揚聲器的閉合磁路結構的製作方法
2023-05-27 14:05:16
專利名稱：揚聲器的閉合磁路結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及揚聲器技術，具體是一種揚聲器的閉合磁路結構。
圖1b中，T鐵25與上夾板27之間狹小縫隙就是該結構的磁隙，在工作狀態時音圈29就在這個磁隙內磁場的作用下連同定心支片28、防塵罩24、錐盆22及折環21一起作往復運動。按照lorentz定律F＝BLI，在某一瞬間，F為揚聲器工作狀態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，開放磁體結構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。而不規則的磁流導致音圈線圈切割磁力線時產生了與音圈運動方向不一致的力，從而造成磁能損失，導致揚聲器失真。
在圖1a、b所示開放磁路結構的揚聲器中，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定的強恆磁場作用下做長衝程運動。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範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。且狹小的磁隙不利於音圈熱能的散發。
傳統揚聲器開放磁路結構有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生改變，導致磁隙中磁流的分布更不均勻和減弱磁感應強度B，井且揚聲器外部的磁能也會影響外部環境，例如揚聲器的磁能洩露影響電視機的視覺效果，造成屏幕磁化、變色。磁洩露既影響揚聲器的性能也會影響外部環境，因此為了防止磁洩漏，需要一個額外的副磁體和一個額外的外部鋼錠保護結構。這樣既增加了成本又使揚聲器結構複雜。
綜上所述，傳統揚聲器採用的開放磁路結構存在以下缺點(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)磁洩漏現象對揚聲器和楊聲器外部環境造成不良影響，需加防磁結構；(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)採用開放磁路結構的傳統揚聲器重量大，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構，包括鐵芯和磁體，其特徵在於所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環形槽內，環形柱狀磁體的內柱面與雙凹形鐵芯環形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)。所述環形柱狀磁體採用釹鐵硼磁體，環形柱狀磁體的兩極分別是內柱面和外柱面。
本揚聲器的閉合磁路結構避免了傳統開放磁路結構的諸多缺點，具有如下優點。
①本閉合磁路結構由雙凹形鐵芯和環形柱狀磁體組成，環形柱狀磁體為閉合磁路，磁隙內的磁流分布線性好，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，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洩漏，無須額外的防磁結構，即使在電視屏幕或電腦磁碟，硬碟驅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衝程減小失真，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雙凹鐵的結構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，採用閉合磁路結構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構示意圖。該閉合磁路結構包括雙凹形鐵芯6和環形柱狀磁體7，環形柱狀磁體7嵌入雙凹形鐵芯6的環形槽內，環形柱狀磁體的內柱面與雙凹形鐵芯環形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)，環形柱狀磁體7的外柱面與雙凹形鐵芯的環形槽另一個壁面緊貼，環形柱狀磁體與雙凹形鐵芯環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所示實施例的結構與圖2a基本相同，區別在於環形柱狀磁體7與雙凹形鐵芯6環形槽的底部之間的間隙內設置一短路環5，短路環5是一種防磁構件，同時在雙凹形鐵芯6的散熱孔61處設防磁金屬網10。所述環形柱狀磁體採用釹鐵硼磁體，環形柱狀磁體為閉合磁路，它的兩極分別是內柱面和外柱面。磁流在雙凹形鐵芯6的內部傳導到雙凹形鐵芯的內腔柱面上，與環形柱狀磁體7的內柱面形成相吸的兩磁極。
雙凹形鐵芯是帶有一環形槽的構件，其剖面圖呈雙凹字形，由中心散熱孔開隔開，以便散發音圈線圈產生的熱量。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，並在其中心散熱孔處設一防磁金屬網，防止異物落入產生異音。
環形柱狀磁體可以採用圖3a.b所示的整體結構，它的兩極分別是內柱面和外柱面。如圖4a..b所示，環形柱狀磁體也可由若干瓦狀構件拼合而成，每一瓦狀構件的兩極分別是面積較大的兩個弧面。上述的環形柱狀磁體或瓦狀構件最好採用釹鐵硼材料製成。
傳統的揚聲器的有效磁流是在磁隙中垂直於音圈軸線分布的。見圖1c開放磁路結構將磁體的兩極通過T鐵和上夾板的傳導而旋轉了90度角呈垂直於音圈軸線分布的。
而本實用新型閉合磁路結構之磁體的兩極就是垂直於音圈軸線分布的，通過雙凹形鐵芯的傳導，使磁體的某一極旋轉了180度角而與另一磁極相互作用，在磁隙內產生呈線性均勻分布的強恆磁場，祥見圖2c所示。顯然閉合磁路結構省略了傳統機構的上夾板，從而使磁隙的深度和寬度比開放磁路結構的磁隙大很多，卻不會減少磁流的密度等因素。更重要的是，這種結構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，採用本閉合磁路結構的產品性能更好，例如高靈敏度、低失真、增強低頻輸出等。
因為閉合磁路結構的揚聲器對磁體的體積要求較小，一般情況下採用具有高四能級的鈦鐵用材料來製作。
圖5為使用閉合磁路結構的普通揚聲器示意圖。主要由折環1、錐盆2、支架3、防塵罩4、短路環5、雙凹形鐵芯6、環形柱狀磁體7、音圈8、定心支片8以及防磁金屬網10組成，其中環形柱狀磁體7和雙凹形鐵芯6構成本實用新型基本的閉合磁路結構。
圖6為倒裝閉合磁路結構的揚聲器示意圖，它與圖5實施例的原理相同，只是將閉合磁路結構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，並與其它相關構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為使用閉合磁路結構的彎曲振動平板揚聲器示意圖；上述的閉合磁路結構與定心支片、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構沒有傳統磁路結構的上夾板，與傳統揚聲器比較而言，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，並有很好的散熱性能，因磁回流通道是閉合的，沒有浪費掉的磁能，無須額外的防磁結構，即使在電視屏幕或電腦磁碟，硬碟驅動器旁也無須考慮防磁保護裝置。
所以，這種結構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、個人手提電腦、掌上PDA、袖珍家庭影院揚聲器、舞臺專業音響、汽車音響、HI-PI音響和超重低音的理想選擇。
權利要求1.一種揚聲器的閉合磁路結構，包括鐵芯和磁體，其特徵在於所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環形槽內，環形柱狀磁體的內柱面與雙凹形鐵芯環形槽的一壁面之間留有間隙。
2.根據權利要求1所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述環形柱狀磁體的兩極分別是內柱面和外柱面。
3.根據權利要求1或2所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述環形柱狀磁體是釹鐵硼磁體。
4.根據權利要求1所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述環形柱狀磁體由若干瓦狀構件拼合而成，每一瓦狀構件的兩極分別是面積較大的兩個弧面。
5.根據權利要求4所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述環形柱狀磁體的瓦狀構件是釹鐵硼構件。
6.根據權利要求1所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述環形柱狀磁體與雙凹形鐵芯環形槽的底部之間留有間隙，在所述間隙內設置防磁的短路環。
7.根據權利要求1所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於所述雙凹形鐵芯中心開有散熱孔。
8.根據權利要求1所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於雙凹形鐵芯由「U」形鐵和它中心的帶中心散熱孔的鐵柱組成。
9.根據權利要求7或8所述揚聲器的閉合磁路結構，其特徵在於在雙凹形鐵芯的中心散熱孔處設一防磁金屬網。
專利摘要一種揚聲器的閉合磁路結構，包括鐵芯和磁體，其特徵是所述鐵芯是雙凹形鐵芯，環形柱狀磁體嵌入雙凹形鐵芯的環形槽內，環形柱狀磁體的內柱面與雙凹形鐵芯環形槽的一壁面之間留有間隙(即磁隙)。環形柱狀磁體採用釹鐵硼磁體，磁隙內的磁流分布線性好，且均勻，將90％以上的磁能集中在磁隙內，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，並有很好的散熱性能；因磁回流通道是閉合的，沒有浪費掉的磁能，無須額外的防磁結構，在相同揚聲器性能指標條件下，採用閉合磁路結構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 優先權日2002年9月3日
發明者劉慶思, 魯非, 高磊 申請人:深圳市鴻瀚實業發展有限公司, 高磊