CN210137273U - 一种振动马达及手机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子器件技术领域，公开一种振动马达及手机。振动马达包括机壳组件和动子组件，其中机壳组件包括机壳、电路板及线圈，线圈固定于电路板上，并且位于机壳内，机壳包括上机壳及下机壳，上机壳和/或下机壳由导磁材质制成；动子组件包括配重块、弹性元件和永磁体，弹性元件将配重块与永磁体支撑悬空在机壳内，永磁体固定于配重块的内部。手机包括以上所述的振动马达。本实用新型的振动马达不受温度影响，系统共振频率和阻尼一致性好；加工、安装方便，节约成本；相对于机壳为非导磁材料和机壳焊接导磁材料的两种马达，本方案有效提高了马达的磁场强度和振子驱动力。

Description

一种振动马达及手机

技术领域

本实用新型涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种振动马达及手机。

背景技术

现有的振动电机触控效果最好的为横向线性马达，线性马达自身阻尼较低，为了提高系统的稳定性需要增加额外阻尼。目前市面上增加阻尼的方式有三种，一种方案为使用磁流体增加磁钢与线圈的粘性阻尼，另一种方案为使用泡棉增加系统的结构阻尼，还有一种方案为通过在上机壳和下机壳内设置导磁板来增加阻尼。

现有使用磁流体提供阻尼的马达易受温度影响，当温度降低时磁流体粘度增加，系统阻尼增大，振子振幅减小，马达无法正常振动；当温度升高时磁流体粘度降低，系统阻尼减小，振子振幅增大，马达内部碰撞，产生噪音。

现有使用泡棉结构增加阻尼的马达，受泡棉一致性及组装的影响，系统共振频率一致性及阻尼一致性差；同时，由于马达体积小，导致泡棉组装难度也大，无法实现自动化作业，人工作业又费时费力，生产效率难以提高。

现有通过在机壳内设置导磁板来增加阻尼的马达，由于多块导磁板与壳体固定连接，不仅加工和装配过程繁琐，而且还额外增加了振动电机的制造成本，同时磁场强度和振子驱动力的大小也并不理想。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种振动马达及手机，该振动马达不受温度影响，系统共振频率和阻尼一致性好，能提高马达的磁场强度和振子驱动力，同时安装方便，节约成本。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种振动马达，包括机壳组件和动子组件，所述机壳组件包括机壳、电路板及线圈，所述线圈固定于所述电路板上，并且位于所述机壳内，所述机壳包括上机壳及下机壳，所述上机壳和/或所述下机壳由导磁材质制成；所述动子组件包括配重块、弹性元件和永磁体，所述弹性元件将所述配重块与所述永磁体支撑悬空在所述机壳内，所述永磁体固定于所述配重块的内部。

作为一种振动马达的优选方案，所述上机壳的内壁两侧固定有限位块，所述限位块位于所述上机壳以及所述配重块之间。

作为一种振动马达的优选方案，所述弹性元件的一端设置有内加强片，所述弹性元件位于所述配重块与所述内加强片之间。

作为一种振动马达的优选方案，所述弹性元件的另一端设置有外加强片，所述弹性元件位于所述上机壳的侧壁与所述外加强片之间。

作为一种振动马达的优选方案，所述弹性元件为弹簧片，所述弹簧片位于所述配重块运动方向的两侧，所述弹簧片与所述配重块及所述上机壳的内壁固定连接。

作为一种振动马达的优选方案，所述永磁体为磁钢，所述磁钢通过胶水与所述配重块粘结。

作为一种振动马达的优选方案，所述上机壳与所述配重块之间还设置有极片，所述极片固定于所述配重块上。

作为一种振动马达的优选方案，所述线圈通过胶水粘结在所述电路板上或所述下机壳上，所述电路板通过胶水粘贴或通过激光焊接固定在所述下机壳上。

作为一种振动马达的优选方案，所述下机壳与所述上机壳通过激光焊接固定。

一种手机，包括以上任一方案所述的振动马达。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过上机壳和/或下机壳由导磁材质制作，来增加系统的阻尼，不存在磁性流体的温度敏感性问题，常温、高温、低温性能一致，马达稳定性好；同时具有磁性的上机壳和/或下机壳能有效收敛磁力线，提高永磁体的利用率，提升马达性能，减少漏磁量，降低与其他部件的磁干扰。

本方案相对于现有技术中在上、下机壳内固定导磁板的方案，由于上机壳和下机壳本身即具有导磁性，因而省去了设计安装导磁板的麻烦，加工、安装方便，节约成本。通过试验和仿真软件模拟表明，在材料参数相同，激励信号相同，核心数模一致的情况下，本方案相对于机壳为非导磁材料和机壳焊接导磁材料的两种振动马达，有效提高了磁场强度和振子驱动力。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的振动马达的组合图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的振动马达的分解图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的振动马达去除上机壳后的结构图。

图中：

11-上机壳；12-极片；13-限位块；

21-配重块；22-弹性元件；23-永磁体；24-外加强片；25-内加强片；

31-下机壳；32-电路板；33-线圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图3所示，本实施方式提供一种振动马达，可用于手机、平板电脑或其它电子、电器产品中。该振动马达包括机壳组件和动子组件，机壳组件包括机壳、电路板32及线圈33，线圈33固定于电路板32上，并且位于机壳内，机壳包括上机壳11及下机壳31，上机壳11和/或下机壳31由导磁材质制成；动子组件包括配重块21、弹性元件22和永磁体23，弹性元件22将配重块21与永磁体23支撑悬空在机壳内，永磁体23固定于配重块21的内部。由于本实用新型的上机壳11和/或下机壳31由导磁材料制作而成，不存在磁性流体的温度敏感性问题，常温、高温、低温性能一致，马达稳定性好；同时上机壳11和下机壳31能有效收敛磁力线，提高永磁体的利用率，提升马达性能，减少漏磁量，降低与其他部件的磁干扰。

具体而言，本实施方式中上机壳11为下端敞口的六面壳体结构，由导磁材料制作而成；下机壳31为平板状结构，也由导磁材料制作；下机壳31与上机壳11通过激光焊接进行固定，从而组成完整的马达壳体。电路板32固定于下机壳31上，具体可通过胶水粘贴或通过激光焊接固定在下机壳31上，在本实施方式中，该电路板32为柔性电路板，此时可通过柔性电路板自带的背胶粘贴固定在下机壳31上。线圈33固定于电路板32上，具体可通过胶水粘结在电路板32上。线圈33的线头通过电子焊与电路板32上的焊盘(即PAD)焊接，电路板32上的另外两个PAD用于给线圈33供电。

进一步地，配重块21由高密度合金制作，以提升马达振感。本实施方式的配重块21内设置有两个腔室，每个腔室内均安装有一块永磁体23，本实施方式中永磁体23优选为磁钢，可通过胶水与配重块21粘结。当然在其它情况下，配重块21内可设置有多个腔室，安装多块永磁体23，永磁体23也可以为磁铁，也可以通过其它方式固定于配重块21内。弹性元件22固定于配重块21运动方向(即图2中永磁体23的排列方向)的两侧，弹性元件22与配重块21的外壁及上机壳11的内壁固定连接。具体地，这里的弹性元件22优选为弹簧片，弹簧片有一定的弹力及固有频率，使动子组件能在机壳组件中往复运动。优选地，弹簧片与配重块21及上机壳11的内壁通过激光焊接。上述设置使得动子组件在振动过程中，动子组件一端的弹簧片被压缩时，动子组件另一端的弹簧片同步被拉伸，这样不仅对动子组件的振动起到缓冲保护的作用，而且能够对动子组件的振动提供恢复力，从而使马达的振动更加稳定、可靠。

进一步地，如图2和图3所示，弹性元件22呈U型结构，其一端设置有内加强片25，另一端设置有外加强片24，其中弹性元件22的一端位于配重块21与内加强片25之间，弹性元件22的另一端位于上机壳11的侧壁与外加强片24之间。这样进一步提高了马达的结构稳定性。

进一步地，机壳组件还包括两个限位块13，两个限位块13分别通过激光焊接固定在上机壳11的内壁的两侧，用于限制动子组件的往复移动范围。当供电电压过大或在跌落等破坏性试验中，当阻尼不足以抵抗冲击时，上述限位块13能缓冲碰撞，避免机壳组件与弹性组件22碰撞，而可有效的杜绝弹性组件变形、断裂或形成噪音。此外，上机壳11与配重块21之间还设置有极片12，极片12固定于上机壳11的内顶面，具体可以通过胶水粘接或激光焊接的方式进行固定。

本实施方式提供的振动马达是振动元件，起到提醒或特定的触感体验，其工作原理如下：通过给电路板32上的PAD位置提供固定频率的交流电，使得线圈33产生电磁力，线圈33产生的电磁力与永磁体23产生的磁力线相互作用，使得动子组件朝一个方向运动，当动子组件运动到一定位置后，线圈33供电方向变化，使得动子组件朝相反方向运动，如此往复运动；由于动子组件中的配重块21是高密度合金，有一定的重量，往复运动的动子组件在一定的运动幅度及供电频率下产生振动。

本实施方式中上机壳11和下机壳31均由导磁材料制作，即整个马达的机壳为导磁材料，导磁材料能很好的收敛磁力线，与马达内部永磁体23及线圈33形成磁回路，当动子组件在机壳内运动时，机壳与永磁体23形成的磁回路可有效的抑制动子组件的振幅，对动子组件的运动形成阻尼，使得马达在断电后动子组件能快速停止运动，大幅降低动子组件的停止时间，提升体验效果。上述设置既能让马达产生良好的振动体验，又能有效的抑制动子组件，降低各种失效风险。

进一步地，本实施方式还通过仿真软件Ansoft对本方案的振动马达及现有技术中的两种振动马达进行了对比分析。在相同材料参数、相同激励信号、核心数模一致的前提下，通过仅改变周边材料的导磁特性，得出如下数据：

机壳为非导磁材料的振动马达

	F(x)	F(y)	F(z)	Mag(F)
					Total	0.032173	-0.00086071	0.0068029	0.032895

机壳焊接导磁材料的振动马达

	F(x)	F(y)	F(z)	Mag(F)
					Total	0.044721	-0.00041381	-0.20608	0.21088

机壳自身为导磁材料的振动马达

	F(x)	F(y)	F(z)	Mag(F)
					Total	0.048748	0.00054524	-0.21091	0.21647

上述表格中F(x)为振子驱动力，通过上述表格数据可以得出，上述三组振动马达的振子驱动力分别为32.2mN、44.7mN和48.7mN，即三组马达的振子驱动力由小逐渐变大，其中机壳自身为导磁材料的振动马达驱动力最强；也即上述三组振动马达的磁场强度由小增大，机壳自身为导磁材料的振动马达磁场强度最强。

根据以上数据计算本马达相对于现有技术的两种马达的振动驱动力，其增长百分比如下：

(48.7-32.2)/32.2＝51％

(48.7-44.7)/44.7＝9％

即本实施方式的振动马达相对于机壳为非导磁材料的振动马达，驱动力提升了51％，相对于机壳焊接导磁材料的振动马达，驱动力提升了9％。上述模拟结果表明，在材料参数相同，激励信号相同，核心数模一致的情况下，本实施方式相对于机壳为非导磁材料和机壳焊接导磁材料两种方案，有效提高了振动马达的磁场强度和振子的驱动力。

此外，本实施方案相对于现有技术中在上、下机壳内固定导磁板的方案，由于上机壳和下机壳本身即具有导磁性，因而省去了设计安装导磁板的麻烦，其加工、安装方便，节约成本。

本实施方式还提供一种手机，该手机包括如上所述的振动马达。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种振动马达，包括机壳组件和动子组件，其特征在于：

所述机壳组件包括机壳、电路板(32)及线圈(33)，所述线圈(33)固定于所述电路板(32)上，并且位于所述机壳内，所述机壳包括上机壳(11)及下机壳(31)，所述上机壳(11)和/或所述下机壳(31)由导磁材质制成；

所述动子组件包括配重块(21)、弹性元件(22)和永磁体(23)，所述弹性元件(22)将所述配重块(21)与所述永磁体(23)支撑悬空在所述机壳内，所述永磁体(23)固定于所述配重块(21)的内部。

2.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，所述上机壳(11)的内壁两侧固定有限位块(13)，所述限位块(13)位于所述上机壳(11)以及所述配重块(21)之间。

3.根据权利要求1所述的振动马达，其特征在于，所述弹性元件(22)的一端设置有内加强片(25)，所述弹性元件(22)位于所述配重块(21)与所述内加强片(25)之间。

4.根据权利要求3所述的振动马达，其特征在于，所述弹性元件(22)的另一端设置有外加强片(24)，所述弹性元件(22)位于所述上机壳(11)的侧壁与所述外加强片(24)之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的振动马达，其特征在于，所述弹性元件(22)为弹簧片，所述弹簧片位于所述配重块(21)运动方向的两侧，所述弹簧片与所述配重块(21)及所述上机壳(11)的内壁固定连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的振动马达，其特征在于，所述永磁体(23)为磁钢，所述磁钢通过胶水与所述配重块(21)粘结。

7.根据权利要求1-4任一项所述的振动马达，其特征在于，所述上机壳(11)与所述配重块(21)之间还设置有极片(12)，所述极片(12)固定于所述配重块(21)上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的振动马达，其特征在于，所述线圈(33)通过胶水粘结在所述电路板(32)上或所述下机壳(31)上，所述电路板(32)通过胶水粘贴或通过激光焊接固定在所述下机壳(31)上。

9.根据权利要求1-4任一项所述的振动马达，其特征在于，所述下机壳(31)与所述上机壳(11)通过激光焊接固定。

10.一种手机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的振动马达。

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