CN102148560B

CN102148560B - 竖直振动器

Info

Publication number: CN102148560B
Application number: CN201110035622.4A
Authority: CN
Inventors: 郑锡焕; 崔准
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Molus Corporation
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: US8450887B2; US20110193426A1; CN102148560A; KR101113561B1; KR20110092111A

Abstract

本发明提供一种竖直振动器。根据本发明的示例性实施例，该竖直振动器可包括：壳体，具有形成在壳体中的预定尺寸的内部空间以及突出以与壳体的上边缘成台阶的台阶部分；磁性单元，包括设置在壳体的内部空间中的磁轭以及通过沿竖直方向在磁轭的封闭的内表面上被磁化而被固定的磁体；弹性构件，包括固定到台阶部分的外接地部分以及固定到磁性单元的内接地部分；用于产生振动的线圈，设置在磁性单元的下部上，并且当将电力施加到线圈时通过与磁性单元相互作用来产生电磁力。

Description

竖直振动器

本申请要求于2010年2月8日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0011581号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种竖直振动器(vertical vibrator)，更具体地说，涉及一种能够防止沿水平方向的振动并且提高磁流体的粘合力(cohesive power)的竖直振动器。

背景技术

近来，具有大LCD屏幕的个人数字助理的发布已快速地增加了用户的便利性。因此，个人数字助理已采用触摸屏设计并且使用振动电机，以当屏幕被触摸时产生振动。

振动电机是利用产生电磁力的原理以将电能转换成机械振动的部件。安装在个人数字助理中的振动电机还用于在静音状态(in silence)下通知用户有来电。

现有技术已使用产生旋转力以使具有不平衡质量的旋转单元旋转从而获得机械振动的设计。即，现有技术已使用通过电刷和换向器(commutator)之间的接触针对旋转力执行整流作用而获得机械振动的设计。

然而，使用换向器的电刷式结构会产生机械摩擦、电火花以及杂质，同时当电机旋转时，电刷穿过换向器片以及换向器片的电极之间的间隙，从而缩短了电机的寿命。

另外，当将电压施加到电机时，因转动惯量导致要花时间达到目标振动，从而难以在触摸屏上快速地执行合适的振动。

为了克服电机的寿命和响应特性的缺点并且执行触摸屏的振动功能，已主要使用竖直振动器。

竖直振动器不通过使用电机的旋转原理来产生振动，而是根据共振频率通过周期性地产生电磁力来产生共振，从而产生振动，所述电磁力通过安装在振动电机中的弹簧以及悬挂在弹簧上的质量体获得。

在这种情况下，竖直振动器主要使用磁轭来产生沿竖直方向的振动，所述磁轭具有附着到圆柱形壳体的磁体。然而，随着竖直方向的操作变大，会出现竖直振动器使质量体沿水平方向和竖直方向运动的问题。

由于竖直振动器使用圆柱形壳体，所以被设置成产生振动的弹性构件与弯曲弹簧或包括隔离环(spaced ring)的板簧结合，从而难以使竖直振动器的尺寸变小。

此外，用作衬垫的磁流体远离磁体，从而削弱了吸附力。

因此，当磁流体的吸附力被削弱时，将磁流体固定到磁体的力也被削弱，从而当振动器上下振动时，振动器与上部结构直接接触，从而产生触音(touchtone)和噪声。

发明内容

本发明的一方面提供一种竖直振动器，该竖直振动器能够通过防止质量体水平地运动并且增加磁流体的粘合力来防止当振动单元上下振动时产生的触音和噪声。

根据本发明的一方面，提供一种竖直振动器，该竖直振动器包括：壳体，具有形成在壳体中的预定尺寸的内部空间以及突出以与壳体的上边缘成台阶的台阶部分；磁性单元，包括设置在壳体的内部空间中的磁轭以及通过沿竖直方向在磁轭的封闭的内表面上被磁化而被固定的磁体；弹性构件，包括固定到台阶部分的外接地部分以及固定到磁性单元的内接地部分；用于产生振动的线圈，设置在磁性单元的下部上，并且当施加电力时通过与磁性单元相互作用来产生电磁力。

台阶部分可包括：水平部分，位于外接地部分中；竖直部分，为弹性构件提供振动空间。

可以以水平部分为基础通过使壳体的上部的内径比壳体的下部的内径小来形成水平部分。

弹性构件可以是板簧或弯曲弹簧，弹性构件包括连接到外接地部分和内接地部分以产生弹性力的至少一个弹性腿。

弹性腿可沿螺旋方向延伸。

根据本发明的另一方面，提供一种竖直振动器，该竖直振动器包括：壳体，具有形成在壳体中的预定尺寸的内部空间以及突出以与壳体的上边缘成台阶的台阶部分；磁性单元，包括设置在壳体的内部空间中的磁轭以及通过沿竖直方向在磁轭的封闭的内表面上被磁化而被固定的磁体；弹性构件，包括固定到台阶部分的外接地部分以及固定到磁性单元的内接地部分；用于产生振动的线圈，设置在磁性单元的下部上，并且当施加电力时通过与磁性单元相互作用来产生电磁力；磁流体，施加到内接地部分，以通过从磁体泄漏的磁通量被固定。

弹性构件的内接地部分可形成有至少一个流体***孔。

可通过将磁流体施加到流体***孔使磁流体被***到流体***孔中。

壳体可形成有穿透壳体的至少一个注入孔，以注入磁流体。

注入孔可具有比磁体的外径小的内径尺寸。

弹性腿可沿螺旋方向延伸。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其他方面、特点和其他优点将被更加清楚地理解，其中：

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的外观的立体图；

图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的分解立体图；

图3是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的截面图；

图4是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图；

图5是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的截面图；

图6是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图；

图7是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的截面图；

图8是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该注意的是，本发明的精神不限于在此阐述的实施例，而且应该理解：本发明的领域的技术人员可通过增加、修改和去除本发明的相同的精神内的部件来容易地实现已有的发明或包括在本发明的精神中的其他实施例，而这些被解释为包括在本发明的精神中。

此外，在整个附图中，将使用相同或相似的标号来指示相同的部件或在相似的想法范围内的具有相同的功能的相似的部件。

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的外观的立体图，图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的分解立体图，图3是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的截面图，图4是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图。

参照图1至图4，根据本发明的示例性实施例的竖直振动器100可包括壳体110、磁性单元120、弹性构件130、振动单元140、用于产生振动的线圈150以及磁流体160。

壳体110是具有预定尺寸的内部空间的容纳构件，壳体110的向下敞开的下部被支架111封闭。

此外，壳体110包括形成为与将在下面描述的弹性构件130结合的台阶部分114，其中，台阶部分114可形成为突起，从而壳体110的上边缘形成台阶。

台阶部分114可被构造成包括：水平部分112，弹性构件130的外接地部分132位于水平部分112中；竖直部分113，为弹性构件130提供振动空间，其中，可以以水平部分112为基础通过使壳体110的上部的内径比壳体110的下部的内径小来形成水平部分112。

在主要沿竖直方向产生振动的竖直振动器100中，水平部分112防止质量体144沿水平方向运动，从而可获得稳定的振动波形。

此外，水平部分112和竖直部分113可防止由于当振动单元140上下振动时与壳体110直接接触而导致触音和噪声的产生。

壳体110设置有至少一个注入孔116，注入孔116具有预定尺寸以穿透壳体110，而且注入孔116的尺寸被设置成具有比将在下面描述的磁体141的外径尺寸小的内径尺寸，使得被漏磁(leakage flux)固定的磁流体160不位于注入孔116的内径中而是位于注入孔116的外侧。

磁性单元120包括设置在壳体110的内部空间中的磁体141和磁轭142，以产生具有预定强度的磁场，并且磁性单元120以合适的中空圆柱形状形成，在所述中空圆柱形状中，磁轭142的上部封闭，磁轭142的下部敞开。

磁体141的上部和下部被磁化成沿竖直方向具有不同的极性，磁体141是产生具有预定强度的磁力的圆柱形永磁体。通过粘合剂将磁体141的上表面粘结到磁轭142的内部空间的封闭的下表面，使得磁体141被固定地设置在磁轭142的内部中央。

磁轭142的内表面和磁体141的外表面具有不同尺寸的内径和外径，以形成气隙AG，气隙AG具有在磁轭142的内表面和磁体141的外表面之间的预定尺寸，用于产生振动的线圈150的上部设置在气隙AG之间。

因此，当被构造成包括磁轭142和磁体141的磁性单元120上下振动时，气隙AG会防止磁性单元120和用于产生振动的线圈150之间的接触。

优选的是，磁体141的下表面安装有下板148，以平稳地形成磁通量，即，在磁轭142的敞开侧经用于产生振动的线圈150流入到磁轭142的下端中的磁力。

下板148的下表面应该被布置在与包括磁性单元120和质量体144的振动单元140的下表面近似相同的水平线上。

下板148的下部设置有橡胶180，其中，橡胶可附着到支架111的上表面。

橡胶180吸收外部冲击和当振动单元140上下振动时产生的冲击，从而可延长竖直振动器100的寿命。

弹性构件130可包括：外接地部分132，固定到壳体110的水平部分112；内接地部分134，固定到磁性单元120。

弹性构件130可以是板簧，弹性构件130包括：多个弹性腿133，具有连接到弹性腿133的一端的外接地部分132，并且沿螺旋方向延伸以产生弹性力；内接地部分134，连接到各个弹性腿133的另一端并且固定到组成磁性单元120的磁轭142的上表面或者质量体144的上表面。

通过弹性构件130上下振动的振动单元140设置有中空圆柱形的质量体144，中空圆柱形的质量体144一体地安装在组成磁性单元120的磁轭142的外表面上，质量体144的中心部分可设置有具有预定尺寸的中心孔145，其中，中心孔145穿透质量体144的中心部分并且***有磁轭142的主体。

中心孔145的内表面的下端可设置有凹槽147，磁轭142的下端的突起146位于凹槽147中，以防止质量体144的下部分离。

突起146可形成为被布置得比质量体144的下表面高，突起146防止当振动单元140下落得最大时振动单元140与施加到用于产生振动的线圈150的下端的外侧以将用于产生振动的线圈150固定到支架111的上表面的粘合剂接触，从而在这种方式下，可确保用于振动单元140的稳定的竖直振动的足够空间。

另外，质量体144可被设置成具有比壳体110的内表面的内径尺寸小的外径尺寸，使得当质量体144上下振动时，质量体144可不与壳体110的内表面接触地上下振动。

因此，具有预定尺寸的间隙形成在壳体110的内表面和质量体144的外表面之间。

优选的是，质量体144由不受从磁体141产生的磁力影响的非磁性材料制成。

可通过粘合剂将用于产生振动的线圈150的下端结合到封闭壳体110的下部的支架111的上表面，使得用于产生振动的线圈150的下端被设置成恰好在磁性单元120下方，以当从外部施加电力时产生具有预定强度的电场。

用于产生振动的线圈150的上端被布置在形成在磁轭142的内表面和磁体141的外表面之间的气隙AG中，以平稳地执行从磁性单元120产生的磁场和从用于产生振动的线圈150产生的电场之间的相互作用。

支架111的上表面可设置有电连接的印刷电路板117，以将外部电力供应到用于产生振动的线圈150。

磁流体160是冲击吸收构件，当包括磁性单元120的振动单元140上下振动时，磁流体160最大程度地阻止固定结构(即，壳体110)与可运动结构(即，振动单元140)之间的直接接触，并且通过形成为穿透壳体110的上表面的注入孔116将磁流体160施加到弹性构件130的内接地部分134，以吸收在接触时产生的触摸噪声(touch noise)和冲击。

可通过从安装在磁轭142的封闭的下表面上的磁体141的上部外边缘泄漏的磁通量使施加到内接地部分134的磁流体160在与磁体141的上部外边缘对应的规则的位置处被设置成环形形状，可通过从磁体141泄漏的磁通量使施加到内接地部分134的磁流体160设置在规则的位置处，以吸收在振动单元140的竖直振动变化的过程中在其他构件之间产生接触时产生的触摸噪声和冲击。

即，磁流体160与壳体110的上部内表面接触，同时如果施加到振动单元140的共振频率以比预设频率高的水平施加，则振动单元140立刻上升至最大高度或更高的高度，同时振动单元140在壳体110的内部空间中上下振动，但是磁流体160首先与壳体110的上部内表面接触，以首先防止直接冲击，从而可吸收在接触时产生的冲击和触摸噪声。

此外，优选的是，磁体141的外径被设置成比注入孔116的内径尺寸大，从而通过从磁体141的外边缘泄漏的磁通量使以环形形状规则地布置在弹性构件130的内接地部分134上的磁流体160不位于注入孔116的内径范围内。

因此，磁流体160与壳体110的注入孔116不穿透的下表面竖直地对应。

在这种情况下，注入孔116可被带构件115安全地封闭，带构件115的表面印有标签并且附着到壳体110的上表面，以不使磁流体160暴露到外部。

磁流体160是具有铁磁金属属性以及流体的流动性的流体。这种流体通过将磁粉稳定并且分散在呈胶状的液体中然后添加表面活性剂而形成，以不因重力或磁场导致产生磁粉沉淀或聚集。流体具有超微粒子固有的布朗运动，并且即使当外部磁场、重力、离心力等被施加到流体时也使流体中的磁粉粒子的浓度一直保持均匀。

磁流体160通过被施加到弹性构件130的内接地部分134而被固定，从而可增加将磁流体160固定到磁体141的力。

图5是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的截面图，图6是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图。

参照5和图6，根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器100可包括壳体110、磁性单元120、弹性构件130、振动单元140、用于产生振动的线圈150以及磁流体160。

除了弹性构件130之外的所有的部件与图1至图4中的那些部件相同，因此，将省略对这些部件的详细描述。

弹性构件130的内接地部分134可包括形成以施加并***磁流体160的流体***孔135。

可通过从安装在磁轭142的封闭的下表面上的磁体141的上部外边缘泄漏的磁通量使施加到流体***孔135的磁流体160在与磁体141的上部外边缘对应的规则的位置处被设置成环形形状，并且可通过从磁体141泄漏的磁通量使磁流体160设置在规则的位置处，以吸收在振动单元140的竖直振动变化的过程中在其他构件之间产生接触时产生的触摸噪声和冲击。

磁流体160可通过被施加到流体***孔135而被固定，磁流体160可通过流体***孔135与磁轭142的表面接触，从而可通过减小磁体141和磁流体160之间的距离来增加磁流体160的粘合力。

即，当磁流体160的粘合力强时，当电机停止时磁流体返回初始位置，从而可防止当振动单元140上下振动时产生触音和噪声，并且可获得稳定的振动波形。

图7是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的截面图，图8是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器的弹性构件的立体图。

参照图7和图8，根据本发明的另一示例性实施例的竖直振动器100的弹性构件130可以是弯曲弹簧。

弯曲弹簧130可包括：多个弹性腿133，具有连接到弹性腿133的一端的外接地部分132并且沿螺旋方向延伸，以产生弹性力；内接地部分134，连接到各个弹性腿133的另一端并且固定到组成磁性单元120的磁轭142的上表面或质量体144的上表面。

此外，与板簧相似，弯曲弹簧130的内接地部分134可形成有流体***孔135，流体***孔135具有如上所述的功能和作用。

如上所述，根据本发明的线性振动电机可防止当电机受驱动时质量体水平地运动并且增加磁流体的粘合力，以当电机停止时使磁流体返回初始位置，从而可防止当振动单元上下振动时产生触音和噪声，并且通过允许磁流体吸收冲击来获得稳定的振动波形。

虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和改变。

Claims

1.一种竖直振动器，包括：

壳体，具有形成在壳体中的预定尺寸的内部空间以及突出以与壳体的上边缘成台阶的台阶部分；

磁性单元，包括设置在壳体的内部空间中的磁轭以及通过沿竖直方向在所述磁轭的封闭的内表面上被磁化而被固定的磁体；

弹性构件，包括固定到所述台阶部分的外接地部分以及固定到所述磁性单元的内接地部分；

用于产生振动的线圈，设置在所述磁性单元的下部上，并且当施加电力时通过与所述磁性单元相互作用来产生电磁力；

磁流体，施加到所述内接地部分，以通过从磁体泄漏的磁通量被固定，

其中，弹性构件的内接地部分形成有至少一个流体***孔，所述至少一个流体***孔设置在与磁体的上部外边缘对应的位置。

2.根据权利要求1所述的竖直振动器，其中，台阶部分包括：水平部分，位于外接地部分中；竖直部分，为弹性构件提供振动空间。

3.根据权利要求2所述的竖直振动器，其中，以水平部分为基础通过使壳体的上部的内径比壳体的下部的内径小来形成所述水平部分。

4.根据权利要求1所述的竖直振动器，其中，通过将磁流体施加到流体***孔使磁流体被***到所述流体***孔中。

5.根据权利要求1所述的竖直振动器，其中，壳体形成有穿透壳体的至少一个注入孔，以注入磁流体。

6.根据权利要求5所述的竖直振动器，其中，注入孔具有比磁体的外径小的内径尺寸。

7.根据权利要求1所述的竖直振动器，其中，弹性构件是板簧或弯曲弹簧，弹性构件包括连接到外接地部分和内接地部分以产生弹性力的至少一个弹性腿。

8.根据权利要求7所述的竖直振动器，其中，弹性腿沿螺旋方向延伸。