一種磁平衡直線振動馬達的制作方法

本發明涉及電子產品技術領域，特別涉及一種磁平衡直線振動馬達。

背景技術：

隨著智能手機等便攜設備的快速發展，對其中安裝的電學器件的要求越來越高。

為了達到節省空間、提升品質的目的，電子元器件逐步向超小超薄方向發展，作為來電顯示、觸控反饋等效果的最主要實現者，對振動器也提出了較高的要求。直線振動馬達因為在高度方向上具有較強的優勢而取代了其他的振動器。

目前在智能手機上使用的直線振動馬達非常多，但是其大部分存在以下缺點：(1)為了控制振動元件振動幅度，大多為使用機械的金屬彈簧在兩端安裝兩組彈簧，加工和組裝難度高，兩端的彈簧的彈性很難保持一致，不良率非常高；且使用壽命短，長期使用會產生金屬疲勞，金屬彈簧會產生噪音、雜音，影響手機的使用；(2)為了控制振動水平，防止振動元件出現側翻，大多都使用雙軸，要使雙軸保持水平非常的困難，組裝時對環境要求高，良率也非常低。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術中存在的問題，提出一種磁平衡直線振動馬達，其通過第一定位磁石和第二定位磁石之間的相互作用，使轉子保持水平振動，且在預設幅度內振動，省略了機械彈簧的使用，安裝方便，成本低，良率高；并且將轉子上和外殼上都設置為定位磁石，轉子的平衡性能更好，回復力度更大，進而提高了馬達性能；另外第一定位磁石和第二定位磁石之間的作用能夠承擔轉子的部分重量，轉子的重力不需要由單軸獨自承載，進而減少了轉子對單軸的摩擦與重力，磨損少，使用壽命長。

為解決上述技術問題，本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明提供一種磁平衡直線振動馬達，其包括：

具有容納空間的外殼，所述外殼中設置有：定子、轉子以及單軸，所述定子包括驅動線圈，其中：

當所述驅動線圈通電時，所述驅動線圈驅動所述轉子切割所述驅動線圈的磁力線，以產生驅動力，驅動所述轉子沿所述單軸做往復直線運動；

所述轉子上設置有第一定位磁石；

所述外殼上設有第二定位磁石，所述第二定位磁石與所述第一定位磁石異極相對設置；

所述第一定位磁石與所述第二定位磁石之間的吸引力作用用于承擔所述轉子的部分重力，并且使所述轉子在同一水平面上保持水平，且當所述第一定位磁石和所述第二定位磁石發生左右相對位移時，所述第一定位磁石和所述第二定位磁石之間產生吸引力，所述轉子在所述吸引力以及所述驅動力的雙重作用下在往復運動到左右限位點后自動返回到原點。

較佳地，所述外殼為密封外殼，所述外殼上設置有阻尼孔，所述阻尼孔用于使所述外殼內部與外界連通。將外殼設置為密封外殼，可以防止馬達受周圍環境的干擾；但馬達在一密閉的空間做高頻往復運動會產生熱量使該空間內空氣發熱產生膨脹，從而導致加速老化該空間內部件，并且在密閉空間內做高頻運動會增加運動阻力，從而導致馬達的直線運動性能下降，故在外殼上設置阻尼孔與外界連通，來降低轉子運動所遇到的阻力與發熱問題，以增強馬達性能。

較佳地，所述阻尼孔的大小與所述密封外殼內的空間尺寸以及所述轉子的尺寸有關系，密封外殼內的空間尺寸越大，阻尼孔也得相應的設置為比較大，轉子的尺寸越大，阻尼孔也得相應的設置為比較大，根據密封外殼內的空間尺寸以及轉子的尺寸設置合適大小的阻尼孔，能夠使馬達性能達到最好，孔過小則減少阻尼和散熱效果不明顯，孔過大則完全沒有阻尼效果影響振動性能。

較佳地，所述阻尼孔的直徑為0.2mm-0.6mm之間的任一值。

較佳地，所述阻尼孔設置在所述外殼的底端或兩側，可以防止灰塵等進入外殼內，影響馬達的性能。

較佳地，所述第一定位磁石的與所述第二定位磁石相對的面以及所述第二定位磁石的與所述第一定位磁石相對的面為中間凸起的面，且所述第一定位磁石的中間凸起與所述第二定位磁石的中間凸起相對應。

較佳地，所述第一定位磁石的與所述第二定位磁石相對的面為V型面或梯形面；以及，所述第二定位磁石的與所述第一定位磁石相對的面為V型面或梯形面或圓弧形面或三角形面；將第一定位磁石和第二定位磁石都設置為V型面或梯形面或圓弧形面或三角形面，中間的磁力最強，可以使轉子更好的保持水平。

較佳地，所述第一定位磁石和/或所述第二定位磁石為嵌入式固定。

較佳地，所述第一定位磁石以及所述第二定位磁石分別包括兩個；所述轉子包括：分銅，兩個所述第一定位磁石設置在所述分銅的相對的兩側；兩個所述第二定位磁石相對設置。

較佳地，沿所述轉子的運動方向，所述第一定位磁石的長度不大于第二定位磁石的長度，進一步地，

所述第一定位磁石的垂直寬度不大于所述第二定位磁石的垂直寬度。

較佳地，沿所述轉子的運動方向，所述第一定位磁石與所述第二定位磁石的長度相等。

較佳地，所述驅動線圈的數量為兩個，兩個所述驅動線圈相對平行設置，所述轉子在兩個所述線圈之間運動，且其運動平面與所述驅動線圈平行；和/或，

所述轉子包括相互連接的分銅以及移動磁石，所述移動磁石為平面兩級充磁的移動磁石；

所述移動磁石沿所述定子做往復直線運動。

較佳地，

所述定子還包括：電路板以及蓋板；

所述電路板設置在兩個所述驅動線圈的相對背離的一側；

所述蓋板蓋設在所述電路板的外側。

較佳地，所述移動磁石嵌入式固定在所述分銅中或所述分銅嵌入式固定在所述移動磁石中。

相較于現有技術，本發明具有以下優點：

(1)現有技術中，為了控制振動元件的振動幅度，大都是在振動馬達的兩端加兩組彈簧，通過彈簧達到限位的作用，兩側彈簧的彈力要保持一致非常的困難，且彈簧的制作也非常困難，制作成本高，產品良率低，且彈簧長期使用會產生金屬疲勞，使用壽命短；本發明提供的磁平衡直線振動馬達，采用第一定位磁石和第二定位磁石相互作用，來控制振動元件的振動幅度，為無接觸式控制，使用壽命長，且制作簡單，安裝方便，成本低；

(2)本發明中轉子和定子上的定位元件都設置為定位磁石，兩者相互作用更強，使轉子的水平方向平衡更加可靠，使轉子的回復力更強勁，進而進一步提高了馬達性能；

(3)現有技術中，為了保持振動水平，防止側翻，都使用雙軸，且振動元件的重力由軸承擔，為了防止軸被壓彎，沒有人使用單軸；本發明提供的磁平衡直線振動馬達，靠第一定位磁石和第二定位磁石的相互作用，使振動元件在同一水平線上保持水平，不會出現翻轉，且使振動元件一直處在同一高度，第一定位磁石和第二定位磁石的作用承擔振動元件的一部分重力，振動元件的重力不再由軸單獨承擔，因此，本發明使用單軸即可，簡化了馬達結構，降低了制作成本，使用壽命長；

(4)本發明中第一定位磁石和/第二定位磁石可以采用嵌入式固定的方式固定，移動磁石和分銅之間也可以采用嵌入式固定的方式固定，目前市場上的膠水是無法百分之百保證磁石與分銅受到沖擊后不掉落的，采用嵌入式固定能夠避免用戶在使用過程中掉落產生的沖擊力致磁石脫落的風險，既能提高馬達的可靠性，又能使馬達的組裝更簡單，嵌入式的固定，磁石只要裝入至轉子相應的孔內就可以了，而非嵌入式固定在組裝過程中則需要另外增加定位治具，這樣會非常復雜。

當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明：

圖1為本發明的實施例1的磁平衡直線振動馬達的爆炸圖；

圖2為本發明的實施例1的磁平衡直線振動馬達的轉子的示意圖；

圖3為本發明的實施例1的磁平衡直線振動馬達的俯視圖；

圖4a-4c為本發明的實施例1的磁平衡直線振動馬達做往復直線運動時的不同運動位置處的橫截面示意圖；

圖5為本發明的實施例1的磁平衡直線振動馬達的縱截面示意圖；

圖6為本發明的實施例2的磁平衡直線振動馬達的爆炸圖。

標號說明：1-定子，2-轉子，3-單軸，4-第一定位磁石，5-第二定位磁石，6-外殼；

11-電路板，12-線圈，13-蓋板；

21-分銅，22-移動磁石，23-軸承；

31-軸套；

61-阻尼孔。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1：

結合圖1-圖4，本實施例對本發明的直線振動馬達進行詳細描述，如圖1所示為本實施例的磁平衡直線振動馬達的爆炸圖，其包括：定子1、轉子2以及單軸3，當定子1通電時，轉子2切割定子1的磁力線為轉子2提供動力，使轉子2沿單軸3做往復直線運動；轉子2上設置有第一定位磁石4，還包括：第二定位磁石5，第二定位磁石5設置在外殼6上，外殼6包裹在馬達的外側，第二定位磁石5與第一定位磁石4相對設置；第二定位磁石5與第一定位磁石4的相互作用可以使第一定位磁石4的中心線保持在同一水平面(即第二定位磁石5的中心線所在的平面)，且可以限制第一定位磁石4的左右運動，使第一定位磁石4在預設幅度內往復運動，進而使轉子2在預設幅度內往復運動。并且第一定位磁石和第二定位磁石的相互作用，可以使第二定位磁石在同一水平面內運動，可半懸浮于單軸3上，轉子2的重力由兩個定位磁石的相互作用承擔，不再由單軸3承擔，且轉子2與單軸3之間為無接觸運動，不僅減少了單軸3的承重，且減少了摩擦，延長了單軸3的使用壽命。

本實施例中，定子1包括：電路板11、驅動線圈12以及蓋板13，其中，驅動線圈12包括兩個，兩個驅動線圈12平行設置，且兩個線圈與轉子的運動方向平行設置；電路板11也包括兩塊，兩塊電路板11平行設置，兩驅動線圈12貼在電路板11上，不同實施例中，電路板11也可以為一體化結構，中間為彎折結構；蓋板13蓋設在電路板11的頂端，用于保護定子1不受外界環境干擾。本實施例中，定子結構的設置能夠縮小定子的尺寸，增大馬達內部空間，且結構簡單，裝配方便，大大降低了馬達的制作成本。較佳實施例中，電路板11為柔性線路板(FPC)。

本實施例中，轉子2包括：分銅21、移動磁石22，移動磁石22設置在分銅21的靠近定子1的一端，當安裝完成時，移動磁石22位于兩線圈13之間，用于切割兩線圈13通電時產生的磁力線；第一定位磁石4包括兩個，分別設置在分銅21的遠離定子1的一端的兩側；且分銅21的遠離定子1的一端通過軸承23安裝在單軸3上，可沿單軸3左右運動。本實施例中，移動磁石22為平面兩極充磁的移動磁石。較佳實施例中，移動磁石22的固定方式為嵌入式固定，如：可以為移動磁石22嵌入分銅21中，也可以為分銅21嵌入移動磁石22中，鑒于振動馬達尺寸比較小，操作比較困難，現有振動馬達中元件之間固定多采用粘貼固定，這樣振動馬達在遇到強烈的振動(如掉落或撞擊等)時粘貼的部件之間很容易出現脫落；本實施例中首先對分銅21進行開模制作出相應的形狀，然后使用自動化設備將移動磁石22嵌入分銅21中，或者將移動磁石進行開模制作出相應的形狀，然后使用自動化設備將分銅21嵌入移動磁石22中，克服了現有粘貼方式不穩定的缺點，既能夠保證可靠性，進一步提高馬達性能，延長馬達壽命，又能簡化組裝過程，降低組裝難度，只需將分銅或移動磁石嵌入制作好的結構中即可。不同實施例中，分銅21和移動磁石22也可以為一體化結構。

本實施例中，還包括：外殼6，第二定位磁石5也包括兩個，分別固定在外殼6的相對的兩側，與第一定位磁石4相對；單軸3通過軸套31固定在外殼6上。不同實施例中，單軸3和軸套31也可以為一體化結構，或者單軸3也可以不通過軸套固定，也可通過焊接等方式固定在外殼6上；第一定位磁石4和第二定位磁石的位置不一定按照本實施例的左右位置設置，也可以上下設置，如果垂直方向不翻轉，水平方向當然也不翻轉。數量也不一定為兩個，也可以在上下、左右都設置。

為了達到更好的效果，本實施例中，第一定位磁石4和第二定位磁石5在沿轉子2的運動方向上的長度相等，這樣能夠更好地控制第一定位磁石左右運動的定位精度。通過上述設置方式能夠進一步提高轉子2做直線往復運動時的精度，且在定子1斷電時，第一定位磁石停止在與第二定位磁石相對應的位置，第一定位磁石和第二定位磁石的長度相等時，靜止時，兩者正好相吻合，靜止位置容易確定，定位更準確，更迅速，提高了定位精度，且縮短了定位時間，進一步提高了振動馬達的性能。此并不是對本發明的限制，不同實施例中，第二定位磁石和第一定位磁石的長度及寬度也可進行不同設置，只要其能夠使轉子沿直線做往復運動即可。

本實施例的磁平衡直線振動馬達的工作原理為：當定子1通電時，兩線圈13產生磁力線，轉子2的移動磁石22切割磁力線，為轉子2運動提供驅動力，使其做往復運動；第一定位磁石4和第二定位磁石5之間的相互作用力，使轉子2做直線運動，且不會發生翻轉，并且可以限制轉子2左右運動的幅度。如圖5所示為本發明的直線振動馬達做往復直線運動時的不同位置處的結構示意圖，圖4a為位于中間位置處時的橫截面圖，同時此也為轉子2靜止時的位置，此時第一定位磁石4和第二定位磁石5相吻合；圖4b為向右運動，位于右邊位置時的橫截面圖，第一定位磁石4和第二定位磁石5之間的吸引力作用，將第一定位磁石4向左拉動；圖4c為向左運動，位于左邊位置時的橫截面圖，第一定位磁石4和第二定位磁石5之間的吸引力作用，將第一定位磁石4向右拉動；即第一定位磁石4和第二定位磁石5之間的吸引力作用限制第一定位磁石4的左右運動幅度。

如圖5所示為本實施例的磁平衡直線振動馬達的縱截面圖，如圖所示，第一定位磁石4的與第二定位磁石5相對的面為梯形面，第二定位磁石5的與第一定位磁石4相對的面也為梯形面，且兩者相對應，大小相同，梯形面的頂邊大小也相同，兩者之間的作用達到最好，梯形面的頂邊之間的磁力最大，能夠更好地保持水平，且保持在中間高度，使轉子更穩地半懸浮在單軸上。

本實施例中，第一定位磁石4采用嵌入式固定，如圖2所示，把分銅21嵌入第一定位磁石4的位置開模制作出與第一定位磁石4的外形相對應的形狀，并使其外側呈半封閉狀態，這樣既能固定住第一定位磁石4，又能讓第一定位磁石4的三角形部分漏在外面與第二定位磁石5相吸引，磁性不會被屏蔽；由于分銅被挖空，在制作時容易變形，所以對分銅的制作有相當高的要求，現有技術中馬達中各部件之間都是采用粘貼的方式固定，本申請首次提出采用嵌入式的固定方式，既能夠保證可靠性，進一步提高馬達性能，延長馬達壽命，又能簡化組裝過程，降低組裝難度。較佳實施例中，第二定位磁石5也采用同樣的方法固定。

不同實施例中，第一定位磁石和第二定位磁石在豎直方向上也可以為其它中間凸的結構，如可以為V形面；還可以為圓弧形面或三角形面等。

實施例2：

本實施例是在實施例1的基礎上，將實施例1中的外殼6設置為封閉外殼，并在封閉外殼上設置阻尼孔61，如圖6所示。將外殼6設置為封閉的，可以使馬達不受周圍環境的影響；但是馬達在一密閉的空間做高頻往復運動會產生熱量使該空間內空氣發熱產生膨脹，從而導致加速老化該空間內部件，并且在密閉空間內做高頻運動會增加運動阻力，從而導致馬達的直線運動性能下降，故在外殼上設置阻尼孔61與外界連通，來降低轉子運動所遇到的阻力與發熱問題，以增強馬達性能。

不同實施例中，阻尼孔61的大小可以根據需要進行設置，阻尼孔61的大小與密封外殼內的空間尺寸以及轉子的尺寸有關系，根據密封外殼內的空間尺寸以及轉子的尺寸設置合適大小的阻尼孔，能夠使馬達性能達到最好，孔過小則減少阻尼和散熱效果不明顯，孔過大則完全沒有阻尼效果影響振動性能，類似于自行車打氣筒的原理。較佳實施例中，阻尼孔的直徑為0.2mm-0.6mm之間的任一值，將阻尼孔設置在該范圍內，振動馬達的性能更加優越。

不同實施例中，阻尼孔61可以包括一個或多個。

較佳實施例中，可以將阻尼孔61設置在外殼6的底端或兩側，可以防止灰塵等雜質進入外殼6內，影響馬達的性能。

本發明的磁平衡直線振動馬達可以用到手機上起到振動作用，也可以用到其他產品上，起到往復式水平振動并且控制轉子的停止位置的作用。

此處公開的僅為本發明的優選實施例，本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，并不是對本發明的限定。任何本領域技術人員在說明書范圍內所做的修改和變化，均應落在本發明所保護的范圍內。