CN117083879A - 声响变换器用磁路以及扬声器单元 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种声响变换器用的磁路，其能够抑制对软磁性复合材料进行压缩成形后的部件的表面剥离。本发明是具有轭(151)、磁铁(152)以及顶板(153)的声响变换器用的磁路，轭(151)包含底面部(151a)和与该底面部(151a)垂直地设置的极片(151b)，在底面部(151a)按顺序依次设置有磁铁(152)和顶板(153)，在极片(151a)与顶板(153)之间形成配置音圈(14)的磁隙(141)，极片(151a)或顶板(153)在与磁隙(141)相对的位置具有复合材料部分(154)、和至少覆盖复合材料部分(154)的表面的保护层(155)，复合材料部分(154)由软磁性复合材料形成，保护层(155)的材料不同于软磁性复合材料。

Description

声响变换器用磁路以及扬声器单元

技术领域

本发明涉及声响变换器用磁路以及扬声器单元。本发明基于2021年3月9日的日本专利申请第2021-37777号而要求优先权，引用记载于上述日本申请中的所有记载内容。

背景技术

在将电信号变换为声响的设备中具有磁路。已知以下技术，即，通过使用对强磁性粉末的表面进行绝缘覆盖而成形的软磁性复合材料作为在该磁路所使用的磁性材料，从而抑制在磁路中产生的涡电流。

在专利文献1中记载有扬声器用磁路，其具有磁铁和将该磁铁夹在中间的上部板以及下部板。专利文献1通过以注射成形方法形成将上述上部板和下部板中的至少一者由树脂覆盖的磁性粉体，从而能够实现上述扬声器用磁路的轻量化(国际公开第2013/140719号)。

在专利文献2中记载有声响变换器用的磁路，其在形成插入音圈的间隙的部件使用了通过将铁粉的表面由作为具有较高的导电率的非磁性体的金属的铜覆盖并烧结而形成的烧结金属(日本特开平5-60317号公报)。该磁路具有磁铁、顶板以及轭，该轭具有极片，该极片相对于该顶板而隔着插入音圈的间隙而相对，所述顶板和所述极片的至少相对的部分由烧结金属形成。

专利文献1：国际公开第2013/140719号

专利文献2：日本特开平5-60317号公报

发明内容

专利文献1的上部板或下部板由于磁性粉体由树脂覆盖，因此不能够在高温下烧结形成。因此，上述上部板或下部板是脆弱的，有可能由在磁隙中产生的强磁场将其表面剥离。

专利文献2的烧结金属由于铁等的磁性粉末材料由非磁性体的金属覆盖，因此各个磁性粉末被短路，抵消由在音圈中流动的声音电流产生的交流磁通量，能够降低电流失真。另一方面存在以下问题，即，所述烧结金属由于铁粉粒子分别由非磁性体的金属覆盖，因此作为烧结金属整体而非磁性金属的比例增加、磁通量密度降低。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种声响变换器用磁路，其能够抑制对软磁性复合材料进行压缩成形而得到的部件的表面剥离。

为了解决所述课题而提出的本发明是具有轭、磁铁以及顶板的声响变换器用的磁路，所述轭包含底面部和与该底面部垂直地设置的极片，在所述底面部按顺序依次设置所述磁铁和所述顶板，在所述极片与所述顶板之间形成配置音圈的磁隙，所述极片或所述顶板在与所述磁隙相对的位置具有复合材料部分、和至少覆盖所述复合材料部分的表面的保护层，所述复合材料部分由软磁性复合材料形成，所述保护层的材料不同于所述软磁性复合材料。

优选所述保护层的材料为非磁性材料。

优选所述保护层的平均厚度为200μm以下。

优选所述保护层覆盖所述极片以及所述顶板之中具有所述复合材料部分的部件的表面整体。

优选所述软磁性复合材料包含表面由磷酸类化合覆膜或硅类树脂覆膜覆盖的磁性粉末。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式涉及的具有声响变换器用的磁路的扬声器的示意性的截面图。

图2是将图1的顶板的一部分放大后的示意性的剖视图。

图3是表示本发明的另一实施方式涉及的耳机主体的示意性的剖视图。

具体实施方式

以下，一边适当地参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

作为本发明的具有声响变换器用的磁路(以下也简称为“磁路”)的声响变换器的一个实施方式，对扬声器1进行说明。

<扬声器>

在图1表示扬声器1的示意性的截面图。扬声器1主要具有：框架11，其为大致圆锥状；振动板12，其外周固定至框架11；骨架13，其连接至振动板12的大致中央；音圈14，其卷绕于骨架13；以及磁路15。扬声器1通过在由在音圈14中流动的电流产生的磁通量与磁路15的磁通量之间产生的吸引力以及排斥力，使骨架13以及振动板12以所期望的振幅移动。通过该振动板的移动而振动空气，产生声音。

对于框架11、振动板12、骨架13以及音圈14没有特别地限定，能够使用公知的技术构成。

〔磁路〕

磁路15具有轭151、磁铁152以及顶板153。轭151包含底面部151a和与该底面部151a大致垂直地设置的极片151b。在底面部151a按顺序依次设置有磁铁152和顶板153。换言之，磁路15构成为将底面部151a、磁铁152以及顶板153从下向上堆叠。在极片151b与顶板153之间形成有配置音圈14的磁隙141。

具体地说，轭151例如包含：大致圆盘状的底面部151a；以及圆柱状的极片151b，其为大致柱状，在该底面部151a的大致中央处设置为长度方向相对于底面部151a的上表面(设置有音圈13的一侧的面)垂直。底面部151a以及极片151b可以是一体形成的，也可以是分别形成而接合的。磁铁152以及顶板153例如是在中心部具有贯通孔的大致圆盘状，在底面部151a的上表面配置磁铁152，在该磁铁152设置有顶板153。极片151b在所述贯通孔内贯通。

在本实施方式中，如图1所示，极片151b以及顶板153具有复合材料部分154以及保护层155。极片151b或顶板153中的任意一者可以在与磁隙141相对的位置具有复合材料部分154、和至少覆盖复合材料部分154的表面的保护层155。

如图2所示，保护层155至少覆盖复合材料部分154的表面。复合材料部分154由软磁性复合材料形成。

保护层155至少侵入至复合材料部分154的表面处的所述软磁性复合材料的间隙。因此，保护层155能够提高所述软磁性复合材料在所述表面处的结合力，抑制所述表面的剥离。

配置音圈14的磁隙141是极片151b的保护层155与顶板153的保护层155之间的间隙。极片151b以及顶板153的除了复合材料部分154之外的剩余部分由对铁等金属进行铸造等而形成。整个极片151b、或包含极片151b的整个轭151、或整个顶板153可以由复合材料部分154形成。

(复合材料部分)

复合材料部分154是将由非磁性材料覆盖磁性粉末154a而得到的软磁性复合材料压缩而成形的。通过由压缩成形使软磁性复合材料高密度化，能够抑制由音圈14的电流的变化导致的涡电流、抑制电应变。此外，由于非磁性材料也用于后述的保护层155，因此有时将在复合材料部分154所使用的非磁性材料称为“粉末用非磁性材料”。

<磁性粉末>

磁性粉末154a的材料只要是磁性材料即可，没有特别地限定，例如，除了纯铁之外，还能够采用粉末状的Fe-Al合金、Fe-Si合金、坡莫合金、铁硅铝磁合金(sendust)等铁基合金。磁性粉末154a的平均粒径没有特别地限定，但优选为50μm以上且150μm以下。此外，“平均粒径”是指在通过筛分法评价的粒度分布中累积粒度分布达到50％的粒径。

<粉末用非磁性材料>

优选粉末用非磁性材料包含磷酸类化合覆膜或硅类树脂覆膜。各个磁性粉末154a通过用所述磷酸类化合覆膜或硅类树脂覆膜覆盖，从而能够确保磁性粉末154a彼此的电绝缘性，进一步抑制所述涡电流。为了抑制磁通量密度的降低，作为覆盖磁性粉末154a的粉末用非磁性材料的厚度，优选设为250μm以下。

优选所述磷酸类化合覆膜包含Co(钴)、Na(钠)、S(硫)、W(钨)、Si(硅)、Mg(镁)、B(硼)之中的一种以上。通过包含这样的元素，能够提高所述磷酸类化合覆膜的耐热性，并且还能够维持所述磷酸类化合覆膜的电绝缘性。

优选所述磷酸类化合覆膜的厚度为1nm以上且250nm以下。如果所述磷酸类化合覆膜的厚度不满足上述的下限值，则有可能无法充分地发挥电绝缘性。如果所述磷酸类化合覆膜的厚度超过上述的上限值，则有可能难以将上述的软磁性复合材料高密度地压缩成形。

被所述磷酸类化合覆膜覆盖的磁性粉末154a例如通过将使包含所期望的元素的化合物溶解于以磷酸(H₃PO₄)为主成分的溶媒的处理液与磁性粉末混合、然后干燥而得到。

所述硅类树脂覆膜的硅树脂没有特别地限定，能够采用公知的硅树脂。由所述硅类树脂覆膜覆盖的磁性粉末154a例如通过将使硅树脂溶解于甲苯等石油类有机溶剂等的溶液与铁粉混合、然后使所述溶液挥发而得到。优选在挥发后，对由所述硅类树脂覆膜覆盖的磁性粉末进行加热，使所述硅类树脂覆膜预先固化。

作为所述硅类树脂覆膜的厚度，优选为1nm以上且200nm以下。如果所述硅类树脂覆膜的厚度不满足上述的下限值，则有可能无法充分地发挥电绝缘性。如果所述硅类树脂覆膜的厚度超过上述的上限值，则有可能难以将上述的软磁性复合材料高密度地压缩成形。

所述非磁性材料可以包含磷酸类化合覆膜以及硅类树脂覆膜二者。在所述非磁性材料包含磷酸类化合覆膜以及硅类树脂覆膜二者的情况下，优选在磁性粉末154a上形成磷酸类化合覆膜，在该磷酸类化合覆膜上形成硅类树脂覆膜。通过以上述设置，从而在内侧的磷酸类化合覆膜确保磁性粉末154a彼此的电绝缘性，并且外侧的硅类树脂覆膜作为将软磁性复合材料彼此粘接的粘接剂起作用，能够提高压缩成形后的所述软磁性复合材料的机械强度。作为包含磷酸类化合覆膜以及硅类树脂覆膜这二者的所述非磁性材料的厚度的上限值，优选为250nm。

(保护层)

保护层155的材料不同于复合材料部分154。将软磁性复合材料压缩成形而得的复合材料部分154由于使用的是上述的粉末用非磁性材料，因此不能在高温下烧结，比较脆。因此，有可能由特别是在磁隙141及其周边产生的强磁场将复合材料部分154的表面剥离。保护层155覆盖复合材料部分154的表面，抑制复合材料部分154的剥离。

优选保护层155的材料为非磁性材料。通过以上述设置，从而能够不影响从复合材料部分154产生的磁场而抑制复合材料部分的剥离。此外，为了与复合材料部分所使用的非磁性材料相区别，有时将保护层所使用的非磁性材料称为“保护层用非磁性材料”。

作为保护层用非磁性材料能够使用硅类的树脂或非磁性金属等，为了进一步抑制涡电流，优选使用非磁性金属。作为非磁性金属，优选为具有比所述软磁性复合材料的导电率高的导电率的铜、银等，其中优选铜。通过使用铜作为保护层155的材料，能够进一步地抑制具有复合材料部分154的部件的涡电流、有效地降低所述电应变。另外，能够抑制高谐波区域的阻抗、提高所述高谐波区域的声压。

通过增大保护层155的厚度，能够进一步地降低所述涡电流。在复合材料部分154由所述粉末用非磁性材料覆盖磁性粉末154a的各个粒子形成的情况下，磁性粉末154a彼此的距离由于所述粉末用非磁性材料而变大，复合材料部分154中的铁的比例降低，因此有可能降低磁隙141中的磁通量密度。该磁路15的保护层155由于覆盖复合材料部分154的表面，因此不会增大磁性粉末154a彼此的距离而能够将厚度设得比较大。通过增大保护层155的厚度，能够进一步地降低所述涡电流，并且增大磁隙141中的磁通量密度。

优选保护层155的平均厚度为200μm以下，为了更有效地抑制磁通量密度的降低，更优选为100μm以下。如果保护层155的平均厚度超过所述上限值，则磁隙中的软磁性体的距离变大，因此有可能降低磁隙中的磁通量密度。保护层155的平均厚度的下限值没有特别地限定，但例如优选为1μm，更优选为3μm，进一步优选为5μm。如果保护层155的平均厚度不满足所述下限值，则有可能无法有效地抑制复合材料部分154的表面的剥离。另外，有可能无法有效地降低所述涡电流、无法充分地确保所述磁通量密度。此外，保护层的平均厚度是指在任意10个点处测量出的保护层的厚度的平均值。

优选保护层155覆盖极片151b以及顶板153中的具有复合材料部分154的部件的整个表面。即，优选保护层155不仅覆盖复合材料部分154的表面，还覆盖具有复合材料部分154的极片151b的整个表面，覆盖具有复合材料部分154的顶板153的整个表面。通过以上述方式设置，能够进一步降低所述涡电流。

[优点]

该声响变换器用的磁路在轭的极片或顶板与磁隙相对的位置具有由软磁性复合材料形成的复合材料部分以及保护层。因此，能够降低在所述磁隙附近产生的涡电流、抑制音圈的电流的应变，因此能够降低该声响变换器播放的声音的失真。另外，该声响变换器用的磁路具有至少覆盖所述复合材料部分的表面，由非磁性材料形成的保护层。因此，能够抑制所述复合材料部分的表面剥离。

[第二实施方式]

作为本发明的另一实施方式，举出了耳机的驱动器用的磁路。耳机例如具有佩戴于使用者的头部的头带、和与耳垫一起设置于该头带上的一对耳机主体，在该耳机主体中内置有耳机驱动器。

<耳机主体>

在图3表示耳机主体2的示意性的剖视图。耳机主体2主要具有佩戴所述耳垫的保护器21和耳机驱动器22。耳机驱动器22具有外周固定至保护器21的振动板23、与该振动板23连接的音圈24、以及磁路25。耳机驱动器22通过在由电流在音圈24中流动而产生的磁通量与磁路25的磁通量之间产生的吸引力以及排斥力，使振动板23以所期望的幅度移动。通过该移动而振动空气，产生声音。

振动板23以及音圈24没有特别地限定，能够使用公知的技术构成。

〔磁路〕

磁路25具有轭251、磁铁252以及顶板253。轭251包含底面部251a和与该底面部251a垂直地设置的极片251b。在底面部251a按顺序依次设置有磁铁252和顶板253。磁路25也可以具有在底面部251a固定磁铁252和顶板253的固定部件256。在极片251b与顶板253之间形成有配置音圈24的磁隙241。

更具体地说，轭251例如包含在中心部具有贯通孔的大致圆盘状的底面部251a、和在该底面部251a的外周缘部垂直地设置的极片251b。轭251的底面部251a以及极片251b可以是一体形成的，也可以是分别形成而接合的。磁铁252以及顶板253例如是在中心部具有贯通孔的大致圆盘状，配置为使得所述底面部的贯通孔的中心轴与磁铁252以及顶板253的所述贯通孔的中心轴重叠。

在本实施方式中，如图3所示，极片251b以及顶板253具有复合材料部分254和保护层255。极片251b或顶板253之中任意一者可以具有位于与磁隙241相对的位置的复合材料部分254、和至少将复合材料部分254的表面覆盖的保护层255。

保护层255至少覆盖复合材料部分154的表面。复合材料部分254由软磁性复合材料形成，保护层255的材料不同于所述软磁性复合材料。

复合材料部分254的表面被保护层255覆盖。保护层255至少侵入至复合材料部分254的表面处的所述软磁性复合材料的间隙。因此，保护层255能够提高所述软磁性复合材料在所述表面处的结合力、抑制所述表面的剥离。

优选保护层155的材料为非磁性材料。通过以上述方式设置，从而不会影响从复合材料部分154产生的磁场而能够抑制复合材料部分的剥离。为了进一步地抑制涡电流，作为保护层用非磁性材料优选使用非磁性金属，其中优选铜。通过使用铜作为保护层155的材料，能够有效地抑制涡电流，能够抑制高谐波区域中的阻抗、提高所述高谐波区域的声压。

配置音圈24的磁隙241是极片251b的保护层255与顶板253的保护层255的间隙。极片251b以及顶板253的除了复合材料部分254之外的剩余部分由对铁等金属进行铸造等而形成。整个极片251b、或包含极片251b的整个轭251、或整个顶板253可以由所述软磁性复合材料形成。

耳机驱动器2的磁路25中的复合材料部分254以及保护层255与扬声器1的复合材料部分154以及保护层155相同地构成。

[其它实施方式]

所述实施方式不限定本发明的结构。因此，所述实施方式能够基于本说明书的记载以及技术常识而进行所述实施方式各部的结构要素的省略、置换或追加，这些全都应当被解释为属于本发明的范围。

在上述的实施方式中，说明了扬声器1中的轭151具有板状的底面部151a和位于该底面部151a的大致中央的位置的极片151b，但只要能够在底面部151a配置磁铁152以及顶板153、能够在极片151b与顶板153之间适当地形成磁隙141，就不特别地限定轭151的形状。

同样地，只要能够在底面部251a配置磁铁252以及顶板253、能够在极片251b与顶板253之间适当地形成磁隙241，就也不特别地限定耳机驱动器2中的轭251的形状。

工业实用性

如以上所说明的那样，本发明的声响变换器用的磁路能够抑制复合材料部分的表面的剥离，并且能够实现涡电流的降低，因此适合用于声响特性优异的扬声器、耳机等声响变换器。

标号的说明

1 扬声器

11 框架

12 振动板

13 骨架

14 音圈

141 磁隙

15 磁路

151 轭

151a 底面部

151b 极片

152 磁铁

153 顶板

154 复合材料部分

154a 磁性粉末

154b覆膜(磷酸类化合覆膜或硅类树脂覆膜)

155 保护层

2 耳机主体

21 保护器

22 耳机驱动器

23 振动板

24 音圈

241 磁隙

25 磁路

251 轭

251a 底面部

251b 极片

252 磁铁

253 顶板

254 复合材料部分

255 保护层

256 固定部件

Claims (6)

1.一种声响变换器用磁路，其具有轭、磁铁以及顶板，

在该声响变换器用磁路中，

所述轭包含底面部和与该底面部垂直地设置的极片，

在所述底面部按顺序依次设置所述磁铁和所述顶板，

在所述极片与所述顶板之间形成配置音圈的磁隙，

所述极片或所述顶板之中的一者在与所述磁隙相对的位置具有复合材料部分、和至少覆盖所述复合材料部分的表面的保护层，

所述复合材料部分由软磁性复合材料形成，

所述保护层的材料不同于所述软磁性复合材料。

2.根据权利要求1所述的声响变换器用磁路，其中，

所述保护层的材料是非磁性材料。

3.根据权利要求1或2所述的声响变换器用磁路，其中，

所述保护层的平均厚度为200μm以下。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的声响变换器用磁路，其中，

所述保护层覆盖所述极片以及所述顶板之中具有所述复合材料部分的部件的表面整体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的声响变换器用磁路，其中，

所述软磁性复合材料包含表面由磷酸类化合覆膜或硅类树脂覆膜覆盖的磁性粉末。

6.一种扬声器单元，其具有：

框架；

振动板，其外周固定至所述框架；

骨架，其使所述振动板振动；音圈，其卷绕于所述骨架；以及

权利要求1所述的磁路。