CN110266172A - 线性振动致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线性振动致动器，包括支架、轭轴、线圈、环轭、底弹簧、重量部、顶弹簧、顶盖，所述底弹簧构成为，具有环形态的底外部弹簧构件与中央形成有线圈贯通孔的底内部弹簧构件通过逆时针方向排列且具有螺旋形态的底部桥接构件而由下至上地突出形成为一体；外周缘部形成有扇形位置确定突部，与壳部的下部对应地形成的扇形位置确定槽部结合。其能够防止中间产生偏振动，并且驱动噪音少，振动体无接触地振动，从而能够实现长时间振动。

Description

线性振动致动器

技术领域

本发明涉及线性振动致动器，尤其涉及一种在手机、汽车触摸屏、家电触控面板、美容用品等尺寸大的物体上能够实现低频率功能的线性振动致动器。

背景技术

最近，随着无线通信技术的急速发展，携带用通信设备逐渐向小型化、轻量化发展，伴随这种小型化及轻量化的趋势，搭载在携带用通信设备内部的机构装置、IC芯片包括电路在内的部件被高集成化及高性能化的同时，为了能够提高空间利用度而需要在尺寸及形态上进行改进。

而且，安装在携带用通信设备内部而通过无声振动来提示消息到达的扁平型振动马达也根据趋势而被大量地进行研究。

搭载到携带用通信设备内部的振动马达最初的形态为定子和转子为基本构成的旋转型振动马达形态，这种旋转型振动马达是在定子的支架上固定杆状物，将转子支撑于杆状物上进行旋转，从而产生振动，为了提高转动力而增加转子的体积或增加转数，从而改善振动力，但由于结构上的问题在小型化方面存在局限性，而且在产生高振动上存在困难，并且不能保障一定时间以上的寿命。

为了改善上述旋转型振动马达的问题，最近公开了一种上下振动型致动器型振动马达。

上下振动型致动器型振动马达包括：相互对接的上部壳部和下部壳部；形成在上部壳部及下部壳部至少一面上的磁力产生手段；与磁力产生手段相对设置的施加引力或斥力的磁石；安装有磁石从而形成为一体且向左右移动而用于增加振动力的重量物；位于重量物的上面和下面中的至少一面的下部，从而对重量物进行弹性支撑的弹性手段；用于将弹性手段的另一端固定在上部壳部及下部壳部上的固定部件。

如上所述的上下振动型致动器型振动马达相比于旋转型振动马达而言，能够延长使用寿命，不仅能够克服大小的局限性，而且能够获得快速的响应速度，因此最近被广泛使用。

此外，上下振动型振动马达，通过使内部部件不会受到振动体的冲击，从而能够提高振动马达的寿命，提高振动体的振动力，从而能够制得更加优异的振动马达，因此需要开发出耐久性和振动力更加提升的振动马达。

此外，最近电子设备的物理性按钮逐渐被触摸方式的触摸板取代，且触摸板的大小也越来越大，因此需要开发能够使其能够驱动的振动马达。

现有技术文献

专利文献

专利文献1公开专利公报第10-2010-0073301号(2010.07.01.)

发明内容

要解决的技术问题

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题而提出，其目的在于，提供一种能够降低频率且提升振动力的线性振动致动器，从而提升触摸感。

此外，本发明的目的还在于，提供一种随着频率的降低，产生偏振动的2次共振频率与正常驱动频率的1次共振频率没有差异，从而能够防止产生的偏振动的线性振动致动器。

此外，本发明的目的还在于，提供一种能够振动汽车内的触摸屏及触觉信号传递装置、家电触控面板、美容用品等尺寸大的物体，从而能够实现高振动力的线性振动致动器。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种线性振动致动器，其包括：支架BR，形成外壳，并形成磁场闭环；轭轴(yoke shaft)100，集中线圈CO的内部电磁场，用于固定线圈CO和环轭RY，垂直地设置在所述支架200上；柔性印刷电路板PCB，将外部电源供给至线圈CO；线圈CO，通过外部信号来产生电磁场；环轭RY，与所述轭轴100结合而使线圈CO的电磁场集中，与磁石MN的磁场相互作用，从而扩增垂直振动，并保护线圈CO；底弹簧200，连接在所述支架BR和重量部WT，从而扩增振动，并确定共振频率；重量部WT，与所述底弹簧200连接，利用重量部WT的重量来扩增振动，并确定共振频率，使磁石MN固定；磁石MN，作为永久磁石而产生磁场，与线圈CO的磁场作用，从而使得所述重量部WT上产生上下振动；壳部CS，形成外壳从而保护重量部WT，用于形成磁场闭环；顶弹簧300，固定于所述壳部CS和顶盖CV之间，与重量部WT连接从而控制振动力，用于抑制偏振动；以及顶盖CV，保护重量部WT，形成磁场闭环。其能够提高触摸感，并且能够防止中间产生偏振动。

而且，所述支架(BR)与底弹簧(200)之间，以及顶盖(CV)与顶弹簧(300)之间分别具有减震器(400)。

而且，所述磁石(MN)的下部和底弹簧(200)的上部之间还具备板(600)。

发明效果

因此，本发明提供的振动马达具有以下效果。本发明能够提升触摸感，在低频率下振动，从而能够防止中间产生偏振动，并且驱动噪音少，振动体在无接触条件下振动，能够长时间地驱动，并且能够使得体积大的物体产生振动。

附图说明

图1为本发明的线性振动致动器的纵截面图。

图2为本发明的线性振动致动器的分解立体图。

图3为示出本发明的线性振动致动器的支架上结合有轭轴的实施例的纵截面图。

图4为示出本发明的线性振动致动器的支架上结合有轭轴及线圈，以及环轭的实施例的纵截面图。

图5为本发明的线性振动致动器的顶弹簧的多种实施例的平面图。

图6为本发明的线性振动致动器的另一实施例的纵截面图。

图7为本发明的线性振动致动器的又一实施例的纵截面图。

附图标记说明

100：轭轴 200：底弹簧 300：顶弹簧 BR：支架

CO：线圈 CS：壳部 CV：顶盖 MN：磁石

PCB：柔性印刷电路板 RY：环轭 WT：重量部

具体实施方式

下面，可以对本发明进行多种变形，可以具有各种实施例。以下，将特定的实施例例示于附图中，并进行详细说明。但是，本发明并不受限于这些特定的实施方式，应包括包含于本发明的思想及技术范围内的所有的变形、等同物及替代物。

提供这些实施例的目的是为了更详细地向本领域技术人员进行说明。因此，为了清楚地说明并进行强调，附图中示出的各个部件的形态会被放大，在对本发明进行说明时，如果认为相关的公知技术的具体说明会混淆本发明的主旨时，会省略对其的说明。

第一、第二等术语可以在说明多种构成要素时使用，构成要素不能被术语所限定。术语的使用是为了将一个构成要素区别于另一个构成要素。

本发明中使用的的术语只是为了说明特定的实施例而使用，并不是为了限定本发明。单数的表达在表述上没有明确表明的情况下，包括复数的意思。

本发明中的“包括”或“具备”等用语视为了指定说明书记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，但是不排除一个或一个以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加功能性。

首先，本发明涉及线性振动致动器，包括支架BR、轭轴100、柔性印刷电路板PCB、线圈CO、环轭RY、底弹簧200、重量部WT、磁石MN、壳部CS、顶弹簧300及顶盖CV中的至少任意一种以上构成。

下面，参照附图，对本发明的优选实施例进一步进行说明。

参见图1及图2，图1为本发明的线性振动致动器的纵截面图，图2为本发明的线性振动致动器的分解立体图。

本发明的线性振动致动器包括：支架BR，形成外壳，并固定PCB、轭轴100及底弹簧200及顶弹簧300，并形成磁场闭环；

轭轴(yoke shaft)100结合在所述支架200上，集中线圈CO的内部电磁场，用于固定线圈CO和环轭RY，垂直地设置在所述支架BR上；

柔性印刷电路板PCB，将外部电源供给至线圈CO，固定在支架BK的轭轴结合面侧；

线圈CO，设置在PCB上部，引入AC交流信号，从而产生电磁场；

环轭RY，与所述轭轴100结合而使线圈CO产生的电磁场集中，与磁石MN的磁场相互作用，从而扩增垂直振动，并保护线圈CO；

底弹簧200，连接在所述支架BR和重量部WT，从而扩增振动，并确定共振频率；

重量部WT，与所述底弹簧200连接，利用重量部WT的重量来扩增振动，并确定共振频率，使磁石MN固定；

磁石MN，作为永久磁石而产生磁场，与线圈CO的磁场作用，从而使得所述重量部WT上产生上下振动。

所述底弹簧200构成为，具有环形态的底外部弹簧构件210与中央形成有线圈贯通孔221的底内部弹簧构件220通过逆时针方向排列且具有螺旋形态的底部桥接构件230而由下至上地突出形成为一体。此时，所述底外部弹簧构件210的外周缘部形成有扇形位置确定突部211，与壳部CS的下部对应地形成的扇形位置确定槽部CSG结合。

所述顶弹簧300构成为，具有环形态的顶外部弹簧构件310与中央的重量部加压弹簧构件320通过顺时针方向排列且具有螺旋形态的多个顶部桥接构件330而由上至下地突出形成为一体。此时，所述顶外部弹簧构件310可以插入固定于壳部CS的上部和顶盖CV之间。

此时，本发明的底内部弹簧构件220通过逆时针方向排列且具有螺旋形态的底部桥接构件230而由下至上地突出形成为一体；重量部加压弹簧构件320通过顺时针方向排列且具有螺旋形态的多个顶部桥接构件330而由上至下地突出形成为一体。但是，除了这种形态之外，所述底部桥接构件230和顶部桥接构件330可以排列为相反的方向，即可以排列为逆时针方向和顺时针方向。

此外，还包括：壳部CS，形成外壳从而保护重量部WT，用于形成磁场闭环；顶弹簧300，固定于所述壳部CS和顶盖CV之间，与重量部WT连接从而控制振动力，用于抑制偏振动；以及顶盖CV，保护重量部WT，形成磁场闭环。

参见图3，图3为示出本发明的线性振动致动器的支架上结合有轭轴的实施例的纵截面图。

所述轭轴100，轴主体110的上下部上，分别具有上下部短台部120和130，其直径小于轭轴100的直径，所述上下部短台部120和130沿着上下部轴方向延长，所述下部短台部130的端部具有铆接中心槽131。

如上所述的所述轭轴100，轴主体110的上下部上，分别具有上下部短台部120和130，所述下部短台部130的端部具有铆接中心槽131。所述轴主体110的下部短台部130贯穿形成于支架BR上的轴孔SH，从而露出，所述轴主体110夹入到轴固定夹SJ后，通过旋转的由铆冲器RP加压的下部铆钉头132固定。

参见图4，图4为示出本发明的线性振动致动器的支架上结合有轭轴及线圈，以及环轭的实施例的纵截面图。

所述轭轴100，轴主体110下侧上具备短台部130，端部上具备铆接中心槽131，从而能够容易地在准确的位置上进行铆接，所述上部短台部120具备为，环轭RY确定位置，环轭RY下端从线圈CO的上部以规定高度间隔而具备，从而防止直接接触，从而能够防止线圈CO受到损伤。

此外，所述上部短台部120，上端具备通过铆冲器RP而加压的上部铆钉头121时，使得对于环轭RY的结合力变得坚固，从而能够防止因外部冲击引起的移动和分离。

此外，轴主体110的上侧，一体形成有环轭扩大部140，所述环轭扩大部140具有向外侧扩张的形态，从而能够减少部件数量，从而简化组装组装方法。

参见图5，图5为本发明的线性振动致动器的顶弹簧的多种实施例的平面图。

所述顶外部弹簧构件310至少具有2个以上的弹簧位置固定槽部或弹簧位置固定突部311，与所述弹簧位置固定槽部或弹簧位置固定突部311对抗的壳部位置固定槽部或壳部位置固定突部CSE固定在壳部CS上，从而防止组装过程中发生错位。此时，所述弹簧位置固定槽部或弹簧位置固定突部311优选为长孔、半圆、圆形中的任意一种形态。

参见图6，图6为本发明的线性振动致动器的另一实施例的纵截面图。

所述支架BR和底弹簧200之间，以及顶盖CV和顶弹簧300之间分别具有减震器400，从而能够阻隔重量部WT和固定体之间的触碰而产生的噪音，从而有效地抑制中间的振动力。

此外，所述线圈CO和环轭RY及磁石MN之间的空间中具备磁性流体部500，从而抑制振动力的同时，改善反应速度，并且重量部WT在进行上下垂直驱动时，校准动心，从而改善偏振动。

参见图7，图7为本发明的线性振动致动器的又一实施例的纵截面图。

所述磁石MN的下部和底弹簧200的上部之间还可以具备板600。此时，通过板600来集中磁场力，从而提高振动力，从而能够缩短开始时间(Rising time)及停止时间(Fallingtime)。

线性振动马达的情况下，使用直线驱动的1次共振频率，频率范围为在±10Hz内驱动，从2次共振频率开始，会产生偏振动，因此1次共振和2次共振的偏差越宽，越能够进行稳定的直线驱动。

本发明的线性振动致动器，1次共振和2次共振的偏差为100Hz，非常宽，从而能够进行稳定的直线驱动，但现有结构的致动器，当降低频率时，1次共振和2次共振频率的偏差为4Hz而非常小，驱动时会产生偏振动，从而不能够正常驱动。

用于手机的振动马达，使用的频率范围为170Hz～250Hz，振动力为1G～2G范围内使用。

本发明的线性振动致动器，共振频率在100Hz的带域下产生6.9G的振动力，与现有的振动马达相比，不仅频率低，而且振动力高出4倍以上。

以上基于附图对本发明进行了说明，但只是例示，在不脱离本发明技术思想的范围内，可以进行各种替换、变形及变更，并不仅限于上述实施例及附图。

Claims (3)

1.一种线性振动致动器，其包括：

支架(BR)，形成外壳，并形成磁场闭环；

轭轴(yoke shaft)(100)，集中线圈(CO)的内部电磁场，用于固定线圈(CO)和环轭(RY)，垂直地设置在所述支架(BR)上；

柔性印刷电路板(PCB)，将外部电源供给至线圈(CO)；

线圈(CO)，通过外部信号来产生电磁场；

环轭(RY)，与所述轭轴(100)结合而使线圈(CO)的电磁场集中，与磁石(MN)的磁场相互作用，从而扩增垂直振动，并保护线圈(CO)；

底弹簧(200)，连接在所述支架(BR)和重量部(WT)，从而扩增振动，并确定共振频率；

重量部(WT)，与所述底弹簧(200)连接，利用重量部(WT)的重量来扩增振动，并确定共振频率，使磁石(MN)固定；

磁石(MN)，作为永久磁石而产生磁场，与线圈(CO)的磁场作用，从而使得所述重量部(WT)上产生上下振动；

壳部(CS)，形成外壳从而保护重量部(WT)，用于形成磁场闭环；

顶弹簧(300)，固定于所述壳部(CS)和顶盖(CV)之间，与重量部(WT)连接从而控制振动力，用于抑制偏振动；以及

顶盖(CV)，保护重量部(WT)，形成磁场闭环；

其特征在于，所述底弹簧(200)构成为，具有环形态的底外部弹簧构件(210)与中央形成有线圈贯通孔(221)的底内部弹簧构件(220)通过逆时针方向排列且具有螺旋形态的底部桥接构件(230)而由下至上地突出形成为一体；

外周缘部形成有扇形位置确定突部(211)，与壳部(CS)的下部对应地形成的扇形位置确定槽部(CSG)结合，

所述顶弹簧(300)构成为，具有环形态的顶外部弹簧构件(310)与中央的重量部加压弹簧构件(320)通过顺时针方向排列且具有螺旋形态的多个顶部桥接构件(330)而由上至下地突出形成为一体，从而插入固定于壳部(CS)的上部和顶盖(CV)之间，顶外部弹簧构件(310)至少具有2个以上的弹簧位置固定槽部或弹簧位置固定突部(311)，

与所述弹簧位置固定槽部或弹簧位置固定突部(311)对抗的壳部位置固定槽部或壳部位置固定突部(CSE)具备在壳部(CS)上，从而防止组装时产生变形。

2.根据权利要求1所述的线性振动致动器，其特征在于，所述支架(BR)与底弹簧(200)之间，以及顶盖(CV)与顶弹簧(300)之间分别具有减震器(400)。

3.根据权利要求1所述的线性振动致动器，其特征在于，所述磁石(MN)的下部和底弹簧(200)的上部之间还具备板(600)。