CN113972808B - 一种线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子产品技术领域，具体涉及一种线性振动马达，包括驱动组件和磁组件，驱动组件包括沿振动方向间隔排布的多个环形线圈，每个所述环形线圈均沿振动方向倾斜排布，适于使同一所述环形线圈的两个驱动面相互错开；磁组件包括设于所述环形线圈内侧且沿振动方向依次排布的多个永磁体，相邻两所述永磁体的充磁方向相反，且每个所述永磁体的两个磁极分别对应相邻两所述环形线圈的驱动面；所述驱动组件或所述磁组件中任意一个为定子，另一个为动子。通过上述结构，降低了驱动组件和磁组件之间驱动力随振幅增加的衰减速度，提高电机的电磁效率，降低功耗。

Description

一种线性振动马达

技术领域

本发明属于电子产品技术领域，具体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、掌上游戏机或掌上多媒体娱乐设备进入人们的生活。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。

现有的微型振动马达一般包括形成振动空间的外壳、在振动空间内做直线往复振动的振子(一般包括配重块和永磁铁)、以及和振子配合作用的定子。

微型振动马达的振动原理为：振子的永磁体产生磁场，位于该磁场内的定子线圈受力，由于定子相对固定，因此振子就会在反作用力的驱动下向某一方向运动，改变定子线圈的电流方向，振子就会向相反方向运动，从而产生振动。

但是，上述传统结构的微型振动马达中存在以下缺陷：

一般采用扁平线圈或规则立方型线圈作为驱动单元，但是其产生的驱动力随着振子位移变化衰减的速率过快，进而使振子的振幅较小；

弹性支撑件在振动过程中容易产生应力集中，造成塑性变形、偏振，影响用户的体验和使用问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线性振动马达，以解决现有技术中驱动力随着振子位移变化衰减速率过快的问题。

本发明提供的线性振动马达，包括：驱动组件，包括沿振动方向间隔排布的多个环形线圈，每个所述环形线圈均沿振动方向倾斜排布，适于使同一所述环形线圈的两个驱动面相互错开；磁组件，包括设于所述环形线圈内侧且沿振动方向依次排布的多个永磁体，相邻两所述永磁体的充磁方向相反，且每个所述永磁体的两个磁极分别对应相邻两所述环形线圈的驱动面；所述驱动组件或所述磁组件中任意一个为定子，另一个为动子。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，还包括外壳和弹性件；所述弹性件为两个，并分别位于所述磁组件的两端，每个所述弹性件的一端与所述磁组件连接，另一端与所述外壳内壁连接，适于将所述磁组件悬置于所述外壳内；所述外壳内还固定有所述驱动组件。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述弹性件包括呈S型连接的两个连接臂和三个弹性悬臂，所述连接臂上设有弧形缺口，所述弧形缺口的两侧分别于两个所述弹性悬臂连接。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述驱动组件还包括线圈支架，所述线圈支架设于所述磁组件和所述外壳之间，且线圈支架外型面上设有倾斜的导向凹槽，所述导向凹槽适于绕设有所述环形线圈。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述外壳包括可相对扣合的上壳和支撑底板，所述支撑底板的两端部各设有一个折弯部，所述折弯部适于与所述弹性件连接。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述线圈支架的底面上还设有定位凸台，所述支撑底板上设有定位通孔，所述定位凸台和所述定位通孔适配。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述上壳上设有多个第一检测通孔，所述线圈支架上设有多个第二检测通孔，所述第一检测通孔和所述第二检测通孔的位置对应。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，还包括柔性电路板，所述柔性电路板设于所述外壳内，并与多个所述环形线圈电连接。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述磁组件还包括配重块，所述配重块胶合于所述永磁体的两端，适于与所述弹性件连接。

如上所述的线性振动马达，进一步优选为，所述永磁体的数量至少比所述环形线圈的数量少一个。

本发明所公开的线性振动马达主要包括驱动组件和磁组件，其中驱动组件包括沿振动方向间隔排布的多个环形线圈，每个所述环形线圈均沿振动方向倾斜排布，适于使同一所述环形线圈的两个驱动面相互错开；磁组件包括设于所述环形线圈内侧且沿振动方向依次排布的多个永磁体，相邻两所述永磁体的充磁方向相反，且每个所述永磁体的两个磁极分别对应相邻两所述环形线圈的驱动面；所述驱动组件或所述磁组件中任意一个为定子，另一个为动子。使得环形线圈在振动方向上的长度增加，即用于切割磁感线的导体在振动方向上的分布区域增加，因此能够提供驱动力的区域范围也相应增加。同时，相较于永磁体水平相对充磁，上述结构中，永磁体的充磁方向使得磁场分布更为集中，且磁场区域面积增加，且随永磁体的振动，磁场与环形线圈之间的位置变化相对较小，即用于切割磁感线来提供驱动力的线圈数量变化也相对较小。综合上述两者，进而降低了驱动力随振幅增加的衰减速度，提高电机的电磁效率，降低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中线性振动马达的***结构示意图；

图2为图1中线性振动马达的剖面结构示意图；

图3为线性振动马达中弹性体的一种结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为线性振动马达的弹性体的另一种结构示意图；

图6为图1中外壳的结构示意图；

图7为图1中线圈支架的结构示意图。

附图标记说明：

1-环形线圈；2-永磁体；3-线圈支架，31-定位凸台，32-导向凹槽，33-第二检测通孔；4-配重块；5-弹性件，51-连接臂，52-弹性悬臂，53-连接面；6-上壳，61-第一检测通孔；7-支撑底板，71-定位通孔，72-折弯部，73-第三检测通孔；8-柔性电路板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有的驱动单元因采用扁平线圈或规则立方型线圈而使得驱动力随着振子位移变化衰减的速率过快的问题，本实施例了优化环形线圈1和永磁体2的排布方式。具体的，本实施例提供的线性振动马达包括驱动组件和磁组件，其中驱动组件包括沿振动方向间隔排布的多个环形线圈1，每个环形线圈1均沿振动方向倾斜排布，适于使同一环形线圈1的两个驱动面相互错开，且相邻两环形线圈1的通电方向相反；磁组件包括设于环形线圈1内侧且沿振动方向依次排布的多个永磁体2，相邻两永磁体2的充磁方向相反，且每个永磁体2的两个磁极分别对应相邻两环形线圈1的驱动面。实际应用中，根据设计需要，可将驱动组件或磁组件中的任意一个固定设置以作为定子，而另一个则相对活动设置以作为振子，定子与振子在作用力与反作用力的驱动下发生相对位移。本实施例中，如图2所示，优选以驱动组件作为定子，使环形线圈1固定设置，且驱动面分别为上表面和下表面，以磁组件作为振子，使永磁体2的充磁方向为上下充磁。

借助于上述结构，使得环形线圈1在振动方向上的长度增加，即用于切割磁感线的导体在振动方向上的分布区域增加，进而使得驱动方向上能够提供驱动力的区域范围也相应增加。同时，相较于永磁体2水平相对充磁，永磁体2的上下充磁使得磁组件中的磁场集中分布在永磁体2上、下表面上，即使磁场区域面积增加，进而使永磁体2振动过程中，磁场与环形线圈1之间的位置变化相对较小，即用于提供磁感线的磁场的变化也相对较小。综合上述两者，进而降低了环形线圈1和永磁体2之间驱动力随振幅增加的衰减速度，提高电机的电磁效率，降低功耗。

图1、图2分别示出了本实施例中线性振动马达的***结构图和剖面结构图，如图1、图2所示，本实施例的线性振动马达主要包括构成封装结构的外壳，设置在外壳内部的驱动组件、磁组件、弹性件5和柔性电路板8。

驱动组件包括多个环形线圈1和用于绕设多个环形线圈1的线圈支架3，具体的，如图7所示，线圈支架3为两端开口的长方体壳结构，其外周设有倾斜布设的导向凹槽32，导向凹槽32的数量与环形线圈1的数量相同，以适于多个环形线圈1的绕制、导向和换向。其中，多个环形线圈1可一次性绕制，也可以通过串并联等其他方式进行绕制。线圈支架3的底面上设有用于辅助定位的定位凸台31，以便于与外壳固定连接；线圈支架3上还设有多个第二检测通孔33和磁液注射通孔，第二检测通孔33位于侧楞处，用于检测，磁液注射通孔位于上下表面处，用于注射磁液。

磁组件包括永磁体2和配重块4，其中永磁体2为多个，且数量至少比环形线圈1的数量少一个，以使环形线圈1不通电时，依次排列的多个永磁体2的磁极均具有对应的驱动面。实际应用时，永磁体2和环形线圈1的数量可以根据振幅需要任意设置，本实施例中以2个永磁体2和3个环形线圈1为例来进行具体说明。配重块4设于永磁体2的两端，其中，配重块4和永磁体2的连接方式有多种，本实施例中主要采用胶合的方式连接。配重块4可以采用钨钢块或镍钢块或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。

如图6所示，外壳呈长方体状，包括可对应扣合的上壳6和支撑底板7，其中上壳6为一面开口的长方体壳，且其上设有第一检测通孔61；支撑底板7为平板，且其上设有定位通孔71和折弯部72。具体的，第一检测通孔61的数量为多个，也分布于上壳6的侧楞处，且位置与第二检测通孔33对应。定位通孔71的数量为两个，且位置与线圈支架3上的两个定位凸台31的位置对应，适于与线圈支架3上的定位凸台31适配安装；折弯部72为两个，且均垂直布设于支撑底板7的两端部，适于与弹性件5连接，用于缓冲磁组件的振动，以避免磁组件在振动时冲击上壳6的端部。此外，支撑底板7上均设有多个第三检测通孔73，第三检测通孔73的位置也与第二检测通孔33的位置对应，适于检测外壳内部状况。

如图2、图3、图4及图5所示，弹性件5为弹片，且数量为两个，并分别设置于磁组件的两端，适于连接磁组件和外壳。弹片被限位固定在磁组件和外壳之间，磁组件在振动的过程中会挤压一端的弹片，受挤压的弹片自身发生变形以防止磁组件在振动过程中与外壳碰撞，同时也能够为磁组件的振动提供反方向上的弹性恢复力。

进一步的，弹片包括呈S型连接的两个连接臂51和三个弹性悬臂52，连接臂51上设有弧形缺口，弧形缺口的两侧分别于两个弹性悬臂52连接；其中两个弹性悬臂52的自由端还各设有一个连接面53，两个连接面53分别用于与外壳和磁组件连接，具体的，两个连接面53分别与折弯部72和配重块4连接。如图3、图4所示，受限于外壳的高度尺寸，连接臂51可以优选的设置在弹性臂长度方向两侧，以更有效的利用高度空间尺寸，增大过度连接区域，降低振动变形过程中的应力集中。进一步的，如图5所示，如果高度空间尺寸有冗余，则可以设置连接臂51位于弹性臂宽度方向的两侧。上述结构中，弹片中弧形缺口使得连接臂51为具有大曲率的过度连接臂51，进而降低弹片局部应力，提升疲劳寿命。此外，通过调整弹片的弹性臂或连接臂51的宽度、形状和板材厚度以及裁切缺口形貌可以调整线性振动马达振动频率和模态。

柔性电路板8设于外壳中，用于将多个环形线圈1安装到电子设备***中。

上述结构中，永磁体2竖向充磁，其上下表面所产生的磁力线分别垂直向上和向下通过环形线圈1，线性马达工作时，环形线圈1中均通入正弦电流，且正弦电流的周期为永磁体2从当前位置移动至相邻永磁体2位置的时间的两倍，同时调整相邻环形线圈1中正弦电流，使相邻两环形线圈1的电流大小相同且方向相反。根据判断通电导体在磁场中受力方向的左手定则，可知通电时，多个永磁体2两端的线圈受力方向均相同且平行于振动方向，由于环形线圈1固定不动，基于作用力与反作用力的关系，则永磁体2受到相反作用力，并带动配重块4一起向相反方向平移运动。当永磁体2移动到相邻永磁体2的位置时，环形线圈1中的电流方向完全换向，其在当前位置处所受反作用力的方向依然与之前一致，并在反作用力继续运动，直至极限位置处。同理，改变环形线圈1中的电流方向，使其与永磁体2的磁极对应关系发生变化，进而使磁极基于作用力与反作用力受到大小相同方向相反的驱动力，并带动配重块4向相反方向移动。上述运动交替运行，驱动微型振动马达振动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种线性振动马达，其特征在于，包括：

驱动组件，包括沿振动方向间隔排成一列并形成中心通道的多个环形线圈，每个所述环形线圈均沿振动方向倾斜排布，适于使同一所述环形线圈的两个驱动面相互错开；

磁组件，包括设于所述环形线圈的中心通道内且沿振动方向依次排布的多个永磁体，相邻两所述永磁体的充磁方向相反，且每个所述永磁体的两个磁极分别对应相邻两所述环形线圈的驱动面；

所述驱动组件或所述磁组件中任意一个为定子，另一个为动子。

2.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，还包括外壳和弹性件；所述弹性件为两个，并分别位于所述磁组件的两端，每个所述弹性件的一端与所述磁组件连接，另一端与所述外壳内壁连接，适于将所述磁组件悬置于所述外壳内；所述外壳内还固定有所述驱动组件。

3.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述弹性件包括呈S型连接的两个连接臂和三个弹性悬臂，所述连接臂上设有弧形缺口，所述弧形缺口的两侧分别与两个所述弹性悬臂连接。

4.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述驱动组件还包括线圈支架，所述线圈支架设于所述磁组件和所述外壳之间，且线圈支架外型面上设有倾斜的导向凹槽，所述导向凹槽适于绕设有所述环形线圈。

5.根据权利要求4所述的线性振动马达，其特征在于，所述外壳包括可相对扣合的上壳和支撑底板，所述支撑底板的两端部各设有一个折弯部，所述折弯部适于与所述弹性件连接。

6.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述线圈支架的底面上还设有定位凸台，所述支撑底板上设有定位通孔，所述定位凸台和所述定位通孔适配。

7.根据权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，所述上壳上设有多个第一检测通孔，所述线圈支架上设有多个第二检测通孔，所述第一检测通孔和所述第二检测通孔的位置对应。

8.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，还包括柔性电路板，所述柔性电路板设于所述外壳内，并与多个所述环形线圈电连接。

9.根据权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，所述磁组件还包括配重块，所述配重块胶合于所述永磁体的两端，适于与所述弹性件连接。

10.根据权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，所述永磁体的数量至少比所述环形线圈的数量少一个。

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