CN1283067A - 具有双音源构造的电－声转换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电－声转换器,采用双音源和辅助磁回路而以超小型/超细的形状来实现高功率、宽频带的频率重放和高效率的音响变换。其包括:磁轭部40,以一定间隔形成第一至第三凹槽:第一至第三永久磁铁61～63,产生非交变磁场;第一和第二平板64,65,形成第一和第二磁隙;第一和第二音圈36,37;长方形框架22,其内部形成有凹槽;振动膜31,支撑第一和第二音圈36,37,当第一和第二音圈上下移位时,产生与驱动信号相对应的音响。

Description

具有双音源构造的电-声转换器

本发明涉及具有双音源构造的电-声转换器，特别涉及这样的具有双音源构造的电-声转换器：其能够通过采用双音源和辅助磁路构造来在监视器、笔记本PC这样的小型电子装置中以超小型／超细的形状实现高功率、宽频带的频率重放和高效率的音响变换。

一般地，音响重放机可分类为：喇叭形扬声器、在组合系统这样的高保真音响系统中所使用的、由覆盖一定频带的低中音和高音等所构成的扬声器系统、由一个单元覆盖全频带的一般扬声器、在超小型便携式摄录两用机等小型电子装置中所使用的具有超轻量·超细型构造的微型扬声器、在移动通信终端机中所使用的接收机、具有一部分插入耳中的构造的耳机、仅重放特定频带的频率的蜂鸣器。

现有的一般扬声器是：单一磁体设置在磁轭部的内部，绕制音圈的音圈架位于在磁体上部设置了顶板的磁回路的磁隙G中。并且，音圈架的上部具有这样的构造：外周部分别固定在框架的上部和下部上，中心部固定在具有圆形通孔的振动膜和阻尼器上，用于埋入音圈架的孔的中心帽(所谓防尘帽)同振动膜的中央部相结合。

但是，携带电话、摄录机、笔记本PC、在超小型录音机等中使用的微型扬声器(以下称为“小型扬声器”)等为了适应于小型化，而省略了阻尼器以便能够具有超小型或者超薄型构造，同时，采用降低了框架部分的高度的电动型构造。

这种电动型扬声器，如图1a所示的那样，在凹槽构造的框架2的上端覆盖保护器1，端子板9固定在框架2的底部背面的一侧上，固定在框架底部的中心部分的磁轭部8同与其内侧相结合的永久磁铁6和平板7形成磁回路。振动膜3的边缘固定在框架2的中间台阶部上，以使固定在振动膜3上的音圈5能够活动地配置在磁轭部8和平板7之间的磁隙G之间。在图1a中，10是通气孔，11是音圈线。

上述电动型小型扬声器为这样的构造：由固定的磁回路所产生的非交变(直流)磁通和由能够上下活动的音圈5所产生的交变(交流)旋转磁通相互作用，通过所产生的吸引力和排斥力，振动膜3和音圈5上／下振动，而发出音响。

但是，在图1a所示的上述电动型扬声器的情况下，在为了适合于摄录机、笔记本PC、小型录音机、信息通信便携终端机等的超小型的条件下来制造其大小的情况下，在扬声器的构造上，不能实现上述便携电子装置要求的低音和高音区域的扩展重放。

而且，用于从外部给上／下振动的音圈5提供电能的音圈线11使用软线，如图1a和图1b所示的那样，用牢固的粘接剂12，13来固定两端部，使用柔软的粘接剂14把它们的中间部分固定在振动膜上，但在施加过大输入信号时，会产生断线。

而且，在扬声器的上下高度为4mm以下的情况下，把软线和音圈5连接固定在以比其更小的长度来绕制音圈的音圈架4的上端上，这样的构造使工作性能降低，在施加大输入而不能容纳由音圈的振动所产生的振动幅度时，就产生断线。

此外，由于考虑到上述软线11的断线而限制输入，因此不能实现大输出，而且，具有不能确保能够在扬声器内部吸收大输出的音圈5的足够的上下振动空间的缺点。

作为参考，目前市销的接收机产品，在实际的额定输入下，直径20mm以下的产品的额定输入功率为0．01W至0．1W左右，在直径36mm产品的情况下，为0．2W至0．5W左右，直径50至57mm的产品容纳0．5W至1W左右的功率。

另一方面，在笔记本PC这样的具有显示画面的装置中，显示画面的左右侧或者PC外壳的全部表面上使用细型的模型。提出了这样的细型模型具有长方形的椭圆形(oval)构造，其大小从28×40mm开始到目前最小尺寸为16×35mm。在上述16×35mm的产品的情况下，当高度最小为4．5mm时，具有480至16KHz的重放频带宽，在1M／1W的情况下，得到73dB的音响输出。

这样，由于减小扬声器的大小，在构造上受到很多限制，一般来说，低频共振频率f₀会变高，效率和输出会变低。

另一方面，按照现有的电-声变换理论和构造所制造的电磁型扬声器，在其实际应用中的实情是，仅能重放极窄的1或2KHz的单音信号以作为蜂鸣器的功能使用。

基于上述理由，为了实现把视频、音频、事务处理的功能全部复合化的小型个人信息处理终端机，就非常希望出现用一个单元来综保超小型能够容纳宽频带的音响重放和大输入功率并且效率(SPL)高的多功能的超级小型扬声器。

对上述信息处理终端机用的理想的小型扬声器的规格的归纳如下：

(1)重放频带：200Hz至16KHz

(2)大小：短轴13mm×长轴50mm×高度4．1mm

(3)额定输入功率：2W

(4)音响变换输出(SPL)：当1m距离／1W输出时，为80dB(其中0dB=20μPa)

(5)安装性：不使用装配用螺钉。

因此，为了解决这样的现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种电-声转换器，通过采用双音源和辅助磁路构造，在监视器、笔记本PC这样的小型电子装置中作为超小型／超细薄的单一单元来实现高输出／高效率的音响变换。

本发明的另一个目的是提供能够重放高品质和干净的音响的电-声转换器，其具有多个音圈驱动器，当是高输出／高效率和单一驱动器时，抑制由长轴所产生的不平衡振动。

本发明的另一个目的是提供具有宽频带重放功能的小型扬声器，作为小型的单一单元，能够覆盖各种便携电子装置的蜂鸣器、接收机和微型扬声器的所有的音响重放功能。

本发明的另一个目的是提供一种椭圆形扬声器，在完成上述功能的同时，还具有能够容易地实现对整机的自动装配和制造工序的自动化的构造。

为了实现上述目的，本发明提供一种电-声转换器，其特征在于，包括：磁轭部，以一定间隔形成一列第一至第三凹槽；第一至第三永久磁铁，以相同的极性方向设置在上述第一至第三凹槽中，产生非交变磁场；第一和第二平板，装在上述第一和第三永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；第一和第二音圈，配置在上述第一和第二磁隙中，当从外部施加电驱动信号时，产生相同相位的交变磁场，通过与由第一至第三永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；长方形框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，所述外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽；以及振动膜，其支撑上述第一和第二音圈，外周部支撑在上述框架的上端上，当第一和第二音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

用于形成上述第一和第二磁隙的磁轭部、第一和第三永久磁铁以及第一和第二平板形成了用于驱动第一和第二音圈的第一和第二磁回路，由上述第二永久磁铁所产生的非交变磁通被施加到与其相邻的第一和第三磁回路的非交变磁通上，由此使变换效率(SPL)增加。

而且，上述平板进一步包括：第一和第二通孔，在磁轭部的两侧外侧部贯通到凹槽的内部；第一和第二引导装置，用于分别使从上述第一和第二音圈通过第一和第二通孔所引出的一对第一和第二延长线成为锯齿形；电极端子，印刷有把第一和第二延长线的各自的两端连接到上述第一和第二通孔两侧的框架下部表面上的第一至第四电极焊盘，形成在一侧的第一和第二电极焊盘与形成在另一侧的第三和第四电极焊盘相互连接，且并联连接上述第一和第二音圈，从而施加外部的驱动信号；柔软的模塑材料，为了防止断线而填充在包含上述第一和第二通孔的第一和第二延长线的中间部分中。

在此情况下，在第一和第二延长线的另一端被固定在第一至第四电极焊盘上的状态下，除去上述第一和第二引导装置。

上述振动膜由长方形板形状的主体和用于把该主体固定到框架上的边缘所构成。

而且，上述振动膜包括：第一和第二部分，从安装用于防止在中·高音区域中产生分开振动现象的第一和第二音圈的第一和第二颈部以锥形分别延长到两侧端上；第三至第五部分，在上述第一和第二颈部内侧的第一和第二防尘帽与第一和第二颈部之间的第二凹槽上部所形成的第三防尘帽的内侧成为球顶形状；第六部分，在与上述第一和第二颈部之间成为平面；第七部分，除去上述第一至第三防尘帽的中央部，沿着第一至第六部分的中央部，以与一定宽度相同的高度不连续地突出，用于抑制振动膜在中·高音区域中产生分开振动；以及用于把由上述第一至第七部分所形成的主体部分支撑在框架上的边缘，上述第一至第七部分和边缘可形成为一体。

在此情况下，最好进一步包含加强用主体，构成与上述第一至第六部分相同的形状，具有与第一至第三防尘帽的中央部相对应的孔，安装在振动膜的下部，用于减少振动膜的非线性失真。本发明在框架的底部形成多个用于放音和散热的通气孔。

另一方面，本发明的电-声转换器，具有第一至第四结合槽，它们分别形成在上述框架的下部表面的四个拐角部分上，与在整机中所形成的第一至第四卡扣结合突起构成卡扣结合，由此，可进行自动安装。

本发明的另一个方案是，提供一种电-声转换器，其特征在于，包括：第一和第二磁轭部，以一定间隔进行配置，在内部形成第一和第二凹槽；第一和第二永久磁铁，以相同的极性方向配置在上述第一和第二凹槽中，产生非交变磁场；第一和第二平板，装在上述第一和第二永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成第一和第二磁隙；第一和第二音圈，配置在上述第一和第二磁隙中，当从外部施加电驱动信号时，上述第一和第二音圈产生相同相位的交变磁场，通过与由第一和第二永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；长方形框架，在把上述第一和第二磁轭部以一定间隔定位于中央的状态下，外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽；振动膜，支撑上述第一和第二音圈，外周部支撑在上述框架的上端上，当第一和第二音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

上述第一和第二音圈可以并联或者串联，在考虑阻抗匹配的情况下，最好进行并联连接。

本发明的另一个方案是，提供一种小型电-声转换器，包括：磁轭部，以一定间隔形成第一至第三凹槽；第一至第三永久磁铁，以相互相同的极性方向配置在上述第一至第三凹槽中，产生非交变磁场；平板，装在上述第二永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；音圈，配置在上述磁隙中，当从外部施加电驱动信号时，产生交变磁场，通过与由第二永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；长方形框架，把上述磁轭部定位于中央的状态，其外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽；振动膜，支撑上述音圈，其外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

在此情况下，用于形成上述磁隙的磁轭部、第二永久磁铁以及平板形成用于驱动音圈的第一磁回路，由上述第一和第三永久磁铁所产生的非交变磁通被附加到磁路的非交变磁通上。

本发明提供在电-声转换器中特别适合于超小型／超薄型产品的构造。

在本发明中，通过双音圈构造而增加了振动系统的重量，降低了低音共振频率，而具有综合了蜂鸣器、接收机和微型扬声器的所有功能的宽频带范围的音响重放能力。

本发明提供一种新的结构，可以不使用软线在音圈和电极端子板之间进行连接，在解决断线问题的同时，通过双音源和辅助磁回路的加强，而可容许高输入，呈现高输出／高效率的特性，通过卡扣结合方式，不使用焊接可自动安装到整机中。

这样，本发明能够实现完全综合音频、视频、事务处理的功能的个人信息处理终端机。

本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中：

图1a是现有的电动型扬声器的剖视图；

图1b是表示图1a的音圈线的固定构造的振动膜的背面图；

图2a是本发明的第一实施例的具有双音源构造的小型扬声器的平面图；

图2b是沿图2a中Ⅰ-Ⅰ线的剖视图；

图2c是第一实施例的底面图；

图2d是沿图2c中Ⅱ-Ⅱ线的剖视图；

图3a是第一实施例中所使用的磁轭部的平面图；

图3b是沿图3a中Ⅲ-Ⅲ线的剖视图；

图3c是图3a所示的磁轭部的底面图；

图3d是沿图3c的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图；

图4是表示第一实施例中所使用的PCB的平面图；

图5是表示第一实施例中的音圈线的固定构造的平面图；

图6说明本发明的第一实施例中的音源变换原理的示意图；

图7a是表示当把本发明的表面安装形扬声器成品装配到整机的外壳中时的整机的容纳槽的整机的透视图；

图7b是表示当把本发明的表面安装形扬声器成品装配到整机的外壳中时的整机的卡扣结合的剖视图；

图8a是本发明第一实施例中具有变形的音圈线固定构造的除去了椭圆形小型扬声器的振动膜的平面图；

图8b是沿图8a中Ⅴ-Ⅴ线的剖视图；

图8c是图8a的底面图；

图8d是沿图8c中Ⅵ-Ⅵ线的剖视图；

图8e是图8c的右侧面图；

图9a是本发明的第二实施例的具有形成了防止分开振动的加强肋的振动膜的椭圆形小型扬声器的平面图；

图9b是图9a是底面图；

图9c是对图9a的振动膜的放大剖视图；

图10是本发明的第三实施例的具有独立的双音源构造的椭圆形小型扬声器的剖视图；

图11是本发明的第四实施例的采用单音源-双音源辅助磁回路的椭圆形小型扬声器的剖视图。

下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。

A．第一实施例的构成

在附图2a至2d中表示了本发明的第一实施例中的具有双音源构造的椭圆形小型扬声器，图3a至图3d中表示了其中所使用的磁轭部，在图4中表示了PCB。

首先，当参考图2和图3时，本发明的第一实施例中的椭圆形小型扬声器20，框架22为方桶形，在内部形成凹槽构造，在内侧壁上具有台阶部22b。框架22的前面(上部表面)为开口状态，为了振动膜(diaphragm)31的圆滑振动，在底部22a上左右排列着多个通气孔30，在背面(下部表面)的四个拐角部分分别形成四个结合槽39，分别同整机上所形成的四个卡扣结合突起构成卡扣结合。

在图3所示的椭圆形的磁轭部40同图4所示的PCB50相结合的状态下，在框架22的底部22a上用镶嵌模铸法形成图5那样的整体形状。

上述磁轭部40在椭圆形主体41的内部形成三个圆形凹槽42～44，在左／右侧不使用现有技术那样的另外设置的软线，而是使用各个音圈36，37的剩余线54a，54b，55a，55b，与在框架22的背面两侧所露出的PCB50的电极图形51，52相连接，此时，准备使剩余线36可以水平通过，而形成0．3～0．5mm高度的台阶部45，以便于使音圈能够上下振动的振动幅度增加。

而且，在椭圆形主体41的外周部所形成的引导装置46起到当在镶嵌模铸中弹射出框架22时防止磁轭部40摆动的作用。

在上述三个凹槽42～44的内部按图6那样分别安装着三个盘形永久磁铁61～63，其中，在形成磁隙G1，G2的永久磁铁61，63的上部固定盘形平板64，65，以便把磁通的磁场集中到磁隙中来提高变换效率。上述磁轭部40和平板64，65由磁路形成材料构成。

另一方面，音圈架34，35的上端部固定在平面形振动膜31的下部，以使在外周部卷绕了音圈36，37的两个音圈架34，35分别位于上述磁隙G1，G2中。

在此情况下，振动膜31由大致长方形的主体33和用于把该主体33支撑在框架22的台阶部22b上的向下弯卷型边缘32所构成。

可以由主体33使用的材料是：作为高分子材料的聚乙烯(PE)、PET、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚亚胺(PI)、卡普顿(CAPTON)，或者作为抗磁性、半磁性系列的金属材料的钛(Ti)、铝(Al)、硬铝合金、不锈钢、黄铜、磷青铜。

边缘22的断面形状除上述向下弯卷型之外，可以是向下弯卷型、平面型波形，并且，上述边缘可以是起缓冲作用的垫圈整体型，其材料可以是硅、高分子系列树脂、纤维、橡胶等。

在此情况下，上述振动膜31的主体33和边缘32可以象上述例子中的那样先分别制作然后再结合起来，也可以整体制作，其外形为长方形。

而且，可以进一步使用用于固定上述边缘32的橡皮或者EVA材料的垫圈38。

为了阻抗匹配，上述两个音圈36，37通过并联(也可以是串联)连接来构成回路，为了从整机主体以相同相位施加相同的驱动信号例如声音信号，而使用按相同绕制方向所绕制的音圈，最好在相同的方向施加信号，但如果以反相位连接两个音圈36，37，由于相位差而使振动膜31的左右振动的平衡被破坏，丧失了低音感，不能完成振动膜的工作。

这样，由于音圈36，37的并联连接，形成在PCB50上由导电性金属材料所构成的一对电极图形51，52，其两侧端部的电极焊盘51a，51b，52a，52b通过连接部51c，52c而相互连接。其结果是，当把从第一音圈36所引出的两条剩余线54a，54b和从第二音圈37所引出的两条剩余线55a，55b分别焊接到一侧电极焊盘51a，51b和另一侧电极焊盘52a，52b上时，构成并联连接。

另一方面，在本发明中，当把各个音圈36，37的剩余线54a，54b，55a，55b连接到PCB50的电极焊盘51a，51b，52a，52b上时，首先，

如图5那样，把从各个音圈36，37所引出的两个剩余线54a，54b，55a，55b相互扭转，分别整理为一根线的剩余线54，55。

然后，把各个扭转的剩余线54，55的一侧固化到音圈架34，35上之后，使用硬化后变得坚固的粘接剂25a来进行固定，接着，使剩余线54，55经过形成在框架22的底部22a上的贯通空间部23的两个突起的引导装置24a，24b，而成为锯齿形，然后，用与上述相同的牢固的粘接剂25b把剩余线54，55另一端固定到两侧电极焊盘51a，51b，52a，52b附近的PCB50上。

接着，在切断并除去引导装置24a，24b之后，使剩余线54，55通过贯通空间部23的锯齿形部分固化，然后，在使柔软的模塑材料填满之后使其固化。

其结果是，剩余线54，55的中间部分具有弹性力，即使音圈架即振动膜33上下或者左右振动，也不会产生断线，而能够伸缩地进行对付。这样，这样，在现有技术中，由于这样的断线的产生而限制了允许输入，而在本发明中，由于上述理由而较少地受到这样的制约，因此，能够承受高功率输入，从而具有高输出特性。

为了在上述框架22的上部设置具有与框架的上端部相同高度的多个圆形放音孔的保护器，而把其周边部固定在框架的台阶部22b上，但一般省略的场合居多。

另一方面，上述第一实施例的椭圆形小型扬声器，象图7a和图7b那样，在背面(下部表面)的四个拐角部分分别形成四个结合槽39，以便于同在整机70的扬声器容纳槽72的内部所形成的四个卡扣结合突起71构成卡扣结合。

这样，当把本发明的扬声器20安装到整机70中时，当把扬声器20压入容纳槽72中时，自动地在卡扣结合突起71与结合槽39之间构成卡扣结合。

B．变型例

参考图8a至图8e，其表示了上述第一实施例的音圈线的固定构造所对应的变形例。图8a是具有变形的音圈线固定构造的椭圆形小型扬声器，是表示通过镶嵌模铸而整体形成框架、磁轭部和PCB的状态的平面图；图8b是沿图8a中Ⅴ-Ⅴ线的剖视图；图8c是图8a的底面图；图8d是沿图8c中Ⅵ-Ⅵ线的剖视图；图8e是图8c的右侧面图。

上述变型例改变了图2c中的贯通空间部23和引导装置24a，24b的构造，贯通空间部23的大小减少1／2，代之以在剩余部分中与框架22整体形成与PCB50相同平面上的支撑台22c，引导装置24c，24d从支撑台22c垂直地延长突出。

其结果是，当用与上述第一实施例类似的方法把音圈的剩余线55固定到PCB50的电极焊盘上时，利用引导装置24c，24d，使剩余线形成锯齿形，然后，用粘接剂固定剩余线55的两端，不使用工具就能用手折断并去除引导装置24c，24d。

并且，当接着用柔软模塑材料来模铸剩余线55的中间部分的情况下，能够受到支撑台22c的支撑，而形成更稳定的构造。

然后，把剩余线55的两个自由端焊接固定到PCB50的右侧的一对电极焊盘51a，52a，51b，52b上，当用保护用模塑材料25c进行包覆时，按图9b那样完成音圈线的处理。

以下更详细地说明本发明第一实施例的动作原理及作用。

C．高效率电-声变换原理及宽频带重放构造

如图6所示的那样，本发明的第一实施例是：在单一磁轭部40内形成三个第一至第三磁回路60a～60c，其中，配置在左右侧的第一和第三磁回路60a，60c，在其磁隙G1，G2中配置第一和第二音圈36，37，来构成双音圈驱动器，位于中央的第二磁回路60b起到辅助磁回路的作用，以产生加强第一和第三磁回路60a，60c的直流磁场M1，M3的辅助磁场M2a，M2b。

即，当把各自的S极固定在磁轭部40上以使第一至第三磁回路60a～60c的第一至第三永久磁铁61～63的磁极配置在同一方向上时，形成了沿着图6的箭头流向的磁回路，第一磁回路60a的磁场M1被第二磁回路60b的辅助磁场M2a加强，第三磁回路60c的磁场M3被第二磁回路60b的辅助磁场M2b加强。

而且，由外部即整机所施加的正弦波驱动信号通过PCB50的电极焊盘51a，52a，51b，52b而以没有相位差的相同相位施加到并联连接的第一和第二音圈36，37上，以产生两个交流旋转磁场。

这样，在第一和第二音圈36，37与第一和第三磁回路60a，60c之间，分别通过弗莱明左手定则起作用，而产生音圈的上下移位，其结果是，象与音圈相结合的振动膜33那样振动，从而生成空气的疏密波，而产生音响。

在此情况下，上述第一实施例是在单一的扬声器单元中具有两个磁回路60a，60c，同时通过由辅助磁回路60b所产生的直流磁场强度的增强，来补偿了通过增加一个音圈所引起的变换效率的减少，而使扬声器的变换效率(SPL)增加。

其结果是，当现有的小型扬声器施加1W的输入时，在1米的距离上测定最高75dB的声压级，而本发明的小型扬声器被测定出了80dB的声压级，这样，与现有技术相比，扬声器的变换效率(SPL)被提高，而具有2倍以上的声压增加的效果。

而且，由于第一实施例中音圈是两个，比使用现有的单一音圈的扬声器增加了一个音圈的重量。当这样的振动系统的等效质量(mo)增加时，按以下代数式1那样所决定的扬声器的低频共振频率f₀与其成反比，而变低，因此，其结果使扬声器的重放音域被扩展。其中，so是刚度值，其是扬声器的边缘32的柔软度的倒数，数值越小，表示越柔软，mo是用音圈36，37的重量+边缘32的1／2重量+主体33的重量+空气的反作用所产生的附加质量(8／3×1．23×a³(Kg))所表示的振动系统的等效质量。其中，a是振动膜34的半径。

而且，一般来说，在振动膜的高音的重放时，振动膜的长轴越短越好。

因此，在通过第一和第二磁回路60a，60b而采用双驱动器的本发明中，从各个驱动器到边缘的振动膜的长轴的长度，与使用单一驱动器的现有的扬声器相比，相对变短，则高音重放变得充实。

而且，本发明即使在振动膜33的长轴长度变短的情况下，通过采用双驱动器，有效振动面积变为对应于振动膜33的全部面积而导致增加，则低音重放与现有技术相比变得更加充实。

这样，本发明的扬声器的低音共振频率f₀变低，高音共振频率f_h增加，而能取得低音和高音的扩展。

当用短轴13mm×长轴50mm×高度4．1mm来实现具有上述构造的本发明的扬声器单元时，在自由音域中测定的重放频带被确认为满足200Hz至16KHz的范围。

这样，当从频率特性看时，本发明的扬声器具有微型扬声器、接收机和蜂鸣器所要求的全部频率特性。

D．二次和三次谐波失真的减少

一般地，在用单一的驱动器单元(单一磁回路)来驱动椭圆形的振动膜时(即，椭圆形扬声器)，由于频率上升，振动膜的左右会产生偏振动或者分开振动，而产生振动系统的非线性失真。

由于这样的现象会对决定重放音是清晰还是浑浊的二次谐波失真产生影响，因此希望尽可能使其减轻。

但是，在本发明中，给两个音圈36，37施加同相位信号，通过左右对称构造的两个驱动器来进行驱动，因此，能够减小上述二次谐波失真，而使重放音变得清晰。

另一方面，在永久磁铁的直流磁通比音圈的旋转磁场相对小的情况下，会产生从平板流向磁轭部的直流磁通的线性失真的现象，这样的现象在原音重放时会产生对音色产生影响的三次谐波失真。

在本发明中，辅助磁回路60b的辅助磁场M2a对第一磁回路60a的磁场M1进行加强，磁回路60b的辅助磁场M2b对第三磁回路60c的磁场M3进行加强，与现有技术相比，直流磁通增加了，而能够减小三次谐波失真，因此，能够实现更接近于原音色的重放。

E．防止音圈的断线和容纳大输入的结构。

现有的电动型扬声器是音圈直接振动来产生音响的构造，即，是从音圈沿着振动膜的主体连接到端子板的PCB上的音圈线随振动膜的移位而一起移动的构造，因此，由于用于给上述音圈供给电信号的音圈线的断线而不能承受大输入。

但是，在本发明的小型扬声器中，从音圈36，37所引出的剩余线54，55不是固定在振动膜主体上，而是在音圈36，37上下振动中具有足够的长度，以锯齿形状用柔软的模塑材料26填充到贯通空间部23中，两端用牢固性粘接剂25a，25b固定在主体34，35上。

其结果是，音圈的剩余线54，55即使在振动膜33上下或者左右振动下，也不会产生断线，其具有弹性力而能够伸缩地应对。

而且，本发明的磁轭部是：从容纳音圈36，37的第一和第三凹槽42，44的上端沿磁轭部40的长度方向以一定宽度和约0．3～0．5mm的高度除去两侧部，而形成台阶部45，因此，音圈能够振动的振动幅度增加了上述高度，则能够增加容许输入功率。

这样，在本发明中，不会受到由断线所引起的允许输入的制约，并且，能够由并联连接的两个音圈36，37分散接受输入信号，而能够耐受高输入，而具有高输出特性。

其结果是，本发明在短轴13mm×长轴50mm×高度4．1mm的超小型扬声器中能够承受额定输入2W的大输入。

F．自动安装构造

本发明除了上述宽频带重放和大输入功能之外，在整机组装时，还能够象图7a和图7b那样不用焊接可实现由卡扣结合所形成的自动安装。

G．第二实施例

以下参照图9a至图9c来说明本发明的第二实施例的具有形成防止分开振动加强肋的振动膜的椭圆形小型扬声器。

图9a是第二实施例的平面图，图9b是图9a的底面图，图9c是对图9a的振动膜的放大剖视图，如图所示的那样，第二实施例是：振动膜80是形成为一体的边缘32、主体81，83和三个第一至第三防尘帽82，84，85。在主体81，83和第一至第三防尘帽82，84，85之间沿长度方向沿着中央以一定间隔整体形成防止分开振动用的四个加强肋86～89，它们最好使用恢复力优良的高分子系列的薄膜材料来制造。

在整体型振动膜80的下部，为了降低非线性失真，最好用Al、Ti、硬铝合金、纸浆、高分子材料等坚固而重量轻的材料来制造，以形成与除了上述整体型振动膜80的边缘之外的部分相同的形状，在第一至第三防尘帽82，84，85的中间部分分别安装具有开口91～93的振动膜加强用主体90。

上述整体型振动膜80的左／右侧主体81按图9c那样做成锥形，中间部分的主体83做成平面形状，第一至第三防尘帽82，84，85做成球顶形状，四个加强肋86～89做成这样的形状：从向下弯卷形边缘32的内周部到开口91～93做成在同一平面上具有一定的宽度，并从主体81，83部分突出。

绕制着音圈36，37的音圈架34，35同振动膜80和振动膜加强用主体90的颈部94(即，主体81，83与防尘帽82～85的边界部)相结合并固定。

上述第二实施例由于在振动膜全部主体81，83的长轴中间加强了四个加强肋86～89，在振动膜80上下振动时，能够使主体81，83的机械弯曲现象最小。其结果是，在低音区域中，能够与双驱动器一起实现活塞静振动，在中·高音区域，能够抑制分开振动。

由于上述理由，本发明的第二实施例能够覆盖可重放频率的全部频带，并可以具有一定的即平坦的频率特性来进行重现，通过抑制分开振动而可以大大减少了二次谐波成分，而能够进行干净、明亮的声音的重放。

上述第二实施例展示了安装了振动膜加强用主体90的例子，但也可以不单独制作振动膜加强用主体90，而用整体型振动膜80来构成，由于框架22和磁轭部40所对应的构造和原理与上述第一实施例相同，所以省略对其的说明。

第二实施例可以用与第一实施例相同的大小来实现，其特性通过振动膜的改变而呈现更优良的全频带重放特性和高输入／高输出及高效率特性。

H．第三实施例

在图10中表示了本发明的第三实施例，第三实施例是具有独立的双音源构造的椭圆形小型扬声器。

如图所示的那样，第三实施例与第一实施例不同，其第一和第二磁轭部100a，100b在分离的状态下，被镶嵌插入框架110，具有在中间形成通气孔105的构造。在第三实施例中，与第一实施例相同的部分使用相同的标号。

在第三实施例中，安装了双音圈36，37的振动膜31可以使用与第一实施例相同的构造，也可以将第二实施例的构造加以变形来使用。

作为用于驱动音圈36，37的双驱动器，第一和第二磁回路103a，103b这样构成：永久磁铁61，63和聚磁板64，65分别同第一和第二磁轭部100a，100b相结合。永久磁铁61，63具有这样的构造：相同的磁极例如S极安装在磁轭部100a，100b的凹槽中，音圈36，37并联连接。

这样，上述第三实施例具有用与第一实施例类似的相同的大小来驱动双音圈的双驱动器，表现出与第一实施例类似的效果。

I．第四实施例

在图11中表示了本发明的第四实施例，第四实施例提供了一种采用单音源一双辅助磁回路的椭圆形小型扬声器。

在第四实施例中，与第一实施例相同的部分使用相同的标号，对此省略详细的说明，仅对不同点进行说明。

如图所示的那样，第四实施例与第一实施例不同，其提供了这样的构造：在位于磁轭部40的中间的凹槽43中形成单一磁回路120作为音圈驱动用驱动器，在位于左／右侧的凹槽42，44中形成第一和第二辅助磁回路121，122。

上述单一磁回路120为这样的构造：在磁轭部40的中央凹槽43中安装永久磁铁62和平板64a，而形成与上述第一实施例的第一或者第二磁回路60a，60c相同的构造，上述第一和第二辅助磁回路121，122为这样的构造：在左／右侧的凹槽42，44中安装永久磁铁61，63，而形成与上述第一实施例的辅助磁回路60b相同的构造。

第四实施例的振动膜31为这样的构造：由于具有第一实施例的振动膜或者第二实施例的加强肋和加强用主体，因此能够使振动膜变形来使用，与单一磁回路120相对应，单一的音圈36绕制在音圈架34上。

上述第四实施例中，由于在两侧具有双辅助磁回路121，122，而起到对主磁回路120的磁通的加强作用。其结果，与仅具有单一的磁回路的现有小型扬声器相比，能够对音圈36和振动膜31补充足够的振动力，而得到较高的变换效率(SPL)。

在上述实施例中，虽然图示除了考虑到阻抗匹配而并联连接上述第一和第二音圈的例子，但也可以进行串联连接。

上述实施例对框架进行设计，以便于扬声器单元全体具有轻薄短小的形状，但当然也可以用于大尺寸中，而具有大输出和高的变换效率。

在本发明中，最基本的发明思想是提出了这样构造：在一个或者多个磁轭部中形成具有多个磁隙的多个磁回路，并成一列配置在框架上，由此，来驱动多个音圈，这样的技术思想可以用于任何种类的电-声转换器。

上述小型扬声器作为信息处理终端机用而具有以下特征：

(1)重放频带：200Hz至16KHz

(2)大小：短轴13mm×长轴50mm×高度4．1mm

(3)额定输入功率：2W

(4)输出声压级(SPL)：当1米距离／1W输入时，为80dB声压级(其中0dB=20μPa)

(5)安装性：不使用装配用螺钉。

如上述那样，在本发明中，通过在极小型尺寸下实现大输入／大输出、高效率、宽频带重放的小型扬声器，而不需要分别设置微型扬声器、接收机和蜂鸣器，可以用单一的单元来进行代替，能够减少为了音响重放而安装在机中的全部部件数量，能够引导具有更高的音响再现能力的终端携带用电子产品的开发。

而且，仅通过简单的加压工序就能进行整机安装，而排除了以前的扬声器的固定作业，从而实现省力化／自动化。

虽然通过实施例详细说明了本发明，但是，应当知道，本发明并不仅限于实施例，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行修正或变更。

Claims (12)

1．一种电-声转换器，其特征在于，包括：

磁轭部，以一定间隔形成一列第一至第三凹槽；

第一至第三永久磁铁，以相同的极性方向设置在上述第一至第三凹槽中，产生非交变磁场；

第一和第二平板，装在上述第一和第三永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成第一和第二磁隙；

第一和第二音圈，配置在上述第一和第二磁隙中，当从外部施加电气驱动信号时，产生相同相位的交变磁场，通过与由第一至第三永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；

长方形框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽；以及

振动膜，支撑上述第一和第二音圈，其外周部支撑在上述框架的上端上，当第一和第二音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

2．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，用于形成上述第一和第二磁隙的磁轭部、第一和第三永久磁铁以及第一和第二平板形成用于驱动第一和第二音圈的第一和第二磁回路，由上述第二永久磁铁所产生的非交变磁通被附加到相邻的第一和第二磁回路的非交变磁通上。

3．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，上述平板进一步包括：

第一和第二通孔，在磁轭部的两侧外侧部贯通到凹槽的内部；

第一和第二引导装置，用于分别使第一和第二延长线按锯齿形从上述第一和第二音圈通过第一和第二通孔引出；

电极端子，印刷有把第一和第二延长线的各自的两端连接到上述第一和第二通孔两侧的框架下部表面上的第一至第四电极焊盘，形成在一侧的第一和第二电极焊盘与形成在另一侧的第三和第四电极焊盘相互连接，并联连接上述第一和第二音圈，来施加外部的驱动信号；

柔软的模塑材料，为了防止断线而填充在包含上述第一和第二通孔的第一和第二延长线的中间部分中；

在第一和第二延长线的另一端被固定在第一至第四电极焊盘上的状态下，除去上述第一和第二引导装置。

4．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，上述振动膜由长方形板形状的主体和用于把该主体固定到框架上的边缘所构成。

5．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，上述振动膜包括：

第一和第二部分，从用于防止在中·高音区域中产生分开振动的第一和第二音圈所安装的第一和第二颈部以锥形分别延长到两侧端上；

第三至第五部分，在上述第一和第二颈部内侧的第一和第二防尘帽与第一和第二颈部之间的第二凹槽上部所形成的第三防尘帽的内侧成为球顶形状；

第六部分，在与上述第一和第二颈部之间成为平面；

第七部分，除去上述第一至第三防尘帽的中央部，沿着第一至第六部分的中央部，以与一定宽度相同的高度不连续地突出，用于抑制振动膜在中·高音区域中产生分开振动；以及

边缘，用于把由上述第一至第七部分所形成的主体部分支撑在框架上，

上述第一至第七部分和边缘形成为一体。

6．根据权利要求5所述的电-声转换器，其特征在于，进一步包含加强用主体，构成与上述第一至第六部分相同的形状，具有与第一至第三防尘帽的中央部相对应的孔，安装在振动膜的下部，用于减少振动膜的非线性失真。

7．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，上述磁轭部具有以一定间隔形成的第一至第三凹槽，并形成从上述第一和第三凹槽的上端沿磁轭部的长度方向仅除去两侧部的一定宽度的而得到的台阶部。

8．根据权利要求1所述的电-声转换器，其特征在于，进一步包括第一至第四结合槽，分别形成在上述框架的下部表面的四个拐角部分上，与在整机中所形成的第一至第四卡扣式结合突起构成卡扣结合。

9．一种电-声转换器，其特征在于，包括：

第一和第二磁轭部，以一定间隔进行配置，在内部形成第一和第二凹槽；

第一和第二永久磁铁，以彼此相同的极性方向配置在上述第一和第二凹槽中，产生非交变磁场；

第一和第二平板，装在上述第一和第二永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成第一和第二磁隙；

第一和第二音圈，配置在上述第一和第二磁隙中，当从外部施加电气驱动信号时，产生相同相位的交变磁场，通过与由第一和第二永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；

长方形框架，在使上述第一和第二磁轭部以一定间隔定设置在中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽；以及

振动膜，支撑上述第一和第二音圈，其外周部支撑在上述框架的上端上，当第一和第二音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

10．根据权利要求9所述的电-声转换器，其特征在于，进一步包括在上述框架的底部形成用于放音和放热的多个通气孔。

11．一种电-声转换器，包括：

磁轭部，以一定间隔形成第一至第三凹槽；

第一至第三永久磁铁，以彼此相同的极性方向配置在上述第一至第三凹槽中，产生非交变磁场；

平板，装在上述第二永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；

音圈，配置在上述磁隙中，当从外部施加电气驱动信号时，产生交变磁场，通过与由第二永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；

长方形框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，所述外周部呈直角地延长形成，以便于在其内部形成凹槽；以及

振动膜，支撑上述音圈，外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响。

12．根据权利要求11所述的电-声转换器，其特征在于，用于形成上述磁隙的磁轭部、第二永久磁铁以及平板形成了用于驱动音圈的第一磁回路，由上述第一和第三永久磁铁所产生的非交变磁通被施加到磁回路的非交变磁通上。

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