CN111416493A - 线性振动产生装置 - Google Patents

Abstract

线性振动产生装置。根据本发明的线性振动产生装置包括：固定体，所述固定体包括支架和磁性壳体，在所述支架上具有线圈，所述磁性壳体与所述支架相结合以形成内部空间；振动体，所述振动体包括根据所述线圈产生振动力的永磁体和包围所述永磁体的外周的重物；弹性构件，所述弹性构件在所述振动体和所述固定体之间，并且弹性地支承所述振动体的竖直振动；以及板，所述板位于所述弹性构件和所述振动体之间。

Description

线性振动产生装置

本申请是原案申请号为201480048596.0的发明专利申请(国际申请号PCT/KR2014/010576，申请日：2014年11月05日，发明名称：线性振动产生装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及线性振动产生装置，更具体地，涉及这样一种线性振动产生装置，该线性振动产生装置能够通过利用由线圈产生的电场和由永磁体产生的磁场之间的相互作用引起的重物的反复竖直线性运动来产生振动。

背景技术

由于蜂窝电话的广泛传播，由来电铃声引起的噪音污染使得引入了诸如振动的新型静默来电。这种新型静默来电是通过这样一种技术实现的，该技术通过向重物施加电磁力以使重物振动来通知用户来电或接收到文本消息。

根据现有技术的振动类型的来电通知一般采用给马达偏心安装旋转振子的技术。上述技术的缺陷在于，不能确保延长使用寿命，响应速度不快，并且受限于各种振动模式。因此，随着触摸型智能电话(被称为触摸电话)快速普及的趋势，其在满足用户的需要方面受到限制。

为了解决上述问题，已经提出了通过使重物线性振荡来产生振动的线性振动产生装置。所提出的线性振动产生装置被构造成通过利用由线圈(线圈被施加电流)产生的电场和由包围线圈的永磁体产生的磁场之间的相互作用使重物线性振荡来产生期望的振动。

韩国专利No.1254211(2013年4月18日公布，名称为“Linear Actuator”，下文称为相关专利文献)公开了通过使重物线性振荡而产生振动的技术。该相关专利文献中公开的技术使装置小型化并通过提高磁效率来保持稳定的工作特征。

现在将参照图1详细描述在该相关专利文献中公开的线性致动器。

参照图1，该线性致动器包括振子115、定子110和用于保护振子和定子的壳体135和102。振子115具有用于产生磁场的磁体111和包围该磁体的重物112。定子110具有安装在下壳体102的中心处的轭107和围绕轭107布置的线圈106。

PCB 105布置在下壳体102的顶表面的中心处，以便电连接至线圈106，并由此从外部向线圈发送电信号。弹性构件120插置在上壳体135和重物112之间或者下壳体102和重物112之间，以弹性支承振子115并将振幅限制在期望值内。

为了利用磁屏蔽增加磁通量密度，上板113和下板114以与彼此紧密接触的方式设置于磁体111的顶表面和底表面，以覆盖磁体111的上部和下部，并且阻尼器140和142被附接至分别面向板113和板114的上壳体135的一个表面和下壳体102的一个表面。

阻尼器140和142用作当振子115在竖直方向上振荡时能够防止振子115的顶表面和底表面与壳体135和102接触的减振构件。用作减振构件的阻尼器能够减少在振子115与壳体135和102接触时产生的噪音。

根据以上现有技术，当电信号(AC电力)经由PCB 105输入到线圈106时，振子115通过利用由定子110产生的电场和由形成振子115的磁体产生的磁场之间的相互作用而相对于定子110竖直振荡。

但是，该相关专利文献中公开的结构具有如下问题。

首先，由于阻尼器设置在壳体内部的上位置和下位置处，并且具有期望厚度的板113和板114设置在振子的顶表面和底表面上，因此不易于确保足够的行程距离(即，振幅)，使得振子在壳体的有限空间内振动。因此，应当增加壳体的高度，而这不符合装置的小型化。此外，上述现有技术具有的其它问题在于，由于振子和壳体之间的碰撞而产生噪音，并且由于磁屏蔽等而受限于致动器的薄化。

最后，在使振子产生振动的过程中，由于振子经受横向摇摆(即，俯仰运动)以及竖直振荡，振子的外拐角与壳体直接接触，这导致产生噪音，由此使产品的质量和可靠性下降。

发明内容

技术问题

因此，本发明要解决的问题是提供一种线性振动产生装置，该线性振动产生装置能够确保可获得足够行程距离(即，足够振幅)的空间以使振子在不增加壳体高度的情况下振荡，由此使装置小型化。

本发明要解决的另一个问题是提供一种线性振动产生装置，该线性振动产生装置能够防止由于振子的俯仰运动而引起部件的机械接触，并由此有效地降低由接触产生的噪音。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种线性振动产生装置，该线性振动产生装置包括：定子，所述定子包括支架和壳体，线圈安置在所述支架上，所述壳体由磁性材料制成并且被接合至所述支架以形成内部空间；振子，所述振子包括用于与所述线圈配合而产生振动力的永磁体和包围所述永磁体的外周的重物；弹性构件，所述弹性构件位于所述振子和所述定子之间以弹性支承所述振子的竖直振荡；以及板，所述板位于所述弹性构件和所述振子之间。

所述线性振动产生装置可以进一步包括阻尼构件，所述阻尼构件设置在所述永磁体的与所述板相反的暴露表面和所述定子的面向所述永磁体的所述暴露表面的一个表面中的至少一个表面上。

设置在所述永磁体的所述暴露表面上的所述阻尼构件可以包括磁流体。

所述板覆盖所述重物的一部分，并且所述板的内周表面可以从所述永磁体的内周表面进一步向内伸出，或者定位在与所述永磁体的所述内周表面相同的线上。

优选地，所述弹性构件的与所述板接触的内固定端的内周表面被布置在与所述板的内周表面相同的线上。

在本发明的一个实施方式中，所述定子可以进一步包括容纳在所述线圈的内径部分中的轭。

所述轭可以由磁性材料制成，并且形成为具有T形截面或十字形截面的圆柱形形状。

在本发明的一个实施方式中，该线性振动产生装置可以进一步包括施加在所述板的外表面上的磁流体。

所述弹性构件的一端(内固定端)可以被固定至所述板，而另一端(外固定端)可以被固定至所述壳体的一侧或所述支架的面向所述板的顶表面。

在本发明的另一个实施方式中，该线性振动产生装置可以进一步包括俯仰冲击保护器，所述俯仰冲击保护器面向与所述板相对的所述重物设置在所述重物上。

在这种情况下，所述重物的顶表面的边缘或拐角设置有与所述俯仰冲击保护器相对应的凹部。

有益效果

根据本发明的实施方式，即使将板安装在振子的顶表面和底表面中的附接有弹性构件的任一个表面上，也可以足够地集中永磁体的磁通量，由此实现具有有效振动性能的线性振动产生装置。此外，可以通过消除板来降低成本并减小尺寸。

具体地，与板被设置在永磁体的上部和下部这二者上的现有技术的构造相比，通过采用由磁性材料制成的壳体，板可以仅被设置在上部和下部中的任一个上。因此，线性振动产生装置能够确保可以获得足够行程距离(即，足够振幅)的空间以使振子在不增加壳体高度的情况下振荡，由此提高性能并使装置小型化。另外，本发明包括由直接施加在永磁体的表面上的磁流体制成的阻尼构件，因此可以使定位在被施加严重冲击的点处的阻尼构件的错位最小化。

所述板的板内周表面从永磁体的内周表面进一步向内伸出或定位在与永磁体的内周表面相同的线上。另外，板的内表面布置在与弹性构件的一个固定端的内周表面相同的线上。因此，可以使弹性构件的连接该弹性构件的外固定端和内固定端的驱动部分(称为弹簧支脚)的长度最大化。

具体地，与现有技术不同，即使弹簧的驱动部分(弹簧支脚)不具有复杂的结构，弹性构件也能够具有期望的恢复力。总之，可以简化弹性构件的结构，因此由于改进的大规模生产和降低的制造成本而具有有竞争力的价格。

另外，通过设置在壳体的面向重物的外拐角的一个表面上的阻尼件，可以防止部件(重物和定子)由于振子的俯仰运动而发生机械接触并降低由该机械接触产生的噪音。因此，本发明可以实现能够展示稳定振动特性的高度可靠并且高质量的线性振动产生装置。

附图说明

图1是根据现有技术的线性振动产生装置的截面图。

图2是根据本发明的第一实施方式的线性振动产生装置的分解立体图。

图3是示出了图2中的线性振动产生装置的组装状态的截面图。

图4是示出了图3中的第一实施方式的修改实施方式的截面图。

图5是示出了图3中的第一实施方式的另一修改实施方式的截面图。

图6是根据本发明的第二实施方式的线性振动产生装置的分解立体图。

图7是示出了图6中的线性振动产生装置的组装状态的截面图。

图8是示出了图7中的第二实施方式的修改实施方式的截面图。

图9是示出了图7中的第二实施方式的另一修改实施方式的截面图。

图10和图11是示出了根据本发明的第三实施方式和第四实施方式的线性振动产生装置的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。

图2是根据本发明的第一实施方式的线性振动产生装置的分解立体图。图3是示出了图2中的线性振动产生装置的组装状态的截面图。现在将参照附图描述根据本发明的线性振动产生装置的总体构造。

参照图2和图3，根据本发明的线性振动产生装置主要包括振子10和定子20。弹性构件40插置在振子10和定子20之间，以弹性地支承振子10的竖直振荡，在构成定子20的平面支架34上设置用于供应AC电力以产生振荡的PCB 50。

振子10具有用于形成磁场的永磁体12和以包围永磁体12以向该永磁体施加载荷的方式接合至该永磁体12的重物13。定子20具有：支架34；圆柱形线圈22，该圆柱形线圈22安置在支架34的顶表面上并且被放置在永磁体12的中心处；轭24，该轭24被容纳在线圈22的内径部分中；和壳体30。

线圈22电连接至放置在支架34上的PCB 50，并且接收电信号以使振子10相对于定子20振动。振子10响应于所接收的电信号通过由线圈22产生的电场和由永磁体12产生的磁场之间的引力和斥力而相对于定子20竖直振荡。

可以通过弹性构件40的弹性系数和作用在永磁体12和轭24之间的引力将振子10的振幅限制在合适的范围内。永磁体12具有不会妨碍轭24的内径，并且可以形成为在竖直方向上具有相反极性的环形形状(即，圆环形状)。

轭24可以形成为简单的圆柱形形状，或者可以形成为具有T字形或十字形截面的圆柱形形状。在后者的情况下，该轭具有覆盖线圈22的上部的平面护罩(shield)。具体地，轭24由磁性材料制成，以将从永磁体12产生的磁通量集中在围绕轭缠绕的线圈22上，并且利用永磁体产生引力，由此限制振子10的振幅。

考虑到经由磁屏蔽集中磁通量或轻量化的影响，所述轭优选地形成为具有T形截面。此外，考虑到在将尺寸非常小的轭转移到待组装对象的过程中保持轭时容易组装，所述轭优选地形成为具有十字形截面。

线性振动产生装置进一步包括用于覆盖振子10的部分以及永磁体12的底表面的板16。板16可以具有平面主体，在该平面主体的中心形成有孔。板16用作所述磁性护罩，以便将永磁体12产生的磁通量集中在线圈22上。

板16被固定至振子10的面向弹性构件40的一侧，因此在振子10竖直振荡时，板16与永磁体12和重物13一起振动。板16覆盖重物13的一部分，并且该板的内周表面12可以从永磁体12的内周表面11进一步向内伸出或者定位于在竖直方向上与永磁体12的内周表面11相同的线上。

弹性构件40弹性支承由永磁体12和重物13构成的振子10以给振子提供弹力，该弹力使振子返回到其相对于定子20的初始位置，并且限制了振子10的振幅，这防止了由永磁体12和重物13构成的振子10碰撞在构成定子20的壳体30上。

弹性构件40的一端被焊接至板16的底表面，而相反端被焊接至支架34的顶表面的边缘。当然，在板被放置在振子的顶表面上的构造(参见稍后描述的第二实施方式)中，该弹性构件的两端可以被分别焊接至板的顶表面和上壳体的面向该顶表面的一个表面。

如果弹性构件40的与板16接触的内固定端44的内周表面13布置在与板16的内周表面12相同的线上，则可以使弹性构件的连接弹性构件40的外固定端42和内固定端44的驱动部分(称为弹簧支脚43)的长度在有限空间中最大，由此简化驱动部分43的图案。

可以容易地使没有板16的线性振动产生装置变薄，但是存在的问题是，弹性构件40的驱动部分43没有相对于该振子的内径定位成在振子10的最内侧与永磁体的下部直接接触。

也就是说，由于弹性构件相对于振子的内径定位在振子的最内侧，因此弹性构件40的振幅(振荡频率或共振频率)的控制是有益的。但是，如果弹性构件被直接焊接至永磁体，则永磁体被消磁而改变振动力。根据本发明，由于板16仅定位在弹性构件40和永磁体12之间，因此能够提供一种在减少其厚度的同时振动特性不会劣化的线性振动产生装置。

构成定子20的壳体30接合至支架34以形成容纳振子10和弹性构件40的内部空间。在本发明的实施方式中，只要壳体30的材料是磁性的(例如，金属材料)，则不限于任何具体材料。该壳体可以形成为具有能够将振子、弹性构件和线圈容纳在其中的宽度和高度。

PCB 50将电信号从外部输入至线圈22，并为此电连接至从线圈22引出的线圈导线。如图2所示，PCB 50可以设置为环形形状，并且可以通过容纳在线圈22的内径部分中的轭24而固定，线圈22与支架34直接接触或者接合至形成在支架34的中心中的接合孔。

为了防止在振子10竖直振荡时振子和壳体直接接触，根据第一实施方式，在永磁体12的与板16的附接侧相反地定位的暴露表面上设置阻尼构件60-1。在该实施方式中，该阻尼构件可以是被直接施加在磁体的暴露表面上并通过磁力而被阻止离开其位置的磁流体。也就是说，由于通过永磁体的直接影响而使阻尼构件60-1的离开最小化，有益地提高了产品的可靠性。

如图4所示，图4示出了图3中的第一实施方式的修改实施方式，可以将阻尼构件60-2附接至壳体30的面向永磁体12的暴露表面(该暴露表面与板16相反)的一侧。在这种情况下，阻尼构件60-2可以采用由橡胶、硅或泡沫橡胶制成的阻尼件。

如示出了另一修改实施方式的图5所示，阻尼构件60-3和60-4可以设置在永磁体12的与板16相反的暴露表面上和壳体30的面向该暴露表面的一侧上。在这种情况下，优选采用磁流体作为该暴露表面的阻尼构件60-3，采用由橡胶或硅材料制成的阻尼件作为面向该暴露表面的一侧的阻尼构件60-4。

在图2至图5所示的第一实施方式中，附图标记19表示施加在板16的外周表面上的磁流体，为了磁性护罩的目的，该板16覆盖振子10的下部的一部分，附图标记70表示减振构件，该减振构件布置在弹性构件40中的支架34上，以防止当振子10竖直振荡时支架34和弹性变形的弹性构件40之间发生机械接触。

减振构件70可以由在振子10与减振构件接触时能够吸收或减轻振动的材料(例如，橡胶、硅或泡沫橡胶)制成，但是所述材料不限于任何具体材料，只要所述材料利用缓冲实现减振即可。如图所示，减振构件可以设置成环形形状。

图6是根据本发明的第二实施方式的线性振动产生装置的分解立体图。图7是示出了图6中的线性振动产生装置的组装状态的截面图。

图6和图7中的根据第二实施方式的线性振动产生装置类似于根据第一实施方式的线性振动产生装置，不过板18和弹性构件40放置在振子10上。具体地，板18和弹性构件40定位在振子10上，而永磁体12的与板18相反的暴露表面面向底侧。

由于除了振子10和弹性构件40在壳体30中被倒置以外，第二实施方式的构造基本类似于第一实施方式的构造，因此由相同的附图标记表示与第一实施方式中的部件相同的部件，并且这里将省略详细描述。因此，现在将仅简要描述与第一实施方式中的部件不同的部件。

参照图6和图7，根据第二实施方式的线性振动产生装置包括被构造成覆盖振子10的一部分以及永磁体12的顶表面的板18。弹性构件40插置在板18和定子20(具体地，壳体30)之间，以弹性支承振子10的竖直振荡。

与第一实施方式类似，板18固定至振子10的面向弹性构件40的一个表面，因此当振子10竖直振荡时，板18与永磁体12和重物13一起振动。板18覆盖重物13的一部分，并且板的内周表面12可以从永磁体12的内周表面11进一步向内伸出或定位于在竖直方向上与永磁体12的内周表面11相同的线上。

弹性构件40的一端被固定至板18的顶表面，而相反端被固定至壳体30的面向板18的一侧。类似于第一实施方式，如果弹性构件40的与板18接触的内固定端44的内周表面13被布置在与板18的内周表面12相同的线上，则可以优选地使弹性构件的驱动部分(称为弹簧支脚43)的长度最大化。

阻尼构件80-1设置在永磁体12的与板18的附接侧相反定位的暴露表面上，从而防止在振子10竖直振荡时振子10的下部和基座34之间发生机械接触。在第二实施方式中，阻尼构件80-1可以是磁流体，该磁流体以与壳体接触的中心在向下方向上凸出的方式设置。

根据图8中所示的修改实施方式，阻尼构件80-2可以是由橡胶、硅或泡沫橡胶制成的阻尼件，该阻尼件面向永磁体的与板18相反的暴露表面设置在壳体上，具体地，设置在支架34的顶表面上。此外，如示出了另一修改实施方式的图9所示，阻尼构件80-3和80-4可以设置在永磁体12的与板18相反的暴露表面以及壳体30的面向该暴露表面的一侧这二者上。

在图9中的阻尼构件80-3和80-4设置在永磁体12的暴露表面以及壳体30的一侧这二者上的上述修改实施方式中，采用磁流体作为设置在暴露表面上的阻尼构件80-3，采用由橡胶或硅材料制成的阻尼件作为壳体30的面向暴露表面的一侧的阻尼构件80-4。

根据本发明的第一实施方式和第二实施方式，即使将板安装至振子的顶表面和底表面中的附接有弹性构件的任一个表面，也能够足够地集中永磁体的磁通量，由此实现具有有效振动性能的线性振动产生装置。此外，还可以通过去除所述板来节省成本并减小尺寸。

具体地，与板设置在永磁体的上部和下部这二者上的现有技术的构造相比，通过应用由磁性材料制成的壳体，可以将板仅设置在上部和下部中的任一个上。因此，线性振动产生装置能够确保可获得足够行程距离(即，足够振幅)的空间以使振子在不增加壳体高度的情况下振荡，由此提高性能并使装置小型化。

所述板的内周表面从所述永磁体的内周表面进一步向内伸出或定位在与永磁体的内周表面相同的线上。另外，板的内表面被布置在与弹性构件的一个固定端的内周表面相同的线处。因此，能够使弹性构件的连接该弹性构件的外固定端和内固定端的驱动部分(被称为弹簧支脚)的长度在有限空间内最大化，由此简化驱动部分的构造并提供足够弹性的恢复力。

此外，图10和11是示出了根据本发明的第三实施方式和第四实施方式的线性振动产生装置的截面图。

如图10和图11所示，除了在定子20上面向与板16、18相对的重物13设置了俯仰冲击保护器90和92(由此防止振子10由于俯仰运动而受到振动)之外，根据本发明的第三实施方式和第四实施方式的线性振动产生装置与根据第一实施方式和第二实施方式的线性振动产生装置基本相同。

在第三实施方式和第四实施方式中，重物13的一个边缘或拐角优选地进一步设置有与俯仰冲击保护器90和92相对应的凹部14和15。如果设置了凹部14和15，则可以解决丢失与设置在有限空间中的俯仰冲击保护器90和92的高度一样多的振幅的问题。

虽然已经参照具体的图示实施方式描述了本发明，但是本发明不受这些实施方式的限制，而只受所附权利要求的限制。将理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员能够改变或修改这些实施方式。

工业实用性

根据本发明的线性振动产生装置可以应用为用于蜂窝电话的来电装置。

Claims (8)

1.一种线性振动产生装置，该线性振动产生装置包括：

定子，所述定子包括支架和壳体，线圈安置在所述支架上，所述壳体由磁性材料制成并且被接合至所述支架以形成内部空间；

振子，所述振子包括用于与所述线圈配合而产生振动力的永磁体和包围所述永磁体的外周的重物；

弹性构件，所述弹性构件位于所述振子和所述支架之间以弹性支承所述振子的竖直振荡；

板，所述板以覆盖所述重物的一部分和所述永磁体的方式仅位于所述弹性构件和所述振子之间；以及

阻尼构件，所述阻尼构件直接和所述永磁体的与所述板相反的一侧的整个上表面接触而形成突出的形态，并直接面向由磁性材料制成的壳体，且所述阻尼构件是磁流体；以及

轭，所述轭被容纳在所述线圈的内径部分中，所述轭在上端具有覆盖所述线圈的上部的平面护罩，所述轭的截面形状为T形且由磁性材料制成。

2.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，其中，所述板覆盖所述重物的一部分，并且所述板的内周表面从所述永磁体的内周表面进一步向内伸出，或者定位在与所述永磁体的所述内周表面相同的线上。

3.根据权利要求2所述的线性振动产生装置，其中，所述弹性构件的与所述板接触的内固定端的内周表面被布置在与所述板的内周表面相同的线上。

4.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，该线性振动产生装置进一步包括容纳在所述线圈的内径部分中的轭。

5.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，该线性振动产生装置进一步包括施加在所述板的外表面上的磁流体。

6.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，其中，所述弹性构件的一端被固定至所述板，而另一端被固定至所述壳体的一侧或所述支架的面向所述板的顶表面，所述一端为内固定端，所述另一端为外固定端。

7.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，该线性振动产生装置进一步包括俯仰冲击保护器，所述俯仰冲击保护器面向与所述板相对的所述重物设置在所述重物上。

8.根据权利要求1所述的线性振动产生装置，其中，所述重物的顶表面的边缘或拐角设置有与俯仰冲击保护器相对应的凹部。

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