专利名称：多功能音响装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在便携式设备中例如便携式电话使用的多功能音响装置。
背景技术：
现在所提供的便携式设备的音响装置中，所提供的扬声器是用来产生呼叫信号声音，而提供的振动电机用来在不产生声音的情况下，告知接收者有呼叫信号。在这种装置中，因为扬声器和电机都安置在音响装置中，就增加了装置的尺寸和重量以及制造成本。
近年来，为了消除上述缺陷，提出一种多功能音响装置。该多功能音响装置包括具有膜板和与安置在扬声器膜板上的音圈磁性相连的永久磁铁的扬声器。永久磁铁在100-150Hz的低频独立振动，因此由装置外壳的振动传送到装置用户身体来告知接收到呼叫信号。
图7是在日本实用新型申请公开号5-85192中揭示的传统电磁感应转换器的截面图。该转换器包括安置在外壳512周边的膜板506、固定在膜板506中央部分507下侧的音圈508、安置在外壳512中的弹簧板511以及固定在弹簧板511中央部分，插入在音圈508中的永久磁铁510。
通过在音圈508上施加低频或高频信号，弹簧板511就能在磁铁510的极性方向Y上振动。
在设备中，膜板506和弹簧板511通过在音圈508和磁铁510之间的磁性结合相对运动。因而，当在音圈508上施加低频信号或高频信号时，膜板506和弹簧板511都会相继振动。因此，就使从装置中生成的声音例如语音、音乐和其他声音失真，因此降低了音质。另外，音圈508和磁铁510的同时振动引起在音圈508和磁铁510的磁性结合上叠加了磁铁的低频振动，这就进一步增大了声音的失真。
图8是示出一种传统多功能音响装置的截面图。该装置包括由塑料制成、并具有波形外围603a和中央圆顶的扬声器振动板603，固定在振动板603中央部分下侧的音圈604，以及磁体复合物610。振动板603用粘合剂固定在框架609上。
磁体复合物610包括下轭605、在轭605中央部分形成的磁心601、安置在下轭605上的环形永久磁铁602和安置在永久磁铁602上的环形上轭606。在框架609中，下轭605和上轭606由弹簧板607和608提供了弹性支撑。在磁心601外围601a和上轭606的内壁606a之间形成的磁隙611与音圈604磁性相连。
当通过输入端612a和612b向音圈604施加交变电压时，扬声器振动板603就在方向Y上振动，生成频率在700Hz和5KHz之间的声音。如果向音圈604施加低频信号或高频信号，因为磁体复合物610和扬声器振动板603通过音圈604和磁体复合物610的磁性结合而相对运动，扬声器振动板603和磁体复合物610就相继振动。
因此，就使从装置中生成的声音例如语音、音乐和其他声音失真，因而降低了音质。另外，音圈604和磁体复合物610的同时振动引起在音圈604和磁体复合物610的磁性结合上叠加了低频振动，这就进一步增大了声音的失真。
图9是示出另一种传统多功能音响装置的截面图。该装置包括塑料制成的具有波形外围603a和中央圆顶的扬声器振动板603，固定在振动板603中央部分下侧的音圈604，以及磁体复合物610。振动板603用粘合剂固定在框架609上。
磁体复合物610包括下轭703、在下轭703中央部分上形成的磁心601、固定在下轭703上的环形永久磁铁702，以及放置在永久磁铁702上具有周壁606b的环形上轭606。上轭606通过弹簧板707和708在框架609中得到弹性支撑。在磁心601的外围601a和上轭606的内壁之间形成第一磁隙701，来与音圈604磁性连接。在下轭703的外围703a和上轭606的内壁606a之间形成第二磁隙705。驱动线圈706固定在框架上，并插入在第二磁隙705内。
当交变电压通过输入端612a和612b施加在音圈604上时，扬声器振动板603沿Y方向振动，产生频率在700Hz到5KHz之间的声音。如果低频信号或高频信号施加在音圈604上，因为磁体复合物610和扬声器振动板603通过音圈604和磁体复合物610的磁性结合进行相对运动，所以扬声器振动板603和磁体复合物610相继振动。
当作为音乐的高频信号施加在音圈604上时，仅有扬声器振动板603振动。因而，没有产生声音的失真。而且，当低频信号施加在驱动线圈706上时，仅有磁体复合物610振动，而扬声器膜板603没有振动。
然而，如果在输入端612a、612b施加的是高频信号，并且在输入端704a、704b也施加低频信号，扬声器振动板603和磁体复合物610就会相继振动，因而降低了声音的品质。
在上述讨论的传统装置中，当在音圈上施加低频信号或高频信号，扬声器振动板和磁体复合物都会相继振动。这是因为低频振动合成的振动方向与高频振动方向相同造成的。
而且，近年，用于使便携式电话工作的电功率不断提升，引起用于振动轭的线圈温度上升。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种多功能音响装置，在其内部的振动元件不会随另外一个振动元件的振动而一起振动，因而消除了传统装置的缺陷。
本发明的另一个目的是在于提供一种能减少线圈温度的音响装置。
根据本发明，提供的一种多功能音响装置包括框架、由框架可旋转地支撑的并具有轭的转子、配置在框架中央部分的定子，配置在轭上的环形第一永久磁铁、配置在轭上的环形第二永久磁铁、由框架支撑的膜板、固定在膜板上并插入在由所述第一永久磁铁形成的间隙中的音圈，至少两个配置在定子上的线圈，用于在转子和定子之间形成磁通量来旋转转子。
转子通过中轴可旋转安置在框架上。
配置在转子上用于在转子旋转期间振动转子的偏心装置。
定子包括具有毂和多个辐条的星轮。
线圈配置在星轮的辐条上。
轭具有中心向上的圆柱部分，并且定子放置在圆柱部分中。
偏心装置是偏心地放置在转子上的重块。
在第一永久磁铁上安置有环形顶轭，用于在顶轭和轭的圆柱部分之间形成间隙。
用于给线圈提供激磁来旋转转子的驱动电路。
本发明的这些与其他目的和特征将在下面结合附图的详细说明中变得更加明显。
图1是本发明多功能音响装置的截面图；图2是沿图1中II-II线的截面图；
图3是本发明多功能音响装置的转子分解透视图；图4是本发明多功能音响装置的定子俯视图；图5是示出冷却风扇叶片的截面图；图6是本发明多功能音响装置中所使用的驱动电路；图7是一种传统的电磁感应转换器的截面图；图8示出一种传统的多功能音响装置的截面图；图9示出另一种传统的多功能音响装置的截面图。
具体实施例方式
参照图1和图2，本发明的多功能音响装置包括声音生成器件10、转子20和配置在塑料柱形框架1中的环形定子30。声音生成器件10包括具有中央圆顶14a并在外围14b处用粘合剂固定在框架1上的扬声器膜板14、固定在扬声器膜板14下侧的音圈15。扬声器膜板14被具有多个声音排放孔并在其外边界处固定在框架1上的覆盖片13覆盖。
转子20包括具有固定在转子轴16上的中心向上圆柱部分23a的转子轭23。转子轴16由轴承22a和22b可旋转地支撑，轴承通过圆柱26固定在框架1的基板上，插入油吸收部件24以便转子轭23可旋转地安置在框架1上。环形扬声器永久磁铁17固定在环绕圆柱部分23a的转子轭23上，并且环形顶轭18固定在磁铁17上。扬声器永久磁铁17以轴向上相同极性在圆周部分进行磁化。这样，在顶轭18和轭23的圆柱部分23a之间形成第一磁路。
环形转子永久磁铁21固定在圆柱部分23a的内壁上。如图3所示，转子永久磁铁21在8个圆周部分以8个极性进行磁化。这样，在转子20和定子30之间形成第二磁路。音圈15放置在顶轭18内壁和轭23圆柱部分23a外壁之间形成的间隙11中。
如图2和3所示，由含有重粒子例如钨粒子的塑料制成的半圆形重块25固定在扬声器磁铁17的外壁上，并安置在转子轭23上。如另外的装置，永久磁铁17可能相对于转子轴16偏心放置。在转子永久磁铁21的内壁和定子30之间形成电机间隙12。如图3所示，冷却风扇27配置在圆柱部分23a的顶板上，用于对定子30降温。每个叶片是通过切割顶板并如图5所示向下弯曲而形成。
另外，在顶轭18的内壁上形成多个凸部28，用于冷却音圈15。进一步，在轭23中形成多个散热孔29，用于对由音圈15加热的空气进行散热。
参照图4，定子30包括具有环形毂31和8个从毂31径向凸出的辐条32的星轮，并且在每个辐条32上缠绕有定子线圈33。毂31固定在圆柱26上。线圈33彼此相连，以便在不同极向激磁。为了改善转子20旋转启动，最好能改变辐条32的长度L。这样，转子20和定子30就组合成同步电机。应该理解该电机可以制为步进电机。
参照图6，转子驱动电路40包括一对NPN晶体管41和43以及一对PNP晶体管42和44，它们交叉相连，并插入有定子线圈33。晶体管41和42的基极与输入端48相连，晶体管43和44的基极通过反相器47与输入端48相连。
在运行中，当向音圈15的输入端19a和19b(图1)施加高频信号时，扬声器膜板14就沿Y方向振动(图1)，产生声音。
当向驱动电路40的输入端48施加大约100-300Hz的低频信号时，在输入信号的高电平时晶体管41和44导通。因而，从Vcc到GND的电流通过晶体管41和44流过了定子线圈33。并且电流以不同的极性流过晶体管43、线圈33。这样，转子20就以驱动低频旋转。因为重块25是偏心安置在转子20上，所以，转子就在径向振动。该振动通过框架1和装置外壳传递给用户身体，因此告知用户有呼叫信号。
另一方面，冷却风扇27对线圈33进行冷却，并且凸部28对音圈11进行冷却。而且，音圈11的热量通过孔29散出。
转子的转速N表示如下N＝60f/P(rpm) (1)其中P是转子的极对数，f是驱动频率。
负荷扭矩TL表示如下TL＝μrRω2M(N·m) (2)其中M是转子重块25的质量，R是转子轴中心16与重块25重心之间的长度，r是转子轴16半径，μ是转子轴16和转子20之间的摩擦系数，ω是转子20的转数(rad/sec)。
因为转子20仅仅负担负荷扭矩TL，所以，装置的功率消耗很小。
如果在通过扬声器膜板14生成声音期间，向输入端48施加低频信号来旋转转子20，第一间隙11内的磁通量密度不会不同于当仅有扬声器膜板14振动时的磁通量密度。因而，由膜板生成的音质即使在转子20旋转时，也不会下降。
虽然在上述实施例中使用同步电机，但其他的电机例如步进电机、直流电机以及别的电机都可以使用。进一步，转子可以放置在定子的外侧。
从前述中，可以了解本发明提供了一种可以同时产生音响和构架振动而不会降低音质的多功能音响装置。在已有技术中，因为扬声器膜板和磁体复合物在相同方向振动，因而增加了装置的厚度。在本发明中的装置中，因为磁体复合物旋转，所以装置的厚度得以减小。
而且，在音响装置中配置的线圈通过冷却器件冷却，因而改进了音响装置的功能。
虽然本发明是通过结合较佳说明实施例进行描述，但必须了解的是这些描述的目的在于说明而不是限定由下述权利要求所定义的本发明范畴。
权利要求
1.一种多功能音响装置，其特征在于，包括框架；具有轭并由所述框架可旋转地支撑的转子；配置在所述框架的中央部分的定子；配置在所述轭上的环形第一永久磁铁；配置在所述轭上的环形第二永久磁铁；由所述框架支撑的膜板；固定在所述膜板上并插入在由所述第一永久磁铁形成的间隙中的音圈；至少两个配置在所述定子上的线圈，用于在所述转子和所述定子之间形成磁通量来旋转转子。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子通过中心轴可旋转地安置在所述框架上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括配置在所述转子上用于在转子旋转期间振动转子的偏心装置。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定子包括具有毂和多个辐条的星轮。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线圈配置在所述星轮的辐条上。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轭具有中心向上圆柱部分，并且所述定子放置在所述圆柱部分中。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述偏心装置是偏心地配置在所述转子中的重块。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，进一步包括安置在所述第一永久磁铁上的环形顶轭，用于在所述顶轭和轭的圆柱部分之间形成间隙。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括用于为旋转所述转子而激磁线圈的驱动电路。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转子和定子形成同步电机。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二永久磁铁的周边具有对应于定子辐条的多个磁极。
全文摘要
具有轭的转子由框架可旋转支撑,并且在框架中央部分处配置有定子。在轭上配置环形第一永久磁铁,并且在轭上配置有环形第二永久磁铁。膜板由框架支撑,并且音圈固定在膜板上,并且插入在由第一永久磁铁所形成的间隙中。在定子上配置有至少两个线圈,用于在转子和定子之间形成磁通量,以便旋转转子。
文档编号H02K1/27GK1367633SQ0210283
公开日2002年9月4日 申请日期2002年1月24日 优先权日2001年1月24日
发明者小林孝, 二階堂旦 申请人:株式会社西铁城电子