CN1383393A - 振动发生器及使用这种振动发生器的便携电话 - Google Patents

Abstract

提供了一种振动发生器1,它尺寸较小,但能提供足够大的振动力,并且便于装配和封装。振动发生器的振动发生部分具有一个一端固定于电路板6上的U形片簧2、22、一块永久磁铁3、23和一个电磁线圈4、24,永久磁铁安放在与电磁线圈处于相对隔开位置关系的片簧上。U形片簧2、22增加了振动部分的实际长度,因而可以降低振动部分的谐振频率,从而可以在谐振点处产生振动,并且因此就能利用较小的能量实现较大的振动。还带有一个电源端子装置30,用于从上方弹性地压住振动发生部分,因此电源端子装置30不仅用做电源,还用做用于压住胶带的粘接部分的装置。

Description

振动发生器及使用这种振动发生器的便携电话

技术领域

本发明涉及一种非常适用于便携电话、寻呼机、私人手机系统、电子游戏机等的振动发生器，并且还提供了一种使用这种振动发生器的便携电话。

背景技术

振动发生器用于提醒用户接收到便携电话、寻呼机等的呼叫信号。如同本文所述的这种振动发生器一样，还有一些其他类型的振动发生器，在这些振动发生器中，有一个重块偏心地固定于一个小型马达的输出轴上，以便使得该重块的重心随着马达转子的转动而移动，从而产生振动，并且在这些振动发生器中，有一个永久磁铁不固定地安装于一个平面型振动件上，以便使得该永久磁铁在驱动线圈的吸引力的作用下以摆锤方式振动，如Japanese Pre-Examination Publication No.4-3630中所述。

设备的零部件的小型化是近来的发展趋势，因而就日益需要提供一种振动充分的、既符合小型化要求又符合振动效率要求的振动装置。

一般说来，上文所述的这些振动发生器安装在应用设备中时，都是粘接于便携电话和寻呼机等的外壳内部。

在这种使用马达的振动发生器中，要想获得较高的能量，就要求增大偏心重量和运转能力，然而这不可避免地就会导致尺寸和成本的增加，因而不符合小型化和低成本的要求。除了上文中所述之外，当前的便携电话在小尺寸和低成本方面都得到了最大程度地改进。例如，在Japanese Pre-Examination Publication No.4-3630中所示的结构中，就很难仅仅通过小型化而获得振动发生装置所需的足够大的振动力。

此外，关于将振动发生器安装在如便携电话之类的装置中的问题，如上所述利用粘合剂的粘接方法可能会发生剥落从而导致故障，因此就需要保持从粘接部分的相对一侧对粘接部分的压力以防发生剥落。

在这种情况下，就可以将振动发生器封装起来并利用胶带将其粘接于壳体的一个表面上，同时在壳体的相对表面与便携电话的内壁之间会放置弹性材料，以便通过弹性材料的弹力保持对粘接部分的压紧力。然而，由于外壳仅仅起提供压紧力的作用，因此外壳自身的只有较低的使用价值和较低的成本效率。另外，由于需要在壳体之间装入弹性材料，因而工作效率就会降低。

另外，在上文所述的摆锤式振动发生器中，通常利用弹簧钢来做振动板。

尽管由于弹簧钢具有足够的弹簧性能和较小的磁阻因而它是一种良好的材料来获得有效的振动力，然而它对焊料的润湿性很差。因此，当根据小型化和低成本的要求将振动板直接安装在基体上时，就必须解决由于不良焊接效果而引起的振动可靠性及不良工作效应的严重问题。

因此，常规型振动发生器在将振动发生器封装和安装于便携电话中的可靠性和成本方面存在严重问题。

发明公开内容

如上所述，本发明是鉴于现有技术的振动发生器固有的缺点而完成的。因此，本发明的一个目的是提供一种能够产生足够大的振动力并且尺寸得以减小的高效的振动发生器。

本发明的另一个目的是提供一种安装效果良好而且振动可靠性高的新型振动发生器。

本发明的另一个目的是提供一种使用上文所述的振动发生器的可靠的便携电话。

根据本发明的第一个方面，提供了一种振动发生器，包括：

一个振动发生部分，具有一个弹簧构件、一块永久磁铁和一个电磁线圈，所述永久磁铁安放在与永久磁铁处于相对隔开位置关系的弹簧构件上，

一个驱动电路，用于驱动振动发生部分以获得振动力，

一个外壳，用于安放振动发生部分和驱动电路，

其中弹簧构件由U形片簧构成从而形成一个振动(摆动)部分以便增大振动部分的实际长度。

利用上述结构，弹簧可以做成U形结构从而增加振动(摆动)部分的实际长度，因而可以降低振动部分处的谐振频率并且可以增加可选择的谐振点，从而有效地增大振动力。

在上述结构的一种变型中，弹簧构件的一端通过焊接或粘合剂直接固定于驱动电路的印刷电路板上。利用弹簧构件的这种直接固定方式，提供的是一种简单的结构，并且可以有效安排电路元件和部件，进而可以达到小型化目标的要求，并且可以在片簧(弹簧构件)和印刷电路板之间有效地达到足够大的耦合强度。

在上述结构的另一种变型中，可以在片簧(弹簧构件)的一端安装一个重块，它能将电磁线圈的驱动能量有效地转变为振动能量。

在另外一种变型中，外壳在片簧端部所处的部分中具有一个开口，以便使得重块能够部分移出外壳的开口。这有助于将外壳做得更小，因而能够实现小型化。

根据本发明的第二个方面，提供了一种具有一个振动发生部分和一个用于驱动振动发生部分以获得振动力的驱动电路的振动发生器，包括：

一个具有U形振动部分的片簧，

一块永久磁铁和一个电磁线圈，永久磁铁安放在与电磁线圈处于相对隔开位置关系的片簧上，以及

一个电源端子装置，用于从上方弹性地压住振动发生部分。

在本发明的第二个方面的一种变型中，可以在振动部分的一端安装一个重块。这就使得装置的结构简单，并且安装简便，因而获得可靠性高的所需振动。

另外，片簧可以与由铁型材料制成的轭板组合在一起，从而使片簧与轭板在结构上合为一体。这样将可以提供一种同时具有片簧的弹簧性能和轭板的磁性能(低磁阻)的复合型弹簧构件。在这种结构中，弹簧构件和轭板相互粘接在一起，因此不需要专门的元件或构件来结合这种组合式结构。

在另一种变型中，在利用电源端子装置保持弹性压力的同时，还使用了一种所需的粘接装置，例如胶带。

电源端子装置用于通过与安装有本发明的振动发生器的应用装置(即电子装置如便携电话、寻呼机等)上的垫片或基片端子相接触而向振动发生器供给电能。在这种结构中，如果利用胶带来将振动发生器安装在电子装置上，电源端子装置(即引脚)的弹性压力也一直有效作用于连接部分上，因此就可以防止因胶带受到冲击、振动等而发生意外剥落，从而可以保证封装的可靠性。

另外，在另一种变型中，片簧和电源端子装置由磷青铜制成。由于磷青铜具有优异的焊接性能，因而这就可以直接将片簧和电源端子装置的连接部分良好地焊接于电路基片上。这样，就可以实现简便的安装并且获得足够大的连接力以防冲击或振动。

在另一种变型中，可以通过压配合将永久磁铁安装在片簧上。这将简化固定方式，简化结构并且实现元件的可靠安装。

在上述结构中，可以通过压配合将永久磁铁安装在片簧上，而压配合部分可以通过粘合剂粘接，因此永久磁铁可以更加可靠地安装。

另外，上述重块可以固定于片簧和轭板之间而固定住。这种结构不需要任何专门的元件或构件来固定重块，并且由于重块通过片簧和轭板固定于垂直方向(从上到下，即振动方向)上，从而可以实现可靠地安装。

在另一种变型中，重块可以固定于片簧和轭板之间，而固定部分带有粘合剂。这将会提高重块安装的可靠性。

另外，电源端子装置可以固定于电路板上。在这种结构中，来自应用装置如便携电话的电能可以直接送往电路板，因此就可以省掉复杂的连接线路。此外，由于端子由磷青铜制成，因此就便于通过焊接来固定元件。

另外，电源端子装置可以具有一种结构，从而使其具有一个带有防落肋的电阻端子板。在这种结构中，如果电源端子装置安装在电路板上，肋就会与所安装的元件的顶部接触，从而实现稳定的安装。

另外，本发明提供了一种新型便携电话，它具有上述的本发明的振动发生器。

根据本发明，振动发生器可以实现小型化、低成本和高可靠性，并且因此适用于提醒用户注意便携电话之类的振动。

附图简述

图1是本发明的一个实施方案的振动发生器的透视图。

图2A和图2B所示为本发明的振动发生器的结构图，其中图2A为俯视图，而图2B为部分分解的侧视图。

图3为振动发生器的一部分的透视图，示出了振动发生器中的片簧的固定姿态。

图4A和图4B所示为本发明的另一个实施方案的振动发生器，其中图4A为俯视图，而图4B为侧视图。

图5A和图5B所示为图4A和图4B的振动发生器中使用的片簧的结构图，其中图5A为俯视图，而图5B为侧视图。

图6A和图6B所示为适用于本发明的振动发生器的轭板的结构图，其中图6A为俯视图，而图6B为侧视图。

图7为图4中所示振动发生器的透视图，示出了使用过程中的振动发生器。

实施本发明的最佳方式

下面将参照附图对本发明的优选实施方案进行描述。

第一实施方案

在图1-3中，振动发生部分1构成了本发明的振动发生器的一部分，它使用的是由弹性纵长板制成的U形片簧。永久磁铁3安装在U形片簧2的下端，而磁线圈4则位于U形片簧2的另一端，从而使得磁线圈4处于相对于永久磁铁3弹性(浮动)不固定、相对隔开的位置关系。永久磁铁3在图1中的下端“A”处固定于一个非振动体(图中未示出)上。在上述结构中，永久磁铁3和磁线圈4的位置可以相互改变从而使得这种情况下的永久磁铁3处于相对于这种情况下位置固定的磁线圈4弹性不固定的位置关系，在本发明的另一个实施方案中马上将对此进行描述。在图1中所示的实施方案中，一个重块(摆锤)安放于U形片簧2的邻近磁线圈4的一端。

如上所述，在本发明中，构成振动发生部分1的弹簧构件2做成U形结构，而非传统的平面形。U形结构使得从固定部分A向重块8的位置延伸的振动部分的实际长度在应用装置的非常有限的空间内可以尽可能地增大或延伸。因此，可以降低振动部分的谐振频率，并且同时可以增加可选择的谐振点。这样，就可以在保持较小尺寸的同时获得有效的振动力。

图2A和图2B所示为使用了图1中所示的振动发生部分1的振动发生器20。U形片簧2的结构使得重块8和永久磁铁3能够以弹性浮动的方式安装于一个可移动部分上。所示的实施方案与图1的实施方案不同，在所示的实施方案中，磁线圈4位于以弹性浮动方式安装于片簧2上的永久磁铁3的下方。轭板10位于永久磁铁3的一部分的周边上以便提高永久磁铁3的磁效应，从而获得更大的振动力。如果用户或应用场合不需要这么大的振动力，轭板可以省去。

电磁线圈4安装在上面安装着电磁线圈4的驱动电路5的印刷电路板6的左端部，U形片簧2的固定端部固定于邻近印刷电路板6的中心的参考字符为“A”的部分上。U形片簧2的下部空间用于安装构成振荡电路、电流驱动电路等(图中未示出)的各个电路元件，这些电路都是驱动电路5所需。

如图3中所示，片簧2的固定部分上具有两个凸台7、7，从而使得凸台7、7插入通孔11、11中，并通过焊接固定住。这就简化了装置的结构并且便于片簧2的定位。另外，可以保证片簧和印刷电路板6之间的接触强度。

构成振动发生部分1和驱动电路5的零件和元件封装于一个矩形平行六面体外壳12中，从而构成本发明的本实施方案的振动发生器14。外壳12在图中的左上部方具有一个开口13，从而使得重块8的一部分可以伸出开口13之外。顺便说一下，外壳12的尺寸为5mm×5mm×16mm。然而，如果本发明的振动发生器14直接安装在便携电话的母板上，外壳12对于本发明来说就并不一定总是需要。另外，驱动电路5也可以位于除了图2A和图2B中所示的位置之外的其它任何地方。

在上述振动发生器的结构中，当便携电话、寻呼机、游戏机及其他小型无线机器的振动指令信号输入本发明的振动发生器14时，驱动电路5利用与由振动发生部分1(例如重块8、轭板10、永久磁铁3等)的全部惯性重量和片簧2的弹性决定的谐振频率一致的方形波或正弦电流激励磁线圈4，因而会重复产生吸引力和回缩力(排斥力)，从而使永久磁铁3和重块沿垂直方向(或者上下)振动。随后，重块8在谐振点或其附近处发生谐振，从而将感应电流有效地转变为较大的振动能量。如上所述，U形片簧2用于将振动的谐振频率有利地降至一个预定的理想值，而谐振点的选择则被设置在较高点，因此，尽管本发明的结构尺寸较小，但是却能提供足够大的振动力。

如上所述，利用U形片簧来做构成振动发生部分的弹簧构件，并且振动部分(摆动部分)的谐振频率因此得以降低，从而可以在谐振点处产生振动。这样，就能利用较小的供能得到足够大的振动力。与常规型电机驱动的振动发生器相比，主要由永久磁铁和磁线圈构成的振动发生器可以由一个简单结构构成。因此，本发明的振动发生器能够符合低成本及小型化的要求。

另外，在片簧的固定端通过焊接或利用粘合剂直接固定于印刷电路板上的结构中，片簧的安装可以方便地完成并且可以实现进一步的小型化。另外，由于与印刷电路板之间具有足够大的连接强度，因此可以提高可靠性。

另外，如果重块固定于片簧的端部，就可以有效地将线圈的驱动能量转变为振动能量，并且因而可以有效实现较大的振动。

此外，在外壳邻近片簧端部所处的位置的部分中具有一个开口的结构中，振动的重块能够部分从开口伸出。因此，就可以最大程度地减小外壳的尺寸，而这就能够符合近来对便携电话的小型化和轻型化的强烈要求。

第二实施方案

本发明的第二实施方案将参照图4A-7进行描述。

在图4A和4B中，一个由磷青铜制成的U形片簧具有位于其振动端部分、处于弹性浮动状态的重块28和永久磁铁23以及一个位于永久磁铁23的朝下部分的电磁线圈24。轭板29叠加固定于片簧22上。轭板29构成了永久磁铁23的磁路，如果轭板由磁阻较小的铁型材料制成，就能够改善磁效应从而实现有效的振动。

这些元件如片簧22、轭板29、永久磁铁23、电磁线圈24、重块28等，构成了本发明的振动发生器21的振动发生部分。

如图5A和5B所示，片簧22具有一个矩形窗口36，矩形窗口36在U形片簧的顶板的中心部分处具有一个圆形宽部36a。在装配时，圆柱形或圆筒形永久磁铁23的顶部压配合或强制插入圆形宽部36a中。在插入后，如果需要的话，就可以将粘合剂涂于压配合部分上。这在图5A和5B中由两点划线来表示。如图5B中所示，片簧22的端部(图中的左端)稍稍向下弯曲从而形成压紧簧片38a。

至于图6A和6B中的轭板29，在板件的右端具有一个台阶部分37，而其左端部分沿向下方向成直角弯曲从而形成一个下弯部分40，而继续延伸的部分抬高从而形成压紧簧片38b。另外，下弯部分40带有成预定角度的凸耳39、39。

为了使片簧22和轭板形成一个整体结构，永久磁铁23压配合入片簧22的窗口36中，而轭板29的每个端部(即左端的下弯部分40和右端的台阶部分)装入压配合部分的间隙中，从而在片簧22上叠加一个平直部分。

如上所述，片簧22和轭板29的组合就形成了一个同时具有磷青铜的弹簧性能和铁型材料的高磁性的复合型弹簧装置，而这就可以利用简化结构来产生足够大的振动。

如图4A和4B所示，重块28的底部28a通过由片簧22的压紧簧片38a和轭板29的压紧簧片38b构成的固定部分41垂直(也就是说沿振动方向)夹持或固定住。

当重块28由固定部分41固定住时，固定部分41就受到垂直向外的推动力，从而使得轭板29的右端部分在从片簧22的窗口36中露出的永久磁铁23的顶部的一个支点处向上移动，而台阶部分37紧紧压在片簧22的内侧。通过这个较大的压力，片簧22和轭板29就牢固地形成一个整体结构。另外，如果需要，可以将粘合剂涂于接触部分上以便增加固定部分41和重块28之间的啮合力。

在这种情况下，轭板29的凸耳39部分包围着永久磁铁23，从而使得永久磁铁23的磁效应得以提高，因此能够获得较大的振动力。

参考数字26表示的是控制着对电磁线圈24的驱动的电路板。在电路板26上，不仅安装着电磁线圈24和片簧22，还利用位于U形片簧22下方的空间安装着构成驱动电路的多个电路元件25(例如集成电路元件)。电磁线圈24通过粘合剂之类固定住，而片簧22通过焊接方法固定于电路板26的通孔35、35中。由于本实施方案的片簧22由磷青铜制成，因而可以进行有效、可靠的焊接，因此可以保证与电路板26的接合强度足够大。

在图中的电路板26的右手侧部分上，安放着一个电源端子装置30，它的近端部具有一个合成树脂制成的端子基座31。电源端子装置30用于通过两个引脚34、34接收送往电路板26的电能，引脚34、34由磷青铜构成，从端子基座31的顶部倾斜延伸，而电源端子装置30通过焊接从端子基座31的底部延伸的连接端子33、33而固定于电路板上。顺便说一下，与前一实施方案中的片簧2相似，由于使用的是磷青铜，因而也对通孔(未示出)按照适当的方式进行焊接。这样，就可以得到足够大的接合强度。

三角杆形的肋32作为一体式结构在端子基座31的中部向电路板内部伸出。当电源端子装置30安装在电路板26上时，肋32的底部与电路元件25的顶部接触以便形成稳定的安放方式，因而能够防止因冲击或振动而落下。在本发明中，电源端子装置30用做加强对便携电话的封装作用的固定装置。

图7示出了一种将振动发生器21封装于便携电话中的方法。如图所示，便携电话(未示出)的外壳的一个半壳在其内侧具有一个定位支架51从而使得振动发生器21可以封装在定位支架51上。另一方面，另一个半壳具有一个基板50(即母板)，上面带有与引脚34、34相对的电源垫片52、52。

在上述结构中，将便携电话的外壳打开后，利用双面胶带将振动发生器21的背部(即电路板26的背面)粘接于外壳的定位支架51上，然后利用合上外壳封住便携电话以便使得电源垫片52、52与引脚的尖端34a、34a接触。通过接触力的作用，使得引脚34发生弯曲从而在两个位置上压着位于引脚34下方的片簧22的上表面。引脚34对片簧22的压力作用于相对一侧的接合(粘接)部分上，因此这就可以防止双面胶带42因受潮和受冲击或振动等而发生剥落。

引脚34、34的接触点34a、34a在预定压力下与电源垫片52、52接触，它们在发生正常的振动时彼此并不会分开，因而可以实现正常的供电。

如上所述，在本发明的第二实施方案中，固定和封装通过利用双面胶带42的粘合方法和由用于供电的电源端子装置30产生的压力来共同实现，因此便携电话的封装可以具有较高的可靠性。

根据本发明的第二实施方案，通过将片簧和轭板合为一体以及使用重块和永久磁铁装置，可以最大程度地简化结构，并且可以因此实现装配工作的简化和实现小型化和低成本要求。另外，由于片簧和电源端子装置由磷青铜制成，可以利用焊接方法来固定进而装配工作也得以简化。另外，可以获得高可靠性和防振能力。

除上文所述之外，固定/封装利用双面胶带42的粘合方法和由还用于供电的电源端子装置30产生的压力来共同实现。这样，就可以使便携电话的封装获得高可靠性。此外，在本发明中并不需要任何弹性构件来施加压力，而这有助于成本的降低。

因此，将本发明的振动发生器用于便携电话中将会极大地促进所得到的便携电话的小型化、低成本化和高可靠性。

Claims (16)

1.一种振动发生器，包括：

振动发生部分1，具有弹簧构件2、永久磁铁3和电磁线圈4，所述永久磁铁安放在与永久磁铁处于相对隔开位置关系的弹簧构件上，

驱动电路5，用于驱动振动发生部分以获得振动力，

外壳12，用于安放振动发生部分和驱动电路5，

其特征在于弹簧构件2由U形片簧构成从而形成一个振动部分以便增大振动部分的实际长度。

2.权利要求1的振动发生器，其特征在于弹簧构件2的一端通过焊接或粘合剂直接固定于驱动电路的印刷电路板6上。

3.权利要求1的振动发生器，其特征在于在片簧2的一端安装着重块8，能将电磁线圈的驱动能量有效地转变为振动能量。

4.权利要求1的振动发生器，其特征在于外壳12在片簧2的端部所处的部分中具有一个开口13，以便使得重块能够部分移出外壳的开口。

5.一种振动发生器，具有振动发生部分21和用于驱动振动发生部分以获得振动力的驱动电路25，包括：

具有U形振动部分的片簧22，

永久磁铁23和一个电磁线圈24，

永久磁铁23安放在与电磁线圈24处于相对隔开位置关系的片簧22上，以及

电源端子装置30，用于从上方弹性地压住振动发生部分21。

6.权利要求5的振动发生器，其特征在于在振动部分的一端安装着重块。

7.权利要求5的振动发生器，其特征在于，片簧与由铁型材料制成的轭板组合在一起，从而使片簧与轭板在结构上合为一体。

8.权利要求5的振动发生器，其特征在于在利用电源端子装置保持弹性压力的同时，还使用了利用胶带的粘接方法。

9.权利要求5的振动发生器，其特征在于片簧和电源端子装置由磷青铜制成。

10.权利要求5的振动发生器，其特征在于通过压配合将永久磁铁安装在片簧上，从而可以简化固定方式和结构并且实现元件的可靠安装。

11.权利要求5的振动发生器，其特征在于通过压配合将永久磁铁23安装在片簧22上，而压配合部分可以通过粘合剂粘接。

12.权利要求6的振动发生器，其特征在于重块28固定于片簧22和轭板29之间而固定住。

13.权利要求6的振动发生器，其特征在于重块28固定于片簧22和轭板29之间，而固定部分带有粘合剂。

14.权利要求5的振动发生器，其特征在于电源端子装置30通过焊接固定于电路板上。

15.权利要求5的振动发生器，其特征在于电源端子装置30具有一个带有防落肋32的电阻端子板31。

16.权利要求1或5的振动发生器，其特征在于振动发生器用于便携电话中。

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