CN112055289A - 音圈和发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种音圈和发声装置，音圈包括：构成筒状的骨架和绕制在所述骨架外部的第一线圈段以及绕制在所述第一线圈段外部的第二线圈段和第三线圈段，其中，所述第二线圈段和所述第三线圈段在所述第一线圈段的轴向上间隔排布。本发明技术方案音圈质量减轻并且能够降低非线性失真。

Description

音圈和发声装置

技术领域

本发明涉及声学技术领域，特别涉及一种音圈和应用该音圈的发声装置。

背景技术

在相关技术中，为了使得发声装置在低频区域具有较大的振幅，会在音圈的骨架的轴向上缠绕一段连续线圈，这样的设计，会导致音圈的整体质量较大，降低了音圈的灵敏度。而为了提升音圈的灵敏度，将骨架上的线圈在轴向上的长度缩短，则会导致音圈振动过程中，线圈脱离磁间隙中的磁感应线密集区，导致发声装置发声过程中失真。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种音圈，旨在确保音圈灵敏度的情况下，降低发声装置发声时非线性失真的情况。

为实现上述目的，本发明提出的音圈，包括：

构成筒状的骨架；和

绕制在所述骨架外部的第一线圈段，以及

绕制在所述第一线圈段外部的第二线圈段和第三线圈段，其中，所述第二线圈段和所述第三线圈段在所述第一线圈段的轴向上间隔排布。

本发明技术方案，通过在第一线圈段外部绕制有间隔排布的第二线圈段和第三线圈段，通过以第二线圈段和第三线圈段之间有间隔，并且使得音圈满足驱动功率的情况下，连续设置的第一线圈段的厚度也得到降低，从而音圈的整体重量能得到降低，并且第二线圈段和第三线圈段之间有间隔，在音圈振动过程中，第二线圈段和第三线圈段构成的结构能够处于磁力线密集区中的振幅增大，如此可以有效提升BL线性，避免失真现象。

可选地，所述第一线圈段、所述第二线圈段和所述第三线圈段通过一根连续音圈线绕制而成。

可选地，在所述音圈线绕制过程中，所述第一线圈段、所述第二线圈段和所述第三线圈段的绕制顺序为：第一线圈段、第三线圈段第二线圈段。

可选地，所述第一线圈段由一音圈线绕制而成，所述第二线圈段和所述第三线圈段由另一音圈线绕制而成；

或者，所述第二线圈段和所述第三线圈段的其中之一与第一线圈段由一根音圈线绕制而成，所述第二线圈段和所述第三线圈段的其中之另一由另一个音圈线绕制而成；

其中，两音圈线串联或者并联设置。

可选地，所述第一线圈段、所述第二线圈段以及所述第三线圈段分别由三条不同音圈线绕制而成，其中，三条音圈线并联设置，或者，三条音圈线中的两条并联以后再与剩下的音圈线串联，或者，三条音圈线串联。

可选地，所述第一线圈段设有至少一层音圈线层；

所述第一线圈段径向上排布的音圈线层的数量小于或等于所述第二线圈段和/或所述第三线圈段径向上排布的音圈线层的数量。

可选地，所述第二线圈段在径向上的音圈线层数量与所述第三线圈段在径向上的音圈线层的数量相同或者不同。

本发明还提出一种发声装置，包括壳体以及收容于所述壳体内的磁路系统，发声装置还包括如上述任意一项所述的音圈，所述磁路系统形成有磁间隙，所述音圈的一端伸入所述磁间隙中。

可选地，所述磁路系统包括导磁轭、设于所述导磁轭上的中心磁路部分和边磁路部分，所述中心磁路部分和边磁路部分之间形成所述磁间隙，所述中心磁路部分上表面设置有中心导磁板，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的宽度小于所述中心导磁板的厚度。

可选地，所述第二线圈段中音圈线的总长度和所述第二线圈段中音圈线的总长度相同，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线上。

可选地，所述第二线圈段位于所述第三线圈段的上方；

所述第二线圈段中音圈线的总长度大于所述第三线圈段中音圈线的总长度，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线的下方；

或者，所述第二线圈段中音圈线的总长度小于所述第三线圈段中音圈线的总长度，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线的上方。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明发声装置的分解结构示意图；

图2为本发明一实施例的音圈的局部剖视图；

图3为图1中发声装置中的音圈的又一实施例的剖视图；

图4为图1中发声装置的第一实施例的剖视图；

图5为图1中发声装置的第二实施例的剖视图；

图6为图1中发声装置的第三实施例的剖视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	发声装置	140	线圈
10	振动系统	140a	第一线圈段
				110	振膜	140b	第二线圈段
111	中心部	140c	第三线圈段
				112	折环部	20	磁路系统
113	固定部	220	内磁路部分
				114	复合层	221	中心磁铁
120	音圈	222	中心导磁板
				130	骨架	230	外磁路部分

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请结合参照图1、图4至图6，在本发明实施例中，发声装置1包括壳体以及收容于壳体内的振动系统10和磁路系统20。

振动系统10包括振膜110、固定于振膜110一侧的音圈120。振膜110包括中心部111、围绕中心部111设置的折环部112以及围绕折环部112设置的固定部113；所述振膜110还可以包括结合于中心部111的复合层114。

磁路系统20包括与外壳固定的导磁轭，导磁轭上设有内磁路部分220和外磁路部分230，两者之间形成容纳音圈120的磁间隙。

在一些实施例中，导磁轭可以是T字形或者碗状，当导磁轭为碗状时，内磁路部分220包括设于导磁轭的中央位置的中心磁铁221和设于中心磁铁221上的中心导磁板222，导磁轭的碗壁与中心磁铁221和中心导磁板222之间形成所述磁间隙，当导磁轭呈T字形时外磁路部分230包括设于导磁轭的边缘位置的边磁铁和设于边磁铁上的边导磁板，边磁铁和边导磁板与T字形柱之间形成有所述磁间隙。

本发明为了提升发声装置1的声学性能，进一步地，还对音圈120进行改进，并提出了一种音圈120。

请参照图2，在本发明实施例中，音圈120包括构成筒状的骨架130和由音圈线绕制在骨架130外部形成的线圈140，线圈140包括第一线圈段140a以及绕制在第一线圈段140a外部的第二线圈段140b和第三线圈段140c，其中，第二线圈段140b和第三线圈段140c在第一线圈段140a的轴向上间隔排布。可以理解的，本申请附图中虽然列出了在第一线圈段140a上缠绕的其他线圈段为两个，但是在其他实施例中，缠绕第一线圈段140a上在线圈段也可以设置有三个或者四个，本申请基于降低成本，减轻音圈120的重量角度考虑，采用附图中的在第一线圈段140a上设置有第二线圈段140b和第三线圈段140c的方案。

本发明技术方案，在确保音圈120灵敏度，音圈120具有一定重量以及线圈140中的音圈线长度一定的情况下，通过在线圈140中设计第一线圈段140a外部绕制有间隔排布的第二线圈段140b和第三线圈段140c，即本发明的音圈120不在是像现有技术中，线圈120是等厚度连续的一长段，而是将一个线圈段替换为三个线圈段，且在外侧的两个线圈段之间具有一定间距，在音圈线的总长度不变的情况下，可以更充分的利用磁路系统中的磁力线，从而增大磁路系统对音圈的驱动力。在音圈线的总长度相同，且层数相同的情况下，由于两线圈段之间设有间隙，可以增加线圈140纵向上的高度范围，改善了现有技术音圈上下振动过程中容易偏离磁力线密集区导致的磁力线利用不充分的问题。其中磁力线密集区指中心导磁板222周围的区域，具体指中心导磁板222周围对应中线导磁板222上表面和下表面之间的区域，此区域内磁力线最密集，磁场强度最大。这种将一个线圈段拆分为两个线圈段的结构，音圈120振动过程中两个线圈段的至少一部分会置于磁力线密集区中，磁力线的利用率显著高于传统一个线圈段的结构。本实施例，两个线圈段对应一个磁力线密集区。

接下来将从几个方面对本发明的音圈120的结构进行介绍。

关于线圈段的绕线结构。

在一些实施例中，所述第一线圈段140a、第二线圈段140b以及第三线圈段140c串联导通。在本实施例中，第一线圈段140a、第二线圈段140b和第三线圈段140c通过一根连续音圈线绕制而成，而且第二线圈段140b和第三线圈段140c之间通过跳线方式导通。在音圈线绕制过程中，第一线圈段140a、第二线圈段140b和第三线圈段140c的绕制顺序为：第一线圈段140a、第三线圈段140c、第二线圈段140b，由图2中可以看到第二线圈段140b位于第三线圈段140c的上方，通过上述形成顺序，则一根音圈线绕制时，可以从第一线圈段140a的结束端直接开设绕制第三线圈段140c，这样避免了较多的跨线，制程上更简单，效率更高。在第一线圈段140a、第二线圈段140b和第三线圈段140c串联设置时，可以使得通电时，根据第二线圈段140b与第三线圈段140c间的电动势差异对音圈120在磁间隙中的位置进行建模，从而可实时计算出音圈120所处的位置，从而可对发声装置1的振动系统进行实时优化，以提升发声装置1的声学性能。具体的，在两个线圈段串联时，第二线圈段140b及第三线圈段140c由于在磁间隙的磁场中的位置不同，因此穿过第二线圈段140b及第三线圈段140c的磁感应强度也不同，从而第二线圈段140b及第三线圈段140c产生的感应电动势也不同，通过检测第二线圈段140b与第三线圈段140c连接处的电压差，可实时计算得出第二线圈段140b与第三线圈段140c在磁场中的相对位置，即音圈120整体在磁场中的振动位置。

若音圈120在振动过程中偏离预设位置，则第二线圈段140b与第三线圈段140c的位置均会发生变化，此时第二线圈段140b与第三线圈段140c产生的感应电动势会发生变化，即第二线圈段140b与第三线圈段140c连接处的电压差发生变化，通过检测到电压差的变化可计算出音圈120的整体偏移，从而可通过外部输入补偿电流的方式使音圈120重新回到预设位置，实现对音圈120位置的矫正，以提高音圈120在磁场中的振动稳定性和对称性，从而有效提高发声装置1的整体声学性能。

在一些实施例中，所述第一线圈段140a由一音圈线绕制而成，第二线圈段140b和第三线圈段140c由另一音圈线绕制而成；

或者，所述第二线圈段140b和第三线圈段140c的其中之一与第一线圈段140a由一根音圈线绕制而成，第二线圈段140b和第三线圈段140c的其中之另一由另一个音圈线绕制而成；其中，两音圈线串联或者并联设置。例如，第一线圈段140a与第三线圈段140c串联导通，第二线圈段140b和第三线圈段140c并联设置，这样的好处在于，可以分别对第一线圈段140a和第二线圈段140b设计独立控制电路，如此可以通过监控第一线圈段140a和第二线圈段140b在磁间隙中的位置，实时调整第一线圈段140a和第二线圈段140b中输入电流的比例，调整BL线性区，获得最好的声学性能。在其他实施例中，第一线圈段140a、第二线圈段140b以及第三线圈段140c分别由三条不同音圈线绕制而成，其中，三条音圈线并联设置，或者，三条音圈线中的两条并联以后再与剩下的音圈线串联，或者，三条音圈线串联。第一线圈段140a、第二线圈段140b以及第三线圈段140c三者并联。如此，同样可以进行独立的控制电路，方便调整BL线性区，避免失真。

在一些实施例中，所述第一线圈段140a径向上排布的音圈线层的数量小于或等于第二线圈段140b和/或第三线圈段140c径向上排布的音圈线层的数量。本申请第一线圈段140a设置有至少一层音圈线层，其中音圈线层是通过音圈线圈绕骨架130形成的多个音圈线圈在一个竖向表面排列所形成的结构，通过第一线圈段140a径向上排布的音圈线层的数量小于或等于第二线圈段140b和第三线圈段140c径向上排布的音圈线层的数量，如此，在音圈120中的音圈线总长度一定的情况下，可以使得线圈140在骨架130的轴向上的长度更大，从而改善了现有技术音圈上下振动过程中容易偏离磁力线密集区导致的磁力线利用不充分的问题。并且也使得音圈120能够调整BL线性区宽度，降低非线性失真。获得更好的音质。

可选地，所述第二线圈段140b在径向上的音圈线层数量与第三线圈段140c在径向上的音圈线层的数量相同。在第二线圈段140b在径向上的音圈线层数量与第三线圈段140c在径向上的音圈线层的数量相同时，可以应用于磁路设计相对对称的情形，则第二线圈段140b和第三线圈段140c的结构对称的情况下对应对称的的磁路，使得音圈120的BL曲线对称性好，非线性失真降低。第二线圈段140b在径向上的音圈线层数量与第三线圈段140c在径向上的音圈线层的数量也可以不相同，这种情况则是考虑到磁路设计中存在不对称的情况，可以在磁力线密集的区域所对应的线圈段中的音圈线层141数量也较多，而磁力线不密集的区域所对应的线圈段中的音圈线层141数量也相应减少，则可以达到弥补磁路设计的不对称，减少发生因BL衰减不同所引起的BL不对称的情况，得到更对称的BL曲线的效果。

进一步地，请参照图3，由于第二线圈段140b的下端以及第三线圈段140c的上端更靠近磁力线密集区，因此本发明将第二线圈段140b的下部分的音圈线层中的绕制圈数要大于其上部分的音圈线层中的绕制圈数，而第三线圈段140c的上部分的音圈线层中的绕制圈数要大于其下部分的音圈线层中的绕制圈数，这样的设置，将音圈120插入到磁间隙内后，第二线圈段140b中绕制圈数更密集的下端以及第三线圈段140c中绕制圈数更密集的上端集中在磁力线密集的区域，当发声装置1工作，音圈120上下振动时，可以减少发生因BL衰减不同所引起的BL不对称的情况，改善了FO附近频段的失真，提升了音圈120在大电压下的灵敏度，从而提高发声装置的性能。其中FO是喇叭在低频段有个固有谐振频率简称FO，在正常喇叭的有效声频范围内，FO点附近频段的失真最大。

关于音圈线的结构。

其中音圈线材料可以是漆包线，而音圈120中的音圈线的线径可以选择在0.03～0.20mm程度。如果线径为0.20mm以上，则音圈120的比重变大，振动损失大。如果线径为0.03mm以下，则会强度也易不足，难以实现发声装置1大功率输出，本申请将第一线圈段140a和第二线圈140之间的间隙设置为大于一根音圈线的线径，例如大于0.2mm。由于第二线圈段140b和第二线圈段140c之间有间隔，增大了线圈140的纵向高度，在音圈120振动过程中，第一线圈段140a、第二线圈段140b以及第三线圈段140c总会有部分结构处于磁力线密集区中，如此可以有效提升BL线性区，避免失真现象。

由上述内容我们得知，音圈120的一端伸入磁间隙中，而且内磁路部分220上表面设置有中心导磁板222，由于发声装置1中磁路系统20中的磁力线经过中心导磁板222的作用能进行聚集以充分利用，其中磁间隙中对应中心导磁板222的高度区间内为磁力线密集区，为了有效利用磁力线并且实现音圈120驱动灵敏，本申请，第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙的宽度小于中心导磁板222的厚度，在自然状态下，本申请第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙是在中心导磁板222的高度区域内的；并且由于第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙的宽度小于中心导磁板222的厚度，第二线圈段140b的下端以及第三线圈段140c的上端均位于磁力线密集区内，则第一线圈段140a、第二线圈段140b以及第三线圈段140c在启动阶段均可以切割磁力线进而可以向上或者向下推动振膜110。

请参照图4，在一些实施例中，第二线圈段140b中音圈线的总长度和第三线圈段140c中音圈线的总长度相同，第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙的中心位于中心导磁板222的水平中心线上。在本实施例中，第一线圈段140a中音圈线的总长度和第二线圈段140b中音圈线的总长度相同，第二线圈段140b和第三线圈段140c的驱动力相当，BL的对称性好，非线性失真降低。

请参照图5，在一些实施例中，所述第二线圈段140b中音圈线的总长度大于所述第三线圈段140c中音圈线的总长度，第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙的中心位于中心导磁板222的水平中心线的下方，在本实施方案中，可以应用于上部的磁力线相对密集的设计，通过将所述第二线圈段140b中音圈线的总长度大于所述第三线圈段140c中音圈线的总长度。可以有效弥补磁路设计不对称的情况，从而提升BL曲线对称的情形，有利于提升音质效果。

请参照图6，在一些实施例中，所述第二线圈段140b中音圈线的总长度小于所述第三线圈段140c中音圈线的总长度，所述第二线圈段140b和第三线圈段140c之间的间隙的中心位于中心导磁板222的水平中心线的上方。在本实施方案中，可以应用于下部的磁力线相对密集的设计，通过将所述第二线圈段140b中音圈线的总长度小于所述第三线圈段140c中音圈线的总长度。可以有效弥补磁路设计不对称的情况，从而提升BL曲线对称的情形，有利于提升音质效果。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种音圈，其特征在于，包括：

构成筒状的骨架；和

绕制在所述骨架外部的第一线圈段，以及

绕制在所述第一线圈段外部的第二线圈段和第三线圈段，其中，所述第二线圈段和所述第三线圈段在所述第一线圈段的轴向上间隔排布。

2.如权利要求1所述的音圈，其特征在于，所述第一线圈段、所述第二线圈段和所述第三线圈段通过一根连续音圈线绕制而成。

3.如权利要求2所述的音圈，其特征在于，在所述音圈线绕制过程中，所述第一线圈段、所述第二线圈段和所述第三线圈段的绕制顺序为：第一线圈段、第三线圈段、第二线圈段。

4.如权利要求1所述的音圈，其特征在于，所述第一线圈段由一音圈线绕制而成，所述第二线圈段和所述第三线圈段由另一音圈线绕制而成；

或者，所述第二线圈段和所述第三线圈段的其中之一与第一线圈段由一根音圈线绕制而成，所述第二线圈段和所述第三线圈段的其中之另一由另一个音圈线绕制而成；

其中，两音圈线串联或者并联设置。

5.如权利要求1所述的音圈，其特征在于，所述第一线圈段、所述第二线圈段以及所述第三线圈段分别由三条不同音圈线绕制而成，其中，三条音圈线并联设置，或者，三条音圈线中的两条并联以后再与剩下的音圈线串联，或者，三条音圈线串联。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的音圈，其特征在于，所述第一线圈段设有至少一层音圈线层；

所述第一线圈段径向上排布的音圈线层的数量小于或等于所述第二线圈段和/或所述第三线圈段径向上排布的音圈线层的数量。

7.如权利要求6所述的音圈，其特征在于，所述第二线圈段在径向上的音圈线层数量与所述第三线圈段在径向上的音圈线层的数量相同或者不同。

8.一种发声装置1，包括壳体以及收容于所述壳体内的磁路系统，其特征在于，还包括如权利要求1至7中任意一项所述的音圈，所述磁路系统形成有磁间隙，所述音圈的一端伸入所述磁间隙中。

9.如权利要求8所述的发声装置1，其特征在于，所述磁路系统包括导磁轭、设于所述导磁轭上的中心磁路部分和边磁路部分，所述中心磁路部分和边磁路部分之间形成所述磁间隙，所述中心磁路部分上表面设置有中心导磁板，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的宽度小于所述中心导磁板的厚度。

10.如权利要求9所述的发声装置1，其特征在于，所述第二线圈段中音圈线的总长度和所述第二线圈段中音圈线的总长度相同，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线上。

11.如权利要求9所述的发声装置1，其特征在于，所述第二线圈段位于所述第三线圈段的上方；

所述第二线圈段中音圈线的总长度大于所述第三线圈段中音圈线的总长度，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线的下方；

或者，所述第二线圈段中音圈线的总长度小于所述第三线圈段中音圈线的总长度，所述第二线圈段和第三线圈段之间的间隙的中心位于所述中心导磁板的水平中心线的上方。

Images