CN1319034A - 电磁装置及其驱动电路 - Google Patents

电磁装置及其驱动电路

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Abstract

一种电磁装置,具有:支承励磁线圈(5)的线圈架(1);一条边(2a)在夹持在一对铁芯(3)、(4)上的状态下贯通插入固定在线圈架(1)的空腔部(1a)上的U字状可动铁片(2)。U字状可动铁片(2)的另一条边(2b)贯通插入于线圈架(1)的通孔部(1c)内并赋予离开上述一条边(2a)的反弹特性,铁芯(3)、(4)的立起部(3a)、(4a)的顶面通过将该立起部(3a)、(4a)的端缘折弯而形成,并配置成以规定间隔与所述另一条边2(b)的前端部相对。

Description

电磁装置及其驱动电路
技术领域
本发明涉及适合于极小型的振动装置或开关装置等的电磁装置及其驱动电路。
背景技术
近年来，虽然移动电话的普及令人惊讶，但为了扩大使用者层次和价格便宜，利用振动来呼叫已成趋势。这就是，在内藏于电话机本体中的电动机主轴上安装偏心配重，利用与呼叫信号的来信同时起动的该电动机的旋转使偏心配重旋转，将与轴心偏心的相差变换为振动，将该振动传递给使用者。
然而，对于现有这种目的，通常使用无铁心电动机(参照例如日本发明专利公开1992年第275046号公报)，但它的结构不仅复杂、价格高，而且因在偏心配重安装在电动机轴上的状态下使用，故被强迫旋转，因此，产生轴承磨损和旋转轴变形而使耐久性存在问题，另外，由于还需要配重的空转空间，故存在着为了振动发生装置而要较大的空间而难以小型化的缺点。此外也不利于电力的有效利用。
另外，提出了如下方式的装置，即，装入脉冲电动机构成可选择振动模式，必要时能可靠地呼叫有目的的对方(参照例如日本发明专利公开1993年第191334号公报)，但这种方式也有上述同样的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种适用的
电磁装置及其驱动电路，其可制作成小型且价廉，而且不仅能保证较高的动作可靠性、耐久性，又能有效利用电力的适合于振动装置等。
发明的公开
本发明的电磁装置具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边离开所述一条边的构成具有反弹特性的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片，利用所述线圈架，所述另一条边克服其弹力而可变位地受到抑制，以使该可动铁片的所述一条边的端部与所述另一条边的端部以规定间隔相对。
另外，本发明的电磁装置具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边离开所述一条边的构成具有反弹特性的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片，基部固定在所述另一条边上、前端部越过所述另一条边的前端而延伸的板弹簧；固定在该板弹簧的所述前端部上的配重，利用所述线圈架，所述另一条边克服其弹力而可变位地受到抑制，以使该可动铁片的所述一条边的端部与所述另一条边的端部以规定间隔相对。
另外，本发明的电磁装置具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边以规定间隔与所述一条边相对而形成的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边离开所述一条边的具有反弹特性地沿所述可动铁片形成的U字状板弹簧，该板弹簧的所述另一条边克服其弹力并可与所述可动铁片一起变位地受到所述线圈架的抑制。
另外，本发明的电磁装置具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边以规定间隔与所述一条边相对而可变位地与所述线圈架卡合的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片；夹装在该可动铁片的所述相对的边之间并与所述相对的边离开地产生弹性的弹簧构件。
采用本发明，所述可动铁片的所述相对的边的至少一方的前端部朝另一方折弯以增大交链磁通数，或在所述相对的边的至少一方，固定有为增大交链磁通数而向另一方成形并突出的铁片。
采用本发明，还具有铁芯，其设有沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在所述线圈架上并与所述可动铁片的所述一条边的前端部卡合、同时朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的立起部。
采用本发明，还具有一对铁芯，其沿所述励磁线圈的轴线方向将所述可动铁片的所述一条边夹持地贯通插入固定在所述线圈架上，且一方具有与所述可动铁片的所述一条边的前端卡合并朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的第1立起部，另一方具有与所述第1立起部邻接并朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的第2立起部。
采用本发明，所述立起部的顶面通过将该立起部折弯而形成。
采用本发明，由所述U字状可动铁片与所述铁芯决定的磁路长度选定为24～36mm，该可动铁片的横截面面积选定为1.2～3.2mm2，所述铁芯的横截面面积选定为2.4～3.6mm2。
另外，本发明的电磁装置的驱动电路，通过对所述励磁线圈串联连接而构成串联电路，其包含利用呼叫信号而进行规定时间闭合的常开型开关、电源和电流脉冲电路。
采用本发明，在所述电流脉冲电路中连接运算装置，利用该运算装置，可调整从所述电流脉冲电路供给于所述励磁线圈的电流脉冲的通电时间、通电周期及通电持续时间中的至少一个。
附图的简单说明
图1是本发明的电磁装置的第1实施例的俯视图。
图2是第1实施例的侧视图。
图3是第1实施例的仰视图。
图4是图1的中央纵剖视图。
图5是沿图4中Ⅴ-Ⅴ线的剖视图。
图6是图2的左视图。
图7是表示本发明电磁装置所使用的驱动电路一例子的电路结构图。
图8是表示供给于励磁线圈的电流脉冲的示图。
图9是第1实施例的第1变形例的概略结构图。
图10是第1实施例的第2变形例的概略结构图。
图11是第1实施例的第3变形例的概略结构图。
图12是本发明电磁装置的第2实施例的概略结构图。
图13是第2实施例的第1变形例的概略结构图。
图14是第2实施例的第2变形例的概略结构图。
图15是第2实施例的第3变形例的概略结构图。
图16是本发明电磁装置的第3实施例的概略结构图。
图17是第3实施例的第1变形例的概略结构图。
图18是第3实施例的第2变形例的概略结构图。
图19是第3实施例的第3变形例的概略结构图。
图20是第3实施例的第4变形例的概略结构图。
图21是本发明电磁装置的第4实施例的俯视图。
图22是第4实施例的侧视图。
图23是第4实施例的中央纵剖视图。
图24是图22的左视图。
实施发明的最佳形态
下面，根据示图的实施例来说明本发明的实施形态。在表示本发明电磁装置第1实施例的图1至图6中，1是线圈架，其具有两端开放的空腔部1a、励磁线圈安装部1b和通孔部1c，2是可动铁片，其将由构成具有两条边离开的反弹特性的未磁性退火的软质磁铁材料制成的带状片折弯成U字状，而一条边2a贯通插入线圈架1的空腔部1a，另一条边2b贯通插入线圈架1的通孔部1c，3、4是铁芯，其形成：在夹持可动铁片2的状态下贯通插入固定在线圈架1的空腔部1a上，一端部折弯成分别朝可动铁片2的另一条边2b立起，而顶面如图4所示通过将立起部3a、4a的顶部折弯而使交链磁通数增大，5是由绕装在线圈架1的励磁线圈安装部1b上的电线制成的励磁线圈，6是旋装在线圈架1上的连接端子，以使励磁线圈5与电源连接。在这种情况下，可动铁片2的一条边2a的前端部和铁芯3的立起部3a的基部如图5所示那样卡合，可动铁片2和铁芯3在立起部3a附近不脱离，另外，可动铁片2的另一条边2b在常态下克服其弹力并受到线圈架1的通孔部1c的上壁的抑制，从而维持与铁芯3、4的立起部3a、4a的共同顶面之间规定的间隔。另外，在该电磁装置用作为将移动电话等的呼叫信号的到达予以告知的振动装置的情况下，在可动铁片2的另一条边2b的前端部上形成突起2b′。
图7的方框图表示本电磁装置使用的驱动电路的基本结构。图中，7是在呼叫信号S到达时作规定时间闭合的常开型开关，8是电源电池，9是电流脉冲电路，其构成可由运算装置10选择振动模式，即可调整供给于电磁装置的励磁线圈5的电流脉冲的通电时间t1、通电周期t2以及持续时间T(参照图8)中的至少一种。另外，电磁装置在用作为将移动电话的呼叫予以告知的振动装置的情况下，作为运算装置10可使用装入该移动电话机中的CPU。
由于第1实施例如上所述那样构成，因此，现以用作为将移动电话的呼叫予以告知的振动装置的情况为例来说明其作用，若根据呼叫信号S的来信而闭合开关7时，则从电流脉冲电路9中具有由运算装置10设置的通电时间t1、通电周期t2和通电持续时间T的脉冲电流被供给到励磁线圈5中。这样，一旦励磁线圈5通电，在由可动铁片2和铁芯3、4所构成的磁路中就产生磁通，在减少可动铁片2的另一条边2b和铁芯3、4的立起部3a、4a顶面之间的磁隙的方向、即克服另一片2b的弹力的方向产生吸引力，可动铁片2的另一片2b变位成图4中点划线所示那样的状态。这样，若对励磁线圈5的通电被切断，则所述磁路的磁通就消失，磁路减磁。由此，可动铁片2的另一片2b的弹力克服磁路的吸引力，该另一片2b产生变位直到与线圈架1的通孔部1c的上壁抵接为止(图4的实线位置)，此时，突起2b′击打移动电话的未图示的机壁等。并且，通过对励磁线圈5反复进行通电、切断通电、即可动铁片2的另一条边2b的上述变位，从而产生振动，将呼叫信号的到达告知使用者。
在这种情况下，振动数取决于对励磁线圈5的脉冲电流的通电时间、周期、持续时间、励磁线圈5的电感、驱动电路的时间常数、所述磁通空隙的磁导、以及可动铁片2的另一条边2b的弹力即弹簧常数。因此，该振动通过在实用上借助运算装置10来改变脉冲电流的通电时间、周期、持续时间中的至少一种就可调制。利用这种调制作用，即使对于同一对方，也可区别通常的呼叫和紧急呼叫来告知，可进一步提高呼叫功能。另外，在本实施例中，由于通过使用多个铁芯并将铁芯自身的端部折弯加工来适当扩大各铁芯的吸附部，从而可增大交链磁通数，可使吸引效率提高，且在将适当的弹簧常数(弹力)赋予U字状可动铁片2的做得较长的另一条边2b的同时，可用线圈架1的一部分(通孔部1c的上壁)抑制另一条边2b的移动，故不仅装配简单，可做成小型，而且还可提供一种以较大的强力进行动作的具有可靠性和耐久性的振动装置。另外，还具有可以简单的驱动电路来使用的优点。
图9至图11表示与第1实施例互相不同的变形例。即，图9所示的变形例具有如下方面的特点：省略铁芯4，立起部3a的顶部即吸附部做成将铁芯3的端部折弯成双层，可扩大吸附部面积，使交链磁通数增大。图10的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且吸附部通过将可动铁片2的另一条边2b的前端向一条边2a折弯而形成，从而使结构更简单化，图11的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且吸附部用铆接等方法固定在可动铁片2的另一条边2b的前端部上并由为增大交链磁通数而成形的铁片11所构成。这些变形例，由于除了上述以外的结构和基本的作用效果都与第1实施例相同，故详细说明省略，但尤其图10及11的变形例具有可构成更小型的优点。另外，在图10的变形例中，也可将一条边2a的前端向上方折弯来代替U字状可动铁片2的另一条边2b的前端。另外，在图11的变形例中，铁片11也可固定在U字状可动铁片2的一条边2a上。
图12表示本发明的第2实施例。图中，对于实质上与第1实施例相同的构件及部分标上相同符号，省略详细说明。本实施例与第1实施例的不同点是：U字状可动铁片2被磁性退火，利用具有一条边12a与U字状可动铁片2的一条边2a及铁芯3、4一起贯通插入固定在线圈架1的空腔部1a上、另一条边12b相对该一条边12a离开的反弹特性地沿可动铁片2而形成的、前端部12b′用适当的公知方法与可动铁片2的另一条边2b卡合的U字状板弹簧12而赋予另一条边2b相对一条边2a的离开力。本实施例的作用、效果因与第1实施例相同，故省略说明。
图13至图15表示与第2实施例互相不同的变形例。即，图13所示的变形例具有如下方面的特点：省略铁芯4，立起部3a的顶部即吸附部做成将铁芯3的端部折弯成双层，扩大吸附部面积，使交链磁通数增大。图14的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且吸附部通过将可动铁片2的另一条边2b的前端向一条边2a折弯成二段以增大交链磁通数而形成，从而使结构更简单化。图15的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且吸附部由以铆接等方法共同地固定在可动铁片2的另一条边2b的前端部和U字状板弹簧12的另一条边12b前端部上的铁片11所构成。这些实施例，由于除了上述以外的结构和基本的作用、效果都与第2实施例相同，故省略详细说明。另外，在图14的变形例中，也可将一条边2a的前端部向上方同样折弯成二段来代替将U字状可动铁片2的另一条边2b前端部折弯成二段。另外，在图15的变形例中，铁片11也可共同地固定在U字状可动铁片2的一条边2a和U字状板弹簧12的一条边12a上。
图16表示本发明的第3实施例。图中，对于实质上与已说明的实施例相同的构件及部分标上相同的符号，省略详细说明。本实施例的结构与已说明的实施例都不同：U字状可动铁片2被磁性退火，利用夹装在其间的弹簧构件、例如松弛状地卷绕在铁芯3及4的立起部3a及4a上的螺旋弹簧13而赋予另一条边2b相对一条边2a的离开力。本实施例除了装置的装配较简单的特点外，其作用效果与第1实施例相同，省略说明。
图17至图20表示与第3实施例互相不同的变形例。即，图17所示的变形例具有如下方面的特点：省略铁芯4，立起部3a的顶部即吸附部做成将铁芯3的端部折弯成双层，扩大吸附部面积，可使交链磁通数增大。图18的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且通过将可动铁片2的另一条边2b的前端向一条边2a折弯成二段而形成吸附部，以增大交链磁通数，在该折弯部上卷装螺旋弹簧13，从而使结构更简单化。图19的变形例具有如下方面的特点：以U字状可动铁片2的一条边2a兼用铁芯，且吸附部由用铆接等方法固定在可动铁片2的另一条边2b的前端部上的的铁片11构成，在该铁片11上卷装螺旋弹簧13。图20的变形例在如下方面与图19的变形例不同：在U字状可动铁片2的一条边2a的前端部上也用铆接等方法固定有与上述铁片11相对的铁片11，在两铁片11、11上共同地卷装有螺旋弹簧13。这些变形例，由于除了上述以外的结构和基本的作用、效果都与第3实施例相同，故省略详细说明。另外，螺旋弹簧13是弹簧构件的一个例子，并不限定于此。在图18的变形例中，也可将一条边2a的前端部向上方同样地折弯成二段来代替将U字状可动铁片2的另一条边2b的前端部折弯成二段。而在图19的变形例中，铁片11也可固定在U字状可动铁片2的一条边2a上。
图21至图24表示本发明的第4实施例。图中，对于实质上与已说明的实施例相同的构件及部分标上相同的符号，省略详细说明。本实施例在如下方面也与已说明的任何的实施例不相同：除了突起2b′外，沿与第1实施例同样构成的U字状可动铁片2设有一条边14a及另一条边14b，尤其另一条边14b的基部用铆接等方法固定在U字状可动铁片2的另一条边2b上，而前端部设有越过另一条边2b的前端延伸、并将配重15安装在该前端部上的具有可挠性的较薄的U字状板弹簧14。本实施例在U字状可动铁片2的另一条边2b因吸附及反弹而产生的移动时，由配重15附加惯性，使U字状板弹簧14的另一条边14b前端部的尤其在反弹时的变位量增大，在用于将移动电话的呼叫予以告知的振动装置等的场合是非常有效的。
从如上说明中得知，作为U字状可动铁片2和铁芯3、4的材料，可使用电磁纯铁钢板或坡莫合金板，根据将本电磁装置用作移动电话的呼叫用振动装置时的本申请人的实验，考虑到消耗电力、振动励磁力、饱和磁通密度及反弹力等，如下的结果是最佳的：由U字状可动铁片2和铁芯3、4形成的磁路长度为24～36mm、可动铁片2的横截面面积为1.2～3.2mm2、铁芯3、4的横截面面积为2.4～3.6mm2的范围内。
在以上实施例中，是以将本电磁装置适用于移动电话的呼叫用振动装置的情况为前提进行说明的，但本电磁装置也可适用于电磁开闭装置或其他通信设备中的来信告知装置和电磁驱动应用装置等，特别由于除了以极小型结构来构成强力的振动装置外，还可做成不将振动部的振动传递到装置本体上的结构，故可使振动装置本体保持在耳中或耳的附近，用于耳机或头戴式耳机型，并可适用其他各种的使用方法。
工业上利用的可能性
如上所述，本发明的电磁装置，因其结构及装配简单，且容易装入到设备中，故是实用有效的。

Claims (12)

1．一种电磁装置，其特征在于，具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边离开所述一条边的构成具有反弹特性的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片，利用所述线圈架，所述另一条边克服其弹力而可变位地受到抑制，以使该可动铁片的所述一条边的端部与所述另一条边的端部以规定间隔相对。
2．如权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，还具有：基部固定在所述另一条边上、前端部越过所述另一条边的前端而延伸的板弹簧；固定在该板弹簧的所述前端部上的配重。
3．一种电磁装置，其特征在于，具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边以规定间隔与所述一条边相对而形成的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边离开所述一条边的具有反弹特性地沿所述可动铁片形成的U字状板弹簧，该板弹簧的所述另一条边克服其弹力并可与所述可动铁片一起变位地受到所述线圈架的抑制。
5．一种电磁装置，其特征在于，具有：支承励磁线圈的线圈架；一条边沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在该线圈架上、另一条边以规定间隔与所述一条边相对而可变位地与所述线圈架卡合的由软质磁铁材料制成的U字状可动铁片；夹装在该可动铁片的所述相对的边之间并与所述相对的边离开地产生弹性的弹簧构件。
5．如权利要求1至4中任一项所述的电磁装置，其特征在于，所述可动铁片的所述相对的边的至少一方的前端部朝另一方折弯以增大交链磁通数。
6．如权利要求1至4中任一项所述的电磁装置，其特征在于，在所述可动铁片的所述相对的边的至少一方，固定有为增大交链磁通数而向另一方成形并突出的铁片。
7．如权利要求1至4中任一项所述的电磁装置，其特征在于，还具有铁芯，其设有沿所述励磁线圈的轴线方向贯通插入固定在所述线圈架上并与所述可动铁片的所述一条边的前端部卡合、同时朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的立起部。
8．如权利要求1至4中任一项所述的电磁装置，其特征在于，还具有一对铁芯，其沿所述励磁线圈的轴线方向将所述可动铁片的所述一条边夹持地贯通插入固定在所述线圈架上，且一方具有与所述可动铁片的所述一条边的前端卡合并朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的第1立起部，另一方具有与所述第1立起部邻接并朝所述可动铁片的所述另一条边折弯以增大交链磁通数的第2立起部。
9．如权利要求7所述的电磁装置，其特征在于，所述立起部的顶面通过将该立起部折弯而形成。
10．如权利要求1所述的电磁装置，其特征在于，由所述U字状可动铁片与所述铁芯决定的磁路长度选定为24～36mm，所述可动铁片的横截面面积选定为1.2～3.2mm2，所述铁芯的横截面面积选定为2.4～3.6mm2。
11．一种驱动如权利要求1所述的电磁装置的驱动电路，其特征在于，通过对所述励磁线圈串联连接而构成串联电路，串联电路包含利用呼叫信号的到达而进行规定时间闭合的常开型开关、电源和电流脉冲电路。
12．如权利要求11所述的电路，其特征在于，在所述电流脉冲电路中连接运算装置，利用该运算装置，可调整从所述电流脉冲电路供给于所述励磁线圈的电流脉冲的通电时间、通电周期及通电持续时间中的至少一个。
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