本發(fā)明涉及消費(fèi)電子技術(shù)領(lǐng)域,更為具體地,涉及一種應(yīng)用于便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品的線性振動(dòng)馬達(dá)。
背景技術(shù):
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,便攜式電子產(chǎn)品,如手機(jī)、掌上游戲機(jī)或者掌上多媒體娛樂設(shè)備等進(jìn)入人們的生活。在這些便攜式電子產(chǎn)品中,一般會(huì)用微型振動(dòng)馬達(dá)來做系統(tǒng)反饋,例如手機(jī)的來電提示、游戲機(jī)的振動(dòng)反饋等。然而,隨著電子產(chǎn)品的輕薄化發(fā)展趨勢(shì),其內(nèi)部的各種元器件也需適應(yīng)這種趨勢(shì),微型振動(dòng)馬達(dá)也不例外。
目前,市場(chǎng)上流通的移動(dòng)電話中的線性振動(dòng)馬達(dá)所采用一種驅(qū)動(dòng)方式為線性驅(qū)動(dòng),即利用通電線圈與磁鐵的相互作用作為驅(qū)動(dòng)力。原有產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)用戶所需要的觸覺反饋功能,但是空間和磁場(chǎng)利用率較低,提供的安培力較小,馬達(dá)的啟動(dòng)和剎車時(shí)間較長(zhǎng),響應(yīng)速度較慢,這種性能的缺陷不能滿足用戶對(duì)娛樂觸覺日益增長(zhǎng)的需求。
因此,鑒于原有產(chǎn)品的性能局限性,本發(fā)明提供一種新的線性振動(dòng)馬達(dá)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于上述問題,本發(fā)明的目的是提供一種線性振動(dòng)馬達(dá),以解決原有產(chǎn)品的馬達(dá)啟動(dòng)和剎車時(shí)間長(zhǎng)、相應(yīng)速度慢等性能局限性的問題。
根據(jù)本發(fā)明提供的線性振動(dòng)馬達(dá),包括外殼、設(shè)置在中間層線圈和與線圈固定在一起的質(zhì)量塊、固定在外殼上并且對(duì)稱分布在中間層上下兩側(cè)的上層和下層;其中,
線圈與質(zhì)量塊通過導(dǎo)軌相互固定,其中,如果線圈超過一個(gè),則線圈沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,并且線圈的通電電流方向相同;
上層和下層分別包括與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置的永磁鐵和設(shè)置在相鄰永磁鐵之間的華司,其中,每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)兩個(gè)永磁鐵,永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰永磁鐵的充磁方向相反;
并且,下層與上層相對(duì)應(yīng)的永磁鐵的充磁方向相同。
此外,優(yōu)選的方案是,在永磁鐵和華司上分別設(shè)置有用于容納導(dǎo)軌的避讓結(jié)構(gòu)。
此外,優(yōu)選的方案是,外殼包括相互適配固定的上殼和下殼;
上殼包括水平設(shè)置的頂壁以及自頂壁向下殼方向垂直延伸的四個(gè)側(cè)壁,下殼包括平板狀的底壁;其中,
上層的永磁鐵和華司固定在上殼的頂壁上,下層的永磁鐵和華司固定在下殼的底壁上。
此外,優(yōu)選的方案是,還包括邊磁鐵組,邊磁鐵組包括固定嵌設(shè)在質(zhì)量塊的中邊磁鐵組、平行并對(duì)稱設(shè)置在中邊磁鐵上下兩側(cè)的上邊磁鐵組和下邊磁鐵組,其中,
上邊磁鐵組固定在上殼的頂壁上,下邊磁鐵組固定在下殼的底壁上。
此外,優(yōu)選的方案是,還包括彈片;其中,
質(zhì)量塊的兩端通過彈片與外殼彈性連接,彈片將質(zhì)量塊和線圈懸設(shè)在外殼內(nèi)。
此外,優(yōu)選的方案是,還包括FPCB;其中,
線圈通過FPCB與外部電路連接。
此外,優(yōu)選的方案是,線圈為一個(gè);
上層包括與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)永磁鐵和設(shè)置在兩個(gè)永磁鐵之間的一個(gè)華司。
此外,優(yōu)選的方案是,線圈為三個(gè);
上層包括與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置的六個(gè)永磁鐵和設(shè)置在永磁鐵之間的五個(gè)華司。
此外,優(yōu)選的方案是,質(zhì)量塊包括設(shè)置在導(dǎo)軌兩端的用于嵌設(shè)邊磁鐵組的質(zhì)量塊和設(shè)置在線圈之間的兩個(gè)工型質(zhì)量塊。
利用上述根據(jù)本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá),通過設(shè)計(jì)新的磁路結(jié)構(gòu),該磁路結(jié)構(gòu)包括多塊并排永磁鐵、多塊并排華司和多個(gè)并排線圈;并排磁鐵沿Z方向充磁,并且相鄰兩塊磁鐵充磁方向相反;磁鐵跟華司交替排列;該磁路結(jié)構(gòu)能夠提高磁場(chǎng)利用效率,產(chǎn)生較大的安培力,提升馬達(dá)的響應(yīng)速度;減少馬達(dá)的啟動(dòng)和剎車時(shí)間,振感較強(qiáng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的,本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說明。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而,這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外,本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
附圖說明
通過參考以下結(jié)合附圖的說明的內(nèi)容,并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解,本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的分解結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的剖面圖一;
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的剖面圖二;
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的磁路立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的磁路結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
其中:上殼1,永磁鐵21、22,華司31、32,導(dǎo)軌4,線圈5,邊磁鐵組6,上邊磁鐵組61,中邊磁鐵組62,下邊磁鐵組63,彈片7,質(zhì)量塊81,工型質(zhì)量塊82,F(xiàn)PCB91、92、93,下殼10。
在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
具體實(shí)施方式
在下面的描述中,出于說明的目的,為了提供對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的全面理解,闡述了許多具體細(xì)節(jié)。然而,很明顯,也可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。在其它例子中,為了便于描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例,公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式示出。
在下述具體實(shí)施方式的描述中所用到的“質(zhì)量塊”也可以稱作“配重塊”,均指與產(chǎn)生振動(dòng)的振動(dòng)塊固定以加強(qiáng)振動(dòng)平衡的高質(zhì)量、高密度金屬塊。
另外,本發(fā)明主要用于微型振動(dòng)馬達(dá)的改進(jìn),但是也不排除將本發(fā)明中的技術(shù)應(yīng)用于大型振動(dòng)馬達(dá)。但是為了表述的方面,在以下的實(shí)施例描述中,“線性振動(dòng)馬達(dá)”和“微型振動(dòng)馬達(dá)”表示的含義相同。
為詳細(xì)描述本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá)的結(jié)構(gòu),以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
為了解決現(xiàn)有的線性振動(dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)中磁鐵和線圈提供的驅(qū)動(dòng)力空間和磁場(chǎng)利用率較低,安培力較小、馬達(dá)的啟動(dòng)和剎車時(shí)間較長(zhǎng),響應(yīng)速度較慢等問題,本發(fā)明提供的線性振動(dòng)馬達(dá),磁路結(jié)構(gòu)包括多塊并排磁鐵、多塊并排華司和多個(gè)并排線圈,能夠充分利用空間及磁場(chǎng),提供較大恒定安培力,并能夠降低啟動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間,振感較強(qiáng)。
為了說明本發(fā)明提供的線性振動(dòng)馬達(dá)的結(jié)構(gòu),圖1至圖5分別從不同角度對(duì)線性振動(dòng)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了示例性標(biāo)示。具體地,圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的分解結(jié)構(gòu);圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的剖面結(jié)構(gòu);圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的剖面結(jié)構(gòu);圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的磁路立體結(jié)構(gòu);圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)的磁路結(jié)構(gòu)側(cè)視結(jié)構(gòu)。
如圖1至圖5共同所示,本發(fā)明實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá),包括外殼、設(shè)置在中間層線圈5和與線圈5固定在一起的質(zhì)量塊81、固定在外殼上并且與中間層的線圈5和質(zhì)量塊平行設(shè)置的上層和下層;其中,中間層的線圈5與質(zhì)量塊通過導(dǎo)軌4相互固定,其中,線圈5沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,中間層所有線圈的通電電流方向相同。
上層和下層分別包括與線圈5對(duì)應(yīng)設(shè)置的永磁鐵和設(shè)置在相鄰永磁鐵之間的華司,其中,每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)兩個(gè)永磁鐵,永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰永磁鐵的充磁方向相反。下層和上層對(duì)稱分布在中間層的上下兩側(cè),其中,下層與上層中相對(duì)應(yīng)的永磁鐵的充磁方向相同。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向具體是指線圈和質(zhì)量塊共同振動(dòng)方向,線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向是指線性振動(dòng)馬達(dá)中線圈的軸線的方向,其中,圖2所示的箭頭方向A是指線性振動(dòng)馬達(dá)的永磁鐵在Z方向上的充磁方向,也是線圈的軸線方向。
在本發(fā)明的實(shí)施例中,在永磁鐵和華司上分別設(shè)置有用于容納導(dǎo)軌4的避讓結(jié)構(gòu)。也就是說,在上層的相互交替設(shè)置的永磁鐵21和華司31的兩端均設(shè)置有避讓結(jié)構(gòu),避讓結(jié)構(gòu)用于容納固定質(zhì)量塊和線圈的導(dǎo)軌4;在下層的相互交替的永磁鐵22和華司32的兩端也設(shè)置有避讓結(jié)構(gòu),避讓結(jié)構(gòu)用于容納固定質(zhì)量塊和線圈的導(dǎo)軌4。
其中,線性振動(dòng)馬達(dá)的外殼包括相互適配固定的上殼1和下殼10;上殼1包括水平設(shè)置的頂壁以及自頂壁向下殼方向垂直延伸的四個(gè)側(cè)壁,下殼10包括平板狀的底壁;其中,上層的永磁鐵21和華司31固定在上殼1的頂壁上,下層的永磁鐵22和華司32固定在下殼10的底壁上。
本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá)還包括邊磁鐵組6,邊磁鐵組6包括固定嵌設(shè)在質(zhì)量塊的中邊磁鐵組62、平行并對(duì)稱設(shè)置在中邊磁鐵62上下兩側(cè)的上邊磁鐵組61和下邊磁鐵組63,其中,上邊磁鐵組61固定在上殼1的頂壁上,下邊磁鐵組63固定在下殼10的底壁上。
本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá)還包括兩個(gè)彈片。如圖1~圖3所示,兩個(gè)彈片7分別設(shè)置在兩個(gè)質(zhì)量塊81的左右兩端,也就是說,質(zhì)量塊81的兩端通過彈片7與外殼彈性連接,彈片7將質(zhì)量塊81和與質(zhì)量塊81固定一起的線圈5懸設(shè)在外殼內(nèi),即:通過將彈片7限位固定在質(zhì)量塊81和外殼之間,為中間層的線圈和質(zhì)量塊的振動(dòng)提供彈性恢復(fù)力。
另外,本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá)還包括FPCB(Flexible Printed Circuit Boar,柔性線路板)。在本實(shí)施例中,各個(gè)線圈之間通過FPCB92和FPCB93連接,然后再通過FPCB91與外部電路連接。在實(shí)際應(yīng)用中,也可以采用其他的連接方式實(shí)現(xiàn)線圈之間的內(nèi)部連接,之后再通過FPCB將線圈整體與外部電路連接。
本發(fā)明提供的磁路結(jié)構(gòu)包括多塊并排永磁鐵、多塊并排華司和多個(gè)并排線圈。其中,并排磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰兩塊磁鐵的充磁方向相反;磁鐵跟華司交替排列;這種磁路結(jié)構(gòu)可以提高磁場(chǎng)利用效率,產(chǎn)生較大的安培力,提升馬達(dá)的響應(yīng)速度,減少馬達(dá)的啟動(dòng)和剎車時(shí)間。
通過上述實(shí)施例可以看出,本發(fā)明中,磁路結(jié)構(gòu)分為上層、中間層和下層三層;其中,上層和下層的結(jié)構(gòu)完全相同并對(duì)稱分布在中間層的上下兩側(cè)。上層包括:N(N為偶數(shù))塊永磁鐵沿X向依次排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,相鄰永磁鐵的充磁方向相反,(N-1)塊華司與永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X向交替排列(即每?jī)蓚€(gè)相鄰的永磁鐵之間設(shè)置有一個(gè)華司);中間層包括:(N/2)個(gè)線圈,每?jī)蓚€(gè)永磁鐵對(duì)應(yīng)一個(gè)線圈;下層:N(N為偶數(shù))塊永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X向依次排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,相鄰永磁鐵的充磁方向相反,且與上層永磁鐵的充磁方向相同,(N-1)塊華司與永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X向交替排列。下面將舉例詳細(xì)說明本發(fā)明中的磁路結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例一
當(dāng)N為2時(shí),磁路結(jié)構(gòu)中的上層為兩個(gè)永磁鐵和設(shè)置在兩個(gè)永磁鐵之間的一個(gè)華司,中間層為一個(gè)線圈,下層為兩個(gè)永磁鐵和設(shè)置在兩個(gè)永磁鐵之間的一個(gè)華司,也就是說,本實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)包括外殼、設(shè)置在中間層的一個(gè)線圈和與線圈固定在一起的質(zhì)量塊、固定在外殼上并且與中間層的線圈和質(zhì)量塊平行設(shè)置的上層和下層。
其中,中間層的線圈與兩個(gè)質(zhì)量塊通過導(dǎo)軌相互固定。彈片將質(zhì)量塊81和與質(zhì)量塊81固定一起的兩個(gè)線圈5懸設(shè)在外殼內(nèi),即:通過將彈片7限位固定在質(zhì)量塊81和外殼之間,為中間層的一個(gè)線圈和兩個(gè)質(zhì)量塊的振動(dòng)提供彈性恢復(fù)力。
上層和下層分別包括與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩個(gè)永磁鐵和設(shè)置在兩個(gè)永磁鐵之間的一個(gè)華司,其中,永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且兩個(gè)永磁鐵的充磁方向相反。
下層與上層的結(jié)構(gòu)相同,下層與上層對(duì)稱分布在中間層的上下兩側(cè),其中,下層與上層相對(duì)應(yīng)的永磁鐵的充磁方向相同。
實(shí)施例二
當(dāng)N為4時(shí),磁路結(jié)構(gòu)中的上層為四個(gè)永磁鐵和三個(gè)華司,四個(gè)永磁鐵和三個(gè)華司為間隔設(shè)置;中間層為兩個(gè)線圈;下層為四個(gè)永磁鐵和三個(gè)華司,四個(gè)永磁鐵和三個(gè)華司為間隔設(shè)置。也就是說,本實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)包括外殼、設(shè)置在中間層的兩個(gè)線圈和與線圈固定一起的質(zhì)量塊、固定在外殼并且與中間層的線圈和質(zhì)量塊平行設(shè)置的上層和下層。
其中,兩個(gè)線圈與質(zhì)量塊通過導(dǎo)軌相互固定,其中,兩個(gè)線圈沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,并且兩個(gè)線圈的通電電流方向相同;質(zhì)量塊包括設(shè)置在導(dǎo)軌兩端的嵌設(shè)有中邊磁鐵組的質(zhì)量塊81,以及設(shè)置在兩個(gè)線圈之間的一個(gè)工型質(zhì)量塊82。彈片7將質(zhì)量塊81、工型質(zhì)量塊82和與兩個(gè)線圈5懸設(shè)在外殼內(nèi),即:通過將彈片7限位固定在質(zhì)量塊81和外殼之間,為中間層的線圈和質(zhì)量塊的振動(dòng)提供彈性恢復(fù)力。
上層和下層分別包括與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置的四個(gè)永磁鐵和設(shè)置在相鄰永磁鐵之間的三個(gè)華司,其中,永磁鐵沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰永磁鐵的充磁方向相反。
下層與上層的結(jié)構(gòu)相同,下層與上層對(duì)稱分布在中間層的上下兩側(cè),其中,下層與上層相對(duì)應(yīng)的永磁鐵的充磁方向相同。
實(shí)施例三
當(dāng)N為6時(shí),磁路結(jié)構(gòu)中的上層為六個(gè)永磁鐵和五個(gè)華司,六個(gè)永磁鐵和五個(gè)華司間隔設(shè)置;中間層為三個(gè)線圈,每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)兩個(gè)永磁鐵;下層為六個(gè)永磁鐵和五個(gè)華司,六個(gè)永磁鐵和五個(gè)華司間隔設(shè)置。圖1至圖5所示的實(shí)施例上層永磁鐵為6個(gè)的實(shí)施例,如圖1至圖5所示,也就是說,本實(shí)施例的線性振動(dòng)馬達(dá)包括外殼、設(shè)置在中間層的三個(gè)線圈5和與線圈5固定一起的質(zhì)量塊、固定在外殼并且與中間層的線圈5和質(zhì)量塊平行設(shè)置的上層和下層。
其中,三個(gè)線圈5與質(zhì)量塊通過導(dǎo)軌4相互固定,其中,三個(gè)線圈5沿X方向排列,并且三個(gè)線圈5的通電電流方向相同;在本發(fā)明的實(shí)施例中,質(zhì)量塊包括設(shè)置在導(dǎo)軌4兩端的用于嵌設(shè)中邊磁鐵組62的質(zhì)量塊81和設(shè)置在三個(gè)線圈5之間兩個(gè)工型質(zhì)量塊82,導(dǎo)軌4將三個(gè)線圈5、兩個(gè)嵌設(shè)中邊磁鐵組62的質(zhì)量塊81和兩個(gè)工型質(zhì)量塊82固定在一起,在彈片7的作用下,將中間層懸設(shè)在外殼內(nèi)部,即:彈片7限位固定在中間層和外殼之間,為中間層的線圈和質(zhì)量塊的振動(dòng)提供彈性恢復(fù)力。
上層包括與線圈5對(duì)應(yīng)設(shè)置的六個(gè)永磁鐵21和與永磁鐵21間隔設(shè)置的五個(gè)華司31,其中,六個(gè)永磁鐵21沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰永磁鐵充磁方向相反。
下層包括與線圈5對(duì)應(yīng)設(shè)置的六個(gè)永磁鐵22和與永磁鐵22間隔設(shè)置的五個(gè)華司32,其中,六個(gè)永磁鐵22沿線性振動(dòng)馬達(dá)的X方向排列,沿線性振動(dòng)馬達(dá)的Z方向充磁,并且相鄰永磁鐵充磁方向相反。
下層的結(jié)構(gòu)與上層的結(jié)構(gòu)相同,下層與上層關(guān)于中間層相互對(duì)稱,并且分布在中間層的上下兩側(cè),其中,下層與上層相對(duì)應(yīng)的永磁鐵的充磁方向相同,上層的永磁鐵21與下層相對(duì)應(yīng)的永磁鐵22的充磁方向相同。
另外,在本發(fā)明的實(shí)施例中,F(xiàn)PCB包括三個(gè)FPCB91、FPCB92和FPCB93;其中,三個(gè)線圈5之間通過FPCB92和FPCB93連接,之后再通過FPCB91與外部電路連接。
綜上所示,本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá),根據(jù)新的磁路結(jié)構(gòu)提供新的驅(qū)動(dòng)方式,能夠?qū)崿F(xiàn)線性振動(dòng)馬達(dá)響應(yīng)速度快,振感較強(qiáng),能夠?yàn)橛脩籼峁└玫挠脩羰褂皿w驗(yàn)。
如上參照附圖以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的線性振動(dòng)馬達(dá)。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,對(duì)于上述本發(fā)明所提出的線性振動(dòng)馬達(dá),還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。