TWI498011B - Waterproof piezoelectric ceramic speakers - Google Patents

Description

防水壓電陶瓷喇叭

本發明係有關一種壓電陶瓷喇叭，尤指一種具備雙振動層而達到防水與高共振效果的防水壓電陶瓷喇叭。

壓電陶瓷喇叭(piezoelectric ceramic speaker)的工作原理與電動式喇叭(electro dynamic speaker)的工作原理截然不同，其係運用壓電材料導通不斷變化的電壓會變形的結果來振動空氣而發聲。相較於電動式喇叭由電能轉換為磁能，磁能再轉換為機械能，壓電陶瓷喇叭能夠由電能直接轉變為機械能而具有較高的能源轉換效率。更具體的說明，壓電陶瓷喇叭不需要線圈、不產生電磁場、不需要消耗大電流，也不會產生電磁干擾(EMI)的問題，相較於電動式喇叭具有體積小與低耗能的優點，故廣泛使用於智慧型手機與小型電子產品中。

壓電陶瓷喇叭的發聲特別適用於高音頻範圍，而不適用於低音頻範圍。為了達到防水的目的，可能的做法是提高壓電陶瓷喇叭中陶瓷板的密度。但在陶瓷板的密度提高的同時，壓電陶瓷喇叭的音頻將再提高，而導致聲音過於尖銳，令聽者產生刺耳的感受。另一方面，如中華民國新型專利第M415529號、第M426235號、與發明專利第I274522號所揭，壓電陶瓷喇叭設置有正極接點與負極接點而連接有正極迴路與負極迴路，前述電路暴露有未被塑膠所包覆的至少二電源線，若該二電源線以水為媒介而導通，將會產生短路而導致壓電陶瓷喇叭損壞。

再一方面，為使陶瓷板能夠被定位於一堅固的本體，又能在接收訊號後自由振動，壓電陶瓷喇叭通常以一振動體作為陶瓷板與該本體之間的橋樑，該本體再設置一供該陶瓷板自由振動的空間，藉此，該陶瓷板與該彈性體在該空間中共振而發聲。該振動體的實施態樣，如前述所提之第M426235號專利案，其揭露在陶瓷喇叭底部連接設有具彈性之墊體，該墊體的材料可為泡綿、橡膠等。然而，由前揭可知，習知的壓電陶瓷喇叭僅具備有單一振動體，並無法產生令人滿意的共振效果。

本發明之主要目的，在於不改變陶瓷材料密度的前提下達到充分防水的效果。

本發明之次要目的，在於改善傳統壓電陶瓷喇叭的陶瓷板僅連接有單一振動體而無法產生良好共振效果的問題。

為達上述目的，本發明提供一種防水壓電陶瓷喇叭，包括有一陶瓷複合體以及一振動薄膜。

該陶瓷複合體包含有一陶瓷板，以及設置於該陶瓷板上並供應該陶瓷板一驅動電壓以令該陶瓷板振動的一驅動電極組。該振動薄膜包含有分別貼附於該陶瓷複合體的兩相對表面的第一振動層與一第二振動層。該第一與第二振動層分別包含有一貼附於該陶瓷板而與該陶瓷板同時振動的共振部、一連接該共振部並密封該驅動電極組的防水部、以及一延伸自該共振部的外周緣以相互貼合的結合部。

於一實施例中，該陶瓷板上設置有接收該驅動電壓且被該共振部所密封的一第一導電層與一第二導電層。

於一實施例中，該驅動電極組包含有分別電性連接該第一與第二導電層且被該防水部所密封的一正極線路與一負極線路，其中，該正極與 負極線路分別電性連接一電壓源以於該正極與負極線路之間形成該驅動電壓。

於一實施例中，本發明更包含有一定位該振動薄膜的支撐板，其中，該支撐板包含有一固定該結合部的定位框體、一連接該定位框體以容置該陶瓷板的振動槽、以及複數個連通該振動槽的音孔。

於一實施例中，本發明更包含有一結合該支撐板的保護板，該保護板包含有一相合於該定位框體的結合框體、一連接該定位框體以容置該陶瓷板的振動槽，以及複數個連通該振動槽的音孔，該支撐板與該保護板的振動槽形成一供該陶瓷板在其內振動的振動空間。

於一實施例中，該第一振動層與該第二振動層係為兩獨立的振動薄膜。

於一實施例中，該第一振動層與該第二振動層係由一完整的振動薄膜所區分的兩相連區域。

透過前述技術方案，本發明與習知技術相較具有下列所述的優點：

一、具有更佳的共振效果。習知的壓電陶瓷喇叭僅具備有單一振動體連接陶瓷板而無法產生令人滿意的共振效果。然而，本發明的振動薄膜包含有分別貼附於該陶瓷複合體的兩相對表面的一第一振動層與一第二振動層，故該陶瓷複合體受電壓驅動而振動時，該第一與第二振動層得以同步與該陶瓷複合體振動，藉此，本發明可達到較佳的共振效果。

二、具有更佳的防水功能。為了使壓電陶瓷喇叭具有防水的功能，習知技術係將陶瓷板的密度提高，如此將導致壓電陶瓷喇叭的音頻過高而予人不甚舒服的感受。因此，本發明透過該第一與第二振動層的共振部與防水部密封該陶瓷板上的第一與第二導電層與設置於該陶瓷板上的驅動電極組，藉此，本發明可在不提高陶瓷板的密度的前提下，達到較佳的防水功能。

1‧‧‧陶瓷複合體

10‧‧‧陶瓷板

11‧‧‧驅動電極組

110‧‧‧正極線路

111‧‧‧負極線路

13‧‧‧第一導電層

14‧‧‧第二導電層

2‧‧‧振動薄膜

20‧‧‧第一振動層

200‧‧‧共振部

201‧‧‧結合部

202‧‧‧防水部

21‧‧‧第二振動層

210‧‧‧共振部

211‧‧‧結合部

212‧‧‧防水部

3‧‧‧支撐板

30‧‧‧定位框體

31‧‧‧振動槽

32‧‧‧音孔

33‧‧‧穿線部

4‧‧‧保護板

40‧‧‧結合框體

41‧‧‧振動槽

42‧‧‧音孔

圖1，係本發明第一實施例之結構分解示意圖(一)

圖2，係本發明第一實施例之結構分解示意圖(二)

圖3，係本發明第一實施例之結構剖面示意圖

圖4，係本發明第二實施例之結構分解示意圖

圖5，係本發明第二實施例之結構剖面示意圖

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱『圖1』及『圖2』所示，係本發明第一實施例之結構分解示意圖(一)、(二)，如圖所示：本發明係有關一種防水壓電陶瓷喇叭，其主要包括有一陶瓷複合體1、一振動薄膜2、以及一支撐板3。該陶瓷複合體1包含有一陶瓷板10，以及一設置於該陶瓷板10上並供應該陶瓷板10一驅動電壓的驅動電極組11。更進一步，該陶瓷板10設置有接收該驅動電壓的第一導電層13與一第二導電層14，而該驅動電極組11包含有分別電性連接該第一與第二導電層13、14的一正極線路110與一負極線路111。該正極與負極線路110、111分別電性連接一電壓源以於該正極與負極線路110、111之間形成該驅動電壓。

該振動薄膜2包含有分別貼附於該陶瓷複合體1的兩相對表面的第一振動層20與一第二振動層21，該第一振動層20與該第二振動層21分別包含有一貼附於該陶瓷板10的共振部200、210，以及一延伸自該共振部200、210的外周緣以相互貼合的結合部201、211。該支撐板3包含有一固定該結合部201、211的定位框體30、一連接該定位框體30以容置該陶瓷板10的振動槽31(如圖3所示)、以及複數個連通該振動槽31的音孔32。

請參閱『圖3』所示，係本發明第一實施例之結構剖面示意圖，該陶瓷板10被該結合部201、211定位於該定位框體30上，當該陶瓷板10接收該 驅動電壓而振動時，該陶瓷板10會在該振動槽31內與該第一與第二振動層20、21的共振部200、210同步振動。空氣受到振動的壓縮而產生聲音，再透過音孔32將聲音傳送出去。相較於習知壓電陶瓷喇叭僅有單一振動體的態樣，本發明利用雙振動層，亦即第一與第二振動層20、21，而與該陶瓷板10達到更佳的共振效果。

請復參閱『圖1』及『圖2』，本發明為達到防水效果，該第一與第二振動層20、21透過該共振部200、210密封該第一與第二導電層13、14，而該第一與第二振動層20、21更包含有一連接該共振部200、210並密封該驅動電極組11的防水部202、212。該正極與負極線路110、111被該防水部202、212所密封，其分別包含有一設置於該陶瓷板10上的電極接點、一連接該電極接點且設置於該防水部202、212的金屬板、一連接該金屬板且位於該導電線兩端的裸線部。該金屬板與該裸線部設置於該防水部212並電性連接該電壓源，令該正極與負極線路110、111得以取得該驅動電壓。

又，本發明的支撐板3更包含有一供該正極與負極線路110、111貫穿的穿線部33。若該正極與負極線路110、111未有遮蔽物所密封，則其容易因水份浸入而導致短路。因此，本發明利用該防水部202、212密封該正極與負極線路110、111以隔絕水氣。在本發明第一實施例中，該第一振動層20與該第二振動層21係為兩相獨立的振動薄膜。但在其他可形的實施例中，該第一振動層20與該第二振動層21係由一完整的振動薄膜所區分的兩相連區域。

請參閱『圖4』所示，係本發明第二實施例之結構分解示意圖，如圖所示，為使脆弱的陶瓷板10免於受到外力撞擊，本發明防水壓電陶瓷喇叭更具備有一結合該支撐板3的保護板4。與該支撐板3的構造相類似，該保 護板4包含有一相合於該定位框體30的結合框體40、一連接該定位框體30以容置該陶瓷板10的振動槽41、以及複數個連通該振動槽41的音孔42。

請參閱『圖5』所示，係本發明第二實施例之結構剖面示意圖，該結合部201、211定位於該定位框體30與該結合框體40之間。因此，當該陶瓷板10接收該驅動電壓時，該陶瓷板10會在該兩振動槽31、41所形成的一振動空間中與該第一與第二振動層20、21的共振部200、210同步振動。空氣受到振動的壓縮而產生聲音，再透過該些音孔32、42將聲音傳送出去。

綜上所述，本發明防水壓電陶瓷喇叭的振動薄膜包含有一分別貼附於該陶瓷複合體兩相對表面的第一振動層與一第二振動層，而該第一與第二振動層分別包含有一貼附於該陶瓷板且與該陶瓷板同步振動的共振部、以及一密封該驅動電極組的防水部。透過該共振部與該防水部，本發明可達到更佳的共振效果，也可在不提高陶瓷板密度的前提下達到更佳的防水功能。因此，本發明極具進步性及符合申請發明專利之要件，爰依法提出申請，祈 鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

1‧‧‧陶瓷複合體

10‧‧‧陶瓷板

11‧‧‧驅動電極組

110‧‧‧正極線路

111‧‧‧負極線路

13‧‧‧第一導電層

14‧‧‧第二導電層

2‧‧‧振動薄膜

20‧‧‧第一振動層

200‧‧‧共振部

201‧‧‧結合部

202‧‧‧防水部

21‧‧‧第二振動層

210‧‧‧共振部

211‧‧‧結合部

212‧‧‧防水部

3‧‧‧支撐板

30‧‧‧定位框體

32‧‧‧音孔

33‧‧‧穿線部

Claims (5)

1. 一種防水壓電陶瓷喇叭，包括有：一陶瓷複合體，包含有一陶瓷板，以及設置於該陶瓷板側緣並供應該陶瓷板一驅動電壓以令該陶瓷板振動的一驅動電極組，該陶瓷板上設置有接收該驅動電壓的一第一導電層與一第二導電層，該驅動電極組包含有分別電性連接該第一導電層與該第二導電層的一正極線路與一負極線路，其中該正極線路與該負極線路分別電性連接一電壓源以於該正極線路與該負極線路之間形成該驅動電壓；以及一振動薄膜，包含有分別貼附於該陶瓷複合體的兩相對表面的一第一振動層與一第二振動層，該第一與第二振動層分別包含有一貼附於該陶瓷板而與該陶瓷板同步振動的共振部、一連接該共振部並密封該正極線路與該負極線路的防水部、以及一延伸自該共振部的外周緣以相互貼合的結合部。
2. 如申請專利範圍第1項所述的防水壓電陶瓷喇叭，更包含有一定位該振動薄膜的支撐板，其中，該支撐板包含有一固定該結合部的定位框體、一連接該定位框體以容置該陶瓷板的振動槽、以及複數個連通該振動槽的音孔。
3. 如申請專利範圍第2項所述的防水壓電陶瓷喇叭，更包含有一結合該支撐板的保護板，該保護板包含有一相合於該定位框體的結合框體、一連接該定位框體以容置該陶瓷板的振動槽，以及複數個連通該振動槽的音孔，該支撐板與該保護板的振動槽形成一供該陶瓷板在其內振動的振動空間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的防水壓電陶瓷喇叭，其中，該第一振動層與該第二振動層係為兩獨立的振動薄膜。
5. 如申請專利範圍第1項所述的防水壓電陶瓷喇叭，其中，該第一振動層與該第二振動層係由一完整的振動薄膜所區分的兩相連區域。