CN107994751B - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性振动马达。该马达包括振子组件、定子组件和弹性元件，振子组件通过弹性元件与定子组件连接，振子组件受到定子组件的电磁力的作用而发生振动，在振子组件的沿振动方向的两个端部的各设置有磁铁，磁铁粘接在振子组件上或者磁铁通过注塑的方式与振子组件连接，定子组件设置有磁性元件，磁性元件与磁铁一一对应，磁性元件与对应的磁铁之间形成斥力。该线性振动马达的刚度呈非线性变化，从而提升了振感体验。

Description

线性振动马达

技术领域

本发明涉及振动装置技术领域，更具体地，涉及一种线性振动马达。

背景技术

目前，线性振动马达包括振子组件、定子组件和弹性元件。定子组件包括外壳、线圈及FPCB、限位部件等。线圈和FPCB被固定在外壳的底壁或者顶壁上。振子组件通过弹性元件悬置在外壳内。弹性元件提供弹性回复力，例如，弹性元件为弹片。限位部件位于振子组件的侧部，以对振子组件形成阻尼。振子组件包括质量块、磁铁组件等。磁性组件受到线圈的电磁力的作用。振子组件在该电磁力作用下发生振动。

在现有技术中，线性振动马达的刚度只与弹性元件有关，且在工作时刚度是恒定的。由于刚度恒定，故线性振动马达在高频应用时(例如，频率大于F₀)加速度值难以提升，造成线性振动马达的振感体验较差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种线性振动马达的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种线性振动马达。该马达包括振子组件、定子组件和弹性元件，所述振子组件通过所述弹性元件与所述定子组件连接，所述振子组件受到定子组件的电磁力的作用而发生振动，在所述振子组件的沿振动方向的两个端部的各设置有磁铁，所述磁铁粘接在所述振子组件上或者所述磁铁通过注塑的方式与所述振子组件连接，所述定子组件设置有磁性元件，所述磁性元件与所述磁铁一一对应，所述磁性元件与对应的所述磁铁之间形成斥力。

可选地，所述弹性元件为弹片或者弹簧，所述弹性元件位于所述振子组件的沿振动方向的两个端部。

可选地，所述磁铁和所述磁性元件位于所述弹性元件的上侧或者下侧。

可选地，所述磁性元件为磁橡胶件。

可选地，所述弹性元件位于所述磁铁与相对应的所述磁性元件之间。

可选地，所述弹性元件为弹片，所述磁铁和所述磁性元件的至少一个具有用于避让所述弹片的避让槽。

可选地，所述弹性元件为弹片，所述弹片呈V形结构，所述磁铁和所述磁性元件呈楔形结构，所述磁铁和所述弹性元件相对设置形成的空间与所述弹片的外部结构相匹配。

可选地，所述振子组件的质量块与所述磁铁通过注塑的方式连接在一起，在所述质量块的用于与所述磁铁连接的端部设置有凹陷部。

可选地，所述定子组件包括壳体和华司，所述华司位于所述壳体的平行于振动方向的壳壁的中部，在振动时，所述华司被构造为用于对所述振子组件提供驱动力。

可选地，所述磁铁的中部和所述磁性元件的中部均呈镂空结构，并且两个镂空结构相对设置。

根据本公开的一个实施例，线性振动马达在振动时，磁铁与磁性元件之间形成斥力。该斥力随着振子组件偏离平衡位置的增大而增大，斥力类似于弹簧力，即“磁弹簧”。该斥力的方向与驱动力的方向相反，并且随振子组件的位移发生改变，从而能改变线性振动马达的刚度，使得刚度呈现非线性变化。在高频段线性振动马达的刚度降低。由于刚度的降低，在高频(例如，频率大于F₀)应用时，线性振动马达的加速度得到提升，振子组件的振幅增大，从而提升了线性振动马达的振感体验。

此外，该线性振动马达在对外等效刚度不变的情况下，使得大位移时马达的刚度大，小位移时马达的刚度小，这使得高频时马达能够达到较大的谐振位移，提高了马达的宽频使用能力。

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是根据本发明的一个实施例的线性振动马达的分解图。

图2-3是根据本发明的一个实施例的线性振动马达的剖视图。

图4-7是根据本发明的一个实施例的磁铁和磁性元件的结构示意图。

附图标记说明：

11：上壳；12：中壳；13：下壳；14：华司；15：FPCB；16：线圈； 17：磁铁组件；18：质量块；19：弹片；21：磁铁；22：磁橡胶件；23：镂空结构；24：凸出部；25：避让槽；26：凹陷部。

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。

根据本发明的一个实施例，提供了一种线性振动马达。如图1-3所示，该线性振动马达包括振子组件、定子组件和弹性元件。

振子组件通过弹性元件与定子组件连接。例如，弹性元件为弹簧、弹片19或弹性橡胶件。弹性元件位于振子组件的沿振动方向的两个端部。这样，弹性元件不占用线性振动马达高度方向的空间，利于线性振动马达的轻薄化设计。

振子组件受到定子组件的电磁力的作用而发生振动。振子组件和定子组件的工作原理为本领域公知常识，在此不做详细说明。

在振子组件的沿振动方向的两个端部的各设置有磁铁21。可选地，磁铁21为铁氧体磁铁21或者钕铁硼磁铁21。磁铁21粘接在振子组件上或者磁铁21通过注塑的方式与振子组件连接。这两种方式使得磁铁21与振子组件的连接强度高，并且振子组件与磁铁21的连接变得容易。注塑的方式适用于形成各种形状的磁铁21。

定子组件设置有磁性元件。磁性元件与磁铁21一一对应。磁性元件与对应的磁铁21之间形成斥力。可选地，磁性元件为永磁体，例如，铁氧体磁铁21或者钕铁硼磁铁21；还可以是，磁性元件为磁橡胶件22。

磁橡胶件22由磁橡胶制作而成。例如，磁橡胶由生胶、磁性填料以及其他辅料制备而成。磁橡胶具备磁性和弹性。磁橡胶件22能提高线性振动马达的阻尼特性。

在本发明实施例中，线性振动马达在振动时，磁铁21与磁性元件之间形成斥力。该斥力随着振子组件偏离平衡位置的位移增大而增大，斥力类似于弹簧力，即“磁弹簧”。该斥力的方向与驱动力的方向相反，并且随振子组件的位移发生改变，从而能改变线性振动马达的刚度，使得刚度呈现非线性变化。在高频段线性振动马达的刚度降低。由于刚度的降低，在高频(例如，频率大于F₀)应用时，线性振动马达的加速度得到提升，振子组件的振幅增大，从而提升了线性振动马达的振感体验。

此外，该线性振动马达在对外等效刚度不变的情况下，使得大位移时马达的刚度大，小位移时马达的刚度小，这使得高频时马达能够达到较大的谐振位移，提高了马达的宽频使用能力。

在一个例子中，定子组件包括壳体和华司14。华司14位于壳体的平行于振动方向的壳壁的中部。在振动时，华司14被构造为用于对振子组件提供驱动力。这使得线性振动马达的驱动力增加。

如图1所示，线性振动马达的定子组件包括壳体、线圈16、FPCB15 和华司14。壳体的材质为金属。例如，不锈钢。壳体包括上壳11、中壳 12和下壳13。上壳11和下壳13呈板状结构。中壳12呈框架结构。上壳 11、下壳13和中壳12扣合在一起，以围合形成容纳空间。在下壳13的内侧固定有FPCB15、华司14和线圈16。在上壳11的内侧固定有华司14和线圈16。两个线圈16相对设置，两个华司14相对设置。

振子组件包括质量块18。质量块18的中部嵌设有磁铁组件17。磁铁组件17用于与线圈16作用以产生电磁力。本领域技术人员可以根据实际需要设置磁铁组件17的结构。弹性元件为弹片19。弹片19呈V形结构。弹片19的一端与质量块18连接，另一端与中壳12连接。例如，通过激光焊接进行连接。

华司14由导磁材料制作而成。华司14用于聚集磁感线，以提升磁场的磁感强度，从而提高线性振动马达的驱动力。线圈16通过FPCB15与外部电路连接，以接收振动信号。

此外，当振子组件振动时，例如向左振动，质量块18右侧的磁铁21 靠近华司14，而质量块18左侧的磁铁21远离华司14。此时，右侧的磁铁 21与华司14之间的吸引力增大。该吸引力起主要作用。左侧的磁铁21与华司14之间的吸引力减小。两个吸引力的合力与电磁力的方向相同，从而增大了线性振动马达的驱动力。同理，当振子组件向右振动时，两个磁铁 21与华司14之间的吸引力的合力向右，从而能够增大线性振动马达的驱动力。

在一个例子中，磁铁21和磁性元件位于弹性元件的上侧或者下侧。例如，在质量块18的沿振动方向的两个端面上各设置有一个磁铁21。在中壳12上设置有磁性元件，例如，通过粘结剂将磁性元件粘接在中壳12 的内侧。磁铁21和磁性元件位于弹片19的上侧或者下侧。该上侧和下侧是指垂直于振动方向的上侧和下侧。通过这种方式，磁铁21和磁性元件不占用额外的空间，从而不会增大线性振动马达的体积。

在通常情况下，磁铁21和磁性元件均为完整的块状结构。这样，当磁性元件为磁橡胶件22时，随着磁铁21和磁性元件逐渐接近，斥力会逐渐增加。斥力集中在磁铁21和磁性元件的中部。这使得磁铁21和磁橡胶件22很难接触上，导致磁橡胶件22的阻尼作用很难发挥。

为了解决该技术问题，在一个例子中，如图6所示，磁性元件为磁性橡胶件。磁铁21的中部和磁性元件(磁橡胶件22)的中部均呈镂空结构 23，并且两个镂空结构23相对设置。磁铁21和磁橡胶件22均呈回字形结构。通过这种方式，磁铁21和磁橡胶件22中部斥力集中被消除，这样降低了磁铁21和磁橡胶件22在相互靠近时的斥力，这使得磁铁21和磁橡胶件22能够相互接触，这样能发挥磁橡胶件22的阻尼作用。

在一个例子中，如图4、5和7所示，弹性元件位于磁铁21与相对应的磁性元件之间。这样，磁铁21和磁性元件不会对弹性元件(例如，弹片 19)的伸、缩形成干涉。

在一个例子中，如图4所示，弹性元件为弹片19。磁铁21和磁性元件的至少一个具有用于避让弹片19的避让槽25。例如，磁铁21和磁性元件的中部均具有避让槽25，从而形成了对弹片19的避让。这使得弹片19 具有更大的振动空间，并且不会增大线性振动马达的体积。

在其他示例中，磁铁21和磁性元件中的一个设置有避让槽25，同样能够形成对弹片19的避让。

本领域技术人员可以根据实际需要设置避让槽25的尺寸。

在一个例子中，如图7所示，弹性元件为弹片19。弹片19呈V形结构。磁铁21和磁性元件呈楔形结构。磁铁21和磁性元件相对设置形成的空间与弹片19的外部结构相匹配。相匹配是指V形结构的开口端对应的楔形结构的厚度小；V形结构的连接端对应的楔形结构的厚度大。通过这种方式，楔形结构能够对弹片19形成避让。这使得弹片19的伸、缩范围更大。

在其他示例中，磁铁21和磁性元件均为板状结构，二者平行设置。这种结构能增大磁铁21和磁性元件正对的面积，提高磁铁21和磁性元件的斥力的稳定性。

在一个例子中，如图3所示，振子组件的质量块18与磁铁21通过注塑的方式连接在一起。在质量块18的用于与磁铁21连接的端部设置有凹陷部26。凹陷部26能够增大与磁铁21注塑料的接触面积，从而提高磁铁21与质量块18的连接强度。本领域技术人员可以根据实际需要设置凹陷部26的结构。如图5所示，在成型后，磁铁形成凸出部24。凸出部24插入质量块18的凹陷部26中。这使得磁铁21和质量块18的连接强度大大提高。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括振子组件、定子组件和弹性元件，所述振子组件通过所述弹性元件与所述定子组件连接，所述振子组件受到定子组件的电磁力的作用而发生振动，在所述振子组件的沿振动方向的两个端部的各设置有磁铁，所述磁铁粘接在所述振子组件上或者所述磁铁通过注塑的方式与所述振子组件连接，所述定子组件设置有磁性元件，所述磁性元件与所述磁铁一一对应，所述磁性元件与对应的所述磁铁之间形成斥力；所述磁性元件为磁橡胶件，所述磁铁的中部和所述磁性元件的中部均呈镂空结构，并且两个镂空结构相对设置。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性元件为弹片或者弹簧，所述弹性元件位于所述振子组件的沿振动方向的两个端部。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述磁铁和所述磁性元件位于所述弹性元件的上侧或者下侧。

4.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性元件位于所述磁铁与相对应的所述磁性元件之间。

5.根据权利要求4所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性元件为弹片，所述磁铁和所述磁性元件的至少一个具有用于避让所述弹片的避让槽。

6.根据权利要求4所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性元件为弹片，所述弹片呈V形结构，所述磁铁和所述磁性元件呈楔形结构，所述磁铁和所述弹性元件相对设置形成的空间与所述弹片的外部结构相匹配。

7.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子组件的质量块与所述磁铁通过注塑的方式连接在一起，在所述质量块的用于与所述磁铁连接的端部设置有凹陷部。

8.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述定子组件包括壳体和华司，所述华司位于所述壳体的平行于振动方向的壳壁的中部，在振动时，所述华司被构造为用于对所述振子组件提供驱动力。

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