CN205283367U - 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，包括外壳、设置在外壳内部的振子和与振子平行设置的定子，振子包括配重块和振动块，在配重块上设置有相距振动块边缘距离不等的电极，每个电极均通过导线与线性振动马达的电路板上对应的微调电路电连接；在外壳上固定有电极刷，电极刷与线性振动马达的电路板电连接；其中，当振子沿与定子所在平面平行的方向上做往复运动的过程中，电极刷依次与每个电极接触，从而在电路板上选通电极刷所接触的电极对应的微调电路，确定输入所述线圈的电信号。本实用新型根据振子的不同振动位置，通过调整定子线圈的电信号来对振子的运动状态进行实时控制，使得马达的振动更加稳定。

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，一般包括形成振动空间的外壳、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)、以及和振子配合作用的定子。

微型振动马达的振动原理为：振子的永磁体产生磁场，位于该磁场中的定子线圈受力，由于定子相对固定，因此振子就会在反作用力的驱动下向某一方向运动，改变定子线圈的电流方向，振子就会向反方向运动，从而产生振动。

但是，上述传统结构的微型振动马达中存在以下缺陷：

1、振子在振动过程中，由于和对应定子的相对位置的变化导致在不同的振动位置，定子的受力不同，相应的振子在振动过程中所受的反作用力也不同，致使马达的振动为非线性振动，振感平衡性差；

2、传统的微型线性马达的响应速度主要取决于瞬时驱动力和阻尼的大小，驱动力大、阻尼小将导致启动快而刹车慢；驱动力小、阻尼大则会导致启动慢而刹车快，两者无法兼顾。

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，利用定点设置在配重块不同位置的电极，调整振动块在振动过程中不同位置的受力，将微型线性马达的硬件与微调电路相结合，以定点控制振子的振动状态，从而提升马达的性能，获得更加平衡的振感效果。

本实用新型提供的线性振动马达，包括外壳、设置在外壳内部的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所述配重块中的振动块，定子包括与振动块相对应设置的线圈和设置在所述线圈中的导磁芯，在配重块上设置有相距振动块边缘距离不等的电极，每个电极均通过导线与线性振动马达的电路板上对应的微调电路电连接；在外壳上固定有电极刷，电极刷与线性振动马达的电路板电连接；其中，当振子沿与定子所在平面平行的方向上做往复运动的过程中，电极刷依次与每个电极接触，从而在电路板上选通电极刷所接触的电极对应的微调电路，根据微调电路确定输入所述线圈的电信号。

其中，优选的方案是，微调电路为由电阻、电容、电感、二极管或三极管中的一种或多种电子元器件组成的电路。

其中，优选的方案是，微调电路的一端通过导线与配重块上的一个电极电连接，另一端接地并且通过线圈与电极刷电连接。

其中，优选的方案是，定子包括相对应设置在振子一侧或上、下两侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯；并且，定子线圈的轴线方向与振动块的磁铁的充磁方向垂直。

其中，优选的方案是，导磁轭与所述导磁芯之间水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

其中，优选的方案是，配重块为一体式结构，在配重块的中部位置设置有容纳振动块的收容槽；在配重块的上对应定子的位置设置有避让定子的避让结构。

其中，优选的方案是，配重块为一体式结构，在配重块的两端对称设置有凹槽，在凹槽内收容固定有推挽磁铁；在外壳上与推挽磁铁相对应的位置固定设置有环绕推挽磁铁的推挽线圈。

其中，优选的方案是，还包括推挽线圈骨架，推挽线圈绕制在推挽线圈骨架上。

其中，优选的方案是，在配重块的两端分别设置有一弹片；弹片被限位在振子和外壳之间。

其中，优选的方案是，推挽磁铁为一块水平方向充磁的永磁铁，且推挽线圈的轴线方向与推挽磁铁的充磁方向平行；或者，推挽磁铁为两块相邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的两块导磁芯，两块相邻接设置的永磁铁的邻接端极性相同。

上述根据本实用新型的线性振动马达，通过增加定点电极和与电极对应的微调电路，将马达硬件与微调电路相结合，根据振动块在振动过程中位置不同调整其受力，以定点控制振子的振动状态，从而使振子在振动过程中始终受力均衡，获得均一平衡的振感。

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一的线性振动马达的爆炸结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例一的线性振动马达的剖面结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例一的线性振动马达的调节电路示意图；

图4为根据本实用新型实施例一的线性振动马达的调节原理示意图；

图5为根据本实用新型实施例的振动块的磁场力随振动位移变化的曲线示意图；

图6a～6d为根据本实用新型实施例的振动块和定子的组合结构示意图；

图7为根据本实用新型实施例的配重块的结构示意图。

图中：上壳1，下盖11，推挽线圈2，线圈骨架3，推挽磁铁4，导磁块42，配重块5，凹槽51，收容槽52，电极刷55，电极56，永磁铁81、82、83，导磁轭91、92，定子线圈61、62，导磁芯71、72，弹片10。

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。

在下述具体实施方式的描述中所用到的“配重块”也可以称作“质量块”，均指与产生振动的振动块固定以加强振动平衡的高质量、高密度金属块。

另外，本实用新型主要用于微型振动马达的改进，但是也不排除将本实用新型中的技术应用于大型振动马达。但是为了表述的方面，在以下的实施例描述中，“线性振动马达”和“微型振动马达”表示的含义相同。

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。

为了解决现有的由于振动块在振动过程中受力不均而造成的振感不平衡问题，本实用新型在配重块的不同位置设置了连通微型振动马达中的电路板的电极，通过固定在外壳上的电极刷依次选通每一个电极，从而调整振动块在振动过程中不同位置的受力，提升马达的性能，获得更加平衡的振感效果。

本实用新型提供的线性振动马达包括外壳、设置在外壳内部的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，定子包括与振动块相对应设置的线圈和设置在所述线圈中的导磁芯，其中，在配重块上设置有相距振动块边缘距离不等的电极，每个电极均通过导线与线性振动马达的电路板上对应的微调电路电连接；相应的，在外壳上固定有电极刷，电极刷与线性振动马达的电路板电连接。借助于上述结构，当振子沿与定子所在平面平行的方向上做往复运动的过程中，电极刷依次与每个电极接触，从而在电路板上选通电极刷所接触的电极对应的微调电路，根据微调电路确定输入所述线圈的电信号。

也就是说，在本实用新型中，从调整振动块在不同振动位置的受力角度出发，在配重块上定点设置电极，通过每一个电极分别接通与该电极所处位置对应的调节电路，从而调节输入至定子的线圈电信号，进而调整振子的受力。

图1、图2、图3和图4分别示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的爆炸结构、剖面结构、调节电路和调节原理。

如图1、图2所示，本实施例的线性振动马达为三明治结构，主要包括构成封装结构的外壳、设置在外壳内部的振子和平行设置在振子的上、下两侧的定子。其中，外壳包括上壳1和下盖11；振子包括配重块5和嵌设固定在配重块5中的振动块，振动块包括永磁铁和结合于永磁铁之间的导磁轭。定子包括设置在振动块上下两侧的定子线圈61、62和分别设置在定子线圈61、62中的导磁芯71、72，振动块中的永磁铁的充磁方向与定子线圈的轴线方向相互垂直。

在配重块5的侧壁上设置有五个电极56(图2中圆点所示)，固定在外壳的下盖11上的电极刷55(图1中未示出)在振动块做往复运动的过程中能够依次与每个电极弹性电接触。根据图2的调节电路可以看出，微调电路(即子电路0，1，2，3，4)的一端通过导线与配重块上的一个电极电连接，即，每一个电极均与一个微调电路电连接；微调电路的另一端接地并且通过线圈与电极刷电连接。

随着配重块5的往复运动，电极刷55间断性地逐次与每个电极相接触，每次只与一个电极相接触，每个电极分别对应电路板上的一个微调电路，从而控制定子线圈的输入信号，调整马达的驱动力，将振子的非线性运动调节为线性运动。

根据图4所示的调节原理，电极相距振动块边缘(图示中为最左侧的用磁铁的左边缘)的距离为d，d＝d0，d1，d2，d3，d4，电极刷会与每个电极相继接触，从而选通对于定子的线圈的微调电路。各电极对应的电路将根据振动块的磁场力随d值变化的规律来设计，以达到随着振子的振动，动态调整输入线圈的电信号、从而消除磁场力非线性的目的。

在图5所示的振动块的磁场力随着振动位移d的变化曲线，其中的虚线表示为进行电极选通微调电路调节的非线性曲线，实线表示应用本实用新型之后的进行了电极选通微调电路调节的线性曲线。

上述调节定子的输入电信号的微调电路可以有多种实现形式，可以是一个电阻，不同电极对应的电阻的阻值不同；也可以是电容、电感、二极管、三极管中的一种；还可以是前述这些元器件的一种或多种的结合，总之，只要能够起到调节定子的线圈的电流输入的作用即可。

另外，根据图4所示的振动原理示意图也可以看出，振动块产生的磁力线分别垂直向上和向下通过定子线圈，根据判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则，以及图4中定子线圈内的电流方向，图中标示为“⊙”电流方向为垂直图面向外，标示为电流方向为垂直图面向里，定子线圈的受到向左的力，由于定子线圈固定不动，基于作用力与反作用力的关系，则振动块受到向右的力F。如此，在振动块受到向右的推动力时，就带动配重块一起做向右的平移运动。同理，当电流方向改变时，按照左手定则，定子线圈受到方向向右的磁场力，但是由于定子线圈固定不动，则振动块受到方向相反且大小相同的向左的作用力，受到向左推动力的振动块就带动配重块一起做向左的平移运动。上述运动交替进行，即驱动微型振动马达振动。

上述实施例的线性振动马达为三明治结构，即定子和振子在竖直方向上的排布方式为“定子-振子-定子”，从图示中也可以看出，定子包括对应设置在振动块上下两侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯，对应设置在振动块上、下两侧的线圈相互平行且电流方向相反，振动块中的导磁轭和定子中的导磁芯错位排列。但是，本实用新型所应用的线性振动马达并不限于上述三明治结构，也可以设计为单边定子的结构，即定子包括设置于振动块一侧的定子线圈和设置在定子线圈中的导磁芯，振动块中的永磁铁的充磁方向与定子线圈的轴线方向相互垂直。还可以根据应用产品所需振动力的大小适当选择组成定子的数量、类型(电磁铁、永磁铁、导磁芯等)及组合方式，以及组成振动块的永磁铁的数量类型(电磁铁、永磁铁、导磁芯等)及组合方式。如更多的如图6a～6d示出的振动块和定子的组合结构。

除此之外，在本实用新型的一个优选实施方式中，还可以为线性振动马达在振动块的两端增设额外的推挽机构，利用固定在配重块上的推完磁铁和固定在外壳上的推挽线圈的相互作用力，为振子沿与定子所在平面平行的方向上的往复运动提供驱动力。

具体的，如图1所示，推挽磁铁4对称设置在振子的两端，在外壳上与推挽磁铁4相对应的位置固定设置有环绕推挽磁铁4的推挽线圈2，推挽线圈2缠绕在推挽线圈骨架3上。推挽线圈2在通电后和推挽磁铁4产生水平方向上的推挽力，为振子沿与定子所在平面平行的方向上的往复运动提供驱动力。

根据传统马达的振动原理，定子中的线圈通电后，振动块中的永磁铁和定子中的线圈产生相互作用的推挽力，通过改变定子中线圈的电流方向改变定子所产生的磁场磁力线的走向，从而来驱动振子沿与定子所在平面平行的方向做往复运动。但是，在微型振动马达中，由于对微型振动马达体积的限定，其原有驱动部分所能够提供的驱动力是极为有限的，因此，本实用新型提出的这种额外增设在振子两端的推挽磁铁和固定在外壳上的推挽线圈相组合的驱动结构能够为微型振动马达提供额外的驱动力，从而在不增加微型振动马达体积的基础上，有效增强微型振动马达的振感。

图7示出了根据本实用新型的实施例的配重块的结构。

如图7所示，配重块5为一体结构，在配重块5的中部设置有收容固定振动块的收容槽52，在配重块的两端设置有容纳推挽磁铁的凹槽51，另外，在配重块的中部对应位置还设置有避让定子的避让结构，容纳振动块的收容槽52位于避让结构的中心位置。在配重块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收容槽52中，推挽磁铁4也可以以类似的方式固定在凹槽51中。另外，在图1、图2所示的实施例中，推挽磁铁4为一整块水平方向充磁的永磁铁，推挽线圈2的轴线方向与推挽磁铁4的充磁方向平行。

配重块5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。

由图2及图7可以看出，由于在配重块5的两端设置有容纳推挽磁铁的收容槽，增加的推挽磁铁不会增加振子的长度或者厚度，而环绕推挽磁铁设置的推挽线圈固定在外壳上，利用了传统马达结构中的振动避让空间，同样没有增加微型振动马达的体积。

在本实用新型的实施例中，振子振动过程中的减振、防撞通过分设在振子两端的弹片实现。如图1、图2所述，弹片10被限位固定在振子和外壳之间，振子在振动的过程中会挤压一端的弹片，受挤压的弹片能够防止振子在振动过程中与外壳碰撞，同时也能够为振子的振动提供反方向上的弹性恢复力。

本实用新型中，振动块中的导磁轭和定子中对应的导磁芯错位排列，其中，振动块中的导磁轭和定子中与该导磁轭对应的导磁芯之间水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内，也就是说，每个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，相应的振动块带动配重块往复运动所带来的相对于振动块静止状态时的中心轴左右偏移的距离为0.2mm，相应的，避让结构的边缘距离定子外边缘的宽度均应略大于0.2mm。

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，包括外壳、设置在所述外壳内部的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，所述定子包括与所述振动块相对应设置的线圈和设置在所述线圈中的导磁芯，其特征在于，

在所述配重块上设置有相距所述振动块边缘距离不等的电极，每个电极均通过导线与所述线性振动马达的电路板上对应的微调电路电连接；

在所述外壳上固定有电极刷，所述电极刷与所述线性振动马达的电路板电连接；其中，

当所述振子沿与所述定子所在平面平行的方向上做往复运动的过程中，所述电极刷依次与每个电极接触，从而在所述电路板上选通所述电极刷所接触的电极对应的微调电路，根据所述微调电路确定输入所述线圈的电信号。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述微调电路为由电阻、电容、电感、二极管或三极管中的一种或多种电子元器件组成的电路。

3.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述微调电路的一端通过导线与所述配重块上的一个电极电连接，另一端接地并且通过线圈与所述电极刷电连接。

4.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述定子包括相对应设置在所述振子一侧或上、下两侧的定子线圈和设置在所述定子线圈中的导磁芯；并且，

所述定子线圈的轴线方向与所述振动块的磁铁的充磁方向垂直。

5.如权利要求1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之间水平方向的距离d位于[0.1mm，0.3mm]的数值范围内。

6.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述配重块为一体式结构，在所述配重块的中部位置设置有容纳所述振动块的收容槽；

在所述配重块上对应所述定子的位置设置有避让所述定子的避让结构。

7.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述配重块为一体式结构，在所述配重块的两端对称设置有凹槽，在所述凹槽内收容固定有推挽磁铁；

在所述外壳上与所述推挽磁铁相对应的位置固定设置有环绕所述推挽磁铁的推挽线圈。

8.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

还包括推挽线圈骨架，所述推挽线圈绕制在所述推挽线圈骨架上。

9.如权利要求7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一弹片；

所述弹片被限位在所述振子和所述外壳之间。

10.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

所述推挽磁铁为一块水平方向充磁的永磁铁，且所述推挽线圈的轴线方向与所述推挽磁铁的充磁方向平行；或者，

所述推挽磁铁为两块相邻接设置的永磁铁和设置在相邻接的永磁铁之间的两块导磁芯，两块相邻接设置的永磁铁的邻接端极性相同。