CN101578889A - 电声变换器 - Google Patents

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Abstract

一种电声变换器,该电声变换器不需要磁铁具有特别的形状或进行特别的加工,不需要细致地设定磁化方向,制作工序即使像半径方向磁化的磁铁板那样极其简单也没有影响,与半径方向磁化的磁铁板相比能够对声响振动板的导电体设定高的有效作用磁通密度的分布,能够以低变形高效率地进行从电信号向声音的变换、或者从声音向电信号的变换。在磁铁板的各部分区域的磁化方向上,除了基本区域磁铁以外,还具有中心区域磁铁或外周区域磁铁中的至少任意一方;上述基本区域磁铁以如下方式被磁化,即,与上述声响振动板的振动面平行的成分成为朝向上述声响振动板的中心的半径方向;上述中心区域磁铁以如下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的中心侧的位置上,与声响振动板的中心轴平行的成分成为声响振动板的前方方向;上述外周区域磁铁以以下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的外周侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的后方方向。

Description

电声变换器
技术领域
[0001]
本发明涉及一种电声变换器,该电声变换器适用于将电信号变换为声音的扬声器、头戴式受话器、耳机等,或者适用于将接收的声音变换为电信号的话筒或声波传感器等。
背景技术
[0002]
目前,在被称为伽姆宗(ガム一ゾン)型扬声器的电声变换器中使用如下的装置,即,将声响振动板设置在一对磁场发生器的中间部,该声响振动板形成有相当于音圈的导电体的平面线圈图案,通过将驱动电流供给到导电体,从而使声响振动板相对于其平面在垂直方向振动。
由于该伽姆宗(ガム一ゾン)型扬声器的声响振动板将导电体配置在声响振动板的几乎全部区域,所以,具有如下特征,即,整个面以相同相位进行驱动、能够在宽频带上获得良好的过渡特性。
[0003]
例如在(专利文献1)中公开有如下的电声变换器,即,使邻接的带状磁铁(或者磁铁板中的带状区域)的NS极互相不同地配置,将这些由多个带状磁铁构成的磁铁板整体形成为平板状,另外,NS极的方向以相对于该平板面垂直的方式配置,并且形成有导电体的声响振动板与该磁铁板的平面相对地配置。
在该电声变换器中,由于NS极的方向相互不同地配置,所以,在声响振动板上大量存在磁场的方向反转的部分或磁通密度低的部分。因此,用于将声响振动板相对于其面向垂直方向驱动的磁通的密度、即、作用于声响振动板的导电体的磁力的方向成为振动方向的磁通(以下称为“有效作用磁通”)的密度(以下称为“有效作用磁通密度”)也产生很大变化。并且,必须对应于反转的磁场的方向而使导电体的卷曲方向反转,或者,必须对应于部分地存在的有效作用磁通密度高的区域而配置导电体。因此,不能够将振动板的整个面作为平面线圈,不能缺少用于支撑平面线圈的合成树脂片等的支承部件,支承部件固有的声音将对音质产生恶劣影响。另外,存在振动板各部的驱动力产生大的偏差的问题,导致引起分割振动,而该分割振动对于高品质声音的再现是大问题。
[0004]
并且,在(专利文献2)中公开有如下的电声变换器,即,使2张磁铁板相对,该磁铁板在中心侧和外周侧分别呈同心圆状地分离配置着圆柱状和环状的磁铁,在其之间与上述磁铁板平行地设置有声响振动板(平面线圈振动板),该声响振动板漩涡状地印刷有导电体,并且,将磁铁的磁化方向作为相对于声响振动板垂直的方向,在中心侧和外周部使极性反转。
在该电声变换器中,由于将导电体成漩涡状地全部向同一个方向卷曲,所以,能够将振动板的整个面作为平面线圈。由此,能够在振动板的整个面上产生驱动力,对于(专利文献1)那样的问题是有效的。但是,在将磁化方向仅作为相对于振动板垂直的方向的磁铁的配置中,由于磁通密度高的区域非常狭小,所以,不能增大振动板的面积。因此,难以作为振动板的直径变大的低音域用的扬声器使用。为了在磁通的利用效率高的状态下使用,仅限于高音域用的扬声器。并且,由于在平面线圈的各位置处有效作用磁通密度的变化较大,所以,不能够在振动板的整个面上获得均匀的驱动力,不能够解决分割振动的问题。
[0005]
这样,在将磁化方向仅作为相对于振动板垂直的方向的现有的磁铁板中,由于有效作用磁通密度高的区域非常狭小,所以,不能够增大振动板的面积。作为其对策,在(专利文献2)中,虽然通过扩大成为两个部分区域的中心侧和外周侧的各磁铁的间隔从而扩大上述区域,但是,由于此时有效作用磁通密度降低,所以,其广阔程度也受到限制。结果,难以作为振动板的直径变大的低音域用的扬声器而使用。并且,由于磁化方向为一个方向,所以,有效作用磁通密度的分布的调整基本上通过2个种类的部分区域的间隔变化而进行。通过被这样限制的调整,难以对声响振动板的各位置的有效作用磁通密度的分布进行均匀化,难以在振动板的整个面上获得均匀的驱动力。
[0006]
为了解决现有的问题,本申请的申请人锐意研究,在获得专利权的(专利文献3)中公开有如下的电声变换器,即,将磁铁板分为多个部分区域,使用将各部分区域作为用于提高磁铁的使用效率的磁化方向的磁铁板(以后称为“最佳磁化角度的磁铁板”),在该磁铁板的前方,与上述磁铁板平行地配置将导电体卷曲成漩涡状的声响振动板。并且,还公开有以下的电声变换器,即,在磁铁板的磁化方向上,将与声响振动板的振动面平行的组成部分作为磁铁板的半径方向,使用使相对于上述声响振动板的振动面所成的角度全部为一定的磁铁板(以后称为“半径方向磁化的磁铁板”),并且设置同样的声响振动板。
专利文献1:日本特公昭35-10420号公报
专利文献2:日本实开昭60-93397号公报
专利文献3:日本专利第3612319号
[0007]
(专利文献3)的电声变换器中采用的新的磁铁板具有以往所不具有的特征,即,能够在大面积的声响振动板的整个面上均匀地形成一个方向的高有效作用磁通密度。因此,具有与以往大不相同的特征,即,声响振动板的平面线圈的卷曲方向为一个方向即可,并且,能够将平面线圈在声响振动板的整个面上配置于非常广的范围内。
而且,根据这些特征,能够设计出能够以相同相位驱动振动面的整个面的声响振动板,能够抑制因声响振动板的振动方向的有效作用磁通密度的高低差而造成的变形,具有能够良好地维持产生于扬声器、头戴式受话器等的声音的音质、或话筒等的根据声音而变换的电信号的优良作用,特别是,能够实现低变形率的理想的整个面驱动型平面扬声器。
[0008]
(1)但是,作为最佳磁化角度的磁铁板,例如将磁铁板在半径方向均等地分割成7份,将486个小磁铁配置成同心圆状,在使用构成整体的1片磁铁(参照专利第3612319号的图4)的情况下,作为磁铁的材质,如果采用SR铁素体(锶铁素体),则各小磁铁上产生的磁力较弱,所以通过将PP带等缠绕在构成磁铁板的各列上能够固定各小磁铁。但是,由于在SR铁素体上不能够使磁通密度变大,所以,存在以下课题,即,向声音能量转换的变换效率(以下称为“效率”)非常低,Q(共振的激烈程度)过大,缺少通用性。
(2)因此,为了提高磁通密度,在采用高性能的钕-铁-硼类(以下称为“钕”)作为磁铁的材质的情况下,作用于构成磁铁板的各小磁铁的磁力增大至10倍左右。因此可知,在磁铁板的制作中,由于该强力的磁力,难以通过PP带或粘结剂等进行固定。特别是,对于与声响振动板的中心轴平行并朝向设置有声响振动板的一侧的磁力成分难以固定,当使框架存在于磁力的作用方向而想要固定小磁铁时,框架存在于声响振动板和磁铁板之间。其结果是,由于框架影响声响振动板的前后振动,所以不能够使用。
(3)如果另外追加一张磁铁板并设置于声响振动板的前方、利用相互排斥的力,则由于能够使磁力朝向声响振动板的相反方向,所以不需要将框架夹在声响振动板和磁铁板之间。但是,存在以下课题,即,设置于声响振动板前方的磁铁板对声音特性产生很大影响,特别是在中音域以上的域中难以用于高保真度用途。并且,当逐张地处理磁铁板时进行分解,所以设计和组装工序非常复杂、缺少量产性。
(4)另外,作用于小磁铁的磁力的方向根据周围的磁铁的状况而产生很大变化,所以,即使在组装整体的过程中,磁力的方向也产生很大变化,每个组装工序都需要临时固定机构。根据这样的状况,当使用单独并可靠地固定小磁铁的机构时存在以下课题,即,磁铁部的区域变小并且磁通的使用效率变得非常差,同时,磁铁和框架的加工变得困难,制作工序增加且复杂化,缺少生产性。
(5)与最佳磁化角度的磁铁板相比,对于半径方向磁化的磁铁板,准备作为小磁铁的梯形形状的磁铁,以将上底侧作为磁铁板的中心侧、将下底侧作为磁铁板的外周侧的方式调整朝向并且在圆周方向上并列多个,只需以框架夹住磁铁板整体的中心侧和外周侧即可,因此,磁铁板的制作非常简单且生产性优良。但是,半径方向磁化的磁铁板具有磁通的利用效率不高、有效作用磁通分散在非常广的范围内、并且有效作用磁通密度变低的特征。因此,在一般的不大的区域内使用声响振动板的情况下,磁通的利用效率进一步大幅降低。特别是在不能使中音域用或高音域用那样的振动板的面积变大的扬声器中,存在以下课题,即,由于必须使磁通集中在狭小的振动板的区域中而提高磁通密度,所以,不能以目前状态使用,缺少通用性和实用性。
从以上观点出发,强烈需要开发一种结构简单并且能够提高磁通的利用效率和整体效率的、通用性和量产性优秀的电声变换器。
发明内容
[0009]
本发明是对应于上述要求而提出的,其目的是提供一种电声变换器,该电声变换器不需要磁铁具有特别的形状或进行特别的加工,不需要细致地设定磁化方向,制作工序即使像半径方向磁化的磁铁板那样极其简单也没有影响,与半径方向磁化的磁铁板相比能够大幅提高有效作用磁通密度并能够提高效率,该电声变换器例如为能够以低变形高效率地进行从电信号向声音的变换的扬声器、头戴式受话器、耳机等,上述电信号对声响振动板的导电体设定高的有效作用磁通密度的分布,或者例如是能够以低变形高效率地进行从声音向电信号的变换的话筒、声波传感器等。
[0010]
为了解决上述课题,本发明的电声变换器具有以下结构。
技术方案1中记载的电声变换器,具有整体形成为圆盘状或环状的磁铁板和圆盘状或环状的声响振动板,上述声响振动板相对上述磁铁板平行配置并且具有将导电体卷曲成漩涡状而形成的平面线圈,其中,在上述磁铁板的各部分区域的磁化方向上,除了基本区域磁铁以外,还具有中心区域磁铁或外周区域磁铁中的至少任意一方;上述基本区域磁铁以如下方式被磁化,即,与上述声响振动板的振动面平行的成分成为朝向上述声响振动板的中心的半径方向;上述中心区域磁铁以如下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的中心侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的前方方向;上述外周区域磁铁以以下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的外周侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的后方方向。
根据该结构,具有以下作用。
(1)通过在基本区域磁铁的中心侧组合了中心区域磁铁、在外周侧组合了外周区域磁铁的磁铁板,能够调整各部分区域中的磁化的方向并以对声响振动板的导电体的有效作用磁通的贡献量变大的方式进行设定。通过将各部分区域设定为这样的有效的磁化角度的磁铁板(以下称为“3方向磁化的磁铁板”),能够有效地产生沿着声响振动板的振动面的半径方向的磁通,能够在大范围内确保具有高有效作用磁通密度的区域。与半径方向磁化的磁铁板相比,有效作用磁通密度变高,能够使不足的扬声器的效率达到实用的水平,并且,能够使过大的低域用扬声器的Q(共振的激烈程度)值降低而成为实用的装置。
(2)3方向磁化的磁铁板与半径方向磁化的磁铁板相比,在有效作用磁通密度高的区域,内周侧区域和外周侧区域减小并变狭窄,但有效作用磁通密度整体变大。即,整体的有效作用磁通密度能够提高与减少的内周侧区域和外周侧区域的有效作用磁通相当的量,所以,能够使有效作用磁通分布在有用的区域。这样,3方向磁化的磁铁板能够使在声响振动板上不使用的外周侧区域和内周侧区域的有效作用磁通、分布于在声响振动板上使用的有用的区域中,并且能够提高有效作用磁通密度,还能够通过使使用的区域进一步变狭小而集中地提高有效作用磁通密度。
(3)通过基本区域磁铁和在其中心侧组合中心区域磁铁的磁铁板、基本区域磁铁和在其外周侧组合外周区域磁铁的磁铁板,能够调整各部分区域的磁化的方向、并能够以增大对声响振动板的导电体的有效作用磁通的贡献量的方式进行设定。通过使各部分区域形成为这样的有效的磁化角度的两磁铁板(以下称为“2方向磁化的磁铁板”),能够有效地产生沿着声响振动板的振动面的半径方向的磁通,能够在大范围内确保具有高有效作用磁通密度的区域。
2方向磁化的磁铁板与3方向磁化的磁铁板相比,对于有效作用磁通密度高的区域能够使磁铁的区域变狭小。因此,在将从声响振动板的背侧产生的声音向电声变换器后方放出时,磁铁所产生的障碍变小,能够减小对声响振动板的振动的影响,并且能够防止声音特性的恶化。
(4)在基本区域磁铁和在其中心侧组合中心区域磁铁的2方向磁化的磁铁板上,使各部分区域形成为有效的磁化角度的磁铁板与半径方向磁化的磁铁板相比,在有效作用磁通密度高的区域中内周侧区域减小并变狭窄,但是有效作用磁通密度整体提高。即,整体的有效作用磁通密度能够提高与减少的内周侧区域的有效作用磁通相当的量。
与3方向磁化的磁铁板相比,虽然有效作用磁通密度整体降低,但是由于没有采用外周区域磁铁,所以有效作用磁通密度高的区域在外周侧变大,成为最适合于如低音域用扬声器那样、将声响振动板的直径设计得较大的情况的结构。
(5)在基本区域磁铁和在其外周侧组合外周区域磁铁的2方向磁化的磁铁板上,使各部分区域形成为有效的磁化角度的磁铁板与半径方向磁化的磁铁板相比,在有效作用磁通密度高的区域中外周侧区域减小并变狭窄,但是有效作用磁通密度整体提高。即,整体的有效作用磁通密度能够提高与减少的外周侧区域的有效作用磁通相当的量。
振动板的外径越小,并且,在振动板为本发明那样的环状的情况下,内径越小,则定向特性越好。这样,由于基本区域磁铁和在其外周侧组合了外周区域磁铁的磁铁板,能够在减小外径和内径的声响振动板的区域内形成高有效作用磁通密度的分布,所以,能够制作定向特性和效率好的中音域用扬声器、高音域用扬声器。
(6)在使用具有中心区域磁铁的磁铁板的本发明的电声变换器中,在其中心部还同轴地配置有具有外周区域磁铁的本发明的电声变换器的情况下,可以将上述中心区域磁铁兼用作中心部的电声变换器中的外周区域磁铁。并且,在该情况下,在声响振动板的内周侧,不需要高有效作用磁通密度的区域变大,因此,通过上述中心区域磁铁,能够使内周侧区域的有效作用磁通分布在使用的区域,从而提高有效作用磁通密度。这样,在同轴型扬声器的情况下,能够最大限度地利用中心区域磁铁的特征。
[0011]
这里,3方向磁化的磁铁板是在基本区域磁铁的中心侧设置中心区域磁铁、在外周侧设置外周区域磁铁的装置。并且,2方向磁化的磁铁板是在基本区域磁铁的中心侧仅设置中心区域磁铁的装置,或者是在基本区域磁铁的外周侧仅设置外周区域磁铁的装置。
在这些各部分区域中,对声响振动板的导电体的有效作用磁通的贡献量变大的、有效的磁化角度,根据基本区域磁铁的磁化方向而分为两种情况。基本区域磁铁的磁化方向以变成声响振动板的半径方向的方式、对与声响振动板的振动面平行的成分进行磁化,存在形成朝向中心侧的半径方向的情况和形成朝向外周侧的半径方向的情况。
在使基本区域磁铁的上述磁化方向成分成为朝向上述中心侧的半径方向的情况下,中心区域磁铁的磁化方向为,与声响振动板的中心轴平行的成分成为声响振动板的前方方向(以后称为“中心轴前方向”);外周区域磁铁的磁化方向为,与声响振动板的中心轴平行的成分成为声响振动板的后方方向(以后称为“中心轴后方向”)。并且,在使基本区域磁铁的上述磁化方向成分成为朝向上述外周侧的半径方向的情况下,中心区域磁铁的磁化方向为,与声响振动板的中心轴平行的成分成为中心轴后方向;外周区域磁铁的磁化方向为,与声响振动板的中心轴平行的成分成为中心轴前方向。
[0012]
另外,在3种的部分区域中,对于使对声响振动板的导电体的有效作用磁通的贡献量变得最大的磁化角度,根据声响振动板和磁铁板的间隔、声响振动板的导电体部的区域、磁铁板的各部分区域所占的比例而变化。因此,各部分区域的磁化角度,根据这些条件把握整体的有效作用磁通密度的分布状态和磁通的利用效率而适当决定。
并且,对于基本区域磁铁的磁化角度,在将朝向声响振动板的中心的半径方向作为0度、将声响振动板的前方方向作为正方向的情况下,优选-30度以上70度以下的范围。
对于针对基本区域磁铁所形成的声响振动板的导电体的有效作用磁通的分布,根据声响振动板与基本区域磁铁的间隔、声响振动板的导电体部的区域、基本区域磁铁的位置和大小而变化。基本区域磁铁多设置在成为声响振动板的导电体部后方的广阔区域,对这样的区域的情况下的有效作用磁通密度的分布进行说明。
在使基本区域磁铁的磁化角度为10度左右时,有效作用磁通密度高的区域位于声响振动板的内周侧与外周侧的大致中间部。随着磁化角度变小,有效作用磁通密度高的区域移动到声响振动板的内周侧,但是当小于-30度时,将会出现有效作用磁通密度整体降低并且磁通的利用效率大幅降低的倾向。另外,随着基本区域磁铁的磁化角度变成大于10度,有效作用磁通密度高的区域向声响振动板的外周侧移动,但是如果大于70度,则将出现有效作用磁通密度整体降低、磁通的利用效率也下降的倾向。
[0013]
将声响振动板的导电体的有效作用磁通在该导电体的区域进行积算(積算)的值、与以往的磁化角度为90度的情况(例如,专利文献2)进行比较,在2方向磁化的磁铁板中,在各部分区域的磁化角度最优化的情况下达到2.5倍,在使基本区域磁铁的磁化角度为70度的情况下达到1.7倍左右。这样,通过使基本区域磁铁的磁化角度最优化,能够飞跃地提高磁通的利用效率。
并且,对于声响振动板的各位置处的有效作用磁通密度的分布,与以往的磁化角度为90度且固定的情况相比,因为能够通过使磁化角度变化而调整分布状态,所以均匀化变得容易,并且能够在振动板的整个面上得到均匀的驱动力。
存在将1张磁铁板配置于声响振动板的后方的情况、和将2张磁铁板相对地配置在声响振动板的前后两侧的情况。将2张磁铁板配置在声响振动板的前后两侧的结构能够高效地提高有效作用磁通密度,所以,能够减少磁铁的使用量。另外,还具有以下的特征,即,由于相对于声响振动板的前后方向的振动的有效作用磁通密度的差变小,所以,因该差导致的变形减小。因此,在即使将磁铁板配置在声响振动板的前方也能够忽略对音响特性的影响的情况下,采用配置2张的结构为好。
并且,即使在将1张磁铁板配置于声响振动板的后方的情况下,通过将中心区域磁铁和外周区域磁铁中的任意一方或双方配置在声响振动板的前方,能够减小声响振动板的前方的磁铁板所造成的对音响特性的影响,并且能够提高有效作用磁通密度。
在声响振动板的前方也配置有磁铁的情况下,部分区域的磁化方向一般以相对于声响振动板的振动面分别相对的方式配置,但是为了改善磁通的利用效率和声响振动板附近的磁通分布的均匀性,也存在不对称的情况。
[0014]
中心区域磁铁是磁铁板的中心部,因为区域小,所以多由环状或圆柱状的1片磁铁构成,但是,在将磁化方向作为难以磁化的方向的情况下或者在中心区域磁铁上设置间隙而作为声音通过孔等的情况下,组合并使用多个小磁铁。由于磁化方向的半径方向成分多,所以,基本区域磁铁在由1片磁铁构成时难以磁化。并且,由于多将设置于基本区域磁铁上的间隙用作声音通过孔,所以,基本区域磁铁使多个小磁铁相互分离而构成的情况较多。在采用直径小的声响振动板的情况下,多由一个环状的磁铁构成外周区域磁铁,而在采用直径大的声响振动板的情况下,由于区域变得很大,所以,优选将分割为小磁铁的装置进行组合并构成。
钕或者Sm-Co系等的稀土类磁铁、铁素体磁铁、或者铝铁镍钴磁铁等永久磁铁可以用作上述那样的磁铁板的材料。
[0015]
声响振动板使用平面线圈,也使用将多个平面线圈粘合而增加强度的多层平面线圈,上述平面线圈将由铝、铜、银、金等构成的进行了绝缘处理的导电体卷曲成漩涡状,并通过硅酮树脂或环氧树脂、氰基丙烯酸酯系等的合成树脂系粘结剂等粘结导电体之间。
并且,可以使用在由作为非磁性体的聚酰亚胺、聚乙烯、聚碳酸脂等合成树脂或者陶瓷、合成纤维、木质纤维或它们的复合材料等构成的薄壁基板材料的面上形成电路的装置等,所述电路通过利用蒸镀方法或者蚀刻方法等将铝、铜、银、金等导电体制成螺旋状的图案而形成。
[0016]
在扬声器中再现的频带越向高音域侧变化,越有必要为了防止定向特性的恶化而减小振动板的直径。并且,在话筒等中使用直径小的振动板。当减小振动板的面积时,因为效率和灵敏度降低,所以必须提高有效作用磁通密度,对于这样小直径的振动板,3方向磁化的磁铁板也能够通过使有效作用磁通集中并提高有效作用磁通密度,而有效地提高效率和灵敏度。
[0017]
在3方向磁化的磁铁板或具有中心区域磁铁的2方向磁化的磁铁板中,通过中心区域磁铁对基本区域磁铁的中心侧作用朝向与声响振动板相反(后方)一侧的磁力。并且,在3方向磁化的磁铁板或具有外周区域磁铁的2方向磁化的磁铁板中,通过外周区域磁铁对基本区域磁铁的外周侧作用朝向与声响振动板相反(后方)一侧的磁力。
由此,在3方向磁化的磁铁板中,在使用钕磁铁那样的强力的磁铁的情况下,基本区域磁铁能够仅通过在电声变换器的后方设置框架进行止挡而固定住。因此,即使采用钕磁铁那样的、强力的磁力起作用的磁铁,中心区域磁铁和外周区域磁铁也能够通过由框架等夹住而固定在设置于电声变换器的后方的框架上,并且,能够仅通过在中心区域磁铁和外周区域磁铁之间设置基本区域磁铁而构成磁铁板。
并且,同样地,在2方向磁化的磁铁板中,也能够仅通过由设置在电声变换器的后方的框架进行止挡而固定住,其中,在具有中心区域磁铁的情况下固定基本区域磁铁的中心侧,在具有外周区域磁铁的情况下固定基本区域磁铁的外周侧。
通过采用中心区域磁铁、外周区域磁铁,与半径方向磁化的磁铁板相比,能够飞跃地提高有效作用磁通密度,在这样的制作中,能够原样继承半径方向磁化的磁铁板的简易性。因此,可维持与最佳磁化角度的磁铁板接近的有效作用磁通密度,并且即使在使用高性能磁铁的情况下,也不存在最佳磁化角度的磁铁板那样的制作上的问题,扬声器、头戴式受话器、话筒等的磁铁板的制作变得极为容易。
[0018]
技术方案2中记载的电声变换器,具有整体形成为圆盘状或环状的磁铁板和圆盘状或环状的声响振动板,上述声响振动板相对上述磁铁板平行配置并且具有将导电体卷曲成漩涡状而形成的平面线圈,其中,在上述磁铁板的各部分区域的磁化方向上,除了基本区域磁铁以外,还具有中心区域磁铁或外周区域磁铁中的至少任意一方;上述基本区域磁铁以如下方式被磁化,即,与上述声响振动板的振动面平行的成分成为朝向上述声响振动板的外周的半径方向;上述中心区域磁铁以如下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的中心侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的后方方向;上述外周区域磁铁以以下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的外周侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的前方方向。
根据该结构,具有与技术方案1相同的作用。
[0019]
这里,技术方案2的电声变换器在技术方案1的电声变换器中,3方向磁化的磁铁板或2方向磁化的磁铁板的各部分区域中的磁化方向只反转180度,除此之外,技术方案2的电声变换器与技术方案1中说明的电声变换器相同,因此省略说明。
[0020]
技术方案3中记载的发明是技术方案1或2中记载的电声变换器,其中,在上述磁铁板中具有框架,该框架将上述中心区域磁铁或上述外周区域磁铁中的至少任意一方固定在与设置有上述声响振动板的一侧相反的一侧,通过上述中心区域磁铁或上述外周区域磁铁将上述基本区域磁铁向上述框架侧推压的磁力、将上述基本区域磁铁固定在上述框架上。
根据该结构,除了技术方案1或2所具有的作用以外,还具有以下作用。
(1)在3方向磁化的磁铁板或2方向磁化的磁铁板中,通过中心区域磁铁对基本区域磁铁的中心侧作用向电声变换器后方的框架推压的磁力。并且,通过外周区域磁铁对基本区域磁铁的外周侧作用向电声变换器后方的框架推压的磁力。作为磁铁,当使用高性能的钕磁铁等的时候,其磁力非常强,基本区域磁铁被固定。
通过利用这样的磁力,不需要用于对基本区域磁铁分别进行固定的特别的框架等新的固定装置。由此,能够有效地利用有限的磁铁的区域,能够提高磁通的利用效率。并且,没有必要使磁铁的形状因为固定装置的原因而形成为特别的形状,因此,能够使加工简单并且使制作工序大幅度简单化。
(2)一般地,通过将声响振动板的边缘部固定在磁铁板的中心侧和外周侧,从而安装声响振动板。在组装磁铁板后,当拆下固定中心区域磁铁的螺栓时,中心区域磁铁向磁铁板的前方飞出,但是不是完全飞出而是停止在一半左右。因为中心区域磁铁不是完全飞出,所以在该状态下设置声响振动板并由安装中心区域磁铁的螺栓同时紧固,由此,能够同时安装声响振动板的中心侧。因为在中心部的有限的空间中采用这样的手法,所以,对音响性能和制作工序非常有利。
[0021]
这里,在使用铁素体等磁力的影响弱的磁铁作为框架的情况下,能够适合使用丙烯等的树脂,而在钕等的磁铁中,由于因为其较大的磁力而破裂,所以适合使用铝、铜等的非磁性体的金属。并且,作为将磁铁固定在框架上的方法,在磁力向着磁铁从框架脱落的方向作用的情况下,通过粘结剂等进行固定非常困难,而通过框架和框架、框架和螺栓夹住从而固定的方法则容易且可靠。
[0022]
在组合3方向磁化的磁铁板的情况下,首先,将中心区域磁铁和外周区域磁铁固定在电声变换器后方的框架上。在中心区域磁铁和外周区域磁铁相互分离而导致磁力的影响变弱的状态下,能够容易地进行该作业。接下来,在中心区域磁铁和外周区域磁铁之间,将基本区域磁铁保持在成为磁铁板的前方的位置上,此时,由于基本区域磁铁被磁力向磁铁板的后方方向牵拉,所以,通过电声变换器后方的框架的阻挡,将其固定在规定的位置。在基本区域磁铁由多个小磁铁构成的情况下,通过将该作业重复多个小磁铁的个数遍,从而能够形成磁铁板。
像这样制作磁铁板的各工序非常简单,只有如下程度的注意事项,即,由于在钕磁铁等中作用于基本区域磁铁上的磁力较强,所以要缓慢设置防止破裂。并且,在设计上,由于完全不需要考虑固定机构的构造和组装过程中的磁力的影响,所以量产性优良。
[0023]
技术方案4中记载的发明是技术方案1或2中记载的电声变换器,其中,具有前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁中的至少任意一方,上述前方中心区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述中心区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述中心区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化;上述前方外周区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述外周区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述外周区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化。
根据该结构,除了具有技术方案1或2所具有的作用外,还具有以下作用。
(1)通过以夹住声响振动板并与中心区域磁铁或外周区域磁铁相对的方式、配置在面对称的方向上被磁化的前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁,能够进一步提高声响振动板上的有效作用磁通密度。而且,由于能够利用对声音的影响小的、成为声响振动板前方的中心侧和外周侧的部分,从而能够不损害音响特性地提高有效作用磁通密度,并且能够容易地提高效率。
[0024]
这里,声响振动板的前方的前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁,能够通过使其形状变化而改善音响特性。例如,通过改变形状,前方中心区域磁铁还能够作为能够改善定向特性的扩散器使用,并且,前方外周区域磁铁也可以作为喇叭使用。
[0025]
技术方案5中记载的发明是技术方案4中记载的电声转换器,其中,具有前方基本区域磁铁,该前方基本区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述基本区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述基本区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化。
根据该结构,除了技术方案4所具有的作用之外,还具有以下作用。
(1)通过在声响振动板的前方侧以与基本区域磁铁相对的方式、配置在面对称方向上被磁化的前方基本区域磁铁,能够在与声响振动板接近的位置增加磁铁量,所以,能够高效地提高有效作用磁通密度。
(2)在声响振动板的后方的磁铁板之外,除了在与后方的磁铁板呈面对称的方向上被磁化的前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁,还将前方基本区域磁铁设置在声响振动板的前方,由此,能够使振动的声响振动板的各位置处的有效作用磁通密度相对于声响振动板的设置位置在振动方向上对称。由此,在声响振动板的振动方向上,能够抑制因有效作用磁通密度的高低差而引起的变形。
[0026]
这里,前方基本区域磁铁能够作为具有前方中心区域磁铁或者前方外周区域磁铁中的至少一方的前方磁铁板而配置于声响振动板的前方。
此时,配置在声响振动板的后方的磁铁板的各部分区域中的磁化方向、和配置在声响振动板的前方的前方磁铁板的各部分区域中的磁化方向,分别相对(相对于声响振动板的振动面面对称)。由此,仅通过在前方磁铁板的前方(与设置有声响振动板的一侧相反的一侧)、配置将前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁固定的前方框架,利用前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁将前方基本区域磁铁向前方框架侧推压的磁力,就能将前方基本区域磁铁固定在前方框架上。
[0027]
技术方案6中记载的发明是技术方案1或2中记载的电声变换器,其中,上述磁铁板的上述基本区域磁铁、上述外周区域磁铁、上述中心区域磁铁中的至少任意一个具有使在外部或内部产生的声音通过的声音通过孔。
根据该结构,除了权利要求1或2具有的作用之外,还具有以下作用。
(1)由于在磁铁板上形成使声音通过的多个声音通过孔,所以,在扬声器或头戴式受话器等中,能够使在声响振动板的整个区域上产生的声音不相互干涉而放出,并且,在话筒等中,能够减少从外部接收的声音的干涉而得到变形较少的电信号。
这里,声音通过孔是形成在磁铁板的各部分区域上的开口部。作为设置声音通过孔的方法,有在磁铁上直接形成开口部的方法、利用设置在相邻的磁铁间的间隙的方法等。声音通过孔主要以使声音通过孔的中心轴形成在相对于声响振动板的振动面垂直的方向上的方式形成,但是,通过使其中心轴倾斜,或者通过设置相对于声音的行进方向而对孔的内部壁进行扩径或者缩径那样的倾斜部,也能够改善音响特性或者提高集音性。
声音通过孔可以设置在基本区域磁铁、外周区域磁铁、中心区域磁铁的各部分区域上,因为影响到有效作用磁通密度的分布状态或磁通的利用效率,所以,要在把握这些状况的同时决定位置或相对于磁铁的比例等。
[0028]
在技术方案7所记载的发明中,使技术方案1或2中记载的电声变换器的尺寸分别不同并呈同心环状地配置多个。
根据该结构,除了技术方案1或2具有的作用外,还具有以下作用。
(1)由于分别将振动板的尺寸或音响特性不同的、独立的电声变换器构成为同心圆状(同轴),能够将整体作为复合型的电声变换器,因此,能够与声音的放射面积等的使用条件相对应地将它们一体地适当配置,能够作为音响特性优良的电声变换器。例如,通过组合高音域用、中音域用以及低音域用等的再现频率频带不同的电声变换器,能够容易地构成具有优良频率特性、定向特性的复合型的电声变换器。
(2)由于能够将音响特性相互不同的电声变换器同轴配置而作为复合型,所以,能够提供相位特性优良的电声变换器。
发明的效果
[0029]
如上所述,根据本发明的电声变换器,能够得到如下有利的效果。
根据技术方案1中记载的发明,具有以下效果。
(1)通过使用3方向磁化的磁铁板或2方向磁化的磁铁板,能够有效地产生沿着声响振动板的振动面的半径方向的磁通,能够在大范围内确保具有高有效作用磁通密度的区域。由此,与半径方向磁化的磁铁板相比,有效作用磁通密度变高,能够使不足的扬声器的效率提高,并且,能够使过大的低域用扬声器的Q(共振的激烈程度)值降低,能够提供实用性优良的电声变换器。
(2)3方向磁化的磁铁板能够使在声响振动板上不使用的外周侧区域和内周侧区域的有效作用磁通、分布于在声响振动板上使用的有用的区域中,并且能够提高整体的有效作用磁通密度。并且,还能够通过使使用的区域进一步变狭小而集中地提高有效作用磁通密度,能够提供可以有效地提高效率和灵敏度的、效率优良的电声变换器。
(3)2方向磁化的磁铁板与3方向磁化的磁铁板相比,对于有效作用磁通密度高的区域能够使磁铁的区域变狭小。因此,在将从声响振动板的背侧产生的声音向电声变换器后方放出时,磁铁所产生的障碍变小,能够减小对声响振动板的振动的影响,并且能够防止声音特性的恶化。由此,能够提供可靠性优良的电声变换器。
(4)与半径方向磁化的磁铁板相比,组合基本区域磁铁和中心区域磁铁的2方向磁化的磁铁板,能够使内周侧区域的有效作用磁通集中在特定的区域并能够提高整体的有效作用磁通密度。并且,与3方向磁化的磁铁板相比,能够使有效作用磁通密度高的区域在外周侧扩展,能够提供最适合于低音域用扬声器那样的将声响振动板的直径设计得较大的情况的电声变换器。
(5)与半径方向磁化的磁铁板相比,组合基本区域磁铁和外周区域磁铁的2方向磁化的磁铁板,能够使外周侧区域的有效作用磁通集中在特定的区域,并能够提高整体的有效作用磁通密度。并且,能够减小环状的声响振动板的外径和内径,能够提供作为定向特性和效率良好的中音域用扬声器、高音域用扬声器的合适的电声变换器。
(6)在使用具有中心区域磁铁的磁铁板的本发明的电声变换器中,在其中心部还同轴地配置有具有外周区域磁铁的本发明的电声变换器的情况下,可以将上述中心区域磁铁兼用作中心部的电声变换器中的外周区域磁铁。因此,能够减少磁铁的使用量,并且能够有效地利用有限的磁铁区域。并且,通过上述中心区域磁铁,能够使在声响振动板上不使用的内周侧区域的有效作用磁通分布到使用的区域,从而提高有效作用磁通密度,因此,能够提供能够最大限度地利用中心区域磁铁的特征的、效率优良的电声变换器。
[0030]
根据技术方案2中记载的发明,具有与技术方案1相同的效果。
[0031]
根据技术方案3中记载的发明,除了具有技术方案1或2的效果,还具有以下效果。
(1)在3方向磁化的磁铁板或2方向磁化的磁铁板中,通过各个中心区域磁铁以及外周区域磁铁,对基本区域磁铁的中心侧以及外周侧作用向电声变换器后方的框架推压的磁力。因此,特别是通过使用高性能的钕磁铁等作为磁铁,能够利用非常强力的磁力固定基本区域磁铁。由此,不需要新的固定装置,所以能够提供作业性、量产性优良的电声变换器。
(2)由于不需要用于对各个磁铁进行固定的特别的框架等,所以,能够有效地利用有限的磁铁区域、能够提高磁通的利用效率。并且,没有必要使磁铁的形状因为固定装置的原因而加工为特别的形状,因此,制作工序简单并能够提供量产性优良的电声变换器。
(3)由于能够使用用于安装中心区域磁铁的螺栓并可同时安装声响振动板的中心侧,所以,能够有效地利用中心部的有限的空间。另外,由于制作工序简便,所以能够提供量产性优良并且通过简单的结构就可实现高品质的电声变换器。
[0032]
根据技术方案4中记载的发明,除了技术方案1或2的效果之外,还具有以下效果。
(1)通过以夹住声响振动板并与中心区域磁铁或外周区域磁铁相对的方式、配置前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁,能够利用对声音的影响小的、成为声响振动板前方的中心侧和外周侧的部分,并且能够不损害音响特性而提高声响振动板上的有效作用磁通密度。由此,能够提供能够容易地提高效率的电声变换器。
[0033]
根据技术方案5中记载的发明,除了技术方案4所具有的作用之外,还具有以下效果。
(1)通过以夹住声响振动板并与基本区域磁铁相对的方式配置前方基本区域磁铁,能够在与声响振动板接近的位置增加磁铁量并能够高效地提高有效作用磁通密度。由此,能够提供即使使用较少的磁铁量也能够有效地提高效率的、效率优良的电声变换器。
(2)能够使振动的声响振动板的各位置处的有效作用磁通密度相对于声响振动板的设置位置在振动方向上对称。由此,在声响振动板的振动方向上,能够抑制因有效作用磁通密度的高低差而引起的变形,能够提供合适的电声变换器以作为声响振动板的振幅变大的低音域用的扬声器。
[0034]
根据技术方案6中记载的发明,除了技术方案1或2的效果之外,还具有以下效果。
(1)由于在磁铁板上形成使声音通过的多个声音通过孔,所以,在扬声器或头戴式受话器等中,能够使在声响振动板的整个区域上产生的声音不相互干涉而放出,并且,在话筒等中,能够减少从外部接收的声音的干涉而得到变形较少的电信号。由此,能够提供声音特性优良的电声变换器。
[0035]
根据技术方案7中记载的发明,除了技术方案1或2的效果之外,还具有以下效果。
(1)由于分别将振动板的尺寸或音响特性不同的、独立的电声变换器构成为同心圆状(同轴),能够将整体作为复合型的电声变换器,因此,能够与声音的放射面积等的使用条件相对应地将它们一体地适当配置,能够作为音响特性优良的电声变换器。
(2)由于能够容易地同轴组合高音域用、中音域用以及低音域用等的再现频率频带不同的电声变换器,所以,能够提供具有优良的频率特性和定向特性的复合型的电声变换器。
(3)由于能够将音响特性相互不同的电声变换器同轴配置而作为复合型,所以,能够提供相位特性优良的电声变换器。
[0036]
附图说明
图1是实施方式1的电声变换器的分解立体图。
图2是实施方式1的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
图3是实施方式2的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
图4是实施方式3的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
图5是实施方式4的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
图6是表示实施方式1的电声变换器的声响振动板的半径方向的有效作用磁通密度的附图。
[0037]
符号说明
10,20,30,40,50,60  电声变换器
11,21,41,51,61  磁铁板
11a,21a,41a,51a,61a  中心区域磁铁
11b,21b,41b,51b,61b  基本区域磁铁
11b′,21b′,41b′,51b′,51c′,61b′,61c′,67b′,67c′  小磁铁
11c,51c,61c  外周区域磁铁
11d,13h,14a,14c,14d,15a,16b,66b  插入孔
12b,14b,22b,24b,42b,52b,52c,54b,54d,62b,62c,64b,68b,68c,69d  声音通过孔
13a,23a,43a,53a,63a  声响振动板
13b,23b,43b,53b,63b  内周侧支承部
13c,23c,43c,53c,63c外周侧支承部
13d,13e,23d,23e  引出线
13f,13g,23f,23g端子部
14,24,54,64  后方框架
15,25a,55a  中央框架
15b,25b,55d,65c  外周框架
15c,16a  内螺纹部
16,26,56,66  主框架
17a,17b,17c,27a,27b,27c,57a,57b,57c,57d,70a,70b螺栓
18,28,58a,58b,71a,71b  螺母
21d  前方中心区域磁铁
21e  前方外周区域磁铁
22c,54e,54f  吸音材料
25c  中央支承框架
25d  外周支承框架
51d  槽部
54a  遮音板
55b  中间支承框架
55c  中间固定框架
55e  隔板
65a  后方中央框架
65b  前方中央框架
67   前方磁铁板
67a  前方中心区域磁铁
67b  前方基本区域磁铁
67c  前方外周区域磁铁
69   前方框架
具体实施方式
[0038]
下面,参照附图对实施本发明的最佳方式进行说明。
(实施方式1)
图1是实施方式1的电声变换器的分解立体图,图2是实施方式1的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
在图1和图2中,10是实施方式1的电声变换器,11是整体构成为大致圆盘状的电声变换器10的磁铁板,11a是在磁铁板11的部分区域中使用环状的钕磁铁的中心区域磁铁,11b是在磁铁板11的部分区域中由使用钕磁铁的梯形形状的12个小磁铁11b′构成的基本区域磁铁,11c是在磁铁板11的部分区域使用环状的钕磁铁的外周区域磁铁,11d是设置在中心区域磁铁11a的中央的螺栓17a的插入孔,12b是在基本区域磁铁11b中形成于相邻的梯形形状的小磁铁11b′之间的12个声音通过孔,13a是具有通过将导电体卷曲成漩涡状而形成的平面线圈、并设置在磁铁板11的前方的声响振动板,13b是与声响振动板13a的内周侧相连接并弹性地支承振动的声响振动板13a的内周侧支承部,13c是与声响振动板13a的外周侧相连接并弹性地支承振动的声响振动板13a的外周侧支承部,13d是在声响振动板13a中卷曲成漩涡状的导电体的内周侧的引出线,13e是在声响振动板13a中卷曲成漩涡状的导电体的外周侧的引出线,13f是与安装在下述后方框架14的中心侧的引出线13d相连接的端子部(参照图2),13g是与安装在下述后方框架14的外周侧的引出线13e相连接的端子部(参照图2),13h是设置在内周侧支承部13b的中央的螺栓17a的插入孔,14是由在后方支承磁铁板11的非磁性体形成的电声变换器10的后方框架,14a是设置在后方框架14的中央的螺栓17a的插入孔,14b是以形成多个开口部的方式设置在后方框架14上的声音通过孔,14c是设置在后方框架14的外周部内侧的4个位置的螺栓17b的插入孔,14d是设置在后方框架14的外周侧的4个位置的螺栓17c的插入孔,15是由非磁性体形成为环状并设置在中心区域磁铁11a的前方的中央框架,15a是设置在中央框架15的中央的螺栓17a的插入孔,15b是由非磁性体形成为截面大致L字形并且设置在外周区域磁铁11c的外周侧前方的外周框架,15c是为了安装螺栓17b而设置在外周框架15b的4个位置上的内螺纹,16是由在前方支承电声变换器10整体的非磁性体所形成的电声变换器10的主框架,16a是为了安装螺栓17c而设置在主框架16的4个位置的内螺纹部,16b是为了将电声变换器10整体安装于外壳上而设置在主框架16的外周部的4个位置的螺栓(未图示)的插入孔,18是由非磁性体制成的螺母(参照图2),17a是非磁性体制成的螺栓,该螺栓与螺母18拧合并在声响振动板13a的中心部固定后方框架14、中心区域磁铁11a、中央框架15以及声响振动板13a的内周侧支承部13b,17b是连接后方框架14和外周框架15b的非磁性体制成的螺栓,17c是在外周部连接后方框架14和主框架16的非磁性体制成的螺栓。
另外,在图2中,为了说明的方便,在中心线右侧表示在通过主框架16的内螺纹部16a的位置上切断的截面,并在中心线的左侧表示在通过主框架16的插入孔16b的位置上切断的截面。
[0039]
中心区域磁铁11a通过以下方式进行固定,即,将螺栓17a插入内周侧支承部13b的插入孔13h、中央框架15的插入孔15a、中心区域磁铁11a的插入孔11d以及后方框架14的插入孔14a,并与螺母18拧合。
外周区域磁铁11c夹在后方框架14和外周框架15b之间,并通过以下方式进行固定,即,将螺栓17b插入后方框架14的插入孔14c,并与外周框架15b的内螺纹部15c拧合。
在本实施方式中,外周区域磁铁11c由一个环状的永久磁铁构成,在直径变大而难以使用等情况下,也可以组合多个小磁铁而形成环状的外周区域磁铁11c。
[0040]
在构成基本区域磁铁11b的多个小磁铁11b′上,在与中心区域磁铁11a之间以及在与外周区域磁铁11c之间,作用着向后方框架14强力地推压的磁力而进行固定,因此,不使用其它特别的固定装置。另外,为了防止位置偏移,也可以辅助地涂敷粘结剂。由于基本区域磁铁11b被推压在后方框架14上,所以,作为设置在后方框架14上的多个开口部的声音通过孔14b,形成为构成基本区域磁铁11b的小磁铁11b′不向后方脱落的形状。
另外,使构成基本区域磁铁11b的多个小磁铁11b′的形状形成为内周侧细而外周侧粗的梯形形状,其上底和下底的比例可以适当地选择。并且,除了梯形形状以外,还可以形成为六角形状等。这样的方法作为用于使磁铁板11的磁铁部的分布状态变化、使声响振动板13a的有效作用磁通密度相对于半径方向均匀化的方法而使用。
[0041]
在声响振动板13a的内周侧,被连接的内周侧支承部13b夹在螺栓17a和中央框架15之间而固定。并且,在声响振动板13a的外周侧,被连接的外周侧支承部13c夹在外周框架15b和主框架16之间并固定。另外,外周侧支承部13c在通过螺栓17c固定主框架16和后方框架14之间时被夹住。
中心区域磁铁11a在拆下螺栓17a时向磁铁板11的前方飞出,但是并不是完全飞出而是停在大约一半处,因此,构成基本区域磁铁11b的多个小磁铁11b′不会散乱。在拆下声响振动板13a时,在拆下主框架16的情况下,如果将螺栓17a拆下,则能够容易地进行分解作业。并且,声响振动板13a的安装能够以与拆下相反的顺序容易地进行,作业性优良。
另外,中央框架15和外周框架15b还具有保持相互的间隔的衬垫的作用,从而使在前后方向振动的声响振动板13a不碰撞到磁铁板11。
[0042]
薄壁环状的声响振动板13a使用1个平面线圈,该平面线圈将由绝缘的铜金属包层·铝线构成的导电体向一个方向卷曲成漩涡状,并通过硅酮树脂将线之间接合。也可以使用将多片贴合的多层平面线圈,在该情况下,流向平面线圈的电流全部为同一方向。作为平面线圈的材质,使用绝缘的铝或铜等即可,也可以通过环氧、氰基丙烯酸酯系等的合成树脂系粘结剂等将线圈之间粘结。
从外部供给驱动电流的端子部13f、端子部13g,分别与平面线圈的内周侧的引出线13d和外周侧的引出线13e连接。另外,在话筒等中,通过声音使声响振动板13a振动,通过端子部13f、13g将导电体中产生的电动势作为电信号取出。
声音通过孔12b利用设置在构成基本区域磁铁11b的梯形形状的小磁铁11b′之间的间隙,将从声音通过孔14b和声响振动板13a的背侧产生的声音向电声变换器10的后方放出。
[0043]
内周侧支承部13b和外周侧支承部13c采用如下的结构,该结构分别形成为片状,具有将中央框架15以及外周框架15b与声响振动板13a之间弹性连接的缓冲功能。在将低音域再生的情况下,声响振动板13a的向前后方向的振幅变大,所以,使用形成有能够进行大的弹性形变的褶皱部的结构,在该情况下,在中央框架15、外周框架15b中,以扩大声响振动板13a和磁铁板11的间隔的方式进行设计。
作为内周侧支承部13b和外周侧支承部13c,除了由硅酮树脂或氨基甲酸乙酯泡沫等的氨基甲酸乙酯树脂等形成的合成树脂制的结构之外,还可以使用橡胶制的结构等。并且,还可以使用由复合片等形成的结构,该复合片通过使硅酮树脂或氨基甲酸乙酯树脂等的合成树脂浸渗到由聚酯纤维等的合成树脂制的纤维等形成的织布、无纺布等中而形成。此外,为了良好地维持褶皱部的形状,还使用由重叠贴合上述复合片的多层复合片等形成的结构。
声响振动板13a的其它的制造方法与以往一样(例如,参照日本特许第3612319号或日本特愿2005-159862),所以省略详细的说明。
[0044]
在图2中,在磁铁板11中,按照各部分区域的种类记载了NS极的方向。在磁铁板11的部分区域中,基本区域磁铁11b的磁化方向为,使相对于声响振动板13a的振动面的磁化角度θ为0度(与声响振动板13a的振动面平行),并成为从声响振动板13a的外周侧朝向中心的半径方向。中心区域磁铁11a的磁化角度θ为+90度,即,作为声响振动板13a的中心轴前方向。并且,外周区域磁铁11c的磁化角度θ为-90度,即,作为声响振动板13a的中心轴后方向。
这里,使用钕磁铁作为磁铁板11的材料。使用外径为20mm、内径为6mm、厚度为10mm的1个环状磁铁作为中心区域磁铁11a,使用外径为80mm、内径为60mm、厚度为10mm的一个环状磁铁作为外周区域磁铁11c。并且,使用上底为4mm、下底为11mm、高度为19mm的梯形形状、厚度为10mm的12个磁铁作为构成基本区域磁铁11b的小磁铁11b′。构成基本区域磁铁11b的梯形形状的小磁铁11b′之间的间隙作为声音通过孔12b,由此,在基本区域磁铁11b部,磁铁部所占的比例为68%。因此,作为声音通过孔12b的空间所占的比例为32%。
另外,声响振动板13a和磁铁板11的间隔为3mm。
[0045]
接下来,对作用于基本区域磁铁11b的声响振动板13a的中心轴后方向的磁力进行说明,即,对将基本区域磁铁11b推压到电声变换器10的后方框架14上的磁力进行说明。
一般地,在基本区域磁铁11b的磁化方向上,在使磁化角度θ为0度且成为朝向声响振动板13a的中心的半径方向的情况下,对于中心区域磁铁11a,在使磁化角度θ为90度时,向后方框架14推压的磁力变得最大,上述事实可以从各种研究·实验中得出。并且,对于外周区域磁铁11c,已知在使磁化角度θ为-90度的情况下,向后方框架14推压的磁力变得最大。
因此,在实施方式1的中心区域磁铁11a和外周区域磁铁11c上采用的磁化角度,是对于基本区域磁铁11b的向后方框架14推压的磁力最大的磁化角度。在实施方式1中,采用钕作为磁铁的材料,通过利用向这样的电声变换器10的后方框架14推压的较大的磁力,固定基本区域磁铁11b。
[0046]
作为固定构成基本区域磁铁11b的梯形形状的小磁铁11b′的其他的方法,也可以考虑不利用后方框架14、而是通过粘结剂等粘贴于中心区域磁铁11a或外周区域磁铁11c上的方法。但是,该方法在使用钕磁铁作为磁铁的材料的情况下,存在由于磁力很强而脱落的可能性,并且,还要注意稳定性的问题。此外,也可以考虑设置框架等的方法,该框架用于将基本区域磁铁11b固定在磁铁板11和声响振动板13a之间,但是,这存在磁铁板11和声响振动板13a的间隔变大且有效作用磁通密度多少有些降低的倾向。
在实施方式1中,如上所述,通过考虑声响振动板13a中的有效作用磁通密度的高低和均匀性、具有高有效作用磁通密度的区域的宽度、磁铁制作时的磁化的容易性、作用于基本区域磁铁11b的磁力的方向和强度等,从而决定基本区域磁铁11b、中心区域磁铁11a以及外周区域磁铁11c中的磁化角度和尺寸。
[0047]
根据以上那样的本发明实施方式1的电声变换器10,能够得到以下的作用。
(1)在磁铁板11中,使成为中心侧的中心区域磁铁11a的磁化角度θ为+90度,并且使成为外周侧的外周区域磁铁11c的磁化角度θ为-90度,所以,与使用半径方向磁化的磁铁板的情况相比,在使用一般的尺寸的声响振动板13a时,能够飞跃地提高导电体中的有效作用磁通密度。由此,在使用具有音质非常好(高音質)的特征的声响振动板13a的电声变换器10中,能够容易地制作效率、灵敏度都优良的扬声器、头戴式受话机以及话筒等。
(2)在磁铁板11中,由于使成为中心侧的地中心区域磁铁11a的磁化角度θ为+90度,并且使成为外周侧的外周区域磁铁11c的磁化角度θ为-90度,所以,向后方框架14推压的大的磁力作用在基本区域磁铁11b上。因此,只通过用后方框架14阻挡而不用特别的装置就能够固定基本区域磁铁11b,由于没有必要设置用于将基本区域磁铁11b固定在磁铁板11和声响振动板13a之间的框架等,所以,有效作用磁通密度不会降低。
(3)对于构成磁铁板11的中心区域磁铁11a、基本区域磁铁11b、外周区域磁铁11c,没有必要为了固定磁铁而形成特别的形状。
(4)形成为环状的中心区域磁铁11a和外周区域磁铁11c的磁化方向为轴方向,构成基本区域磁铁11b的梯形形状的小磁铁11b′的磁化方向为从下底朝向上底的方向。这样,由于磁化的方向全都比较简单,所以磁化非常简单。
[0048]
另外,对于实施方式1中记载的部分区域的磁化方向,即使在磁极完全反转的状态下、即在使所有的部分的区域的磁化方向反转180度的状态下构成磁铁板,如果使供给到端子部13f、13g的驱动电流的极性相反,则也可得到共通的性能。
并且,虽然使用钕磁铁作为磁铁的材料,但是也可以使用其它磁铁,Sm-Co等具有高顽磁力的磁铁特别合适。虽然有效作用磁通密度或磁力低下,但是也可以使用铁素体等。
[0049]
(实施方式2)
图3是实施方式2的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
在图3中,20是实施方式2的电声变换器,21是整体构成为圆盘状的电声变换器20的磁铁板,21a是磁铁板21的部分区域中的使用环状的钕磁铁的中心区域磁铁,21b是在磁铁板21的部分区域中由使用钕磁铁的梯形形状的多个小磁铁21b′构成的基本区域磁铁,21d是使用设置在声响振动板23a的前方中心部的钕磁铁的前方中心区域磁铁,上述钕磁铁为环状并且前方部形成为半球状,21e是使用设置在声响振动板23a的前方外周部的环状的钕磁铁的前方外周区域磁铁,22b是在基本区域磁铁21b中形成于相邻的梯形形状的小磁铁21b′之间的声音通过孔,22c是由设置在声音通过孔22b的后部的玻璃纤维构成的吸音材料,23a是具有将导电体卷曲成漩涡状的平面线圈并设置在磁铁板21的前方的声响振动板,23b是与声响振动板23a的内周侧相连接并弹性地支承振动的声响振动板23a的内周侧支承部,23c是与声响振动板23a的外周侧相连接并弹性地支承振动的声响振动板23a的外周侧支承部,23d是声响振动板23a中的卷曲成漩涡状的导电体的内周侧的引出线,23e是声响振动板23a中的卷曲成漩涡状的导电体的外周侧的引出线,23f是与安装在下述后方框架24的中心侧的引出线23d相连接的端子部,23g是与安装在后方框架24的外周侧的引出线23e相连接的端子部,24是由在后方支承磁铁板21的非磁性体形成的电声变换器20的后方框架,24b是以形成多个开口部的方式设置在后方框架24上的声音通过孔,25a是由非磁性体形成为环状并设置在中心区域磁铁21a的前方的中央框架,25b是由非磁性体形成并设置在基本区域磁铁21b的外周侧前方的外周框架,25c是由非磁性体形成为环状并设置在前方中心区域磁铁21d的后方的中央支承框架,25d是由非磁性体形成为环状并设置在前方外周区域磁铁21a的后方的外周支承框架,26是由在前方支承电声变换器20整体的非磁性体所形成的电声变换器20的主框架,27a是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于中央框架25a的内螺纹部,并且,在声响振动板23a的中心部,将中心区域磁铁21a固定在后方框架24上,27b是连接后方框架24和外周框架25b的非磁性体制成的螺栓,27c是连接主框架26和后方框架24的非磁性体制成的螺栓,28是拧合于螺栓27a、将声响振动板23a的内周侧支承部23b、中央支承框架25c、前方中心区域磁铁21d固定于中央框架25a的非磁性体制成的螺母。
另外,在图3中,为了说明的方便,与图2相同、在中心线右侧表示在通过基本区域磁铁21b的小磁铁21b′的位置上切断的截面,在中心线的左侧表示在通过声音通过孔22b的位置上切断的截面。
[0050]
构成基本区域磁铁21b的多个梯形形状的小磁铁21b′的外周侧夹在后方框架24和外周框架25b之间,并通过将螺栓27b拧合在外周框架25b的内螺纹部而固定。对于基本区域磁铁21b的中心侧,通过在其与中心区域磁铁21a之间作用的磁力,被强力地推压在后方框架24上而进行固定,所以,不使用其它固定装置。
螺栓27c通过拧合在形成于主框架26上的内螺纹部中,从而将后方框架24和主框架26连接起来,另外,通过在后方框架24和主框架26之间夹住磁铁板21、外周框架25b、声响振动板23a的外周侧支承部23c、外周支承框架25d以及前方外周区域磁铁21e而将它们固定。
[0051]
另外,对于中央框架25a、外周框架25b、中央支承框架25c、外周支承框架25d,还具有保持间隔的隔离件的作用,从而使在前后方向上振动的声响振动板23a、内周侧支承部23b、外周侧支承部23c不碰撞到后方的磁铁板21、前方中心区域磁铁21d以及前方外周区域磁铁21e。
对于声响振动板23a、引出线23d、23e、端子部23f、23g,由于分别与实施方式1中的声响振动板13a、引出线13d、13e、端子部13f、13g相同,所以省略说明。
设置在构成基本区域磁铁21b的梯形形状的小磁铁21b′之间的间隙用作声音通过孔22b,从声响振动板23a的背侧产生的声音通过该声音通过孔22b、吸音材料22c以及声音通过孔24b向电声变换器20的后方放出。并且,在成为电声变换器20的侧面侧的部分,由于可形成构成基本区域磁铁21b的梯形形状的小磁铁21b′之间的间隙,所以,经由该声音通过孔22b从外周框架25b和后方框架24之间也放出声音。
内周侧支承部23b、外周侧支承部23c适合使用与实施方式1中的内周侧支承部13b、外周侧支承部13c相同的装置。对于内周侧支承部23b,
具有弹性地连接中央框架25a、中央支承框架25c和声响振动板23a之间的缓冲功能,并且,对于外周侧支承部23c,具有弹性地连接外周框架25b、外周支承框架25d和声响振动板23a之间的缓冲功能。
[0052]
在图3中,在磁铁板21中按各部分区域的种类记述了NS极的方向。在各部分区域中,基本区域磁铁21b的磁化方向相对于声响振动板23a的振动面平行,并成为朝向声响振动板23a的中心的半径方向。中心区域磁铁21a的磁化方向成为声响振动板23a的中心轴前方向。
前方中心区域磁铁21d具有与中心区域磁铁21a相对的磁化方向、即具有成为声响振动板23a的中心轴后方向的磁化方向。前方外周区域磁铁21e具有与前方中心区域磁铁21d相反的磁化方向,即,具有成为声响振动板23a的中心轴前方向那样的磁化方向。
[0053]
在实施方式1中,通过在基本区域磁铁11b的中心侧和外周侧设置作为磁化方向不同的部分区域的中心区域磁铁11a和外周区域磁铁11c,能够使有效作用磁通集中在声响振动板13a部。
在实施方式2中,通过稍微不同的方法在声响振动板23a上集中非常高的有效作用磁通。
通过中心区域磁铁21a形成的声响振动板23a上的磁通分布可获得与如下情况完全相同的结果,所述情况为,相对于声响振动板23a的振动面,对于位置、形状以及磁化方向,设置与中心区域磁铁2a面对称的同尺寸的装置。因此,对于与中心区域磁铁21a相对的前方中心区域磁铁21d,也能够产生如中心区域磁铁21a那样将有效作用磁通集中在狭窄范围内的影响。这样,以提高中心区域磁铁21a所起到的效果为目的而设置前方中心区域磁铁21d。
[0054]
同样,对于前方外周区域磁铁21e,也具有将有效作用磁通集中在狭窄范围内的影响。因此,在基本区域磁铁21b的外周侧不设置磁铁,而是代之在磁铁板21的外周侧前方设置前方外周区域磁铁21e,由此,能够确保同样的作用。这样,在实施方式2中,即使将基本区域磁铁21b的外周侧的磁铁废止,也能够在声响振动板23a部集中非常高的有效作用磁通。
另外,对于基本区域磁铁21b,通过在夹住声响振动板23a的对称位置上设置相对于声响振动板23a的振动面面对称的磁化方向的磁铁,能够提高有效作用磁通密度,但是,当再现的频率变高时,由于对音响特性的影响变大,所以不设置。
[0055]
在实施方式2中,还采用减少声音通过孔对声音的影响的结构。即,在基本区域磁铁21b的外周不设置外周区域磁铁,通过利用成为电声变换器20的侧面侧的部分(外周)的声音通过孔22b,从外周框架25b和后方框架24之间放出声音。这样,当放出声音时,声音通过孔变浅,声音通过孔的开口部所占比例增加,所以,对声响振动板23a的振动的影响变小。另外,由于声音通过孔的深度的种类变多,所以,能够防止对声音振动板23a的振动的影响偏向特定的频率。
并且,形成在声响振动板23a和磁铁板21之间的空间或声音通过孔22b,有时会引起声响振动板23a偏向特定的频率的共振。在实施方式2中,为了减少造成该共振的声音的反射,将吸音材料22设置在声音通过孔22b的后方。为了使某种程度的声音通过吸音材料22c并经由声音通过孔24b放出到电声变换器20的后方,设置玻璃纤维作为吸音材料22c。另外,在磁铁板21或外周框架25b等中,在面向造成共振的空间的部分,涂覆硅等的内部损失大的材料,通过防止声音的反射也能得到同样的效果。
这样,通过在声音通过孔22b部设置吸音材料22c或从电声变换器20的侧面放出声音,可减少声音通过孔对声音的影响。
并且,形成为环状的前方中心区域磁铁21d的前方部形成为圆的球面状。这是因为,当在成为声音的通道的部分存在角状的部分时,在频率特性中将产生峰和谷,所以要避免其影响。同样地,也存在这样的场合,即,对于前方外周区域磁铁21e,通过使成为声音的通道的部分的角变圆滑,从而使频率特性平坦化。
[0056]
接下来,说明对基本区域磁铁21b进行作用的声响振动板23a的中心轴后方向的磁力,即,向后方框架24推压的磁力。
一般地,基本区域磁铁21b的磁化方向与声响振动板23a的振动面平行,成为朝向声响振动板23a的中心的半径方向,在这种情况下,当中心区域磁铁21a的磁化方向成为中心轴前方向时,将基本区域磁铁21b向后方框架24推压的磁力变得最大。因此,在实施方式2的中心区域磁铁21a中采用的磁化方向,是对基本区域磁铁21b向后方框架24推压的磁力变得最大的磁化角度。在实施方式2中,采用钕作为磁铁的材料,利用这样的强力地向后方框架24推压的磁力,固定基本区域磁铁21b的中心侧。
在实施方式2中,如上所述,通过考虑声音通过孔的影响、声响振动板23a中的有效作用磁通密度的高低和均匀性、磁铁制作时的磁化的容易性以及基本区域磁铁21b的固定方法等,决定磁铁板21、前方中心区域磁铁21d、前方外周区域磁铁21e的磁化角度、尺寸和构成方法。
[0057]
根据以上那样的本发明的实施方式2的电声变换器20,除了实施方式1记载的作用之外,还具有以下作用。
(1)通过在声响振动板23a的前方中心侧设置前方中心区域磁铁21d,并形成与中心区域磁铁21a相对那样的磁化方向,能够使有效作用磁通进一步集中在音响振动部23a部上,从而提高密度。
(2)通过废止基本区域磁铁21b的外周侧的磁铁,在成为电声变换器20的侧面侧的部分(外周),也能够在构成基本区域磁铁21b的小磁铁21b′之间形成成为声音通过孔22b的开口部。通过该开口部,从电声变换器20的侧面也放出声音,所以,能够使声音通过孔22b的深度变浅并减小对声音振动板23a的振动的影响。并且,声音通过孔22b的深度的种类变多,能够防止对声响振动板23a的振动的影响偏向特定的频率。
(3)在声响振动板23a的前方外周侧设置前方外周区域磁铁21e,通过形成与前方中心区域磁铁21d成大致相反方向的磁化方向,能够弥补废止基本区域磁铁21b的外周侧的磁铁的影响。
(4)通过使环状的前方中心区域磁铁21d的前方部形成为圆的半球状,从而,在成为声音的通道的部分,能够减少角状的结构。由此,排除了产生频率特性中的峰和谷的原因,能够使频率特性平坦化。
(5)由于利用后方框架24和外周框架25b夹住基本区域磁铁21b的外周侧,并通过螺栓27b紧固,所以能够可靠地固定。与仅通过向后方框架24推压的磁力而固定基本区域磁铁21b的情况相比,即使在磁力由于磁铁的材质等的影响而变弱的情况下,也能够可靠地固定,所以,设计自由性和固定稳定性优良。
(6)由于在声音通过孔22b部设置吸音材料22c,所以,空间部的声音的反射减少并且能够减少偏向特定频率的声响振动板23a的共振。
[0058]
(实施方式3)
图4是实施方式3的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
在图4中,30是实施方式3的复合型的电声变换器,该复合型的电声变换器由相互独立形成的高域用的电声变换器40和低域用的电声变换器50同心圆状地配置而构成,41是整体构成为圆盘状的高域用电声变换器40的磁铁板,41a是在高域用的磁铁板41的部分区域中使用环状的钕磁铁的高域用的中心区域磁铁,41b是在高域用的磁铁板41的部分区域中、由使用钕磁铁的多个梯形形状的小磁铁41b′构成的高域用的基本区域磁铁,42b是在高域用的基本区域磁铁41b中、形成于相邻接的梯形形状的小磁铁41b′之间的高域用的声音通过孔,43a是具有将导电体卷曲成漩涡状的平面线圈、设置在高域用的磁铁板41的前方的高域用的电声变换器40的声响振动板,43b是与高域用的声响振动板43a的内周侧相连接并弹性地支承振动的高域用的声响振动板43a的内周侧支承部,43c是与高域用的声响振动板43a的外周侧相连接、弹性地支承振动的高域用声响振动板43a的外周侧支承部,51是整体构成为环状的低域用电声变换器50的磁铁板,51a是在低域用的磁铁板51的部分区域中使用环状的钕磁铁的中心区域磁铁,51b是在低域用的磁铁板51的部分区域中、由使用钕磁铁的多个梯形形状的小磁铁51b′构成的基本区域磁铁,51c是在低域用的磁铁板51的部分区域中、由使用钕磁铁的多个长方体形状的小磁铁51c′构成的外周区域磁铁,51d是形成于构成外周区域磁铁51c的各个小磁铁51c′的外周面上的槽部,52b是在低域用的基本区域磁铁51b中、形成于相邻接的梯形形状的小磁铁51b′之间的低域用的声音通过孔,52c是在低域用的外周区域磁铁51中、形成于邻接的长方体形状的小磁铁51c′之间的外周侧声音通过孔,53a是具有将导电体卷曲成漩涡状的平面线圈、设置在低域用的磁铁板51的前方的低域用的声响振动板,53b是与低域用的声响振动板53a的内周侧相连接、弹性地支承振动的低域用的声响振动板53a的内周侧支承部,53c是与低域用的声响振动板53a的外周侧相连接、弹性地支承振动的低域用声响振动板53a的外周侧支承部,54是由在后方支承高域用的磁铁板41以及低域用的磁铁板51的非磁性体形成的电声变换器30的后方框架,54a是由非磁性体形成为圆盘状并安装于高域用的电声变换器40的后方的高域用的电声变换器40的遮音板,54b是在后方框架54中、以在低域用的基本区域磁铁51b的后方形成多个开口部的方式设置的低域用的声音通过孔,54d是在后方框架54中、以在高域用的基本区域磁铁41b的后方形成多个开口部的方式设置的高域用的声音通过孔,54e是由设置在高域用的电声变换器40和遮音板54a之间的玻璃纤维构成的后方的吸音材料,54f是形成为环状、由高域用的声响振动板43a和高域用的磁铁板41夹住的、由玻璃纤维构成的支承用的吸音材料,55a是由非磁性体形成为薄圆环状、设置在高域用的中心区域磁铁41a的前方的中央框架,55b是由非磁性体形成为圆环状、设置在低域用的中心区域磁铁51a的前方的中间支承框架,55c是由非磁性体形成为圆环状、设置在高域用的声响振动板43a的外周侧支承部43c以及低域用的声响振动板53a的内周侧支承部53b的前方的中间固定框架,55d是由非磁性体形成、在低域用的外周区域磁铁51c的各个小磁铁51c′的外周侧嵌合设置于槽部51d中的外周框架,55e是在低域用的磁铁板51的外周部将下述的主框架56和后方框架54的间隔保持为一定的、由非磁性体制成的隔板,56是在低域用的磁铁板51的前方支承电声变换器30整体、由非磁性体形成的电声变换器30的主框架,57a是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于由非磁性体制成的螺母58a,在高域用的声响振动板43a的中心部固定高域用的声响振动板43a的内周侧支承部43b、中央框架55a、高域用的中心区域磁铁41a、后方框架54,57b是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于设置在中间支承框架55b的圆周上的内螺纹部,并且将低域用的中心区域磁铁51a固定在后方框架54上,57c是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于设置在外周框架55d的圆周上的内螺纹部,并且将低域用的外周区域磁铁51c固定在后方框架54上,57d是非磁性体制成的螺栓,该螺栓在外周部连接后方框架54和主框架56,58b是非磁性体制成的螺母,该螺母拧合于螺栓57b,并将高域用的声响振动板43a的外周侧支承部43c和低域用的声响振动板53a的内周侧支承部53b固定在中间固定框架55c和中间支承框架55b上。
另外,在图4中,为了说明的方便,在中心线右侧表示在通过低域用的基本区域磁铁51b的小磁铁51b′的位置上切断的截面,在中心线的左侧表示在通过低域用的声音通过孔52b的位置上切断的截面。
[0059]
在低域用的中心区域磁铁51a中,为了使螺栓57b通过而设置贯通孔。并且,构成低域用的外周区域磁铁51c的多个小磁铁51c′为长方体形状并具有槽部,外周框架55d通过该槽部,通过将螺栓57c拧合于在外周框架55d的圆周上形成的内螺纹部,可固定在后方框架54上。在后方框架54上设置有槽,将构成低域用的外周区域磁铁51c的多个小磁铁51c′填入,这样,在组合小磁铁51c′时,通过相互排斥的磁力,能够防止整体分解。
后方框架54和主框架56通过螺栓57d连接,通过隔板55e在外周部保持一定的相互间隔。并且,低域用的声响振动板53a的外周侧支承部53c通过将其外周部接合于主框架56的内周侧后面而进行固定。
中央框架55a、中间支承框架55b还具有设置间隔的隔板的作用,从而使在前后方向振动的高域用的声响振动板43a或低域用的声响振动板53a不与后方的高域用的磁铁板41或低域用的磁铁板51冲突。并且,由于使低音域再现的低域用的声响振动板53a的振幅变大,所以,对于低域用的磁铁板51,为了使上述间隔扩大,与高域用的磁铁板41相比以向后方错开的方式设置。另外,低域用的中心区域磁铁51a比低域用的基本区域磁铁51b略微向前方突出,并以接近低域用的声响振动板53a的方式设计,由此提高了有效作用磁通密度、磁通的利用效率。在这样配置的情况下,向前方突出的长度在以下范围内决定,所述范围为,即使声响振动板53a成为最大振幅,内周侧支承部53b也不接触到低域用的中心区域磁铁51a。
高域用的声响振动板43a和高域用的磁铁板41共同夹住支承用吸音材料54f。即,通过使支承用的吸音材料54f接触高域用的声响振动板43a的背侧整个面,由支承用的吸音材料54f弹性且均匀地支承高域用的声响振动板43a。这样,支承用的吸音材料54f不仅具有吸音功能,还具有对高域用的声响振动板43a进行制动的功能,由此,甚至连小的分割振动也不会发生。作为这样的情况下的支承用的吸音材料54f的材料,不仅可以使用玻璃纤维,也可以采用无纺布或发泡树脂等具有透气性的材料,上述无纺布使用聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂等,上述发泡树脂以聚氨基甲酸乙酯等为材料。
[0060]
设置在构成高域用的基本区域磁铁41b的梯形形状的小磁铁41b′之间的间隙用作高域用的声音通过孔42b,将从高域用声响振动板43a的背侧产生的声音向高域用的声音通过孔54d和高域用的电声变换器40的后方放出。并且,设置在构成低域用的基本区域磁铁51b的梯形形状的小磁铁51b′之间的间隙也用作低域用的声音通过孔52b,将从低域用的声响振动板53a的背侧产生的声音向低域用的声音通过孔54b和低域用的电声变换器50的后方放出。
低域用的基本区域磁铁51b和低域用的外周区域磁铁51c以如下方式设置,即,各个小磁铁51b′、51c′之间形成的低域用的声音通过孔52b和外周侧的声音通过孔52c的位置一致。这样,通过使从低域用的声响振动板53a的背侧产生的声音经由低域用的声音通过孔52b和外周侧的声音通过孔52c,能够从外周框架55d和后方框架54之间放出。
在实施方式3中,除此之外,从低域用的声响振动板53a的背侧产生的声音,从主框架56和低域用的外周区域磁铁51c之间向低域用的电声变换器50的侧面侧放出。即,通过在主框架56和后方框架54之间夹住隔板55e,在主框架56和低域用的外周区域磁铁51c之间确保空间,并且从低域用的电声变换器50的侧面侧将声音放出到外部。
在该情况下,相对于低域用的声响振动板53a,将主框架56的设置位置设置在尽可能的前方能够较宽地确保放出声音的空间。因此,在实施方式3中,在低域用的声响振动板53a的外周侧支承部53c的褶皱部,以在尽可能前方的位置上连接于主框架56的方式固定在褶皱部的最前方部。这样的方法作为增加成为声音通过孔的开口部并且减少声音通过孔对音响特性的影响的对策非常有效。
通过设置遮音板54a,可防止从低域用的声响振动板53a的背侧产生的声音与从高域用的声响振动板43a的背侧产生的声音相互干涉。即,以在高域用的电声变换器40的后方形成盖的方式,将遮音板54a连接于后方框架54,完全遮断相互的声音从而防止干涉。另外,对于从高域用的声响振动板43a的背侧产生的声音,通过设置在高域用的电声变换器40和遮音板54a之间的后方的吸音材料54e而吸音。
薄壁环状的高域用的声响振动板43a使用与实施方式1的声响振动板13a相同的结构。薄壁环状的低域用的声响振动板53a使用贴合2个平面线圈的结构,上述平面线圈将由绝缘的铜金属包层·铝线构成的导电体向一个方向卷曲成漩涡状,并通过硅酮树脂进行接合。通过贴合2个平面线圈,可确保机械强度,在振幅变大的低音域的再现过程中,不会破坏低域用的声响振动板53a。另外,在各平面线圈上,与实施方式1、2相同,连接有引出线(未图示),并连接在从外部供给驱动电流的端子部上(未图示)。
[0061]
实施方式3的复合型的电声变换器30同轴(同心圆状)地配置有用于再现高音域的高域用的电声变换器40、和用于再现低音域的低域用的电声变换器50。因此,高域用的声响振动板43a的中心轴和低域用的声响振动板53a的中心轴共通。
由于在低域用的声响振动板53a中振幅变大,所以,使用在内周侧支承部53b、外周侧支承部53c上形成有褶皱部的结构,但是,由于在高域用的声响振动板43a中振幅不变大,所以,内周侧支承部43b、外周侧支承部43c形成平坦的形状。作为内周侧支承部43b和外周侧支承部43c,使用硅酮树脂等的合成树脂制或橡胶制的装置等。作为支承振幅变大的低域用的声响振动板53a的内周侧支承部53b和外周侧支承部53c,为了增加机械强度而使用复合片,该复合片通过将硅酮树脂等的合成树脂浸渗到由聚酯纤维等的合成树脂的纤维等形成的有纺布中而制成。并且,为了良好地维持褶皱的形状使用多层复合片等,该多层复合片重叠并贴合上述复合片。
[0062]
在图4中,按照磁铁的各部分区域的种类说明了NS极的方向。在各部分区域中,高域用的基本区域磁铁41b的磁化方向相对于高域用的声响振动板43a的振动面平行,成为朝向高域用的声响振动板43a的中心的半径方向。高域用的中心区域磁铁41a的磁化方向作为高域用的声响振动板43a的中心轴前方向。
并且,低域用的中心区域磁铁51a的磁化方向作为高域用的声响振动板43a的中心轴后方向。低域用的基本区域磁铁51b的磁化方向一般成为与高域用的基本区域磁铁41b相对的方向。因此,低域用的基本区域磁铁51b的磁化方向成为与高域用的基本区域磁铁41b的磁化方向相反的方向,即,成为朝向低域用的声响振动板53a的外周的半径方向。低域用的外周区域磁铁51c的磁化方向相对于低域用的基本区域磁铁51b而决定,成为低域用的声响振动板53a的中心轴前方向。
[0063]
在实施方式1中,对于将磁化方向作为声响振动板的半径方向的基本区域磁铁11b,通过在其中心侧和外周侧设置磁化方向不同的中心区域磁铁11a和外周区域磁铁11c,能够使有效作用磁通集中并提高密度。在实施方式3中,为了形成非常高的有效作用磁通密度,也采用同样的方法。即,对于低域用的基本区域磁铁51b,配置成为其中心侧的低域用的中心区域磁铁51a和成为其外周侧的低域用的外周区域磁铁51c。并且,对于高域用的基本区域磁铁41b,配置成为其中心侧的高域用的中心区域磁铁41a。
另外,在高域用的基本区域磁铁41b的外周侧配置有磁铁板51的低域用的中心区域磁铁51a,该低域用的中心区域磁铁51a除了具有作为相对于低域用的基本区域磁铁51b的中心区域磁铁的功能,还兼具作为相对于高域用的基本区域磁铁41b的外周区域磁铁的功能。
[0064]
在实施方式3中,如上所述地将有效作用磁通集中在高域用的声响振动板43a或低域用的声响振动板53a的导电体部,并形成高的有效作用磁通密度的分布,同时,实现了将高域用的电声变换器40和低域用的电声变换器50同轴配置的复合型的电声变换器30。
对于高域用的基本区域磁铁41b,通过在其与高域用的中心区域磁铁41a之间起作用的磁力以及在其与低域用的中心区域磁铁51a之间起作用的磁力,将高域用的基本区域磁铁41b强力地向后方框架54推压的力起作用并将其固定,所以,不使用其它的固定装置。并且,对于低域用的基本区域磁铁51b,与高域用的基本区域磁铁41b的磁化方向相反,位于其中心侧的低域用的中心区域磁铁51a和位于外周侧的低域用的外周区域磁铁51c的磁化方向也与低域用的中心区域磁铁51a的磁化方向相反,上述低域用的中心区域磁铁51a相当于高域用的中心区域磁铁41a和高域用的外周区域磁铁。因此,同样的,由于向后方框架54强力地推压的磁力也作用在低域用的基本区域磁铁51b上并将其固定,所以,不使用其它的固定装置。
[0065]
根据以上那样的本发明的实施方式3的电声变换器30,除了具有实施方式1和2记载的作用之外,还具有以下作用。
(1)由于分别将尺寸和音响特性不同的独立的本发明的高域用的电声变换器40和低域用的电声变换器50组合起来并作为复合型,所以,能够根据高域用的声响振动板43a或低域用的声响振动板53a的声音的放射面积以及重量等使用条件,将它们一体地适当配置。由此,能够组合高域用的电声变换器40和低域用的电声变换器50,并能够按照频率频带活用各自的特征,能够构成在整个频率频带中具有优良性能的复合型的电声变换器30。
(2)由于将高域用的电声变换器40和低域用的电声变换器50配置成同心圆状(同轴)而作为复合型,所以能够得到相位特性和定向特性优良的复合型的电声变换器30。
(3)低域用的中心区域磁铁51a不仅具有作为低域用的磁铁板51中的中心区域磁铁的功能,还具有作为高域用的磁铁板41中的外周区域磁铁的作用。由此,能够有效地利用有限的磁铁的区域并提高磁通的利用效率,并且,由于不需要1种的部分区域磁铁,所以能够减少磁铁的使用量。
(4)从低域用的声响振动板53a的背侧产生的声音能够从主框架56和低域用的外周区域磁铁51c之间放出。因此,声音能够不经由低域用的磁铁板51而直接放出到外部,能够减小声音通过孔对声响振动板53a的振动的影响。
[0066]
(实施方式4)
图5是实施方式4的电声变换器的主要部分示意截面端面图。
在图5中,60是实施方式4的电声变换器,61是整体构成为圆盘状的电声变换器60的后方的磁铁板,61a是在后方的磁铁板61的部分区域中使用环状的钕磁铁的后方的中心区域磁铁,61b是在后方的磁铁板61的部分区域中、由使用钕磁铁的多个梯形形状的小磁铁61b′构成的后方的基本区域磁铁,61c是在后方的磁铁板61的部分区域中、由使用钕磁铁的多个长方体形状的小磁铁61c′构成的后方的外周区域磁铁,62b是在后方的基本区域磁铁61b中、形成于相邻的梯形形状的小磁铁61b′之间的声音通过孔,62c是在后方的外周区域磁铁61c中、形成于相邻的长方体形状的小磁铁61c′之间的声音通过孔,63a是具有将导电体卷曲成漩涡状的平面线圈、设置在后方的磁铁板61和下述的前方磁铁板67的中间部的声响振动板,63b是与声响振动板63a的内周侧相连接、弹性地支承振动的声响振动板63a的内周侧支承部,63c是与声响振动板63a的外周侧相连接、弹性地支承振动的声响振动板63a的外周侧支承部,64是由在后方支承后方的磁铁板61的非磁性体形成的电声变换器60的后方框架,64b是以在后方框架64上形成多个开口部的方式设置的声音通过孔,65a是由非磁性体形成为环状、配置在后方的中心区域磁铁61a的前方(声响振动板63a的后方)的后方中央框架,65b是由非磁性体形成为环状、配置在声响振动板63a的前方的前方中央框架,65c是由非磁性体形成、设置在后方的外周区域磁铁61c的外周侧前方的外周框架,66是由在声响振动板63a的外周部前方支承电声变换器60整体的非磁性体形成的电声变换器60的主框架,66b是为了将电声变换器60整体安装于外壳上而设置在主框架66的外周部的6个位置的螺栓(未图示)的插入孔,67是整体构成为圆盘状、配置在电声变换器60的前方部的电声变换器60的前方磁铁板,67a是在前方磁铁板67的部分区域中使用环状的钕磁铁的前方中心区域磁铁,67b是在前方磁铁板67的部分区域中、由使用钕磁铁的多个梯形形状的小磁铁67b′构成的前方基本区域磁铁,67c是在前方磁铁板67的部分区域中、由使用钕磁铁的多个长方体状的小磁铁67c′构成的前方外周区域磁铁,68b是在前方基本区域磁铁67b中形成于相邻的梯形形状的小磁铁67b′之间的声音通过孔,68c是在前方外周区域磁铁67c中形成于相邻的长方体形状的小磁铁67c′之间的声音通过孔,69是由在前方支承前方磁铁板67的非磁性体形成的电声变换器60的前方框架,69b是以在前方框架69上形成多个开口部的方式设置的声音通过孔,70a是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于由非磁性体制成的螺母71a,并在声响振动板63a的中心部固定后方框架64、后方的中心区域磁铁61a、后方中央框架65a、声响振动板63a的内周侧支承部63b、前方中央框架65b、前方中心区域磁铁67a以及前方框架69,70b是非磁性体制成的螺栓,该螺栓拧合于由非磁性体制成的螺母71b,并在声响振动板63a的外周部固定后方框架64、后方的外周区域磁铁61c、外周框架65c、声响振动板63a的外周侧支承部63c、主框架66、前方外周区域磁铁67c以及前方框架69。
另外,在图5中,为了说明的方便,在中心线右侧表示在通过后方的基本区域磁铁61b的小磁铁61b′的位置上切断的截面,在中心线的左侧表示在通过声音通过孔62b的位置上切断的截面。
[0067]
在后方的中心区域磁铁51a和前方中心区域磁铁67a上,为了使螺栓70a通过而设置有贯通孔。构成后方的外周区域磁铁61c的多个长方体形状的小磁铁61c′夹在后方框架64和外周框架65c之间,并且,构成前方外周区域磁铁67c的多个长方体形状的小磁铁67c′夹在前方框架69和主框架66之间、并通过将螺栓70b拧合于螺母71b而固定。
后方的磁铁板61的中心区域磁铁61a、基本区域磁铁61b、外周区域磁铁61c与前方磁铁板67的前方中心区域磁铁67a、前方基本区域磁铁67b、前方外周区域磁铁67c,分别隔着声响振动板63a而对称地配置,各自的磁化方向也相对于声响振动板63a的振动面对称(面对称)。
后方的基本区域磁铁61b,通过在与后方的中心区域磁铁61a之间以及与后方的外周区域磁铁61c之间作用的磁力,向后方框架64强力地推压的力起作用而将后方的基本区域磁铁61b固定住。同样地,前方基本区域磁铁67b,通过在与前方中心区域磁铁67a之间以及与前方外周区域磁铁67c之间作用的磁力,向前方框架69强力地推压的力起作用并将前方基本区域磁铁67b固定住。
后方中央框架65a、前方中央框架65b、外周框架65c以及主框架66,具有设置间隔的隔板的作用,从而,在前后方向振动的声响振动板63a不与后方的磁铁板61或前方磁铁板67碰撞。
[0068]
设置在构成后方的基本区域磁铁61b的梯形形状的小磁铁61b′之间的间隙用作声音通过孔62b,将从声响振动板63a的背侧产生的声音向声音通过孔64d和电声变换器60的后方放出。并且,后方的基本区域磁铁61b和后方的外周区域磁铁61c以如下方式设置,即,在各个小磁铁61b′之间、小磁铁61c′之间形成的声音通过孔62b、声音通过孔62c的圆周方向的位置一致。这样,通过使从声响振动板63a的背侧产生的声音经过声音通过孔62b和声音通过孔62c,能够从外周框架65c和后方框架64之间放出声音。
在实施方式4中,从声响振动板63a的表侧产生的声音与从背侧产生的声音同样地经由声音通过孔而放出。即,设置在构成前方基本区域磁铁67b的梯形形状的小磁铁67b′之间的间隙用作声音通过孔68b,与前方框架69的声音通过孔69b共同放出到电声变换器60的前方。并且,前方基本区域磁铁67b和前方外周区域磁铁67c以如下方式配置,即,各个小磁铁67b′之间、小磁铁67c′之间形成的声音通过孔68b、声音通过孔68c的圆周方向的位置一致,通过使从声响振动板63a的表侧产生的声音通过声音通过孔68b和声音通过孔68c,从而从主框架66和前方框架69之间放出声音。
[0069]
薄壁环状的声响振动板63a采用贴合两片平面线圈的结构,该平面线圈将由绝缘的铜金属包层·铝线构成的导电体向一个方向卷曲成漩涡状,并通过用硅酮树脂接合而形成。另外,在平面线圈上与实施方式1、2同样地连接有引出线(未图示),并与从外部供给驱动电流的端子部(未图示)连接。
由于声响振动板63a作为振幅变大的低音域使用的情况较多,因此使用在内周侧支承部63b、外周侧支承部63c上形成有褶皱部的结构。由于内周侧支承部63b、外周侧支承部63c的材质与实施方式1中记载的材质相同,因此省略说明。
[0070]
一般的,在前方也设置有磁铁板的情况下,为了增大其效果,后方的磁铁板61上的各部分区域的磁化方向和前方磁铁板67上的各部分区域的磁化方向,相对于声响振动板63a的振动面分别形成面对称那样的方向的情况较多。因此,后方的基本区域磁铁61b和前方基本区域磁铁67b的磁化方向相对于声响振动板63a的振动面平行,并成为朝向声响振动板63a的中心的半径方向。此外,后方的中心区域磁铁61a的磁化方向为声响振动板63a的中心轴前方向,前方中心区域磁铁67a的磁化方向为声响振动板63a的中心轴后方向。而且,后方的外周区域磁铁61c的磁化方向为声响振动板63a的中心轴后方向,前方外周区域磁铁67c的磁化方向为声响振动板63a的中心轴前方向。
这样,通过设置磁化方向与后方的磁铁板61相对的前方磁铁板67,与仅有后方的磁铁板61的情况相比,声响振动板63a上的有效作用磁通密度能够提高至2倍。
[0071]
在实施方式4中,在声响振动板63a的前方也设置磁化方向与后方的磁铁板61相对的前方磁铁板67,这样的结构非常适用于再现低音域的电声变换器60。
由于在低音域的再生过程中声响振动板63a的振幅变大,因此,为了不接触磁铁板,需要增大后方的磁铁板61和前方磁铁板67相对于声响振动板63a的间隔。该间隔越大,形成在声响振动板63a上的有效作用磁通密度越降低。作为提高降低的有效作用磁通密度的方法,与将后方的磁铁板61向后方侧增厚的方法相比,在声响振动板63a的前方侧设置前方磁铁板67的方法能够在距离声响振动板63a近的位置上增加磁铁量,因此效率较高。
另外,在对声响振动板63a仅配置一个后方的磁铁板61的情况下,声响振动板63a随着远离后方的磁铁板61,有效作用磁通密度变低。因此,振动的声响振动板63a的各位置上的有效作用磁通密度相对于声响振动板63a的设置位置在振动方向上为非对称。对此,由于在实施方式4中在声响振动板63a的前方也设置磁化方向与后方的磁铁板61相向的前方磁铁板67,因此,振动的声响振动板63a的各位置上的有效作用磁通密度相对于声响振动板63a的设置位置在振动方向上对称。这样,在声响振动板63a的振动方向上,能够抑制由于有效作用磁通密度的高低差而产生的变形。
[0072]
接着,对通过在声响振动板63a的前方配置前方磁铁板67而产生的对声音的影响进行说明。一般的,在声响振动板63a的前方配置前方磁铁板67的情况下,声响振动板63a和前方磁铁板67之间的空间成为从声响振动板63a的前方放出的声音偏向特定的频率而共振的原因。声响振动板63a和前方磁铁板67之间的空间有如下倾向,即,其体积越大,共振频率越低,并且,在声音通过孔68b和声音通过孔68c中开口部的面积越小,共振越强。
但是,即使在声响振动板63a部的外径为15cm,声响振动板63a和前方磁铁板67的间隔为10mm的一般的例子中,也不存在该共振频率比1000Hz还低的情况。在采用实施方式4的结构的情况下,声响振动板63a的振幅越大其效果越大,能够利用该效果的频率频带一般比上述1000Hz低很多。因此,容易避开引起上述共振的频率而使用,并很少发生实质性的问题。
这样,在再现低音域的电声变换器60中,没有共振等对音质的影响,能够有效利用在声响振动板63a的前方侧设置前方磁铁板67的方法。
[0073]
根据以上那样的本发明实施方式4中的电声变换器60,除了实施方式1中记载的作用的之外,还能够得到以下的作用。
(1)在低音域的再生中,为了不接触振幅变大的声响振动板63a,需要使声响振动板63a和后方的磁铁板61之间的间隔变大,但形成于声响振动板63a上的有效作用磁通密度降低。作为其对策,即使将后方的磁铁板61向后方侧增厚,增加的磁铁部也将从声响振动板63a离开,因此很难高效地提高有效作用磁通密度。在电声变换器60中,通过在声响振动板63a的前方侧设置前方磁铁板67,由于在距离声响振动板63a近的位置能够增加磁通量,因此能够高效提高有效作用磁通密度。
(2)除了后方的磁铁板61之外,在声响振动板63a的前方还设置有磁化方向与磁铁板61相对的前方磁铁板67,由此能够使在前后方向振动的声响振动板63a的各位置处的有效作用磁通密度、相对于声响振动板63a的设置位置在振动方向上对称。由此,能够抑制在声响振动板63a的振动方向上因有效作用磁通密度的高低差而产生的变形。
[0074]
以上,对实施方式1~4进行了说明,但是本发明并不局限于此,还可以广泛地适用。例如,本发明的电声变换器并不限定于各实施方式中所示的特定的尺寸和材质,对于所示的磁极、也可以使其NS极整体相反。
另外,主要以将电信号转换成声音的扬声器为例、对其结构进行了说明,但是也可以适用于同类装置、例如头戴式受话器、耳机等。并且,也能够适用于将接收的声音转换成电信号的装置,例如话筒或声波传感器等。
实施例
[0075]
下面,通过实施例对本发明进行具体说明。
对于以与实施方式1同样的结构形成的3方向磁化的磁铁板,对有效作用磁通密度的分布如何根据各部分区域的磁化角度而变化进行基于模拟的分析。
(分析例1)
在使用3方向磁化的磁铁板的例子中,各部分区域的磁化角度或尺寸与实施方式1的电声变换器10中的磁铁板11条件相同。
将实施方式1的电声变换器10中的磁铁板11的各部分区域分割得较小,将该分割后的小区域的磁化方向和强度的数据输入程序。而且,根据磁铁板11的各位置,使用比奥-萨伐尔定律计算贡献于声响振动板13a上的磁场的强度,根据有限要素法进行分析,求出声响振动板13a中的有效作用磁通密度的分布。
[0076]
(比较例1)
以使用半径方向磁化的磁铁板并且使磁化角度为0的情况为例。
与实施方式1相同,基本区域磁铁11b的磁化角度θ为0度,另外,中心区域磁铁11a、外周区域磁铁11c的磁化角度与基本区域磁铁11b相同,也为0度。即,在所有的部分区域的磁化方向上,在使磁化角度θ为0度并且作为声响振动板13a的半径方向的情况下,与分析例1同样地求出声响振动板13a的有效作用磁通密度的分布。
[0077]
(比较例2)
以使用2方向磁化的磁铁板的情况为例。
使中心区域磁铁11a侧的磁化角度θ与实施方式1相同、为+90度,除此以外,与比较例1条件相同,求得声响振动板13a中的有效作用磁通密度的分布。
[0078]
(比较例3)
以使用2方向磁化的磁铁板的情况为例。
使外周区域磁铁11c侧的磁化角度θ与实施方式1相同、为-90度,除此以外与比较例1的条件相同,求得声响振动板13a中的有效作用磁通密度的分布。
[0079]
(分析例2)
在使用3方向磁化的磁铁板的例子中,各部分区域的磁化角度是使磁通的利用效率最高的角度。
对于实施方式1的电声变换器10中的磁铁板11,求的能够使磁通的利用效率最高的磁化角度。另外,该角度根据声响振动板13a中的导电体部的区域、磁铁板11和声响振动板13a的间隔、以及磁铁板11的各部分区域的宽度或厚度而变化。
在该导电体的区域内对声响振动板13a的导电体的有效作用磁通进行积算后的值变为最大的部分区域的磁化角度是最佳的磁化角度,该磁化角度在3方向磁化的磁铁板11中用于使磁通的利用效率变得最高。在模拟中通过以下方法求得这样的角度,即,按照部分区域的各个种类使磁化角度θ变化,同时重复使用尝试法。
结果是,在基本区域磁铁11b中为23度,在中心区域磁铁11a中为88度,在外周区域磁铁11c中为-90度。
[0080]
图6是表示电声变换器的声响振动板的半径方向的有效作用磁通密度的附图。
在图6中,横轴表示从声响振动板13a的中心开始的距离,纵轴表示从声响振动板13a的中心开始的各距离处的有效作用磁通密度。在横轴上,12mm位置是声响振动板13a的导电体的内周边缘部,30mm位置是外周边缘部。因此,驱动力以与从图的12mm位置到30mm位置之间的有效作用磁通密度成比例的方式作用在声响振动板13a的导电体上。
与比较例1相比,在比较例2中,在通过使中心区域磁铁11a的磁化角度θ为+90度而使有效作用磁通密度高的区域内,内周侧的区域减小并变狭窄,但有效作用磁通密度整体上升,特别是内周侧上升。
与比较例1相比,在比较例3中,在通过使外周区域磁铁11c的磁化角度θ为-90度而使有效作用磁通密度高的区域内,外周侧的区域减小并变狭窄,但有效作用磁通密度整体上升,特别是外周侧上升。
[0081]
分析例1(实施方式1)的有效作用磁通密度的分布具有合成了比较例2的内周侧的特征与比较例3的外周侧的特征的特征。即,在有效作用磁通密度高的区域,内周侧和外周侧的区域减小并变狭窄,但有效作用磁通密度整体大幅上升。
而且,将声响振动板13a的导电体部、亦即半径12mm和半径30mm之间的有效作用磁通在该区域中进行积算,若比较通过该积算而得到的值,则在以分析例1(实施方式1)的磁铁板11的分布为基准的情况下,在使用使所有的部分区域的磁化角度θ为0度的半径方向磁化的磁铁板的比较例1中为58%。由此可知,如果采用直径大的装置作为声响振动板13a则不会出现这种情况,当采用一般的直径的装置作为声响振动板13a时,则成为上述那样低的值。
[0082]
从以上所述可知,在基本区域磁铁11b的磁化方向上,在使磁化角度为0度且成为朝向声响振动板13a的中心的半径方向的情况下,通过使成为基本区域磁铁11b的中心侧的中心区域磁铁11a的磁化角度θ朝向+90度侧,或者使成为基本区域磁铁11b的外周侧的外周区域磁铁11c的磁化角度θ朝向-90度侧,能够使有效作用磁通集中,在狭窄的范围内能够形成非常高的有效作用磁通密度的分布。以往,半径方向磁化的磁铁板具有以下倾向,即,有效作用磁通一般分散在广阔的范围内,并且分布在比声响振动板13a的导电体的区域还要广阔的范围内。由此可知,在该情况下,3方向磁化的磁铁板或2方向磁化的磁铁板作为将有效作用磁通集中在必要的区域内而提高密度的方法,是非常有效的手段。
并且,在扬声器中再现的频带越成为高音域侧,为了改善定向特性越有必要减小声响振动板13a的直径,但是,由于当减小振动板的面积时效率降低,所以,必须提高有效作用磁通密度。尤其是在该情况下,这是极其有效的手段。
[0083]
另外,在使得到分析例2的磁化角度最优化的磁铁板中,如果试着求得将声响振动板13a的导电体的有效作用磁通在该导电体的区域内积算后的值,则成为采用分析例1(实施方式1)的磁铁板11的情况的105%。
这样,在实施方式1中采用的各尺寸中,在使磁化角度θ为88度的情况下,中心区域磁铁11a的磁通的利用效率变得最高。而且,当减小该角度时,到20度附近为止,有效作用磁通密度高的区域变大,同时,磁通的利用效率降低。并且,在使磁化角度θ为-90度的情况下,外周区域磁铁11c的磁通的利用效率变得最高。而且,当该角度靠近0度时,有效作用磁通密度高的区域变大,同时,磁通的利用效率降低。
在将这样的与有效作用磁通密度的分布相关的特征用于扬声器的情况下,在效率这点上可选择这样的方法,即,能够使将声响振动板13a的导电体的有效作用磁通在该导电体的区域内进行积算后的值变得最高的方法。在高音域用或中音域用的扬声器中,由于声响振动板13a的导电体部的面积不能变大,所以,能够在狭窄的范围内形成非常高的有效作用磁通密度的分布这一点成为了优先条件,在低音域用扬声器中,为了不使振幅变大,必须扩大声响振动板13a的导电体部的面积。这样,为了决定中心区域磁铁11a或外周区域磁铁11c的磁化角度θ,不仅要考虑有效作用磁通密度的高低,还必须要考虑具有高有效作用磁通密度的区域的宽度。并且,还必须进一步考虑磁铁制作时的磁化的容易性、有效作用磁通密度的分布的均匀性、以及作用于基本区域磁铁11b的磁力的方向和强度等。
产业上利用的可能性
[0084]
本发明对磁铁不要求特别的形状和加工,没有必要细致地设定磁化方向,制作工序即使像半径方向磁化的磁铁板那样极其简单也没有影响,能够实现与半径方向磁化的磁铁板相比对声响振动板的导电体设定高的有效作用磁通密度的分布、可以低变形高效地进行从电信号向声音的转换的扬声器、头戴式受话器、耳机等的普及,或者,实现同样地以低变形高效地进行从声音向电信号的转换的话筒、声波传感器等的电声变换器的普及。

Claims (7)

1.一种电声变换器,具有整体形成为圆盘状或环状的磁铁板和圆盘状或环状的声响振动板,上述声响振动板相对上述磁铁板平行配置并且具有将导电体卷曲成漩涡状而形成的平面线圈,其特征在于,
在上述磁铁板的各部分区域的磁化方向上,除了基本区域磁铁以外,还具有中心区域磁铁或外周区域磁铁中的至少任意一方;上述基本区域磁铁以如下方式被磁化,即,与上述声响振动板的振动面平行的成分成为朝向上述声响振动板的中心的半径方向;上述中心区域磁铁以如下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的中心侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的前方方向;上述外周区域磁铁以以下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的外周侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的后方方向。
2.一种电声变换器,具有整体形成为圆盘状或环状的磁铁板和圆盘状或环状的声响振动板,上述声响振动板相对上述磁铁板平行配置并且具有将导电体卷曲成漩涡状而形成的平面线圈,其特征在于,
在上述磁铁板的各部分区域的磁化方向上,除了基本区域磁铁以外,还具有中心区域磁铁或外周区域磁铁中的至少任意一方;上述基本区域磁铁以如下方式被磁化,即,与上述声响振动板的振动面平行的成分成为朝向上述声响振动板的外周的半径方向;上述中心区域磁铁以如下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的中心侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的后方方向;上述外周区域磁铁以以下方式被磁化,即,在成为上述基本区域磁铁的外周侧的位置上,与上述声响振动板的中心轴平行的成分成为上述声响振动板的前方方向。
3.如权利要求1或2记载的电声变换器,其特征在于,在上述磁铁板中具有框架,该框架将上述中心区域磁铁或上述外周区域磁铁中的至少任意一方固定在与设置有上述声响振动板的一侧相反的一侧,通过上述中心区域磁铁或上述外周区域磁铁将上述基本区域磁铁向上述框架侧推压的磁力、将上述基本区域磁铁固定在上述框架上。
4.如权利要求1或2记载的电声变换器,其特征在于,具有前方中心区域磁铁或前方外周区域磁铁中的至少任意一方,上述前方中心区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述中心区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述中心区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化;上述前方外周区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述外周区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述外周区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化。
5.如权利要求4中记载的电声变换器,其特征在于,具有前方基本区域磁铁,该前方基本区域磁铁以夹持上述声响振动板的方式配置在与上述基本区域磁铁对称的位置,相对于上述声响振动板的振动面在与上述基本区域磁铁的磁化方向面对称的方向上被磁化。
6.如权利要求1或2记载的电声变换器,其特征在于,上述磁铁板的上述基本区域磁铁、上述外周区域磁铁、上述中心区域磁铁中的至少任意一个具有使在外部或内部产生的声音通过的声音通过孔。
7.一种电声变换器,其特征在于,以使尺寸分别不同的方式同心圆状地配置多个权利要求1或2中记载的电声变换器。
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