CN210053562U - 用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，包括由由多个环形永磁体沿径向等间距套设组成的与等磁体扬声器的振膜线圈区域对应设置的磁体阵列；永磁体包括底部、顶部和连接顶部和底部的腰部，底部为平面，永磁体的磁场方向垂直于底部，多个永磁体的底部共面朝向振膜线圈；永磁体沿平行于振膜线圈平面方向的最大尺寸小于等于c/2πf_min，其中c为声波速度，f_min为等磁体扬声器的最小输出音频；以及，腰部包括至少在距离顶部1/2H处开始向顶部逐渐收缩的收缩部，其中H为永磁体沿垂直于振膜线圈方向的最大尺寸。本实用新型能有效提高低频声波的还原度，和改善扬声器的声场、提高扬声器的空间层次感和解析力。

Description

用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构

技术领域

本实用新型涉及扬声器技术领域，尤其涉及一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构。

背景技术

目前电声扬声器以驱动方式分类可大致分为等磁式扬声器、动圈式扬声器、压电式扬声器及静电式扬声器。

等磁式扬声器从磁铁分部结构上可分为推挽式和单端式两种。等磁式扬声器结合了动圈扬声器和静电扬声器两者的优点，在低频方面相比静电扬声器拥有更好的表现，并且在高频方面也强于动圈扬声器。其核心的换能器的结构通常为在中空框架上固定一个柔性的振膜，在振膜的一侧设置(单端式)或两侧分别设置(推挽式)磁轭，磁轭上固定有多个条状或圆形的永磁体(多采用牌号N50及以上的钕铁硼磁铁)，在振膜上的与永磁体磁极面对置的位置设置有线圈。线圈内部流动的电流与由永磁体生成的磁场正交，如此，通过在线圈中输入交流电流，线圈即产生遵从法拉第定律的力，在该力的作用下振膜在垂直方向上振动，该交流电流信号被变换为声音信号。

单端式等磁扬声器的永磁体设置在振膜的一侧，无论是磁场强度还是磁场均匀性均受到影响。尤其在磁场均匀性方面，永磁体产生磁场强度会随距离增加而迅速衰减(与距离立方成反比)，导致振膜在垂直方向上振动远离永磁体时，受到的力会迅速衰减而导致响应速度变差。

推挽式等磁式扬声器的永磁体设置在声波从振膜到聆听者的传递通道上，会导致声波一定程度的衰减。尤其对低频声波产生阻挡更为明显，影响声波的还原度。而且现有永磁体无论是圆环形还是长条形，其断面形状均为长方形，使得声波在永磁体之间会产生多次反射损失能量，甚至会相干行程驻波。使用者来会感到声场混乱，声音的空间感层次和解析力变差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，解决等磁式扬声器中低频音效果差和声场混乱的问题。

本实用新型实施例提供一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，包括多个环形永磁体沿径向等间距套设组成的与等磁体扬声器的振膜线圈区域对应设置的磁体阵列；永磁体包括底部、顶部和连接顶部和底部的腰部，底部为平面，永磁体的磁场方向垂直于底部，多个永磁体的底部共面并朝向振膜线圈；永磁体沿平行于振膜线圈平面方向的最大尺寸小于等于c/2πf_min，其中c为声波速度，f_min为等磁体扬声器的最小输出音频；以及，腰部包括至少在距离顶部1/2H处开始向顶部逐渐收缩的收缩部，其中H为永磁体沿垂直于振膜线圈方向的最大尺寸。

在一优选实施例中，2.4mm≤L≤10m，其中L为永磁体沿平行于振膜线圈平面方向的最大尺寸。

在一优选实施例中，5mm≤H≤20m。

在一优选实施例中，收缩部沿垂直于振膜线圈方向的单侧外轮廓线为弧形曲线。

在一优选实施例中，弧形曲线为双曲线、圆弧、椭圆弧、抛物线、渐开线、星形线、外摆线、内摆线、悬链线、克莱线、蜗牛线、曳物线、蚌线、双叶线、螺线或其组合。

在一优选实施例中，收缩部沿垂直于振膜线圈方向的单侧外轮廓线为直线或多条直线线段组成的折线。

在一优选实施例中，永磁体沿垂直于振膜线圈方向的断面形状为等腰三角形、等腰梯形、半圆形或半椭圆形。

在一优选实施例中，多个永磁体底部径向尺寸相等或者沿径向向内减小。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果是：通过调整永磁体的空间尺寸，提高低频声波的还原度；通过优化永磁体的断面形状，在保证磁场强度的前提下，降低现有等磁式扬声器中永磁体对声音的干扰，有效改善扬声器的声场、提高扬声器的空间层次感和解析力。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本实用新型实施例1的一种等磁式扬声器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构的阵列示意图。

图3为图2中A-A方向的第一种渐进式收缩的永磁体断面形状示意图。

图4为图2中A-A方向的第二种渐进式收缩的永磁体断面形状示意图。

图5为图2中A-A方向的第三种渐进式收缩的永磁体断面形状示意图。

图6为图2中A-A方向的第一种阶跃式收缩的永磁体断面形状示意图。

图7为图2中A-A方向的第二种阶跃式收缩的永磁体断面形状示意图。

图8为图2中A-A方向的第三种阶跃式收缩的永磁体断面形状示意图。

图9为图2中A-A方向的混合式收缩的永磁体断面形状示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例1：

参见图1，图1所示为一种等磁式扬声器。该等磁式扬声器，包括周缘由框架2固定的振膜1，振膜1上的线圈与信号线电连接。振膜1两侧分别配置磁轭，各磁轭包括由平行于振膜1设置的多个永磁体3组成的阵列。永磁体阵列与振膜1上的线圈区域相对应设置，以保证振膜1上的磁场强度，提高能量转换效率。参见图2，图2所示为本实施例的用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构的永磁体阵列，永磁体3为环形结构，且永磁体阵列中多个永磁体3沿径向等间距套设。永磁体3底部的径向尺寸相等或者沿径向向内减小。磁轭及振膜上的线圈在图中省略。磁轭及振膜上的线圈在图中省略。

永磁体3沿垂直于振膜线圈方向具有旋转对称性，包括底部4、顶部5和连接顶部5和底部4的腰部7。底部4为平面，阵列中的多个永磁体3的底部4共面并朝向振膜1的线圈。此外，底部4还作为永磁体3的一个磁极，使永磁体3的磁场方向垂直于底部4，进而垂直于振膜1上的线圈。腰部6与底部4之间可设有圆弧倒角。永磁体3采用钕铁硼磁铁，永磁体3提供的磁场强度越高，扬声器的环能效率越高。适用于扬声器的钕铁硼磁铁物理特性如下表所示：

由上表可知根据钕铁硼磁铁的性能参数，通常扬声器所使用钕铁硼磁铁的牌号最高为N52。

永磁体3沿平行于振膜线圈平面方向的最大尺寸小于等于c/2πf_min，其中c为声波速度(一般为340m/s)，f_min为等磁体扬声器的最小输出音频。当永磁体3的尺寸满足上述条件时，振膜1产生的低频声波在永磁体阵列处发生声波衍射，绕过阵列中永磁体3在其后形成更完整的声场，提高等磁体扬声器的低频声波的声音效果。扬声器输出的音频范围通常为20Hz-20KHz，永磁体3垂直于声音传播方向(平行于振膜1平面方向)的最大尺寸的选择范围为2.7mm-2.7m。可根据用途将永磁体3该尺寸的选择范围调整为2.4mm-10m，以适用于次声波和超声波范围声波的输出。

对于输出可听音频用途的扬声器，为提高使用者的舒适度，需要对扬声器的重量进行控制，因而永磁体3的体积应适用扬声器轻便的使用要求。同时，为了提高电声换能效率，保证磁场强度，且保证生产过程中永磁体的完整性和较好的良率，永磁体3的厚度不应低于0.5cm。永磁体3选用钕铁硼材料时，尺寸还受材料磁性的影响。钕铁硼磁铁的导磁性差，磁场强度随距离的增大而衰减迅速，永磁体3的厚度大于7cm以后磁场强度的提升效果有限。进一步优选的，在控制扬声器质量的前提下，永磁体3的厚度优选为1cm-5m。

永磁体3顶部5的面积小于底部4的面积，顶部5是点或者是平面，连接底部4和顶部5之间腰部6具有特定的形状结构，腰部6包括至少在距离从底部4想顶部5收缩的收缩部，以促进声波均匀向永磁体3后方传播，减少彼此的相干导致的衰减和干扰，提高声质。收缩方式可以是渐进式收缩(如图3-图5所示)，也可以是阶跃式收缩(如图6-图8所示)，也可以采用混合式收缩(如图9所示)。参照图3-图9，本实施例中永磁体3沿声波传播方向的断面形状的轮廓线由三个部分组成：底部线7、顶部线8、和连接于底部7和顶部8的腰部线9。

渐进式收缩方式中，腰部6的收缩部的双侧腰部线9为弧形曲线。弧形曲线为双曲线、圆弧、椭圆弧、抛物线、渐开线、星形线、外摆线、内摆线、悬链线、克莱线、蜗牛线、曳物线、蚌线、双叶线、螺线或其组合。优选的，渐进式收缩的永磁体3断面形状为半椭圆形(如图4所示)或半圆形(如图5所示)，以降低加工难度和提高声波传输频率范围。

阶跃式收缩方式中，腰部6的收缩部的双侧腰部线9为直线或多条直线线段组成的折线，其中相邻直线线段间的夹角是钝角。虽然会减小底部线7和腰部线9之间的夹角，但这一夹角会随着单侧腰部线9直线线段条数的增加而提高，从而发挥更好的降低声音干扰作用。优选的，阶跃式收缩的永磁体3断面形状为等腰三角形(如图6所示)或等腰梯形(如图7所示)，以降低加工难度。

腰部6的收缩部也可以采用混合方式收缩，如图9所示。腰部6的收缩部的一侧腰部线9为直线或多条直线线段组成的折线，另一侧腰部线9为弧形曲线。

以上通过实施例对于本实用新型的实用新型意图和实施方式进行详细说明，但是本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，其特征在于：包括由多个环形永磁体沿径向等间距套设组成的与所述等磁体扬声器的振膜线圈区域对应设置的磁体阵列；

所述永磁体包括底部、顶部和连接所述顶部和底部的腰部，所述底部为平面，所述永磁体的磁场方向垂直于所述底部，所述多个永磁体的底部共面并朝向所述振膜线圈；多个永磁体底部的径向尺寸相等或者沿径向向内减小；永磁体沿垂直于所述振膜线圈方向的断面形状为等腰三角形、等腰梯形、半圆形或半椭圆形；所述永磁体沿平行于所述振膜线圈平面方向的最大尺寸小于等于c/2πf_min，其中c为声波速度，f_min为所述等磁体扬声器的最小输出音频；以及，

所述腰部包括至少在距离顶部1/2H处开始向所述顶部逐渐收缩的收缩部，其中H为所述永磁体沿垂直于所述振膜线圈方向的最大尺寸；收缩部沿垂直于所述振膜线圈方向的单侧外轮廓线为直线或多条直线线段组成的折线；收缩方式采用渐进式收缩、阶跃式收缩中的一种或其组合。

2.根据权利要求1所述的用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，其特征在于：2.4mm≤L≤10m，其中L为所述永磁体沿平行于所述振膜线圈平面方向的最大尺寸。

3.根据权利要求2所述的用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，其特征在于：5mm≤H≤20m。

4.根据权利要求1所述的用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，其特征在于：所述收缩部沿垂直于所述振膜线圈方向的单侧外轮廓线为弧形曲线。

5.根据权利要求3所述的用于等磁式扬声器的隐形磁铁结构，其特征在于：所述弧形曲线为双曲线、圆弧、椭圆弧、抛物线、渐开线、星形线、外摆线、内摆线、悬链线、克莱线、蜗牛线、曳物线、蚌线、双叶线、螺线或其组合。

Images