CN109245480B - 一种水平线性振动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平线性振动马达，包括定子组件、振动组件以及设有容纳空间的外壳，所述的外壳包括上壳体和下托架，定子组件和振动组件相面对的设置在外壳的容纳空间内；定子组件包括上壳体、下托架以及磁钢组件，所述的磁钢组件固定连接在所述上壳体的上内壳面上；振动组件包括质量块、弹性支撑件、线圈以及柔性电路板，所述的柔性电路板为U型结构，U型结构上部的上端面与质量块的下端面连接，U型结构上部的下端面与线圈电连接，U型结构下部的下端面与下托架固定连接，所述的两个弹性支撑件分别设置在所述质量块的两端并与质量块和上壳体侧壁固定连接。本发明具有马达漏磁低、马达的响应快、振动效果佳的优点，有很好的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于微型振动电机领域，特别是涉及一种水平线性振动马达。
背景技术
微型振动马达是手机、平板电脑、掌上游戏机等电子产品不可缺少的元器件，其为用户提供触觉反馈。
随着智能手机市场的竞争加剧，手机厂家对用户触觉体验越来越关注，客户对马达的振动反馈效果也越来越高，因而市场上出现了区别于传统转子马达的线性振动马达。相比于传统转子马达，线性马达在振动特性、响应时间、使用寿命、噪音等方面具有很大的优势，并且其能提供多种振动模式，为用户提供丰富多样而又细腻逼真的触觉反馈。
目前X轴线性振动马达的结构一般采用：以可通电的线圈作为定子，以悬浮在机壳内部带有磁钢的质量块作为振子，该结构为了避免振子上的磁钢吸引机壳，导致马达卡死，所以机壳和下托架均采用非导磁性或弱导磁性材料制成，导致马达磁场利用率低，马达漏磁比较大，很有可能对手机等电子产品的其他元器件产生干扰。
中国专利，公开号：CN108347151 A，公开日：2018年7月31日，公开了一种线性振动马达，包括设有容纳空间的外壳、振动组件和定子组件，其中振动组件与定子组件周面面对并互不接触的设置于容纳空间内，振动组件两端分别与外壳的内壁弹性连接，定子组件与外壳的内壁固定连接；定子组件与外壳的内壁之间还设置有一片或多片导磁片，所述定子组件包括柔性电路板和线圈，线圈设置于柔性电路板面向振动组件一面，所述一个或多个导磁片设置于柔性电路板背向振动组件一面。本发明的外壳由弱磁材料制成，为了增加磁导率，在定子组件与外壳内壁之间设置导磁片，导致系统结构复杂，且导磁片的安装位置对导磁效果的影响较大，导致系统运行不稳定。
中国专利，公开号：CN107681860 A，公开日：2018年2月9日，公开了一种线性马达包括：线圈；为所述线圈提供驱动信号的驱动结构；在所述线圈产生的磁场作用下做往返运动的振动元件，所述振动元件包括：振子、与所述振子嵌套连接的磁铁结构；与所述振子背离所述磁铁结构一侧固定连接的弹性结构，所述弹性结构包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁构成V型结构，用于悬挂所述振动元件，并与所述振动元件构成共振系统。该发明为了增强线圈和磁铁结构之间的相互作用力，在线圈背离振动元件一侧设置有会聚磁力线结构，实施例中给出的会聚磁力线结构可以设置在壳体的内表面或外表面，并不能很好的避免漏磁现象的发生，而且导致系统的结构变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于解决传统线性马达为防止振子磁钢吸引外壳而采用非导磁性或弱导磁性材料制成外壳和下托架，从而导致磁场利用率不高以及马达相应慢的问题，本发明提供了一种水平线性振动马达，该发明具有磁场利用率高、漏磁低、马达响应快的优点。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种水平线性振动马达包括定子组件、振动组件以及设有容纳空间的外壳，所述的外壳包括上壳体和下托架，定子组件和振动组件相面对的设置在外壳的容纳空间内；定子组件包括上壳体、下托架以及磁钢组件，所述的磁钢组件固定连接在所述上壳体的上内壳面上，所述的上壳体、下托架均为导磁材料制成；振动组件包括质量块、弹性支撑件、线圈以及柔性电路板，所述的柔性电路板为开口水平朝向的U形结构，所述的质量块下端设有和柔性电路板上部相适应的凹槽面，柔性电路板的上部的上端面与质量块的下端面连接，柔性电路板的上部的下端面与线圈电连接，柔性电路板的下部的下端面与下托架固定连接，柔性电路板的下部的上端面与线圈之间留有空隙；所述的弹性支撑件分别设置在所述质量块和所述上壳体之间，所述弹性支撑件两端分别与所述质量块和所述上壳体内侧壁对应位置固定连接。本发明中磁钢组件固定连接在上壳体的上内壳面上，可以很好的避免了振子组件在振动过程中对外壳的吸引；外壳由导磁材料制成可以极大的减轻磁漏现象的发生、提高磁场的利用效率，马达的相应速度有大大调高；柔性电路板采用开口水平朝向的U形结构，使得线圈和质量块可以通过柔性电路板的上部固定连接在一起，线圈通交流电后可以跟随着质量块水平振动，质量块两端分别通过弹性体与对应外壳内侧壁固定连接，弹性体可以起到支撑作用，同时对于质量块的水平振动也可以起到很好的缓冲效果。
所述的磁钢组件包括左磁钢、中间磁钢以及右磁钢，所述三块磁钢固定连接组成所述磁钢组件。本方案中，中间磁钢的S级或N级与左磁钢固定连接，中间磁钢另一级与右磁钢固定连接，左磁钢和右磁钢的相反磁极分别与上壳体的上内壳面固定连接，该结构有利于磁力线的朝相一致，磁场的利用效率高，与通电线圈的作用效果明显，马达的相应速度快。
所述磁钢均为矩形体结构。本方案中，矩形体的大小匹配组合连接，使得磁钢组合不会占用太多外壳内部空间，磁钢采用矩形体结构使得各磁钢的周面贴合的更加紧密，利于磁钢组合产生更强的磁场，从而提高电动马达的灵敏度。
所述质量块的上端设置有开口朝上的U形凹槽，所述形凹槽的底面与所述磁钢组件之间设置有空隙。本方案中，质量块上端开口朝上的U形凹槽，且凹槽的底面与磁钢组件之间留有间隙，避免了马达工作时，质量块与磁钢组合接触，导致系统的稳定性降低，同时整个马达装置更小巧，能够应用到对马达机身小巧要求高的场合。
所述的两个弹性支撑件为开口朝向相反方向的V型弹片或C型弹片。本方案中，弹性支撑件对质量块的位置起到限定作用，且质量块的水平振动使得弹性支撑件水平伸缩，提供震感，弹性支撑件可以防止质量块直接撞击外壳内壁而导致的马达系统的不稳定，弹性支撑件采用V型弹片或C型弹片更有利于弹性支撑件水平方向的伸缩，使得震感效果更佳。
所述的V型弹片或C型弹片包括两个弹性臂和折弯部，所述的两个弹性臂在弹片的开口端均设有弹性垫片，所述的折弯部的内外壁均固定贴合有高硬度贴片；本方案中，所述的弹性垫片可以根据客户要求更换成硬度不同的橡胶片；为了获得更好的振动效果，折弯部内外壁均固定贴合有高硬度贴片，这样可以为两片弹性臂提供更好的弹性支撑，也可以延长马达的使用寿命。
所述的质量块在与弹性支撑件的连接处的侧面设有一与所述弹性垫片贴面大小相适应的凸块，所述的凸块和所述弹性垫片固定连接。本方案中，弹性臂和所述凸块通过弹性垫片固定连接，质量块侧壁设有一凸块可以增大弹性臂与所述质量块侧壁之间的间隙，这样在水平振动过程中，弹性支撑件可以获得更好伸缩效果，同时马达的震感效果更佳；凸块和弹性垫片的贴合面大小相等，可以增大质量块与弹性垫片结合处的受力面积，使得质量块振动更稳定，同时使得质量块和弹性支撑体固定连接更牢固。
所述的柔性电路板的水平上部和水平下部通过柔性连接部固定连接，所述柔性连接部的折弯部的内外壁固定贴合有柔性贴片，所述质量块设有匹配柔性连接部的开口；本方案，柔性电路板采用U形结构便于线圈和质量块之间的固定连接，由于柔性电路板具有很好的柔韧性，可以在线圈随质量块水平振动时正常工作，且质量块设有匹配细小连接部的开口，可以极大的减小马达的内部空间，使得马达装置更小巧，应用场合更广。
所述的柔性电路板的下部设有外部接线端子，所述的下托架设有与外部接线端子形状相匹的托盘，所述上壳体设有和外部接线端子相匹配的开口。本方案中，外壳设有与外部接线端子相匹配的托盘和开口，有利于马达的安装和拆卸。
所述的外部接线端子与外部交流电源通过电连接。本方案中，导线与外部接线端子焊接固定，不易脱落，交流电能够产生交替变化的磁场，产生的磁力促使振子的水平振动。
本发明的有益效果：1、本发明采用线圈动磁钢不动的方式，避免了传统的马达在水平振动的过程中磁钢吸引外壳现象；2、传统的马达外壳采用非导磁性或弱导磁性材料制成，本发明采用导磁性的材料制成的外壳可以更好的避免磁漏现象的发生，磁场被封闭在马达机壳内部使得磁场效果更好，马达灵敏度更高；3、采用V型弹片或C型弹片可以提高马达的震感效果和延长马达的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种水平线性振动马达的爆炸图。
图2为本发明一种水平线性振动马达的剖面图。
图3为本发明一种水平线性振动马达的马达振子示意图。
图4为本发明一种水平线性振动马达的线圈连接示意图。
图5为本发明一种水平线性振动马达的马达磁路示意图。
附图标记：1-上壳体，2-磁钢组件，3-弹性支撑件，4-质量块，5-柔性电路板，6-下托架，7-线圈，2a-左磁钢，2b-中间磁钢，2c-右磁钢，51-水平上部，52-水平下部，53-外部接线端子，54-柔性连接部。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，一种水平线性振动马达包括定子组件、振动组件以及设有容纳空间的外壳，所述的外壳包括上壳体1和下托架6，定子组件和振动组件相面对的设置在外壳的容纳空间内；定子组件包括上壳体1、下托架6以及磁钢组件2，所述的磁钢组件2固定连接在所述上壳体1的上内壳面上，所述的上壳体1、下托架6均为导磁材料制成；振动组件包括质量块4、弹性支撑件3、线圈7以及柔性电路板5，所述的柔性电路板5为开口水平朝向的U形结构，所述的质量块4下端设有和柔性电路板5上部相适应的凹槽面，柔性电路板5的上部51的上端面与质量块4的下端面连接，柔性电路板5的上部51的下端面与线圈（7）电连接，柔性电路板5的下部52的下端面与下托架6固定连接，柔性电路板5的下部52的上端面与线圈7之间留有空隙；所述的弹性支撑件3分别设置在所述质量块和所述上壳体之间，所述弹性支撑件3两端分别与所述质量块4和所述上壳体1内侧壁对应位置固定连接。本发明中磁钢组件2固定连接在上壳体1的上内壳面上，可以很好的避免了振子组件在振动过程中对外壳的吸引；外壳由导磁材料制成可以极大的减轻磁漏现象的发生、提高磁场的利用效率，马达的相应速度有大大调高；柔性电路板采用开口水平朝向的U形结构，使得线圈和质量块可以通过柔性电路板的上部固定连接在一起，线圈通交流电后可以跟随着质量块水平振动；质量块两端分别通过弹性体与对应外壳内侧壁固定连接，弹性体可以起到支撑作用，同时对于质量块的水平振动也可以起到很好的缓冲效果。
所述的磁钢组件包括左磁钢2a、中间磁钢2b以及右磁钢2c，所述三块磁钢固定连接组成所述磁钢组件2，所述磁钢组件2的宽度为所述外壳宽度的1/3。本方案中，中间磁钢2b的S级或N级与左磁钢2a固定连接，中间磁钢2b另一级与右磁钢2c固定连接，左磁钢2a和右磁钢2c的相反磁极分别与上壳体1的上内壳面固定连接，该结构有利于磁力线的朝相一致，磁场的利用效率高，与通电线圈的作用效果明显，马达的相应速度快。
所述磁钢均为矩形体结构；所述的左磁钢2a与右磁钢2c的大小和形状相同，所述中间磁钢2b与左磁钢2a的长度和高度相同，所述中间磁钢2b的宽度是左磁钢2a宽度的一半。本方案中，矩形体的大小匹配组合连接，使得磁钢组合2不会占用太多外壳内部空间，磁钢采用矩形体结构使得各磁钢的周面贴合的更加紧密，利于磁钢组合2产生更强的磁场，从而提高电动马达的灵敏度。
所述质量块4的上端设置有开口朝上的U形凹槽，所述形凹槽的底面与所述磁钢组件2之间设置有空隙，所述质量块4的宽度为所述外壳宽度的2/3。本方案中，质量块4上端开口朝上的U形凹槽，且凹槽的底面与磁钢组件2之间留有间隙，避免了马达工作时，质量块4与磁钢组合2接触，导致系统的稳定性降低，同时整个马达装置更小巧，能够应用到对马达机身小巧要求高的场合。
所述的两个弹性支撑件3为开口朝向相反方向的V型弹片或C型弹片。本方案中，弹性支撑件3对质量块的位置起到限定作用，且质量块的水平振动使得弹性支撑件水平伸缩，提供震感，弹性支撑件可以防止质量块直接撞击外壳内壁而导致的马达系统的不稳定，弹性支撑件采用V型弹片或C型弹片更有利于弹性支撑件水平方向的伸缩，使得震感效果更佳；所述V型弹片或C型弹片的开口朝向相反，使得质量块4在水平方向受力均衡，系统稳定性能更好。
所述的V型弹片或C型弹片包括两个弹性臂（未示出）和折弯部（未示出）；所述的两个弹性臂在弹片的开口端均设有弹性垫片（未示出），所述的折弯部的内外壁均固定贴合有高硬度贴片。本方案中，所述的弹性垫片可以根据客户要求更换成硬度不同的橡胶片；为了获得更好的振动效果，折弯部的内外壁均固定贴合有高硬度贴片，这样可以为两片弹性臂提供更好的弹性支撑，弹性组件的伸缩性能更好，极大的延长了马达的使用寿命。
所述的质量块4在与弹性支撑件3的连接处的侧面设有一与所述弹性垫片贴面大小相适应的凸块，所述的凸块和所述弹性垫片固定连接。本方案中，弹性臂和所述凸块通过弹性垫片固定连接，质量块侧壁设有一凸块可以增大弹性臂与所述质量块侧壁之间的间隙，这样在水平振动过程中，弹性支撑件3可以获得更好伸缩效果，同时马达的震感效果更佳；凸块和弹性垫片的贴合面大小相等，可以增大质量块4与弹性垫片结合处的受力面积，使得质量块4振动更稳定，同时使得质量块4和弹性支撑体3固定连接更牢固。
所述的柔性电路板5的上部51和下部52通过柔性连接部54固定连接，所述柔性连接部54的宽度为所述的质量块4长度的1/8，所述柔性连接部54的折弯部的内外壁固定贴合有柔性贴片，所述质量块4设有匹配柔性连接部54的开口；本方案，柔性电路板采用开口水平朝向的U形结构便于线圈和质量块之间的固定连接，由于柔性电路板具有很好的柔韧性，可以在线圈随质量块水平振动时正常工作，且质量块设有匹配细小连接部的开口，可以极大的减小马达的内部空间，使得马达装置更小巧，应用场合更广；为了防止在高频率的水平振动过程中柔性电路板5的水平上部51和水平下部52连接处断裂或破损，在柔性连接部54的折弯部的内外壁固定贴合有柔性贴片，柔性贴片可以根据客户对柔韧性的要求选择不同硬度或韧度的贴片，可以对柔性连接部起到保护作用，同时延长马达系统寿命。
所述的柔性电路板5的下部52设有外部接线端子53，所述的下托架6设有与外部接线端子53形状相匹的托盘，所述上壳体1设有和外部接线端子53相匹配的开口。本方案中，外壳设有与外部接线端子相匹配的托盘和开口，有利于马达的安装和拆卸。
所述的外部接线端子53与外部交流电源通过导线电连接。本方案中，导线与外部接线端子53焊接固定，不易脱落，交流电能够产生交替变化的磁场，产生的磁力促使振子的水平振动，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。
以上所述仅是本发明一种水平线性振动马达的一种较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的若干变形和改进，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种水平线性振动马达，其特征在于：包括定子组件、振动组件以及设有容纳空间的外壳，所述的外壳包括上壳体（1）和下托架（6），定子组件和振动组件相面对的设置在外壳的容纳空间内；定子组件包括上壳体（1）、下托架（6）以及磁钢组件（2），所述的磁钢组件（2）固定连接在所述上壳体（1）的上内壳面上，所述的上壳体（1）、下托架（6）均为导磁材料制成；振动组件包括质量块（4）、弹性支撑件（3）、线圈（7）以及柔性电路板（5），所述的柔性电路板（5）为开口水平朝向的U形结构，所述的质量块（4）下端设有和柔性电路板（5）上部相适应的凹槽面，柔性电路板（5）的上部（51）的上端面与质量块（4）的下端面连接，柔性电路板（5）的上部（51）的下端面与线圈（7）电连接，柔性电路板（5）的下部（52）的下端面与下托架（6）固定连接，柔性电路板（5）的下部（52）的上端面与线圈（7）之间留有空隙；所述的弹性支撑件（3）分别设置在所述质量块和所述上壳体之间，所述弹性支撑件（3）两端分别与所述质量块（4）和所述上壳体（1）内侧壁对应位置固定连接；所述的柔性电路板（5）的水平上部（51）和水平下部（52）通过柔性连接部（54）固定连接，所述柔性连接部（54）的折弯部的内外壁固定贴合有柔性贴片，所述质量块（4）设有匹配柔性连接部的开口。
2.根据权利要求1所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的磁钢组件包括左磁钢（2a）、中间磁钢（2b）以及右磁钢（2c），所述三块磁钢固定连接组成所述磁钢组件（2）。
3.根据权利要求2所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述磁钢均为矩形体结构。
4.根据权利要求1所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述质量块（4）的上端设置有开口朝上的U形凹槽，所述U形凹槽的底面与所述磁钢组件（2）之间设置有空隙。
5.根据权利要求1所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的两个弹性支撑件（3）为开口朝向相反方向的V型弹片或C型弹片。
6.根据权利要求5所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的V型弹片或C型弹片包括两个弹性臂和折弯部；所述的两个弹性臂在弹片的开口端均设有弹性垫片，所述的折弯部的内外壁均固定贴合有高硬度贴片。
7.根据权利要求6所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的质量块（4）在与弹性支撑件（3）的连接处的侧面设有一与所述弹性垫片贴面大小相适应的凸块，所述的凸块和所述弹性垫片固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的柔性电路板（5）的下部设有外部接线端子（53），所述的下托架（6）设有与外部接线端子（53）形状相匹的托盘，所述上壳体设有和外部接线端子（53）相匹配的开口。
9.根据权利要求1所述的一种水平线性振动马达，其特征在于：所述的外部接线端子（53）与外部交流电源电连接。
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Denomination of invention: A horizontal linear vibration motor Effective date of registration: 20210804 Granted publication date: 20200811 Pledgee: Dongyang Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG DONGYANG DONGCI CHENGJI ELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2021330001067 |
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