CN1311506A - 电声变换器 - Google Patents
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Abstract
一种电声变换器1,包括由磁性材料制成并与磁铁芯端部分开的振动膜20,绕在磁铁芯22上并且将振荡磁场输送到振动膜上的线圈23、支撑振动膜20的支撑环26、容纳部件的下壳体30、以及安装到下壳体30上的上壳体10。螺旋弹簧状端子52安装到端子容纳部50a上,该容纳部在下壳体30底面上开口。线圈23的引线23a和23b分别直接连接到端子52上。端子容纳部50a用焊接工艺密封。
Description
本发明涉及一种借助电磁音响转换而产生声音的电声变换器。
电声变换器具有一磁性回路，其中，由一磁铁产生的磁场穿过一基件、一磁铁芯以及一振动膜，然后返回磁铁。当向绕在磁铁芯外的线圈输送一振荡电信号时，由线圈产生一振荡磁场，然后叠加在磁性回路的静磁场上，引起振动膜的振动并传递到空气，从而发出声音。
这种电声变换器通常具有将能量输送到线圈的端子，这些端子象其它电子部件一样焊接到电路板的配线图型上。
近来，正日益普遍地采用一种在弹性端子和电路板间仅利用机械式挤压连接而进行电连接的方法。根据此方法，不需要焊接工序，从而具有不再对元件有耐热性要求的优点，以及具有可减少焊接和预处理步骤。
相关技术的日本专利文献JP-A-8-321670和JP-A-11-313394揭示了具有板簧状端子的电磁声音发生器。在一种结构中，端子都位于本体底面上，这样使在安装状态时高度增加。
JP-A-11-313393揭示了一种具有螺旋弹簧状端子的电磁声音发生器。线圈的引线通过一引导框架电连接到端子上。因此至少有四处要进行焊接，这会使安装步骤和连接部分的不合格率增加。
本发明旨在解决上述问题，因此本发明的一个目的是要提供一种电声变换器，可使其安装后的高度和尺寸减小，并通过弹簧装置提高安装的可靠性。
为了实现上述目的，根据本发明提供的种电声变换器包括：
由磁性材料制成的振动膜；
用于将振荡磁场施加到所述振动膜上的电磁线圈；
用于罩住所述振动膜和所述电磁线圈的壳体；
与外部电路板接触以实现电连接的螺旋弹簧状端子；以及
在所述壳体底面开口以分别容纳所述弹簧端子的端子容纳部；
其中所述电磁线圈的引线直接连接到所述弹簧端子上；以及
其中所述端子容纳部由一连接工序密封。
与其中设有引线框架的传统结构相比，本发明中电磁线圈引线与弹簧端子的直接连接可减少连接工序。所以，可减少安装步骤和连接部不合格率。
在本发明中，由于端子容纳部是用一种导电粘结剂或类似的焊料连接工艺密封的，可保证元件内空间的密封性能。所以，可防止诸如灰尘和潮气等的外界物质从端子容纳部进入壳体内部，因此可延长寿命和提高元件的可靠性。
另外，根据本发明，端子容纳部制在振动膜的旁边。
在本发明中，由于端子容纳部制在振动膜的旁边，元件可制得较薄以减小安装状态下电声变换器的高度。
再者，根据本发明，端子平板位于电磁线圈的引线和弹簧端子之间。
在本发明中，由于端子平板位于电磁线圈引线和弹簧端子之间，可以方便地采用一种导电粘结剂或类似的焊料进行连接，并可当变换器安装在电路板的状态下增强弹簧端子的支撑强度。
图1是本发明一个实施例的分解立体图；
图2是从上壳体10后方看到的立体图；
图3A是从上方看到的已将上壳体10拆除后电声变换器的平面图，图3B所示为上壳体10已被装上并沿图3A线A-A的端视图；
图4是图3B的分解端视图；
图5A是装有上壳体10并沿图3A中线B-B的端视图，图5B是装有上壳体10并沿图3A中线C-C的端视图；以及图5C是壳体连接部分的局部放大图；以及
图6是电声变换器1安装于一电子装置中的局部截面图。
以下结合附图对本发明较佳实施例进行更详细的描述。
图1是本发明一个实施例的分解立体图，图2是从后方看到的上壳体10的立体图。电声变换器1是将基座24、磁铁芯22、线圈23、磁铁25、支撑环26和振动膜20置于下壳体30中并且将上壳体10安装到下壳体上而构成的。变换器整体上看起来其平面图基本上为D形，除了突出部分之外，其尺寸近似为宽11毫米×长10毫米×高3毫米。
下壳体30由诸如热塑性树脂的合成树脂制成，并且具有一长度约为六分之五圆周的环状突脊31。通过局部切除一圆板而获得的大致D形板状基座24安装在突脊31的内部。立柱状磁铁芯22竖立在基座24的中心。线圈23绕在磁铁芯周围。另外，磁铁芯22和基座24可以用磁性材料制成并且通过压配或类似方式制成为一体以构成单极元件。
磁铁25为环状，并略小于突脊31的内径，且与磁铁芯22同心地置于基座24上。在磁铁25和线圈23之间留有一环状内空间。
由非磁性材料制成的支撑环26外径略小于突脊31的内径并且置于基座24上且与之接触。在支撑环26内表面形成有多个环形台阶，包括突出部27和支撑台28。突出部27的后侧靠着磁铁25的上表面和外表面以限制磁铁25的位置。支撑台28沿突出部27圆周形成。盘状振动膜20水平地位于台阶28上以便安置在位。
振动膜20由磁性材料制成并且在圆周边处由支撑环26的支撑台28支撑，这样可保证在振动膜20背面中心和磁铁芯22前端之间有一恒定的空隙。盘状磁性件21固定到振动膜20前面中心以增加振动膜20的质量，从而使空气振动效率提高。
上壳体10由诸如热塑性树脂的合成树脂制成，并且如图2所示具有一环状突脊12和一盒状突脊13。在突脊12和13内部形成有一固定空间，并且在与突脊13相对的圆周部分形成有一盒状声音释放孔11。一环状台阶16形成在突脊12内表面上。台阶16的壁直径略小于支撑环26的外径或者其尺寸能够使台阶的整个圆周轻松地压配到支撑环26上。台阶16的水平面靠着支撑环26的上表面以限制支撑环26的位置。
多个突起14、15以下述方式形成在上壳体10的顶面上。在安装上壳体10的状态下，中心突起14与振动膜20的磁性件21隔开一段间隔，六个突起15与振动膜20隔开预定间隔。突起14和15起到吸震器的作用以防止在变换器本体受到强震动时振动膜20滑掉或变形，这些突起的高度制得不会干扰振动膜20的正常振动。
当上壳体10安装到下壳体30时，上壳体10的突脊12稍与下壳体30的突脊31配合，突脊12和31的端面起到连接面的作用。上壳体10的突脊13靠着下壳体30的矩形部分32的一条边，其靠接面起到连接面的作用。上壳体10的声音释放孔11的后面靠着下壳体30的二条短脊33，其靠接面起到连接面的作用。
各自容纳有一螺旋弹簧状端子52的两个端子座50分别形成在矩形部32的角上。由于端子座50形成在振动膜20的外侧，元件可制得较薄，并且在安装状态下电声变换器的高度也可减小。
图3A是将电声变换器上的上壳体10拆除后从上方看到的平面图；图3B是将上壳体10装到电声变换器上后并沿图3A中线A-A的端视图。图4是图3B的分解端视图。图5A是已装有上壳体10并沿图3A中线B-B的端视图，图5B是已装有上壳10并沿图3A中线C-C的端视图；以及图5C是壳体连接部分的局部放大图。
首先，参见图3和4，线圈23绕在中心磁铁芯22上，环状磁铁25和线卷同轴放置以和它形成一恒定间隙。从线圈23和磁铁25之间的间隙中可看到基座24的一部分。基座24具有大致D形的平面视图。在基座24上切除端子座50那一侧的一部分而形成一连通部24a。
连通部24a在下壳体30和磁铁25之间形成一间隙，相当于基座24的厚度，以起到通道的作用，线圈23的引线23a和23b可从中拉过而到达端子座50，另外还使端子座50周围的一侧面空间Vc与振动膜20的背面空间Vb连通。背面空间Vb和侧面空间Vc的空气密封度可通过将壳体焊接在一起或以类似方式而保持，这样振动膜20的后部声响几乎不会漏到外界。连通部24a的形成可增加振动膜20背面空间Vb的声音容量，因此可减小背面空间Vb的空气阻尼效应。
支撑环26直接置于基座24上，突出部27可限制磁铁25上表面的周边。支撑环26的支撑台28可支撑振动膜20的周边。支撑环26的这一形状能够使磁铁25和振动膜20定位，从基座24至振动膜20范围内的磁耦效率可提高。
振动膜20与磁铁芯22的前端和上壳体10的突起14、15分别隔开预定的间隔，在此状态下，能够实现垂直振动，并且引起滑落和变形的过度位移能被抑制。
上壳体10的台阶16靠着支撑环26的上表面以限制支撑环26的位置。台阶16的外壁沿着整个圆周边轻松地压配到支撑环26上。这一连接结构可防止振动膜20的前空间Va和背面空间Vb之间发生漏气和漏音，而不须采用粘结剂。因之，可以可靠地防止发生前面那侧上的声音和背面那侧上的声音之间的干扰。
接着，参见图5A，各端子座50具有一端子容纳部50a，该容纳部在下壳体30的底面上开口。螺旋弹簧状端子52分别安装到端子容纳部50a上。端子板53分别通过***模制局部地嵌入端子座50。在各个端子容纳部50a的顶部和对应的端子板53上形成有一通孔。端子52的前端穿过各个通孔以伸入壳体内部。为了增强批量生产性，较佳地，端子板53可用弯曲性能极好的带钢材料制成。
线圈23的引线23a和23b经过基座24的连通部24a向外拉向端子座50，然后，分别绕在端子52的前端部上。端子容纳部50a的通孔通过采用导电粘结剂或类似的焊料方式51的连接工艺而被密封。
由于引线23a和23b如上所述直接连接到端子52上，因此可减少连接工序的次数，这样安装步骤的数量和连接部分的不合格率可减小。端子容纳部50a的通孔密封可保证元件内部空间的密封性能。因之，可防止诸如灰尘和潮气等外界物质从端子容纳部50a进入元件的内部空间，从而提高元件的寿命和可靠性。由于端子板53置于引线23a、23b和端子52之间，可以方便地采用导电粘结剂或类似的焊料方式51进行连接工序，并且借助端子板53的强度当变换器安装于电路板的状态下可增加端子52的支撑强度。
参见图5B，上壳体10安装在下壳体30上。壳体10和30放在一超声焊接机的工作平台上以便垂直压紧。然后，当绕着一轴线向壳体10和30施加一超声扭转振动时，突脊12和31的连接面熔化，并且从突脊12和31连接面放射热量使熔化部分***。结果，上壳体10和下壳体30相互焊在一起。
如图5C所示，在突脊12和31的连接面上，焊缝Mb和Mc是在壳体相互熔结的焊接部Ma的内部和外部高出来的。焊缝Mb与支撑环26的外圆周面紧密接触以密封支撑环26和上壳体10或下壳体30之间的间隙。由于这一密封结构，可防止振动膜20的前面空间Va和后面空间Vb之间的漏气和漏音。所以，可以可靠地防止前面那侧上的声音和后面那侧上的声音之间的干扰。
在突脊12的连接面外侧整个圆周上形成有一浅槽12a。即使焊缝Mc高出来，这一焊缝仍可留在槽12a中。因此，可防止焊缝Mc露出来。
接着，对操作过程进行描述。磁铁25在其厚度方向磁化。比方说，当磁铁25的底面磁化成N极、上表面磁化成S极时，由磁铁25底面发出的磁力线穿过以安装顺序排列的基座24外圆周部、基座24的中心部、磁铁芯22、振动膜20的中心部、振动膜20的周边部以及磁铁25的上表面构成的路径，以构成一整个闭合磁性回路。磁铁25具有向磁路提供静磁场的功能。振动膜20稳定地保持在由静磁场将其吸向磁铁芯22和磁铁25的状态中。
当由端子52和引线23a、23b从电路板向绕在磁铁芯22周围的线圈23提供一电振荡信号，线圈向磁路提供一振荡磁场。然后，振荡磁场叠加在静磁场上以使振动膜20振动。因此，振动膜20上表面那侧上的空气以及底面那侧的空气振动。
振动膜20的前空间Va构成一共鸣腔。当振动膜20的振动频率与共鸣腔的共鸣频率基本上相符时，可产生高声压的声音，通过上壳体10的声音释放孔11，此声音可发射到外界。
图6是电声变换器1安装在一电子装置中的局部截面图。在此实例中，该电子装置是一移动电话。各种电子元件安装在电路板80的两个面上，电路板位于面罩83和84中。
由橡胶或类似材料制成的中空衬垫86安装在电声变换器1上，衬垫整体由面罩83和电路板80挟持着。此时，螺旋弹簧状端子52与电路板80弹性接触，从而可实现电连接。所以，获得一非焊接的组件。衬垫86具有使声音释放孔11与外开口85连通的功能，并且衬垫86的中空部分起到振动膜20的共鸣腔的作用。
本发明的电声变换器1是构成为一封闭式的，其中振动膜20的背音不会释放到外界。因此，即使在电声变换器1的附近设有一扩音器81，也不会发生背音漏入扩音器的开口82而干扰通话的现象。这使电子元件的高密度安装成为可能。
由于电声变换器1构成为一没有背音释放孔的封闭式，因此外界物质不会进入此类释放孔。这有益于提高元件的可靠性。
在上述的实施例中，装有上壳体10的下壳体30作为支撑振动膜的部件，而支撑振动膜20的支撑环26就安置于下壳体30中。另外，磁铁25也作为支撑振动膜的部件，或者用于支撑振动膜20的部分可与下壳体30形成为一体。
在上述实施例中，使侧面空间Vc与背面空间Vb连通的连通部24a是通过切割基座24来形成的。另外，通至侧面空间Vc的连通部可由磁铁25、支撑环26和下壳体30等中的一个切口或通孔构成。
如上具体内容所述，根据本发明，电磁线圈引线与弹簧端子的直接连接可减少连接工序，这样可减少安装步骤以及连接部的不合格率。
同样，由于端子容纳部的容纳空间采用导电粘结剂或类似的焊料连接工艺加以密封，可保证元件内空间的密封性能。所以，可提高元件的寿命和可靠性。
而且，由于容纳弹簧端子的部分形成在振动膜侧边，元件可以制得较薄，这样可减小安装后电声变换器的高度。
再者，由于连接工序的端子板位于电磁线圈引线和弹簧端子之间，采用导电粘结剂或类似的焊料连接工艺易于操作，并且可提高变换器安装于电路板上时弹簧端子的支撑强度。
Claims (5)
1．一种电声变换器，包括：
由磁性材料制成的振动膜；
用于将振荡磁场施加到所述振动膜上的电磁线圈；
用于罩住所述振动膜和所述电磁线圈的壳体；
与外部电路板接触以实现电连接的螺旋弹簧状端子；以及
在所述壳体底面开口以分别容纳所述弹簧端子的端子容纳部；
其中所述电磁线圈的引线直接连接到所述弹簧端子上。
2．一种电声变换器，包括：
由磁性材料制成的振动膜；
用于将振荡磁场施加到所述振动膜上的电磁线圈；
用于罩住所述振动膜和所述电磁线圈的壳体；
与外部电路板接触以实现电连接的螺旋弹簧状端子；以及
在所述壳体底面开口以分别容纳所述弹簧端子的端子容纳部；
其中，所述电磁线圈的引线直接连接到所述弹簧端子上，所述端子容纳部由一连接工艺密封。
3．如权利要求2所述的电声变换器，其特征在于，所述连接工艺为焊接。
4．如权利要求1或2所述的电声变换器，其特征在于，所述端子容纳部形成在所述振动膜的旁边。
5．如权利要求1或2所述的电声变换器，其特征在于，还包括分别位于所述电磁线圈的所述引线和所述弹簧端子之间的端子板。
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| JP2001242871A (ja) | 2001-09-07 |
| US20010017923A1 (en) | 2001-08-30 |
| US6668067B2 (en) | 2003-12-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |