CN105207442B - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线性振动马达，包括振子和定子，其中的振子包括至少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导磁轭，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；定子包括线圈和设置在线圈中的导磁芯；并且，永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向垂直。本发明借助两个永磁铁极性相同的两端之间的排斥力量，使永磁铁的磁力线能够集中穿过线圈，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

本发明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***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，永磁铁和线圈都是互相垂直放置的，即永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向平行，以便永磁铁的磁力线能够垂直穿过线圈，尽可能充分地利用永磁铁的磁场。然而，上述这种结构的微型振动马达，振子中的永磁铁本身所产生的磁力线比较分散，所产生的仍旧得不到充分地利用，相对的穿过线圈的磁通量也会比较小，产生的作用力会比较小，影响振感效果；在运动到两端时，竖起的充磁方式穿过音圈的磁通量也很少，从而影响到电子产品的振感直线振动响应速度较慢、振感小。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种水平向充磁马达，借助两个永磁铁极性相同的两端之间的排斥力量，使永磁铁的磁力线能够集中穿过线圈，从而获得更大的磁通量和更强的振感效果。

本发明提供的线性振动马达，包括振子和定子，其中，振子包括至少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导磁轭，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；定子包括线圈和设置在所述线圈中的导磁芯；并且，永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向垂直。

其中，优选的方案是，导磁轭与导磁芯错位排列。

振子还包括配重块，在配重块的中部设置有避让所述定子的避让结构；在配重块上避让结构的中心位置设置有容纳永磁铁和导磁轭的凹槽。

上述根据本发明的线性振动马达，跳出了现有的互相垂直放置永磁铁和线圈的马达设计思路，将振子的永磁铁水平放置，使永磁铁的充磁方向与线圈的轴线方向垂直，并且使振子的振动方向与定子所在平面平行，使得相邻的永磁铁的邻接端极性相同，从而借助同性相斥的力量集中永磁铁的磁力线，是定子能够获得尽可能大的磁通量，同时，定子和振子的上下平行排布方式也有效缩小了马达的体积，更利于马达的小型化应用。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

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，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明的实施例的线性振动马达的整体***结构示意图；

图2为根据本发明的实施例的线性振动马达的组合结构示意图；

图3a和图3b分别为根据本发明实施例的振动块和定子组合结构示意图；

图4为根据本发明实施例的工作原理示意图；

图5a和图5b分别为根据本发明另一实施例的振动块和定子组合结构示意图。

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，轴套54a、54b，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。

本发明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。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了解决现有的微型振动马达结构中由于永磁铁和线圈互相垂直放置所导致的磁力线分散的问题，本发明提供的线性振动马达，将振子中的永磁铁邻接水平放置，而定子则与振子平行放置。即，在本发明的线性振动马达中，振子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定子中的线圈的轴线方向垂直。

具体地，图1和图2分别示出了根据本发明的实施例的线性振动马达的整体***结构和组合结构。

如图1和图2共同所示，本实施例的线性振动马达主要包括外壳、振子和定子，定子与振子在竖直方向上排布。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和分别设置在线圈中的导磁芯42a、42b。导磁轭与导磁芯交错排布，每个导磁芯均位于与其对应的导磁轭远离振子中心的位置，该“对应”指能够互相影响并改变磁力线走向的导磁芯/导磁轭。在图示中，导磁轭与导磁芯的交错排布顺序为：导磁芯42a、导磁轭33a、导磁轭33b、导磁芯42b，其中，导磁芯42a与导磁轭33a对应，导磁轭33b与导磁芯42b对应。

其中，振动块和定子的组合结构如图3a和图3b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3a所示)或者N-S、S-N、N-S顺序(如图3b所示)排列，导磁轭设置在相邻接的永磁铁之间，并且永磁铁的充磁方向与定子的线圈的轴线方向垂直。此处，线圈的轴线方向为线圈及其中的导磁芯的中心轴线所在的方向，在图3a和图3b所示的实施例中，磁铁的充磁方向为水平方向，线圈的轴线方向为竖直方向。由于两个永磁铁相邻接的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4为例简单说明本发明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的振子在平行于定子的安装平面的方向做往复运动。

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。如更多的永磁铁或者图5a和图5b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5a和图5b所示，振动块包括相邻接设置的两块永磁铁32a’、32b’，该两块永磁铁的邻接端极性相同，并且在该两块永磁铁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，导磁轭33a’与导磁芯42’错位排列。

在图1和图2所示的实施例中，振动块嵌设固定在配重块中，以带动配重块水平振动。具体地，在配重块的中部设置有避让定子的避让结构，在配重块上设置有避让结构的中心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，本发明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54a、54b，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。

作为本发明的另一个实施方式，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、图2以及图3a、图3b所示的实施例中，导磁轭和与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均应略大于0.2mm。

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。

另外，本发明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，定子的线圈引线通过FPCB7上的电路与外部电路联通，FPCB7与上壳1固定，后盖2可以通过卡扣的方式与FPCB7固定。

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

Claims (9)

1.一种线性振动马达，包括振子和定子，其特征在于，

所述振子包括至少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导磁轭，并且，相邻接设置的两块永磁铁的邻接端极性相同；

所述定子包括线圈和设置在所述线圈中的导磁芯；并且，

所述永磁铁的充磁方向与所述线圈的轴线方向垂直；其中，

所述振子包括三块永磁铁，在相邻接的两块永磁铁之间设置有一块导磁轭；

所述定子包括与所述振子相对应设置的两个线圈和分别设置在所述两个线圈中的导磁芯；

所述导磁轭与所述导磁芯交错排布，在沿垂直于线性振动马达的竖直方向上，两个所述导磁芯分别位于与其对应的导磁轭远离所述振子中心的一侧。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其中，

所述导磁轭与所述导磁芯错位排列。

3.如权利要求2所述的线性振动马达，其中，所述导磁轭和与所述导磁轭对应的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。

4.如权利要求1所述的线性振动马达，其中，所述定子与所述振子在竖直方向上排布，所述振子的振动方向平行于所述定子的安装平面。

5.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述振子还包括配重块，其中，

在所述配重块的中部设置有避让所述定子的避让结构；

在所述配重块上避让结构的中心位置设置有容纳所述永磁铁和导磁轭的凹槽。

6.如权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，

所述磁铁和导磁轭一体固定后，以涂胶或者激光电焊的方式固定在所述凹槽中。

7.如权利要求5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；并且，

在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。

8.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

还包括外壳；

所述振动导向轴与所述配重块固定连接，所述限位块与所述外壳固定连接；或者，

所述振动导向轴与所述外壳固定连接，所述限位块与所述配重块固定连接。

9.如权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述配重块为钨钢块、镍钢块或镍钨合金块。