CN101427590B - 声音励振器和使用该声音励振器的扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明的声音励振器，由与框架的开口结合的由弹性材料所形成的悬架，以及结合与该悬架结合的磁路其磁隙配置的音圈的振子所构成，在框架和振子之间配置与这两者压接的弹性体，通过弹性体的介入，使得振子的励振效率提高，声音励振器的功率、音质都得到改善。

Description

声音励振器和使用该声音励振器的扬声器

技术领域

本发明涉及用于使屏板材、汽车内装材、建筑内装材等振动进行声音再生的声音励振器以及使用该声音励振器的扬声器。

背景技术

声音励振器是由具有弹性的悬架将磁路和振动体结合而成的，磁路和振动体彼此吸引排斥运动从而产生振动，并对加装声音励振器的振动部件进行振动激励。下面参照图8的声音励振器的侧向剖视图和图9的该机械系统的等效电路说明现有的声音励振器。

如图8所示，现有的声音励振器由磁路221和振动体226构成。磁路221由磁轭222、磁铁223、以及板224构成，形成磁隙221a，并与弹性板材形成的悬架225结合。而振动体226由励振部227、与励振部227结合的音圈228、以及将悬架225与励振部227相连的框架部229所组成。

另外，励振部227和框架部229通过树脂成型形成为一体。

如上所述构成的声音励振器，音圈228一旦有电流流过，便与磁路221之间引起吸引排斥。而且，振动体226和磁路221振动对与励振部227结合的振动部件(未图示)进行振动激励。因此，声音励振器是使振动部件发声的部分。

接下来参照图9说明现有的声音励振器的工作情况。图9是现有声音励振器的机械系统的等效电路。其中，该机械系统等效电路以串联电路的形式表示磁路221和音圈228所产生的驱动力Fva和驱动力Fva的电磁制动阻抗Zea。而且，以串联电路形式表示悬架225相对于磁路221的柔度Cs1a、悬架225相对于磁路221的机械阻力Rs1a、以及磁路221和悬架225其中一部分的质量Mma。而且，示出励振部227、音圈228、框架部229、以及悬架225其中一部分的质量Mf+v。此外，以串联电路形式表示悬架225相对于振动体226的柔度Cs2a、以及悬架225相对于振动体226的机械阻力Rs2a。而且示出磁路221的振动速度Vma、励振部227的振动速度Va、以及框架部229的振动速度Vfa。

如该等效电路中所示，对振动部件进行振动激励的励振部227的振动速度Va和框架部229的振动速度Vfa由于它们是一体的，因此Va＝Vfa。另外，作为与本发明相关的现有技术文献信息知道有例如日本专利文献1。

上述现有的声音励振器中，其振动质量包括励振部227和音圈228和框架229所形成的振动体226和悬架225其中一部分质量，即便是频率变化也保持不变。因此，最低共振频率F0由于串联共振而引起较大的振动，除此之外的其他频率，全部的振动质量成为负载，消耗能量，振动衰减。尤其是高频频率，负载质量引起的损耗较大，振动衰减严重。因此，现有的声音励振器大多功率低、再生的音频带窄，因此在再生音压、音质方面存在亟待解决的课题。

【专利文献1】日本特开昭61-21699号公报

发明内容

本发明的声音励振器，包括磁路，与该磁路结合的悬架，与悬架结合的框架，磁路的磁隙配置的音圈，以及与音圈结合的振子。振子和框架两者形成为通过弹性体、以可上下活动的方式结合这种构成。从而，可提供一种能够试图实现再生音频带的拓宽，同时抑制振动衰减的声音励振器。

附图说明

图1是本发明实施方式1的声音励振器的侧向剖视图。

图2是本发明实施方式1的机械系统的等效电路图。

图3是本发明实施方式1的应用展开例的声音励振器的侧向剖视图。

图4是本发明实施方式2的声音励振器的侧向剖视图。

图5是说明本发明实施方式2的声音励振器和与声音励振器一起构成声音播放装置的振动部件其主要部分托架的安装的侧向剖视图。

图6A是本发明实施方式2的声音励振器的主要部分框架部的仰视图。

图6B是本发明实施方式2的声音励振器的侧视图。

图7A是本发明实施方式2的声音励振器的主要部分托架的俯视图。

图7B是本发明实施方式2的声音励振器的主要部分托架的侧视图。

图7C是本发明实施方式2的声音励振器的主要部分托架进一步从90°另一方向观察的侧视图。

图8是现有的声音励振器的侧向剖视图。

图9是现有的声音励振器的机械系统的等效电路图。

(标号说明)

1        磁路

2        磁轭

3        磁铁

4        板

5        悬架

6        振动部

7，19    振子

7a，19a  凹部

7b       缓冲材料

8        音圈

9，18    框架

9a，18a  凹部

10       弹性体

11       粘接剂

12       平板(振动部件)

20       声音励振器

21       框体

22，22c  突缘部

22a      壁部

22b      锥状部

23       锁定用突起

24       托架

25             固定用爪

26             托架臂

26a，27        突起

Cg，Cs1，Cs2   柔度

Rg，Rs1，Rs2   机械阻力

V，Vf，Vg，Vm  振动速度

Fv             驱动力

Ze             电磁制动阻力

Mf，Mm，Mv     质量

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

下面参照附图说明本发明实施方式1的声音励振器。图1是本发明实施方式1的声音励振器的侧向剖视图，图2是该声音励振器的机械系统的等效电路图。

如图1所示，框架9在两端设有开口。磁路1为磁轭2上粘接结合磁铁3和板4形成的。而且，磁路1通过与框架9的一端开口结合的悬架5以上下自由活动的方式支承于框架9内。而音圈8其中一端配置于磁路1的磁隙1a内，另一端侧与框架9另一端配置的呈圆筒有底形状的振子7粘接结合。这样声音励振器便由框架9、磁路1、音圈8、以及结合有音圈8的振子7所构成。振动部6由框架9、振子7、音圈8、以及稍后说明的弹性体10所构成。

弹性体10由橡胶等形成为环状。而且，弹性体10配置在框架9内壁设置的环状凹部9a和与该凹部9a相对应振子7所设置的环状凹部7a两者间。而且，弹性体10压接于框架9和振子7两者间。因而，框架9和振子7处于通过弹性体10结合的状态。这样，振子7和框架9分别在压接弹性体10的位置分别设有作为定位用凹部的凹部7a和凹部9a。

这里说明本实施方式的声音励振器和现有技术的声音励振器在同等条件下进行对比的结果。为此，本实施方式的声音励振器的振子7和现有技术的声音励振器的振子227一侧结合板状振动部件平板12。关于结合手段，可通过粘接，也可通过在振子7和振子227上设置螺孔来螺纹紧固平板12，适当采用已知的固定手段可将振子7和振子227的振动传达到振动部件12即可。

对本实施方式的声音励振器的音圈8和现有技术的声音励振器的音圈228分别输入声音电信号，结果确认，采用本实施方式的声音励振器其再生音压提高约6dB，而且再生频带也拓宽。

图2是本实施方式的声音励振器的机械系统的等效电路图。这里，该机械系统的等效电路，以串联电路形式表示磁路1和音圈8产生的驱动力Fv和伴随驱动力Fv的电磁制动阻力Ze。而且，以串联电路形式表示悬架5相对于磁路1的柔度Cs1、悬架5相对于磁路1的机械阻力Rs1、以及磁路1和悬架5其中一部分的质量Mm。而且示出振子7和音圈8和弹性体10其中一部分的质量Mv。而且，以串联电路形式表示悬架5相对于振动部6的柔度Cs2、悬架5相对于振动部6的机械阻力Rs2、以及框架9和悬架5其中一部分和弹性体10其中一部分的质量Mf。此外，以串联电路形式表示弹性体10的柔度Cg和弹性体10的机械阻力Rg。还示出了磁路1的振动速度Vm、振子7的振动速度V、框架9的振动速度Vf、以及弹性体10的振动速度Vg。

如图2所示，弹性体10的柔度Cg和机械阻力Rg与悬架5相对于振动部6的柔度Cs2、悬架5相对于振动部6的机械阻力、以及框架9和悬架5其中一部分和弹性体10其中一部分的质量Mf并联设置。而且，振子7的振动速度V由框架9的振动速度Vf和弹性体10的振动速度Vg之和(V＝Vf+Vg)表示。因而，通过相比现有技术增设了弹性体10，振子7的振动速度提高，振动激励效率提高，从而使平板12振动时的再生音压提高。通过等效电路也进一步确认，通过弹性体10柔度的适当设定，高频的振动也有所提高，再生音频带也得到拓宽。

这正是振子7随频率进行与框架9独立的振动的结果，结果是等效于具有较小的振动质量。其中，弹性体10的柔度Cg越大弹性体10的振动速度Vg在较宽的音频带内变大，但对振子7的支承不稳定，因此弹性体10的柔度Cg存在适当的取值。

而本实施方式如图1所示，振子7和框架9分别设置弹性体10的定位凹部(7a，9a)，而弹性体10的剖面长度设置得比振子7和框架9的间隙要适当大一点。这样可保证通过对弹性体10的压接来支承振子7。此外，音圈8在磁路1中的动作也稳定。另外，考虑到车载环境等因素，弹性体10较好是采用性质稳定的高耐热性材料，可考虑例如硅橡胶系等材料。

另外，上述本实施方式中，所说明的弹性体10是由橡胶形成的，为例如硅系橡胶，但不限于硅系橡胶，也可以选择含有硅系橡胶的，橡胶硬度在20°以上但60°以下的。因此，可将弹性体10的柔度设定为最合适的情形。

而且，弹性体10也可采用固化后仍具有弹性的粘接剂。也可以至少是在框架9和弹性体10之间、振子7和弹性体10之间涂布或充填固化后仍具有弹性的粘接剂11来形成弹性体10。

作为具有适度粘性、性质稳定、耐热性好的材料，就这样的粘接剂而言采用例如硅系橡胶较为有效，与为固体的弹性体相比可期望削减材料成本。

图3是本实施方式的展开例的声音励振器的侧向剖视图。与图1所示的实施方式1的声音励振器相同的部分标注同样的标号，相同部分的详细说明从略。与图1所示的实施方式1的声音励振器不同之处在于，图1所示的实施方式1的声音励振器的振子7和框架9之间通过弹性体10结合之外，还在振子7和框架9之间的弹性体10上涂布或充填粘接剂11以便框架9与振子7进行桥接。由此对于振子7的支承进一步稳定，同时工作可靠性也有所提高。

另外，粘接剂11最好是固化状态下仍具有弹性，并且固化后性质稳定且耐热性高的材料，硅橡胶系粘接剂较为合适。

另外，如上所述构成的声音励振器，为通过如前文所述使振子7与振动部件平板12结合，对声音励振器的音圈8输入来自外部的声音信号，并通过声音励振器基于该声音信号的振动来使振动部件平板12振动·发声的扬声器。

(实施方式2)

下面参照图4-图7C说明本发明实施方式2的声音励振器。图4是本实施方式的声音励振器的侧向剖视图，图5是说明该声音励振器和与声音励振器一起构成声音播放装置的振动部件其主要部分托架的安装的侧向剖视图。而图6A是该主要部分框架的仰视图，图6B是该主要部分框架的侧视图。而图7A是该主要部分托架的俯视图。图7B是该主要部分托架的侧视图。而图7C是该主要部分托架从图7B进一步按90°另一方向观察的侧视图。

本实施方式中的声音励振器其主要特点是实现声音励振器和振动部件两者有效结合这种构成。另外，说明中与实施方式1相同的部分标注同样的标号。

如图4所示，磁路1是在磁轭2上粘接结合磁铁3和板4形成的。而且，磁路1是通过弹性金属薄板所形成的悬架5与两端设置开口的圆筒状框架18其中一端侧结合的。

而且，音圈8其中一端与该圆筒有底形状的振子19粘接结合。而音圈8其中另一端侧设置有配置在磁路1的磁隙1a内的线圈部8a。

本实施方式中，框架18和振子19分别通过树脂成型形成。而环形弹性体10配置于框架18设置的环形凹部18a和振子19与环形凹部18a相对应设置的环形凹部19a两者间。与实施例1的方式相同，振子19通过弹性体10和框架18压接，与悬架5结合的磁性电路1装着在框架18上。另外，圆筒有底状的振子19其底面配置有缓冲材料7b。稍后更为详细地说明缓冲材料7b。

接着参照图5说明声音励振器20和振动部件的安装。如图5所示，声音励振器20就外观而言是由前文所述的框架18和振子19所组成的框体21形成的。

如图6A、图6B所示，突缘部22从圆筒状框体21的底面在圆周方向上按圆弧形状突出，并有多处设置。具体来说，突缘部22从振子19的圆筒底面在圆周方向上多处突出形成。壁部22a设置于该突缘部22其圆周方向的一端部。而且，锁定用突起23将设于框体21外周的一侧形成为锥状，而另一侧则大体形成为垂直壁状。

而且，如图7A、图7B、图7C所示，树脂制成的托架24固定在振动部件(未图示)上。而作为固定用爪部的固定用爪25与突缘部22相对应在托架24上设置有多个。而且，如图5所示，托架24通过嵌入框体21并使框体21旋转，来由固定用爪25夹持突缘部22。

另外，突缘部22通过将被夹持的端部形成为锥状部22b，可很容易由固定用爪25夹持。而且，通过使固定用爪25与突缘部22所设置的壁部抵接，来完成声音励振器和振动部件的安装。

此外，托架24的固定用爪25的上部，设置有在圆周方向上延伸的作为臂部的托架臂26。而且，托架臂26的顶端部向内设置有突起26a。利用这种构成，当转动从而由托架24的固定用爪部夹持突缘部22时，托架24的固定用爪25其中之一延伸设置的托架臂26其顶端的突起26a滑动接触锁定用突起23的锥状部分后落入壁状部分。将突缘部22安装到托架24上的作业过程中，可通过卡哒的感觉(锁住的感觉)感觉到该安装完成状态。因而，固定用爪25对突缘部22的夹持状态不容易解除。为了解除固定用爪25对突缘部22的夹持状态，可通过用夹具等使托架臂26的顶端抬起，以安装时的相反方向旋转框体21来进行。

另外，框体21的底面配置有缓冲材料7b，因而在托架24上安装声音励振器20的框体21时的游动，通过对缓冲材料7b的压接进行吸收。所以，声音励振器20和托架24两者安装的保持，是通过该缓冲材料7b来避免突缘部22和固定用爪25之间的游动，更加稳定。

如上所述，可以通过由振动部件一侧设置的托架24的固定用爪25夹持声音励振器20的框体21所设置的突缘部22，很容易地将声音励振器20安装到振动部件上。此外，可以通过托架臂26上设置的突起26a和锁定用突起23形成为不容易解除安装这种可靠性高的安装结构。

另外，本实施方式中，将与锁定用突起23不同的作为装脱位置确认用凸部的突起27在与另一突缘部22c之间设置为微小的半球状突起。当转动从而通过该突起27使得声音励振器20从安装状态释放时，托架臂26顶端的突起26a越过突起27，给操作者轻微的咔嗒感觉。因而，声音励振器20的卸除位置可很容易当作为感觉进行确认。由此，还可以防止声音励振器20卸除时过度转动对托架臂26的损伤。

所以，声音励振器20安装到振动部件的托架24上的转动中，托架臂26的突起26a越过突起27可感到轻微的咔嗒感觉，进一步转动，越过锁定用突起23感到较大的咔嗒感觉(锁定的感觉)即完成安装。

另外，本实施方式是设置突起27用于得到轻微的咔嗒感觉作为对声音励振器的卸除位置的确认的，但作为突起27的替代，也可以在振子19的外周壁上形成足以获得咔嗒感的凹部作为装脱位置确认用凹部。

(工业实用性)

本发明的声音励振器，可通过与振动部件结合使用，以平板扬声器为主广泛用于以天花板、壁面为发声体的车用、家居用音响机器，具有实用性。

Claims (9)

1.一种声音励振器，其特征在于，包括：

两端设有开口的框架；

通过与所述开口一端侧结合的悬架以上下自由活动的方式支承于所述框架内的磁路；

一端配置于所述磁路的磁隙内的音圈；以及

与所述音圈的另一端结合的振子，

其中所述振子和所述框架之间设有分别压接所述振子和所述框架的弹性体，

所述振子呈圆筒有底状，且还具有，

与所述振子的侧面结合，通过振动发声的振动部件；

位于所述振子的圆筒底面的突缘部；以及

固定于所述振动部件的树脂制的托架，

所述突缘部形成有多处，均从所述振子的圆筒底面在圆周方向上突出，

所述托架与所述突缘部相对应具有固定用爪部，

所述托架与所述圆筒嵌合，两者相对转动，由所述固定用爪部夹持保持所述突缘部，

在所述托架的所述固定用爪部的上部设置有在圆周方向上延伸的臂部，

在所述臂部的顶端部向内设置有突起，

所述振子的外周壁设置有其中一侧呈锥状、另一侧则形成为垂直壁的锁定用突起，

当为了通过所述托架的所述固定用爪部夹持所述突缘部而作转动时，所述臂顶端的突起在所述锥状的锁定用突起上滑动接触，并落入所述垂直壁侧。

2.如权利要求1所述的声音励振器，其特征在于，在所述弹性体分别压接所述振子和所述框架的位置设有定位用凹部。

3.如权利要求1所述的声音励振器，其特征在于，所述弹性体由橡胶形成，所述橡胶的硬度为20°以上60°以下。

4.如权利要求1-3中任一项所述的声音励振器，其特征在于，所述弹性体是固化后仍具有弹性的粘接剂。

5.如权利要求1所述的声音励振器，其特征在于，至少在所述框架和所述弹性体之间以及所述振子和所述弹性体之间涂布固化后仍具有弹性的粘接剂。

6.如权利要求1所述的声音励振器，其特征在于，在用以夹持的旋转方向，至少在所述振子的外周壁相对于所述托架臂的端部的突起位置处，设置凸部或凹部，该凸部或凹部是所述臂端部的突起容易越过的确认装脱位置用的，所述突起位置位于所述托架朝向突缘部插入的位置。

7.一种声音励振器，其特征在于，具有，

两端设有开口的框架；

与所述开口一端侧结合的悬架；

通过所述悬架，支承于所述框架内的磁路；

一端配置于所述磁路的磁隙内的音圈；

与所述音圈的另一端结合的圆筒有底状的振子，

与所述振子侧面结合的振动部件；

在所述振子和所述框架之间，分别压接所述振子和所述框架的弹性体；

位于所述振子的圆筒底面的突缘部；以及

固定于所述振动部件的树脂制的托架，

所述突缘部形成有多处，其从所述振子的圆筒底面在圆周方向上突出，

所述托架与所述突缘部相对应具有固定用爪部，

使所述托架与所述圆筒嵌合，两者相对转动，由所述固定用爪部夹持保持所述突缘部，

在所述托架的固定用爪部的上部设置有在圆周方向上延伸的臂部，

在所述臂部的顶端部向内设置有突起，

在所述振子的外周壁设置有其中一侧呈锥状、另一侧则形成为垂直壁的锁定用突起，

当为了通过所述托架的所述固定用爪部夹持所述突缘部而作转动时，所述臂顶端的突起在所述锥状的锁定用突起上滑动接触，并落入所述垂直壁侧。

8.如权利要求7所述的声音励振器，其特征在于，在用以夹持的旋转方向，至少在所述振子的外周壁相对于所述托架臂的端部的突起位置处，设置凸部或凹部，该凸部或凹部是所述臂端部的突起容易越过的确认装脱位置用的，所述突起位置位于所述托架朝向突缘部插入的位置。

9.一种扬声器，其特征在于，包括权利要求1所述的声音励振器，以及与所述声音励振器的振子结合的振动部件。

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