CN102055297A - 线性振动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性振动器。根据本发明实施例的线性振动器包括：底座；耦接到底座的线圈单元；形成与流经线圈单元的电流垂直的闭合磁力回路的磁体组件，且其中磁体组件相对于线圈单元相对移动；以及弹性地支撑磁体组件的弹性件。因此，通过防止磁通量泄漏，本发明提供了具有增大驱动力的线性振动器。

Description

线性振动器

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年11月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0104773的优先权，该申请的公开内容全部结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及线性振动器。

背景技术

振动电机是利用产生电磁力的原理将电能转换为机械振动的部件，且通常安装在移动电话中从而产生无声振动警报。随着移动电话市场的迅速扩大以及移动电话功能的增加，人们日渐要求移动电话部件更小和更好。结果，对于开发能够克服传统振动电机的缺点且有效地改善质量的新结构振动电机的需求增加。

由于过去几年里具有较大LCD屏的移动电话已经流行，采用触摸屏方法的移动电话的数量日益增加，通过触摸屏方法，当屏幕被触摸时产生振动。触摸屏尤其要求振动电机具有更高的耐用性，这是因为与来电的振动相比较，响应于触摸会产生更高频率的振动，触摸屏还要求振动对触摸屏上的触摸具有更快速的响应，以便在用户触摸该触摸屏时能够从感测振动方面给用户提供更高的满意度。

通常用在移动电话中的传统振动电机产生旋转力，从而通过使偏心(不平衡)重物旋转而引起机械振动。旋转力是借助整流作用通过电刷与整流器(commutator)之间的点接触向转子线圈施加电流而产生的。

然而，当电机旋转时，电刷在整流器各整流子片之间摩擦，所以使用这类整流器的电刷式结构由于机械摩擦和电火花而具有较短的电机寿命，机械摩擦和电火花会引起磨损和黑粉末(blackpowder)。而且，当电压供应至电机时，由于电机的旋转惯性导致需要一定时间才达到振动的目标幅度(magnitude)。因此，触摸屏电话难于实现适当的振动。

通常，使用线性振动电机来克服触摸屏电话的较短使用寿命和振动功能响应较慢的缺点，线性振动电机不是运用电机的旋转原理，而是利用安装在振动电机中的弹簧及耦接至弹簧的质量块并运用具有预定共振频率的电磁力来产生振动。这里，电磁力是通过磁体与流经线圈的具有特定频率的直流或交流电流之间的交互作用产生的，所述磁体设置在移动的质量块上，所述线圈设置在一静止部件上。

通常用在高端触摸屏电话内的线性振动电机一般设置在移动电话的角部附近，从而在垂直于LCD屏的方向上产生振动。线性振动电机可以具有外径10mm且厚度4mm的尺寸。然而，在设计成在垂直方向上振动的线性振动电机中，要求安装在振动电机中的质量块确保在4mm空间内的垂直位移以便产生振动，因此空间限制变得非常明显并且加大振动量可能受到限制。

发明内容

本发明提供了通过防止磁通量泄漏而具有增大驱动力的线性振动器。

本发明的一个方面提供了一种线性振动器，其包括：底座(base)；耦接到底座的线圈单元；磁体组件，该磁体组件形成与流经线圈单元的电流垂直的闭合磁力回路(closed circuit)，其中磁体组件相对于线圈单元相对移动；以及弹性地支撑磁体组件的弹性件。

磁体组件可包括插入到中空部内的中心磁体、设置在线圈单元两侧上的侧磁体、以及以在中心磁体与侧磁体之间形成闭合磁路的方式支撑中心磁体和侧磁体的磁轭(yoke)。

线圈单元中可形成有中空部并且线圈单元由形成在底座上的绕线管(bobbin)支撑，而中心磁体可以以中心磁体可水平移动的方式插入到线圈单元的中空部内。

侧磁体可耦接到磁轭的内侧或外侧。如果侧磁体耦接到磁轭的外侧，则侧磁体可以以多个侧磁体设置。

弹性件可以是多个螺旋形板簧，它们介于磁体组件与底座之间，且其中所述多个螺旋形板簧在同一方向上变形。螺旋形板簧可包括：第一框架；多个板形件，所述板形件的一个端部耦接到第一框架的内侧，而其另一端部朝向第一框架的中心螺旋延伸；以及第二框架，所述第二框架耦接到多个板形件的所述另一端部。

多个螺旋形板簧可关于第二框架彼此面对并彼此耦接。

本发明另外的方面和优点将部分在下面的描述中给出，且部分从该描述中显而易见或可通过实践本发明而得知。

附图说明

图1是根据本发明实施例的线性振动器的平面图。

图2是根据本发明实施例的线性振动器的横截面图。

图3是示出了根据本发明实施例的线性振动器的磁体组件的透视图。

图4是示出了根据本发明实施例的线性振动器中的磁体组件的闭合磁路的平面图。

图5是示出了根据本发明实施例的线性振动器的弹性件的透视图。

图6是示出了根据本发明实施例的线性振动器的螺旋形板簧的平面图。

图7是示出了根据本发明另一个实施例的线性振动器的磁体组件的透视图。

图8是示出了根据本发明又一个实施例的线性振动器的磁体组件的透视图。

具体实施方式

本发明的特征和优点通过下面的附图和说明将很显然。

将在下面参考附图更详细地描述根据本发明某些实施例的线性振动器。与图号无关，相同或相应的部件以相同的标号表示，且省略冗余的说明。

图1是根据本发明实施例的线性振动器的平面图，且图2是根据本发明实施例的线性振动器的横截面图。如图1和2所示，根据本发明实施例的线性振动器1000可防止由磁体组件200引起的磁通量泄漏并产生改进的驱动力。

线性振动器1000可包括底座102、线圈单元130、重物(weight)950、磁体组件200和弹性件400。容纳线性振动器1000的各部件于其中的底座102具有支撑线性振动器1000的各部件的空间。绕线管110可形成在底座102的中心处。

绕线管110是能够支撑线圈单元130的部件。绕线管110可沿底座102的左右方向设置。绕线管110可具有其中形成有中空部112的圆柱形形状。

线圈单元130具有其中形成有中空部的圆柱形形状，其中线圈缠绕在该圆柱形上。通过将绕线管110插入到线圈单元130的中空部内，可将线圈单元130安装在底座102上。

图3是示出了根据本发明实施例的线性振动器的磁体组件的透视图，且图4是示出了根据本发明实施例的线性振动器中的磁体组件的闭合磁路的平面图。

如图3和图4所示，磁体组件200可相对于线圈单元130相对移动并形成与流经线圈单元130的电流垂直的闭合磁力回路。

磁体组件200可包括中心磁体210、侧磁体220和磁轭230。中心磁体210可由圆柱形磁体214和磁芯212构成，其中所述圆柱形磁体以使磁力线通过其中心的方式设置，所述磁芯介于至少两个磁体214之间。中心磁体210可插入到绕线管110中，从而中心磁体210可相对于底座102水平地移动。

侧磁体220可设置在线圈单元130的两侧上。侧磁体220可沿从中心磁体210的中心朝向线圈单元130两侧的方向设置，因此可增加从中心磁体210的中心穿过线圈单元130外表面的磁力线的通量密度。

虽然本实施例描述了侧磁体220设置在线圈单元130两侧上的实例，但侧磁体220也可设置在线圈单元130的上侧和下侧，以及这两侧。

其中形成有闭合磁路的磁轭230可由能够防止磁通量泄漏的磁体制成。

磁轭230可具有能够支撑中心磁体210和侧磁体220的形状。在磁轭230的中间可形成中空部，且中心磁体210的任一端可耦接到该中空部。侧磁体220可耦接到中空部内部的两端。

因此，磁体组件200可利用中心磁体210、侧磁体220和磁轭230形成一闭合磁路，因而防止磁通量泄漏并增大线性振动器1000的驱动力。而且，通过增加侧磁体220的通量密度可进一步增大线性振动器1000的驱动力。

因此，即使使用较小的或较薄的线性振动器1000也能够产生同样的驱动力。这使得可以将该线性振动器1000应用在较小的电子设备中并减小功率消耗。

如图1至图3所示，重物950可形成为通常包围磁轭230的矩形立方体。重物950耦接到磁体组件200和磁轭230，并通过与磁体组件200一起的重复水平运动可产生更大的振动。

图5是示出了根据本发明实施例的线性振动器的弹性件的透视图，且图6是示出了根据本发明实施例的线性振动器的螺旋形板簧的平面图。

如图5和图6所示，弹性件400具有两个螺旋形板簧400a和400b，它们彼此面对并彼此耦接。螺旋形板簧400a包括第一框架410a、板形件420a、及第二框架430a，螺旋形板簧400b包括第一框架410b、板形件420b及第二框架430b。

第一框架410a和410b具有与线性振动器1000的侧部截面相对应的矩形。螺旋形板簧400a和400b具有矩形形状并可通过压制弹性板形件而形成。

板形件420a和420b设置在第一框架410a和410b的内侧。每个板形件420a和420b的一个端部分别耦接到第一框架410a和410b的内侧并分别朝向第一框架410a和410b的中心螺旋地延伸。这里，根据第一框架410a和410b的形状，板形件420a和420b可具有朝向第一框架410a和410b的较长侧延伸的螺旋形。

两个板形件是以板元件420a和420b对称地形成在第一框架410a和410b中的方式从第一框架410a和410b的任一侧延伸的。

板形件420a和420b是实际上提供螺旋形板簧400a和400b的弹性的部件。通过使板形件具有螺旋形，板形件420a和420b可具有延伸的形状。而且，螺旋形板簧400a和400b的弹性模量可通过改变板形件420a和420b的长度而调整。

如图6所示，板形件420a和420b的另一端部耦接到第二框架430a和430b的两端。第二框架430a和430b是使得两个板形件的端部彼此耦接的部件，并可由两个板形件弹性地支撑。在本实施例中，第二框架430a和430b是当彼此面对的螺旋形板簧400a和400b彼此耦接时彼此接触的部件。

通过使两个螺旋形板簧400a和400b彼此面对并彼此耦接，弹性件400的总弹性模量可比每个螺旋形弹性件400的弹性模量小。

因此，可使用具有较大弹性模量的螺旋形板簧400a和400b，且因此在设计线性振动器1000时，可选择更宽范围的螺旋形板簧400a和400b的弹性模量，最终提高设计自由度。

而且，因为可使用具有更大弹性模量的螺旋形板簧400a和400b，所以可使用更厚的板形件420a和420b。结果，板形件420a和420b的刚度可增大，有助于螺旋形板簧400a和400b的制造过程。因此，在制造过程中更易于处理板簧400a和400b，从而有效地减少板簧400a和400b的弹性模量离散(dispersion)。

而且，因为使用两个螺旋形板簧400a和400b，弹性件400的位移范围可增大，因此也可增大线性振动器1000的振动幅度。

而且，该布置减小了每个螺旋形板簧400a和400b中的位移范围，因此可减小螺旋形板簧400a和400b中的板形件420a和420b的应变模量。结果，可减小板形件420a和420b内的应力，且因此可延长螺旋形板簧400a和400b以及线性振动器1000的寿命。

如图6所示，当螺旋形板簧400a和400b由于外力而变形时，第二框架430a和430b可在特定方向上旋转。彼此面对的两个螺旋形板簧400a和400b可以以变形发生时第二框架430a和430b能够在同一方向上旋转的方式彼此耦接。

通过这样的布置，弹性件400可防止当螺旋形板簧400a和400b变形时由于第二框架430a和430b旋转方向的差异而在板形件420a和420b内可能产生的应力。于是，当弹性件400经历未变形结构与变形结构之间的位移时，螺旋形板簧400a的第二框架430a和螺旋形板簧400b的第二框架430b可在同一方向上变形，因此第一框架410a和410b不旋转。

因此，当弹性件400经历变形时，可防止作为弹性件400端部的第一框架410a和410b旋转，因此在重物950振动过程中重物950可直线行进。

图7是示出了根据本发明另一个实施例的线性振动器的磁体组件200a的透视图，且图8是示出了根据本发明又一个实施例的线性振动器的磁体组件200b的透视图。如图7和图8所示，侧磁体220a和220b可耦接到围绕中心磁体的磁轭230a和230b的外侧。这里，可安装多个侧磁体220b，因此可增加通量密度。

利用本发明的某些实施例，可防止磁通量泄漏，因而增大线性振动器的驱动力。

虽然已经参考特定实施例详细描述了本发明的精神，但这些实施例仅用于例示目的而非限制本发明。可以理解，在不背离本发明的范畴和精神的前提下，本领域技术人员可改变或改进这些实施例。

Claims (9)

1.一种线性振动器，包括：

底座；

线圈单元，耦接到所述底座；

磁体组件，所述磁体组件被构造成形成与流经所述线圈单元的电流垂直的闭合磁力回路，所述磁体组件相对于所述线圈单元相对移动；以及

弹性件，所述弹性件弹性地支撑所述磁体组件。

2.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述磁体组件包括：

插入到一中空部内的中心磁体；

设置在所述线圈单元的两侧上的侧磁体；以及

磁轭，所述磁轭以在所述中心磁体与侧磁体之间形成闭合磁路的方式支撑所述中心磁体和所述侧磁体。

3.根据权利要求2所述的线性振动器，其中：

所述线圈单元中形成有一中空部并且所述线圈单元由形成在所述底座上的绕线管支撑；并且

所述中心磁体以所述中心磁体可水平移动的方式插入到所述线圈单元的中空部内。

4.根据权利要求2所述的线性振动器，其中，所述侧磁体耦接到所述磁轭的内侧。

5.根据权利要求2所述的线性振动器，其中，所述侧磁体耦接到所述磁轭的外侧。

6.根据权利要求5所述的线性振动器，其中，所述侧磁体以多个侧磁体设置。

7.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述弹性件是介于所述磁体组件与所述底座之间的多个螺旋形板簧，所述多个螺旋形板簧在同一方向上变形。

8.根据权利要求7所述的线性振动器，其中，所述螺旋形板簧包括：

第一框架；

多个板形件，所述多个板元件的一个端部朝向所述第一框架的内侧螺旋延伸；以及

第二框架，耦接到所述多个板形件的另一端部。

9.根据权利要求8所述的线性振动器，其中，所述多个螺旋形板簧关于第二框架彼此面对并彼此耦接。

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