CN102044947B - 线性振动发生器 - Google Patents

Abstract

公开了一种线性振动发生器。根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器包括固定部件、振动部件、弹性构件和润滑带，固定部件具有多棱形状的线圈，并且其中，多棱形状的线圈通过具有被供应的电流而在其中感应产生磁场，振动部件具有多棱形状的磁体，并且其中，多棱形状的磁体的一部分插入线圈，弹性构件与固定部件接合并弹性地支撑振动部件，从而振动部件能够线性地运动，润滑带形成在磁体的外圆周表面上。

Description

线性振动发生器

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年10月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0099555的权益，其内容通过引用方式整体结合于此。

技术领域

本发明涉及线性振动发生器。

背景技术

振动电机是通过使用产生电磁力的原理将电能转化成机械振动的部件，并通常安装在移动终端(例如，移动电话和PDA)中以产生无声振动警告。随着移动终端市场的快速扩展和添加至移动终端的增加的功能，越来越要求移动终端变得更小和更好。结果，存在着对能够克服传统振动电机的缺点并有效改进质量的振动电机新结构的开发的日益增加的需求。

由于过去几年里具有较大LCD屏的移动终端已经变得流行，所以，有越来越多的移动终端采用触摸屏方法，通过该方法，当使用者触摸移动终端的输入单元时移动终端的机身或屏幕振动，以便当触摸触摸屏时给使用者提供引人注意的感官上的感觉。通常用来产生振动的是振动电机。

触摸屏方法尤其要求振动电机具有更大的耐用性(原因在于，与来电呼入的振动铃音相比，在触摸屏方法中，响应于触摸而产生振动的频率更大)，并要求振动电机对触摸屏上产生的触摸具有更快的响应，以当触摸触摸屏时给用户提供更好的感测振动的满足感。

通常在移动电话中使用的传统振动电机产生旋转力，以通过旋转偏心转子导致机械振动。通过使用电刷和换向器的整流作用对转子的线圈提供电流，通过对线圈提供电流产生旋转力。

使用这种电刷和换向器的振动电机由于机械摩擦和电火花(其导致磨损和黑火药)而具有更短的工作寿命，同时，当电机旋转时电刷在换向器的整流子片(segments)之间移动。此外，当对振动电机提供电压时，需要一定时间来达到振动的目标量，即，足以使使用者感觉到振动的幅度，通过振动电机的旋转惯量，导致对触摸屏上产生的触摸具有较慢的响应。

开发出来用以克服较短的工作寿命和较慢的响应度的是线性振动发生器。线性振动发生器不使用电机旋转的原理，而是使用具有预定共振频率的电磁力，以通过使用安装在线性振动发生器中的固定部件和由弹性构件弹性支撑于固定部件的振动部件的质量(mass)产生振动。

然而，在线性振动发生器中，当振动部件振动时，振动部件可能由于施加在与振动部件的线性方向不同的方向上的冲击而与固定部件具有摩擦。如果振动部件的振幅变得更宽，那么振动部件可能与固定部件碰撞，产生噪音。

发明内容

本发明提供一种线性振动发生器，通过其能够获得稳定的线性振动，并能够防止出现噪音。

本发明的一个方面提供一种包括固定部件、振动部件、弹性构件和润滑带的线性振动器，固定部件具有多棱形状的线圈并且其中多棱形状的线圈通过具有被供应的电流而在其中感应产生磁场，振动部件具有多棱形状的磁体，并且其中，将多棱形状的磁体的一部分插入线圈，弹性构件与固定部件接合并弹性地支撑振动部件，使得振动部件能够线性地运动，润滑带在磁体的外圆周表面上形成。

线圈和磁体中的每个均能够具有矩形柱的形状。

线性振动发生器可进一步包括缓冲器，缓冲器吸收当振动部件与固定部件碰撞时产生的冲击。缓冲器可包括第一衬垫，该第一衬垫与固定部件的表面接合，并且其中，该表面面向磁体的一个表面。缓冲器可包括第二衬垫，第二衬垫与振动部件的表面接合，并且其中，该表面面向磁体的另一表面。第二衬垫可包括由磁体的磁力聚集在弹性构件的一部分处的磁性流体。

润滑带的一部分可与线圈的内表面接触，并且润滑带可包括由磁体的磁力聚集在磁体外圆周表面处的磁性流体。

固定部件可包括基部和壳体，基部具有固定至基部的线圈，壳体与基部接合并覆盖线圈。振动部件可包括磁轭和重物，磁轭具有形成于其中的一侧闭合的中空部并且其中磁体在其中与中空部接合，重物与磁轭的外侧接合。

本发明的其它方面和优点将在以下描述中被部分地阐述，并且从该描述中部分地显而易见，或者可通过本发明的实践习得。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器的构造。

图2是根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器的分解透视图。

图3是根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器的横截面图。

图4是示出了形成于根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器的弹簧构件上的第二衬垫的透视图。

图5是根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器中的线圈和磁体的横截面图，该横截面图基于图3的横轴线V-V。

具体实施方式

由于本发明允许各种改变和许多实施方式，所以将在附图中示出并在文字描述中详细地描述具体的实施方式。然而，这并非意在将本发明限制于具体的实践模式，并且将要理解，所有不背离本发明的精神和技术范围的变化、等同物和替代物均包含在本发明中。在本发明的描述中，当认为相关技术的某些详细描述可能会不必要地使本发明的本质模糊时，可将其省略。

通过以下附图和描述，本发明的特征和优点将变得显而易见。

图1示出了根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器的构造。

参照图1，根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器100包括固定部件110、振动部件120和弹性构件130。

在固定部件110中设置矩形柱形状的线圈111，并且在线圈111内形成具有矩形横截面的引导面112。

弹性构件130的两个端部分别与固定部件110和振动部件120接合，并且弹性构件130弹性地支撑振动部件120，其方式使得在线圈111内插入振动部件120的一部分。在振动部件120中设置磁体121。

如果对线圈111施加电流，那么线圈111形成磁场。一旦在线圈111周围形成磁场，那么由磁力来移动具有磁体121(其是永久磁体)的振动部件120。这里，磁体121的N极和S极可以被设置成使得振动部件120可沿箭头方向移动。

因此，如果施加至线圈111的电流具有特定频率，那么磁体121可根据电流的频率在箭头方向上往复运动，即线性地振动。特别地，如果施加至线圈111的电流的频率与振动部件120的固有频率相同，那么，振动部件120可产生共振效应并由此具有最大振幅。

可在以下数学等式1中表示振动部件120的共振频率。

[数学等式1]

$F\∝\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k}{m}}$

这里，F是振动部件120的频率，k是弹性构件130的弹性模量，m是振动部件120的质量。

如果振动部件120产生共振效应，那么振动部件120的振幅会过度地增大，从而导致振动部件120与固定部件110碰撞，产生噪音。为了防止噪音，根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器100包括缓冲器。

缓冲器包括第一衬垫141和第二衬垫142。第一衬垫142在面向磁体121的一个表面的一侧与固定部件110接合，磁体121定位在振动部件120中。第二衬垫142在面向磁体121的另一表面的一侧与振动部件120接合。

第一衬垫141和第二衬垫142可由弹性材料(例如，橡胶、合成树脂和软木)制成，其方式使得第一衬垫141和第二衬垫142能够吸收冲击。这里，可对第二衬垫142使用磁性流体。

磁性流体的一些实例(其中，磁粉以胶质形式在液体中稳定并分散，然后将表面活性剂加入液体，使得不会由于重力或磁场而出现磁粉的沉淀或絮凝)包括其中分散有精磁铁砂或铁钴合金颗粒的油或水以及其中分散有钴的甲苯。磁粉是0.01至0.02μm的超细粉末，并表现几何的布朗运动，这是典型的超细颗粒。在磁性流体中，磁粉颗粒的密度保持恒定，即使对磁性流体施加磁场、重力或离心力。

如果磁性流体粘附于振动部件120，那么磁体121的磁力将磁性流体会聚至特定的位置，以形成第二衬垫142，如图1所示。

因此，如果当振动部件120由于共振效应而以大振幅振动时振动部件120与固定部件110碰撞，那么，缓冲器(即，第一衬垫141和第二衬垫142)能够吸收冲击，防止出现噪音。

如上所述，如果振动部件120在箭头方向上振动，如图1所示，那么振动部件120相对于线圈111以非常快的速度移动。这里，由于振动部件120由形成于线圈111内的引导面112引导，所以，如果在除了振动部件120的振动方向以外的方向上施加外部冲击，那么振动部件120可能与引导面112碰撞或与其产生摩擦，从而产生噪音。

为了防止噪音，可在磁体121的外圆周表面上形成润滑带150。润滑带150被形成为使得润滑环150的一部分可与线圈111的内表面(即，引导面112)接触。因此，如果在与振动部件120的振动方向不同的方向上对线性振动发生器100施加冲击，那么振动部件120可能不与引导面112碰撞或者直接与其产生摩擦，从而防止出现噪音。

润滑带150由之前已经描述过的磁性流体形成，并且，磁性流体由磁体121的磁力聚集在磁体121的外圆周表面处，以形成润滑带150。润滑带150不仅能够防止在固定部件110和振动部件120之间出现由外部冲击导致的噪音，如上所述，而且用来在引导面112和磁体121之间提供润滑，使得振动部件120能够平稳地振动。

如上所述，虽然根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器100通过利用共振效应使振动部件120以大振幅振动而产生大振幅振动，但是线性振动电机100能够防止振动部件120的过度振动或防止由外部冲击导致的噪音。

特别地，线圈111和磁体121形成为矩形柱的形状，并且，这能够增强防止由外部冲击在特定方向上产生的噪音的效果。这将在后面更详细地描述。

图2是根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器的分解透视图，图3是根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器的横截面图。

参照图2和图3，根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器200包括固定部件210、振动部件220和弹性构件230。

固定部件210包括在其中具有中空部的矩形柱形状的线圈211、壳体213和基部214，并且，振动部件220包括矩形柱形状的磁体221、磁轭222、重物223和板轭224。

在基部214上安装电路板260，并且线圈211与电路板260电连接。也就是说，线圈211固定至基部214，并且电路板260对线圈211供应电流。具有形成于其中的空间的壳体213覆盖线圈211，并与基部214接合。

第一衬垫241与安装在基部214上的电路板260接合。

弹性构件230的一侧与壳体213的内表面接合，并且，弹性构件230的另一侧与磁轭222接合。虽然未示出，但是磁轭222具有形成于其中的一侧闭合的中空部，并且，矩形柱形状的磁体221与磁轭222内的中空部接合。重物223与磁轭222的外表面接合，并且，板轭224与磁体221的一个表面(即，面向基部214的表面)接合。因此，可将具有磁体221、磁轭222、重物223和板轭224的振动部件220集成在单个单元中。

这里，将板轭224和磁体221的一些部分插入线圈211的中空部中，并且，重物223由非磁性材料制成。

磁轭222和板轭224形成磁路，磁体221的磁通穿过磁路，并且，磁轭222和板轭224在磁体221周围形成具有恒定通量密度的磁场，使得有效的磁力可作用在具有恒定通量密度的磁场与在对线圈211供应电流之后由线圈211形成的磁场之间。因此，磁轭222和板轭224由磁性材料制成。

一旦由电路板260对线圈211供应具有特定频率的电流，振动部件220便振动。如果通过考虑弹性构件230的弹性模量和振动部件220的质量而将特定频率调节成与振动部件220产生共振效应的频率相对应，那么振动部件220的振幅会变得更大。

如参照图1所描述的，根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器200的振动部件220也会与固定部件210(即，壳体213和基部214)碰撞。因此，线性振动发生器200包括缓冲器。

缓冲器包括第一衬垫241和第二衬垫242。如上所述，第一衬垫241与安装在基部214上的电路板260的一个表面接合，该表面面向磁体221的一个表面。由于第一衬垫241和第一衬垫141相同，已参照图1描述过第一衬垫141，所以这里省略了多余的描述。第二衬垫242与弹性构件230的一个表面接合，该表面面向磁体221的另一表面。通过在以下描述中参照图4，将描述第二衬垫242。

因此，如果振动部件220由于振动部件220的过大振幅而与电路板260和壳体213碰撞，那么第一衬垫241和第二衬垫242能够吸收冲击，从而防止出现噪音。

形成于磁体221的外圆周表面上的是润滑带250，润滑带250是由磁体221的磁力聚集在磁体221的外圆周表面处以形成润滑带250的磁性流体。当振动部件220由线圈211的中空部的内表面引导而线性振动时，润滑带250防止由外部冲击导致的磁体221与线圈211的内表面之间的碰撞或摩擦，从而能够防止出现噪音。

此外，润滑带250允许磁体221沿着线圈211的内表面自由移动，防止振动部件220的振动效率变差。磁体221被制造成使得磁体221与线圈211的内表面隔开，只要润滑带250的一部分能够与线圈211的内表面接触即可。

图4是示出了形成于根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器的弹簧构件上的第二衬垫的透视图。

参照图4，弹性构件230由环形轮缘231、盘形平板233和多个将轮缘231与平板233彼此连接的弹性桥接部232组成。第二衬垫242与平板233接合。

弹性构件230由弹性材料制成。因此，轮缘231和平板233在平行于中心轴线的方向上提供弹性。这里，轮缘231与壳体213接合(参照图3)，并且，平板233与磁轭222接合(参照图3)。

如参照图1所描述的，第二衬垫242可由弹性材料或磁性流体形成。如果磁性流体用于第二衬垫242，那么磁体221(参照图2)的磁力则会聚磁性流体以形成第二衬垫242。可在壳体213中形成用于喷射形成第二衬垫242的磁性流体的喷射孔215。如图4所描述的，沿着平板233的边缘接合第二衬垫242。这是因为，由于由磁轭222和平板233形成的路径，磁体221的磁通量围绕平板233的边缘集中。也就是说，由于磁性流体会聚至具有较高通量密度的位置，所以第二衬垫242能够具有如图4所描述的这种形状。

再次参照图3，当在振动部件220振动的同时将磁体221的一部分插入线圈211的中空部中时，线圈211的内侧可由润滑带250密封。如果在线圈211由润滑带250密封的同时磁体221继续下降，那么，由磁性流体形成的润滑带250的一部分可能损坏，或者，磁体221可能由于线圈211内的气压而无法平稳地下降。

为了防止此现象，线圈211的中空部内的空气必须从线圈211的内部向外部自由地移动。这将通过参照图5来描述。

图5是根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器中的线圈和磁体的横截面图，该横截面图基于图3的横轴线V-V。

参照图5，在磁体221中形成凹槽221a，并且，在磁体221的外圆周表面上形成润滑带250。通过此构造，可形成通风孔270。

因此，当线性振动发生器200(参照图3)的振动部件220振动时，防止线圈211的中空部被磁体221和润滑带250密封。也就是说，由于线圈211的中空部内的空气穿过通风孔270移动，所以振动部件220能够平稳地振动。

如上所述，根据本发明的一个实施方式的线性振动发生器100和根据本发明的另一实施方式的线性振动发生器200分别包括矩形柱形状的线圈111和211以及磁体121和221。

通过将线圈111和211以及磁体121和221形成为矩形柱的形状，在垂直于矩形柱的四个表面的方向上能够增加润滑带150和250与线圈111和211的内表面之间的接触面积。当润滑带150和250与线圈111和211的内表面之间的接触面积变得更大时，能够更有效地防止振动部件120和220被外部冲击摇动。

因此，根据本发明的实施方式的线性振动发生器100和200能够有效地防止由在四个方向上施加至润滑带150和250以及线圈111和211的冲击所产生的噪音。

因此，能够在移动终端中使用根据本发明的实施方式的线性振动发生器100和200(冲击通常在特定方向上施加至移动终端)，即使这并未示出。

此外，虽然并未示出，但是，如果在移动终端中使用根据本发明的实施方式的线性振动发生器(预期多向冲击将施加至移动终端)，那么可将线圈和磁体制造成多棱形状，该多棱形状的表面垂直于相应方向。这能够有效地防止由多向冲击产生的线性振动发生器噪音。

虽然已经参照具体实施方式详细描述了本发明的精神，但是这些实施方式仅用于示意性目的并且不应限制本发明。将要理解，在不背离本发明的范围和精神的前提下，本领域的技术人员可改变或修改这些实施方式。

Claims (10)

1.一种线性振动发生器，包括：

固定部件，具有多棱形状的线圈，所述多棱形状的线圈被构造为通过具有被供应的电流而感应产生磁场；

振动部件，具有多棱形状的磁体，所述多棱形状的磁体的一部分插入所述线圈；

弹性构件，与所述固定部件接合并弹性地支撑所述振动部件，从而所述振动部件能够线性地移动；以及

润滑带，形成在所述磁体的外周表面上，其中，所述线圈和所述磁体中的每个均具有矩形柱的形状。

2.根据权利要求1所述的线性振动发生器，进一步包括缓冲器，所述缓冲器被构造为吸收当所述振动部件与所述固定部件碰撞时所产生的冲击。

3.根据权利要求2所述的线性振动发生器，其中，所述缓冲器包括第一衬垫，所述第一衬垫与所述固定部件的表面接合，所述固定部件的表面面向所述磁体的一个表面。

4.根据权利要求3所述的线性振动发生器，其中，所述缓冲器包括第二衬垫，所述第二衬垫与所述振动部件的表面接合，所述振动部件的表面面向所述磁体的另一表面。

5.根据权利要求4所述的线性振动发生器，其中，所述第二衬垫由通过磁体的磁力而聚集的磁性流体形成。

6.根据权利要求3所述的线性振动发生器，其中，所述缓冲器包括与所述弹性构件的一部分接合的第二衬垫。

7.根据权利要求6所述的线性振动发生器，其中，所述第二衬垫由通过所述磁体的磁力而聚集的磁性流体形成。

8.根据权利要求1所述的线性振动发生器，其中，所述润滑带的一部分与所述线圈的内表面接触。

9.根据权利要求8所述的线性振动发生器，其中，所述润滑带包括由磁体的磁力聚集在所述磁体的外周表面处的磁性流体。

10.根据权利要求1所述的线性振动发生器，其中：

所述固定部件包括：

基部，具有固定至所述基部的所述线圈；以及

壳体，与所述基部接合并覆盖所述线圈，并且所述振动部件包括：

磁轭，具有形成于其中的一侧闭合的中空部，所述磁体与所述中空部接合；以及

重物，与所述磁轭的外侧接合。

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