CN206628967U - 线性振动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线性振动器，其上端固定部分包括上机壳以及与上机壳固定的第一永久磁铁；下端固定部分包括下机壳、软性电路板以及与下机壳固定的第二永久磁铁；振动部分包括弹性部件、空心线圈、金属板和质量体，弹性部件将所述振动部分与上机壳彼此连接；上机壳与下机壳形成线性振动器的外壳，提供内部空间；第一永久磁铁和第二永久磁铁分别与空心线圈的上端面和下端面相对，且与空心线圈相对磁极的磁性相同；质量体设置在空心线圈的外周，空心线圈中设置有金属体，外部电源通过软性电路板输入到线圈，线圈通电时所述金属体成为电磁体。本实用新型通过插入空心线圈中的金属体作为电磁体与永久磁铁相互使振动部分快速的上下移动产生振动。

Description

线性振动器

技术领域

本实用新型涉及线性振动器，具体涉及应用于手持式通讯设备上的线性振动器。

背景技术

近来，方便消费者使用的大屏幕LCD的手机的出货量激增，大部分大屏幕LCD手机采用触控屏幕的模式。振动电机被用于触控屏幕时产生振感。振动电机利用电磁力的原理将电磁能转化为机械能，安装在手机中起到无音方式传达信号的作用。

在现有技术中，通过产生旋转力使不平衡质量的旋转部旋转，从而获得机械振动，如电刷(Brush)和整流子(Commutator)的接触产生整流作用，从而获得机械振动方式的回转力。使用整流子（Commutator)的电刷(Brush)系列马达，由于电刷（Brush）在转动过程经过整流子（Commutator）片段时产生机械摩擦会产生电火花和异物，而缩短电机的使用寿命。而且，马达导通后因回转惯性，达到目标振动量需要一定的时间，因此很难产生屏幕触控振感。

为了克服上述电机的使用寿命和响应特性的缺点，线性振动器被广泛用于实现触摸屏中的振动功能。线性振动器不使用电机旋转原理，而是通过线圈和永久磁铁产生的电磁力与共振频率相匹配，向内置的弹簧和挂在弹簧上的质量体发出脉动，从而产生振动。对于设计成垂直方向振动的线性振动器而言，为了体现多种振感及利用触控传感器，必然需要响应速度更快的线性振动器，因此使电磁力、磁力以及弹性复原力之间能够达到最佳响应特性的线性振动器的研究迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述技术缺陷，提供一种响应速度快、结构简单的线性振动器。

本实用新型采用的技术方案如下：一种线性振动器，包括：

上端固定部分，包括上机壳以及与上机壳固定的第一永久磁铁；

下端固定部分包括下机壳、软性电路板以及与下机壳固定的第二永久磁铁；

振动部分，包括弹性部件、空心线圈、金属板和质量体，弹性部件将所述振动部分与上机壳彼此连接；

其中，上机壳与下机壳形成线性振动器的外壳，提供内部空间；第一永久磁铁和第二永久磁铁分别与空心线圈的上端面和下端面相对，且与空心线圈相对磁极的磁性相同；质量体设置在空心线圈的外周，空心线圈中设置有金属体，外部电源通过软性电路板输入到线圈，线圈通电时所述金属体成为电磁体。

作为一种优选方式，所述金属体为铁支架，空心线圈的中心为圆筒状，铁芯支架插入空心线圈内，线圈内圈与铁芯支架外圈固定。

线圈与铁芯支架用厌气性热硬化胶粘剂固定。

铁芯支架的高度≥空心线圈高度。

所述金属板由圆环状平面部和圆筒状凸起部组成，圆环状平面部的上表面和下表面分别与弹性部件和质量体固定连接，圆筒状凸起部插入质量体内圈与线圈外径之间，圆筒状凸起部的内圈和外圈分别与线圈外圈和质量体内圈固定。圆环状平面向内径方向延伸，形成防止线圈脱离的卡台。

作为另一种优选方式，所述金属板有一个圆环状平面部和一个圆筒状凸起部，弹性部件固定在圆环状平面部的上表面，圆筒状凸起部插入线圈的内圈作为金属体。所述金属板为铁质材料制成。

弹性部件为螺旋弹簧或卡片弹簧。

本实用新型线性振动器的构成振动部分的空心线圈中间插入金属体，金属体的上下面分别与第一永久磁铁和第二永久磁铁相对，且所对磁极的磁性相同，向线圈接入交流电时插入在空心线圈中的金属体起到电磁体的作用，与永久磁铁相同磁极产生斥力，不同磁极产生引力，使振动部快速的上下移动，产生振动，该线性振动器响应速度快，能满足手持通讯设备对屏幕触控振感的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中线性振动器的剖面示意图。

图2为本实用新型实施例1中线性振动器的分解示意图。

图3为本实用新型实施例1中线性振动器的工作原理图。

图4为本实用新型实施例2中线性振动器的剖面图示意图。

图5为本实用新型的实施例2中线性振动器的分解示意图。

符号说明：

100, 300 : 线性振动器；110, 310 : 下端固定部分；120, 320 : 振动部分；130, 330 : 上端固定部分；

111, 311 : 第二永久磁铁；131, 331 : 第一永久磁铁；132, 332 : 上机壳；132a收纳空间；126, 326 : 弹性部件；125, 325 : 金属板；125a, 325a:圆环状平面部；125b, 325b:圆筒状凸起部；125c:卡台；124, 324 : 线圈；

123 : 铁芯支架；113, 313 : 软性电路板；112, 312 : 下机壳；112a:收纳空间，112b:端子部。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。然而，应该注意的是，本实用新型的精神不限于在此阐述的实施例，理解本实用新型的本领域的技术人员可通过增加、修改和去除相同的精神内的部件来容易地实现劣化的实用新型或包括在本实用新型的精神内的其他实施例，而这些被解释为包括在本实用新型的精神内。在附图中，相同的参考数字用于标记相同或类似的部件，使用“第一”、“第二”、“上端”、“下端”以及类似的术语用于与其他部件进行区分，但这些部件的结构不应解释为受到这些术语的限制。

实施例1

参照图1、图2，本实用新型的线性振动器由下列部件组成：保护线性振动器的内部元件并提供空间的上机壳132；上机壳132设置有第一永久磁铁131，第一永久磁铁131与振动部分120的电磁体产生的电磁力相互作用；上机壳132和第一永久磁铁131构成上端固定部130，上端固定部130与振动部分120的弹性部件126相连接；振动部分120包括铁芯支架123、线圈124、质量体122、金属板125、弹性部件126，铁芯支架123外径被线圈124围绕，弹性部件126通过金属片125与振动部分120相连；与上机壳132相匹配保护内部部件的下机壳112；下机壳112中设置与振动部分120的电磁体相互作用的第二永久磁铁111，下机壳112、第二永久磁铁111以及软性电路板113构成了下端固定部分110，下端固定部分110为了外部电源与线圈124的相连提供通通道。

本实施例中振动部分120的详细结构为空芯线圈124的内径里面安插铁芯支架123，空芯线圈124导通时此铁芯支架123起到电磁体的作用，铁芯支架123由圆筒形铁质材料制成，为了提高防冲击效能，建议使用厌气性热硬化胶粘剂。为了实现电磁体强度最大化，铁芯支架的高度≥空心线圈高度。

本实施例中金属板125由圆环状平面部125a和圆筒状凸起部125b组成，圆环状平面部125a的上表面和下表面分别与弹性部件126和质量体122固定连接，圆筒状凸起部125b插入质量体122内圈与线圈124外圈之间，圆筒状凸起部125b的内圈和外圈分别与线圈124外圈和质量体122内圈固定，圆环状平面部125a向内径方向延伸形成防止线圈脱离的卡台125c。本实施例的金属板125可以增强线圈124与质量体122之间，以及弹性部件126与振动部分120间连接的可靠性。

制作时，先将空芯线圈124的内径里面安插铁芯支架123，质量体122的内径与线圈124外径之间插入金属板125后用胶粘剂固定，金属板125的圆筒状凸起部125b用于安插线圈124，该圆筒状凸起部125b可以精准确定线圈124组装高度，因此可以保证完成品组装后线圈124中心的铁芯支架123与安装于固定部的永久磁铁131、111的反应距离均一，从而确保批量生产时维持相同特性。线圈124反面的金属板125即圆环状平面部125a要保持平衡，以便与弹性部件126的连接固定。按上述方法组装的振动部分120与提供内部空间的上机壳132通过弹性部件126相连接。连接过程如下：首先将固定线圈124和质量体122的金属板125与弹性部件126激光焊接，做成含有弹性部件126的振动部分120，然后上端固定部分130与振动部分120相连接，上端固定部分130含有第一永久磁铁131和上机壳132。上端固定部分130的第一永久磁铁安插于上机壳132内侧，为了防止发生脱离现象在上机壳132内侧做成收纳空间132a，第一永久磁铁131插入到此收纳空间132a后用胶粘剂固定。为了连接振动部分120与上端固定部130，振动部分120的弹性部件126上侧与上机壳132的内侧相接后激光焊接的方式固定，由此制作完成含有振动部分120的上端固定部分130。

通过使用软性电路板113向位于上端固定部分130内侧的振动部分120的线圈124接入外部电流，卷入的圆周形电路板113与质量体122的一部分表面用胶粘剂固定，然后将线圈124的始终线置于软性电路板113的焊锡部位，再焊锡连接，为了减少噪音以及避免长时间动作发生短路，建议启用厚度为0.1mm以下薄的软性电路板113。

如上制作的含有振动部分120的上端固定部分130与下端固定部分110需要相连接。下端固定部分110如同上端固定部分130，在下机壳112的内侧中心形成的收纳空间112a里面安插第二永久磁铁111后用胶粘剂固定，下机壳112上做成引出软性电路板的端子部112b，软性电路板113固定在振动部分120的质量体122上，并与线圈124焊锡相连。

下机壳112和上机壳132为了保护内部部件通常采用SPC或SUS材质的金属材料冲压制成，如上制作的下端固定部分110与含有振动部分120的上端固定部分130相铆合后，软性电路板113就会外露，将外露的软性电路板113用胶粘剂或胶带粘贴并固定在下机壳112的端子部112b上。

本实用新型线性振动器工作原理如图3所示，安插在上端固定部130的第一永久磁铁131和下端固定部110的第二永久磁铁111，朝轴方向上下充磁，并与面对线圈124的部分保持相同磁极。（a）中示意了面对线圈124的第一永久磁铁131、第二永久磁铁111的磁极为N极，线圈124无电流时，弹性部件126支撑振动部分120的情况；（b）中示意了线圈124中有正向电流时，线圈124中间的铁芯支架123转变成电磁体，上侧变为N极，下侧变为S极，此时电磁体的N极与第一永久磁铁131和第二永久磁铁111的N极之间产生斥力，电磁体的S极与第一永久磁铁131和第二永久磁铁111的N极产生引力，从而振动部分120会向下移动；（c）中示意了线圈124中有反向电流时，线圈124中间的铁芯支架123转变成电磁体，上侧变为S极，下侧变为N极，此时电磁体的N极与第一永久磁铁131和第二永久磁铁111的N极之间产生斥力，电磁体的S极与第一永久磁铁131和第二永久磁铁111的N极产生引力，从而振动部分120会向上移动。同样原理通过交互电流导致振动部分120上下运动，与固定在振动部分120上的高比重高重量的质量体122共同作用下就会产生振动。并且交互电流的频率与弹性部件126共振频率相匹配时，会迅速提高弹性部件126的动向，可以产生最大的振动。安装于振动部分120上的质量体122用高比重钨钢粉末添加少量的镍以后高温烧结的方式制成，添加镍成分会有提高耐腐蚀性以及保持良好的平坦度，有助于与金属板125的焊接，以便提高粘合强度。

如上所述，本实用新型应用了线圈124中心的铁芯支架123的电磁体原理，铁芯支架123上下对面安插相同磁极的第一永久磁铁131、第二永久磁铁111，同时运用引力和斥力，从而使含有质量体122的振动部更快速地运动或停止，因此触控智能手机等屏幕时感受到更快的应答速度。

实施例2

本实施例中，可以将连接弹性部件326与质量体的金属板325当支架来应用，将铁材质的钢板用冲压设备制成金属板325，该金属板325有一个圆环状平面部325a和一个圆筒状凸起部325b，弹性部件326固定在圆环状平面部325a的上表面，圆筒状凸起部325b插入线圈324的内圈作为金属体。圆筒状凸起部325b插入空芯线圈324内部，无需插入铁芯支架123也能起到同样效果。为了实现电磁体强度最大化，圆筒状凸起部325b的高度≥空心线圈324高度。线圈324产生上下振动方向的电磁力，金属板325的圆筒状凸起部325b将此电磁力朝一个方向使力，并随着电流的流动与永久磁铁起反应产生引力和斥力，此过程中含有质量体322的振动部320上下运动，可以得到反应速度快的振动。本实施例中金属板325的圆环状平面部325a的上表面与弹性连接件326固定，下表面与部分质量体322以及线圈324的上端面固定，线圈325的外圈与质量体322的内圈固定。其上端固定部分330包括上机壳332以及与上机壳332固定的第一永久磁铁331，下端固定部分310包括下机壳312、软性电路板313以及与下机壳312固定的第二永久磁铁311，其连接关系等与实施例1相同，不在此赘述。

Claims (9)

1.一种线性振动器，包括：

上端固定部分，包括上机壳以及与上机壳固定的第一永久磁铁；

下端固定部分包括下机壳、软性电路板以及与下机壳固定的第二永久磁铁；

振动部分，包括弹性部件、空心线圈、金属板和质量体，弹性部件将所述振动部与上机壳彼此连接；

其中，上机壳与下机壳形成线性振动器的外壳，提供内部空间；第一永久磁铁和第二永久磁铁分别与空心线圈的上端面和下端面相对，且与空心线圈相对磁极的磁性相同；质量体设置在空心线圈的外周，空心线圈中设置有金属体，外部电源通过软性电路板输入到线圈，线圈通电时所述金属体成为电磁体。

2.根据权利要求1所述的线性振动器，其特征是所述金属体为铁支架，空心线圈的中心为圆筒状，铁芯支架插入空心线圈内，线圈内圈与铁芯支架外圈固定。

3.根据权利要求2所述的线性振动器，其特征是线圈与铁芯支架用厌气性热硬化胶粘剂固定。

4.根据权利要求2所述的线性振动器，其特征是所述金属板由圆环状平面部和圆筒状凸起部组成，圆环状平面部的上表面和下表面分别与弹性部件和质量体固定连接，圆筒状凸起部插入质量体内圈与线圈外径之间，圆筒状凸起部的内圈和外圈分别与线圈外圈和质量体内圈固定。

5.根据权利要求4所述的线性振动器，其特征是圆环状平面向内径方向延伸，形成防止线圈脱离的卡台。

6.根据权利要求1所述的线性振动器，其特征是所述金属板有一个圆环状平面部和一个圆筒状凸起部，弹性部件固定在圆环状平面部的上表面，圆筒状凸起部插入线圈的内圈作为金属体。

7.根据权利要求6所述的线性振动器，其特征是所述金属板为铁质材料制成。

8.根据权利要求2或6所述的线性振动器，其特征是铁芯支架的高度≥空心线圈的高度；圆筒状凸起部的高度≥空心线圈的高度。

9.根据权利要求1-7任一项所述的线性振动器，其特征是所述弹性部件为螺旋弹簧或卡片弹簧。