CN106655697B - 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，包括外壳及收容在外壳中的驱动装置，驱动装置包括线圈和磁铁组件，线圈所在的平面平行于振动方向；磁铁组件包括四块边磁铁，第一块边磁铁与第三块边磁铁在垂直于线圈所在的平面的方向上分设在线圈的两侧，且均对应线圈的第一边部，第一块边磁铁与第三块边磁铁的充磁方向相同，且垂直于线圈所在的平面；第二块边磁铁与第四块边磁铁在垂直于线圈所在的平面的方向上分设在线圈的两侧，且均对应线圈的第二边部，第二块边磁铁与第四块边磁铁的充磁方向相同，且与第一块边磁铁和第三块边磁铁的充磁方向相反。

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。

由此可见，上述安培力的反作用力是驱动振子振动的唯一的力，但受限于线圈的空间体积，线圈匝数及有效长度均有限，该安培力通常较小，这是导致现有马达存在响应时间较长的重要原因，因此，非常有必要提供一种能够增加提供给振子的驱动力的马达结构。

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，以增大能够提供给振子的驱动力。

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，所述驱动装置包括线圈和磁铁组件，所述线圈所在的平面平行于振动方向；所述磁铁组件包括四块边磁铁，第一块边磁铁与第三块边磁铁在垂直于所述线圈所在的平面的方向上分设在所述线圈的两侧，且均对应所述线圈的第一边部，其中，所述第一块边磁铁与所述第三块边磁铁的充磁方向相同，且垂直于所述线圈所在的平面；第二块边磁铁与第四块边磁铁在垂直于所述线圈所在的平面的方向上分设在所述线圈的两侧，且均对应所述线圈的第二边部，其中，所述第二块边磁铁与所述第四块边磁铁的充磁方向相同，且与所述第一块边磁铁和所述第三块边磁铁的充磁方向相反。

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，所述第一块边磁铁与所述第三块边磁铁关于所述线圈所在的平面对称布置，所述第二块边磁铁与所述第四块边磁铁关于所述线圈所在的平面对称布置。

可选的是，所述第一块边磁铁与所述第二块边磁铁位于所述线圈的同一侧，所述第三块边磁铁与所述第四块边磁铁位于所述线圈的同一侧；所述磁铁组件还包括两块中间磁铁，所述两块中间磁铁的充磁方向相反、且均平行于所述振动方向，其中一块中间磁铁与所述第一块边磁铁和所述第二块边磁铁组成第一海尔贝克阵列，另一块中间磁铁与所述第三块边磁铁和所述第四块边磁铁组成第二海尔贝克阵列，且所述第一海尔贝克阵列和所述第二海尔贝克阵列均在所述线圈一侧产生强磁场。

可选的是，所述驱动装置还包括铁芯，所述铁芯与所述线圈组成电磁铁，所述铁芯包括位于所述线圈的中心孔中的部分。

可选的是，所述外壳具有上导磁部和下导磁部，所述上导磁部和下导磁部在垂直于所述线圈所在的平面的方向上分设在所述驱动装置的两侧。

可选的是，所述外壳包括连接在一起的上壳和下壳，所述上壳整体由导磁材料制成，所述上壳的在垂直于所述线圈所在的平面的方向上位于所述驱动装置一侧的部分为所述上导磁部。

可选的是，所述外壳包括连接在一起的上壳和下壳；所述下壳包括非导磁材料的下壳本体、及作为所述下导磁部的屏蔽片，所述屏蔽片设置在所述下壳本体上。

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共用两块边磁铁。

本发明的有益效果在于，本发明线性振动马达的驱动装置在线圈两侧各设置有一对边磁铁，这将有效增加线圈所在空间的磁场强度，实现磁场强度倍增的效果，进而能够有效增加能够提供给振子的驱动力。

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3为图2中驱动装置的一部分的结构示意图；

图4为基于图2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-磁铁组件； 41a、41b、41c、41d-边磁铁；

42a、42b-中间磁铁； 3-铁芯；

6-质量块； 7-V型弹片；

10-挡块； 9-限位块；

111-导磁部； 121-导磁部；

21-第一边部； 22-第二边部；

61-容置槽。

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。

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，该驱动装置包括磁铁组件4和线圈2，线圈2相对外壳1固定，磁铁组件4相对质量块6固定，以成为线性振动马达的振子的一部分，进而通过线圈2与磁铁组件4的相互作用提供驱动振子反复振动的驱动力。

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

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相对外壳1固定，在图1所示的实施例中，该线圈2固定连接在上壳11上。

线圈2具有与磁铁组件相作用的第一边部21和第二边部22，两个边部21、22可以均垂直于振动方向，在图1所示的实施例中即为垂直于纸面的方向，以增加线圈2的能够与磁铁组件4相作用的有效长度。

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。

该磁铁组件4至少包括四块边磁铁41a、41b、41c、41d，四块边磁铁41a、41b、41c、41d两两一组分设在线圈2的两侧，以有效增加线圈2所在空间的磁场强度，实现磁场强度倍增的效果，进而增加驱动装置能够提供给振子的驱动力。

在图1所示的实施例中，第一块边磁铁41a与第二块边磁铁41b为一组设置在线圈2的一侧，第三块边磁铁41c与第四块边磁铁41d为一组设置在线圈2的另一侧。

在图1所示的实施中，质量块6具有一个容置槽61，线圈2位于该容置槽61中，两组边磁铁在线圈2的两侧固定连接在质量块6上。

在图1所示的实施例中，第一块边磁铁41a与第三块边磁铁41c在垂直于线圈2所在的平面的方向上分设在第一边部21的两侧，其中，第一块边磁铁41a与第三块边磁铁41c的充磁方向相同，且垂直于线圈2所在的平面。第二块边磁铁41b与第四块边磁铁41d在垂直于线圈2所在的平面的方向上分设在第二边部22的两侧，其中，第二块边磁铁41b与第四块边磁铁41d的充磁方向相同，且与第一块边磁铁41a和第三块边磁铁41c的充磁方向相反。这样，从第一块边磁铁41a至第二块边磁铁41b的磁力线、及从第四块边磁铁41d至第三块边磁铁41c的磁力线将以相同的方向穿过第一边部21，同样也以相同的方向穿过第二边部22，进而获取使得线圈2所在空间的磁场强度倍增的效果。

在图1和图2所示的实施例中，边磁铁41a、41c的充磁方向为从下至上，即边磁铁41a、41c的下端为S极、上端为N极；而边磁铁41b、41d的充磁方向为从上至下，即边磁铁41b、41d的下端为N极、上端为S极。

在另外的实施例中，也可以是边磁铁41a、41c的充磁方向为从上至下，而边磁铁41b、41d的充磁方向为从下至上。

边磁铁41a、41c对应第一边部21，边磁铁41b、41d对应第二边部22，这样，以图1所示的充磁方向为例，可以使得边磁铁41a发出的磁力线和回到边磁铁41c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21，及使得回到边磁铁41b的磁力线和边磁铁41d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一边部22，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与边磁铁41a、41c对齐，及使得第二边部22与边磁铁41b、41d对齐，其中，以边磁铁41a、41b为例，对齐被设置为是第一边部21在振动方向上位于边磁铁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在振动方向上位于边磁铁42b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，可以使得边磁铁41a发出的磁力线和回到边磁铁41c的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第二边部21，及使得回到边磁铁41b的磁力线和边磁铁41d发出的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第一边部22，进而实现驱动装置的有效利用。

第一块边磁铁41a与第二块边磁铁41b在线圈2一侧沿振动方向排列，且二者可以关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

第三块边磁铁41c与第四块边磁铁41d在线圈2的另一侧沿振动方向排列，且二者可以关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

为了提高磁铁组件在线圈两侧的受力均衡性，第一块边磁铁41a与第三块边磁铁41c可以关于线圈2所在的平面对称布置，第二块边磁铁41b与第四块边磁铁41d可以关于线圈2所在的平面对称布置。

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将向第一块边磁铁41a和第三块边磁铁41c施加向左的安培力的反作用力，同时还将向第三块边磁铁41c和第四块边磁铁41d施加向左的安培力的反作用力，进而实现了驱动力倍增的目的。

在线圈2a中的电流相对图1所示反向时，其将向磁铁组件4施加的安培力的反作用力也将反向，即指向右侧，进而向振子部分提供反复振动的驱动力。

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分别为线圈2的长边部，进而增加线圈2的有效长度。

为了能够在有限的占用空间下增大磁铁组件4在线圈2一侧产生的磁场强度，在图1所示实施例中，磁铁组件4还可以进一步包括两块中间磁铁42a、42b，中间磁铁42a夹设在第一块边磁铁41a与第二块边磁铁41b之间，且中间磁铁42a与第一块边磁铁41a和第二块边磁铁41b形成了第一海尔贝克(Halbach)阵列，中间磁铁42b夹设在第三块边磁铁41c与第四块边磁铁41d之间，且中间磁铁42b与第三块边磁铁41c和第四块边磁铁41d形成了第二海尔贝克(Halbach)阵列，其中，中间磁铁42a、42b的充磁方向平行于振动方向，而且各自的指向应该使得第一海尔贝克阵列和第二海尔贝克阵列均在线圈2一侧产生强磁场，这说明，中间磁铁42a、42b的充磁方向应该相反。

在图1所示的实施例中，中间磁铁42a的充磁方向为从右指向左，中间磁铁42b的充磁方向为从左指向右。

在边磁铁41a、41b的充磁方向分别相对图1反向时，该中间磁铁42a、42b的充磁方向也应该各自反向。

由于海尔贝克阵列能够产生单边磁场分布，且通过少量的磁铁产生最强的磁场，因此，通过形成海尔贝克阵列将能够有效提高线圈2所在的磁场强度。

在该实施例中，该上壳11可以具有上导磁部111、下壳具有下导磁部121，上导磁部111与下导磁部121在垂直于线圈2所在的平面的方向上分设在驱动装置的两侧，以对磁铁组件4产生的磁力线进行收敛。

在图1所示的实施例中，下壳12进一步包括非导磁的下壳本体、及作为下导磁部121的屏蔽片，该屏蔽片设置在下壳本体的内壁和/或外壁上。

在另外的实施例中，该下壳12也可以整体由导磁材料制成，这样，下壳12自身可作为下导磁部121使用。

在图1所示的实施例中，上壳11整体由导磁材料制成，这样，上壳11的与下壳12相对的顶部即为上壳11的上导磁部111。

在另外的实施例中，上壳11可以进一步包括非导磁的上壳本体、及作为上导磁部111的屏蔽片，该屏蔽片设置在上壳本体的内壁和/或外壁上。

图2是根据本发明线性振动马达的另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3为图2中磁铁组件的位于线圈2同一侧的部分与电磁铁相互作用的结构示意图。

根据图2所示，该实施例与图1所示实施例的主要区别在于，该驱动装置还包括铁芯3，铁芯3与线圈2组成电磁铁。

在线圈2中的电流方向如图2和图3所示时，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的磁极方向为从上指向下，即S极位于上方，N极位于下方。

这样，根据图2和图3所示，有铁芯3与线圈2组成的电磁铁将向边磁铁41a、41c施加向左的磁力(斥力)，及向边磁铁41b、41d施加向左的磁力(引力)，这些磁力与图1所示实施例中向磁铁组件4提供的安培力的反作用力的方向一致。

在线圈2中的电流相对图2和图3所示反向时，各磁力及安培力的反作用力也均将各自反向，进而向振子部分提供反复振动的驱动力。

根据以上说明可知，对于本发明线性振动马达，驱动振子部分反复振动的驱动力将等于安培力的反作用力与总磁力之和，因此，根据该实施例的技术方案，将能够进一步增大向振子部分提供的驱动力。

为了使得电磁铁能够对磁铁组件4产生较强的磁力作用，在该实施例中，铁芯3包括位于线圈2的中心孔中的部分。

进一步地，该铁芯3还可以包括位于线圈2的背向磁路系统4一侧的部分，进而使得铁芯3呈倒T型。在该实施例中，线圈2可以直接固定连接在铁芯的部分上。

进一步地，该铁芯3除了位于线圈2的中心孔中的部分和位于线圈2的背向磁路系统4一侧的部分之外，还包括在外侧环绕线圈2的侧壁部，即该铁芯3形成一个容置槽，而线圈2则可以嵌于该容置槽34中。

图4是基于图2所示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部分，包括磁铁组件4、质量块6和两个V型弹片7，磁铁组件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部分振动的平稳性，减少谐振。

图4中还示出了线性振动马达的静子部分，包括线圈2等，静子部分还可以包括柔性电路板(FPCB)。

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 (7)

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，所述驱动装置包括线圈(2)和磁铁组件(4)，所述线圈(2)所在的平面平行于振动方向；所述磁铁组件(4)包括四块边磁铁(41a、41b、41c、41d)，第一块边磁铁(41a)与第三块边磁铁(41c)在垂直于所述线圈(2)所在的平面的方向上分设在所述线圈(2)的两侧，且均对应所述线圈(2)的第一边部(21)，其中，所述第一块边磁铁(41a)与所述第三块边磁铁(41c)的充磁方向相同，且垂直于所述线圈(2)所在的平面；第二块边磁铁(41b)与第四块边磁铁(41d)在垂直于所述线圈(2)所在的平面的方向上分设在所述线圈(2)的两侧，且均对应所述线圈(2)的第二边部(22)，其中，所述第二块边磁铁(41b)与所述第四块边磁铁(41d)的充磁方向相同，且与所述第一块边磁铁(41a)和所述第三块边磁铁(41c)的充磁方向相反。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一块边磁铁(41a)与所述第三块边磁铁(41c)关于所述线圈(2)所在的平面对称布置，所述第二块边磁铁(41b)与所述第四块边磁铁(41d)关于所述线圈(2)所在的平面对称布置。

4.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一块边磁铁(41a)与所述第二块边磁铁(41b)位于所述线圈(2)的同一侧，所述第三块边磁铁(41c)与所述第四块边磁铁(41d)位于所述线圈(2)的同一侧；所述磁铁组件(4)还包括两块中间磁铁(42a、42b)，所述两块中间磁铁(42a、42b)的充磁方向相反、且均平行于所述振动方向，其中一块中间磁铁(42a)与所述第一块边磁铁(41a)和所述第二块边磁铁(41b)组成第一海尔贝克阵列，另一块中间磁铁(42b)与所述第三块边磁铁(41c)和所述第四块边磁铁(41d)组成第二海尔贝克阵列，且所述第一海尔贝克阵列和所述第二海尔贝克阵列均在所述线圈(2)一侧产生强磁场。

5.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述驱动装置还包括铁芯(3)，所述铁芯(3)与所述线圈(2)组成电磁铁，所述铁芯(3)包括位于所述线圈(2)的中心孔中的部分。

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)具有上导磁部(111)和下导磁部(121)，所述上导磁部(111)和下导磁部(121)在垂直于所述线圈(2)所在的平面的方向上分设在所述驱动装置的两侧。

7.根据权利要求1至6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。