CN112865470A - 振动器和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动器和电子设备，所述振动器包括：壳体、定子组件和振子组件，所述壳体述壳体围设形成安装空间；所述定子组件设于所述安装空间内，所述定子组件包括线圈和导磁件，所述导磁件设于所述线圈的轴向方向一侧；所述振子组件具有至少两固有频率，所述振子组件包括位于所述安装空间内的配重块、连接于所述配重块的永磁体和弹性件，所述配重块通过所述弹性件悬设于所述安装空间内，所述永磁体设有多个，多个所述永磁体围设于所述导磁件，并用于与所述导磁件磁性耦合，多个所述永磁体形成延伸方向交叉的两磁场方向。本发明的技术方案能够在两个方向上实现振动，从而提高了振动反馈的效果。

Description

振动器和电子设备

技术领域

本发明涉及振动电机技术领域，尤其涉及一种振动器和电子设备。

背景技术

在一些电子产品中安装有振动器，通过振动器的振动，用户能够获得更加出色的体验效果。例如，用户在体验游戏时，通过振动器的振动反馈，用户能够更加感受到游戏带来的乐趣。但是，目前的振动器均是单一方向上的振动，触觉反馈效果单一，难以满足游戏中丰富的游戏触感设计。

发明内容

基于此，针对现有的振动器振动方向单一的情况，导致触觉反馈效果单一的问题，有必要提供一种振动器和电子设备，旨在能够提高提高触觉反馈效果。

为实现上述目的，本发明提出的一种振动器，所述振动器包括：

壳体，所述壳体围设形成安装空间；

定子组件，所述定子组件设于所述安装空间内，所述定子组件包括线圈和导磁件，所述导磁件设于所述线圈的轴向方向一侧；以及

振子组件，所述振子组件具有至少两固有频率，所述振子组件包括位于所述安装空间内的配重块、连接于所述配重块的永磁体和弹性件，所述配重块通过所述弹性件悬设于所述安装空间内，所述永磁体设有多个，多个所述永磁体围设于所述导磁件，并用于与所述导磁件磁性耦合，多个所述永磁体形成延伸方向交叉的两磁场方向。

可选地，所述导磁件呈环形设置，所述定子组件还包括导磁柱，所述导磁柱穿设于所述线圈和环形的导磁件。

可选地，所述振动器还包括电路板，所述电路板开设有定位孔，所述导磁柱设于所述定位孔，所述线圈连接于所述电路板。

可选地，所述线圈设有两个，两所述线圈分设于所述导磁件的两侧，两所述线圈通电时，通电的电流反向。

可选地，所述永磁体为条形结构，所述永磁体包括有多个，多个所述永磁体围设于所述导磁件的四周。

可选地，所述永磁体设有四个，四个所述永磁体两两平行设置，所述永磁体围设形成四方形，相互平行的所述永磁体相对的一端磁极相反，所述永磁体形成延伸方向正交的两磁场方向。

可选地，所述振子组件还包括两华司，两所述华司沿所述线圈的轴向方向设置，两所述华司盖设于所述永磁体相对的两表面。

可选地，所述弹性件包括连接于所述配重块的连接端和抵接于所述壳体的抵接端，所述连接端和所述抵接端之间设置若干弯折段，一所述弯折段连接于所述连接端，一所述弯折段连接于所述抵接端，若干所述弯折段之间依次首尾连接。

可选地，所述弯折段还包括弯折本体和连接部，所述连接部设于所述弯折本体之间，所述连接部用于连接所述弯折本体，所述弯折本体的两侧边具有弧形缺口。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括外壳和如上文所述的振动器，所述振动器设于所述外壳内。

本发明提出的技术方案中，线圈在接通电流的情况下，线圈产生沿线圈轴线方向的磁场，线圈的磁场作用在导磁件上，导磁件被线圈的磁场磁化，导磁件改变了线圈的磁场方向，形成了沿线圈径向方向的磁场，即导磁件的磁场。导磁件的磁场作用在永磁体上，永磁体围设在导磁件的四周，在导磁件的四周形成环形磁路，通过导磁件的磁场和永磁体的磁场相互作用，永磁体能够在垂直的于线圈轴向方向的平面内移动。改变线圈中电流的流向，导磁件的磁场极性在正反之间变化，从而使永磁体和导磁件产生吸力和斥力，永磁体在极性变化的磁场用下受到往复作用的驱动力，由此形成振动的效果。通过控制线圈中电流的正反切换频率，振子组件实现不同频率的振动。由于振子组件具有两个固有频率，当振子组件的振动频率和其中一个固有频率接近或相等时，振子组件沿相互交叉的一个磁场方向实现振动。当振子组件的振动频率和另一个固有频率接近或相等时，振子组件实现另一个磁场方向的振动。如此改变了振动器在单一方向上的振动，实现了双向振动，提高了振动反馈的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明振动器一实施例的结构爆炸示意图；

图2为本发明振动器一实施例中隐藏壳体的结构示意图；

图3为本发明定子组件的结构示意图；

图4为图3中定子组件的剖面结构示意图；

图5为本发明振动器振动方向的结构示意图；

图6为图1中配重块的结构示意图；

图7为图1中弹性件的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

振动器是一种将电能转化机械振动的装置，目前的振动器均是单一方向上的振动，用户在使用时，触觉反馈效果单一。

为了解决上述问题，参阅图1和图2所示，本发明提供一种振动器，振动器可以用在多种电子设备上，例如智能手机，还可以用在游戏机上。振动器包括：壳体(未标示)、定子组件(未标示)和振子组件(未标示)，壳体围设形成安装空间，壳体包括上壳410和底板420，上壳410包括上盖板411和连接于上盖板411周缘的侧板412，底板420、侧板412、以及上盖板411围合形成安装空间。定子组件和振子组件设于壳体的安装空间内。其中定子组件的位置固定，定子组件产生电磁场，振子组件的位置可以变动，振子组件在电磁场的作用下实现振动。

定子组件设于安装空间内，定子组件包括线圈120和导磁件110，根据电流的磁效应原理，线圈120通电时的周围形成磁场。线圈120的磁场方向沿着线圈120的轴向方向。导磁件110设于线圈120的轴向一侧；导磁件110的材质有多种选择。例如，导磁件110为铁芯环，铁芯环具有良好的导磁性，容易被线圈120产生的磁场磁化，从而形成新的磁场。导磁件110的材质也可以为其它导磁性材料，例如低碳钢、铁硅合金或铁铝合金等铁合金。导磁件110可以为圆形，也可以为方形。

振子组件包括位于安装空间内的配重块210和永磁体220，配重块210活动连接于壳体以便实现振动。永磁体220连接配重块210，永磁体220围设导磁件110，将导磁件110设置在永磁体220的中间位置。配重块210通过弹性件240悬设于安装空间内，弹性件240远离配重块210的一端连接壳体。永磁体与导磁件110磁性耦合。永磁体220设有多个，多个永磁体220围设于导磁件110，并用于与导磁件110磁性耦合，多个永磁体220形成延伸方向交叉的两磁场方向。磁性耦合是指永磁体220的磁场和导磁件110的磁场相互作用。配重块210具有一定质量，其中，配重块210质量的大小直接影响振子组件的固有频率。此外，振子组件的固有频率还受到材质的影响。也受到弹性件240的影响，例如弹性件在两个不同的弹性系数，依据弹性件的弹性系数，控制线圈中电流流向的切换频率，实现不同方向的振动。永磁体220是指带有磁性的部件，例如磁铁。永磁体220是永磁体。永磁体220连接于配重块210。永磁体220在导磁件110的磁场作用下，产生驱动力。如此，永磁体220在导磁件110的磁场作用下移动，永磁体220在移动的同时，配重块210随着永磁体220而移动。通过控制线圈120中电流的流向，实现导磁件110磁场方向的N极和S极的切换，在变动的磁场作用下，从而实现了振子组件的往复振动。

本实施例提出的技术方案中，线圈120在接通电流的情况下，线圈120产生沿线圈120轴线方向的磁场，线圈120的磁场作用在导磁件110上，导磁件110被线圈120的磁场磁化，导磁件110改变了线圈120的磁场方向，形成了沿线圈120径向方向的磁场，即导磁件110的磁场。导磁件110的磁场作用在永磁体220上，永磁体220围设在导磁件110的四周，在导磁件110的四周形成环形磁路，通过导磁件110的磁场和永磁体220的磁场相互作用，永磁体220能够在垂直的于线圈120轴向方向的平面内移动。改变线圈120中电流的流向，导磁件110的磁场极性在正反之间变化，从而使永磁体220和导磁件110产生吸力和斥力，永磁体220在极性变化的磁场用下受到往复作用的驱动力，由此形成振动的效果。通过控制线圈120中电流的正反切换频率，振子组件实现不同频率的振动。由于振子组件具有两个固有频率，当振子组件的振动频率和其中一个固有频率接近或相等时，振子组件沿相互交叉的一个磁场方向实现振动。当振子组件的振动频率和另一个固有频率接近或相等时，振子组件实现另一个磁场方向的振动。如此改变了振动器在单一方向上的振动，实现了双向振动，从而提高了振动反馈的效果。

参阅图3和图4所示，为了进一步提高线圈120的磁场强度，定子组件包括导磁柱130，导磁件110呈环形设置，导磁柱130穿设于线圈120和环形的导磁件110。其中，导磁柱130的材质有多种选择。例如，导磁柱130为铁芯，铁芯具有良好的导磁性。设置导磁柱130后，线圈120的磁场得到强化，从而提高了线圈120的磁场强度。进一步地，导磁件110设置在导磁柱130上，通过导磁件110和导磁柱130的接触，导磁柱130能够更加有效地将线圈120产生的磁场强度传递给导磁件110，由此更加利于导磁件110迅速形成磁场。

在上述实施例中，振动器包括电路板30，电路板30开设有定位孔310，导磁柱130设于定位孔310，线圈120连接于电路板30。具体地，导磁柱130插设在定位孔310内，通过定位孔310的限位固定，提高导磁柱130在电路板30上的牢固性。电路板30在接通电力的情况下，向线圈120传输电力，从而为线圈120产生磁场提供动力。

参阅图4所示，为了进一步提高线圈120的磁场强度，线圈120设有两个，两线圈120分设于导磁件110的两侧，两线圈120通电时，通电的电流反向。通过电流的反向流动，依据电磁场形成原理，两个线圈120的磁场相互叠加，从而提高了线圈120形成磁场的强度。当然，为了进一步提高线圈120的磁场强度，在保证线圈120形成的磁场是叠加的情况下，还可以设置二个以上的线圈120。上线圈120形成的磁场方向向下，下线圈120形成的磁场方向向上，上下两个方向的磁场在导磁件110上集中，并通过导磁件110向四周发散。由此可知导磁件110还能够有效集中上下两个线圈120的磁场。

参阅图5所示，为了提高振子组件的受力程度，永磁体220为条形结构，永磁体220包括有多个，多个永磁体220围设于导磁件110的四周。例如，永磁体220设有四个，四永磁体220依次首尾排布，四永磁体220围设于导磁件110四周。

进一步地，四个永磁体220两两平行设置，永磁体220围设形成四方形，相互平行的永磁体220相对的一端磁极相反，永磁体220形成延伸方向正交的两磁场方向，例如，相互平行的永磁体220相对的一端，其中永磁体的一端是N极，则另一个永磁体相对的一端就是S极。磁极相反可以保证磁力线沿同一个方向延伸。

导磁件110的磁力线是围绕导磁件110形成的，可以说导磁件110的作用力是沿导磁件110径向方向的平面内的。永磁体220的位置也设置在导磁件110径向方向的平面内的。由此可以理解的是，导磁件110的作用力可以直接作用在永磁体220上。四个永磁体220围绕导磁件110设置，形成一个环形磁回路，振子组件在定子组件的四周都具有受力位置，从而在线圈120的磁场产生变化时，振子组件具有更多的受力点，进一步的也能够使振子组件的振动更加均衡。其中，导磁件110为方形结构，永磁体220围设形成的结构也为方形，导磁件110的侧边对应一永磁体220结构。由此可知，导磁件110的磁场和永磁体220的磁场直接相互作用。进步一地，振子组件具有两个固有频率，振子组件按照其中一个固有频率振动，则振子组件的振动方向为X方向，若振子组件按照另一个固有频率振动，则振子组件的振动方向为Y方向。振子组件在振动时，在X方向和Y方向均有振动，以其中一个振动方向为主，另一个振动方向为辅。例如，振子组件的振动频率接近或等于其中一个固有频率，则X方向振动方向为主，Y方向振动方向为辅。振子组件的振动频率接近或等于另一个固有频率，则Y方向振动方向为主，X方向振动方向为辅。

在本申请的一实施例中，为了提高永磁体220的磁性，振子组件还包括两华司230，两华司230沿导磁件110的轴向方向设置，两华司230盖设于永磁体220相对的两侧面。通过华司230能够收拢永磁体220外溢的磁力线，能够使电磁场构成一个完整的闭合回路。华司230的作用的主要用来导磁，本实施例中，华司230是方形的金属片。

在本申请的一实施例中，为了使振子组件顺利振动，振子组件包括框体结构，永磁体220位于框体结构的内侧，配重块210设于框体结构的外侧，弹性件240设于配重块210远离永磁体的一侧，线圈120和导磁件110位于框体结构内。永磁体220设置在框体结构的内侧，如此永磁体220更加靠近导磁件110，永磁体220越靠近导磁件110的位置磁力线的密度越高。由此，永磁体220受到的驱动力更加大，配重块210振动的效果也更好。但是，为了保证配重块210具有充裕的振动空间，在配重块210和导磁件110之间设置有间隔的缝隙。框体结构在间隔的缝隙内振动，从而保证配重块210能够顺利振动。

参阅图6所示，为了使振子组件振动的更加均衡，配重块210包括相对设置的第一振动部211和第二振动部212、以及连接第一振动部211和第二振动部212的连接部，第一振动部211和第二振动部212分设于导磁件110的相对两侧；配重块210具有一定重量，配重块210的质量直接影响着振子组件的振动效果。例如，配重块210质量越大，则振子组件的振动频率越低。同样地，配重块210的质量越小，则振子组件的振动频率越高。将第一振动部211和第二振动部212分设于定子组件的相对两侧，可以使振子组件的两侧重力更加均衡，避免振动偏离。其中，第一振动部211和第二振动部212的质量相同。

振子组件还包括两弹性件240，一弹性件240设于第一振动部211背离导磁件110的一侧，另一弹性件240设于第二振动部212背离导磁件110的一侧。弹性件240的作用在于保证配重块210在适合的范围内振动，避免配重块210在振动的过程中触碰到壳体内壁。可以说弹性件240起到一定的缓冲作用。

参阅图7所示，在本申请的一实施例中，弹性件240包括连接于配重块210的连接端241和抵接于壳体的抵接端242，连接端241和抵接端242之间设置若干弯折段234，一弯折段243连接于连接端241，一弯折段243连接于抵接端242，若干弯折段243之间依次首尾连接。通过若干弯折段243的连接，弹性件240在受到压力时，若干弯折段243受力压缩在一起，从而弹性件240能够获得较大的变形空间。例如，弹性件240包括第一弯折段、第二弯折段和第三弯折段，第一弯折段连接于连接端241，第二弯折段连接于抵接端242，第一弯折段和第二弯折段的延伸方向平行，第一弯折段和第二弯折段之间连接有第三弯折段，第三弯折段的延伸方向和第一弯折段的延伸方向交叉。

在本申请的一实施例中，弯折段243还包括弯折本体243a和连接部243b，连接部243b设于弯折本体243a之间，连接部243b用于连接弯折本体243a，弯折本体243a的两侧边具有弧形缺口。两个弯折段243的连接位置设置连接部243b，连接部243b的横截面积大于弯折本体243a的横截面积，保证连接部243b能够承受较大的压力，提高弯折段243的使用寿命。进一步地，弯折本体243a的两侧边具有弧形缺口，在弯折本体上受力较小，设置弧形缺口能够节省加工材料，同时还能满足弹性件240的受力要求。

本发明还提供一种电子设备，电子设备包括外壳和如上文的振动器，振动器设于外壳。振动器设置在外壳内，外壳能够有效的保护振动器，避免减少灰尘落入到振动器，还能够减少水分渗入到振动器内，避免振动器失灵。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种振动器，其特征在于，所述振动器包括：

壳体，所述壳体围设形成安装空间；

定子组件，所述定子组件设于所述安装空间内，所述定子组件包括线圈和导磁件，所述导磁件设于所述线圈的轴向方向一侧；以及

振子组件，所述振子组件至少有两固有频率，所述振子组件包括位于所述安装空间内的配重块、连接于所述配重块的永磁体和弹性件，所述配重块通过所述弹性件悬设于所述安装空间内，所述永磁体设有多个，多个所述永磁体围设于所述导磁件，并用于与所述导磁件磁性耦合，多个所述永磁体形成延伸方向交叉的两磁场方向。

2.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述导磁件呈环形设置，所述定子组件还包括导磁柱，所述导磁柱穿设于所述线圈和环形的导磁件。

3.如权利要求2所述的振动器，其特征在于，所述振动器还包括电路板，所述电路板开设有定位孔，所述导磁柱设于所述定位孔，所述线圈连接于所述电路板。

4.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述线圈设有两个，两所述线圈分设于所述导磁件的两侧，两所述线圈通电时，通电的电流反向。

5.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述永磁体为条形结构，所述永磁体包括有多个，多个所述永磁体围设于所述导磁件的四周。

6.如权利要求5所述的振动器，其特征在于，所述永磁体设有四个，四个所述永磁体两两平行设置，所述永磁体围设形成四方形，相互平行的所述永磁体相对的一端磁极相反，所述永磁体形成延伸方向正交的两磁场方向。

7.如权利要求1至6中任一项所述的振动器，其特征在于，所述振子组件还包括两华司，两所述华司沿所述线圈的轴向方向设置，两所述华司盖设于所述永磁体相对的两表面。

8.如权利要求1至6中任一项所述的振动器，其特征在于，所述弹性件包括连接于所述配重块的连接端和抵接于所述壳体的抵接端，所述连接端和所述抵接端之间设置若干弯折段，一所述弯折段连接于所述连接端，一所述弯折段连接于所述抵接端，若干所述弯折段之间依次首尾连接。

9.如权利要求8所述的振动器，其特征在于，所述弯折段还包括弯折本体和连接部，所述连接部设于所述弯折本体之间，所述连接部用于连接所述弯折本体，所述弯折本体的两侧边具有弧形缺口。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括外壳和如权利要求1至9中任一项所述的振动器，所述振动器设于所述外壳内。

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