CN101964579B - 水平线性振动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平线性振动器，其可以降低厚度而且增加了振动的强度，与此同时保证了足够长的寿命和令人满意的响应性。水平线性振动器包括壳体、托架、振动单元以及弹簧。所述壳体限定其中的内部空间。第一磁体连接至壳体的上部面板。托架连接至壳体的下端。第二磁体连接至托架，如此使得第一和第二磁体的不同磁极相互面对。振动单元具有重块和设置于重块内或下方的圆柱形线圈。弹簧连接至壳体或托架的侧壁板。弹簧弹性地支撑振动单元，以允许振动单元沿水平方向振动。

Description

水平线性振动器

相关申请交叉参考

本申请要求于2009年7月22日提交的题为“HORIZONTALLINEAR VIBRATOR(水平线性振动器)”的韩国专利申请第10-2009-0066871号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及水平线性振动器。

背景技术

通常，便携式电子装置诸如手机、游戏机、移动信息终端等都具有各种振动产生单元，以防止来自其的噪音干扰他人。具体地，这种振动产生单元安装在移动电话内，并且用作静音信号接收指示单元。近年来，与提供纤小型移动手机的趋势一致，也需要减小安装在移动手机内的振动产生单元的尺寸并增加其功能。

目前，作为用在诸如移动电话的通信装置中的多个信号接收指示单元之一，振动产生单元通过使用产生电磁力的原理将电能转化成机械振动。也就是，振动产生单元用作移动电话中的静音信号接收指示单元。

同时，通过转动具有偏心重量的转子来产生机械振动的方法已经被作为根据传统技术操作振动产生单元的代表性实例。转子的旋转由换向器(commutator)或换向器电机(brush motor)结构执行，该换向器或换向器电机结构通过电刷与换向器之间的接触点变换(commutate)电流方向，然后将电流供应给转子的线圈。

然而，在具有这种结构的振动产生单元中，当电刷通过整流器的各部分之间的间隙时，会导致机械摩擦、电火花或磨损，因此产生杂质，诸如黑火药(black powder)，从而缩短了振动产生单元的寿命。为了克服这些问题提出了竖向线性振动器，并且竖向线性振动器的代表性实例可以产生可靠的线性振动。

图1是根据传统技术的竖向线性振动器的截面图。

如图1所示，根据传统技术的竖向线性振动器10包括壳体20、托架30、振动单元40和弹簧50。壳体20在其中限定一空间。托架30支撑位于其上的线圈32，所述线圈32利用施加到其上的电流形成磁场。阻尼器34设置于托架30上。振动单元40包括：轭(yoke)42，其内具有中空空间并且其一端被封闭；磁体44，其安装在轭42的中空空间内并且设置有附于其下表面上的板状轭43；以及重块(weight，配重)46，其装配在轭42的外缘表面上。弹簧50接合至壳体20的上表面，以弹性地支撑振动单元40，如此使得振动单元线性地振动。轭42包括盘状部42a和边缘部42b，所述边缘部从盘状部42a的外部边缘向下弯曲并且延伸预定长度。

在具有上文所述构造的竖向线性振动器10中，当电源施加至线圈32时，由于磁场与电场之间的相互作用，振动单元40通过弹簧50上下振动，所述磁场由包括圆柱形磁体44、板状轭43和轭42的磁路产生，所述电场由线圈32产生。

然而，在竖向线性振动器10中，因为振动量与振动单元40的位移和其重量的乘积成比例，所以必须增加振动单元40的重量或位移以确保足够的振动量。这导致了竖向线性振动器10厚度增加的缺点。此外，这种结构不符合纤小型移动手机的趋势。

发明内容

本发明致力于提供一种水平线性振动器，所述水平线性振动器可以降低其厚度而且增加振动强度，与此同时保证了足够长的寿命和令人满意的响应性。

在根据本发明的实施例的水平线性振动器中，壳体中限定有内部空间。第一磁体附接至壳体的上部板。托架接合至壳体的下端。第二磁体附接至托架，从而使得第一磁体和第二磁体的不同磁极相互面对。振动单元具有重块和设置于重块内或下方的圆柱形线圈。弹簧接合至壳体或托架的侧壁板。弹簧弹性地支撑振动单元，以允许振动单元沿水平方向振动。

在水平线性振动器中，在壳体或托架的侧壁板上可以设置阻尼器，以防止振动单元直接接触到壳体或托架。

每个第一和第二磁体可以包括多个磁体，这些磁体被布置成使得这些磁体的不同磁极被设置于相同的平面上。

在水平线性振动器中，电路板可以设置于托架的上表面上。

电路板可以具有开口，以容纳第二磁体。

此外，在重块的两个侧壁板上可以设置板。这些板可以将弹簧的对应端固定至重块。

重块可以在其上表面中具有凹槽，该凹槽具有能够在其内容纳第一磁体的尺寸。

壳体和托架可以由磁性体制成。

圆柱形线圈可以装在重块上，从而使得圆柱形线圈的中心轴线垂直于振动单元的水平方向。

每个弹簧可以包括螺旋弹簧或板簧。

此外，形成于第一磁体和第二磁体之间的磁通量可以垂直于电流沿圆柱形线圈流动的方向。

还有，可以对第一磁体、第二磁体或弹簧施加磁流体。

附图说明

结合附图从下面的详细描述中将更清晰地理解本发明的上述和其它目的、特征以及优点，附图中：

图1是示出了根据传统技术的线性振动器的截面图；

图2是根据本发明实施例的水平线性振动器的分解透视图；

图3是示出了根据本发明实施例的壳体和第一磁体的组装透视图；

图4是示出了根据本发明实施例的托架、电路板和第二磁体的组装透视图；

图5是示出了根据本发明实施例的振动单元和弹簧的组装透视图；

图6是根据本发明实施例的组装的水平线性振动器的透视图；以及

图7是示出了根据本发明实施例的水平线性振动器的操作原理的视图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，在不同附图中所使用的相同的参考标号表示相同的器件。在下面的描述中，当确定常规作用以及常规结构的详细描述可能会混淆本发明的主旨时，将省略这样的详细描述。此外，本说明书和权利要求所使用的术语和词汇并不必然限制于代表性的意思或字典解释，而是应当被理解为表示发明者所选择的概念作为解释本发明的最佳方法，并且应当被解释为具有用于理解本发明的技术的适用于本发明的范围和精神的含义和概念。

下文，将参考附图详细描述本发明的实施例。

图2是根据本发明实施例的水平线性振动器100的分解透视图。图3是示出了根据本发明实施例的壳体110和第一磁体120的组装透视图。图4是示出了根据本发明实施例的托架130、电路板140以及第二磁体150的组装透视图。图5是示出了根据本发明实施例的振动单元和弹簧190的组装透视图。图6是根据本发明实施例的组装的水平线性振动器100的透视图。下面将参考附图详细描述根据实施例的水平线性振动器100。

如图2至图6所示，本发明的水平线性振动器100包括壳体110、托架130、振动单元以及弹簧190。

壳体110保护水平线性振动器100不受外部的干扰，并且为待设置且沿水平方向振动的振动单元提供空间。也就是说，壳体110是为水平线性振动器100提供内部空间的构件。具体地，内部空间由壳体110和托架130的组件来限定。

壳体110可以具有任何结构，只要它与托架120组装在一起时形成内部空间即可。优选地，壳体110具有矩形结构，该矩形结构的纵向长度(振动单元水平地振动的方向)比它在横向上的长度长，以便可以充分保证振动单元的水平位移空间。

在这个实施例中，壳体110包括上部板112和侧壁板114，这些侧壁板从上部板112的边缘垂直向下弯曲。侧壁板114包括：纵向侧板，其沿壳体110的纵向方向延伸；横向侧板，其沿壳体110的横向方向延伸。

第一磁体120利用粘合剂附接至壳体110的上部板112的下表面上(参考图3)。第一磁体120产生预定量级的磁场，并且因此利用第一磁体与圆柱形线圈180之间的相互作用而使振动单元线性振动。

这里，第一磁体120设置在附接至托架130上的第二磁体150的上方，并且第一和第二磁体120和150被定向成使得它们的不同磁极在垂直方向相互面对。第一磁体120优选地包括多个第一磁体，从而使得在没有增加厚度的情况下可以获得相对较大的水平位移。在这种情况下，为增加与圆柱形线圈180相关联的磁力，第一磁体120被设置成使得其不同磁极置于同一平面上。这将在描述图7时详细解释，所述图7示出了本发明的水平线性振动器的操作原理。

同时，阻尼器(未示出)可以设置于壳体110的侧壁板114上，以当振动单元水平振动时吸收施加至振动单元的震动并且防止振动单元直接接触到壳体110。能够吸收震动的多种材料诸如橡胶、聚丙烯、磁流体等可以用作阻尼器的材料。

这里，以这样的形式形成磁流体，即使得磁性粉末(magneticpowder，或磁粉)稳定且均匀地分散在液体内以具有胶体形状，并且将表面活性剂添加到液体中以防止磁性粉末由于重力或磁场作用而沉积或凝集。例如，使用通过在油料或水中分散四氧化三铁(triiron tetroxide，精磁体砂)或铁钴合金颗粒而形成的磁流体，并且近年来，正使用通过在甲苯中分散钴形成的磁流体。这种磁性粉末是范围在0.01μm至0.02μm的超细颗粒粉，并且根据作为超细颗粒具体特征之一的布朗运动(Brownian motion)来运动。此外，磁流体的特征在于，即使外部磁场、重力、离心力等施加到磁流体，在流体中的磁性粉末颗粒的密度仍保持恒定。

托架130接合至壳体110的下端，以限定内部空间。此外，托架130为安装电路板140和第二磁体150提供空间。

详细地，托架130具有平面形状，并且盖住壳体110的开启的下端。然而，图2中所示的壳体110和托架130的构造仅是一个结构实例，该结构中壳体110可以与托架130组装在一起以形成内部空间，振动单元在该内部空间中振动。例如，可替换地，壳体110和托架130可被构造成使得，壳体110具有平面形状，同时托架130具有在其上端开口的矩形盒状。还有，本领域的技术人员应当理解的是，可以以不同方式修改壳体110和托架130的构造。

其上具有图案的电路板140设置于托架130的上表面上(参考图4)。电路板140连接至外部输入终端，以传输电力给圆柱形线圈180。优选地，电路板140在其内具有用于容纳第二磁体150的开口142。在图2中，虽然电路板140已经示出为设置成与托架130分开，但它们可以使用相同的材料整体地形成为单一体。这也可以落在本发明的范围内。

此外，第二磁体150附接至托架130的上表面上(参考图4)。第二磁体150产生预定量级的磁场，并且因此利用第二磁体与圆柱形线圈180之间的相互作用而使振动单元线性振动。如上文所述的，第二磁体150被设置成使得第二磁体150的磁极在垂直方向面对第一磁体120的相对磁极。与第一磁体120的数目相对应的多个第二磁体150通过粘接附接至托架130的上表面。优选地，磁流体可以施加到第一磁体120和/或第二磁体150。

在这个实施例中，第一磁体120和第二磁体150分别附接至壳体110和托架130。由磁体制成的壳体110和托架130用作轭，以防止由第一和第二磁体120和150产生的磁力泄漏。由于这个结构，在由机架110和托架130形成的内部空间中不需要独立的轭。

此外，在这个实施例中，附接至壳体110和托架130的第一磁体120和第二磁体150不构成振动单元。因此，当振动单元具有包括第一磁体和第二磁体的结构时，本发明可以避免振动单元在施加至壳体110和托架130的磁引力的作用下向下沉的问题。

振动单元包括重块160和圆柱形线圈180，并且沿水平方向线性振动。

重块160用于将预定重量施加至振动单元以产生适当的震动力。重块160在其内或其下表面具有用于安装圆柱形线圈180的空间。

在这个实施例中，重块160包括上部板162和从上部板162的边缘向下弯曲的侧壁板166。该侧壁板166包括沿重块160的纵向方向延伸的纵侧板和沿重块160的横向方向延伸的横侧板。

此外，板170设置于重块160的侧壁板166上。板170用于将弹簧190的对应端接合至重块160。详细地，在重块160的侧壁板166内分别形成有引导槽168。板170分别插入到引导槽168中。板170固定至对应弹簧190的内端。

此外，重块160在其上表面上具有凹槽(凹入部)164，该凹槽具有能够在其内容纳第一磁体120的尺寸。因此，即使振动单元由于外部力而不期望地沿垂直方向移动，因为第一磁体120可以进入重块160的凹槽164中，因此可以防止重块160直接接触到第一磁体120。此外，由于这种结构，可以使水平线性振动器100的厚度最小化。

当将外部电力施加至圆柱形线圈180时，该圆柱形线圈产生预定强度的电场。圆柱形线圈180安装在重块160内或下方。详细地，圆柱形线圈180接合至重块160，从而使得圆柱形线圈的中心轴线垂直于振动单元的水平振动方向。换句话说，该中心轴线沿垂直方向定向。

圆柱形线圈180设置在第一磁体120与第二磁体150之间。形成在第一磁体120与第二磁体150之间的磁通量垂直于电流流经圆柱形线圈180的方向，从而形成闭合磁路。因此，振动单元可以沿水平方向振动。下面将在图7的描述中更加详细地解释振动单元的运行。

弹簧190弹性地支撑(提供弹性恢复力给)振动单元，使得振动单元线性地震动。弹簧190在其内端接合至振动单元的重块160，并且在其外端连接至壳体110的侧壁板114，以弹性地支撑振动单元。

每个弹簧190可以采用板簧或螺旋弹簧。优选地，弹簧190设置于振动单元的两端，以具有对称结构。为了说明本发明，在附图中示出了采用板簧作为弹簧190。

图7是示出了根据本发明的实施例的水平线性振动器100的操作原理的视图。虽然图7示出了一个用于说明水平线性振动器100的操作原理的实例，但是本发明不限于这个实例。将参考附图7解释根据本发明的实施例的水平线性振动器100的操作原理。

如图7所示，包括左侧第一磁体120a和右侧第一磁体120b的第一磁体120附接至壳体110，从而使得其不同磁极设置在相同的平面上。包括左侧第二磁体150a和右侧第二磁体150b的第二磁体150附接至托架130，从而使得第一磁体120与第二磁体150之间的不同磁极相互面对。这里，当第一磁体120与第二磁体150被设置成使得这些磁体的磁极被定向成如图中所示时，在左侧第一磁体120a与左侧第二磁体150a之间形成向上流动的磁通量，并且在右侧第一磁体120b与右侧第二磁体150b之间形成向下流动的磁通量。在电流沿从图纸表面流出的方向穿过左侧第一磁体120a与左侧第二磁体150a之间的圆柱形线圈180的情况下，按照弗莱明左手定则(Fleming’left hand rule)，振动单元被施以向左的力。类似地，电流沿进入图纸表面的方向穿过右侧第一磁体120b与右侧第二磁体150b之间的圆柱形线圈180，从而按照弗莱明左手法则，力也被向左施加至振动单元。

从而，由弹簧190弹性地支撑的振动单元在水平方向振动。此外，通过改变第一和第二磁体120和150的磁极的方向或穿过圆柱形线圈180的电流的方向可以改变施加至振动单元的力的方向。这一修改应当被认为落在水平线性振动器的上述操作原理的范围内。

如上文所描述的，在根据本发明的水平线性振动器中，振动单元沿水平方向振动。因此，本发明不需要用于振动单元的竖向运动位移的空间，由此减小了水平线性振动器的厚度。

此外，本发明被设计成使得水平线性振动器沿水平方向以预定长度延伸，该水平方向是振动单元振动所沿的方向。因此，可以确保振动单元在水平方向上的足够的振动位移，从而增加了振动量。

此外，因为磁体被固定至壳体和托架，所以防止振动单元的线性振动被磁力所干扰，并且防止振动不期望地向一侧偏沉(sag)。

此外，在本发明中，磁体固定至由磁性体制成的壳体和托架。因此，壳体和托架防止了由磁体产生的磁力泄漏，从而不需要独立的轭。

虽然为了说明性的目的已经公开了本发明的实施例，但应当理解的是，根据本发明的水平线性振动器不限于此，并且本领域的技术人员应当理解，在没有背离本发明的范围和精神下，各种修改、添加和替换都是可能的。

因此，任何以及所有的修改、改变或等同设置都应当被认为落在本发明的范围内，并且本发明的具体范围由所附权利要求来披露。

Claims (12)

1.一种水平线性振动器，包括：

壳体，其中限定有内部空间，第一磁体附接至所述壳体的上板上；

托架，其接合至所述壳体的下端，第二磁体附接至所述托架，以使得所述第一磁体和所述第二磁体的不同磁极相互面对；

振动单元，具有重块和设置于所述重块内或所述重块下方的圆柱形线圈；以及

弹簧，每个弹簧均接合至所述托架或所述壳体的每个相应侧壁板，所述弹簧弹性地支撑所述振动单元，以允许所述振动单元沿水平方向振动。

2.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

阻尼器，其设置于所述托架或所述壳体的侧壁板上，以防止所述振动单元直接接触到所述壳体或所述托架。

3.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述第一磁体和所述第二磁体中的每一个均包括多个磁体，所述多个磁体被布置成使得它们的不同磁极设置在同一平面上。

4.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

电路板，设置于所述托架的上表面上。

5.根据权利要求4所述的水平线性振动器，其中，所述电路板具有开口，以在所述开口中容纳所述第二磁体。

6.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，在所述重块的两侧壁板上设置有板，所述板将所述弹簧的相应端固定至所述重块。

7.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述重块在其上表面中具有凹槽，所述凹槽具有能够在其内容纳所述第一磁体的尺寸。

8.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述壳体和所述托架由磁性体制成。

9.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述圆柱形线圈被安装于所述重块，从而使得所述圆柱形线圈的中心轴线垂直于所述振动单元的水平方向。

10.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，每个所述弹簧均包括卷簧或板簧。

11.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，形成于所述第一磁体与第二磁体之间的磁通量垂直于电流沿圆柱形线圈流动的方向。

12.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，对所述第一磁体、所述第二磁体或所述弹簧施加磁流体。

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