CN101958629B - 水平线性振动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平线性振动器，其在保证足够长的使用寿命和令人满意的响应度的同时，能够增加振动强度。本水平线性振动器包括外壳、支架、振动单元和弹簧。支架和外壳中形成有内部空间。支架上设置有线圈，从而将线圈的中心轴线定向在水平方向上。振动单元穿过线圈而布置，并且包括磁场产生单元和重物。磁场产生单元包括磁体组件和磁轭。磁体组件具有设置在磁体芯的相对侧上的磁体，从而使磁体的同性极彼此面对。重物安装于磁场产生单元。弹簧接合至外壳或支架，并弹性地支撑振动单元。

Description

水平线性振动器

相关申请交叉参考

本申请要求2009年7月17日提交的题为“HORIZONTALLINEAR VIBRATOR(水平线性振动器)”的韩国专利申请No.10-2009-0065402以及2009年9月14日提交的题为“HORIZONTALLINEAR VIBRATOR(水平线性振动器)”的韩国专利申请No.10-2009-0086339的权益，其内容整体结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及一种水平线性振动器。

背景技术

通常，便携式电子装置(诸如移动电话、游戏机、移动信息终端等)具有各种振动产生单元，以防止其产生的噪音打扰其他人。具体地，这种振动产生单元安装在便携式电话中，并用作静音信号接收指示单元。近年来，按照倾向于提供小且薄的便携式电话，也需要减小安装在这种便携式电话中的振动产生单元的尺寸，并增加其功能。

现在，用在通讯装置(诸如便携式电话)中的若干信号接收指示单元之一的振动产生单元，通过利用产生电磁力的原理将电能转化成机械振动。也就是说，在便携式电话中，用振动产生单元来作为静音信号接收指示单元。

同时，一种通过使具有偏心重物的转子旋转来产生机械振动的方法已被用作根据传统技术来操作振动产生单元的方法的代表性实例。转子的旋转通过换向器或换向器电动机结构来实现，该换向器或换向器电动机结构通过电刷与换向器之间的接触点来变换电流方向，然后将电流供应至转子的线圈。

然而，在具有这种结构的振动产生单元中，当电刷经过换向器的各部件之间的间隙时，会导致机械摩擦、电火花或磨损，于是会产生杂质(例如，黑火药)，从而缩短了振动产生单元的使用寿命。为了克服这些问题，提出了一种能够产生可靠的线性振动的线性振动器。

图1是根据传统技术的垂直线性振动器的剖视图。

如图1所示，根据传统技术的垂直线性振动器10包括外壳20、支架30、振动单元40和弹簧50。外壳20在其中限定空间。支架30在其上支撑线圈32，该线圈利用施加于线圈32的电流形成磁场。支架30上设置有阻尼器(damper)34。振动单元40包括：磁轭42，其中具有空腔并在其一端封闭；磁体44，安装在磁轭42的空腔中并设置有附接至其下表面的板状磁轭43；以及重物46，套在磁轭42的圆周表面上。弹簧50接合至外壳20的上表面，以便弹性地支撑振动单元40，从而使其线性地振动。磁轭42包括圆盘部42a和从圆盘部42a的外边缘向下弯曲并延伸预定长度的边缘部42b。

在具有上述构造的垂直线性振动器10中，当对线圈32供电时，振动单元40由于磁场与电场之间的相互作用而借助于弹簧50上下振动，该磁场由包括圆柱形磁体44、板状磁轭43和磁轭42的磁路产生，该电场由线圈32产生。

然而，在垂直线性振动器10中，因为振动量与通过将振动单元40的重量与其位移相乘而得到的值成正比，所以振动单元40的重量或位移必须增加，以确保足够的振动量。这导致了垂直线性振动器10的厚度增加的缺点。此外，这种结构与小且薄的便携式电话的趋势不一致。

发明内容

本发明致力于提供一种水平线性振动器，其在确保足够长的使用寿命和令人满意的响应度的同时，能够增加振动强度。

本发明致力于提供一种水平线性振动器，其包括能够增大电磁驱动力的磁场产生单元。

在根据本发明的一个实施例的水平线性振动器中，设置有外壳。与外壳一起装配有支架，以便在外壳和支架中形成内部空间。支架上设置有线圈，从而将线圈的中心轴线定向在水平振动方向上。穿过线圈布置振动单元。振动单元包括具有磁体组件和磁轭的磁场产生单元。磁体组件具有磁体芯和设置在磁体芯的相对侧上的磁体，从而使磁体的同性极(like pole)彼此面对。磁轭围绕磁体和线圈的侧壁。振动单元进一步包括安装于磁场产生单元的重物。弹簧接合至外壳或支架的侧壁。弹簧弹性地支撑振动单元，以允许振动单元在水平方向上振动。

此外，外壳或支架的侧壁上可设置有阻尼器，以防止振动单元与外壳或支架直接接触。

另外，支架上可安装有电路板。电路板可连接至外部输入端子。

最好，支架上设置有线轴。线轴可插入线圈中。

线轴可包括垂直地设置在支架上的竖直板；以及从竖直板在水平振动方向上延伸预定长度的水平延伸部分。

磁体组件的外表面可施加有磁流体。

磁轭可在其上端和下端是开口的。

磁轭可包括其中具有开口的上板，上板具有矩形形状，磁轭还包括从上板向下弯曲并延伸预定长度的纵向侧板和横向侧板。

此外，磁轭的横向侧板的外表面上可设置有弹簧支撑件，从而通过弹簧支撑件来支撑弹簧。

磁轭的横向侧板中可具有弯曲凹陷部分，从而使相应磁体的端部插入弯曲凹陷部分中并通过其支撑。

磁轭的横向侧板中可具有凹口，从而使相应磁体的端部插入凹口中。

弹簧可包括卷簧或板簧。

弹簧可包括设置在振动单元的相对侧上的多个弹簧。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点，附图中：

图1是示出了根据现有技术的线性振动器的剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的水平线性振动器的分解透视图；

图3至图6是图2的装配的水平线性振动器的透视图；

图7A和图7B分别是示出了图2的水平线性振动器的磁场产生单元的平面图和透视图；

图8A和图8B分别是示出了根据本发明另一实施例的水平线性振动器的磁场产生单元的平面图和透视图；以及

图9是示出了根据本发明的磁场产生单元的磁通的流动的视图。

具体实施方式

现在应参照附图，其中，在不同附图中用相同的参考标号来表示相同或相似的部件。在以下描述中，当确定对传统功能和传统结构的详细描述会使得本发明的要点不清楚时，可省略这种描述。此外，本说明书和权利要求中使用的术语或词语并非必须限于典型的或字典上的意义，而是必须理解成表示发明人所选的作为示出本发明的最佳方法的概念，并且必须解释成具有适于本发明的范围和实质的用于理解本发明的技术的意义和概念。

下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。

图2是根据本发明一个实施例的水平线性振动器100的分解透视图。图3至图6是图2的装配的水平线性振动器100的透视图。将参照这些附图详细描述根据本实施例的水平线性振动器100。

如图2至图6所示，根据本发明的此实施例的水平线性振动器100包括外壳200、支架300、振动单元400和弹簧700。

外壳200保护水平线性振动器不受外部影响，并为振动单元400的位移提供空间，以使其在水平方向上振动。也就是说，外壳200是为水平线性振动器100提供内部空间的构件。详细地，内部空间通过将外壳200与支架300装配在一起而限定。

外壳200可具有任何结构，只要当其与支架300装配在一起时形成内部空间即可。优选地，外壳200具有矩形结构，其纵向长度(振动单元400水平振动的方向)比横向长度长，从而，可充分保证振动单元400的水平位移空间。

在本实施例中，外壳200包括上板210和从上板210的两个边缘垂直向下弯曲的纵向侧板220。外壳200的下表面和两个横向侧部是空缺的(open)。

支架300接合至外壳200，以限定内部空间。此外，支架300为安装线轴320和电路板380提供了空间。

支架300构造成其上表面和两个纵向侧部是空缺的，以与外壳200的结构相对应。换句话说，支架300包括底板310和横向侧板350，并接合至外壳200，因此形成内部空间。然而，图2和图6所示的外壳200和支架300的构造仅是如下结构的一个实例：其中，外壳200可与支架300装配在一起，以形成振动单元400在水平方向上振动的内部空间。例如，可替代地，外壳200和支架300可构造成，外壳200具有其下表面空缺的长方体形状，同时支架300具有平面形状以形成底板。在这种情况下，内部空间也可通过将外壳200和支架300彼此装配在一起而限定。最好，本领域技术人员应易于理解的是，可对外壳200和支架300的构造进行各种改变。

其上套有线圈390的线轴320设置在支架300的底板310上。电路板380安装于支架300的底板310。

线轴320具有中空形状，以将线圈390套在线轴的圆周外表面上，并且磁体520可穿过线轴320往复运动。在本实施例中，线轴320包括：竖直支撑板330，其垂直地设置在底板310的上表面的中心部分上并平行于横向侧板350；以及水平延伸部分340，其从竖直支撑板330在支架300的纵向方向上(即，在振动单元400水平振动的方向上)延伸预定长度。竖直支撑板330和水平延伸部分340中具有空腔，磁体组件510在空腔内往复运动。在图2中，虽然水平延伸部分340已示出为仅从竖直支撑板330的一侧延伸，但是水平延伸部分340可从竖直支撑板330的两侧延伸。这也可落在本发明的范围内。

同时，当线圈390施加有外部电力时，其产生电场。线圈390套在线轴320的水平延伸部分340的圆周外表面上(参照图3)。因为线轴320的水平延伸部分340的中心轴线定向在与振动单元400水平振动的方向相同的方向上，所以套在水平延伸部分340的圆周外表面上的线圈390的中心轴线也定向在与振动单元400水平振动的方向相同的方向上。这里，线圈390的绕线(coil wire)通过焊接连接至电路板380的图样385，从而外部电力可通过电路板380施加于线圈390。虽然线圈390具有中空的圆柱形形状，但是可对线圈390的形状进行各种改变。

此外，电路板380连接至外部输入端子，并由此用来将外部电力传输至线圈390。电路板380具有图样385并在其中具有开口，线轴320穿过该开口而布置。在图2中，虽然电路板380已示出为与支架300分开地设置，但是它们可用相同的材料一体地形成为单个本体。

支架300的每个横向侧板350在其内表面上具有：第一支撑件360，该第一支撑件插入相应的弹簧700中，以支撑弹簧700；以及钩子370，该钩子钩住相应弹簧700的端部。虽然第一支撑件360和钩子370已示出为具有图2的构造，以与用作本实施例的弹簧700的卷簧的形状相对应，这仅是用于示意性目的的一个实例。例如，在将板簧用作弹簧700的情况下，应理解的是，用于将弹簧700紧固于横向侧板350的结构可改变成适于保持并支撑板簧的形状。换句话说，可对用于将弹簧700紧固于横向侧板350的结构进行各种改变，而非限于图2的结构。

此外，优选地，支架300的内表面上设置有阻尼器(未示出)，以减缓施加于振动单元400的冲击，并且防止当振动单元400水平振动时，振动单元400与支架300直接接触。多种能够减缓冲击的材料(诸如橡胶、聚丙烯、磁流体等)可用作用于阻尼器的材料。

在水平方向上线性振动的振动单元400包括磁场产生单元500和重物600。

磁场产生单元500产生电磁力，以使振动单元400水平振动，并包括磁体组件510和磁轭550。图3和图4是示出了与支架300装配在一起的磁场产生单元500的透视图。

磁体组件510产生预定强度的磁场，从而振动单元400可利用磁场与线圈390之间的往复作用线性地振动。磁体组件510构造成使得第一和第二磁体520附接于磁体芯530的两侧。这里，附接于磁体芯530的第一侧的第一磁体520a和附接于磁体芯530的第二侧的第二磁体520b定向成使得它们的同性极彼此面对。

优选地，磁体组件510的圆周外表面施加有磁流体540，以便当振动单元400水平振动时，防止磁体组件510与线轴320的水平延伸部分340的内表面直接接触。由于磁体520的漏磁通，磁流体540以圆柱形形状布置在磁体组件510的圆周外表面周围。

这里，磁流体540以这样的方式形成，即磁粉稳定地且均匀地分散在液体中以具有胶体形状，并且向液体中添加表面活性剂以防止磁粉由于重力或磁场的原因而沉积或凝集。例如，使用通过使精磁体砂(triiron tetroxide)或铁钴合金颗粒分散在油或水中而形成的磁流体，并且近年来，使用通过使钴分散在甲苯中而形成的磁流体。这种磁粉是范围在0.01μm到0.02μm的超细颗粒粉末，并按照布朗运动移动，布朗运动是超细颗粒的特定特征之一。另外，磁流体的特征在于，即使其施加有外磁场、重力、离心力等，流体中的磁粉颗粒的浓度保持不变。

磁轭550使得磁体组件510的磁通的形成平稳，并形成闭合磁路。磁轭550具有长方体形状，其中具有用于容纳磁体组件510和线圈390的空间，并且其上端和下端是开口的。

详细地，磁轭550包括其中具有开口的矩形上板560，以及从上板560的边缘向下弯曲并延伸预定长度的纵向侧板570和横向侧板580。

磁轭550的横向侧板580的外表面上设置有插入弹簧700的第二端中的第二支撑件585。第二支撑件585布置在与设置在支架300上的第一支撑件360对应的位置处。在图2中，以与第一支撑件360相同的方式，虽然每个第二支撑件585已示出为具有与用作弹簧700的卷簧的形状对应的形状，但这仅是一个用于示意性目的的实例。

具有上述构造的磁场产生单元500用来增加磁效率。将在对图7(7A和7B)和图8(8A和8B)的描述中更详细地说明磁场产生单元500的构造。将在对图9的描述中更详细地说明磁场产生单元500的磁通。

重物600用来对振动单元400施加预定重量，以确保振动单元400的线性振动。重物600套在磁轭550的外表面上。这里，重物600在其中心部分中具有开口，并以将磁轭550插入重物600的开口中的方式套在磁轭550上。

详细地，重物600包括其中具有开口的上重物板610，以及从上重物板610的边缘向下弯曲并延伸预定长度的纵向侧板620和横向侧板630。优选地，重物600的边角(即纵向侧板620和横向侧板630之间的连接处)是空缺的，从而使连接至弹簧700的磁轭550通过重物600的边角而暴露于外部。

弹簧700弹性地支撑振动单元400，从而其可在水平方向上线性振动。为了弹性地支撑振动单元400，弹簧700的第一端紧固于支架300的横向侧板350，同时其第二端紧固于振动单元400。

弹簧700设置在振动单元400的相对侧上彼此对应的位置处。弹簧700的第一端由设置在支架300的横向侧板350上的第一支撑件360支撑。弹簧700的第二端由设置在振动单元400的磁轭550的横向侧板580上的第二支撑件585支撑。

例如，可用卷簧或板簧作为每个弹簧700。在本实施例中，出于描述的目的，卷簧已示出为用作弹簧700。

图7A和图7B分别是示出了图2的水平线性振动器的磁场产生单元500的平面图和透视图。图8A和图8B分别是示出了根据本发明的另一实施例的磁场产生单元500的平面图和透视图。在下文中，将参照这些附图详细描述磁场产生单元500的结构。

在水平线性振动器100中，振动单元400的重量和振动位移可通过增加水平区域的大小而增加。然而，如果磁体520和线圈390的尺寸增加，那么振动单元400的厚度也增加。结果，可能难于产生较大的电磁驱动力。

本发明的实施例提出了如下磁场产生单元500的结构：其在不增加磁体520和线圈390的尺寸的情况下，可产生相对大的电磁驱动力。

详细地，磁体单元500构造成使得磁轭550覆盖设置在磁体芯530的相对侧上的磁体520的侧壁，从而使其同性极彼此面对。换句话说，磁场产生单元500具有其中磁体组件510在横向方向上与矩形磁轭550相交的形状。由于这种结构，磁通聚集在与线圈390连接的部分上，从而可产生较大的电磁驱动力。

磁轭550中具有用于容纳磁体组件510和线圈390的空间，并围绕磁体组件510的侧壁。磁轭550的纵向侧板570彼此隔开预定距离，从而使纵向侧板570靠近线圈390。磁轭550的横向侧板580彼此隔开预定距离，从而使横向侧板580靠近磁体520的端部。

这里，磁轭550的横向侧板580可具有适于使其与磁体520的端部接触并由此支撑这些端部的尺寸。优选地，磁轭550的横向侧板580具有如下结构：其适于促进将磁体520与磁轭550装配在一起，并且当振动单元400线性振动时防止磁体520从磁轭550移开。

例如，如图7A和图7B所示，磁轭550可构造成使得在磁轭550的每个横向侧板580的内表面中形成一个弯曲凹陷部分590a，并且磁体520的端部分别插入弯曲凹陷部分590a中。由于其中磁轭550具有弯曲凹陷部分590a的这种构造，可防止磁体520不期望地从磁轭550移开。

可替代地，如图8A和图8B所示，磁轭550可构造成使得在磁轭550的横向侧板580中形成凹口590b，并且磁体520的端部分别插入凹口590b中。这里，凹口590b具有与磁体520的形状对应的形状。出于装配磁轭550的目的，优选地，每个凹口590向下是开着的。通过凹口590b暴露的磁体520的端部被重物600覆盖。虽然通过凹口590b暴露的磁体520的一部分的端面没有完全被磁轭550覆盖，但是因为磁轭550的横向侧板580靠近磁体520的端面而设置，沿着磁轭550形成了从磁体520产生的磁通，如图9所示。

图9是示出了根据本发明的磁场产生单元的磁通的流动的视图。将参照图9详细说明磁场产生单元的磁通。

参照图9，因为磁体520设置在磁体芯530的相对侧上，从而使其同性极彼此面对，所以磁体520的磁通从磁体芯530朝着覆盖磁体组件510的磁轭550的纵向侧板570流动，如图9的箭头所示。这里，朝着磁轭550的纵向侧板570流动的磁通聚集在围绕磁体芯530的部分上，即，聚集在装衬有线圈390的部分上。因此，当体积和电流消耗相同时，与传统技术相比，本发明可产生更大的电磁力。鉴于此，振动单元400的位移增加，从而增大了振动力。

这里，围绕磁体组件510的磁轭550形成闭合磁路，闭合磁路形成图9所示的磁通的流动。因此，磁体520对外壳20和/或支架300的磁引力减到最小。结果，可防止振动单元400由于磁引力而偏压至一侧。

如上所述，在根据本发明的水平线性振动器中，振动单元在水平方向上振动。因此，本发明不需要用于振动单元的垂直运动位移的空间，从而减小了水平线性振动器的厚度。

此外，本发明设计成使得水平线性振动器在水平方向上延伸预定长度，该水平方向是振动单元振动的方向。因此，可保证振动单元在水平方向上的足够振动位移，从而增加了振动量。

另外，磁体定向成使得其同性极彼此面对，并且磁轭围绕磁体的侧壁。因此，与线圈连接的磁通增加，从而增大了电磁驱动力。因为影响支架和/或外壳的磁体的磁力可减到最小，所以可防止振动单元不期望地偏压至一侧。

虽然出于示意性目的而公开了本发明的一些实施例，但是，应理解的是，根据本发明的水平线性振动器不限于此，并且本领域技术人员应理解，在不背离本发明的范围和实质的前提下，各种改变、增加和替换是可能的。

因此，任何及所有的改变、变型或等同布置都应被认为是落在本发明的范围内，并且本发明的详细范围将由所附权利要求公开。

Claims (12)

1.一种水平线性振动器，包括：

外壳；

支架，与所述外壳装配在一起，以便在所述外壳和所述支架中形成内部空间，并且所述支架上设置有线圈，从而将所述线圈的中心轴线定向在水平振动方向上；

振动单元，穿过所述线圈而布置，所述振动单元包括：具有磁体组件和磁轭的磁场产生单元，所述磁体组件具有磁体芯和设置在所述磁体芯的相对侧上的磁体，从而使所述磁体的同性极彼此面对，所述磁轭围绕所述磁体和所述线圈的侧壁；以及安装于所述磁场产生单元的重物；以及

弹簧，接合至所述外壳或所述支架的侧壁，所述弹簧弹性地支撑所述振动单元，以允许所述振动单元在所述水平方向上振动，

其中，所述磁轭包括：

上板，其中具有开口，所述上板具有矩形形状；以及

纵向侧板和横向侧板，从所述上板向下弯曲并延伸预定长度。

2.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

阻尼器，设置在所述外壳或所述支架的侧壁上，以防止所述振动单元与所述外壳或所述支架直接接触。

3.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

电路板，安装在所述支架上，所述电路板连接至外部输入端子。

4.根据权利要求1所述的水平线性振动器，进一步包括：

线轴，设置在所述支架上，所述线轴插入所述线圈中。

5.根据权利要求4所述的水平线性振动器，其中，所述线轴包括：

竖直板，垂直地设置在所述支架上；以及

水平延伸部分，从所述竖直板在所述水平振动方向上延伸预定长度。

6.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁体组件的外表面施加有磁流体。

7.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁轭在其上端和下端是开口的。

8.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁轭的所述横向侧板的外表面上设置有弹簧支撑件，从而使所述弹簧由所述弹簧支撑件支撑。

9.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁轭的所述横向侧板中具有弯曲凹陷部分，从而使相应磁体的端部插入所述弯曲凹陷部分中并由其支撑。

10.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁轭的所述横向侧板中具有凹口，从而使相应磁体的端部插入所述凹口中。

11.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述弹簧包括卷簧或板簧。

12.根据权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述弹簧包括设置在所述振动单元的相对侧上的多个弹簧。

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