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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im Allgemeinen auf elektromagnetische Umsetzer und im Besonderen
auf einen sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur.
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Beschreibung des Standes
der Technik:
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Tragbare Kommunikationsvorrichtungen, wie
z. B. Pager, haben im Allgemeinen zylindrische Motoren, die ein
exzentrisches Gegengewicht rotieren lassen, oder "Scheiben"motoren verwendet,
die eine exzentrische Armaturgewichtung verwenden, um einen fühlbaren
Alarm oder Vibrationsalarm zu erzeugen. Solch ein Alarm ist wünschenswert,
um einen "stillen" Alarm zu erzeugen,
der verwendet wird, um den Anwender darauf hinzuweisen, dass eine Nachricht
empfangen worden ist, ohne Personen, die sich in der Nähe auf halten,
zu stören.
Obwohl solche Vorrichtungen seit vielen Jahren zufriedenstellend gearbeitet
haben und noch immer weit verbreitet verwendet werden, begrenzen
mehrere Gesichtspunkte eine sehr viel breitere Verwendung. Motoren
sind, wenn sie verwendet werden, um einen fühlbaren, "stillen" Alarm zur Verfügung zu stellen, selten "still", sondern stellen
vielmehr eine wahrnehmbare akustische Ausgabe zur Verfügung, zum
Teil aufgrund der hohen Rotationsfrequenz, die für den Betrieb des Motors benötigt wird,
um das Gegengewicht ausreichend rotieren zu lassen, um eine wahrnehmbare fühlbare Stimulation
zur Verfügung
zu stellen. Auch haben solche Motoren als ein Ergebnis ihrer inhärenten Konstruktion
im Allgemeinen für
ihren Betrieb eine beträchtliche
Menge an Energie verbraucht. Dies hat bedeutet, dass der Motor für den Betrieb
direkt aus der Batterie geschaltet werden muss und so die während des
normalen Betriebs der tragbaren Kommunikationsvorrichtungen zu erwartende
Lebensdauer der Batterie erheblich belastet.
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Kürzlich
wurde durch Mooney et al., US-Patent Nr. 5,107,540 und McKee et
al., US-Patent Nr. 5,327,120 eine neue Generation von nicht rotierenden,
radialen elektromagnetischen Umsetzern beschrieben, die die verbrauchte
Energie aus der Batterie zum Betrieb als eine fühlbare Alarmierungsvorrichtung
signifikant verringerte. Zusätzlich
wurde ein wirklich stiller, nicht störender Alarm zur Verfügung gestellt,
da der elektromagnetische Umsetzer bei einer Frequenz unterhalb
des hörbaren
Bereichs arbeitete, was die fühlbare
Empfindung, die sich entwickelt, wenn der Umsetzer an eine Person
gekoppelt ist, maximiert. Weil die Größe und Form des radialen elektromagnetischen
Umsetzers jeweils der eines Scheibenmotors ähnelte, konnten Nachrüstungen der neuen
Vorrichtung leicht in etablierten Kommunikationsvorrichtungen, mit
wenigen Veränderungen an
der Treiberschaltung oder Mechanik, untergebracht werden.
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Obwohl die neue Generation von nicht
rotierenden, radialen elektromagnetisierten Umsetzern den Energieverbrauch
erheblich verringert hat und auch die Geräuschentwicklung im konkreten
Betrieb wesentlich verringert hat, gibt es noch einen Bedarf an
einen elektromagnetischen Umsetzer, der einen noch geringeren Energieverbrauch
und ein noch niedrigeres Profil zur Verfügung stellt und leicht zum Verwenden
in dünnen
elektronischen Vorrichtungen adaptiert werden kann, wie z. B. einer
Kreditkartenkommunikationsvorrichtung, während er die Leistungsmerkmale
des radialen elektromagnetischen Umsetzers aufrecht erhält.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein sich hin und her bewegender Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur einen elektromagnetischen Treiber, der ein elektromagnetisches
Wechselfeld in Reaktion auf ein Eingangssignal bewirkt; eine Armatur mit
einem oberen planaren Aufhängungsteil,
das eine hindurchgehende radiale Achse hat, und einem unteren planaren
Aufhängungsteil,
das eine hindurchgehende radiale Achse hat, die mit dem elektromagnetischen
Treiber gekoppelt sind, bei der die radiale Achse des oberen planaren
Aufhängungsteils im
Wesentlichen senkrecht zu der radialen Achse des unteren Aufhängungsteils
orientiert ist und eine magnetische Bewegungsmasse, die zwischen
dem oberen und dem unteren planaren Aufhängungsteil aufgehängt ist
und die an das elektromagnetische Wechselfeld gekoppelt ist, um die
magnetische Bewegungsmasse in Reaktion darauf alternierend zu bewegen.
Die Bewegung der magnetischen Bewegungsmasse wird durch das obere
und untere plane Aufhängungsteil
und den elektromagnetischen Treiber in Bewegungsenergie umgewandelt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Explosionsansicht eines sich hin und her bewegenden Umsetzers
mit gespannter Armatur gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Querschnittsansicht des sich hin und her bewegenden Umsetzers
mit gespannter Armatur gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine Höhenansicht
der Oberseite eines planaren Aufhängungsteils, das in dem sich
hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter Armatur von 1 verwendet wird, gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine Höhenansicht
der Oberseite eines planaren Aufhängungsteils, das in dem sich
hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter Armatur von 1 verwendet wird, gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Explosionsansicht einer Kommunikationsvorrichtung, die den
sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter Armatur verwendet,
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
ein elektronisches Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung,
die den sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur verwendet, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
eine Explosionsansicht und 2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines sich hin und her bewegenden Umsetzers
mit gespannter Armatur 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer mit gespannter Armatur 100 umfasst
eine Armatur 12, die ein oberes Aufhängungsteil 14 und
ein unteres Aufhängungsteil 16 umfasst,
einen Stützrahmen 24,
der eine Spule 26 umfasst, und eine magnetische Bewegungsmasse 18.
Die magnetische Bewegungsmasse 18 umfasst einen Magnetträger 20,
der verwendet wird, um eine Vielzahl von Permanentmagneten 22 zu
halten, von denen vier gezeigt werden, von denen zwei getrennt von
dem Magnetträger 20 gezeigt
werden. Der Stützrahmen 24 und
die Spule 26 werden in Kombination als ein elektromagnetischer
Treiber (24, 26) bezeichnet.
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Der elektromagnetische Treiber (24, 26)
wird verwendet, um ein elektromagnetisches Wechselfeld in Reaktion
auf ein Versorgtwerden mit einer Treiberspannung zu bewirken, wie
weiter unten beschrieben. Die Spule 26 umfasst beispielsweise
ungefähr zweihundertsiebenundzwanzig
(227) Windungen des emaillebeschichteten Kupferdrahtes Nr. 44, der
in dem Spulenabschluss 26 abschließt und einen Einhundert (100)-Ohm-Widerstand
bietet. Der elektromagnetische Treiber (24, 26)
wird vorzugsweise durch Verwenden eines Spritzgießverfahrens
hergestellt, wobei die Spule 26 in den Stützrahmen 24 geformt
wird. Es ist klar, dass andere Herstellungstechniken zum Bilden
des elektromagnetischen Trei bers (24, 26) genauso
gut verwendet werden können.
Beispielsweise wird ein zu 30% mit Glas gefülltes Flüssigkristallpolymer verwendet,
um den Stützrahmen 24 zu
bilden, obwohl klar ist, dass andere spritzgießfähige thermoplastische Materialien
ebenso verwendet werden können.
Das obere plane Aufhängungsteil 14 und
das untere plane Aufhängungsteil 16 sind, wie
unten beschrieben, durch die vier Vorsprünge 28 an dem Stützrahmen 24 befestigt,
wodurch das obere plane Aufhängungsteil
14 im Wesentlichen parallel zu dem unteren planaren Aufhängungsteil 16 angeordnet
ist. Die Montagezuleitungen 30, von denen drei beispielhaft
gezeigt werden, werden während des
Spritzgießverfahrens
vorzugsweise an dem Stützrahmen 24 befestigt.
Es ist klar, dass in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Montagezuleitungen 30 verwendet
werden, um lediglich eine mechanische Verbindung mit dem Stützsubstrat
zur Verfügung
zu stellen, wie z. B. einer Leiterplatte, und in einer anderen Ausführungsform
können die
Montagezuleitungen 30 sowohl einen elektrischen Kontakt
als auch eine mechanische Verbindung mit dem Stützsubstrat zur Verfügung stellen, wenn
die Montagezuleitungen 30 so gekennzeichnet sind, dass
sie festlegen, welche der drei Zuleitungen den elektrischen Eingang
zu der Spule 26 zur Verfügung stellen.
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Die magnetische Bewegungsmasse 18 umfasst
den Magnetträger 20 und
die vier Permanentmagnete 22. Der Magnetträger 20 wird
vorzugsweise durch Verwenden eines Druckgießverfahrens hergestellt und
wird vorzugsweise aus einem Druckgussmaterial, wie z. B. einer Zamak-3-Zink-Druckgußlegierung
gegossen. Es ist klar, dass die magnetische Bewegungsmasse 18 auch
durch Verwenden anderer Gießverfahren,
wie z. B. Ausschmelzverfahren, hergestellt wer den kann, wobei Gießmaterialien,
wie z. B. Wolfram verwendet werden, die das Verhältnis zwischen Masse und Volumen
des Magnetträgers 20 erhöhen, so
wie es nötig
ist, um einen wesentlich niedrigeren Frequenzbetrieb zu erreichen.
Der Magnetträger 20 umfasst
die zwei oberen Hohlräume 42, die
um eine gemeinsame radiale Achse 54 angeordnet sind und
in entgegengesetzten Quadranten in der oberen Oberfläche des
Magnetträgers 20 angeordnet
sind und umfasst weiterhin die zwei unteren Hohlräume 44,
die um eine gemeinsame radiale Achse (nicht gezeigt) angeordnet
sind und in entgegengesetzten Quadranten in der unteren Oberfläche des Magnetträgers 20 angeordnet
sind. Wie in 1 gezeigt,
ist die gemeinsame radiale Achse 54 der zwei oberen Hohlräume 42 senkrecht
zu der gemeinsamen radialen Achse der unteren Hohlräume 44 in dem
Magnetträger 20 angeordnet.
Der Magnetträger 20 umfasst
weiterhin die oberen Kanäle 32,
die in der oberen Oberfläche
entgegengesetzt zu den zwei unteren Hohlräumen 44 gebildet sind,
und untere Kanäle
(nicht gezeigt), die in der unteren Oberfläche des Magnetträgers 20 entgegengesetzt
zu den zwei oberen Hohlräumen 42 gebildet
sind. Die zwei oberen Kanäle 32 und
die zwei unteren Kanäle
erlauben Teilen des Magnetträgers 20,
während
der Bewegung der magnetischen Bewegungsmasse 18 frei durch Öffnungen
in dem oberen planaren Aufhängungsteil 14 und
dem unteren planaren Aufhängungsteil 16 zu passieren,
wodurch sie eine Verschiebung entlang der Achse 56 (2) maximieren, die erreicht
werden kann, wenn die magnetische Bewegungsmasse 18 durch
den elektromagnetischen Treiber (24, 26) getrieben
wird. Die Achse 56 (2)
ist senkrecht zur Ebene der oberen und unteren planaren Aufhängungsteile
angeordnet. Es ist auch klar, dass die Kanäle viel einfacher in dem Mag netträger mit
angemessenen Toleranzen geformt werden, im Vergleich zum Formen
von Kanälen
in den Permanentmagneten, was die Dimension während des Sinterprozesses wesentlich
verändern
kann.
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Jeder der Permanentmagneten 22 erzeugt ein
magnetisches Feld, und die Permanentmagneten werden in dem Magnetträger 20 in
einer vorbestimmten N-S-Magnetfeldorientierung gehalten, wodurch
z. B. in 1 die magnetischen
Südpole
in Richtung des Zentrums des Magnetträgers 20 und die magnetischen
Nordpole in Richtung des Umfangs des Magnetträgers 20 angeordnet
werden, wodurch die magnetischen Südpole der Permanentmagneten 22 in Opposition
angeordnet sind. Die Permanentmagneten 22 werden vorzugsweise
aus einem Samarium-Kobalt-Material gebildet, das eine minimale magnetische
Flussdichte von 25 MGOe hat, obwohl klar ist, dass genauso gut andere
magnetische Materialien mit hoher Flussdichte verwendet werden können, wobei
der Permanentmagnet der Wahl die höchste Flussdichte und Masse
hat. Die Permanentmagneten werden in den unteren und oberen Hohlräumen des Magnetträgers 20 gehalten,
wobei z. B. ein Klebstoff verwendet wird, wie z. B. eine wärmegehärtete Beta-Stufen-Epoxydvorform, der
durch Verwenden von Wärme
und Druck ausgehärtet
wird, und weil die magnetischen Pole der Permanentmagneten 22 in
Opposition sind, müssen
die Permanentmagneten 22 während des Aushärtungsprozesses
fixiert werden. Wenn richtig in den oberen und unteren Hohlräumen gehalten,
ist die vorbestimmte N-S Magnetfeldorientierung eines jeden der
Permanentmagneten 22 parallel zu der radialen Achse der
oberen Hohlräume 42 und
der unteren Hohlräume 44 ausgerichtet.
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Der Magnetträger 20 umfasst einen
planaren zentralen Bereich, der bei dem Zentrum der oberen und unteren
Oberfläche
des Magnetträgers 20 angeordnet
ist und umfasst die Montageflansche 36 (von denen einer
gezeigt ist), die verwendet werden, um die magnetische Bewegungsmasse 18 an
dem oberen planaren Aufhängungsteil 14 und
dem unteren planaren Aufhängungsteil 16 zu
befestigen, wobei z. B. ein ringförmiges Vernieten oder ein anderes
geeignetes Verfahren verwendet wird. Zwei Vorsprünge 38 werden verwendet,
um das obere plane Aufhängungsteil 14 und
das untere plane Aufhängungsteil 16 so
zu orientieren, dass die radiale Achse 50 des oberen planaren
Aufhängungsteil 14 im
Wesentlichen senkrecht zu der gemeinsamen radialen Achse 54 der
zwei oberen Hohlräume 42 ausgerichtet
ist, und die radiale Achse 52 des unteren planaren Aufhängungsteils 16 im
Wesentlichen senkrecht zu der gemeinsamen radialen Achse der zwei
unteren Hohlräume 44 ausgerichtet
ist. Zusätzlich
zum Ausrichten der oberen und unteren planaren Aufhängungsteile stellen
die zwei Vorsprünge 38 auf
der oberen und unteren Oberfläche
des Magnetträgers
ein Mittel zum Verhindern einer Rotation der magnetischen Bewegungsmasse 18 relativ
zu den oberen und unteren planaren Ausführungsteilen zu Verfügung.
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Der oben beschriebene sich hin und
her bewegende Umsetzer mit gespannter Armatur 100 stellt im
Vergleich zu den nicht rotierenden radialen elektromagnetischen
Umsetzern eine verbesserte Leistung zur Verfügung. Die Leistungsverbesserung
wird durch das Verwenden einer magnetischen Bewegungsmasse 18 erreicht,
die das Größen- und
Energieprodukt des Permanentmagneten 22 maximiert, wodurch
ein magnetisches/elektromagnetisches Interface von im Wesentlichen 360 Grad
zwischen der magnetischen Bewegungsmasse 18 und dem elektromagnetischen
Treiber (24, 26) zur Verfügung gestellt wird. Die Leistung
wird weiterhin durch das Verwenden der planaren Aufhängungsteile 14, 16 verbessert,
die senkrecht zueinander montiert sind und in entgegengesetzten
Quadranten zu den Quadranten, in denen die Permanentmagneten an
dem Magnetträger 20,
wie oben beschrieben, befestigt sind. Der Magnetträger 20 umfasst
auch Kanäle,
die die Amplitude der Bewegung der magnetischen Bewegungsmasse maximieren,
ohne die Gesamtdicke der magnetischen Bewegungsmasse zu erhöhen, was erforderlich
wäre, wenn
ein Ringmagnet anstelle der vier Permanentmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden würde.
Als ein Ergebnis des Maximierens des Energieprodukts der Magnetstruktur
ist es auch klar, dass der Strom des elektromagnetischen Treibers
(24, 26) verringert werden kann, während die
fühlbare
Energieausgabe des sich hin und her bewegenden Umsetzers mit gespannter Armatur 100 aufrechterhalten
wird.
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3 ist
eine Ansicht der Oberseite eines planaren Aufhängungsteils (14 oder 16),
das in dem sich hin und her bewegenden Umsetzer mit gespannter Armatur 100 verwendet
werden kann, gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das plane Aufhängungsteil umfasst ein Paar nicht
linearer Federteile 302, die durch einen äußeren Kreisdurchmesser 306 und
einen inneren Ellipsendurchmesser 304 definiert sind, wodurch
ein Federteil zur Verfügung
gestellt wird, das eine ungleichmäßige Breite hat, wobei die
Breite "2X" die breiteste Stelle
in dem Bereich ist, der an den Endstücken ("end restraints") 308 angrenzt, und sich zu einer Breite "X" um die Mittelpunkte 314 der
axialen nicht linearen Federteile 302 verjüngt. Die
nicht linearen Federteile 302 koppeln durch die Endstücke 308 von der
im We sentlichen gleichmäßigen Breite "2,57X" symmetrisch um einen
angrenzenden planaren zentralen Bereich 310 und sind auch
mit einem Paar planer Endstücke 312 verbunden
(von denen eines gezeigt ist). Der angrenzende plane zentrale Bereich 310 umfasst
ein zentral angeordnetes Loch 320 zum Montieren der oberen und unteren
planaren Aufhängungsteile
an die magnetische Bewegungsmasse 18 und die Merkmale 324
zum Verhindern einer Rotation der magnetischen Bewegungsmasse 18 relativ
zu den oberen und unteren planaren Aufhängungsteilen. Zusätzliche
Informationen zu den planaren Aufhängungsteilen von 3 sind in dem US-Patent
Nr. 5,524,061 mit dem Titel "Dual
Mode Transducer for a Portable Receiver" offenbart, das dem Anmelder der vorliegenden
Erfindung erteilt wurde.
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4 ist
eine Ansicht der Oberseite eines planaren Aufhängungsteils (14 oder 16),
das in dem sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur 100 verwendet werden kann, gemäß einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und das verwendet wird, um einen Betrieb
bei höheren
Frequenzen im Vergleich zu dem planaren Aufhängungsteil von 3 zur Verfügung zu stellen. Die planaren
Aufhängungsteile 14, 16 umfassen
ein Paar nebeneinander angeordneter planer Verbindungsträger 402, 404 und 406, 408,
die symmetrisch um einen angrenzenden planaren zentralen Bereich 310 verbunden
sind, der ein zentral angeordnetes Loch 320 zum Montieren
der oberen und unteren planaren Aufhängungsteile an die magnetische Bewegungsmasse 18 umfasst,
und die Merkmale 324 zum Verhindern einer Rotation der
magnetischen Bewegungsmasse 18 relativ zu den oberen und
unteren planaren Aufhängungsteilen.
Die nebeneinander angeordneten planaren Verbindungsträger 402,
404 und 406, 408 sind
auch jeweils mit einem entsprechenden Paar angrenzender planer Endstücke 412, 414 verbunden.
Jeder der nebeneinander angeordneten planaren Verbindungsträger 402 und 404,
und 406 und 408, umfasst jeweils zwei unabhängige konzentrische
bogenförmige
Träger,
die inneren Träger 402A, 404A, 406A und 408A und
die äußeren Träger 402B, 404B, 406B und 408B,
die im Wesentlichen die identischen Federraten (K) haben. Die im
Wesentlichen identischen Federraten werden durch ein Verringern
der Breite des inneren Trägers relativ
zu der Breite des äußeren Trägers über eine funktionale
Trägerlänge 1 erreicht.
Zusätzliche
Informationen über
das plane Aufhängungsteil
von 4 sind in dem US-Patent
Nr. 5,546,069 mit dem Titel "Taut
Armature Resonant Impulse Transducer" offenbart, das dem Anmelder der vorliegenden
Erfindung erteilt wurde.
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Die planaren Aufhängungsteile 14, 16,
wie in 3 und 4 gezeigt, werden vorzugsweise
aus einem Blech gebildet, wie z. B. 0,0040 Inch (0,10 mm) dicker
SanvikTM 7C27Mo2 rostfreier Stahl, hergestellt durch
die Sandvik Steel Company, Sandviken, Schweden, das vorzugsweise
durch Verwenden eines chemischen Mahl- oder Ätzprozess gebildet wird, obwohl
klar ist, dass andere teilebildende Prozesse genauso gut verwendet
werden können.
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Die Konstruktion des sich hin und
her bewegenden Impulsumsetzers mit gespannter Armatur 100 stellt
für die
Z-Achse Montagetechniken,
wie z. B. solche, die in einem automatischen Robotikmontageprozess
verwendet werden oder eine Montagestraße zur Verfügung. Der Montageprozess wird
unten kurz beschrieben. Nachdem die Permanentmagneten 22,
wie oben beschrieben, auf den Magnetträger 20 montiert worden
sind, wird das obere plane Aufhängungsteil 14 auf
die Flan sche 36 auf der Oberseite des Magnetträgers 20 angeordnet
und dann vermietet, wie z. B. durch Verwenden eines ringförmigen Vernietungsprozesses.
Als nächstes
wird die magnetische Bewegungsmasse 18 in den in 1 gezeigten Hohlraum in
dem Stützrahmen 24 angeordnet
und wird relativ zu dem Stützrahmen 24 an den
planaren Endstücken
des oberen planaren Aufhängungsteils 14 angeordnet.
Das obere plane Aufhängungsteil 14 wird
dann durch Deformieren der Vorsprünge 28, durch Verwenden
eines Vernietungsprozesses, wie z. B. Wärme- oder Ultraschallvernieten,
an dem Stützrahmen 24 befestigt.
Der Stützrahmen 24 wird
dann umgedreht, und das untere plane Aufhängungsteil 16 wird über den
Flansch 36 und die Vorsprünge 28 angeordnet.
Die Vorsprünge 28 werden
dann, wie oben beschrieben, deformiert, wonach der Flansch, auch
wie oben beschrieben, verkerbt wird, wodurch die Montage der magnetischen
Bewegungsmasse 18 auf den Stützrahmen 24 und die
Armatur 12 abgeschlossen wird.
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Der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer
mit gespannter Armatur 100, der, wie oben beschrieben,
montiert worden ist, kann so verwendet werden wie er ist, d. h.
ohne ein Gehäuse,
oder kann mit einem Gehäuse
ausgestattet werden, um den sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer
mit gespannter Armatur 100 einzuschließen. Das Gehäuse umfasst
vorzugsweise mindestens einen oberen Gehäuseabschnitt 46, wie
in 5 gezeigt, der unten beschrieben
wird. Der obere Gehäuseabschnitt 46 wird
vorzugsweise durch Verwenden von rostfreiem Stahl "316" gebildet, wobei
ein geeigneter Formgebungsprozess verwendet wird, wie z. B. ein
Blechzeichen- und -formgebungsprozess. Es ist klar, dass genauso
gut andere nicht magnetische Materialien verwendet werden können, um
den oberen Gehäuseabschnitt 46 zu
bilden.
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5 ist
eine Explosionsansicht einer elektronischen Vorrichtung 500,
die den sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur 100 verwendet, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer mit gespannter Armatur 100 ist
besonders zum Verwenden in einer elektronischen Vorrichtung 500 geeignet,
die ein dünnes
Profil hat, wie z. B. in einem Kreditkartenpager. Es ist klar, dass
der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer mit gespannter Armatur 100 aufgrund
seines niedrigen Profils und des niedrigen Strombedarfs, wie oben
beschrieben, in jeder beliebigen elektronischen Vorrichtung mit
dünnem
Profil verwendet werden kann, die eine Vorrichtung für einen
fühlbaren
Alarm hat. Wie in 5 gezeigt,
umfasst die elektronische Vorrichtung 500 z. B. einen Rahmen 510 und
eine obere Abdeckung 515 und eine untere Abdeckung 520,
die ein stützendes Substrat 505 einschließen, wie
z. B. eine Leiterplatte an der der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer
mit gespannter Armatur 100 befestigt ist, wie z. B. durch
Löten oder
andere geeignete Verfahren. In dem gezeigten Beispiel haben die
obere Abdeckung 515 und die untere Abdeckung 520 beispielsweise
jeweils die Laschen 548, 549 und 521, 522,
die in die Aussparungen 523 und 524 in dem Rahmen 510 eingreifen,
und die an den Rahmen 510 durch die Schrauben 551, 552 befestigt
werden. Das stützende Substrat 505 wird
z. B. an die Bodenabdeckung 520 durch Verwenden der Schrauben 525, 526 befestigt, die
in die Schraubenmütter 540, 541 eingreifen,
die an der unteren Abdeckung 520 durch eine beliebige aus
einer Anzahl gut bekannter Befestigungstechniken befestigt worden
sind. Strom wird der elektronischen Vorrichtung 500 durch
eine Batterie
575 zur Verfügung gestellt, die typischerweise
eine Knopfzellebatterie ist.
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Der sich hin und her bewegende Impulsumsetzer
mit gespannter Armatur 100 gemäß der vorliegenden Erfindung
wird optimal durch Verwenden eines Steuerfrequenzeingangssignals,
wie z. B. in dem US-Patent 5,524,061 und dem US-Patent Nr. 5,546,069 beschrieben, getrieben.
Ein teilhörbares Eingangssignal,
das einen Steuerfrequenzbereich hat, der oberhalb der Hauptmodusfrequenz
des sich hin und her bewegenden Impulsumsetzers mit gespannter Armatur 100 liegt,
erzeugt, wenn er mit dem elektromagnetischen Treiber 24, 26 gekoppelt
ist, eine fühlbare
Energie, die durch die Verschiebung der magnetischen Bewegungsmasse
in einer Richtung erzeugt wird, die senkrecht zu der Ebene der oberen
und unteren Aufhängungsteile
weist. Die Verschiebungsamplitude der magnetischen Bewegungsmasse
nimmt über
einen vorbestimmten Frequenzbereich nicht linear über die
Hauptmodusfrequenz hinaus zu, was in einer zunehmenden fühlbaren
Energieausgabe resultiert.
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6 ist
ein elektrisches Blockdiagramm einer elektronischen Vorrichtung 600,
die den sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit gespannter
Armatur 100 verwendet, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die elektronische Vorrichtung 600 ist beispielsweise eine
Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. ein Pagingempfänger, der
zum Einschluss in das oben in 5 beschriebene
Gehäuse
geeignet ist. Der Pagingempfänger
umfasst eine Antenne 602, die kodierte Nachrichtensignale
interpretiert, einschließlich
Nachrichteninformationen, die in einem aus einer beliebigen Anzahl
gut bekannter Signalisierungsprotokolle gesendet werden, wie z.
B. das POCSAG (Post Office Code Standardization Ad visory Group)-Signalisierungsprotokoll
oder das FLEXTM-Signalisierungsprotokoll. Die durch
die Antenne 602 empfangenen Nachrichteninformationen werden
mit dem Eingang des Empfängers 604 gekoppelt,
der die empfangenen kodierten Nachrichtensignale auf eine Weise
empfängt
und demoduliert, die dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist,
und stellt an dem Ausgang einen Strom von Nachrichteninformationen
zur Verfügung,
der die gesendete Nachricht darstellt. Der Strom von Nachrichteninformationen enthält typischerweise
demodulierte Adressen- und Nachrichteninformationen, die an einen
Dekodierer 606 gekoppelt sind, der die Adresseninformationen verarbeitet.
Wenn die Adresseninformationen mit den in einem Codespeicher 608 gespeicherten
vorbestimmten Adresseninformationen übereinstimmen, erzeugt der
Dekodierer 606 ein Ausgangssignal, das das Verarbeiten
der Nachrichteninformationen ermöglicht,
die der Adresse folgen. Eine Steuerung 610 verarbeitet
die Nachrichteninformationen auf eine Weise, die dem Fachmann auf
dem Gebiet gut bekannt ist, wobei sie die Nachrichteninformationen
in einem Speicher (nicht gezeigt) speichert, und erzeugt ein Alarmsteuersignal 622,
das mit einer fühlbaren
Alarmierungsvorrichtung 616 gekoppelt ist, wie z. B. dem
oben beschriebenen sich hin und her bewegenden Impulsumsetzer mit
gespannter Armatur 100 oder einem Alarmsteuersignal 624,
das an eine hörbare
Alarmierungsvorrichtung 620 gekoppelt ist, die den Anwender
auf den Empfang der Nachricht hinweist. Es ist klar, dass die Funktionen
des Dekodierers 606 und der Steuerung 610 durch
eine einzelne elektronische Vorrichtung, wie z. B. einem Mikrocomputer 612,
auf eine Weise durchgeführt
werden kann, die dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist. Die
gespeicherten Nachrichteninformationen können durch den Anwender durch
einen Anwendereingang 614 aufgerufen werden, der typischerweise
einen oder mehrere Schalter umfasst. Wenn die Nachricht aus dem
Speicher aufgerufen wird, wird die Nachricht auf dem Display 618,
wie z. B. einem Flüssigkristalldisplay,
dargestellt.
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Zusammenfassung: Oben ist ein sich
hin und her bewegender Impulsumsetzer mit gespannter Armatur 100 beschrieben
worden, der die fühlbare
Energieausgabe im Vergleich zu nicht rotierenden radialen elektromagnetischen
Umsetzern maximiert. Die fühlbare
Energieausgabe wird durch Maximieren der Größe der in der magnetischen
Bewegungsmasse 18 verwendeten Permanentmagneten maximiert.
Die fühlbare
Energieausgabe wird weiterhin durch Optimieren der Konfiguration
der Permanentmagneten in der magnetischen Bewegungsmasse 18 maximiert. Die
Permanentmagnetkonfiguration erlaubt das Verwenden einer einzigen
Armaturkonfiguration, bei der die radialen Achsen der oberen und
unteren planaren Aufhängungsteile 14, 16 senkrecht
zueinander und senkrecht zu den Permanentmagneten auf der Oberfläche der
ihnen entsprechenden magnetischen Bewegungsmasse angeordnet sind.
Die Orientierung der Permanentmagneten relativ zu den planaren Aufhängungsteilen
erlaubt das Verwenden von Kanälen, die
in der Magnetunterstützung
gebildet werden, die die Verschiebung 56 (2) der magnetischen Bewegungsmasse 18 während des
Betriebes maximieren. Durch das Maximieren der Größe der Permanentmagneten,
wird das gesamte Energieprodukt maximiert, was weiterhin in einer
Verringerung des Drainstroms resultiert, der nötig ist, um eine angemessene
fühlbare
Energieausgabe an die nicht rotierenden, radialen elektromagnetischen
Umsetzer nach dem Stand der Technik zu erreichen.
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Während
spezifische Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, werden
dem Fachmann auf dem Gebiet weitere Modifikationen und Verbesserungen
in den Sinn kommen. Alle Modifikationen, die die hierin offenbarten
und beanspruchten zugrundeliegenden Prinzipien beinhalten, befinden
sich im Bereich der vorliegenden Erfindung.