專利名稱：揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及揚聲器技術(shù)，具體是一種揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)。


圖1b中，T鐵25與上夾板27之間狹小縫隙就是該結(jié)構(gòu)的磁隙，在工作狀態(tài)時音圈29就在這個磁隙內(nèi)磁場的作用下連同定心支片28、防塵罩24、錐盆22及折環(huán)21一起作往復運動。按照lorentz定律F＝BLI，在某一瞬間，F(xiàn)為揚聲器工作狀態(tài)時音圈在磁隙中受到的磁場力，B為揚聲器用隙中的有效磁感應(yīng)強度，L為音圈的等效長度，I為來自功放的音頻信號電流。
我們知道磁隙中有效磁感應(yīng)強度B的大小和磁流的線性均勻分布是影響揚聲器特性的重要指標。理論上說磁隙中有效磁感應(yīng)強度B越大且磁流的線性分布越均勻，則音圈受到的磁場力超大，其運動方向性就越好(線性運動)如圖1c所示，開放磁體結(jié)構(gòu)導致大量的磁能浪費，約有60％-65％之多。其中有50％的磁能裸露在揚聲器外部浪費掉了。而不規(guī)則的磁流導致音圈線圈切割磁力線時產(chǎn)生了與音圈運動方向不一致的力，從而造成磁能損失，導致?lián)P聲器失真。
在圖1a、b所示開放磁路結(jié)構(gòu)的揚聲器中，其磁隙的深度就是上夾板27的厚度。磁隙的深度越大音圈29的線圈就可以在一個均勻而穩(wěn)定的強恒磁場作用下做長沖程運動。上夾板27的厚度限制了磁隙的深度，而一旦夾板的厚度增加一倍，其磁流量也將減小一半，所以上夾板的厚度一般都較薄，音圈運動過程中很容易超出磁隙有效范圍而造成揚聲器非線性失真。另外磁隙的寬度就是上夾板27與T鐵25柱面的間距，磁隙的寬度越大，磁流的非線性損失越多，造成非線性失真。且狹小的磁隙不利于音圈熱能的散發(fā)。
傳統(tǒng)揚聲器開放磁路結(jié)構(gòu)有50％的磁能裸露在揚聲器外部。這些磁能遇到其它導磁金屬就會使揚聲器磁流分布發(fā)生改變，導致磁隙中磁流的分布更不均勻和減弱磁感應(yīng)強度B，井且揚聲器外部的磁能也會影響外部環(huán)境，例如揚聲器的磁能泄露影響電視機的視覺效果，造成屏幕磁化、變色。磁泄露既影響揚聲器的性能也會影響外部環(huán)境，因此為了防止磁泄漏，需要一個額外的副磁體和一個額外的外部鋼錠保護結(jié)構(gòu)。這樣既增加了成本又使揚聲器結(jié)構(gòu)復雜。
綜上所述，傳統(tǒng)揚聲器采用的開放磁路結(jié)構(gòu)存在以下缺點(1)約有60％-65％的磁能損失；(2)磁隙深度受上夾板限制，無法有效解決失真問題；(3)磁隙寬度受磁流線性的分布限制，不能有效解決散熱及承受功率問題；
(4)磁泄漏現(xiàn)象對揚聲器和楊聲器外部環(huán)境造成不良影響，需加防磁結(jié)構(gòu)；(5)磁體體積相對較大，音圈線圈等效長度受磁體尺寸限制；(6)采用開放磁路結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)揚聲器重量大，體積大，不能滿足小空間放置的要求。
本實用新型的揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，包括鐵芯和磁體，其特征在于所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環(huán)形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環(huán)形槽內(nèi)，環(huán)形柱狀磁體的內(nèi)柱面與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)。所述環(huán)形柱狀磁體采用釹鐵硼磁體，環(huán)形柱狀磁體的兩極分別是內(nèi)柱面和外柱面。
本揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)開放磁路結(jié)構(gòu)的諸多缺點，具有如下優(yōu)點。
①本閉合磁路結(jié)構(gòu)由雙凹形鐵芯和環(huán)形柱狀磁體組成，環(huán)形柱狀磁體為閉合磁路，磁隙內(nèi)的磁流分布線性好，且均勻。有效提高了磁體磁能的利用率，將90％以上的磁能集中在磁隙內(nèi)，B值增大，這樣提高了揚聲器的靈敏度。
②因磁回流通道是閉合的，揚聲器外部幾乎沒有磁泄漏，無須額外的防磁結(jié)構(gòu)，即使在電視屏幕或電腦磁盤，硬盤驅(qū)動器旁也無須考慮防磁保護裝置。
③增大了磁隙的深度，這樣提供音圈更大的沖程減小失真，增強低頻效果與靈敏度。
④增大了磁隙的寬度，有效解決散熱問題。
⑤雙凹鐵的結(jié)構(gòu)允許揚聲器有更大的音圈，增大L值。
⑥在相同揚聲器性能指標要求條件下，采用閉合磁路結(jié)構(gòu)的揚聲器可使揚聲器做得更小巧、輕便。
圖2a為本實用新型的閉合磁路結(jié)構(gòu)示意圖。該閉合磁路結(jié)構(gòu)包括雙凹形鐵芯6和環(huán)形柱狀磁體7，環(huán)形柱狀磁體7嵌入雙凹形鐵芯6的環(huán)形槽內(nèi)，環(huán)形柱狀磁體的內(nèi)柱面與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)，環(huán)形柱狀磁體7的外柱面與雙凹形鐵芯的環(huán)形槽另一個壁面緊貼，環(huán)形柱狀磁體與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的底部之間留有一定間隙，雙凹形鐵芯6中心開有散熱孔61。圖2b所示實施例的結(jié)構(gòu)與圖2a基本相同，區(qū)別在于環(huán)形柱狀磁體7與雙凹形鐵芯6環(huán)形槽的底部之間的間隙內(nèi)設(shè)置一短路環(huán)5，短路環(huán)5是一種防磁構(gòu)件，同時在雙凹形鐵芯6的散熱孔61處設(shè)防磁金屬網(wǎng)10。所述環(huán)形柱狀磁體采用釹鐵硼磁體，環(huán)形柱狀磁體為閉合磁路，它的兩極分別是內(nèi)柱面和外柱面。磁流在雙凹形鐵芯6的內(nèi)部傳導到雙凹形鐵芯的內(nèi)腔柱面上，與環(huán)形柱狀磁體7的內(nèi)柱面形成相吸的兩磁極。
雙凹形鐵芯是帶有一環(huán)形槽的構(gòu)件，其剖面圖呈雙凹字形，由中心散熱孔開隔開，以便散發(fā)音圈線圈產(chǎn)生的熱量。雙凹形鐵芯也可由“U”形鐵和它中心的帶中心散熱孔的鐵柱組成，并在其中心散熱孔處設(shè)一防磁金屬網(wǎng)，防止異物落入產(chǎn)生異音。
環(huán)形柱狀磁體可以采用圖3a.b所示的整體結(jié)構(gòu)，它的兩極分別是內(nèi)柱面和外柱面。如圖4a..b所示，環(huán)形柱狀磁體也可由若干瓦狀構(gòu)件拼合而成，每一瓦狀構(gòu)件的兩極分別是面積較大的兩個弧面。上述的環(huán)形柱狀磁體或瓦狀構(gòu)件最好采用釹鐵硼材料制成。
傳統(tǒng)的揚聲器的有效磁流是在磁隙中垂直于音圈軸線分布的。見圖1c開放磁路結(jié)構(gòu)將磁體的兩極通過T鐵和上夾板的傳導而旋轉(zhuǎn)了90度角呈垂直于音圈軸線分布的。
而本實用新型閉合磁路結(jié)構(gòu)之磁體的兩極就是垂直于音圈軸線分布的，通過雙凹形鐵芯的傳導，使磁體的某一極旋轉(zhuǎn)了180度角而與另一磁極相互作用，在磁隙內(nèi)產(chǎn)生呈線性均勻分布的強恒磁場，祥見圖2c所示。顯然閉合磁路結(jié)構(gòu)省略了傳統(tǒng)機構(gòu)的上夾板，從而使磁隙的深度和寬度比開放磁路結(jié)構(gòu)的磁隙大很多，卻不會減少磁流的密度等因素。更重要的是，這種結(jié)構(gòu)的磁路磁流是閉合磁流，只有很少的磁流被浪費，約不足5％。
在揚聲器支架尺寸相同的條件下，采用本閉合磁路結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品性能更好，例如高靈敏度、低失真、增強低頻輸出等。
因為閉合磁路結(jié)構(gòu)的揚聲器對磁體的體積要求較小，一般情況下采用具有高四能級的鈦鐵用材料來制作。
圖5為使用閉合磁路結(jié)構(gòu)的普通揚聲器示意圖。主要由折環(huán)1、錐盆2、支架3、防塵罩4、短路環(huán)5、雙凹形鐵芯6、環(huán)形柱狀磁體7、音圈8、定心支片8以及防磁金屬網(wǎng)10組成，其中環(huán)形柱狀磁體7和雙凹形鐵芯6構(gòu)成本實用新型基本的閉合磁路結(jié)構(gòu)。
圖6為倒裝閉合磁路結(jié)構(gòu)的揚聲器示意圖，它與圖5實施例的原理相同，只是將閉合磁路結(jié)構(gòu)反過來通過一個不導磁的支撐柱11與支架3固定在一起。該磁路可通過支撐柱和螺釘12與支架固定，并與其它相關(guān)構(gòu)件組成一種倒裝磁路的揚聲器，以便減小揚聲器的厚度。
圖7為使用閉合磁路結(jié)構(gòu)的彎曲振動平板揚聲器示意圖；上述的閉合磁路結(jié)構(gòu)與定心支片、音圈以及平板振膜13組成一種彎曲振動平板揚聲器。
本揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)沒有傳統(tǒng)磁路結(jié)構(gòu)的上夾板，與傳統(tǒng)揚聲器比較而言，提供了音頻帶寬的延展性、高線性、高靈敏度；磁能利用率極高，并有很好的散熱性能，因磁回流通道是閉合的，沒有浪費掉的磁能，無須額外的防磁結(jié)構(gòu)，即使在電視屏幕或電腦磁盤，硬盤驅(qū)動器旁也無須考慮防磁保護裝置。
所以，這種結(jié)構(gòu)的揚聲器是電視機音響、未來超薄音響、超薄電視機、多媒體電腦揚聲器系統(tǒng)、個人手提電腦、掌上PDA、袖珍家庭影院揚聲器、舞臺專業(yè)音響、汽車音響、HI-PI音響和超重低音的理想選擇。
權(quán)利要求1.一種揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，包括鐵芯和磁體，其特征在于所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環(huán)形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環(huán)形槽內(nèi)，環(huán)形柱狀磁體的內(nèi)柱面與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的一壁面之間留有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)形柱狀磁體的兩極分別是內(nèi)柱面和外柱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)形柱狀磁體是釹鐵硼磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)形柱狀磁體由若干瓦狀構(gòu)件拼合而成，每一瓦狀構(gòu)件的兩極分別是面積較大的兩個弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)形柱狀磁體的瓦狀構(gòu)件是釹鐵硼構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)形柱狀磁體與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的底部之間留有間隙，在所述間隙內(nèi)設(shè)置防磁的短路環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述雙凹形鐵芯中心開有散熱孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于雙凹形鐵芯由“U”形鐵和它中心的帶中心散熱孔的鐵柱組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，其特征在于在雙凹形鐵芯的中心散熱孔處設(shè)一防磁金屬網(wǎng)。
專利摘要一種揚聲器的閉合磁路結(jié)構(gòu)，包括鐵芯和磁體，其特征是所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環(huán)形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環(huán)形槽內(nèi)，環(huán)形柱狀磁體的內(nèi)柱面與雙凹形鐵芯環(huán)形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)。環(huán)形柱狀磁體采用釹鐵硼磁體，磁隙內(nèi)的磁流分布線性好，且均勻，將90％以上的磁能集中在磁隙內(nèi)，B值增大，提供了音頻帶寬的延展性、高線性、高靈敏度；磁能利用率極高，并有很好的散熱性能；因磁回流通道是閉合的，沒有浪費掉的磁能，無須額外的防磁結(jié)構(gòu)，在相同揚聲器性能指標條件下，采用閉合磁路結(jié)構(gòu)的揚聲器可使揚聲器做得更小巧、輕便。
文檔編號H04R9/00GK2569479SQ02273048
公開日2003年8月27日 申請日期2002年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
發(fā)明者劉慶思, 魯非, 高磊 申請人:深圳市鴻瀚實業(yè)發(fā)展有限公司, 高磊