CN100355508C - 稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用 - Google Patents

Abstract

一种稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：用稀土超磁致伸缩材料制成振动件；振动件外围绕有驱动线圈；驱动线圈配有交变电路；一设有振动件安装腔的壳体；绕有驱动线圈振动件两端以紧配合嵌置在振动件安装腔内。利用稀土超磁致伸缩材料在电磁场的作用下可以产生微变形或声能，也可以将微变形或声能转化为电磁能之能量转换原理，通过稀土超磁致伸缩材料在磁场作用下发生的长度变化，产生位移振动或发射声波，当振动件两端受压时，其产生的振动即会通过两端传递出去，从而达到与现有手机振动电机同样的振动效果。

Description

稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用

【技术领域】

本发明涉及的是手机振动机构，尤其是一种稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用。

【技术背景】

目前，手机均设有振动来电告示功能，这种无声振动来电告示功能通常由电机和安装在其转子轴上的配重偏心轮组成。其工作原理是：利用电机转子带动偏心轮转动，由于偏心轮造成负荷上的不对称，产生一个具有一定振动频率和幅度的机械振动，然后再将此振动波传递到手机外壳或其周边结构上，使手机外壳或周边结构发生振动，实现振动提示来电。

从工作原理来讲，现有振动电机与一般电机一样，都是基于电磁感应原理，将电能转化为机械旋转动能。其优点是工作原理可靠，制造加工工艺成熟。其缺陷是：

一、现有振动电机必须有转子这一旋转部件，而且又工作在有刷、偏心和高速旋转等较恶劣工况，对电刷、换向器、轴承材质要求较高；即便这样，转子部件工作寿命也很有限。这是现有电机结构和其工作原理所决定的，目前尚无法避免。

二、随着手机的薄形化，对振动电机的厚度要求减到2毫米甚至更薄，但受现有振动电机结构上的限制，即使是片式振动电机，也很难做到3毫米以下。

三、现有的手机振动电机，其零部件均属于相当于机械手表级的精密度较高机械零件，需要用专用机床设备加工，还有较高的机械装配精度要求，加上多道工序尚需依靠人工操作，从而使产品的一致性和合格率均会受到影响。

【发明内容】

本发明的目的是针对上述手机振动机构存在的不足，提供一种稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用。该应用能克服现有手机振动机构存在的所有缺陷。

本发明稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：用稀土超磁致伸缩材料制成振动件；振动件外围绕有驱动线圈；驱动线圈配有交变电路；一设有振动件安装腔的壳体；绕有驱动线圈振动件两端以紧配合嵌置在振动件安装腔内。

本发明手机振动机构的工作过程是：将本手机振动机构直接卡置在手机外壳内或以粘贴等紧配合连接方式安装在手机壳内适当部位。当绕制在振动件外围的线圈在交变电路的控制下得电后，即产生交变磁场，稀土超磁致伸缩材料制成的振动件将一定频率和幅度的交流电流转换成机械振动，再通过其两端与腔壁的紧配合之机械耦合机件将此振动传输到手机外壳表面，使之发出振动或声音。

本发明稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用之原理：利用稀土超磁致伸缩材料在电磁场的作用下可以产生微变形或声能，也可以将微变形或声能转化为电磁能之能量转换原理，稀土超磁致伸缩材料在磁场作用下会发生长度上的变化，可产生位移而因此做功；在交变磁场作用下，就会发生反复伸长或缩短，从而产生振动或发射声波，当振动件两端受压时，其产生的振动即会通过两端传递出去，从而达到与现有手机振动电机同样的振动效果。

本发明稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用具有以下优点和效果：

一、用稀土超磁致伸缩振动换能替代电机偏心旋转产生振动换能，是一种原理性根本替代。因此在结构上取消了现有振动电机的转子旋转动部件，包括转子线圈、电刷、换向器、配重块或偏心轮等零件，大大简化了整机设计和加工工艺，提高性能指标，降低制造成本；

二、由于产生驱动磁场的驱动线圈是静止的，并且很容易通过外部导热介质有效散热，可承受相当大的功率，这种器件的特点是没有旋转的转子线圈，没有电刷、换向器和轴承的摩擦损耗，因此不必担心运动损坏，大大延长了工作寿命；

三、由于稀土超磁致伸缩材料的磁致伸缩方向只与驱动线圈通电产生的交变磁场方向正交，而与此材料形状无关，因此，可将该材料加工成棒状或薄片状，甚至是薄膜。加上驱动线圈设计合理，可将振动机构的厚度减少到2毫米以下，能满足手机小形化、超薄化之发展趋势；

四、由于稀土超磁致伸缩材料具有高的能量密度，因此可做到小体积大功率，而且可将这一磁致伸缩产生的往返机械运动，通过适当的机械放大机构放大，再耦合到手机机壳等硬质物体上，产生较强烈的振动效果。

五、稀土超磁致伸缩材料工作频带宽，从每秒几次到每秒几十万次的来回膨胀和收缩，都可以稳定工作。为此可通过专门设计的专用集成电路，产生程控的不同频率和幅度的交变电流，通过驱动线圈，使得稀土超磁致伸缩材料产生不同频率和不同强度的机械振动或声音，这是现有旋转振动电机很难做到的。

本发明稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用之具体方法由以下附图和实施例详细给出。

【附图说明】

图1是本发明手机振动机构的结构示意图；

图2是本发明手机振动机构的另一种结构示意图；

图3是本发明手机振动机构的再一种结构示意图。

【具体实施方式】

实施例1：从图1可以清楚地看到本发明手机振动机构由用稀土超磁致伸缩材料制成振动件1、驱动线圈2、交变电路3和设有振动件安装腔4的壳体5组成。所述的振动件1为一直径为：1～2mm的稀土超磁致伸缩材料棒材，长度为：8～10mm，外绕的驱动线圈2由圈数漆包线构成；驱动线圈2的两端与交变电路3连接；绕有驱动线圈2的振动件1设置在振动件安装腔4内，振动件1两端与振动件安装腔4有腔壁为紧配合。

工作过程是：将本手机振动机构直接卡置在手机外壳内，通过交变电路3向驱动线圈2输入一定频率和幅度的交变电流，驱动线圈2就会产生相应的交变磁场，振动件1在此交变磁场的作用下，发生反复伸长与缩短，从而产生振动。同时，振动件1通过其两端与腔壁的紧配合将此振动传输到手机外体表面，即完成了原有的电机偏心旋转而产生的振动功能。

本实施例给出的手机振动机构是根据现有两种手机振动电机：空心杯式和片式振动电机而设定的。两种振动电机的典型尺寸：前者为Φ4×10mm，后者为Φ10×3.4mm。本实施例的手机振动机构能满足上述两种手机上的安装。

实施例2：从图2可以清楚地看到，本实施例的基本结构与实施例1相同，其区别是：为了适应手机越来越薄之发展趋势，将稀土超磁致伸缩材料制成片状振动件1，其尺寸为2×5×1mm，即其厚度仅为1mm，振动件1很细小，驱动线圈2可常规线绕，也可以采取脱胎、片式结构，形成的振动机构扁平如纸状，它可最大限度地缩小振动件安装腔的壳体。其工作过程与实施例1相同。

实施例3：从图3可以清楚地看到本实施例的基本结构与实施例1相同，其区别是：振动件1为双叠片结构，即由两块尺寸、性能相同的稀土超磁致伸缩材料薄片11和12粘合而成。这种采用双叠片结构振动件1制成的振动机构能有效地降低材料的动态损耗和提高动态响应特性。

如果选用的两块稀土超磁致伸缩材料薄片11和12的磁致伸缩系数有差别；或一块是稀土超磁致伸缩材料薄片，另一块不具有磁致伸缩性能，那么两片叠合粘贴在一起，又采用悬臂梁结构，即一头固定，一头悬空。此时在驱动线圈通以交变电流时，叠片就会产生弯曲振动从而改变原先的垂直于交变磁场方向的振动。它为手机提供了另一种振动模式。

Claims (4)

1、一种稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：用稀土超磁致伸缩材料制成振动件；振动件外围绕有驱动线圈；驱动线圈配有交变电路；一设有振动件安装腔的壳体；绕有驱动线圈的振动件的两端以紧配合嵌置在振动件安装腔内。

2、根据权利要求1所述稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：振动件(1)是棒状。

3、根据权利要求1所述稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：振动件(1)是任何形状之薄片。

4、根据权利要求1或3所述的稀土超磁致伸缩材料在手机振动机构上的应用，其特征在于：振动件(1)为双叠片结构，即由两块稀土超磁致伸缩材料薄片(11、12)粘合而成。

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