水平振动的线性振动电机的制作方法

本申请要求于2016年2月29日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0024221的韩国专利申请的优先权，其全部内容在此援引并入。

本申请涉及水平振动的线性振动电机，更加具体地，涉及一种线性振动电机，在其中电机在水平方向振动并且利用在电机驱动部件中磁体的磁不平衡形成摩擦部件，摩擦部件具有滑动构造或者轴承，以便最小化相对于对应元件的摩擦和损耗，以及最小化由此导致的噪声。

背景技术：

近来，由移动电话所代表的接收装置的最重要的功能之一在于通知功能，其通知接收到信号，并且此类通知通过铃声或者振动执行。更加具体地，为了避免干扰其他人，或者在铃声难以被识别的地方识别接收到通知，振动通知已经成为移动电话的基本元件。

诸如振动发生装置的振动电机被采用，其中通过旋转电机从而产生振动，其中电机轴是偏心的，或者重心不对称地分布在一侧。然而，此类振动电机的缺点在于，在电机旋转期间，电刷经过部件之间的空隙，由此，机械摩擦和电火花产生，降低其生命期。此外，当为电机提供电压时，由于转动惯量为达到目标振动量需花费长时间，由此导致在触摸屏电话中适当振动执行的困难。

为了克服上述振动电机的不足，线性振动电机至今已被研发。线性振动电机以各种形式被研发，其优点在于，由于安装在板弹簧上的振动器通过磁体与线圈之间的电磁力而振动，因此不产生机械摩擦，并可以实现小型化。此处，通过位于移动部件中磁体与流经为定子提供的线圈的直流电流或者交流电流之间的相互作用，从而产生电磁力。

此类线性振动电机通常位于蜂窝电话的角部位置，从而在lcd屏幕垂直方向上产生振动。

线性振动电机被设计为在垂直方向上振动，通过确保振动器的垂直位移从而能够产生振动。然而，由于在移动电话中安装空间的限制，在增加厚度从而增加振动量方面存在着限制。

为了克服现有线性振动电机的不足，可能的解决方案是线性振动电机中质量块(mass)在水平方向移动。然而，如果质量块水平地振动，由于在包括质量块的箱体或者支架与质量块自身之间可能产生摩擦，可能引发的问题是线性振动电机的耐久度或者生命期可能降低。相应地，示例性实施例提出了一种线性振动电机，其中质量块与其他组成元件之间的摩擦能够被阻止，同时确保质量块的水平振动。

专利文献

1.韩国专利公开出版号2015-0132947(于2015年11月27日公开)。

技术实现要素：

相应地，示例性实施例被做出以便克服其质量块在垂直方向上振动的线性振动电机的不足，并且示例性实施例旨在提供一种线性振动电机，其中质量块在水平方向振动，并且质量块在水平方向振动的同时，质量块与其他组成元件之间产生的摩擦可被避免。

为达到上述目的，根据本发明的一个实施例，提供了一种线性振动电机，包括：支架；提供至支架的线圈；覆盖支架的箱体；定位在箱体中的质量块；至少两个或者更多弹簧，每个弹簧的一端连接至质量块，另一端连接至箱体的一个表面；磁体，藕接至质量块以便与质量块集成在一起并面向线圈；板，藕接至质量块以便与质量块集成在一起并定位在磁体上；以及摩擦降低部件，其提供在质量块的至少一个表面上并用于减少质量块与支架之间的摩擦。

此处，质量块由钨材料制成，以及支架由磁性材料制成。

此外，摩擦降低部件为在质量块和支架之间提供的球轴承，质量块包括在其上球轴承能够被安装的凹形(depressed)球轴承座，以及支架具有沿路径形成的导槽，球轴承通过导槽移动。

根据本发明的另一实施例，支架包括凹形球轴承座，在其上球轴承能够被安装，以及质量块具有沿路径形成的导槽，球轴承通过该导槽移动。

根据本发明的另一实施例，摩擦降低部件为凸起，其从质量块底表面的一部分突出，从而与支架接触，以及支架具有沿路径形成的导槽，质量块通过该导槽移动。

根据本发明的另一实施例，摩擦降低部件为凸起，其从支架顶表面的一部分突出，从而与质量块接触，以及质量块具有沿路径形成的导槽，支架的凸起通过该导槽移动。

根据本发明的另一实施例，摩擦降低部件为在质量块和支架之间提供的杆状滚轴，质量块包括在滚轴能够安装其上的凹形滚轴座，以及支架包括滚轴能够安装其上的凹形滚轴座。

根据本发明的另一实施例，滚轴以与弹簧平行的方向安置在质量块的角上，以及质量块包括滚轴能够安装其上的凹形滚轴座。

根据本发明的另一实施例，线性振动电机包括：箱体；提供至箱体的线圈；位于箱体中的质量块；至少两个或者更多的弹簧，每个弹簧的一端连接至质量块，另一端连接至箱体的一个表面；磁体，藕接至质量块的以便与质量块集成在一起并面向线圈；以及摩擦降低部件，其提供在质量块的至少一个表面上并用于减少质量块与箱体之间的摩擦。

摩擦降低部件为凸起，其从质量块底表面的一部分突出，从而与箱体接触。

进一步地，摩擦降低部件可以是凸起，该凸起从质量块顶表面的一部分突出，从而与箱体接触，摩擦降低部件也可以是凸起，该凸起从质量块侧表面的一部分突出，从而与箱体接触。

根据本发明，质量块在水平方向振动，从而线性振动电机的厚度不会增加，反而能够制成薄的。因此，当线性振动电机安置在移动电话中时，就空间而言具有优势。

进一步地，通过利用轴承、滚轴或者导槽，能够最小化由于质量块水平振动而可能发生的噪声或者摩擦，由此，增加线性振动电机的耐久度。

附图说明

图1示出了现有的振动电机，其质量块在垂直方向上移动。

图2示出了根据本发明一实施例的线性振动电机的透视图。

图3示出了图2中线性振动电机的截面图。

图4(a)至图4(e)示出了包括提供至质量块的球轴承座以及球轴承的线性振动电机。

图5(a)至图5(b)示出了包括提供至支架的球轴承座以及球轴承的线性振动电机。

图6示出了具有滚轴座的质量块。

图7示出了具有滚轴座的支架。

图8(a)至图8(b)示出了具有凸起的质量块。

图9(a)至图9(b)示出了具有凸起的支架。

图10(a)至图10(c)示出了根据本发明另一实施例的具有凸起的质量块。

图11示出了用于滑动滚轴的质量块，以及

图12(a)至图12(d)示出了根据本发明另一实施例的包括滚轴和滚轴座的振动电机。

附图中基本附图标记说明

10：支架

20：线圈

30：fpcb

40：箱体

50：质量块

60：弹簧

70：磁体

80：板

100：球轴承

110、110a：球轴承座

120、120a：球轴承导槽

200、200a、200b：滚轴

210、201a、210b、210c、210d：滚轴座

300、300a、300b、300c：凸起

310、310a：凸起导槽

具体实施方式

下文中，将会结合附图，对示例性实施例的优选实施例进行详细介绍。结合每个图中组成元件与附图标记，即便在不同附图中示出，尽可能地，相同的组成部件具有相同的附图标记。此外，在本发明实施例的以下描述中，如果描述确定不会阻碍本发明实施例的理解，已知功能以及配置的详细描述将会省略。

此外，诸如第一、第二、a、b、a、b等的术语可用于说明本发明示例性实施例的组成元件。这些术语简单地用于将相应的组成元件与其他组成元件区分开来，而非旨在通过这些术语限定相应组成元件的性质。此外，还应当理解某一组件“连接”、“藕接”或者“链接”另一组件的表述表示某一组件直接连接至另一组件，或者通过在每个组件之间插入的进一步的组件间接地“连接”、“藕接”或者“链接”至另一组件。

图1示出了现有振动电机，其质量块在垂直方向移动。如图1所示，现有线性振动电机包括：提供至箱体1内部的振动器2，线圈3，磁体4，板5以及磁轭(yoke)6，其中，通过线圈3和磁体4之间的电磁力，振动器2垂直地振动。设计为在垂直方向上振动的现有线性振动电机能够通过确保用于振动器移动的振动器的垂直位移从而产生振动。然而，由于移动电话中安装空间的限制，在增加移动电话厚度从而增加振动量上存在限制。

为了克服现有线性振动电机的缺陷，可能的解决方案是线性振动电机中的质量块在水平方向上移动。然而，如果质量块水平地振动，遇到的问题在于由于包含质量块的箱体或者支架与质量块本身之间可能产生的摩擦，线性振动电机的耐久度或者生命期可能降低。下文中，示例性实施例提出了一种线性振动电机，其中质量块与其他组成元件之间的摩擦能够被避免，同时确保质量块的水平振动。

图2示出了根据本发明一个实施例的线性振动电机的透视图，以及图3示出了图2中线性振动电机的截面图。

下文中，将会结合图2和图3介绍根据示例性实施例的一个实施例的线性振动电机。图2和图3给出了支架10，线圈20，箱体40，质量块50，弹簧60，磁体70，板80以及轴承。图中，作为标准的坐标轴为了描述的方便而被设置。图3示出了图2中线性振动电机的截面图，其是在与y轴垂直的方向上横切。即便在现有振动电机中质量块50参照z轴移动，在根据本发明的线性振动电机中质量块50具有参照x轴的位移。

支架10以及箱体40形成了线性振动电机的外观。箱体40形成为矩形形状，其底表面开口，以及支架10与箱体40耦合，从而闭合箱体40的开口表面部分。箱体40与支架10耦合，以便覆盖支架10，但是其不是必需限定为矩形形状。只要能够安置在箱体40中的质量块50能够以适当的形状提供，以执行在x轴方向上的操作，箱体40可通过各种修改形成。在图2中，为了显示箱体40的内部组成元件，箱体40的边界通过虚线显示。

支架10提供有线圈20。线圈20提供至的表面对应线性振动电机内部形成的表面。线圈20固定至支架10，其中电源线也被提供至支架10以便允许电流流经线圈20。对于电源线，典型采用柔性印刷电路板fpcb30，其中fpcb30表示采用柔性绝缘基板的布线板。质量块50提供至箱体40内部。质量块50在x轴方向上振动，由此执行线性振动电机的振动。因此，质量块50必需由具有合适质量的材料制成以及优选地具有比铁更重的重量。总之，为了使得振动最大，质量块50由钨材料制成。

优选地，质量块50仅在箱体40中沿x轴方向振动。为此，采用弹簧60。弹簧60用于抑制质量块50在x轴方向上的移动。为此目的，弹簧60的一端有必要连接至质量块50，其另一端有必要连接至箱体40的一个表面。此处，优选地，箱体40的一个表面垂直于x轴。此类弹簧60在数目上不存在限制，由于弹簧60必需相对于箱体40的两个侧表面抑制质量块50，因此需提供至少两个或者更多的弹簧60。参照图2和图3，典型采用两个弹簧60，并且弹簧60分别地固定在与x轴垂直的箱体40的两个表面上。

磁体70和板80位于质量块50内。磁体70与线圈20相互作用并且通过相互作用接收电磁力从而用作移动质量块50。因此，为了有效地与线圈20相互作用，优选地，磁体70位于线圈20附近并面向线圈20。参照图2和图3，磁体70位于线圈20的上部。此类磁体70的数目上没有特别限制，但是在图2和图3中典型地示出了两个磁体70。

板80位于质量块50内并在磁体70的上部。尽管质量块50在箱体40中沿x轴方向上被约束，由于质量块50仅被弹簧60约束，因此，质量块50能够在z轴方向上移动。由于并入线性振动电机的设备能够被放置在不同方向上，线性振动电机也能够以上侧朝下的形式放置。因此，优选地，考虑线性振动电机被倒置或者被压紧的情况等施加在质量块50的重力，相对于z轴抑制质量块50。

为此，示例性实施例采用通过利用由线圈20产生的磁通量朝向支架10拉质量块50的原则。由于为了生成引力磁通量必需是不平衡的，支架10采用磁性材料以最大化在-z轴方向上的漏通量，以及板80提供在磁体70上，以便阻止在+z轴方向上的漏通量。

因此，漏磁通量的磁不平衡相对于z轴生成，从而质量块50在+z轴方向上接收引力。也就是说，板80用于切断朝向磁体70上部的磁通量泄露。图2和图3可见，每个板80位于两个磁体70的顶部。

优选地，施加在质量块50上的引力具有强度，以维持质量块50和支架10之间的预定间隔。此外，即便线性振动电机被倒置，施加在质量块50上的引力具有强度，以防止质量块50和箱体40之间的摩擦。

然而，即便施加在质量块50上的引力的强度是足够的，如果冲击施加到线性振动电机或者线性电机的箱体40自身振动，质量块50和支架10之间可能产生摩擦。如果质量块50和支架10之间产生摩擦，线性振动电机的驱动部分可能损坏，并且质量块50或者支架10可能磨损，导致线性振动电机生命期的缩短。

图4(a)至图4(e)显示了包括球轴承100的线性振动电机和提供至质量块50的球轴承座110。参照图4(a)至图4(e)，球轴承100可用于减少质量块50和支架之间的摩擦或者磨损。

图4(a)显示了在朝下方向上作为一个整体的质量块50，以及图4(b)显示了从下向上看时的质量块50。图4(c)显示了沿图4(a)的切线a切割的平面。图4(d)显示了沿图4(a)的切线b切割的平面。图4(e)显示了质量块50，其包括球轴承座110以及相应的支架。

图4(a)显示了质量块50，球轴承100以及球轴承座110。球轴承100在质量块50和支架之间滚动，从而降低质量块50和支架之间的摩擦。球轴承100位于质量块50和支架之间，并且对球轴承100的数目没有特别限制。图4(a)至图4(e)显示了采用四个球轴承100作为优选实施例。

球轴承座110通过使质量块50凹陷而形成，以便球轴承100插入并且位于凹形球轴承座110上。由于球轴承100位于球轴承座110上，球轴承100被限定为在预定方向上的移动，而非在线性振动电机中随机移动。由于质量块50如上所述的在x轴方向上振动，因此球轴承100也被限定为如质量块50那样在相同方向上移动。如图4(c)或者图4(d)所示，球轴承100不是完全的插入球轴承座110中，而是球轴承100的一部分突出在质量块50之外。球轴承110具有在其中仅球轴承100的一部分能够安装在上面的形状就足够了。参照图4(a)至图4(e)，球轴承座110为具有梯度的形状。球轴承座110的凹陷部分朝向质量块的下部变宽。由于球轴承座110形成有梯度，球轴承座110能够包括稳定安装在其中并且没有任何间隙或者碰撞的球轴承100。

球轴承导槽120沿路径形成并且其具有恒定深度，其中球轴承100根据质量块50的振动与支架接触。球轴承100随着球轴承座110以及导槽120运动，并且球轴承100的可移动范围受限。图4(e)显示了具有相对于四个球轴承100的四个导槽120的支架。相对于质量块50的振动范围，导槽120形成为长的。

图5(a)至5(b)显示了线性振动电机，其包括球轴承100以及提供至支架的球轴承座。图5(a)显示了在朝下方向上作为整体的质量块50，其形成有导槽120a，以及图5(b)显示了相对于包括导槽120a的质量块50的支架。

在使用球轴承100的情形下，可能在质量块上形成球轴承座，如图4(a)至图4(e)所示，但是还有可能在支架上形成球轴承座。当在支架上形成球轴承座110a时，由于球轴承座110a和导槽120a的功能在于适当地抑制球轴承100的移动，因此可在质量块50上形成导槽120a。

图6显示了具有滚轴座的质量块。结合图6解释，为了降低质量块50和支架之间的摩擦或者磨损，可采用滚轴200。图6显示了滚轴200以及滚轴座210。

滚轴200在质量块50和支架之间滚动，从而降低质量块50和支架之间的摩擦。滚轴位于质量块50和支架之间，并且对滚轴的数目没有特别限制。图6显示了利用根据本发明优选实施例的两个滚轴200。

滚轴座210通过使质量块50凹陷而形成，从而滚轴200被插入以及位于凹形滚轴座210上。

由于滚轴200位于滚轴座210上，滚轴200被限定为在预定方向上移动，而非在线性振动电机中随机移动。由于如上所述的质量块50在x轴方向上振动，滚轴200也被限定为如质量块50那样在相同方向上移动。滚轴200不完全插入滚轴座210，但是滚轴200的一部分优选地突出在质量块50之外。滚轴座210具有仅滚轴200的一部分能够安装在其中的形状即可。

图7显示了具有滚轴座的支架。当采用滚轴200时，如图6所示，滚轴座可被提供至质量块，但是由于滚轴座210a的功能在于适当地限制滚轴的移动，因此还可以提供滚轴座至支架。

图8(a)至8(b)显示了具有凸起的质量块。阐释图8(a)至8(b)，为了减少质量块50和支架之间的摩擦或者磨损，有可能在质量块50上形成凸起。图8(a)显示在朝下方向上作为一个整体的质量块50，以及图8(b)显示了与包括凸起300的质量块50相对应的支架。

图8(a)显示了质量块50和凸起300。凸起300用于减少质量块50与支架之间的接触面积。凸起300可通过用机械加工质量块50的表面以使表面变得光滑或者通过采用具有小摩擦系数的材料而形成。凸起300的数量没有特殊限制。图8(a)至8(b)显示了根据本发明优选实施例的包括四个凸起300的质量块50。

导槽310沿路径形成并且具有恒定深度，其中凸起300根据质量块50的振动与支架接触。凸起300沿着导槽310移动，并且凸起300的可移动范围受限。图8(b)显示了具有与四个凸起300相对应的四个导槽310的支架。对应于质量块50的振动范围，导槽310形成为长的。

图9(a)至9(b)显示了具有凸起的支架。图9(a)显示了在朝下方向上作为一个整体的质量块50，其具有凸起导槽310a，以及图9(b)显示了与包括凸起导槽310a的质量块50相对应的支架。

当采用凸起300a时，如图8(a)至8(b)所示，凸起可提供至质量块，但是凸起还可以提供至支架。当凸起300a被提供至支架时，由于凸起导槽310a的功能在于适当地抑制凸起300a的移动，因此凸起导槽310a可被提供至质量块50。

图11显示了用于滑动滚轴的质量块。参照图11，为了减少质量块50与支架之间的摩擦或者磨损，可采用滚轴200a。图11显示了滚轴200a以及滚轴座210b。

滚轴200a提供在与质量块50角上的弹簧相平行的方向上，同时在质量块50与支架之间滑动，以便减少质量块50与支架之间的摩擦。滚轴位于质量块50与支架之间，并且对于滚轴的数目没有特殊限制。图11显示了采用根据本发明优选实施例的四个滚轴200a。

滚轴座210b通过使质量块50的拐角凹陷而形成，以便滚轴200a插入并位于凹陷的滚轴座210b之上。由于滚轴200a位于滚轴座210b上，滚轴200a限定为在预定方向上移动而非在线性振动电机中随机移动。由于如上所述的质量块50在x轴方向上振动，滚轴200a也被限定为在与质量块50相同的方向上移动。滚轴200a不完全地插入滚轴座210b，但是滚轴200a的一部分优选地凸出质量块50之外。滚轴座210b具有滚轴200a的一部分能够安装在其中的形状即可。

图10(a)至10(c)显示了具有根据本发明另一实施例的凸起的质量块。根据本发明的该实施例，线性振动电机包括：箱体；提供在箱体内部的线圈；位于箱体中的质量块50；至少两个或者更多的弹簧，每个弹簧的一端连接至质量块50，并且另一端连接至箱体的一个表面；磁体，藕接至质量块50以便与之集成在一起并朝向线圈；以及凸起300b，其形成在质量块50的至少一个表面上并且降低质量块50与箱体之间的摩擦。

与上文提及的实施例不同，质量块50并非相对于z轴被抑制。上述实施例采用通过利用由线圈产生的磁通量而朝向支架拉质量块50的原理。为此，板提供在磁体的顶部并且支架由上述实施例中的磁性材料制成。

然而，根据如图10(a)至10(c)所示的实施例，电机50并非相对于z轴而被抑制，因此需要任意附加板并且支架不必由磁性材料形成。

因此，即便质量块50在其两侧连接弹簧，但是能够在x、y和z轴的任一个上没有抑制地移动。也就是说，质量块50能够导致箱体中在箱体全部表面上的摩擦。

为了减少质量块50与箱体之间的摩擦，质量块50的每个凸起300b在除了弹簧连接的表面之外的剩余表面上相对地形成。图10(b)和图10(c)显示了凸起300b形成在质量块50的底部、顶部以及侧表面上。

根据本发明的另一实施例，图12(a)至12(d)显示了振动电机，其包括滚轴以及滚轴座。根据图12(a)至12(d)所示的实施例的线性振动电机包括：箱体；提供在箱体内部的线圈；位于箱体中的质量块50；至少两个或者更多的弹簧，每个弹簧的一端连接质量块50以及另一端连接箱体的一个表面；磁体，藕接质量块50以便与之集成在一起并面向线圈；以及凸起300c和滚轴座210c、210d，其分别形成在滚轴200b的至少一个表面以及质量块50的至少一个表面上，以便减少质量块50与箱体之间的摩擦。

图12(a)显示了质量块50与滚轴200b之间的藕接，图12(b)显示了在其中滚轴200b位于质量块50上的部件的倒置视图。图12(c)为显示质量块50和滚轴200b的藕接以及箱体的底表面的透视图，以及图12(d)显示了在与弹簧平行的方向上图12(c)的藕接结果。

滚轴200b提供在与质量块50的角上的弹簧平行的方向上并在质量块50与支架之间滑动，以便减少质量块50与支架之间的摩擦。滚轴位于质量块50与支架之间，对于滚轴的数量没有特别限制。图12(a)至12(d)显示采用根据本发明优选实施例的四个滚轴200b。

滚轴座210c通过在质量块50朝下的方向上使质量块50的拐角凹陷并突出而形成，以便滚轴200b插入或者位于被凹陷的滚轴座210c上。此外，滚轴座210d形成在支架上，以保证滚轴200b与质量块50的滚轴座210c在一起。由于滚轴200b位于滚轴座210c和210d之上，滚轴200b限定为在预定方向上移动而非在线性振动电机内随机移动。滚轴200b不完全地插入到滚轴座210c和210d中，而是滚轴200b的一部分优选地凸出在质量块50之外。滚轴座210c和210d具有仅滚轴200b的一部分能够安装在其中的形状即可。

根据示例性实施例的球轴承、球轴承座、球轴承导槽、滚轴、滚轴座、凸起以及凸起导槽可由树脂制成，以便减少摩擦。作为一个示例，球轴承和滚轴可由陶瓷制成，以及相对于球轴承和滚轴引起摩擦的球轴承座、球轴承导槽、滚轴座、凸起以及凸起导槽可由聚氧亚甲基pom树脂制成。

上文中，即便形成示例性实施例的实施例的全部组成元件被解释为耦合作为单体或者结合起来作为单体运作，示例性实施例不必限于这些实施例。也就是说，在本发明的目的内，全部组成部件的一个或者更多能够选择性耦合运作。此外，应当理解，除非另有定义，上文中使用的术语“包括”、“形成”或者“具有”表示相应组成元件能够是固有的，因此应当理解为不排除任意其他组成元件，而是可进一步包括任意其他组成元件。除非另有定义，包括所有技术和科学术语的全部术语具有示例性实施例所属领域技术人员通常理解的相同含义。诸如在字典中定义的术语的常用术语应理解为匹配相关领域上下文中的含义，而不应解释为理想或者过于正式的含义，除非在本发明中清楚地定义。

通过示例的方式，对发明的技术构思做了上述描述，本领域技术人员不难理解，在不脱离本发明的基本特性的前提下，可做出各种调整和变形。因此，此处描述的实施例并非限定而是简单地阐释示例性实施例的技术构思，因此示例性实施例的技术构思的范围不限于此类实施例。因此，应当理解示例性实施例的技术和保护范围应通过附随权利要求定义，通过附随权利要求定义的示例性实施例的技术范围内全部调整、变形以及等同物属于本发明的技术范围。