CN114598975A - 一种双磁体骨传导扬声器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双磁体骨传导扬声器，其包括双磁体磁路结构、主体以及振动片，双磁体磁路结构包括双磁体、磁轭以及线圈。磁轭上开设有安装槽，双磁体设置于安装槽内且磁轭与双磁体之间形成有磁间隙，其中，双磁体包括第一磁体、第二磁体以及非导磁华司，非导磁华司叠置于第一磁体和第二磁体之间，第一磁体和第二磁体相对的面的磁性相同。振动片与双磁体磁路结构连接，主体与振动片连接，线圈设置于主体上，且线圈位于磁间隙内。非导磁华司有效降低扬声器的自感系数，从而有效提升了高频响应。增加华司厚度不会造成扬声器自感系数上升，因此在满足磁场强度的情况下，非导磁华司的厚度可以尽可能厚，从而提高了磁隙中水平磁场的高度。
Description
技术领域
本发明涉及骨传导扬声器技术领域，尤其涉及一种双磁体骨传导扬声器。
背景技术
骨传导扬声器将声音转化为不同频率的机械振动，通过人的颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听觉中枢来传递声波。相对于通过振膜产生声波的经典声音传导方式，骨传导扬声器省去了许多声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，而且声波也不会因为在空气中扩散而影响到他人。
现有的骨传导扬声器只有一个磁体，通过线圈处的磁感场并不均匀，呈发散状，同时磁路中可能会形成漏磁，即较多的磁感场泄漏至磁间隙以外，未能穿过线圈，从而使得线圈位置处的磁场强度下降，影响扬声器的灵敏度。并且，现有的扬声器中的华司采用导磁材料，用于聚集磁力线。采用导磁材料制作华司，提高了扬声器的自感系数，从而提高了高频段的感抗，进而降低了扬声器的高频响应。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种双磁体骨传导扬声器，其解决了骨传导扬声器灵敏度和高频响应差的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明的双磁体骨传导扬声器包括：
双磁体磁路结构、主体以及振动片；
所述双磁体磁路结构包括双磁体、磁轭以及线圈；
所述磁轭上开设有安装槽，所述双磁体设置于所述安装槽内且所述磁轭与所述双磁体之间形成有磁间隙，其中，所述双磁体包括第一磁体、第二磁体以及非导磁华司，所述非导磁华司叠置于所述第一磁体和所述第二磁体之间，所述第一磁体和所述第二磁体相对的面的磁性相同；
所述振动片与所述双磁体磁路结构连接，所述主体与所述振动片连接，所述线圈设置于所述主体上，且所述线圈位于所述磁间隙内。
可选地，所述第一磁体和所述第二磁体相互平行，所述第一磁体的第一端面与所述第二磁体的第一端面相对设置；
所述非导磁华司的第一端面与所述第一磁体的第一端面连接，所述非导磁华司的第二端面与所述第二磁体的第一端面连接，所述非导磁华司的第一端面和第二端面为一组相对的面；
所述第二磁体的第二端面与所述安装槽的槽底连接，所述第二磁体的第一端面和第二端面为一组相对的面。
可选地，所述线圈的中轴线与所述双磁体的中轴线共线，所述非导磁华司的第一端面和第二端面所在的平面均能够垂直穿过所述线圈。
可选地，所述第一磁体和所述第二磁体均为永磁体。
可选地，所述主体包括第一安装部、第二安装部以及连接部，所述第一安装部和所述第二安装部均与所述连接部固定连接；
所述第一安装部套设于所述双磁体与所述安装槽的内壁之间，所述第二安装部与所述振动片连接，所述振动片与所述磁轭连接，所述线圈套设于所述第一安装部上。
可选地，所述主体包括第一安装部、第二安装部以及连接部，所述第一安装部和所述第二安装部均与所述连接部固定连接；
所述第一安装部套设于所述双磁体与所述安装槽的内壁之间，所述第二安装部与所述振动片连接，所述振动片与所述第一磁体连接，所述线圈套设于所述第一安装部上。
可选地，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上均开设有多个第一通孔，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上的多个所述第一通孔的位置均一一对应，每一个所述第一通孔内均套设有第一定位销。
可选地，所述第一磁体上开设有多个所述第二通孔，所述第二磁体上开设有多个第三通孔；
所述非导磁华司与所述第一磁体相对的面上设置有多个第二定位销，所述非导磁华司与所述第二磁体相对的面上设置有多个第三定位销，多个所述第二定位销与多个所述第二通孔均一一对应连接，多个所述第三定位销与多个所述第三通孔均一一对应连接。
可选地，双磁体骨传导扬声器还包括多个螺栓；
所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上均开设有多个第四通孔，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上的多个所述第四通孔的位置均一一对应；
所述螺栓套设在所述第四通孔内，且所述螺栓与所述磁轭连接。
可选地，所述振动片叠置于所述第一磁体上，所述振动片上开设有多个第五通孔，且多个所述第五通孔与多个所述第四通孔的位置一一对应，所述螺栓套设在所述第四通孔和所述第五通孔内，且所述螺栓与所述磁轭连接。
(三)有益效果
线圈中有交变电流通过时，线圈在磁隙中的水平磁场的作用下相对于磁场上下振动，通过振动片振动被传导至主体上，从而使得主体产生振动，主体接触到人体后将振动传递至人体。在发明中，采用多种结构将第一磁体1、第二磁体及非导磁华司固定在一起，提高了安装的灵活性和稳定性。第一磁体和第二磁体的磁极相对设置，无需采用导磁材料的华司，磁力线也会因为相斥作用在第一磁体和第二磁体之间的间隙中聚集。采用非导磁材料制作华司，可以有效降低扬声器的自感系数，进而，提高了双磁体骨传导扬声器的灵敏度，非导磁华司降低了感抗，从而有效提升了双磁体骨传导扬声器的高频响应。同时，由于采用非导磁华司，增加华司厚度不会造成扬声器自感系数上升，因此在满足磁场强度的情况下，非导磁华司的厚度可以尽可能厚，磁隙中水平磁场的高度可以获得较大提高。磁隙中水平磁场高度的提高，可以保证线圈上下振动时尽可能多的位于线性磁场中，从而有效降低非线性失真。
附图说明
图1为本发明的双磁体骨传导扬声器的结构示意图；
图2为本发明的双磁体骨传导扬声器的双磁体磁路结构的结构示意图；
图3为本发明的双磁体骨传导扬声器的实施例2的结构示意图；
图4为本发明的双磁体骨传导扬声器的实施例3的结构示意图；
图5为本发明的双磁体骨传导扬声器的实施例4的结构示意图；
图6为本发明的双磁体骨传导扬声器的实施例5的结构示意图；
图7为本发明的双磁体骨传导扬声器的谐波失真与频率的关系图；
图8为采用导磁华司的骨传导扬声器的谐波失真与频率的关系图；
图9为导磁性华司骨传导扬声器和非导磁华司骨传导扬声器的阻抗与频率的关系图。
【附图标记说明】
1：第一磁体；2：第二磁体；3：非导磁华司；4：磁轭；5：线圈；6：第一定位销；7：第二定位销；8：第三定位销；9：螺栓；25：主体；26：振动片。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。
虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明提供了一种双磁体骨传导扬声器，其包括双磁体10、磁轭4以及线圈5。其中，磁轭4上开设有安装槽。双磁体10设置于磁轭4的安装槽内且磁轭4与双磁体10之间形成有磁间隙。双磁体10包括第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3，非导磁华司3为非导磁结构，第一磁体1和第二磁体2优选为永磁体，第一磁体1和第二磁体2相对设置，第一磁体1和第二磁体2相对的面的磁性相同，非导磁华司3叠置于第一磁体1和第二磁体2之间。第一磁体1和第二磁体2的磁力线在非导磁华司3处聚集，因第一磁体1和第二磁体2相对的面的磁性相同相互排斥，磁力线从非导磁华司3的侧面穿出，进入导磁性材料的磁轭4的侧壁，形成磁力线水平分布的磁隙。振动片28与双磁体磁路结构连接，主体27与振动片28连接，线圈5设置在主体27上，线圈5的中轴线竖直，并且线圈5位于磁间隙内。当线圈5中有交变电流通过时，线圈5在磁隙中的水平磁场的作用下相对于磁场上下振动，通过振动片28振动被传导至主体27上，从而使得主体27产生振动，主体27接触到人体后将振动传递至人体。在发明中，采用多种结构将第一磁体1、第二磁体2及非导磁华司3固定在一起，提高了安装的灵活性和稳定性。第一磁体1和第二磁体2的磁极相对设置，无需采用导磁材料的华司，磁力线也会因为相斥作用在第一磁体1和第二磁体2之间的间隙中聚集。采用非导磁材料制作华司，可以有效降低扬声器的自感系数，进而，提高了双磁体骨传导扬声器的灵敏度。I＝U/Z，I为线圈5中的电流，U为线圈5两端的电压，Z为阻抗，Z越大则I越小，I越小则线圈5在磁场中受力越小，则线圈5的振动幅度越小，即声音越小。高频段Z大，低频段Z小，则低频声音大，高频声音小。扬声器的自感系数的降低能有效降低高频段的感抗，从而有效提升了双磁体骨传导扬声器的高频响应。同时，由于采用非导磁华司3，增加华司厚度不会造成扬声器自感系数上升，因此在满足磁场强度的情况下，非导磁华司3的厚度可以尽可能厚，磁隙中水平磁场的高度可以获得较大提高。磁隙中水平磁场高度的提高，可以保证线圈5上下振动时尽可能多的位于线性磁场中，从而有效降低非线性失真。
如图2所示，第一磁体1和第二磁体2均优选为为圆柱体结构，匹配的磁轭4和安装槽也均为圆柱体。第一磁体1和第二磁体2相互平行，使聚集到磁隙处的磁力线保持水平，其中，第一磁体1的第一端面与第二磁体2的第一端面相对设置。非导磁华司3也为圆柱体结构，非导磁华司3叠置在第一磁体1和第二磁体2之间，使非导磁华司3的第一端面与第一磁体1的第一端面抵接，非导磁华司3的第二端面与第二磁体2的第一端面抵接，其中，非导磁华司3的第一端面和第二端面为一组相对的面。
如图2所示，线圈5优选为为环形线圈，线圈5套设在第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3构成的双磁体10外。线圈5的中轴线与第一磁体1的中轴线共线，非导磁华司3的第一端面和第二端面所在的平面均能够垂直穿过线圈5。优选地，非导磁华司3的水平对称面与线圈5的水平对对称面共面，以保证线圈5上下振动时尽可能多的位于线性磁场中，从而有效降低非线性失真。
对于主体27和振动片28的安装结构，本发明提供了两种实施方式：
实施例1，如图1所示，主体27包括第一安装部、第二安装部以及连接部，第一安装部和第二安装部均与连接部固定连接。主体27和振动片28的形状均与双磁体磁路结构的形状相匹配，若磁轭4和双磁体磁路结构均为圆柱体结构时，第一安装部和第二安装部均为环形结构，第一安装部和第二安装部均与连接部垂直连接，第一安装部和第二安装部均朝向相同的方向，并且第一安装部和第二安装部的中轴线均与双磁体磁路结构的中轴线共线。第一安装部套设于双磁体磁路结构与安装槽的内壁之间，第二安装部与振动片28连接，振动片28与磁轭4连接，线圈5套设于第一安装部上。当线圈5中通过交变音频电流时，线圈5与上磁体1、下磁铁2、非磁性华司3、磁轭4组成的磁性部件之间将产生作用力，使得线圈5与磁性组件之间产生上下相对运动即振动，通过振动片28振动被传导至主体27上，从而使得主体27产生振动。
实施例2，如图3所示，主体27包括第一安装部、第二安装部以及连接部，第一安装部和第二安装部均与连接部固定连接。主体27和振动片28的形状均与双磁体磁路结构的形状相匹配，若磁轭4和双磁体磁路结构均为圆柱体结构时，第一安装部和第二安装部均为环形结构，第一安装部和第二安装部均与连接部垂直连接，第一安装部和第二安装部均朝向不同的方向，并且第一安装部和第二安装部的中轴线均与双磁体磁路结构的中轴线共线。第一安装部套设于双磁体磁路结构与安装槽的内壁之间，第二安装部与振动片28连接，振动片28与第一磁体1的第二端面连接，第一磁体1的第二端面与第一端面为一组相对的面，线圈5套设于第一安装部上。当线圈5中通过交变音频电流时，线圈5与上磁体1、下磁铁2、非磁性华司3、磁轭4组成的磁性部件之间将产生作用力，使得线圈5与磁性组件之间产生上下相对运动即振动，通过振动片28振动被传导至主体27上，从而使得主体27产生振动。
对于双磁体的结构，本发明提供了三种实施方式：
实施例3，如图4所示，第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3上均开设有多个第一通孔，双磁体10上开设有贯穿第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3的多个第一通孔；第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3上的多个第一通孔的位置均一一对应，每一个第一通孔内均套设有第一定位销6。避免因第一磁体1和第二磁体2相斥，在安装过程中，第一磁体1和第二磁铁压合连接在非导磁华司3上时出现水平旋转错位的现象，从而提高了双磁体10结构的稳定性。
实施例4，如图5所示，第一磁体1上开设有多个第二通孔，第二磁体2上开设有多个第三通孔。非导磁华司3与第一磁体1相对的面上设置有多个第二定位销7，非导磁华司3与第二磁体2相对的面上设置有多个第三定位销8。多个第二定位销7与多个第二通孔的位置一一对应，第二定位销7插入第二通孔内，使第一磁体1与非导磁华司3稳定连接，不会出现旋转错位的现象。多个第三定位销8与多个第三通孔的位置一一对应，使第二磁体2与非导磁华司3稳定连接，不会出现旋转错位的现象。非导磁华司3、第二定位销7以及第三定位销8可以是注塑一体成型，也可以是非磁性金属材料铜铝等焊接成型或通过粉末冶金一体成型，提高第二定位销7和第三定位销8的强度。
实施例5，如图6所示，双磁体骨传导扬声器的双磁体10采用多个螺栓9固定，并通过螺栓9固定在磁轭4的底板上。与实施1相同的，在双磁体10上开设贯穿第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3的多个第四通孔，第一磁体1、第二磁体2以及非导磁华司3上的第四通孔的孔位均一一对应，螺栓9穿过第四通孔后与磁轭4连接，也可以在磁轭4的底板上开设第五通孔，螺杆穿过第四通孔和第五通孔后与螺母螺纹连接，便于拆卸。螺杆将第一磁体1、非导磁华司3、第二磁体2以及磁轭4固定连接在一起，多个螺栓9的设置还起到了定位的作用，避免第一磁体1和第二磁体2发生旋转错位的现象。此实施例中，振动片28为叠置于第一磁体1的第二端面上整块片材，参见图3，振动片28上开设有多个第五通孔，且多个第五通孔与多个第四通孔的位置一一对应，螺栓9套设在第四通孔和第五通孔内，且螺栓9与磁轭4连接。通过多个螺栓9将振动片28、第一磁体1、非导磁华司3、第二磁体2以及磁轭4固定在一起，主体27一端连接振动片28，另一端连接线圈5。
采用本发明的双磁体骨传导扬声器的谐波失真曲线如图7所示，采用导磁性华司的骨传导扬声器的谐波失真曲线如图所示8，图7和图8中，横坐标均为频率值(Hz)，纵坐标均为项谐波失真的百分比。在本项谐波失真的测试中，非导磁华司3的厚度是导磁性华司的厚度的两倍。由此可知，采用非磁性华司3的骨传导扬声器在低频段(100Hz以下)的谐波失真明显优于导磁性华司的骨传导扬声器。这是由于采用非磁性华司3可以在不降低高频响应的情况下增加华司厚度，即增加磁隙线性磁场的高度，使得线圈5上下振动时更多的位于线性磁场区域。
如图9所示，图9中，横坐标为频率值(Hz)，纵坐标为阻抗值(Ω)，阻抗曲线1为导磁性华司骨传导扬声器的阻抗曲线，阻抗曲线2为本发明中采用非导磁华司3的骨传导扬声器的阻抗曲线。在本项阻抗测试中，导磁性华司的厚度与非导磁性华司厚度一致。由图9可见，在相同厚度的情况下，在高频段，采用的导磁性华司的骨传导扬声器的阻抗明显高于本发明中采用非导磁华司3的骨传导扬声器的阻抗，因此导磁性华司的骨传导扬声器的高频响应低于非导磁华司3的本发明的双磁体骨传导扬声器的高频响应。换言之，在高频响应相同的情况下，非导磁华司3的厚度可以远大于导磁性华司的厚度(两倍或以上)，从而使得采用非导磁华司3的扬声器获得较低的谐波失真。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述双磁体骨传导扬声器包括：双磁体磁路结构、主体以及振动片；
所述双磁体磁路结构包括双磁体、磁轭以及线圈；
所述磁轭上开设有安装槽，所述双磁体设置于所述安装槽内且所述磁轭与所述双磁体之间形成有磁间隙，其中，所述双磁体包括第一磁体、第二磁体以及非导磁华司，所述非导磁华司叠置于所述第一磁体和所述第二磁体之间，所述第一磁体和所述第二磁体相对的面的磁性相同；
所述振动片与所述双磁体磁路结构连接，所述主体与所述振动片连接，所述线圈设置于所述主体上，且所述线圈位于所述磁间隙内。
2.如权利要求1所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体相互平行，所述第一磁体的第一端面与所述第二磁体的第一端面相对设置；
所述非导磁华司的第一端面与所述第一磁体的第一端面连接，所述非导磁华司的第二端面与所述第二磁体的第一端面连接，所述非导磁华司的第一端面和第二端面为一组相对的面；
所述第二磁体的第二端面与所述安装槽的槽底连接，所述第二磁体的第一端面和第二端面为一组相对的面。
3.如权利要求2所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述线圈的中轴线与所述双磁体的中轴线共线，所述非导磁华司的第一端面和第二端面所在的平面均能够垂直穿过所述线圈。
4.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体均为永磁体。
5.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述主体包括第一安装部、第二安装部以及连接部，所述第一安装部和所述第二安装部均与所述连接部固定连接；
所述第一安装部套设于所述双磁体与所述安装槽的内壁之间，所述第二安装部与所述振动片连接，所述振动片与所述磁轭连接，所述线圈套设于所述第一安装部上。
6.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述主体包括第一安装部、第二安装部以及连接部，所述第一安装部和所述第二安装部均与所述连接部固定连接；
所述第一安装部套设于所述双磁体与所述安装槽的内壁之间，所述第二安装部与所述振动片连接，所述振动片与所述第一磁体连接，所述线圈套设于所述第一安装部上。
7.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上均开设有多个第一通孔，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上的多个所述第一通孔的位置均一一对应，每一个所述第一通孔内均套设有第一定位销。
8.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述第一磁体上开设有多个所述第二通孔，所述第二磁体上开设有多个第三通孔；
所述非导磁华司与所述第一磁体相对的面上设置有多个第二定位销，所述非导磁华司与所述第二磁体相对的面上设置有多个第三定位销，多个所述第二定位销与多个所述第二通孔均一一对应连接，多个所述第三定位销与多个所述第三通孔均一一对应连接。
9.如权利要求1-3任意一项所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，双磁体骨传导扬声器还包括多个螺栓；
所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上均开设有多个第四通孔，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述非导磁华司上的多个所述第四通孔的位置均一一对应；
所述螺栓套设在所述第四通孔内，且所述螺栓与所述磁轭连接。
10.如权利要求9所述的双磁体骨传导扬声器，其特征在于，所述振动片叠置于所述第一磁体上，所述振动片上开设有多个第五通孔，且多个所述第五通孔与多个所述第四通孔的位置一一对应，所述螺栓套设在所述第四通孔和所述第五通孔内，且所述螺栓与所述磁轭连接。
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