CN107889038B - 一种电磁动铁式微型扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁动铁式微型扬声器，属于扬声器技术领域，包括外壳、安装于外壳顶部的音膜、及设置于外壳内的振动系统，振动系统包括磁性线性马达和磁性负劲度结构；磁性线性马达设置于外壳内，磁性线性马达内穿设有振动轴，振动轴的一端抵接于外壳的底部，另一端抵接于音膜，振动轴能够在磁性线性马达内沿自身轴线方向振动，并推拉音膜使音膜发声；磁性负劲度结构设置于磁性线性马达内，能够加速振动轴的振动。本发明通过在振动系统的磁性线性马达内设置磁性负劲度结构，增加了扬声器的负劲度，减小振动系统的共振频率，增强了低频响应，同时，提高了扬声器的机电转换效率。

Description

一种电磁动铁式微型扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种电磁动铁式微型扬声器。

背景技术

目前，公知的微型扬声器可分为三类：其一是传统的电动式微型扬声器，其发声原理是当音频电流通过悬挂于固定磁场中的音圈时，音圈受力而运动，从而激发音膜振动发声。这种扬声器必须有一磁路提供力源，而正是这一磁路的大小和重量限制了此类扬声器的进一步微型化。

其二是压电型的扬声器，其发声原理是当音频电流通过压电振子，压电振子由于逆压电效应而振动进而激发音膜振动发声。由于压电材料物理性能的限制，现有的压电型动铁式微型扬声器还不能达到与电磁动铁式微型扬声器相匹敌的性能。

其三是电磁动铁式微型扬声器，其发声原理是当音频电流作为激磁电流通过音圈时电枢中的动态磁通就会与气隙中静态磁通相互作用从而使得电枢受力运动，电枢通过驱动杆激发音膜振动发声。电磁动铁式微型扬声器的机电转换效率远比电动式微型扬声器的机电转换效率高，特别是在微型空间里，电动式微型扬声器的可利用能量密度比电磁式微型扬声器的能量密度低一个数量级。然而电磁式微型扬声器生产制作困难，且低频响应较差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电磁动铁式微型扬声器，能够解决现有技术中的微型电磁动铁式微型扬声器制作困难以及低频响应差的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电磁动铁式微型扬声器，包括外壳、安装于所述外壳顶部的音膜、及设置于所述外壳内的振动系统，所述振动系统包括磁性线性马达和磁性负劲度结构；

所述磁性线性马达设置于所述外壳内，所述磁性线性马达内穿设有振动轴，所述振动轴的一端抵接于所述外壳的底部，另一端抵接于所述音膜，所述振动轴能够在所述磁性线性马达内沿自身轴线方向振动，并推拉所述音膜使所述音膜发声；

所述磁性负劲度结构设置于所述磁性线性马达内，能够加速所述振动轴的振动。

进一步的，所述磁性线性马达包括设置于所述外壳内并套设于所述振动轴上的磁罩及设置于所述磁罩下方的线圈，所述振动轴的一端穿过所述线圈并抵接于所述外壳的底部，另一端穿出所述磁罩并抵接于所述音膜，所述线圈通电后能够驱动所述振动轴沿自身轴线方向振动。

进一步的，所述磁性负劲度结构包括同轴设置的第一磁性部、第二磁性部及衔铁，所述第一磁性部和所述第二磁性部分别固定于所述磁罩的顶部和底部；

所述衔铁固设于所述振动轴上并位于所述第一磁性部和所述第二磁性部之间，所述振动轴的两端分别穿过所述第一磁性部和所述第二磁性部。

进一步的，所述振动系统包括支片，所述支片卡设于所述外壳的底部，所述振动轴的一端连接于所述支片。

进一步的，所述支片为弹簧支片。

进一步的，所述支片上凸设有若干个同轴设置的环形圈，所述环形圈与所述振动轴同轴设置。

进一步的，所述支片的纵向截面为波浪形结构。

进一步的，所述音膜远离所述磁性线性马达的端面凸设有支环，所述支环与所述振动轴同轴设置。

进一步的，所述第一磁性部和所述第二磁性部均为磁铁，所述第一磁性部和所述第二磁性部的数量不少于一个。

进一步的，所述磁罩为低碳钢或软铁制作而成。

本发明的有益效果：

本发明通过在振动系统的磁性线性马达内设置磁性负劲度结构，增强了扬声器的负劲度，从而减小振动系统的共振频率，增强了低频响应，同时，提高了扬声器的机电转换效率。此外，本发明提供的扬声器结构简单，容易制造，且成本低。

附图说明

图1是本发明提供的电磁动铁式微型扬声器的俯视图；

图2是图1在A-A处的剖视图。

图中：

1、外壳；11、支片；111、环形圈；2、音膜；21、支环；

31、磁性线性马达；311、振动轴；312、磁罩；313、线圈；

32、磁性负劲度结构；321、第一磁性部；322、第二磁性部；323、衔铁。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供了一种电磁动铁式微型扬声器，该微型扬声器适用于手机和耳机等电子产品中，如图1-图2所示，包括外壳1、安装于所述外壳1顶部的音膜2、及设置于所述外壳1内的振动系统，所述振动系统包括磁性线性马达31和磁性负劲度结构32；所述磁性线性马达31设置于所述外壳1内，所述磁性线性马达31内穿设有振动轴311，所述振动轴311的一端抵接于所述外壳1的底部，另一端抵接于所述音膜2，所述振动轴311能够在所述磁性线性马达31内沿自身轴线方向振动，并推拉所述音膜2使所述音膜2发声；所述磁性负劲度结构32设置于所述磁性线性马达31内，能够加速所述振动轴311的振动，从而增加了扬声器的负劲度。

本实施例通过在振动系统的磁性线性马达31内设置磁性负劲度结构32，增加了扬声器的负劲度，从而减小振动系统的共振频率，同时增强了低频响应，提高了扬声器的机电转换效率。此外，本实施例提供的扬声器结构简单，容易制造，且成本低。

上述磁性线性马达31包括设置于所述外壳1内并套设于所述振动轴311上的磁罩312及设置于所述磁罩312下方的线圈313，所述振动轴311的一端穿过所述线圈313并抵接于所述外壳1的底部，另一端穿出所述磁罩312并抵接于所述音膜2，所述线圈313通电后能够驱动所述振动轴311沿自身轴线方向振动。当线圈313通交流电后，在磁场的作用下，振动轴311沿自身轴线做简谐振动，同时推拉音膜2使其发声。

上述磁罩312为低碳钢或软铁制作而成，以保证扬声器的低频响应。需要说明的是，磁罩312由多片低碳钢或软铁叠加制作而成。

磁罩312为圆柱形结构，还可以为方形等其他结构，本实施例对磁罩312的具体形状不作限定。

上述磁性负劲度结构32包括同轴设置的第一磁性部321、第二磁性部322及衔铁323，所述第一磁性部321和所述第二磁性部322分别固定于所述磁罩312的顶部和底部；所述衔铁323固设于所述振动轴311上并位于所述第一磁性部321和所述第二磁性部322之间，所述振动轴311的两端分别穿过所述第一磁性部321和所述第二磁性部322。其中，第一磁性部321和第二磁性部322均对衔铁323产生吸引力，使得设置于振动轴311上的衔铁323的振动方向与音膜2振动方向一致，从而提高了扬声器的机电转换效率。

当线圈313通电后，振动轴311在磁场的作用下，沿自身轴线上下振动，当振动轴311沿自身轴线靠近磁罩312的顶部运动，即向上运动时，第一磁性部321对衔铁323的作用力大于第二磁性部322对衔铁323的作用力，从而加速了振动轴311向上的振动；当振动轴311沿自身轴线靠近磁罩312的底部运动，即向下运动时，第二磁性部322对衔铁323的作用力大于第一磁性部321对衔铁323的作用力，从而加速了振动轴311向下的振动。

其中，第一磁性部321和第二磁性部322均为磁铁，且所述第一磁性部321和所述第二磁性部322的数量不少于一个，本实施例对第一磁性部321和第二磁性部322的数量不作限定，可以根据对负劲度的要求作适应性调整。具体地，当需要增加负劲度时，可适应性地增加第一磁性部321和/或第二磁性部322的数量，当需要减小负劲度时，可适当地减小第一磁性部321和/或第二磁性部322的数量。

所述振动系统包括支片11，所述支片11卡设于所述外壳1的底部，所述振动轴311的一端连接于所述支片11，其中，支片11为弹簧支片。具体地，所述支片11上凸设有若干个同轴设置的环形圈111，所述环形圈111与所述振动轴311同轴设置，使所述支片11的纵向截面为波浪形结构，当振动轴311推拉支片11振动时，能够缓冲支片11的振动，从而使得支片11具有一定的机械劲度。当振动轴311向上振动时，振动轴311拉动支片11，使环形圈111向上伸直；当振动轴311向下振动时，使环形圈111向下伸直。

所述音膜2远离所述磁性线性马达31的端面凸设有支环21，所述支环21与所述振动轴311同轴设置，通过设置支环21，使得音膜2具有一定的弹性，当音膜2在振动轴311的推拉下进行振动发生时，能够缓冲音膜2的振动，使得音膜2具有一定的机械劲度。

需要说明的是，扬声器的机械劲度k1与音膜2的机械劲度k2和支片11的机械劲度k3呈正相关，且与磁性负劲度结构32的机械劲度k4呈负相关。具体地，k1＝k2+k3-k4。本实施例通过在线性马达内设置磁性负劲度结构32，以降低扬声器的机械劲度k1以及降低振动系统的共振频率，以实现增加低频响应。

当磁性负劲度结构32的负劲度增加时，扬声器的机械劲度k1减小，从而降低了振动系统的共振频率，进而增加了低频的声压级。需要说明的是，可通过第一磁性部321和第二磁性部322的数量，以增加磁性负劲度结构32的负劲度。

实施例二

本实施例提供了一种微型扬声器，具体地，提供了另外一种形式的支片11和音膜2，其中，支片11和音膜2靠近振动轴311的端面上均设置有弹簧，且弹簧连接于振动轴311，从而保证了支片11和音膜2的机械劲度。

本实施例对支片11与振动轴311之间的弹簧的数量以及音膜2与振动轴311之间的弹簧的数量均不作限定。

支片11和音膜2均为片状结构，从而使得支片11和音膜2能够容易随振动轴311的推拉而振动。

本实施例中的其它结构与实施例一中的结构相同，在此不再一一赘述。

注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种电磁动铁式微型扬声器，包括外壳（1）、安装于所述外壳（1）顶部的音膜（2）、及设置于所述外壳（1）内的振动系统，其特征在于，所述振动系统包括磁性线性马达（31）和磁性负劲度结构（32）；

所述磁性线性马达（31）设置于所述外壳（1）内，所述磁性线性马达（31）内穿设有振动轴（311），所述振动轴（311）的一端抵接于所述外壳（1）的底部，另一端抵接于所述音膜（2），所述振动轴（311）能够在所述磁性线性马达（31）内沿自身轴线方向振动，并推拉所述音膜（2）使所述音膜（2）发声；

所述磁性负劲度结构（32）设置于所述磁性线性马达（31）内，能够加速所述振动轴（311）的振动；

所述磁性线性马达（31）包括设置于所述外壳（1）内并套设于所述振动轴（311）上的磁罩（312）；

所述磁性负劲度结构（32）包括同轴设置的第一磁性部（321）、第二磁性部（322）及衔铁（323），所述第一磁性部（321）和所述第二磁性部（322）分别固定于所述磁罩（312）的顶部和底部；

所述衔铁（323）固设于所述振动轴（311）上并位于所述第一磁性部（321）和所述第二磁性部（322）之间，所述振动轴（311）的两端分别穿过所述第一磁性部（321）和所述第二磁性部（322）。

2.根据权利要求1所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述磁性线性马达（31）还包括设置于所述磁罩（312）下方的线圈（313），所述振动轴（311）的一端穿过所述线圈（313）并抵接于所述外壳（1）的底部，另一端穿出所述磁罩（312）并抵接于所述音膜（2），所述线圈（313）通电后能够驱动所述振动轴（311）沿自身轴线方向振动。

3.根据权利要求1所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述第一磁性部（321）和所述第二磁性部（322）均为磁铁，所述第一磁性部（321）和所述第二磁性部（322）的数量不少于一个。

4.根据权利要求1所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述振动系统包括支片（11），所述支片（11）卡设于所述外壳（1）的底部，所述振动轴（311）的一端连接于所述支片（11）。

5.根据权利要求4所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述支片（11）为弹簧支片。

6.根据权利要求5所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述支片（11）上凸设有若干个同轴设置的环形圈（111），所述环形圈（111）与所述振动轴（311）同轴设置。

7.根据权利要求6所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述支片（11）的纵向截面为波浪形结构。

8.根据权利要求1-7任一所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述音膜（2）远离所述磁性线性马达（31）的端面凸设有支环（21），所述支环（21）与所述振动轴（311）同轴设置。

9.根据权利要求2所述的电磁动铁式微型扬声器，其特征在于，所述磁罩（312）为低碳钢或软铁制作而成。