V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达

技术领域

本发明属于电子产品技术领域，具体涉及一种V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达。

背景技术

便携式消费电子产品迅速发展，消费者越来越青睐更加轻薄化并具有更佳触觉体验的电子产品，例如掌上多媒体娱乐设备、掌上游戏机和手机等。线性振动马达一般用作触觉体验的执行组织，起到系统振动反馈的作用。电子产品更佳轻薄化的发展方向决定了振动组件也必须向尺寸扁平化方向改进。

目前，电子产品中使用的线性振动马达一般包括收容于壳体内的磁性振子和弹簧件。弹簧件用于将磁性振子悬置于壳体内，并提供恢复力和为该磁性振子提供定位导向。磁性振子用于提供配重，让线性马达产生一定的振动量，从而达到手机来信号时给用于提供触觉反馈；但现有的X向振动线性马达主要由以下特征：其一是弹簧件，以往的弹簧形状类似于字母C的形状，弹簧件的两端分别与振子体及上机壳内壁通过定位片压紧并激光焊接固定，该形状的产品组装时操作复杂，需要将弹簧件与定位片先焊接形成弹簧组件然后再将弹簧组件与振子焊接到一起，操作繁琐工艺成本高；其二是阻尼结构，传统的X向线性马达的阻尼方式为磁液阻尼或电磁阻尼两种，它们的特点是：磁液阻尼需要在马达内部添加液态的磁液，磁液的特性为温度敏感性非常强，当高温时磁液的黏度大幅下降，阻尼效果大幅下降，失去阻尼作用；当低温时磁液的黏度大幅提高，导致阻尼大幅提升，使得产品无法振动，失去振动功能；且磁液成本高昂，使用磁液阻尼方式降低了产品的性价比；磁液为液态，在做各种落摔类试验时会导致磁液受挤压损失现象，磁液损失后会影响产品性能及可靠性结果；而电磁阻尼是通过动子组件上的磁钢与外壳上的高导电率材料切割磁力线，使得生产与运动方向相反的电磁力，使得产品快速停止，但是高导电率的材料需要另外添置在产品内，需要占用马达内部空间，特别是在手机行业空间非常紧凑，若是添置电磁阻尼就要牺牲振子的空间，导致振子重量下降，使得马达的振感降低，振动马达的主要功能就是提供振感，振感降低的方法得不偿失；且电磁阻尼需要增加高导电率的材料，材料成本高，且增加了工艺成本；其三是振子，传统的线性马达的振子只是单纯的为动子组件提供配重及连接各部件起到连接固定的功能，未将有限的空间利用最大化及功能最大化，且振子中的限位及让位结构设计不太理想，导致其作为连接支架的作用较低，不能使线性马达在各种使用环境中确保产品的可靠性，同时还会使弹簧件伴随振动噪音高，严重时发生塑性变形与疲劳断裂的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达，旨在解决马达装配效率低，阻尼影响振子空间的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达，包括机壳、动子组件和定子组件，动子组件安装于机壳内，由振子体、磁钢、弹簧件、阻尼垫组成，振子体内设有磁钢；振子体两侧分别设有一弹簧件和一阻尼垫，且阻尼垫设于振子体与弹簧件之间；两弹簧件还与机壳固定连接；定子组件由线圈、电路板、盖板组成，盖板在面向机壳的对应面自下而上依次设有位于机壳内的电路板和线圈，且盖板与机壳封闭连接。

进一步，振子体在其厚度方向的上表面内设有用于容纳线圈一个凹槽，凹槽的底部设有并排布置的两个盲孔，且两个盲孔内分设有一个磁钢。

进一步，振子体在长度方向且位于凹槽一侧的一对对边上各自设有一个定位槽。

进一步，振子体在其长度方向的两侧侧面上分设有一个用于限制弹簧件过渡振幅的外凸台。

进一步，振子体在长度方向的两侧侧面并分别与两个外凸台相对应的设有一个竖槽，阻尼垫设于竖槽内。

进一步，阻尼垫采用泡棉。

进一步，弹簧件为V型弹簧，其V型口的一侧通过定位片一(3-1)将其与振子体压紧连接，另一侧通过左右布置的定位片二(3-2)和定位片三(3-3)将其与机壳压紧连接。

进一步，振子体在长度方向的两侧侧面上并远离弹簧件与振子体固定位设有不干涉弹簧件振幅的斜面。

进一步，振子体在其长度方向的一对对角上并于其厚度方向的两侧均设有一个用于降低弹簧件与振子体焊接高度的避让台阶。

进一步，振子体在其长度方向且位于磁钢一侧的一对对边上并相对于各自的避让台阶设有让位台阶。

本发明的有益效果在于：本发明提及的V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达能够提高产品良率及可靠性，并能够降低成本，使组装过程中获得定位，提升产品一致性，还能够保护弹簧件，以降低其振动噪音，且不会发生过度的塑性变形，造成疲劳断裂的风险。而采用V型结构的弹簧件能实现振子体、弹簧件、定位片的一次装配到位，并实现自动化，缩短工艺流程，提升生产效率及良率，节约成本；泡棉阻尼方式的泡棉贴在弹簧件与振子体之间，不需要占用有效空间，可将振子重量最大化，提升产品振动量。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达的透视结构示意图。

图2为图1的爆炸结构示意图。

图3为动子组件的俯视结构示意图，其图中黑色圆点为焊接点。

图4为图3的仰视立体结构示意图。

图5为振子体的立体结构示意图。

附图标记：1为振子体、2为磁钢、3为弹簧件、4为阻尼垫、5为线圈、6为电路板、7为盖板、8为机壳；1-1为凹槽、1-2为盲孔、1-3为外凸台、1-4为定位槽、1-5为竖槽、1-6为斜面、1-7为避让台阶、1-8为让位台阶；3-1为定位片一、3-2为定位片二、3-3为定位片三。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1-2所示，本实施例提及的一种V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达，主要由机壳、动子组件、定子组件组成，其中，动子组件安装于机壳8内，由振子体1、磁钢2、弹簧件3、阻尼垫4组成，振子体1内设有两个并排布置的磁钢2；振子体1两侧分别设有一弹簧件3和一阻尼垫4，且阻尼垫4设于振子体1与弹簧件3之间；两弹簧件3还与机壳8通过激光焊接固定；而定子组件则由线圈5、电路板6、盖板7组成，盖板7在面向机壳8的对应面自下而上依次设有位于机壳8内的电路板6和线圈5，且盖板7通过激光焊接与机壳8封闭连接。这样，机壳8作为马达的固定外壳，其内部空间用于容纳动子组件与定子组件；动子组件作为线性马达的运动部分，动子组件与机壳内部通过激光焊接固定；动子组件上的磁钢2与定子组件上的线圈5产生的电磁力相互作用，产生X向的驱动力，使得动子组件往X+向运动，当动子组件朝X+向运动到极限时，线圈5上的电流方向反向，使得动子组件的振子体1与线圈5的驱动力反向，让动子组件朝X-方向运动，动子组件在一定频率下这样往复运动，使得马达产生振感；定子组件作为线性马达的静止部分，主要功能为通过定子组件上电路板6的PAD接受驱动信号，驱动信号的电流经过线圈5产生电磁力，线圈5产生的电磁力与动子组件上的永磁体的磁钢2产生的磁力线相互作用，使得产生能驱动动子组件的驱动力。

该产品是振动元件，起到提醒或特定的触感体验，如手机的振动功能，其工作原理如下：通过给定子组件的电路板上的PAD位置供供电，使得线圈产生电磁力，线圈产生的电磁力与磁钢产生的磁力线相互作用，使得动子组件在驱动力驱使下朝一个方向运动，当动子组件运动到一定位置后，线圈上的电流方向换向，使得产生的电磁力方向反向，让动子组件又朝着反方向运动，这样不断的变化电流方向使动子组件在马达内部做X向的左右往复运动，而线圈电流方向的变化频率与弹簧的固有频率一致时，马达产生最大的振动感觉。

在本实施例中的振子体1，其材料采用高密度钨合金，通过MIM工艺及高温真空炉烧结而成，主要为动子组件提供配重，让动子组件在运动时能产生振动量；并为各部件提供连接固定，让各部件成为一体；磁钢2为稀土永磁材料，为线性马达的永磁源，与定子组件的线圈5产生的电磁力相互作用为线性马达提供驱动力；弹簧件3为动子组件与机壳之间的连接部件，让动子组件与机壳连成一体，作为振动功能部件，利用弹簧的固有刚度配合动子组件的重量，找到弹簧的共振频率，让弹簧件牵引动子组件在共振频率下工作，生产最大的振感；阻尼垫4作为一种缓冲材料，如采用泡棉，安装在振子体1与弹簧件3之间，当动子组件在弹簧件3牵引下往复运动时，弹簧件3压缩泡棉使得泡棉产生于动子运动方向相反的阻力，当马达停止供电时，该泡棉产生的与动子组件运动方向相反的阻力能使动子组件快速停止运动，停止速度越快体验效果越好；采用泡棉阻尼方式的泡棉贴在弹簧件3与振子体1之间，不需要占用有效空间，可将振子体重量最大化，提升产品振动量；同时，泡棉材料成本低廉，可降低材料成本；并且泡棉材料为固态，在各种落摔类试验时变化小，性能及可靠性影响小；线圈5通过接受外部信号产生电磁力，与动子组件上的永磁材料的磁钢2生产的磁力相互作用，从而产生驱动力，为马达的驱动源；电路板6，如采用FPC，为接收外部信号与线圈5之间的连接电路；盖板7为FPC及线圈提供固定载体，与机壳一起形成马达的内部空间。

如图3、4所示，在本实施例中的弹簧件3为V型弹簧，其V型口的一侧通过定位片一3-1将其与振子体1压紧连接，另一侧通过左右布置的定位片二3-2和定位片三3-3将其与机壳8压紧连接。V型弹簧支撑连接振子体1与定位片一3-1、定位片二3-2、定位片三3-3，通过设计弹簧形状获取弹簧的固有刚度，结合振子重量及驱动信号频率，使得动子组件在一定频率下做往复运动；定位片一3-1则是固定连接弹簧件3与振子体1，通过定位片一3-1将弹簧件3与振子体1压紧，并将定位片一3-1与弹簧件3及振子体1通过激光焊接固定；定位片二3-2则是固定连接弹簧件3与定位片三3-3，通过定位片二3-2将弹簧件3另一端与定位片三3-3压紧，并将定位片二3-2与弹簧件3及定位片三3-3通过激光焊接固定；定位片三3-3则是固定连接弹簧件3与定位片二3-2及弹簧件3与机壳8连接，通过定位片三3-3将弹簧件3与定位片二3-2压紧，并将定位片三3-3与弹簧件3及定位片二3-2通过激光焊接固定，定位片三3-3的侧面再与机壳内壁通过激光焊接固定；这样，定位片一3-1、定位片二3-2、定位片三3-3作为辅助定位材料，通过定位片的辅助压紧焊接，确保弹簧件3与振子体1、及弹簧件3与机壳8的焊接强度。这样，采用V型结构弹簧能实现振子体1、弹簧件3、定位片一3-1、定位片二3-2、定位片三3-3的一次装配到位，并实现自动化，缩短工艺流程，提升生产效率及良率，节约成本。

如图5所示，在本实施例中的振子体1在其厚度方向的上表面内设有用于容纳定子组件的线圈5一个凹槽1-1，凹槽1-1的底部设有并排布置的两个盲孔1-2，该盲孔1-2位置就是给磁钢2提供安装空间，即磁钢2通过胶水粘结在振子体1的盲孔1-2中。以往的设计方式是通孔，而通孔需要外加挡板将通孔的一面封闭，从而能让磁钢在振子中充分固定，带来工艺及材料环节均比较多，使成本增高，并造成性能良率降低，可靠性风险也就越高；而该方案直接在振子上做盲孔，降低了工艺环节及减少了材料数量，可有效的降低成本及提高产品良率及可靠性。

在本实施例中的振子体1在长度方向的两侧侧面上分别设有一个外凸台1-3，该外凸台1-3就是弹簧件3的振幅提供保障，由于该产品为手机用X向振动现象马达的活动部分，它在马达运行时为活动部分，运动方向为X向，但是产品在正常使用或跌落过程中振子在马达内部运动不能振幅过大，振幅过大会带来弹簧件变形导致产品失效的风险，为了限制过度振幅，在振子体上增加该两个外凸台，可有效的限制马达在正常工作及在跌落类试验中振幅过大的问题，有效的保护弹簧，降低产品失效的风险。

在本实施例中的振子体1在长度方向且位于凹槽1-1一侧的一对对边上各自设有一个定位槽1-4。该定位槽1-4是要与线性马达动子组件的其他部件连接固定，而在装配过程中定位精度要求非常高，定位精度达不到就会影响产品良率，该两个定位槽1-4的主要为在与其他部件装配过程中提供定位，让在产品装配过程定位更精准，从而提供产品良率。

在本实施例中的振子体1在长度方向的两侧侧面并分别与两个外凸台1-3相对应的设有一个竖槽1-5，该竖槽1-5就是为容纳阻尼垫4，因线性马达的主要特点需要快速响应，给马达断电后需要快速停止运动，为了快速停止运动，需要在马达的振子体1与弹簧件3之间添加一个阻尼垫4，如泡棉，使得断电后给马达动子组件提供反向阻力，让产品快速停止运动，即泡棉提供阻尼，动子组件在往复运动中因惯性在产品断电后需要一定时间才能完全停止，因泡棉夹在振子体与弹簧件之间，这样动子组件在运动时弹簧件压缩泡棉产生与动子组件运动方向方向的阻力，使得产品在断电后动子组件能快速停止运动；而阻尼垫需要一个安装位置，该两个竖槽1-5就是给阻尼垫4提供这样的位置，即其安装方式是在振子体1上预留了该竖槽1-5用于泡棉的安装位置，该竖槽1-5能让阻尼垫4在振子体1上的XYZ三个反向均得到充分定位，使之安装一致性高，提高产品性能的一致性，操作方便并定位充分，减少因操作导致的偏差。

在本实施例中的振子体1在长度方向的一对对角上并于其厚度方向的两侧均设有一个避让台阶1-7。即该避让台阶1-7在振子体1上设置有四个，是与线性马达动子组件中的弹簧件3及定位片一3-1连接，而连接方式是通过激光焊接固定，该四个避让台阶1-7的位置就是焊接位置，激光焊接会存在焊接后有焊点，而焊点就会有一定高低，在手机使用的线性马达中，各空间位置非常有限，焊点的高度就会影响产品的质量，为了降低焊点高度对产品的影响，从而在振子体上做焊点避位台阶，只要焊点不高于避让台阶上平面就不会对产品造成性能及可靠性的影响，以有助于提升产品良率及可靠性。

在本实施例中的振子体1在长度方向的两侧侧面上并靠近各自的让位台阶1-7设有斜面1-6，该斜面1-6起到不干涉弹簧件3的振幅，以为弹簧件3的振动提供足够的空间。

在本实施例中的振子体1在长度方向且位于凹槽1-1一侧的一对对边上并相对于避让台阶1-7设有让位台阶1-8。该让位台阶1-8就是给FPC或线头引出提供让位空间，使得产品在正常工作或是做跌落类可靠性时避免振子撞击FPC或线头，杜绝可靠性不良。

本实施例提及的V型弹簧缓冲硬限位保护X向振动线性马达的振子体通过避让台阶设计来用于焊点避位，提高产品良率及可靠性；通过盲孔设计来减少材料及工序，降低成本及提升产品可靠性；通过定位槽设计来提供组装过程中工艺定位，提升产品良率及一致性；通过外凸台设计来限制弹簧件在马达中过渡位移，保护弹簧件，降低可靠性风险；通过竖槽设计来提供阻尼垫安装空间及各向充分定位，提升产品一致性；通过让位台阶设计来给FPC或线头让位，防止跌落过程中砸伤FPC或线头，杜绝不良。而采用V型结构的弹簧件能实现振子体、弹簧件、定位片一、定位片二、定位片三的一次装配到位，并实现自动化，缩短工艺流程，提升生产效率及良率，节约成本；泡棉阻尼方式的泡棉贴在弹簧件与振子体之间，不需要占用有效空间，可将振子重量最大化，提升产品振动量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。