CN205566064U - 线性振动马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种线性振动马达包括外壳、振子以及固定在外壳上并且与振子平行设置的定子，振子包括质量块及嵌设在质量块内的振动块；其中，定子包括固定于外壳上的导磁块；导磁块受到与振子的振动方向相同和/或者相反的磁场力的作用；当振子处于平衡状态时，磁场力的合力为零；当导磁块受到激发力的作用在振子的振动方向上与振子发生相对位移时，磁场力的合力方向与相对位移的方向相同，磁场力的合力大小与相对位移的大小成正比例关系；在外壳上固定有平衡磁铁，平衡磁铁位于振动块与外壳的侧壁之间，平衡磁铁与振动块之间具有相互吸引的作用力。利用上述实用新型能够较容易的获得较大的振感，有效控制振子在非振动方向上的稳定状态。

Description

线性振动马达

技术领域

本实用新型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系统反馈，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，驱动振子振动的力量全部来源于振子和线圈之间的磁场力，由于振子和线圈之间的磁场力有限，使得振子振动的振感比较小，并且由于振子振动过程中相对于线圈位置的改变，使得振子的受力大小发生变化，直线振动响应速度不均匀，从而导致振子的振动产生非线性的变化，并且当微型马达遭受外力冲击时，微型马达的振子容易出现偏振，影响到电子产品的振感平衡。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种线性振动马达，以导磁块替代定子线圈，通过导磁块与永磁铁之间的自驱动作用，使产品在自由振动过程中能够比较容易的获得较大的振感，并且能减少振子出现偏振现象。

根据本实用新型提供一种线性振动马达，包括外壳、振子以及固定在外壳上并且与振子平行设置的定子，振子包括质量块及嵌设在质量块内的振动块；其中，定子包括固定于外壳上的导磁块；导磁块受到与振子的振动方向相同和/或者相反的磁场力的作用；其中，当振子处于平衡状态时，磁场力的合力为零；当导磁块受到激发力的作用在振子的振动方向上与振子发生相对位移时，磁场力的合力方向与相对位移的方向相同，且，磁场力的合力大小与相对位移的大小成正比例关系；在外壳上固定有平衡磁铁，平衡磁铁位于振动块与外壳的侧壁之间，平衡磁铁与振动块的永磁铁之间具有相互吸引的作用力。

其中，优选的方案是，外壳包括相互适配固定的上壳和下壳；上壳包括水平设置的顶壁以及自顶壁垂直延伸的四个侧壁，下壳包括平板状的底壁；其中，平衡磁铁固定于下壳的底壁上；或者平衡磁铁固定于上壳的侧壁上。

其中，优选的方案是，平衡磁铁设置有两个，且两个平衡磁铁相互平行。

其中，优选的方案是，平衡磁铁与振动块之间的作用力方向与振子的振动方向相垂直。

其中，优选的方案是，振动块包括三块邻接设置的第一永磁铁、第二永磁铁和第三永磁铁，导磁块对称位于第二永磁铁的上下两侧。

其中，优选的方案是，三块永磁铁均为水平方向充磁，且，相邻接的永磁铁的邻接端的极性相同；平衡磁铁也为水平方向充磁，并且与永磁铁的对应端的磁极相同。

其中，优选的方案是，还包括左右对称设置在振动块两端的推挽结构；其中，推挽结构包括嵌设在质量块内的推挽磁铁，以及位于推挽磁铁一侧或上、下两侧的推挽线圈；振动块和推挽磁铁均位于质量块中部的凹槽内。

其中，优选的方案是，在质量块的中部设置有与推挽线圈、导磁块和平衡磁铁相对应的避让结构；振动块和推挽磁铁均以涂胶的方式固定在凹槽内。

其中，优选的方案是，还包括柔性线路板；柔性线路板与外壳固定连接；以及，推挽线圈通过柔性线路板上的电路与外部电路连通。

其中，优选的方案是，质量块的两端通过弹性支撑件与外壳弹性连接，弹性支撑件将质量块悬设在外壳内。

利用上述根据本实用新型的线性振动马达，跳出了现有的仅仅由振子和线圈的磁场力提供驱动的马达设计思路，以导磁块替代定子线圈，辅助以激发力生成部件，振子在受到该激发力作用时开始发生位移的变动，但在后续的振动过程中，可完全通过导磁块与永磁铁之间的相互作用达到自驱动的目的，在其处于自由振动状态时，只要该部分自驱动力足够大，就会很容易的获得较大的振感；并且，相较于现有技术中的谐振工作原理而言，通过上述自驱动的工作方式可以大大缩短系统启动所需要的时间。

本实用新型通过在外壳上固定平衡磁铁，平衡磁铁位于振动块与外壳的侧壁之间，平衡磁铁与振动块的永磁铁之间具有相互吸引的作用力。通过分别设在永磁铁两侧的平衡磁铁对永磁铁产生的垂直于振子的吸引力，减少振子出现偏振现象。

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

图1示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的分解结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的剖面图一；

图3示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的剖面图二；

图4-1示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的原理示意图一；

图4-2示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的原理示意图二；

图4-3示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的原理示意图三。

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。

在下述具体实施方式的描述中所用到的“质量块”也可以称作“配重块”，均指与产生振动的振动块固定以加强振动平衡的高质量、高密度金属块。

另外，本实用新型主要用于微型振动马达的改进，但是也不排除将本实用新型中的技术应用于大型振动马达。但是为了表述的方便，在以下的实施例描述中，“线性振动马达”和“微型振动马达”表示的含义相同。

为详细描述本实用新型的线性振动马达的结构，以下将结合附图对本实用新型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振子的磁铁和定子线圈提供的驱动力不均衡而造成的振感不平衡问题，本实用新型提供的线性振动马达，以导磁块替代定子线圈，克服了定子线圈由于通电方向的改变和电流大小不稳定所导致的受力不均衡问题，有效增强微型振动马达的振感平衡。

图1示出了根据本实用新型的实施例的线性振动马达的分解结构；图2和图3分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的剖面结构。

如图1至图3所示，本实用新型实施例的线性振动马达，包括外壳、振子以及固定在外壳上并且与振子平行设置的定子，其中，振子包括质量块9和设置在质量块9中间位置的中心振动块(或振动块，下同)，中心振动块包括至少一块永磁铁；定子包括固定于外壳上的导磁块3a、3b，导磁块3a、3b在振子的振动方向受到两个方向相同和/或者相反的磁场力的作用；其中，当振子处于平衡状态时，两个磁场力的合力为零；当导磁块3a、3b受到激发力的作用在振子的振动方向上与振子发生相对位移时，两个磁场力的合力方向与相对位移的方向相同，并且，两个磁场力的合力大小与相对位移的大小成正比例关系。其中，在外壳上还固定有平衡磁铁13a、13b，平衡磁铁13a、13b位于振动块与外壳的侧壁之间，平衡磁铁与振动块的永磁铁之间存在相互吸引的作用力。

其中，外壳包括长方体结构的上壳1以及与上壳1适配连接固定的板状结构的下壳11，上壳1包括水平设置的顶壁以及自顶壁垂直延伸的四个侧壁，下壳包括平板状的底壁；其中，平衡磁铁设置有两个，平行固定于下壳11的底壁上；或者平行固定于上壳1的侧壁上。两块平衡磁铁关于永磁铁对称分布，并且其与永磁铁之间的作用力方向与振子的振动方向相垂直。

在附图所示的具体实施例中，中心振动块包括三块邻接设置、水平方向充磁的永磁铁，并且相邻接设置的永磁铁的邻接端极性相同，导磁块为片状结构，设置在中心振动块的中间位置的永磁铁的上下两侧，并且相对于中心振动块的中心对称。

换言之，中心振动块包括依次排列的第一永磁铁7a、第二永磁铁7b和第三永磁铁7c，在第一永磁铁7a和第二永磁铁7b之间设置有第一导磁轭8a，在第二永磁铁7b与第三永磁铁7c之间设置有第二导磁轭8b，在第二永磁铁7b的上侧设置有第一导磁块3a，在第二永磁铁7b的下侧设置有第二导磁块3b，第一导磁块3a和第二导磁块3b均固定在外壳上，且与第二永磁铁7b之间存在一定的间隙。其中，第一导磁块3a和第二导磁块3b关于第二永磁铁7b呈对称分布，并且在振子处于平衡静止状态时，第一导磁块3a和第二导磁块3b与第一永磁铁7a和第三永磁铁7c的端部之间的距离相同。

其中，两块平衡磁铁13a、13b也为水平方向充磁，并且与永磁铁的对应端的磁极相同，例如，平衡磁铁13a为水平向S-N充磁，与其S端对应的第一永磁铁7a的一端也为S极，第三永磁铁7c与平衡磁铁N极对应的一端也为N极。当振子产生垂直与纸面方向上的偏移或者偏转时，平衡磁铁13a、13b与永磁铁之间的吸引力，能够随着永磁铁的便宜或者偏转产生相应的恢复力，确保永磁铁的线性振动，以保证线性振动马达的振动质量。

需要说明的是，导磁块也可以对称或者不对称分布与振动块的上下两侧，后者将导磁块设置在振动块的一侧。例如，振动块包括三块相邻接的永磁铁；三块相邻接的永磁铁均为水平方向充磁，且，相邻接的永磁铁的邻接端极性相同；而导磁块设有两块，两块导磁块对称设置在振动块的上侧和下侧，并且，两块导磁块均对应振动块的中间位置的永磁铁设置。

或者振动块包括一块永磁铁，导磁块设置有两块，并且两块导磁块均位于振动块的上侧或下侧；或者，两块导磁块分别对应永磁铁的左端和右端分布，并且关于永磁铁的中心轴线对称。

或者，振动块包括三块邻接设置的永磁铁，三块相邻接的永磁铁均为水平方向充磁，且，相邻接的永磁铁的邻接端极性相同，导磁块为六块，六块导磁块分别对称设置在三块相邻接的永磁铁的上下两侧。

其中，振动块包括三块邻接设置的永磁铁，三块相邻接的永磁铁均为水平方向充磁，且，相邻接的永磁铁的邻接端极性相同；导磁块设有两块，两块导磁块非对称设置在振动块的上下两侧；并且，非对称设置在振动块上下两侧的导磁块关于振动块的中心对称。

图4-1、图4-2和图4-3分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例的线性振动马达的静止状态及振动状态的原理结构。

如图4-1至图4-3共同所示，在振子处于平衡状态时，第一导磁块3a受到的两个大小相同、方向相反的磁场力F1、F2；当第一导磁块3a在振子(包括永磁铁7a、7b、7c以及设置在邻接设置的永磁铁之间的导磁轭8a、8b)的振动方向上与振子发生向右的相对位移d时，第一导磁块3a受到的磁场力F1小于F2，即第一导磁块3a的位移(由于导磁块是固定在外壳上的，此处的位移为与永磁铁之间的相对位移)变动为d时，第一导磁块3a所受到的磁场力dF＝F2-F1＝Kd>0，其中，K为导磁块受到磁场力的比例系数，K与导磁块、永磁铁的尺寸以及二者之间的位置有关。同理，第二导磁块3b受到的磁场力dF＝F4-F3＝Kd>0，第一导磁块3a和第二导磁块3b的共同作用下，驱动振动块沿与导磁块平行的方向振动。

可知，在导磁块在振子的振动方向上与振子发生相对位移时，两个磁场力的合力方向与导磁块相对位移的方向相同，并且，两个磁场力的合力大小与相对位移的大小成正比例关系，从而实现导磁块的逆刚度变化，确保振子能够产生谐振，振感效果更加显著。

此外，永磁铁还受到两块平衡磁铁13a、13b的作用，由于平衡磁铁关于永磁铁呈对称分布，两块平衡磁铁也为水平方向充磁，并且与永磁铁的对应端的磁极相同，永磁铁在振动过程中，受到的平衡磁铁的作用力F5＝F6，且磁场力F5和F6的方向与振子的振动方向垂直，通过F5和F6能够抑制永磁铁的偏移或者偏转。

本实用新型在具体应用的过程中，也可以根据实际的产品需要增加/减少中心振动块中的永磁铁，比如，采用超过三块以上的永磁铁按照上述方式组成中心振动块，并为中心振动块的每一块永磁铁的上下两侧均设置一块导磁块，以增强导磁块和振子之间的作用力，增强线性振动马达的振感。

在本实用新型的另一具体实施方式中，为了增强导磁块的导磁功能，还可以将导磁块3a、3b设计为异形结构，如U型结构或者工字形结构等等，能够使导磁块获得尽可能大的磁通量，从而增强线性振动马达的振感。其中，可以在导磁块对应永磁铁的两端设置有用于聚磁的延伸部；或者，在工字型结构的导磁块3的两端也设置有用于聚磁的延伸部。

需要说明的是，在上述各实施例中，还设置有激发导磁块的激发力生成部件，由激发力生成部件产生激发力以扰动振子振动。

具体地，如图1和图2所示，激发力生成部件可以为在振动块的左右两侧对称设置的推挽结构。其中，推挽结构包括推挽磁铁5a、5a’、5b、5b’以及设置在推挽磁铁一侧或上、下两侧的推挽线圈2a、2a’、2b、2b’；振子包括质量块9，在质量块9的中部设置有避让定子和推挽线圈的避让结构；在质量块中设置有容纳中心振动块和推挽结构的凹槽；中心振动块和推挽结构可以采用涂胶的方式固定在凹槽中。

具体地，在质量块的中部位置设置有与振子结构相适配的凹槽，振子固定在凹槽内。在凹槽的两端设置有两对(四个)推挽磁铁固定槽，推挽磁铁收容在推挽磁铁固定槽内，其中，每个推挽磁铁固定槽内设置有上下结构的两个推挽磁铁以及位于两个推挽磁铁之间的导磁轭6a、6b，在每个推挽磁铁固定槽的上、下两侧分别设置有对应的推挽线圈。其中，推挽线圈与推挽磁铁平行设置，通过在推挽线圈内通入交流信号，激发导磁块受力，从而带动振动块振动，实现线性振动马达的振动；当振子开始沿振动方向往复运动时，在后续振动过程中，不需要推挽磁铁和推挽线圈持续提供驱动力，振子仅依靠导磁块与振动块中磁铁之间的相互作用力即可振动。

需要说明的是，推挽线圈可以设置在推挽磁铁的一侧或者对称设置在推挽磁铁的上、下两侧，推挽磁铁的结构不限于附图中所示的两对结构，也可以根据产品的需要灵活设定推挽结构中推挽磁铁的以及推挽线圈数量、位置，比如在固定振动块的凹槽的两侧分别设置一组推挽磁铁以及与推挽磁铁相对应的推挽线圈，将推挽线圈设置在推挽磁铁的一侧，或者将推挽线圈非对称设置在推挽磁铁的上、下两侧等，能够对振子提供扰动力即可。

本实用新型的线性振动马达，还包括柔性线路板(PFCB，Flexible PrintedCircuit Board)4和弹性支撑件10；其中，柔性线路板4与外壳固定连接；以及，推挽线圈通过柔性线路板4上的电路与外部电路连通。弹性支撑件10分别设置在质量块9的左右两端，推挽结构设置在弹性支撑件10与振动块之间，通过将弹性支撑件10限位固定在振子和外壳之间，为振子的振动提供弹性恢复力。

其中，在导磁块在振子的振动方向上与振子发生相对位移时，振子向线性振动马达的一端运动，直至其受到的两个磁场力的合力小于质量块一端的弹性支撑件的弹力，从而向相反的方向运动，直至其受到的两个磁场力的合力小于质量块另一端的弹性支撑件的弹力，从而实现振子的往复运动。

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

Claims (10)

1.一种线性振动马达，包括外壳、振子以及固定在所述外壳上并且与所述振子平行设置的定子，所述振子包括质量块及嵌设在所述质量块内的振动块；其特征在于，

所述定子包括固定于所述外壳上的导磁块；

所述导磁块受到与所述振子的振动方向相同和/或者相反的磁场力的作用；其中，当所述振子处于平衡状态时，所述磁场力的合力为零；

当所述导磁块受到激发力的作用在所述振子的振动方向上与所述振子发生相对位移时，所述磁场力的合力方向与相对位移的方向相同，且，所述磁场力的合力大小与所述相对位移的大小成正比例关系；

在所述外壳上固定有平衡磁铁，所述平衡磁铁位于所述振动块与所述外壳的侧壁之间，所述平衡磁铁与所述振动块之间具有相互吸引的作用力。

2.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述外壳包括相互适配固定的上壳和下壳；

所述上壳包括水平设置的顶壁以及自所述顶壁垂直延伸的四个侧壁，所述下壳包括平板状的底壁；其中，

所述平衡磁铁固定于所述下壳的底壁上；或者所述平衡磁铁固定于所述上壳的侧壁上。

3.如权利要求2所述的线性振动马达，其特征在于，

所述平衡磁铁设置有两个，且两个平衡磁铁相互平行。

4.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述平衡磁铁与所述振动块之间的作用力方向与所述振子的振动方向相垂直。

5.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述振动块包括三块邻接设置的第一永磁铁、第二永磁铁和第三永磁铁，所述导磁块对称位于所述第二永磁铁的上下两侧。

6.如权利要求5所述的线性振动马达，其特征在于，

所述三块永磁铁均为水平方向充磁，且，相邻接的永磁铁的邻接端的极性相同；

所述平衡磁铁也为水平方向充磁，并且与所述永磁铁的对应端的磁极相同。

7.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

还包括左右对称设置在所述振动块两端的推挽结构；其中，

所述推挽结构包括嵌设在所述质量块内的推挽磁铁，以及位于所述推挽磁铁一侧或上、下两侧的推挽线圈；

所述振动块和所述推挽磁铁均位于质量块中部的凹槽内。

8.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

在所述质量块的中部设置有与所述推挽线圈、所述导磁块和所述平衡磁铁相对应的避让结构；

所述振动块和所述推挽磁铁均以涂胶的方式固定在所述凹槽内。

9.如权利要求7所述的线性振动马达，其特征在于，

还包括柔性线路板；

所述柔性线路板与所述外壳固定连接；以及，

所述推挽线圈通过所述柔性线路板上的电路与外部电路连通。

10.如权利要求1所述的线性振动马达，其特征在于，

所述质量块的两端通过弹性支撑件与外壳弹性连接，所述弹性支撑件将所述质量块悬设在所述外壳内。