一种线性振动马达的制作方法

文档序号:11110688
一种线性振动马达的制造方法与工艺

本发明涉及马达技术领域,更具体地,本发明涉及一种线性振动马达。



背景技术:

随着通信技术的发展,便携式电子设备,例如手机、平板电脑、多媒体娱乐设备等已经成为人们的生活必须品。在这些电子设备中,通常使用微型的线性振动马达来做系统的反馈,例如手机来电提示的振动反馈等。

线性振动马达通常包括振子和静子,振子进一步包括质量块、磁铁组件和弹片等,静子进一步包括FPCB、线圈等,其中,线圈和FPCB固定连接在线性振动马达的外壳上,质量块和磁铁组件固定连接在一起,弹片连接在质量块与外壳之间,线圈则位于磁铁组件产生的磁场范围内。这样,在线圈通电后,线圈便会受到安培力作用,由于线圈固定连接在外壳上,因此,振子将在安培力的反作用力的驱动下进行往复有规律的振动,又由于质量块的质量较大,进而会获得整个线性振动马达发生振动的效果。

由此可见,上述安培力的反作用力是驱动振子振动的唯一的力,但受限于线圈的空间体积,线圈匝数及有效长度均有限,该安培力通常较小,这是导致现有马达存在响应时间较长的重要原因,因此,非常有必要提供一种能够增加提供给振子的驱动力的马达结构。



技术实现要素:

本发明实施例的一个目的是提供一种线性振动马达的新的技术方案,以增大能够提供给振子的驱动力。

根据本发明的第一方面,提供了一种线性振动马达,其包括外壳及收容在所述外壳中的驱动装置,所述外壳具有导磁部,所述驱动装置包括线圈、海尔贝克阵列和平衡磁铁组件;所述线圈所在的平面平行于振动方向,所述线圈与所述导磁部分设在所述海尔贝克阵列的两侧,且所述线圈位于所述海尔贝克阵列的强磁场一侧;所述平衡磁铁组件相对所述海尔贝克阵列固定,且所述平衡磁铁组件相对所述线圈邻近所述导磁部设置,所述平衡磁铁组件包括至少一块第一磁铁,所有第一磁铁具有相同的充磁方向、且垂直于所述线圈所在的平面。

可选的是,所述海尔贝克阵列具有在所述振动方向上排列的三块磁铁,分别为两块径向磁铁和一块平行磁铁,其中,所述两块径向磁铁的充磁方向相反、且均垂直于所述线圈所在的平面,其中一块径向磁铁对应所述线圈的第一边部,另一块径向磁铁对应所述线圈的第二边部,所述平行磁铁的充磁方向平行于所述振动方向。

可选的是,所述第一边部和所述第二边部均垂直于所述振动方向,所述驱动装置关于所述线圈的垂直于所述振动方向的中截面对称。

可选的是,所述驱动装置还包括铁芯,所述铁芯与所述线圈组成电磁铁,所述铁芯包括位于所述线圈的中心孔中的部分。

可选的是,所述海尔贝克阵列具有充磁方向平行于所述振动方向的平行磁铁,所述平衡磁铁组件的至少部分第一磁铁设置在所述平行磁铁的面向所述导磁部的表面上。

可选的是,所述平衡磁铁组件还包括至少一块第二磁铁,所述第二磁铁的充磁方向平行于所述振动方向。

可选的是,所述平衡磁铁组件包括至少两块第二磁铁,且所有第二磁铁组成至少一对对磁磁铁,每对对磁磁铁的两块第二磁铁在所述振动方向上并排设置,且具有相反的充磁方向。

可选的是,所述外壳还具有另一导磁部,所述另一导磁部与所述线圈位于所述海尔贝克阵列的同一侧。

可选的是,所述线性振动马达包括两个以上所述驱动装置,且两个以上所述驱动装置在所述振动方向上依次排列。

可选的是,相邻两个驱动装置的海尔贝克阵列共用一块径向磁铁,其中,所述径向磁铁为海尔贝克阵列的充磁方向垂直于所述线圈所在的平面的磁铁。

本发明的有益效果在于,本发明线性振动马达的驱动装置利用海尔贝克阵列与线圈相作用,由于海尔贝克阵列能够以尽可能少的磁铁在一侧产生单边的强磁场,因此,在将线圈设置在产生的强磁场一侧时,便能有效增加提供给振子的驱动力。但是,同样由于该强磁场的作用,线圈等电、磁装置可能向海尔贝克阵列、进而向整个振子施加向下的吸力,干扰振子在振动方向上的运动轨迹,使得设计的谐振频率相对实际情况偏离,同时也对线性振动马达的弹片造成了较大的损伤,因此,本发明线性振动马达还通过外壳设置导磁部、驱动装置设置邻近导磁部的平衡磁铁组件,以通过导磁部对平衡磁铁组件产生向上的吸力来平衡上述向下的吸力,这便能够在提高驱动力的同时避免出现上述的干扰振子的运动轨迹的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明线性振动马达的一种实施例的结构示意图;

图2为根据本发明线性振动马达的另一种实施例的结构示意图;

图3为根据本发明线性振动马达的第三种实施例的结构示意图;

图4为根据本发明线性振动马达的第四种实施例的结构示意图;

图5为根据本发明线性振动马达的第五种实施例的结构示意图;

图6为根据本发明线性振动马达的第六种实施例的结构示意图;

图7为根据本发明线性振动马达的第七种实施例的结构示意图;

图8为基于图2中驱动装置的线性振动马达的一种实施例的分解结构示意图。

附图标记说明:

1-外壳 11-上壳;

12-下壳; 2-线圈;

4-磁路系统; 41a、41b-径向磁铁;

42-平行磁铁; 43-平衡磁铁组件;

6-质量块; 7-V型弹片;

8-FPCB; 9-限位块;

10-挡块; 5-屏蔽片。

S-间隙; 111-导磁部;

3-铁芯; 431-第一磁铁;

432-第二磁铁; 121-导磁部;

S-间隙。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是根据本发明线性振动马达的一种实施例的简化结构示意图,图中主要示出了线性振动马达的驱动装置部分,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图1所示,该线性振动马达包括外壳1、及均收容在外壳1中的质量块6和驱动装置等,该驱动装置包括海尔贝克(Halbach)阵列和线圈2。

为了便于进行线性振动马达的组装,该外壳1包括上壳11和下壳12,二者扣合、并连接在一起。

线圈2相对下壳12固定,这可以是将线圈2固定粘接在下壳12上,也可以是将线圈2通过绝缘纸固定粘接在下壳12上。

线圈2所在的平面平行于振动方向,因此,线圈2的中心线方向将垂直于振动方向,在图1所示的实施例中,振动方向为左右方向,线圈2的中心线方向为上下方向。

线圈2具有第一边部21和第二边部22,两个边部21、22可以均垂直于振动方向,以增加线圈2与海尔贝克阵列相作用的有效长度,在图1所示的实施例中即为垂直于纸面的方向。

该第一边部21和第二边部22可以为直边,也可以为圆弧边,对于圆弧边,该垂直于振动方向应该理解为该圆弧边具有垂直于振动方向的切线。

为了在相同磁场强度的情况下,增强上述安培力的反作用力,线圈2可以为长方形,在此,基于绕制的需要,该长方形可以在四角处呈弧形,且使得上述第一边部21和第二边部22为线圈2的长边部,进而增加线圈2的有效长度。

该海尔贝克阵列是将径向磁铁与平行磁铁排列结合在一起的阵列,其中,海尔贝克阵列的所有径向磁铁41a、41b的充磁方向均垂直于线圈2所在的平面,海尔贝克阵列的所有平行磁铁42的充磁方向均平行于振动方向,且使得线圈2位于产生的强磁场一侧。

由于该阵列能够产生单边磁场,以通过少量的磁铁在一侧产生最强的磁场,因此,在将线圈2设置在海尔贝克阵列的强磁场一侧的情况下,将能够有效提高线圈2所在的磁场强度,进而提高用于驱动振子反复振动的驱动力。

该海尔贝克阵列可以仅包括一个基本单元与线圈2相互作用,以简化结构并减少空间占用。如图1所示,海尔贝克阵列的一个基本单元包括在振动方向上排列的两块径向磁铁41a、41b和一块平行磁铁42,其中,按照海尔贝克阵列的设置,该平行磁铁42应该夹设在两个径向磁铁41a、41b之间,径向磁铁41a的充磁方向为从下至上,即径向磁铁41a的下端为S极、上端为N极,而径向磁铁41b的充磁方向为从上至下,即径向磁铁41b的下端为N极、上端为S极,平行磁铁42的充磁方向为从左指向右,即左端为S极、右端为N极。

在另外的实施例中,也可以是径向磁铁41a的充磁方向为从上至下,而径向磁铁41b的充磁方向为从下至上,且平行磁铁42的充磁方向也应该反向,变为从右指向左,以在线圈2所在一侧产生强磁场。

上述径向磁铁41a对应第一边部21,径向磁铁41b对应第二边部22,这样,以图1所示的充磁方向为例,可以使得径向磁铁41b发出的磁力线能够至少部分地以具有竖直分量的方向穿过第二边部22,及使得回到径向磁铁41a的磁力线能够至少部分地以具有竖直分量的方向穿过第一边部21,进而产生沿振动方向的驱动力。

进一步地,还可以使第一边部21与径向磁铁41a对齐,及使得第二边部22与径向磁铁41b对齐,其中,对齐被设置为是第一边部21在振动方向上位于径向磁铁41a在线圈2所在的平面上的投影的覆盖范围内,第二边部22在振动方向上位于径向磁铁41b在线圈2所在的平面上的投影的覆盖范围内。这样,同样以图1所示的充磁方向为例,可以使得径向磁铁41b发出的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第二边部22,及使得回到径向磁铁41a的磁力线能够大部分以基本竖直的方向穿过第一边部21,进而实现驱动装置的有效利用。

而且,还可以进一步为两块径向磁铁41a、41b的设置位置关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称,以提高振子的受力、及受力的均衡性,其中,该中截面经过线圈2的中心线。

这样,根据图1所示,在线圈2中的电流方向为使得第一边部21的电流从外指向内、及使得第二边部22的电流从内指向外时,线圈2将向磁路系统4施加向左的安培力的反作用力。而在线圈2中的电流相对图1所示反向时,安培力的反作用力将变为向右,进而驱动振子反复振动。

但是,同样由于海尔贝克阵列产生的强磁场的作用,线圈2、下壳12的导磁部等能够与海尔贝克阵列产生力的作用的装置将向海尔贝克阵列、进而向整个振子施加向下的吸力,该向下的吸力将会干扰振子在振动方向上的运动轨迹,使得设计的谐振频率相对实际情况偏离,同时也对线性振动马达的弹片造成了较大的损伤,因此,如图1所示,上述上壳11设置了导磁部111、驱动装置设置了平衡磁铁组件43,以通过导磁部111向平衡磁铁组件43,进而向整个振子施加向上的吸力,用于平衡上述的向下的吸力,进而在增大驱动力的同时解决上述干扰振子的运动轨迹的问题。

以上海尔贝克阵列和平衡磁铁组件43构成了线性振动马达的磁路系统4,其中,导磁部111与线圈2分设在磁路系统4的两侧。

在图1所示的实施例中,该上壳11整体由导磁材料制成,因此,上壳11的平行于下壳12的顶部将作为该导磁部111。

在另外的实施例中,该上壳11也可以包括两部分,即包括上壳本体及设置在上壳本体上的屏蔽片,该屏蔽片作为导磁部111与线圈2分设在磁路系统4的两侧,且该屏蔽片可以设置在上壳本体的内壁和/或外壁上。

上述平衡磁铁组件43同样相对质量块6固定,也即相对海尔贝克阵列固定,以成为振子的一部分,其可以包括一块磁铁,也可以包括两块以上(包括两块)的磁铁。该平衡磁铁组件43应该相对线圈2邻近导磁部111设置,即平衡磁铁组件43在垂直于线圈2所在的平面的方向上邻近导磁部111设置,以尽量避免线圈2与平衡磁铁组件43之间产生力的作用。

该平衡磁铁组件43包括至少一块第一磁铁431,其中,所有第一磁铁431具有相同的充磁方向、且垂直于线圈所在的平面,以使导磁部111能够对平衡磁铁组件43产生向上的吸力。

在图1所示的实施例中,平衡磁铁组件43具有一块第一磁铁431,且第一磁铁431的充磁方向为从下至上,即上方为N极,下方为S极。

在另外的实施例中,平衡磁铁组件43的第一磁铁431的充磁方向也可以为从上至下,即上方为S极,下方为N极。

该平衡磁铁组件43可以关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称,以避免产生使得振子转动的转矩。

进一步地,整个驱动装置可以关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

图1所示的实施例中,第一磁铁431设置在平行磁铁42的面向导磁部111的表面上。

进一步地,该平行磁铁42的面向导磁部111的表面低于径向磁铁41a、41b的面向导磁部111的表面,这样,便可将平衡磁铁组件43嵌于海尔贝克阵列在导磁部111一侧形成的凹槽,且平衡磁铁组件43的面向导磁部111的表面与径向磁铁41a、41b的面向导磁部111的表面平齐,以减少对间隙S的影响,保证振子的振动不受影响。

为了对线圈2所在的磁场空间的磁力线进行收敛,以进一步加强该侧的磁场强度,在该实施例中,下壳12包括下壳本体(非导磁材料)、及设置在下壳本体的外壁上的屏蔽片作为导磁部121,该导磁部121与线圈2设置在海尔贝克阵列的同一侧。

由于本发明线性振动马达设置有平衡磁铁组件43,因此,该作为导磁部121的屏蔽片也可以设置在下壳12的内壁上,只要通过配置使得对振子的向上的吸力与向下的吸力达到平衡即可。

在本发明的另外的实施例中,该下壳12也可以整体由导磁材料制成,这样,下壳12整体即可作为导磁部121使用。

图2是根据本发明线性振动马达的另一种实施例的结构示意图,图中主要示出了线性振动马达的驱动装置部分,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图2所示,该实施例与图1所示实施例的主要区别在于,驱动装置还包括铁芯3,该铁芯3也相对下壳12固定,且与线圈2组成电磁铁,以在线圈2得电时产生磁场,进而对海尔贝克阵列产生磁力作用。

在结合下壳12具有导磁部121的实施例中,该铁芯3可以与导磁部121接触或者固定连接。

通过设置导磁部121可以对磁力线进行收敛,使得线圈2一侧的磁场强度得到加强。

而使得铁芯3与导磁部121接触,将能够减小磁阻。

在图2所示的实施例中,导磁部121是设置在下壳本体的外壁上,因此,铁芯3可以通过下壳本体的开口固定连接在导磁部121上。

在图2所示的实施例中,线圈2与铁芯3各自固定连接在下壳12上。

在另外的实施例中,线圈2也可以固定连接在铁芯3上。

该铁芯3可以包括位于线圈2的中心孔中的部分,以提高电磁铁的作用力。

进一步地,该铁芯3还可以包括位于线圈2的背向磁路系统4一侧的部分,进而使得铁芯3呈倒T型。在该实施例中,线圈2可以直接固定连接在铁芯的部分上。

进一步地,该铁芯3除了位于线圈2的中心孔中的部分和位于线圈2的背向磁路系统4一侧的部分之外,还包括在外侧环绕线圈2的侧壁部,即该铁芯3形成一个容置槽,而线圈2则可以嵌于该容置槽34中。

这样,根据图2所示,在线圈2中的电流方向为使得第一边部21的电流从外指向内、及使得第二边部22的电流从内指向外时,电磁铁将向径向磁铁41a施加向左的磁力(斥力),并向径向磁铁41b也施加向左的磁力(引力),二者方向相同,且根据左手定则,线圈2施加给磁铁组件4的安培力的反作用力的方向也与该磁力的方向一致。

在线圈2中的电流相对图2所示反向时,磁力及安培力F1的反作用力也均将反向,即均指向右侧,进而向振子提供反复振动的驱动力。

根据以上说明可知,对于本发明线性振动马达,驱动振子反复振动的驱动力将等于安培力的反作用力与总磁力之和,因此,根据本发明的技术方案,将能够进一步增大向振子提供的驱动力。

在该实施例中,铁芯3施加给海尔贝克阵列的向下的吸力同样可以通过导磁部111对平衡磁铁组件43施加的向上的吸力进行平衡。

图3是根据本发明线性振动马达的第三种实施例的结构示意图,图中示出了平衡磁铁组件43的另一种结构,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图3所示,该实施例与图1和图2所示实施例不同的是,平衡磁铁组件43的第一磁铁431覆盖了海尔贝克阵列的面向导磁部111的整个表面上,该平衡磁铁组件43可以如图3所示一样通过一块第一磁铁431覆盖海尔贝克阵列的面向导磁部111的整个表面,也可以通过两块以上第一磁铁431覆盖海尔贝克阵列的面向导磁部111的整个表面。

图4是根据本发明线性振动马达的第三种实施例的结构示意图,图中示出了平衡磁铁组件43的另一种结构,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图4所示,该实施例与图1和图2所示实施例不同的是,平衡磁铁组件43包括三块第一磁铁431,一块设置在平行磁铁42的面向导磁部111表面上,另外两块第一磁铁431在振动方向上分设在海尔贝克阵列的两侧,以使得平衡磁铁组件43关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

图5是根据本发明线性振动马达的第四种实施例的结构示意图,图中示出了平衡磁铁组件43的另一种结构,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图5所示,该实施例与图1和图2所示实施例不同的是,平衡磁铁组件43包括两块第一磁铁431,且两块第一磁铁431在振动方向上分设在海尔贝克阵列的两侧,以使得平衡磁铁组件43关于线圈2的垂直于振动方向的中截面对称。

以上非限制性地给出了平衡磁铁组件43仅具有第一磁铁431的各种实施例,在此基础上,平衡磁铁组件43还可以包括充磁方向平行于振动方向的第二磁铁。

图6是根据本发明线性振动马达的第五种实施例的结构示意图,图中示出了平衡磁铁组件43具有第二磁铁432的一种实施结构,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图6所示,该平衡磁铁组件43包括一块第一磁铁431和两块第二磁铁432,第一磁铁431的充磁方向为从下至上,左侧第二磁铁432的充磁方向为从左至右,右侧第二磁铁432的充磁方向为从右至左。图7是根据本发明线性振动马达的第六种实施例的结构示意图,图中示出了平衡磁铁组件43具有第二磁铁432的另一种实施结构,且图中箭头方向为对应磁铁的充磁方向。

根据图7所示,该平衡磁铁组件43包括至少两块第二磁铁432,且所有第二磁铁432组成至少一对对磁磁铁,每对对磁磁铁的两块第二磁铁432在所述振动方向上并排设置,且具有相反的充磁方向。

由于对磁结构的存在,将使得每个第二磁铁432的磁力线沿指向导磁部111的方向分布,这有利于增强导磁部111对平衡磁铁组件43产生向上的吸力,进而获得通过该向上的吸力平衡上述向下的吸力的效果。

在图7所示的实施例中,平衡磁铁组件43通过三块第二磁铁432组成了两对对磁磁铁。

在图7所示的实施例中,所有第二磁铁432均位于海尔贝克阵列的面向导磁部111的表面上。

在图7所示的实施例中,平衡磁铁组件43具有两块第一磁铁431,且两块第一磁铁431在振动方向上分设在海尔贝克阵列的两侧。

本发明线性振动马达可以包括一个上述驱动装置,也可以在另外的实施例中包括两个以上(包括两个)驱动装置,两个以上驱动装置在振动方向上依次排列,这在空间尺寸允许的情况下将进一步增大能够提供给振子的驱动力。

进一步地,对于设置两个以上驱动装置的实施例,相邻两个驱动装置的海尔贝克阵列可以共用一块径向磁铁,对应地,相邻两个线圈2的两个相邻的边部,即一个线圈2的第二边部22和相邻线圈2的第一边部21,将与同一块径向磁铁对齐。这在各驱动装置的线圈的接线使得各自线圈的电流流向满足同一时间向振子施加相同方向的驱动力即可获得对驱动力进行叠加的效果。

图8是基于图2中驱动装置的线性振动马达的一种实施例的分解结构示意图。

图8中示出了线性振动马达的振子,包括磁路系统4、质量块6和两个V型弹片7,磁路系统4相对质量块6固定,两个V型弹片7在振动方向上分设在质量块6的两侧,且开口方向相反,其中,每一V型弹片7的一个自由端与质量块6固定连接,另一个自由端与上壳11固定连接。

将两个V型弹片7沿相反的方向布置有利于提高振子振动的平稳性,减少谐振。

图8中还示出了线性振动马达的静子,包括线圈2、柔性电路板8(FPCB),该柔性电路板8经由下壳12露出引线和/或焊盘。

图8中还示出了线性振动马达的其他部分,限位块9、挡块10等。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处,但本领域技术人员应当清楚的是,上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1