CN104052229B - 振动器以及包括该振动器的电子装置 - Google Patents

Abstract

提供一种振动器以及包括该振动器的电子装置，该振动器包括：外壳，具有内部空间；轴，包括在所述内部空间中；振动部分，通过位于振动部分的两端的弹性构件而悬挂在所述内部空间中，振动部分包括磁场产生部分，并具有可滑动地且可运动地安装在轴上的轴承构件；线圈，通过与磁场产生部分电磁相互作用而使振动部分产生振动，线圈设置在轴的外周表面上，同时面对磁场产生部分。

Description

振动器以及包括该振动器的电子装置

本申请要求于2013年3月15日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0028275号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种振动器以及包括该振动器的电子装置。

背景技术

振动器作为一种通过产生电磁力将电能转换成机械振动的部件，安装在诸如移动电话的电子装置中，以用于无声地通知电子装置的用户有来话呼叫。

另外，随着诸如移动电话的电子装置的市场快速地发展，各种功能已经添加到电子装置。在需要高质量、小型化的电子装置组件的情况下，需要开发一种具有新结构的振动器，该新结构可克服现有振动器的缺点且可显著地提高现有振动器的质量。

近年以来，随着具有相对大的液晶显示（LCD）屏幕的移动电话在市场上的发布快速地增加，触摸屏方案适于供移动电话使用，振动器用于在触摸LCD屏幕时产生振动。

另外，由于频繁地产生振动而不是只在接收到呼叫时才产生振动的事实，用于采用了触摸屏方案的电子装置的振动器首先应该提高操作寿命，其次，应该根据触摸屏被触摸的速度而提高振动响应速度。

根据对于上述的提高寿命和振动响应速度的需求，近来线性振动器已经用于包括触摸屏的电子装置（例如，移动电话）。

线性振动器不利用电机的旋转原理，而是通过电磁力来振动，该电磁力的谐振频率通过使用安装在振动器内的弹性构件及连接到弹性构件而产生振动的质量体而被确定。

随着电子装置的小型化，线性振动器也应该小型化。然而，由于在线性振动器中应该包括一些必要部件，所以对于线性振动器的小型化存在限制。因此，需要一种通过有效地布置其部件而具有新结构的线性振动器。

此外，线性振动器应该提供高级别的性能，能够提供强振动，应该具有优良的响应速度，且应该在促使振动产生的因素被去除之后立即停止。另外，线性振动器应该具有耐用性，允许其内部部件受到保护而不受在电子装置掉落等的情况下产生的外部冲击的影响。除此之外，还要求高的生产率和低的制造成本。

然而，根据现有技术的线性振动器不满足上述要求。

[现有技术文件]

（专利文件1）第2003-220363号日本专利特许公布（2003年8月5日）

发明内容

本发明的一方面提供一种线性振动器，该线性振动器通过有效地改善内部部件的布置而减小尺寸。

本发明的另一方面提供一种线性振动器，该线性振动器具有高的性能，提供强振动，具有优良的振动响应，且在促使振动产生的因素被去除的情况下立即停止振动。

另外，本发明的另一方面提供一种线性振动器，该线性振动器的耐用性高，允许内部部件受到保护而不受外部冲击的影响，且满足对于高的生产率和低的制造成本的要求。

根据本发明的一方面，提供一种振动器，该振动器包括：外壳，具有内部空间；轴，包括在所述内部空间中；振动部分，通过位于振动部分的两端的弹性构件而悬挂在所述内部空间中，振动部分包括磁场产生部分，并具有可滑动地且可运动地安装在轴上的轴承构件；线圈，通过与磁场产生部分电磁相互作用而使振动部分产生振动，线圈设置在轴的外周表面上，同时面对磁场产生部分。

振动部分还可包括质量体。

所述振动器还可包括围绕振动部分的振动部分壳体。

线圈可设置在轴的沿着振动器的长度方向的一个端部，磁场产生部分可设置在振动部分的一端，以与线圈相互作用。

线圈可设置在磁场产生部分中。

磁场产生部分的内径可大于线圈的外径。

线圈的沿着振动器的长度方向的至少一个端部可设置有由磁性材料形成的磁轭。

磁场产生部分可包括磁体。

磁体的沿着振动器的长度方向的至少一个端部可设置有由磁性材料形成的磁轭。

根据本发明的一方面，提供一种电子装置，该电子装置包括：显示模块，根据用户的选择显示图像；主体壳体，容纳显示模块；振动器，安装在主体壳体中，并通过包括外壳、轴、振动部分以及线圈而根据用户的选择提供振动，其中，外壳具有内部空间，轴包括在所述内部空间中，振动部分通过位于振动部分的两端的弹性构件而悬挂在所述内部空间中，振动部分包括磁场产生部分，并具有可滑动地且可运动地安装在轴上的轴承构件，线圈通过与磁场产生部分电磁相互作用而使振动部分产生振动，线圈设置在轴的外周表面上，同时面对磁场产生部分。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的振动器的截面图；

图2A至图2C是示出根据本发明的实施例的包括在振动器的外壳中的引导部分的示例的截面图；

图3是根据本发明的实施例的振动器的半边剖开的分解透视图；

图4A和图4B是示出根据本发明的实施例的振动器的振动状态的参考视图；

图5和图6是示出根据本发明的其他实施例的振动器的截面图；

图7是根据本发明的实施例的电子装置的示意性透视图；

图8是根据本发明的实施例的电子装置的示意性截面图；

图9是根据本发明的另一实施例的电子装置的示意性截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。

然而，本发明可以以多种不同的形式实施且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。

在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，且相同的标号将始终用于指示相同或相似的元件。

图1是根据本发明的实施例的振动器的截面图，图2A至图2C是示出根据本发明的实施例的包括在振动器的外壳中的引导部分的示例的截面图，图3是根据本发明的实施例的振动器的半边剖开的分解透视图，图4A和图4B是示出根据本发明的实施例的振动器的振动状态的参考视图。

参照图1至图4B，根据本发明的实施例的振动器100可包括外壳110、轴120、振动部分130、线圈140以及振动部分壳体150。上述元件仅仅是示例，可去除其中一些元件，或者可另外包括其他元件。

首先，将定义关于方向的术语。如图1所示，长度方向（轴向）指的是竖直方向，即，从外壳110的一端朝着外壳110的另一端的方向或者从外壳110的另一端朝着外壳110的一端的方向，径向（宽度方向）指的是水平方向。

另外，周向指的是基于长度方向上的中心轴沿着预定构件的内周表面或外周表面旋转的方向。

同时，相对于振动部分130来说，固定部分可包括外壳110、轴120以及线圈140。

外壳110具有内部空间并形成振动器100的外壳体。外壳110可包括壳体112和支架114，壳体112的一端敞开且壳体112具有内部空间，支架114结合到壳体112的所述一端，从而封闭壳体112的内部空间。

壳体112由磁性材料形成，从而可形成磁性闭合回路且可防止向外部漏磁。然而，壳体112不限于此，而是可由非磁性材料形成。

壳体112可通过对钢片执行塑性加工（例如，冲压加工等）而形成，壳体112可使用其他材料通过模铸方案来制造。

另外，外壳110的形成内部空间的两端可设置有安装部分112a和114a。安装部分112a和114a可被设置为凹槽或孔。轴120的两端可分别安装在安装部分112a和114a中，从而固定到安装部分112a和114a。

另外，外壳110的形成内部空间的两端可设置有引导部分112b和114b。壳体112可设置有引导部分112b，弹性构件E的一个端部插入到引导部分112b中，支架114可设置有引导部分114b，另一弹性构件E的一个端部插入到引导部分114b中。在钢片的塑性加工或者其他材料的模铸期间，可简单地制造壳体112的引导部分112b。

引导部分112b和114b可具有如图1和图3所示的凹槽形状。然而，引导部分112b和114b的形状不限于此。引导部分112b可通过锻造与外壳110的壳体112一体地形成，或者引导部分114b可通过锻造与支架114一体地形成，以具有图2A的形状，且与在图1和图3中示出的引导部分相比，引导部分112b和114b可进一步向外突出，以具有图2B的凹槽形状，或者引导部分112b和114b可通过反向拉伸而形成，以具有图2C的形状。

这里，外壳110的形成内部空间的两端中的一个端部可设置有阻尼器D。在根据图1至图3的实施例的振动器100中，外壳110的具有壳体112的安装部分112a的那一个端部可设置有阻尼器D。即，在外壳110的内部空间中的振动期间，在振动部分130接触外壳110的情况下，阻尼器D可被设置为冲击吸收构件。

支架114可由金属材料形成，以牢固地固定到壳体112，且支架114可通过塑性加工、模铸等来制造。然而，制造支架114的方法不限于此，而是支架114可使用合成树脂通过注射成型来制造。

轴120可沿着长度方向设置在外壳110的内部空间内。即，轴120的两端可安装并固定到设置在外壳110中的安装部分112a和114a。

在根据本发明的实施例的振动器100中，轴120可用于引导振动部分130的振动。

振动部分130可通过连接到其两端的弹性构件E而悬挂在外壳110的内部空间中。另外，振动部分130可包括磁场产生部分132、轴承构件134以及质量体136。

弹性构件E的一端固定到振动部分130的端部，弹性构件E的另一端固定到外壳110的端部，从而弹性构件E可给振动部分130另外提供振动力。更具体地说，弹性构件E可固定到质量体136的端部或振动部分壳体150的端部。

弹性构件E可沿着轴向形成弹力，弹性构件E可以是螺旋弹簧或板簧。然而，弹性构件E不限于此，可使用任何弹性构件，只要弹性构件可确保沿着轴向的弹力即可。

弹性构件E可被设置为允许轴120沿着长度方向穿过弹性构件E的中央。这样做是为了防止在通过振动部分130沿着长度方向产生振动的情况下沿着径向产生振动。

弹性构件E的一端可安装在设置于质量体136的端部的台阶安装部分136a和设置于振动部分壳体150的端部的台阶安装部分152中。另外，弹性构件E的另一端可安装在外壳110的引导部分112b和114b中。

设置在磁场产生部分132中的磁体132a与线圈140电磁相互作用，从而可产生振动驱动力。

上述磁场产生部分132可设置在振动部分130的一端，以与沿着轴120的长度方向设置在轴120的一端的线圈140相互作用。另外，线圈140可设置在磁场产生部分132中。另外，磁场产生部分132的内径可大于线圈140的外径。因此，在磁场产生部分132不与线圈140接触的情况下与线圈140电磁相互作用时，磁场产生部分132可振动。

为此，磁场产生部分132具有圆柱形形状和轴孔，从而线圈140可设置在磁场产生部分132的轴孔中。然而，磁场产生部分132不限于上述构造，而是可使用任何构造，只要线圈140设置在磁场产生部分132内即可。

由于具有磁体132a的磁场产生部分132的重量总体上大于线圈140的重量，所以在线圈140设置在磁场产生部分132中的情况下，这种构造可有利于增加振动部分130的重量。考虑到振动部分130的振动量与振动部分130的重量成比例，所以当振动部分130的重量增加时，可实现高级别的振动。

另外，由于磁体132a的外径可增加以改善磁体132a的性能，所以可实现高级别的性能并可改善响应性能。

同时，磁场产生部分132的磁体132a可在沿着长度方向的一端具有磁化的N极以及在沿着长度方向的另一端具有磁化的S极。

这里，将描述使用磁场产生部分132的磁体132a产生驱动力。

首先，当给线圈140供电时，通过线圈140和磁体132a之间的电磁相互作用而产生驱动力。在这种情况下，给线圈140供应交流电。因此，通过线圈140和磁体132a产生的驱动力沿着长度方向朝着一端以及朝着另一端交替地产生。因此，磁体132a可沿着轴向振动。

轴承构件134可以可滑动地且可运动地安装在轴120上。即，轴承构件134可通过磁场产生部分132的磁体132a和线圈140之间的相互作用而沿着轴120在长度方向（即，图1的竖直方向）上运动。

为此，轴承构件134可具有圆柱形形状。另外，轴承构件134可具有形成在其内周表面中的圆形通孔，以使轴承构件134可沿着轴120的外周表面可滑动地运动。

轴承构件134可安装在质量体136的沿着长度方向位于大致中央位置的内周表面上。因此，质量体136可与轴120分隔开预定距离，且轴承构件134可被稳定地固定。

另外，由于只有一个轴承构件134允许振动部分130在外壳110内沿着长度方向振动，所以部件的数量减少，由此可提高振动器100的生产率并可降低制造成本。

轴承构件134可使用各种铜基材料通过烧结轴承、注射轴承等来制造。

质量体136可设置在振动部分130中。质量体136的一端可与磁体132a的一端接触或者结合到磁体132a的一端。然而，在另一构造中，质量体136可与磁体132a接触或结合到磁体132a。

另外，轴承构件134可结合到质量体136。为此，质量体136具有通孔，使得轴承构件134可安装在质量体136的通孔中。即。质量体136可安装在轴承构件134的外周表面上。

在通过磁场产生部分132的磁体132a和线圈140之间的电磁相互作用而产生驱动力的情况下，质量体136用于增加振动。为此，质量体136可由具有高比重的材料形成。质量体136可由非磁性材料（例如，钨）或铜基材料（例如，黄铜等）形成。

可通过线圈140与磁场产生部分132（即，磁场产生部分132的磁体132a）电磁相互作用而在振动部分130中产生振动。为此，线圈140可安装在轴120的外周表面上，以面对磁场产生部分132。

当线圈140安装在轴120的外周表面上以面对磁场产生部分132时，磁场产生部分132的磁体132a和线圈140之间的间隔可减小。因此，可在振动器100中实现高性能。

在使用自结合线单独缠绕线圈140之后，线圈140可安装在轴120的外周表面上。即，线围绕缠绕夹具的外周表面缠绕，从而形成具有圆柱形形状的线圈140。

在这种情况下，线圈140的内径具有恒定的尺寸，但是线圈140的外径根据缠绕的精度而存在大的偏差度。因此，与利用线圈140的外周表面将线圈140安装在外壳110的内周表面上的情况相比，利用线圈140的内周表面将线圈140安装在轴120的外周表面上的情况具有更小的尺寸偏差，从而具有高的尺寸精度。即，可提高精度。

另外，在利用线圈140的外周表面将线圈140安装在外壳110的内周表面上的情况下，难以焊接线圈140的起始线。然而，在利用线圈140的内周表面将线圈140安装在轴120的外周表面上的情况下，例如，印刷电路板可固定到外壳110的支架114，且可焊接线圈140的起始线。因此，可提高生产率。

除了自结合线之外，线圈140也可直接围绕轴120的外周表面缠绕。在线圈140直接围绕轴120的外周表面缠绕的情况下，轴120的外周表面可设置有缠绕凹入。

线圈140可设置在轴120的沿着其长度方向的一端。从而，与线圈140相互作用的磁场产生部分132也可设置在振动部分130的一端。质量体136的体积可增加，以最大程度地占据外壳110的未设置有磁场产生部分132的内部空间，从而可改善振动性能。即，可通过增加质量体136的重量而实现更高级别的振动。这里，在线圈140的两端中的一个端部可设置有阻尼器D。在根据图1至图3的实施例的振动器100中，线圈140的面对轴承构件134的那一个端部可设置有阻尼器D，以吸收冲击。

另外，这样的构造能够使振动器100小型化。

同时，虽然未示出，但是线圈140可连接到电源单元（例如，印刷电路板），该电源单元连接到外部电力线。然而，作为电源单元的示例，除了印刷电路板之外，还可添加引线或弹簧触点，并且可使用其他电源单元。

振动部分壳体150可围绕振动部分130。因此，可保护振动部分130的部件（例如，磁场产生部分132、轴承构件134以及质量体136）不受外部冲击（例如，掉落等）的影响。因此，可提高振动器100的耐用性。

振动部分壳体150可具有封闭的一端和敞开的另一端。另外，质量体136、轴承构件134以及磁场产生部分132可顺序地穿过振动部分壳体150的敞开的端部而插入。之后，振动部分壳体150的敞开的端部可被封闭并利用填塞、卷边等牢固地固定。通过上述构造，可提高振动器100的生产率。

振动部分壳体150可由非磁性材料形成，以不干扰线圈140的磁通量。然而，振动部分壳体150的材料不限于此，而是振动部分壳体150可由磁性材料形成。

振动部分壳体150可通过对钢片执行塑性加工（例如，冲压加工等）而形成，振动部分壳体150可使用其他材料通过模铸方法来制造。

将参照图4A和图4B描述根据本发明的实施例的振动器100的振动状态。

参照图4A，当通过电源单元将电流供应到线圈140时，振动器100的振动部分130通过磁场产生部分132的磁体132a和线圈140之间的相互作用而产生驱动力。例如，沿着长度方向向下产生驱动力，从而振动部分130首先可沿着长度方向向下运动，同时不沿着径向运动。

接下来，参照图4B，当供应到线圈140的电流的方向改变时，驱动力的方向改变。即，沿着长度方向向上产生驱动力，从而振动部分130可沿着长度方向向上运动，同时不沿着径向运动。

图5和图6是示出根据本发明的其他实施例的振动器的截面图。

参照图5，根据本发明的另一实施例的振动器200可包括外壳110、轴120、振动部分130、线圈140以及振动部分壳体150。上述元件仅仅是示例，可去除其中一些元件，或者可另外包括其他元件。

这里，根据本发明的另一实施例的振动器200与参照图1至图4B描述的振动器100的不同之处在于，振动器200具有包括磁轭132b和142的结构。因此，将主要描述这些不同的元件，且将基于上面的描述理解与参照图1至图4B描述的元件相同的元件。

根据本发明的该实施例的设置在振动器200的振动部分130中的磁体132a的沿着磁场产生部分132的长度方向的两端可设置有由磁性材料形成的磁轭132b。沿着磁体132a的长度方向设置在磁体132a的两端上的磁轭132b可具有不同的尺寸。另外，弹性构件E的一端安装在支架114的引导部分114b中，弹性构件E的另一端可安装并固定到磁轭132b中的一个，而非安装并固定到振动部分壳体150的台阶安装部分152。

磁体132a可设置有磁轭132b，从而可进一步增加电磁力。

可选地，沿着磁体132a的长度方向设置在磁体132a的两端上的磁轭132b可具有相同的尺寸，或者磁轭132b可沿着长度方向仅设置在磁体132a的一端上。

另外，线圈140的沿着长度方向的两端中的至少一端也可设置有由磁性材料形成的磁轭142。磁轭142可仅设置在线圈140的一端上。可选地，磁轭142可设置在线圈140的两端上。这里，在线圈140的面对轴承构件134的那一个端部可设置有磁轭142的情况下，阻尼器D设置在磁轭142上，以吸收冲击。

由磁性材料形成的磁轭142可用作振动停止单元，当电力停止施加到线圈140时，振动停止单元通过包括磁体132a的磁场产生部分132和磁轭142之间的磁性力而帮助使振动部分130的振动停止。即，可最大程度地抑制残余振动的产生，且可最大程度地提高振动器200的停止响应速度。

参照图6，根据本发明的另一实施例的振动器300可包括外壳110、轴120、振动部分130以及线圈140。上述元件仅仅是示例，可去除其中一些元件，或者可另外包括其他元件。

这里，根据本发明的另一实施例的振动器300与参照图1至图4B描述的振动器100的不同之处在于，振动器300不包括围绕振动部分130的振动部分壳体150。因此，将主要描述这些不同的构造，将基于上面的描述理解与参照图1至图4B描述的元件相同的元件。

由于振动器300不包括振动部分壳体150，所以质量体136还可起到振动部分壳体150的作用。为此，磁场产生部分132的至少一部分可插入到质量体136中并结合到质量体136的一端，同时允许线圈140设置在磁场产生部分132中。因此，通过增加质量体136的重量，可实现相对高级别的振动。

同时，图7是根据本发明的实施例的电子装置的示意性透视图，图8是根据本发明的实施例的电子装置的示意性截面图，图9是根据本发明的另一实施例的电子装置的示意性截面图。参照图7至图9，电子装置1000可包括显示模块400、主体壳体500以及上述振动器100、200或300。

显示模块400可根据用户的选择显示图像。为此，显示模块400可由触摸板420和显示面板440构成，触摸板420提供用户的接触压力，显示面板440安装在触摸板420的下表面上，从而例如根据用户的选择提供图像。然而，显示模块400的构造不限于此，而是可使用任何已知的构造，只要该构造可根据用户的选择显示图像即可。

主体壳体500可容纳显示模块400。例如，显示模块400可容纳在主体壳体500的前部。然而，显示模块400在主体壳体500内的位置不被具体地限制。

振动器100、200或300可安装在主体壳体500中，并可根据用户的选择提供振动。振动器100、200或300可如图8所示那样布置在主体壳体500内，振动器100、200或300可安装在显示面板440的下表面上，以直接给显示模块400提供振动。然而，振动器100、200或300的位置不限于此，而是振动器100、200或300可设置在主体壳体500内的任何位置，只要振动器100、200或300可根据用户的选择提供振动即可。

已经在上面给出了对于振动器100、200或300的构造的详细描述，因此，将省略对于振动器100、200或300的构造的详细描述。

如上所述，根据本发明的实施例，通过有效地改善内部部件的布置方式，可使线性振动器小型化。

此外，可提供一种线性振动器，该线性振动器具有高的性能，提供强振动，具有优良的振动响应，且在促使振动产生的因素被去除的情况下立即停止振动。

另外，可提供一种线性振动器，该线性振动器的耐用性高，允许内部部件受到保护而不受外部冲击的影响，且满足对于高的生产率和低的制造成本的要求。

虽然已经结合实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和改变。

Claims (8)

1.一种振动器，包括：

外壳，具有内部空间；

轴，设置在所述内部空间中；

振动部分，包括可滑动地且可运动地安装在轴上的轴承构件、质量体和磁场产生部分，并配置为通过位于振动部分的两端的弹性构件而悬挂在所述内部空间中；

线圈，通过与磁场产生部分电磁相互作用而使振动部分产生振动，线圈设置在轴的外周表面上，同时面对磁场产生部分，

所述轴承构件仅有一个，且为具有内径的圆柱形，以所述轴承构件的上面没有露出的形式插入结合于所述质量体内部的通孔，

在所述质量体内部的、所述轴承构件的上面不高于所述质量体的上面的位置，所述轴承构件的上面配置为向上方支撑所述质量体。

2.根据权利要求1所述的振动器，所述振动器还包括围绕振动部分的振动部分壳体，所述振动部分壳体为一端封闭、另一端敞开的形状，并且质量体、轴承构件以及磁场产生部分顺序地穿过敞开的端部而插入。

3.根据权利要求1所述的振动器，其中，线圈设置在轴的沿着振动器的长度方向的一个端部，

磁场产生部分设置在振动部分的一端，以与线圈相互作用。

4.根据权利要求1所述的振动器，其中，磁场产生部分的内径大于线圈的外径。

5.根据权利要求3所述的振动器，其中，线圈的沿着振动器的长度方向的至少一个端部设置有由磁性材料形成的磁轭。

6.根据权利要求3所述的振动器，其中，磁场产生部分包括磁体。

7.根据权利要求6所述的振动器，其中，磁体的沿着振动器的长度方向的至少一个端部设置有由磁性材料形成的磁轭。

8.一种电子装置，包括：

显示模块，根据用户的选择显示图像；

主体壳体，容纳显示模块；

根据权利要求1所述的振动器。