CN106655693B - 一种磁平衡直线振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁平衡直线振动马达，包括：外壳，其中设置有：定子、转子及单轴，定子包括驱动线圈，当其通电时，驱动转子切割其磁力线，产生驱动力，驱动转子沿单轴做往复直线运动；转子上设置有第一定位磁石；外壳上设有第二定位磁石，第二定位磁石与第一定位磁石异极相对设置；转子在第一定位磁石和第二定位磁石相互作用下在同一水平面上保持水平，当第一定位磁石与第二定位磁石相对位移时，所产生的吸引力与驱动力相反使转子在往复运动到左右限位点后自动返回到原点。本发明的磁平衡直线振动马达，省略了机械弹簧的使用，安装方便，成本低，良率高；并且第一和第二定位磁石之间的作用可使转子减少对轴的摩擦与重力，且可使马达的寿命增长。

Description

一种磁平衡直线振动马达

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，特别涉及一种磁平衡直线振动马达。

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的直线振动马达非常多，但是其大部分存在以下缺点：(1)为了控制振动元件振动幅度，大多为使用机械的金属弹簧在两端安装两组弹簧，加工和组装难度高，两端的弹簧的弹性很难保持一致，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；(2)为了控制振动水平，防止振动元件出现侧翻，大多都使用双轴，要使双轴保持水平非常的困难，组装时对环境要求高，良率也非常低。

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，其通过第一定位磁石和第二定位磁石之间的相互作用，使转子保持水平振动，且在预设幅度内振动，省略了机械弹簧的使用，安装方便，成本低，良率高；并且将转子上和外壳上都设置为定位磁石，转子的平衡性能更好，回复力度更大，进而提高了马达性能；另外第一定位磁石和第二定位磁石之间的作用能够承担转子的部分重量，转子的重力不需要由单轴独自承载，进而减少了转子对单轴的摩擦与重力，磨损少，使用寿命长。

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：

具有容纳空间的外壳，所述外壳中设置有：定子、转子以及单轴，所述定子包括驱动线圈，其中：

当所述驱动线圈通电时，所述驱动线圈驱动所述转子切割所述驱动线圈的磁力线，以产生驱动力，驱动所述转子沿所述单轴做往复直线运动；

所述转子上设置有第一定位磁石；

所述外壳上设有第二定位磁石，所述第二定位磁石与所述第一定位磁石异极相对设置；

所述第一定位磁石与所述第二定位磁石之间的吸引力作用用于承担所述转子的部分重力，并且使所述转子在同一水平面上保持水平，且当所述第一定位磁石和所述第二定位磁石发生左右相对位移时，所述第一定位磁石和所述第二定位磁石之间产生吸引力，所述转子在所述吸引力以及所述驱动力的双重作用下在往复运动到左右限位点后自动返回到原点。

较佳地，所述外壳为密封外壳，所述外壳上设置有阻尼孔，所述阻尼孔用于使所述外壳内部与外界连通。将外壳设置为密封外壳，可以防止马达受周围环境的干扰；但马达在一密闭的空间做高频往复运动会产生热量使该空间内空气发热产生膨胀，从而导致加速老化该空间内部件，并且在密闭空间内做高频运动会增加运动阻力，从而导致马达的直线运动性能下降，故在外壳上设置阻尼孔与外界连通，来降低转子运动所遇到的阻力与发热问题，以增强马达性能。

较佳地，所述阻尼孔的大小与所述密封外壳内的空间尺寸以及所述转子的尺寸有关系，密封外壳内的空间尺寸越大，阻尼孔也得相应的设置为比较大，转子的尺寸越大，阻尼孔也得相应的设置为比较大，根据密封外壳内的空间尺寸以及转子的尺寸设置合适大小的阻尼孔，能够使马达性能达到最好，孔过小则减少阻尼和散热效果不明显，孔过大则完全没有阻尼效果影响振动性能。

较佳地，所述阻尼孔的直径为0.2mm-0.6mm之间的任一值。

较佳地，所述阻尼孔设置在所述外壳的底端或两侧，可以防止灰尘等进入外壳内，影响马达的性能。

较佳地，所述第一定位磁石的与所述第二定位磁石相对的面以及所述第二定位磁石的与所述第一定位磁石相对的面为中间凸起的面，且所述第一定位磁石的中间凸起与所述第二定位磁石的中间凸起相对应。

较佳地，所述第一定位磁石的与所述第二定位磁石相对的面为V型面或梯形面；以及，所述第二定位磁石的与所述第一定位磁石相对的面为V型面或梯形面或圆弧形面或三角形面；将第一定位磁石和第二定位磁石都设置为V型面或梯形面或圆弧形面或三角形面，中间的磁力最强，可以使转子更好的保持水平。

较佳地，所述第一定位磁石和/或所述第二定位磁石为嵌入式固定。

较佳地，所述第一定位磁石以及所述第二定位磁石分别包括两个；所述转子包括：分铜，两个所述第一定位磁石设置在所述分铜的相对的两侧；两个所述第二定位磁石相对设置。

较佳地，沿所述转子的运动方向，所述第一定位磁石的长度不大于第二定位磁石的长度，进一步地，

所述第一定位磁石的垂直宽度不大于所述第二定位磁石的垂直宽度。

较佳地，沿所述转子的运动方向，所述第一定位磁石与所述第二定位磁石的长度相等。

较佳地，所述驱动线圈的数量为两个，两个所述驱动线圈相对平行设置，所述转子在两个所述线圈之间运动，且其运动平面与所述驱动线圈平行；和/或，

所述转子包括相互连接的分铜以及移动磁石，所述移动磁石为平面两级充磁的移动磁石；

所述移动磁石沿所述定子做往复直线运动。

较佳地，

所述定子还包括：电路板以及盖板；

所述电路板设置在两个所述驱动线圈的相对背离的一侧；

所述盖板盖设在所述电路板的外侧。

较佳地，所述移动磁石嵌入式固定在所述分铜中或所述分铜嵌入式固定在所述移动磁石中。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)现有技术中，为了控制振动元件的振动幅度，大都是在振动马达的两端加两组弹簧，通过弹簧达到限位的作用，两侧弹簧的弹力要保持一致非常的困难，且弹簧的制作也非常困难，制作成本高，产品良率低，且弹簧长期使用会产生金属疲劳，使用寿命短；本发明提供的磁平衡直线振动马达，采用第一定位磁石和第二定位磁石相互作用，来控制振动元件的振动幅度，为无接触式控制，使用寿命长，且制作简单，安装方便，成本低；

(2)本发明中转子和定子上的定位元件都设置为定位磁石，两者相互作用更强，使转子的水平方向平衡更加可靠，使转子的回复力更强劲，进而进一步提高了马达性能；

(3)现有技术中，为了保持振动水平，防止侧翻，都使用双轴，且振动元件的重力由轴承担，为了防止轴被压弯，没有人使用单轴；本发明提供的磁平衡直线振动马达，靠第一定位磁石和第二定位磁石的相互作用，使振动元件在同一水平线上保持水平，不会出现翻转，且使振动元件一直处在同一高度，第一定位磁石和第二定位磁石的作用承担振动元件的一部分重力，振动元件的重力不再由轴单独承担，因此，本发明使用单轴即可，简化了马达结构，降低了制作成本，使用寿命长；

(4)本发明中第一定位磁石和/第二定位磁石可以采用嵌入式固定的方式固定，移动磁石和分铜之间也可以采用嵌入式固定的方式固定，目前市场上的胶水是无法百分之百保证磁石与分铜受到冲击后不掉落的，采用嵌入式固定能够避免用户在使用过程中掉落产生的冲击力致磁石脱落的风险，既能提高马达的可靠性，又能使马达的组装更简单，嵌入式的固定，磁石只要装入至转子相应的孔内就可以了，而非嵌入式固定在组装过程中则需要另外增加定位治具，这样会非常复杂。

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为本发明的实施例1的磁平衡直线振动马达的爆炸图；

图2为本发明的实施例1的磁平衡直线振动马达的转子的示意图；

图3为本发明的实施例1的磁平衡直线振动马达的俯视图；

图4a-4c为本发明的实施例1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5为本发明的实施例1的磁平衡直线振动马达的纵截面示意图；

图6为本发明的实施例2的磁平衡直线振动马达的爆炸图。

标号说明：1-定子，2-转子，3-单轴，4-第一定位磁石，5-第二定位磁石，6-外壳；

11-电路板，12-线圈，13-盖板；

21-分铜，22-移动磁石，23-轴承；

31-轴套；

61-阻尼孔。

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。

实施例1：

结合图1-图4，本实施例对本发明的直线振动马达进行详细描述，如图1所示为本实施例的磁平衡直线振动马达的爆炸图，其包括：定子1、转子2以及单轴3，当定子1通电时，转子2切割定子1的磁力线为转子2提供动力，使转子2沿单轴3做往复直线运动；转子2上设置有第一定位磁石4，还包括：第二定位磁石5，第二定位磁石5设置在外壳6上，外壳6包裹在马达的外侧，第二定位磁石5与第一定位磁石4相对设置；第二定位磁石5与第一定位磁石4的相互作用可以使第一定位磁石4的中心线保持在同一水平面(即第二定位磁石5的中心线所在的平面)，且可以限制第一定位磁石4的左右运动，使第一定位磁石4在预设幅度内往复运动，进而使转子2在预设幅度内往复运动。并且第一定位磁石和第二定位磁石的相互作用，可以使第二定位磁石在同一水平面内运动，可半悬浮于单轴3上，转子2的重力由两个定位磁石的相互作用承担，不再由单轴3承担，且转子2与单轴3之间为无接触运动，不仅减少了单轴3的承重，且减少了摩擦，延长了单轴3的使用寿命。

本实施例中，定子1包括：电路板11、驱动线圈12以及盖板13，其中，驱动线圈12包括两个，两个驱动线圈12平行设置，且两个线圈与转子的运动方向平行设置；电路板11也包括两块，两块电路板11平行设置，两驱动线圈12贴在电路板11上，不同实施例中，电路板11也可以为一体化结构，中间为弯折结构；盖板13盖设在电路板11的顶端，用于保护定子1不受外界环境干扰。本实施例中，定子结构的设置能够缩小定子的尺寸，增大马达内部空间，且结构简单，装配方便，大大降低了马达的制作成本。较佳实施例中，电路板11为柔性线路板(FPC)。

本实施例中，转子2包括：分铜21、移动磁石22，移动磁石22设置在分铜21的靠近定子1的一端，当安装完成时，移动磁石22位于两线圈13之间，用于切割两线圈13通电时产生的磁力线；第一定位磁石4包括两个，分别设置在分铜21的远离定子1的一端的两侧；且分铜21的远离定子1的一端通过轴承23安装在单轴3上，可沿单轴3左右运动。本实施例中，移动磁石22为平面两极充磁的移动磁石。较佳实施例中，移动磁石22的固定方式为嵌入式固定，如：可以为移动磁石22嵌入分铜21中，也可以为分铜21嵌入移动磁石22中，鉴于振动马达尺寸比较小，操作比较困难，现有振动马达中元件之间固定多采用粘贴固定，这样振动马达在遇到强烈的振动(如掉落或撞击等)时粘贴的部件之间很容易出现脱落；本实施例中首先对分铜21进行开模制作出相应的形状，然后使用自动化设备将移动磁石22嵌入分铜21中，或者将移动磁石进行开模制作出相应的形状，然后使用自动化设备将分铜21嵌入移动磁石22中，克服了现有粘贴方式不稳定的缺点，既能够保证可靠性，进一步提高马达性能，延长马达寿命，又能简化组装过程，降低组装难度，只需将分铜或移动磁石嵌入制作好的结构中即可。不同实施例中，分铜21和移动磁石22也可以为一体化结构。

本实施例中，还包括：外壳6，第二定位磁石5也包括两个，分别固定在外壳6的相对的两侧，与第一定位磁石4相对；单轴3通过轴套31固定在外壳6上。不同实施例中，单轴3和轴套31也可以为一体化结构，或者单轴3也可以不通过轴套固定，也可通过焊接等方式固定在外壳6上；第一定位磁石4和第二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，如果垂直方向不翻转，水平方向当然也不翻转。数量也不一定为两个，也可以在上下、左右都设置。

为了达到更好的效果，本实施例中，第一定位磁石4和第二定位磁石5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第一定位磁石左右运动的定位精度。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，第一定位磁石停止在与第二定位磁石相对应的位置，第一定位磁石和第二定位磁石的长度相等时，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，第二定位磁石和第一定位磁石的长度及宽度也可进行不同设置，只要其能够使转子沿直线做往复运动即可。

本实施例的磁平衡直线振动马达的工作原理为：当定子1通电时，两线圈13产生磁力线，转子2的移动磁石22切割磁力线，为转子2运动提供驱动力，使其做往复运动；第一定位磁石4和第二定位磁石5之间的相互作用力，使转子2做直线运动，且不会发生翻转，并且可以限制转子2左右运动的幅度。如图5所示为本发明的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4a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，此时第一定位磁石4和第二定位磁石5相吻合；图4b为向右运动，位于右边位置时的横截面图，第一定位磁石4和第二定位磁石5之间的吸引力作用，将第一定位磁石4向左拉动；图4c为向左运动，位于左边位置时的横截面图，第一定位磁石4和第二定位磁石5之间的吸引力作用，将第一定位磁石4向右拉动；即第一定位磁石4和第二定位磁石5之间的吸引力作用限制第一定位磁石4的左右运动幅度。

如图5所示为本实施例的磁平衡直线振动马达的纵截面图，如图所示，第一定位磁石4的与第二定位磁石5相对的面为梯形面，第二定位磁石5的与第一定位磁石4相对的面也为梯形面，且两者相对应，大小相同，梯形面的顶边大小也相同，两者之间的作用达到最好，梯形面的顶边之间的磁力最大，能够更好地保持水平，且保持在中间高度，使转子更稳地半悬浮在单轴上。

本实施例中，第一定位磁石4采用嵌入式固定，如图2所示，把分铜21嵌入第一定位磁石4的位置开模制作出与第一定位磁石4的外形相对应的形状，并使其外侧呈半封闭状态，这样既能固定住第一定位磁石4，又能让第一定位磁石4的三角形部分漏在外面与第二定位磁石5相吸引，磁性不会被屏蔽；由于分铜被挖空，在制作时容易变形，所以对分铜的制作有相当高的要求，现有技术中马达中各部件之间都是采用粘贴的方式固定，本申请首次提出采用嵌入式的固定方式，既能够保证可靠性，进一步提高马达性能，延长马达寿命，又能简化组装过程，降低组装难度。较佳实施例中，第二定位磁石5也采用同样的方法固定。

不同实施例中，第一定位磁石和第二定位磁石在竖直方向上也可以为其它中间凸的结构，如可以为V形面；还可以为圆弧形面或三角形面等。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上，将实施例1中的外壳6设置为封闭外壳，并在封闭外壳上设置阻尼孔61，如图6所示。将外壳6设置为封闭的，可以使马达不受周围环境的影响；但是马达在一密闭的空间做高频往复运动会产生热量使该空间内空气发热产生膨胀，从而导致加速老化该空间内部件，并且在密闭空间内做高频运动会增加运动阻力，从而导致马达的直线运动性能下降，故在外壳上设置阻尼孔61与外界连通，来降低转子运动所遇到的阻力与发热问题，以增强马达性能。

不同实施例中，阻尼孔61的大小可以根据需要进行设置，阻尼孔61的大小与密封外壳内的空间尺寸以及转子的尺寸有关系，根据密封外壳内的空间尺寸以及转子的尺寸设置合适大小的阻尼孔，能够使马达性能达到最好，孔过小则减少阻尼和散热效果不明显，孔过大则完全没有阻尼效果影响振动性能，类似于自行车打气筒的原理。较佳实施例中，阻尼孔的直径为0.2mm-0.6mm之间的任一值，将阻尼孔设置在该范围内，振动马达的性能更加优越。

不同实施例中，阻尼孔61可以包括一个或多个。

较佳实施例中，可以将阻尼孔61设置在外壳6的底端或两侧，可以防止灰尘等杂质进入外壳6内，影响马达的性能。

本发明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。

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 (12)

1.一种磁平衡直线振动马达，其特征在于，包括：具有容纳空间的外壳，所述外壳中设置有：定子、转子以及单轴，所述定子包括驱动线圈，其中：当所述驱动线圈通电时，所述驱动线圈驱动所述转子切割所述驱动线圈的磁力线，以产生驱动力，驱动所述转子沿所述单轴做往复直线运动；

所述转子上设置有第一定位磁石；

所述外壳上设有第二定位磁石，所述第二定位磁石与所述第一定位磁石异极相对设置；

所述第一定位磁石与所述第二定位磁石之间的吸引力作用用于承担所述转子的部分重力，并且使所述转子在同一水平面上保持水平，且当所述第一定位磁石和所述第二定位磁石发生左右相对位移时，所述第一定位磁石和所述第二定位磁石之间产生吸引力，所述转子在所述吸引力以及所述驱动力的双重作用下在往复运动到左右限位点后自动返回到原点，

所述外壳为密封外壳，所述外壳上设置有阻尼孔，所述阻尼孔用于使所述外壳内部与外界连通，进而降低所述转子运动所遇到的阻力与发热问题，

阻尼孔的大小与 密封外壳内的空间尺寸以及所述转子的尺寸有关系。

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，所述阻尼孔的直径为

0.2mm-0.6mm之间的任一值。

3.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述阻尼孔设置在所述外壳的底端或两侧。

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，所述第一定位磁石的与所述第二定位磁石相对的面以及所述第二定位磁石的与所述第一定位磁石相对的面为中间凸起的面，且所述第一定位磁石的中间凸起与所述第二定位磁石的中间凸起相对应。

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，所述第一定位磁石的与所述第二定位磁石相对的面为V型面或梯形面或圆弧形面或三角形面；以及，所述第二定位磁石的与所述第一定位磁石相对的面为V型面或梯形面或圆弧形面或三角形面。

6.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述第一定位磁石和/或所述第二定位磁石为嵌入式固定。

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，所述第一定位磁石以及所述第二定位磁石分别包括两个；所述转子包括：分铜，两个第一定位磁石设置在所述分铜的两侧；两个所述第二定位磁石与两个所述第一定位磁石分别相对设置。

8.根据权利要求7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，所述第一定位磁石的长度不大于第二定位磁石的长度。

9.根据权利要求7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，所述第一定位磁石与所述第二定位磁石的长度相等。

10.根据权利要求1所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述驱动线圈的数量为两个，两个所述驱动线圈相对平行设置，所述转子在两个所述线圈之间运动，且其运动平面与所述驱动线圈平行；和/或，所述转子包括相互连接的分铜以及移动磁石，所述移动磁石为平面两级充磁的移动磁石；

所述移动磁石沿所述定子做往复直线运动。

11.根据权利要求10所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述定子还包括：电路板以及盖板；

所述电路板设置在两个所述驱动线圈的相对背离的一侧；

所述盖板盖设在所述电路板的外侧。

12.根据权利要求10所述的磁平衡直线振动马达，其特征在于，所述移动磁石嵌入式固定在所述分铜中或所述分铜嵌入式固定在所述移动磁石中。