CN107147267A - 线性振动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线性振动马达，包括壳体、收容在壳体内的线圈和质量块，质量块通过弹性支撑件悬设在壳体内：在质量块的中部位置设置有缺口，线圈避让在缺口内，在线圈的内部相邻接设置有沿线性振动马达的振动方向分布的两块内磁铁，以及设置在两块内磁铁之间的导磁片；在线圈的外侧设置有与质量块固定连接且位于缺口内的外磁铁，外磁铁的充磁方向与内磁铁的充磁方向相垂直。利用上述发明能够有效提升线性振动马达升降时间性能、制作成本低、产品合格率高。
Description
技术领域
本发明涉及消费电子技术领域，更为具体地，涉及一种线性振动马达。
背景技术
随着通信技术的发展，便携式电子产品，如手机、掌上游戏机或者掌上多媒体娱乐设备等进入人们的生活。在这些便携式电子产品中，一般会用微型振动马达来做系统反馈，例如手机的来电提示、游戏机的振动反馈等。然而，随着电子产品的轻薄化发展趋势，其内部的各种元器件也需适应这种趋势，微型振动马达也不例外。
目前，大部分微型线性马达通过通电磁路组件为振动组件提供往复有规律振动的驱动力，磁路组件包括线圈、永磁铁等，通常情况下线圈内部存在空腔，该空腔的存在会导致线圈与永磁体配合提供的电磁驱动力存在一个最大的峰值，该峰值仅存在于线圈与永磁体位置配合最佳处，而在其他位置会大幅衰减，限制振动马达上升时间性能的提升。
因此，为增强磁路的磁感应强度、增加驱动力并充分利用线圈内腔空间，常规做法是将永磁体以对磁方式设置并采用动圈式结构设计，但动圈结构的线性振动马达制作工艺复杂、装配难度高；另外，马达振动组件的回复力通常只由弹片的恢复力提供，控制马达下降时间的方法较少(通常采用涂布磁液的方式)，常规磁路组件设计的振动马达升降时间的进一步提升乏力，不利于振动马达的应用及进一步发展。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种线性振动马达，以解决现有线性振动马达的升降时间性能不佳，产品装配难度大、成品率低等问题。
本发明提供的线性振动马达，包括壳体、收容在壳体内的线圈和质量块，质量块通过弹性支撑件悬设在壳体内：在质量块的中部位置设置有缺口，线圈避让在缺口内，在线圈的内部相邻接设置有沿线性振动马达的振动方向分布的两块内磁铁，以及设置在两块内磁铁之间的导磁片；在线圈的外侧设置有与质量块固定连接且位于缺口内的外磁铁，外磁铁的充磁方向与内磁铁的充磁方向相垂直。
此外，优选的结构是，内磁铁的充磁方向与线性振动马达的振动方向相平行；并且，两块相邻接设置的内磁铁的邻接端极性相同。
此外，优选的结构是，外磁铁的充磁方向与线性振动马达的振动方向相垂直；并且，外磁铁与内磁铁相邻接设置的邻接端极性相反。
此外，优选的结构是，内磁铁与外磁铁相邻接的不同极性的磁极间的距离小于内磁铁或者外磁铁自身两磁极间的间距。
此外，优选的结构是，线圈的中轴线方向与线性振动马达的振动方向相平行；并且，在线性振动马达的振动方向上，线圈的高度大于质量块的厚度。
此外，优选的结构是，外磁铁包括平行设置在缺口内的两块永磁铁，两块永磁铁的充磁方向相反。
此外，优选的结构是，外磁铁为环绕缺口的内侧壁设置的环形磁铁，环形磁铁为径向充磁。
此外，优选的结构是，外磁铁包括围绕缺口的内侧壁设置的四块永磁铁，各永磁铁靠近内磁铁一端的极性相同，且均与内磁铁邻接端的极性相反。
此外，优选的结构是，壳体包括适配连接的上壳和下壳，在下壳上设置有电连接板；线圈固定在电连接板上并与电连接板导通。
此外，优选的结构是，弹性支撑件包括设置在质量块上下两侧的两个弹片，在弹片上设置有避让线圈和内磁铁的避让槽。
利用上述线性振动马达，充分利用线性振动马达内部的空间，在线圈内设置内磁铁，提升单位空间磁路组件提供的驱动力；此外，内磁铁和外磁铁相互吸引能够有效克服质量块的振动惯性，降低线性振动马达的下降时间，制作工艺简单、成本低、产品合格率高。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的线性振动马达的分解图；
图2-1为根据本发明实施例的线性振动马达的剖面图一；
图2-2为根据本发明实施例的线性振动马达的剖面图二；
图3-1为根据本发明实施例的磁路组件的主视图；
图3-2为根据本发明实施例的磁路组件的侧视图；
图3-3为根据本发明实施例的磁路组件的俯视图；
图3-4为根据本发明实施例的磁路组件的剖面图；
图4-1为根据本发明实施例的线性振动马达的局部结构示意图一；
图4-2为根据本发明实施例的线性振动马达的局部结构示意图二；
图5-1为根据本发明实施例二的外磁铁的俯视图；
图5-2为根据本发明实施例二的外磁铁的剖面图；
图6-1为根据本发明实施例三的外磁铁的俯视图；
图6-2为根据本发明实施例三的外磁铁的剖面图。
其中的附图标记包括：上壳11、下壳12、弹片21、弹片22、质量块3、缺口31、外磁铁4、外磁铁41、外磁铁42、内磁铁5、内磁铁51、内磁铁52、导磁片6、线圈7、电连接板8、避让槽9。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
在下述具体实施方式的描述中所用到的“配重块”也可以称作“质量块”，均指与产生振动的振动块固定以加强振动平衡的高质量、高密度金属块。
另外，本发明主要用于微型振动马达的改进，但是也不排除将本实用新型中的技术应用于大型振动马达。但是为了表述的方面，在以下的实施例描述中，“线性振动马达”和“微型振动马达”表示的含义相同。
为详细描述本发明的线性振动马达结构，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1示出了根据本发明实施例线性振动马达结构的分解结构；图2-1和图 2-1分别从不同角度示出了根据本发明实施例的线性振动马达的剖面结构。
如图1至图2-2共同所示，本发明实施例的线性振动马达，包括壳体、收容在壳体内的线圈7和质量块3，质量块3通过弹性支撑件悬设在壳体内：在质量块3的中部位置设置有缺口31，线圈7避让在缺口31内，在线圈7的内部相邻接设置有沿线性振动马达的振动方向分布的两块内磁铁5，以及设置在两块内磁铁5之间的导磁片6；在线圈7的外侧设置有与质量块3固定连接且位于缺口31内的外磁铁4，内磁铁5和外磁铁4相互吸引，且外磁铁4的充磁方向与内磁铁5的充磁方向相垂直。
具体地，本发明实施例的线性振动马达，包括壳体、收容在壳体内的振动组件和磁路组件；其中，振动组件包括弹片21、弹片22，通过弹片21和弹片22悬设在壳体内的质量块3和嵌设在质量块3内部的外磁铁4，磁路组件包括线圈7、固定在线圈7内的内磁铁5，在质量块3的中心位置设置有矩形结构的缺口31，线圈7避让在缺口31内，位于线圈7内的内磁铁5和固定在缺口31内的外磁铁4相互吸引。
图3-1至图3-4分别从不同角度示出了根据发明实施例的磁路组件的三视结构及剖面结构。
结合图1至图3-4共同所示，在本发明的一个具体实施方式中，外磁铁4 包括平行设置在缺口31内的两块永磁铁，即外磁铁41和外磁铁42，两块永磁铁(此处指外磁铁)的充磁方向相互平行且方向相反；其中，外磁铁41和外磁铁42的充磁方向为水平方向充磁，该充磁方向与线性振动马达的振动方向相垂直，沿同一水平方向，外磁铁41的充磁方向为S-N，外磁铁42的充磁方向N-S。外磁铁4(包括外磁铁41和外磁铁42)之间采用对磁的方式设置，能够增强线性振动马达的磁感应强度。外磁铁41和外磁铁42一侧可通过激光焊接、嵌设或者胶粘等多种方式固定在质量块3的缺口31内，其另一侧与线圈7存在一定的间隙，防止振动组件运动过程中与磁路组件发生摩擦或者碰撞。
另外，内磁铁5包括上下设置的两块永磁铁，即内磁铁51和内磁铁52，两块永磁铁(此处指内磁铁)的充磁方向与线性振动马达的振动方向相平行；并且，两块相邻接设置的内磁铁5的邻接端极性相同；其中，沿同一竖直方向，内磁铁51的充磁方向为N-S，内磁铁52的充磁方向为S-N，外磁铁4与内磁铁5(包括内磁铁51和内磁铁52)相邻接设置的邻接端极性相反；在内磁铁51和内磁铁52之间设置有导磁片6，三者可以通过胶水粘接固定成一个整体后，再放置在线圈7的内腔中，从而充分利用线圈7的内部空间，最大限度的提升单位空间内磁路组件可提供的驱动力，达到增强线性振动马达振感的效果。
换言之，内磁铁51和内磁铁52相邻接的邻接端极性为S极，而外磁铁 41和外磁铁42与内磁铁5的S极相邻接的邻接端极性为N极，从而使得内磁铁5和外磁铁4之间形成相互吸引的磁力，在线性振动马达停止工作后，二者之间的吸引力能够有效克服振动组件的振动惯性，从而达到降低线性振动马达下降时间的目的。
需要说明的是，本发明实施例的线性振动马达，内磁铁51和内磁铁52 的两个相互远离的一端分别固定在壳体的内侧壁上，而套设在内磁铁外侧的线圈7在沿线性振动马达的振动方向上连续分布设置，即在线性振动马达的方向上，线圈7的高度远大于质量块3的厚度，线圈7的高度尽可能等于线性振动马达的内部高度，从而能够连续不间断的为线性振动马达提供保持在峰值附近的驱动力，有效地提升线性振动马达的上升时间。
在本发明的一个具体实施方式中，内磁铁5与外磁铁4相邻接的不同极性的磁极间的距离小于内磁铁5或者外磁铁4自身两磁极间的间距。即，外磁铁41或者外磁铁42的N极与内磁铁51或者内磁铁52的S极之间的距离，小于内磁铁或者外磁铁自身的S极和N极之间的磁间距，使得内磁铁和外磁铁相互配合形成更短的磁路循环，从而增大磁场的有效率利用率，改善线性振动马达的振感体验。
图4-1和图4-2分别示出了根据本发明实施例的线性振动马达的局部示意结构。
结合图1至图4-2共同所示，在本发明实施例的线性振动马达中，壳体包括适配连接的上壳11和下壳12，在下壳12上设置有电连接板8，例如，电连接板8为柔性电路板(FPCB，Flexible Printed Circuit Board)，电连接板8 扣合或者粘贴固定在下壳12的内侧壁上，其中，上壳11为未封闭长方体结构，下壳12固定在上壳11的开放端，振动组件和磁路组件均收容在上壳11 和下壳12形成的腔体内。
其中，线圈7固定在电连接板8上并与电连接板8导通，在电连接板8 上设置有避让内磁铁5的开口，内磁铁52的下端穿过开口与下壳12固定连接，内磁铁51的上端与上壳11固定连接，从而将内磁铁5固定在壳体内并收容在线圈7形成的腔体中。即内磁铁51远离内磁铁52的一端限位固定在上壳11的内侧壁上并与上壳11固定连接，内磁铁52远离内磁铁51的一端避让电连接板8后与下壳12固定连接。
另外，弹性支撑件包括设置在质量块3上下两侧的两个弹片(包括弹片 21和弹片22)，在弹片上设置有避让线圈7和内磁铁5的避让槽9，通过弹片为振动组件的振动提供弹性恢复力，且在振动组件振动过程中，避让槽9够避让贯穿线性振动马达高度方向上的磁路组件，避免振动组件与磁路组件发生碰撞。
需要说明的是，为加强线性振动马达的振感及质量块3的振动平衡，质量块3可以采用钨钢块或镍钢块或者镍钨合金等高密度金属材料制成，加大质量块3振动力，使电子产品的振感更加强烈。
本发明实施例的线性振动马达，内磁体和外磁铁4均采用对磁结构设置，内磁铁5的充磁方向与线性振动马达的振动方向相平行，外磁铁4的充磁方向与线性振动马达的振动方向相垂直，而线圈7的中轴线方向与线性振动马达的振动方向相平行，确保外磁铁4与内磁铁5相邻接设置的邻接端极性相反，内磁铁5与外磁铁4相邻接的不同极性的磁极间的距离小于内磁铁5或者外磁铁4自身两磁极间的间距皆可，外磁铁4的结构可以在两块永磁铁的基础上做出多种改进或者变形，以下将结合附图对磁路组件的变形结构分别进行阐述。
图5-1和图5-2分别从不同角度示出了根据本发明实施例二的外磁铁示意结构。
如图5-1和图5-2共同所示，在本发明实施例二的线性振动马达中，磁路组件包括内磁铁51、内磁铁52、位于内磁铁51和内磁铁52之间的导磁片6、以及套设在内磁铁51、磁铁52和导磁片6外侧的线圈7。沿线性振动马达的振动方向，内磁铁51的充磁方向为N-S，内磁铁52的充磁方向为S-N，外磁铁4为环绕缺口的内侧壁设置的环形磁铁，环形磁铁为径向充磁，即沿外磁铁4的径向(与线性振动马达的振动方向相垂直)，外磁铁4的内侧磁极为N 极，外侧磁极为S极。
图6-1和图6-2分别从不同角度示出了根据本发明实施例三的外磁铁示意结构。
如图6-1和图6-2共同所示，在本发明实施例三的线性振动马达中，磁路组件包括内磁铁51、内磁铁52、位于内磁铁51和内磁铁52之间的导磁片6、以及套设在内磁铁51、磁铁52和导磁片6外侧的线圈7。沿线性振动马达的振动方向，内磁铁51的充磁方向为N-S，内磁铁52的充磁方向为S-N，外磁铁4包括围绕缺口的内侧壁设置的四块永磁铁，各永磁铁靠近内磁铁一端的极性相同，且均与内磁铁邻接端的极性相反，在各永磁铁相连邻接的位置设置有相互匹配的倒角。
通过上述实施方式可看出，本发明提供的线性振动马达，具有以下优点：
1、内磁铁和外磁铁都以对磁方式设置，并且内磁铁和外磁铁之间相互吸引，能够增强线性振动马达的磁感应强度，克服振动组件的运动惯性，降低线性振动马达的下降时间。
2、内磁铁、外磁铁不同磁极间的距离小于内磁铁或者外磁铁自身两个磁极件的间距，内磁铁和外磁铁相互配合形成较短的磁路循环，能够增加磁场的利用率，提高线性振动马达的振感。
3、内磁铁的设置能够充分利用线性振动马达内部尤其是线圈内部的空间，从而最大程度提高单位空间磁路组件提供的驱动力，线性振动马达的振感强烈。
4、线圈的高度可以贯穿整个线性振动马达的高度方向，能够连续不间断的为振动组件提供保持在振动峰值附近的驱动力，有效的提升线性振动马达的上升时间，制作成本低、产品合格率高。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的线性振动马达。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的线性振动马达，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (10)
1.一种线性振动马达，包括壳体、收容在所述壳体内的线圈和质量块，所述质量块通过弹性支撑件悬设在所述壳体内：其特征在于，
在所述质量块的中部位置设置有缺口，所述线圈避让在所述缺口内，在所述线圈的内部相邻接设置有沿所述线性振动马达的振动方向分布的两块内磁铁，以及设置在所述两块内磁铁之间的导磁片；
在所述线圈的外侧设置有与所述质量块固定连接且位于所述缺口内的外磁铁，所述外磁铁的充磁方向与所述内磁铁的充磁方向相垂直。
2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述内磁铁的充磁方向与所述线性振动马达的振动方向相平行；并且，两块相邻接设置的内磁铁的邻接端极性相同。
3.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述外磁铁的充磁方向与所述线性振动马达的振动方向相垂直；并且，所述外磁铁与所述内磁铁相邻接设置的邻接端极性相反。
4.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述内磁铁与所述外磁铁相邻接的不同极性的磁极间的距离小于所述内磁铁或者所述外磁铁自身两磁极间的间距。
5.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述线圈的中轴线方向与所述线性振动马达的振动方向相平行；并且，在所述线性振动马达的振动方向上，所述线圈的高度大于所述质量块的厚度。
6.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述外磁铁包括平行设置在所述缺口内的两块永磁铁，所述两块永磁铁的充磁方向相反。
7.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述外磁铁为环绕所述缺口的内侧壁设置的环形磁铁，所述环形磁铁为径向充磁。
8.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述外磁铁包括围绕所述缺口的内侧壁设置的四块永磁铁，各永磁铁靠近所述内磁铁一端的极性相同，且均与所述内磁铁邻接端的极性相反。
9.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述壳体包括适配连接的上壳和下壳，在所述下壳上设置有电连接板；
所述线圈固定在所述电连接板上并与所述电连接板导通。
10.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，
所述弹性支撑件包括设置在所述质量块上下两侧的两个弹片，在所述弹片上设置有避让所述线圈和所述内磁铁的避让槽。
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