線性振動發生器的制作方法

專利名稱：線性振動發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及線性振動發生器。
背景技術：
振動電機是通過使用產生電磁力的原理將電能轉化成機械振動的部件，并通常安 裝在移動終端(例如，移動電話和PDA)中以產生無聲振動警告。隨著移動終端市場的快速 擴展和添加至移動終端的增加的功能，越來越要求移動終端變得更小和更好。結果，存在著 對能夠克服傳統振動電機的缺點并有效改進質量的振動電機新結構的開發的日益增加的需求。由于過去幾年里具有較大IXD屏的移動終端已經變得流行，所以，有越來越多的 移動終端采用觸摸屏方法，通過該方法，當使用者觸摸移動終端的輸入單元時移動終端的 機身或屏幕振動，以便當觸摸觸摸屏時給使用者提供引人注意的感官上的感覺。通常用來 產生振動的是振動電機。觸摸屏方法尤其要求振動電機具有更大的耐用性(原因在于，與來電呼入的振動 鈴音相比，在觸摸屏方法中，響應于觸摸而產生振動的頻率更大)，并要求振動電機對觸摸 屏上產生的觸摸具有更快的響應，以當觸摸觸摸屏時給用戶提供更好的感測振動的滿足 感。通常在移動電話中使用的傳統振動電機產生旋轉力，以通過旋轉偏心轉子導致機 械振動。通過使用電刷和換向器的整流作用對轉子的線圈提供電流，通過對線圈提供電流 產生旋轉力。使用這種電刷和換向器的振動電機由于機械摩擦和電火花(其導致磨損和黑火 藥)而具有更短的工作壽命，同時，當電機旋轉時電刷在換向器的整流子片(segments)之 間移動。此外，當對振動電機提供電壓時，需要一定時間來達到振動的目標量，即，足以使使 用者感覺到振動的幅度，通過振動電機的旋轉慣量，導致對觸摸屏上產生的觸摸具有較慢 的響應。開發出來用以克服較短的工作壽命和較慢的響應度的是線性振動發生器。線性 振動發生器不使用電機旋轉的原理，而是使用具有預定共振頻率的電磁力，以通過使用安 裝在線性振動發生器中的固定部件和由彈性構件彈性支撐于固定部件的振動部件的質量 (mass)產生振動。然而，在線性振動發生器中，當振動部件振動時，振動部件可能由于施加在與振動 部件的線性方向不同的方向上的沖擊而與固定部件具有摩擦。如果振動部件的振幅變得更 寬，那么振動部件可能與固定部件碰撞，產生噪音。

發明內容
本發明提供一種線性振動發生器，通過其能夠獲得穩定的線性振動，并能夠防止 出現噪音。本發明的一個方面提供一種包括固定部件、振動部件、彈性構件和潤滑帶的線性 振動器，固定部件具有多棱形狀的線圈并且其中多棱形狀的線圈通過具有被供應的電流而 在其中感應產生磁場，振動部件具有多棱形狀的磁體，并且其中，將多棱形狀的磁體的一部 分插入線圈，彈性構件與固定部件接合并彈性地支撐振動部件，使得振動部件能夠線性地 運動，潤滑帶在磁體的外圓周表面上形成。線圈和磁體中的每個均能夠具有矩形柱的形狀。線性振動發生器可進一步包括緩沖器，緩沖器吸收當振動部件與固定部件碰撞時 產生的沖擊。緩沖器可包括第一襯墊，該第一襯墊與固定部件的表面接合，并且其中，該表 面面向磁體的一個表面。緩沖器可包括第二襯墊，第二襯墊與振動部件的表面接合，并且其 中，該表面面向磁體的另一表面。第二襯墊可包括由磁體的磁力聚集在彈性構件的一部分 處的磁性流體。潤滑帶的一部分可與線圈的內表面接觸，并且潤滑帶可包括由磁體的磁力聚集在 磁體外圓周表面處的磁性流體。固定部件可包括基部和殼體，基部具有固定至基部的線圈，殼體與基部接合并覆 蓋線圈。振動部件可包括磁軛和重物，磁軛具有形成于其中的一側閉合的中空部并且其中 磁體在其中與中空部接合，重物與磁軛的外側接合。本發明的其它方面和優點將在以下描述中被部分地闡述，并且從該描述中部分地 顯而易見，或者可通過本發明的實踐習得。


圖1示出了根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器的構造。圖2是根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器的分解透視圖。圖3是根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器的橫截面圖。圖4是示出了形成于根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器的彈簧構件 上的第二襯墊的透視圖。圖5是根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器中的線圈和磁體的橫截面 圖，該橫截面圖基于圖3的橫軸線V-V。
具體實施例方式由于本發明允許各種改變和許多實施方式，所以將在附圖中示出并在文字描述中 詳細地描述具體的實施方式。然而，這并非意在將本發明限制于具體的實踐模式，并且將 要理解，所有不背離本發明的精神和技術范圍的變化、等同物和替代物均包含在本發明中。 在本發明的描述中，當認為相關技術的某些詳細描述可能會不必要地使本發明的本質模糊 時，可將其省略。通過以下附圖和描述，本發明的特征和優點將變得顯而易見。
圖1示出了根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器的構造。參照圖1，根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器100包括固定部件110、 振動部件120和彈性構件130。在固定部件110中設置矩形柱形狀的線圈111，并且在線圈111內形成具有矩形橫 截面的引導面112。彈性構件130的兩個端部分別與固定部件110和振動部件120接合，并且彈性構 件130彈性地支撐振動部件120，其方式使得在線圈111內插入振動部件120的一部分。在 振動部件120中設置磁體121。如果對線圈111施加電流，那么線圈111形成磁場。一旦在線圈111周圍形成磁 場，那么由磁力來移動具有磁體121(其是永久磁體)的振動部件120。這里，磁體121的N 極和S極可以被設置成使得振動部件120可沿箭頭方向移動。因此，如果施加至線圈111的電流具有特定頻率，那么磁體121可根據電流的頻率 在箭頭方向上往復運動，即線性地振動。特別地，如果施加至線圈111的電流的頻率與振動 部件120的固有頻率相同，那么，振動部件120可產生共振效應并由此具有最大振幅。可在以下數學等式1中表示振動部件120的共振頻率。[數學等式1]這里，F是振動部件120的頻率，k是彈性構件130的彈性模量，m是振動部件120的質量。如果振動部件120產生共振效應，那么振動部件120的振幅會過度地增大，從而導 致振動部件120與固定部件110碰撞，產生噪音。為了防止噪音，根據本發明的一個實施方 式的線性振動發生器100包括緩沖器。緩沖器包括第一襯墊141和第二襯墊142。第一襯墊142在面向磁體121的一個 表面的一側與固定部件110接合，磁體121定位在振動部件120中。第二襯墊142在面向 磁體121的另一表面的一側與振動部件120接合。第一襯墊141和第二襯墊142可由彈性材料(例如，橡膠、合成樹脂和軟木)制成， 其方式使得第一襯墊141和第二襯墊142能夠吸收沖擊。這里，可對第二襯墊142使用磁 性流體。磁性流體的一些實例(其中，磁粉以膠質形式在液體中穩定并分散，然后將表面 活性劑加入液體，使得不會由于重力或磁場而出現磁粉的沉淀或絮凝)包括其中分散有精 磁鐵砂或鐵鈷合金顆粒的油或水以及其中分散有鈷的甲苯。磁粉是0. 01至0. 02 μ m的超 細粉末，并表現幾何的布朗運動，這是典型的超細顆粒。在磁性流體中，磁粉顆粒的密度保 持恒定，即使對磁性流體施加磁場、重力或離心力。如果磁性流體粘附于振動部件120，那么磁體121的磁力將磁性流體會聚至特定 的位置，以形成第二襯墊142，如圖1所示。因此，如果當振動部件120由于共振效應而以大振幅振動時振動部件120與固定 部件110碰撞，那么，緩沖器(即，第一襯墊141和第二襯墊14 能夠吸收沖擊，防止出現噪音。如上所述，如果振動部件120在箭頭方向上振動，如圖1所示，那么振動部件120 相對于線圈111以非常快的速度移動。這里，由于振動部件120由形成于線圈111內的引 導面112引導，所以，如果在除了振動部件120的振動方向以外的方向上施加外部沖擊，那 么振動部件120可能與引導面112碰撞或與其產生摩擦，從而產生噪音。為了防止噪音，可在磁體121的外圓周表面上形成潤滑帶150。潤滑帶150被形成 為使得潤滑環150的一部分可與線圈111的內表面(即，引導面112)接觸。因此，如果在 與振動部件120的振動方向不同的方向上對線性振動發生器100施加沖擊，那么振動部件 120可能不與引導面112碰撞或者直接與其產生摩擦，從而防止出現噪音。潤滑帶150由之前已經描述過的磁性流體形成，并且，磁性流體由磁體121的磁力 聚集在磁體121的外圓周表面處，以形成潤滑帶150。潤滑帶150不僅能夠防止在固定部件 110和振動部件120之間出現由外部沖擊導致的噪音，如上所述，而且用來在引導面112和 磁體121之間提供潤滑，使得振動部件120能夠平穩地振動。如上所述，雖然根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器100通過利用共振 效應使振動部件120以大振幅振動而產生大振幅振動，但是線性振動電機100能夠防止振 動部件120的過度振動或防止由外部沖擊導致的噪音。特別地，線圈111和磁體121形成為矩形柱的形狀，并且，這能夠增強防止由外部 沖擊在特定方向上產生的噪音的效果。這將在后面更詳細地描述。圖2是根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器的分解透視圖，圖3是根據 本發明的一個實施方式的線性振動發生器的橫截面圖。參照圖2和圖3，根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器200包括固定部件 210、振動部件220和彈性構件230。固定部件210包括在其中具有中空部的矩形柱形狀的線圈211、殼體213和基部 214，并且，振動部件220包括矩形柱形狀的磁體221、磁軛222、重物223和板軛224。在基部214上安裝電路板沈0，并且線圈211與電路板沈0電連接。也就是說，線 圈211固定至基部214，并且電路板260對線圈211供應電流。具有形成于其中的空間的殼 體213覆蓋線圈211，并與基部214接合。第一襯墊Ml與安裝在基部214上的電路板260接合。彈性構件230的一側與殼體213的內表面接合，并且，彈性構件230的另一側與磁 軛222接合。雖然未示出，但是磁軛222具有形成于其中的一側閉合的中空部，并且，矩形柱 形狀的磁體221與磁軛222內的中空部接合。重物223與磁軛222的外表面接合，并且，板 軛2M與磁體221的一個表面(即，面向基部214的表面)接合。因此，可將具有磁體221、 磁軛222、重物223和板軛224的振動部件220集成在單個單元中。這里，將板軛2M和磁體221的一些部分插入線圈211的中空部中，并且，重物223 由非磁性材料制成。磁軛222和板軛2M形成磁路，磁體221的磁通穿過磁路，并且，磁軛222和板軛 224在磁體221周圍形成具有恒定通量密度的磁場，使得有效的磁力可作用在具有恒定通 量密度的磁場與在對線圈211供應電流之后由線圈211形成的磁場之間。因此，磁軛222 和板軛224由磁性材料制成。
一旦由電路板260對線圈211供應具有特定頻率的電流，振動部件220便振動。如 果通過考慮彈性構件230的彈性模量和振動部件220的質量而將特定頻率調節成與振動部 件220產生共振效應的頻率相對應，那么振動部件220的振幅會變得更大。如參照圖1所描述的，根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器200的振動 部件220也會與固定部件210(即，殼體213和基部214)碰撞。因此，線性振動發生器200 包括緩沖器。緩沖器包括第一襯墊Ml和第二襯墊M2。如上所述，第一襯墊241與安裝在基部 214上的電路板沈0的一個表面接合，該表面面向磁體221的一個表面。由于第一襯墊241 和第一襯墊141相同，已參照圖1描述過第一襯墊141，所以這里省略了多余的描述。第二 襯墊242與彈性構件230的一個表面接合，該表面面向磁體221的另一表面。通過在以下 描述中參照圖4，將描述第二襯墊M2。因此，如果振動部件220由于振動部件220的過大振幅而與電路板260和殼體213 碰撞，那么第一襯墊241和第二襯墊242能夠吸收沖擊，從而防止出現噪音。形成于磁體221的外圓周表面上的是潤滑帶250，潤滑帶250是由磁體221的磁 力聚集在磁體221的外圓周表面處以形成潤滑帶250的磁性流體。當振動部件220由線圈 211的中空部的內表面引導而線性振動時，潤滑帶250防止由外部沖擊導致的磁體221與線 圈211的內表面之間的碰撞或摩擦，從而能夠防止出現噪音。此外，潤滑帶250允許磁體221沿著線圈211的內表面自由移動，防止振動部件 220的振動效率變差。磁體221被制造成使得磁體221與線圈211的內表面隔開，只要潤滑 帶250的一部分能夠與線圈211的內表面接觸即可。圖4是示出了形成于根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器的彈簧構件 上的第二襯墊的透視圖。參照圖4，彈性構件230由環形輪緣231、盤形平板233和多個將輪緣231與平板 233彼此連接的彈性橋接部232組成。第二襯墊242與平板233接合。彈性構件230由彈性材料制成。因此，輪緣231和平板233在平行于中心軸線的 方向上提供彈性。這里，輪緣231與殼體213接合(參照圖幻，并且，平板233與磁軛222 接合(參照圖3)。如參照圖1所描述的，第二襯墊242可由彈性材料或磁性流體形成。如果磁性流體 用于第二襯墊對2，那么磁體221 (參照圖2)的磁力則會聚磁性流體以形成第二襯墊M2。 可在殼體213中形成用于噴射形成第二襯墊M2的磁性流體的噴射孔215。如圖4所描述 的，沿著平板233的邊緣接合第二襯墊M2。這是因為，由于由磁軛222和平板233形成的 路徑，磁體221的磁通量圍繞平板233的邊緣集中。也就是說，由于磁性流體會聚至具有較 高通量密度的位置，所以第二襯墊242能夠具有如圖4所描述的這種形狀。再次參照圖3，當在振動部件220振動的同時將磁體221的一部分插入線圈211的 中空部中時，線圈211的內側可由潤滑帶250密封。如果在線圈211由潤滑帶250密封的 同時磁體221繼續下降，那么，由磁性流體形成的潤滑帶250的一部分可能損壞，或者，磁體 221可能由于線圈211內的氣壓而無法平穩地下降。為了防止此現象，線圈211的中空部內的空氣必須從線圈211的內部向外部自由 地移動。這將通過參照圖5來描述。
圖5是根據本發明的另一實施方式的線性振動發生器中的線圈和磁體的橫截面 圖，該橫截面圖基于圖3的橫軸線V-V。參照圖5，在磁體221中形成凹槽221a，并且，在磁體221的外圓周表面上形成潤 滑帶250。通過此構造，可形成通風孔270。因此，當線性振動發生器200 (參照圖3)的振動部件220振動時，防止線圈211的 中空部被磁體221和潤滑帶250密封。也就是說，由于線圈211的中空部內的空氣穿過通 風孔270移動，所以振動部件220能夠平穩地振動。如上所述，根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器100和根據本發明的另 一實施方式的線性振動發生器200分別包括矩形柱形狀的線圈111和211以及磁體121和 221。通過將線圈111和211以及磁體121和221形成為矩形柱的形狀，在垂直于矩形 柱的四個表面的方向上能夠增加潤滑帶150和250與線圈111和211的內表面之間的接觸 面積。當潤滑帶150和250與線圈111和211的內表面之間的接觸面積變得更大時，能夠 更有效地防止振動部件120和220被外部沖擊搖動。因此，根據本發明的實施方式的線性振動發生器100和200能夠有效地防止由在 四個方向上施加至潤滑帶150和250以及線圈111和211的沖擊所產生的噪音。因此，能夠在移動終端中使用根據本發明的實施方式的線性振動發生器100和 200 (沖擊通常在特定方向上施加至移動終端)，即使這并未示出。此外，雖然并未示出，但是，如果在移動終端中使用根據本發明的實施方式的線性 振動發生器(預期多向沖擊將施加至移動終端)，那么可將線圈和磁體制造成多棱形狀，該 多棱形狀的表面垂直于相應方向。這能夠有效地防止由多向沖擊產生的線性振動發生器噪曰°雖然已經參照具體實施方式
詳細描述了本發明的精神，但是這些實施方式僅用于 示意性目的并且不應限制本發明。將要理解，在不背離本發明的范圍和精神的前提下，本領 域的技術人員可改變或修改這些實施方式。
權利要求
1.一種線性振動發生器，包括固定部件，具有多棱形狀的線圈，所述多棱形狀的線圈被構造為通過具有被供應的電 流而感應產生磁場；振動部件，具有多棱形狀的磁體，所述多棱形狀的磁體的一部分插入所述線圈； 彈性構件，與所述固定部件接合并彈性地支撐所述振動部件，從而所述振動部件能夠 線性地移動；以及潤滑帶，形成在所述磁體的外周表面上。
2.根據權利要求1所述的線性振動發生器，其中，所述線圈和所述磁體中的每個均具 有矩形柱的形狀。
3.根據權利要求1所述的線性振動發生器，進一步包括緩沖器，所述緩沖器被構造為 吸收當所述振動部件與所述固定部件碰撞時所產生的沖擊。
4.根據權利要求3所述的線性振動發生器，其中，所述緩沖器包括第一襯墊，所述第一 襯墊與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體的一個表面。
5.根據權利要求4所述的線性振動發生器，其中，所述緩沖器包括第二襯墊，所述第二 襯墊與所述振動部件的表面接合，所述振動部件的表面面向所述磁體的另一表面。
6.根據權利要求5所述的線性振動發生器，其中，所述第二襯墊由通過磁體的磁力而 聚集的磁性流體形成。
7.根據權利要求4所述的線性振動發生器，其中，所述緩沖器包括與所述彈性構件的 一部分接合的第二襯墊。
8.根據權利要求7所述的線性振動發生器，其中，所述第二襯墊由通過所述磁體的磁 力而聚集的磁性流體形成。
9.根據權利要求1所述的線性振動發生器，其中，所述潤滑帶的一部分與所述線圈的 內表面接觸。
10.根據權利要求9所述的線性振動發生器，其中，所述潤滑帶包括由磁體的磁力聚集 在所述磁體的外周表面處的磁性流體。
11.根據權利要求1所述的線性振動發生器，其中 所述固定部件包括基部，具有固定至所述基部的所述線圈；以及殼體，與所述基部接合并覆蓋所述線圈，并且所述振動部件包括磁軛，具有形成于其中的一側閉合的中空部，所述磁體與所述中空部接合；以及重物，與所述磁軛的外側接合。
全文摘要
公開了一種線性振動發生器。根據本發明的一個實施方式的線性振動發生器包括固定部件、振動部件、彈性構件和潤滑帶，固定部件具有多棱形狀的線圈，并且其中，多棱形狀的線圈通過具有被供應的電流而在其中感應產生磁場，振動部件具有多棱形狀的磁體，并且其中，多棱形狀的磁體的一部分插入線圈，彈性構件與固定部件接合并彈性地支撐振動部件，從而振動部件能夠線性地運動，潤滑帶形成在磁體的外圓周表面上。
文檔編號H02K33/18GK102044947SQ201010244109
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月2日 優先權日2009年10月20日
發明者崔準根 申請人:三星電機株式會社