水平线性振动器 相关申请的交叉引用
本申请要求于 2009 年 9 月 11 日提交的韩国专利申请 No.10-2009-0085977、名称 为 “水平线性振动器” 的优先权，该申请的全部内容作为引用并入本申请。
技术领域 目前，振动发生装置，其作为几个信号接收指示装置之一被用于通讯装置 ( 例 如便携式电话 ) 中，振动发生装置通过运用产生电磁力的原理将电能转换为机械振动。 也就是说，该振动发生装置已经安装在移动式电话中用于通知无声信号的接收。
背景技术 近来，由于移动式电话在触摸屏方案中的应用飞速发展，振动发生装置已经广 泛地被应用于触摸屏移动式电话中。 由于被用于触摸屏式移动电话的振动发生装置的使 用频率比在用于接收通知的情况下增长更多，可操作的使用寿命也应该增加，并且响应 速度也应当迅速以配合触摸的速度，从而增加用户对触摸的满意度。
依照现有技术的实施方式的振动发生装置利用这样的一种方案，即通过使带有 偏心的配重的振动器旋转以获得机械振动。 转子的转动力是通过整流器或刷式电机结构 获得的，其通过电刷和整流器接触，通过整流作用将电流供给到转子线圈。
然而，当电刷穿过整流器片之间的间隙时，具有的这种结构的振动发生装置会 导致机械摩擦和电火花及磨损，因此产生了额外的杂质例如黑粉末，从而缩短了振动发 生装置的使用寿命。 另外，当向振动发生装置施加电压时，由于它的转动惯量，要耗费 很多时间才能达到目标振动量。 因此，振动发生装置不能实现尤其是适合于触摸屏式移 动电话的振动。 由此，人们已经提出了可以稳定地获得线性振动的线性振动器，尤其是 垂直线性振动器。
图 1 是依照现有技术的垂直线性振动器的剖视图。
如图 1 所示，依照现有技术的垂直线性振动器 10 构造为包括壳体 20、托架 30、 振动器 40 和弹簧件 50。 壳体 20 分隔出内部空间。 托架 30，安装有线圈 32 和缓冲件 34，线圈 32 设置在壳体 20 的下部并将电流供给到感应磁场。 振动器 40 包括 ：磁轭 (yoke)42，该磁轭 42 形成中空部分，其一面封闭 ；磁体 44，该磁体 44 容纳在所述中空部 分中并具有连接在其底面的板状磁轭 43 ；以及配重 46，该配重 46 连接壳体 20 的外侧。 弹簧元件 50 连接在壳体 20 的上部并且弹性地支撑振动器 40，以线性地移动振动器 40。 此时，磁轭 42 构造为包括圆形板部分 42a 和边缘部分 42b，边缘部分 42b 从圆形板部分 42a 的两端弯曲向下延伸。
该垂直线性振动器 10 具有这样的结构，振动器 40 通过弹簧元件 50 在从由磁体 44、板状磁轭 43 和磁轭 42 形成的磁路产生的磁场和从线圈 32 产生的电场之间的相互作 用下而上下运动振动。
这里，缓冲件 34 限制振动器的上下振动的动作位移，减少振动器 40 和托架 30
在掉落或操作时的冲击，从而提高了耐用性，并最小化了由于摩擦导致的间歇性操作。
由于振动量与在依照现有技术的垂直线性振动器 10 的振动器 40 的配重和位移的 乘积成比例，应当增加振动器 40 的配重或位移以保证必须的身体感知 (body-sensing) 的 振动量，这导致垂直线性振动器 10 的垂直厚度增大。 特别地，这个问题与移动式电话的 小型化和变薄的趋势背道而驰。 发明内容
本发明致力于提供一种水平线性振动器，其具有水平振动结构，能够使得线性 振动器更薄，并且能改进其振动量，同时保持线性振动器的使用寿命和响应特性，还能 控制振动器的动作位移，改善其耐用性。
依照本发明的典型实施方式，一种水平线性振动器包括 ：壳体和托架，该壳体 和托架相互装配在一起以形成内部空间 ；空心线圈，该空心线圈安装在所述壳体或托架 中 ；振动器，该振动器包括磁场单元和安装在磁场单元中的配重，所述磁场单元包括磁 轭和一个或多个穿过所述空心线圈内部的磁体，所述磁轭形成为包围所述空心线圈和所 述磁体以产生磁场 ；缓冲件，该缓冲件设置在所述空心线圈和所述磁轭之间 ；和弹簧 件，该弹簧件的一端固定到所述壳体或托架，另一端固定到所述振动器，并且弹性地支 撑所述振动器，从而水平地移动所述振动器。 所述缓冲件设置在所述空心线圈的一端。
所述缓冲件为环形，在其中形成有使所述磁体穿过的中空部分。
所述壳体或托架的内部设置有使所述磁体穿过的中空部分，所述中空部分的外 侧表面设置有线圈架，该线圈架插入并支撑所述空心线圈，所述缓冲件设置在所述线圈 架的外表面。
所述缓冲件设置在所述磁轭的内侧。
所述磁体相对地设置，磁芯放置在所述磁体之间，使得相同的磁极彼此面对。
此外，所述弹簧件设置有阻尼件。
附图说明 根据下面的结合附图的详细说明，本发明的上述的和其他的目的、特征和优点 将得到更加清楚地理解，其中 ：
图 1 是依照现有技术的垂直线性振动器的剖视图 ；
图 2 是依照本发明的典型实施方式的水平线性振动器的分解透视图 ；
图 3 是图 2 中所示的托架、电路板、空心线圈和缓冲件的装配透视图 ；
图 4 是壳体的装配透视图，其中磁场单元连接到了图 3 中 ；
图 5 是壳体的装配透视图，其中配重连接到了图 4 中 ；
图 6 是壳体的装配透视图，其中弹簧件连接到了图 5 中 ；
图 7 是图 2 中所示的水平线性振动器的装配透视图 ；
图 8 是用于解释依照本发明的典型实施方式的磁场单元的磁通流动的示意图 ； 和
图 9 是用于解释依照本发明的另一个典型实施方式的缓冲件的安装状态的示意
图。 具体实施方式
从下列的结合附图的描述，本发明的特征和优点将变得更加显而易见。
在本申请的说明书和权利要求中使用的术语和措辞不能被看作一般的和词法的 上的意义，而应当将其看作是符合基于一种原理的本发明的技术构想的意义和概念，所 述的原理是指发明人可以适当地限定术语的概念以用最好的方式阐明他们自己的发明。
根据下面的结合附图的详细说明，本发明的上述的和其他的目的、特征和优点 将得到更加清楚的理解。 在说明书中，在所有附图中给部件添加了附图标记，需要注意 的是，相同的附图标记表示相同的部件，即使该部件显示在不同的附图中。 此外，在本 发明的描述中，现有的功能和结构的详细说明被省略了，这是为了避免混淆本发明的主 题。
在下文中，将结合附图对本发明的典型实施方式做详细的描述。
图 2 是依照本发明的典型实施方式的水平线性振动器的分解透视图。 图 3 是显 示图 2 中的托架、电路板、空心线圈、缓冲件的装配透视图，图 4 是显示了图 3 和磁场单 元的装配透视图，图 5 是图 4 和配重的装配透视图，图 6 是图 5 和弹簧件的装配透视图， 以及图 7 是图 2 中显示的水平线性振动器的装配透视图。 在下文中，将依照附图描述水 平线性振动器 100。
如图 2 至图 6 所示，依照典型实施方式的水平线性振动器 100 构造为包括壳体 200、托架 300、空心线圈 400、振动器 500、缓冲件 600 和弹簧件 700。
壳体 200 和托架 300 从外侧保护水平线性振动器并且在水平方向为振动器 500 提 供位移空间。 即，壳体 200 和托架 300 是为水平线性振动器提供内部空间的元件。 详细 地，内部空间通过壳体 200 和托架 300 的装配来限定。
壳体 200 可以为任意的结构，只要它在与托架 300 一同装配时形成内部空间即 可。 优选地，壳体 200 具有矩形结构，其纵向长度 ( 振动器的水平振动方向 ) 比其横向 长度要长，因此可以充分保证振动器的水平位移空间。
例如，壳体 200 构造为包括壳体顶板 210 和从壳体顶板 210 垂直地向下弯曲的纵 向侧部 220，因此下部和横向 ( 垂直于振动器的水平振动方向的方向 ) 的侧部具有开口结 构。 托架 300 构造为具有这样的结构，其上部和纵向侧部是开放的以与壳体 200 对应。 这就是说，托架 300 构造为具有托架下板 310 和横向侧部 320。 然而，在图 2 至图 6 中所 示的壳体 200 和托架 300 的结构仅仅是示意性的结构，其中通过壳体 200 和托架 300 的装 配形成的内部空间是分开的，振动器 500 在所述内部空间中水平地振动。 很明显，该结 构可以进行多种变换，只要它能实现相同的功能即可。 应当注意的是，所变换的结构也 落入本发明的范围之内。
此时，电路板 330 安装在托架下板 310 上。 电路板 330 连接到外部输入终端并 传递施加到空心线圈 400 的电力。 在图中，尽管电路板 330 已经显示为与托架 300 分开 地设置，但是它们也可以整体地构成由相同的材料制造的单一体。
同时，线圈架 340 可以安装在托架下板 310 上以支撑空心线圈 400。 在空心线圈 400 的描述中将更加详细地介绍线圈架 340。当外电源施加到空心线圈 400 时，空心线圈 400 产生预定强度的电场。 空心线 圈 400 具有中空部分，从而使磁体 522a 和 522b 穿过，并且空心线圈 400 固定到壳体 200 或托架 300。
例如，空心线圈 400 安装到托架下板 310，以便空心线圈 400 的中心轴线方向与 振动器的水平振动方向一致。 在图 2 中，尽管已经显示了空心线圈 400 是固定到托架下 板 310 的，但是其固定位置仅仅是作为举例来显示的。 空心线圈 400 将线圈线通过焊接 连接到电路板 330 的电路图案部分，因此它可以传递电力。 在图中，尽管空心线圈 400 显示的是具有圆柱状构造，但是这仅仅是以举例的方式设置的。 因此，空心线圈 400 可 以使用任意的形状，只要其中具有中空部分即可。
优选地，空心线圈 400 固定地安装到托架下板 310 以防止它在使用中脱离。 用 于固定空心线圈 400 的方法没有限制。 如图中所示，优选地，空心线圈 400 通过线圈架 340 固定，其中线圈架 340 插入到空心线圈 400 中。 例如，线圈架 340 具有这样的形状， 其插入空心线圈 400，并且在线圈架 340 的一侧固定地安装到托架下板 310 的状态下由其 外表面支撑空心线圈 400。 特别地，线圈架 340 构造为包括垂直板部分 342，其垂直于托 架下板 310 安装，与托架 300 的横向侧部 320 平行，并且形成有中空部分和线圈插入部分 344，所述中空部分被磁体 522a 和 522b 穿过，线圈插入部分 344 延伸以从垂直板部分 342 的一侧或者两侧形成在振动器的水平振动方向上，线圈插入部分 344 具有这样的形状， 其可以插入空心线圈 400，并且由线圈架 340 的外表面支撑空心线圈 400，并且线圈插入 部分 344 形成有中空部分，由此可以穿过磁体 522a 和 522b。 尽管线圈插入部分 344 显示 为具有与圆柱状的空心线圈 400 的结构对应的圆柱状构造，但该构造显然可以随着空心 线圈 400 的形状变换。
振动器 500 执行水平线性振动。 振动器 500 构造为包括磁场单元 510 和配重 540。
磁场单元 510 产生电磁力以使所述振动器水平地振动。 磁场单元 510 构造为包 括磁体单元 520 和磁轭 530。 特别地，磁场单元 510 具有这样的结构，其通过磁轭 530 包 围磁体 522a 和 522b 的侧部，其中磁体 522a 和 522b 设置为在其间设置磁芯 524，因此使 相同的磁极彼此面对。 换句话说，磁场单元 510 具有这样的结构，其中磁体单元 520 横 过矩形的磁轭 530，也就是 “日” 形的结构。 水平线性振动器 100 增加了水平方向的宽 度以增加振动器的重量和动作位移，从而使得它可以增加振动力。 然而，当磁体 522a 和 522b 和空心线圈 400 的尺寸增加时，水平线性振动器的垂直厚度也增加，因此可能难以 保证很大的驱动电磁力。 然而，磁场单元 510 具有上述的结构，从而使得它能够在与空 心线圈 400 连接的位置集中磁通。 所以，这可以产生较大的驱动电磁力而不会增加磁体 522a 和 522b 和空心线圈 400 的尺寸。
磁体单元 520 产生预定强度的磁场以通过与空心线圈 400 的相互作用而线性地振 动所述振动器。 为此，磁体单元 520 使用一个或多个磁体 522a 和 522b。 例如，磁体单 元 520 具有这样的结构，其中磁体 522a 和 522b 连接到磁芯 524 的两侧。 第一磁体 522a 连接磁芯 524 的一侧，第二磁体 522b 连接磁芯 524 的另一侧，从而使相同的磁极彼此面 对。
优选地，磁流体 ( 未显示 ) 涂敷到磁体单元 520 的外周面以防止磁体单元 520 在振动器水平地振动时与线圈架 340 的线圈插入部分 344 的内周面直接接触。 此时，磁流体 通过磁体 522a 和 522b 的漏磁通牢固地设置在圆柱状的磁体单元 520 的外周面上。 磁流体 在流体中稳定地散播磁粉，从而具有胶态。 此后，将表面活性剂施加到该流体以防止磁 粉由于重力或磁场等的影响沉淀或胶结。 例如，习惯于通过在油或水中散播四氧化三铁 或铁钴合金粒子来形成磁流体，最近，正在应用的是在甲苯中散播钴来形成磁流体。 这 样的磁粉是一种从 0.01 微米到 0.02 微米的超细的粒子粉，并且在布朗运动下移动，布朗 运动是超细颗粒的一种独特的特征。 另外，磁流体的特征在于即使外部磁场、重力、离 心力等应用到其上，在流体中的磁粉粒子的密度依然保持恒定。
磁轭 530 平滑地形成磁体单元 520 的磁通量以构成磁体闭合回路。 磁轭 530 中 包括空心线圈 400，并且具有容纳磁体单元 520 的内部空间。 另外，磁轭 530 形成这样的 结构，其中它的上部和下部是开放的。
例如，当磁轭 530 的上部和下部为开放的时，磁轭 530 构造为包括磁轭纵向侧部 532 和磁轭横向侧部 534，因此在其中形成有容纳磁体 522a 和 522b 和空心线圈 400 的空 间。 此时，磁轭 530 包围磁体单元 520 的侧面，同时使得内部空间能容纳连同磁体单元 520 一起的空心线圈 400。 另外，优选地，磁轭 530 具有这样的宽度，使得磁轭纵向侧部 532 可以邻近空心线圈 400 设置，并且磁轭横向侧部 534 可以邻近磁体 522a 和 522b 的端 部设置。 如此，磁轭横向侧部 534 具有这样的尺寸，使得其内周面接触磁体单元 520 的端 部，从而使得它接触和支撑磁体单元 520。 然而，当振动器 100 线性地振动时，优选地， 磁轭横向侧部 534 具有这样的结构，使得它易于与磁体单元 520 装配，而不会使得磁体单 元 520 在磁轭 550 中脱离。
换句话说，磁轭 530 可以采用这样的结构，其中在磁轭横向侧部 534 上设置凹槽 部分 536，并且磁体 522a 和 522b 的两端都容纳在该凹槽部分 536 中。 此时，凹槽部分 536 具有与磁体 522a 和 522b 的形状对应的形状。 然而，优选地，凹槽部分 536 具有这 样的结构，其中凹槽部分 536 相对磁轭横向侧部 534 的下部开放以便于磁轭 530 的装配。 这里，磁体 522a 和 522b 的被凹槽部分 536 暴露的端部通过配重 540 覆盖。 同时，磁体 522a 和 522b 被凹槽部分 536 暴露的区域不具有通过磁轭 530 包围磁体 522a 和 522b 的侧 部的结构。 然而，因为磁轭 530 邻近磁体 522a 和 522b 的端部设置，从磁体 522a 和 522b 产生的磁通沿着磁轭 530 流动，如图 8 所示。
同时，考虑到与配重 540 的装配，磁轭 530 可以构造为包括磁轭延伸部分 538， 磁轭延伸部分 538 包括从磁轭纵向侧部 532 的下端沿水平方向延伸的水平延伸部分 538a 和从水平延伸部分 538a 的一端向上弯曲的垂直延伸部分 538b。
具有上述结构的磁场单元 510 增加了磁效率。 磁场单元 510 的磁通流动将参照 附图 9 做更详细地描述。
配重 540 为振动器增加了预定的质量以线性地振动所述振动器。 配重 540 安装 到磁场单元 510。 例如，配重 540 的中心部分设有穿透部分。 磁轭 530 插入并且固定在 该穿透部分中，使得配重 540 与磁轭 530 的外侧连接。
特别地，当配重 540 的上下部开放时，配重 540 构造为包括配重纵向侧部 542 和 配重横向侧部 544，因此在其中形成有容纳磁轭 530 的空间。 此时，考虑到与磁轭 530 的
装配，配重 540 可以构造为包括磁轭延伸部分 546，磁轭延伸部分 546 包括从配重 540 的 侧部 542 和 544 的上端沿水平方向延伸的水平延伸部分 546a 和从水平延伸部分 546a 的端 部向下弯曲的垂直延伸部分 546b。
缓冲件 600 控制振动器的动作位移，并且通过防止振动器 500 与托架 300 的直接 接触改善了耐用性。 缓冲件 600 设置在空心线圈 400 和磁轭 530 之间。
特别地，缓冲件 600 设置在空心线圈 400 的一端以防止空心线圈 400 与磁轭 530 的内侧直接接触，从而控制振动器 500 的动作位移，并且防止振动器 500 与托架 300 的直 接接触。 此时，当空心线圈 400 插入和固定到线圈架 340 的线圈插入部分 344 中时，优 选地，缓冲件 600 也固定到线圈插入部分 344 的外表面。 例如，缓冲件 600 形成为具有 中空部分的环形。
弹簧件 700 弹性地支撑在振动器 500，以允许振动器线性地移动。 该弹簧件的一 端在弹簧件的另一端固定到托架 300 的横向侧部 320 的状态下固定到振动器 500，从而弹 性地支撑振动器 500。
如此，优选地，弹簧件 700 成对地设置在振动器 500 的两侧。 优选地，设置在 振动器 500 的一侧的弹簧件 710 构造为两个板簧 710a 和 710b 的组合，并且设置在振动器 500 的另一侧的弹簧元件 720 构造为两个板簧 720a 和 720b 的组合。 此时，优选地，弹簧 件 700 设置有阻尼件 ( 未显示 )，其控制机构振动器 500 的运动位移，并且防止托架 300 和振动器 500 的直接的摩擦。 该阻尼件可以设置在两个板簧 720a 和 720b 之间。 为了方便显示说明，尽管在图中显示的弹簧件 700 是板簧，但是这仅仅是示意 性的举例。 除了盘簧之外，还可以采用任何能够弹性地支撑振动器 500 的部件。
图 8 是用于解释依照本发明的典型实施方式的磁场单元的磁通的图。 在下文 中，将对依照典型实施方式的磁场单元的磁通量流动做描述。
如图 8 所示，在该典型实施方式中，由于磁体 522a 和 522b 将磁芯 524 设置在其 中，使得相同的磁极彼此面对，因而磁场部分的磁通 ( 参见箭头 ) 从磁芯 524 散布到包围 磁体单元 520 的磁轭纵向侧部 532。 此时，径向地散布到磁轭纵向侧部 532 的磁通集中在 放置磁芯 524 的位置，即磁芯 524 与空心线圈 400 连接的位置，当以同样的体积消耗相等 的电流时，可以提供更大的电磁力。 因此，增加了振动器的位移，从而可以提供更大的 振动力。
此时，磁轭 530 形成为包围磁体单元 520 并构造闭合磁路，在该闭合磁路中产生 上述的磁通流动，使得在壳体 200 和 / 或托架 300 上的磁体 522a 和 522b 的磁吸力的效果 最小化，从而可以防止振动器由于磁吸力而被吸到某一方向。
图 9 是用于解释依照本发明的另一典型实施方式的缓冲件的安装状态的示意 图。
如图 9 所示，该缓冲件 600 可以设置在磁轭 530 的内侧以防止磁轭 530 与空心线 圈 400 直接接触。 换句话说，缓冲件 600 形成为包围形成于磁轭 530 的横向侧部 534 的 凹槽部分 536。 缓冲件 600 的安装状态执行与前述实施方式相同的功能，因此省略了对它 的详细说明。
依照本发明，可以使水平线性振动器变薄而不需要保证振动器沿垂直方向的动 作位移，因为振动器沿水平方向振动。
另外，依照本发明，设计了沿水平振动方向的长的水平线性振动器，从而能保 证振动器沿水平方向的动作位移，并且增加了振动量。
进一步地，依照本发明，缓冲件没有形成在弹簧件中，从而能够防止缓冲件的 损害以及从弹簧件中吸收的冲击。 此外，由于缓冲件设置在空心线圈和磁轭的内侧之 间，这就不会妨碍振动器的径直的水平运动，并且在下落的时候可以控制振动器的位 移。 特别地，当缓冲件插入到线圈架中时，可以改进装配性能和生产力。
进一步地，依照本发明，磁体是设置为使得相同的磁极彼此面对，并且磁轭形 成为包围磁体单元的侧面以增加连接于线圈的磁通流动，从而可以增加驱动电磁力，并 且使位于托架和 / 或壳体上的磁体的磁力的效果最小化，从而可以防止振动器被吸到某 一方向。
尽管作为示意性的目的已经公开了本发明的实施方式，但需要理解的是，依照 本发明的水平线性振动器不因此受到限制，本领域技术人员可以理解多种改进、添加和 置换是可行的，这没有脱离本发明的范围和精神。
因此，任何和所有的修改、变换或等效的结构都应当被认为是落在本发明的范 围之内，而本发明的详细的范围将通过附带的权利要求公开。