CN100399843C

CN100399843C - 带有内置式直流电机的扬声器

Info

Publication number: CN100399843C
Application number: CNB021502986A
Authority: CN
Inventors: 崔基政
Original assignee: Jin Zhouyan; SANFUKANGMU NIKS CO Ltd
Current assignee: Jin Zhouyan; SANFUKANGMU NIKS CO Ltd
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: EP1365627B1; US6665416B1; JP2003348688A; TW564656B; JP4017962B2; CN1459991A; US20030219140A1; KR200287504Y1; EP1365627A1

Abstract

一种带有内置式直流电机的扬声器，其用于选择性地产生声音和振动，并且包括扬声器部分、直流电机部分和框架。扬声器部分具有：磁轭，其在底部中央形成了孔；第一环形磁体，其安装在磁轭的周边部分顶表面上；环形上板，其安装在第一磁体的顶表面上；振动板，其在外周端处连接在上板的顶表面上；大致圆筒形发声线圈，其连接在振动板的底表面上。直流电机部分具有：下板，其固定连接在磁轭的周边部分底表面上；柔性印刷电路板，其布置在下板上；第二环形磁体，其安装在下板的顶表面上；转轴，其一端装配在磁轭的孔中，另一端装配在位于柔性印刷电路板中央的孔中；偏心转子，其可旋转地安装在转轴上。

Description

带有内置式直流电机的扬声器

技术领域

本发明涉及一种带有内置式直流(DC)电机的扬声器，具体地讲，涉及这样的带有内置式直流电机的扬声器，其配置在便携式设备如移动电话中，用于产生振动，从而选择性地输出声音和/或振动。

背景技术

图1是一种移动电话的局部剖视图，该移动电话带有传统所用微型扬声器和嵌在扬声器中的硬币式振动电机。

最近，消费者希望购买具有产生至少16和弦或40和弦铃音并且显示彩色功能的移动电话。这就需要采用外径在φ17或以上范围内的微型扬声器。然而，由于用在传统移动电话中的微型扬声器和振动电机是分开制造的，因此它们需要单独设置在移动电话内部。如图1所示，具有黑白LCD和16和弦或以下声音输出的基本规格的移动电话3需要提供很大的区域以安装振动电机2和微型扬声器1。此外，为了增加功能，需要使用外径在φ17或以上范围内的微型扬声器，并且能够显示彩色，这就需要在移动电话3中提供相对更大的区域。

为了解决这一问题，韩国和日本在最近几年提供出了本身具有振动功能的微型扬声器。

下面参照图2详细描述传统振动扬声器的构造。

图2是传统所用振动扬声器的剖视图。

参看图2，下板10在其中央设有用于产生声音的气孔11，还在其上部相隔预定距离处以这样的方式装有振动板12，即振动板可以通过多个第一弹性支承件14而振动。振动板12在其上部装有一对彼此面对着的线圈13，每个线圈分别被成形为大致半弧形。此外，还设有上壳15，用于覆盖下板10的上部。上壳15在其底表面上以这样的方式对应于所述一对线圈13装有磁体16，即磁体覆盖着所述一对线圈13。另外，上壳15以这样的方式安置在下板10的上部，即能够通过多个第二弹性支承件17而振动。

附图标记18表示大致柔性的罩盖，其用于连接下板10和上壳15的外周部分，以防止异物进入下板10与上壳15之间的空间中。

在操作中，当低频交流电(AC)供应到所述一对线圈13中后，线圈13和安置在上壳15底表面上的磁体16的极性彼此相反，从而使得上壳15和磁体16处在相对于磁体16的中心即两极交会处的往复运动状态(图中的左右部分上下移动)，这样就可以产生振动。

然而，上述振动扬声器存在以下问题：首先，需要向所述振动扬声器施加与第一和第二弹性支承件14和17的谐振频率相对应的低频交流电；其次，第一和第二弹性支承件14和17的弹性模量在经过了长时间后会发生变化，因此施加的交流电的频率也应适宜地变化。也就是说，假定在开始时向一对线圈13中施加频率为大约147Hz的交流电可以导致第一和第二弹性支承件振动，但在经历了预定的时间后，它们就会因弹性模量发生变化而不能振动了。因此，需要在振动扬声器中使用一个预期能够在弹性模量变化后实现振动的激励件，以将初始施加的交流电转换成具有与预期发生变化了的弹性模量相对应的频率的交流电。

发明内容

因此，本发明面向一种带有内置式DC电机的扬声器，其能够基本上避免因相关现有技术的局限性和缺点所带来的一个或多个所述问题。

本发明的一个目的是提供一种带有内置式DC电机的扬声器，其具有嵌装在微型扬声器中的硬币式DC电机，用以产生振动，从而可以选择性地产生声音和振动。

本发明的另一个目的是提供一种带有内置式DC电机的扬声器，其能够减小过去在便携式设备中由传统微型扬声器和硬币式振动电机所占据的空间，从而可以实现带有微型扬声器的便携式设备的体积小型化。

本发明的另一个目的是提供一种带有内置式DC电机的扬声器，其能够在相对较长的时间内维持初始性能，而不需要附加的激励件。

本发明的其他优点、目的和特征将在下面的描述中部分地提出，并且可以通过阅读下面的内容而部分地展现给本领域的普通技术人员，或者可以通过本发明的实施而被领略到。本发明的目的和优点可以通过说明书、权利要求书和附图中特别描绘的结构而实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种扬声器，其内部嵌有内置式直流(DC)电机，用以选择性地产生声音和振动，所述扬声器包括扬声器部分、直流电机部分和框架。扬声器部分包含：磁轭，其在底部中央形成了孔；第一环形磁体，其以这样的方式安装在所述磁轭的周边部分顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置；环形上板，其以这样的方式安装在所述第一磁体的顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置，而且其用于在所述磁轭的弯折部分与所述上板之间形成磁隙，以构成用于与磁轭和第一环形磁体一起产生磁通的磁路；振动板，其在外周端处以这样的方式连接在所述上板的顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置；圆筒形发声线圈，其连接在所述振动板的底表面上，并且插入所述磁隙中。直流电机部分包含：下板，其固定连接在所述磁轭的所述周边部分的底表面上；柔性印刷电路板，其布置在所述下板上，并且具有形成在其中央的孔和用于传输激励信号的电刷；第二环形磁体，其以这样的方式安装在所述下板的顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置；转轴，其一端装配在所述磁轭的所述孔中，另一端装配在位于所述柔性印刷电路板中央的所述孔中；偏心转子，其可旋转地安装在所述转轴上，并且用于响应于从所述电刷产生的激励信号而旋转。框架用于支承所述扬声器部分和所述直流电机部分。

优选的结构是，框架可以在其一侧装有柔性印刷电路板，柔性印刷电路板具有电源供应端子，端子分别电连接着发声线圈和与偏心转子相连的电刷，用以向发声线圈施加激励信号，以产生声音，以及向电刷施加激励信号，以便通过偏心转子的旋转而产生振动。

优选的结构是，直流(DC)电机还包括：电机上壳，其在内表面中央具有孔，并且容纳着转轴、转子和第二磁体，其中转轴的一端装配在孔中；电机下壳，其连接着电机上壳的底部，并且其上带有第二磁体，以将直流电机安装在由磁轭中央部分的底表面和内部侧壁与下板的顶表面之间限定的空间中。

附图说明

通过下面结合附图而对本发明的优选实施例所作描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点可以清楚地展现出来，在附图中：

图1是嵌装了传统微型扬声器和硬币式振动电机的移动电话的局部剖视图；

图2是一种传统振动扬声器的剖视图；

图3是根据本发明第一个实施例的带有内置式DC电机的扬声器的剖视图；

图4是图3所示扬声器的分解透视图；

图5是根据本发明第二个实施例的带有内置式DC电机的扬声器的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的优选实施例，它们的一些例子显示于

附图中。

图3是根据本发明第一个实施例的带有内置式DC电机的扬声器的剖视图，图4是图3所示扬声器的分解透视图。

参看图3和4，根据本发明第一个实施例的带有内置式DC电机的扬声器包括扬声器部分和直流(DC)电机部分。

首先解释扬声器部分的构造，第一环形磁体140安装在磁轭150的周边部分150a的顶表面上，环形上板130安装在第一磁体140的顶表面上，以便在磁轭150的弯折部分与上板130之间形成磁隙。在这种情况下，第一磁体140和上板130通过稀释过的各种不同类型的粘结材料而彼此连接，以使磁轭150、第一磁体140和上板130依次层合在一起。此时，磁轭150在其中央部分150b的底表面中央形成了一个孔，用以容纳转轴210的一端。

磁轭150的高度优选与粘结在第一磁体140上的上板130相等，以便有效地形成磁隙。振动板110在其外周端固定在上板130上，附着在振动板底表面上的发声线圈120插入形成在磁轭150与第一磁体140之间的磁隙中。具体地讲，上板130、第一磁体140和磁轭150构成一个磁路，而发声线圈120插入形成在磁路中的磁隙中。

此外，一个上壳(图中未示出)可以固定在上板130或框架160的外周表面上，用以保护振动板110，而且上壳中形成了多个声孔，以使振动板110上下振动时产生的声音能够输出到外侧。

从便携式设备接收激励信号的发声线圈120产生了交流旋转磁场。其结果是，可以在发声线圈120与磁路之间产生上下作用的力。这样，固定在发声线圈120一端的振动板110将上下振动，从而产生膨胀波，而膨胀波可以产生声音。

接下来解释DC电机部分，旋转轴210安置在磁轭150的中央部分150b的下部空间中，即位于磁轭150的凹坑部分的内部中心处。转轴210在其一端装配在形成于磁轭150的中央部分150b中心的孔中，并在另一端机械式装配在形成于柔性印刷电路板250中的孔中，所述柔性印刷电路板安装在下板240上。在这种情况下，第二磁体230和下板240可以通过稀释了的粘结材料或诸如螺栓等连接件而彼此结合。

转轴210竖直布置在转子220的中心，以使转子220能够旋转。在这种情况下，转子220是偏心转子，其左右两侧相对于中心具有不同的质量。当偏心转子220偏心旋转时，它将产生振动。偏心转子220是以这样的方式制造的，即多束线圈相对于转轴210以不对称的方式布置在印刷电路板的上方部，印刷电路板的两侧表面上形成了铜箔。位于印刷电路板底表面上的铜箔用作整流子，并且从电刷255接收激励电流。

第二环形磁体230以这样的方式安装在下板240的顶表面上，即相对于转轴210的中心轴线同轴安置，并且与转子相隔预定距离。此外，柔性印刷电路板250布置在下板240上，以接收来自便携式设备的激励电流，并且将接收到的激励电流供应到转子220的线圈中。印刷电路板250上安装着电刷255，其与布置在转子220下部的整流子相接触，以将激励电流供应到安置在转子220上部的线圈中。

利用由非磁性塑料树脂制成的注射材料，框架160形成在上板130、第一磁体140和磁轭150的外周表面以及下板240的顶表面周边部分上。框架160可以形成在下板240的顶表面周边部分上，并且优选带有分别以这样的方式竖直形成在其上下部分上的凸块，即能够支承上板130的上部和下板240的下部。非磁性塑料树脂在大约65至75kg/cm²的压力和220至240℃范围内的温度下注射，以形成框架160。

框架160的一侧前端以这样的方式焊接，即电连接着发声线圈120和电刷255，然后又连接到柔性印刷电路板250a，来自发声线圈120和电刷255的激励信号被供应到所述柔性印刷电路板250a上。具体地讲，柔性印刷电路板250a上安装着一个与发声线圈120电连接着的电源输入端子，还在下侧安装着一个与转子220即电刷255电连接着的电源输入端子，从而可以将激励信号供应到发声线圈120和转子220中。

通过柔性印刷电路板250a的电源输入端子供应到发声线圈120中的激励信号可以产生类似于铃音的声音信号，以提示使用者有电话呼入，而通过柔性印刷电路板250a的电源输入端子施加到转子220上的激励信号将产生用于形成振动的直流电(DC)。另一方面，在折叠式便携设备的情况下，根据本发明的带有内置式DC电机的扬声器可以安装在折叠部分中，从而可以用作接收器。在这种情况下，施加到发声线圈的电源输入端子上的激励信号可以产生呼叫方的语音信号。

在如前所述构造的根据本发明第一个实施例的带有内置式DC电机的扬声器中，DC电机安装在凹坑部分中，所述凹坑部分过去在具有φ17或以上外径的外部磁体式扬声器中是不被使用的，因此，本实施例不会导致总体空间增大。

参看图5，根据本发明第二个实施例的带有内置式DC电机的扬声器是这样构造的，即DC电机连接着外部磁体式扬声器。具体地讲，在带有内置式DC电机的扬声器中，DC电机安置在凹坑部分中，所述凹坑部分过去在外部磁体式扬声器中是不被使用的，这样，扬声器可以同时用作普通的扬声器和振动发生器，而不会导致体积增大。

在这种外部磁体式扬声器的结构中，首先，第一环形磁体145和上板135依次安装在磁轭155的周边部分155a的顶表面上，以便在磁轭155的弯折部分与上板135之间形成磁隙。在这种情况下，第一磁体145和上板135通过稀释过的各种不同类型的粘结材料而彼此连接，以使磁轭155、第一磁体145和上板135依次层合在一起。

磁轭155的高度优选与粘结在第一磁体145上的上板135相等，以便有效地形成磁隙。振动板115在其外周端固定在上板135上，附着在振动板底表面上的发声线圈125插入形成在磁轭155与第一磁体145之间的磁隙中。具体地讲，上板135、第一磁体145和磁轭155构成一个磁路，而发声线圈125插入形成在磁路中的磁隙中。

此外，一个上壳(图中未示出)可以固定在上板135或框架165的外周表面上，用以保护振动板115，而且上壳中形成了多个声孔，以使振动板115上下振动时产生的声音能够输出到外侧。

从便携式设备接收激励信号的发声线圈125产生了交流旋转磁场。其结果是，可以在发声线圈125与磁路之间产生上下作用的力。这样，固定在发声线圈125一端的振动板115将上下振动，从而产生膨胀波，而膨胀波可以产生声音。

接下来，硬币式DC电机300安置在磁轭155的中央部分155b的下部空间中，并且优选相对于磁轭155的中心轴线同轴安置。硬币式DC电机300的转子是偏心转子，其左右两侧相对于中心具有不同的质量。当偏心转子220偏心旋转时，它将产生振动。偏心转子220是以这样的方式制造的，即多束线圈相对于转轴210以不对称的方式布置在印刷电路板的上方部，印刷电路板的两侧表面上形成了铜箔。

图3和4中所示的根据本发明第一个实施例的扬声器的电机部分以构件的形式整体形成在扬声器部分上，而图5中所示的根据本发明第二个实施例的扬声器的硬币式DC电机300是以最终制品的形式提供的。因此，根据本发明第二个实施例的扬声器附加包含一个电机上壳310和一个电机下壳320，用于包围住硬币式DC电机300。为此，转轴的一端固定在硬币式DC电机300的电机上壳310上，转轴的另一端固定在硬币式DC电机300的电机下壳320上，而硬币式DC电机300的电机下壳320固定在下板上。此外，下板245中可以设有一个孔，用于将与硬币式DC电机300的电刷电连接着的电源输入端子暴露给外界。

然而，优选使硬币式DC电机300的电源输入端子延伸到与它所连接着的扬声器的发声线圈125的电源输入端子相同的一侧，以便容易实现与便携式设备的连接。因此，可以采用下列各种连接方法：a)将发声线圈125的电源输入端子和硬币式DC电机300的电源输入端子布置在下板245的下部；b)为了使硬币式DC电机300的电源输入端子延伸到框架165的外侧，以便在外侧成形，可将一个延伸件例如印刷电路板(PCB)或连接导线布置在下板245上；c)将硬币式DC电机300的电源输入端子模制成型得显著大于磁轭155的周边部分155a的宽度，从而使之可以延伸到框架165的外侧。在本发明的优选实施例中，描述了如前面的b)和c)中所述的使硬币式DC电机300的电源输入端子延伸到框架165外侧的情况。

供应到发声线圈125中的激励信号可以产生类似于铃音的声音信号，以提示使用者有电话呼入，而施加到硬币式DC电机300的电源输入端子上的激励信号将产生用于形成振动的直流电(DC)。另一方面，在折叠式便携设备的情况下，根据本发明的带有内置式DC电机的扬声器可以安装在折叠部分中，从而可以用作接收器。在这种情况下，施加到发声线圈的电源输入端子上的激励信号可以产生呼叫方的语音信号。

利用由非磁性塑料树脂制成的注射材料，框架165形成在上板135、第一磁体145和磁轭155的外周表面以及下板245的顶表面周边部分上。框架165可以形成在下板245的顶表面周边部分上，并且优选带有分别以这样的方式竖直形成在其上下部分上的凸块，即能够支承上板135的上部和下板245的下部。非磁性塑料树脂在大约65至75kg/cm²的压力和220至240℃范围内的温度下注射，以形成框架165。

在如前所述构造的根据本发明第二个实施例的带有内置式DC电机的扬声器中，DC电机安装在凹坑部分中，所述凹坑部分过去在具有φ17或以上外径的外部磁体式扬声器中是不被使用的，因此，本实施例不会导致总体空间增大。

尽管根据本发明优选实施例的带有内置式DC电机的扬声器的形状未在图中示出，但它们可以被构造为大致椭圆形的形状。由于椭圆型扬声器容易安装在便携式设备中，因此目前被广泛采用。采用椭圆形形状的带有内置式DC电机的扬声器可以具有下列结构：1)外部磁体式磁轭的所有中央和周边部分均为椭圆形的；2)外部磁体式磁轭本身具有大致圆形形状，但其外壳为椭圆形的。在上面1)所述的情况下，与外部磁体式磁轭相连的所有第一磁体、上板、振动板、发声线圈和下板均被成形为椭圆形的。因此，本说明书和权利要求书中提到的环形应当理解为大致圆环形和椭圆环形形状。此外，外部磁体式磁轭应当理解为指的是具有椭圆形形状的磁轭和具有圆形形状的磁轭。

如前所述，根据本发明的优选实施例的带有内置式DC电机的扬声器被这样构造，即微型扬声器安装在硬币式DC电机中，以产生振动，从而可以选择性地产生声音和振动。

因此，本发明的扬声器能够减小便携式设备中的过去被传统微型扬声器和硬币式振动电机所占据的空间，从而可以实现便携式设备的小型化。此外，本发明的扬声器能够在相对较长的时间内维持初始性能，而不需要附加的激励件。

虽然这里通过目前看来最可行和最优选的实施例描述了本发明，但可以理解，本发明并不局限于所公开的实施例，而应当认为本发明覆盖了所有包含在权利要求书的精神和范围内的各种改性、变化或等同替代。

Claims

1.一种扬声器，其在内部嵌有内置式直流电机，以便选择性地产生声音和振动，所述扬声器包括：

·扬声器部分，其包含：

磁轭(150)，其具有一圆筒形的弯折部分，位于弯折部分一端的中央部分(150b)以及位于弯折部分另一端的向外延伸的周边部分(150a)，并且在所述中央部分(150b)的底部中央形成有孔，

第一环形磁体(140)，其以这样的方式安装在所述磁轭的周边部分顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置，

环形上板(130)，其以这样的方式安装在所述第一磁体的顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置，而且其用于在所述磁轭的弯折部分与所述上板之间形成磁隙，以构成用于与磁轭和第一环形磁体一起产生磁通的磁路，振动板(110)，其在外周端处以这样的方式连接在所述上板的顶表面上，即相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置，

圆筒形发声线圈(120)，其连接在所述振动板的底表面上，并且插入所述磁隙中；

·直流电机部分，其包含：

下板(240)，其固定连接在所述磁轭的所述周边部分的底表面上，

柔性印刷电路板(250)，其布置在所述下板上，并且具有形成在其中央的孔和用于传输激励信号的电刷，

第二环形磁体(230)，其以这样的方式安装在所述下板的顶表面上，即，位于由所述磁轭的中央部分的底表面、所述弯折部分的内部侧壁与所述下板的顶表面之间限定的空间中，并相对于所述磁轭的中心轴线同轴安置，

转轴(210)，其一端装配在所述磁轭的所述孔中，另一端装配在位于所述柔性印刷电路板中央的所述孔中，

偏心转子(220)，其可旋转地安装在所述转轴上，并且用于响应于从所述电刷产生的激励信号而旋转；

·框架(160)，其用于支承所述扬声器部分和所述直流电机部分。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述框架在其一侧装有柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板具有电源供应端子，所述端子分别电连接着所述发声线圈和与所述偏心转子相连的所述电刷，用以向所述发声线圈施加激励信号，以产生声音，以及向所述电刷施加激励信号，以便通过所述偏心转子的旋转而产生振动。

3.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述直流电机还包括：电机上壳，其在内表面中央具有孔，并且容纳着所述转轴、所述转子和所述第二磁体，其中转轴的一端装配在所述孔中；电机下壳，其连接着所述电机上壳的底部，并且其上带有所述第二磁体，以将所述直流电机安装在由所述磁轭的中央部分的底表面、所述弯折部分的内部侧壁与所述下板的顶表面之间限定的空间中，所述柔性印刷电路板位于电机下壳与下板之间。