专利名称：线性振动器的制作方法
技术领域：
本公开涉及水平振动的线性振动器。
背景技术：
常规的振动电动机包括焊接有圆柱形线圈的基板，固定基板的机壳，安装在机壳 内部的弹簧，以及磁轭，该磁轭的一侧固定在弹簧处，而另一侧安装有磁铁，并且振动器安 装在磁轭的侧面。以如下方式构造这种类型的振动电动机，使得振动器通过线圈和磁铁的磁场产生 的吸引力和排斥力垂直振动。也就是，常规的振动电动机是这样的，弹簧20垂直地和弹性 地变形，所述弹簧弹性支持的振动器垂直振动。常规的振动电动机是这样的，振动电动机的自然频率由磁铁和振动器的质量以及 弹簧的弹性模量决定，并且常规的振动电动机在特定频带内的自然频率是常数。由于输入 功率水平较小，小型的振动电动机通常通过共振产生振动。
发明内容
本公开提供了一种适合在相互不同的频带下振动的线性振动器。本公开要解决的技术主题不限于以上描述，对于至此未提到的一些其它技术问 题，本领域技术人员将从以下描述得到清楚的理解。在本公开的一个主要方面中，提供了一种线性振动器，所述线性振动器包括基 板，所述基板提供电力；盒子，所述盒子包括支撑所述基板的底座和包围所述底座的盖子； 定子，所述定子固定到所述底座或所述盖子上；振动器，所述振动器包括磁铁和固定有所述 磁铁的重物，各个所述磁铁都被设置为面对所述定子的两侧；内弹簧，所述内弹簧与所述重 物的两侧联结以包围所述重物；以及外弹簧，所述外弹簧的两个端部都与所述盒子的内侧 面联结以包围所述内弹簧，所述外弹簧的一部分与所述内弹簧联结。在本公开的另一个主要方面中，提供了一种线性振动器，所述线性振动器包括基 板，所述基板提供电力；盒子，所述盒子包括支撑所述基板的底座和包围所述底座的盖子； 线圈，所述线圈固定在所述盒子上，并且所述线圈被施加有第一电力，所述第一电力用于产 生对应于第一自然频率的第一频率，以及第二电力，所述第二电力用于产生对应于第二自 然频率的第二频率；振动器，所述振动器包括面对所述线圈的磁铁和由所述磁铁固定的重 物；以及弹性件，所述弹性件包括弹性支撑所述振动器并且具有相互不同的弹性模量的外 弹簧，以及与所述外弹簧和所述振动器连接的内弹簧，其中，如果所述线圈被施加有所述第 一频率的电力，则所述振动器以所述第一自然频率共振，并且如果所述线圈被施加有所述第二频率的电力，则所述振动器以所述第二自然频率共振。本公开的其它优点、目的和特征将在以下描述中部分地进行阐述，并且对于本领 域技术人员来说，在阅读下文或者从实践本公开来了解而变得显而易见。通过说明书和本 文的权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现和获得本公开的目的和其它优点。应该理解，本公开的上述概括性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的， 并且意在提供对所主张的本公开的进一步说明。
所包括的用于提供对本公开的进一步理解的附图并入本申请中并构成本申请的 一部分，本公开的说明性实施例与说明书一起用于解释本公开的原理。在图中图1是根据本公开的示例性实施例的线性振动器的分解透视图；图2是示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的内部结构的平面图；以及图3是示出根据本发明的示例性实施例的线性振动器的频率响应特征的图表。
具体实施例方式以下，参考附图详细描述本公开的示例性实施例。在图中，为了清楚和方便可以放 大构成部件的尺寸或者形状。可以定义特殊术语以便用发明人知道的最佳方式描述本公开。因此，本说明书和 权利要求中使用的特定术语或者词语的含义不限于字面或者通常采用的意义，而是根据本 公开的精神和范围进行理解。因此这些术语的定义可以基于整个说明书的内容来确定。在 整个说明中广泛地使用了缩写以避免描述性短语过长。从本描述的上下文可以明确其含 义。图1是根据本公开的示例性实施例的线性振动器的分解透视图；图2是示出根据 本发明的示例性实施例的线性振动器的内部结构的平面图；以及图3是示出根据本发明的 示例性实施例的线性振动器的频率响应特征的图表。现在将详细描述根据本公开的线性振动器的构造和操作。参考图1、图2和图3，根据本公开的示例性实施例的线性振动器可以包括定子200 和振动器300。定子200和振动器300可以容纳在包括底座160和盖子170的盒子的容纳 空间中。在本公开的示例性实施例中，盖子170可以采用底部打开的圆柱形状，盖子170的 侧面的下端焊接到板状底座160上，盖子170和底座160用作线性振动器的主体。基板100固定在底座160上，并且基板100设置有线圈150。通过基板100向线圈 150供电。线圈150缠绕有预定厚度的导线，该导线的两端都通过焊接与基板100电连接， 从而给线圈150通电。在本公开的示例性实施例中，线圈150可以平行于基板100的垂直方向缠绕，其 中，响应供应到线圈150的电力的转换频率，振动器300以与转换频率相对应的自然频率共 振。为了防止线圈150被电磁电力线的泄露损坏，线圈150可以设置为其周围具有绕线管 (bobbin)(或者磁轭)155。根据本公开，包括外弹簧110和内弹簧120的弹性件与振动器300联结，从而该振动器300以多个自然频率共振。弹簧110和内弹簧120使振动器在与底座160平行的方向 上振动。此外，定子200可以相对于振动器300设置。因此，振动器300典型地沿着线性振 动器的横向或者纵向振动。在定子200包括线圈150，并且振动器300包括磁铁140的情形中，磁铁140可以 在线圈150周围向线圈150的一侧或者另一侧振动。因此，与向相对于底座160的垂直方 向振动的线性振动器相比，根据本公开的线性振动器的优点在于即使施加较小的电力，也 可以获得足够的振动，并且可以提高振动强度。基板100可以包括由诸如酚醛塑料(Bakelite)的刚性材料制成的印刷电路板 (printed circuit board, PCB) 100，或柔性印刷电路(flexible printed circuit, FPC)， 或由诸如聚酰亚胺的柔性材料制成的柔性扁平电缆(flexible flat cable，FFC)。定子200可以固定在底座160或盖子170上。在本示例性实施例中，定子200固 定在形成在底座160上的基板100上。面对定子200的振动器300以多个自然频率共振， 从而即使向小型电子设备提供的电力不充足，也能获得足够的振动量。与定子200相对的通过电磁力共振的振动器300可以包括磁铁140、重物 (weight) 130、以及具有外弹簧110和内弹簧120的弹性件。与线圈150相对的各个磁铁 140安装在线圈150的每侧。方形板形状的重物130在其一侧形成有用于容纳线圈150的凹槽。每个磁铁140 都面向重物130被设置在凹槽形成的内表面上，由此线圈150被设置在磁铁之间。重物130 可以进一步增加线性振动器的振动量，并且可以具有与线性振动器的自然频率相对应的质量。振动器300可以产生与安装在线性振动器上的电子设备的各个功能相对应的多 个自然频率。一般地，在质量-弹力-阻尼(mass-elasticity-damping)系统中，系统的自 然频率由质量和弹力确定。使得振动器300有多个自然频率的方法可以不同。在本示例性 实施例中，采用了安装弹性地支撑物体(mass)的多个外弹簧110和内弹簧120的方法，而 不是使用安装多个具有独立振动位移的物体的方法，从而可以在薄的小型结构中获得多个 明显不同的自然频率。例如，在根据本公开的线性振动器需要第一频率和第二频率(用于要安装的电子 设备的每个功能)的振动分量的情形中，根据本公开的线性振动器可以包括具有第一自然 频率Fl和第二自然频率F2的内弹簧120和外弹簧110，在该第一自然频率Fl中，振动器 300的自然频率对应于第一频率，在该第二自然频率F2中，该自然频率对应于第二频率。因此，外弹簧110和内弹簧120中的每个都具有不同的弹性模量。振动器300可 以通过每个都具有不同的弹性模量的外弹簧110和内弹簧120以多个自然频率共振。此外，改变影响系统的自然频率的边界条件，以便以互相不同的形式设计外弹簧 110和内弹簧120的支撑结构，由此可以明确区分第一自然频率Fl和第二自然频率F2。图3详细示出了第一自然频率Fl和第二自然频率F2之间的不同。虽然图3示出 第一自然频率Fl比第二自然频率F2小，然而，通过区别地设计与振动方程式中的边界条件 相对应的支撑条件或外弹簧110和内弹簧120的形状，可以出现第一自然频率Fl比第二自 然频率F2大的相反的情形。
在本示例性实施例中，定子200可以包括线圈150，该线圈150通过与基板100连 接而接收电力，振动器300可以包括磁铁140，重物130以及外弹簧110/内弹簧120。除了所示的示例性实施例，其它示例性实施例也可以通过以下方式实现提供包 括磁铁140、重物130和多个外弹簧110/内弹簧120的定子200以及提供包括线圈150的 振动器300。虽然本示例性实施例包括外弹簧110/内弹簧120，但是实施例不限于此。例如，可 以包括额外的弹簧。外弹簧110可以包括第一外弹簧单元112、第二外弹簧单元114和第三外弹簧单元 116。第一外弹簧单元112和第二外弹簧单元114固定在盖子170的内侧面，并且第三外弹 簧单元116使第一外弹簧单元112和第二外弹簧单元114连接。第三外弹簧单元116可以 被设置与定子200相对。在从第三外弹簧单元116面向盖子170时，在第一外弹簧单元和重物130面向第 一外弹簧单元112的侧面之间形成的间隙，和在第二外弹簧单元114和重物130面向第二 外弹簧单元114的侧面之间形成的间隙减小。内弹簧120可以包括第一内弹簧单元122、第二内弹簧单元124、和第三内弹簧单 元126。第一内弹簧单元122和第二内弹簧单元124固定在每个都面向重物130的两个侧 面，第三内弹簧单元126与第一内弹簧单元122和第二内弹簧单元IM连接。第三内弹簧 单元1 可以被设置为面向定子200、与重物130的侧面相对。在从第一内弹簧单元122和第二内弹簧单元IM的末端面向重物130面对着第三 内弹簧单元126的侧面时，在第一内弹簧单元和重物130面向第一内弹簧单元122的侧面 之间形成的间隙，和在第二内弹簧单元1 和重物130面向第二内弹簧单元124的侧面之 间形成的间隙增大。内弹簧120的第三内弹簧单元1 通过外弹簧110的第三外弹簧单元116固定， 并且具有相对于外弹簧110和内弹簧120不同的弹性模块和并且具有不同的边界条件，由 此振动器300可以产生多个自然频率。在本示例性实施例中，外弹簧110的第一外弹簧单元112和第二外弹簧单元114 在盖子170的第一焊接单元Wl处与盖子170焊接在一起。内弹簧120的第三内弹簧单元1 在第二焊接单元W2处与第三外弹簧单元116 焊接在一起。内弹簧120的第一内弹簧单元122和第二内弹簧单元IM焊接到形成在重物 130的两侧的第三焊接单元W3处。与定子200相对的磁铁140的位置靠近要与重物130联 结的第三焊接单元W3。根据本公开的如此设置的结构可以获得多个明确区分的自然频率，虽然它的构造 简单。通过以下结构可以进一步增强效果通过多个焊接单元Wl，W2和W3，明确地识别各 个外弹簧110和内弹簧120的边界条件。此外，无论是否长时间使用，外弹簧110和内弹簧120之间的联结强度的增强可以 改善可靠性的问题，即振动器300分离，或振动器300的固定状态被破坏的问题。使得振动 方向是线性振动器的横向可以克服常规的线性振动器在纵向振动的局限。在本示例性实施例中，外弹簧110和内弹簧120中的每个都采用弯曲的带型(band type)弹性件的形状。如果从侧面观看，外弹簧110和内弹簧120中的每个都采用悬臂(cantilever)的形状和支撑结构，从而即使材料厚度薄，也可以充分地减小弹性模量。另 外，可以通过调节重物130的质量来调整自然频率。也即是，外弹簧110和内弹簧120的弹 性模量的增大，或重物130质量的减小可以增大自然频率的值。外弹簧在固定到盖子170的部分采用开口的大写字母“U”的形状，并且通过焊接 联结各个外弹簧110和内弹簧120。内弹簧120固定到外弹簧110上，并且内弹簧120固定 到外弹簧110的部分的相对侧采用开口的大写字母“U”的形状。外弹簧110和内弹簧120 的打开部分形成有定子200。可以向线圈150施加第一电力以产生对应于第一自然频率的第一频率，和施加第 二电力以产生对应于第二自然频率的第二频率。振动器300可以包括与线圈150相对的磁 铁140，给磁铁140增加质量的重物130，以及弹性支撑重物130并且具有相互不同的弹性 模量的外弹簧110和内弹簧120。在向线圈150施加第一频率的第一电力的情形中，振动器300以第一自然频率Fl 共振，在向线圈150施加第二频率的第二电力的情形中，振动器300以第二自然频率F2共 振。此时，外弹簧110固定到盖子170上，内弹簧120固定到外弹簧110上，磁铁140 和重物130固定到内弹簧120上。然而，根据本公开的上述线性振动器可以通过很多不同形式实现，并且不应该理 解为限于本文说明的实施方式。因此，本公开的实施例意在涵盖这些对本公开的改进和变 型，只要这些改进和变型落入所附权利要求和其等同物的范围内。虽然参照几个实施例公开了具体特征或方面，但是这些特征或方面可以根据需要 选择性地与其它实施例的一个或多个其它特征和/或方面组合。
权利要求
1.一种线性振动器，包括基板，所述基板提供电力；盒子，所述盒子包括支撑所述基板的底座和包围所述底座的盖子；定子，所述定子固定到所述底座或所述盖子上；振动器，所述振动器包括磁铁和固定有所述磁铁的重物，各个所述磁铁都被设置为面 对所述定子的两侧；内弹簧，所述内弹簧与所述重物的两侧联结以包围所述重物；以及外弹簧，所述外弹簧的两个端部都与所述盒子的内侧面联结以包围所述内弹簧，所述 外弹簧的一部分与所述内弹簧联结。
2.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述定子被设置在所述基板上，并且所述 定子包括缠绕为在电力作用下产生磁场的线圈。
3.根据权利要求2所述的线性振动器，其中，所述重物包括凹槽，所述凹槽由没有被内 弹簧包围的侧面形成，用于容纳所述定子，其中由所述凹槽形成的面向所述重物的内侧面 形成有面向所述定子的所述磁铁。
4.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述内侧面的两个端部固定在所述重物 面向所述磁铁的第一侧面和第二侧面上，并且所述内弹簧包围所述第一侧面和第二侧面以 及与所述第一侧面和第二侧面连接的第三侧面。
5.根据权利要求4所述的线性振动器，其中，所述内表面包括固定在所述第一侧面的 第一内弹簧单元、固定在所述第二侧面的第二内弹簧单元、以及与所述第一内弹簧单元和 第二内弹簧单元连接的第三内弹簧单元。
6.根据权利要求5所述的线性振动器，其中，当从所述第一内弹簧单元和第二内弹簧 单元的末端转向所述第三侧面时，由所述第一内弹簧单元和所述第一侧面以及所述第二内 弹簧单元和所述第二侧面形成的间隙增大。
7.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述外弹簧的两个端部分别与面对所述 定子的所述盖子的内侧面联结。
8.根据权利要求7所述的线性振动器，其中，所述外弹簧包括与面对所述重物的所述 侧面相对的第一外弹簧单元和第二外弹簧单元，以及使所述第一外弹簧单元和第二外弹簧 单元连接并且与所述内弹簧的一部分联结的第三外弹簧单元。
9.根据权利要求8所述的线性振动器，其中，当从所述第三外弹簧单元转向所述第一 外弹簧单元和第二外弹簧单元的端部时，所述第三外弹簧单元和所述侧面之间形成的间隙 变窄。
10.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述内弹簧和所述外弹簧分别具有不同 的弹性模量。
11.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，通过焊接联结所述内弹簧和所述重物的 各个侧面。
12.根据权利要求1所述的线性振动器，其中，所述内弹簧和所述外弹簧中的每个都采 用“U”形，并且通过焊接联结各个所述内弹簧和所述外弹簧。
13.—种线性振动器，包括基板，所述基板提供电力；盒子，所述盒子包括支撑所述基板的底座和包围所述底座的盖子； 线圈，所述线圈固定在所述盒子上，并且所述线圈被施加有第一电力，所述第一电力用 于产生对应于第一自然频率的第一频率，以及第二电力，所述第二电力用于产生对应于第 二自然频率的第二频率；振动器，所述振动器包括面对所述线圈的磁铁和由所述磁铁固定的重物；以及 弹性件，所述弹性件包括弹性支撑所述振动器并且具有相互不同的弹性模量的外弹 簧，以及与所述外弹簧和所述振动器连接的内弹簧，其中，如果所述线圈被施加有所述第一频率的电力，则所述振动器以所述第一自然频 率共振，并且如果所述线圈被施加有所述第二频率的电力，则所述振动器以所述第二自然 频率共振。
14.根据权利要求13所述的线性振动器，其中，所述外弹簧固定在所述盒子上，所述内 弹簧的一部分固定在所述外弹簧和所述磁铁上，所述重物固定在所述内弹簧上。
15.根据权利要求13所述的线性振动器，其中，所述内侧面的两个端部固定在面向所 述磁铁的所述重物的第一侧面和第二侧面上，并且所述内弹簧包围所述第一侧面和所述第 二侧面以及与所述第一侧面和所述第二侧面连接的第三侧面。
全文摘要
本发明公开了一种线性振动器，所述线性振动器包括基板，所述基板提供电力；盒子，所述盒子包括支撑所述基板的底座和包围所述底座的盖子；定子，所述定子固定到所述底座或所述盖子上；振动器，所述振动器包括磁铁和固定有所述磁铁的重物，各个所述磁铁都被设置为面对所述定子的两侧；内弹簧，所述内弹簧与所述重物的两侧联结以包围所述重物；以及外弹簧，所述外弹簧的两个端部都与所述盒子的内侧面联结以包围所述内弹簧，所述外弹簧的一部分与所述内弹簧联结。
文档编号B06B1/04GK102078857SQ20101056098
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者朴荣一 申请人:Lg伊诺特有限公司