CN101964580B - 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，该振动器可减小厚度但增大振动强度、同时保证足够长的使用期限和令人满意的敏感度。此水平线性振动器包括壳体、支座、振动单元、圆柱形线圈以及弹簧。支座与壳体接合以形成内部空间。振动单元包括重块、一对磁轭和磁体。重块内部具有开口。磁轭安置在重块的内表面。磁体被设置在磁轭中，以使磁体的不同磁极彼此相对。圆柱形线圈垂直地设置在支座上并置于一对磁轭之间的空间内。弹簧与壳体或支座的两端接合。弹簧弹性地支撑振动单元以使得振动单元沿水平方向振动。

Description

水平线性振动器

相关申请的引用

本申请要求于2009年7月22日提出的名称为“HORIZONTALLINEAR VIBRATOR(水平线性振动器)”的第10-2009-0066870号韩国专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种水平线性振动器。

背景技术

通常，便携式电子装置，如移动电话、游戏机、移动信息终端等具有各种振动产生装置，以防止来自其的噪音干扰他人。特别是这种振动产生装置装在便携式电话中并用作静音信号接收指示单元。近来，与提供小而薄的便携式电话的趋式一致，也需要减小安装在便携式电话中的振动产生单元尺寸并增加其功能。

当前，振动产生装置(其为用在诸如便携式电话的通信装置中的若干种信号接收指示单元之一)利用产生电磁力的原理将电能转换为机械振动。也就是说，振动产生装置用作便携式电话的静音信号接收指示单元。

当时，根据传统技术，通过使具有偏心重量的转子旋转以产生机械振动的方法已被用作操作振动产生装置的方法的典型实例。转子的旋转由换向器(commutator)或换向器电机(brush motor)结构实现，换向器或换向器电机结构将流经电刷和换向器之间的触点的电流整流(commutate)，并在之后将该电流供给给转子的线圈。

但是，在具有此结构的振动产生装置中，当电刷通过换向器的部件间的间隙时，会产生机械摩擦、电火花或磨损，从而产生诸如黑色粉末的杂质，因此缩短振动产生装置的使用期限。为解决这些问题，提出了一种垂直线性振动器，其典型实例是能产生可靠的线性振动。

图1是根据传统技术的垂直线性振动器的剖视图。

如图1所示，根据传统技术的垂直线性振动器10包括壳体20、支座(或支架)30、振动单元40和弹簧50。壳体20内部限定出一空间。支座30上支承有利用施加到线圈32的电流形成磁场的线圈32。阻尼器34设置在支座30上。振动单元40包括：内部具有空腔且一端封闭的磁轭(yoke)42、安装在磁轭42的空腔内并设置有附接至其下表面的板状磁轭43的磁体44、以及安装在磁轭42的圆周表面上的重块(weight，配重)46。弹簧50附接至壳体20的上表面以弹性地支承振动单元40，如此使得振动单元线性振动。轭42包括盘状部42a和从盘状部42a的外缘向下弯曲并延伸预定长度的边缘部42b。

在具有上述结构的垂直线性振动器10中，当给线圈32施加电流时，由于由包括圆柱形磁体44、板状轭43及轭42的磁路产生的磁场与线圈32产生的电场之间的相互作用，振动单元40借助弹簧50上下振动。

但是，在垂直线性振动器10中，由于振动量与振动单元40的位移和其重量相乘而获得的值成比例，因此必须增加振动单元40的重量或位移以保证足够的振动量。这导致垂直线性振动器10厚度被增加的缺陷。而且这种结构不符合小而薄的便携式电话的趋势。

发明内容

本发明致力于提供一种能够减小厚度但增大振动强度、同时保证足够长的使用期限和令人满意的敏感度(或响应性)的水平线性振动器。

在根据本发明的实施例的水平线性振动器中，设有壳体。支座(或支架)接合至壳体的下端以在壳体和支座中形成内部空间。设置有振动单元。该振动单元包括重块、一对磁轭(yoke)和磁体。重块形成有使得其上下两端敞开的开口。磁轭设置在重块的内表面上。磁轭按预定距离彼此间隔。磁体设置在磁轭内使得磁体不同的极性彼此相对。圆柱形线圈垂直地安装到支座的上表面并设置在该对磁轭间的空间内。弹簧连接到壳体或支座的两端。该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，可将阻尼器装在壳体或支座两端中的每一端以防止振动单元与壳体或支座直接接触。

在水平线性振动器中，可将电路板装在支座的上表面。

此外，可将一个线圈导向件(coil guide)设置在支座的上表面以用线圈导向件支承圆柱形线圈。

电路板可具有开口，通过该开口安装线圈导向件。

另外，可在重块的两端设置多个板。这些板可将弹簧的相应端固定到重块上。

磁轭可包括第一磁轭和第二磁轭。第一和第二磁轭的每一个可在一侧设有开口。第一和第二磁轭可分别设置在重块的纵向侧板的内部表面，使得两个磁轭的开口彼此相对。

每个磁轭都可包括竖板、上部板和下部板。竖板可连接至重块的纵向侧板的内表面。上部板可从竖板的上端向内弯曲。下部板可从竖板的下端向内弯曲。

设置在各磁轭中的磁体可包括多个磁体，这些磁体被设置成使得磁体的不同磁极被安置在同一平面上。

可将圆柱形线圈装到支座上，使其中心轴线与振动单元的水平方向垂直。

各弹簧可包括盘簧或板簧。

另外，在设置在第一磁轭中的磁体与设置在第二磁轭中的磁体之间流动的磁通量可与在圆柱形线圈内流动的电流垂直。

此外，磁性流体可施加于磁体或弹簧。

附图说明

从以下结合附图的详细说明中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征及优点，其中：

图1是示出了根据传统技术的线性振动器的剖视图；

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是示出根据本发明的实施例的支座、电路板及圆柱形线圈的组装透视图；

图4是示出根据本发明的实施例的振动单元和弹簧的组装透视图；

图5是根据本发明实施例的组装的水平线性振动器的透视图；

图6是说明根据本发明实施例的水平线性振动器的工作原理的视图。

具体实施方式

现在应参照附图，其中，在不同的附图中使用了相同的附图标号来标注相同或类似的部件。在下面的描述中，当确定传统功能和传统结构的详细描述会混淆本发明的要点时，将省略这种描述。此外，本说明书和权利要求书中使用的术语和措辞不一定局限于典型的或词典解释，而应当理解成表示由发明人选择的作为说明本发明的最佳方法的概念，并且应当解释为具有用于理解本发明的技术的适合于本发明的范围和精神的含义和概念。

以下，将参照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是示出根据本发明的实施例的支座120、电路板130和圆柱形线圈140的组装透视图。图4是示出根据本发明的实施例的振动单元和弹簧190的组装透视图。图5是根据本发明的实施例的组装的水平线性振动器100的透视图。根据实施例的水平线性振动器100将参照附图进行详细描述。

如图2至图5所示，本发明的水平线性振动器100包括壳体110、支座120、振动单元和弹簧190。

壳体110保护水平线性振动器100不受外界影响，并提供振动单元得以设置并得以沿水平方向振动的空间。也就是说，壳体110是为水平线性振动器100提供内部空间的部件。具体地，该内部空间通过壳体110和支座120的组装来限定。

壳体110可具有任何结构，只要在其与支座120组装时能形成内部空间即可。优选地，壳体110具有纵向长度(振动单元水平振动的方向)比横向长的长方形结构，以充分地保证振动单元的水平位移空间。

在本实施例中，壳体110包括上部板112和从上部板112的边缘垂直向下弯曲的侧壁板114。侧壁板114包括沿壳体110的纵向延伸的纵向侧板和沿壳体110的横向延伸的横向侧板。

此处，可在壳体110的侧壁板114上安装阻尼器(未示出)以吸收施加到振动单元的冲击并防止振动单元水平振动时振动单元与壳体110直接接触。能吸收冲击的各种材料(如橡胶、聚丙烯等)都可用作阻尼器的材料。

支座120连接至壳体110的下端以限定出内部空间。此外，支座120提供安装电路板130和圆柱形线圈140的空间。

具体地说，支座120具有平面形状并盖住壳体110的敞开的下端。然而，图2示出的壳体110和支座120的配置只是壳体110可与支座120组装以形成振动单元在其中振动的内部空间的结构的一个实例。例如，可替换地，壳体110和支座120可配置成使得壳体110具有平面形状而支座120具有在上端打开的长方盒形状。同样，本领域的技术人员将容易理解的是，壳体110和支座120的结构可有多种变型。

在垂直方向上支撑圆柱形线圈140的线圈导向件122装在支座120的上表面。例如，可将线圈导向件122构造成使得其具有与圆柱形线圈140的曲线部接触的凹形座表面。虽然在图2中已经示出线圈导向件122装在支座120上，并已示出电路板130具有使得线圈导向件122得以贯穿的开口，但线圈导向件122可设在电路板130上。这也属于本发明的范围之列。同样，虽然图中已经示出线圈导向件122被构造成从支座120的上表面凸出，线圈导向件122可包括形成于支座120内的凹入部，以使圆柱形线圈140插入并由凹入部支撑。

其上具有图案(pattern)的电路板设置在支座120的上表面(参见图4)。电路板130与外部输入终端连接以向圆柱形线圈140传输电能。在此实施例中，电路板130内设置有开口132，线圈导向件122贯穿此开口设置在支座120上以支承圆柱形线圈140。在图2中，虽然已经示出电路板130与支座120分别设置，但它们可一体地形成由相同材料制成的单一体。这也属于本发明的范围之列。

圆柱形线圈140设置在支座120的上表面，当施加外部电力时，圆柱形线圈140产生预定强度的电场。

具体地，产生电场的圆柱形线圈140垂直地安置在支座120的上表面。换句话说，将圆柱形线圈140设置在支座120的上表面，以使其中心轴线沿支座120的横向定向。另外，圆柱形线圈140设置在限定于第一磁体162与第二磁体164之间的空间内。在第一磁体162和第二磁体164之间形成的磁通量与流经圆柱形线圈140的电流方向垂直，从而形成封闭的磁路。因此，振动单元可水平振动。振动单元的运作将在图6的说明中详述。

在水平方向线性地振动的振动单元包括磁轭150、磁体160和重块170。

磁轭150用于使配置在磁轭150中的磁体160所产生的磁通量最佳化。在此实施例中，磁轭150包括两个彼此相对并彼此间隔预定距离以在其间形成用于容纳圆柱形线圈140的空间的磁轭150a、150b。

具体地，第一磁轭150a和第二磁轭150b被构造成使得在第一磁轭150a和第二磁轭150b之间限定用于容纳磁体160的空间。例如，第一磁轭150a和第二磁轭150b均为“ㄈ”形状。这里，第一磁轭150a和第二磁轭150b都包括竖板154、从竖板154上端垂直弯曲的上部板152及从竖板154下端垂直弯曲并与上部板152平行的下部板156。

优选地，将第一磁轭150a和第二磁轭150b纵向设置在重块170的纵向侧板的内表面，使第一和第二磁轭150a、150b的开口端彼此相对。

具有上述构造的磁轭150减小了设置在磁轭150中的磁体160的漏磁通。这样防止了使振动单元下垂的磁体160和支座120之间的引力的产生。此外，这也增大了用于支座120的材料的选择范围。另外，磁轭150由能形成磁路、具有导磁性的材料制成并围绕磁体160。因此，磁轭150使与圆柱形线圈140相互作用的磁通量聚集在预定部位，从而增加了与圆柱形线圈140连系的磁通量，从而提高了水平线性振动器的效率。

磁体160产生预定量的磁场，因此利用振动单元和圆柱形线圈140之间的往复运动形成使振动单元水平振动的磁路。磁体160设置在磁轭150内。可将磁性流体施加到磁体160的外部表面。

在本实施例中，磁体160包括放置在第一磁轭150a内的第一磁体162和放置在第二磁轭150b内的第二磁体164。第一磁体162和第二磁体164都附接到相应磁轭150的竖板154的内表面并放置在磁轭150的上部板152和下部板156之间。此外，优选地，第一磁体162和第二磁体164都包括多个磁体，将这些磁体设置成可在不增加厚度的情况下获得相对大的水平位移。在这种情况下，为增大与圆柱形线圈140连系的磁力，将磁体160设置成使其不同磁极被安置在同一平面上。这将在示出本发明的水平线性振动器的工作原理的图6的描述中详述。

重块170用来给振动单元施加预定的重量以产生足够的振动力。磁轭150设于重块170内。

具体地，重块170内部具有敞开重块170的上端和下端的开口172，并且该重块内形成容纳磁轭150和圆柱形线圈140的内部空间。第一磁轭150a和第二磁轭150b放置在重块170的纵向侧板的内表面，使第一磁轭150a和第二磁轭150b彼此相对。圆柱形线圈140垂直地放置在第一磁轭150a和第二磁轭150b之间的空间内。

这里，弹簧190的端部与重块170的侧板接合。在实施例中，在重块170的端板上设置板180以便于弹簧190与重块170的接合。具体地，分别在重块170的端板上形成导向凹入部174。将板180相应地插入导向凹入部174。将每个板180固定到相应弹簧190的内端。

弹簧190弹性地支承(提供弹性恢复力至)振动单元使振动单元线性地振动。弹簧190的内端与振动单元接合，而其外端与壳体110的侧板接合。

板簧或盘簧可用作每个弹簧190。优选地，将弹簧190设置在振动单元的两端以具有对称的结构。

同时，优选地，将磁性流体(未图示)施加到弹簧190上作为减振装置。由于磁性流体的特征在于其由磁体160的磁通量聚集，因此，把磁性流体施加到弹簧190上并通过磁体160的漏磁通保持这种状态。这样，当振动单元水平振动时，磁性流体防止振动单元与壳体110直接地接触，因而防止接触振动和噪音。

这里，磁性流体以这种方式形成：把磁粉稳定、均匀地散到流体中以具有胶状，并把表面活性剂加到流体中，以防止由于重力或磁场造成磁粉的沉积或胶着。例如，使用通过在油或水中散入四氧化三铁(triiron tetroxide，精磁体砂)或铁钴合金颗粒形成的磁性硫体，以及使用近来正使用的通过在甲苯中散入钴形成的磁性流体。这种磁粉是范围从0.01μm至0.02μm的超细颗粒粉末，并且根据超细颗粒特有的特性之一的布朗运动而移动。另外，该磁性流体的特征在于，即使给其施加外部磁场，重力、离心力等，流体中磁粉颗粒的密度仍保持恒定。

图6是说明根据本发明的实施例的水平线性振动器100的工作原理的视图。虽然图6示出了用于说明水平线性振动器100的工作原理的一个实例，但本发明不局限于此实例。根据本发明的实施例的水平线性振动器100的工作原理将参照图6予以说明。

如图6所示，包括设置成使得不同磁极安置在同一平面的左侧第一磁体162a和右侧第一磁体162b的第一磁体162附接于第一磁轭150a的内表面。包括设置成使得不同磁极安置在同一平面的左侧第二磁体164a和右侧第二磁体164b的第二磁体164附接于第二磁轭150b的内表面。这里，当将第一磁体162和第二磁体164设置成使其极性如图中所示定向时，在左侧第一磁体162a和左侧第二磁体164a之间形成向上(基于附图)流动的磁通量，并在右侧第一磁体162b和右侧第二磁体164b之间形成向下(基于附图)流动的磁通量。在电流沿从图纸表面流出的方向流经左侧第一磁体162a和左侧第二磁体164a之间的圆柱形线圈140时，根据弗莱明左手定律(Fleming’left hand rule)，力向左侧施加到振动单元。同时，电流沿进入图纸表面的方向流经右侧第一磁体162b和右侧第二磁体164b之间的圆柱形线圈140，根据弗莱明左手定律，力也向左施加到振动单元。

因此，被弹簧190弹性地支承的振动单元水平振动。此外，可以通过改变第一磁体162和第二磁体164的磁极的方向或改变流经圆柱形线圈140的电流方向来改变施加到振动单元的力的方向。这种改变应认为是落入上述水平线性振动器的工作原理的范围之列。

如上所述，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垂直运动位移的空间，因而减小了水平线性振动器的厚度。

此外，本发明被设计成使水平线性振动器沿振动单元振动的方向(即，水平方向)延伸预定的长度。因此，可保证振动单元在水平方向的足够的振动位移，从而加大振动量。

另外，内部包括磁体的磁轭形成磁体的磁路并防止漏磁通。因此，可防止振动单元被磁体和支座之间的磁引力不希望地偏压向一侧。

而且，设置有多个磁体，以在振动单元振动的水平方向形成大的位移空间。这样，可在不增加厚度的情况下增大磁力，因而增大振动量。

虽然为了说明的目的已公开了本发明的实施例，但应理解的是，根据本发明的水平线性振动器不局限于此，本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增添和替换都是可行的。

因此，任何以及所有修改、变型或等同的设置都应认为是在本发明的范围之内，并且本发明的具体范围将由所附的权利要求限定。

Claims (13)

1.一种水平线性振动器，包括：

壳体；

支座，接合于所述壳体的下端，以在所述壳体和所述支座中形成内部空间；

振动单元，包括：重块，具有形成为使得其上端和下端敞开的开口；一对磁轭，设置在所述重块内表面上，所述磁轭彼此间隔预定的距离；以及磁体，设置在所述磁轭中，使得所述磁体的不同磁极彼此相对；

圆柱形线圈，垂直地安装至所述支座的上表面并安置在所述一对磁轭之间的空间内；

弹簧，接合到所述壳体或所述支座的两端，所述弹簧弹性地支撑所述振动单元以使得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，设置在所述壳体或所述支座的两端的每一端上，以防止所述振动单元与所述壳体或所述支座直接接触。

3.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，设置在所述支座的上表面上。

4.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，在所述支座的上表面上设置有线圈导向件，使所述圆柱形线圈由所述线圈导向件支撑。

5.根据权利要求4所述的水平线性振动器，进一步包括：

电路板，设置在所述支座的上表面上，

其中，所述电路板具有开口，所述线圈导向件穿过所述开口而设置。

6.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，在所述重块的两端上设置有板，所述板将所述弹簧的相应端部固定到所述重块上。

7.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁轭包括第一磁轭和第二磁轭，所述第一磁轭和所述第二磁轭的每一个在其一侧设置有开口，所述第一磁轭和所述第二磁轭分别放置在所述重块的纵向侧板的内表面上，使所述第一磁轭和所述第二磁轭的开口彼此相对，并且

所述磁体设置在所述第一磁轭和所述第二磁轭的每一个中。

8.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，每一个所述磁轭包括：

竖板，接合到所述重块的纵向侧板的内表面；

上部板，自所述竖板的上端向内弯曲；以及

下部板，自所述竖板的下端向内弯曲。

9.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，设置在各磁轭中的所述磁体包括多个磁体，所述多个磁体设置成使其不同磁极安置在同一平面上。

10.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述圆柱形线圈设置在所述支座上，使得所述圆柱形线圈的中心轴线与所述振动单元的水平方向垂直。

11.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，每个所述弹簧包括盘簧或板簧。

12.根据权利要求7所述的水平线性振动器，其中，在设置在所述第一磁轭中的磁体和设置在所述第二磁轭中的磁体间流动的磁通量与在所述圆柱形线圈中流动的电流垂直。

13.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，在所述磁体或所述弹簧上施加磁性流体。

Images