CN109347296A - 一种具有限位装置的线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有限位装置的线性振动马达，包括机壳，机壳内设置有动子组件、与动子组件相对应的定子组件及两个限位装置，动子组件位于两个限位装置之间，两个限位装置沿动子组件的振动方向排布，两个限位装置上分别设置有与动子组件相配合的缓冲块。本发明通过设置限位装置取代现有的磁液的方式，便于生产加工，提高了该马达的稳定性、可靠性、使用寿命和制程的可操作性。

Description

一种具有限位装置的线性振动马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域，尤其涉及一种具有限位装置的线性振动马达。

背景技术

随着电子产品的快速发展，尤其在手机、平板电脑等移动终端设备，这些电子设备基本都有使用振动发生装置，用于防止来自电子装置的噪音干扰他人。传统的振动发生装置采用基于偏心旋转的转子马达，它是通过偏心振子的旋转而实现机械振动，由于偏心振子在旋转过程中，换向器和电刷会产生机械摩擦以及电火花等，会影响偏心振子的转速，进而影响装置振动效果，因此，振动发生装置多采用性能更好的线性马达。

线性马达，也称线性电机、直线马达、推杆马达等，最常用的线性马达类型是平板式、U型槽式和管式，其是一种将电能转换为直线运动机械能的技术，其通过磁铁的相斥力使移动元件悬浮，同时通过磁力直接驱动该移动元件，而无需如回转式马达般尚需经由如齿轮组等传动机构进行传动，因此，线性马达可以令其所驱动的移动元件进行高加、减速的往复运动，通过该特性，线性马达可以被应用于不同的制造加工技术领域中，而被作为驱动的动力源或作为提供定位的技术内容。此外，随着半导体、电子、光电、医疗设备及自动化控制等工业的快速发展及激烈竞争，各领域对于马达线性运动性能的要求也日渐升高，期望马达具有高速度、低噪音及高定位精度等，故在许多应用场合下都已使用线性马达来取代传统伺服马达等机械式的运动方式。

目前，线性马达在振动时往往会产生噪音和碰撞机壳的问题，现有的做法是在动子与壳体之间的间隙中加入磁液，磁液具有流动性和磁性，利用磁液与壳体的摩擦力来实现降低噪音和避免碰撞机壳的效果。但是，线性马达在使用过程中，磁液可能会被挤压变形分散开来，甚至发生飞溅，从而失去其原有的作用，降低马达的稳定性和可靠性，而且在动子与壳体之间的间隙中加入磁液，操作不便。

发明内容

本发明针对上述现有线性马达存在的问题，提出一种具有限位装置的线性振动马达。

为了解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种具有限位装置的线性振动马达，包括机壳，机壳内设置有动子组件、与动子组件相对应的定子组件及两个限位装置，动子组件位于两个限位装置之间，两个限位装置沿动子组件的振动方向排布，两个限位装置上分别设置有与动子组件相配合的缓冲块。

本发明的有益效果是：马达在振动过程中，两个限位装置不仅能够对动子组件起到限位的作用，防止动子组件与机壳接触而产生撞击、噪声，而且缓冲块能够对动子组件起到缓冲保护的作用，从而通过设置限位装置取代现有的磁液的方式，便于生产加工，提高了该马达的稳定性、可靠性、使用寿命和制程的可操作性。

在一些实施方式中，机壳包括上机壳和下机盖，定子组件固定在下机盖上，两个限位装置固定在上机壳上，动子组件位于定子组件的上方，动子组件沿其振动方向的两端分别通过弹簧与上机壳弹性连接，两个弹簧将动子组件悬置在上机壳内。

在一些实施方式中，定子组件包括两个以上且沿动子组件的振动方向排布的线圈，每个线圈通过柔性电路板与外部电路连接，相邻的两个线圈的电流方向相反，动子组件包括质量块，质量块上设置有一个以上沿动子组件的振动方向排布的永磁体，相邻的两个线圈相互靠近的一端对应同一个永磁体，永磁体沿竖直方向充磁，相邻的两个永磁体的充磁方向相反，线圈的数量比永磁体的数量多一个。

在一些实施方式中，质量块上设置有与定子组件相配合的第一避让槽，第一避让槽的底部设置有若干用于安装永磁体的第一孔体。

在一些实施方式中，弹簧呈U型，弹簧的开口朝向质量块，弹簧的一边与质量块焊接连接，弹簧的另一边与上机壳焊接连接。

在一些实施方式中，弹簧与质量块的连接处设置有第一加强片，弹簧与上机壳的连接处设置有第二加强片。

在一些实施方式中，质量块的两端分别设置有与弹簧和第一加强片相配合的焊接部，焊接部呈L型。

在一些实施方式中，限位装置包括底座，底座固定在上机壳上，底座靠近动子组件的一端设置有与缓冲块相配合的安装孔，弹簧上设置有与限位装置相配合的避让通孔。

在一些实施方式中，底座靠近上机壳的一端设置有与弹簧相配合的限位部，限位部的高度大于避让通孔的高度。

在一些实施方式中，缓冲块的材料为橡胶、聚氨酯或泡棉中的一种。

另外，在本发明技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

图1为本发明一种具有限位装置的线性振动马达的立体分解图。

图2为本发明一种具有限位装置的线性振动马达的剖视图。

图3为本发明图2中A处的局部放大图。

图4为本发明一种具有限位装置的线性振动马达去除上机壳的立体结构示意图。

图5为本发明一种具有限位装置的线性振动马达去除上机壳的俯视图。

附图中标号说明，机壳1，上机壳11，下机盖12，动子组件2，质量块21，第一避让槽211，第一孔体212，焊接部213，永磁体22，定子组件3，线圈31，限位装置4，缓冲块41，底座42，安装孔421，限位部422，弹簧5，避让通孔51，第一加强片6，第二加强片7，柔性电路板8。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外需要说明的是，术语“上方”、“下方”、“水平”、“竖直”、“底部”、“内”、“一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例：

一种具有限位装置的线性振动马达，如图1～5所示，包括机壳1，机壳1内设置有动子组件2、与动子组件2相对应的定子组件3及两个限位装置4，动子组件2位于两个限位装置4之间，两个限位装置4沿动子组件2的振动方向排布，两个限位装置4上分别设置有与动子组件2相配合的缓冲块41。

在本发明中，如图2所示，给出了X方向和Z方向，X方向和Z方向相互垂直，动子组件2的振动方向即X方向，竖直方向即Z方向，文中的“上”和“下”是以Z方向作为基准来说的。

本发明的工作原理是，动子组件2与定子组件3相互作用从而使动子组件2沿X方向且在两个限位装置4之间进行振动，两个限位装置4不仅能够对动子组件2起到限位的作用，防止动子组件2与机壳1接触而产生撞击、噪声，而且缓冲块41能够对动子组件2起到缓冲保护的作用，从而达到良好、稳定地振动效果。本发明通过在动子组件2的两端分别设置限位装置4，取代了现有的磁液的方式，便于生产加工，提高了该马达的稳定性、可靠性、使用寿命和制程的可操作性。

进一步地，如图1～5所示，机壳1包括上机壳11和下机盖12，定子组件3固定在下机盖12上，两个限位装置4固定在上机壳11上，动子组件2位于定子组件3的上方，动子组件2沿其振动方向的两端分别通过弹簧5与上机壳11弹性连接，通常弹簧5分别与动子组件2和上机壳11焊接连接，两个弹簧5将动子组件2悬置在上机壳11内，在动子组件2、定子组件3及限位装置4安装完成后，最后将上机壳11和下机盖12焊接在一起。动子组件2在沿X方向振动过程中，动子组件2一端的弹簧5被压缩时，动子组件2另一端的弹簧5同步被拉伸，这样不仅对动子组件2的振动起到缓冲保护的作用，而且能够对动子组件2的振动提供恢复力，从而使马达的振动更加稳定、可靠。

进一步地，如图1～5所示，定子组件3包括两个以上且沿动子组件2的振动方向排布的线圈31，线圈31的轴线方向与Z方向一致，每个线圈31均通过柔性电路板8与外部电路连接，通常所有的线圈31和柔性电路板8都固定在下机壳1上，柔性电路板8分别与每个线圈31的引线焊接连接，相邻的两个线圈31的电流方向相反，动子组件2包括质量块21，质量块21上设置有一个以上沿动子组件2的振动方向排布的永磁体22，通常永磁体22设置在质量块21的中间位置且与其下方的线圈31相对应，相邻的两个线圈31相互靠近的一端对应同一个永磁体22，永磁体22沿竖直方向进行充磁，即沿Z方向进行充磁，相邻的两个永磁体22的充磁方向相反，线圈31的数量比永磁体22的数量多一个。在使用时，外部电路通过柔性电路板8为定子组件3的线圈31供电后，在动子组件2的永磁体22的作用下，线圈31受到沿X方向的作用力，由于线圈31固定不动，所以永磁体22受到沿X方向的反作用力，从而永磁体22和质量块21一起沿X方向进行运动，实现动子组件2的振动，而且通过调节线圈31的电流波形能够改变动子组件2振动的频率和幅度，从而能够产生不同的震感，实现多种不同的触觉反馈，便于应用于智能设备触觉反馈的动力源，提高了马达的应用范围。此外，也可以使定子组件3包括永磁体22，而让动子组件2包括线圈31，其它与上述同理，也就是说永磁体22固定不动，线圈31受力后进行振动。

此处需要说明的是，柔性电路板8即Flexible Printed Circuit，简称FPC板，它是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度的可靠性和绝佳的可挠性的印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点；永磁体22是指在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体，也称硬磁体，比如由铁氧体永磁材料制成的永磁铁或者由磁钢等，优选磁钢，磁钢具有高硬度、矫顽力值高、耐高温、抗腐蚀性能强等特点，其永磁特性较好，被饱和磁化后，在撤掉外磁场后仍能长时间内保持较强和稳定的磁性。

进一步地，如图1～3所示，质量块21上设置有与定子组件3相配合的第一避让槽211，第一避让槽211的底部设置有若干第一孔体212，永磁体22安置在第一孔体212中，第一孔体212的数量与永磁体22的数量相等，这样质量块21在沿X方向振动过程中，定子组件3始终处于第一避让槽211中，结构更加紧凑，减小了马达的体积，第一避让槽211中与定子组件3相配合还能够对振动起到限位的作用，从而进一步提高了马达的稳定性和可靠性。

进一步地，如图3～5所示，弹簧5呈U型结构，弹簧5通常由弹性金属板弯折、加工而成，弹簧5的开口朝向质量块21，弹簧5的一边与质量块21焊接连接，弹簧5的另一边与上机壳11焊接连接，结构简单，加工组装方便。质量块21在沿X方向振动过程中，质量块21一端的弹簧5被压缩时，质量块21另一端的弹簧5同步被拉伸，这样不仅对质量块21的振动起到缓冲保护的作用，而且能够对质量块21的振动提供恢复力，从而使马达的振动更加稳定、可靠。

进一步地，如图4、图5所示，弹簧5与质量块21的连接处设置有第一加强片6，弹簧5与上机壳11的连接处设置有第二加强片7。在组装过程中，弹簧5的一边通过第一加强片6与质量块21焊接连接，弹簧5的另一边通过第二加强片7与上机壳11焊接连接，这样进一步提高弹簧5与质量块21和上机壳11的连接强度，从而提高了马达的结构稳定性

进一步地，如图4、图5所示，质量块21的两端分别设置有与弹簧5和第一加强片6相配合的焊接部213，焊接部213呈L型。在组装过程中，弹簧5的一边通过第一加强片6焊接连接在质量块21的L型焊接部213，这样不仅连接方便，而且连接强度更高，结构更加紧凑，从而提高了马达的稳定性。

进一步地，如图2～4所示，限位装置4包括底座42，底座42固定在上机壳11上，底座42靠近动子组件2的一端设置有与缓冲块41相配合的安装孔421，缓冲块41的一端安置在安装孔421中，操作简单，安装方便，弹簧5上设置有与限位装置4相配合的避让通孔51。动子组件2在振动过程中，通过避让通孔51便于缓冲块41与动子组件2接触，结构更加紧凑，稳定性更好。

进一步地，如图2～4所示，底座42靠近上机壳11的一端设置有与弹簧5相配合的限位部422，限位部422的高度大于避让通孔51的高度，这样在动子组件2振动过程中，底座42的限位部422能够对弹簧5进行限位，防止弹簧5碰触上机壳11，更加稳定、可靠。

进一步地，缓冲块41的材料可以采用橡胶、聚氨酯或泡棉中的一种，橡胶具有弹性好、强度高、价格低廉等优点，聚氨酯具有较高的柔曲性、回弹性、机械强度和氧化稳定性以及优良的耐油性等优点，泡棉具有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等优点。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当理解的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以根据上述说明加以改进或交换，而所有这些改进和交换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，包括机壳(1)，所述机壳(1)内设置有动子组件(2)、与所述动子组件(2)相对应的定子组件(3)及两个限位装置(4)，所述动子组件(2)位于两个所述限位装置(4)之间，两个所述限位装置(4)沿所述动子组件(2)的振动方向排布，两个所述限位装置(4)上分别设置有与所述动子组件(2)相配合的缓冲块(41)。

2.根据权利要求1所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述机壳(1)包括上机壳(11)和下机盖(12)，所述定子组件(3)固定在所述下机盖(12)上，两个所述限位装置(4)固定在所述上机壳(11)上，所述动子组件(2)位于所述定子组件(3)的上方，所述动子组件(2)沿其振动方向的两端分别通过弹簧(5)与所述上机壳(11)弹性连接，两个所述弹簧(5)将所述动子组件(2)悬置在所述上机壳(11)内。

3.根据权利要求2所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述定子组件(3)包括两个以上且沿所述动子组件(2)的振动方向排布的线圈(31)，每个所述线圈(31)通过柔性电路板(8)与外部电路连接，相邻的两个所述线圈(31)的电流方向相反，所述动子组件(2)包括质量块(21)，所述质量块(21)上设置有一个以上沿所述动子组件(2)的振动方向排布的永磁体(22)，相邻的两个所述线圈(31)相互靠近的一端对应同一个所述永磁体(22)，所述永磁体(22)沿竖直方向充磁，相邻的两个所述永磁体(22)的充磁方向相反，所述线圈(31)的数量比所述永磁体(22)的数量多一个。

4.根据权利要求3所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述质量块(21)上设置有与所述定子组件(3)相配合的第一避让槽(211)，所述第一避让槽(211)的底部设置有若干用于安装所述永磁体(22)的第一孔体(212)。

5.根据权利要求3所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述弹簧(5)呈U型，所述弹簧(5)的开口朝向所述质量块(21)，所述弹簧(5)的一边与所述质量块(21)焊接连接，所述弹簧(5)的另一边与所述上机壳(11)焊接连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述弹簧(5)与所述质量块(21)的连接处设置有第一加强片(6)，所述弹簧(5)与所述上机壳(11)的连接处设置有第二加强片(7)。

7.根据权利要求6所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述质量块(21)的两端分别设置有与所述弹簧(5)和所述第一加强片(6)相配合的焊接部(213)，所述焊接部(213)呈L型。

8.根据权利要求2所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述限位装置(4)包括底座(42)，所述底座(42)固定在所述上机壳(11)上，所述底座(42)靠近所述动子组件(2)的一端设置有与所述缓冲块(41)相配合的安装孔(421)，所述弹簧(5)上设置有与所述限位装置(4)相配合的避让通孔(51)。

9.根据权利要求8所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述底座(42)靠近所述上机壳(11)的一端设置有与所述弹簧(5)相配合的限位部(422)，所述限位部(422)的高度大于所述避让通孔(51)的高度。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的一种具有限位装置的线性振动马达，其特征在于，所述缓冲块(41)的材料为橡胶、聚氨酯或泡棉中的一种。