CN109347295A - 一种线性振动电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于振动电机技术领域，公开了一种线性振动电机，包括机壳、振子组件、两个弹性件和驱动组件。机壳上设置有电路板，振子组件沿机壳的厚度方向设置有通孔，两个弹性件分别连接于振子组件沿机壳长度方向的两侧，将振子组件架设于机壳内，驱动组件位于通孔内，与机壳固定连接，包括铁芯和线圈，铁芯包括沿机壳的长度方向延伸的中间轴和设置于中间轴两端的端块，中间轴的横截面积小于端块的横截面积，线圈套设于中间轴上，与电路板相连接，外接电路能够通过电路板向线圈输送驱动电流信号，使得驱动组件能够驱动振子组件沿机壳的长度方向往复运动。本发明中，线圈内增设铁芯，提高了线圈通电后产生的磁场强度，从而提高了线性振动电机振动性能。

Description

一种线性振动电机

技术领域

本发明涉及振动电机技术领域，尤其涉及一种线性振动电机。

背景技术

随着电子技术的发展、便携式消费性电子产品的普及，常见的智能手机、智能手表、掌上游戏机、游戏手柄均使用振动电机来作为系统操作的反馈。特别是智能手机，随着全屏、无按键手机的普及，为了达到更好的反馈体验通常会采用振动电机来作为系统操作的反馈。

现有的水平（沿便携式设备的横纵方向，区别于高度方向）线性振动电机内采用纯线圈与永磁体上下分布的结构进行电机驱动，为了提供更好的振动性能，现有的线性振动电机一般通过收容更多的永磁体及线圈为线性振动电机提供驱动力，但是通过此种方式改进的线性振动电机在性能提升的同时会存在以下技术问题：

第一、体积更大。为了收容更多的永磁体及线圈，只能通过增大线性振动电机体积来实现，而线性振动电机体积的增大会占用终端产品内更多的宝贵空间，需要终端产品在结构布局上做出更多的考虑并减少其它部件的占用空间，这对于线性振动电机的普及产生阻碍。

第二、结构更复杂。随着永磁体及线圈的增多，线性振动电机的零部件总数也相应增多，使得线性振动电机的结构变得更加复杂

第三、制造工序更多，可靠性风险增加。结构的复杂化使得产品的制造工序增加并伴随着可靠性风险的增加。

第四、制造成本更高。结构复杂、零部件增多、制造工序增加使得产品从原材料到工艺上都会增加额外的成本，使得产品在性能提升的同时成本也相应增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线性振动电机，在能够实现振动性能的提升的基础上，结构简单，安全可靠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种线性振动电机，包括：

机壳，所述机壳上设置有电路板；

振子组件，沿所述机壳的厚度方向设置有通孔；

两个弹性件，分别连接于所述振子组件沿所述机壳长度方向的两侧，将所述振子组件架设于所述机壳内；

驱动组件，位于所述通孔内，与所述机壳固定连接，包括铁芯和线圈，所述铁芯包括沿所述机壳的长度方向延伸的中间轴和设置于所述中间轴两端的端块，所述中间轴的横截面积小于所述端块的横截面积，所述线圈套设于所述中间轴上，与所述电路板相连接，所述驱动组件能够驱动所述振子组件沿所述机壳的长度方向往复运动。

作为优选，所述振子组件包括：

质量块，所述通孔设置于所述质量块上，两个所述弹性件分别固连于所述质量块沿所述机壳长度方向的两端；

两个永磁体，沿所述机壳的长度方向延伸，卡装于所述通孔内，位于所述驱动组件沿所述机壳宽度方向的两侧。

作为优选，所述永磁体沿所述机壳的长度方向分为三段充磁结构，相邻的两段所述充磁结构之间设置有充磁间隙；

每个所述永磁体上相邻的两段所述充磁结构的磁极方向相反，两个所述永磁体上正对的两个所述充磁结构的磁极相斥。

作为优选，所述铁芯的两个所述端块分别与所述永磁体上的两个充磁间隙正对。

作为优选，所述线圈未通电时，在所述机壳的宽度方向，所述振子组件两侧与所述机壳内壁的距离相等，所述铁芯两侧与所述通孔侧壁的距离相等，所述振子组件与所述机壳内壁之间的距离小于所述铁芯与所述通孔侧壁之间的距离。

作为优选，所述线圈未通电时，在所述机壳的长度方向，所述振子组件两侧与所述机壳内壁的距离相等，所述铁芯两侧与所述通孔侧壁的距离相等，所述弹性件的弹性变形量小于所述铁芯与所述通孔侧壁之间的距离。

作为优选，所述永磁体和所述通孔的侧壁之间还夹设有导磁板。

作为优选，所述驱动组件沿所述机壳长度方向的两端与所述通孔的侧壁之间夹设有缓冲块。

作为优选，所述振子组件和所述驱动组件之间填充有磁流体。

作为优选，所述机壳包括底板和外罩；

所述底板和所述外罩围设形成容置腔，所述振子组件和所述驱动组件设置于所述容置腔内；

所述外罩与所述底板的连接边沿设置有缺口，所述底板从所述缺口处向外延伸设置有固定台，所述电路板安装于所述固定台上。

本发明的有益效果：

线圈内增设铁芯，提高了线圈通电后产生的磁场强度，从而实现了线性振动电机振动性能的提升，振子组件上设置有通孔，驱动组件设置于通孔内，有效地减小了线性振动电机的厚度，结构简单，安全可靠，由中间轴和端块组成的呈“工”字形的铁芯，使得驱动组件可以提供的磁场强度更强，并且在结构上“工”字形的铁芯对线圈的保护更加可靠，能够避免线圈与振子组件之间的碰撞，铁芯和线圈沿机壳的长度方向延伸，使得线圈的有效利用长度更大，进一步提高了线性振动电机振动性能。

附图说明

图1是本发明实施例所述的线性振动电机的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的线性振动电机省略外罩后的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明实施例所述的铁芯的结构示意图；

图5是本发明实施例所述的驱动组件与标有磁极的永磁体相配合的结构示意图。

图中：

1、机壳；11、电路板；12、底板；13、外罩；

2、振子组件；21、质量块；22、永磁体；221、充磁结构；222、充磁间隙；23、弹性件；24、导磁板；25、缓冲块；

3、驱动组件；31、铁芯；311、中间轴；312、端块；32、线圈。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图5所示，本发明提供了一种线性振动电机，包括机壳1、振子组件2、两个弹性件23和驱动组件3。其中，机壳1上设置有电路板11，振子组件2位于机壳1内，振子组件2沿机壳1的厚度方向设置有通孔，两个弹性件23分别连接于振子组件2沿机壳1长度方向的两侧，将振子组件2架设于机壳1内，驱动组件3位于通孔内，与机壳1固定连接，包括铁芯31和线圈32，铁芯31包括沿机壳1的长度方向延伸的中间轴311和设置于中间轴311两端的端块312，中间轴311的横截面积小于端块312的横截面积，线圈32套设于中间轴311上，与电路板11相连接，外接电路能够通过电路板11向线圈32输送驱动电流信号，使得驱动组件3能够驱动振子组件2沿机壳1的长度方向往复运动。

本发明中，线圈32内增设铁芯31，提高了线圈32通电后产生的磁场强度，从而实现了线性振动电机振动性能的提升，振子组件2上设置有通孔，驱动组件3设置于通孔内，有效地减小了线性振动电机的厚度，结构简单，安全可靠，由中间轴311和端块312组成的呈“工”字形的铁芯31，使得驱动组件3可以提供的磁场强度更强，并且在结构上“工”字形的铁芯31对线圈32的保护更加可靠，能够避免线圈32与振子组件2之间的碰撞，铁芯31和线圈32沿机壳1的长度方向延伸，使得线圈32的有效利用长度更大，进一步提高了线性振动电机振动性能。

本发明中，铁芯31使用导磁材料制备而成，在制备时可以为一体加工（CNC/MIM等工艺），也可以拆分为多个零件进行拼接成型，也可以使用硅钢片材料进行叠铆成型。

在本实施例中，振子组件2包括质量块21和两个永磁体22。其中，通孔设置于质量块21上，两个弹性件23分别固连于质量块21沿所述机壳1长度方向的两端，并且与机壳1相连接，两个永磁体22沿机壳1的长度方向延伸卡装于通孔内，位于驱动组件3沿机壳1宽度方向的两侧。

本发明中，弹性件23为V型弹簧或C型弹簧等具有弹性的部件，弹性件23在弹性变形时自身的碰撞处、与质量块21的碰撞处和与机壳1的碰撞处分别设置有垫块。

永磁体22既可以使用一体永磁体三段充磁，也可使用三个不同极性的永磁体进行搭配。具体的，如图5所示（图中N、S表示磁极），永磁体22沿机壳1的长度方向分为三段充磁结构221，相邻的两段充磁结构221之间设置有充磁间隙222，每个永磁体22上相邻的两段充磁结构221的磁极方向相反，两个永磁体22上正对的两个充磁结构221的磁极相斥，并且，铁芯31的两个端块312分别与永磁体22上的两个充磁间隙222正对。上述设置，使得磁场的分布更加合理，提高了驱动组件3的驱动效率从而得到更大的驱动力。

在本实施例中，线圈32未通电时，在机壳1的宽度方向，振子组件2两侧与机壳1内壁的距离相等，铁芯31两侧与通孔侧壁的距离相等，振子组件2与机壳1内壁之间的距离小于铁芯31与通孔侧壁之间的距离。此外，线圈32未通电时，在机壳1的长度方向，振子组件2两侧与机壳1内壁的距离相等，铁芯31两侧与通孔侧壁的距离相等，弹性件23的弹性变形量小于铁芯31与通孔侧壁之间的距离。上述设置，有效保证了铁芯31不会与振子组件2发生碰撞，从而提高了线性振动电机工作时的可靠性。

具体的，质量块21可以为非导磁体制备而成，也可以为导磁体制备而成。当质量块21使用非导磁材料制备而成时，可以在永磁体22和通孔的侧壁之间夹设导磁板24，对永磁体22工作面磁场进行加强。当质量块21使用导磁材料制备而成时，可以省去上述导磁板24设置，利用质量块21本身对永磁体22工作面磁场进行加强。在设置有导磁板24时，在通孔内沿机壳1的宽度方向依次分布有：导磁板24-永磁体22-驱动组件3-永磁体22-导磁板24，在本实施例中，导磁板24为强导磁金属，一般使用SUS430，对磁场进行聚拢，以达到增强永磁体22靠近铁芯31一面（工作面）的磁场强度，从而提高驱动效率，且能有效减少电机侧面漏磁。

更为具体的，驱动组件3沿机壳1长度方向的两端与通孔的侧壁之间夹设有缓冲块25，从而增加系统阻尼并拓宽频率响应的频带范围，同时也可以改变电机系统的谐振频率，从而能够使同款产品通过较小改动达到调整系统谐振频率的目的，以适应更多的客户需求。在本实施例中，缓冲块25可以设置填满质量块21与铁芯31之间的间隙，也可以单侧贴在质量块21上或单侧贴在铁芯31上或与铁芯31和质量块21均保持一定距离固定在机壳1上，缓冲块25的材质可以是泡棉材质、塑胶材质或胶水类，形状可以为方形、圆形或其它任意形状，固定工艺可以是双面胶粘接、点胶固定或者镶嵌在质量块21或铁芯31上等方式。

具体的，振子组件2和驱动组件3之间填充有磁流体，以增加系统阻尼，可以提高系统稳定性。

在本实施例中，机壳1包括底板12和外罩13。底板12和外罩13围设形成容置腔，振子组件2和驱动组件3设置于容置腔内。外罩13与底板12的连接边沿设置有缺口，底板12从缺口处向外延伸设置有固定台，电路板11安装于固定台上。上述设置，结构简单，拆装方便，电路板11（在本实施例中使用柔性电路板11）的安装可靠，与线圈32的连接安全，具体的，底板12和外罩13使用导磁材料（在本实施例中使用SUS430）制备而成，可以有效减少电机漏磁，避免电机对终端产品产生磁干扰。

在本发明中，外罩13可以采用一体冲压成型，也可采用两个L型框体加一个平板拼接成型。

本发明中，铁芯31与机壳1的固定方式，可以为铁芯31上下两侧与底板12和机壳1外罩13同时焊接、同时铆接、一侧焊接另一侧铆接、一侧焊接另一侧自由或一侧铆接另一侧自由等多种方式进行固定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线性振动电机，其特征在于，包括：

机壳（1），所述机壳（1）上设置有电路板（11）；

振子组件（2），沿所述机壳（1）的厚度方向设置有通孔；

两个弹性件（23），分别连接于所述振子组件（2）沿所述机壳（1）长度方向的两侧，将所述振子组件（2）架设于所述机壳（1）内；

驱动组件（3），位于所述通孔内，与所述机壳（1）固定连接，包括铁芯（31）和线圈（32），所述铁芯（31）包括沿所述机壳（1）的长度方向延伸的中间轴（311）和设置于所述中间轴（311）两端的端块（312），所述中间轴（311）的横截面积小于所述端块（312）的横截面积，所述线圈（32）套设于所述中间轴（311）上，与所述电路板（11）相连接，所述驱动组件（3）能够驱动所述振子组件（2）沿所述机壳（1）的长度方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的线性振动电机，其特征在于，所述振子组件（2）包括：

质量块（21），所述通孔设置于所述质量块（21）上，两个所述弹性件（23）分别固连于所述质量块（21）沿所述机壳（1）长度方向的两端；

两个永磁体（22），沿所述机壳（1）的长度方向延伸，卡装于所述通孔内，位于所述驱动组件（3）沿所述机壳（1）宽度方向的两侧。

3.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述永磁体（22）沿所述机壳（1）的长度方向分为三段充磁结构（221），相邻的两段所述充磁结构（221）之间设置有充磁间隙（222）；

每个所述永磁体（22）上相邻的两段所述充磁结构（221）的磁极方向相反，两个所述永磁体（22）上正对的两个所述充磁结构（221）的磁极相斥。

4.根据权利要求3所述的线性振动电机，其特征在于，所述铁芯（31）的两个所述端块（312）分别与所述永磁体（22）上的两个充磁间隙正对。

5.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述线圈（32）未通电时，在所述机壳（1）的宽度方向，所述振子组件（2）两侧与所述机壳（1）内壁的距离相等，所述铁芯（31）两侧与所述通孔侧壁的距离相等，所述振子组件（2）与所述机壳（1）内壁之间的距离小于所述铁芯（31）与所述通孔侧壁之间的距离。

6.根据权利要求5所述的线性振动电机，其特征在于，所述线圈（32）未通电时，在所述机壳（1）的长度方向，所述振子组件（2）两侧与所述机壳（1）内壁的距离相等，所述铁芯（31）两侧与所述通孔侧壁的距离相等，所述弹性件（23）的弹性变形量小于所述铁芯（31）与所述通孔侧壁之间的距离。

7.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述永磁体（22）和所述通孔的侧壁之间还夹设有导磁板（24）。

8.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述驱动组件（3）沿所述机壳（1）长度方向的两端与所述通孔的侧壁之间夹设有缓冲块（25）。

9.根据权利要求1所述的线性振动电机，其特征在于，所述振子组件（2）和所述驱动组件（3）之间填充有磁流体。

10.根据权利要求1-9任一所述的线性振动电机，其特征在于，所述机壳（1）包括底板（12）和外罩（13）；

所述底板（12）和所述外罩（13）围设形成容置腔，所述振子组件（2）和所述驱动组件（3）设置于所述容置腔内；

所述外罩（13）与所述底板（12）的连接边沿设置有缺口，所述底板（12）从所述缺口处向外延伸设置有固定台，所述电路板（11）安装于所述固定台上。