CN104205875A - 扬声器单元 - Google Patents

Abstract

[问题]通过降低机械共振锐度并减少最低共振频率附近的振荡而提高音质。[解决手段]本发明设有：磁体，其产生磁力；磁隙，其导致磁力发生作用；磁轭，其至少部分定位成与所述磁体相对，并且形成将所述磁体的磁力引导至所述磁隙的磁路；线圈骨架，其以管的形状形成并且能够相对于所述磁体和磁轭沿轴向改变；线圈，其卷绕在所述线圈骨架上并且至少部分地配置在所述磁隙中；锥体，其依据所述线圈骨架的改变而变动；边缘，其基本居中地保持所述锥体；和框架，其固定所述边缘和所述磁轭。磁性流体被引入到所述磁隙中，所述磁性流体的粘度被设定成至少为一具体值，机械共振锐度被设定成不超过1.0，并且借助电流驱动，与电流成比例的声音被输出。

Description

扬声器单元

技术领域

本技术涉及扬声器单元的技术领域。更特别地，本技术涉及的技术领域为降低机械共振锐度以及减少最低共振频率附近的频率处的振荡，从而提高由电流驱动器操作的扬声器单元的音质。

背景技术

扬声器单元包括所谓的动态式扬声器单元(dynamic type speaker unit)，包括例如由磁体、磁轭和线圈(音圈)构成的磁路。在该动态式扬声器单元中，用线圈卷绕的线圈骨架(coil bobbin)在轴向上发生变动，用于输出声音。

作为该扬声器单元，存在由电压驱动器操作的类型。用于扬声器单元的驱动力与电流成比例。因此，在电压驱动式扬声器单元的情况下，有一种担心，即：电压和驱动力之间的线性度在各种状况下崩溃，并且从扬声器单元输出的音质劣化。

例如，在电压驱动式扬声器单元中，随着频域变得更高，电流流过线圈变得更加困难。由此，在高频域中输出较低。

顺便地，存在电流驱动放大器。当设计成由电压驱动的扬声器单元由该放大器操作时，磁性制动(magnetic brake)由于线圈做功而被取消。由此，在最低共振频率附近的频率处，大的振荡由于弹簧变动而产生，这会劣化音质。

鉴于此，存在一种扬声器单元，通过附接电阻增加基座(resistance-adding seat)，诸如将空气阻力增添至背压的非纺造片材，该扬声器单元适于减少最低共振频率附近的频率处的振荡。

然而，在这样的扬声器单元中，部件数量由于提供基座而增加，这导致外观劣化问题以及增加的制造成本和附接基座的额外工作过程。进一步，如果基座被分离，则减少振荡的作用劣化。

从这些角度，提出了一种扬声器单元，其中提供适当制动具有粘度的磁性流体被注入到形成在磁体和磁轭之间的磁隙之中(例如，参见专利文献1和2)。

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开No.SHO57-208794

专利文献2：日本专利申请特开No.SHO58-046798

发明内容

本发明待解决的问题

在专利文献1和2中描述的扬声器单元中，将提供适当制动的具有粘度的磁性流体注入到磁隙中可以减少振荡。然而，取决于阻尼器的弹性或边缘、锥体的重量和磁性流体的粘度值，减少振荡以提高音质的足够效果无法呈现。

例如，也是在使用磁性流体的情况下，除非作为表示变动收敛度的指标的锐度(机械共振锐度和综合共振锐度)足够低，否则不能充分减少最低共振频率附近的频率处的振荡。

因此，根据本技术的扬声器单元的目的在于克服上面提到的问题并降低机械共振锐度和减少最低共振频率附近的频率处的振荡，从而提高音质。

解决问题的手段

首先，为了解决上面提到的问题，扬声器单元包括：磁体，其产生磁力；磁隙，其导致磁力发生作用；磁轭，其设置成与所述磁体部分地相对，并且形成将所述磁体的磁力引导至所述磁隙的磁路；线圈骨架，其以管状形状形成，并且设定成相对于所述磁体和所述磁轭沿轴向可变动；线圈，其卷绕在所述线圈骨架周围，并且部分地配置在所述磁隙中；锥体，其依据所述线圈骨架的变动而变动；边缘，其将所述锥体保持在几乎中心处；以及框架，其固定所述边缘和所述磁轭中的每个，其中磁性流体被注入到所述磁隙中，所述磁性流体被设定成使粘度等于或大于预定值，并且机械共振锐度被设定成等于或小于1.0，并且与电流成比例的声音由电流驱动器输出。

由此，在扬声器单元中，最低共振频率附近的频率处的振荡得以减少。

其次，上面提到的扬声器单元被期望地用作针对整个频带的全频单元(full range unit)或针对低频带的低音单元。

扬声器单元用作针对整个频带的全频单元或针对低频带的低音单元，因此，扬声器单元的再生区域(reproduction area)当然包括最低共振频率。

再次，在上面提到的扬声器单元中，机械共振锐度被期望地设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6。

机械共振锐度被设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6，因此，低频带的良好输出状态得到确保，使得最低共振频率处的振荡减少。

第四，在上面提到的扬声器单元中，期望地提供了具有弹性的阻尼器，所述阻尼器联接在框架和所述线圈骨架之间。

提供了具有弹性的阻尼器，所述阻尼器联接在所述框架和所述线圈骨架之间，因此阻尼器防止线圈骨架发生较大轴向变动。

第五，在上面提到的扬声器单元中，针对磁性流体，期望地使用在合成酯中包含氧化铁的材料。

针对磁性流体，使用在合成酯中包含氧化铁的材料，因此作为降低机械共振锐度的材料有利的材料用于磁性流体。

本发明的效果

根据本技术的扬声器单元包括：磁体，其产生磁力；磁隙，其导致磁力发生作用；磁轭，其设置成与所述磁体部分地相对，并且形成将所述磁体的磁力引导至所述磁隙的磁路；线圈骨架，其以管状形状形成，并且设定成相对于所述磁体和所述磁轭沿轴向可变动；线圈，其卷绕在所述线圈骨架周围，并且部分地配置在所述磁隙中；锥体，其依据所述线圈骨架的变动而变动；边缘，其将所述锥体保持在几乎中心处；以及框架，其固定所述边缘和所述磁轭中的每个，其中磁性流体被注入到所述磁隙中，所述磁性流体被设定成使粘度等于或大于预定值，并且机械共振锐度被设定成等于或小于1.0，并且与电流成比例的声音由电流驱动器输出。

由此，最低共振频率处的振荡可以被充分减少，并且音质可以提高。

权利要求2中描述的技术用作针对整个频带的全频单元或针对低频带的低音单元。

由此，扬声器单元的再生区域当然包括最低共振频率，并且可以可靠地减少该最低共振频率处的振荡并提高低频带的音质。

在权利要求3所描述的技术中，其中机械共振锐度被设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6。

由此，低频带的良好输出状态得到确保，使得最低共振频率处的振荡被充分减少，并且音质可以进一步提高。

在权利要求4所描述的技术中，提供了具有弹性的阻尼器，所述阻尼器联接在框架和所述线圈骨架之间。

由此，再生区域的高输出可以得到确保。

在权利要求5所描述的技术中，针对磁性流体，使用了在合成酯中包含氧化铁的材料。

由此，可以提高音质，而不会增加扬声器单元的制造成本。

附图说明

[图1]是扬声器系统的框图，其示出了结合图2至6的本技术的实施例。

[图2]是扬声器单元的侧视图。

[图3]是扬声器单元的横截面图。

[图4]是示出磁性流体到磁隙中的注入状态的放大横截面图。

[图5]是示出由于扬声器单元综合共振锐度而在低频带生成再生特性的图表。

[图6]是根据修改示例的扬声器单元的横截面图。

具体实施方式

下文中，将参考附图描述进行根据本技术的扬声器单元的最佳模式。

在以下描述中，示出了上、下、前、后、左手和右手方向，假设扬声器单元取向的方向为向前方向。

注意到，下文中描述的上、下、前、后、左手和右手方向为描述而示出，而本技术的应用并不限于这些方向。

[整个构造]

首先，将(参见图1)描述使用扬声器单元的扬声器系统的整个构造。

例如，扬声器系统100包括：声音信号输出单元101，诸如数字音乐播放器(DMP)和盘播放器(disk player)；放大器102，其放大由电流驱动器从声音信号输出单元101输出的声音信号；和扬声器103，其输出声音。放大器102可包括用于音量控制的内置音量单元。

从声音信号输出单元101输出的声音信号是模拟信号。声音信号由放大器102放大，并从扬声器103输出作为声音。与电流成比例的声音由扬声器103中的电流驱动器输出。

扬声器103由机箱(外壳)和扬声器单元1构成。注意到，包括密闭类型、低音反射类型、背装喇叭类型(back-loaded horn type)、声测管类型(acoustic pipe type)等的各种类型被用作机箱。

[扬声器单元的具体构造]

扬声器单元1由框架2内部或外部的必要组成部分构成(参见图2和3)。

框架2包括以几乎环形形状形成的前端周部3、位于前端周部3后面且以几乎环形形状形成的基端周部4和联接前端周部3与基端周部4的联接腿部5、5、...。

基端周部4具有小于前端周部3的直径。联接腿部5、5、...倾斜成随着其向前延伸而向外移位。前端周部3的前开口形成为沿向前方向、即声音输出方向打开的开口3a。

联接腿部5附接至终端6。终端6设置为连接到放大器102的终端部。

磁轭7设置在框架2的后端侧。磁轭7固定到框架2的后端部，并且从除前端部之外的框架2向后突出。

磁轭7的构成如下：基表面部8，具有几乎盘形形状；插入定位部9，具有几乎圆筒形状并从基表面部8的外周部向前突出；和突起10，从基表面部8的中心部向后突出。基表面部8、插入定位部9和突起10一体地形成。通过基表面部8和突起10的通孔7a形成在磁轭7中。

孔8a、8a、...形成在基表面部8的外周部中，沿周向方向彼此间隔开。

在磁轭7内部，第一板11、磁体12和第二板13从前面以上述顺序被布置和固定于接触状态下。所有的第一板11、磁体12和第二板13以例如环形形状形成。第二板13的后表面固定到磁轭7的基表面部8的前表面。

磁轭7的中心轴线对应于第一板11、磁体12和第二板13的每个中心轴线。插入定位部9的内周表面与第一板11、磁体12和第二板13的外周表面之间的空间形成为磁隙14，磁隙14导致磁体12产生的磁力作用在稍后描述的线圈上。

具有圆筒形状的线圈骨架15设置在框架2内部。线圈骨架15具有配置在磁隙14中的后端部。线圈骨架15设定成相对于磁轭7、第一板11、磁体12和第二板13沿轴向(沿前后方向)可变动(可移动)。

线圈骨架15的后端部的外周表面用线圈(音圈)16卷绕。线圈16的两个被卷绕的端部被抽出并连接到终端6。线圈16配置在磁隙14中。

线圈16配置在磁隙14中，因此第一板11、磁体12、第二板13、磁轭7和线圈16构成了磁路。

磁性流体17注入到第一板11和磁轭7的插入定位部9的前端部之间(参见图3和4)。磁性流体17保持于第一板11和插入定位部9的前端部之间。

例如，在合成酯中包含氧化铁的材料用于磁性流体17，并在具有高粘度的胶质状态下形成。注意到，磁性流体17并不限于在合成酯中包含氧化铁的材料，而另一材料可用于磁性流体17。

注意到，在使用中不依据驱动扬声器单元1期间的变动而分散且不取决于温度等而凝固但具有高耐热性和高磁通密度的材料被期望地用于磁性流体17。从这个角度，上面提到的在合成酯中包含氧化铁的材料是有利的材料，作为用于磁性流体17的材料。

锥体18附接至线圈骨架15的前端部。锥体18依据线圈骨架15的轴向变动而变动。

以环形形状形成的边缘19联接在线圈骨架15的前端部和框架2的前端周部3之间。边缘19将锥体18保持在几乎中心处，并且依据线圈骨架15的轴向变动而变动。

如上面描述的，磁性流体17被注入到扬声器单元1中，而磁性流体17具有使线圈骨架15居中的作用。由此，扬声器单元1不需要设置有阻尼器。

扬声器单元1没有设置有阻尼器，因此部件数量相应地减少，且扬声器单元1的制造成本可以减少。

[扬声器单元的操作]

在由此构造的扬声器单元1中，线圈16供给有驱动电流。然后，推力产生于磁路中。线圈骨架15沿前后方向(沿轴向)变动。锥体18和边缘19依据线圈骨架15的变动而变动。此时，与电流成比例的声音被输出。换言之，从声音信号输出单元101输出且由放大器102放大的声音被输出。

[锐度]

在扬声器单元1中，如上面描述的，磁性流体17设定为具有高粘度，且机械共振锐度Qms等于或小于1.0。机械共振锐度Qms是与电气共振锐度Qes和综合共振锐度Qts一起表示变动收敛度的指标。随着值变得更小，最低共振频率F0附近的频率处的振荡减少。

综合共振锐度Qts由以下方程表示。

Qts＝(Qms*Qes)/(Qms+？Qes)

图5是示出由于扬声器单元综合共振锐度Qts而在低频带生成的再生特性的图表。

如图5所示，随着综合共振锐度Qts的值变得更大，最低共振频率F0(约500 Hz)的峰值会变得更高，并且振荡的产生变得容易。相反，随着综合共振锐度Qts的值变得更小，最低共振频率F0的峰值变得更低，并且振荡的产生变得困难。然而，在这种情况下，再生能力降低。因此，需要降低最低共振频率F0附近的频率处的振荡峰值并且保持平衡以确保良好的再生能力。

如果具有高粘度的磁性流体用在电压驱动式扬声器单元中，诸如用在针对整个频带的全频单元和针对低频带的低音单元中，其中最低共振频率F0存在于再生区域中，则由于与线圈(线圈骨架)速度成比例而产生的磁性制动的作用，其由电气共振锐度Qes表示，所以扬声器单元的综合共振锐度Qts变得太小，并且低频率声音再生能力劣化。

由此，在最低共振频率F0存在于再生区域中的诸如全频单元和低音单元的电压驱动式扬声器单元中，机械共振锐度Qms通过降低磁性流体的粘度一般调整成不会更小。

然而，在扬声器单元1中，与线圈(线圈骨架)速度成比例而产生的磁性制动的作用被取消，这是因为它由电流驱动器操作。结果，电气共振锐度Qes采用过大的值。因此，电气共振锐度Qes相比机械共振锐度Qms过大。

关于综合共振锐度Qts，根据以下方程Qms/Qes几乎为0。

Qts＝(Qms*Qes)/(Qms+Qes)＝(Qms)/(Qms/Qe？s+1)

由此，综合共振锐度Qts变得几乎等于机械共振锐度Qms。

由此，在由电流驱动器操作的扬声器单元1中，电气共振锐度Qes在综合共振锐度Qts中可以被忽略，而综合共振锐度Qts采用仅由机械共振锐度Qms限定的值。

因此，在扬声器单元1中，如上面描述的，通过把磁性流体17的粘度设定得较高，机械共振锐度Qms适当地调整成等于或低于1.0，综合共振锐度Qts被控制，并且低频带的良好再生特性得到确保，使得最低共振频率F0附近的频率处的振荡可以充分减少。

注意到，在扬声器单元1中，机械共振锐度Qms被期望地设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6。

通过将机械共振锐度Qms设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6，低频带的良好输出状态得到确保，使得最低共振频率F0处的振荡被充分减少，并且音质可以进一步提高。

[扬声器单元的修改示例]

下文中，将(参见图6)描述根据修改示例的扬声器单元1A。

注意到，下文中示出的扬声器单元1A与上面提到的扬声器单元1的不同之处仅在于提供了阻尼器。因此，在扬声器单元1A的以下描述中，将仅详细描述与扬声器单元1不同的部分，而其它部分将由与扬声器单元1相同的附图标记表示，并将省略对它的描述。

扬声器单元1A的线圈骨架15的轴向中间部设置有阻尼器20。阻尼器0以几乎环形较薄的形状形成，并设定成可弹性变形。其内周部附接至线圈骨架15的外周表面，而外周部附接至框架2。当线圈16供给以驱动电流并且线圈骨架15轴向变动时，阻尼器20发生弹性变形。阻尼器20具有防止线圈骨架15发生较大轴向变动的作用。

当阻尼器20设置为处于扬声器单元1A中时，弹簧变动容易变得较大，因此需要通过调整磁性流体17的粘度来充分减少最低共振频率F0附近的频率处的振荡。由此，可以确保再生范围内的高输出。

[结论]

如上面描述的，在每个扬声器单元1和1A中，磁性流体17被注入到磁隙14中，磁性流体17的粘度设定成等于或大于预定值，而机械共振锐度Qms设定成等于或小于1.0。

由此，最低共振频率F0附近的频率处的振荡可以被充分减少，并且音质可以提高。

进一步，通过使用扬声器单元1和1A作为针对整个频带的全频单元或针对低频带的低音单元，每个扬声器单元1和1A的再生区域当然包括最低共振频率F0。该最低共振频率F0处的振荡可以可靠地减少，并且低频带的音质可以提高。

此外，在合成酯中包含氧化铁的材料用作磁性流体17，因此该材料作为降低机械共振锐度Qms的材料是有利的，而且粘度的调整比较容易。由此，可以提高音质，而不会增加每个扬声器单元1和1A的制造成本。

[本技术]

本技术可利用以下构造。

(1)一种扬声器单元，包括：

磁体，其产生磁力；

磁隙，其导致磁力发生作用；

磁轭，其设置成与所述磁体部分地相对，并且形成将所述磁体的磁力引导至所述磁隙的磁路；

线圈骨架，其以管状形状形成，并且设定成相对于所述磁体和所述磁轭沿轴向可变动；

线圈，其卷绕在所述线圈骨架周围，并且部分地配置在所述磁隙中；

锥体，其依据所述线圈骨架的变动而变动；

边缘，其将所述锥体保持在几乎中心处；以及

框架，其固定所述边缘和所述磁轭中的每个，其中磁性流体被注入到所述磁隙中，

所述磁性流体被设定成使粘度等于或大于预定值，并且机械共振锐度被设定成等于或小于1.0，并且

与电流成比例的声音由电流驱动器输出。

(2)根据(1)所述的扬声器单元，所述扬声器单元用作针对整个频带的全频单元或针对低频带的低音单元。

(3)根据(1)或(2)所述的扬声器单元，其中

所述机械共振锐度被设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6。

(4)根据(1)至(3)任一项所述的扬声器单元，其中

提供了具有弹性的阻尼器，所述阻尼器联接在框架和所述线圈骨架之间。

(5)根据(1)至(4)任一项所述的扬声器单元，其中

针对所述磁性流体，使用了在合成酯中包含氧化铁的材料。

当执行本技术时，在上面提到的最佳模式中所描述部件的任何具体形状和结构仅仅是实现示例，并且不应理解成这些限制本技术的技术范围。

标记说明

1  扬声器单元

2  框架

7  磁轭

12 磁体

14 磁隙

15 线圈骨架

16 线圈

17 磁性流体

18 锥体

1A 扬声器单元

20 阻尼器

Claims (5)

1.一种扬声器单元，包括：

磁体，其产生磁力；

磁隙，其导致磁力发生作用；

磁轭，其设置成与所述磁体至少部分地相对，并且形成将所述磁体的磁力引导至所述磁隙的磁路；

线圈骨架，其以管状形状形成，并且设定成相对于所述磁体和所述磁轭沿轴向可变动；

线圈，其卷绕在所述线圈骨架周围，并且至少部分地配置在所述磁隙中；

锥体，其依据所述线圈骨架的变动而变动；

边缘，其将所述锥体保持在几乎中心处；以及

框架，其固定所述边缘和所述磁轭中的每个，其中，磁性流体被注入到所述磁隙中，

所述磁性流体被设定成使粘度等于或大于预定值，并且机械共振锐度被设定成等于或小于1.0，并且

与电流成比例的声音由电流驱动器输出。

2.根据权利要求1所述的扬声器单元，所述扬声器单元用作针对整个频带的全频单元或针对低频带的低音单元。

3.根据权利要求1所述的扬声器单元，其中

所述机械共振锐度被设定成等于或大于0.5以及等于或小于0.6。

4.根据权利要求1所述的扬声器单元，其中

提供了具有弹性的阻尼器，所述阻尼器联接在框架和所述线圈骨架之间。

5.根据权利要求1所述的扬声器单元，其中

针对所述磁性流体，使用了在合成酯中包含氧化铁的材料。