CN110086313A - 一种具有s型弹簧片的线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有S型弹簧片的线性振动马达，包括上机壳和下机壳，上机壳和下机壳内设置有动子组件及与动子组件相对应配合的定子组件，定子组件位于动子组件的下方且固定在下机壳上，动子组件沿X方向的两端分别通过S型弹簧片与上机壳弹性连接，S型弹簧片包括与上机壳连接的上层和下层的弹性臂及与动子组件连接的中层的固定部，两个弹性臂分别通过第一折弯部与固定部连接，两个弹性臂分别与固定部之间形成有第一槽体。本发明的S型弹簧片结构简单，加工方便，制作成本低，弹性系数稳定，弹力较大，稳定性和可靠性高，使用寿命长，提高了弹簧片的量产能力和制程良率，从而提高了马达的振动效果和稳定性。

Description

一种具有S型弹簧片的线性振动马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域，尤其涉及一种具有S型弹簧片的线性振动马达。

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。

但是，现有的一些线性马达，其中的弹性件由于在设计上存在一定的缺陷，因而导致弹力不足、成本高、稳定性和可靠性差等问题，进而影响马达的振动效果、稳定性等。

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S型弹簧片的线性振动马达。

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S型弹簧片的线性振动马达，包括上机壳和下机壳，上机壳和下机壳内设置有动子组件及与动子组件相对应配合的定子组件，定子组件位于动子组件的下方且固定在下机壳上，动子组件沿X方向的两端分别通过S型弹簧片与上机壳弹性连接，S型弹簧片包括与上机壳连接的上层和下层的弹性臂及与动子组件连接的中层的固定部，两个弹性臂分别通过第一折弯部与固定部连接，两个弹性臂分别与固定部之间形成有第一槽体。

本发明的有益效果是：定子组件与动子组件相互作用以使动子组件受到一定的作用力，动子组件通过与两个S型弹簧片相配合沿X方向进行振动，S型弹簧片结构简单，加工方便，制作成本底，弹性系数稳定，弹力较大，其上层和下层的弹性臂分别与上机壳连接，其中层的固定部与动子组件连接，连接的稳定性和可靠性高，提高了弹簧片的量产能力和制程良率，保证质量块稳定地进行振动，而且第一折弯部和第一槽体能够释放弹簧片的应力，防止弹簧片产生形变，结构稳定性高，使用寿命长，从而提高了马达的振动效果和稳定性。

在一些实施方式中，两个第一折弯部分别通过倾斜部与固定部连接，提高了弹簧片的弹力。

在一些实施方式中，倾斜部上设置有调节槽体，便于控制弹性臂的宽度，调整弹簧片的频率。

在一些实施方式中，弹性臂远离第一折弯部的一端设置有与上机壳连接的第一加宽部，便于S型弹簧片与上机壳连接，提高连接强度。

在一些实施方式中，第一加宽部与弹性臂的交汇处折弯，并且第一加宽部与其相连接的上机壳的内壁平行，进一步提高了弹力，而且更加便于S型弹簧片与上机壳连接。

在一些实施方式中，动子组件包括质量块，质量块上设置有三个以上沿X方向排列的永磁体，永磁体沿Z方向充磁且相邻的永磁体的充磁方向相反，定子组件包括两个以上沿X方向排列的线圈，相邻的线圈的电流方向相反，线圈的数量比永磁体的数量少一个，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，线圈通过固定在下机壳上的柔性电路板能够与外部电路连接。

在一些实施方式中，两个S型弹簧片将质量块悬置在上机壳内，质量块沿X方向的两端中部分别设置有与固定部连接的定位部，便于S型弹簧片与质量块连接。

在一些实施方式中，质量块上设置有若干与永磁体相配合的第一通孔，便于安置永磁体。

在一些实施方式中，质量块的底部设置有与线圈相配合的避让槽，避让槽与第一通孔连通。

在一些实施方式中，质量块沿X方向的两端分别设置有两个限位缓冲块，两个限位缓冲块分别与两个弹性臂相对应配合。

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S型弹簧片的线性振动马达的分解图。

图2为本发明一种具有S型弹簧片的线性振动马达的剖视图。

图3为本发明一种具有S型弹簧片的线性振动马达去除外壳的立体结构示意图。

图4为本发明S型弹簧片的立体结构示意图。

图5为本发明S型弹簧片的主视图。

附图中标号说明，上机壳1，下机壳2，动子组件3，质量块31，定位部311，第一通孔312，避让槽313，永磁体32，限位缓冲块33，定子组件4，线圈41，柔性电路板42，S型弹簧片5，弹性臂51，固定部52，第一折弯部53，第一槽体54，倾斜部55，调节槽体551，第一加宽部56。

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”、“下”、“一端”、“两端”、“底部”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”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S型弹簧片的线性振动马达，如图1～5所示，包括上机壳1和下机壳2，上机壳11和下机壳22通常焊接连接，上机壳1和下机壳2内设置有动子组件3及与动子组件3相对应配合的定子组件4，定子组件4位于动子组件3的下方且固定在下机壳2上，动子组件3沿X方向的两端分别通过S型弹簧片5与上机壳1弹性连接。具体地，S型弹簧片5包括三层，上层和下层的弹性臂51分别与上机壳1连接，中层的固定部52与动子组件3连接，通常采用焊接的方式，两个弹性臂51分别通过第一折弯部53与固定部52连接，两个弹性臂51分别与固定部52之间形成有第一槽体54。

在本发明中，如图2所示，给出了X方向和Z方向，X方向即动子组件3的振动方向，Z方向即竖直方向，垂直于X方向和Z方向的为Y方向，X方向和Y方向即水平方向的纵向和横向，文中的“上”、“下”等都是以Z方向作为基准来说的。

本发明在使用时，定子组件4与动子组件3相互作用以使动子组件3受到一定的作用力，动子组件3通过与两个S型弹簧片5相配合沿X方向进行振动，从而实现马达的振动。本发明采用S型弹簧片5，结构简单，加工方便，制作成本底，弹性系数稳定，弹力较大，其上层和下层的弹性臂51分别与上机壳1连接，其中层的固定部52与动子组件3连接，这样形成三点焊接连接且对称分布，连接的稳定性和可靠性高，提高了弹簧片的量产能力和制程良率，保证质量块31稳定地进行振动，而且通过设置第一折弯部53和第一槽体54，不仅便于控制弹簧片的体积，提高弹力，还能够释放弹簧片的应力，防止弹簧片产生形变，结构稳定性高，使用寿命长，从而提高了马达的振动效果和稳定性。

优选地，如图4、图5所示，两个第一折弯部53分别通过倾斜部55与固定部52连接，这样倾斜部55就相当于弹性臂51的一部分，即倾斜部55、第一折弯部53及弹性臂51形成弹性部，提高了弹性系数，增大了弹力。更进一步地，倾斜部55上设置有调节槽体551，根据用户对马达的具体振动需求，通过设置调节槽体551的大小，便于控制弹性臂51的宽度，从而调节弹性系数，调整弹簧片的频率，其中调节槽体551越大，弹性系数越小，频率也越小。

优选地，如图2、4、图5所示，弹性臂51远离第一折弯部53的一端设置有与上机壳1连接的第一加宽部56，便于S型弹簧片5与上机壳1焊接连接，而且连接后强度高。更进一步地，第一加宽部56与弹性臂51的交汇处折弯，并且第一加宽部56与其相连接的上机壳1的内壁平行，这样不仅更加便于S型弹簧片5与上机壳1焊接连接，而且便于控制弹簧片的体积，提高弹力，更加稳定、可靠。此外，第一加宽部56还可以与调节槽体551相对应，这样调节槽体551也能起到避让的作用，结构更加紧凑。

优选地，如图1～3所示，动子组件3包括质量块31，质量块31也称平衡块、振动块、配重块等，质量块31上设置有三个以上沿X方向排列的永磁体32，永磁体32沿Z方向充磁且相邻的永磁体32的充磁方向相反，定子组件4包括两个以上沿X方向排列的线圈41，相邻的线圈41的电流方向相反，线圈41的数量比永磁体32的数量少一个，外侧的线圈41远离相邻的线圈41的一端对应一个永磁体32，外侧的线圈41即沿X方向两端的线圈41，相邻的线圈41相互靠近的一端对应同一个永磁体32，从而能够使每个线圈41受到的安培力的方向相同，这样每个永磁体32受到的反作用力的方向也相同，从而使动子组件3能够更好地沿X方向进行振动，更加稳定、可靠，线圈41通过柔性电路板42与外部电路连接，柔性电路板42固定在下机壳2上，线圈41和永磁体32的数量根据马达的尺寸大小等而定。在使用时，外部电路通过柔性电路板42为线圈41供电，通电线圈41在永磁体32产生的磁场中受到安培力，由于线圈41固定不动，所以永磁体32受到相应的反作用力，从而使动子组件3沿X方向进行振动，实现马达的振动，而且通过调节线圈41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振感，振感丰富，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，外侧的永磁体32沿X方向的宽度是其它永磁体32沿X方向的宽度的一半，外侧的永磁体32即沿X方向两端的永磁体32，这样能够保证每个线圈41的两端所受到的磁场作用相同。

此外，需要说明的是，柔性电路板42即Flexible Printed Circuit，简称FPC，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32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。

优选地，如图2、3所示，两个S型弹簧片5将质量块31悬置在上机壳1内，质量块31沿X方向的两端中部分别设置有与固定部52连接的定位部311，定位部311可以是与S型弹簧片5的固定部52相配合的槽体或凸台，这样能够提高S型弹簧片5与质量块31的连接精度，而且连接点位于质量块31中间，能够减少质量块31振动过程中在Y方向上的偏移。

优选地，如图1～3所示，质量块31上设置有与永磁体32相配合的第一通孔312，第一通孔312与永磁体32的数量相同，永磁体32安置在第一通孔312中，通常采用胶粘的方式，组装方便，结构紧凑，稳定性好。

优选地，如图1～3所示，质量块31的底部设置有与线圈41相配合的避让槽313，避让槽313与第一通孔312连通，在质量块31振动过程中，所有线圈41始终位于避让槽313中，结构更加紧凑，稳定性和可靠性更好。

优选地，如图1～3所示，质量块31沿X方向的两端分别设置有两个限位缓冲块33，两个限位缓冲块33分别与两个弹性臂51相对应配合，通常限位缓冲块33、第一加宽部56及调节槽体551三者相互对应，在质量块31振动过程中，限位缓冲块33能够防止质量块31直接与S型弹簧片5的弹性臂51碰触，从而起到缓冲保护的作用，更加安全、可靠。更进一步地，质量块31沿X方向的两端分别设置有用于安置限位缓冲块33的槽体，限位缓冲块33通常胶粘在槽体中，这样连接更加牢靠，稳定性和可靠性更高。此外，限位缓冲块33的材料为橡胶、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。在这种情况下，所有细节都可以用等效元素代替，材料、形状和尺寸也可以是任意的。

Claims (10)

1.一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，包括上机壳(1)和下机壳(2)，所述上机壳(1)和所述下机壳(2)内设置有动子组件(3)及与所述动子组件(3)相对应配合的定子组件(4)，所述定子组件(4)位于所述动子组件(3)的下方且固定在所述下机壳(2)上，所述动子组件(3)沿X方向的两端分别通过S型弹簧片(5)与所述上机壳(1)弹性连接，所述S型弹簧片(5)包括与所述上机壳(1)连接的上层和下层的弹性臂(51)及与所述动子组件(3)连接的中层的固定部(52)，两个所述弹性臂(51)分别通过第一折弯部(53)与所述固定部(52)连接，两个所述弹性臂(51)分别与所述固定部(52)之间形成有第一槽体(54)。

2.根据权利要求1所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，两个所述第一折弯部(53)分别通过倾斜部(55)与所述固定部(52)连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述倾斜部(55)上设置有调节槽体(551)。

4.根据权利要求1所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述弹性臂(51)远离所述第一折弯部(53)的一端设置有与所述上机壳(1)连接的第一加宽部(56)。

5.根据权利要求4所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述第一加宽部(56)与所述弹性臂(51)的交汇处折弯，并且所述第一加宽部(56)与其相连接的所述上机壳(1)的内壁平行。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述动子组件(3)包括质量块(31)，所述质量块(31)上设置有三个以上沿X方向排列的永磁体(32)，所述永磁体(32)沿Z方向充磁且相邻的所述永磁体(32)的充磁方向相反，所述定子组件(4)包括两个以上沿X方向排列的线圈(41)，相邻的所述线圈(41)的电流方向相反，所述线圈(41)的数量比所述永磁体(32)的数量少一个，外侧的所述线圈(41)远离相邻的所述线圈(41)的一端对应一个所述永磁体(32)，相邻的所述线圈(41)相互靠近的一端对应同一个所述永磁体(32)，所述线圈(41)通过固定在所述下机壳(2)上的柔性电路板(42)能够与外部电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，两个所述S型弹簧片(5)将所述质量块(31)悬置在所述上机壳(1)内，所述质量块(31)沿X方向的两端中部分别设置有与所述固定部(52)连接的定位部(311)。

8.根据权利要求6所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述质量块(31)上设置有若干与所述永磁体(32)相配合的第一通孔(312)。

9.根据权利要求8所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述质量块(31)的底部设置有与所述线圈(41)相配合的避让槽(313)，所述避让槽(313)与所述第一通孔(312)连通。

10.根据权利要求6所述的一种具有S型弹簧片的线性振动马达，其特征在于，所述质量块(31)沿X方向的两端分别设置有两个限位缓冲块(33)，两个所述限位缓冲块(33)分别与两个所述弹性臂(51)相对应配合。