CN208285185U - 一种线性振动电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种线性振动电机。所述线性振动电机包括壳体，及设置于所述壳体内的：振动组件，悬挂于所述壳体内；一对弹性组件，分别与所述振动组件连接且分设于所述振动组件相对的两侧，所述弹性组件的另一端固定于所述壳体的内壁上；一对驱动组件，分设在所述振动组件相对的另外两侧，且一对所述驱动组件的中心连线与一对所述弹性组件的中心连线相互垂直，所述驱动组件包括线圈和磁体，所述线圈内设置有铁芯，所述线圈在通电后，所述振动组件在所述线圈、所述铁芯以及所述磁体相互作用产生的磁场力作用下在一对所述弹性组件之间做线性往复振动。本实用新型的线性振动电机在电流恒定的情况下震感强、使用效果好。

Description

一种线性振动电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种线性振动电机。

背景技术

近年来，微型水平线性振动电机开始应用于可穿戴设备，手机等领域，并在客户端取得了良好的反馈。这种电机具有振感清晰、振感强、多种信号的快速响应、逼真场景触觉反馈等优点。

现有的线性振动电机一般包括壳体、线圈、磁体和振子组件，通过线圈和磁体的相互作用产生的磁场力驱动振子组件的往复运动来实现线性振动。但是上述线性振动电机在电流恒定的情况下产生的震感弱，影响电机的使用效果。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的线性振动电机在电流恒定的情况下震感弱、影响使用效果的技术缺陷，从而提供一种在电流恒定的情况下震感强、使用效果好的线性振动电机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种线性振动电机，包括壳体，及设置于所述壳体内的：

振动组件，悬挂于所述壳体内；

一对弹性组件，分别与所述振动组件连接且分设于所述振动组件相对的两侧，所述弹性组件的另一端固定于所述壳体的内壁上；

一对驱动组件，分设在所述振动组件相对的另外两侧，且一对所述驱动组件的中心连线与一对所述弹性组件的中心连线相互垂直，所述驱动组件包括线圈和磁体，所述线圈内设置有铁芯，所述线圈在通电后，所述振动组件在所述线圈、所述铁芯以及所述磁体相互作用产生的磁场力作用下在一对所述弹性组件之间做线性往复振动。

上述线性振动电机中，所述振动组件包括质量块，所述线圈、所述铁芯以及所述磁体相对于所述质量块倾斜设置，以使所述线圈、所述铁芯以及所述磁体产生的作用在所述质量块上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角。

上述线性振动电机中，所述磁体与所述线圈平行设置，且所述磁体的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角和所述线圈的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角相等。

上述线性振动电机中，所述弹性组件与所述质量块构成的***具有沿一对所述弹性组件中心连线方向运动的一阶模态，及沿与一对所述弹性组件中心连线垂直的方向运动的另一阶模态；质量块、线圈和铁芯会沿着两阶模态中频率更接近驱动力频率的那一阶模态所对应的方向振动。

上述线性振动电机中，一对所述驱动组件相对于所述质量块的两端对称设置，且两个所述磁体的磁极方向相反、两个所述线圈中的电流方向一致。

上述线性振动电机中，所述振动组件还包括设置在所述质量块两端的第一安装部，所述线圈和所述铁芯固定设置于所述第一安装部内。

上述线性振动电机中，所述振动组件还包括设置在所述第一安装部靠近所述质量块一侧的导磁板。

上述线性振动电机中，所述壳体包括壳本体、顶盖和两个侧盖，所述壳本体为顶端和侧端均开口设置的凹型壳体，所述顶盖设置于所述壳本体的顶端开口处，两个所述侧盖设置于所述壳本体的两个侧端开口处，所述壳本体、所述顶盖和两个所述侧盖共同围成一个密封的安装空间。

上述线性振动电机中，还包括设置于两个所述侧盖上用于安装所述磁体的第二安装部，两个所述磁体分别与对应的所述线圈和所述铁芯间隔设置。

上述线性振动电机中，所述弹性组件包括弹簧片结构和多个挡块，所述弹簧片结构包括至少三个弹片，相邻的两个所述弹片之间互成角度连接；所述挡块设于所述弹片上，所述弹簧片结构通过所述挡块与所述质量块和/或所述壳体接触。

本实用新型的技术方案相比现有技术，具有如下优点：

1.本实用新型的线性振动电机，包括壳体，及设置于所述壳体内的：振动组件，悬挂于所述壳体内；一对弹性组件，分别与所述振动组件连接且分设于所述振动组件相对的两侧，所述弹性组件的另一端固定于所述壳体的内壁上；一对驱动组件，分设在所述振动组件相对的另外两侧，且一对所述驱动组件的中心连线与一对所述弹性组件的中心连线相互垂直，所述驱动组件包括线圈和磁体，所述线圈内设置有铁芯，所述线圈在通电后，所述振动组件在所述线圈、所述铁芯以及所述磁体相互作用产生的磁场力作用下在一对所述弹性组件之间做线性往复振动。在线圈内增加铁芯的设计，可以使线圈通电后产生的磁性增强，磁场力增大。线圈磁性增加的原因主要是通过铁被磁化，激发了铁本身的磁性，这样在电流恒定的情况下电机的震感能够更强、振动效果更好，在达到相同震感的同时能够节省能源的使用。

2.本实用新型的线性振动电机，所述振动组件包括质量块，所述线圈、所述铁芯以及所述磁体相对于所述质量块倾斜设置，以使所述线圈、所述铁芯以及所述磁体产生的作用在所述质量块上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角。这样的设计可以使线圈所受到的洛伦兹力分解为沿一对所述弹性组件的中心连线所在的第一方向的分力，及垂直于中心连线方向上的第二方向的分力，即线圈所受的洛伦兹力可以分解为互相垂直的两个方向的分力，从而使线圈和包括质量块的振动组件可以在互相垂直的两个方向振动。

3.本实用新型的线性振动电机，所述磁体与所述线圈平行设置，且所述磁体的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角和所述线圈的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角相等。所述磁体与所述线圈平行设置可以使磁场强度更强，从而为振动组件提供较大的驱动力，使其具有更强的振感；通过所述磁体的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角和所述线圈的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角相等，以使所述线圈、所述铁芯以及所述磁体产生的作用在所述质量块上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角的设计可以更容易的确定线圈、铁芯以及磁体的设置方式，方便计算以及方便加工生产，各部件之间产生的误差相对缩小。

4.本实用新型的线性振动电机，所述弹性组件与所述质量块构成的***具有沿一对所述弹性组件中心连线方向运动的一阶模态，及沿与一对所述弹性组件中心连线垂直的方向运动的另一阶模态；质量块、线圈和铁芯会沿着两阶模态中频率更接近驱动力频率的那一阶模态所对应的方向振动。驱动力频率是指为线圈供电的驱动装置的输出频率。当驱动力频率相对于第二阶模态的频率更接近第一阶模态的频率时，会激发第一阶模态，从而使振动组件主要体现为沿一对所述弹性组件中心连线的方向运动；当驱动力频率相对于第一阶模态的频率更接近第二阶模态的频率时，会激发第二阶模态，从而使振动组件主要体现为沿与一对所述弹性组件中心连线方向垂直的方向运动，这样通过控制驱动力频率与其中一个模态的频率接近，即可使振动组件在两个互相垂直的振动方向之间切换。

5.本实用新型的线性振动电机，一对所述驱动组件相对于所述质量块的两端对称设置，且两个所述磁体的磁极方向相反、两个所述线圈中的电流方向一致。这样的设置能够使两个线圈施加给质量块上的作用力的方向相同。

6.本实用新型的线性振动电机，所述振动组件还包括设置在所述质量块两端的第一安装部，所述线圈和所述铁芯固定设置于所述第一安装部内。所述第一安装部的设置，可以在线性振动电机跌落时先碰撞所述第一安装部的壳体，从而起到保护所述线圈、所述铁芯和其他零部件的作用。

7.本实用新型的线性振动电机，所述振动组件还包括设置在所述第一安装部靠近所述质量块一侧的导磁板。导磁板可以使磁体的磁感线拉直，使更多的磁感线垂直进出线圈，从而为振动组件提供更大的驱动力。

8.本实用新型的线性振动电机，还包括设置于两个所述侧盖上用于安装所述磁体的第二安装部，两个所述磁体分别与对应的所述线圈和所述铁芯间隔设置。所述第二安装部的设置，可以在线性振动电机跌落时先碰撞所述第二安装部的壳体，从而起到保护磁体和其他零部件的作用。

9.本实用新型的线性振动电机，所述弹性组件包括弹簧片结构和多个挡块，所述弹簧片结构包括至少三个弹片，相邻的两个所述弹片之间互成角度连接；所述挡块设于所述弹片上，所述弹簧片结构通过所述挡块与所述质量块和/或所述壳体接触。这种弹簧片结构，与质量块构成的***可以具有所需要的两个方向的模态，从而可以通过控制驱动力频率与其中一个模态的频率接近，来使振动组件在两个互相垂直的振动方向之间切换。同时，挡块的设置，可以使弹簧片结构与质量块及壳体进行更稳固的接触。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的线性振动电机的***图；

图2为图1所示的线性振动电机的线圈的受力分析示意图；

附图标记说明：

1-壳本体；2-顶盖；3-线圈；4-铁芯；5-磁体；6-质量块；7-第一安装部；8-侧盖；9-第二安装部；10-导磁板；11-弹簧片结构；12-挡块；13-软板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，是本实用新型所涉及的线性振动电机的一种具体实施方式，所述线性振动电机包括壳体，及设置于所述壳体内的振动组件、一对弹性组件、一对驱动组件及第二安装部。

在本实施中，所述壳体包括壳本体1、顶盖2和两个侧盖8，所述壳本体1为顶端和侧端均开口设置的凹型壳体，所述顶盖2设置于所述壳本体1的顶端开口处，两个所述侧盖8设置于所述壳本体1的两个侧端开口处，所述壳本体1、所述顶盖2和两个所述侧盖8共同围成一个密封的安装空间。

在本实施例中，所述振动组件通过与一对所述弹性组件连接悬挂于所述壳体内；所述振动组件包括质量块6、第一安装部7以及导磁板10。所述第一安装部7为两个，对称设置在所述质量块6两端；所述导磁板10为两个，设置在所述第一安装部7靠近所述质量块6一侧，导磁板10可以使磁体5的磁感线拉直，使更多的磁感线垂直进出线圈3，从而为振动组件提供更大的驱动力。

在本实施中，所述第二安装部9为两个，对称设置于两个所述侧盖8上，所述第二安装部9固定连接于所述侧盖8朝向所述质量块6一侧上。

在本实施例中，一对所述弹性组件分别与所述振动组件连接且分设于所述振动组件相对的两侧，所述弹性组件的另一端固定于所述壳体的内壁上。

所述弹性组件的具体结构形式可以有多种，在本实施例中，所述弹性组件包括弹簧片结构11和多个挡块12，所述弹簧片结构11包括至少三个弹片；所述挡块12设于所述弹片上，所述弹簧片结构11通过所述挡块12与所述质量块6和所述壳体接触。在本实施中，一对所述弹簧片结构11的大小相等，且一对所述弹簧片结构11的相对位置能够满足使所述质量块6在两个所述弹簧片结构11之间做线性往复运动，在本实施例中，两个所述弹簧片结构11的相对位置满足，两个所述弹簧片结构11的中心连线与质量块6的横截面平行，具体地，两个所述弹簧片结构11的中心与所述质量块6的中心共线。

具体地，弹簧片结构11包括三个弹片，相邻的两个所述弹片之间互成角度连接，即弹簧片呈N型。这种弹簧片结构，可以具有两阶模态，从而可以通过控制驱动力频率与其中一个模态的频率接近，来使振动组件在两个互相垂直的振动方向之间切换。在本实施例中，三个弹片之间以一体成型的方式连接。作为可变换的实施方式，弹簧片结构可以包括四个或四个以上的弹片，当弹簧片结构包括四个弹片时，弹簧片结构呈W型。

具体地，每个弹簧片结构11上设置有两组挡块12，其中一组挡块12设于靠近所述质量块6的弹片上，用于与所述质量块6接触，另一组挡块12设于靠近所述壳体的弹片上，用于与所述壳体接触；这样可以使弹簧片结构与质量块6及壳体进行更稳固的接触。

在本实施例中，一对所述驱动组件分设在所述振动组件相对的另外两侧，且一对所述驱动组件相对于所述质量块6的两端对称设置，一对所述驱动组件的中心连线与一对所述弹性组件的中心连线相互垂直，所述驱动组件包括线圈3和磁体5，所述线圈3内设置有铁芯4，铁芯4安装在线圈3内部的中空结构中。

为了使振动组件的运动保持平衡，两个线圈3所受的洛伦兹力方向相同。实现两个线圈3所受的洛伦兹力方向相同的方式有多种，在本实施例中，两个所述磁体5的磁极方向相反、两个所述线圈3中的电流方向一致，即其中一个所述磁体5在倾斜方向上的顶端为N极，底端为S极；另一个所述磁体5在倾斜方向上的顶端为S极，底端为N极；两个所述线圈3中的电流方向一致。

两个所述磁体5分别与对应的所述线圈3和所述铁芯4间隔设置，所述线圈在通电后，所述振动组件在所述线圈3、所述铁芯4以及所述磁体5相互作用产生的磁场力作用下在一对所述弹性组件之间做线性往复振动。

所述第一安装部7内设置有与所述线圈3和所述铁芯4适配的第一安装腔，所述线圈3和所述铁芯4嵌入安装于所述第一安装腔内；由于所述线圈3和所述铁芯4嵌入安装于所述第一安装腔中，可以有效防止线圈3从第一安装腔中脱出，使线圈3的安装更稳固；同时，所述第一安装部7的设置，可以在线性振动电机跌落时先碰撞所述第一安装部7的壳体，从而起到保护所述线圈3、所述铁芯4和其他零部件的作用。

所述第二安装部9上设有与所述磁体5适配的第二安装腔，所述磁体5嵌入安装于所述第二安装腔内。由于磁体5嵌入安装于所述第二安装腔中，可以有效防止磁体5从第二安装腔中脱出，使磁体5的安装更稳固，从而提高了振动组件振动的稳定性；同时，所述第二安装部9的设置，可以在线性振动电机跌落时先碰撞所述第二安装部9的壳体，从而起到保护磁体5和其他零部件的作用。

为了使磁场强度更强，从而为振动组件提供更大的驱动力，本实施例中的所述磁体5为海尔贝克结构磁钢组件，所述磁钢组件的强面朝向所述线圈3设置。在本实施例中，磁钢组件为三磁钢构成。作为可变换的实施方式，磁钢组件也可以为五磁钢构成。

在本实施例中，所述线圈3、所述铁芯4以及所述磁体5相对于所述质量块6倾斜设置，以使所述线圈3、所述铁芯4以及所述磁体5产生的作用在所述质量块6上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角。

如图1和图2所示，所述磁体5与所述线圈3平行设置，且所述磁体5与所述线圈3均为长方体，所述磁体5与所述线圈3沿长度方向的中轴线为长轴线，所述磁体5的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角和所述线圈3的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角相等，即所述磁体5的长轴线与所述线圈3的长轴线沿相同方向延伸，以使所述线圈3、所述铁芯4以及所述磁体5产生的作用在所述质量块6上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角。

所述弹性组件与所述质量块6构成的***具有沿一对所述弹性组件中心连线方向运动的一阶模态，及沿与一对所述弹性组件中心连线垂直的方向运动的另一阶模态；质量块6、线圈3和铁芯4会沿着两阶模态中频率更接近驱动力频率的那一阶模态所对应的方向振动。其中，驱动力频率是指为线圈3供电的驱动装置的输出频率。当驱动力频率相对于第二阶模态的频率更接近第一阶模态的频率时，会激发第一阶模态，从而使振动组件主要体现为沿所述弹性组件中心连线的方向运动；当驱动力频率相对于第一阶模态的频率更接近第二阶模态的频率时，会激发第二阶模态，从而使振动组件主要体现为沿与一对所述弹性组件中心连线垂直的方向运动，这样通过控制驱动力频率与其中一个模态的频率接近，即可使振动组件在两个互相垂直的振动方向之间切换。

在图1和图2中，X方向在质量块6的长度延伸方向上，Y方向在两个所述弹性组件的中心连线上，Z方向为同时垂直于Y方向和X方向的方向。通过使所述线圈3、所述铁芯4以及所述磁体5产生的作用在所述质量块6上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角，可以使线圈3所受到的洛伦兹力分解为与所述中心连线方向一致的第一方向(即图1中的Y方向)的分力，及垂直于所述中心连线方向的第二方向(即图1中的Z方向)的分力，即线圈3所受的洛伦兹力可以分解为互相垂直的两个方向的分力，从而使包括线圈3和质量块6的振动组件可以在互相垂直的两个方向振动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种线性振动电机，其特征在于，包括壳体，及设置于所述壳体内的：

振动组件，悬挂于所述壳体内；

一对弹性组件，分别与所述振动组件连接且分设于所述振动组件相对的两侧，所述弹性组件的另一端固定于所述壳体的内壁上；

一对驱动组件，分设在所述振动组件相对的另外两侧，且一对所述驱动组件的中心连线与一对所述弹性组件的中心连线相互垂直，所述驱动组件包括线圈(3)和磁体(5)，所述线圈(3)内设置有铁芯(4)，所述线圈在通电后，所述振动组件在所述线圈(3)、所述铁芯(4)以及所述磁体(5)相互作用产生的磁场力作用下在一对所述弹性组件之间做线性往复振动。

2.根据权利要求1所述的线性振动电机，其特征在于，所述振动组件包括质量块(6)，所述线圈(3)、所述铁芯(4)以及所述磁体(5)相对于所述质量块(6)倾斜设置，以使所述线圈(3)、所述铁芯(4)以及所述磁体(5)产生的作用在所述质量块(6)上的磁场力方向与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角为锐角或钝角。

3.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述磁体(5)与所述线圈(3)平行设置，且所述磁体(5)的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角和所述线圈(3)的长轴线与一对所述弹性组件的中心连线之间的夹角相等。

4.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述弹性组件与所述质量块(6)构成的***具有沿一对所述弹性组件中心连线方向运动的一阶模态，及沿与一对所述弹性组件中心连线垂直的方向运动的另一阶模态；质量块(6)、线圈(3)和铁芯(4)会沿着两阶模态中频率更接近驱动力频率的那一阶模态所对应的方向振动。

5.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，一对所述驱动组件相对于所述质量块(6)的两端对称设置，且两个所述磁体(5)的磁极方向相反、两个所述线圈(3)中的电流方向一致。

6.根据权利要求5所述的线性振动电机，其特征在于，所述振动组件还包括设置在所述质量块(6)两端的第一安装部(7)，所述线圈(3)和所述铁芯(4)固定设置于所述第一安装部(7)内。

7.根据权利要求6所述的线性振动电机，其特征在于，所述振动组件还包括设置在所述第一安装部(7)靠近所述质量块(6)一侧的导磁板(10)。

8.根据权利要求1所述的线性振动电机，其特征在于，所述壳体包括壳本体(1)、顶盖(2)和两个侧盖(8)，所述壳本体(1)为顶端和侧端均开口设置的凹型壳体，所述顶盖(2)设置于所述壳本体(1)的顶端开口处，两个所述侧盖(8)设置于所述壳本体(1)的两个侧端开口处，所述壳本体(1)、所述顶盖(2)和两个所述侧盖(8)共同围成一个密封的安装空间。

9.根据权利要求8所述的线性振动电机，其特征在于，还包括设置于两个所述侧盖(8)上用于安装所述磁体(5)的第二安装部(9)，两个所述磁体(5)分别与对应的所述线圈(3)和所述铁芯(4)间隔设置。

10.根据权利要求2所述的线性振动电机，其特征在于，所述弹性组件包括弹簧片结构(11)和多个挡块(12)，所述弹簧片结构(11)包括至少三个弹片，相邻的两个所述弹片之间互成角度连接；所述挡块(12)设于所述弹片上，所述弹簧片结构(11)通过所述挡块(12)与所述质量块(6)和/或所述壳体接触。