CN1849014A - 振动发声装置及其轭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振动发声装置及其轭，所述振动发声装置包括膜片；振动部分，所述振动部分包括磁体和轭并位于距离膜片所需距离的位置；弹性支撑振动部分的支架；支撑膜片和支架的支撑部分；以及以电磁方式驱动膜片和振动部分的音圈。由于本发明的轭具有比铁高的比重和磁导率，因此提高了振动和发声装置的性能。

Description

振动发声装置及其轭

技术领域

本发明涉及一种振动发声装置及其轭，更具体地，本发明涉及一种提高振动和声音性能的振动发声装置及其轭。

背景技术

最近，具有摄像和声音性能的移动终端的发布快速增多，例如蜂窝电话或PDA。因此，对较小移动终端的需求正在增加，集成了振动电机、接收器和扬声器从而降低移动终端尺寸和制造成本的振动发声装置的应用扩大。韩国专利10-0272305披露了这种传统技术的振动发声装置。

韩国专利10-0272305披露的这种振动发声装置，是在交流电输入音圈时，通过音圈和磁振动部分之间产生的电磁力发挥功能的，其中的磁振动部分包括轭和磁体。由于输入音圈的是交流电，因此电磁力是变化的。相应地，支架支撑的磁体和轭在作用于磁振动部分上的电磁力作用下振动。如此产生的振动通过支架传递到移动终端的外壳，移动终端相应地产生振动。此外，膜片贴在音圈上，并且由于输入音圈的交流电产生的作用力变化而振动，由此产生声音。

振动发声装置的振动幅度与磁体、轭和支撑磁体的支架的质量之和成比例。但传统振动发声装置的支架和轭的质量不足以产生所需的足够振动。为了解决这个问题，将比重大于铁的配重(poise)附加到轭周边。但是，制造额外配重并将之装到轭周边的传统技术，不但需要安装配重的额外工序，而且当配重和轭的中心偏离时有可能造成磁振动部分与音圈之间的接触。

振动发声装置产生的声音幅度正比于音圈所处的内部轭的磁场强度。但是，因为穿过音圈的磁力线不足，传统振动发声装置的扬声器性能差。这是因为，与具有磁回路部分的常规扬声器相比，由于增加了产生振动的磁振动部分而限制了磁体体积。由此就需要有足够的磁通密度的磁场穿过音圈，从而提高扬声器的性能。

发明内容

本发明提供提高振动和扬声器性能的振动发声装置。

根据本发明的一个方面，本发明提供的振动发声装置包括膜片；振动部分，所述振动部分包括磁体和轭，并位于距离膜片所需的距离的位置；弹性地支撑振动部分的支架；支撑所述膜片和支架的支撑部分；以及以电磁方式驱动膜片和振动部分的音圈，其中，轭具有比铁高的比重和磁导率。

根据本发明的另一个方面，本发明提供的振动发声装置包括膜片；振动部分，所述振动部分包括磁体和轭，并位于距离膜片所需的距离的位置；弹性地支撑振动部分的支架；支撑所述膜片和支架的支撑部分；以电磁方式驱动膜片的音圈；以及以电磁方式驱动振动部分的振动圈，其中，轭具有比铁高的比重和磁导率。

轭是由铁，从锇、铂、钨和金构成的组中选择的一种以及从镍和钴构成的组中选择的另一种制成的。优选地，轭由铁、钨和镍制成。更优选地，轭含有4.4-50重量％的钨。

可以通过将铁、钨和镍粉的混合物注射成型并烧结制成轭。轭也可由钨以及从坡莫合金(permalloy)、钼坡莫合金(Mo permalloy)、导磁合金(Mumetal)和镍钼铁锰(supermalloy)合金构成的组中选择的一种制成。轭可以包括分别装在磁体上、下表面的上轭和下轭。并且轭和支撑部分优选为椭圆形。

附图说明

附图结合在说明书中并构成说明书的一部分。附图图解了本发明的实施例，并且与上面的一般性描述以及下面对实施例的详细描述一起，用于解释本发明的原理。

图1是表示本发明一个实施例的振动发声装置的内部结构的平面图；

图2是图1所示的振动发声装置沿AA’线的剖视图；

图3是表示比重和磁导率随钨的重量百分数变化而变化的曲线；

图4是表示传统振动发声装置穿过音圈的磁力线状态的剖视图；

图5是表示根据本发明一个实施例，穿过音圈的磁力线密度增大状态的剖视图；

图6是本发明另一个实施例的振动发声装置的剖视图；

图7是表示根据本发明另一个实施例，发出声音和产生振动的剖视图。

具体实施方式

第一实施例

下面将更加详细地描述本发明的实施例，其中，在参考附图进行描述时，无论哪张附图，相同的附图标记表示相同或相应的部分，因此省略对其的多余解释。

图1是表示本发明一个实施例的振动发声装置内部结构的平面图，图2是沿图1所示的线AA’的剖视图。根据本发明一个实施例的振动发声装置包括膜片10、振动部分30、支架50、支撑部分71和音圈91。

参看图2，膜片10装在支撑部分71的上表面。膜片10由钛或聚碳酸酯制成，厚度为10-50微米。由于随着输送到音圈91中的电信号变化而产生的电磁力，贴在音圈91上的膜片振动并发出声音。

支架50将振动部分30固定在支撑部分71上，并将振动部分30的振动传递到支撑部分71。参看图1和图2，支架50分别装在振动部分30和支撑部分71的下表面上，并具有四个臂51，臂51将振动部分30连接到支撑部分71。臂51的数量优选多于三个，以便防止振动部分30的滚动。支架50可以是将振动部分30连接到支撑部分71并将振动部分30产生的振动传递到支撑部分71的任何构件。例如，支架50可以是将振动部分30连接到支撑部分71的弹簧。

支撑部分71具有短圆柱形状，并支撑膜片10和振动部分30。支撑部分71可以由能经受碰撞的塑料制成，例如玻璃纤维增强塑料(FRP)。支撑部分71一般位于接收终端。优选地，支撑部分71具有椭圆形状，以便减小振动发声装置的体积。

音圈91可以通过在诸如铜或铝的导体周围缠绕涂覆有绝缘层和粘合剂层的线圈制成。音圈91位于磁体31和下轭35之间。音圈91通过将振动传递到膜片10产生声音，其中振动是通过磁体31产生的磁场与施加到音圈91上的电流产生的电场之间的相互作用产生的。通过电流流过音圈91使膜片10振动是基于Fleming左手定则。因为具有可变基带的交流电输入音圈91，所以振动部分30振动并引起机械振动，并且膜片10根据频率变化振动并产生声音。

振动部分30包括磁体31、上轭33和下轭35，并且由于振动部分30弹性地支撑在支架50上，因此由音圈91带动振动。下轭35可以形成椭圆形，用于减小振动发声装置的体积。

优选地，磁体31是由铁氧体或钕制成的永磁体，并且具有圆盘形。磁体31贴在上轭33的下表面以及下轭35的上表面。磁体31的N极接触上轭33，S极接触下轭35。因此，如图6所示，磁力线从N极出来经过音圈91和下轭35进入S极。

如图1和2所示，上轭33具有与磁体31的截面形状对应的圆盘形，并贴在磁体31上。下轭35是上部开口的圆柱形。下轭35的下部支撑在支架50上，并连接到支撑部分71。

上轭33和下轭35由铁制成，或者由比重和磁导率大于铁的材料制成，从而提高振动和扬声器的性能。比重和磁导率大于铁(比重为7.8)的材料有锇(比重22.5)、铂(比重21.45)、钨(比重19.3)、金(比重19.29)等等。铁磁材料的例子包括铁、镍、钴等等。因此，为了提高轭的比重和磁导率，轭是由铁、从锇、铂和金构成的组中选择的一种，以及从镍和钴构成的组中选择的另一种制成的。

图3表示轭的比重和磁导率随钨含量的变化。在图3中，x轴表示钨的重量百分数(重量％，wt％)(此时，铁和镍的比例为4∶1)，y轴表示磁导率(B/H)和比重。

钨(W)在0℃的比重为19.3，是铁(7.8)的两倍多，并且也不贵。参看图3，可以看出，当钨的重量百分数与铁和镍的相比增大时，轭的比重增大。但是，如果钨的重量百分数减小，并且铁和镍的重量百分数增大，则轭的比重减小。因此，为了获得所需的比重和磁导率，需要充分控制钨和镍的重量百分数。在此实施例中，为了得到大于8.5的比重以及高于4,000B/H的磁导率，如图3所示，钨的重量百分数可以在4.4-50重量％的范围内。即，如果轭含有钨4.4重量％、铁76.5重量％和镍19.1重量％，则其比重为8.5。因此，为了得到比重大于8.5的轭，需要将钨的重量百分数增大到4.4重量％以上。另外，如果轭是由钨50重量％、铁40重量％和镍10重量％制成的，则其磁导率为4,000B/H，因此需要将钨的重量百分数控制在小于50重量％。

本发明并不限于上述的重量百分数，钨和镍的重量百分数可以根据在振动或扬声器的性能方面设计多少重量进行调节。换言之，为提高振动性能可以增大钨的重量百分数。并且为提高扬声器性能可以增大镍的重量百分数。

上轭33和下轭35可以由钨合金和镍合金(例如坡莫合金)、钼坡莫合金或铁钼镍锰合金制成。含有铁和75-79重量％镍的坡莫合金具有最大磁导率105,000(B/H)，远高于普通的铁合金。改进的坡莫合金为用钼或铬取代坡莫合金中的一部分铁得到的钼坡莫合金，该钼坡莫合金的起始磁导率约20,000(B/H)，最大磁导率为90,000(B/H)。铁钼镍锰合金是一种钼坡莫合金，含有79重量％镍、1.5重量％铬和5重量％铜，起始磁导率约120,000(B/H)，最大磁导率为900,000(B/H)。

上轭33和下轭35可以通过将铁、钨和镍粉的混合物注射成型并在约1250℃的温度下烧结制成。

图4是经过传统振动发声装置的磁力线的剖视图，图5是表示经过本发明一个实施例的音圈的磁力线密度增大状态的剖视图。

在上轭33和下轭35由诸如镍和坡莫合金的高磁导率材料制成的情况下，从磁体31的N极发出的磁力线在下轭35的侧面聚集。因此，与图4所示的传统振动发声装置相比，经过音圈91的磁力线密度增大，从而音圈91受到的作用力根据如下的Fleming左手定则增大：

F＝BIL

其中B是磁力线密度，I是流过音圈91的电流密度，L是音圈的长度，F是作用在音圈91的作用力。由于由镍或镍合金制成的轭使磁力线集中在音圈91上，因此磁力线密度B增大。由此，作用在音圈91上的作用力增大，音圈91的振动强度增大。结果，提高了扬声器的性能。

第一实施例的操作

如果为音圈91提供交流电，则在音圈91和振动部分30之间产生驱动能。由于此驱动能随着输入到音圈91中的交流电的强度而改变，因此振动部分30振动。作为振动部分30振动的结果，与振动部分30连接的支架50和支撑部分71也振动。此时，上轭33和下轭35由于具有比传统轭高的比重而具有较大的振动强度。

一般地，将频率对应于振动部分30的谐振频率的交流电输入到音圈91中驱动振动部分30。振动部分30的谐振频率在100-250赫兹的范围内；当然，此范围可以根据所需的条件而改变。

如果在音圈91中输入交流电，则在音圈91上施加作用力；此作用力使贴在音圈91上的膜片10在成音频率范围内振动。如果输入音圈91的交流电频率高于振动部分30的谐振频率250赫兹，则振动部分30几乎不振动，因为这超出了谐振频率。但膜片10以成音频率振动从而产生声音。

由于上轭33和下轭35包括磁导率高于铁的镍，因此经过音圈91的磁力线增多。因此，更大的力作用在音圈91上，提高了扬声器的性能。

第二实施例

参看图6，本发明另一个实施例的振动发声装置包括膜片10、振动部分30’、支架50、支撑部分71、音圈91和振动圈93。膜片10、支架50、支撑部分71和音圈91的结构和功能与上述实施例相同，下面将解释振动部分30’和振动圈93。

如图6所示，振动部分30’包括磁体31’、上轭33’和下轭35’。磁体31’是环形的，其上、下表面分别贴有上轭33’和下轭35’。

上轭33’通过支架50弹性支撑在支撑部分71上。贴在磁体31’上的下轭35’装在支架50的下表面上。音圈91贴在膜片10的下表面上，并突出在磁体31’和下轭35’之间。振动圈93贴在下盖75上，并突出在磁体31’和上轭33’之间。上轭33’和下轭35’，与第一实施例一样，是由比重和磁导率高的材料制成的。在图6中，“73”是保护膜片10的上盖。

第二实施例的操作

参看图7，磁力线从磁体31’的N极发出，经过上轭33’和下轭35’，然后指向磁体31’的S极，从而形成磁场。如果将高频电流输入音圈91，则在磁体31’产生的磁场与音圈91产生的电场之间的相互作用下，音圈91上下振动。结果，膜片10上下振动，并产生声音。

如果将低频电流输入振动圈93，则在磁体31’产生的磁场与音圈91产生的电场之间的相互作用下，振动部分30’上下振动。结果，振动发声装置振动。

虽然上面描述了本发明不同实施例的细节，但应该理解的是，这些实施例仅仅是体现本发明精神的例子，并且只要不偏离本发明的精神，就可以在本发明的范围内得到任何变化的或修改的例子。

工业适用性

本发明提供的振动发声装置及其轭，由于轭的比重和磁导率高，提高了振动和声音性能。

另外，由于提高了振动和声音性能，本发明的振动发声装置及其轭体积减小可以减小。因此，本发明便于设计移动终端，例如蜂窝电话和PDA。

Claims (24)

1.一种振动发声装置，该装置包括：

膜片；

振动部分，所述振动部分包括磁体和轭，并位于距离膜片所需距离的位置；

弹性地支撑振动部分的支架；

支撑膜片和支架的支撑部分；以及

以电磁方式驱动膜片和振动部分的音圈，

其中，轭具有比铁高的比重和磁导率。

2.如权利要求1所述的振动发声装置，其中，轭是由铁，从锇、铂、钨和金构成的组中选择的一种，以及从镍和钴构成的组中选择的另一种制成的。

3.如权利要求2所述的振动发声装置，其中，轭由铁、钨和镍制成。

4.如权利要求3所述的振动发声装置，其中，轭含有4.4-50重量％的钨。

5.如权利要求3所述的振动发声装置，其中，轭由铁、钨和镍粉的混合物通过注射成型和烧结制成。

6.如权利要求3所述的振动发声装置，其中，轭由钨以及从坡莫合金、钼坡莫合金、导磁合金和铁钼镍锰合金构成的组中选择的一种制成。

7.如权利要求1-6中的任一项所述的振动发声装置，其中，轭包括分别装在磁体上、下表面的上轭和下轭。

8.如权利要求7所述的振动发声装置，其中，轭和支撑部分是椭圆形的。

9.一种振动发声装置，包括：

膜片；

振动部分，所述振动部分包括磁体和轭，并位于距离膜片所需距离的位置；

弹性地支撑振动部分的支架；

支撑膜片和支架的支撑部分；

以电磁方式驱动膜片的音圈；以及

以电磁方式驱动振动部分的振动圈，

其中，轭具有比铁高的比重和磁导率。

10.如权利要求9所述的振动发声装置，其中，轭是由铁，从锇、铂、钨和金构成的组中选择的一种，以及从镍和钴构成的组中选择的另一种制成的。

11.如权利要求10所述的振动发声装置，其中，轭由铁、钨和镍制成。

12.如权利要求11所述的振动发声装置，其中，轭含有4.4-50重量％的钨。

13.如权利要求11所述的振动发声装置，其中，轭由铁、钨和镍粉的混合物通过注射成型和烧结制成。

14.如权利要求11所述的振动发声装置，其中，轭由钨以及从坡莫合金、钼坡莫合金、导磁合金和铁钼镍锰合金构成的组中选择的一种制成。

15.如权利要求9-14中的任意一项所述的振动发声装置，其中，轭包括分别装在磁体上、下表面的上轭和下轭。

16.如权利要求15所述的振动发声装置，其中，轭和支撑部分是椭圆形的。

17.一种用于振动发声装置的轭，该轭具有比铁高的比重和磁导率。

18.如权利要求17所述的轭，其中，轭是由铁，从锇、铂、钨和金构成的组中选择的一种，以及从镍和钴构成的组中选择的另一种制成的。

19.如权利要求18所述的轭，其中，轭由铁、钨和镍制成。

20.如权利要求19所述的轭，其中，轭含有4.4-50重量％的钨。

21.如权利要求19所述的轭，其中，轭由铁、钨和镍粉的混合物通过注射成型和烧结制成。

22.如权利要求19所述的轭，其中，轭由钨以及从坡莫合金、钼坡莫合金、导磁合金和铁钼镍锰合金构成的组中选择的一种制成。

23.如权利要求17-22中的任意一项所述的轭，其中，轭包括分别装在磁体上、下表面的上轭和下轭。

24.如权利要求23所述的轭，其中，轭是椭圆形的。

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