一种带形状记忆功能的线性振动马达 |
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| 申请号 | CN201711484734.1 | 申请日 | 2017-12-29 | 公开(公告)号 | CN108336925A | 公开(公告)日 | 2018-07-27 |
| 申请人 | 上海信迈电子科技有限公司; | 发明人 | 王建华; 龚高峰; 杨林斌; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种带形状记忆功能的线性振动 马 达，包括一体 弹簧 挡板 ，形状记忆金属丝、PCB板、金属板，其中一体弹簧挡板又包括左右侧弹簧及其中间部分，以及位于左右侧弹簧外侧的左右侧挡位柱，振动子固定在一体弹簧挡板的中间部分，形状记忆金属丝的一端连接振动子，另一端连接一体弹簧挡板左右侧挡位柱，通过形状记忆金属丝特有的热缩冷涨特性，在通电后使得形状记忆金属丝改变长短，从而拉动可移动振动部件快速来回震荡，达到手机振动传呼的效果。由于结构简单，具备卓越振动功能的同时，可实现低成本、小体积、低功耗等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带形状记忆功能的线性振动马达，包括外壳，位于外壳底部的底板，外壳内设有振动子，其特征在于所述线性振动马达还包括 |
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| 说明书全文 | 一种带形状记忆功能的线性振动马达技术领域背景技术[0002] 对搭载于手机等中的线性振动马达，通常情况为：由外壳、磁石、振动子、线圈、弹簧、搭载磁石和振动子的支撑体、PCB、底板等部件构成。其中，弹簧、磁石、振动子组成移动组件，外壳、线圈、底板组成定子部件。当手机接收到来电信号，通过信号反馈，控制向线圈发出供电指令，线圈通电后与磁石的磁场产生出电磁力，通过调整电流大小方式，电磁力推动移动部件作线性的来回震荡，以此达到振动呼叫的目的。为达到理想强度的振动目的，常规的线性振动马达往往需要多组线圈和磁石相配合，部件构成较多，对各部件的精度要求也较高，制程上其组装工序复杂等课题存在。总体上，由于部件组数较多，成本较高。再则，这种线性马达的体积较大，功耗也较高。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种性能结构都较以往更优越的带有形状记忆功能的线性振动马达，通过形状记忆金属材料的特别选用，对线性振动马达的结构和组装方式上进行重新设计改良。 [0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种带形状记忆功能的线性振动马达，包括外壳，位于外壳底部的底板，外壳内设有振动子，其特征在于所述线性振动马达还包括一体弹簧挡板，所述一体弹簧挡板设置于外壳内部，所述一体弹簧挡板包括一框体结构，所述框体结构的左侧设置可弹性形变伸缩的左侧簧片，左侧簧片的外侧与左侧挡位柱连接，左侧挡位柱位于外壳内，且紧靠外壳的左侧侧面，所述框体结构的右侧设置可弹性形变伸缩的右侧簧片，右侧簧片的外侧与右侧挡位柱连接，右侧挡位柱位于外壳内，且紧靠外壳的右侧侧面，所述框体结构设有一凹口部，振动子设在所述凹口部内，所述振动子中部外侧设有凸起部； 形状记忆金属丝，所述形状记忆金属丝具有热缩冷胀功能，形状记忆金属丝的一端连接一体弹簧挡板的左侧挡位柱，另一端连接振动子； 金属板，所述金属板位于底部上方，所述金属板上设有左端子脚和右端子脚； PCB板，所述PCB板位于金属板上，所述PCB板设有端子脚孔，所述金属板上的左端子脚和右端子脚分别穿过端子脚孔后与左侧挡位柱和右侧挡位柱相卡合。 [0005] 进一步地，一体弹簧挡板的左侧挡位柱内设置第一金属夹头，所述振动子的凸起部设有第二金属夹头，第一金属夹头和第二金属夹头分别夹固住形状记忆金属丝的一端，并保持于同一水平面。 [0006] 进一步地，所述第一金属夹头和第二金属夹头分别设有夹固金属丝的夹线口。 [0007] 进一步地，第一金属夹头具有夹线口安装板，夹线口安装板上设有第一夹线口，夹线口安装板上还竖直设置有相互垂直的第一侧部和第二侧部，第二侧部上设有第一焊盘孔，第一夹线口为一个三面开口的缝隙面，起夹固住金属丝一端的作用，第一金属夹头的第一侧部被直接铸模合成固定进一体弹簧挡板的左侧挡位柱内，第一金属夹头的第二侧部与第一夹线口相隔有一定空间距离。 [0008] 进一步地，所述一体弹簧挡板包括方形结构的中间部弹簧片，左侧弹簧为倒V形结构，右侧弹簧为V形结构，倒V型结构的左侧簧片、中间部弹簧片及V形结构的右侧簧片是一体连接构造，左侧弹簧和右侧弹簧电气性相通，框体结构固定于中间部弹簧片上。 [0010] 进一步地，PCB板的右上侧设一延伸臂，所述延伸臂的端部设有正负极电气性连接作用的端子，外壳设置有一缺口，所述延伸臂从该缺口中伸出。 [0011] 在本发明的线性振动马达中，一体弹簧挡板内的左右侧弹簧及其中间部分、第二金属夹头、振动子组合成可移动体组件。PCB板、金属板、一体弹簧挡板的左右侧挡位柱共同组合成固定体组件。本发明的特点在于，通过形状记忆金属丝特有的热缩冷涨特性，在通电后可改变金属丝线的长短，从而拉动可移动振动部件快速来回震荡，达到手机振动传呼的效果。由于结构简单，具备卓越振动功能的同时，可实现低成本、小体积、低功耗等优点。附图说明 [0012] 图1 本发明实施例相关线性振动马达外观立体结构示意图。 [0013] 图2 本发明实施例相关线性振动马达部件分解示意图。 [0014] 图3本发明实施例相关线性振动马达中的第一金属夹头和第二金属夹头外观结构示意图。 [0015] 图4 本发明实施例相关线性振动马达中的振动子外观结构示意图。 [0016] 图5 本发明实施例相关线性振动马达中的一体弹簧挡板结构示意图。 [0017] 图6本发明实施例相关一体弹簧挡板中的金属弹簧片平面结构示意图。 [0018] 图7 本发明实施例相关线性振动马达中的PCB平面结构示意图。 [0019] 图8 本发明实施例相关线性振动马达中的金属板平面结构示意图。 [0020] 图9 本发明实施例相关线性振动马达的内部结构示意图。 [0021] 图10 本发明实施例相关线性振动马达中的外壳立体结构示意图。 [0022] 图中包括：线性振动马达1、形状记忆金属丝2、第一金属夹头3、第一夹线口4、第一焊盘孔5、第一侧部6、第二侧部7、第二金属夹头8、第二夹线口9、振动子10、凸起11、一体弹簧挡板12、左侧挡位柱13、右侧挡位柱14、凹口部15、中间部弹簧片16、左侧簧片17、右侧簧片18、第二焊盘孔19、PCB板20、左侧焊盘21、右侧焊盘22、端子脚孔23、端子24、金属板25、端子脚26、外壳27、缺口28、底板29。 具体实施方式[0023] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。 [0024] 如图2的分解图所示，一种带形状记忆功能的线性振动马达具有：保护内部机构的外壳27；内置于外壳27内部的一体弹簧挡板12；固定于一体弹簧挡板上起加强马达振动量的振动子10；具有热缩冷胀功能的形状记忆金属丝2；夹固在形状记忆金属丝2一端的第一金属夹头3；夹固在形状记忆金属丝2另一端的第二金属夹头8；起电流连接导通作用的PCB板20；与一体弹簧挡板12中的左右侧挡位柱相卡位的金属板25；马达的底板29。第一金属夹头3的第一侧部一体接插于一体弹簧挡板的左侧挡位柱内，第二金属夹头8固定于振动子的凸起部上，第一金属夹头3和第二金属夹头8分别夹固住形状记忆金属丝2的各一端，并保持于同一水平面。其中，一体弹簧挡板12内的左右侧弹簧及其中间部分、第二金属夹头8、振动子10组合成可移动体组件。PCB板20、金属板25、一体弹簧挡板12的左右侧挡位柱共同组合成固定体组件。 [0026] 如图3所示，第一金属夹头3具有夹线口安装板，夹线口安装板上设有第一夹线口4，夹线口安装板上还竖直设置有相互垂直的第一侧部6和第二侧部7，第二侧部7上设有第一焊盘孔5，第一夹线口3为一个三面开口的缝隙面，起夹固住金属丝一端的作用。第一金属夹头3的第一侧部6被直接铸模合成固定进一体弹簧挡板的左侧挡位柱内，第一金属夹头3的第二侧部7与第一夹线口4相隔有一定空间距离。第二侧部7上的焊盘孔与图7中PCB板20上的左侧焊盘21相对接焊接导通。第二金属夹头8具有第二夹线口9，第二夹线口9是一个三面开口的缝隙面，起夹固住另一端金属丝的作用。第二金属夹头8的底侧部则通过焊接等方式最终被固定于振动子凸起部。由于金属夹头是缝隙面，当金属丝放入缝隙面后，本身不具备真正夹固的的能力，所以还需要对第一金属夹头3和第二金属夹头8的缝隙面实施铆压结合。 [0027] 如图4所示，所述振动子10是一个顶部带有凸起11的长方体件，所述振动子10采用钨合金材料，本身具有导电性。因其材料配重较重，当振动子组合嵌入所述一体弹簧挡板12的凹口部后，伴随一体弹簧挡板12的重量的提升，整个移动部件在左右震荡过程中所产生的振动量就会大幅强化。本发明实施例中，要得到较强的振动量，就要设法加大振动子的体积重量，本发明实施例中的一体弹簧挡板凹口部形状是尽可能给振动子预留出了较理想的空间位置，故本发明实施例中的这种线性振动马达构造可以得到非常理想的振动量，振动性能优越。 [0028] 如图5所示，所述一体弹簧挡板12是通过形成框体的注塑部材和导电作用的金属弹簧部件及第一金属夹头3三部分一体铸模接插合成。一体弹簧挡板除具有左侧挡位柱13、右侧挡位柱14、左侧簧片17、右侧簧片18和左右侧的焊盘孔A焊盘孔B外，还具有一框体结构，该框体结构具有配设振动子的较大凹口部，起加大一体弹簧挡板可移动部分重量的作用。 [0029] 如图6所示，揭示了本实施例所述一体弹簧挡板中所述金属弹簧部件的内部结构示意图。所述金属弹簧部件包括正方形结构的中间部弹簧片16、所述中间部弹簧片16左侧的左侧簧片17、位于所述中间部弹簧片16右侧的右侧簧片18，所述左侧簧片17呈倒V型结构，右侧簧片18呈V形结构，中间部弹簧片16的左侧下端通过一U形件与倒V型结构的左侧簧片17连接，中间部弹簧片16的右侧下端通过一倒U形件与V型结构的右侧簧片18连接，中间部弹簧片16、左侧簧片17、和右侧簧片18是一体连接构造，第二焊盘孔19位于右侧簧片顶部延伸位置上。第二焊盘孔19与图7中PCB板20上的右侧焊盘呈相对向位置。 [0030] 为达到理想的振动受力效果，本实施例中将左侧簧片17、和右侧簧片18做成了形状互为倒置的V型结构，这样更易于左右震荡的力的协调一致性。当然，也可以设置成诸如“S”形等的结构方式。 [0031] 如图7所示，所述PCB板20为柔性线路板，内藏2根线路。其具有左侧焊盘21、右侧焊盘22、及分别位于左下方和右下方的两个端子脚孔23、另PCB板的右上侧臂延伸的顶部位置具有正负极电气性连接作用的端子24。 [0032] 所述PCB板20与金属板25相粘合后，再通过与所述一体弹簧挡板的左右侧挡位柱不同位置部分的粘固及下述金属板端子脚的卡位共同实现移动部件与定子部件的组配。特别强调的是由于左侧挡位柱和右侧挡位柱的厚度要大于中间部分正方形金属片所在位置的外框体厚度。定子部件与移动部件相组合后，左右侧弹簧片之间所在位置的整个框体面与PCB之间相隔一定空间位置，这样避免了移动部间在左右移动时不会与定子的PCB发生碰撞摩擦。PCB板20、金属板25、一体弹簧挡板12的左右侧挡位柱共同组合成线性振动马达的固定体组件。 [0033] 如图8所示，所述金属板25为软性不锈钢板，其左右侧下端各具有一个端子脚26。所述金属板25长宽大小可与PCB板20保持一致。具体来说，在宽度方向上可与一体弹簧挡板 12的左右侧挡位柱的高度保持相同为宜。在长度方面，定子与动子装配完备状态下，以不超过一体弹簧挡板12的左右侧挡位柱外框边缘为宜。所述金属板与所述PCB板组合后，所述金属板25的左右侧端子脚分别插合进所述PCB板20上的左右侧端子脚孔。如图9所示，最终延伸紧贴合至左侧挡位柱和右侧挡位柱的内边两侧从而牢牢卡住挡位柱，在此状态下的两个端子脚不与左右侧簧片作任何接触。 [0034] 反过来说，如没有这两个端子脚的卡位固定，当定子部件和移动部件组合时，由于移动部件中左右侧两个弹簧片是在自然状态下进行的组装，再加上左右两侧弹簧片本身存在弹簧伸缩上细微差别的关系，装配时容易造成左右不等或偏位现象，影响振动效果。 [0035] 由于金属板端子脚的作用，起到精准卡位左右侧挡位柱，使左右两侧与中心距对等的同时，还可赋予移动部件处于一种被牵拉的张力状态。这样装配后，即便在不通电情况下，左右侧弹簧片所施加的张力关系，动子部件也能很好被保持固定在马达内部。在通电后，对移动部件的起始振动会有一个平稳缓冲过程，随着电流的上升，克服内部自带张力，移动部件开始左右震荡，这种本身自带的拉张力的作用使得动子内部不会出现松垮疲软现象，对长期保持强劲有效的震荡起到了很好的防护作用。一体弹簧挡板内的左右侧弹簧及其中间部分、第二金属夹头、振动子共同组合成线性振动马达的可移动体组件。 [0036] 如图9所示，本发明实施例中的具有带形状记忆功能的振动马达具有：内置于外壳内部的一体弹簧挡板12；固定于一体弹簧挡板上起加强马达振动量的振动子10；具有热缩冷胀功能的形状记忆金属丝2；夹固形状记忆金属丝2一端的第一金属夹头3；夹固在形状记忆金属丝2另一端的第二金属夹头8；起电流连接导通作用的PCB板20。与一体弹簧挡板12中的左右侧挡位柱相卡位的金属板25；马达的底板29。第一金属夹头3的第一侧部一体铸合接插于一体弹簧挡板的左侧挡位柱内，第二金属夹头8固定于振动子的凸起部上，第一金属夹头3和第二金属夹头8分别夹固住形状记忆金属丝2的各一端，并保持于金属丝于同一水平面。其中，一体弹簧挡板12内的左右侧弹簧及其中间部分、第二金属夹头8、振动子10组合成可移动体组件。PCB板20、金属板25、一体弹簧挡板12的左右侧挡位柱共同组合成固定体组件。第一焊盘孔与PCB板20上的左侧焊盘相对向贴合，第二焊盘孔与PCB上的右侧焊盘相对向贴合。通过激光焊接，得以实现移动部件和定子部件之间的电气性导通连接。 [0037] 如图10所示，所述外壳27是由软态不锈钢材构成，为长方体结构，从侧面看呈“凹”字形，作为外壳起防护内部结构的作用。外壳27设置有一缺口28，为PCB板20的端子24外置预留外延空间，外壳的宽度方向内侧面与一体弹簧挡板的左右侧挡位柱外侧面相贴合。 [0038] 所述底板29为柔性不锈钢材，与外壳27相组合，起保护内部机构的作用。底板的长宽与外壳保持一致，但要比PCB和金属板的长宽要来得大些。 [0039] 作为本实施例中所述带有形状记忆功能的线性振动马达，其功能是通过一根形状记忆金属丝2而得以实现的，形状记忆金属丝2是作为整个线性马达中起振动功能的关键部材。所述形状记忆金属丝2由合金材料构成，其具有热缩冷涨的特点。当电流流入形状记忆金属丝2时，形状记忆金属丝2受热开始收缩，克服侧弹力；当电流切断时，偏压弹力克服形状记忆金属丝2丝力，开始冷涨。通过调节电流大小，形状记忆金属丝2感应内部温度变化带动自身的涨缩程度，引发形状记忆金属丝2长短产生变化。形状记忆金属丝2的特点就是，通过其特有的热缩冷涨特性使金属丝自身发生长度上的变化，从而拉伸可移动振动部件在轴向上的快速来回震荡。 [0040] 本发明实施例较普遍般采用的是一种25μm直径粗细程度的金属丝，当然也可以根据实际操作过程中性能的实际需求进行粗细方面的调整，粗细程度不必一概而论。 [0041] 结合图2和图9，接下来对本实施例的组装方式加以说明。首先将第二金属夹头8的底侧部焊接固定于振动子10中部外侧的凸起11上；再将振动子10嵌合固定于一体弹簧挡板12的凹口部；接下来将PCB板20与金属板25粘合固定；再将PCB板20与金属板25的组合件同装载有振动子的一体弹簧挡板12的左右侧挡位柱的不同部分相粘合和卡位固定；在第一焊盘孔5和第二焊盘孔19中点焊锡膏，对第一焊盘孔5和第二焊盘孔19实施激光焊接，动子和定子得以电气性导通连接；再将形状记忆金属丝2的一端铆合夹固于第一金属夹头3的缝隙面中，形状记忆金属丝的另一端铆合夹固于第二金属夹头8的缝隙面中，这里形状记忆金属丝2的两端被铆合后的状态不可是紧绷状态，需要呈松弛状态，以便通电后形状记忆金属丝 2有个收缩缓冲的过程；接下来，将定子和移动部件的组合件插入外壳27中，并在一体弹簧板的左右侧挡位柱14与外壳27内侧相接触部分进行粘合固定。最后再盖上底板29，将外壳 27与底板29相焊接固定。 [0042] 本发明实施例的电气性的导通原理如下：从PCB板20的正极端子24口电流通向PCB板20内部线路,进一步流向PCB板20上的左侧焊盘21，左侧焊盘21上的电流传导向第一金属夹头3，进一步将电流传导向铆合夹固于第一金属夹头3上的一端的形状记忆金属丝2，电流延伸向金属丝另一端，最终电流通过第二金属夹头8、振动子10、一体弹簧挡板12上的右侧簧片18、右侧焊盘22、回流向PCB板20的另一负极端子24口。 [0043] 本发明实施例的电气性的作动原理如下：通电后形状记忆金属丝2温度上升，因形状记忆金属丝2感应温度后，形状记忆金属丝2自身会发生热缩冷涨的线体长短变化。由于形状记忆金属丝2一端被固定在第一金属夹头3上，另一端被固定在振动子10的第二金属夹头8上，则第二金属夹头8端侧的金属丝被牵引拉缩向第一金属夹头3方向，从而带动整个移动组件的中心部位移动向左侧挡位柱13方向。当电流减小时，金属丝线体线体变长，由于回复力惯性的作用，整个移动组件反向移动向右侧挡位柱14方向。 [0044] 由于一体弹簧挡板12的V形和倒V形弹簧结构设计，使得动子部件能够易于左右来回震荡。通过施加规律性高低电流，金属丝快速产生出长短变化，由此移动部件产生出左右来回震荡的移动效应，从而最终达到手机振动传呼的效果。通过本发明实施例导入形状记忆金属丝2的特殊材料，从而使得线性振动马达1的结构和功能发生了重大调整，省却了以往常规线性振动马达1所必须附带的多个磁石和多个线圈相组合的方式。本发明中省略了很多部材，制造简便，可实现低成本。由于结构简单，组装加工方便，性能的管控精度相对比以往要宽松很多。进一步来说，本身结构的特点，在小型化方面也可以做到较为自由。总之，本发明实施例的线性振动马达1与常规的振动马达相比，在性能上保持强劲振动量的同时，具有响应速度快、低成本、功耗小、小型化的特点。 [0045] 本发明不局限于上述实施形态，在不脱离本发明主旨的范围内可作种种变形。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在本发明主旨范围内所做出若干简单推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。例如，形状记忆金属丝2线径不一定是25μm，可以根据性能要求做相应更改；可移动部件两端的弹簧不一定要V字型结构，也可以变更为S型等；金属夹头及振动子10的形状也可以做相应改动调整；一体弹簧挡板12中的金属弹簧片的整体形状结构也可以做种种类似功能的变化。 |
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