CN106655698A - 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，驱动装置包括磁铁组件(4)和两个线圈(2)，两个线圈(2a、2b)各自所在的平面平行于振动方向；磁铁组件(4)包括在振动方向上排列的两块边磁铁(41a、41b)，两块边磁铁(41a、41b)的充磁方向垂直于两个线圈各自(2)所在的平面，且充磁方向相反；两个线圈(2a、2b)在两块边磁铁(41a、41b)的充磁方向上分设在磁铁组件(4)的两侧，且两个线圈(2a、2b)的接线使得二者在通电时的电流方向保持一致。

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，所述驱动装置包括磁铁组件和两个线圈，所述两个线圈各自所在的平面平行于振动方向；所述磁铁组件包括在所述振动方向上排列的两块边磁铁，所述两块边磁铁的充磁方向垂直于所述两个线圈各自所在的平面，且充磁方向相反；所述两个线圈在所述两块边磁铁的充磁方向上分设在所述磁铁组件的两侧，其中，所述两个线圈各自的第一边部对应一块所述边磁铁，所述两个线圈各自的第二边部对应另一个所述边磁铁，且所述两个线圈的接线使得二者在通电时的电流方向保持一致。

可选的是，所述两个线圈各自的第一边部和第二边部均垂直于所述振动方向。

可选的是，所述两个线圈的垂直于所述振动方向的中截面重合，且所述两块边磁铁关于所述中截面对称。

可选的是，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两块边磁铁组成第一海尔贝克阵列，另一块中间磁铁与所述两块边磁铁组成第二海尔贝克阵列，且一个所述线圈位于所述第一海尔贝克阵列的强磁场一侧，另一个所述线圈位于所述第二海尔贝克阵列的强磁场一侧。

可选的是，所述驱动装置还包括两个铁芯，一个所述铁芯与一个所述线圈组成一个电磁铁，另一个所述铁芯与另一个所述线圈组成另一个电磁铁，且所述两个铁芯各自包括位于对应线圈的中心孔中的部分。

可选的是，所述两个铁芯各自还包括位于对应线圈的背向所述磁铁组件一侧的部分。

可选的是，所述两个铁芯各自具有容置槽，所述两个线圈各自嵌于对应铁芯的容置槽中，且所述两个线圈的面向所述磁铁组件的表面经由各自的容置槽外露。

可选的是，所述外壳还包括上导磁部和下导磁部，所述下导磁部与一个所述线圈共同位于所述磁铁组件的一侧，所述上导磁部与另一个所述线圈共同位于所述磁铁组件的另一侧。

可选的是，所述下导磁部和所述上导磁部各自与位于所述磁铁组件的同一侧的铁芯接触。

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两个线圈，两个线圈在磁铁组件产生的磁场的作用下会向振子施加相同方向的安培力的反作用力，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为图1中驱动装置的结构示意图；

图3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4为根据本发明线性振动马达的第三种实施例的结构示意图；

图5为根据本发明线性振动马达的第四种实施例的结构示意图；

图6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； 2a、2b-线圈；

4-磁铁组件； 41a、41b-边磁铁；

42a、42b-中间磁铁； 3a、3b-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；

21a、21b-第一边部； 22a、22b-第二边部；

34-容置槽； 31-位于线圈的中心孔中的部分；

33-铁芯的侧壁部； 32-位于线圈的背向磁铁组件一侧的部分。

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是图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，该驱动装置包括磁铁组件4和两个线圈2a、2b。

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2a、2b各自所在的平面平行于振动方向，因此，线圈2a、2b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2a、2b的中心线方向为上下方向。

线圈2a、2b分设在磁铁组件4的两侧，以分别与磁铁组件4相作用。

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

线圈2b相对上壳11固定，这可以是将线圈2b固定粘接在上壳11上，也可以是将线圈2b通过绝缘纸等固定粘接在上壳11上。

线圈2a具有第一边部21a和第二边部22a，两个边部21a、22a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2a的能够与磁场相作用的有效长度。

该第一边部21a和第二边部22a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。

线圈2b也具有第一边部21b和第二边部22b，两个边部21b、22b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2b的能够与磁场相作用的有效长度。

两个线圈2a、2b可以关于磁铁组件4对称布置，以提高两个线圈2a、2b向振子施加的安培力的反作用力的均衡性。

该磁铁组件4至少包括在振动方向上排列的两个边磁铁41a、41b，两块边磁铁41a、41b的充磁方向垂直于线圈2a、2b各自所在的平面，且充磁方向相反，在图1所示的实施例中，也即垂直于下壳12。

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

边磁铁41a对应线圈2a的第一边部21a和线圈2b的第一边部21b，边磁铁41b对应线圈2a的第二边部22a和线圈2b的第二边部22b，这样，以图1所示的充磁方向为例，可以使得边磁铁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22a，使得回到边磁铁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21a，使得边磁铁41a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21b，使得回到边磁铁41b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22b，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21a、21b与边磁铁41a对齐，及使得第二边部22a、22b与边磁铁41b对齐，其中，以线圈2a为例，对齐被设置为是第一边部21a在振动方向上位于边磁铁41a在线圈2a所在的平面上的投影的覆盖范围内，第二边部22a在振动方向上位于边磁铁42b在线圈2a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22a，及使得回到边磁铁41a的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第一边部21a，进而实现驱动装置的有效利用。

线圈2b相对两个边磁铁41a、41b的设置可以与线圈2a相同，以使得二者关于磁铁组件4对称。

线圈2a与线圈2b的接线使得二者在通电时的电流方向保持一致。

这样，根据图1和图2所示，在线圈2a、2b中的电流方向为使得第一边部21a、21b的电流从外指向内、及使得第二边部22a、22b的电流从内指向外时，线圈2a、2b均将向磁铁组件4施加向左的安培力的反作用力，进而增大了驱动装置能够向振子提供的驱动力。

在线圈2a、2b中的电流相对图1所示反向时，二者向磁铁组件4施加的安培力的反作用力也均将反向，即均指向右侧，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2a、2b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21a、21b和第二边部22a、22b分别为线圈2a、2b的长边部，进而增加线圈2a、2b的有效长度。

为了在相同磁场强度的情况下，提高磁铁组件4的受力、及受力的均衡性，两块边磁铁41a、41b的设置位置可以关于线圈2a及线圈2b的垂直于振动方向的中截面对称，其中，该中截面经过线圈2a、2b的中心线。

为了能够在有限的占用空间下增大磁铁组件4在线圈2a一侧及线圈2b一侧产生的磁场强度，在图1和图2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、42b夹设在两块边磁铁41a、41b之间，且中间磁铁42a与两块边磁铁41a、41b形成第一海尔贝克(Halbach)阵列，中间磁铁42b与两块边磁铁41a、41b形成第二海尔贝克(Halbach)阵列，这说明，中间磁铁42a、42b的充磁方向应该平行于振动方向，且充磁方向相反，而且指向应该使得线圈2a位于第一海尔贝克阵列的强磁场一侧，并使得线圈2b位于第二海尔贝克阵列的强磁场一侧，以获得较大的驱动力。

在图1和图2所示的实施例中，中间磁铁42a的充磁方向为从左指向右，即左端为S极、右端为N极，而中间磁铁42b的充磁方向为从右指向左，即左端为N极、右端为S极。

在边磁铁41a、41b的充磁方向分别相对图2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2a、2b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，下导磁部121与线圈2a共同位于磁铁组件4的一侧，上导磁部111与另一个线圈2b共同位于磁铁组件4的另一侧，这可以通过下导磁部121对线圈2a一侧的磁力线进行收敛，使得线圈2a一侧的磁场强度得到加强，及通过上导磁部111对线圈2b一侧的磁场力进行收敛，使得线圈2b一侧的磁场强度得到加强。

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3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。

根据图3所示，该实施例与图1和图2所示实施例的主要区别在于，该驱动装置还包括两个铁芯3a、3b，铁芯3a与线圈2a组成一个电磁铁，铁芯3b与线圈2b组成另一个电磁铁。

在线圈2a、2b中的电流方向如图3所示时，根据右手螺旋定则可知，两个电磁铁的磁极方向均为从上指向下，即S极位于上方，N极位于下方。

这样，根据图3所示，有铁芯3a与线圈2a组成的电磁铁将向边磁铁41a施加向左的磁力(斥力)，及向边磁铁41b施加向左的磁力(引力)，铁芯3b与线圈2b组成的电磁铁也将向边磁铁41a施加向左的磁力(斥力)，及向边磁铁41b施加向左的磁力(引力)，这与图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2a、2b中的电流相对图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两侧的安培力的反作用力与两侧的总磁力之和，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，该铁芯3a可以至少包括位于线圈2a的中心孔中的部分，以使线圈2a套设在该部分外，这不仅可以产生较强的磁力，还有利于均衡边磁铁41a和41b的受力。

同理，该铁芯3b也可以至少包括位于线圈2b的中心孔中的部分，以使线圈2b套设在该部分外，这不仅可以产生较强的磁力，还有利于均衡边磁铁41a和41b的受力。

在图3所示的实施例中，该铁芯3a完全位于线圈2a的中心孔、及中心孔的延伸区域中。而且，进一步地，该铁芯3a的中心线与线圈2a的中心线重合。

在图3所示的实施例中，该铁芯3b完全位于线圈2b的中心孔、及中心孔的延伸区域中。而且，进一步地，该铁芯3b的中心线与线圈2b的中心线重合。

在该实施例的基础上结合设置上导磁部111和下导磁部121的结构，该铁芯3a可以与下导磁部121接触，铁芯3b也可以与上导磁部111接触，以减小磁阻。

图4是根据本发明线性振动马达的第三种实施例的结构示意图，图中示出了另一种铁芯结构。

根据图4所示，该实施例与图3所示实施例不同的是，铁芯3a除了位于线圈2a的中心孔中的部分31a之外，还包括位于线圈2a的背向磁铁组件4一侧的部分32a，进而使得铁芯3a呈倒T型。在该实施例中，线圈2a可以直接固定连接在铁芯3a的部分32a上。

基于对称设置的结构，该铁芯3b也可以除了位于线圈2b的中心孔中的部分31b之外，还包括位于线圈2b的背向磁铁组件4一侧的部分32b，进而使得铁芯3b呈倒T型。在该实施例中，线圈2b可以直接固定连接在铁芯3b的部分32b上。

图5是根据本发明线性振动马达的第四种实施例的结构示意图，图中示出了另一种铁芯结构。

根据图5所示，该实施例与图4所示实施例不同的是，铁芯3a除了位于线圈2a的中心孔中的部分31a和位于线圈2a的背向磁铁组件4一侧的部分32a之外，还包括在外侧环绕线圈2a的侧壁部33a，即该铁芯3a形成一个容置槽34a，而线圈2a则嵌于该容置槽34a中，且线圈2a的面向磁铁组件4的表面经由该容置槽34a外露。

基于对称设置的结构，该铁芯3b也可以除了位于线圈2b的中心孔中的部分31b和位于线圈2b的背向磁铁组件4一侧的部分32b之外，还包括在外侧环绕线圈2b的侧壁部33b，即该铁芯3b形成一个容置槽34b，而线圈2b则嵌于该容置槽34b中，同样，该线圈2b的面向磁铁组件4的表面经由容置槽34b外露。

图6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6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6中还示出了线性振动马达的静子部分，包括线圈2a、2b等，静子部分还可以包括柔性电路板(FPCB)。

图6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 (9)

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，所述驱动装置包括磁铁组件(4)和两个线圈(2a、2b)，所述两个线圈(2a、2b)各自所在的平面平行于振动方向；所述磁铁组件(4)包括在所述振动方向上排列的两块边磁铁(41a、41b)，所述两块边磁铁(41a、41b)的充磁方向垂直于所述两个线圈(2a、2b)各自所在的平面，且充磁方向相反；所述两个线圈(2a、2b)在所述两块边磁铁(41a、41b)的充磁方向上分设在所述磁铁组件(4)的两侧，其中，所述两个线圈(2a、2b)各自的第一边部(21a、21b)对应一块所述边磁铁(41a)，所述两个线圈(2a、2b)各自的第二边部(22a、22b)对应另一个所述边磁铁(41b)，且所述两个线圈(2a、2b)的接线使得二者在通电时的电流方向保持一致。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个线圈(2a、2b)各自的第一边部(21a、21b)和第二边部(22a、22b)均垂直于所述振动方向。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个线圈(2a、2b)的垂直于所述振动方向的中截面重合，且所述两块边磁铁(41a、41b)关于所述中截面对称。

4.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，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)与所述两块边磁铁(41a、41b)组成第一海尔贝克阵列，另一块中间磁铁(42b)与所述两块边磁铁(41a、41b)组成第二海尔贝克阵列，且一个所述线圈(2a)位于所述第一海尔贝克阵列的强磁场一侧，另一个所述线圈(2b)位于所述第二海尔贝克阵列的强磁场一侧。

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，所述驱动装置还包括两个铁芯(3a、3b)，一个所述铁芯(3a)与一个所述线圈(2a)组成一个电磁铁，另一个所述铁芯(3b)与另一个所述线圈(2b)组成另一个电磁铁，且所述两个铁芯(3a、3b)各自包括位于对应线圈(2a、2b)的中心孔中的部分(31a、31b)。

6.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个铁芯(3a、3b)各自还包括位于对应线圈(2a、2b)的背向所述磁铁组件(4)一侧的部分(32a、32b)。

7.根据权利要求6所述的线性振动马达，其特征在于，所述两个铁芯(3a、3b)各自具有容置槽(34a、34b)，所述两个线圈(2a、2b)各自嵌于对应铁芯(3)的容置槽(34a、34b)中，且所述两个线圈(2a、2b)的面向所述磁铁组件(4)的表面经由各自的容置槽(34a、34b)外露。

8.根据权利要求5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)，所述下导磁部(121)与一个所述线圈(2a)共同位于所述磁铁组件(4)的一侧，所述上导磁部(111)与另一个所述线圈(2b)共同位于所述磁铁组件(4)的另一侧。

9.根据权利要求8所述的线性振动马达，其特征在于，所述下导磁部(121)和所述上导磁部(111)各自与位于所述磁铁组件(4)的同一侧的铁芯(3a、3b)接触。