CN104052228A

CN104052228A - 水平线性振动器

Info

Publication number: CN104052228A
Application number: CN201310322558.7A
Authority: CN
Inventors: 全荣在
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Molus Corporation
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: KR20140112648A; CN104052228B; US20140265650A1

Abstract

提供一种水平线性振动器，包括：壳体；质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中；线圈构件，安装在壳体中；磁体构件，安装在质量构件中并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；弹性构件，安装在壳体中，并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力；支承构件，设置在质量构件和壳体之间，以使得质量构件能够相对于壳体滑动运动。

Description

水平线性振动器

技术领域

本发明涉及一种能够被安装在小型电子装置中的线性振动器，更具体地讲，涉及一种小且轻的水平线性振动器的实现。

背景技术

通常，通信装置的一个基本功能就是来电通知功能。来电通知功能的示例可包括发声（诸如旋律或铃声）功能和振动功能，在振动功能中，振动被传递到装置。

在这些功能中，振动功能主要用于防止通过装置的扬声器提供的旋律或铃声打扰他人。

为了实现振动功能，通常，通过驱动小型的振动电机产生的振动力被传递到壳，以允许装置振动。

近来，随着对小型多功能移动电话的需求增大，已经频繁采用了触摸屏类型的显示装置等。然而，需要逐渐改善振动电机，以使得振动电机具有当显示装置被触摸时产生振动的功能等。

在现有的移动电话中所使用的振动电机采用的方法是：产生转矩以使质量不平衡的旋转部分旋转，以获得机械振动。在这种情况下，转矩主要藉由如下结构而产生：在该结构中，通过电刷和换向器之间的接触而被换向的电流被供应到转子线圈。

然而，使用换向器的电刷式结构在电机旋转时电刷通过换向器片之间的间隙时导致机械摩擦并产生电火花，因此使电刷和换向器磨损，由此缩短了电机的寿命。

此外，当电压被施加到电机时，在电刷式结构中可能会存在旋转惯量，因此需要相对长的时间周期来达到目标振动量，因此，可能难以实现适合于应用了触摸屏的个人数字助理（PDA）等的振动量。

因此，为了提高显示装置的寿命和响应特性，已经使用了通过旋转方案以外的方案产生振动的线性振动器。

这样的线性振动器利用安装于其中的弹簧和结合到弹簧的质量体（具有确定的谐振频率并由电磁力激发）来产生振动。

然而，大多数线性振动器具有安装于其中的质量体在竖直方向上振动的结构，因此，线性振动器在厚度方面会受到约束。

此外，由于线性振动器的厚度随着线性振动器产生的振动量的增加而增加，因此PDA需要大的空间以允许线性振动器被安装于其中，从而难以使线性振动器小型化。

同时，作为现有技术，提供了专利文献1和专利文献2。专利文献1和专利文献2都公开了线性振动器。然而，专利文献1不具有顾及在振动部分中产生稳定的往复运动的构造，从而难以获得恒定的振动频率。另一方面，根据专利文献2，通过轴引导振动部分的往复运动，可获得恒定的振动频率。然而，根据专利文献2，由于轴和振动部分会不容易装配并且轴由于外部冲击而会容易变形，所以可能不容易实现线性振动器的小型化和轻型化，并且线性振动器会不适合于被频繁施以外部冲击的便携式电子装置。

现有技术文献

专利文献1：KR10-1152417B1

专利文献2：JP2012-016153A

发明内容

本发明的一方面提供一种可被容易地小型化的水平线性振动器，该水平线性振动器重量减轻，并且可经受外部冲击。

根据本发明的一方面，提供一种水平线性振动器，包括：壳体；质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中；线圈构件，安装在壳体中；磁体构件，安装在质量构件中并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；弹性构件，安装在壳体中并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力；支承构件，设置在质量构件和壳体之间，以使得质量构件能够相对于壳体滑动运动。

弹性构件可以是螺旋弹簧。

所述弹性构件可包括：第一弹簧，将壳体的一端连接到质量构件的一端；第二弹簧，将壳体的另一端连接到质量构件的另一端。

所述第一弹簧和第二弹簧可具有不同的弹簧常数。

所述壳体可具有截面为圆形的圆筒形状，所述质量构件可具有截面为圆形的圆柱形状。

所述磁体构件的中心可被设置成从线圈构件的中心朝着一个方向偏移，以在质量构件停止的状态下将偏移的磁场提供给线圈构件。

根据本发明的一方面，提供一种水平线性振动器，包括：壳体；质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中；磁体构件，安装在壳体中；线圈构件，安装在质量构件中并与磁体构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；弹性构件，安装在壳体中并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力；支承构件，设置在质量构件和壳体之间，以使得质量构件能够相对于壳体滑动运动。

所述弹性构件可以是螺旋弹簧。

所述第一弹簧和第二弹簧可具有不同的弹簧常数。

根据本发明的一方面，提供一种水平线性振动器，包括：壳体，设置有沿着长度方向纵长地延伸的凹槽；质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中，并且设置有被***到凹槽中的突起；线圈构件，安装在壳体中；磁体构件，安装在质量构件中并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；弹性构件，安装在壳体中并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力。

所述弹性构件可以是螺旋弹簧。

所述第一弹簧和第二弹簧可具有不同的弹簧常数。

根据本发明的一方面，提供一种水平线性振动器，包括：壳体，具有沿着长度方向延伸的容纳空间；质量构件，安装在容纳空间中，并且能够沿着长度方向运动；线圈构件，安装在壳体中；磁体构件，安装在质量构件中，并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；弹性构件，安装在壳体中并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力，其中，容纳空间具有不对称的截面或者椭圆形或多边形截面，质量构件具有与容纳空间的截面相吻合的截面形状。

所述弹性构件可以是螺旋弹簧。

所述第一弹簧和第二弹簧可具有不同的弹簧常数。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面、特点和其它优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的水平线性振动器的截面图；

图2是沿着图1中示出的水平线性振动器的A-A线截取的截面图；

图3是示出在图1中示出的水平线性振动器的另一种形式的截面图；

图4是根据本发明的第二实施例的水平线性振动器的截面图；

图5是根据本发明的第三实施例的水平线性振动器的截面图；

图6是沿着在图5中示出的水平线性振动器的B-B线截取的截面图；

图7和图8是沿着图5中示出的B-B线截取的水平线性振动器的另一种形式的截面图；

图9是根据本发明的第四实施例的水平线性振动器的截面图；

图10是沿着图9中示出的水平线性振动器的C-C线截取的截面图；

图11和图12是沿着在图9中示出的C-C线截取的水平线性振动器的另一种形式的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明可以按照许多不同的形式体现，并且不应当被解释为限于在此阐述的实施例。

相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将会把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。

图1是根据本发明的第一实施例的水平线性振动器的截面图；图2是沿着图1中示出的水平线性振动器的A-A线截取的截面图；图3是示出在图1中示出的水平线性振动器的另一种形式的截面图；图4是根据本发明的第二实施例的水平线性振动器的截面图；图5是根据本发明的第三实施例的水平线性振动器的截面图；图6是沿着在图5中示出的水平线性振动器的B-B线截取的截面图；图7和图8是沿着图5中示出的B-B线截取的水平线性振动器的另一种形式的截面图；图9是根据本发明的第四实施例的水平线性振动器的截面图；图10是沿着图9中示出的水平线性振动器的C-C线截取的截面图；图11和图12是沿着在图9中示出的C-C线截取的水平线性振动器的另一种形式的截面图。

将参照图1至图3描述根据本发明的第一实施例的水平线性振动器。

根据本发明的实施例的水平线性振动器100可包括壳体110、质量构件120、磁体构件130和线圈构件140。此外，水平线性振动器100还可包括弹性构件150和支承构件160。

壳体110具有容纳空间112，并且可形成为沿着一个方向纵长地延伸。例如，壳体110可具有中空的圆筒形状（见图2）。然而，壳体110的形状不限于圆筒形状。换句话说，根据需要，壳体110可具有多边形形状或其它形状。

壳体110可由具有足够的刚性的材料形成，以保护设置在容纳空间112中的构件不受外部冲击的影响。例如，壳体110可由金属或塑性材料形成。然而，壳体110不是仅由上述材料形成，而是根据需要可由其它材料形成。

壳体110可由多个构件形成。换句话说，壳体110可通过将相对于彼此对称的两个构件结合而形成。通过这样的构造，水平线性振动器100的其它构件可容易安装在壳体110的容纳空间112中，并且安装的构件可容易更换和与其它构件互换。

质量构件120可安装在壳体110的容纳空间112中。换言之，质量构件120具有比壳体110的尺寸小的尺寸，因此可被完全容纳于容纳空间112中。作为参考，根据本发明的实施例，质量构件120具有与壳体110的容纳空间112基本吻合的圆柱形状。然而，质量构件120的形状不限于圆柱形，而是根据需要可以不同地改变。

质量构件120可在容纳空间112中运动。换言之，质量构件120可沿着壳体110的长度方向以往复的方式运动。为此，质量构件120的长度L1可比壳体110的长度或容纳空间112的长度L2短。在这种情况下，容纳空间112的长度L2和质量构件120的长度L1之间的长度偏差（L2-L1）可根据水平线性振动器100的自然振动频率的类型确定。例如，当需要具有相对大的振幅的自然振动频率时，长度偏差（L2-L1）可以大，而当需要具有相对小的振幅的自然振动频率时，长度偏差（L2-L1）可以小。

质量构件120可具有引起水平线性振动器100的振动所需的质量。换句话说，质量构件120的质量可根据水平线性振动器100的自然振动频率而改变。例如，当需要自然振动频率处于高频段中时，可降低质量构件120的质量，当需要自然振动频率处于低频段中时，可增加质量构件120的质量。

质量构件120可由金属或橡胶材料形成。金属可用于在尺寸小的情况下增加质量大小，橡胶材料可用于减轻由于壳体110和质量构件120之间的冲击而导致的破损现象。

磁体构件130可安装在质量构件120中。换句话说，磁体构件130可安装在质量构件120的圆周上（见图2）。为此，在质量构件120的圆周可设置有凹槽122，磁体构件130安装在凹槽122中。然而，质量构件120的圆周不一定设置有凹槽122。例如，磁体构件130可通过粘合剂附着到质量构件120的圆周。

磁体构件130的两端（基于图1的水平方向）可具有不同的极性。例如，磁体构件130的一端可以是第一极性（N极），磁体构件130的另一端可以是第二极性（S极）。这样设置的磁体构件130可与线圈构件140一起形成磁力，以使得质量构件120沿着壳体110的长度方向（基于图1的水平方向）按照往复方式运动。

如图1中所示，磁体构件130可形成得比线圈构件140长。这样形成的磁体构件130可在质量构件120的往复运动过程中始终面对线圈构件140，以形成磁力。

同时，如图3中所示出的，磁体构件130可被设置成在质量构件120停止的状态下相对于线圈构件140朝着一个方向偏移。换句话说，磁体构件130的中心线C2-C2可被设置成与线圈构件140的中心线C1-C1偏移预定距离。这样设置的结构在磁体构件130和线圈构件140之间产生朝着一个方向偏移的磁场，该磁场可被应用于起动处于停止状态的质量构件120的情况。

线圈构件140可被安装到壳体110中。换句话说，线圈构件140可安装到壳体110的内周表面上，并且在质量构件120的停止状态下，线圈构件140可被设置在面对磁体构件130的位置（见图1和图2）。

线圈构件140可连接到外部电源。换句话说，可从外部电源将电流施加给线圈构件140，以产生预定的磁场。

这样构造的线圈构件140可根据电流的供应方向交替地产生与磁体构件130的磁场一致或不一致的磁场，由此使质量构件120往复运动。

弹性构件150可被安装在壳体110的容纳空间112中，并且可朝着单轴方向（one-axis direction）（基于图1的水平方向）提供预定的弹力。为此，弹性构件150可具有弹簧形状。换句话说，弹性构件150可以是螺旋弹簧。

弹性构件150可设置在壳体110的一端和质量构件120的一端之间以及壳体110的另一端和质量构件120的另一端之间。这样设置的弹性构件150可朝着与质量构件120的运动方向相反的方向提供弹力。例如，当质量构件120朝着第一方向（基于图1，左侧方向）运动时，弹性构件150可朝着第二方向（基于图1，右侧方向）向质量构件120施加弹力，当质量构件120朝着第二方向运动时，弹性构件150可朝着第一方向向质量构件120施加弹力。

此外，弹性构件150可防止质量构件120与壳体110相撞。换句话说，弹性构件150可防止质量构件120的两端由于质量构件120的突然运动而与壳体110的左端和右端相撞。

同时，如图3中所示，设置在质量构件120的两端处的弹性构件150可具有不同的弹性模量。换句话说，设置在质量构件120的一侧的第一螺旋弹簧152可具有第一弹簧常数，设置在质量构件120的另一侧的第二螺旋弹簧154可具有第二弹簧常数。这样，当具有不同弹簧常数的螺旋弹簧152和154设置在质量构件120的两端时，在质量构件120处于停止状态时使质量构件120朝着一个方向偏移可获得与使磁体构件130偏移相同或相似的效果。

支承构件160可设置在壳体110和质量构件120之间，并且可安装在壳体110中或质量构件120中，以使得质量构件120能够相对于壳体110滑动运动。换句话说，支承构件160可设置在壳体110的内周表面和质量构件120的外周表面之间。这样设置的支承构件160减轻了壳体110的内周表面和质量构件120的外周表面之间的接触和摩擦，由此使得质量构件120的往复运动平稳。

根据如上所述构造的水平线性振动器100，质量构件120的运动位置可通过用于稳定地确保质量构件120的直线度的弹性构件150以及支承构件160而被稳定地保持，由此获得恒定可靠的振动频率。此外，根据本发明的实施例的水平线性振动器100可由于弹性构件150和支承构件160而防止或减轻质量构件120和壳体110之间的碰撞现象，由此提高抵抗外部冲击的耐用性。

接着，将描述根据本发明的另一实施例的水平线性振动器。作为参考，在下面的实施例的描述中，与本发明的上述实施例中的部件相同的部件将由与前述实施例中的标号相同的标号表示，并且将省略对这些部件的详细描述。

在下文中，将参照图4描述根据本发明的第二实施例的水平线性振动器。

根据本发明的第二实施例的水平线性振动器100可在磁体构件130和线圈构件140的位置方面与第一实施例有所不同。换句话说，根据本发明的第二实施例，磁体构件130可安装到壳体110的内周表面上，而线圈构件140可安装到质量构件120的外周表面上。

如此构造的水平线性振动器100具有这样的结构：线圈构件140绕着能够与壳体110分离的质量构件120缠绕，从而可相对容易地安装线圈构件140。

接着，将参照图5至图8描述根据本发明的第三实施例的水平线性振动器。

根据本发明的第三实施例的水平线性振动器100可在壳体110和质量构件120的形状方面与前述实施例有所不同。换句话说，根据本发明的第三实施例，壳体110可设置有凹槽114，质量构件120可设置有突起124。

凹槽114可沿着壳体110的长度方向纵长地形成。换句话说，凹槽114可沿着质量构件120的往复运动方向（基于图5的水平方向）纵长地形成。

突起124可形成于质量构件120中。换句话说，突起124可沿着质量构件120的往复运动方向纵长地形成。或者，多个突起124可以以预定间隔沿着质量构件120的往复运动方向形成。突起124可被***到壳体110的凹槽114中。换句话说，突起124具有基本上与凹槽114吻合的尺寸，并且可在显著减小接触摩擦的状态下沿着凹槽114运动。即，突起124和凹槽114以显著减小的公差精确加工，因此可彼此滑动地接触。

根据如上所述构造的水平线性振动器100，通过将突起124***到凹槽114内，可确保质量构件120的直线度。因此，在本实施例中，可省略支承构件160，从而可节省水平线性振动器100的制造成本，并且可简化水平线性振动器100的制造工艺。

同时，如图7和图8中所示，多个凹槽114和多个突起124可按照预定的周向间隔分别形成在壳体110和质量构件120的圆周。

接着，将参照图9至图12描述根据本发明第四实施例的水平线性振动器。

根据本发明的第四实施例的水平线性振动器100与前述实施例的不同之处可在于壳体110和质量构件120的截面形状方面。

在本实施例中，壳体110可具有竖直或水平不对称的截面形状、矩形或方形截面形状或者多边形或椭圆形截面形状。换句话说，如图10中所示出的，壳体110可具有圆的一部分变平坦的截面形状。或者，如图11中所示，壳体110可具有矩形截面形状。或者，如图12中所示，壳体110可具有椭圆形截面形状。即，在本实施例中，壳体110可具有带方向性的截面形状。

质量构件120可具有与壳体110对应的截面形状。即，在图10中示出的质量构件120的截面形状与壳体110的截面形状类似，也具有圆的一部分变平坦的截面形状，在图11中示出的质量构件120可具有矩形或方形截面形状，在图12中所示出的质量构件120可具有椭圆形截面形状。

具有上述形状的壳体110和质量构件120的截面形状具有方向性，从而质量构件120可在壳体110内朝着特定方向偏移。即，所述结构用于限制质量构件120在截面中的运动，由此提高质量构件120的直线度。

如上所述，根据本发明的实施例，通过将质量构件形成为具有合适的尺寸，可产生高频振动。

而且，根据本发明的实施例，通过显著减少水平线性振动器的部件的数量，可节省水平线性振动器的制造成本。

此外，根据本发明的实施例，由于水平线性振动器的内部结构稳固，所以可显著降低由于外部冲击对水平线性振动器的性能的影响。

虽然已经结合实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将明确的是，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行变型和变化。

本申请要求于2013年3月13日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0026516号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。

Claims

1.一种水平线性振动器，包括：

壳体；

质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中；

线圈构件，安装在壳体中；

磁体构件，安装在质量构件中并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；

弹性构件，安装在壳体中，并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力；

支承构件，设置在质量构件和壳体之间，以使得质量构件能够相对于壳体滑动运动。

2.如权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件是螺旋弹簧。

3.如权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件包括：

第一弹簧，将壳体的一端连接到质量构件的一端；

第二弹簧，将壳体的另一端连接到质量构件的另一端。

4.如权利要求3所述的水平线性振动器，其中，所述第一弹簧和第二弹簧具有不同的弹簧常数。

5.如权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述壳体具有截面为圆形的圆筒形状，

所述质量构件具有截面为圆形的圆柱形状。

6.如权利要求1所述的水平线性振动器，其中，所述磁体构件的中心被设置成从线圈构件的中心朝着一个方向偏移，以在质量构件停止的状态下将偏移的磁场提供给线圈构件。

7.一种水平线性振动器，包括：

壳体；

质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中；

磁体构件，安装在壳体中；

线圈构件，安装在质量构件中并与磁体构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；

8.如权利要求7所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件是螺旋弹簧。

9.如权利要求7所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件包括：

第一弹簧，将壳体的一端连接到质量构件的一端；

第二弹簧，将壳体的另一端连接到质量构件的另一端。

10.如权利要求9所述的水平线性振动器，其中，所述第一弹簧和第二弹簧具有不同的弹簧常数。

11.如权利要求7所述的水平线性振动器，其中，所述壳体具有截面为圆形的圆筒形状，

所述质量构件具有截面为圆形的圆柱形状。

12.如权利要求7所述的水平线性振动器，其中，所述磁体构件的中心被设置成从线圈构件的中心朝着一个方向偏移，以在质量构件停止的状态下将偏移的磁场提供给线圈构件。

13.一种水平线性振动器，包括：

壳体，设置有沿着长度方向纵长地延伸的凹槽；

质量构件，沿着壳体的长度方向可动地安装在壳体中，并且设置有被***到凹槽中的突起；

线圈构件，安装在壳体中；

弹性构件，安装在壳体中，并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力。

14.如权利要求13所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件是螺旋弹簧。

15.如权利要求13所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件包括：

第一弹簧，将壳体的一端连接到质量构件的一端；

第二弹簧，将壳体的另一端连接到质量构件的另一端。

16.如权利要求15所述的水平线性振动器，其中，所述第一弹簧和第二弹簧具有不同的弹簧常数。

17.如权利要求13所述的水平线性振动器，其中，所述壳体具有截面为圆形的圆筒形状，

所述质量构件具有截面为圆形的圆柱形状。

18.如权利要求13所述的水平线性振动器，其中，所述磁体构件的中心被设置成从线圈构件的中心朝着一个方向偏移，以在质量构件停止的状态下将偏移的磁场提供给线圈构件。

19.一种水平线性振动器，包括：

壳体，具有沿着长度方向延伸的容纳空间；

质量构件，安装在容纳空间中，并且能够沿着所述长度方向运动；

线圈构件，安装在壳体中；

磁体构件，安装在质量构件中，并与线圈构件互相作用而产生磁力，以使质量构件能够运动；

弹性构件，安装在壳体中，并沿着与质量构件的运动方向相同或相反的方向施加力，

其中，容纳空间具有不对称的截面或者椭圆形或多边形截面，

质量构件具有与容纳空间的截面相吻合的截面形状。

20.如权利要求19所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件是螺旋弹簧。

21.如权利要求19所述的水平线性振动器，其中，所述弹性构件包括：

第一弹簧，将壳体的一端连接到质量构件的一端；

第二弹簧，将壳体的另一端连接到质量构件的另一端。

22.如权利要求21所述的水平线性振动器，其中，所述第一弹簧和第二弹簧具有不同的弹簧常数。

23.如权利要求19所述的水平线性振动器，其中，所述磁体构件的中心被设置成从线圈构件的中心朝着一个方向偏移，以在质量构件停止的状态下将偏移的磁场提供给线圈构件。