CN102205313A - 往复振动发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明的往复振动发生器能够通过使永久磁铁的磁回路闭环化而获得高振动力。振动直线执行器(1)设有在环形平衡块(2)的中央孔中(H)具有环形永久磁铁(3)的往复振子、以能够使该往复振子朝着跨第一端面(3a)与第二端面(3b)的厚度方向进行弹性位移的方式支撑在凹状箱(9)和端板(10)上的第一片簧(6)和第二片簧(7)、贯穿所述环形永久磁铁(3)的中央孔(h)、产生用来对所述环形永久磁铁(3)朝所述厚度方向进行往复驱动的往复振动磁场的筒状的环形线圈(L)、和在所述环形永久磁铁(L)内贯通的圆柱状铁心(8)，环形永久磁铁(3)在厚度方向被磁化，环形线圈(L)具有下段环形线圈(L1)和与其同轴并邻接的上段环形线圈(L2)。

Description

往复振动发生器
技术领域
本发明涉及内装在移动电话等中的往复振动发生器，尤其涉及进行往复直线运动带有平衡块的往复振动发生器的构造。
背景技术
如图8所示，日本特开2003-154314中公开的振动直线执行器51，设有：环形的外轭铁54、第一片簧57、第二片簧56和具有线圈52的定子。该环形的外轭铁54作为平衡块使用，并在内周侧具有圆环形的永久磁铁55，该第一片簧57使外周侧下探部57a弹性变形并固定在该外轭铁54的第一端面54a上，该第二片簧56是与第一片簧57相同的部件，使外周侧下探部56a弹性变形并固定在外轭铁54的第二端面54b上，该定子分别支撑第一和第二片簧57、56，在永久磁铁55的内周侧产生往复振动磁场。该定子设有在下面配置供电圈61的用来竖立轴58的树脂制的底座59，和在该底座59上方的中心具有轴58且构成线圈52的线圈架的内轭铁53。第一片簧57的内周侧57b与内轭铁53的第一突起53a嵌合，第二片簧56的内周侧56b与内轭铁53的第二突起53b嵌合，夹着底座59和内轭铁53。
在未向线圈52供电的状态下，作为平衡块的外轭铁54，从第一片簧57受到的朝向第一端面54a侧外方的弹性恢复力与从第二片簧56受到的朝向第二端面54b侧外方的弹性恢复力取得平衡，静止在图示的轴向中立位置，但是，在线圈52中流动的交变电流使得在内轭铁53的轴向两端交替产生S极和N极，所以，沿径向磁化了的环形的永久磁铁55，在比其外周面侧的磁极靠近内轭铁53的内周面侧的强磁极的那一方受到轴向的磁吸引、排斥作用，所以，第一片簧57和第二片簧56交替地反复进行恢复到平面形状的自由状态的动作，外轭铁54朝推力方向进行往复直线运动而产生往复振动。
专利文献1：日本特开2003-154314(图1)
发明内容
在上述振动直线执行器51中，通过流过线圈52的交变电流使内轭铁53的轴向两端交替切换为S极和N极，但是，外轭铁54的外周面变成与永久磁铁55的内周面的磁极相反的磁极，外轭铁54的外周面的磁极反倒会造成抑制永久磁铁55直线往复振动的影响，所以，需要加长永久磁铁55的内周面到外轭铁54的外周面间的距离来减弱该影响。而上述距离设定得越长，越是会与振动直线执行器的小型化背道而驰，而且会招致永久磁铁55的磁回路变得开环化、减弱振动力，为了获得需要的振动力，会因线圈52的回转数增加而导致大型化、交变电流的增加，而造成电力消耗的增加。
鉴于上述问题，本发明的课题是提供一种能够通过使永久磁铁的磁回路闭环化而获得高振动力的往复振动发生器。
本发明涉及的往复振动发生器的特征是，设有往复振子、悬挂弹簧机构、环形线圈、和在该环形线圈内贯通的铁心，所述往复振子在环形平衡块的中央孔中具有环形永久磁铁；所述悬挂弹簧机构以能够使该往复振子朝着跨第一端面与第二端面的厚度方向进行弹性位移的方式支撑在固定部上；所述环形线圈为筒状，贯穿所述环形永久磁铁的中央孔，产生用来对所述环形永久磁铁朝所述厚度方向进行往复驱动的往复振动磁场；所述环形永久磁铁在所述厚度方向被磁化，所述环形线圈具有第一环形线圈和与其同轴并邻接的第二环形线圈。
环形线圈的磁化方向实际上与环形永久磁铁的磁化方向平行，通过线圈绕组的卷绕方向、朝线圈的供电方向、线圈的串联结构或并联结构，可以使第一环形线圈与第二环形线圈的内侧端侧彼此磁极相同，所以，随着线圈电流的交变而产生用来对环形永久磁铁朝厚度方向进行往复驱动的往复振动磁场，在厚度方向上被磁化的环形永久磁铁使磁场回路闭环化而可以抑制漏磁，因而利于提高振动强度或降低电力消耗。而且，由于是闭环磁回路，所以线圈电流断电时，可以由环形永久磁铁的惯性振动在环形线圈中产生反电动热(日语：逆起電力)，其反作用可以对往复振子作用制动力，缩短振动衰减的时间。
在设有与所述第一端面重叠并且内周缘对着第一环形线圈的外周面的第一环形磁极片，和与所述第二端面重叠并且内周缘对着第二环形线圈的外周面的第二环形磁极片的场合，捕捉了第一端面侧的磁通的第一环形磁极片的内周面以及捕捉了第二端面侧的磁通的第二环形磁极片的内周面与铁心的外周面接近而降低磁阻，因此，不仅可以谋求进一步提高振动强度提高或降低电力消耗，而且还可以将振动急遽衰减。
优选为，所述环形线圈的外周面被保护筒体覆盖。在发生掉落冲击等的时候，可以防止环形永久磁铁的内周面与环形线圈的外周面碰撞，可以保护线圈不会出现断线故障。
在所述保护筒体的外周面与所述环形永久磁铁的内周面的间隙中夹着磁性流体。该场合下，即使施加外力冲击，由于磁性流体成为缓冲材料，所以可以有效抑制环形永久磁铁朝保护筒体的碰撞。
上述往复振动发生器中，优选为，所述固定部具有凹状箱和固定在其开口侧的端板，所述环形线圈搭载在印刷电路板上，所述端板具有所述环形线圈能通过的大小的透孔。在获得凹状箱和端板的装配体之后，可以通过端板的透孔把磁性流体简单注入并涂布到环形永久磁铁的内周面，然后，可以把环形线圈从该透孔插入并把印刷电路板固定在端板的背面，可以谋求制造的容易化。
为了防止往复振动发生器发出电波噪音，需要把凹状箱和端板构成的外围器件接地屏蔽，作为对端板的接地电位的供电结构，优选为，所述端板具有导通突起，所述导通突起通过形成在所述印刷电路板上的切口与贴在所述印刷电路板背面的导电橡胶接触。由于不是端板与印刷电路板的图案的连接构造，而是端板的导通突起与导电橡胶直接连接的构造，所以，可以在端板冲压成形的时候获得导通突起，可以实现低成本化。
本发明中，环形线圈的磁化方向实际上与环形永久磁铁的磁化方向平行，第一环形线圈和与其相反卷绕的串联的第二环形线圈的内侧端侧彼此变成相同磁极，所以可以使磁回路闭环化、利于提高振动强度或降低电力消耗。而且可以缩短振动衰减的时间。
附图说明
图1(A)是表示本发明的实施例涉及的振动直线执行器的立体图，图1(B)是表示该振动直线执行器的翻转状态的立体图。
图2是该振动直线执行器的纵截面图。
图3是从上方观察该振动直线执行器的装配立体图。
图4是从下方观察该振动直线执行器的装配立体图。
图5(A)是表示该振动直线执行器的箱侧构造体和后盖侧构造体的组合的立体图，图5(B)是翻转表示该箱侧构造体与该后盖侧构造体的组合的立体图。
图6是表示该箱侧构造体与该后盖侧构造体的组合的纵截面图。
图7(A)是该后盖侧构造体的正面图，图7(B)是该后盖侧构造体的仰视图，图7(C)是该后盖侧构造体的俯视图。
图8是表示现有的振动直线执行器的纵截面图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施方式。本例的振动直线执行器1设有：嵌在圆环形平衡块2的中央孔H中，且在跨第一端面3a和第二端面3b的厚度方向上单极被磁化的圆环形永久磁铁3；用粘接剂粘贴在第一端面3a上的圆环形的第一磁极片4；用粘接剂粘贴在第二端面3b上的圆环形的第二磁极片5；把内周侧吊挂部6a例如通过电焊焊接或粘接等手段固定在第一磁极片4上、并把外周侧吊挂部6b固定在凹状箱9的底面上的第一片簧6；把内周侧吊挂部7a固定在第二磁极片5上、并把外周侧吊挂部7b固定在被固定于凹状箱9的开口侧的端板(エンドプレ一ト)10上的第二片簧7；将圆环形永久磁铁3的中央孔h贯通，并固定设置在凹状箱9的底面上的圆柱形铁心(铁心)8；在贴在端板10的背面的印刷电路板11上立起，并从端板10的透孔10a嵌套在圆柱状铁心8上的圆筒状的环形线圈L；在印刷电路板11上立起，并嵌套在环形线圈L上的树脂制的保护筒体12；在圆环形永久磁铁3的内周面于保护筒体12的外周面之间填充在被第一磁极片4和第二磁极片5夹着的空隙中的磁性流体13；贴在印刷电路板11上，用来缓冲第二片簧7的内周侧吊挂部7a朝印刷电路板11的冲击的橡胶缓冲件14；与印刷电路板11的背面连接的一对龙卷状的弹簧端子S1、S2；跨切口11a贴合在印刷电路板11的背面，并通过切口11a与端板10的导通突起10b接触的软质材料制成的半月状导电橡胶15；为了密贴地收纳在振动直线执行器1自身的收容空间(未图示)中，而贴合在印刷电路板11的背面的硬质的大致T字形的橡胶片16；和贴合在凹状箱9上的带有剥离纸17a的双面胶带17。
环形线圈L由圆筒状的下段环形线圈L1，和与其同轴重叠的圆筒状且反向卷绕的串联的上段环形线圈L2构成，从下段环形线圈L1的端面伸出的第一绕组末端T1与印刷电路板11上的第一线圈连接图案P1锡焊焊接，而且，从上段环形线圈L2穿过下段环形线圈L1的内周侧从下段环形线圈L1的端面伸出的第二绕组末端T2也与印刷电路板11上的第二线圈连接图案P2锡焊焊接。该环形线圈L的制法可以为下述方式，即，从第一绕组末端T1侧朝一个方向密集缠绕数层而形成下段环形线圈L1，然后朝相反方向密集缠绕数层而形成上段环形线圈L2，沿上段环形线圈L1的内周面的母线方向连通连接线G(参照图6)，从其端面把第二绕组末端T2伸出。
所述连接线G，也可以沿环形线圈L的外周面缠到下段环形线圈L1的端面上。
本例中，第一磁极片4的内周缘比环形永久磁铁3的内周面进一步朝第一环形线圈L1侧伸出一些，而且，第二磁极片5的内周缘比环形永久磁铁3的内周面进门一步朝第二环形线圈L2侧伸出。
第一片簧6具有从圆环状的内周侧吊挂部6a的外周侧缘的180°旋转对称位置约呈360°涡卷状延长，并与圆环状的外周侧吊挂部6b的内周侧缘相连的涡卷弹性蔓6c、6d，而且，第二片簧7也具有从圆环状的内周侧吊挂部7a的外周侧缘的180°旋转对称位置约呈360°涡卷状延长，并与圆环状的外周侧吊挂部7b的内周侧缘相连的涡卷弹性蔓7c、7d。
不锈钢制或SPCC制的端板10为了收纳印刷电路板11而使背面侧变成凹状，具有定位突片10c，在其相反侧，朝背面侧鼓出的导通突起10b被冲压成形，透孔10a不是正圆，为了保留用来形成导通突起10b的部位而具有形成弦的直线边N。
印刷电路板11，在其表面侧，除了第一线圈连接图案P1以及第二线圈连接图案P2之外，还设有载置环形线圈L的圆环状的线圈承载图案M，和以该线圈承载图案M为中心，三方围合的扇形的加强图案f1～f3，在其背面侧，设有通过通孔与第一线圈连接图案P1以及第二线圈连接图案P2导通、用来锡焊焊接弹簧端子S1、S2的锥体底面侧的第一端子连接图案Q1和第二端子连接图案Q2，和围着切口11a在第一端子连接图案Q1与第二端子连接图案Q2间延伸的加强图案F。
本例中，通过在端板10上设置透孔10a，如图5～图7所示，装配箱侧构造体20和后盖侧构造体30而获得振动直线执行器1。箱侧构造体20，在装配凹状箱9、固定设置在该凹状箱9的底面上的圆柱状铁心8、圆环形平衡块2、圆环形永久磁铁3、第一磁极片4、第二磁极片5、第一片簧6、第二片簧7以及端板10之后，通过端板10的透孔10a把磁性流体13注入涂布在圆环形永久磁铁3的内周面上而形成。另一方面，后盖侧构造体30，在印刷电路板11上搭载环形线圈L、保护筒体12以及橡胶缓冲件14，在印刷电路板11的背面侧连接弹簧端子S1、S2并贴合橡胶片16而形成，把箱侧构造体20的圆柱状铁心8通过端板10的透孔10a嵌合在环形线圈L的中空部，把印刷电路板11贴合在端板10的背面侧的凹部。然后，把半月形的导电橡胶15贴合在印刷电路板11的背面，把双面胶带17贴合在凹状箱9上。
本例中，环形永久磁铁3的磁化方向实际上与环形线圈L内的圆柱状铁心8的方向平行，环形永久磁铁3的第一端面3a或第二端面3b发出的磁通中的绕向内周侧的磁通，沿通往圆柱状铁心8的外周面的缝隙飞过并经由圆柱状铁心8内，因此，夹在保护筒体12的外周面与环形永久磁铁3的内周面的间隙中的磁性流体13成为被上述沿缝隙飞过的磁通封住的状态，不论往复振动发生器的姿态如何，都可以防止磁性流体13泄漏。而且，即使施加冲击外力，也可以通过所述作为缓冲层的磁性流体13有效抑制往复振子朝环形线圈L的冲击，可以防止环形线圈L损伤。因为有保护筒体12，所以可以使与环形永久磁铁3的缝隙很小，有望实现往复振动发生器的小型化。另外，由于缝隙很小，所以，不使用低温特性逊色的高粘度的磁性流体13，而是使用低温特性良好的低粘度的而且廉价的磁性流体13即可。该保护筒体12优选为滑的材料，可以是金属材料、树脂材料，也可以是热收缩管。
另外，由于环形永久磁铁3的磁化方向实际上与环形线圈L内的圆柱状铁心8的方向平行，下段环形线圈L1和与其相反缠绕并串联的上段环形线圈L2的内侧端侧彼此变成相同磁极，所以，随着线圈电流的交变而产生用来对环形永久磁铁3朝其厚度方向进行往复驱动的往复振动磁场，由于厚度方向被磁化了的环形永久磁铁3的磁回路为闭回路而可以抑制磁通泄漏，因此，利于提高振动强度或降低电力消耗。而且，由于是闭环的磁回路，所以线圈电流断电时，可以由惯性振动在环形线圈L中产生反电动热，其反作用可以对往复振子产生制动力，缩短振动衰减的时间。
在环形永久磁铁3的第一端面3a上重叠第一磁极片4，在环形永久磁铁3的第二端面3b上重叠了第二磁极片5，所以，捕捉了第一端面3a侧的磁通的第一磁极片4的内周面以及捕捉了第二端面3b侧的磁通的第二磁极片5的内周面与圆柱状铁心8的外周面接近而降低了磁阻，而且，沿该缝隙飞过的磁通密度变高，所以，不仅可以进一步提高振动强度或降低电力消耗，而且可以实现振动的急遽衰减化。而且，提高了磁性流体13的密封性。
尤其是，本例中，第一磁极片4以及第二磁极片5的内周面比环形永久磁铁3的内周面进一步朝保护筒体12侧伸出，所以，沿磁极片4、5的内周面与圆柱状铁心8的外周面的缝隙飞过的磁通密度也变高，所以，可以良好地把磁性流体13关住。
另外，环形线圈L的外周面被热收缩性管等的保护筒体12覆盖住，因此，在发生掉落冲击等的时候，可以防止环形永久磁铁3的内周面与环形线圈L的外周面碰撞，可以保护线圈不会出现断线故障。
由于在保护筒体12的外周面与环形永久磁铁3的内周面的间隙中隔着磁性流体13，所以，即使施加外力冲击，由于磁性流体13成为缓冲材料，所以可以有效抑制环形永久磁铁3朝保护筒体12的碰撞。另外，即使在没有保护筒体12的场合，也会在环形线圈L的外周面与环形永久磁铁3的内周面的间隙中夹着磁性流体13，所以，可以抑制环形永久磁铁3的内周面与环形线圈L的外周面发生冲击。
在振动直线执行器1的装配构造中，端板10具有能使环形线圈L通过的大小的透孔10a，所以，可以通过该透孔10a把磁性流体13简单注入并涂布到环形永久磁铁3的内周面，然后，可以把环形线圈L从该透孔10a插入并把印刷电路板11固定在端板10的背面，可以谋求制造的容易化。
为了防止往复振动发生器1发出电波噪音，需要把凹状箱9和端板10构成的外围器件接地屏蔽，而作为对端板10的接地电位的供电结构，端板10具有导通突起10b，所述导通突起10b通过形成在印刷电路板11上的切口11a与贴在所述印刷电路板11背面的导电橡胶15接触。由于不是端板10与印刷电路板11的图案的连接构造，而是端板10的导通突起10b与导电橡胶15直接连接的构造，所以，可以在端板10冲压成形的时候获得导通突起10b，可以实现低成本化。
另外，本例中，对串联连接的下段环形线圈L1与上段环形线圈L2进行了说明，但是，在降低阻抗损失等时，采用两个线圈并联连接的构造也可以。
以上就本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于所述实施方式中说明了的往复振动发生器，也可以适用于往复振子，和全部具有产生用来往复驱动该往复振子的往复振动磁场的筒状的线圈的往复振动发生器构造。
附图标记说明
1振动直线执行器
2圆环形平衡块
3圆环形永久磁铁
3a第一端面
3b第二端面
4第一磁极片
5第二磁极片
6a、7a内周侧吊挂部
6b、7b外周侧吊挂部
6c、6d、7c、7d涡卷弹性蔓
7第二片簧
8圆柱状铁心(铁心)
9凹状箱
10端板(エンドプレ一ト)
10a透孔
10b导通突起
10c定位突片
11印刷电路板
11a切口
12保护筒体
13磁性流体
14橡胶缓冲件
15半月形导电橡胶
16橡胶片
17双面胶带
17a剥离纸
20箱侧构造体
30后盖侧构造体
F、f1～f3加强图案
G连接线
H、h中央孔
L环形线圈
L1下段环形线圈
L2上段环形线圈
M线圈承载图案
N直线边
P1第一线圈连接图案
P2第二线圈连接图案
Q1第一端子连接图案
Q2第二端子连接图案
S1、S2弹簧端子
T1第一绕组末端
T2第二绕组末端

Claims (6)

1.一种往复振动发生器，设有往复振子、悬挂弹簧机构、环形线圈、和在该环形线圈内贯通的铁心，所述往复振子在环形平衡块的中央孔中具有环形永久磁铁；所述悬挂弹簧机构以能够使该往复振子朝着跨第一端面与第二端面的厚度方向进行弹性位移的方式支撑在固定部上；所述环形线圈为筒状，贯穿所述环形永久磁铁的中央孔，产生用来对所述环形永久磁铁朝所述厚度方向进行往复驱动的往复振动磁场；其特征在于：
所述环形永久磁铁在所述厚度方向被磁化，所述环形线圈具有第一环形线圈和与其同轴并邻接的第二环形线圈。
2.如权利要求1所述的往复振动发生器，其特征在于，设有与所述第一端面重叠并且内周缘对着第一环形线圈的外周面的第一环形磁极片，和与所述第二端面重叠并且内周缘对着第二环形线圈的外周面的第二环形磁极片。
3.如权利要求1或2所述的往复振动发生器，其特征在于，所述环形线圈的外周面被保护筒体覆盖。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的往复振动发生器，其特征在于，在所述保护筒体的外周面与所述环形永久磁铁的内周面的间隙中夹着磁性流体。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的往复振动发生器，其特征在于，所述固定部具有凹状箱和固定在其开口侧的端板，所述环形线圈搭载在印刷电路板上，所述端板具有所述环形线圈能通过的大小的透孔。
6.如权利要求5所述的往复振动发生器，其特征在于，所述端板具有导通突起，所述导通突起通过形成在所述印刷电路板上的切口与贴在所述印刷电路板背面的导电橡胶接触。
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