CN107872137A - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线性振动马达，包括：形成收容空间的壳体、通过弹性支撑件而悬置于所述收容空间内的振子组件、以及设置在所述壳体内侧壁上的定子组件，所述弹性支撑件设置为螺旋状弹性元件，一端结合固定于所述壳体的内侧壁表面、另一端与所述振子组件固定连接。本发明的线性振动马达利用一个振子组件可以实现三个方向的振动，使得一个线性振动马达具有三种不同的振感，从而提升了马达的应用场景，而且由于只设置一个配重块实现三种振感，可减小线性振动马达的体积，适应终端小型化的要求。

Description

线性振动马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域。更具体地，涉及一种线性振动马达。

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。

目前应用于便携式消费电子产品中的线性振动马达多数只具有一个振动方向，难以实现不同的振动效果，触觉反馈效果较为单一。为了得到不同的振动效果，现有一种具有两个不同振动方向的振子组件的线性振动马达，通过两个振子组件在不同振动方向上的振动，来得到两种不同的振动效果。但此种马达由于具有两个振子组件，因此增大了马达的体积，这样就造成了线性振动马达占用的空间大大提高，不利于终端小型化的发展。

因此，需要提供一种新型的线性振动马达，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有三个振动方向的线性振动马达。

根据本发明的一个方面，提供了一种线性振动马达，包括：形成收容空间的壳体、通过弹性支撑件而悬置于所述收容空间内的振子组件、以及设置在所述壳体内侧壁上的定子组件，

所述弹性支撑件设置为螺旋状弹性元件，一端结合固定于所述壳体的内侧壁表面、另一端与所述振子组件固定连接；

所述振子组件包括配重块、以及收容在配重块内的磁体组件，所述磁体组件包括第一磁体组件、第二磁体组件和第三磁体组件；

所述定子组件包括分别与第一磁体组件、第二磁体组件、第三磁体组件匹配对应的第一线圈组件、第二线圈组件和第三线圈组件、以及连通所述第一线圈组件、第二线圈组件、第三线圈组件且与外部电路连通的柔性电路板；

定义所述振子组件在水平面内的横向振动方向为第一方向、纵向振动方向为第二方向、所述振子组件在垂直于水平面的振动方向为第三方向，所述第一磁体组件与第一线圈组件、第二磁体组件与第二线圈组件、第三磁体组件与第三线圈组件之间产生的作用力驱动所述振子组件分别沿所述第一方向、第二方向和第三方向往复位移运动。

优选地，所述壳体包括相互配合形成收容空间的第一壳体、第二壳体和第三壳体；其中所述第一壳体与第三壳体均为板状结构，所述第二壳体为通过弯折形成的四面封闭、顶部及底部具有开口的腔体结构；所述第一壳体与第三壳体分别封合在第二壳体的顶部开口处和底部开口处。

优选地，所述弹性支撑件包括固定结合在所述第一壳体内侧表面的第一端、结合固定在所述配重块顶面的第二端、以及连接第一端与第二端的螺旋状延伸的弹性臂。

优选地，所述弹性臂设置为从第一端逐渐缩径的向第二端螺旋状延伸，所述配重块顶面向内凹陷形成容纳固定所述弹性支撑件第二端的固定部，所述固定部的中央凸起形成***第二端内的凸台。

优选地，所述第一磁体组件包括并排嵌设在所述配重块底部的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体、第二磁体的充磁方向设置为沿第三方向，且第一磁体与第二磁体的极性相反设置。

优选地，所述第一线圈组件包括固定设置在所述第三壳体内侧面上的第一线圈，所述第一线圈的绕线方向与水平面平行，且第一线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第二方向。

优选地，所述第二磁体组件包括嵌设在所述配重块沿第一方向的相对两侧壁上第三磁体和第四磁体，所述第三磁铁、第四磁体的充磁方向设置为沿第二方向，且第三磁体与第四磁体的极性相同。

优选地，所述第二线圈组件包括分别固定结合在所述第二壳体沿第一方向相对内侧面上的第二线圈和第三线圈，所述第二线圈和第三线圈的绕线方向垂直于水平面，且第二线圈和第三线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第三方向。

优选地，所述第三磁体组件包括嵌设在所述配重块沿第二方向的相对两侧壁上第五磁体和第六磁体，所述第五磁铁、第六磁体的充磁方向设置为沿第三方向，且第五磁体与第六磁体的极性相同。

优选地，所述第三线圈组件包括分别固定结合在所述第二壳体沿第二方向相对内侧面上的第四线圈和第五线圈，所述第四线圈和第五线圈的绕线方向垂直于水平面，且第四线圈和第五线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第一方向。

本发明的有益效果如下：

本发明的线性振动马达利用一个振子组件可以实现三个方向的振动，使得一个线性振动马达具有三种不同的振感，从而提升了马达的应用场景，而且由于只设置一个配重块实现三种振感，可减小线性振动马达的体积，适应终端小型化的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的分解示意图。

图2示出本发明的X轴向剖视图。

图3示出本发明的Y轴向剖视图。

图4示出本发明的Z轴向剖视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种线性振动马达，包括壳体、收容于壳体内的振子组件和定子组件、以及用于支撑振子组件的弹性支撑件30，为了便于理解，定义振子组件在水平面内的横向振动方向为第一方向、纵向振动方向为第二方向、振子组件垂直于水平面的振动方向为第三方向，需要说明的是，这里定义的第一方向为空间直角坐标系中三条相互垂直的X轴、Y轴、Z轴中的X轴方向，第二方向为Y轴方向、第三方向为Z轴方向。

其中，如图1所示，壳体包括相互配合形成收容空间的第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13，这里的第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13 也可是通常所说的上壳、中壳以及下壳，本发明对此并不做限制。本实施方式所提供的壳体结构中，第一壳体11与第三壳体13均为板状结构，第二壳体12为通过弯折形成的四面封闭顶部及底部具有开口的腔体结构；第一壳体 11与第三壳体13分别固定在第二壳体12的顶部开口处和底部开口处。相对于传统的拉伸一体成型外壳，本实施方式所提供的外壳结构，更便于定子组件、振子组件以及支撑组件与壳体之间的装配，工艺简单，成本更低，并且所述壳体可以采用导磁材料制成，可进一步提高马达的驱动力，拓展马达频带宽度。

本实施方式所提供的振子组件包括配重块21以及收容在配重块21内的磁体组件。弹性支撑件30包括结合固定在第一壳体11的内侧表面上的第一端、与配重块21的顶面固定连接的第二端、以及连接第一端与第二端的弹性臂。弹性臂设置为螺旋状形状，本实施方式中弹性臂设置为从第一端逐渐缩径的向第二端螺旋状延伸。配重块21的顶面向内凹陷形成固定部22，固定部 22的中央凸起形成凸台23，凸台23***弹性支撑件30第二端的内部，并与第二端的内侧面抵接。采用上述结构的弹性支撑件30能够确保振子组件可沿 X、Y、Z轴方向往复位移振动，从而使本发明的线性振动马达可具有3个振动方向，实现不同的振动效果，带来不同的触碰反馈。由于弹性支撑件30除了伸长压缩变形之外，还需要摇摆弯曲变形，凸台23能够增加弹性支撑件30 与配重块21的连接强度，避免弹性支撑件30从配重块21上脱落，造成产品失效。

为了实现本发明的线性振动马达具有沿X、Y、Z轴3个方向的振动，也就是使振子组件能够分别沿第一方向、第二方向和第三方向振动，本发明的配重块上设置有第一磁体组件、第二磁体组件和第三磁体组件，以及与3个磁体组件对应的第一线圈组件、第二线圈组件和第三线圈组件。本实施方式所提供的定子组件包括第一线圈组件、第二线圈组件和第三线圈组件、以及连通所述第一线圈组件、第二线圈组件、第三线圈组件且与外部电路连通的柔性电路板46。通过第一磁体组件与第一线圈组件、第二磁体组件与第二线圈组件、第三磁体组件与第三线圈组件之间产生的作用力驱动振子组件分别沿第一方向、第二方向和第三方向往复位移运动。本发明利用一个配重块在3 个方向上的振动可产生不同的振动效果，便于减小马达的体积，适用于现在便携式终端小型化的趋势。

如图1和图2所示，第一磁体组件包括嵌设在配重块21底部的第一磁体 24和第二磁体25，第一磁体24和第二磁体25沿第一方向并排设置，且第一磁体24与第二磁体25沿第三方向充磁，二者的磁极方向相反，具体到本实施方式，在第三方向上，第一磁体24按照N-S极的方式排布，第二磁体25 按照S-N极的方式排布。第一线圈组件包括第一线圈41，第一线圈41的绕线方向与水平面平行，且其主驱动边部的延伸方向设置为沿第二方向。第一线圈41设置为跑道型，其长边为主驱动边部。第一线圈41结合固定在第三壳体的内侧壁上，并且两个长边对应设置在第一磁体24和第二磁体25的下方，能够使第一线圈41充分利用磁场强度，利用第一线圈41产生的安培力的反作用力驱动配重块21沿第一方向往复移动，从而使马达产生沿第一方向、即X轴方向的振动。

如图1和图3所示，第二磁体组件包括第三磁体26和第四磁体27，第三磁体26和第四磁体27分别嵌设在配重块21沿第一方向的相对两侧壁上。第三磁体26和第四磁体27沿第二方向充磁，且二者的磁极方向相同。具体到本实施方式，在第二方向上，第三磁体26按照N-S极排布，第四磁体27也按照N-S极排布。第二线圈组件包括第二线圈42和第三线圈43，第二线圈 42和第三线圈43的绕线方向垂直于水平面，且主驱动边部的延伸方向设置为沿第三方向。第二线圈42和第三线圈43设置为跑道型，其短边为主驱动边部。第二线圈42和第三线圈43分别固定结合在第二壳体12沿第一方向的相对内侧壁上，且第二线圈42与第三线圈43的电流方向相反。利用第二线圈 42和第三线圈43产生的安培力的反作用力驱动配重块21沿第二方向往复移动，从而使马达产生沿第二方向、即Y轴方向的振动。

如图1和图4所示，第三磁体组件包括第五磁体28和第六磁体29，第五磁体28和第六磁体29分别嵌设在配重块21沿第二方向的相对两侧壁上。第五磁体28和第六磁体29沿第三方向充磁，且二者的磁极方向相同。具体到本实施方式，在第三方向上，第五磁体28按照N-S极排布，第六磁体29也按照N-S极排布。第三线圈组件包括第四线圈44和第五线圈45，第四线圈 44和第五线圈45的绕线方向垂直于水平面，且主驱动边部的延伸方向设置为沿第一方向。第四线圈44和第五线圈45设置为跑道型，其长边为主驱动边部。第四线圈44和第五线圈45分别固定结合在第二壳体12沿第二方向的相对内侧壁上，且第四线圈44与第五线圈45的电流方向相反。利用第四线圈 44和第五线圈45产生的安培力的反作用力驱动配重块21沿第三方向往复移动，从而使马达产生沿第三方向、即Z轴方向的振动。

由于本实施方式的振子组件在沿X轴方向振动时，弹性支撑件30沿X 轴方向往复弯折，沿Y轴方向振动时，弹性支撑件30沿Y轴方向往复弯折，沿Z轴方向振动时，弹性支撑件30沿Z轴方向伸长和压缩，因此本发明的马达利用一个振子组件能够实现3个方向的振动。

进一步地，本实施方式中柔性电路板46的本体自壳体外侧延伸进入壳体内部，并固定结合在第三壳体13的内侧表面，第一线圈41固定结合在柔性电路板46的表面。柔性电路板46分别与第一线圈41、第二线圈42、第三线圈43、第四线圈44和第五线圈45电性连接，并与外部电路连通。通过柔性电路板46与外部驱动芯片连接，可使本发明的线性振动马达实现XYZ向不同组合的振感，例如：可实现三个方向同一频率不同振感触觉反馈，可实现三个方向同一振感不同频率触觉反馈，可实现环绕式立体振感触觉反馈体验。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种线性振动马达，包括：形成收容空间的壳体、通过弹性支撑件而悬置于所述收容空间内的振子组件、以及设置在所述壳体内侧壁上的定子组件，其特征在于，

所述弹性支撑件设置为螺旋状弹性元件，一端结合固定于所述壳体的内侧壁表面、另一端与所述振子组件固定连接；

所述振子组件包括配重块、以及收容在配重块内的磁体组件，所述磁体组件包括第一磁体组件、第二磁体组件和第三磁体组件；

所述定子组件包括分别与第一磁体组件、第二磁体组件、第三磁体组件匹配对应的第一线圈组件、第二线圈组件和第三线圈组件、以及连通所述第一线圈组件、第二线圈组件、第三线圈组件且与外部电路连通的柔性电路板；

定义所述振子组件在水平面内的横向振动方向为第一方向、纵向振动方向为第二方向、所述振子组件在垂直于水平面的振动方向为第三方向，所述第一磁体组件与第一线圈组件、第二磁体组件与第二线圈组件、第三磁体组件与第三线圈组件之间产生的作用力驱动所述振子组件分别沿所述第一方向、第二方向和第三方向往复位移运动。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述壳体包括相互配合形成收容空间的第一壳体、第二壳体和第三壳体；其中所述第一壳体与第三壳体均为板状结构，所述第二壳体为通过弯折形成的四面封闭、顶部及底部具有开口的腔体结构；所述第一壳体与第三壳体分别封合在第二壳体的顶部开口处和底部开口处。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性支撑件包括固定结合在所述第一壳体内侧表面的第一端、结合固定在所述配重块顶面的第二端、以及连接第一端与第二端的螺旋状延伸的弹性臂。

4.根据权利要求3所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性臂设置为从第一端逐渐缩径的向第二端螺旋状延伸，所述配重块顶面向内凹陷形成容纳固定所述弹性支撑件第二端的固定部，所述固定部的中央凸起形成***第二端内的凸台。

5.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一磁体组件包括并排嵌设在所述配重块底部的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体、第二磁体的充磁方向设置为沿第三方向，且第一磁体与第二磁体的极性相反设置。

6.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述第一线圈组件包括固定设置在所述第三壳体内侧面上的第一线圈，所述第一线圈的绕线方向与水平面平行，且第一线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第二方向。

7.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述第二磁体组件包括嵌设在所述配重块沿第一方向的相对两侧壁上第三磁体和第四磁体，所述第三磁铁、第四磁体的充磁方向设置为沿第二方向，且第三磁体与第四磁体的极性相同。

8.根据权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，所述第二线圈组件包括分别固定结合在所述第二壳体沿第一方向相对内侧面上的第二线圈和第三线圈，所述第二线圈和第三线圈的绕线方向垂直于水平面，且第二线圈和第三线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第三方向。

9.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述第三磁体组件包括嵌设在所述配重块沿第二方向的相对两侧壁上第五磁体和第六磁体，所述第五磁铁、第六磁体的充磁方向设置为沿第三方向，且第五磁体与第六磁体的极性相同。

10.根据权利要求9所述的线性振动马达，其特征在于，所述第三线圈组件包括分别固定结合在所述第二壳体沿第二方向相对内侧面上的第四线圈和第五线圈，所述第四线圈和第五线圈的绕线方向垂直于水平面，且第四线圈和第五线圈的主驱动边部的延伸方向设置为沿第一方向。