CN100584112C - 可以防止振动的多功能致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能致动器，其中根据音频信号，音圈使产生声音的振动膜振动。将振动线圈设置在与音圈同轴的中心轴上，用于根据音频信号或振动信号，产生振动。振动单元包括：磁铁，用于使音圈和振动线圈产生磁场；以及轭铁，具有预定质量。音圈和振动线圈至少之一产生的电磁力使振动单元垂直振动。转换器选择性地将音频信号送到振动线圈。在产生声音期间，根据用户的转换选择，多功能致动器可以防止振动单元振动。

Description

可以防止振动的多功能致动器

本专利申请基于而且要求2004年7月2日提交的第2004-51421号韩国专利申请的优选地权，在此引用其全部内容供参考。

技术领域

本发明涉及一种可以防止振动的多功能致动器。更具体地说，本发明的多功能致动器可以根据用户的转换选择，在产生声音期间，防止振动单元振动。

背景技术

通常，多功能致动器指的是，根据利用电方法接收的音频信号或者先前输入的铃声或乐曲，产生可听声的既振动又产生声音的小型设备。这种多功能致动器安装在诸如移动电话、寻呼机、游戏系统以及头戴送受话器的各种移动通信系统上。

图1示出如下所述的传统多功能致动器。

传统的多功能致动器100包括：空腔外壳110；产生声音振动膜121，通过外圆周固定在外壳110的顶部；音圈122，以圆柱形缠绕并固定在振动膜121的底部；垂直磁化磁铁123；轭铁131，与磁铁123一起形成磁路；重锤133，与轭铁131一起形成振动器；以及上片簧131和下片簧132′，在顶部和底部分别支撑振动器。

通过该顺序的音圈122和轭铁131，磁力线从磁铁123的N极指向磁铁123的S极，从而形成磁场。音圈122起扬声器的作用，用于利用包括磁铁123和轭铁131的磁路上的磁通量，产生声音。

同时，对音圈122施加低频电压使振动器垂直运动，从而产生振动，该振动器进一步包括重锤133以及磁路上的磁铁123和轭铁131。

根据共振频率，传统的多功能致动器在较低的频率范围内产生振动，而在相高的频率范围内产生声音。

然而，当传统的多功能致动器用于移动通信设备或者其他用途时，出现了问题，即伴随振动产生声音，因为音频信号的频率范围逐渐扩展到低频范围。

特别是，上述传统致动器100易出现与诸如频率重叠等的控制过程有关的各种问题，因为，通过将频率信号输入到一个信号源或音圈122，它用于产生声音和振动。

图2示出如下所述的为了改善上述某些问题附加具有振动线圈的另一个致动器。

传统的致动器200包括：圆柱形外框架210；声音单元220，包括振动膜221、音圈222以及声音磁铁223；以及振动单元230，包括轭铁231、振动线圈232以及振动磁铁233。将声音单元220和振动单元230设置在圆柱形外框架210的内部。

在外框架210的外表面上设置端子板，用于将外部电压施加到音圈222和振动线圈232。

在外框架210的内表面上设置上片簧240和下片簧240′。将环形声音磁铁223安装在上片簧240的底部和下片簧240′的顶部。内框架与声音磁铁223和上片簧240的顶部相连。

音圈222与端子板相连。当将预定频率或者更高频率的电压施加到音圈222时，声音磁铁223产生的磁场与在音圈222周围产生的电场之间的相互作用产生的电磁力，使音圈222垂直振动。

这样使与音圈222集成相连的振动膜221垂直振动，从而产生声音。

同时，振动线圈232与不同的端子板相连。当将预定频率或更高频率的电压从该端子板送到振动线圈232时，振动磁铁233的磁场与在振动线圈232周围产生的电场之间的相互作用产生的电磁力，使轭铁231垂直振动。上片簧240和下片簧240′使轭铁231的振动力传递到外框架210，然后使外部框架210的振动力传递到外部。

因此，这样产生振动，以通知有呼入。

尽管这样构造上述致动器，以使声音单元220与振动单元230分离，从而避免它们之间产生干扰，但是这样仍然存在振动方面的问题，因为如果为了产生声音而使声音单元220的振动膜221振动，就不可能避免振动单元230产生反作用力。

因此，为了防止出现这种问题，在本技术领域，需要一种根据用户选择，可以防止由产生声音引起的振动的多功能致动器。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，提出本发明，因此本发明的目的是提供一种多功能致动器，其中当根据用户的转换选择，同时将音频信号送到音圈和振动线圈时，音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力在同一个轴上互相反向，以致相互抵消，因此可以防止振动单元产生振动。

根据用于实现该目的的本发明的一个方面，所提供的多功能致动器包括：振动膜，用于产生声音；音圈，用于根据音频信号，使振动膜振动；振动线圈，位于与音圈同轴的中心轴上，用于根据音频信号或振动信号，产生振动；振动单元，包括用于对音圈和振动线圈产生磁场磁铁和具有预定质量的轭铁，音圈和振动线圈至少之一产生的电磁力使振动单元垂直振动；以及转换器，用于选择性地将音频信号送到振动线圈，其中在根据转换器的操作，同时将音频信号送到音圈和振动线圈时，音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力互相同轴但是反向，以致它们自己互相抵消，从而防止振动单元产生振动。

根据本发明的另一个方面，可以将磁铁形成为环形，其中优选地将音圈设置在环形磁铁的外部，而将振动线圈优选地设置在环形磁铁的内部。

作为一种选择，优选地将音圈设置在环形磁铁的内部，而将振动线圈优选地设置在环形磁铁的外部。

根据本发明的其他方面，可以将磁铁形成为圆柱形，其中优选地将音圈和振动线圈垂直设置在圆柱形磁铁的外部。

附图说明

根据下面结合附图所做的详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述以及其他目的、特征和其他优点，其中：

图1示出传统多功能致动器的侧面剖视图；

图2示出另一个传统多功能致动器的侧面剖视图；

图3示出根据本发明第一实施例的多功能致动器的侧面剖视图；

图4示出根据本发明第一实施例的致动器中的磁场流；

图5至图7示出根据本发明第一实施例的多功能致动器实现的防振功能的原理图；

图8至图11示出用于解释本发明的防振功能的几个例子；以及

图12不出根据本发明第二实施例的多功能致动器的侧面剖视图。

具体实施方式

现在，将参考附图，详细说明本发明的优选实施例。

图3示出如下所述的根据本发明第一实施例的多功能致动器的侧面剖视图。

本发明的多功能致动器1是一种根据输入的电信号，产生声音和振动的致动器，而且该致动器包括：振动膜21，用于产生声音；音圈22，用于根据音频信号，使振动膜21振动；振动线圈33，用于根据音频信号或振动信号，产生振动；磁铁23，对音圈22和振动线圈33产生磁场；振动单元30，具有预定质量的轭铁31，利用音圈22和/或振动线圈33产生的电磁力，垂直振动；以及转换器(未示出)，用于选择性地将音频信号送到振动线圈33。

通常，在致动器上，当根据音频信号，使振动膜21垂直振动，以产生声音时，作为振动膜垂直振动的反作用力，还使振动单元30振动。然而，这是不必要的操作，用户可能不喜欢它。

因此，这样设计本发明，以致当根据转换选择，将音频信号同时送到音圈(voice coil)22和振动线圈33时，音圈22和振动线圈33对振动单元30施加的电磁力在同一轴上互相反向，以致它们互相抵消，从而防止振动单元振动。

如图3所示，可以将振动膜21设置在空腔外壳11顶部的内表面。

将空腔外壳11的顶部和底部开开口，而下盖板12与空腔外壳11的底部相连。该致动器进一步包括用于关闭空腔外壳11的顶部的上盖板13。

音圈22以圆柱形缠绕在振动膜21的底部，而且该音圈22用于根据音频信号，使振动膜21振动。

振动单元30包括：磁铁23，对音圈22和振动线圈33施加磁场；以及轭铁31，具有预定质量。音圈22和振动线圈33至少之一产生的电磁力使振动单元30垂直振动。

在此，轭铁31具有预定质量，起重锤的作用。

振动单元30还具有片簧32，片簧32通过外圆周固定到外壳11的内圆周，而且通过片簧32，可以将振动单元30的振动力传递到外壳11，然后传递到外部。

振动单元33以圆柱形缠绕在与空腔外壳11的底部相连、并优选地设置在与音圈22同轴的中心轴上的下盖板12的顶部。

尽管未示出，但是本发明可以进一步具有转换器，该转换器可以根据用户选择，防止振动。

如上所述，当通过操作转换器，同时将音频信号送到音圈22和振动线圈33时，音圈22和振动线圈33将电磁力施加到振动单元30。因为该电磁力互相同轴而且反向，所以它们自己抵消，从而防止振动单元30发生振动。

图4示出如下所述的本发明的致动器中的磁场流。

通过轭铁31和音圈22，磁力线从磁铁23的N极描向磁铁23的S极，从而形成磁场。

然后，磁铁23产生的磁场与在音圈22周围产生的电场之间的相互作用，使音圈22垂直振动。结果，使振动膜21垂直振动，从而产生声音(用箭头表示磁路)。

然后，因为振动膜21的垂直振动的反作用力，还使振动单元30振动。

因此，为了避免由产生声音引起的振动，设计本发明，以使音圈和振动线圈根据用户的转换选择产生相反方向的磁场。

下面将参考图5至图7，说明本发明的振动产生功能：

如上所述，本发明的特征在于，根据用户选择，在产生声音期间，使音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力互相反向，使它们互相抵消，从而避免产生振动。

为了实现该目的，本发明包括例如：端子单元40，包括音圈和线圈的端子；乐曲驱动单元50，用于产生音频信号；以及转换器60。

端子单元40包括：第一端子41，与音圈22的一端和振动线圈33的一端共同接地；第二端子42，作为音圈22的另一端；以及第三端子43，作为振动线圈33的另一端。

可以在本发明的致动器1的内部或外部，将音圈22和振动线圈33的一端接地。

也就是说，如果在致动器1的内部，将音圈22和振动线圈33的一端接地，则可以对端子单元40设置三个延伸到外部的端子，如图5所示。如果在致动器1的外部，将音圈22和振动线圈33的一端接地，则可以对端子单元40设置四个延伸到外部的端子，如图6所示。

可以将乐曲驱动单元50安装在致动器的外部，而且该驱动单元50包括接地端51和信号端52。

将接地端51与端子单元40的第一端子41连接在一起，而将信号端52与端子单元40的第二端子42连接在一起，以便在产生声音期间施加音频信号。

为了根据用户选择对振动线圈施加电信号，将转换器60设置在第二端子42与第三端子43之间，该第二端子42与第三端子43连接在一起。

也就是说，当根据用户选择，接通转换器60时，同时将音频信号送到音圈和振动线圈，以防止产生振动。

当然，当根据用户选择断开转换器60时，仅将音频信号送到音圈，因为振动膜21的垂直振动的反作用力，而使振动单元30产生振动。

将参考图3和图4，说明上述结构的本发明的第一实施例。

作为本发明的致动器的例子，可以将振动单元30的磁铁23形成为环形。

在这种情况下，可以将音圈22和振动线圈33分别设置在环形磁铁23的内部和外部。

也就是说，如图3所示，将音圈22设置在环形磁铁23的内部，而将振动线圈33设置在环形磁铁23的外部。

作为一种选择，如图3所示，将音圈22设置在环形磁铁23的外部，而将振动线圈33设置在环形磁铁23的内部。

在这种情况下，如上所述，环形磁铁23的配置使音圈22和振动线圈33产生的磁通量具有相同方向。

因此，当根据用户的转换选择，将音频信号同时送到音圈22和振动线圈33时，相反方向的电流流过音圈22和振动线圈33。然后，根据弗来明左手定律，音圈22和振动线圈33产生的电磁力反向。这样抵消了音圈22和振动线圈33产生的电磁力，从而防止振动单元30产生振动。

当然，在根据用户选择关闭转换器60时，仅将音频信号送到音圈，以致因为振动膜21的垂直振动的反作用力而使振动单元30产生振动。

下面将参考图8至图11，说明相反方向的电流流过音圈22和振动线圈33的几个例子。

作为第一个例子，以圆柱形缠绕在振动膜21的底部的音圈22对着以圆柱形缠绕在下盖板12的顶部的振动线圈33，如图8所示。

在对该例子所在的说明中，确定音圈22具有：起始点22a，位于振动膜21的底部；以及端接点22b，与起始点22a相对，而振动线圈33具有：起始点33b，位于下盖板12的顶部；以及起始点33a，与端接点33b对着。

例如，优选地通过将音圈的起始点22a和振动线圈的端接点33a接地，提供与乐曲驱动单元50的接地端51相连的第一端子41。

因此，当根据用户的转换选择，将乐曲驱动单元50的信号端51输出的音频信号同时送到音圈和振动线圈时，相反方向(用箭头表示)的电流流过音圈和振动线圈。

这样使得音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力同轴但是互相反向，因此电磁力被抵消，从而防止振动单元产生振动。

作为第二个例子，在以相反方向缠绕音圈22和振动线圈33的情况下，如图9所示，优选地将音圈的端接点22b与振动线圈的起始点33b一起接地。

作为第三个例子，以相同方向缠绕音圈和振动线圈22，如图10所示。

通过将音圈的起始点22a与振动线圈的起始点33b一起接地，优选地形成第一端子。

此外，作为第四个例子，仍以相同方向缠绕音圈22和振动线圈33，如图11所示。

通过将音圈的端接点22b与振动线圈的端接点33a一起接地，优选地形成第一端子41。

图12示出根据本发明第二实施例的多功能致动器的侧面剖视图，将对比根据本发明第一实施例的上述致动器，对其进行说明。

根据本发明第二实施例的致动器1′包括具有圆柱形磁铁23′的振动单元30′。

优选地将音圈22′和振动线圈33′垂直设置在圆柱形磁铁23′的外部。

该致动器还包括分别位于圆柱形磁铁23′的顶部和底部的板式轭铁34′和板式轭铁35′，如图12所示。

在这种情况下，由于圆柱形磁铁23′的配置，音圈22′和振动线圈33′产生相反方向的磁通量。

也就是说，通过该顺序的上板式轭铁34′、音圈22′以及轭铁31′，磁力线从圆柱形磁铁23′的N极指向该磁铁23′的S极，从而形成磁场。

在这种情况下，指向磁铁23′的S极的磁力线以与通过音圈22′(用箭头表示)的相反方向通过振动线圈33′。

因此，与上述第一实施例不同，在产生声音期间，为了抵消因为振动膜21′的垂直振动的反作用力而使振动单元30′产生的振动，致动器1′要求电流以相同方向流过音圈22′和振动线圈33′。

在根据用户的转换选择，同时将音频信号送到音圈22′和振动线圈33′时，流过音圈22′和振动线圈33′的电流具有相同的方向。根据弗来明左手定律，音圈22′和振动线圈33′产生的电磁力互相反向。这样抵消了音圈22和振动线圈33产生的电磁力，从而防止振动单元30′产生振动。

当然，如果根据用户的选择，关闭转换器，则仅将音频信号送到音圈22′，因此因为振动膜21′的垂直振动的反作用力，而使振动单元30′产生振动。

为了在根据用户选择，接通转换器时，使电流以相同方向流过音圈22′和振动线圈33′，在第一个例子中，优选地以相反方向缠绕音圈和振动线圈，而且将音圈的起始点和振动线圈的起始点一起接地。

也就是说，当根据用户的转换选择，同时将音频信号从乐曲驱动单元的信号端送到音圈22′和振动线圈33′时，相同方向的电流流过音圈22′和振动线圈33′。

因此，音圈22′和振动线圈33′对振动单元30′施加的电磁力互相同轴但是反向，以致它们自己互相抵消，从而防止振动单元30′产生振动。

在第二个例子中，优选地以相反方向缠绕音圈和振动线圈，而且使音圈和振动线圈的端接点接地。

在第三个例子中，优选地以相同方向缠绕音圈和振动线圈，而且使音圈的起始点和振动线圈的端接点接地。

在第四个例子中，优选地以相同方向缠绕音圈和振动线圈，而且使音圈的端接点和振动线圈的起始点接地。

尽管参考特定的说明性实施例对本发明进行了说明，但是它们仅是说明性的，而且本发明并不局限于此。

在产生声音期间，根据用户的转换选择，本发明的多功能致动器可以防止振动单元振动。

此外，根据本发明，在用户接通转换器时，将音频信号送到音圈和振动线圈，而且音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力互相反向，以致它们自己互相抵消，因此在产生声音期间，避免产生不必要的振动。

此外，本发明具有：公共磁铁，用于在音圈和振动线圈周围形成磁路；以及振动膜，直接连接到外壳，以形成可以由相同体积获得最大质量的空间，从而有效改善致动器的结构。

尽管结合优选实施例对本发明进行描述和说明，但是本技术领域的普通技术人员可以理解，在所附权利要求所述的本发明的实质范围内，可以进行各种修改和变更。

Claims (6)

1.一种多功能致动器，该多功能致动器包括：

振动膜，用于产生声音；

音圈，用于根据音频信号，使振动膜振动；

振动线圈，位于与音圈同轴的中心轴上，用于根据音频信号或振动信号，产生振动；

振动单元，包括：磁铁，用于使音圈和振动线圈产生磁场；以及轭铁，具有预定质量，音圈和振动线圈至少之一产生的电磁力使振动单元垂直振动；以及

转换器，用于选择性地将音频信号送到振动线圈；

其中当根据转换器操作，同时将音频信号送到音圈和振动线圈时，音圈和振动线圈对振动单元施加的电磁力互相同轴但是反向，以致它们自己互相抵消，从而防止振动单元产生振动，而且，当根据转换器操作，将音频信号仅送到音圈时，振动膜振动，从而产生振动单元的振动，作为振动膜振动的反作用力。

2.根据权利要求1所述的多功能致动器，其中将磁铁形成为环形。

3.根据权利要求2所述的多功能致动器，其中将音圈设置在环形磁铁的外部，而其中将振动线圈设置在环形磁铁的内部。

4.根据权利要求2所述的多功能致动器，其中将音圈设置在环形磁铁的内部，而且其中将振动线圈设置在环形磁铁的外部。

5.根据权利要求1所述的多功能致动器，其中将磁铁形成为圆柱形。

6.根据权利要求5所述多功能致动器，其中将音圈和振动线圈垂直设置在圆柱形磁铁的外部。

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