線性振動器的製作方法

2023-07-20 13:22:36 1

專利名稱：線性振動器的製作方法
技術領域：
本公開涉及水平振動的線性振動器。
背景技術：
常規的振動電動機包括焊接有圓柱形線圈的基板，固定基板的機殼，安裝在機殼 內部的彈簧，以及磁軛，該磁軛的一側固定在彈簧處，而另一側安裝有磁鐵，並且振動器安 裝在磁軛的側面。以如下方式構造這種類型的振動電動機，使得振動器通過線圈和磁鐵的磁場產生 的吸引力和排斥力垂直振動。也就是，常規的振動電動機是這樣的，彈簧20垂直地和彈性 地變形，所述彈簧彈性支持的振動器垂直振動。常規的振動電動機是這樣的，振動電動機的自然頻率由磁鐵和振動器的質量以及 彈簧的彈性模量決定，並且常規的振動電動機在特定頻帶內的自然頻率是常數。由於輸入 功率水平較小，小型的振動電動機通常通過共振產生振動。

發明內容
本公開提供了一種適合在相互不同的頻帶下振動的線性振動器。本公開要解決的技術主題不限於以上描述，對於至此未提到的一些其它技術問 題，本領域技術人員將從以下描述得到清楚的理解。在本公開的一個主要方面中，提供了一種線性振動器，所述線性振動器包括基 板，所述基板提供電力；盒子，所述盒子包括支撐所述基板的底座和包圍所述底座的蓋子； 定子，所述定子固定到所述底座或所述蓋子上；振動器，所述振動器包括磁鐵和固定有所述 磁鐵的重物，各個所述磁鐵都被設置為面對所述定子的兩側；內彈簧，所述內彈簧與所述重 物的兩側聯結以包圍所述重物；以及外彈簧，所述外彈簧的兩個端部都與所述盒子的內側 面聯結以包圍所述內彈簧，所述外彈簧的一部分與所述內彈簧聯結。在本公開的另一個主要方面中，提供了一種線性振動器，所述線性振動器包括基 板，所述基板提供電力；盒子，所述盒子包括支撐所述基板的底座和包圍所述底座的蓋子； 線圈，所述線圈固定在所述盒子上，並且所述線圈被施加有第一電力，所述第一電力用於產 生對應於第一自然頻率的第一頻率，以及第二電力，所述第二電力用於產生對應於第二自 然頻率的第二頻率；振動器，所述振動器包括面對所述線圈的磁鐵和由所述磁鐵固定的重 物；以及彈性件，所述彈性件包括彈性支撐所述振動器並且具有相互不同的彈性模量的外 彈簧，以及與所述外彈簧和所述振動器連接的內彈簧，其中，如果所述線圈被施加有所述第 一頻率的電力，則所述振動器以所述第一自然頻率共振，並且如果所述線圈被施加有所述第二頻率的電力，則所述振動器以所述第二自然頻率共振。本公開的其它優點、目的和特徵將在以下描述中部分地進行闡述，並且對於本領 域技術人員來說，在閱讀下文或者從實踐本公開來了解而變得顯而易見。通過說明書和本 文的權利要求以及附圖中具體指出的結構，可以實現和獲得本公開的目的和其它優點。應該理解，本公開的上述概括性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的， 並且意在提供對所主張的本公開的進一步說明。


所包括的用於提供對本公開的進一步理解的附圖併入本申請中並構成本申請的 一部分，本公開的說明性實施例與說明書一起用於解釋本公開的原理。在圖中圖1是根據本公開的示例性實施例的線性振動器的分解透視圖；圖2是示出根據本發明的示例性實施例的線性振動器的內部結構的平面圖；以及圖3是示出根據本發明的示例性實施例的線性振動器的頻率響應特徵的圖表。
具體實施例方式以下，參考附圖詳細描述本公開的示例性實施例。在圖中，為了清楚和方便可以放 大構成部件的尺寸或者形狀。可以定義特殊術語以便用發明人知道的最佳方式描述本公開。因此，本說明書和 權利要求中使用的特定術語或者詞語的含義不限於字面或者通常採用的意義，而是根據本 公開的精神和範圍進行理解。因此這些術語的定義可以基於整個說明書的內容來確定。在 整個說明中廣泛地使用了縮寫以避免描述性短語過長。從本描述的上下文可以明確其含 義。圖1是根據本公開的示例性實施例的線性振動器的分解透視圖；圖2是示出根據 本發明的示例性實施例的線性振動器的內部結構的平面圖；以及圖3是示出根據本發明的 示例性實施例的線性振動器的頻率響應特徵的圖表。現在將詳細描述根據本公開的線性振動器的構造和操作。參考圖1、圖2和圖3，根據本公開的示例性實施例的線性振動器可以包括定子200 和振動器300。定子200和振動器300可以容納在包括底座160和蓋子170的盒子的容納 空間中。在本公開的示例性實施例中，蓋子170可以採用底部打開的圓柱形狀，蓋子170的 側面的下端焊接到板狀底座160上，蓋子170和底座160用作線性振動器的主體。基板100固定在底座160上，並且基板100設置有線圈150。通過基板100向線圈 150供電。線圈150纏繞有預定厚度的導線，該導線的兩端都通過焊接與基板100電連接， 從而給線圈150通電。在本公開的示例性實施例中，線圈150可以平行於基板100的垂直方向纏繞，其 中，響應供應到線圈150的電力的轉換頻率，振動器300以與轉換頻率相對應的自然頻率共 振。為了防止線圈150被電磁電力線的洩露損壞，線圈150可以設置為其周圍具有繞線管 (bobbin)(或者磁軛)155。根據本公開，包括外彈簧110和內彈簧120的彈性件與振動器300聯結，從而該振動器300以多個自然頻率共振。彈簧110和內彈簧120使振動器在與底座160平行的方向 上振動。此外，定子200可以相對于振動器300設置。因此，振動器300典型地沿著線性振 動器的橫向或者縱向振動。在定子200包括線圈150，並且振動器300包括磁鐵140的情形中，磁鐵140可以 在線圈150周圍向線圈150的一側或者另一側振動。因此，與向相對於底座160的垂直方 向振動的線性振動器相比，根據本公開的線性振動器的優點在於即使施加較小的電力，也 可以獲得足夠的振動，並且可以提高振動強度。基板100可以包括由諸如酚醛塑料(Bakelite)的剛性材料製成的印刷電路板 (printed circuit board, PCB) 100，或柔性印刷電路(flexible printed circuit, FPC)， 或由諸如聚醯亞胺的柔性材料製成的柔性扁平電纜(flexible flat cable，FFC)。定子200可以固定在底座160或蓋子170上。在本示例性實施例中，定子200固 定在形成在底座160上的基板100上。面對定子200的振動器300以多個自然頻率共振， 從而即使向小型電子設備提供的電力不充足，也能獲得足夠的振動量。與定子200相對的通過電磁力共振的振動器300可以包括磁鐵140、重物 (weight) 130、以及具有外彈簧110和內彈簧120的彈性件。與線圈150相對的各個磁鐵 140安裝在線圈150的每側。方形板形狀的重物130在其一側形成有用於容納線圈150的凹槽。每個磁鐵140 都面向重物130被設置在凹槽形成的內表面上，由此線圈150被設置在磁鐵之間。重物130 可以進一步增加線性振動器的振動量，並且可以具有與線性振動器的自然頻率相對應的質量。振動器300可以產生與安裝在線性振動器上的電子設備的各個功能相對應的多 個自然頻率。一般地，在質量-彈力-阻尼(mass-elasticity-damping)系統中，系統的自 然頻率由質量和彈力確定。使得振動器300有多個自然頻率的方法可以不同。在本示例性 實施例中，採用了安裝彈性地支撐物體(mass)的多個外彈簧110和內彈簧120的方法，而 不是使用安裝多個具有獨立振動位移的物體的方法，從而可以在薄的小型結構中獲得多個 明顯不同的自然頻率。例如，在根據本公開的線性振動器需要第一頻率和第二頻率(用於要安裝的電子 設備的每個功能)的振動分量的情形中，根據本公開的線性振動器可以包括具有第一自然 頻率Fl和第二自然頻率F2的內彈簧120和外彈簧110，在該第一自然頻率Fl中，振動器 300的自然頻率對應於第一頻率，在該第二自然頻率F2中，該自然頻率對應於第二頻率。因此，外彈簧110和內彈簧120中的每個都具有不同的彈性模量。振動器300可 以通過每個都具有不同的彈性模量的外彈簧110和內彈簧120以多個自然頻率共振。此外，改變影響系統的自然頻率的邊界條件，以便以互相不同的形式設計外彈簧 110和內彈簧120的支撐結構，由此可以明確區分第一自然頻率Fl和第二自然頻率F2。圖3詳細示出了第一自然頻率Fl和第二自然頻率F2之間的不同。雖然圖3示出 第一自然頻率Fl比第二自然頻率F2小，然而，通過區別地設計與振動方程式中的邊界條件 相對應的支撐條件或外彈簧110和內彈簧120的形狀，可以出現第一自然頻率Fl比第二自 然頻率F2大的相反的情形。
在本示例性實施例中，定子200可以包括線圈150，該線圈150通過與基板100連 接而接收電力，振動器300可以包括磁鐵140，重物130以及外彈簧110/內彈簧120。除了所示的示例性實施例，其它示例性實施例也可以通過以下方式實現提供包 括磁鐵140、重物130和多個外彈簧110/內彈簧120的定子200以及提供包括線圈150的 振動器300。雖然本示例性實施例包括外彈簧110/內彈簧120，但是實施例不限於此。例如，可 以包括額外的彈簧。外彈簧110可以包括第一外彈簧單元112、第二外彈簧單元114和第三外彈簧單元 116。第一外彈簧單元112和第二外彈簧單元114固定在蓋子170的內側面，並且第三外彈 簧單元116使第一外彈簧單元112和第二外彈簧單元114連接。第三外彈簧單元116可以 被設置與定子200相對。在從第三外彈簧單元116面向蓋子170時，在第一外彈簧單元和重物130面向第 一外彈簧單元112的側面之間形成的間隙，和在第二外彈簧單元114和重物130面向第二 外彈簧單元114的側面之間形成的間隙減小。內彈簧120可以包括第一內彈簧單元122、第二內彈簧單元124、和第三內彈簧單 元126。第一內彈簧單元122和第二內彈簧單元124固定在每個都面向重物130的兩個側 面，第三內彈簧單元126與第一內彈簧單元122和第二內彈簧單元IM連接。第三內彈簧 單元1 可以被設置為面向定子200、與重物130的側面相對。在從第一內彈簧單元122和第二內彈簧單元IM的末端面向重物130面對著第三 內彈簧單元126的側面時，在第一內彈簧單元和重物130面向第一內彈簧單元122的側面 之間形成的間隙，和在第二內彈簧單元1 和重物130面向第二內彈簧單元124的側面之 間形成的間隙增大。內彈簧120的第三內彈簧單元1 通過外彈簧110的第三外彈簧單元116固定， 並且具有相對於外彈簧110和內彈簧120不同的彈性模塊和並且具有不同的邊界條件，由 此振動器300可以產生多個自然頻率。在本示例性實施例中，外彈簧110的第一外彈簧單元112和第二外彈簧單元114 在蓋子170的第一焊接單元Wl處與蓋子170焊接在一起。內彈簧120的第三內彈簧單元1 在第二焊接單元W2處與第三外彈簧單元116 焊接在一起。內彈簧120的第一內彈簧單元122和第二內彈簧單元IM焊接到形成在重物 130的兩側的第三焊接單元W3處。與定子200相對的磁鐵140的位置靠近要與重物130聯 結的第三焊接單元W3。根據本公開的如此設置的結構可以獲得多個明確區分的自然頻率，雖然它的構造 簡單。通過以下結構可以進一步增強效果通過多個焊接單元Wl，W2和W3，明確地識別各 個外彈簧110和內彈簧120的邊界條件。此外，無論是否長時間使用，外彈簧110和內彈簧120之間的聯結強度的增強可以 改善可靠性的問題，即振動器300分離，或振動器300的固定狀態被破壞的問題。使得振動 方向是線性振動器的橫向可以克服常規的線性振動器在縱向振動的局限。在本示例性實施例中，外彈簧110和內彈簧120中的每個都採用彎曲的帶型(band type)彈性件的形狀。如果從側面觀看，外彈簧110和內彈簧120中的每個都採用懸臂(cantilever)的形狀和支撐結構，從而即使材料厚度薄，也可以充分地減小彈性模量。另 外，可以通過調節重物130的質量來調整自然頻率。也即是，外彈簧110和內彈簧120的彈 性模量的增大，或重物130質量的減小可以增大自然頻率的值。外彈簧在固定到蓋子170的部分採用開口的大寫字母「U」的形狀，並且通過焊接 聯結各個外彈簧110和內彈簧120。內彈簧120固定到外彈簧110上，並且內彈簧120固定 到外彈簧110的部分的相對側採用開口的大寫字母「U」的形狀。外彈簧110和內彈簧120 的打開部分形成有定子200。可以向線圈150施加第一電力以產生對應於第一自然頻率的第一頻率，和施加第 二電力以產生對應於第二自然頻率的第二頻率。振動器300可以包括與線圈150相對的磁 鐵140，給磁鐵140增加質量的重物130，以及彈性支撐重物130並且具有相互不同的彈性 模量的外彈簧110和內彈簧120。在向線圈150施加第一頻率的第一電力的情形中，振動器300以第一自然頻率Fl 共振，在向線圈150施加第二頻率的第二電力的情形中，振動器300以第二自然頻率F2共 振。此時，外彈簧110固定到蓋子170上，內彈簧120固定到外彈簧110上，磁鐵140 和重物130固定到內彈簧120上。然而，根據本公開的上述線性振動器可以通過很多不同形式實現，並且不應該理 解為限於本文說明的實施方式。因此，本公開的實施例意在涵蓋這些對本公開的改進和變 型，只要這些改進和變型落入所附權利要求和其等同物的範圍內。雖然參照幾個實施例公開了具體特徵或方面，但是這些特徵或方面可以根據需要 選擇性地與其它實施例的一個或多個其它特徵和/或方面組合。
權利要求
1.一種線性振動器，包括基板，所述基板提供電力；盒子，所述盒子包括支撐所述基板的底座和包圍所述底座的蓋子；定子，所述定子固定到所述底座或所述蓋子上；振動器，所述振動器包括磁鐵和固定有所述磁鐵的重物，各個所述磁鐵都被設置為面 對所述定子的兩側；內彈簧，所述內彈簧與所述重物的兩側聯結以包圍所述重物；以及外彈簧，所述外彈簧的兩個端部都與所述盒子的內側面聯結以包圍所述內彈簧，所述 外彈簧的一部分與所述內彈簧聯結。
2.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，所述定子被設置在所述基板上，並且所述 定子包括纏繞為在電力作用下產生磁場的線圈。
3.根據權利要求2所述的線性振動器，其中，所述重物包括凹槽，所述凹槽由沒有被內 彈簧包圍的側面形成，用於容納所述定子，其中由所述凹槽形成的面向所述重物的內側面 形成有面向所述定子的所述磁鐵。
4.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，所述內側面的兩個端部固定在所述重物 面向所述磁鐵的第一側面和第二側面上，並且所述內彈簧包圍所述第一側面和第二側面以 及與所述第一側面和第二側面連接的第三側面。
5.根據權利要求4所述的線性振動器，其中，所述內表面包括固定在所述第一側面的 第一內彈簧單元、固定在所述第二側面的第二內彈簧單元、以及與所述第一內彈簧單元和 第二內彈簧單元連接的第三內彈簧單元。
6.根據權利要求5所述的線性振動器，其中，當從所述第一內彈簧單元和第二內彈簧 單元的末端轉向所述第三側面時，由所述第一內彈簧單元和所述第一側面以及所述第二內 彈簧單元和所述第二側面形成的間隙增大。
7.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，所述外彈簧的兩個端部分別與面對所述 定子的所述蓋子的內側面聯結。
8.根據權利要求7所述的線性振動器，其中，所述外彈簧包括與面對所述重物的所述 側面相對的第一外彈簧單元和第二外彈簧單元，以及使所述第一外彈簧單元和第二外彈簧 單元連接並且與所述內彈簧的一部分聯結的第三外彈簧單元。
9.根據權利要求8所述的線性振動器，其中，當從所述第三外彈簧單元轉向所述第一 外彈簧單元和第二外彈簧單元的端部時，所述第三外彈簧單元和所述側面之間形成的間隙 變窄。
10.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，所述內彈簧和所述外彈簧分別具有不同 的彈性模量。
11.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，通過焊接聯結所述內彈簧和所述重物的 各個側面。
12.根據權利要求1所述的線性振動器，其中，所述內彈簧和所述外彈簧中的每個都採 用「U」形，並且通過焊接聯結各個所述內彈簧和所述外彈簧。
13.—種線性振動器，包括基板，所述基板提供電力；盒子，所述盒子包括支撐所述基板的底座和包圍所述底座的蓋子； 線圈，所述線圈固定在所述盒子上，並且所述線圈被施加有第一電力，所述第一電力用 於產生對應於第一自然頻率的第一頻率，以及第二電力，所述第二電力用於產生對應於第 二自然頻率的第二頻率；振動器，所述振動器包括面對所述線圈的磁鐵和由所述磁鐵固定的重物；以及 彈性件，所述彈性件包括彈性支撐所述振動器並且具有相互不同的彈性模量的外彈 簧，以及與所述外彈簧和所述振動器連接的內彈簧，其中，如果所述線圈被施加有所述第一頻率的電力，則所述振動器以所述第一自然頻 率共振，並且如果所述線圈被施加有所述第二頻率的電力，則所述振動器以所述第二自然 頻率共振。
14.根據權利要求13所述的線性振動器，其中，所述外彈簧固定在所述盒子上，所述內 彈簧的一部分固定在所述外彈簧和所述磁鐵上，所述重物固定在所述內彈簧上。
15.根據權利要求13所述的線性振動器，其中，所述內側面的兩個端部固定在面向所 述磁鐵的所述重物的第一側面和第二側面上，並且所述內彈簧包圍所述第一側面和所述第 二側面以及與所述第一側面和所述第二側面連接的第三側面。
全文摘要
本發明公開了一種線性振動器，所述線性振動器包括基板，所述基板提供電力；盒子，所述盒子包括支撐所述基板的底座和包圍所述底座的蓋子；定子，所述定子固定到所述底座或所述蓋子上；振動器，所述振動器包括磁鐵和固定有所述磁鐵的重物，各個所述磁鐵都被設置為面對所述定子的兩側；內彈簧，所述內彈簧與所述重物的兩側聯結以包圍所述重物；以及外彈簧，所述外彈簧的兩個端部都與所述盒子的內側面聯結以包圍所述內彈簧，所述外彈簧的一部分與所述內彈簧聯結。
文檔編號B06B1/04GK102078857SQ20101056098
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者樸榮一 申請人:Lg伊諾特有限公司