CN106300865B - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性振动马达。该振动马达包括：定子组件包括壳体、线圈以及中心支架，在壳体内设置有腔体，壳体包括平行于振动方向的壳壁，线圈和中心支架位于腔体内，线圈被设置在壳壁上，中心支架被设置在壳壁的中部，中心支架被配置为用于连接弹性元件；振子组件包括永磁体和配重部，永磁体和配重部连接在一体；以及弹性元件，振子组件通过弹性元件悬置在腔体内，弹性元件包括沿振动方向并且相对设置的第一端和第二端，第一端被连接在中心支架上，第二端被连接在振子组件上。

Description

线性振动马达

技术领域

本发明涉及振动马达技术领域，更具体地，涉及一种线性振动马达。

背景技术

微型线性振动马达通常包括振动组件和定子组件。目前多数微型线性马达通常通过振动组件来实现往复有规律周期性振动。振动组件通过弹片或弹簧实现往复振动。

通常情况下是将弹簧或弹片焊接到马达的外壳上，弹片或弹簧位于振子组件的两端。考虑到振动马达的外形尺寸与振动马达的性能，弹片或弹簧的外形与尺寸的设计也是各不相同。但因弹片或弹簧大都与外壳相连接固定，导致在振动过程中会出现明显的偏振现象。同时因弹片发生偏振，易导致弹片的应力集中与塑性变形，从而使得其有效寿命明显降低。而且因偏振会产生擦碰继而产生异常噪音且发热较为明显。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种线性振动马达的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种线性振动马达。该振动马达包括：

定子组件，所述定子组件包括壳体、线圈以及中心支架，在所述壳体内设置有腔体，所述壳体包括平行于振动方向的壳壁，所述线圈和所述中心支架位于所述腔体内，所述线圈被设置在所述壳壁上，所述中心支架被设置在所述壳壁的中部，所述中心支架被配置为用于连接弹性元件；

振子组件，所述振子组件包括永磁体和配重部，所述永磁体和所述配重部连接在一体；以及

用于提供弹性回复力的弹性元件，所述振子组件通过所述弹性元件悬置在所述腔体内，所述弹性元件包括沿振动方向并且相对设置的第一端和第二端，所述第一端被连接在所述中心支架上，所述第二端被连接在所述振子组件上。

可选地，所述中心支架包括沿振动方向相对设置的第一挡壁和第二挡壁，所述配重部包括靠近所述中心支架的表面，所述配重部还包括凸出于所述表面的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁在沿振动方向相对设置，所述第一侧壁通过弹性元件与所述第一挡壁连接在一起，所述第二挡壁通过弹性元件与所述第二侧壁连接在一体。

可选地，所述中心支架为U字形，U字形中心支架包括相对设置的所述第一挡壁和所述第二挡壁，所述配重部为倒置的U字形，所述配重部包括相对设置的所述第一侧壁和所述第二侧壁。

可选地，所述线圈和所述中心支架被设置在同一壳壁上，所述中心支架被设置在所述壳壁和所述线圈之间。

可选地，所述壳壁包括相对设置的第一壳壁和第二壳壁，所述线圈被设置在所述第一壳壁上，所述中心支架被设置在所述第二壳壁上。

可选地，所述第一挡壁和所述第二挡壁位于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间。

可选地，所述弹性元件为弹簧或者弹片，其中，所述弹片包括第一悬臂、第二悬臂和位于所述第一悬臂和所述第二悬臂之间的弯折部，所述第一悬臂、所述第二悬臂和所述弯折部连接在一起，所述第一悬臂被连接在侧壁上，所述第二悬臂被连接在挡壁上。

可选地，在所述第一侧壁与所述第一挡壁之间设置有2个所述弹片，2个所述弹片对称地设置，在所述第二侧壁与所述第二挡壁之间设置有2个所述弹片，2个所述弹片对称地设置。

可选地，在所述线圈的两条长边的外侧各设置有一个边磁铁，两个所述边磁铁的被配置为沿振动方向充磁，所述边磁铁的极性与邻近的所述中磁铁的极性相同。

可选地，所述边磁铁的高度小于所述线圈的高度。

本发明的发明人发现，在现有技术中，弹性元件都是设置在外壳上，且位于振子组件的两端。振动时这种结构易发生偏振，偏振会使弹性元件寿命降低，并且振动噪音大。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

该线性振动马达具有中心支架。中心支架被设置在壳壁的中部。中心支架被配置为用于连接弹性元件。弹性元件通过中心支架被连接在壳壁的中部，而不是连接在壳体的沿振动方向的端部。这种设置方式可以有效地减少甚至避免振子组件在振动过程中发生偏振。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1：本发明实施例的线性振动马达的分解图。

图2：本发明实施例的去除上壳以及钨钢块的线性振动马达的结构示意图。

图3：本发明实施例的去除上壳的线性振动马达的侧视图。

图4：本发明实施例的线性振动马达的原理图。

图5：本发明实施例的弹片与中心支架的装配图。

图6：本发明实施例的钨钢块的结构示意图。

图中，11：上壳；12：华司；13：中磁铁；14：钨钢块；15：弹片；16：线圈；17：边磁铁；18：FPCB；19：中心支架；20：弹垫；21：下壳；22：第一挡壁；23：第二挡壁；24：第一侧壁；25：第二侧壁。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供一种线性振动马达。如图1-2所示，该振动马达包括：定子组件、振子组件和弹性元件。定子组件用于提供驱动力，其包括壳体、线圈16以及中心支架19。线圈16响应外部电路的电信号形成交变磁场。交变磁场与永磁体相互作用，形成电磁力。该电磁力即振子系统振动的驱动力。

在本发明中，在壳体内设置有腔体。壳体包括平行于振动方向的壳壁。例如，壳体为矩形，平行于振动方向包括4个壳壁。当然，壳体的形状不限于此，也可以是圆形、梯形等。线圈16和中心支架19位于腔体内。线圈16被设置在壳壁上。中心支架19被设置在壳壁的中部。例如，线圈16和中心支架19均位于壳壁的中部，这样可以使线性振动马达的振动更均衡。中心支架19被配置为用于连接弹性元件。

在本发明中，振子组件包括永磁体和配重部。永磁体用于提供匀强磁场。配重部用于增大振子组件的质量，以提高线性振动马达的振幅。永磁体和配重部连接在一体。弹性元件用于提供弹性回复力的。振子组件通过弹性元件悬置在腔体内。弹性元件包括沿振动方向并且相对设置的第一端和第二端，其中第一端被连接在中心支架19上，第二端被连接在振子组件上。例如，可以通过焊接的方式将弹性元件与中心支架19或者配重部连接在一起。

该线性振动马达具有中心支架19。中心支架19被设置在壳壁的中部。中心支架19被配置为用于连接弹性元件。弹性元件通过中心支架19被连接在壳壁的中部，而不是连接在壳体的沿振动方向的端部。这种设置方式可以有效地减少甚至避免振子组件在振动过程中发生偏振。

此外，由于偏振的降低，因此有效提高了弹性元件的使用寿命。

此外，由于偏振的降低，因此降低了因偏振产生的擦碰，进而减少了振动噪音和振动过程中的发热。

此外，弹性元件不占用腔体沿长度方向的空间，从而可以使配重部做的更大，振幅更大，因此这种结构更适用于低频线性振动马达。

在本发明的一种具体的实施方式中，如图1-3所示，为了使线性振动马达的拆、装方便，壳体包括上壳11和下壳21。上壳11和下壳21连接在一起以在它们内部形成腔体，例如，壳体为矩形，第一壳壁被设置在下壳21上，第二壳壁被设置在上壳11上，第一壳壁和第二壳壁相对设置。例如，采用扣合的方式将上壳11和下壳21连接在一起。例如，采用粘接剂将上壳11和下壳21粘接在一起。

在该实施方式中，线圈16包括长边和短边，其中长边与振动方向垂直。振动方向即振子组件振动时的方向。如图4所示，由于两条长边的电流方向相反，则在初始位置时与两条长边相对的两个永磁体的极性相反，这样可以保证两条长边受到的磁场力的方向相同。优选的是，线圈16通过FPCB18与外部电路通信连接，这种连接方式可以保证信号传递的稳定。当然，也可以是线圈16的引线直接与外部电路相连接，以传递信号。可以通过控制线圈16的电流的大小和频率来调节振幅以及振动频率。为了进一步提高驱动力，例如，可以采用多个线圈16，例如多个线圈16沿振动方向并列设置。在该例子中，每个线圈16应有两个极性相反的永磁体与之配合。

在该实施方式中，配重部可以是但不局限于钨钢块14。永磁体可以是但不局限于铁氧体磁铁和钕铁硼磁铁，只要能形成设定场强的匀强磁场即可。在一个例子中，永磁体包括2个中磁铁13。2个中磁铁13位于配重部的中部。两个中磁铁13的充磁方向与线圈16所在的平面垂直，并且两个中磁铁13的极性相反。例如，两个中磁铁13嵌设在钨钢块14的中部，这样可以节省空间，利于线性振动马达的轻薄化设计。为了提高中磁铁13的磁场强度，振子组件还设置有华司12。华司12起到导磁作用。华司12可以有效地集中磁力线，使其跟多地沿设定方向分布，从而使中磁铁13的磁场强度提高。优选的是，华司12被设置在振子组件的远离线圈16的一侧。

为了使振子组件的振动更平衡，在本发明的一种具体的实施方式中，线性振动马达包括两个弹性元件。两个弹性元件分别位于中心支架19的两侧。具体地，中心支架19包括沿振动方向相对设置的第一挡壁22和第二挡壁23。例如，第一挡壁22和第二挡壁23可被配置为凸出于中心支架19或者嵌入中心支架19。只要能够连接弹性元件即可。配重部包括靠近中心支架19的表面。配重部还包括凸出于表面的第一侧壁24和第二侧壁25。第一侧壁24和第二侧壁25在沿振动方向相对设置。第一侧壁24通过弹性元件与第一挡壁22连接在一起。第二挡壁23通过弹性元件与第二侧壁25连接在一体。这样，第一侧壁24、第二侧壁25、第一挡壁22和第二挡壁23均垂直于振动方向。

挡壁和侧壁设置方式有多种。例如，第一挡壁22和第二挡壁23位于第一侧壁24和第二侧壁25之间。当线圈16位于第一挡壁22和第二挡壁23之间时，这种方式可以避免线圈16与第一侧壁24和第二侧壁25相接触，并且振子组件的振动幅度不受第一挡壁22和第二挡壁23之间的距离的限制。例如，第一侧壁24和第二侧壁25位于第一挡壁22和第二挡壁23之间。这样，振子组件的振动幅度受到第一挡壁22和第二挡壁23之间的距离的限制。例如，第一挡壁22、第一侧壁24、第二挡壁23、第二侧壁25依次交错设置。上述几种设置方式均可以达到减少偏振的效果。

可选的是，中心支架19可以被设置在第一壳壁、第二壳壁或者与第一壳壁和第二壳壁相邻的两个壳壁的中部，均可以达到减小偏振的效果。例如，中心支架19通过粘结剂或者焊接的方式进行设置。

弹性元件可以是弹簧或者弹片15。在一个例子中，弹片15包括第一悬臂、第二悬臂和位于第一悬臂和第二悬臂之间的弯折部。第一悬臂、第二悬臂和弯折部连接在一起。第一悬臂被连接在侧壁上，第二悬臂被连接在挡壁上。该弹片15结构简单，便于安装。

为了达到稳定的振动效果，在本发明的一种具体的实施方式中，如图5所示，在第一侧壁24与第一挡壁22之间设置有2个弹片15，2个弹片15对称地设置。在第二侧壁25与第二挡壁23之间设置有2个弹片15，2个弹片15对称地设置。双弹片15的结构使得线性振动马达的振动平稳，并且将在其他方向的偏振量降到最小，大大降低了震感损耗。此外，这种结构在低频高震感条件下工作时，双弹片15的振幅相对小些，并且不会产生因偏振导致的弹性变形，从而使得弹片15的可靠性大大提升。

弹簧可以是压缩弹簧或者拉伸弹簧。弹簧具有体积小的特点。但是弹簧易发生径向的形变，易产生偏振。

为了便于中心支架19与钨钢块14的装配，在本发明的一种具体的实施方式中，如图3、4和6所示，中心支架19为U字形。U字形中心支架19包括相对设置的第一挡壁22和第二挡壁23。配重部为倒置的U字形，配重部包括相对设置的第一侧壁24和第二侧壁25。例如，U字形中心支架19被设置在下壳21的第一壳壁上，线圈16被固定在第一挡壁22和第二挡壁23之间，FPCB18位于中心支架19与线圈16之间。中心支架19不仅可以用于连接弹性元件，还可以支撑线圈16和FPCB18，从而减少了线圈16和FPCB18占用的空间，有利于线性振动马达的轻薄化设计。装配时，钨钢块14扣在中心支架19的外部。在另一个例子中，线圈16被设置在位于下壳21的第一壳壁上，中心支架19被设置在位于上壳11的第二壳壁上。同样可以起到减少偏振的作用。

为了提高驱动力以使振子组件的振动效果更佳，在本发明的一种具体的实施方式中，如图1-4所示，在线圈16的两条长边的外侧各设置有一个边磁铁17。两个边磁铁17的被配置为沿振动方向充磁。并且两个边磁铁17的极性相反。边磁铁17的极性与邻近的中磁铁13的极性相同。在一个例子中，如图4所示，线圈16和边磁铁17被设置在中心支架19内。例如，靠近线圈16的左侧长边的中磁铁13和边磁铁17的极性都为S极；靠近线圈16的右侧长边的中磁铁13和边磁铁17的极性都是N极。这种设置方式可以增强定子部分的磁场场强，从而使振子组件获得较大的驱动力，进而使得线性振动马达在低频高震感时能够快速响应。优选的是，边磁铁17的高度小于线圈16的高度。这种设置方式可以使避免边磁铁17的磁场与中磁铁13的磁场的相互影响，还可以避免在振动时振子组件与边磁铁17发生碰撞。

当然，也可以是靠近线圈16的左侧长边的中磁铁13和边磁铁17的极性都为N极；靠近线圈16的右侧长边的中磁铁13和边磁铁17的极性都是S极。

此外，为了避免在跌落时或者受到碰撞时，振子组件与壳体发生碰撞，在本发明的一种具体的实施方式中。在壳体上还设置有弹垫20，弹垫20被配置为限制振子组件的振动范围。在一个例子中，弹垫20被设置在腔体内，并且位于壳壁的沿振动方向的两侧。弹垫20的材质可以是但不局限于塑料、橡胶或者硅胶等。这些材料可以有效地缓冲振子组件的碰撞。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括：

定子组件，所述定子组件包括壳体、线圈(16)以及中心支架(19)，在所述壳体内设置有腔体，所述壳体包括平行于振动方向的壳壁，所述线圈(16)和所述中心支架(19)位于所述腔体内，所述线圈(16)被设置在所述壳壁上，所述中心支架(19)被设置在所述壳壁的中部，所述中心支架(19)被配置为用于连接弹性元件；

振子组件，所述振子组件包括永磁体和配重部，所述永磁体和所述配重部连接在一体；以及

用于提供弹性回复力的弹性元件，所述振子组件通过所述弹性元件悬置在所述腔体内，所述弹性元件包括沿振动方向并且相对设置的第一端和第二端，所述第一端被连接在所述中心支架(19)上，所述第二端被连接在所述振子组件上，所述弹性元件通过中心支架(19)被连接在壳壁的中部。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述中心支架(19)包括沿振动方向相对设置的第一挡壁(22)和第二挡壁(23)，所述配重部包括靠近所述中心支架(19)的表面，所述配重部还包括凸出于所述表面的第一侧壁(24)和第二侧壁(25)，所述第一侧壁(24)和所述第二侧壁(25)在沿振动方向相对设置，所述第一侧壁(24)通过弹性元件与所述第一挡壁(22)连接在一起，所述第二挡壁(23)通过弹性元件与所述第二侧壁(25)连接在一体。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述中心支架(19)为U字形，U字形中心支架(19)包括相对设置的所述第一挡壁(22)和所述第二挡壁(23)，所述配重部为倒置的U字形，所述配重部包括相对设置的所述第一侧壁(24)和所述第二侧壁(25)。

4.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述线圈(16)和所述中心支架(19)被设置在同一壳壁上，所述中心支架(19)被设置在所述壳壁和所述线圈(16)之间。

5.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述壳壁包括相对设置的第一壳壁和第二壳壁，所述线圈(16)被设置在所述第一壳壁上，所述中心支架(19)被设置在所述第二壳壁上。

6.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一挡壁(22)和所述第二挡壁(23)位于所述第一侧壁(24)和所述第二侧壁(25)之间。

7.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性元件为弹簧或者弹片(15)，其中，所述弹片(15)包括第一悬臂、第二悬臂和位于所述第一悬臂和所述第二悬臂之间的弯折部，所述第一悬臂、所述第二悬臂和所述弯折部连接在一起，所述第一悬臂被连接在侧壁上,所述第二悬臂被连接在挡壁上。

8.根据权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，在所述第一侧壁(24)与所述第一挡壁(22)之间设置有2个所述弹片(15)，2个所述弹片(15)对称地设置，在所述第二侧壁(25)与所述第二挡壁(23)之间设置有2个所述弹片(15)，2个所述弹片(15)对称地设置。

9.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，在所述线圈(16)的两条长边的外侧各设置有一个边磁铁(17)，两个所述边磁铁(17)的被配置为沿振动方向充磁，所述边磁铁(17)的极性与邻近的中磁铁的极性相同。

10.根据权利要求9所述的线性振动马达，其特征在于，所述边磁铁(17)的高度小于所述线圈(16)的高度。