用于便携式物体的具有机械冲击保护件的振动装置

摘要

本发明公开了一种安装在便携式物体例如手表上以尤其用作无声闹铃的振动装置。该装置包括部分由通过弹簧元件连接到固定结构的磁性结构形成的运动块，和连接到固定结构但与该运动块没有任何机械接触的线圈。该线圈与该运动块电磁耦合，以便当该线圈被供以确定频率的交流电信号时能够使该运动块沿至少一个振荡方向振荡。该振动装置的一固定部分包括形成该弹簧元件的一部分的一个部件，该部件包括沿振荡方向的纵向开口，该纵向开口的尺寸形成为允许该运动块在该振动装置的正常工作模式下自由振荡，至少达到确定的最大幅值，并且该开口以确定的方式在所有方向上限制该运动块的运动幅度，以便保护该振动装置不受机械冲击。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于便携式物体例如手表的振动装置，该振动装置包括防止受到机械冲击的部件。该振动装置包括部分由通过弹簧元件连接到一固定结构的磁性结构形成的运动块，和连接到该固定结构但与该运动块没有机械接触的线圈。该线圈与该运动块电磁耦合，以便当该线圈被供以确定频率的交流电信号时能够使该运动块沿至少一个振荡方向振荡。

用于便携式物体的振动装置可用于产生无声闹铃或通过振动指示电话呼叫。为此，必须用电激励线圈，以致动运动块，以便产生可被携带该物体的人感觉到的低频振动。可根据便携式物体的特定程序控制振动，以便向使用者提示特定的事件，例如闹铃时间、电话呼叫等。

该振动装置可安装在便携式物体，例如手表、移动电话、常规的组织器(organiser)、寻呼机上，或者其它小尺寸的物体上。由于振动装置包括相对于该装置的总质量来说较大的运动块，所以必须保护该振动装置不受任何机械冲击。因此，必须防止振动装置的运动块由于冲击而相对于固定结构沿任何方向进行幅度过大的运动。由于这种机械冲击，相对于连接在该固定结构上的线圈保持该运动块的弹簧元件可能发生屈曲或严重的疲劳，这能够迅速损坏或破坏振动装置。

背景技术

EP专利No.0 625 738中公开了一种小尺寸振动装置的示例。在该文献中，振动装置由安装在铁磁性结构的体部上的圆柱形线圈、包括沿平行于该线圈轴线的方向被极化的永久磁体的运动块，以及将该运动块连接到该铁磁性结构的弹性件形成。该铁磁性结构包括相对于该线圈轴线垂直定向的电磁激励部，该激励部与该运动块的极部相对。当线圈被供以交流电信号时，带有永久磁体的块限定一准线性振荡运动。

EP专利No.0 625 738中公开的这种装置的一个缺陷是对冲击敏感，这是因为该运动块必须较大，以便安装在例如手表上的振动装置提供能够被佩戴该手表的人感觉到的振动。因此，弹性件在大的机械冲击过程中可能会发生严重变形或破坏。

发明内容

因此，本发明的主要目的是通过提供一种能够包括防止受到机械冲击的部件的振动装置来克服上述缺陷。

因此，本发明涉及一种振动装置，其特征在于，该振动装置的固定部分设置成与该运动块的一个部分配合，以允许该运动块在该振动装置的正常工作模式下自由振荡，至少达到确定的最大幅值，并以确定的方式在所有方向上限制该运动块的运动幅度，以便保护该振动装置不受机械冲击。

根据本发明的振动装置的一个优点在于，该振动装置包括这样的保护件，该保护件用于尤其在除了该振动装置的正常操作期间该运动块自身的振荡方向之外的方向上，限制该运动块的运动幅度。此外，该保护件还将该运动块在振荡方向上的运动幅度限制为这样的幅值，该幅值优选略高于该运动块在正常操作期间的最大振荡幅值。由于所述运动块的运动幅度受到限制，所以这可保护该振动装置的弹簧元件不受由于机械冲击产生的任何机械应力(扭曲、弯曲)。

该弹簧元件优选由固定在该固定结构上的底部条片和两个与该底部条片成一体的条簧(strip spring)构成。这两个条簧基本垂直于该底部条片而设置在所述底部条片的两个相对侧上。该运动块被保持在这两个条簧之间且固定在一端部条片上，该端部条片连接与该底部条片相对的该条簧的端部。

该弹簧元件还包括与该底部条片成一体的一个部件，该部件平行于该运动块的振荡方向设置在该底部条片的一侧上。该扁平部件设置成垂直于该底部条片，并且包括沿振荡方向的一纵向开口，该纵向开口与该底部条片固定在其上的该固定结构的一表面相结合。从该运动块突出的一元件设置成部分穿过该纵向开口，以便该扁平部件的纵向开口限定用于保护或引导该运动块的该突出元件的部分。

该开口的边缘实现该突出元件的止挡件的作用，以便将该运动块的运动限制在确定的运动幅度，这构成该振动装置的一个优点。该开口的宽度的尺寸选择为大于穿过该开口的突出元件的部分的厚度，但是优选小于所述突出元件的该部分的厚度的两倍，以便保护该振动装置。而该开口的长度选择为允许该运动块在振动装置的正常操作期间自由振荡到确定的最大幅度。

由形成该弹簧元件的一个组成部分的扁平部件限定该导向装置的一个优点是，不需要在该(振动)装置上安装额外的元件来保护该装置。通过拉制和弯曲金属板，可容易地制造多个具有条片和部件的弹簧元件。从而，该振动装置由易于制造和安装且同时能保护该运动块不受机械冲击的部件形成。

优选地，该运动块包括设置在该块的与该第一突出元件相对的一侧上的第二突出元件。当该振动装置被固定在便携式物体的一内部平台上时，该第二突出元件将定位在该平台的一个壁内的具有合适尺寸的一导向空腔内。通过突出元件与振动装置的和便携式物体的导向件相配合的这种设置，可确保在所有方向上更好地防止受到机械冲击。

本发明还涉及一种包括上述振动装置的便携式物体例如手表，该振动装置固定在该便携式物体的一平台上，其特征在于，该平台包括具有导向空腔的壁，该振动装置的运动块的一突出元件容纳在该空腔内，该突出元件设置在该运动块的与该固定结构相对的一侧上，该导向空腔具有合适的尺寸，以便允许该运动块在该振动装置的正常操作模式下自由振荡，至少达到确定的最大幅值，并以确定的方式在所有方向上限制运动块的运动幅度，以便保护该振动装置不受机械冲击。

附图说明

从下面结合附图对本发明的至少一个实施例的说明中，可更清楚地了解该用于便携式物体的振动装置的目的、优点和特征，其中：

-图1示出根据本发明的安装有防止受到机械冲击的部件的振动装置的三维视图；

-图2示出根据本发明的振动装置的俯视图，其中示出该机械冲击保护件的设置；

-图3示出便携式物体的一个部分的局部三维视图，该便携式物体包括根据本发明的安装有机械冲击保护件的振动装置；

-图4a示出包括根据本发明的振动装置的便携式物体沿图3的线A-A的剖视图；

-图4b示出包括根据本发明的振动装置的便携式物体沿图4a的线B-B的剖视图。

具体实施方式

在下文对振动装置的优选实施例的说明中，将简单地说明本领域内的技术人员所公知的形成振动装置的所有元件。优选地，该振动装置和该装置的驱动电路将安装在小尺寸便携式物体例如手表上，以便通过该振动装置的运动块的振动来提供无声闹铃。

图1和2示出将安装在便携式物体例如手表的壳体内的振动装置1的优选实施例。该振动装置1被定义为半音圈振动装置。该装置优选用于产生无声闹铃或通过振动指示电话呼叫。

振动装置1包括一环形扁平线圈2，该线圈在边缘处固定到一固定的非磁性结构5上。线圈2可包括一个或多个基本同轴的相连的线匝。如图1所示，线圈2的两个电连接端子7位于非磁性结构5的下部。一旦将该振动装置固定在便携式物体的印刷电路板上，则就可将该连接端子焊接在相应的金属焊盘上，从而这些端子可连接到振动装置1的电子驱动电路，该电路未示出。

振动装置1还包括部分由磁性结构构成的运动块3a、3b、6和15。该运动块使用弹簧元件4连接到非磁性结构5，但与线圈没有任何机械接触，该弹簧元件包括下文将要说明的扁平部件4d，该扁平部件用作该运动块的导向件，以便保护该装置不受任何机械冲击。

该运动块的磁性结构包括一铁磁板6，在该铁磁板上固定有两个相邻的永久磁体3a和3b，这两个永久磁体的相反的磁化方向分别对着线圈的两个沿直径相对的部分。该磁体生成磁场B，该磁场在沿垂直于线圈平面的Y轴的方向上被引入铁磁板6。

当线圈2被供以例如为连续矩形电压脉冲的交流电信号时，通过线圈的部分的电流沿Z轴方向基本垂直于磁场B。因此，可获得沿X轴方向的拉普拉斯(Laplace)力，以使该运动块在基本垂直于线圈2的轴线的平面内沿确定的振荡方向振荡。该运动块在由O+和O-表示的相反方向上相对于该运动块的中心平衡位置的运动基本是正弦的。该运动块的谐振频率例如约为135Hz。

为了获得更大的质量，可以在铁磁板6上放置附加的质量板15，该附加板15可由例如钨或黄铜材料制成。

保持该运动块的弹簧元件4包括底板(底部条片)4c和两个条簧4a和4b，该底板4c被两个螺钉9经由一非磁性板5’固定在固定的非磁性结构5上，该条簧与该底部条片成一体并设置在该底部条片的两个相对侧上。条簧4a和4b设置成垂直于底部条片4c，从而横截面形成为U形。一端部条片4e连接条簧4a和4b的端部，且与该底部条片相对。该端部条片位于与该底部条片基本平行的平面内，铁磁板6的一部分例如通过焊接或粘接固定在该端部条片上。

铁磁板6和附加板15位于条簧4a和4b之间，但与每个条簧没有任何直接接触。优选地，该铁磁板6和附加板15的高度低于条簧4a和4b的高度。每个条簧可包括两个纵向横槽8，该横槽的尺寸形成为可调节振动装置的理论谐振频率。

例如，为了适配于手表，图1和2中的振动装置的尺寸可以是10mm长、4mm宽和2mm高，并且线圈可以包括多达400个相连的基本同轴的线匝。

应理解，由于要求振动装置1的尺寸很小，因此必须保护保持该较大运动块的弹簧元件4不受任何由于机械冲击产生的机械应力。为此，弹簧元件4包括一扁平部件4d，该扁平部件与底部条片4c成一体，并设置成基本垂直于该底部条片，并与该运动块相对且平行于该运动块的振荡方向。

扁平部件4d包括沿振荡方向的基本为矩形的一纵向开口14，该开口与底部条片4c固定在其上的固定结构5的表面相结合。该运动块的铁磁板6包括一突出元件16，该突出元件穿过该纵向开口，从而该突出元件的一部分以一定间隙设置在该开口14内。该纵向开口限定了该运动块的导向件。而该开口的边缘限定了机械止动件，该机械止动件用于以确定的方式至少在沿X和Y轴的方向上限制该运动块的运动幅度。

开口14的宽度的尺寸略大于位于该开口内的突出元件的部分的厚度，但小于所述突出元件的该部分的厚度的两倍。当然，该突出元件的厚度在Z轴方向上可以不均匀。它可以为钩形，其中，位于该开口外部的突出元件的部分的厚度大于该开口的宽度，以便还沿Z轴方向确保更好地防止受到冲击。

还可设想使该部件4d形成为L形而不是在部件4d内形成开口，以便与该底部条片4c固定在其上的固定结构5的表面一起限定一空腔。但是，此实施例需要在部件4d内形成两个弯曲部，从而在纵向方向上在该部件的端部处形成止动件，以限制该运动块在沿X轴的振荡方向上的运动幅度。

由于该振动装置的固定部分包括通过部件4d形成的机械冲击保护件，该部件4d形成弹簧元件4的一部分，所以不需要额外的元件来保护该振动装置。因此，该振动装置易于制造，同时可防止受到任何机械冲击。

为了确保更好地防止受到沿所有方向的机械冲击，振动装置1还包括第二突出元件26，该突出元件与下文将参照图3、4a和4b说明的一平台的一个壁内的空腔配合。该第二突出元件26位于运动块的与第一突出元件16相对的一侧上。该第二突出元件如同第一突出元件一样与铁磁板成一体。优选地，这两个突出元件设置在垂直于运动块的振荡方向的所述块的中心线上。

应指出，如前文所述，突出元件16和26可与铁磁板6成一体。但是，这些突出元件可设置在附加板15上，而不是铁磁板6上。这些突出元件也可通过任何装置固定在任何一个板上或这两个板的相交处。这些突出元件可螺纹连接、焊接或粘接在该板上。

图3、4a和4b示出安装在便携式物体优选地为手表的平台10上的振动装置1。为了避免使附图过于复杂，仅示出平台10，该平台容纳在未示出的手表的壳体内。该平台可以是手表的机板。未示出的印刷电路可形成在平台10的一个部分上，以使手表的各个电元件电连接。

从图3中可见，振动装置固定在平台10上，以便线圈的连接端子7与平台10的金属通路17接触。这些金属通路17尤其连接到未示出的该振动装置的驱动电路上。

当振动装置1固定在平台10上时，突出元件26位于导向空腔21内，该空腔形成在部分围绕振动装置1的刚性壁20内。当运动块处于平衡位置时，突出元件26位于导向空腔21的中心。

如图4b中所示，空腔21的截面基本为矩形，该空腔的宽度略大于该突出元件26的厚度，但小于该突出元件的厚度的两倍。空腔21在沿X轴的振荡方向上的长度尺寸形成为允许该运动块在振荡方向上自由振荡，至少达到确定的最大幅值。该空腔的边缘用作突出元件26的止动件，以限制在所有方向上的运动幅度。

由于壁20的确定深度的导向空腔21与具有突出元件16的导向开口的扁平部件4d的结合，可沿所有方向很好地保护该振动装置不受机械冲击。

不必用所述壁围绕该振动装置。因此，除了在所述壁内设置导向空腔外，还可在平台上安装具有纵向开口或U形部分的板，以便接纳该振动装置的第二突出元件。

应指出，即使在前文中以用于半音圈型的振动装置对保护件进行了说明，但是这些保护件也可用于任何其它根据相同原理工作的振动装置，例如EP专利No.0 625 738中所公开的振动装置。

从已给出的说明中，本领域内的技术人员可设计该振动装置的许多变型，这不脱离由权利要求限定的本发明的范围。可在该运动块的每一侧上设置多个突出元件，以便与该部件内的开口或该便携式物体的平台的壁的空腔配合。该固定结构或该弹簧元件的该部件也可包括突出元件，该突出元件在朝向该结构的运动块的一个部分内形成的纵向凹槽中被引导，以便保护该振动装置不受机械冲击。可在与该弹簧元件的固定的底部条片相对的一侧上设置该振动装置的一额外的固定部分。该额外的固定部分包括用于该振动装置的第二突出元件的导向空腔，以便通过设置在该运动块的两个相对侧上的突出元件与导向件配合来保护该振动装置。