CN109728704B - 具有弹性注射模制框架的线性致动器 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种线性致动器，该线性致动器能够容易地调节线性致动器的共振频率并且在调节期间将部件的设计改变降到最低。根据本发明，具有弹性注射模制框架的线性致动器包括：具有底表面和侧表面的轭部；永磁体，该永磁体附接至轭部的底表面且与轭部的侧表面相距一定距离；附接至永磁体的顶表面的顶板；框架，该框架联接至轭部的外周部且用弹性材料注射模制；布置在框架上的保护件；以及固定至保护件的线圈，该线圈具有定位在永磁体与轭部的侧表面之间的下端部，其中，框架包括：联接至轭部的轭部联接部分、与轭部联接部分间隔开的且联接至保护件的固定部分、以及将轭部联接部分与固定部分弹性地连接的两个或更多个桥接件。
Description
技术领域
本发明涉及一种线性致动器，并且更特别地，涉及一种具有用弹性材料注射模制的框架的线性致动器。
背景技术
总体上，振动马达已经被用作用于产生振动的装置，产生振动是电子设备比如移动电话的最重要的特性之一，其中，具有偏心轴或使得重心不均匀地分布在一侧的马达被旋转以产生振动。然而，振动马达有许多缺点：在马达旋转期间电刷穿过各部分之间的极间空隙，从而引起摩擦和火花，这导致寿命缩短。
已经开发了一种线性致动器来解决前述振动马达的问题。与振动马达相比，该线性致动器具有长寿命、无摩擦且无磨损，因为装载在弹簧上的致动器由于磁体与线圈之间的电磁力而沿竖向方向或水平方向执行线性运动以产生振动。另外，线性致动器可以以紧凑型实现，并且因此目前已经被开发为呈多种形式。
图1中示出了常规线性致动器的一个示例。该线性致动器大体上可分为固定系统和振动系统，其中，固定系统由非磁性材料制成并且由圆筒形壳体10、保护件50、音圈30以及弹簧40组成，其中，该圆筒形壳体10具有一个敞开的表面，该保护件50用于覆盖壳体10的敞开的表面，该音圈30附接至保护件50，该弹簧40用于提供弹性以使得在振动系统的振动期间致使共振发生。振动系统包括永磁体20、顶板22、轭部24以及质量构件26，该顶板22附接至永磁体20的上部部分，该质量构件26附接至轭部24的外侧以增加振动重量。
另外，FPCB 60被附接至保护件50的顶表面以将电信号传递至音圈30。
线性致动器利用共振频率的响应使振动系统振动，使得振动系统以大的振幅振动。这样大的振幅可能导致弹簧40的分离或弹簧40与壳体10的中心线不同轴，从而导致缺陷。而且，弹簧40和壳体10通过焊接件被附接，这可能导致缺陷并使工艺复杂化。
此外，在常规的结构中，线性致动器的共振频率是由弹簧40的刚度和振动系统的重量来确定的。为了调节该共振频率，需要对线性致动器中的弹簧40的刚度和振动系统的重量进行调整，但由于弹簧40和振动系统布置在由保护件封闭的壳体10中，因此难以对弹簧40和振动系统进行调整。如果由于振动系统的重量的改变而存在尺寸改变，则必然需要改变大多数部件的设计，这会导致金钱损失。此外，如果尺寸是固定的，则难以改变重量。
因此，需要如下线性致动器：该线性致动器能够容易地调节线性致动器的共振频率并在调节期间使部件的设计改变降到最低。
发明内容
本发明的目的是提供一种线性致动器，该线性致动器能够容易地调节线性致动器的共振频率并且在调节期间将部件的设计改变降到最低。
根据用于实现上述目的的本发明的一个方面，提供了具有弹性注射模制框架的线性致动器，该线性致动器包括：具有底表面和侧表面的轭部；永磁体，该永磁体附接至轭部的底表面并与轭部的侧表面相距一定距离；顶板，该顶板附接至永磁体的顶表面；框架，该框架联接至轭部的外周部并且用弹性材料注射模制；布置在框架上的保护件；以及固定至保护件的线圈，该线圈具有定位在永磁体与轭部的侧表面之间的下端部，其中，框架包括：联接至轭部的轭部联接部分；固定部分，该固定部分与轭部联接部分间隔开并且联接至保护件；以及用于将轭部联接部分与固定部分弹性地连接的两个或更多个桥接件。
在一些实施方式中，轭部和框架可以包括彼此接合的凹部和突出部以增大联接力。
在一些实施方式中，线性致动器可以可选地包括固定至轭部的底表面的配重件，以能够调整共振频率。
在一些实施方式中，线性致动器可以可选地包括联接至顶板的顶表面的配重件，以能够调整共振频率。
在一些实施方式中，保护件可以包括内弯折部分和外弯折部分，该内弯折部分被向下弯折成围绕框架的固定部分的内表面，该外弯折部分被弯折成围绕框架的固定部分的外表面。
在一些实施方式中，线圈可以附接至注射模制的保护件，或线圈可以在保护件注射模制期间被插入模制并且联接至保护件，并且线圈可以被直接地固定至保护件，或线圈可以围绕线圈架卷绕并且线圈架可以被固定至保护件。
在一些实施方式中，线性致动器还可以包括FPCB 500，该FPCB 500附接至保护件的底表面，并且FPCB 500具有与线圈焊接的内接触部以及暴露于外部的外接触部。
根据本发明的线性致动器能够仅通过改变弹性注射模制框架的桥接件的设计来容易地调节线性致动器的共振频率，而不必改变其他部件的设计，因为弹性注射模制框架的桥接件取代了常规弹簧。
另外，根据本发明的线性致动器还可以根据需要包括配重件，并且该配重件可以突出至框架的外部，这样就可以在不必改变其他部件的设计的情况下来调整配重件的重量。因此，能够通过改变振动系统的重量来简单地调节线性致动器的共振频率。
附图说明
图1是示出了常规线性致动器的分解图。
图2是示出了常规线性致动器的截面图。
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的分解图。
图4是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的仰视图。
图5是沿图4的线A-A截取的截面图。
图6是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的平面图。
图7是沿图6的线B-B’截取的截面图。
图8是沿图6的线C-C’截取的截面图。
图9是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的立体图。
图10是示出了设置在根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器中的保护件、音圈和FPCB的组装图。
图11是示出了根据本发明的第二实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的截面图。
图12是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的截面图。
图13是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的仰视立体图。
图14是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的俯视立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明的具有弹性注射模制框架的线性致动器的优选实施方式进行详细描述。
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的分解图，图4是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的仰视图，并且图5是沿图4的线A-A截取的截面图。
根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器包括：作为振动系统的轭部210，该轭部210具有底表面212和侧表面214；永磁体220，该永磁体220附接至轭部210的底表面212并与轭部210的侧表面214相距一定距离；顶板230，该顶板230附接至永磁体220的顶表面；框架100，该框架100联接至轭部210的外周部并且用弹性材料注射模制；布置在框架100上的保护件400；以及固定至保护件400的线圈300，线圈300具有定位在永磁体220与轭部210的侧表面214之间的下端部，其中，框架100包括：联接至轭部210的轭部联接部分110；固定部分120，该固定部分120与轭部联接部分110间隔开且联接至保护件400；以及用于将轭部联接部分110与固定部分120弹性地连接的两个或更多个桥接件130。另外，FPCB 500附接至保护件400的底表面，该FPCB 500将电信号从外部传送至线圈300。
在根据本发明的第一实施方式的线性致动器中，永磁体220和顶板230形成为呈圆形形状，并且因此轭部210和线圈300形成为呈圆筒形形状。框架100的围绕轭部210的外周部的轭部联接部分110也形成为呈圆筒形形状，其中，在中央处具有通孔100h。在轭部210的侧表面214中沿外周部在横向方向上形成有凹部216，而在轭部联接部分110上设置有配装至凹部216中的突出部116。突出部116在框架100的注射模制期间通过轭部210的插入模制而形成，使得注射模制材料流入凹部216中。替代性地，轭部210可以具有沿外周部在横向方向上突出的突出部，而框架100的轭部联接部件110可以具有凹部。而且，轭部210可以不是插入模制的而是在对框架100注射模制之后通过连结件附接至框架100，并且连结件应当被施用至框架100与轭部210之间的接触部分中的一个或更多个点。
在框架100中，在轭联接部分110的相反两侧处以一定距离设置有一对固定部分120。固定部分120在本发明的第一实施方式中形成为杆状形状以便易于制备并且联接至其他部件，但是本发明并不限于此。设置有四个桥接件130以将每个固定部分120的两个端部与轭部联接部分连接。桥接件130是取代常规弹簧的部件。由于框架100是用弹性材料注射模制的，所以桥接件130被弹性变形以对框架100的轭部联接部分110进行支承，使得致动器和轭部联接部分110由于线圈300与由轭部210、永磁体220和顶板230组成的磁路的相互电磁力而振动。框架100还包括向外侧延伸的紧固部分140。紧固部分140具有用于螺钉联接的紧固孔142。
联接至框架100的上部部分的保护件400用于固定线圈300和保护布置在框架100内部的部件。保护件400由彼此联接的注射模制部410和金属部420组成。在根据本发明的第一实施方式的线性致动器中，线圈300和金属部420在保护件400的注射模制部410的模制期间被插入模制和联接。在金属部420的顶表面422中形成有多个孔，以有助于在注射模制部410的模制期间引入注射模制材料，从而将金属部420与注射模制部410牢固地联接。同时，金属部420包括围绕框架100的固定部分120的两个端部的一对弯折部分424。一个弯折部分424从一侧处的固定部分120的的端部向另一侧处的固定部分120的端部延伸。因此，固定部分120的纵向方向与弯折部分424的纵向方向垂直。
如上所述，线圈300在注射模制部410的模制期间被插入模制，其中，注射模制部410包括：中央处的通孔400h；凸缘部分412，该凸缘部分412联接至框架100和音圈；以及线圈导引部分414，该线圈导引部分414设置在通孔400h的圆周处以沿横向方向定位线圈300。线圈导引部分414与凸缘部分412相比更向下突出并且与线圈300的内周部接触。因此，线圈300的高度根据凸缘部分412的高度来确定，而线圈300的在横向方向上的位置由线圈导引部分414来确定。
图6是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的平面图，图7是沿图6的线B-B’截取的截面图，图8是沿图6的线C-C’截取的截面图，并且图9是示出了根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的立体图。
保护件400不仅用于固定线圈300和保护设置在框架100内部的部件，而且还用于防止框架100的固定部分120的振动。为了促进振动系统的振动，有必要抑制固定部分120的振动或变形。为此，保护件400的金属部420包括内弯折部分426，该内弯折部分426被向下弯折以接触框架100的固定部分120的内表面。内弯折部分426中的每个内弯折部分具有用于防止保护件400的分离以及用于导引内弯折部分426的固定位置的孔，并且固定部分120的内表面具有倾斜突出部126。倾斜突出部126具有向下增加的高度，以使倾斜突出部126在被安装至内弯折部分的孔中时不容易与内弯折部分的孔分离。另外，保护件400的金属部420包括外弯折部分428，该外弯折部分428向外侧延伸并且被弯折成围绕框架100的固定部分120的外侧部。因此，保护件400的金属部420可以对框架100的固定部分120的内侧部和外侧部进行固定，以防止固定部分120的晃动。
同时，为了进一步抑制固定部分120的振动，框架100包括向固定部分120的外侧延伸以进行螺钉紧固的紧固部分140，而保护件400的金属部420包括向外侧延伸以与框架100的紧固部分140螺钉紧固在一起的紧固部分429。优选地，金属部420的紧固部分140从外弯折部分428延伸。框架100的紧固部分140中的每个紧固部分具有紧固孔142，螺钉可以被紧固至紧固孔142，并且保护件400的紧固部分429中的每个紧固部分429在端部处具有U形槽以便于螺钉紧固。此外，框架100的紧固部分140和保护件400的紧固部分429可以用于将致动器固定至待安装有致动器的设备上。
图10是示出了设置在根据本发明的第一实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器中的保护件、音圈和FPCB的组装图。参照图9和图10，将电信号传送至线圈300的FPCB 500被附接至保护件400的底表面，更具体地，附接至保护件400的金属部420的底表面。FPCB 500具有附接至金属部420的一个端部510，然后FPCB 500向外延伸，则FPCB 500具有固定至框架100的固定部分120的其他端部520。用于线圈300的引线310的连接的接地部分512设置在FPCB 500的一个端部510处，而用于传送外部信号的接地部分522设置在向外侧延伸的其他端部520处。为了便于FPCB 500的组装，可以在其他端部520处形成有孔，并且框架100的固定部分120可以包括配装至孔中的突出部122。
FPCB 500的其他端部520可以成对地设置以分别将(+)信号和(-)信号传送至保护件400的外弯折部分428的两侧，从而避开外弯折部分428。而且，在安装FPCB 500中所使用的槽可以形成在框架100的固定部分120的外表面中以便于FPCB 500的组装并且对FPCB500进行保护。如果FPCB 500布置在槽中，则FPCB 500不会比固定部分120的外表面更突出，这使得能够保护FPCB接地部分522。
图11是示出了根据本发明的第二实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的截面图。根据本发明的第二实施方式的线性致动器除了线圈300a的安装结构之外与根据本发明的第一实施方式的线性致动器相同。
在根据本发明的第二实施方式的线性致动器中，线圈300a围绕线圈架310卷绕，然后联接至保护件400a。由注射模制部410a和金属部420a组成的保护件400a被模制，然后线圈架310和线圈300a被连结至保护件400a。
图12是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的截面图，图13是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的仰视立体图，并且图14是示出了根据本发明的第三实施方式的具有弹性注射模制框架的线性致动器的俯视立体图。根据本发明的第三实施方式的线性致动器除了另一配重件的安装之外与根据本发明的第一实施方式或第二实施方式的线性致动器相同。
根据本发明的第三实施方式的线性致动器还可以可选地包括附接至轭部210的下部部分的第一配重件610和附接至顶板230的上部部分的第二配重件620中的一者或更多者。参照图5，根据本发明的具有弹性注射模制框架的线性致动器的优点在于，即使在组装了除配重件610之外的所有部件之后，还可以根据需要进一步增加第一配重件610以调节线性致动器的共振频率。另外，优选地，附接至顶板230的上部部分的配重件620的直径小于通孔400h的直径，以防止干涉。
能够通过在保持直径的同时改变高度来改变配重件610和配重件620的重量。因此，根据本发明的第三实施方式的线性致动器的优点在于，能够通过增加配重件610和配重件620并且改变其重量来简单地调整振动系统的重量从而调节共振频率。
Claims (8)
1.一种线性致动器，所述线性致动器包括：
轭部，所述轭部具有底表面和侧表面；
永磁体，所述永磁体附接至所述轭部的所述底表面并与所述轭部的所述侧表面相距一定距离；
顶板，所述顶板附接至所述永磁体的顶表面；
框架，所述框架联接至所述轭部；
保护件，所述保护件布置在所述框架上；以及
线圈，所述线圈形成为呈圆筒形形状并且固定至所述保护件，所述线圈具有定位在所述永磁体与所述轭部的所述侧表面之间的下端部，
其中，所述线性致动器和所述轭部由于所述线圈与由所述轭部、所述永磁体和所述顶板组成的磁路的相互电磁力而沿所述线圈的纵向方向振动，
其特征在于，
所述框架用弹性材料注射模制成围绕并联接至所述轭部的外周部，
其中，所述框架包括：轭部联接部分，所述轭部联接部分用以围绕并联接至所述轭部的所述外周部以用于与所述轭部一起振动；固定部分，所述固定部分垂直于所述轭部联接部分的振动方向而与所述轭部联接部分间隔开并且联接至所述保护件；以及两个或更多个桥接件，所述桥接件垂直于所述轭部联接部分的所述振动方向延伸以用于将所述轭部联接部分与所述固定部分连接，所述桥接件被弹性变形以在所述轭部联接部分的振动期间对所述框架的所述轭部联接部分进行支承。
2.根据权利要求1所述的线性致动器，其中，所述轭部和所述框架包括彼此接合的凹部和突出部以增大联接力。
3.根据权利要求1所述的线性致动器，包括联接至所述轭部的下部部分的配重件，以能够调整共振频率。
4.根据权利要求1所述的线性致动器，包括联接至所述顶板的上部部分的配重件，以能够调整共振频率。
5.根据权利要求1所述的线性致动器，其中，所述保护件包括内弯折部分和外弯折部分，所述内弯折部分被向下弯折成围绕所述框架的所述固定部分的内表面，所述外弯折部分被弯折成围绕所述框架的所述固定部分的外表面。
6.根据权利要求1所述的线性致动器，其中，所述框架包括向所述固定部分的外侧延伸以被螺钉紧固的紧固部分，并且所述保护件包括向外侧延伸以与所述框架的所述紧固部分螺钉紧固在一起的紧固部分。
7.根据权利要求1所述的线性致动器，其中，所述线圈被附接至注射模制的所述保护件，或所述线圈在所述保护件的注射模制期间被插入模制成被联接至所述保护件，并且所述线圈被直接地固定至所述保护件，或所述线圈围绕线圈架卷绕并且所述线圈架被固定至所述保护件。
8.根据权利要求1所述的线性致动器，还包括FPCB，所述FPCB附接至所述保护件的底表面，并且所述FPCB具有与所述线圈焊接的内接触部以及暴露于外部的外接触部。
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