專利名稱：振動(dòng)裝置、噴氣流產(chǎn)生裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成施加振動(dòng)給氣體以產(chǎn)生氣體噴氣流的振動(dòng)裝置，更具體而言，涉及包括振動(dòng)裝置的噴氣流產(chǎn)生裝置和包括噴氣流產(chǎn)生裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
一個(gè)公知問題是，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的性能提高，從發(fā)熱體(諸如，集成電路(IC))散發(fā)的熱量增加。已經(jīng)提出各種散熱技術(shù)，并且已生產(chǎn)出采用這些技術(shù)的產(chǎn)品。作為一種散熱的方法，將由金屬(諸如，鋁)構(gòu)成的散熱片設(shè)置成與IC接觸，使得熱從IC傳遞到散熱片。作為另一種散熱的方法，例如，可以使用風(fēng)扇將低溫空氣導(dǎo)入發(fā)熱體周圍、強(qiáng)制排出PC機(jī)殼中的熱空氣來散熱。而且，當(dāng)強(qiáng)制風(fēng)扇排出散熱片周圍的熱空氣時(shí)，散熱片和風(fēng)扇可以用于增加發(fā)熱體和在散熱片中的空氣的接觸面積。
但是，通過風(fēng)扇強(qiáng)制抽出空氣造成在較低流速側(cè)的散熱片表面產(chǎn)生熱邊界層。結(jié)果，熱沒有有效地從散熱片散出。為了解決這個(gè)問題，例如，通過增加風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)速能夠減小熱邊界層的厚度。但是，為了增加風(fēng)速，風(fēng)扇每單位時(shí)間旋轉(zhuǎn)數(shù)必須增加。結(jié)果，由于風(fēng)扇移過空氣，產(chǎn)生噪聲，諸如風(fēng)的噪聲。
還有一種從散熱片到外部空氣的有效散熱方法，不用風(fēng)扇作為空氣吹動(dòng)裝置，而是用周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)片破壞熱邊界層(例如，參見日本未審專利申請公開號2000-223871，2000-114760，2-213200和3-116961)。特別是，根據(jù)日本未審專利申請公開號2-213200和3-116961的裝置的每一個(gè)包括大致將腔室內(nèi)部空間分成兩半的振動(dòng)片，設(shè)置在腔室中以支撐振動(dòng)片的彈性體，和用于使振動(dòng)片振動(dòng)的振動(dòng)裝置。在該裝置中，例如，當(dāng)振動(dòng)片沿向上方向位移時(shí)，腔室上部空間的容積減小。結(jié)果，在腔室上部空間中的壓力增大。因?yàn)樯喜靠臻g通過排氣口與外部空氣連通，在上部空間中升高的壓力使得在上部空間內(nèi)部的一些空氣被排出到外部。同時(shí)，在振動(dòng)片上部空間相反側(cè)的腔室下部空間的容積增大，造成下部空間壓力減小。因?yàn)橄虏靠臻g通過排氣口與外部空氣連通，在下部空間中減小的壓力造成在排氣口附近的一些外部空氣被吸入下部空間。相反，當(dāng)振動(dòng)片向下方向位移時(shí)，腔室上部空間的容積增大。結(jié)果，在腔室上部空間的壓力減小。因?yàn)樯喜靠臻g通過排氣口與外部空氣連通，在上部空間中減小的壓力造成在排氣口附近的一些外部空氣被吸入上部空間。同時(shí)，在振動(dòng)片上部空間相反側(cè)的腔室下部空間的容積減小，造成下部空間壓力增大。下部空間升高的壓力造成上部空間內(nèi)的一些空氣排到外部。例如，振動(dòng)片被電磁力驅(qū)動(dòng)。通過以往復(fù)的方式驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片，將腔室內(nèi)的空氣排出到外部的運(yùn)動(dòng)和將外部空氣帶入腔室的運(yùn)動(dòng)周期性地重復(fù)。結(jié)果，通過振動(dòng)片的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空氣的脈動(dòng)流。該脈動(dòng)流撞擊發(fā)熱體，諸如，散熱片(散熱器)，使散熱片表面上的熱邊界層被有效地破壞。因此，散熱片被有效地冷卻。
但是，當(dāng)發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量很大時(shí)，需要具有高冷卻能力的裝置，即，具有大排氣量的裝置。特別是，因?yàn)橹醒胩幚砥?CPU)產(chǎn)生的熱量每年都在增加，需要有效地冷卻CPU。為了增加排氣量，能增加振動(dòng)片的振幅。但是，如果振幅增加太多，振動(dòng)片會彎曲，振動(dòng)將不會有效地傳遞給氣體。結(jié)果，將產(chǎn)生極大的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例解決上述相同的問題和有關(guān)已知設(shè)備的其它問題，提供能夠抑制噪聲、不減少排氣量的振動(dòng)裝置，包括該振動(dòng)裝置的噴氣流產(chǎn)生裝置，和包括噴氣流產(chǎn)生裝置的電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動(dòng)裝置設(shè)置成振動(dòng)機(jī)殼內(nèi)的氣體，以通過在機(jī)殼中形成的開口以脈動(dòng)流方式排放氣體，振動(dòng)裝置包括機(jī)架、振動(dòng)片、連接機(jī)架并設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片的支撐部件、和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片并包括連接機(jī)架和音圈體的磁路部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，音圈體設(shè)置成防止音圈體接觸磁路部件，并且通過磁路部件產(chǎn)生的磁場、以音圈體可移動(dòng)的方式連接振動(dòng)片。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)設(shè)置成防止音圈體接觸磁路部件的音圈體，抑制由于音圈體接觸磁路部件造成的不需要的噪聲。因此，例如，當(dāng)不降低振動(dòng)片的頻率和振幅、保持預(yù)定的排氣量時(shí)，能夠抑制噪聲。
例如，氣體是空氣。但是，氣體不限于空氣，取而代之，可以是惰性氣體，諸如氮?dú)?、氦氣、氬氣或任何其它氣體。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁路部件包括沿振動(dòng)片的振動(dòng)方向磁化的磁體；和磁軛，其具有沿振動(dòng)方向在第一位置連接磁體的振動(dòng)片側(cè)的磁片，和在磁片之間形成磁隙和在磁體之間形成間隔的磁圓筒(magnetic cylinder)。音圈體包括頂端、線圈和其上纏繞線圈的線圈軸。音圈體在間隔中沿振動(dòng)方向移動(dòng)，以至少防止頂端和線圈之一接觸磁路部件。如果音圈體沿不同于振動(dòng)方向的方向傾斜，音圈體的頂端可以接觸磁路部件。因此，音圈體能夠移動(dòng)，使得至少頂端或線圈之一不接觸磁路部件。
支撐部件在第二位置支撐振動(dòng)片，第二位置是沿振動(dòng)方向、在基本上垂直于振動(dòng)片的振動(dòng)方向的平面上的位置。音圈體的頂端設(shè)置在沿振動(dòng)方向離開第二位置預(yù)定距離的第三位置。預(yù)定距離取決于第三長度的函數(shù)，第三長度是第一長度和第二長度的總和，其中第一長度是從振動(dòng)片中心到平面周邊的最小距離，第二長度是沿與第一長度相同的方向從周邊到機(jī)架的一半長度。
更具體地說，滿足下面的公式d＜[(G-t)R]/(2X)其中d[mm]表示預(yù)定距離，R[mm]表示第三長度，G[mm]表示磁隙，t[mm]表示音圈體在間隔中的厚度，和X[mm]表示當(dāng)振動(dòng)片沿不同于振動(dòng)方向的方向移動(dòng)時(shí)，支撐部件沿振動(dòng)方向的位移，支撐部件設(shè)置在離開振動(dòng)片中心的距離等于第三長度。
當(dāng)包括振動(dòng)裝置的電子設(shè)備從小的便攜式音頻設(shè)備變到大的顯示設(shè)備時(shí)，第三長度R的實(shí)際長度是在5-100mm的范圍內(nèi)。
特別是，當(dāng)?shù)谌L度R是在10-40mm的范圍內(nèi)時(shí)，期望預(yù)定距離d是在0-20mm或0-10mm的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)便攜式設(shè)備要作為包括振動(dòng)裝置的電子設(shè)備提供時(shí)，用于便攜式設(shè)備的多數(shù)實(shí)際第三長度R是在10-40mm的范圍內(nèi)。尤其期望第三長度R實(shí)在25-35mm的范圍內(nèi)。在這種情況下，當(dāng)應(yīng)用上述公式時(shí)，距離d是在0-20mm或0-10mm的范圍內(nèi)。當(dāng)距離d等于零時(shí)，支撐部件在設(shè)置磁片的平面上支撐振動(dòng)片，減小振動(dòng)裝置的厚度。
支撐部件在第二位置支撐振動(dòng)片，第二位置沿振動(dòng)方向離開第一位置預(yù)定距離，在基本上垂直于振動(dòng)方向的平面上，當(dāng)磁隙小于平面上的間隔寬度時(shí)，預(yù)定長度取決于第三長度的函數(shù)，第三長度是第一長度和第二長度的總和，其中第一長度是從振動(dòng)片中心到平面周邊的最小長度，第二長度是沿第一長度的方向從周邊到機(jī)架的一半長度。
在這種情況下，滿足下面的公式d＜[(G-t)R]/(2X)其中d[mm]表示預(yù)定距離，R[mm]表示第三長度，G[mm]表示磁隙，t[mm]表示音圈體在間隔中的厚度，和X[mm]表示當(dāng)振動(dòng)片沿不同于振動(dòng)方向的方向移動(dòng)時(shí)，支撐部件沿振動(dòng)方向的位移，支撐部件設(shè)置在離開振動(dòng)片中心的距離等于第三長度。
在這種情況下，如果考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谌L度R是在10-40mm的范圍內(nèi)時(shí)，期望預(yù)定距離d是在0-10mm或0-5mm的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，音圈體沿振動(dòng)方向在第四位置連接振動(dòng)片，第四位置是不同于沿振動(dòng)方向的第二位置的位置。第四位置比第二位置更靠近磁體，或第四位置比第二位置更遠(yuǎn)離磁體。在這種情況下，振動(dòng)片不必是平的，也可以是圓錐形或者可以設(shè)置側(cè)片。由于提供三維振動(dòng)片代替平的振動(dòng)片，振動(dòng)片的剛性增加，能夠抑制振動(dòng)片的彎曲，能夠有效振動(dòng)。結(jié)果，提高排氣效率。特別是，如果第四位置相對第二位置沿振動(dòng)方向設(shè)置第二位置對面，能夠減小振動(dòng)裝置的厚度。
振動(dòng)片的磁片可以基本上平行于振動(dòng)片的振動(dòng)方向垂直設(shè)置，但是，不限于垂直方向。側(cè)片可以設(shè)置成連續(xù)的結(jié)構(gòu)。換言之，側(cè)片可以設(shè)置在基本上垂直于振動(dòng)方向的平片周邊，或比平片的周邊更靠里。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，振動(dòng)片包括由支撐部件支撐的第一平片，和連接音圈體并基本上平行于第一平片的第二平片。在這種情況下，同樣，振動(dòng)片使三維的，而不是平的，能夠增加振動(dòng)片的剛性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，音圈體沿振動(dòng)方向在基本上與第二位置相同的位置連接振動(dòng)片。在這種情況下，振動(dòng)片經(jīng)常是平的。但是，形狀不限于此。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括振動(dòng)片，振動(dòng)片具有由支撐部件支撐的側(cè)片和連接音圈體的平片。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接音圈體的電源線，電源線沿第一平片和第二平片設(shè)置。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，振動(dòng)片和電源線作為整體移動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止電源線斷裂。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，振動(dòng)片沿基本上垂直于振動(dòng)方向的橫截面成形為圓形、橢圓形、多邊形和具有圓角的多邊形之一。具有圓角的多邊形是用直線和圓弧線圍繞的區(qū)域，可以是具有圓角的任何多邊形。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置包括機(jī)架；具有開口的機(jī)殼，機(jī)殼設(shè)置成支撐機(jī)架和容納內(nèi)部氣體；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過開口以脈動(dòng)流方式排放氣體；與機(jī)架連接的支撐部件，支撐部件設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片；和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括連接機(jī)架的磁路部件和與振動(dòng)片連接的音圈體。音圈體設(shè)置成當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止音圈體接觸磁路部件，音圈體以音圈體通過磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)的方式連接振動(dòng)片。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置，包括有開口并容納內(nèi)部氣體的機(jī)殼；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過開口以脈動(dòng)流方式排放氣體；連接機(jī)殼的支撐部件，支撐部件設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片；和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括連接機(jī)殼的磁路部件和連接振動(dòng)片的音圈體。音圈體設(shè)置成當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止音圈體接觸磁路部件，音圈體以音圈體通過磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)的方式連接振動(dòng)片。
根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備，包括發(fā)熱體；機(jī)架，具有開口并設(shè)置成支撐支架和容納內(nèi)部氣體的機(jī)殼；設(shè)置成振動(dòng)、以通過開口以脈動(dòng)流方式朝發(fā)熱體排放氣體的振動(dòng)片；連接機(jī)架并設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片的支撐部件；和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接機(jī)架的磁路部件和連接振動(dòng)片的音圈體。音圈體設(shè)置成當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止音圈體接觸磁路部件，音圈體通過磁路部件產(chǎn)生的磁場以音圈體可移動(dòng)方式連接振動(dòng)片。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電子設(shè)備，包括發(fā)熱體；機(jī)架，具有開口并容納內(nèi)部氣體的機(jī)殼；設(shè)置成振動(dòng)、以通過開口以脈動(dòng)流方式朝發(fā)熱體排放氣體的振動(dòng)片；連接機(jī)殼并設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片的支撐部件；和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接機(jī)殼的磁路部件和連接振動(dòng)片的音圈體。音圈體設(shè)置成當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止音圈體接觸磁路部件，音圈體通過磁路部件產(chǎn)生的磁場以音圈體可移動(dòng)方式連接振動(dòng)片。
電子設(shè)備可以是計(jì)算機(jī)，諸如膝上型PC或桌上型PC，個(gè)人數(shù)字助手(PDA)，電子詞典，照相機(jī)，顯示設(shè)備，音頻/可視設(shè)備，移動(dòng)電話，游戲設(shè)備，汽車導(dǎo)航設(shè)備，機(jī)器人，或任何其它電子應(yīng)用。發(fā)熱體可以是電子元件，諸如IC或電阻器，或散熱片(散熱器)。但是發(fā)熱體不限于此，可以是任何其它產(chǎn)生熱的裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，不減小排氣量能夠抑制噪聲的產(chǎn)生。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的透視圖；圖2為圖1所示的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖；圖3為圖1所示的致動(dòng)器的橫截面圖；圖4圖解由圖3所示的致動(dòng)器產(chǎn)生的磁場；圖5為具有一個(gè)腔室的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖7為揚(yáng)聲器的橫截面圖；圖8為振動(dòng)裝置主要部件的致動(dòng)器和振動(dòng)片的橫截面圖；圖9圖解當(dāng)振動(dòng)片沿振動(dòng)方向振動(dòng)時(shí)，在傾斜狀態(tài)的音圈體和振動(dòng)片；圖10圖解圖9所示的Y變化量；圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖15為圖14所示的振動(dòng)裝置的振動(dòng)片在水平振動(dòng)造成的傾斜狀態(tài)；圖16為圖14所示振動(dòng)裝置的致動(dòng)器的放大橫截面圖；圖17為圖15所示振動(dòng)裝置的致動(dòng)器的放大橫截面圖；圖18為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖19圖解圖18所示的振動(dòng)裝置的振動(dòng)片在水平振動(dòng)造成的傾斜狀態(tài)；圖20圖解圖9所示的Y變化量；圖21為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖22為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖；圖23為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖；圖24為圖23所示的噴氣流產(chǎn)生裝置的變型的橫截面圖；
圖25A-25E為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)片形狀的平面圖；圖26A-26E為根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的振動(dòng)片和彈性支撐部件的平面圖；圖27為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖；圖28為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的機(jī)殼平面圖；圖29為包括圖1所示的噴氣流產(chǎn)生裝置的膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)的透視圖和局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的透視圖。圖2為圖1所示的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖。
噴氣流產(chǎn)生裝置10包括后部是圓形的機(jī)殼1和設(shè)置在機(jī)殼1內(nèi)部的振動(dòng)裝置15。在機(jī)殼1的正面1a，提供多排噴嘴2a和2b。如圖2所示，機(jī)殼1內(nèi)部被連接振動(dòng)裝置15的連接件7分成上腔11a和下腔11b。在設(shè)置噴嘴2a和2b的機(jī)殼1正面1a上、在對應(yīng)于噴嘴2a和2b的位置分別形成開口12a和12b。這樣，上腔11a和下腔11b與機(jī)殼1的外部連通。上腔11a和下腔11b基本上具有相同的容積。因?yàn)檎駝?dòng)裝置15設(shè)置在上腔11a，上腔11a沿圖2的垂直方向的厚度大于下腔11b的厚度。這樣，從噴嘴2a和2b交替送出的空氣量相等，增加振動(dòng)裝置的安靜性。
例如，振動(dòng)裝置15具有與揚(yáng)聲器相似的結(jié)構(gòu)。振動(dòng)裝置15包括機(jī)架4、安裝在機(jī)架4上并起驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用的致動(dòng)器5、和用彈性支撐部件6連接支架4的振動(dòng)片3。機(jī)架4具有圓形口4a，用于讓機(jī)殼1內(nèi)部的空氣流入和流出該機(jī)架4。圓形口4a可以包括多個(gè)口或至少一個(gè)長孔。
例如，振動(dòng)片3由樹脂、紙或金屬構(gòu)成。如果振動(dòng)片3由紙構(gòu)成，能夠明顯減輕振動(dòng)片3的重量。紙不能象樹脂那樣自由成形。但是，紙?jiān)跍p輕設(shè)備重量上具有優(yōu)勢。如果振動(dòng)片3由樹脂構(gòu)成，振動(dòng)片3能夠模制成任何期望的形狀。如果振動(dòng)片3由金屬構(gòu)成，有些類型的金屬諸如鎂很輕并且能夠用注射模制。因此，能夠選擇期望的金屬構(gòu)成振動(dòng)片3。
圖3是致動(dòng)器5的放大橫截面圖。例如，致動(dòng)器5包括沿振動(dòng)片3的振動(dòng)方向S被磁化的磁體14，和連接磁體14的平盤形磁軛18，其中磁體14和平磁軛18設(shè)置在圓筒磁軛(cylindrical yoke)8的內(nèi)側(cè)。磁體14、圓筒磁軛8和平磁軛18產(chǎn)生磁場，如圖4所示，從而構(gòu)成磁路。在下文中，磁體14、圓筒磁軛8和平磁軛18也稱作磁路部件。音圈體19從磁體14和圓筒磁軛8之間形成的間隔移入和移出。音圈體19是纏繞線圈17的線圈軸9。換言之，致動(dòng)器5由音圈電機(jī)構(gòu)成。例如，線圈17經(jīng)過電源線16接收來自驅(qū)動(dòng)IC(在圖中未示出)的電信號。圓筒磁軛8固定在機(jī)架4內(nèi)部的中心。線圈軸9固定在振動(dòng)片3的表面。
平磁軛18例如是平盤形，如上所述。但是，平磁軛18的形狀沒有限制，可以用橢圓或矩形代替。圓筒磁軛8例如是圓筒形，如上所述。但是，圓筒磁軛8可以改為棱形?？梢云谕峁﹫A筒磁軛8和平磁軛18，使得圓筒磁軛8和平磁軛18沿垂直于振動(dòng)方向S的橫截面形狀與振動(dòng)片3的相反表面的形狀相同。
機(jī)殼1例如由樹脂、橡膠或金屬構(gòu)成。樹脂和橡膠適于大批量生產(chǎn)，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀啄Ｖ?。如果機(jī)殼1由樹脂或橡膠構(gòu)成，在驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生的噪聲和通過振動(dòng)片3的振動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)的噪聲能夠被抑制。由于用樹脂或橡膠構(gòu)成機(jī)殼1，提高聲音消聲率，并且能夠抑制噪聲。而且，由于用樹脂或橡膠構(gòu)成機(jī)殼1，能夠降低機(jī)殼的重量和生產(chǎn)成本。如果機(jī)殼1通過注射模制由樹脂構(gòu)成，噴嘴2a和2b能夠與機(jī)殼1形成一體。如果機(jī)殼1由高導(dǎo)熱性的材料構(gòu)成，諸如金屬，在致動(dòng)器5上產(chǎn)生的熱能夠傳遞給機(jī)殼1，然后，散發(fā)到機(jī)殼1的外部。金屬可以是鋁或銅。當(dāng)考慮導(dǎo)熱性時(shí)，不僅金屬適合，而且碳也適合。還有可能使用鎂，其是能夠注射模制的金屬。如果致動(dòng)器5的磁路產(chǎn)生的磁場影響設(shè)備中的其它裝置，必須采取措施以防止磁場泄漏。作為一種措施，機(jī)殼1可以由磁性材料構(gòu)成，諸如鐵。這樣能夠明顯減少磁場的泄漏。如果設(shè)備在高溫環(huán)境或在特殊條件下使用，機(jī)殼1可由陶瓷構(gòu)成。
如上所述，當(dāng)機(jī)殼1由具有高導(dǎo)熱性的材料構(gòu)成時(shí)，能夠散熱，也期望機(jī)架4由具有高導(dǎo)熱性的材料構(gòu)成。同樣在這種情況下，機(jī)架4由金屬或碳構(gòu)成。但是，當(dāng)不考慮導(dǎo)熱性時(shí)，機(jī)架4例如可以由樹脂構(gòu)成。如果使用樹脂，能夠通過注射模制以低生產(chǎn)成本構(gòu)成重量輕的機(jī)架。部分機(jī)架4可以由磁性材料構(gòu)成。相同的磁性材料可以用于構(gòu)成致動(dòng)器5的磁軛，以增加磁感應(yīng)強(qiáng)度。
彈性支撐部件6例如由橡膠或樹脂構(gòu)成。彈性支撐部件6具有波紋形結(jié)構(gòu)并且從頂部看時(shí)為圓形。振動(dòng)片3主要被致動(dòng)器5支撐。但是，彈性支撐部件6也支撐振動(dòng)片3，以防止水平振動(dòng)，即，垂直于振動(dòng)片3的振動(dòng)方向S的方向上的振動(dòng)。如上所述，彈性支撐部件6將上腔11a和下腔11b分開，當(dāng)振動(dòng)片3振動(dòng)時(shí)，防止空氣在上腔11a和下腔11b之間流動(dòng)。期望波紋形彈性支撐部件6具有一個(gè)山脊起伏和一個(gè)山谷起伏，如圖2所示。如果僅提供一個(gè)山脊起伏或僅提供一個(gè)山谷起伏，彈性支撐部件6在圖2的垂直方向會是長的，增加致動(dòng)器5的厚度。另一方面，如果提供多個(gè)山脊起伏和山谷起伏，振動(dòng)片3的振動(dòng)會造成彈性支撐部件6以復(fù)雜的方式運(yùn)動(dòng)，降低致動(dòng)器5的效率。
但是，彈性支撐部件6的結(jié)構(gòu)不限于圖6所示的結(jié)構(gòu)，可以僅有一個(gè)山脊起伏或僅有一個(gè)山谷起伏，或可以有多個(gè)山脊起伏和山谷起伏。而且，彈性支撐部件6可以具有平的橫截面，而不是圖2所示的S形橫截面。
在上述結(jié)構(gòu)中，在機(jī)殼1上設(shè)置噴嘴2a和2b。但是，取而代之，也可以在機(jī)殼1上形成單個(gè)開口。
下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的噴氣流產(chǎn)生裝置10的操作。
例如，當(dāng)正弦交流電壓施加到致動(dòng)器5上時(shí)，振動(dòng)片3按正弦模式振動(dòng)。結(jié)果，上腔11a和下腔11b的容積變化。因?yàn)樯锨?1a和下腔11b的容積變化，上腔11a和下腔11b的壓力變化。結(jié)果，通過噴嘴2a和2b產(chǎn)生空氣的脈動(dòng)流。例如，當(dāng)振動(dòng)片3沿著使上腔11a的容積增大的方向位移時(shí)，上腔11a中的壓力減小，而下腔11b中的壓力增大。這樣，機(jī)殼1外部的空氣通過噴嘴2a流入上腔11a，而在下腔11b中的空氣通過噴嘴2b排放到外部。相反，當(dāng)振動(dòng)片3沿著使上腔11a的容積減小的方向位移時(shí)，上腔11a中的壓力增大，而下腔11b中的壓力減小。這樣，上腔11a中的空氣通過噴嘴2a排放到外部，而機(jī)殼1外部的空氣通過噴嘴2b流入下腔11b。當(dāng)從噴嘴2a和2b排放空氣時(shí)，在噴嘴2a和2b附近區(qū)域的壓力減小。結(jié)果，在噴嘴2a和2b附近區(qū)域的空氣被吸入噴嘴2a和2b。這樣就產(chǎn)生組合噴氣流。通過朝發(fā)熱體和高溫區(qū)域排放該組合噴氣流，發(fā)熱體和高溫區(qū)域被冷卻。
當(dāng)從噴嘴2a和2b排放空氣時(shí)，從每個(gè)噴嘴2a和2b產(chǎn)生噪聲。但是，因?yàn)樵趪娮?a中產(chǎn)生的噪聲聲波與在噴嘴2b中產(chǎn)生的噪聲聲波相位相反，噪聲被衰減。結(jié)果，噪聲被減小，能夠提供安靜的設(shè)備。
圖5為僅有一個(gè)腔室的噴氣流產(chǎn)生裝置的橫截面圖。在噴氣流產(chǎn)生裝置20中，通過將振動(dòng)裝置15固定在機(jī)殼21的上開口中，在機(jī)殼21內(nèi)部形成腔室11。腔室11與外部噴嘴2連通。機(jī)殼21的形狀可以與圖1所示的相同，其中與噴嘴2相反的后部是圓形，但不限于此。在具有這種結(jié)構(gòu)的噴氣流產(chǎn)生裝置20中，振動(dòng)片3沿圖中的垂直方向移動(dòng)，根據(jù)腔室11中的壓力變化，從腔室11送出空氣或?qū)⒖諝鈳肭皇?1中。這樣，既使當(dāng)僅設(shè)置一個(gè)腔室11，空氣能夠以脈動(dòng)流排放。
接下來，描述在噴氣流產(chǎn)生裝置10或20中的振動(dòng)裝置的操作。在描述操作之前，參照圖6和7描述用于振動(dòng)片的水平振動(dòng)的阻止裝置。
如圖6所示，側(cè)片13a垂直設(shè)置在包括振動(dòng)裝置25的振動(dòng)片13周圍。振動(dòng)片13的橫截面沿垂直于振動(dòng)片13的振動(dòng)方向S的平面例如是圓形。由于設(shè)置側(cè)片13a，振動(dòng)片13的剛性增加。結(jié)果，能夠有效地改變被擠壓的空氣。而且，因?yàn)檎駝?dòng)片13更不容易變形，能夠降低過量的噪聲。側(cè)片13a不是直接用于防止水平振動(dòng)。但是，由于設(shè)置側(cè)片13a，沿振動(dòng)方向S能夠設(shè)置兩個(gè)彈性支撐部件6。結(jié)果，與僅設(shè)置一個(gè)彈性支撐部件6相比，防止振動(dòng)片13沿不同于振動(dòng)方向S的方向移動(dòng)，即，防止振動(dòng)片13沿圖9所示的方向傾斜和防止水平振動(dòng)。
圖7所示的振動(dòng)裝置35包括彈性支撐部件6和防止振動(dòng)片3水平振動(dòng)的另一彈性支撐部件(防止水平振動(dòng)的阻尼器)26。振動(dòng)裝置35基本上具有與典型揚(yáng)聲器相同的結(jié)構(gòu)。
因?yàn)檎駝?dòng)裝置25和35能夠防止水平振動(dòng)，它們有利于抑制由于水平振動(dòng)(如圖9所示)引起的音圈體19的傾斜和接觸磁路部件產(chǎn)生的噪聲。
例如，如果噴氣流產(chǎn)生裝置安裝在便攜式電子設(shè)備中，諸如膝上型PC，期望噴氣流產(chǎn)生裝置基本上與已知的軸向風(fēng)扇尺寸相同，以便獲得預(yù)定排氣量。如附圖所示，諸如圖2，如果振動(dòng)片3和彈性支撐部件6是圓形，它們的直徑(例如，在下述圖8中的R×2)是在大約40-80mm或大約50-80mm的范圍內(nèi)，機(jī)殼1的厚度小于20mm。為了用這種尺寸的噴氣流產(chǎn)生裝置獲得足夠的冷卻能力，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，期望振動(dòng)片的振動(dòng)在大約4mmp-p(峰與峰)(即，大約2mm的振幅)中振動(dòng)。通過增加振動(dòng)頻率能夠減小振幅。但是，當(dāng)頻率大于50Hz時(shí)，噪聲增大。因此，為了提供能夠提供預(yù)定排氣量的低噪聲噴氣流產(chǎn)生裝置，振幅應(yīng)該是大約4mmp-p。直徑大約為50mm、厚度小于20mm、和大約4mmp-p的振動(dòng)的噴氣流產(chǎn)生裝置甚至連揚(yáng)聲器也不能實(shí)現(xiàn)。
包括振幅為4mm的振動(dòng)片的揚(yáng)聲器是低范圍至中范圍的擴(kuò)音揚(yáng)聲器。為了獲得這種大振幅，彼此離開地設(shè)置兩個(gè)彈性支撐部件6，如圖6所示，并設(shè)置用于防止水平振動(dòng)的阻尼器26，如圖7所示。但是，當(dāng)振動(dòng)片13用兩個(gè)彈性支撐部件6支撐時(shí)，如圖6和7所示，施加到振動(dòng)片13上的阻力大于施加到僅被一個(gè)彈性支撐部件支撐的振動(dòng)片上的阻力。因此，被致動(dòng)器5消耗的電能增加。如果僅設(shè)置一個(gè)彈性支撐部件，當(dāng)振動(dòng)片用大振幅振動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生水平振動(dòng)，結(jié)果，如上所述產(chǎn)生噪聲。
盡管包括上述噴氣流產(chǎn)生裝置10或20的振動(dòng)裝置15僅包括一個(gè)彈性支撐部件6，當(dāng)通過下述結(jié)構(gòu)明顯減小水平振動(dòng)時(shí)，施加到振動(dòng)片3的阻力減小。這樣，防止音圈體19與磁路部件接觸。下面詳細(xì)描述該結(jié)構(gòu)。
圖8為振動(dòng)裝置15的主要部件中的致動(dòng)器5和振動(dòng)片3的橫截面圖。圖9圖解當(dāng)振動(dòng)片3沿振動(dòng)方向S振動(dòng)時(shí)，音圈體19和振動(dòng)片3在傾斜狀態(tài)。振動(dòng)片3的水平振動(dòng)量化如下點(diǎn)O是在圖中的水平方向的振動(dòng)片3的中心；G[mm]表示圓筒磁軛8和磁體14之間的間隔寬度(其等于磁隙，如下所述)；t[mm]表示音圈體19在間隔中的厚度；r[mm]表示從振動(dòng)片3的中心到音圈體19的垂直壁的距離；R[mm]表示從振動(dòng)片3的中心到周邊的距離和從周邊到機(jī)架4的一半距離(即，從中心O到點(diǎn)P的距離)的總和；d[mm]表示支撐振動(dòng)片3周邊的彈性支撐部件6的位置[2](即，第二位置)與音圈體19的頂端19a的位置[3](即，第三位置)、沿振動(dòng)方向S的距離；點(diǎn)P是在從振動(dòng)片3的周邊到機(jī)架4的距離之間半途的彈性支撐部件6的位置；X[mm]表示當(dāng)振動(dòng)片3傾斜時(shí)(參照圖9)，點(diǎn)P沿振動(dòng)方向S(即，垂直的振動(dòng)方向)的位移；和Y[mm]表示當(dāng)點(diǎn)P的位移等于X(參照圖9)時(shí)，音圈體19的頂端19a沿垂直于振動(dòng)方向S的方向的位移。
厚度t是線圈軸9與纏繞線圈軸9的線圈17的厚度的總和。對于圖8和9所示的結(jié)構(gòu)，上述間隔的寬度G基本上與平磁軛18和圓筒磁軛8之間的間隙(即，磁隙)相同，因?yàn)槠酱跑?8的直徑基本上等于磁體14的直徑。
當(dāng)點(diǎn)P位移X時(shí)，振動(dòng)片3的旋轉(zhuǎn)基本上以點(diǎn)O為中心。如圖10所示，當(dāng)振動(dòng)片3繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)角度θ時(shí)，直角三角形RX和直角三角形dy相似。因此，位移Y能夠用下面的公式表示Y≈(d·x)/R (1)因?yàn)槲灰芛非常小，取決于r的位移(例如，在圖中由于傾斜引起的振動(dòng)片3的旋轉(zhuǎn)造成的音圈體19的頂端19a向上的位移，如圖9所示)能夠忽略。因此，公式1是位移Y的滿意近似值。
在間隔G中用于音圈體19的邊緣m能夠用下面的公式表示m＝(G-t)/2 (2)其中，m表示音圈體19一側(cè)的邊緣。這里，假定間隔G對于音圈體19的每一側(cè)是相等的。根據(jù)設(shè)計(jì)，不是內(nèi)邊緣，就是外邊緣可以比另一個(gè)大。無論如何，如果音圈體19的頂端19a的位移Y超過邊緣m，頂端19a接觸磁路部件。為了讓頂端19a不接觸磁路部件，必須保持以下關(guān)系Y＜m (3)因此，從公式1、2和3，保持以下關(guān)系[(d·x)/R]＜[(G-t)/2](4)換言之，為了讓頂端19a不接觸磁路部件，距離d應(yīng)該滿足以下公式d＜[(G-t)R]/(2X) (5)根據(jù)公式5，從被彈性支撐部件6支撐的振動(dòng)片3的支撐表面上的第二位置[2]到頂端19a的距離d越小，音圈體19越不可能與磁路部件接觸。如果位移X大約是0.5mm，其是實(shí)際值，距離d滿足以下關(guān)系d＜(G-t)R(6)當(dāng)長度R在10-40mm或15-35mm范圍內(nèi)，位移X大約是0.5mm。
這里，實(shí)際上由發(fā)明者提出的振動(dòng)裝置的尺寸計(jì)算距離d。發(fā)明者提出的振動(dòng)裝置的尺寸是G＝0.94mm，t＝0.35mm，R＝22mm，和r＝8mm，和d＝13mm。在發(fā)明者提出的致動(dòng)器中，將距離d設(shè)定在發(fā)明者提出的13mm以下，既使當(dāng)僅提供一個(gè)彈性支撐部件6時(shí)，也防止由音圈體19接觸磁路部件產(chǎn)生的噪聲。根據(jù)試驗(yàn)，噪聲可靠地降低，并且提高設(shè)備的安靜性。當(dāng)長度R是在10-40mm的范圍內(nèi)時(shí)，距離d可以在0-20mm的范圍內(nèi)，尤其期望是0-10mm。
這些值取決于振動(dòng)裝置15的部件尺寸和邊緣。但是，當(dāng)振動(dòng)裝置15用于膝上型PC時(shí)，如上所述，期望距離d是20mm或更小，更期望是10mm或更小。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)通過將距離d設(shè)置到合適值振動(dòng)振動(dòng)片3時(shí)，能夠防止音圈體19接觸磁路部件。這樣，當(dāng)保持預(yù)定排氣量不降低振動(dòng)片3的頻率和振幅時(shí)，能夠抑制噪聲。換言之，根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，當(dāng)保持近似等于擴(kuò)音揚(yáng)聲器的振幅時(shí)，盡管振動(dòng)片3的直徑相當(dāng)小，能夠防止由于水平振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。
而且，因?yàn)閮H需要一個(gè)彈性支撐部件6，耗電低，結(jié)構(gòu)簡單，重量減輕。而且，因?yàn)橐羧w19和磁路部件不接觸，致動(dòng)器5的耐用性提高。
如上所述，長度R是在10-40mm范圍內(nèi)，但不限于此。作為包括根據(jù)本實(shí)施例的振動(dòng)裝置15和噴氣流產(chǎn)生裝置10的小電子設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)包括閃存和硬盤的音頻播放器或IC錄音器。作為包括根據(jù)本實(shí)施例的振動(dòng)裝置15和噴氣流產(chǎn)生裝置10的大電子設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)20英寸顯示裝置、30英寸顯示裝置，或大于50英寸的顯示裝置。因此，長度R可以在5-100mm的范圍內(nèi)。當(dāng)長度R大于40mm時(shí)，期望驅(qū)動(dòng)振幅大于4mmp-p的振動(dòng)片3，如上所述。
圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖。根據(jù)該實(shí)施例的振動(dòng)裝置45的振動(dòng)片13的結(jié)構(gòu)包括側(cè)片13a，并具有例如與圖6所示的振動(dòng)片13的相同結(jié)構(gòu)。側(cè)片13a的下部邊緣被彈性支撐部件6支撐在第二位置[2]的支撐表面上。音圈體19的頂端19a位于第三位置[3]，如圖11所示。同樣，在這種情況下，形成振動(dòng)裝置45，使得第二位置[2]和第三位置[3]之間的距離d滿足公式5和6，如上所述。這樣，能夠防止音圈體19接觸磁路部件，諸如磁體14、圓筒磁軛8和平磁軛18。根據(jù)如圖11所示的結(jié)構(gòu)，距離d相當(dāng)大，因?yàn)橹伪砻?即，第二位置[2])相對線圈軸9連接振動(dòng)片13的連接表面(即，第四位置[4])來說，是在更遠(yuǎn)離音圈體19的位置。換言之，支撐表面(即，第二位置[2])位于側(cè)片13a的下部邊緣。期望距離d最小，從而滿足公式5和6。距離d越小，音圈體19越不可能接觸磁路部件。
因此，如圖12所示，圖解根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置35，振動(dòng)片13在振動(dòng)方向S可以設(shè)成面對圖11所示的相反方向。當(dāng)振動(dòng)片13面對相反方向時(shí)，側(cè)片13a在圖中垂直向上設(shè)置，使得支撐表面(即，第二位置[2])設(shè)置在側(cè)片13a的上部邊緣。這樣，與圖11所示的情況相比，能夠減小距離d。當(dāng)振動(dòng)片成形為錐體時(shí)，支撐表面(即，第二位置[2])能夠設(shè)置在振動(dòng)片的上部邊緣，如圖3所示的振動(dòng)片3。這樣，能夠減小距離d。圖12所示的振動(dòng)裝置55和圖13所示的振動(dòng)裝置65都很薄，并且防止音圈體接觸磁路部件。
在下面的描述中，線圈軸9安裝在振動(dòng)片3上位置定義為第四位置[4]。在下面，第四位置[4]比第二位置[2]更遠(yuǎn)離磁體24。但是，對于圖8和11所示的振動(dòng)裝置，第四位置[4]比第二位置[2]更靠近磁體14。
圖14為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的橫截面圖。圖16為圖14所示的振動(dòng)裝置的致動(dòng)器105的放大橫截面圖。在振動(dòng)裝置75中包括的振動(dòng)片23例如成形為平片。如果振動(dòng)片23是平的，振動(dòng)片23被彈性支撐部件6支撐的位置(即，第二位置[2])與線圈軸9連接振動(dòng)片23的位置(即，上述第四位置)基本上相同。因?yàn)檎駝?dòng)片23是平的，它的結(jié)構(gòu)簡單。當(dāng)振動(dòng)片23振動(dòng)并在腔室中產(chǎn)生壓差時(shí)，簡單結(jié)構(gòu)防止空氣成旋渦。結(jié)果，能夠降低由空氣流產(chǎn)生的噪聲。
設(shè)置在振動(dòng)裝置75的磁體24上的片形磁軛38的直徑大于磁體24的直徑。用于容納磁體24的磁軛28例如是圓筒形，如圖16所示，并且突起部分28a向內(nèi)突出，以形成磁隙G。在這種情況下，磁隙G最小，它小于磁體24和圓筒磁軛28的內(nèi)圓周面28b之間間隙的寬度F。在這種情況下，例如，如果振動(dòng)片23由于水平振動(dòng)傾斜，如圖15和17所示，音圈體19的部分線圈17在圖17所示的虛線圓B表示的位置接觸突起部分28a。音圈體19的頂端19a可能接觸內(nèi)圓周面28b，但是，在這之前，音圈體19的線圈17在圓圈B的位置接觸突起部分28a。這樣，音圈體19的位移Y(參見圖15)越小，部分音圈體19越靠近被彈性支撐部件6支撐的振動(dòng)片23的支撐表面(即，第二位置[2])。這種結(jié)構(gòu)提供用于振動(dòng)片23傾斜的更大邊緣。根據(jù)磁隙G的尺寸，與音圈體19的頂端19a接觸磁路部件相比，音圈體19更不更接觸圓圈B中的突起部分28a。
如圖14所示，在振動(dòng)裝置75中，沿振動(dòng)方向S設(shè)置在磁體24上的片形磁軛38的中心位置定義為第一位置[1]。如果第一位置[1]和第二位置[2]之間的距離用d′來表示，如果滿足下列公式(與公式5相似)，音圈體19不接觸磁路部件d′＜[(G-t)R]/(2X)(7)通常，容易設(shè)計(jì)振動(dòng)裝置75，使得距離d′小于距離d。根據(jù)這種設(shè)計(jì)，音圈體19的位移很小，但是用于傾斜的邊緣很大。與公式6相似，當(dāng)實(shí)際值定為位移X時(shí)，下列關(guān)系保留用于d′d′＜(G-t)R (8)為了易于比較圖8和16，距離d′在圖8中也示出。而且，第一位置[1]在圖11-13中也示出。
當(dāng)長度R是在10-40mm的范圍內(nèi)時(shí)，距離d′是在1-10mm或更期望在0-5mm的范圍內(nèi)。
為了增加用于在振動(dòng)裝置75中的振動(dòng)片23傾斜的邊緣，其具有圖14所示的結(jié)構(gòu)，片形磁軛38的連接位置(即，第一位置[1])和振動(dòng)片23的支撐位置(即，第二位置[2])應(yīng)該移動(dòng)得更靠近。換言之，振動(dòng)裝置應(yīng)該設(shè)計(jì)成距離d′等于零，如圖18所示，圖18圖解根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置85。振動(dòng)裝置85包括振動(dòng)片13，它的側(cè)片13a在側(cè)片13a的上部邊緣被彈性支撐部件6支撐。
圖19圖解在水平振動(dòng)造成的傾斜狀態(tài)、圖18所示的振動(dòng)裝置85的振動(dòng)片。在這種情況下，角度θ能夠表示為如下θ＝tan-1(X/R) (9)如圖20所示，在放大三角形(其如圖19的下部區(qū)域所示)的圓筒內(nèi)圓周面28b和片形磁軛38的磁隙(即，從中心O測量的距離r)處的音圈體19的位移Y，能夠用下面的公式表示，盡管位移Y在公式7中被忽略Y＝r(1-cosθ)(10)圖8和9所示的結(jié)構(gòu)也滿足公式10。
這里，與上述情況相似，如果G＝0.94mm，t＝0.35mm，R＝22mm，和r＝8mm，從公式9和19可以得出θ＝1.3°和Y＝2μm。換言之，盡管音圈體19在磁隙處的位移能夠基本上被忽略，振動(dòng)裝置85具有能夠可靠補(bǔ)償傾斜的結(jié)構(gòu)。因此，能夠窄化磁隙G。結(jié)果，提高磁效率。因此，降低能耗。
圖21為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置95的橫截面圖。振動(dòng)裝置95的振動(dòng)片33在比音圈體19設(shè)置的位置更靠近磁體24的位置包括法蘭33a。振動(dòng)片33在設(shè)置法蘭33a的位置(即，第二位置[2])被彈性支撐部件6支撐。第一位置[1]和第二位置[2]是相同的位置。由于使用振動(dòng)片33，距離d′能夠設(shè)為零。
圖22為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置30的橫截面圖。噴氣流產(chǎn)生裝置30包括具有噴嘴32a和32b的機(jī)殼31，其中振動(dòng)片33被彈性支撐部件6支撐。振動(dòng)片33例如包括法蘭33a，其具有與上述法蘭33a相同的結(jié)構(gòu)。不是設(shè)置兩個(gè)噴嘴32a和32b，可以設(shè)置噴嘴32a或32b的任一個(gè)。但是，期望沿垂直于圖面的方向提供多個(gè)噴嘴32a或32b，無論提供哪一個(gè)。在機(jī)殼31內(nèi)部，腔室131a和131b被隔壁31b、彈性支撐部件6和振動(dòng)片33限定。在隔壁31b中形成通孔37。通孔37可以是長孔、圓孔或任何其它形狀。而且，可以設(shè)置多個(gè)通孔37。
圓筒磁軛48固定在機(jī)殼31上。具有與上述振動(dòng)裝置15中的機(jī)架4(參見圖2)相同結(jié)構(gòu)的機(jī)架不包括在圓筒磁軛48中，機(jī)殼31包括機(jī)架的功能。換言之，彈性支撐部件6連接機(jī)殼31。這樣，與圖1和2圖解的噴氣流產(chǎn)生裝置相比，減小部件的數(shù)量，減小設(shè)備的尺寸，減小設(shè)備的厚度。電源線16連接音圈體19。因?yàn)殡娫淳€16與振動(dòng)片33一起振動(dòng)，直到噴氣流產(chǎn)生裝置30的壽命到期，電源線16才壞。噴氣流產(chǎn)生裝置的要求壽命是幾萬小時(shí)，進(jìn)行振動(dòng)的總數(shù)是幾百萬次。因此，如圖22所示，期望將電源線16連接線圈軸9和機(jī)殼31。為了連接電源線16，在機(jī)殼31中形成孔31a。這樣，電源線16通過孔31a并且連接包括固定在機(jī)架31上的終端板27的終端27a。
圖23為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置40的橫截面圖。噴氣流產(chǎn)生裝置40的電源線16沿振動(dòng)片33設(shè)置。電源線16可以嵌入振動(dòng)片33中或沿振動(dòng)片33的表面設(shè)置。取而代之，終端板27可以設(shè)置在機(jī)殼41的下部區(qū)域，如圖解噴氣流產(chǎn)生裝置50的圖24所示。那么，電源線16可以沿振動(dòng)片33設(shè)置并連接終端板27。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)殡娫淳€16的一端固定到終端板27上，電源線16的其它部分沿振動(dòng)片33設(shè)置，能夠防止電源線16斷裂。
圖25A-25E圖解根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)片的橫截面形狀，振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)與上述振動(dòng)片3、13、23和33的結(jié)構(gòu)相同。圖中示出振動(dòng)片沿垂直于振動(dòng)方向S的平面的橫截面圖。振動(dòng)片的橫截面形狀可以是橢圓形，諸如圖25A所示的橫截面43，或可以是長圓形，諸如圖25B所示的橫截面53。圖25C-25E所示振動(dòng)片的橫截面63、73和83分別是正方形、矩形和具有圓角的矩形。這樣，不限制振動(dòng)片的橫截面形狀。但是，如果橫截面是圓形，制造和包括金屬模的制造就容易。當(dāng)在機(jī)殼1中設(shè)置與分別在圖25C-25E所示的橫截面63、73和83之一的振動(dòng)裝置15相同結(jié)構(gòu)的振動(dòng)裝置時(shí)，期望機(jī)殼1的橫截面圖也是與振動(dòng)裝置形狀匹配的矩形。例如，軸向風(fēng)扇具有圓形橫截面，因?yàn)檩S向風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生空氣流，而根據(jù)本實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置的振動(dòng)裝置不必是圓形。因此，振動(dòng)張紙可以采用各種橫截面，諸如圖25A-25E所示的這些。因?yàn)檎駝?dòng)裝置的橫截面可以改變，當(dāng)噴氣流產(chǎn)生裝置設(shè)置在電子設(shè)備諸如PC中時(shí)，振動(dòng)裝置的位置和形狀彈性增大。
圖26A-26E為圖25A-25E所示應(yīng)用上述長度R的橫截面(參見圖8)。橫截面46、56、66、76和86是上述彈性支撐部件6的橫截面。長度R能限定為從中心O到彈性支撐部件6的中心線H的最短距離。這樣，距離d和d′能夠用于任何類型的橫截面。
圖27為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置215的橫截面圖。振動(dòng)裝置215包括振動(dòng)片93和用相同材料組成單個(gè)單元的彈性支撐部件93a。該材料可以是樹脂或橡膠。因?yàn)檎駝?dòng)片93和彈性支撐部件93a能夠形成單個(gè)單元，能夠降低生產(chǎn)成本。
圖28為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的噴氣流產(chǎn)生裝置50的機(jī)殼的平面圖。噴氣流產(chǎn)生裝置50的機(jī)殼51可以是棱形，如圖所示。在這種情況下，振動(dòng)片的平面圖(在圖中未示出)可以是各種形狀，諸如圖25A-25E所示的那些。但是，為了有效的產(chǎn)生機(jī)殼51內(nèi)部的壓差，期望使用具有圖25D所示橫截面73或圖25E所示橫截面83的振動(dòng)片。
圖29為膝上型PC 300的透視圖和局部剖視圖，其例如包括圖1所示的噴氣流產(chǎn)生裝置10。PC 300包括散熱頭84和構(gòu)成朝散熱頭84排放空氣的噴氣流產(chǎn)生裝置10。從噴氣流產(chǎn)生裝置10排放的空氣通過散熱頭84，然后通過設(shè)置在機(jī)殼251背面的多個(gè)出口251a，并排到機(jī)殼251的外部。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，只要在附加權(quán)利要求或其等同替換的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素可以產(chǎn)生各種變型、組合、子組合和變化。
本發(fā)明包含與2005年4月27日在日本專利局提交的日本專利申請JP2005-130309有關(guān)的主題，其整個(gè)內(nèi)容在此并入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)裝置，設(shè)置成振動(dòng)機(jī)殼內(nèi)的氣體，以通過在所述機(jī)殼中形成的開口以脈動(dòng)流形式排放氣體，所述振動(dòng)裝置包括機(jī)架；振動(dòng)片；與所述機(jī)架連接的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述機(jī)架連接的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸所述磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場而可移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置，其中，所述磁路部件包括，沿所述振動(dòng)片的振動(dòng)方向磁化的磁體，和磁軛，其具有磁片，其沿所述振動(dòng)方向在第一位置連接所述磁體的振動(dòng)片側(cè)，和磁圓筒，其在所述磁片之間形成磁隙和在所述磁體之間形成間隔，其中所述音圈體包括頂端、線圈和其上纏繞線圈的線圈軸，和所述音圈體在所述間隔中沿所述振動(dòng)方向移動(dòng)，以至少防止所述頂端和所述線圈之一接觸所述磁路部件。
3.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)裝置，其中，所述支撐部件沿所述振動(dòng)方向在第二位置支撐所述振動(dòng)片，所述第二位置是在基本上垂直于所述振動(dòng)片的振動(dòng)方向的平面上的位置，所述音圈體的頂端設(shè)置在第三位置，其沿所述振動(dòng)方向離開所述第二位置一預(yù)定距離，所述預(yù)定距離取決于第三長度的函數(shù)，所述第三長度是第一長度和第二長度的總和，所述第一長度是從所述振動(dòng)片的中心到所述平面的周邊的最小距離，所述第二長度是沿與所述第一長度相同的方向從所述周邊到所述機(jī)架的一半長度。
4.如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)裝置，其中滿足d＜[(G-t)R]/(2X)其中，d[mm]表示所述預(yù)定距離，R[mm]表示所述第三長度，G[mm]表示所述磁隙，t[mm]表示所述音圈體在所述間隔中的厚度，和X[mm]表示當(dāng)所述振動(dòng)片沿不同于所述振動(dòng)方向的方向移動(dòng)時(shí)所述支撐部件沿所述振動(dòng)方向的位移，所述支撐部件設(shè)置在離開所述振動(dòng)片的中心的距離等于所述第三長度。
5.如權(quán)利要求4所述的振動(dòng)裝置，其中，所述第三長度R是在5-100mm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的振動(dòng)裝置，其中，當(dāng)所述第三長度R是在10-40mm范圍內(nèi)時(shí)，所述預(yù)定距離d是0-10mm。
7.如權(quán)利要求2所述的振動(dòng)裝置，其中，所述支撐部件在所述第二位置支撐所述振動(dòng)片，所述第二位置在基本上垂直于所述振動(dòng)方向的平面上沿所述振動(dòng)方向離開所述第一位置一預(yù)定距離，當(dāng)所述磁隙小于所述平面上的所述間隔的寬度時(shí)，所述預(yù)定長度取決于第三長度的函數(shù)，所述第三長度是第一長度和第二長度的總和，所述第一長度是從所述振動(dòng)片的中心到所述平面的周邊的最小長度，所述第二長度是沿所述第一長度的方向從所述周邊到所述機(jī)架的一半長度。
8.如權(quán)利要求7所述的振動(dòng)裝置，其中滿足d＜[(G-t)R]/(2X)其中，d[mm]表示所述預(yù)定距離，R[mm]表示所述第三長度，G[mm]表示所述磁隙，t[mm]表示所述音圈體在所述間隔中的厚度，和X[mm]表示當(dāng)所述振動(dòng)片沿不同于所述振動(dòng)方向的方向移動(dòng)時(shí)，所述支撐部件沿所述振動(dòng)方向的位移，所述支撐部件設(shè)置在離開所述振動(dòng)片的中心的距離等于所述第三長度。
9.如權(quán)利要求7所述的振動(dòng)裝置，其中，所述第三長度R是在5-100mm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7所述的振動(dòng)裝置，其中，當(dāng)所述第三長度R是在10-40mm范圍內(nèi)時(shí)，所述預(yù)定距離d是0-10mm或5-5mm的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)裝置，其中，所述音圈體沿所述振動(dòng)方向在所第四位置連接所述振動(dòng)片，所述第四位置是不同于所述第二位置的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的振動(dòng)裝置，其中，所述第四位置比所述第二位置更靠近所述磁體，或所述第四位置比所述第二位置更遠(yuǎn)離所述磁體。
13.如權(quán)利要求11所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片包括被所述支撐部件支撐的側(cè)片，和連接所述音圈體的平片。
14.如權(quán)利要求11所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片包括被所述支撐部件支撐的第一平片，和連接所述音圈體的第二平片，所述第二平片基本上平行于所述第一平片。
15.如權(quán)利要求11所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片成形為錐體，使得所述振動(dòng)片的直徑沿所述振動(dòng)方向逐漸增大。
16.如權(quán)利要求3所述的振動(dòng)裝置，其中，所述音圈體沿所述振動(dòng)方向在基本上與所述第二位置相同的位置連接所述振動(dòng)片。
17.如權(quán)利要求13所述的振動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述音圈體的電源線，所述電源線沿所述側(cè)片或所述平片設(shè)置。
18.如權(quán)利要求14所述的振動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述音圈體的電源線，所述電源線沿所述第一平片和所述第二平片設(shè)置。
19.如權(quán)利要求7所述的振動(dòng)裝置，其中，所述音圈體沿所述振動(dòng)方向在所述第四位置連接所述振動(dòng)片，所述第四位置是不同于所述第二位置的位置。
20.如權(quán)利要求19所述的振動(dòng)裝置，其中，所述第四位置比所述第二位置更靠近所述磁體，或所述第四位置比所述第二位置更遠(yuǎn)離所述磁體。
21.如權(quán)利要求20所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片包括被所述支撐部件支撐的側(cè)片，和連接所述音圈體的平片。
22.如權(quán)利要求20所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片包括被所述支撐部件支撐的第一平片，和連接所述音圈體的第二平片，所述第二平片基本上平行于所述第一平片。
23.如權(quán)利要求20所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片成形為錐體，使得所述振動(dòng)片的直徑沿所述振動(dòng)方向逐漸增大。
24.如權(quán)利要求7所述的振動(dòng)裝置，其中，所述音圈體沿所述振動(dòng)方向在基本上與所述第二位置相同的位置連接所述振動(dòng)片。
25.如權(quán)利要求21所述的振動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述音圈體的電源線，所述電源線沿所述側(cè)片和所述平片設(shè)置。
26.如權(quán)利要求22所述的振動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述音圈體的電源線，所述電源線沿所述第一平片和所述第二平片設(shè)置。
27.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片沿基本上垂直于所述振動(dòng)方向的平面的橫截面成形為圓形、橢圓形、多邊形和具有圓角的多邊形。
28.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置，其中，所述支撐部件由橡膠和樹脂之一構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置，其中，所述振動(dòng)片和所述支撐部件由相同的材料構(gòu)成。
30.一種噴氣流產(chǎn)生裝置，包括機(jī)架；具有開口的機(jī)殼，所述機(jī)殼設(shè)置成支撐所述機(jī)架和容納內(nèi)部氣體；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過所述開口以脈動(dòng)流方式排放氣體；與所述機(jī)架連接的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述機(jī)架連接的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸所述磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)。
31.一種噴氣流產(chǎn)生裝置，包括具有開口的機(jī)殼，所述機(jī)殼容納內(nèi)部氣體；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過所述開口以脈動(dòng)流方式排放氣體；連接所述機(jī)殼的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述機(jī)殼的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸所述磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)。
32.一種電子設(shè)備，包括發(fā)熱體；機(jī)架；具有開口的機(jī)殼，機(jī)殼設(shè)置成支撐所述支架和容納內(nèi)部氣體；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過所述開口以脈動(dòng)流方式朝所述發(fā)熱體排放氣體；與所述機(jī)架連接的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述機(jī)架連接的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)。
33.一種電子設(shè)備，包括發(fā)熱體；機(jī)架；具有開口的機(jī)殼，所述機(jī)殼容納內(nèi)部氣體；設(shè)置成振動(dòng)的振動(dòng)片，以通過所述開口以脈動(dòng)流方式朝所述發(fā)熱體排放氣體；連接所述機(jī)殼的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接所述機(jī)殼的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸所述磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)。
34.一種揚(yáng)聲器設(shè)備，包括機(jī)架；振動(dòng)片；與所述機(jī)架連接的支撐部件，所述支撐部件設(shè)置成以所述振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐所述振動(dòng)片；和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其設(shè)置成驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與所述機(jī)架連接的磁路部件，和音圈體，其與所述振動(dòng)片連接，并設(shè)置成當(dāng)所述振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止所述音圈體接觸所述磁路部件，所述音圈體通過所述磁路部件產(chǎn)生的磁場而可移動(dòng)。
全文摘要
一種振動(dòng)裝置，其設(shè)置成振動(dòng)機(jī)殼內(nèi)的氣體，以通過在機(jī)殼中形成的開口以脈動(dòng)流的方式排放氣體，包括機(jī)架；振動(dòng)片；連接機(jī)架并設(shè)置成以振動(dòng)片可振動(dòng)的方式支撐振動(dòng)片的支撐部件；和設(shè)置成驅(qū)動(dòng)振動(dòng)片并包括連接支架的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、和連接振動(dòng)片的音圈體。音圈體設(shè)置成當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，防止音圈體接觸磁路部件，并且通過磁路部件產(chǎn)生的磁場可移動(dòng)。
文檔編號H01L23/467GK1854980SQ20061007712
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者石川博一 申請人:索尼株式會社