一種線性振動馬達的制作方法

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，便攜式電子設備，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，線圈則位于磁鐵組件產生的磁場范圍內。這樣，在線圈通電后，線圈便會受到安培力作用，由于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，又由于質量塊的質量較大，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，但受限于線圈的空間體積，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，所述外殼具有導磁部，所述驅動裝置包括線圈、海爾貝克陣列和平衡磁鐵組件；所述線圈所在的平面平行于振動方向，所述線圈與所述導磁部分設在所述海爾貝克陣列的兩側，且所述線圈位于所述海爾貝克陣列的強磁場一側；所述平衡磁鐵組件相對所述海爾貝克陣列固定，且所述平衡磁鐵組件相對所述線圈鄰近所述導磁部設置，所述平衡磁鐵組件包括至少一塊第一磁鐵，所有第一磁鐵具有相同的充磁方向、且垂直于所述線圈所在的平面。

可選的是，所述海爾貝克陣列具有在所述振動方向上排列的三塊磁鐵，分別為兩塊徑向磁鐵和一塊平行磁鐵，其中，所述兩塊徑向磁鐵的充磁方向相反、且均垂直于所述線圈所在的平面，其中一塊徑向磁鐵對應所述線圈的第一邊部，另一塊徑向磁鐵對應所述線圈的第二邊部，所述平行磁鐵的充磁方向平行于所述振動方向。

可選的是，所述第一邊部和所述第二邊部均垂直于所述振動方向，所述驅動裝置關于所述線圈的垂直于所述振動方向的中截面對稱。

可選的是，所述驅動裝置還包括鐵芯，所述鐵芯與所述線圈組成電磁鐵，所述鐵芯包括位于所述線圈的中心孔中的部分。

可選的是，所述海爾貝克陣列具有充磁方向平行于所述振動方向的平行磁鐵，所述平衡磁鐵組件的至少部分第一磁鐵設置在所述平行磁鐵的面向所述導磁部的表面上。

可選的是，所述平衡磁鐵組件還包括至少一塊第二磁鐵，所述第二磁鐵的充磁方向平行于所述振動方向。

可選的是，所述平衡磁鐵組件包括至少兩塊第二磁鐵，且所有第二磁鐵組成至少一對對磁磁鐵，每對對磁磁鐵的兩塊第二磁鐵在所述振動方向上并排設置，且具有相反的充磁方向。

可選的是，所述外殼還具有另一導磁部，所述另一導磁部與所述線圈位于所述海爾貝克陣列的同一側。

可選的是，所述線性振動馬達包括兩個以上所述驅動裝置，且兩個以上所述驅動裝置在所述振動方向上依次排列。

可選的是，相鄰兩個驅動裝置的海爾貝克陣列共用一塊徑向磁鐵，其中，所述徑向磁鐵為海爾貝克陣列的充磁方向垂直于所述線圈所在的平面的磁鐵。

本發明的有益效果在于，本發明線性振動馬達的驅動裝置利用海爾貝克陣列與線圈相作用，由于海爾貝克陣列能夠以盡可能少的磁鐵在一側產生單邊的強磁場，因此，在將線圈設置在產生的強磁場一側時，便能有效增加提供給振子的驅動力。但是，同樣由于該強磁場的作用，線圈等電、磁裝置可能向海爾貝克陣列、進而向整個振子施加向下的吸力，干擾振子在振動方向上的運動軌跡，使得設計的諧振頻率相對實際情況偏離，同時也對線性振動馬達的彈片造成了較大的損傷，因此，本發明線性振動馬達還通過外殼設置導磁部、驅動裝置設置鄰近導磁部的平衡磁鐵組件，以通過導磁部對平衡磁鐵組件產生向上的吸力來平衡上述向下的吸力，這便能夠在提高驅動力的同時避免出現上述的干擾振子的運動軌跡的問題。

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

附圖說明

被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本發明的原理。

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3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4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5為根據本發明線性振動馬達的第五種實施例的結構示意圖；

圖6為根據本發明線性振動馬達的第六種實施例的結構示意圖；

圖7為根據本發明線性振動馬達的第七種實施例的結構示意圖；

圖8為基于圖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； 2-線圈；

4-磁路系統； 41a、41b-徑向磁鐵；

42-平行磁鐵； 43-平衡磁鐵組件；

6-質量塊； 7-V型彈片；

8-FPCB； 9-限位塊；

10-擋塊； 5-屏蔽片。

S-間隙； 111-導磁部；

3-鐵芯； 431-第一磁鐵；

432-第二磁鐵； 121-導磁部；

S-間隙。

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范圍。

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。

對于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。

在這里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，則在隨后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。

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和驅動裝置等，該驅動裝置包括海爾貝克(Halbach)陣列和線圈2。

為了便于進行線性振動馬達的組裝，該外殼1包括上殼11和下殼12，二者扣合、并連接在一起。

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

線圈2所在的平面平行于振動方向，因此，線圈2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2的中心線方向為上下方向。

線圈2具有第一邊部21和第二邊部22，兩個邊部21、22可以均垂直于振動方向，以增加線圈2與海爾貝克陣列相作用的有效長度，在圖1所示的實施例中即為垂直于紙面的方向。

該第一邊部21和第二邊部22可以為直邊，也可以為圓弧邊，對于圓弧邊，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。

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

該海爾貝克陣列是將徑向磁鐵與平行磁鐵排列結合在一起的陣列，其中，海爾貝克陣列的所有徑向磁鐵41a、41b的充磁方向均垂直于線圈2所在的平面，海爾貝克陣列的所有平行磁鐵42的充磁方向均平行于振動方向，且使得線圈2位于產生的強磁場一側。

由于該陣列能夠產生單邊磁場，以通過少量的磁鐵在一側產生最強的磁場，因此，在將線圈2設置在海爾貝克陣列的強磁場一側的情況下，將能夠有效提高線圈2所在的磁場強度，進而提高用于驅動振子反復振動的驅動力。

該海爾貝克陣列可以僅包括一個基本單元與線圈2相互作用，以簡化結構并減少空間占用。如圖1所示，海爾貝克陣列的一個基本單元包括在振動方向上排列的兩塊徑向磁鐵41a、41b和一塊平行磁鐵42，其中，按照海爾貝克陣列的設置，該平行磁鐵42應該夾設在兩個徑向磁鐵41a、41b之間，徑向磁鐵41a的充磁方向為從下至上，即徑向磁鐵41a的下端為S極、上端為N極，而徑向磁鐵41b的充磁方向為從上至下，即徑向磁鐵41b的下端為N極、上端為S極，平行磁鐵42的充磁方向為從左指向右，即左端為S極、右端為N極。

在另外的實施例中，也可以是徑向磁鐵41a的充磁方向為從上至下，而徑向磁鐵41b的充磁方向為從下至上，且平行磁鐵42的充磁方向也應該反向，變為從右指向左，以在線圈2所在一側產生強磁場。

上述徑向磁鐵41a對應第一邊部21，徑向磁鐵41b對應第二邊部22，這樣，以圖1所示的充磁方向為例，可以使得徑向磁鐵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22，及使得回到徑向磁鐵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21，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21與徑向磁鐵41a對齊，及使得第二邊部22與徑向磁鐵41b對齊，其中，對齊被設置為是第一邊部21在振動方向上位于徑向磁鐵41a在線圈2所在的平面上的投影的覆蓋范圍內，第二邊部22在振動方向上位于徑向磁鐵41b在線圈2所在的平面上的投影的覆蓋范圍內。這樣，同樣以圖1所示的充磁方向為例，可以使得徑向磁鐵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22，及使得回到徑向磁鐵41a的磁力線能夠大部分以基本豎直的方向穿過第一邊部21，進而實現驅動裝置的有效利用。

而且，還可以進一步為兩塊徑向磁鐵41a、41b的設置位置關于線圈2的垂直于振動方向的中截面對稱，以提高振子的受力、及受力的均衡性，其中，該中截面經過線圈2的中心線。

這樣，根據圖1所示，在線圈2中的電流方向為使得第一邊部21的電流從外指向內、及使得第二邊部22的電流從內指向外時，線圈2將向磁路系統4施加向左的安培力的反作用力。而在線圈2中的電流相對圖1所示反向時，安培力的反作用力將變為向右，進而驅動振子反復振動。

但是，同樣由于海爾貝克陣列產生的強磁場的作用，線圈2、下殼12的導磁部等能夠與海爾貝克陣列產生力的作用的裝置將向海爾貝克陣列、進而向整個振子施加向下的吸力，該向下的吸力將會干擾振子在振動方向上的運動軌跡，使得設計的諧振頻率相對實際情況偏離，同時也對線性振動馬達的彈片造成了較大的損傷，因此，如圖1所示，上述上殼11設置了導磁部111、驅動裝置設置了平衡磁鐵組件43，以通過導磁部111向平衡磁鐵組件43，進而向整個振子施加向上的吸力，用于平衡上述的向下的吸力，進而在增大驅動力的同時解決上述干擾振子的運動軌跡的問題。

以上海爾貝克陣列和平衡磁鐵組件43構成了線性振動馬達的磁路系統4，其中，導磁部111與線圈2分設在磁路系統4的兩側。

在圖1所示的實施例中，該上殼11整體由導磁材料制成，因此，上殼11的平行于下殼12的頂部將作為該導磁部111。

在另外的實施例中，該上殼11也可以包括兩部分，即包括上殼本體及設置在上殼本體上的屏蔽片，該屏蔽片作為導磁部111與線圈2分設在磁路系統4的兩側，且該屏蔽片可以設置在上殼本體的內壁和/或外壁上。

上述平衡磁鐵組件43同樣相對質量塊6固定，也即相對海爾貝克陣列固定，以成為振子的一部分，其可以包括一塊磁鐵，也可以包括兩塊以上(包括兩塊)的磁鐵。該平衡磁鐵組件43應該相對線圈2鄰近導磁部111設置，即平衡磁鐵組件43在垂直于線圈2所在的平面的方向上鄰近導磁部111設置，以盡量避免線圈2與平衡磁鐵組件43之間產生力的作用。

該平衡磁鐵組件43包括至少一塊第一磁鐵431，其中，所有第一磁鐵431具有相同的充磁方向、且垂直于線圈所在的平面，以使導磁部111能夠對平衡磁鐵組件43產生向上的吸力。

在圖1所示的實施例中，平衡磁鐵組件43具有一塊第一磁鐵431，且第一磁鐵431的充磁方向為從下至上，即上方為N極，下方為S極。

在另外的實施例中，平衡磁鐵組件43的第一磁鐵431的充磁方向也可以為從上至下，即上方為S極，下方為N極。

該平衡磁鐵組件43可以關于線圈2的垂直于振動方向的中截面對稱，以避免產生使得振子轉動的轉矩。

進一步地，整個驅動裝置可以關于線圈2的垂直于振動方向的中截面對稱。

圖1所示的實施例中，第一磁鐵431設置在平行磁鐵42的面向導磁部111的表面上。

進一步地，該平行磁鐵42的面向導磁部111的表面低于徑向磁鐵41a、41b的面向導磁部111的表面，這樣，便可將平衡磁鐵組件43嵌于海爾貝克陣列在導磁部111一側形成的凹槽，且平衡磁鐵組件43的面向導磁部111的表面與徑向磁鐵41a、41b的面向導磁部111的表面平齊，以減少對間隙S的影響，保證振子的振動不受影響。

為了對線圈2所在的磁場空間的磁力線進行收斂，以進一步加強該側的磁場強度，在該實施例中，下殼12包括下殼本體(非導磁材料)、及設置在下殼本體的外壁上的屏蔽片作為導磁部121，該導磁部121與線圈2設置在海爾貝克陣列的同一側。

由于本發明線性振動馬達設置有平衡磁鐵組件43，因此，該作為導磁部121的屏蔽片也可以設置在下殼12的內壁上，只要通過配置使得對振子的向上的吸力與向下的吸力達到平衡即可。

在本發明的另外的實施例中，該下殼12也可以整體由導磁材料制成，這樣，下殼12整體即可作為導磁部121使用。

圖2是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2所示，該實施例與圖1所示實施例的主要區別在于，驅動裝置還包括鐵芯3，該鐵芯3也相對下殼12固定，且與線圈2組成電磁鐵，以在線圈2得電時產生磁場，進而對海爾貝克陣列產生磁力作用。

在結合下殼12具有導磁部121的實施例中，該鐵芯3可以與導磁部121接觸或者固定連接。

通過設置導磁部121可以對磁力線進行收斂，使得線圈2一側的磁場強度得到加強。

而使得鐵芯3與導磁部121接觸，將能夠減小磁阻。

在圖2所示的實施例中，導磁部121是設置在下殼本體的外壁上，因此，鐵芯3可以通過下殼本體的開口固定連接在導磁部121上。

在圖2所示的實施例中，線圈2與鐵芯3各自固定連接在下殼12上。

在另外的實施例中，線圈2也可以固定連接在鐵芯3上。

該鐵芯3可以包括位于線圈2的中心孔中的部分，以提高電磁鐵的作用力。

進一步地，該鐵芯3還可以包括位于線圈2的背向磁路系統4一側的部分，進而使得鐵芯3呈倒T型。在該實施例中，線圈2可以直接固定連接在鐵芯的部分上。

進一步地，該鐵芯3除了位于線圈2的中心孔中的部分和位于線圈2的背向磁路系統4一側的部分之外，還包括在外側環繞線圈2的側壁部，即該鐵芯3形成一個容置槽，而線圈2則可以嵌于該容置槽34中。

這樣，根據圖2所示，在線圈2中的電流方向為使得第一邊部21的電流從外指向內、及使得第二邊部22的電流從內指向外時，電磁鐵將向徑向磁鐵41a施加向左的磁力(斥力)，并向徑向磁鐵41b也施加向左的磁力(引力)，二者方向相同，且根據左手定則，線圈2施加給磁鐵組件4的安培力的反作用力的方向也與該磁力的方向一致。

在線圈2中的電流相對圖2所示反向時，磁力及安培力F1的反作用力也均將反向，即均指向右側，進而向振子提供反復振動的驅動力。

根據以上說明可知，對于本發明線性振動馬達，驅動振子反復振動的驅動力將等于安培力的反作用力與總磁力之和，因此，根據本發明的技術方案，將能夠進一步增大向振子提供的驅動力。

在該實施例中，鐵芯3施加給海爾貝克陣列的向下的吸力同樣可以通過導磁部111對平衡磁鐵組件43施加的向上的吸力進行平衡。

圖3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，圖中示出了平衡磁鐵組件43的另一種結構，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所示實施例不同的是，平衡磁鐵組件43的第一磁鐵431覆蓋了海爾貝克陣列的面向導磁部111的整個表面上，該平衡磁鐵組件43可以如圖3所示一樣通過一塊第一磁鐵431覆蓋海爾貝克陣列的面向導磁部111的整個表面，也可以通過兩塊以上第一磁鐵431覆蓋海爾貝克陣列的面向導磁部111的整個表面。

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，圖中示出了平衡磁鐵組件43的另一種結構，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。

根據圖4所示，該實施例與圖1和圖2所示實施例不同的是，平衡磁鐵組件43包括三塊第一磁鐵431，一塊設置在平行磁鐵42的面向導磁部111表面上，另外兩塊第一磁鐵431在振動方向上分設在海爾貝克陣列的兩側，以使得平衡磁鐵組件43關于線圈2的垂直于振動方向的中截面對稱。

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，圖中示出了平衡磁鐵組件43的另一種結構，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。

根據圖5所示，該實施例與圖1和圖2所示實施例不同的是，平衡磁鐵組件43包括兩塊第一磁鐵431，且兩塊第一磁鐵431在振動方向上分設在海爾貝克陣列的兩側，以使得平衡磁鐵組件43關于線圈2的垂直于振動方向的中截面對稱。

以上非限制性地給出了平衡磁鐵組件43僅具有第一磁鐵431的各種實施例，在此基礎上，平衡磁鐵組件43還可以包括充磁方向平行于振動方向的第二磁鐵。

圖6是根據本發明線性振動馬達的第五種實施例的結構示意圖，圖中示出了平衡磁鐵組件43具有第二磁鐵432的一種實施結構，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。

根據圖6所示，該平衡磁鐵組件43包括一塊第一磁鐵431和兩塊第二磁鐵432，第一磁鐵431的充磁方向為從下至上，左側第二磁鐵432的充磁方向為從左至右，右側第二磁鐵432的充磁方向為從右至左。圖7是根據本發明線性振動馬達的第六種實施例的結構示意圖，圖中示出了平衡磁鐵組件43具有第二磁鐵432的另一種實施結構，且圖中箭頭方向為對應磁鐵的充磁方向。

根據圖7所示，該平衡磁鐵組件43包括至少兩塊第二磁鐵432，且所有第二磁鐵432組成至少一對對磁磁鐵，每對對磁磁鐵的兩塊第二磁鐵432在所述振動方向上并排設置，且具有相反的充磁方向。

由于對磁結構的存在，將使得每個第二磁鐵432的磁力線沿指向導磁部111的方向分布，這有利于增強導磁部111對平衡磁鐵組件43產生向上的吸力，進而獲得通過該向上的吸力平衡上述向下的吸力的效果。

在圖7所示的實施例中，平衡磁鐵組件43通過三塊第二磁鐵432組成了兩對對磁磁鐵。

在圖7所示的實施例中，所有第二磁鐵432均位于海爾貝克陣列的面向導磁部111的表面上。

在圖7所示的實施例中，平衡磁鐵組件43具有兩塊第一磁鐵431，且兩塊第一磁鐵431在振動方向上分設在海爾貝克陣列的兩側。

本發明線性振動馬達可以包括一個上述驅動裝置，也可以在另外的實施例中包括兩個以上(包括兩個)驅動裝置，兩個以上驅動裝置在振動方向上依次排列，這在空間尺寸允許的情況下將進一步增大能夠提供給振子的驅動力。

進一步地，對于設置兩個以上驅動裝置的實施例，相鄰兩個驅動裝置的海爾貝克陣列可以共用一塊徑向磁鐵，對應地，相鄰兩個線圈2的兩個相鄰的邊部，即一個線圈2的第二邊部22和相鄰線圈2的第一邊部21,將與同一塊徑向磁鐵對齊。這在各驅動裝置的線圈的接線使得各自線圈的電流流向滿足同一時間向振子施加相同方向的驅動力即可獲得對驅動力進行疊加的效果。

圖8是基于圖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。

圖8中示出了線性振動馬達的振子，包括磁路系統4、質量塊6和兩個V型彈片7，磁路系統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于提高振子振動的平穩性，減少諧振。

圖8中還示出了線性振動馬達的靜子，包括線圈2、柔性電路板8(FPCB)，該柔性電路板8經由下殼12露出引線和/或焊盤。

圖8中還示出了線性振動馬達的其他部分，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，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于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。本發明的范圍由所附權利要求來限定。