线性振动器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种线性振动器，该线性振动器包括：固定部分，其中设置有预定尺寸的内部空间；磁体，结合到固定部分的内部空间的一个表面并产生磁力；振动部分，包括被设置成面对磁体并与磁体相互作用以产生电磁力的线圈以及在电磁力的作用下振动的质量体；固定器，设置在线圈和质量体之间，并具有沿着内径方向延伸的一个边缘和另一个边缘。
【专利说明】线性振动器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线性振动器，更具体地讲，涉及一种能够被安装在便携式电子装置中用作无声来电接听信号产生装置的线性振动器。
【背景技术】
[0002]近来，随着具有方便用户的大液晶显示器(LCD)屏幕的个人数字助理的发行快速增加，已采用触摸屏方案并且已经使用了用于在触摸触摸屏时产生振动的振动电机。
[0003]振动电机(利用电磁力产生原理将电能转化为机械振动的部件)被安装在个人数字助理中，由此通过将振动传递给用户来用于无声地通知用户来电接听。
[0004]根据现有技术，已经使用了通过利用旋转力使具有不平衡重块的转子部分旋转来获得机械振动的方案。在该方案中，通过刷和换向器之间的接触点进行的整流动作使旋转力转化为机械振动。
[0005]然而，在使用换向器的刷式结构中，由于刷在电机旋转时经过换向器片之间的间隙，所以会产生电火花和机械摩擦并且会产生杂质，从而会降低电机的寿命。
[0006]此外，由于可能会存在将电压施加给电机时由于旋转惯性导致的达到目标振动量的延迟，所以在触摸屏中实现合适的振动量可能是成问题的。
[0007]为了克服电机的寿命和响应速度特性的缺陷，已经主要使用线性振动器来实现触摸屏中的振动功能。
[0008]线性振动器不利用电机的旋转原理，而是利用如下原理:根据共振频率周期性地产生电磁力以引发共振，从而安装在线性振动器中的弹簧以及悬挂于弹簧上的质量体移动，由此产生振动。
【发明内容】
[0009]本发明的一方面提供一种能够增加电磁力以提高振动响应速度并实现电磁阻尼效果的线性振动器。
[0010]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:固定部分，其中设置有预定尺寸的内部空间；磁体，结合到固定部分的内部空间的一个表面并产生磁力；振动部分，包括被设置成面对磁体并与磁体相互作用以产生电磁力的线圈以及在电磁力的作用下振动的质量体；固定器，设置在线圈和质量体之间，并具有沿着内径方向延伸的一个边缘和另一个边缘。
[0011]所述固定器可包括:圆筒形竖直部分，接触线圈的一个表面和质量体的一个表面；上水平部分，从圆筒形竖直部分的一个边缘沿内径方向延伸；下水平部分，从圆筒形竖直部分的另一个边缘沿内径方向延伸。
[0012]上水平部分可接触线圈的上表面，下水平部分可接触线圈的下表面。
[0013]所述的线性振动器还可包括结合到磁体的下表面并使流到磁体的磁通量平滑的轭板。[0014]固定部分的内部空间的一个表面可设置有从其突出的外壁，以对应于磁体的外直径。
[0015]所述线性振动器还可包括结合到固定部分的内部空间的另一个表面的磁性主体。
[0016]固定部分的内部空间的所述另一个表面可设置有从其突出的突起部分，以对应于磁性主体的外直径。
[0017]固定器可由磁性材料形成。
[0018]根据本发明的另一方面，提供一种线性振动器，该线性振动器包括:固定部分，其中设置有预定尺寸的内部空间；磁体，结合到固定部分的内部空间的一个表面并产生磁力；振动部分，包括被设置成面对磁体并与磁体相互作用以产生电磁力的线圈以及在电磁力的作用下振动的质量体；固定器，设置在线圈和质量体之间，并且具有沿着内径方向和外径方向延伸的一个边缘和另一个边缘。
[0019]固定器可包括:圆筒形竖直部分，接触线圈的一个表面和质量体的一个表面；上水平部分，从圆筒形竖直部分的一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸；下水平部分，从圆筒形竖直部分的另一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸。
[0020]上水平部分可接触线圈的上表面和质量体的上表面，下水平部分可接触线圈的下表面和质量体的下表面。
[0021 ] 固定器可由磁性材料形成。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]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，其中:
[0023]图1是示出根据本发明的实施例的线性振动器的示意性分解透视图；
[0024]图2是示出根据本发明的实施例的线性振动器的示意性截面图；
[0025]图3是设置在根据本发明的线性振动器中的固定器的截面透视图；
[0026]图4是设置在根据本发明的另一实施例的线性振动器中的固定器的截面透视图；
[0027]图5是示出根据本发明的实施例的线性振动器的电磁力的增加的截面图；
[0028]图6是示出根据本发明的实施例的线性振动器的电磁力的增加的截面图。
【具体实施方式】
[0029]在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应当被理解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完全传达给本领域技术人员。
[0030]在附图中，为了清楚起见，部件的形状和尺寸可能会被夸大，并且相同的标号将始终用于指示相同或相似的部件。
[0031]图1是示出根据本发明的实施例的线性振动器的示意性分解透视图；图2是示出根据本发明的实施例的线性振动器的示意性截面图。
[0032]首先将限定关于方向的术语。外径方向或内径方向指的是从壳112的中心向壳112的外表面的方向或反过来的方向。此外，圆周方向指的是沿着壳112的圆周行进的方向(包括顺时针方向和逆时针方向两者)。[0033]参照图1和图2，根据本发明的实施例的线性振动器100可包括形成线性振动器100的外壳的固定部分100、磁场产生部分120、振动部分130和基板140。
[0034]固定部分140可包括:壳112，其一侧上开口并在其中提供预定的内部空间；托架114，结合到壳112的开口一侧，以封闭由壳112形成的内部空间。
[0035]这里，内部空间可将磁场产生部分120和振动部分130容纳于其中，磁场产生部分120包括磁体122，壳112和托架114还可彼此一体地形成。
[0036]此外，壳112可包括形成在其上表面中的至少一个引入孔116。
[0037]引入孔116可以是激光束穿过的孔，所述激光束是在振动部分130的弹性构件138和固定器136结合到彼此的情况(即，在弹性构件138和固定器136通过焊接结合到彼此的情况)下所需要的。
[0038]这里，托架114可包括封闭壳112的开口一侧的封闭部分114a以及在托架114和壳112结合到彼此之后从壳112向外伸出的延伸部分114b。
[0039]此外，封闭部分114a可设置有从封闭部分114a突出的突起部分114c，以对应于磁性主体126的外直径。
[0040]磁性主体126的外周表面被插入并固定于突起部分114c的内表面，从而磁性主体126可被更加牢固地结合到托架114。
[0041]这里，磁性主体126可被设置在磁体122和轭板124之下，以防止磁体122由于外部冲击等与壳112分尚。
[0042]磁体122与轭板124 —起可构成根据本发明的实施例的线性振动器100的磁场产生部分120，并且可被结合到固定部分的内部空间的一个表面。
[0043]更具体地讲，磁体122可通过粘结方法、压装方法和焊接方法中的至少一种结合到壳112的内部空间的一个表面。
[0044]磁体122可具有比结合到固定器136的线圈132的内直径小的外直径，并且磁体122可结合到壳112，以用作固定构件。
[0045]这里，壳112的内部空间的上表面可设置有从其突出的外壁118，以对应于磁体122的外直径。磁体122的外周表面被插入并固定到外壁118的内表面，由此磁体122可被更加牢固地结合到壳112。
[0046]磁体122和磁性主体126可以是圆柱形永磁体，所述圆柱形永磁体通过允许其上部分和下部分被磁化为在竖直方向上具有不同的磁极以产生磁场而产生具有预定强度的磁力。
[0047]此外，磁体122和磁性主体126可按照其具有相同极性的部分彼此面对以产生磁力的方式放置。
[0048]由于磁体122和磁性主体126被设置成使得其具有相同极性的部分彼此面对，所以在磁体122和磁性主体126之间存在的磁力线沿着外径方向扩散，从而可增加磁效率并且会使磁力尤其集中在位于磁体122和磁性主体126外部的线圈132与磁力线互链的点。因此，与使用单个磁体的情况相比，当在相同的体积中消耗相同量的电流时，电磁力会增力口，并且可实现更大量的振动。
[0049]轭板124可结合到磁体122的下表面，以使通过与磁体122相互作用的线圈132流到磁体122的磁通量形成得平滑，从而产生电磁力。[0050]轭板124可由磁性材料形成。
[0051]振动部分130可包括线圈132、质量体134和固定器136，线圈132和质量体134可使用固定器136固定，并且通过弹性构件138传递振动。
[0052]S卩，振动部分130可通过弹性构件138相对于固定部分竖直地振动。
[0053]这里，线圈132的内直径可比磁体122的外直径大。
[0054]更具体地讲，线圈132可被设置成面对磁体122，磁体122的至少一部分可被插入于由线圈132形成的空间中。
[0055]因此，在振动部分130的运动过程中，线圈132和磁体122可保持处于非接触状态。
[0056]此外，线圈132可结合到固定器136的中空的内周表面，并且在预定频率的电流施加给线圈132时，线圈132可在其邻近区域中感应出磁场。
[0057]在这种情况下，当通过线圈132施加电磁力时，磁通量沿水平方向从磁体122通过线圈132，并且通过线圈132在竖直方向上产生电磁力，从而振动部分130可沿竖直方向振动。
[0058]因此，磁体122的磁通量方向和振动部分130的振动方向可互相垂直。
[0059]即，当施加与振动部分130的固有机械频率相同的频率的电磁力时，在振动部分130中产生共振，从而可获得最大的振动量，其中，振动部分130的固有频率受振动部分130的质量以及弹性构件138的弹性模量影响。
[0060]这里，施加给振动部分130的线圈132的电流(即，具有预定频率的外部电力)可通过结合到振动部分130的基板140提供，这将在下面进行描述。
[0061]固定器136可使线圈132结合到其内周表面，并使质量体134结合到其外周表面，以固定地支撑线圈132和质量体134，并且固定器136可形成为其上部和下部敞开的中空圆柱体形状。
[0062]质量体134(结合到固定器136的竖直部分136a的外周表面从而竖直地振动的振动主体)可具有比壳112的内周表面的内直径小的外直径，从而在质量体134竖直振动的情况下，质量体134可在固定部分110内振动而不接触固定部分110。
[0063]因此，可在壳112的内周表面和质量体134的外周表面之间形成具有预定尺寸的间隙。
[0064]质量体134可由不受由磁体122产生的磁力影响的顺磁性材料或非磁性材料形成。
[0065]因此，质量体134可由例如钨的具有比铁的比重大的比重的材料形成，以在保持质量体的体积相同的同时增加振动部分130的质量，以调节共振频率，从而显著地增加振动量。
[0066]然而，质量体134不限于由钨形成，而是还可根据设计者的意图由各种材料形成。
[0067]这里，为了调节线性振动器100的固有频率，质量体134可设置有空间，子质量体可另外插入于该空间中，从而质量体134的质量可增加或减少。
[0068]弹性构件138是结合到上面描述的壳112和固定器136以将弹力提供给壳112和固定器136的构件。弹性构件138的弹性模量对振动部分130的固有频率产生影响。
[0069]这里，弹性构件138可以是螺旋弹簧和片簧中的任何一种。然而，弹性构件138不限于此，而可以是能够提供弹力的任何构件。
[0070]基板140可结合到构造振动部分130的质量体134的一个表面，并且可包括通孔149，该通孔149允许磁体122穿过，以避免在振动部分130振动时与磁体122接触。
[0071]g卩，通孔149可防止磁体122和基板140之间的接触，并且可允许振动时的幅度不受限制且可允许振动部分130的运动，确保振动部分130中的振动量尽可能大。
[0072]因此，根据本发明的实施例的线性振动器100可由于通孔149而获得更加稳定的线性振动。
[0073]更具体地讲，基板140的一端可结合到振动部分130，而由此成为自由端，并且基板140的另一端可结合到托架114的延伸部分114b，而由此成为固定端。
[0074]这里，将详细描述基板140。基板140可以是柔性印刷电路板并且可包括:活动片142，结合到振动部分130的质量体134 ;固定片146，结合到托架114的延伸部分114b ;连接片144，将活动片142和固定片146互相连接。
[0075]与振动部分130—起振动的活动片142可以是自由端，活动片142的上表面可接触质量体134的下表面，并且活动片142和质量体134可结合到彼此。
[0076]此外，由活动片142形成的内部空间是上面描述的通孔149。
[0077]固定片146可包括设置在其上表面上的电连接端子(未示出)，以将电供应给线圈132，并且固定片146可伸出到壳112之外。
[0078]因此，基板140的固定片146可结合到延伸部分114b。
[0079]此外，基板140可包括将活动片142和固定片146互相连接的连接片144，连接片144沿着活动片142的圆周方向转动，以使活动片142能够竖直地振动，同时在活动片142的边缘与固定片146的端部之间保持预定的间隔。
[0080]此外，基板140可包括设置在其下表面上的电极焊盘(未示出)，以将具有特定频率的电信号传输给线圈132，电极焊盘可电连接到线圈132的引线。
[0081]这里，电极焊盘可形成在线圈132的外直径以外，并且可通过焊接电连接到线圈132的引线的一端。
[0082]换句话说，电极焊盘可形成在基板140的活动件142的下表面上，并且可连接到线圈132的引线。
[0083]因此，线圈132的引线可连接到线圈132外部的基板140的电极焊盘上，从而当根据本发明的实施例的线性振动器100操作时，不会影响线性振动器100的振动和运动。
[0084]为了防止在振动部分130的振动过程中由于振动部分130和固定部分110之间接触导致的噪声的产生，壳112可设置有上缓冲件150，托架114可设置有下缓冲件160。
[0085]上缓冲件150可设置在壳112的内部空间的一个表面中的外壁118之外，下缓冲件160可设置在托架114的突起部分114c之外。
[0086]图3是设置在根据本发明的实施例的线性振动器中的固定器的截面透视图。
[0087]参照图3,固定器136可包括:圆筒形竖直部分136a,接触线圈132的一个表面和质量体134的一个表面；上水平部分136b，从竖直部分136a的一个边缘沿着内径方向延伸，以支撑线圈132的上表面；下水平部分136c，从竖直部分136a的另一个边缘沿着内径方向延伸，以支撑线圈132的下表面。
[0088]竖直部分136a的外周表面可接触质量体134，以固定地支撑质量体134，竖直部分136的内周表面、上水平部分136b和下水平部分136c可接触线圈132，以固定地支撑线圈132。
[0089]此外，固定器136可由包括铁、镍、钴等的材料形成，更具体地说，固定器136可由磁性材料形成。
[0090]然而，固定器136不限于由包括铁、镍、钴等的材料形成，而是可由具有磁力的任何材料形成。
[0091]在固定器136由磁性材料形成的情况下，磁场可集中在线圈132上。因此，可实现电磁阻尼效果。
[0092]因此，可不在磁体122和线圈132之间施加磁流体。
[0093]此外，可实现增加电磁力的效果。因此，可提高根据本发明的实施例的线性振动器的响应速度，并且可提高振动力。
[0094]而且，固定器136的竖直部分136a可形成为比线圈132的下表面和质量体134的下表面高，以在线圈132和质量体134之间形成空间，该空间可填充有粘合剂(未示出)，以允许线圈132和质量体134被更加牢固地结合到彼此。
[0095]图4是设置在根据本发明的另一实施例的线性振动器中的固定器的截面透视图。
[0096]参照图4，除了固定器236之外，根据本发明的另一实施例的线性振动器与根据本发明的上述实施例的线性振动器相同。因此，将省略对其除了固定器236以外的部件的描述。
[0097]固定器236可包括:圆筒形竖直部分236a，接触线圈132的一个表面和质量体134的一个表面；上水平部分236b,从竖直部分236a的一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸，以支撑线圈132的上表面和质量体134的上表面；下水平部分236c，从竖直部分236a的另一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸，以支撑线圈132的下表面和质量体134的下表面。
[0098]竖直部分236a的外周表面可接触主体134，以固定地支撑质量体134，竖直部分236a的内周表面可接触线圈132，以固定地支撑线圈132。
[0099]此外，上水平部分236b可接触线圈132的上表面和质量体134的上表面，下水平部分236c可接触线圈132的下表面和质量体134的下表面，以固定地支撑线圈132和质量体 134。
[0100]固定器236可被设置为单个构件或可被设置为彼此结合的两个构件，即，上构件和下构件。
[0101]此外，固定器236可由包括铁、镍、钴等的材料形成，更具体地说，固定器236可由磁性材料形成。
[0102]然而，固定器236不限于由包括铁、镍、钴等的材料形成，而是可由具有磁力的任何材料形成。
[0103]在固定器236由磁性材料形成的情况下，磁场可集中在线圈132上。因此，可实现电磁阻尼效果。
[0104]因此，可不在磁体122和线圈132之间施加磁流体。
[0105]此外，可实现增加电磁力的效果。因此，可提高根据本发明的实施例的线性振动器的响应速度，并且可提高振动力。[0106]图5和图6是示出根据本发明的实施例的线性振动器的电磁力的增加的截面图。
[0107]参照图5，能够认识到，固定器136的一个边缘和另一个边缘沿着内径方向延伸的结构(与根据本发明的实施例的固定器136—样)与固定器的一个边缘沿着外径方向延伸的结构相比，电磁力增加了 19%。
[0108]参照图6，能够认识到，固定器的一个边缘和另一个边缘沿着内径方向延伸的结构(与根据本发明的实施例的固定器136 —样)与固定器的仅一个边缘沿着内径方向延伸的结构相比，电磁力增加了 75%。
[0109]根据本发明的上述实施例，固定器136或236的一个边缘和另一边缘沿着内径方向延伸，从而可实现电磁力的增加。因此，可提高响应速度。
[0110]此外，可在不施加磁流体的情况下获得电磁阻尼效果。
[0111]如上所述，在根据本发明的实施例的线性振动器中，可增加电磁力，从而提高响应速度，并且可实现电磁阻尼效果。
[0112]虽然已经结合实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言明显的是，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，可进行变型和改变。
[0113]本申请要求于2012年9月7日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0099518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。
【权利要求】
1.一种线性振动器，包括:固定部分，在所述固定部分中设置有预定尺寸的内部空间；磁体，结合到固定部分的内部空间的一个表面并产生磁力；振动部分，包括被设置成面对磁体并与磁体相互作用以产生电磁力的线圈以及在电磁力的作用下振动的质量体；固定器，设置在线圈和质量体之间，并具有沿着内径方向延伸的一个边缘和另一个边缘。
2.如权利要求1所述的线性振动器，其中，固定器包括:圆筒形竖直部分，接触线圈的一个表面和质量体的一个表面；上水平部分，从圆筒形竖直部分的一个边缘沿内径方向延伸；下水平部分，从圆筒形竖直部分的另一个边缘沿内径方向延伸。
3.如权利要求2所述的线性振动器，其中，上水平部分接触线圈的上表面，下水平部分接触线圈的下表面。
4.如权利要求1所述的线性振动器，所述线性振动器还包括结合到磁体的下表面并使流到磁体的磁通量平滑的轭板。
5.如权利要求1所述的线性振动器，其中，固定部分的内部空间的一个表面设置有从其突出的外壁，以对应于磁体的外直径。
6.如权利要求1所述的线性振动器，所述线性振动器还包括结合到固定部分的内部空间的另一个表面的磁性主体。
7.如权利要求6所述的线性振动器，其中，固定部分的内部空间的所述另一个表面设置有从其突出的突起部分，以对应于磁性主体的外直径。
8.如权利要求1的线性振动器，其中，固定器由磁性材料形成。
9.一种线性振动器,包括:固定部分，在所述固定部分中设置有预定尺寸的内部空间；磁体，结合到固定部分的内部空间的一个表面并产生磁力；振动部分，包括被设置成面对磁体并与磁体相互作用以产生电磁力的线圈以及在电磁力的作用下振动的质量体；固定器，设置在线圈和质量体之间，并且具有沿着内径方向和外径方向延伸的一个边缘和另一个边缘。
10.如权利要求9所述的线性振动器，其中，固定器包括:圆筒形竖直部分，接触线圈的一个表面和质量体的一个表面；上水平部分，从圆筒形竖直部分的一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸；下水平部分，从圆筒形竖直部分的另一个边缘沿着内径方向和外径方向延伸。
11.如权利要求9所述的线性振动器，其中，上水平部分接触线圈的上表面和质量体的上表面，下水平部分接触线圈的下表面和质量体的下表面。
12.如权利要求9所述的线性振动器，其中，固定器由磁性材料形成。
【文档编号】H02K33/18GK103683791SQ201210454446
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】金容振 申请人:三星电机株式会社