CN112134433B - 一种并联多弹簧振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种并联多弹簧振动马达，包括定子、外壳组件、至少一个驱动线圈、FPC和振子组件；所述定子和外壳组件形成密闭空间，所述振子组件安装在密闭空间内，所述振子组件包括弹性结构、磁性组件和极芯；所述弹性结构包括两个弹性臂和腔体，所述腔体左右两侧分别连接一个弹性臂，所述腔体内安装有磁性组件，所述磁性组件顶端安装有极芯，所述驱动线圈安装在磁性组件的上侧或下侧，所述FPC与驱动线圈连接，为驱动线圈供电；该发明可以把振子组件和弹簧做成一体，极大的降低了线性马达的装配制程难度以及制造成本。

Description

一种并联多弹簧振动马达

技术领域

本发明涉及振动马达技术领域，具体涉及一种塑料结构的并联多弹簧振动马达。

背景技术

为了面向汽车以及家用电器等应用场景，有必要设计一款大振动量的线性振动马达以驱动汽车中控台面板或家用电器触控面板等比较重的负载，但是普通的线性马达的弹簧厚度有一定的限制，金属弹簧厚度超过0.2mm之后可靠性有较大风险，并且金属弹簧的加工成本比较高，也比较难以实现多个弹簧并联的复杂工艺。

专利文献CN207939386U公开了一种塔形弹簧结构纵向振动线性马达，该线性马达包含上机壳、动子组件和下机壳组件，上机壳与下机壳组件相互固定并形成封闭空间，动子组件设置于封闭空间中；动子组件包含塔形弹簧，磁钢，导磁套和振子；下机壳组件包含下机壳，FPC和线圈，FPC设置在下机壳上表面上，并连接至线圈，线圈呈空心圆柱形，塔形弹簧的中心轴向方向设置有线圈，磁钢的下表面超过线圈的上表面，且磁钢外表面未与线圈接触。

专利文献CN109980886A公开了一种具有蛇形结构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，动子组件包括质量块，质量块沿X方向的两端分别通过蛇形结构弹簧片与上机壳弹性连接，蛇形结构弹簧片呈U型，蛇形结构弹簧片的开口朝向质量块且其开口宽度大于质量块的宽度，蛇形结构弹簧片的两侧边分别与上机壳连接，蛇形结构弹簧片底面的中部与质量块上突出的第一连接部连接。

上述两个专利文献均对原有弹簧的结构进行了一定的改进， 从而降低了弹簧断裂现象或是提高了振动效果和稳定性，但是专利文献CN207939386U公开的一体冲压出来的金属塔型弹簧和专利文献CN109980886A公开的蛇形弹簧均是在单层弹簧上做改进，即使看起来有很多层弹簧，但是单层弹簧在振动方向是不重叠的，因此上述两个弹簧的应力相对较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种新型的塑料弹簧结构，具体为一种一体式多并联塑料弹簧宽频马达，可以利用注塑的方法实现多个弹簧结构的并联，以支持大振动量的线性马达设计，并且该结构可以把振子和弹簧做成一体，极大的降低了线性马达的装配制程难度以及制造成本。

一方面，本发明提供了一种并联多弹簧振动马达，包括定子、外壳组件、至少一个驱动线圈、FPC和振子组件；所述定子和外壳组件形成密闭空间，所述振子组件安装在密闭空间内，所述振子组件包括弹性结构、磁性组件和极芯；所述弹性结构包括两个弹性臂和腔体，所述腔体左右两侧分别连接一个弹性臂，所述腔体内安装有磁性组件，所述磁性组件顶端安装有极芯，所述驱动线圈安装在磁性组件的上侧或下侧，所述FPC与驱动线圈连接，为驱动线圈供电。

优选地，所述外壳组件包括第一外壳组件和第二外壳组件，所述第一外壳组件和第二外壳组件围成敞口的空心柱体，所述定子盖合在敞口的空心柱体上，形成密闭空间；所述第一外壳组件包括底板、后板、左板和右板，所述底板的后侧、左侧和右侧分别垂直连接有后板、左板和右板；所述第二外壳组件包括前板，所述底板的前侧与前板垂直连接。

优选地，所述驱动线圈为两个，两个驱动线圈分别安装在弹性结构的腔体的上下两侧，分别固定在定子和底板上，从而使磁场利用效率高，驱动力大；所述FPC包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分、第二部分和第三部分依次连接，所述第一部分位于腔体上侧的驱动线圈上方，所述第三部分位于腔体下侧的驱动线圈下方，所述第二部分位于前板的外侧。

优选地，所述弹性结构还包括连接臂和固定端，所述弹性臂通过连接臂与腔体连接，所述弹性臂远离连接臂的一侧为固定端，所述固定端用于与定子连接，所述弹性臂、连接臂、固定端和腔体为一体结构，所述弹性结构的材料为塑料。

优选地，所述弹性臂还包括多层弹性平板，所述多层弹性平板并联连接，所述多层弹性平板的上端为连接臂，下端为定子的固定端，所述多层弹性平板的连接臂的厚度大于单层弹性平板的厚度。

优选地，所述前板包括左前板、中前板和右前板，所述左前板、中前板和右前板依次连接，所述左前板和右前板位于同一平面，所述中前板相对于左前板和右前板内凹，所述FPC的第二部分贴合在中前板的外侧。

优选地，本发明多层弹性平板结构并联构成一个弹性系数更高的弹性臂结构，所有弹性平板只在首尾端相互连接，其他区域全部避空以避免应力集中。

另一方面，本发明提供了一种并联多弹簧振动马达，包括外壳组件、定子、线圈组件、弹性结构和振子组件；所述定子和外壳组件形成密闭空间，所述振子组件、线圈组件和弹性结构均安装在密闭空间内，还包括铁芯，所述弹性结构包括两个弹性臂和连接段，两个所述弹性臂一端通过连接段连接，所述连接段上设置有安装槽，所述安装槽内安装铁芯，所述线圈组件套设在铁芯上，弹性臂的另一端上均设置有振子连接区域，所述振子组件包括至少一个导磁板和磁性组件，所述振子连接区域安装有导磁板，所述磁性组件安装在导磁板的靠近连接段的一侧。

优选地，所述铁芯包括底座和若干个极头，所述若干个极头等距离竖直设置在底座上，所述底座与若干个极头一体设置。

优选地，所述磁性组件包括若干个磁铁，若干个磁铁依次紧密连接，磁铁数量根据铁芯的极头的数量和位置确定，设铁芯的极头数量为N，则磁铁的数量为N+ 1，磁铁上磁极之间的夹缝与铁芯的极头的位置一一对应。

优选地，所述线圈组件包括多个驱动线圈和多个线圈套，所述驱动线圈安装在线圈套内，所述线圈和线圈套数量相等，所述线圈套安装在相邻的铁芯的极头之间

优选地，所述连接段远离安装槽的一侧用于与定子连接，两个所述振子连接区域均设置有卡槽，两个卡槽的槽口方向相对，所述导磁板卡接在两个槽口方向相对的卡槽内。

优选地，所述铁芯由导磁体制成，其采用多层硅钢片压制成一个整体以降低涡流效应，提高驱动效率。

优选地，所述定子与外壳组件采用导磁材料来制作，可以使线圈上的磁场更集中，驱动效率更高。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：

（1）本发明提供的新型的塑料弹簧结构，可以利用注塑的方法实现多个弹簧结构的并联，以支持大振动量的线性马达设计，并且该结构可以把振子组件和弹簧做成一体，极大的降低了线性马达的装配制程难度以及制造成本，而且本发明提供的弹性臂包括并联连接的多层弹性平板，其上端连接臂，下端为定子的固定端，其不仅结构简单，坚固且易于加装振子组件，定子等其他构件。

（2）本发明提供的铁芯包括底座和若干个极头，所述若干个极头等距离竖直设置在底座上，所述底座与若干个极头一体设置，其采用多层硅钢片压制成一个整体以降低涡流效应，提高驱动效率。

（3）本发明提供的振子组件至少由一个导磁板和固定在其上的磁铁组成，导磁板的一个作用是屏蔽另一边的磁场，加强线圈和铁芯一侧的磁场，从而提高驱动效率，导磁板的另一个作用是用于固定磁铁。

（4）本发明提供的每个弹性臂结构都要在某一端和振子组件相连（振子包含一部分驱动回路，也有一定的重量，起驱动和配重的作用），连接方式包含用与弹性臂同样的材料做成一个整体式结构，把振子组件嵌入其中或者通过接口与振子组件刚性连接。

（5）本发明提供的多弹簧振动马达是把多层弹簧之间隔开并叠在一起，可以在马达的振动方向上构成多层投影重叠但是空间上相互不干扰的弹簧，有效地降低每层弹簧的应力，将多个在振动方向投影重合的弹性臂互不干扰的并联起来，理论上可以有无数层，应力理论上也可以无限小。

附图说明

图1为本发明提供的并联多弹簧振动马达爆炸图；

图2为本发明提供的并联多弹簧振动马达的剖视图；

图3为本发明提供的弹性结构的主视图；

图4为本发明提供的第一外壳组件的结构示意图；

图5为本发明提供的第二外壳组件的主视图；

图6为本发明提供的FPC的装配示意图；

图7为本发明提供的并联多弹簧振动马达整体示意图；

图8为本发明提供的并联多弹簧振动马达俯视图；

图9为本发明提供的另一并联多弹簧振动马达爆炸图；

图10为本发明提供的另一并联多弹簧振动马达的剖视图；

图11为为本发明提供的另一弹性结构的主视图；

图12为本发明提供的磁性组件与铁芯的极头的装配示意图；

图13为本发明提供的铁芯的结构示意图；

图14为本发明提供的另一并联多弹簧振动马达整体示意图；

附图标记如下：

1：外壳组件；11：第一外壳组件；111：底板；112：后板；113：左板；114：右板；12：第二外壳组件（前板）：121：左前板；122：中前板；123：右前板 2：定子；3：驱动线圈；31：线圈套；4.FPC；41：第一部分；42：第二部分；43：第三部分；5：弹性结构；51：弹性臂；511：弹性平板；52：连接臂；53：固定端；54：腔体；55：连接段；56：振子连接区域；561：卡槽；6：磁性组件；61：磁铁；7：极芯；8 ：铁芯；81：底座；82：极头；9：导磁板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：并联多弹簧振动马达

如图1-8所示，本发明提供了一种并联多弹簧振动马达，包括定子、外壳组件1、两个驱动线圈3、FPC 4和振子组件；所述定子和外壳组件1形成密闭空间，所述振子组件安装在密闭空间内，所述振子组件包括弹性结构5、磁性组件6和极芯7；所述弹性结构包括两个弹性臂51和腔体54，所述腔体54左右两侧分别连接一个弹性臂51，所述腔体54内安装有磁性组件6，所述磁性组件6顶端安装有极芯7，两个驱动线圈3分别安装在弹性结构5的腔体54的上下两侧，分别固定在定子和外壳组件的底板111上，从而使磁场利用效率高，驱动力大；所述FPC 4与驱动线圈3连接，为驱动线圈3供电。

其中，本发明提供的外壳组件1包括第一外壳组件11和第二外壳组件12，所述第一外壳组件和第二外壳组件围成敞口的空心柱体，所述定子盖合在敞口的空心柱体上，形成密闭空间；所述第一外壳组件包括底板111、后板112、左板113和右板114，所述底板111的后侧、左侧和右侧分别垂直连接有后板112、左板113和右板114；所述第二外壳组件12包为前板，所述底板111的前侧与前板垂直连接。

其中，本发明提供的所述前板包括左前板121、中前板122和右前板123，所述左前板121、中前板122和右前板123依次连接，所述左前板121和右前板123位于同一平面，所述中前板122相对于左前板121和右前板123内凹。

作为优选实施方式，所述FPC包括第一部分41、第二部分42和第三部分43，所述第一部分41、第二部分42和第三部分43依次连接，所述第一部分41位于腔体上侧的驱动线圈3上方，所述第三部分43位于腔体下侧的驱动线圈下方，所述第二部分42位于前板的外侧，具体地，所述FPC的第二部分42贴合在中前板122的外侧。

具体地，本发明提供的弹性结构5还包括连接臂52和固定端53，所述弹性臂51通过连接臂52与腔体54连接，所述弹性臂51远离连接臂的一端为固定端，所述固定端53用于与定子连接，所述弹性臂51、连接臂52、固定端53和腔体54为一体结构，所述弹性结构5的材料为塑料。

其中，本发明提供的弹性臂51包括多层弹性平板511，多层所述弹性平板511并联连接，多层所述弹性平板511的上端为连接臂52，下端为定子的固定端53，所述多层弹性平板的连接臂的厚度大于单层弹性平板的厚度。

本发明多层弹性平板结构并联构成一个弹性系数更高的弹性臂结构，所有弹性平板只在首尾端相互连接，其他区域全部避空以避免应力集中。

实施例2：另一并联多弹簧振动马达

如图9-14所示，本发明提供了一种并联多弹簧振动马达，包括外壳组件1、定子、线圈组件、弹性结构5和振子组件；所述定子和外壳组件1形成密闭空间，所述振子组件、线圈组件和弹性结构均安装在密闭空间内，还包括铁芯8，所述弹性结构5包括两个弹性臂51和连接段55，两个所述弹性臂51一端通过连接段55连接，所述连接段55上设置有安装槽，所述安装槽内安装铁芯8，所述线圈组件套设在铁芯8上，弹性臂51的另一端上均设置有振子连接区域56，所述振子组件包括一个导磁板9和磁性组件6，所述振子连接区域56安装有导磁板9，所述磁性组件6安装在导磁板9的靠近连接段55的一侧。

其中，本发明提供的所述线圈组件包括多个驱动线圈3和多个线圈套，所述驱动线圈3安装在线圈套31内，所述驱动线圈3和线圈套31数量相等，所述线圈套31安装在相邻的铁芯8的极头82之间，设铁芯8的极头82数量为3，则驱动线圈3和线圈套31的数量为1。

其中，本发明提供的铁芯8包括底座81和3个极头82，3个所述极头82等距离竖直设置在底座81上，所述底座81与3个极头82一体设置。

具体地，本发明提供的磁性组件6包括 1个磁铁61和4对磁极，这1个磁铁61上有4对磁极依次紧密连接，磁极数量根据铁芯8的极头82的数量和位置确定，铁芯的极头数量为3，则磁极的对数数量为3+ 1=4，磁铁上磁极之间的夹缝与铁芯的极头的位置一一对应。

其中，本发明提供的连接段55远离安装槽的一侧用于与定子连接，两个所述振子连接区域56均设置有卡槽，两个卡槽的槽口方向相对，所述导磁板9卡接在两个槽口方向相对的卡槽内。

作为优选实施方式，所述铁芯8由导磁体制成，其采用多层硅钢片压制成一个整体以降低涡流效应，提高驱动效率。

作为优选实施方式，所述定子与外壳组件1采用导磁材料来制作，可以使线圈上的磁场更集中，驱动效率更高。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种并联多弹簧振动马达，包括外壳组件、定子、线圈组件、弹性结构和振子组件；所述定子和外壳组件形成密闭空间，所述振子组件、线圈组件和弹性结构均安装在密闭空间内，其特征在于，还包括铁芯，所述弹性结构包括两个弹性臂和连接段，两个所述弹性臂一端通过连接段连接，所述连接段上设置有安装槽，所述安装槽内安装铁芯，所述线圈组件套设在铁芯上，弹性臂的另一端上均设置有振子连接区域，所述振子组件包括至少一个导磁板和磁性组件，所述振子连接区域安装有导磁板，所述磁性组件安装在导磁板的靠近连接段的一侧；

弹性臂包括多层弹性平板，多层所述弹性平板并联连接；

所述铁芯包括底座和若干个极头，所述若干个极头间隔竖直设置在底座上，所述底座与若干个极头一体设置；

所述磁性组件包括若干个磁铁，若干个磁铁依次紧密连接，磁铁数量根据铁芯的极头的数量和位置确定，设铁芯的极头数量为N，则磁铁的数量为N+ 1，磁铁上磁极之间的夹缝与铁芯的极头的位置一一对应。

2.如权利要求1所述的并联多弹簧振动马达，其特征在于，所述线圈组件包括多个驱动线圈和多个线圈套，所述驱动线圈安装在线圈套内，所述线圈和线圈套数量相等，所述线圈套安装在相邻的铁芯的极头之间。

3.如权利要求1所述的并联多弹簧振动马达，其特征在于，所述连接段远离安装槽的一侧用于与定子连接，两个所述振子连接区域均设置有卡槽，两个卡槽的槽口方向相对，所述导磁板卡接在两个槽口方向相对的卡槽内。

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