DE10121663B4

DE10121663B4 - Vibrationslautsprecher

Info

Publication number: DE10121663B4
Application number: DE10121663A
Authority: DE
Inventors: Seuk Hwan Chung; Seung Hee Suh
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2021-05-05
Also published as: FI20010939A0; US6738489B2; FI20010939A; KR20020039212A; JP3577467B2; JP2002171595A; DE10121663A1; US20020061115A1; KR100370640B1

Abstract

Vibrationslautsprecher mit:
einem einen Innenraum einschließenden, an der oberen und unteren Seite offenen Gehäuse (1),
einer Vibrationsplatte (2) zur Tonerzeugung, deren Außenrand am oberen Rand des Gehäuses (1) befestigt ist,
einer Schwingspule (8), die mit ihrem oberen Rand an der Unterseite der Vibrationsplatte (2) befestigt ist,
einem axial magnetisierten Magneten (7) und einem Joch (6) mittig innerhalb des Gehäuses (1), die einen Magnetspalt begrenzen, in den die Schwingspule (8) eintaucht, und eine Vibrationskörper bilden
Blattfedern (4, 5), mit denen der Vibrationskörper am Gehäuse (1) elastisch befestigt ist,
einer Bodenplatte (3), deren Außenrand am unteren Rand des Gehäuses befestigt ist, und
einer Vibrationsspule (7a) unterhalb des Vibrationskörpers auf der Bodenplatte (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Innenwand des Gehäuses (1) Dämpfungsglieder (11) an der Befestigung des äußeren Rands der Blattfedern (4,5) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vibrationslautsprecher, der in einem Kommunikationsgerät, beispielsweise einem tragbaren Telefon, eingebaut wird, und derart ausgebildet ist, dass sowohl ein Tonsignal als auch ein Vibrationssignal erzeugt werden können, und bezieht sich auf die Dämpfung der Aufhängung des Vibrationskörpers, um die Vibrationscharakteristik bei Herstellungstoleranzen zu verbessern.
Ein solcher Lautsprecher ist eine tonerzeugende Vorrichtung zur Abgabe eines hörbaren Tons entsprechend eines elektrisch oder elektronisch empfangenen Audiosignals, oder von vorab eingegebenen Ruftönen oder Melodien.
Lautsprecher, welche in miniaturisierten Kommunikationsgeräten, beispielsweise tragbaren Telefonen oder Pagern, verwendet werden, haben eine sehr geringe Größe. Derartige Lautsprecher werden auch "Mikrolautsprecher" genannt.
Die Entwicklungstendenz derartiger Mikrolautsprecher geht zu noch kleinerer Bauabmessungen hin, da Kommunikationsgeräte, beispielsweise tragbare Telefone, eine weiter verringerte Größe oder Dicke haben sollen.
1 zeigt einen herkömmlichen Mikrolautsprecher wie er vielfach in tragbaren Kommunikationsgeräten verwendet wird. Er hat ein Gehäuse 100, welches einen Raum umschließt, in dem ein Magnet und eine Vibrationsplatte 130 mit einer Schwingspule 120 zur Tonerzeugung angeordnet sind. Wenn ein Hochfrequenzstrom von einer außenliegenden Wechselstromquelle an die Schwingspule 120 über eine Leitung 101 angelegt wird, wird ein Magnetfeld abhängig von der Wechselwirkung zwischen der Schwingspule 120 und dem Magneten 110 erzeugt, das bewirkt, dass sich die Schwingspule 120 axial bzw. in der Lage der 1 vertikal bewegt und dabei, während sie leicht vibriert, einen Ton erzeugt, den die Membran abstrahlt. So erfolgt die Tonsignalerzeugung.
Seit einiger Zeit hat ein tragbares Kommunikationsgerät auch eine Vibrationsvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, dem Benutzer einen eingehenden Anruf durch Vibrationen und nicht durch einen Ton zu signalisieren.
Für eine derartige Vibrationserzeugung wurde bislang hauptsächlich ein Vibrationsmotor verwendet. Unlängst wurde ein Vibrationslautsprecher entwickelt, der so ausgelegt ist, dass er außer einem Ton auch Vibration erzeugen kann.
2 zeigt eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen Vibrationslautsprechers mit einer Schwingspule für die Erzeugung eines Tons, wenn sie einen Hochfrequenzstrom empfängt, und einer Vibrationsspule zu Vibrationenerzeugung, wenn sie einen niederfrequenten Strom empfängt.
Ein Gehäuse 100 umschließt einen Raum gewünschter Größe, in dem etwa mittig ein Joch 105 gehalten ist. Ein an der äußeren Umfangsfläche des Joches 105 befestigtes Gewicht 140 wird durch ein Paar von vertikal beabstandeten Blattfedern 150 und 155 getragen, deren äußere Enden an der Innenumfangsfläche des Gehäuses und deren innere Enden oben und unten am Joch befestigt sind.
Die obere Blattfeder 150 ist mit ihrer äußeren Umfangskante fest in eine Halteausnehmung 100a der Gehäusewand eingesetzt, welche im oberen Abschnitt der Innenumfangsfläche des Gehäuses 100 vorgesehen ist. Die äußeren Umfangskanten der unteren Feder 155 liegen an einer Stufe des Gehäuses 100 an deren oberen Oberfläche an. Die Stufe ist im unteren Abschnitt der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 100 ausgebildet. Wenn die untere Feder 155 an der Stufe anliegt, wird die untere Feder 155 unter Verwendung eines Klebers 100b mit dem Gehäuse 100 verbunden, der zwischen die innere Umfangsoberfläche des Gehäuses 100 und die untere Oberfläche der unteren Feder 155 aufgebracht ist.
Im mittigen Abschnitt des Jochs 105 ist ein Magnet 110 angebracht, unterhalb dessen auf einer Bodenplatte 102 am unteren Ende des Gehäuses 100 eine Vibrationsspule 115 angebracht ist.
Oben ist das Gehäuse 100 mit einer Vibrationsplatte 130 (Membran) zur Tonerzeugung abgeschlossen. Von der Vibrationsplatte 130 erstreckt sich eine Schwingspule 120 in den Magnetspalt des Magneten 110. Fn = 1/(2π)√(k/m)
Um eine erhöhte Amplitude der Vibrationen im Vibrationslautsprecher mit dem obigen Aufbau zu erhalten, ist in dem Raum zwischen den Blattfedern 150 und 155 ein Gewicht 140 angeordnet, welches zusammen mit dem Magneten und dem Joch einen Vibrationskörper bildet.
Wenn bei diesem herkömmlichen Vibrationslautsprecher ein Hochfrequenzsignal an die Schwingspule 120 angelegt wird, vibriert die Vibrationsplatte 130 fein aufgrund der elektromagnetischer Wechselkräfte, welche zwischen der Schwingspule 120 und dem Magneten 110 erzeugt werden, wodurch ein Ton erzeugt wird. Dieser Ton wird als Lautsprecherton bzw. Tonsignal verwendet.
Wenn an die Vibrationsspule 115 ein niederfrequentes Signal angelegt wird, bewegt sich der Vibrationskörper aufgrund von elektromagnetischen Kräften nach oben und unten, welche zwischen der Vibrationsspule 115 und dem Magneten 110 erzeugt werden. Diese nach oben und unten gerichteten Bewegungen werden über die Blattfedern auf das Gehäuse 100 übertragen, so dass ein gewünschtes Vibrationssignal erzeugt wird.
Bei dem oben erwähnten herkömmlichen Vibrationslautsprecher wird die Vibrationsmasse bzw. der Vibrationskörper, der aus dem Joch 105, dem Magneten 110 und dem Gewicht 140 gebildet ist, abhängig von einer Vibrationserregung mit einer gewünschten Frequenz unter Verwendung der Resonanzfrequenz des Vibrationskörpers nach oben und unten bewegt. Hierdurch wird ein starkes Vibrationssignal erzeugt.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 906 790 A1 ist ein ähnlicher Vibrationslautsprecher oder Vielfachsignalgeber bekannt. Der Magnet mit Joch und Magnetspalt wird von einer Blattfeder am Gehäuse elastisch abgestützt und diese Abstützung hat eine Eigenfrequenz von etwa 100 Hz. Die Abstützfeder ist am Joch und der Gehäusewand starr befestigt. Zusammen mit der Abstützungsfeder wird bei entsprechend niederfrequenter Anregung der Schwingspule ein Vibrationssignal abgegeben, während bei hochfrequenter Anregung (im hörbaren Bereich) ein Tonsignal von der Membran mit einer Eigenfrequenz von 3 kHz, an deren Unterseite die in den Magnetspalt eintauchende Schwingspule (Tauchspule) vorgesehen ist, erzeugt wird. Zwischen dem Magneten und der oberen und der unteren Wand des Gehäuses ist eine Pufferplatte aus Gummi angebracht, um zu verhindern, dass bei Schwingungen sehr großer Amplitude durch Anschlagen störende Geräusche entstehen.

Ein ähnlicher Vibrationsgenerator für Mobiltelefone u. dgl. zur wahlweisen Erzeugung eines hörbaren Tonsignals oder eines fühlbaren Vibrationssignal ist auch in der US-Patentschrift 5,894,263 beschrieben, bei dem ein Tauchmagnet gegenüber der Gehäusewand oder gegenüber einer Gehäusebodenplatte mittels einer flachen Feder unterhalb einer Membran mit einer Resonanz- oder Eigenfrequenz von 2 bis 3 kHz elastisch abgestützt ist, die mit einer mit ihr verbundenen Schwingspule in den Magnetspalt des Tauchmagneten eintaucht. Die Ausbildung der elastischen Abstützung ist derart, das diese eine niedere Resonanzfrequenz von 50 bis 150 Hz hat und bei entsprechendem Erregungswechselstrom mit einer Frequenz von nicht mehr als 250 Hz an der Schwingspule ein fühlbares Vibrationssignal erzeugt. Wird an die Schwingspule jedoch ein hochfrequenter Wechselstrom von über 600 Hz angelegt, so gibt nur die Membran ein hörbares Tonsignal ab. Dieser Vibrationsgenerator hat zwischen Außenseite des Jochs und Innenwand des zylindrischen Gehäuses elastische Puffer, um beim Anschlagen des Jochs bei großer Querauslenkung störende Geräusche zu vermeiden.

In der deutschen Offenlegungsschrift 100 52 151 A1 ist ein Vibrationslautsprecher vorgeschlagen worden, bei dem der Vibrationskörper aus Magnet, auf dem Magnet vorgesehener Platte und topfförmigem, gegebenenfalls zweiteiligen Joch, an dessen Umfang gegebenenfalls ein ringförmiges Gewicht vorgesehen ist, an der zylindrischen Innenwand oder der Bodenplatte des Gehäuses durch elastische Bauteile elastisch abgestützt ist, und auf dem Boden des Gehäuses eine Vibrationsspule zur Schwingungserregung des Vibrationskörpers angebracht ist.

Alle diese herkömmlichen Vibrationslautsprecher haben jedoch den Nachteil, dass es zu Änderungen der vorgesehenen Amplitude der Vibration aufgrund von Abweichungen beim Zusammenbau des Jochs 105, des Magneten 110 und des Gewichtes 140 und dabei in der Masse des Vibrationskörpers kommt. Damit entstehen Abweichungen zwischen der ausgelegten Resonanzfrequenz und der tatsächlichen Resonanzfrequenz des Vibrationskörpers, da es eine Abweichung der Amplitude der Vibrationen abhängig von den Abmessungsabweichungen eines jeden Elementes im Vibrationslautsprecher gibt.

Aus 3 entnimmt man, dass die maximale Amplitude bei Resonanz auftritt. Wie oben unter Bezugnahme auf 2 erwähnt, zeigt 4, dass es zu einer Berührung zwischen dem Gewicht und der Bodenplatte in der Nähe der Resonanzfrequenz bei der Vibration des Gewichtes kommt. Von daher sind die Vibrationscharakteristiken im Stand der Technik nicht gut.

Wenn sich beispielsweise die Masse des Vibrationskörpers um 0,03 g ändert, wird die Resonanzfrequenz um ungefähr 1 Hz verschoben. Wenn die Resonanzfrequenz um 1 bis 2 Hz verschoben wird, wird die Amplitude der Vibrationen erheblich vermindert. Aus diesem Grund ist es schwierig, gewünschte Vibrationscharakteristiken sicherzustellen.

Die Resonanzfrequenz kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: Fn = 1/(2π)√(k/m) wobei k eine Federkonstante ist und m eine Masse ist.

Man erkennt, dass sich die Resonanzfrequenz Fn abhängig von einer Änderung der Masse m ändert.

Weiterhin ist der effektive Raum, der es dem Vibrationskörper erlaubt, sich nach oben und unten zu bewegen, bei dem oben genannten herkömmlichen Vibrationslautsprecher stark eingeschränkt, da der Lautsprecher einen flachen Aufbau hat. Aus diesem Grund kann der Vibrationskörper in Kontakt mit den oberen und unteren Innenflächen des Gehäuses 100 während seiner nach oben und unten gerichteten Bewegungen zur Berührung kommen, wenn die Amplitude des Vibrationskörpers einen bestimmten Wert aufgrund einer Änderung im Gewicht des Vibrationskörpers übersteigt. Im Ergebnis kann es eine Verschlechterung in der Vibrationscharakteristik geben. Zusätzlich können Störgeräusche erzeugt werden. Es kann auch eine Verringerung der Lebensdauer des Lautsprechers geben.

Wie in den Diagrammen dargestellt, sollte die maximale effektive Amplitude der Vibrationen bei ungefähr 2,5 G gehalten werden, wobei der eingeschränkte effektive Raum zu berücksichtigten ist, in welchem sich der Vibrationskörper nach oben und unten bewegt. Ein herkömmlicher Vibrationslautsprecher erreicht jedoch bei 3,5 G die maximale effektive Amplitude der Vibrationen. Im Ergebnis schlägt der Vibrationskörper an die obere Innenfläche der Bodenplatte 102 an, wodurch Störgeräusche erzeugt werden. Aufgrund eines häufigen Auftreffens des Vibrationskörpers wird die Haltbarkeit des Lautsprechers verschlechtert.

Weiterhin entspricht das Frequenzband der Vibrationen, welche in der Praxis verwendbar sind, dem Frequenzbereich, in welchem der Vibrationskörper nicht in Kontakt mit der Bodenplatte 102 kommt. Im Ergebnis wird das effektive Frequenzband der Vibrationen von der Resonanzfrequenz von 182 Hz an den linken oder rechten Bereich hin verringert. Dies bedeutet, dass es unmöglich ist, die gewünschte Vibrationsfunktion sicherzustellen. Auch gibt es den Nachteil, dass die Fühlbarkeit der Vibrationen schlecht ist.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Vibrationslautsprecher zu schaffen, bei dem es nicht zu starken Änderungen der vorgesehenen Amplitude der Vibration aufgrund von Abweichungen beim Zusammenbau des Jochs, des Magneten und des gegebenenfalls vorgesehenen Gewichtes und dabei der Masse des Vibrationskörpers kommt, so dass Abweichungen zwischen der ausgelegten Resonanzfrequenz und der tatsächlichen Resonanzfrequenz des Vibrationskörpers verringert werden, um eine stabile Vibrationscharakteristik zu erhalten.

Außerdem soll verhindert werden, dass Teile in dem Vibrationslautsprecher während der Vibration aneinanderschlagen, so dass die Haltbarkeit verbessert und die Lebensdauer des Vibrationslautsprechers verlängert ist.

Ein diese Aufgaben lösender Vibrationslautsprecher ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Dämpfungsglieder können ein Gummibauteil sein, das an den entsprechenden äußeren Umfangsenden der Blattfedern vorgesehen sind.

Die Dämpfungsglieder können weiche Verbindungen sein, welche in gewünschter Menge auf die jeweiligen äußeren Umfangsoberflächen der Blattfedern aufgebracht und fest mit der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses verbunden werden.

Der Vibrationslautsprecher kann, wie im Stand der Technik, weiterhin ein Gewicht aufweisen, welches an einer äußeren Umfangsoberfläche des Jochs angebracht ist, wobei das Gewicht eine gewünschte Masse hat.

Bei dem erfindungsgemäßen Vibrationslautsprecher werden nach oben und unten gerichtete Dämpfungskräfte über die Federn auf den Vibrationskörper ausgeübt, wodurch die Abhängigkeit der Amplitudenänderung der Vibrationen von Ungenauigkeiten bei Fertigung der Bauteile verringert ist und eine stabile Vibrationscharakteristiken erzielt ist.

Ausführungsformen der Erfindung sind mit weiteren Einzelheiten anhand der Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:
1 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen Mikrolautsprecher, wie er in tragbaren Kommunikationsgeräten verwendet wird;
2 eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen Vibrationslautsprecher;
3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und der Vibrationsamplitude in einem herkömmlichen Vibrationslautsprecher zeigt;
4 ein Diagramm, das die Vibrationscharakteristik des herkömmlichen Vibrationslautsprechers zeigt;
5 eine Schnittdarstellung eines Vibrationslautsprechers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
6 eine Schnittdarstellung eines Vibrationslautsprechers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Schnittdarstellung eines Vibrationslautsprechers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
8 eine Schnittdarstellung eines Vibrationslautsprechers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
9 ein Diagramm der Vibrationscharakteristiken für den Fall, dass die Blattfedern in einem Gummiteil gelagert sind, und
10 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und der Amplitude von Vibrationen im erfindungsgemäßen Vibrationslautsprecher zeigt.
Gemäß 5 hat der Vibrationslautsprecher ein zylindrisches Gehäuse 1, welches einen Raum umschließt. In dem Gehäuse 1 sind eine Vibrationsplatte 2 (Membran) mit einer Schwingspule 8 zur Tonerzeugung, ein Vibrationskörper und Blattfedern 4 und 5 zu dessen elastischer Lagerung eingebaut.
Das hohlzylindrische Gehäuse 1 ist am offenen oberen Ende mit der Vibrationsplatte 2 (Membran) und am offenen unteren Ende mit einer Bodenplatte 3 abgeschlossen.
Um das Abgeben eines Vibrationssignals aus dem Gehäuseinneren nach außen zu erleichtern, ist in der Bodenplatte 3 wenigstens eine Tonausgangsöffnung (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Anordnung der Tonausgangsöffnung ist nicht auf die Bodenplatte 3 des Gehäuses 1 beschränkt. Die Tonausgangsöffnung kann an anderen Stellen des Gehäuses vorgesehen sein.
Die Vibrationsplatte 2 ist ein dünnes blattförmiges Bauteil, welches dazu ausgelegt ist, einen Ton zu erzeugen, während es nach oben und unten schwingt. Sie ist am oberen Ende des Gehäuses 1 an ihrem äußerem Umfang befestigt.
Die Schwingspule 8 ist auf einen zylindrischen Spulenkörper (nicht gezeigt) gewickelt und an der Unterseite der Vibrationsplatte 2 mit seinem oberen Ende so angebracht, dass sein unteres Ende nahe eines Magneten 7 liegt, der im Gehäuse 1 vorgesehen ist.
Wenn an die Schwingspule 8 ein Hochfrequenzstrom angelegt wird, versetzt die Schwingspule 8 die Vibrationsplatte 2 zusammen mit dem Magneten 7 in Vibrationen, so dass bewirkt wird, dass die Vibrationsplatte 2 einen Ton erzeugt.
Der Vibrationskörper hat ein Joch 6 und ein Gewicht 9 zusätzlich zum Magneten 7. Das Joch 6 ist mittig im Gehäuse 1 angeordnet. Der Magnet 7 ist an der oberen Seite des Jochs 6 angebracht und ein Magnetkreis gebildet.
Um eine Erhöhung der Amplitude der Vibrationen zu erzielen, ist das Gewicht 9 mit einer bestimmten Masse am Joch 6 angebracht. Typischerweise hat das Gewicht 9 Ringform, so dass es um den Umfang des Joches 6 herum angeordnet ist. Insbesondere ist das Gewicht 9 bevorzugt aus einem Material gefertigt, welches durch einen Magnetfluss nicht beeinflusst wird.
Der Vibrationskörper wird durch die Blattfedern 4 und 5 gelagert, welche an der äußeren Umfangsoberfläche des Jochs 6 befestigt sind, so dass er im Gehäuse 1 elastisch gelagert ist.
Die Blattfedern 4 und 5 sind vertikal voneinander beabstandet, so dass sie jeweils an den oberen und unteren Abschnitten der äußeren Umfangsfläche des Jochs 6 befestigt sind. Die Blattfedern 4 und 5 sind auch mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 1 in Verbindung. Infolgedessen können die Blattfedern 4 und 5 es dem Vibrationskörper – bestehend aus dem Joch 6, dem Magneten 7 und dem Gewicht 9 – ermöglichen, sich auf elastische Weise nach oben und unten zu bewegen.
Der Vibrationslautsprecher beinhaltet auch eine Vibrationsspule 7a, welche auf der Bodenplatte 3 des Gehäuses 1 angebracht ist. Wenn ein niederfrequenter Strom der Vibrationsspule 7a zugeführt wird, wird eine gewünschtes Vibrationssignal aufgrund von elektromagnetischen Kräften zwischen der Vibrationsspule 7a und dem Magneten 7 erzeugt.
Diese Konstruktion des Vibrationslautsprechers entspricht der eines herkömmlichen Vibrationslautsprechers. Der erfindungsgemäße Vibrationslautsprecher hat weiterhin das Merkmal, dass Dämpfungsglieder 10 an den Federn vorgesehen sind, um Änderungen in der Amplitude der Vibrationen aufgrund von Abmessungsabweichungen des Vibrationskörpers weich zu dämpfen.
Die Blattfedern 4 und 5 werden durch die Dämpfungsglieder 10 getragen, um die Amplitude der Vibration zu dämpfen, zu der der Vibrationskörper angeregt wird. Wie in 5 gezeigt, weisen die Dämpfungsglieder 10 ein Gummibauteil 11 auf, welches an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 1 angebracht ist und dafür ausgelegt ist, die Blattfedern 4 und 5 aufzunehmen.
Das Gummibauteil 11, welches als Dämpfungsglied 10 dient, ist aus einem Gummimaterial gefertigt, welches ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften hat. Das Gummibauteil 11 ist an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 1 mittels eines Klebers angebracht, wobei es in engem Kontakt mit dem Gehäuse 1 ist.
Im dargestellten Fall ist das Gummibauteil 11 in eine Mehrzahl von Teile unterteilt, welche aufeinanderfolgend in vertikaler Richtung in dem Gehäuse geschichtet sind, während sie die äußeren Umfangsenden der Blattfedern 4 und 5 aufnehmen.
Das Gummibauteil 11 kann eine Mehrzahl von Lagerungen für die Blattfedern 4 und 5 bereitstellen. Im Fall von 5 ist die obere Blattfeder 4 mit ihrer Oberseite in Kontakt mit dem Gehäuse 1. In diesem Fall ist ein Stück des Gummibauteiles 11 zwischen die obere Blattfeder 4 gesetzt. Ein anderes Stück des Gummibauteiles 11 ist unterhalb der unteren Blattfeder 5 angeordnet.
Infolgedessen wird die obere Feder 4 vom Gummibauteil 11 in eingeschränkter Weise gelagert, das heißt, nur an ihrer Unterseite. Demgegenüber ist die untere Feder 5 durch das Gummibauteil 11 an ihrer Oberseite und Unterseite gelagert.
Das Gummibauteil 11 kann auch wie in den 6 und 7 gezeigt aufgebaut sein.
Nach 6 ist das Gummibauteil 11 in drei Teile unterteilt ist, welche aufeinanderfolgend geschichtet sind, wobei ein Teil des Gummibauteils 11 an der Oberseite der oberen Blattfeder 4 angeordnet ist. Ein anderes Teil ist zwischen die obere Blattfeder 4 und die untere Blattfeder 5 eingesetzt. Das verbleibende Unterteil des Gummibauteiles 11 liegt unterhalb der unteren Blattfeder 5. In diesem Fall ist somit jede der Blattfedern 4 und 5 an beiden Seiten vom Gummibauteil 11 aufgenommen.
7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die obere Blattfeder 4 in eine Ausnehmung (nicht gezeigt) in der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 1 eingesetzt und hier festgelegt ist. Weiterhin liegt die untere Blattfeder 5 unterhalb der oberen Blattfeder.
Die Oberseite der unteren Blattfeder 5 ist somit mit einer unteren Fläche des Gehäuses 1 in Kontakt, welches die obere Blattfeder 4 festlegt und das Gummibauteil 11 liegt unterhalb der unteren Blattfeder 5.
Von daher hat gemäß 7 das Gummibauteil 11 einen Aufbau zur Lagerung der unteren Oberseite der unteren Blattfeder 5.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird eine gewünschte Dämpfungskraft auf die Blattfedern 4 und 5 aufgebracht, welche den Vibrationskörper lagern, da das Gummibauteil 11 zwischen dem Gehäuse 1, der Blattfeder 4 und der Blattfeder 5 angeordnet ist, wie in den 5 bis 7 gezeigt.
Obgleich das Gummibauteil 11 als in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt beschrieben wurde, welche aufeinanderfolgend geschichtet werden, um die Blattfedern 4 und 5 zu lagern, besteht keine Beschränkung auf einen derartigen Aufbau. Das Gummibauteil 11 kann abweichende Formgebungen haben, um die Blattfedern 4 und 5 zu lagern.
Beispielsweise kann, obgleich nicht gezeigt, das Gummibauteil 11 einen einstückigen Aufbau haben. In diesem Fall ist eine Mehrzahl von vertikal beabstandeten Ausnehmungen in der inneren Umfangsoberfläche des Gummibauteiles 11 ausgebildet, so dass die Blattfedern 4 und 5 derart festgelegt sind, dass ihre äußeren Umfangsenden jeweils in den Ausnehmungen aufgenommen sind. Alternativ ist die obere Blattfeder 4 zwischen einem Absatz des Gehäuses 1 und die Oberseite des Gummibauteiles 11 an ihrem äußeren Ränder eingesetzt. In diesem Fall ist im unteren Abschnitt der inneren Umfangsoberfläche des Gummibauteiles 11 eine Ausnehmung ausgebildet, so dass die untere Blattfeder 5 auf eine derartige Weise festgelegt ist, dass ihr äußerer Rand in die Ausnehmung eingesetzt ist.
Es gibt auch eine Möglichkeit der Festlegung der unteren Blattfeder 5 alleine, das heißt, das Gummibauteil 11 ist auf den unteren Teil der unteren Blattfeder 5 aufgesetzt.
Obgleich die Dämpfungsglieder 10 als das Gummibauteil 11 in Form eines Festkörpers aufweisend beschrieben wurden, kann diese unter Verwendung verschiedener Materialien realisiert werden, solange diese eine gewünschte Dämpfungskraft auf die Blattfedern 4 und 5 ausüben können.
8 zeigt eine andere Ausführungsform der Dämpfungsglieder zur Verwendung im Vibrationslautsprecher gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 8 gezeigt, sind die Blattfedern 4 und 5 in dem Gehäuse auf gleiche Weise wie im herkömmlichen Fall festgelegt. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die oberen und unteren Blattfedern 4 und 5 durch weiche Verbindungen gelagert, welche als Dämpfungsglieder 10 dienen, so dass sie eine gewünschte Dämpfungseigenschaft verleihen können.
Mit anderen Worten, die weiche Verbindung 12 wird in einer gewünschten Menge zwischen der inneren Umfangsfläche des Gehäuses und dem äußeren Rand der unteren Blattfeder 5 aufgebracht.
In diesem Fall ist die an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 1 ausgebildete Ausnehmung zur Festlegung der oberen Blattfeder 4 gegenüber der bekannten Befestigungsanordnung vergrößert, um es einer anderen weichen Verbindung 12 zu ermöglichen, in einer gewünschten Menge auf die obere Blattfeder 4 in der Ausnehmung aufgebracht zu werden.
Wenn ein Hochfrequenzsignal an die Schwingspule 8 in dem Vibrationslautsprecher gemäß 8 angelegt wird, vibriert die Vibrationsplatte 2 aufgrund von elektromagnetischen Kräften, welche zwischen der Schwingspule 8, dem Magneten 7 und der Vibrationsspule 7a erzeugt werden, so dass ein Ton erzeugt wird.
Wenn ein niederfrequentes Signal an die Vibrationsspule 7a angelegt wird, bewegt sich das Joch 6 aufgrund von elektromagnetischen Kräften, welche zwischen der Vibrationsspule 7a und dem Magneten 7 erzeugt werden, nach oben und unten. Die nach oben und unten gerichteten Bewegungen des Jochs 6 werden über die Blattfedern 4 und 5 auf das Gehäuse 1 übertragen. Somit wird eine gewünschtes Vibrationssignal erzeugt.
Der Vibrationskörper, der aus dem Joch 6, dem Magneten 7 und dem Gewicht 9 besteht ist, wird abhängig von einer Vibrationserregung einer gewünschten Frequenz mit der Resonanzfrequenz des Vibrationskörpers nach oben und unten bewegt. Auf diese Weise werden Vibrationen erzeugt.
Wenn der Vibrationslautsprecher gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Vibrationsmodus arbeitet, das heißt, wenn ein niederfrequenter Strom an die Vibrationsspule 7a angelegt wird, werden die Blattfedern 4 und 5, welche den Vibrationskörper tragen, durch die Dämpfungsglieder 10 gedämpft, so dass die Amplitude der Vibrationen, welche auf den Vibrationskörper übertragen werden, gedämpft wird. Somit werden stabile Vibrationscharakteristiken erzielt.
9 ist ein Diagramm, welches die Vibrationscharakteristik für den Fall zeigt, dass die Blattfedern von einem Gummibauteil im Vibrationslautsprecher gemäß der Erfindung gelagert werden.
Bezugnehmend auf 9, so zeigt sich, dass eine leichte Änderung in der Amplitude der Vibrationen abhängig von einer Änderung in der Frequenz auftritt, da eine Dämpfungskraft auf die Blattfedern durch die Dämpfungsglieder, beispielsweise das Gummibauteil 11 oder die weichen Verbindungen aufgebracht wird.
10 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz und der Amplitude der Vibrationen im Vibrationslautsprecher gemäß der Erfindung zeigt.
Bezugnehmend auf 10 zeigt sich, dass, obgleich der Vibrationskörper, der aus mehreren Elementen besteht, eine Masse hat, welche aufgrund von Zusammenbauabweichungen oder Dimensionsabweichungen dieser Elemente schwankt, er eine stabile Vibrationsamplitude hat, welche beispielsweise von 1,8 G bis 2,5 G reicht, da die Dämpfungsglieder 10 dazu dienen, eine gewünschte Dämpfungskraft auf die Blattfedern 4 und 5 auszuüben.
In den 9 und 10 ist die Amplitude der Vibrationen mit "Accel" bezeichnet.
Um Vibrationen mit einem gewünschten Pegel aus dem Vibrationslautsprecher auszugeben, ist es notwendig, es den Blattfedern 4 und 5 zu ermöglichen, auf elastische Weise sich nach oben und unten mit einer niedrigen Frequenz von typischerweise 100 bis 200 Hz zu bewegen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt jedoch auf die Blattfedern 4 und 5 von den Dämpfungsgliedern 10 eine Dämpfungskraft. Im Ergebnis wird eine leichte Änderung in der Amplitude der Vibrationen abhängig von einer Änderung in der Frequenz bewirkt, wie im Diagramm dargestellt.
Infolgedessen wird eine Verbesserung in der Vibrationscharakteristik und eine Verbesserung der Fühlbarkeit der Vibrationen dadurch erhalten, dass der Vibrationskörper bestehend aus dem Joch 6, dem Magneten 7 und dem Gewicht 9 eine stabile Amplitude der Vibrationen zeigt.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, dienen in dem Vibrationslautsprecher mit dem obigen Aufbau gemäß der Erfindung die Dämpfungsglieder dazu, die Amplitude von Vibrationen zu dämpfen, zu welchen der Vibrationskörper, bestehend aus Joch, Magnet und Gewicht angeregt wird. Infolgedessen ist es möglich, den Vibrationskörper daran zu hindern, in Kontakt mit den oberen und unteren Oberflächen des Gehäuses zu gelangen. Es ist auch möglich, die Bandbreite der Resonanzfrequenz auszuweiten.
Obgleich die Masse des Vibrationskörpers aufgrund von Abweichungen im Zusammenbau des Vibrationskörpers und Abmessungs abweichungen der im Vibrationskörper enthaltenen Elemente unterschiedlich sein kann, wird die Änderung in der Vibrationsamplitude aufgrund von Änderungen in der Masse des Vibrationskörpers durch die Dämpfungsglieder verringert. Infolgedessen werden stabile Vibrationscharakteristiken erzielt. Dies schafft den Vorteil, dass die Zuverlässigkeit des Lautsprechers wesentlich erhöht wird.
Da sich der Vibrationskörper innerhalb eines effektiven Vibrationsbereiches nach oben und unten bewegt, ist es möglich, den Vibrationskörper daran zu hindern, in Kontakt mit dem Gehäuse zu gelangen, so dass die Erzeugung von Störgeräuschen und Schäden unterbunden ist. Infolgedessen sind stabile Vibrationscharakteristiken sichergestellt. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass die Lebensdauer des Lautsprechers verlängert ist.

Claims

Vibrationslautsprecher mit: einem einen Innenraum einschließenden, an der oberen und unteren Seite offenen Gehäuse (1), einer Vibrationsplatte (2) zur Tonerzeugung, deren Außenrand am oberen Rand des Gehäuses (1) befestigt ist, einer Schwingspule (8), die mit ihrem oberen Rand an der Unterseite der Vibrationsplatte (2) befestigt ist, einem axial magnetisierten Magneten (7) und einem Joch (6) mittig innerhalb des Gehäuses (1), die einen Magnetspalt begrenzen, in den die Schwingspule (8) eintaucht, und eine Vibrationskörper bilden Blattfedern (4, 5), mit denen der Vibrationskörper am Gehäuse (1) elastisch befestigt ist, einer Bodenplatte (3), deren Außenrand am unteren Rand des Gehäuses befestigt ist, und einer Vibrationsspule (7a) unterhalb des Vibrationskörpers auf der Bodenplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Gehäuses (1) Dämpfungsglieder (11) an der Befestigung des äußeren Rands der Blattfedern (4,5) vorgesehen sind.
Vibrationslautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsglieder (11) ein mehrteiliges Gummibauteil sind, in denen jeweils ein Außenrand einer Blattfeder (4, 5) befestigt ist und die selbst an der Innenwand des Gehäuses (1) angebracht sind.
Vibrationslautsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsglieder (11) weiche Verbindungen (12) sind, welche auf den äußeren Umfangsflächen der Blattfedern (4, 5) aufgebracht und an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses (1) befestigt sind.
Vibrationslautsprecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationskörper an der Umfangsfläche des Jochs ein dieses (6) umschließendes Gewicht (9) aufweist.