用于振动致动器的悬挂部件制造技术

一种用于悬挂振动致动器的质块元件的弹性悬挂部件。该悬挂部件配置为当质块位移时弹性地延伸以提供拉伸回复力。该悬挂部件由硅橡胶形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及振动致动器，更具体地，涉及适合用于移动电话或其他个人电子设备的振动致动器。
技术介绍
在许多移动应用中用作闹铃或“安静”呼入通知的振动功能是通过在设备内电机械地激励质块(mass)来实现的。过去，这通常利用偏心质块的旋转来实现。致动装置是电动机。最近，电动机由其中质块线性振荡的机械谐振器(质块弹簧系统)代替。典型地通过电磁激励，以其谐振频率驱动该系统。该技术方案的一个优点是振动致动器可以与电动式扬声器共用元件。驱动扬声器所需的强磁体系统也可以包括用于振动器的质块，导致总成本的降低和更有效地使用移动设备内的空间。采用机械谐振器的已知振动器包括由金属制成的平面(板)弹簧元件。这种弹簧在谐振频率具有较小的阻尼效果。该设备的重要机械特性，如谐振频率和质块的最大偏移，也对弹簧的物理尺寸的变化高度敏感。结果，金属弹簧具有相对薄的、复杂的且专门的几何形状，必须非常精确地制造以获得一致性的产品。此外，通过从金属片冲压而制造弹簧元件，这(在材料的浪费方面)是相对低效的并且是昂贵的。已经提出借助于附加的手段(如空气阻尼)或者利用弹簧元件和框架之间的合适阻尼物质来获得所需的阻尼。例如，可以使用粘性粘合剂将弹簧附加到框架。另一种替代方式是偏移的刚性机械限制。JP 2002 345061公开了一种体感声学设备，其中通过由橡胶制成的围绕物将磁路附加到背壳。围绕物是没有任何开口的连续环状膜。US 6, 618, 487公开了一种电动式惯性振动激励器,具有由弹性环状悬挂膜悬挂的磁体组件，该弹性环状悬挂膜例如是橡胶之类的材料。这也形成为没有任何开口。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种弹性悬挂部件，用于从框架悬挂振动致动器的质块元件，其特征在于悬挂部件由硅橡胶形成。与其他类型的橡胶相比，硅橡胶的弹性模量在温度变化的条件下更加稳定。这意味着该系统的机械性能将保持基本恒定，而不论工作温度如何改变。优选地，悬挂部件包括用于连接质块元件和框架的多个支撑臂；和/或悬挂部件限定具有内周边和外周边的连续环，并且包括在内周边和外周边之间的多个孔。具有与该限定匹配的形状的悬挂部件不是连续膜或实心(solid)膜，而是在其不同部分具有开口。在一种情形中，分立的臂之间的空间限定开口 ；在另一种情形中，连续环中的孔限定开口。也即，优选地，质块元件、框架和悬挂部件(在一个或多个部分中)配合以限定多个开口。开口可以仅由悬挂部件限定，在这种情形中，包括悬挂部件中的开口。替代地，开口可以在悬挂部件的边缘和质块和/或框架之间延伸，在这种情形中开口如上所述限定多个支撑臂。当将实心膜(例如，在US 6，618，487中的那样)用于悬挂质块元件时，膜的材料必须延展以允许质块移动。相反，具有开口的硅树脂悬挂部件可以设计为延展(延伸)或弯折(弯曲)，或者优选地两者皆可，以允许质块位移。这也可以允许对质块的动态行为进行更多的控制。已知在金属弹簧中提供开口。然而，开口还没有预先应用到硅树脂悬挂部件。金属弹簧明显地不能形成为实心膜，因为诸如钢的金属的弹性模量过高。结果，绝对必要的是包含一些开口将金属削弱到对于用作弹簧足够柔韧的程度。然后金属弹簧在弯曲模式下工 作。相反，因为其弹性模量较低，橡胶膜足够柔韧而不需要包含开口。因此，过去在设计中没有理由包含开口。本专利技术人认识到在硅树脂悬挂部件中提供开口使得能够控制质块元件的动力学以获得更多的优点。这是因为具有开口的硅树脂部件能够在位移的有用范围内以两种不同的弹性变形模式(或者两种模式的叠加)工作。在金属弹簧中，不论是否存在开口，弹性的延伸模式是不可用的，因为这种模式需要太大的作用力以产生金属的弹性延伸。也即，金属弹簧中的开口与本专利技术的硅树脂部件中的开口相比满足不同的目的。不同于金属弹簧，本专利技术的悬挂部件弹性延展，所产生的拉伸提供作用为将质块回复到其中间位置(neutral position)的力。在已知的振动致动器中使用的金属弹簧通过弹性地弯折(弯曲)工作，如常规的螺旋弹簧或板弹簧。这反映了典型的金属的机械性质，其弹性模量过高而不能通过延展获得实质的位移。高弹性模量(也已知为杨氏模量)还意味着已知的金属弹簧需要很薄以通过弯折获得足够的位移。需要精确地控制较薄的金属弹簧的厚度使得可靠地制造已知的弹簧困难且昂贵。因此，通过材料的延伸而工作的悬挂部件可能比仅仅通过弯折而工作的悬挂部件更便宜且容易地制造。优选地，悬挂部件表现出渐进弹簧特性。此处，渐进弹簧特性意味着由悬挂部件施加的回复(抵抗)力的增加偏离与质块位移的线性比例。这与基本上线性的常规金属弹簧的弹簧特性相反。因而，渐进悬挂部件的特性回复力-位移曲线是非线性的。以不同的项定义该曲线回复力的增加率在较小的位移处低，而在较大的位移处较高。这种特性有利于保持振荡质块的偏移稳定，而不需要独立的阻尼措施。这允许最大化利用用于移动质块元件的可用空间，而避免了质块和设备的其他部分之间的碰撞。这种碰撞可能减小工作的寿命期以及导致不期望的声音。如果可以去除对独立的阻尼措施的需要，则整个设备的成本也可以降低。优选地，悬挂部件配置为当质块位移第一距离时弹性地弯曲，以提供弯曲回复力；以及当质块位移更大的第二距离时弹性地延伸，以提供拉伸回复力，其中，拉伸回复力随质块位移增加的增加率大于弯曲回复力的增加率。此处，悬挂部件的偏移包括两种变形模式。在第一种模式中，对于较小的偏移，悬挂部件弯折(弯曲)。在偏移(位移)增加时，变形改变为第二模式，其中悬挂部件延展。延伸变形(延展)导致比弯曲变形更强的回复力。这提供了实现如上所述的渐进弹簧常数的一种有益方式。这种具有两种变形模式的特征曲线在悬挂部件用于组合的扬声器和振动致动器的情形中特别有用。提供给扬声器的音频信号将激励质块的小幅度振动。然后，悬挂部件将主要以弯曲模式变形。在该模式中，回复力-位移曲线可能是实质上线性的。这是有益的，因为这可以导致声音的线性重现以及因此的低的总谐波失真(THD)。当施加大幅度的振动信号(以使致动器振动或蜂鸣)时，悬挂部件移动至线性的弯曲模式之外，进入延伸模式。因为延展导致回复力更快地增加，这允许更大的位移，并且表现出硬化的或者渐进的特征。这种(相对于递增的位移的)增加的回复力导致稳定的自限制振动。因为振动器的驱动越硬其抵抗越强，该最大偏移受到更好的控制。同时，由于与金属相比硅树脂的材料阻尼更大，振动是阻尼的。这些效果一起实现了质块元件的动力学的优异控制。更大的阻尼对应于设计上的更低的品质(Q)因子。优选地，根据该实施例的硅树脂悬挂部件的Q因子在15-20的范围内。注意，通过考虑在悬挂部件的截面上作用的力，可以分辨弯曲和延伸当弯曲时，悬挂部件的凸侧延伸而凹侧压缩，当延伸时，悬挂部件的两侧均延伸。可以通过悬挂部件的不同部分提供弯曲和延伸，或者可以通过相同的部分提供弯曲和延伸。悬挂部件由杨氏模量小于50MPa的娃树脂材料形成,优选地小于20MPa。低弹性模量是有益的，因为这允许悬挂部件采用较厚的材料来制造。这典型地意味着在制造期间的精度要求可以放松，因为对于相同的百分比的容限可以接受厚度上的更大的绝对变化。也即，悬挂部件对于制造工艺变化更鲁棒。(此处，在室温下测量弹性模fio )悬挂部件的材料是硅橡胶。诸如硅树脂的弹性体具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 EP 09180139.91.一种弹性悬挂部件，用于从框架悬挂振动致动器的质块元件，其特征在于 悬挂部件由硅橡胶形成。2.根据权利要求I所述的弹性悬挂部件,其中 所述悬挂部件包括用于连接质块元件和框架的多个支撑臂；和/或所述悬挂部件限定具有内周边和外周边的连续环，并且在内周边和外周边之间包括多个孔。3.根据权利要求I或2所述的弹性悬挂部件，其中所述悬挂部件表现出渐进弹簧特性。4.根据权利要求3所述的弹性悬挂部件，悬挂部件配置为 当质块位移第一距离时，弹性地弯曲以提供弯曲回复力；以及 当质块位移更大的第二距离时，弹性地延伸以提供拉伸回复力， 其中，拉伸回复力随质块位移增加的增加率大于弯曲回复力的增加率。5.根据任一项前述权利要求所述的悬挂部件，配置为从框架通过质块元件的周边来悬挂质块元件，其中质块和框架同轴布置，并且质块可以沿着轴向相对于框架位移。6.根据任一项前述权利要求所述的悬挂部件，限定具有内周边和外周边的连续环，并且在内周边和外周边之...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里亚·帕帕科里亚科，雅斯帕·卢茨，弗洛里安·朗，
申请(专利权)人：楼氏电子亚洲有限公司，
类型：发明
国别省市：