DE102004046955A1

DE102004046955A1 - Multifunktions-Aktuator, ausgebildet zur Verhinderung von Vibrationen

Info

Publication number: DE102004046955A1
Application number: DE102004046955A
Authority: DE
Inventors: Sang Won Kim; Seuk Hwan Chung
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: DE102004046955B4; KR20060002395A; FR2872671A1; FR2872671B1; US7231057B2; US20060002578A1; CN1717121A; KR100616593B1; CN100584112C

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Multifuktions-Aktuator (1), bei dem eine Schwingspule (22) in Antwort auf ein Audiosignal eine Schall erzeugende Membran (21) in Schwingungen versetzt. Eine Vibrationsspule (33) wird auf einer zentralen Achse koaxial mit der Schwingspule (22) angeordnet, um eine Schwingung in Antwort auf das Audiosignal oder ein Vibrationssignal zu erzeugen. Eine Schwingungseinheit (30) umfasst einen Magneten (23) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes sowohl für die Schwingspule (22) als auch für die Vibrationsspule (33) und ein Joch (31) mit einer vorbestimmten Masse. Die Schwingungseinheit (30) wird durch eine elektromagnetische Kraft, die von der Schwingspule (22) und/oder der Vibrationsspule (33) erzeugt wird, vertikal in Schwingung versetzt. Ein Schalter legt selektiv das Audiosignal auf die Vibrationsspule (33). Der Multifunktions-Aktuator (1) kann die Schwingung der Schwingungseinheit (30) während der Schallerzeugung in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl verhindern.

Description

Prioritätsanmeldung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der koreanischen Anmeldung Nr. 2004-51421, angemeldet am 02. Juli 2004, auf die hierin in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Multifunktions-Aktuator, der die Verhinderung von Vibrationen ermöglicht. Insbesondere kann der Multifunktions-Aktuator der vorliegenden Erfindung die Vibration einer Schwingungseinheit während der Schallerzeugung in Antwort auf eine Schaltauswahl eines Anwenders verhindern.

Ein Multifunktions-Aktuator bedeutet im allgemeinen eine kleine vibrations- und schallerzeugende Vorrichtung, die dazu dient, hörbare Töne von elektrisch empfangenen Audiosignalen oder vorher eingegebenen Klingeln oder Melodien auszugeben. Solche Multifunktions-Aktuatoren sind auf verschiedenen mobilen Kommunikationssystemen wie z. B. Mobiltelefonen, Pagern, Spielsystemen und Head-Sets angebracht.

1 zeigt einen herkömmlichen Multifunktions-Aktuator, wie er nachstehend beschrieben wird.

Ein herkömmlicher Multifunktions-Aktuator 100 umfasst ein hohles Gehäuse 110, eine schallerzeugende Membran 121, die durch den äußeren Umfang an der Oberseite des Gehäuses 110 befestigt wird, eine Schwingspule 122, die zylindrisch aufgewickelt und an der Unterseite der Membran 121 befestigt ist, einen vertikal magnetisierten Magneten 123, ein Joch 131, das zusammen mit dem Magneten 123 einen Magnetkreis bildet, ein Gewicht 133, das zusammen mit dem Joch 131 und oberen und unteren Blattfedern 132 und 132' einen Schwingungserzeuger ausbildet, welche Blattfedern 132 und 132' den Schwingungserzeuger jeweils an der Ober- und der Unterseite tragen.

Die Linien der Magnetkraft sind vom N-Pol des Magneten 123 zum S-Pol des Magneten 123 in dieser Reihenfolge durch die Schwingspule 122 und das Joch 131 gerichtet, wodurch ein Magnetfeld ausgebildet wird. Die Schwingspule 122 dient als Lautsprecher zur Schallerzeugung durch die Verwendung eines magnetischen Flusses vom Magnetkreis, umfassend den Magneten 123 und das Joch 131.

Unterdessen induziert das Anlegen einer niederfrequenten Spannung an die Schwingspule 122 eine vertikale Bewegung des Schwingungserzeugers, der weiterhin das Gewicht 133 zusammen mit dem Magneten 123 und dem Joch 131 des Magnetkreises umfasst, wodurch eine Schwingung erzeugt wird.

Der herkömmliche Multifunktions-Aktuator erzeugt eine Schwingung in einem vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich, aber er erzeugt basierend auf der Resonanzfrequenz Schall in einem vergleichsweise höheren Frequenzbereich.

Wenn der herkömmliche Multifunktions-Aktuator jedoch für mobile Kommunikationsvorrichtungen oder für andere Zwecke verwendet wird, weist er ein Problem dahingehend auf, dass die Schallerzeugung mit einer Schwingung verbunden ist, da der Frequenzbereich der Audiosignale sich graduell in den niedrigen Frequenzbereich hinein ausbreitet.

Insbesondere neigt der zuvor beschriebene herkömmliche Aktuator 100 dazu, verschiedene Probleme im Hinblick auf die Steuerung aufzuweisen, wie z. B. eine Überlappung der Frequenzen usw., da er dazu ausgelegt ist, sowohl Schall als auch Vibration durch die Eingabe von Frequenzsignalen in eine einzige Signalquelle oder die Schwingspule 122 zu erzeugen.

2 zeigt einen anderen herkömmlichen Aktuator, der zusätzlich eine Vibrationsspule aufweist, um für einige der oben genannten Probleme eine Verbesserung herbeizuführen, wie im Folgenden beschrieben.

Der herkömmliche Aktuator 200 umfasst einen zylindrischen äußeren Rahmen 210, eine Schalleinheit 220, die eine Membran 221 umfasst, eine Schwingspule 222 für Sprache und einen Schallmagneten 223 und eine Schwingungseinheit 230, die ein Joch 231 umfasst, eine Vibrationsspule 232 und einen Vibrationsmagneten 233. Die Schalleinheit 220 und die Schwingungseinheit 230 werden innerhalb des zylindrischen äußeren Rahmens 210 angeordnet.

In der äußeren Peripherie des äußeren Rahmens 210 wird eine Anschlussplatte zur Bereitstellung einer externen Spannung für die Schwingspule 222 und die Vibrationsspule 232 bereitgestellt.

In der inneren Peripherie des äußeren Rahmens 210 werden eine obere Blattfeder 240 und eine untere Blattfeder 240' bereitgestellt. Ein ringförmiger Schallmagnet 223 wird an der Unterseite der oberen Blattfeder 240 und der Oberseite der unteren Blattfeder 240' befestigt. Ein innerer Rahmen ist mit der Oberseite des Schallmagneten 223 und der oberen Blattfeder 240 verbunden.

Die Schwingspule 222 für Sprache ist mit der Anschlussplatte verbunden. Wenn eine Spannung mit einer vorbestimmten Frequenz oder höher an die Schwingspule 222 angelegt wird, wird die Schwingspule 222 mittels einer elektromagnetischen Kraft vertikal in Schwingungen versetzt, wobei die elektromagnetische Kraft durch die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Feld, das vom Schallmagneten 223 erzeugt wird, und einem elektrischen Feld, das um die Schwingspule 222 erzeugt wird, entsteht.

Dadurch wird die Membran 221, die integral mit der Schwingspule 222 verbunden ist, in vertikale Schwingungen versetzt, wodurch Schall erzeugt wird.

Unterdessen ist die Vibrationsspule 232 mit einer anderen Anschlussplatte verbunden. Wenn die Vibrationsspule 232 mit einer Spannung mit einer vorbestimmten Frequenz oder mehr von dieser Anschlussplatte versorgt wird, wird das Joch 231 durch eine elektromagnetische Kraft vertikal in Schwingung versetzt, wobei die elektromagnetische Kraft durch die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Feld des Vibrationsmagneten 233 und einem elektrischen Feld, das um die Vibrationsspule 232 herum erzeugt wird, erzeugt wird. Die Vibrationskraft des Jochs 231 wird durch die oberen und unteren Blattfedern 240 und 240' zum äußeren Rahmen 210 übertragen, und die Vibrationskraft des äußeren Rahmens 210 wird zur Außenseite überragen.

In der Folge wird eine Vibration erzeugt, um über den Eingang eines Anrufs zu informieren.

Obwohl der oben angegebene Aktuator derart strukturiert ist, dass die Schalleinheit 220 von der Schwingungseinheit 230 getrennt ist, um jegliche Interferenz zwischen ihnen zu vermeiden, besteht dennoch ein Vibrationsproblem, da es unmöglich ist, die Reaktion der Schwingungseinheit 230 in dem Fall, dass die Membran 221 der Schalleinheit 220 in Schwingung versetzt wird, um Schall zu erzeugen, zu verhindern.

Demgemäß besteht im Stand der Technik Bedarf an einem Multifunktions-Aktuator, der eine sich aus der Schallerzeugung in Antwort auf eine Benutzerauswahl ergebende Schwingung verhindern kann, um solche Probleme zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor erwähnten Probleme des Stands der Technik zu lösen, und es ist deswegen ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Multifunktions-Aktuator bereitzustellen, bei dem, wenn ein Audiosignal gleichzeitig sowohl an Schwing- und Vibrationsspulen in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl gegeben wird, elektromagnetische Kräfte, die durch die Schwingspule und Vibrationsspule auf eine Schwingungseinheit ausgeübt werden, auf der gleichen Achse entgegengesetzt zueinander gerichtet werden, um so einander auszulöschen, wodurch die Vibration der Schwingungseinheit verhindert wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Realisierung des Gegenstands wird ein Multifunktions-Aktuator bereitgestellt, der Folgendes umfasst: Eine Membran zur Schallerzeugung; eine Schwingspule für Sprache, um die Membran in Antwort auf ein Audiosignal in Schwingungen zu versetzen; eine Vibrationsspule, angeordnet auf einer zentralen Achse koaxial mit der Schwingspule zur Erzeugung von Schwingungen in Antwort auf das Audiosignal oder ein Vibrationssignal; eine Schwingungseinheit, umfassend einen Magneten zur Erzeugung eines magnetischen Feldes sowohl in der Schwingspule als auch der Vibrationsspule und ein Joch mit einer vorbestimmten Masse, wobei die Schwingungseinheit durch eine elektromagnetische Kraft, erzeugt von wenigstens einer der Spulen, also der Schwingspule und/oder der Vibrationsspule, vertikal in Schwingung versetzt wird; und einen Schalter, um selektiv das Audiosignal auf die Vibrationsspule zu geben, wobei, wenn ein Audiosignal gleichzeitig sowohl an die Schwing- als auch an die Vibrationsspule als Antwort auf den Betrieb des Schalters gegeben wird, die elektromagnetischen Kräfte, die durch die Schwing- und Vibrationsspule auf die Schwingungseinheit ausgeübt werden, koaxial und entgegengesetzt zueinander gerichtet werden, um sich selbst auszulöschen, wodurch sie die Schwingung der Schwingungseinheit verhindern.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Magnet ringförmig ausgebildet sein, wobei die Schwingspule bevorzugterweise außerhalb des ringförmigen Magneten angeordnet ist, und die Vibrationsspule ist bevorzugterweise innerhalb des ringförmigen Magnets angeordnet.

Alternativ wird die Schwingspule für Sprache bevorzugterweise innerhalb des ringförmigen Magneten angeordnet, und die Vibrationsspule wird bevorzugterweise außerhalb des ringförmigen Magneten angeordnet.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann der Magnet zylinderförmig ausgebildet sein, wobei es zu bevorzugen ist, wenn die Sprach- und Vibrationsspulen vertikal außerhalb des zylindrischen Magneten angeordnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und andere Gegenstände, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher verständlich, wobei:
1 zeigt einen seitlichen Schnitt eines herkömmlichen Multifunktions-Aktuators;
2 zeigt einen seitlichen Schnitt eines anderen herkömmlichen Multifunktions-Aktuators;
3 zeigt einen seitlichen Schnitt eines Multifunktions-Aktuators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt einen magnetischen Feldfluss in dem Aktuator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 bis 7 stellen schematisch eine Anti-Vibrationsfunktion dar, die durch den Multifunktions-Aktuator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfüllt wird;
8 bis 11 stellen einige Beispiele zur Erklärung der Anti-Vibrationsfunktion der vorliegenden Erfindung dar; und
12 zeigt einen seitlichen Schnitt eines Multifunktions-Aktuators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
3 zeigt einen seitlichen Schnitt eines Multifunktions-Aktuators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie im Folgenden beschrieben.
Ein Multifunktions-Aktuator 1 der vorliegenden Erfindung ist ein Aktuator zur Erzeugung von Schall und Schwingungen in Antwort auf eingehende elektrische Signale und umfasst eine Membran 21 zur Schallerzeugung, eine Schwingspule 22, um die Membran 21 in Antwort auf ein Audiosignal in Schwingung zu versetzen, eine Vibrationsspule 33 zur Erzeugung einer Schwingung in Antwort auf ein Audio- oder Vibrationssignal, einen Magneten 23 zur Erzeugung eines magnetischen Felds sowohl an der Schwingspule 22 für Sprache und der Vibrationsspule 33, eine Schwingungseinheit 30 mit einem Joch 31 einer vorbestimmten Masse zur vertikalen Schwingung durch eine elektromagnetische Kraft, die von der Schwingspule 22 und/oder der Vibrationsspule 33 erzeugt wird, und einen Schalter (nicht gezeigt), um wahlweise das Audiosignal auf die Vibrationsspule 33 zu geben.
Im Allgemeinen wird in dem Aktuator, wenn die Membran 21 in vertikale Schwingungen versetzt wird, um in Antwort auf das Audiosignal Schall zu erzeugen, die Vibrationseinheit 30 in Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran auch in Schwingung versetzt. Dies ist jedoch eine unnötige Operation, die einem Anwender gegebenenfalls nicht gefällt.
Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung vor, dass, wenn ein Audiosignal gleichzeitig sowohl auf die Schwing- als auch auf die Vibrationsspule 22 und 33 in Antwort auf eine Schaltauswahl gegeben wird, die elektromagnetischen Kräfte, die auf die Schwingungseinheit 30 durch die Schwingspule und die Vibrationsspulen 22 und 33 wirken, auf der gleichen Achse gegeneinander gerichtet sind, um sich gegenseitig auszulöschen, wodurch sie die Vibration der Schwingungseinheit 30 verhindern.
Wie in 3 gezeigt, kann die Membran 21 in der inneren Peripherie der Oberseite des hohlen Gehäuses 11 angeordnet werden.
Das hohle Gehäuse 11 ist an der Oberseite und der Unterseite geöffnet, und eine untere Abdeckung 12 ist mit der Unterseite des hohlen Gehäuses 11 verbunden. Der Aktuator umfasst weiterhin eine obere Abdeckung 13 zum Verschließen der Oberseite des hohlen Gehäuses 11.
Die Schwingspule 22 ist zylindrisch auf der Unterseite der Membran 21 aufgewickelt und dient dazu, die Membran 21 in Antwort auf ein Audiosignal in Schwingung zu versetzen.
Die Schwingungseinheit 30 umfasst den Magneten 23 zum Anlegen eines magnetischen Feldes sowohl an die Schwing- als auch die Vibrationsspule 22 und 33 und das Joch 31 einer vorbestimmten Masse. Eine elektromagnetische Kraft, die von der Schwingspule 22 und/oder der Vibrationsspule 33 erzeugt wird, versetzt die Schwingungseinheit 30 in vertikale Schwingungen.
Hierbei weist das Joch 31 eine vorbestimmte Masse auf, um als Gewicht zu dienen.
Die Schwingungseinheit 30 weist auch eine Blattfeder 32 auf, die von der äußeren Peripherie zur inneren Peripherie des Gehäuses 11 befestigt ist, und die Schwing kraft der Schwingungseinheit 30 kann zum Gehäuse 11 durch die Blattfeder 32 und dann zur Außenseite übertragen werden.
Die Vibrationsspule 33 ist zylindrisch auf der Oberseite der unteren Abdeckung 12 gewickelt, die mit der Unterseite des hohlen Gehäuses 11 verbunden ist, und wird bevorzugterweise auf der zentralen Achse koaxial mit der Schwingspule 22 bereitgestellt.
Nicht gezeigt ist, dass die vorliegende Erfindung weiterhin einen Schalter aufweisen kann, der eine Vibration in Antwort auf eine Benutzerauswahl verhindern kann.
Wie oben beschrieben üben, wenn Audiosignale gleichzeitig sowohl auf die Schwingspule 22 und die Vibrationsspule 33 durch die Betätigung des Schalters gelegt werden, die Schwing- und Vibrationsspule 22 und 33 elektromagnetische Kräfte auf die Schwingungseinheit 30 aus. Weil die elektromagnetischen Kräfte koaxial und gegeneinander gerichtet sind, löschen sie sich selbst aus, wodurch sie die Vibration der Schwingungseinheit 30 verhindern.
4 zeigt einen magnetischen Feldfluss in dem Aktuator der vorliegenden Erfindung, wie im Folgenden beschrieben.
Magnetische Kraftlinien sind vom N-Pol des Magneten 23 durch das Joch 31 und die Schwingspule 22 zum S-Pol des Magneten 23 gerichtet, wodurch sie ein magnetisches Feld ausbilden.
Dann wird die Schwingspule 22 durch die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Feld, das durch den Magneten 23 erzeugt wird, und einem elektrischen Feld, das um die Schwingspule 22 herum erzeugt wird, in vertikale Schwingung versetzt. Folglich wird die Membran 21 in vertikale Schwingung versetzt, wodurch Schall erzeugt wird (wobei der magnetische Kreis durch Pfeile dargestellt wird).
Dann wird, als Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran 21, die Schwingungseinheit 30 ebenfalls in Schwingung versetzt.
Deshalb ist die vorliegende Erfindung dazu ausgelegt, magnetische Felder mit einer Richtung entgegengesetzt zur Schwing- und Vibrationsspule in Antwort auf eine Schaltauswahl eines Anwenders zu erzeugen, um eine Schwingung, die sich durch die Schallerzeugung ergibt, zu verhindern.
Mit Bezugnahme auf die 5 bis 7 wird die Funktion der Schwingungserzeugung bei der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben:
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Kräfte, die auf die Vibrationseinheit durch die Schwing- und die Vibrationsspule wirken, während der Schallerzeugung in Antwort auf eine Benutzerauswahl gegeneinander gerichtet sind, um sich selbst auszulöschen und dabei eine Vibration zu verhindern.
Für diesen Zweck umfasst die vorliegende Erfindung zum Beispiel eine Anschlusseinheit 40 mit Anschlüssen der Schwingspule und der Spulen, eine Melodieantriebseinheit 50 zur Erzeugung von Audiosignalen und einen Schalter 60.
Die Anschlusseinheit 40 umfasst einen ersten Anschluss 41, der gemeinsam mit einem Ende der Schwingspule 22 und einem Ende der Vibrationsspule 33 geerdet ist, einen zweiten Anschluss 42 als anderes Ende der Schwingspule 22 und einen dritten Anschluss 43 als anderes Ende der Vibrationsspule 33.
Die einen Enden der Schwingspule 22 und der Vibrationsspule 33 können innerhalb oder außerhalb des Aktuators 1 der vorliegenden Erfindung geerdet sein.
Das heißt, falls die einen Enden der Schwingspule 22 und der Vibrationsspule 33 innerhalb des Aktuators 1 geerdet sind, kann die Anschlusseinheit 40 mit drei Anschlüssen, die sich zur Außenseite erstrecken, wie in 5 gezeigt, bereitgestellt werden. Falls die einen Enden der Schwing- und Vibrationsspulen 22 und 33 au ßerhalb des Aktuators 1 geerdet sind, kann die Anschlusseinheit 40 mit vier Anschlüssen, die sich zur Außenseite, wie in 6 gezeigt, erstrecken, bereitgestellt werden.
Die Melodieantriebseinheit 50 kann außerhalb des Aktuators angeordnet werden und einen Erdungsanschluss 51 und einen Signalanschluss 52 umfassen.
Der Erdungsanschluss 51 ist mit dem ersten Anschluss 41 der Anschlusseinheit 40 verbunden, und der Signalanschluss 52 ist mit dem zweiten Anschluss 42 verbunden, sodass ein Audiosignal während der Schallerzeugung angelegt werden kann.
Der Schalter 60 ist zwischen den zweiten und dritten Anschlüssen 42 und 43 angeordnet, die miteinander verbunden sind, um ein elektrisches Signal in Antwort auf eine Benutzerauswahl auf die Vibrationsspule zu legen.
Das heißt, wenn der Schalter 60 in Antwort auf eine Benutzerauswahl eingeschaltet wird, wird ein Audiosignal gleichzeitig sowohl auf die Schwing- als auch auf die Vibrationsspule gelegt, um die Schwingung zu verhindern.
Selbstverständlich wird, wenn der Schalter 60 in Antwort auf eine Benutzerauswahl ausgeschaltet wird, das Audiosignal nur auf die Schwingspule gelegt, um dadurch eine Schwingung der Vibrationseinheit 30 als Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran 21 zu erzeugen.
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der obenstehenden Struktur wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben.
Als Beispiel der Aktuators der vorliegenden Erfindung kann der Magnet 23 der Schwingungseinheit 30 ringförmig ausgebildet sein.
In diesem Fall können die Schwing- und Vibrationsspulen 22 und 33 jeweils innerhalb und außerhalb des ringförmigen Magneten 23 angeordnet werden.
Das heißt, dass, wie in 3 gezeigt, die Schwingspule 22 innerhalb des ringförmigen Magneten 23 angeordnet ist, und die Vibrationsspule 33 außerhalb des ringförmigen Magneten 23 angeordnet ist.
Alternativ ist, wie in 4 gezeigt, die Schwingspule 22 außerhalb des ringförmigen Magneten 23 angeordnet, und die Vibrationsspule 33 ist innerhalb des ringförmigen Magneten angeordnet.
In diesem Fall führt die Anordnung des ringförmigen Magneten 23, wie oben beschrieben, dazu, dass die Magnetflüsse, die durch die Spulen 22 und 33 erzeugt werden, die gleiche Richtung aufweisen.
Als Folge fließen, wenn ein Audiosignal gleichzeitig auf die Schwing- und die Vibrationsspule 22 und 33 in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl gelegt wird, elektrische Ströme unterschiedlicher Richtung durch die Schwing- und Vibrationsspule 22 und 33. Dann sind die elektromagnetischen Kräfte, die durch die Schwingspule 22 und die Vibrationsspule 33 erzeugt werden, gemäß der Linke-Hand-Regel von Fleming gegeneinander gerichtet. Dadurch werden die elektromagnetischen Kräfte der Schwing- und Vibrationsspule 22 und 33 ausgelöscht, wodurch die Schwingung der Schwingungseinheit 30 verhindert wird.
Selbstverständlich wird, wenn der Schalter 60 in Antwort auf eine Benutzerauswahl ausgeschaltet wird, das Audiosignal nur auf die Schwingspule 22 gelegt, sodass die Schwingungseinheit 30 als Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran 21 in Schwingung versetzt wird.
Nachstehend werden verschiedene Beispiele, bei welchen elektrische Ströme der entgegengesetzten Richtung durch die Schwing- und Vibrationsspulen 22 und 33 fließen, unter Bezugnahme auf die 8-11 beschrieben.
Als erstes Beispiel ist die zylindrisch an der Unterseite der Membran 21 gewickelte Schwingspule 22 entgegengesetzt zur Vibrationsspule 33, die zylindrisch an der Oberseite der unteren Abdeckung 12 gewickelt ist, wie in 8 gezeigt, gerichtet.
(Bei der Beschreibung der Beispiele wird definiert, dass die Schwingspule 22 einen Startpunkt 22a aufweist, der an der Unterseite der Membran 21 angeordnet ist, und einen Endpunkt 22b, der zum Startpunkt 22a entgegengesetzt ist, und die Vibrationsspule 33 weist einen Startpunkt 33b auf, der an der Oberseite der unteren Abdeckung 12 angeordnet ist, und einen Startpunkt 33a, der entgegengesetzt zum Endpunkt 33b ist.
Zum Beispiel wird der erste Anschluss 41, der mit dem Erdungsanschluss 51 der Melodieantriebseinheit 50 verbunden ist, bevorzugterweise durch Erdung des Startpunkts 22a der Schwingspule und des Endpunkts 33a der Vibrationsspule bereitgestellt.
Als Folge fließen, wenn ein Audiosignal von dem Signalanschluss 51 der Melodieantriebseinheit 50 gleichzeitig sowohl an die Schwing- als auch die Vibrationsspule in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl gelegt wird, elektrische Ströme entgegengesetzter Richtung (wie durch die Pfeile angedeutet) durch die Schwing- und Vibrationsspulen.
Dies führt dazu, dass die elektromagnetischen Kräfte, die auf die Schwingungseinheit mittels der Schwing- und Vibrationsspule ausgeübt werden, koaxial und gegeneinander gerichtet sind, sodass die elektromagnetischen Kräfte sich auslöschen, wodurch die Schwingung der Schwingungseinheit verändert wird.
Als zweites Beispiel ist im Fall, dass die Schwing- und die Vibrationsspulen 22 und 33, wie in 9 gezeigt, in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind, der Endpunkt 22b der Schwingspule bevorzugterweise mit dem Startpunkt 33b der Vibrationsspule geerdet.
Als drittes Beispiel sind die Schwing- und Vibrationsspule 22 und 33 wie in 10 gezeigt, in der gleichen Richtung aufgewickelt.
Der erste Anschluss ist bevorzugterweise als Erdung des Startpunkts 22a der Schwingspule mit dem Startpunkt 33b der Vibrationsspule ausgebildet.
Auch im vierten Beispiel sind die Schwing- und Vibrationsspule 22 und 33 in der gleichen Richtung gewickelt, wie in 11 gezeigt.
Der erste Anschluss 41 ist bevorzugterweise durch Erdung des Endpunkts 22b der Schwingspule mit dem Endpunkt 33a der Vibrationsspule ausgebildet.
12 zeigt einen seitlichen Schnitt eines Multifunktions-Aktuators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der nun im Vergleich mit dem zuvor beschriebenen Aktuator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wird.
Ein Aktuator 1' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schwingungseinheit 30' mit einem zylindrischen Magneten 23'.
Bevorzugterweise werden die Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33' vertikal außerhalb des zylindrischen Magneten 23' angeordnet.
Der Aktuator umfasst auch plattenförmige Joche 34' und 35' jeweils an der Oberseite und Unterseite des zylindrischen Magneten 23', wie in 12 gezeigt.
In diesem Fall erzeugen die Spulen 22' und 33' aufgrund der Anordnung des zylindrischen Magneten 23' magnetische Flüsse in entgegengesetzter Richtung.
Das heißt, dass Linien magnetischer Kraft vom N-Pol des zylindrischen Magneten 23' durch das obere Plattenjoch 34', die Schwingspule 22' und ein Joch 31' in dieser Reihenfolge zum S-Pol des Magneten 23' gerichtet sind, wodurch ein magnetisches Feld ausgebildet wird.
In diesem Fall durchdringen die magnetischen Kraftlinien, die auf den S-Pol des Magneten 23' gerichtet sind, die Vibrationsspule 33' in entgegengesetzter Richtung wie die Schwingspule 22' (wie mit Pfeilen angedeutet).
Demgemäß ist es für den Aktuator 1' erforderlich, dass elektrische Ströme durch die Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33' in der gleichen Richtung fließen, um die Schwingung der Schwingungseinheit 30' als Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran 21^` während einer Schallerzeugung auszulöschen, im Unterschied zum zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn ein Audiosignal gleichzeitig in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl sowohl an die Schwing- als auch an die Vibrationsspule 22' und 33' angelegt wird, weisen die elektrischen Ströme, die die Spulen 22' und 33' durchfließen, die gleiche Richtung auf. Elektromagnetische Kräfte, die von der Schwingspule 22' für Sprache und der Vibrationsspule 33' erzeugt werden, sind entgegengesetzt zueinander gerichtet, gemäß der Linke-Hand-Regel von Fleming. Dadurch werden die elektromagnetischen Kräfte von der Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33' ausgelöscht, wodurch die Schwingung der Schwingungseinheit 30' verhindert wird.
Natürlich wird, falls der Schalter in Antwort auf eine Benutzerauswahl ausgeschaltet wird, das Audiosignal nur auf die Schwingspule 22' gelegt, sodass die Schwingungseinheit 30' als Reaktion auf die vertikale Schwingung der Membran 21' angeregt wird.
Damit elektrische Ströme, wenn der Schalter in Antwort auf eine Benutzerauswahl eingeschaltet wird, in der gleichen Richtung durch die Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33' fließen, ist es in einem ersten Beispiel zu bevorzugen, dass die Schwing- und Vibrationsspule in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind und ein Startpunkt der Schwingspule mit dem der Vibrationsspule geerdet wird.
Das heißt, wenn ein Audiosignal von einem Signalanschluss der Melodieantriebseinheit in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl gleichzeitig sowohl auf die Schwing- als auch auf die Vibrationsspule 22' und 33' gelegt wird, fließen elektrische Ströme gleicher Richtung durch die Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33'.
Folglich werden die elektromagnetischen Kräfte, die auf die Schwingungseinheit 30' durch die Schwing- und Vibrationsspule 22' und 33' wirken, koaxial und entgegengesetzt zueinander gerichtet, um sich selbst auszulöschen, wodurch sie die Schwingung der Schwingungseinheit 30' verhindern.
Gemäß einem zweiten Beispiel werden die Schwing- und Vibrationsspule bevorzugterweise in entgegengesetzter Richtung gewickelt, und die Endpunkte der Schwing- und Vibrationsspule werden geerdet.
In einem dritten Beispiel werden die Schwing- und Vibrationsspule bevorzugterweise in gleicher Richtung gewickelt, und der Startpunkt der Schwingspule und der Endpunkt der Vibrationsspule werden geerdet.
Gemäß einem vierten Beispiel werden bevorzugterweise die Schwing- und Vibrationsspule in gleicher Richtung gewickelt, und der Endpunkt der Schwingspule und der Startpunkt der Vibrationsspule werden geerdet.
Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf die speziellen, darstellenden Zwecken dienenden Ausführungsbeispiele beschrieben worden, diese sind jedoch nur als beschreibend zu verstehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Der Multifunktions-Aktuator der vorliegenden Erfindung kann die Schwingung der Schwingungseinheit in Antwort auf eine benutzerseitige Schaltauswahl während der Schallerzeugung verhindern.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der Schalter seitens eines Benutzers eingeschaltet wird, ein Audiosignal sowohl auf die Schwing- als auch auf die Vibrationsspule gelegt, und elektromagnetische Kräfte der Schwing- und Vibrationsspule, die auf die Schwingungseinheit wirken, werden gegeneinander gerichtet, um sich selbst auszulöschen, wodurch unnötige Schwingungen während der Schallerzeugung verhindert werden.
Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung der gemeinsame Magnet für den Magnetkreis um die Schwing- und Vibrationsspule ausgebildet und die Membran direkt mit dem Gehäuse verbunden, um einen Raum auszubilden, der geeignet ist, die maximale Masse aus dem gleichen Volumen zu erhalten, um dadurch wirksam den Aufbau des Aktuators zu verbessern.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass Veränderungen und Variationen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche gekennzeichnet, zu verlassen.

Claims

Multifunktions-Aktuator (1, 1'); umfassend: eine Membran (21, 21') zur Schallerzeugung; eine Schwingspule (22, 22'), um die Membran (21, 21') in Antwort auf ein Audiosignal in Schwingungen zu versetzen; eine Vibrationsspule (33, 33'), die auf einer zentralen Achse koaxial mit der Schwingspule (22, 22') angeordnet ist, um in Antwort auf das Audiosignal oder ein Vibrationssignal eine Schwingung zu erzeugen; eine Schwingungseinheit (30, 30'), umfassend einen Magneten (23, 23') zur Erzeugung eines magnetischen Feldes für sowohl die Schwingspule (22, 22') als auch die Vibrationsspule (33, 33') und ein Joch (31, 31') mit einer vorbestimmten Masse, wobei die Schwingungseinheit (30, 30') vertikal durch eine elektromagnetische Kraft in Schwingung versetzt wird, die von der Schwingspule (22, 22') und/oder der Vibrationsspule (33, 33') erzeugt wird; und einen Schalter (60), um das Audiosignal selektiv auf die Vibrationsspule (33, 33') zu legen, wobei, wenn ein Audiosignal in Antwort auf die Betätigung des Schalters (60) gleichzeitig sowohl auf die Schwing- (22, 22') als auch auf die Vibrationsspule (33, 33') gelegt wird, die elektromagnetischen Kräfte, die durch die Schwing- und Vibrationsspule (22, 22', 33, 33') auf die Schwingungseinheit (30, 30') ausgeübt werden, koaxial und entgegengesetzt zueinander werden, um sich selbst auszulöschen, wodurch die Schwingung der Schwingungseinheit (30, 30') verhindert wird.
Multifunktions-Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (23) ringförmig geformt ist.
Multifunktions-Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingspule (22) außerhalb des ringförmigen Magneten (23) angeordnet ist und wobei die Vibrationsspule (33) innerhalb des ringförmigen Magneten (23) angeordnet ist.
Multifunktions-Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingspule (22) innerhalb des ringförmigen Magneten (23) angeordnet ist und wobei die Vibrationsspule (33) außerhalb des ringförmigen Magneten (23) angeordnet ist.
Multifunktions-Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (23') zylindrisch geformt ist.
Multifunktions-Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwing- und Vibrationsspule (22', 33') vertikal außerhalb des zylindrischen Magneten (23') angeordnet sind.