CN109587610B

CN109587610B - 声音转换器

Info

Publication number: CN109587610B
Application number: CN201810437545.7A
Authority: CN
Inventors: 金千明; 郑性哲; 南瑟基; 河敬辅
Original assignee: EM Tech Co Ltd
Current assignee: EM Tech Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: CN109587610A; US10728672B2; US20190104369A1

Abstract

本发明涉及一种声音转换器，更具体地涉及一种包括悬挂装置的声音转换器，该悬挂装置用于将音圈的下端部或下端部侧表面连接至框架以抑制分裂振动。声音转换器包括：框架；包括外底板和内底板的底板；包括外顶板和内顶板的顶板；安装在内顶板与内底板之间的中央磁体；安装在外顶板与外底板之间且与中央磁体间隔开了磁隙的第一至第四副磁体；包括中央穹状件和安装在框架的最顶部部分处的边缘穹状件的第一悬挂装置；包括FPCB且附接至振膜的底部表面的第二悬挂装置；具有定位在磁隙中的下端部且具有附接至第二悬挂装置的底部表面的上端部的音圈；以及包括第一至第四阻尼器的第三悬挂装置，阻尼器穿过副磁体之间的相应的空间将音圈的下端部连接至框架。

Description

声音转换器

技术领域

本发明涉及一种声音转换器，并且更具体地涉及一种包括悬挂装置的声音转换器，该悬挂装置用于将音圈的下端部或下端部侧表面连接至框架以抑制分裂振动(splitvibration)。

背景技术

由于通信技术的限制，常规的声音转换器(例如，微型扬声器等)不使用宽频带声源。然而，随着信息通信技术的发展，在声音转换器中待被再现的声源的再现带宽已经被扩宽，并且随着所需的功率的增加，该常规的声音转换器的结构在特性和可靠性方面具有限制。

为了解决这些问题，本申请人提交并登记了题目为“High power microspeaker(大功率微型扬声器)”的韩国专利No.10-1200435(在下文中，被称为“常规专利”)，该大功率微型扬声器包括：框架；保护器；轭组件，该轭组件联接至框架且具有磁体；振膜，该振膜布置在框架中以产生振动；音圈，该音圈联接至振膜以使振膜振动；端子，该端子布置在框架的一侧处以在外部端子与音圈的导线之间提供电连接；以及阻尼器，该阻尼器由FPCB(柔性印刷电路板)形成，该阻尼器具有内部部分、外部部分、支承部分以及连接部分，其中，中央振膜、侧振膜以及音圈附接至内部部分，侧振膜附接至外部部分且该外部部分与框架和保护器接触，该支承部分用于连接音圈、外部部分和内部部分，并且该支承部分包括平台部分，线圈的引入线被钎焊或熔焊至该平台部分，连接部分延伸到外部部分的外侧且该连接部分在外部部分与布置在框架处的端子之间提供电连接。

本申请人的该常规专利在抑制分裂振动时是受限制的，这是因为振动系统包括振膜、由FPCB形成的阻尼器以及音圈，其中，在振膜与阻尼器之间具有较小的距离并且具有距音圈的下端部相对较大的距离，其中通过磁力产生运动。

另外，本申请人的该常规专利具有热变形的风险，这是因为新鲜空气并不会顺利地流动到振膜中。

发明内容

本发明的目的是提供一种声音转换器，该声音转换器包括悬挂装置，该悬挂装置用于将音圈的下端部或下端部侧表面连接至框架以抑制分裂振动，并且该声音转换器有助于空气的内部流动以降低振膜的温度。

根据本发明的声音转换器包括：框架；底板，该底板包括外底板和内底板；顶板，该顶板包括外顶板和内顶板；中央磁体，该中央磁体安装在内顶板与内底板之间；第一副磁体、第二副磁体、第三副磁体和第四副磁体，所述第一副磁体、第二副磁体、第三副磁体和第四副磁体安装在外顶板与外底板之间且与中央磁体间隔开了一定的距离(磁隙)；第一悬挂装置，该第一悬挂装置包括中央穹状件和安装在框架的最顶部部分处的边缘穹状件；第二悬挂装置，该第二悬挂装置包括FPCB且附接至振膜的底部表面；音圈，该音圈具有下端部和上端部，该下端部定位在位于中央磁体与所述第一副磁体、第二副磁体、第三副磁体和第四副磁体之间的磁隙中，该上端部附接至第二悬挂装置的底部表面；以及第三悬挂装置，该第三悬挂装置包括第一阻尼器、第二阻尼器、第三阻尼器和第四阻尼器，所述第一阻尼器、第二阻尼器、第三阻尼器和第四阻尼器用于通过第一副磁体和第二副磁体与第三副磁体和第四副磁体之间的相应的空间将音圈的下端部连接至框架。

根据本发明，振动系统包括第一悬挂装置、音圈、附接至音圈的上端部的第二悬挂装置和附接至音圈的下端部或下端部侧表面的第三悬挂装置，该振动系统抑制分裂振动。

另外，根据本发明，在外顶板的拐角处形成有多个开口部分以便于空气在声音转换器中的流动，这减少了内部的热，特别是在大功率应用时减少了内部的热，从而抑制了振膜的变形且改善了THD(总谐波失真)。

此外，根据本发明，在矩形的声音转换器的结构中，能够补偿振膜在长边与短边之间的刚度差。

附图说明

图1是根据本发明的声音转换器的分解立体图。

图2是根据本发明的声音转换器的立体图。

图3是沿着图2的线A-A’截取的剖视立体图。

图4A和图4B是示出了现有技术的振动系统的竖向振动振幅和本发明的振动系统的竖向振动振幅的曲线图。

图5A和图5B是示出了现有技术的声音转换器的THD和本发明的声音转换器的THD的曲线图。

图6A至图6C是示出了阻尼器部分71c的拐角宽度A与穹状件44c的长轴直线部分或短轴直线部分的宽度B之间的关系的曲线图。

图7A和图7B是示出了阻尼器部分71c的拐角宽度A与位于穹状件44c的长轴直线部分与短轴直线部分之间的连接部分的拐角宽度C之间的关系的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对根据本发明的声音转换器的优选实施方式进行详细地描述。

图1是根据本发明的声音转换器的分解立体图，图2是根据本发明的声音转换器的立体图，并且图3是沿着图2的线A-A’截取的剖视立体图。

该声音转换器包括：框架10；底板，该底板安装在框架10的底部表面上且该底板包括外底板22和内底板23；顶板，该顶板包括外顶板24和内顶板26；中央磁体32，该中央磁体32安装在内顶板26与内底板23之间；第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a和第四副磁体36b，所述第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a和第四副磁体36b分别安装在外顶板24与外底板22之间且与中央磁体32间隔开了一定的距离(磁隙)；第一悬挂装置40，该第一悬挂装置40包括安装在框架10的最顶部部部分处的中央穹状件(centerdome)42和边缘穹状件44，第一悬挂装置40用以振动；第二悬挂装置50，该第二悬挂装置50包括例如FPCB等且附接至振膜40的底部表面，第二悬挂装置50用以振动；音圈60，该音圈60具有下端部且具有上端部，该下端部定位在位于中央磁体32与第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a、第四副磁体36b之间的磁隙中，该上端部附接至第二悬挂装置50的底部表面；以及第三悬挂装置，该第三悬挂装置包括第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d，所述第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c以及第四阻尼器70d用于穿过第一副磁体34a和第二副磁体34b与第三副磁体36a和第四副磁体36b之间的相应空间将音圈60的下端部连接至框架，第三悬挂装置用以振动。根据本发明的声音转换器包括振动系统，该振动系统包括音圈60、第一悬挂装置40、第二悬挂装置50和第三悬挂装置，其中，第一悬挂装置40和第二悬挂装置50附接至音圈60的上端部。根据本发明的声音转换器包括磁路，该磁路包括顶板、底板、磁体(中央磁体32)和安装在顶板与底板之间以限定磁隙的第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a以及第四副磁体36b。

更具体地，框架10具有中空的矩形结构。组合的第一悬挂装置40和第二悬挂系统50坐置在框架10的顶部表面上，外顶板24坐置在框架10的四个拐角的顶部表面上，并且在框架10的四个拐角的内侧或内侧底表面上设置有第一座部10a、第二座部10b、第三座部10c和第四座部10d被，其中，第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d的一个端部附接至第一座部10a、第二座部10b、第三座部10c、和第四座部10d。另外，框架10包括第一端子12a和第二端子12b，第一端子12a和第二端子12b用于接收来自电子设备的控制器(未示出，控制器例如为微处理器等)的电信号。

底板包括外底板22和内底板23，外底板22和内底板23形成为单件，在外底板22与内底板23之间具有凹槽22a。凹槽22a用于防止音圈50在振动时撞击底板。第一副磁体34a和第二副磁体34b以平行的方式分别附接至外底板22的长轴，并且第三副磁体36a和第四副磁体36b以平行的方式分别附接至外底板22的短轴。

顶板包括外顶板24和内顶板26，外顶板24和内顶板26彼此间隔开了至少一磁隙。外顶板24包括：彼此平行的第一长轴部分24a和第二长轴部分24b，第一副磁体34a被附接至第一长轴部分24a的底部表面，第二副磁体34b被附接至第二长轴部分24b的底部表面；彼此平行的第一短轴部分24c和第二短轴部分24d，第三副磁体36a被附接至第二短轴部分24d的底部表面，第四副磁体36b被附接至第一短轴部分24c的底部表面；以及第一连接部分C1、第二连接部分C2、第三连接部分C3和第四连接部分C4(即，外顶板24的相应的拐角)，所述第一连接部分C1、第二连接部分C2、第三连接部分C3和第四连接部分C4分别将第一长轴部分24a和第二长轴部分24b连接至第一短轴部分24c和第二短轴部分24d，在第一连接部分C1中形成有第一开口部分H1，在第二连接部分C2中形成有第二开口部分H2，在第三连接部分C3中形成有第三开口部分H3且在第四连接部分C4中形成有第四开口部分H4。即使在用于高输出的电信号被施加于音圈60时，第一开口部分H1、第二开口部分H2、第三开口部分H3、第四开口部分H4仍用来便于空气在第二悬挂装置50的内部与第二悬挂装置50的底部之间的流动以减少内部的热，这抑制了振膜的变形且改善了THD。此外，在内顶板26的长轴侧上形成有第一凹槽26a和第二凹槽26b，以防止第二悬挂装置50在振动时撞击第一突出部58a和第二突出部58b。

中央磁体32坐置在外顶板24和外底板23的中央处，并且第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a、第四副磁体36b安装成与中央磁体32的外侧表面间隔开了一磁隙。另外，第一副磁体34a与第三副磁体36a和第四副磁体36b间隔开了与第一连接部分C1和第四连接部分C4对应的距离或者第一副磁体34a与第三副磁体36a和第四副磁体36b通过第一开口部分H1和第四开口部分H4间隔开，并且第二副磁体34b与第三副磁体36a和第四副磁体36b间隔开了与第二部分C2和第三部分C3对应的距离或者第二副磁体34b与第三副磁体36a和第四副磁体36b通过第二开口部分H2和第三开口部分H3间隔开。在该实施方式中，第一副磁体34a、第二副磁体34b、第三副磁体36a和第四副磁体36b被设置成与中央磁体32的四个侧部相对应。然而，还可能的是，仅第一副磁体34a和第二副磁体34b被设置成与中央磁体32的长轴侧对应，或者仅第三副磁体36a和第四副磁体36b被设置成与中央磁体32的短轴侧对应。

第一悬挂装置40包括中央穹状件42和边缘穹状件44，该边缘穹状件44包括第一座部44a、第二座部44b和穹状件44c，其中，中央穹状件42的外周部分坐置在第一座部44a上，第二座部44b坐置在框架10上，穹状件44c被置于第一座部44a与第二座部44b之间。

第二悬挂装置50包括：内周部分52，该内周部分52附接至第一座部44a的底部表面；外周部分54，该外周部分54附接至第二座部44b的底部表面；第一桥接部56a、第二桥接部56b、第三桥接部56c和第四桥接部56d，所述第一桥接部56a、第二桥接部56b、第三桥接部56c和第四桥接部56d用于将内周部分52连接至外周部分54；第一突出部58a和第二突出部58b，第一突出部58a和第二突出部58b从内周部分52的长轴侧沿中心方向突出；以及第三突出部58c和第四突出部58d，第三突出部58c和第四突出部58d在外周部分54与内周部分52之间从外周部分54的长轴侧沿中心方向突出。内周部分52包括彼此电绝缘的第一导电部分和第二导电部分(未示出)，第一导电部分通过具有导电性的第一突出部58a电连接至音圈60的第一引出线62a，第二导电部分通过具有导电性的第二突出部58b电连接至音圈60的第二引出线62b。外周部分54包括彼此电绝缘的第三导电部分和第四导电部分(未示出)，第三导电部分被电连接至与具有导电性的第三突出部58c电接触的第一端子12a，第四导电部分被电连接至与具有导电性的第四突出部58d电接触的第二端子12b。第一导电部分和第三导电部分通过具有导电性的第一桥接部56a和第二桥接部56b中的一者而电连接，并且第二导电部分和第四导电部分通过具有导电性的第三桥接部56c和第四桥接部56d中的一者而电连接。此外，第一桥接部56a、第二桥接部56b、第三桥接部56c和第四桥接部56d用于将外周部分54的短轴内侧连接至内周部分52的长轴外侧，或者将外周部分54的长轴内侧连接至内周部分52的短轴外侧，使得第一桥接部56a、第二桥接部56b、第三桥接部56c和第四桥接部56d在长轴方向和短轴方向上等距地布置，以便即使在大功率信号被施加于音圈60时防止内周部分52沿长轴方向和短轴方向旋转或扭转，从而防止了在音圈60的竖向振动时的分裂振动。

音圈60可以围绕音圈骨架卷绕，该音圈的上端部被附接至第二悬挂装置50的内周部分52的底部表面，该音圈的下端部被定位在磁隙中。

第三悬挂装置包括第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d，所述第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d中的每个阻尼器包括第一附接部分71a、第二附接部分71b和阻尼器部分71c，第一附接部分71a附接至第一座部10a、第二座部10b、第三座部10c和第四座部10d中的每个座部的底部表面，第二附接部分71b附接至音圈60的下端部或下端部侧表面，阻尼器部分71c用于将第一附接部分71a连接至第二附接部分71b。第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d定位在其中形成有第一开口H1、第二开口部分H2、第三开口部分H3和第四开口部分H4的空间中或该空间的下方。音圈60的下端部在第一开口H1、第二开口部分H2、第三开口部分H3和第四开口部分H4的下方连接至框架10，这平衡了振动系统的竖向振动振幅以防止分裂振动，并且这抑制了谐波分量的增加，从而减小了总谐波失真(THD)。

此外，在该实施方式中，阻尼器部分71c具有面向框架10的向下方向的穹状结构，但是阻尼器部分71c可以在音圈60的下端部与框架10之间几乎水平地延伸且具有多个弯曲部(波形)，或者阻尼器部分71c可以沿框架10的向下方向以凸形的方式延伸且具有多个弯曲部(波形)。

图4A和图4B是示出了现有技术的振动系统的竖向振动振幅和本发明的振动系统的竖向振动振幅的曲线图。图4A中的现有技术的竖向振动振幅曲线图示出了振幅根据在竖向振动时所施加的电信号的频率而高达约0.35mm，而图4B中的本发明的竖向振动振幅曲线图示出了振幅根据在竖向振动时所施加的电信号的频率而高达约0.29mm。在图4A和图4B中可以看到的是，第三悬挂装置的设置平衡了振动系统的竖向振动振幅，从而抑制了分裂振动。

图5A和图5B是示出了现有技术的声音转换器的THD和本发明的声音转换器的THD的曲线图。图5A中的现有技术的声音转换器的THD曲线图示出了THD根据在竖向振动时所施加的电信号的频率而在低频带处高达约60％，而图5B中的本发明的声音转换器的THD曲线图示出了THD根据在竖向振动时所施加的电信号的频率而在低频带处高达约25％。在图5A和图5B中可以看到的是，第三悬挂装置的设置抑制了谐波分量的增加，从而显著地减小了THD。

在图3中，设置在第一阻尼器70a、第二阻尼器70b、第三阻尼器70c和第四阻尼器70d中的阻尼器部分71c的拐角宽度A、穹状件44c的长轴或短轴直线部分的宽度B以及位于穹状件44c的长轴直线部分与短轴直线部分之间的连接部分的拐角宽度C对振动系统的振动控制有影响。上述宽度优选地满足以下的表达式1和表达式2中的一个表达式，从而均匀地控制振动系统的竖向振动振幅。

表达式1

A≥B

表达式2

A≤C

首先，关于表达式1，图6A至图6C是示出了阻尼器部分71c的拐角宽度A与穹状件44c的长轴直线部分或短轴直线部分的宽度B之间的关系的曲线图。

图6A示出了声压级(SPL)，其中，实线曲线是在A≥B的情况下获得的且虚线曲线是在A<B的情况下获得的。如图6A所示，可以看到的是，满足表达式1的实线曲线的SPL(dB)在大多数频带处高于虚线曲线的SPL(dB)。

图6B示出了总谐波失真(THD)，其中，虚线曲线是在A≥B的情况下获得的且实线曲线是在A<B的情况下获得的。如图6B所示，可以看到的是，满足表达式1的虚线曲线的失真率(％)在小于1kHz的情况下远低于实线曲线的失真率(％)且在大于1kHz的情况下类似于实线曲线的失真率(％)。

图6C示出了振动部分的振幅，其中，实线曲线是在A≥B的情况下获得的且黑色虚线曲线是在A<B的情况下获得的。如图6C所示，可以看到的是，满足表达式1的实线曲线的振幅在向上方向和向下方向上是对称的(即，振幅在竖向方向上是均匀的)，而黑色虚线曲线的振幅在竖向方向上在某些频带处是不均匀的。

基于图6A至图6C的描述，优选的是，使阻尼器部分71c的拐角宽度A与穹状件44c的长轴侧部或短轴侧部的宽度B满足表达式1。

接着，关于表达式2，图7A和图7B是示出了阻尼器部分71c的拐角宽度A与位于穹状件44c的长轴直线部分与短轴直线部分之间的连接部分的拐角宽度C之间的关系的曲线图。

图7A示出了在拐角宽度A大于拐角宽度C的情况下所获得的曲线图。可以看到的是，向上振动的曲线(虚线)和向下振动的曲线(实线)是不均匀的，这导致了分裂振动。

图7B示出了在拐角宽度A等于或小于拐角宽度C的情况下所获得的曲线图。可以看到的是，向上振动的曲线(虚线)和向下振动的曲线(实线)是均匀的，这防止了分裂振动。

尽管已经结合附图和优选实施方式对本发明进行了说明和描述，但是本发明不限于此并且本发明由所附权利要求限定。因此，本领域的技术人员将理解的是，可以在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改型和变型。

Claims

1.一种声音转换器，包括：

矩形的框架；

第一悬挂装置，所述第一悬挂装置坐置在所述框架的上侧上以振动；

第二悬挂装置，所述第二悬挂装置附接至所述第一悬挂装置的底部表面且电连接至音圈以振动；

磁路，所述磁路包括中央磁体、多个副磁体、多个顶板以及底板，其中，所述多个副磁体与所述中央磁体间隔开一定的距离以限定磁隙，所述多个顶板定位在所述中央磁体和所述多个副磁体中的每个副磁体的上方，所述底板定位在所述中央磁体和所述多个副磁体中的每个副磁体的下方；

音圈，所述音圈附接至所述第二悬挂装置的底部表面；以及

第三悬挂装置，所述第三悬挂装置将所述音圈的下端部或下端部侧表面连接至所述框架以振动，

其中，所述第三悬挂装置定位成穿过由彼此间隔开的所述多个副磁体限定的空间，

其中，所述第三悬挂装置包括多个阻尼器，所述阻尼器包括第一附接部分、第二附接部分和阻尼器部分，其中，所述第一附接部分附接至所述框架的座部的底部表面，所述第二附接部分附接至所述音圈的所述下端部或所述下端部侧表面，所述阻尼器部分用于将所述第一附接部分连接至所述第二附接部分，

所述第一悬挂装置包括边缘穹状件和定位在中央处的中央穹状件，所述边缘穹状件包括第一座部、第二座部和穹状件，所述中央穹状件的外周部分坐置在所述第一座部上，所述第二座部坐置在所述框架上，所述穹状件置于所述第一座部与所述第二座部之间，

其中，所述阻尼器部分的拐角宽度大于所述边缘穹状件的所述穹状件的直线部分的宽度。

2.一种声音转换器，包括：

矩形的框架；

音圈，所述音圈附接至所述第二悬挂装置的底部表面；以及

其中，所述阻尼器部分的拐角宽度小于位于所述边缘穹状件的所述穹状件的直线部分之间的连接部分的拐角宽度。

3.根据权利要求1或2所述的声音转换器，其中，所述阻尼器部分具有面向所述框架的向下方向的穹状结构、具有在所述音圈与所述框架之间水平地延伸的且带有多个弯曲部的结构、或者具有在所述音圈与所述框架之间沿所述框架的向下方向以凸形的方式延伸的且带有多个弯曲部的结构。

4.根据权利要求1或2所述的声音转换器，其中，所述多个顶板包括内顶板和外顶板，其中，所述内顶板附接至所述中央磁体的上侧，所述外顶板与所述内顶板间隔开至少所述磁隙，所述多个副磁体附接至所述外顶板，在所述外顶板的拐角中形成有开口部分。

5.根据权利要求4所述的声音转换器，其中，所述第三悬挂装置定位在形成有所述开口部分的空间中或该空间的下方。

6.根据权利要求1或2所述的声音转换器，其中，所述第二悬挂装置包括内周部分、外周部分和多个桥接部，其中，所述内周部分附接至所述第一座部的底部表面，所述第二悬挂装置的所述外周部分附接至所述第二座部的底部表面，所述多个桥接部用于将所述内周部分连接至所述第二悬挂装置的所述外周部分，所述桥接部中的每个桥接部将所述第二悬挂装置的所述外周部分的短轴内侧连接至所述内周部分的长轴外侧。

7.根据权利要求1或2所述的声音转换器，其中，所述底板包括内底板和外底板，其中，所述中央磁体安装在所述内底板上，所述多个副磁体安装在所述外底板上，所述内底板和所述外底板形成为单件，在所述单件中，在所述内底板与所述外底板之间具有凹槽。