CN1620193A - 扬声器设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器设备，以实现能够利用简单的构造显著改善音质的扬声器。该扬声器设备基于所提供的音频信号向音圈施加电磁力，并通过振动固定到音圈的振动板来产生根据所述音频信号的声波。

Description

扬声器设备 

技术领域

本发明涉及扬声器设备并且适用于例如纸盆扬声器(cone speaker)。

背景技术

纸盆扬声器根据磁路的类型被分成两类：其中将环形磁体设置成围绕着音圈的纸盆扬声器(此后，简称为外磁体扬声器)；以及具有圆柱磁体的内磁体型纸盆扬声器(此后，简称为内磁体扬声器)，其中音圈缠绕在所述圆柱磁体上。

如图1所示，外磁体扬声器1具有端部开口的、圆锥形的纸盆振动板(cone vibratory plate)2。纸盆振动板2的外周经由垫圈4被形成在框架3中的边缘3A支撑。此外，其内周的开口被安装到框架3上的阻尼器5支撑，使得纸盆振动板2可相对于框架3向前和向后移动。

此外，纸盆振动板2的开口被固定到圆柱形音圈架7上，所述音圈架7上缠绕有包含引线的音圈6。此外，在开口的上方，安装半球形头罩8而使其突起侧朝外以覆盖开口，由此防止纸盆振动板2在径向上的变形以及防止尘土进入内部。

此外，用于向前和向后振动纸盆振动板2的磁路(此后，称为外磁体型磁路)9被固定到框架3的底部。该外磁体型磁路9包括：在其中心设置有柱状磁极块(pole piece)10A的碟形磁轭(disk yoke)10；被固定成围绕磁轭10的外周的环面磁体11；以及叠放并固定到磁体11上的环面板12。

当外磁体型磁路9被安装到框架3上，而使得板12的顶部固定到框架3的底部时，其上缠绕有音圈6的音圈架7以非接触的方式被保持在形成于磁极块10A和板12之间的磁隙g1中。

因此，在外磁体扬声器1中，当根据基于外部所提供的音频信号所施加的电流向音圈6施加电磁力时，音圈6和磁体11彼此吸引和排斥，由此通过向前和向后振动纸盆振动板2来产生根据音频信号的声波。

此外，在与图1的部件相对应的部件应用了相同标号的图2中，除了组成磁路的磁轭和磁体的形状、构造和布置不同之外，内磁体扬声器20与外磁体扬声器1(图1)是相同的。

该内磁体扬声器20中的磁路(此后，称为内磁体型磁路)21具有罐形磁轭22。柱磁体24被固定在磁轭22内部的底部中心上，并且碟形中心磁极23被叠放并固定在磁体24上。

当内磁体型磁路21被固定到框架3上，以使磁轭22的顶部固定到框架3的底部时，其上缠绕有音圈6的音圈架7以非接触的方式被保持在形成于中心磁极23和磁轭22之间的磁隙g2中。

在此内磁体扬声器20中，当根据基于外部所提供的音频信号所施加的电流向音圈6施加电磁力时，音圈6和磁体24彼此吸引和排斥，由此通过向前和向后振动纸盆振动板2来产生根据音频信号的声波。

在这样两种类型的纸盆扬声器1和20中，传统上使用内磁体扬声器20。然而，因为罐形内磁体型磁路21具有很深的深度并且整体具有短粗的箱体形状，所以现在一般使用可以被制造得相对扁平和细长的外磁体扬声器1。(专利参考文献1：日本早期公开专利No.10-304493；以及专利参考文献2：日本早期公开专利No.11-55788)

附带地，为了改善音质，这样的外磁体扬声器1常常采用技术来进一步增大在音圈6和外磁体型磁路9的磁体11之间所产生的磁通密度。

为此目的，在外磁体型磁路9中，铁氧体环面磁体11的直径应该被制造得更大，或者磁体11的材料应该被换成能够获得较高磁通密度的钕材料或包含钕材料的复合材料。

然而，在将磁体11的直径制造得更大的情况下，外磁体型磁路9变大，并且整个扬声器设备相应变大。因此，出现难以将扬声器设备安装在安装位置上的问题。另一方面，在使用像钕材料这样具有很高稀缺价值的稀有金属磁体的情况下，出现另一个问题，即扬声器设备昂贵并且其大规模生产不可能实现。

此外，外磁体扬声器1的外磁体型磁路9由于其构造而可能向外部漏磁。因此，如果在此扬声器的附近存在监视器或者显示器，则显示屏上颜色可能发生变化。因此，应该考虑这种引起问题的磁漏。

发明内容

考虑到前面的问题作出了本发明，并且本发明意在提供能够利用简单的构造显著改善音质的扬声器设备。

为了解决这些问题，本发明提供一种扬声器设备，用于基于所提供的音频信号向音圈施加电磁力，并通过振动固定到所述音圈的振动板来产生根据所述音频信号的声波，所述扬声器设备具有电磁力产生装置，所述电磁力产生装置包括：被置于磁轭中心的磁极块；被固定到所述磁轭上以围绕所述磁极块的第一环形磁体；以及被叠放在所述第一磁体上的环形板。所述电磁力产生装置还包括具有指定厚度的第二磁体，所述第二磁体被叠放在所述磁极块上并且以与所述第一磁体相反的方向被磁化，并且所述音圈以非接触的方式被保持在形成于所述板与所述磁极块及第二磁体之间的磁隙中。

因此，该扬声器设备通过使磁隙伸长了第二磁体的厚度，可以显著地增大在磁隙中产生的磁通密度，于是可以通过增大振动板振动特性的线性部分来稳定地控制振动板，由此可以实现能够利用简单的构造显著改善音质的扬声器设备。

通过后面的详细说明并且当结合附图进行阅读时，本发明的本质、原理和用途将变得更加清楚，在附图中类似的部件用类似的标号或者符号指示。

附图说明

在附图中：

图1是示出了传统的外磁体扬声器的构造的示意性透视图；

图2是示出了传统的内磁体扬声器的构造的示意性透视图；

图3是示出了根据本实施例的外磁体扬声器的构造的示意性透视图；

图4是解释图3的外磁体扬声器的外磁体型磁路中的磁流的示意图；和

图5是示出了根据另一个实施例的外磁体扬声器的构造的示意性透视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。

(1)根据本实施例的外磁体扬声器的构造

参考其中与图1的部件相对应的部件应用了相同标号的图3，标号30示出了根据本实施例的具有外磁体型磁路的纸盆扬声器(即外磁体扬声器)。该扬声器与上述的传统外磁体扬声器1(图1)相同，除了下面的不同之外，即：由诸如钕材料的稀有金属制成的、与磁极块10A的直径相同的碟形磁体(此后称为副磁体)32被叠放并固定在磁极块10A上，其中所述磁极块10A被设置在外磁体型磁路31的磁轭10的中心。

在该外磁体型磁路31中，设置在磁轭10中心的磁极块10A的顶部与放置在磁体11上的板12的顶部平齐，其中，所述磁体11叠放在磁轭10的外周上。并且副磁体32被叠放在磁极块10A上，以使得比板12高出其厚度。

此副磁体32以与环形磁体11相反的方向被磁化，所述环形磁体11被固定来围绕磁轭10的外周。如图4所示，在磁体11被磁化成磁极S、N的情况下，副磁体32被磁化成磁极N、S。

因此，除了磁体11、磁极块10A和板12上的磁流(由箭头a所示的磁力线方向)之外，还增加了从副磁体32经由板12到磁极块10A的磁流(由箭头b所示的磁力线方向)，由此使磁隙g3伸长了副磁体32的高度，因此扩大了音圈6被磁通控制的区域。

就是说，在该外磁体型磁路31中，当从外部提供根据音频信号的信号电流时，通过磁耦合感生根据此信号电流的二次电流，由此依据Fleming的左手法则，将根据信号电流的驱动力施加到音圈6上。

施加到音圈6上的驱动力由以下的乘积表示：在音圈6中感生的二次电流、在磁极块10A及副磁体32与板12之间所形成的磁隙g3中产生的磁通密度、以及音圈6位于磁隙g3中的长度。

在这些当中，在磁隙g3中所产生的磁通密度和音圈6位于磁隙g3中的长度是一定的。因此，施加到音圈6上的驱动力与在音圈6中感生的二次电流成比例。于是，在音圈6中感生的二次电流与在磁极块10A和板12之间流过的信号电流以及板12面对磁极块10A的尺寸的乘积成比例。

在此连接关系中，副磁体32被设计为叠放在磁极块10A上，并且其厚度被确定为只扩大音圈6被磁通控制的区域。因此，可以不使用特殊的技术而是使用现有技术来进行磁化，就是说，这种简单的技术是一个优点。

(2)该实施例的操作和效果

根据上面的构造，在外磁体扬声器30中，当提供音频信号时，在外磁体型磁路31中的副磁体32及磁极块10A与板12之间形成的磁隙g3中，产生根据基于音频信号的施加电流的磁场，因此通过按照位于磁隙g3中的音圈6的吸引和排斥而向前和向后振动纸盆振动板2，产生根据音频信号的声波。

此时，因为磁隙g3被伸长了副磁体32的高度，扩大了音圈6被磁通控制的区域，并且减小了通过框架3将纸盆振动板2支撑(悬挂)在磁极块10A上方而被控制的区域。

因此，在外磁体扬声器30中，即使音圈6在音频播放时被置于磁极块10A的上方并且远离板12，在磁隙g3中所产生的磁通密度也可以通过由磁通控制副磁体32的高度而被进一步增大，由此能够通过增大纸盆振动板2的振动特性中的线性部分来稳定地控制纸盆振动板2。

在此连接关系中，传统上当音圈6被置于磁极块10A上方时，通过磁通的控制发生劣化，并且通过框架3经由纸盆振动板2的支撑而进行控制，这使得纸盆振动板2的振动特性成为非线性的并由此使得稳定控制变困难。

根据上面的构造，在该外磁体扬声器30中，用于产生与磁体11相反磁场的副磁体32被叠放并固定在外磁体型磁路31的磁极块10A上，从而使磁隙g3伸长了副磁体32的厚度，由此进一步增大了在磁隙g3中所产生的磁通密度。因此，可以通过增大纸盆振动板2的振动特性中的线性部分，来稳定地控制纸盆振动板2，由此可以实现能够利用简单的构造显著改善音质的外磁体扬声器30。

(3)其他实施例

注意，上面的实施例已经描述了将本发明应用于构造成如图3所示的外磁体扬声器30的情况。然而，本发明不限于此，而可以广泛地应用于以下这样的扬声器设备中具有外磁体型磁路(电磁力产生装置)的扬声器设备，其基于所提供的音频信号向音圈施加电磁力，并通过振动固定到音圈上的振动板来产生根据音频信号的声波。

例如，如在与图3的部件相对应的部件应用了相同标号的图5中所示，外磁体扬声器40与根据上面实施例的外磁体扬声器30(图3)相同，除了外磁体型磁路41的构造不同之外。在该外磁体型磁路41中，设置在磁轭42中心的磁极块42A的顶部被设计成与放置在磁体43上的板44的顶部平齐，其中所述磁体43被叠放在磁轭42的外周上。然后，副磁体32被叠放在磁极块42A上以高出其厚度。

与上述的外磁体型磁路31(图3)相比，该外磁体型磁路41中叠放在磁极块42上的磁体43和板44具有更小的直径。因此，与一般的不具有副磁体32的外磁体扬声器1(图1)相比，外磁体型磁路41的尺寸可以被进一步减小。具体而言，它可以非常有效地用于有限的安装空间，如用于车辆的立体声系统。

此外，根据如上所述的该实施例，外磁体扬声器30的外磁体型磁路(电磁力产生装置)31包含设置在磁轭10中心的磁极块10A、固定到磁轭10上以围绕磁极块10A的环形磁体(第一磁体)11、叠放在磁体(第一磁体)11上的环形板12、以及具有指定厚度的副磁体(第二磁体)32，其中所述副磁体32被叠放在磁极块10A上并以与磁体(第一磁体)11相反的方向磁化，并且音圈6以非接触的方式被保持在形成于板12与磁极块10A及副磁体(第二磁体)32之间的磁隙g3中。然而，本发明不限于此，而可以应用于具有其他各种构造的外磁体扬声器，只要它们可以通过使磁隙g3伸长磁体(第二磁体)32的厚度来进一步增大在磁隙g3中所产生的磁通密度。

此外，上述实施例描述了磁体11由一般的铁氧体磁性材料制造而副磁体32由像钕材料这样具有高稀缺价值的稀有金属磁性材料制造的情况。作为其他的选择，可以使用具有比磁体11更强磁性的其他材料，只要它们的厚度只扩大音圈6被磁通控制的区域并可以采用通常的磁化技术。

虽然已结合本发明的优选实施例进行了描述，但是对于本领域技术人员来说很清楚也可以针对各种变化和修改，因此在所附权利要求中覆盖所有这些落入本发明的实质精神和范围中的变化和修改。

Claims (2)

1.一种扬声器设备，用于基于所提供的音频信号向音圈施加电磁力，并通过振动固定到所述音圈的振动板来产生根据所述音频信号的声波，所述扬声器设备包括：

电磁力产生装置，包括：被置于磁轭中心的磁极块；被固定到所述磁轭上以围绕所述磁极块的第一环形磁体；被叠放在所述第一磁体上的环形板，其中

所述电磁力产生装置具有指定厚度的第二磁体，所述第二磁体以与所述第一磁体相反的方向被磁化并且被叠放在所述磁极块上，并且将所述音圈以非接触的方式保持在形成于所述板与所述磁极块及第二磁体之间的磁隙中。

2.如权利要求1所述的扬声器设备，其中，所述第二磁体由具有比所述第一磁体更强磁性的材料制成。

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