一种磁钢阵列式布局的微型振动器的制作方法

1.本实用新型涉及振动器领域，尤指一种体积较小，响应频率较宽，冲击力较大的线性振动器。


背景技术：

2.在游戏手柄、电竞外设、vr头盔上，大都采用传统的直流偏心振动马达提供振感，但由于其体积大、冲击力小、响应延迟的缺陷，无法实现与场景同步的沉浸式体验。


技术实现要素：

3.本实用新型支持脉动直流(pwm)、正弦波电流、音频电流驱动，目的是替代传统的偏心振动马达，提升游戏手柄、电竞外设、vr头盔等振动功能与场景同步的表现力。同时本实用新型亦可满足汽车行业新兴的振动反馈功能的需求。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种磁钢阵列式布局的微型振动器，包括两侧的侧盖、线圈、塔型弹簧，磁钢、配重块、钢轴、外壳和柔性线路板；
6.所述两侧的侧盖端面对接形成空腔，所述塔型弹簧居于侧盖内孔底部，塔型弹簧大头朝向侧盖内孔底部，依靠其头部自身张力初始固定，所述侧盖设置有台阶和卡槽，所述侧盖的台阶形成一个台阶孔，所述线圈套在侧盖的台阶孔内，构成所述振动器的定子，所述外壳两端从卡槽套入，将两侧的侧盖连接，所述侧盖中心设有定位孔，所述配重块位于空腔内，配重块轴向方向设有中心孔，侧壁设有定位缺口，所述钢轴居配重块中心孔内，所述磁钢卡在配重块的定位缺口中，构成所述振动器的振子，所述柔性线路板粘贴在外壳的外表面，线圈的线头焊接在柔性线路板上，构成振动器。
7.本实用新型的进一步技术：
8.优选的，所述磁钢按中线等分成两部分，两部分的充磁方向互反，在同一表面形成n、s磁场回路。
9.优选的，所述磁钢设有8个，8个磁钢呈环形阵列均布，磁极n、s排列方式一致。
10.优选的，所述外壳上设置有挂钩，所述侧盖上设置有卡槽，挂钩和卡槽快速卡接。
11.优选的，所述振动器频率响应区间设定为50～350hz；改变所述配重块的重量，或者改变所述塔型弹簧强度，可以获得不同的频幅响应特性。
12.优选的，所述侧盖采用塑料材质，可提高所述线圈与壳体之间的绝缘等级。所述配重块采用高导磁的低碳钢，即便于所述磁钢吸附定位，也有利于降低磁钢非工作面的磁压降，以便在磁钢工作面获得更大的磁感应强度。
13.在工艺能力的范围内，所述振子上环形阵列均布的磁钢数量越多，所述振动器的性能越好。
14.有益效果：本实用新型采用谐振原理，当线圈中驱动电流的频率与振子响应频率一致时，可以实现快速起振。如果使用场景的音频电流驱动，可获得与场景同步的震撼效
果。
15.如果在共振点附近采用固定频率驱动，可获得快速响应和较大的冲击力；可为汽车方向盘、座椅、中控触摸屏等质量较大的装置提供触觉反馈。
16.本实用新型采用多磁钢环形阵列均布，实现环形对称式驱动，可消除运行噪音，获得更平稳的振动效果，提高使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的一种磁钢阵列式布局的微型振动器的剖面示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的一种磁钢阵列式布局的微型振动器的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的一种磁钢阵列式布局的微型振动器的结构爆炸图；
21.图4为本实用新型实施例提供的定子结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例提供的定子结构剖面示意图；
23.图6为本实用新型实施例提供的振子结构示意图；
24.图7为本实用新型实施例提供的振子结构剖面示意图；
25.图8为本实用新型实施例提供的一种磁钢阵列式布局的微型振动器的总装示意图；
26.图9为本实用新型实施例提供的一种磁钢阵列式布局的微型振动器的振动原理示意图；
27.图中标注为：11、侧盖；12、塔型弹簧；13、线圈；21、配重块；22、磁钢；23、钢轴；31、外壳；32、柔性线路板；10、定子；20、振子。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明的是，本实用新型实施例磁钢阵列式布局的微型振动器中，可以采用多个阵列同轴串联，以获得更大的振动量。为简化说明，后续各实施例中采用图2的结构进行说明。
30.参见图1至图9，本实用新型实施例提供一种磁钢阵列式布局的微型振动器，其包括：侧盖11、塔型弹簧12、线圈13、配重块21、磁钢22、钢轴23、外壳31、柔性线路板32。为便于
描述，还包括以上零件的组件：定子10、振子20。
31.塔型弹簧12居于侧盖11内孔底部，大头朝向侧盖11内孔底部，适当过盈，依靠其头部自身张力初始固定，线圈13套在侧盖11的台阶孔内，胶水粘结固定，以上构成振动器的定子10。
32.钢轴23居配重块21中心孔内，胶水粘结或铆压固定；磁钢22卡在配重块21的定位缺口中，激光焊接或胶水粘结固定；磁钢22按中线等分成两部分，两部分的充磁方向互反，在同一表面形成n、s磁场回路；8个磁钢22呈环形阵列均布，磁极n、s排列方式一致；以上构成振动器的振子20。
33.两个定子10分别套入侧盖，定位对接后形成柱体，振子20置于柱体的空腔中，钢轴23的两端分别居于侧盖11的中心孔中，实现轴向定位；两者之间保留适当间隙，保证振子20在轴向能自由滑动；线圈13与磁钢22磁极面正对；塔型弹簧12的小头与配重块端面正对，形成预压；柔性线路板32 粘贴在外壳31的外表面，线圈13的线头焊接在柔性线路板32上，焊接部位用uv胶固定，构成振动器。定子10与外壳31间通过卡接固定，也可胶水粘结或铆压固定。
34.两个塔型弹簧12对振子20产生的预压力相互抵消，所以不通电时振子 20居于平衡状态。配重块21、磁钢22、外壳32之间构成一个闭合的磁场回路，线圈13处于磁钢22的磁极正对面，磁力线回路穿过线圈13；当给线圈 13施加直流电驱动时，在磁场的作用下，线圈13与振子20间沿轴向产生相互作用的电磁力；两个线圈13所处的磁场方向相反，将两者反向串联或并联，以便获得同向的驱动力；在电磁力的作用下，振子20沿轴向产生位移，压迫塔型弹簧12发生形变，排斥力也随之改变，直至达到新的平衡；当给线圈13 施加交变流电驱动时，振子20便会产生轴向往复运动，对外表现为轴向振动。当驱动电流的频率与振子20的共振频率一致时，便会产生强烈的共振。
35.需要说明的是，在本实用新型的实施方式中，可在侧盖11的中心孔镶入粉末冶金轴承，由此获得更高的耐温性能，满足特殊环境的使用需求。
36.需要说明的是，在本实用新型的实施方式中，在定子10和振子20的轴向两间隙间加入对称互斥磁钢，可改善塔型弹簧12的疲劳极限，提高振动器的使用寿命。
37.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。