CN1115486A - 电磁音响变换器及其线圈的绕制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以提高在芯柱上线圈绕制效率且能实现绕制过程自动化的电磁音响变换器的线圈绕制方法。本发明是一种根据输入的电信号产生的磁场使振动板振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器。线圈使芯柱的前端的圆周面显露出来卷绕而形成卷绕壁面，卷绕壁面设定在与芯柱前端面同平面上或其近旁。即：线圈使芯柱部件的芯柱前端的周面显露出来，同时被有效地绕制。

Description

电磁音响变换器及其 线圈的绕制方法

本发明涉及通过电磁变换把电信号变换成音响的电磁音响变换器，以及这种电磁音响变换器中的线圈的绕制方法。

图6表示原来的一般电磁音响变换器的内部结构。这种电磁音响变换器设有外壳102、轭铁104、芯柱106、线圈108、磁铁110和振动板112等结构零件。在振动板112的上表面中央部分装有作为增强振动板112的实质振动质量的磁片114，该振动板112的磁片114的上面形成由外壳102构成的共鸣腔116。在外壳102中形成放音筒118，用作把共鸣腔116产生的共鸣音向外放出的装置。放音筒118中形成把共鸣腔116与外面空气连通的放音孔120。

外壳102的背面的开口部分设置有用磁性材料制成的作为底盘的轭铁104，构成磁芯的芯柱106的基部107周压入等方式安装在轭铁104的中央，线圈108绕在该芯柱106上。呈圆筒状的磁铁110设置在线圈108的周围部分，振动板112设置在该磁铁110的上表面。振动板112由磁性材料板制成，磁铁110的磁力把它吸在磁铁110上。而在振动板112的下面和芯柱116的端面之间形成容许振动板112的机械振动空间的间隙122。

在这种电磁音响变换器中，磁铁110、轭铁104、芯柱106、间隙122、振动板112和磁片114形成封闭磁路。磁铁110的磁力把偏磁场加在振动板112中。要变换成音响的电信号从线圈108上形成的端子(未示出)加到线圈108。当该电气信号使线圈108励磁时，作为磁芯的芯柱106中产生交变磁场，该交变磁场作用振动板112，结果使振动板112振动。该振动板112的振动使共鸣腔116的空气产生振动，同时发生共鸣振动，而产生音响。该音响从放音孔120向外放出声音。该音响的大小和频率取决于输入的电气信号，而作为其他的重要因素的电磁音响变换器的音响特性极大地影响发声特性则是众所周知的。

在芯柱106中产生的磁场取决于线圈108的圈数，即：为了增大产生的磁场，就必须增加线圈108的圈数，但是电磁音响变换器有小型化的要求，自然会限制线圈108的圈数。

原来，如图6所示，线圈108靠芯柱106的前端的卷绕壁面124要进行平坦化。这种平坦化在串绕于芯柱106上的情况及使用骨架的情况下都是可以进行的，这是一般的形态。

对此，例如日本实开平2-120998“电磁音响变换器”就是把线圈绕得与芯柱106的前端面对齐，其卷绕壁面在外圆周处缩后，呈圆锥面。把卷绕壁面形成这种圆锥面的情况下，由于振动板的振幅从振动板中心向外周逐渐减小，所以必须为线圈设置的有效空间可以扩大，然而该公知例在把线圈的高度作得小这一点上是不合理的。

可是，电磁音响变换器还要求降低制造成本而且面对需求的增长必须自动化生产。如图6所示，原来的电磁音响变换器的结构零件要单个进行机械加工，其装配一般要用手工作业来进行。因此，为降低制造成本就试图把结构零件的成形工序连续化并使电磁音响变换器的装配自动化。

另外，作为便携式电话机的用途也要求电磁音响变换器必须小型化，但是向极端小型化迈进的情况下，使振动特性恶化及线圈磁力下降，为了不招致振动特性的恶化和线圈产生磁力的下降还必须考虑不能小型化的要求。

因此，本发明的第1个目的是提供提高线圈绕在芯柱部分的芯柱上的绕制效率的电磁音响变换器。

本发明的第2个目的是提供提高线圈绕在芯柱部分的芯柱上的绕制效率并实现线圈的绕制处理自动化的电磁音响变换器的线圈绕制方法。

如图1和图2所示，本发明的电磁音响变换器是根据输入的电信号产生的磁场使振动板18振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器，为实现上述第1个目的，这种变换器设置有芯柱部分2、线圈10以及磁铁16，芯柱部件2由设在轭铁4上面的芯柱6构成；线圈10绕在前述芯柱部件2的芯柱6上；磁铁16呈环形，设置在前述轭铁4的上面。前述芯柱部件2的轭铁4设置在外壳24的背面，前述芯柱6的前端面和前述振动板18之间设有间隙22。前述线圈10绕制时把芯柱6的前端的周面部分显露出来形成卷绕壁面14a、14b。卷绕壁面14b设定在前述芯柱端面的同一面或近旁。而前述磁铁16在前述振动板18内附加有偏磁场，同时使之磁化而把它吸住。

这样，在本发明的电磁音响变换器中，由于芯柱6的前端的周围面从线圈10中显露出来，同时线圈10又包覆了芯柱，所以确保了与密绕在芯柱6上的情况具有同样的圈数。也就是说，芯柱6的一部分从线圈10中显露出来同时也可确保与原来线圈同等以上的圈数，从而不会使产生的磁场降低。另外，由于振动板的振动在其中心部最大，随着向周边方向扩大而减小，这种线圈10的形状就与振动板的振动方式相对应，从而可以扩大线圈的绕制空间并能有效地产生磁力。结果，不仅能实现超过原来器件的音响输出，同时还可达到电磁音响变换器小型化的目标。

线圈10的卷绕壁面14的状态是把卷绕壁面14设定在芯柱6的前端面12同一面上或芯柱前端面的近旁，此处同一面上或近旁的意思是除使卷绕壁面14与芯柱6的前端面12平齐之外，还包含从芯柱6的前端面12突出或缩后的状态。即使使线圈10的卷绕壁面14突出于芯柱6的前端面12，在离开芯柱6的中心即振动板18的中心的位置上，由于振动板18的振动变小，而不会防碍振动板的振动，根据经验，不会发生两者之间的接触等问题。

在本发明的电磁音响变换器中，前述线圈的卷绕壁面14由使芯柱前端的周面显露的呈漏斗形的第1壁面14a和与芯柱前端面平齐或在近旁的平坦面形成的第2壁面14b构成。

由于把线圈10的卷绕壁面14作成这种结构，就可以形成一致的卷绕壁面，可以有助于制成磁特性一致、音响特性稳定的产品。

如图3-图5所示，本发明的电磁音响变换器的线圈的绕制方法是根据输入的电信号产生的磁场使振动板18振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器的线圈10的绕制方法，先用夹持件31夹住把芯柱6设置在轭铁4上面的芯柱部件2的前述轭铁4，同时把形成成形面40的成形件32安装在前述芯柱6的前端部，然后把线材44绕在由前述芯柱部件2的轭铁4的内表面和前述成形件32的第1成形面40a及第2成形面40b限定的空间43内的芯柱6的圆周面上来绕制线圈10。其中，前述成形件32形成有保持突部41，保持突部41形成有芯柱的前端插入的凹部38，保持突部41的圆锥面构成前述第1成形面40a，而与芯柱的端面同平面或近旁设定的平坦面形成为第2成形面40b。

这样，本发明的电磁音响变换器的线圈绕制方法就可以是先夹住轭铁4，把成形件32安装在芯柱6的前端，然后绕制线圈10，而成形件32的成形面40的形状就成了线圈10的卷绕壁面。即：由于成形件32具有设定在与芯柱6前端面同一平面或其近旁的成形面，所以线圈10上在芯柱6前端面同一平面或其近旁就形成卷绕壁面。用这种成形件32绕制线圈的方法可以实现对芯柱6的线圈10卷绕处理的自动化；仅仅控制绕制圈数就能得到具有稳定且均一特性的线圈10，从而可以得到可靠性高、特性一致的电磁音响变换器，还在其小型化方面作出贡献。特别是在小型电磁音响变换器的情况下，有助于提高制造成品率。

本发明的电磁音响变换器的线圈的绕制方法也可以取代用夹具31夹住芯柱部件2的轭铁4的夹持方式，而只用成形件32夹持芯柱部件2的前述芯柱6的前端部。再把线材44绕在由芯柱部件的轭铁的内表面和成形件32的第1成形面40a及第2成形面40b限定的空间43内的芯柱的圆周面上来绕制线圈10。

这样，用成形件32来夹持芯柱部件2的前述芯柱6，就无需夹持件31而使装置简化，同时也就免去了在夹持件31上的夹持操作，从而可以简化线圈10的绕制过程。

图1是表示本发明的电磁音响变换器一实施例的断面图。

图2是表示图1中所示电磁音响变换器中绕制线圈的芯柱部件的断面图。

图3A是本发明的电磁音响变换器的线圈绕制方法的一实施例。

图3B是表示成形件的一部分的斜视图。

图4是从电磁音响变换器的芯柱部分背面看的斜视图。

图5A是表示本发明的电磁音响变换器的线圈的绕制方法的具体实施例的局部断面图。

图5B是表示对芯柱部件的线材的移动的背面图。

图6是原来的电磁音响变换器的纵断面图。

下面，参照附图表示的实施例详细说明本发明。

图1是本发明的电磁音响变换器的实施例，图2是绕制线圈的芯柱部件的实施例。

该电磁音响变换器的芯柱部件2由作为用磁性材料制成的圆板状的基盘的轭铁4和作为磁芯的芯柱6构成，芯柱6的基端8的直径小，该基端8通过压入等固定手段安装在轭铁4的中心部位。

线圈10卷绕在芯柱6上，其圆周面部分是与芯柱6同心的圆筒。该线圈10在芯柱6的基端8接触轭铁4成一样的面，而在芯柱6的前端面12形成与原来不同的卷绕壁面14。即：该卷绕壁面14由呈不同形状的第1壁面14a和第2壁面14b形成。第1壁面14a呈漏斗形面以使芯柱6的前端的一部分显露出来，而第2壁面14b则呈与芯柱6前端面同平面或其近旁的平面状。结果，如图2中的虚线所示，与原来的线圈108(图6)相比，在芯柱6的轴向高度D上增大了线圈10的有效圈数(斜线表示增加的部分)，从而提高了绕制效率。假定线圈10的外径及用线与原来的线圈108相同，那么高度D所给出线圈部分就可以增强所产生的磁场。

这种电磁音响变换器与原来的电磁音响变换器(图6)的结构相同，在芯柱部件2的上部固定设置有以芯柱6为中心呈圆环形的磁铁16。在磁铁16上设置有振动板18，振动板18的中心部位装有增大振动板18的实质振动质量的磁片20。在该实施例中，由于磁铁16的高度设定高于芯柱6，那么在振动板18和芯柱6的前端面12之间形成容许振动板18的振动空间的间隙22。另外，振动板18和磁片20都是用磁性材料制成，振动板18由磁铁16所具有的磁力作用而被固定在磁铁16上面，同时，作为产生磁场振动的一个要素，磁铁16给振动板18施加偏磁磁场。与原来的电磁音响变换器相同，芯柱部件2、磁铁16、间隙22、振动板18及磁片20形成单一的闭合磁路；线圈10与轭铁4及芯柱6一起把来自外部的电信号变换为磁场而构成作用于振动板18的磁驱动部分。

另外，外壳24扣在芯柱部件2的圆周面和振动板8的上面部分。外壳24是由合成树脂等非磁性材料制成的成形体，振动板18的上面形成共鸣腔26。在外壳24上形成共鸣筒28，该共鸣筒28上形成放音孔30，用来使共鸣腔26与外界空气开通并作为向外放音的手段。在该实施例的情况下，共鸣筒28和放音孔30形成在振动板18的中心，但也可以形成在振动板中心以外的位置。

若按照这样的电磁音响变换器，当对线圈10上形成的端子加上外来电信号时，由此而对应于电信号的大小，线圈10被激励。结果，在芯柱6中产生交变磁场，该交变磁场作用于振动板18和磁片20。由于磁铁16的偏磁磁场作用于振动板18，对应于叠加在该偏磁磁场上的交变磁场的频率及其幅度，振动板18受到上下方向的振动力。结果，振动板18振动，其振动又使振动板18的上下方的空气振动，从而引起共鸣腔26的共鸣。该振动板18的振动音和共鸣腔26的共鸣音通过放音孔30放到外部。由于该共鸣音的频率分布在声音频带，所以电磁音响变换器就被用作蜂呜器之类的发音装置。

而且，这种电磁音响变换器中，线圈10的圈数比原来的电磁音响变换器的线圈108的圈数多出高度D的部分，从而所产生的磁场就大。这就意味着，如果输入相同，使振动板18振动的磁力变大。因此，就能增强电磁音响变换器的声压。

以原来的同样的磁场发生为基准的情况下，这样的磁场增强是引起输入和电磁音响变换器变化的因素。即：在产生与原来的电磁音响变换器(图6)相同磁场的情况下，可以抑制必须加在线圈10上的输入功率。而在设定同样输入和磁场的情况下，可以在一定程度上把芯柱6的高度缩短。该高度的缩短对应于高度D的线圈10的圈数，结果，可以缩短电磁音响变换器的高度，从而使外形减小。

高度D部分的线圈10有效地利用了振动板18的背面空间，而对振动板18的振动不会有任何妨碍。其原因是振动板18的振动在其中心部位最大，其周围部分向外扩展，振动减小。因此，使线圈10只增大了高度D，使振动板18能产生与原来相同的振动，同时增强了它的驱动力。

在图1和图2中所示的电磁音响变换器中，线圈10的壁面14b与芯柱6的前端面12一致，但也可以设定在芯柱6的前端面12近旁，可以从前端面向振动板18突出，也可以从芯柱6的前端面12后缩。

本实施例中，省略了端子的记载，端子可以形成在线圈10的末端，也可以经绝缘材料在轭铁4的背面形成引线端子。

图3A和图3B表示本发明的电磁音响变换器的线圈绕制方法的一实施例。

这个绕制方法中采用了夹持芯柱部件2的夹持件31。夹持件31是夹持要绕线圈10的芯柱部件2的夹具，在该夹持件31上，其前面形成有夹持芯柱部件2的轭铁4的凹部34，而其背面设有轴36，轴36上连接着未示出的马达等旋转驱动装置，根据线圈10的圈数使轴36沿箭头N所示方向旋转。

对着该夹持件31，在芯柱部件2的芯柱6的端面设置形成卷绕壁面14的成形件32，如图3B所示，该成形件32上，对应于芯柱6前端面12的位置处形成凹部38，同时以凹部38为中心形成成形面40。在该实施例的情况下，成形面40具有第1成形面40a和第2成形面40b。即：由夹持件31夹持的芯柱部件2的轭铁4的内面和第1及第2成形面40a、40b形成绕制线圈10的空间43。成形面40a呈漏头形面以形成卷绕壁面14的第1壁面14a，其高度形成被绕制的线圈10的卷绕壁面14a的高度D。成形面40b对应于卷绕壁面14的第2壁面14b呈平坦面，该平坦面构成线圈10的卷绕端面，即垂直于中心轴的面。在本实施例中，构成该平坦面的第2成形面40b形成与芯柱6端面同平面或其近旁的卷绕端面。

而且，在该成形部件32的背面设置轴42。轴42对应芯柱部件2的旋转，可被支持着旋转起来。

绕制线圈10时，芯柱部件2把芯柱6装在轭铁4上使之一体化。芯柱部件2把轭铁4嵌入夹持部件31的凹部34而被夹住，同时把成形部件32的凹部38扣在芯柱6的前端面12。

把线圈10的线材44从线架46引到芯柱6上，通过轴36使夹持部件32旋转。这样，把线材44绕在芯柱6上，由旋转渐渐形成绕圈10，并沿成形部件32的成形面40在芯柱6的前端面12形成卷绕壁面14a，14b。这时，也可以把绝缘性粘接剂等定形剂滴在线圈10上，使线圈10的形状固定。在线材44上涂复定形剂，而卷绕形状稳定的情况下，就不要滴上这种定形剂了。

如果用这种成形部件32来绕制线圈10，就无需用成形部件32留下一个卷绕空间，从而可以提高线圈10的卷绕圈数，同时还能提高在芯柱6上的线圈10的绕制效率。而且可以对芯柱部件2的装配和线圈10的绕制连续进行处理，从而可以实现自动化作业。

实施例中，是使成形部件32的成形面40b与凹部38的内面一致，但可以不必使它们一致，在线圈10的卷绕壁面14b与芯柱6的前端面12不一致的情况下，使之前突或后缩都可以。

该实施例中举例说明了把线圈10末端作为端子的情况，但在轭铁4的背面竖直设置引线端子的情况下，可以在夹持部件31上形成避开引线端子的缺口或通孔。而在轭铁4上有没有形成端子，对于用夹持部件31夹持轭铁4来说都不成问题。

为了很好地使成形面脱离绕成的线圈10的壁面14a，14b，成形部件32的成形面40a，40b的表面也可以涂复聚四氟乙烯或抛光成镜面。

图4、图5A和图5B表示本发明的电磁音响变换器的线圈的绕制方法的其他实施例。

如图4所示，在该实施例的芯柱部件2的轭铁4的背面设置有用绝缘材料形成的基板48，其背面部分竖直设置连接线圈10端部的端子50，52。轭铁4和基板48的中心部位穿通呈圆柱状的芯柱6的基端8，而把芯柱6竖直设置于轭铁4的上面。

在该芯柱部件2的轭铁4及基板48上，在端子50，52的间隔处形成U字形缺口54，56。这些缺口54，56使芯柱6和端子50、52之间的线材44通过。

设置有夹具320，既作为该芯柱部件2的芯柱6前端部的夹持装置，同时作为线圈10的成形装置的成形部件32。芯柱部件2的芯柱6的前端部由可开闭的夹具320夹持住，该实施例的情况下，夹爪322分成三瓣，芯柱6的前端部由该夹爪322可装卸地夹住。该夹具320的夹爪322的端面上形成夹持突部41，该夹持突部41的外面形成有呈圆锥形的第1成形面40a和在其周围呈平坦面的第2成形面40b。即：第1及第2成形面40a、40b和轭铁4的内面之间形成空间43，而形成线圈10的卷绕空间。

在该实施例中，夹具320内设置被包围在分成多瓣的夹爪322内部的进退自如的销324，该销324的前端的位置决定了芯柱6的夹持长度。在线圈10绕好后的芯柱部件脱离时，顶出销324，就很容易进行这种脱离。

如图5A所示，线圈10的绕制步骤是：形成图4所示的芯柱部件2之后，把线材44的始端44E系在栓桩60上，然后把其前端卷在端子52上，再经端子50从缺口54引到芯柱6，使夹具32 0沿箭头N所示方向转动，把线材44在空间43中绕在芯柱6上，成形后形成线圈10。然后，把其端部从缺口54引到端子50上，并卷绕在端子50上，卷绕处理过程结束。这时，图5B表示了经由芯柱部件2的缺口54而在芯柱6和端子50、52之间的线材44的引入和引出，其箭头表示它的方向。

这样，线圈10可以通过使夹具320沿箭头N的方向的转动，而沿成形面40a，40b把线材44绕在芯柱6的表面，如图2所示，在显露出芯柱6的前端面12的圆周面，在芯柱6的高度上形成线圈10。

在这样使用夹具320的情况下，可以把芯柱部件2的芯柱6夹持住而卷绕图2所示的线圈10，由于不需要夹持件31，设备简化了，同时由于不需要把它夹在夹持件31上的操作，所以也可以简化线圈10的绕制过程。按照这个实施例，把芯柱部件2的芯柱6用夹具320夹持的情况下，可以使轭铁4成为自由端，即使具有棒状端子，也无需在夹持件31处避开端子。

然而，即使在该实施例的绕制方法中，也可以用夹持件31来夹住芯柱部件2的轭铁4来绕制线圈10。这样，由于夹持住芯柱部件2的芯柱6的两端部，可以抑制由旋转引起的振动，从而绕制精度可以更高。

在该实施例中，为了使卷绕好的线圈10的壁面14a、14b容易脱离，也可以把夹爪322的成形面40a、40b的表面涂覆聚四氟乙烯涂层或抛光成镜面。

由于夹具320的夹爪322分成三瓣、多瓣，通过其开闭就能夹住芯柱部件2的芯柱6的前端并能将其脱开，在线圈10绕制结束时，夹爪322打开，芯柱部件2可以靠其自重落下，在难以落下的情况下，也可以并用空气吹落等手段。

如上说明，若按照本发明的电磁音响变换器，可以提高把线圈绕在芯柱上的绕制效率，不必要确保特别的线圈卷绕空间，可以有效地利用现有的有限空间部分来卷绕线圈，从而可以得到声压高的电磁音响变换器，同时可以实现电磁音响变换器的小型化、偏平化以及线圈绕制过程的自动化。

按照本发明的电磁音响变换器的线圈的绕制方法，提高芯柱部件的芯柱上绕制线圈的卷绕效率的同时，可以进行卷绕的高速化处理，从而可以提高产量，通过线圈的成形而提高了卷绕效率。

以上虽然参照实施例就本发明的特征作了描述，但本发明还包含了在其发明目的范围内的各种变形例。

Claims (5)

1.一种按输入的电信号产生磁场使振动板振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器，其特征是设置有：芯柱部件、线圈以及磁铁；所说芯柱部件的轭铁上面设有芯柱，前述轭铁设置在外壳的后侧，前述芯柱与前述振动板之间设有间隙；所述绕圈被卷绕得使所述芯柱部件的芯柱的前端的周面部显露出来，同时还在与前述芯柱前端面同平面或其近旁设有卷绕壁面；所述磁铁设置在前述轭铁的上面呈环状，并施以偏磁场给前述振动板，使之带磁性而吸住前述振动板。

2.根据权利要求1的电磁音响变换器，其特征在于前述线圈的前述卷绕壁面由第1壁面和第2壁面形成，第1壁面构成使前述芯柱的前端的周面部显露出来的漏斗形面，第2壁面构成与前述芯柱的前端面一致或在其近旁的平坦面。

3.按照输入的电信号产生的磁场使振动板振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器的线圈的绕制方法：

先用夹持件夹持住设置在轭铁上面的芯柱构成的芯柱部件的前述轭铁，再把成形部件设置在前述芯柱的前端部；

前述成形部件形成由插入前述芯柱的前端部的凹部构成的保持突部，成形部件具有由该保持突部的周面部的圆锥面构成的第1成形面和与前述芯柱的前端面同平面或其近旁设定的平坦面构成的第2成形面，

其特征在于：线材被卷绕在由前述芯柱部件的前述轭铁的内面与前述成形部件的第1成形面和第2成形面限定的空间内的芯柱的周面上来绕制线圈。

4.按照输入的电信号产生的磁场使振动板振动而把前述电信号变换成音响的电磁音响变换器的线圈的绕制方法：

只用具有成形壁面的成形部件夹持住在轭铁上面设置芯柱的芯柱部件的前述芯柱的前端；

前述成形部件形成夹持前述芯柱的前端部的夹持突部，成形部件具有由该夹持突部的周面部的圆锥面形成的第1成形面和与前述芯柱的前端面同平面或其近旁设定的平坦面构成的第2成形面，

其特征在于：把线材卷绕在由前述芯柱部件的前述轭铁的内面与前述成形部件的第1成形面和第2成形面限定的空间内的前述芯柱的周面上来绕制线圈。

5.根据权利要求4的电磁音响变换器的线圈绕制方法，其特征在于前述的成形部件是夹持前述芯柱部件的前述芯柱的前端部的夹具，前述夹具的夹爪形成前述的第1成形面和前述的第2成形面。

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