TWI301383B - Vibration-sound generating device and yoke thereof - Google Patents

Description

1301383 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種可產生振動聲波之裝置及其鐵 更明確地說，係關於一種具有改良之振動與聲音效能的 產生振動聲波之裝置及其軛鐵。 【先前技術】 近來，具有相機與聲音效能之行動終端如行動電話 P D A大量面市。因此，更需要一種較小之行動終端，也 需要利用整合一振動馬達、一受話器與一揚聲器之振動 波裝置，以降低行動終端之體積與製造成本。在韓國專 第10-0272305中揭露了此種根據先前技藝之振動聲波 置。 韓國專利第1 0-0272305中揭露藉由當供應一交流 給音圈時一音圈與一磁性振動部份間產生之電磁力的振 聲波裝置，該磁性振動部份係由一軛鐵與一磁鐵組成。 為將交流電供應至音圈中，會改變電磁力。因此，可藉 在磁性振動部份上作用之電磁力，使得由一懸吊支承的 鐵與軛鐵振動。將由此產生之振動經過懸吊傳輸到該終 之一種箱子，且可相對應地振動行動終端。此外，將一 動膜連接至音圈，且將因交流電之電力改變引起之振動 應至音圈中，並因而可產生聲音。 一振動聲波裝置之振動規模與一磁鐵、一軛鐵與支 該磁鐵之一懸吊之質量合成比例。但傳統振動聲波裝置 可

或 更 聲 利 裝 電 動 因 由 磁 端 振 供 承 之 5

1301383 懸吊與軛鐵的質量通常不夠大，以致於無法產生所需的 夠振動。為了解決此一問題，將一種比重大於鐵之砝碼 接至軛鐵周圍。但製做一種額外砝碼並將之連接至軛鐵 圍的先前技藝不僅需要連接砝碼之額外過程，且在當砝 之圓心與軛鐵非同心時會導致磁性振動部份與音圈間接 之可能性。 一振動聲波裝置所產生之聲音強度和内部軛鐵之磁 強度成比例，且將一音圈置於該内部軛鐵中。但傳統振 聲波裝置具有較差的揚聲器效能，因為通過該音圈之磁 量不足。這是因為和具有一磁路部份之一般揚聲器相較 下，一磁鐵之體積因為加入產生振動之磁性振動部份而 到限制。因此，必須讓具有足夠磁通密度之磁場通過該 圈，以便改進揚聲器之效能。 【發明内容】 本發明提出具有改良之振動與揚聲器效能的可產生 動聲波之裝置。 在一種態樣中，本發明之特點為一種可產生振動聲 之裝置，其至少包含一振動膜、與振動膜相距一所需距 且至少包含一磁鐵與一輊鐵之一振動部份、一可彈性支 振動部份之懸吊、一可支承振動膜與懸吊的支承部份、 及一可電磁地驅動振動膜與振動部份之音圈，其中前述 鐵比鐵具有更高的比重與磁導率。 在另一種態樣中，本發明之特點為一種可產生振動 足 連 周 碼 觸 場 動 通 之 受 音 振 波 離 承 以 輛 聲 6

1301383 波之裝置，其至少包含一振動膜、與振動膜相距一所需 離且至少包含一磁鐵與一軛鐵之一振動部份、一可彈性 承振動部份之懸吊、一可支承振動膜與懸吊的支承部份 一可電磁地驅動振動膜之音圈、以及一可電磁地驅動振 部份之振動線圈，其中前述軛鐵比鐵具有更高的比重與 導率。 軛鐵係由鐵、從锇、白金、鎢、與黃金組成之群組 選之一種、以及從鎳、鈷組成之群組所選之另一種所製治 在較佳的情形中，輛鐵係由鐵、鐵與鎳製成。在更佳的 形中，輛鐵至少包含4.4 wt%-5 0 wt%之鶴。 可將鐵、鎢與鎳粉末之混合物進行注射塑模並將之 結以製成軛鐵。亦可由鎢以及從高導磁合金、含鉬高導 合金、鎳鐵合金與超導磁合金組成之群組中所選之一種 成軛鐵。軛鐵可至少包含分別連接至磁鐵之上表面與下 面的上軛鐵與下軛鐵。且在較佳的情形中，軛鐵與支承 份為橢圓形。 距 支 、 動 磁 所 〇 情 燒 磁 製 表 部

【實施方式】 第一具體實施例 下文將更詳細描述本發明之具體實施例，其中在參 附隨圖式之敘述中，以相同參照數值表示之元件代表相 或相對應之元件，不論其圖號為何，並略過重複的解釋 第1圖為一平面圖，闡明根據本發明之一具體實施 的一種可產生振動聲波之裝置的内部結構，且第2圖為 昭 同 〇 例 以 7

1301383 第1圖中所示之A A’線段為橫切面的一剖面圖。本發明之 一具體實施例的可產生振動聲波之裝置至少包含一振動膜 10、一振動部份30、一懸吊50、一支承部份71、與一音 圈91。 參照第2圖，振動膜1 0連接到支承部份7 1之上表面 上。振動膜1 〇係由鈦或聚碳酸脂形成，且厚度為1 〇 - - 5 0 ⑽。可振動連接到音圈91之振動膜10使其發出聲音；這 是因為根據供應給音圈91之電子信號改變而產生之電磁 力所造成。 懸吊5 0可將振動部份3 0固定在支承部份7 1上，且可 將振動部份3 0之振盪傳送至支承部份71。參照第1圖與 第2圖，懸吊5 0可分別連接到振動部份3 0之下表面與支 承部份7 1，且該懸吊5 0擁有四個懸吊臂5 1可將振動部份 3 〇連接至支承部份7 1。在較佳的情形中，懸吊臂5 1之數 目應大於3，以防止振動部份3 0之滾動。懸吊5 0可以是 任何能夠將振動部份3 0連接至支承部份7 1並將振動部份 3 0產生之振動無傳送到支承部份7 1之裝置。舉例而言， 懸吊5 0可以是能夠將振動部份3 0連接至支承部份71的一 彈簧。 支承部份 7 1的外型為短的圓柱狀，且可支承振動膜 1 〇與振動部份3 0。支承部份7 1可由防撞塑膠製成，例如 玻璃纖維強化塑膠（FRP )。支承部份7 1的位置通常在該 終端的一接受處中。在較佳的情形中，支承部份7 1的外型 為橢圓形，以減低可產生振動聲波之裝置的體積。

1301383 鋼可糟由將一鍍上絕緣層與黏著層的線圈沿著一導權 纏繞而製造音圈91。將音圈91放置於磁鐵31卖 生聲立 Β。9圈91可藉由將振動傳送至振動膜10 ο 认音，其中振動係由磁鐵31產生之一磁場以及提供灣 、、’σ音圈9 1產4 私九 生之一電場之間的合作而產生。藉由提供1 、’、σ音圈9 1而吝4« ^ 生之振動膜1 〇的振動，是根據弗來明名 疋則而產生。⑽ 為將具有可變基頻之交流電輸入到音圈 T ’振動部价1 π β , 可振動並產生機械性振動，且振動膜 J根據頻率之& Μ 午之改變而振動並產生聲音。 #動部份3 〇至，丨、4人并供j 鐵35 主/包含磁鐵3卜一上軛鐵33與一 7 ’且剛該振動部份由懸吊5〇彈性地支承時，可逢 y 1振動之 ^

振 。可將下軛鐵^製成橢圓形，以減低可J 動聲波之I置體積。 在較佳的愔形士 f

Xmm 障形中，磁鐵31為鐵氧體或鈥所製成的一 人磁鐵且外型為 ·、、、碟狀。將磁鐵31連接至上軛鐵33 面以及下軛鐵35之μ主 、 卜 接觸 面上。磁鐵3 1之Ν極和上軛鐵 接觸，且磁鐵31 之S極和下軛鐵3 5接觸。於是，如負 圖中所示，來自 極之磁通量經過下軛鐵35與音圈91 八b極。 弟1圖與第2圖一 . α中所不之上軛鐵3 3外型a雄肚L, 外型和磁鐵3丨之叫卜孓為碟狀，此 之。】面圖相對應，且其該軛鐵 31上。下軛鐵35之彬& & 執逯接至磁 之形狀為圓柱狀，且其上 軛鐵35之下端由縣吊 鲕開口。且 上輕鐵33: 支承並連接至支承部份7卜 3與下輛鐵35係由鐵以及比重 如 下 產 流 流 手 91 10 輛 音 生 永 表 33 6 進 種 鐵 下 於 9 1301383 鐵之材料所製成，以便改進振動與揚聲器之效能。比重與 磁導率高於鐵（比重7 · 8 )之材料有锇（比重22.5 )、白金 (比重21.45)、鎢（比重19.3)、黃金（比重19.29)等等。 且鐵磁性材料之實施例包括鐵、鎳、鈷等等。因此，為了 改良軛鐵之比重與磁導率，利用鐵、從鐵、白金、鎢、與 黃金組成之群組所選之一種、以及從鎳、鈷組成之群組所 選之另一種來製成軛鐵。

第3圖闡明根據鎢改變之比例所得之軛鐵的比重與磁 導率。在第3圖中，X軸代表鎢之重量百分比（wt% )(此 時，鐵與鎳之比例為四比一）且y轴代表磁導率（B/H ) 與比重。 鎢（W )在 0 比重為 1 9 · 3，比鐵的比重（7.8 )多 出兩倍有餘，且是一種不昂貴的材料。參照第3圖，可以 發現隨著鎢的重量百分比相較於鐵與鎳增加時，軛鐵之比 重會增加。但若鎢的重量百分比減少而鐵與鎳之重量百分 比增加，軛鐵之比重會減少。相對應地，為了達到理想的 比重與磁導率，必須適當地控制鎢與鎳之重量百分比。在 本具體實施例中，為了達到高於8.5之比重與4000 B/H之 磁導率，如第3圖中所示，鎢的重量百分比可介於4.4 wt % 至 50wt%之間。亦即，若軛鐵至少包含鎢 4.4wt%、鐵 7 6.5wt%、與鎳1 9.1 wt%，其比重為8.5。因此，為了達到 高於8.5之軛鐵比重，必須將鎢的重量百分比增加到高於 4.4wt%。此外，若軛鐵組成為鎢 50wt%、鐵 40wt%與鎳 10wt%，其磁導率為 4000B/H，因此必須將鎢的重量百分 10 1301383 比控制在5 0 w t %以内。 本發明不限於上述重量百分比，且可根據欲著重於振 動或揚聲器之效能來調整鎢與鎳之重量百分比。換句話 說，可增加鎢之重量百分比以改進振動之效能。且可增加 鎳之重量百分比以改良揚聲器之效能。

上軛鐵 33與下軛鐵 35可由鎢與鎳合金如高導磁合 金、含鉬高導磁合金或超導磁合金之合金所製成。高導磁 合金由鐵與 75wt%-79wt%的鎳所組成，其最大磁通量為 105,000(B/H)，遠高於普通的鐵合金。含鉬高導磁合金為 高導磁合金的改良，含鉬高導磁合金以鉬或鉻取代高導磁 合金中一部份的鐵，其起始磁通量約20,000(B/H)，最大 磁通量為90,000(B/H)。超導磁合金是一種含鉬高導磁合 金，其係由 79 wt%的鎳、1 · 5 wt%的鉻、以及 5 wt%的銅所 組成，且起始磁通量為 120,000 (B/H)，最大磁通量為 900,000 ( B/H ) 〇 可將鐵、鎢與鎳粉末之混合物進行注射塑模並將之在 約1 2 5 0 °CF進行燒結以製成上軛鐵3 3與下軛鐵3 5。 第4圖為根據傳統可產生振動聲波之裝置通過一音圈 的磁通量之剖面圖，且第5圖為一剖面圖，闡明根據本發 明之一具體實施例，通過一音圈的磁通量密度增加之狀態。 當利用具有高磁通量之材料如鎳與高導磁合金來製造 上軛鐵33與下軛鐵35時，來自磁鐵31之N極的磁通量 會集中在下軛鐵5之側邊部份。因此，相較於第4圖中所 示之傳統可產生振動聲波之裝置，通過音圈91之磁通量密 11 1301383 度會增加，使得根據弗來明左手定則，施加到音圈9 1之力 會增加，弗來明左手定則如下：

F=BIL

其中B為磁通量之密度，I為通過音圈91之電流密 度，L為音圈長度，且F為施加於音圈91之力。因為由鎳 或鎳合金製成的軛鐵有助於磁通量集中在音圈91上，導致 磁通量之密度B增加。於是施加於音圈9 1之力會增加， 且音圈9 1振動的強度會增強。因此，可改進揚聲器之效能。 第一具體實施例之操作 若供應一交流電給音圈9 1，音圈9 1與振動部份3 0間 會產生驅動力。因為此種驅動力可根據輸入至音圈91之交 流電強度而改變，振動部份3 0會振盪。因為振動部份3 0 之振盪，連接至振動部份3 0之懸吊5 0與支承部份7 1會發 生振動。此時，因為上軛鐵33與下軛鐵35之比重大於傳 統軛鐵，其可具有較強之振動強度。 一般而言，可將頻率對應於振動部份3 0之共振頻率 之交流電輸入至音圈 9 1，以驅動振動部份3 0。振動部份 30之共振頻率介於100 Hz -250 Hz的範圍中，且想當然爾可 根據所設計之條件來調整該範圍。 若將交流電輸入至音圈91中，會對音圈91施加一力； 該力能夠在一無線電頻率範圍中振動連接至音圈91之振 動膜10 。若輸入至音圈91之交流電的頻率高於振動部份 30之共振頻率250 Hz，振動部份30幾乎不會振動，因為 其位於共振頻率之外。但振動膜1 0會和該無線電頻率一起 12

1301383 振動而發出聲音。 因為上軛鐵 33與下軛鐵 35利用了磁導率比鐵 錄，通過音圈91之磁通量也會增加。因此，可對音 施加更多的力並改進揚聲器之效能。 第二種具體實施例 參照第6圖，本發明之另一具體實施例的可產生 聲波之裝置至少包含振動膜1 〇、一振動部份3 0 ’、懸吊 支承部份71，音圈91，與一振動線圈9 3。振動膜10 吊50、支承部份71與音圈90之結構與功能和上述具 施例相同；下文將闡明振動部份3 0 ’與振動部份9 3。 如第6圖所示，振動部份30’至少包含一磁鐵31’ 上軛鐵33’與一下軛鐵35’。磁鐵31’為甜甜圈狀，且 與下表面上分別連接了上軛鐵33’與下軛鐵上35’。 懸吊5 0將上軛鐵3 3 ’彈性地支承至支承部份7 1。 至磁鐵31’之下軛鐵35’裝置在懸令50之下表面上。 91連接至振動膜10之下表面，且突出於磁鐵31’與下 35’之間。振動線圈93連接至下蓋75，且突出於磁鐵 與上軛鐵 3 3 ’之間。和第一具體實施例相同，上軛鐵 與下軛鐵3 5 ’係由具有高比重與磁導率之材料製成。在 圖中，“73”為保護振動膜10之上蓋。 第二種具體實施例之操作 參照第7圖，磁通量形成由磁鐵3 Γ之N極通過 南的 0 91 振動 50、 、懸 體實 、 ―― 其上 連接 音圈 幸厄鐵 ,31， 339 第6 上幸厄 13

1301383 鐵33’與下軛鐵35’且之後朝向磁鐵30’之S極的 若供應一高頻率電流給音圈91，音圈91會藉由 產生之磁場與音圈 91產生之電場的合作而向上 動。 若供應一低頻率電流給振動線圈9 3，振動部 藉由磁鐵31’產生之磁場與音圈91產生之電場的 上與向下振動。因此該可產生振動聲波之裝置會^ 雖然上聞知敘述詳細說明了本發明之不同 例，可以理解，這些具體實施例僅為實作本發明 實施例，且任何改變或修改只要不悖離本發明之 屬於本發明之範圍。 產業利用性 本發明可提供具有改進之振動與聲音的性能 振動聲波之裝置及其軛鐵，因為該軛鐵具有較高 磁導率。

此外，可減低根據本發明之可產生振動聲波 其軛鐵之體積，因為本發明改進了振動與聲音之 此，本發明有助於行動終端例如行動電話與P D A 【圖式簡單說明】 附隨圖式闡明了本發明之具體實施例，且和 之一般說明與具體實施荔枝詳細說明一起用於解 之原理，此處將這些圖式納入本說明書且其為本 一磁場。 磁鐵3 1 ’ 與向下振 份30’會 合作而向 辰動。 具體實施 之精神的 範圍，均 之可產生 的比重與 之裝置及 效能。因 之設計。 上文所述 釋本發明 說明書之 14 1301383

一部 份 0 第 1 圖 為一 平 面 圖 5 闡 明根據本發明之 一 之一 種 可 產 生振 動 聲 波 之 裝 置的内部結構。 第 2 圖 為一 剖 面 圖 闡 明一可產生振動 聲 其剖 面 為 第 1圖 中 所 示 之 ΑΑ’線條。 第 3 圖 為一 圖 示 J 闡 明 根據鶴之重量定 額 重與 磁 導 率 的改 變 〇 第 4 圖 為一 剖 面 圖 9 闡 明根據傳統可產 生 裝置 ， 通 過 一音 圈 的 磁 通 量 之狀態。 第 5 圖為^ 一剖 面 圖 5 闡明根據本發明 之 例， 通 過 一 音圈 的 磁 通 量 密 度增加之狀態。 第 6 圖 為根 據 本 發 明 之 另一具體實施例 的 聲波 之 裝 置 的一 剖 面 圖 〇 第 7 圖 為一 剖 面 圖 ， 闡 明根據本發明之 另 例產 生 聲 音 與振 動 〇 【主 要 元 件 符號 說 明 】 10 振 動 膜 30 、 30’ 振動 部 3卜 3 1 έ鐵 33 、 33’ 上軛 鐵 35 ^ 35 ， 下軛鐵 50 懸吊 51 懸 吊 臂 71 支承部份 73 上 蓋 75 下蓋 91 音 圈 93 振動線圈 15

Claims (1)

1. 細。啊號9^

   1301383 十、申請專利範圍： 1. 一種可產生振動聲波之裝置，其至少包含： 一振動膜； ^ 一振動部份，其至少包含一磁鐵與一輛鐵且位於和 該振動膜相距一所需距離處； 一懸吊，其可彈性地支承該振動部份； 一支承部份，其可支承該振動膜與該懸吊；以及 Φ 一音圈，其可電磁地驅動該振動膜與該振動部份， 其中該軛鐵之比重與磁導率高於鐵。 2·如申請專利範圍第i項所述之可產生振動聲波之裝置， 其中上述之轆鐵係由鐵，從锇、白金、鎢、與黃金 組成之群組所選之一種、以及從鎳、鈷組成之群組所選 之另一種所製成。 •如申請專利範圍第2項所述之可產生振動聲波之裝置 其中上述之軛鐵係由鐵、鎢與鎳製成。 4·如申請專利範園第3項所述之可產生振動聲波之裝置 其中上述之軛鐵至少包含4.4wt%-5 0wt%之鶴。 5·如申請專利範圍第3項所述之可產生振動聲波之裝置， 其中上述之軛鐵係將鐵、鎢與鎳粉末之混合物進行 16 1301383 注射塑模並將之燒結（sintering)以製成。 6.如申請專利範圍第3項所述之可產生振動聲波之裝置， 其中上述之軛鐵係由鎢以及從高導磁合金、含鉬高 導磁合金、鎳鐵合金與超導磁合金組成之群組中所選之 一種製成。

   7.如申請專利範圍第1至6項之任一項中所述之可產生振 動聲波之裝置， 其中上述之軛鐵至少包含分別連接至該磁鐵之上 與下表面的一上軛鐵與一下軛鐵。 8.如申請專利範圍第7項所述之可產生振動聲波之裝置， 其中上述之軛鐵與支承部份為橢圓形。

   9. 一種可產生振動聲波之裝置，其至少包含： 一振動膜； 一振動部份，其至少包含一磁鐵與一軛鐵且位於和 該振動膜相距一所需距離處； 一懸吊，其可彈性地支承該振動部份； 一支承部份，其可支承該振動膜與該懸吊； 一音圈，其可電磁地驅動該振動膜；以及 一振動線圈，其可電磁地驅動該振動部份， 17 1301383

   曰修(更)正替換頁丨 其中該軛鐵之比重與磁導率高於鐵。 10. 如申請專利範圍第9項所述之可產生振動聲波之裝置， 其中上述之輛鐵係由鐵，從锇、白金、鐫、與黃金 組成之群組所選之一種、以及從鎳、鈷組成之群組所選 之另一種所製成。

   11. 如申請專利範圍第1 0項所述之可產生振動聲波之裝 置， 其中上述之輛鐵係由鐵、鑛與鎳製成。 1 2.如申請專利範圍第11項所述之可產生振動聲波之裝 置， 其中上述之輛鐵至少包含4.4wt%-50wtG/〇之鎮。

   1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之可產生振動聲波之裝 置， 其中上述之軛鐵係將鐵、鎢與鎳粉末之混合物進行 注射塑模並將之燒結以製成。 14.如申請專利範圍第11項所述之可產生振動聲波之裝 置， 其中上述之軛鐵係由鎢以及從高導磁合金、含鉬高 18

   1301383 導磁合金、鎳鐵合金與超導磁合金組成之群組所選中之 一種製成。 15·如申請專利範圍第9至14項之任一項所述之可產生振 動聲波之裝置， 其中上述之軛鐵至少包含分別連接至該磁鐵之上 與下表面的一上軛鐵與一下軛鐵。

   16. 如申請專利範圍第15項所述之可產生振動聲波之裝 置， 其中上述之軛鐵與該支承部份為橢圓形。 17. —種可用於可產生振動聲波之裝置之軛鐵， 其中上述之軛鐵係由鐵、從锇'白金、鎢、與黃金 組成之群組所選之一種、以及從鎳、鈷組成之群組所選 φ 之另一種所製成。 18. 如申請專利範圍第17項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵係由鐵、鎢與鎳製成。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵至少包含4.4wt%〜50wt°/〇之鎢。 19 1301383 -.-、I —r mi I 1' ••和 年抑5日修(更)正替換頁I 2 0.如申請專利範圍第1 8項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵係將鐵、鎢與鎳粉末之混合物進行 注射塑模並將之燒結以製成。 2 1 .如申請專利範圍第18項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵係由鎢以及從高導磁合金、含鉬高 導磁合金、鎳鐵合金與超導磁合金組成之群組中所選之

   22.如申請專利範圍第1 7至2 1項之任一項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵至少包含分別連接至該磁鐵之上 與下表面的一上輕鐵與一下輛鐵。

   2 3.如申請專利範圍第22項所述之軛鐵， 其中上述之軛鐵為橢圓形。 20