CN204947875U - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种线性振动马达，包括振子和与振子平行设置的定子；振子包括配重块和嵌设固定在配重块中的振动块，其中，定子包括在PCB板上电镀而成的线圈；振动块包括至少两块相邻接设置的永磁铁，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向相互垂直。本实用新型采用在PCB板上电镀形成的线圈代替普通的绕制线圈，能够提高线圈的绕制匝数及定子的驱动能力，从而获得更大的磁通量和更强的振感效果。

Description

线性振动马达

技术领域

本实用新型涉及消费电子技术领域，更为具体地，涉及一种应用于便携式消费电子产品的线性振动马达。

背景技术

随着通信技术的发展，便携式电子产品，如手机、掌上游戏机或者掌上多媒体娱乐设备等进入人们的生活。在这些便携式电子产品中，一般会用微型振动马达来做系统反馈，例如手机的来电提示、游戏机的振动反馈等。然而，随着电子产品的轻薄化发展趋势，其内部的各种元器件也需适应这种趋势，微型振动马达也不例外。

现有的微型振动马达，一般包括上盖、和与上盖形成振动空间的下盖、在振动空间内做直线往复振动的振子(包括配重块和永磁铁)、连接上盖并使振子做往复振动的弹性支撑件、以及位于振子下方一段距离的线圈。

在上述这种结构的微型振动马达中，鉴于线圈的制造工艺，线圈的绕线匝数受限，且线圈的上表面平整度不易控制，不能有效地降低马达的磁间隙，从而影响电子产品的振感，导致马达的直线振动响应速度较慢、振感较小。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种线性振动马达，利用在PCB板上电镀而成的线圈布线代替绕制的线圈，可以有效提高线圈的绕制匝数，提高定子的驱动能力；同时，能够保证线圈上表面的平整度，从而为降低马达的磁间隙提供保证，获得更强的振感效果。

本实用新型提供的线性振动马达，包括振子和与振子平行设置的定子；振子包括配重块和嵌设固定在配重块中的振动块，其中，定子包括在PCB板上电镀而成的线圈；振动块包括至少两块相邻接设置的永磁铁，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向相互垂直。

此外，优选地结构是，振动块包括三块永磁铁，相邻设置的永磁铁之间分别设置有导磁轭；线圈设置有两个，两个线圈内分别容置有相对应的导磁芯。

此外，优选地结构是，线圈通过在PCB板上激光直写而成。

此外，优选地结构是，永磁铁之间的导磁轭与线圈内的导磁芯错位排布。

此外，优选地结构是，导磁轭与导磁芯在水平方向上的距离为0.1-0.3mm。

此外，优选地结构是，在配重块的两端分别设置有振动导向轴、限位弹簧和限位块，限位弹簧套设在振动导向轴上并限位在配重块和限位块之间；限位块内设置有供振动导向轴往复运动的导向孔；在振动导向轴上深入导向孔的一端套设有轴套。

此外，优选地结构是，在配重块的角部位置嵌设有四个第一平衡磁铁；在外壳与配重块角部相对应的位置分别设置有与第一平衡磁铁相对应的第二平衡磁铁；并且，第二平衡磁铁与相对应的第一平衡磁铁的相邻端的极性相反；对应的第一平衡磁铁与第二平衡磁铁之间相互吸引。

此外，优选地结构是，线性振动马达的端侧分别设置有电磁铁结构，电磁铁结构包括副线圈以及容置于副线圈内的副导磁芯。

此外，优选地结构是，线圈与柔性线路板连接固定；柔性线路板通过卡扣结构固定于线性振动马达的后盖上，并且与外部电路连通。

此外，优选地结构是，在配重块对应定子的位置设置有避让定子的避让结构；在避让结构的中部位置还设置有用以容纳振动块的凹槽；振动块通过涂胶固定在凹槽中。

上述根据本实用新型的线性振动马达，跳出了现有的绕制线圈马达的设计思路，将线圈设置为PCB布线形式，可以有效提高线圈的绕制匝数，提高定子的驱动能力；同时，PCB线圈能够确保其表面的平整度，为降低磁间隙提供可能，从而使产品获得更大的磁通量和更强的振感效果。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的线性振动马达的剖面结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的线性振动马达及柔性线路板的俯视图；

图3为根据本实用新型实施例的线性振动马达的整体爆炸结构示意图；

图4a和图4b分别为根据本实用新型实施例的振动块和定子组合结构示意图；

图5为根据本实用新型实施例的线性振动马达的原理示意图；

图6a和图6b分别为根据本实用新型另一实施例的振动块和定子组合结构示意图；

图7a为根据本实用新型实施例的磁平衡导向机构的作用原理示意图；

图7b为根据本实用新型实施例的磁平衡导向机构的作用原理示意图。

图中：上壳1，后盖2，配重块31，永磁铁32a、32b、32c、32a’、32b’，导磁轭33a、33b、33a’，线圈41a、41b、41’，导磁芯42a、42b、42’，振动导向轴51a、51b，限位弹簧52a、52b，限位块53a、53b，第一平衡磁铁61a、61b，第二平衡磁铁62a、62b，柔性线路板7。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

本实用新型在对具体实施方式进行表述时所用到的“配重块”也可以称作“质量块”，均指与产生振动的永磁铁固定以加强振动平衡的高质量、高密度金属块。

为详细描述本实用新型的线性振动马达，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

具体地，图1和图3分别示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的剖面结构和爆炸结构；图2示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达及柔性线路板的俯视结构。

如图1、图2和图3共同所示，本实用新型实施例的线性振动马达主要包括振子和与振子平行设置的定子；振子包括配重块和嵌设固定在配重块中的振动块，其中，定子包括线圈；线圈为在PCB板上电镀而成或者通过在PCB板上激光直写而成的结构，其中，优选为电镀而成，因为激光直写工艺较为复杂，且成本也相对较高；振动块包括至少两块相邻接设置的永磁铁，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向相互垂直。

在本实用新型的一个具体实施方式中，线性振动马达还可以包括外壳、振子和定子，其中，外壳包括上壳1和后盖2；振子包括配重块31和振动块，振动块由相邻接设置的三块永磁铁(32a、32b、32c)以及分别设置在相邻接的永磁铁之间的导磁轭(33a、33b)组成；定子包括与振子相对应设置的两个线圈(41a、41b)，其中，线圈是在PCB板上电镀形成的。

其中，本实用新型的振动块和定子的组合结构如图4a和图4b所示。在相邻接设置的三块永磁铁中，每个永磁铁与相邻接的永磁铁的邻接端的极性都相同，即呈S-N、N-S、S-N顺序(如图4a所示)或者N-S、S-N、N-S顺序(如图4b所示)排列，导磁轭设置在相邻接的永磁铁之间，并且永磁铁的N-S极所在的方向与定子的线圈的绕线方向平行，换言之，永磁铁的充磁方向与线圈(包括第一线圈和第二线圈)的轴线方向相互垂直，其中，线圈的轴线方向是指线圈所形成的柱状体的中轴线方向，其垂直于线圈所在的安装平面。由于两个永磁铁极性相同的两端之间会产生相斥的力量，因此，永磁铁的磁力线能够集中通过相邻接的两个永磁铁之间的导磁轭以及设置在振动块下方的线圈，从而尽可能增大穿过线圈的磁通量。

下面将以图5为例简单说明本实用新型线性振动马达的工作原理。

根据判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。假设线圈内的电流方向，图中标示为电流方向为垂直图面向里，标示为电流方向为垂直图面向外，假设第一个线圈是“和”，第二个线圈必须也是“和”，这样线圈才会均受力向右F，由于线圈固定不动，基于作用力与反作用力的关系，则永磁铁受力向左F’。如此，受到向左推动力的永磁铁就带动配重块一起做向左的平移运动，从而挤压配重块左侧的弹簧，拉伸配重块右侧的弹簧。

同理，当电流方向改变时，按照左手定则，线圈受到的磁场力F的方向为向左。但是由于线圈固定不动，则永磁铁受到与F方向相反且大小相同的F’的作用力，受到向右推动力的永磁铁就带动配重块一起做向右的平移运动，同时使配重块两端的弹簧从挤压/拉伸状态恢复原状后继续被拉伸/挤压。上述运动交替进行，使永磁铁和导磁轭组成的振动块与配重块形成平行于定子的振动往复运动。

在上述实施例中，振动块包括三块永磁铁，但在具体的应用过程中也并不局限于上述结构，也可以根据应用产品所需振动力的大小适当选择组成振动块的永磁铁的数量。如设置更多块的永磁铁或者图6a和图6b分别示出的由两块永磁铁组成的振动块和定子的组合结构。

如图6a和图6b所示，振动块包括邻接端极性相同的邻接设置的两块永磁铁，在该两块永磁铁(32a’、32b’)之间设置有导磁轭33a’，由线圈41’和设置在线圈41’中的导磁芯42’组成的定子设置在振动块的下方，且永磁铁之间的导磁轭与线圈内的导磁芯错位排布；优选地，导磁轭与导磁芯在水平方向上的距离为0.1～0.3mm。

在图1、图2和图3所示的实施例中，振动块嵌设固定在配重块31中，以带动配重块31水平振动。具体地，在配重块31的中部设置有避让定子的避让结构，在避让结构的中部位置设置有容纳振动块的凹槽。在具体的装配过程中，可以先将组成振动块的永磁铁和导磁轭固定在一起，然后以涂胶或者激光电焊等方式将振动块整体固定在凹槽中。

另外，本实用新型的线性振动马达还包括设置在配重块31两端的两根振动导向轴(51a、51b)、限位弹簧(52a、52b)和限位块(53a、53b)，限位弹簧套设在振动导向轴(51a、51b)上。在图1、图2所示的实施例中，限位块(53a、53b)分别固定在上壳1上，两根振动导向轴(51a、51b)分别固定在配重块31的两端，在限位块(53a、53b)上还设置有供振动导向轴往复运动的导向孔。这样，振动块在定子通电后产生的磁场的作用下，带动配重块31以及固定在配重块31两端的振动导向轴(51a、51b)在导向孔的限定范围内振动。其中，分别套设在振动导向轴(51a、51b)上限位弹簧(52a、52b)分别被限定在配重块31和对应的限位块(53a、53b)之间，为振子的振动提供弹性恢复力。

另外，为了尽量减小振动导向轴与导向孔之间的摩擦力，提高产品质量，还可以在振动导向轴深入导向孔的一端上套设轴套，轴套与导向孔的接触面光滑耐磨。轴套的增加减小了振动导向轴与导向孔的接触面积，并且可以采用密度高、表面光滑耐磨的材料制作轴套，能够在不增加成本的基础上尽可能减少振动导向轴与导向孔之间的摩擦力，提高润滑程度。

作为本实用新型的另一个实施方式，也可以将限位块分别固定在配重块的两端，或者将配重块和限位块设计为一体结构，在限位块上设置供振动导向轴往复运动的导向孔，而将两根振动导向轴分别固定在上壳上，将轴套套设在导向轴上与导向孔作用的一端(在此为靠近配重块的一端)。这样，振动块在定子通电后产生的磁场的作用下，带动配重块以及固定在配重块两端的限位块在导向孔的限定范围内沿振动导向轴振动。

显然，振子振动的幅度决定了振动导向轴深入导向孔的深度、振动导向轴深入导向孔的末端距离导向孔的底端的深度以及避让结构的边缘距离定子外边缘的宽度。在图1以及图4a、图4b所示的实施例中，导磁轭的中心线距离相应的(也即最近的)定子的导磁芯的中心线的水平距离为0.1～0.3mm，那么，相应的振动导向轴深入导向孔的深度、振动导向轴深如导向孔的末端距离导向孔的底端的深度以及避让结构的边缘距离定子外边缘的宽度均应略大于0.2mm。

为了给马达提供稳定的磁平衡导向，本实用新型中还设置有磁平衡导向机构，具体地，图7a和图7b分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例的磁平衡导向机构的作用原理。

如图7a和图7b共同所示，本实用新型实施例的磁平衡导向机构，包括在配重块31的两端竖直侧壁上分别设置的一对第一平衡磁铁61a、61b，相对应地，以及在外壳上与配重块31的端部相对应的位置也分别设置的与第一平衡磁铁61a、61b相对应的一对第二平衡磁铁62a、62b，并且第二平衡磁铁62a、62b与对应的第一平衡磁铁61a、61b相互吸引。

换言之，在配重块31的角部位置嵌设有四个第一平衡磁铁61a、61b，在外壳上与配重块31的角部相对应的位置设置有与第一平衡磁铁61a、61b相对应的第二平衡磁铁62a、62b，且第二平衡磁铁62a、62b与相对应的第一平衡磁铁61a、61b的相邻端的极性相反。

由于两对第一平衡磁铁61a、61b分别固定在配重块31的两端，而与两对第一平衡磁铁61a、61b相互吸引的两对第二平衡磁铁62a、62b分别固定在外壳内壁上，即在外壳上振动空间的两端固定设置有能够给予空间中振动的振子两端定位吸引力的两对磁铁，如此，在振子振动过程中，振子四个角部就会受到振动空间对应的四个角部的定向吸引力，从而为振子在振动空间中的振动提供磁平衡导向。这种磁平衡导向不会发生形变，也不会产生磨损，相对于现有的机械平衡导向手段具有更高的精准性和稳定性。

需要说明的是，第二平衡磁铁62a、62b也可以使用电磁铁结构，例如，在线性振动马达的端侧分别设置电磁铁结构，电磁铁结构包括副线圈以及容置于副线圈内的副导磁芯。通过对电磁铁结构通电产生磁性，与第一平衡磁铁61a、61b配合构成线性振动马达的磁平衡导向机构。

另外，本实用新型提供的线性振动马达还包括柔性线路板(PFCB)7，定子固定在FPCB7上，定子的线圈通过FPCB7上的电路与外部电路连通，FPCB7与上壳1固定，后盖2可以通过卡扣的方式与FPCB7固定；而配重块31可以采用钨钢块或镍钢块或者镍钨合金等高密度金属材料制成，以加大振动力，使电子产品的振动更强烈。

利用上述根据本实用新型的线性振动马达，将线圈设置为在PCB板上电镀形式，可以有效提高线圈的绕制匝数，提高定子的驱动能力；同时，线圈能够确保其表面的平整度，为降低马达的磁间隙提供可能，从而获得更大的磁通量和更强的振感效果。

如上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的线性振动马达。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的线性振动马达，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种线性振动马达，包括振子和与所述振子平行设置的定子；所述振子包括配重块和嵌设固定在所述配重块中的振动块，其特征在于，

所述定子包括在PCB板上电镀而成的线圈；

所述振动块包括至少两块相邻接设置的永磁铁，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；

所述永磁铁的充磁方向与所述线圈的轴线方向相互垂直。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括三块永磁铁，相邻设置的所述永磁铁之间分别设置有导磁轭；

所述线圈设置有两个，两个所述线圈内分别容置有相对应的导磁芯。

3.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述线圈通过在PCB板上激光直写而成。

4.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述永磁铁之间的导磁轭与所述线圈内的导磁芯错位排布。

5.如权利要求4所述的线性振动马达，其特征在于，

所述导磁轭与所述导磁芯在水平方向上的距离为0.1-0.3mm。

6.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述配重块的两端分别设置有振动导向轴、限位弹簧和限位块，所述限位弹簧套设在所述振动导向轴上并限位在所述配重块和所述限位块之间；

所述限位块内设置有供所述振动导向轴往复运动的导向孔；

在所述振动导向轴上深入所述导向孔的一端套设有轴套。

7.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述配重块的角部位置嵌设有四个第一平衡磁铁；

在外壳与所述配重块角部相对应的位置分别设置有与所述第一平衡磁铁相对应的第二平衡磁铁；并且，

所述第二平衡磁铁与相对应的所述第一平衡磁铁的相邻端的极性相反；对应的所述第一平衡磁铁与所述第二平衡磁铁之间相互吸引。

8.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于：

所述线性振动马达的端侧分别设置有电磁铁结构，所述电磁铁结构包括副线圈以及容置于所述副线圈内的副导磁芯。

9.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述线圈与柔性线路板连接固定；所述柔性线路板通过卡扣结构固定于所述线性振动马达的后盖上，并且与外部电路连通。

10.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述配重块对应所述定子的位置设置有避让所述定子的避让结构；

在所述避让结构的中部位置还设置有用以容纳所述振动块的凹槽；

所述振动块通过涂胶固定在所述凹槽中。