CN106300866B - 线性振动马达及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线性振动马达及电子设备，该马达包括设置在外壳中的振动组件，振动组件包括振子和四个弹性件，其中两个弹性件作为顶壁弹性件连接在振子与外壳的顶壁之间，另外两个弹性件作为底壁弹性件连接在振子与外壳的底壁之间；设经过振子的沿设定振动方向的中心线、且相互垂直的两个平面将外壳的内腔分为四个区域；两个顶壁弹性件与振子之间的连接点作为顶壁侧连接点位于相对角的两个区域内，两个底壁弹性件与振子之间的连接点作为底壁侧连接点也位于相对角的两个区域内。该电子设备设置有上述线性振动马达。

Description

线性振动马达及电子设备

技术领域

本发明涉及线性振动马达技术领域，更具体地，本发明涉及一种线性振动马达、及设置有该种线性振动马达的电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，便携式电子设备，例如手机、平板电脑、多媒体娱乐设备等已经成为人们的生活必须品。在这些电子设备中，通常使用微型的线性振动马达来做系统的反馈，例如手机来电提示的振动反馈等。

线性振动马达通常包括振动组件和定子组件，振动组件进一步包括质量块、永磁体和弹片，定子组件进一步包括FPCB和线圈，其中，线圈和FPCB固定连接在线性振动马达的外壳上，质量块和永磁体固定连接在一起，弹片连接在质量块与外壳之间，线圈则位于永磁体的磁场范围内。这样，在线圈通电后，便在线圈与永磁体之间产生安培力，由于线圈固定连接在外壳上，因此，永磁体将带动质量块在弹片的作用下进行往复有规律的振动，而由于质量块的质量较大，因此会导致整个线性振动马达产生振动。

由此可见，线性振动马达是通过弹片或者弹簧等弹性件来实现往复有规律振动，设定振动方向为在线圈和永磁体之间产生的安培力的方向，在此，由于弹性件在振动过程中会产生其他方向上的变形，因此，线性振动马达通常存在偏振的问题。由于偏振会导致马达存在振动稳定性差、容易出现振动偏转、容易出现碰撞噪音等问题，因此，非常有必要解决马达的偏振问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在线性振动马达的新的技术方案，以至少解决线性振动马达的偏振问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种线性振动马达，其包括设置在外壳中的振动组件，所述振动组件包括振子和四个弹性件；其中两个弹性件作为顶壁弹性件连接在所述振子与所述外壳的顶壁之间，另外两个弹性件作为底壁弹性件连接在所述振子与所述外壳的底壁之间，所述顶壁与所述底壁在线性振动马达的设定振动方向上相对；

设经过所述振子的沿所述设定振动方向的中心线、且相互垂直的第一平面和第二平面将所述外壳的内腔分为四个区域；两个顶壁弹性件与所述振子之间的连接点作为顶壁侧连接点位于相对角的两个区域内，两个底壁弹性件与所述振子之间的连接点作为底壁侧连接点也位于相对角的两个区域内。

可选的是，所述两个底壁侧连接点位于相对角的另外两个区域内。

可选的是，每一所述弹性件与所述振子之间的连接点至所述中心线的距离相等。

可选的是，所述两个顶壁侧连接点关于所述中心线中心对称；和/或，所述两个底壁侧连接点关于所述中心线中心对称。

可选的是，所述弹性件包括两个弹臂，所述两个弹臂在所述设定振动方向上相对，且所述两个弹臂在一端连接在一起、在另一端形成弹性件的用于连接的两个自由端。

可选的是，所有弹性件均沿平行于第一平面的方向设置，且两个顶壁弹性件的开口朝向相反，两个底壁弹性件的开口朝向也相反。

可选的是，所述振子具有平行于第一平面的两个侧面，其中一个顶壁弹性件和一个底壁弹性件设置在一个侧面的旁侧，另一个顶壁弹性件和另一个底壁弹性件设置在另一个侧面的旁侧。

可选的是，每一所述弹性件的两个自由端的连接点在所述中心线方向上正对。

可选的是，所述振动组件还包括与所述弹性件一一对应配置的阻尼块，所述阻尼块连接在对应弹性件的两个自由端之间。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，其设置有根据本发明第一方面所述的线性振动马达。

本发明的一个有益效果在于，本发明线性振动马达设置有四个弹性件，且两两一组分为顶壁弹性件和底壁弹性件，通过该种组合及对弹性件连接位置的限定，可以有效提高振子振动的稳定性，并增强振子在设定振动方向以外维度的刚性，进而有效解决马达偏振、偏转等问题，改善了线性振动马达的振感体验。

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为根据本发明线性振动马达的一种实施例的透视示意图；

图2为图1所示线性振动马达去除上壳后的俯视示意图；

图3为图1和图2所示线性振动马达的分解示意图；

图4为图1至图3中弹性件的结构示意图；

图5为图4所示弹性件与阻尼块和挡块结合的结构示意图；

图6为图1至图3中四个弹性件的组合结构示意图；

图7a为四个弹性件的另一种组合结构的主视示意图；

图7b为图7a的俯视示意图；

图8为根据本发明线性振动马达的另一种实施例的透视示意图；

图9为图8所示线性振动马达去除上壳后的俯视示意图；

图10为图8和图9所示线性振动马达在XZ截面上的剖面示意图；

图11示出了图10中永磁体的极性配置；

图12为图8至图11所示线性振动马达的分解结构示意图。

附图标记说明：

1-弹性件；11a、11b-顶壁弹性件；

12a、12b-底壁弹性件；101-第一弹臂；

102-第二弹臂；101a-第一自由端；

102a-第二自由端；2-振子；

211-质量块；212-盆架；

213-永磁铁；214-华司；

3-外壳；3a-下壳；

3b-上壳；31-底壁；

32-顶壁；4-线圈；

5-FPCB；6-阻尼块；

71、72-挡块；8-绝缘件；

221-华司；223a-第一永磁体；

223b-第二永磁体；215-连接件。

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。

本发明提供了一种线性振动马达的振动组件的新的技术方案，以解决马达偏振、偏转、产生碰撞噪音等问题。

图1至图6是本发明线性振动马达的一种实施例的结构示意图。

根据图1至图6所示，该线性振动马达包括外壳3、振动组件和定子组件。

为了方便马达的组装，外壳3可包括能够扣合在一起的上壳3b和下壳3a。在该实施例中，上壳3b和下壳3a均采用截面为U型的U型板，这样，将两个U型板的开口端相对，且相交布置便可扣合形成完整的外壳3。

定子组件包括线圈4和与线圈4连接的柔性电路板(FPCB)5，以使线圈4通过柔性电路板5接入外部电路。该线圈4和柔性电路板5例如通过粘接的手段固定连接在外壳3上。在该实施例中，线圈4和柔性电路板5均固定连接在下壳3a上，由于柔性电路板5需要外露以进行与外部电路之间的连接，因此，该下壳3a还具有向外延伸的支撑板，以用于支撑、并固定柔性电路板5。

振动组件包括振子2和四个弹性件1，如图4所示，每一弹性件1具有两个弹臂，分别为第一弹臂101和第二弹臂102，两个弹臂101、102在线性振动马达的设定振动方向上相对，在该实施例中，设定振动方向为图中的Z方向，即本实施例中的线性振动马达为Z向马达。第一弹臂101的一端与第二弹臂102的一端连接在一起，且第一弹臂101的另一端为弹性件1的用于进行连接的第一自由端101a，及第二弹臂102的另一端为弹性件1的用于进行连接的第二自由端102a，在此，两个弹臂101、102可以一体成型形成弹性件1，也可以单独成型再连接在一起形成弹性件1。基于该种结构，弹性件1例如呈V型、U型等。

该种弹片结构的弹性件1具有在Z向上占用较小空间，并提供足够的弹性力的优势。

在另外的实施例中，该弹性件1也可以是弹簧或者其它形式的弹片。

振子2主要包括永磁体和与永磁铁固定连接的质量块。在该实施例中，振子2包括永磁铁213、盆架212、华司214和两个质量块211，两个质量块211在X方向上分设在盆架212的两侧，且与盆架212例如通过粘接或者焊接等手段固定连接在一起，永磁铁213例如通过粘接的手段固定连接在盆架212中，且在永磁铁213与盆架212之间形成磁间隙。而上述线圈4则位于该磁间隙中，进而在通电时与永磁体213之间产生力的作用，在此，该线圈4的中心线沿Z向延伸。该华司214例如通过粘接的手段固定连接在永磁铁213的背向盆架212的表面上，即永磁体213分别与盆架212和华司214连接的表面在Z向上相对，该华司214起到修正磁力线的作用，以使磁场主要分布在磁间隙中。

另外，该振子2也可以采用一整块质量块，并在质量块的中心部位设置通槽，以连接盆架212。

在该实施例中，其中两个弹性件作为顶壁弹性件11a、11b连接在振子2与外壳3的顶壁32之间，其中，顶壁弹性件11a、11b的第一自由端101a例如通过粘接或者焊接等手段固定连接在顶壁32上，而顶壁弹性件11a、11b的第二自由端102a例如通过粘接或者焊接等手段固定连接在振子2上，具体可以固定连接在振子2的质量块211上。另外两个弹性件作为底壁弹性件12a、12b连接在振子2与外壳3的底壁31之间，该底壁31与顶壁32在Z向上相对，其中，底壁弹性件12a、12b的第一自由端101a例如通过粘接或者焊接等手段固定连接在底壁31上，而底壁弹性件12a、12b的第二自由端102a例如通过粘接或者焊接等手段固定连接在振子2上，具体可以连接在质量块211上。

为了便于说明四个弹性件1的组合结构，参照图2，现设定经过振子2的沿设定振动方向(Z向)的中心线O、且相互垂直的第一平面和第二平面将外壳3的内腔分为四个区域A1、A2、A3和A4。该中心线O在振子2的中央部位、沿Z向贯穿振子2，以使得振子2位于每一区域的质量基本相当，例如该中心线O经过振子2的几何中心。在该实施例中，振子2的外轮廓在XY平面上基本呈长方形，因此，该中心线O在XY平面上的交点可以是该长方形的对角线的交点。

以上述设定为基准，四个弹性件1的连接结构为：两个顶壁弹性件11a、11b与振子2之间的连接点作为顶壁侧连接点分别位于相对角的两个区域A1、A3内，两个底壁弹性件12a、12b与振子2之间的连接点作为底壁侧连接点分别位于相对角的两个区域A2、A4内。对于基本成长方形或者正方形的振子2而言，四个弹性件1可以各自与振子2的一个边角固定连接，以形成图1、图2和图6所示的连接结构。

为了合理利用线性振动马达的空间，在该实施例中，可以进行如下设置：

(1)所有弹性件1均沿平行于第一平面(即图2中的YZ平面)的方向设置，且两个顶壁弹性件11a、11b的开口朝向相反，两个底壁弹性件12a、12b的开口朝向也相反。

(2)由于振子2具有平行于第一平面(即图2中的YZ平面)的两个侧面，其中一个顶壁弹性件11a和一个底壁弹性件12a设置在一个侧面的旁侧，另一个顶壁弹性件11b和另一个底壁弹性件12b设置在另一个侧面的旁侧。

在本实施例中，位于同一侧的顶壁弹性件11a和底壁弹性件12a的开口朝向相反，位于同一侧的顶壁弹性件11b和底壁弹性件12b的开口朝向也相反。

在另外的实施例中，位于同一侧的顶壁弹性件11a和底壁弹性件12a的开口朝向相同，位于同一侧的底壁弹性件11b和底壁弹性件12b的开口朝向也相同。对于该种结构，以两个顶壁弹性件11a、11b与振子2之间的连接点作为顶壁侧连接点分别位于相对角的两个区域A1、A3内为例，两个底壁弹性件12a、12b与振子2之间的连接点作为底壁侧连接点也将分别位于相对角的两个区域A1、A3内。

为了进一步增强振子2在振动方向以外维度的刚性，以提高对偏振、偏转的抑制性，进而获得更高的稳定性，在该实施例中，可以进行如下设置：

(1)每一弹性件1与振子2之间的连接点至中心线O的距离相等。

(2)两个顶壁侧连接点关于中心线O中心对称，即一个顶壁侧连接点在XY平面上绕中心线O旋转180度，将与另一个顶壁侧连接点重合。

(3)两个底壁侧连接点关于中心线0中心对称，即一个底壁侧连接点在XY平面上绕中心线O旋转180度，将与另一个底壁侧连接点重合。

(4)每一弹性件1与振子2之间的连接点至XZ平面的距离相等。

(5)每一弹性件1与振子2之间的连接点至YZ平面的距离相等。

(6)每一弹性件1的两个自由端101a、102a的连接点在中心线0的方向上正对，以顶壁弹性件11a为例，顶壁弹性件11a的第二自由端102a的连接点(即顶壁侧连接点)和顶壁弹性件11a的第一自由端101a的连接点在中心线0的方向上正对。

(7)每一弹性件1的邻近振子2的自由端，即第二自由端102a，均与振子1的垂直于中心线0的中截面固定连接。

在此，由于本发明线性振动马达设置有顶壁弹性件11a、11b和底壁弹性件12a、12b，因此，振子在振动过程中不仅会产生弹性件压缩回弹力，还会产生弹性件拉伸回弹力，这两部分力的双重作用，将有效增加振子2振动的稳定性。另外，通过设置两个顶壁弹性件11a、11b的顶壁侧连接点分别位于相对角的两个区域内，及设置两个底壁弹性件12a、12b的底壁侧连接点也分别位移相对角的两个区域内，可以有效增强振动组件在Z方向以外维度的刚性，获得限制振子2的转动自由度、及在其他方向上的移动自由度的效果。因此，本发明线性振动马达通过该种振动组件，能够提高产品的振动稳定性，降低擦碰比率，降低噪音率，进而有效改善线性振动马达的振感体验。

由于本实施例中Z向马达(马达的厚度方向)以最大面振动，振子支点间距大，因此，上述偏振、偏转等问题对于Z向马达而言尤为严重，例如，采用单支点结构会出现较严重的三维度偏转，而采用双支点结构也会出现二维度绕轴转动的问题，而且该种程度的偏振、偏转很难通过轴结构配合等辅助结构(如磁悬浮)克服。而本发明的弹性件组合结构即使对于Z向马达而言也能够很好的解决该问题。

为了方便控制振子2完成一次振动的时间，该振动组件还可以包括与弹性件1一一对应配置的阻尼块6。对于该实施例，参见图5，阻尼块6可以连接在对应弹性件1的两个自由端101a、102a之间。

为了有效保护振动组件不受损坏，该振动组件还可以包括挡块，具体为每一弹性件1各配置两个挡块71、72。对于该实施例，参见图5，挡块71连接在阻尼块6与第一自由端101a之间，挡块72连接在阻尼块6与第二自由端102a之间。

为了便于设置挡块71、72，如图5所示，该阻尼块6的面向第一自由端101a的表面为第一台阶面，挡块71设置在第一台阶面的低阶表面上，第一自由端101a与挡块71固定连接，且第一台阶面的高阶表面低于第一自由端101a的外表面，以在高阶表面与外壳3的顶壁32或者底壁31之间形成间隙。该阻尼块6的面向第二自由端102a的表面为第二台阶面，挡块72设置在第二台阶面的高阶表面上，且与第二台阶面的低阶表面平齐，以共同支撑并连接在第二自由端102a上，因此，第二自由端102a相对第一自由端101a具有较大的表面积。

图7a、图7b是本发明线性振动马达的另一种弹性件组合结构的结构示意图。

根据图7a和图7b所示，该实施例与图1至图6所示实施例的区别在于，所有弹性件1均沿平行于第一平面(对应图2中的XZ平面)的方向设置，且两个顶壁弹性件11a、11b的开口朝向相反，两个底壁弹性件12a、12b的开口朝向也相反。

在本实施例中，位于同一侧的顶壁弹性件11a和底壁弹性件12a的开口朝向相反，位于同一侧的顶壁弹性件11b和底壁弹性件12b的开口朝向也相反。而且，顶壁弹性件11a和底壁弹性件12a分设在YZ平面的两侧，顶壁弹性件11b和底壁弹性件12b也分设在YZ平面的两侧。

在另外的实施例中，位于同一侧的顶壁弹性件11a和底壁弹性件12a的开口朝向相同，且均位于YZ平面的一侧。位于同一侧的底壁弹性件11b和底壁弹性件12b的开口朝向也相同，且均位于YZ平面的另一侧。对于该种结构，以两个顶壁弹性件11a、11b与振子2之间的连接点作为顶壁侧连接点分别位于相对角的两个区域A1、A3内为例，两个底壁弹性件12a、12b与振子2之间的连接点作为底壁侧连接点也将分别位于相对角的两个区域A1、A3内。

图8至图12为根据本发明线性振动马达的另一种实施例的结构示意图。

根据图8至图12所示，该实施例与图1至图6所示实施例的区别在于由永磁铁和线圈等形成的磁路结构不同。

在该实施例中，振子2同样可以包括两个质量块211，两个质量块211在X方向上并列布置，且通过连接件215固定连接在一起，这可以使马达在Y方向上具有更紧凑的结构。

振子2还包括两块永磁铁223a、223b，两块永磁铁223a、223b与线圈4均设置在两个质量块211之间，其中，永磁铁223a例如通过粘接等手段固定连接在一个质量块211的内侧面上，永磁铁223b例如通过粘接等手段固定连接在另一个质量块211的内侧面上，以使两块永磁铁223a、223b在X方向上相对。

另外，该振子2也可以采用一整块质量块，并在质量块的中心部位设置通槽，以在通槽的在X方向上相对的两个侧壁上设置永磁铁223a、223b。

永磁铁223a在Z方向的正向上充磁，永磁铁223b在Z方向的反向上充磁，进而获得如图11所示的永磁铁223a的N极朝上、S极朝下，而永磁铁223b的N极朝下、S极朝上的配置。

线圈4沿中心线在X方向延伸的方位固定连接在外壳3上，以使得线圈4通电时，在永磁铁223a至永磁铁223b之间的磁力线的作用下沿Z方向振动。

为了保证线圈4与永磁体223a、223b之间的间隙，可将线圈4设置在绝缘件8上，绝缘件8例如呈U型，并将线圈4固定在绝缘件8的U型槽中，并将线圈4通过绝缘件8固定连接在外壳3上。这样，便可通过绝缘件8将线圈4与两侧的永磁铁223a、223b可靠地间隔开。

为了尽量减少绝缘件8对外壳内部空间的占用，该绝缘件8可以为绝缘纸，并将绝缘纸直接包覆在线圈4上。

该振子2还可以进一步包括四块华司221，永磁铁223a、223b的磁极表面(包括N极表面和S极表面)上各设置一块华司221，以起到修正磁力线、进而将永磁铁223a至永磁铁223b之间的磁力线集中在XY平面上的作用。

该种磁路结构的优势在于：占用空间小，有效利用率高；无需设置盆架，降低了工艺装配难度；在设定振动方向上具有更多的空间供永磁铁利用，减少对永磁铁在设定振动方向上的厚度的限制，因此，可实现最大空间利用率，有效提高磁场利用效率，改善线性振动马达的上升下降时间，有效提升线性振动马达的振感体验。

本发明还提供了一种电子设备，该电子设备设置有根据本发明的线性振动马达，以使电子设备具有更好的振感体验。该电子设备例如是手机、平板电脑、可穿戴设备等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，而且各个实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

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，包括设置在外壳(3)中的振动组件，所述振动组件包括振子(2)和四个弹性件(1)；其中两个弹性件(1)作为顶壁弹性件(11a、11b)连接在所述振子(2)与所述外壳(3)的顶壁(32)之间，另外两个弹性件(1)作为底壁弹性件(12a、12b)连接在所述振子(2)与所述外壳(3)的底壁(31)之间，所述顶壁(32)与所述底壁(31)在线性振动马达的设定振动方向上相对；

设经过所述振子(2)的沿所述设定振动方向的中心线(O)、且相互垂直的第一平面和第二平面将所述外壳(3)的内腔分为四个区域(A1、A2、A3、A4)；两个顶壁弹性件(11a、11b)与所述振子(2)之间的连接点作为顶壁侧连接点位于相对角的两个区域(A1、A3/A2、A4)内，两个底壁弹性件(12a、12b)与所述振子(2)之间的连接点作为底壁侧连接点也位于相对角的两个区域(A1、A3/A2、A4)内。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个底壁侧连接点位于相对角的另外两个区域内。

3.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，每一所述弹性件(1)与所述振子(2)之间的连接点至所述中心线(O)的距离相等。

4.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个顶壁侧连接点关于所述中心线(O)中心对称；和/或，所述两个底壁侧连接点关于所述中心线(O)中心对称。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性件(1)包括两个弹臂(101、102)，所述两个弹臂(101、102)在所述设定振动方向上相对，且所述两个弹臂(101、102)在一端连接在一起、在另一端形成弹性件(1)的用于连接的两个自由端(101a、102a)。

6.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所有弹性件(1)均沿平行于第一平面的方向设置，且两个顶壁弹性件(11a、11b)的开口朝向相反，两个底壁弹性件(12a、12b)的开口朝向也相反。

7.根据权利要求6所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子(2)具有平行于第一平面的两个侧面，其中一个顶壁弹性件(11a)和一个底壁弹性件(12a)设置在一个侧面的旁侧，另一个顶壁弹性件(11b)和另一个底壁弹性件(12b)设置在另一个侧面的旁侧。

8.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，每一所述弹性件(1)的两个自由端(101a、102a)的连接点在所述中心线(O)方向上正对。

9.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述振动组件还包括与所述弹性件(1)一一对应配置的阻尼块(6)，所述阻尼块(6)连接在对应弹性件(1)的两个自由端(101a、102a)之间。

10.一种电子设备，其特征在于，设置有权利要求1至9中任一项所述的线性振动马达。