CN102088235B - 线性振子 - Google Patents

Abstract

本发明的线性振子包括：定子、振子、弹簧和润滑带；所述定子用于限定内部空间，上部设置有用于产生磁力的磁铁和轭；所述振子与所述磁铁相对设置，所述振子包括输入电流的线圈和重量体；所述弹簧的下端固定在定子上，所述弹簧的上端固定在所述振子上，对振子的线性运动进行弹性支撑；所述润滑带设置在所述磁铁和轭的外表面与所述线圈之间，用于防止振子做线性运动时产生的噪音和磨损，并维持振动。

Description

线性振子

技术领域

本发明涉及线性振子。

背景技术

手机等电子产品最重要的特点之一就是能够振动，作为产生振动的装置有振动电机，该振动电机能够使轴偏心或重心向一侧不均衡分配的电机旋转，从而产生振动。

但是，振动电机存在电机的旋转过程中由于电刷经过整流子片之间的间隙时会产生磨擦及火花，因此缩短寿命等诸多问题。

为克服上述振动电机的缺点，开发了本发明的线性振子。在线性振子中，安装在弹簧上的振子在磁铁和线圈之间的电磁力作用下，沿上下或左右方向进行直线运动而振动，与振动电机相比，不存在摩擦和磨损，因此具有较长的使用寿命。另外，还能实现小型化，目前正以多种形态被开发。

以往技术涉及的线性振子，通过旋转由偏心的重量体组成的转子而产生机械振动，旋转力通过电刷和整流子的接点，经整流作用向转子的线圈供给电流。

但是，以往技术涉及的线性振子，在电刷经过整流子的整流子片之间的间隙时，会产生机械摩擦和磨损以及电火花，由此生成黑色粉末（blackpowder）等异物，从而缩短振子的使用寿命。

因此，急需开发能够产生更加稳定的线性振动且能够快速而稳定地停止振动的线性振子。

发明内容

为解决上述现有技术的问题而提出本发明，本发明的目的是提供一种能够产生更加稳定的线性振动且能够快速而稳定地停止振动的线性振子。

为了实现上述目的，提供本发明的线性振子，其特点是该线性振子包括：定子、振子、弹簧和润滑带；其中，定子用于限定内部空间，该定子的上部设置有用于产生磁力的磁铁和轭；所述振子与所述磁铁相对设置，所述振子输入电流的线圈和重量体；所述弹簧的下端固定在所述定子上，所述弹簧的上端固定在所述振子上，对所述振子的线性运动进行弹性支撑；润滑带设置在磁铁和轭的外表面与线圈之间，用于防止振子做线性运动时产生的噪音和磨损，并维持振动。

在此，所述定子上部还包括用于防止上述振子线性运动时发生接触的弹性材质的阻尼器。

并且，所述润滑带是在上述磁铁外表面涂覆对所述磁铁的磁束具有集束特性的磁性流体而形成的磁性流体带。

另外，所述润滑带的一部分内接在所述线圈内部。

另一方面，本发明的线性振子，其特点是该线性振子包括：定子、振子、弹簧和润滑带；其中，所述定子包括机箱和机架，所述机箱上部设置有用于产生磁力的磁铁和轭，且所述机箱限定有内部空间，所述机架安装在所述机箱的下部，用于密闭所述机箱的内部空间；所述振子与所述磁铁相对设置，所述振子包括输入电流的线圈，结合在所述线圈外经上的固定器，以及设置在固定器外径上的重量体；所述弹簧的下端固定在所述定子上，所述弹簧的上端固定在所述振子上，对所述振子的线性运动进行弹性支撑；润滑带设置在所述磁铁和轭的外表面与所述线圈之间，用于防止振子做线性运动时产生的噪音和磨损，并维持振动。

在此，定子的上部还包括用于防止所述振子线性运动时发生接触的阻尼器。

并且，润滑带是在上述磁铁外表面涂覆对上述磁铁的磁束具有集束特性的磁性流体而形成的磁性流体带。

另外，润滑带的一部分内接在上述线圈内部。

下面参照附图对本发明进行的详细说明，能够更加清楚地理解本发明的特点和优点。

在此之前，本发明的说明书和权利要求书中使用的用语或词汇不以通常或词典上的含义加以理解，而是应该基于为了以最佳实施方式对本发明进行说明，发明人可以适当定义用语概念的原则，按照符合本发明技术思想的含义和概念来进行理解。

本发明的线性振子，具有阻尼器和润滑带，能够使由振子过度振动造成的磨损及噪声最小化，还能够防止振子的左右振动，得到稳定的线性振动。

另外，通过阻尼器和润滑带的阻尼作用，能够缩短振子停止振动的时间，减少弹簧的残振。

附图说明

图1是本发明第1实施方式的线性振子的剖视图；

图2是本发明第2实施方式的线性振子的剖视图；

图3是本发明第2实施方式的线性振子的分解斜视图。

附图标记

100a、100b：线性振子    110：振子

111：线圈               112：重量体

120：定子               121：磁铁

123：阻尼器             130：弹簧

140：润滑带

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地说明，以能够更加清楚地理解本发明的目的、具体的优点和新颖的特征。本发明对附图中各组成部件标记符号时，对于相同的组成部件，即使表示在不同附图中，也尽可能地使用相同符号。另外，在以下说明中，为避免混淆本发明的发明主旨，省略了对一些相关公知技术的详细说明。

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行详细地说明。

如图1至图3所示，本发明的线性振子100a包括振子110、定子120、弹簧130和润滑带140。

振子110包括：输入电流产生电磁场的线圈111，以及设置在线圈111的外表面并具有一定质量的重量体112。

在线圈111内输入一定频率的电流，就会在线圈111周围产生电磁场。

重量体112在线圈111的电源信号的作用下，与磁铁121相互作用，从而产生垂直方向的振动。

重量体112优选由密度大于铁的材料制成，这是为了在体积相同的情况下增加振子110的质量，通过调节与振动体质量相关的谐振频率，从而使振动量达到最大。

重量体112可以向侧面扩张，以使其具有更大的质量，这也是为了在有限的体积内增加质量，使振动量达到最大。

一般来说，对于利用谐振频率F的线性振子，谐振频率F如下述[式1]所示，由重量体112的质量m和弹簧130的弹性系数k决定。只要在线圈111内输入具有该谐振频率F的电流且电流流过时，重量体112上下移动的位移就会达到最大值，振动量也将达到最大。

[式1]

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

为了保证线性振子100a的固有频率，振子110可以至少具有一个以上的孔（没有图示），以便增减振子110的质量。

定子120上面具有与线圈111相对的磁铁121，下面设置有对重量体112弹性支撑的弹簧130。另外，磁铁121的下部具有轭（yoke）122，磁铁121以及轭122和线圈111之间设置有引导振子110线性运动的润滑带140。

磁铁121的一面与线圈111相对设置，包含该面的磁铁121的一部分插入到线圈111形成的空间内。

通过磁铁121的磁束和线圈111的电磁感应现象，使振子110进行线性振动。

也就是说，通过对振子110进行弹性支撑使该振子线性运动的弹簧130与磁铁121以及线圈111的相互作用，能够使振子110进行线性振动。磁铁121的下部具有轭122，能够感应一定强度的电磁场。

润滑带140设置在轭122以及磁铁121和线圈111之间，在受到外部冲击以使振子110左右晃动而引发左右振动时，能够抑制左右振动，从而使振子110保持线性振动，并消除残余振动。

润滑带140由涂覆在磁铁121的表面的环形磁束制成。

磁性流体是在液体内使磁性粉末以胶体状分散、稳定后，为使其不会在重力或磁场作用下出现磁性粉末沉淀或凝聚现象，通过添加表面活性剂而制成，例如，可以将四氧化三铁、铁-钴合金微粒分散到油或水中，或在甲苯中分散钴。

上述磁性粉末为0.01~0.02μm的超微粒粉末，进行超微粒特有的布朗运动，即使受到外部磁场、重力、离心力等作用，流体内磁性粉末粒子的浓度仍然保持一定。

另外，润滑带140能够填补磁铁121外面和线圈111的中空部分内面之间的隔离空间，使振子110柔和地进行振动或滑动。

也就是说，润滑带140只与线圈111的一侧面相连接。

另外，润滑带140还可以包括通过磁铁121的磁束作用沿磁铁121外表面形成的磁性流体带。上述磁性流体带可以在磁铁121外表面涂覆对磁铁121的磁束具有集束特性的磁性流体而成。

即，磁铁121的外表面和中空部分的内面之间形成一定的隔离空间，在隔离空间内通过磁铁121的磁束，沿磁铁121的外表面形成磁性流体带。

如上所述，润滑带140对线性振动进行支撑，不仅能够防止由于振子120过度振动而使振子110对定子120进行冲击时产生的碰撞噪音，还能够防止外部冲击造成的振子110的左右振动。

这里，振子110和定子120的概念是相对的，定子120指的是相对产生振动的振子110固定的部分，振子110则指的是相对定子120产生振动的部分。

线性振动的原理如下：弹簧130对包含线圈111的振子110进行弹性支撑，连接线圈111和弹簧130，输入电流后，线圈111就会感应出磁场，产生电磁力，使振子110进行线性振动。此时，线圈111设置在磁铁121的磁场内。

通过线圈111产生电磁力，从磁铁121通过线圈111的磁束方向沿左右形成，线圈111产生的磁场沿上下形成，从而使振子110沿上下振动。因此，磁铁121的磁束方向和振子110的振动方向成垂直状态。

以振子110的固有频率激励电磁力，就会出现谐振，从而获得最大的振动量。振子110的固有频率如[式1]所示，与振子110的质量m和弹簧130的弹性系数k有关。

另一方面，阻尼器123设置在定子120的与振子110相对的上部，用于吸收振子110的振动。因此，在振子110进行线性振动时，能够防止由于振子110过度振动而使振子110和定子120接触产生的碰撞声音以及磨损。

阻尼器123还可以设置在定子120与重量体112另一面相对的面上。例如，振子110沿上下振动时，可以在下侧的定子120上安装阻尼器123，也可以设置在上侧的定子120上，以防止由于振子110上下振动而产生的碰撞声音。

阻尼器123的材料可以采用能够吸收振子110冲击的橡胶、软木、聚丙烯等多种冲击吸收材料。

图2和图3是本发明优选第2实施方式的线性振子的剖视图和分解斜视图。下面，参照附图，对本实施方式的线性振子100b进行详细说明。本实施方式除部分结构外，其它与第1实施方式相同，对于相同或相应的组成部件，使用相同的符号进行标记，对于重复的部分，将省略说明。

本发明第2实施方式的线性振子100b包括阻尼器123、柔性电路板（FPC；124）、机架125、机箱126、弹簧130和润滑带140。

线圈111的外表面结合有对线圈111进行支撑的固定器113，该固定器113的外表面设置有重量体112。

对于重量体112，已经在第1实施方式中进行了详细地说明，这里对其省略。

弹簧130的一端固定在柔性电路板124上，另一端固定在振子110上，以支撑振子110进行线性振动。

弹簧130的弹性系数将影响振子110的固有频率。

弹簧130以卷簧或板簧的形式固定在机箱126内部空间的下面，与振子110连接，产生弹力。

弹簧130的下部具有形成有电子部件和电子线路的柔性材质的柔性电路板124，从而能够进行电连接。

柔性电路板124的下部设置有从下部对上述部件进行支撑的机架125。

机架125由非磁性或弱磁性材料制成，以避免影响驱动部。

机箱126是具有一定大小的内部空间的容纳部件，向下开放的下方部分通过机架125密闭。

磁铁121沿附图中的垂直方向设置，上下具有不同的磁极，以能够产生一定强度的磁力。

机箱126下部安装有防止振子110过度振动引起的碰撞声音及磨损的阻尼器123，还具有填补磁铁121及轭122的外面和线圈111内面之间隔离空间以使振子110柔和振动或滑动的润滑带140。

对阻尼器123和润滑带140，已在第1实施方式中进行了详细地说明，这里对其省略。

如上所述，本发明涉及的线性振子100a、100b具有阻尼器123和润滑带140，能够使由振子110的过度振动造成的磨损及噪音最小化，还能防止振子110的左右振动，得到稳定的线性振动。

另外，通过阻尼器123和润滑带140的阻尼作用，能够缩短振子110停止振动的时间，减少弹簧130的残振。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细地说明，但这只是为了具体说明本发明，本发明涉及的线性振子100a、100b并不限于此，在不脱离本发明技术思想的范围内，具有相关领域背景知识的人，可以进行多种变形和改良。

对本发明进行的单纯的变形或改变均落入本发明权利要求的范围内，本发明具体权利要求范围应根据权利要求书进行理解。

Claims (8)

1.一种线性振子，其特征在于，该线性振子包括定子、振子、弹簧和润滑带；

所述定子限定有内部空间，所述定子具有用于产生磁力的磁铁和设置在所述磁铁上的轭；

所述振子与所述磁铁相对设置，所述振子包括输入电流的线圈和重量体；

所述弹簧的下端固定在所述定子上，所述弹簧的上端固定在所述振子上，用于对所述振子的线性运动进行弹性支撑；

所述润滑带设置在所述磁铁和轭的外表面与所述线圈之间，用于防止所述振子做线性运动时产生的噪音和磨损，并维持振动。

2.根据权利要求1所述的线性振子，其特征在于，所述定子的上部还包括用于防止振子线性运动时发生接触的弹性材质的阻尼器。

3.根据权利要求1所述的线性振子，其特征在于，所述润滑带是在所述磁铁外表面涂覆对所述磁铁的磁束具有集束特性的磁性流体而形成的磁性流体带。

4.根据权利要求1所述的线性振子，其特征在于，所述润滑带的一部分内接在所述线圈的内部。

5.一种线性振子，其特征在于，该线性振子包括定子、振子、弹簧和润滑带；

所述定子包括机箱和机架，所述定子具有用于产生磁力的磁铁和设置在所述磁铁上的轭，且所述机箱限定有内部空间，所述机架安装在所述机箱的下部用于密闭所述机箱的内部空间；

所述振子与所述磁铁相对设置，所述振子包括输入电流的线圈，结合在所述线圈外径上的固定器，以及设置在所述固定器外径上的重量体；

所述弹簧的下端固定在所述定子上，所述弹簧的上端固定在所述振子上，用于对所述振子的线性运动进行弹性支撑；

所述润滑带设置在所述磁铁和轭的外表面与所述线圈之间，用于防止所述振子做线性运动时产生的噪音和磨损，并维持振动。

6.根据权利要求5所述的线性振子，其特征在于，所述定子的上部还包括用于防止所述振子线性运动时发生接触的阻尼器。

7.根据权利要求5所述的线性振子，其特征在于，所述润滑带是在磁铁外表面涂覆对磁铁的磁束具有集束特性的磁性流体而形成的磁性流体带。

8.根据权利要求5所述的线性振子，其特征在于，所述润滑带的一部分内接在所述线圈内部。