子线圈通电状态示意图；

图5-1为根据本发明另一实施例的定子线圈和振动块的工作原理示意图；

图5-2为图5-1的定子线圈通电状态示意图。

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、收容槽51a、收容槽51b、第一避让结构52a、第二避让结构52b、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、第一导磁轭91、第二导磁轭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。

为解决现有的振动马达结构中由于振子上下两侧的定子线圈关于振子对称分布所导致的磁力线比较分散，在振子运动至远离定子的位置时，振子所受到的磁场力会变小，即当振子偏离定子所产生的磁场时，振子所受的磁场力会减弱，导致振子受力不均匀，从而影响振动效果的问题，本发明将位于振子两侧的定子错位设置，使得振子在运动过程中能够始终受到磁场力的作用，确保振子受力均匀，从而提高产品的振动质量。

为详细描述本发明实施例的线性振动马达的结构，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，包括外壳、设置在外壳内的定子和振子，其中，振子包括配重块5和嵌设在配重块5中的振动块，振动块包括至少两块相邻接设置永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的导磁轭，相邻的两块永磁铁的邻接端极性相同；定子包括定子线圈和设置在定子线圈内部的导磁芯；并且，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，导磁轭与导磁芯错位排列；此外，定子平行设置在振子的上、下两侧，并且，位于振子上、下两侧的定子关于振子呈不对称分布。

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导磁轭组成，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之间的第一导磁轭91、设置在第二永磁铁82和第三永磁铁83之间的第二导磁轭92；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的轴线方向不在同一条直线上。

结合图3所示的根据本发明实施例的配重块5的结构，对应上述定子(包括第一定子组和第二定子组)的位置关系，在配重块5上设置有与定子相适配的避让结构，即在配重块5的上侧对应第一定子组的位置设置有避让第一定子组的第二避让结构52b，在配重块5的下侧对应第二定子组的位置设置有避让第二定子组的第一避让结构52a；且第一避让结构52a和第二避让结构52b的轴线位置不在同一条直线上，使得第一避让结构52a和第二避让结构52b关于配重块5呈不对称分布。此外，在配重块5的中部位置设置有容纳振动块的凹槽，该凹槽的结构可以根据所设置的永磁铁的个数或者结构相应设置。

其中，导磁芯和导磁轭交错排布，每个导磁芯均位于与其对应的导磁轭远离振子中心的位置，该“对应”是指能互相影响并改变磁力线走向的导磁芯/导磁轭。在图示中，导磁轭与导磁芯的交错排布顺序为：第二导磁芯72、第一导磁轭91、第二导磁轭92、第一导磁芯71，其中，第二导磁芯72与第一导磁轭91对应，第一导磁芯71与第二导磁轭92对应。换言之，此种实施方式中，上述结构的排布为：第一导磁芯71分布于第二导磁轭92的右侧位置，而第二导磁芯72则分布于第一导磁轭91的左侧位置。

具体地，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，导磁轭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导磁轭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。

在本发明的线性振动马达中，定子分别平行设置在振子的上、下两侧，且位于振子上、下两侧的定子关于振子呈不对称分布。为确保振子的受力能够均匀一致，在本发明的一个优选实施方式中，可以将位于振子上、下两侧的定子设置为关于振动块处于静止状态时的中心点呈中心对称分布，相应地，设置在配重块5上的第一避让结构52a和第二避让结构52b也关于配重块5的中心位置呈中心对称分布，使得振子距离上、下两侧且交错设置的定子之间的距离相等，从而提高产品的振感。

此外，在本发明的另一个具体实施方式中，导磁轭和与导磁轭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，每个导磁轭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，第二导磁芯72与第一导磁轭91之间的距离等于第一导磁芯71与第二导磁轭92之间的距离，且该距离均位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

以下将结合图4-1和图4-2为例说明本发明线性振动马达的振子设置有三块永磁铁时的工作原理。其中，图4-1示出了根据本发明实施例的线性振动马达静止状态下的结构；图4-2示出了图4-1的定子线圈通电状态下振子的受力情况。

根据图4-1和图4-2所示，在本发明实施例的线性振动马达中，振子包括三块邻接设置的永磁铁以及设置在邻接的永磁铁之间的导磁轭，位于振子上方的第一定子组与位于振子下方的第二定子组关于振子呈不对称分布，且第一定子组和第二定子组关于振子处于静止状态时的中心点呈中心对称分布。如图4-1所示，在静止状态下，第一导磁芯与第二导磁轭之间的距离等于第二导磁芯与第一导磁轭之间的距离。

在向第一定子线圈和第二定子线圈内通入方向相反的电流后，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。

如图4-2所示，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，假设第一定子线圈的通电方向是“和⊙”，第二个定子线圈与第一定子线圈的通电方向相反为“⊙和”，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。

同理，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。

以下将结合图5-1和图5-2为例说明本发明线性振动马达的振子设置有两块永磁铁时的工作原理。其中，图5-1示出了根据本发明另一实施例的线性振动马达静止状态下的结构；图5-2示出了图5-1的定子线圈在通电状态下振子的受力情况。

如图5-1和图5-2所示，在本发明实施例的线性振动马达中，振子包括两块永磁铁以及设置在两块永磁铁之间的导磁轭，位于振子上方的第一定子组与位于振子下方的第二定子组关于振子呈不对称分布，图示中具体表现为：第一定子组中的第一导磁芯位于导磁轭的右侧位置，而第二定子组中的第二导磁芯则位于导磁轭的左侧位置。

具体地，在第一定子组与位于振子下方的第二定子组关于振子呈不对称分布的同时，可以将第一定子组和第二定子组设置为关于振子处于静止状态时的中心点呈中心对称分布的形式，即在静止状态下，使第一导磁芯和第二导磁芯与导磁轭之间的距离相等，换言之，在振子处于静止状态时，第一导磁芯与第二导磁芯之间的距离为其中任意一个导磁芯与导磁轭之间的距离的2倍。

如图5-2所示，假设位于振子上方的第一定子线圈的通电方向是“⊙和”，位于振子下方的第二个定子线圈与第一定子线圈的通电方向相反为“和⊙”，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拉伸配重块左侧的缓冲件。

同理，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，振子的受力方向也会随之改变，在向第一定子线圈和第二定子线圈内通入相应的交流电时，振子的上述运动会交替进行，使永磁铁和导磁轭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。

结合图1所示，在本发明的另一具体实施方式中，线性振动马达的外壳可以包括上盖1和与上盖1适配连接固定的下盖11。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，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，最终使得马达振动。

利用上述根据本发明的线性振动马达，采用不对称方式设置位于振子上、下两侧的定子，尽可能充分地利用振子中的永磁铁产生的磁场，在振子振动过程中，能够确保振子的受力均匀，即在振子运动至两端位置时仍能够受到充足的磁场力的作用，从而提高振子的振感效果、满足产品要求、提高用户体验。

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 (10)

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相邻接设置永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的导磁轭，相邻的两块永磁铁的邻接端极性相同；并且，

所述定子的定子线圈的轴线方向与所述振动块的永磁铁的充磁方向垂直，所述导磁轭与所述导磁芯错位排列；

所述定子平行设置在所述振子的上、下两侧，并且，位于所述振子上、下两侧的定子关于所述振子呈不对称分布。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述定子关于所述振动块处于静止状态时的中心点呈中心对称。

3.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述定子包括位于所述振子上侧的第一定子组和位于所述振子下侧的第二定子组，其中，所述第一定子组和第二定子组在竖直方向上交错分布。

4.如权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括两块永磁铁以及设置在所述两块永磁铁之间的导磁轭；所述第一定子组中的导磁芯位于所述导磁轭的右侧位置；所述第二定子组中的导磁芯位于所述导磁轭的左侧位置。

5.如权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括三块相邻接设置的永磁铁以及位于相邻接的永磁铁之间的第一导磁轭和第二导磁轭；所述第一定子组中的导磁芯对应分布于所述第二导磁轭的右侧位置，所述第二定子组中的导磁芯对应分布于所述第一导磁轭的左侧位置。

6.如权利要求3～5中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，

所述导磁轭和与所述导磁轭对应的所述导磁芯之间水平方向上的距离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，

在所述配重块的上侧对应所述第一定子组的位置设置有避让所述第一定子组的第一避让结构，在所述配重块的下侧对应所述第二定子组的位置设置有避让所述第二定子组的第二避让结构；

在所述配重块的中部位置设置有容纳所述振动块的凹槽。

8.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

所述第一定子组包括第一定子线圈和设置在所述第一定子线圈中的第一导磁芯，所述第二定子组包括第二定子线圈和设置在所述第二定子线圈中的第二导磁芯。

9.如权利要求8所述的线性振动马达，其特征在于，

所述第一定子线圈和所述第二定子线圈平行设置，且所述第一定子线圈和第二定子线圈的轴线方向不在同一条直线上；

所述第一定子线圈和所述第二定子线圈内的电流方向相反。

10.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；

所述推挽线圈在通电后和所述推挽磁铁产生水平方向上的推挽力，为所述振子沿与所述定子所在平面平行的方向上的往复运动提供驱动力。