专利名称：线性振动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线性振动器，更具体地讲，涉及一种通过防止沿水平方向振动来实现稳定的线性振动的线性振动器。
背景技术：
近年来，为方便用户，具有大的液晶显示(LCD)屏的个人移动终端已被日益投放到市场上。根据这一趋势，触摸屏式显示装置已倍受青睐，并且振动电机已被使用，以在将触摸施加到触摸屏时产生振动。利用产生电磁力的原理将电能转换成机械能的振动电机被安装在个人移动终端上，并用于无声地通知呼叫接听。根据现有技术，产生旋转动力以使不平衡质量块的旋转部分旋转，从而获得机械振动。在这种情况下，以通过换向器(或整流器)的接触点和电刷而经受整流作用的方式产生旋转动力，从而获得机械振动。然而，在使用换向器的电刷式结构中，当电机旋转时，电刷经过换向器片之间的间隙，引起机械摩擦和电火花并产生杂质，从而缩短电机的使用寿命。此外，因为通过利用惯性力矩来将电压施加到电机，所以要花时间来达到目标振动量，因此难以实现适合触摸屏的振动。为了克服在电机的使用寿命和响应以及实现触摸屏的振动功能方面的这样的缺点，线性振动器正被越来越多地使用。线性振动器利用下面的原理(而非利用电机的旋转原理)当依照谐振频率周期性地产生通过利用安装在振动电机内部的弹簧和悬挂在弹簧上的质量体而获得的电磁力时，弓I起谐振，从而产生振动。然而，在由于外部冲击而使质量体执行异常操作或不稳定振动的情况下，该冲击影响弹簧和质量体的结合部分，因此，这会造成诸如线圈断开连接的缺陷。包括弹簧或质量体的振动单元会离开其预设位置。因此，需要用于防止由外力所引起的冲击以产生稳定的线性振动的技术。另外，迫切需要研究能够快速且稳定地停止振动的线性振动器。
发明内容
本发明的一方面提供一种线性振动器，该线性振动器通过改变弹性构件和支撑质量体的支架的结合结构来防止振动单元由于外力而进行异常振动并离开其预设位置。根据本发明的一方面，提供一种线性振动器，该线性振动器包括固定单元，具有特定尺寸的内部空间，用于产生磁力的磁体位于所述内部空间中；振动单元，包括线圈和支架，所述线圈被布置成面对所述磁体并通过与所述磁体相互作用而产生电磁力，所述支架与所述线圈的表面结合并固定地支撑进行振动的质量体；弹性构件，与所述支架和所述固定单元结合并将弹力提供给所述振动单元。所述支架可包括垂直部分，与所述线圈的所述表面接触并呈圆筒形；水平部分， 从所述垂直部分的端部沿外径方向延伸并固定地支撑所述质量体。所述弹性构件可与所述水平部分结合。所述支架可包括垂直部分，与所述线圈的所述表面接触并具有下部封闭的圆筒的形状；水平部分，从所述垂直部分的端部沿外径方向延伸并固定地支撑所述质量体。所述弹性构件可包括多个弹性构件，所述多个弹性构件分别与所述垂直部分的封闭的下部和所述水平部分结合。所述弹性构件可通过焊接与所述支架结合。所述弹性构件和所述支架可由相同的材料形成。所述磁体可与所述固定单元的上部的内封闭表面接触。所述线性振动器还可包括阻尼器，所述阻尼器被设置在所述固定单元的上部的内封闭表面上并由弹性材料形成，以防止由所述振动单元的线性运动所引起的所述振动单元与所述固定单元接触。所述线性振动器还可包括下板，所述下板被设置在所述磁体的下表面上，以通过穿过所述线圈而在所述磁体之下平稳地形成磁通量。所述线性振动器还可包括磁性流体，所述磁性流体被设置到所述磁体和所述线圈之间的间隙，以允许所述振动单元平稳地垂直运动。所述弹性构件可以是螺旋弹簧和片簧中的至少一种。所述固定单元可包括将电力施加到所述线圈的柔性印刷电路板，所述弹性构件可与所述支架和所述柔性印刷电路板结合。所述固定单元可包括上壳体，具有特定尺寸的内部空间，用于产生磁力的磁体位于所述内部空间中；下壳体，安装在所述上壳体的下部上，以覆盖所述内部空间，所述弹性构件可与所述支架和所述下壳体结合。所述下壳体可包括将电力施加到所述线圈的柔性印刷电路板，所述弹性构件可与所述支架和所述柔性印刷电路板结合。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点和其他优点将会被更加清楚地理解，其中图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的分解透视图；图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的截面图；图3是示意性地示出设置在根据本发明的示例性实施例的线性振动器中的支架的剖开透视图；图4是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器的截面图；图5是示意性地示出设置在根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器中的支架、弹性构件和下壳体的结合的分解透视图6是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器的截面图。
具体实施例方式现在，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在整个附图中，相同的标号将用于表示相同或相似的部件。图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的分解透视图。图 2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的截面图。图3是示意性地示出设置在根据本发明的示例性实施例的线性振动器中的支架的剖开透视图。参照图1至图3，线性振动器100可包括固定单元140、磁场单元120、振动单元130 以及弹性构件90。固定单元140可被封闭，使得上壳体10是具有特定尺寸的内部空间的容纳部分而其向下敞开的下部被下壳体15封闭。这里，上壳体10和下壳体15可形成下面将描述的磁场单元120、振动单元130等的容纳空间。上壳体10和下壳体15可一体地形成。磁场单元120可包括磁体30和下板40。磁体30可与上壳体10的上部的内封闭
表面接触。磁体30可以是圆柱形永磁体，其具有沿垂直方向被着磁成不同极性的上部和下部，从而产生具有预定大小的磁力。磁体可通过粘合材料被粘合以被固定到上壳体10的上部的内封闭表面。下板40可被设置在磁体30的下表面上，以通过穿过线圈60而在磁体30之下平稳地形成磁通量，线圈60通过与磁体30相互作用而产生电磁力。另外，磁性流体50可被涂在线圈60的内周表面与磁体30和下板40的外周表面之间。磁性流体50可防止下面将描述的振动单元130异常振动。S卩，磁性流体50可被设置在形成在磁体30和线圈60之间的间隙中，以允许振动单元130平稳地垂直运动。当在由于外部冲击而使振动单元130左右振动的情况下导致振动单元130水平振动时，磁性流体50可防止所述水平振动，允许振动单元130线性振动并防止微振动(minute vibration)现象。磁性流体50是特征在于使磁体30的磁通量集中的材料。当将磁性流体50施加到磁体30的表面时，磁性流体50可使磁体30产生磁通量的位置集中，从而形成环形。这里，通过将胶体形状的磁粉稳定地分散在液体中，然后将表面活性剂添加到所述液体以防止因重力或磁场而使磁粉沉淀或凝结，由此来获得磁性流体50。例如，磁性流体 50可包括通过将精磁铁砂或铁钴合金分散在油或水中而获得的磁性流体，以及近来通过将钴分散在甲苯中而获得的磁性流体。磁粉是超细颗粒粉末，具有超细颗粒特有的布朗运动并具有如下特征即使当外部磁场、重力、离心力等被施加到其上时，磁粉颗粒在流体中的浓度仍被均勻地保持。另外，磁性流体50填充磁体30的外表面与中空的线圈60的内表面之间的间隙， 从而允许振动单元130平稳地振动或滑动。
振动单元130可包括线圈60、支架70和质量体80。振动单元130可通过使用下面将描述的弹性构件90而垂直地振动。线圈60可被设置成面对磁体30，磁体30的一部分可被插入到由线圈60提供的空间中。另外，线圈60可与中空的支架70的内表面结合。当将一定频率的电流施加到线圈60时，会在线圈60周围产生磁场。这里，当形成电磁力时，从磁体30穿过线圈60的磁通量被水平地定向，由线圈60 产生的磁场垂直地形成，使得振动单元130垂直地振动。因此，磁体30的磁通量的方向与振动单元130的振动方向垂直。S卩，当将具有与振动单元130的固有频率相同的频率的电磁力施加到振动单元 130时，振动单元130会产生谐振，从而获得最大的振动量。这里，振动单元130的固有频率受振动单元130的质量以及弹性构件90的弹性模量的影响。支架70可与线圈60的外周表面结合，固定地支撑进行振动的质量体80，并具有上表面和下表面敞开的中空的圆柱形状。具体地讲，支架70可包括垂直部分72，通过与线圈60的外周表面接触而与线圈 60的外周表面结合，并具有圆筒形状；水平部分74，从垂直部分72的端部沿外径方向延伸。垂直部分72的外周表面和水平部分74的上表面可与质量体80接触，以固定地支撑质量体80，水平部分74的下表面可与下面将描述的弹性构件90结合。另外，支架70可由铁(Fe)形成。这是为了通过使支架70由与弹性构件90的材料相同的材料形成而有助于并确保支架70与弹性构件90的结合。然而，支架70和弹性构件90的材料不限于铁(Fe)。支架70和弹性构件90可由任何材料形成，只要该材料有助于可靠的结合即可。这里，支架70可具有位于其底表面上的上结合部分110a，使得上结合部分IlOa与弹性构件90接触。上结合部分IlOa可以是支架70的底表面与弹性构件90通过焊接而被结合的部分。质量体80是与垂直部分72的外表面以及水平部分74的上表面结合并垂直地振动的振动体。质量体80可具有比上壳体10的内表面的内径小的外径，以当质量体80垂直地振动时，允许质量体80在没有任何接触的情况下在固定单元140内振动。这样，可在上壳体10的内表面与质量体80的外表面之间形成特定尺寸的间隙。质量体80可由不受由磁体30产生的磁力影响的非磁性物质或顺磁性物质形成。因此，质量体80可由比重比铁的比重大的材料(例如，钨)形成。这是为了通过在有限的体积内增加振动单元130的质量从而控制谐振频率来使振动量最大化。然而，质量体80的材料不限于钨。根据设计者的意图，质量体80可由各种材料形成。另外，质量体80可被扩展以使其侧表面的质量进一步增加。这也是为了通过在有限的体积内增加质量来使振动量最大化。为了补偿线性振动器100的固有频率，质量体80可包括子质量体被进一步插入到其中的空间，从而允许质量体80的质量增加和减小。如上所述，弹性构件90与支架70和下壳体15结合并将弹力提供给振动单元130。另外，弹性构件90可包括多个弹性构件。弹性构件90的弹性模量会影响振动单元130的
固有频率。弹性构件90的一端可与支架70的水平部分74的底表面结合，从而形成上结合部分 110a。上结合部分IlOa可以是弹性构件90的一端与水平部分74的底表面通过焊接而被结合的部分。如上所述，弹性构件90和支架70可由相同的材料形成，从而有助于并确保支架70与弹性构件90通过焊接而进行的结合。这里，弹性构件90可以是螺旋弹簧和片簧中的任何一种。将参照图4和图5来描述使用片簧的示例。然而，弹性构件90不限于上述弹簧，并且弹性构件90可具有各种形式，只要其提供弹力即可。弹性构件90的另一端可通过焊接与下壳体15的表面结合，从而形成下结合部分 110b。柔性印刷电路板(未示出)可被设置在下壳体15的上表面上，以与线圈60进行电连接。弹性构件90的另一端可通过焊接与该印刷电路板结合，从而形成下结合部分110b。同时，阻尼器20可形成在上壳体10的上部的内封闭表面上。阻尼器20可具有容纳磁体30的结构。阻尼器20可由弹性材料形成，以防止由振动单元130的线性运动所引起的振动单元130与上壳体10之间接触。阻尼器20可防止可能会在振动单元130过量振动而与上壳体10接触的情况下所出现的接触噪声，并且还可防止振动单元130磨损。另外，阻尼器20可吸收外部冲击从而延长线性振动器100的使用寿命。阻尼器20 可由能够吸收冲击的各种材料(例如，橡胶、软木、丙烯等)形成。图4是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器的截面图。图 5是示意性地示出设置在根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器中的支架、弹性构件和下壳体的结合的分解透视图。参照图4和图5，除弹性构件90以外，根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器100的构造和效果与上述实施例的构造和效果相同，因此将省略对其的详细描述。弹性构件90可以是片簧，弹性构件90的向上突出的部分可通过焊接与支架70的水平部分74结合。S卩，可将突出部分与水平部分74结合以形成上结合部分110a。为了有助于并确保突出部分和水平部分74通过焊接而进行的结合，支架70和弹性构件90 ( S卩，片簧)可由相同的材料形成。片簧的下部可通过焊接与下壳体15的表面结合，从而形成下结合部分110b。柔性印刷电路板(未示出)可被设置在下壳体15的上表面上，以与线圈进行电连接。弹性构件90的下部可通过焊接与该印刷电路板结合，从而形成下结合部分110b。图6是示意性地示出根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器的截面图。参照图6，除弹性构件90与支架70的结合结构以外，根据本发明的另一示例性实施例的线性振动器100的构造和效果与上述实施例的构造和效果相同，因此将省略对其的详细描述。
7
支架70可包括垂直部分72，与线圈60的表面接触并具有下部封闭的圆筒的形状；水平部分74，从垂直部分72的端部沿外径方向延伸。因此，弹性构件90的一端可通过焊接分别与水平部分74的底表面和垂直部分72 的封闭的下部的底表面结合，弹性构件90的另一端可与下壳体15的表面结合。支架70可固定地支撑质量体80，线圈60可通过焊接与支架70结合，弹性构件90 可通过焊接与支架70和固定单元140结合，从而防止振动单元由于外力而进行异常振动并离开其预设位置。另外，可通过防止振动单元130异常振动而实现稳定性更高的线性振动。如上所述，在根据本发明的示例性实施例的线性振动器中，可防止弹性构件和振动单元由于外力而离开其预设位置。此外，根据本发明的示例性实施例的线性振动器可防止振动单元进行异常振动， 从而实现更加稳定的线性振动并允许振动单元快速且稳定地停止振动。尽管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该清楚，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，可进行修改和变化。
权利要求
1.一种线性振动器，包括固定单元，具有特定尺寸的内部空间，用于产生磁力的磁体位于所述内部空间中；振动单元，包括线圈和支架，所述线圈被布置成面对所述磁体并通过与所述磁体相互作用而产生电磁力，所述支架与所述线圈的表面结合并固定地支撑进行振动的质量体；弹性构件，与所述支架和所述固定单元结合并将弹力提供给所述振动单元。
2.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述支架包括垂直部分，与所述线圈的所述表面接触并呈圆筒形；水平部分，从所述垂直部分的端部沿外径方向延伸并固定地支撑所述质量体。
3.如权利要求2所述的线性振动器，其中，所述弹性构件与所述水平部分结合。
4.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述支架包括垂直部分，与所述线圈的所述表面接触并具有下部封闭的圆筒的形状；水平部分，从所述垂直部分的端部沿外径方向延伸并固定地支撑所述质量体。
5.如权利要求4所述的线性振动器，其中，所述弹性构件包括多个弹性构件，所述多个弹性构件分别与所述垂直部分的封闭的下部和所述水平部分结合。
6.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述弹性构件通过焊接与所述支架结合。
7.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述弹性构件和所述支架由相同的材料形成。
8.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述磁体与所述固定单元的上部的内封闭表面接触。
9.如权利要求1所述的线性振动器，还包括阻尼器，所述阻尼器被设置在所述固定单元的上部的内封闭表面上并由弹性材料形成，以防止由所述振动单元的线性运动所引起的所述振动单元与所述固定单元接触。
10.如权利要求1所述的线性振动器，还包括下板，所述下板被设置在所述磁体的下表面上，以通过穿过所述线圈而在所述磁体之下平稳地形成磁通量。
11.如权利要求10所述的线性振动器，还包括磁性流体，所述磁性流体被设置到所述磁体和所述线圈之间的间隙，以允许所述振动单元平稳地垂直运动。
12.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述弹性构件是螺旋弹簧和片簧中的至少一种。
13.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述固定单元包括将电力施加到所述线圈的柔性印刷电路板，所述弹性构件与所述支架和所述柔性印刷电路板结合。
14.如权利要求1所述的线性振动器，其中，所述固定单元包括上壳体，具有特定尺寸的内部空间，用于产生磁力的磁体位于所述内部空间中；下壳体，安装在所述上壳体的下部上，以覆盖所述内部空间，所述弹性构件与所述支架和所述下壳体结合。
15.如权利要求14所述的线性振动器，其中，所述下壳体包括将电力施加到所述线圈的柔性印刷电路板，所述弹性构件与所述支架和所述柔性印刷电路板结合。
全文摘要
本发明提供一种线性振动器，所述线性振动器包括固定单元，具有特定尺寸的内部空间，用于产生磁力的磁体位于所述内部空间中；振动单元，包括线圈和支架，所述线圈被布置成面对所述磁体并通过与所述磁体相互作用而产生电磁力，所述支架与所述线圈的表面结合并固定地支撑进行振动的质量体；弹性构件，与所述支架和所述固定单元结合并将弹力提供给所述振动单元。
文档编号H02K33/02GK102263473SQ20111014521
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年5月25日
发明者崔准根 申请人:三星电机株式会社