CN211378236U - 基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，包括磁路结构、第一支撑机构、第二支撑机构，所述磁路结构包括下磁体组，所述第一支撑机构和第二支撑机构之间安装有音圈振膜机构。本实用新型通过设置上支架和下支架的磁回流的结构设计，行成了一个具有闭合回路的整体平面磁场，使磁场分布更加均匀且饱和，提高磁能转换效率；圆环上磁体和圆环下磁体采用异步式结构排列分布，可以有效减少平面振膜扬声器主体结构的体积、重量。

Description

基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器

技术领域

本实用新型涉及扬声器技术领域，具体涉及一种基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器。

背景技术

目前常用的耳机根据其发声原理不同，主要分为动圈式耳机、动铁式耳机和静电(电容)式耳机。

动圈式耳机是现在最普遍的耳机形式，它是将线圈固定在振膜上，置于由永磁铁产生的固定磁场中，信号经过线圈切割磁力线，从而带动振膜一起振动发声。其优点是：制作相对容易，线性好、失真小、频响宽；缺点是：由于耳机中动圈单元的发声振膜为锥形结构，并且在发声的过程中功率超过60%以上的时候，因为振膜形态和材料等先天局限性，产生明显失真并且越接近满载功率时，失真度会成倍增加，会使声音严重恶化。

动铁式耳机利用电磁铁产生交变磁场，振动部分由一个铁片悬浮在电磁铁前方，信号经过电磁铁时使电磁铁磁场发生变化，从而使铁片振动发声。其优点是：使用寿命长、效率高；缺点是：价格高、失真大，高频刺耳，频响窄，生产工艺复杂，不良率很高，常用于早期的电话机听筒。

静电(电容)式耳机的原理是振膜处于变化的电场中，振膜极薄，可以精确到微米级，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化或电池供的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中，当音频信号加载到定子上时，静电场发生变化，驱动振膜振动，在电场力的驱动下带动振膜发声。单定子也可以驱动振膜，但相比较之下，双定子的推挽形式失真更小。由于振膜轻薄，静电耳机的音质天生偏向轻盈透明，表现低频、声音的厚重和密度感就稍有逊色；缺点是：静电耳机多为手工制造不良率很高且难以有效降低，在大批量生产制造时产能和制造效率极低，很难大范围商业化，是一个不可逾越的门槛。

但是，动圈解析力工作功率超过60%以上时就开始产生解析力下降声音混沌不清，负荷越大越严重；传统的动圈扬声器已经被行业发展到了极限很难再物理结构等声学逻辑进行创新升级；传统的动圈扬声器的声学特性很难在原有的结构进行高品质升级，每提高一点声音质量为此付出的成本要几倍甚至更多倍，经济型性很差；传统动圈扬声器的振膜很难做到纳米级厚度，想大幅提升声音品质很难，呈现更高解析力的声音已到了极限。

平面振膜扬声器结构在实际生产制造过程中采用双面磁路结构，体积大，重量重，且多为头戴式耳机的体积，无法做到入耳式的耳塞结构。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，包括磁路结构、第一支撑机构、第二支撑机构，所述磁路结构包括下磁体组，所述第一支撑机构和第二支撑机构之间安装有音圈振膜机构，所述第二支撑机构的下方进一步设置有下磁体支撑架，所述下磁体支撑架的内侧固定有下磁体组，所述第一支撑机构的上方安装上支架，所述上支架上方安装第一外部连通机构，所述下磁体支撑架的下方安装下支架，所述下支架的下方安装第二外部连通机构，所述下磁体组包括多个相互圈套的圆环下磁体，所述音圈振膜机构包括：两个音圈、振膜，两个所述音圈分别设置在振膜的上面和下面，所述音圈呈多圈螺旋缠绕形式缠绕在多个圆环下磁体之间，相邻三个圆环下磁体之间形成两个间隙，上述两个间隙内的音圈的螺旋缠绕方向相反。

优选的是，相邻的所述圆环下磁体之间的间隙相等。

在上述任一方案中优选的是，所述第一支撑机构和第二支撑机构均采用PCB电路板，用于支撑所述音圈振膜机构；所述第一外部连通机构和第二外部连通机构采用PCB电路板，用于与外部导通传输信号。

在上述任一方案中优选的是，所述音圈和振膜之间通过设有导电胶，所述音圈振膜机构整体通过固定机构与第一支撑机构和第二支撑机构固定连接。

在上述任一方案中优选的是，所述固定机构为固定螺丝和螺丝母，音圈振膜机构通过固定螺丝和螺丝母与第一支撑机构、第二支撑机构、上磁体支撑架和下磁体支撑架固定连接。

在上述任一方案中优选的是，相邻两个所述圆环下磁体之间设置卡块，以限制圆环下磁体的移动。

在上述任一方案中优选的是，所述上支架和下支架均可以采用导磁金属材质或非导磁金属材质制成。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器具有以下有益效果：

1、采用单面的磁路结构和音圈振膜机构，在达到相同音质效果的同时，可以有效减少平面振膜扬声器主体结构的体积、重量，扬声器整体结构优化，实现体积小型化，音圈振膜机构位于均匀的磁场中，采用平面结构，显著降低失真度，使发生品质显著提高，音圈呈螺旋缠绕方式且两个间隙之间的缠绕方向相反，音质效果好。

2、上支架和下支架采用导磁金属材质制成，行成了一个具有闭合回路的整体平面磁场，使磁场分布更加均匀且饱和，可以在扬声器磁路结构有限的空间内有效地回收和管理溢出的磁通量，使得溢出的磁通量被有效的收集回流到闭合的磁场中，提高磁能转换效率；

3、在相邻的圆环下磁体之间设置卡块，可以起到防止圆环下磁体之间相互吸附而发生位移的移动，提高牢固性。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器的螺钉剖面示意图；

图3为根据本实用新型实施例的音圈振膜机构的示意图；

图4为本实用新型提供的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器的导通机构剖面结构示意图；

图5为图4所示实施例中导通机构的放大图；

图6为图1所示实施例中音圈振膜机构中音圈的缠绕方式分布图。

图中标注说明：1、上顶针机构；2、第一外部连通机构；3、上支架；4、下磁体支撑架；5、第一圆环下磁体；6、第二圆环下磁体；7、第三圆环下磁体；8、第一支撑机构；9、第一音圈；10、振膜；11、第二音圈；12、第二支撑机构；13、下支架；14、第二外部连通机构；15、下顶针机构；16、铆钉；17、音圈振膜机构；18、固定螺丝；19、导电金属管；20、第一金属导电弹簧；21、金属导电触点；22、金属导电卡盘。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

如图1-6所示，按照本实用新型提供的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器的一实施例，包括磁路结构、第一支撑机构8、第二支撑机构12，所述磁路结构包括下磁体组，所述第一支撑机构8和第二支撑机构12之间安装有音圈振膜机构17，所述第二支撑机构12的下方进一步设置有下磁体支撑架4，所述下磁体支撑架4的内侧固定有下磁体组，所述第一支撑机构8的上方安装上支架3，所述上支架3上方安装第一外部连通机构2，所述下磁体支撑架4的下方安装下支架13，所述下支架13的下方安装第二外部连通机构14，所述下磁体组包括多个相互圈套的圆环下磁体，所述音圈振膜机构17包括：两个音圈、振膜10，两个所述音圈分别设置在振膜10的上面和下面，所述音圈呈多圈螺旋缠绕形式缠绕在多个圆环下磁体之间，相邻三个圆环下磁体之间形成两个间隙，上述两个间隙内的音圈的螺旋缠绕方向相反，有利于提高音质效果。两个音圈和振膜10的中心通过铆钉16铆接实现固定。具体的，分布在振膜10上面的音圈为第一音圈9，分布在振膜10下面的音圈为第二音圈11。

【实施例一】

如图1所示，当多个圆环下磁体的个数为三个时，从内向外依次为第一圆环下磁体5、第二圆环下磁体6、第三圆环下磁体7，第一圆环下磁体5和第二圆环下磁体6之间的音圈缠绕方向与第二圆环下磁体6和第三圆环下磁体7之间的音圈缠绕方向相反。

如图6所示，第一圆环下磁体内侧的音圈缠绕方向与第二圆环下磁体和第一圆环下磁体之间的音圈缠绕方向相反，第三圆环下磁体和第二圆环下磁体之间的音圈与第二圆环下磁体和第一圆环下磁体之间的音圈缠绕方向相反。

【实施例二】

当多个圆环下磁体的个数为四个时，从内向外依次为第一圆环下磁体5、第二圆环下磁体6、第三圆环下磁体7、第四圆环下磁体，第一圆环下磁体5和第二圆环下磁体6之间的音圈缠绕方向与第二圆环下磁体6和第三圆环下磁体7之间的音圈缠绕方向相反，第二圆环下磁体6和第三圆环下磁体7之间的音圈缠绕方向与第三圆环下磁体7和第四圆环下磁体之间的音圈缠绕方向相反。

需要说明的是，圆环下磁体的数量仅是处于示例的目的，不限于上述实施例的形式，均属于本申请的保护范围。

【实施例三】

多个所述下磁体的尺寸不同，构成单面异步式结构。

【实施例四】

多个所述下磁体的尺寸相同，构成单面对称式结构。

在上述任一实施例中，相邻的所述圆环下磁体之间的间隙相等或不等。例如，下磁体组中的第一圆环下磁体5和第二圆环下磁体6之间的间隙可以大于第二圆环下磁体6和第三圆环下磁体7之间的间隙，均属于本申请的保护范围。

在上述任一实施例中，所述第一支撑机构8和第二支撑机构12均采用PCB电路板，用于支撑所述音圈振膜机构17；所述第一外部连通机构2和第二外部连通机构14采用PCB电路板，用于与外部导通传输信号。

在上述任一实施例中，所述音圈和振膜10之间通过设有导电胶，所述音圈振膜机构17整体通过固定机构与第一支撑机构8和第二支撑机构12固定连接，以使第一外部连通机构2和第二外部连通机构14导通。所述第一外部连通机构2和第二外部连通机构14通过导电胶导通。

在上述任一实施例中，所述固定机构为固定螺丝18和螺丝母，音圈振膜机构17通过固定螺丝18和螺丝母与第一支撑机构8、第二支撑机构12和下磁体支撑架4固定连接。

在上述任一实施例中，固定螺丝18和螺丝母的固定连接，实现平面振膜10扬声器整体中多层结构的固定。

在上述任一实施例中，相邻两个所述圆环下磁体之间设置卡块，以限制圆环下磁体的移动。

在上述任一实施例中，所述上支架3和下支架13均可以采用导磁金属材质或非导磁金属材质制成。当上支架3和下支架13均采用导磁金属材质制成时，可以在扬声器磁路结构有限的空间内有效地回收和管理溢出的磁通量，使得溢出的磁通量被有效的收集回流到闭合的磁场中，通过这样的磁回流的结构设计，行成了一个具有闭合回路的整体平面磁场，使磁场分布更加均匀且饱和，提高磁能转换效率。

进一步的，如图4-5所示，所述音圈振膜机构17分别通过导通机构与第一外部连通机构2和第二外部连通机构14导通，以向外部传送信号，所述导通机构可以为顶针机构，所述顶针机构包括导电金属管19、安装在导电金属管19内的第一金属导电弹簧20和金属导电触点21，所述导电金属管19的一端固定有金属导电卡盘22，所述金属导电触点21的一端通过第一金属导电弹簧20与金属导电卡盘22导通，所述导电金属管19与对应的第一外部连通机构2和第二外部连通机构14导通，所述金属导电触点21的另一端延伸至导电金属管19的外侧并与音圈振膜机构17接触导通，所述导电金属管19插入通孔内，使导电金属管19的封闭结构端与第一外部连通机构2导通。具体的，所述第一外部连通机构2上设置的通孔为上通孔，上通孔贯穿第一支撑机构8，所述导电金属管19插于通孔内使金属导电卡盘22卡在通孔外侧的第一外部连通机构2上，实现导通，上通孔内的金属导电触点21与音圈振膜机构17接触，从而实现音圈振膜机构17通过金属导电触点21与第一外部连通机构2的导通。第二外部连通机构14上设有下通孔，下通孔贯穿第二支撑机构12，对应的顶针机构中的导电金属管19插入通孔内，金属导电触点21与音圈振膜机构17接触，使音圈振膜机构17通过对应的顶针机构与第二外部连通机构14导通，音圈振膜机构17中设置导电胶实现第一外部连通机构2和第二外部连通机构14的导通。与第一外部连通机构2导通的顶针机构为上顶针机构1，与第二外部连通机构14导通的顶针机构为下顶针机构15。

进一步的，对于顶针机构，当设有上支架3和下支架13时，上通孔贯穿上支架3，下通孔贯穿下支架13。

根据本实用新型采用的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，可以有效提高扬声器发声的品质，在现有的传统扬声器的基础上提供了一种显著提高各项扬声器声学参数的技术解决方案，在生产制造过程中创新优化了基础结构，可以有效减少平面振膜扬声器主体结构的直径、体积、重量，在同等体积和成本的基础上可有效减少扬声器的直径，同等体积和成本可以显著提高平面振膜扬声器的动态控制能力，显著提高扬声器的整体解析力，显著降低失真度并有效的控制在1%以下，不仅发声品质显著提高，而且将扬声器整体结构优化，实现体积小型化，由原来应用到的头戴式耳机产品，进一步缩小应用于入耳式耳塞产品，大幅降低生产制造成本和复杂的生产制造流程，经济性很好。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、将耳机或音响扬声器的失真度降低到0.1-1%之间（动圈失真度是1%-3%；动铁失真度是3%-5%）失真度是耳机和音响一项最重要的参数，人耳听觉对失真度的敏感度和感知度，当耳机或音响的声音失真度超过1%的时候，听者就感觉到不好的声音或感受，超过2%以上就感受直接且明显感受声音浑浊，乐器层次不清，听音时间久了超过30分钟就开始产生头昏脑涨的感觉，如果失真度可以控制在1%一下，理论上人儿就听不到浑浊不好的声音，在听音乐时可以连续听1-2个小时都不会产生对声音失真度高造成的不适感。

2、将耳机或音响扬声器的磁能转换效率提高25%-35%，磁能转换效率大幅提升后可明显提升扬声器发声振膜的控制力，控制力的提升可以有效提高扬声器的解析力，表现音乐时可以增加很多的音乐细节，比如乐器的泛音，乐器的轮廓，解析力和细节提升后，整个还原的声场会变大接近于真实的演奏会现场，给听众留下身临其境的感受。

3、减少耳机类扬声器对人耳长时间大音量听音乐是的听力损伤，此发明技术可以有效减少对人耳听力损伤30%以上，现代医学证明，人类在连续使用头戴式或入耳式耳机等每天听音超过2个小时，且连续听音乐超过15天，就对听力产生损伤或听力下降，并且这种损伤在医学治疗后是不可逆的，就是听力损伤和降低后无法通过医学治疗进行恢复或改善，是永久损伤。

4、在60%-70%的音量是将完整的音乐内容表现出来，小于85分贝的音量就可以表现完整的音乐内容，减少或避免因大音量长时间听音乐所带来的听力下降和听力损伤，通常当使用耳机听音乐时，往往会把音量调大到85%-95%以上，才可以完整的感受整个音乐的氛围、细节、完整的声场、音乐韵味等，这样的声音音量基本都会超过85分贝以上,联合国和世界卫生组织为保护青少年听力损伤的强制要求就是耳机类产品发声音量不得高于85分贝。

本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：包括磁路结构、第一支撑机构、第二支撑机构，所述磁路结构包括下磁体组，所述第一支撑机构和第二支撑机构之间安装有音圈振膜机构，所述第二支撑机构的下方进一步设置有下磁体支撑架，所述下磁体支撑架的内侧固定有下磁体组，所述第一支撑机构的上方安装上支架，所述上支架上方安装第一外部连通机构，所述下磁体支撑架的下方安装下支架，所述下支架的下方安装第二外部连通机构，所述下磁体组包括多个相互圈套的圆环下磁体，所述音圈振膜机构包括：两个音圈、振膜，两个所述音圈分别设置在振膜的上面和下面，所述音圈呈多圈螺旋缠绕形式缠绕在多个圆环下磁体之间，相邻三个圆环下磁体之间形成两个间隙，上述两个间隙内的音圈的螺旋缠绕方向相反。

2.根据权利要求1所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：相邻的所述圆环下磁体之间的间隙相等。

3.根据权利要求1所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：所述第一支撑机构和第二支撑机构均采用PCB电路板，用于支撑所述音圈振膜机构；所述第一外部连通机构和第二外部连通机构采用PCB电路板，用于与外部导通传输信号。

4.根据权利要求1所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：所述音圈和振膜之间通过设有导电胶，所述音圈振膜机构整体通过固定机构与第一支撑机构和第二支撑机构固定连接。

5.根据权利要求4所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：所述固定机构为固定螺丝和螺丝母，音圈振膜机构通过固定螺丝和螺丝母与第一支撑机构、第二支撑机构、下磁体支撑架固定连接。

6.根据权利要求1所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：相邻两个所述圆环下磁体之间设置卡块，以限制圆环下磁体的移动。

7.根据权利要求1所述的基于环形磁体的单面式平面振膜扬声器，其特征在于：所述上支架和下支架均可以采用导磁金属材质或非导磁金属材质制成。

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