CN101964581B - 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，其可以减小厚度而且增加振动强度，同时保证了足够长的寿命和令人满意的响应性。该水平线性振动器包括机壳、托架、振动单元以及弹簧。机壳在其内限定了内部空间。托架布置在机壳的下方。圆筒形线圈设置在托架上。振动单元具有磁体、磁轭以及重量体。磁轭在其中容纳有磁体并且在其下端开放。重量体耦接至磁轭的外表面。弹簧耦接至机壳或托架的侧壁板。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

相关申请交叉引用

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10-2009-0066872号的权益，将其全部以引用方式结合到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种水平线性振动器。

背景技术

通常，诸如移动电话、游戏机、移动信息终端等的便携式电子装置具有各种振动产生单元，以防止来自其中的噪音打扰其他人。具体地，这种振动产生单元安装在便携式电话内并且用作静音信号接收指示单元。最近，与提供小型且细长的便携式电话的趋势一致，也需要降低安装在便携式电话内的振动产生单元的尺寸并增加其功能。

目前，作为诸如便携式电话的通信装置中使用的多个信号接收指示单元之一的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。也就是说，振动产生单元在便携式电话中用作静音信号接收指示单元。

同时，通过使得重力偏心的转子转动来产生机械振动的方法已经用作根据传统技术来操作振动产生单元的方法的代表性实例。转子的旋转由整流器或刷式电机结构执行，所述整流器或刷式电机结构通过电刷与整流器之间的接触点来变换电流方向，然后为转子的线圈提供电流。

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整流子片(segments)之间的间隙时，会引起机械摩擦、电火花或者磨耗，因此产生诸如黑色粉末的杂质，从而降低了振动产生单元的寿命。为了克服这些问题提出了竖直线性振动器，并且竖直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直线性振动器的截面图。

如图1所示，根据传统技术的竖直线性振动器10包括机壳20、托架30、振动单元40以及弹簧50。机壳20中限定有空间。托架30在其上支撑线圈32，所述线圈32利用施加至线圈32的电流形成磁场。阻尼器34设置在托架30上。振动单元40包括：磁轭42，其内具有中空空间并且在其一端是封闭的；磁体44，其安装在磁轭42的中空空间内并且设置有连接至其下表面的板轭43；以及重量体46，其装配在磁轭42的圆周表面上。弹簧50耦接至机壳20的上表面，以弹性地支撑振动单元40，使得振动单元线性振动。磁轭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轮缘部42b。

在具有上文所提及的构造的竖直线性振动器10中，当电源施加至线圈32时，由于由磁路产生的磁场与由线圈32产生的电场之间的相互作用而使振动单元40通过弹簧50上下振动，所述磁路包括圆筒形磁体44、板轭43和磁轭42。

然而，在竖直线性振动器10中，因为振动量与通过将振动单元40的重量乘其位移所获得的值成正比，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。这导致竖直线性振动器10的厚度增加的缺点。此外，这种结构无法符合小型且细长便携式电话的趋势。

发明内容

本发明已经致力于提供一种水平线性振动器，其可以降低厚度而且增加了振动强度，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，机壳在其中限定了内部空间。托架布置在机壳的下方。圆筒形线圈设置在托架上。振动单元具有磁体、磁轭以及重量体。磁轭在其内包含磁体并且在其下端是开放的。重量体耦接至磁轭的外部表面。弹簧耦接至机壳或托架的两端。所述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，阻尼器可以设置在机壳或托架的两端的每一个上，以防止振动单元直接接触机壳或托架。

在水平线性振动器中，电路板可以设置在托架的上表面上。

此外，线圈导向件可以垂直地从电路板的上表面伸出，以便圆筒形线圈由线圈导向件支撑。

圆筒形线圈可以布置成平行于磁体。

磁轭可以包括上板、侧板以及底板。上板可以在其下表面上设置有磁体。侧板可以从上板向下弯曲。底板可以从侧板向内弯曲并且平行于上板延伸预定的长度。开口可以穿过底板的一部分形成。

此外，线圈导向件可以垂直地从电路板的上表面伸出，以便圆筒形线圈由线圈导向件支撑。线圈导向件可以布置成穿过磁轭的底板的开口，使得圆筒形线圈布置在磁轭内。

磁体可以包括多个磁体，磁体被布置成使得磁体的不同极设置在相同的平面上。

此外，板可以设置在重量体的两端上。板可以将弹簧的对应端固定至重量体。

每个弹簧可以包括螺旋弹簧或板簧。

同样地，磁性流体可以施加至磁体或弹簧。

附图说明

根据下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将被更清楚地理解，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是根据本发明的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的实施例的托架、电路板以及圆筒形线圈的组装透视图；

图4是示出了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是根据本发明的实施例的经组装的水平线性振动器的透视图；以及

图6是示出了根据本发明的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

现在应当参考附图，其中，全部不同的附图使用相同的参考标号来表示相同或相似的部件。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使本发明的要点混淆时，可以省略这样的描述。此外，说明书和权利要求书中使用的术语和词汇不必限制于典型或字典含义，而必须理解为表明发明人所选择的概念作为说明本发明的最好方法，并且必须解释为具有为理解本发明的技术而适于本发明的范围和精神的含义和概念。

在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施例。

图2是根据本发明的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的实施例的托架120、电路板130以及圆筒形线圈140的组装透视图。图4是示出了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经组装的水平线性振动器100的透视图。将参照这些附图详细地描述根据实施例的水平线性振动器100。

如图2至图5所示，本发明的水平线性振动器100包括机壳110、托架120、振动单元以及弹簧190。

机壳110保护水平线性振动器100免于外部的干扰，并且为待布置的振动单元提供空间，该振动单元沿水平方向振动。也就是说，机壳110是为水平线性振动器100提供内部空间的构件。详细地，内部空间由机壳110和托架120的装配来限定。

机壳110可以具有任何结构，只要当机壳110与托架120组装时其形成内部空间即可。优选地，机壳110具有矩形结构，其纵向长度(振动单元水平振动的方向)比沿横向方向的长度长，以便可以充分地保证振动单元的水平位移空间。

在该实施例中，机壳110包括上板112和从上板112的边缘垂直向下弯曲的侧壁板114。侧壁板114包括：纵向侧板，其沿机壳110的纵向方向延伸；以及横向侧板，其沿机壳110的横向方向延伸。

这里，阻尼器(未示出)可以设置在机壳110的每个横向侧板114上，以吸收施加至振动单元的冲击，并且当振动单元水平振动时防止振动单元直接接触机壳110。能够吸收冲击的各种材料，诸如橡胶、聚丙烯等可以用作阻尼器的材料。

托架120耦接至机壳110的下端，以限定内部空间。此外，托架120为安装电路板130和圆筒形线圈140提供空间。

详细地，托架120具有平面形状，并且覆盖机壳110的开放的下端。然而，图2所示的机壳110和托架120的构造仅是这样的结构的一个实例，即，机壳110可以与托架120组装以形成内部空间振动单元在该内部空间中进行振动。例如，可替换地，可以这样构造机壳110和托架120使得机壳110具有平面形状，同时托架120具有矩形盒形状，在其上端上是开放的。同样，本领域的技术人员将容易理解的是，可以各种各样地修改机壳110和托架120的构造。

其上具有图案的电路板130设置在托架120的上表面上(参考图3)。电路板130连接至外部输入端子，以将电力传输至圆筒形线圈140。线圈导向件132从电路板130的上表面垂直地伸出。在图2中，虽然电路板130已经示出为与托架120分离地设置，但是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，圆筒形线圈140布置在托架120上并且当外部电源施加到其上时产生预定强度的电场。

详细地，圆筒形线圈140水平地布置成平行于磁体160，并且装配在从电路板130的上表面垂直伸出的线圈导向件132上且由该线圈导向件132支撑。这里，线圈导向件132具有预定高度并且布置成穿过形成在磁轭150的底板156之间的开口158，使得圆筒形线圈140布置在磁轭150内。如此，由于圆筒形线圈140布置在磁轭150内，所以它可以主动地与磁体160相互作用。

同时，在图2中，虽然线圈导向件132已经示出为设置在电路板130上，但是可以这样构造线圈导向件132使得其整体地设置在托架120，该电路板130其内具有开口，线圈导向件130布置成穿过该开口。

沿水平方向线性振动的振动单元包括磁轭150、磁体160以及重量体170。

磁轭150用于使从布置在磁轭150内的磁体160产生的磁通量最优化。磁轭150具有用于将磁体160容纳在其中的内部空间。

详细地，磁轭150包括矩形上板152、侧板154以及底板156。磁体160连接至上板152的下表面。侧板154从上板152向下弯曲并且延伸预定长度。底板156从侧板154的下端向内弯曲并且平行于上板152延伸，使得开口158形成于底板156之间。

这里，为了有助于将圆筒形线圈140安装到磁轭150内，侧板154仅设置在磁轭150的两侧部分上，同时磁轭150的两端是开放的。

具有上文提及的构造的磁轭150降低了布置在磁轭150内的磁体160的漏磁通。这防止在磁体160与托架120之间产生吸引力，所述吸引力引起振动单元凹陷。此外，这增加了用于托架120的材料的选择范围。此外，磁轭150由具有能够形成磁路的磁导率的材料制成并且围绕磁体160。因此，磁轭150使得与圆筒形线圈140相互作用的磁通量集中在预定部上，从而增加了与圆筒形线圈140相连接的磁通量，因此提高了水平线性振动器的效率。

磁体160产生预定大小的磁场，并且从而形成磁路，其利用振动单元与圆筒形线圈140之间的相互作用而使振动单元水平振动。磁体160布置在磁轭150内。磁流体可以施加至磁体160的外表面。

详细地，磁体160通过粘合剂等连接至磁轭150的上板152的下表面。优选地，磁体160包括多个磁体，这样设置这些磁体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，为了增加连接圆筒形线圈140的磁力，磁体160布置成使得磁体的不同极置于相同的平面上。这将在图6的描述中进行详细地解释，图6示出了本发明的水平线性振动器的操作原理。

重量体170用于将预定重量施加至振动单元以产生足够的振动力。磁轭150插入到重量体170中。

详细地，重量体170具有用于将磁轭150容纳在其中的内部空间并且在其下表面上是开放的。重量体170包括上板172和从上板172的边缘向下弯曲的侧壁板174。侧壁板174包括：纵向侧板，其沿重量体170的纵向方向延伸；横向侧板，其沿重量体170的横向方向延伸。

这里，弹簧190的末端耦接至重量体170的侧壁板174。在实施例中，板180设置在重量体170的侧壁板174上以有助于将弹簧190耦接至重量体170。详细地，导向件凹槽176分别形成在重量体170的侧壁板174内。板180分别插入到导向件凹槽176中。每个板180固定至相应的弹簧190的内端。

弹簧190弹性地支撑(提供弹性恢复力给)振动单元，使得振动单元线性振动。弹簧190在其内端耦接至振动单元，并且在其外端耦接至机壳110的侧壁板。

板簧或螺旋弹簧可以用作每个弹簧190。优选地，弹簧190设置在振动单元的两端上以具有对称结构。

同时，优选的是，磁流体(未示出)施加至弹簧190以作为阻尼装置(缓冲装置)。因为磁流体的特征在于其由磁体160的磁通量来聚集，磁流体施加至弹簧190，并且通过磁体160的漏磁通被维持在该状态。因此，当振动单元水平振动时，磁流体防止振动单元直接接触机壳110，从而防止接触冲击和噪音。

这里，以这样的方式形成磁流体使得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由于重力或磁场引起的磁粉沉淀或凝聚。例如，使用了通过将四氧化三铁或铁钴合金颗粒分散在油或水中而形成的磁流体，并且最近，正在使用通过将钴分散在甲苯中而形成的磁流体。这样的磁粉是从0.01μm至0.02μm范围的超细颗粒粉末，并且在作为超细颗粒的具体特征之一的布朗运动下移动。此外，磁流体的特征在于，即使外部磁场、重力、离心力等施加至其上，流体内的磁粉颗粒的密度仍保持恒定。

图6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6示出了用于说明水平线性振动器100的操作原理的一个实例，但是本发明并不限于该实例。将参照图6说明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6所示，第一磁体160a和第二磁体160b布置在磁轭150内，使得这些磁体的不同磁极置于相同的平面上。在该实施例中，由第一磁体160a形成的磁场向上定位，并且由第二磁体160b形成的磁场向下定位。这里，在电流沿其从图中的表面流出的方向流过第一磁体160a下方的圆筒形线圈140的情况下，按照弗莱明左手法则(Fleming’s left hand rule)力向左侧地施加至振动单元。同时，电流沿其进入图中的表面的方向流过第二磁体160b下方的圆筒形线圈140，使得力按照弗莱明左手法则也向左侧地施加至振动单元。

因此，由弹簧190弹性支撑的振动单元沿水平方向振动。此外，通过变化第一磁体160a和第二磁体160b的磁极的方向或电流流过圆筒形线圈140的方向，可以改变施加至振动单元的力的方向。这种修改应当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竖直运动位移的空间，从而减小了水平线性振动器的厚度。

此外，这样设计本发明使得水平线性振动器在水平方向上延伸预定的长度，该水平方向是振动单元振动的方向。因此，可以确保振动单元在水平方向上足够的振动位移，从而增加了振动的质量。

此外，其内包含磁体的磁轭形成磁体的磁路，并且防止磁通量的泄漏。因此，可以防止振动单元由于磁体与托架之间的磁吸引力而不期望地朝向一侧偏置。

虽然为了说明的目的已经披露了本发明的实施例，但应当理解的是，根据本发明的水平线性振动器不限于此，并且本领域的人员应理解，在没有背离本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换均是可能的。

因此，任何和所有修改、变化或等同布置都应当认为在本发明的范围内，并且本发明的详细范围将由所附的权利要求限定。

Claims (8)

1.一种水平线性振动器，包括：

机壳，其内限定了内部空间；

托架，布置在所述机壳的下方，在所述托架上设置有圆筒形线圈；

振动单元，具有磁体、磁轭和重量体，所述磁轭中容纳有所述磁体，所述磁轭在其下端是开放的，所述重量体耦接至所述磁轭的外表面；

弹簧，耦接至所述机壳或所述托架的两端，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；以及

电路板，设置在所述托架的上表面上，

其中，所述磁轭包括：

上板，在其下表面上设置有所述磁体；

侧板，从所述上板向下弯曲；以及

底板，从所述侧板向内弯曲，所述底板平行于所述上板而延伸预定长度，开口形成为穿过所述底板的一部分，

其中，所述圆筒形线圈布置在所述磁轭内，

线圈导向件垂直地从所述电路板的上表面伸出，使得所述圆筒形线圈由所述线圈导向件支撑，并且所述线圈导向件布置成穿过所述磁轭的所述底板的开口，使得开口形成在所述底板之间。

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，设置在所述机壳或所述托架的两端中的每一个上，以防止所述振动单元直接接触所述机壳或所述托架。

3.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

设置在所述托架的上表面上的电路板。

4.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述圆筒形线圈布置成平行于所述磁体。

5.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁体包括多个磁体，所述多个磁体被布置成使得所述多个磁体的不同磁极布置在相同平面上。

6.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，板设置在所述重量体的两端，所述板将所述弹簧的相应端固定至所述重量体。

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

8.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，磁流体施加至所述磁体或所述弹簧。

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