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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft elektromagnetische Erregereinrichtungen, die
in Mobilkommunikationsvorrichtungen wie beispielsweise Mobiltelefone
und PDAs (Persönliche
Digitale Assistenten) eingebaut sein können, um den Benutzer über einen
hereinkommenden Anruf dadurch zu informieren, dass beispielsweise
ein Paneel oder ein Gehäuse
eines Telefons in Vibration versetzt wird.
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Beschreibung
des technischen Hintergrundes
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Herkömmlicherweise
sind Mobilkommunikationsvorrichtungen wie beispielsweise Mobiltelefone und
PDAs so ausgebildet, dass sie den Benutzer über einen hereinkommenden Anruf
dadurch informieren, dass wahlweise ein Piepston oder eine Tonmelodie
erzeugt wird, oder, anstelle des Erzeugens eines Tons, das Gehäuse der
Vorrichtung in Vibration versetzt wird. Zu diesem Zweck beinhalten
diese Kommunikationsvorrichtungen eine Kombination aus einem Lautsprecher
zum Erzeugen eines Tons und einer Vibrationserzeugungsvorrichtung,
die eine Vibration erzeugt, indem sie mit einem kleinen Motor ein exzentrisches
Gewicht in Rotation versetzt. Das Einbauen sowohl eines Lautsprechers
als auch einer Vibrationserzeugungsvorrichtung in eine Kommunikationsvorrichtung
ist jedoch vom Standpunkt des Erzielens einer Größen- und Kostenreduktion der
Vorrichtung von Nachteil. Unter diesen Umständen wurde in letzter Zeit
eine elektromagnetische Erregereinrichtung verwendet, die wahlweise
Töne und
Vibrationen erzeugen kann.
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Die
Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat eine Patentanmeldung für eine elektromagnetische
Erregereinrichtung eingereicht (offengelegte japanische Patentanmeldungspublikation
Nr. 2006-333273). Die elektromagnetische Erregereinrichtung in dieser
vorhergehenden Anmeldung weist, wie in 4 dargestellt,
eine Magnetkreisbaugruppe 21 auf, beinhaltend ein schalenförmiges Joch 22, eine
Kombination aus einem plattenförmigen
Magneten 23 und einer oberen Platte 24, die im
Joch 22 nacheinander übereinandergestapelt
sind, eine Schwingspule 25, die in einem Magnetspalt g
eingesetzt ist, der zwischen dem Innenumfangsabschnitt des Jochs 22 und
dem Außenumfangsabschnitt
der oberen Platte 24 ausgebildet ist, und ein Gewicht 29, das
an der Außenumfangsfläche des
Jochs 22 befestigt ist.
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Die
Magnetkreisbaugruppe 21 ist, wie in 4 und 5 dargestellt,
durch eine zylindrische Aufhängung 26 gelagert,
die durch Tiefziehen eines Metallblechs in einer Presse hergestellt
wird. Insbesondere weist die Aufhängung 26 einen zylindrischen Seitenwandabschnitt 26a,
einen Ringabschnitt 26b, der entlang der Unterkante des
zylindrischen Seitenwandabschnittes 26a ausgebildet ist,
einen tellerförmigen
Abschnitt 26c, der sich radial innerhalb des Ringabschnittes 26b befindet,
und ein Paar von bogenförmigen
Federabschnitten 26d auf, die den Ringabschnitt 26b und
den tellerförmigen
Abschnitt 26c verbinden. Der tellerförmige Abschnitt 26c ist
an der Magnetkreisbaugruppe 21 durch Laserschweißen oder
dergleichen befestigt. Die Magnetkreisbaugruppe 21 ist
durch die Aufhängung 26 in
vertikaler Richtung schwingend aufgehängt, wie aus 4 zu
ersehen.
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Ein
ringförmiges
Trägerelement 27 ist
in die am oberen Ende befindliche Öffnung des zylindrischen Seitenwandabschnittes 26a der
Aufhängung 26 eingesetzt
und in dieser befestigt. Eine Leiterplatte 28 ist am ringförmigen Trägerelement 27 befestigt. Die
Leiterplatte 28 lagert die Schwingspule 25 und
ist mit Verdrahtungsmustern versehen, die mit den Enden der Schwingspule 25 elektrisch
verbunden sind und eine elektrische Verbindung mit einer externen Vorrichtung
ermöglichen,
in der eine elektromagnetische Erregereinrichtung eingesetzt ist.
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Die
elektromagnetische Erregereinrichtung wird dadurch installiert,
dass die Leiterplatte 28 am Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung
wie beispielsweise eines Mobiltelefons befestigt wird. Wenn die
Schwingspule 25 durch ein ihr zugeführtes Ansteuersignal erregt
wird, werden die Schwingspule 25 und die Magnetkreisbaugruppe 21 relativ
zueinander in Vibration versetzt, und zwar durch eine Interaktion
zwischen diesen. Wenn das Ansteuersignal von relativ hoher Frequenz
im Bereich einer hörbaren Frequenz
liegt, wird hauptsächlich
die Schwingspule 25 in Vibration versetzt, was bewirkt,
dass das Gehäuse
der elektronischen Vorrichtung über
die Leiterplatte 28 in Vibration versetzt wird. Wenn die
Frequenz des Ansteuersignals niedrig ist, wird hauptsächlich die
Magnetkreisbaugruppe 21 in Vibration versetzt, was bewirkt,
dass das Gehäuse
der elektronischen Vorrichtung über
die Aufhängung 26 in
Vibration versetzt wird.
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6 und 7 zeigen
eine Verbesserung der zuvor beschriebenen elektromagnetischen Erregereinrichtung.
Die dargestellte elektromagnetische Erregereinrichtung ist in Bezug
auf die Hauptstruktur im Wesentlichen dieselbe wie zuvor beschrieben.
Die verbesserte elektromagnetische Erregereinrichtung ist zusätzlich mit
einer zweiten Aufhängung 31 versehen,
welche den oberen Endabschnitt der Magnetkreisbaugruppe 21 lagert.
Die zweite Aufhängung 31 weist
einen äußeren Ringabschnitt 31a,
einen inneren Ringabschnitt 31b und bogenförmige Federabschnitte 31c auf,
die jeweils dem Ringabschnitt 26b, dem tellerförmigen Abschnitt 26c und
den bogenförmigen
Federabschnitten 26d der zuvor beschriebenen Aufhängung 26 entsprechen
(nachfolgend als "erste
Aufhängung 26" bezeichnet). Der äußere Ringabschnitt 31a ist
am ringförmigen
Trägerelement 27 befestigt,
und der innere Ringabschnitt 31b ist an der oberen Endfläche des
Jochs 2 befestigt, wodurch die Magnetkreisbaugruppe 21 in
vertikaler Richtung schwingend aufgehängt ist. Bei dieser elektromagnetischen
Erregereinrichtung sind der untere Teil (Ringabschnitt) 26b und
der Seitenwandabschnitt 26a der ersten Aufhängung 26 teilweise
mit einer Schutzeinrichtung 30 abgedeckt.
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Bei
der elektromagnetischen Erregereinrichtung mit dem zuvor beschriebenen
Aufbau kann, wenn, beispielsweise bedingt durch ein Herunterfallen,
ein Stoß auf
diese erfolgt, die Magnetkreisbaugruppe so stark verschoben werden,
dass die obere Platte auf die Leiterplatte aufprallt. Dies kann
dazu führen,
dass die Leiterplatte vom Rahmen (d. h. dem zylindrischen Seitenwandabschnitt
der ersten Aufhängung)
getrennt wird.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine elektromagnetische Erregereinrichtung
bereitzustellen, die frei von dem zuvor beschriebenen Nachteil des
Standes der Technik ist.
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Die
Erfindung stellt eine elektromagnetische Erregereinrichtung bereit,
die beinhaltet:
eine Magnetkreisbaugruppe, aufweisend ein schalenförmiges Joch
mit einer zylindrischen Wand und einer unteren Wand, und einen Magneten
und eine obere Platte, die nacheinander auf der unteren Wand des
Jochs stapelförmig
angeordnet sind, so dass ein Magnetspalt zwischen der Innenumfangsfläche der zylindrischen
Wand des Jochs und der Außenumfangsfläche der
oberen Platte ausgebildet ist;
ein Gewicht, das am Außenumfang
der zylindrischen Wand des Jochs befestigt ist;
eine Schwingspule,
die in den Magnetspalt eingesetzt ist;
eine erste Aufhängung, aufweisend
einen zylindrischen Seitenwandabschnitt, der sich außerhalb
des Gewichtes koaxial bezüglich
der zylindrischen Wand des Jochs erstreckt, und einen Federabschnitt,
der integral mit einem unteren Ende des zylindrischen Seitenwandabschnittes
so ausgebildet ist, dass er die Magnetkreisbaugruppe von der Unterseite
des Jochs her trägt,
so das die Magnetkreisbaugruppe in axialer Richtung des Jochs vibrieren
kann;
ein ringförmiges
Trägerelement,
das in eine Öffnung am
oberen Ende des zylindrischen Seitenwandabschnittes der ersten Aufhängung eingesetzt ist
und an der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Seitenwandabschnittes befestigt ist;
eine
gedruckte Leiterplatte, die eine Verdrahtung aufweist, die mit Enden
der Schwingspule verbunden ist und die mit einer externen elektronischen
Vorrichtung elektrisch verbunden werden kann, in welche die elektromagnetische
Erregereinrichtung der Erfindung eingebaut ist, wobei die Leiterplatte
in die Öffnung am
oberen Endes des zylindrischen Seitenwandabschnittes der ersten
Aufhängung
eingesetzt ist und am ringförmigen
Trägerelement
gelagert ist, um die Schwingspule zu tragen; und
eine Schutzeinrichtung,
aufweisend einen zylindrischen Abschnitt, der so eingebaut ist,
dass er eine Außenumfangsfläche des
zylindrischen Seitenwandabschnittes der ersten Aufhängung verdeckt, und
einen Verstemmabschnitt, der radial nach innen über den am oberen Ende befindlichen
Rand des zylindrischen Seitenwandabschnittes der ersten Aufhängung gebogen
ist, so dass er die gedruckte Leiterplatte zwischen sich selbst
und dem ringförmigen Trägerelement
festklemmt.
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Bei
der elektromagnetischen Erregereinrichtung der Erfindung wird die
Leiterplatte mechanisch zwischen dem Verstemmabschnitt der ersten
Aufhängung
und dem ringförmigen
Trägerelement
gehalten. Daher ist es möglich,
zu verhindern, dass sich die Leiterplatte vom ringförmigen Trägerelement
löst, sogar
wenn ein mit der elektromagnetischen Erregereinrichtung ausgerüstetes Mobiltelefon
oder dergleichen beispielsweise aus Versehen auf den Boden fallengelassen
wird und ein abnormaler Stoß auf
die elektromagnetische Erregereinrichtung erfolgt. Es sei angemerkt,
dass die Begriffe "untere
Wand", "oberes Ende", "unteres Ende" etc., wie bei dieser
Anmeldung verwendet, unter der Annahme verwendet werden, dass die
elektromagnetische Erregereinrichtung so installiert ist, dass sich
die Achse des Jochs in vertikaler Richtung erstreckt, und es versteht
sich, dass diese Begriffe keine spezielle absolute Positionsbeziehung
festlegen. Wenn beispielsweise die Achse des Jochs horizontal platziert
ist, ändert
sich die Positions beziehung zwischen dem "oberen Ende" und dem "unteren Ende" auf eine solche zwischen linkem Ende
und rechtem Ende.
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Die
zuvor beschriebene elektromagnetische Erregereinrichtung kann wie
folgt angeordnet sein. Die erste Aufhängung beinhaltet einen Ringabschnitt,
der integral mit der unteren Endkante des zylindrischen Seitenwandabschnittes
ausgebildet ist, und einen Verbindungsabschnitt auf, der mit der
Unterseite der Magnetkreisbaugruppe bei einer Position oberhalb
und radial innerhalb des Ringabschnittes verbunden ist. Der Federabschnitt
beinhaltet ein Paar von bogenförmigen
Federabschnitten, die sich bogenförmig in einem ringförmigen Raum
erstrecken, der zwischen dem Ringabschnitt und dem Verbindungsabschnitt
ausgebildet ist. Jeder bogenförmige
Federabschnitt kann an seinem einen Ende mit dem Ringabschnitt und
an seinem anderen Ende mit dem Verbindungsabschnitt verbunden sein.
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Die
zuvor beschriebene elektromagnetische Erregereinrichtung kann weiter
eine zweite Aufhängung,
die einen äußeren Ringabschnitt
aufweist, der mit dem ringförmigen
Trägerelement
verbunden ist, und einen inneren Ringabschnitt beinhalten, der mit dem
oberen Endabschnitt des Jochs der Magnetkreisbaugruppe bei einer
Position unterhalb und radial innerhalb des äußeren Ringabschnittes verbunden ist.
Die zweite Aufhängung
weist weiter ein Paar von bogenförmigen
Federabschnitten auf, die sich bogenförmig in einem ringförmigen Raum
erstrecken, der zwischen den äußeren und
inneren Ringabschnitten ausgebildet ist. Jeder bogenförmige Federabschnitt
ist an seinem einen Ende mit dem äußeren Ringabschnitt und an
seinem anderen Ende mit dem inneren Ringabschnitt verbunden.
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In
diesem Fall kann das ringförmige
Trägerelement
durch Umspritzgießen
(Insert Molding) mit dem äußeren Ring
der zweiten Aufhängung
vereinigt sein.
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Mit
der zuvor beschriebenen Anordnung ist es, durch Steuern der Verstemmkraft,
die auf den Verstemmabschnitt der Schutzeinrichtung aufgebracht
wird, um dadurch die Presskraft zu steuern, die vom Verstemmabschnitt über die
Leiterplatte auf das ringförmige
Trägerelement
aufgebracht wird, möglich,
die Kraft anzupassen, mit der der äußere Ringabschnitt der zweiten
Aufhängung
durch das ringförmige
Trägerelement
zurückgehalten
oder gehalten wird, und es ist somit möglich, die Resonanzfrequenz
der Vibration der Magnetkreisbaugruppe einzustellen.
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Die
elektromagnetische Erregereinrichtung kann weiterhin ein Pufferelement
beinhalten, das an der der Magnetkreisbaugruppe zugewandten Unterseite
der Leiterplatte befestigt ist, so dass, wenn die Magnetkreisbaugruppe
in axialer Richtung verschoben wird, so dass sie auf die Leiterplatte
aufprallt, die Magnetkreisbaugruppe auf das Pufferelement aufprallt,
wodurch ein Stoß abgepuffert
wird, der von der Magnetkreisbaugruppe auf die Leiterplatte aufgebracht
wird.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus
der folgenden Beschreibung von deren bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen klar hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Querschnitt einer elektromagnetischen Erregereinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht der in 1 dargestellten elektromagnetischen
Erregereinrichtung;
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3 ist
eine Draufsicht einer in 1 dargestellten zweiten Aufhängung;
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4 ist
ein Querschnitt einer elektromagnetischen Erregereinrichtung des
Standes der Technik;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht von unten einer in 4 dargestellten
Aufhängung;
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6 ist
ein Querschnitt einer weiteren elektromagnetischen Erregereinrichtung
des Standes der Technik;
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7 ist
eine Draufsicht der in 6 dargestellten elektromagnetischen
Erregereinrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
der elektromagnetischen Erregereinrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend
detailliert mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
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Die
elektromagnetische Erregereinrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung weist eine
Magnetkreisbaugruppe 1 auf, beinhaltend ein im wesentliches
schalenförmiges
Joch 2 und eine Kombination aus einem ebenen plattenförmigen Magneten 3 und
einer oberen Platte 4, die im Joch 2 nacheinander übereinandergestapelt
sind, und eine Schwingspule 5, die in einem Spalt (Magnetspalt)
g eingesetzt ist, der zwischen der Innenumfangsfläche des
Jochs 2 und der Außenumfangsfläche der
oberen Platte 4 ausgebildet ist. Die elektromagnetische Erregereinrichtung
weist weiter ein Gewicht 10 auf, das an der Außenumfangsfläche des
Jochs 2 befestigt ist.
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Die
Magnetkreisbaugruppe 1 ist durch erste und zweite Aufhängungen 6 und 9 gelagert, ähnlich der,
die in 5 dargestellt sind.
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Insbesondere
weist die Aufhängung 6 einen zylindrischen
Seitenwandabschnitt 6a, einen Ringabschnitt 6b,
der entlang der Unterkante des zylindrischen Seitenwandabschnittes 6a ausgebildet
ist, einen tellerförmigen
Abschnitt 6c, der sich oberhalb und radial innerhalb des
Ringabschnittes 6b befindet, und ein Paar von bogenförmigen Federabschnitten 6d auf,
die den Ringabschnitt 6b und den tellerförmigen Abschnitt 6c verbinden.
Der tellerförmige
Abschnitt 6c ist an der Unterseite der Magnetkreisbaugruppe 1 durch
Laserschweißen
oder dergleichen be festigt. Die Magnetkreisbaugruppe 1 ist
durch die erste Aufhängung 6 in
vertikaler Richtung schwingend aufgehängt.
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Die
zweite Aufhängung 9 weist,
wie in 3 dargestellt, einen äußeren Ringabschnitt 9a,
einen inneren Ringabschnitt 9b und bogenförmige Federabschnitte 9c auf,
die jeweils dem Ringabschnitt 6b, dem tellerförmigen Abschnitt 6c und
den bogenförmigen
Federabschnitten 6d der ersten Aufhängung 6 entsprechen.
Der äußere Ringabschnitt 9a ist
am ringförmigen
Trägerelement 7 befestigt,
und der innere Ringabschnitt 9b ist an der oberen Endfläche des Jochs 2 befestigt,
wodurch die Magnetkreisbaugruppe 1 in vertikaler Richtung
schwingend aufgehängt ist.
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Ein
ringförmiges
Trägerelement 7 ist
in die am oberen Ende befindliche Öffnung des zylindrischen Seitenwandabschnittes 6a der
ersten Aufhängung 6 eingesetzt
und in dieser befestigt. Eine Leiterplatte 8 ist am ringförmigen Trägerelement 7 befestigt.
Die Leiterplatte 8 ist mit einer Verdrahtung versehen,
die mit den Anschlüssen
der Schwingspule 5 verbunden ist, und die mit einem externen
elektronischen Gerät
elektrisch verbunden werden kann, in das die elektromagnetische
Erregereinrichtung der Erfindung eingebaut ist. Das ringförmige Trägerelement 7 ist
durch Umspritzgießen
(Insert Molding) mit der zweiten Aufhängung 9 vereinigt,
derart, dass der äußere Ringabschnitt 9a in
das ringförmige
Trägerelement 7 eingelegt
ist.
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Die
elektromagnetische Erregereinrichtung ist mit einer Schutzeinrichtung 11 versehen,
welche die Unterseite (Ringabschnitt 6b) und den zylindrischen
Seitenwandabschnitt 6a der ersten Aufhängung 6 überzieht.
Die Schutzeinrichtung 11 erstreckt sich über die
am oberen Ende befindliche Kante des zylindrischen Seitenwandabschnittes 6a der
ersten Aufhängung 6 und
ist über
diese herum gebogen, um einen Verstemmabschnitt 11a zu
bilden, der die Leiterplatte 8 zwischen sich und dem ringförmigen Trägerelement 7 festklemmt.
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Durch
Steuern der Druckkraft, die vom Verstemmabschnitt 11a auf
die Leiterplatte 8 aufgebracht wird, ist es möglich, die
Kraft anzupassen, mit der der äußere Ringabschnitt 9a der
zweiten Aufhängung 9 durch
das ringförmige
Trägerelement 7 gehalten
oder zurückgehalten
wird, und es ist somit möglich,
die Resonanzfrequenz der Vibration der Magnetkreisbaugruppe 1 einzustellen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist ein Pufferelement 12 an einem zentralen Abschnitt der der
Magnetkreisbaugruppe 1 zugewandten Unterseite der Leiterplatte 8 vorgesehen.
Das Pufferelement 12 arbeitet wie folgt. Wenn beispielsweise
ein Mobiltelefon oder dergleichen, das mit der elektromagnetischen
Erregereinrichtung ausgerüstet
ist, unbeabsichtigt auf den Boden fallengelassen wird und ein abnormer
Stoß auf
die elektromagnetische Erregereinrichtung aufgebracht wird, kann
die Magnetkreisbaugruppe 1 so stark verschoben werden,
dass sie auf die Leiterplatte 8 aufprallt. In einem derartigen Fall
prallt die Magnetkreisbaugruppe 1 auf das Pufferelement 12 auf,
wodurch ein Stoß abgepuffert wird,
der von der Magnetkreisbaugruppe 1 auf die Leiterplatte 8 aufgebracht
wird.
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Es
sei angemerkt, dass die Erfindung nicht notwendigerweise auf die
vorhergehende Ausführungsform
eingeschränkt
ist, sondern in vielen Weisen modifiziert werden kann, ohne vom
Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.