CN216356414U - 一种线性振动装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线性振动装置及电子设备，该线性振动装置包括：壳体(1)，包括内腔(10)；振子(2)，包括三个极芯板(20)以及设于相邻两个所述极芯板(20)之间的磁体(21)，相邻的两个磁体(21)的相对设置的磁极的极性相同；线圈(3)，环绕设置于所述振子(2)外周；复位件(4)，用于驱动所述振子(2)复位；以及闭磁圈(5)，环绕设置于所述线圈(3)外周，所述闭磁圈(5)采用导磁材料制成，且其两端延伸至超出所述振子(2)两端的所述极芯板(20)。通过设置闭磁圈能够减少漏磁，从而提高磁场利用率，降低线性振动装置的功耗，并提高其振动力。

Description

一种线性振动装置及电子设备

技术领域

本实用新型涉及一种振动装置，尤其涉及一种线性振动装置及电子设备。

背景技术

目前，手机、游戏手柄等电子设备内常设置有线性振动装置(例如圆柱马达)，线性振动装置能够发生振动，以产生振动反馈，例如在触摸手机屏幕拨号时产生振动反馈，或者在游戏过程中根据游戏场景产生振动反馈等。线性振动装置产生的振动能够提高使用者使用电子设备的使用体验。

线性振动装置的种类较多，以圆柱马达为例，其常具有线圈和设于线圈内的振子，振子包括磁铁，线圈通电后能够产生变化的磁场，进而驱动振子往复线性振动。

现有的线性振动装置磁场的漏磁量大，磁场利用率较低，使得线性振动装置的功耗大，振动力弱，振动反馈效果不理想。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线性振动装置及电子设备，该线性振动装置具有更高的磁场利用率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提出了一种线性振动装置，包括：

壳体，包括内腔；

振子，包括三个极芯板以及设于相邻两个所述极芯板之间的磁体，相邻的两个磁体的相对设置的磁极的极性相同；

线圈，环绕设置于所述振子外周；

复位件，用于驱动所述振子复位；以及

闭磁圈，环绕设置于所述线圈外周，所述闭磁圈采用导磁材料制成，且其两端延伸至超出所述振子两端的所述极芯板。

进一步地，所述闭磁圈环绕设置于所述壳体外周。

进一步地，所述闭磁圈包括相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面设置有外凸的连接扣，所述第二端面设置有与所述连接扣适配的卡槽。

进一步地，所述壳体至少一端设有与所述内腔连通的开口，所述线性振动装置包括连接于与所述壳体的开口端的端盖，所述闭磁圈端部延伸至所述端盖外周。

进一步地，所述壳体两端均设有与所述内腔连通的开口，所述壳体的两个开口端均设有所述端盖，所述闭磁圈两端均延伸至所述端盖外周。

进一步地，所述端盖外周设有外凸的定位块，所述闭磁圈端部设有与所述定位块配接的定位槽。

进一步地，所述线圈环绕设置于相邻两个磁体之间的极芯板外周，且所述线圈两端延伸至所述极芯板两侧的两个磁体外周。

进一步地，所述复位件为弹片，所述复位件包括与所述壳体相连的外环体、位于所述外环体内的中心体以及连接于所述外环体和所述中心体之间的弹臂，所述线性振动装置还包括连接于所述中心体和所述振子之间的间隔件。

进一步地，所述极芯板和所述磁体为独立的零件；或者，

所述极芯板和所述磁体为一体成型的。

另一方面，本实用新型还提出一种电子设备，包括如上任一项所述的线性振动装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型的线性振动装置通过在线圈外周设置闭磁圈，且闭磁圈两端延伸至超出振子两端的极芯板，使得磁体发出的磁感线能够在极芯板和闭磁圈的引导下更为充分的穿过线圈，减少漏磁，从而提高了磁场利用率，能够节省线性振动装置的功耗，提高其振动力。

2.本实用新型的线性振动装置中，闭磁圈通过卷绕成环形，且两端设置有相互连接的连接扣和卡槽，使得在装配时，可以先将壳体装入闭磁圈，然后再将连接扣和卡槽相连，其装配更为简单。

3.本实用新型的线性振动装置中，端盖外周设有外凸的定位块，闭磁圈端部设置有与定位块配接的定位槽，使得闭磁圈能够通过定位块限位在壳体外部，不会错位和松脱。

附图说明

图1是本实用新型中一种实施方式的线性振动装置的剖视图，图中线圈位于壳体内部。

图2是本实用新型中一种实施方式的线性振动装置的剖视图，图中线圈位于壳体外部。

图3是本实用新型中磁感线在振子、线圈和闭磁圈之间形成的回路的示意图。

图4是本实用新型中振子、线圈和闭磁圈之间磁感线分布的仿真图。

图5是本实用新型中一种实施方式的线性振动装置的结构示意图。

图6是本实用新型中振子具有三个磁体时的示意图。

图7是本实用新型中端盖的结构示意图。

图8是本实用新型中弹片的结构示意图。

图9是本实用新型中一种实施方式的充磁形成振子的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1所示，对应于本实用新型一种较佳实施例的线性振动装置，其包括壳体1、振子2、线圈3、复位件4和闭磁圈5。

壳体1设有内腔10，振子2设于内腔10内，本实施例中，振子2包括三个极芯板20和两个磁体21，相邻的两个极芯板20之间设置有一个磁体21，相邻的两个磁体21相对的两个磁极的极性相同，例如均为N极或者均为S极。

线圈3环绕设置在振子2外周，其与外部控制设备电连接，能够通电产生交替变化的磁场，进而驱动位于其内部的振子2沿着振动轴线A振动，通常的，为了保证振子2受力的均衡，振动轴线A与线圈3的轴线重合，以使得振子2能够可靠的沿着振动轴线A做线性振动。

线圈3可以设置在壳体1外部或者内部，在一种优选的实施方式中，如图1所示，线圈3设置于壳体1内部，壳体1设置有延伸至内腔10内的连接部11，线圈3通过例如胶粘等方式固定连接在连接部11上。在另一种优选的实施方式中，如图2所示，线圈3设置于壳体1外部，壳体1外周面开设有环形槽12，线圈3设置在环形槽12内，环形槽12的设置，使得线圈3更贴近振子2，从而能够提高磁场利用率，产生更大的驱动力驱动振子2振动。

复位件4连接于壳体1和振子2之间，其用于驱动振子2复位，复位件4例如可以是弹簧或者弹片等，通过弹力驱使振子2复位。

闭磁圈5环绕设置于线圈3外周，两端延伸至超出振子2两端的极芯板20。闭磁圈5采用导磁材料制成，能够引导磁体21的磁感线形成完整的闭环，从而减少磁感线的泄露，提高磁场利用率。用于制作闭磁圈5和极芯板20的导磁材料例如可以是日本标准(JIS)牌号中的SPCC，SPCE或者SPCD等。如图3所示，本实施例中，相邻的两个磁体21相对设置的两个磁极为S极，其磁感线的大致回路在图中以箭头示出，从图中可以看出，磁体21的N极发出的磁感线经外侧的极芯板20以及闭磁环5引导后，再返回中间的极芯板20形成磁回路，且磁回路能够接近于垂直的穿过线圈3，从而在线圈3充电后产生更大的驱动力。将闭磁圈5设置成两端超出振子2两端的极芯板20的形式，能够进一步提高磁场的利用率，减少因为闭磁圈5和极芯板20之间的间隔导致的漏磁。进一步地，如图4所示，图4示出了在极芯板20、线圈3和闭磁圈5之间磁感线的仿真分布状态，从图中可以明确的看出，磁感线能够近似垂直的穿过线圈3，且穿过线圈3的磁感线十分集中，磁感线密度大，从而在线圈3通电后能够产生更大的驱动力，提高线性振动装置的振动力，并降低其功耗。

闭磁圈5除了能够提高磁场利用率外，还能够起到一定的屏蔽作用，减少闭磁圈5内的磁场对外部元器件的干扰，也能够减少外部磁场对闭磁圈5内部的元器件的干扰。

作为一种优选的实施方式，闭磁圈5环绕设置于壳体1外周，以便于安装闭磁圈5。

作为一种优选的实施方式，闭磁圈5由板状的导磁板卷绕形成环状的闭磁圈5，进而进一步提高闭磁圈5生产和安装的便利性。本实施例中，闭磁圈5呈圆环形，可以通过例如卷圆的工艺卷绕成型。在卷绕成型后，参考图5，闭磁圈5具有相对设置的第一端面53和第二端面54，优选的，第一端面53和第二端面54是贴合的，以提高导磁效果。在第一端面53设置有外凸的连接扣50，第二端面54设置有与连接扣50适配的卡槽51，通过连接扣50与卡槽51的配接，能够防止闭磁圈5相互对接的两端分离，提高其成型后的稳定性。优选的，连接扣50至少部分的宽度(例如其外端部的宽度B1)大于其与第一端面53相连处的根部500的宽度B2(图5中以虚线示出了根部500的大致位置)。本实施例中，连接扣50被设置成自根部500向外逐渐增大的梯形，其与卡槽51相互勾连，能够防止连接扣50从卡槽51中脱离，同时交错设置的两个端部能够增大接触面积，提高导磁效果。

通过将闭磁环5设置成卷绕成型的方式，在将其安装至壳体1外周时，可以先将其卷绕成大致的环形，第一端面53和第二端面54可以具有一定的间距，这样，壳体1能够更为方便的设置在闭磁环5内，之后再将连接扣50卡入卡槽51内，即可使得闭磁环5形成封闭的环形，安装更为方便。

为了使得磁体21的磁感线能够更充分的穿过线圈3，线圈3环绕设置在相邻两个磁体21之间的极芯板20外周，且线圈3的宽度大于极芯板20的宽度，其两端延伸至该极芯板20两侧的两个磁体21外周，这样，磁感线在返回该极芯板20或者从该极芯板20穿出(两个磁体21的N极相对设置的情况下)时，都能够以大致垂直的路径经过线圈3，进而提高磁场的利用率。

当然，磁体21的数量不限于两个，相应的极芯板20的数量也不限于是三个，如图6所示，图6示出了磁体21的数量为三个时的情形，此时，极芯板20的数量为四个，位于相邻两个磁体21之间的极芯板20的数量为两个。在该种情形下，线圈3的数量也可以设置成两个，分别对应设置在位于相邻两个磁体21之间的极芯板20外周。显然的，在磁体21的数量在四个或更多个时，可以参照上述结构适应性的增加极芯板20和线圈3。

壳体1至少一端设有与内腔10连通的开口，以便于将振子2等零部件安装至内腔10内，当然，这不是必须的，例如，壳体1可以设置成多个部件拼合形成的形式，在拼接完成后，其可以呈封闭的状态。线性振动装置包括连接在壳体1开口端的端盖6，端盖6封住对应的开口，端盖6与壳体1端部之间例如可以通过卡接、粘接等方式相连。闭磁圈5的端部延伸至端盖6外周，以进一步提高磁场利用率和屏蔽效果，优选的，闭磁圈5上下两个端部与端盖6的外端面60平齐。由于闭磁环5采用导磁材料制成，其强度和刚度通常要好于壳体1和端盖6的材质，因此，闭磁环5的设置还能够更好的保护内部的零部件。

本实施例中，壳体1两端均设有与内腔10连通的开口，使得壳体1整体呈管状。在壳体1的两个开口端均设置有端盖6，闭磁圈5两端均延伸至端盖6外周。

进一步地，为了使得闭磁圈5更好的被固定住，如图1和图7所示，端盖6外周设有外凸的定位块60，闭磁圈5端部设有与定位块60配接的定位槽52，通过定位块60和定位槽52的配接，可以限制闭磁圈5沿圆周转动的自由度以及闭磁圈5沿轴线方向移动的自由度，使得闭磁圈5被更好的限位。定位块60和定位槽52的数量可以有多个，本实施例中，端盖6外周设置有三个定位块60，相应的，闭磁圈5两端均设置有三个定位槽52。

本实施例中，复位件4为弹片，如图8所示，复位件4包括与壳体1相连的外环体40、位于外环体40内的中心体41以及连接于外环体40和中心体41之间的弹臂42，外环体40呈圆环状，其可以与壳体1端部通过例如胶粘等方式相连。中心体41呈圆板状，其与外环体40同心设置，以使得振子2振动时受力更为均衡。弹臂42呈螺旋状，以使得其长度更长，增加其能够发生的弹性形变的量，从而提高振子2最大的振动幅度。

显然的，中心体41的直径越小，弹臂42的长度越长，振子2的最大振幅也能越大，从而共振频率F0也越低，振感也越强。而中心体41的直径越小，在其与振子2相连时，振子2越容易接触弹臂42而影响弹臂42的变形。因此，线性振动装置还包括连接于中心体41和振子之间的间隔件7，间隔件7的外周面不外凸至中心体41的外周面，以使其不会影响弹臂42的变形。由于复位件4和振子2之间具有一定的间隔，因此振子2的尺寸不会影响弹臂42的变形。

作为一种优选的实施方式，线性振动装置具有两个复位件4，分别连接在振子2两端，这样可以使得振子2两端均收到复位件4提供的弹力，受力状态更好，能够更好的沿着振动轴线A振动，不易发生滚振等不良现象。

在第一种优选的实施方式中，极芯板20和磁体21是独立的零件，即振子2通过多个极芯板20和磁体21相互连接而成，极芯板20和磁体21之间例如可以通过胶粘等方式连接而成。

在第二种优选的实施方式中，极芯板20和磁体21是一体成型的，即振子2为单个的零件，在该种实施方式中，磁体21和极芯板20均为振子2的一部分。在该种实施方式中，磁体21例如可以通过充磁的方式形成，参考图9，可以将用于成型振子2的坯料设置在磁场中进行充磁。在坯料上用于形成极芯板20的位置设置有采用导磁材料制成的屏蔽环8，在坯料上用于形成磁体21的位置外周设置有充磁线圈80，充磁线圈80产生的磁场将穿透坯料上用于形成磁体21的部分，进而对该部分充磁形成磁体21，而由于屏蔽环8能够防止磁感线穿过其内部材料，因此，坯料与屏蔽环8对应的部分不会被充磁，进而形成极芯板20。通过控制充磁线圈80产生的磁场的方向，即可控制磁体21的极性，进而形成振子2。

显然的，由于相邻两个磁体21需要设置成同极相对的形式，因此，两者之间具有斥力，连接十分困难，而通过充磁的方式形成振子2，能够免去将极芯板20和磁体21组装成振子2的步骤，更为方便。同时，由于无需组装形成振子2，其尺寸精度能够通过加工工艺保证，精度更高，与线圈3等零部件的配合精度也能够更高，更利于提高磁场的利用率。

本实用新型还提出了一种电子设备，电子设备例如可以是手机、平板电脑、游戏外设硬件(如手柄)、智能健身设备等，其包括上文所述的线性振动装置，能够通过线性振动装置的振动提供振动反馈，进而提高使用体验。

本实用新型至少具备如下优点：

1.本实用新型的线性振动装置通过在线圈外周设置闭磁圈，且闭磁圈两端延伸至超出振子两端的极芯板，使得磁体发出的磁感线能够在极芯板和闭磁圈的引导下更为充分的穿过线圈，减少漏磁，从而提高了磁场利用率，能够节省线性振动装置的功耗，提高其振动力。

2.本实用新型的线性振动装置中，闭磁圈通过卷绕成环形，且两端设置有相互连接的连接扣和卡槽，使得在装配时，可以先将壳体装入闭磁圈，然后再将连接扣和卡槽相连，其装配更为简单。

3.本实用新型的线性振动装置中，端盖外周设有外凸的定位块，闭磁圈端部设置有与定位块配接的定位槽，使得闭磁圈能够通过定位块限位在壳体外部，不会错位和松脱。

上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种线性振动装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，包括内腔(10)；

振子(2)，包括三个极芯板(20)以及设于相邻两个所述极芯板(20)之间的磁体(21)，相邻的两个磁体(21)的相对设置的磁极的极性相同；

线圈(3)，环绕设置于所述振子(2)外周；

复位件(4)，用于驱动所述振子(2)复位；以及

闭磁圈(5)，环绕设置于所述线圈(3)外周，所述闭磁圈(5)采用导磁材料制成，且其两端延伸至超出所述振子(2)两端的所述极芯板(20)。

2.如权利要求1所述的线性振动装置，其特征在于，所述闭磁圈(5)环绕设置于所述壳体(1)外周。

3.如权利要求2所述的线性振动装置，其特征在于，所述闭磁圈(5)包括相对设置的第一端面(53)和第二端面(54)，所述第一端面(53)设置有外凸的连接扣(50)，所述第二端面(54)设置有与所述连接扣(50)适配的卡槽(51)。

4.如权利要求1所述的线性振动装置，其特征在于，所述壳体(1)至少一端设有与所述内腔(10)连通的开口，所述线性振动装置包括连接于与所述壳体(1)的开口端的端盖(6)，所述闭磁圈(5)端部延伸至所述端盖(6)外周。

5.如权利要求4所述的线性振动装置，其特征在于，所述壳体(1)两端均设有与所述内腔(10)连通的开口，所述壳体(1)的两个开口端均设有所述端盖(6)，所述闭磁圈(5)两端均延伸至所述端盖(6)外周。

6.如权利要求4所述的线性振动装置，其特征在于，所述端盖(6)外周设有外凸的定位块(60)，所述闭磁圈(5)端部设有与所述定位块(60)配接的定位槽(52)。

7.如权利要求1所述的线性振动装置，其特征在于，所述线圈(3)环绕设置于相邻两个磁体(21)之间的极芯板(20)外周，且所述线圈(3)两端延伸至所述极芯板(20)两侧的两个磁体(21)外周。

8.如权利要求1至7任一项所述的线性振动装置，其特征在于，所述复位件(4)为弹片，所述复位件(4)包括与所述壳体(1)相连的外环体(40)、位于所述外环体(40)内的中心体(41)以及连接于所述外环体(40)和所述中心体(41)之间的弹臂(42)，所述线性振动装置还包括连接于所述中心体(41)和所述振子(2)之间的间隔件(7)。

9.如权利要求1至7任一项所述的线性振动装置，其特征在于，所述极芯板(20)和所述磁体(21)为独立的零件；或者，

所述极芯板(20)和所述磁体(21)为一体成型的。

10.一种电子设备，其特征在于，其包括如权利要求1至9任一项所述的线性振动装置。

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