CN109450212A - 一种线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性振动马达，包括上机壳和下机盖，上机壳和下机盖内设置有动子组件和两个定子组件，两个定子组件对称设置在动子组件的上方和下方，每个定子组件包括三个以上沿X方向排列设置的永磁体，动子组件包括质量块和FPC板，质量块的上端面和下端面分别设置有两个以上沿X方向排列的线圈，FPC板具有用于与所有线圈焊接连接的双层连接头，FPC板远离双层连接头的一端能够与外部电路连接。本发明采用双层排布的多线圈结构，能够为动子组件的振动提供较大的驱动力，提高该马达的振动效果和性能，而且FPC板的双层连接头的设计，装配方便，降低了生产成本。

Description

一种线性振动马达

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，目前的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。

目前，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。但是，现有的线性马达大多振动系统驱动力较小，振动效果较差，影响线性马达的性能，而且装配不便，生产成本高。

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：

一种线性振动马达，包括上机壳和下机盖，上机壳和下机盖内设置有动子组件和两个定子组件，两个定子组件对称设置在动子组件的上方和下方且分别与上机壳和下机盖固定连接，每个定子组件包括三个以上沿X方向排列设置的永磁体，相邻的永磁体沿Z方向充磁且其充磁方向相反，上下相对应的永磁体的充磁方向相同，动子组件包括质量块和FPC板，质量块的上端面和下端面分别设置有两个以上沿X方向排列的线圈，相邻的线圈的电流方向相反，上方和下方的线圈对称设置且电流方向相同，线圈的数量比永磁体的数量少两个，外侧的线圈远离相邻的线圈的一端对应一个永磁体，相邻的线圈相互靠近的一端对应同一个永磁体，FPC板具有用于与所有线圈焊接连接的双层连接头，FPC板远离双层连接头的一端能够与外部电路连接。

本发明的有益效果是：采用双层排布的多线圈结构，并且与其上方和下方的永磁体形成多元化的磁路，从而能够为动子组件的振动提供较大的驱动力，提高该马达的振动效果和性能，而且FPC板的双层连接头的设计，装配方便，便于与上下所有的线圈焊接连接，结构更加紧凑，降低了生产成本，提高了企业的效益。

在一些实施方式中，质量块的上端面和下端面分别设置有用于安置线圈的第一槽体，两个第一槽体的底面分别设置有的第二槽体，质量块上设置有缺口，缺口连通两个第一槽体和两个第二槽体，双层连接头能够沿缺口进入并安置在两个第二槽体中。

在一些实施方式中，双层连接头的两层分别包括与第二槽体相配合的连接部和定位部，连接部与定位部相垂直，两个定位部远离连接部的一端相连接。

在一些实施方式中，质量块包括第一质量块和分别对称连接在第一质量块两端的第二质量块，第一质量块和两个第二质量块沿X方向排列，第一质量块的厚度小于第二质量块的厚度，定子组件位于两个第二质量块之间，两个第一槽体和缺口位于第一质量块上。

在一些实施方式中，FPC板具有第一折弯部和第二折弯部，第二质量块上设置有与第一折弯部和第二折弯部相配合的第三槽体。

在一些实施方式中，上机壳内沿X方向设置有两个与动子组件相配合的限位块，动子组件位于两个限位块之间，限位块呈几字型并固定在机壳内的顶部。

在一些实施方式中，动子组件沿X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，弹簧呈U型，弹簧的开口朝向动子组件，弹簧的一边与动子组件焊接连接，弹簧的另一边与上机壳焊接连接，动子组件与弹簧之间形成振动区间。

在一些实施方式中，动子组件沿X方向的两端分别设置有与弹簧相配合的保护块。

在一些实施方式中，弹簧的宽度从两端向中间逐渐减小，弹簧的折弯处设置有加宽部和两个以上的第三折弯部。

在一些实施方式中，弹簧与动子组件的连接处设置有加固片。

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为本发明一种线性振动马达的立体结构分解图。

图2为本发明一种线性振动马达的剖视图。

图3为本发明质量块的立体结构示意图。

图4为本发明FPC板的立体结构示意图。

图5为本发明FPC板的主视图。

图6为本发明弹簧的立体结构示意图。

图7为本发明上机壳的立体结构示意图。

附图中标号说明，上机壳1，第四槽体11，下机盖2，动子组件3，质量块31，第一质量块301，第二质量块302，第三槽体3021，第五槽体3022，安装部3023，第一槽体311，第二槽体312，缺口313，线圈32，FPC板33，双层连接头331，连接部3311，定位部3312，第一折弯部332，第二折弯部333，定子组件4，永磁体41，弹簧5，加宽部51，第三折弯部52，限位块6，保护块7，振动区间8，加固片9。

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”、“一端”、“顶部”、“内”、“外侧”、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：

一种线性振动马达，如图1～2所示，包括上机壳1和下机盖2，上机壳1和下机盖2内设置有动子组件3和两个定子组件4，两个定子组件4对称设置在动子组件3的上方和下方且分别与上机壳1和下机盖2焊接连接，两个定子组件4也可以采用其它的方式与上机壳1和下机盖2固定连接，动子组件3沿X方向的两端分别通过弹簧5与上机壳1弹性连接，两个弹簧5将动子组件3悬置在上机壳1内。

如图1～2所示，每个定子组件4包括三个以上沿X方向排列设置的永磁体41，相邻的永磁体41沿Z方向充磁且其充磁方向相反，上下相对应的永磁体41的充磁方向相同，动子组件3包括质量块31和FPC板33，质量块31也称平衡块、振动块、配重块等，质量块31的上端面和下端面分别设置有两个以上沿X方向排列的线圈32，即具有双层线圈32结构，相邻的线圈32的电流方向相反，上方和下方的线圈32对称设置且电流方向相同，线圈32的数量比永磁体41的数量少两个，也就是说每层线圈32的数量比每个定子组件4的永磁体41数量少一个，外侧的线圈32远离相邻的线圈32的一端对应一个永磁体41，相邻的线圈32相互靠近的一端对应同一个永磁体41，如果每层的线圈32为两个，则两个线圈32均为外侧的线圈32，如果每层的线圈32为三个以上，则两端的线圈32为外侧的线圈32。此外，通常定子组件4中两端的永磁体41大小是其它永磁体41大小的一半，这样便于保证每个线圈32的两端所受到的磁场作用相同。

如图1～5所示，质量块31的上端面和下端面分别设置有用于安置线圈32的第一槽体311，两个第一槽体311的底面分别设置有的第二槽体312，质量块31上设置有缺口313，缺口313连通两个第一槽体311和两个第二槽体312，FPC板33具有用于与所有线圈32焊接连接的双层连接头331，双层连接头331能够沿缺口313进入并安置在两个第二槽体312中，FPC板33远离双层连接头331的一端能够与外部电路连接，如图7所示，通常下机壳上设置有用于FPC板33通过的第四槽体11。

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，X方向即动子组件3的振动方向，Z方向即线圈32的轴线方向，文中的“上”和“下”是以Z方向作为竖直方向来说的。

需要说明的是，柔性电路板即Flexible Printed Circuit，简称FPC板33，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41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。

本发明在使用时，线圈32处于其上方和下方形成的磁场中，外部电路通过FPC板33使电流通过线圈32，从而使线圈32受到X方向或者X方向的反向的作用力，线圈32切割磁感线并带动动子组件3沿X方向进行振动，从而实现马达的振动，而且通过调节线圈32的电流波形能够改变动子组件3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。本发明通过采用双层排布的多线圈32结构，并且双层线圈32与其上方和下方的永磁体41形成多元化的磁路，从而能够为动子组件3的振动提供较大的驱动力，提高该马达的振动效果和性能，而且FPC板33的双层连接头331的设计，装配方便，便于与上下所有的线圈32焊接连接，结构更加紧凑，降低了生产成本，提高了企业的效益。

进一步地，如图4、图5所示，双层连接头331的两层分别包括与第二槽体312相配合的连接部3311和定位部3312，连接部3311与定位部3312相垂直，两个定位部3312远离连接部3311的一端相连接。以图4为参照，连接部3311和定位部3312形呈T型结构，以图5为参照，双层连接头331呈H型结构。在装配过程中，双层连接头331的连接部3311和定位部3312胶粘在质量块31的第二槽体312上，稳定、牢靠，然后再将各个线圈32与连接部3311焊接连接。

进一步地，如图1～3所示，质量块31包括第一质量块301和分别对称连接在第一质量块301两端的第二质量块302，第一质量块301与第二质量块302可以通过胶粘或者焊接等方式固定在一起，第一质量块301和两个第二质量块302沿X方向排列，第一质量块301的厚度小于第二质量块302的厚度，定子组件4位于两个第二质量块302之间，两个第一槽体311和缺口313位于第一质量块301上，这样结构更加紧凑，能够减小该马达的体积。在动子组件3沿X方向的振动过程中，定子组件4始终位于两个第二质量块302之间，这样定子组件4也能起到一定的限位保护作用。

进一步地，如图2、图4、图5所示，FPC板33上还设置有与第一折弯部332和第二折弯部333，在第二质量块302上设置有第一折弯部332和第二折弯部333相配合的第三槽体3021，折弯部可以是斜面，也可以是弧面，这样FPC板33与第二质量块302胶粘连接后更加牢靠。

进一步地，如图1、图2所示，上机壳1内沿X方向设置有两个与动子组件3相配合的限位块6，限位块6通常焊接在上机壳1内，动子组件3位于两个限位块6之间，即质量块31位于两个限位块6之间。在使用过程中，动子组件3沿X方向进行振动时，通过限位块6能够很好地限定动子组件3的最大振幅，防止动子组件3的质量块31碰触弹簧5，从而使该马达更加安全可靠。优选地，限位块6呈几字型并固定在机壳内的顶部，限位块6可以由钣金折弯而成，这样不仅加工、组装方便，而且能够减轻限位块6的重量。

进一步地，如图1～3所示，动子组件3沿X方向的两端分别设置有用于保护弹簧5的泡棉块，防止动子组件3在沿X方向的振动过程中，质量块31直接与弹簧5相接触，从而能够更好地保护弹簧5。泡棉块通常胶粘在第二质量块302靠近弹簧5的一端，第二质量块302上还可以设置用于与泡棉块相配合的第五槽体3022，泡棉块的一端胶粘在第五槽体3022中。用作保护弹簧5的保护块7还可以是弹性良好的聚氨酯块、橡胶块等，由于泡棉具有弹性好、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、性能可靠等优点，所以保护块7优选泡棉块。

进一步地，如图1～3、图6所示，弹簧5呈U型结构，其通常由弹性金属板弯折、加工而成，弹簧5的开口朝向动子组件3，弹簧5的一边与动子组件3的第二质量块302焊接连接，弹簧5的另一边与上机壳1焊接连接，动子组件3与弹簧5之间形成振动区间8，而且还可以在第二质量块302上设置与弹簧5相配合的安装部3023，安装部3023通常位于第二质量块302的端角处且呈L型，这样弹簧5与第二质量块302的连接更加稳固，结构更加紧凑。在动子组件3沿X方向的振动过程中，弹簧5不仅能够对动子组件3起到缓冲保护的作用，而且对动子组件3具有一定的弹性恢复力。更进一步地，弹簧5的宽度从两端向中间逐渐减小，这样弹簧5的中间部分的应力最小，有利于降低弹簧5的频率，从而提高弹簧5的性能，还可以在弹簧5的折弯处设置加宽部51和两个以上的第三折弯部52，加宽部51能够保证弹簧5的结构的强度，多个第三折弯部52便于减少弹簧5的应力，从而使弹簧5不易断裂，提高了弹簧5的韧性。此外，在弹簧5与动子组件3的第二质量块302的连接处还可以设置加固片9，这样能够进一步提高弹簧5与第二质量块302的连接强度，从而提高动子组件3的振动稳定性。

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)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括上机壳(1)和下机盖(2)，所述上机壳(1)和所述下机盖(2)内设置有动子组件(3)和两个定子组件(4)，两个所述定子组件(4)对称设置在所述动子组件(3)的上方和下方且分别与所述上机壳(1)和所述下机盖(2)固定连接，每个所述定子组件(4)包括三个以上沿X方向排列设置的永磁体(41)，相邻的所述永磁体(41)沿Z方向充磁且其充磁方向相反，上下相对应的所述永磁体(41)的充磁方向相同，所述动子组件(3)包括质量块(31)和FPC板(33)，所述质量块(31)的上端面和下端面分别设置有两个以上沿X方向排列的线圈(32)，相邻的所述线圈(32)的电流方向相反，上方和下方的所述线圈(32)对称设置且电流方向相同，所述线圈(32)的数量比所述永磁体(41)的数量少两个，外侧的所述线圈(32)远离相邻的所述线圈(32)的一端对应一个所述永磁体(41)，相邻的所述线圈(32)相互靠近的一端对应同一个所述永磁体(41)，所述FPC板(33)具有用于与所有所述线圈(32)焊接连接的双层连接头(331)，所述FPC板(33)远离所述双层连接头(331)的一端能够与外部电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述质量块(31)的上端面和下端面分别设置有用于安置所述线圈(32)的第一槽体(311)，两个所述第一槽体(311)的底面分别设置有的第二槽体(312)，所述质量块(31)上设置有缺口(34)，所述缺口(313)连通两个所述第一槽体(311)和两个所述第二槽体(312)，所述双层连接头(331)能够沿所述缺口(313)进入并安置在两个所述第二槽体(312)中。

3.根据权利要求2所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述双层连接头(331)的两层分别包括与所述第二槽体(312)相配合的连接部(3311)和定位部(3312)，所述连接部(3311)与所述定位部(3312)相垂直，两个所述定位部(3312)远离所述连接部(3311)的一端相连接。

4.根据权利要求2所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述质量块(31)包括第一质量块(301)和分别对称连接在所述第一质量块(301)两端的第二质量块(302)，所述第一质量块(301)和两个所述第二质量块(302)沿X方向排列，所述第一质量块(301)的厚度小于所述第二质量块(302)的厚度，所述定子组件(4)位于两个所述第二质量块(302)之间，两个所述第一槽体(311)和所述缺口(34)位于所述第一质量块(301)上。

5.根据权利要求4所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述FPC板(33)具有第一折弯部(332)和第二折弯部(333)，所述第二质量块(302)上设置有与第一折弯部(332)和第二折弯部(333)相配合的第三槽体(3021)。

6.根据权利要求1所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述上机壳(1)内沿X方向设置有两个与所述动子组件(3)相配合的限位块(6)，所述动子组件(3)位于两个所述限位块(6)之间，所述限位块(6)呈几字型并固定在所述机壳(1)内的顶部。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述动子组件(3)沿X方向的两端分别通过弹簧(5)与所述上机壳(1)弹性连接，两个所述弹簧(5)将所述动子组件(3)悬置在所述上机壳(1)内，所述弹簧(5)呈U型，所述弹簧(5)的开口朝向所述动子组件(3)，所述弹簧(5)的一边与所述动子组件(3)焊接连接，所述弹簧(5)的另一边与所述上机壳(1)焊接连接，所述动子组件(3)与所述弹簧(5)之间形成振动区间(8)。

8.根据权利要求7所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述动子组件(3)沿X方向的两端分别设置有与所述弹簧(5)相配合的保护块(7)。

9.根据权利要求7所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述弹簧(5)的宽度从两端向中间逐渐减小，所述弹簧(5)的折弯处设置有加宽部(51)和两个以上的第三折弯部(52)。

10.根据权利要求7所述的一种线性振动马达，其特征在于，所述弹簧(5)与所述动子组件(3)的连接处设置有加固片(9)。