一種線性振動馬達的製作方法

2024-03-09 16:11:15

本發明涉及馬達技術領域，更具體地，本發明涉及一種線性振動馬達。

背景技術：

隨著通信技術的發展，可攜式電子設備，例如手機、平板電腦、多媒體娛樂設備等已經成為人們的生活必須品。在這些電子設備中，通常使用微型的線性振動馬達來做系統的反饋，例如手機來電提示的振動反饋等。

線性振動馬達通常包括振子和靜子，振子進一步包括質量塊、磁鐵組件和彈片等，靜子進一步包括FPCB、線圈等，其中，線圈和FPCB固定連接在線性振動馬達的外殼上，質量塊和磁鐵組件固定連接在一起，彈片連接在質量塊與外殼之間，線圈則位於磁鐵組件產生的磁場範圍內。這樣，在線圈通電後，線圈便會受到安培力作用，由於線圈固定連接在外殼上，因此，振子將在安培力的反作用力的驅動下進行往復有規律的振動，又由於質量塊的質量較大，進而會獲得整個線性振動馬達發生振動的效果。

由此可見，上述安培力的反作用力是驅動振子振動的唯一的力，但受限於線圈的空間體積，線圈匝數及有效長度均有限，該安培力通常較小，這是導致現有馬達存在響應時間較長的重要原因，因此，非常有必要提供一種能夠增加提供給振子的驅動力的馬達結構。

技術實現要素：

本發明實施例的一個目的是提供一種線性振動馬達的新的技術方案，以增大能夠提供給振子的驅動力。

根據本發明的第一方面，提供了一種線性振動馬達，其包括外殼及收容在所述外殼中的驅動裝置，所述驅動裝置包括磁鐵組件和兩個線圈，所述兩個線圈各自所在的平面平行于振動方向；所述磁鐵組件包括在所述振動方向上排列的兩塊邊磁鐵，所述兩塊邊磁鐵的充磁方向垂直於所述兩個線圈各自所在的平面，且充磁方向相反；所述兩個線圈在所述兩塊邊磁鐵的充磁方向上分設在所述磁鐵組件的兩側，其中，所述兩個線圈各自的第一邊部對應一塊所述邊磁鐵，所述兩個線圈各自的第二邊部對應另一個所述邊磁鐵，且所述兩個線圈的接線使得二者在通電時的電流方向保持一致。

可選的是，所述兩個線圈各自的第一邊部和第二邊部均垂直於所述振動方向。

可選的是，所述兩個線圈的垂直於所述振動方向的中截面重合，且所述兩塊邊磁鐵關於所述中截面對稱。

可選的是，所述磁鐵組件還包括兩塊中間磁鐵，所述兩塊中間磁鐵的充磁方向相反、且均平行於所述振動方向，其中，一塊中間磁鐵與所述兩塊邊磁鐵組成第一海爾貝克陣列，另一塊中間磁鐵與所述兩塊邊磁鐵組成第二海爾貝克陣列，且一個所述線圈位於所述第一海爾貝克陣列的強磁場一側，另一個所述線圈位於所述第二海爾貝克陣列的強磁場一側。

可選的是，所述驅動裝置還包括兩個鐵芯，一個所述鐵芯與一個所述線圈組成一個電磁鐵，另一個所述鐵芯與另一個所述線圈組成另一個電磁鐵，且所述兩個鐵芯各自包括位於對應線圈的中心孔中的部分。

可選的是，所述兩個鐵芯各自還包括位於對應線圈的背向所述磁鐵組件一側的部分。

可選的是，所述兩個鐵芯各自具有容置槽，所述兩個線圈各自嵌於對應鐵芯的容置槽中，且所述兩個線圈的面向所述磁鐵組件的表面經由各自的容置槽外露。

可選的是，所述外殼還包括上導磁部和下導磁部，所述下導磁部與一個所述線圈共同位於所述磁鐵組件的一側，所述上導磁部與另一個所述線圈共同位於所述磁鐵組件的另一側。

可選的是，所述下導磁部和所述上導磁部各自與位於所述磁鐵組件的同一側的鐵芯接觸。

本發明的有益效果在於，本發明線性振動馬達的驅動裝置設置有兩個線圈，兩個線圈在磁鐵組件產生的磁場的作用下會向振子施加相同方向的安培力的反作用力，進而能夠有效增加能夠提供給振子的驅動力。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵及其優點將會變得清楚。

附圖說明

被結合在說明書中並構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，並且連同其說明一起用於解釋本發明的原理。

圖1為根據本發明線性振動馬達的一種實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中驅動裝置的結構示意圖；

圖3為根據本發明線性振動馬達的另一種實施例的結構示意圖；

圖4為根據本發明線性振動馬達的第三種實施例的結構示意圖；

圖5為根據本發明線性振動馬達的第四種實施例的結構示意圖；

圖6為基於圖2中驅動裝置的線性振動馬達的一種實施例的分解結構示意圖。

附圖標記說明：

1-外殼 11-上殼；

12-下殼； 2a、2b-線圈；

4-磁鐵組件； 41a、41b-邊磁鐵；

42a、42b-中間磁鐵； 3a、3b-鐵芯；

6-質量塊； 7-V型彈片；

10-擋塊； 9-限位塊；

111-導磁部； 121-導磁部；

21a、21b-第一邊部； 22a、22b-第二邊部；

34-容置槽； 31-位於線圈的中心孔中的部分；

33-鐵芯的側壁部； 32-位於線圈的背向磁鐵組件一側的部分。

具體實施方式

現在將參照附圖來詳細描述本發明的各種示例性實施例。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的範圍。

以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。

對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。

在這裡示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步討論。

圖1是根據本發明線性振動馬達的一種實施例的簡化結構示意圖，圖中主要示出了線性振動馬達的驅動裝置部分，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。圖2是圖1中驅動裝置部分的結構示意圖。

根據圖1所示，該線性振動馬達包括外殼1、及均收容在外殼1中的質量塊6和驅動裝置，該驅動裝置包括磁鐵組件4和兩個線圈2a、2b。

為了便於進行線性振動馬達的組裝，該外殼1可以包括上殼11和下殼12，二者扣合併連接在一起。

線圈2a、2b各自所在的平面平行于振動方向，因此，線圈2a、2b的中心線方向將垂直于振動方向，在圖1所示的實施例中，振動方向為左右方向，線圈2a、2b的中心線方向為上下方向。

線圈2a、2b分設在磁鐵組件4的兩側，以分別與磁鐵組件4相作用。

線圈2a相對下殼12固定，這可以是將線圈2a固定粘接在下殼12上，也可以是將線圈2a通過絕緣紙等固定粘接在下殼12上。

線圈2b相對上殼11固定，這可以是將線圈2b固定粘接在上殼11上，也可以是將線圈2b通過絕緣紙等固定粘接在上殼11上。

線圈2a具有第一邊部21a和第二邊部22a，兩個邊部21a、22a可以均垂直于振動方向，在圖1所示的實施例中即為垂直於紙面的方向，以增加線圈2a的能夠與磁場相作用的有效長度。

該第一邊部21a和第二邊部22a可以為直邊，也可以為圓弧邊，對於圓弧邊，該垂直于振動方向應該理解為該圓弧邊具有垂直于振動方向的切線。

線圈2b也具有第一邊部21b和第二邊部22b，兩個邊部21b、22b可以均垂直于振動方向，在圖1所示的實施例中即為垂直於紙面的方向，以增加線圈2b的能夠與磁場相作用的有效長度。

兩個線圈2a、2b可以關於磁鐵組件4對稱布置，以提高兩個線圈2a、2b向振子施加的安培力的反作用力的均衡性。

該磁鐵組件4至少包括在振動方向上排列的兩個邊磁鐵41a、41b，兩塊邊磁鐵41a、41b的充磁方向垂直於線圈2a、2b各自所在的平面，且充磁方向相反，在圖1所示的實施例中，也即垂直於下殼12。

在圖1和圖2所示的實施例中，邊磁鐵41a的充磁方向為從下至上，即邊磁鐵41a的下端為S極、上端為N極；而邊磁鐵41b的充磁方向為從上至下，即邊磁鐵41b的下端為N極、上端為S極。

在另外的實施例中，也可以是邊磁鐵41a的充磁方向為從上至下，而邊磁鐵41b的充磁方向為從下至上。

邊磁鐵41a對應線圈2a的第一邊部21a和線圈2b的第一邊部21b，邊磁鐵41b對應線圈2a的第二邊部22a和線圈2b的第二邊部22b，這樣，以圖1所示的充磁方向為例，可以使得邊磁鐵41b發出的磁力線能夠至少部分地以具有豎直分量的方向穿過第二邊部22a，使得回到邊磁鐵41a的磁力線能夠至少部分地以具有豎直分量的方向穿過第一邊部21a，使得邊磁鐵41a發出的磁力線能夠至少部分地以具有豎直分量的方向穿過第一邊部21b，使得回到邊磁鐵41b的磁力線能夠至少部分地以具有豎直分量的方向穿過第二邊部22b，進而產生沿振動方向的驅動力。

進一步地，還可以使第一邊部21a、21b與邊磁鐵41a對齊，及使得第二邊部22a、22b與邊磁鐵41b對齊，其中，以線圈2a為例，對齊被設置為是第一邊部21a在振動方向上位於邊磁鐵41a在線圈2a所在的平面上的投影的覆蓋範圍內，第二邊部22a在振動方向上位於邊磁鐵42b在線圈2a所在的平面上的投影的覆蓋範圍內。這樣，同樣以圖1所示的充磁方向為例，可以使得邊磁鐵41b發出的磁力線能夠大部分以基本豎直的方向穿過第二邊部22a，及使得回到邊磁鐵41a的磁力線能夠大部分以基本豎直的方向穿過第一邊部21a，進而實現驅動裝置的有效利用。

線圈2b相對兩個邊磁鐵41a、41b的設置可以與線圈2a相同，以使得二者關於磁鐵組件4對稱。

線圈2a與線圈2b的接線使得二者在通電時的電流方向保持一致。

這樣，根據圖1和圖2所示，在線圈2a、2b中的電流方向為使得第一邊部21a、21b的電流從外指向內、及使得第二邊部22a、22b的電流從內指向外時，線圈2a、2b均將向磁鐵組件4施加向左的安培力的反作用力，進而增大了驅動裝置能夠向振子提供的驅動力。

在線圈2a、2b中的電流相對圖1所示反向時，二者向磁鐵組件4施加的安培力的反作用力也均將反向，即均指向右側，進而向振子部分提供反覆振動的驅動力。

為了在相同磁場強度的情況下，提高上述安培力的反作用力，線圈2a、2b可以為長方形，在此，基於繞制的需要，該長方形可以在四角處呈弧形。且使得上述第一邊部21a、21b和第二邊部22a、22b分別為線圈2a、2b的長邊部，進而增加線圈2a、2b的有效長度。

為了在相同磁場強度的情況下，提高磁鐵組件4的受力、及受力的均衡性，兩塊邊磁鐵41a、41b的設置位置可以關於線圈2a及線圈2b的垂直于振動方向的中截面對稱，其中，該中截面經過線圈2a、2b的中心線。

為了能夠在有限的佔用空間下增大磁鐵組件4在線圈2a一側及線圈2b一側產生的磁場強度，在圖1和圖2所示實施例中，磁鐵組件4還可以進一步包括兩塊中間磁鐵42a、42b，中間磁鐵42a、42b夾設在兩塊邊磁鐵41a、41b之間，且中間磁鐵42a與兩塊邊磁鐵41a、41b形成第一海爾貝克(Halbach)陣列，中間磁鐵42b與兩塊邊磁鐵41a、41b形成第二海爾貝克(Halbach)陣列，這說明，中間磁鐵42a、42b的充磁方向應該平行于振動方向，且充磁方向相反，而且指向應該使得線圈2a位於第一海爾貝克陣列的強磁場一側，並使得線圈2b位於第二海爾貝克陣列的強磁場一側，以獲得較大的驅動力。

在圖1和圖2所示的實施例中，中間磁鐵42a的充磁方向為從左指向右，即左端為S極、右端為N極，而中間磁鐵42b的充磁方向為從右指向左，即左端為N極、右端為S極。

在邊磁鐵41a、41b的充磁方向分別相對圖2反向時，該中間磁鐵42a、42b的充磁方向也應該各自反向。

由於海爾貝克陣列能夠產生單邊磁場分布，且通過少量的磁鐵產生最強的磁場，因此，通過形成海爾貝克陣列將能夠有效提高線圈2a、2b所在的磁場強度。

在該實施例中，該上殼11可以具有上導磁部111、下殼具有下導磁部121，下導磁部121與線圈2a共同位於磁鐵組件4的一側，上導磁部111與另一個線圈2b共同位於磁鐵組件4的另一側，這可以通過下導磁部121對線圈2a一側的磁力線進行收斂，使得線圈2a一側的磁場強度得到加強，及通過上導磁部111對線圈2b一側的磁場力進行收斂，使得線圈2b一側的磁場強度得到加強。

在圖1所示的實施例中，下殼12進一步包括非導磁的下殼本體、及作為下導磁部121的屏蔽片，該屏蔽片設置在下殼本體的內壁和/或外壁上。

在另外的實施例中，該下殼12也可以整體由導磁材料製成，這樣，下殼12自身可作為下導磁部121使用。

在圖1所示的實施例中，上殼11整體由導磁材料製成，這樣，上殼11的與下殼12相對的頂部即為上殼11的上導磁部111。

在另外的實施例中，上殼11可以進一步包括非導磁的上殼本體、及作為上導磁部111的屏蔽片，該屏蔽片設置在上殼本體的內壁和/或外壁上。

圖3是根據本發明線性振動馬達的另一種實施例的簡化結構示意圖，圖中主要示出了線性振動馬達的驅動裝置部分，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。

根據圖3所示，該實施例與圖1和圖2所示實施例的主要區別在於，該驅動裝置還包括兩個鐵芯3a、3b，鐵芯3a與線圈2a組成一個電磁鐵，鐵芯3b與線圈2b組成另一個電磁鐵。

在線圈2a、2b中的電流方向如圖3所示時，根據右手螺旋定則可知，兩個電磁鐵的磁極方向均為從上指向下，即S極位於上方，N極位於下方。

這樣，根據圖3所示，有鐵芯3a與線圈2a組成的電磁鐵將向邊磁鐵41a施加向左的磁力(斥力)，及向邊磁鐵41b施加向左的磁力(引力)，鐵芯3b與線圈2b組成的電磁鐵也將向邊磁鐵41a施加向左的磁力(斥力)，及向邊磁鐵41b施加向左的磁力(引力)，這與圖1所示實施例中向磁鐵組件4提供的安培力的反作用力的方向一致。

在線圈2a、2b中的電流相對圖3所示反向時，各磁力及安培力的反作用力也均將各自反向，進而向振子部分提供反覆振動的驅動力。

根據以上說明可知，對於本發明線性振動馬達，驅動振子部分反覆振動的驅動力將等於兩側的安培力的反作用力與兩側的總磁力之和，因此，根據該實施例的技術方案，將能夠進一步增大向振子部分提供的驅動力。

為了使得電磁鐵能夠對磁鐵組件4產生較強的磁力作用，該鐵芯3a可以至少包括位於線圈2a的中心孔中的部分，以使線圈2a套設在該部分外，這不僅可以產生較強的磁力，還有利於均衡邊磁鐵41a和41b的受力。

同理，該鐵芯3b也可以至少包括位於線圈2b的中心孔中的部分，以使線圈2b套設在該部分外，這不僅可以產生較強的磁力，還有利於均衡邊磁鐵41a和41b的受力。

在圖3所示的實施例中，該鐵芯3a完全位於線圈2a的中心孔、及中心孔的延伸區域中。而且，進一步地，該鐵芯3a的中心線與線圈2a的中心線重合。

在圖3所示的實施例中，該鐵芯3b完全位於線圈2b的中心孔、及中心孔的延伸區域中。而且，進一步地，該鐵芯3b的中心線與線圈2b的中心線重合。

在該實施例的基礎上結合設置上導磁部111和下導磁部121的結構，該鐵芯3a可以與下導磁部121接觸，鐵芯3b也可以與上導磁部111接觸，以減小磁阻。

圖4是根據本發明線性振動馬達的第三種實施例的結構示意圖，圖中示出了另一種鐵芯結構。

根據圖4所示，該實施例與圖3所示實施例不同的是，鐵芯3a除了位於線圈2a的中心孔中的部分31a之外，還包括位於線圈2a的背向磁鐵組件4一側的部分32a，進而使得鐵芯3a呈倒T型。在該實施例中，線圈2a可以直接固定連接在鐵芯3a的部分32a上。

基於對稱設置的結構，該鐵芯3b也可以除了位於線圈2b的中心孔中的部分31b之外，還包括位於線圈2b的背向磁鐵組件4一側的部分32b，進而使得鐵芯3b呈倒T型。在該實施例中，線圈2b可以直接固定連接在鐵芯3b的部分32b上。

圖5是根據本發明線性振動馬達的第四種實施例的結構示意圖，圖中示出了另一種鐵芯結構。

根據圖5所示，該實施例與圖4所示實施例不同的是，鐵芯3a除了位於線圈2a的中心孔中的部分31a和位於線圈2a的背向磁鐵組件4一側的部分32a之外，還包括在外側環繞線圈2a的側壁部33a，即該鐵芯3a形成一個容置槽34a，而線圈2a則嵌於該容置槽34a中，且線圈2a的面向磁鐵組件4的表面經由該容置槽34a外露。

基於對稱設置的結構，該鐵芯3b也可以除了位於線圈2b的中心孔中的部分31b和位於線圈2b的背向磁鐵組件4一側的部分32b之外，還包括在外側環繞線圈2b的側壁部33b，即該鐵芯3b形成一個容置槽34b，而線圈2b則嵌於該容置槽34b中，同樣，該線圈2b的面向磁鐵組件4的表面經由容置槽34b外露。

圖6是基於圖2所示驅動裝置的線性振動馬達的一種實施例的分解結構示意圖。

圖6中示出了線性振動馬達的振子部分，包括磁鐵組件4、質量塊6和兩個V型彈片7，磁鐵組件4相對質量塊6固定，兩個V型彈片7在振動方向上分設在質量塊6的兩側，且開口方向相反，其中，每一V型彈片7的一個自由端與質量塊6固定連接，另一個自由端與上殼11固定連接。

將兩個V型彈片7沿相反的方向布置有利於提高振子部分振動的平穩性，減少諧振。

圖6中還示出了線性振動馬達的靜子部分，包括線圈2a、2b等，靜子部分還可以包括柔性電路板(FPCB)。

圖6中還示出了線性振動馬達的其他部分，包括限位塊9、擋塊10等。

上述各實施例主要重點描述與其他實施例的不同之處，但本領域技術人員應當清楚的是，上述各實施例可以根據需要單獨使用或者相互結合使用。

以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，並非窮盡性的，並且也不限於所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的範圍和精神的情況下，對於本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的技術改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。本發明的範圍由所附權利要求來限定。