CN106655695A - 一种线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性振动马达，包括外壳(1)及收容在外壳(1)中的驱动装置，外壳(1)具有导磁部(111)，驱动装置包括线圈(2)、海尔贝克阵列和导磁组件(3)；线圈(2)所在的平面平行于振动方向，线圈(2)与导磁部(111)分设在海尔贝克阵列的两侧，且线圈(2)位于海尔贝克阵列的强磁场一侧；海尔贝克阵列具有充磁方向垂直于线圈(2)所在的平面的径向磁铁(41a、41b)、及充磁方向平行于振动方向的平行磁铁(42)；导磁组件(3)设置在海尔贝克阵列的面向导磁部(111)的表面上，且至少覆盖所有径向磁铁(41a、41b)，导磁组件(3)与导磁部(111)之间留有间隙(AS)。

Description

一种线性振动马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域，更具体地，本发明涉及一种线性振动马达。

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子和静子，振子进一步包括质量块、磁铁组件和弹片等，静子进一步包括FPCB、线圈等，其中，线圈和FPCB固定连接在线性振动马达的外壳上，质量块和磁铁组件固定连接在一起，弹片连接在质量块与外壳之间，线圈则位于磁铁组件产生的磁场范围内。这样，在线圈通电后，线圈便会受到安培力作用，由于线圈固定连接在外壳上，因此，振子将在安培力的反作用力的驱动下进行往复有规律的振动，又由于质量块的质量较大，进而会获得整个线性振动马达发生振动的效果。

为了提高磁铁组件产生的磁场的利用率，目前，有些线性振动马达使用了导磁的外壳。此种情况下，导磁的外壳会对磁铁组件产生较大的吸力，干扰振子在振动方向上的运动轨迹，使得设计的谐振频率相对实际情况偏离，同时也对线性振动马达的弹片造成了较大的损伤。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种线性振动马达的新的技术方案，以减弱导磁的外壳对磁铁组件产生的吸力。

根据本发明的第一方面，提供了一种线性振动马达，其包括外壳及收容在所述外壳中的驱动装置，所述外壳具有导磁部，所述驱动装置包括线圈、海尔贝克阵列和导磁组件；所述线圈所在的平面平行于振动方向，所述线圈与所述导磁部分设在所述海尔贝克阵列的两侧，且所述线圈位于所述海尔贝克阵列的强磁场一侧；所述海尔贝克阵列具有充磁方向垂直于所述线圈所在的平面的径向磁铁、及充磁方向平行于所述振动方向的平行磁铁；所述导磁组件设置在所述海尔贝克阵列的面向所述导磁部的表面上，且至少覆盖所有径向磁铁，所述导磁组件与所述导磁部之间留有间隙。

可选的是，所述海尔贝克阵列具有在所述振动方向上排列的两块所述径向磁铁和一块所述平行磁铁，其中一块径向磁铁对应所述线圈的第一边部，另一块径向磁铁对应所述线圈的第二边部。

可选的是，所述第一边部和所述第二边部均垂直于所述振动方向。

可选的是，所述驱动装置关于所述线圈的垂直于所述振动方向的中截面对称。

可选的是，所述导磁组件包括与所述径向磁铁一一对应配置的导磁块，每一所述导磁块固定连接在对应径向磁铁上，且每一所述导磁块的面向所述导磁部的表面与所有平行磁铁的面向所述导磁部的表面平齐。

可选的是，所述外壳还具有另一导磁部，所述另一导磁部与所述线圈位于所述海尔贝克阵列的同一侧。

可选的是，所述外壳包括连接在一起的上壳和下壳，所述下壳与所述线圈位于所述海尔贝克阵列的同一侧；所述上壳整体由导磁材料制成，所述上壳的平行于所述下壳的顶部为所述导磁部。

可选的是，所述外壳包括连接在一起的上壳和下壳，所述下壳与所述线圈位于所述海尔贝克阵列的同一侧；所述上壳包括非导磁材料的上壳本体、及作为所述导磁部的屏蔽片，所述屏蔽片设置在所述上壳本体上。

可选的是，所述线性振动马达包括两个以上所述驱动装置，且两个以上所述驱动装置在所述振动方向上依次排列。

可选的是，相邻两个驱动装置的海尔贝克阵列共用一块径向磁铁。

本发明的有益效果在于，本发明线性振动马达的驱动装置设置有位于线圈所在磁场空间对侧的导磁组件，该导磁组件至少覆盖海尔贝克阵列的所有径向磁铁，且导磁组件与上壳的导磁部之间具有一定的间隙，由于该间隙的磁阻较大，因此，海尔贝克阵列的一个径向磁铁的磁力线在导磁组件内将以几乎平行于振动方向的角度到达另一个相邻的径向磁铁，这样，磁力线将很少经过上壳的导磁部，进而减弱了上壳对于磁铁组件(海尔贝克阵列)的吸力，使得振子在振动方向上的运动轨迹基本与设计的运动轨迹一致，同时减少对弹片的损伤。

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结构示意图；

图2为图1中驱动装置的结构示意图；

图3为导磁组件的另一种实施例的结构示意图；

图4为基于图1中驱动装置的线性振动马达的一种实施例的分解结构示意图。

附图标记说明：

1-外壳 11-上壳；

12-下壳； 2-线圈；

4-磁路系统； 41a、41b-径向磁铁；

42-平行磁铁； 3-导磁组件；

6-质量块； 7-V型弹片；

8-FPCB； 9-限位块；

10-挡块； 121-导磁部。

AS-间隙； 111-导磁部。

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。

图1是根据本发明线性振动马达的一种实施例的简化结构示意图，图中主要示出了线性振动马达的驱动装置部分，且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。图2为图1中驱动装置部分的结构示意图。

根据图1所示，该线性振动马达包括外壳1、及均收容在外壳1中的质量块6和驱动装置等，该驱动装置包括海尔贝克(Halbach)阵列和线圈2。

为了便于进行线性振动马达的组装，该外壳1包括上壳11和下壳12，二者扣合并连接在一起。

线圈2相对下壳12固定，这可以是将线圈2固定粘接在下壳12上，也可以是将线圈2通过绝缘纸固定粘接在下壳12上。

线圈2所在的平面平行于振动方向，因此，线圈2的中心线方向将垂直于振动方向，在图1所示的实施例中，振动方向为左右方向，线圈2的中心线方向为上下方向。

线圈2具有第一边部21和第二边部22，两个边部21、22可以均垂直于振动方向，以增加线圈2与海尔贝克阵列相作用的有效长度，在图1所示的实施例中即为垂直于纸面的方向。

该第一边部21和第二边部22可以为直边，也可以为圆弧边，对于圆弧边，该垂直于振动方向应该理解为该圆弧边具有垂直于振动方向的切线。

为了在相同磁场强度的情况下，提高上述安培力的反作用力，线圈2可以为长方形，在此，基于绕制的需要，该长方形可以在四角处呈弧形。且使得上述第一边部21和第二边部22为线圈2的两个长边部，进而增加线圈2的有效长度。

该海尔贝克阵列相对质量块6固定，以成为振子的一部分。该海尔贝克阵列是将径向磁铁与平行磁铁排列结合在一起的阵列，其中，海尔贝克阵列的所有径向磁铁41a、41b的充磁方向均垂直于线圈2所在的平面，海尔贝克阵列的所有平行磁铁42的充磁方向均平行于振动方向，且使得线圈2位于产生的强磁场一侧。

由于该阵列能够产生单边磁场，以通过少量的磁铁在一侧产生最强的磁场，因此，在将线圈2设置在海尔贝克阵列的强磁场一侧的情况下，将能够有效提高线圈2所在的磁场强度，进而提高用于驱动振子反复振动的驱动力。

该海尔贝克阵列可以仅包括一个基本单元与线圈2相互作用，以简化结构并减少空间占用。如图2所示，海尔贝克阵列的一个基本单元包括在振动方向上排列的两块径向磁铁41a、41b和一块平行磁铁42，其中，按照海尔贝克阵列的设置，该平行磁铁42应该夹设在两个径向磁铁41a、41b之间，径向磁铁41a的充磁方向为从下至上，即径向磁铁41a的下端为S极、上端为N极，而径向磁铁41b的充磁方向为从上至下，即径向磁铁41b的下端为N极、上端为S极，平行磁铁42的充磁方向为从左指向右，即左端为S极、右端为N极。

在另外的实施例中，也可以是径向磁铁41a的充磁方向为从上至下，而径向磁铁41b的充磁方向为从下至上，且平行磁铁42的充磁方向也应该反向，变为从右指向左，以在线圈2所在一侧产生强磁场。

上述径向磁铁41a对应第一边部21，径向磁铁41b对应第二边部22，这样，以图1所示的充磁方向为例，可以使得径向磁铁41b发出的磁力线能够至少部分地以具有竖直分量的方向穿过第二边部22，及使得回到径向磁铁41a的磁力线能够至少部分地以具有竖直分量的方向穿过第一边部21，进而产生沿振动方向的驱动力。

进一步地，还可以使第一边部21与径向磁铁41a对齐，及使得第二边部22与径向磁铁41b对齐，其中，对齐被设置为是第一边部21在振动方向上位于径向磁铁41a在线圈2所在的平面上的投影的覆盖范围内，第二边部22在振动方向上位于径向磁铁41b在线圈2所在的平面上的投影的覆盖范围内。这样，同样以图1所示的充磁方向为例，可以使得径向磁铁41b发出的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第二边部22，及使得回到径向磁铁41a的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第一边部21，进而实现驱动装置的有效利用。

而且，还可以进一步为两块径向磁铁41a、41b的设置位置关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称，以提高振子的受力、及受力的均衡性，其中，该中截面经过线圈2的中心线。

这样，根据图1所示，在线圈2中的电流方向为使得第一边部21的电流从外指向内、及使得第二边部22的电流从内指向外时，线圈2将向磁路系统4施加向左的安培力的反作用力。而在线圈2中的电流相对图1所示反向时，安培力的反作用力将变为向右，进而驱动振子反复振动。

为了提高对磁路系统4产生的磁场的利用率，该上壳11具有导磁部111，且导磁部111与线圈2分设在磁路系统4的两侧。

在图1所示的实施例中，该上壳11整体由导磁材料制成，因此，上壳11的平行于下壳12的顶部将作为该导磁部111。

在另外的实施例中，该上壳11也可以包括两部分，即包括非导磁材料的上壳本体、及设置在上壳本体上的屏蔽片，该屏蔽片作为导磁部111与线圈2分设在磁路系统4的两侧，且该屏蔽片可以设置在上壳本体的内壁和/或外壁上。

虽然海尔贝克阵列在上方的磁场强度较弱，但导磁部111的存在，也会对海尔贝克阵列产生向上的吸力，在该向上的吸力相对线圈2对海尔贝克阵列产生的向下的吸力较大时，该向上的吸力可能会影响振子的运动轨迹。

为了减弱该吸力，以达到向上的吸力与向下的吸力相平衡的效果，该驱动装置还包括导磁组件3，导磁组件3与上述海尔贝克阵列一起构成驱动装置的磁路系统4，该导磁组件3设置在海尔贝克阵列的面向导磁部111的表面上，且至少覆盖所有径向磁铁41a、41b，导磁组件3与导磁部111之间留有间隙AS。

在此，由于该间隙AS的磁阻较大，因此，海尔贝克阵列的一个径向磁铁41a的磁力线在导磁组件3内将以几乎平行于振动方向的角度到达另一个相邻的径向磁铁41b，这样，磁力线将很少经过导磁部111，进而减弱了上壳11对于海尔贝克阵列的吸力，使得振子在振动方向上的运动轨迹基本与设计的运动轨迹一致，同时还能够避免弹片损伤。

在图1所示的实施例中，该导磁组件3包括与径向磁铁41a、41b一一对应配置的导磁块，每一导磁块固定连接在对应径向磁铁41a、41b上，且每一导磁块的面向导磁部111的表面与平行磁铁42的面向导磁部111的表面平齐。

在该实施例中，导磁组件3的两块导磁块也关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

为了对线圈2所在的磁场空间的磁力线进行收敛，以进一步加强该侧的磁场强度，在该实施例中，下壳12包括下壳本体(非导磁材料)、及设置在下壳本体的外壁上的屏蔽片作为导磁部121，该导磁部121与线圈2设置在海尔贝克阵列的同一侧，以通过下壳本体121减弱导磁部121对磁路系统4的吸力，保证基本不改变设计的运动轨迹。

在本发明的另外的实施例中，该下壳12也可以整体由导磁材料制成，这样，下壳12整体即可作为导磁部121使用。

图3是根据本发明线性振动马达的另一种实施例的结构示意图，图中示出了导磁组件3的另一种结构，且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图3所示，该实施例与图1和图2所示实施例不同的是，导磁组件3覆盖了海尔贝克阵列的面向导磁部111的整个表面上，即导磁组件3同时还覆盖了平行磁铁42的面向导磁部111的表面。因此，该导磁组件3可以是一整块导磁板。

进一步地，在该导磁组件3可以关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称，两块径向磁铁41a、41b也关于该中截面对称。

本发明线性振动马达可以包括一个上述驱动装置，也可以在另外的实施例中包括两个以上(包括两个)驱动装置，两个以上驱动装置在振动方向上依次排列，这在空间尺寸允许的情况下将进一步增大能够提供给振子的驱动力。

进一步地，对于设置两个以上驱动装置的实施例，相邻两个驱动装置的海尔贝克阵列可以共用一块径向磁铁，对应地，相邻两个线圈2的两个相邻的边部，即一个线圈2的第二边部22和相邻线圈2的第一边部21将与同一块径向磁铁对齐。这在各驱动装置的线圈的接线使得各自线圈的电流流向满足同一时间向振子施加相同方向的驱动力即可获得对驱动力进行叠加的效果。

图4是基于图1中驱动装置的线性振动马达的一种实施例的分解结构示意图。

图4中示出了线性振动马达的振子，包括磁路系统4、质量块6和两个V型弹片7，磁路系统4相对质量块6固定，两个V型弹片7在振动方向上分设在质量块6的两侧，且开口方向相反，其中，每一V型弹片7的一个自由端与质量块6固定连接，另一个自由端与上壳11固定连接。

将两个V型弹片7沿相反的方向布置有利于提高振子振动的平稳性，减少谐振。

图4中还示出了线性振动马达的静子，包括线圈2、柔性电路板8(FPCB)，该柔性电路板8经由下壳12露出引线和/或焊盘。

图4中还示出了线性振动马达的其他部分，包括限位块9、挡块10等。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。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，包括外壳(1)及收容在所述外壳(1)中的驱动装置，所述外壳(1)具有导磁部(111)，所述驱动装置包括线圈(2)、海尔贝克阵列和导磁组件(3)；所述线圈(2)所在的平面平行于振动方向，所述线圈(2)与所述导磁部(111)分设在所述海尔贝克阵列的两侧，且所述线圈(2)位于所述海尔贝克阵列的强磁场一侧；所述海尔贝克阵列具有充磁方向垂直于所述线圈(2)所在的平面的径向磁铁(41a、41b)、及充磁方向平行于所述振动方向的平行磁铁(42)；所述导磁组件(3)设置在所述海尔贝克阵列的面向所述导磁部(111)的表面上，且至少覆盖所有径向磁铁(41a、41b)，所述导磁组件(3)与所述导磁部(111)之间留有间隙(AS)。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述海尔贝克阵列具有在所述振动方向上排列的两块所述径向磁铁(41a、41b)和一块所述平行磁铁(42)，其中一块径向磁铁(41a)对应所述线圈(2)的第一边部(21)，另一块径向磁铁(41b)对应所述线圈(2)的第二边部(22)。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一边部(21)和所述第二边部(22)均垂直于所述振动方向。

4.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述驱动装置关于所述线圈(2)的垂直于所述振动方向的中截面对称。

5.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述导磁组件(3)包括与所述径向磁铁(41a、41b)一一对应配置的导磁块，每一所述导磁块固定连接在对应径向磁铁(41a、41b)上，且每一所述导磁块的面向所述导磁部(111)的表面与所有平行磁铁(42)的面向所述导磁部(111)的表面平齐。

6.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述外壳(1)还具有另一导磁部(121)，所述另一导磁部(121)与所述线圈(2)位于所述海尔贝克阵列的同一侧。

7.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述外壳(1)包括连接在一起的上壳(11)和下壳(12)，所述下壳(12)与所述线圈(2)位于所述海尔贝克阵列的同一侧；所述上壳(11)整体由导磁材料制成，所述上壳(11)的平行于所述下壳(12)的顶部为所述导磁部(111)。

8.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述外壳(1)包括连接在一起的上壳(11)和下壳(12)，所述下壳(12)与所述线圈(2)位于所述海尔贝克阵列的同一侧；所述上壳(11)包括非导磁材料的上壳本体、及作为所述导磁部(111)的屏蔽片，所述屏蔽片设置在所述上壳本体上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的线性振动马达，其特征在于，所述线性振动马达包括两个以上所述驱动装置，且两个以上所述驱动装置在所述振动方向上依次排列。

10.根据权利要求9所述的线性振动马达，其特征在于，相邻两个驱动装置的海尔贝克阵列共用一块径向磁铁。