WO2015032012A1

WO2015032012A1 - 垂直线性振动电机

Info

Publication number: WO2015032012A1
Application number: PCT/CN2013/001048
Authority: WO
Inventors: 王健
Original assignee: Wang Jian
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12
Also published as: KR20160053837A

Abstract

一种垂直线性振动电机，包括振动组件（601）、激励组件（602）及机壳（603）扣合成一体，所述机壳（603）呈空腔圆柱形，其内具有空间，侧壁开有凹槽，具有封闭的上表面和敞开的下表面，供覆盖振动组件（601）和位于其下方的激励组件（602）；所述振动组件（601）包括弹性元件（604）、磁气回路及重块（605），所述磁气回路包括磁轭（607）和固定到磁轭（607）内表面产生垂直磁化的磁体（606）、及固定到磁体（606）下表面的极板（608），磁轭（607）是中空圆柱体。所述垂直线性振动电机最大化的利用了电机内部空间，通过片式弹性元件（604）的独特结构设计，来实现稳定的振动波形和简单化的电机结构；通过片式弹性元件（604）的局部应力的最优化设计，使得电机具有延长的寿命。

Description

垂直线性振动电机

技术领域

本发明涉及一种电机，特别涉及一种垂直线性振动电机，具体地说，本发明的垂直线性振动电机是通过固定在机壳和机座间的振动组件在线圈产生的电磁场的作用下, 产生的一种相对于机座底面垂直方向的受迫振动；当电磁场的预定频率与振动组件的固有频率相等时，产生共振，本发明的垂直线性振动电机最大化的利用了电机内部空间，以便振动组件能有足够的重量和在空间内产生最大化的振动幅度。

更具体地说，在不使用基于轴系结构和电刷换向器结构的传统振动电机机制的垂直线性振动电机中，本发明的垂直线性振动电机，通过片式弹性元件的独特结构设计，來实现稳定的振动波形和简单化的电机结构；通过片式弹性元件的局部应力的最优化设计，使得电机具有延长的寿命。背景技术

本发明主要应用在发出一个信号后需要产生振动的装置単.，例如，无线移动通讯设备，触摸屏反馈技术领域，成人保健用品等领域中。

目前，随着无线移动通讯设备产品功能的多样化发展和触摸反馈技术的大规模应用，传统振动电机由于本身固有性能的局限性，已不能满足这种发展和应用的需要；同时，现有的垂直线性振动电机 ώ于本身固有的设计缺陷，不能为这种发展和应用提供高品质的持续稳定的产品；在这种情况下，在该领域中需要开发这种产品：该产品能够解决传统振动电机本身固有性能的局限性和现有垂直线性振动电机本身设计缺陷的新结构，要显著提高性能稳定性和产品品质的新的垂直线性振动电机。

振动电机是通过使用产生电磁力的原理将电能转变为机械能的元件，线性振动电机是指产生振动力的方向为一维方向的振动电机，以电机机座底面为水平参考基准面，垂直线性振动电机是指产生振动力的方向垂直于电机机座底面为水平参考基准面的线性振动电机，水平线性振动电机是指产生振动力的方向平行于电机机座底面为水平参考基准面的线性振动电机。

图 1是扁平型传统振动电机（或者硬币型传统振动电机） 1的剖面图。如图 1所示，扁平型传统振动电机 1包括定子组件 101、可旋转地绕着轴 103装配的转子组件 102和用于容纳定子组件 101和转子组件 102的机壳 104 ; 定子组件 101具有圆板形式的机座 105、附着在机座 105上表面的下基板电路元件 106、附着在下基板电路元件 106上的一对电刷 107、绕着下基板电路元件 106同心地安装在机座 105上表面的环形磁体 108和垂直地安装在机座 105中心的固定轴 103 ; 转子组件 102可旋转地位于轴 103四周，具有轴承 109、线圈绕组 1 10、重块 11 1、注塑绝缘材料 1 12、上基板电路元件 1 13和附着在上基板电路元件下表面的换向器 1 14。

当从外部电源将功率施加到安装在定子组件 101的下基板电路元件 106上的一对电刷 107上时，在该对电刷 107中引起相对极化的电流。此时，由于电刷 0的上端有弹性地与设置在转子组件 102的上基板电路元件 113的下表面上的换向器 114接触，所以功率通过与电刷 107接触的换向器 114被供应到设置在转子组件 102中的线圈绕阻 110上。由于由线圈绕组 110的电流引起的电场和 ώ安装到机座 105上表面的磁体 108引起的磁场之间的交互作用，转子组件 102以绕着轴 103旋转。转子组件 102旋转每一圈，在电刷 107和与电刷 107接触的换向器 1 14的片之间的接触连续地改变，引起电源的极性连续地改变，整流之后的电流被供应到转子组件 102的线圈绕组 110上，从而产生同一方向性的旋转力。所以，连续地旋转时，具有重块 1 1 1的转子组件 102产生离心力引起电机 1的机械振动。

图 2是圆柱型传统振动电机（或者空心杯传统振动电机） 2的剖面图。如图 2所示，圆柱型传统振动电机 2包括定子组件 201和转子组件 202: 定子组件 201具有机壳 203和固定到机壳 203底端的机座 204，机壳 203呈空心杯状，空心圆柱体磁体 205同心地安装到机壳 203的内部空心壁外侧，同时，两个轴承 206分别安装到机壳 203的内部空心壁两端，机座 204内侧具有固定到其上的一对电刷 207，其中电刷 207连接到换向器 208和电源引线 209以便向其提供电压：转子组件 202具有安装在不平衡位置的重块 210、固定构件 211、连接重块 210和固定构件 211的轴 212，在固定地附着在固定构件 211的一个侧面上并分成多个段的换向器 208，以及固定到固定构件 211上的旋转线圈绕组 213，并且该旋转线圈绕组 213的内径大于空心圆柱体磁体 205的外径。

与扁平型传统振动电机 1的驱动原理相同，上述圆柱型传统振动电机 2通常通过电刷 207和换向器接触 208的换向，将 r i压提供到旋转线圈绕组 213产生旋转力以便转动有不平衡位置的重块 210的定子组件 201产生离心力，从而引起电机 2的机械振动。

但是，当驱动具有以上两种结构的电机，转子组件的轴承在围绕定子组件的轴（或者转子组件的轴在定子组件的轴承内）长时间接触旋转时，会产生机械摩擦和磨损；同样地，电刷穿过换向器的片之间的小缝隙时，在其中产生机械摩擦、电火花和磨损，从而产生外来物质，并缩短电机的寿命：由于存在零部件之间的相互接触配合及产生的相对运动，从而导致了电机的启动时间和制动时间的延长，降低了触摸反馈技术的高品质应用。

因此，为了克服以上这种基于轴系结构和电刷换向器结构的传统振动电机的缺点，开发了现有的三种结构的垂直线性振动电机。

图 3是垂直线性振动电机结构一 3的剖面图。如图 3所示，垂直线性振动电机结构一 3包括振动组件 301和激励组件 302。振动组件 301包括：具有限定预定大小空间的机壳 303；垂直磁化的磁体 304，具有安装在磁体 304的下表面的极板 305; 磁轭 306安装在磁体 304的上表面以形成磁路；弹性元件 307安装在机壳 303和磁轭 306之间以垂直地振动包括安装到磁轭 306上的重块 308的振动体。激励组件 302包括：用于封闭机壳 303下部开口的机座 309，该机座 309的上表面具有连接到振动线圈 310用于提供功率的端子的基板电路元件 311，该振动线圈 310内嵌于磁体 304和极板 305的侧壁圆周与磁轭 306内侧壁之间形成磁间隙（magnet i c gap )之中，在机座 309上表面上同心地附着有减振元件 312。

上侧磁流体 313被施加到与磁体 304对应的弹性元件 307的上表面上，通过从磁体 304泄漏的磁通量而固定在适当的位置；机壳 303具有至少一个将其打孔而形成的注入孔，并且该注入孔的内经小于磁体 304的外径；注入孔被附着到机壳 303上的胶带元件 314封闭。下侧磁流体 315被施加到磁体 304与极片 305结合地圆周，下侧磁流体 315恰好与振动线圈 310的内壁接触，以最大化地减少系统余振。

图 4是垂直线性振动电机结构一 3中使用的弹性元件 307的三维图。如图 4所示，弹性元件 307为锥形弹簧，包括：固定环，具有固定到机壳 303的封闭下表面的上端；多个弹性臂，其一端连接到固定环，用于产生弹性力；固定盘，连接到弹性臂的另一端，同时固定到磁轭 306的上表面或者固定到重块 308的上表面。

上述构造的垂直线性振动电机结构一 3的驱动将以下述方式被执行：当从外部电源将功率施加到振动线圈 310上时，在该振动线圈 310中引起周期性变化的电流，在 ώ磁体 304、极板 305和磁轭 306组成的磁路产生的磁场作用中，振动体产生与振动线圈 310产生的周期性变化的电磁力反向等值的反向电磁力，并且在和弹性元件 307产生的弹力的合力作用下，垂直地受迫振动，其中，包括磁体 304、极板 305、磁轭 306和重块 308的振动体通过弹性元件 307被悬挂在机壳 303内。

但是，上述垂直线性振动电机结构一 3 ώ于振动体随着使用寿命的不断增长，在垂直地往复运动中，振动体上部的上侧磁流体 313不断地被弹性元件 307和机壳 303内壁上表面挤压，在挤压的过程中，上侧磁流体 313有可能从机壳 303上表面及胶带 314的间隙中渗出。这种磁流体的流失减少，会使振动体的垂直振动位移达到或者超出预定的最大值，则包括弹性元件 307的振动体通过与上部结构的机壳 303直接接触而产生接触噪音（Noi se touch ) , 这种接触噪音是与垂直振动时上部磁流体的减少有关的噪音的主要来源。

图 5是垂直线性振动电机结构二 4的剖面图。如图 4所示，垂直线性振动电机结构二 4包括振动组件 401和激励组件 402。激励组件 402包括：具有限定预定大小空间的机壳 403；垂直磁化的磁体 404，具有安装在磁体 404的下表面的极板 405; 磁体 404的上表面同心地安装在机壳 403上表面内壁的环形凸起凹槽内，并且该环形凸起凹槽的内经略大于磁体 404的外径。振动组件 401包括：用于封闭机壳 403下部开口的机座 406: 弹性元件 407安装在机座 406和重块 408下表面之间以垂直地振动包括安装到重块 408上的磁轭 409 的振动体；重块 408形成有具有闭锁槽的中心孔，磁轭 409具有在其下端向外形成的闭锁卡爪（ jaw)，从而当磁轭 409通过中心孔插入重块 408时，磁轭 409的闭锁卡爪被放置在中心孔的闭锁槽上，从而防止重块 408被分离，更好地，闭锁卡爪位于高于重量块 408的下表面的位置上；振动线圈 410安装在磁轭 409的中心孔内，该磁轭 409的闭锁卡爪下表面附着有连接到振动线圈 410用于提供功率的端子的基板电路元件 41 1。基板.电路-元件 411 包括：具有固定到磁轭 409的闭锁卡爪或重块 408的下表面的固定盘，至少一条盘旋的导通电路，其一端连接固定盘，另一端连接到附着在机座 406上用于提供功率的端子上。在基板电路元件 41 1的固定盘下表面上同心地附着有减振元件 412。

磁流体 413被施加到磁体 404与极片 405结合地圆周，磁流体 413恰好与振动线圈 410的内壁接触，以最大化地减少系统余振，并且振动线圈 410的内经略大于磁体 404和极片 405的外径。

图 6是垂直线性振动电机结构二 4中使用的弹性元件 407的三维图。如图 6所示，弹性元件 407为锥形弹簧，包括：固定环，具有固定到机座 406的上表面的下端；多个弹性臂，其一端连接到固定环，用于产生弹性力；固定盘，连接到弹性臂的另一端，同时固定到重块 408的下表面或者固定到磁轭 409的闭锁卡爪的下表面，固定盘具有将其打孔而形成的开口，用于暴露磁轭 409的中心孔。

与垂直线性振动电机结构一 3的驱动原理相同，上述垂直线性振动电机结构二 4通常通过 ώ磁体 404、极板 405、磁轭 409和机壳 403组成的磁路产生的磁场和当将功率施加到振动线圈 410产生的电场之 I'nj的交互作用，振动体垂地受迫振动，其中，包括振动线圈 410、基板电路元件 411的固定盘、减振元件 412、磁轭 409和重块 408的振动体通过弹性元件 407被支撑于机座 406的上表面。

但是，上述垂直线性振动电机结构一 3和结构二 4的弹性元件由于设计和加工工艺的限制，在成形后，弹性元件的高度会有不同的散布，这样会导致上下振动位移的非对称性；并且弹性元件的固定盘相对于固定环的平行度也会有不同的散布，在组装振动体后，会导致振动体下表面相对于支架上表面或机壳内壁下表面有一定的倾斜角度，在 S直地往复运动中，会造成重量块侧壁与机壳内壁发生机械性的碰撞接触而产生接触噪音（Noise touch ) , 这种碰撞噪音是与垂直振动时弹性元件的本身平行度较差有关的噪音的主要來另外，上述垂直线性振动电机结构一 3和结构二 4的弹性元件为锥形弹簧，由于锥形弹簧本身的固有属性，如图 7所示，以弹性元件的固定盘的上表面为平衡位置的参考基准面，固定环固定不动，固定盘向相对固定环方向一侧匀速移动时产生的弹力（相对作用力为压力）和向相对固定环反方向一侧匀速移动时产生的弹力（相对作用力为拉力）为非线性对称。因此，振动体在垂直地往复运动中所受到的加速度为非对称，周期内表现出非对称的振动波形。此种特性降低了振动电机的稳定性，同时，也增加了制造难度，降低了生产成品率。

图 8是垂直线性振动电机结构三 5的剖面图。如图 8所示，垂直线性振动电^ I结构三 5包括振动组件 501和激励组件 502。振动组件 501包括：具有限定预定大小空间的机壳 503；垂直磁化的磁体 504，具有安装在磁体 504的下表面的极板 505 ; 磁轭 506安装在磁体 504的上表面以形成磁路；上支撑元件 507和下支撑元件 508恰好将至少一个弹性元件 509支撑在机壳 503内，弹性元件 509的固定盘和重块 510连接以垂直地振动包括安装到重块 510内部空间的磁轭 506的振动体：在机壳 503内壁上表面同心地附着有上减振元件 51 1。激励组件 502包括：用于封闭机壳 503下部开口和支撑下支撑元件 508的机座 512，该机座 512的上表面具有连接到振动线圈 513用于提供功率的端子的基板电路元件 514，该振动线圈 513内嵌于磁体 504和极板 505的侧壁圆周与磁轭 506内侧壁之间形成磁间隙 ( magnet i c gap ) 之中，在机座 512上表面上同心地附着有下减振元件 515。

磁流体 516被施加到磁体 504与极板 505结合地圆周，磁流体 516恰好与振动线圈 513的内壁接触，以最大化地减少系统余振。

图 9是垂直线性振动电机结构三 5中使用的弹性元件 509的三维图。如图 9所示，弹性元件 509为片式弹簧，包括：固定环，被环形的上支撑元件 507和环形的下支撑元件 508 支撑在机壳 503内；多个弹性臂，其一端连接到固定环，用于产生弹性力；固定盘，连接到弹性臂的另一端，同时固定到重块 510的上表面，固定盘具有将其打孔而形成的开口。

与垂直线性振动电机结构一 3的驱动原理相同，此处不再叙述。

但是，上述垂直线性振动电机结构三 5的组成零部件数量较多，这就必然增加了零部件的材料成本；还有，片式弹性元件 509与上支撑元件 507—般采用激光焊连接后，被下支撑元件 508支撑在机壳 503内，此结构增加了 ¾机组装的难度，在屯机产生跌落冲击时，降低了电机结构的稳定性。

另外，上述垂直线性振动电机结构三 5的弹性元件 509为片式弹簧，多个弹性臂圆周阵列于固定环与固定盘之间，且弹性臂为单向弧形延伸，由于空间体积的限制，弹性臂的延伸长度受到一定程度的限制，从而，影响到弹性元件的弹性系数和振动体的振动幅度；当要达到较大的振动幅度时，弹性臂会产生较大的变位，会使弹性臂与固定环或固定盘的结合部位的局部应力增大，这样长期动作时，增加了弹性元件的疲劳性，会严重降低弹性元件的寿命，会导致弹性元件的断裂，并缩短电机的寿命。

目前，在垂直线性振动电机的制造组装中，多采用工装来确定振动体与机壳之间的间隙，由于零部件实体本身存在着尺寸的散歩，再加上工装长期使用的磨损，会造成组装后振动体偏心，圆周间隙不均，会导致在往复振动的过程中，振动线圈磨损断线或与机壳侧壁的接触碰撞噪音。

以上所述存在的不足均会影响垂直线性振动电机整体品质；会使生产工复杂化，降低生产效率，且产品组装的一致性较差。

为了提高垂直线性振动电机整机的品质，使其装配工艺、结构设计更加合理化，不断开发更加节能高效的新型产品，提高市场占有率，已成为该领域科技人员急需解决的新的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种垂直线性振动电机，其具有少量零部件和简单合理结构、性能稳定、提高产品品质的垂直线性振动电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种垂直线性振动电机，包括振动组件、激励组件及机壳扣合成一体，其特征在于，所述机壳呈空腔圆柱形，其内具有空间，侧壁开有凹槽，具有封闭的上表面和敞开的下表面，供覆盖振动组件和位于其下方的激励组件；所述振动组件包括弹性元件、磁气回路及重块，所述磁气回路包括磁轭和固定到磁轭内表面产生垂直磁化的磁体、及固定到磁体下表面的极板，磁轭是中空圆柱体，其上部封闭下部幵启，其下端幵口部设置有向外形成的闭锁卡爪，磁体是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有高磁能，其上下部具有相反的极性，磁体的上表面结合到磁轭上部封闭的内表面中心，极板结合到磁体的下表面中心，磁轭和磁体的结合面或极板和磁体的结合面均匀设有印纹，磁轭的内径大于磁体的外径，磁轭的内表面和磁体的外表面之间形成磁间隙，磁感线垂直通过磁体内部和通过磁轭和极板，并通过磁间隙而形成闭合磁气回路，此时极板的下表面和磁轭闭锁卡爪的下表面在同一平面上,重块是中空圆柱体，结合到磁轭的外围，其内径与磁轭外径形成紧配合，其下表面结合到磁轭的闭锁卡爪和弹性元件的固定盘上，重块的上表面高于磁轭上部封闭的上表面，重块的外径小于机壳的内径，在重块的下部外侧具有环形空间凹槽，上减振元件和下减振元件是具有回弹力的片体，磁轭的上表面安装有上减振元件，在极板的下表面安装有下减振元件，激励组件包括机座和固定到机座上表面的振动线圈，机座是基片元件，其上附着带有外接端子的基板电路元件，也可采用纤维基板电路元件，振动线圈结合到机座和基板电路元件的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙之中，磁流体是具有一定粘度的胶状流体,磁流体附着在磁体下表面和极板的结合圆周上,弹性元件为片式弹簧，包括：固定端、具有固定到机座外沿的上表面和机壳侧壁凹槽的下表面的端子；多个蛇形弹性臂，其一端连接到固定端的端子，固定盘，连接到蛇形弹性臂的另一端，并固定到重块的下表面，该固定盘上设有孔，该孔上形成有丌 Π，该开 Π内壁与磁轭的闭锁卡爪对接，弹性元件固定盘和磁轭闭锁卡爪的环形接触面恰好连接： ¾蛇形弹性臂圆周阵列于固定端端子和固定盘之间，且蛇形弹性臂为一次或一次以上回转弧形延伸，蛇形弹性臂其中的单向弧形弹性臂一般设计成等角度弧形。

所述垂直线性振动机，其中，该磁气回路亦可包括：磁轭、极板和磁体。

本发明还可采用如下技术方案：

一种垂直线性振动电机，包括振动组件、激励组件、机壳及磁流体，其中振动组件、激励组件及机壳扣合成一体，其特征在于，所述机壳是空腔圆柱形，其内具有空间，侧壁开有凹槽，设有封闭的上表面和敞开的下表面，供覆盖振动组件和位于其下方的激励组件，该振动组件包括弹性元件、磁气回路及重块,该磁气回路，包括支架和固定到支架内壁表面产生垂直磁化的磁体、及固定到磁体上表面的上极板和固定到磁体下表面的下极板,支架呈空心杯状，其上部和下部均打丌，其下端外侧丌口部设置有向外形成的闭锁卡爪，磁体是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有高磁能，其上下部具有相反的并产生磁力的极性，磁体的侧壁结合到支架的空心内壁上，上极板结合到磁体的上表面中心，下极板结合到磁体的下表面中心，在上极板和磁体的结合面或下极板和磁体的结合面均匀设有印纹,支架的空心内壁内径大于磁体的外径，在支架的空心外壁和空心内壁之间形成磁间隙；磁感线垂直通过磁体内部和通过导磁的上极板和下极板，并通过磁间隙，最终形成闭合的磁气回路,此时，上极板的上表面和支架的上表面在同一平面上，下极板的下表面和支架闭锁卡爪的下表面在同一平面上，重块是非导磁的中空圆柱体，结合到支架空心外壁的外围，其内径与支架空心外壁的外径形成紧配合，其下表面结合到支架的闭锁卡爪和弹性元件的固定盘上，重块的上表面高于支架上部封闭的环形上表面，并形成端差；重块的外径小于机壳的内径，在重块的下部外侧具有环形空间凹槽，上减振元件和下减振元件是具有回弹力的片体，在支架的环形上表面和上极板的上表面安装有上减振元件，在下极板的下表面安装有卜'减振元件，激励组件包括机座和固定到机座上表面的振动线圈，机座是基片元件，其上附着带有外接端子的基板电路元件,振动线圈结合到机座和基板电路元件的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙之中，磁流体是具有一定粘度的胶状流体，磁流体附着在支架的空心内壁上，弹性元件为片式弹簧，包括固定端、具有固定到机座外沿的上表面和机壳侧壁凹槽的下表面的端子，多个蛇形弹性臂，其一端连接到固定端的端子，固定盘，连接到蛇形弹性臂的另一端，并固定到重块的下表面，固定盘上设有孔，孔上形成开口，该开口内壁与支架的闭锁卡爪恰好对接，弹性元件固定盘和支架闭锁卡爪的环形接触面连接；蛇形弹性臂圆周阵列于固定端端子和固定盘之间，且蛇形弹性臂为一次或一次以上回转弧形延伸，蛇形弹性臂其中的单向弧形弹性臂一般设计成等角度弧形。

所述垂直线性振动电机，其中，该磁气回路亦可包括支架、上极板、下极板和磁体。本发明的有益效果是，本发明的垂直线性振动电机最大化的利用了电机内部空间，以便振动组件能有足够的重量和在空间内产生最大化的振动幅度。更具体地说，在不使用基于轴系结构和电刷换向器结构的传统振动电机机制的垂直线性振动电机中，本发明的垂直线性振动电机，通过片式弹性元件的独特结构设计，来实现稳定的振动波形和简单化的电机结构；通过片式弹性元件的局部应力的最优化设计，使得电机具有延长的寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一歩说明。

图 1是扁平型传统振动电机的剖面图；

图 2是圆柱型传统振动电机的剖面图；

图 3是垂直线性振动电机结构一的剖面图；

图 4是垂直线性振动电机结构一中使用的弹性元件的三维图；

图 5是垂直线性振动电机结构一.的剖面图；

图 6是垂直线性振动电机结构二中使用的弹性元件的三维图；

图 7是垂直线性振动电机结构一和结构二的弹性元件移动不同位移时，压力和拉力的曲线图；

图 8是垂直线性振动电机结构三的剖面图；

图 9是垂直线性振动电机结构三中使用的弹性元件的三维图；

图 10是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式的剖面结构图；

图 11是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式的分解三维图；

图 12是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式中使用的弹性元件的三维图；图 13是根据本发明的垂直线性振动电机第二实施方式的剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

图 10是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式的剖面图，如图 10所示，一种垂直线性振动电机 6，包括振动组件 601, 激励组件 602及机壳 603扣合形成一体；其中包括磁流体 614。

所述机壳 603，其特征在于所述机壳 603呈空腔圆柱形，具有预定的厚度，在其内具有预定大小的空间，在侧壁幵有预定高度的凹槽，设置了封闭的上表面和敞开的下表面，用于覆盖振动组件 601和位于其下的激励组件 602。

所述振动组件 601, 包括弹性元件 604，磁气回路部分及重块 605。

所述磁气回路部分，包括磁轭 607和固定到磁轭 607 的内表面产生垂直磁化的磁体 606, 及固定到磁体 606下表面的极板 608。磁轭 607基本上呈中空圆柱体，其上部封闭下部打开，在其下端开口部布置有向外形成的闭锁卡爪。磁体 606是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有预定大小的高磁能，其上下部具有相反的极性，并产生预定大小的磁力。磁体 606的上表面通过结合材料结合到磁轭 607上部封闭的内表面中心，极板 608通过结合材料结合到磁体 606的下表面中心。

以上所述的垂直线性振动电机中所使用的极板 608通常为圆形、三叉形或椭圆形等。更好地，在磁轭 607和磁体 606的结合面或极板 608和磁体 606的结合面均匀设有印纹，以增大其之间的结合力。

磁轭 607的内经大于磁体 606的外径，在磁轭 607的内表面和磁体 606的外表面之间形成预定大小的磁间隙（magnet ic gap ) ; 更好地，磁轭 607和极板 608均采用导磁材料制成，因此，磁感线垂直通过磁体 606内部和最大化地通过磁轭 607和极板 608，导致最大化地通过磁间隙，最终形成闭合地磁气回路。此时，极板 608的下表面和磁轭 607闭锁卡爪的下表面基本在同一平面上。

重块 605 是由非导磁高比重材料制成的中空圆柱体，通过结合材料结合到磁轭 607 的外围，其内径与磁轭 607外径形成紧配合，其下表面紧密结合到磁轭 607的闭锁卡爪和弹性元件 604的固定盘 6043上，从而防止重块 605从磁轭 607上分离；重块 605的上表面略高于磁轭 607上部封闭的上表面，以形成预定大小的端差；重块 605的外径小于机壳 603的内径，在重块 605的下部外侧具有预定深度的环形空间凹槽，从而在垂直振动时，在不接触机壳 603内壁和弹性元件 604的蛇形弹性臂 6042的情况下垂直地振动。

上减振元件 609和下减振元件 610是由具有一定回弹力的橡胶材料贴合结合材料制成的片体，在磁轭 607的上表面安装有上减振元件 609，并且上减振元件 609的最佳厚度为重块 605与磁轭 607形成预定大小端差的 2. 2〜2. 5倍，在极板 608的下表面安装有下减振元件 610，并且下减振元件 610的最佳外径为极板 608外径的 70 %〜80 %，上减振元件 609 和下减振元件 610的作用在于限制振动组件 601的振动幅度过大而与机壳 603内壁上表面和机座 602下表面产生接触噪音（Noi se touch )。

所述激励组件 602, 包括机座 611和固定到机座 611上表面的振动线圈 612。

机座 611是基片元件，在其上附着由带有外接端子的基板电路元件 613，机座 611— 般采用金属板材制成，也可采用纤维基板电路元件、铁基板电路元件或陶瓷基板电路元件代替机座 611和基板电路元件 613。

振动线圈 612是通过结合材料结合到机座 611和基板电路元件 613的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙（magnetic gap ) 之中，且在输入额定功率时，产生预定强度的垂直的电磁力，从而保证由振动组件 601产生的磁场和激励组件 602的振动线圈 612 产生的电场之间平稳的交互作用。

磁流体 614是具有一定粘度、在液体中稳定均匀分散的磁粉末而制成的胶状流体。磁流体 614依靠从磁体 606下表面和极板 608的结合圆周泄漏的磁通量而附着在其上，其注入量恰好满足与振动线圈 612的内壁相接触，以最大化减少系统余振。

图 12是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式中使用的弹性元件 604的三维图。如图 12所示，弹性元件 604为片式弹簧，包括：固定端 6040，具有固定到^ I座 611 外沿的上表面和机壳 603侧壁凹槽的下表面的端子 6041 ; 多个蛇形弹性臂 6042，其一端连接到固定端 6040的端子 6041，用于产生弹性力；固定盘 6043，连接到蛇形弹性臂 6042 的另一端，同时固定到重块 605的下表面，固定盘 6043具有将其打孔而形成的开口，开口内壁与磁轭 607的闭锁卡爪恰好对接，通过激光悍接弹性元件 604固定盘 6043和磁轭 607闭锁卡爪的环形接触面而恰好连接；所述蛇形弹性臂 6042圆周阵列于固定端 6040端子 6041和固定盘 6043之间，且蛇形弹性臂 6042为一次或一次以上回转弧形延伸，为最人化利用片式弹性元件 604的平面空间，蛇形弹性臂 6042其中的单向弧形弹性臂一般设计成等角度弧形。

在由磁体 606 产生的磁力和由线圈组件产生的电磁力的相互作用下，振动组件 601 垂直线性振动；当电磁力的输入预定频率与振动组件 601固有频率相等时，振动组件 601 产生最大垂直线性振动。

图 13是根据本发明的垂直线性振动电机第二实施方式的剖面图，如图 13所示，与第一实施方式一样，一种垂直线性振动电机 7，包括振动组件 601 , 激励组件 602及机壳 603 扣合形成一体；其中包括磁流体 614。

所述机壳 603，其特征在于所述机壳 603呈空腔圆柱形，具有预定的厚度，在其内具有预定大小的空间，在侧壁开有预定高度的凹槽，设置了封闭的上表面和敞开的下表面，用于覆盖振动组件 601和位于其下的激励组件 602。

所述振动组件 601，包括弹性元件 604, 磁气回路部分及重块 605。

所述磁气回路部分，包括支架 701和固定到支架 701 内壁表面产生垂直磁化的磁体 606, 及固定到磁体 606上表面的上极板 702和固定到磁体 606下表面的下极板 703。支架 701 基本上呈空心杯状，其上部和下部均打开，在其下端外侧开口部布置有向外形成的闭锁卡爪。磁体 606是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有预定大小的高磁能，其上下部具有相反的极性，并产生预定大小的磁力。磁体 606的侧壁通过结合材料结合到支架 701的空心内壁上，上极板 702通过结合材料结合到磁体 606的上表面中心，下极板 703通过结合材料结合到磁体 606的下表面中心。

更好地，在上极板 702和磁体 606的结合面或下极板 703和磁体 606的结合面均匀设有印纹，以增大其之间的结合力。

支架 701的空心内壁内径略大于磁体 606的外径，在支架 701的空心外壁和空心内壁之间形成预定大小的磁间隙 ( magnetic gap ) ; 更好地，支架 701 采用非磁性材料制成，上极板 702和下极板 703均采用导磁材料制成，因此，磁感线垂直通过磁体 606内部和最大化地通过上极板 702和下极板 703，导致最大化地通过磁间隙，最终形成闭合地磁气回路。此时，上极板 702的上表面和支架 701的上表面基本在同一平面上，下极板 703的下表面和支架 701闭锁卡爪的下表面基本在同一平面上。

重块 605 是由非导磁高比重材料制成的中空圆柱体，通过结合材料结合到支架 702 空心外壁的外围，其内径与支架 702空心外壁的外径形成紧配合，其下表面紧密结合到支架 701的闭锁卡爪和弹性元件 604的固定盘 6043上，从而防止重块 605从支架 701上分离；重块 605的上表面略高于支架 701上部封闭的环形上表面，以形成预定大小的端差；重块 605的外径小于机壳 603的内径，在重块 605的下部外侧具有预定深度的环形空间凹槽，从而在垂直振动时，在不接触机壳 603内壁和弹性元件 604的蛇形弹性臂 6042 .的情况下垂直地振动。 - 上减振元件 609和下减振元件 610是由具有一定回弹力的橡胶材料贴合结合材料制成的片体，在支架 702的环形上表面和上极板 702的上表面安装有上减振元件 609，并且上减振元件 609的最佳厚度为重块 605与支架 701形成预定大小端差的 2. 2〜2. 5倍，在下极板 703的下表面安装有下减振元件 610，并且下减振元件 610的最佳外径为下极板 703外径的 70%〜80%，上减振元件 609和下减振元件 610的作用在于限制振动组件 601的振动幅度过大而与机壳 603内壁上表面和机座 602下表面产生接触噪音（Noi se touch)。

机座 61 1是基片元件，在其上附着 ώ带有外接端子的基板电路元件 613，机座 611— 般采用金属板材制成，也可采用纤维基板电路元件、铁基板电路元件或陶瓷基板电路元件代替机座 61 1和基板电路元件 613。

振动线圈 612是通过结合材料结合到机座 61 1和基板电路元件 613的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙（magnet i c gap ) 之中，且在输入额定功率时，产生预定强度的垂直的电磁力，从而保证 ώ振动组件 601产生的磁场和由激励组件 602的振动线圈 612 产生的电场之间平稳的交互作用。磁流体 614是具有一定粘度、在液体中稳定均匀分散的磁粉末而制成的胶状流体。磁流体 614依靠从磁体 606下表面和下极板 703的结合圆周泄漏的磁通量而附着在支架 701 空心内壁上，其注入量恰好满足与振动线圈 612的内壁相接触，以最大化减少系统余振。

图 12是根据本发明的垂直线性振动电机第一实施方式中使用的弹性元件 604的三维图。如图 12所示，弹性元件 604为片式弹簧，包括：固定端 6040，具有固定到机座 611 外沿的上表面和机壳 603侧壁凹槽的下表面的端子 6041 ; 多个蛇形弹性臂 6042，其一端连接到固定端 6040的端子 6041，用于产生弹性力；固定盘 6043，连接到蛇形弹性臂 6042 的另一端，同时固定到重块 605的下表面，固定盘 6043具有将其打孔而形成的开口，开口内壁与支架 701 的闭锁卡爪恰好对接，通过激光焊接弹性元件 604固定盘 6043和支架 701闭锁卡爪的环形接触面而恰好连接；所述蛇形弹性臂 6042圆周阵列于固定端 6040端子 6041和固定盘 6043之间，且蛇形弹性臂 6042为一次或一次以上回转弧形延伸，为最大化利用片式弹性元件 604的平面空间，蛇形弹性臂 6042其中的单向弧形弹性臂一般设计成等角度弧形。

在 ώ磁体 606 产生的磁力和由线圈组件产生的电磁力的相互作用下，振动组件 601 垂直线性振动；当电磁力的输入预定频率与振动组件 601 固有频率相等时，振动组件 601 产生最大垂直线性振动。

上述参照实施例对该垂直线性振动电机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种垂直线性振动电机，包括振动组件（601)、激励组件（602)及机壳（603) 扣合成一体，其特征在于，所述机壳（603) 呈空腔圆柱形，其内具有空间，侧壁开有凹槽，具有封闭的上表面和敞开的下表面，供覆盖振动组件（601) 和位于其下方的激励组件

(602)；所述振动组件（601) 包括弹性元件（604)、磁气回路及重块（605)，所述磁气回路包括磁轭（607) 和固定到磁轭（607) 内表面产生垂直磁化的磁体（606)、及固定到磁体（606) 下表面的极板（608)，磁轭（607) 是中空圆柱体，其上部封闭下部丌启，其下端丌口部设置有向外形成的闭锁卡爪，磁体（606) 是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有高磁能，其上下部具有相反的极性，磁体（606) 的上表面结合到磁轭（607) 上部封闭的内表面中心，极板（608) 结合到磁体（606) 的下表面中心，磁轭（607) 和磁体（606) 的结合面或极板（608) 和磁体（606) 的结合面均匀设有印纹，磁轭（607) 的内径大于磁体（606) 的外径，磁轭（607) 的内表面和磁体（606) 的外表面之间形成磁间隙,磁感线垂直通过磁体（606) 内部和通过磁轭（607) 和极板（608)，并通过磁间隙而形成闭合磁气回路，此时极板（608)的下表面和磁轭（607)闭锁卡爪的下表面在同一平面上，重块（605) 是中空圆柱体，结合到磁轭（607) 的外围，其内径与磁轭（607) 外径形成紧配合，其下表面结合到磁轭（607) 的闭锁卡爪和弹性元件（604) 的固定盘（6043) 上，重块（605) 的上表面高于磁轭（607) 上部封闭的上表面，重块（605) 的外径小于机壳（603) 的内径，在重块 (605)的下部外侧具有环形空间凹槽，上减振元件 (609)和下减振元件 (610) 是具有回弹力的片体，磁轭（607) 的上表面安装有上减振元件（609)，在极板（608) 的下表面安装有下减振元件（610)，激励组件（602) 包括机座（611) 和固定到机座（611) 上表面的振动线圈（612) ，机座（611) 是基片元件，其上附着带有外接端子的基板电路元件（613)，或采用纤维基板电路元件，振动线圈（612) 结合到机座（611) 和基板电路元件（613) 的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙之中，磁流体（614) 是具有一定粘度的胶状流体，磁流体（614)附着在磁体 (606)下表面和极板（608)的结合圆周上，弹性元件（604) 为片式弹簧，包括：固定端（6040)、具有固定到机座（611) 外沿的上表面和机壳（603) 侧壁凹槽的下表面的端子（6041); 多个蛇形弹性臂（6042)，其一端连接到固定端（6040) 的端子（6041)，固定盘（6043)，连接到蛇形弹性臂（6042) 的另一端，并 1ί|定到重块 (605) 的下表面，该固定盘 (6043) 上设有孔， ¾孔上形成有丌口，该开口内壁与磁轭（607) 的闭锁卡爪对接，弹性元件（604) 固定盘（6043) 和磁轭 (607) 闭锁卡爪的环形接触面恰好连接；该蛇形弹性臂（6042) 圆周阵列于固定端（6040) 端子

(6041)和固定盘（6043)之间，且蛇形弹性臂（6042)为一次或一次以上回转弧形延伸，蛇形弹性臂（6042) 其中的单向弧形弹性臂设计成等角度弧形。

2、根据权利要求 1 所述的垂直线性振动电机，其特征在于，所述磁气回路还包括: 磁轭（607)、极板（608)和磁体（606)。

3、一种垂直线性振动电机，包括振动组件（601)、激励组件（602)、机壳（603) 及磁流体（614)，其中振动组件（601)、激励组件（602) 及机壳（603) 扣合成一体，其特征在于，所述机壳（603) 是空腔圆柱形，其内具有空间，侧壁开有凹槽，设有封闭的上表面和敞开的下表面，供覆盖振动组件（601) 和位于其下方的激励组件（602), 该振动组件（601)包括弹性元件（604)、磁气回路及重块（605)，该磁气回路，包括支架（701) 和固定到支架（701) 内壁表面产生垂直磁化的磁体（606)、及固定到磁体（606) 上表面的上极板（702) 和固定到磁体（606) 下表面的下极板（703) ,支架（701) 呈空心杯状，其上部和下部均打幵，其下端外侧开口部设置有向外形成的闭锁卡爪,磁体（606) 是垂直磁化的永磁性圆柱体，本身具有高磁能，其上下部具有相反的并产生磁力的极性，磁体（606) 的侧壁结合到支架（701) 的空心内壁上，上极板（702) 结合到磁体（606) 的上表面中心，下极板（703) 结合到磁体（606) 的下表面中心，在上极板（702) 和磁体

(606) 的结合面或下极板（703) 和磁体（606) 的结合面均匀设有印纹，支架（701) 的空心内壁内径大于磁体（606) 的外径，在支架（701) 的空心外壁和空心内壁之间形成磁间隙；磁感线垂直通过磁体（606) 内部和通过导磁的上极板（702) 和下极板（703)，并通过磁间隙，最终形成闭合的磁气回路，此时，上极板（702) 的上表面和支架（701) 的上表面在同一平面上，下极板（703) 的下表面和支架（701) 闭锁卡爪的下表面在同一平面上，重块（605) 是非导磁的中空圆柱体，结合到支架（701) 空心外壁的外围，其内径与支架（701) 空心外壁的外径形成紧配合，其下表面结合到支架（701) 的闭锁卡爪和弹性元件（604) 的固定盘（6043) 上，重块（605) 的上表面高于支架（701) 上部封闭的环形上表面，并形成端差；重块（605) 的外径小于机壳（603) 的内径，在重块（605) 的下部外侧具有环形空间凹槽，上减振元件（609) 和下减振元件（610) 是具有回弹力的片体，在支架（701) 的环形上表面和上极板（702) 的上表面安装有上减振元件（609)，在下极板（703) 的下表面安装有下减振元件（610) ，激励组件（602) 包括机座（611) 和固定到机座（611) 上表面的振动线圈（612) ，机座（611) 是基片元件，其上附着带有外接端子的基板电路元件（613) ,振动线圈（612)结合到机座（611)和基板电路元件（613) 的上表面，位于磁气回路正下方，内嵌于磁间隙之中，磁流体（614) 是具有一定粘度的胶状流体,磁流体（614) 附着在支架（701) 的空心内壁上，弹性元件（604) 为片式弹簧，包括固定端（6040)、具有固定到机座（611) 外沿的上表面和机壳（603) 侧壁凹槽的下表面的端子（6041)，多个蛇形弹性臂（6042)，其一端连接到固定端（6040)的端子（6041)，固定盘（6043)，连接到蛇形弹性臂（6042) 的另一端，并固定到重块（605) 的下表面，固定盘（6043)上设有孔，孔上形成开口，该开口内壁与支架（701) 的闭锁卡爪恰好对接，弹性元件（604) 固定盘（6043) 和支架（701) 闭锁卡爪的环形接触面连接；蛇形弹性臂 (6042) 圆周阵列于固定端（6040) 端子（6041) 和固定盘（6043) 之间，且蛇形弹性臂 (6042) 为一次或一次以上回转弧形延伸，蛇形弹性臂（6042) 其中的单向弧形弹性臂设计成等角度弧形。

4、根据权利要求 3所述的垂直线性振动电机，其特征在于，所述磁气回路还包括支架（701)、上极板（702)、下极板（703) 和磁体（606)。