振子组件及线性电机的制作方法

1.本实用新型属于电机领域，具体涉及振子组件及线性电机。


背景技术：

2.在大多电子产品中一般应用线性电机实现系统反馈，因此对线性电机的性能要求越来越高。目前的线性电机结构中，一般包含具有收容空间的壳体、振动组件(或振子组件)和定子组件；其中，振动组件包含了弹性结构，比如平面弹簧片、具备一定结构形态的弹簧片等等。
3.在线性电机的有限空间和固有的简谐振动特性的影响下，设计简单稳定的弹性结构是线性电机研发的技术难点。在现有的方案中，沿振动方向上在振子的相对端面上分别设置一片折弯的弹簧片以优化振动效果。连接振子上端面的弹簧片的另一端与线性电机的上机壳连接；连接振子下端面的弹簧片的另一端与线性电机的下机壳(或称电机支架)连接。但是线性电机工作时，振子的振动频率与两片弹簧片的固有频率难以保持一致，导致振子和两片弹簧片之间不形成共振，而产生振动过程中不稳定，造成线性电机除了在振动方向上振动外，还会在线性电机的长轴方向(即与该振动方向垂直的方向)上有振动幅度。并且弹簧片的摆动较大，对线性电机的设计间隙要求高，容易产生噪音；而且该结构对弹簧片的加工精度要求较高，导致加工成本增加，以及后续的装配工艺复杂，提高了整体的生产成本。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了振子组件及线性马达，能够解决当前线性电机的弹簧片摆动大，在非振动方向上存在振动幅度的问题。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种振子组件，应用于线性电机，所述振子组件包括弹性部、导磁板、振子、磁钢和极芯；所述磁钢的一面固定设置在所述导磁板的中部处，所述导磁板固定覆盖在所述振子的上端面，以使所述磁钢置于所述振子中部的通槽内；所述磁钢的另一面与所述极芯固定连接；所述上端面为靠近所述线性电机的机壳的振子端面；所述弹性部设置在所述上端面上；所述弹性部的固有频率与所述振子的振动频率相同。其中，导磁板、振子、平面弹簧片沿着振子的振动方向设置。
6.本实用新型实施例中，使用一个整体的弹性部(如一片平面弹簧片)替换现有设计中的两片与振子连接的折弯弹簧片，减少了线性电机中弹簧片数量；选择固有频率与该振子的振动频率相同或者几乎相近的弹性部，设置在振子的一侧端面；与现有技术相比，当线性电机工作时，由于采用本实用新型实施例中的弹性部，振子与弹性部可以形成共振，避免了振子在沿着线性电机的长轴方向存在移动，有效改善线性电机的振动工作效果。
7.进一步地，所述振子组件还包括一个或多个挡片；所述弹性部为一个弹簧片；所述弹簧片沿所述线性电机的振动方向设置在所述振子上；所述一个或多个挡片设置在所述弹簧片上，以减小所述弹簧片在所述振动方向上的运动幅度。
8.进一步地，当所述振子组件仅有一个挡片，所述振子的上端面的两端分别设有第一凸起部；所述弹簧片的两端与所述第一凸起部连接；在所述弹簧片远离所述振子的一侧中部设有所述挡片。
9.进一步地，当所述振子组件仅有两个挡片；所述振子的两端分别设有第一凸起部，所述弹簧片的两端与所述第一凸起部连接；在所述弹簧片远离所述振子的一侧两端设有所述挡片。
10.进一步地，所述振子的上端面设有一个或多个第二凸起部；所述第二凸起部与所述弹簧片匹配，以保持所述弹簧片在所述上端面的位置。
11.进一步地，所述弹簧片为镂空结构，以减轻所述振子组件的重量。
12.第二方面，本实用新型实施例提供了一种线性电机，包括机壳、收容于所述机壳的振子组件和定子组件；所述振子组件包括一个或多个挡片、弹性部、导磁板、振子、磁钢和极芯；所述导磁板固定覆盖在所述振子的上端面，以使所述磁钢置于所述振子中部的通槽内；所述磁钢的另一面与所述极芯固定连接；所述上端面为靠近所述机壳的振子端面；所述定子组件包括线圈、柔性电路板和支架；所述柔性电路板设置在所述支架上；所述线圈设置在所述柔性电路板上且对应于所述磁钢的外周处；所述弹性部设置在所述上端面；所述弹性部的固有频率与所述振子的振动频率相同。
13.进一步地，所述弹性部包括弹簧片；当所述振子组件仅有一个挡片，所述振子的上端面的两端分别设有第一凸起部；所述弹簧片的两端与所述第一凸起部连接；在所述弹簧片远离所述振子的一侧中部设有所述挡片。
14.进一步地，所述弹性部包括弹簧片；当所述振子组件仅有两个挡片；所述振子的上端面的两端分别设有第二凸起部；所述弹簧片的两端与所述第二凸起部连接；在所述弹簧片远离所述振子的一侧两端设有所述挡片；所述上端面设有一个或多个第三凸起部；所述第三凸起部与所述弹簧片匹配，以保持所述弹簧片在所述上端面的位置。
15.在本实用新型实施例中，线性电机的第三凸起部与前述实施例振子组件的第二凸起部可以是同一个部件，都起到了将弹簧片固定在上端面的某一位置。
16.进一步地，所述弹簧片为镂空结构，以减轻所述线性电机的重量。
17.需要说明的是，前述第一方面中的第一凸起部与第二方面中的第二凸起部可以指代同一个部件结构。
18.本实用新型实施例提供一种线性电机以及其中涉及的弹性部(如平面弹簧片)和弹性部的装配方式。当线性电机工作时(即电机在接入交流电后)，定子部件上的励磁线圈内部将通过交变的电流，而此通电的驱动线圈将推动在驱动线圈中间含有的磁钢的振子部件沿垂直方向(即与长轴方向垂直的方向)做简谐运动。在本实用新型实施例中采用合适频率的平面弹簧片，解决了现有技术线性电机工作时，振子沿着产品长轴方向摆动问题，充分利用线性电机的电机空间，以提高电机性能，使得电机运行稳定可靠。进一步地，在本实用新型实施例中可以采用平面弹簧片作为弹性部，加工简单，成本低。并且装配工艺简单可靠，极大降低生产成本。
附图说明
19.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点描述清楚，下面将结合附图对本实用
新型作出优选的详细描述。其中，
20.图1是本实用新型实施例提供的一种线性电机的组件分块示意图；
21.图2是本实用新型实施例提供的一种线性电机的爆炸示意图；
22.图3是本实用新型实施例提供的一种平面弹簧片的结构示意图；
23.图4是本实用新型实施例提供的一种线性电机的振动分析示意图；
24.图5是本实用新型实施例提供的另一种线性电机的组件分块示意图；
25.图6是本实用新型实施例提供的另一种线性电机的爆炸示意图；
26.图7是本实用新型实施例提供的另一种平面弹簧片的结构示意图；
27.图8是本实用新型实施例提供的另一种线性电机的振动分析示意图。
28.附图标记：
29.1-机壳，101-槽口，2-振子组件，3-定子组件，21-挡片，22-平面弹簧片，2201-第一凹槽，2202-第二凹槽，2203-第三凹槽，2204-第四凹槽，2205-第一实体部，2206-第二实体部，23-导磁板，24-振子，2401-第一凸起部，2402-上凸台，2403-通槽，2404-第二凸起部，2405-通孔，25-磁钢，26-极芯，31-线圈，32-软板，33-支架。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.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。
32.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。涉及“第一”，“第二”，“第三”等表示序号的词语，也仅是指代性的描述而不作具体的限定；例如“第一”和“第二”可以不同结构下的相同部位。因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.请参见图1-图4，如图1所示，为一种线性电机，该线性电机包括机壳1、收容在所述机壳1内部的振子组件2和定子组件3。其中，机壳1为与振子组件2、定子组件3匹配的方形外壳；振子组件2包括了挡片21、平面弹簧片22、导磁板23、振子24、磁钢25和极芯26。其中，振子24可以为方形框体结构，磁钢25通过胶水粘结或者其他相似方式固定在挡板23中间部位，导磁板(或称挡板)23通过激光焊接固定且覆盖在振子24的上端面，同时磁钢25居中置于振子24中部的通槽2403内；极芯26通过胶水粘贴或者其他方式固定在磁钢25的下表面。振子24的上端面为在线性电机的振动方向上靠近机壳的振子端面。振子24在中部设有通槽
2403，该通槽2403可以用于安装磁钢25。振子24上端面的两个端处对应设有两个上凸台2402，导磁板23是设置在两个上凸台2402之间，该挡板23的安装位置恰好覆盖在通槽2403上，且与上凸台2402贴合。两个上凸台2402分别设有凸起部2401(即第一凸起部)。两个凸起部2401上支撑并固定平面弹簧片22；平面弹簧片22的两端分别与振子的凸起部2401固定连接；其中，固定连接的方式可以包括焊接连接、胶水粘贴或者其他方式，本实用新型实施例对此不作限定。在本实用新型实施例中平面弹簧片22可以按照需求设有镂空结构。如图3所示，是本实用新型实施例中提供的一种平面弹簧片结构；该平面弹簧片上的镂空结构在不影响线性电机运作的情况可以根据实际的电机结构和生产需求进行设计，包括但不限于图示的结构。
34.可选的，弹簧部可以是一个平面弹簧片，或者多个弹簧片组合且能确定该组合的固有频率，或者是其他与组件匹配的弹性结构。
35.可选的，导磁板23设有镂空结构，如图2所示，在导磁板的中部对称设计有通孔，以减轻导磁板的重量。在平面弹簧片的中部设有一个挡片21(图示为规则长方体结构)，挡片21的下表面与平面弹簧片22的上表面接触，挡片21的上表面与机壳1的内表面接触，填补了平面弹簧片与机壳之间的空隙，增加平面弹簧片的稳定性。需要说明的是，在本实用新型实施例中描述的线性电机包括但不限于方形的线性电机。该种振子组件的结构可以应用于上述的线性电机。
36.在该线性马达(即线性电机)中，定子组件3包括线圈31、柔性电路板32(fpc，即软板)和支架33；其中柔性电路板32固定在支架33的上端面，线圈31固定在柔性电路板32和支架33上。支架33(为线性电机的外部结构的一部分)与线性电机的机壳1组合成该线性电机的完整外壳。需要注意的是，线圈31可以是绕成方形的框体结构，其具体设置在柔性电路板32上且对应位于磁钢25的外周处，以使定子组件2和振子组件3组合后的磁钢25位于线圈31内部。本实用新型实施例对磁钢25、线圈31的结构不做限定。
37.在本实用新型实施例中，平面弹簧片22与振子24连接在一起；平面弹簧片22(即弹性部)的固定频率与振子24的振动频率保持一致；在线性电机的工作过程中，可以实现平面弹簧片和振子的共振，使得线性电机在振动方向振动，而避免在其他方向产生振动或移动而影响线性电机的产品效果。需要注意的是，本实用新型实施例中涉及的弹性部可以是平面弹簧片，或者其他结构的弹簧片，如c形弹簧片。在保障弹性部的固有频率和振子的振动频率一致的情况下，对弹性部的结构不做具体限定。
38.如图4所示，在机壳1的容纳空间内，平面弹簧片22设置在振子24上，由于振子24的振动频率与平面弹簧片的固有频率一致，在线性电机工作过程中形成共振。驱动力方向与振动方向一致，均为垂直于线性电机长轴方向的垂直方向。在垂直方向的驱动力作用下，线性电机在驱动力方向上发生振动；如果采用现有技术中2个弹簧片的结构设计，2个弹簧片的固有频率与振子的振动频率保持一致的难度较高。而本实用新型实施例中采用了一块平面弹簧片与振子形成共振，避免线性电机在运行过程中出现在线性电机长轴方向上的移动。
39.可选的，在该振子组件中的弹性部可以是一个折弯的弹簧片；该折弯的弹簧片一端与振子固定连接，折弯的弹簧片的另一端与机壳固定连接。
40.请参阅图5-图8，为本实用新型实施例提供的另一种线性电机；该线性电机包括了
机壳1、振子组件2和定子组件3。其中，机壳1可以是图5所示的长方体结构；在机壳1上与振子组件3相扣合固连的端面上开设有槽口101。槽口101与定子组件3中的支架33匹配。机壳1具有容纳空间，可以收容振子组件2。其中，振子组件2包括了两个挡片21、平面弹簧片22、导磁板23、振子24、磁钢25和极芯26。其中，振子24为方形框体结构，磁钢25可以通过胶水粘结固定在导磁板23中间部位，导磁板23可以通过激光焊接或胶水粘贴邓方式固定且覆盖在振子24的上端面，同时磁钢25居中置于振子24中部的通槽2403内；极芯26通过胶水粘贴或者其他方式固定在磁钢25的下表面。振子24在中部设有通槽2403，该通槽2403可以用于容纳并安装磁钢25。振子24上端面的两个端处对应设有两个凸起部2401(即第一凸起部)，两个凸起部2401上支撑并固定平面弹簧片22；平面弹簧片22的两端分别与振子24的凸起部2401连接。在振子24上还可以对称设有四个凸起部位2404(对应第二凸起部)；四个凸起部位2404与平面弹簧片22的外部形态匹配，使得平面弹簧片22固定在振子24相对固定的位置上。可选的，振子24的两端分别可设有半弧形的通孔2405，可以减轻振子以及产品的整体重量。该种振子组件的结构可以应用于上述的线性电机。可选的，在振子24上可以设置一个或多个第二凸起部，其中，一个或多个第二凸起部可以对称设置或者不对称设置，以使得平面弹簧片在振子上的位置相对不变动。
41.在本实用新型实施例中，平面弹簧片22可以按照需求设有镂空结构。如图7所示，是本实用新型实施例中提供的一种平面弹簧片的镂空结构；该平面弹簧片上的镂空结构在不影响线性电机运作的情况可以根据实际的电机和生产需求进行设计，包括但不限于图示的结构。在图7中，平面弹簧片结构中上第一凹槽2201、第二凹槽2202、第三凹槽2203和第四凹槽2204。四个凹槽设计分别与凸起部2404中每一个凸起部匹配。平面弹簧片上的第一实体部2205以及第二实体部2206，分别与振子上的凸起部2401接触并固定。
42.导磁板23的中部可以设计镂空结构或者采用实体结构，本实用新型实施例对此不作限定。在平面弹簧片的中部设有两个挡片21(图示为规则长方体结构)；其中，挡片21中每一个挡片的下表面与平面弹簧片22的上表面接触，挡片21的上表面与机壳1的内表面接触，填补了平面弹簧片与机壳之间的空隙，增加平面弹簧片的稳定性。挡片21分别设置在平面弹簧片22的两端处。需要说明的是，在本实用新型实施例中描述的线性电机包括但不限于方形的线性电机。该种振子组件的结构可以应用于上述的线性电机。
43.在该线性马达(即线性电机)中，定子组件3包括线圈31、柔性电路板fpc(即软板)32和支架33；其中柔性电路板32固定在支架33的上端面，线圈31固定在柔性电路板32和支架33上。支架33(为线性电机的外部结构的一部分)与线性电机的机壳1组合成该线性电机的完整外壳。需要注意的是，线圈31可以是绕成方形的框体结构，其具体设置在柔性电路板32上且对应位于磁钢25的外周处，以使定子组件2和振子组件3组合后的磁钢25位于线圈31内部。本实用新型实施例对磁钢25、线圈31的结构不做限定。
44.如图8所示，两个挡片21设置在平面弹簧片22上；平面弹簧片22设置在振子24上。在线性电机工作过程中，在驱动力的作用下线性电机发生垂直方向上的振动。如果弹簧片的固有频率与振子的振动频率不一致，振动方向与驱动力方向就不在一个相同的方向上，即振动方向与驱动力方向存在偏差，从而使得线性电机在电机的长轴方向存在振动，以影响线性电机的产品效果。
45.本实用新型实施例中，使用一个整体的弹性部(如一片平面弹簧片)替换现有设计
中的两片与振子连接的折弯弹簧片，减少了线性电机中弹簧片数量；选择固有频率与该振子的振动频率相同或者几乎相近的弹性部，设置在振子的一侧端面；与现有技术相比，当线性电机工作时，由于采用本实用新型实施例中的弹性部，振子与弹性部可以形成共振，避免了振子在沿着线性电机的长轴方向存在移动，有效改善线性电机的振动工作效果。在本实用新型实施例中涉及一个挡片以及两个挡片的线性电机结构，但本实用新型实施例不限定挡片的数量和形状。
46.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。