專利名稱：揚聲器及其所使用的磁回路的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動型的揚聲器及其所使用的磁回路。
背景技術：
近年來，隨著音響設備的省空間化，對搭載在它們中的揚聲器的小型輕量化的要求也在提高。對于揚聲器的小型輕量化來說由于磁回路的小型化是有效的，故使用高能積的Nd-Fe-B系磁鐵的情況多起來。由于Nd-Fe-B系磁鐵價格高，故從成本方面也對磁回路提出高效率的要求。又，尤其在車載用揚聲器中將可聽頻帶整體進行再現的寬帶揚聲器數量被用得很多。
這里，用圖6來說明以往的揚聲器。
以往的揚聲器由下述構件構成頂板31、載置在底板33上的在垂直方向被磁化的磁鐵32、軛鐵34、卷繞在音圈骨架36上的音圈35、振動板37、邊緣部38、減振器39、框架40、防塵罩41。在頂板31的外周面與軛鐵34的內周面之間形成磁隙a，在磁隙a中保持有音圈35。
一般，磁回路在內部具有磁鐵32的內磁型結構效率高，故內磁型結構對揚聲器的小型輕量化是有利的。但是，為了用內磁型實現高效率的磁回路，要使磁鐵32的直徑與頂板31的直徑相等，必須作成僅將來自磁鐵32的磁通集中于磁隙a的結構。
并且，為了作成與寬帶相對應的揚聲器，由于必須使由音圈35和音圈骨架36、防塵罩41所構成的振動系統為輕量的，故音圈35也必須是輕量的。
為了將音圈35的直流電阻作成一定并使音圈35輕量化，就必須以細的線徑作成較短的線長。因此，在寬帶揚聲器中音圈35的直徑就要減小。
音圈35存在于磁隙a中，根據電信號產生驅動力，由于是通過圈骨架36將驅動力傳遞給振動板37的結構，故對于作成使用高效率的內磁型的磁回路的寬帶揚聲器，其磁鐵32的直徑必然比音圈35的直徑要小。當磁鐵32的直徑較小時，向磁隙a供給的磁通量變少，音圈35上產生的驅動力也就變小。即，以往的內磁型結構的揚聲器效率較低，不能獲得足夠的音量。
相反，為了獲得足夠的驅動力，只要將磁鐵32的直徑做大即可，但當將磁鐵32的直徑做大時磁回路的效率降低，重量、體積、成本就增大。又，當增大音圈35的線徑并使線長增長來增大驅動力時，存在著音圈35變重的問題，要在小型輕量的磁回路上實現具有足夠效率的寬帶揚聲器是困難的。
作為解決上述問題的手段，在日本專利特開平7-23498號公報上揭示了一種使用以2個磁性相斥的磁鐵夾住中心板、使磁隙間的磁通密度提高的改進型磁回路的揚聲器。使用上述改進型磁回路的揚聲器是為使已經被磁化、相斥的2個磁鐵作成一體化而將2個磁鐵和中心板上開設的孔的內徑作成相同、并使用專用的夾具來組裝揚聲器。
但是，在上述改進型的磁回路中，由于為了使用上述夾具而將2個磁鐵的直徑、厚度等作成相同，故存著在放置在頂板上側的磁鐵的動作點較低、作為磁回路整體的效率降低的問題。又，由于在磁鐵內部具有孔，磁鐵容積減少。另外，在組裝磁回路時，必須使用專用夾具，存在著制造工序變得煩雜的問題。
本發明就是提供容易組裝的寬帶揚聲器及其所使用的揚聲器用磁回路，所述寬帶揚聲器解決了所述以往的揚聲器的問題，是小型輕量并具有足夠的效率。
發明內容
本發明的揚聲器具有由中心板、被配置在中心板的下面和上面并互相向磁性相斥的方向被磁化的第1磁鐵和第2磁鐵、配置在第1磁鐵下面的底板、與中心板的外周面之間形成磁隙的軛鐵構成的磁回路；具有保持于磁隙中的線圈的音圈骨架；與音圈骨架接合的振動板；與振動板的外周部接合的邊緣部；以及框架。
所述磁回路還具有配置在第2磁鐵上面的頂板，第2磁鐵和頂板是環狀的，第2磁鐵和頂板的內徑及外徑大致相等，且第2磁鐵和頂板的外徑比中心板的外徑較小，并且，在中心板的上面具有用于對第2磁鐵進行定位的凸部。
又，在所述凸部與第2磁鐵的抵接部之間可設置間隙，該間隙的大小被設定成在第2磁鐵呈最大偏心時，第2磁鐵是位于所述中心板的上面內。
又，本發明的另一實施形態的揚聲器是，將中心板、第1磁鐵、底板用鉚釘或螺栓等連接手段機械地連接而作成一體化。在所述連接時，中心板的孔和底板的孔具有大致相等的第1直徑，所述第1直徑作成小于第1磁鐵的孔的直徑(第2直徑)。另外，第1與第2直徑的差被設定成即使在第1磁鐵為最大偏心時，第1磁鐵也位于中心板的下面內。
圖1是本發明實施形態1的揚聲器的半剖視圖。
圖2(a)是同上揚聲器的展開例子的磁回路的半剖視圖。
圖2(b)是同上揚聲器的另一展開例子的磁回路的半剖視圖。
圖3(a)是實施形態2的揚聲器的磁回路的俯視圖。
圖3(b)是同上的剖視圖。
圖4是實施形態3的揚聲器的磁回路的剖視圖。
圖5是實施形態4的揚聲器的磁回路的半剖視圖。
圖6是以往的揚聲器的剖視圖。
具體實施例方式
以下，結合圖1-圖5對本發明的一實施形態進行說明。
(實施形態1)圖1是本發明實施形態1的揚聲器的半剖視圖，圖2(a)和圖2(b)是本實施形態另一展開例子的主要部分的磁回路的半剖視圖。
本發明的實施形態的揚聲器由下述構件構成在上部設有凸部1a的中心板1；與中心板1的下面粘接、在厚度方向被磁化的第1磁鐵2；與所述第1磁鐵2相反方向被磁化、與所述中心板1的上面粘接的環狀的第2磁鐵3；粘接在所述第2磁鐵3上面的頂板4；粘接在所述第1磁鐵2下面的底板5；與所述底板5的周面結合或與所述底板5形成一體的軛鐵6；具有卷繞在下端的線圈7的音圈骨架8；與所述軛鐵6接合的框架12；外周與所述框架12粘接、內周與所述音圈骨架8粘接、支承所述線圈骨架8的減振器11；外周通過邊緣部與所述框架12粘接、內周與所述音圈骨架8粘接結合的振動板9；以及防塵罩13。
下面，對本實施形態的揚聲器的詳細結構及動作進行說明。
首先說明磁回路。
從第1磁鐵2釋放的磁通，流入到中心板1的下面，通過由中心板1的外周面與軛鐵6的內周面形成的磁隙A，經過軛鐵6和底板5后返回磁鐵。另一方面，從第2磁鐵3釋放的磁通，流入到中心板1的上面，其大部分通過磁隙A，經過軛鐵6和頂板4之后返回磁鐵3。
如上所述，采用本實施形態，使第1磁鐵和第2磁鐵向相斥的方向磁化，并通過中心板1、即，配置在磁隙A的近旁，能作成使從磁鐵2和磁鐵3釋放的磁通的大部分向磁隙A集中的結構。因此，能實現高效率的磁回路。
在這樣的結構中，磁鐵3由于軛鐵6與頂板4間的間隙大而磁阻增大，故磁鐵3的動作點的磁通密度與磁鐵2的磁通密度相比為較低的值。即，磁導系數呈較小的狀態。一般，磁回路的磁阻越大，則磁鐵的動作點越低，磁化方向的厚度越小則越低。
但是，如本實施形態那樣，通過將磁鐵3作成環狀、使磁化方向的增厚，能將磁鐵3的動作點設定得高。另外，通過設置環狀的頂板4，能使磁鐵3的內部的磁通密度均勻化、并能獲得動作點的穩定化。
此外，在揚聲器動作時、尤其是大輸入功率時，磁鐵2及磁鐵3也因線圈7的發熱而成為高溫。為實現小型的磁回路，當使用高能的Nd-Fe-B系的磁鐵、動作點較低時，高溫減磁特別成為問題。但在本實施形態中，利用上述的環狀的磁鐵和環狀的頂板4的結構，可確保磁鐵3的動作點穩定，可抑制高溫減磁。
又，音圈骨架8的驅動力雖然是根據作為聲音信號向線圈7輸入的電氣信號而產生，但該驅動力當磁隙A的磁通密度越大時就越大，另外，當線圈7的線長越長時也就越大。
可是，在用1個揚聲器再現可聽頻帶整體的寬帶揚聲器的場合，振動系統必須是輕量的，使用比重大的金屬的線圈7也必須是輕量的。線圈7的線徑必然要小，為了作成具有其線長變短的特定的直流電阻值的線圈7，就要將線圈7設計得小。
由于線圈7被配置在磁隙A中，磁鐵2的直徑就比線圈7的直徑較小，但由于在本實施形態中配置著在與磁鐵2相斥方向磁化的磁鐵3，故在磁隙A中能獲得足夠的磁通密度。因此，一邊采用小型的磁回路，一邊能獲得具有足夠驅動力的寬帶揚聲器。
下面，對中心板1上的凸部1a的功能進行說明。
在利用粘接將中心板1與磁鐵3連接時，由于磁鐵是環狀的，故粘接面積較小，其粘接強度未必大。由于在中心板1的上面與磁鐵3的下面上作用著磁性吸引力，故在垂直方向上它們被脫開的可能性極小。因此，為了提高揚聲器產品的可靠性，就要防止磁鐵3連接時的橫向錯開，避免線圈部7與音圈骨架8的沖撞是重要的。
在本實施形態中，作成使設置于中心板1的中央部上的凸部1a與磁鐵相嵌合的結構。因此，能防止磁鐵3向水平方向的錯位，能提高產品的可靠性。另外，中心板1的凸部1a還由于成為磁鐵3的導向部而具有使磁回路的組裝變得容易的優點。并且，只要后述的由該凸部1a引起的對磁阻的不良影響在能忽略不計的范圍內，也可以將該凸部1a作為將頂板4裝入時的導向部。
又，為了使中心板1與第2磁鐵3的組裝成為更容易的步驟，只要在凸部1a的外徑與磁鐵3的內徑上設置若干間隙就能容易地嵌合。這時，由于該間隙，磁鐵3就稍微有點偏心，但是該偏心也可設定成磁鐵3的下面一定存在于中心板1的上面內的所述間隙的尺寸關系。利用這樣的設計，磁鐵3不會向磁隙A中伸出，也不會妨礙線圈部7及音圈骨架8的振動。
又，同樣地，將頂板4也設定在不妨礙線圈7和音圈骨架8的振動的位置，但通過盡可能地將頂板4做大而可使與軛鐵6之間的磁阻盡量減小，使磁回路的磁通密度增大，從而更能提高磁回路的效率。
又，最好將凸部的高度設定得較低，以使磁鐵3的上部與中心板3的凸部的磁阻增加、并使從凸部1a發出的磁通量不增大。
又，圖1中表示對于中心板1的中央部的零件加工方法也是容易的，設有單純形狀的圓板狀的凸部1a并嵌合在磁鐵3的內周側，但凸部1a的形狀不限于此。例如，在圖2(a)、圖2(b)的展開例上表示磁回路的剖面。也就是說，既可以如圖2(a)那樣將設置在中心板1上的凸部作成環狀的凸部1b，也可以如圖2(b)那樣作成設在中心板1的外周部上的環狀的凸部1c。這樣就也可以使凸部1a與磁鐵3的外周部相嵌合。
又，圖1所示的振動板9、邊緣部10、減振器11、框架12、防塵罩13僅表示了一般的揚聲器結構的一例子，本發明的揚聲器的結構當然可以不局限于此。減振器11只要由其他的支持裝置來支承音圈或振動板，作為揚聲器的結構要素可以不要。
(實施形態2)圖3(a)是本實施形態2的揚聲器的主要部分的磁回路的俯視圖，圖3(b)是其剖視圖。對于與實施形態1相同部分，標上相同符號并省略該說明來說明。
本實施形態與實施形態1的不同點是在中心板1上設置凸部1d，凸部1d與環狀的第2磁鐵3的內周抵接狀地同心狀設置有多個。
在本實施形態中，由于是將凸部1d多個地設置在中心板1的上面的結構，故能使凸部1d上面的總面積比實施形態1作成較小。因此，使凸部1d與磁鐵3上面的磁阻增大，使該處漏出的磁通量減少，因而使向磁隙A的磁通量增大而能提高磁回路的效率。
又，在圖3中凸部1d作成3個，并將其配置作成環狀，但該數字及配置形狀僅是一個例子，也可以不限于此。
又，在本實施形態中，雖然對凸部1d與磁鐵3的內周抵接的情況作了說明，但與實施形態1同樣地也可以允許磁鐵3具有不會妨礙線圈7及音圈骨架8的振動的程度的偏心。即，在凸部1d與磁鐵3之間設置若干間隙而可獲得組裝效率的提高。
(實施形態3)圖4是本發明第3實施形態的揚聲器的磁回路的剖視圖。
圖4的磁回路的與實施形態1的不同點是，在底板5、磁鐵2、中心板1的各自的中央部上設有孔，并利用鉚釘14將它們進行連接。
也就是說，本實施形態的磁回路，在中心板1、磁鐵2、底板5的中心部上設有孔，將非磁性的棒狀或圓筒狀的鉚釘14從底板5的下面穿通至所述中心板1的上面并將所述鉚釘14鉚接而牢固地進行固定。
由于中心板1的外周面與軛鐵6的內周面是形成磁隙A的部位，故對于它們起到較大的磁性吸引力的作用。與底板5粘接的磁鐵2和與磁鐵2粘接的中心板1只要應用以往一般的方法就成為粘接的連接。另一方面，粘接材料在高溫時粘接強度降低，由于小型的磁回路熱容量小，故在驅動揚聲器時容易變為高溫。因此，可能產生粘接可靠性降低，而在本實施形態中，由于利用鉚釘14連接所述結構要素，故能獲得連接可靠性的提高。
又，通過利用鉚釘14對中心板1、磁鐵2和底板5進行連接，就不需要使用粘接材料。也就是說，由于沒有粘接層，故能使由磁鐵2、中心板1、磁隙A、軛鐵6和底板5所形成的磁回路中的磁阻降低，從而能增加磁隙A的磁通。
又，在實際的揚聲器的制造中，將中心板1與磁鐵2、底板5、軛鐵6進行連接并使磁鐵2磁化，將第2磁鐵3與頂板4連接并使磁鐵3磁化，然后，將該2個組件連接而實現完成磁回路的工序。從該觀點出發，不是將磁回路整體一次地進行連接，而是用鉚釘將中心板1與磁鐵2與底板5進行連接的辦法是有效的。
又，圖中鉚釘14的形狀只是表示一個例子，鉚釘14的形狀不限于此。例如鉚釘14的形狀既可以是中空狀，也可以是螺栓狀。
又，將中心板1的孔與底板5的孔作成大致相等的直徑，將磁鐵2的孔的直徑作成比中心板1的孔的直徑和底板5的孔的直徑稍許大，即使在由鉚釘14的直徑與第1磁鐵2的孔的直徑之差所產生的磁鐵2的偏心為最大時，通過將磁鐵2的外周面與軛鐵6的內周面之間的距離設定成比磁隙A的寬度大，也能使磁鐵2的孔的研磨加工省略而能使成本降低。也就是說，雖然在使用高能的燒結體的Nd-Fe-B系磁鐵的場合，為了確保尺寸精度而需要研磨加工，但如前述的結構那樣，預先將磁鐵2的孔作成較大，如預先作成能插入鉚釘14的直徑的孔就可省略第1磁鐵2的孔的研磨加工，就能降低磁鐵2的制造成本。
又，如前述那樣，由于將磁鐵2的孔的直徑作成比中心板1的孔的直徑和底板5的孔的直徑大，加工步驟對磁鐵2的定位也不會要求嚴密性，還具有鉚釘14的插入變得容易的優點。
(實施形態4)圖5是本發明的第4實施形態的揚聲器的磁回路的半剖視圖。
本實施形態的磁回路，是使用圖5所示的磁回路B的結構。
具體地說，磁回路B包括夾住與第一板21的下面粘接的第一磁鐵23和第一板21并向與第一磁鐵23反方向被磁化的第二磁鐵24；在第二板22的下面夾住第一磁鐵23和第二板22并向與第一磁鐵23反方向被磁化的第三磁鐵25。
在本實施形態中，從第一磁鐵23釋放的磁通，流入眼第一板21，通過由板2 1的外周面和軛鐵6的內周面形成的第1磁隙a1，經過軛鐵6再通過在軛鐵6的內周面與第2板22的外周面形成的第2磁隙a2，然后經過板22的上面返回磁鐵23。
又，從第二磁鐵24釋放的磁通，流入到板21，通過磁隙a1，再經過軛鐵6之后返回磁鐵24。
另一方面，從第三磁鐵25釋放的磁通，經過軛鐵6再通過磁隙a2后，向板22流入并返回磁鐵25。
這時，使磁鐵23與磁鐵24磁性地相斥，并使磁鐵23與磁鐵25磁性地相斥，由于使該磁鐵24與板21鄰接、使磁鐵25與板22鄰接并配置在磁隙a1和磁隙a2的附近，故能作成使從磁鐵23、磁鐵24和磁鐵25釋放的大部分磁通向磁隙a1和a2集中的結構。因此，能實現高頻率的揚聲器用磁回路。
如以上那樣，由于配置向反方向磁化的磁鐵24和磁鐵25，故在磁隙上能獲得足夠的磁通密度。因此，即使在小型的揚聲器用磁回路中也能獲得足夠的驅動力，能實現小型的寬帶揚聲器。
又，作為揚聲器，在配置于磁隙a1、a2中的線圈29a上產生的驅動力，通過音圈骨架29而驅動振動板9，就放射出聲波。
又，板21與板22作成大致相同的形狀、尺寸和材質，磁鐵24與磁鐵25也作成大致相同的形狀、尺寸和材質，并且，若將磁鐵24和磁鐵25的直徑至少作成磁鐵23的直徑以下，能使磁隙a1與a2內的磁通密度相等。因此能使在它們的磁隙內的線圈29a中產生的驅動力相等。若采用該結構，能將磁通密度及驅動分布相對線圈29a的振幅方向作成上下對稱，就能抑制由磁的主要原因引起的上下振幅的非對稱失真。
又，磁鐵23與磁鐵24和磁鐵25相比，由于在磁回路方向從磁鐵來看的磁阻較小，占到向磁隙a1、a2供給的磁通的大部分。因此，在使磁鐵24和磁鐵25的直徑為最大時可作成與磁鐵23的直徑為相等的程度。即，通過將磁鐵23的直徑設定得盡量大，就能提高磁鐵整體的利用效率。
又，與板21、板22連接的磁鐵23、磁鐵24、磁鐵25和軛鐵26的連接，若應用以往一般的加工方法就能粘接，但如實施形態3中敘述的那樣，也可以利用鉚釘等的不使用粘接劑的方法。
產業上利用的可能性如以上那樣，若采用本發明，能向揚聲器磁回路的磁隙中供給足夠的磁通，能實現可再現足夠音量的寬帶的揚聲器。
權利要求
1.一種揚聲器，其特征在于，具有磁回路，其設有第1磁鐵、固定于所述第1磁鐵上下面上的第一板與第二板、由用所述第一板和第二板的外周面形成第一磁隙和第二磁隙的筒狀的軛鐵形成內周并被固定在所述第一板的上面且在與所述第1磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第二磁鐵、固定在所述第二板的下面并在與所述第一磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第三磁鐵；具有保持在所述第一和第二磁隙中的線圈的音圈骨架；與所述音圈骨架接合的振動板；與所述振動板的外周部接合的邊緣部；保持所述構成零件的框架。
2.如權利要求1所述的揚聲器，其特征在于，所述第一板和第二板由大致相同的材質和大致相同的形狀形成，所述第二磁鐵和第三磁鐵由大致相同的材質和大致相同的形狀形成，并且，所述第二磁鐵和第三磁鐵的直徑小于所述第一磁鐵的直徑。
3.一種揚聲器用磁回路，其特征在于，具有第1磁鐵；固定于所述第一磁鐵的上下面上的第一板和第二板；由用所述第一板和第二板的外周面形成第一磁隙和第二磁隙的筒狀的軛鐵形成內周并被固定在所述第一板的上面且向與所述第一磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第二磁鐵；固定在所述第二板的下面并在與所述第一磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第三磁鐵。
4.如權利要求1所述的揚聲器用磁回路，其特征在于，所述第一板和第二板用大致相同的材質和大致相同的形狀形成，所述第二磁鐵和第三磁鐵用大致相同的材質和大致相同的形狀芯層，并且，所述第二磁鐵和第三磁鐵的直徑小于所述第一磁鐵的直徑。
全文摘要
本發明提供了一種揚聲器，其包括磁回路，其設有第1磁鐵、固定于所述第1磁鐵上下面上的第一板與第二板、由用所述第一板和第二板的外周面形成第一磁隙和第二磁隙的筒狀的軛鐵形成內周并被固定在所述第一板的上面且在與所述第1磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第二磁鐵、固定在所述第二板的下面并在與所述第一磁鐵磁性相斥的方向被磁化的第三磁鐵；具有保持在所述第一和第二磁隙中的線圈的音圈骨架；與所述音圈骨架接合的振動板；與所述振動板的外周部接合的邊緣部；保持所述構成零件的框架。利用本發明的結構，能提供既小型、又有足夠驅動力的揚聲器。
文檔編號H04R9/06GK1547419SQ200410048830
公開日2004年11月17日 申請日期2001年8月24日 優先權日2000年8月24日
發明者鈴木隆司, 小浦哲司, 司 申請人:松下電器產業株式會社