CN1151702C - 电磁声音变换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供实现了小型化和扁平化的电磁声音变换器。这种电磁声音变换器在使磁铁高度方向的厚度小于铁心长度的同时，通过在铁心顶部一侧设置磁铁，在磁铁背面一侧形成空间部分，并利用把该空间部分作为振动板背面空间的一部分和把线圈末端与外部端子进行连接处理等，来实现电磁声音变换器的小型化和扁平化。

Description

电磁声音变换器

本发明涉及利用电磁变换把电信号转换为声音的电磁声音变换器。

图20和图21表示现有技术的电磁声音变换器的一般内部结构。在该电磁声音变换器中，使用由上壳100和下壳102构成的外壳104。在下壳102中设有阶梯部分106，它支撑振动板108，并用上壳100的下缘部分覆盖该阶梯部分106。振动板108由磁性材料构成，在其中央装有用于附加重量的磁片110。

而且，在下壳102侧安装构成轭架一部分的、与基片114一起构成层叠体的底板112，在底板112的中央部分，以贯通基片114的形式设有直立的铁心116，在该铁心116与振动板108之间设有间隙118。在铁心116上，缠绕着线圈120，相对于铁心116的高度，线圈120的线圈高度稍低，其结果，使铁心116的顶部从线圈120突出。在该线圈120周围，设置带有环状形成空间的磁铁122。此外，在基片114上突出的棒状端子124、126上，线圈120的末端从底板112的通孔部分128引出至外壳104的外部，在基片114的背面侧利用焊锡连接。在通孔部分128中，图中并未示出，填充有用于绝缘和保护线圈末端并固定和封闭通孔的绝缘树脂。

此外，在振动板108的上面，形成有用上壳100包围的共鸣室130，该共鸣室130用形成在上壳100上的放音筒132，也就是放音孔134向外开放。

在这种电磁声音变换器中，底板112、铁心116、振动板108和磁铁122形成磁路，利用磁铁122的静磁场与振动板108作用，把着磁的振动板108吸引在铁心116侧。也就是说，磁铁122对振动板108起到偏置磁场的作用。对于构成这种单向磁场的静磁场，如果在端子124、126之间施加交流和脉冲等的电信号，那么其信号电流就流过线圈120，在铁心116上按电信号产生振动磁场。在该振动磁场的方向与磁铁122的静磁场的相反方向的区间内振动板108在离开铁心116的方向上振动，而在与静磁场同方向的区间内就被吸引在铁心116侧。这种机械的上下运动依赖电信号的频率，其结果是振动板108振动，而使空气振动。这种振动因共鸣室130的声音共振(共鸣)而放大。该声音主要从放音孔134向外放出。

然而，如果列举这种电磁声音变换器存在的需要解决的课题的话，就有下面的问题。

①由于线圈120与端子124、126之间的距离较长，在外壳104背面暴露出线圈末端的连接部分，所以暴露出的线圈末端易受损伤，是导致断线事故的原因。为此，必须采用用绝缘树脂覆盖处理等的防护对策。

②由于把线圈末端的连接处理设在外壳104的外侧，所以使电磁声音变换器高度方向的厚度变大，是防碍电磁声音变换器薄形化和小型化的原因。

③以往，要切开构成环状的磁铁的一部分确保空间部分，在外壳104内部进行线圈末端与端子124、126的连接处理。但是，不容易进行磁铁122的加工，如果设有切断磁铁122的一部分的磁路缺口，那么磁铁122与振动板108的磁结合力就降低，由于磁铁122的切断部分，振动板108的支撑力会部分地降低，这样的磁铁122加工使与加工电磁声音变换器有关的成本上升，振动板108的支撑力部分地降低，换句话说，由于部分地改变了振动板108的刚性，使振动变得不稳定，并降低了音质。

④线圈120与磁铁122的高度基本一致，磁铁122的高度防碍了电磁声音变换器的小型化、扁平化。一般地，线圈产生的磁力虽依赖于输入电流和线圈匝数，但对于线圈产生的磁力而言，磁铁的磁力经改善会变得非常高，在磁力较大的磁铁中，对于线圈来说有较大尺寸就浪费了。因此，阻碍了电磁声音变换器的小型化和扁平化。

因此，本发明的目的在于提供实现小型化和扁平化的电磁声音变换器。

本发明的电磁声音变换器，如图1至图19所示，在相对于铁心(16)长度使磁铁(22)的高度方向上的厚度变小的同时，通过在铁心的顶部设置磁铁，在磁铁背面形成空间部分(38)，利用把该空间部分作为振动板(20)背面空间(23)的一部分和把线圈末端(19、21)与外部端子(端子10、12)进行连接处理等，来实现电磁声音变换器的小型化和扁平化。

也就是说，本发明的电磁声音变换器，如图1至图19所示，该电磁声音变换器在用磁性材料形成的振动板(20)上有静磁场作用的同时，还作用着由电信号产生的振动磁场，把所述电信号转换为声音，其特征在于，配有：铁心(16)，它与所述振动板之间有间隔(34)地设置；线圈(18)，它缠绕该铁心，利用所述电信号产生振动磁场；磁铁(22)，它包围所述线圈，设置在所述铁心的顶部一侧，按薄于所述铁心高度的厚度设定。在以现存磁铁材料形成磁铁的情况下，由于其磁力能够大于利用线圈产生的磁力，所以与线圈的长度或铁心长度相比，能够设定较薄的磁铁厚度。结果，在磁铁的背面形成空间，可将其用于使振动板的背面空间容积扩大等，在增强声压的同时，使磁铁的薄形化变为可能，能够实现电磁声音变换器的小型化和薄形化。

本发明的电磁声音变换器的特征在于，在所述磁铁的背面一侧，形成构成所述振动板背面空间一部分的空间部分。利用把在该磁铁背面部分形成的空间部分作为振动板背面空间的一部分，有助于背面振动空间的扩大。结果，利用背面空间，能够减少向振动板的附加弹性效果，能够有助于提高声压输出和使频率特性平坦化。

本发明的电磁声音变换器的特征在于，在所述磁铁的背面一侧，设置接收所述电信号的外部端子和所述线圈末端的连接部分。利用在所述磁铁的背面形成的空间部分设置外部端子和线圈末端的连接部分，能够在外壳内容纳外部端子和所述线圈末端的连接部分，其结果，能够实现电磁声音变换器的小型化和扁平化。特别是，如果配置可以在该空间外侧进行面安装的端子，那么就能够提高电磁声音变换器的扁平化和小型化。

本发明的电磁声音变换器的特征在于，所述磁铁用外壳或在外壳内部设置的支撑部件来支撑。作为在铁心顶部一侧的位置设置磁铁的装置，如果使用外壳和其内部设置的支撑部件，那么就能够在期望的位置设置和固定磁铁。

再有，本发明的电磁声音变换器的特征在于，在所述磁铁中，采用可把所述铁心的直径方向上的壁厚设定得较大的磁铁。在由于磁铁薄形化磁力降低成为问题的情况下，利用直径方向上的较大厚度对其进行补偿。此外，利用这种厚度调整，能够按期望的大小设定磁铁的磁力。

再有，参照下面实施例中的详细说明及附图，会进一步明确本发明的目的、特色和好处等。

图1是表示本发明一个实施例的电磁声音变换器的透视图。

图2是表示切开电磁声音变换器外壳的平面图。

图3是表示沿图2的III-III线的剖视图。

图4是表示沿图2的IV-IV线的剖视图。

图5是表示在电磁声音变换器的制造中使用的引线框架的平面图。

图6是表示沿图5的VI-VI线的剖视图。

图7是表示在引线框架上形成底板部分的平面图。

图8是表示沿图7的VIII-VIII线的剖视图。

图9是表示沿图7的IX-IX线的剖视图。

图10是表示在引线框架上形成底板部分的背面图。

图11是表示底板的平面图。

图12是表示底板的侧面图。

图13是表示支撑环的平面图。

图14是表示沿图13的XIV-XIV线的剖视图。

图15是表示外壳的平面图。

图16是表示沿图15的XVI-XVI线的剖视图。

图17是表示外壳的背面图。

图18是表示电磁声音变换器变形例的透视图。

图19是表示支撑环变形例的剖视图。

图20是表示现有技术电磁声音变换器的纵剖视图。

图21是表示现有技术电磁声音变换器的底视图。

下面，参照附图中示出的实施例，详细说明本发明的电磁声音变换器。

图1表示本发明实施例的电磁声音变换器。该电磁声音变换器由扁平的角形柱体外壳2构成，该外壳2是用形成盖的底板部分6闭塞构成角形柱体的壳4的开口部分的外壳。例如，壳4和底板6用热可塑性树脂成形。在壳4的上面形成多个放音孔8，在底板部分6有突出的平板状端子10，该端子10在壳4的侧壁构成呈L形弯曲的、在印刷电路板导体图形上用焊锡等进行电连接的所谓的表面安装端子。在端子10的相对一侧，形成有同一形状的端子12(图2)。

下面，图2表示切开外壳2的顶面的电磁声音变换器，图3是表示沿图2的III-III线的剖视图，图4是表示沿图2的IV-IV线的剖视图。在底板部分6上部插入成形底板14，在其背面插入成形端子10、12。底板14用磁性材料形成，在其中心部分装有圆柱状的铁心16。在铁心16上缠绕着线圈18，线圈长度比铁心16的高度小，因此，铁心16的顶部从线圈18的终端部分露出。

此外，在底板部分6上面，设有作为振动板20和磁铁22的支撑部件的支撑环24，该支撑环24的周围部分与壳4的内壁部分内接而定位。支撑环24用与外壳2相同的合成树脂形成，在支撑部分26中支撑着环状磁铁22，利用支撑环24的内周面部分，确定磁铁22的外周面位置。因此，磁铁22的中心和铁心16的中心一致。本实施例中，用树脂一体地形成磁铁22和支撑环24，即插入成形磁铁22。再有，在该支撑环24的支撑部分28上放置振动板20的边缘，作为阻止该振动板20边缘向上方移动的部件，设有壳4的突出部分32。在该振动板20与铁心16的顶部之间形成一定宽度的间隙34。

而且，在振动板20的上面，作为增加振动板20的质量的装置，装有圆板状磁片36，振动板20由于磁铁22的静磁场作用呈吸引状态。结果，振动板20在磁铁22一侧受到吸引变成固定状态。在该振动板20背面形成背面空间23、在振动板20上面形成共鸣室25。

在磁铁22的背面、即支撑环24下侧的空间部分38中，线圈末端19、21以适当的布线按最短距离引出，在端子10、12上利用焊锡等连接装置进行连接来获得电导通。

下面，分解该电磁声音变换器，在说明其制造方法的同时说明各部分。图5和图6表示引线框架，图6是表示沿图5的VI-VI线的剖视图。在该引线框架中，形成由矩形框体构成的框架部分40的多个定位孔42，在定位孔42中的图中未示的底板部分成形时，插入成形模的定位钉，高精度地设定成形模和框架部分40的位置关系。在框架部分40的通孔部分44中，从对着框架部分40的边缘部分突出作为端子10、12的构成为矩形的引线部分46、48，在该引线部分46、48的终端部分，形成与引线部分46、48的突出方向垂直的辅助引线部分50、52，在其端部，形成比辅助引线部分50、52面积宽的、例如形成圆形的焊盘部分54、56。在引线部分46中的辅助引线部分50和焊盘部分54，与在引线部分48中的辅助引线部分52和焊盘部分56，按旋转对称的位置设置。而且，通过在引线部分46旁边使辅助引线部分50弯曲，辅助引线部分50和焊盘部分54形成按与引线部分46不同高度设定的平行面。辅助引线部分52和焊盘部分56与引线部分48的关系也是如此。也就是说，在引线部分46、48与焊盘部分54、56之间形成间隔d。图5中的2点点划线表示底板部分6。

如图7～图10所示，在引线框架中，利用热可塑性树脂等，通过插入成形形成底板部分6，同时安装底板14，以便露出引线框架的引线部分46、48和焊盘部分54、56。图7是底板部分6的平面图，图8是表示沿图7的VIII-VIII线的剖视图，图9是表示沿图7的IX-IX线的剖视图，图10是表示底板部分6的背面图。底板部分6与电磁声音变换器的平面形状相对应，此外，将其厚度形成为引线部分46、48与焊盘部分54、56的间隔d的厚度。结果，在底板部分6的背面露出引线部分46、48，此外，在底板部分6的上面，露出焊盘部分54、56和底板14的表面部分。再有，在底板部分6的背面，形成与焊盘部分54、56对应位置上的开孔58、60，为容易进行焊接从开孔58、60中露出焊盘部分54、56的一部分。

如图11和图12所示，底板14用有一定厚度的磁性材料板形成，其形状为在圆板上形成圆弧状缺口62、64的形状，在其中心形成铁心16的固定孔66，在边缘部分形成通孔68，把该固定孔66夹在中心。各通孔68在插入成形底板14时能够使树脂通过，使底板14坚固地固定在底板部分6上。

再有，图13和图14表示支撑环24，图14是表示沿图13的XIV-XIV线的剖视图。该支撑环24形成支撑磁铁22的支撑部分26和支撑振动板20的支撑部分28。支撑部分28是为均匀支撑振动板20的周缘的旋转状，支撑部分26是按90度的角度间隔形成的多个突出部分，构成在底板部分6上支撑环24的支撑脚部分。因此，在各支撑部分26、28之间，形成空间部分38。也就是说，在支撑环24的下侧形成的空间部分38构成背面空间部分23的一部分，有助于扩大背面空间部分23。通过使支撑部分26的大小、即占据空间的容积变小，就能够尽量扩大背面空间部分23的容积。

在该支撑环24中，图中未示出，利用支撑环24的成形来对磁铁22进行插入成形。采用这种成形方法，能够强化支撑环24与磁铁22的结合，在电磁声音变换器的组装上，由于能够减少零件数，所以能够实现组装时间的缩短。

而且，图15～图17示出壳4，图15是其平面图，图16是表示沿图15的XVI-XVI线的剖视图，图17是其背面图。壳4是背面敞开的方形体，并形成圆形的多个放音孔8。在该壳4的顶面，形成与振动板20对应的圆环状的立壁70，在其内侧，按45度的角度间隔形成限制振动板20向上方移动的朝中心方向突出的多个突出部分32。此外，在壳4的顶面的四角部分，在对角线上突出着一对嵌合钉74，其前端部分插入在底板部分6的嵌合孔76中。再有，在壳4的开口部分，形成连接凹部78，在连接凹部78中，插入底板部分6的连接阶梯部分80。壳4和底板部分6在利用这种连接关系定位的同时，用超声波熔接和粘合剂等的结合方法使两者一体化，使其坚固地结合。

如上所述，依据这种电磁声音变换器，由于与铁心16或线圈18的高度相比，磁铁22的厚度减小，在铁心16的顶部用支撑环24固定磁铁22，使磁铁22的下面与底板14或底板部分6之间形成空间部分38，所以该空间部分38有助于背面空间23的扩大。再有，利用其形态，能够降低支撑环24的支撑部分26在背面空间23中占据的容积比例，能够进一步谋求背面空间23的扩大。

此外，如上述实施例所示，通过削减磁铁22的厚度来形成空间部分38，在该空间部分38处对外部端子10、12与线圈末端19、21进行焊接处理，即其连接处理，形成其连接部分的容纳空间。并且，在上述实施例中，在该空间部分38中容纳连接部分的结果，在底板部分6的背面，仅露出形成了作为面安装用的外部端子的平面连接面端子的10、12，可谋求简化外壳2的背面。

还有，对于该电磁声音变换器的放音孔，如图18所示，在壳4的侧面可形成矩形的放音孔9等，能够按照放音方向，在任意地方形成放音孔。

此外，如图19A所示，为了在支撑环24上固定磁铁22，设有支撑部分26，关于在其上的放置形态，如图19B所示，可以是在支撑环24的内壁部分使环状的支撑部分26突出，在其内侧固定磁铁22的形态。在这种形态中，在磁铁22的背面侧可获得宽的空间部分38，能够获得背面空间23的扩大和线圈末端19、21连接空间的扩大。此外，如图19C所示，可以在支撑环24的内侧按埋入形态进行固定。在这样的固定结构中，利用磁铁22的强度，能够有使支撑环24直径方向的壁厚变薄的结果，在能够减小电磁声音变换器直径方向的大小，在有助于小型化的同时，还能够谋求背面空间23的扩大。

再有，利用线圈18的直径与外壳2的内容积的关系，可按任意厚度设定磁铁22直径方向的壁厚。利用磁铁22壁厚变大，能够对高度方向上厚度的削减进行补偿。因此，即使不采用高价的磁铁材料，也能得到充分的磁力。

按照本发明的电磁声音变换器的实验结果，即使磁铁22变薄，磁铁22与底板14被隔开，由于改善了形成磁铁22的磁性材料的性能，已确认能够获得与现有技术的电磁声音变换器相同的声音输出和声压。

如上面的说明，按照本发明，可获得下面的效果。

a.在能够实现电磁声音变换器小型化和扁平化的同时，能够扩大振动板的背面空间，有助于提高声压输出和频率特性的平坦化。

b.在磁铁方面，由于能够采用简单的形状的圆柱型，所以按照磁铁的加工，与现有技术的电磁声音变换器比较能够谋求制造成本的降低。

c.由于采用圆柱型磁铁，所以没有缺口等降低磁力的部分，对振动板来说，能够获得同样的磁场，不会发生磁场偏置造成的音质变化。

d.由于能够在磁铁背面侧形成的空间部分内连接外部端子和线圈末端，与现有技术在外壳的外部设置连接部分的电磁声音变换器相比，能够实现小型化和扁平化。

而且，虽论述了本发明的实施例的结构、作用和效果，但本发明的电磁声音变换器并不限于上述实施例的范围，对本领域技术人员而言，其根据本发明的目的、实施例能够推测的各种结构、变形等均包括在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种电磁声音变换器，该电磁声音变换器产生静磁场和交变磁场，该交变磁场由供给电信号而产生通过将交变磁场和静磁场形成的磁场的磁力作用在用磁性材料形成的振动板上，把所述电信号转换为声音，其特征在于，包括：

外壳；

铁心，配置在所述外壳内并由基座支撑，在与所述振动板之间有间隔地被设置；

线圈，缠绕所述铁心，并由所述基座支撑，通过所述电信号产生交变磁场，通过铁心使所述交变磁场作用于所述振动板；以及

磁铁，产生所述静磁场，并使该静磁场作用于所述振动板，该磁铁包围所述线圈，设置在所述铁芯的顶部一侧，通过使在所述振动板与所述基座之间的垂直方向上的磁铁的厚度比所述铁心的高度小，在该磁铁和所述基座之间形成空间部分。

2.如权利要求1所述的电磁声音变换器，其特征在于，在所述磁铁的背面一侧的所述空间部分中配置了连接接收所述电信号的外部端子与所述线圈末端的连接部分。

3.如权利要求1所述的电磁声音变换器，其特征在于，所述磁铁由与外壳形成一体的支撑部分来支撑。

4.如权利要求1所述的电磁声音变换器，其特征在于，将所述磁铁设定成其直径方向的壁厚大于其轴方向的厚度。

5.如权利要求1所述的电磁声音变换器，其特征在于，包含有别于所述外壳的支撑所述磁铁的装置。

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