CN117639425A - 一种振动马达及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种振动马达及电子设备,该振动马达可以应用于手机、PAD等电子设备,其外壳的第一侧壁局部区域向外突出形成开口朝向活动部件的凹腔,驱动线圈部分或者全部位于凹腔,在实现相同电磁力的情况下,本申请中振动马达可以尽量降低驱动线圈突出于凹腔开口的高度,这样在一定程度上增大了活动部件的设计空间,可以增大活动部件的体积,进而增加活动部件的重量,提高振动效果,并且振动马达的结构更加紧凑,有利于降低电子设备的厚度,满足电子设备轻薄化设计需求。
Description
技术领域
本申请涉及电子产品领域,特别涉及一种振动马达及电子设备。
背景技术
振动马达是使用产生电磁力的原理将电能转换成机械振动的部件。它已经是手机登电子设备不可缺少的重要器件,驱动马达可以应用于来电振动提醒、闹铃提醒等主要模块,同时目前驱动马达还可以配合应用功能提供触觉振动反馈。
随着电子设备功能的不断增加,预留给振动马达的空间越来越紧张。尤其新的电子设备往往为了保证某些重要功能不得不对振动马达的布局空间进一步缩小。
因此,如何在实现良好振动效果和振动体验的前提下,使电子设备结构尽量紧凑,是本领域内技术人员长期面对的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种结构紧凑且振感较强的振动马达及电子设备。
本申请第一方面提供了一种振动马达,包括外壳,外壳的内腔设置有驱动线圈和活动部件,驱动线圈用于驱动活动部件相对外壳往复运动以产生振动:外壳的第一侧壁具有朝向背离活动部件一侧突起的凸起部,凸起部形成开口朝向活动部件的凹腔,驱动线圈至少部分位于凹腔。通常振动马达通过支架固定于电子设备的壳体,为了比增加电子设备的厚度,凸起部的外壁尽量位于支架的内部或者凸起部的外壁与支架的外壁平齐。凸起部的形状可以为圆柱形,当然也可以为其他形状,根据具体产品而定。
本申请中振动马达的外壳的第一侧壁局部区域向外突出形成开口朝向活动部件的凹腔,驱动线圈部分或者全部位于凹腔,在实现相同电磁力的情况下,本申请中振动马达可以尽量降低驱动线圈突出于凹腔开口的高度,这样在一定程度上增大了活动部件的设计空间,可以增大活动部件的体积,进而增加活动部件的重量,提高振动效果,提升用户的振动体验感,并且振动马达的结构更加紧凑,有利于降低电子设备的厚度,满足电子设备轻薄化设计需求。
基于第一方面,本申请示例还提供了第一方面的第一种实施方式:活动部件相对两侧壁与其相应侧外壳内壁之间均设置有弹性部件。弹性部件可以为不同类型的弹簧,例如柱形弹簧、C型弹簧、V型弹簧、W型弹簧等。当驱动线圈通交变电流时,活动部件交替压缩两侧的弹性部件并相对外壳往复运动,弹性部件高频振动产生振动。活动部件可以支撑于第一侧壁,当然也可以相对第一侧壁悬空设置。
基于第一方面的第一种实施例方式,本申请示例还提供了第一方面的第二种实施方式:还包括线路板,线路板包括位于内腔的第一部分和位于内腔外部的第二部分,第二部分设置有第一连接端和第二连接端,驱动线圈与第一部分相对,并且驱动线圈的两端与第一连接端和第二连接端电连接。线路板可以为柔性线路板,包括绝缘基材和布置于基材上的导线,绝缘基材可以具有预定柔性。第一连接端和第二连接端可以设置于线路板的同侧,当然也可以设置于线路板的两侧。第一连接端和第二连接端可以为焊盘结构,也可以为金手指形式。驱动线圈的两端可以分别通过基材上布置的导线与第一连接端和第二连接端电连接,当然,驱动线圈也可以直接与第一连接端或第二连接端连接。
该申请中通过在线路板上布置相应导线实现驱动线圈与外部供电线路的连接,简单易行,并且线路板占据空间小,有利于降低振动马达的厚度,进而降低电子设备的厚度。
基于第一方面的第二种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第三种实施方式:驱动线圈包括柱形线圈和平面线圈,平面线圈设置于第一部分且沿预定方向在线路板平面内逐圈绕制,平面线圈与柱形线圈串联且电流旋向相同。该示例在线路板上设置走线形成平面线圈,将平面线圈与常规是柱形线圈串联形成电流旋向相同的驱动线圈,当通电时,平面线圈与柱形线圈共同产生交变磁场,在一定程度上增加了驱动线圈的电磁场强度,能够驱动更大重量的活动部件,提高振动马达的振动性能。
基于第一方面的第三种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第四种实施方式:平面线圈包括串联且电流旋向相同的第一平面线圈和第二平面线圈,第一平面线圈位于线路板朝向活动部件的第一侧面,第二平面线圈位于线路板背离活动部件的第二侧面。该示例充分利用线路板两侧面的空间,在两侧面上分别设置第一平面线圈和第二平面线圈,进一步提高驱动线圈所产生的电磁场强度,进而提高振动性能。
基于第一方面的第四种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第五种实施方式:柱形线圈包括第一柱形线圈和第二柱形线圈,第一柱形线圈位于第一侧面,第二柱形线圈位于第二侧面;第一柱形线圈、第一平面线圈、第二平面线圈和第二柱形线圈依次首尾电连接,第一柱形线圈的自由端和第二柱形线圈的自由端分别与第一连接端和第二连接端电连接。其中第一柱形线圈和第二柱形线圈的结构可以完全相同,也可以不相同,根据具体产品合理设置第一柱形线圈和第二柱形线圈的大小和形状,该实施方式中,在线路板的两侧均设置柱形线圈,可以充分利用空间,在兼顾结构紧凑的基础上,尽量提高驱动线圈所产生的电磁场力,提高振动马达的振动性能。
基于第一方面的第五种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第六种实施方式:第一柱形线圈、第一平面线圈、第二平面线圈和第二柱形线圈同轴布置。各线圈同轴布置有利于形成聚磁能力比较高的电磁场。
基于第一方面的第五种或第六种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第七种实施方式:第一部分的第二侧面至少部分边缘区域支撑于凹腔开口位置,第二柱形线圈完全位于凹腔内部。该实施方式中,线路板直接支撑于第一侧壁,无需其他第三部件,尽量降低振动马达厚度方向尺寸,线路板可以通过粘接等方式与第一侧壁固定。
基于第一方面的第五种至第七种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第八种实施方式:第一柱形线圈和第二柱形线圈通过粘接工艺与线路板固定。该实施方式中各柱形线圈通过粘接工艺与线路板固定,工艺简单,易于实施。
基于第一方面的第五种至第七种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第九种实施方式:第一柱形线圈和第二柱形线圈至少一者的内孔还设置有磁芯部件。磁芯部件可以为铁芯,也可以为其他到此材料,例如软磁材料、铁氧体磁芯、铁硅铝磁芯等等。磁芯部件在一定程度上能够提高驱动线圈的聚磁性能,使其通电产生的电场力进一步提高,进而提高振动性能。
基于第一方面的第九种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十种实施方式:磁芯部件与活动部件的间距大于第一柱形线圈与活动部件之间的间距。也就是说,与第一柱形线圈相比,磁芯部件距离活动部件相对比较远,这样可以减弱活动部件上磁钢所产生的磁场对磁芯部件的影响。
基于第一方面的第九种或第十种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十一种实施方式:线路板具有通孔,通孔贯穿第一平面线圈和第二平面线圈的内圈区域,磁芯部件贯穿通孔。磁芯部件部分位于第一平面线圈和第二平面线圈的内圈,可以进一步对线路板上的第一平面线圈和第二平面线圈通电所产生磁场具有聚磁作用,进而提高驱动线圈整体性能,提升振动马达的振感。
基于第一方面的第十一种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十二种实施方式:磁芯部件包括第一磁芯部、第二磁芯部和第三磁芯部,第一磁芯部位于第一柱形线圈的内孔且与第一柱形线圈内孔相匹配,第二磁芯部位于第二柱形线圈的内孔且与第二柱形线圈内孔相匹配,第三磁芯部与通孔相匹配。该实施方式中,各磁芯部与相应线圈的内孔大致相匹配,即各磁芯部的横截面外轮廓与相应线圈内孔基本相同,在一定程度上能够提升聚磁能力。
基于第一方面的第十二种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十三种实施方式:第一磁芯部、第二磁芯部和第三磁芯部为一体式结构或者分体式结构。第一磁芯部、第二磁芯部和第三磁芯部为分体式结构,加工工艺比较简单,且容易安装。第一磁芯部可以与第一柱形线圈一体成型,第二磁芯部可以与第二柱形线圈一体成型,第三磁芯部可以与线路板一体成型。当然第一磁芯、第二磁芯部和第三磁芯部也可以一体式结构,减少振动马达的零部件数量。
基于第一方面的第五种至第十三种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十四种实施方式:活动部件与第二柱形线圈相对的位置具有凹槽,第二柱形线圈部分伸入凹槽内部。在保证活动部件重量最大化的前提下,通过在活动部件的下方设置凹槽,可以尽量增大驱动线圈的圈数,以提高电磁驱动力,进而提高振感。
基于第一方面的第二种至第十四种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十五种实施方式:第一侧壁具有延伸部,延伸部位于内腔外侧,第二部分支撑于延伸部。延伸部的形状可以与线路板第二部分的形状大致相同,当然也可以大于或小于第二部分,即第二部分在延伸部的投影完全位于延伸部内侧,或者部分超出延伸部,只要能够对第二部分起到支撑效果即可。
基于第一方面至第十五种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十六种实施方式:活动部件包括质量块和安装于质量块的至少一个磁钢,弹性部件安装于质量块与外壳之间。
基于第一方面的第二种至第十六种实施方式,本申请示例还提供了第一方面的第十七种实施方式:线路板为柔性电路板。柔性电路板厚度薄、柔性高,可以自由弯曲折叠,布置灵活度比较高。
第二方面,本申请还提供了一种电子设备,包括上述任一项的振动马达,振动马达通过支架固定于电子设备,沿凸起部凸起的方向,凸起部的外壁不超出支架的外壁。
基于第二方面,本申请示例还提供了第二方面的第一种实施方式:第一侧壁包括固定连接的支撑壁和凸起部,支撑壁与支架贴合固定,支架具有避让空间,凸起部位于避让空间。支撑壁与支架贴合固定,支撑面积比较大,有利于提高振动马达固定可靠性。
基于第二方面的第一种实施方式,本申请示例还提供了第二方面的第二种实施方式:避让空间包括通孔。通孔加工工艺比较简单。
基于第二方面的第二种实施方式,本申请示例还提供了第二方面的第三种实施方式:,凸起部与通孔的内壁之间具有预定间隙。这样可以振动马达振动时,凸起部与支架不会发生碰撞,避免产生噪音,提升了电子设备的品质。
基于第二方面的第一种实施方式至第三种实施方式,本申请示例还提供了第二方面的第四种实施方式:支撑壁与支架通过胶粘层固定。胶粘层可以为结构胶,也可以为双面胶,也可以为背胶。该固定方式简单可靠,且占据空间小。
基于第二方面至第二方面的第四种实施方式,本申请示例还提供了第二方面的第五种实施方式:支架为电子设备的中框组件的中板或者电子设备的PCB。
本申请的电子设备包括上述振动马达,故电子设备也具有振动马达的上述技术效果。
附图说明
图1为本申请一种示例所提供电子设备正面示意图;
图2为图1所示电子设备隐去后盖后主要部件的示意图;
图3为图2中A-A剖视示意图;
图4为本申请一种示例中振动马达的第一方向的示意图;
图5为图4所示振动马达的B-B剖视示意图;
图6为图4所示振动马达的分解示意图;
图7为图5中C处放大示意图;
图8为图4所示振动马达的第二方向的示意图;
图9为图4所示振动马达隐去部分外壳的正面示意图;
图10为图4所示振动马达中第一侧壁、驱动线圈以及线路板组件的剖视图;
图11图4所示振动马达中线路板的第一侧面的示意图;
图12为图4所示振动马达中线路板的第二侧面的示意图;
图13为图4中振动马达的盖体的三维示意图;
图14为图4所示振动马达的第一侧壁的示意图;
图15为图4所示振动马达中质量块与弹性部件组装的示意图;
图16为本申请第二示例中振动马达的部分结构示意图;
图17为本申请第三示例中振动马达的部分结构示意图。
其中,图1至图17中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示:
100电子设备;
101壳体组件;
102显示屏;
103扬声器;
104主板;
105支架;1051外壁;
106振动马达;1外壳;1a内腔;11盖体;11b穿出口;111第二侧壁;112第三侧壁;113第四侧壁;114第五侧壁;12第一侧壁;121凸起部;1211外壁面;12a凹腔;122延伸部;123支撑壁;2线路板;20基材;201通孔;202边缘;21第一连接端;21’第二连接端;22第一平面线圈;221第一端部;222第二端部;23第一金属件;23’第二金属件;24第二平面线圈;241第一端;242第二端;3驱动线圈;31第一柱形线圈;311第一层线圈;32第二柱形线圈;4磁芯部件;41第一磁芯部;42第二磁芯部;43第三磁芯部;5活动部件;5a凹槽;51质量块;52磁钢;521第一磁钢;522第二磁钢;523第三磁钢;6弹性部件。
具体实施例
针对背景技术中所提及的振动马达,本申请对其在电子设备中的安装进行了大量研究,研究发现当前振动马达主要通过安装支架支撑于电子设备的壳体内部,振动马达内部包括上下布置的质量块和驱动线圈,振动马达通过安装支架安装于电子设备后,安装总体高度大致等于质量块、驱动线圈和安装支架三者的高度之和,虽然目前本领域内技术人员对质量块、驱动线圈和安装支架的高度进行了最小极限值设置,但是考虑振动效果和振动体验良好条件,振动马达安装后高度方向上的降低也是非常有限。
在上述研究发现的基础上,本申请独辟蹊径提出了一种能够进一步降低驱动马达安装高度的技术方案。
在本申请的描述中,需要说明的是,在本申请实施例中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请实施例的描述中,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,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。其中,“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。“转动连接”是指彼此连接且连接后能够相对转动。“滑动连接”是指彼此连接且连接后能够相对滑动。
本申请实施例中所提到的方位用语,例如,“内”、“外”等,仅是参考附图的方向,因此,使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请实施例,而不是指示或暗指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申请实施例的限制。此外,除非本申请中另有说明,否则本申请中所述的“多个”是指两个或两个以上。
在本申请实施例的描述中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请实施例中,“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本申请实施例提供的中框可以应用于电子设备,其中电子设备可以是手机、平板电脑、平板电脑配件、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality,AR)/虚拟现实(virtual reality,VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer,UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等移动终端,或者,也可以是数码相机、单反相机/微单相机、运动摄像机、云台相机、无人机等专业的拍摄设备,本申请实施例对电子设备的具体形式不作特殊限制,为了方便理解,以下以电子设备为手机为例进行说明。
请参考图1,图1为本申请一种实施例所提供电子设备正面示意图。
本申请实施例提供的电子设备100包括显示屏102和壳体组件101。壳体组件101的主要功能有两方面,一方面提供电子设备100各零部件的安装基础,另一方面对部分零部件提供保护功能。壳体组件101内部可以形成有容纳腔,电子设备100的各种零部件可以设置在容纳腔内部。壳体组件101的材质在此不做限定,具体实践中,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择;例如,可以是金属材质、塑料材质、陶瓷材质或者玻璃材质等。
请参考图2,图2为图1所示电子设备的壳体去除后盖的结构示意图,图中仅示出了主要零部件。
具体地,安装在壳体组件101内部的零部件可以包括主板104、电池模组、无线通信模组、摄像头模组、音频播放模组等,这些零部件的布置位置和安装方式本申请不做具体限定。本领域内技术人员应当理解,电子设备可以包括上述所列零部件中的一种或几种,当然还可以包括不局限于本文上述所列的零部件,还可以包括其他零部件。
请参考图3,图3为图2中A-A剖视图。
本申请提供了一种振动马达,振动马达可以用来产生振动提示,其可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用模组(例如摄像头模组、音频播放模组、显示屏等),可以对应不同的振动反馈效果,例如振动马达应用于摄像头模组可以起到拍摄防抖功效。图3中示出了振动马达靠近扬声器103设置的具体示例,振动马达的振动可以施加到扬声器103。作用于显示屏不同区域的触摸操作,振动马达也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
请参考图3,振动马达106通过支架105固定于电子设备的壳体组件上,在一种示例中,支架105可以固定于壳体组件的中板,当然支架105还可以为PCB(printed circuitboard,中文印刷电路),当然还可以为电子设备中其他能够起到稳定支撑振动马达的零部件。振动马达106可以通过胶粘层107固定于支架105,胶粘层107可以为结构胶或者双面胶或者背胶等。
请参考图4至图6,图4为本申请一种示例中振动马达的第一方向的示意图;图5为图4所示振动马达的B-B剖视示意图;图6为图4所示振动马达的分解示意图。
请结合图5、图6和图7理解,本申请的振动马达106包括外壳1、驱动线圈3、活动部件5和弹性部件6等重要部件。本申请的振动马达106可以作为线性振动马达。
请参考图5,本申请的外壳1具有内腔1a,驱动线圈3、活动部件5和弹性部件6均安装于外壳1的内腔1a之中。
外壳1主要对位于其内部的零部件起到保护的作用,外壳1可以使用强度比较高的金属材料,当然在满足使用需求的前提下,外壳1也可以为其他材料。外壳1的形状可以大致为长方体,大致包括六个侧壁,为了描述技术方案的简洁性,本文将外壳1的六个侧壁分别定义为:第一侧壁12、第二侧壁111、第三侧壁112、第四侧壁113、第五侧壁114和第六侧壁(未标号),其中第二侧壁至第六侧壁形成盖体11,盖体11具有下端开口的内腔1a,第一侧壁12作为底壁安装于盖体11的开口位置。
弹性部件6被高频压缩或拉伸时以产生振动,弹性部件6可以为弹簧,例如柱形弹簧、C型弹簧、V型弹簧、W型弹簧等等,其中图,15、图16示出了弹簧为V型弹簧的示例,图17中示出了弹簧为C型弹簧的示例,当然弹性部件6的形式不局限于本文所述的弹簧形式,还可以为其他具有弹性的弹性部件6。
弹性部件6通常安装在活动部件5的相对的两个侧壁,如图5和图6所示,活动部件5的左侧壁和右侧壁均安装有弹性部件6,左右方向请参考图5所示,本文将振动马达106沿长度方向的两侧定义为左侧和右侧。弹性部件6可以通过粘接或者焊接等其他方式与活动部件5固定连接。弹性部件6的另一端与振动马达106的外壳1的相应侧壁抵靠接触,请参考9,外壳1的第二侧壁111与活动部件5的左侧壁之间、第三侧壁112与活动部件5的右侧壁之间均设置有弹性部件6,左侧的弹性部件6与第二侧壁111能够抵靠,右侧的弹性部件6与第三侧壁112能够抵靠。弹性部件6的另一端与外壳1可以通过粘接或者焊接等方式固定连接。
本申请中的驱动线圈3通电时,能够驱动活动部件5相对外壳1往复运动以产生振动。初始状态下,活动部件5位于第二侧壁111和第三侧壁112中间位置,其中此时活动部件5左侧壁与第二侧壁111间距、活动部件5右侧壁与第三侧壁112间距为活动部件5向左、向右的最大移动幅度。当驱动线圈3通电时,活动部件5在第一侧壁111和第二侧壁112之间往复移动,即向左运动时,压缩左侧弹性部件6并向左拉动右侧弹性部件6,当活动部件5向右运动时,压缩右侧弹性部件6并向右拉动左侧弹性部件6,振动的产生主要是由于两侧弹性部件6高频压缩或拉伸而产生。
活动部件5包括具有预定重量的质量块51以及安装于质量块51的至少一个磁钢52。质量块51越大,活动部件5运动惯性越高,相应地对于弹性部件的压缩能力或拉伸能力也就越强,振动效果越佳。磁钢52的数量可以为一个或者两个或者三个或者三个以上,图6和图17中示出了磁钢数量为三个的示例,其中图16中仅示出了三个磁钢(第一磁钢521、第二磁钢522和第三磁钢523),其中第二磁钢522位于第一磁钢521和第三磁钢523的中间,其沿振动马达106长度的尺寸小于第一磁钢521和第三磁钢523,每一个磁钢均具有N极和S极,第一磁钢521和第三磁钢523其中一者与第二磁钢522的磁极同向布置,图17中示出了三磁钢上端部的磁极布置,以图17为例,第一磁钢521和第二磁钢522的磁极同向布置,上端部均为N极,相应地二者下端部均为S极,第三磁钢523的上端部为S极,下端部为N极。当然三个磁钢磁极布置不局限于图17所示方式,第三磁钢523还可以与第二磁钢522的磁极同向布置。中间磁钢的主要作用为聚磁,加强磁钢所产生的磁场。图16中示出了磁钢数量为两个的示例,两磁钢两端的磁极不同,与三个磁钢相比,图16中仅包括第一磁钢521和第三磁钢523,不设置中间磁钢。各磁钢与质量块51可以通过粘接或者浇注等方式固定。
当驱动线圈3通交变电流后,驱动线圈3产生交变的电磁场,经过电磁场的作用,推动位于上方的具有磁钢的活动部件5沿着预定方向(水平方向或者其他直线方向,如图2中所示x方向)往复运动,进而压缩或拉伸弹性部件,弹性部件高频运动产生振动。
当然,活动部件5中与驱动线圈3配合产生运动的部件可以不局限于磁钢,也可以通过线圈或其他部件实现。本文不做过多介绍。
请参考图6并结合图15,在一种示例中,质量块51的中部可以设置有通孔51a,磁钢安装固定于通孔51a。
请结合图5、图6、图7和图8理解,本申请中外壳1的第一侧壁具有朝向背离活动部件5一侧突起的凸起部121,凸起部121形成开口朝向活动部件5的凹腔12a,驱动线圈3至少部分位于凹腔12a,即沿振动马达106的高度方向,驱动线圈3可以部分位于凹腔12a内部,当然驱动线圈3也可以完全位于凹腔12a内部。如上所述振动马达106通常通过支架固定于电子设备的中框组件,第一侧壁12局部朝向支架所在侧凸起,为了尽量降低电子设备厚度,当振动马达106装配到支架上后,凸起部121沿高度方向(高度方向也是凸起部121凸起的方向)的外壁尽量位于支架内部,即凸起部121的外壁1211不超出支架105的外壁面1051。请参见图3,图3中示出了凸起部121的外壁1211大致与支架105的外壁面1051平齐。相应地,支架105与凸起部121相对的区域具有避让空间,以容纳凸起部121。如图3所示,支架105上的避让空间可以为通孔1052,凸起部121位于通孔1052内部。请结合图3和图8理解,在一种示例中,第一侧壁12包括固定连接的支撑壁123和凸起部121,二者可以通过冲压拉伸等工艺成型,支撑壁123与支架105贴合固定,如上所述二者可以通过胶粘层107固定,凸起部121位于通孔1052内部。
本申请中振动马达106的外壳1的第一侧壁12局部区域向外突出形成开口朝向活动部件5的凹腔,驱动线圈3部分或者全部位于凹腔,在实现相同电磁力的情况下,本申请中振动马达106可以尽量降低驱动线圈3突出于凹腔开口的高度,这样在一定程度上增大了活动部件5的设计空间,可以增大活动部件5的体积,进而增加活动部件5的重量,提高振动效果,并且振动马达106的结构更加紧凑,有利于降低电子设备的厚度,满足电子设备轻薄化设计需求。
弹性部件6一端固定连接活动部件5,另一端固定连接外壳1内壁,当一侧弹性部件6压缩时,外壳1也会受到相应方向推力,使得振动马达相对支架105具有运动倾向,在一种示例中,当振动马达106使用胶粘层107固定于支架105上时,驱动线圈通电时,振动马达106可能沿x方向具有0.02mm至0.03mm的位移量。为了避免振动马达与支架105的通孔产生碰撞而导致噪音,凸起部与通孔1052之间还具有预定间隙S,请参见图2理解。在一种示例中该预定间隙S可以大致为0.05mm至0.15mm。
本申请的振动马达106还包括线路板2,线路板2的其中一个作用是将振动马达106内腔1a中的驱动线圈3与内腔1a外部的供电线路进行电连接。线路板2包括绝缘基材20以及布置于基材20上的导线,基材20可以为柔性材质,即线路板2为柔性线路板2,导线为印刷于基材20上的铜箔或者其他金属片。当然基体也可以为非柔性材质。驱动线圈3通过导线连接外部供电线路。
在一种示例中,线路板2包括第一部分和第二部分,第一部分位于内腔1a,第二部分位于内腔1a之外,第二部分设置有第一连接端21和第二连接端21’,驱动线圈3与第一部分相对,驱动线圈3的两端与第一连接端21和第二连接端21’分别通过线路板2上的相应导线与第一连接端21和第二连接端21’电连接。第一连接端21和第二连接端21’可以为焊盘结构,当然也可以为其他形式,例如线路板2上的导线直接形成第一连接端21和第二连接端21’。
相应地,外壳1设置有供线路板2穿出的穿出口11b,请参考图6和图13,一种示例中穿出口11b设置于盖体11的第四侧壁113。当然穿出口11b的具体设置方式不局限于本文记载,穿出口11b可以有盖体11的侧壁与第一侧壁12共同围成,或者穿出口11b设置于第一侧壁12。
该申请中通过在线路板2上布置相应导线实现驱动线圈3与外部供电线路的连接,简单易行,并且线路板2占据空间小,有利于降低振动马达106的厚度,进而降低电子设备的厚度。
通常,驱动线圈3的圈数越多,其产生的电场力越大,相应地驱动线圈3所产生的驱动力也就越大,但是限于振动马达106高度的限制,驱动线圈3的圈数是受限制的,为了尽量提高驱动力,本申请还进行了如下设置。
请参考图10、图11和图12,图10为图5所示振动马达中第一侧壁、驱动线圈以及线路板组件的剖视图,图11为图6所示振动马达中线路板的第一侧面的示意图;图12为图6所示振动马达中线路板的第二侧面的示意图。
本申请中驱动线圈3包括柱形线圈和平面线圈,所谓柱形线圈就是沿振动马达106厚度方向至少具有两层金属导线的绕组,每层自外向内具有多圈金属导线缠绕形成。平面线圈设置于线路板2的第一部分并且沿预定方向在线路板2平面内逐圈绕制,平面线圈与柱形线圈串联且电流旋向相同。此处指的是,平面线圈与柱形线圈每一层各金属导线的电流旋向相同。平面线圈均是以在基材20上布线的方式成型。
本申请中线路板2上设置的平面线圈在一定程度上增加了驱动线圈3的电磁场强度。
为了尽量提高驱动线圈3的电磁场强度,线路板2的两个侧面可以均设置平面线圈,分别为第一平面线圈22和第二平面线圈24,第一平面线圈22位于线路板2朝向活动部件5的第一侧面,如图12所示;第二平面线圈24位于线路板2背离活动部件5的第二侧面,如图12所示。
请结合图10和图11理解,本申请中,柱形线圈可包括第一柱形线圈31和第二柱形线圈32,第一柱形线圈31位于第一侧面,第二柱形线圈32位于第二侧面,第二柱形线圈32至少部分位于凹腔内部。第一柱形线圈31、第一平面线圈22、第二平面线圈24和第二柱形线圈32依次首尾电连接,第一平面线圈22的第一端部221与第一柱形线圈31连接,二者可以通过焊接等方式实现连接,第一平面线圈22的第二端部222可以通过穿过基材20的第一金属件23连接第二平面线圈24的第一端部241。当第一连接端和第二连接端设置于线路板2的第一侧面时,第二平面线圈24的第二端部242通过线路板2上的导线、穿过基材20的第二金属件23’连接第二连接端21’。在一种示例中,线路板2上可以设置第一通孔和第二通孔,分别用于固定安装第一金属件23和第二金属件23’。
第一柱形线圈31的自由端和第二柱形线圈32的自由端分别与第一连接端21和所述第二连接端21’电连接。请再次参考图12和图13,第一柱形线圈31的自由端连接第一连接端21,第二柱形线圈32的自由端电连接第二连接端21’,其中第一柱形线圈31与第一连接端21可以直接连接,也可以通过线路板2上预先布置的导线连接。同理,第二柱形线圈32的自由端与第二连接端21’可以直接连接,也可以通过线路板2上预先布置的导线连接。
为了尽量提高驱动线圈3的驱动力,活动部件5与第二柱形线圈32相对的位置具有凹槽5a,第二柱形线圈32部分伸入凹槽5a内部。
本申请中的第一柱形线圈31、第一平面线圈22、第二平面线圈24和第二柱形线圈32同轴布置,这样有利于形成聚磁能力较好的磁场。
第一平面线圈22和第二平面线圈24可以完全相同,当然也可以不同,二者大小和形状可以根据具体空间而合理设置。
本申请中,第一部分的第二侧面至少部分边缘区域支撑于凹腔12a开口位置,第二柱形线圈32完全位于凹腔12a内部。请参见图13,本申请中线路板2的第二侧面的上部分边缘和下部分边缘支撑于第一侧壁12,因此,第二侧面的上边缘区域和下边缘区域不能设置线圈以提供与第一侧壁的支撑配合区域。图12中示出了第二平面线圈24的最外圈导线距离上边缘距离h。h可以根据具体产品而合理设定,本申请不公开h的具体数值并不影响本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。
而,线路板2的第一侧面无安装上的需求,所以第一平面线圈的外圈可以尽量靠近第一侧面的边缘202,如图11所示。
第一柱形线圈31和第二柱形线圈32可以通过粘接工艺或者注塑工艺与线路板2固定。
为了提高驱动线圈3的聚集能力,本申请中柱形线圈的内孔设置有磁芯部件4,即对于柱形线圈包括第一柱形线圈31和第二柱形线圈32的情形,第一柱形线圈31和第二柱形线圈32至少一者设置有磁芯部件4,本申请给出了第一柱形线圈31和第二柱形线圈32均设置有磁芯部件4的示例,即磁芯部件4包括第一磁芯部41和第二磁芯部42,第一磁芯部41设置于第一柱形线圈31,二者可以通过注塑形成一体。第二磁芯部42设置于第二柱形线圈32,二者同样可以通过注塑形成一体。当然第一磁芯部41和第一柱形线圈31也可以为分体结构,第二磁芯部42和第二柱形线圈32也可以为分体式结构,便于后期维护和更换。
考虑到活动部件5中磁钢的磁场强度对磁芯部件4的影响,本申请还进行了如下设置。
请再次参考图7,本申请中,磁芯部件4与活动部件5的间距大于第一柱形线圈31与活动部件5之间的间距,从图10中可以看出,磁芯部件4靠近活动部件5的端面411低于第一柱形线圈31的顶层金属导线311的上边缘,即磁芯部件4完全位于第一柱形线圈31内孔的内部,第一柱形线圈31的顶层上边缘与磁芯部件4的端面411具有高度差H1。对于磁芯部件4包括第一磁芯部41磁芯部件4和第二磁芯部42磁芯部件4的情形,第一磁芯部41磁芯部件4的端面411与第一柱形线圈31的顶层上边缘距离为H1。
本申请线路板2还具有通孔201,通孔201贯穿第一平面线圈22和第二平面线圈24的内圈区域,磁芯部件4贯穿通孔,也就是说,第一平面线圈22和第二平面线圈24的内圈区域也设置有磁芯部件4。在一种实施例中,磁芯部件4包括第三磁芯部43,第三磁芯部43位于通孔。第三磁芯部43与通孔201相匹配。
当然,第一磁芯部41且与第一柱形线圈31内孔相匹配,第二磁芯部42位于第二柱形线圈32的内孔且与第二柱形线圈32内孔相匹配。该结构形式的磁芯部件4聚磁能力比较强。上述示例中,第一磁芯部41、第二磁芯部42和第三磁芯部43为一体式结构,当然也可以为分体式结构,如上所述第一磁芯部41与第一柱形线圈31一体注塑成型,第二磁芯部42与第二柱形线圈32一体注塑成型,第三磁芯部43可以与绝缘基体通过注塑或者粘接等工艺一体成型。
为了提高线路板2的第二部分的使用寿命,本申请将第一侧壁12设置有延伸部122,延伸部122位于内腔1a外侧,线路板2的第二部分支撑于延伸部122,延伸部122的形状可以与线路板2第二部分的形状大致相同,当然也可以大于或小于第二部分,即第二部分在延伸部122的投影完全位于延伸部122内侧,或者部分超出延伸部122,只要能够对第二部分起到支撑效果即可。
再者,本申请还提供了一种电子设备100,包括上述任一项所述的振动马达106。
该申请中的电子设备100包括振动马达106,故二者也具有振动马达106的上述技术效果。
如上所述,本申请充分利用支架厚度,将振动马达106的驱动线圈部分或者全部嵌入支架内部,这样在一定程度上降低了振动马达的安装高度,进而降低了电子设备的整体厚度,满足电子设备轻薄化设计需求。
关于固定振动马达106的支架可以为金属支架,金属支架强度高,对于振动马达106的固定可靠性比较强,可以提高电子设备的使用寿命较高。当然也可以且其他材质的支架,例如塑料支架,塑料支架重量比较轻,进而电子设备的整体重量较轻。支架的材料可以根据具体使用环境合理选择。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (24)
1.一种振动马达,其特征在于,包括外壳,所述外壳的内腔设置有驱动线圈和活动部件,所述驱动线圈用于驱动所述活动部件相对所述外壳往复运动以产生振动:所述外壳的第一侧壁具有朝向背离所述活动部件一侧突起的凸起部,所述凸起部形成开口朝向所述活动部件的凹腔,所述驱动线圈至少部分位于所述凹腔。
2.如权利要求1所述的振动马达,其特征在于,所述活动部件相对两侧壁与其相应侧所述外壳内壁之间均设置有弹性部件。
3.如权利要求2所述的振动马达,其特征在于,还包括线路板,所述线路板包括位于所述内腔的第一部分和位于所述内腔外部的第二部分,所述第二部分设置有第一连接端和第二连接端,所述驱动线圈与所述第一部分相对,并且所述驱动线圈的两端分别通过线路板板上的相应导线与所述第一连接端和所述第二连接端电连接。
4.如权利要求3所述的振动马达,其特征在于,所述驱动线圈包括柱形线圈和平面线圈,所述平面线圈设置于所述第一部分且沿预定方向在所述线路板平面内逐圈绕制,所述平面线圈与所述柱形线圈串联且电流旋向相同。
5.如权利要求4所述的振动马达,其特征在于,所述平面线圈包括串联且电流旋向相同的第一平面线圈和第二平面线圈,所述第一平面线圈位于所述线路板朝向所述活动部件的第一侧面,所述第二平面线圈位于所述线路板背离所述活动部件的第二侧面。
6.如权利要求5所述的振动马达,其特征在于,所述柱形线圈包括第一柱形线圈和第二柱形线圈,所述第一柱形线圈位于所述第一侧面,所述第二柱形线圈位于所述第二侧面;所述第一柱形线圈、所述第一平面线圈、所述第二平面线圈和所述第二柱形线圈依次首尾电连接,所述第一柱形线圈的自由端和所述第二柱形线圈的自由端分别与所述第一连接端和所述第二连接端电连接。
7.如权利要求6所述的振动马达,其特征在于,所述第一柱形线圈、所述第一平面线圈、所述第二平面线圈和所述第二柱形线圈同轴布置。
8.如权利要求6或7所述的振动马达,其特征在于,所述第一部分的第二侧面至少部分边缘区域支撑于所述凹腔开口位置,所述第二柱形线圈完全位于所述凹腔内部。
9.如权利要求6至8任一项所述的振动马达,其特征在于,所述第一柱形线圈和所述第二柱形线圈通过粘接工艺与所述线路板固定。
10.如权利要求6至8任一项所述的振动马达,其特征在于,所述第一柱形线圈和所述第二柱形线圈至少一者的内孔还设置有磁芯部件。
11.如权利要求10所述的振动马达,其特征在于,所述磁芯部件与所述活动部件的间距大于所述第一柱形线圈与所述活动部件之间的间距。
12.如权利要求10或11所述的振动马达,其特征在于,所述线路板具有通孔,所述通孔贯穿所述第一平面线圈和所述第二平面线圈的内圈区域,所述磁芯部件贯穿所述通孔。
13.如权利要求12所述的振动马达,其特征在于,所述磁芯部件包括第一磁芯部、第二磁芯部和第三磁芯部,所述第一磁芯部位于所述第一柱形线圈的内孔且与所述第一柱形线圈内孔相匹配,所述第二磁芯部位于第二柱形线圈的内孔且与所述第二柱形线圈内孔相匹配,所述第三磁芯部与所述通孔相匹配。
14.如权利要求13所述的振动马达,其特征在于,所述第一磁芯部、所述第二磁芯部和所述第三磁芯部为一体式结构或者分体式结构。
15.如权利要求6至14任一项所述的振动马达,其特征在于,所述活动部件与所述第二柱形线圈相对的位置具有凹槽,所述第二柱形线圈部分伸入凹槽内部。
16.如权利要求3至15任一项所述的振动马达,其特征在于,所述第一侧壁具有延伸部,所述延伸部位于所述内腔外侧,所述第二部分支撑于所述延伸部。
17.如权利要求1至16任一项所述的振动马达,其特征在于,所述活动部件包括质量块和安装于所述质量块的至少一个磁钢,所述弹性部件安装于所述质量块与所述外壳之间。
18.如权利要求3至17任一项所述的振动马达,其特征在于,所述线路板为柔性电路板。
19.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1至18任一项所述的振动马达,所述振动马达通过支架固定于所述电子设备,沿所述凸起部凸起的方向,所述凸起部的外壁不超出所述支架的外壁。
20.如权利要求19所述的电子设备,其特征在于,所述第一侧壁包括固定连接的支撑壁和所述凸起部,所述支撑壁与所述支架贴合固定,所述支架具有避让空间,所述凸起部位于所述避让空间。
21.如权利要求20所述的电子设备,其特征在于,所述避让空间包括通孔。
22.如权利要求21所述的电子设备,其特征在于,所述凸起部与所述通孔的内壁之间具有预定间隙。
23.如权利要求20至22任一项所述的电子设备,其特征在于,所述支撑壁与所述支架通过胶粘层固定。
24.如权利要求19至23任一项所述的电子设备,其特征在于,所述支架为所述电子设备的中框组件的中板或者所述电子设备的PCB。
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