CN1947459A

CN1947459A - 扬声器及使用该扬声器的装置

Info

Publication number: CN1947459A
Application number: CNA2005800127340A
Authority: CN
Inventors: 汤浅孝文
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2007-04-11
Also published as: WO2005112505A1; TW200601869A; US20090262972A1; JP2005333304A

Abstract

一种扬声器，具有放置有磁路的框架、音圈、弯成弓形的振动板和由不同于振动板的材料形成的边缘部。音圈的一部分配置在形成磁路的磁隙中，振动板与音圈接合，边缘部将振动板和框架连接。振动板具有与音圈接合的内径安装部、与边缘接合的外径安装部、形成在内径安装部与外径安装部之间并向前方突出的顶部。顶部的附近部分与振动板顶部附近部分以外的部分的相比至少厚度和密度中的任一方不相同。根据这种结构，在整个宽带域，声压频率特性变得平坦。

Description

扬声器及使用该扬声器的装置

技术领域

本发明涉及各种音响设备和影像设备所使用的扬声器及立体声组件或电视组件等电子设备、汽车等的装置。

背景技术

以往，用于延伸扬声器上限频率的方法已知有一种如《扬声器系统上/山本武夫编著(无线电技术社)》(国际标准图书编号体系：ISBN4844301144)第157～158页(下面称为文献1)所记载的方法。根据文献1，有效的方法是例如下面所述的方法。1.减轻振动系质量；2.使用刚性高的振动板；3.将振动板与音圈之间接合部的振动板的半顶角减小。

但是，若减轻振动板或音圈等振动系的质量，振动板的强度就下降。因此，振动板容易发生局部共振(日文：分割共振)，扬声器声压频率特性往往发生较大的峰值陷落(日文：ピ一クデイツプ)。此外，无法获得高的耐输入。

一般，高刚性材料的内部损失小，而声压频率特性发生较大的峰值陷落。另外，使半顶角减小，则振动板的前室效果的声压频率特性发生平缓而较大的峰值陷落。

图13表示以往的扬声器的剖视图。在图13中，振动板101的外周侧固定在框架105上，内周侧固定在音圈103上。并且，振动板101和音圈103所结合的角度即半顶角θ2是45度以下。音圈103的外周部由阻尼器104中心支承。又，阻尼器104固定在框架105上。此外，中心罩102固定在音圈103的顶部。由板、磁铁和轭铁构成的励磁部107配置在框架105的底部。

具有这种结构的以往的扬声器100的半顶角θ由于是45度以下，故声压频率特性发生平缓而较大的峰值陷落。

另外，以往的扬声器被揭示在例如日本特开平11-313390号公报中。

发明内容

本发明的扬声器具有：放置有磁路的框架；音圈；弯成弓形的振动板；用不同于振动板的材料形成的边缘部。在形成磁路的磁隙配置音圈的一部分，振动板与音圈接合，边缘部将振动板和框架连接。此外，振动板具有：与音圈接合的内径安装部；与边缘部接合的外径安装部；以及形成在内径安装部与外径安装部之间并向前方突出的顶部。顶部的附近部分与振动板顶部的附近部分以外的部分相比，至少厚度和密度中的任一方不相同。利用这种结构，可实现在宽带区域声压频率特性较平坦的扬声器。

附图说明

图1是本发明实施形态1的扬声器的剖视图。

图2是表示图1所示的扬声器和以往的扬声器的声压频率特性的特性图。

图3A是可用于图1所示的扬声器的另一形态的振动板的局部剖视图。

图3B是可用于图1所示的扬声器的另一形态的振动板的局部剖视图。

图3C是可用于图1所示的扬声器的另一形态的振动板的局部剖视图。

图3D是可用于图1所示的扬声器的另一形态的振动板的局部剖视图。

图4是可用于图1所示的扬声器的另一形态的振动板的局部剖视图。

图5是使用另一形态的振动板的扬声器的俯视图。

图6是使用另一形态的振动板的扬声器的俯视图。

图7是使用另一形态的振动板的扬声器的俯视图。

图8是使用另一形态的振动板的扬声器的俯视图。

图9是本发明实施形态2的扬声器组件的剖视图。

图10是本发明的实施形态3的电子设备的外观图。

图11是本发明实施形态4的装置的剖视图。

图12是用于表示上限频率Fh和半顶角θ之间关系的扬声器的典型图。

图13是以外的扬声器的剖视图。

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的实施形态。

图1是表示实施形态1的扬声器的结构的剖视图。

如图1所示，振动板1是材质由牛皮纸浆组成、从内径安装部1A和外径安装部1B向前方弯成弓形的形状。又，振动板顶部1C构成从内径安装部1A和外径安装部1B向前方突出的顶上部。并且，振动板1从内径安装部1A经振动板顶部1C到外径安装部1B由曲面构成。

另外，外径安装部1B的材质与布的边缘部6接合。另外，边缘部6与框架5接合，并将振动板1和框架5连接。内径安装部1A与音圈3接合，形成接合部。且振动板1与音圈3接合的角度即半顶角θ₁是45度以下。音圈3的外周部由阻尼器4中心支承。又，阻尼器4固定在框架5上。另外，中心罩2固定在音圈3的顶部。

另外，由板、磁铁和轭铁构成的磁路即励磁部7放置在框架5的底部。另外，绕在音圈3下部上的音圈线圈3A被插入配置在由板和轭铁构成的磁隙8中。

现说明上述结构的扬声器30的动作。

扬声器的上限频率Fh和半顶角θ之间的关系如文献1所示。即，在假定了图12所示的典型扬声器的场合，上限频率Fh和半顶角θ之间的关系用式1表示。

Fh = \frac{1}{2 π} \sqrt{(\frac{1}{m_{1}} + \frac{1}{m_{2}}) \cdot Sn}

= \frac{1}{2 π} \sqrt{(\frac{1}{m_{1}} + \frac{1}{m_{2}}) \cdot \frac{π \cdot E \cdot h \cdot \cos^{2} θ}{\sin θ 15}}

……式1

m₁是音圈的质量(kg)

m₂是振动板的质量(kg)

Sn是振动板根部(日文：振動板つけね)的刚性

＝π·E·h·cos²θ/sinθ

E是杨氏模量(N/m²)

h是振动板根部的厚度(m)

θ是振动板的半顶角(deg)

即，为延伸上限频率Fh，减小半顶角θ是有效的。但是，一般来说，较小的半顶角θ会提高振动板的整个高度。此外，较小的半顶角θ会因从振动板的前面到振动板安装部的前方空间的前室效果而使声压频率特性发生平缓而较大的峰值陷落。因此，扬声器普遍具有比45度大的半顶角θ。

对此，由于振动板1具有弯成弓形的形状，故即使半顶角θ₁是45度以下，振动板1的前面到振动板顶部1C的前方空间也较小。此外，通过调整振动板1的弯曲状态，可提高振动板1的强度。其结果，扬声器30自身可薄型化，且可抑制振动板1发生局部共振。

另外，若振动板是由单一材料构成、和振动板是柔软的材料，振动板的刚性就不足，高频率带域的再生是困难的。相反，若是坚固的材料，则柔软度就不足，低频率带域的再生是困难的。也就是说，难以再生低域到高域的宽带域的声压频率。

但是，边缘部6被安装在外径安装部1B上，并将振动板1和框架5连接。且边缘部6使用了与振动板1不同材料的布等。与振动板1相比杨氏模量低的材料用于边缘部，故低频率带域的振动难以衰减。另外，边缘部6若是低频率带域的振动难以衰减的形状，则更有效。由此，可确保用于再生低域频率的振幅。即，利用振动板1的材质、形状和半顶角，使高域再生临界频率延伸。与此同时，通过使用边缘部6，可实现低域频率的再生。因此，以平坦的频率特性使低域频率到高域频率的宽带域的频率再生。

下面，参照实测的声压频率特性的特性图进行说明。图2表示将图1所示的本发明的扬声器30和图13所示的以外的扬声器100的声压频率特性进行对比。扬声器100的半顶角θ₂和振动板101的重量与扬声器30相同。

在图2中，扬声器100的声压频率特性如特性曲线B所示那样，在3～12kHz附近因前室效果而发生峰值陷落。此外，因振动板101强度的降低，振动板101局部共振所引起的较大的峰值陷落往往发生在15kHz以上的频率带域内。另外，由于振动板101的外周部直接固定在框架105上，故最低共振频率F₀高到1.5kHz。

相反，扬声器30的声压频率特性如特性曲线A所示那样，上限频率充分高到30kHz，超过可听频率带域。而且，前室效果或振动板1的局部共振所引起的峰值陷落大幅度降低。此外，最低共振频率F₀也是200Hz，与扬声器100的特性相比，非常低。

如上所述，采用本发明的扬声器30，由于振动板1具有弓形形状，故即使半顶角θ₁较小，振动板1也可被薄型化。由此，可抑制前室效果。此外，可提高振动板1的强度，使局部共振难以发生。其结果，扬声器30自身可薄型化。而且，上限频率被延伸，声压频率特性被平坦化。另外，通过将外径安装部1B固定在由柔软的材料构成的边缘部6上，从而扬声器30的最低共振频率被延伸到低频率区域。由此，在宽频率带域，声压频率特性实现平坦化。

而且，在实施形态1中，作为振动板1的材料，使用牛皮纸浆。但并不限于此，也可单独由亚硫酸盐纸浆或由包含牛皮纸浆和亚硫酸盐纸浆组合等的木材纤维构成振动板1。也可在木材纤维中混入羊毛等动物纤维和云母、碳这样的强化材料。此外，即使使用薄膜等材料，也可获得同样的效果。

另外，使用布作为边缘部6的材料。但并不限于此。边缘部6的材料也可是不同于振动板1的材料。例如，使用橡胶、尿烷(氨基甲酸乙酯，日文：ウレタン)等材料，也可获得同样的效果。

扬声器30也可是图3至图8那样的振动板1。如图3至图8所示，设在振动板顶部1C附近的振动板1的顶部附近部分1D，其材料的厚度或密度不同于顶部附近部分1D以外的振动板1的其他部分的数值。即，顶部附近部分1D的材料厚度或密度中的至少一方是变化的。

例如，如图3A和图3C所示，可加厚振动板1的顶部附近部分1D的材料厚度。将材料厚度加厚的方向既可是扬声器30的背面侧(图3A)，也可是前面侧(图3C)。如图3B和图3D所示，可减薄振动板1的顶部附近部分1D的材料厚度。将材料厚度减薄的方向既可是扬声器30的背面侧(图3B)，也可是前面侧(图3D)。

如此，与振动板1的顶部附近部分1D以外的振动板1的其他部分相比，顶部附近部分1D的材料厚度具有不同的厚度，由此，扬声器30进行再生的声压频率特性可进一步被平坦化。而将顶部附近部分1D的材料厚度加厚或减薄，取决于与构成扬声器30的振动板1、音圈3、框架5等构成部件之间的关系。

另外，如图4所示，振动板1的顶部附近部分1D的材料密度可作成低密度。由此，扬声器30进行再生的声压频率特性可进一步被平坦化。也可将顶部附近部分1D的材料密度作成高密度，将材料密度做高或做低，取决于与构成扬声器30的构成部件之间的关系。

又，如图5所示，顶部附近部分1D也可被设在振动板1的全周上。这里，将内径安装部1A和外径安装部1B的间隔设为L，将顶部附近部分1D的宽度设为H。L与H的关系是H＝0.9L的范围，可获得扬声器30的再生的声压频率特性平坦化的效果。最好是H＝0.5L的范围，更加好的是H＝0.3L的范围，这样，更有效果。另外，顶部附近部分1D的宽度H取决于与构成扬声器30的构成部件之间的关系。

如图6至图8所示，顶部附近部分1D也可被设在振动板顶部1C附近的一部分上。另外，如图7和图8所示，顶部附近部分1D不一定包含振动板顶部1C。这样，不同数值的材料厚度或密度的顶部附近部分1D的设置位置、范围取决于与构成扬声器30的构成部件之间的关系。

顶部附近部分1D的材料厚度和密度的变化，既可急剧变化，也可有层次地逐渐变化。

(实施形态2)

下面，根据附图说明实施形态2。

图9是表示实施形态2的扬声器组件的剖视图。

如图9所示，实施形态2所示的扬声器组件50是将实施形态1所示的扬声器30和电子电路40作成一体化的结构。因此，扬声器30的详细说明省略。

本体部即电子电路40的电子元件42被固定配线在电路基板41上。电子电路40包含将供给到扬声器30的声音信号予以放大的放大电路43。即，放大电路43是为使已被信号处理的声音信号从扬声器30输出而将其放大到所需声压电平的电路。放大电路43是已与扬声器30一体化、构成内部配线的状态。因此，扬声器组件50只要与声音信号发生器(未图示)结合，就容易获得声音输出。

此外，电子电路43除了放大电路43外，还可内藏声音信号发生器、显示电路之类的附加装置。例如，若是移动电话等通信设备，也可包含检波电路、调制电路和解调电路等通信所需的电路和液晶等显示装置用的驱动电路、甚至电源电路或充电电路等的各种电路。

利用这种结构，将以往分别生产、经各自的检查工序和物流工序而供给到移动电话等电子设备生产地点的扬声器30和电子电路40一体化，模块化。由此，可以实现生产工序、检查工序和物流工序的合并，从而大幅降低成本。

因此，可提供价廉的扬声器30和电子电路40结合后的扬声器组件50。

(实施形态3)

下面，根据附图说明实施形态3。

图10表示本发明实施形态3的电子设备装置即音频用的小型组合系统(ミニコンポシステム)的外观图。

如图10所示，电气音响变换器即扬声器30装入在外壳51中，构成扬声器系统55。放大器52是对输入扬声器30的电气信号予以放大的放大电路。播放器53将输入于放大器52的信号源输出。放大器52和播放器53构成本体部56。电子设备即音频用的小型组合系统54由扬声器系统55和本体部56构成。即，扬声器30由本体部56供电。

利用这种结构，可实现以往无法实现的可再生声压频率带域的优异的电子设备装置，而声压频率带域处于不使用具有各种声压频率特性的多种扬声器、仅使用了扬声器30的宽带域。另外，扬声器30的用途不限定于小型组合系统54，可搭载在各种音响设备、映像设备甚至通信设备等上。即，用于液晶电视机、等离子电视机、移动电话等，用途非常广泛。

另外，振动板1具有高度低的特征，故可获得扬声器的薄型化。由此，对电子设备的薄型化和小型化作出较大的贡献。

(实施形态4)

下面，根据附图说明实施形态4。

图11表示本发明实施形态4的装置的汽车60的剖视图。如图11所示，汽车60具有车体65、座位68、驱动部63、方向盘64、前轮66和后轮67。座位68和方向盘64设置在设于车体65的车室中，驱动部63设置在车体65上所设有的机械室中。方向盘64对方向轮即前轮65进行操作。驱动部63具有发动机和电动机，对驱动轮即后轮67进行驱动。另外，驱动部63也可对前轮66进行驱动。前轮66和后轮67对车体65进行支承。并且，在设于汽车60车体65内部的后支架61上装有扬声器30，用作为车用导航系统或车用音频的一部分。即，扬声器30由本体部即汽车60供电。

采用这样的结构，由于使用已薄型化、小型化的扬声器30，可实现搭载有扬声器30的汽车60等装置的薄型化、小型化或扩大装置内部自由空间。

另外，扬声器30不限于安装在后支架61上，可安装在前板62、车门(未图示)、侧板(未图示)等汽车60内是所有部位。

对于搭载扬声器30的装置，用汽车60作了说明，但装置并不限于汽车60，即使是自行车、摩托车、火车、飞机等交通工具，都可获得同样的效果。

产业上的实用性

本发明的扬声器、扬声器组件、电子设备及装置，可适用于需要薄型化、小型化的映像、音响设备或信息通信设备、游戏设备等电子设备，甚至适用于汽车等装置。

符号说明

1是振动板

1A是内径安装部

1B是外径安装部

1C是振动板顶部

1D是顶部附近部分

2是中心罩

3是音圈

3A是音圈线圈

4是阻尼器

5是框架

6是边缘部

7是励磁部

8是磁隙

30是扬声器

40是电子电路

41是电路基板

42是电子元件

43是放大电路

50是扬声器组件

51是外壳

52是放大器

53播放器

54是小型组合系统(ミニコンポシステム)

55是扬声器系统

56是本体部

60是汽车

61是后支架

62是前板

63是驱动部

64是方向盘

65是车体

66是前轮

67是后轮

68是座位

100是扬声器

101是振动板

102是中心罩

103是音圈

104是阻尼器

105是框架

106是边缘部

107是励磁部

Claims

1.一种扬声器，其特征在于，具有：

放置有磁路的框架；

圆筒状的音圈，该音圈的一部分配置在形成所述磁路的磁隙中；

振动板，其与所述音圈接合、弯成弓形；以及

边缘部，其将所述振动板和所述框架连接，由不同于所述振动板的材料形成边缘部，所述振动板具有：

内径安装部，其与所述音圈的端部接合，形成半顶角为45度以下的接合部；

与所述边缘部接合的外径安装部；以及

顶部，其形成在所述内径安装部与所述外径安装部之间，从所述内径安装部和所述外径安装部向前方突出，

设在所述顶部附近的顶部附近部分，至少厚度和密度中的任一方是变化的。

2.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述振动板的材料是木材纤维。

3.如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

所述木材纤维包含牛皮纸浆、亚硫酸盐纸浆和将牛皮纸浆与亚硫酸盐纸浆组合后的材料中的任何一种。

4.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述边缘部的材料是布。

5.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述边缘部的材料是橡胶。

6.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述边缘部的材料是尿烷(氨基甲酸乙酯)。

7.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述振动板的材料混入有动物纤维。

8.如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，

所述振动板的材料混入有强化材料。

9.一种装置，具有本体部和设置在所述本体部上的扬声器，其特征在于，

所述扬声器具有：

放置有磁路的框架；

振动板，其与所述音圈接合，弯成弓形；以及

边缘部，其将所述振动板和所述框架连接，由不同于所述振动板的材料形成，

所述振动板具有：

与所述边缘部接合的外径安装部；以及

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述本体部具有至少将输入所述扬声器的输入信号予以放大的放大电路。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述本体部具有：

车体；

设在所述车体上的驱动部；

由所述驱动部驱动、对所述车体进行支承的驱动轮；

设在所述车体上的方向盘；以及

由所述方向盘操作的方向轮，

所述扬声器设在所述车体上。