线性振动马达的制作方法

本发明涉及振动马达技术领域，更具体地，涉及一种线性振动马达。

背景技术：

现有的线性振动马达一般包括振子、定子和弹片。振子包括磁铁、配重部和华司。定子包括壳体、铁芯和线圈。线圈套设在铁芯外围。华司以及铁芯的作用是集中磁力线以提高磁场强度。工作时，磁力线穿过线圈，产生洛伦兹力来驱动振子振动。现有振动马达存在驱动力小、振动响应慢的技术问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种线性振动马达的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种线性振动马达。该马达包括：

定子组件，所述定子组件包括壳体、极芯以及线圈组件，在所述壳体的内部具有腔体，所述壳体包括顶部和与所述顶部相对的底部，所述极芯和所述线圈组件位于所述腔体内，所述极芯被设置在所述底部上，所述线圈组件包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈的电流方向相反，所述第一线圈和所述第二线圈被套设在所述极芯上，所述极芯包括靠近所述顶部的第一端，所述第一端凸出于所述第一线圈的上端面以形成第一磁极；

振子组件，所述振子组件包括围绕所述线圈组件设置的永磁体以及被设置在所述永磁体的上的配重部，所述永磁体包括靠近所述顶部的第三端，在所述第一线圈通电后，所述第一磁极与所述第三端之间形成与驱动力作用方向相同的磁力；以及

弹性元件，所述振子组件通过所述弹性元件悬置在所述腔体内，所述弹性元件被配置为用于使所述振子组件回复至初始位置。

可选地，所述极芯还包括靠近所述底部的第二端，所述第二端凸出于所述第二线圈的下端面，以形成第二磁极，所述永磁体还包括靠近所述底部的第四端，在所述第二线圈通电后，所述第二磁极与所述第四端之间形成与驱动力作用方向相同的磁力。

可选地，所述极芯还包括位于所述极芯的沿振动方向的中部且凸出于所述极芯的外表面的第三磁极，所述第一线圈和所述第二线圈分别位于所述第三磁极的两侧，在所述线圈组件通电后，所述第三磁极与所述第三端和所述第四端之间形成与驱动力作用方向相同的磁力。

可选地，在所述第三端上设置有第一华司。

可选地，在所述第四端上设置有第二华司。

可选地，所述弹性元件为螺旋弹片，所述螺旋弹片位于所述振子组件的靠近所述顶部的一侧或者位于所述振子组件的靠近所述底部的一侧。

可选地，所述壳体包括连接在一起的上壳和下壳，所述顶部位于所述上壳上，所述底部位于所述下壳上，所述上壳和所述下壳为导磁性材料，所述顶部和所述底部与所述永磁体之间形成磁力。

可选地，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向相反。

可选地，磁路系统包括所述线圈组件、所述极芯、所述永磁体和所述华司，所述线圈组件套设在所述极芯的外侧，所述永磁体围绕所述线圈组件设置，并且所述永磁体与所述线圈组件之间有间隙，所述华司为两个且分别位于所述永磁体的上、下两端，所述磁路系统被配置为方形或者圆形。

可选地，所述极芯为十字形，在十字形极芯的一端设置有第三华司，在与所述第三华司相对的另一端设置有第四华司，其中，所述第三华司形成第一磁极，所述第四华司形成所述第二磁极，所述十字形极芯的中间凸出部为第三磁极。

本发明的发明人发现，在现有技术中，由于振动马达的振动仅仅依靠洛伦兹力来实现，故存在驱动力小、振动响应慢的技术问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明的提供的线性振动马达设置有两个线圈，两个线圈的电流方向相反。两个线圈的设置方式提高了振子组件的驱动力，使线性振动马达的振动响应更快。

此外，第一磁极与永磁体之间形成磁力，该磁力的方向与振子组件的运动方向相同，从而进一步提高了振子组件的驱动力。

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：本发明实施例的线性振动马达的分解图。

图2：本发明实施例的线性振动马达的剖视图。

图3：本发明实施例的环形弹片位于下方的线性振动马达的剖视图。

图4：本发明实施例的环形弹片位于下方的线性振动马达的另一个角度的剖视图。

图5：本发明实施例的极芯的结构示意图。

图6：本发明实施例的圆形线性振动马达的剖视图。

图7：本发明实施例的方形磁路系统的结构示意图。

图8：本发明实施例的另一种线性振动马达的剖视图。

图中，11：上壳；12：螺旋弹片；13：环形弹垫；14：钨钢块；15：第一华司；16：第一线圈；17：环形磁铁；18：极芯；19：第二华司；20：FPCB；21：片状阻尼；22：第二线圈；23：第三磁极；24：避让槽；25：下壳；26：第一磁极；27：第二磁极；28：顶部；29：底部；30：十字形极芯；31：第三华司；32：第四华司；33：中间凸出部。

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。

本发明提供了一种线性振动马达。如图1和2所示，该线性振动马达包括定子组件、振子组件和弹性元件。定子组件包括壳体、极芯18以及线圈组件。壳体的内部具有腔体。壳体包括顶部28和与顶部28相对的底部29。极芯18和线圈组件位于腔体内。极芯18与底部29连接在一起。优选的是，极芯18被设置在底部29的中部，这样可以充分利用腔体内的空间。

在一个例子中，如图1和2所示，壳体被配置为包括上壳11和下壳25。上壳11和下壳25相互连接在一起。例如，采用扣合的方式将二者相互连接。还可以是，例如，采用激光焊接或封边以将二者连接在一起。在上壳11和下壳25的内部形成腔体。顶部28位于上壳11上，底部29位于下壳25上。在底部29上还设置有FPCB20(柔性线路板，Flexible Printed Circuit Board)。线圈组件通过FPCB20与外部电路通信连接。当然，也可以采用线缆的方式将外部电路与线圈的引线通信连接。此外，为了避免振子组件，尤其是配重部在振动时碰撞FPCB20板而造成FPCB20板的损坏，在配重部上还设置有用于避让FPCB20的避让槽24。

如图2和5所示，极芯18被设置在下壳25的中部。例如，可以通过粘接或者焊接的方式，将极芯18固定在下壳25的中部。极芯18用于集中线圈组件产生的电磁场。线圈组件包括第一线圈16和第二线圈22。第一线圈16和第二线圈22的电流方向相反。第一线圈16和第二线圈22被套设在极芯18的上。极芯18包括靠近顶部28的第一端。第一端凸出于第一线圈16的上端面以形成第一磁极26。上端面即靠近顶部28的端面。第一磁极26用于在线圈组件通电后使电磁场溢出。振动方向即振子组件工作时的方向。极芯18和线圈组件的轴线方向与振动方向平行。优选的是，第一磁极26的存在使极芯形成T字形结构。

如图2和5所示，线圈组件响应于来自外部电路的电信号而产生电磁场。线圈组件的设置方式有多种。在一个例子中，第一线圈16和第二线圈22由同一根导线绕制而成。例如，第一线圈16为顺时针绕制，第二线圈22为逆时针绕制(从顶部28俯视)。在这种情况下，第一线圈16和第二线圈22为串联。两个线圈共用一对引线。例如，还可以是第一线圈16和第二线圈22分别绕制而成，只要保证两个线圈绕制方向相反即可。第一线圈16和第二线圈22的引线分别连接到FPCB20上。优选的是，第一线圈16和第二线圈22的匝数相等。这种配置方式可以使两个线圈产生的电磁场的强度大小相等，并且两个线圈受到的磁场力大小相等。

如图1和2所示，振子组件包括围绕线圈组件设置的永磁体以及被设置在永磁体上的配重部。配重部用于增大振子组件的惯性，以增大振动马达的振幅。配重部可以是但不局限于钨钢块14。

永磁体用于形成匀强磁场。在本发明中，永磁体为轴向充磁。轴向充磁，即N极和S极位于永磁体的轴向，N极和S极相对设置，其中轴向即振动方向。永磁体可以是但不局限于铁氧体磁铁和钕铁硼磁铁。在本发明的一个优选的实施方式中，为了提高磁场强度并使磁场强度均匀，永磁体被配置为环形磁铁17。当然，永磁体也由多个离散的磁铁组成。优选的是，多个磁铁围绕线圈组件均匀分布，以保证线圈组件收到的磁场力均衡。在该结构中，多个磁铁具有相同的极性。例如，多个磁铁的靠近上壳11的一端均为N极，靠近下壳25的一端均为S极。

如图2或者5所示，环形磁铁17包括沿振动方向上且相对设置的第三端和第四端。第三端为靠近顶部28的一端。第四端为靠近底部29的一端。在第一线圈16通电后，第一磁极26与第三端之间形成与驱动力作用方向相同的磁力，驱动力即振子组件受到的磁力。

弹性元件被配置为用于使振子组件回复至初始位置。弹性元件对振子组件形成支承及定心，以使振子组件悬置在腔体中。弹性元件还用于向振子组件提供弹力。该弹力沿振动方向。该弹力使振子组件返回到相对于定子组件的初始位置，并且该弹力限制了振子组件的振幅，以防止振子组件碰撞到壳体上。

如图2-4所示，在本发明中一种具体的实施方式中，弹性元件具有沿振动方向上的两个端部，其中，一个端部被连接在顶部28或者底部29的任意之一上，另一个端部被连接在振子组件上。连接在顶部28的端部即弹性元件位于振子组件的上端，参照图2。连接在底部29的端部即弹性元件位于振子组件的下端，参照图3和4。

在一个例子中，弹性元件为螺旋弹片12。如图3和5所示，例如，螺旋弹片12位于振子组件的靠近顶部28的一侧或者位于振子组件的靠近底部29的一侧。当螺旋弹片12位于振子组件的靠近底部29的一侧时，可以充分利用FPCB20与振子组件之间的空间，使得线性振动马达可以做的更薄。螺旋弹片12具有结构牢固、弹性形变均匀的特点。可以通过焊接或者粘接的方式将螺旋弹片12与壳体和振子组件连接。同样地，也可以将螺旋弹片12粘接到上壳11的顶部28上。

当然，弹性元件也可以是弹簧等，只要能使振子组件回复到初始位置即可。

本发明提供的线性振动马达，在振动过程中，振子组件除了会受到弹性元件的弹力和磁场的洛伦兹力的作用外，极芯18的第一磁极26还会受到来自永磁体(例如环形磁铁17)的磁力的作用。

具体地，在一个例子中，如图2所示，该线性振动马达包括两个线圈。环形磁铁的第三端为N极，第四端为S极。第一线圈16为顺时针电流，第二线圈22为逆时针电流(从顶部28俯视)。

一方面，在线圈组件通电后，第一线圈16受到向下的洛伦兹力的作用。由于第一线圈16固定在下壳25上无法移动，则会使振子组件受到反作用力而向上移动。同时，第二线圈22受到向下的洛伦兹力的作用。由于第二线圈22固定在下壳25上无法移动，则会使振子组件受到反作用力而向上移动。由此可见，两个线圈受到相同方向的洛伦兹力的作用，从而使振子组件受到的反作用力大大增加，即振子组件的驱动力大大增加。进而使振子组件由静止到达到正常振幅的时间更短，即振动响应速度更快。

另一方面，当第一线圈通电后产生电磁场将极芯磁化。根据安培定则，第一线圈的16上端面为S极，第一线圈16的下端面(靠近中部的一端)为N极。极芯18将电磁场进行集中，由于第一磁极26凸出于线圈的上端面，故可以使S极溢出。即第一磁极26被极化为S极。第一磁极26与环形磁铁17的第三端的极性相反，故二者相互吸引。本领域技术人员可以理解的是，第一磁极26凸出于第三端所在的平面。环形磁铁17与第一磁极26的之间的吸引力使振子组件向上移动。由此可见，磁力为振子组件提供了驱动力，使线性振动马达的驱动力进一步增加。并使振动响应速度更快。

此外，壳体与和铁芯连接在一起，壳体和铁芯均为导磁性材料。这样永磁体与壳体以及永磁体与铁芯形成“磁弹簧”。磁弹簧与弹性元件的作用方向相反。由此合力使弹性元件的弹性系数减小，可以有效地降低线性振动马达的f₀(最低共振频率)，提高了振动的灵敏度，提升了震感体验。

此外，还可以在保持f₀不变的情况下，通过增加环形弹片的厚度来提高环形弹片的强度，进而提升线性振动马达的稳定性，延长线性振动马达的使用寿命。

为了进一步提高振动效果，在本发明的一种具体的实施方式中，如图1-4所示，极芯18还包括靠近底部29的第二端。第二端凸出于第二线圈22的下端面，以形成第二磁极27。极芯18类似于工字形。下端面即第二线圈22的靠近底部29的端面。环形磁铁17还包括靠近底部29的第四端。在第二线圈22通电后。第二磁极27与第四端之间形成磁力。第二磁极27用于在线圈组件通电后使电磁场溢出。

在该实施方式中，当第二线圈22通电后产生电磁场。根据安培定则，第二线圈22的下端面为S极，第二线圈22的上端面(靠近中部的一端)为N极。极芯将电磁场进行集中，由于第二磁极27凸出于第二线圈22的下端面，故可以使S极溢出。即第二磁极27被极化为S极。第二磁极27与环形磁铁17的第四端的极性相反，故二者相互排斥。第二磁极27凸出于第四端所在的平面。环形磁铁17与第二磁极27的之间的排斥力使振子组件向上移动。由此可见，该磁力为振子组件提供了驱动力，使线性振动马达的驱动力进一步增加。并使振动响应速度更快。

此外，随着第二磁极27偏离初始位置越多，第四端与第二磁极27之间距离的会增加，二者之间的排斥力会逐渐减小。

由此可见，第一磁极26和第二磁极27与环形磁铁17之间的磁力均形成了振子组件振动的驱动力。从而有效地提高了线性振动马达的振动效果。并且降低了线性振动马达的f₀。

为了进一步提高振动效果，在本发明的一种具体的实施方式中，如图1-5所示，极芯18还包括位于极芯18的沿振动方向的中部且凸出于极芯18的外表面的第三磁极23，第一线圈16和第二线圈22分别位于第三磁极23的两侧。第三磁极23位于第三端和第四端之间。极芯18类似于王字形。第三磁极23用于在线圈组件通电后使电磁场溢出。第三磁极与第三端和第四端之间形成磁力。

在本实施例中，两个线圈套设在极芯18上。在环形磁铁17的第三端为N极，第四端为S极。由于第一线圈16为顺时针绕制，当电流为顺时针走向时(从顶部28俯视)，第一线圈16的下端为N极，上端为S极。第二线圈22为逆时针绕制，当电流为逆时针走向时(从顶部28俯视)，第二线圈22的上端为N极，下端为S极。第一线圈16的下端和第二线圈22的上端位于极芯18的第三磁极23上。磁场被极芯18集中。并且，第三磁极23为磁力线的溢出端，即N极。由此可见，第三磁极23的极性为N极。由于第三端也为N极，因此第三磁极23会与第三端形成斥力，该斥力的方向与洛伦兹力的方向相同，会使振子组件向上移动，进一步增大了线圈组件的驱动力。同时，由于第四端为S极，因此第三磁极23会与第四端形成吸引力，该吸引力的方向与洛伦兹力的方向相同，会使振子组件向上移动。由此可见，环形磁铁17的N极和S极与第三磁极23之间的磁力为振子组件提供了驱动力。第三磁极23与环形磁铁17之间的磁力使得振子组件受到的驱动力进一步增加，即该磁力使线性振动马达的响应速度更快。

此外，还可以在保持f₀不变的情况下，通过增加环形弹片12的厚度来提高环形弹片12的强度，进而提升线性振动马达的稳定性，延长线性振动马达的使用寿命。

为了便于加工，在一个例子中，如图8所示，极芯18为十字形。在十字形极芯30的一端设置有第三华司31。在与第三华司31相对的另一端设置有第四华司32。第三华司31形成第一磁极，第四华司32形成第二磁极，十字形极芯30的中间凸出部33为第三磁极。十字形极芯30较王字形极芯结构简单，加工难度低，成品率高。第三华司31和第四华司32可以通过粘接的方式与十字形极芯30连接在一起，组装十分方便。

为了使环形磁铁17的磁场更集中，在一个例子中，在第三端上设置第一华司15，在第四端上设置第二华司19。例如，通过粘接剂将第一华司15固定在第三端上，将第二华司19固定在第四端上。第一华司15和第二华司19用于形成磁屏蔽，以将永磁体的磁力线进行集中，使磁场强度进一步提高。从而进一步提高振子组件的驱动力。

由此可见，第一磁极26、第二磁极27和第三磁极23与环形磁铁17之间的磁力方向相同，为振子组件的振动提供了驱动力。增大了线性振动马达的振动量，有效地提高了线性振动马达的振动效果。振子组件从静止状态到正常振幅所需时间更短，振动响应更快。并且降低了线性振动马达的f₀。提高了震感体验。

本领域技术人员可以理解的是，当第一线圈16和第二线圈22的电流方向发生变化时，即第一线圈16的电流方向为逆时针方向，第二线圈22的电流方向为顺时针，振子组件受到的洛伦兹力的方向以及受到“磁弹簧”的力的方向与前述的方向相反，从而使振子组件向下振动的驱动力增大。

为了进一步提高线性振动马达的振动效果，在本发明的一种优选的实施方式中，上壳11和下壳25为导磁性材料。例如，上壳11和下壳25由铁、钴或者镍制作而成。导磁性材料即容易被永磁体磁化的材料。在该实施方式中，上壳11与环形磁铁17之间具有吸引力。并且当振子组件向上移动时，随着环形磁铁17与上壳11之间距离的减小，二者之间的吸引力增加。从而进一步增大了振子组件向上振动的驱动力。下壳25与环形磁铁17之间也具有吸引力。当振子组件向下移动时，随着环形磁铁17与下壳25之间距离的减小，二者之间的吸引力增加。从而进一步增大了振子组件向下振动的驱动力。当振子组件位于初始位置时，振子组件受到的上壳11和下壳25吸引力大小相等方向相反。

壳体与和王字形铁芯都是导磁性材料。这样，永磁体与壳体以及永磁体与铁芯形成“磁弹簧”。磁弹簧与弹性元件的作用方向相反。由此合力使弹性元件的弹性系数减小，可以有效地降低线性振动马达的f₀(最低共振频率)，提高了振动的灵敏度，提升了震感体验。

同理，也可以在保持f₀不变的情况下，通过增加环形弹片的厚度来提高环形弹片的强度，进而提升线性振动马达的稳定性。延长线性振动马达的使用寿命。

为了使振动马达的结构稳固，在一个例子中，极芯18的一端与底部29相连接，极芯18的另一端与顶部28相连接。这样，极芯18起到了支撑壳体的作用，使线性振动马达的结构更稳固。

为了缓冲振子组件的振动，以防止振子组件与壳体发生碰撞，在一个例子中，如图1-3所示，在底部29的与配重部(例如钨钢块14)相对应的位置设置有阻尼件。阻尼件可以是但不局限于橡胶、硅胶、海绵或者泡棉。例如，钨钢块14为方形。钨钢块14的四个边凸出于下表面。则阻尼件可以是，例如四个片状阻尼21。片状阻尼21通过粘接的方式设置在下壳25上。4个片状阻尼21分别设置在与钨钢块14的四个角相对应的位置上。例如，钨钢块14的与永磁体连接的区域形成法兰状的环形凸起。该环形凸起位于钨钢块14的上表面。例如，阻尼件被配置为环形弹垫13，且设置在环形凸起上。当然，环形垫片也可以设置在上壳11的与环形凸起相对应的位置上。阻尼件的设置可以有效地缓冲振子组件与壳体的碰撞力，进而提高线性振动马达的使用寿命。并且阻尼件可以有效地降低由碰撞带来的噪音。同时阻尼的存在，可以让振动系统断电时，快速的停止，提高了马达的振动清晰度。

磁路系统包括线圈组件、极芯18、永磁体和华司。线圈组件，例如第一线圈16和第二线圈22套设在极芯18的外侧。永磁体，例如环形磁铁17围绕线圈组件设置。环形磁铁17与线圈组件之间有间隙。华司位于环形磁铁17的沿轴向的上、下两端，其中第一华司15位于上端，第二华司19位于下端。如图6或者7所示，为了适应不同的安装环境，磁路系统被配置为方形或者圆形。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。