CN102035338B - 水平线性振动器 - Google Patents

Abstract

公开了一种水平线性振动器。该振动器包括定子、振动单元和板簧单元。该定子具有支架和中空的线圈，该支架与壳体装配在一起以限定内部空间，所述线圈安装在所述支架上并具有水平轴线。所述振动单元包括：磁体单元，该磁体单元穿过所述线圈的内部并具有磁体，该磁体位于磁芯的相对侧上并以使所述磁体的磁极彼此面对的方式设置；磁轭，该磁轭围绕所述磁体单元和线圈的外部，并支撑所述磁体单元相对的端部；以及质量体，该质量体设置在所述磁轭的外部并与所述磁轭整体连接，以随所述磁轭一起移动。所述板簧单元的第一侧部连接于所述壳体或支架的相对侧壁的每一个的内表面，所述板簧单元弹性地支撑所述振动单元。

Description

水平线性振动器

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2009年10月6日、名称为“水平线性振动器”、申请号为10-2009-0094733的韩国专利申请的优先权，该优先权申请的整体在此作为参考而结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及水平线性振动器。

背景技术

为了避免人们受到便携式电子设备(如移动电话、电子游戏机或个人数字助理)的噪音的干扰，便携式电子设备已经应用了多种类型的振动发生器。具体来说，振动发生器安装在移动电话中，并作为静音呼叫信号发生器。近年来，随着移动电话的小型化和轻薄化，安装在移动电话中的振动发生器也需要小型化和具有较高的性能。

当前，作为应用于如移动电话的通讯设备的一种接收呼叫措施，振动发生器是利用电磁力产生原理将电能转换为机械振动的部件。该振动发生器安装在移动电话中，并用于在静音模式中通知接到一个呼叫。

作为一个例子，传统的振动发生器通过旋转具有偏心质量体的转子而机械振动。该转子的旋转力通过换向器(commutator)或电刷式电机来实现，在通过电刷和换向器的接触点进行整流作用后，所述电机向转子线圈供应电流。

然而，这种振动发生器的问题在于，当电刷经过换向器片与另一换向器片之间的间隙时，会产生机械摩擦、电火花和磨损，因而会出现如黑粉末的杂质，从而会缩短振动发生器的使用寿命。因此，已提出一种能够实现稳定的线性振动的线性振动器。

图1为表示传统的垂直线性振动器的截面图。

如图1所示，传统的垂直线性振动器10包括壳体20、支架30、振动单元40和板簧50。壳体20限定内部空间。支架30设置在壳体20下方，缓冲件34和用于施加电流以产生磁场的线圈32安装在支架30上。振动单元40包括磁轭42、磁体44和质量体46。磁轭42为中空的，并在其一侧封闭。磁体44固定在磁轭42的中空部分内，板状磁轭43连接于磁体44的底部。质量体46连接于磁轭42的外表面。板簧50连接于壳体20的上部，并弹性支撑振动单元40，以使该振动单元能够线性移动。这里，磁轭42具有盘状部分42a和边缘部分42b，该边缘部分42b从所述盘状部分42a的端部向下延伸。

在如上述构造的垂直线性振动器10中，当向线圈32供电时，振动单元40通过板簧50在由线圈32所产生的电场和具有磁体44、板状磁轭43和磁轭42的磁路中所产生的磁场之间的相互作用下而上下振动。

该传统的垂直线性振动器10的问题在于，振动量与振动单元40的重量和其位移的乘积成正比，因而，为了获得所需的振动量，必须增加振动单元40的重量或位移。这会不合希望地增加垂直线性振动器10的垂直厚度。而且，难以使移动电话小型化和轻薄化。

发明内容

为了提供一种水平线性振动器而提出本发明，除了减小线性振动器的垂直厚度之外，所述水平线性振动器还能够增加振动量。

在根据本发明第一实施方式的水平线性振动器中，定子具有支架和中空的线圈，该支架与壳体装配在一起，以限定内部空间，所述线圈安装在所述支架上并具有水平轴线。振动单元包括：磁体单元，该磁体单元穿过所述线圈的内部并具有磁体，该磁体位于磁芯的相对侧上并以使所述磁体的磁极彼此面对的方式设置；磁轭，该磁轭围绕所述磁体单元和线圈的外部，并支撑所述磁体单元相对的端部；以及质量体，该质量体设置在所述磁轭的外部并与所述磁轭整体连接，以随该磁轭一起移动。板簧单元在其第一侧部连接于所述壳体或支架的相对侧壁的每一个的内表面，所述板簧单元以使所述振动单元与所述线圈的轴线平行的方式弹性支撑所述振动单元。

所述线圈具有圆筒形的形状，该圆筒形内为中空的，所述磁体单元具有圆筒形的形状。

此外，在所述支架上设置有线圈架(bobbin)，用于支撑所述线圈。

所述线圈架和所述支架可以集成为一体结构。

此外，所述质量体形成为围绕所述磁轭的所有侧部，而且所述板簧单元可以在其第二侧部连接于所述质量体相对侧的每一个的外表面。

此外，在所述支架上安装有电路板，以与外部输入端子连接。

引导件可以从所述支架突出，以支撑所述线圈。

根据本发明第二实施方式的水平线性振动器与根据第一实施方式的水平线性振动器的区别之处在于，所述线圈具有方形柱的形状，该方形柱内为中空的，而且所述磁体单元具有方形柱的形状。

附图说明

图1为表示传统的垂直线性振动器的截面图；

图2为表示根据本发明第一实施方式的水平线性振动器的分解透视图；

图3至图6为表示图2中所示的水平线性振动器的装配的透视图；

图7为表示根据本发明第一实施方式的磁场单元的磁通量(magneticflux)的流动的示意图；

图8为表示根据本发明第二实施方式的水平线性振动器的分解透视图；

图9至图12为表示图8中所示的水平线性振动器的装配的透视图；以及

图13为对比地表示根据本发明优选实施方式的磁体大小的截面图。

具体实施方式

参考附图，通过对实施方式的以下描述，本发明的各种目的、优点和特征将显而易见。

本说明书和权利要求书中所使用的术语和词语不应解释为限制于典型的含义或字典定义，而是应该基于发明人能够合理定义该术语的概念以最合适地描述他或她所知的实施本发明的最好方法所根据的规则，解释为具有与本发明的技术范围相关的含义和概念。

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更为清楚地得以理解。这里，相同的附图标记在所有不同的附图中用于指示相同的部件。包括第一和第二的术语用于描述不同的部件，但这些部件不应受到该术语的限制。此外，当可以确定与本发明相关的已知技术的详细描述会使本发明的主旨晦涩时，这里将省略该具体的描述。

在下文中，将参考附图对根据本发明的优选实施方式的水平线性振动器进行详细地描述。

图2为表示根据本发明第一实施方式的水平线性振动器100a的分解透视图，图3至图6为表示图2中所示的水平线性振动器100a的装配的透视图。下面将参考附图对根据该实施方式的水平线性振动器100a进行描述。

如图2至图6所示，根据该实施方式的水平线性振动器100a包括定子、振动单元700和板簧单元800。

这里，定子具有壳体200、线圈400和支架300，该定子为当水平线性振动器100a振动时不运动且固定不动的部件。下面将对定子进行描述。

壳体200保护包括支架300、振动单元700和板簧单元800在内的其他部件，该壳体200为固定于支架300的部件。另外，壳体200与支架300一起确保用于容纳其他部件的空间和位移空间，振动单元700在该位移空间内移动。

在图2和图6中，壳体200的形状为在端部210和底部开放。然而，这是示意性的，而且，只要底部是开放的，所有的形状都是可能的。尤其是，壳体200具有矩形的平行六面体形状，该平行六面体的长度方向为振动单元700振动的方向，从而确保振动单元700的水平位移空间。

当通过电路板370向线圈400通电时，线圈400为产生电场的部件。线圈400安装在支架300上，下面将对该支架300进行描述。另外，线圈400以使其轴线保持在水平方向上的方式进行安装。线圈400的轴线与振动单元700的振动方向平行。

这里，线圈400可以通过缠绕金属圈线而制成，其中为中空的，磁体单元510穿过中空部分410(参考图3)。同时，线圈400通过焊接连接于形成在电路板370上的图案(pattern)(未显示)，并与外部电源相连。

支架300为与壳体200一起限定内部空间的部件，该支架300的作用为承载其他部件的载荷(参考图5)。在图2至图6中，支架300在多侧中仅具有端部侧壁310，但这仅是示意性的。支架300可具有任意结构，只要当支架300与壳体200连接时端部侧壁封闭。例如，壳体200可以为底部开放的盒状，支架300可以仅具有底板，因为当壳体200与支架300连接时，支架300的端部侧面能够被封闭。

此外，在支架300的每个端部侧壁310的内表面上设置有锁定件320，用于锁定板簧单元800的第一侧部870。但是，如果支架300不具有端部侧壁310，可以在壳体200的每个端部侧壁的内表面上形成锁定件(未显示)，以锁定板簧单元800的第一侧部870。

另外，在支架300的内表面上可以以与板簧单元800对应的方式形成缓冲件(未显示)。优选地，缓冲件(未显示)由吸收冲击材料制成，如橡胶、聚丙烯或磁性流体。

同时，电路板370和支撑线圈400的线圈架330可以设置在支架300上。

电路板370为连接于的外部输入端子的部件，以通电并将电力输送给线圈400，电路板370设置在支架300和线圈400之间。当安装线圈架330用于锁定线圈400时，电路板370上可以形成开孔380，从而线圈架330能够穿过电路板370。

线圈架330为支撑线圈400的部件，该线圈架330固定安装于支架300。如图2所示，线圈架330可以包括垂直板部340和连接于该垂直板部340的筒形部350。这样，线圈400固定在线圈架330的外部，磁体单元510穿过线圈架330的中空部分360(参考图3)。根据本发明，线圈架330不限制于上述形状，而是可以具有任意的结构，只要线圈架330支撑线圈400并连接于支架300。同时，线圈架330用于更为牢固地支撑线圈400。因而，即便是如果有外部冲击作用在水平线性振动器100a上，线圈300和磁体单元510的互连区域保持恒定，从而振动单元700能够进行一致的位移，而不会出现故障。

此外，线圈架330可以与支架300集成为一体结构。如果线圈架330和支架300结合为一体，线圈架330和支架300成为单个部件，从而在制造水平线性振动器100a时能够减小公差，因而除了防止应力集中之外，还能够防止线圈架330和支架300之间的摩擦。

另外，可以省略线圈架330。在该情况中，可以在支架300上另外设置引导件(未显示)，以支撑线圈400。这将在第二实施方式中详细地描述。

振动单元700包括具有磁体单元510和磁轭550的磁场单元500，以及质量体600。振动单元700为当线性振动器100振动时水平移动的部件。这将在下面详细描述。

磁体单元510为产生与由线圈400所产生的电场相对应的磁场的部件，从而使振动单元700振动。磁体单元510穿过在线圈架330的筒形部350中形成的中空部分360，并固定于磁轭550的内表面。

这里，磁体单元510的形状设置为使得磁体520连接于磁芯530相对的侧部。具体来说，连接于磁芯530一侧的第一磁体520a和连接于磁芯530的另一侧的第二磁体520b设置为使得磁体520a和520b的相同的磁极彼此相对。

优选地，磁性流体(未显示)位于磁体单元510的外表面上，以防止当振动单元700振动时，磁体单元510与线圈架330的中空部分360直接接触。通过稳定地将磁性粉末以胶体状态分散在液体中，并添加表面活性剂以防止磁性粉末在磁场或重力的影响下沉积或粘结，从而来制备所述磁性流体(未显示)。例如，通过将Fe₃O₄或铁钴合金粉末分散在油或水中来制备磁性流体。

磁轭550用于形成封闭的磁路，以顺畅地形成磁体单元510的磁通量。磁轭550具有内部空间，用于容纳磁体单元510和线圈400。

这里，磁轭550的形状可以设置为在其四侧封闭，并在顶部和底部开放。磁轭550的外部连接于质量体600(参考图5)。支撑件560可以设置在磁轭550的内表面上，用于支撑磁体单元510(参考图2)。

质量体600为向振动单元700提供预定质量的部件，以提高振动量，该质量体600连接于磁轭550的外部。

如图2和图5所示，质量体600的形状优选为在其四侧封闭，而在其顶部和底部开放，从而围绕磁轭550的所有侧部。具有上述形状的质量体600使用锁定件620而连接于板簧单元800的第二侧部880，所述锁定件620设置在每个端部侧壁610的外表面上。因而，当振动单元700振动时，弹性力从板簧单元800直接传递给质量体600，从而允许振动单元700稳定地进行振动。

同时，本发明的质量体600不限制于上述形状。也即是说，只要质量体600连接于振动单元700，并向振动单元700提供质量，任意形状都是可能的，而无需围绕磁轭550的所有侧部。另外，如果质量体600不围绕磁轭550的所有侧部，在磁轭550的端部侧壁的外表面上设置锁定件(未显示)，以锁定板簧单元800的第二侧部880。也就是说，板簧单元800的第二侧部880固定于振动单元700的端部侧壁的外表面上。

板簧单元800为弹性支撑振动单元700的部件，从而使振动单元700沿水平方向振动。板簧单元800的第一侧部870连接于支架300或壳体200的端部侧壁的内表面，而第二侧部880连接于质量体600或磁轭550的端部侧壁的外表面。

板簧单元800将由磁体单元510和线圈400的电磁作用而产生的力转换为弹性力，从而使振动单元700在水平方向上振动。

图7为表示根据本发明第一实施方式的磁场单元500的磁通量的流动(如箭头所示)的示意图。如图7所示，磁轭550和磁体单元510以使横过磁轭550放置的磁体单元510的相对端部的每一个由支撑件560支撑的方式而彼此连接。支撑件560以弯曲的方式形成在磁轭550的端部侧壁上。这里，由于磁体520以使磁体520的相同的磁极彼此相对的方式设置在磁芯530的相对侧上，因而，磁通量从磁芯530向磁轭550的纵向侧570传递，以进行传播(diffused)。朝向磁轭550的纵向侧570放射地传播的磁通量围绕磁芯530集中在一个位置上，即线圈400与磁体单元510彼此互连的位置。因此，如果在相同体积中消耗相同量的电流，将获得更大的电磁力。这增加了振动单元700的位移，从而增加了振动量。

图8为表示根据本发明第二实施方式的水平线性振动器100b的分解透视图，图9至图12为表示图8中所示的水平线性振动器100b的装配的透视图。在下文中，将参考这些附图对根据该实施方式的水平线性振动器100b进行描述。在任何可能的情况下，相同的附图标记将在所有附图和说明书中用于指示相同或相近的部件。这里将不再描述第一实施方式和第二实施方式所共有的元件。

如图8至图12所示，根据该实施方式的水平线性振动器100b包括：定子，该定子具有壳体200、线圈401和支架300；振动单元700和板簧单元800。线圈401和磁体单元511均具有方形柱的形状。

具体来说，线圈401为方形柱的形状，该方形柱内具有中空部分411，磁体单元511具有方形柱的形状。

同时，当线圈401为内部具有中空部分411的方形柱的形状时，制造具有用于与线圈401配合的方形柱形状的线圈架(未显示)有些困难。为此，优选地，可以不安装线圈架(未显示)。然而，如果不安装线圈架(未显示)，线圈401不固定于支架300，因而，外部冲击会改变线圈401和磁体单元511的互连区域，并产生意外的电磁力，从而使水平线性振动器100b出现故障。

为了解决该问题，优选地，在支架300上设置引导件331，用于支撑线圈401。引导件331可以设置在支架300的相对侧上。而且，在将水平线性振动器100b应用于承受较多外部冲击的产品(如移动电话)的情况中，引导件331可以设置在所有的四侧上，以支撑线圈401。此外，如果水平线性振动器100b具有电路板370，每个引导件331可以使用开孔380而穿过电路板370。而且，省略线圈架能够降低制造成本，并减少部件之间的公差，从而防止部件之间的摩擦并防止应力集中。

另外，根据该实施方式，线圈401具有方形柱的形状，因而能够使用电路板370的开孔380锁定线圈401。

此外，由于没有安装线圈架(未显示)，磁体单元511能够穿过线圈401的中空部分411。

图13为比较图2中所示的水品线性振动器100a的磁体520和图8中所示的水平线性振动器100b的磁体521的截面图。下面将对具有方形柱形状的磁体521和具有圆筒形形状的磁体520进行比较。

与根据第一实施方式的水平线性振动器100a的磁体520相比，在根据本发明第二实施方式的水平线性振动器100b中，磁体521具有方形柱的形状，从而在相同的空间中增加磁体521的体积。因此，第二实施方式的磁体521比第一实施方式中的磁体520产生更大的电磁力，并增加振动单元700的振动量。此外，由于该水平线性振动器通常用于安装空间有限的产品(如移动电话)中，因而优选地，在给定的空间中，磁体521的体积应该较大。

如上所述，本发明提供了沿水平方向振动的水平线性振动器，因而不需要确保振动器垂直位移的空间，从而实现较薄的水平线性振动器。

此外，根据本发明，磁体以使磁体的相同的磁极彼此面对的方式设置在磁芯的相对侧上，而且磁轭围绕磁体单元的外部，因而能够顺畅地形成磁体单元的磁通量，从而增加电磁力。

根据本发明，质量体围绕磁轭的所有的侧部，而且板簧单元连接于质量体的端部侧壁的外表面，因而弹性力能够直接从板簧单元传递给质量体，从而使振动单元稳定地进行振动。

此外，根据本发明，所述线圈具有方形柱的形状，该方形柱内为中空的，所述磁体单元具有方形柱的形状，因而能够增加电磁力。

根据本发明，所述线圈由线圈架支撑，因而振动单元进行一致的位移。

此外，根据本发明，支架和线圈架集成为一体结构，从而能够减小公差。

根据本发明，省略所述线圈架，因而降低制造成本并减小部件之间的公差。

虽然为了描述的目的而公开了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应该理解，在不脱离附属权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，各种修改、添加和替换都是可能的。

因此，这些修改、添加和替换也应该理解为落入本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种水平线性振动器，该水平线性振动器包括：

定子，该定子包括支架和中空的线圈，该支架与壳体装配在一起以限定内部空间，所述线圈安装在所述支架上并具有水平轴线；

振动单元，该振动单元包括：磁体单元，该磁体单元穿过所述线圈的内部并具有磁体，该磁体位于磁芯的相对侧上并以使所述磁体的磁极彼此面对的方式设置；磁轭，该磁轭围绕所述磁体单元和线圈的外部，并支撑所述磁体单元相对的端部；和质量体，该质量体设置在所述磁轭的外部并与所述磁轭整体连接，以随所述磁轭一起移动；以及

板簧单元，该板簧单元的第一侧部连接于所述壳体或支架的相对侧壁的每一个的内表面，所述板簧单元以使所述振动单元与所述线圈的轴线平行的方式弹性地支撑所述振动单元，

其中，所述线圈具有方形柱的形状，该方形柱内为中空的，所述磁体单元具有方形柱的形状，

其中，引导件从所述支架突出，以支撑所述线圈。

2.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述质量体形成为围绕所述磁轭的所有侧部，所述板簧单元的第二侧部连接于所述质量体的相对侧的每一个的外表面。

3.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，在所述支架上安装有电路板，以与外部输入端子连接。

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