CN2569479Y - 扬声器的闭合磁路结构 - Google Patents

Abstract

一种扬声器的闭合磁路结构，包括铁芯和磁体，其特征是所述铁芯是双凹形铁芯，环形柱状磁体嵌入双凹形铁芯的环形槽内，环形柱状磁体的内柱面与双凹形铁芯环形槽的一壁面之间留有间隙(即磁隙)。环形柱状磁体采用钕铁硼磁体，磁隙内的磁流分布线性好，且均匀，将90％以上的磁能集中在磁隙内，B值增大，提供了音频带宽的延展性、高线性、高灵敏度；磁能利用率极高，并有很好的散热性能；因磁回流通道是闭合的，没有浪费掉的磁能，无须额外的防磁结构，在相同扬声器性能指标条件下，采用闭合磁路结构的扬声器可使扬声器做得更小巧、轻便。

Description

扬声器的闭合磁路结构

技术领域

本实用新型涉及扬声器技术，具体是一种扬声器的闭合磁路结构。

背景技术

在扬声器领域中，人们不断追求材料的更新和结构的改善，希望能充分利用“电一力一声”的能量转换效率，尽量减少能量的损失。目前世界上几乎所有的扬声器都采用开放式磁路的结构。如图1所示，这种磁路结构靠与锥盆22移动方向平行的开放磁场从磁体26处收集磁流，上夹板27继而直接导入或者以90度角使磁注入磁隙或辐射方向。

图1b中，T铁25与上夹板27之间狭小缝隙就是该结构的磁隙，在工作状态时音圈29就在这个磁隙内磁场的作用下连同定心支片28、防尘罩24、锥盆22及折环21一起作往复运动。按照lorentz定律：F＝BLI，在某一瞬间，F为扬声器工作状态时音圈在磁隙中受到的磁场力，B为扬声器用隙中的有效磁感应强度，L为音圈的等效长度，I为来自功放的音频信号电流。

我们知道磁隙中有效磁感应强度B的大小和磁流的线性均匀分布是影响扬声器特性的重要指标。理论上说磁隙中有效磁感应强度B越大且磁流的线性分布越均匀，则音圈受到的磁场力超大，其运动方向性就越好(线性运动)

如图1c所示，开放磁体结构导致大量的磁能浪费，约有60％-65％之多。其中有50％的磁能裸露在扬声器外部浪费掉了。而不规则的磁流导致音圈线圈切割磁力线时产生了与音圈运动方向不一致的力，从而造成磁能损失，导致扬声器失真。

在图1a、b所示开放磁路结构的扬声器中，其磁隙的深度就是上夹板27的厚度。磁隙的深度越大音圈29的线圈就可以在一个均匀而稳定的强恒磁场作用下做长冲程运动。上夹板27的厚度限制了磁隙的深度，而一旦夹板的厚度增加一倍，其磁流量也将减小一半，所以上夹板的厚度一般都较薄，音圈运动过程中很容易超出磁隙有效范围而造成扬声器非线性失真。另外磁隙的宽度就是上夹板27与T铁25柱面的间距，磁隙的宽度越大，磁流的非线性损失越多，造成非线性失真。且狭小的磁隙不利于音圈热能的散发。

传统扬声器开放磁路结构有50％的磁能裸露在扬声器外部。这些磁能遇到其它导磁金属就会使扬声器磁流分布发生改变，导致磁隙中磁流的分布更不均匀和减弱磁感应强度B，井且扬声器外部的磁能也会影响外部环境，例如扬声器的磁能泄露影响电视机的视觉效果，造成屏幕磁化、变色。磁泄露既影响扬声器的性能也会影响外部环境，因此为了防止磁泄漏，需要一个额外的副磁体和一个额外的外部钢锭保护结构。这样既增加了成本又使扬声器结构复杂。

综上所述，传统扬声器采用的开放磁路结构存在以下缺点：

(1)约有60％-65％的磁能损失；

(2)磁隙深度受上夹板限制，无法有效解决失真问题；

(3)磁隙宽度受磁流线性的分布限制，不能有效解决散热及承受功率问题；

(4)磁泄漏现象对扬声器和杨声器外部环境造成不良影响，需加防磁结构；

(5)磁体体积相对较大，音圈线圈等效长度受磁体尺寸限制；

(6)采用开放磁路结构的传统扬声器重量大，体积大，不能满足小空间放置的要求。

发明内容

鉴于传统扬声器的开放磁路结构存在的上述问题，本实用新型提出了一种扬声器的闭合磁路结构，以减少磁能的损失、增加磁隙深度和提高扬声器的电声转换效率。

本实用新型的扬声器的闭合磁路结构，包括铁芯和磁体，其特征在于：所述铁芯是双凹形铁芯，环形柱状磁体嵌入双凹形铁芯的环形槽内，环形柱状磁体的内柱面与双凹形铁芯环形槽的一壁面之间留有间隙(即磁隙)。所述环形柱状磁体采用钕铁硼磁体，环形柱状磁体的两极分别是内柱面和外柱面。

本扬声器的闭合磁路结构避免了传统开放磁路结构的诸多缺点，具有如下优点。

①本闭合磁路结构由双凹形铁芯和环形柱状磁体组成，环形柱状磁体为闭合磁路，磁隙内的磁流分布线性好，且均匀。有效提高了磁体磁能的利用率，将90％以上的磁能集中在磁隙内，B值增大，这样提高了扬声器的灵敏度。

②因磁回流通道是闭合的，扬声器外部几乎没有磁泄漏，无须额外的防磁结构，即使在电视屏幕或电脑磁盘，硬盘驱动器旁也无须考虑防磁保护装置。

③增大了磁隙的深度，这样提供音圈更大的冲程减小失真，增强低频效果与灵敏度。

④增大了磁隙的宽度，有效解决散热问题。

⑤双凹铁的结构允许扬声器有更大的音圈，增大L值。

⑥在相同扬声器性能指标要求条件下，采用闭合磁路结构的扬声器可使扬声器做得更小巧、轻便。

附图说明

图1a为传统扬声器的开放磁路结构示意图；

图1b为使用图1a开放磁路结构的扬声器示意图；

图1c为图1a开放磁路结构的磁场分布图；

图2a、b为本实用新型之扬声器的闭合磁路结构两实施例示意图；

图2c为图2a闭合磁路结构的磁场分布图；

图3a、b为图2闭合磁路结构的磁体结构图；

图4a、b为图2闭合磁路结构的磁体另一结构图；

图5为使用图2b闭合磁路结构的普通扬声器示意图；

图6为倒装图2b闭合磁路结构的扬声器示意图；

图7为使用图2b闭合磁路结构的弯曲振动平板扬声器示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明。

图2a为本实用新型的闭合磁路结构示意图。该闭合磁路结构包括双凹形铁芯6和环形柱状磁体7，环形柱状磁体7嵌入双凹形铁芯6的环形槽内，环形柱状磁体的内柱面与双凹形铁芯环形槽的一壁面之间留有间隙(即磁隙)，环形柱状磁体7的外柱面与双凹形铁芯的环形槽另一个壁面紧贴，环形柱状磁体与双凹形铁芯环形槽的底部之间留有一定间隙，双凹形铁芯6中心开有散热孔61。图2b所示实施例的结构与图2a基本相同，区别在于环形柱状磁体7与双凹形铁芯6环形槽的底部之间的间隙内设置一短路环5，短路环5是一种防磁构件，同时在双凹形铁芯6的散热孔61处设防磁金属网10。所述环形柱状磁体采用钕铁硼磁体，环形柱状磁体为闭合磁路，它的两极分别是内柱面和外柱面。磁流在双凹形铁芯6的内部传导到双凹形铁芯的内腔柱面上，与环形柱状磁体7的内柱面形成相吸的两磁极。

双凹形铁芯是带有一环形槽的构件，其剖面图呈双凹字形，由中心散热孔开隔开，以便散发音圈线圈产生的热量。双凹形铁芯也可由“U”形铁和它中心的带中心散热孔的铁柱组成，并在其中心散热孔处设一防磁金属网，防止异物落入产生异音。

环形柱状磁体可以采用图3a.b所示的整体结构，它的两极分别是内柱面和外柱面。如图4a..b所示，环形柱状磁体也可由若干瓦状构件拼合而成，每一瓦状构件的两极分别是面积较大的两个弧面。上述的环形柱状磁体或瓦状构件最好采用钕铁硼材料制成。

传统的扬声器的有效磁流是在磁隙中垂直于音圈轴线分布的。见图1c开放磁路结构将磁体的两极通过T铁和上夹板的传导而旋转了90度角呈垂直于音圈轴线分布的。

而本实用新型闭合磁路结构之磁体的两极就是垂直于音圈轴线分布的，通过双凹形铁芯的传导，使磁体的某一极旋转了180度角而与另一磁极相互作用，在磁隙内产生呈线性均匀分布的强恒磁场，祥见图2c所示。显然闭合磁路结构省略了传统机构的上夹板，从而使磁隙的深度和宽度比开放磁路结构的磁隙大很多，却不会减少磁流的密度等因素。更重要的是，这种结构的磁路磁流是闭合磁流，只有很少的磁流被浪费，约不足5％。

在扬声器支架尺寸相同的条件下，采用本闭合磁路结构的产品性能更好，例如高灵敏度、低失真、增强低频输出等。

因为闭合磁路结构的扬声器对磁体的体积要求较小，一般情况下采用具有高四能级的钛铁用材料来制作。

图5为使用闭合磁路结构的普通扬声器示意图。主要由折环1、锥盆2、支架3、防尘罩4、短路环5、双凹形铁芯6、环形柱状磁体7、音圈8、定心支片8以及防磁金属网10组成，其中环形柱状磁体7和双凹形铁芯6构成本实用新型基本的闭合磁路结构。

图6为倒装闭合磁路结构的扬声器示意图，它与图5实施例的原理相同，只是将闭合磁路结构反过来通过一个不导磁的支撑柱11与支架3固定在一起。该磁路可通过支撑柱和螺钉12与支架固定，并与其它相关构件组成一种倒装磁路的扬声器，以便减小扬声器的厚度。

图7为使用闭合磁路结构的弯曲振动平板扬声器示意图；上述的闭合磁路结构与定心支片、音圈以及平板振膜13组成一种弯曲振动平板扬声器。

本扬声器的闭合磁路结构没有传统磁路结构的上夹板，与传统扬声器比较而言，提供了音频带宽的延展性、高线性、高灵敏度；磁能利用率极高，并有很好的散热性能，因磁回流通道是闭合的，没有浪费掉的磁能，无须额外的防磁结构，即使在电视屏幕或电脑磁盘，硬盘驱动器旁也无须考虑防磁保护装置。

所以，这种结构的扬声器是电视机音响、未来超薄音响、超薄电视机、多媒体电脑扬声器系统、个人手提电脑、掌上PDA、袖珍家庭影院扬声器、舞台专业音响、汽车音响、HI-PI音响和超重低音的理想选择。

Claims (9)

1、一种扬声器的闭合磁路结构，包括铁芯和磁体，其特征在于：所述铁芯是双凹形铁芯，环形柱状磁体嵌入双凹形铁芯的环形槽内，环形柱状磁体的内柱面与双凹形铁芯环形槽的一壁面之间留有间隙。

2、根据权利要求1所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述环形柱状磁体的两极分别是内柱面和外柱面。

3、根据权利要求1或2所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述环形柱状磁体是钕铁硼磁体。

4、根据权利要求1所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述环形柱状磁体由若干瓦状构件拼合而成，每一瓦状构件的两极分别是面积较大的两个弧面。

5、根据权利要求4所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述环形柱状磁体的瓦状构件是钕铁硼构件。

6、根据权利要求1所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述环形柱状磁体与双凹形铁芯环形槽的底部之间留有间隙，在所述间隙内设置防磁的短路环。

7、根据权利要求1所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：所述双凹形铁芯中心开有散热孔。

8、根据权利要求1所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：双凹形铁芯由“U”形铁和它中心的带中心散热孔的铁柱组成。

9、根据权利要求7或8所述扬声器的闭合磁路结构，其特征在于：在双凹形铁芯的中心散热孔处设一防磁金属网。

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